離介質(zhì)；傳送機(jī)122，用于將各種解析容器傳送到毛細(xì)管陰極端126 ;栗機(jī)構(gòu)103，用于將分離介質(zhì)注入毛細(xì)管；恒溫槽115，用于調(diào)整毛細(xì)管陣列的溫度；高壓電源104，用于對(duì)分離介質(zhì)施加高電壓；光源111，用于對(duì)毛細(xì)管照射作為相干光的激光；以及光學(xué)檢測(cè)器112，用于通過(guò)光學(xué)方式檢測(cè)試樣所發(fā)出的熒光。
[0051]毛細(xì)管陣列114為包含一根或多根(例如，2?96根)毛細(xì)管102的可更換構(gòu)件，包含路徑集管(Road Header) 124、檢測(cè)部113、毛細(xì)管頭部。毛細(xì)管陣列114的一端具有用于將解析試樣導(dǎo)入毛細(xì)管內(nèi)的路徑集管124，為用于施加負(fù)電壓的陰極端。另一端則通過(guò)毛細(xì)管頭部將多根毛細(xì)管捆扎成一束，通過(guò)耐壓機(jī)密構(gòu)造與凝膠塊106連接。在路徑集管124和毛細(xì)管頭部之間具有被激光照射的檢測(cè)部113。
[0052]毛細(xì)管陣列114可根據(jù)測(cè)定需要而置換為由不同根數(shù)、長(zhǎng)度的毛細(xì)管構(gòu)成的毛細(xì)管陣列。此外，在觀察到毛細(xì)管有破損、品質(zhì)劣化時(shí)，更換為新的毛細(xì)管陣列。
[0053]毛細(xì)管102是內(nèi)徑為數(shù)十?數(shù)百微米、外徑為數(shù)百微米的玻璃管，為了提高強(qiáng)度，其表面可覆蓋聚酰亞胺覆膜。但是，在照射激光的位置及其附近，毛細(xì)管表面的聚酰亞胺覆膜被除去。毛細(xì)管的內(nèi)部填充有用于對(duì)解析試樣中的DNA分子進(jìn)行分離的分離介質(zhì)。分離介質(zhì)例如為各公司銷(xiāo)售的電泳用聚丙烯酰胺系分離凝膠(以下稱(chēng)為聚合物)。
[0054]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，作為分離介質(zhì)的保持載體列舉的是以玻璃管等為材料的毛細(xì)管的例子，但并非僅限于此。作為微流體(microfIuidics)，還可以使用玻璃基板、樹(shù)脂基板。
[0055]栗機(jī)構(gòu)103由注射器105和用于對(duì)該注射器加壓的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成。凝膠塊106為將注射器105、毛細(xì)管陣列114、陽(yáng)極緩沖液容器108、及聚合物容器107分別連結(jié)的連接部。當(dāng)在毛細(xì)管內(nèi)填充作為分離介質(zhì)的聚合物時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)閥門(mén)110，通過(guò)擠壓注射器105將注射器105內(nèi)的聚合物注入毛細(xì)管。
[0056]恒溫槽115是用于控制毛細(xì)管陣列114的溫度的溫度控制機(jī)構(gòu)。恒溫槽115為了使槽內(nèi)的溫度保持恒定而被絕熱材料覆蓋，通過(guò)加熱冷卻機(jī)構(gòu)117控制溫度。由此，使毛細(xì)管陣列的大部分的溫度保持在例如60°C等恒定的溫度。
[0057]傳送機(jī)122具備3個(gè)電動(dòng)機(jī)和線(xiàn)型促動(dòng)器，能夠沿著上下、左右、前后這3個(gè)軸方向移動(dòng)。此外，傳送機(jī)122的移動(dòng)平臺(tái)123能夠承載至少I(mǎi)個(gè)以上的容器。傳送機(jī)122將移動(dòng)平臺(tái)123上的緩沖液容器118、清洗容器119、廢液容器120、樣品容器121分別傳送至毛細(xì)管的陰極端126。
[0058]光學(xué)檢測(cè)部由用于對(duì)檢測(cè)部113照射激發(fā)光的具有光源111的照射系統(tǒng)以及用于檢測(cè)來(lái)自檢測(cè)部113的發(fā)光的光學(xué)檢測(cè)器112構(gòu)成。由光學(xué)檢測(cè)器112檢測(cè)的數(shù)據(jù)128介由控制基板127傳輸至控制用計(jì)算機(jī)125。光學(xué)檢測(cè)部也可以在用衍射光柵、棱鏡等分光后使用作為攝像元件的CCD、CM0S等進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)。或者，也可以利用多個(gè)分色鏡及光電倍增管的組合進(jìn)行光檢測(cè)。
[0059]《照射系統(tǒng)》
[0060]圖2示出本實(shí)施例中的照射系統(tǒng)的概略。圖2的(a)為側(cè)視圖，圖2的(b)為主視圖。照射系統(tǒng)由發(fā)射激光201的光源111、使激光分岔的分束器203、改變激光的行進(jìn)方向的反射鏡202、及用于使激光在毛細(xì)管陣列的檢測(cè)部113聚光的聚光透鏡204構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，為了簡(jiǎn)化而省略了濾光器、偏振片、波長(zhǎng)板等光學(xué)元件。由光源111發(fā)射的激光201通過(guò)反射鏡202而改變行進(jìn)方向，通過(guò)分束器203而分光成2束，經(jīng)由反射鏡202、聚光透鏡204從上方和下方照射檢測(cè)部113的毛細(xì)管。通過(guò)用光學(xué)檢測(cè)器112觀測(cè)由檢測(cè)部發(fā)出的熒光，從而檢測(cè)事先處理過(guò)的樣品的信號(hào)。
[0061]光源111發(fā)出用于對(duì)試樣成分進(jìn)行激發(fā)的激發(fā)光。作為光源111，可以適當(dāng)使用液體激光器、氣體激光器、半導(dǎo)體激光器，也可以以L(fǎng)ED代替。例如，光源111是波長(zhǎng)為515.5nm、輸出功率為50mW的半導(dǎo)體激光器。激發(fā)波長(zhǎng)取決于事先處理過(guò)的熒光，例如，也可以適當(dāng)使用 505nm、488nm、532nm、633nm。
[0062]進(jìn)而，可以?xún)H從毛細(xì)管序列的單側(cè)照射激發(fā)光、改變光源的點(diǎn)亮?xí)r間、在光軸上準(zhǔn)備快門(mén)，從而適當(dāng)改變對(duì)毛細(xì)管陣列114的照射。例如，對(duì)于向毛細(xì)管的激發(fā)光照射，可以以50msec照射、數(shù)據(jù)傳輸(數(shù)據(jù)傳輸中不進(jìn)行照射)作為一個(gè)照射條件反復(fù)進(jìn)行，還可以以50msec照射、數(shù)據(jù)傳輸、10msec照射、數(shù)據(jù)傳輸作為一個(gè)照射循環(huán)條件反復(fù)進(jìn)行照射。雖然與上述一個(gè)照射時(shí)間條件下獲得的熒光信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)相比變少，但為了也獲得100msec照射的熒光信號(hào)數(shù)據(jù)，還可以擴(kuò)大熒光信號(hào)的檢測(cè)范圍。該檢測(cè)范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生較大效果。在研究人員等進(jìn)行的解析中，需要事先調(diào)整基因組DNA量、將其限制在電泳裝置的檢測(cè)范圍內(nèi)。
[0063]若通過(guò)上述所示的檢測(cè)范圍的擴(kuò)大而不需要事先調(diào)整基因組DNA量，則不需要研究人員的操作。作為解析裝置，也不再需要保有濃度調(diào)整功能，能夠提供快速、小型化的廉價(jià)裝置。
[0064]《電泳裝置的操作次序》
[0065]首先，對(duì)電泳裝置的基本操作次序進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，操作次序依次為:事前準(zhǔn)備、電泳介質(zhì)的填充303、預(yù)備電泳306、樣品導(dǎo)入309、及電泳312。
[0066]接著，對(duì)上述事前準(zhǔn)備進(jìn)行說(shuō)明。裝置操作者將裝入了電泳緩沖液的緩沖液容器
118、毛細(xì)管清洗用的清洗容器119、用于排放毛細(xì)管中的聚合物的廢液容器120、裝入了成為分離介質(zhì)的聚合物的聚合物容器107、及裝入了被測(cè)定樣品的樣品容器121架設(shè)在裝置上。
[0067]需要說(shuō)明的是，為了簡(jiǎn)化操作者的操作，也可以使用將緩沖液容器118、清洗容器119、廢液容器120、樣品容器121匯總到一體型容器中而成的、圖8所示那樣的反應(yīng)容器進(jìn)行架設(shè)。
[0068]圖8所示的反應(yīng)容器還能夠?qū)蚪MDNA進(jìn)行擴(kuò)增。還可以采取以下構(gòu)造:在該容器底部使用橡膠等彈性體等，利用隔膜(diaphragm)的原理對(duì)各處的試劑等液體進(jìn)行輸送。將基因組DNA加入試樣添加槽800，并使其流向收納有核酸擴(kuò)增試劑的擴(kuò)增試劑槽801，所述核酸擴(kuò)增試劑用于作為利用了 DNA聚合酶等的核酸擴(kuò)增方法的RCR反應(yīng)或LAMP法、NASBA法那樣的等溫?cái)U(kuò)增反應(yīng)。擴(kuò)增方法不限于這些方法。在流入的試樣進(jìn)行充分混合后，使混合液流向具有溫度調(diào)節(jié)功能的反應(yīng)槽802，對(duì)目標(biāo)核酸序列進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物流入樣品容器部121。
[0069]此外，在測(cè)定開(kāi)始前，使用栗機(jī)構(gòu)103將聚合物填充到電泳中使用的包含毛細(xì)管在內(nèi)的全部流路中。需要說(shuō)明的是，在連續(xù)使用裝置時(shí)，流路是被聚合物填滿(mǎn)的，因此不需要該操作。
[0070]《電泳分析的次序》
[0071]以下參照?qǐng)D1、圖3、圖4、圖8，對(duì)電泳分析的次序(步驟(I)?(14))進(jìn)行說(shuō)明。
[0072](I)步驟300:首先，在分析任意的樣品前，進(jìn)行波長(zhǎng)校正。
[0073]作為波長(zhǎng)校正，用光學(xué)檢測(cè)器112進(jìn)行熒光信號(hào)的檢測(cè)。例如，使用C⑶作為光學(xué)檢測(cè)器112時(shí)，指定與各熒光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的元件部并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。光學(xué)檢測(cè)器112按照對(duì)被衍射光柵等分光的多個(gè)熒光染料組分別進(jìn)行最靈敏地檢測(cè)的方式進(jìn)行設(shè)定。
[0074]作為這樣的熒光染料組的例子，可以列舉包含被稱(chēng)為6FAM、VIC、NED、PET、LIZ的熒光染料的AmpFLSTR試劑盒(Life Technologies公司)的熒光染料等。這些熒光染料的發(fā)光光譜如圖4所示。如圖所示，各熒光染料的發(fā)光光譜具有寬的圖案。
[0075]例如，對(duì)用NED標(biāo)記的樣品進(jìn)行檢測(cè)的CXD元件，其獲得的信號(hào)存在強(qiáng)度差異，對(duì)來(lái)自NED以外的波長(zhǎng)的熒光的信號(hào)也進(jìn)行檢測(cè)。此外，NED放出的熒光也在目標(biāo)元件以外的其它波長(zhǎng)檢測(cè)元件上進(jìn)行檢測(cè)。但是，各熒光的信號(hào)強(qiáng)度的比率在理論上是恒定的，因此以該值為基礎(chǔ)進(jìn)行逆變換，則純粹地獲得僅目標(biāo)熒光波長(zhǎng)的峰波形。這對(duì)于其他波長(zhǎng)的熒光染料也同樣，在熒光光譜與其它熒光光譜重疊時(shí)，可認(rèn)為所檢測(cè)的波形是單純的光譜疊加。
[0076]因此，若獲得多個(gè)熒光染料的信號(hào)強(qiáng)度比率，將其表示為行列式，將它的逆行列式描繪為起始檢測(cè)到的峰波形，從而獲得各熒光染料的峰波形。事先用校正樣品等進(jìn)行電泳，可準(zhǔn)確地求出該信號(hào)強(qiáng)度比率(例如，參照日本特表2002 - 525576號(hào)公報(bào)、或日本特開(kāi)2011 - 30502號(hào)公報(bào)、或日本特開(kāi)2002 — 78500號(hào)公報(bào))。需要說(shuō)明的是，通常，伴隨著劣化、長(zhǎng)度變更而更換毛細(xì)管時(shí)，必須進(jìn)行該操作(波長(zhǎng)校正)。
[0077](2)步驟301:本裝置根據(jù)由操作者下達(dá)的、來(lái)自控制用計(jì)算機(jī)125的命令而開(kāi)始分析。
[0078](3)步驟302:首先，利用傳送機(jī)122將廢液容器120傳送至毛細(xì)管陰極端126。
[0079](4)步驟303:然后，利用栗機(jī)構(gòu)103將聚合物注入多根毛細(xì)管陣列114(電泳介質(zhì)的填充)。
[0080](5)步驟304:完成規(guī)定量聚合物的注入后，傳送機(jī)122將清洗容器119傳送到毛細(xì)管陰極端126，將毛細(xì)管陰極端浸入溶液中進(jìn)行清洗。
[0081](6)步驟305:清洗毛細(xì)管后，傳送機(jī)122將緩沖液容器118傳送到毛細(xì)管陰極端126。
[0082](7)步驟306:然后，進(jìn)行預(yù)備電泳。預(yù)備電泳在真正的分析工序之前進(jìn)行，是為了使毛細(xì)管內(nèi)的聚合物呈現(xiàn)適合分析的狀態(tài)而進(jìn)行的。通常，施加數(shù)kV?數(shù)十kV左右的電壓數(shù)分鐘?數(shù)十分鐘。
[0083](8)步驟307:預(yù)備電泳結(jié)束后，再次用清洗容器119清洗毛細(xì)管陰極端126。
[0084](9)步驟308:將樣品容器121傳送到毛細(xì)管陰極端。
[0085](10)步驟309:然后，在對(duì)毛細(xì)管陰極施加數(shù)kV左右的電壓時(shí)，在樣品液和陽(yáng)極電極109之間產(chǎn)生電場(chǎng)，樣品液中的樣品被導(dǎo)入毛細(xì)管內(nèi)。
[0086](11)步驟310:導(dǎo)入樣品后，再次用清洗容器119清洗毛細(xì)管陰極端126。