ゲル電気泳動、イメージング及び分析の方法、デバイス、システム及び材料
本発明は、電気泳動を自動化された形式で実行する方法、デバイス、システム及び材料を提供する。電気泳動システムは、電気泳動が起きている間、同時に、ゲルを撮像してもよい。幾つかの実施の形態では、電気泳動システムは、電気泳動の間又は電気泳動の後に、撮像されたゲルを分析してもよい。デバイスは、ゲル処理システム、ゲル照明システム画像捕捉システム及び画像分析システムを含んでいてもよく、これらは、全て筐体内に収容される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００９年８月２６日に出願された米国仮出願番号第６１／２３７，２８７号、２００９年８月２６日に出願された米国仮出願番号第６１／２３７、１９５号、２００９年８月２５日に出願された米国仮出願番号第６１／２３６、７９５号及び２００９年８月２４日に出願された米国仮出願番号第６１／２３６，２９３号の優先権を主張し、これらの全体は、引用によって本願に組み込まれる。
【０００２】
分野
本発明は、包括的には、電気泳動を実行するためのシステムに関する。更に、本発明は、電気泳動の間に、同時にゲルをイメージングできる電気泳動システムに関する。更に、本発明は、電気泳動の間又は電気泳動の後に、イメージングされたゲルを分析できる電気泳動システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ゲル電気泳動は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリペプチド及びタンパク質等の生物学的分子の分離のための一般的な手法である。ゲル電気泳動では、印加された電界によって分子がフィルタリングゲル（filtering gel）を介して移動する速度に基づいて、分子をバンドに分離することができる。ガラス管内に入れられたゲル又はスラブとしてガラス板若しくはプラスチック板の間に挟み込まれたゲルを使用できる。ゲルは、塩基の導電性緩衝液によって満たされる空隙を画定する開いた分子ネットワーク構造（open molecular network structure）を有している。これらの空隙は、十分大きく、ゲルを介して移動する高分子の通路となる。
【０００４】
電気泳動には、一般的に、ポリアクリルアミドゲルが使用される。電気泳動に適切な他のゲルとしては、アガロースゲル及びデンプンゲル等がある。ポリアクリルアミドゲル電気泳動（polyacrylamide gel electrophoresis）、すなわちＰＡＧＥは、ゲルが光学的に透明であり、電気的に中性であり、様々なサイズの空隙を有するように製造することができるので、広く使用されている。ＰＡＧＥゲルを製造する方法は、周知であり、例えば、非特許文献１及び非特許文献２に説明されている。通常、アクリルアミドモノマ、架橋剤、例えばビスアクリルアミド等、ゲル緩衝液、及び変性剤、例えばドデシル硫酸ナトリウム（sodium dodecyl sulphate：ＳＤＳ）を含む原液が準備される。これらの原液は、ゲルが必要になるまで、保存できる。ゲルを製造する際は、様々な成分の最終的な所望の濃度に基づく割合で、原液を水に混合する。ゲルは、チャンバに収容され、緩衝液に接触し、これによって、ゲルと、電源のカソード又はアノードとが電気的に接触する。高分子及び追跡用色素を含むサンプルをゲルの上に載置することができる。ゲルに電圧を印加すると、サンプル高分子及び追跡用色素は、ゲルの底面に向かって移動する。追跡用色素がゲルの最後に到達する直前に、電気泳動は、停止される。
【０００５】
サンプル染色装置内で高分子に染色し、次に、独立した撮像装置においてゲルを撮像することによって、分離された高分子のバンドの位置が判定される。結果をレビューし、様々なバンドの位置を特定するために、撮像装置からの画像を操作する必要があることも多い。特定のバンドが移動した距離と、追跡用色素及び移動度が既知の高分子とを比較することによって、他の高分子の移動度を判定できる。これによって、高分子のサイズを算出できる。既存の電気泳動法では、電気泳動、ゲル染色、撮像及び画像操作／分析を実行するために、複数回の時間が掛かるステップ及び大きな設備の複数の部分が必要である。この分野では、より優れたゲル電気泳動方法、デバイス、システム及び材料が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】B. Hames and D. Rickwood, Gel Electrophoresis of Proteins (2d ed.Oxford University Press, 1990)
【非特許文献２】A. Andrews, Electrophoresis (2nd ed.Oxford University Press, 1986)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに説明する方法、デバイス、システム及び材料は、ゲル処理、画像捕捉及び画像分析の少なくとも１つを実行するゲル電気泳動デバイスを提供することによってこれらの課題を解決し、この結果、特に、電気泳動のための既存の器具及び方法に比べて、電気泳動を行うための時間を短縮し、器具コストを低減し、器具のフットプリントを低減することができる。
【０００８】
本発明の様々な実施の形態に基づいて提供されるゲル電気泳動デバイスは、ゲル処理システム、ゲル照明システム、画像捕捉システム及び画像分析システムの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、本発明は、１つ以上のシステムを単独又は組合せて提供する。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、ゲル処理システムと、ゲル照明システムと、画像捕捉システムと、画像分析システムとを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上のゲル緩衝液リザーバ、２つ以上のゲル緩衝液リザーバ、１つ以上のゲルホルダ又は２つ以上のゲルホルダを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上の撮像システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上の画像捕捉システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上の画像分析システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上のプロセッサを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、ゲルを処理及び／又は分析するための他の適切な如何なる部品を含んでいてもよく、これらは、以下に限定されるものではないが、ゲルの結合、精製、分離、又はゲルのダウンストリーム処理のための他のあらゆる部品を含む。
【０００９】
様々な実施の形態に基づくゲル電気泳動を実行する方法は、ゲル電気泳動システムを取得するステップと、蛍光染料で標識された少なくとも１つのサンプルを取得するステップと、前記少なくとも１つの標識サンプルの電気泳動を実行するステップと、少なくとも１つの標識サンプルを撮像するステップのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動を実行する方法は、ゲル電気泳動システムを取得するステップと、蛍光染料で標識された少なくとも１つのサンプルを取得するステップと、少なくとも１つの標識サンプルの電気泳動を実行するステップと、少なくとも１つの標識サンプルを撮像するステップとを含んでいてもよい。この方法は、撮像されたサンプルを分析するステップ、分析された画像のハードコピーを取得するステップ及び／又は標識サンプルと同時に標識タンパク質スタンダードを電気泳動するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、標識タンパク質スタンダードに少なくとも２個のタンパク質が含まれ、標識サンプルと同じ蛍光染料で標識される。幾つかの実施の形態では、方法は、標識サンプルの分子量を判定するステップ、サンプル内の少なくとも１個の標識されたタンパク質の相対量を判定するステップ、及び／又はサンプル内の少なくとも１個の標識されたタンパク質の絶対量を判定するステップを更に含んでいてもよい。
【００１０】
本明細書の特徴及び利点は、添付の図面を参照することによって、より明瞭になり、これらの図面は、本発明を例示するものであって、限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に基づくゲル電気泳動デバイスの図である。
【図２Ａ】筐体蓋が開かれ、ゲルランニングタンクがシステムから取り外された状態の図１に示すゲル電気泳動デバイスの斜視図である。
【図２Ｂ】筐体蓋が開かれ、ゲルランニングタンクがゲルランニングチャンバ内に配置された状態の図２Ａに示すゲル電気泳動デバイスの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に基づくゲルランニングアセンブリの分解斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すゲルランニングアセンブリの組み立てられた状態の斜視図である。
【図４】図１に示すゲル電気泳動デバイスの分解斜視図である。
【図５Ａ】図１に示すゲル電気泳動デバイスの電子アセンブリの分解斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す電子アセンブリの組み立てられた状態の斜視図である。
【図６Ａ】カメラアセンブリ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリを含む図１に示す電気泳動デバイスの撮像システムの分解斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す撮像システムの組み立てられた状態の背面斜視図である。
【図７Ａ】図１に示すゲル電気泳動デバイスのＬＥＤアセンブリの分解斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すＬＥＤアセンブリの組み立てられた状態の前部斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ａ及び図７Ｃに示すＬＥＤアセンブリの組み立てられた状態の後部斜視図である。
【図８Ａ】図１に示すゲル電気泳動デバイスのカメラアセンブリの分解斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示すカメラアセンブリの組み立てられた状態の前部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書は、様々な実施の形態に基づいて、ゲル電気泳動デバイスを説明し、図１の参照符号２０は、ゲル電気泳動デバイスの１つの実施の形態を示している。ゲル電気泳動デバイス２０は、筐体２２と、ベース２４と、ＬＣＤディスプレイ２６と、ユーザインタフェース２８と、筐体蓋３０とを含む。ＬＣＤディスプレイ２６は、ユーザインタフェース２８と動作的に関連付けることができる。
【００１３】
図２Ａは、ゲル電気泳動デバイス２０を開いた構成の斜視図を示している。この図に示すように、ゲル電気泳動デバイス２０の筐体２２内には、ゲルタンクチャンバ３２を設けてもよい。ゲルタンクチャンバ３２は、ゲルランニングタンク（gel running tank）３４のための内部コンパートメントを提供できる。図２Ａに示すように、ゲルランニングタンク３４は、解放された位置で筐体２２のゲルランニングチャンバ３２から取り出し、又は取り外すことができる。ゲルランニングタンク３４内には、少なくとも１つの緩衝液リザーバ３６を設けてもよく、緩衝液リザーバ３６は、少なくとも１つのゲルカセット３８と動作的に関連付けられている。図２Ａに示すように、ゲルランニングタンク３４は、２つの部分に分かれた緩衝液リザーバ３６を含むことができるが、幾つかの実施の形態では、特に２つではなく、１つ以上の幾つの部分を設けてもよい。同様に図２Ａでは、２つのゲルカセット３８が緩衝液リザーバ３６と動作的に関連付けられているが、様々な実施の形態では、１つ以上のゲルカセット３８を設けることができる。図２Ａは、ゲル撮像システム４０も示しており、ゲル撮像システム４０は、ゲルタンクチャンバ３４と動作的に関連付けられてもよい。図２Ｂは、図２Ｂのゲル電気泳動デバイス２０の斜視図であり、ゲルランニングタンク３４がゲルタンクチャンバ３２に挿入されて、動作的に関連付けられている、開いた状態を示している。図２Ａ及び図２Ｂの両方において、筐体蓋３０は、筐体２２に対して開いた状態にある。
【００１４】
図３Ａは、ゲル電気泳動デバイス２０の分解斜視図を示している。例示的に２つ示しているゲルカセット３８には、ゲルカセットと動作的に関連することができるウェッジウェルコーム（wedge well combs）４６を配置してもよい。緩衝液リザーバ３６とゲルホルダ４２を動作的に関連付けてもよく、これによって、ゲルカセット３８の挿入が可能になる。少なくとも１つの第１の電極５０は、緩衝液リザーバ３６と動作的に関連付けられてもよい。少なくとも１つの第２の電極５２は、クランプ４８と動作的に関連付けられてもよい。また、ゴムガスケット４４は、緩衝液リザーバ３６及びゲルカセット３８と動作的に関連付けられてもよい。
【００１５】
図３Ｂは、緩衝液リザーバ３６を含むゲルランニングタンク３４が、電気泳動デバイス２０のゲルタンクチャンバ３２から取り外された状態の斜視図であり、緩衝液リザーバ３６には、ゲルカセット３８が挿入されている。幾つかの実施の形態では、ゴムガスケット４４、クランプ４８及び、電極５２を緩衝液リザーバ３６に挿入し、動作的に関連付けてもよい。また、電極５０は、ゲルランニングタンク３４及びリザーバ３６と動作的に関連付けられている。電極５０、５２は、共に電極対を形成し、これらの電極対の間に動電学的電場（electrokinetic field）を形成してもよい。
【００１６】
図４は、ゲル電気泳動デバイス２０の分解斜視図である。以下の部品は、互いに動作的に関連付けられており、ゲル電気泳動デバイス２０の一部を構成する。上部筐体５４は、筐体２２と動作的に関連付けられ、ゲル電気泳動デバイス２０の一部を構成している。筐体蓋３０は、例えば、１個以上のヒンジを介して、上部筐体５４と動作的に関連付けられている。ディスプレイカバー５６は、ユーザインタフェース２８（図１）を構成する前方に面する部分を含むことができる。ディスプレイカバー５６は、上部筐体５４と動作的に関連付けられており、少なくとも部分的に、ディスプレイ２６上を覆っている。ディスプレイ２６とは、プロセッサ５８が動作的に関連付けられている。保護窓６０は、ゲルタンクチャンバ３２と動作的に関連付けられている。ゲルタンクチャンバ４２内には、ゲルランニングタンク３４及び緩衝液リザーバ３６がある。ゲルカセット３８は、緩衝液リザーバ３６に挿入され、これと動作的に関連付けられている。ランニングタンクシール６２は、ゲルタンクチャンバ３２と動作的に関連付けられており、ゲルタンクチャンバ３２の一部を構成している。幾つかの実施の形態では、低レベルコントローラ６４を設けてもよい。シャーシ６６は、ゲルタンクチャンバ３２及び電気泳動デバイス２０の他のコンポーネントと動作的に関連付けられている。カメラアセンブリ６８も設けられ、これは、ゲルタンクチャンバ３２と動作的に関連付けられている。発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）アセンブリ７０も設けられ、これは、カメラアセンブリ６８と動作的に関連付けられている。安全スイッチ７２は、ＬＥＤアセンブリ７０と動作的に関連付けられている。第１の電源７４が設けられており、更に第２の電源７５を設けてもよい。幾つかの実施の形態では、第１の電源７４は、低電圧電源を含み、第２の電源７５は、高電圧は電源を含み、又はこの逆であってもよい。電源７４、７５を統合し、連続的な電源を構成してもよい。オン／オフスイッチ７６は、第１の電源７４及び第２の電源７５の少なくとも１つと動作的に関連付けられてもよい。ファン７８は、筐体２２と動作的に関連付けられてもよい。
【００１７】
図５Ａは、筐体２２を取り除いたゲル電気泳動デバイス２０の分解斜視図である。図５Ａには、以下の部品が示されており、これらは、集合的に動作的に互いに関連付けられており、ゲル電気泳動デバイス２０と関連付けられ、且つゲル電気泳動デバイス２０内でも関連付けられている。部品としては、プロセッサ５８、タッチスクリーンディスプレイ２６、シャーシ６６、低レベルコントローラ６４、第１の電源７４、第２の電源７５、電極コネクタ５１、５３、カメラアセンブリ６８、安全スイッチ７２、ＬＥＤアセンブリ７０、オン／オフスイッチ７６、ファン７８及びイーサネットポート８０である。図５Ｂは、図５Ａに対応し、筐体２２が取り除かれた、組み立てられたゲル電気泳動デバイス２０の斜視図である。図５Ｂには、集合的に動作的に関連付けられているタッチスクリーンディスプレイ２６、シャーシ６６、ＬＥＤアセンブリ７０、電源７４及びオン／オフスイッチ７６が示されている。
【００１８】
図６Ａは、カメラアセンブリ６８、カメラホルダ８２及びＬＥＤアセンブリ７０を含むゲル撮像システム４０の分解斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示す分解図に対応する組み立てられた構成のゲル撮像システム６８の斜視図である。これは、ＬＥＤアセンブリ７０、カメラ６８及びカメラホルダ８２が動作的に関連付けられている状態を示している。
【００１９】
図７Ａは、ＬＥＤアセンブリ７０の分解斜視図である。ここには、ＬＥＤプリント回路板（printed circuit board：ＰＣＢ）アセンブリ８４、１つ又は複数個設けることができるメンブレンライト保護チューブ（membrane light protective tube）８６及び１つ又は複数個設けることができるカメラ保護チューブ８８が示されている。一次フィルタ９０は、フィルタブラケット９２と動作的に関連付けられており、このフィルタブラケット９２は、フィルタソレノイド９４に動作的に関連付けられている。また、二次フィルタ９６及び散光器９８も示されている。図７Ｂは、ＬＥＤアセンブリ７０の一方の面の第１の斜視図を示している。二次フィルタ９６は、サンプルウェルライト（sample well lights）１００、１０２及び１０４として示されている。サンプルウェルライトの数は、１以上の幾つであってもよい。光１０６、１０８、１１０、１１１、１１２、１１４及び１１６を示しているが、メンブレンライト（membrane lights）の数は、１以上の幾つであってもよい。サンプルウェルライト及びメンブレンライトの数は、特定の実施の形態に応じて適切に変更してもよい。また、ＬＥＤ ＰＣＢアセンブリ８４、散光器９８及び二次フィルタ９６が示されている。図７Ｃは、図７Ｂとは反対側から見たＬＥＤアセンブリ７０の第２の斜視図を示している。図７Ｃには、互いに動作的に関連付けられている、一次フィルタ９０、フィルタブラケット９２、フィルタソレノイド９４及びＬＥＤ ＰＣＢアセンブリ８４が示されている。
【００２０】
図８Ａは、カメラアセンブリ６８の分解斜視図を示している。図８Ａは、カメラＰＣＢ１１８、レンズホルダ１２０及びレンズアセンブリ１２２を示している。図８Ｂは、図８Ａに示すカメラアセンブリ６８の組み立てられた状態の斜視図である。
【００２１】
本発明の様々な側面に基づき、ゲル処理システム、ゲル照明システム、画像捕捉システム及び画像分析システムを含むことができるゲル電気泳動デバイスが提供され、これらのシステムは、動作的に関連付けられて、自動化することができる。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つのゲル緩衝液リザーバを含む。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも２つのゲル緩衝液リザーバを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのゲル緩衝液リザーバは、少なくとも１つのゲルホルダを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのゲル緩衝液リザーバは、少なくとも２つのゲルホルダを含む。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つアノード及び少なくとも１つのカソードを含む。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つのゲルホルダのそれぞれについて、少なくとも１つアノード及び少なくとも１つのカソードを含む。また、幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つの電源を含むことができる。
【００２２】
幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、少なくとも１つの光源を含むことができる。ゲルがゲル処理システム内に配置された際、少なくとも１つの電気泳動ゲルを照明する少なくとも１つの光源を設けてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、少なくとも１つの青色光源を含むことができる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約４００ｎｍから約８００ｎｍの波長域で発光する。例えば、幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、青色光（〜４７５ｎｍ）に対応する波長域で発光できる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約５００ｎｍから約７００ｎｍまでの波長域で発光する。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約５２０ｎｍから約６４０ｎｍまでの波長域で発光する。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、少なくとも１つのＬＥＤ、単なる例示に過ぎないが、例えば、少なくとも１つのＬＥＤ青色光源を含む。幾つかの実施の形態では、単なる例示に過ぎないが、少なくとも１つのＬＥＤ光源は、複数のＬＥＤを含み、例えば、複数のＬＥＤを含む青色光源である。幾つかの実施の形態では、ＬＥＤドライバを設けてもよい。適切な如何なるタイプのＬＥＤを用いてもよい。幾つかの実施の形態では、ノースカロライナ州ダラムのＣｒｅｅ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社から入手可能なＣｒｅｅ ＸＲＥＢＬＵシリーズＬＥＤが使用される。幾つかの実施の形態では、散光器ありで又は散光器なしで、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１６個、少なくとも３２個、少なくとも４０個、又は少なくとも６４個のＬＥＤが使用される。
【００２３】
幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、少なくとも２個の光源を含むことができる。ゲル照明システムは、デバイス内に配置された各電気泳動ゲル毎に少なくとも１つの光源を含むことができる。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、少なくとも１つの集光デバイス又は少なくとも１つの光操作デバイスを更に含むことができる。少なくとも１つの集光デバイス又は少なくとも１つの光操作デバイスは、レンズ、ミラー、フィルタ、波長板、これらの組合せ等、又は他のあらゆる適切な光操作デバイスからなるグループから選択できる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの集光デバイス又は少なくとも１つの光操作デバイスは、少なくとも１つの光強度制御部品を含むことができる。少なくとも１つの光強度制御部品は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置された位置を照明する光強度を制御するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源を予め設定でき、これにより、システムの自動又は手動の起動以外に、ゲル照明システムの更なる操作が不用となる。光源は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置された位置での画像の捕捉が成功するために十分な照明を提供するように構成してもよい。
【００２４】
幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、少なくとも１つのデジタルカメラを含んでいてもよい。カメラは、相補型金属酸化膜半導体（complementary metal oxide semiconductor：ＣＭＯＳ）デバイスを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのデジタルカメラは、少なくとも１．２メガピクセルを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、デバイスに配置された各電気泳動ゲル毎に少なくとも１つのデジタルカメラを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのデジタルカメラは、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、少なくとも１つの電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で画像を捕捉するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、システムの自動又は手動の起動以外に、画像捕捉システムの更なる操作が不用となるように少なくとも１つのデジタルカメラを予め設定でき、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で、画像捕捉が成功する。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、電気泳動の間、少なくとも１つの電気泳動ゲルの実時間撮像を提供するように構成してもよい。
【００２５】
本発明の他の側面に基づき、ゲル電気泳動を実行する方法を提供する。この方法は、ゲル電気泳動デバイスを取得するステップと、蛍光染料で標識された少なくとも１つのサンプルを取得するステップと、少なくとも１つの標識サンプル（labeled sample）の電気泳動を実行するステップと、少なくとも１つの標識サンプルを撮像するステップとを含んでいてもよい。実行するステップ及び撮像するステップは、互いに動作的に関連付けられて、自動化してもよい。幾つかの実施の形態では、電気泳動デバイスは、自動化される。方法は、撮像されたサンプルを分析するステップを更に含んでいてもよい。方法は、分析された画像のハードコピーを取得するステップ、例えば、印刷するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、標識サンプルと同時に、標識タンパク質スタンダードを電気泳動させるステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも２つの標識タンパク質スタンダードを用いてもよく、これらは、サンプルを標識するために用いた蛍光染料と同じ蛍光染料で標識してもよい。方法は、標識サンプルの分子量を判定するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、サンプル内の少なくとも１つの標識タンパク質の相対量を判定するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、サンプル内の少なくとも１つの標識タンパク質の絶対量を判定するステップを更に含んでいてもよい。
【００２６】
幾つかの実施の形態では、電気泳動方法は、約３０分未満で実行してもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、約２０分未満で実行してもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、約１５分未満で実行してもよい。撮像は、標識サンプルを少なくとも１つの光源に露出することを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、撮像するステップは、標識サンプルを少なくとも１つの青色光源に露出することを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの青色光源は、ＬＥＤ青色光源を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約４００ｎｍから約８００ｎｍの波長域で発光し、例えば、青色光に対応する〜４７５ｎｍで発光する。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約５２０ｎｍから約６４０ｎｍまでの波長域で青色光を出射する。
【００２７】
本発明のゲル電気泳動デバイスは、統合されたゲルベースのカセット器具（integrated gel-based cassette instrument）及びタンパク質分析のための分析装置を含んでいてもよい。このデバイスは、ゲル電気泳動のためのワークフローを実行することができ、電気泳動ゲルへの１つ以上のサンプルの導入から結果レポートの生成までを包含する制限された処理ステップを提供する。幾つかの実施の形態では、デバイスは、自動化されてもよい。
【００２８】
幾つかの実施の形態では、電気泳動デバイスは、電気泳動ゲルへの１つ以上のサンプルの導入のポイントから結果のレポートの生成までの電気泳動ゲルの処理を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、６０分未満、５５分未満、５０分未満又は４５分未満でプロセスを達成できる。
【００２９】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、電気泳動が起きている間、デバイス内で電気泳動ゲルの実時間撮像を提供することができる。幾つかの実施の形態では、実時間の撮像は、電気泳動が起きている間のデバイス内での実時間の照明及び電気泳動ゲルの画像捕捉を含んでいてもよい。撮像は、可視バンド及び／又は蛍光バンド、並びに電気泳動ランの間のバンド移動の一方又は両方のアクティブ化及び撮像を含んでいてもよい。
【００３０】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、同時に１個以上のゲル、例えば、同時に複数のゲル、例えば、２個から６個のゲル、すなわち、同時に２個、３個、４個、５個又は６個のゲルを電気泳動させるように構成してもよい。
【００３１】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、同時に１個以上のゲルを電気泳動させ、撮像し、分析することができる統合された器具を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、統合してもよく、完全に統合してもよく、すなわち、外部電源、別個のコンピュータ又は中央演算処理装置を必要とすることなく、デバイスの制御、例えば、電気泳動プロセスの制御（以下に限定されるものではないが、電気泳動プロセスのために使用される電圧、電流及び／又は時間の１つ以上）等のゲルプロセスの制御、ゲル照明の制御、画像捕捉の制御画像処理の制御及び／又はオンボードのユーザインタフェースを用いる電気泳動後の分析の制御等を行えるようにしてもよい。分析の制御は、以下に限定されるものではないが、画像分析の制御及び／又はレポート生成及び表示の制御を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、ゲルを処理及び／又は分析するための他の適切な如何なる部品を含んでいてもよく、以下に限定されるものではないが、ゲルの結合、精製、分離又はダウンストリーム処理のための他の如何なる部品を含んでいてもよい。
【００３２】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、統合又は完全に統合してもよく、ゲル処理システム、ゲル照明システム、画像捕捉システム、分析及び制御システム、電源、ディスプレイ、コンピュータ及び／又は中央演算処理装置のうちの少なくとも２個を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、読取−書込ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤドライブ、少なくとも１つのＵＳＢポート、及び／又は少なくとも１つのイーサネットポート等のデータ転送システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、デバイスの制御、画像捕捉の制御処理及び分析の制御及び／又は表示の制御、結果のエクスポートを可能にするプレロードされたソフトウェア及び／又は特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、分析は、デバイスによって捕捉された１つ以上のゲル画像からの個々のバンドの分子量推定、バンドパーセンテージ（％純度）、少なくとも１つの検体の相対定量又は絶対定量のうちの１つ以上の分析を含んでいてもよい。
【００３３】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、ブロットメンブレンを撮像し、及びデバイス内に保存されているゲル泳動データにこれをリンクさせるように構成してもよい。このような実施の形態では、デバイスは、更に、白色光源、ＥＰＩ蛍光源及びブロットメンブレンのためのホルダを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、ブロットメンブレンに基づいて、個々のバンドのそれぞれについて分子量推定値を算出し、レーンのアイデンティティ（lane identity）を算出し、及び少なくとも１つの検体の相対定量又は絶対定量を算出してもよい。
【００３４】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、例えば、２００９年８月２４日に出願された、米国仮出願第６１／２３６，２９３号に開示されている電気泳動ゲル、緩衝液システム及び方法と共に用いてもよく、この内容全体は、引用によって本願に援用される。幾つかの実施の形態では、デバイスは、２００９年８月２５日に出願された、米国仮出願第６１／２３６，７９５号に開示されている方法及びスタンダード及び染色に基づいて用いてもよく、この内容全体は、引用によって本願に援用される。幾つかの実施の形態では、デバイスは、２００９年８月２６日に出願された、米国仮出願第６１／２３７，１９５号に開示されているように構成されたゲルカセット及びコームと共に用いることができ、この内容全体は、引用によって本願に組み込まれる。
【００３５】
幾つかの実施の形態では、このデバイスによって、ユーザは、ゲルが器具内にあるとき、電気泳動ゲルのウェル内のサンプルローディングを直接的に観察することができる。このデバイスは、実験室のベンチトップに適合するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、重量が３５ｋｇ未満であり、高さが５５ｍｍ未満であり、幅が６０ｍｍ未満であり、奥行きが７０ｍｍ未満である。幾つかの実施の形態では、デバイスは、分子量（ＭＷ）算出のためのダイフロント追跡（dye front tracking）を含んでいてもよく、幾つかの実施の形態では、自動ラン停止オプションとして、ダイフロント追跡を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、一定の時間、例えば、ユーザが選択した時間又はプレロードされたプロトコール時間に基づいて、自動ラン停止を提供してもよい。タイミングシステムは、ランを早期停止又は延長するためのユーザ操作優先機能を有していてもよい。
【００３６】
幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、１個以上の電気泳動ゲルカセット、例えば、１〜６個のゲルカセット、１〜４個のゲルカセット、１〜３個のゲルカセット、１〜２個のゲルカセット又は単一のゲルカセットを処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システム及びデバイスは、１個以上のゲルカセットを同時に処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システム及びデバイスは、少なくとも２個のゲルカセットを同時に処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、２個以上のゲルカセットを個別に（同時に又は順次的に）処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１個のランニングタンク、例えば、１〜６個のランニングタンク、例えば、１〜４個のランニングタンク、１〜３個のランニングタンク、１〜２個のランニングタンク、又は単一のランニングタンクを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ランニングタンクを複数の個別のランニングリザーバに区切ってもよく、これにより、単一のランニングタンク内で、ランニングリザーバ間の相互汚染なしで、同時に複数のゲルカセットをランニングさせることができる。幾つかの実施の形態では、各ゲルカセットは、個別のランニングタンクを有していてもよい。ランニングタンク及び／又はランニングリザーバは、フィルレベルインジケータ（fill level indicator）及び／又は液体レベルコントローラ（liquid level controller）を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、緩衝液タンクの能動的な温度制御を提供するように構成してもよい。他の実施の形態では、デバイスは、ランニングタンクの受動的な温度制御を提供するように構成してもよい。
【００３７】
ランニングタンクは、各ゲルカセット毎にゲルホルダを有していてもよく、これは、処理の間、ゲルカセットを垂直方向の向きに保持してもよく、ランニングタンク内でゲルカセットの密封を補助してもよい。幾つかの実施の形態では、ユーザがゲルホルダ内でゲルカセットの垂直位置を調整できるように、ゲルホルダは、可動であってもよい。幾つかの実施の形態では、ゲルホルダは、ゲルカセットアセンブリと連携して動作するように構成してもよく、ランニングタンク内でゲルカセットを密封するために少なくとも１個の密封ガスケット、密封ロックフレーム（seal and lock frame）、並びにカムロックハンドルを含んでいてもよい。
【００３８】
幾つかの実施の形態では、密封ロックフレームは、ゲルカセットを受容するように構成してもよい。密封ロックフレームは、ゲルカセット上の突起又はスロットと、密封ロックフレーム上のスロット又は突起との係合によって、ゲルカセットを受けるようにしてもよい。また、幾つかの実施の形態では、密封ロックフレームは、アノード端子及び／又はカソード端子、並びにアノードワイヤ及び／又はカソードワイヤを有していてもよく、これらは、密封ガスケットによって、ランニングリザーバの他の部分から絶縁してもよい。各端子及び／又はワイヤは、それぞれ、適切な如何なる導電材料から形成してもよく、例えば、金属、銅、プラチナ、パラジウム、金及びこれらの合金等、又は他の如何なる適切な導電材料から形成してもよい。幾つかの実施の形態では、密封ロックフレームと共にカムロックハンドルを設けてもよく、カムロックハンドルを用いて、密封ロックフレームに圧力を加え、ランニングタンク内におけるゲルカセットの適切な密封を確実にするようにしてもよい。密封ロックフレームは、デバイス内の他のシステムを用いる実時間の画像捕捉が密封ロックフレームによって妨げられないように構成してもよい。
【００３９】
使用時には、ゲルカセットを密封ロックフレームに挿入し、密封ガスケット等の密封機構を密封ロックフレームの少なくとも１つの端部に沿って配置し、ゲルカセットアセンブリを形成してもよい。ゲルカセットアセンブリは、ランニングタンクのランニングリザーバ内のゲルホルダに載置され、カムロックハンドルを係合して、アセンブリを適切な位置にロックし、密封してもよい。また、カムロックハンドルは、カセットをホルダ内で位置決めすることを補助するために用いてもよく、又は処理後の取り外しのために用いてもよい。関連する緩衝液をランニングリザーバに加えてもよく、ゲルを電気泳動させ、他のデバイス部品を用いて、更に処理してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、システムの自動又は手動の起動以外に、ゲル照明システム及び／又は画像捕捉システム及び／又は画像分析システムの更なる操作が不用となるように、予め設定される。電気泳動の後にゲルをデバイス内に配置し、デバイスを用いて電気泳動を行い、適切なゲル処理、画像捕捉及び画像分析を行ってもよい。
【００４０】
幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムを少なくとも１個の内部電源に接続してもよく、内部電源は、デバイスが構成されているゲルカセットを電気泳動させるために必要な電力を供給できる。幾つかの実施の形態では、デバイスが処理するように構成されているゲルカセットの数に応じて、複数の電源を用いることができる。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、端子を含んでいてもよく、端子は、ランニングタンクの上に嵌合される蓋に設けられた端子を介して、関連する電源に接続してもよい。このようにして、蓋が開いた状態では、デバイスの残りの電気系統からゲル処理システムを分離することができ、蓋が閉じたとき、蓋の電気端子がゲル処理システムのアノード端子及びカソード端子と相互に接触して、電気泳動に適切な動電学的な電場を提供する。幾つかの実施の形態では、蓋及びゲルアセンブリ上の様々な端子は、アセンブリ及び／又はゲルカセットが逆向きに挿入されたときは、電気泳動が実行されないように構成してもよい。
【００４１】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、ゲル照明システムを含んでいてもよい。適切な如何なる照明システムを用いてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、少なくとも１個の光源を含んでいてもよい。光源は、白色光を出射してもよく、適切な如何なる波長の光を出射してもよく、例えば、感光分子を励起するために有用な波長の光を出射してもよく、感光分子は、サンプル内にあってもよく、及び／又はデバイスのゲルカセットで処理されているスタンダードに含まれていてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の光源は、ゲルがゲル処理システムに配置されたとき、少なくとも１個の電気泳動ゲルを照明するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の光源は、単一のランプ光源、複数のランプ光源、１つ以上のＬＥＤ又はＬＥＤの１つ以上のアレイを含み又はこれらから構成してもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の光源は、白色光を出射してもよく、デバイス内のゲルカセットを照明する光から、望ましくない波長の光を除去する１つ以上のフィルタを含んでいてもよい。望ましくないとしてフィルタリング除去される波長には、画像捕捉システムによる識別のためのクリアな信号を提供する形式で関連する感光分子を励起するのに適さない波長、又は、撮像される放射ビームと重なる波長を含めてもよい。
【００４２】
例えば、幾つかの実施の形態では、光源は、青色光源、例えば、青色ＬＥＤ、青色ランプを含んでいてもよく、白色ＬＥＤを含んでいてもよく、青色フィルタと共にランプを使用してもよい。青色光源から出射される青色光は、約４３５ｎｍから約５００ｎｍまで、約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまで、例えば、約４５０ｎｍから約４７５ｎｍまで、約４６０ｎｍから約４７０ｎｍまで、又は約４７５ｎｍの範囲の波長であってもよい。このような具体例では、ゲルカセットで処理されるサンプル又はスタンダードを標識するために使用される感光分子は、約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまで、例えば、約４５０ｎｍから約４７５ｎｍまで、約４６０ｎｍから約４７０ｎｍまで又は約４７５ｎｍの波長域内に励起波長を有していてもよい。
【００４３】
幾つかの実施の形態では、光源の波長域は、感光分子の最大励起波長から約２０ｎｍ以内である。なお、適切な如何なる感光分子を用いてもよく、このような感光分子は、上に例示した青色光の範囲とは異なる励起波長域を有していてもよい。このような場合、適切な励起波長を提供する適切なランプ、ＬＥＤ、フィルタ及び他の光学部品を用いてもよい。
【００４４】
幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、１つ以上の光源を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、デバイス内のランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に少なくとも１個の光源を有していてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、各ランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に１つ以上の光源、例えば、２〜１０個の光源、３〜８個の光源又は４〜６個の光源を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、光源は、ＬＥＤのアレイを含んでいてもよい。このような形式で、単一の光源は、例えば、１〜５０個のＬＥＤ、２〜４０個のＬＥＤ、３〜３０個のＬＥＤ、５〜２５個のＬＥＤ、６〜２０個のＬＥＤ、７〜１８個のＬＥＤ又は８〜１６個のＬＥＤを含んでいてもよい。
【００４５】
幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、１つ以上の集光及び／又は光操作デバイスを含んでいてもよく、１つ以上の集光及び／又は光操作デバイスは、照明システムの光源の全て、幾つか又は１つと関連付けられていてもよい。幾つかの実施の形態では、集光又は光操作デバイスは、フィルタ、色付きフィルタ、ニュートラルデンシティフィルタ（neutral density filter：ＮＤフィルタ）、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ダイクロイックフィルタ、ミラー、ダイクロイックミラー、レンズ、コリメートレンズ、波長板、導波路、プリズム回折格子、バッフル、ビームスプリッタ及びこれらの組合せ等から選択してもよい。幾つかの実施の形態では、集光又は光操作デバイスは、光強度制御部品を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、光強度制御部品は、光源に供給される電圧（これによって、光源から出射される強度）を制御するニュートラルデンシティフィルタ又は電圧コントローラを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、光源の強度を制御することによって、既存のゲル照明システムに対して、ダイナミックレンジが改善される。幾つかの実施の形態では、システムの自動又は手動の起動以外、又は手動及び自動の組合せの起動以外、ゲル照明システム及び／又はゲル処理システムの更なる操作が不要となるように、少なくとも１個の光源を予め設定して、画像捕捉の成功のための十分な照明を提供してもよい。この構成は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置された位置における画像捕捉を提供することができる。
【００４６】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、処理の間にゲルの実時間画像を捕捉することができ、デバイスのコンピュータ制御及び分析装置に画像を提供する画像捕捉システムを含んでいてもよい。画像捕捉システムは、画像分析システムが背景差分として使用するために、ゲル処理の開始の前に電気泳動ゲルの処理前の画像を捕捉するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、デジタルカメラを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、３００ｄｐｉを上回る、例えば、３００ｄｐｉ〜３０００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ〜２６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ〜２２００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ〜２０００ｄｐｉ、５００ｄｐｉ〜１６００ｄｐｉ、５００ｄｐｉ〜１２００ｄｐｉ、５００ｄｐｉ〜８００ｄｐｉ又は５００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉの出力画像を生成できるデジタルカメラを含む。なお、例えば、少なくとも３００ｄｐｉ等、適切な如何なる出力画像ｄｐｉも許容できる。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、適切な如何なる画像ファイルフォーマット、例えば、ＰＤＦファイル、ＴＩＦＦファイル又はビットマップファイルで捕捉された画像を提供するように構成してもよい。同様に、捕捉される画像の解像度は、約１メガピクセルより大きくてもよく、例えば、約１メガピクセル〜約６メガピクセル、約１メガピクセル〜約５メガピクセル、約１．１メガピクセル〜約４．５メガピクセル、約１．２メガピクセル〜約４．０メガピクセル、約１．３メガピクセル〜約３．５メガピクセル、約１．４メガピクセル〜約３．２メガピクセル、約１．５メガピクセル〜約３．０メガピクセル、約１．６メガピクセル〜約２．８メガピクセル、約１．７メガピクセル〜約２．５メガピクセル、１．８メガピクセル〜約２．２メガピクセルであってもよい。なお、例えば、少なくとも約１メガピクセルの解像度等、適切な如何なる画像解像度も許容できる。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、１つ以上の画像フォーカシング又は画像操作デバイス、例えば、フィルタ、ミラー、レンズ等から選択されたデバイスを含んでいてもよい。
【００４７】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、デバイス内の各ランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に少なくとも１個の画像捕捉システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、各ランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に１つ以上のデジタルカメラを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の画像捕捉システムは、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、少なくとも１個の電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で画像を捕捉するように構成される。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの画像捕捉システムは、システムの自動又は手動の起動以外に、画像捕捉システムの更なる操作が不用となるように予め設定され、画像捕捉の成功を提供する。この構成は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で画像捕捉を提供することができる。
【００４８】
幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、電気泳動の間に少なくとも１個の電気泳動ゲルの実時間の撮像を提供するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、ゲルカセットアセンブリ内で、ゲル処理の開始から、少なくともゲル処理の完了まで、電気泳動ゲルの実時間の撮像を提供するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、背景差分画像としての使用のために、ゲルカセット内で電気泳動ゲルの画像を捕捉するように構成してもよい。
【００４９】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、適切な統合されたシステムディスプレイ、統合されたコンピュータシステム又はコンピュータプロセッサ、及び適切な統合されたメモリを含み、ソフトウェア及びランデータを実行及び保存し、デバイスに挿入されたゲルカセットの処理、撮像及び分析を制御するパラメータを満たす。幾つかの実施の形態では、ディスプレイは、様々なバックグラウンド画像捕捉、ゲル処理、画像捕捉及び分析処理の間に、ゲルの１つ以上の実時間画像を表示してもよい。ディスプレイは、適切な如何なるディスプレイであってもよく、例えば、フラットスクリーンディスプレイ又はタッチスクリーンディスプレイシステムであってもよい。幾つかの実施の形態では、ディスプレイシステムは、実際のゲルサイズに近似し又はこれより大きい視認可能な画像サイズを有していてもよい。ディスプレイは、複数のゲル画像を一度に表示してもよく、複数のゲルの画像を一度に表示してもよい。ディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイを含んでいてもよく、ユーザは、これを介して、デバイスとインタラクトして、ランデータ等のユーザ入力、例えば、電圧、電流、パワー、時間及び使用されるスタンダードに関するデータを提供し、デバイスの手動制御又はランプロトコールの手動入力を行うことができる。また、ユーザ入力によって、プレロードされているプロトコールを選択し、プレロードされているスタンダード又は他のラン情報を選択することもできる。
【００５０】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、幾つかの望ましい条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み、又はこれらを満たしてもよい。幾つかの実施の形態では、外部インタフェースを設ける。例えば、ＵＳＢホストサポート及びファイルシステムインタフェースを設けて、ＵＳＢスティックの使用をサポートしてもよい。ＵＳＢデバイスサポート及びファイルシステムインタフェースを設けて、ＰＣ（マスストレージデバイス）への直接接続をサポートしてもよい。ＦＴＰサーバ及びファイルシステムインタフェースを設けて、ネットワークファイル転送をサポートしてもよい。
【００５１】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、１つ以上のオンボード能力を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。例えば、ソフトウェア又はファームウェアは、推定された分子量、推定された量、パーセント純度（レーン内のバンド比率）及び推定された解像度（バンド／ピーク幅）を含む相対的な定量分析結果の出力を提供してもよい。少なくとも１００枚のゲル画像、関連データ及びレポートファイルを保存するために十分な内部メモリを設けることができる。相対分子量（ＭＷ）定量及び純度を算出する能力を提供してもよい。画像分析に部分的に基づくメンブレン上のバンドの識別を可能にすることもできる。ソフトウェア又はファームウェアによって、使用されているゲルカセットからの画像分析又は関連する情報のユーザ入力に基づくオンボードのレーン及びバンド追跡を提供してもよい。スタンダードを含むレーン間の検体のピーク位置に対する分子量（ＭＷ／Ｒｆ）の算出のために、複数の相対的なスタンダード整列能力を提供してもよい。オンボードのタンパク質及び／又は核酸スタンダードデータベースを提供してもよく、これらは、プレロードしてもよく、ユーザが新たなスタンダードの一意的な組を追加できるようにしてもよい。幾つかの実施の形態では、電気泳動の間、３５秒以下の更新レート及びユーザの要求によって示されるゲルの実時間のスナップショットを提供してもよい。現在表示されている最後のスナップショットの撮影時刻をＧＵＩスクリーン上にスナップショットと共に表示してもよい。デフォルト分離パラメータ（時間、電圧、電流）をユーザが制御できるようにしてもよい。画像捕捉パラメータ（明るさ、露出、コントラスト、ガンマ）をユーザが制御できるようにしてもよい。ＴＩＦＦフォーマットの画像をエクスポートできるようにしてもよい。画像ファイルフォーマットのレポート及びゲル画像を提供してよく、これを写真プリンタに挿入されたメモリデバイスから直接印刷できるようにしてもよい。ＵＳＢスティックインタフェースを用いて、オンボードソフトウェアのフィールドアップグレードを提供してもよい。ＭＳ Ｅｘｃｅｌ互換のファイルを生成できるようにしてもよい。編集するレーン、スタンダード、正しいレーン数、使用されるロード量を編集する再計算機能を提供してもよい。ユーザが画像を選択すると、再処理のために関連するファイルを自動的に読み出すようにしてもよく、メモリがフルになると、ユーザに警告するようにしてもよい。出力ファイルには、タイムスタンプを付してもよい。出力ファイルには、複数のランを区別できるように名称を付してもよい。更に、最近の出力ファイル位置を表示し、ユーザが内部又は外部のストレージ装置からそれらのデータを容易に読み出せるようにしてもよい。
【００５２】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、他の条件又は特徴を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、「実時間」画像を生成してもよい。例えば、電気泳動の間のゲルの「実時間」画像を表示してもよい。１又は複数のゲル画像をディスプレイに同時に並べて表示してもよい。レーンのオーバレイは、各ゲル画像のトップに亘って、水平に表示してもよく、Ｒｆ追跡マークは、ゲルの側に沿って、垂直に表示してもよい。ダイフロントを追跡するＲｆ１．０によって、Ｒｆマークを動的に更新してもよい。ゲル画像は、白色背景に黒色のバンドで表示してもよく、黒色背景に白色のバンドで表示してもよい。画像表示モードは、（ａ）２個のゲルを〜８０％スケールで同時に示すモード及び（ｂ）単一のゲルを１００％のスケールで示すモードを含んでいてもよい。ユーザは、様々な撮像表示モードについて、サムネイル画像上で選択及びトグルを行うことができ、サムネイル画像は、現在表示されている画像を強調してもよい。ゲル画像ディスプレイは、画像捕捉レートを超えない範囲内でできるだけ速く更新してもよい。ランの間に一時停止オプションを用いて、ランが完了する前に、ユーザがゲル画像を調べることができるようにしてもよい。一時停止オプションを開始すると、ゲルへの電源が停止され、そして、ユーザは、関連する何らかのデータを収集し、ランを再開し、又はランを終了して関連する何らかのデータを収集するオプションを有する。
【００５３】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、以下の条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。幾つかの実施の形態では、例えば、ダイフロントが所望の位置まで進むと自動的に一時停止し、ランコントローラへのフィードバックによって、色素全面を追跡すること、ユーザが定義したスタンダードの入力を可能にする設定（ＭＷ及び／又は量）及び画像雑音低減の導入のうちの１つ以上を自動化してもよい。
【００５４】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、メッソドファイルに関連する以下の条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。メソッドファイルとは、包括的には、ゲル電気泳動デバイス、分析及びレポート作成を制御するパラメータのレポジトリであってもよい。これらは、デフォルト値を有し、ユーザが編集可能なフィールドから構成してもよい。コンピュータ制御システムがゲル電気泳動デバイスソフトウェアのメソッドファイルを読み出して、ランのための撮像及び電源設定を設定してもよい。ユーザが定義したメソッドファイルを利用できるようにしてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも３０個のファイルが利用可能である。デバイスの各ラン毎に１個のメソッドファイルを用いてもよく、個別のランニングリザーバ内のランを個別のメソッドファイルが制御してもよい。ラン固有のパラメータは、電圧、電流、停止モード、ランニング緩衝液等を含み、メソッドファイル内のゲル固有のパラメータ（スタンダード、レーン等）から独立していてもよい。ユーザは、背景差分のためにデフォルトのローリングディスク半径を設定してもよい。ユーザは、ランニング緩衝液タイプを設定してもよい。ユーザは、実験の電圧、電流、時間、最大電流限界及びこれらの組合せ等を選択／入力してもよい。ユーザは、ランモード、例えば、定電力、定電圧又は定電流を選択／入力してもよい。ユーザは、例えば、分単位のランタイムを含む自動停止モード又はダイフロントの追跡を選択／入力してもよい。ユーザが、データベースから選択／入力を行えるようにしてもよく、例えば、スタンダード毎に１個のレーン割当を選択するようにしてもよい。各ゲルは、自らのスタンダードを個別に用いてもよく、異なるゲルからのスタンダードを用いてもよい。例えば、２個のランニングリザーバランにおいて右のゲルの演算のためのスタンダードとして、左のゲルのレーン１を使用するよう選択してもよい。ユーザは、スタンダードのロードボリュームを選択／入力してもよい。ユーザは、印刷する電気泳動図のレーンを選択／入力してもよい。ユーザは、ＭＷ図パラメータ及びデータテーブル単位（Ｒｆ又はｍｍ）を選択／入力してもよい。ユーザは、質量曲線単位、例えば、ｎｇ、μｌ又はピコモルを選択／入力してもよい。ユーザは、例えば、左又は右のゲル等、質量較正曲線を選択／入力してもよい。ユーザは、ＭＷ較正のために曲線あてはめタイプを選択／入力してもよい。ユーザは、印刷するレポートを選択／入力してもよく、例えば、どのレーンの電気泳動図レポートを取得するかを選択してもよい。ユーザは、作成されるレポート及び出力レポートセクション内で定義されるオプションを選択／入力してもよい。ユーザは、外部ストレージデバイスに出力ファイルをコピーすることを指定してもよい。
【００５５】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、自動レーン作成に関連する以下の条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。メソッドは、ゲル画像の取得の後に自動的にレーンを作成してもよい。このメソッドは、カセット画像からのバーコード又は印刷された情報を用いて、レーン境界を確立してもよく、例えば、Ｒｆ＝０をユーザによって設定してもよく、バーコード又は印刷された情報から特定してもよい。ゲル間のギャップを特定し、レーンとして定義されることを防止してもよい。レーンの番後付けは、更なるゲルのそれぞれ毎に再開してもよい。例えば、レーンの傾斜を考慮に入れて、コームによって定義されるゲルの上下における同じ幅をレーン内のバンドの重心に縦に揃えてもよい。レーン作成のために関心領域を手動で選択できるようにしてもよい。
【００５６】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、画像捕捉の後に背景差分を提供してもよい。ゲル処理の開始の前に、１つ以上のゲルの背景画像を捕捉してもよく、この画像を背景差分のために使用してもよい。背景差分を示す電気泳動図を表示してもよい。背景差分のための電気泳動図の画像は、ピークヒストグラム、ゲル／レーン番号、背景ライン及び関連するゲル／レーンスライス画像を表示してもよい。電気泳動図のスケールは、レーン画像のスケールに一致させてもよく、バンドは、ピークによって整列させてもよい。バンド検出の前に、ローリングディスク法を用いて、背景差分を抽出してもよい。ユーザは、ローリング値指数及び上下矢印を用いて、ローリングディスク法（rolling disc method）のための半径を、１００〜９００の間で、１００ずつインクリメントさせて調整できる。電気泳動図は、各ランの後に、ローリングディスク調整効果をライブで表示してもよい。ローリングディスク値は、特定のゲルに関連するメソッドファイル内に保存してもよい。デフォルトのローリングディスク半径を設定してもよく、ユーザが調整できるようにしてもよい。例えば、背景差分：ローリングディスク、半径＝Ｘ等のように電気泳動図の画像及びレポートにローリングディスク半径を注釈として付加してもよい。他の適切な背景差分メソッドをサポートしてもよい。ピーク数、幅又は他の注釈を示してもよい。メソッドファイルからユーザが選択した単位を示してもよい。画素強度（Pixel Intensity）を示してもよい。背景差分調整のために用いられる電気泳動図の画像は、例えば、８００の特定のデフォルトローリングディスク半径によって判定された最も多くのバンド／ピークを有するレーンからのものであってもよい。幾つかの場合、ユーザは、特定のゲルからの他の如何なるレーンを選択して、調整を行ってもよい。
【００５７】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、バンド検出感度を提供してもよく、例えば、バンド検出閾値を調整できるようにしてもよい。バンド検出感度の判定は、バンドカウントが安定するまで繰り返されるように構成してもよい。例えば、最終的なバンド検出、電気泳動図、バンド％、ＭＷ判定及び／又は定量化に関して、ゲル分析の前に、感度を固定してもよい。
【００５８】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、自動バンド検出を提供してもよい。バンド検出誤差を補正できるようにしてもよい。誤差は、ソフトウェアによって直接的に補正可能であってもよく、サードパーティの分析ソフトウェアを用いて、オフラインで補正してもよい。デバイスは、背景差分パラメータのユーザ調整がバンド検出感度に影響を与えるように構成してもよい。スタンダードからのＭＷ及び濃度データを組み込んでもよい。各ゲルについて、計算のために１又は複数のスタンダードを用いてもよい。レーンについて、バンドの数及び位置を確立するためのスタンダードを含むプレロードされたスタンダードデータベースを用いてもよい。ユーザが定義したスタンダードが正しく検出されない場合、ＧＵＩは、警告及び補正ウィンドウをユーザに表示してもよい。レーン内のバンド数を電気泳動図に表示してもよく、演算に関連付けてもよい。バンド付番は、Ｒｆ＝０に最も近い各レーンにおいて、１から開始してもよい。
【００５９】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、ピーク位置、分子量（ＭＷ）、ピーク高さ、ピーク面積、ピーク体積及びバンドパーセンテージに関連する特徴の１つ以上を提供し、算出し、表示し及び／又は印刷するように構成してもよい。例えば、ピーク位置の生成（Ｒｆ又はｍｍ）、分子量（ＭＷ）、ピーク高さ（画素強度）、ピーク面積、ピーク体積、バンド鮮鋭度、バンドパーセンテージのうちの１つ以上を提供してもよい。これらの特徴は、各ピーク毎に提供してもよい。背景差分を算出してもよい。各ピーク毎に、ピーク番号、Ｒｆ又はｍｍ、分子量（ＭＷ）、量、バンド鮮鋭度及びバンドパーセンテージを表示してもよい。以下のパラメータを判定及び／又は算出してもよく、選択されたレーン内の各バンドの数値は、表の形式で提示してもよく、図式的に表示してもよく、及び／又は印刷してもよい。ピーク位置（Ｒｆ）は、０．０００から１．０００までの間の値であってもよい。１つ以上の既知のゲルスタンダードの分子量を用いて、ＭＷを判定してもよい。ピーク高さは、所与のバンドの背景差分演算されたピーク画素強度であってもよい。ピーク面積は、以下の式を用いて算出してもよい（また、バンド幅（band width）は、バンド鮮鋭度（band sharpness）とも呼ばれる。）：ピーク面積＝バンド幅×バンド長さ。ピーク体積は、以下の式を用いて算出してもよい：ピーク体積＝ピーク面積×ピーク高さ。体積は、バンド％及び質量定量化のために使用してもよい。％純度（１レーンあたりのバンド％）は、以下の式を用いて算出してもよい：％純度＝（レーン内のピーク番号のピーク体積／レーン内の全てのピークのピーク体積の和）×１００。幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、レーン画像及び電気泳動図を生成してもよい。選択されたレーンの電気泳動図を生成してもよく、例えば、レーン画像、並びにレーン番号及び左右の何れのゲルが画像に対応しているかの注釈を含ませてもよい。電気泳動図のｘ軸は、Ｒｆ（デフォルト）又はｍｍ（ユーザ選択）であってもよく、ｙ軸を画素強度としてもよい。Ｒｆは、例えば、左から右に、０．０〜１．０の間で、０．１ずつインクリメントする範囲を有していてもよい。画素強度は、例えば、１６ビット階調画像の場合、０〜２５５の範囲を有していてもよい。選択されたレーンの電気泳動図には、ピーク番号を示してもよい。また、電気泳動図には、バンド鮮鋭度を表すピーク境界を示してもよい。電気泳動図は、バックグラウンドを示してもよい。
【００６０】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、スタンダードデータベースを含んでいてもよく、スタンダードデータベースにリンクさせてもよい。このデータベースは、画像分析ソフトウェアによって使用されるファイルのレポジトリを含んでいてもよく、ユーザによって追加又は編集してもよい。これらのファイルは、ランメソッドファイルにおいて指定してもよい。
【００６１】
ＭＷ対Ｒｆ図：幾つかの実施の形態では、ＭＷスタンダードに関する情報を含む予め定義されたオンボードのスタンダードデータベースがあってもよい。この情報は、複数の順次的に特定されたバンドのそれぞれについてＭＷを含んでいてもよい。データベースは、ユーザによって追加してもよい。例えば、読出専用として保存されたプリセットスタンダードを含んでいてもよい。ユーザは、各ランのためのデータベースからスタンダードを選択してもよい。ゲルランの後に、（プレロードされた又はユーザ定義の）スタンダードのための先に存在しているＭＷデータを用いて、ＭＷ「較正」曲線及びチャートを生成してもよい。この曲線及びチャートは、デバイス上に表示してもよく、オプションとして、レポート内に含ませてもよい。チャートにゲル及びレーン番号、並びに日付及びタイムスタンプによって、注釈を付してもよい。この情報を用いて、ゲルランの最後に表示されるスタンダードオーバレイを生成してもよい。曲線あてはめは、例えば、デフォルトで、３次スプラインであってもよい。ユーザがログＭＷ（log MW）又は他のあてはめを選択してもよい。ユーザは、データベースから、ＭＷスタンダード及びスタンダードが含まれるレーンを選択してもよい。ＭＷスタンダードが特定されない場合、ＭＷを算出することができず、この場合、デバイスプロンプトによってユーザにこれを通知してもよい。
【００６２】
相対定量及び絶対定量：予め定義されたオンボードのスタンダードデータベースは、特定されたバンドについての数量を含んでいてもよい。このデータベースは、ユーザが追加することができるが、幾つかのプリセットスタンダードは、読出専用であってもよい。ユーザは、定量化する各ランについて、データベースからスタンダードを選択してもよい。これは、メソッドファイルによって設定してもよい。ゲルランの後に、スタンダードについて、先に存在している量データを用いて、定量化「較正」曲線及び図を生成してもよい。スタンダードは、プリセットであっても、ユーザが定義したものであってもよい。曲線及びチャートは、デバイス上に表示してもよく、レポートとして使用可能にしてもよい。チャートには、ゲル及びレーン番号で注釈を付してもよい。定量化のための曲線あてはめは、線形であってもよく、ユーザ選択オプションから選択してもよい。ユーザは、データベースから、定量化スタンダード及びスタンダードが含まれる１又は複数のレーンを選択してもよい。バンドを選択し、その量の値に関連付けてもよい。定量化スタンダードが特定されない場合、量を算出することができず、この場合、デバイスプロンプトによってユーザにこれを通知してもよい。幾つかのスタンダードは、ソフトウェアがＭＷ位置からバンドを判定できるように作成してもよい。定量化スタンダードのために１個以上、例えば、５個のフィールドを用いてもよい。例示的なフィールドとしては、ランの後に判定された概算的なＭＷ、量、ロードされた体積、レーン番号及び定量化スタンダードデータベースファイルを含ませてもよい。ユーザは、定量化のために、先のラン較正曲線を選択してもよく、同じランにおける１つ以上の他のゲルからの曲線を選択してもよい。各ゲルタイプ毎に複数の質量曲線のためのストレージを提供してもよい。曲線には、例えば、ゲルロット番号で、ランニング緩衝液タイプ、ゲルタイプ及び定量化スタンダードデータベース選択と共に、日時をスタンプしてもよい。
【００６３】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、ウェスタン転写メンブレンの画像を取得できるようにしてもよい。この取得の後、ソフトウェア上で分析を用いて、ＭＷ割当を行ってもよい。この機能は、デバイス上の反射的な可視光及び落射蛍光撮像能力を含んでいてもよい。撮像のためにメンブレンを保持するフレームを提供してもよい。メンブレン画像には、日時をスタンプしてもよく、これが導出されたゲルに関連付けてもよい。メンブレン画像は、保存してもよい。
【００６４】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、出力レポートを作成してもよい。例えば、生のゲル画像の生成では、個別の出力ファイルとして、少なくとも１６ビット３００ｄｐｉグレースケールの非圧縮ＴＩＦＦファイルを提供してもよい。画質が劣る画像をレポートに埋め込むようにしてもよい。
【００６５】
レポート作成：複数の選択可能なレポートフォーマットを提供してもよく、例えば、デフォルトの最小限のフォーマット、詳細なフォーマット及びユーザが定義可能なフォーマットを提供してもよい。ユーザ選択肢として利用可能な例示的なレポートセクションは、電気泳動パラメータ、電圧、電流、電力及び時間（デジタル形式及び／又はグラフィカル形式）、ユーザから見てどちらが左及び右であるかの注釈付きのゲル画像、ゲルバンド識別マーキング及びレーン番号、赤色のＭＷ割当ライン内に表示されたスタンダードとゲルバンド識別画像の側にオーバレイされた値、ＭＷ較正曲線、定量化のために較正された体積曲線及び較正されたロードを含んでいてもよい。
【００６６】
電気泳動図については、レポートは、「画素強度」、ピーク上にバンド番号が示された「Ｒｆ」水平背景差分ヒストグラム、ラインとしてのディスプレイ背景レベルピークに揃えてスケーリングされたレーンの実際の水平画像、背景差分メソッド、バンド雑音因子及び傾斜（ピークを判定するために用いられたＳ／Ｎ）、バーコード情報（ウェルの番号、ゲル％等）、スタンダードタイプ及び割当、緩衝液タイプ、電圧、電流及びランタイム、照明モード、フォルダ名（ロット、シリアル番号）、及びゲルランの間に用いられた電力等を示してもよい。
【００６７】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、約０Ｖ〜約４００Ｖ、例えば、３３５Ｖの独立した出力電圧を有する電源を提供してもよい。電源は、約０Ａ〜約０．５Ａ、例えば、３７５ｍＡの独立した出力電流及び約０Ｗ〜約２００Ｗの出力電力を有していてもよい。
【００６８】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、外部インタフェースを備えていてもよい。例えば、グラフィカルユーザインタフェース（graphical user interface：ＧＵＩ）モジュールは、ＬＣＤディスプレイ、キーパッド及び／又はタッチスクリーンを含んでいてもよい。ユーザインタフェースモジュールは、ＬＣＤに表示される画面を制御できる。これらの制御動作は、キーパッド及び／又はタッチスクリーンを介してユーザから情報を受信し、表示更新及び／又は「解釈された」情報をシステムの他のモジュールに転送してこれに応答することによって実行してもよい。ＧＵＩは、ポインティングデバイス又はキーボードを必要としないように設計してもよい。幾つかの実施の形態では、器具とＰＣとの間のファイル転送は、様々な手法で行うことができ、例えば、ＵＳＢメモリスティック、直接ＰＣに接続されたＵＳＢケーブル、ＦＴＰを用いるイーサネットネットワーク転送等によって行ってもよい。
【００６９】
幾つかの実施の形態では、ラン開始、定義、許可、イネーブル、メソッドファイルを介する制御、照明、ラン中断、ラン終了、撮像及び分析、並びにレポート属性の選択等のユーザ入力オプションの１つ以上の組合せを提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ＵＳＢタイプＡインタフェース、ＵＳＢタイプＢインタフェース及びＲＪ−４５ソケット等の通信インタフェースを設けてもよい。幾つかの実施の形態では、ソフトウェアは、以下の属性の１つ以上を有することができ、例えば、ゲルの挿入から分析レポートの作成までの電気泳動ランの自動化等の属性を有することができる。幾つかの実施の形態では、同じランの間、同じゲルに関して複数のタイプ及びレーンのＭＷ／濃度スタンダードを用いてもよい。幾つかの実施の形態では、挿入されているゲルに関する情報に基づいて、ランレーンの自動識別及び作成を行ってもよい。幾つかの実施の形態では、様々なゲルタイプ／ウェル構成について、（予め保存されている又はユーザが入力した）レーンテンプレートのストレージを提供してもよい。幾つかの実施の形態では、様々な既存のタンパク質スタンダードに関する予め保存された情報、タンパク質スタンダードに関するユーザ入力情報のストレージ、及びタンパク質スタンダードのための編集可能なＭＷデータが提供される。幾つかの実施の形態では、自動的なバンドの実時間検出が提供される。幾つかの実施の形態では、ＭＷ対Ｒｆチャートの蛍光較正生成（fluorescence calibration generation）、例えば、較正及び曲線あてはめ、スタンダード較正に基づくＭＷの純度（バンドパーセンテージ）の判定、相対的なタンパク質定量化及び絶対的なタンパク質定量化が提供される。幾つかの実施の形態では、提供される特徴及び調整パラメータは、以下に限定されるものではないが、「実時間で」最小１６ビットカラー画像の生成、ＴＩＦＦ、ＪＰＥＧ又はビットマップとしての画像の保存、ゲル画像の出力への埋め込み（少なくとも３００ｄｐｉ解像）、以下に限定されるものではないが、明るさの調整、ズーム、クロッピング等の画像の編集、注釈の付加、レーン境界の編集、レーン傾斜／そり補正能力、手動バンド検出、関心領域（ゲル領域、単一のレーン、バンド）の手動選択、バンド検出感度調整能力、バンド編集能力、異なる露光時間への対応、蛍光／吸収バンド検出二重性（fluorescence/absorbance band detection duality）等が含まれる。幾つかの実施の形態では、提供される特徴及び調整パラメータは、以下に限定されるものではないが、背景差分を含む各レーンについての検出されたバンドの実時間の電気泳動画像の生成及び表示、情報の包含、例えば、電気泳動図によるレーン画像の表示、各レーン内のピークＩＤ／バンド番号、ピーク位置（画素、ｍｍ、Ｒｆ）ピーク高さ、ピーク面積及びピーク体積、バンド鮮鋭度に基づくピーク幅及び解像度、ガウスピークあてはめ能力によるピーク分割、ピーク正規化（バンド間、レーン間）、電気泳動図差分、画面上への電気泳動図オーバレイ、（ゲルに亘る）バンドパターン整合、比較精度、再現性（ＭＷ）等を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、比較再現性（純度）、ゲル間分析（ＭＷ）、濃度、質量及び純度、並びにゲル間正規化を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル性能／品質確認及び／又は最終的な背景差分された電気泳動画像を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ＮＧＥ器具とＰＣとの間の双方向通信を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ランの最後に器具から外部ソースにデータを転送してもよい。幾つかの実施の形態では、提供される特徴及び調整パラメータは、以下に限定されるものではないが、例えば、バーコードから又はゲル画像からの読出及び記録ゲルタイプ（Ｃａｔ番号、ロット番号及び一意的識別子）、タッチスクリーンＧＵＩ、ソフトウェア更新能力及び機能、データテーブル生成（例えば、ＥＸＣＥＬフォーマット）、印刷レポートフォーマット／レイアウトの生成（例えば、ＭＳ ＷＯＲＤ）、他のファイルへのリンク（インポート／エクスポート機能）、印刷、高解像度画像（少なくとも３００ｄｐｉ）、（例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓとの）オペレーティングシステム互換性、（例えば、Ｅｘｃｅｌに）エクスポート可能なテーブルファイル、プレロードされたプリンタドライバ、ＰＣなしでの印刷能力、及びマクロ作成能力を含む。
【００７０】
本明細書において言及した全ての刊行物、特許及び特許出願は、引用によって本願に組み込まれるものとし、これは、個々の刊行物、特許又は特許出願について、特別に、個別に、引用によって本願に組み込まれると示した場合と同様である。
【００７１】
ここでは、本発明の実施の形態を示し、説明したが、このような実施の形態は、例示的に示されているに過ぎないことは、当業者にとって明らかである。当業者は、本発明から逸脱することなく、多くの変形、変更及び代替を想到できる。なお、本発明の実施にあたり、ここに説明した発明の実施の形態の様々な代替を採用してもよいことは明らかである。特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の方法及び構造、並びにこれらの均等物も特許請求の範囲に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００９年８月２６日に出願された米国仮出願番号第６１／２３７，２８７号、２００９年８月２６日に出願された米国仮出願番号第６１／２３７、１９５号、２００９年８月２５日に出願された米国仮出願番号第６１／２３６、７９５号及び２００９年８月２４日に出願された米国仮出願番号第６１／２３６，２９３号の優先権を主張し、これらの全体は、引用によって本願に組み込まれる。
【０００２】
分野
本発明は、包括的には、電気泳動を実行するためのシステムに関する。更に、本発明は、電気泳動の間に、同時にゲルをイメージングできる電気泳動システムに関する。更に、本発明は、電気泳動の間又は電気泳動の後に、イメージングされたゲルを分析できる電気泳動システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ゲル電気泳動は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリペプチド及びタンパク質等の生物学的分子の分離のための一般的な手法である。ゲル電気泳動では、印加された電界によって分子がフィルタリングゲル（filtering gel）を介して移動する速度に基づいて、分子をバンドに分離することができる。ガラス管内に入れられたゲル又はスラブとしてガラス板若しくはプラスチック板の間に挟み込まれたゲルを使用できる。ゲルは、塩基の導電性緩衝液によって満たされる空隙を画定する開いた分子ネットワーク構造（open molecular network structure）を有している。これらの空隙は、十分大きく、ゲルを介して移動する高分子の通路となる。
【０００４】
電気泳動には、一般的に、ポリアクリルアミドゲルが使用される。電気泳動に適切な他のゲルとしては、アガロースゲル及びデンプンゲル等がある。ポリアクリルアミドゲル電気泳動（polyacrylamide gel electrophoresis）、すなわちＰＡＧＥは、ゲルが光学的に透明であり、電気的に中性であり、様々なサイズの空隙を有するように製造することができるので、広く使用されている。ＰＡＧＥゲルを製造する方法は、周知であり、例えば、非特許文献１及び非特許文献２に説明されている。通常、アクリルアミドモノマ、架橋剤、例えばビスアクリルアミド等、ゲル緩衝液、及び変性剤、例えばドデシル硫酸ナトリウム（sodium dodecyl sulphate：ＳＤＳ）を含む原液が準備される。これらの原液は、ゲルが必要になるまで、保存できる。ゲルを製造する際は、様々な成分の最終的な所望の濃度に基づく割合で、原液を水に混合する。ゲルは、チャンバに収容され、緩衝液に接触し、これによって、ゲルと、電源のカソード又はアノードとが電気的に接触する。高分子及び追跡用色素を含むサンプルをゲルの上に載置することができる。ゲルに電圧を印加すると、サンプル高分子及び追跡用色素は、ゲルの底面に向かって移動する。追跡用色素がゲルの最後に到達する直前に、電気泳動は、停止される。
【０００５】
サンプル染色装置内で高分子に染色し、次に、独立した撮像装置においてゲルを撮像することによって、分離された高分子のバンドの位置が判定される。結果をレビューし、様々なバンドの位置を特定するために、撮像装置からの画像を操作する必要があることも多い。特定のバンドが移動した距離と、追跡用色素及び移動度が既知の高分子とを比較することによって、他の高分子の移動度を判定できる。これによって、高分子のサイズを算出できる。既存の電気泳動法では、電気泳動、ゲル染色、撮像及び画像操作／分析を実行するために、複数回の時間が掛かるステップ及び大きな設備の複数の部分が必要である。この分野では、より優れたゲル電気泳動方法、デバイス、システム及び材料が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】B. Hames and D. Rickwood, Gel Electrophoresis of Proteins (2d ed.Oxford University Press, 1990)
【非特許文献２】A. Andrews, Electrophoresis (2nd ed.Oxford University Press, 1986)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに説明する方法、デバイス、システム及び材料は、ゲル処理、画像捕捉及び画像分析の少なくとも１つを実行するゲル電気泳動デバイスを提供することによってこれらの課題を解決し、この結果、特に、電気泳動のための既存の器具及び方法に比べて、電気泳動を行うための時間を短縮し、器具コストを低減し、器具のフットプリントを低減することができる。
【０００８】
本発明の様々な実施の形態に基づいて提供されるゲル電気泳動デバイスは、ゲル処理システム、ゲル照明システム、画像捕捉システム及び画像分析システムの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、本発明は、１つ以上のシステムを単独又は組合せて提供する。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、ゲル処理システムと、ゲル照明システムと、画像捕捉システムと、画像分析システムとを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上のゲル緩衝液リザーバ、２つ以上のゲル緩衝液リザーバ、１つ以上のゲルホルダ又は２つ以上のゲルホルダを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上の撮像システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上の画像捕捉システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上の画像分析システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、１つ以上のプロセッサを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、ゲルを処理及び／又は分析するための他の適切な如何なる部品を含んでいてもよく、これらは、以下に限定されるものではないが、ゲルの結合、精製、分離、又はゲルのダウンストリーム処理のための他のあらゆる部品を含む。
【０００９】
様々な実施の形態に基づくゲル電気泳動を実行する方法は、ゲル電気泳動システムを取得するステップと、蛍光染料で標識された少なくとも１つのサンプルを取得するステップと、前記少なくとも１つの標識サンプルの電気泳動を実行するステップと、少なくとも１つの標識サンプルを撮像するステップのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動を実行する方法は、ゲル電気泳動システムを取得するステップと、蛍光染料で標識された少なくとも１つのサンプルを取得するステップと、少なくとも１つの標識サンプルの電気泳動を実行するステップと、少なくとも１つの標識サンプルを撮像するステップとを含んでいてもよい。この方法は、撮像されたサンプルを分析するステップ、分析された画像のハードコピーを取得するステップ及び／又は標識サンプルと同時に標識タンパク質スタンダードを電気泳動するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、標識タンパク質スタンダードに少なくとも２個のタンパク質が含まれ、標識サンプルと同じ蛍光染料で標識される。幾つかの実施の形態では、方法は、標識サンプルの分子量を判定するステップ、サンプル内の少なくとも１個の標識されたタンパク質の相対量を判定するステップ、及び／又はサンプル内の少なくとも１個の標識されたタンパク質の絶対量を判定するステップを更に含んでいてもよい。
【００１０】
本明細書の特徴及び利点は、添付の図面を参照することによって、より明瞭になり、これらの図面は、本発明を例示するものであって、限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に基づくゲル電気泳動デバイスの図である。
【図２Ａ】筐体蓋が開かれ、ゲルランニングタンクがシステムから取り外された状態の図１に示すゲル電気泳動デバイスの斜視図である。
【図２Ｂ】筐体蓋が開かれ、ゲルランニングタンクがゲルランニングチャンバ内に配置された状態の図２Ａに示すゲル電気泳動デバイスの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に基づくゲルランニングアセンブリの分解斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すゲルランニングアセンブリの組み立てられた状態の斜視図である。
【図４】図１に示すゲル電気泳動デバイスの分解斜視図である。
【図５Ａ】図１に示すゲル電気泳動デバイスの電子アセンブリの分解斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す電子アセンブリの組み立てられた状態の斜視図である。
【図６Ａ】カメラアセンブリ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリを含む図１に示す電気泳動デバイスの撮像システムの分解斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す撮像システムの組み立てられた状態の背面斜視図である。
【図７Ａ】図１に示すゲル電気泳動デバイスのＬＥＤアセンブリの分解斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すＬＥＤアセンブリの組み立てられた状態の前部斜視図である。
【図７Ｃ】図７Ａ及び図７Ｃに示すＬＥＤアセンブリの組み立てられた状態の後部斜視図である。
【図８Ａ】図１に示すゲル電気泳動デバイスのカメラアセンブリの分解斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示すカメラアセンブリの組み立てられた状態の前部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書は、様々な実施の形態に基づいて、ゲル電気泳動デバイスを説明し、図１の参照符号２０は、ゲル電気泳動デバイスの１つの実施の形態を示している。ゲル電気泳動デバイス２０は、筐体２２と、ベース２４と、ＬＣＤディスプレイ２６と、ユーザインタフェース２８と、筐体蓋３０とを含む。ＬＣＤディスプレイ２６は、ユーザインタフェース２８と動作的に関連付けることができる。
【００１３】
図２Ａは、ゲル電気泳動デバイス２０を開いた構成の斜視図を示している。この図に示すように、ゲル電気泳動デバイス２０の筐体２２内には、ゲルタンクチャンバ３２を設けてもよい。ゲルタンクチャンバ３２は、ゲルランニングタンク（gel running tank）３４のための内部コンパートメントを提供できる。図２Ａに示すように、ゲルランニングタンク３４は、解放された位置で筐体２２のゲルランニングチャンバ３２から取り出し、又は取り外すことができる。ゲルランニングタンク３４内には、少なくとも１つの緩衝液リザーバ３６を設けてもよく、緩衝液リザーバ３６は、少なくとも１つのゲルカセット３８と動作的に関連付けられている。図２Ａに示すように、ゲルランニングタンク３４は、２つの部分に分かれた緩衝液リザーバ３６を含むことができるが、幾つかの実施の形態では、特に２つではなく、１つ以上の幾つの部分を設けてもよい。同様に図２Ａでは、２つのゲルカセット３８が緩衝液リザーバ３６と動作的に関連付けられているが、様々な実施の形態では、１つ以上のゲルカセット３８を設けることができる。図２Ａは、ゲル撮像システム４０も示しており、ゲル撮像システム４０は、ゲルタンクチャンバ３４と動作的に関連付けられてもよい。図２Ｂは、図２Ｂのゲル電気泳動デバイス２０の斜視図であり、ゲルランニングタンク３４がゲルタンクチャンバ３２に挿入されて、動作的に関連付けられている、開いた状態を示している。図２Ａ及び図２Ｂの両方において、筐体蓋３０は、筐体２２に対して開いた状態にある。
【００１４】
図３Ａは、ゲル電気泳動デバイス２０の分解斜視図を示している。例示的に２つ示しているゲルカセット３８には、ゲルカセットと動作的に関連することができるウェッジウェルコーム（wedge well combs）４６を配置してもよい。緩衝液リザーバ３６とゲルホルダ４２を動作的に関連付けてもよく、これによって、ゲルカセット３８の挿入が可能になる。少なくとも１つの第１の電極５０は、緩衝液リザーバ３６と動作的に関連付けられてもよい。少なくとも１つの第２の電極５２は、クランプ４８と動作的に関連付けられてもよい。また、ゴムガスケット４４は、緩衝液リザーバ３６及びゲルカセット３８と動作的に関連付けられてもよい。
【００１５】
図３Ｂは、緩衝液リザーバ３６を含むゲルランニングタンク３４が、電気泳動デバイス２０のゲルタンクチャンバ３２から取り外された状態の斜視図であり、緩衝液リザーバ３６には、ゲルカセット３８が挿入されている。幾つかの実施の形態では、ゴムガスケット４４、クランプ４８及び、電極５２を緩衝液リザーバ３６に挿入し、動作的に関連付けてもよい。また、電極５０は、ゲルランニングタンク３４及びリザーバ３６と動作的に関連付けられている。電極５０、５２は、共に電極対を形成し、これらの電極対の間に動電学的電場（electrokinetic field）を形成してもよい。
【００１６】
図４は、ゲル電気泳動デバイス２０の分解斜視図である。以下の部品は、互いに動作的に関連付けられており、ゲル電気泳動デバイス２０の一部を構成する。上部筐体５４は、筐体２２と動作的に関連付けられ、ゲル電気泳動デバイス２０の一部を構成している。筐体蓋３０は、例えば、１個以上のヒンジを介して、上部筐体５４と動作的に関連付けられている。ディスプレイカバー５６は、ユーザインタフェース２８（図１）を構成する前方に面する部分を含むことができる。ディスプレイカバー５６は、上部筐体５４と動作的に関連付けられており、少なくとも部分的に、ディスプレイ２６上を覆っている。ディスプレイ２６とは、プロセッサ５８が動作的に関連付けられている。保護窓６０は、ゲルタンクチャンバ３２と動作的に関連付けられている。ゲルタンクチャンバ４２内には、ゲルランニングタンク３４及び緩衝液リザーバ３６がある。ゲルカセット３８は、緩衝液リザーバ３６に挿入され、これと動作的に関連付けられている。ランニングタンクシール６２は、ゲルタンクチャンバ３２と動作的に関連付けられており、ゲルタンクチャンバ３２の一部を構成している。幾つかの実施の形態では、低レベルコントローラ６４を設けてもよい。シャーシ６６は、ゲルタンクチャンバ３２及び電気泳動デバイス２０の他のコンポーネントと動作的に関連付けられている。カメラアセンブリ６８も設けられ、これは、ゲルタンクチャンバ３２と動作的に関連付けられている。発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）アセンブリ７０も設けられ、これは、カメラアセンブリ６８と動作的に関連付けられている。安全スイッチ７２は、ＬＥＤアセンブリ７０と動作的に関連付けられている。第１の電源７４が設けられており、更に第２の電源７５を設けてもよい。幾つかの実施の形態では、第１の電源７４は、低電圧電源を含み、第２の電源７５は、高電圧は電源を含み、又はこの逆であってもよい。電源７４、７５を統合し、連続的な電源を構成してもよい。オン／オフスイッチ７６は、第１の電源７４及び第２の電源７５の少なくとも１つと動作的に関連付けられてもよい。ファン７８は、筐体２２と動作的に関連付けられてもよい。
【００１７】
図５Ａは、筐体２２を取り除いたゲル電気泳動デバイス２０の分解斜視図である。図５Ａには、以下の部品が示されており、これらは、集合的に動作的に互いに関連付けられており、ゲル電気泳動デバイス２０と関連付けられ、且つゲル電気泳動デバイス２０内でも関連付けられている。部品としては、プロセッサ５８、タッチスクリーンディスプレイ２６、シャーシ６６、低レベルコントローラ６４、第１の電源７４、第２の電源７５、電極コネクタ５１、５３、カメラアセンブリ６８、安全スイッチ７２、ＬＥＤアセンブリ７０、オン／オフスイッチ７６、ファン７８及びイーサネットポート８０である。図５Ｂは、図５Ａに対応し、筐体２２が取り除かれた、組み立てられたゲル電気泳動デバイス２０の斜視図である。図５Ｂには、集合的に動作的に関連付けられているタッチスクリーンディスプレイ２６、シャーシ６６、ＬＥＤアセンブリ７０、電源７４及びオン／オフスイッチ７６が示されている。
【００１８】
図６Ａは、カメラアセンブリ６８、カメラホルダ８２及びＬＥＤアセンブリ７０を含むゲル撮像システム４０の分解斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示す分解図に対応する組み立てられた構成のゲル撮像システム６８の斜視図である。これは、ＬＥＤアセンブリ７０、カメラ６８及びカメラホルダ８２が動作的に関連付けられている状態を示している。
【００１９】
図７Ａは、ＬＥＤアセンブリ７０の分解斜視図である。ここには、ＬＥＤプリント回路板（printed circuit board：ＰＣＢ）アセンブリ８４、１つ又は複数個設けることができるメンブレンライト保護チューブ（membrane light protective tube）８６及び１つ又は複数個設けることができるカメラ保護チューブ８８が示されている。一次フィルタ９０は、フィルタブラケット９２と動作的に関連付けられており、このフィルタブラケット９２は、フィルタソレノイド９４に動作的に関連付けられている。また、二次フィルタ９６及び散光器９８も示されている。図７Ｂは、ＬＥＤアセンブリ７０の一方の面の第１の斜視図を示している。二次フィルタ９６は、サンプルウェルライト（sample well lights）１００、１０２及び１０４として示されている。サンプルウェルライトの数は、１以上の幾つであってもよい。光１０６、１０８、１１０、１１１、１１２、１１４及び１１６を示しているが、メンブレンライト（membrane lights）の数は、１以上の幾つであってもよい。サンプルウェルライト及びメンブレンライトの数は、特定の実施の形態に応じて適切に変更してもよい。また、ＬＥＤ ＰＣＢアセンブリ８４、散光器９８及び二次フィルタ９６が示されている。図７Ｃは、図７Ｂとは反対側から見たＬＥＤアセンブリ７０の第２の斜視図を示している。図７Ｃには、互いに動作的に関連付けられている、一次フィルタ９０、フィルタブラケット９２、フィルタソレノイド９４及びＬＥＤ ＰＣＢアセンブリ８４が示されている。
【００２０】
図８Ａは、カメラアセンブリ６８の分解斜視図を示している。図８Ａは、カメラＰＣＢ１１８、レンズホルダ１２０及びレンズアセンブリ１２２を示している。図８Ｂは、図８Ａに示すカメラアセンブリ６８の組み立てられた状態の斜視図である。
【００２１】
本発明の様々な側面に基づき、ゲル処理システム、ゲル照明システム、画像捕捉システム及び画像分析システムを含むことができるゲル電気泳動デバイスが提供され、これらのシステムは、動作的に関連付けられて、自動化することができる。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つのゲル緩衝液リザーバを含む。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも２つのゲル緩衝液リザーバを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのゲル緩衝液リザーバは、少なくとも１つのゲルホルダを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのゲル緩衝液リザーバは、少なくとも２つのゲルホルダを含む。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つアノード及び少なくとも１つのカソードを含む。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つのゲルホルダのそれぞれについて、少なくとも１つアノード及び少なくとも１つのカソードを含む。また、幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１つの電源を含むことができる。
【００２２】
幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、少なくとも１つの光源を含むことができる。ゲルがゲル処理システム内に配置された際、少なくとも１つの電気泳動ゲルを照明する少なくとも１つの光源を設けてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、少なくとも１つの青色光源を含むことができる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約４００ｎｍから約８００ｎｍの波長域で発光する。例えば、幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、青色光（〜４７５ｎｍ）に対応する波長域で発光できる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約５００ｎｍから約７００ｎｍまでの波長域で発光する。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約５２０ｎｍから約６４０ｎｍまでの波長域で発光する。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、少なくとも１つのＬＥＤ、単なる例示に過ぎないが、例えば、少なくとも１つのＬＥＤ青色光源を含む。幾つかの実施の形態では、単なる例示に過ぎないが、少なくとも１つのＬＥＤ光源は、複数のＬＥＤを含み、例えば、複数のＬＥＤを含む青色光源である。幾つかの実施の形態では、ＬＥＤドライバを設けてもよい。適切な如何なるタイプのＬＥＤを用いてもよい。幾つかの実施の形態では、ノースカロライナ州ダラムのＣｒｅｅ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社から入手可能なＣｒｅｅ ＸＲＥＢＬＵシリーズＬＥＤが使用される。幾つかの実施の形態では、散光器ありで又は散光器なしで、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１６個、少なくとも３２個、少なくとも４０個、又は少なくとも６４個のＬＥＤが使用される。
【００２３】
幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、少なくとも２個の光源を含むことができる。ゲル照明システムは、デバイス内に配置された各電気泳動ゲル毎に少なくとも１つの光源を含むことができる。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、少なくとも１つの集光デバイス又は少なくとも１つの光操作デバイスを更に含むことができる。少なくとも１つの集光デバイス又は少なくとも１つの光操作デバイスは、レンズ、ミラー、フィルタ、波長板、これらの組合せ等、又は他のあらゆる適切な光操作デバイスからなるグループから選択できる。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの集光デバイス又は少なくとも１つの光操作デバイスは、少なくとも１つの光強度制御部品を含むことができる。少なくとも１つの光強度制御部品は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置された位置を照明する光強度を制御するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源を予め設定でき、これにより、システムの自動又は手動の起動以外に、ゲル照明システムの更なる操作が不用となる。光源は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置された位置での画像の捕捉が成功するために十分な照明を提供するように構成してもよい。
【００２４】
幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、少なくとも１つのデジタルカメラを含んでいてもよい。カメラは、相補型金属酸化膜半導体（complementary metal oxide semiconductor：ＣＭＯＳ）デバイスを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのデジタルカメラは、少なくとも１．２メガピクセルを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、デバイスに配置された各電気泳動ゲル毎に少なくとも１つのデジタルカメラを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つのデジタルカメラは、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、少なくとも１つの電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で画像を捕捉するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、システムの自動又は手動の起動以外に、画像捕捉システムの更なる操作が不用となるように少なくとも１つのデジタルカメラを予め設定でき、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で、画像捕捉が成功する。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、電気泳動の間、少なくとも１つの電気泳動ゲルの実時間撮像を提供するように構成してもよい。
【００２５】
本発明の他の側面に基づき、ゲル電気泳動を実行する方法を提供する。この方法は、ゲル電気泳動デバイスを取得するステップと、蛍光染料で標識された少なくとも１つのサンプルを取得するステップと、少なくとも１つの標識サンプル（labeled sample）の電気泳動を実行するステップと、少なくとも１つの標識サンプルを撮像するステップとを含んでいてもよい。実行するステップ及び撮像するステップは、互いに動作的に関連付けられて、自動化してもよい。幾つかの実施の形態では、電気泳動デバイスは、自動化される。方法は、撮像されたサンプルを分析するステップを更に含んでいてもよい。方法は、分析された画像のハードコピーを取得するステップ、例えば、印刷するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、標識サンプルと同時に、標識タンパク質スタンダードを電気泳動させるステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも２つの標識タンパク質スタンダードを用いてもよく、これらは、サンプルを標識するために用いた蛍光染料と同じ蛍光染料で標識してもよい。方法は、標識サンプルの分子量を判定するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、サンプル内の少なくとも１つの標識タンパク質の相対量を判定するステップを更に含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、サンプル内の少なくとも１つの標識タンパク質の絶対量を判定するステップを更に含んでいてもよい。
【００２６】
幾つかの実施の形態では、電気泳動方法は、約３０分未満で実行してもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、約２０分未満で実行してもよい。幾つかの実施の形態では、方法は、約１５分未満で実行してもよい。撮像は、標識サンプルを少なくとも１つの光源に露出することを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、撮像するステップは、標識サンプルを少なくとも１つの青色光源に露出することを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの青色光源は、ＬＥＤ青色光源を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約４００ｎｍから約８００ｎｍの波長域で発光し、例えば、青色光に対応する〜４７５ｎｍで発光する。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの光源は、約５２０ｎｍから約６４０ｎｍまでの波長域で青色光を出射する。
【００２７】
本発明のゲル電気泳動デバイスは、統合されたゲルベースのカセット器具（integrated gel-based cassette instrument）及びタンパク質分析のための分析装置を含んでいてもよい。このデバイスは、ゲル電気泳動のためのワークフローを実行することができ、電気泳動ゲルへの１つ以上のサンプルの導入から結果レポートの生成までを包含する制限された処理ステップを提供する。幾つかの実施の形態では、デバイスは、自動化されてもよい。
【００２８】
幾つかの実施の形態では、電気泳動デバイスは、電気泳動ゲルへの１つ以上のサンプルの導入のポイントから結果のレポートの生成までの電気泳動ゲルの処理を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、６０分未満、５５分未満、５０分未満又は４５分未満でプロセスを達成できる。
【００２９】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、電気泳動が起きている間、デバイス内で電気泳動ゲルの実時間撮像を提供することができる。幾つかの実施の形態では、実時間の撮像は、電気泳動が起きている間のデバイス内での実時間の照明及び電気泳動ゲルの画像捕捉を含んでいてもよい。撮像は、可視バンド及び／又は蛍光バンド、並びに電気泳動ランの間のバンド移動の一方又は両方のアクティブ化及び撮像を含んでいてもよい。
【００３０】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、同時に１個以上のゲル、例えば、同時に複数のゲル、例えば、２個から６個のゲル、すなわち、同時に２個、３個、４個、５個又は６個のゲルを電気泳動させるように構成してもよい。
【００３１】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、同時に１個以上のゲルを電気泳動させ、撮像し、分析することができる統合された器具を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、統合してもよく、完全に統合してもよく、すなわち、外部電源、別個のコンピュータ又は中央演算処理装置を必要とすることなく、デバイスの制御、例えば、電気泳動プロセスの制御（以下に限定されるものではないが、電気泳動プロセスのために使用される電圧、電流及び／又は時間の１つ以上）等のゲルプロセスの制御、ゲル照明の制御、画像捕捉の制御画像処理の制御及び／又はオンボードのユーザインタフェースを用いる電気泳動後の分析の制御等を行えるようにしてもよい。分析の制御は、以下に限定されるものではないが、画像分析の制御及び／又はレポート生成及び表示の制御を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理デバイスは、ゲルを処理及び／又は分析するための他の適切な如何なる部品を含んでいてもよく、以下に限定されるものではないが、ゲルの結合、精製、分離又はダウンストリーム処理のための他の如何なる部品を含んでいてもよい。
【００３２】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、統合又は完全に統合してもよく、ゲル処理システム、ゲル照明システム、画像捕捉システム、分析及び制御システム、電源、ディスプレイ、コンピュータ及び／又は中央演算処理装置のうちの少なくとも２個を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、読取−書込ＣＤ−ＲＯＭドライブ又はＤＶＤドライブ、少なくとも１つのＵＳＢポート、及び／又は少なくとも１つのイーサネットポート等のデータ転送システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、デバイスの制御、画像捕捉の制御処理及び分析の制御及び／又は表示の制御、結果のエクスポートを可能にするプレロードされたソフトウェア及び／又は特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、分析は、デバイスによって捕捉された１つ以上のゲル画像からの個々のバンドの分子量推定、バンドパーセンテージ（％純度）、少なくとも１つの検体の相対定量又は絶対定量のうちの１つ以上の分析を含んでいてもよい。
【００３３】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、ブロットメンブレンを撮像し、及びデバイス内に保存されているゲル泳動データにこれをリンクさせるように構成してもよい。このような実施の形態では、デバイスは、更に、白色光源、ＥＰＩ蛍光源及びブロットメンブレンのためのホルダを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、ブロットメンブレンに基づいて、個々のバンドのそれぞれについて分子量推定値を算出し、レーンのアイデンティティ（lane identity）を算出し、及び少なくとも１つの検体の相対定量又は絶対定量を算出してもよい。
【００３４】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、例えば、２００９年８月２４日に出願された、米国仮出願第６１／２３６，２９３号に開示されている電気泳動ゲル、緩衝液システム及び方法と共に用いてもよく、この内容全体は、引用によって本願に援用される。幾つかの実施の形態では、デバイスは、２００９年８月２５日に出願された、米国仮出願第６１／２３６，７９５号に開示されている方法及びスタンダード及び染色に基づいて用いてもよく、この内容全体は、引用によって本願に援用される。幾つかの実施の形態では、デバイスは、２００９年８月２６日に出願された、米国仮出願第６１／２３７，１９５号に開示されているように構成されたゲルカセット及びコームと共に用いることができ、この内容全体は、引用によって本願に組み込まれる。
【００３５】
幾つかの実施の形態では、このデバイスによって、ユーザは、ゲルが器具内にあるとき、電気泳動ゲルのウェル内のサンプルローディングを直接的に観察することができる。このデバイスは、実験室のベンチトップに適合するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、重量が３５ｋｇ未満であり、高さが５５ｍｍ未満であり、幅が６０ｍｍ未満であり、奥行きが７０ｍｍ未満である。幾つかの実施の形態では、デバイスは、分子量（ＭＷ）算出のためのダイフロント追跡（dye front tracking）を含んでいてもよく、幾つかの実施の形態では、自動ラン停止オプションとして、ダイフロント追跡を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、一定の時間、例えば、ユーザが選択した時間又はプレロードされたプロトコール時間に基づいて、自動ラン停止を提供してもよい。タイミングシステムは、ランを早期停止又は延長するためのユーザ操作優先機能を有していてもよい。
【００３６】
幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、１個以上の電気泳動ゲルカセット、例えば、１〜６個のゲルカセット、１〜４個のゲルカセット、１〜３個のゲルカセット、１〜２個のゲルカセット又は単一のゲルカセットを処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システム及びデバイスは、１個以上のゲルカセットを同時に処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システム及びデバイスは、少なくとも２個のゲルカセットを同時に処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、２個以上のゲルカセットを個別に（同時に又は順次的に）処理するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、少なくとも１個のランニングタンク、例えば、１〜６個のランニングタンク、例えば、１〜４個のランニングタンク、１〜３個のランニングタンク、１〜２個のランニングタンク、又は単一のランニングタンクを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ランニングタンクを複数の個別のランニングリザーバに区切ってもよく、これにより、単一のランニングタンク内で、ランニングリザーバ間の相互汚染なしで、同時に複数のゲルカセットをランニングさせることができる。幾つかの実施の形態では、各ゲルカセットは、個別のランニングタンクを有していてもよい。ランニングタンク及び／又はランニングリザーバは、フィルレベルインジケータ（fill level indicator）及び／又は液体レベルコントローラ（liquid level controller）を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、デバイスは、緩衝液タンクの能動的な温度制御を提供するように構成してもよい。他の実施の形態では、デバイスは、ランニングタンクの受動的な温度制御を提供するように構成してもよい。
【００３７】
ランニングタンクは、各ゲルカセット毎にゲルホルダを有していてもよく、これは、処理の間、ゲルカセットを垂直方向の向きに保持してもよく、ランニングタンク内でゲルカセットの密封を補助してもよい。幾つかの実施の形態では、ユーザがゲルホルダ内でゲルカセットの垂直位置を調整できるように、ゲルホルダは、可動であってもよい。幾つかの実施の形態では、ゲルホルダは、ゲルカセットアセンブリと連携して動作するように構成してもよく、ランニングタンク内でゲルカセットを密封するために少なくとも１個の密封ガスケット、密封ロックフレーム（seal and lock frame）、並びにカムロックハンドルを含んでいてもよい。
【００３８】
幾つかの実施の形態では、密封ロックフレームは、ゲルカセットを受容するように構成してもよい。密封ロックフレームは、ゲルカセット上の突起又はスロットと、密封ロックフレーム上のスロット又は突起との係合によって、ゲルカセットを受けるようにしてもよい。また、幾つかの実施の形態では、密封ロックフレームは、アノード端子及び／又はカソード端子、並びにアノードワイヤ及び／又はカソードワイヤを有していてもよく、これらは、密封ガスケットによって、ランニングリザーバの他の部分から絶縁してもよい。各端子及び／又はワイヤは、それぞれ、適切な如何なる導電材料から形成してもよく、例えば、金属、銅、プラチナ、パラジウム、金及びこれらの合金等、又は他の如何なる適切な導電材料から形成してもよい。幾つかの実施の形態では、密封ロックフレームと共にカムロックハンドルを設けてもよく、カムロックハンドルを用いて、密封ロックフレームに圧力を加え、ランニングタンク内におけるゲルカセットの適切な密封を確実にするようにしてもよい。密封ロックフレームは、デバイス内の他のシステムを用いる実時間の画像捕捉が密封ロックフレームによって妨げられないように構成してもよい。
【００３９】
使用時には、ゲルカセットを密封ロックフレームに挿入し、密封ガスケット等の密封機構を密封ロックフレームの少なくとも１つの端部に沿って配置し、ゲルカセットアセンブリを形成してもよい。ゲルカセットアセンブリは、ランニングタンクのランニングリザーバ内のゲルホルダに載置され、カムロックハンドルを係合して、アセンブリを適切な位置にロックし、密封してもよい。また、カムロックハンドルは、カセットをホルダ内で位置決めすることを補助するために用いてもよく、又は処理後の取り外しのために用いてもよい。関連する緩衝液をランニングリザーバに加えてもよく、ゲルを電気泳動させ、他のデバイス部品を用いて、更に処理してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、システムの自動又は手動の起動以外に、ゲル照明システム及び／又は画像捕捉システム及び／又は画像分析システムの更なる操作が不用となるように、予め設定される。電気泳動の後にゲルをデバイス内に配置し、デバイスを用いて電気泳動を行い、適切なゲル処理、画像捕捉及び画像分析を行ってもよい。
【００４０】
幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムを少なくとも１個の内部電源に接続してもよく、内部電源は、デバイスが構成されているゲルカセットを電気泳動させるために必要な電力を供給できる。幾つかの実施の形態では、デバイスが処理するように構成されているゲルカセットの数に応じて、複数の電源を用いることができる。幾つかの実施の形態では、ゲル処理システムは、端子を含んでいてもよく、端子は、ランニングタンクの上に嵌合される蓋に設けられた端子を介して、関連する電源に接続してもよい。このようにして、蓋が開いた状態では、デバイスの残りの電気系統からゲル処理システムを分離することができ、蓋が閉じたとき、蓋の電気端子がゲル処理システムのアノード端子及びカソード端子と相互に接触して、電気泳動に適切な動電学的な電場を提供する。幾つかの実施の形態では、蓋及びゲルアセンブリ上の様々な端子は、アセンブリ及び／又はゲルカセットが逆向きに挿入されたときは、電気泳動が実行されないように構成してもよい。
【００４１】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、ゲル照明システムを含んでいてもよい。適切な如何なる照明システムを用いてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、少なくとも１個の光源を含んでいてもよい。光源は、白色光を出射してもよく、適切な如何なる波長の光を出射してもよく、例えば、感光分子を励起するために有用な波長の光を出射してもよく、感光分子は、サンプル内にあってもよく、及び／又はデバイスのゲルカセットで処理されているスタンダードに含まれていてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の光源は、ゲルがゲル処理システムに配置されたとき、少なくとも１個の電気泳動ゲルを照明するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の光源は、単一のランプ光源、複数のランプ光源、１つ以上のＬＥＤ又はＬＥＤの１つ以上のアレイを含み又はこれらから構成してもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の光源は、白色光を出射してもよく、デバイス内のゲルカセットを照明する光から、望ましくない波長の光を除去する１つ以上のフィルタを含んでいてもよい。望ましくないとしてフィルタリング除去される波長には、画像捕捉システムによる識別のためのクリアな信号を提供する形式で関連する感光分子を励起するのに適さない波長、又は、撮像される放射ビームと重なる波長を含めてもよい。
【００４２】
例えば、幾つかの実施の形態では、光源は、青色光源、例えば、青色ＬＥＤ、青色ランプを含んでいてもよく、白色ＬＥＤを含んでいてもよく、青色フィルタと共にランプを使用してもよい。青色光源から出射される青色光は、約４３５ｎｍから約５００ｎｍまで、約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまで、例えば、約４５０ｎｍから約４７５ｎｍまで、約４６０ｎｍから約４７０ｎｍまで、又は約４７５ｎｍの範囲の波長であってもよい。このような具体例では、ゲルカセットで処理されるサンプル又はスタンダードを標識するために使用される感光分子は、約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまで、例えば、約４５０ｎｍから約４７５ｎｍまで、約４６０ｎｍから約４７０ｎｍまで又は約４７５ｎｍの波長域内に励起波長を有していてもよい。
【００４３】
幾つかの実施の形態では、光源の波長域は、感光分子の最大励起波長から約２０ｎｍ以内である。なお、適切な如何なる感光分子を用いてもよく、このような感光分子は、上に例示した青色光の範囲とは異なる励起波長域を有していてもよい。このような場合、適切な励起波長を提供する適切なランプ、ＬＥＤ、フィルタ及び他の光学部品を用いてもよい。
【００４４】
幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、１つ以上の光源を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、デバイス内のランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に少なくとも１個の光源を有していてもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、各ランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に１つ以上の光源、例えば、２〜１０個の光源、３〜８個の光源又は４〜６個の光源を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、光源は、ＬＥＤのアレイを含んでいてもよい。このような形式で、単一の光源は、例えば、１〜５０個のＬＥＤ、２〜４０個のＬＥＤ、３〜３０個のＬＥＤ、５〜２５個のＬＥＤ、６〜２０個のＬＥＤ、７〜１８個のＬＥＤ又は８〜１６個のＬＥＤを含んでいてもよい。
【００４５】
幾つかの実施の形態では、ゲル照明システムは、１つ以上の集光及び／又は光操作デバイスを含んでいてもよく、１つ以上の集光及び／又は光操作デバイスは、照明システムの光源の全て、幾つか又は１つと関連付けられていてもよい。幾つかの実施の形態では、集光又は光操作デバイスは、フィルタ、色付きフィルタ、ニュートラルデンシティフィルタ（neutral density filter：ＮＤフィルタ）、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ダイクロイックフィルタ、ミラー、ダイクロイックミラー、レンズ、コリメートレンズ、波長板、導波路、プリズム回折格子、バッフル、ビームスプリッタ及びこれらの組合せ等から選択してもよい。幾つかの実施の形態では、集光又は光操作デバイスは、光強度制御部品を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、光強度制御部品は、光源に供給される電圧（これによって、光源から出射される強度）を制御するニュートラルデンシティフィルタ又は電圧コントローラを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、光源の強度を制御することによって、既存のゲル照明システムに対して、ダイナミックレンジが改善される。幾つかの実施の形態では、システムの自動又は手動の起動以外、又は手動及び自動の組合せの起動以外、ゲル照明システム及び／又はゲル処理システムの更なる操作が不要となるように、少なくとも１個の光源を予め設定して、画像捕捉の成功のための十分な照明を提供してもよい。この構成は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置された位置における画像捕捉を提供することができる。
【００４６】
幾つかの実施の形態では、デバイスは、処理の間にゲルの実時間画像を捕捉することができ、デバイスのコンピュータ制御及び分析装置に画像を提供する画像捕捉システムを含んでいてもよい。画像捕捉システムは、画像分析システムが背景差分として使用するために、ゲル処理の開始の前に電気泳動ゲルの処理前の画像を捕捉するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、デジタルカメラを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、３００ｄｐｉを上回る、例えば、３００ｄｐｉ〜３０００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ〜２６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ〜２２００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ〜２０００ｄｐｉ、５００ｄｐｉ〜１６００ｄｐｉ、５００ｄｐｉ〜１２００ｄｐｉ、５００ｄｐｉ〜８００ｄｐｉ又は５００ｄｐｉ〜６００ｄｐｉの出力画像を生成できるデジタルカメラを含む。なお、例えば、少なくとも３００ｄｐｉ等、適切な如何なる出力画像ｄｐｉも許容できる。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、適切な如何なる画像ファイルフォーマット、例えば、ＰＤＦファイル、ＴＩＦＦファイル又はビットマップファイルで捕捉された画像を提供するように構成してもよい。同様に、捕捉される画像の解像度は、約１メガピクセルより大きくてもよく、例えば、約１メガピクセル〜約６メガピクセル、約１メガピクセル〜約５メガピクセル、約１．１メガピクセル〜約４．５メガピクセル、約１．２メガピクセル〜約４．０メガピクセル、約１．３メガピクセル〜約３．５メガピクセル、約１．４メガピクセル〜約３．２メガピクセル、約１．５メガピクセル〜約３．０メガピクセル、約１．６メガピクセル〜約２．８メガピクセル、約１．７メガピクセル〜約２．５メガピクセル、１．８メガピクセル〜約２．２メガピクセルであってもよい。なお、例えば、少なくとも約１メガピクセルの解像度等、適切な如何なる画像解像度も許容できる。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、１つ以上の画像フォーカシング又は画像操作デバイス、例えば、フィルタ、ミラー、レンズ等から選択されたデバイスを含んでいてもよい。
【００４７】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、デバイス内の各ランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に少なくとも１個の画像捕捉システムを含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、各ランニングリザーバ／ゲルカセットアセンブリ毎に１つ以上のデジタルカメラを含む。幾つかの実施の形態では、少なくとも１個の画像捕捉システムは、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、少なくとも１個の電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で画像を捕捉するように構成される。幾つかの実施の形態では、少なくとも１つの画像捕捉システムは、システムの自動又は手動の起動以外に、画像捕捉システムの更なる操作が不用となるように予め設定され、画像捕捉の成功を提供する。この構成は、デバイスが電気泳動のために用いられているとき、電気泳動ゲルがデバイスに配置されている位置で画像捕捉を提供することができる。
【００４８】
幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、電気泳動の間に少なくとも１個の電気泳動ゲルの実時間の撮像を提供するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、画像捕捉システムは、ゲルカセットアセンブリ内で、ゲル処理の開始から、少なくともゲル処理の完了まで、電気泳動ゲルの実時間の撮像を提供するように構成してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、背景差分画像としての使用のために、ゲルカセット内で電気泳動ゲルの画像を捕捉するように構成してもよい。
【００４９】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイスは、適切な統合されたシステムディスプレイ、統合されたコンピュータシステム又はコンピュータプロセッサ、及び適切な統合されたメモリを含み、ソフトウェア及びランデータを実行及び保存し、デバイスに挿入されたゲルカセットの処理、撮像及び分析を制御するパラメータを満たす。幾つかの実施の形態では、ディスプレイは、様々なバックグラウンド画像捕捉、ゲル処理、画像捕捉及び分析処理の間に、ゲルの１つ以上の実時間画像を表示してもよい。ディスプレイは、適切な如何なるディスプレイであってもよく、例えば、フラットスクリーンディスプレイ又はタッチスクリーンディスプレイシステムであってもよい。幾つかの実施の形態では、ディスプレイシステムは、実際のゲルサイズに近似し又はこれより大きい視認可能な画像サイズを有していてもよい。ディスプレイは、複数のゲル画像を一度に表示してもよく、複数のゲルの画像を一度に表示してもよい。ディスプレイは、タッチスクリーンディスプレイを含んでいてもよく、ユーザは、これを介して、デバイスとインタラクトして、ランデータ等のユーザ入力、例えば、電圧、電流、パワー、時間及び使用されるスタンダードに関するデータを提供し、デバイスの手動制御又はランプロトコールの手動入力を行うことができる。また、ユーザ入力によって、プレロードされているプロトコールを選択し、プレロードされているスタンダード又は他のラン情報を選択することもできる。
【００５０】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、幾つかの望ましい条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み、又はこれらを満たしてもよい。幾つかの実施の形態では、外部インタフェースを設ける。例えば、ＵＳＢホストサポート及びファイルシステムインタフェースを設けて、ＵＳＢスティックの使用をサポートしてもよい。ＵＳＢデバイスサポート及びファイルシステムインタフェースを設けて、ＰＣ（マスストレージデバイス）への直接接続をサポートしてもよい。ＦＴＰサーバ及びファイルシステムインタフェースを設けて、ネットワークファイル転送をサポートしてもよい。
【００５１】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、１つ以上のオンボード能力を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。例えば、ソフトウェア又はファームウェアは、推定された分子量、推定された量、パーセント純度（レーン内のバンド比率）及び推定された解像度（バンド／ピーク幅）を含む相対的な定量分析結果の出力を提供してもよい。少なくとも１００枚のゲル画像、関連データ及びレポートファイルを保存するために十分な内部メモリを設けることができる。相対分子量（ＭＷ）定量及び純度を算出する能力を提供してもよい。画像分析に部分的に基づくメンブレン上のバンドの識別を可能にすることもできる。ソフトウェア又はファームウェアによって、使用されているゲルカセットからの画像分析又は関連する情報のユーザ入力に基づくオンボードのレーン及びバンド追跡を提供してもよい。スタンダードを含むレーン間の検体のピーク位置に対する分子量（ＭＷ／Ｒｆ）の算出のために、複数の相対的なスタンダード整列能力を提供してもよい。オンボードのタンパク質及び／又は核酸スタンダードデータベースを提供してもよく、これらは、プレロードしてもよく、ユーザが新たなスタンダードの一意的な組を追加できるようにしてもよい。幾つかの実施の形態では、電気泳動の間、３５秒以下の更新レート及びユーザの要求によって示されるゲルの実時間のスナップショットを提供してもよい。現在表示されている最後のスナップショットの撮影時刻をＧＵＩスクリーン上にスナップショットと共に表示してもよい。デフォルト分離パラメータ（時間、電圧、電流）をユーザが制御できるようにしてもよい。画像捕捉パラメータ（明るさ、露出、コントラスト、ガンマ）をユーザが制御できるようにしてもよい。ＴＩＦＦフォーマットの画像をエクスポートできるようにしてもよい。画像ファイルフォーマットのレポート及びゲル画像を提供してよく、これを写真プリンタに挿入されたメモリデバイスから直接印刷できるようにしてもよい。ＵＳＢスティックインタフェースを用いて、オンボードソフトウェアのフィールドアップグレードを提供してもよい。ＭＳ Ｅｘｃｅｌ互換のファイルを生成できるようにしてもよい。編集するレーン、スタンダード、正しいレーン数、使用されるロード量を編集する再計算機能を提供してもよい。ユーザが画像を選択すると、再処理のために関連するファイルを自動的に読み出すようにしてもよく、メモリがフルになると、ユーザに警告するようにしてもよい。出力ファイルには、タイムスタンプを付してもよい。出力ファイルには、複数のランを区別できるように名称を付してもよい。更に、最近の出力ファイル位置を表示し、ユーザが内部又は外部のストレージ装置からそれらのデータを容易に読み出せるようにしてもよい。
【００５２】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、他の条件又は特徴を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、「実時間」画像を生成してもよい。例えば、電気泳動の間のゲルの「実時間」画像を表示してもよい。１又は複数のゲル画像をディスプレイに同時に並べて表示してもよい。レーンのオーバレイは、各ゲル画像のトップに亘って、水平に表示してもよく、Ｒｆ追跡マークは、ゲルの側に沿って、垂直に表示してもよい。ダイフロントを追跡するＲｆ１．０によって、Ｒｆマークを動的に更新してもよい。ゲル画像は、白色背景に黒色のバンドで表示してもよく、黒色背景に白色のバンドで表示してもよい。画像表示モードは、（ａ）２個のゲルを〜８０％スケールで同時に示すモード及び（ｂ）単一のゲルを１００％のスケールで示すモードを含んでいてもよい。ユーザは、様々な撮像表示モードについて、サムネイル画像上で選択及びトグルを行うことができ、サムネイル画像は、現在表示されている画像を強調してもよい。ゲル画像ディスプレイは、画像捕捉レートを超えない範囲内でできるだけ速く更新してもよい。ランの間に一時停止オプションを用いて、ランが完了する前に、ユーザがゲル画像を調べることができるようにしてもよい。一時停止オプションを開始すると、ゲルへの電源が停止され、そして、ユーザは、関連する何らかのデータを収集し、ランを再開し、又はランを終了して関連する何らかのデータを収集するオプションを有する。
【００５３】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、以下の条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。幾つかの実施の形態では、例えば、ダイフロントが所望の位置まで進むと自動的に一時停止し、ランコントローラへのフィードバックによって、色素全面を追跡すること、ユーザが定義したスタンダードの入力を可能にする設定（ＭＷ及び／又は量）及び画像雑音低減の導入のうちの１つ以上を自動化してもよい。
【００５４】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、メッソドファイルに関連する以下の条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。メソッドファイルとは、包括的には、ゲル電気泳動デバイス、分析及びレポート作成を制御するパラメータのレポジトリであってもよい。これらは、デフォルト値を有し、ユーザが編集可能なフィールドから構成してもよい。コンピュータ制御システムがゲル電気泳動デバイスソフトウェアのメソッドファイルを読み出して、ランのための撮像及び電源設定を設定してもよい。ユーザが定義したメソッドファイルを利用できるようにしてもよい。幾つかの実施の形態では、少なくとも３０個のファイルが利用可能である。デバイスの各ラン毎に１個のメソッドファイルを用いてもよく、個別のランニングリザーバ内のランを個別のメソッドファイルが制御してもよい。ラン固有のパラメータは、電圧、電流、停止モード、ランニング緩衝液等を含み、メソッドファイル内のゲル固有のパラメータ（スタンダード、レーン等）から独立していてもよい。ユーザは、背景差分のためにデフォルトのローリングディスク半径を設定してもよい。ユーザは、ランニング緩衝液タイプを設定してもよい。ユーザは、実験の電圧、電流、時間、最大電流限界及びこれらの組合せ等を選択／入力してもよい。ユーザは、ランモード、例えば、定電力、定電圧又は定電流を選択／入力してもよい。ユーザは、例えば、分単位のランタイムを含む自動停止モード又はダイフロントの追跡を選択／入力してもよい。ユーザが、データベースから選択／入力を行えるようにしてもよく、例えば、スタンダード毎に１個のレーン割当を選択するようにしてもよい。各ゲルは、自らのスタンダードを個別に用いてもよく、異なるゲルからのスタンダードを用いてもよい。例えば、２個のランニングリザーバランにおいて右のゲルの演算のためのスタンダードとして、左のゲルのレーン１を使用するよう選択してもよい。ユーザは、スタンダードのロードボリュームを選択／入力してもよい。ユーザは、印刷する電気泳動図のレーンを選択／入力してもよい。ユーザは、ＭＷ図パラメータ及びデータテーブル単位（Ｒｆ又はｍｍ）を選択／入力してもよい。ユーザは、質量曲線単位、例えば、ｎｇ、μｌ又はピコモルを選択／入力してもよい。ユーザは、例えば、左又は右のゲル等、質量較正曲線を選択／入力してもよい。ユーザは、ＭＷ較正のために曲線あてはめタイプを選択／入力してもよい。ユーザは、印刷するレポートを選択／入力してもよく、例えば、どのレーンの電気泳動図レポートを取得するかを選択してもよい。ユーザは、作成されるレポート及び出力レポートセクション内で定義されるオプションを選択／入力してもよい。ユーザは、外部ストレージデバイスに出力ファイルをコピーすることを指定してもよい。
【００５５】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、自動レーン作成に関連する以下の条件又は特徴の１つ以上を提供し、これらを含み又はこれらを満たしてもよい。メソッドは、ゲル画像の取得の後に自動的にレーンを作成してもよい。このメソッドは、カセット画像からのバーコード又は印刷された情報を用いて、レーン境界を確立してもよく、例えば、Ｒｆ＝０をユーザによって設定してもよく、バーコード又は印刷された情報から特定してもよい。ゲル間のギャップを特定し、レーンとして定義されることを防止してもよい。レーンの番後付けは、更なるゲルのそれぞれ毎に再開してもよい。例えば、レーンの傾斜を考慮に入れて、コームによって定義されるゲルの上下における同じ幅をレーン内のバンドの重心に縦に揃えてもよい。レーン作成のために関心領域を手動で選択できるようにしてもよい。
【００５６】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、画像捕捉の後に背景差分を提供してもよい。ゲル処理の開始の前に、１つ以上のゲルの背景画像を捕捉してもよく、この画像を背景差分のために使用してもよい。背景差分を示す電気泳動図を表示してもよい。背景差分のための電気泳動図の画像は、ピークヒストグラム、ゲル／レーン番号、背景ライン及び関連するゲル／レーンスライス画像を表示してもよい。電気泳動図のスケールは、レーン画像のスケールに一致させてもよく、バンドは、ピークによって整列させてもよい。バンド検出の前に、ローリングディスク法を用いて、背景差分を抽出してもよい。ユーザは、ローリング値指数及び上下矢印を用いて、ローリングディスク法（rolling disc method）のための半径を、１００〜９００の間で、１００ずつインクリメントさせて調整できる。電気泳動図は、各ランの後に、ローリングディスク調整効果をライブで表示してもよい。ローリングディスク値は、特定のゲルに関連するメソッドファイル内に保存してもよい。デフォルトのローリングディスク半径を設定してもよく、ユーザが調整できるようにしてもよい。例えば、背景差分：ローリングディスク、半径＝Ｘ等のように電気泳動図の画像及びレポートにローリングディスク半径を注釈として付加してもよい。他の適切な背景差分メソッドをサポートしてもよい。ピーク数、幅又は他の注釈を示してもよい。メソッドファイルからユーザが選択した単位を示してもよい。画素強度（Pixel Intensity）を示してもよい。背景差分調整のために用いられる電気泳動図の画像は、例えば、８００の特定のデフォルトローリングディスク半径によって判定された最も多くのバンド／ピークを有するレーンからのものであってもよい。幾つかの場合、ユーザは、特定のゲルからの他の如何なるレーンを選択して、調整を行ってもよい。
【００５７】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、バンド検出感度を提供してもよく、例えば、バンド検出閾値を調整できるようにしてもよい。バンド検出感度の判定は、バンドカウントが安定するまで繰り返されるように構成してもよい。例えば、最終的なバンド検出、電気泳動図、バンド％、ＭＷ判定及び／又は定量化に関して、ゲル分析の前に、感度を固定してもよい。
【００５８】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、自動バンド検出を提供してもよい。バンド検出誤差を補正できるようにしてもよい。誤差は、ソフトウェアによって直接的に補正可能であってもよく、サードパーティの分析ソフトウェアを用いて、オフラインで補正してもよい。デバイスは、背景差分パラメータのユーザ調整がバンド検出感度に影響を与えるように構成してもよい。スタンダードからのＭＷ及び濃度データを組み込んでもよい。各ゲルについて、計算のために１又は複数のスタンダードを用いてもよい。レーンについて、バンドの数及び位置を確立するためのスタンダードを含むプレロードされたスタンダードデータベースを用いてもよい。ユーザが定義したスタンダードが正しく検出されない場合、ＧＵＩは、警告及び補正ウィンドウをユーザに表示してもよい。レーン内のバンド数を電気泳動図に表示してもよく、演算に関連付けてもよい。バンド付番は、Ｒｆ＝０に最も近い各レーンにおいて、１から開始してもよい。
【００５９】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、ピーク位置、分子量（ＭＷ）、ピーク高さ、ピーク面積、ピーク体積及びバンドパーセンテージに関連する特徴の１つ以上を提供し、算出し、表示し及び／又は印刷するように構成してもよい。例えば、ピーク位置の生成（Ｒｆ又はｍｍ）、分子量（ＭＷ）、ピーク高さ（画素強度）、ピーク面積、ピーク体積、バンド鮮鋭度、バンドパーセンテージのうちの１つ以上を提供してもよい。これらの特徴は、各ピーク毎に提供してもよい。背景差分を算出してもよい。各ピーク毎に、ピーク番号、Ｒｆ又はｍｍ、分子量（ＭＷ）、量、バンド鮮鋭度及びバンドパーセンテージを表示してもよい。以下のパラメータを判定及び／又は算出してもよく、選択されたレーン内の各バンドの数値は、表の形式で提示してもよく、図式的に表示してもよく、及び／又は印刷してもよい。ピーク位置（Ｒｆ）は、０．０００から１．０００までの間の値であってもよい。１つ以上の既知のゲルスタンダードの分子量を用いて、ＭＷを判定してもよい。ピーク高さは、所与のバンドの背景差分演算されたピーク画素強度であってもよい。ピーク面積は、以下の式を用いて算出してもよい（また、バンド幅（band width）は、バンド鮮鋭度（band sharpness）とも呼ばれる。）：ピーク面積＝バンド幅×バンド長さ。ピーク体積は、以下の式を用いて算出してもよい：ピーク体積＝ピーク面積×ピーク高さ。体積は、バンド％及び質量定量化のために使用してもよい。％純度（１レーンあたりのバンド％）は、以下の式を用いて算出してもよい：％純度＝（レーン内のピーク番号のピーク体積／レーン内の全てのピークのピーク体積の和）×１００。幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、レーン画像及び電気泳動図を生成してもよい。選択されたレーンの電気泳動図を生成してもよく、例えば、レーン画像、並びにレーン番号及び左右の何れのゲルが画像に対応しているかの注釈を含ませてもよい。電気泳動図のｘ軸は、Ｒｆ（デフォルト）又はｍｍ（ユーザ選択）であってもよく、ｙ軸を画素強度としてもよい。Ｒｆは、例えば、左から右に、０．０〜１．０の間で、０．１ずつインクリメントする範囲を有していてもよい。画素強度は、例えば、１６ビット階調画像の場合、０〜２５５の範囲を有していてもよい。選択されたレーンの電気泳動図には、ピーク番号を示してもよい。また、電気泳動図には、バンド鮮鋭度を表すピーク境界を示してもよい。電気泳動図は、バックグラウンドを示してもよい。
【００６０】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、スタンダードデータベースを含んでいてもよく、スタンダードデータベースにリンクさせてもよい。このデータベースは、画像分析ソフトウェアによって使用されるファイルのレポジトリを含んでいてもよく、ユーザによって追加又は編集してもよい。これらのファイルは、ランメソッドファイルにおいて指定してもよい。
【００６１】
ＭＷ対Ｒｆ図：幾つかの実施の形態では、ＭＷスタンダードに関する情報を含む予め定義されたオンボードのスタンダードデータベースがあってもよい。この情報は、複数の順次的に特定されたバンドのそれぞれについてＭＷを含んでいてもよい。データベースは、ユーザによって追加してもよい。例えば、読出専用として保存されたプリセットスタンダードを含んでいてもよい。ユーザは、各ランのためのデータベースからスタンダードを選択してもよい。ゲルランの後に、（プレロードされた又はユーザ定義の）スタンダードのための先に存在しているＭＷデータを用いて、ＭＷ「較正」曲線及びチャートを生成してもよい。この曲線及びチャートは、デバイス上に表示してもよく、オプションとして、レポート内に含ませてもよい。チャートにゲル及びレーン番号、並びに日付及びタイムスタンプによって、注釈を付してもよい。この情報を用いて、ゲルランの最後に表示されるスタンダードオーバレイを生成してもよい。曲線あてはめは、例えば、デフォルトで、３次スプラインであってもよい。ユーザがログＭＷ（log MW）又は他のあてはめを選択してもよい。ユーザは、データベースから、ＭＷスタンダード及びスタンダードが含まれるレーンを選択してもよい。ＭＷスタンダードが特定されない場合、ＭＷを算出することができず、この場合、デバイスプロンプトによってユーザにこれを通知してもよい。
【００６２】
相対定量及び絶対定量：予め定義されたオンボードのスタンダードデータベースは、特定されたバンドについての数量を含んでいてもよい。このデータベースは、ユーザが追加することができるが、幾つかのプリセットスタンダードは、読出専用であってもよい。ユーザは、定量化する各ランについて、データベースからスタンダードを選択してもよい。これは、メソッドファイルによって設定してもよい。ゲルランの後に、スタンダードについて、先に存在している量データを用いて、定量化「較正」曲線及び図を生成してもよい。スタンダードは、プリセットであっても、ユーザが定義したものであってもよい。曲線及びチャートは、デバイス上に表示してもよく、レポートとして使用可能にしてもよい。チャートには、ゲル及びレーン番号で注釈を付してもよい。定量化のための曲線あてはめは、線形であってもよく、ユーザ選択オプションから選択してもよい。ユーザは、データベースから、定量化スタンダード及びスタンダードが含まれる１又は複数のレーンを選択してもよい。バンドを選択し、その量の値に関連付けてもよい。定量化スタンダードが特定されない場合、量を算出することができず、この場合、デバイスプロンプトによってユーザにこれを通知してもよい。幾つかのスタンダードは、ソフトウェアがＭＷ位置からバンドを判定できるように作成してもよい。定量化スタンダードのために１個以上、例えば、５個のフィールドを用いてもよい。例示的なフィールドとしては、ランの後に判定された概算的なＭＷ、量、ロードされた体積、レーン番号及び定量化スタンダードデータベースファイルを含ませてもよい。ユーザは、定量化のために、先のラン較正曲線を選択してもよく、同じランにおける１つ以上の他のゲルからの曲線を選択してもよい。各ゲルタイプ毎に複数の質量曲線のためのストレージを提供してもよい。曲線には、例えば、ゲルロット番号で、ランニング緩衝液タイプ、ゲルタイプ及び定量化スタンダードデータベース選択と共に、日時をスタンプしてもよい。
【００６３】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、ウェスタン転写メンブレンの画像を取得できるようにしてもよい。この取得の後、ソフトウェア上で分析を用いて、ＭＷ割当を行ってもよい。この機能は、デバイス上の反射的な可視光及び落射蛍光撮像能力を含んでいてもよい。撮像のためにメンブレンを保持するフレームを提供してもよい。メンブレン画像には、日時をスタンプしてもよく、これが導出されたゲルに関連付けてもよい。メンブレン画像は、保存してもよい。
【００６４】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、出力レポートを作成してもよい。例えば、生のゲル画像の生成では、個別の出力ファイルとして、少なくとも１６ビット３００ｄｐｉグレースケールの非圧縮ＴＩＦＦファイルを提供してもよい。画質が劣る画像をレポートに埋め込むようにしてもよい。
【００６５】
レポート作成：複数の選択可能なレポートフォーマットを提供してもよく、例えば、デフォルトの最小限のフォーマット、詳細なフォーマット及びユーザが定義可能なフォーマットを提供してもよい。ユーザ選択肢として利用可能な例示的なレポートセクションは、電気泳動パラメータ、電圧、電流、電力及び時間（デジタル形式及び／又はグラフィカル形式）、ユーザから見てどちらが左及び右であるかの注釈付きのゲル画像、ゲルバンド識別マーキング及びレーン番号、赤色のＭＷ割当ライン内に表示されたスタンダードとゲルバンド識別画像の側にオーバレイされた値、ＭＷ較正曲線、定量化のために較正された体積曲線及び較正されたロードを含んでいてもよい。
【００６６】
電気泳動図については、レポートは、「画素強度」、ピーク上にバンド番号が示された「Ｒｆ」水平背景差分ヒストグラム、ラインとしてのディスプレイ背景レベルピークに揃えてスケーリングされたレーンの実際の水平画像、背景差分メソッド、バンド雑音因子及び傾斜（ピークを判定するために用いられたＳ／Ｎ）、バーコード情報（ウェルの番号、ゲル％等）、スタンダードタイプ及び割当、緩衝液タイプ、電圧、電流及びランタイム、照明モード、フォルダ名（ロット、シリアル番号）、及びゲルランの間に用いられた電力等を示してもよい。
【００６７】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、約０Ｖ〜約４００Ｖ、例えば、３３５Ｖの独立した出力電圧を有する電源を提供してもよい。電源は、約０Ａ〜約０．５Ａ、例えば、３７５ｍＡの独立した出力電流及び約０Ｗ〜約２００Ｗの出力電力を有していてもよい。
【００６８】
幾つかの実施の形態では、ゲル電気泳動デバイス、ソフトウェア又はファームウェアは、外部インタフェースを備えていてもよい。例えば、グラフィカルユーザインタフェース（graphical user interface：ＧＵＩ）モジュールは、ＬＣＤディスプレイ、キーパッド及び／又はタッチスクリーンを含んでいてもよい。ユーザインタフェースモジュールは、ＬＣＤに表示される画面を制御できる。これらの制御動作は、キーパッド及び／又はタッチスクリーンを介してユーザから情報を受信し、表示更新及び／又は「解釈された」情報をシステムの他のモジュールに転送してこれに応答することによって実行してもよい。ＧＵＩは、ポインティングデバイス又はキーボードを必要としないように設計してもよい。幾つかの実施の形態では、器具とＰＣとの間のファイル転送は、様々な手法で行うことができ、例えば、ＵＳＢメモリスティック、直接ＰＣに接続されたＵＳＢケーブル、ＦＴＰを用いるイーサネットネットワーク転送等によって行ってもよい。
【００６９】
幾つかの実施の形態では、ラン開始、定義、許可、イネーブル、メソッドファイルを介する制御、照明、ラン中断、ラン終了、撮像及び分析、並びにレポート属性の選択等のユーザ入力オプションの１つ以上の組合せを提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ＵＳＢタイプＡインタフェース、ＵＳＢタイプＢインタフェース及びＲＪ−４５ソケット等の通信インタフェースを設けてもよい。幾つかの実施の形態では、ソフトウェアは、以下の属性の１つ以上を有することができ、例えば、ゲルの挿入から分析レポートの作成までの電気泳動ランの自動化等の属性を有することができる。幾つかの実施の形態では、同じランの間、同じゲルに関して複数のタイプ及びレーンのＭＷ／濃度スタンダードを用いてもよい。幾つかの実施の形態では、挿入されているゲルに関する情報に基づいて、ランレーンの自動識別及び作成を行ってもよい。幾つかの実施の形態では、様々なゲルタイプ／ウェル構成について、（予め保存されている又はユーザが入力した）レーンテンプレートのストレージを提供してもよい。幾つかの実施の形態では、様々な既存のタンパク質スタンダードに関する予め保存された情報、タンパク質スタンダードに関するユーザ入力情報のストレージ、及びタンパク質スタンダードのための編集可能なＭＷデータが提供される。幾つかの実施の形態では、自動的なバンドの実時間検出が提供される。幾つかの実施の形態では、ＭＷ対Ｒｆチャートの蛍光較正生成（fluorescence calibration generation）、例えば、較正及び曲線あてはめ、スタンダード較正に基づくＭＷの純度（バンドパーセンテージ）の判定、相対的なタンパク質定量化及び絶対的なタンパク質定量化が提供される。幾つかの実施の形態では、提供される特徴及び調整パラメータは、以下に限定されるものではないが、「実時間で」最小１６ビットカラー画像の生成、ＴＩＦＦ、ＪＰＥＧ又はビットマップとしての画像の保存、ゲル画像の出力への埋め込み（少なくとも３００ｄｐｉ解像）、以下に限定されるものではないが、明るさの調整、ズーム、クロッピング等の画像の編集、注釈の付加、レーン境界の編集、レーン傾斜／そり補正能力、手動バンド検出、関心領域（ゲル領域、単一のレーン、バンド）の手動選択、バンド検出感度調整能力、バンド編集能力、異なる露光時間への対応、蛍光／吸収バンド検出二重性（fluorescence/absorbance band detection duality）等が含まれる。幾つかの実施の形態では、提供される特徴及び調整パラメータは、以下に限定されるものではないが、背景差分を含む各レーンについての検出されたバンドの実時間の電気泳動画像の生成及び表示、情報の包含、例えば、電気泳動図によるレーン画像の表示、各レーン内のピークＩＤ／バンド番号、ピーク位置（画素、ｍｍ、Ｒｆ）ピーク高さ、ピーク面積及びピーク体積、バンド鮮鋭度に基づくピーク幅及び解像度、ガウスピークあてはめ能力によるピーク分割、ピーク正規化（バンド間、レーン間）、電気泳動図差分、画面上への電気泳動図オーバレイ、（ゲルに亘る）バンドパターン整合、比較精度、再現性（ＭＷ）等を含んでいてもよい。幾つかの実施の形態では、比較再現性（純度）、ゲル間分析（ＭＷ）、濃度、質量及び純度、並びにゲル間正規化を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ゲル性能／品質確認及び／又は最終的な背景差分された電気泳動画像を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ＮＧＥ器具とＰＣとの間の双方向通信を提供してもよい。幾つかの実施の形態では、ランの最後に器具から外部ソースにデータを転送してもよい。幾つかの実施の形態では、提供される特徴及び調整パラメータは、以下に限定されるものではないが、例えば、バーコードから又はゲル画像からの読出及び記録ゲルタイプ（Ｃａｔ番号、ロット番号及び一意的識別子）、タッチスクリーンＧＵＩ、ソフトウェア更新能力及び機能、データテーブル生成（例えば、ＥＸＣＥＬフォーマット）、印刷レポートフォーマット／レイアウトの生成（例えば、ＭＳ ＷＯＲＤ）、他のファイルへのリンク（インポート／エクスポート機能）、印刷、高解像度画像（少なくとも３００ｄｐｉ）、（例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓとの）オペレーティングシステム互換性、（例えば、Ｅｘｃｅｌに）エクスポート可能なテーブルファイル、プレロードされたプリンタドライバ、ＰＣなしでの印刷能力、及びマクロ作成能力を含む。
【００７０】
本明細書において言及した全ての刊行物、特許及び特許出願は、引用によって本願に組み込まれるものとし、これは、個々の刊行物、特許又は特許出願について、特別に、個別に、引用によって本願に組み込まれると示した場合と同様である。
【００７１】
ここでは、本発明の実施の形態を示し、説明したが、このような実施の形態は、例示的に示されているに過ぎないことは、当業者にとって明らかである。当業者は、本発明から逸脱することなく、多くの変形、変更及び代替を想到できる。なお、本発明の実施にあたり、ここに説明した発明の実施の形態の様々な代替を採用してもよいことは明らかである。特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲内の方法及び構造、並びにこれらの均等物も特許請求の範囲に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
ゲル処理システムと、
ゲル照明システムと、
画像捕捉システムと、
画像分析システムとを備え、
前記ゲル処理システム、前記ゲル照明システム、前記画像捕捉システム及び前記画像分析システムは、全て前記筐体内に収容されている、ゲル電気泳動デバイス。
【請求項２】
前記各システムは、動作的に関連付けられ、自動化されている、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項３】
前記ゲル処理システムは、
少なくとも２つのゲル緩衝液リザーバと、
少なくとも２つのゲルホルダと、
前記少なくとも２つのゲルホルダのそれぞれのための少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードと
を備える、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項４】
前記ゲル照明システムは、前記ゲル処理システム内に少なくとも１つの電気泳動ゲルが配置されたとき、前記電気泳動ゲルを照明するように構成された少なくとも１つの光源を備える、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光源は、少なくとも１つの青色光源を含む、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つの青色光源は、波長域が約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまでの青色光を出射する、請求項５記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの青色光源は、少なくとも１つのＬＥＤ青色光源を含む、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光源は、少なくとも２つの光源を含む、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項９】
少なくとも１つの光強度制御部品を更に備える、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光源は、前記ゲル照明システムの自動又は手動の起動以外に、前記ゲル照明システムの更なる操作が不用となるように予め設定され、前記デバイスが電気泳動のために用いられるとき、前記電気泳動ゲルが前記デバイスに配置された位置での画像の捕捉を成功させるのに十分な照明を提供する、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１１】
前記画像捕捉システムは、少なくとも１つのデジタルカメラを含む、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのデジタルカメラは、前記画像捕捉システムの自動又は手動の起動以外に、前記画像捕捉システムの更なる操作が不用となるように予め設定され、前記デバイスが電気泳動のために用いられるとき、前記電気泳動ゲルが前記デバイスに配置された位置での画像捕捉を成功させる、請求項１１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１３】
前記画像捕捉システムは、電気泳動の間、少なくとも１つの電気泳動ゲルの実時間撮像を提供するように構成される、請求項１１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１４】
ゲル電気泳動を実行する方法であって、
ゲル処理システム及び画像捕捉システムを含むゲル電気泳動デバイス内の少なくとも１つの標識サンプルの電気泳動を実行することと、
前記画像捕捉システムによって、前記少なくとも１つの標識サンプルを撮像することとを含み、
前記実行すること及び撮像することは、互いに動作的に関連付けられ、自動化されている、方法。
【請求項１５】
前記画像捕捉システムと動作的に関連付けられている画像分析システムによって、前記撮像されたサンプルを分析して、分析された画像を生成することを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記分析された画像のハードコピーを印刷することを更に含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記標識サンプルと同時に標識タンパク質スタンダードを電気泳動させることを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記標識サンプル内の少なくとも１つの標識タンパク質の絶対量を判定することを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、約３０分未満で実行される、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、約１５分未満で実行される、請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
前記撮像することは、前記標識サンプルを少なくとも１個のＬＥＤ青色光源に露光することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１個のＬＥＤ青色光源は、波長域が約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまでの青色光を出射する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記画像捕捉システムは、電気泳動の間、前記少なくとも１個の標識サンプルに関して、実時間で画像を捕捉する、請求項２１記載の方法。
【請求項１】
筐体と、
ゲル処理システムと、
ゲル照明システムと、
画像捕捉システムと、
画像分析システムとを備え、
前記ゲル処理システム、前記ゲル照明システム、前記画像捕捉システム及び前記画像分析システムは、全て前記筐体内に収容されている、ゲル電気泳動デバイス。
【請求項２】
前記各システムは、動作的に関連付けられ、自動化されている、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項３】
前記ゲル処理システムは、
少なくとも２つのゲル緩衝液リザーバと、
少なくとも２つのゲルホルダと、
前記少なくとも２つのゲルホルダのそれぞれのための少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードと
を備える、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項４】
前記ゲル照明システムは、前記ゲル処理システム内に少なくとも１つの電気泳動ゲルが配置されたとき、前記電気泳動ゲルを照明するように構成された少なくとも１つの光源を備える、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光源は、少なくとも１つの青色光源を含む、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つの青色光源は、波長域が約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまでの青色光を出射する、請求項５記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの青色光源は、少なくとも１つのＬＥＤ青色光源を含む、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光源は、少なくとも２つの光源を含む、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項９】
少なくとも１つの光強度制御部品を更に備える、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光源は、前記ゲル照明システムの自動又は手動の起動以外に、前記ゲル照明システムの更なる操作が不用となるように予め設定され、前記デバイスが電気泳動のために用いられるとき、前記電気泳動ゲルが前記デバイスに配置された位置での画像の捕捉を成功させるのに十分な照明を提供する、請求項４記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１１】
前記画像捕捉システムは、少なくとも１つのデジタルカメラを含む、請求項１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのデジタルカメラは、前記画像捕捉システムの自動又は手動の起動以外に、前記画像捕捉システムの更なる操作が不用となるように予め設定され、前記デバイスが電気泳動のために用いられるとき、前記電気泳動ゲルが前記デバイスに配置された位置での画像捕捉を成功させる、請求項１１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１３】
前記画像捕捉システムは、電気泳動の間、少なくとも１つの電気泳動ゲルの実時間撮像を提供するように構成される、請求項１１記載のゲル電気泳動デバイス。
【請求項１４】
ゲル電気泳動を実行する方法であって、
ゲル処理システム及び画像捕捉システムを含むゲル電気泳動デバイス内の少なくとも１つの標識サンプルの電気泳動を実行することと、
前記画像捕捉システムによって、前記少なくとも１つの標識サンプルを撮像することとを含み、
前記実行すること及び撮像することは、互いに動作的に関連付けられ、自動化されている、方法。
【請求項１５】
前記画像捕捉システムと動作的に関連付けられている画像分析システムによって、前記撮像されたサンプルを分析して、分析された画像を生成することを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記分析された画像のハードコピーを印刷することを更に含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記標識サンプルと同時に標識タンパク質スタンダードを電気泳動させることを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記標識サンプル内の少なくとも１つの標識タンパク質の絶対量を判定することを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、約３０分未満で実行される、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、約１５分未満で実行される、請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
前記撮像することは、前記標識サンプルを少なくとも１個のＬＥＤ青色光源に露光することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１個のＬＥＤ青色光源は、波長域が約４４０ｎｍから約４９０ｎｍまでの青色光を出射する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記画像捕捉システムは、電気泳動の間、前記少なくとも１個の標識サンプルに関して、実時間で画像を捕捉する、請求項２１記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公表番号】特表２０１３−５０２５９７（Ｐ２０１３−５０２５９７Ａ）
【公表日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２６９１６（Ｐ２０１２−５２６９１６）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４６４９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２５７８１
【国際公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＷＩＮＤＯＷＳ
【出願人】（５０２２２１２８２）ライフ テクノロジーズ コーポレーション (113)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４６４９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０２５７８１
【国際公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＷＩＮＤＯＷＳ
【出願人】（５０２２２１２８２）ライフ テクノロジーズ コーポレーション (113)
【Ｆターム（参考）】
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