JP2003156475A - チップ型電気泳動装置 - Google Patents
チップ型電気泳動装置Info
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少量のサンプルでも分析ができるようにす
る。 【解決手段】 電気泳動用チップ２１は一対の透明板
状基材からなり、一方の基材の表面に互いに交差するサ
ンプル導入用流路１３と分離用流路１５が形成され、他
方の基材にはそれらの流路１３，１５の端に対応する位
置に貫通穴によりセパレーションバッファーウエイスト
１７ａ、セパレーションバッファーリザーバー１７ｃ、
ローディングバッファーリザーバー１７ｓ'、ローディ
ングバッファーウエイスト１７ｗが形成されている。さ
らに、サンプル導入用流路１３上に貫通穴としてサンプ
ルを注入するサンプルリザーバー２２がリザーバー１７
ｓ’とは異なる位置に形成されている。電極４，６，
２，８はリザーバー１７ｃ，１７ｓ’とウエイスト１７
ａ，１７ｗに配置され、サンプルリザーバー２２には配
置されない。
る。 【解決手段】 電気泳動用チップ２１は一対の透明板
状基材からなり、一方の基材の表面に互いに交差するサ
ンプル導入用流路１３と分離用流路１５が形成され、他
方の基材にはそれらの流路１３，１５の端に対応する位
置に貫通穴によりセパレーションバッファーウエイスト
１７ａ、セパレーションバッファーリザーバー１７ｃ、
ローディングバッファーリザーバー１７ｓ'、ローディ
ングバッファーウエイスト１７ｗが形成されている。さ
らに、サンプル導入用流路１３上に貫通穴としてサンプ
ルを注入するサンプルリザーバー２２がリザーバー１７
ｓ’とは異なる位置に形成されている。電極４，６，
２，８はリザーバー１７ｃ，１７ｓ’とウエイスト１７
ａ，１７ｗに配置され、サンプルリザーバー２２には配
置されない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極微量のタンパク
や核酸、薬物などを含むサンプルを高速かつ高分解能に
分析するチップ型電気泳動装置に関するものである。
や核酸、薬物などを含むサンプルを高速かつ高分解能に
分析するチップ型電気泳動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】極微量のタンパクや核酸などを分析する
場合には、従来から電気泳動が用いられており、その代
表的なものとしてキャピラリー電気泳動がある。キャピ
ラリー電気泳動は、内径が１００μｍ（マイクロメート
ル）以下のガラスキャピラリー（以下、単にキャピラリ
ーともいう）内に分離用マトリックス（泳動媒体）を充
填し、一端側にサンプルを導入し、両端をバッファー液
に接液させ、バッファー液を介して両端間に高電圧を印
加して分析対象物をキャピラリー内で展開させるもので
ある。キャピラリーは容積に対して表面積が大きい、す
なわち冷却効率が高いことから、高電圧の印加が可能と
なり、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）などの極微量サンプ
ルを高速かつ高分解能にて分析することができる。
場合には、従来から電気泳動が用いられており、その代
表的なものとしてキャピラリー電気泳動がある。キャピ
ラリー電気泳動は、内径が１００μｍ（マイクロメート
ル）以下のガラスキャピラリー（以下、単にキャピラリ
ーともいう）内に分離用マトリックス（泳動媒体）を充
填し、一端側にサンプルを導入し、両端をバッファー液
に接液させ、バッファー液を介して両端間に高電圧を印
加して分析対象物をキャピラリー内で展開させるもので
ある。キャピラリーは容積に対して表面積が大きい、す
なわち冷却効率が高いことから、高電圧の印加が可能と
なり、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）などの極微量サンプ
ルを高速かつ高分解能にて分析することができる。
【０００３】キャピラリーはその外径が１００〜５００
μｍ程度と細く破損しやすいため、ユーザーが行なうべ
きキャピラリー交換時の取扱いが容易でないという問題
を有する。また、放熱が十分でない場合が生じ、分離状
態に悪影響を及ぼすという問題もあった。さらに、バッ
ファー液を介してキャピラリーの両端に電圧を印加する
ので、少なくともバッファー液との接液に必要な長さ寸
法が必要であり、ある長さ以下には設計できないという
問題もあった。
μｍ程度と細く破損しやすいため、ユーザーが行なうべ
きキャピラリー交換時の取扱いが容易でないという問題
を有する。また、放熱が十分でない場合が生じ、分離状
態に悪影響を及ぼすという問題もあった。さらに、バッ
ファー液を介してキャピラリーの両端に電圧を印加する
ので、少なくともバッファー液との接液に必要な長さ寸
法が必要であり、ある長さ以下には設計できないという
問題もあった。
【０００４】そこで、キャピラリーに代わって、分析の
高速化、装置の小型化が期待できる形態として、D. J.
Harrison et al./ Anal. Chem. 1993, 283, 361-366 に
示されているように、２枚の基材を接合して形成された
電気泳動用チップが提案されている。その電気泳動用チ
ップの例を図４に示す。
高速化、装置の小型化が期待できる形態として、D. J.
Harrison et al./ Anal. Chem. 1993, 283, 361-366 に
示されているように、２枚の基材を接合して形成された
電気泳動用チップが提案されている。その電気泳動用チ
ップの例を図４に示す。
【０００５】電気泳動用チップ１１は、一対の透明板状
の無機材料からなる基材１１ａ，１１ｂからなり、一方
の基材１１ｂの表面に互いに交差する泳動用キャピラリ
ー溝１３，１５が形成され、他方の基材１１ａにはその
溝１３，１５の端に対応する位置に貫通穴がセパレーシ
ョンバッファーウエイスト１７ａ、セパレーションバッ
ファーリザーバー１７ｃ、サンプルリザーバー１７ｓ、
ローディングバッファーウエイスト１７ｗとして形成さ
れている。電気泳動用チップ１１は、両基材１１ａ，１
１ｂを（Ｃ）に示すように重ねて接合されたものであ
る。
の無機材料からなる基材１１ａ，１１ｂからなり、一方
の基材１１ｂの表面に互いに交差する泳動用キャピラリ
ー溝１３，１５が形成され、他方の基材１１ａにはその
溝１３，１５の端に対応する位置に貫通穴がセパレーシ
ョンバッファーウエイスト１７ａ、セパレーションバッ
ファーリザーバー１７ｃ、サンプルリザーバー１７ｓ、
ローディングバッファーウエイスト１７ｗとして形成さ
れている。電気泳動用チップ１１は、両基材１１ａ，１
１ｂを（Ｃ）に示すように重ねて接合されたものであ
る。
【０００６】この電気泳動用チップ１１を用いて電気泳
動を行なう場合には、いずれかのリザーバー又はウエイ
ストから溝１３，１５内及びリザーバー１７ｃ，１７
ｓ、ウエイスト１７ａ，１７ｗ内に泳動媒体を充填す
る。次いで、リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト
１７ａ，１７ｗ内に充填された泳動媒体を除去し、短い
方の溝（サンプル導入用流路）１３の一方の端に対応す
るサンプルリザーバー１７ｓにサンプルを注入し、他の
リザーバー１７ｃ及びウエイスト１７ａ，１７ｗにバッ
ファー液を注入する。
動を行なう場合には、いずれかのリザーバー又はウエイ
ストから溝１３，１５内及びリザーバー１７ｃ，１７
ｓ、ウエイスト１７ａ，１７ｗ内に泳動媒体を充填す
る。次いで、リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト
１７ａ，１７ｗ内に充填された泳動媒体を除去し、短い
方の溝（サンプル導入用流路）１３の一方の端に対応す
るサンプルリザーバー１７ｓにサンプルを注入し、他の
リザーバー１７ｃ及びウエイスト１７ａ，１７ｗにバッ
ファー液を注入する。
【０００７】泳動媒体、サンプル及びバッファー液を注
入した電気泳動用チップ１１は電気泳動装置に装着さ
れ、各リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト１７
ａ，１７ｗに所定の電圧が印加され、サンプルが溝１３
中を泳動して両溝１３，１５の交差部１９に導かれる。
各リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト１７ａ，１
７ｗに印加する電圧が切り換えられ、長い方の溝（分離
用流路）１５の両端のリザーバー１７ｃとウエイスト１
７ａ間の電圧により、交差部１９に存在するサンプルを
溝１５内に注入される。その後、リザーバー１７ｓ内に
残っているサンプルがバッファー液で置換される。その
後、各リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト１７
ａ，１７ｗに電気泳動用の電圧が印加され、溝１５内に
注入されたサンプルが溝１５内で分離される。溝１５の
適当な位置に検出器を配置しておくことにより、電気泳
動により分離されたサンプルを検出することができる。
入した電気泳動用チップ１１は電気泳動装置に装着さ
れ、各リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト１７
ａ，１７ｗに所定の電圧が印加され、サンプルが溝１３
中を泳動して両溝１３，１５の交差部１９に導かれる。
各リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト１７ａ，１
７ｗに印加する電圧が切り換えられ、長い方の溝（分離
用流路）１５の両端のリザーバー１７ｃとウエイスト１
７ａ間の電圧により、交差部１９に存在するサンプルを
溝１５内に注入される。その後、リザーバー１７ｓ内に
残っているサンプルがバッファー液で置換される。その
後、各リザーバー１７ｃ，１７ｓ及びウエイスト１７
ａ，１７ｗに電気泳動用の電圧が印加され、溝１５内に
注入されたサンプルが溝１５内で分離される。溝１５の
適当な位置に検出器を配置しておくことにより、電気泳
動により分離されたサンプルを検出することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】リザーバー１７ｃ，１
７ｓやウエイスト１７ａ，１７ｗにはそれぞれ電極が設
けられている。それらの電極は棒状でそのつど挿入する
ものもあるし、予め蒸着などにより付着させられている
場合もある。サンプルリザーバー１７ｓでは電極が十分
に浸かるだけのサンプル量が必要となるため、サンプル
の少量化が困難である。
７ｓやウエイスト１７ａ，１７ｗにはそれぞれ電極が設
けられている。それらの電極は棒状でそのつど挿入する
ものもあるし、予め蒸着などにより付着させられている
場合もある。サンプルリザーバー１７ｓでは電極が十分
に浸かるだけのサンプル量が必要となるため、サンプル
の少量化が困難である。
【０００９】サンプルを流路に導入する電圧を印加する
ために電極と接触させると、電気分解が起こり、サンプ
ル量が少ない場合には電気分解の影響が現れる。そのた
め電気分解の影響を緩和するためにも一定量以上のサン
プルリザーバー容量が必要となり、この点からもサンプ
ルの少量化が困難となる。
ために電極と接触させると、電気分解が起こり、サンプ
ル量が少ない場合には電気分解の影響が現れる。そのた
め電気分解の影響を緩和するためにも一定量以上のサン
プルリザーバー容量が必要となり、この点からもサンプ
ルの少量化が困難となる。
【００１０】本発明が対象とするチップ型電気泳動装置
は、図４のように分離用流路に交差したサンプル導入用
流路を備えたものだけではなく、分離用流路のみを備
え、サンプルリザーバーがその分離用流路の一端に設け
られているものや、１つのチップに複数の分離用流路を
備えたものも含む。そこで、本発明はそれらのチップ型
電気泳動装置において少量のサンプルでも分析ができる
ようにすることを目的とするものである。
は、図４のように分離用流路に交差したサンプル導入用
流路を備えたものだけではなく、分離用流路のみを備
え、サンプルリザーバーがその分離用流路の一端に設け
られているものや、１つのチップに複数の分離用流路を
備えたものも含む。そこで、本発明はそれらのチップ型
電気泳動装置において少量のサンプルでも分析ができる
ようにすることを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のチップ型電気泳
動装置でも分離用流路又はそれと合流するサンプル導入
用流路にサンプルを注入するサンプルリザーバーが設け
られるが、そのサンプルリザーバーは電極を備えず、そ
のサンプルリザーバー以外の部分に配置された電極によ
りサンプル導入用の電圧が印加されるようになっている
ことを特徴とするものである。
動装置でも分離用流路又はそれと合流するサンプル導入
用流路にサンプルを注入するサンプルリザーバーが設け
られるが、そのサンプルリザーバーは電極を備えず、そ
のサンプルリザーバー以外の部分に配置された電極によ
りサンプル導入用の電圧が印加されるようになっている
ことを特徴とするものである。
【００１２】図４に示した電気泳動装置では、サンプル
リザーバーにサンプルを注入し、サンプルリザーバー内
でサンプルを電極と接触させて電圧を印加したが、本発
明ではサンプルリザーバーにはサンプルを注入するが、
電極と直接接触することはない。電極は別のリザーバー
に設けられているため、サンプルリザーバーではサンプ
ルを電極と確実に接触させ、かつ電気分解の影響を抑え
るために必要な量のサンプルを要求されることがなく、
したがって、サンプルの少量化が可能となる。
リザーバーにサンプルを注入し、サンプルリザーバー内
でサンプルを電極と接触させて電圧を印加したが、本発
明ではサンプルリザーバーにはサンプルを注入するが、
電極と直接接触することはない。電極は別のリザーバー
に設けられているため、サンプルリザーバーではサンプ
ルを電極と確実に接触させ、かつ電気分解の影響を抑え
るために必要な量のサンプルを要求されることがなく、
したがって、サンプルの少量化が可能となる。
【００１３】電極が設けられるリザーバーはサンプルが
注入されるサンプルリザーバーではなく、バッファーが
注入されるリザーバーであるので、その容量を大きくし
てバッファーを大量に注入し、電気分解の影響を緩和さ
せることができる。このように、サンプルの少量化と電
気分解の影響の緩和を両立させることができる。
注入されるサンプルリザーバーではなく、バッファーが
注入されるリザーバーであるので、その容量を大きくし
てバッファーを大量に注入し、電気分解の影響を緩和さ
せることができる。このように、サンプルの少量化と電
気分解の影響の緩和を両立させることができる。
【００１４】本発明は電極が予め蒸着などにより付着さ
せられている場合も含むものであるが、電極がチップと
は別の部材として構成され、電気泳動装置側に設けられ
ている場合には、電極を挿入するリザーバーの位置が制
約を受け、分離用流路から遠い位置に設けなければなら
ない場合も生じる。しかし、本発明では、サンプルリザ
ーバーと電極配置の位置を別にしたことにより、電極が
チップとは別の部材として構成されている場合には電気
泳動装置の設計の自由度が増す。
せられている場合も含むものであるが、電極がチップと
は別の部材として構成され、電気泳動装置側に設けられ
ている場合には、電極を挿入するリザーバーの位置が制
約を受け、分離用流路から遠い位置に設けなければなら
ない場合も生じる。しかし、本発明では、サンプルリザ
ーバーと電極配置の位置を別にしたことにより、電極が
チップとは別の部材として構成されている場合には電気
泳動装置の設計の自由度が増す。
【００１５】チップ側においてもサンプルリザーバーの
位置についての自由度が増す。例えば、適用されるチッ
プが分離用流路に合流するサンプル導入用流路を備えた
ものである場合、サンプルリザーバーはサンプル導入用
流路においてサンプル導入方向の上流側で分離用流路と
サンプル導入用流路の交差部近傍に配置することができ
る。それにより、効率のよいサンプル導入が行えるよう
になる。
位置についての自由度が増す。例えば、適用されるチッ
プが分離用流路に合流するサンプル導入用流路を備えた
ものである場合、サンプルリザーバーはサンプル導入用
流路においてサンプル導入方向の上流側で分離用流路と
サンプル導入用流路の交差部近傍に配置することができ
る。それにより、効率のよいサンプル導入が行えるよう
になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は第１の実施例の平面図を概
略的に表わしたものである。電気泳動用チップ２１は、
図４と同様に一対の透明板状の無機材料（例えばガラ
ス、石英、シリコンなど）又はプラスチックからなる基
材からなり、半導体フォトリソグラフィー技術及びエッ
チング技術、又はマイクロマシニング技術により、一方
の基材の表面に互いに交差する泳動用キャピラリー溝１
３，１５が形成され、その基材又は他方の基材にはその
溝１３，１５の端に対応する位置に貫通穴によりセパレ
ーションバッファーウエイスト１７ａ、セパレーション
バッファーリザーバー１７ｃ、ローディングバッファー
リザーバー１７ｓ'、ローディングバッファーウエイス
ト１７ｗが形成されている。さらに、キャピラリー溝１
３上に貫通穴としてサンプルを注入するサンプルリザー
バー２２がリザーバー１７ｓ’とは異なる位置に形成さ
れている。
略的に表わしたものである。電気泳動用チップ２１は、
図４と同様に一対の透明板状の無機材料（例えばガラ
ス、石英、シリコンなど）又はプラスチックからなる基
材からなり、半導体フォトリソグラフィー技術及びエッ
チング技術、又はマイクロマシニング技術により、一方
の基材の表面に互いに交差する泳動用キャピラリー溝１
３，１５が形成され、その基材又は他方の基材にはその
溝１３，１５の端に対応する位置に貫通穴によりセパレ
ーションバッファーウエイスト１７ａ、セパレーション
バッファーリザーバー１７ｃ、ローディングバッファー
リザーバー１７ｓ'、ローディングバッファーウエイス
ト１７ｗが形成されている。さらに、キャピラリー溝１
３上に貫通穴としてサンプルを注入するサンプルリザー
バー２２がリザーバー１７ｓ’とは異なる位置に形成さ
れている。
【００１７】貫通穴１７ａ，１７ｃ，１７ｓ'，１７ｗ
及び２２は、溝１３，１５が形成されている基材に形成
してもよく、その基材に対向して接合される他方の基材
に形成してもよい。貫通穴１７ａ，１７ｃ，１７ｓ'，
１７ｗ，２２と溝１３，１５を同じ基材に形成した場合
には、両基材を接合する際に貫通穴１７ａ，１７ｃ，１
７ｓ'，１７ｗ，２２と溝１３，１５との位置合わせが
不要になり、生産が容易になる利点がある。
及び２２は、溝１３，１５が形成されている基材に形成
してもよく、その基材に対向して接合される他方の基材
に形成してもよい。貫通穴１７ａ，１７ｃ，１７ｓ'，
１７ｗ，２２と溝１３，１５を同じ基材に形成した場合
には、両基材を接合する際に貫通穴１７ａ，１７ｃ，１
７ｓ'，１７ｗ，２２と溝１３，１５との位置合わせが
不要になり、生産が容易になる利点がある。
【００１８】この電気泳動用チップ２１は、図４と同様
に両基材が重ねて接合され、キャピラリー溝１３がサン
プル導入用流路となり、キャピラリー溝１５が分離用流
路となる。
に両基材が重ねて接合され、キャピラリー溝１３がサン
プル導入用流路となり、キャピラリー溝１５が分離用流
路となる。
【００１９】図４のチップ型電気泳動装置と比較する
と、サンプル導入用の流路が異なっている。図４ではサ
ンプルリザーバー１７ｓにサンプルを注入するととも
に、電極も配置していた。それに対し、この実施例では
サンプル導入用流路１３の両端のローディングバッファ
ーリザーバー１７ｓ'とローディングバッファーウエイ
スト１７ｗにそれぞれ電極６と８が配置されるが、サン
プルはサンプルリザーバー２２に注入されるようになっ
ており、サンプルリザーバー２２はリザーバー１７ｓ’
とは異なる位置で、サンプル導入用流路１３上に配置さ
れている。
と、サンプル導入用の流路が異なっている。図４ではサ
ンプルリザーバー１７ｓにサンプルを注入するととも
に、電極も配置していた。それに対し、この実施例では
サンプル導入用流路１３の両端のローディングバッファ
ーリザーバー１７ｓ'とローディングバッファーウエイ
スト１７ｗにそれぞれ電極６と８が配置されるが、サン
プルはサンプルリザーバー２２に注入されるようになっ
ており、サンプルリザーバー２２はリザーバー１７ｓ’
とは異なる位置で、サンプル導入用流路１３上に配置さ
れている。
【００２０】サンプル導入用の電気泳動の方向はリザー
バー１７ｓ'からウエイスト１７ｗに向かう方向であ
り、サンプルリザーバー２２はサンプル導入用流路１３
上で両流路１３，１５の交差部１９の上流側（リザーバ
ー１７ｓ'側）に配置されている。サンプルリザーバー
２２は交差部１９に近い位置に配置するほどサンプル導
入の効率がよくなる。サンプルリザーバー２２には電極
を配置しないため、電極がチップと別構成になっていて
電気泳動装置側にある場合でもチップ上でのサンプルリ
ザーバー２２の設置場所についての自由度が高く、その
ため、交差部１９に近い位置に設置することも容易であ
る。
バー１７ｓ'からウエイスト１７ｗに向かう方向であ
り、サンプルリザーバー２２はサンプル導入用流路１３
上で両流路１３，１５の交差部１９の上流側（リザーバ
ー１７ｓ'側）に配置されている。サンプルリザーバー
２２は交差部１９に近い位置に配置するほどサンプル導
入の効率がよくなる。サンプルリザーバー２２には電極
を配置しないため、電極がチップと別構成になっていて
電気泳動装置側にある場合でもチップ上でのサンプルリ
ザーバー２２の設置場所についての自由度が高く、その
ため、交差部１９に近い位置に設置することも容易であ
る。
【００２１】この実施例の電気泳動用チップ２１は、サ
ンプル導入のためのリザーバー２２とローディングバッ
ファリザーバー１７ｓ'を除いて、他の構成は図４のも
のと同じである。
ンプル導入のためのリザーバー２２とローディングバッ
ファリザーバー１７ｓ'を除いて、他の構成は図４のも
のと同じである。
【００２２】この電気泳動用チップ２１を用いて電気泳
動を行なう場合には、分析に先立って、例えばシリンジ
を使った圧送により、リザーバー１７ｃ，１７ｓ'やウ
エイスト１７ａ，１７ｗから泳動媒体を充填する。例え
ばウエイスト１７ａから流路１３，１５内及びリザーバ
ー１７ｃ、ウエイスト１７ａ，１７ｗ内に、またリザー
バー１７ｓ'からリザーバー１７ｓ'及び流路１３に泳動
媒体を充填する。泳動媒体としてはＬＰＡ（リニアポリ
アクリルアミド）などを用いることができる。次いで、
リザーバー１７ｃ，１７ｓ'及びウエイスト１７ａ，１
７ｗ内に充填された泳動媒体をバッファー液で置換す
る。サンプルリザーバー２２は泳動媒体が残っていると
サンプル導入効率が低下するため、サンプルリザーバー
２２の泳動媒体を除去し、洗浄をした後、サンプルを注
入する。
動を行なう場合には、分析に先立って、例えばシリンジ
を使った圧送により、リザーバー１７ｃ，１７ｓ'やウ
エイスト１７ａ，１７ｗから泳動媒体を充填する。例え
ばウエイスト１７ａから流路１３，１５内及びリザーバ
ー１７ｃ、ウエイスト１７ａ，１７ｗ内に、またリザー
バー１７ｓ'からリザーバー１７ｓ'及び流路１３に泳動
媒体を充填する。泳動媒体としてはＬＰＡ（リニアポリ
アクリルアミド）などを用いることができる。次いで、
リザーバー１７ｃ，１７ｓ'及びウエイスト１７ａ，１
７ｗ内に充填された泳動媒体をバッファー液で置換す
る。サンプルリザーバー２２は泳動媒体が残っていると
サンプル導入効率が低下するため、サンプルリザーバー
２２の泳動媒体を除去し、洗浄をした後、サンプルを注
入する。
【００２３】泳動媒体、サンプル及びバッファー液を注
入した電気泳動用チップ２１を電気泳動装置に装着す
る。または電気泳動用チップ２１を電気泳動装置に装着
した状態で泳動媒体、サンプル及びバッファー液を注入
することもできる。
入した電気泳動用チップ２１を電気泳動装置に装着す
る。または電気泳動用チップ２１を電気泳動装置に装着
した状態で泳動媒体、サンプル及びバッファー液を注入
することもできる。
【００２４】サンプルの導入は、各リザーバー１７ｃ，
１７ｓ'及びウエイスト１７ａ，１７ｗに所定の電圧を
印加し、サンプルを流路１３中に泳動させて両流路１
３，１５の交差部１９に導く。
１７ｓ'及びウエイスト１７ａ，１７ｗに所定の電圧を
印加し、サンプルを流路１３中に泳動させて両流路１
３，１５の交差部１９に導く。
【００２５】その後、各リザーバー１７ｃ，１７ｓ'及
びウエイスト１７ａ，１７ｗに印加する電圧を電気泳動
用に切り換えて、交差部１９のサンプルを分離用流路１
５内で泳動させ分離させる。分離用流路１５の適当な位
置に検出器を配置しておくことにより、電気泳動により
分離されたサンプルを検出する。検出は、吸光光度法や
蛍光光度法、電気化学的又は電気伝導度法などの手段に
より行なうことができる。
びウエイスト１７ａ，１７ｗに印加する電圧を電気泳動
用に切り換えて、交差部１９のサンプルを分離用流路１
５内で泳動させ分離させる。分離用流路１５の適当な位
置に検出器を配置しておくことにより、電気泳動により
分離されたサンプルを検出する。検出は、吸光光度法や
蛍光光度法、電気化学的又は電気伝導度法などの手段に
より行なうことができる。
【００２６】各リザーバー１７ｃ，１７ｓ'及びウエイ
スト１７ａ，１７ｗには泳動バッファーを入れるが、泳
動バッファーとしては例えばＴＴＥ（50mM Tris/50mM T
APS/2mM EDTA）やＴＢＥ（90mM Tris/64.6mM boric aci
d/2.5mM EDTA）などのバッファー液を用いることができ
る。これらのバッファー液としては、安価で調製の容易
なものを用いることができるため、これらのリザーバー
１７ｃ，１７ｓ'及びウエイスト１７ａ，１７ｗの容量
は大きくすることができ、電気分解の影響を減らして流
路１３，１５の導通に十分な液量を確保することができ
るようになる。
スト１７ａ，１７ｗには泳動バッファーを入れるが、泳
動バッファーとしては例えばＴＴＥ（50mM Tris/50mM T
APS/2mM EDTA）やＴＢＥ（90mM Tris/64.6mM boric aci
d/2.5mM EDTA）などのバッファー液を用いることができ
る。これらのバッファー液としては、安価で調製の容易
なものを用いることができるため、これらのリザーバー
１７ｃ，１７ｓ'及びウエイスト１７ａ，１７ｗの容量
は大きくすることができ、電気分解の影響を減らして流
路１３，１５の導通に十分な液量を確保することができ
るようになる。
【００２７】サンプルはサンプルリザーバー２２に入れ
られる。サンプルリザーバー２２は電極を配置したバッ
ファリザーバー１７ｓ'とは別になっていることによ
り、サンプルと電極との導通を確保する問題から開放さ
れ、サンプルは少量ですむようになる。
られる。サンプルリザーバー２２は電極を配置したバッ
ファリザーバー１７ｓ'とは別になっていることによ
り、サンプルと電極との導通を確保する問題から開放さ
れ、サンプルは少量ですむようになる。
【００２８】サンプルリザーバー２２には電極を配置し
ないため、リザーバー２２の上面を、例えば板状のシリ
コンゴムのような部材で封止することが容易になり、サ
ンプルの蒸発を防ぐのに好都合である。
ないため、リザーバー２２の上面を、例えば板状のシリ
コンゴムのような部材で封止することが容易になり、サ
ンプルの蒸発を防ぐのに好都合である。
【００２９】図２は第２の実施例を表わしたものであ
る。（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線位置で
の断面図である。この実施例では、電気泳動用チップ３
１に複数の分離用流路１５−１〜１５−Ｎが設けられて
いる。各分離用流路１５−１〜１５−Ｎにはそれぞれ交
差するサンプル導入用流路１３−１〜１３−Ｎが配置さ
れている。サンプル導入用流路１３−１〜１３Ｎの一端
は貫通穴２４ｓを介して共通のローディングバッファリ
ザーバー２７ｓ'につながっており、他端は貫通穴２４
ｗを介して共通のローディングバッファウエイスト２７
ｗにつながっている。それぞれのサンプル導入用流路１
３−１〜１３−Ｎには、サンプルリザーバー２２−１〜
２２−Ｎが配置されている。それらのサンプルリザーバ
ー２２−１〜２２−Ｎの位置は、それぞれのサンプル導
入用流路１３−１〜１３−Ｎと分離用流路１５−１〜１
５−Ｎとの交差部１９−１〜１９−Ｎより上流側（ロー
ディングバッファリザーバー２７ｓ'側）で交差部１９
−１〜１９−Ｎの近くである。
る。（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線位置で
の断面図である。この実施例では、電気泳動用チップ３
１に複数の分離用流路１５−１〜１５−Ｎが設けられて
いる。各分離用流路１５−１〜１５−Ｎにはそれぞれ交
差するサンプル導入用流路１３−１〜１３−Ｎが配置さ
れている。サンプル導入用流路１３−１〜１３Ｎの一端
は貫通穴２４ｓを介して共通のローディングバッファリ
ザーバー２７ｓ'につながっており、他端は貫通穴２４
ｗを介して共通のローディングバッファウエイスト２７
ｗにつながっている。それぞれのサンプル導入用流路１
３−１〜１３−Ｎには、サンプルリザーバー２２−１〜
２２−Ｎが配置されている。それらのサンプルリザーバ
ー２２−１〜２２−Ｎの位置は、それぞれのサンプル導
入用流路１３−１〜１３−Ｎと分離用流路１５−１〜１
５−Ｎとの交差部１９−１〜１９−Ｎより上流側（ロー
ディングバッファリザーバー２７ｓ'側）で交差部１９
−１〜１９−Ｎの近くである。
【００３０】それぞれの分離用流路１５−１〜１５−Ｎ
の一端は貫通穴２４ｃを介して共通のセパレーションバ
ッファリザーバー２７ｃにつながり、他端は貫通穴２４
ａを介して共通のセパレーションバッファウエイスト２
７ａにつながっている。
の一端は貫通穴２４ｃを介して共通のセパレーションバ
ッファリザーバー２７ｃにつながり、他端は貫通穴２４
ａを介して共通のセパレーションバッファウエイスト２
７ａにつながっている。
【００３１】各共通のバッファリザーバー２７ｓ'，２
７ｃ及びバッファーウエイスト２７ｗ，２７ａには電極
６，４，８，２が配置されている。電極２，４，６，８
はこのチップとは別に構成されて電気泳動装置に備えら
れてチップに着脱可能に挿入されるものであってもよ
く、蒸着などの方法により各チップに固着されたもので
あってもよい。
７ｃ及びバッファーウエイスト２７ｗ，２７ａには電極
６，４，８，２が配置されている。電極２，４，６，８
はこのチップとは別に構成されて電気泳動装置に備えら
れてチップに着脱可能に挿入されるものであってもよ
く、蒸着などの方法により各チップに固着されたもので
あってもよい。
【００３２】この実施例では、分離用流路１５−１〜１
５−Ｎとサンプル導入用流路１３−１〜１３−Ｎのそれ
ぞれには分離媒体が注入され、バッファリザーバー２７
ｓ'，２７ｃとバッファーウエイスト２７ｗ，２７ａに
はバッファーが注入されて各電極６，４，８，２と接触
する。各サンプルリザーバー２２−１〜２２−Ｎにそれ
ぞれのサンプルを注入し、電極２，４，６，８により所
定の電圧を印加することにより、サンプルをそれぞれの
流路の交差部１９−１〜１９−Ｎに導入する。その後、
電圧の印加を切り換えることにより、分離用流路１５−
１〜１５−Ｎに沿って電気泳動させてサンプルを分離さ
せ、所定の位置で検出する。
５−Ｎとサンプル導入用流路１３−１〜１３−Ｎのそれ
ぞれには分離媒体が注入され、バッファリザーバー２７
ｓ'，２７ｃとバッファーウエイスト２７ｗ，２７ａに
はバッファーが注入されて各電極６，４，８，２と接触
する。各サンプルリザーバー２２−１〜２２−Ｎにそれ
ぞれのサンプルを注入し、電極２，４，６，８により所
定の電圧を印加することにより、サンプルをそれぞれの
流路の交差部１９−１〜１９−Ｎに導入する。その後、
電圧の印加を切り換えることにより、分離用流路１５−
１〜１５−Ｎに沿って電気泳動させてサンプルを分離さ
せ、所定の位置で検出する。
【００３３】図２の実施例によれば、分離用流路１５−
１〜１５−Ｎの数に関係なく、バッファリザーバー２７
ｓ'，２７ｃとバッファーウエイスト２７ｗ，２７ａを
共通にすることができるので、４本の電極２，４，６，
８で複数の分離用流路１５−１〜１５−Ｎでの電気泳動
が実現でき、泳動装置の簡便化が可能となる。
１〜１５−Ｎの数に関係なく、バッファリザーバー２７
ｓ'，２７ｃとバッファーウエイスト２７ｗ，２７ａを
共通にすることができるので、４本の電極２，４，６，
８で複数の分離用流路１５−１〜１５−Ｎでの電気泳動
が実現でき、泳動装置の簡便化が可能となる。
【００３４】図３は第２の実施例を変更したものであ
る。（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線位置で
の断面図である。この実施例では、各共通のバッファリ
ザーバー２７ｓ'，２７ｃ及びバッファーウエイスト２
７ｗ，２７ａに設けられた電極６ａ，４ａ，８ａ，２ａ
は複数ある各流路の貫通穴２４ｓ，２４ｃ，２４ｗ，２
４ａに関して等距離になるような形状に形成されてい
る。その結果、電極から貫通穴までのバッファーによる
電圧降下条件が一定になり、各流路の印加電圧条件が等
しくなる。
る。（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線位置で
の断面図である。この実施例では、各共通のバッファリ
ザーバー２７ｓ'，２７ｃ及びバッファーウエイスト２
７ｗ，２７ａに設けられた電極６ａ，４ａ，８ａ，２ａ
は複数ある各流路の貫通穴２４ｓ，２４ｃ，２４ｗ，２
４ａに関して等距離になるような形状に形成されてい
る。その結果、電極から貫通穴までのバッファーによる
電圧降下条件が一定になり、各流路の印加電圧条件が等
しくなる。
【００３５】
【発明の効果】本発明ではサンプルを注入するためのサ
ンプルリザーバーは電極を備えず、サンプルリザーバー
以外の部分に配置された電極によりサンプル導入用の電
圧が印加されるようにしたので、サンプルの少量化と電
気分解の影響の緩和を両立させることができる。本発明
を前記分離用流路に合流するサンプル導入用流路を備え
たチップ型電気泳動装置に適用した場合には、サンプル
リザーバーを分離用流路とサンプル導入用流路の交差部
近傍に配置するのが容易になり、効率のよいサンプル導
入が行えるようになる。１つのチップ型部材に複数の分
離用流路を形成し、それらの流路には電極が共通に接続
されているように構成した場合には、泳動装置の簡便化
が可能となる。
ンプルリザーバーは電極を備えず、サンプルリザーバー
以外の部分に配置された電極によりサンプル導入用の電
圧が印加されるようにしたので、サンプルの少量化と電
気分解の影響の緩和を両立させることができる。本発明
を前記分離用流路に合流するサンプル導入用流路を備え
たチップ型電気泳動装置に適用した場合には、サンプル
リザーバーを分離用流路とサンプル導入用流路の交差部
近傍に配置するのが容易になり、効率のよいサンプル導
入が行えるようになる。１つのチップ型部材に複数の分
離用流路を形成し、それらの流路には電極が共通に接続
されているように構成した場合には、泳動装置の簡便化
が可能となる。
【図１】 一実施例のチップ型電気泳動装置の流路と電
極の配置を概略的に示す平面図である。
極の配置を概略的に示す平面図である。
【図２】 （Ａ）は他の実施例における流路と電極の配
置を概略的に示す平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線位置で
の断面図である。
置を概略的に示す平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線位置で
の断面図である。
【図３】 （Ａ）はさらに他の実施例における流路と電
極の配置を概略的に示す平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線
位置での断面図である。
極の配置を概略的に示す平面図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ線
位置での断面図である。
【図４】 従来の電気泳動用チップを表わす図であり、
（Ａ）は一方の基材の上面図、（Ｂ）は他方の基材の上
面図、（Ｃ）は両基材を重ね合わせた状態での側面図で
ある。
（Ａ）は一方の基材の上面図、（Ｂ）は他方の基材の上
面図、（Ｃ）は両基材を重ね合わせた状態での側面図で
ある。
２，４，６，８，２ａ，４ａ，６ａ，８ａ 電極
１３，１３−１〜１３−Ｎ サンプル導入用流路
１５，１５−１〜１５−Ｎ 分離用流路
１７ａ，２７ａ セパレーションバッファーウエイス
ト １７ｃ，２７ｃ セパレーションバッファーリザーバ
ー １７ｓ'，２７ｓ' ローディングバッファーリザー
バー １７ｗ，２７ｗ ローディングバッファーウエイスト １９ 交差部 ２１，３１ 電気泳動用チップ ２２ サンプルリザーバー２２ ２４ｗ，２４a，２４ｓ，２４ｃ 貫通穴
ト １７ｃ，２７ｃ セパレーションバッファーリザーバ
ー １７ｓ'，２７ｓ' ローディングバッファーリザー
バー １７ｗ，２７ｗ ローディングバッファーウエイスト １９ 交差部 ２１，３１ 電気泳動用チップ ２２ サンプルリザーバー２２ ２４ｗ，２４a，２４ｓ，２４ｃ 貫通穴
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 27/26 ３３１Ｅ
Claims (3)
- 【請求項１】 チップ型の部材に分離用流路が形成さ
れ、その分離用流路の両端に泳動電圧が印加されサンプ
ルが電気泳動分離されて検出されるチップ型電気泳動装
置において、 前記分離用流路又はそれと合流するサンプル導入用流路
に、サンプルを注入するサンプルリザーバーが設けら
れ、そのサンプルリザーバーは電極を備えず、そのサン
プルリザーバー以外の部分に配置された電極によりサン
プル導入用の電圧が印加されるようになっていることを
特徴とするチップ型電気泳動装置。 - 【請求項２】 このチップ型電気泳動装置は前記分離用
流路に合流するサンプル導入用流路を備えたものであ
り、前記サンプルリザーバーは前記サンプル導入用流路
においてサンプル導入方向の上流側で分離用流路とサン
プル導入用流路の交差部近傍に配置されている請求項１
に記載のチップ型電気泳動装置。 - 【請求項３】 １つのチップ型部材に複数の分離用流路
が形成されており、それらの流路には電極が共通に接続
されている請求項１又は２に記載のチップ型電気泳動装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001358419A JP2003156475A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | チップ型電気泳動装置 |
| US10/289,382 US6939454B2 (en) | 2001-11-22 | 2002-11-07 | Chip type electrophoresis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001358419A JP2003156475A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | チップ型電気泳動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003156475A true JP2003156475A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=19169603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001358419A Pending JP2003156475A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | チップ型電気泳動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6939454B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003156475A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101200A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Yokogawa Electric Corp | 化学反応用カートリッジおよびその使用方法 |
| JP2012068213A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Arkray Inc | 電気泳動分析装置および電気泳動分析用マイクロチップ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100429511C (zh) * | 2004-04-09 | 2008-10-29 | 南京大学 | 一种集成于芯片毛细管电泳的电化学检测方法 |
| CN104076163B (zh) * | 2014-07-09 | 2015-08-12 | 福州大学 | 微流控芯片分离中的新型回流式进样方法 |
| CN116083530A (zh) | 2016-01-29 | 2023-05-09 | 普瑞珍生物系统公司 | 用于核酸纯化的等速电泳 |
| CN115569515A (zh) | 2017-08-02 | 2023-01-06 | 普瑞珍生物系统公司 | 用于等速电泳的系统、设备和方法 |
| RU203940U1 (ru) * | 2020-12-29 | 2021-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Электрофоретический чип для экспресс-анализа |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9802600D0 (en) * | 1998-02-07 | 1998-04-01 | Eastman Kodak Co | Liquid separation |
| US6375817B1 (en) * | 1999-04-16 | 2002-04-23 | Perseptive Biosystems, Inc. | Apparatus and methods for sample analysis |
-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001358419A patent/JP2003156475A/ja active Pending
-
2002
- 2002-11-07 US US10/289,382 patent/US6939454B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007101200A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Yokogawa Electric Corp | 化学反応用カートリッジおよびその使用方法 |
| US7858045B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-12-28 | Yokogawa Electric Corporation | Chemical reaction cartridge and method of using same |
| JP2012068213A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Arkray Inc | 電気泳動分析装置および電気泳動分析用マイクロチップ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6939454B2 (en) | 2005-09-06 |
| US20030094370A1 (en) | 2003-05-22 |
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