JPH0572177A - ゲル電気泳動装置 - Google Patents
ゲル電気泳動装置Info
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- JPH0572177A JPH0572177A JP3234427A JP23442791A JPH0572177A JP H0572177 A JPH0572177 A JP H0572177A JP 3234427 A JP3234427 A JP 3234427A JP 23442791 A JP23442791 A JP 23442791A JP H0572177 A JPH0572177 A JP H0572177A
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- capillary
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- capillaries
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- 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
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44743—Introducing samples
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
- G01N27/44782—Apparatus specially adapted therefor of a plurality of samples
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- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】多数のゲルキャピラリーを使用し、ＤＮＡ等の
解析のスループット向上，試料調製と試料注入の容易
化、および三次元電気泳動の実現を目的とする。 【構成】多数のゲルキャピラリ２を結合保持する上部プ
レート５と下部プレート６におけるゲルキャピラリー末
端の配置を、上部プレート５では試料注入に都合良いよ
うに粗に、下部プレート６では蛍光の計測に都合良いよ
うに密にした、ゲルキャピラリーカートリッヂ１を主要
な構成とする。 【効果】スループットの１０〜１００倍の向上が見込め
る他、試料注入を各ゲルキャピラリー毎に行う手間が省
略でき、三次元電気泳動などを可能とする。
解析のスループット向上，試料調製と試料注入の容易
化、および三次元電気泳動の実現を目的とする。 【構成】多数のゲルキャピラリ２を結合保持する上部プ
レート５と下部プレート６におけるゲルキャピラリー末
端の配置を、上部プレート５では試料注入に都合良いよ
うに粗に、下部プレート６では蛍光の計測に都合良いよ
うに密にした、ゲルキャピラリーカートリッヂ１を主要
な構成とする。 【効果】スループットの１０〜１００倍の向上が見込め
る他、試料注入を各ゲルキャピラリー毎に行う手間が省
略でき、三次元電気泳動などを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＤＮＡあるいは蛋白質な
どの電気泳動分離に関するものである。
どの電気泳動分離に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＤＮＡの塩基配列決定は放射性同
位元素でＤＮＡを標識し、ゲル電気泳動分離した後に分
離パターンをフィルムに転写することにより行ってい
た。しかし、放射性標識を用いる煩雑さに加えて手間と
時間のかかる難点があり、蛍光標識を用いた実時間検出
を用いた方法が用いられ始めている（例えば、特開昭61
−62843号）。
位元素でＤＮＡを標識し、ゲル電気泳動分離した後に分
離パターンをフィルムに転写することにより行ってい
た。しかし、放射性標識を用いる煩雑さに加えて手間と
時間のかかる難点があり、蛍光標識を用いた実時間検出
を用いた方法が用いられ始めている（例えば、特開昭61
−62843号）。
【０００３】蛍光標識法ではスラブゲルを用いた方法が
用いられていたが、ゲルを充填したキャピラリー（本明
細書では以下、簡略のためゲルキャピラリーと表記す
る。）を使用する、高速，高感度分析が可能なゲルキャ
ピラリー電気泳動が注目されている（例えば、アナリテ
ィカル ケミストリー、第６２巻、９００頁（１９９０
年）（Analytical Chemistry ６２，９００（１９９
０)))。
用いられていたが、ゲルを充填したキャピラリー（本明
細書では以下、簡略のためゲルキャピラリーと表記す
る。）を使用する、高速，高感度分析が可能なゲルキャ
ピラリー電気泳動が注目されている（例えば、アナリテ
ィカル ケミストリー、第６２巻、９００頁（１９９０
年）（Analytical Chemistry ６２，９００（１９９
０)))。
【０００４】通常キャピラリー電気泳動では一本のキャ
ピラリー管と検出用レンズをパッケージ内に組み込み、
一体化したものを用いている。これらキャピラリー管は
くり返し使用するのが常であるが、ゲルを用いた分離で
はゲルが変質するなどのため１回毎に使い捨てるのが通
常である。また、多くのサンプルを同時に分析するため
にゲルキャピラリーを何本かならべて測定することが報
告されている。この場合、一本一本のゲルキャピラリー
をセットして計測が行われている（例えば、バイオテク
ニークス、第９巻、７４頁（１９９０年）（BioTechniq
ues ９，７４(１９９０)））。
ピラリー管と検出用レンズをパッケージ内に組み込み、
一体化したものを用いている。これらキャピラリー管は
くり返し使用するのが常であるが、ゲルを用いた分離で
はゲルが変質するなどのため１回毎に使い捨てるのが通
常である。また、多くのサンプルを同時に分析するため
にゲルキャピラリーを何本かならべて測定することが報
告されている。この場合、一本一本のゲルキャピラリー
をセットして計測が行われている（例えば、バイオテク
ニークス、第９巻、７４頁（１９９０年）（BioTechniq
ues ９，７４(１９９０)））。
【０００５】これらキャピラリーゲルを用いた計測で
は、キャピラリー末端近傍を光照射し、そこを通過する
蛍光標識ＤＮＡを励起，発光させて試料断片を検出す
る。このため、高い感度と精度で計測するにはキャピラ
リーを精度よく検出部にセットする必要がある。
は、キャピラリー末端近傍を光照射し、そこを通過する
蛍光標識ＤＮＡを励起，発光させて試料断片を検出す
る。このため、高い感度と精度で計測するにはキャピラ
リーを精度よく検出部にセットする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ゲルキャピラリーで多
くのＤＮＡ試料を同時に測定し、スループットを向上さ
せるには、多数本のゲルキャピラリーを並べる必要があ
る。また、これらゲルキャピラリーは数回の測定毎に交
換する必要があり、多数本のゲルキャピラリーの脱着、
およびそれらの位置アラインメントが容易である必要が
ある。また、ゲルキャピラリーへの試料注入はゲルキャ
ピラリー末端を試料溜に入れ電界を利用して注入する
が、多くのゲルキャピラリーを並べた場合の作業性の良
い試料注入法などの報告はなされておらず解決すべき課
題の１つである。多数本のゲルキャピラリーの脱着，位
置アラインメントの容易性を考慮し、多数のゲルキャピ
ラリーが両端において、試料注入穴側と試料断片を検出
する検出端側に所定の配列で結合するように一体化され
たゲルキャピラリー泳動分離部を提供し、作業性の良い
試料注入が可能な、高感度なゲルキャピラリー電気泳動
装置を提供することが本発明の目的である。
くのＤＮＡ試料を同時に測定し、スループットを向上さ
せるには、多数本のゲルキャピラリーを並べる必要があ
る。また、これらゲルキャピラリーは数回の測定毎に交
換する必要があり、多数本のゲルキャピラリーの脱着、
およびそれらの位置アラインメントが容易である必要が
ある。また、ゲルキャピラリーへの試料注入はゲルキャ
ピラリー末端を試料溜に入れ電界を利用して注入する
が、多くのゲルキャピラリーを並べた場合の作業性の良
い試料注入法などの報告はなされておらず解決すべき課
題の１つである。多数本のゲルキャピラリーの脱着，位
置アラインメントの容易性を考慮し、多数のゲルキャピ
ラリーが両端において、試料注入穴側と試料断片を検出
する検出端側に所定の配列で結合するように一体化され
たゲルキャピラリー泳動分離部を提供し、作業性の良い
試料注入が可能な、高感度なゲルキャピラリー電気泳動
装置を提供することが本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】試料注入の作業の容易性
からは各ゲルキャピラリーの間隔は粗い方が良いが、試
料断片を計測する上では密集している方が効率良く計測
が行なえる。そこで、両要求を満たす装置の開発が望ま
れていた。上記目的を達成するため、本発明では、図１
に示すように、試料が注入される試料注入穴４を有する
試料注入プレート３、および試料断片からの光を検出す
る検出部７からゲルキャピラリー泳動分離部を分離でき
る、ゲルキャピラリーカートリッヂ型としている。すな
わち、ゲルキャピラリー２の、試料が注入される試料注
入端を試料注入プレート３と結合する広い面積をもつ上
部プレート５と、泳動した試料を検出する検出端を検出
部７と結合する狭い面積をもつ下部プレート６に固定し
てなるゲルキャピラリーカートリッヂ１を用い、測定毎
にゲルキャピラリーカートリッヂ１を交換することによ
り、スループットを向上させると共に試料注入をやり易
く、ゲルキャピラリー２のセッティングを容易にしてい
る。各ゲルキャピラリー２を検出部７の狭い領域に密集
させることにより、検出部７において試料断片から発す
る光を高感度イメージセンサー上にあまり像を縮小する
ことなく、一度に結像させ、高効率な光検出を可能とし
ている。
からは各ゲルキャピラリーの間隔は粗い方が良いが、試
料断片を計測する上では密集している方が効率良く計測
が行なえる。そこで、両要求を満たす装置の開発が望ま
れていた。上記目的を達成するため、本発明では、図１
に示すように、試料が注入される試料注入穴４を有する
試料注入プレート３、および試料断片からの光を検出す
る検出部７からゲルキャピラリー泳動分離部を分離でき
る、ゲルキャピラリーカートリッヂ型としている。すな
わち、ゲルキャピラリー２の、試料が注入される試料注
入端を試料注入プレート３と結合する広い面積をもつ上
部プレート５と、泳動した試料を検出する検出端を検出
部７と結合する狭い面積をもつ下部プレート６に固定し
てなるゲルキャピラリーカートリッヂ１を用い、測定毎
にゲルキャピラリーカートリッヂ１を交換することによ
り、スループットを向上させると共に試料注入をやり易
く、ゲルキャピラリー２のセッティングを容易にしてい
る。各ゲルキャピラリー２を検出部７の狭い領域に密集
させることにより、検出部７において試料断片から発す
る光を高感度イメージセンサー上にあまり像を縮小する
ことなく、一度に結像させ、高効率な光検出を可能とし
ている。
【０００８】
【作用】ゲルキャピラリーカートリッヂ１に数十〜数百
本のゲルキャピラリー２を保持するので試料計測のスル
ープットが向上できる。ゲルキャピラリーカートリッヂ
１の上部プレート５に固定するゲルキャピラリー末端の
配列の密度を粗くし、試料ホルダーあるいは注入治具と
ゲルキャピラリー末端の配列の位置を整合させ、試料注
入を容易にすると供に、下部プレート６に固定するゲル
キャピラリー末端の配列の密度を高くして、検出部７の
検出効率をあげることにより、高感度なゲルキャピラリ
ー電気泳動が実現できる。
本のゲルキャピラリー２を保持するので試料計測のスル
ープットが向上できる。ゲルキャピラリーカートリッヂ
１の上部プレート５に固定するゲルキャピラリー末端の
配列の密度を粗くし、試料ホルダーあるいは注入治具と
ゲルキャピラリー末端の配列の位置を整合させ、試料注
入を容易にすると供に、下部プレート６に固定するゲル
キャピラリー末端の配列の密度を高くして、検出部７の
検出効率をあげることにより、高感度なゲルキャピラリ
ー電気泳動が実現できる。
【０００９】
【実施例】本発明による第１の実施例を図１および図２
を用いて説明する。図１(ａ）は本発明による第１の実
施例によるゲルキャピラリー電気泳動装置の鳥瞰図であ
る。ゲルキャピラリーカートリッヂ１の上部プレート５
は試料注入プレート３と結合され、試料注入穴４は上部
バッファー槽（図示せず）でバッファー液にさらされ
る。ゲルキャピラリーカートリッヂ１の下部プレート６
は、ゲルキャピラリー２中のゲル２ａから溶出する試料
断片から発する光を検出する検出部７と結合される。ゲ
ルキャピラリーカートリッヂ１の上部プレート５および
下部プレート６の間の距離は可変であるが、ゲルキャピ
ラリー２を保護するため、及びゲルキャピラリーカート
リッヂ１に機械強度を持たせるためプラスチックリボン
で上部プレート５および下部プレート６を結合してあ
る。多数本のゲルキャピラリーを束ねて一体化し、屈曲
させ、長いゲルキャピラリー泳動路を狭い空間領域に確
保できるので装置の小型化が可能となる。たとえば、ゲ
ルキャピラリー泳動路長として５０cmを用いる場合、ス
ラブゲルでは泳動板の長さとして６０cm程度が必要とな
るが、ゲルキャピラリーでは２０cm以内の長さに屈曲さ
せてセットすることができる。
を用いて説明する。図１(ａ）は本発明による第１の実
施例によるゲルキャピラリー電気泳動装置の鳥瞰図であ
る。ゲルキャピラリーカートリッヂ１の上部プレート５
は試料注入プレート３と結合され、試料注入穴４は上部
バッファー槽（図示せず）でバッファー液にさらされ
る。ゲルキャピラリーカートリッヂ１の下部プレート６
は、ゲルキャピラリー２中のゲル２ａから溶出する試料
断片から発する光を検出する検出部７と結合される。ゲ
ルキャピラリーカートリッヂ１の上部プレート５および
下部プレート６の間の距離は可変であるが、ゲルキャピ
ラリー２を保護するため、及びゲルキャピラリーカート
リッヂ１に機械強度を持たせるためプラスチックリボン
で上部プレート５および下部プレート６を結合してあ
る。多数本のゲルキャピラリーを束ねて一体化し、屈曲
させ、長いゲルキャピラリー泳動路を狭い空間領域に確
保できるので装置の小型化が可能となる。たとえば、ゲ
ルキャピラリー泳動路長として５０cmを用いる場合、ス
ラブゲルでは泳動板の長さとして６０cm程度が必要とな
るが、ゲルキャピラリーでは２０cm以内の長さに屈曲さ
せてセットすることができる。
【００１０】上部プレート５は、５mmピッチで横方向に
４穴、縦方向に２５穴の試料注入穴４（穴径０.３mmφ)
を持つ試料注入プレート３と密着固定されるが、各ゲル
キャピラリー２の中心と各試料注入孔４の中心が一致す
るよう設計されている。上部プレート５では、各キャピ
ラリー２の末端は上記のように５mmピッチで縦横方向に
粗く二次元に分布し配列固定されるが、下部プレート６
では、上部プレート５における配列よりも密に、各ゲル
キャピラリー２の末端は１mmピッチで一直線上に配列固
定され、下部プレート６は検出部７に結合固定される。
ゲルキャピラリーカートリッヂ１は試料注入プレート３
及び検出部７と装着、離脱が可能となっている。ゲルキ
ャピラリー２は下部プレート６と結合され、図２（ａ）
に示すようにキャピラリーホールドリング１４によりゲ
ルキャピラリー２は保護されている。ゲルキャピラリー
２と試料注入プレート３との結合においても、同様にキ
ャピラリーホールドリング１４によりゲルキャピラリー
２は保護されている（図１（ｂ），図２（ｂ），
（ｃ），図３（ａ），（ｂ）及び図５ではキャピラリー
ホールドリング１４は省略してあり図示されていな
い）。試料の泳動分離部であるゲルキャピラリー２で分
離されたＤＮＡ試料はゲルキャピラリー２中のゲル２ａ
から溶出し、検出部７に入る。図１（ｂ）は試料注入プ
レート３近辺の図１(ａ)のＡ部断面を示す。各ゲルキャ
ピラリー２は上部プレート５に結合され、試料注入穴４
に注入された試料はゲル２ａに接し、各ゲルキャピラリ
ー２は上部バッファー液１８（図３（ａ））に浸ること
になる。
４穴、縦方向に２５穴の試料注入穴４（穴径０.３mmφ)
を持つ試料注入プレート３と密着固定されるが、各ゲル
キャピラリー２の中心と各試料注入孔４の中心が一致す
るよう設計されている。上部プレート５では、各キャピ
ラリー２の末端は上記のように５mmピッチで縦横方向に
粗く二次元に分布し配列固定されるが、下部プレート６
では、上部プレート５における配列よりも密に、各ゲル
キャピラリー２の末端は１mmピッチで一直線上に配列固
定され、下部プレート６は検出部７に結合固定される。
ゲルキャピラリーカートリッヂ１は試料注入プレート３
及び検出部７と装着、離脱が可能となっている。ゲルキ
ャピラリー２は下部プレート６と結合され、図２（ａ）
に示すようにキャピラリーホールドリング１４によりゲ
ルキャピラリー２は保護されている。ゲルキャピラリー
２と試料注入プレート３との結合においても、同様にキ
ャピラリーホールドリング１４によりゲルキャピラリー
２は保護されている（図１（ｂ），図２（ｂ），
（ｃ），図３（ａ），（ｂ）及び図５ではキャピラリー
ホールドリング１４は省略してあり図示されていな
い）。試料の泳動分離部であるゲルキャピラリー２で分
離されたＤＮＡ試料はゲルキャピラリー２中のゲル２ａ
から溶出し、検出部７に入る。図１（ｂ）は試料注入プ
レート３近辺の図１(ａ)のＡ部断面を示す。各ゲルキャ
ピラリー２は上部プレート５に結合され、試料注入穴４
に注入された試料はゲル２ａに接し、各ゲルキャピラリ
ー２は上部バッファー液１８（図３（ａ））に浸ること
になる。
【００１１】試料のゲル２ａへの注入には、試料注入プ
レート３と同じピッチで３mmφの穴が開いている試料調
整用のタイタープレートを使用する。このタイタープレ
ートの底面には薄いシリコーンゴム皮膜が張ってあり、
試料注入プレート３にタイタープレートを重ね、針等で
シリコーンゴム皮膜を破り、タイタープレートの各穴中
の試料をゲル２ａに簡単に注入することが出来る。
レート３と同じピッチで３mmφの穴が開いている試料調
整用のタイタープレートを使用する。このタイタープレ
ートの底面には薄いシリコーンゴム皮膜が張ってあり、
試料注入プレート３にタイタープレートを重ね、針等で
シリコーンゴム皮膜を破り、タイタープレートの各穴中
の試料をゲル２ａに簡単に注入することが出来る。
【００１２】上記実施例はゲルキャピラリーカートリッ
ヂ１の上部プレート５にゲルキャピラリー２の末端部が
２次元に分布する場合であるが、一次元即ち一直線上に
並べてもよい。
ヂ１の上部プレート５にゲルキャピラリー２の末端部が
２次元に分布する場合であるが、一次元即ち一直線上に
並べてもよい。
【００１３】図１（ａ）のＢ部断面である、図２
（ａ），（ｂ）、あるいは（ｃ）に示すように、検出部
７はゲルキャピラリーカートリッヂ１の下部プレート６
に結合される。泳動したＤＮＡ試料はゲル２ａから溶出
し、下部バッファー液７ｄあるいはゲルで満たされる中
空部を泳動する。ゲルキャピラリー２の末端の配列に平
行な方向から、ＤＮＡ試料の蛍光標識を励起する励起光
８ａが照射される。励起光８ａの照射光路となる中空部
は石英板からなる隔壁７ａ，７ｂで形成される。検出部
７では、図２（ａ），（ｂ）示すように蛍光標識を励起
する励起光８ａは、０.１mm の間隔で平行に配置される
二枚の石英板からなる隔壁７ａ，７ｂで形成される間隙
中をゲルキャピラリー２の末端から約０.５mm の位置を
照射する。図２（ｃ）は図２（ｂ）の変形例で、泳動し
たＤＮＡ試料が溶出するゲルキャピラリー２の末端部
に、下部バッファー液７ｄあるいはゲルが、浸り接触し
やすいようにしたものである。上記の間隙は下部バッフ
ァー液７ｄあるいはゲルを満たしてあり、次に説明する
励起光８ａの通路となっている。ゲルキャピラリー２の
下端から約０.５mm の位置を、図１（ａ）に示すように
励起用光源８からの光８ａ、例えばレーザ光で照射する
ことにより、すべてのゲルキャピラリー２から溶出して
くるＤＮＡ試料を実質的に同時に照射できる。図２
（ｂ），図２（ｃ）では、励起光８ａは図面に垂直な方
向から照射される。
（ａ），（ｂ）、あるいは（ｃ）に示すように、検出部
７はゲルキャピラリーカートリッヂ１の下部プレート６
に結合される。泳動したＤＮＡ試料はゲル２ａから溶出
し、下部バッファー液７ｄあるいはゲルで満たされる中
空部を泳動する。ゲルキャピラリー２の末端の配列に平
行な方向から、ＤＮＡ試料の蛍光標識を励起する励起光
８ａが照射される。励起光８ａの照射光路となる中空部
は石英板からなる隔壁７ａ，７ｂで形成される。検出部
７では、図２（ａ），（ｂ）示すように蛍光標識を励起
する励起光８ａは、０.１mm の間隔で平行に配置される
二枚の石英板からなる隔壁７ａ，７ｂで形成される間隙
中をゲルキャピラリー２の末端から約０.５mm の位置を
照射する。図２（ｃ）は図２（ｂ）の変形例で、泳動し
たＤＮＡ試料が溶出するゲルキャピラリー２の末端部
に、下部バッファー液７ｄあるいはゲルが、浸り接触し
やすいようにしたものである。上記の間隙は下部バッフ
ァー液７ｄあるいはゲルを満たしてあり、次に説明する
励起光８ａの通路となっている。ゲルキャピラリー２の
下端から約０.５mm の位置を、図１（ａ）に示すように
励起用光源８からの光８ａ、例えばレーザ光で照射する
ことにより、すべてのゲルキャピラリー２から溶出して
くるＤＮＡ試料を実質的に同時に照射できる。図２
（ｂ），図２（ｃ）では、励起光８ａは図面に垂直な方
向から照射される。
【００１４】本実施例では１００本のゲルキャピラリー
２を使用しているので、約１０cmの領域からＤＮＡ試料
の溶出に基づき、励起光８ａによる蛍光信号が得られる
が、この蛍光信号はレンズ系１０，フィルター（図示せ
ず）を通してラインセンサー等の光検出器１１で実質的
に同時に検出される。検出された蛍光信号はデータ処理
装置１２で処理され、ディスプレー等の出力装置１３に
出力される。
２を使用しているので、約１０cmの領域からＤＮＡ試料
の溶出に基づき、励起光８ａによる蛍光信号が得られる
が、この蛍光信号はレンズ系１０，フィルター（図示せ
ず）を通してラインセンサー等の光検出器１１で実質的
に同時に検出される。検出された蛍光信号はデータ処理
装置１２で処理され、ディスプレー等の出力装置１３に
出力される。
【００１５】ゲルキャピラリー２を下部バッファー液７
ｄに浸して励起光８ａを照射し、ゲルキャピラリー２の
管界面での光の散乱を少なくし蛍光を計測することもで
きるが、ここではゲルキャピラリー２からＤＮＡ試料を
溶出させて測定している。図３（ａ）に示すように、検
出部は下部バッファー槽７ｃ中に保持され、上部バッフ
ァー液１８が満たされる上部バッファー槽１７中の上部
電極１９と下部電極２０に電圧が印加され泳動が開始さ
れる。図３（ａ）の変形として図３（ｂ）に示す構造を
とることもできる。図３（ａ），図３（ｂ）において蛍
光標識を励起する励起光８ａは図面に垂直な方向から照
射され、励起光８ａの光路に溶出してくるＤＮＡ試料は
蛍光を発し、透明な石英からなる面の方向Ｃ，Ｃ′、あ
るいはＤの方向から蛍光は検出される。例えば、方向Ｃ
又はＣ′方向から蛍光を検出する場合、長さ約１０cmの
蛍光像は４：１に縮小され、イメージラインセンサー
（長さ２５mm、例えば浜松ホトニクスＳ３９０２な
ど）、イメージ増幅器付ダイオードアレー、あるいはＣ
ＣＤ検出器により検出される。図３（ｂ）に示す方向Ｃ
から蛍光を検出する場合には、図３（ａ）に示す方向Ｃ
から蛍光を検出する場合に比較して、境界面による光の
反射の影響が少なくなるという特徴がある。
ｄに浸して励起光８ａを照射し、ゲルキャピラリー２の
管界面での光の散乱を少なくし蛍光を計測することもで
きるが、ここではゲルキャピラリー２からＤＮＡ試料を
溶出させて測定している。図３（ａ）に示すように、検
出部は下部バッファー槽７ｃ中に保持され、上部バッフ
ァー液１８が満たされる上部バッファー槽１７中の上部
電極１９と下部電極２０に電圧が印加され泳動が開始さ
れる。図３（ａ）の変形として図３（ｂ）に示す構造を
とることもできる。図３（ａ），図３（ｂ）において蛍
光標識を励起する励起光８ａは図面に垂直な方向から照
射され、励起光８ａの光路に溶出してくるＤＮＡ試料は
蛍光を発し、透明な石英からなる面の方向Ｃ，Ｃ′、あ
るいはＤの方向から蛍光は検出される。例えば、方向Ｃ
又はＣ′方向から蛍光を検出する場合、長さ約１０cmの
蛍光像は４：１に縮小され、イメージラインセンサー
（長さ２５mm、例えば浜松ホトニクスＳ３９０２な
ど）、イメージ増幅器付ダイオードアレー、あるいはＣ
ＣＤ検出器により検出される。図３（ｂ）に示す方向Ｃ
から蛍光を検出する場合には、図３（ａ）に示す方向Ｃ
から蛍光を検出する場合に比較して、境界面による光の
反射の影響が少なくなるという特徴がある。
【００１６】次に、本発明による第２の実施例を図４に
よって説明する。ゲルキャピラリーカートリッヂ１の下
部プレート６にゲルキャピラリー２の下方の末端部を二
次元即ち、縦，横方向に配列固定し、狭い面積に多数の
ゲルキャピラリー２の末端部を集め、ゲルキャピラリー
２の末端部から溶出するＤＮＡ試料を２次元の検出部で
検出するものである。図４では、縦，横方向に１mmのピ
ッチでゲルキャピラリー２の末端は下部プレート６に配
列固定されている。図４では検出部７は図２（ｂ）ある
いは（ｃ）に示すような構造の検出部が集合した形とな
っている。即ち、図５に示すように下部バッファー液７
ｄ又はゲルが満たされる空間を、励起光８ａが図面に垂
直な方向から、ゲルキャピラリー２の末端下方約０.５m
m の位置を照射する。この第２の実施例では、励起光８
ａの光路となる幅０.１mm 程度の空間を形成するための
隔壁３０ａ，３０ｂ，３０ｃ〜３０ｚは、試料から発す
る光は検出部７の下方から検出されるので不透明であっ
てもよい。検出部７は下部バッファー槽内で下部バッフ
ァー液又はゲル中に有り、励起光８ａは反射ミラー９で
反射され、検出部７の両側端に設置されるプリズム１６
ａ，１６ｂにより、すべてのゲルキャピラリー２の末端
部の下方を下部バッファー槽７ｃ（図４では図示せず）
内で実質的に同時に照射する。ＤＮＡ試料の溶出に基づ
く蛍光信号は検出部７の下方に設置された像反射ミラー
１５，レンズ系１０，フイルター（図示せず）を経由し
て２次元検出器ですべてのゲルキャピラリー２からの蛍
光信号を実質的に同時に検出する。下部バッファー槽７
ｃ（図４では図示せず）の底部板は石英板とする。もち
ろん、例えば反射ミラー９の位置を動かしライン状の励
起光８ａを順次走査、即ち、検出部７の一方の側端から
下部バッファー液７ｄ又はゲルが満たされるＤＮＡ試料
が溶出する近傍の空間の列を順次、照射したり、あるい
は、検出部７の一方の側端から下部バッファー液７ｄ又
はゲルが満たされるＤＮＡ試料の溶出する近傍の空間の
列を全面同時に光照射してもよい。プリズム１６ａ，１
６ｂは下部バッファー槽７ｃ（図４，図５では図示せ
ず）の内部，外部のいずれに設けてもよい。
よって説明する。ゲルキャピラリーカートリッヂ１の下
部プレート６にゲルキャピラリー２の下方の末端部を二
次元即ち、縦，横方向に配列固定し、狭い面積に多数の
ゲルキャピラリー２の末端部を集め、ゲルキャピラリー
２の末端部から溶出するＤＮＡ試料を２次元の検出部で
検出するものである。図４では、縦，横方向に１mmのピ
ッチでゲルキャピラリー２の末端は下部プレート６に配
列固定されている。図４では検出部７は図２（ｂ）ある
いは（ｃ）に示すような構造の検出部が集合した形とな
っている。即ち、図５に示すように下部バッファー液７
ｄ又はゲルが満たされる空間を、励起光８ａが図面に垂
直な方向から、ゲルキャピラリー２の末端下方約０.５m
m の位置を照射する。この第２の実施例では、励起光８
ａの光路となる幅０.１mm 程度の空間を形成するための
隔壁３０ａ，３０ｂ，３０ｃ〜３０ｚは、試料から発す
る光は検出部７の下方から検出されるので不透明であっ
てもよい。検出部７は下部バッファー槽内で下部バッフ
ァー液又はゲル中に有り、励起光８ａは反射ミラー９で
反射され、検出部７の両側端に設置されるプリズム１６
ａ，１６ｂにより、すべてのゲルキャピラリー２の末端
部の下方を下部バッファー槽７ｃ（図４では図示せず）
内で実質的に同時に照射する。ＤＮＡ試料の溶出に基づ
く蛍光信号は検出部７の下方に設置された像反射ミラー
１５，レンズ系１０，フイルター（図示せず）を経由し
て２次元検出器ですべてのゲルキャピラリー２からの蛍
光信号を実質的に同時に検出する。下部バッファー槽７
ｃ（図４では図示せず）の底部板は石英板とする。もち
ろん、例えば反射ミラー９の位置を動かしライン状の励
起光８ａを順次走査、即ち、検出部７の一方の側端から
下部バッファー液７ｄ又はゲルが満たされるＤＮＡ試料
が溶出する近傍の空間の列を順次、照射したり、あるい
は、検出部７の一方の側端から下部バッファー液７ｄ又
はゲルが満たされるＤＮＡ試料の溶出する近傍の空間の
列を全面同時に光照射してもよい。プリズム１６ａ，１
６ｂは下部バッファー槽７ｃ（図４，図５では図示せ
ず）の内部，外部のいずれに設けてもよい。
【００１７】以上、ゲルキャピラリーカートリッヂ１の
上部プレート５が試料注入プレート３と、ゲルキャピラ
リーカートリッヂ１の下部プレート６が検出部７と脱着
可能である場合について説明したが、上部プレート５と
試料注入プレート３を一体化し、下部プレート６と検出
部７を一体化してゲルキャピラリーカートリッヂとする
こともできる。また、前記いずれか一方のみを一体化し
てゲルキャピラリーカートリッヂとすることもできる。
試料注入プレート３，検出部７がゲルキャピラリーカー
トリッヂに一体化されている場合には、ゲルキャピラリ
ーカートリッヂは試料注入プレート３，検出部７の端で
それぞれ上部バッファー槽１７，下部バッファー槽７ｃ
に脱着可能である。
上部プレート５が試料注入プレート３と、ゲルキャピラ
リーカートリッヂ１の下部プレート６が検出部７と脱着
可能である場合について説明したが、上部プレート５と
試料注入プレート３を一体化し、下部プレート６と検出
部７を一体化してゲルキャピラリーカートリッヂとする
こともできる。また、前記いずれか一方のみを一体化し
てゲルキャピラリーカートリッヂとすることもできる。
試料注入プレート３，検出部７がゲルキャピラリーカー
トリッヂに一体化されている場合には、ゲルキャピラリ
ーカートリッヂは試料注入プレート３，検出部７の端で
それぞれ上部バッファー槽１７，下部バッファー槽７ｃ
に脱着可能である。
【００１８】試料注入プレート３において、ゲルキャピ
ラリー２の末端を二次元に配置する場合、二次元的に分
離したＤＮＡ等のパターンを更に電気泳動分離し、三次
元電気泳動パターンを得ることも可能である。通常の平
板型あるいはブロック状のゲルを用いた三次元電気泳動
では、ゲルの断面積が大きく、過剰な電流が流れ発熱が
多くなるので実用にならない。ゲルキャピラリー電気泳
動の場合、各ゲルキャピラリーに流れる電流は僅かであ
り発熱などからくる問題点はない。本発明を用いると二
次元分離した試料を区画にわけ、各区画中にある試料を
抽出してゲルキャピラリー２に注入することができるの
で三次元電気泳動分離が可能となる。検出部７でのゲル
キャピラリー２の末端の配置は、試料注入プレート３と
同様に二次元の配置でもよいし、一次元の直線配置でも
よい。直線配置である場合は、検出される信号を単に再
配列するのみで、試料注入プレートでの二次元配置に対
応させることができる。
ラリー２の末端を二次元に配置する場合、二次元的に分
離したＤＮＡ等のパターンを更に電気泳動分離し、三次
元電気泳動パターンを得ることも可能である。通常の平
板型あるいはブロック状のゲルを用いた三次元電気泳動
では、ゲルの断面積が大きく、過剰な電流が流れ発熱が
多くなるので実用にならない。ゲルキャピラリー電気泳
動の場合、各ゲルキャピラリーに流れる電流は僅かであ
り発熱などからくる問題点はない。本発明を用いると二
次元分離した試料を区画にわけ、各区画中にある試料を
抽出してゲルキャピラリー２に注入することができるの
で三次元電気泳動分離が可能となる。検出部７でのゲル
キャピラリー２の末端の配置は、試料注入プレート３と
同様に二次元の配置でもよいし、一次元の直線配置でも
よい。直線配置である場合は、検出される信号を単に再
配列するのみで、試料注入プレートでの二次元配置に対
応させることができる。
【００１９】なお、図１から図５において、装置の構造
を明瞭に示すため形状の比例関係は実際の装置と異なっ
ている。
を明瞭に示すため形状の比例関係は実際の装置と異なっ
ている。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば試料注入操作に支障をき
たす事なく、多くのゲルキャピラリー泳動路を狭い検出
端の領域に確保できるので、スループットの大幅な向上
を行なうことができる。また、試料注入プレートの試料
注入穴の配列を、試料調製用のタイタープレートの試料
穴の配列と整合させることにより、試料注入の手間を大
幅に削除できる。ゲルキャピラリーを屈曲させることに
より、長いゲルキャピラリー泳動路を狭い空間領域に確
保できるので装置の小型化に利点がある。たとえばゲル
キャピラリー泳動路長として５０cmを用いる場合、スラ
ブゲルでは泳動板の長さとして６０cm程度が必要であり
装置が大型化するが、ゲルキャピラリーでは２０cm以内
の長さに屈曲させてセットすることができる。また、１
００個の泳動路を確保しようとするとスラブゲルでは、
従来４０cm以上の幅の泳動板を必要としたが、２次元的
にゲルキャピラリーを分布させることで検出部の面積を
１cm×１cm程度にまですることができる。
たす事なく、多くのゲルキャピラリー泳動路を狭い検出
端の領域に確保できるので、スループットの大幅な向上
を行なうことができる。また、試料注入プレートの試料
注入穴の配列を、試料調製用のタイタープレートの試料
穴の配列と整合させることにより、試料注入の手間を大
幅に削除できる。ゲルキャピラリーを屈曲させることに
より、長いゲルキャピラリー泳動路を狭い空間領域に確
保できるので装置の小型化に利点がある。たとえばゲル
キャピラリー泳動路長として５０cmを用いる場合、スラ
ブゲルでは泳動板の長さとして６０cm程度が必要であり
装置が大型化するが、ゲルキャピラリーでは２０cm以内
の長さに屈曲させてセットすることができる。また、１
００個の泳動路を確保しようとするとスラブゲルでは、
従来４０cm以上の幅の泳動板を必要としたが、２次元的
にゲルキャピラリーを分布させることで検出部の面積を
１cm×１cm程度にまですることができる。
【図１】（ａ）は本発明による第１の実施例を示す鳥瞰
図、（ｂ）は本発明による第１の実施例における試料注
入プレートのゲルキャピラリー中心を通る部分断面図。
図、（ｂ）は本発明による第１の実施例における試料注
入プレートのゲルキャピラリー中心を通る部分断面図。
【図２】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は本発明による第１
の実施例における検出端のゲルキャピラリー中心を通る
異なる方向での部分断面図。
の実施例における検出端のゲルキャピラリー中心を通る
異なる方向での部分断面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明による第１の実施例
におけるゲル電気泳動装置全体の断面図。
におけるゲル電気泳動装置全体の断面図。
【図４】検出部においてゲルキャピラリー末端が二次元
に配列する、本発明による第２の実施例を示す鳥瞰図。
に配列する、本発明による第２の実施例を示す鳥瞰図。
【図５】第２の実施例における検出端近傍の断面図。
１…ゲルキャピラリーカートリッジ、２…ゲルキャピラ
リー、２ａ…ゲル、３…試料注入プレート、４…試料注
入穴、５…上部プレート、６…下部プレート、７…検出
部、７ａ，７ｂ…隔壁、７ｃ…下部バッファー槽、７ｄ
…下部バッファー液、８…励起用光源、８ａ…レーザー
光（励起光）、９…反射ミラー、１０…レンズ系、１１
…一次元あるいは二次元の光検出器、１２…データ処理
装置、１３…出力装置、１４…キャピラリーホールドリ
ング、１５…像反射ミラー、１６ａ，１６ｂ…プリズ
ム、１７…上部バッファー槽、１８…上部バッファー
液、１９…上部電極、２０…下部電極、３０ａ，３０ｂ
〜３０ｚ…隔壁。
リー、２ａ…ゲル、３…試料注入プレート、４…試料注
入穴、５…上部プレート、６…下部プレート、７…検出
部、７ａ，７ｂ…隔壁、７ｃ…下部バッファー槽、７ｄ
…下部バッファー液、８…励起用光源、８ａ…レーザー
光（励起光）、９…反射ミラー、１０…レンズ系、１１
…一次元あるいは二次元の光検出器、１２…データ処理
装置、１３…出力装置、１４…キャピラリーホールドリ
ング、１５…像反射ミラー、１６ａ，１６ｂ…プリズ
ム、１７…上部バッファー槽、１８…上部バッファー
液、１９…上部電極、２０…下部電極、３０ａ，３０ｂ
〜３０ｚ…隔壁。
Claims (12)
- 【請求項１】ゲル電気泳動装置において、試料が泳動す
るゲルが細管中に充填されてなるゲルキャピラリーを多
数本束ねて一体化することを特徴とするゲル電気泳動装
置。 - 【請求項２】上記ゲルキャピラリーが上記試料の注入端
において、上記ゲルキャピラリー端の配列を規定するた
めの上部プレートに固定され、上記ゲルキャピラリーの
他端の配列を規定するための下部プレートに固定されて
なるゲルキャピラリーカートリッヂによって、上記ゲル
キャピラリーを一体化することを特徴とする請求項１に
記載のゲル電気泳動装置。 - 【請求項３】上記ゲルキャピラリーカートリッヂが、上
記上部プレートにおいて上記試料を注入するための穴を
有する試料注入プレートと、上記下部プレートにおいて
上記ゲルキャピラリー中を泳動した上記試料が溶出する
上記ゲルキャピラリー端近傍で上記試料を検出するため
の検出部と、それぞれ脱着可能であることを特徴とする
請求項２に記載のゲル電気泳動装置。 - 【請求項４】上記試料注入プレートと上記検出部の少な
くとも一方が上記ゲルキャピラリーカートリッヂと一体
化されていることを特徴とする請求項２に記載のゲル電
気泳動装置。 - 【請求項５】上記試料注入プレートと上記検出部が上記
ゲルキャピラリーカートリッヂと一体化され、上記試料
を泳動させるための電圧を印加する電極が設けられる上
部及び下部バッファー槽に、上記試料注入プレートと上
記検出部がそれぞれ脱着可能であることを特徴とする請
求項２に記載のゲル電気泳動装置。 - 【請求項６】上記上部プレートに配列固定される上記ゲ
ルキャピラリー端の配列密度が、上記下部プレートに配
列固定される上記ゲルキャピラリー端の配列密度より粗
であることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれ
かに記載のゲル電気泳動装置。 - 【請求項７】上記上部プレートにおける上記ゲルキャピ
ラリー端が二次元的に配列していることを特徴とする請
求項２から請求項６のいずれかに記載のゲル電気泳動装
置。 - 【請求項８】上記上部プレートにおける上記ゲルキャピ
ラリー端が一次元的に配列していることを特徴とする請
求項２から請求項６のいずれかに記載のゲル電気泳動装
置。 - 【請求項９】上記下部プレートにおける上記ゲルキャピ
ラリー端が二次元的に配列していることを特徴とする請
求項２から請求項８のいずれかに記載のゲル電気泳動装
置。 - 【請求項１０】上記下部プレートにおける上記ゲルキャ
ピラリー端が一次元的に配列していることを特徴とする
請求項２から請求項８のいずれかに記載のゲル電気泳動
装置。 - 【請求項１１】上記ゲルキャピラリーが、上記バッファ
ー漕に浸っていることを特徴とする請求項１から請求項
１０のいずれかに記載のゲル電気泳動装置。 - 【請求項１２】上記ゲルキャピラリー中を泳動した上記
試料が、上記ゲルキャピラリーからバッファー液または
ゲルが満たされている間隙に溶出したのち上記試料を検
出することを特徴とする請求項１から請求項１１のいず
れかに記載のゲル電気泳動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234427A JP2785530B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 電気泳動装置 |
| DE19924230354 DE4230354B4 (de) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Elektrophoresegerät |
| US07/942,605 US5277780A (en) | 1991-09-13 | 1992-09-10 | Electrophoresis gel migration apparatus |
| US08/133,851 US5366608A (en) | 1991-09-13 | 1993-10-12 | Electrophoresis gel migration apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234427A JP2785530B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572177A true JPH0572177A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2785530B2 JP2785530B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=16970851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234427A Expired - Lifetime JP2785530B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 電気泳動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5277780A (ja) |
| JP (1) | JP2785530B2 (ja) |
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