JP2003526798A - 擬似放射状電気泳動チップ - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- 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
- G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
- G01N27/44791—Microapparatus
-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップは、収束する第一及び第二の細長い分離チャンネルを規定する第一主表面を有する平坦な基板を有する。分離チャンネルの各々は、第一主表面によって規定される、関連カソードポートとアノードポートの間に延在する。更に基板は、第一分離チャンネルに沿って実質的に延在する第一周辺の縁セグメント、及び第二分離チャンネルに沿って実質的に延在する第二周辺の縁セグメントを有して成る。本発明の対のチップの周辺の縁セグメントは、擬似放射状に整列した分離チャンネルを有する電気泳動分離プレートを提供するために、連携的に係合することができる。
Description
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、一般に電気泳動チップの分野に関する。より特には、本発明は擬似
放射状のデザイン（又は構造）を有する電気泳動チップに関する。
放射状のデザイン（又は構造）を有する電気泳動チップに関する。
【０００２】
発明の背景技術
ＤＮＡシーケンス分離（sequencing separation）は、低コスト、高処理能力
（又は高処理量）、高性能のシーケンス技術をますます必要としている。スラブ
ゲル（slab gel）技術を用いるＤＮＡシーケンス分離は、キャピラリーアレイ電
気泳動（又はキャピラリー配列型電気泳動、ＣＡＥ：capillary array electrop
horesis）によって取って代わられた。ＣＡＥシステムの処理能力は、装置内の
分離キャピラリーの数に直接的に比例する。しかし、キャピラリーの数が増加す
るにつれて、試料（又はサンプル）の注入を制御すること、及び全てのキャピラ
リーからの信号を検出することが、より困難になる。
（又は高処理量）、高性能のシーケンス技術をますます必要としている。スラブ
ゲル（slab gel）技術を用いるＤＮＡシーケンス分離は、キャピラリーアレイ電
気泳動（又はキャピラリー配列型電気泳動、ＣＡＥ：capillary array electrop
horesis）によって取って代わられた。ＣＡＥシステムの処理能力は、装置内の
分離キャピラリーの数に直接的に比例する。しかし、キャピラリーの数が増加す
るにつれて、試料（又はサンプル）の注入を制御すること、及び全てのキャピラ
リーからの信号を検出することが、より困難になる。
【０００３】
他の高処理能力のＤＮＡ分析技術は、マイクロチップ上のキャピラリーアレイ
電気泳動法である。マイクロチップは、ガラス、シリカから、又はポリマー材料
からでさえ形成される、典型的に平坦な要素である。フォトリソグラフィー技術
が、基板にＣＡＥチャンネルを微細加工（microfabricate）するために典型的に
用いられる。マイクロチップ基板は、対向するカソード（又は陰極）ポートとア
ノード（又は陽極）ポートの間に延在する少なくとも一つの細長いキャピラリー
チャンネル（capillary channel）を規定する。試料ポート及び廃棄ポートは、
カソードポートと隣接して配置され、チャンネルセグメント（channel segment
）は、そこから細長いマイクロチャンネルに延在する。本技術分野においてよく
知られているように、生物流体試料を試料ポートに配置した場合、流体試料の一
部分を、初めは細長いマイクロチャンネルに向け、その後対向するアノードポー
トの方へ向けるように、四つのポートに電位を印加してよい。遺伝子のフラグメ
ント（又は断片）を種々の長さのセグメントに分離する流体試料は、それが応答
指令信号を送る装置によって読み取られるチャンネルの地点を通過するとき、分
析される。マイクロチップは、例えば、蛍光色素、蛍光ラベルされたアミノ酸、
ＤＮＡ制限フラグメント、ＰＣＲ生成物、短いオリゴヌクレオチド、短い縦列反
復、及びＤＮＡシーケンスフラグメントを分離するために使用されている。
電気泳動法である。マイクロチップは、ガラス、シリカから、又はポリマー材料
からでさえ形成される、典型的に平坦な要素である。フォトリソグラフィー技術
が、基板にＣＡＥチャンネルを微細加工（microfabricate）するために典型的に
用いられる。マイクロチップ基板は、対向するカソード（又は陰極）ポートとア
ノード（又は陽極）ポートの間に延在する少なくとも一つの細長いキャピラリー
チャンネル（capillary channel）を規定する。試料ポート及び廃棄ポートは、
カソードポートと隣接して配置され、チャンネルセグメント（channel segment
）は、そこから細長いマイクロチャンネルに延在する。本技術分野においてよく
知られているように、生物流体試料を試料ポートに配置した場合、流体試料の一
部分を、初めは細長いマイクロチャンネルに向け、その後対向するアノードポー
トの方へ向けるように、四つのポートに電位を印加してよい。遺伝子のフラグメ
ント（又は断片）を種々の長さのセグメントに分離する流体試料は、それが応答
指令信号を送る装置によって読み取られるチャンネルの地点を通過するとき、分
析される。マイクロチップは、例えば、蛍光色素、蛍光ラベルされたアミノ酸、
ＤＮＡ制限フラグメント、ＰＣＲ生成物、短いオリゴヌクレオチド、短い縦列反
復、及びＤＮＡシーケンスフラグメントを分離するために使用されている。
【０００４】
処理能力（又は処理量）を増加させるために、複数のＣＡＥチャンネルがマイ
クロチップに微細加工され、ＤＮＡフラグメントのサイズ（又は分子量）分析（
size analysis）に使用された。多くの基板のチャンネルのデザインは、フラグ
メントのサイジングに対して有効に作用する直角の曲がり角を有するが、それは
シーケンス分離の性能を低下させる。円形の基板を用いる別のデザインは、中央
に位置する共通のアノードを端部とする放射状に延在するチャンネルを有する。
例えば、シ他、アナリティカル・ケミストリー、１９９９年、第７１巻、第５３
５４〜５３６１頁（Shi et al. in Anal. Chem. 1999, 71, 5354-5361）は、回
転共焦点蛍光検出システム（rotary confocal fluorescence detection system
）とともに使用するための、９６チャンネルの放射状ＣＡＥマイクロチップのデ
ザインを開示する。９６のチャンネルが、中央に位置する共通のアノードから延
在するように、直径が１０ｃｍのボロフロート（Borofloat）基板に形成されて
いる。そのようなデザインは、検出器が全てのチャンネルを経て垂直方向スキャ
ン（又は走査）することを許容しながら、均一な長さのチャンネルを供給する際
に、チップのスペースを有効に利用する。しかし、このデザインの一つの欠点は
、有効なチャンネルの長さがチップの直径の半分より短い長さに制限されること
であり、ここでは１０ｃｍの直径のチップに対し３．３ｃｍの長さに制限される
。有効なチャンネルの長さは、流体が分析デバイスによって応答指令信号が送ら
れる地点に到達する前に、チャンネルを経由して進む距離に関連する。この長さ
を有するチャンネルは、ある制限フラグメント及び遺伝子型試料の分離に対して
有効に作用するが、そのような短いチャンネルを用いてシーケンス分離を達成す
ることは、大変困難である。チャンネルの長さを長くするために、より直径の大
きなチップを使えばよいことが明白であるが、より大きな適切なチップの加工コ
ストは、値段が高くなり得る。
クロチップに微細加工され、ＤＮＡフラグメントのサイズ（又は分子量）分析（
size analysis）に使用された。多くの基板のチャンネルのデザインは、フラグ
メントのサイジングに対して有効に作用する直角の曲がり角を有するが、それは
シーケンス分離の性能を低下させる。円形の基板を用いる別のデザインは、中央
に位置する共通のアノードを端部とする放射状に延在するチャンネルを有する。
例えば、シ他、アナリティカル・ケミストリー、１９９９年、第７１巻、第５３
５４〜５３６１頁（Shi et al. in Anal. Chem. 1999, 71, 5354-5361）は、回
転共焦点蛍光検出システム（rotary confocal fluorescence detection system
）とともに使用するための、９６チャンネルの放射状ＣＡＥマイクロチップのデ
ザインを開示する。９６のチャンネルが、中央に位置する共通のアノードから延
在するように、直径が１０ｃｍのボロフロート（Borofloat）基板に形成されて
いる。そのようなデザインは、検出器が全てのチャンネルを経て垂直方向スキャ
ン（又は走査）することを許容しながら、均一な長さのチャンネルを供給する際
に、チップのスペースを有効に利用する。しかし、このデザインの一つの欠点は
、有効なチャンネルの長さがチップの直径の半分より短い長さに制限されること
であり、ここでは１０ｃｍの直径のチップに対し３．３ｃｍの長さに制限される
。有効なチャンネルの長さは、流体が分析デバイスによって応答指令信号が送ら
れる地点に到達する前に、チャンネルを経由して進む距離に関連する。この長さ
を有するチャンネルは、ある制限フラグメント及び遺伝子型試料の分離に対して
有効に作用するが、そのような短いチャンネルを用いてシーケンス分離を達成す
ることは、大変困難である。チャンネルの長さを長くするために、より直径の大
きなチップを使えばよいことが明白であるが、より大きな適切なチップの加工コ
ストは、値段が高くなり得る。
【０００５】
従って、長さが均一で、細長い電気泳動分離マイクロチャンネルの形成を最大
にする、低コスト、高処理能力、高性能の電気泳動マイクロチップに対する技術
的要求がある。処理能力を増加させるために、マイクロチャンネルの緻密な（又
は小型の）アレイを供給する電気泳動マイクロチップに対する技術的要求もある
。
にする、低コスト、高処理能力、高性能の電気泳動マイクロチップに対する技術
的要求がある。処理能力を増加させるために、マイクロチャンネルの緻密な（又
は小型の）アレイを供給する電気泳動マイクロチップに対する技術的要求もある
。
【０００６】
発明の要約
本発明は、収束する（又は一点に向って集まる）第一及び第二の細長い分離チ
ャンネルを規定する第一主表面を有する平坦な基板（又は基材）を含む、成形さ
れ微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ（又は成形微細加工キャピ
ラリー配列型電気泳動チップ：shaped microfabricated capillary array elect
rophoresis chip）を供給することによる技術の必要性を取り扱う。分離チャン
ネルの各々は第一主表面によって規定され、関連カソードポート及びアノードポ
ートの間に延在する。更に基板は、第一分離チャンネルに沿って実質的に延在す
る第一周辺の縁セグメント、及び第二分離チャンネルに沿って実質的に延在する
第二周辺の縁セグメントを有してなる。本発明の対（又は組）の成形されたチッ
プ（又は成形チップ）の周辺の縁セグメントは、擬似放射状に整列した分離チャ
ンネルを有する電気泳動分離プレートを供給するために、連携（又は協同）して
係合することができる。
ャンネルを規定する第一主表面を有する平坦な基板（又は基材）を含む、成形さ
れ微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ（又は成形微細加工キャピ
ラリー配列型電気泳動チップ：shaped microfabricated capillary array elect
rophoresis chip）を供給することによる技術の必要性を取り扱う。分離チャン
ネルの各々は第一主表面によって規定され、関連カソードポート及びアノードポ
ートの間に延在する。更に基板は、第一分離チャンネルに沿って実質的に延在す
る第一周辺の縁セグメント、及び第二分離チャンネルに沿って実質的に延在する
第二周辺の縁セグメントを有してなる。本発明の対（又は組）の成形されたチッ
プ（又は成形チップ）の周辺の縁セグメントは、擬似放射状に整列した分離チャ
ンネルを有する電気泳動分離プレートを供給するために、連携（又は協同）して
係合することができる。
【０００７】
本発明は、第一主表面を有する実質的に平坦な基板を供給する工程、第一主表
面に第一及び第二の収束する細長い分離チャンネルを形成する工程、第一分離チ
ャンネルに沿って延在する第一周辺の縁セグメントを形成する工程；並びに第二
分離チャンネルに沿って延在する第二周辺の縁セグメントを形成する工程によっ
て、成形されたキャピラリーアレイ電気分解チップ（又は成形キャピラリー配列
型電気泳動チップ）を形成する方法も開示する。そのような成形されたチップの
対の周辺の縁セグメントは、擬似放射状に配列した分離チャンネルのキャピラリ
ーアレイ電気泳動プラットホームを供給するために、連携して整列する。プラッ
トホームを構成する成形されたチップの各々の周辺の縁セグメントは、所定の数
の成形されたチップが、ほぼ半円形の分離チャンネルのアレイ又は円形の分離チ
ャンネルのアレイとなるように、互いに特定の角度で形成されてよい。
面に第一及び第二の収束する細長い分離チャンネルを形成する工程、第一分離チ
ャンネルに沿って延在する第一周辺の縁セグメントを形成する工程；並びに第二
分離チャンネルに沿って延在する第二周辺の縁セグメントを形成する工程によっ
て、成形されたキャピラリーアレイ電気分解チップ（又は成形キャピラリー配列
型電気泳動チップ）を形成する方法も開示する。そのような成形されたチップの
対の周辺の縁セグメントは、擬似放射状に配列した分離チャンネルのキャピラリ
ーアレイ電気泳動プラットホームを供給するために、連携して整列する。プラッ
トホームを構成する成形されたチップの各々の周辺の縁セグメントは、所定の数
の成形されたチップが、ほぼ半円形の分離チャンネルのアレイ又は円形の分離チ
ャンネルのアレイとなるように、互いに特定の角度で形成されてよい。
【０００８】
その結果、本発明は、使用されるべき全ての分離チャンネルを含むための単一
の大きな基板を形成する必要性を排除する。別個であるが連携的に成形されたチ
ップに、分離チャンネルのグループを形成することによって、電気泳動分離用に
適切な均一な長さの複数の分離チャンネルからなる大きなアレイを、低コストで
供給することができる。本発明の複数の成形されたチップが組み合わされて表面
積が増加するので、供給される分離チャンネルの数は著しく増加する。尚、成形
されたチップの一つのチャンネルが適切に動作しない場合、うまく作動しないチ
ャンネルが位置する特定のチップのみを交換すればよい。
の大きな基板を形成する必要性を排除する。別個であるが連携的に成形されたチ
ップに、分離チャンネルのグループを形成することによって、電気泳動分離用に
適切な均一な長さの複数の分離チャンネルからなる大きなアレイを、低コストで
供給することができる。本発明の複数の成形されたチップが組み合わされて表面
積が増加するので、供給される分離チャンネルの数は著しく増加する。尚、成形
されたチップの一つのチャンネルが適切に動作しない場合、うまく作動しないチ
ャンネルが位置する特定のチップのみを交換すればよい。
【０００９】
好ましい態様の詳細な説明
図１は、本発明の放射状に整列したマイクロ分離チャンネル１４のアレイ（又
は配列）が形成されている円形の基板１０を示す。基板１０は、例示として、し
かしそれに制限されるものではないが、ガラス、シリカ、又はポリマー材料を含
む電気泳動マイクロチップ用に適切な材料から形成されることが好ましい。基板
１０は、当技術分野で知られているように、フォトリソグラフィー技術を用いて
形成してよい。形状は円形であることを示しているが、基板１０は、電気泳動分
離装置用にいずれの適切な形状に成形してもよいことを、本発明は更に意図する
。
は配列）が形成されている円形の基板１０を示す。基板１０は、例示として、し
かしそれに制限されるものではないが、ガラス、シリカ、又はポリマー材料を含
む電気泳動マイクロチップ用に適切な材料から形成されることが好ましい。基板
１０は、当技術分野で知られているように、フォトリソグラフィー技術を用いて
形成してよい。形状は円形であることを示しているが、基板１０は、電気泳動分
離装置用にいずれの適切な形状に成形してもよいことを、本発明は更に意図する
。
【００１０】
本発明は、細長い分離チャンネル１４のグループ化された対（又は組）１６を
規定する平坦な（又は平面の）第一主表面１２を有する基板１０を形成すること
を意図する。分離チャンネル１４のグループ化された対１６の各々は、共通のカ
ソードポート（又は陰極口）１８から流体連絡状態で延在する。分離チャンネル
１４の各々は、共通のアノードポート（又は陽極口）２０からも流体連絡状態で
延在することが好ましい。各分離チャンネル１４は、ローディングセグメント２
２を更に有し、各マイクロチャンネルはアノードポート２０と流体連絡状態でロ
ーディングセグメント２２から直線状に延在する。それによって、マイクロチャ
ンネル１４は、各ローディングセグメント２２と共通のアノードポート２０の間
で、収束する（又は一点に集まる）関係で形成される。換言すれば、マイクロチ
ャンネル１４は、共通のアノードポート２０からそれらの各々のローディングセ
グメント２２に向かって放射状に延在する。
規定する平坦な（又は平面の）第一主表面１２を有する基板１０を形成すること
を意図する。分離チャンネル１４のグループ化された対１６の各々は、共通のカ
ソードポート（又は陰極口）１８から流体連絡状態で延在する。分離チャンネル
１４の各々は、共通のアノードポート（又は陽極口）２０からも流体連絡状態で
延在することが好ましい。各分離チャンネル１４は、ローディングセグメント２
２を更に有し、各マイクロチャンネルはアノードポート２０と流体連絡状態でロ
ーディングセグメント２２から直線状に延在する。それによって、マイクロチャ
ンネル１４は、各ローディングセグメント２２と共通のアノードポート２０の間
で、収束する（又は一点に集まる）関係で形成される。換言すれば、マイクロチ
ャンネル１４は、共通のアノードポート２０からそれらの各々のローディングセ
グメント２２に向かって放射状に延在する。
【００１１】
更に図２を参照すると、第一主表面１２は、分離チャンネルのグループ化され
た各々の対１６の各分離チャンネル１４のために、関連している（又は接続され
ている）第一及び第二のグループ試料ポート（試料口）２４及び２６も規定する
。更に、第一主表面１２は、分離チャンネルのグループ化された各対１６のため
に、共通のグループ廃棄ポート（又は廃棄口）２８を規定する。更に第一主表面
１２は、グループ化された各対１６の分離チャンネル１４の各々とカソードポー
ト１８との間で、流体連絡状態で延在するカソードチャンネルセグメント３０及
び３２を規定する。同様に、第一主表面１２は、試料ポート２４及び２６から、
それらの各々の分離チャンネル１４に延在する試料チャンネルセグメント３４及
び３６の各々も規定する。第一主表面１２は、グループ化された対１６の各チャ
ンネル１４から共通のグループ廃棄ポート２８に延在する廃棄チャンネルセグメ
ント３８及び４０も規定する。従って、関連するグループ試料ポート２４及び２
６の各々は、単一の分離チャンネル１４の各々のローディングセグメント２２を
経てそのグループ廃棄ポート２８と流体連絡状態にある。
た各々の対１６の各分離チャンネル１４のために、関連している（又は接続され
ている）第一及び第二のグループ試料ポート（試料口）２４及び２６も規定する
。更に、第一主表面１２は、分離チャンネルのグループ化された各対１６のため
に、共通のグループ廃棄ポート（又は廃棄口）２８を規定する。更に第一主表面
１２は、グループ化された各対１６の分離チャンネル１４の各々とカソードポー
ト１８との間で、流体連絡状態で延在するカソードチャンネルセグメント３０及
び３２を規定する。同様に、第一主表面１２は、試料ポート２４及び２６から、
それらの各々の分離チャンネル１４に延在する試料チャンネルセグメント３４及
び３６の各々も規定する。第一主表面１２は、グループ化された対１６の各チャ
ンネル１４から共通のグループ廃棄ポート２８に延在する廃棄チャンネルセグメ
ント３８及び４０も規定する。従って、関連するグループ試料ポート２４及び２
６の各々は、単一の分離チャンネル１４の各々のローディングセグメント２２を
経てそのグループ廃棄ポート２８と流体連絡状態にある。
【００１２】
カソードポート１８、試料ポート２４及び２６、並びに廃棄ポート２８は、約
５００μｍ〜約１．２ｍｍの範囲の直径を有して形成することが好ましい。アノ
ードポート２０は、約１〜約２ｍｍの直径を有して形成することが好ましい。関
連するチャンネルセグメント３０、３２、３４、３６、３８、及び４０を含む各
分離チャンネル１４は、約１０μｍ〜約５００μｍの幅を有して形成することが
好ましく、約１１０μｍの幅を有して形成することが好ましい。
５００μｍ〜約１．２ｍｍの範囲の直径を有して形成することが好ましい。アノ
ードポート２０は、約１〜約２ｍｍの直径を有して形成することが好ましい。関
連するチャンネルセグメント３０、３２、３４、３６、３８、及び４０を含む各
分離チャンネル１４は、約１０μｍ〜約５００μｍの幅を有して形成することが
好ましく、約１１０μｍの幅を有して形成することが好ましい。
【００１３】
第一主表面１２によって規定されるポート、チャンネル、及びチャンネルセグ
メントの実際の寸法は、当技術分野で理解されているように、所定の基板に形成
すべき所望のチャンネルの数に基づいて選択される。例えば、約１５ｃｍの直径
を有する基板１０を用いて始める場合、本発明は、約７〜約１２ｃｍの間の均一
な長さを有する６４の細長い分離チャンネル１４を形成することを意図する。同
様に、約１５ｃｍの直径を有する基板１０は、約８〜約１３ｃｍの間の均一な長
さを有する４８の細長い分離チャンネル１４をもたらすことができる。
メントの実際の寸法は、当技術分野で理解されているように、所定の基板に形成
すべき所望のチャンネルの数に基づいて選択される。例えば、約１５ｃｍの直径
を有する基板１０を用いて始める場合、本発明は、約７〜約１２ｃｍの間の均一
な長さを有する６４の細長い分離チャンネル１４を形成することを意図する。同
様に、約１５ｃｍの直径を有する基板１０は、約８〜約１３ｃｍの間の均一な長
さを有する４８の細長い分離チャンネル１４をもたらすことができる。
【００１４】
次に図３を参照すると、本発明の成形され微細加工されたキャピラリーアレイ
電気泳動チップ５０は、基板１０を切断し、又は形を整えることで形成される。
第一周辺の縁セグメント５２は、第一の最も外側の分離チャンネル１４ａに沿っ
て実質的に形成され、第二周辺の縁セグメント５４は、第二の対向した最も外側
のチャンネル１４ｂに沿って実質的に形成される。成形されたチップ５０は、元
の基板１２からの円形状の周辺の縁５６を保持してよい。周辺の縁セグメント５
２及び５４は互いに、１８０°又は３６０°の角度の等分となる部分になる、角
度で形成されることが好ましい。しかし、各成形されたチップ５０は、各々の周
辺の縁セグメント５２及び５４の間に形成される種々の角度を有して形成されて
もよいことも、本発明は意図する。更に本発明は、基板１０が切断されて扇状の
形状をすでに有する基板を用いて開始して、各々の成形されたチップ５０を形成
してもよいことを意図する。成形されたチップ５０は、互いに６０°の角度で形
成された周辺の縁セグメント５２及び５４を有することが示されている。
電気泳動チップ５０は、基板１０を切断し、又は形を整えることで形成される。
第一周辺の縁セグメント５２は、第一の最も外側の分離チャンネル１４ａに沿っ
て実質的に形成され、第二周辺の縁セグメント５４は、第二の対向した最も外側
のチャンネル１４ｂに沿って実質的に形成される。成形されたチップ５０は、元
の基板１２からの円形状の周辺の縁５６を保持してよい。周辺の縁セグメント５
２及び５４は互いに、１８０°又は３６０°の角度の等分となる部分になる、角
度で形成されることが好ましい。しかし、各成形されたチップ５０は、各々の周
辺の縁セグメント５２及び５４の間に形成される種々の角度を有して形成されて
もよいことも、本発明は意図する。更に本発明は、基板１０が切断されて扇状の
形状をすでに有する基板を用いて開始して、各々の成形されたチップ５０を形成
してもよいことを意図する。成形されたチップ５０は、互いに６０°の角度で形
成された周辺の縁セグメント５２及び５４を有することが示されている。
【００１５】
図４に示すように、微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動プラットホー
ム（platform）６０は、周辺の縁が互いに連携的（又は協同的）に係合するよう
に整列した６つの成形されたチップ５０によって形成されている。電気泳動プラ
ットホーム６０は、２８８の擬似放射状に整列した分離チャンネル１４を供給す
る。本発明の電気泳動プラットホーム６０によって提供される分離チャンネル１
４の数は、成形されたチップ５０の各々に含まれる分離チャンネル１４の数の関
数になる。更に本発明は、６４の細長い分離チャンネル１４を各々が有する６つ
の成形されたチップ５０を同様に組み合わせてよく、３８４の分離チャンネル１
４の擬似放射状に整列したアレイを提供してよいことを意図する。成形されたチ
ップ５０の各々は、それ自身アノードポート２０を含む場合、複数の成形された
チップ５０によって供給される追加の表面積を最大限利用するために、全ての分
離チャンネル１４を放射状に整列させることは必要ではない。
ム（platform）６０は、周辺の縁が互いに連携的（又は協同的）に係合するよう
に整列した６つの成形されたチップ５０によって形成されている。電気泳動プラ
ットホーム６０は、２８８の擬似放射状に整列した分離チャンネル１４を供給す
る。本発明の電気泳動プラットホーム６０によって提供される分離チャンネル１
４の数は、成形されたチップ５０の各々に含まれる分離チャンネル１４の数の関
数になる。更に本発明は、６４の細長い分離チャンネル１４を各々が有する６つ
の成形されたチップ５０を同様に組み合わせてよく、３８４の分離チャンネル１
４の擬似放射状に整列したアレイを提供してよいことを意図する。成形されたチ
ップ５０の各々は、それ自身アノードポート２０を含む場合、複数の成形された
チップ５０によって供給される追加の表面積を最大限利用するために、全ての分
離チャンネル１４を放射状に整列させることは必要ではない。
【００１６】
本発明の技術分野において知られているように、生物流体試料を、分離チャン
ネル１４のグループ化された各々の対１６の試料ポート２４及び２６の各々の中
に送ってよい。その後、電気的プローブをカソードポート、試料ポート、廃棄ポ
ート及びアノードポートの各々に挿入してよい。プローブ間の電位を種々変える
ことによって、流体試料に、試料ポートから各々のローディングセグメント２２
へ移動することを強制してよい。その後、電気泳動分離とアノードポート２０に
向って流体試料の移動を生ずるように、各プローブによって供給される電位を選
択してよい。
ネル１４のグループ化された各々の対１６の試料ポート２４及び２６の各々の中
に送ってよい。その後、電気的プローブをカソードポート、試料ポート、廃棄ポ
ート及びアノードポートの各々に挿入してよい。プローブ間の電位を種々変える
ことによって、流体試料に、試料ポートから各々のローディングセグメント２２
へ移動することを強制してよい。その後、電気泳動分離とアノードポート２０に
向って流体試料の移動を生ずるように、各プローブによって供給される電位を選
択してよい。
【００１７】
図５ａ〜ｂは、分離チャンネル１４のグループ化された対１６の各々用の、カ
ソードポート、試料ポート、及び廃棄ポートの配置の別の態様を示す。図５ａは
、セグメント３０’、３２’及び３８’、４０’を経由して、分離チャンネル１
４のグループ化された対１６の間で、流体連絡状態にあり、並列に接続されてい
るカソードポート１８’及び廃棄ポート２８’の各々を示す。試料ポート２４’
及び２６’の各々は、単一のチャンネルセグメント３４’及び３６’を経由して
、グループ化された対１６の各々の一つの分離チャンネル１４と流体連絡状態に
ある。その中に直角の曲がり角を有するチャンネルセグメント３６’が示されて
いるが、他のチャンネルセグメントは、直線状に延在していることが示されてい
る。図５ｂは、セグメント３０”、３２”及び３８”、４０”を経由して、分離
チャンネル１４のグループ化された対１６の間で、流体連絡状態にあり、並列に
接続されているカソードポート１８”及び廃棄ポート２８”を各々示す。試料ポ
ート２４”及び２６”は各々、単一のチャンネルセグメント３４”及び３６”を
経由して、グループ化された各々の対１６の一つの分離チャンネル１４と流体連
絡状態にある。その中に形成された直角の曲がり角を有するチャンネルセグメン
ト３６”が示されているが、他のチャンネルセグメント３０”及び３２”は、曲
線状に延在することが示されている。その他のチャンネルセグメントは直線状に
延在する。
ソードポート、試料ポート、及び廃棄ポートの配置の別の態様を示す。図５ａは
、セグメント３０’、３２’及び３８’、４０’を経由して、分離チャンネル１
４のグループ化された対１６の間で、流体連絡状態にあり、並列に接続されてい
るカソードポート１８’及び廃棄ポート２８’の各々を示す。試料ポート２４’
及び２６’の各々は、単一のチャンネルセグメント３４’及び３６’を経由して
、グループ化された対１６の各々の一つの分離チャンネル１４と流体連絡状態に
ある。その中に直角の曲がり角を有するチャンネルセグメント３６’が示されて
いるが、他のチャンネルセグメントは、直線状に延在していることが示されてい
る。図５ｂは、セグメント３０”、３２”及び３８”、４０”を経由して、分離
チャンネル１４のグループ化された対１６の間で、流体連絡状態にあり、並列に
接続されているカソードポート１８”及び廃棄ポート２８”を各々示す。試料ポ
ート２４”及び２６”は各々、単一のチャンネルセグメント３４”及び３６”を
経由して、グループ化された各々の対１６の一つの分離チャンネル１４と流体連
絡状態にある。その中に形成された直角の曲がり角を有するチャンネルセグメン
ト３６”が示されているが、他のチャンネルセグメント３０”及び３２”は、曲
線状に延在することが示されている。その他のチャンネルセグメントは直線状に
延在する。
【００１８】
本発明の特定の態様を示し説明したが、本発明の技術から、離れることなく、
変更及び修正し得ることは、当業者にとって明白であろう。先の明細書の記述及
び添付した図面に記載した事項は、単に例示として提供されており、限定するも
のではない。本発明の現実的な要旨は、従来の技術に基づき、適切に正しく検討
して、下記の特許請求の範囲において規定するつもりである。
変更及び修正し得ることは、当業者にとって明白であろう。先の明細書の記述及
び添付した図面に記載した事項は、単に例示として提供されており、限定するも
のではない。本発明の現実的な要旨は、従来の技術に基づき、適切に正しく検討
して、下記の特許請求の範囲において規定するつもりである。
【図１】 図１は、本発明に基づく第一基板のマイクロチャンネルの配置を
示す。
示す。
【図２】 図２は、本発明のマイクロチャンネルの対用のカソードポート、
試料ポート、及び廃棄ポートの配置を示す。
試料ポート、及び廃棄ポートの配置を示す。
【図３】 図３は、図１の基板から形成される、本発明の成形されたチップ
を示す。
を示す。
【図４】 図４は、本発明の擬似放射状分離チャンネルプラットホームを示
す。
す。
【図５ａ−ｂ】 図５ａ−ｂは、本発明のマイクロチャンネルの対用のカソ
ードリザーバ、試料リザーバ、及び廃棄リザーバの別の配置を示す。
ードリザーバ、試料リザーバ、及び廃棄リザーバの別の配置を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ
，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，
ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ
，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，
ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ
Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ
，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，
ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 リュー・シャオロン
アメリカ合衆国95376カリフォルニア州ト
レイシー、リッジビュー・ドライブ303番
Claims (20)
- 【請求項１】 収束する第一及び第二の細長い分離チャンネルを規定する第
一主表面を有する平坦な基板を有してなる成形され微細加工されたキャピラリー
アレイ電気泳動チップであって、該分離チャンネルの各々は、該第一主表面によ
って規定された関連カソードポート及びアノードポートの間に延在し、更に該基
板は、該第一分離チャンネルに沿って実質的に延在する第一周辺の縁セグメント
、及び該第二分離チャンネルに沿って実質的に延在する第二周辺の縁セグメント
を有する、成形され微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項２】 該分離チャンネルの各々は、共通のアノードポートと流体連
絡状態で延在する請求項１記載の成形され微細加工されたキャピラリーアレイ電
気泳動チップ。 - 【請求項３】 該第一主表面は、該分離チャンネルの各々用の関連試料ポー
ト及び廃棄ポートを更に規定し、該関連試料ポート及び廃棄ポートの各々は、単
一の該分離チャンネルのローディングセグメントを経て流体連絡状態にある請求
項１記載の成形され微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項４】 該分離チャンネルの各々は、その各々の該ローディングセグ
メントと該アノードポートの間で、直線状に延在する請求項１記載の成形され微
細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項５】 該第一周辺の縁及び該第二周辺の縁は、その間の角度が１８
０°の等分と成る角度で向きが決められている請求項１記載の成形され微細加工
されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項６】 該第一周辺の縁及び該第二周辺の縁は、その間の角度が３６
０°の等分と成る角度で向きが決められている請求項１記載の成形され微細加工
されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項７】 該カソードポートの各々は、細長い分離チャンネルの対と、
更に流体連絡状態にある請求項１記載の成形され微細加工されたキャピラリーア
レイ電気泳動チップ。 - 【請求項８】 分離チャンネルグループを複数更に有してなる成形され微細
加工された請求項１に記載のキャピラリーアレイ電気泳動チップであって、該分
離チャンネルグループの各々は、共通のカソードポートとアノードポートとの間
で流体連絡状態で延在する細長い分離チャンネルのグループ化された対を含み、
分離チャンネルの該グループ化された対の分離チャンネルの各々は、ローディン
グセグメントを更に有し、該第一主表面は、分離チャンネルの該グループ化され
た対の分離チャンネルの各々用の関連するグループ試料ポート及びグループ廃棄
ポートを更に規定し、関連するグループ試料ポート及びグループ廃棄ポートの各
々は単一の分離チャンネルの該ローディングセグメントを経て流体連絡状態にあ
る請求項１記載の成形され微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項９】 該分離チャンネルグループの各々は、共通のアノードポート
から流体連絡状態で延在する請求項８記載の成形され微細加工されたキャピラリ
ーアレイ電気泳動チップ。 - 【請求項１０】 第一主表面を有する実質的に平坦な基板を供給する工程； 該第一主表面に第一及び第二の収束する細長い分離チャンネルを形成する工程
； 該第一分離チャンネルに沿って延在する第一周辺の縁セグメントを形成する工
程；並びに 該第二分離チャンネルに沿って延在する第二周辺の縁セグメントを形成する工
程 を含んで成る成形されたキャピラリーアレイ電気泳動チップの形成方法。 - 【請求項１１】 １８０°を等分する部分となる角度で配列される該第一及
び第二周辺の縁セグメントを形成する工程を更に含んで成る請求項１０記載の方
法。 - 【請求項１２】 ３６０°を等分する部分となる角度で配列される該第一及
び第二周辺の縁セグメントを形成する工程を更に含んで成る請求項１０記載の方
法。 - 【請求項１３】 該第一主表面に第一カソードポートを形成し、該第一主表
面にアノードポートを形成する工程を更に含んで成る請求項１０記載の方法であ
って、該第一分離チャンネルは該第一カソードポートと該アノードポートの間で
流体連絡状態で延在する方法。 - 【請求項１４】 該第一主表面に第二カソードポートを形成する工程を更に
含んで成る請求項１３記載の方法であって、該第二分離チャンネルは該第二カソ
ードポートと該アノードポートの間に流体連絡状態で延在する方法。 - 【請求項１５】 該第一試料チャンネルのローディングセグメントを経て流
体連絡状態にある第一の関連する試料ポートと廃棄ポートを形成する工程を更に
含んで成る請求項１０記載の方法。 - 【請求項１６】 該ローディングセグメントと該アノードポートの間で直線
状に延在する該第一試料チャンネルを形成する工程を更に含んで成る請求項１０
記載の方法。 - 【請求項１７】 該第一主表面に複数の分離チャンネルグループを形成する
工程を更に含んで成る請求項１０記載の方法であって、該分離チャンネルグルー
プの各々は、共通のカソードポートとアノードポートの間で流体連絡状態で延在
する、グループ化された細長い分離チャンネルの対を含み、分離チャンネルの該
グループ化された対の分離チャンネルの各々は、更にローディングセグメントを
有し、それによって、該第一主表面は、分離チャンネルの該グループ化された対
の分離チャンネルの各々用の、関連するグループ試料ポートとグループ廃棄ポー
トを更に規定し、関連するグループ試料ポートとグループ廃棄ポートの各々は、
単一の分離チャンネルの該ローディングセグメントを経て流体連絡状態にある方
法。 - 【請求項１８】 複数の分離チャンネルグループを形成する該工程は、共通
のアノードポートと流体連絡状態で延在するように、分離チャンネルのグループ
化された対の各々を形成する工程を更に含んで成る請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 該第一主表面に４８の収束する細長い分離チャンネルを形
成する工程を更に含んで成る請求項１０記載の方法。 - 【請求項２０】 請求項１記載の第一チップと請求項１記載の第二チップを
有してなる微細加工されたキャピラリーアレイ電気泳動プラットフォームであっ
て、請求項１記載の該第一チップの該第一周辺の縁セグメントは、請求項１記載
の該第二チップの該第一及び第二周辺の縁セグメントの一つと連携的に係合する
プラットフォーム。
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