WO2019003330A1 - 泳動媒体容器 - Google Patents

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medium container
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migration
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直道 川崎
隆介 木村
克洋 有留
中島　剛
誉人 五味
基博 山崎
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株式会社 日立ハイテクノロジーズ
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    • B01L2400/0478—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure pistons

Definitions

  • the present invention relates to an electrophoresis medium container suitable for use in an electrophoresis apparatus, for separating and analyzing nucleic acids, proteins and the like.
  • a capillary electrophoresis apparatus in which a capillary is filled with a migration medium such as a polymer gel or a polymer solution has been widely used.
  • Patent Document 1 describes that "the feeding of the migration medium is performed by pressing the seal part of the migration medium container from the outside".
  • cost reduction is achieved by using a migration medium container as a resin molded product.
  • the apparatus side is provided with a function of detecting the remaining amount of the migration medium container, and a function capable of removing the internal pressure in the migration medium container after liquid transfer. This makes it possible to manage the remaining amount in the migration medium container and to manage the amount of liquid transfer.
  • an object of this invention is to provide the migration medium container which can stabilize a liquid feeding pressure, ensuring the sealability of a migration medium.
  • the migration medium container of the present invention is a migration medium container provided with a syringe part which holds a migration medium, and a seal part which seals one end of the syringe part, and the seal part is A seal surface, a body portion, and a groove provided between the seal surface and the body portion, the seal surface being in contact with the inner wall of the syringe portion.
  • the sealing surface comes in close contact with the inner wall of the container syringe unit, and the sealing performance can be secured.
  • Device configuration outline diagram of the present invention Top view of the apparatus of the present invention AA cross section of the device Capillary array detail Migration medium container details Seal parts cross section Seal parts perspective view Sealed surface section enlarged view Sealed surface section enlarged view Seal surface cross section schematic drawing at the time of seal part insertion Cross section when connecting seal parts Perspective view of connectable seal parts Migration medium container installation detail Liquid transfer mechanism schematic Migration medium delivery operation details (initial state) Migration medium delivery operation details (plunger contact detection) Migration medium delivery operation detail drawing (phoresis medium injection) Pressure graph during polymer delivery Pressure graph during polymer delivery Cross-sectional view of a seal part provided with a seal surface at a plurality of places
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a capillary electrophoresis apparatus to which the present invention is applied.
  • This apparatus can be roughly divided into two units, an auto sampler unit 16 at the lower part of the apparatus and an irradiation detection / constant temperature bath unit 17 at the upper part of the apparatus.
  • the Y-axis drive 8 is mounted on the sampler base 7, the Z-axis drive 9 is mounted on the Y-axis drive 8, and the sample tray 11 is mounted on the Z-axis drive 9.
  • the sample tray 11 can be driven to the Y axis and the Z axis.
  • the user sets the migration medium container 2, the anode buffer container 3, the cathode buffer container 4, and the sample container 5 on the sample tray 11.
  • the sample container 5 is set on the X-axis driver 10 mounted on the sample tray 11, and only the sample container 5 can be driven on the X-axis on the sample tray 11.
  • the liquid feeding mechanism 6 is also mounted on the Z-axis driver 9. The liquid feeding mechanism 6 is disposed below the migration medium container 2.
  • the irradiation detection / constant temperature bath unit 17 includes a constant temperature bath unit 12 and a constant temperature bath door 14 so that the inside can be maintained at a constant temperature.
  • An irradiation detection unit 15 is mounted behind the thermostatic bath unit 12 so that detection during electrophoresis can be performed.
  • the capillary array 1 is set in the constant temperature bath unit 12, and electrophoresis is performed in the constant temperature bath unit 12 while keeping the capillary array 1 at a constant temperature, and detection is performed by the irradiation detection unit 15.
  • the thermostatic bath unit 12 is also mounted with an electrode 13 for dropping to GND when a high voltage is applied for electrophoresis.
  • the capillary array 1 is fixed to the thermostatic bath unit 12.
  • the electrophoresis medium container 2, the anode buffer container 3, the cathode buffer container 4, and the sample container 5 can be driven to the YZ axis by the auto sampler unit 16, and only the sample container 5 is further driven to the X axis. I can do it.
  • the electrophoresis medium container 2, the anode side buffer solution container 3, the cathode side buffer solution container 4 and the sample container 5 can be automatically connected to an arbitrary position by the movement of the autosampler unit 16 to the fixed capillary array 1 .
  • FIG. 2 shows a top view of the capillary electrophoresis apparatus.
  • the anode-side buffer container 3 set on the sample tray 11 includes an anode-side washing tank 21, an anode-side electrophoresis buffer tank 22, and a sample introduction buffer tank 23.
  • the cathode side buffer solution container 4 includes a waste liquid tank 24, a cathode side cleaning tank 25, and a cathode side electrophoresis buffer tank 26.
  • the migration medium container 2, the anode buffer container 3, the cathode buffer container 4, and the sample container 5 are disposed in the positional relationship as illustrated.
  • the positional relationship between the anode side and the cathode side at the time of connection with the capillary array 1 is “migration medium container 2-waste liquid tank 24”, “anode side cleaning tank 21-cathode side cleaning tank 25”, “anode side electricity
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • the migration medium container 2 is inserted and set in the guide 31 embedded in the sample tray 11. Further, the liquid transfer mechanism 6 is disposed such that the plunger 32 provided in the liquid transfer mechanism 6 is located below the migration medium container 2.
  • the right side of the capillary array 1 in FIG. 3 is the cathode side, and the left side is the anode side.
  • the autosampler unit 16 is moved to the position of “Anode-Side Electrophoresis Buffer Tank 22-Cathode-Side Electrophoresis Buffer Tank 26”, and a high voltage is applied to the cathode-side capillary array 1. Electrophoresis is performed by flowing the electrode 13 to GND through the anode buffer container 3.
  • FIG. 4 shows a detailed view of the capillary array 1.
  • the capillary array 1 includes a capillary 41 which is a glass tube having an inner diameter of about ⁇ 50 ⁇ m, and a detection unit 42 is attached to the capillary 41. The detection unit 42 detects this detection unit 42.
  • a load header 46 and an SUS pipe 47 are attached.
  • the material of the load header 46 is, for example, PBT resin, which is a resin having a high insulation property and a high comparison tracking index.
  • PBT resin is a resin having a high insulation property and a high comparison tracking index.
  • the capillaries 41 are respectively passed through the SUS pipe 47 and fixed. On the anode side, a plurality of capillaries 41 are put together by a capillary head 43.
  • the capillary head 43 has a capillary head tip 45 which is needle-shaped at an acute angle, and a capillary head boss 44 whose outer diameter is larger than that of the capillary head tip 45.
  • the material of the capillary head 43 is preferably a PEEK resin or the like which is hard to chip and is rigid and which is a resin having high stability to chemicals and analysis.
  • the detection unit 42 performs positioning with high accuracy so that it can be detected by the irradiation detection unit.
  • the load header 46 is fixed so as to be conductive with the point to which the high voltage is applied.
  • the capillary head 43 is firmly fixed so that the tip 45 of the capillary head is directed downward and can bear the load.
  • the positional relationship between the cathode side and the anode side at the time of fixation is such that the plurality of capillaries 41 do not overlap when set in the apparatus.
  • FIG. 5 shows a structural view of the migration medium container 2.
  • the migration medium container 2 has a syringe unit 51.
  • the seal component 52 is inserted from the top (the upper side in the drawing) of the syringe unit 51 so as to be pushed in, and is moved to the bottom of the syringe unit 51.
  • a rubber plug 53 is placed on the top of the syringe unit 51, and the cap 54 is turned to seal. Further, a film 55 is attached and sealed on the cap 54.
  • the inside of the migration medium container 2 is filled with the migration medium 56, but the air 57 entering at this time is made to be accumulated in the upper part of the syringe unit 51.
  • the material of the migration medium container 2 is preferably a COP resin or the like which is a resin capable of being thin-walled and having little influence on the material properties due to temperature change.
  • FIG. 6A shows a structural view of the seal component 52 inserted into the syringe unit 51.
  • the seal component 52 slides in the syringe unit 51 when the migration medium 56 is fed.
  • the shape of the sealing part 52 is a cylindrical shape provided with a bottom portion 59 as shown in FIG. 6B, and the cross section is U-shaped inward of the migration medium container 2. Since the bottom portion 59 is provided, it has a role of sealing the migration medium 56 inside the migration medium container 2.
  • the outer diameter of the seal surface 58 of the seal component 52 is slightly larger than the inner diameter of the syringe portion 51. Therefore, when inserted, the seal surface 58 is crushed and comes in close contact with the inner wall of the syringe unit 51.
  • the seal component 52 has a U-shaped cross section, and the seal surface 58 is provided at the top, so that when the internal pressure of the migration medium container 2 is increased, the seal surface 58 extends outward and the syringe portion 51 is Seal.
  • the sealing surface 58 may be flat or curved.
  • the body portion 61 has a diameter smaller than the outer diameter of the sealing surface 58, and has an outer diameter not in contact with the inner wall of the syringe portion 51 even when it expands outward when the internal pressure of the migration medium container 2 rises. Thereby, only the seal surface 58 contacts the inner wall of the syringe unit 51.
  • the portion in contact with the inner wall of the syringe portion 51 is limited to the sealing surface 58, and the change in the contact area between the inner wall of the syringe portion 51 and the seal component 52 is reduced to change the sliding resistance during liquid transfer. It can be suppressed and the pressure in the liquid delivery can be stabilized.
  • a groove 60 is provided between the sealing surface 58 and the body portion 61.
  • the seal surface 58 is easily spread to the outside when the internal pressure of the migration medium container 2 rises, so the seal surface 58 and the inner wall of the syringe portion 51 can be more closely attached, and the sealability is improved.
  • the groove 60 may be provided inside the seal component 58 as long as the thickness of the seal component 52 is smaller than that of the seal surface 58 and the body portion 61.
  • the measurement result of liquid feeding pressure is shown in FIG. 15 (a) and FIG.15 (b).
  • 15A shows the case where the body portion 61 is in contact with the inner wall of the syringe portion 51
  • FIG. 15B shows the case where the body portion 61 is not in contact with the inner wall of the syringe portion 51.
  • the seal surface 58 is provided on the top of the seal component 52, as shown in FIG. 16, the body seal surface 62 may be provided at a plurality of locations with respect to the seal component 52. This makes it possible to further prevent the migration medium 56 from leaking.
  • the material of the seal part 52 has a track record of being used for sealing the fluid of the sliding part, etc., and the expansion coefficient is larger than that of the material of the syringe part 51, and it is easy to spread outside when the internal pressure of the migration medium container 2 increases. Molecular PE resin or the like is desirable, but a rubber material may be used.
  • FIG. 10 shows a detailed view of the installation of the migration medium container 2.
  • the film 55 attached to the cap 54 is peeled off. Thereafter, it is set on the guide 31 embedded in the sample tray 11 and fixed from above so as not to be lifted.
  • the guide 31 has high rigidity, and plays a role of suppressing deformation of the migration medium container 2 until it contacts the guide 31.
  • the gap between the outer diameter of the syringe unit 51 and the inner diameter of the guide 31 is made as small as possible. The smaller the gap, the better.
  • the gap between the outer diameter of the syringe portion 51 of the resin molded product and the inner diameter of the guide 31 which is a machined product is such that there is no processing excess.
  • FIG. 11 shows a schematic view of the liquid feeding mechanism 6.
  • the stepping motor 102 rotates according to the input pulse number, rotates the drive screw 91, and moves the nut 93 in a straight line.
  • the driving method of the stepping motor 102 is, for example, 1-2 phase excitation.
  • the nut 93 is coupled to the slider 92, and the slider 92 is coupled to the plunger 32.
  • Position control of the plunger 32 is performed by a rotary encoder 103 integrated with the stepping motor 102.
  • the slider 92 is connected to the linear guide 98 and is movable in the drive screw 91 axial direction.
  • a detection plate 99 is coupled to the slider 92, and is detected by the origin sensor 100 fixed to the liquid feeding mechanism base 101.
  • the detection position of the origin sensor 100 is the origin position of the plunger 32.
  • a torque limiter 104 is attached to the drive screw 91 as an external load that imparts rotational resistance.
  • the torque limiter 104 has a structure in which the inner ring 96 and the outer ring 95 are coaxially fitted.
  • the inner ring 96 of the torque limiter 104 is hollow. Further, the inner ring 96 and the outer ring 95 can rotate independently. There is a constant rotational resistance between the inner ring 96 and the outer ring 95.
  • a magnet type that is less susceptible to wear is desirable.
  • the drive screw 91 and the inner ring 96 rotate in synchronization with each other by inserting the drive screw 91 through the hollow portion of the inner ring 96 and engaging the inner ring 96 with the parallel pin 97 vertically penetrating the drive screw 91.
  • the outer ring 95 is fixed so as not to rotate by the torque limiter outer ring restraining 94 fixed to the liquid feeding mechanism base 101.
  • This structure makes it possible to provide the drive screw 91 with resistance.
  • the outer ring 95 is fixed, and a torque limiter 104 that requires 45 mN ⁇ m of torque when the inner ring 96 is rotated is used.
  • FIGS. 1 The positional relationship between the plunger 32 and the migration medium container 2 and the capillary head 43 at each point is shown in FIGS.
  • the migration medium container 2 is set on the guide 31.
  • the plunger 32 of the liquid feeding mechanism 6 is disposed immediately below the migration medium container 2.
  • FIG. 13 shows a diagram of the initial state of a series of movements of the migration medium 56 injection operation.
  • the seal component 52 inserted in the migration medium container 2 can be slid by the movement of the plunger 32.
  • the liquid feeding mechanism 6 drives the plunger 32 to bring the plunger 32 into contact with the bottom 59 of the seal component 52.
  • FIG. 14 shows a state in which the electrophoresis medium 56 is being filled in the capillary 41.
  • the seal part 52 is further pushed up to feed the migration medium 56 to the capillary 41.
  • the inside of the migration medium container 2 becomes high pressure, and the respective parts of the migration medium container 2 expand outward.
  • the deformation of the syringe portion 51 of the migration medium container 2 is suppressed by the guide 31, and the deformation of the rubber plug 53 is suppressed by the capillary head 43.
  • the sealing part 52 is deformed by the internal pressure, it is deformed so as to spread outward and is more sealed.
  • the risk of the leakage of the migration medium 56 due to the deformation of the syringe unit 51 can be reduced by making the seal component 52 a shape and strength in which the expansion coefficient is more easily deformed than the syringe unit 51 of the migration medium container 2. It can.
  • the sealing surface 58 may be provided with a multistage structure.
  • FIG. 7A shows a diagram of a multistage structure.
  • the sealing surface 58 has a multistage structure of a recess 71 and a protrusion 72 along the vertical direction, and when the seal component 52 is inserted into the inside of the syringe portion 51, the protrusion 72 is crushed and closely attached as shown in FIG. Even if the migration medium 56 gets into the space between it and the inner wall of the syringe unit 51, its leakage pressure can be gradually lowered, so that it is possible to prevent downward leakage. Furthermore, by narrowing the tip of the protrusion 72, the protrusion 72 is easily crushed by the internal pressure, and the protrusion 72 and the syringe can be more closely attached.
  • the seal surface on which the multistage structure is provided may be a flat surface as shown in FIG. 7 (a) or a curved surface as shown in FIG. 7 (b).
  • one seal component 52 is used, but a plurality of seal components 52 may be connected.
  • FIG. 9 (a) is a cross-sectional view of a state in which two seal components 52 (consisting of an upper seal 81 and a lower seal 82) are longitudinally connected
  • FIG. 9 (b) is an upper seal 81 before connection. It is a perspective view which shows the lower side seal
  • FIG. The bottom of the upper seal 81 is provided with a rod-like insertion portion 85, and the insertion portion 85 of the upper seal 81 is connected to be inserted into the lower seal 82.
  • the sealing surfaces become two surfaces 83 and 84, and the sealing property of the migration medium 56 can be improved.
  • the seal surface of the upper seal 81 and the lower seal 82 is assumed to be a multistage structure of the concave portion 71 and the convex portion 72 as shown in FIG. 7A and FIG. Even if the seal surface 83 has a flaw or chip and the migration medium 56 leaks downward, the lower seal 82 can prevent the migration medium 56 from leaking to the outside of the migration medium container 2. Further, by providing a distance between the seal surface 83 of the upper seal 81 and the seal surface 84 of the lower seal 82 by the insertion portion 85, more migration medium is confined when the migration medium 56 leaks. It is possible to prevent leakage further.
  • Example 1 although two seal parts were connected, three or more of this connection may be connected. In this case, for example, a plurality of upper seals 81 are provided, and a lower seal 82 is provided at the lowermost portion.
  • the sealing surface comes in close contact with the inner wall of the container syringe unit, and the sealing performance can be ensured.
  • the sealing performance can be ensured.

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Abstract

泳動媒体のシール性を担保しつつ、送液圧力を安定化させることができる泳動媒体容器を提供することを課題とする。　上記課題を解決するために、本発明の泳動媒体容器は、泳動媒体を保持するシリンジ部と、前記シリンジ部の一端を封止するシール部品とを備える泳動媒体容器であって、前記シール部品は、シール面と、胴体部と、前記シール面と前記胴体部との間に設けられた溝とを有し、前記シール面が前記シリンジ部内壁と接触することを特徴とするように構成される。

Description

泳動媒体容器
　本発明は、核酸やタンパク質等を分離分析する、電気泳動装置での使用に好適な電気泳動媒体用容器に関する。
　近年、電気泳動装置として、キャピラリに高分子ゲルやポリマ溶液等の泳動媒体を充填したキャピラリ電気泳動装置が広く用いられている。
　特許文献１には「泳動媒体の送液は外部から泳動媒体容器のシール部品を押すことで行う」と記載されている。特許文献１では泳動媒体容器を樹脂成型品とすることでコスト低減を図っている。また、泳動媒体容器の剛性を上げるのではなく、容器がセットされる装置側で変形を抑える構造を作ることで、安価な泳動媒体容器でも、高耐圧にすることを可能としている。さらに、装置側に泳動媒体容器の残量を検知する機能を供え、送液後に泳動媒体容器内の内圧を除去できる機能を備える。これにより、泳動媒体容器内の残量管理、送液量の管理が可能となる。
国際公開第２０１６／１５７２７２号
　泳動媒体をキャピラリに送液する際に、シール部品は容器シリンジ部内壁に沿って摺動する。この時、内圧によるシール部品の膨張により、シリンジ部内壁とシール部品との接触面積が変化し、発生する摺動抵抗が変化することで、送液中に送液圧力が安定しないという課題がある。送液圧力が安定しない場合、送液量の管理を従来通り細かい分解能で行うことが困難となり、キャピラリ内に泳動媒体を充填できたと判断するための送液量にばらつきが発生してしまう。特に、充填のための泳動媒体量が増える方向にばらついた場合、ランニングコストを低減させることができなくなる。また、泳動媒体がシリンジ部内壁とシール部品との隙間から容器外部に漏れた場合も同様、送液量にばらつきが発生してしまう。特許文献１では前述のところまでは検討されていなかった。
　上記課題を解決するためには、泳動媒体送液中のシール摺動抵抗を安定化し、送液圧力を安定させること、かつ泳動媒体を容器外部に漏らさずに送液することが必要である。そこで本発明は、泳動媒体のシール性を担保しつつ、送液圧力を安定化させることができる泳動媒体容器を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の泳動媒体容器は、泳動媒体を保持するシリンジ部と、前記シリンジ部の一端を封止するシール部品とを備える泳動媒体容器であって、前記シール部品は、シール面と、胴体部と、前記シール面と前記胴体部との間に設けられた溝とを有し、前記シール面が前記シリンジ部内壁と接触する。
　本発明により、シール面が容器シリンジ部内壁により密着するようになり、シール性を担保できる。
本発明の装置構成概要図 本発明の装置上面図 装置のＡ－Ａ断面図 キャピラリアレイ詳細図 泳動媒体容器詳細図 シール部品断面図 シール部品斜視図 シール面断面拡大図 シール面断面拡大図 シール部品挿入時のシール面断面模式図 シール部品を連結した場合の断面図 連結可能なシール部品の斜視図 泳動媒体容器取り付け詳細図 送液機構概略図 泳動媒体送液動作詳細図（初期状態） 泳動媒体送液動作詳細図（プランジャ接触検知） 泳動媒体送液動作詳細図（泳動媒体注入） ポリマ送液時の発生圧力グラフ ポリマ送液時の発生圧力グラフ シール面を複数箇所に設けたシール部品の断面図
　以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。
　図１に、本発明を適用したキャピラリ電気泳動装置の装置構成図を示す。本装置は、装置下部にあるオートサンプラーユニット１６と、装置上部にある照射検出／恒温槽ユニット１７の、二つのユニットに大きく分けることが出来る。
　オートサンプラーユニット１６には、サンプラーベース７の上にＹ軸駆動体８が搭載され、Ｙ軸駆動体８にはＺ軸駆動体９が搭載され、Ｚ軸駆動体９の上にはサンプルトレイ１１が搭載されており、サンプルトレイ１１をＹ軸及びＺ軸に駆動することが出来る。サンプルトレイ１１の上に、泳動媒体容器２、陽極側緩衝液容器３、陰極側緩衝液容器４、サンプル容器５をユーザがセットする。サンプル容器５は、サンプルトレイ１１上に搭載されたＸ軸駆動体１０の上にセットされ、サンプルトレイ１１上でサンプル容器５のみがＸ軸に駆動することが出来る。Ｚ軸駆動体９には送液機構６も搭載される。この送液機構６は泳動媒体容器２の下方に配置される。
　照射検出／恒温槽ユニット１７には、恒温槽ユニット１２、恒温槽ドア１４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１２の後方には照射検出ユニット１５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１２の中に、キャピラリアレイ１をユーザがセットし、恒温槽ユニット１２にてキャピラリアレイ１を恒温に保ちながら電気泳動を行い、照射検出ユニット１５にて検出を行う。また、恒温槽ユニット１２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１３も搭載されている。
　上記のように、キャピラリアレイ１は恒温槽ユニット１２に固定される。泳動媒体容器２、陽極側緩衝液容器３、陰極側緩衝液容器４、サンプル容器５は、オートサンプラーユニット１６にてＹＺ軸に駆動することができ、サンプル容器５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アレイ１に、泳動媒体容器２、陽極側緩衝液容器３、陰極側緩衝液容器４、サンプル容器５が、オートサンプラーユニット１６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、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１１上にセットされた陽極側緩衝液容器３には、陽極側洗浄槽２１、陽極側電気泳動用緩衝液槽２２、サンプル導入用緩衝液槽２３がある。また、陰極側緩衝液容器４には、廃液槽２４、陰極側洗浄槽２５、陰極側電気泳動用緩衝液槽２６がある。泳動媒体容器２、陽極側緩衝液容器３、陰極側緩衝液容器４、サンプル容器５は図示のような位置関係に配置される。すなわち、キャピラリアレイ１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２－廃液槽２４」、「陽極側洗浄槽２１－陰極側洗浄槽２５」、「陽極側電気泳動用緩衝液槽２２－陰極側電気泳動用緩衝液槽２６」、「サンプル導入用緩衝液槽２３－サンプル容器５」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２はサンプルトレイ１１に埋め込まれたガイド３１の中に挿入してセットされる。また、送液機構６は、送液機構６に設けられたプランジャ３２が、泳動媒体容器２の下方になるように配置される。
　電気泳動の際、キャピラリアレイ１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１６が「陽極側電気泳動用緩衝液槽２２－陰極側電気泳動用緩衝液槽２６」の位置に移動し、陰極側のキャピラリアレイ１に高電圧がかかり、陰極側緩衝液容器４、陽極側緩衝液容器３を介し、電極１３にてＧＮＤに流すことで電気泳動を行う。
　図４に、キャピラリアレイ１の詳細図を示す。キャピラリアレイ１は、内径約φ５０μｍ程度のガラス管であるキャピラリ４１があり、キャピラリ４１に検出部４２が付いている。この検出部４２を照射検出ユニット１５にて検出する。キャピラリ４１の陰極側端部には、ロードヘッタ４６、ＳＵＳパイプ４７が付いている。ロードヘッタ４６の材質は、例えば絶縁特性が高く、比較トラッキング指数の高い樹脂であるＰＢＴ樹脂等が望ましい。ロードヘッタ４６内部に、ＳＵＳパイプ４７全ての導通を取る部品が内蔵されており、そこに高電圧をかけることで全てのＳＵＳパイプ４７に高電圧がかかる。このＳＵＳパイプ４７にキャピラリ４１をそれぞれ通して固定する。陽極側は、複数本のキャピラリ４１をキャピラリヘッド４３にて一本に纏める。キャピラリヘッド４３は、鋭角にして針状になったキャピラリヘッド先端４５、キャピラリヘッド先端４５より外径が太い部分であるキャピラリヘッドボス４４を有する。キャピラリヘッド４３の材質は、欠けにくく剛性もあり、薬品や分析に対して安定性の高い樹脂であるＰＥＥＫ樹脂等が望ましい。
　図は省略するが、キャピラリアレイ１を恒温槽ユニット１２に固定の際、検出部４２、ロードヘッタ４６、キャピラリヘッド４３をそれぞれ固定する。検出部４２は照射検出ユニットで検出できる位置になるように、高精度で位置決めを行う。ロードヘッタ４６は、 高電圧を印加する箇所と導通が取れるように固定する。キャピラリヘッド４３は、キャピラリヘッド先端４５が真下を向き、荷重に耐えられるよう強固に固定する。固定の際の陰極側、陽極側の位置関係は、装置にセットした時に複数本のキャピラリ４１同士が重ならないような配置とする。
　図５に、泳動媒体容器２の構造図を示す。泳動媒体容器２はシリンジ部５１を有する。このシリンジ部５１の最上部（図面上側）からシール部品５２を押し込むように挿入し、シリンジ部５１の最下部まで移動させる。シリンジ部５１の最上部にはゴム栓５３を乗せ、キャップ５４を回して封止する。キャップ５４の上にはさらにフィルム５５を貼り付けて封止する。泳動媒体容器２の内部には泳動媒体５６が満たされているが、この時に入り込んでしまう空気５７はシリンジ部５１の上部に溜まるようにする。泳動媒体容器２の材質は、薄肉成型が可能でありつつ、温度変化による材料物性に影響が少ない樹脂であるＣＯＰ樹脂等が望ましい。
　図６（ａ）に、シリンジ部５１に挿入するシール部品５２の構造図を示す。シール部品５２は、泳動媒体５６の送液時にシリンジ部５１内で摺動する。シール部品５２の形状は図６（ｂ）に示すように底部５９が設けられた筒状で、断面が泳動媒体容器２の内向きにＵ字型となっている。底部５９が設けられているため、泳動媒体容器２の内部に泳動媒体５６を封止する役割を持つ。シール部品５２のシール面５８の外径は、シリンジ部５１の内径より若干広くなっている。そのため、挿入した際、シール面５８が潰れてシリンジ部５１の内壁と密着する。このシール部品５２を、断面がＵ字型であり、最上部にシール面５８を設けた構造とすることで、泳動媒体容器２の内圧が高まった時にシール面５８が外側に広がりシリンジ部５１をシールする。なお、シール面５８は平面でも曲面でもよい。胴体部６１は、シール面５８の外径より小さい径になっており、泳動媒体容器２の内圧上昇時に外側に膨張した場合でも、シリンジ部５１内壁と接触しない外径となっている。これにより、シール面５８のみがシリンジ部５１内壁と接触する。このように、シリンジ部５１内壁と接触する部分をシール面５８に限定し、シリンジ部５１内壁とシール部品５２との接触面積の変動を小さくすることで、送液中の摺動抵抗の変化を抑制でき、送液中の圧力を安定させることができる。しかし、シール部品５２とシリンジ部５１内壁との接触面積を小さくすると、シール性は低下し、泳動媒体５６が漏れるリスクが高まってしまう。そこで、シール面５８と胴体部６１の間には溝６０を設ける。溝６０を設けることで泳動媒体容器２の内圧上昇時にシール面５８が外側により広がりやすくなるため、シール面５８とシリンジ部５１内壁をより密着することができ、シール性が向上する。なお、溝６０はシール面５８や胴体部６１よりもシール部品５２の肉厚を薄くする構造であればよく、シール部品５８の内側に設けてもよい。図１５（ａ）、図１５（ｂ）に送液圧力の測定結果を示す。図１５（ａ）は胴体部６１がシリンジ部５１の内壁と接している場合、図１５（ｂ）は胴体部６１がシリンジ部５１の内壁と接さない場合となっている。図１５（a）の胴体部６１がシリンジ部５１の内壁と接している場合では送液圧力が５MPａから４MPａに変化したのに対し、図１５（ｂ）の胴体部６１がシリンジ部５１の内壁と接さない場合では送液開始から終了まで４MPａで安定していることが分かる。
　なお、シール面５８をシール部品５２の上部に設けたが、図１６に示すようにシール部品５２に対して胴体部シール面６２を複数箇所に設けてもよい。これにより、泳動媒体５６の漏れをより防ぐことが可能となる。シール部品５２の材質は、摺動部の流体のシール等で用いられる実績があり、シリンジ部５１の材質よりも膨張係数が大きく、泳動媒体容器２の内圧が高まった時に外側に広がりやすい超高分子ＰＥ樹脂等が望ましいがゴム素材でもよい。
　図１０に、泳動媒体容器２の装置取り付けの詳細図を示す。泳動媒体容器２を装置にセットする際は、まずキャップ５４に付いているフィルム５５を剥がす。その後、サンプルトレイ１１に埋め込まれているガイド３１にセットし、浮き上がらないように上から固定する。このガイド３１は剛性が高く、泳動媒体容器２の変形を、ガイド３１と接触するまでに抑える役割を果たす。泳動媒体容器２がガイド３１にセットされた状態においては、シリンジ部５１の外径とガイド３１の内径の隙間が限りなく小さくなるようにする。隙間は小さければ小さいほど良いが、樹脂成型品のシリンジ部５１の外径と、機械加工品であるガイド３１の内径の、加工上無理の無い隙間とする。
　図１１に、送液機構６の概略図を示す。ステッピングモータ１０２は入力されたパルス数に応じて回転し、駆動ねじ９１を回転させ、ナット９３を直進運動させる。ステッピングモータ１０２の駆動方法は、例えば１－２相励磁とする。ナット９３はスライダ９２と結合し、スライダ９２はプランジャ３２と結合される。プランジャ３２の位置制御はステッピングモータ１０２と一体になっているロータリーエンコーダ１０３で行う。スライダ９２はリニアガイド９８と接続され、駆動ねじ９１軸方向に可動する。スライダ９２には検知板９９が結合され、送液機構ベース１０１に固定された原点センサ１００に検出される。この原点センサ１００の検出位置は、プランジャ３２の原点位置とする。
　駆動ねじ９１には回転抵抗を与える外部負荷としてトルクリミッタ１０４が取り付けられている。トルクリミッタ１０４は、内輪９６と外輪９５が同軸で嵌合された構造となっている。トルクリミッタ１０４の内輪９６は中空構造となっている。また内輪９６と外輪９５は独立して回転可能である。内輪９６と外輪９５の間には一定の回転抵抗がある。回転抵抗を与える方法としては、磨耗による影響を受けにくいマグネット式が望ましい。内輪９６の中空部分に駆動ねじ９１を貫通させ、駆動ねじ９１を垂直に貫通する平行ピン９７によって内輪９６と勘合することで、駆動ねじ９１と内輪９６は同期して回転する。外輪９５は、送液機構ベース１０１に固定されたトルクリミッタ外輪抑え９４によって、回転しないように固定される。この構造により駆動ねじ９１に抵抗を与えることが可能となる。例えば外輪９５を固定し、内輪９６を回転させたときに４５ｍＮ・ｍのトルクが必要なトルクリミッタ１０４を使用する。
　続いて、泳動媒体５６注入時の手順について説明する。各ポイントでのプランジャ３２と泳動媒体容器２、及びキャピラリヘッド４３の位置関係を図１２～１４に示す。まず図１２のように、泳動媒体容器２をガイド３１にセットする。泳動媒体容器２の真下には、送液機構６のプランジャ３２が配置される。
　図１３に、泳動媒体５６注入動作一連の動きの初期状態の図を示す。前述の通り、プランジャ３２の動きにて泳動媒体容器２に挿入されたシール部品５２が摺動できるようになっている。送液機構６にてプランジャ３２を駆動させ、プランジャ３２をシール部品５２の底部５９に接触させる。
　図１４に、泳動媒体５６のキャピラリ４１への充填中の状態を示す。図１３でプランジャ３２をシール部品５２の底部５９に接触させた後、さらにシール部品５２を押し上げて泳動媒体５６をキャピラリ４１へ送液する。このとき、泳動媒体容器２の内部が高圧になり、泳動媒体容器２の各部分が外側に膨張する。前述のように泳動媒体容器２のシリンジ部５１の変形はガイド３１によって抑え、キャピラリヘッド４３にてゴム栓５３の変形を押さえ込む。さらにシール部品５２は内圧で変形したとき、外側に広がるように変形して、より密閉される。泳動媒体容器２のシリンジ部５１よりもシール部品５２の方が膨張係数が大きく変形しやすい形状や強度にしておくことで、シリンジ部５１の変形による泳動媒体５６の漏れのリスクを軽減することが出来る。
　シール面５８には多段構造を設けてもよい。図７（ａ）に、多段構造の図を示す。シール面５８は鉛直方向に沿って凹部７１と凸部７２の多段構造となっており、シール部品５２をシリンジ部５１内部に挿入した際、凸部７２が図８のように潰れて密着する。シリンジ部５１内壁との間に泳動媒体５６が入り込んだとしても、その漏れ圧を徐々に下げることができるため、下方への漏れを防ぐことができる。さらに、凸部７２を先端を狭めることで、内圧で潰れやすく、凸部７２とシリンジ部をより密着させることができる。多段構造を設けるシール面は、図７（ａ）のように平面でも、図７（ｂ）のように曲面でもよい。
　実施例1ではシール部品５２は１個であったが、シール部品５２は複数連結させてもよい。
　図９（ａ）、図９（ｂ）を用いてシール部品５２を縦方向に２個連結させた場合を説明する。図９（ａ）はシール部品５２（上側シール８１と下側シール８２とから構成される）を縦方向に２個連結した状態の断面図、図９（ｂ）は連結前の上側シール８１と下側シール８２とを示す斜視図である。上側シール８１の底部には棒状の挿し込み部分８５が設けられており、上側シール８１の挿し込み部分８５を下側シール８２に挿し込むように連結する。この連結により、シール面が８３と８４の２面になり、泳動媒体５６のシール性を向上させることが可能となる。また、上側シール８１と下側シール８２のシール面を、いずれも図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように凹部７１と凸部７２の多段構造とすることで、仮に上側シール８１のシール面８３に傷や欠けがあり、泳動媒体５６が下方に漏れた場合でも、下側シール８２で泳動媒体５６の泳動媒体容器２外部への漏れを防ぐことができる。また、挿し込み部分８５により上側シール８１のシール面８３と下側シール８２のシール面８４との間に距離を設けることで、泳動媒体５６が漏れてしまったときにより多くの泳動媒体を閉じ込めておくことができ、さらに漏れを防止することができる。加えて、下側シール８２がプランジャ３２に押されるときに、下側シール８２の中心でない部分を押してしまい、片当たりになってしまった場合、下側シール８２は斜めになってしまうが、挿し込み部分８５により、プランジャ３２で押される下側シール８２の底部から距離のある上側シール８１はモーメントのつりあいにより影響を受けにくく、シール性が保持される。なお、実施例１では、シール部品を２個連結したがこの連結は３個以上連結してもよい。この場合、例えば上側シール８１を複数個設け、最下部に下側シール８２を設ける。
　なお、上述の各実施例は組み合わせてもよい。上述のとおり、本発明によれば、シール面が容器シリンジ部内壁により密着するようになり、シール性を担保できる。また、シール面のみがシリンジ部内壁と接触することで、泳動媒体送液中の発生圧力が変化することを抑制することが可能となる。これらにより、泳動媒体のキャピラリへの送液量の細かい分解能での管理が可能となり、ランニングコストの低減が可能となる。
　１　　キャピラリアレイ
　２　　泳動媒体容器
　３　　陽極側緩衝液容器
　４　　陰極側緩衝液容器
　５　　サンプル容器
　６　　送液機構
　７　　サンプラーベース
　８　　Ｙ駆動体
　９　　Ｚ駆動体
　１０　　Ｘ駆動体
　１１　　サンプルトレイ
　１２　　恒温槽ユニット
　１３　　電極
　１４　　恒温槽ドア
　１５　　照射検出ユニット
　１６　　オートサンプラーユニット
　１７　　照射検出／恒温槽ユニット
　２１　　陽極側洗浄槽
　２２　　陽極側電気泳動用緩衝液槽
　２３　　陽極側サンプル導入用緩衝液槽
　２４　　廃液槽
　２５　　陰極側洗浄槽
　２６　　陰極側電気泳動用緩衝液槽
　３１　　ガイド
　３２　　プランジャ
　４１　　キャピラリ
　４２　　検出部
　４３　　キャピラリヘッド
　４４　　キャピラリヘッドボス
　４５　　キャピラリヘッド先端
　４６　　ロードヘッタ
　４７　　ＳＵＳパイプ
　５１　　シリンジ部
　５２　　シール部品
　５３　　ゴム栓
　５４　　キャップ
　５５　　フィルム
　５６　　泳動媒体
　５７　　空気
　５８　　シール面
　５９　　シール底部
　６０　　溝
　６１　　胴体部
　６２　　胴体部シール面
　７１　　凹部
　７２　　凸部
　８１　　上側シール
　８２　　下側シール
　８３　　上側シール面
　８４　　下側シール面
　８５　　挿し込み部分
　９１　　駆動ねじ
　９２　　スライダ
　９３　　ナット
　９４　　トルクリミッタ外輪抑え
　９５　　トルクリミッタ外輪
　９６　　トルクリミッタ内輪
　９７　　平行ピン
　９８　　リニアガイド
　９９　　検知板
　１００　　原点センサ
　１０１　　送液機構ベース
　１０２　　ステッピングモータ
　１０３　　ロータリーエンコーダ
　１０４　　トルクリミッタ

Claims (10)

  1. 　泳動媒体を保持するシリンジ部と、
    　前記シリンジ部の一端を封止するシール部品と、
    　を備える泳動媒体容器であって、
    　前記シール部品は、
    　　シール面と、
    　　胴体部と、
    　　前記シール面と前記胴体部との間に設けられた溝とを有し、
    　　前記シール面が前記シリンジ部内壁と接触する、
    泳動媒体容器。
  2. 　請求項１に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール面の外径が、シール部品の他部分の外径より大きく、シリンジ部の内径より大きい、
    泳動媒体容器。
  3. 　請求項２に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール面が、鉛直方向に沿って凹凸の多段構造である、
    泳動媒体容器。
  4. 　請求項２に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール面の少なくとも一つが、シール部品の最上部に設けられている、
    泳動媒体容器。
  5. 　請求項２に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール面が、内圧により外側に広がる、
    泳動媒体容器。
  6. 　請求項２に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール面が、平面もしくは曲面を有している、
    泳動媒体容器。
  7. 　請求項２に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール部品の方が、前記シリンジ部と比較して膨張係数が大きい、
    泳動媒体容器。
  8. 　請求項２に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール部品が複数個、鉛直方向に連結している、
    泳動媒体容器。
  9. 　請求項３に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール面の多段構造の凸部が先端に向かって狭まっている、
    泳動媒体容器。
  10. 　請求項８に記載の泳動媒体容器であって、
    　前記シール部品が複数個、棒状の挿し込み部分によって連結される、
    泳動媒体容器。
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