恒温装置、キャピラリ電気泳動装置
【課題】コンパクトなキャピラリ恒温装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る恒温装置は、可撓性を有する素材を用いて構成されたヒータを備える。
【解決手段】本発明に係る恒温装置は、可撓性を有する素材を用いて構成されたヒータを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリ電気泳動装置のキャピラリの温度を保持する恒温装置、およびその恒温装置を備えたキャピラリ電気泳動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、キャピラリに高分子ゲルやポリマー溶液等の電気泳動媒体（分離媒体）を充填して電気泳動を行うキャピラリ電気泳動装置が広く用いられるようになってきた。
【０００３】
下記特許文献１に記載されているキャピラリ電気泳動装置は、従来から用いられてきた平板型電気泳動装置に比べて熱放散性が高く、より高い電圧を試料に印加することができる。そのため、高速で電気泳動を行うことができる長所がある。また、試料（サンプル）が微量で済む点、分離媒体の自動充填やサンプルの自動注入ができる点等、数多くの利点があり、ＤＮＡやタンパク質の解析をはじめ、様々な分離分析測定に利用されている。
【０００４】
キャピラリ電気泳動装置の分離性能を安定化するためには、キャピラリの温度を調整（温調）する必要がある。このためキャピラリ電気泳動装置は、例えば下記特許文献２に示されているようなキャピラリの温調を行うための恒温槽を備えている。
【０００５】
特許文献２に記載のキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリが複数本あり、キャピラリが３次元的に配置されている。そのため、熱源をすべてのキャピラリに直接接触させることが難しい。そこで特許文献２では、空気を用いて熱を間接的にキャピラリに供給して温調を行っている。
【０００６】
一方、熱源をキャピラリに直接接触させて温調を行う電気泳動装置として、Life Technologies社から発売されている３１０ジェネティックアナライザがある。同装置は、キャピラリを１本のみ備える電気泳動装置である。この電気泳動装置の恒温槽は、箱状の構造を有し、ヒータの上に貼られた熱伝導シートの上にキャピラリを配置して直接接触させ、キャピラリの温調を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７７６２０８号公報
【特許文献２】特許第３５１９６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２に記載の電気泳動装置では、空気を介してキャピラリを熱源に間接的に接触させるため、温調の効率が下がる。
【０００９】
一方、Life Technologies社から発売されている３１０ジェネティックアナライザの恒温槽は、キャピラリが通る部分の面積よりもヒータ面積の方が大きい。そのため、電気泳動装置の中で恒温槽が占める容積が大きくなり、その結果として電気泳動装置全体の大きさも大きくなっている。また、箱状の恒温槽を採用しているため、恒温槽の形状に合わせてキャピラリを配置する必要がある。そのため、恒温槽の中でキャピラリを取り付ける作業を行う必要があり、作業性がよいとはいえない。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コンパクトなキャピラリ恒温装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る恒温装置は、可撓性を有する素材を用いて構成されたヒータを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る恒温装置は、キャピラリと略同一の形状を取ることができるので、キャピラリに直接接触して温調を行いつつ、キャピラリの温調のために必要な面積を小さくすることができる。これにより、電気泳動装置の容積も小さくすることができる。また、恒温装置の形状の自由度が増したことにより、キャピラリと恒温装置の取り付け作業を容易に行うことができ、作業効率の観点から好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。
【図２】恒温装置１３２の構成を示す図である。
【図３】恒温装置１３２の断面図である。
【図４】恒温装置１３２の別構成例を示す断面図である。
【図５】キャピラリ電気泳動装置１００の動作フローである。
【図６】実施の形態２に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図７】実施の形態３に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図８】実施の形態４に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図９】実施の形態５に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図１０】実施の形態６に係る恒温装置１３２の発熱部材１００４を示す図である。
【図１１】実施の形態７に係る恒温装置１３２の構成を示す図である。
【図１２】実施の形態８に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。
【図１３】実施の形態９に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。キャピラリ電気泳動装置１００は、ポンプユニット１１０、照射・検出ユニット１２０、恒温ユニット１３０、オートサンプラユニット１４０、高圧電源ユニット１５０を備える。
【００１５】
ポンプユニット１１０は、キャピラリ１６１にポリマーなどの分離媒体を充填する。
【００１６】
照射・検出ユニット１２０は、キャピラリ１６１にレーザやＬＥＤなどの光源より光を照射し、キャピラリ１６１より発する蛍光などを検出する。検出した光は、図示しない測定装置に出力される。測定装置は、検出した光に基づきサンプルを分析する。
【００１７】
恒温ユニット１３０は、キャピラリ１６１の温度を保持する。
【００１８】
オートサンプラユニット１４０は、バッファ容器や廃液容器などをキャピラリ１６１のサンプル導入端に運搬する装置である。バッファ容器はバッファ液を保持する。廃液は、キャピラリ先端を洗浄する洗浄水や使用済の分離媒体をキャピラリ外に押し出すことにより生ずる。オートサンプラユニット１４０は、これらの液をキャピラリ１６１の端部に自動運搬し、分析工程を自動化する役割を有する。
【００１９】
高圧電源ユニット１５０は、バッファ液に高圧電源を印加して電気泳動を生じさせる。
【００２０】
以上、キャピラリ電気泳動装置１００の概略構成を説明した。次に、キャピラリ１６１の温度を保持する恒温装置１３２の構成について説明する。
【００２１】
図２は、恒温装置１３２の構成を示す図である。恒温装置１３２は、可撓性を有する柔軟な素材で形成されており、キャピラリ１６１の形状に合わせて形状を変えることができる。これにより、キャピラリ１６１がどのような形状であっても、キャピラリ１６１の側面に直接接触して覆うことができる。
【００２２】
恒温装置１３２は、次の図３〜図４でも示すように、蓋部１３２ａと本体部１３２ｂに分かれて構成されている。蓋部１３２ａと本体部１３２ｂを例えばヒンジなどで接続し、蓋部１３２ａを開閉することができるようにしてもよい。図２（ａ）は恒温装置１３２を閉じた状態、図２（ｂ）は開いた状態を示す。蓋部１３２ａと本体部１３２ｂは必ずしもヒンジなどで接続する必要はなく、蓋部１３２ａと本体部１３２ｂが完全に分離するように構成してもよい。
【００２３】
図３は、恒温装置１３２の断面図である。恒温装置１３２の蓋部１３２ａと本体部１３２ｂは、それぞれ断熱層３０１、ヒータ層３０２、熱伝導層３０３の３層からなる多層構造を有する。各層とも、可撓性を有する柔軟な素材で形成されており、キャピラリ１６１の形状に合わせて形状を変えることができる。本発明における「ヒータ」は、上記各層からなる構造がこれに相当する。
【００２４】
断熱層３０１は、恒温装置１３２の外部からの熱を遮断する断熱効果を有する素材を用いて形成されている。
【００２５】
ヒータ層３０２には、キャピラリ１６１を加熱する発熱部材が埋め込まれている。発熱部材の１例として、例えば金属製の発熱抵抗体が挙げられる。また、ヒータ層３０２は、サーミスタなどの温度センサを備え、図示しない温度制御装置に温度を通知する。温度制御装置は、通知された温度に基づき、キャピラリ１６１の温度を保持する温度制御を行う。
【００２６】
熱伝導層３０３は、発熱部材の熱をキャピラリ１６１に伝える役割を有する。熱伝導層３０３は、熱伝導性がありかつ絶縁性のある、例えば熱伝導性ゴムのような素材を用いて形成されている。これは、電気泳動を行う時にキャピラリ１６１に高電圧が印加されるため、万が一電気泳動中に恒温装置１３２の中でキャピラリ１６１が破損するような事態が発生しても、漏電事故が発生しないようにするためである。
【００２７】
熱伝導層３０３にはキャピラリが通る溝が形成されており、ここにキャピラリ１６１を配置する。熱伝導層３０３で使用している素材が十分に柔らかい場合は、その弾力性を利用し、溝を切らないでキャピラリ１６１を挟み込むようにしてもよい。
【００２８】
図４は、恒温装置１３２の別構成例を示す断面図である。図４に示す構成では、蓋部１３２ａまたは本体部１３２ｂのいずれか一方にのみがヒータ層３０２を有する。ヒータ層３０２を有さない方は、ヒータ層３０２に代えて第２熱伝導層４０１を有する。第２熱伝導層４０１は、例えば金属などの熱伝導性のよい材質で構成されており、ヒータ層３０２で生じた熱は第２熱伝導層４０１を介して拡散する。
【００２９】
以上、恒温装置１３２の構成について説明した。次に、キャピラリ電気泳動装置１００の各部の詳細構成と併せて、電気泳動装置１００の動作を説明する。
【００３０】
図５は、キャピラリ電気泳動装置１００の動作フローである。以下、図５の各ステップについて、キャピラリ電気泳動装置１００の各部の動作と併せて説明する。
【００３１】
（図５：ステップＳ２００）
キャピラリ電気泳動装置１００の電源をＯＮにすると、本動作フローが開始する。
【００３２】
（図５：ステップＳ２０１）
ユーザは、キャピラリ電気泳動装置１００の開始ボタンを押下するなどして、キャピラリ電気泳動装置１００の測定動作を開始する。
【００３３】
（図５：ステップＳ２０２）
キャピラリ電気泳動装置１００は、恒温装置１３２の温度を設定し、キャピラリ１６１の温調を開始する。恒温装置１３２の温度は、ユーザが手動で設定してもよいし、測定の内容に応じて規定の値をあらかじめ定めておき、自動設定してもよい。
【００３４】
（図５：ステップＳ２０３）
キャピラリ電気泳動装置１００は、ヒータ層３０２が備えている温度センサより、恒温装置１３２の温度を取得する。キャピラリ電気泳動装置１００は、恒温装置１３２の温度があらかじめ設定した温度に達するまで次の処理を行わずに待機する。
【００３５】
（図５：ステップＳ２０４）
恒温装置１３２の温度が設定温度に達すると、キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラユニット１４０が備えるオートサンプラ１４２を稼動させ、廃液容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。この廃液容器には、キャピラリ１６１より押し出された廃分離媒体を溶解するための水が入れられている。
【００３６】
（図５：ステップＳ２０５）
キャピラリ電気泳動装置１００は、シリンジ１１１を押してポリマー容器１１３内のポリマー（分離媒体）を吸引し、キャピラリ１６１に新しい分離媒体を注入する。使用済の古い分離媒体は、新しい分離媒体に押し出され、廃液容器に排出される。
【００３７】
（図５：ステップＳ２０６）
キャピラリ電気泳動装置１００は、新しい分離媒体の注入が完了すると、オートサンプラ１４２を用いて洗浄水容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄水容器内の洗浄水に浸し、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄する。
【００３８】
（図５：ステップＳ２０７）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いてバッファ容器１４３をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。
【００３９】
（図５：ステップＳ２０８）
キャピラリ電気泳動装置１００は、高圧電源ユニット１５０が備える高圧電源１５１を用いて、キャピラリ１６１に電圧を印加する。この時点ではキャピラリ１６１にはサンプルを注入しない。本ステップで行う動作を、予備泳動と呼ぶ。陽極側バッファ容器１１４内の陽極側電極１１５は、接地されている。高圧電源１５１が印加する電圧により、陰極側電極１５２と陽極側電極１１５の間に電位差が生じ、電気泳動が行われる。
【００４０】
（図５：ステップＳ２０９）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いて洗浄水容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄水容器内の線浄水に浸し、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄する。
【００４１】
（図５：ステップＳ２１０）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いてサンプル容器１４１をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２をサンプル容器１４１内のサンプル溶液に浸す。
【００４２】
（図５：ステップＳ２１１）
キャピラリ電気泳動装置１００は、高圧電源１５１を用いてキャピラリ１６１に電圧を印加する。これにより、サンプルは電気力学的にキャピラリ１６１内に注入される。
【００４３】
（図５：ステップＳ２１２）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いて洗浄水容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄水容器内の線浄水に浸し、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄する。
【００４４】
（図５：ステップＳ２１３）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いてバッファ容器１４３をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。
【００４５】
（図５：ステップＳ２１４）
キャピラリ電気泳動装置１００は、高圧電源１５１を用いてキャピラリ１６１に電圧を印加し、電気泳動を行う。
【００４６】
（図５：ステップＳ２１５）
キャピラリ電気泳動装置１００は、電気泳動が完了すると、次の電気泳動を行うか否かを判定する。次の電気泳動を行う場合は、ステップＳ２０５に戻って同様の処理を継続する。次の電気泳動を行わない場合は、本動作フローを終了する。
【００４７】
以上、キャピラリ電気泳動装置１００の各部の動作を、電気泳動の観点から説明した。キャピラリ１６１内をサンプルが電気泳動しているとき、キャピラリ１６１に励起光１２１を照射する。信号検出装置１２２は、励起光によってサンプルが蛍光している様子を検出し、図示しない測定装置に検出結果を出力する。測定装置は、信号検出装置１２２の検出結果に基づきサンプルを分析する。
【００４８】
以上のように、本実施の形態１によれば、恒温装置１３２は、キャピラリ１６１の形状に合わせて形状を変えることのできる、可撓性を有する柔軟な素材を用いて形成されている。これにより、恒温装置１３２の恒温部分の面積を、キャピラリ１６１と略同等のサイズにすることができるので、恒温装置１３２のサイズを小さくすることができる。また、従来技術のようにキャピラリ１６１本体よりも大幅にサイズが大きい恒温槽を設ける必要がなくなり、キャピラリ電気泳動装置１００自体のサイズも小さくすることができる。
【００４９】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、恒温装置１３２はキャピラリ１６１を配置するための中空部を有するチューブ状の構成を有することを説明した。本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様に可撓性を有する素材を用いて、恒温装置１３２をシート状に構成した例を説明する。
【００５０】
図６は、本実施の形態２に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態２において、恒温装置１３２は、実施の形態１と同様の３層構造で構成されたシート状の形状を有している。以下、図６の各図について説明する。
【００５１】
図６（ａ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆う前の状態を示す。ここでは２枚のシート状の恒温装置１３２を例示したが、恒温装置１３２の枚数は任意でよい。これらのシートは、後述する熱伝導層３０３を内側にして向かい合っている。
【００５２】
この２枚のシートはいずれも、実施の形態１と同様の柔軟性のある素材を用いて形成されており、キャピラリ電気泳動装置１００の恒温ユニット１３０を格納する空間の形状に合わせて変形させて配置することができる。複数のシートを設ける場合は、シートのいずれかの辺を相互に接着するなどして固定してもよい。また、１枚のシートを中心線で折り曲げて図６（ａ）のように対向させてもよい。
【００５３】
図６（ｂ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆った状態を示す。恒温装置１３２は、シート面でキャピラリ１６１を挟み込むようにしてキャピラリ１６１を覆う。キャピラリ１６１を挟んだ後、２枚のシートは開かないように固定される。固定の方法としては、例えば以下のような方法が考えられる。
【００５４】
（図６：固定方法その１）
２枚のシートの両端に引張ばねを設ける。２枚のシートを開くときにばねが伸びて圧縮方向に弾性力が生じる。キャピラリ１６１をシートの間に挟んだ後、ばねの圧縮力によりシートを閉じた状態に戻す。
【００５５】
（図６：固定方法その２）
２枚のシートの合わせ口をクリップで閉じる、スライド式の止め具で閉じる、あるいはホックやバンドで止めるなどの手法により、２枚のシートを閉じた状態で固定する。
【００５６】
図６（ｃ）は、恒温装置１３２のシート層構造を示す断面図である。恒温装置１３２のシートは、実施の形態１と同様に、断熱層３０１、ヒータ層３０２、熱伝導層３０３の３層構造を有する。ヒータ層３０２への電力供給は、電源ケーブル６０１を介して行う。
【００５７】
以上のように、本実施の形態２によれば、恒温装置１３２は３層構造を有するシート状に形成されており、シート面で挟むようにしてキャピラリ１６１を覆う。これにより、簡易な構成で実施の形態１と同様の効果を発揮することができる。
【００５８】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３では、実施の形態２とは異なる形状で恒温装置１３２を構成した例を説明する。
【００５９】
図７は、本実施の形態３に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態３において、恒温装置１３２は、実施の形態１〜２と同様の３層構造で構成されたシート状の形状を有している。以下、図７の各図について説明する。
【００６０】
図７（ａ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆う前の状態を示す。ここでは１枚のシート状の恒温装置１３２を例示したが、恒温装置１３２の枚数は任意でよい。このシートは、実施の形態１〜２と同様の柔軟性のある素材を用いて形成されており、電気泳動装置１００の恒温ユニット１３０を格納する空間の形状に合わせて変形させて配置することができる。
【００６１】
図７（ｂ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆った状態を示す。恒温装置１３２は、熱伝導層３０３を内側にし、シート面をキャピラリ１６１に巻きつけるようにしてキャピラリ１６１を覆う。シートをキャピラリ１６１に巻きつけた後、シートは開かないように固定される。固定の方法としては、例えば面ファスナーで止める、バンドや金具などで固定する、などが考えられる。
【００６２】
図７（ｃ）は、恒温装置１３２のシート層構造を示す断面図である。恒温装置１３２のシートは、実施の形態１〜２と同様に、断熱層３０１、ヒータ層３０２、熱伝導層３０３の３層構造を有する。ヒータ層３０２への電力供給は、実施の形態２と同様である。
【００６３】
以上のように、本実施の形態３によれば、恒温装置１３２は３層構造を有するシート状に形成されており、シート面を巻きつけるようにしてキャピラリ１６１を覆う。これにより、簡易な構成で実施の形態１〜２と同様の効果を発揮することができる。また、巻きつけることによりシートが安定する効果もある。
【００６４】
＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４では、１種類の恒温装置１３２で複数種類のキャピラリ１６１の長さに対応することができる構成を説明する。恒温装置１３２自体の構成は概ね実施の形態２〜３と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
【００６５】
図８は、本実施の形態４に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態４において、恒温装置１３２は、実施の形態２〜３いずれかで説明した多角形シート状の形状を有する。ここでは長方形状のシートを例示したが、その他の多角形の形状を採用することもできる。
【００６６】
図８（ａ）は、恒温装置１３２をキャピラリ１６１に巻きつける前の状態を示す。恒温装置１３２の短辺８０１は、短いキャピラリ１６１ａに巻きつけるとキャピラリ１６１ａの中央部を概ね覆うことができる長さになっている。恒温装置１３２の長辺８０２は、長いキャピラリ１６１ｂに巻きつけるとキャピラリ１６１ｂの中央部を概ね覆うことができる長さになっている。
【００６７】
図８（ｂ）は、恒温装置１３２をキャピラリ１６１ｂに巻きつけた状態を示す。この場合は、キャピラリ１６１ｂと長辺８０２を平行に置き、図８（ａ）に示す方向８０４の向きに恒温装置１３２を巻きつける。
【００６８】
図８（ｃ）は、恒温装置１３２をキャピラリ１６１ａに巻きつけた状態を示す。この場合は、キャピラリ１６１ａと短辺８０１を平行に置き、図８（ａ）に示す方向８０３の向きに恒温装置１３２を巻きつける。
【００６９】
図８（ｂ）（ｃ）いずれの場合でも、電源ケーブル６０１はシートの端から外に出ているので、方向８０３、８０４いずれの向きに恒温装置１３２を巻きつけた場合でも、電源ケーブル６０１を巻き込まずに済む。
【００７０】
以上のように、本実施の形態４によれば、１つの恒温装置１３２を複数のキャピラリ１６１の長さに対応させることができる。したがって、異なる長さのキャピラリ１６１ごとに恒温装置１３２のサイズを調整する必要がなくなり、恒温装置１３２の製造コストなどの観点から有利である。
【００７１】
また、本実施の形態４によれば、キャピラリ電気泳動装置１００からキャピラリ１６１を取り外して異なる長さのキャピラリ１６１を取り付けるときでも、辺の長さが合えば恒温装置１３２をそのまま使用することができる。
【００７２】
＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５では、恒温装置１３２をキャピラリ１６１に取り付けた状態で恒温装置１３２の長さを可変することのできる構成を説明する。恒温装置１３２を形成する可撓性を有する素材および３層構造は、実施の形態１〜４と同様である。以下では実施の形態１〜４と本実施の形態５との差異点を中心に説明する。
【００７３】
図９は、本実施の形態５に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態５において、恒温装置１３２は、じゃばら状に形成されている。ここでは、実施の形態１と同様の中空チューブ形状の恒温装置１３２にじゃばら構造を導入した例を示したが、実施の形態２〜４で説明したシート形状の恒温装置１３２にじゃばら構造を導入することもできる。
【００７４】
図９（ａ）はじゃばらを縮めた状態、図９（ｂ）はじゃばらを伸ばした状態を示す。じゃばら構造を導入することにより、キャピラリ１６１の長さに合わせて恒温装置１３２の長さを自由に調整することができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態５によれば、恒温装置１３２はじゃばら構造を有し、キャピラリ１６１の長さに合わせて長さを自由に調整することができる。これにより、１種類の恒温装置１３２で複数のキャピラリ１６１の長さに対応することができるので、恒温装置１３２を同一の仕様で多数製造することができ、コスト等の観点から有利である。
【００７６】
＜実施の形態６＞
本発明の実施の形態６では、ヒータ層３０２に埋め込む発熱部材の密度を部位毎に変えて熱分布を調整する例を説明する。その他の構成は実施の形態１〜５と概ね同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
【００７７】
図１０は、本実施の形態６に係る恒温装置１３２の発熱部材１００４を示す図である。恒温装置１３２の端部付近の領域１００１および１００２は、キャピラリ１６１が外気に接するため温度が上昇しにくく、また温度が自然に低下しやすい傾向がある。そこで、領域１００１および１００２では、恒温装置１３２の中央付近の領域１００３よりも発熱部材１００４の密度を高くし、温度を上げやすくした。
【００７８】
図１０のように発熱部材１００４の密度を部位によって変える構成は、実施の形態１〜５いずれにおいても採用することができる。ただし、実施の形態４のように恒温装置１３２をキャピラリ１６１に取り付ける方向が変わる可能性がある場合には、各方向について図１０と同様に端部付近の領域の発熱部材１００４の密度が高くなるように構成する必要がある。例えば図８のように恒温装置１３２が長方形である場合には、発熱部材１００４を格子状に配置し、長方形の各辺近傍の発熱部材１００４の密度を高くしておくとよい。
【００７９】
本実施の形態６では、恒温装置１３２の両端において発熱部材１００４の密度を高くしたが、例えばキャピラリ１６１のいずれか一方の端部が外気に接しないような場合は、その端部については発熱部材１００４の密度を中央部分と同程度にしてもよい。
【００８０】
以上のように、本実施の形態６では、ヒータ層３０２が有する発熱部材１００４の密度を恒温装置１３２の部位に応じて変えている。これにより、キャピラリ１６１が外気に接する領域１００１および１００２の温度を上げやすくし、キャピラリ１６１の温度ムラを低減することができる。
【００８１】
＜実施の形態７＞
図１１は、本発明の実施の形態７に係る恒温装置１３２の構成を示す図である。本実施の形態７において、恒温装置１３２は、キャピラリ１６１と一体的に構成されている。恒温装置１３２自体の構成は、実施の形態１〜６と同様である。恒温装置１３２をキャピラリ１６１に固定する方法も、実施の形態１〜６と同様でよい。
【００８２】
本実施の形態７によれば、キャピラリ１６１と恒温装置１３２を一体的に取り扱うことができるので、キャピラリ電気泳動装置１００へこれらを着脱する作業が容易になる利点がある。
【００８３】
＜実施の形態８＞
以上の実施の形態１〜７において、キャピラリ１６１および恒温装置１３２をキャピラリ電気泳動装置１００から自由に着脱できるように構成してもよい。本実施の形態８に係るキャピラリ電気泳動装置１００は、上記構成を採用することにより、電気泳動の目的やサンプルの種類などに応じて異なる種類のキャピラリ１６１を用いることができる。
【００８４】
図１２は、本実施の形態８に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。図１２（ａ）は短いキャピラリ１６１を用いる場合、図１２（ｂ）は長いキャピラリ１６１を用いる場合を示す。
【００８５】
図１２に示すように、長さが異なるキャピラリ１６１を用いる場合、キャピラリ１６１の長さに対応した恒温装置１３２を準備しておくか、または実施の形態４〜５で説明したように複数のキャピラリ１６１の長さに対応できる恒温装置１３２の構成を採用する必要がある。
【００８６】
キャピラリ１６１の一端（サンプル導入側）はバッファ容器側に、反対側の一端は検出部を経由しポリマー注入部へ接続される。電源ケーブル６０１および温度センサの信号ケーブルは、装置側の恒温槽用端子に接続される。
【００８７】
＜実施の形態９＞
本発明の実施の形態９では、１本のキャピラリ１６１に対して複数の恒温装置１３２を取り付ける例を説明する。恒温装置１３２の構成は、実施の形態１〜７と同様である。
【００８８】
図１３は、本実施の形態９に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。図１３（ａ）は短いキャピラリ１６１を用いる場合、図１３（ｂ）は長いキャピラリ１６１を用いる場合を示す。
【００８９】
本実施の形態９では、複数の恒温装置１３２を組み合わせてキャピラリ１６１を覆っている。これにより、単一の恒温装置１３２のみではキャピラリ１６１全体を覆うことができない場合でも、支障なくキャピラリ１６１の温調を行うことができる。また、キャピラリ１６１の長さと比較して短い恒温装置１３２を複数準備しておけば、これらを組み合わせることにより、種々のキャピラリ１６１に対応することができる。組み合わせる恒温装置１３２の長さや数は、キャピラリ１６１の長さなどに応じて適宜選択すればよい。
【００９０】
各恒温装置１３２の温度は、個別に制御できるようにしてもよい。例えば各恒温装置１３２を個別に図示しない温度制御装置に接続し、温度制御装置は各恒温装置１３２が備える温度センサの検出値に基づきキャピラリの温度を均一に保持する。具体的には、実施の形態６で説明したように、キャピラリ１６１の端部近傍の恒温装置１３２は温度を高めに制御する、などの手法が考えられる。
【００９１】
各恒温装置１３２の発熱部材密度は、全ての恒温装置１３２について同一でもよいしそれぞれ異なっていてもよい。例えば、キャピラリ１６１の端部近傍には発熱部材密度の高い恒温装置１３２を配置してもよい。
【００９２】
後者の場合、発熱部材密度の違いによりキャピラリ１６１の温度ムラを低減することができるので、各恒温装置１３２を個別に温度制御する場合と比べて制御処理を簡易にすることができる。またこの場合、実施の形態６で説明したような、単一の恒温装置１３２内の発熱部材密度を部位によって変える構成と比較して、個々の恒温装置１３２の発熱部材密度は均一である。そのため、恒温装置１３２自体の構成を簡易化することができるので、製造工程を簡易化できる利点がある。
【符号の説明】
【００９３】
１００：キャピラリ電気泳動装置、１１０：ポンプユニット、１１１：シリンジ、１１３：ポリマー容器、１１４：陽極側バッファ容器、１１５：陽極側電極、１２０：照射・検出ユニット、１２１：励起光、１２２：信号検出装置、１３０：恒温ユニット、１３２：恒温装置、１４０：オートサンプラユニット、１４１：サンプル容器、１４２：オートサンプラ、１４３：バッファ容器、１５０：高圧電源ユニット、１５１：高圧電源、１５２：陰極側電極、１６１：キャピラリ、１６２：端部、３０１：断熱層、３０２：ヒータ層、３０３：熱伝導層、４０１：第２熱伝導層、６０１：電源ケーブル、８０１：短辺、８０２：長辺、８０３：方向、８０４：方向、１００１〜１００３：領域、１００４：発熱部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリ電気泳動装置のキャピラリの温度を保持する恒温装置、およびその恒温装置を備えたキャピラリ電気泳動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、キャピラリに高分子ゲルやポリマー溶液等の電気泳動媒体（分離媒体）を充填して電気泳動を行うキャピラリ電気泳動装置が広く用いられるようになってきた。
【０００３】
下記特許文献１に記載されているキャピラリ電気泳動装置は、従来から用いられてきた平板型電気泳動装置に比べて熱放散性が高く、より高い電圧を試料に印加することができる。そのため、高速で電気泳動を行うことができる長所がある。また、試料（サンプル）が微量で済む点、分離媒体の自動充填やサンプルの自動注入ができる点等、数多くの利点があり、ＤＮＡやタンパク質の解析をはじめ、様々な分離分析測定に利用されている。
【０００４】
キャピラリ電気泳動装置の分離性能を安定化するためには、キャピラリの温度を調整（温調）する必要がある。このためキャピラリ電気泳動装置は、例えば下記特許文献２に示されているようなキャピラリの温調を行うための恒温槽を備えている。
【０００５】
特許文献２に記載のキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリが複数本あり、キャピラリが３次元的に配置されている。そのため、熱源をすべてのキャピラリに直接接触させることが難しい。そこで特許文献２では、空気を用いて熱を間接的にキャピラリに供給して温調を行っている。
【０００６】
一方、熱源をキャピラリに直接接触させて温調を行う電気泳動装置として、Life Technologies社から発売されている３１０ジェネティックアナライザがある。同装置は、キャピラリを１本のみ備える電気泳動装置である。この電気泳動装置の恒温槽は、箱状の構造を有し、ヒータの上に貼られた熱伝導シートの上にキャピラリを配置して直接接触させ、キャピラリの温調を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７７６２０８号公報
【特許文献２】特許第３５１９６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２に記載の電気泳動装置では、空気を介してキャピラリを熱源に間接的に接触させるため、温調の効率が下がる。
【０００９】
一方、Life Technologies社から発売されている３１０ジェネティックアナライザの恒温槽は、キャピラリが通る部分の面積よりもヒータ面積の方が大きい。そのため、電気泳動装置の中で恒温槽が占める容積が大きくなり、その結果として電気泳動装置全体の大きさも大きくなっている。また、箱状の恒温槽を採用しているため、恒温槽の形状に合わせてキャピラリを配置する必要がある。そのため、恒温槽の中でキャピラリを取り付ける作業を行う必要があり、作業性がよいとはいえない。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コンパクトなキャピラリ恒温装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る恒温装置は、可撓性を有する素材を用いて構成されたヒータを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る恒温装置は、キャピラリと略同一の形状を取ることができるので、キャピラリに直接接触して温調を行いつつ、キャピラリの温調のために必要な面積を小さくすることができる。これにより、電気泳動装置の容積も小さくすることができる。また、恒温装置の形状の自由度が増したことにより、キャピラリと恒温装置の取り付け作業を容易に行うことができ、作業効率の観点から好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。
【図２】恒温装置１３２の構成を示す図である。
【図３】恒温装置１３２の断面図である。
【図４】恒温装置１３２の別構成例を示す断面図である。
【図５】キャピラリ電気泳動装置１００の動作フローである。
【図６】実施の形態２に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図７】実施の形態３に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図８】実施の形態４に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図９】実施の形態５に係る恒温装置１３２の構成図である。
【図１０】実施の形態６に係る恒温装置１３２の発熱部材１００４を示す図である。
【図１１】実施の形態７に係る恒温装置１３２の構成を示す図である。
【図１２】実施の形態８に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。
【図１３】実施の形態９に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。キャピラリ電気泳動装置１００は、ポンプユニット１１０、照射・検出ユニット１２０、恒温ユニット１３０、オートサンプラユニット１４０、高圧電源ユニット１５０を備える。
【００１５】
ポンプユニット１１０は、キャピラリ１６１にポリマーなどの分離媒体を充填する。
【００１６】
照射・検出ユニット１２０は、キャピラリ１６１にレーザやＬＥＤなどの光源より光を照射し、キャピラリ１６１より発する蛍光などを検出する。検出した光は、図示しない測定装置に出力される。測定装置は、検出した光に基づきサンプルを分析する。
【００１７】
恒温ユニット１３０は、キャピラリ１６１の温度を保持する。
【００１８】
オートサンプラユニット１４０は、バッファ容器や廃液容器などをキャピラリ１６１のサンプル導入端に運搬する装置である。バッファ容器はバッファ液を保持する。廃液は、キャピラリ先端を洗浄する洗浄水や使用済の分離媒体をキャピラリ外に押し出すことにより生ずる。オートサンプラユニット１４０は、これらの液をキャピラリ１６１の端部に自動運搬し、分析工程を自動化する役割を有する。
【００１９】
高圧電源ユニット１５０は、バッファ液に高圧電源を印加して電気泳動を生じさせる。
【００２０】
以上、キャピラリ電気泳動装置１００の概略構成を説明した。次に、キャピラリ１６１の温度を保持する恒温装置１３２の構成について説明する。
【００２１】
図２は、恒温装置１３２の構成を示す図である。恒温装置１３２は、可撓性を有する柔軟な素材で形成されており、キャピラリ１６１の形状に合わせて形状を変えることができる。これにより、キャピラリ１６１がどのような形状であっても、キャピラリ１６１の側面に直接接触して覆うことができる。
【００２２】
恒温装置１３２は、次の図３〜図４でも示すように、蓋部１３２ａと本体部１３２ｂに分かれて構成されている。蓋部１３２ａと本体部１３２ｂを例えばヒンジなどで接続し、蓋部１３２ａを開閉することができるようにしてもよい。図２（ａ）は恒温装置１３２を閉じた状態、図２（ｂ）は開いた状態を示す。蓋部１３２ａと本体部１３２ｂは必ずしもヒンジなどで接続する必要はなく、蓋部１３２ａと本体部１３２ｂが完全に分離するように構成してもよい。
【００２３】
図３は、恒温装置１３２の断面図である。恒温装置１３２の蓋部１３２ａと本体部１３２ｂは、それぞれ断熱層３０１、ヒータ層３０２、熱伝導層３０３の３層からなる多層構造を有する。各層とも、可撓性を有する柔軟な素材で形成されており、キャピラリ１６１の形状に合わせて形状を変えることができる。本発明における「ヒータ」は、上記各層からなる構造がこれに相当する。
【００２４】
断熱層３０１は、恒温装置１３２の外部からの熱を遮断する断熱効果を有する素材を用いて形成されている。
【００２５】
ヒータ層３０２には、キャピラリ１６１を加熱する発熱部材が埋め込まれている。発熱部材の１例として、例えば金属製の発熱抵抗体が挙げられる。また、ヒータ層３０２は、サーミスタなどの温度センサを備え、図示しない温度制御装置に温度を通知する。温度制御装置は、通知された温度に基づき、キャピラリ１６１の温度を保持する温度制御を行う。
【００２６】
熱伝導層３０３は、発熱部材の熱をキャピラリ１６１に伝える役割を有する。熱伝導層３０３は、熱伝導性がありかつ絶縁性のある、例えば熱伝導性ゴムのような素材を用いて形成されている。これは、電気泳動を行う時にキャピラリ１６１に高電圧が印加されるため、万が一電気泳動中に恒温装置１３２の中でキャピラリ１６１が破損するような事態が発生しても、漏電事故が発生しないようにするためである。
【００２７】
熱伝導層３０３にはキャピラリが通る溝が形成されており、ここにキャピラリ１６１を配置する。熱伝導層３０３で使用している素材が十分に柔らかい場合は、その弾力性を利用し、溝を切らないでキャピラリ１６１を挟み込むようにしてもよい。
【００２８】
図４は、恒温装置１３２の別構成例を示す断面図である。図４に示す構成では、蓋部１３２ａまたは本体部１３２ｂのいずれか一方にのみがヒータ層３０２を有する。ヒータ層３０２を有さない方は、ヒータ層３０２に代えて第２熱伝導層４０１を有する。第２熱伝導層４０１は、例えば金属などの熱伝導性のよい材質で構成されており、ヒータ層３０２で生じた熱は第２熱伝導層４０１を介して拡散する。
【００２９】
以上、恒温装置１３２の構成について説明した。次に、キャピラリ電気泳動装置１００の各部の詳細構成と併せて、電気泳動装置１００の動作を説明する。
【００３０】
図５は、キャピラリ電気泳動装置１００の動作フローである。以下、図５の各ステップについて、キャピラリ電気泳動装置１００の各部の動作と併せて説明する。
【００３１】
（図５：ステップＳ２００）
キャピラリ電気泳動装置１００の電源をＯＮにすると、本動作フローが開始する。
【００３２】
（図５：ステップＳ２０１）
ユーザは、キャピラリ電気泳動装置１００の開始ボタンを押下するなどして、キャピラリ電気泳動装置１００の測定動作を開始する。
【００３３】
（図５：ステップＳ２０２）
キャピラリ電気泳動装置１００は、恒温装置１３２の温度を設定し、キャピラリ１６１の温調を開始する。恒温装置１３２の温度は、ユーザが手動で設定してもよいし、測定の内容に応じて規定の値をあらかじめ定めておき、自動設定してもよい。
【００３４】
（図５：ステップＳ２０３）
キャピラリ電気泳動装置１００は、ヒータ層３０２が備えている温度センサより、恒温装置１３２の温度を取得する。キャピラリ電気泳動装置１００は、恒温装置１３２の温度があらかじめ設定した温度に達するまで次の処理を行わずに待機する。
【００３５】
（図５：ステップＳ２０４）
恒温装置１３２の温度が設定温度に達すると、キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラユニット１４０が備えるオートサンプラ１４２を稼動させ、廃液容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。この廃液容器には、キャピラリ１６１より押し出された廃分離媒体を溶解するための水が入れられている。
【００３６】
（図５：ステップＳ２０５）
キャピラリ電気泳動装置１００は、シリンジ１１１を押してポリマー容器１１３内のポリマー（分離媒体）を吸引し、キャピラリ１６１に新しい分離媒体を注入する。使用済の古い分離媒体は、新しい分離媒体に押し出され、廃液容器に排出される。
【００３７】
（図５：ステップＳ２０６）
キャピラリ電気泳動装置１００は、新しい分離媒体の注入が完了すると、オートサンプラ１４２を用いて洗浄水容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄水容器内の洗浄水に浸し、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄する。
【００３８】
（図５：ステップＳ２０７）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いてバッファ容器１４３をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。
【００３９】
（図５：ステップＳ２０８）
キャピラリ電気泳動装置１００は、高圧電源ユニット１５０が備える高圧電源１５１を用いて、キャピラリ１６１に電圧を印加する。この時点ではキャピラリ１６１にはサンプルを注入しない。本ステップで行う動作を、予備泳動と呼ぶ。陽極側バッファ容器１１４内の陽極側電極１１５は、接地されている。高圧電源１５１が印加する電圧により、陰極側電極１５２と陽極側電極１１５の間に電位差が生じ、電気泳動が行われる。
【００４０】
（図５：ステップＳ２０９）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いて洗浄水容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄水容器内の線浄水に浸し、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄する。
【００４１】
（図５：ステップＳ２１０）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いてサンプル容器１４１をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２をサンプル容器１４１内のサンプル溶液に浸す。
【００４２】
（図５：ステップＳ２１１）
キャピラリ電気泳動装置１００は、高圧電源１５１を用いてキャピラリ１６１に電圧を印加する。これにより、サンプルは電気力学的にキャピラリ１６１内に注入される。
【００４３】
（図５：ステップＳ２１２）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いて洗浄水容器をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。オートサンプラ１４２は、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄水容器内の線浄水に浸し、キャピラリ１６１の端部１６２を洗浄する。
【００４４】
（図５：ステップＳ２１３）
キャピラリ電気泳動装置１００は、オートサンプラ１４２を用いてバッファ容器１４３をキャピラリ１６１の端部１６２に運搬する。
【００４５】
（図５：ステップＳ２１４）
キャピラリ電気泳動装置１００は、高圧電源１５１を用いてキャピラリ１６１に電圧を印加し、電気泳動を行う。
【００４６】
（図５：ステップＳ２１５）
キャピラリ電気泳動装置１００は、電気泳動が完了すると、次の電気泳動を行うか否かを判定する。次の電気泳動を行う場合は、ステップＳ２０５に戻って同様の処理を継続する。次の電気泳動を行わない場合は、本動作フローを終了する。
【００４７】
以上、キャピラリ電気泳動装置１００の各部の動作を、電気泳動の観点から説明した。キャピラリ１６１内をサンプルが電気泳動しているとき、キャピラリ１６１に励起光１２１を照射する。信号検出装置１２２は、励起光によってサンプルが蛍光している様子を検出し、図示しない測定装置に検出結果を出力する。測定装置は、信号検出装置１２２の検出結果に基づきサンプルを分析する。
【００４８】
以上のように、本実施の形態１によれば、恒温装置１３２は、キャピラリ１６１の形状に合わせて形状を変えることのできる、可撓性を有する柔軟な素材を用いて形成されている。これにより、恒温装置１３２の恒温部分の面積を、キャピラリ１６１と略同等のサイズにすることができるので、恒温装置１３２のサイズを小さくすることができる。また、従来技術のようにキャピラリ１６１本体よりも大幅にサイズが大きい恒温槽を設ける必要がなくなり、キャピラリ電気泳動装置１００自体のサイズも小さくすることができる。
【００４９】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、恒温装置１３２はキャピラリ１６１を配置するための中空部を有するチューブ状の構成を有することを説明した。本発明の実施の形態２では、実施の形態１と同様に可撓性を有する素材を用いて、恒温装置１３２をシート状に構成した例を説明する。
【００５０】
図６は、本実施の形態２に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態２において、恒温装置１３２は、実施の形態１と同様の３層構造で構成されたシート状の形状を有している。以下、図６の各図について説明する。
【００５１】
図６（ａ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆う前の状態を示す。ここでは２枚のシート状の恒温装置１３２を例示したが、恒温装置１３２の枚数は任意でよい。これらのシートは、後述する熱伝導層３０３を内側にして向かい合っている。
【００５２】
この２枚のシートはいずれも、実施の形態１と同様の柔軟性のある素材を用いて形成されており、キャピラリ電気泳動装置１００の恒温ユニット１３０を格納する空間の形状に合わせて変形させて配置することができる。複数のシートを設ける場合は、シートのいずれかの辺を相互に接着するなどして固定してもよい。また、１枚のシートを中心線で折り曲げて図６（ａ）のように対向させてもよい。
【００５３】
図６（ｂ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆った状態を示す。恒温装置１３２は、シート面でキャピラリ１６１を挟み込むようにしてキャピラリ１６１を覆う。キャピラリ１６１を挟んだ後、２枚のシートは開かないように固定される。固定の方法としては、例えば以下のような方法が考えられる。
【００５４】
（図６：固定方法その１）
２枚のシートの両端に引張ばねを設ける。２枚のシートを開くときにばねが伸びて圧縮方向に弾性力が生じる。キャピラリ１６１をシートの間に挟んだ後、ばねの圧縮力によりシートを閉じた状態に戻す。
【００５５】
（図６：固定方法その２）
２枚のシートの合わせ口をクリップで閉じる、スライド式の止め具で閉じる、あるいはホックやバンドで止めるなどの手法により、２枚のシートを閉じた状態で固定する。
【００５６】
図６（ｃ）は、恒温装置１３２のシート層構造を示す断面図である。恒温装置１３２のシートは、実施の形態１と同様に、断熱層３０１、ヒータ層３０２、熱伝導層３０３の３層構造を有する。ヒータ層３０２への電力供給は、電源ケーブル６０１を介して行う。
【００５７】
以上のように、本実施の形態２によれば、恒温装置１３２は３層構造を有するシート状に形成されており、シート面で挟むようにしてキャピラリ１６１を覆う。これにより、簡易な構成で実施の形態１と同様の効果を発揮することができる。
【００５８】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３では、実施の形態２とは異なる形状で恒温装置１３２を構成した例を説明する。
【００５９】
図７は、本実施の形態３に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態３において、恒温装置１３２は、実施の形態１〜２と同様の３層構造で構成されたシート状の形状を有している。以下、図７の各図について説明する。
【００６０】
図７（ａ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆う前の状態を示す。ここでは１枚のシート状の恒温装置１３２を例示したが、恒温装置１３２の枚数は任意でよい。このシートは、実施の形態１〜２と同様の柔軟性のある素材を用いて形成されており、電気泳動装置１００の恒温ユニット１３０を格納する空間の形状に合わせて変形させて配置することができる。
【００６１】
図７（ｂ）は、恒温装置１３２がキャピラリ１６１を覆った状態を示す。恒温装置１３２は、熱伝導層３０３を内側にし、シート面をキャピラリ１６１に巻きつけるようにしてキャピラリ１６１を覆う。シートをキャピラリ１６１に巻きつけた後、シートは開かないように固定される。固定の方法としては、例えば面ファスナーで止める、バンドや金具などで固定する、などが考えられる。
【００６２】
図７（ｃ）は、恒温装置１３２のシート層構造を示す断面図である。恒温装置１３２のシートは、実施の形態１〜２と同様に、断熱層３０１、ヒータ層３０２、熱伝導層３０３の３層構造を有する。ヒータ層３０２への電力供給は、実施の形態２と同様である。
【００６３】
以上のように、本実施の形態３によれば、恒温装置１３２は３層構造を有するシート状に形成されており、シート面を巻きつけるようにしてキャピラリ１６１を覆う。これにより、簡易な構成で実施の形態１〜２と同様の効果を発揮することができる。また、巻きつけることによりシートが安定する効果もある。
【００６４】
＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４では、１種類の恒温装置１３２で複数種類のキャピラリ１６１の長さに対応することができる構成を説明する。恒温装置１３２自体の構成は概ね実施の形態２〜３と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
【００６５】
図８は、本実施の形態４に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態４において、恒温装置１３２は、実施の形態２〜３いずれかで説明した多角形シート状の形状を有する。ここでは長方形状のシートを例示したが、その他の多角形の形状を採用することもできる。
【００６６】
図８（ａ）は、恒温装置１３２をキャピラリ１６１に巻きつける前の状態を示す。恒温装置１３２の短辺８０１は、短いキャピラリ１６１ａに巻きつけるとキャピラリ１６１ａの中央部を概ね覆うことができる長さになっている。恒温装置１３２の長辺８０２は、長いキャピラリ１６１ｂに巻きつけるとキャピラリ１６１ｂの中央部を概ね覆うことができる長さになっている。
【００６７】
図８（ｂ）は、恒温装置１３２をキャピラリ１６１ｂに巻きつけた状態を示す。この場合は、キャピラリ１６１ｂと長辺８０２を平行に置き、図８（ａ）に示す方向８０４の向きに恒温装置１３２を巻きつける。
【００６８】
図８（ｃ）は、恒温装置１３２をキャピラリ１６１ａに巻きつけた状態を示す。この場合は、キャピラリ１６１ａと短辺８０１を平行に置き、図８（ａ）に示す方向８０３の向きに恒温装置１３２を巻きつける。
【００６９】
図８（ｂ）（ｃ）いずれの場合でも、電源ケーブル６０１はシートの端から外に出ているので、方向８０３、８０４いずれの向きに恒温装置１３２を巻きつけた場合でも、電源ケーブル６０１を巻き込まずに済む。
【００７０】
以上のように、本実施の形態４によれば、１つの恒温装置１３２を複数のキャピラリ１６１の長さに対応させることができる。したがって、異なる長さのキャピラリ１６１ごとに恒温装置１３２のサイズを調整する必要がなくなり、恒温装置１３２の製造コストなどの観点から有利である。
【００７１】
また、本実施の形態４によれば、キャピラリ電気泳動装置１００からキャピラリ１６１を取り外して異なる長さのキャピラリ１６１を取り付けるときでも、辺の長さが合えば恒温装置１３２をそのまま使用することができる。
【００７２】
＜実施の形態５＞
本発明の実施の形態５では、恒温装置１３２をキャピラリ１６１に取り付けた状態で恒温装置１３２の長さを可変することのできる構成を説明する。恒温装置１３２を形成する可撓性を有する素材および３層構造は、実施の形態１〜４と同様である。以下では実施の形態１〜４と本実施の形態５との差異点を中心に説明する。
【００７３】
図９は、本実施の形態５に係る恒温装置１３２の構成図である。本実施の形態５において、恒温装置１３２は、じゃばら状に形成されている。ここでは、実施の形態１と同様の中空チューブ形状の恒温装置１３２にじゃばら構造を導入した例を示したが、実施の形態２〜４で説明したシート形状の恒温装置１３２にじゃばら構造を導入することもできる。
【００７４】
図９（ａ）はじゃばらを縮めた状態、図９（ｂ）はじゃばらを伸ばした状態を示す。じゃばら構造を導入することにより、キャピラリ１６１の長さに合わせて恒温装置１３２の長さを自由に調整することができる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態５によれば、恒温装置１３２はじゃばら構造を有し、キャピラリ１６１の長さに合わせて長さを自由に調整することができる。これにより、１種類の恒温装置１３２で複数のキャピラリ１６１の長さに対応することができるので、恒温装置１３２を同一の仕様で多数製造することができ、コスト等の観点から有利である。
【００７６】
＜実施の形態６＞
本発明の実施の形態６では、ヒータ層３０２に埋め込む発熱部材の密度を部位毎に変えて熱分布を調整する例を説明する。その他の構成は実施の形態１〜５と概ね同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。
【００７７】
図１０は、本実施の形態６に係る恒温装置１３２の発熱部材１００４を示す図である。恒温装置１３２の端部付近の領域１００１および１００２は、キャピラリ１６１が外気に接するため温度が上昇しにくく、また温度が自然に低下しやすい傾向がある。そこで、領域１００１および１００２では、恒温装置１３２の中央付近の領域１００３よりも発熱部材１００４の密度を高くし、温度を上げやすくした。
【００７８】
図１０のように発熱部材１００４の密度を部位によって変える構成は、実施の形態１〜５いずれにおいても採用することができる。ただし、実施の形態４のように恒温装置１３２をキャピラリ１６１に取り付ける方向が変わる可能性がある場合には、各方向について図１０と同様に端部付近の領域の発熱部材１００４の密度が高くなるように構成する必要がある。例えば図８のように恒温装置１３２が長方形である場合には、発熱部材１００４を格子状に配置し、長方形の各辺近傍の発熱部材１００４の密度を高くしておくとよい。
【００７９】
本実施の形態６では、恒温装置１３２の両端において発熱部材１００４の密度を高くしたが、例えばキャピラリ１６１のいずれか一方の端部が外気に接しないような場合は、その端部については発熱部材１００４の密度を中央部分と同程度にしてもよい。
【００８０】
以上のように、本実施の形態６では、ヒータ層３０２が有する発熱部材１００４の密度を恒温装置１３２の部位に応じて変えている。これにより、キャピラリ１６１が外気に接する領域１００１および１００２の温度を上げやすくし、キャピラリ１６１の温度ムラを低減することができる。
【００８１】
＜実施の形態７＞
図１１は、本発明の実施の形態７に係る恒温装置１３２の構成を示す図である。本実施の形態７において、恒温装置１３２は、キャピラリ１６１と一体的に構成されている。恒温装置１３２自体の構成は、実施の形態１〜６と同様である。恒温装置１３２をキャピラリ１６１に固定する方法も、実施の形態１〜６と同様でよい。
【００８２】
本実施の形態７によれば、キャピラリ１６１と恒温装置１３２を一体的に取り扱うことができるので、キャピラリ電気泳動装置１００へこれらを着脱する作業が容易になる利点がある。
【００８３】
＜実施の形態８＞
以上の実施の形態１〜７において、キャピラリ１６１および恒温装置１３２をキャピラリ電気泳動装置１００から自由に着脱できるように構成してもよい。本実施の形態８に係るキャピラリ電気泳動装置１００は、上記構成を採用することにより、電気泳動の目的やサンプルの種類などに応じて異なる種類のキャピラリ１６１を用いることができる。
【００８４】
図１２は、本実施の形態８に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。図１２（ａ）は短いキャピラリ１６１を用いる場合、図１２（ｂ）は長いキャピラリ１６１を用いる場合を示す。
【００８５】
図１２に示すように、長さが異なるキャピラリ１６１を用いる場合、キャピラリ１６１の長さに対応した恒温装置１３２を準備しておくか、または実施の形態４〜５で説明したように複数のキャピラリ１６１の長さに対応できる恒温装置１３２の構成を採用する必要がある。
【００８６】
キャピラリ１６１の一端（サンプル導入側）はバッファ容器側に、反対側の一端は検出部を経由しポリマー注入部へ接続される。電源ケーブル６０１および温度センサの信号ケーブルは、装置側の恒温槽用端子に接続される。
【００８７】
＜実施の形態９＞
本発明の実施の形態９では、１本のキャピラリ１６１に対して複数の恒温装置１３２を取り付ける例を説明する。恒温装置１３２の構成は、実施の形態１〜７と同様である。
【００８８】
図１３は、本実施の形態９に係るキャピラリ電気泳動装置１００の構成図である。図１３（ａ）は短いキャピラリ１６１を用いる場合、図１３（ｂ）は長いキャピラリ１６１を用いる場合を示す。
【００８９】
本実施の形態９では、複数の恒温装置１３２を組み合わせてキャピラリ１６１を覆っている。これにより、単一の恒温装置１３２のみではキャピラリ１６１全体を覆うことができない場合でも、支障なくキャピラリ１６１の温調を行うことができる。また、キャピラリ１６１の長さと比較して短い恒温装置１３２を複数準備しておけば、これらを組み合わせることにより、種々のキャピラリ１６１に対応することができる。組み合わせる恒温装置１３２の長さや数は、キャピラリ１６１の長さなどに応じて適宜選択すればよい。
【００９０】
各恒温装置１３２の温度は、個別に制御できるようにしてもよい。例えば各恒温装置１３２を個別に図示しない温度制御装置に接続し、温度制御装置は各恒温装置１３２が備える温度センサの検出値に基づきキャピラリの温度を均一に保持する。具体的には、実施の形態６で説明したように、キャピラリ１６１の端部近傍の恒温装置１３２は温度を高めに制御する、などの手法が考えられる。
【００９１】
各恒温装置１３２の発熱部材密度は、全ての恒温装置１３２について同一でもよいしそれぞれ異なっていてもよい。例えば、キャピラリ１６１の端部近傍には発熱部材密度の高い恒温装置１３２を配置してもよい。
【００９２】
後者の場合、発熱部材密度の違いによりキャピラリ１６１の温度ムラを低減することができるので、各恒温装置１３２を個別に温度制御する場合と比べて制御処理を簡易にすることができる。またこの場合、実施の形態６で説明したような、単一の恒温装置１３２内の発熱部材密度を部位によって変える構成と比較して、個々の恒温装置１３２の発熱部材密度は均一である。そのため、恒温装置１３２自体の構成を簡易化することができるので、製造工程を簡易化できる利点がある。
【符号の説明】
【００９３】
１００：キャピラリ電気泳動装置、１１０：ポンプユニット、１１１：シリンジ、１１３：ポリマー容器、１１４：陽極側バッファ容器、１１５：陽極側電極、１２０：照射・検出ユニット、１２１：励起光、１２２：信号検出装置、１３０：恒温ユニット、１３２：恒温装置、１４０：オートサンプラユニット、１４１：サンプル容器、１４２：オートサンプラ、１４３：バッファ容器、１５０：高圧電源ユニット、１５１：高圧電源、１５２：陰極側電極、１６１：キャピラリ、１６２：端部、３０１：断熱層、３０２：ヒータ層、３０３：熱伝導層、４０１：第２熱伝導層、６０１：電源ケーブル、８０１：短辺、８０２：長辺、８０３：方向、８０４：方向、１００１〜１００３：領域、１００４：発熱部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリ電気泳動装置のキャピラリの温度を保持する恒温装置であって、
前記キャピラリを覆って前記キャピラリを加熱するヒータを備え、
前記ヒータは、可撓性を有する素材を用いて構成されている
ことを特徴とする恒温装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記キャピラリの形状に合わせて形状を変えることのできる素材を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項３】
前記ヒータは、前記キャピラリを挟んで覆う面を有するシート状の形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項４】
前記ヒータは、前記キャピラリに巻きついて前記キャピラリを覆う面を有するシート状の形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項５】
前記ヒータは、複数の辺を有するシート状の形状を有し、
前記辺のうちいずれか複数は、異なる長さを有する複数の前記キャピラリそれぞれの長さに対応する長さを有する
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項６】
前記ヒータは、じゃばら状に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項７】
前記ヒータは、内部に発熱部材を配置して構成されており、
前記ヒータの端部には、前記ヒータの中央部よりも前記発熱部材が多く配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項８】
請求項１記載の恒温装置と、
前記恒温装置を用いて温度を保持するキャピラリと、
を備えたことを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項９】
前記恒温装置は、前記キャピラリの形状に沿って前記キャピラリを覆うように配置されている
ことを特徴とする請求項８記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１０】
前記恒温装置は前記キャピラリから着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項８記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１１】
前記恒温装置を複数備え、
前記キャピラリの複数の部位に前記恒温装置をそれぞれ配置した
ことを特徴とする請求項８記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１２】
前記恒温装置の温度をそれぞれ個別に制御する温度制御装置を備えた
ことを特徴とする請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１】
キャピラリ電気泳動装置のキャピラリの温度を保持する恒温装置であって、
前記キャピラリを覆って前記キャピラリを加熱するヒータを備え、
前記ヒータは、可撓性を有する素材を用いて構成されている
ことを特徴とする恒温装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記キャピラリの形状に合わせて形状を変えることのできる素材を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項３】
前記ヒータは、前記キャピラリを挟んで覆う面を有するシート状の形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項４】
前記ヒータは、前記キャピラリに巻きついて前記キャピラリを覆う面を有するシート状の形状を有する
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項５】
前記ヒータは、複数の辺を有するシート状の形状を有し、
前記辺のうちいずれか複数は、異なる長さを有する複数の前記キャピラリそれぞれの長さに対応する長さを有する
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項６】
前記ヒータは、じゃばら状に構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項７】
前記ヒータは、内部に発熱部材を配置して構成されており、
前記ヒータの端部には、前記ヒータの中央部よりも前記発熱部材が多く配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項８】
請求項１記載の恒温装置と、
前記恒温装置を用いて温度を保持するキャピラリと、
を備えたことを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
【請求項９】
前記恒温装置は、前記キャピラリの形状に沿って前記キャピラリを覆うように配置されている
ことを特徴とする請求項８記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１０】
前記恒温装置は前記キャピラリから着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項８記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１１】
前記恒温装置を複数備え、
前記キャピラリの複数の部位に前記恒温装置をそれぞれ配置した
ことを特徴とする請求項８記載のキャピラリ電気泳動装置。
【請求項１２】
前記恒温装置の温度をそれぞれ個別に制御する温度制御装置を備えた
ことを特徴とする請求項１１記載のキャピラリ電気泳動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１１２３７５（Ｐ２０１１−１１２３７５Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６３７１（Ｐ２００９−２６６３７１）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
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