JP4419760B2 - Preparative electrophoresis microchip device - Google Patents
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Description
本発明は、板状部材の内部に電気泳動流路を有するマイクロチップを使用し、微量のDNA又はタンパク質などの試料を分離した後、同一マイクロチップ上でフラグメントを分取する機能を有するマイクロチップ電気泳動装置に関する。 The present invention uses a microchip having an electrophoresis channel inside a plate-like member, and has a function of separating fragments on the same microchip after separating a small amount of sample such as DNA or protein. The present invention relates to an electrophoresis apparatus.
近年、分析化学の分野で微量のタンパク質や核酸、DNAなどを分取、又は分析する場合に貴重なサンプルを用いることから、分析時間の短縮、高純度、省溶媒化を図ることが期待されている。
目的とするDNAフラグメント(断片)の回収はDNA組み換え実験においては必要不可欠な操作になっている。DNAフラグメントの回収方法に関する方法の一つにアガロースゲル電気泳動がある。これは、泳動後のアガロースゲル(寒天状ゲル)から、目的のバンドを含む断片を切り出し、DNAを抽出し精製する方法である。この場合、アガロースゲルはあらかじめ低融点のもの(例えばTaKaRaアガロースLO3、NuSiveGTGアガロースなど)、又は純度の高いもの(例えばSeakem GTGアガロース)を選択する必要がある。
In recent years, in the field of analytical chemistry, precious samples are used when fractionating or analyzing minute amounts of proteins, nucleic acids, DNA, etc., and it is expected to shorten analysis time, achieve high purity, and save solvents. Yes.
Recovery of the target DNA fragment (fragment) is an indispensable operation in DNA recombination experiments. One of the methods relating to the method for recovering DNA fragments is agarose gel electrophoresis. This is a method in which a fragment containing a target band is cut out from an agarose gel (agar-like gel) after electrophoresis, and DNA is extracted and purified. In this case, it is necessary to select an agarose gel having a low melting point (for example, TaKaRa agarose LO3, NuSive GTG agarose, etc.) or a high-purity (for example, Seachem GTG agarose).
DNAの回収には、アガロースを溶解した後、シリカ担体のDNA吸着能を利用して不純物を除去し(NaCl/エタノール/水洗浄)、目的のDNAフラグメントを回収する。しかし、DNAフラグメントの回収率は30〜70%と低く(DNAサイズの大きいものほど低い)、DNAのバンド切り出し時に切り出し口前後の不純物が混入することがある。そのため、精製したものを再度アガロースゲル電気泳動にかけ、抽出・回収操作を繰り返す必要があった。
このように、アガロースゲル電気泳動法には、不純物が混入したり回収率が低いなどの問題や、熟練した作業者が行う必要があるなどの問題があった。
For DNA recovery, after agarose is dissolved, impurities are removed using the silica adsorption ability of the silica support (NaCl / ethanol / water washing), and the target DNA fragment is recovered. However, the recovery rate of DNA fragments is as low as 30 to 70% (the smaller the DNA size, the lower), and impurities before and after the cut-out opening may be mixed when the DNA band is cut out. Therefore, it was necessary to subject the purified product to agarose gel electrophoresis again and to repeat the extraction and recovery operation.
As described above, the agarose gel electrophoresis method has problems such as contamination of impurities and a low recovery rate, and a problem that a skilled worker needs to perform.
DNAフラグメントを回収する他の方法としては、ゲルを切り出す代わりにゲルの下流に溝を掘り、目的のDNAバンドが通過する際にゲル溝にDEAEセルロース製の濾紙を挿んで、そのまま電気泳動させることによって、ろ紙に吸着させる方法がある。
さらに他の方法として、ゲルの下流の位置に、泳動方向と直角方向に回収溶液を注入する流路を設け、一定時間ごとに通電を止めて回収部を空気で置換することで、フラクションコレクタに回収する方法がある。
しかし、いずれの方法もゲル電気泳動による分離を基本としているため、分離性能の割には時間を要するという問題があった。
As another method of recovering DNA fragments, instead of cutting out the gel, a groove is dug downstream of the gel, and when the target DNA band passes, a DEAE cellulose filter paper is inserted into the gel groove and electrophoresed as it is. There is a method of adsorbing to filter paper.
As another method, a flow path for injecting the recovery solution in a direction perpendicular to the migration direction is provided at a position downstream of the gel, and the collection part is replaced with air by stopping the energization at regular intervals. There is a way to recover.
However, since each method is based on separation by gel electrophoresis, there is a problem that it takes time for the separation performance.
上記の問題に対し、成分の分離性能を上げることによって目的のフラグメントを高純度で回収する方法として、スラブゲル電気泳動よりも分離性能がよいキャピラリ電気泳動装置で、フラグメント機能を持つものが利用できる。
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、一端側に試料を導入した後、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。キャピラリー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、キャピラリーの両端間への高電圧の印加が可能となり、DNAなどの極微量試料を短時間、かつ高分解能で分析することができる。
As a method for recovering the target fragment with high purity by improving the separation performance of the components with respect to the above problems, a capillary electrophoresis apparatus having a better separation performance than slab gel electrophoresis and having a fragment function can be used.
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, and then a high voltage is applied between both ends to develop an analyte in the capillary. is there. Capillary has a large surface area with respect to volume, that is, cooling efficiency is high, so it is possible to apply a high voltage across both ends of the capillary and analyze trace samples such as DNA with high resolution in a short time. Can do.
しかし、前述のように、電場を取り除いた状態でキャピラリ端面を回収容器に浸ける必要があるため、キャピラリ内のバッファに泳動性がある場合、正確な分取ができなくなる。さらに、電気泳動によって回収するため、回収容器にはあらかじめ数10μLの泳動バッファを入れておく必要があり、次の試料に使用するためには、別途、濃縮することになる。 However, as described above, since it is necessary to immerse the end face of the capillary in the collection container with the electric field removed, accurate separation cannot be performed if the buffer in the capillary has electrophoretic properties. Furthermore, in order to collect by electrophoresis, it is necessary to put several tens of μL of the electrophoresis buffer in the collection container in advance, and it is separately concentrated for use in the next sample.
キャピラリゲル電気泳動法の特性を利用したものとして、高分離で検出された成分がキャピラリ出口から溶出する直前に、電圧の印加を止め、キャピラリ出口端を少量のバッファ溶液を入れたサンプル容器に入れ、再度通電することにより、目的のフラクションを回収する手段もある。
さらに、微量分析を目的とした1枚のマイクロチップを利用し、電気泳動させた試料の所望の部分を分画してポッドに回収する方法も提案されている(特許文献1参照。)。
Furthermore, a method has been proposed in which a single microchip for the purpose of microanalysis is used, and a desired portion of the electrophoresed sample is fractionated and collected in a pod (see Patent Document 1).
キャピラリ電気泳動の場合はゲル電気泳動と異なり、サンプルアプライ量を増大させることにより、分離性能が劣化し、ピークの対称性が損なわれる。そのため、回収量をかせぐためには、キャピラリを複数本バンドル化させて、分離性能を維持させたまま、キャピラリ本数倍の量を分取するか、1本のキャピラリに繰り返しサンプルを注入して、同じ回収容器に分取することが考えられる。
ただし、バンドル化する場合は、キャピラリ内部の熱の逃散性がバンドル内部と周囲に差を生じさせ、同じタイミングで目的の分画を得ることが困難になる。
マイクロチップは、主に極微量のDNAなどの試料成分の分析に用いられており、流路幅が小さいため1枚のマイクロチップでは試料を分取回収するには十分な容積ではない。
In the case of capillary electrophoresis, unlike gel electrophoresis, by increasing the amount of sample application, the separation performance deteriorates and the symmetry of the peak is lost. Therefore, in order to increase the recovery amount, bundle a plurality of capillaries and separate the number of capillaries while maintaining the separation performance, or repeatedly inject a sample into one capillary, It is conceivable to dispense into the same collection container.
However, in the case of bundling, it is difficult to obtain a desired fraction at the same timing because the heat dissipation in the capillary causes a difference between the inside and the surrounding of the bundle.
A microchip is mainly used for analyzing sample components such as a very small amount of DNA, and since the flow path width is small, a single microchip does not have a sufficient volume for collecting and collecting a sample.
実例として、mRNAから逆転写して得られたcDNAの純度は、その後のクローニング実験がうまくいくかどうかを左右するため、手間をかけずに極めて純度の高いcDNAを得ることが必要である。この時、分取したいDNA量としては50ngが必要である。
マイクロチップの場合、ピークとして十分検出できる濃度が10ng/μLで、マイクロチップの1本の流路に1回に導入できる試料の体積が0.5nLとすると、5×10-3ngしか回収できないことになる。50ngを得るためには、10,000倍の絶対量を分取する必要があるため、1本の分離流路を使って単に繰り返しサンプルを導入するだけでは、限界がある。
そこで、本発明はマイクロチップを使って特定の試料成分を効率よく正確に分取することを目的とする。
By way of illustration, the purity of cDNA obtained by reverse transcription from mRNA affects the success of subsequent cloning experiments, so it is necessary to obtain highly pure cDNA without much effort. At this time, 50 ng is required as the amount of DNA to be separated.
In the case of a microchip, if the concentration that can be sufficiently detected as a peak is 10 ng / μL and the volume of a sample that can be introduced at one time into one flow path of the microchip is 0.5 nL, only 5 × 10 −3 ng can be recovered. It will be. In order to obtain 50 ng, it is necessary to fractionate an absolute amount 10,000 times, and there is a limit to simply introducing a sample repeatedly using one separation channel.
Accordingly, an object of the present invention is to efficiently and accurately sort a specific sample component using a microchip.
本発明は、重ね合わせた複数枚のマイクロチップを備え、各マイクロチップは同一材料からなり、同一デザインの流路をもち、流路は試料導入流路、導入された試料を分離する分離流路及び分離された試料成分を分取する分取流路を備え、各流路の先端にはリザーバを備え、各リザーバはスルーホールによって全マイクロチップ間でつながっており、最上層または最下層のマイクロチップの分離流路には試料成分の検出部が設置されており、リザーバ間に泳動用電圧が印加される分取用の電気泳動マイクロチップ装置である。 The present invention includes a plurality of superposed microchips, each microchip is made of the same material, has a channel of the same design, the channel is a sample introduction channel, and a separation channel for separating the introduced sample And a separation channel for separating the separated sample components, and a reservoir is provided at the tip of each channel, and each reservoir is connected between all the microchips by through holes, and the top layer or bottom layer micro In the separation flow path of the chip, a sample component detection unit is installed, and this is a preparative electrophoresis microchip apparatus in which a migration voltage is applied between reservoirs.
各マイクロチップにおいて、前記流路が複数本の分離流路を含み、前記分取流路とそれにつながる分取用リザーバは前記複数の分離流路によって共用されるようにつながっているものとすることができる。 In each microchip, the channel includes a plurality of separation channels, and the sorting channel and the sorting reservoir connected to the sorting channel are connected to be shared by the plurality of separation channels. Can do.
また、各マイクロチップにおいて、前記分離流路が環状に形成され、前記分取流路が前記分離の異なる位置に接続されたものとすることもできる。
分取成分の特定には、分取流路の下流、分取用流路の直前で検出することによって行なう。
In each microchip, the separation channel may be formed in an annular shape, and the sorting channel may be connected to a different position of the separation.
The sorting component is specified by detecting it downstream of the sorting channel and immediately before the sorting channel.
本発明では、高分離で分離を行なうためのマイクロチップ流路の延長に、フラクションを分取する複数のリザーバを設け、分離流路が同一デザインのチップを複数枚、積層構造にすることにより、積層枚数倍の分取量を増やすことができる。
アガロースゲル電気泳動などに比べて短時間で、分離度の高い分離が可能である。
キャピラリ電気泳動のように、断続的に電気泳動の停止や分取を繰り返すことなく、高純度のフラグメントを高回収率で得ることができる。
In the present invention, in the extension of the microchip flow path for performing separation with high separation, a plurality of reservoirs for separating fractions are provided, and a plurality of chips with the same design of the separation flow path are made into a laminated structure, The amount of sorting can be increased by a factor of the number of stacked sheets.
Separation with high resolution is possible in a short time compared to agarose gel electrophoresis.
Like capillary electrophoresis, high-purity fragments can be obtained at a high recovery rate without intermittently stopping and separating electrophoresis.
積層構造のチップ枚数に加えて各マイクロチップ内でも、同一特性の複数の分取流路で同時に泳動させた目的成分を、共通のリザーバで分画することによっても、分取量を増やすことが可能になる。
流路に試料成分を分取する環状の分離流路を備えることによっても、効率よく分取することができる。
In addition to the number of chips in a stacked structure, even within each microchip, the fraction can be increased by fractionating the target components that were simultaneously migrated in multiple fractionation channels with the same characteristics in a common reservoir. It becomes possible.
Efficient separation can also be achieved by providing an annular separation channel for separating sample components in the channel.
本発明で実施されるチップ構造の一例を図1に示す。図1は基本的なチップ構造を示しており、同一材料からなり同一デザインの基板に形成された同一形状の流路が、それぞれのリザーバが重なるように、基板を複数枚積層状に重ねたマイクロチップ装置である。
図2は、マイクロチップについて、図1に示した流路における断面の一例を示している。
図3は、図1の各チップに形成されているリザーバや流路等の配置の詳細図を示している。
An example of a chip structure implemented in the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a basic chip structure, in which a plurality of substrates are stacked in a stacked manner such that channels of the same shape made of the same material and formed on a substrate of the same design overlap each reservoir. It is a chip device.
FIG. 2 shows an example of a cross section of the microchip in the flow path shown in FIG.
FIG. 3 shows a detailed view of the arrangement of reservoirs, flow paths and the like formed in each chip of FIG.
図3に示すように、各チップには分離流路24及び分離流路24から分岐した分取流路が形成されている。分離流路24は電気泳動を行うときに用いる直線状の流路で、分取流路は分取した成分を取り出すための流路である。各流路の端にはリザーバが配置されている。図3では、サンプルリザーバ20,サンプル排出リザーバ22,バッファリザーバ21及びドレイン23は分離流路24につながっており、分取リザーバ26a〜26dは分取流路につながっている。すなわち、リザーバ22,リザーバ21は、リザーバ20が配置されている側の分離流路24に接続されており、リザーバ26a〜26dはリザーバ23が配置されている側の分離流路24から分岐されたそれぞれの分取流路に接続されている。
As shown in FIG. 3, each chip has a
27は目的試料成分を検出する試料成分検出部であり、最上層または最下層に設けられるチップにのみ設けられ、分離流路24上で分取流路との接続部よりも上流側に配置されている。検出部27は例えば蛍光検出装置であり、その部分の流路に励起光を照射し、発光する蛍光を検出する。
リザーバの位置は全てのチップで重なる位置に設けられ、図2のように重ねたときに各チップの対応するリザーバが連通する。
分取流路は分離流路24に比べて流路幅が小さく形成されており、溶液はより速く流れると同時に自然拡散によるリザーバ相互間の相互汚染を抑制することができる。
The positions of the reservoirs are provided at positions where all the chips overlap, and the corresponding reservoirs of each chip communicate with each other when they are stacked as shown in FIG.
The sorting channel is formed with a channel width smaller than that of the
サンプルをリザーバ20からリザーバ22方向に、バッファをリザーバ21からリザーバ23方向に定常的に流れるように電圧を設定する。このときのリザーバ20からリザーバ22方向の電流値I2に対する、リザーバ21からリザーバ23方向の電流値I1の比は約2倍(I1/I2=2)になるように設定する。
その後、0.3秒間程度、I1/I2の比が0.05になるように電圧を切り替えることによって、0.5nL程度のサンプルをリザーバ20から23方向の分離流路24に流す。
The voltage is set so that the sample steadily flows from the
After that, by switching the voltage so that the ratio of I 1 / I 2 becomes 0.05 for about 0.3 seconds, a sample of about 0.5 nL flows from the
再度、I1/I2の比が2になるように電圧を印加することにより、リザーバ23方向の流路には、バッファ中に0.5nLのサンプルが導入された状態となり、サンプルを分離することができる。
このようなサンプル注入方式を、一般にゲート注入方式と呼ぶ。このゲート注入を一定の時間間隔で繰り返し、試料を分離流路24に定期的に導入する。
By applying a voltage again so that the ratio of I 1 / I 2 becomes 2, 0.5 nL of the sample is introduced into the buffer in the direction of the
Such a sample injection method is generally called a gate injection method. This gate injection is repeated at regular time intervals, and the sample is periodically introduced into the
分離されたサンプルを含む溶液は、リザーバ23方向に電気泳動し、サンプル中の泳動速度の大きい成分は、泳動速度の小さい成分より速く移動する。電気泳動したサンプルは分離流路24上に設置されている検出部27の位置で検出される。具体的には、励起波長473nmの高輝度LEDを光源とするレーザー蛍光検出器を用い、サンプルを透過した光を検出する。
The solution containing the separated sample is electrophoresed toward the
目的のサンプルを分取リザーバ26aに分取するとき、例えば、目的の成分1が検出部27で検出された後、分離流路24中でリザーバ21からリザーバ23にかかる電場を一瞬、リザーバ21−26a間に切り替えることにより、成分1をリザーバ26a方向へ電気泳動させる。
引き続き、分取したい成分2が、検出部27を通過した後、電圧を21−26b間に切り替えて成分2をリザーバ26b方向へ電気泳動させる。このようにして、順に電圧を切り替えることにより、成分がそれぞれの分取リザーバに分画され、最後の成分4がリザーバ26dに分取された時点で、分離流路24中のリザーバ21−23とリザーバ20−22に定常的な電圧をかけていることにより、流路内に残った不要成分を除去することができる。
When the target sample is dispensed into the sorting
Subsequently, after the component 2 to be separated passes through the
ゲート注入が繰り返されているので、同一フラグメントを同一の分取リザーバへ分画する操作も繰り返す。
この分取動作は重ねられた全てのチップで同時に行なわれ、分取成分は共通の分取リザーバへ集められる。本発明は、上記の電圧比及び波長などに限定されるものではなく、サンプルを分取及び検出できる電圧、波長であれば構わない。
Since the gate injection is repeated, the operation of fractionating the same fragment into the same fractionation reservoir is also repeated.
This sorting operation is performed simultaneously on all the stacked chips, and the sorting components are collected in a common sorting reservoir. The present invention is not limited to the above voltage ratio and wavelength, and any voltage and wavelength can be used as long as the sample can be sorted and detected.
本発明で実施されるチップ構造の、他の実施例図を図4から図8に示す。
図4は図3に示したチップ構造の変形例であり、分離流路34のリザーバD側に、35a
−36a,35b−36b,35c−36c,35d−36dに分岐したそれぞれの分取流路を備えている。分取流路は分離流路34よりも流路幅が小さく、泳動速度が速くなると同時にリザーバ間の相互汚染を抑えることができる。
FIGS. 4 to 8 show other embodiments of the chip structure implemented in the present invention.
FIG. 4 shows a modification of the chip structure shown in FIG.
-36a, 35b-36b, 35c-36c, 35d-36d are provided with respective sorting channels. The sorting channel has a channel width smaller than that of the
図4に示すチップは、サンプルリザーバ30,サンプル排出リザーバ32,バッファリザーバ31,ドレイン33と分取リザーバ35a−36a,35b−36b,35c−36c,35d−36d間の各リザーバにつながる分取流路及び分離流路34が形成されている。このチップも図2のように各リザーバが重なるように重ね合わせて使用される。
一実施例として、ゲート方式によってサンプルを分取する方法を示す。
リザーバ36aに着目すると、分離流路34中のリザーバ31からリザーバ33にかかっている電場によって電気泳動していった成分1が検出部37aを通過した瞬間に、電場をリザーバ35aからリザーバ36aにかかるように電圧を印加する。その後電場をすぐに元に戻す。
The chip shown in FIG. 4 has a
As one embodiment, a method for sorting samples by a gate method will be described.
When attention is paid to the
この操作によって、成分1のみが36aリザーバに分取される。
同様に、検出部37b〜37dで成分2〜4を検出した後に、リザーバ35b−36b、リザーバ35c−36c、リザーバ35d−36d間に電場をかけることによって、成分2から成分4をそれぞれリザーバ36bからリザーバ36dに分取することができる。
By this operation, only component 1 is dispensed into the 36a reservoir.
Similarly, after the components 2 to 4 are detected by the
図5に示すチップは、図3及び図4に示すチップの分離流路が1本であったのに対し、2本である。また、サンプルリザーバ40a,40b、サンプル排出リザーバ42a,42b、バッファリザーバ41a,41bは2つずつ形成されているが、これらをチップ上で共用する構造でも構わない。このチップでは流路44aと44bは等しく形成されており、流路44aに対するリザーバ40a、41a、42aの相対的な位置関係と流路44bに対するリザーバ40b、41b、42bの相対的な関係は等しく形成されている。
溶媒排出リザーバ43及びサンプル分取リザーバ46a〜46dは1つずつ形成されており、2つの流路によって電気泳動された成分を同時に分取できる。
The number of chips shown in FIG. 5 is two compared to the number of separation channels of the chips shown in FIGS. 3 and 4. Further, although two
The
また、リザーバ46a〜46dは、2つの分離流路からの距離が等しくなるように一直線に配置してもよいし、図5に示すように、隣り合う分取リザーバが接触しないように、互いにずらして配置してもよく、その場合には、リザーバ46a〜46dの配置面積を小さくすることができる。
In addition, the
サンプル分取リザーバ46a〜46dに繋がっている分取流路は分離流路に繋がっており、分取流路は分離流路よりも流路幅が小さく形成されているために、分取流路中では泳動速度が速くなる。また分取リザーバ間の相互汚染を抑えることができる。
分離流路44a,44bを電気泳動する溶液の速度が2つの流路で同じであるように設定されているので、試料成分検出部47a〜47dは一方の分離流路44aの方に設置したが、他方の分離流路44a,44bに設置してもよい。
The sorting channel connected to the
Since the speed of the solution for electrophoresis in the
図5のチップも対応するリザーバが重なるように複数枚が重ねられ、最上層または最下層のチップに検出部47a、47bが配置され、ゲート注入方式で試料が導入されることにより、検出部47a〜47dで同時に検出したものを次々に分取リザーバに回収することができる。
目的のサンプルを分取リザーバ46aに分取するとき、例えば、目的の成分1が分離流路44aの検出部47aで検出された後、リザーバ41a−43及びリザーバ41b−43間にかかる電場を一瞬、リザーバ41a−46a及びリザーバ41b−46a間に切り替えることにより、成分1をリザーバ46a方向へ電気泳動させる。
このとき電場が同時に切り替わることにより、分離流路44b中の成分1もリザーバ46a方向へ電気泳動される。
分離流路の容積は1本のときよりも増大しているので、一度に分取できる試料の量は多くなる。
A plurality of the chips in FIG. 5 are also stacked so that the corresponding reservoirs overlap, and the
When the target sample is sorted into the sorting
At this time, the electric field is switched at the same time, whereby the component 1 in the
Since the volume of the separation channel is larger than that of one, the amount of sample that can be collected at a time is increased.
図6に示すチップは、図5に示すチップの分離流路が2本であったのに対し、分離流路が5本である。また、サンプルリザーバ51,サンプル排出リザーバ52,溶媒リザーバ50,溶媒排出リザーバ53は1つずつ形成されているが、複数あっても構わない。
また、試料分取リザーバ56a〜56dは、1つずつ形成されており、5本の分離流路54a〜54eによって電気泳動された成分を同時に分取できる。
また、リザーバ56a〜56dは、5つの分離流路54a〜54eからの距離がなるべく等しくなるように配置するほうが好ましい。
The chip shown in FIG. 6 has five separation channels, whereas the chip shown in FIG. 5 has two separation channels. Further, although the
The
The
サンプル分取リザーバ56a〜56dに繋がっている分取流路は分離流路54a〜54eに繋がっており、分取流路は分離流路よりも流路幅が小さく形成されているために、分取流路中では泳動速度が速くなる。
このチップも対応するリザーバが重なるように複数枚が重ね合わせて使用される。
試料検出部57eは最上層または最下層のチップに配置される。分離流路54a〜54eを電気泳動する速度が5つの流路で同じであるとして、試料成分検出部57eは分離流路54eの方に設置したが、分離流路54a〜54dのいずれか、又は全てに設置してもよい。
The sorting channels connected to the
This chip is also used by overlapping a plurality of corresponding reservoirs.
The
この実施例においても、図3のチップと同様、ゲート方式でサンプルを分取する。
目的のサンプルを分取リザーバ56cに分取するとき、例えば、目的の成分1が検出部57eで検出された後、リザーバ51−53間にかかる電場を一瞬、リザーバ51−56c間に切り替えることにより、成分5をリザーバ56c方向へ電気泳動させる。
このとき、同時に分離流路54a〜54d中の成分1〜4もリザーバ56c方向へ電気泳動させる。
分離流路の容積は1本のときよりも増大しているので、一度に分取できる試料の量は多くなる。
Also in this embodiment, the sample is separated by the gate method as in the chip of FIG.
When the target sample is sorted into the sorting
At this time, the components 1 to 4 in the
Since the volume of the separation channel is larger than that of one, the amount of sample that can be collected at a time is increased.
図7に示すマイクロチップ図は、分離流路が環状に形成されたものである。図8に示す図は図7のマイクロチップを複数枚重ねたときの図であり、リザーバ60〜73はスルーホールでつながっている。この環状の分離流路は、電場を順次変えながら試料成分の電気泳動を行なうことを特徴としている。
リザーバ60をサンプルリザーバ、リザーバ61をサンプル排出リザーバ、リザーバ64をバッファリザーバ、リザーバ69をドレインリザーバとする。
In the microchip diagram shown in FIG. 7, the separation channel is formed in an annular shape. 8 is a view when a plurality of the microchips of FIG. 7 are stacked, and the
The
リザーバ64−69間に電場をかけることで電気泳動を行い、その間の分離流路から分岐した分取流路、その分取流路につながっている試料分取リザーバ63,65,67にて試料の分取を行なう。分取流路に分岐する分離流路には、上記説明と同様に試料検出部を有している。
検出部で目的成分を検出すると、一瞬電場をリザーバ64―65間に変えることによって、成分をリザーバ65に分取することができる。その後電場を元に戻し、次々に各リザーバで試料を分取する。
試料がドレインリザーバ69の近くまでくると、ドレインリザーバを、例えばリザーバ70に変えることにより、さらに電気泳動を行なうことが可能になる。
このようにすることで、1つの試料をより多くのリザーバに分取できる。
Electrophoresis is performed by applying an electric field between the reservoirs 64-69, and a sample is collected in a separation flow path branched from the separation flow path therebetween, and
When the target component is detected by the detector, the component can be sorted into the
When the sample comes close to the
In this way, one sample can be dispensed into more reservoirs.
本発明のマイクロチップ構成は上記の説明に限定されるものではなく、分離流路又は分取流路の形状や本数、リザーバの数などを変えて配置しても実施可能である。 The microchip configuration of the present invention is not limited to the above description, and the microchip configuration can be implemented by changing the shape or number of separation channels or sorting channels, the number of reservoirs, and the like.
本発明はDNAなどの微量の試料成分の分取に利用ができる。 The present invention can be used for fractionating a small amount of sample components such as DNA.
1,2,3,4,5 試料成分
10 マイクロチップ基板
12 リザーバ及び流路
20,30,40,50 サンプルリザーバ
21,31,41,51 バッファリザーバ
22,32,42,52 サンプル排出リザーバ
23,33,43,53 排出ドレイン
24,34,44,54 分離流路
35,65 分取リザーバ
26,36,46,56 分取リザーバ
27,37,47,57 検出部
1, 2, 3, 4, 5
Claims (3)
前記各マイクロチップは同一材料からなり、同一デザインの流路をもち、
前記流路は試料導入流路、導入された試料を分離する分離流路及び分離された試料成分を分取する分取流路を備え、
前記各流路の先端にはリザーバを備え、各リザーバはスルーホールによって全マイクロチップ間でつながっており、
最上層又は最下層のマイクロチップの分離流路には試料成分の検出部が設置されており、
前記リザーバ間に泳動用電圧が印加される分取用の電気泳動マイクロチップ装置。 It is equipped with a plurality of stacked microchips,
Each of the microchips is made of the same material, has the same design flow path,
The flow path includes a sample introduction flow path, a separation flow path for separating the introduced sample, and a fractionation flow path for separating the separated sample components,
A reservoir is provided at the tip of each flow path, and each reservoir is connected between all microchips by through holes.
In the separation channel of the uppermost layer or the lowermost microchip, a sample component detection unit is installed,
A preparative electrophoresis microchip device in which a migration voltage is applied between the reservoirs.
前記分取流路とそれにつながる分取用リザーバは前記複数の分離流路によって共用されるようにつながっている請求項1に記載の電気泳動マイクロチップ装置。 In the microchip, the flow path includes a plurality of separation flow paths,
2. The electrophoresis microchip device according to claim 1, wherein the sorting channel and the sorting reservoir connected to the sorting channel are connected so as to be shared by the plurality of separation channels.
2. The electrophoresis microchip device according to claim 1, wherein in the microchip, the separation channel is formed in an annular shape, and the sorting channel is composed of a plurality connected to different positions of the separation.
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