JP3417143B2 - キャピラリ電気泳動装置 - Google Patents
キャピラリ電気泳動装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、キャピラリ電気泳動装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】微量の生体成分を正確且つ迅速に分析す
る方法は、分子構造解析などの研究をはじめとして、臨
床分野、医薬品分野など、バイオテクノロジーに関わる
広範な方面で常に要求されていることである。高速液体
クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）は現在最も一般的に用いら
れている分離分析法であるが、ペプチド、タンパク、Ｄ
ＮＡ等の複雑な生体高分子の分離は困難な場合が多く、
しかも分析に必要なサンプル量が多い。それに対し、内
径１００μｍ以下の溶融シリカ管を用いるキャピラリ電
気泳動（ＣＥ）は、ＨＰＬＣよりも分離度が高く、分析
時間が短くて済むことが多いため、低分子量イオンから
生体高分子まで、特に構造が類似している成分間の分離
に適しており、幅広く検討されるに至っている。ＣＥは
一般に内径２５〜１００μｍのフューズドシリカキャピ
ラリを使用することから、〜５００Ｖ／ｃｍで泳動して
も比較的楽に熱の放散が行なえるため、短時間で１００
万段ものカラム効率を得ることができる。しかも、従来
の電気泳動と異なり、キャピラリの一部でオンライン検
出をすることができ、ＨＰＬＣと比較して試料の消費量
が極めて少ない（数ナノリットル）という原理的な利点
も持っている。 【０００３】またＣＥは、キャピラリカラムはそのまま
にして泳動に使用する緩衝液を交換するだけで分離選択
性を容易に変えることができるため、従来の分離分析法
と比較すると分離条件の検討が非常に容易である。ＨＰ
ＬＣでカラムを交換して分離モードを変えようとすれ
ば、移動相の交換に加えて、ポンプ、配管、ミキサーそ
の他の流路の徹底的な置換、洗浄が必要であるため、通
常では１日の分析で分離モードを変更することは行なわ
ない。 【０００４】しかしながら、上記利点を持つキャピラリ
の特性は逆に制約ともなり、試料の量が極めて少ないこ
とから濃度感度はＨＰＬＣの１０倍から１００倍程度低
く、〜５０μｍのキャピラリでは一般に１０-6Ｍ程度が
検出限界である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】従来のキャピラリ電気
泳動では、試料注入側において以下のような問題があ
る。従来、キャピラリへの所定量の試料の注入は、キャ
ピラリの端部からその量に相当する長さだけ試料を注入
することにより行なっていた。その際の試料注入法とし
ては、キャピラリの両端に差圧を掛けることにより注入
する方法と、電気泳動的に注入する方法とに大別され
る。しかし、差圧による方法の場合、数ナノリットルと
いう微量試料を精度良く注入するためには、極めて微弱
な圧力差をキャピラリ両端に掛け、十分な時間をかけて
注入する必要がある。また、電気泳動的に注入する方法
の場合、成分により移動速度に差が生じるため、ゲル充
填キャピラリを用いる場合の注入など、用途が限られて
しまう。 【０００６】更に、キャピラリ６０端部が斜めに切断さ
れた場合（図６（ａ））或いはキャピラリ６０表面のポ
リイミド保護膜６１が剥離した場合（図６（ｂ））に
は、キャピラリ６０端部への試料６２の付着が不規則と
なり、いずれの方法においても試料注入長さにばらつき
が生じる場合がある。また、実際に注入した試料の量は
間接的にしか知ることができないという問題もある。 【０００７】一方、検出側においても以下のような問題
がある。泳動電圧を印加するため、キャピラリの両端は
電極を挿入した泳動液槽に浸漬しておかねばならない。
そのため、電気泳動で分離された成分の検出は、試料が
キャピラリ内にある状態で行なわねばならない。検出を
光学的に行なおうとすると、光はキャピラリを横断する
方向に照射せざるを得ないが、この場合、光が試料を通
過するのはキャピラリの内径相当の非常に短い距離でし
かなく、濃度感度の点で不利であった。 【０００８】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、正確な量
の試料注入を容易に行なうことができ、また、高い濃度
感度で成分検出を行なうことができるようにしたキャピ
ラリ電気泳動装置を提供することにある。 【０００９】 【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装置は、a)
キャピラリと、b)試料注入チップと、c)検出チップと、
を備えることを特徴としている。ここで、試料注入チッ
プb)は２枚の平板が張り合わされて成り、両平板の間
に、b1)試料延伸溝と、b2)泳動溝（第１泳動溝）と、が
形成されている。第１泳動溝b2)は、試料延伸溝b1)と一
部の溝を共有する。また、第１泳動溝b2)の一端には、
キャピラリの一端と接続するための接続口（第１接続
口）が設けられている。検出チップc)も２枚の平板が張
り合わされて成り、両平板の間に泳動溝（第２泳動溝）
が形成されている。そしてこの第２泳動溝には、検出部
と、一端にキャピラリの他端と接続するための接続口
（第２接続口）とが設けられている。 【００１０】 【作用】キャピラリ電気泳動分析を行なう場合、キャピ
ラリの一端を試料注入チップの第１接続口に接続し、他
端を検出チップの第２接続口に接続する。試料注入の際
は、まず試料注入チップの試料延伸溝の一端に試料を注
入し、電気泳動又は差圧（押圧）により試料を試料延伸
溝全体に拡散させる。次に、試料注入チップの泳動溝
（第１泳動溝）と検出チップの泳動溝（第２泳動溝）と
の間に泳動電圧を印加する。これにより、試料延伸溝と
第１泳動溝との共通部分にある試料が第１泳動溝→キャ
ピラリ→第２泳動溝と泳動してゆき、その間に成分の分
離が行なわれる。分離された成分は、第２泳動溝の検出
部において検出される。 【００１１】 【発明の効果】本発明に係るキャピラリ電気泳動装置の
試料注入チップにおいては、試料延伸溝と泳動溝との共
通部分に存在する試料のみが泳動し、しかもその共通部
分の体積は正確に知ることができるため、正確な定量分
析を行なうことができる。 【００１２】検出チップにおいては、チップ内に自在な
形状の検出部を形成しておくことができるため、例えば
吸光検出を行なう場合には泳動溝にＺ字型部分を形成し
て光路長を大きくするといったことが可能となり、濃度
感度を向上させることができる。 【００１３】本発明に係るキャピラリ電気泳動装置で
は、試料注入部分と検出部分とがそれぞれチップ化され
ているため、取り扱いが簡単である。また、チップは近
年のマイクロマシーニング技術により正確な寸法のもの
を製造することができるため、ばらつきの少ない再現性
の良い分析を行なうことができる。 【００１４】 【実施例】本発明の一実施例であるキャピラリ電気泳動
装置を図１〜図４により説明する。図１（ａ）に示され
る通り、実施例のキャピラリ電気泳動装置は、キャピラ
リ１１を収納したカートリッジ１２と、キャピラリの両
端に接続する試料注入チップ１３及び検出チップ１４か
ら構成される。カートリッジ１２は本体１２ａと、本体
１２ａに対して開閉可能な蓋１２ｂとからなり、本体１
２ａには、キャピラリ１１を巻いて収納するキャピラリ
収納溝１２ｃが設けられている。キャピラリ収納溝１２
ｃの部分の本体１２ａ及び蓋１２ｂには、それらを貫通
する通気穴１２ｄが多数設けられ、泳動時の発熱をファ
ン１５により放散できるようになっている（図１
（ｂ））。なお、カートリッジ１２には、使用するキャ
ピラリ１１や泳動液等を識別するためのバーコード等を
付しておいてもよい。 【００１５】キャピラリ１１をカートリッジ１２に収納
する際は、キャピラリ１１の両端がカートリッジ１２の
両側面から少し突出するようにしておき、その部分に、
試料注入チップ１３及び検出チップ１４を接続する。な
お、試料注入チップ１３及び検出チップ１４をカートリ
ッジ１２に固定するための係合具をカートリッジ１２又
は各チップ１３、１４に設けておいてもよい。 【００１６】試料注入チップ１３及び検出チップ１４
は、共に、２枚のガラス板が張り合わされて構成され、
取り扱いの便のため、全体の大きさは１辺２〜５ｃｍ程
度の矩形となっている。なお、後述の溝等のエッチング
工程を容易にするためにシリコン等の半導体材料を用い
ることもできるが、この場合は溝の表面に熱酸化膜等の
絶縁膜を形成しておく必要がある。図２に示すように、
試料注入チップ１３は２枚のガラス板２１、２２の張り
合わせにより構成され、いずれか一方のガラス板２１の
表面にはエッチング等のマイクロマシーニングにより、
一部に共通部分２３を有する試料延伸溝２４と泳動溝２
５とが設けられている。これらの溝の断面積は使用する
キャピラリ１１の断面積と同程度（例えば１００〜７０
０μｍ2程度）となっている。なお、もちろん他方のガ
ラス板２２の張り合わせ面に同一パターンの溝２４、２
５を形成してもよい。また、両ガラス板２１、２２は、
後述の溝、孔、電極等の加工が施された後、熱接合又は
陽極接合により張り合わせ固定される。 【００１７】泳動溝２５の一方の端部にはキャピラリ１
１を受け入れるための接続口２６が設けられ、他方の端
部には下側のガラス板２１を貫通して下側に開口する泳
動液吸入口２７が設けられている。また、試料延伸溝２
４の両端部には貯留部（リザーバ）２８、２９が設けら
れている。これら貯留部２８、２９は、下部となるガラ
ス板２１に形成された試料延伸溝２４の端に対応する位
置に、上部となるガラス板２２を貫通する孔として形成
される。これら泳動液吸入口２７及び貯留部２８、２９
には、そこに存在する泳動液に電圧を印加するための電
極３０、３１、３２がそれぞれ設けられている。電極３
０、３１、３２は、一方のガラス板２１の表面にフォト
リソグラフィにより形成された導電性薄膜からなり、連
続してガラス板２１の端面に至るように形成されている
（図２（ｂ）参照）。 【００１８】図３に示すように、検出チップ１４には泳
動溝３５が上記試料注入チップ１３の場合と同様の方法
で形成され、その一端にはキャピラリ接続口３６が、他
端には排液口３８が設けられている。また、排液口３８
には泳動電圧印加のための電極３９が設けられている。
泳動溝３５は途中で屈曲し、やや長い直線状の検出部３
７が設けられている。検出チップ１４を構成する両ガラ
ス板の検出部３７の両端部分には、発光側ファイバ４０
及び受光側ファイバ４１を挿入するための孔が設けられ
ている。 【００１９】以上の構成を有する本実施例のキャピラリ
電気泳動装置の使用方法は次の通りである。カートリッ
ジ１２の両側面から突出するキャピラリ１１の両端に試
料注入チップ１３及び検出チップ１４のキャピラリ接続
口２６、３６を合わせて差し込み、両チップ１３、１４
をカートリッジ１２に固定する。なおこのとき、キャピ
ラリ接続口２６、３６の周辺をシール材でシールするこ
とが望ましい。次に、泳動液吸入口２７に泳動液注入管
３３を差し込み、その先端を泳動液槽３４に浸漬させ
る。この状態で泳動液槽３４の液面に圧力を加えること
により、泳動液を各溝２４、２５、３５及びキャピラリ
１１内に満たす。次に、泳動液吸入口２７、貯留部２
８、２９及び排液口３８に対応する電極３０、３１、３
２、３９に導線を接続し、図４に示すような回路を構成
する。 【００２０】最初に試料を貯留部２８に少量注入し、ス
イッチＳ2及びＳ3を閉成することにより試料を貯留部２
８から貯留部２９に泳動させ、試料を試料延伸溝２４内
に延伸させる。次にスイッチＳ2及びＳ3を開放し、スイ
ッチＳ1とＳ4を閉成する。これにより、泳動溝２５−キ
ャピラリ１１−泳動溝３５の両端に高圧源（ＨＶ）４６
からの泳動電圧が印加され、試料延伸溝２４と泳動溝２
５との共通部分２３に存在する試料のみが泳動溝２５か
らキャピラリ１１へ泳動してゆき、キャピラリ１１にお
いて成分分離される。 【００２１】キャピラリ１１で分離された成分は検出チ
ップ１４の泳動溝３５に入り、その検出部３７でＵＶ吸
収、蛍光検出等による検出が行なわれる。本実施例の検
出チップ１４の検出部３７では、図３に示すように光路
長が十分長く確保されているため、感度の高い検出を行
なうことができる。 【００２２】分析終了後は、泳動液槽３４の液面を加圧
することにより試料延伸溝２４、泳動溝２５、３５及び
キャピラリを洗浄することができる。また、電極３１→
電極３０及び電極３１→電極３２間に電圧を印加するこ
とにより、電気泳動によって洗浄することもできる。 【００２３】試料注入チップ１３の他の一例を図５に示
す。この例では、試料延伸時に電極Ｔ1とＴ2の間に電圧
を印加した場合には短い方の共通部分５３ａに試料が入
り、電極Ｔ1とＴ3の間に電圧を印加した場合には長い方
の共通部分５３ｂに試料が入る。その後、電極Ｔ4と検
出チップの電極３９の間に泳動電圧を印加することによ
り、２種類の量で試料の泳動分析を行なうことができ
る。 【００２４】また、検出チップ１４においても、図４に
示したように検出部３７を長くすること以外にも、例え
ば泳動溝３５の上下に多重反射面を形成し、分析光を多
重反射させることにより濃度感度を上げることもでき
る。 【００２５】以上説明した通り、本実施例のキャピラリ
電気泳動分析装置では、分析が行なわれる試料は共通部
分２３、５３ａ、５３ｂに存在するものだけであり、こ
の共通部分２３、５３ａ、５３ｂの容積は正確に知るこ
とが可能である（実測してもよいが、マイクロマシーニ
ングの加工精度が高い場合には、設計容積をそのまま用
いることができる）ため、精度の高い分析を行なうこと
ができる。また、検出チップ１４においては、検出部３
７を各種形状に設定することができるため、高い濃度感
度で検出を行なうことができる。更に、従来のようにキ
ャピラリ自体を検出セルにする方法では検出部に対する
キャピラリの位置合わせが煩わしかったが、本実施例の
装置では定型の検出チップを所定位置に置いておけば、
検出部を最適な状態に保持したまま、キャピラリカート
リッジのみを交換して分析条件を自由に変更することが
可能となる。
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】微量の生体成分を正確且つ迅速に分析す
る方法は、分子構造解析などの研究をはじめとして、臨
床分野、医薬品分野など、バイオテクノロジーに関わる
広範な方面で常に要求されていることである。高速液体
クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）は現在最も一般的に用いら
れている分離分析法であるが、ペプチド、タンパク、Ｄ
ＮＡ等の複雑な生体高分子の分離は困難な場合が多く、
しかも分析に必要なサンプル量が多い。それに対し、内
径１００μｍ以下の溶融シリカ管を用いるキャピラリ電
気泳動（ＣＥ）は、ＨＰＬＣよりも分離度が高く、分析
時間が短くて済むことが多いため、低分子量イオンから
生体高分子まで、特に構造が類似している成分間の分離
に適しており、幅広く検討されるに至っている。ＣＥは
一般に内径２５〜１００μｍのフューズドシリカキャピ
ラリを使用することから、〜５００Ｖ／ｃｍで泳動して
も比較的楽に熱の放散が行なえるため、短時間で１００
万段ものカラム効率を得ることができる。しかも、従来
の電気泳動と異なり、キャピラリの一部でオンライン検
出をすることができ、ＨＰＬＣと比較して試料の消費量
が極めて少ない（数ナノリットル）という原理的な利点
も持っている。 【０００３】またＣＥは、キャピラリカラムはそのまま
にして泳動に使用する緩衝液を交換するだけで分離選択
性を容易に変えることができるため、従来の分離分析法
と比較すると分離条件の検討が非常に容易である。ＨＰ
ＬＣでカラムを交換して分離モードを変えようとすれ
ば、移動相の交換に加えて、ポンプ、配管、ミキサーそ
の他の流路の徹底的な置換、洗浄が必要であるため、通
常では１日の分析で分離モードを変更することは行なわ
ない。 【０００４】しかしながら、上記利点を持つキャピラリ
の特性は逆に制約ともなり、試料の量が極めて少ないこ
とから濃度感度はＨＰＬＣの１０倍から１００倍程度低
く、〜５０μｍのキャピラリでは一般に１０-6Ｍ程度が
検出限界である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】従来のキャピラリ電気
泳動では、試料注入側において以下のような問題があ
る。従来、キャピラリへの所定量の試料の注入は、キャ
ピラリの端部からその量に相当する長さだけ試料を注入
することにより行なっていた。その際の試料注入法とし
ては、キャピラリの両端に差圧を掛けることにより注入
する方法と、電気泳動的に注入する方法とに大別され
る。しかし、差圧による方法の場合、数ナノリットルと
いう微量試料を精度良く注入するためには、極めて微弱
な圧力差をキャピラリ両端に掛け、十分な時間をかけて
注入する必要がある。また、電気泳動的に注入する方法
の場合、成分により移動速度に差が生じるため、ゲル充
填キャピラリを用いる場合の注入など、用途が限られて
しまう。 【０００６】更に、キャピラリ６０端部が斜めに切断さ
れた場合（図６（ａ））或いはキャピラリ６０表面のポ
リイミド保護膜６１が剥離した場合（図６（ｂ））に
は、キャピラリ６０端部への試料６２の付着が不規則と
なり、いずれの方法においても試料注入長さにばらつき
が生じる場合がある。また、実際に注入した試料の量は
間接的にしか知ることができないという問題もある。 【０００７】一方、検出側においても以下のような問題
がある。泳動電圧を印加するため、キャピラリの両端は
電極を挿入した泳動液槽に浸漬しておかねばならない。
そのため、電気泳動で分離された成分の検出は、試料が
キャピラリ内にある状態で行なわねばならない。検出を
光学的に行なおうとすると、光はキャピラリを横断する
方向に照射せざるを得ないが、この場合、光が試料を通
過するのはキャピラリの内径相当の非常に短い距離でし
かなく、濃度感度の点で不利であった。 【０００８】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、正確な量
の試料注入を容易に行なうことができ、また、高い濃度
感度で成分検出を行なうことができるようにしたキャピ
ラリ電気泳動装置を提供することにある。 【０００９】 【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装置は、a)
キャピラリと、b)試料注入チップと、c)検出チップと、
を備えることを特徴としている。ここで、試料注入チッ
プb)は２枚の平板が張り合わされて成り、両平板の間
に、b1)試料延伸溝と、b2)泳動溝（第１泳動溝）と、が
形成されている。第１泳動溝b2)は、試料延伸溝b1)と一
部の溝を共有する。また、第１泳動溝b2)の一端には、
キャピラリの一端と接続するための接続口（第１接続
口）が設けられている。検出チップc)も２枚の平板が張
り合わされて成り、両平板の間に泳動溝（第２泳動溝）
が形成されている。そしてこの第２泳動溝には、検出部
と、一端にキャピラリの他端と接続するための接続口
（第２接続口）とが設けられている。 【００１０】 【作用】キャピラリ電気泳動分析を行なう場合、キャピ
ラリの一端を試料注入チップの第１接続口に接続し、他
端を検出チップの第２接続口に接続する。試料注入の際
は、まず試料注入チップの試料延伸溝の一端に試料を注
入し、電気泳動又は差圧（押圧）により試料を試料延伸
溝全体に拡散させる。次に、試料注入チップの泳動溝
（第１泳動溝）と検出チップの泳動溝（第２泳動溝）と
の間に泳動電圧を印加する。これにより、試料延伸溝と
第１泳動溝との共通部分にある試料が第１泳動溝→キャ
ピラリ→第２泳動溝と泳動してゆき、その間に成分の分
離が行なわれる。分離された成分は、第２泳動溝の検出
部において検出される。 【００１１】 【発明の効果】本発明に係るキャピラリ電気泳動装置の
試料注入チップにおいては、試料延伸溝と泳動溝との共
通部分に存在する試料のみが泳動し、しかもその共通部
分の体積は正確に知ることができるため、正確な定量分
析を行なうことができる。 【００１２】検出チップにおいては、チップ内に自在な
形状の検出部を形成しておくことができるため、例えば
吸光検出を行なう場合には泳動溝にＺ字型部分を形成し
て光路長を大きくするといったことが可能となり、濃度
感度を向上させることができる。 【００１３】本発明に係るキャピラリ電気泳動装置で
は、試料注入部分と検出部分とがそれぞれチップ化され
ているため、取り扱いが簡単である。また、チップは近
年のマイクロマシーニング技術により正確な寸法のもの
を製造することができるため、ばらつきの少ない再現性
の良い分析を行なうことができる。 【００１４】 【実施例】本発明の一実施例であるキャピラリ電気泳動
装置を図１〜図４により説明する。図１（ａ）に示され
る通り、実施例のキャピラリ電気泳動装置は、キャピラ
リ１１を収納したカートリッジ１２と、キャピラリの両
端に接続する試料注入チップ１３及び検出チップ１４か
ら構成される。カートリッジ１２は本体１２ａと、本体
１２ａに対して開閉可能な蓋１２ｂとからなり、本体１
２ａには、キャピラリ１１を巻いて収納するキャピラリ
収納溝１２ｃが設けられている。キャピラリ収納溝１２
ｃの部分の本体１２ａ及び蓋１２ｂには、それらを貫通
する通気穴１２ｄが多数設けられ、泳動時の発熱をファ
ン１５により放散できるようになっている（図１
（ｂ））。なお、カートリッジ１２には、使用するキャ
ピラリ１１や泳動液等を識別するためのバーコード等を
付しておいてもよい。 【００１５】キャピラリ１１をカートリッジ１２に収納
する際は、キャピラリ１１の両端がカートリッジ１２の
両側面から少し突出するようにしておき、その部分に、
試料注入チップ１３及び検出チップ１４を接続する。な
お、試料注入チップ１３及び検出チップ１４をカートリ
ッジ１２に固定するための係合具をカートリッジ１２又
は各チップ１３、１４に設けておいてもよい。 【００１６】試料注入チップ１３及び検出チップ１４
は、共に、２枚のガラス板が張り合わされて構成され、
取り扱いの便のため、全体の大きさは１辺２〜５ｃｍ程
度の矩形となっている。なお、後述の溝等のエッチング
工程を容易にするためにシリコン等の半導体材料を用い
ることもできるが、この場合は溝の表面に熱酸化膜等の
絶縁膜を形成しておく必要がある。図２に示すように、
試料注入チップ１３は２枚のガラス板２１、２２の張り
合わせにより構成され、いずれか一方のガラス板２１の
表面にはエッチング等のマイクロマシーニングにより、
一部に共通部分２３を有する試料延伸溝２４と泳動溝２
５とが設けられている。これらの溝の断面積は使用する
キャピラリ１１の断面積と同程度（例えば１００〜７０
０μｍ2程度）となっている。なお、もちろん他方のガ
ラス板２２の張り合わせ面に同一パターンの溝２４、２
５を形成してもよい。また、両ガラス板２１、２２は、
後述の溝、孔、電極等の加工が施された後、熱接合又は
陽極接合により張り合わせ固定される。 【００１７】泳動溝２５の一方の端部にはキャピラリ１
１を受け入れるための接続口２６が設けられ、他方の端
部には下側のガラス板２１を貫通して下側に開口する泳
動液吸入口２７が設けられている。また、試料延伸溝２
４の両端部には貯留部（リザーバ）２８、２９が設けら
れている。これら貯留部２８、２９は、下部となるガラ
ス板２１に形成された試料延伸溝２４の端に対応する位
置に、上部となるガラス板２２を貫通する孔として形成
される。これら泳動液吸入口２７及び貯留部２８、２９
には、そこに存在する泳動液に電圧を印加するための電
極３０、３１、３２がそれぞれ設けられている。電極３
０、３１、３２は、一方のガラス板２１の表面にフォト
リソグラフィにより形成された導電性薄膜からなり、連
続してガラス板２１の端面に至るように形成されている
（図２（ｂ）参照）。 【００１８】図３に示すように、検出チップ１４には泳
動溝３５が上記試料注入チップ１３の場合と同様の方法
で形成され、その一端にはキャピラリ接続口３６が、他
端には排液口３８が設けられている。また、排液口３８
には泳動電圧印加のための電極３９が設けられている。
泳動溝３５は途中で屈曲し、やや長い直線状の検出部３
７が設けられている。検出チップ１４を構成する両ガラ
ス板の検出部３７の両端部分には、発光側ファイバ４０
及び受光側ファイバ４１を挿入するための孔が設けられ
ている。 【００１９】以上の構成を有する本実施例のキャピラリ
電気泳動装置の使用方法は次の通りである。カートリッ
ジ１２の両側面から突出するキャピラリ１１の両端に試
料注入チップ１３及び検出チップ１４のキャピラリ接続
口２６、３６を合わせて差し込み、両チップ１３、１４
をカートリッジ１２に固定する。なおこのとき、キャピ
ラリ接続口２６、３６の周辺をシール材でシールするこ
とが望ましい。次に、泳動液吸入口２７に泳動液注入管
３３を差し込み、その先端を泳動液槽３４に浸漬させ
る。この状態で泳動液槽３４の液面に圧力を加えること
により、泳動液を各溝２４、２５、３５及びキャピラリ
１１内に満たす。次に、泳動液吸入口２７、貯留部２
８、２９及び排液口３８に対応する電極３０、３１、３
２、３９に導線を接続し、図４に示すような回路を構成
する。 【００２０】最初に試料を貯留部２８に少量注入し、ス
イッチＳ2及びＳ3を閉成することにより試料を貯留部２
８から貯留部２９に泳動させ、試料を試料延伸溝２４内
に延伸させる。次にスイッチＳ2及びＳ3を開放し、スイ
ッチＳ1とＳ4を閉成する。これにより、泳動溝２５−キ
ャピラリ１１−泳動溝３５の両端に高圧源（ＨＶ）４６
からの泳動電圧が印加され、試料延伸溝２４と泳動溝２
５との共通部分２３に存在する試料のみが泳動溝２５か
らキャピラリ１１へ泳動してゆき、キャピラリ１１にお
いて成分分離される。 【００２１】キャピラリ１１で分離された成分は検出チ
ップ１４の泳動溝３５に入り、その検出部３７でＵＶ吸
収、蛍光検出等による検出が行なわれる。本実施例の検
出チップ１４の検出部３７では、図３に示すように光路
長が十分長く確保されているため、感度の高い検出を行
なうことができる。 【００２２】分析終了後は、泳動液槽３４の液面を加圧
することにより試料延伸溝２４、泳動溝２５、３５及び
キャピラリを洗浄することができる。また、電極３１→
電極３０及び電極３１→電極３２間に電圧を印加するこ
とにより、電気泳動によって洗浄することもできる。 【００２３】試料注入チップ１３の他の一例を図５に示
す。この例では、試料延伸時に電極Ｔ1とＴ2の間に電圧
を印加した場合には短い方の共通部分５３ａに試料が入
り、電極Ｔ1とＴ3の間に電圧を印加した場合には長い方
の共通部分５３ｂに試料が入る。その後、電極Ｔ4と検
出チップの電極３９の間に泳動電圧を印加することによ
り、２種類の量で試料の泳動分析を行なうことができ
る。 【００２４】また、検出チップ１４においても、図４に
示したように検出部３７を長くすること以外にも、例え
ば泳動溝３５の上下に多重反射面を形成し、分析光を多
重反射させることにより濃度感度を上げることもでき
る。 【００２５】以上説明した通り、本実施例のキャピラリ
電気泳動分析装置では、分析が行なわれる試料は共通部
分２３、５３ａ、５３ｂに存在するものだけであり、こ
の共通部分２３、５３ａ、５３ｂの容積は正確に知るこ
とが可能である（実測してもよいが、マイクロマシーニ
ングの加工精度が高い場合には、設計容積をそのまま用
いることができる）ため、精度の高い分析を行なうこと
ができる。また、検出チップ１４においては、検出部３
７を各種形状に設定することができるため、高い濃度感
度で検出を行なうことができる。更に、従来のようにキ
ャピラリ自体を検出セルにする方法では検出部に対する
キャピラリの位置合わせが煩わしかったが、本実施例の
装置では定型の検出チップを所定位置に置いておけば、
検出部を最適な状態に保持したまま、キャピラリカート
リッジのみを交換して分析条件を自由に変更することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるキャピラリ電気泳動
装置の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）。 【図２】 実施例の試料注入チップの平面図（ａ）及び
断面図（ｂ）。 【図３】 検出チップの平面図。 【図４】 電気回路の構成図。 【図５】 他の試料注入チップの平面図。 【図６】 従来のキャピラリにおける試料注入時の問題
を説明する断面図。 【符号の説明】 １１…キャピラリ １２…キャピラリ用カートリッジ １２ａ…本体 １２ｂ…蓋 １２ｃ…キャピラリ収納溝 １２ｄ…通気穴 １３…試料注入チップ １４…検出チップ １５…ファン ２１、２２…ガラス板 ２３…共通部分 ２４…試料延伸溝 ２５、３５…泳動溝 ２６、３６…キャピラリ接続口 ２７…泳動液吸入口 ２８、２９…貯留部 ３０、３１、３２、３９…電極 ３３…泳動液注入管 ３４…泳動液槽 ３７…検出部 ３８…排液口 ４０…発光側ファイバ ４１…受光側ファイバ ５３ａ、５３ｂ…共通溝
装置の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）。 【図２】 実施例の試料注入チップの平面図（ａ）及び
断面図（ｂ）。 【図３】 検出チップの平面図。 【図４】 電気回路の構成図。 【図５】 他の試料注入チップの平面図。 【図６】 従来のキャピラリにおける試料注入時の問題
を説明する断面図。 【符号の説明】 １１…キャピラリ １２…キャピラリ用カートリッジ １２ａ…本体 １２ｂ…蓋 １２ｃ…キャピラリ収納溝 １２ｄ…通気穴 １３…試料注入チップ １４…検出チップ １５…ファン ２１、２２…ガラス板 ２３…共通部分 ２４…試料延伸溝 ２５、３５…泳動溝 ２６、３６…キャピラリ接続口 ２７…泳動液吸入口 ２８、２９…貯留部 ３０、３１、３２、３９…電極 ３３…泳動液注入管 ３４…泳動液槽 ３７…検出部 ３８…排液口 ４０…発光側ファイバ ４１…受光側ファイバ ５３ａ、５３ｂ…共通溝
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(56)参考文献 特開 平７−198680（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−12777（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−256820（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−66769（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−363655（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−245654（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−5608（ＪＰ，Ａ)
特表 平４−500412（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/447
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 a)キャピラリと、 b)２枚の平板が張り合わされて成り、両平板の間に、 b1)試料延伸溝と、 b2)該試料延伸溝と一部を共有する溝であって、一端に
キャピラリの一端と接続するための接続口が設けられた
泳動溝と、が形成された試料注入チップと、 c)２枚の透明平板が張り合わされて成り、両透明平板の
間に、検出部と、一端にキャピラリの他端と接続するた
めの接続口とが設けられた泳動溝が形成された検出チッ
プと、 を備えることを特徴とするキャピラリ電気泳動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12965595A JP3417143B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | キャピラリ電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12965595A JP3417143B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | キャピラリ電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304339A JPH08304339A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3417143B2 true JP3417143B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=15014886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12965595A Expired - Fee Related JP3417143B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | キャピラリ電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417143B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10088449B2 (en) | 2015-12-18 | 2018-10-02 | Shimadzu Corporation | Electrophoresis device |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989402A (en) * | 1997-08-29 | 1999-11-23 | Caliper Technologies Corp. | Controller/detector interfaces for microfluidic systems |
| EP1087223A4 (en) | 1998-06-12 | 2004-06-16 | Asahi Chemical Ind | ANALYSIS UNIT |
| 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 |
| EP2445602A4 (en) * | 2009-06-26 | 2013-11-13 | Waters Technologies Corp | CHROMATOGRAPHY DEVICE WITH INTEGRATED CORE |
| JP6098471B2 (ja) * | 2013-10-22 | 2017-03-22 | 株式会社島津製作所 | キャピラリ電気泳動装置 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP12965595A patent/JP3417143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10088449B2 (en) | 2015-12-18 | 2018-10-02 | Shimadzu Corporation | Electrophoresis device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08304339A (ja) | 1996-11-22 |
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