JP2012242128A - Microchip electrophoretic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve dispersion of separation performance of respective microchips in a microchip electrophoretic apparatus loaded with a plurality of microchips and capable of repeatedly performing electrophoretic analysis by respective microchips.SOLUTION: A control part 38 includes a sample solution dispensation volume setting part 102, a separation medium dispensation volume setting part 104 and a sample solution/separation medium dispensation volume setting part 106. The sample solution dispensation volume setting part 102 individually sets sample solution dispensation volumes to respective microchips 5-1 to 5-4 so as to respectively obtain optimum separation performance in electrophoretic analysis of four microchips 5-1 to 5-4 (Fig.2).

Description

本発明はマイクロチップ電気泳動方法及びそのマイクロチップ電気泳動方法を実行するためのマイクロチップ電気泳動装置に関するものである。   The present invention relates to a microchip electrophoresis method and a microchip electrophoresis apparatus for executing the microchip electrophoresis method.

マイクロチップ電気泳動では、分離用主流路の一端側に導入されたDNA、RNA又はタンパク質などの試料をその流路の両端間に印加した電圧によりその流路の他端方向に電気泳動させることにより分離させて検出する。
マイクロチップ電気泳動において、マイクロチップを繰り返し使用して、バッファ液の充填、試料分注、電気泳動及び分離された試料成分の検出を自動で行なう装置が開発されている。
In microchip electrophoresis, a sample such as DNA, RNA, or protein introduced into one end of a separation main channel is electrophoresed in the direction of the other end of the channel by a voltage applied across the channel. Separate and detect.
In microchip electrophoresis, an apparatus has been developed that automatically uses a microchip to repeatedly fill a buffer solution, dispense a sample, perform electrophoresis, and detect a separated sample component.

分析の稼働率を挙げるために、複数のマイクロチップを搭載し、それらのマイクロチップにおいて繰り返して電気泳動分析を行なうことが可能なマイクロチップ電気泳動装置がある(特許文献1参照。)。マイクロチップは流路の各端部に表面に開口したリザーバをもったものを使用し、マイクロチップ処理装置に装着するときはリザーバが上面にくるようにマイクロチップを保持する。流路への分離バッファ液の充填は、分離バッファ液充填・排出部により1つのリザーバに分離バッファ液を供給し、そのリザーバ上に空気供給口を押し付けて空気を供給することにより分離バッファ液を流路に押し込むことにより行なう。流路に分離バッファ液を充填した後、他のリザーバから溢れた分離バッファ液を吸引ノズルで吸引する。その後、試料供給用のリザーバに試料を分注する。   In order to increase the operating rate of analysis, there is a microchip electrophoresis apparatus that is equipped with a plurality of microchips and that can repeatedly perform electrophoretic analysis on these microchips (see Patent Document 1). A microchip having a reservoir opened on the surface at each end of the flow path is used. When the microchip is mounted on the microchip processing apparatus, the microchip is held so that the reservoir is on the upper surface. The separation buffer liquid is filled into the flow path by supplying the separation buffer liquid to one reservoir by the separation buffer liquid filling and discharging unit, and pressing the air supply port onto the reservoir to supply air. This is done by pushing into the channel. After filling the flow path with the separation buffer solution, the separation buffer solution overflowing from the other reservoir is sucked by the suction nozzle. Thereafter, the sample is dispensed into a sample supply reservoir.

米国特許第7678254号U.S. Pat. No. 7,678,254

このような装置において、従来では、各マイクロチップにおいて毎回同じ分離精度が得られることを前提として装置が構成されていた。しかし、実際には、各マイクロチップにおける分離性能にばらつきがあることがわかった。   In such an apparatus, conventionally, the apparatus has been configured on the assumption that the same separation accuracy can be obtained each time in each microchip. However, in practice, it has been found that the separation performance of each microchip varies.

そこで、本発明は、複数のマイクロチップを搭載して各マイクロチップで繰り返して電気泳動分析を行なうことができるマイクロチップ電気泳動装置において、マイクロチップにおける分離性能のばらつきを改善することを目的とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to improve the dispersion of separation performance in a microchip in a microchip electrophoresis apparatus in which a plurality of microchips are mounted and electrophoresis analysis can be repeatedly performed on each microchip. Is.

本発明が対象とするマイクロチップ電気泳動装置は、板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む流路を備え、それらの流路の端部に開口したリザーバが設けられた複数のマイクロチップを、リザーバが上面にくるように固定して保持するチップ保持部と、マイクロチップの流路に分離媒体となる分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、試料溶液を吸入しマイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、分注プローブを分注すべき試料溶液の吸入位置とマイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、リザーバ内の液を吸引するための吸引ノズルと、マイクロチップのそれぞれにおいて使用後の分離媒体を新たな分離媒体と交換した後に新たな試料の電気泳動分離を行うことによりマイクロチップのそれぞれで電気泳動分離を繰り返すようにバッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構及び吸引ノズルの動作を制御する制御部と、を少なくとも備えたものである。   A microchip electrophoresis apparatus targeted by the present invention includes a plurality of microchips provided with a flow path including at least a separation flow path inside a plate-like member, and provided with reservoirs opened at the ends of the flow paths. A chip holding unit that holds the reservoir fixedly on the upper surface, a buffer liquid filling mechanism that fills the microchip flow path with a separation buffer liquid that serves as a separation medium, and a predetermined microchip chip that sucks a sample solution A dispensing probe for injecting into the reservoir, a probe moving mechanism for moving the dispensing probe between the inhalation position of the sample solution to be dispensed and the dispensing position on the microchip, and the liquid in the reservoir are aspirated A microphone by performing electrophoretic separation of a new sample after replacing the used separation medium with a new separation medium in each of the suction nozzle and the microchip Each electrophoresis separation buffer solution filling mechanism to repeat the chip, the dispensing probe, and a control unit for controlling the probe moving mechanism and operation of the suction nozzle, those having at least.

上記のマイクロチップ電気泳動装置に搭載されている各マイクロチップ間において分離精度にばらつきがある場合がある。その原因の一つとして、各マイクロチップの個体差が挙げられる。すなわち、加工精度などにより各マイクロチップには個体差があるため、すべてのマイクロチップに対してまったく同じ位置に自動試料注入機構(オートサンプラ)の分注ノズルを位置決めすることは困難である。そのため、各マイクロチップのリザーバへの液の分注位置にばらつきがあり、そのばらつきによって各マイクロチップのリザーバにおける試料の状態にばらつきが生じ、それが各マイクロチップにおける分離精度のばらつきの原因となっていることがわかった。そして、これは試料の分注量が微量になるほど顕著に現れることがわかった。   There may be a variation in separation accuracy between the microchips mounted on the microchip electrophoresis apparatus. One of the causes is individual difference of each microchip. In other words, since there is an individual difference in each microchip due to processing accuracy and the like, it is difficult to position the dispensing nozzle of the automatic sample injection mechanism (autosampler) at exactly the same position for all the microchips. Therefore, there is a variation in the dispensing position of the liquid into the reservoir of each microchip, and the variation causes a variation in the state of the sample in the reservoir of each microchip, which causes a variation in separation accuracy in each microchip. I found out. And it turned out that this appears more noticeably as the amount of sample dispensed becomes smaller.

そこで、本発明にかかる第1のマイクロチップ電気泳動装置では、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量をマイクロチップごとに設定した試料溶液分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液分注量設定部に設定された試料溶液分注量に基づいてマイクロチップごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作を制御するようにした。これにより、各マイクロチップに対して最適な分離性能が得られる条件で試料溶液が分注されるようになる。   Therefore, in the first microchip electrophoresis apparatus according to the present invention, the control unit sets the sample solution dispensing amount set in advance for each microchip, which is obtained in advance for obtaining the optimum separation performance. The control unit controls the dispensing operation of the sample solution by the dispensing probe for each microchip based on the sample solution dispensing amount set in the sample solution dispensing amount setting unit. As a result, the sample solution is dispensed under conditions that provide optimum separation performance for each microchip.

さらに、制御部は、最適な分離性能を得るための予め求められた分離媒体分注量をマイクロチップごとに設定した分離媒体分注量設定部をさらに備え、かつ制御部は、分離媒体分注量設定部に設定された分離媒体分注量に基づいてマイクロチップごとにバッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御するものであることが好ましい。そうすれば、各マイクロチップに対して最適な分離性能が得られる条件で分離媒体としてのバッファ液が分注されるようになり、マイクロチップ間の分離媒体の分注精度のばらつきによる分離性能のばらつきをなくすことができる。   Further, the control unit further includes a separation medium dispensing amount setting unit in which a separation medium dispensing amount obtained in advance for obtaining optimum separation performance is set for each microchip, and the control unit dispenses the separation medium dispensing It is preferable to control the separation medium filling operation by the buffer liquid filling mechanism for each microchip based on the separation medium dispensing amount set in the amount setting unit. Then, the buffer solution as the separation medium can be dispensed under the condition that the optimum separation performance can be obtained for each microchip, and the separation performance due to the dispersion accuracy of the separation medium between the microchips can be reduced. Variations can be eliminated.

また、分離媒体として異なるバッファ液を用いて電気泳動分析を行なう場合、バッファ液の種類によって表面張力や粘性などの物理的特性が異なるため、それらの特定の違いによってバッファ液の分注量が異なったリ、分注精度が低下したりする場合がある。バッファ液の分注量が変化することによって泳動流路内に充填される分離媒体の量が変化すると、電気泳動分析の結果に影響を与え、分析結果の再現性が悪くなる。しかし、従来の装置では、バッファ液の特性の違いが分注精度に与える影響について考慮された構成にはなっていなかった。   In addition, when performing electrophoretic analysis using different buffer solutions as separation media, the physical properties such as surface tension and viscosity differ depending on the type of buffer solution. In some cases, the dispensing accuracy may decrease. If the amount of the separation medium filled in the electrophoresis channel is changed by changing the dispensed amount of the buffer solution, the result of the electrophoretic analysis is affected, and the reproducibility of the analysis result is deteriorated. However, the conventional apparatus has not been configured in consideration of the influence of the difference in the characteristics of the buffer solution on the dispensing accuracy.

そこで、本発明にかかる第2のマイクロチップ電気泳動装置では、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量及び/又は分離媒体分注量を分離媒体の種類ごとに設定した試料溶液/分離媒体分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液/分離媒体分注量設定部に設定された試料溶液分注量及び/又は分離媒体分注量に基づいて分離媒体の種類ごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作及び/又はバッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御する。これにより、分離媒体の特性によって生じる分注精度のばらつきによる分離性能のばらつきを改善することができる。   Therefore, in the second microchip electrophoresis apparatus according to the present invention, the control unit determines the amount of sample solution dispensed and / or the amount of separation medium dispensed in advance for obtaining optimum separation performance as the type of separation medium. A sample solution / separation medium dispensing amount setting unit set for each, and the control unit sets the sample solution dispensing amount and / or separation medium dispensing amount set in the sample solution / separation medium dispensing amount setting unit. Based on the separation medium type, the dispensing operation of the sample solution by the dispensing probe and / or the filling operation of the separation medium by the buffer liquid filling mechanism is controlled. Thereby, the dispersion | variation in the separation performance by the dispersion | variation in the dispensing precision produced by the characteristic of a separation medium can be improved.

本発明の第1のマイクロチップ電気泳動装置によれば、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量をマイクロチップごとに設定した試料溶液分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液分注量設定部に設定された試料溶液分注量に基づいてマイクロチップごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作を制御するので、各マイクロチップ間における分注精度のばらつきに起因する分離性能のばらつきを改善し、分析結果の再現性を高めることができる。   According to the first microchip electrophoresis apparatus of the present invention, the control unit sets the sample solution dispensing amount set in advance for each microchip to obtain the sample solution dispensing amount obtained in advance for obtaining the optimum separation performance. And the control unit controls the dispensing operation of the sample solution by the dispensing probe for each microchip based on the sample solution dispensing amount set in the sample solution dispensing amount setting unit. This can improve the variation in separation performance caused by the variation in dispensing accuracy, and enhance the reproducibility of analysis results.

第2のマイクロチップ電気泳動装置では、制御部が、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量及び/又は分離媒体分注量を分離媒体の種類ごとに設定した試料溶液/分離媒体分注量設定部を備え、かつ制御部は、試料溶液/分離媒体分注量設定部に設定された試料溶液分注量及び/又は分離媒体分注量に基づいて分離媒体の種類ごとに分注プローブによる試料溶液の分注動作及び/又はバッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御するので、分離媒体の特性によって生じる分注精度のばらつきによる分離性能のばらつきを改善し、分離媒体の特定にかかわらず高い再現性の分析結果を得ることができる。   In the second microchip electrophoresis apparatus, the control unit sets the sample solution dispensing amount and / or separation medium dispensing amount obtained in advance for obtaining the optimum separation performance for each type of separation medium. A separation medium dispensing amount setting unit, and the control unit determines the type of separation medium based on the sample solution dispensing amount and / or the separation medium dispensing amount set in the sample solution / separation medium dispensing amount setting unit. Since the dispensing operation of the sample solution by the dispensing probe and / or the separation medium filling operation by the buffer liquid filling mechanism is controlled every time, the variation in separation performance due to the variation in dispensing accuracy caused by the characteristics of the separation medium is improved, Highly reproducible analysis results can be obtained regardless of the separation medium specified.

一実施例のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the part regarding the control part in the microchip electrophoresis apparatus of one Example. 同実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the principal part of the microchip electrophoresis apparatus of the Example. マイクロチップの一例を示す図であり、(A)と(B)はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す平面図、(C)はマイクロチップの正面図である。It is a figure which shows an example of a microchip, (A) and (B) are top views which show the transparent plate-shaped member which comprises a microchip, (C) is a front view of a microchip. 同マイクロチップの具体的な一例を示す平面図である。It is a top view which shows a specific example of the microchip. 同マイクロチップ電気泳動装置において分離媒体を充填する際の空気供給口とマイクロチップの接続状態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the connection state of the air supply port and microchip at the time of filling with a separation medium in the microchip electrophoresis apparatus. 一実施例の動作を工程順に示す斜視図である。It is a perspective view which shows operation | movement of one Example in order of a process. 同実施例の動作をその後の工程順に示す斜視図である。It is a perspective view which shows operation | movement of the Example in order of a subsequent process. 同実施例の動作をさらにその後の工程順に示す斜視図である。It is a perspective view which shows operation | movement of the Example further in order of a subsequent process. 同実施例の動作をさらにその後の工程順に示す斜視図である。It is a perspective view which shows operation | movement of the Example further in order of a subsequent process. 同実施例の動作における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in operation | movement of the Example. 各マイクロチップで得られる分析結果の理論段数と試料溶液の分注量の設定値との関係を示すグラフであり、(A)はマイクロチップへの試料溶液の実際の分注量と理論段数との関係を示す実験データ、(B)はマイクロチップへの試料溶液の最適分注量が各マイクロチップで一致するように補正した後の分注量と理論段数との関係を示す実験データである。It is a graph which shows the relationship between the theoretical plate number of the analysis result obtained by each microchip, and the setting value of the dispensing amount of a sample solution, (A) is the actual dispensing amount and theoretical plate number of the sample solution to a microchip. (B) is experimental data showing the relationship between the dispensed amount after correction so that the optimum dispensed amount of the sample solution to the microchip matches in each microchip and the number of theoretical plates. .

図1は本発明をマイクロチップ電気泳動装置1に適用した一実施例における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
分注部2は分注プローブを備えた分注プローブ駆動機構を含んでいる。分注部2の分注プローブは、シリンジポンプ4により分離バッファ液又は試料を吸入し、マイクロチップの電気泳動流路の一端に注入するものであり、複数の電気泳動流路について共通に設けられている。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a part related to a control unit in an embodiment in which the present invention is applied to a microchip electrophoresis apparatus 1.
The dispensing unit 2 includes a dispensing probe driving mechanism provided with a dispensing probe. The dispensing probe of the dispensing unit 2 sucks the separation buffer solution or sample by the syringe pump 4 and injects it into one end of the electrophoresis channel of the microchip, and is provided in common for the plurality of electrophoresis channels. ing.

分離バッファ液充填・排出部16は電気泳動流路の一端に注入された分離バッファ液を空気圧により電気泳動流路に充填し、不用な分離バッファ液を吸引ポンプ部23により排出する。分離バッファ液充填・排出部16も、処理しようとする複数の電気泳動流路について共通に設けられている。電気泳動用高圧電源部26は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加する。蛍光測定部31は電気泳動流路で分離された試料成分を検出する検出部の一例である。   The separation buffer solution filling / discharging unit 16 fills the electrophoresis channel with the separation buffer solution injected into one end of the electrophoresis channel by air pressure, and discharges unnecessary separation buffer solution by the suction pump unit 23. The separation buffer liquid filling / discharging unit 16 is also provided in common for a plurality of electrophoresis channels to be processed. The electrophoresis high-voltage power supply unit 26 applies the electrophoresis voltage to each of the electrophoresis channels independently. The fluorescence measurement unit 31 is an example of a detection unit that detects a sample component separated in the electrophoresis channel.

制御部38は、1つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行するように分注部2の動作を制御し、試料注入が終了した電気泳動流路で泳動電圧を印加して電気泳動を起こさせるように電気泳動用高圧電源部26の動作を制御し、蛍光測定部31による検出動作を制御するものである。パーソナルコンピュータ40はこのマイクロチップ電気泳動装置の動作を指示したり、蛍光測定部31が得たデータを取り込んで処理したりするための外部制御装置である。制御部38は、試料溶液分注量設定部102、分離媒体分注量設定部104及び試料溶液/分離媒体分注量設定部106を備えている。これらの設定部102,104及び106については後述する。   When the separation buffer liquid filling and sample injection into one electrophoresis channel are completed, the control unit 38 operates the dispensing unit 2 so as to shift to the separation buffer liquid filling and sample injection into the next electrophoresis channel. The operation of the high voltage power supply unit 26 for electrophoresis is controlled so as to cause electrophoresis by applying an electrophoresis voltage in the electrophoresis channel after the sample injection is completed, and the detection operation by the fluorescence measuring unit 31 is controlled. It is. The personal computer 40 is an external control device for instructing the operation of the microchip electrophoretic device and for taking in and processing data obtained by the fluorescence measuring unit 31. The control unit 38 includes a sample solution dispensing amount setting unit 102, a separation medium dispensing amount setting unit 104, and a sample solution / separation medium dispensing amount setting unit 106. These setting units 102, 104 and 106 will be described later.

図2に一実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す。マイクロチップ5−1〜5−4は保持部7に4個が固定して保持されている。マイクロチップ5−1〜5−4は後で詳しく説明するように、それぞれ1試料を処理するための1つの電気泳動流路が形成されたものである。マイクロチップ5−1〜5−4は分析操作中は保持部7に固定されている。   FIG. 2 schematically shows a main part of a microchip electrophoresis apparatus according to an embodiment. Four microchips 5-1 to 5-4 are fixedly held by the holding portion 7. As will be described in detail later, each of the microchips 5-1 to 5-4 is formed with one electrophoresis channel for processing one sample. The microchips 5-1 to 5-4 are fixed to the holding unit 7 during the analysis operation.

それらのマイクロチップ5−1〜5−4に分離バッファ液と試料を分注するために、分注部2は、吸引と吐出を行なうシリンジポンプ4と、分注ノズルを備えた分注プローブ8と、洗浄液用の容器10とを備えており、分注プローブ8と洗浄液用の容器10は三方電磁弁6を介してシリンジポンプ4に接続されている。分離バッファ液と試料はマイクロタイタプレート12上の穴にそれぞれ収容されて、分注部2によりマイクロチップ5−1〜5−4に分注される。なお、分離バッファ液は専用の容器に収容してマイクロタイタプレート12の近くに配置してもよい。14は分注プローブ8を洗浄するための洗浄部であり、洗浄液が溢れている。   In order to dispense the separation buffer solution and the sample into the microchips 5-1 to 5-4, the dispensing unit 2 includes a syringe pump 4 that performs suction and discharge, and a dispensing probe 8 that includes a dispensing nozzle. And a container 10 for the cleaning liquid, and the dispensing probe 8 and the container 10 for the cleaning liquid are connected to the syringe pump 4 via the three-way electromagnetic valve 6. The separation buffer solution and the sample are respectively accommodated in holes on the microtiter plate 12 and are dispensed into the microchips 5-1 to 5-4 by the dispensing unit 2. The separation buffer solution may be stored in a dedicated container and placed near the microtiter plate 12. Reference numeral 14 denotes a cleaning unit for cleaning the dispensing probe 8, and the cleaning liquid overflows.

分注部2は、三方電磁弁6を分注プローブ8とシリンジポンプ4が接続される方向に接続して分離バッファ液又は試料を分注プローブ8に吸引し、分注プローブ8をマイクロチップ5−1〜5−4上へ移動させてシリンジポンプ4によりマイクロチップ5−1〜5−4のいずれかの電気泳動流路に吐出する。分注プローブ8を洗浄する際は三方電磁弁6をシリンジポンプ4と洗浄液用の容器10を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ4に洗浄液を吸引した後、分注プローブ8を洗浄部14の洗浄液に浸し、三方電磁弁6をシリンジポンプ4と分注プローブ8を接続する側に切り替えて分注プローブ8の内部から洗浄液を吐出することにより洗浄を行なう。   The dispensing unit 2 connects the three-way electromagnetic valve 6 in the direction in which the dispensing probe 8 and the syringe pump 4 are connected, and sucks the separation buffer solution or the sample into the dispensing probe 8, and the dispensing probe 8 is connected to the microchip 5. It moves to -1-5-4, and it discharges to the electrophoresis flow path in any one of microchips 5-1 to 5-4 with the syringe pump 4. When the dispensing probe 8 is washed, the three-way solenoid valve 6 is switched to a direction in which the syringe pump 4 and the washing liquid container 10 are connected, the washing liquid is sucked into the syringe pump 4, and then the dispensing probe 8 is washed in the washing section 14. Then, the three-way solenoid valve 6 is switched to the side where the syringe pump 4 and the dispensing probe 8 are connected, and washing is performed by discharging the washing liquid from the inside of the dispensing probe 8.

マイクロチップ5−1〜5−4の電気泳動流路の一端のリザーバに分注された分離バッファ液を流路内に充填するために、4つのマイクロチップ5−1〜5−4について分離バッファ液充填・排出部16が共通に備えられている。分離バッファ液充填・排出部16はマイクロチップ5−1〜5−4上へ移動し、マイクロチップ5−1〜5−4のいずれかの電気泳動流路の一端のリザーバ上に空気供給口18を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル22を挿入し、空気供給口18から空気を吹き込んで分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから溢れた分離バッファ液をノズル22から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。   Separation buffers for the four microchips 5-1 to 5-4 are used to fill the flow path with the separation buffer solution dispensed in the reservoir at one end of the electrophoresis flow paths of the microchips 5-1 to 5-4. A liquid filling / discharging unit 16 is provided in common. The separation buffer liquid filling / discharging unit 16 moves onto the microchips 5-1 to 5-4, and the air supply port 18 is placed on the reservoir at one end of the electrophoresis channel of any one of the microchips 5-1 to 5-4. The suction nozzle 22 is inserted into another reservoir, air is blown from the air supply port 18 to push the separation buffer solution into the electrophoresis channel, and the separation buffer solution overflowing from the other reservoir is pushed into the nozzle. The air is sucked from 22 with a suction pump and discharged to the outside.

各マイクロチップ5−1〜5−4の電気泳動流路に独立して泳動用の電圧を印加するために、マイクロチップ5−1〜5−4ごとに独立した電気泳動用高圧電源26(26−1〜26−4)が設けられている。   In order to apply the voltage for electrophoresis independently to the electrophoresis channel of each of the microchips 5-1 to 5-4, the high-voltage power supply for electrophoresis 26 (26 -1 to 26-4) are provided.

マイクロチップ5−1〜5−4の分離流路55で電気泳動分離された試料成分を検出するための蛍光測定部31は、マイクロチップ5−1〜5−4ごとに設けられてそれぞれの電気泳動流路の一部に励起光を照射するLED(発光ダイオード)30−1〜30−4と、電気泳動流路を移動する試料成分がLED30−1〜30−4からの励起光により励起されて発生した蛍光を受光する光ファイバ32−1〜32−4と、それらの光ファイバ32−1〜32−4からの蛍光から励起光成分を除去し、蛍光成分のみを透過させるフィルタ34−1,34−2を介して蛍光を受光する光電子増倍管36とを備えている。ここではフィルタ34−1と34−2で異なる蛍光を透過させるものを使用しているので、マイクロチップ51−1,51−2と51−3,51−4で互いに異なる蛍光を検出することができる。しかし、4つのマイクロチップ51−1〜4で同じ蛍光を検出する場合には、1つのフィルタを共通に使用することができる。LED30−1〜30−4を互いに時間をずらして発光させることにより、1つの光電子増倍管36で4つのマイクロチップ5−1〜5−4からの蛍光を識別して検出することができる。なお、励起光の光源としては、LEDに限らずLD(レーザダイオード)を用いてもよい。   A fluorescence measuring unit 31 for detecting the sample components electrophoretically separated in the separation channels 55 of the microchips 5-1 to 5-4 is provided for each of the microchips 5-1 to 5-4. The LEDs (light emitting diodes) 30-1 to 30-4 that irradiate a part of the electrophoresis channel and the sample components that move through the electrophoresis channel are excited by the excitation light from the LEDs 30-1 to 30-4. Optical fibers 32-1 to 32-4 that receive the generated fluorescence, and a filter 34-1 that removes the excitation light component from the fluorescence from the optical fibers 32-1 to 32-4 and transmits only the fluorescence component. , 34-2 and a photomultiplier tube 36 for receiving fluorescence. Here, since the filters 34-1 and 34-2 that transmit different fluorescence are used, the microchips 51-1 and 51-2 and 51-3 and 51-4 can detect different fluorescence. it can. However, when the same fluorescence is detected by the four microchips 51-1 to 51-4, one filter can be used in common. By causing the LEDs 30-1 to 30-4 to emit light at different times, the fluorescence from the four microchips 5-1 to 5-4 can be identified and detected by one photomultiplier tube 36. The excitation light source is not limited to the LED, and an LD (laser diode) may be used.

図3と図4はこの実施例におけるマイクロチップの一例を示したものである。本発明におけるマイクロチップは基板内に電気泳動流路が形成されたこのような電気泳動装置を指しており、必ずしもサイズの小さいものに限定される意味ではない。   3 and 4 show an example of the microchip in this embodiment. The microchip in the present invention refers to such an electrophoresis apparatus in which an electrophoresis channel is formed in a substrate, and is not necessarily limited to a small size.

図3に示されるように、このマイクロチップ5は一対の透明基板(石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板)51,52からなり、一方の基板52の表面に、(B)に示されるように、互いに交差する泳動用キャピラリ溝54,55を形成し、他方の基板51には、(A)に示されるように、その溝54,55の端に対応する位置にリザーバ53を貫通穴として設け、両基板51,52を(C)に示すように重ねて接合し、キャピラリ溝54,55を試料の電気泳動分離用の分離流路55と、その分離流路に試料を導入するための試料導入流路54とする。   As shown in FIG. 3, the microchip 5 is composed of a pair of transparent substrates (quartz glass or other glass substrate or resin substrate) 51, 52, and on the surface of one substrate 52, as shown in (B). The capillary grooves 54 and 55 for electrophoresis intersecting each other are formed, and the reservoir 53 is provided as a through hole in the other substrate 51 at a position corresponding to the end of the grooves 54 and 55 as shown in FIG. Both substrates 51 and 52 are overlapped and joined as shown in FIG. 4C, and capillary grooves 54 and 55 are separated into a separation channel 55 for electrophoresis separation of the sample and a sample for introducing the sample into the separation channel. Let it be an introduction channel 54.

マイクロチップ5は基本的には図3に示したものであるが、取扱いを容易にするために、図4に示されるように、電圧を印加するための電極端子を予めチップ上に形成したものを使用する。図4はそのマイクロチップ5の平面図を示したものである。4つのリザーバ53は流路54,55に電圧を印加するためのポートでもある。ポート#1と#2は試料導入流路54の両端に位置するポートであり、ポート#3と#4は分離流路55の両端に位置するポートである。各ポートに電圧を印加するために、このチップ5の表面に形成された電極パターン61〜64がそれぞれのポートからマイクロチップ5の側端部に延びて形成されており、電気泳動用高圧電源部26−1〜26−4に接続されるようになっている。   The microchip 5 is basically the one shown in FIG. 3, but in order to facilitate handling, the electrode terminal for applying a voltage is previously formed on the chip as shown in FIG. Is used. FIG. 4 is a plan view of the microchip 5. The four reservoirs 53 are also ports for applying a voltage to the flow paths 54 and 55. Ports # 1 and # 2 are ports located at both ends of the sample introduction channel 54, and ports # 3 and # 4 are ports located at both ends of the separation channel 55. In order to apply a voltage to each port, electrode patterns 61 to 64 formed on the surface of the chip 5 are formed so as to extend from the respective ports to the side end portions of the microchip 5. 26-1 to 26-4.

図5はバッファ充填・排出部16における空気供給口18とマイクロチップ5の接続状態を概略的に示したものである。空気供給口18の先端にはOリング20が設けられており、空気供給口18をマイクロチップ5の1つのリザーバ上に押し当てることにより、マイクロチップ5の電気泳動流路に対し、空気供給口18を機密を保って取り付けることができ、空気供給口18から空気を加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバにはノズル22が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液を吸入して排出する。   FIG. 5 schematically shows a connection state between the air supply port 18 and the microchip 5 in the buffer filling / discharging unit 16. An O-ring 20 is provided at the tip of the air supply port 18, and the air supply port 18 is pressed against one reservoir of the microchip 5 to press the air supply port with respect to the electrophoresis channel of the microchip 5. 18 can be attached in a secret manner, and air can be pressurized from the air supply port 18 and sent out into the flow path. A nozzle 22 is inserted into the other reservoir, and an unnecessary separation buffer solution overflowing from the flow path is sucked and discharged.

ここで、図1に戻って、制御部38の試料溶液分注量設定部102、分離媒体分注量設定部104及び試料溶液/分離媒体分注量設定部106について説明する。
試料溶液分注量設定部102は、4枚のマイクロチップ5−1〜5−4(図2)における電気泳動分析でそれぞれ最適な分離性能が得られるようにマイクロチップ5−1〜5−4のそれぞれに対する試料溶液分注量を個別に設定するよう構成されたものである。
Here, returning to FIG. 1, the sample solution dispensing amount setting unit 102, the separation medium dispensing amount setting unit 104, and the sample solution / separation medium dispensing amount setting unit 106 of the control unit 38 will be described.
The sample solution dispensing amount setting unit 102 is provided with the microchips 5-1 to 5-4 so that optimum separation performance can be obtained by the electrophoretic analysis in the four microchips 5-1 to 5-4 (FIG. 2). The sample solution dispensing amount for each of the above is configured individually.

マイクロチップ5−1〜5−4に対する試料溶液分注量への設定値をすべて同じにしても、マイクロチップ5−1〜5−4の個体差などによって各マイクロチップ5−1〜5−4への試料溶液の分注精度などにばらつきが生じ、そのばらつきによって、各マイクロチップ5−1〜5−4での電気泳動分析の分離性能にばらつきが生じる。そのため、各マイクロチップ5−1〜5−4への試料溶液の分注量として同じ値を一律に設定して電気泳動分析を行なうと、各マイクロチップ間で分離性能の異なる結果しか得られず、分析結果の再現性が悪くなる。そのため、制御部38の試料溶液分注量設定部102は各マイクロチップ5−1〜5−4において最適な分離性能が得られる試料溶液の分注量をそれぞれ設定し、設定した量の試料溶液を分注するように分注部2を制御する。   Even if the set values of the sample solution dispensing amounts for the microchips 5-1 to 5-4 are all the same, the microchips 5-1 to 5-4 are caused by individual differences of the microchips 5-1 to 5-4. Variations occur in the dispensing accuracy of the sample solution to the sample, and due to the variations, the separation performance of the electrophoretic analysis in each microchip 5-1 to 5-4 varies. Therefore, if the same value is uniformly set as the amount of the sample solution dispensed to each microchip 5-1 to 5-4, and electrophoretic analysis is performed, only results with different separation performance between the microchips can be obtained. , The reproducibility of the analysis results will deteriorate. Therefore, the sample solution dispensing amount setting unit 102 of the control unit 38 sets the dispensing amount of the sample solution for obtaining the optimum separation performance in each of the microchips 5-1 to 5-4, and the set amount of the sample solution. The dispensing unit 2 is controlled so as to dispense.

各マイクロチップ5−1〜5−4への試料容器分注量は、予め実験により求められた実験値に基づいて設定される。実験値は図11(A)に示されているような実験データから求めることができ、そのような実験値は、試料溶液分注量設定部102が保持していてもよいし、PC40の記憶メモリー内に記憶されていてもよい。   The amount of sample container dispensed to each of the microchips 5-1 to 5-4 is set based on experimental values obtained in advance through experiments. The experimental value can be obtained from the experimental data as shown in FIG. 11A, and such an experimental value may be held by the sample solution dispensing amount setting unit 102 or stored in the PC 40. It may be stored in the memory.

図11(A)に示されている実験データは、マイクロチップ5−1〜5−4(Chip#1〜Chip#4)への試料溶液の分注量として同じ値を設定して電気泳動分析を行なったときの各マイクロチップ5−1〜5−4で得られる分析結果の理論段数と試料溶液の分注量の設定値との関係の実験データである。この実験では、分離バッファ溶液としてDNA−1000キット(株式会社島津製作所の製品)、試料溶液としてφ×174-HaeIII marker(Promega)をTE緩衝液(トリス(Tris)とエチレンジアミン四酢酸(EDTA)からなる緩衝液)(ナカライテスク社)にて100倍希釈したものを使用した。このデータにおいて、横軸が試料溶液分注量の設定値(μL)であり、縦軸が理論段数である。理論段数Nは次の式の半値幅法により算出した。なお、trは保持時間、W0.5hは半値幅である。
N=5.54(tr/W0.5h2
In the experimental data shown in FIG. 11A, the same value is set as the amount of sample solution dispensed to the microchips 5-1 to 5-4 (Chip # 1 to Chip # 4), and the electrophoretic analysis is performed. It is experimental data of the relationship between the theoretical plate number of the analysis result obtained by each microchip 5-1 to 5-4, and the setting value of the amount of sample solution dispensed. In this experiment, DNA-1000 kit (product of Shimadzu Corporation) was used as a separation buffer solution, and φ × 174-HaeIII marker (Promega) was used as a sample solution from TE buffer (Tris and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)). A buffer solution (Nacalai Tesque) diluted 100 times. In this data, the horizontal axis is the set value (μL) of the sample solution dispensing amount, and the vertical axis is the theoretical plate number. The theoretical plate number N was calculated by the half width method of the following equation. In addition, t r is the retention time, W 0.5h is a full width at half maximum.
N = 5.54 (t r / W 0.5h) 2

図11(A)に示されているように、それぞれのマイクロチップにおいて複数の分注量条件を設定して測定すると、設定した分注量のうちで理論段数が最大となる分注量(以下、最適分注量という)が存在するが、その最適分注量はマイクロチップ5−1〜5−4のそれぞれで異なっている。そこで、このデータに基づいて、マイクロチップ5−1〜5−4のそれぞれの最適分注量を記憶しておき、試料溶液分注量設定部102はその最適分注量を分注量設定値としてマイクロチップ5−1〜5−4に個別に設定する。   As shown in FIG. 11 (A), when a plurality of dispensing volume conditions are set and measured in each microchip, the dispensing volume (hereinafter referred to as the theoretical plate number) becomes the maximum among the set dispensing volumes. , Referred to as the optimum dispensing amount), but the optimum dispensing amount is different for each of the microchips 5-1 to 5-4. Therefore, based on this data, the optimum dispensing amount of each of the microchips 5-1 to 5-4 is stored, and the sample solution dispensing amount setting unit 102 determines the optimum dispensing amount as a dispensing amount setting value. Are individually set in the microchips 5-1 to 5-4.

従来のように、すべてのマイクロチップ5−1〜5−4への試料溶液の分注量を規定値(2.75μL)に一律に設定すると、マイクロチップ5−1〜5−4の理論段数は次のようになり、マイクロチップ間で分離性能にばらつきが生じる。
マイクロチップ5−1:151975
マイクロチップ5−2:117365
マイクロチップ5−3:104421
マイクロチップ5−4:111240
When the amount of the sample solution dispensed to all the microchips 5-1 to 5-4 is uniformly set to a specified value (2.75 μL) as in the past, the number of theoretical plates of the microchips 5-1 to 5-4 As follows, the separation performance varies among microchips.
Microchip 5-1: 151975
Microchip 5-2: 117365
Microchip 5-3: 104421
Microchip 5-4: 111240

これに対し、マイクロチップ5−1〜5−4それぞれへの試料溶液の分注量設定値を最適分注量に補正することにより、図11(B)に示されるように、各マイクロチップ5−1〜5−4における最適分注量が規定値(2.75μL)となるように補正でき、下に示すように、マイクロチップ間の理論段数の差が小さくなり、分離性能のばらつきが改善され、いずれのマイクロチップにおいても高い分離性能が得られる。ここで、補正とは、規定値の2.75μLを分注量として設定すると、各マイクロチップに対する分注量設定値が最適分注量になるように補正され、その最適分注量の試料溶液が分注されるということである。
マイクロチップ5−1:151975
マイクロチップ5−2:135663
マイクロチップ5−3:155572
マイクロチップ5−4:161934
On the other hand, by correcting the set amount of the sample solution to each of the microchips 5-1 to 5-4 to the optimum dispensing amount, as shown in FIG. -1 to 5-4 can be corrected so that the optimal dispensing volume becomes the specified value (2.75 μL), and as shown below, the difference in the number of theoretical plates between microchips is reduced, and the variation in separation performance is improved. In any microchip, high separation performance can be obtained. Here, the correction means that when a prescribed value of 2.75 μL is set as a dispensing volume, the dispensing volume setting value for each microchip is corrected to be an optimal dispensing volume, and the sample solution with the optimal dispensing volume is corrected. Is dispensed.
Microchip 5-1: 151975
Microchip 5-2: 135663
Microchip 5-3: 155572
Microchip 5-4: 161934

また、試料溶液と同様に、マイクロチップ5−1〜5−4の個体差などによってマイクロチップ5−1〜5−4に分離媒体として分注される分離バッファ液の分注精度にもばらつきがある。そこで、分離媒体注入量設定部104は、各マイクロチップ5−1〜5−4への分離媒体分注量を個別に設定するようになっている。分離媒体分注量は実験値に基づいて設定され、そのような実験値は試料溶液と同様に理論段数が最大となる分注量を予め測定された実験データから求める。   Similarly to the sample solution, the dispensing accuracy of the separation buffer solution dispensed as a separation medium to the microchips 5-1 to 5-4 varies depending on individual differences of the microchips 5-1 to 5-4. is there. Therefore, the separation medium injection amount setting unit 104 individually sets the separation medium dispensing amount to each of the microchips 5-1 to 5-4. The separation medium dispensing amount is set based on experimental values, and such experimental values are obtained from experimental data measured in advance for the dispensing amount with the maximum number of theoretical plates as in the sample solution.

また、分離バッファ液の種類によっても分注精度が変化する。そこで、試料溶液/分離媒体分注量設定部106が、分析者が使用する分離媒体の種類が入力されたときに、その分離媒体の種類に応じて最適な試料溶液及び分離媒体の分注量を設定する。最適な試料溶液及び分離媒体の分注量は、予め各分離媒体を用いて測定した理論段数と分注量との関係データから理論段数が最大となる分注量として求められる実験値に基づいて設定される。   The dispensing accuracy also changes depending on the type of separation buffer solution. Therefore, when the sample solution / separation medium dispensing amount setting unit 106 inputs the type of separation medium used by the analyst, the optimal amount of sample solution and separation medium is dispensed according to the type of separation medium. Set. The optimal amount of sample solution and separation medium to be dispensed is based on experimental values obtained as the dispensing amount that maximizes the number of theoretical plates from the relational data between the number of theoretical plates and the amount dispensed in advance using each separation medium. Is set.

このマイクロチップ処理装置においてマイクロチップは移動せずに保持部7に固定された状態で繰り返し使用されるものであり、その場合の処理手順を図6から図9に示し、図10のフローチャートにより説明する。図10のフローチャート中での符号(A〜U)は図6〜図9での工程の符号を意味する。ここで行なわれる処理は、前回の分析で使用されたマイクロチップを洗浄し、流路に分離バッファ液を充填し、各リザーバにも分離バッファ液を充填した状態で流路に電流が正常に流れるか否かの泳動テストを行ない、その後試料を分注して泳動を開始し、分注プローブと吸引ノズルを洗浄する一連の工程である。   In this microchip processing apparatus, the microchip is repeatedly used in a state where it is fixed to the holding unit 7 without moving. The processing procedure in this case is shown in FIGS. 6 to 9 and described with reference to the flowchart of FIG. To do. Reference numerals (A to U) in the flowchart of FIG. 10 mean the reference numerals of the steps in FIGS. In this process, the microchip used in the previous analysis is washed, the flow path is filled with the separation buffer solution, and the current flows normally through the flow channel with each reservoir filled with the separation buffer solution. This is a series of steps in which an electrophoresis test is performed and then the sample is dispensed to start electrophoresis, and the dispensing probe and the suction nozzle are washed.

(A)は1つのマイクロチップ5を示している。マイクロチップ5は図3及び図4に示されたものであり、分離流路55と試料導入流路54が交差するように設けられ、各流路54,55の端部にリザーバ53が形成されたものである。図4の1番から4番までのリザーバをここでは符号53−1〜53−4で示す。   (A) shows one microchip 5. The microchip 5 is the one shown in FIGS. 3 and 4, and is provided so that the separation channel 55 and the sample introduction channel 54 intersect each other, and a reservoir 53 is formed at the end of each channel 54, 55. It is a thing. The reservoirs No. 1 to No. 4 in FIG. 4 are denoted by reference numerals 53-1 to 53-4 here.

(B)前の試料の分析が終了した状態であり、流路及び各リザーバには分離バッファ液が残っており、その分離バッファ液内に分離された試料も残っている。   (B) The analysis of the previous sample is completed, the separation buffer solution remains in the flow path and each reservoir, and the separated sample also remains in the separation buffer solution.

(C)まず試料供給用リザーバ53−1を洗浄するために、吸引ノズル22−1のみがリザーバ53−1に挿入される。吸引ノズル22−2と吸引ノズル22−3も吸引ノズル22−1と同時に上下動するものであるが、吸引ノズル22−1の長さが他の吸引ノズル22−2,22−3よりも長くなっているために、吸引ノズル22−1のみがリザーバ53−1に挿入されてそのリザーバ53−1の底部に押しつけられた状態となるが、他の吸引ノズル22−2,22−3はそれぞれの対応するリザーバ53−2,53−3には挿入されない。その状態で吸引ノズル22−1から吸引されることによりリザーバ53−1内の分離バッファ液が吸引されて除去される。   (C) First, in order to wash the sample supply reservoir 53-1, only the suction nozzle 22-1 is inserted into the reservoir 53-1. The suction nozzle 22-2 and the suction nozzle 22-3 also move up and down simultaneously with the suction nozzle 22-1, but the length of the suction nozzle 22-1 is longer than the other suction nozzles 22-2 and 22-3. Therefore, only the suction nozzle 22-1 is inserted into the reservoir 53-1, and is pressed against the bottom of the reservoir 53-1, but the other suction nozzles 22-2 and 22-3 are respectively Are not inserted into the corresponding reservoirs 53-2 and 53-3. By being sucked from the suction nozzle 22-1 in this state, the separation buffer solution in the reservoir 53-1 is sucked and removed.

(D)リザーバ53−1に分注プローブ8から洗浄水が供給される。
(E)再びリザーバ53−1に吸引ノズル22−1が挿入され、洗浄水が吸引されて排出される。
(F)リザーバ53−1に分注プローブ8から再び洗浄水が供給される。
(D) Wash water is supplied from the dispensing probe 8 to the reservoir 53-1.
(E) The suction nozzle 22-1 is again inserted into the reservoir 53-1, and the washing water is sucked and discharged.
(F) Washing water is supplied again from the dispensing probe 8 to the reservoir 53-1.

(G)次に、リザーバ53−1〜53−3にそれぞれ吸引ノズル22−1〜22−3が挿入される。このとき3つの吸引ノズル22−1〜22−3はそれぞれのリザーバ53−1〜53−3に挿入される。吸引ノズル22−1〜22−3はばね機構により伸縮できるようになっており、吸引ノズル22−1〜22−3の先端が何かに当接しない状態では吸引ノズル22−1が最も長くなるように取りつけられている。吸引ノズル22−1〜22−3の先端がリザーバ53−1〜53−3の底に押しつけられることによって、吸引ノズル22−1〜22−3はそれぞれのリザーバ53−1〜53−3の底に当接する。それらの3つの吸引ノズル22−1〜22−3から同時に液が吸引されて除去される。分注プローブ8はリンスポート100に挿入されて分注プローブ8内の洗浄水の全量が吐出されるとともに、分注プローブ8の内外が洗浄される。   (G) Next, the suction nozzles 22-1 to 22-3 are inserted into the reservoirs 53-1 to 53-3, respectively. At this time, the three suction nozzles 22-1 to 22-3 are inserted into the respective reservoirs 53-1 to 53-3. The suction nozzles 22-1 to 22-3 can be expanded and contracted by a spring mechanism, and the suction nozzle 22-1 is the longest when the tip of the suction nozzles 22-1 to 22-3 is not in contact with anything. It is so attached. The tips of the suction nozzles 22-1 to 22-3 are pressed against the bottoms of the reservoirs 53-1 to 53-3, so that the suction nozzles 22-1 to 22-3 become the bottoms of the respective reservoirs 53-1 to 53-3. Abut. The liquid is simultaneously sucked and removed from the three suction nozzles 22-1 to 22-3. The dispensing probe 8 is inserted into the rinse port 100 to discharge the entire amount of washing water in the dispensing probe 8 and the inside and outside of the dispensing probe 8 are washed.

(H)他の一つのリザーバ53−4に4番目の吸引ノズル22−4が挿入される。この吸引ノズル22−4(図2には示されていない)は3本の吸引ノズル22−1〜22−3とは別に設けられ、図2に示された空気供給口用のシリンダ18の近くに配置されたものである。吸引ノズル22−4も押しつけられることによりリザーバ53−4の底に当接する。吸引ノズル22−4からリザーバ53−4内の分離バッファ液が吸引されて除去される。分注プローブ8はバッファ液を入れた試薬容器91から分離バッファ液を吸引する。   (H) The fourth suction nozzle 22-4 is inserted into the other reservoir 53-4. The suction nozzle 22-4 (not shown in FIG. 2) is provided separately from the three suction nozzles 22-1 to 22-3, and is close to the air supply port cylinder 18 shown in FIG. Is arranged. The suction nozzle 22-4 is also pressed against the bottom of the reservoir 53-4. The separation buffer solution in the reservoir 53-4 is sucked and removed from the suction nozzle 22-4. The dispensing probe 8 aspirates the separation buffer solution from the reagent container 91 containing the buffer solution.

(I)分注プローブ8をリザーバ53−4へ移動させ、分離バッファ液を分離媒体として分注する。分離バッファ液の分注量は、分離媒体分注量設定部104(図1)によりマイクロチップごとに設定された量である。
(J)リザーバ53−4上に空気供給口18が気密を保って押しつけられ、空気がリザーバ53−4から流路に供給される。他のリザーバ53−1〜53−3にはそれぞれ吸引ノズル22−1〜22−3が挿入され、流路からそれぞれのリザーバ53−1〜53−3に溢れ出した分離バッファ液が吸引されて除去される。
(I) The dispensing probe 8 is moved to the reservoir 53-4, and the separation buffer solution is dispensed as a separation medium. The dispensing amount of the separation buffer liquid is an amount set for each microchip by the separation medium dispensing amount setting unit 104 (FIG. 1).
(J) The air supply port 18 is pressed onto the reservoir 53-4 while maintaining airtightness, and air is supplied from the reservoir 53-4 to the flow path. Suction nozzles 22-1 to 22-3 are inserted into the other reservoirs 53-1 to 53-3, respectively, and the separation buffer solution overflowing from the flow paths to the respective reservoirs 53-1 to 53-3 is sucked. Removed.

(K)リザーバ53−4に吸引ノズル22−4が挿入され、そのリザーバ53−4の分離バッファ液が吸引されて除去される。これにより流路内にのみ分離バッファ液が残る状態となる。
(L)〜(O)リザーバ53−1〜53−4に分注プローブ8により分離バッファ液が順次分注される。
(K) The suction nozzle 22-4 is inserted into the reservoir 53-4, and the separation buffer solution in the reservoir 53-4 is sucked and removed. As a result, the separation buffer solution remains only in the flow path.
(L) to (O) The separation buffer solution is sequentially dispensed to the reservoirs 53-1 to 53-4 by the dispensing probe 8.

(P)それぞれのリザーバに電極が挿入され、泳動テストが行なわれる。ここでは電極間の電流値を検出することにより流路にゴミや気泡が混入していないかどうかを確認する。ここで流路に印加する電圧は、試料を分離するための泳動電圧と同じであってもよいが、それよりも低電圧としてもよい。
分離バッファ液を分注した分注プローブ8はリンスポート100に挿入され、分注プローブ8内の分離バッファ液が全量吐出されるとともに分注プローブ8の内外が洗浄される。
(P) An electrode is inserted into each reservoir and a migration test is performed. Here, it is confirmed whether dust or bubbles are mixed in the flow path by detecting the current value between the electrodes. Here, the voltage applied to the flow path may be the same as the electrophoresis voltage for separating the sample, but may be lower than that.
The dispensing probe 8 into which the separation buffer solution has been dispensed is inserted into the rinse port 100, and the entire amount of the separation buffer solution in the dispensing probe 8 is discharged and the inside and outside of the dispensing probe 8 are washed.

この泳動テスト工程で流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されたときは、試料を注入して分析を行なうために次の工程(Q)へ進むが、流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、流路への分離バッファ液の充填をし直すために工程(B)に戻る。   If it is determined in this migration test step that the separation buffer is normally filled into the flow path, the process proceeds to the next step (Q) to inject the sample for analysis. If it is not determined that the buffer is normally filled, the process returns to step (B) to refill the flow path with the separation buffer solution.

流路への分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数(N)を予め設定しておき、その回数だけ分離バッファ液の充填し直しを行なっても流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されないときは、そのマイクロチップを保持部7から取り外し、別のマイクロチップに交換した後、工程(B)に戻る。分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数Nは特に限定されるものではないが、例えば2又は3が適当である。   The number of times (N) that allows the refilling of the separation buffer liquid into the flow path is set in advance, and the separation buffer is normally filled into the flow path even if the separation buffer liquid is refilled by that number of times. If it is not determined that the process has been performed, the microchip is removed from the holding unit 7 and replaced with another microchip, and the process returns to step (B). The number N of times that the refilling of the separation buffer solution is allowed is not particularly limited, but 2 or 3 is suitable, for example.

(Q)試料供給用リザーバ53−1にのみ吸引ノズル22−1が挿入され、そのリザーバ53−1の分離バッファ液が吸引されて除去される。
(R)分注ノズル8により試料供給用リザーバ53−1に洗浄液が供給される。洗浄液は例えば純水である。
(S)試料供給用リザーバ53−1に吸引ノズル22−1が挿入され、洗浄液が吸引されて除去される。
(Q) The suction nozzle 22-1 is inserted only into the sample supply reservoir 53-1, and the separation buffer solution in the reservoir 53-1 is sucked and removed.
(R) The cleaning liquid is supplied from the dispensing nozzle 8 to the sample supply reservoir 53-1. The cleaning liquid is pure water, for example.
(S) The suction nozzle 22-1 is inserted into the sample supply reservoir 53-1, and the cleaning liquid is sucked and removed.

(T)試料供給用リザーバ53−1に分注プローブ8から所定量の試料溶液が分注される。試料溶液の分注量は、試料溶液分注量設定部102(図1)によりマイクロチップごとに設定された量である。
(U)それぞれのリザーバ53−1〜53−4に電極が挿入されて試料供給用の電圧が印加され、試料が流路54と55の交差位置へ導かれる。
(T) A predetermined amount of sample solution is dispensed from the dispensing probe 8 into the sample supply reservoir 53-1. The dispensing amount of the sample solution is an amount set for each microchip by the sample solution dispensing amount setting unit 102 (FIG. 1).
(U) An electrode is inserted into each of the reservoirs 53-1 to 53-4, a voltage for supplying a sample is applied, and the sample is guided to the intersection of the flow paths 54 and 55.

(V)印加電圧が泳動分離用の電圧に切り換えられ、試料が分離流路55でリザーバ53−4の方向に電気泳動されて分離する。
(W)分析終了後、各吸引ノズル22−1〜22−4がリンスプール102に挿入されて洗浄液が吸引され、ノズル内外が洗浄されるとともに、プローブ8がリンスポート100に挿入されて内外が洗浄される。
なお、実施例では、制御部38は、試料溶液分注量設定部102、分離媒体分注量設定部104及び試料溶液/分離媒体分注量設定部106のすべてを備えているが、そのうちの1つ又は2つを備えるようにしてもよい。
(V) The applied voltage is switched to the voltage for electrophoretic separation, and the sample is electrophoresed in the direction of the reservoir 53-4 in the separation channel 55 and separated.
(W) After completion of the analysis, each of the suction nozzles 22-1 to 22-4 is inserted into the phosphorus spool 102, the cleaning liquid is sucked, the inside and outside of the nozzle are cleaned, and the probe 8 is inserted into the rinse port 100 so Washed.
In the embodiment, the control unit 38 includes all of the sample solution dispensing amount setting unit 102, the separation medium dispensing amount setting unit 104, and the sample solution / separation medium dispensing amount setting unit 106. One or two may be provided.

2 分注部
4 シリンジポンプ
5,5−1〜5−4 マイクロチップ
8 分注プローブ
8b 溝
16 分離バッファ液充填・排出部
22−1〜22−4 吸引ノズル
26(26−1〜26−4) 電気泳動用高圧電源部
38 制御部
102 試料溶液分注量設定部
104 分離媒体分注量設定部
106 試料溶液/分離媒体分注量設定部
2 Dispensing unit 4 Syringe pump 5, 5-1 to 5-4 Microchip 8 Dispensing probe 8b Groove 16 Separation buffer solution filling / discharging unit 22-1 to 22-4 Suction nozzle 26 (26-1 to 26-4 ) Electrophoresis high voltage power supply unit 38 Control unit 102 Sample solution dispensing amount setting unit 104 Separation medium dispensing amount setting unit 106 Sample solution / separation medium dispensing amount setting unit

Claims (3)

板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む流路を備え、それらの流路の端部に開口したリザーバが設けられた複数のマイクロチップを、前記リザーバが上面にくるように固定して保持するチップ保持部と、
前記マイクロチップの流路に分離媒体となる分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、
試料溶液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、
前記分注プローブを分注すべき試料溶液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、
前記リザーバ内の液を吸引するための吸引ノズルと、
前記マイクロチップのそれぞれにおいて使用後の分離媒体を新たな分離媒体と交換した後に新たな試料の電気泳動分離を行うことにより前記マイクロチップのそれぞれで電気泳動分離を繰り返すように前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構及び吸引ノズルの動作を制御する制御部と、を少なくとも備えたマイクロチップ電気泳動装置において、
前記制御部は、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量を前記マイクロチップごとに設定した試料溶液分注量設定部を備え、かつ
前記制御部は、前記試料溶液分注量設定部に設定された試料溶液分注量に基づいて前記マイクロチップごとに前記分注プローブによる試料溶液の分注動作を制御することを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。
A plurality of microchips provided with a flow path including at least a separation flow path inside the plate-like member and provided with reservoirs opened at the ends of the flow paths are fixed and held so that the reservoir is on the upper surface. A chip holder to
A buffer liquid filling mechanism that fills the flow path of the microchip with a separation buffer liquid as a separation medium;
A dispensing probe for inhaling and injecting a sample solution into a predetermined reservoir of the microchip;
A probe moving mechanism for moving the dispensing probe between a suction position of a sample solution to be dispensed and a dispensing position on the microchip;
A suction nozzle for sucking the liquid in the reservoir;
The buffer solution filling mechanism to repeat the electrophoretic separation in each of the microchips by performing electrophoretic separation of a new sample after exchanging the used separation medium with a new separation medium in each of the microchips, In a microchip electrophoresis apparatus comprising at least a dispensing probe, a probe moving mechanism, and a control unit that controls the operation of the suction nozzle,
The control unit includes a sample solution dispensing amount setting unit in which a sample solution dispensing amount obtained in advance for obtaining an optimum separation performance is set for each microchip, and the control unit includes the sample solution dispensing amount. A microchip electrophoresis apparatus, wherein a dispensing operation of a sample solution by the dispensing probe is controlled for each microchip based on a sample solution dispensing amount set in a dispensing amount setting unit.
前記制御部は、最適な分離性能を得るための予め求められた分離媒体分注量を前記マイクロチップごとに設定した分離媒体分注量設定部をさらに備え、かつ
前記制御部は、前記分離媒体分注量設定部に設定された分離媒体分注量に基づいて前記マイクロチップごとに前記バッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御する請求項1に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
The control unit further includes a separation medium dispensing amount setting unit in which a separation medium dispensing amount obtained in advance for obtaining optimum separation performance is set for each microchip, and the control unit includes the separation medium. The microchip electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein a separation medium filling operation by the buffer liquid filling mechanism is controlled for each microchip based on a separation medium dispensing amount set in a dispensing amount setting unit.
板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む流路を備え、それらの流路の端部に開口したリザーバが設けられた複数のマイクロチップを、前記リザーバが上面にくるように保持するチップ保持部と、
前記マイクロチップの流路に分離媒体となる分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、
試料溶液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、
前記分注プローブを分注すべき試料溶液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、
前記リザーバ内の液を吸引するための吸引ノズルと、
前記マイクロチップのそれぞれにおいて使用後の分離媒体を新たな分離媒体と交換した後に新たな試料の電気泳動分離を行うことにより前記マイクロチップのそれぞれで電気泳動分離を繰り返すように前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構及び吸引ノズルの動作を制御する制御部と、を少なくとも備えたマイクロチップ電気泳動装置において、
前記制御部は、最適な分離性能を得るための予め求められた試料溶液分注量及び/又は分離媒体分注量を分離媒体の種類ごとに設定した試料溶液/分離媒体分注量設定部を備え、かつ
前記制御部は、前記試料溶液/分離媒体分注量設定部に設定された試料溶液分注量及び/又は分離媒体分注量に基づいて分離媒体の種類ごとに前記分注プローブによる試料溶液の分注動作及び/又は前記バッファ液充填機構による分離媒体の充填動作を制御することを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。
Chip holding that has a flow path including at least a separation flow path inside the plate-like member, and holds a plurality of microchips provided with reservoirs opened at the ends of the flow paths so that the reservoir is on the upper surface And
A buffer liquid filling mechanism that fills the flow path of the microchip with a separation buffer liquid as a separation medium;
A dispensing probe for inhaling and injecting a sample solution into a predetermined reservoir of the microchip;
A probe moving mechanism for moving the dispensing probe between a suction position of a sample solution to be dispensed and a dispensing position on the microchip;
A suction nozzle for sucking the liquid in the reservoir;
The buffer solution filling mechanism to repeat the electrophoretic separation in each of the microchips by performing electrophoretic separation of a new sample after exchanging the used separation medium with a new separation medium in each of the microchips, In a microchip electrophoresis apparatus comprising at least a dispensing probe, a probe moving mechanism, and a control unit that controls the operation of the suction nozzle,
The control unit includes a sample solution / separation medium dispensing amount setting unit in which a sample solution dispensing amount and / or a separation medium dispensing amount obtained in advance for obtaining an optimum separation performance is set for each type of separation medium. And the control unit uses the dispensing probe for each type of separation medium based on the sample solution dispensing amount and / or the separation medium dispensing amount set in the sample solution / separation medium dispensing amount setting unit. A microchip electrophoresis apparatus characterized by controlling a dispensing operation of a sample solution and / or a filling operation of a separation medium by the buffer solution filling mechanism.
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