JP4632064B2 - 分析用の蓋付きマイクロチップ、該蓋付きマイクロチップのサンプル処理方法、該蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法、該処理方法に基づく、自動サンプル処理装置、ならびに、該自動サンプル処理方法を応用する物質の分析装置 - Google Patents
分析用の蓋付きマイクロチップ、該蓋付きマイクロチップのサンプル処理方法、該蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法、該処理方法に基づく、自動サンプル処理装置、ならびに、該自動サンプル処理方法を応用する物質の分析装置 Download PDFInfo
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Description
液状サンプルのままでの保管や次段階の分析をする場合に、液状にて分離された物質の再拡散や本来の分離状態からの変化という「好ましくない現象」があるが、この「好ましくない現象」を抑制した上で、分離されている目的物質を「マイクロチップ」から回収する操作を、高い再現性で自動化された装置によって実施可能なサンプル処理方法、かかる自動サンプル処理方法に基づいた、自動サンプル処理装置、ならびに、当該サンプル処理方法の実施に専ら利用可能な蓋付き「マイクロチップ」を提供することにある。
蓋付き「マイクロチップ」の基板部に形成されている溝状の流路の断面形状が、下辺より上辺が長い台形の形状、あるいは、下辺と上辺とが等しい矩形形状をとっており、氷結状態の試料が、蓋部下面表面と接する部分(上辺)における単位流路長当たりの接着力ptopが、基板部の壁面と接する部分(下辺と両側の辺)における単位流路長当たりの接着力pbottomを超えている場合には、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、例えば、電気泳動等の分離方法を適用した、所望の分離操作を施した後、
該流路内に保持されている分離済みの液状試料に対して、含まれる溶液を氷結させる操作を施し、
該流路内において、分離済みの試料は氷結状態を保持した状態を維持しつつ、
基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面を密封している蓋部を、基板部から剥離・除去する操作を実施し、
基板部に形成されている溝状の流路中から、分離済みの試料は氷結状態を保持した状態で蓋部の下面に付着させたまま、
該蓋付きマイクロチップにおいて、基板部上面に接着固定されていた蓋部を取り外す作業を行うことができること、
さらに、氷結状態の試料を個別に分割して所定の位置に移動させ、さらに処理を行うことができること、
さらに、これら一連の操作は、自動化が可能であることを検証し、本発明を完成するに到った。
蓋付き「マイクロチップ」の基板部に形成されている溝状の流路の断面形状が、下辺より上辺が長い台形の形状、あるいは、下辺と上辺とが等しい矩形形状であって、
氷結状態の試料が、蓋部下面表面と接する部分(上辺)における単位流路長当たりの接着力ptopが、基板部の壁面と接する部分(下辺と両側の辺)における単位流路長当たりの接着力pbottomを超える材質の蓋・基板であることを特徴とするマイクロチップである。
分析対象の液体試料に対して、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所定の分離手段を適用し、所望の分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている分離済みの液状試料を処理する方法であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面を密封している蓋部が、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の分離操作が完了した後
前記蓋付きマイクロチップの基板部を冷却し、氷点以下の所定の低温度条件を達成し、該流路内に保持されている分離済みの液状試料に対して、含まれる溶液を氷結させる操作を施す冷却工程と、
前記蓋付きマイクロチップの基板部を前記所定の低温度に冷却保持して、分離済みの試料は氷結状態を保持した状態を維持しつつ、該蓋部下面に付着している状態で溝状の流路内から離脱させるため、
基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放する操作を施すため、基板部の上面から蓋部の下面を剥離するため、蓋部の端部に外力を印加し、基板部から蓋部を剥離・除去する操作を実施する蓋部剥離工程と、
前記剥離工程を終了した後、該蓋付きマイクロチップにおいて、基板部上面から接着固定が開放され、分離された蓋部を、前記分離済みの試料が、氷結状態を保持した状態で、該蓋部下面に付着している状態を維持しつつ、基板部上面から移動させ、蓋部上面下面の天地を反転させ、該蓋部下面に付着している、氷結状態を保持した状態の分離済み試料がその表面に露呈される配置で、分離された蓋部を保持する移動−反転操作を施す、蓋部の取り外し工程を有し、これら一連の工程を実施することを特徴とするサンプル処理方法である。また、これら一連の工程を自動的に実施することを特徴とするサンプル自動処理方法である。その際、分析対象の液体試料に対して、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、施される分離操作の例には、電気泳動法、または、液相クロマトグラフィー法が含まれ、例えば、電気泳動法、特には、等電点泳動法が好適である。
前記蓋部の取り外し工程を追えた後に、さらに、
氷結状態を保持した状態のまま、該蓋部下面に付着している状態で、基板部に形成されている溝状の流路中から離脱・回収される、分離済みの試料を、前記流路に沿って、複数の区分に分画し、
該基板部に形成されている溝状の流路上において、各スポット点として、分離されている含有成分物質を、前記複数の分画のいずれかに含有させる、分画工程と、
前記分離済みの試料の一部に相当する、複数の分画に含まれる、氷結状態の試料断片について、再溶解処理を施し、各分画済み試料液を調製する、分画再溶解処理工程とを有する構成とすることもできる。また、これら一連の工程を自動的に実施することもできる。
分析対象の液体試料に対して、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所定の分離手段を適用し、所望の分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている分離済みの液状試料を自動的に処理するための装置であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面を密封している蓋部とが、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の分離操作が完了された蓋付きマイクロチップに対して、
前記蓋付きマイクロチップの基板部と接する配置に設置可能な基板部冷却機構と、
該基板部と接する配置に設置される基板部冷却機構による冷却により、少なくとも、基板部を氷点以下の所定の低温度条件に維持することが可能な冷却機構の制御機構部と、
前記蓋付きマイクロチップの基板部を前記基板部冷却機構と接する配置に固定可能な基板部固定機構と、
前記基板部固定機構によって、基板部を固定した配置において、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放するため、基板部上面に対して実質的に垂直な方向成分を有する外力を、蓋部の端部に印加する機能を具えた外力印加機構と、
前記外力印加機構による、蓋部の端部への外力印加と同期して、基板部上面と蓋部下面との接触界面に対して、実質的に垂直な方向へ、該蓋部の端部を移動させる蓋部端部移動機構と、
前記蓋部の端部に対して、同期して作用する外力印加機構と蓋部端部移動機構によって、基板部の上面から蓋部の下面を剥離する過程において、該剥離が進行する境界面における該蓋部の局所的撓みが示す曲率半径を制御するために、該蓋部の端部の移動速度を制御する機能を有する蓋部端部移動速度制御機構と、
基板部上面から蓋部を剥離する操作を終了した後、基板部上面から接着固定が開放され、分離された蓋部を保持し、基板部上面から移動させ、蓋部上面下面の天地を反転させ、蓋部下面を表面向きに露呈させる機能を有する、分離された蓋部の取り外し機構とを具え、
上記の一連の操作を実施する各機構の動作を、所定の工程プログラムに従って、自動的に実施させる機能を有する、自動操作制御機構を有することを特徴とする自動サンプル処理装置である。その際、分析対象の液体試料に対して、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、施される分離操作の例には、電気泳動法、または、液相クロマトグラフィー法が含まれ、例えば、電気泳動法、特には、等電点泳動法が好適である。
上述の各機構に加えて、
さらに、
蓋部の取り外し機構により、氷結状態を保持した状態のまま、該蓋部下面に付着している状態で、基板部に形成されている溝状の流路中から離脱・回収される、所定の分離手段を適用した、分離済みの試料に対して、
前記流路に沿って、複数の区分に分画し、氷結状態の試料断片複数とする、氷結状態の試料の破断機能を有する分画機構と、
前記分画機構によって、分離済みの試料を複数の区分に分画して調製される、
氷結状態の試料断片それぞれを、多穴試料プレートの各穴に移し替え、再溶解処理を施し、各分画済み試料液を調製するため、移し替え機能ならびに加熱再溶解機能を有する分画再溶解処理機構とを有する構成とすることも可能である。
分析対象の液体試料に対して、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の電気泳動等の分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている電気泳動分離済みの液状試料中、前記流路上において、スポット分離されている含有成分物質について、該流路に沿って、複数の区分に分画し、該分画に含まれるスポット分離されている含有成分物質のバイオアッセイあるいはケミカルアッセイ分析を行う方法であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面をシール密封している蓋部とが、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の電気泳動分離操作が完了した後、
上記の構成を有する本発明にかかる蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法に従って、基板部上面をシール密封している蓋部を除去し、
電気泳動分離済みの試料を、氷結状態を保持した状態のまま、該蓋部下面に付着している状態で、基板部に形成されている溝状の流路中から離脱・回収する工程と、
氷結状態を保持した状態で維持されている、電気泳動分離済みの試料を、前記流路に沿
って、複数の区分に分画し、
該基板部に形成されている溝状の流路上において、各スポット点として、分離されている含有成分物質を、前記複数の分画のいずれかに含有させる、分画工程と、
前記電気泳動分離済みの試料の一部に相当する、複数の分画に含まれる、氷結状態の試料断片について、再溶解処理を施し、各分画済み試料液を調製する、分画再溶解処理工程と、
該基板部に形成されている溝状の流路に沿って、複数の区分に分割されている各分画について、該分画の両端の流路上における位置情報に基づき、該分画の両端に相当する、電気泳動指数値の特定を行い、各分画の範囲を特定する工程と、
各分画済み試料液に対して、バイオアッセイあるいはケミカルアッセイ分析を行って、該分画中に、当該アッセイ分析によって特定される性質を示す含有成分物質が含まれるか否かを判定する、分画のアッセイ分析工程と、
分画のアッセイ分析結果に基づき、当該分画の範囲に前記アッセイ分析によって特定される性質を示す含有成分物質がスポット点として分離されているか否かを判定し、
溝状の流路に沿って、前記アッセイ分析によって特定される性質を示す含有成分物質がスポット点として分離されていると判定される、各分画の範囲を特定する、電気泳動指数値の範囲情報を取得する、データ解析工程とを有することを特徴とするバイオ試料の分析方法である。
102 接着性樹脂膜層
103 基板部
105a、105b、105c、105d 液溜まり部
107a 投入用流路
107b 分離用流路
110 電極端固定用部材
112 蓋付きマイクロチップ
113 蓋部
まず、本発明のマイクロチップを用いたサンプル処理方法、自動サンプル処理方法、自動サンプル処理装置の処理対象である、電気泳動等の分離方法を利用して、分離済みの液状試料について説明する。
蓋付きマイクロチップは、上面に、断面形状が下辺より上辺が長い台形の形状、あるいは、下辺と上辺とが等しい矩形形状である、溝状の流路が形成されている基板部103と、その溝状の流路上面をシール密封する蓋部113とで構成される。なお、蓋部113には、溝状の流路の末端にそれぞれ設ける液溜まり部に対応させて、液注入用の穴が形成され、一方、溝状の流路の上面は完全に覆う形態とされる。蓋部113は、該蓋部113の機械的強度を保持する機能を有する、板状の蓋基材部101と、その下面部に基板部103の上面との接着に利用する接着性樹脂膜層102とで構成される。また、板状の蓋基材部101と接着性樹脂膜層102とに形成される液注入用の穴は、液溜まり部105d、105cならびに液溜まり部105a、105bと位置合わせがなされている。さらには、板状の蓋基材部101と接着性樹脂膜層102の形成される液注入用の穴は、液溜まり部105d、105cならびに液溜まり部105a、105bに電界印加用の電極端を挿入する際にも利用される。なお、場合によっては、板状の蓋基材部101と、その下面部と基板部103の上面との接着に利用する接着性樹脂膜層102とを同一の材料を利用して構成することも可能である。また、予蓋基材部101と接着性樹脂膜層102とを一体型として作製することも可能である。
蓋付きマイクロチップ内の流路の上面を構成する蓋部113の材質は水濡れ性が乏しい場合も少なくない。水濡れ性が良好な材料で作製されるキャピラリーでは、毛細管現象によって、流路の一端から泳動液がキャピラリー全体に供給されるが、水濡れ性に乏しい内壁面を有するマイクロチップ内の流路では、毛細管現象を利用する泳動液注入に代わる、液注入機構を設ける必要がある。具体的には、流路の末端に設ける液溜まり部と、流路内部との間に圧力差を形成し、この圧力差を利用して、一つの液溜まり部から供給される泳動液を流路内部へと強制的に注入する形態を利用することが好ましい。
マイクロチップの基板部103の上面から蓋部113を剥離・除去する際、基板部103を固定した上で、蓋部113の一端部に外力を印加し、基板部103と蓋部113との接着面に対して実質的に垂直方向に、その蓋部113の一端部を強制的に変位させる。この一端部の変位に付随して、蓋部113は、接着面に対して撓み構造を有するものとなる。
本発明においては、蓋付きマイクロチップを構成する基板部103と蓋部113とを分離する際、マイクロチップの基板部103を固定した上で、基板部103上面に密着されている蓋部113を剥離・除去する手法を採用している。
L=R・θ
δ=R(1−cosθ)
を満足する。この撓み形状の際、基板部103上面と蓋部113下面とが接触する境界に加わる力Pは、蓋部113の厚さ:d、横幅:b、およびその実効的なヤング率:Eの値を用いると、下記のように近似的に表現される。
P=δ・{4bd3E}/(2L)3
蓋部113の一端の変位量:δを、δ→δ+Δδと増加させると、撓み形状を示す曲率半径:Rは、R→R−ΔR1に変化し、その円弧の角度:θは、θ=θ+Δθ1となり、
L=(R−ΔR1)・(θ+Δθ1)
≒R・θ+{R・Δθ1−ΔR1・θ}
δ+Δδ=(R−ΔR1)・{1−cos(θ+Δθ1)}
≒(R−ΔR1)・{1−cosθ+Δθ1・sinθ}
≒R(1−cosθ)+{R・Δθ1・sinθ−ΔR1・(1−cosθ)}
≒R(1−cosθ)+ΔR1・{θ・sinθ−(1−cosθ)}
と過渡的に変化する。
この撓み形状の際、基板部103上面と蓋部113下面とが接触する境界に加わる力P+ΔP1は、下記のように近似的に表現される。
P+ΔP1→Pに減少するように、剥離が僅かに進行する。そして、再び、それ以上の剥離が進行しない状態となる。その剥離が停止した時点では、撓みの形状は、実質的に一定の曲率半径:Rを有する円弧状を示すものとなる。
δ+Δδ=R・{1−cos(θ+Δθ2)}
≒R・{1−cosθ+Δθ2・sinθ}
≒R・(1−cosθ)+R・Δθ2・sinθ
この段階では、基板部103上面と蓋部113下面とが接触する境界に加わる力P−ΔP2は、下記のように近似的に表現される。
≒(δ+Δδ)・{4bd3E}/{(2L)3・(1+3ΔL/L)}
≒(δ+Δδ)・(1−3ΔL/L)・{4bd3E}/(2L)3
すなわち、(P+ΔP1)→(P−ΔP2)への減少する際、ΔLの部分が剥離される。従って、このΔLの部分の接着力減少が、(P+ΔP1)→(P−ΔP2)への変化に相当することになる。基板部103上面と蓋部113下面と間の単位面積当たりの接着力をp0とすると、
(ΔP1+ΔP2)=(3ΔL/L)・(δ+Δδ)・{4bd3E}/(2L)3
≒p0・b・ΔL
換言すると、剥離が進行する上では、少なくとも、
3・(1/L)・P≒p0・b
で表現される閾値条件を超えるひずみ(曲率半径Rが小さな撓み)が基板部103上面と蓋部113下面とが接触する境界で維持される必要があると算定される。
(1/2P)>p0・b・L/6
を維持する範囲に選択すると、基板部103の上面と蓋部113下面との間において、剥離の進行が可能となる。
3・(1/L)・P≒p1・b>p2・b
と表記される。この閾値条件における曲率半径を、Req2とする。
図5に示す蓋部の剥離機構は、蓋部の端部を真空吸着した上で、所定の半径を有するローラーを利用して、巻き上げを行う方式である。蓋部の撓みを示す曲率半径Rは、ローラーの半径に等しくなり、また、その巻き上げ速度を一定とすることで、蓋部端部移動速度も一定となる。
図6に示す蓋部の剥離機構は、蓋部の端部をツマミ部でチャックした上で、引き上げる方式である。その際、蓋部の撓みを示す曲率半径Rの目標値に応じて、引き上げる速度を選択する。
図7に示す蓋部の剥離機構は、蓋部の端部、両端部を同時に持ち上げる方式である。蓋部の端部を移動させるツマミ部は、蓋部の下面を押し上げる方式である。その際、蓋部の撓みを示す曲率半径Rの目標値に応じて、押し上げる速度を選択する。
図8に示す蓋部の剥離機構は、蓋部の端部を真空吸着部でチャックした上で、引き上げる方式である。その際、蓋部の撓みを示す曲率半径Rの目標値に応じて、引き上げる速度を選択する。
図9に示す蓋部の剥離機構は、蓋部の端部を真空吸着部でチャックした上で、引き上げる方式である。その際、蓋部の撓みを示す曲率半径Rの目標値に応じて、引き上げる速度を選択する。
図10に示す蓋部の剥離機構も、蓋部の端部を真空吸着部でチャックした上で、引き上げる方式である。その際、蓋部の撓みを示す曲率半径Rの目標値に応じて、引き上げる速度を選択する。
図11に示す蓋部の剥離機構は、蓋部の端部から、所定のスロープ角を有するショベル状のガイド部を挿入し、蓋部の端部をこのスロープに沿って、持ち上げつつ、移動させる方式である。その際、蓋部の撓みを示す曲率半径Rの目標値に応じて、移動速度を選択することで、撓みを示す曲率半径Rが制御される。
本発明では、氷結状態の電気泳動等の分離済み試料は蓋部113の裏面側の接着された状態に保持したままで、蓋部113の剥離を完了させる。その後、分離された蓋部は、例えば、上記の第二の実施態様では、蓋部の端部をツマミ部でチャックした状態に保持し、ツマミ部を移動させることで、基板部上面から取り除かれる。その他、第四の実施態様〜第七の実施態様では、剥離に使用した機構に保持した状態で、移動させることで、基板部上面から取り除かれる。第三の実施態様では、分離された蓋部に対して、別途、その端部をツマミ部でチャックした状態に保持し、ツマミ部を移動させることで、基板部上面から取り除く形態を採用できる。
本発明では、蓋部上面下面の天地を反転させ、該蓋部下面に付着している、氷結状態を保持した状態の電気泳動等の分離済み試料がその表面に露呈される配置とした後、この氷結状態を保持した状態の電気泳動等の分離済み試料を前記流路に沿って、複数の区分に分画することができる。
本発明にかかるオ試料の分析方法において、電気泳動操作として、等電点泳動法を利用する場合、分析対象の液体試料中に含有される複数種のタンパク質を、本来のホールディング状態を保持し、その活性を維持した状態で分離することができる。この利点を用いて、電気泳動等の分離済み試料の各分画について、バイオアッセイ分析結果に基づいて、目的とする活性を示すタンパク質が含まれるか否かを確認することが可能である。例えば、前記本発明にかかるバイオ試料の分析方法と組み合わせると、実際に、特定の活性を示すタンパク質成分が、分析対象の液体試料中に含まれているか否か、さらには、対象となる特定の活性を示すタンパク質成分が有する分子量、等電点の特定を行う「一次スクリーニング」手段として利用することができる。
本発明にかかるマイクロチップ化学分析装置の全体構成の好ましい形態に関して、さらに説明する。
図3は、本発明のマイクロチップ化学分析装置の実施態様の一例として、等電点分離を実施する装置の概要を模式的に示す図である。この第八の実施態様では、サンプルを等電点分離により化学分析し、凍結固定によりサンプル・泳動液とを固定し、蓋部を分離し、凍結固定されたサンプル・泳動液を蓋部側に付着させて露出させる。
Claims (12)
- 基板部と蓋部とを含んでなり、該基板部に形成されている溝状の流路を具えるマイクロチップであって、
該蓋付きマイクロチップの基板部に形成されている溝状の流路の断面形状が、下辺より上辺が長い台形の形状、あるいは、下辺と上辺とが等しい矩形形状をとっており、
該マイクロチップを冷却して流路内の液状試料を凍結させた場合に、氷結状態の試料が、蓋部下面表面と接する部分(上辺)における単位流路長当たりの接着力ptopが、基板部の壁面と接する部分(下辺と両側の辺)における単位流路長当たりの接着力pbottomを超えている
ことを特徴とする蓋付きマイクロチップ。 - 分析対象の液体試料に対して、請求項1に記載の蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所定の分離手段を適用し、所望の分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている分離済みの液状試料を処理する方法であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面をシール密封している蓋部とが、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の分離操作が完了した後、
前記蓋付きマイクロチップの基板部を冷却し、氷点以下の所定の低温度条件を達成し、該流路内に保持されている分離済みの液状試料に対して、含まれる水溶媒を氷結させる操作を施す冷却工程と、
前記蓋付きマイクロチップの基板部を前記所定の低温度に冷却保持して、分離済みの試料は氷結状態を保持した状態を維持しつつ、該蓋部下面に付着している状態で溝状の流路内から離脱させるため、
基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放する操作を施すため、基板部の上面から蓋部の下面を剥離するため、蓋部の端部に外力を印加し、該剥離が進行する境界面における該蓋部の局所的撓みが示す曲率半径Rを、所定の閾値Req2に対して、曲率半径Rが前記閾値Req2より大きな条件(R>Req2)を維持して、基板部から蓋部を剥離・除去する操作を実施する蓋部剥離工程と、
前記剥離工程を終了した後、該蓋付きマイクロチップにおいて、基板部上面から接着固定が開放され、分離された蓋部を、前記分離済みの試料が、氷結状態を保持した状態で、該蓋部下面に付着している状態を維持しつつ、基板部上面から移動させ、蓋部上面下面の天地を反転させ、該蓋部下面に付着している、氷結状態を保持した状態の分離済み試料がその表面に露呈される配置で、分離された蓋部を保持する移動−反転操作を施す、蓋部の取り外し工程と
を有し、これら一連の工程を実施する
ことを特徴とするサンプル処理方法。 - 分析対象の液体試料に対して、請求項1に記載の蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所定の分離手段を適用し、所望の分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている分離済みの液状試料を自動に処理する方法であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面をシール密封している蓋部とが、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の分離操作が完了した後
前記蓋付きマイクロチップの基板部を冷却し、氷点以下の所定の低温度条件を達成し、該流路内に保持されている分離済みの液状試料に対して、含まれる水溶媒を氷結させる操作を施す冷却工程と、
前記蓋付きマイクロチップの基板部を前記所定の低温度に冷却保持して、分離済みの試料は氷結状態を保持した状態を維持しつつ、該蓋部下面に付着している状態で溝状の流路内から離脱させるため、
基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放する操作を施すため、基板部の上面から蓋部の下面を剥離するため、蓋部の端部に外力を印加し、該剥離が進行する境界面における該蓋部の局所的撓みが示す曲率半径Rを、所定の閾値Req2に対して、曲率半径Rが前記閾値Req2より大きな条件(R>Req2)を維持して、基板部から蓋部を剥離・除去する操作を実施する蓋部剥離工程と、
前記剥離工程を終了した後、該蓋付きマイクロチップにおいて、基板部上面から接着固定が開放され、分離された蓋部を、前記分離済みの試料が、氷結状態を保持した状態で、該蓋部下面に付着している状態を維持しつつ、基板部上面から移動させ、蓋部上面下面の天地を反転させ、該蓋部下面に付着している、氷結状態を保持した状態の分離済み試料がその表面に露呈される配置で、分離された蓋部を保持する移動−反転操作を施す、蓋部の取り外し工程と
を有し、これら一連の工程を自動に実施する
ことを特徴とする自動サンプル処理方法。 - 分析対象の液体試料に対して、請求項1に記載の蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所定の分離手段を適用し、所望の分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている分離済みの液状試料を自動的に処理するための装置であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面をシール密封している蓋部とが、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の分離操作が完了された蓋付きマイクロチップに対して、
前記蓋付きマイクロチップの基板部と接する配置に設置可能な基板部冷却機構と、
該基板部と接する配置に設置される基板部冷却機構による冷却により、少なくとも、基板部を氷点以下の所定の低温度条件に維持することが可能な冷却機構の制御機構部と、
前記蓋付きマイクロチップの基板部を前記基板部冷却機構と接する配置に固定可能な基板部固定機構と、
前記基板部固定機構によって、基板部を固定した配置において、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している接着力を開放するため、基板部上面に対して実質的に垂直な方向成分を有する外力を、蓋部の端部に印加する機能を具えた外力印加機構と、
前記外力印加機構による、蓋部の端部への外力印加と同期して、基板部上面と蓋部下面との接触界面に対して、実質的に垂直な方向へ、該蓋部の端部を移動させる蓋部端部移動機構と、
前記蓋部の端部に対して、同期して作用する外力印加機構と蓋部端部移動機構によって、基板部の上面から蓋部の下面を剥離する過程において、該剥離が進行する境界面における該蓋部の局所的撓みが示す曲率半径Rを、所定の閾値Req2に対して、曲率半径Rが前記閾値Req2より大きな条件(R>Req2)を維持するように、該蓋部の端部の移動速度を制御する機能を有する蓋部端部移動速度制御機構と、
基板部上面から蓋部を剥離する操作を終了した後、基板部上面から接着固定が開放され、分離された蓋部を保持し、基板部上面から移動させ、蓋部上面下面の天地を反転させ、蓋部下面を表面向きに露呈させる機能を有する、分離された蓋部の取り外し機構とを具え、
上記の一連の操作を実施する各機構の動作を、所定の工程プログラムに従って、自動的に実施させる機能を有する、自動操作制御機構を有する
ことを特徴とする自動サンプル処理装置。 - 分析対象の液体試料に対して、請求項1に記載の蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所定の電気泳動方法を適用し、所望の電気泳動分離操作を施した後、該蓋付きマイクロチップに形成されている流路に保持されている電気泳動分離済みの液状試料中、前記流路上において、スポット分離されている含有成分物質について、該流路に沿って、複数の区分に分画し、該分画に含まれるスポット分離されている含有成分物質のバイオアッセイ分析を行う方法であって、
前記蓋付きマイクロチップは、その基板部に形成されている溝状の流路に対して、その上面をシール密封している蓋部とが、基板部上面と蓋部下面とを密着させ、所定の配置で接着状態を達成している構成を有し、
分析対象の液体試料を、蓋付きマイクロチップに形成されている流路を利用して、所望の電気泳動分離操作が完了した後、
請求項3に記載の分析用の蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法に従って、基板部上面をシール密封している蓋部を剥離・除去を行って、
電気泳動分離済みの試料を、氷結状態を保持した状態のまま、該蓋部下面に付着している状態で、基板部に形成されている溝状の流路中から離脱・回収する工程と、
氷結状態を保持した状態で維持されている、電気泳動分離済みの試料を、前記流路に沿って、複数の区分に分画し、
該基板部に形成されている溝状の流路上において、各スポット点として、分離されている含有成分物質を、前記複数の分画のいずれかに含有させる、分画工程と、
前記電気泳動分離済みの試料の一部に相当する、複数の分画に含まれる、氷結状態の試料断片について、再溶解処理を施し、各分画済み試料液を調製する、分画再溶解処理工程と、
該基板部に形成されている溝状の流路に沿って、複数の区分に分割されている各分画について、該分画の両端の流路上における位置情報に基づき、該分画の両端に相当する、電気泳動指数値の特定を行い、各分画の範囲を特定する工程と、
各分画済み試料液に対して、バイオアッセイ分析を行って、該分画中に、当該バイオアッセイ分析によって特定される性質を示す含有成分物質が含まれるか否かを判定する、分画のバイオアッセイ分析工程と、
分画のバイオアッセイ分析結果に基づき、当該分画の範囲に前記バイオアッセイ分析によって特定される性質を示す含有成分物質がスポット点として分離されているか否かを判定し、
溝状の流路に沿って、前記バイオアッセイ分析によって特定される性質を示す含有成分物質がスポット点として分離されていると判定される、各分画の範囲を特定する、電気泳動指数値の範囲情報を取得する、データ解析工程とを有する
ことを特徴とするバイオ試料の分析方法。 - 前記所定の分離手段を適用する分離操作が、等電点泳動法である
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記所定の分離手段を適用する分離操作が、等電点泳動法である
ことを特徴とする請求項4に記載の装置。 - 前記所定の電気泳動方法を適用する分離操作が、等電点泳動法である
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 請求項3に記載する分析用の蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理方法に従って、
蓋部の取り外し工程を終えた後に、さらに、
氷結状態を保持した状態のまま、該蓋部下面に付着している状態で、基板部に形成されている溝状の流路中から離脱・回収される、所定の分離手段を適用した、分離済みの試料を、前記流路に沿って、複数の区分に分画し、
該基板部に形成されている溝状の流路上において、各スポット点として、分離されている含有成分物質を、前記複数の分画のいずれかに含有させる、分画工程と、
前記分離済みの試料の一部に相当する、複数の分画に含まれる、氷結状態の試料断片について、再溶解処理を施し、各分画済み試料液を調製する、分画再溶解処理工程とを有する
ことを特徴とする自動サンプル処理方法。 - 請求項4に記載する分析用の蓋付きマイクロチップの自動サンプル処理装置の各機構に加えて、
さらに、
蓋部の取り外し機構により、氷結状態を保持した状態のまま、該蓋部下面に付着している状態で、基板部に形成されている溝状の流路中から離脱・回収される、所定の分離手段を適用した、分離済みの試料に対して、
前記流路に沿って、複数の区分に分画し、氷結状態の試料断片複数とする、氷結状態の試料の破断機能を有する分画機構と、
前記分画機構によって、分離済みの試料を複数の区分に分画して調製される、
氷結状態の試料断片それぞれを、多穴試料プレートの各穴に移し替え、
再溶解処理を施し、各分画済み試料液を調製するため、移し替え機能、ならびに加熱再溶解機能を有する分画再溶解処理機構とを有する
ことを特徴とする自動サンプル処理装置。 - 前記所定の分離手段を適用する分離操作が、等電点泳動法である
ことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記所定の分離手段を適用する分離操作が、等電点泳動法である
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。
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