JP2002310992A - マイクロチップおよびマイクロチップ電気泳動装置 - Google Patents
マイクロチップおよびマイクロチップ電気泳動装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】１枚のマイクロチップにおいて、試料の特定の
部分の回収が効率的に行えるマイクロチップ電気泳動装
置を提供することにある。 【解決手段】この発明は、試料を電気泳動させて試料か
ら所望の部分を分画してポッドに回収するマイクロチッ
プにおいて、導入された試料を泳動させる第１の泳動溝
（導入溝）とこれに交差する第２の泳動溝（分画溝）と
この第２の泳動溝に前記の交差とは異なる位置で交差す
る第３の泳動溝（分取溝）とを有し、第３の泳動溝に試
料の所望の部分を回収するためのポッドが複数個それぞ
れに結合されているものである。
部分の回収が効率的に行えるマイクロチップ電気泳動装
置を提供することにある。 【解決手段】この発明は、試料を電気泳動させて試料か
ら所望の部分を分画してポッドに回収するマイクロチッ
プにおいて、導入された試料を泳動させる第１の泳動溝
（導入溝）とこれに交差する第２の泳動溝（分画溝）と
この第２の泳動溝に前記の交差とは異なる位置で交差す
る第３の泳動溝（分取溝）とを有し、第３の泳動溝に試
料の所望の部分を回収するためのポッドが複数個それぞ
れに結合されているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロチップ
およびマイクロチップ電気泳動装置に関し、詳しくは、
１枚のマイクロチップにおいて、マイクロチップ泳動路
上で泳動された試料（サンプル）を異なる条件で複数の
ポッドのそれぞれに容易に分取でき、試料の特定の部分
の回収が効率的に行えるマイクロチップおよびマイクロ
チップ電気泳動装置に関する。
およびマイクロチップ電気泳動装置に関し、詳しくは、
１枚のマイクロチップにおいて、マイクロチップ泳動路
上で泳動された試料（サンプル）を異なる条件で複数の
ポッドのそれぞれに容易に分取でき、試料の特定の部分
の回収が効率的に行えるマイクロチップおよびマイクロ
チップ電気泳動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロチップは、特開平１０−
２４６７２１号等に記載されているように、数十μｍ〜
百μｍ程度の十字の泳動路溝が透明なプラスチップ基板
の内部に基板の面に沿って設けられ、溝の各端部には上
部が開口したポッド（２ｍｍφ程度の穴）がリザーバと
して設けられている。このポッドの１つあるいはいくつ
かから電気泳動液（GEL）が溝に注入されて充填された
後に、ポッドの１つに試料が充填される。そして、その
ポッドに対して同じ溝の対向する側のポッドに＋Ｖの高
電圧が印加されて試料を導入溝に沿って電気泳動させる
（導入処理、図４（ａ）参照）。所定の時間経過後に泳
動の途中で導入溝の十字路のクロスポイントに目的のも
のが泳動してきたタイミングを見計らって、ポッドの電
圧印加を切り換えて泳動溝を分画溝側に切り換える。さ
らに、目標のポッドに向けて試料を所定の一定時間泳動
させる（分画処理、図４（ｂ）参照）。これにより、例
えば、ＤＮＡ解析などでは泳動路で分画され分離された
試料（例えば目的のＤＮＡバンド部分）を光学的なレー
ザ光等を用いた検出装置で検出し、その鎖長解析などが
行われる。あるいは、一定時間経過後に目的のポッドに
到達した分画された試料、例えば、分画された目的のＤ
ＮＡバンド部分を二次元検出器で検出して記録し、それ
を解析して解析結果に応じて目的とするＤＮＡを切り出
して回収する。
２４６７２１号等に記載されているように、数十μｍ〜
百μｍ程度の十字の泳動路溝が透明なプラスチップ基板
の内部に基板の面に沿って設けられ、溝の各端部には上
部が開口したポッド（２ｍｍφ程度の穴）がリザーバと
して設けられている。このポッドの１つあるいはいくつ
かから電気泳動液（GEL）が溝に注入されて充填された
後に、ポッドの１つに試料が充填される。そして、その
ポッドに対して同じ溝の対向する側のポッドに＋Ｖの高
電圧が印加されて試料を導入溝に沿って電気泳動させる
（導入処理、図４（ａ）参照）。所定の時間経過後に泳
動の途中で導入溝の十字路のクロスポイントに目的のも
のが泳動してきたタイミングを見計らって、ポッドの電
圧印加を切り換えて泳動溝を分画溝側に切り換える。さ
らに、目標のポッドに向けて試料を所定の一定時間泳動
させる（分画処理、図４（ｂ）参照）。これにより、例
えば、ＤＮＡ解析などでは泳動路で分画され分離された
試料（例えば目的のＤＮＡバンド部分）を光学的なレー
ザ光等を用いた検出装置で検出し、その鎖長解析などが
行われる。あるいは、一定時間経過後に目的のポッドに
到達した分画された試料、例えば、分画された目的のＤ
ＮＡバンド部分を二次元検出器で検出して記録し、それ
を解析して解析結果に応じて目的とするＤＮＡを切り出
して回収する。
【０００３】図４は、その電圧印加と導入処理、分画処
理の説明図であって、１はマイクロチップ、２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄは各ポッドであり、３は、ポッド２ａ、
２ｂが両端に結合された、図面の左右方向に走る導入泳
動溝、４は、ポッド２ｃ、２ｄが両端に結合された、図
面の上下方向に走る分画泳動溝である。これら溝は、十
字にクロスしている（図４（ａ），（ｂ）参照）。例え
ば、図（ａ）の十字の左側ポッド２ａに試料が導入され
る。各ポッドには、図（ａ）の導入処理では、＋１５０
Ｖ、図（ｂ）の分画処理では、＋１３０Ｖあるいは＋７
５０Ｖの高電圧が印加されあるいはグランドＧＮＤ（接
地）電位に保持される。矢印は、ＤＮＡの泳動方向を示
していて、ＤＮＡは、通常−イオンに帯電しているの
で、＋電位に引き寄せられて高い電圧が印加されたポッ
ドに向かって泳動していく。なお、ポッド２ａ，２ｂに
与えられる＋１３０Ｖの電圧は、目標ポッド２ｂが＋７
５０Ｖのときのクロスポイントの電圧が１０２．３Ｖ
（＝７５０×６／４４、ただし、ポッド２ｃからクロス
点までが６ｍｍ、ポッド２ｃからポッド２ｄまでの距離
が６６ｍｍとする。）であるとすれば、図（ｂ）の分画
処理では、これより大きな電圧＋１３０Ｖを導入泳動溝
３の両端のポッド２ａ，２ｂに印加する。このことで、
導入泳動溝３から不所望な試料が分画泳動溝４へ流入す
るのを防止する。これら各ポッドの電圧の印加は、それ
ぞれのポッドに高電圧を印加する高圧電圧発生装置（電
源）からリレー等のスイッチ、そしてポッドに挿入され
た白金電極を介してポッドに加えられる。印加電圧は、
リレー等のスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより切り換えら
れ、各ポッドの電圧印加の切り換え制御は、制御装置
（ＭＰＵ）等からインタフェースを介してリレーに切換
制御信号が加えられることで行われる。
理の説明図であって、１はマイクロチップ、２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄは各ポッドであり、３は、ポッド２ａ、
２ｂが両端に結合された、図面の左右方向に走る導入泳
動溝、４は、ポッド２ｃ、２ｄが両端に結合された、図
面の上下方向に走る分画泳動溝である。これら溝は、十
字にクロスしている（図４（ａ），（ｂ）参照）。例え
ば、図（ａ）の十字の左側ポッド２ａに試料が導入され
る。各ポッドには、図（ａ）の導入処理では、＋１５０
Ｖ、図（ｂ）の分画処理では、＋１３０Ｖあるいは＋７
５０Ｖの高電圧が印加されあるいはグランドＧＮＤ（接
地）電位に保持される。矢印は、ＤＮＡの泳動方向を示
していて、ＤＮＡは、通常−イオンに帯電しているの
で、＋電位に引き寄せられて高い電圧が印加されたポッ
ドに向かって泳動していく。なお、ポッド２ａ，２ｂに
与えられる＋１３０Ｖの電圧は、目標ポッド２ｂが＋７
５０Ｖのときのクロスポイントの電圧が１０２．３Ｖ
（＝７５０×６／４４、ただし、ポッド２ｃからクロス
点までが６ｍｍ、ポッド２ｃからポッド２ｄまでの距離
が６６ｍｍとする。）であるとすれば、図（ｂ）の分画
処理では、これより大きな電圧＋１３０Ｖを導入泳動溝
３の両端のポッド２ａ，２ｂに印加する。このことで、
導入泳動溝３から不所望な試料が分画泳動溝４へ流入す
るのを防止する。これら各ポッドの電圧の印加は、それ
ぞれのポッドに高電圧を印加する高圧電圧発生装置（電
源）からリレー等のスイッチ、そしてポッドに挿入され
た白金電極を介してポッドに加えられる。印加電圧は、
リレー等のスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより切り換えら
れ、各ポッドの電圧印加の切り換え制御は、制御装置
（ＭＰＵ）等からインタフェースを介してリレーに切換
制御信号が加えられることで行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなマイクロチ
ップで回収されるＤＮＡは、二次元検出器の検出データ
に基づいて人手によって、電気泳動液の中から目的とす
るＤＮＡバンド部分を切り出し、切り出したＤＮＡバン
ド部分が所定の溶液（ＥＴ溶液）に浸漬される。これい
よりＤＮＡを溶出させて回収する。このような作業は、
手間がかかり、自動化し難い欠点がある。この発明の目
的は、このような従来技術を解決するものであって、１
枚のマイクロチップにおいて、マイクロチップ泳動路上
で泳動された試料を異なる条件で複数のポッドのそれぞ
れに容易に分取でき、試料の特定の部分の回収が効率的
に行えるマイクロチップを提供することにある。この発
明の他の目的は、１枚のマイクロチップにおいて、試料
の特定の部分の回収が効率的に行えるマイクロチップ電
気泳動装置を提供することにある。
ップで回収されるＤＮＡは、二次元検出器の検出データ
に基づいて人手によって、電気泳動液の中から目的とす
るＤＮＡバンド部分を切り出し、切り出したＤＮＡバン
ド部分が所定の溶液（ＥＴ溶液）に浸漬される。これい
よりＤＮＡを溶出させて回収する。このような作業は、
手間がかかり、自動化し難い欠点がある。この発明の目
的は、このような従来技術を解決するものであって、１
枚のマイクロチップにおいて、マイクロチップ泳動路上
で泳動された試料を異なる条件で複数のポッドのそれぞ
れに容易に分取でき、試料の特定の部分の回収が効率的
に行えるマイクロチップを提供することにある。この発
明の他の目的は、１枚のマイクロチップにおいて、試料
の特定の部分の回収が効率的に行えるマイクロチップ電
気泳動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のマイクロチップの特徴は、試料を電
気泳動させて試料から所望の部分を分画してポッドに回
収するマイクロチップにおいて、導入された試料を泳動
させる第１の泳動溝とこれに交差する第２の泳動溝とこ
の第２の泳動溝に前記の交差とは異なる位置で交差する
第３の泳動溝とを有し、第３の泳動溝に試料の所望の部
分を回収するためのポッドが複数個それぞれに結合され
ているものである。さらに、この発明のマイクロチップ
電気泳動装置の特徴は、前記のマイクロチップと複数の
ポッドの１つに選択的に所定の電圧をかける電圧印加手
段とを備えていて、所定の電圧をかけるポッドが順次選
択されて、複数のポッドのそれぞれに所望の部分が回収
されるものである。
るためのこの発明のマイクロチップの特徴は、試料を電
気泳動させて試料から所望の部分を分画してポッドに回
収するマイクロチップにおいて、導入された試料を泳動
させる第１の泳動溝とこれに交差する第２の泳動溝とこ
の第２の泳動溝に前記の交差とは異なる位置で交差する
第３の泳動溝とを有し、第３の泳動溝に試料の所望の部
分を回収するためのポッドが複数個それぞれに結合され
ているものである。さらに、この発明のマイクロチップ
電気泳動装置の特徴は、前記のマイクロチップと複数の
ポッドの１つに選択的に所定の電圧をかける電圧印加手
段とを備えていて、所定の電圧をかけるポッドが順次選
択されて、複数のポッドのそれぞれに所望の部分が回収
されるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】このように、この発明では、第３
の溝（分取溝）に所望の部分の回収ポッドを複数個結合
して、第３の溝（分取溝）を第２の溝（分画溝）に接続
することにより、１枚のマイクロチップにおいて試料か
ら分画された所望の部分を複数のポッドのそれぞれに回
収することができる。その結果、１枚のマイクロチップ
において、マイクロチップ泳動路上で泳動された試料を
異なる条件で複数のポッドのそれぞれに試料から所望の
部分を容易に分取することができ、試料の特定の部分の
回収が効率的に行えるマイクロチップとマイクロチップ
電気泳動装置を容易に実現することができる。
の溝（分取溝）に所望の部分の回収ポッドを複数個結合
して、第３の溝（分取溝）を第２の溝（分画溝）に接続
することにより、１枚のマイクロチップにおいて試料か
ら分画された所望の部分を複数のポッドのそれぞれに回
収することができる。その結果、１枚のマイクロチップ
において、マイクロチップ泳動路上で泳動された試料を
異なる条件で複数のポッドのそれぞれに試料から所望の
部分を容易に分取することができ、試料の特定の部分の
回収が効率的に行えるマイクロチップとマイクロチップ
電気泳動装置を容易に実現することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、この発明を適用したマイクロチップ
とマイクロチップ電気泳動装置のポッド電圧制御部分の
説明図、図２は、その分取処理までの説明図である。図
１において、１０は、マイクロチップであって、５は、
図２の導入泳動溝３に対応する導入泳動溝であり、６
は、図２の分画泳動溝４に対応する分画泳動溝である。
導入泳動溝５は、図面の左右方向に設けられ、分画泳動
溝６に十字にクロスする溝であって、その両端のポッド
２ａ，２ｂは、この溝に対して図面の上下方向に設けら
れ、直角に曲がった溝５ａ、５ｂにより導入泳動溝５の
本体と結合されている。分画泳動溝６とのクロス点は、
導入泳動溝５の中央位置にあって、ポッド２ａ，２ｂか
らクロス点までの距離は実質的に等しく、例えば、数ミ
リ程度である。なお、このとき、ポッド２ａからポッド
２ｂまでの距離は６ｍｍ程度である。
とマイクロチップ電気泳動装置のポッド電圧制御部分の
説明図、図２は、その分取処理までの説明図である。図
１において、１０は、マイクロチップであって、５は、
図２の導入泳動溝３に対応する導入泳動溝であり、６
は、図２の分画泳動溝４に対応する分画泳動溝である。
導入泳動溝５は、図面の左右方向に設けられ、分画泳動
溝６に十字にクロスする溝であって、その両端のポッド
２ａ，２ｂは、この溝に対して図面の上下方向に設けら
れ、直角に曲がった溝５ａ、５ｂにより導入泳動溝５の
本体と結合されている。分画泳動溝６とのクロス点は、
導入泳動溝５の中央位置にあって、ポッド２ａ，２ｂか
らクロス点までの距離は実質的に等しく、例えば、数ミ
リ程度である。なお、このとき、ポッド２ａからポッド
２ｂまでの距離は６ｍｍ程度である。
【０００８】一方、分画泳動溝６は、導入泳動溝５の本
体と中央部でクロスする図面の上下方向の分画溝６ａ
と、この分画溝６ａの途中で十字にクロスする分取溝６
ｂとからなり、分画溝６ａには両端にポッド２ｃ，２ｄ
が結合され、その溝の長さは、５０ｍｍ程度となってい
る。また、分取溝６ｂは、導入泳動溝５の本体に平行に
設けられた右側端部が図面の上側に折れ曲がっていて、
ポッド２ｅに結合され、分取溝６ｂの左側では、下側に
直角に折れ曲がって延びた溝６ｃを有している。この溝
６ｃに沿って上下方向に一列に配列された多数のポッド
２ｆ〜２ｍが並列に溝６ｃに連通接続されている。溝６
ｃの長さも５０ｍｍ程度である。各ポッド２ａ〜２ｍに
は電極７ａ〜７ｍが挿入されていて、各電極７ａ〜７ｍ
は、電圧設定回路８によって、所定の電圧、グランドＧ
ＮＤあるいはオープン状態（高抵抗状態）に選択的に設
定される。
体と中央部でクロスする図面の上下方向の分画溝６ａ
と、この分画溝６ａの途中で十字にクロスする分取溝６
ｂとからなり、分画溝６ａには両端にポッド２ｃ，２ｄ
が結合され、その溝の長さは、５０ｍｍ程度となってい
る。また、分取溝６ｂは、導入泳動溝５の本体に平行に
設けられた右側端部が図面の上側に折れ曲がっていて、
ポッド２ｅに結合され、分取溝６ｂの左側では、下側に
直角に折れ曲がって延びた溝６ｃを有している。この溝
６ｃに沿って上下方向に一列に配列された多数のポッド
２ｆ〜２ｍが並列に溝６ｃに連通接続されている。溝６
ｃの長さも５０ｍｍ程度である。各ポッド２ａ〜２ｍに
は電極７ａ〜７ｍが挿入されていて、各電極７ａ〜７ｍ
は、電圧設定回路８によって、所定の電圧、グランドＧ
ＮＤあるいはオープン状態（高抵抗状態）に選択的に設
定される。
【０００９】電圧設定回路８は、導入泳動溝５の両端の
ポッド２ａ，２ｂに対して電圧を印加する電圧可変電源
８１と、分画溝６ａの両端のポッド２ｃ，２ｄに対して
電圧を印加する電圧可変電源８２、分取溝６ｂのポッド
２ｅに対して電圧を印加する電圧可変電源８３、そして
分取溝６ｂのポッド２ｆ〜２ｍに対して電圧を印加する
電圧可変電源８４と多数のリレースイッチ回路を有する
切換スイッチ回路群８５とからなる。切換スイッチ回路
群８５は、電圧可変電源８１と電極７ａとの間に挿入さ
れたリレースイッチ回路８５a1と、電極７ａとグランド
ＧＮＤとの間に挿入されたリレースイッチ回路８５a2、
電圧可変電源８１と電極７ｂとの間に挿入されたリレー
スイッチ回路８５ｂ、そして電極７ｃとグランドＧＮＤ
との間に挿入されたリレースイッチ回路８５ｃとを有し
ている。さらに、電圧可変電源８２と電極７ｄとの間に
挿入されたリレースイッチ回路８５ｄ1と、電極７ｄと
グランドＧＮＤの間に挿入されたリレースイッチ回路８
５ｄ2、電圧可変電源８３と電極７ｅとの間に挿入され
たリレースイッチ回路８５e1、そして電極７ｅとグラン
ドＧＮＤの間に挿入されたリレースイッチ回路８５e2と
を有している。
ポッド２ａ，２ｂに対して電圧を印加する電圧可変電源
８１と、分画溝６ａの両端のポッド２ｃ，２ｄに対して
電圧を印加する電圧可変電源８２、分取溝６ｂのポッド
２ｅに対して電圧を印加する電圧可変電源８３、そして
分取溝６ｂのポッド２ｆ〜２ｍに対して電圧を印加する
電圧可変電源８４と多数のリレースイッチ回路を有する
切換スイッチ回路群８５とからなる。切換スイッチ回路
群８５は、電圧可変電源８１と電極７ａとの間に挿入さ
れたリレースイッチ回路８５a1と、電極７ａとグランド
ＧＮＤとの間に挿入されたリレースイッチ回路８５a2、
電圧可変電源８１と電極７ｂとの間に挿入されたリレー
スイッチ回路８５ｂ、そして電極７ｃとグランドＧＮＤ
との間に挿入されたリレースイッチ回路８５ｃとを有し
ている。さらに、電圧可変電源８２と電極７ｄとの間に
挿入されたリレースイッチ回路８５ｄ1と、電極７ｄと
グランドＧＮＤの間に挿入されたリレースイッチ回路８
５ｄ2、電圧可変電源８３と電極７ｅとの間に挿入され
たリレースイッチ回路８５e1、そして電極７ｅとグラン
ドＧＮＤの間に挿入されたリレースイッチ回路８５e2と
を有している。
【００１０】さらに、電圧可変電源８４と電極７ｆ〜７
ｍとの間にそれぞれ挿入されたリレースイッチ回路８５
f1〜８５m1、電極７ｆ〜７ｍとグランドＧＮＤの間にそ
れぞれ挿入されたリレースイッチ回路８５f2〜８５m2と
がそれぞれに設けられている。なお、ここでは、切換ス
イッチ回路群８５の各リレースイッチ回路の数字符号に
添えられた英文字は、それぞれの電極の英文字の添え字
に対応し、さらにポッドの英文字の添え字とも対応して
いる。また、英文字の添え字の後の「1」は、電極に＋
電位を印加するリレースイッチ回路に対するものであ
り、英文字の添え字の後の「2」は、電極をＧＮＤ電位
に設定するリレースイッチ回路に対するものである。こ
れらリレースイッチ回路８５a1，８５a2，８５b1，８５
b2，８５ｃ，８５ｄ1，８５ｄ2、８５f1,f2〜８５m1,８
５m2のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦは、インタフェース８７
を介して送出されたＭＰＵ８８からの制御信号を駆動デ
ータレジスタ８６に記憶することより制御される。ここ
で、目標となる各ポッド２ｆ〜２ｍに加えられる電圧
は、＋５００Ｖ程度の電圧であるが、ここでは、分画溝
６ａと分取溝６ｂとのクロス点から遠い側のポッドから
順次分取ポッドが使用される。以下、試料の導入からそ
のような分取までの処理を図２（ａ）〜（ｂ）により詳
細に説明する。
ｍとの間にそれぞれ挿入されたリレースイッチ回路８５
f1〜８５m1、電極７ｆ〜７ｍとグランドＧＮＤの間にそ
れぞれ挿入されたリレースイッチ回路８５f2〜８５m2と
がそれぞれに設けられている。なお、ここでは、切換ス
イッチ回路群８５の各リレースイッチ回路の数字符号に
添えられた英文字は、それぞれの電極の英文字の添え字
に対応し、さらにポッドの英文字の添え字とも対応して
いる。また、英文字の添え字の後の「1」は、電極に＋
電位を印加するリレースイッチ回路に対するものであ
り、英文字の添え字の後の「2」は、電極をＧＮＤ電位
に設定するリレースイッチ回路に対するものである。こ
れらリレースイッチ回路８５a1，８５a2，８５b1，８５
b2，８５ｃ，８５ｄ1，８５ｄ2、８５f1,f2〜８５m1,８
５m2のそれぞれのＯＮ／ＯＦＦは、インタフェース８７
を介して送出されたＭＰＵ８８からの制御信号を駆動デ
ータレジスタ８６に記憶することより制御される。ここ
で、目標となる各ポッド２ｆ〜２ｍに加えられる電圧
は、＋５００Ｖ程度の電圧であるが、ここでは、分画溝
６ａと分取溝６ｂとのクロス点から遠い側のポッドから
順次分取ポッドが使用される。以下、試料の導入からそ
のような分取までの処理を図２（ａ）〜（ｂ）により詳
細に説明する。
【００１１】まず、導入泳動溝５と分画泳動溝６と各ポ
ッドに泳動液を充填後に、導入処理として、図２（ａ）
に示すように、ポッド２ａに試料（ＤＮＡ）を注入し、
リレースイッチ回路８５a2をＯＮにしてポッド２ａをＧ
ＮＤ電位にし、リレースイッチ回路８５b1をＯＮにして
ポッド２ｂに電圧可変電源８２から、例えば、電圧１５
０Ｖを印加する。このとき、他のポッド２ｃ〜２ｍは、
対応するリレースイッチ回路のうちＧＮＤに接続する側
（添え字英文字に「2」を付けたリレースイッチ回路）
がＯＮとなって、ＧＮＤ電位にされる。これにより所定
時間ＤＮＡを泳動させる。そして、所望のＤＮＡバンド
部分が導入泳動溝５と分画溝６ａのクロス点に到達した
時点で、次に分画処理をする。分画処理は、図２（ｂ）
に示すように、ポッド２ａ、２ｂ、２ｄ、２ｅ、２ｍに
電極に接続されたそれぞれ対応する電圧印加側のリレー
スイッチ回路をＯＮにして、ポッド２ａ，２ｂには、例
えば、１４０Ｖ程度の電圧を加え、ポッド２ｅとポッド
２ｍに、例えば、５００Ｖ程度の電圧を印加する。な
お、このとき、ポッド２ｃは、ＧＮＤ電位のままであ
り、ポッド５ｄは、７５０Ｖ程度であって、このとき、
前記のポッド２ｅ，２ｍの電圧５００Ｖが分画溝６ａと
分取溝６ｂとのクロス点の電圧に対応するものである。
なお、ポッド２ｆ〜２Lの電極が接続されたリレースイ
ッチ回路は、このときＯＮからＯＦＦにされてオープン
（高抵抗状態）にされる。
ッドに泳動液を充填後に、導入処理として、図２（ａ）
に示すように、ポッド２ａに試料（ＤＮＡ）を注入し、
リレースイッチ回路８５a2をＯＮにしてポッド２ａをＧ
ＮＤ電位にし、リレースイッチ回路８５b1をＯＮにして
ポッド２ｂに電圧可変電源８２から、例えば、電圧１５
０Ｖを印加する。このとき、他のポッド２ｃ〜２ｍは、
対応するリレースイッチ回路のうちＧＮＤに接続する側
（添え字英文字に「2」を付けたリレースイッチ回路）
がＯＮとなって、ＧＮＤ電位にされる。これにより所定
時間ＤＮＡを泳動させる。そして、所望のＤＮＡバンド
部分が導入泳動溝５と分画溝６ａのクロス点に到達した
時点で、次に分画処理をする。分画処理は、図２（ｂ）
に示すように、ポッド２ａ、２ｂ、２ｄ、２ｅ、２ｍに
電極に接続されたそれぞれ対応する電圧印加側のリレー
スイッチ回路をＯＮにして、ポッド２ａ，２ｂには、例
えば、１４０Ｖ程度の電圧を加え、ポッド２ｅとポッド
２ｍに、例えば、５００Ｖ程度の電圧を印加する。な
お、このとき、ポッド２ｃは、ＧＮＤ電位のままであ
り、ポッド５ｄは、７５０Ｖ程度であって、このとき、
前記のポッド２ｅ，２ｍの電圧５００Ｖが分画溝６ａと
分取溝６ｂとのクロス点の電圧に対応するものである。
なお、ポッド２ｆ〜２Lの電極が接続されたリレースイ
ッチ回路は、このときＯＮからＯＦＦにされてオープン
（高抵抗状態）にされる。
【００１２】これにより、所望のＤＮＡバンド部分が矢
印で示すように、分画溝６ａと分取溝６ｂとのクロス点
に向かって泳動し、目的のＤＮＡバンド部分がこのクロ
ス点あるはこの付近にくる。この時点で、次の分取処理
に入る。分取処理は、図２（ｃ）に示すように、ポッド
２ｃの電極に接続されたリレースイッチ回路８５ｃをＯ
ＮからＯＦＦにして、オープン（高抵抗状態）にする。
また、ポッド２ｅのリレースイッチ回路８５e2をＯＮに
してＧＮＤ電位に設定する。さらに、最初の分取ポッド
であるポッド２ｆの電極に接続された電圧印加側のリレ
ースイッチ回路２f1をＯＮにして、例えば、４００Ｖ程
度の電圧を印加する。また、ポッド２ａ，２ｂも４００
Ｖ程度の電圧を印加し、ポッド２ｄには、７０Ｖ程度の
電圧を印加する。なお、４００Ｖの電圧は、分画溝６ａ
と分取溝６ｂとのクロス点の電圧よりも大きな値であ
る。このとき、他の分取ポッド２ｇ〜２ｍは、オープン
に設定する。これにより、所望のＤＮＡバンド部分は、
分取溝６ｂに沿って矢印の方向に移動し、不要な部分
は、分画溝６ａに沿って戻り、ポッド２ａ、２ｂに回収
される。その結果、目的のポッド２ｆに所望のＤＮＡバ
ンド部分が取り込まれる。
印で示すように、分画溝６ａと分取溝６ｂとのクロス点
に向かって泳動し、目的のＤＮＡバンド部分がこのクロ
ス点あるはこの付近にくる。この時点で、次の分取処理
に入る。分取処理は、図２（ｃ）に示すように、ポッド
２ｃの電極に接続されたリレースイッチ回路８５ｃをＯ
ＮからＯＦＦにして、オープン（高抵抗状態）にする。
また、ポッド２ｅのリレースイッチ回路８５e2をＯＮに
してＧＮＤ電位に設定する。さらに、最初の分取ポッド
であるポッド２ｆの電極に接続された電圧印加側のリレ
ースイッチ回路２f1をＯＮにして、例えば、４００Ｖ程
度の電圧を印加する。また、ポッド２ａ，２ｂも４００
Ｖ程度の電圧を印加し、ポッド２ｄには、７０Ｖ程度の
電圧を印加する。なお、４００Ｖの電圧は、分画溝６ａ
と分取溝６ｂとのクロス点の電圧よりも大きな値であ
る。このとき、他の分取ポッド２ｇ〜２ｍは、オープン
に設定する。これにより、所望のＤＮＡバンド部分は、
分取溝６ｂに沿って矢印の方向に移動し、不要な部分
は、分画溝６ａに沿って戻り、ポッド２ａ、２ｂに回収
される。その結果、目的のポッド２ｆに所望のＤＮＡバ
ンド部分が取り込まれる。
【００１３】ここで、分取されなかった残りのＤＮＡ
は、ポッド２ａ，２ｂから分画溝６ａのクロス点までの
距離が実質的に等しいので、それぞれのポッド２ａ，２
ｂに戻る。そこで、再び、図２（ａ）に示す導入処理を
してポッド２ａから泳動するＤＮＡから別の所望のＤＮ
Ａバンド部分を今度は、ポッド２ｇに取込む。この分取
処理においては、電圧印加側のリレースイッチ回路２g1
をＯＮにしてポッド２ｇに４００Ｖの電圧が印加され、
他の分取ポッド２ｆ、２ｈ〜２ｍがオープンに設定され
る。なお、ポッド２ｂにリザーブされている試料を使用
して試料を分画するような場合には、導入処理の電圧
は、ポッド２ｂ側がＧＮＤに設定され、ポッド２ａ側に
＋電圧が加えられるが、これについてのリレースイッチ
は記載していない。このとき、分取済みのポッド２ｆの
電位は、ポッド２ｇの電位からの距離に応じてほぼ等し
いがそれよりより少し低い値の電位に泳動液のイオンを
介して帯電するので、ポッド２ｆに分取済みのＤＮＡバ
ンド部分がポッド２ｇに流入することはない。また、ポ
ッド２ｇがポッド２ｆの手前にあるので、ポッド２ｇに
分取するＤＮＡバンド部分がポッド２ｆに流入すること
もない。
は、ポッド２ａ，２ｂから分画溝６ａのクロス点までの
距離が実質的に等しいので、それぞれのポッド２ａ，２
ｂに戻る。そこで、再び、図２（ａ）に示す導入処理を
してポッド２ａから泳動するＤＮＡから別の所望のＤＮ
Ａバンド部分を今度は、ポッド２ｇに取込む。この分取
処理においては、電圧印加側のリレースイッチ回路２g1
をＯＮにしてポッド２ｇに４００Ｖの電圧が印加され、
他の分取ポッド２ｆ、２ｈ〜２ｍがオープンに設定され
る。なお、ポッド２ｂにリザーブされている試料を使用
して試料を分画するような場合には、導入処理の電圧
は、ポッド２ｂ側がＧＮＤに設定され、ポッド２ａ側に
＋電圧が加えられるが、これについてのリレースイッチ
は記載していない。このとき、分取済みのポッド２ｆの
電位は、ポッド２ｇの電位からの距離に応じてほぼ等し
いがそれよりより少し低い値の電位に泳動液のイオンを
介して帯電するので、ポッド２ｆに分取済みのＤＮＡバ
ンド部分がポッド２ｇに流入することはない。また、ポ
ッド２ｇがポッド２ｆの手前にあるので、ポッド２ｇに
分取するＤＮＡバンド部分がポッド２ｆに流入すること
もない。
【００１４】そこで、以下、同様にして分取ポッドを下
から順次回収ポッドが選択され、最後には、リレースイ
ッチ回路８５m1がＯＮとなり、電圧可変電源８４から＋
５００Ｖの電圧がポッド２ｍに印加され、さらにリレー
スイッチ回路８５e2がＯＮとなり、ポッド２ｅがグラン
ドＧＮＤにされて、目的のＤＮＡバンド部分が分画され
てポッド２ｍに採取される。なお、このとき、他の目標
ポッド２ｆ〜２ｍのリレースイッチ回路２f1，f2〜２L
1，２L2とリレースイッチ回路２m2は、ＯＦＦとする。
もちろん、使用される回収ポッドは、全部でなくてもよ
い。このように分取ポッドを点線矢印で示すように、下
側から順次回収ポッドが選択していくことにより、分取
バンドの混合を防止でき、それぞれの分取ポッドに所望
のＤＮＡバンドを効率よく、取り込むことができる。な
お、前記の導入処理、分画処理、分取処理の各ポッドへ
の印加電圧は、一例であって、サンプルが移動する状態
に応じてそれぞれの電圧を調整する。そのために、電圧
可変電源８１〜８４が用いるとよい。
から順次回収ポッドが選択され、最後には、リレースイ
ッチ回路８５m1がＯＮとなり、電圧可変電源８４から＋
５００Ｖの電圧がポッド２ｍに印加され、さらにリレー
スイッチ回路８５e2がＯＮとなり、ポッド２ｅがグラン
ドＧＮＤにされて、目的のＤＮＡバンド部分が分画され
てポッド２ｍに採取される。なお、このとき、他の目標
ポッド２ｆ〜２ｍのリレースイッチ回路２f1，f2〜２L
1，２L2とリレースイッチ回路２m2は、ＯＦＦとする。
もちろん、使用される回収ポッドは、全部でなくてもよ
い。このように分取ポッドを点線矢印で示すように、下
側から順次回収ポッドが選択していくことにより、分取
バンドの混合を防止でき、それぞれの分取ポッドに所望
のＤＮＡバンドを効率よく、取り込むことができる。な
お、前記の導入処理、分画処理、分取処理の各ポッドへ
の印加電圧は、一例であって、サンプルが移動する状態
に応じてそれぞれの電圧を調整する。そのために、電圧
可変電源８１〜８４が用いるとよい。
【００１５】図３は、分取のポッド２ｆ〜２ｍを他のポ
ッドよりも大きくした例である。このとき、ポッド２ｆ
〜２ｍを３ｍｍφとし、導入ポッド２ａ，２ｂを１．５
ｍｍφとし、分画溝両端のポッド２ｃ，２ｄを２ｍｍφ
としたものである。このように分取のポッドの径を大き
くすることで、分取作用が容易になる。
ッドよりも大きくした例である。このとき、ポッド２ｆ
〜２ｍを３ｍｍφとし、導入ポッド２ａ，２ｂを１．５
ｍｍφとし、分画溝両端のポッド２ｃ，２ｄを２ｍｍφ
としたものである。このように分取のポッドの径を大き
くすることで、分取作用が容易になる。
【００１６】以上説明してきたが、実施例では、導入泳
動溝５と分画溝６ａ、分画溝６ａと分取溝６ｂとは直角
に交差しているが、この交差角は直角に限定されるもの
ではない。さらに、分画溝６ａに交差する分取溝は１個
に限定されるものでもない。また、実施例では、溝で連
通する１個の泳動路を示しているが、多数並列に同じ形
状の連通溝を持つ泳動路を多数設けてもよいことはもち
ろんである。
動溝５と分画溝６ａ、分画溝６ａと分取溝６ｂとは直角
に交差しているが、この交差角は直角に限定されるもの
ではない。さらに、分画溝６ａに交差する分取溝は１個
に限定されるものでもない。また、実施例では、溝で連
通する１個の泳動路を示しているが、多数並列に同じ形
状の連通溝を持つ泳動路を多数設けてもよいことはもち
ろんである。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、第３の溝（分取溝）に所望の部分の回収ポッドを複
数個結合して、第３の溝（分取溝）を第２の溝（分画
溝）に接続することにより、１枚のマイクロチップにお
いて試料から分画された所望の部分を複数のポッドのそ
れぞれに回収することができる。その結果、１枚のマイ
クロチップにおいて、マイクロチップ泳動路上で泳動さ
れた試料を異なる条件で複数のポッドのそれぞれに試料
から所望の部分を容易に分取することができ、試料の特
定の部分の回収が効率的に行えるマイクロチップとマイ
クロチップ電気泳動装置を容易に実現することができ
る。
は、第３の溝（分取溝）に所望の部分の回収ポッドを複
数個結合して、第３の溝（分取溝）を第２の溝（分画
溝）に接続することにより、１枚のマイクロチップにお
いて試料から分画された所望の部分を複数のポッドのそ
れぞれに回収することができる。その結果、１枚のマイ
クロチップにおいて、マイクロチップ泳動路上で泳動さ
れた試料を異なる条件で複数のポッドのそれぞれに試料
から所望の部分を容易に分取することができ、試料の特
定の部分の回収が効率的に行えるマイクロチップとマイ
クロチップ電気泳動装置を容易に実現することができ
る。
【図１】図１は、この発明を適用したマイクロチップと
マイクロチップ電気泳動装置のポッド電圧制御部分の説
明図である。
マイクロチップ電気泳動装置のポッド電圧制御部分の説
明図である。
【図２】図２は、その分取処理までの説明図である。
【図３】図３は、他の構成のマイクロチップの説明図で
ある。
ある。
【図４】図４は、従来のマイクロチップにおける導入処
理と分画処理の説明図である。
理と分画処理の説明図である。
１…マイクロチップ、２ａ〜２ｍ…ポッド、３…導入泳
動溝、４…分画泳動溝、５…導入泳動溝、６…分画泳動
溝、６ａ…分画溝、６ｂ…分取溝、７ａ〜７ｍ…電極、
８１〜８４…電圧可変電源、８５ａ〜８５ｍ…リレース
イッチ回路、８６…駆動データレジスタ、８７インタフ
ェース、８８…ＭＰＵ。
動溝、４…分画泳動溝、５…導入泳動溝、６…分画泳動
溝、６ａ…分画溝、６ｂ…分取溝、７ａ〜７ｍ…電極、
８１〜８４…電圧可変電源、８５ａ〜８５ｍ…リレース
イッチ回路、８６…駆動データレジスタ、８７インタフ
ェース、８８…ＭＰＵ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 祐輔 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 萩原 久 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 吉田 敏雄 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 洪 錘▲いく▼ 東京都港区白金台４丁目６番41号 (72)発明者 関 実 東京都世田谷区北沢２丁目37番19号 (72)発明者 藤井 輝夫 東京都目黒区上目黒５丁目17番１号 (72)発明者 遠藤 勲 東京都国分寺市本多５丁目７番６号
Claims (4)
- 【請求項１】試料を電気泳動させて前記試料から所望の
部分を分画してポッドに回収するマイクロチップにおい
て、 導入された試料を泳動させる第１の泳動溝とこれに交差
する第２の泳動溝とこの第２の泳動溝に前記交差とは異
なる位置で交差する第３の泳動溝とを有し、前記第３の
泳動溝に前記試料の所望の部分を回収するためのポッド
が複数個それぞれに結合されていることを特徴とするマ
イクロチップ。 - 【請求項２】前記試料はＤＮＡであり、前記第１の泳動
溝は導入溝であり、前記第２の泳動溝は分画溝であり、
前記第３の泳動溝は分取溝であり、前記複数のポッド
は、前記分取溝の前記分画溝との交差点より遠い端から
前記分取溝に沿って一列に配列されている請求項１記載
のマイクロチップ。 - 【請求項３】試料を電気泳動させて前記試料から所望の
部分を分画してマイクロチップの所定のポッドに回収す
るマイクロチップ電気泳動装置において、 導入された試料を泳動させる第１の泳動溝とこれに交差
する第２の泳動溝とこの第２の泳動溝に前記交差とは異
なる位置で交差する第３の泳動溝とを有し、前記第３の
泳動溝に前記試料の所望の部分を回収するためのポッド
が複数個それぞれに結合されているマイクロチップと、 前記複数のポッドの１つに選択的に所定の電圧をかける
電圧印加手段とを備え、 前記所定の電圧をかけるポッドが順次選択されて、前記
複数のポッドのそれぞれに前記所望の部分が回収される
ことを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。 - 【請求項４】前記試料はＤＮＡであり、前記複数のポッ
ドは、前記分取溝と前記分画溝との交差点より遠い端か
ら前記分取溝に沿って一列に配列されていて、遠い端側
からポッドが順次選択され、前記交差点より高い所定の
電圧が印加される請求項３記載のマイクロチップ電気泳
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117902A JP2002310992A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | マイクロチップおよびマイクロチップ電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117902A JP2002310992A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | マイクロチップおよびマイクロチップ電気泳動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310992A true JP2002310992A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18968368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117902A Pending JP2002310992A (ja) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | マイクロチップおよびマイクロチップ電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002310992A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040318A1 (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Nec Corporation | 分離装置およびその製造方法、ならびに分析システム |
| JP2009085622A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Sysmex Corp | 試料分析装置およびデータ処理装置 |
| JP2015533220A (ja) * | 2012-10-12 | 2015-11-19 | セイジ サイエンス，インコーポレイティド | 側方溶出型分子分画装置 |
| JP2016508616A (ja) * | 2013-02-28 | 2016-03-22 | ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒルＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ Ａｔ Ｃｈａｐｅｌ Ｈｉｌｌ | 巨大分子の制御される捕捉、捕獲、及び輸送の為の統合された構成要素を有するナノ流体の装置、及び関連する分析方法 |
| US10131901B2 (en) | 2014-10-15 | 2018-11-20 | Sage Science, Inc. | Apparatuses, methods and systems for automated processing of nucleic acids and electrophoretic sample preparation |
| US11542495B2 (en) | 2015-11-20 | 2023-01-03 | Sage Science, Inc. | Preparative electrophoretic method for targeted purification of genomic DNA fragments |
| US11867661B2 (en) | 2017-04-07 | 2024-01-09 | Sage Science, Inc. | Systems and methods for detection of genetic structural variation using integrated electrophoretic DNA purification |
-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001117902A patent/JP2002310992A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004040318A1 (ja) * | 2002-10-30 | 2004-05-13 | Nec Corporation | 分離装置およびその製造方法、ならびに分析システム |
| JP2009085622A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Sysmex Corp | 試料分析装置およびデータ処理装置 |
| JP2015533220A (ja) * | 2012-10-12 | 2015-11-19 | セイジ サイエンス，インコーポレイティド | 側方溶出型分子分画装置 |
| US9599590B2 (en) | 2012-10-12 | 2017-03-21 | Sage Science, Inc. | Side-eluting molecular fractionator |
| US10473619B2 (en) | 2012-10-12 | 2019-11-12 | Sage Science, Inc. | Side-eluting molecular fractionator |
| JP2016508616A (ja) * | 2013-02-28 | 2016-03-22 | ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒルＴｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ Ａｔ Ｃｈａｐｅｌ Ｈｉｌｌ | 巨大分子の制御される捕捉、捕獲、及び輸送の為の統合された構成要素を有するナノ流体の装置、及び関連する分析方法 |
| US10131901B2 (en) | 2014-10-15 | 2018-11-20 | Sage Science, Inc. | Apparatuses, methods and systems for automated processing of nucleic acids and electrophoretic sample preparation |
| US10738298B2 (en) | 2014-10-15 | 2020-08-11 | Sage Science, Inc. | Apparatuses, methods and systems for automated processing of nucleic acids and electrophoretic sample preparation |
| US11542495B2 (en) | 2015-11-20 | 2023-01-03 | Sage Science, Inc. | Preparative electrophoretic method for targeted purification of genomic DNA fragments |
| US11867661B2 (en) | 2017-04-07 | 2024-01-09 | Sage Science, Inc. | Systems and methods for detection of genetic structural variation using integrated electrophoretic DNA purification |
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