技术领域
[0001] 本发明涉及电泳装置。
相关背景技术
[0002] 用于毛细管电泳装置的毛细管阵列在变更测定方法的情况下，根据用户而更换不同的毛细管阵列。但是，由于检测部、阵列头的重量，毛细管阵列容易下垂，因此在更换作业时，存在检测部与装置接触而破损的可能性。因此，在专利文献1中公开了如下内容：为了使毛细管阵列的更换作业容易，设置保持毛细管的保持体，用滑动部和板部构成该保持体(技术方案5)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：国际公开第2020/50193号
具体实施方式
[0026] 使用图1，对本发明的实施方式的电泳装置101的结构进行说明。图1是本实施方式的电泳装置101的概略图。如图1所示，电泳装置101具备：由1根以上的毛细管102构成的毛细管阵列117；将毛细管102保持为恒温的恒温槽118；对毛细管102施加电压的高压电源104；向毛细管102内注入聚合物的泵机构103；以及输送机构125。另外，输送机构125是用于将缓冲容器121、清洗容器122、废液容器123以及样品容器124输送到毛细管阴极端127的机构。
[0027] 毛细管阵列117具有设置于一端的装载头129、设置于另一端的毛细管头112、以及形成于装载头129与毛细管头112之间并检测在毛细管102内电泳的样品的检测部。另外，毛细管阵列117例如由8根或24根毛细管102构成，在变更测定方法的情况下，更换为具有不同的毛细管长度的毛细管阵列。另外，在观察到毛细管102破损、品质劣化的情况下，也更换为新品的毛细管阵列。
[0028] 毛细管102由内径50μm、外径320μm的玻璃管形成，为了提高强度，表面用聚酰亚胺涂敷。但是，毛细管102中的被照射激光的检测部116被去除了聚酰亚胺覆膜，以便内部的发光容易向外部泄漏。通过泵机构103，毛细管102的内部被填充用于在电泳时赋予泳动差的分离介质。在本实施方式中，作为分离介质，使用作为高粘性溶液的聚合物。
[0029] 毛细管阴极端127分别通过金属制的中空电极126固定，毛细管102前端成为从中空电极126突出0.5mm左右的状态。另外，装备于每个毛细管102的中空电极126全部成为一体而安装于装载头129。并且，所有的中空电极126与搭载于装置主体的高压电源104导通，在电泳、样品导入等施加电压时作为阴极电极进行动作。
[0030] 与毛细管阴极端127相反侧的毛细管端部通过毛细管头112捆扎成一束并粘接。毛细管头112以耐压气密的方式与块体107连接。然后，利用泵机构103向毛细管102内填充新聚合物。为了提高测定的性能，在每次测定时实施毛细管102中的聚合物重装。
[0031] 光学检测部由照射检测部116的光源114、保持检测部116的阵列保持器105、以及检测检测部116内的发光的光学检测器115构成。在检测通过电泳分离的毛细管102中的样品时，用光源114照射检测部116，用光学检测器115检测来自检测部116的发光。
[0032] 恒温槽118被隔热材料覆盖，通过加热冷却机构120将其内部控制为固定的温度。另外，风扇119使恒温槽118内的空气循环及搅拌，将毛细管阵列117的温度保持为均匀且固定。
[0033] 泵机构103由柱塞泵106、块体107、止回阀108、电动阀113、聚合物容器109和阳极缓冲容器110构成。在块体107设置有使柱塞泵106、聚合物容器109、阳极缓冲容器110以及毛细管阵列117连通的流路。在柱塞泵106与聚合物容器109之间的流路设置有防止聚合物逆流的止回阀108。在块体107与阳极缓冲容器110之间的流路设置有电动阀113。在向柱塞泵106的腔室128和毛细管阵列117填充聚合物时，通过关闭电动阀113，防止缓冲液从阳极缓冲容器110流入。在实施电泳时，电动阀113打开，阳极电极111和毛细管阴极端127通电。
[0034] 输送机构125具备未图示的3个电动马达和线性致动器，能够沿上下、左右以及进深方向这3个轴移动。另外，能够在输送机构125的移动台130载置1个以上的容器。并且，在移动台130具备电动的把手131，能够抓住、放开各容器。因此，能够根据需要将缓冲容器121、清洗容器122、废液容器123以及样品容器124输送到装载头129。另外，不需要的容器被保管在装置内的预定收纳处。
[0035] 实施例1
[0036] 图2是表示实施例1的毛细管阵列单元201的结构的图。如图2所示，本实施例的毛细管阵列单元201具备毛细管阵列117、框架202以及相对于框架202滑动的板203。各毛细管102通过设置于框架202的分隔件(separator)204保持为固定形状，以避免相互缠绕。另外，毛细管阵列117的检测部116以及毛细管头112通过板203的检测部支承部223以及阵列头支承部224而支承于板203，以免因自重而下垂。并且，安装于板203的各毛细管102通过捆扎臂
222捆扎毛细管阵列。
[0037] 此外，在框架202安装有无线管理标签209，记录有毛细管阵列单元201的制造编号、制造日以及使用次数(实施了电泳的次数)等。记录于无线管理标签209的信息的读取、改写经由设置于电泳装置的通信部来进行。
[0038] 图3A是表示将毛细管阵列单元201安装于电泳装置的块体107之前的状态的图，图3B是表示将毛细管阵列单元201安装于电泳装置的块体107之后的状态的图。
[0039] 在毛细管阵列单元201刚插入到阵列保持器105之后，如图3A所示，板203通过固定部205固定于框架202，毛细管头112未安装于块体107。接着，当板203从固定部205脱离并朝向块体107滑动时，如图3B所示，毛细管头112插入到块体107，检测部116收纳于阵列保持器105的预定的安装位置。
[0040] 在此，对检测部116的结构的详细情况进行说明。图4是表示检测部116的结构的分解立体图。如图4所示，检测部116从表面侧起依次组合硅基板212、毛细管阵列117的聚酰亚胺覆膜去除部218、陶瓷基板213、检测部基座214而构成。硅基板212具有用于取出荧光的第一窗215和排列毛细管阵列117的V槽216。陶瓷基板213具有用于减少由荧光的反射引起的噪声的第二窗217和用于向聚酰亚胺覆膜去除部218照射激光的测窗219。另外，硅基板212、毛细管阵列117以及陶瓷基板213在层叠后通过粘接剂固定。
[0041] 检测部基座214由树脂构成，在周围具备相对于毛细管阵列的排列面垂直地延伸的多个基座凸部221(保护部)。另外，在基座凸部221，在面向陶瓷基板213的角部的位置形成有凹部220，通过在该凹部220嵌入陶瓷基板213的角部，将陶瓷基板213等相对于检测部基座214定位。另外，基座凸部221不仅保护陶瓷基板213的角部，如后所述，还防止其他装置部件与硅基板212接触。
[0042] 接着，对支承检测部116和毛细管头112的板203的结构进行说明。图5A是表示检测部116周边的板203以及毛细管阵列117的结构的平面图，在将图3A的状态设为“正面”的情况下表示板203等的背面侧。图5B是表示检测部116周边的板203以及毛细管阵列117的结构的剖视图，表示从铅垂方向观察板203等的状态。
[0043] 如图5A所示，在板203的背面侧设置有板侧热传导片225，进而在其背面侧设置有毛细管阵列117。板侧热传导片225传导在施加高电压时由毛细管产生的热，由此抑制毛细管的过度的温度上升。另外，板侧热传导片225在关闭阵列保持器盖227时，通过将毛细管阵列117的周围密闭，还起到防止外部光浸入检测部116的作用。因此，板侧热传导片225优选为具有热传导性、绝缘性以及挠性的材料，例如能够使用热传导性橡胶。
[0044] 另外，板203在位于板侧热传导片225的上下的缘部中的毛细管头112侧具有相对于毛细管阵列117的排列面垂直地延伸并突出的板凸部207(保护部)。该板凸部207与设置于阵列保持器105侧的保持器导轨208抵接。
[0045] 图6是表示阵列保持器105的详细构造的图，表示阵列保持器盖227打开的状态。如图6所示，阵列保持器105具备：保持器侧热传导片226，其设置于与毛细管阵列117接触的接触面；保持器导轨208，其以隔着该保持器侧热传导片226上下对置的方式设置且沿左右方向延伸；以及阵列保持器盖227，其覆盖正面侧。另外，在阵列保持器105还形成有使毛细管阵列117的检测部116露出的窗部228。
[0046] 与设置于板203的板侧热传导片225同样地，保持器侧热传导片226抑制毛细管的过度的温度上升，并且防止外部光浸入检测部116，由热传导性橡胶等形成。保持器导轨208与板凸部207抵接，其滑动方向终端部具有倾斜部208a。
[0047] 接下来，使用图7A以及图7B对阵列保持器105与板203的位置关系进行说明。图7A是表示在实施例1中使板203相对于阵列保持器105滑动前的位置关系的剖视图，图7B是表示在实施例1中使板203相对于阵列保持器105滑动后的位置关系的剖视图。另外，图7A及图7B表示在打开阵列保持器盖227的状态下，从铅垂方向观察板203及阵列保持器105的情况，因此阵列保持器盖227未图示。阵列保持器105安装于单元壳体229，在单元壳体229设置有用于将检测部116和聚光透镜230保持为预定的距离的台阶231。
[0048] 实施例1、2、3中共同实现的功能是：在使板203滑动之前或滑动中，不使检测部116与阵列保持器105接触，通过确保距离来防止检测部116的污染或破损；以及在使板203滑动之后，将检测部116配置于窗部228的位置，使检测部116与台阶231接触，由此将检测部116与聚光透镜230的距离保持为固定，进行光学上所要求的高精度的定位。这样，关于用于实现在板203的滑动的前后相反的2个状态的构造，以下详细叙述。
[0049] 首先，在板203与毛细管阵列117一起被插入到阵列保持器105时，如图7A所示，板凸部207与阵列保持器105的保持器导轨208抵接，因此板203向背面侧的移动被限制。在该状态下开始板203的滑动时，板凸部207在保持器导轨208的正面侧滑动，因此板203向背面侧的移动被限制。即，支承于板203的毛细管阵列117的检测部116维持从阵列保持器105的内表面分离的状态，因此防止污染或破损。
[0050] 当板凸部207沿左右方向滑动而到达保持器导轨208的倾斜部208a时，板203沿着倾斜逐渐向背面侧移动。并且，当板凸部207通过保持器导轨208的倾斜部208a的终端部时，板侧热传导片225与保持器侧热传导片226抵接而相互按压，毛细管阵列117的周围被密闭。
[0051] 而且，若板203相对于阵列保持器105滑动，则如图7B所示，检测部116成为安装状态。在此，在检测部116成为安装状态时，检测部116的中心位置与阵列保持器105的窗部228的中心位置一致。此外，保持器导轨208向正面侧的突出尺寸比板凸部207向背面侧的突出尺寸小，因此保持器导轨208成为相对于板203分离的状态。
[0052] 另外，成为板凸部207与检测部116的中心的距离(d1)比保持器导轨208的滑动方向终端部与形成于阵列保持器105的窗部228的中心的距离(D1)长的关系，因此在成为安装状态时，板凸部207不会与保持器导轨208接触。并且，成为板凸部207与检测部116的装载头129侧端部的距离(d2)比保持器导轨208的滑动方向终端部与窗部228的导轨相反侧端部(D2)短的关系。因此，在板凸部207刚通过保持器导轨208的倾斜部208a之后，能够使检测部
116的装载头129侧端部不与阵列保持器105的窗部228的导轨相反侧端部接触。
[0053] 在关闭阵列保持器盖227时，毛细管阵列117与板侧热传导片225以及保持器侧热传导片226紧贴，并且检测部116被按压于台阶231而定位在预定的距离。
[0054] 在卸下包括检测部116的毛细管阵列117时，使板203向图7B的右方向滑动。此时，板凸部207沿着保持器导轨208的倾斜部208a逐渐向正面侧被推出，因此能够容易地将支承于板203的毛细管阵列117从阵列保持器105卸下。另外，由于板凸部207的前端为曲面形状，因此不仅板凸部207难以钩挂于保持器导轨208的倾斜部208a，还能够防止保持器导轨208的损伤。
[0055] 实施例2
[0056] 使用图8A以及图8B对实施例2进行说明。图8A是表示在实施例2中使板203相对于阵列保持器105滑动前的位置关系的剖视图，图8B是表示在实施例2中使板203相对于阵列保持器105滑动后的位置关系的剖视图。此外，图8A以及图8B是从与实施例1相关的图7A以及图7B相同的视点观察的图。
[0057] 实施例1是板203具有板凸部、阵列保持器105具有导轨的结构，但实施例2是板203具有导轨、阵列保持器105具有保持器凸部211的结构。
[0058] 首先，在板203与毛细管阵列117一起被插入到阵列保持器105时，如图8A所示，板导轨210与阵列保持器105的保持器凸部211抵接，因此板203向背面侧的移动被限制。在该状态下开始板203的滑动时，板导轨210在保持器凸部211的正面侧滑动，因此板203向背面侧的移动被限制。即，支承于板203的毛细管阵列117的检测部116维持从阵列保持器105的内表面分离的状态，因此防止污染或破损。
[0059] 若板导轨210沿左右方向滑动，处于板导轨210的终端部的倾斜到达保持器凸部211，则板203沿着倾斜逐渐向背面侧移动。并且，当板导轨210的终端部通过保持器凸部211而进一步滑动时，如图8B所示，检测部116成为安装状态。
[0060] 在卸下包括检测部116的毛细管阵列117时，使板203向图8B的右方向滑动。此时，板导轨210沿着该倾斜逐渐向正面侧被推出，因此能够容易地将支承于板203的毛细管阵列117从阵列保持器105卸下。另外，由于保持器凸部211的前端为曲面形状，因此不仅保持器凸部211难以钩挂于板导轨210的倾斜，还能够防止板导轨210的损伤。
[0061] 实施例3
[0062] 图9是表示实施例3的电泳装置中的毛细管阵列单元的结构的图。本实施例的毛细管阵列单元与实施例1、2不同，不具备支承毛细管阵列117的一部分的板。因此，未固定部因检测部116、毛细管头112的自重而下垂，与电泳装置的其他构成部件接触，从而存在检测部116污染、破损的可能性。
[0063] 因此，如图9所示，本实施例的检测部基座214中的基座凸部221位于面向硅基板212、陶瓷基板213的角部的位置，从毛细管阵列117的排列面到基座凸部221的前端的距离比从毛细管阵列117的排列面到检测部116(硅基板212)的表面的距离长。因此，本实施例的基座凸部221也起到在将检测部116安装于阵列保持器105时使阵列保持器105的内表面从检测部116(特别是硅基板212)分离的作用。但是，需要在检测部116最终到达窗部228时，检测部116与台阶231不分离而接触。因此，在台阶231的检测部按压面设置用于嵌入基座凸部
221的孔，仅在检测部116到达窗部228的情况下嵌入该孔，由此使检测部116与台阶231接触，将检测部116相对于聚光透镜230定位在预定的距离。另外，本实施例的基座凸部221构成为，相比于检测部116，不仅是阵列保持器105而且相对于电泳装置的其他构成部件也容易先接触，因此能够避免与检测部116的接触，能够防止硅基板212、聚酰亚胺覆膜去除部
218破损、污染。
[0064] 此外，本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，能够将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够对某实施例的结构添加其他实施例的结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
[0065] 符号说明
[0066] 101…电泳装置、102…毛细管、103…泵机构、104…高压电源、105…阵列保持器、106…柱塞泵、107…块体、108…止回阀、109…聚合物容器、110…阳极缓冲容器、111…阳极电极、112…毛细管头、113…电动阀、114…光源、115…光学检测器、116…检测部、117…毛细管阵列、118…恒温槽、119…风扇、120…加热冷却机构、121…缓冲容器、122…清洗容器、
123…废液容器、124…样品容器、125…输送机构、126…中空电极、127…毛细管阴极端、
128…腔室、129…装载头、130…移动台、131…把手、201…毛细管阵列单元、202…框架、
203…板、204…分隔件、205…固定部、206…导向件、207…板凸部、208…保持器导轨、
208a…倾斜部、209…无线管理标签、210…板导轨、211…保持器凸部、212…硅基板、213…陶瓷基板、214…检测部基座、215…第一窗、216…V槽、217…第二窗、218…聚酰亚胺覆膜去除部、219…测窗、220…凹部、221…基座凸部、222…捆扎臂、223…检测部支承部、224…阵列头支承部、225…板侧热传导片、226…保持器侧热传导片、227…阵列保持器盖、228…窗部、229…单元壳体、230…聚光透镜、231…台阶。
