JP2937064B2 - キャピラリ電気泳動チップ - Google Patents
キャピラリ電気泳動チップInfo
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- JP2937064B2 JP2937064B2 JP7066768A JP6676895A JP2937064B2 JP 2937064 B2 JP2937064 B2 JP 2937064B2 JP 7066768 A JP7066768 A JP 7066768A JP 6676895 A JP6676895 A JP 6676895A JP 2937064 B2 JP2937064 B2 JP 2937064B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、キャピラリ電気泳動チ
ップに関する。
ップに関する。
【０００２】
【従来の技術】キャピラリ電気泳動法（ＣＥ）は、ペプ
チド、タンパク質、核酸、糖等の生体成分の分析の他、
光学分割、同位体の分離等、極めて近い成分を高速で分
離するに適した方法であり、臨床診断や医薬品、環境物
質のモニタリング等に広く利用される。
チド、タンパク質、核酸、糖等の生体成分の分析の他、
光学分割、同位体の分離等、極めて近い成分を高速で分
離するに適した方法であり、臨床診断や医薬品、環境物
質のモニタリング等に広く利用される。
【０００３】細管を利用したキャピラリ電気泳動法は分
離度が高く、しかも、溶媒や試料の消費量が極めて少な
いという利点がある一方、このように試料の量が微量で
あるため、濃度感度が高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬ
Ｃ）の１／１０〜１／１００程度と低く、検出感度がキ
ャピラリの内径に依存するという欠点がある。また、キ
ャピラリの内表面の状態は泳動液によって敏感に変化す
るため、泳動液を交換する際には十分なコンディショニ
ング作業が必要である。このような泳動液の交換作業を
行なわなくても済むように、泳動液毎にキャピラリを準
備しておくことも可能であるが、この場合にはキャピラ
リ毎にその履歴を管理しておく必要がある。
離度が高く、しかも、溶媒や試料の消費量が極めて少な
いという利点がある一方、このように試料の量が微量で
あるため、濃度感度が高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬ
Ｃ）の１／１０〜１／１００程度と低く、検出感度がキ
ャピラリの内径に依存するという欠点がある。また、キ
ャピラリの内表面の状態は泳動液によって敏感に変化す
るため、泳動液を交換する際には十分なコンディショニ
ング作業が必要である。このような泳動液の交換作業を
行なわなくても済むように、泳動液毎にキャピラリを準
備しておくことも可能であるが、この場合にはキャピラ
リ毎にその履歴を管理しておく必要がある。
【０００４】このような問題点を解決するため、キャピ
ラリ電気泳動チップが開発された。これは図５に示すよ
うに、１対の透明平板（通常、ガラス板）５１、５２か
ら成り、一方の透明平板５２の表面に泳動用のキャピラ
リ溝５４、５５を形成し、他方の透明平板５１のその溝
５４、５５の端に対応する位置にリザーバ５３を設けた
ものである。その使用法は次の通りである。両透明平板
５１、５２を図５（ｃ）に示すように重ね、いずれかの
リザーバ５３から泳動液を溝５４、５５の中に注入す
る。そして、短い方の溝５４の一方の端のリザーバ５３
に試料を注入し、その溝５４の両端のリザーバ５３に電
極を差し込んで所定時間だけ高電圧を印加する。これに
より、試料は溝５４の中に分散される。次に、長い方の
溝５５の両端のリザーバに電極を差し込み、泳動電圧を
印加する。これにより、両溝５４、５５の交差部分５６
に存在する試料が溝５５内を電気泳動する。従って、溝
５５の適当な位置に紫外可視光分光光度計、傾向光度
計、電気化学検出器等の検出器を配置しておき（この部
分が検出セルとなる）、分離成分の検出を行なうことに
より、試料の分析を行なうことができる。
ラリ電気泳動チップが開発された。これは図５に示すよ
うに、１対の透明平板（通常、ガラス板）５１、５２か
ら成り、一方の透明平板５２の表面に泳動用のキャピラ
リ溝５４、５５を形成し、他方の透明平板５１のその溝
５４、５５の端に対応する位置にリザーバ５３を設けた
ものである。その使用法は次の通りである。両透明平板
５１、５２を図５（ｃ）に示すように重ね、いずれかの
リザーバ５３から泳動液を溝５４、５５の中に注入す
る。そして、短い方の溝５４の一方の端のリザーバ５３
に試料を注入し、その溝５４の両端のリザーバ５３に電
極を差し込んで所定時間だけ高電圧を印加する。これに
より、試料は溝５４の中に分散される。次に、長い方の
溝５５の両端のリザーバに電極を差し込み、泳動電圧を
印加する。これにより、両溝５４、５５の交差部分５６
に存在する試料が溝５５内を電気泳動する。従って、溝
５５の適当な位置に紫外可視光分光光度計、傾向光度
計、電気化学検出器等の検出器を配置しておき（この部
分が検出セルとなる）、分離成分の検出を行なうことに
より、試料の分析を行なうことができる。
【０００５】このように、キャピラリ電気泳動チップ
は、２枚のガラス板にマイクロマシニングで溝や孔を形
成するのみで、電極、検出セル、リザーバ等が一体化さ
れた電気泳動装置が構成されるため、大量生産が可能で
あり、非常に低コストで製造することができる。このた
め、各泳動液、或いは各試料・各分析条件毎にチップを
用意しておくことができ、分析条件の変更等が極めて簡
単に且つ短時間で行なえるという特長を有する。また、
溝はチップ上に比較的自由に形成することができるため
並列多流路ＣＥが可能であり、更に、夾雑成分を系外に
排出したり、サンプル濃縮用の流路を分離流路に加えた
複合チップを容易にデザインすることも可能である。
は、２枚のガラス板にマイクロマシニングで溝や孔を形
成するのみで、電極、検出セル、リザーバ等が一体化さ
れた電気泳動装置が構成されるため、大量生産が可能で
あり、非常に低コストで製造することができる。このた
め、各泳動液、或いは各試料・各分析条件毎にチップを
用意しておくことができ、分析条件の変更等が極めて簡
単に且つ短時間で行なえるという特長を有する。また、
溝はチップ上に比較的自由に形成することができるため
並列多流路ＣＥが可能であり、更に、夾雑成分を系外に
排出したり、サンプル濃縮用の流路を分離流路に加えた
複合チップを容易にデザインすることも可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】キャピラリ電気泳動チ
ップは上記のように数多くの利点を持つが、次のような
欠点を有する。まず、拡散用の電圧や泳動用の電圧を印
加するために溝の両端のリザーバに電極を差し込まなけ
ればならないが、リザーバが非常に小さい（通常、１ｍ
ｍφ程度）ことや、差し込んだ電極を確実に固定してお
くための手段が用意されていないこと等のため、操作性
が悪い。次に、チップ表面の濡れや汚れにより電極間の
絶縁不良が生じるおそれがある。さらに、チップ自体が
小さい（通常、１〜２ｃｍ角程度）ため、取り扱いに不
便であるとともに、チップの識別（すなわち、試験条件
等の識別）を行なうための表示が困難である。
ップは上記のように数多くの利点を持つが、次のような
欠点を有する。まず、拡散用の電圧や泳動用の電圧を印
加するために溝の両端のリザーバに電極を差し込まなけ
ればならないが、リザーバが非常に小さい（通常、１ｍ
ｍφ程度）ことや、差し込んだ電極を確実に固定してお
くための手段が用意されていないこと等のため、操作性
が悪い。次に、チップ表面の濡れや汚れにより電極間の
絶縁不良が生じるおそれがある。さらに、チップ自体が
小さい（通常、１〜２ｃｍ角程度）ため、取り扱いに不
便であるとともに、チップの識別（すなわち、試験条件
等の識別）を行なうための表示が困難である。
【０００７】本発明はこれらの課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、操作性を
大きく改善したキャピラリ電気泳動チップを提供するこ
とにある。
されたものであり、その目的とするところは、操作性を
大きく改善したキャピラリ電気泳動チップを提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るキャピラリ電気泳動チップは、
１対の略同形の透明平板を備え、少なくとも一方の透明
平板の表面に泳動液が流れる溝が形成され、他方の透明
平板の該溝の端に略対応する位置にそれぞれ貫通孔が設
けられ、両透明平板が溝を内側にして張り合わされて成
るキャピラリ電気泳動チップにおいて、 a)各貫通孔と外周の側面とをそれぞれ電気的に接続する
ように、少なくとも一方の透明平板に形成された導電性
薄膜と、 b)張り合わされた両透明平板の周囲を囲う絶縁材料製の
フレームと、 c)フレームと透明平板の上記導電性薄膜との接触部分毎
に設けられた内部接触電極と、 d)フレームの外側に設けられた複数の端子と、 e)フレームの内部に設けられ、内部接触電極と各端子と
をそれぞれ接続するリード線と、 を備えることを特徴とするものである。
に成された本発明に係るキャピラリ電気泳動チップは、
１対の略同形の透明平板を備え、少なくとも一方の透明
平板の表面に泳動液が流れる溝が形成され、他方の透明
平板の該溝の端に略対応する位置にそれぞれ貫通孔が設
けられ、両透明平板が溝を内側にして張り合わされて成
るキャピラリ電気泳動チップにおいて、 a)各貫通孔と外周の側面とをそれぞれ電気的に接続する
ように、少なくとも一方の透明平板に形成された導電性
薄膜と、 b)張り合わされた両透明平板の周囲を囲う絶縁材料製の
フレームと、 c)フレームと透明平板の上記導電性薄膜との接触部分毎
に設けられた内部接触電極と、 d)フレームの外側に設けられた複数の端子と、 e)フレームの内部に設けられ、内部接触電極と各端子と
をそれぞれ接続するリード線と、 を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】まず、いずれかの貫通孔から泳動液を注入して
溝に泳動液を満たし、いずれか一方の貫通孔から試料を
注入する。各貫通孔は導電性薄膜−内部接触電極−リー
ド線の経路により各端子と電気的に接続しているため、
溝の両端の貫通孔に対応する端子に高電圧を印加するこ
とにより、その溝における電気泳動が行なわれる。
溝に泳動液を満たし、いずれか一方の貫通孔から試料を
注入する。各貫通孔は導電性薄膜−内部接触電極−リー
ド線の経路により各端子と電気的に接続しているため、
溝の両端の貫通孔に対応する端子に高電圧を印加するこ
とにより、その溝における電気泳動が行なわれる。
【００１０】なお、フレームは、ゴム等の弾性材料を用
いた一体型とし、弾性的に２枚の透明平板を保持するよ
うにしてもよいし、複数のパーツから成る分割型として
（一般的には２個に分割するのが好ましい）、２枚の透
明平板の周囲を囲ったパーツを適当な係合手段により固
定するようにしてもよい。
いた一体型とし、弾性的に２枚の透明平板を保持するよ
うにしてもよいし、複数のパーツから成る分割型として
（一般的には２個に分割するのが好ましい）、２枚の透
明平板の周囲を囲ったパーツを適当な係合手段により固
定するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係るキャピラリ電気泳動チップ
では、電極が予めチップに形成されているため、小さい
孔に電極を差し込むという面倒な作業が不要である。ま
た、各薄膜電極は接触電極と内部リード線によりフレー
ムの外側の端子に確実に接続されているため、操作性が
向上するとともに、絶縁不良を生じることがなく、安定
した分析を行なうことができる。更に、フレームを適度
な大きさにしておくことにより、キャピラリ電気泳動チ
ップの取り扱いが便利になるとともに、フレームにバー
コード等を付けることが可能となり、チップの識別が容
易になる。
では、電極が予めチップに形成されているため、小さい
孔に電極を差し込むという面倒な作業が不要である。ま
た、各薄膜電極は接触電極と内部リード線によりフレー
ムの外側の端子に確実に接続されているため、操作性が
向上するとともに、絶縁不良を生じることがなく、安定
した分析を行なうことができる。更に、フレームを適度
な大きさにしておくことにより、キャピラリ電気泳動チ
ップの取り扱いが便利になるとともに、フレームにバー
コード等を付けることが可能となり、チップの識別が容
易になる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例であるキャピラリ電気泳動
チップを図１〜図４により説明する。図１に示すよう
に、本実施例のキャピラリ電気泳動チップ１０はチップ
本体１１とフレーム１２とから成る。チップ本体１１の
基本的構成は図５に示した従来のものと同様であり、そ
れぞれ溝５４、５５及びリザーバ５３が形成された２枚
の透明平板（本実施例の場合、ガラス板）２１、２２か
ら成る。ただし、本実施例のチップ本体１１では、各リ
ザーバ２３の箇所に、各リザーバ２３と透明平板２２
（他方の透明平板２１でも構わない）の直近の端面とを
接続する薄膜電極２７が形成されている。薄膜電極２７
は、金属の蒸着等により形成することにより、両透明平
板２１、２２の間に隙間を作らないようにすることがで
きる。
チップを図１〜図４により説明する。図１に示すよう
に、本実施例のキャピラリ電気泳動チップ１０はチップ
本体１１とフレーム１２とから成る。チップ本体１１の
基本的構成は図５に示した従来のものと同様であり、そ
れぞれ溝５４、５５及びリザーバ５３が形成された２枚
の透明平板（本実施例の場合、ガラス板）２１、２２か
ら成る。ただし、本実施例のチップ本体１１では、各リ
ザーバ２３の箇所に、各リザーバ２３と透明平板２２
（他方の透明平板２１でも構わない）の直近の端面とを
接続する薄膜電極２７が形成されている。薄膜電極２７
は、金属の蒸着等により形成することにより、両透明平
板２１、２２の間に隙間を作らないようにすることがで
きる。
【００１３】本実施例ではフレーム１２はゴム製であ
り、図２に示すように内周側端縁には、チップ本体１１
の周縁部の上下面を僅かに覆ってチップ本体１１を保持
するための保持部１２ａが形成されている。各薄膜電極
２７に対応する箇所には内部接触電極部１３が設けられ
ており、バネ等の適当な付勢手段（フレーム１２自体の
弾性を利用してもよい）により接触電極が薄膜電極２７
に押し付けられるようになっている。一方、フレーム１
２の一方の辺の外側にはコネクタ１４が設けられ、ここ
には少なくとも薄膜電極２７の数の端子１５が設けられ
ている。フレーム１２の内部にはリード線１６用の孔が
設けられており、各内部接触電極部１３はこのリード線
１６により各端子１５に接続されている。
り、図２に示すように内周側端縁には、チップ本体１１
の周縁部の上下面を僅かに覆ってチップ本体１１を保持
するための保持部１２ａが形成されている。各薄膜電極
２７に対応する箇所には内部接触電極部１３が設けられ
ており、バネ等の適当な付勢手段（フレーム１２自体の
弾性を利用してもよい）により接触電極が薄膜電極２７
に押し付けられるようになっている。一方、フレーム１
２の一方の辺の外側にはコネクタ１４が設けられ、ここ
には少なくとも薄膜電極２７の数の端子１５が設けられ
ている。フレーム１２の内部にはリード線１６用の孔が
設けられており、各内部接触電極部１３はこのリード線
１６により各端子１５に接続されている。
【００１４】図３に示すように、このキャピラリ電気泳
動チップ１０のコネクタ１４に対応した形状のコネクタ
２０を用意し、これを高電圧源に接続することにより、
図４に示すような泳動用電圧印加回路が構成される。
動チップ１０のコネクタ１４に対応した形状のコネクタ
２０を用意し、これを高電圧源に接続することにより、
図４に示すような泳動用電圧印加回路が構成される。
【００１５】本実施例のキャピラリ電気泳動チップ１０
では上記のように、電極が一切外部に露出しないため、
安全な作業が行なえるとともに、絶縁不良のない確実な
泳動を行なうことができる。また、フレーム１２の表面
に例えば図１に示すようなバーコードラベル１７等を付
することにより、各キャピラリ電気泳動チップ１０の識
別が可能となり、多数のキャピラリ電気泳動チップ１０
の管理が容易となる。
では上記のように、電極が一切外部に露出しないため、
安全な作業が行なえるとともに、絶縁不良のない確実な
泳動を行なうことができる。また、フレーム１２の表面
に例えば図１に示すようなバーコードラベル１７等を付
することにより、各キャピラリ電気泳動チップ１０の識
別が可能となり、多数のキャピラリ電気泳動チップ１０
の管理が容易となる。
【００１６】上記実施例ではフレーム１２はゴム製の一
体型のものとしたが、樹脂又はゴム製の２分割型として
もよい。この場合、一方のパーツを「コ」の字型とし、
他方のパーツを一直線型として、一直線型のパーツをス
ライダ式にはめ込む方法や、双方のパーツとも「コ」の
字型にして、フレーム材料である樹脂又はゴムの弾性を
利用したスナップ式係合手段により両パーツを固定する
方法等が考えられる。いずれの場合にも、両パーツの内
部のリード線１６の十分な接触及び導通を確保するよう
に、適切な内部接続手段を形成しておくことが望まし
い。
体型のものとしたが、樹脂又はゴム製の２分割型として
もよい。この場合、一方のパーツを「コ」の字型とし、
他方のパーツを一直線型として、一直線型のパーツをス
ライダ式にはめ込む方法や、双方のパーツとも「コ」の
字型にして、フレーム材料である樹脂又はゴムの弾性を
利用したスナップ式係合手段により両パーツを固定する
方法等が考えられる。いずれの場合にも、両パーツの内
部のリード線１６の十分な接触及び導通を確保するよう
に、適切な内部接続手段を形成しておくことが望まし
い。
【図１】 本発明の一実施例であるキャピラリ電気泳動
チップの平面図。
チップの平面図。
【図２】 実施例のキャピラリ電気泳動チップの一部断
面図。
面図。
【図３】 外部コネクタとの接続の様子を示す斜視図。
【図４】 外部コネクタとの接続により高電圧源と接続
されたときに構成される電気回路の回路図。
されたときに構成される電気回路の回路図。
【図５】 従来のキャピラリ電気泳動チップの構成を示
す平面図及び側面図。
す平面図及び側面図。
１０…キャピラリ電気泳動チップ １１…チップ本体 １２…フレーム １２ａ…保持部 １３…内部接触電極部 １４…フレームコネクタ １５…端子 １６…リード線 １７…識別ラベル ２０…外部コネクタ ２１、２２…透明平板 ２３…リザーバ ２７…薄膜電極
Claims (1)
- 【請求項１】 １対の略同形の透明平板を備え、少なく
とも一方の透明平板の表面に泳動液が流れる溝が形成さ
れ、他方の透明平板の該溝の端に略対応する位置にそれ
ぞれ貫通孔が設けられ、両透明平板が溝を内側にして張
り合わされて成るキャピラリ電気泳動チップにおいて、 a)各貫通孔と外周の側面とをそれぞれ電気的に接続する
ように、少なくとも一方の透明平板に形成された導電性
薄膜と、 b)張り合わされた両透明平板の周囲を囲う絶縁材料製の
フレームと、 c)フレームと透明平板の上記導電性薄膜との接触部分毎
に設けられた内部接触電極と、 d)フレームの外側に設けられた複数の端子と、 e)フレームの内部に設けられ、内部接触電極と各端子と
をそれぞれ接続するリード線と、 を備えることを特徴とするキャピラリ電気泳動チップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7066768A JP2937064B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | キャピラリ電気泳動チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7066768A JP2937064B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | キャピラリ電気泳動チップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233778A JPH08233778A (ja) | 1996-09-13 |
| JP2937064B2 true JP2937064B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=13325397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7066768A Expired - Fee Related JP2937064B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | キャピラリ電気泳動チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937064B2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3736007B2 (ja) * | 1997-03-03 | 2006-01-18 | 株式会社島津製作所 | マイクロチップ電気泳動装置 |
| EP0864860A1 (en) * | 1997-03-10 | 1998-09-16 | Japan Science and Technology Corporation | Sample plate and multicapillary electrophoresis apparatus |
| US6251343B1 (en) * | 1998-02-24 | 2001-06-26 | Caliper Technologies Corp. | Microfluidic devices and systems incorporating cover layers |
| WO2000022426A1 (fr) * | 1998-10-09 | 2000-04-20 | Hitachi, Ltd. | Systeme d'electrophorese capillaire, dispositif d'analyse d'echantillons et cassette d'echantillons liquides pour separation electrophoretique |
| US6498497B1 (en) * | 1998-10-14 | 2002-12-24 | Caliper Technologies Corp. | Microfluidic controller and detector system with self-calibration |
| US6811668B1 (en) * | 1999-06-22 | 2004-11-02 | Caliper Life Sciences, Inc. | Apparatus for the operation of a microfluidic device |
| CN1370278A (zh) | 1999-08-11 | 2002-09-18 | 旭化成株式会社 | 分析盒和液体输送控制装置 |
| JP2001242138A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Hitachi Chem Co Ltd | マイクロチップ電気泳動装置 |
| WO2002023180A1 (fr) * | 2000-09-18 | 2002-03-21 | Hitachi, Ltd. | Extracteur et analyseur chimique |
| US6896778B2 (en) | 2001-06-04 | 2005-05-24 | Epocal Inc. | Electrode module |
| CN1164939C (zh) | 2001-11-30 | 2004-09-01 | 清华大学 | 检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置 |
| JP2005024316A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Kyocera Corp | マイクロ化学チップおよびその製造方法 |
| US7238269B2 (en) * | 2003-07-01 | 2007-07-03 | 3M Innovative Properties Company | Sample processing device with unvented channel |
| US7846716B2 (en) | 2005-04-28 | 2010-12-07 | Fujifilm Corporation | Microchip and analysis method using the same |
| CN101443441A (zh) * | 2006-05-11 | 2009-05-27 | 株式会社岛津制作所 | 反应容器套件 |
| JP4952453B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2012-06-13 | ソニー株式会社 | 流路構造体 |
| US8871403B2 (en) | 2007-08-02 | 2014-10-28 | Sony Corporation | Fuel cell stack system, channel structure, fuel cell, electrode and electronic device |
| EP3093656A1 (en) | 2015-05-13 | 2016-11-16 | ARKRAY, Inc. | Analytical tool and analytical system |
| JP6619286B2 (ja) * | 2015-05-13 | 2019-12-11 | アークレイ株式会社 | 分析用具および分析システム |
| 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 |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP7066768A patent/JP2937064B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08233778A (ja) | 1996-09-13 |
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