特開 2022-43337 電気泳動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022043337

(43)【公開日】2022-03-15

(54)【発明の名称】電気泳動装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/447 20060101AFI20220308BHJP

【ＦＩ】

G01N27/447 331G

G01N27/447 315K

G01N27/447 315D

G01N27/447 331E

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022003526

(22)【出願日】2022-01-13

(62)【分割の表示】P 2020554610の分割

【原出願日】2018-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】松村 仁

(72)【発明者】

【氏名】奥野 恵佳

(72)【発明者】

【氏名】木村 隆介

(72)【発明者】

【氏名】穴沢 隆

(72)【発明者】

【氏名】藤岡 満

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 航

(72)【発明者】

【氏名】中澤 太朗

(72)【発明者】

【氏名】山崎 基博

(57)【要約】

【課題】電気泳動装置の分析性能を向上する。
【解決手段】キャピラリと、キャピラリヘッドと、電極ホルダと、検出部とを備えたキャピラリアレイと、少なくとも前記キャピラリを加熱する加熱部と、前記検出部に光を照射し、蛍光を検出する照射検出ユニットとを備えた電気泳動装置であって、前記加熱部は、前記キャピラリアレイにおける前記電極ホルダから前記検出部までの領域である第一の領域と、前記キャピラリアレイにおける前記検出部の配置された領域である第二の領域と、前記キャピラリアレイにおける前記検出部から前記キャピラリヘッドまでの領域である第三の領域とを互いに独立に温調する構成を有し、前記第二の領域および前記第三の領域の温度が前記第一の領域の温度よりも低く、かつ、前記第二の領域と前記第三の領域との温度差が前記第二の領域と前記第一の領域との温度差よりも小さくなるように温調されることを特徴とする。
【選択図】図１０Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャピラリと、前記キャピラリ一端を束ねるキャピラリヘッドと、前記キャピラリ他端に設けられた電極を保持する電極ホルダと、前記キャピラリに設けられた検出部とを備えたキャピラリアレイと、
少なくとも前記キャピラリを加熱する加熱部と、
前記検出部に光を照射し、前記キャピラリ内の蛍光標識試料から発生した蛍光を検出する照射検出ユニットと
を備えた電気泳動装置であって、
前記加熱部は、
前記キャピラリアレイにおける前記電極ホルダから前記検出部までの領域である第一の領域と、
前記キャピラリアレイにおける前記検出部の配置された領域である第二の領域と、
前記キャピラリアレイにおける前記検出部から前記キャピラリヘッドまでの領域である第三の領域と
を互いに独立に温調する構成を有し、
前記第二の領域および前記第三の領域の温度が前記第一の領域の温度よりも低く、かつ、前記第二の領域と前記第三の領域との温度差が前記第二の領域と前記第一の領域との温度差よりも小さくなるように温調される
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電気泳動装置において、
前記第二の領域と前記第三の領域との温度差が7度以下になるように温調される
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電気泳動装置において、
前記第二の領域および前記第三の領域の温度は45度前後に温調される
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電気泳動装置において、
前記加熱部は、第一の温調ユニットと、第二の温調ユニットとを含んで構成され、
前記第一の領域および前記第三の領域は前記第一の温調ユニットによって温調され、
前記第二の領域は前記第二の温調ユニットによって温調される
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項5】

請求項４に記載の電気泳動装置において、
前記第一の温調ユニットは、
第一の熱源と、
前記第一の熱源の熱を前記キャピラリへ伝達する熱伝達板と
を有し、
前記第一の熱源は、
前記第三の領域の温調を行う第一の熱源領域と、
前記第一の領域の温調を行い、かつ、前記第一の熱源領域より発熱量の大きい第二の熱源領域と
を含んで構成される
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項6】

請求項５に記載の電気泳動装置において、
前記熱伝達板は、高温部と接触する第一の熱伝達板と、低温部と接触する第二の熱伝達板とを含んで構成される
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項7】

請求項６に記載の電気泳動装置において、
前記第一の熱伝達板と、前記第二の熱伝達板との間には、断熱材が設けられる
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項8】

請求項４に記載の電気泳動装置において、
前記第二の温調ユニットは、
第二の熱源と、前記第二の熱源の熱を前記検出部に伝達させるブロックとを有する
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項9】

請求項８に記載の電気泳動装置において、
前記ブロックにおける前記検出部と接触する面には、反射防止シートが設けられる
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項10】

請求項８に記載の電気泳動装置において、
前記ブロックは、黒色である
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項11】

請求項８に記載の電気泳動装置において、
前記ブロックにおける前記検出部と接触する面は、前記検出部と同等の面積である
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項12】

請求項４に記載の電気泳動装置において、
前記電気泳動装置は、本体部およびドア部を有する筐体を更に備えて構成され、
前記第一の温調ユニットは、前記本体部に設けられ、
前記第二の温調ユニットは、前記ドア部に設けられる
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の電気泳動装置において、
前記ドア部と前記第二の温調ユニットとの間には、ばねを有する
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の電気泳動装置において、
前記ドア部には、前記第二の温調ユニットのガイドを有する
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項15】

請求項４に記載の電気泳動装置において、
前記検出部は、前記照射検出ユニットと前記第二の温調ユニットとの間に位置する
ことを特徴とする電気泳動装置。

【請求項16】

請求項４に記載の電気泳動装置において、
前記第二の温調ユニットは、前記照射検出ユニットに設けられる
ことを特徴とする電気泳動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気泳動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

特許文献１では、キャピラリ間の温度ばらつきを低減するため、検出部を有するマルチキャピラリーアレイと、前記試料導入部と前記検出部とを含む通電路に電圧を加える電圧印加機構と、前記マルチキャピラリーアレイから前記試料導入部を除いた部分の一部又は全体を収容する恒温槽と、前記試料導入部を浸す第１バッファー液を収容する第１バッファー容器と、該第１バッファー液の温度を調整する第１温度制御機構と、検出部の温度を調整する第２温度制御機構を有する電気泳動装置が開示されている。

【0004】

特許文献２では、キャピラリと、キャピラリ内を電気泳動する試料を光学的に検出するための光学検出部とを有するキャピラリアレイと、キャピラリを一定温度に保持するために上記キャピラリアレイを収納するための本体フレームとドアフレームから構成される恒温槽装置と、本体フレームに設けられた孔を有する温度制御部材と、温度制御部材の孔に配置され光学検出部を保持するための光学検出部ホルダと、検出部に保持された光学検出部を押圧するための光学検出部ホルダカバーが設けられ、光学検出部ホルダカバーには温度制御部材に接触する温度伝播部材が設けられていることを特徴とする電気泳動装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３－１６６９７６号公報

【特許文献2】特開２００７－３２２３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電気泳動装置の分析性能を高めるためには、キャピラリを適切な温度で温める必要がある。

【0007】

特許文献１では、第２温度制御機構により、検出部近傍を温めている。しかし、検出部そのものの温度制御は行われていなかった。特許文献２では、温度伝播部材が、温度制御部材の熱を光学検出部に伝達させている。しかし、温度伝播部材では、十分な温度調整は出来ていなかった。

【0008】

本発明の目的は、電気泳動装置の分析性能を向上することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の電気泳動装置は、キャピラリと、前記キャピラリ一端を束ねるキャピラリヘッドと、前記キャピラリ他端に設けられた電極を保持する電極ホルダと、前記キャピラリに設けられた検出部とを備えたキャピラリアレイと、少なくとも前記キャピラリを加熱する加熱部と、前記検出部に光を照射し、前記キャピラリ内の蛍光標識試料から発生した蛍光を検出する照射検出ユニットとを備えた電気泳動装置であって、前記加熱部は、前記キャピラリアレイにおける前記電極ホルダから前記検出部までの領域である第一の領域と、前記キャピラリアレイにおける前記検出部の配置された領域である第二の領域と、前記キャピラリアレイにおける前記検出部から前記キャピラリヘッドまでの領域である第三の領域とを互いに独立に温調する構成を有し、前記第二の領域および前記第三の領域の温度が前記第一の領域の温度よりも低く、かつ、前記第二の領域と前記第三の領域との温度差が前記第二の領域と前記第一の領域との温度差よりも小さくなるように温調されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によると、電気泳動装置の分析性能を向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】キャピラリ電気泳動装置の一構成を示す概要図。

【図2】キャピラリ電気泳動装置の平面図。

【図3】キャピラリ電気泳動装置のＡ－Ａ断面図。

【図4A】キャピラリ側から見たキャピラリカートリッジの一構成を示す図。

【図4B】掴持部側から見たキャピラリカートリッジの一構成を示す図。

【図5A】恒温槽の一構成を示す図。

【図5B】キャピラリカートリッジを取り付ける恒温槽の一構成を示す図。

【図5C】キャピラリカートリッジを取り付け後の恒温槽の一構成を示す図。

【図6A】第２の温調ユニットの構成を示す図。

【図6B】第２の温調ユニットの一例を示す図。

【図6C】第２の温調ユニットの側面図。

【図7A】従来の検出部周りを示す図。

【図7B】本発明の検出部周りを示す図。

【図8A】キャピラリアレイの温度区分を示す図。

【図8B】恒温槽とキャピラリアレイの配置を示す図。

【図9A】従来のキャピラリアレイの温度分布を示す図。

【図9B】図８Ａの温度分布のときの泳動結果を示す図。

【図10A】本発明のキャピラリアレイの温度分布を示す図。

【図10B】図９Ａの温度分布のときの泳動結果を示す図。

【図11】第１の温調ユニットの構成を示す図。

【図12】第１の温調ユニットのヒータを示す図。

【図13A】実施例２の第１の温調ユニットのヒータの一例を示す図。

【図13B】実施例２の第１の温調ユニットのヒータの一例を示す図。

【図14A】実施例３の検出部周りの一例を示す図。

【図14B】実施例３の検出部周りの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

【実施例0013】

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。

【0014】

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軸駆動体２３にはＺ軸駆動体２４が搭載され、Ｚ軸駆動体２４の上にはサンプルトレイ２５が搭載されている。これにより、サンプルトレイを、Ｙ軸駆動体２３とＺ軸駆動体により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に駆動することができる。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。

【0015】

照射検出／恒温槽ユニット４０には、主に恒温槽ユニット４１と照射検出ユニット４２から構成される。恒温槽ユニット４１は中の温度を一定に保つことが出来る。恒温槽ユニット４１の後方には照射検出部である照射検出ユニット４２が搭載されている。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がユーザによりセットされ、恒温槽ユニット４１内に固定される。恒温槽ユニット４１にてキャピラリを恒温に保ちながら、蛍光がつけられたサンプルの電気泳動を行い、照射検出ユニット４２にてサンプルに付与された蛍光の検出を行う。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）４３も搭載されている。上述したように、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。これにより、恒温槽ユニット４１に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を、オートサンプラーユニット２０の動きで、任意に自動で接続することが可能である。

【0016】

図２に、図１に示したキャピラリ電気泳動装置の平面図を示す。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、陽極側洗浄槽３０、陽極側電気泳動用緩衝液槽３１、陽極側サンプル導入用緩衝液槽３２がある。また、陰極側緩衝液容器３３には、廃液槽３４、陰極側洗浄槽３５、陰極側電気泳動用緩衝液槽３６がある。

【0017】

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０５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－廃液槽３４」、「陽極側洗浄槽３０－陰極側洗浄槽３５」、「陽極側電気泳動用緩衝液槽３１－陰極側電気泳動用緩衝液槽３６」、「陽極側サンプル導入用緩衝液槽３２－サンプル容器２６」となる。

【0018】

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。

【0019】

電気泳動の際、キャピラリ０５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。サンプルトレイ２５がキャピラリの陽極側及び陰極側が「陽極側電気泳動用緩衝液槽３１－陰極側電気泳動用緩衝液槽３６」の位置になるように移動し、陰極側のキャピラリ０５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）４３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。

【0020】

図４Ａ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０５、検出部０６、キャピラリヘッド０７、電極（陰極）０８、電極ホルダ０９から成るキャピラリアレイ０２と、セパレータ１０、支持体０３、シート０４、掴持部１１（図４Ｂ参照）から構成されている。また、同図では電極ホルダ０９で電極（陰極）０８を保持しているが、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の手前側から掴持部１１を備える支持体０３、シート０４、キャピラリアレイ０２の順に配置されている。

【0021】

それぞれの部品について説明する。キャピラリ０５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。キャピラリヘッド０７は、キャピラリ０５の端部であり、キャピラリ０５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。セパレータ１０は、キャピラリ０５の本数と同一数の孔が形成されており、孔の内径はキャピラリ０５の内径よりやや大きく、各孔に１本のキャピラリ０５が貫通する。こうして、キャピラリ０５を互いに分離し、キャピラリ０５が互いに絡み合うこと、及び密集して束状になることを防止する。また、セパレータ１０は、片面に粘着性を持ったシール状の部材であり、キャピラリ０５を貫通させた状態でシート０４に貼ることでキャピラリ０５をシート０４上に沿って定位させる役割もある。セパレータ１０の材料は、恒温槽ユニット４１にキャピラリカートリッジを固定する際に邪魔にならないように薄くて柔らかいものが好ましい。例えば、セパレータ１０の材料としてはシリコンゴムや紙、フィルム等がある。セパレータ１０の数はキャピラリ０２の長さに応じて増減しても良い。

【0022】

電極（陰極）０８は、キャピラリ０５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０５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０．１～０．５ｍｍ程度のステンレスパイプであり、この中にキャピラリ０５が挿入されている。検出部０６は、キャピラリ０５上に位置し、キャピラリ０５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０５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。

【0023】

シート０４には、クッション性のある柔らかいものが好ましい。クッション性のあるものを使用することでキャピラリ０５の破損を防ぐことが可能である。さらに、シート０４に断熱材や放熱材を使用することで、断熱性能または放熱性能を得ることも出来る。例えば、断熱材としてはポリウレタンフォームやポリエチレン等の発砲プラスチックやグラスウール等の繊維系のもの、放熱材にはシリコン等のゴムやエラストマー、放熱ジェル等がある。

【0024】

図５Ａに恒温槽ユニット４１の例を示す。図５Ａに示すように、恒温槽ユニット４１は恒温槽ベース６０と恒温槽ドア６１で構成されている。恒温槽ベース６０には、キャピラリ０５を温調するための第１の温調ユニット６２が設けられている。第１の温調ユニット６２は切り欠き部６３を有する。この切り欠き部６３には照射検出ユニット４２が配置される。恒温槽ドア６１にはキャピラリの検出部０６を温調するための第２の温調ユニット６４が設けられている。第１の温調ユニット６２と第２の温調ユニット６４の詳細は後述する。

【0025】

キャピラリカートリッジ０１の恒温槽ベース６０への取り付けの一例を、図５Ｂを用いて詳細を説明する。恒温槽ベース６０にある支持体挿し込み口５５である開口部に支持体０３に形成された挿し込み部５６である突出部を差し込む。このとき同時に、電極ホルダ位置決め穴５２を恒温槽ベース６０にある電極ホルダ位置決めピン５１に入れながら、支持体に形成された支持体足部５３を恒温槽ベース６０に形成された支持体足場５４に置くことでキャピラリカートリッジ０１を取り付けられる。この支持体０３の挿し込みにより恒温槽ドア６１を閉じるときの支持体０３の片当たりによるキャピラリカートリッジ０１の浮き上がりを防止している。そして、恒温槽ドア６１を閉めることで、キャピラリカートリッジ０１は取り付け面であるヒータ６２に押し付けられ固定される。

【0026】

図５Ｃを用いて、恒温槽ベース６０にキャピラリカートリッジ０１を取り付け後の詳細図を説明する。キャピラリの検出部０６は、照射検出ユニット４２により、キャピラリ０５内の蛍光を検出される箇所であるため、照射検出ユニット４２と接するように配置される。そのため、キャピラリの検出部０６は、照射検出ユニットが配置される第１の温調ユニットの切り欠き部６３に位置する。そのため、キャピラリの検出部０６は第１の温調ユニット６２と接触せず、第１の温調ユニット６２に直接温められない。さらに、検出部０６は照射検出ユニット４２と接しているため、熱が流出し、温度が低くなりやすい。これによる、検出部０６の温度の低下は泳動性能に影響を及ぼす。そこで、本実施例では、検出部０６を温めるための第２の温調ユニット６４を設けることを特徴とする。第２の温調ユニット６４は、キャピラリが配列されている検出部０６と直接接触し、検出部０６を温める。これにより、検出部０６を温調することができ泳動性能を向上することができる。さらに、第２の温調ユニット６４を恒温槽ドア６１に取り付けることで、恒温槽ドア６１を閉じる動作で第２の温調ユニット６４の配置も同時に行うことができる。そのため、第２の温調ユニット６４を容易に設置することができる。さらに、第２の温調ユニット６４は検出部０６を照射検出ユニット４２押し付け、検出部０６の位置決めを行う役割も担っている。

【0027】

以下これを実現するための第２の温調ユニット６４の構成について図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを用いて説明する。

【0028】

図６Ａは、第２の温調ユニット６４の構成を示す図である。第２の温調ユニット６４は、ヒータ７０と、ヒータ７０の熱を検出部０６に伝えるための押さえブロック７１と、ヒータ７０を取り付けるためのベース板７２と、反射防止シート７３から構成される。第２の温調ユニット６４を組み立てたものを図６Ｂに示す。第２の温調ユニット６４は、恒温槽ドア６１を閉じると、キャピラリの検出部０６と直接接触するように恒温槽ドア６１に取り付けられる。第２の温調ユニット６４は、検出部０６が照射検出ユニット４２により蛍光を検出される方向の、反対側から検出部０６を温調する。第２の温調ユニット６４は、ヒータ７０の熱を、検出部０６と接触している押さえブロック７１に伝播させ、検出部０６を温調する。ヒータ７０の熱を効率的に伝えるために、押さえブロック７１の検出部０６と接触する面の面積は、検出部０６の面積と同等であること好ましく、押さえブロック７１の材料には、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高いものが好適である。なお、押さえブロック７１には、反射防止シート７３が設けられていることが好ましい。反射防止シート７３を設けない場合、キャピラリ０５内を通過する試料から発せられた蛍光が、押さえブロック７１に反射する可能性がある。この反射蛍光が検出部０６に到達してしまうと、バックグラウンドノイズの増大等の問題を引き起こし、検出精度を低下させてしまう。反射防止シート７３を設けることで、バックグラウンドノイズの増大等の問題を軽減することが可能である。押さえブロック７１も、黒色等の反射が軽減される色が好適である。

【0029】

図６Ｃに恒温槽ドア６１に設けられた第２の温調ユニット６４を示す。第２の温調ユニット６４と恒温槽ドア６１の間にはばね７４が設けられている。恒温槽ドア６１には、第２の温調ユニット６４とばね７４を囲むように、ガイド７５が設けられている。ガイド７５を有することで、第２の温調ユニット６４は、ばね７４により所定の方向にのみ動くことできる。ガイド７５は、図６Ｃのように恒温槽ドア６１と別途設けても、恒温槽ドア６１をガイド７５の役割を担うような形状にしてもよい。恒温槽ドア６１を閉めると、第２の温調ユニット６４は、キャピラリの検出部０６に押し当てられる。第２の温調ユニット６４とガイド７５との間には、隙間が設けられているため、第２の温調ユニット６４は、隙間の範囲内で可動する。そのため、恒温槽ドア６１を閉めた際に、押さえブロック７１と検出部０６とを面接触させることができ、検出部０６にヒータ７０の熱を効率よく伝えることができる。さらに、第２の温調ユニット６４に押された、検出部０６は照射検出ユニット４２に押し付けられる。これにより、検出部０６の位置決めも行っている。

【0030】

図７Ａ及び図７Ｂを用いて、検出部０６近傍の温調について説明する。キャピラリカートリッジ０１の支持体０３等は省略し、キャピラリ０５と検出部０６のみ記載する。図７Ａは特許文献１に記載の検出部周りの温調を示す図である。検出部０６近傍のキャピラリ０５は、本体部９１と蓋部９４に設けられたヒータ（または、導電部材）９２、９３に挟まれて温調されている。一方検出部０６は、照射検出ユニット４２の方に蓋部９４に設けられたばね９５で押されているだけで、検出部０６は温調されていない。そのため、検出部０６はヒータ９２、９３に挟まれている検出部０６近傍のキャピラリよりも低い温度になっている。本発明の検出部０６近傍の温調を、図８Ｂを用いて説明する。本発明は、先述したとおり、検出部０６を直接温めるための、ヒータ７０を有する第２の温調ユニット６４が設けられている。恒温槽ドア６１と第２の温調ユニット６４の間にはばね７４が設けられており、恒温槽ドア６１を閉めると第２の温調ユニット６４が検出部０６を照射ユニット４２へ押し当て、検出部０６と第２の温調ユニット６４も接触する。これにより、検出部０６を照射検出ユニット４２が設けられた面の反対側の面から、第２の温調ユニット６４により温めることが可能となる。検出部０６近傍のキャピラリ０５は、特許文献１のようにヒータ８１を有する第１の温調ユニット６２と恒温槽ドア６１に挟まれ温められている。第１の温調ユニット６２の詳細は後述する。本実施例では、恒温槽ドア６１に検出部０６を温めるための第２の温調ユニット６４を設けているが、第２の温調ユニット６４は、検出部０６の照射検出ユニット４２が設けられる面の反対側の面から温めることができればよい。本実施例のように恒温槽ドア６１に第２の温調ユニット６４を設けても、恒温槽ベース６０に第２の温調ユニット６２を設けるためのドアのような取り付け部材を別途設けても良い。

【0031】

続いて、電気泳動時のキャピラリアレイ０２温度と泳動結果について説明する。図８Ａに示すように、キャラリアレイ０２の電極ホルダ０９から検出部０６までをエリア１、検出部０６をエリア２、検出部０６からキャピラリヘッド０７をエリア３とし説明する。キャピラリアレイ０２は、図８Ｂのように恒温槽ユニット４１に配置されており、図８Ａのエリア１を温調する第１の温調ユニットの領域をエリア１’、エリア２の検出部が配置される位置をエリア２’、エリア３を温調する第１の温調ユニット６２の領域をエリア３’とする。キャピラリアレイ０２のエリア１とエリア３は、恒温槽ベース６１に設けられた第１の温調ユニット６２により温調される。エリア２の検出部０６は、照射検出ユニット４２が配置される第１の温調ユニット６２の切り欠き部６３に位置するため、第１の温調ユニットでは、温調することが出来ない。そのため、エリア２の検出部０６は、恒温槽ドア６１に設けられた第２の温調ユニット６４により温調する。

【0032】

従来のように第１の温調ユニット６４のみで、キャピラリアレイ０２を温調するときのキャピラリアレイ０２の温度分布を、キャピラリアレイ０２を６０℃に温調する時を例に図９Ａを用いて説明する。エリア１及びエリア３は、設定温度である６０℃になっている。エリア２の検出部０６は、上述したように第一の温調ユニット６４と接触せず温調されないため、エリア２の温度はエリア１及びエリア３よりも低い温度となっている。このときの泳動結果を図９Ｂに示す。図９Ｂの泳動結果では、検出される蛍光強度が段々と減少してしまうという問題が起きている。蛍光強度が減少すると長塩基側の検出感度が悪くなり、微量サンプルの場合検出できない恐れがあるという問題があった。そこで、検討を重ねたところ、蛍光強度の減少には、キャピラリアレイ０２のエリア２とエリア３の温度差が関係しており、エリア２とエリア３の温度差が小さいほうが、蛍光強度が均一になることが分かった。エリア２とエリア３の温度差が小さくなるように設定したときのキャピラリアレイ０２の温度分布を図１０Ａ、キャピラリアレイ０２の温度分布が図１０Ａのときの泳動結果を、図１０Ｂに示す。図１０Ｂに示した泳動結果は、蛍光強度が減少せずに蛍光強度が均一になっていることが分かる。エリア２とエリア３の温度差を小さくすれば、蛍光強度が均一になることが分かった。エリア２とエリア３の温度差はできるだけ小さいほうが好ましく、温度差が７度以内であれば実用的に均一な信号強度が得られる。また、エリア２とエリア３の温度は４５度前後であることが好ましい。エリア２とエリア３の温度を低くしすぎると、サンプルの分離能が低下や分離時間が長くなるおそれがある。また、エリア１、エリア２、エリア３を高温で均一にしようとするには、高い出力が必要になる。そのため、エリア２とエリア３の温度は、４５度前後が好適である。

【0033】

特許文献２のような第１の温調ユニット６２の熱を検出部伝搬させる温度伝搬部材を設けたときには、図９Ａのように温調していないときと比較して、エリア２の温度が上昇した。しかし、蛍光強度の減少にわずかな改善はみられたものの、温度伝搬部材では検出部０６を十分に温めることができず、蛍光強度が均一にはならなかった。そのため、第一の温調ユニット６２の熱を検出部に伝搬して検出部０６を温めるのではなく、本発明のように、第２の温調ユニット６４を設け、エリア２とエリア３との温度差が小さくなるように、より高出力で精度よく温める必要がある。

【0034】

次に、図１１を用いて、キャピラリアレイ０２のエリア１を高温に、エリア３を低温で温めるための、高温領域のエリア１’と低温領域のエリア３’を有する第１の温調ユニット６２について説明する。図１１では、理解しやすくするため、第１の温調ユニット６２は恒温槽ベース６０から離して図示している。

【0035】

第１の温調ユニット６２は、断熱シート８０、ヒータ８１、熱伝達板８２、熱伝導シート８３から成り、これらは接着、溶着、ネジ止めなどの方法で互いに固定されている。

【0036】

キャピラリアレイ０２のエリア１を高温で、エリア３を低温で温調するため、ヒータ８０は、高温領域のエリア１’と低温領域のエリア３’とから構成される（図１２参照）。また、エリア１’の温度がエリア３’に伝わらないように、エリア１’とエリア３’の間には、発熱しない領域８５を設けている。詳細は図示していないが、ヒータ８１は、ポリイミドフィルムやシリコンゴム、セラミック等のベース部材に発熱抵抗線を配置しており、発熱抵抗線の太さや、発熱抵抗線の配置の疎密により発熱量を調節することが可能であり、疎に配置すると発熱量が小さくなる。これにより、１枚のヒータ８１で、高温領域と低温領域を有することが可能となる。本実施例では、１枚のヒータ８１を使用しているが、エリア１’とエリア３’と異なるヒータを設けても良い。また、ヒータの発熱量は２段階に限らず、放熱量に合わせて３段階以上に分割しても良い。

【0037】

ヒータ８１が発生させた熱は、熱伝達板８２と熱伝導シート８３を通してキャピラリカートリッジ０１のキャピラリ０５に伝熱され、キャピラリ０５を加熱する。ヒータ８１の熱を発散させないよう、第１の温調ユニット６２の恒温槽ベース６０側には断熱シート８０が取り付けられている。熱伝達板８２は、ヒータ８１の発熱を均一に熱伝導シート８３に広げるために設けられており、熱伝導率の高い金属材料であることが好ましく、たとえば、アルミニウムや銅等が好適である。熱伝導シート８３はヒータから発生した熱を効率よくキャピラリ０５に伝える事が必要である為、伝熱性が優れる事が望ましい。また、接触するキャピラリ０５を破損させないために柔らかい素材である事が望ましい。なお、熱伝達板８２とヒータ８１の順番は逆でもよく、第１の温調ユニット６２は、断熱材８１、熱伝達板８２、ヒータ８１、熱伝導シート８３という並びでもよい。

【0038】

キャピラリアレイ０２のエリア１を高温、エリア３を低温で温調するためには、ヒータ８１だけでなく、熱伝達板８２もエリア１’とエリア３’で分割する必要がある。ヒータ８１に高温領域と低温領域を設けても、熱伝達板８２が、高温領域と低温領域で共通だと、高温領域の熱が低温領域に伝わってしまい、低温領域の温度が高くなってしまう。そこで、本発明の熱伝達板８２は、エリア１’とエリア３’で分割されている。さらに、エリア１’の熱をエリア３’に伝播させないように、エリア１’の熱伝達板８２とエリア３’の熱伝達板８２の間には、断熱ブロック８４を設けるのが好ましい。

【0039】

ヒータ８１の温度制御は、第１の温調ユニット６２に取り付けられたサーミスタなどの温度感知センサで行う。図示を省略したサーミスタの取り付け位置は、断熱シート８０、ヒータ８１、熱伝達板８２、熱伝導シートのいずれでもよいが、キャピラリ０５と接触する放熱ゴム６４の上が望ましい。本発明のようにヒータ８１が１枚の場合には、温度制御もエリア１’とエリア３’共通で行えるために、ヒータを２枚設けるよりも安価に温度制御を行うことが可能となる。

【実施例0040】

実施例１では、エリア１’とエリア３’の２段階で発熱量を分割したヒータを８１示したが、ヒータ８１の発熱量を３段階以上で分割しても良い。ヒータ８１以外は実施例１と同じである。

【0041】

図１２Ａに本実施例のヒータ８１を示す。恒温槽ユニット４１は完全には密閉されていないため、環境温度の影響を受けることがある。特にエリア３’とエリア４’の下側から、キャピラリヘッド０７と電極ホルダ０９が、恒温槽ユニット４１の外に出るため、恒温槽ユニット４１はわずかに開口している。そのため、第１の温調ユニット６２の下側は環境温度の影響を受けやすい。そこで、本実施例のヒータは、エリア１’の下側にエリア１’よりも発熱量の大きいエリア４’を設けた。放熱量の大きいエリア４’の発熱量を大きくすることで、キャピラリアレイ０２の電極ホルダ０９から検出部０６をより均一に温めることが可能になる。また、図１２Ｂのように、エリア１’の下側だけでなく、エリア１’を囲むように、放熱量に合わせて、エリア１’よりも発熱量の大きいエリア４’を設けてもよい。