JP3965806B2 - Electrophoresis chip - Google Patents

Electrophoresis chip Download PDF

Info

Publication number
JP3965806B2
JP3965806B2 JP33362498A JP33362498A JP3965806B2 JP 3965806 B2 JP3965806 B2 JP 3965806B2 JP 33362498 A JP33362498 A JP 33362498A JP 33362498 A JP33362498 A JP 33362498A JP 3965806 B2 JP3965806 B2 JP 3965806B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
sample
analysis
channel
reservoir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP33362498A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000162177A (en
Inventor
浩久 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP33362498A priority Critical patent/JP3965806B2/en
Publication of JP2000162177A publication Critical patent/JP2000162177A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3965806B2 publication Critical patent/JP3965806B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極微量のサンプルの分析、化学合成又は化学反応を電気泳動により行なう際に用いる電気泳動チップに関し、特に透明板状部材の内部に流路が形成され、その透明板状部材の一表面には流路の端部に対応する位置に流路に達する穴が形成された電気泳動チップに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
極微量のタンパク質や核酸などを分析する場合には、従来から電気泳動法が用いられており、その装置化技術の例としてキャピラリ電気泳動装置がある。キャピラリ電気泳動装置は、内径が100μm以下のガラスキャピラリ内に泳動バッファを充填し、一端側にサンプルを導入した後、両端間に高電圧を印加して分析対象物をキャピラリ内で展開させるものである。キャピラリ内は容積に対して表面積が大きい、すなわち冷却効率が高いことから、高電圧の印加が可能となり、DNAなどの極微量サンプルを高速、かつ高分解能にて分析することができる。
【0003】
近年、取扱いが煩雑なガラスキャピラリに代わって、分析の高速化、装置の小型化が期待できる形態として、D. J. Harrison et al./ Science 261 (1993) 895-897 や Anal. Chim. Acta 283 (1993) 361-366に示されているように、2枚の基板を接合して形成されたキャピラリ電気泳動に用いる電気泳動チップ(マイクロチップともいう)が提案されている。その電気泳動チップの例を図1に示す。一対の透明基板(一般にはガラス、石英、樹脂など)31,32からなり、一方の基板32の表面に互いに交差するサンプル流路34と分析流路35を形成し、他方の基板31にはサンプル流路34及び分析流路35の両端に対応する位置にリザーバ33を貫通穴として設けたものである。
【0004】
この電気泳動チップを使用するときは、(C)に示すように、流路34,35が内側になるように両基板31,32を重ね、いずれかのリザーバ33から緩衝液をサンプル流路34及び分析流路35中に注入する。その後、サンプル流路34の一方の端のリザーバ33にサンプルを注入した後、各リザーバ33にそれぞれ電極を差し込んで、サンプル流路34の両端に所定時間だけ所定の高電圧を印加し、広義の電気泳動(狭義の電気泳動と電気浸透流、以下、単に電気泳動という)によりサンプルをサンプル流路34と分析流路35の交差部36に導く。次に、分析流路35の両端に泳動のための所定の電圧を印加し、電気泳動により交差部36に存在するサンプルを分析流路35内に導き、分離させる。分析流路35の適当な位置に検出器を配置しておくことにより、分離成分の検出を行なう。
電気泳動チップはサンプルを分離分析する以外に、化学合成や化学反応にも用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
リザーバに収容された緩衝液は、リザーバ表面で大気に接しているので、時間の経過とともに蒸発により濃縮される。その濃縮された緩衝液が電極に接触したり、サンプル流路内又は分析流路内に流れ込んだりすると、電気伝導度が変化し、流れる電流量が一定にならない。そのため、電気泳動による物質の移動度が一定にならず、分析の再現性が低下したり、期待した化学反応が起こらないことがある。
【0006】
さらに、空気との接触により酸化しやすい緩衝液やサンプル、試薬などを用いる場合、大気中で電気泳動を行なうと空気酸化された緩衝液等が流路内に流れ込んでしまうので、空気と遮断するために窒素などの不活性雰囲気下で実験しなければならず、非常に煩雑であった。
そこで、本発明は、電気泳動チップを用いた電気泳動や化学合成において、緩衝液やサンプルの蒸発や酸化による不具合を解消することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明板状部材の内部に流路が形成され、その透明板状部材の一表面には流路の端部に対応する位置に流路に達する穴が形成され、各端部には電極が配置された電気泳動チップであって、流路の液が流れ込む側の端部の少なくとも1つにおいては流路内で上記穴から離れた位置に電極が設けられているものである。
【0008】
リザーバから離れた流路内に電極が配置されている部分では、緩衝液がリザーバ内で大気に接触する界面から十分に離れた位置の流路の内部で電極と接触しているので、蒸発により濃縮した緩衝液が実験時間内に電極に到達することはなく、電極反応が濃縮された緩衝液の影響を受けることを防止することができる。また、大気との界面から離れ、酸化されていない緩衝液やサンプルだけを流路内に流れ込ませることができる。
【0009】
電極付近の緩衝液は、電解によって組成に変化を生じる。組成の変化した緩衝液が流路内に存在すると、流路の電気抵抗が変化し、不具合が生じる。
そこで、本発明における電気泳動チップの流路は、液の流れ込む側の電極の上流側及び下流側で断面積が大きくなっている部分を少なくとも1つ備えている
電極の上流側及び下流側の流路断面積を大きくすることにより、電極付近の緩衝液容量を大きくし、電解によって組成に変化の生じた緩衝液が分析時間内にサンプルの分析等が行なわれる流路に到達することを抑制することができる。流路の電気抵抗は分析等が行なわれる流路部分によって決定されるため、一部の緩衝液の組成の変化により若干の電気抵抗の変化をもたらすものの、分析等にほとんど影響を与えない。
【0010】
【実施例】
図2は、一実施例を表す平面図である。図3(A)〜(E)は、この実施例を部分的に表す断面図であり、(A)は図2のA−A’線に沿った断面図、(B)は図2のB−B’線に沿った断面図、(C)は図2のC−C’線に沿った断面図、(D)は図2のD−D’線に沿ったの断面図、(E)は図2のE−E’線に沿ったの断面図である。
この実施例は、例えばガラスからなるベースプレート1とカバープレート3から構成され、ベースプレート1とカバープレート3は熱融着により接合されている。
【0011】
ベースプレート1に、幅50μm、深さ20μm、長さが60mmの分析用流路5用の溝が形成されており、その分析用流路5用の溝の基端側には、幅1000μm、深さ20μm、長さが30mmのL字型の溝が緩衝液を収容するキャピラリリザーバ7用として接続されている。
分析用流路5に直交し、幅50μm、深さ20μm、長さが30mmのサンプル用流路9用の溝が形成されており、サンプル用流路9用の溝の基端側には、幅500μm、深さ20μm、長さが5mmの溝がサンプル及び緩衝液を収容するキャピラリリザーバ11用として形成されている。それぞれの溝は、カバープレート3で被われることにより分析用流路5、キャピラリリザーバ7,11又はサンプル用流路9を形成している。
【0012】
カバープレート3に接合されている側のベースプレート1の表面に、Au/Cr(クロム膜上に金膜を積層したもの)からなる配線12a,12b,12c,12dがパターニングされており、それらの配線の一端は、キャピラリリザーバ7,11、サンプル用流路9の他端側又は分析用流路5の他端側にそれぞれ導かれて電極13a,13b,13c,13dを構成し、他端はベースプレート1の一辺に導かれて端子14a,14b,14c,14dをそれぞれ構成している。電極13a,13bは、キャピラリリザーバ7,11の両端から離れた位置に形成されている。
【0013】
カバープレート3には、キャピラリリザーバ7,11、サンプル用流路9及び分析用流路5の端部に対応する位置に、直径1mmの貫通穴がリザーバ15a,15b,15c,15dとしてそれぞれ形成されている。
カバープレート3の幅は、端子14a,14b,14c,14dが露出するように、ベースプレート1よりも小さくなっている。これにより、それぞれの端子を電源に接続して電極13a,13b,13c,13dに通電することが可能になる。
【0014】
ベースプレート1及びカバープレート3として、接合に要する温度が高いパイレックスのような耐熱ガラスなどを用いる場合は、電極材料として例えばタングステンやモリブデンなどの高融点金属を用いることが好ましい。
また、ベースプレート1及びカバープレート3はプラスチック材料により作成することも可能である。
【0015】
この電気泳動チップを用いる場合、リザーバ15aから緩衝液を注入して、キャピラリリザーバ7、分析用流路5、サンプル用流路9、キャピラリリザーバ11及びリザーバ15a,15b,15c,15dに緩衝液を充填した後、リザーバ15bにサンプルを注入する。さらに、端子14a,14b,14c,14dを電源に接続し、分析用流路5の適当な位置で分離成分を検出する検出器を配置しておく。
【0016】
キャピラリリザーバ11及びサンプル用流路9でリザーバ15bからリザーバ15cに向かう方向に電気泳動が起こるように、電極13a,13b,13c,13dに所定の電圧を印加し、サンプルを分析用流路5とサンプル用流路9の交差部に導く。
次に電圧の印加を切り換え、キャピラリリザーバ7及び分析用流路5でリザーバ15aからリザーバ15dに向かう方向に電気泳動が起こるように、電極13a,13b,13c,13dに所定の電圧を印加し、分析用流路5とサンプル用流路9の交差部のサンプルを分析用流路5のリザーバ15d方向に導くとともに分析用流路5内で分離する。
その後、電極13a,13b,13c,13dに所定の電圧の印加を続け、分離成分を検出位置で検出する。
【0017】
リザーバ15a,15b,15c,15dの表面付近に収容された緩衝液は、蒸発により、時間の経過とともに濃縮される。分析時に、リザーバ15a,15bの濃縮された緩衝液は、電気泳動によりキャピラリリザーバ7,11にそれぞれ導かれる。しかし、電極13a,13bはリザーバ15a,15bから離れているので、分析中にその濃縮された緩衝液が電極13a,13bに到達することはない。その結果、濃縮された緩衝液による電気伝導度の変化を防止することができ、分析再現性を向上させることができる。
【0018】
空気との接触により酸化しやすい緩衝液やサンプルを用いた場合、リザーバ15a,15b内で変性される緩衝液やサンプルは空気との界面付近の一部であり、この実施例では、リザーバ15a,15b内の変性した緩衝液が電極13a,13bに到達することはなく、また、リザーバ15bの表面付近の変性したサンプルが分析用流路5に到達することもない。その結果、空気との接触により酸化しやすい緩衝液やサンプルを用いた場合であっても、大気中で分析を行なうことができる。
【0019】
また、電極13a,13bに接触した緩衝液は電解により組成の変化を生じるが、キャピラリリザーバ7,11により、電極13a−分析用流路5間、及び電極13b−サンプル用流路9間に十分な緩衝液容量が形成されているので、組成の変化を生じた緩衝液が分析時間内に分析用流路5及びサンプル用流路9に到達することはない。組成の変化を生じた緩衝液により流路の電気抵抗の変化を生じるが、流路の電気抵抗は分析用流路5及びサンプル用流路9により決定されるので、その電気抵抗変化はわずかなものであり、分析に影響を与えることはない。
【0020】
図4は、他の実施例を表す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’線に沿った断面図である。
ベースプレート1のキャピラリリザーバ7aの中央付近、サンプル用流路9aの両端側の流路内及び分析用流路5の他端側の流路内に貫通孔17がそれぞれ形成されており、それらの貫通孔17にPt線からなる電極19a,19b,19c,19dが溝に先端を突出してそれぞれ差し込まれている。電極19a,19b,19c,19dは、例えばエポキシ系樹脂やソルダーガラスなどの充填剤が貫通孔17に注入されてベースプレート1に固定されている。電極19a,19b,19c,19dの他端は電源に接続される。
【0021】
カバープレート3には、キャピラリリザーバ7a、サンプル用流路9a及び分析用流路5の端部に対応する位置に、リザーバ21a,21b,21c,21dとして貫通穴が形成されている。
この実施例においても電極19aがリザーバ21aから離れた位置のキャピラリリザーバ7a内部に配置されているので、図2の実施例と同様の効果が得られる。
【0022】
図5は、さらに他の実施例を表す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’線に沿った断面図、(C)は(B)の〇印の拡大断面図であり、(D)は(A)のB−B’線に沿った断面図である。
図4の実施例と同様に、ベースプレート1に分析用流路5、キャピラリリザーバ7a及びサンプル用流路9aを形成する溝が形成され、カバープレート3にリザーバ21a,21b,21c,21dが形成されている。
キャピラリリザーバ7aを形成する溝の底面の一部と各リザーバ21b,21c,21dの底部から流路内に渡って、Au/Crからなる帯状の電極23a,23b,23c,23dがリザーバ21a側の端部から溝の中央付近に渡って配置されている。
【0023】
ベースプレート1と接合された面とは反対側のカバープレート3の表面には、Au/Crからなる配線25a,25b,25c,25dがパターニングされており、その一端はリザーバ21a,21b,21c,21d内壁に導かれて電極27a,27b,27c,27dを構成し、他端は電源に接続される通電用の端子となっている。電極23a,23b,23c,23dは電極27a,27b,27c,27dに電気的に接続されている。
【0024】
この実施例の製造工程を簡単に説明する。
ベースプレート1に分析用流路5、キャピラリリザーバ7a及びサンプル用流路9aを構成する溝を形成した後、スパッタリングとフォトリソグラフィ技術により、キャピラリリザーバ7a、サンプル用流路9a及び分析用流路5を構成する溝の底部の一部に電極23a,23b,23c,23dを形成する。そのベースプレート1を、リザーバ21a,21b,21c,21d用の貫通穴を形成したカバープレート3と融着した後、スパッタリングとフォトリソグラフィ技術により、カバープレート3の表面及びリザーバ21a,21b,21c,21d内壁に、Au/Crからなる配線25a,25b,25c,25d及び電極27a,27b,27c,27dをパターニングする。
この実施例においても電極23a,23b,23c,23dがリザーバ21aから離れた位置のキャピラリリザーバ7a内部に到達して配置されているので、図2の実施例と同様の効果が得られる。
【0025】
図2、図4及び図5の実施例は、電気泳動による分離を利用した分析技術に適用しているが、これらの実施例は電気泳動により物質の移動させて化学反応を行なわせる化学合成技術にも適用することができる。
さらに、上記実施例における数値及び形状は一例を表すものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で種々の変更を行なうことができる。
【0026】
【発明の効果】
本発明の電気泳動チップでは、流路の緩衝液やサンプルが流れ込む側においては流路内部のリザーバから離れた位置に電極を設けたので、蒸発により濃縮したリザーバ表面付近の緩衝液が実験時間内に電極に到達することがなく、さらに、大気との界面から離れた緩衝液やサンプルだけが流路内に流れ込むので、緩衝液やサンプルの蒸発や酸化による不具合を解消することができる。
さらに、流路の緩衝液やサンプルが流れ込む側の電極付近に流路断面積が大きいキャピラリリザーバを設けることにより、電解によって組成に変化の生じた緩衝液が分析時間内にサンプルの分析等が行なわれる流路に到達することを抑制でき、流路の電気抵抗の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電気泳動チップを示す図であり、(A)と(B)は電気泳動チップを構成する透明板状部材を示す平面図、(C)は電気泳動チップの正面図である。
【図2】 一実施例を表す平面図である。
【図3】 同実施例の部分的な断面をそれぞれ表す図であり、(A)は図2のA−A’線に沿った断面図、(B)は図2のB−B’線に沿った断面図、(C)は図2のC−C’線に沿った断面図、(D)は図2のD−D’線に沿ったの断面図、(E)は図2のE−E’線に沿ったの断面図である。
【図4】 他の実施例を表す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’線に沿った断面図である。
【図5】 さらに他の実施例を表す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’線に沿った断面図、(C)は(B)の〇印の拡大断面図であり、(D)は(A)のB−B’線に沿った断面図である。
【符号の説明】
1 ベースプレート
3 カバープレート
5 分析用流路
7,11 キャピラリリザーバ
9 サンプル用流路
12a,12b,12c,12d 配線
13a,13b,13c,13d 電極
14a,14b,14c,14d 端子
15a,15b,15c,15d リザーバ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoresis chip used when analyzing, chemical synthesis, or chemical reaction of a very small amount of sample by electrophoresis, and in particular, a flow path is formed inside a transparent plate member, and one of the transparent plate members is provided. The present invention relates to an electrophoresis chip in which holes reaching the flow path are formed on the surface at positions corresponding to end portions of the flow path.
[0002]
[Prior art]
In the case of analyzing a very small amount of protein, nucleic acid, or the like, an electrophoresis method has been conventionally used, and a capillary electrophoresis apparatus is an example of the apparatus technology. A capillary electrophoresis apparatus is a device in which an electrophoresis buffer is filled in a glass capillary having an inner diameter of 100 μm or less, a sample is introduced into one end side, and then a high voltage is applied between both ends to develop an analyte in the capillary. is there. Since the inside surface of the capillary has a large surface area relative to the volume, that is, the cooling efficiency is high, a high voltage can be applied, and a very small sample such as DNA can be analyzed at high speed and with high resolution.
[0003]
In recent years, DJ Harrison et al./Science 261 (1993) 895-897 and Anal. Chim. Acta 283 (1993) can be expected to replace analysis of glass capillaries, which are complicated to handle. As shown in 361-366, an electrophoresis chip (also referred to as a microchip) used for capillary electrophoresis formed by joining two substrates is proposed. An example of the electrophoresis chip is shown in FIG. A pair of transparent substrates (generally glass, quartz, resin, etc.) 31, 32 is formed, and a sample channel 34 and an analysis channel 35 are formed on the surface of one substrate 32. A reservoir 33 is provided as a through hole at a position corresponding to both ends of the flow path 34 and the analysis flow path 35.
[0004]
When this electrophoresis chip is used, as shown in (C), the substrates 31 and 32 are overlapped so that the flow paths 34 and 35 are inside, and the buffer solution is supplied from one of the reservoirs 33 to the sample flow path 34. And into the analysis channel 35. Thereafter, after injecting the sample into the reservoir 33 at one end of the sample channel 34, electrodes are inserted into the respective reservoirs 33, and a predetermined high voltage is applied to both ends of the sample channel 34 for a predetermined time. The sample is guided to the intersection 36 of the sample channel 34 and the analysis channel 35 by electrophoresis (electrophoresis in a narrow sense and electroosmotic flow, hereinafter simply referred to as electrophoresis). Next, a predetermined voltage for electrophoresis is applied to both ends of the analysis channel 35, and the sample existing at the intersection 36 is guided into the analysis channel 35 by electrophoresis and separated. By disposing a detector at an appropriate position in the analysis flow path 35, the separation component is detected.
In addition to separating and analyzing samples, electrophoresis chips are used for chemical synthesis and chemical reactions.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the buffer stored in the reservoir is in contact with the atmosphere on the surface of the reservoir, it is concentrated by evaporation with time. When the concentrated buffer comes into contact with the electrode or flows into the sample channel or the analysis channel, the electrical conductivity changes and the amount of flowing current is not constant. For this reason, the mobility of the substance by electrophoresis is not constant, the reproducibility of the analysis may be reduced, and the expected chemical reaction may not occur.
[0006]
Furthermore, when using a buffer solution, sample, reagent, etc. that easily oxidizes due to contact with air, if it is electrophoresed in the atmosphere, the air-oxidized buffer solution will flow into the flow path, thus blocking the air. Therefore, the experiment had to be performed under an inert atmosphere such as nitrogen, which was very complicated.
In view of the above, the present invention has an object to eliminate problems caused by evaporation or oxidation of a buffer solution or a sample in electrophoresis or chemical synthesis using an electrophoresis chip.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a flow path is formed inside a transparent plate-shaped member, and a hole reaching the flow path is formed on one surface of the transparent plate-shaped member at a position corresponding to the end of the flow path. Is an electrophoresis chip in which an electrode is arranged, and at least one of the end portions of the flow path where the liquid flows in is provided with an electrode at a position away from the hole in the flow path.
[0008]
In the part where the electrode is arranged in the flow path away from the reservoir, the buffer solution is in contact with the electrode inside the flow path at a position sufficiently away from the interface contacting the atmosphere in the reservoir. The concentrated buffer does not reach the electrode within the experiment time, and the electrode reaction can be prevented from being affected by the concentrated buffer. Moreover, only the buffer solution and sample which are separated from the interface with air | atmosphere and are not oxidized can be flowed in in a flow path.
[0009]
The buffer solution near the electrode undergoes a change in composition due to electrolysis. If a buffer solution having a changed composition is present in the flow path, the electrical resistance of the flow path changes, causing a problem.
Therefore, the flow path of an electrophoresis chip of the present invention comprises at least one extension part of is larger at the upstream side and downstream side of the flow of the negative electrode of the liquid.
By increasing the cross-sectional area of the upstream and downstream sides of the electrode, the capacity of the buffer solution near the electrode is increased, and the buffer solution whose composition has been changed by electrolysis is analyzed within the analysis time. Reaching the flow path can be suppressed. Since the electrical resistance of the flow path is determined by the flow path portion in which the analysis or the like is performed, a slight change in the electrical resistance is caused by a change in the composition of a part of the buffer solution, but hardly affects the analysis or the like.
[0010]
【Example】
FIG. 2 is a plan view illustrating an embodiment. FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views partially showing this embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2, and FIG. A sectional view taken along line -B ', (C) is a sectional view taken along line CC' in FIG. 2, (D) is a sectional view taken along line DD 'in FIG. 2, and (E). FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line EE ′ of FIG. 2.
This embodiment is composed of a base plate 1 and a cover plate 3 made of, for example, glass, and the base plate 1 and the cover plate 3 are joined by thermal fusion.
[0011]
A groove for the analysis channel 5 having a width of 50 μm, a depth of 20 μm, and a length of 60 mm is formed in the base plate 1, and the base end side of the groove for the analysis channel 5 has a width of 1000 μm and a depth of An L-shaped groove having a length of 20 μm and a length of 30 mm is connected for the capillary reservoir 7 containing a buffer solution.
A groove for the sample flow channel 9 having a width of 50 μm, a depth of 20 μm, and a length of 30 mm is formed perpendicular to the analysis flow channel 5, and on the proximal end side of the groove for the sample flow channel 9, A groove having a width of 500 μm, a depth of 20 μm, and a length of 5 mm is formed for the capillary reservoir 11 containing a sample and a buffer solution. Each groove is covered with a cover plate 3 to form an analysis channel 5, capillary reservoirs 7 and 11, or a sample channel 9.
[0012]
Wirings 12a, 12b, 12c and 12d made of Au / Cr (a gold film laminated on a chromium film) are patterned on the surface of the base plate 1 on the side bonded to the cover plate 3, and these wirings Are connected to the other ends of the capillary reservoirs 7 and 11 and the sample flow path 9 or the analysis flow path 5 to form electrodes 13a, 13b, 13c and 13d, respectively, and the other end is a base plate. The terminals 14a, 14b, 14c, and 14d are respectively guided to one side. The electrodes 13 a and 13 b are formed at positions away from both ends of the capillary reservoirs 7 and 11.
[0013]
In the cover plate 3, through holes having a diameter of 1 mm are formed as reservoirs 15a, 15b, 15c, and 15d at positions corresponding to the end portions of the capillary reservoirs 7 and 11, the sample channel 9, and the analysis channel 5, respectively. ing.
The width of the cover plate 3 is smaller than that of the base plate 1 so that the terminals 14a, 14b, 14c, and 14d are exposed. As a result, the electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d can be energized by connecting the respective terminals to the power source.
[0014]
When heat-resistant glass such as Pyrex having a high temperature required for bonding is used as the base plate 1 and the cover plate 3, it is preferable to use a refractory metal such as tungsten or molybdenum as the electrode material.
The base plate 1 and the cover plate 3 can also be made of a plastic material.
[0015]
When this electrophoresis chip is used, a buffer solution is injected from the reservoir 15a, and the buffer solution is applied to the capillary reservoir 7, the analysis channel 5, the sample channel 9, the capillary reservoir 11, and the reservoirs 15a, 15b, 15c, and 15d. After filling, the sample is injected into the reservoir 15b. Furthermore, the terminals 14a, 14b, 14c, and 14d are connected to a power source, and a detector that detects a separation component at an appropriate position in the analysis flow path 5 is disposed.
[0016]
A predetermined voltage is applied to the electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d so that electrophoresis occurs in the capillary reservoir 11 and the sample channel 9 in the direction from the reservoir 15b to the reservoir 15c, and the sample is connected to the analysis channel 5 and Guide to the intersection of the sample flow path 9.
Next, the voltage application is switched, and a predetermined voltage is applied to the electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d so that electrophoresis occurs in the capillary reservoir 7 and the analysis channel 5 in the direction from the reservoir 15a to the reservoir 15d. The sample at the intersection of the analysis channel 5 and the sample channel 9 is guided in the direction of the reservoir 15d of the analysis channel 5 and separated in the analysis channel 5.
Thereafter, a predetermined voltage is continuously applied to the electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d, and the separation component is detected at the detection position.
[0017]
The buffer solution stored in the vicinity of the surfaces of the reservoirs 15a, 15b, 15c, and 15d is concentrated over time by evaporation. At the time of analysis, the concentrated buffer solutions in the reservoirs 15a and 15b are guided to the capillary reservoirs 7 and 11 by electrophoresis, respectively. However, since the electrodes 13a and 13b are separated from the reservoirs 15a and 15b, the concentrated buffer solution does not reach the electrodes 13a and 13b during the analysis. As a result, a change in electrical conductivity due to the concentrated buffer can be prevented, and analysis reproducibility can be improved.
[0018]
When a buffer solution or sample that easily oxidizes due to contact with air is used, the buffer solution or sample denatured in the reservoirs 15a and 15b is part of the vicinity of the interface with the air. The denatured buffer in 15b does not reach the electrodes 13a and 13b, and the denatured sample near the surface of the reservoir 15b does not reach the analysis flow path 5. As a result, even in the case of using a buffer solution or sample that easily oxidizes due to contact with air, analysis can be performed in the atmosphere.
[0019]
In addition, the buffer solution in contact with the electrodes 13a and 13b undergoes a change in composition due to electrolysis. However, the capillary reservoirs 7 and 11 are sufficiently provided between the electrode 13a and the analysis flow path 5 and between the electrode 13b and the sample flow path 9. Thus, the buffer solution having the composition change does not reach the analysis channel 5 and the sample channel 9 within the analysis time. The change in the electrical resistance of the flow path is caused by the buffer solution that causes the change in the composition. However, since the electrical resistance of the flow path is determined by the analysis flow path 5 and the sample flow path 9, the change in the electrical resistance is slight. It does not affect the analysis.
[0020]
4A and 4B are diagrams illustrating another embodiment, in which FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
Through holes 17 are formed in the vicinity of the center of the capillary reservoir 7a of the base plate 1, in the channels on both ends of the sample channel 9a, and in the channels on the other end of the analysis channel 5, respectively. Electrodes 19a, 19b, 19c, 19d made of Pt lines are inserted into the holes 17 with their tips protruding into the grooves. The electrodes 19 a, 19 b, 19 c, 19 d are fixed to the base plate 1 by filling a filler such as epoxy resin or solder glass into the through holes 17. The other ends of the electrodes 19a, 19b, 19c, and 19d are connected to a power source.
[0021]
In the cover plate 3, through holes are formed as reservoirs 21a, 21b, 21c, and 21d at positions corresponding to the end portions of the capillary reservoir 7a, the sample channel 9a, and the analysis channel 5.
Also in this embodiment, since the electrode 19a is arranged inside the capillary reservoir 7a at a position away from the reservoir 21a, the same effect as in the embodiment of FIG. 2 can be obtained.
[0022]
5A and 5B are diagrams showing still another embodiment, in which FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. It is an expanded sectional view of a mark, and (D) is a sectional view which met a BB 'line of (A).
Similar to the embodiment of FIG. 4, grooves for forming the analysis channel 5, capillary reservoir 7 a and sample channel 9 a are formed in the base plate 1, and reservoirs 21 a, 21 b, 21 c and 21 d are formed in the cover plate 3. ing.
The strip-like electrodes 23a, 23b, 23c, and 23d made of Au / Cr are disposed on the reservoir 21a side from the bottom of the grooves forming the capillary reservoir 7a and the bottoms of the reservoirs 21b, 21c, and 21d into the flow path. It is arranged from the end to the vicinity of the center of the groove.
[0023]
On the surface of the cover plate 3 opposite to the surface joined to the base plate 1, wirings 25a, 25b, 25c, 25d made of Au / Cr are patterned, one end of which is the reservoirs 21a, 21b, 21c, 21d. The electrodes 27a, 27b, 27c, and 27d are guided to the inner wall, and the other end is a terminal for energization connected to a power source. The electrodes 23a, 23b, 23c, and 23d are electrically connected to the electrodes 27a, 27b, 27c, and 27d.
[0024]
The manufacturing process of this embodiment will be briefly described.
After the grooves for forming the analysis flow path 5, the capillary reservoir 7a, and the sample flow path 9a are formed in the base plate 1, the capillary reservoir 7a, the sample flow path 9a, and the analysis flow path 5 are formed by sputtering and photolithography. Electrodes 23a, 23b, 23c, and 23d are formed on a part of the bottom of the groove to be formed. After the base plate 1 is fused to the cover plate 3 in which the through holes for the reservoirs 21a, 21b, 21c, and 21d are formed, the surface of the cover plate 3 and the reservoirs 21a, 21b, 21c, and 21d are formed by sputtering and photolithography. On the inner wall, wirings 25a, 25b, 25c, 25d made of Au / Cr and electrodes 27a, 27b, 27c, 27d are patterned.
Also in this embodiment, since the electrodes 23a, 23b, 23c, and 23d are arranged to reach the inside of the capillary reservoir 7a at a position away from the reservoir 21a, the same effect as in the embodiment of FIG. 2 can be obtained.
[0025]
The embodiment of FIGS. 2, 4 and 5 is applied to an analysis technique using separation by electrophoresis, but these embodiments are chemical synthesis techniques in which a substance is moved by electrophoresis to cause a chemical reaction. It can also be applied to.
Furthermore, the numerical values and shapes in the above-described embodiments represent examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are made within the scope of the gist of the claims. be able to.
[0026]
【The invention's effect】
In the electrophoresis chip of the present invention, since the electrode is provided at a position away from the reservoir inside the channel on the side where the buffer solution or sample flows in the channel, the buffer solution near the reservoir surface concentrated by evaporation remains within the experiment time. In addition, since only the buffer solution and the sample that are away from the interface with the atmosphere flow into the flow path without reaching the electrode, problems due to evaporation and oxidation of the buffer solution and the sample can be solved.
Furthermore, by providing a capillary reservoir with a large channel cross-sectional area in the vicinity of the buffer solution in the channel and the electrode on the side where the sample flows, the buffer solution whose composition has changed due to electrolysis can be analyzed within the analysis time. Reaching the flow channel can be suppressed, and the change in the electrical resistance of the flow channel can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing an electrophoresis chip, wherein FIGS. 1A and 1B are plan views showing a transparent plate-like member constituting the electrophoresis chip, and FIG. 1C is a front view of the electrophoresis chip.
FIG. 2 is a plan view illustrating an embodiment.
3 is a diagram showing a partial cross section of the embodiment, (A) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2, and (B) is a line BB ′ of FIG. (C) is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 2, (D) is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 2, and (E) is E of FIG. It is sectional drawing along line -E '.
4A and 4B are diagrams illustrating another embodiment, in which FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
5A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5A, and FIG. It is an expanded sectional view of a mark, and (D) is a sectional view which met a BB 'line of (A).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base plate 3 Cover plate 5 Analysis flow path 7, 11 Capillary reservoir 9 Sample flow paths 12a, 12b, 12c, 12d Wirings 13a, 13b, 13c, 13d Electrodes 14a, 14b, 14c, 14d Terminals 15a, 15b, 15c, 15d reservoir

Claims (1)

透明板状部材の内部に流路が形成され、その透明板状部材の一表面には流路の端部に対応する位置に流路に達する穴が形成され、各端部には電極が配置された電気泳動チップにおいて、
前記流路の液が流れ込む側の端部の少なくとも1つにおいては前記流路内で前記穴から離れた位置に電極が設けられており、かつ該電極の上流側及び下流側で流路断面積が大きくなっていることを特徴とする電気泳動チップ。
A flow path is formed inside the transparent plate-shaped member, and a hole reaching the flow path is formed on one surface of the transparent plate-shaped member at a position corresponding to the end of the flow path, and an electrode is disposed at each end. In the prepared electrophoresis chip,
An electrode is provided at a position away from the hole in the flow path at at least one end of the flow path where the liquid flows , and the cross-sectional area of the flow path is upstream and downstream of the electrode. An electrophoretic chip characterized by an increase in the size .
JP33362498A 1998-11-25 1998-11-25 Electrophoresis chip Expired - Fee Related JP3965806B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33362498A JP3965806B2 (en) 1998-11-25 1998-11-25 Electrophoresis chip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33362498A JP3965806B2 (en) 1998-11-25 1998-11-25 Electrophoresis chip

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000162177A JP2000162177A (en) 2000-06-16
JP3965806B2 true JP3965806B2 (en) 2007-08-29

Family

ID=18268141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33362498A Expired - Fee Related JP3965806B2 (en) 1998-11-25 1998-11-25 Electrophoresis chip

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3965806B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024316A (en) * 2003-06-30 2005-01-27 Kyocera Corp Microchemical chip and manufacturing method therefor
JP4665682B2 (en) * 2005-09-15 2011-04-06 株式会社島津製作所 Microdevice electrode manufacturing method and microdevice electrode
JP5551036B2 (en) * 2010-09-27 2014-07-16 アークレイ株式会社 Electrophoresis analyzer and electrophoretic analysis microchip

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000162177A (en) 2000-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4362987B2 (en) Sample introduction method in microchip electrophoresis
US20020168780A1 (en) Method and apparatus for sample injection in microfabricated devices
US6939451B2 (en) Microfluidic chip having integrated electrodes
US20010030130A1 (en) Microfluidic device and system with improved sample handling
EP1817576A1 (en) Microfluidic device with minimised ohmic resistance
US20040137445A1 (en) Apparatus and method for performing microfluidic manipulations for chemical analysis
US7988839B2 (en) Capillary electrophoresis systems and methods
JP4442035B2 (en) Microchannel chip
JPH1010088A (en) Capillary electrophoretic device
JP2012137495A (en) Apparatus and methods for high resolution separation of sample components on microfabricated channel devices
Prakash et al. Design and modelling of highly sensitive glucose biosensor for lab-on-chip applications
JP3965806B2 (en) Electrophoresis chip
JP3777984B2 (en) Nucleic acid aptamer self-integrated biosensor and chip device including the same as a detection unit
US8012328B2 (en) Non-fluidic micro-detection device and uses thereof
JPH11337521A (en) Member for electrophoresis
JP3887943B2 (en) Microchip electrophoresis device
WO2001071331A1 (en) Electrophoresis microchip and system
JPH09210960A (en) Capillary electrophoretic device
JP2002310990A (en) Electrophoretic equipment
JP3417143B2 (en) Capillary electrophoresis device
JP2006201080A (en) Biosensor chip
JP3136960U (en) Plate for thin layer chromatography and thin layer chromatography apparatus
JP4807299B2 (en) Electrophoresis apparatus and DNA analysis method using the apparatus
Virdi et al. Fabrication of low cost integrated micro-capillary electrophoresis analytical chip for chemical analysis
JP6654951B2 (en) Fluid handling device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050304

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070402

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070521

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100608

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees