JP6854325B2 - Electrophoresis device - Google Patents
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Description
本発明は、キャピラリカートリッジ及びそれを用いる電気泳動装置に係り、特にその取り付け性・放熱性向上技術に関する。 The present invention relates to a capillary cartridge and an electrophoresis device using the capillary cartridge, and particularly relates to a technique for improving the mountability and heat dissipation thereof.
近年、DNA解析は研究用途から病院等の臨床分野へと急速に適用範囲が広がっている。DNA解析の手段として、電気泳動によりDNAフラグメントを分離する方法があり、犯罪捜査や血縁関係の判定、疾患診断に使用されている。 In recent years, the scope of application of DNA analysis has rapidly expanded from research applications to clinical fields such as hospitals. As a means of DNA analysis, there is a method of separating DNA fragments by electrophoresis, which is used for criminal investigation, determination of blood relations, and disease diagnosis.
キャピラリ電気泳動は、分離媒体を充填したキャピラリを一定温度に保ち、高電圧をかけることで、帯電したDNAを塩基長ごとに分離する。キャピラリに励起光を照射し、キャピラリ内を通過するDNAの蛍光色素標識から発光される蛍光を検出することで、サンプルの塩基配列を読み取る事ができる。キャピラリ電気泳動に関する先行技術文献として例えば、特許文献1、2がある。
Capillary electrophoresis separates charged DNA by base length by keeping the capillary filled with the separation medium at a constant temperature and applying a high voltage. By irradiating the capillary with excitation light and detecting the fluorescence emitted from the fluorescent dye label of the DNA passing through the capillary, the base sequence of the sample can be read. Prior art documents relating to capillary electrophoresis include, for example,
特許文献1では、キャピラリとキャピラリを支持するフレーム、キャピラリ陰極部を保持するロードヘッダを有するキャピラリユニット及びそれを用いる電気泳動装置が開示されている。フレームはキャピラリを分離し且つ保持するセパレータを有し、キャピラリがセパレータを貫通することによってキャピラリを一定の形状に保持することができる。
特許文献2では、キャピラリとキャピラリを表面に配置する支持体、キャピラリと直接接触する温度制御用ヒータ、光学系、高圧電源から成る電気泳動装置が開示されている。キャピラリを直接ヒータに接触させる構造により、電気泳動分析時に所定温度まで昇温する時間を短縮することができる。
特許文献1では、キャピラリユニットを取り付ける際、キャピラリ両端部、キャピラリ中間の検出部の計3箇所を別々に取り付ける構造になっており、さらにそれぞれの箇所でカバー等を閉じる必要があり、少なくとも6ステップの手順が必要で、ユーザの操作が煩雑になってしまう。また、キャピラリの一部のみがフレームで保持されているため、取り付けの際に無理な力をかけて破損してしまうリスクがある。
In
特許文献2では、キャピラリはヒータと支持体に直接挟まれる構造となっているが、キャピラリと支持体が一体となったキャピラリカートリッジの取り付け方について詳細が検討されていなかった。
In
本発明の目的は、上記の課題を解決し、キャピラリカートリッジの取り付け性の改善を図った電気泳動装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above problems, to provide an electrophoresis apparatus for Improving the mounting of the capillary cartridge.
上記の目的を達成するため、本発明においては、キャピラリと、キャピラリの一端に設けられたキャピラリヘッドと、キャピラリの他端に設けられた電極と、キャピラリの一部に設けられた検出部とを有するキャピラリアレイと、キャピラリを支持する支持体とを有するキャピラリカートリッジと、キャピラリを所定の温度に保持する恒温槽と、を備えた電気泳動装置において、恒温槽またはキャピラリカートリッジの一方には、キャピラリカートリッジを恒温槽に位置決めするための位置決めピンを有し、恒温槽またはキャピラリカートリッジの他方には、位置決めピンを挿入するための位置決め穴を有し、位置決め穴に位置決めピンを挿入することで、キャピラリカートリッジは恒温槽に位置決めされる電気泳動装置を提供する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a capillary, a capillary head provided at one end of the capillary, an electrode provided at the other end of the capillary, and a detection unit provided at a part of the capillary are provided. In an electrophoresis apparatus including a capillary array having a capillary array, a capillary cartridge having a support for supporting the capillary, and a constant temperature bath for holding the capillary at a predetermined temperature, one of the constant temperature bath and the capillary cartridge is a capillary cartridge. Has a positioning pin for positioning the capacitor in the constant temperature bath, and the other side of the constant temperature bath or the capillary cartridge has a positioning hole for inserting the positioning pin, and by inserting the positioning pin into the positioning hole, the capillary cartridge Provides an electrophoresis device positioned in a thermostatic chamber.
本発明により、キャピラリカートリッジの取り付け性の改善を図った電気泳動装置を実現する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an electrophoresis apparatus with improved attachability of a capillary cartridge is realized .
以下、図面に従い、本発明の種々の実施例を説明する。種々の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付した。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings for explaining various examples, those having the same function are designated by the same reference numerals.
実施例1は、取り付け性の改善と短時間分析を実現するための放熱性能向上を図ったキャピラリカートリッジ、及びそれを用いた電気泳動装置の実施例である。すなわち、実施例1は、電気泳動装置に用いるキャピラリカートリッジであって、キャピラリと、キャピラリを支持する板状の支持体と、キャピラリの一端を束ねるキャピラリヘッドと、キャピラリの他端に設けられた電極と、キャピラリの一部に設けられた検出部と、キャピラリと支持体の間に設けられた放熱体とを備えたキャピラリカートリッジの実施例である。また、実施例1は、キャピラリと、キャピラリを支持する支持体と、キャピラリの一端を束ねるキャピラリヘッドと、キャピラリの他端に設けられた電極と、キャピラリの一部に設けられた検出部と、キャピラリと支持体の間に設けられた放熱体とを有するキャピラリカートリッジと、キャピラリを所定の温度に保持する恒温槽と、キャピラリに電気泳動媒体を注入するための注入機構と、キャピラリを用いた電気泳動時に光の照射と検出を行う照射検出部、とを備える電気泳動装置の実施例である。 Example 1 is an example of a capillary cartridge in which heat dissipation performance is improved in order to improve mountability and short-time analysis, and an electrophoresis apparatus using the same. That is, Example 1 is a capillary cartridge used in an electrophoresis apparatus, which includes a capillary, a plate-shaped support for supporting the capillary, a capillary head for bundling one end of the capillary, and an electrode provided at the other end of the capillary. This is an example of a capillary cartridge including a detection unit provided in a part of the capillary and a radiator provided between the capillary and the support. Further, in the first embodiment, a capillary, a support for supporting the capillary, a capillary head for bundling one end of the capillary, an electrode provided at the other end of the capillary, a detection unit provided in a part of the capillary, and a detection unit. A capillary cartridge having a radiator provided between the capillary and a support, a constant temperature bath for holding the capillary at a predetermined temperature, an injection mechanism for injecting an electrophoresis medium into the capillary, and electricity using the capillary. This is an example of an electrophoresis apparatus including an irradiation detection unit that irradiates and detects light during migration.
以下、図1〜図9を用いて、実施例1のキャピラリカートリッジ、及びそれを用いた電気泳動装置の構成及び配置、取り付け方法を説明する。図1に、実施例1のキャピラリ電気泳動装置の装置構成図を示す。本装置は、装置上部にある照射検出/恒温槽ユニット40と、装置下部にあるオートサンプラーユニット20の、二つのユニットに大きく分けることが出来る。
Hereinafter, the configuration, arrangement, and mounting method of the capillary cartridge of Example 1 and the electrophoresis apparatus using the capillary cartridge will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 shows an apparatus configuration diagram of the capillary electrophoresis apparatus of Example 1. This device can be roughly divided into two units, an irradiation detection / constant
上記の注入機構であるオートサンプラーユニット20には、サンプラーベース21の上にY軸駆動体23が搭載され、Y軸に駆動を行うことが出来る。Y軸駆動体23にはZ軸駆動体24が搭載され、Z軸に駆動を行うことが出来る。Z軸駆動体24の上にはサンプルトレイ25が搭載され、サンプルトレイ25の上に、泳動媒体容器28、陽極側緩衝液容器29、陰極側緩衝液容器33、サンプル容器26をユーザがセットする。サンプル容器26は、サンプルトレイ25上に搭載されたX軸駆動体22の上にセットされ、サンプルトレイ25上でサンプル容器26のみがX軸に駆動することが出来る。Z軸駆動体24には送液機構27も搭載される。この送液機構27は泳動媒体容器28の下方に配置される。
In the autosampler unit 20 which is the injection mechanism described above, a Y-
照射検出/恒温槽ユニット40には、上記の恒温槽である恒温槽ユニット41、恒温槽ドア43があり、中を一定の温度に保つことが出来る。恒温槽ユニット41の後方には上記の照射検出部である照射検出ユニット42が搭載され、電気泳動時の検出を行うことが出来る。恒温槽ユニット41の中に、後で詳述するキャピラリカートリッジ01をユーザがセットし、恒温槽ユニット41にてキャピラリを恒温に保ちながら電気泳動を行い、照射検出ユニット42にて検出を行う。また、恒温槽ユニット41には、電気泳動のための高電圧印加時にGNDに落とすための電極(陽極)44も搭載されてある。
The irradiation detection / constant
上記のように、キャピラリカートリッジ01は恒温槽ユニット41に固定される。泳動媒体容器28、陽極側緩衝液容器29、陰極側緩衝液容器33、サンプル容器26は、オートサンプラーユニット20にてYZ軸に駆動することができ、サンプル容器26のみ、さらにX軸に駆動することが出来る。固定されたキャピラリカートリッジ01のキャピラリに、泳動媒体容器28、陽極側緩衝液容器29、陰極側緩衝液容器33、サンプル容器26が、オートサンプラーユニット20の動きで任意の位置に自動で接続することが出来る。
As described above, the
図2に、図1に示したキャピラリ電気泳動装置を上面から見た図を示す。サンプルトレイ25上にセットされた陽極側緩衝液容器29には、陽極側洗浄層30、陽極側電気泳動用緩衝液層31、陽極側サンプル導入用緩衝液層32がある。また、陰極側緩衝液容器33には、廃液層34、陰極側洗浄層35、陰極側電気泳動用緩衝液層36がある。
FIG. 2 shows a top view of the capillary electrophoresis apparatus shown in FIG. The anode-side
泳動媒体容器28、陽極側緩衝液容器29、陰極側緩衝液容器33、サンプル容器26は図示のような位置関係に配置される。これにより、恒温槽ユニット41内のキャピラリカートリッジのキャピラリ02との接続の際の陽極側-陰極側の位置関係は、「泳動媒体容器28−廃液層34」、「陽極側洗浄層30−陰極側洗浄層35」、「陽極側電気泳動用緩衝液層31−陰極側電気泳動用緩衝液層36」、「陽極側サンプル導入用緩衝液層32−サンプル容器26」となる。
The electrophoresis medium container 28, the anode side
図3に、図2におけるA−A断面図を示す。泳動媒体容器28はサンプルトレイ25にセットされる。また、送液機構27は、送液機構27に内蔵されたプランジャが、泳動媒体容器28の下方になるように配置される。
FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The electrophoresis medium container 28 is set in the
電気泳動の際、キャピラリ02の図3における右側が陰極側となり、左側が陽極側となる。オートサンプラーユニット20が「陽極側電気泳動用緩衝液層31-陰極側電気泳動用緩衝液層36」の位置に移動し、陰極側のキャピラリ02に高電圧がかかり、陰極側緩衝液容器33、陽極側緩衝液容器29を介し、電極(陽極)44にてGNDに流すことで電気泳動を行う。なお、サンプルトレイ25の位置を固定して、照射検出/恒温槽ユニット40を可動にする装置構造にしても良い。
During electrophoresis, the right side of the capillary 02 in FIG. 3 is the cathode side, and the left side is the anode side. The auto sampler unit 20 moves to the position of "anode-side electrophoresis buffer layer 31-cathode-side
図4に、本実施例におけるキャピラリカートリッジの一構成の概略図を示す。キャピラリカートリッジ01は、キャピラリ02、支持体03、放熱体04、電極ホルダ05、検出部06、キャピラリヘッド07、電極(陰極)08、掴持部である把手09から構成されている。また、電極(陰極)08は、直接支持体03に固定された構造でも良い。なお、同図において、キャピラリカートリッジ01は、図4の手前側から把手09を備える支持体03、放熱体04、及びキャピラリ02の順に配置されている。
FIG. 4 shows a schematic view of one configuration of the capillary cartridge in this embodiment. The
キャピラリヘッド07は、キャピラリ02の端部であり、キャピラリ02を束ねて保持するとともに、泳動媒体を充填する注入端または排出端である。本実施例では、キャピラリカートリッジ01を電気泳動装置に取り付ける際に、キャピラリヘッド07と泳動媒体が貯蔵されている容器とを接続することで、注入端として機能する。キャピラリヘッドは、電気泳動装置に撓んだ状態で設置される。
The
図5には、図4に示した本実施例におけるキャピラリカートリッジの分解図を示す。放熱体04は、放熱体04の粘着性やタック性、あるいは化学的な接着や物理的な取り付け機構等により支持体03に貼りつけられている。また、キャピラリ02は、電極ホルダ05と検出部06が支持体03に取り付けられることで、一体構造となる。電極ホルダ05は、電極(陰極)08を保持しており、電極ホルダ05に形成された電極ホルダ固定ピン10を支持体03の電極ホルダ固定穴11に通すことで支持体03に固定される構造になっている。また、支持体03は検出部06を固定する検出部固定枠12を備えており、検出部06は、支持体03に形成された検出部固定枠12にはめこむことで支持体03に固定される。なお、14、16はそれぞれ検出部位置決めピンが入る位置決め穴、電極ホルダ位置決め穴である。
FIG. 5 shows an exploded view of the capillary cartridge in the present embodiment shown in FIG. The
キャピラリ02は、遮光及び強度を保持するための被覆が施された侠流路であり、例えばポリイミド被覆の施された内径約50μm程度の石英ガラス管である。この管に泳動媒体を充填して試料を泳動分離する泳動路となる。キャピラリ02と放熱体04が密着していることで、高電圧印加時にキャピラリ02から発生する熱を放熱体04により支持体03側へと逃がすことができ、キャピラリ02内部の温度上昇を防ぐことができる。
The capillary 02 is a pedestrian flow path coated for light shielding and maintaining strength, and is, for example, a quartz glass tube having an inner diameter of about 50 μm coated with polyimide. This tube is filled with an electrophoresis medium to serve as an electrophoresis path for electrophoretic separation of samples. Since the capillary 02 and the
電極(陰極)08は、キャピラリ02の本数に対応して存在し、電圧をかけることで、帯電した試料をキャピラリ02内に導入し、分子サイズごとに泳動分離を行うことができる。電極(陰極)08は、例えば内径0.1〜0.5m程度のステンレスパイプであり、この中にキャピラリ02が挿入されている。
Electrodes (cathodes) 08 exist corresponding to the number of
検出部06は、キャピラリ02の中間部に位置し、キャピラリ02が平面状に一定の精度で配列されている。検出部06はキャピラリ02内を通過する試料の蛍光を検出する箇所であり、装置の検出系の位置と高精度に位置合わせを行う必要がある。
The
図6に、本実施例のキャピラリカートリッジの支持体03と放熱体04の断面図を示す。放熱体04は、例えば放熱性能と絶縁性能を有する柔らかいシリコンゴムであり、ゴムの変形によりキャピラリとの接触面積を増やして放熱効果を増大するとともに、クッション性によりキャピラリの破損を防ぐことが可能である。ゴムのような柔らかい部材は、荷重がかかった際につぶれて変形してしまい、キャピラリとの接触面積が小さくなったり、空気層が形成されたりすることで熱伝導が妨げられてしまうため、硬度に合わせて形状や変形量をコントロールする必要がある。
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the
本実施例のキャピラリカートリッジの支持体03は箱型構造になっており、支持体03の外周部に設けられた、放熱体04側に突き出た突出部03Aにより、放熱体04が平面方向に一定の大きさ以上に変形できないよう制限している。また、放熱体04の端部と支持体03の外周部の間に空隙が設ける、すなわち、支持体03の突出部03Aまでのオフセット距離を、放熱体04の弾性率を踏まえて設計することで、放熱体04が突出部03Aを超えてはみだして変形することを防ぐことができる。また、支持体03の突出部03Aの高さは、放熱体04の厚みより低くしており、荷重がかかっても支持体03の高さ以上に放熱体04がつぶれることはない。このため、キャピラリカートリッジを取り付ける装置面に、放熱体04を確実に接触させることが可能である。例えば、放熱体04に熱伝導率0.1〜5W/m・Kのシリコンゴムを用いると、200W/m2・K以上の放熱性能を得ることができる。なお、放熱体04には、シリコン以外の各種ゴムやエラストマー、放熱ジェル等を使用してもよい。
The
図7に、本実施例のキャピラリカートリッジの取り付けの詳細図の一例を示す。電気泳動装置の恒温槽ユニット41側の取り付け面50に検出部位置決めピン13を取り付け、支持体03の位置決め穴14に通して押し込むと、検出部06がクリップ52により仮固定される。このとき同時に、取り付ける装置の恒温槽ユニット41側のテーパー形状の電極ホルダ位置決めピン15が、支持体03の電極ホルダ位置決め穴16に自動的に入るため、一つの動作でキャピラリカートリッジ01が恒温槽ユニット41に仮固定される。なお、電極ホルダ位置決めピン15と電極ホルダ位置決め穴16は取り付け場所が逆であっても良い。すなわち、電極ホルダと支持体は、一方に設けられた電極ホルダ位置決めピンを他方に設けられた電極ホルダ位置決め穴に通すことにより固定することができる。
FIG. 7 shows an example of a detailed view of mounting the capillary cartridge of this embodiment. When the detection unit positioning pin 13 is attached to the
図8に、クリップ52の断面図を示す。キャピラリカートリッジ01を取り付け面50に近づけていくと、同図上段に示すように検出部06がクリップ52の凸部にあたる事で一度クリップ52を押し込み、さらに近づけると、同図中段と下段に示すように検出部06はクリップ52の凸部を越え、クリップ52がバネ53の反力で検出部06を押さえて仮固定する構造になっている。このとき、凸部を越えると同時に、反力でクリップ52が瞬時に動くことでクリック音が鳴り、ユーザはキャピラリカートリッジ01が仮固定されたことを確認できるようになっている。
FIG. 8 shows a cross-sectional view of the
このように本実施例では、まず検出部06から先に位置決めすることで、検出部06と電気泳動装置の光学系とを確実に高精度に位置合わせすることができる。また、電極ホルダ位置決めピン15を図7に示したようにテーパー形状にすることで、装置ごとに電極ホルダ位置決めピン15の場所が多少ずれても確実に電極ホルダ位置決め穴16に入るようになるため、検出部06の位置が決まれば電極ホルダ05も仮固定することができる。そのためユーザは一連のキャピラリカートリッジ01取り付け操作を、掴持部である把手09を持って行うことができるため、検出部06を手で触れてしまったり、キャピラリ02を無理に曲げたりすることなく操作でき、ユーザビリティの向上と破損リスクの低減を実現する事ができる。
As described above, in this embodiment, by first positioning the
図9に、本実施例のキャピラリカートリッジのキャピラリの調整代の詳細図を示す。キャピラリ02内に泳動媒体を充填するため、キャピラリカートリッジ01取り付け時にキャピラリヘッド07と泳動媒体容器28とを接続するが、この時泳動媒体容器28の位置に合わせてキャピラリヘッド07の位置を動かさなければならない。なぜなら、キャピラリヘッド07と電極(陰極)08の先端部との高さが揃っていないと、キャピラリ02内の泳動媒体が移動してしまうサイフォン現象が起こってしまうため、高精度にこれらの高さを揃える必要があるからである。
FIG. 9 shows a detailed view of the capillary adjustment allowance of the capillary cartridge of this embodiment. In order to fill the capillary 02 with the migration medium, the
同図下段に示したように、検出部06からキャピラリヘッド07までのキャピラリ02の長さが、泳動媒体容器28などのポリマ容器までの最短距離に設計されていると、装置によってポリマ容器位置がずれた際に、キャピラリヘッド07を左右に動かすことで高さも変わってしまう。本実施例では、同図上段に示すように、検出部06からポリマ容器までの最短距離に、調整代分を加えた長さにキャピラリ02を設計しており、左右方向にキャピラリヘッド07を動かしても電極(陰極)08の先端部と同じ高さに揃えたままにすることができる。
As shown in the lower part of the figure, if the length of the capillary 02 from the
キャピラリカートリッジ01が完全に固定された状態でキャピラリヘッド07を動かすと、放熱体04を磨耗したり、キャピラリ02に無理な力がかかったりする恐れがあるため、本実施例では、キャピラリヘッド07を接続する前は、キャピラリカートリッジ01は一度仮固定される構造になっている。図8に示したように、検出部06はクリップ52のバネ53の反力によりカートリッジ平面方向に、クリップ52の凸部によりカートリッジ垂直方向に保持されているため、キャピラリ02が持つテンションで外れてしまったり、ユーザがキャピラリヘッド07を動かしてキャピラリカートリッジ01が外れてしまったりすることがないような構造になっている。
If the
そして、キャピラリヘッド07を泳動媒体容器28に接続した後、キャピラリカートリッジ01を図1に示した恒温槽ドア43で押し付けることで、検出部06を、クリップ52を押し込んで固定する。同時に電極ホルダ位置決めピン15が電極ホルダ位置決め穴16の奥まで入り込むことで、キャピラリカートリッジ01全体が完全に固定される。このとき、検出部位置決めピン13が奥まで入り込むことでクリック音が鳴り、ユーザはキャピラリカートリッジ01が完全に固定されたことを確認できるようになっている。なお、電極ホルダ05の固定部にクリップ52と同様な構造を用いてクリック音がなるようにしても良い。
Then, after connecting the
図10に、本実施例のキャピラリカートリッジ01取り付けのワークフローを示す。まず検出部06を仮固定し、同時に電極ホルダ05が仮固定される(S101)。次に、キャピラリヘッド07と泳動媒体容器28を接続し(S102)、最後に恒温槽ドア43を閉めることで、キャピラリカートリッジ01が押し込まれて固定され(S103)、取り付けが完了となる(S104)。このように、一箇所を固定する事で全体も自動的に固定される構造により、手順が少なくて済み、キャピラリ02取り付けの煩雑さを軽減することができる。
FIG. 10 shows a workflow for attaching the
図11、本実施例のキャピラリ02の周辺部の断面図を示す。放熱体04として、例えばシリコンゴムを用いると、キャピラリカートリッジ01を電気泳動装置側の取り付け面50に接触させて所定の荷重をかけた際に、放熱体04がキャピラリ02の形状に沿って変形するため、キャピラリ02との接触面積を大きくする事ができる。このとき、ドアにより放熱体04の面全体に均一に荷重をかけることで、取り付け面50と放熱体04との間に空気層を作りにくくしている。逆に、完全に空気層がなくなると、放熱体04が吸盤のようなってしまい、キャピラリカートリッジ01が取り外せなくなる可能性がある。本実施例では、間にキャピラリ02を挟んだ一体構造であり、キャピラリ02が放熱体04の外側まで配置されており、空気層が完全になくなることはない。そのため、取り付け面50にくっついてしまうことなく簡単に取り外すことが可能である。
FIG. 11 shows a cross-sectional view of the peripheral portion of the capillary 02 of this embodiment. When silicon rubber is used as the
図12に、本実施例の恒温槽ドアの一構造例を示し、恒温槽ドアはバネ等の弾性体を挟んだ2段構造を有する。すなわち、恒温槽ドア43は、ドア支持体58に1個以上の押し板用バネ56を介して押し板57がついた2段構造となっており、クッション性を持たせている。バネ定数を調節することで、恒温槽ドア43が閉まった際にキャピラリカートリッジ01にかかる荷重をコントロールすることができる。例えば、バネ定数3N/mmのバネ53を12個用いると、恒温槽ドア43を閉めた際に30Nの荷重をかけることができる。
FIG. 12 shows an example of a structure of the constant temperature bath door of this embodiment, and the constant temperature bath door has a two-stage structure sandwiching an elastic body such as a spring. That is, the constant temperature bath door 43 has a two-stage structure in which the
以上詳述した実施例1のキャピラリカートリッジにより、その一部に検出部が設けられたキャピラリと、キャピラリを支持する板状の支持体との間に放熱体を設けることにより、放熱体によりキャピラリ内部の温度上昇を抑えることができるため、発熱量が大きくなる高電圧印加条件下での電気泳動を可能にし、分析時間を短縮することができる。また、キャピラリと支持体と放熱体を一体化させた構造にして取り付けの際の固定箇所を減らす事で操作の煩雑さを改善することが可能となる。 According to the capillary cartridge of the first embodiment described in detail above, the radiator is provided inside the capillary by providing a radiator between the capillary provided with the detection unit in a part thereof and the plate-shaped support supporting the capillary. Since the temperature rise can be suppressed, electrophoresis can be performed under high voltage application conditions in which the amount of heat generated is large, and the analysis time can be shortened. In addition, it is possible to improve the complexity of operation by reducing the number of fixing points at the time of mounting by forming a structure in which the capillary, the support, and the heat radiating body are integrated.
更に、本実施例では、検出部とキャピラリの陰極電極部が支持体に保持された一体構造になっており、支持体とキャピラリの陽極電極部の2箇所を固定してキャピラリカートリッジ全体を電気泳動装置のドア機構で押し付ければ固定されるので、簡単に少ない手順で取り付けることができる。また更に、キャピラリの配置も支持されているため、破損リスクも低減することが可能である。 Further, in this embodiment, the detection unit and the cathode electrode portion of the capillary are held by the support, and the entire capillary cartridge is electrophoresed by fixing the support and the anode electrode portion of the capillary. Since it is fixed by pressing it with the door mechanism of the device, it can be easily installed with a few steps. Furthermore, since the placement of the capillaries is also supported, the risk of breakage can be reduced.
さらに又、本実施例では、キャピラリが高い熱伝導性をもつ部材に直接接触していることで、電気泳動時に高電圧を印加してキャピラリから発生する熱を逃がすことができる。これにより、キャピラリ内部の温度が所定温度で安定となるため、電気泳動装置の分析性能が向上し、分析時間を短縮させることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the capillary is in direct contact with a member having high thermal conductivity, a high voltage can be applied during electrophoresis to release heat generated from the capillary. As a result, the temperature inside the capillary becomes stable at a predetermined temperature, so that the analysis performance of the electrophoresis apparatus can be improved and the analysis time can be shortened.
実施例2は、キャピラリカートリッジの放熱体の形状をキャピラリが支持体を這う領域に対応した平面形状としたキャピラリカートリッジの実施例である。図13に示すように、キャピラリの熱を放熱できる分の最低限の熱容量は保ったまま、キャピラリの形状に合うように放熱体04の領域を限定することで、放熱性能を保ったままキャピラリカートリッジのコストを低減できる。例えば、図5に示したキャピラリ02の周辺部のみに放熱体04を配置し、熱容量を50J/Kに減らした状態でも、200W/m2・K以上の放熱性能を得ることができる。本図においても、放熱体04は、支持体03の裏側に配置されているので、点線枠で示した。なお、放熱体04は、長方形等の単純な形状のシートをつなぎ合わせて支持体03に貼り付けても良い。更に、放熱体04の形状に合わせて支持体03の形状を小さくしても良く、よりコストの低減を行うことができる。
The second embodiment is an embodiment of the capillary cartridge in which the shape of the radiator of the capillary cartridge is a flat shape corresponding to the region where the capillary crawls on the support. As shown in FIG. 13, the area of the
実施例3は、検出部と電極ホルダを別々に固定する構成のキャピラリカートリッジの実施例である。電極ホルダは、実施例1と同様、装置側の電極ホルダ位置決めピンを電極ホルダ位置決め穴に通すことで固定される。一方、検出部06は、図14に示すように、支持体03とS字型の検出部保持部材54で繋がった構成とすることにより、柔軟に平面状に位置を動かして位置を合わせて、固定することができる。本実施例により、より簡単に取り付け作業を行うことができる。
Example 3 is an example of a capillary cartridge having a configuration in which the detection unit and the electrode holder are fixed separately. The electrode holder is fixed by passing the electrode holder positioning pin on the device side through the electrode holder positioning hole as in the first embodiment. On the other hand, as shown in FIG. 14, the
実施例4は、キャピラリカートリッジの把手の代わりに、支持体に掴持部として機能する持ち手用穴を設ける実施例である。図15に示すような、支持体03の持ち手用穴55にユーザが指を入れてキャピラリカートリッジ01を持って操作することで、持ち運び時や取り付け時の落下リスクを低減することができる。また、持ち手用穴55を検出部付近に配置させることで、より位置決めがしやすくなる。あるいは持ち手用穴55を中心部付近にバランスよく離して配置することで、取り外す際にかかる力が一箇所に集中することなく分散し、支持体03の変形やゆがみを防ぐことができ、取り付け作業、取り外し作業の効率向上を図ることができる。
The fourth embodiment is an embodiment in which a hole for a handle that functions as a grip portion is provided in the support instead of the handle of the capillary cartridge. By inserting a finger into the
実施例5は、キャピラリカートリッジの支持体を2段構造にした実施例である。図16に示すように、放熱体04が付けられる支持体03の裏側に押し板57を取り付け、支持体03と押し板57との間に1個以上の押し板用バネ56を入れた2段構造にすることで、キャピラリカートリッジ自体にクッション性を持たせることができる。本実施例の場合は、実施例1で説明したような恒温槽ドア43を2段構造にする必要は無い。
Example 5 is an example in which the support of the capillary cartridge has a two-stage structure. As shown in FIG. 16, a
以上詳述したように、本発明により、放熱体によりキャピラリ内部の温度上昇を抑えることができるため、発熱量が大きくなる高電圧印加条件下での電気泳動を可能にし、分析時間を短縮することができる。また、キャピラリと支持体を一体化させた構造にして取り付けの際の固定箇所を減らす事で操作の煩雑さを改善することができる。これにより、分析性能の向上とユーザビリティの向上の両立が可能になる。 As described in detail above, according to the present invention, since the temperature rise inside the capillary can be suppressed by the radiator, it is possible to perform electrophoresis under high voltage application conditions in which the amount of heat generated is large, and the analysis time can be shortened. Can be done. In addition, the complexity of the operation can be improved by reducing the number of fixing points at the time of mounting by making the structure in which the capillary and the support are integrated. This makes it possible to improve both analysis performance and usability.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、電気泳動装置の恒温槽ユニット側の取り付け面に検出部位置決め穴を形成し、支持体に形成された検出部位置決めピン押し込む構成とすることも可能である。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, the above-mentioned examples have been described in detail for a better understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations of the description. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration. For example, it is also possible to form a detection unit positioning hole on the mounting surface of the electrophoresis apparatus on the constant temperature bath unit side and push the detection unit positioning pin formed on the support. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
01:キャピラリカートリッジ,02:キャピラリ,03:支持体,04:放熱体,05:電極ホルダ,06:検出部,07:キャピラリヘッド,08:電極(陰極),09:把手,10:電極ホルダ固定ピン,11:電極ホルダ固定穴,12:検出部固定枠,13:検出部位置決めピン,14:位置決め穴,15:電極ホルダ位置決めピン,16:電極ホルダ位置決め穴,20:オートサンプラーユニット,21:サンプラーベース,22:X軸駆動体,23:Y軸駆動体,24:Z軸駆動体,25:サンプルトレイ,26:サンプル容器,27:送液機構,28:泳動媒体容器,29:陽極側緩衝液容器30:陽極側洗浄層,31:陽極側電気泳動用緩衝液層,32:陽極側サンプル導入用緩衝液層,33:陰極側緩衝液容器,34:廃液層,35:陰極側洗浄層,36:陰極側電気泳動用緩衝液層,40:照射検出/恒温槽ユニット,41:恒温槽ユニット42:照射検出ユニット,43:恒温槽ドア,44:電極(陽極),50:取り付け面,52:クリップ,53:バネ,54:検出部保持部材,55:持ち手用穴,56:押し板用バネ,57:押し板,58:ドア支持体 01: Capillary cartridge, 02: Capillary, 03: Support, 04: Radiator, 05: Electrode holder, 06: Detector, 07: Capillary head, 08: Electrode (cathode), 09: Handle, 10: Electrode holder fixed Pin, 11: Electrode holder fixing hole, 12: Detection part fixing frame, 13: Detection part positioning pin, 14: Positioning hole, 15: Electrode holder positioning pin, 16: Electrode holder positioning hole, 20: Auto sampler unit, 21: Sampler base, 22: X-axis drive body, 23: Y-axis drive body, 24: Z-axis drive body, 25: sample tray, 26: sample container, 27: liquid feeding mechanism, 28: electrophoresis medium container, 29: anode side Buffer container 30: Electrode side cleaning layer, 31: Electrode side electrophoresis buffer layer, 32: Electrode side sample introduction buffer layer, 33: Electrode side buffer container, 34: Waste liquid layer, 35: Electrode side cleaning Layer, 36: Buffer layer for electrophoresis on the cathode side, 40: Irradiation detection / constant temperature bath unit, 41: Constant temperature bath unit 42: Irradiation detection unit, 43: Constant temperature bath door, 44: Electrode (anode), 50: Mounting surface , 52: Clip, 53: Spring, 54: Detection part holding member, 55: Handle hole, 56: Push plate spring, 57: Push plate, 58: Door support
Claims (9)
前記キャピラリを支持する支持体とを有するキャピラリカートリッジと、
前記キャピラリを所定の温度に保持する恒温槽と、を備えた電気泳動装置において、
前記恒温槽または前記キャピラリカートリッジの一方には、前記キャピラリカートリッジを前記恒温槽に位置決めするための位置決めピンを有し、
前記恒温槽または前記キャピラリカートリッジの他方には、前記位置決めピンを挿入するための位置決め穴を有し、
前記位置決め穴に前記位置決めピンを挿入することで、前記キャピラリカートリッジは前記恒温槽に位置決めされ、
前記恒温槽の前記キャピラリカートリッジの取り付け面は、弾性体を備えるクリップと、前記弾性体を固定するための支柱とを有し、前記クリップは、前記弾性体の反力により検出部を保持する、
ことを特徴とする電気泳動装置。 A capillary array having a capillary, a capillary head provided at one end of the capillary, an electrode provided at the other end of the capillary, and a detection unit provided at a part of the capillary.
A capillary cartridge having a support that supports the capillary,
In an electrophoresis apparatus provided with a constant temperature bath for holding the capillary at a predetermined temperature.
One of the constant temperature bath or the capillary cartridge has a positioning pin for positioning the capillary cartridge in the constant temperature bath.
The constant temperature bath or the other of the capillary cartridge has a positioning hole for inserting the positioning pin.
By inserting the positioning pin into the positioning hole, the capillary cartridge is positioned in the constant temperature bath .
The mounting surface of the capillary cartridge in the constant temperature bath has a clip provided with an elastic body and a support column for fixing the elastic body, and the clip holds a detection portion by a reaction force of the elastic body .
An electrophoresis device characterized in that.
前記キャピラリアレイは、前記電極を保持する電極ホルダを有し、
前記位置決めピン及び前記位置決め穴は、前記電極ホルダの位置決めを行い、
前記恒温槽は、前記キャピラリカートリッジ側に突出した前記位置決めピンを有し、
前記キャピラリカートリッジは、前記位置決めピンを挿入するための前記位置決め穴を有し、
前記位置決めピンは、前記恒温槽側から前記キャピラリカートリッジに向かって断面積が小さくなるように傾斜したテーパー形状になっている、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus according to claim 1,
The capillary array has an electrode holder that holds the electrodes.
The positioning pin and the positioning hole position the electrode holder, and the positioning pin and the positioning hole are used to position the electrode holder.
The constant temperature bath has the positioning pin protruding toward the capillary cartridge.
The capillary cartridge has the positioning hole for inserting the positioning pin.
The positioning pin has a tapered shape that is inclined so that the cross-sectional area becomes smaller from the constant temperature bath side toward the capillary cartridge.
An electrophoresis device characterized in that.
前記キャピラリを用いた電気泳動時に光の照射と検出を行う照射検出部を有し、
前記検出部は、前記キャピラリを前記支持体に設けられた検出部保持部材と繋げることで、支持体に対し可動であり、
前記検出部は、前記照射検出部に位置を合わせて固定される、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus of claim 2,
It has an irradiation detection unit that irradiates and detects light during electrophoresis using the capillary.
The detection unit is movable with respect to the support by connecting the capillary to the detection unit holding member provided on the support.
The detection unit is aligned and fixed to the irradiation detection unit.
An electrophoresis device characterized in that.
前記位置決めピンは、前記検出部及び前記電極ホルダをそれぞれ位置決めするための検出部位置決めピンと、電極ホルダ位置決めピンとを有し、
前記位置決め穴は、前記検出部を位置決めするための検出部位置決め穴と、電極ホルダ位置決め穴とを有する、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus of claim 2,
The positioning pin has a detection unit positioning pin for positioning the detection unit and the electrode holder, respectively, and an electrode holder positioning pin.
The positioning hole has a detection unit positioning hole for positioning the detection unit and an electrode holder positioning hole.
An electrophoresis device characterized in that.
前記クリップには、先端に突起部を有し、
前記突起部により、前記検出部を保持する、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus of claim 1,
The clip has a protrusion at the tip and has a protrusion.
The protrusion holds the detection unit.
An electrophoresis device characterized in that.
前記検出部の固定箇所から前記キャピラリヘッドの固定箇所までの距離が、前記検出部から前記キャピラリヘッドまでのキャピラリ長さよりも短く、
前記キャピラリヘッドと前記電極の高さをそろえて固定する、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus of claim 2,
The distance from the fixed portion of the detection unit to the fixed portion of the capillary head is shorter than the capillary length from the detection unit to the capillary head.
Align and fix the height of the capillary head and the electrode.
An electrophoresis device characterized in that.
前記恒温槽は、恒温槽ドアを有し、
前記キャピラリカートリッジを前記恒温槽ドアで押しつけることで、前記キャピラリカートリッジを前記恒温槽に固定し、
前記恒温槽ドアは、弾性体を挟んだ2段構造を有する、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The constant temperature bath has a constant temperature bath door and has a constant temperature bath door.
By pressing the capillary cartridge with the constant temperature bath door, the capillary cartridge is fixed to the constant temperature bath.
The constant temperature bath door has a two-stage structure sandwiching an elastic body.
An electrophoresis device characterized in that.
前記恒温槽は、恒温槽ドアを有し、
前記キャピラリカートリッジを前記恒温槽ドアで押しつけることで、前記キャピラリカートリッジを前記恒温槽に固定し、
前記支持体は、弾性体を挟んだ2段構造を有する、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The constant temperature bath has a constant temperature bath door and has a constant temperature bath door.
By pressing the capillary cartridge with the constant temperature bath door, the capillary cartridge is fixed to the constant temperature bath.
The support has a two-stage structure sandwiching an elastic body.
An electrophoresis device characterized in that.
前記支持体と前記キャピラリアレイの間には、クッション性を有するシートを備える、
ことを特徴とする電気泳動装置。 In the electrophoresis apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A cushioning sheet is provided between the support and the capillary array.
An electrophoresis device characterized in that.
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