JP2001289820A - マイクロチップ電気泳動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロチップ電気泳動を行う際に各ポートへ
印加する電圧値を簡単に最適化することができるマイク
ロチップ電気泳動装置を提供する。 【解決手段】流路端にある各ポートへ印加する電圧値を
画面上で電圧入力部１１１〜１１４に入力すると、各流
路の電位勾配が算出され、入力した電圧値が表示される
とともに算出された電位勾配値が電位勾配表示部１２１
〜１２４に表示され、分析者が電位勾配が適切であるか
を判断しながら設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマイクロチップを用
いて極微量のタンパク質や核酸等を、高速かつ高分解能
に分析する場合に利用されるマイクロチップ電気泳動装
置に関し、さらに詳細には、分析者が電気泳動による分
析を実行する際に泳動流路に印加する電圧値の設定が容
易に行えるようにしたマイクロチップ電気泳動装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】極微量のタンパク質や核酸等を分析する
場合にキャピラリ電気泳動装置が一般的に用いられてい
る。近年、2枚の基板を接合して形成されたキャピラリ
電気泳動チップ（マイクロチップという）が開発され、
これを用いたマイクロチップ電気泳動装置が考案されて
いる。このマイクロチップ電気泳動装置で使用するマイ
クロチップの例を図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す。図に示す
マイクロチップ１０は一対の透明ガラス基板１、２から
なり、一方の基板２の表面にエッチング技術等によって
互いに交差する泳動用流路となる溝４、５を形成し、他
方の基板１にはその溝４、５の各端部に対応する位置に
貫通穴でポート３を形成したものである。なお、溝は図
１（D）に示すような十字に交差するものでも、図１
（Ａ）〜（C）に示すような小さな段差を有する交差で
あってもよい（場合によってはさらに多数の溝が交差す
るものであってもよい）。マイクロチップは基板１、２
を図１（Ｃ）に示すように互いに重ね、いずれかのポー
ト３からバッファ液（泳動液）を溝４、５に注入する。
その後、短い方の溝４の一端にあるポート３（Ｓ）から
試料を導入して、この溝４の両端のポート３（Ｓ）、３
（Ｗ）間に所定時間、高電圧を印加する。バッファ液へ
の高電圧印加は各ポート３に針電極を突き刺す方法で行
ってもよいし、予め各ポートの内面周囲およびこの内面
部分と電気的に接続される引出電極部分に電極をパター
ン形成しておき、引出電極に高電圧を印加するようにし
たものでもよい。溝４の両端のポート間に電位差が生じ
るように高電圧を印加すると溝４に注入されたバッファ
液に電位勾配が形成され、泳動電流が流れるようにな
り、その結果バッファ液中に導入した試料が溝４内を移
動するようになる。続いて溝４の両端のポートに印加し
ていた高電圧を停止し、長い方の溝５の両端にあるポー
ト３（Ｂ）、３（Ｄ）間に高電圧を印加する。これによ
り溝４、５の交差点部分６に存在する試料の泳動方向が
変化し溝５内を試料が移動するようになる。そして溝５
上の適当な箇所に検出器（紫外可視分光光度計、蛍光光
度計、電気化学検出器等）あるいは溝５の流路のほぼ全
域にわたってアレイ型検出器を配置しておくことにより
この流路内で分離された試料の検出が行われる。

【０００３】図２は電気泳動分析を行うために使用する
マイクロチップ電気泳動装置の概略構成図である。マイ
クロチップ１０を移動するためのＸＹステージ１２が光
学ベンチ１４上に置かれ、マイクロチップ１０はＸＹス
テージ１２上に固定されて手動又は自動によりＸ方向と
Ｙ方向の水平面内を移動することができる。泳動流路
（図１の溝４、５）で分離された試料（本例では蛍光試
料を用いる）を光学的に検出するために、レーザ装置１
６で発生したレーザ光が照射・集光部１８によって試料
へ照射され、試料からの蛍光が集光される。照射・集光
部１８で集光された蛍光は光電子増倍管２０で検出され
る。なお、照射・集光部１８の光軸合わせのために用い
る双眼鏡２２が設けられており必要に応じてＸＹステー
ジを動かして光軸調整が行われる。光電子増倍管２０で
検出された光信号は増幅器２８で増幅され、Ａ／Ｄ変換
器３０でデジタル信号に変換されてＣＰＵ３２を有する
パーソナルコンピュータ３９に取り込まれる。

【０００４】また上記と異なる測定光学系を備えたマイ
クロチップ電気泳動装置（この場合は紫外可視検出器を
用いている）を図３に示す。このものでは分離側流路
（図１の溝５）のほぼ全域にわたって試料検出を行うこ
とができるように光源４１からの光線４２がシリンドリ
カルレンズ４３によって線状に集光され、これが溝５に
沿って照射され、透過光がアレイ型のフォトセル４４に
より検出される。検出された各アレイからの信号は図２
と同様に増幅器２８で増幅され、Ａ／Ｄ変換器３０でデ
ジタル信号に変換されてＣＰＵ３２を有するパーソナル
コンピュータ３９に取り込まれる。この例のものでは分
離された試料の溝５内での分布をも検出して表示するこ
とができる特徴を有する。

【０００５】次にマイクロチップ１０への高電圧の印加
について再び図２を用いて説明する。マイクロチップ１
０に注入された試料が電気泳動作用により分離されるた
めには泳動流路両端に高電圧を印加する必要があり、そ
のための高電圧電源装置３４、３５、３６、３７が設け
られ、各泳動流路端のポートから独立に電圧が印加でき
るようになっている。これらの高電圧電源はＣＰＵ３２
からの制御により所定の高電圧が発生する。この印加電
圧の設定を行うため、パーソナルコンピュータ３８には
キーボード３９のような入力装置と液晶画面のようなデ
ィスプレイ装置４０が接続されており、ディスプレイ装
置４０の画面を見ながらキーボード３９を用いて印加電
圧値を入力することにより、パーソナルコンピュータ３
９から各高電圧電源装置３４〜３７にデータ送信されて
所望の電圧が所望のタイミングで印加されるようにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】マイクロチップ電気泳
動装置は極微量の試料を高速かつ高分解能で分析できる
という優れた特徴を有している。しかしながらこの装置
で最適な分析を行うためには各流路に印加する高電圧を
最適な値となるように調整する必要がある。例えば４つ
の電源を用いて上記したような十字に交差する泳動流路
の４つの流路端にそれぞれ独立に電圧を印加する場合に
は、それぞれの流路端にどの程度の高電圧を印加するの
がよいかを決定する必要があるがこの作業は困難かつ煩
雑であり、また熟練を要していた。そのためより簡便な
設定ができることが望まれている。また、十字に交差す
るような溝が形成されているマイクロチップでは、泳動
流路は試料導入側である短い泳動流路から試料分離側で
ある長い泳動流路の方に切り替える必要があるが、試料
導入時の短い流路での泳動状態と、流路切替後の長い流
路での泳動状態とでは、それぞれ最適な設定条件が異な
るので、試料導入時から分析終了までの泳動プログラム
を簡便かつ最適に設定できることが望まれている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、泳動流路へ印加
する電圧値を設定する場合に、分析者が容易に最適な泳
動条件の設定ができるようにした電気泳動装置を提供す
ることを目的とする。また、好適な設定条件のもとで泳
動させることにより、高分解能かつ迅速な泳動分析が簡
単に行えるようにすることを目的とする。特に流路切替
を行う場合のような複雑なパラメータ条件設定を行うと
きに、各工程で異なる最適条件を容易に見出すことがで
きるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明のマイクロチップ電気泳動装置は、マ
イクロチップ上に泳動流路を形成し、この泳動流路上に
設けた開口から試料を導入するとともにこの泳動流路に
電圧を印加して電気泳動を行うマイクロチップ電気泳動
装置において、前記マイクロチップ電気泳動装置は印加
電圧値又は／及び泳動状態を把握するためのパラメータ
値を入力するための画面を有する制御部と、この画面か
ら印加電圧、泳動状態を把握するためのパラメータ、の
うちの必要な電気特性パラメータ値を入力すると、入力
された電気特性パラメータ値に基づいて印加電圧、泳動
状態を把握するためのパラメータ、のうちの未決定であ
る他の電気特性パラメータ値を算出する電気特性算出手
段と、算出された電気特性パラメータ値と入力された電
気特性パラメータ値とを同時に画面上に表示する画面合
成手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】分析者が直接キーボードから入力して設定
するパラメータは各流路に印加する高電圧電源の電圧値
であるが、分析者が泳動状態を把握するのに必要な情報
はこの電圧値自体ではなく、むしろ各流路に生じる電位
勾配や泳動電流のような電圧値以外の泳動状態を決定す
るパラメータである。この電位勾配等は各流路端に印加
する複数箇所の電圧値の相対関係により定まる。したが
ってこれらの情報を分析者に画面で表示しつつ、パラメ
ータ設定できるようにする。即ち、画面上で電気泳動を
行うのに必要なパラメータ（例えば電圧値）を入力する
と、その入力データに応じて泳動状態を把握するために
役立つパラメータ（例えば各流路の電位勾配）が算出さ
れ、算出結果が入力されたパラメータとともに画面上に
表示される。分析者はこれらの情報を見て確認しながら
必要に応じて逐次設定を変化させて最適と思われるパラ
メータ設定にする。このようにして最終的に設定した最
適なパラメータの条件で電気泳動を行い、最適条件での
分析を行う。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例を用
いて説明する。以下の実施例に示すマイクロチップ電気
泳動装置本体の測定光学系や高圧電源のハードウェア構
成は基本的に図２や図３に示したものと同じであり、こ
れを利用している。また、使用するマイクロチップの種
類（マイクロチップ上に刻まれる泳動流路の形状の種
類）は泳動目的によりいろいろなバリエーションが考え
られるので、その形状に対応させて後述する画面形状を
適宜に変化させればよいことはいうまでもない。説明の
便宜上、以下の説明で用いるマイクロチップは図１
（Ｄ）に示したものとする。即ち溝４の両端にポート３
Ｓ、３Ｗ、溝５の両端にポート３Ｂ、３Ｄ、溝４と溝５
とが十字に交差し交差点６を形成したもので、ポート３
Ｂから試料が導入され、各ポート３Ｂ、３Ｗ、３Ｂ、３
Ｄにそれぞれ針電極が挿入されており、図２に示すよう
に独立した高圧電源装置３４、３５、３６、３７から電
圧ＨＶ１、ＨＶ２、ＨＶ３、ＨＶ４が独立に電圧が印加
されるものである。

【００１１】図４は本発明の一実施例であるマイクロチ
ップ電気泳動装置のディスプレイ装置４０上で表示され
る画面の一例を示す図である。この実施例は分析者が泳
動流路端に設けられた4箇所のポート部分の電極に印加
する電圧を試行錯誤で最適な値に設定したいときに役立
つものである。図４に示すように画面右下には表示モー
ド（電位勾配表示、電流表示等）を入力するための表示
モード入力部１０１が窓枠形状で表示される。画面中央
にはマイクロチップ１０の泳動流路形状に対応したグラ
フィック画面が表示され、このグラフィック上において
はマイクロチップ１０の各ポート３Ｓ、３Ｗ、３Ｂ、３
Ｄがそれぞれグラフィック上のポート１０３Ｓ、１０３
Ｗ、１０３Ｂ、１０３Ｄに対応し、溝４、溝５が溝１０
４、１０５に対応し、交差点６が交差点１０６に対応す
る。この画面上にはさらに高圧電源装置３４、３５、３
６、３７が各電極に印加する電圧ＨＶ１、ＨＶ２、ＨＶ
３、ＨＶ４の値を設定するための電圧入力部１１１、１
１２、１１３、１１４が窓枠形状で表示される。また表
示モード入力部１０１で「電位勾配表示」が入力されて
いる場合には、ポート１０３Ｓと交差点１０６との間、
交差点１０６とポート１０３Ｗとの間、ポート１０３Ｂ
と交差点１０６との間、交差点１０６とポート１０３Ｄ
との間、でそれぞれ発生する電位勾配の数値表示および
その勾配方向を表示するための電位勾配表示部および方
向表示部１２１、１２１Ａ、１２２、１２２Ａ、１２
３、１２３Ａ、１２４、１２４Ａがそれぞれ形成される
（これらは実際には実物マイクロチップ上の対応する位
置の電位勾配を表示するものである）。さらに交差点１
０６の位置で生じる電圧を表示する交差点電圧表示部１
２６も形成される。さらに電圧が印加されて泳動が行わ
れているときに泳動状態であることを表示するため、泳
動流路上に泳動表示部１３０が設けられる。

【００１２】この画面表示を行うためのコンピュータの
システム構成を、図５に示す構成ブロック図を用いて説
明する。システムにはキーボード３９から入力されるパ
ラメータデータを取り込む入力部１４１と、泳動特性の
計算に必要な計算式および計算式に必要な固定パラメー
タ（流路長さ・バッファ液伝導度等）を記憶している計
算式・固定パラメータ記憶部１４２と、マイクロチップ
形状に対応したグラフィック画面ファイル（マイクロチ
ップ形状ごとにそれぞれ対応するファイルが存在）を記
憶するグラフィック画面ファイル記憶部１４３と、入力
部１４１に取り込まれたパラメータデータおよび計算式
・固定パラメータ記憶部１４２に記憶してある計算式に
基づいて電位勾配等の他の電気特性パラメータを算出す
る電気特性算出部１４４と、入力部１４１に取り込まれ
たパラメータデータおよび電気特性算出部１４４で算出
された他の電気特性パラメータを１つの画面に合成する
画面合成部１４５と、合成された画面をディスプレイ装
置４０に表示する表示部１４６を有する。ここで画面合
成部１４５は電気特性算出部から他の電気特性パラメー
タのデータが送り込まれる以前は入力画面として機能
し、送り込まれてから以後はそれらのデータを追加する
ことで泳動特性を表示する画面として機能する。

【００１３】次に電気特性パラメータの計算方法につい
て図6を用いて説明する。図４における各ポート１０３
Ｓ、１０３Ｗ、１０３Ｂ、１０３Ｄからそれぞれ交差点
１０６までの各流路の電気抵抗をＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ
４とする（実際には図４に対応する図１（Ｄ）に示すマ
イクロチップ上の各流路の電気抵抗を意味する）。ここ
でＲ１〜Ｒ４は、流路の断面積をＳ（ｍ^２）、流路の長
さをＬ１〜Ｌ４（ｍ）、バッファ液の比抵抗をＵ（Ω
ｍ）とするとＲ１＝Ｌ１＊Ｕ／Ｓ（Ω）として求めるこ
とができ、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４も同様に求められる。な
お、Ｓ、Ｌ１〜Ｌ４、Ｕは既知の固定パラメータとして
予めコンピュータのメモリに数値を記憶させてあるもの
である。交差点１０６の中心電圧をＶ０（Ｖ）、各ポー
トでの電圧をＨＶ１、ＨＶ２、ＨＶ３、ＨＶ４とすると
キルヒホッフの電流則により次式の関係が成り立つ。 (ＨＶ１−Ｖ０)／Ｒ１＋（ＨＶ２−Ｖ０）／Ｒ２＋(ＨＶ３−Ｖ０)／Ｒ３＋ （ＨＶ４−Ｖ０）／Ｒ４＝０ ・・・・・（１） （１）式より交差点１０６の電圧が以下のようになる。 Ｖ０＝（Ｒ１／／Ｒ２／／Ｒ３／／Ｒ４）＊（ＨＶ１／Ｒ１＋ＨＶ２／Ｒ２＋Ｈ Ｖ３／Ｒ３＋ＨＶ４／Ｒ４） ・・・・・（２） ここで（Ｒ１／／Ｒ２／／Ｒ３／／Ｒ４）は抵抗Ｒ１〜
Ｒ４の並列接続抵抗値を意味する。そして各流路の電位
勾配Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は（２）を用いて以下の計
算式で求めることができる。 Ｇ１＝（ＨＶ１−Ｖ０）／Ｌ１（Ｖ／ｍ） ・・・（３） Ｇ２＝（ＨＶ２−Ｖ０）／Ｌ２（Ｖ／ｍ） ・・・（４） Ｇ３＝（ＨＶ３−Ｖ０）／Ｌ３（Ｖ／ｍ） ・・・（５） Ｇ４＝（ＨＶ４−Ｖ０）／Ｌ４（Ｖ／ｍ） ・・・（６）

【００１４】次に、本実施例で分析者が行う動作につい
て図７に示すフロー図を用いて説明する。まず最初に、
使用するマイクロチップの種類を入力し（２０１）す
る。分析者が各流路に発生する電位勾配の値を確認しつ
つ印加電圧の設定を行いたい場合には画面上の表示モー
ド入力部１０１に「電位勾配表示」（２０２）を入力す
る。するとそのマイクロチップに対応するグラフィック
画面が選択されて表示され、図４に示す入力画面が表示
される（２０３）。この入力画面上で電圧値の入力を促
すために窓枠表示されている電圧入力部１１１〜１１４
に適当な電圧値（電気特性パラメータ）を数値入力する
（２０４）。４つの電圧値すべてが入力されているかが
チェックされ（２０５）、もしも入力されていなければ
入力を促す警告表示がなされる（２０６）。計算に必要
なすべての電圧値の入力が終わると、（２）〜（６）式
を用いて他の電気特性パラメータである電位勾配が算出
される（２０６）。そして入力された電圧値と算出され
た電位勾配の値が１つのグラフィック画面上に合成され
（２０７）、ディスプレイ上に電圧１１１〜１１４、電
位勾配１２１〜１２４、電位方向１２１Ａ〜１２４Ａと
して表示される（２０８）。分析者は電圧値以外の情報
として電位勾配や電位方向を確認することにより、直感
的かつ簡単に入力した電圧値が適切であるかを知ること
ができる。例えば電位勾配は直接的に泳動速度に関係
し、速度が早すぎても遅すぎても分離が不十分となった
り試料が拡散したりするなどの不具合が生じて十分な測
定ができない。そこで、泳動速度、即ち算出された電位
勾配が適切な値であるかを判断し、もしも適切ではない
と判断したときは印加電圧値を変更する（２０９）。す
ると流路の各部位での電位勾配がそれぞれ変化するの
で、再度変更後の電位勾配が適切かを判断し、以後この
作業を繰り返して（２０４〜２０９）最適な４つの電圧
値の組を求める。このようにして４つの電圧値の組が定
まると、これをコンピュータのメモリに保存し（２１
０）、決定した電圧値で電気泳動を実行する。

【００１５】ところで、上述したような十字の泳動流路
を有するマイクロチップを用いる場合は試料が交差点１
０６に到達した時点で泳動方向を短い流路から長い流路
に切り替えるようにしている。即ち、１回の分析で試料
がポート１０３Ｓからポート１０３Ｗの方向に向かう第
１の状態（試料注入）、試料が交差点１０６に到達した
時点で切り替わり、ポート１０３Ｂからポート１０３Ｄ
の方向に向かう第２の状態（泳動分離）、続いて検出の
ため泳動を停止する第3の状態（泳動停止）、の３つの
状態を順次実行する必要がある。そのため、第１の状態
から第３の状態までのそれぞれの電圧を、上述した手順
でそれぞれ決定し、コンピュータのメモリに記憶しなけ
ればならない。図８（ａ）（ｂ）（ｃ）は、十字に交差
する泳動流路を有するマイクロチップで上記の各状態で
の電圧値の最適条件設計を行った実施例である（ここで
いう最適条件とは信号強度を大きくすることよりも泳動
による分離をシャープにすることを優先させた分析を行
うための最適条件という意味である。分析の目的により
最適条件が異なることはいうまでもない）。図８（ａ）
に示す試料注入工程では、試料導入流路（短い方の流
路）であるポート１０３Ｓからポート１０３Ｗに向けて
試料が移動するように１０３Ｓから１０３Ｗに向かう電
位勾配をかける。その際、試料が分離流路（長い方の流
路）であるポート１０３Ｂから１０３Ｄに向かう流路内
に拡散しないように分離流路にも交差点１０６に向かう
弱い電位勾配を作り、試料の拡散を阻止する。以上のよ
うな考えのもとで印加する電圧を図８（ａ）に示すよう
に決定した。この際に、交差点１０６に流れ込むバッフ
ァ液の量と交差点１０６から流れ出るバッファ液の量と
は等しくなる必要があるが、各流路の幅が同一であれば
電位勾配の値と泳動量とは比例とは言えないまでも比例
に近い関係があるので、試料注入、拡散防止が電位勾配
を見ることで把握できる。続いて図８（ｂ）に示す泳動
・分離工程では交差点１０６の位置に存在する試料を分
離流路の下流側（交差点１０６とポート１０３Ｄとの
間）に導入するため、分離流路下流方向に電位勾配をか
ける。また、バッファ液を供給するため分離流路上流側
（ポート１０３Ｂと交差点１０６との間）にも交差点に
向かう電位勾配をかける。さらに試料導入流路（端部１
０３Ｓから交差点１０６の間、交差点１０６と端部１０
３Ｗとの間）に残った試料が分離流路に流れ込まないよ
うに、これらの流路には交差点から試料を引き離す方向
の電位勾配をかける。この場合試料は３方向に流れてい
くので分離流路下流に流れ込む試料量が減少して信号強
度は弱くなるが泳動による分離特性をシャープにするこ
とができる。以上のような考えのもとで各ポートに印加
する電圧を図８（ｂ）に示すように決定した。続いて図
８（ｃ）に示す泳動停止時では、分離が完了した時点で
すべての電位勾配を零にして移動を停止し、分離状態を
検出器により検出している。なお、本実施例では交差点
１０６に発生する電圧値も算出され、同時に表示してあ
る。交差点１０６の位置の電圧値を表示することにより
試行錯誤で各ポートに印加する電圧値を入力する際にど
れくらい増減すればよいかの判断が容易になる。

【００１６】図９は本発明の他の実施例である。先ほど
の画面では電位勾配を表示していていたが、この例では
泳動電流を表示するようにしている。泳動電流について
も電位勾配と同様に泳動速度と関係があるのでこれを表
示することによっても同様の効果が得られる。この場合
は、モード入力部１２４において「流路電流表示」を指
定することにより泳動電流が得られる。各流路を流れる
泳動電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４は先に示した（２）式
と、以下の関係式から求めることができる。 Ｉ１＝（ＨＶ１−Ｖ０）／Ｒ１（Ａ） ・・・（７） Ｉ２＝（ＨＶ２−Ｖ０）／Ｒ２（Ａ） ・・・（８） Ｉ３＝（ＨＶ３−Ｖ０）／Ｒ３（Ａ） ・・・（９） Ｉ４＝（ＨＶ４−Ｖ０）／Ｒ４（Ａ） ・・・（１０）

【００１７】これまでの実施例では電圧値を入力し、そ
れによって電位勾配や泳動電流等の泳動状態を把握する
ための他のパラメータを算出していたが、逆に各流路の
電位勾配値等を直接入力して、条件を満足するような各
ポートへの印加電圧値を逆算して表示するようにしても
よい。この場合は１２１〜１２４が窓枠表示されて電位
勾配入力部となり、１１１〜１１４が算出された結果の
表示部となる。なお、この場合はいずれか1箇所の電圧
値を決定する必要があるが、４つのポートのうち最も低
い電圧値となるものを０Vとなることとすれば他の３つ
の電圧も一意的に定めることができる。即ち、各ポート
の電圧値ＨＶ１〜ＨＶ４は、交差点電圧Ｖ０、電位勾配
Ｇ１〜Ｇ４、流路長さＬ１〜Ｌ４を用いて以下の式から
求められる。 ＨＶ１＝Ｖ０＋Ｇ１ ・・・（１１） ＨＶ２＝Ｖ０＋Ｇ２ ・・・（１２） ＨＶ３＝Ｖ０＋Ｇ３ ・・・（１３） ＨＶ４＝Ｖ０＋Ｇ４ ・・・（１４） ここで、ＨＶ１〜ＨＶ４のうちで最も低い電圧となるも
のをＶｘとしＶｘ＝０としてＶ０を求める。得られたＶ
０を残りの３つの式に代入することによりＶ１〜Ｖ４の
４つの電圧（いずれか１つがゼロ電位となる）を決定す
ることができる。

【００１８】さらに図１０に示すように各ポートの電圧
１１１〜１１４、電位勾配１２１Ｂ〜１２４Ｂ、電位方
向１２１Ｃ〜１２４Ｃのすべてを窓枠形状にして入力部
とし、先の計算式で解くことが可能な電圧・電位勾配の
任意の組を入力することにより、残りの入力しなかった
場所の電圧値や電位勾配値を算出して表示するようにし
てもよい。以下に本発明の実施態様を列挙しておく。 （１）互いに交差する少なくとも２本以上の泳動流路か
らなる請求項１に記載のマイクロチップ電気泳動装置。 （２）泳動流路への電圧の印加が少なくとも４箇所以上
からなされることを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載のマイクロチップ電気泳動装置。 （３）入力される電気特性パラメータが泳動流路に印加
する電圧であり、算出される電気特性パラメータが泳動
流路に発生する電位勾配又は泳動電流であることを特徴
とする請求項1乃至請求項３に記載のマイクロチップ電
気泳動装置。 （４）入力される電気特性パラメータが泳動流路に発生
する電位勾配又は泳動電流であり、算出される電気特性
パラメータが泳動流路に印加する電圧であることを特徴
とする請求項１乃至請求項３に記載のマイクロチップ電
気泳動装置。 （５）泳動流路の交差点の位置の電圧値をも表示される
ことを特徴とする請求項２に記載のマイクロチック電気
泳動装置。 （６）画面合成手段で合成される画面がグラフィック画
面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載
のマイクロチック電気泳動装置。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明では画面上
に泳動状態を把握するのに必要な情報である電位勾配や
泳動電流を同時に表示するようにしたので、これを確認
しながら最適な電圧値を簡単に設定することができる。
特に十字に交差するような流路のマイクロチップによる
電気泳動では複数の工程でのパラメータ設定を最適化し
なければならないが本発明によるシミュレーションを行
えば簡単に最適設計することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マイクロチップ電気泳動装置で用いるマイクロ
チップ基板の構成を示す図。

【図２】本発明に用いるマイクロチップ電気泳動装置の
ハード構成を示す図。

【図３】本発明に用いるマイクロチップ電気泳動装置の
他のハード構成を示す図。

【図４】本発明の一実施例であるマイクロチップ電気泳
動装置の泳動状態を表示する画面を示す図。

【図５】上記画面を表示するための構成ブロック図。

【図６】本発明で算出するマイクロチップ上の電気特性
の関係を示す図。

【図７】本発明の表示される画面でパラメータ設定をす
るときのフロー図。

【図８】最適条件設計を行った実施例を示す図。

【図９】本発明の他の一実施例であるマイクロチップ電
気泳動装置の泳動状態を表示する画面を示す図。

【図１０】本発明の他の一実施例であるマイクロチップ
電気泳動装置の泳動状態を表示する画面を示す図。

【符号の説明】

１０：マイクロチップ ３S、３W、３B、３D：ポート ４：泳動流路（試料導入側流路） ５：泳動流路（試料分離側流路） ６：交差点 ３２：ＣＰＵ ３４〜３７：高電圧電源 ３８：コンピュータ ３９：キーボード ４０：ディスプレイ １０３S、１０３W、１０３B、１０３D：ポート １０４：泳動流路（試料導入側流路） １０５：泳動流路（試料分離側流路） １０６：交差点 １１１〜１１４：電圧入力部 １２１〜１２４：電位勾配表示部 １２１Ａ〜１２４Ａ：電位方向表示部 １２１Ｂ〜１２４Ｂ：電位勾配入力部 １２１Ｃ〜１２４Ｃ：電位方向入力部 １２６：交差点電圧表示部 １２６Ｂ：交差点電圧入力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロチップ上に泳動流路を形成し、こ
   の泳動流路上に設けた開口から試料を導入するとともに
   この泳動流路に電圧を印加して電気泳動を行うマイクロ
   チップ電気泳動装置において、前記マイクロチップ電気
   泳動装置は印加電圧値又は／及び泳動状態を把握するた
   めのパラメータ値を入力するための画面を有する制御部
   と、この画面から印加電圧、泳動状態を把握するための
   パラメータ、のうちの必要な電気特性パラメータ値を入
   力すると、入力された電気特性パラメータ値に基づいて
   印加電圧、泳動状態を把握するためのパラメータ、のう
   ちの未決定である他の電気特性パラメータ値を算出する
   電気特性算出手段と、算出された電気特性パラメータ値
   と入力された電気特性パラメータ値とを同時に画面上に
   表示する画面合成手段とを備えたことを特徴とするマイ
   クロチップ電気泳動装置。