JPH05223778A - Electrophoretic device - Google Patents

Electrophoretic device

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JPH05223778A
JPH05223778A JP4026505A JP2650592A JPH05223778A JP H05223778 A JPH05223778 A JP H05223778A JP 4026505 A JP4026505 A JP 4026505A JP 2650592 A JP2650592 A JP 2650592A JP H05223778 A JPH05223778 A JP H05223778A
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JP
Japan
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sample
capillary
migration path
concentrating
migration
Prior art date
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Pending
Application number
JP4026505A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Takahashi
智 高橋
Hideki Kanbara
秀記 神原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05223778A publication Critical patent/JPH05223778A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electrophoretic device which can detect a sample which is subjected to molecular weight separation with high sensitivity. CONSTITUTION:A sample condensing section 2 constituted of a molecular sieve film is installed to part of an electrophoretic path constituted of capillaries 1 and 3. A sample is gathered into and condensed in the section 2 by applying a voltage across electrode tanks 5 and 4 after the sample is injected into the capillary 1. Then the sample is electrophoretically moved by applying a voltage across electrode tanks 6 and 5 and a molecular weight separating pattern is measured. Since the sample condensing section is installed to the electrophoretic path, an electrophoretic device, in the electrophoretic path of which the concentration of the sample is substantially increased and which can detect DNA, protein, sugar, etc., with high sensitivity can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、核酸、蛋白、糖等を分
離し分析する電気泳動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophoretic device for separating and analyzing nucleic acids, proteins, sugars and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気泳動は、DNA、蛋白、糖等の生体
関連物質を分離・分析する手段として有効である。電気
泳動のための媒体としては、アガロース、ポリアクリル
アミドゲル等が主に利用されている。これらは、2枚の
ガラス板の間に作成した平板ゲル、キャピラリー内部に
作成したキャピラリーゲル等の形状で使用されている。
また、さらに電気泳動の媒体としてゲルを用いず、緩衝
液のみを使用する方法も検討され、現在内径100μm
以下のキャピラリーを用いたキャピラリー電気泳動も注
目されている。
2. Description of the Related Art Electrophoresis is effective as a means for separating and analyzing bio-related substances such as DNA, proteins and sugars. As a medium for electrophoresis, agarose, polyacrylamide gel and the like are mainly used. These are used in the form of a flat gel formed between two glass plates, a capillary gel formed inside a capillary, or the like.
In addition, a method of using only a buffer solution without using a gel as an electrophoretic medium has been investigated. Currently, the inner diameter is 100 μm.
Capillary electrophoresis using the following capillaries is also drawing attention.

【0003】キャピラリーゲル電気泳動やキャピラリー
ゾーン電気泳動等のキャピラリーを使用した電気泳動で
は、キャピラリーの径が小さいため、泳動媒体の体積当
たりの表面積が大きく、ジュール熱の放散が容易にな
る。そのため、高電圧を印加しても温度上昇が抑えら
れ、結果的に通常の電気泳動に比べて高電圧を印加する
ことができ、短時間に高分離能が得られる。また、キャ
ピラリーの径が小さいために、試料の絶対量は数十nL
(ナノリットル)程度と少なくて済み、微量分析に適し
ている。電気泳動により分離した試料の検出には、UV
検出器による吸光度、またはレーザ励起蛍光測定装置等
による蛍光強度等が使用される。これらのキャピラリー
電気泳動については、例えば、ぶんせき、第8号、59
9頁〜606頁(1991年)(Bunseki、No
8、599〜606(1991))に記載されている。
In electrophoresis using capillaries such as capillary gel electrophoresis and capillary zone electrophoresis, since the diameter of the capillaries is small, the surface area per volume of the electrophoretic medium is large and the Joule heat can be easily dissipated. Therefore, even if a high voltage is applied, the temperature rise is suppressed, and as a result, a higher voltage can be applied as compared with normal electrophoresis, and high resolution can be obtained in a short time. Also, due to the small diameter of the capillaries, the absolute amount of sample is several tens nL.
It is small (nanoliter) and suitable for trace analysis. UV is used for detection of samples separated by electrophoresis.
Absorbance by a detector, fluorescence intensity by a laser-excited fluorescence measuring device, or the like is used. For these capillary electrophoresis, see, for example, Bunseki, No. 8, 59.
Pages 9-606 (1991) (Bunseki, No)
8, 599-606 (1991)).

【0004】また、キャピラリーゲル電気泳動をDNA
断片の分離分析に応用する試みもある。例えば、ニュク
レイック アシッド リサーチ、第18巻、1415頁
〜1419頁(1990年)(Nucleic Aci
d Research、18、1415〜1419(1
990))に記載の方法では、75μmの内径のキャピ
ラリーを使用し、9kVの高電圧を印加することで、D
NA断片等の高速及び高分離検出を図っている。本方法
の検出部は、キャピラリーの軸とレーザ光の照射軸と
を、垂直方向から25度程度傾斜させ、レーザ光をキャ
ピラリーの中心部に約20μm径に集光して照射し、生
じる蛍光をバンドパス干渉フィルタ等で分光して検出し
ている。
Further, capillary gel electrophoresis is applied to DNA.
There are also attempts to apply it to the separation and analysis of fragments. For example, Nucleic Acid Research, Vol. 18, pp. 1415-1419 (1990) (Nucleic Aci)
d Research, 18, 1415-1419 (1
990)), a capillary with an inner diameter of 75 μm is used, and a high voltage of 9 kV is applied to obtain a D
High-speed and high-resolution detection of NA fragments and the like is aimed at. The detection part of this method tilts the axis of the capillary and the irradiation axis of the laser light by about 25 degrees from the vertical direction, and irradiates the central part of the capillary with the laser light focused to a diameter of about 20 μm and irradiates the generated fluorescence. A bandpass interference filter or the like is used for spectral detection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】電気泳動装置では、試
料の微量化等に伴い、検出感度の高感度化が望まれてい
る。一般に、電気泳動状態での蛍光測定では、目的とす
る蛍光体自体からの蛍光の他に、背景光として、ゲルに
よる励起光の散乱光(レーリー散乱など)、ゲルの支持
体例えばキャピラリー内壁、外壁での散乱光、ゲル自体
の蛍光が生じる。特にキャピラリーはその断面が円であ
り、励起光が散乱しやすい形状である。また、キャピラ
リー径が小さいために散乱光の発生するキャピラリー内
壁や外壁と試料からの蛍光発光位置とが非常に近接し、
空間的に両者を分離することも困難である。そのため、
バックグラウンドが高くなり、検出感度の低下を招きや
すいという問題があった。
In the electrophoretic device, it is desired to increase the detection sensitivity with the miniaturization of the sample. Generally, in fluorescence measurement in an electrophoretic state, in addition to fluorescence from the target phosphor itself, scattered light of excitation light by the gel (Rayleigh scattering, etc.) as the background light, the gel support such as the inner wall of the capillary, the outer wall Scattered light at, and fluorescence of the gel itself occur. In particular, the capillary has a circular cross section, and has a shape in which excitation light is easily scattered. In addition, since the capillary diameter is small, the inner and outer walls of the capillary where scattered light is generated are very close to the fluorescence emission position from the sample,
It is also difficult to spatially separate the two. for that reason,
There is a problem that the background becomes high and the detection sensitivity is likely to be lowered.

【0006】なお上述したように、キャピラリー電気泳
動では、分析する試料の絶対量が少ないのが特徴であ
り、極微量の試料を検出することができる。しかし一般
にキャピラリーそのものを光学検出の光学セルとするた
め、光路長がキャピラリーの内径以下となり、濃度感度
は必ずしも良くない。濃度感度は光路長に比例し、通常
の光学セルの光路長が2mm〜10mmであるのに対
し、キャピラリーの場合は25〜100μm程度以下で
あるため、感度が低下することになる。そのため、キャ
ピラリー電気泳動に適した高感度な検出法が重要な課題
となっていた。
As described above, the capillary electrophoresis is characterized in that the absolute amount of the sample to be analyzed is small, and an extremely small amount of sample can be detected. However, since the capillary itself is generally used as an optical cell for optical detection, the optical path length is less than or equal to the inner diameter of the capillary, and the concentration sensitivity is not always good. The density sensitivity is proportional to the optical path length, and the optical path length of a normal optical cell is 2 mm to 10 mm, whereas in the case of a capillary, it is about 25 to 100 μm or less, so the sensitivity is lowered. Therefore, a highly sensitive detection method suitable for capillary electrophoresis has been an important issue.

【0007】一般に、吸光度による感度に比べて蛍光測
定での感度が高く、ニュクレイックアシッド リサー
チ、第18巻、1415頁〜1419頁(1990年)
(Nucleic Acid Research、1
8、1415〜1419(1990))に記載の方法で
は、蛍光測定により試料を検出している。しかし、蛍光
測定でもその全蛍光強度は光路長に比例するため、通常
の光学セルと比べて感度が低下する。なおキャピラリー
ゲル電気泳動では、試料がゲル部に導入されるときに濃
縮され、ゲル中での試料濃度が実効的に増大し、感度の
向上が期待できるが、しかし逆にゲルによる散乱光・蛍
光も増大する。そのため、高感度な検出法が重要な課題
となっていた。本発明の目的は、上記の問題点を解決
し、電気泳動により分離される試料を高感度に検出・解
析するための電気泳動装置を提供することにある。
Generally, the sensitivity in fluorescence measurement is higher than that by absorbance, and Nucleic Acid Research, Vol. 18, pp. 1415-1419 (1990).
(Nucleic Acid Research, 1
8, 1415-1419 (1990)), the sample is detected by fluorescence measurement. However, even in the fluorescence measurement, the total fluorescence intensity is proportional to the optical path length, so that the sensitivity is lower than that of a normal optical cell. In capillary gel electrophoresis, the sample is concentrated when it is introduced into the gel, and the sample concentration in the gel is effectively increased, which can be expected to improve the sensitivity, but conversely, the scattered light and fluorescence from the gel are expected. Also increases. Therefore, a highly sensitive detection method has been an important issue. An object of the present invention is to solve the above problems and provide an electrophoretic device for highly sensitively detecting and analyzing a sample separated by electrophoresis.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、試料を電気
泳動させて検出し解析する電気泳動装置において、泳動
路を試料が注入される第1の泳動路と、この試料が濃縮
される試料濃縮部と、この濃縮された試料が泳動分離さ
れる第2の泳動路とで分岐することなく構成し、さらに
第1の泳動路と試料濃縮部と第2の泳動路を順に連結、
つまり、第1の泳動路の一端と試料濃縮部の一端を連結
させ、試料濃縮部のもう一方の端と第2の泳動路の一端
を連結する構造を有する電気泳動装置によって達成でき
る。試料濃縮部は、少なくともその一部が分子ふるい効
果を有する筒状担体であり、第1及び第2の泳動路とほ
ぼ同軸状に連結する構造とすることで達成できる。また
試料濃縮部は、第1の泳動路の軸と第2の泳動路の軸の
交差位置近傍に配置した分子ふるい膜によって達成でき
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The above object is to provide an electrophoretic device for electrophoresing a sample for detection and analysis, and a first electrophoretic path into which the sample is injected and a sample to which the sample is concentrated. The concentrating section and the second migration path through which the concentrated sample is electrophoretically separated do not branch, and the first migration path, the sample concentrating section, and the second migration path are connected in order.
That is, this can be achieved by an electrophoretic device having a structure in which one end of the first migration path and one end of the sample concentration section are connected, and the other end of the sample concentration section is connected to one end of the second migration path. At least a part of the sample concentrating portion is a tubular carrier having a molecular sieving effect, and can be achieved by having a structure in which the sample concentrating portion is connected substantially coaxially with the first and second migration paths. The sample concentrating section can be achieved by a molecular sieving membrane arranged near the intersection of the axis of the first migration path and the axis of the second migration path.

【0009】さらに、第1の泳動路端と試料濃縮部の間
に電圧を印加して試料を注入する第1の工程と、試料濃
縮部と第2の泳動路端に電圧を印加して試料を泳動分離
する第2の工程を有する電気泳動装置によって達成でき
る。なお、第1の工程では、第2の泳動路端には、少な
くとも試料が第2の泳動路端に泳動するような方向の電
圧は印加せず、第2の工程では、第1の泳動路端には電
圧を印加しない。また、第1の泳動路の長さを第2の泳
動路の長さよりも短くすることにより、より目的は達成
される。
Further, the first step of applying a voltage between the first migration path end and the sample concentrating section to inject the sample, and the step of applying a voltage between the sample concentrating section and the second migration path end Can be achieved by an electrophoretic device having a second step of electrophoretically separating. In the first step, no voltage is applied to the end of the second migration path at least so that the sample migrates to the end of the second migration path. No voltage is applied to the ends. Further, the purpose is further achieved by making the length of the first migration path shorter than the length of the second migration path.

【0010】[0010]

【作用】試料を電気泳動させて検出し解析する電気泳動
装置において、泳動路が第1の泳動路と第2の泳動路と
試料濃縮部とで構成され、第1の泳動路と試料濃縮部と
第2の泳動路が順に連結していることによって、実効的
に泳動路内に注入できる試料の量を増加させ、さらに試
料濃縮部で濃縮して泳動路内での試料濃度を高めること
ができ、検出できる試料の濃度感度を高めることができ
る。従来のキャピラリー等を使った電気泳動装置では、
キャピラリー内に注入できる試料液量はnL(ナノリッ
トル)のオーダーである。これは、キャピラリーの径が
小さいこと、及び分離能を損なわないようにするために
試料注入領域の長さ(泳動路に注入された、試料を含む
領域の泳動方向での長さ)を制限する必要があるためで
ある。つまり試料注入領域の長さが大きくなると、それ
だけ泳動バンド幅が大きくなり、分離能が悪くなる。通
常は試料注入領域の長さが1mm程度であり、キャピラ
リーが内径50μmとすれば試料液の注入量は2nL程
度となる。しかし、注入操作時に用意する試料の全量は
少なくとも数μL(マイクロリットル)必要とする。こ
れは注入容器に分注するためのピペットの性能や操作性
等の要因によって決定される。つまり用意する試料液に
対してキャピラリー内に注入される試料液の量は1/1
000程度と極僅かである。
In the electrophoretic device for detecting and analyzing a sample by electrophoresis, the migration path is composed of the first migration path, the second migration path and the sample concentrating section, and the first migration path and the sample concentrating section. By connecting the second migration path and the second migration path in order, it is possible to effectively increase the amount of the sample that can be injected into the migration path and further increase the sample concentration in the migration path by concentrating the sample in the sample concentrating unit. Therefore, it is possible to enhance the concentration sensitivity of the detectable sample. In an electrophoresis device using a conventional capillary, etc.,
The amount of sample liquid that can be injected into the capillary is on the order of nL (nanoliter). This limits the small diameter of the capillary and the length of the sample injection region (the length of the region containing the sample injected into the migration path in the migration direction) so as not to impair the resolution. This is because it is necessary. That is, as the length of the sample injection region is increased, the migration band width is increased and the resolution is deteriorated. Normally, the length of the sample injection region is about 1 mm, and if the inner diameter of the capillary is 50 μm, the injection amount of the sample solution will be about 2 nL. However, the total amount of the sample prepared during the injection operation needs to be at least several μL (microliter). This is determined by factors such as the performance and operability of the pipette for dispensing into the injection container. That is, the amount of the sample solution injected into the capillary is 1/1 compared to the sample solution to be prepared.
It is very small, about 000.

【0011】本発明では、第1の泳動路の一端から試料
が注入され、試料濃縮部により試料が濃縮され、第2の
泳動路の部分で試料が泳動分離され、検出され解析され
る。そこで、泳動分離する部分である第2の泳動路内で
の試料注入領域の長さを従来と同じとした場合、注入で
きる試料液の量が従来に比べて試料濃縮部で濃縮される
分だけ増大することになる。しかも、上記したように、
用意する試料量は元々大過剰にあるため、本発明の操作
によって用意する試料量を増加させる必要は生じない。
逆に、用意した試料全量を注入することも可能である。
このようにすると第2の泳動路内での試料の濃度が増加
し、実効的に試料の検出感度を高めることができる。ま
た、注入する試料量を従来と同じにした場合は、より濃
縮することによって第2の泳動路内の試料注入領域の長
さを小さくすることもでき、分離能をも高めることが可
能になる。
In the present invention, the sample is injected from one end of the first migration path, the sample is concentrated by the sample concentrating section, and the sample is electrophoretically separated at the second migration path, detected and analyzed. Therefore, if the length of the sample injection region in the second migration path, which is the portion to be electrophoretically separated, is the same as the conventional one, the amount of the sample liquid that can be injected is as much as the amount concentrated in the sample concentrating portion as compared with the conventional one. Will increase. Moreover, as mentioned above,
Since the sample amount to be prepared is originally in a large excess, it is not necessary to increase the sample amount to be prepared by the operation of the present invention.
On the contrary, it is also possible to inject the entire amount of the prepared sample.
With this, the concentration of the sample in the second migration path is increased, and the detection sensitivity of the sample can be effectively increased. Further, when the amount of the sample to be injected is the same as the conventional one, the length of the sample injection region in the second migration path can be reduced by further concentrating, and the resolution can be improved. ..

【0012】試料濃縮部は、その全部または一部が分子
ふるい効果を有する筒状担体からなり、第1及び前記第
2の泳動路とほぼ同軸状に連結させることで、試料を効
率的に濃縮することができ、簡便に試料濃縮部を構成す
ることができる。分子ふるい効果を有する筒状担体とし
ては、例えば、分析したい試料、例えば蛋白やDNA等
の分子量より小さな分画分子量を有する分子ふるい膜を
筒状に成型したもの等を使用する。この分子ふるい膜
は、分画分子量より小さな分子量を有する物質、例え
ば、緩衝液等の電解液の成分(塩等)を通過させるが、
分析したい試料は通さない。そこで、試料液に第1の泳
動路の一端を挿入して試料濃縮部との間に電圧を印加す
ることにより、通常の電気泳動と同じく、試料を第1の
泳動路に注入させ、試料濃縮部の方向に泳動させること
ができる。泳動を続行することで、試料は分子ふるい膜
のところに留まり、その結果、試料濃縮部の分子ふるい
膜付近に試料が濃縮されることになる。なお、試料濃縮
部の形状としては、第1または第2の泳動路とほぼ同じ
断面とすればよい。例えば、第1または第2の泳動路が
50μm径のキャピラリーの場合、内径を50μm程度
とした筒状の分子ふるい膜が使用できる。なお、試料濃
縮部の泳動方向の長さ、より具体的には試料の泳動する
部分に面した分子ふるい膜部の泳動方向の長さ(第1の
泳動路の泳動終端と第2の泳動路の泳動開始端との間の
距離)は短い方がよく、1ないし3mm程度またはそれ
以下が望ましい。
The sample concentrating section is composed of a tubular carrier having a molecular sieving effect in whole or in part, and is efficiently concentrating the sample by connecting the first and second migration paths substantially coaxially. Therefore, the sample concentrating section can be easily configured. As the tubular carrier having a molecular sieving effect, for example, a sample to be analyzed, for example, a tubular sieving of a molecular sieving membrane having a molecular weight cut-off smaller than the molecular weight of protein, DNA, or the like is used. This molecular sieving membrane allows a substance having a molecular weight smaller than the cut-off molecular weight, for example, a component of the electrolytic solution such as a buffer solution (salt, etc.) to pass through,
Do not pass the sample you want to analyze. Therefore, by inserting one end of the first migration path into the sample solution and applying a voltage between the sample concentration section and the sample concentration section, the sample is injected into the first migration path in the same manner as in normal electrophoresis, and the sample concentration is performed. It is possible to migrate in the direction of the part. By continuing the migration, the sample remains at the molecular sieving membrane, and as a result, the sample is concentrated near the molecular sieving membrane in the sample concentrating section. The shape of the sample concentrating portion may be substantially the same as that of the first or second migration path. For example, when the first or second migration path is a capillary having a diameter of 50 μm, a tubular molecular sieve membrane having an inner diameter of about 50 μm can be used. The length of the sample concentrating portion in the migration direction, more specifically, the length of the molecular sieving membrane portion facing the migration portion of the sample in the migration direction (the migration end of the first migration path and the second migration path) The distance from the migration start end) is preferably short, and is preferably about 1 to 3 mm or less.

【0013】また試料濃縮部は平面状の分子ふるい膜と
し、この分子ふるい膜を第1の泳動路の軸と第2の泳動
路の軸の交差位置近傍に配置することで、簡便に試料濃
縮部を構成することができ、試料を効率的に濃縮するこ
とができる。例えば、第1の泳動路と第2の泳動路の試
料濃縮部側の端をその軸が90度で交わるように密着さ
せ、軸の交差位置近傍に、第1と第2の泳動路の端面と
で微小空間をつくるように面状の分子ふるい膜を配置し
て固定する。このようにすることで、上記と同様に泳動
させることで、試料は分子ふるい膜のところに留まり、
その結果、第1と第2の泳動路の端面と分子ふるい膜面
とで構成される微小空間に試料が濃縮されることにな
る。なお分子ふるい膜は、分子をふるい分ける性質を有
する膜であり、例えば、限外濾過膜、セルロースエステ
ル膜等の透析膜、マイクロポーラス膜など、分画分子量
に応じて種々の担体が使用できる。本発明の電気泳動装
置の泳動手順は、まず第1の工程として、第1の泳動路
端を試料液に挿入し、試料濃縮部との間に電圧を印加し
て試料を注入する。この操作で試料を試料濃縮部に泳動
させて濃縮させることができる。とくに電圧の印加時間
を長くすることにより、より試料を多く濃縮でき、試料
濃縮部内の試料濃度を高めることができる。なお、第1
の工程では、第2の泳動路端に少なくとも試料が第2の
泳動路端に泳動するような方向の電圧は印加しないこと
で、試料濃縮部から第2の泳動路方向に試料が漏れ出る
ことが防ぐことができ、効率良く濃縮させることができ
る。また、電圧の印加時間も原理的に制限されないた
め、十分に試料を注入・濃縮でき、試料の試料濃縮部で
の実効的な濃度を高めることができる。
The sample concentrating section is a flat molecular sieving film, and the molecular sieving film is disposed near the intersection of the axis of the first migration path and the axis of the second migration path to facilitate sample concentration. Parts can be configured and the sample can be efficiently concentrated. For example, the ends of the first migration path and the second migration path on the side of the sample concentrating portion are brought into close contact with each other so that their axes intersect at 90 degrees, and the end faces of the first and second migration paths are provided near the intersection of the axes. Place and fix the planar molecular sieving membrane so that a small space is created with and. By doing this, the sample stays at the molecular sieving membrane by performing electrophoresis in the same manner as above,
As a result, the sample is concentrated in the minute space formed by the end faces of the first and second migration paths and the molecular sieving membrane surface. The molecular sieving membrane is a membrane having a property of sieving molecules, and various carriers such as ultrafiltration membranes, dialysis membranes such as cellulose ester membranes, and microporous membranes can be used depending on the molecular weight cutoff. In the electrophoretic procedure of the electrophoretic device of the present invention, first, as a first step, the first migration path end is inserted into the sample solution, and a voltage is applied between the sample concentrating portion and the sample is injected. By this operation, the sample can be migrated to the sample concentrating section and concentrated. In particular, by increasing the voltage application time, the sample can be concentrated more and the sample concentration in the sample concentrating section can be increased. The first
In the step of (2), the sample leaks from the sample concentrating unit in the second migration path direction by not applying a voltage to the second migration path edge so that the sample migrates to the second migration path edge at least. Can be prevented, and can be concentrated efficiently. In addition, since the voltage application time is not limited in principle, the sample can be sufficiently injected and concentrated, and the effective concentration of the sample in the sample concentrating portion can be increased.

【0014】次に、第2の工程として、第1の泳動路端
には電圧を印加せずに、試料濃縮部と第2の泳動路端に
電圧を印加することで、濃縮された試料を濃縮された状
態のまま、つまり濃度が高められた状態で効率良く泳動
分離することができる。そのため、第2の泳動路の一部
に設けられた通常の検知手段により、容易に精度良く泳
動する試料を検出することができ、はじめに用意された
試料を濃縮し、高感度に検出でき、試料を解析すること
が可能になる。試料の検知手段としては、試料による蛍
光強度や吸光度の光学的手段の他、電気化学的な検知手
段等、種々の装置が使用しうる。また、第1の泳動路の
長さを第2の泳動路の長さよりも短くし、第1の泳動路
端と試料濃縮部との間を高速に泳動させることができ、
注入・濃縮に要する時間を短縮し、効率良く試料を濃縮
することができる。なお、第1、第2の泳動路は、ゲル
を充填したキャピラリー、また電解液を満たしたキャピ
ラリーが好ましく、さらにガラス板の間に形成した平板
ゲル等でもよい。
Next, as a second step, a voltage is applied to the sample concentrating portion and the second migration path end without applying a voltage to the first migration path end, thereby collecting the concentrated sample. It is possible to efficiently perform electrophoretic separation in a concentrated state, that is, in a state where the concentration is increased. Therefore, it is possible to easily and accurately detect the sample to be electrophoresed by the ordinary detection means provided in a part of the second migration path, to concentrate the sample prepared at the beginning and to detect it with high sensitivity. Can be analyzed. As the sample detecting means, various devices such as an optical detecting means for fluorescence intensity and absorbance of the sample, an electrochemical detecting means, or the like can be used. In addition, the length of the first migration path can be made shorter than the length of the second migration path to allow high-speed migration between the end of the first migration path and the sample concentrating section,
The time required for injection / concentration can be shortened and the sample can be concentrated efficiently. The first and second migration paths are preferably gel-filled capillaries or electrolyte-filled capillaries, and may be flat gels formed between glass plates.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例(第1の実施例)を
説明する。本実施例では、キャピラリーゲル電気泳動に
より、蛍光標識したDNA断片を分子量分離し、蛍光検
出する方法について説明する。標識用の蛍光体には、フ
ルオレセイン・イソチオシアネート(FITC)を使用
するまず、電気泳動装置の概要について説明する。図1
に本実施例の電気泳動装置の構成図を示す。装置は、第
1の泳動路としてキャピラリー1、第2の泳動路として
キャピラリー3、試料濃縮部2、電極槽4及び5及び
6、高電圧電源7、電極槽4及び5及び6内に配置した
電極8及び9及び10、励起光照射部11、蛍光検出部
12、データ処理部13、表示部14、記録部15で構
成する。図2は試料濃縮部2付近の拡大断面図である。
試料濃縮部2は分子ふるい効果を有する筒状担体25に
よって形成され、その両端部を図のようにキャピラリー
1及び3と中心軸がほぼ一致するように連結し、連続し
た泳動路を形成する。またキャピラリー1とキャピラリ
ー3は、一定のギャップ30を保持するように調整す
る。筒状担体25には電解質などの低分子のみを透過さ
せ、試料を透過させないものを選び、また電極槽5内の
緩衝液に浸すことで、試料濃縮部2を泳動端とした電気
泳動を行うことができる。またキャピラリー1及び3の
他端は、それぞれ電極槽4及び6に浸しておく。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment (first embodiment) of the present invention will be described below. In this example, a method of separating the molecular weight of a fluorescently labeled DNA fragment by capillary gel electrophoresis and detecting fluorescence will be described. Fluorescein isothiocyanate (FITC) is used as a fluorescent substance for labeling. First, an outline of an electrophoresis device will be described. Figure 1
A configuration diagram of the electrophoretic device of this example is shown in FIG. The device was arranged in the capillary 1 as the first migration path, the capillary 3 as the second migration path, the sample concentrating section 2, the electrode tanks 4 and 5 and 6, the high voltage power supply 7, and the electrode tanks 4 and 5 and 6. The electrodes 8 and 9 and 10, the excitation light irradiation unit 11, the fluorescence detection unit 12, the data processing unit 13, the display unit 14, and the recording unit 15. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view near the sample concentrating unit 2.
The sample concentrating portion 2 is formed by a cylindrical carrier 25 having a molecular sieving effect, and both ends thereof are connected to the capillaries 1 and 3 so that their central axes are substantially aligned with each other as shown in the figure to form a continuous migration path. Further, the capillaries 1 and 3 are adjusted so as to hold a constant gap 30. For the cylindrical carrier 25, a carrier that allows only low molecules such as an electrolyte to pass therethrough and does not allow a sample to pass therethrough is selected, and the cylindrical carrier 25 is dipped in a buffer solution in the electrode tank 5 to perform electrophoresis with the sample concentrating section 2 as the migration end. be able to. The other ends of the capillaries 1 and 3 are immersed in the electrode baths 4 and 6, respectively.

【0016】試料は、通常の方法により、キャピラリー
1の端から注入する。つまり、電極槽4を試料液を含む
容器内に置き換え、キャピラリー1端及び電極8を試料
液に挿入し、この試料液と電極槽5との間に電圧を印加
する。泳動路がゲルの場合は、試料液を陰極側、電極槽
5を陽極側にして電圧を印加することになる。電源の極
性については、電気泳動媒体の種類等によって変える必
要がある。電圧印加により、試料がキャピラリー1内に
注入される。その後、キャピラリー1端及び電極8を元
の電極槽4に戻し、同じ極性で電極槽4と電極槽5間に
電圧を印加して、試料を試料濃縮部の2方向に泳動させ
る。時間を十分長くかけ泳動を行うことで、注入した試
料が第1の泳動路の泳動末端と第2の泳動路の泳動開始
端との間隔、ギャップ30の部分に集まる。原理的に試
料濃縮部2に集まる試料を含む領域の長さは最大でもギ
ャップ30の幅であるため、ギャップ30の幅をキャピ
ラリー1に試料が注入された試料注入領域の長さに対し
て十分に短くすることで、試料液が濃縮されることにな
る。電圧印加の時間、つまり試料がキャピラリー1内に
注入される時間を長くとることにより注入される試料量
を多くすることができ、これを試料濃縮部2に集めるこ
とができる。このように、分子ふるい効果を利用すれば
簡便に試料濃縮部を構成することができる。
The sample is injected from the end of the capillary 1 by a usual method. That is, the electrode tank 4 is replaced with a container containing the sample solution, the end of the capillary 1 and the electrode 8 are inserted into the sample solution, and a voltage is applied between the sample solution and the electrode tank 5. When the migration path is a gel, a voltage is applied with the sample solution on the cathode side and the electrode tank 5 on the anode side. The polarity of the power source needs to be changed depending on the type of electrophoretic medium. The sample is injected into the capillary 1 by applying a voltage. After that, the end of the capillary 1 and the electrode 8 are returned to the original electrode tank 4, and a voltage is applied between the electrode tanks 4 and 5 with the same polarity to cause the sample to migrate in two directions of the sample concentrating section. By performing electrophoresis for a sufficiently long time, the injected sample is collected in the gap 30, which is the distance between the migration end of the first migration path and the migration start end of the second migration path. In principle, the length of the region containing the sample collected in the sample concentrating unit 2 is the width of the gap 30 at the maximum, and therefore the width of the gap 30 is sufficient for the length of the sample injection region in which the sample is injected into the capillary 1. By shortening it to 1, the sample solution will be concentrated. By increasing the time of voltage application, that is, the time of injecting the sample into the capillary 1, the amount of injected sample can be increased, and this can be collected in the sample concentrating unit 2. In this way, by utilizing the molecular sieving effect, the sample concentrating section can be easily constructed.

【0017】次に、濃縮された試料に対して、キャピラ
リー3を分離部とした泳動を行う。この操作の時は、電
圧を電極槽5と電極槽6の間に印加して、濃縮した試料
を電極槽6の方向に泳動させる。試料は、分子量分離さ
れつつ泳動され、蛍光検出位置24で蛍光検出され、分
析される。蛍光検出位置24を通過する試料を、励起光
照射部11により励起し、生じる蛍光を蛍光検出部12
で検出する。励起光照射部11は、励起用のレーザ光源
16と集光用のレンズ17で構成し、キャピラリーにレ
ーザ光を絞って照射する。蛍光検出部12は、励起光の
照射軸と垂直方向に配置したレンズ18、分光フィルタ
19、レンズ20、光電子増倍管21、増幅器22で構
成する。測定された蛍光強度は、コンピュータ等のデー
タ処理部13で処理し、それらの結果を表示部14、記
録部15に出力する。上記構成の装置により、蛍光標識
されたDNA断片の計測例を説明する。蛍光標識DNA
断片は、周知のサンガー(Sanger)らのジデオキ
シ(dideoxy)法により、蛍光標識したプライマーを使
い、DNAポリメラーゼ反応を行ない調製する。フルオ
レセイン・イソチオシアネート(FITC)が結合した
21merのプライマー(標識プライマー)を使用す
る。鋳型となる一本鎖DNAに標識プライマーを加えて
アニールし一本鎖DNAに標識プライマーを結合させ
る。次に4種の塩基(アデニン、シトシン、グアニン、
チミン)に対応する4種のデオキシヌクレオチド三りん
酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)及び、
末端がアデニンに相当するDNA断片を得るためにジデ
オキシアデノシン三りん酸(ddATP)を加え、DN
Aポリメラーゼ反応を行わせる。以上の操作で、末端が
アデニンの種々の長さの蛍光標識DNA断片を得る。
Next, the concentrated sample is electrophoresed using the capillary 3 as a separation unit. At the time of this operation, a voltage is applied between the electrode tank 5 and the electrode tank 6 to cause the concentrated sample to migrate toward the electrode tank 6. The sample is electrophoresed while the molecular weights are separated, and the fluorescence is detected and analyzed at the fluorescence detection position 24. A sample passing through the fluorescence detection position 24 is excited by the excitation light irradiation unit 11, and the generated fluorescence is detected by the fluorescence detection unit 12.
Detect with. The excitation light irradiation unit 11 is composed of an excitation laser light source 16 and a condenser lens 17, and irradiates the capillary with the laser light focused. The fluorescence detection unit 12 includes a lens 18, a spectral filter 19, a lens 20, a photomultiplier tube 21, and an amplifier 22, which are arranged in a direction perpendicular to the irradiation axis of the excitation light. The measured fluorescence intensity is processed by the data processing unit 13 such as a computer, and the results are output to the display unit 14 and the recording unit 15. An example of measuring a fluorescence-labeled DNA fragment with the device having the above configuration will be described. Fluorescent labeled DNA
Fragments are prepared by the well known Sanger et al. Dideoxy method using fluorescently labeled primers and a DNA polymerase reaction. A 21-mer primer (labeled primer) conjugated with fluorescein isothiocyanate (FITC) is used. A labeled primer is added to the single-stranded DNA serving as a template and annealed to bind the labeled primer to the single-stranded DNA. Next, four bases (adenine, cytosine, guanine,
Thymine) corresponding to four deoxynucleotide triphosphates (dATP, dCTP, dGTP, dTTP), and
In order to obtain a DNA fragment whose end corresponds to adenine, dideoxyadenosine triphosphate (ddATP) was added, and DN was added.
A polymerase reaction is performed. By the above operation, fluorescently labeled DNA fragments having adenine at various ends and having various lengths are obtained.

【0018】キャピラリー1及び3は、内径100μ
m、外径200μmの石英製チューブであり、長さがそ
れぞれ3cm及び40cmとする。筒状担体25には、
分画分子量が2000であるセルロース系の分子ふるい
膜を内径が200μmの筒状にしたものを使用する。ギ
ャップ30の幅は0.1mmになるようにする。試料の
蛍光標識DNA断片の分子量は筒状担体25の分画分子
量より大きく、泳動により試料の濃縮が可能になる。泳
動路となるキャピラリー1及び試料濃縮部2及びキャピ
ラリー3の内部には、変性剤の尿素を含む4%の濃度の
ポリアクリルアミドゲル23を形成し、試料の泳動媒体
あるいは分子量分離用の媒体とする。なお、キャピラリ
ーはポリイミドで被覆されており、蛍光測定の妨げとな
るため、ゲル充填に先立って蛍光検出位置24の部分に
相当するポリイミドの被覆をはがす必要があり、試料濃
縮部2から30cm離れた位置を蛍光検出位置24と設
定して、その前後1mmの被覆をはがして使用する。電
極槽4及び5及び6には、緩衝液(トリス、ほう酸、E
DTAを含む緩衝液)を注入し、キャピラリー端、試料
濃縮部及び電極を浸す。試料である蛍光標識DNA断片
のキャピラリーへの注入、濃縮、分子量分離の各動作を
説明する。
The capillaries 1 and 3 have an inner diameter of 100 μm.
and a quartz tube having an outer diameter of 200 μm and lengths of 3 cm and 40 cm, respectively. In the cylindrical carrier 25,
A cellulosic molecular sieving membrane having a molecular weight cut off of 2000 and having a tubular shape with an inner diameter of 200 μm is used. The width of the gap 30 is 0.1 mm. The molecular weight of the fluorescence-labeled DNA fragment of the sample is larger than the molecular weight cut-off of the tubular carrier 25, and the sample can be concentrated by electrophoresis. Inside the capillary 1 serving as the migration path, the sample concentrating portion 2 and the capillary 3, a polyacrylamide gel 23 containing urea as a denaturant and having a concentration of 4% is formed to serve as a migration medium for the sample or a medium for molecular weight separation. .. Since the capillary is covered with polyimide and interferes with the fluorescence measurement, it is necessary to remove the polyimide coating corresponding to the part of the fluorescence detection position 24 prior to the gel filling, which is separated from the sample concentrating portion 2 by 30 cm. The position is set as the fluorescence detection position 24, and the coating of 1 mm before and after the position is peeled off and used. Buffers (Tris, boric acid, E
A buffer solution containing DTA) is injected to immerse the capillary end, the sample concentrating portion and the electrode. The operations of injecting a fluorescently labeled DNA fragment, which is a sample, into the capillary, concentrating, and separating the molecular weight will be described.

【0019】まず、試料液として上記の操作によって得
られた蛍光標識DNA断片溶液約5μLをサンプリング
チューブ(試料容器)に用意する。電極槽4に浸したキ
ャピラリー1の端及び電極8をサンプリングチューブに
移し、試料液を陰極側、電極槽5を陽極側にし、2分間
150Vの電圧を印加し、キャピラリー内部に試料を注
入する。次に、キャピラリー1の端及び電極8を電極槽
4に戻し、電極槽4を陰極側、電極槽5を陽極側にし、
15分間600Vの電圧を印加して泳動させ、注入され
た試料を試料濃縮部2に集めて濃縮する。この泳動時間
及び泳動電圧は注入された試料のほぼ全部が試料濃縮部
に到達するように調整するのが望ましい。
First, about 5 μL of the fluorescence labeled DNA fragment solution obtained by the above operation is prepared as a sample solution in a sampling tube (sample container). The end of the capillary 1 and the electrode 8 dipped in the electrode tank 4 are transferred to a sampling tube, the sample solution is set to the cathode side, the electrode tank 5 is set to the anode side, and a voltage of 150 V is applied for 2 minutes to inject the sample into the capillary. Next, the end of the capillary 1 and the electrode 8 are returned to the electrode tank 4, the electrode tank 4 is on the cathode side, and the electrode tank 5 is on the anode side.
A voltage of 600 V is applied for 15 minutes for electrophoresis, and the injected sample is collected in the sample concentrating unit 2 and concentrated. It is desirable to adjust the migration time and the migration voltage so that almost all of the injected sample reaches the sample concentrating portion.

【0020】次いで、電極槽5を陰極側、電極槽6を陽
極側にし、6kVの電圧を印加して試料を泳動させ、分
子量分離する。次に、分子量分離されつつ蛍光検出位置
24を泳動通過する蛍光標識DNA断片の蛍光強度を測
定する。レーザ光源16にはFITC励起用に発振波長
488nmのアルゴンレーザ光源を使用する。分光フィ
ルタ19には、500nm〜540nmの波長域を通過
するバンドパス干渉フィルタを使用することで、FIT
Cの蛍光強度を検出することができ、DNA断片の分子
量分離パターンを計測することができる。
Next, the electrode tank 5 is set to the cathode side and the electrode tank 6 is set to the anode side, and a voltage of 6 kV is applied to migrate the sample to separate the molecules. Next, the fluorescence intensity of the fluorescence-labeled DNA fragment that has passed through the fluorescence detection position 24 while being separated in molecular weight is measured. As the laser light source 16, an argon laser light source with an oscillation wavelength of 488 nm is used for FITC excitation. As the spectral filter 19, by using a bandpass interference filter that passes a wavelength range of 500 nm to 540 nm, the FIT
The fluorescence intensity of C can be detected, and the molecular weight separation pattern of DNA fragments can be measured.

【0021】試料の注入時間が数秒間である従来装置と
比較すると、本実施例では、注入される試料量が多くな
り、しかも濃縮されることで、ゲル中の試料濃度が実質
的に濃くなるため蛍光強度が大きくなり、精度良く蛍光
検出ができるようになる。その結果として、試料の検出
感度が向上することになる。本例の場合は従来の装置の
約10倍以上の蛍光強度増加が得られることになる。な
お濃縮によって試料の集まる領域を狭くするので、分離
能を損なうことなく分子量分離パターンを計測すること
ができる。さらに試料の注入時間を十分に長くすること
で、用意した試料全部をキャピラリー内に注入すること
もでき、試料の検出が容易にできるようになる。また、
試料の注入量を従来と同じにする場合でも、濃縮するこ
とで実質的にゲル中の試料濃度が濃くなり、試料の検出
が容易になり、検出感度の向上が図られる。さらに、ギ
ャップ30の幅を狭く調整することで第2の泳動路のゲ
ル中での泳動バンド幅をより狭くすることもでき、分離
能を高めることが可能になる。なお、使用するレーザ装
置及び蛍光体は、実施例でのアルゴンレーザ及びFIT
Cに限るものではなく、任意の蛍光体及び適当なレーザ
装置が使用できる。また、1種の蛍光体だけでなく、同
時に2種以上の蛍光体からの蛍光を検出することも可能
である。そのためには、図1において蛍光体の数に相当
する光検出部を設け、それぞれが別々の波長域の蛍光を
検出すればよい。
Compared with the conventional apparatus in which the sample injection time is several seconds, in this embodiment, the amount of the sample injected is large and the sample is concentrated, so that the sample concentration in the gel is substantially increased. Therefore, the fluorescence intensity increases, and the fluorescence can be detected with high accuracy. As a result, the detection sensitivity of the sample is improved. In the case of this example, a fluorescence intensity increase of about 10 times or more that of the conventional apparatus can be obtained. In addition, since the area where the samples gather is narrowed by the concentration, the molecular weight separation pattern can be measured without impairing the resolution. Furthermore, by making the sample injection time sufficiently long, it is possible to inject the entire prepared sample into the capillary, and the sample can be easily detected. Also,
Even when the injection amount of the sample is the same as in the conventional case, the concentration of the sample in the gel is substantially increased by concentrating, the sample is easily detected, and the detection sensitivity is improved. Furthermore, by adjusting the width of the gap 30 to be narrow, the migration band width in the gel of the second migration path can be further narrowed, and the resolution can be improved. The laser device and the phosphor used are the argon laser and the FIT in the embodiment.
Not limited to C, any phosphor and a suitable laser device can be used. It is also possible to detect fluorescence from not only one type of fluorescent substance but also two or more types of fluorescent substances at the same time. For that purpose, it is only necessary to provide photodetection units corresponding to the number of phosphors in FIG. 1 and detect fluorescence in different wavelength regions.

【0022】この装置を応用することで、DNAの塩基
配列も決定できる。つまり、末端塩基の種類毎に、異な
る蛍光体で標識したプライマーを使用し、それぞれDN
Aポリメラーゼ反応を行わせた後、反応液を混合し、電
気泳動させる。蛍光検出位置を泳動通過するDNA断片
の蛍光のピークを識別することで塩基種が同定でき、塩
基配列が決定できる。なお、蛍光のピークを識別するに
は、図1において4種の蛍光波長域を検出する4つの光
検出部を設ける等の手段で可能である。なお、本実施例
では、DNA断片の測定を例にして説明したが、蛋白、
糖等の分析にも当然のことながら使用できる。本実施例
では、試料の検知を蛍光強度により行う例を示したが、
UVモニター等を使用し、吸光度により検知する場合で
も同様の効果が得られる。さらに他の検知手段について
も同様である。分子ふるい膜も上記記載のセルロースの
他、限外濾過膜等種々のものを使用することが可能であ
る。また、キャピラリーの形状についても限定されるも
のではない。また、本実施例では、キャピラリーへの試
料の注入を電圧印加により行ったが、これ以外にも種々
の方法が可能である。例えば、試料を通常の加圧法や落
差法によりキャピラリーに注入することができる。注入
後の試料の濃縮は、本実施例と同様に行うことができ
る。
By applying this device, the base sequence of DNA can also be determined. In other words, primers labeled with different fluorophores are used for each type of terminal base, and
After carrying out the A polymerase reaction, the reaction solutions are mixed and electrophoresed. The base species can be identified and the base sequence can be determined by identifying the fluorescence peak of the DNA fragment that passes through the fluorescence detection position by electrophoresis. In addition, in order to identify the fluorescence peak, it is possible to provide a means such as providing four photodetection sections for detecting four types of fluorescence wavelength ranges in FIG. In this example, the measurement of the DNA fragment was described as an example.
As a matter of course, it can also be used for analysis of sugar and the like. In this embodiment, an example in which the sample is detected by the fluorescence intensity is shown.
The same effect can be obtained when the absorbance is detected using a UV monitor or the like. The same applies to other detection means. As the molecular sieving membrane, various materials such as ultrafiltration membrane can be used in addition to the above-mentioned cellulose. Moreover, the shape of the capillary is not limited. Further, in the present embodiment, the sample was injected into the capillary by applying a voltage, but various methods other than this are possible. For example, the sample can be injected into the capillary by the usual pressurizing method or drop method. The sample after injection can be concentrated in the same manner as in this example.

【0023】さらに、本実施例では、ポリアクリルアミ
ドゲルを泳動用担体としたが、アガロース等の他のゲル
でも同様の操作が可能である。また、ゲルを用いずに緩
衝液等を泳動用担体とする場合でも可能である。この場
合は主に試料の泳動方向がゲルの場合と逆になるため、
電圧印加の極性を逆にする必要がある。また、全部の泳
動路がゲルではなく、泳動路の一部を緩衝液としこの部
分で泳動する試料を検出することも可能である。また、
本実施例のように、キャピラリー1の長さをキャピラリ
ー3の長さに比べて十分に短くすることで、試料の注入
及び濃縮に要する時間を短くすることができる。また、
試料の注入及び濃縮操作時に、電極槽6と電極槽5また
は4の間に電圧が印加されないため、試料が試料濃縮部
2を過ぎて分子量分離部であるキャピラリー3内に泳動
されることはなく、濃縮を有効に行うことができる。さ
らに、分子量分離操作時に電極槽4と電極槽5または6
の間に電圧が印加されないため、試料濃縮部2内の濃縮
された試料のみが分子量分離部であるキャピラリー3内
に泳動され、濃縮位置まで泳動されずにキャピラリー1
内に存在しうる試料は、キャピラリー3方向に泳動され
ることはなく、分離精度の高い測定が可能になる。
Furthermore, in this embodiment, polyacrylamide gel was used as the carrier for electrophoresis, but the same operation can be performed with other gels such as agarose. It is also possible to use a buffer solution or the like as a carrier for migration without using a gel. In this case, the migration direction of the sample is mainly opposite to that of the gel, so
It is necessary to reverse the polarity of voltage application. It is also possible to use a buffer solution in a part of the migration path instead of a gel for the entire migration path and to detect a sample that migrates in this part. Also,
By making the length of the capillary 1 sufficiently shorter than the length of the capillary 3 as in the present embodiment, the time required for the injection and concentration of the sample can be shortened. Also,
Since no voltage is applied between the electrode tank 6 and the electrode tank 5 or 4 during the sample injection and concentration operation, the sample does not pass through the sample concentration section 2 and migrate into the capillary 3 which is the molecular weight separation section. , Can be effectively concentrated. Furthermore, during the molecular weight separation operation, the electrode tank 4 and the electrode tank 5 or 6
Since no voltage is applied during the period, only the concentrated sample in the sample concentrating unit 2 migrates into the capillary 3 which is the molecular weight separating unit, and the capillary 1 does not migrate to the concentrating position.
The sample that may be present inside does not migrate in the direction of the capillary 3 and enables measurement with high separation accuracy.

【0024】なお、試料の注入及び濃縮操作時に、電極
槽6と電極槽5の間に逆方向の電圧を印加すれば、試料
のキャピラリー3内への泳動漏れ込みを強制的に防ぐこ
とができ、より高精度化することが可能になる。本実施
例によれば、試料濃縮部を設けたことで、試料をより高
感度に検出できるようになる。また試料濃縮部で濃縮さ
れ試料が集まる領域を狭めることができ、泳動での分離
性能を損なうことなく、高精度に試料を分析することが
できる。本発明の別の一実施例(第2の実施例)を説明
する。第1の実施例と同じく、末端がアデニンである、
種々の長さを有する蛍光標識されたDNA断片を試料と
して検出する場合について説明する。電気泳動装置の概
要については、図1と基本的に同様の構成とする。本実
施例では、試料濃縮部の構造、及び電圧印加方法が第1
の実施例と異なる。
If a voltage in the opposite direction is applied between the electrode tank 6 and the electrode tank 5 at the time of injecting and concentrating the sample, it is possible to forcibly prevent the migration of the sample into the capillary 3. It becomes possible to improve the accuracy. According to the present embodiment, by providing the sample concentrating section, the sample can be detected with higher sensitivity. Further, it is possible to narrow the area where the sample is concentrated in the sample concentrating section and the sample is collected, and the sample can be analyzed with high accuracy without impairing the separation performance in electrophoresis. Another embodiment (second embodiment) of the present invention will be described. As in the first embodiment, the end is adenine,
The case of detecting fluorescently labeled DNA fragments having various lengths as a sample will be described. The outline of the electrophoretic device is basically the same as that of FIG. In the present embodiment, the structure of the sample concentrating section and the voltage application method are the first.
Is different from the embodiment described above.

【0025】図3(a)に、本実施例での試料濃縮部2
a付近の拡大断面図を示す。分画分子量が3000で内
径が500μmの限外濾過チューブを分子ふるい用チュ
ーブ26として使用する。また試料の注入用の第1の泳
動路用には、内径約100μm、外径約500μm、長
さ3cmのキャピラリー1aを用いる。泳動分離用の第
2の泳動路用には、内径約100μm、外径約500μ
m、長さ40cmのキャピラリー3aを用いる。キャピ
ラリー1a及びキャピラリー3aには、変性剤の尿素を
含む4%の濃度のポリアクリルアミドゲル27及び28
を充填しておく。分子ふるい用チューブ26は、電極槽
5aの1mmの間隔で対向する壁に設けた1対の孔5b
と5cに通される。この状態の分子ふるい用チューブ2
6に、両側よりそれぞれゲルの充填されたキャピラリー
1a及びキャピラリー3aを押し込み、試料濃縮部2a
を構成する。対向するキャピラリー1aの端とキャピラ
リー3aの端との間隔、ギャップ29は長さが1mmで
あり、その内部はあらかじめ緩衝液で満たしておく。ギ
ャップ29内の緩衝液と外部の電極槽5a内の緩衝液と
は、分子ふるい用チューブ26を介して隔てられている
が、電解質などは透過するため電気的にはつながってお
り、ギャップ29を泳動端とした通常の電気泳動を行う
ことができる。
FIG. 3A shows the sample concentrating unit 2 in this embodiment.
The expanded sectional view of the vicinity of a is shown. An ultrafiltration tube having a molecular weight cutoff of 3,000 and an inner diameter of 500 μm is used as the molecular sieving tube 26. A capillary 1a having an inner diameter of about 100 μm, an outer diameter of about 500 μm and a length of 3 cm is used for the first migration path for injecting the sample. The second migration path for electrophoresis separation has an inner diameter of about 100 μm and an outer diameter of about 500 μm.
A capillary 3a having a length of m and a length of 40 cm is used. For the capillaries 1a and 3a, polyacrylamide gels 27 and 28 containing urea as a denaturant and having a concentration of 4% were used.
Is filled. The tube for molecular sieving 26 is a pair of holes 5b provided in the walls of the electrode tank 5a which face each other at an interval of 1 mm.
And 5c. Tube 2 for molecular sieve in this state
The gel-filled capillaries 1a and 3a are pushed into 6 from both sides, and the sample concentrating portion 2a
Make up. The gap 29 between the ends of the capillaries 1a and the ends of the capillaries 3a facing each other and the gap 29 has a length of 1 mm, and the inside thereof is filled with a buffer solution in advance. Although the buffer solution in the gap 29 and the buffer solution in the external electrode tank 5a are separated via the molecular sieving tube 26, they are electrically connected to each other because electrolytes and the like pass therethrough. Normal electrophoresis can be performed using the migration end.

【0026】試料である蛍光標識DNA断片のキャピラ
リーへの注入と濃縮、及び分子量分離の各操作を説明す
る。蛍光標識DNA断片溶液約5μLを試料液として、
サンプリングチューブに用意する。電極槽4に浸したキ
ャピラリー1aの端及び電極8を、試料液を入れたサン
プリングチューブに移し、試料液部に−150V、電極
槽5aに0V、電極槽6に−2000Vの電位の電圧を
約1分間印加し続ける。この操作で、試料はサンプリン
グチューブからキャピラリー1aに注入され、試料濃縮
部2aの方向に泳動される。キャピラリー3a内のゲル
部では電界の向きがキャピラリー1aと逆になるため、
泳動されてくる試料のキャピラリー3a内への漏れ入り
を防ぐことができる。次にキャピラリー1aの端及び電
極8を電極槽4に戻し、電極槽4に−450V、電極槽
5aに0V、電極槽6に−6000Vの電位の電圧を約
20分間印加し、注入された試料を試料濃縮部2aのギ
ャップ29に集め、濃縮させる。この泳動時間及び泳動
電圧は注入された試料のほぼ全部が試料濃縮部2aに到
達するように調整するのが望ましい。なお、この場合
も、キャピラリー3a内のゲル部では電界の向きがキャ
ピラリー1aと逆になるため、泳動されて来る試料のキ
ャピラリー3a内への漏れ入りを防ぐことができる。つ
まり、試料濃縮部2a部での試料の拡散が小さくなり、
試料濃縮部2aのギャップ29位置に試料を効率良く濃
縮することができる。
Each operation of injecting and concentrating the sample fluorescence-labeled DNA fragment into the capillary, and separating the molecular weight will be described. Approximately 5 μL of the fluorescent labeled DNA fragment solution is used as a sample solution,
Prepare in a sampling tube. The end of the capillary 1a immersed in the electrode tank 4 and the electrode 8 were transferred to a sampling tube containing a sample solution, and a potential voltage of -150V was applied to the sample solution part, 0V was applied to the electrode tank 5a, and -2000V was applied to the electrode tank 6. Continue applying for 1 minute. By this operation, the sample is injected from the sampling tube into the capillary 1a and migrates toward the sample concentrating section 2a. Since the direction of the electric field in the gel portion inside the capillary 3a is opposite to that in the capillary 1a,
It is possible to prevent the migrated sample from leaking into the capillary 3a. Next, the end of the capillary 1a and the electrode 8 were returned to the electrode tank 4, and a voltage of −450 V to the electrode tank 4, 0 V to the electrode tank 5a, and −6000 V to the electrode tank 6 was applied for about 20 minutes, and the injected sample Are collected in the gap 29 of the sample concentrating section 2a and concentrated. It is desirable to adjust the migration time and the migration voltage so that almost all of the injected sample reaches the sample concentrating section 2a. Also in this case, since the direction of the electric field in the gel portion in the capillary 3a is opposite to that in the capillary 1a, it is possible to prevent the migrated sample from leaking into the capillary 3a. That is, the diffusion of the sample in the sample concentrating section 2a becomes small,
The sample can be efficiently concentrated at the position of the gap 29 of the sample concentrating unit 2a.

【0027】次いで、電極槽5が−6kV、電極槽6が
0Vになるように電圧を印加することで、試料濃縮部2
aに濃縮された試料をキャピラリー3aに導くことがで
き、分子量分離することができる。試料濃縮部2aのギ
ャップ29内は緩衝液であるのに対し、キャピラリー3
a内はポリアクリルアミドゲル28であるため、濃縮さ
れた試料がキャピラリー3aに入るときに、再度濃縮さ
れることになり、ゲル内での試料の濃度がより増加し、
より精度良く検出できるようになる。本実施例によれ
ば、試料のキャピラリーへの注入及び濃縮操作におい
て、試料濃縮部を境にして互いに逆向きの電界を印加す
ることで、濃縮部での試料の拡散が抑えられ、より高精
度に試料からの蛍光強度を検出することができる。ま
た、試料を注入する第1の泳動路をゲル、試料濃縮部を
緩衝液、試料を分子量分離する第2の泳動路をゲルとす
ることで、試料濃縮部での試料の濃縮に加えて、分子量
分離される際にも濃縮されるため、ゲル内での試料の実
際的な濃度が増加し、より容易に試料を高感度で検出す
ることができるようになる。なお、本実施例では、試料
濃縮部2aは電極槽5aと一体化しているが、第1の実
施例と同様の配置にしてもよい。
Next, a voltage is applied so that the electrode tank 5 has a voltage of -6 kV and the electrode tank 6 has a voltage of 0 V.
The sample concentrated to a can be guided to the capillary 3a, and the molecular weight can be separated. The inside of the gap 29 of the sample concentrating portion 2a is a buffer solution, while the capillary 3
Since the inside of a is the polyacrylamide gel 28, when the concentrated sample enters the capillary 3a, it will be concentrated again, so that the concentration of the sample in the gel is further increased,
It becomes possible to detect with higher accuracy. According to this example, in the operation of injecting and concentrating the sample into the capillary, by applying electric fields in opposite directions with respect to the sample concentrating portion as a boundary, diffusion of the sample in the concentrating portion is suppressed, resulting in higher accuracy. In addition, the fluorescence intensity from the sample can be detected. Moreover, in addition to the concentration of the sample in the sample concentrating section, the first migration path for injecting the sample is a gel, the sample concentrating section is a buffer solution, and the second migration path for separating the molecular weight of the sample is a gel. Since the sample is concentrated during the molecular weight separation, the practical concentration of the sample in the gel is increased, and the sample can be detected more easily with high sensitivity. In this embodiment, the sample concentrating section 2a is integrated with the electrode tank 5a, but it may be arranged in the same manner as in the first embodiment.

【0028】また、複数の濃縮部を同一の電極槽に配置
して、複数の試料を同時に濃縮して測定することが可能
になる。図3(b)に、複数の試料を同時に濃縮するた
めの多連の試料濃縮部の斜視図を示す。電極槽105の
下部に複数(図では4個)の試料濃縮部が形成されてお
り、各試料濃縮部はそれぞれ図3(a)と同様の断面構
造を有している。つまり、分子ふるい用チューブ126
aにキャピラリー101aとキャピラリー103aが接
続され、1個の試料濃縮部が形成されている。同様に、
分子ふるい用チューブ126b〜d、キャピラリー10
1b〜d、キャピラリー103b〜dにより3個の試料
濃縮部が形成される。これら複数の試料濃縮部が1つの
電極槽内に列状に配置し、電極槽内の緩衝液を介して全
てが電気的につながっている。試料の注入する場合に
は、キャピラリー101a〜dを試料注入側とすれば、
キャピラリー101a〜dのそれぞれを別々の試料液に
浸し、電極槽105との間に電界を印加して、試料をそ
れぞれ注入する。この際試料の注入に要する電極の数
は、同時に行うときは試料数だけ必要となる。電極槽1
05に対する電極は1つで済む。濃縮手順については上
記の説明と同様である。泳動分離については、泳動分離
であるキャピラリー103a〜dの端を1つの電極槽
(図1に示す電極槽6)に挿入し、電極槽105の間に
電圧を印加し、泳動させ、一定の距離泳動した位置で検
出する。本例のように多連の試料濃縮部を使用すれば、
複数の試料に対して、少なくとも濃縮部と泳動分離側の
電極槽及び電極が1個で十分となる。また、キャピラリ
ーや分子ふるい用チューブは細いため、本例のように複
数本まとめても電極槽全体の大きさは大きくする必要は
なく、小型化が可能になる。
Further, it becomes possible to arrange a plurality of concentrating sections in the same electrode tank and simultaneously condense and measure a plurality of samples. FIG. 3B shows a perspective view of multiple sample concentrating units for simultaneously concentrating a plurality of samples. A plurality of (four in the figure) sample concentrating portions are formed in the lower portion of the electrode tank 105, and each sample concentrating portion has a cross-sectional structure similar to that of FIG. 3A. That is, the tube for molecular sieving 126
The capillary 101a and the capillary 103a are connected to a to form one sample concentrating portion. Similarly,
Molecular sieving tubes 126b-d, capillary 10
Three sample concentrators are formed by 1b-d and capillaries 103b-d. The plurality of sample concentrating portions are arranged in a row in one electrode tank, and all are electrically connected via the buffer solution in the electrode tank. When injecting a sample, if the capillaries 101a to 101d are on the sample injecting side,
Each of the capillaries 101a to 101d is dipped in a different sample solution, an electric field is applied between the capillaries 101a to 101d, and the sample is injected. At this time, the number of electrodes required for injecting the sample is the same as the number of samples when they are simultaneously used. Electrode tank 1
One electrode for 05 is sufficient. The concentration procedure is the same as described above. Regarding the electrophoretic separation, the ends of the capillaries 103a to 103d, which are electrophoretic separations, are inserted into one electrode tank (electrode tank 6 shown in FIG. 1), a voltage is applied between the electrode tanks 105, and the electrophoresis is performed at a fixed distance. Detect at the migrated position. If multiple sample concentrators are used as in this example,
For a plurality of samples, at least one concentrating section, one electrode tank on the electrophoretic separation side, and one electrode are sufficient. Further, since the capillaries and the tubes for molecular sieving are thin, it is not necessary to increase the size of the entire electrode tank even if a plurality of tubes are combined as in this example, and the size can be reduced.

【0029】本発明の別の一実施例(第3の実施例)を
説明する。測定試料、試料注入法、蛍光検出法など、第
1の実施例と同様に行う。電気泳動装置の全体構成は、
第1の実施例の場合と基本的に同様であり、本実施例で
は、試料濃縮部の構造について主に説明する。試料濃縮
部は、膜保持具と電極槽と分子ふるい膜で構成するが、
以下にそれぞれの部品について説明する。図4に、膜保
持具39の部品図を示す。図4の(a)、(b)、
(c)、(d)はそれぞれ上面図、正面図(断面図を図
示)、底面図、側面図であり、三角法を基に図示した。
膜保持具は約8mm×8mm×8mmの立方体の四ふっ
化エチレン樹脂の底部を加工して、正面の断面が五角形
となるようにしたものである。また、膜保持具には、キ
ャピラリーを差し込んで固定するための内径が150μ
mのキャピラリー挿入孔31、32を設ける。また分子
ふるい膜を保持して押さえるためのネジ穴33(ネジサ
イズM5、深さ4mm)を設ける。ネジ穴33の底部に
分子ふるい膜を敷き、押しネジで固定する構造とする。
ネジ穴33の底部とキャピラリー挿入孔31、32とは
互いに連結しており、ネジ穴33の底部の中心に約15
0μm〜200μmのほぼ円状の連結口34を有する。
Another embodiment (third embodiment) of the present invention will be described. The measurement sample, the sample injection method, the fluorescence detection method and the like are performed in the same manner as in the first embodiment. The overall configuration of the electrophoresis device is
This is basically the same as the case of the first embodiment, and in this embodiment, the structure of the sample concentrating portion will be mainly described. The sample concentrator is composed of a membrane holder, an electrode tank, and a molecular sieve membrane.
Each part will be described below. FIG. 4 shows a part view of the membrane holder 39. 4A, 4B,
(C) and (d) are a top view, a front view (showing a sectional view), a bottom view, and a side view, respectively, which are illustrated based on trigonometry.
The membrane holder is formed by processing the bottom of a cubic tetrafluoroethylene resin having a size of about 8 mm × 8 mm × 8 mm so that the front cross section becomes a pentagon. The membrane holder has an inner diameter of 150 μm for inserting and fixing the capillary.
m capillary insertion holes 31 and 32 are provided. Further, a screw hole 33 (screw size M5, depth 4 mm) for holding and pressing the molecular sieve film is provided. A molecular sieving film is laid on the bottom of the screw hole 33 and fixed by a push screw.
The bottom of the screw hole 33 and the capillary insertion holes 31 and 32 are connected to each other, and the bottom of the screw hole 33 has a center of about 15 mm.
It has a substantially circular connection port 34 of 0 μm to 200 μm.

【0030】図5に、電極槽40の部品図を示す。図5
(a)、(b)、(c)はそれぞれその上面図、正面図
(断面図を図示)、底面図である。電極槽は、外径が約
10mmの円筒状の四ふっ化エチレン樹脂であり、膜保
持具のネジ穴33に対応する押しネジ部35(ネジサイ
ズM5)と、緩衝液溜36(内径8mm、深さ20m
m)と、貫通孔37(内径1mm)とを有している。ま
た、電極槽の底面は膜押え面38として利用する。図6
に、膜保持具39と電極槽40と分子ふるい膜41とに
より構築される試料濃縮部の組立図(断面図)である。
膜保持具39のネジ穴33の底部に分子ふるい膜41
(外径4mm)を載せ、電極槽40の押しネジ部35の
膜押え面38により分子ふるい膜41を押しつけて保持
する形態となる。実際の泳動時には、内径100μm、
外径200μmのキャピラリー42、43をキャピラリ
ー挿入孔31、32に挿入して固定する。キャピラリー
42及び43と分子ふるい膜41で囲まれる空間に試料
が濃縮されることになる。さらに、電極槽40の緩衝液
溜36に緩衝液を満たして電極を挿入する。なお、キャ
ピラリー42、43及びキャピラリー挿入孔31、32
と連結口34で囲まれる内部には、ゲルまたは緩衝液な
どの電気泳動用の担体を満たして使用する。この状態で
は、分子ふるい膜41によりキャピラリー42、43と
電極槽40内の緩衝液が電気的に接触することから、試
料濃縮部を泳動端とする電気泳動を行うことができる。
FIG. 5 shows a component diagram of the electrode tank 40. Figure 5
(A), (b), (c) is the top view, the front view (illustrating sectional drawing), and the bottom view, respectively. The electrode tank is a cylindrical tetrafluoroethylene resin having an outer diameter of about 10 mm, and has a push screw portion 35 (screw size M5) corresponding to the screw hole 33 of the membrane holder and a buffer solution reservoir 36 (inner diameter 8 mm, 20m depth
m) and a through hole 37 (inner diameter 1 mm). Further, the bottom surface of the electrode tank is used as the membrane pressing surface 38. Figure 6
2 is an assembly diagram (cross-sectional view) of a sample concentrating unit constructed by the membrane holder 39, the electrode tank 40, and the molecular sieving membrane 41. FIG.
The molecular sieving film 41 is provided on the bottom of the screw hole 33 of the film holder 39.
(Outer diameter 4 mm) is placed, and the molecular sieving film 41 is pressed and held by the film pressing surface 38 of the pressing screw portion 35 of the electrode tank 40. At the time of actual migration, inner diameter 100 μm,
Capillaries 42 and 43 having an outer diameter of 200 μm are inserted and fixed in the capillary insertion holes 31 and 32. The sample is concentrated in the space surrounded by the capillaries 42 and 43 and the molecular sieving film 41. Further, the buffer solution 36 in the electrode tank 40 is filled with the buffer solution and the electrode is inserted. The capillaries 42 and 43 and the capillary insertion holes 31 and 32
The inside surrounded by the connection port 34 is filled with a carrier for electrophoresis such as gel or buffer solution for use. In this state, since the capillaries 42, 43 and the buffer solution in the electrode tank 40 electrically contact with each other by the molecular sieving film 41, it is possible to perform electrophoresis using the sample concentrating portion as the migration end.

【0031】また、キャピラリー42及び43の電気泳
動用の媒体と分子ふるい膜41は連結口34部で接触す
る。第1の実施例と同様の操作により、この連結口34
に試料が泳動されて濃縮して集まることになるが、この
部分の大きさはキャピラリーを斜めに切断した断面の大
きさに等しく微小であるため、効率良く試料を濃縮する
ことができる。本実施例の試料濃縮部を使用し、キャピ
ラリーを含む泳動路の内部の担体、分子ふるい膜の種
類、試料注入法、試料濃縮法、泳動分離法等の諸操作
を、第1または第2の実施例と同様に行うことで、第1
または第2の実施例と同様に試料を高感度に検出するこ
とが可能になる。本実施例によれば、分子ふるい膜とし
てシート状の膜が使用できるため、種々の分子ふるい膜
を使用することができる。また、本実施例の構造の試料
濃縮部によれば、電極槽及び分子ふるい膜を一体化させ
た試料濃縮部を簡便に構成することができる。さらに、
キャピラリーの接続及び分子ふるい膜の固定が容易であ
り、しかも脱着可能であり、操作性が向上するとともに
繰返し使用によるコストの低減が図れる。また、第2の
実施例の図3(b)と同様に、本実施例においても試料
濃縮部を複数個並べた多連濃縮部を構築することがで
き、小型化を図ることができる。
The electrophoretic medium of the capillaries 42 and 43 and the molecular sieving film 41 are in contact with each other at the connecting port 34. By the same operation as in the first embodiment, this connection port 34
The sample is electrophoresed and concentrated on the sample, but since the size of this portion is as small as the size of the cross section of the capillary cut obliquely, the sample can be concentrated efficiently. Using the sample concentrating unit of this example, various operations such as the carrier inside the migration path including the capillary, the type of the molecular sieving membrane, the sample injection method, the sample concentrating method, and the electrophoretic separation method can be performed using the first or second method. By performing the same as in the embodiment, the first
Alternatively, the sample can be detected with high sensitivity as in the second embodiment. According to this embodiment, since a sheet-shaped film can be used as the molecular sieving film, various molecular sieving films can be used. Further, according to the sample concentrating unit having the structure of this embodiment, the sample concentrating unit in which the electrode tank and the molecular sieving membrane are integrated can be easily configured. further,
It is easy to connect the capillaries and fix the molecular sieving membrane, and it is detachable, which improves the operability and reduces the cost by repeated use. Further, similarly to FIG. 3 (b) of the second embodiment, also in this embodiment, it is possible to construct a multiple concentrating section in which a plurality of sample concentrating sections are arranged, and downsizing can be achieved.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、泳動路に試料濃縮部を
設けることで、実質的に泳動路中の試料濃度が濃くなる
ため、試料であるDNA、蛋白、糖等を分子量分離性能
を損なうことなく高感度に検出することが可能な電気泳
動装置が実現できる。
According to the present invention, by providing a sample concentrating portion in the migration path, the concentration of the sample in the migration path is substantially increased, so that the sample DNA, protein, sugar, etc. can be separated in molecular weight. It is possible to realize an electrophoretic device capable of highly sensitive detection without damaging the electrophoretic device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の電気泳動装置の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an electrophoretic device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の試料濃縮部近傍の拡大
断面図。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the sample concentrating portion according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の(a)試料濃縮部付近
の拡大断面図、(b)多連の試料濃縮部の斜視図。
FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of a sample concentrating unit according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a perspective view of multiple sample concentrating units.

【図4】本発明の第3の実施例の膜保持具の部品図。FIG. 4 is a component diagram of a membrane holder according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例の電極槽の部品図。FIG. 5 is a component diagram of an electrode tank according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例の試料濃縮部の組立図。FIG. 6 is an assembly diagram of a sample concentrating unit according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a、3、3a…キャピラリー、2、2a…試料濃
縮部、4、5、5a、6…電極槽、5b、5c…孔、7
…高電圧電源、8、9、10…電極、11…励起光照射
部、12…蛍光検出部、13…データ処理部、14…表
示部、15…記録部、16…レーザ光源、17、18、
20…レンズ、19…分光フィルタ、21…光電子増倍
管、22…増幅器、23…ポリアクリルアミドゲル、2
4…蛍光検出位置、25…筒状担体、26…分子ふるい
用チューブ、27、28…ポリアクリルアミドゲル、2
9、30…ギャップ、31、32…キャピラリー挿入
孔、33…ネジ穴、34…連結口、35…押しネジ部、
36…緩衝液溜、37…貫通孔、38…膜押え面、39
…膜保持具、40…電極槽、41…分子ふるい膜、4
2、43、101a〜101d、103a〜103d…
キャピラリー、105…電極槽、126a〜126d…
分子ふるい用チューブ。
1, 1a, 3, 3a ... Capillary 2, 2a ... Sample concentrating section 4, 5, 5a, 6 ... Electrode tank, 5b, 5c ... Hole, 7
High voltage power source, 8, 9, 10 ... Electrode, 11 ... Excitation light irradiation unit, 12 ... Fluorescence detection unit, 13 ... Data processing unit, 14 ... Display unit, 15 ... Recording unit, 16 ... Laser light source, 17, 18 ,
20 ... Lens, 19 ... Spectral filter, 21 ... Photomultiplier tube, 22 ... Amplifier, 23 ... Polyacrylamide gel, 2
4 ... Fluorescence detection position, 25 ... Cylindrical carrier, 26 ... Molecular sieving tubes, 27, 28 ... Polyacrylamide gel, 2
9, 30 ... Gap, 31, 32 ... Capillary insertion hole, 33 ... Screw hole, 34 ... Connection port, 35 ... Push screw part,
36 ... Buffer reservoir, 37 ... Through hole, 38 ... Membrane pressing surface, 39
... Membrane holder, 40 ... Electrode tank, 41 ... Molecular sieving membrane, 4
2, 43, 101a to 101d, 103a to 103d ...
Capillary, 105 ... Electrode tank, 126a-126d ...
Tube for molecular sieve.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料を電気泳動させて検出し解析する電気
泳動装置において、泳動路は、試料が注入される第1の
泳動路、この試料が濃縮される試料濃縮部、及びこの濃
縮された試料が泳動分離される第2の泳動路とで分岐す
ることなく構成され、前記第1の泳動路と前記試料濃縮
部と前記第2の泳動路が順次連結していることを特徴と
する電気泳動装置。
1. An electrophoretic device for detecting and analyzing a sample by electrophoresing the sample, wherein the migration path is a first migration path into which the sample is injected, a sample concentrating section in which the sample is concentrated, and the concentrated sample. The sample is configured without branching with a second migration path for electrophoretic separation, and the first migration path, the sample concentrating section, and the second migration path are sequentially connected to each other. Electrophoretic device.
【請求項2】前記試料濃縮部は、少なくともその一部が
分子ふるい効果を有する筒状担体であり、前記第1及び
前記第2の泳動路とほぼ同軸状に連結されていることを
特徴とする請求項1記載の電気泳動装置。
2. The sample concentrating portion is a tubular carrier having at least a part thereof having a molecular sieving effect, and is connected to the first and second migration paths in a substantially coaxial manner. The electrophoretic device according to claim 1.
【請求項3】前記第1の泳動路の軸と第2の泳動路の軸
が交差するように配置され、かつ、この交差位置に分子
ふるい膜を配置することによって試料濃縮部を設けるこ
とを特徴とする請求項1記載の電気泳動装置。
3. A sample concentrating portion is provided by arranging the axis of the first migration path and the axis of the second migration path so as to intersect with each other, and disposing a molecular sieving membrane at the intersecting position. The electrophoretic device according to claim 1, which is characterized in that:
【請求項4】前記第1の泳動路の端部と前記試料濃縮部
の間に電圧を印加して試料を導入する第1の工程と、前
記試料濃縮部と前記第2の泳動路の端部に電圧を印加し
て試料を泳動分離する第2の工程を有することを特徴と
する請求項1から請求項3のいずれかに記載の電気泳動
装置。
4. A first step of introducing a sample by applying a voltage between the end of the first migration path and the sample concentrating section, and the ends of the sample concentrating section and the second migration path. The electrophoretic device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second step of applying a voltage to the portion to electrophoretically separate the sample.
【請求項5】前記第1の工程において、前記試料濃縮部
と前記第2の泳動路の端部の間に、前記第1の泳動路端
と前記試料濃縮部の間の電圧と逆極性の電圧を印加する
ことを特徴とする請求項5に記載の電気泳動装置。
5. In the first step, between the sample concentrating section and the end of the second migration path, a voltage having a polarity opposite to that of the voltage between the first migration path end and the sample concentrating section is provided. The electrophoretic device according to claim 5, wherein a voltage is applied.
【請求項6】前記第1の泳動路の長さが前記第2の泳動
路の長さよりも短いことを特徴とする請求項1から請求
項5のいずれかに記載の電気泳動装置。
6. The electrophoretic device according to claim 1, wherein the length of the first migration path is shorter than the length of the second migration path.
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Cited By (3)

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JP2009162631A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Anatech Kk Electrophoretic method
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