WO2017002239A1 - キャピラリカートリッジ、及び電気泳動装置 - Google Patents

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capillary
detection unit
electrode holder
support
cartridge
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PCT/JP2015/069040
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French (fr)
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恵佳 奥野
基博 山崎
太朗 中澤
充弘 宮崎
隆介 木村
Original Assignee
株式会社日立ハイテクノロジーズ
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    • G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means

Definitions

  • the present invention relates to a capillary cartridge and an electrophoretic apparatus using the same, and more particularly to a technique for improving its attachment property and heat dissipation property.
  • a capillary filled with a separation medium is kept at a constant temperature and a high voltage is applied to separate charged DNA for each base length.
  • the sample base sequence can be read by irradiating the capillary with excitation light and detecting the fluorescence emitted from the fluorescent dye label of the DNA passing through the capillary.
  • Patent Documents 1 and 2 are prior art documents related to capillary electrophoresis.
  • Patent Document 1 discloses a capillary unit having a capillary, a frame that supports the capillary, a load header that holds a capillary cathode portion, and an electrophoresis apparatus using the capillary unit.
  • the frame has a separator for separating and holding the capillaries, and the capillaries can be held in a certain shape by penetrating the separators.
  • Patent Document 2 discloses an electrophoresis apparatus including a capillary and a support on which the capillary is arranged, a temperature control heater in direct contact with the capillary, an optical system, and a high-voltage power supply. Due to the structure in which the capillary is in direct contact with the heater, the time for raising the temperature to a predetermined temperature during electrophoretic analysis can be shortened.
  • the capillary is directly sandwiched between the heater and the support. For this reason, at the time of electrophoretic analysis, the structure is not configured to actively diffuse the heat generated from the capillary when a high voltage is applied to both ends of the capillary. If the capillary is shortened in order to shorten the analysis time, the total resistance value of the capillary is reduced and the flowing current is increased, so that the amount of heat generated from the capillary is increased. Therefore, if the structure is not such that heat is actively diffused, the heat of the capillary cannot be released and the internal temperature of the capillary becomes higher than a predetermined temperature. As a result, the migration speed of the sample becomes unstable and the separation performance decreases. Therefore, this structure cannot shorten the time required for electrophoretic analysis.
  • An object of the present invention is to provide a capillary cartridge and an electrophoresis apparatus that solve the above-described problems and improve the heat dissipation performance for improving the attachment property of the capillary and realizing the analysis in a short time.
  • the present invention provides a capillary cartridge for use in an electrophoresis apparatus, including a capillary, a plate-like support that supports the capillary, a capillary head that bundles one end of the capillary, and other capillaries.
  • a capillary cartridge comprising an electrode provided at an end, a detection part provided in a part of the capillary, and a heat radiating body provided between the capillary and a support.
  • a capillary a capillary, a support that supports the capillary, a capillary head that bundles one end of the capillary, an electrode provided at the other end of the capillary, and a part of the capillary Capillary cartridge having a detection unit provided on the substrate, a heat radiating member provided between the capillary and the support, a thermostat for holding the capillary at a predetermined temperature, and an injection for injecting the electrophoresis medium into the capillary
  • an electrophoresis apparatus including a mechanism and an irradiation detection unit that performs irradiation and detection of light during electrophoresis using a capillary.
  • the temperature rise inside the capillary can be suppressed by the heat radiating body, electrophoresis can be performed under a high voltage application condition in which the amount of heat generation is large, and the analysis time can be shortened.
  • the complexity of operation can be improved by making the structure which integrated the capillary and the support body and reducing the fixed location at the time of attachment. This makes it possible to improve both analysis performance and usability.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one configuration of a capillary electrophoresis apparatus according to a first embodiment.
  • 1 is a top view of a capillary electrophoresis apparatus according to Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the capillary electrophoresis apparatus according to the first embodiment taken along line AA.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a capillary cartridge according to the first embodiment.
  • 1 is an exploded view of a capillary cartridge according to Embodiment 1.
  • FIG. Sectional drawing which shows an example of the support body and heat radiator which concern on Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a view for explaining attachment of a capillary cartridge according to the first embodiment. Sectional drawing for demonstrating operation
  • FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining a capillary adjustment margin according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a workflow diagram for attaching a capillary cartridge according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a capillary periphery according to the first embodiment. Sectional drawing which shows an example of the thermostat door which concerns on Example 1.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a capillary cartridge according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a capillary cartridge according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a support according to a fourth embodiment. Sectional drawing which shows one structure of the support body which concerns on Example 5.
  • Example 1 is an example of a capillary cartridge and an electrophoresis apparatus using the same that improve the heat dissipation performance for improving the mounting property and realizing a short time analysis. That is, Example 1 is a capillary cartridge used in an electrophoresis apparatus, and includes a capillary, a plate-like support that supports the capillary, a capillary head that bundles one end of the capillary, and an electrode that is provided at the other end of the capillary. And a detection unit provided in a part of the capillary, and a heat sink provided between the capillary and the support.
  • the first embodiment includes a capillary, a support that supports the capillary, a capillary head that bundles one end of the capillary, an electrode provided at the other end of the capillary, a detection unit provided at a part of the capillary,
  • a capillary cartridge having a heat sink provided between the capillary and the support, a thermostatic chamber for holding the capillary at a predetermined temperature, an injection mechanism for injecting an electrophoretic medium into the capillary, and electricity using the capillary
  • FIG. 1 shows an apparatus configuration diagram of a capillary electrophoresis apparatus according to the first embodiment.
  • This apparatus can be roughly divided into two units: an irradiation detection / constant temperature bath unit 40 in the upper part of the apparatus and an autosampler unit 20 in the lower part of the apparatus.
  • a Y-axis drive body 23 is mounted on the sampler base 21 and can be driven on the Y-axis.
  • a Z-axis drive body 24 is mounted on the Y-axis drive body 23 and can drive the Z-axis.
  • a sample tray 25 is mounted on the Z-axis driver 24, and the user sets the electrophoresis medium container 28, the anode side buffer container 29, the cathode side buffer container 33, and the sample container 26 on the sample tray 25. .
  • the sample container 26 is set on the X-axis driver 22 mounted on the sample tray 25, and only the sample container 26 can be driven on the X-axis on the sample tray 25.
  • a liquid feeding mechanism 27 is also mounted on the Z-axis drive body 24. The liquid feeding mechanism 27 is disposed below the electrophoresis medium container 28.
  • the irradiation detection / temperature chamber unit 40 includes a temperature chamber unit 41 and a temperature chamber door 43 which are the above-described temperature chambers, and the inside can be kept at a constant temperature.
  • An irradiation detection unit 42 which is the above-described irradiation detection unit, is mounted behind the thermostatic chamber unit 41, and detection during electrophoresis can be performed.
  • a capillary cartridge 01 which will be described in detail later, is set in the thermostatic chamber unit 41, electrophoresis is performed while the capillary is kept at a constant temperature in the thermostatic chamber unit 41, and detection is performed by the irradiation detection unit 42.
  • the thermostat unit 41 is also equipped with an electrode (anode) 44 for dropping to GND when a high voltage for electrophoresis is applied.
  • the capillary cartridge 01 is fixed to the thermostat unit 41.
  • the electrophoresis medium container 28, the anode side buffer container 29, the cathode side buffer container 33, and the sample container 26 can be driven on the YZ axis by the autosampler unit 20, and only the sample container 26 is further driven on the X axis. I can do it.
  • the electrophoresis medium container 28, the anode side buffer solution container 29, the cathode side buffer solution container 33, and the sample container 26 are automatically connected to arbitrary positions by the movement of the autosampler unit 20 to the capillary of the fixed capillary cartridge 01. I can do it.
  • FIG. 2 shows a top view of the capillary electrophoresis apparatus shown in FIG.
  • the anode side buffer solution container 29 set on the sample tray 25 includes an anode side cleaning layer 30, an anode side electrophoresis buffer layer 31, and an anode side sample introduction buffer layer 32.
  • the cathode side buffer container 33 includes a waste liquid layer 34, a cathode side cleaning layer 35, and a cathode side electrophoresis buffer layer 36.
  • the electrophoresis medium container 28, the anode-side buffer container 29, the cathode-side buffer container 33, and the sample container 26 are arranged in a positional relationship as illustrated. Accordingly, the positional relationship between the anode side and the cathode side when the capillary cartridge in the thermostat unit 41 is connected to the capillary 02 is “electrophoresis medium container 28-waste liquid layer 34”, “anode side cleaning layer 30—cathode side”. “Cleaning layer 35”, “Anode-side electrophoresis buffer layer 31—Cathode-side electrophoresis buffer layer 36”, “Anode-side sample introduction buffer layer 32-sample container 26”.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the electrophoresis medium container 28 is set on the sample tray 25. Further, the liquid feeding mechanism 27 is disposed so that the plunger built in the liquid feeding mechanism 27 is located below the electrophoresis medium container 28.
  • the right side in FIG. 3 of the capillary 02 is the cathode side, and the left side is the anode side.
  • the autosampler unit 20 moves to the position of “anode-side electrophoresis buffer layer 31-cathode-side electrophoresis buffer layer 36”, a high voltage is applied to the cathode-side capillary 02, the cathode-side buffer container 33, Electrophoresis is performed by flowing the electrode through the anode buffer solution container 29 through the electrode (anode) 44 to GND.
  • the position of the sample tray 25 may be fixed, and an apparatus structure in which the irradiation detection / constant temperature chamber unit 40 is movable may be employed.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of one configuration of the capillary cartridge in the present embodiment.
  • the capillary cartridge 01 includes a capillary 02, a support body 03, a heat radiating body 04, an electrode holder 05, a detection unit 06, a capillary head 07, an electrode (cathode) 08, and a handle 09 which is a gripping unit.
  • the electrode (cathode) 08 may have a structure directly fixed to the support 03.
  • the capillary cartridge 01 is arranged in this order from the front side of FIG. 4 in the order of the support body 03 having the handle 09, the heat radiator 04, and the capillary 02.
  • the capillary head 07 is an end of the capillary 02 and is an injection end or a discharge end that holds the capillary 02 in a bundle and fills the electrophoresis medium.
  • the capillary cartridge 01 when the capillary cartridge 01 is attached to the electrophoresis apparatus, it functions as an injection end by connecting the capillary head 07 and a container storing the electrophoresis medium.
  • the capillary head is installed in a bent state in the electrophoresis apparatus.
  • FIG. 5 shows an exploded view of the capillary cartridge in this embodiment shown in FIG.
  • the radiator 04 is affixed to the support 03 by the adhesiveness or tackiness of the radiator 04, chemical adhesion, physical attachment mechanism, or the like.
  • the capillary 02 has an integral structure by attaching the electrode holder 05 and the detection unit 06 to the support body 03.
  • the electrode holder 05 holds an electrode (cathode) 08, and is fixed to the support body 03 by passing the electrode holder fixing pin 10 formed on the electrode holder 05 through the electrode holder fixing hole 11 of the support body 03. It has become.
  • the support body 03 includes a detection unit fixing frame 12 that fixes the detection unit 06.
  • the detection unit 06 is fixed to the support body 03 by being fitted into the detection unit fixing frame 12 formed on the support body 03.
  • the Reference numerals 14 and 16 denote a positioning hole and an electrode holder positioning hole, respectively, into which the detection unit positioning pins are inserted.
  • the capillary 02 is a soot channel coated with light shielding and strength, and is, for example, a quartz glass tube with an inner diameter of about 50 ⁇ m coated with polyimide.
  • the tube is filled with an electrophoresis medium to provide an electrophoresis path for separating the sample. Since the capillary 02 and the heat radiating body 04 are in close contact, heat generated from the capillary 02 when a high voltage is applied can be released to the support 03 side by the heat radiating body 04, and temperature rise inside the capillary 02 can be prevented. it can.
  • Electrodes (cathodes) 08 exist corresponding to the number of capillaries 02, and by applying a voltage, charged samples can be introduced into the capillaries 02 and electrophoretic separation can be performed for each molecular size.
  • the electrode (cathode) 08 is a stainless steel pipe having an inner diameter of about 0.1 to 0.5 m, for example, and a capillary 02 is inserted therein.
  • the detection unit 06 is located in the middle part of the capillary 02, and the capillaries 02 are arranged in a plane with a certain accuracy.
  • the detection unit 06 is a part for detecting the fluorescence of the sample passing through the capillary 02 and needs to be aligned with the position of the detection system of the apparatus with high accuracy.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the support body 03 and the heat radiating body 04 of the capillary cartridge of the present embodiment.
  • the radiator 04 is, for example, soft silicon rubber having heat dissipation performance and insulation performance.
  • the heat dissipation effect is increased by increasing the contact area with the capillary by deformation of the rubber, and damage to the capillary can be prevented by cushioning. is there.
  • a soft member such as rubber is crushed and deformed when a load is applied, and the contact area with the capillary is reduced or the formation of an air layer prevents heat conduction. It is necessary to control the shape and deformation amount according to the situation.
  • the support body 03 of the capillary cartridge of the present embodiment has a box-type structure, and the heat radiating body 04 is fixed in the plane direction by the protruding portion 03A provided on the outer peripheral portion of the support body 03 and projecting toward the heat radiating body 04 side. It is restricted so that it cannot be deformed beyond the size of. Also, by providing a gap between the end of the radiator 04 and the outer periphery of the support 03, that is, by designing the offset distance to the protrusion 03A of the support 03 based on the elastic modulus of the radiator 04. Further, it is possible to prevent the heat radiator 04 from protruding beyond the projecting portion 03A and deforming.
  • the height of the protrusion 03A of the support body 03 is lower than the thickness of the heat radiating body 04, and the heat radiating body 04 does not collapse beyond the height of the support body 03 even when a load is applied. For this reason, the heat radiating body 04 can be reliably brought into contact with the apparatus surface to which the capillary cartridge is attached.
  • silicon rubber having a thermal conductivity of 0.1 to 5 W / m ⁇ K is used for the radiator 04, a heat dissipation performance of 200 W / m 2 ⁇ K or more can be obtained.
  • FIG. 7 shows an example of a detailed view of attachment of the capillary cartridge of the present embodiment.
  • the detection unit 06 is temporarily fixed by the clip 52 when the detection unit positioning pin 13 is attached to the attachment surface 50 on the thermostat unit 41 side of the electrophoresis apparatus and is pushed through the positioning hole 14 of the support 03.
  • the tapered electrode holder positioning pin 15 on the thermostatic chamber unit 41 side of the apparatus to be attached automatically enters the electrode holder positioning hole 16 of the support 03, the capillary cartridge 01 is moved in one operation. 41 is temporarily fixed.
  • the electrode holder positioning pin 15 and the electrode holder positioning hole 16 may be mounted in opposite positions. That is, the electrode holder and the support can be fixed by passing an electrode holder positioning pin provided on one side through an electrode holder positioning hole provided on the other side.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the clip 52.
  • the detection unit 06 hits the convex part of the clip 52 so that the clip 52 is pushed in once. Further, the detection unit 06 has a structure that exceeds the convex portion of the clip 52, and the clip 52 is temporarily fixed by pressing the detection unit 06 by the reaction force of the spring 53. At this time, as the clip 52 is instantaneously moved by the reaction force at the same time as the convex portion is exceeded, a clicking sound is generated, and the user can confirm that the capillary cartridge 01 is temporarily fixed.
  • the detection unit 06 and the optical system of the electrophoresis apparatus can be reliably aligned with high accuracy by first positioning the detection unit 06 first.
  • the electrode holder positioning pin 15 is tapered as shown in FIG. 7, the electrode holder positioning pin 15 is surely inserted into the electrode holder positioning hole 16 even if the position of the electrode holder positioning pin 15 is slightly shifted for each apparatus. If the position of the detection unit 06 is determined, the electrode holder 05 can also be temporarily fixed. For this reason, the user can perform a series of operations for attaching the capillary cartridge 01 with the grip 09, which is a gripping part, so that the user can operate without touching the detection part 06 or forcibly bending the capillary 02. It is possible to improve usability and reduce the risk of damage.
  • FIG. 9 shows a detailed view of the capillary adjustment allowance of the capillary cartridge of the present embodiment.
  • the capillary head 07 and the electrophoresis medium container 28 are connected when the capillary cartridge 01 is attached.
  • the position of the capillary head 07 must be moved according to the position of the electrophoresis medium container 28. Don't be. This is because if the heights of the capillary head 07 and the tip of the electrode (cathode) 08 are not uniform, a siphon phenomenon occurs in which the migration medium in the capillary 02 moves. It is because it is necessary to arrange.
  • the capillary 02 from the detection unit 06 to the capillary head 07 is designed to be the shortest distance to the polymer container such as the electrophoresis medium container 28, the position of the polymer container is determined by the apparatus. At the time of deviation, the height is changed by moving the capillary head 07 to the left and right.
  • the capillary 02 is designed to have a length obtained by adding the adjustment margin to the shortest distance from the detection unit 06 to the polymer container, and the capillary head 07 is moved in the left-right direction. However, it can be kept at the same height as the tip of the electrode (cathode) 08.
  • the capillary head 07 is moved while the capillary cartridge 01 is completely fixed, the heat radiating body 04 may be worn out or an excessive force may be applied to the capillary 02.
  • the capillary head 07 is Before the connection, the capillary cartridge 01 is temporarily fixed.
  • the detection unit 06 is held in the cartridge plane direction by the reaction force of the spring 53 of the clip 52, and is held in the cartridge vertical direction by the convex portion of the clip 52. In this structure, the capillary cartridge 01 is not detached by the user moving the capillary head 07.
  • the capillary cartridge 01 is pressed by the thermostatic chamber door 43 shown in FIG.
  • the electrode holder positioning pin 15 enters the electrode holder positioning hole 16 so that the entire capillary cartridge 01 is completely fixed.
  • a clicking sound is generated, and the user can confirm that the capillary cartridge 01 is completely fixed. Note that a click sound may be generated using a structure similar to that of the clip 52 at the fixing portion of the electrode holder 05.
  • FIG. 10 shows a workflow for attaching the capillary cartridge 01 of the present embodiment.
  • the detection unit 06 is temporarily fixed, and at the same time, the electrode holder 05 is temporarily fixed (S101).
  • the capillary head 07 and the electrophoresis medium container 28 are connected (S102), and finally the thermostat chamber door 43 is closed, whereby the capillary cartridge 01 is pushed in and fixed (S103), and the attachment is completed (S104).
  • the structure in which the whole is automatically fixed by fixing one place can reduce the procedure and reduce the complexity of the capillary 02 attachment.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view of the periphery of the capillary 02 of the present embodiment.
  • silicon rubber is used as the radiator 04
  • the radiator 04 deforms along the shape of the capillary 02 when the capillary cartridge 01 is brought into contact with the mounting surface 50 on the electrophoresis apparatus side and a predetermined load is applied. Therefore, the contact area with the capillary 02 can be increased. At this time, it is difficult to create an air layer between the mounting surface 50 and the heat radiator 04 by applying a load uniformly to the entire surface of the heat radiator 04 by the door. Conversely, if the air layer is completely exhausted, the heat radiating body 04 becomes like a suction cup, and the capillary cartridge 01 may not be removed.
  • the structure is an integral structure with the capillary 02 sandwiched between them, and the capillary 02 is arranged to the outside of the heat radiating body 04, so that the air layer is not completely lost. Therefore, it can be easily removed without sticking to the attachment surface 50.
  • FIG. 12 shows one structural example of the thermostatic chamber door of the present embodiment, and the thermostatic chamber door has a two-stage structure with an elastic body such as a spring interposed therebetween. That is, the thermostatic chamber door 43 has a two-stage structure in which the push plate 57 is attached to the door support 58 via one or more push plate springs 56, and has a cushioning property.
  • the spring constant By adjusting the spring constant, the load applied to the capillary cartridge 01 when the thermostatic chamber door 43 is closed can be controlled. For example, when twelve springs 53 having a spring constant of 3 N / mm are used, a load of 30 N can be applied when the thermostatic chamber door 43 is closed.
  • a heat radiator is provided between a capillary provided with a detection portion at a part thereof and a plate-like support body that supports the capillary, so that the heat radiator can provide the inside of the capillary. Therefore, it is possible to perform electrophoresis under a high voltage application condition in which the amount of heat generation is large, and shorten the analysis time. Further, it is possible to improve the complexity of the operation by reducing the number of fixing points when the capillaries, the support body and the heat radiating body are integrated.
  • the detection part and the cathode electrode part of the capillary are integrated with the support, and the entire capillary cartridge is electrophoresed by fixing two places of the support and the anode electrode part of the capillary. Since it is fixed if pressed by the door mechanism of the device, it can be easily attached with few steps. Furthermore, since the arrangement of capillaries is also supported, the risk of breakage can be reduced.
  • the capillary is in direct contact with a member having high thermal conductivity, heat generated from the capillary can be released by applying a high voltage during electrophoresis. As a result, the temperature inside the capillary becomes stable at a predetermined temperature, so that the analysis performance of the electrophoresis apparatus is improved and the analysis time can be shortened.
  • Example 2 is an example of a capillary cartridge in which the shape of the heat radiating body of the capillary cartridge is a planar shape corresponding to the region where the capillary holds the support.
  • the capillary cartridge maintains the heat dissipation performance.
  • the cost can be reduced. For example, a heat dissipation performance of 200 W / m 2 ⁇ K or more can be obtained even when the heat radiator 04 is disposed only in the periphery of the capillary 02 shown in FIG. 5 and the heat capacity is reduced to 50 J / K.
  • the heat radiator 04 since the heat radiator 04 is arrange
  • Example 3 is an example of a capillary cartridge having a configuration in which the detection unit and the electrode holder are separately fixed. Similar to the first embodiment, the electrode holder is fixed by passing the electrode holder positioning pin on the apparatus side through the electrode holder positioning hole.
  • the detection unit 06 is configured to be connected by the support body 03 and the S-shaped detection unit holding member 54, so that the position can be flexibly moved in a planar shape, Can be fixed. According to the present embodiment, the attaching operation can be performed more easily.
  • Example 4 is an example in which a hole for a handle that functions as a gripping portion is provided in the support instead of the handle of the capillary cartridge.
  • a hole for a handle that functions as a gripping portion is provided in the support instead of the handle of the capillary cartridge.
  • the risk of dropping during carrying or mounting can be reduced.
  • positioning the handle hole 55 in the vicinity of the detection unit facilitates positioning.
  • the force applied at the time of removal can be dispersed without concentrating on one place, so that deformation and distortion of the support body 03 can be prevented. The efficiency of work and removal work can be improved.
  • Example 5 is an example in which the support of the capillary cartridge has a two-stage structure. As shown in FIG. 16, a push plate 57 is attached to the back side of the support 03 to which the heat radiating body 04 is attached, and one or more push plate springs 56 are inserted between the support 03 and the push plate 57. With the structure, the capillary cartridge itself can be provided with cushioning properties. In the case of the present embodiment, the thermostatic chamber door 43 as described in the first embodiment does not need to be a two-stage structure.
  • the present invention can suppress the temperature rise inside the capillary by the heat radiating body, thereby enabling electrophoresis under a high voltage application condition in which the heat generation amount is large, and shortening the analysis time. Can do. Moreover, the complexity of operation can be improved by making the structure which integrated the capillary and the support body and reducing the fixed location at the time of attachment. This makes it possible to improve both analysis performance and usability.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for better understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.

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Abstract

キャピラリカートリッジにおいて、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の両立を達成する。その一部に検出部０６が設けられたキャピラリ０２と、キャピラリ０２を支持する板状の支持体０３との間に放熱体０４を設け、放熱体０４によりキャピラリ０２内部の温度上昇を抑えることで、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。また、キャピラリ０２と支持体０３と放熱体０４を一体化させた構造にして取り付けの際の固定箇所を検出部０６と電極ホルダ０５だけに減らすことで操作の煩雑さを改善することができる。

Description

キャピラリカートリッジ、及び電気泳動装置
　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。
　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。
　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。
　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。
特開２００９－１７４８９７号公報 特開２００６－２８４５３０号公報
　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。
　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。このため、電気泳動分析時、キャピラリの両端に高電圧を印加した際にキャピラリから発生する熱を積極的に拡散させられる構造になっていない。分析時間を短縮するためにキャピラリを短くすると、キャピラリの全抵抗値が小さくなり、流れる電流が大きくなるため、キャピラリからの発熱量が大きくなる。よって、熱を積極的に拡散させる構造になっていないと、キャピラリの熱を逃がすことができず、キャピラリの内部温度が所定温度より高くなってしまう。その結果、試料の泳動速度が不安定となり、分離性能が低下する。ゆえに、この構造では電気泳動分析の所要時間を短縮することができない。
　本発明の目的は、上記の課題を解決し、キャピラリの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、及び電気泳動装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するため、本発明においては、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るキャピラリカートリッジを提供する。
　また、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を提供する。
　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。
実施例１に係るキャピラリ電気泳動装置の一構成を示す概要図。 実施例１に係るキャピラリ電気泳動装置の上面図。 実施例１に係るキャピラリ電気泳動装置のＡ－Ａ断面図。 実施例１に係るキャピラリカートリッジの一構成を示す図。 実施例１に係るキャピラリカートリッジの分解図。 実施例１に係る支持体と放熱体の一例を示す断面図。 実施例１に係るキャピラリカートリッジの取り付けを説明するための図。 実施例１に係るクリップの動作を説明するための断面図。 実施例１に係るキャピラリの調整代を説明するための図。 実施例１に係るキャピラリカートリッジ取り付けのワークフロー図。 実施例１に係るキャピラリ周辺部を示す断面図。 実施例１に係る恒温槽ドアの一例を示す断面図。 実施例２に係るキャピラリカートリッジの一構成を示す図。 実施例３に係るキャピラリカートリッジの一構成を示す図。 実施例４に係る支持体の一構成を示す図。 実施例５に係る支持体の一構成を示す断面図。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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

Claims (15)

  1. 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、
    前記キャピラリを支持する支持体と、
    前記キャピラリの一端を束ねるキャピラリヘッドと、
    前記キャピラリの他端に設けられた電極と、
    前記キャピラリの一部に設けられた検出部と、
    前記キャピラリと前記支持体の間に設けられた放熱体とを備えた、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  2. 請求項１に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記支持体の外周部に、前記放熱体側に突き出た突出部を備えた、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  3. 請求項２に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記放熱体の端部と前記支持体の外周部との間に空隙を設けた、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  4. 請求項１に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記支持体は、前記検出部を固定する検出部固定枠を備えた、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  5. 請求項１に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記支持体は掴持部を有する、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  6. 請求項１に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記支持体に、前記電気泳動装置側に設けられた検出部位置決めピンが入る検出部位置決め穴が設けられた、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  7. 請求項１に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記電極を保持する電極ホルダを更に有する、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  8. 請求項７に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記電極ホルダと前記支持体は、一方に設けられた電極ホルダ固定ピンを他方に設けられた電極ホルダ固定穴に通すことにより固定する、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  9. 請求項８に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記電極ホルダに、前記電気泳動装置に設けられた前記電極ホルダ位置決めピンが入る電気電極ホルダ位置決め穴が設けられた、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  10. 請求項１に記載のキャピラリカートリッジであって、
    前記放熱体は、前記キャピラリが前記支持体を這う領域に対応した平面形状を有する、
    ことを特徴とするキャピラリカートリッジ。
  11. キャピラリと、前記キャピラリを支持する支持体と、前記キャピラリの一端を束ねるキャピラリヘッドと、前記キャピラリの他端に設けられた電極と、前記キャピラリの一部に設けられた検出部と、前記キャピラリと前記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、
    前記キャピラリを所定の温度に保持する恒温槽と、
    前記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、
    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、とを備える、
    ことを特徴とする電気泳動装置。
  12. 請求項１１に記載の電気泳動装置であって、
    前記キャピラリカートリッジは前記電極を保持する電極ホルダを更に有し、
    前記恒温槽は、前記検出部及び前記電極ホルダをそれぞれ固定するための検出部位置決めピン及び電極ホルダ位置決めピンを有する、
    ことを特徴とする電気泳動装置。
  13. 請求項１２に記載の電気泳動装置であって、
    前記支持体は、前記検出部を固定するための検出部位置決め穴を有し、前記電極ホルダは、前記電極ホルダを固定するための電極ホルダ位置決め穴を有する、
    ことを特徴とする電気泳動装置。
  14. 請求項１３に記載の電気泳動装置であって、
    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付けることで、前記キャピラリカートリッジを前記恒温槽に固定する、
    ことを特徴とする電気泳動装置。
  15. 請求項１４に記載の電気泳動装置であって、
    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。
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