JP4720419B2 - マイクロチップへの分離バッファ液充填装置とそれを備えたマイクロチップ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は化学やライフサイエンスなどの分野において、マイクロチップ電気泳動方法や微量液体クロマトグラフィなどの分析を行なうマイクロチップ処理装置と、そのようなマイクロチップ処理装置においてマイクロチップに分離バッファ液を充填するための装置に関するものである。

マイクロチップ電気泳動では、分離用主流路の一端側に導入されたＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質などの試料をその流路の両端間に印加した電圧によりその流路の他端方向に電気泳動させることにより分離させて検出する。
マイクロチップ電気泳動において、１つの電気泳動流路を有する単一のマイクロチップを繰り返し使用して、バッファ液の充填、試料分注、電気泳動及び分離された試料成分の検出を自動で行なう装置が開発されている（特許文献１参照。）。

分析の稼働率を上げるために、複数の流路を備えた電気泳動装置も提案されている。その１つの装置は、１２個の流路を備え、分離バッファ液の充填と試料分注を手動で行なった後、１２個の流路から順次電気泳動を起こさせて分離してデータを得ている（非特許文献１参照。）。

他の装置ではキャピラリによる１２個の流路を備え、分離バッファ液の充填、試料分注、電気泳動分離及びデータ取得を自動で行なうようになっている（非特許文献２参照。）。

微量液体クロマトグラフィでは、マイクロチップは主流路として分離用カラムを含む送液流路を備えており、分離用カラムの一端側に導入された試料をその分離用カラムの他端方向に移動させることにより分離させて分析する（非特許文献３参照。）。
特開平１０−２４６７２１号公報 「ぶんせき」誌、Ｎｏ．５，２６７−２７０頁（２００２年） Electrophoresis ２00３, ２４, ９３-９５ Anal. Chem., ７0, ３７９0 (１９９８)

マイクロチップは流路の各端部に表面に開口したリザーバをもったものを使用し、マイクロチップ処理装置に装着するときはリザーバが上面にくるようにマイクロチップを保持する。その際、流路に分離バッファ液を充填するとき、又は分析の終わったマイクロチップの流路の分離バッファ液を交換するときは、分離バッファ液充填装置により１つのリザーバに分離バッファ液を供給し、そのリザーバ上に空気供給口を押し付けて空気を供給することにより分離バッファ液を流路に押し込み、他のリザーバから溢れた分離バッファ液を吸引ノズルから吸引する。

このとき、リザーバ上への空気供給口の押し付ける機構と空気を供給するための駆動機構は別の機構となっているのが通常であるため、装置が大型になりやすい。
そこで、本発明の第１の目的は、リザーバ上に空気供給口を押し付けて空気を供給する機構を簡略化して小型で安価な分離バッファ液充填装置を提供することである。

また、リザーバから吸引ノズルにより吸引して排出すべき分離バッファ液がリザーバに残ることは好ましくなく、特にマイクロチップを繰り返し使用するときは前回の分析試料による汚染が生じて分析精度が低下する。
そこで、本発明の第２の目的は、マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填する際、排出すべき分離バッファ液をリザーバから吸引しやすくした分離バッファ液充填装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、そのような分離バッファ液充填装置を使用したマイクロチップ処理装置を提供することである。

第１の目的を達成するための本発明の分離バッファ液充填装置は、板状部材の内部に溶液が移動しつつ分析が行なわれる分離用主流路を少なくとも含む流路の各端部の表面に開口したリザーバが上面にくるように配置されたマイクロチップに対し、前記流路のいずれかの一端のリザーバで分離バッファ液が注入されたものの上に気密を保って押しつけられる空気供給口を備えてその空気供給口から空気を供給して前記流路に分離バッファ液を充填する分離バッファ液充填装置であり、前記空気供給口はエアーシリンダの先端開口であり、その開口にはシール部が設けられ、そのシール部によりリザーバ上に気密を保って押し付けられるものであり、前記エアーシリンダを上下方向に移動させるとともにそのプランジャを作動させるエアーシリンダ移動・駆動機構は、前記エアーシリンダを保持するエアーシリンダ保持部材と、前記エアーシリンダ保持部材の上方で前記プランジャを保持するプランジャ保持部材と、前記エアーシリンダ保持部材及びプランジャ保持部材を摺動可能に支持するガイドと、前記エアーシリンダ保持部材とプランジャ保持部材の間に配置された弾性部材と、前記プランジャ保持部材を上下方向に移動させる駆動機構と、前記プランジャ保持部材の上死点を規定するストッパとを備え、前記弾性部材は、前記駆動機構の作動に伴う前記プランジャ保持部材の下降過程において、前記空気供給口が前記マイクロチップに当接するまでは前記弾性部材により前記エアーシリンダ保持部材を押して下降させ、前記空気供給口が前記マイクロチップに当接した後は前記プランジャを押して前記空気供給口から空気を供給するように設定されていることを特徴とするものである。

第２の目的を達成するための本発明の分離バッファ液充填装置は、板状部材の内部に溶液が移動しつつ分析が行なわれる分離用主流路を少なくとも含む流路の各端部の表面に開口したリザーバが上面にくるように配置されたマイクロチップに対し、前記流路に分離バッファ液を充填するものであり、マイクロチップの流路のいずれかの一端のリザーバで分離バッファ液が注入されたものの上に気密を保って押しつけられる空気供給口と、残りの他のリザーバ全てに上方から挿入され、前記空気供給口から空気が吹き込まれて分離バッファ液が流路に押し込まれたときに流路からリザーバに溢れた分離バッファ液を吸引する吸引ノズルとを備えており、それらの吸引ノズルは上下方向に移動するノズル保持部材に摺動可能に支持され、かつ付勢手段により下方向に付勢されていることにより、前記リザーバの底部に押しつけられたとき前記付勢手段により付勢された状態となることを特徴とするものである。

リザーバのうち、試料供給用リザーバは他のリザーバとは別に分離バッファ液を除去したり、洗浄をしたりすることがある。そのような態様に対応するために、好ましい形態では、吸引ノズルがリザーバに挿入される前の状態において、吸引ノズルのうち試料供給用リザーバに挿入される吸引ノズルがノズル保持部材から下方に突出する長さは、他の吸引ノズルがノズル保持部材から下方に突出する長さに比べてそれらの他の吸引ノズルが挿入されるリザーバに存在する液の深さ分よりも長くなるように取りつけられている。

さらに好ましい形態では、吸引ノズルの先端の外径はそれらが挿入されるリザーバの底部の寸法よりも小さいものであり、吸引ノズルがリザーバから液を吸入するときは吸引ノズルの先端がリザーバの底部側壁部に押しつけられるようになっている。

さらに好ましい形態では、前記空気供給口はエアーシリンダの先端開口であり、その開口にはシール部が設けられ、そのシール部によりリザーバ上に気密を保って押しつけられるものである。

さらに好ましい形態では、エアーシリンダを上下方向に移動させるとともにそのプランジャを作動させるエアーシリンダ移動・駆動機構は、エアーシリンダを保持するエアーシリンダ保持部材と、エアーシリンダ保持部材の上方でプランジャを保持するプランジャ保持部材と、エアーシリンダ保持部材及びプランジャ保持部材を摺動可能に支持するガイドと、エアーシリンダ保持部材とプランジャ保持部材の間に配置された弾性部材と、プランジャ保持部材を上下方向に移動させる駆動機構と、プランジャ保持部材の上死点を規定するストッパとを備え、前記弾性部材は、前記駆動機構の作動に伴うプランジャ保持部材の下降過程において、前記空気供給口がマイクロチップに当接するまでは前記弾性部材によりエアーシリンダ保持部材を押して下降させ、前記空気供給口がマイクロチップに当接した後は前記プランジャを押して前記空気供給口から空気を供給するように設定されている。
さらに好ましい形態では、エアーシリンダ保持部材はノズル保持部材と一体化されている。

本発明が適用されるマイクロチップ処理装置は特に限定されるものではないが、好ましい一例は、板状部材の内部に溶液が移動しつつ分析が行なわれる分離用主流路を少なくとも備えたマイクロチップを保持する保持部と、前記マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填する分離バッファ液充填装置と、試料容器又は試薬容器に上部から挿入して試料又は試薬を吸入し前記保持部に保持されたマイクロチップの所定の位置に注入するための分注プローブと、前記分注プローブを前記マイクロチップ、試料容器及び試薬容器の所定の位置の間で移動させる分注プローブ駆動機構とを少なくとも備えたマイクロチップ処理装置であり、その分離バッファ液充填装置として本発明の分離バッファ液充填装置を使用するものである。

そのようなマイクロチップ処理装置の好ましい一例では、保持部は主流路の数が複数個となるようにマイクロチップを保持し、主流路における前処理工程と分析工程を制御するために制御部が設けられ、分注プローブは複数の主流路で共通に使用され、それらの主流路における分析工程に先立つ前処理工程を行なうものであり、その制御部は１つの主流路における前処理工程が終了すると次の主流路の前処理工程に移行するように前処理工程を主流路ごとに独立して行ない、前処理工程が終了した複数の主流路で並行して分析工程を行なうように制御するものである。

分離バッファ液充填装置において、流路に分離バッファ液を押し込む空気を供給する空気供給口をエアーシリンダの先端開口とすれば、空気供給手段を別途設ける必要がないので、装置が小型になる。

また、そのエアーシリンダを上下方向に移動させるとともにそのプランジャを作動させるエアーシリンダ移動・駆動機構として、エアーシリンダ保持部材とプランジャ保持部材をガイドで摺動可能に支持し、エアーシリンダ保持部材とプランジャ保持部材の間に弾性部材を配置し、空気供給口がマイクロチップに当接するまではその弾性部材によりエアーシリンダ保持部材を押して下降させ、空気供給口がマイクロチップに当接した後はプランジャを押して空気供給口から空気を供給するようにすれば、エアーシリンダの上下方向の移動とプランジャの駆動を１つの駆動源で実現することができるので、エアーシリンダ移動・駆動機構が端単になり、分離バッファ液充填装置が小型で安価になる。

また、分離バッファ液充填装置において、流路に押し込まれて他のリザーバから溢れた分離バッファ液を吸引する吸引ノズルを、上下方向に移動するノズル保持部材に摺動可能に支持し、かつ付勢手段により下方向に付勢してリザーバの底部に押しつけるようにすれば、排出すべき分離バッファ液をリザーバから残さず吸引できるようになる。

吸引ノズルのうち試料供給用リザーバに挿入される吸引ノズルがノズル保持部材から下方に突出する長さを、他の吸引ノズルがノズル保持部材から下方に突出する長さに比べてそれらの他の吸引ノズルが挿入されるリザーバに存在する液の深さ分よりも長くなるようにすれば、試料供給用リザーバの液のみを吸引できるようになるので、試料供給用リザーバのみの分離バッファ液を除去したり、洗浄をしたりすることができるようになる。

吸引ノズルがリザーバから液を吸入するときに吸引ノズルの先端をリザーバの底部側壁部に押しつけるようにすれば、リザーバの底部周囲部に残った液まで吸いだせるようになる。その結果、マイクロチップを繰り返し使用する場合には前回の測定試料による汚染（キャリーオーバー）が小さくなる。また、リザーバを洗浄する際の洗浄水量が少なくてすむようになり、洗浄時間が短縮でき、ひいては分析時間の短縮につながる。

エアーシリンダ保持部材とノズル保持部材とを一体化すれば、分離バッファ液充填装置がさらに小型で安価になる。
マイクロチップ処理装置に本発明の分離バッファ液充填装置を登載すれば、リザーバから不要な分離バッファ液や洗浄水を排出しやすくなるので、分析精度を高めることができる。

図１は本発明をマイクロチップ電気泳動装置に適用した一実施例における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
２は分注部で、分注プローブを備えた分注プローブ駆動機構を含んでいる。分注部２の分注プローブは、シリンジポンプ４により分離バッファ液又は試料を吸入し、マイクロチップの電気泳動流路の一端に注入するものであり、複数の電気泳動流路について共通に設けられている。１６は電気泳動流路の一端に注入された分離バッファ液を空気圧により電気泳動流路に充填し、不用な分離バッファ液を吸引ポンプ部２３により排出する分離バッファ液充填装置であり、分離バッファ液充填装置１６も、処理しようとする複数の電気泳動流路について共通に設けられている。２６は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加する電気泳動用高圧電源部である。３１は電気泳動流路で分離された試料成分を検出する検出部の一例としての蛍光測定部である。３８は制御部で、１つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行するように分注部２の動作を制御し、試料注入が終了した電気泳動流路で泳動電圧を印加して電気泳動を起こさせるように電気泳動用高圧電源部２６の動作を制御し、蛍光測定部３１による検出動作を制御するものである。４０はこのマイクロチップ電気泳動装置の動作を指示したり、蛍光測定部３１が得たデータを取り込んで処理したりするための外部制御装置としてのパーソナルコンピュータである。

図２に一実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す。マイクロチップ５−１〜５−４は保持部（図示略）に４個が保持される。マイクロチップ５−１〜５−４は後で詳しく説明するように、それぞれ１試料を処理するための１つの電気泳動流路が形成されたものである。

それらのマイクロチップ５−１〜５−４に分離バッファ液と試料を分注するために、分注部２は、吸引と吐出を行なうシリンジポンプ４と、分注ノズルを備えた分注プローブ８と、洗浄液用の容器１０とを備えており、分注プローブ８と洗浄液用の容器１０は三方電磁弁６を介してシリンジポンプ４に接続されている。分離バッファ液と試料はマイクロタイタプレート１２上の穴にそれぞれ収容されて、分注部２によりマイクロチップ５−１〜５−４に分注される。なお、分離バッファ液は専用の容器に収容してマイクロタイタプレート１２の近くに配置してもよい。１４は分注プローブ８を洗浄するための洗浄部であり、洗浄液が溢れている。

分注部２は、三方電磁弁６を分注プローブ８とシリンジポンプ４が接続される方向に接続して分離バッファ液又は試料を分注プローブ８に吸引し、シリンジポンプ４によりマイクロチップ５−１〜５−４のいずれかの電気泳動流路に吐出する。分注プローブ８を洗浄する際は三方電磁弁６をシリンジポンプ４と洗浄液用の容器１０を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ４に洗浄液を吸引した後、分注プローブ８を洗浄部１４の洗浄液に浸し、三方電磁弁６をシリンジポンプ４と分注プローブ８を接続する側に切り替えて分注プローブ８の内部から洗浄液を吐出することにより洗浄を行なう。

マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路の一端のリザーバに分注された分離バッファ液を流路内に充填するために、４つのマイクロチップ５−１〜５−４について分離バッファ液充填装置１６が共通に備えられている。分離バッファ液充填装置１６はマイクロチップ５−１〜５−４のいずれかの電気泳動流路の一端のリザーバ上に空気供給口１８を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル２２を挿入し、空気供給口１８から空気を吹き込んで分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから溢れた分離バッファ液をノズル２２から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。

各マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路に独立して泳動用の電圧を印加するために、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに独立した電気泳動用高圧電源２６（２６−１〜２６−４）が設けられている。

マイクロチップ５−１〜５−４の分離流路５５で電気泳動分離された試料成分を検出するための蛍光測定部３１は、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに設けられてそれぞれの電気泳動流路の一部に励起光を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）３０−１〜３０−４と、電気泳動流路を移動する試料成分がＬＥＤ３０−１〜３０−４からの励起光により励起されて発生した蛍光を受光する光ファイバ３２−１〜３２−４と、それらの光ファイバ３２−１〜３２−４からの蛍光から励起光成分を除去し、蛍光成分のみを透過させるフィルタ３４を介して蛍光を受光する光電子増倍管３６とを備えている。ＬＥＤ３０−１〜３０−４を互いに時間をずらして発光させることにより、１つの光電子増倍管３６で４つのマイクロチップ５−１〜５−４からの蛍光を識別して検出することができる。なお、励起光の光源としては、ＬＥＤに限らずＬＤ（レーザダイオード）を用いてもよい。

図３と図４はこの実施例におけるマイクロチップの一例を示したものである。本発明におけるマイクロチップは基板内に電気泳動流路が形成されたこのような電気泳動装置を指しており、必ずしもサイズの小さいものに限定される意味ではない。

図３に示されるように、このマイクロチップ５は一対の透明基板（石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板）５１，５２からなり、一方の基板５２の表面に、（Ｂ）に示されるように、互いに交差する泳動用キャピラリ溝５４，５５を形成し、他方の基板５１には、（Ｃ）に示されるように、その溝５４，５５の端に対応する位置にリザーバ５３を貫通穴として設け、両基板５１，５２を（Ｃ）に示すように重ねて接合し、キャピラリ溝５４，５５を試料の電気泳動分離用の分離流路５５と、その分離流路に試料を導入するための試料導入流路５４とする。

マイクロチップ５は基本的には図３に示したものであるが、取扱いを容易にするために、図４に示されるように、電圧を印加するための電極端子を予めチップ上に形成したものを使用する。図４はそのマイクロチップ５の平面図を示したものである。４つのリザーバ５３は流路５４，５５に電圧を印加するためのポートでもある。ポート＃１と＃２は試料導入流路５４の両端に位置するポートであり、ポート＃３と＃４は分離流路５５の両端に位置するポートである。各ポートに電圧を印加するために、このチップ５の表面に形成された電極パターン６１〜６４がそれぞれのポートからマイクロチップ５の側端部に延びて形成されており、電気泳動用高圧電源部２６−１〜２６−４に接続されるようになっている。

図５はバッファ充填・排出部１６における空気供給口１８とマイクロチップ５の接続状態を概略的に示したものである。空気供給口１８の先端にはＯリング２０が設けられており、空気供給口１８をマイクロチップ５の１つのリザーバ上に押し当てることにより、マイクロチップ５の電気泳動流路に対し、空気供給口１８を機密を保って取り付けることができ、空気供給口１８から空気を加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバにはノズル２２が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液を吸入して排出する。

図６は一実施例における動作を詳細に示したものである。ここでは１つのマイクロチップに１つの電気泳動流路が形成されているものを使用する。したがって、この場合には１つのマイクロチップから次のマイクロチップに処理が移行することは１つの電気泳動流路から次の電気泳動流路に処理が移行することと同義である。

（Ａ）は前処理工程と電気泳動・測光工程が４つのマイクロチップで一部並行しながら順次行なわれていく実施例の動作を示している。
各工程は時間で設定され、前処理工程は４０秒、電気泳動・測光工程は１２０秒に設定されており、１つのマイクロチップについての１サイクルは１６０秒である。

１つのマイクロチップについての前処理工程が終わると、そのマイクロチップでの電気泳動・測光工程の終了を待つことなく次のマイクロチップの前処理工程へと移行していく。すなわち、１番目のマイクロチップでの前処理工程の終了に伴って電気泳動が開始され、測光も開始されるとともに、２番目のマイクロチップでの前処理工程が開始される。２番目のマイクロチップでの前処理工程が終わると２番目のマイクロチップでの電気泳動が開始され、測光も開始されるとともに、３番目のマイクロチップでの前処理工程が開始される。このようにして、前処理工程はマイクロチップごとに順次行なわれていき、それとは別に前処理工程の終わったマイクロチップでは電気泳動と測光が順次開始されていき、結果として電気泳動と測光は複数のマイクロチップで並行して実行される。４番目のマイクロチップまで前処理工程が行なわれると、１番目のマイクロチップでは分析が終了しているので、１番目のマイクロチップを再度利用して同様の処理が繰り返されていく。

電気泳動工程では、試料を試料導入流路から分離用流路との交差位置まで導くための電圧印加が行なわれ、続いて分離用流路での電圧印加による電気泳動分離が行なわれる。それとともに、検出位置ではＬＥＤから光照射がなされ、蛍光測定が開始される。

前処理工程を（Ｂ）に詳細に示す。
最上段の数値は時間（秒）を表わしている。「マイクロチップ」の欄は１つのマイクロチップにおける処理の内容を示したものである。「分注部」欄はシリンジポンプ４により行なわれる分注プローブ８からの分離バッファ液と試料の吸引と吐出動作を示している。

「分離バッファ液充填装置」の欄は、マイクロチップに分注された分離バッファ液を流路に押し込む充填操作と溢れ出た分離バッファ液を吸引して排出する吸引工程を吸引ポンプにより行なう操作を示している。

「マイクロチップ」の欄において、最初の分離バッファ液吸引（Ｂ吸引）は先の分析で使用した分離バッファ液を吸引して排出する工程である。次の「Ｗ４Ｂ分注」工程で４番目のリザーバへ分離バッファ液を分注し、次の「充填・吸引」工程で分離バッファ液充填装置から加圧空気を供給してその分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから不要な分離バッファ液を吸引して排出することにより流路を新たな分離バッファ液で洗浄する。

次の「Ｗ１Ｂ分注」工程により１番目のリザーバを洗浄するために１番目のリザーバに新たな分離バッファ液を分注し、次の「充填・吸引」工程で分離バッファ液充填装置から４番目のリザーバに加圧空気を供給してその分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから不要な分離バッファ液を吸引して排出することにより分離バッファ液を流路に充填する。その後、次の「Ｗ２，３，４バッファ分注」工程により他の２，３，４番目のリザーバからも分離バッファ液を分注する。これで電気泳動流路への分離バッファ液の充填が完了する。

次に、試料の分注のために分注部の分注プローブに試料が吸引され、「Ｗ１Ｓ分注」工程により１番目のリザーバにその試料が吐出されて試料分注が行なわれる。試料分注後、分注部の分注プローブは洗浄された後、次の試料のための分離バッファ液の吸入に備える。これでそのマイクロチップの電気泳動流路での前処理工程が終了する。

実施例のマイクロチップではクロスインジェクション方式の電気泳動流路を採用しているが、これに限らず、流路が分離流路だけのマイクロチップであってもよい。

また、実施例のマイクロチップでは１つのマイクロチップに電気泳動流路が１つだけ設けられたものを使用しているが、１つのマイクロチップに電気泳動流路が複数形成されていてもよく、その場合には電気泳動流路を単位として本発明を適用すればよい。

検出部として蛍光を測定するものを使用しているが、蛍光を測定する以外に、吸光度を測定したり、化学発光又は生物発光を利用した検出方法を用いたりすることもできる。
検出部に関してはそれぞれのマイクロチップで独立して励起光を照射するものでなくても、全てのマイクロチップに共通に使用される測光系を用意し、その光学系を全てのマイクロチップの検出位置の間で移動させるように走査する方式のものであってもよい。

次に分注部２を詳細に説明する。
図７に拡大して示されているように、分注プローブ８は中空で先端がニードルとなっており、先端の孔から液の吸入と吐出を行なう。分注プローブ８は試料と試薬（この実施例では分離バッファ液）で共用される。図７は試料容器９０に分注プローブ８の先端が挿入された状態を示している。試料容器９０は、図７に示されるように、上部開口が分注プローブ８のニードルで貫通可能なセプタムなどのシール材９０ａで閉じられた状態でこのマイクロチップ処理装置に装着される。一方、分離バッファ液を収容した試薬容器は、外蓋が外されて上部開口が開けられた状態でこのマイクロチップ処理装置に装着される。試料分注操作の際には分注プローブ８のニードルがシール材９０ａを貫通して試料容器９０に挿入されて試料の吸入が行なわれ、試薬分注の際には分注プローブ８のニードルが開口した試薬容器に挿入されて試薬の吸入が行なわれる。

分注プローブ８はその側面に溝８ｂが設けられている。その溝８ｂは例えば幅及び深さがともに５０μｍ〜０．６ｍｍであり、その位置は分注プローブ８の先端が試料容器９０に挿入されて試料を吸入する際に試料容器９０内と大気とが連通する位置、すなわちシール材９０ａを貫通している位置である。これにより、分注プローブ８によって容器９０内の試料を吸入しても大気が溝８ｂを通って容器９０内に流入するので、容器９０内が陰圧になるのを防止することができ、精度良く液体を吸引することができる。

分注プローブ８は金属製であり、その先端部での静電容量が検出されることにより静電容量式液面センサとなっている。分注プローブ８の先端部の静電容量は、試料容器又は試薬容器に挿入されて容器中の液体に接触すると変化することにより、液面を検出する。液面センサは図１に符号９２として示されているように、制御部３８に接続されて、静電容量が常時監視されることにより、試料容器又は試薬容器内での液面位置が検知される。

制御部３８はこの液面センサの出力に基づいて試料容器内又は試薬容器内の残液量を算出し、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）４０を残液量表示部として、図８に示されるように表示を行なう。（図８はその表示ではないようです。文章を修正して下さい。）

この液面センサの出力に基づいた残液量が分析開始前に不足していた場合には、制御部３８はパーソナルコンピュータ４０を警報手段としてその旨を知らせるようにしてもよい。
この液面センサの出力に基づいた残液量が不足した場合には、制御部３８はパーソナルコンピュータ４０を警報手段としてその都度知らせるようにしてもよい。

図９には、分注部２における分注プローブ駆動機構のうち、分注プローブ８をＺ方向（上下方向）に駆動するとともに、分注プローブ８が試料容器９０から引き抜かれる際に試料容器９０が浮き上がらないように下方向に付勢する水平方向の押さえ部材８６ｂをもつ押さえ機構としての押さえレバー８６を下端に備えたものの一例を示す。

押さえレバー８６は分注プローブ８を保持して上下方向に移動するプローブホルダ８０に摺動可能に取りつけられており、押さえレバー８６をプローブホルダ８０に対して下方向に付勢する付勢手段としてのバネ８７と、押さえ部材８６ｂがプローブホルダ８０に対して、分注プローブ８の下端の停止位置（図９（Ａ）の状態の位置）よりもさらに下方へ移動するのを規制するストッパ８６ａとを備えている。ストッパ８６ａはプローブホルダ８０の上側で押さえレバー８６に固定され、プローブホルダ８０の上面に当接することにより、押さえレバー８６がそれ以上に下方に移動することを規制している。バネ８７は引っ張りバネであり、プローブホルダ８０の上側で、押さえレバー８６の上端とプローブホルダ８０との間にかけられている。

押さえレバー８６と分注プローブ８は、プローブホルダ８０を上下方向に移動させる一軸の駆動系により駆動される。この機構をさらに詳細に説明すると、分注プローブ８を駆動するための駆動部７０は、この駆動部７０を水平面内のＸ方向及びＹ方向に移動させるための駆動機構（図示は省略）に固定された固定軸７２を備えている。固定軸７２には垂直方向のリニアガイド８２が固定され、プローブホルダ８０はリニアガイド８２に案内され、上下方向に摺動可能に支持されている。プローブホルダ８０にはボールネジ７６が螺合し、ボールネジ７６の回転によりプローブホルダ８０の上下方向の移動が駆動される。固定軸７２にはまた、駆動用モータ７４としてステッピングモータが取りつけられ、駆動用モータ７４の回転軸とボールネジ７６とがタイミングベルト７８で連結されていることにより、駆動用モータ７４の回転がボールネジ７６に伝達される。
図９の分注部により分注プローブ８で試料を吸入する動作を説明する。

（待機状態）
図９（Ａ）の位置は待機位置であり、待機位置ではプローブホルダ８０が最も上の位置に上がっており、押さえレバー８６のストッパ８６ａがプローブホルダ８０の上面と当接してプローブホルダ８０に対して押さえレバー８６が最も下がった状態となっている。この待機状態では、押さえレバー８６の下端にある押さえ部材８６ｂは分注プローブ８の先端よりも下側にきている。

（試料吸入のための下降）
図９（Ｂ）は分注プローブ８が下降するときの状態を表わしたものである。駆動用モータ７４の回転がタイミングベルト７８を介してボールネジ７６に伝達され、ボールネジ７６が回転することによりプローブホルダ８０が下降する。分注プローブ８はプローブホルダ８０に固定されているのでプローブホルダ８０とともに下降し、また押さえレバー８６はバネ８７によりプローブホルダ８０に対して下方向に付勢されているので、押さえレバー８６もプローブホルダ８０と共に下降する。押さえレバー８６の下端にある押さえ部材８６ｂが試料容器９０の上面に当接すると、押さえレバー８６の下降が停止する。

（試料吸入）
図９（Ｂ）の状態からさらにプローブホルダ８０が下降を続ける。押さえレバー８６はその下端の押さえ部材８６ｂが試料容器と当接しているためそれ以上に下降することができず、プローブホルダ８０の下降に伴なって押さえレバー８６はプローブホルダ８０に対し摺動し、プローブホルダ８０のみが下降を続けてバネ８７が伸びていく。分注プローブ８はプローブホルダ８０とともに下降し、その先端が試料容器９０のシールド材９０ａを貫通して試料容器９０内に挿入される。分注プローブ８の先端は液面センサになっているので、液面センサが試料容器９０内の液面を検知すると、それより所定の深さだけ試料中に侵入したところで駆動モータ７４の駆動が停止され、プローブホルダ８０の下降が停止される。その状態が図９（Ｃ）に示された状態であり、その状態で分注プローブ８により試料の所定量が吸入される。

次に、駆動モータ７４が逆方向に回転し、プローブホルダ８０が上昇を始める。プローブホルダ８０の上昇にともなって分注プローブ８が上昇を始め、試料容器９０から引き抜かれる。このとき押さえレバー８６はバネ８７によってプローブホルダ８０に対し下方向に付勢されているので、プローブホルダ８０が上昇を始めても押さえレバー８６は図９（Ｃ）の位置に留まる。これにより分注プローブ８が試料容器９０のシール材９０ａから引き抜かれるときに分注プローブ８とシール材９０ａの間の摩擦により試料容器９０には上方向に引き上げようとする力が働くが、押さえ部材８６ｂが図９（Ｃ）の位置に固定されているため、試料容器９０の浮き上がりが防止される。

やがて、プローブホルダ８０が図９（Ｂ）の位置まで上昇すると、押さえレバー８６に取りつけられているストッパ８６ａがプローブホルダ８０の上面と当接し、その後さらにプローブホルダ８０が上昇すると、押さえレバー８６はプローブホルダ８０とともに上昇する。プローブホルダ８０が図９（Ａ）の位置まで上昇すると、試料の吸入動作が終了する。
その後、駆動部７０全体がマイクロチップの所定の位置まで移動させられ、分注プローブ８がマイクロチップの所定のリザーバに挿入されて試料が注入される。

分注プローブ８は試料の分注だけでなく、試薬の分注にも用いられる。試薬はこの実施例では分離バッファ液であるが、他の試薬を用いる場合も同じである。試薬容器はマイクロチップに対し繰り返し分注される試薬を収容するために試料容器よりも大型のものが使用され、開口部の蓋を取り外した状態でこのマイクロチップ処理装置に装着される。分注プローブ８は蓋が外された試薬容器に挿入されることを想定して製作されているものとする。試薬容器の蓋は例えば金属製など、試料容器９０のシール材９０ａに比べて硬いものであり、もし試薬容器の蓋が付けられたままでこのマイクロチップ処理装置に装着されると、分注プローブ８の先端が試薬容器の蓋に押しつけられて損傷する恐れが生じる。そのような事態を防ぐための実施例として、図１０には分注プローブ８が試薬容器の蓋に当たったことを検知する手段を備えたものを示している。

図１０に示された駆動部７０ａは図９の駆動部７０と比べると、プローブホルダ８０に対する分注プローブ８を保持する機構が異なっており、分注プローブ８の先端が蓋に当たったことを検知するセンサが設けられている点で図９のものと異なる。

図１０の駆動部７０ａでは、分注プローブ８はプローブホルダ８０に対し摺動可能に保持されている。プローブホルダ８０は上方に伸びたＬ字型のバネ押さえ部８０ａを一体として備えている。分注プローブ８はプローブホルダ８０及びバネ押さえ部８０ａを貫通して摺動可能に支持されており、バネ押さえ部８０ａの下面には圧縮バネ８４が挿入されて分注プローブ８をプローブホルダ８０に対し下方向に付勢している。

プローブホルダ８０に対し分注プローブ８が変位したことを検出するために、分注プローブ８はプローブホルダ８０の上側で突片８ａが設けられている。プローブホルダ８０にはその突片８ａを検出するためにフォトセンサなどの位置センサ８８が設けられている。突片８ａと位置センサ８８は、分注プローブ８が所定量だけプローブホルダ８０に対し上方向に変位すると位置センサ８８がオンとなるように両者の位置が定められている。

図１０の実施例において分注プローブ８の先端が試薬容器の蓋にあたったことを検知する動作を説明する。
試薬容器９１は蓋９１ａが外された状態で装着されるべきものであるが、誤って蓋９１ａがついたままでこのマイクロチップ処理装置に装着されたものとする。

図１０（Ａ）は待機状態であり、その状態から図９で説明されているように、プローブホルダ８０が下降し、図１０（Ｂ）のように押さえレバー８６の下端の押さえ部材８６ｂが試薬容器９１の上面と当接すると、押さえレバー８６の下降は停止するが、プローブホルダ８０がなお下降を続けることによって分注プローブ８の先端が試薬容器９１の蓋９１ａに当接する。

その後もなおプローブホルダ８０が下降を続けるが、分注プローブ８はその先端が蓋９１ａを貫通することができないので、分注プローブ８は停止し、プローブホルダ８０は分注プローブ８に対し摺動してさらに下降を続ける。位置センサ８８はプローブホルダ８０に固定されているので、プローブホルダ８０とともに下降をし、やがて図１０（Ｃ）に示されるように位置センサ８８が突片８ａの位置まで来たところで位置センサ８８がオンとなって分注プローブ８の先端が硬いものに接触しているが検知される。この状態でプローブホルダ８０の下降が停止され、分注動作が停止される。

このマイクロチップ処理装置においてマイクロチップは繰り返し使用されるものとした場合の処理手順を図１１から図１４に示し、図１５のフローチャートにより説明する。図１５のフローチャート中での符号（Ａ〜Ｕ）は図１１〜図１４での工程の符号を意味する。ここで行なわれる処理は、前回の分析で使用されたマイクロチップを洗浄し、流路に分離バッファ液を充填し、各リザーバにも分離バッファ液を充填した状態で流路に電流が正常に流れるか否かの泳動テストを行ない、その後サンプルを分注して泳動を開始し、分注プローブと吸引ノズルを洗浄する一連の工程である。

（Ａ）はマイクロチップ５を示している。マイクロチップ５は図３及び図４に示されたものであり、分離流路５５と試料導入流路５４が交差するように設けられ、各流路５４，５５の端部にリザーバ５３が形成されたものである。図４の１番から４番までのリザーバをここでは符号５３−１〜５３−４で示す。

（Ｂ）前のサンプルの分析が終了した状態であり、流路及び各リザーバには分離バッファ液が残っており、その分離バッファ液内に分離された試料も残っている。

（Ｃ）まず試料注入用リザーバ５３−１を洗浄するために、吸引ノズル２２−１のみがリザーバ５３−１に挿入される。吸引ノズル２２−２と吸引ノズル２２−３も吸引ノズル２２−１と同時に上下動するものであるが、吸引ノズル２２−１の長さが他の吸引ノズル２２−２，２２−３よりも長くなっているために、吸引ノズル２２−１のみがリザーバ５３−１に挿入されてそのリザーバ５３−１の底部に押しつけられた状態となるが、他の吸引ノズル２２−２，２２−３はそれぞれの対応するリザーバ５３−２，５３−３には挿入されない。その状態で吸引ノズル２２−１から吸引されることによりリザーバ５３−１内の分離バッファ液が吸引されて除去される。

（Ｄ）リザーバ５３−１に分注プローブ８から洗浄水が供給される。
（Ｅ）再びリザーバ５３−１に吸引ノズル２２−１が挿入され、洗浄水が吸引されて排出される。
（Ｆ）リザーバ５３−１に分注プローブ８から再び洗浄水が供給される。

（Ｇ）次に、リザーバ５３−１〜５３−３にそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入される。このとき３つの吸引ノズル２２−１〜２２−３はそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に挿入され、押しつけられることによってそれぞれのリザーバの底に当接する。それらの３つの吸引ノズル２２−１〜２２−３から同時に液が吸引されて除去される。分注プローブ８はリンスポート１００に挿入されて分注プローブ８内の洗浄水の全量が吐出されるとともに、分注プローブ８の内外が洗浄される。

（Ｈ）他の一つのリザーバ５３−４に４番目の吸引ノズル２２−４が挿入される。この吸引ノズル２２−４は３本の吸引ノズル２２−１〜２２−３とは別に設けられ、後で説明する図１５に示された空気供給口用のシリンダの近くに配置されたものである。吸引ノズル２２−４も押しつけられることによりリザーバ５３−４の底に当接する。吸引ノズル２２−４からリザーバ５３−４内の分離バッファ液が吸引されて除去される。分注プローブ８はバッファ液を入れた試薬容器９１から分離バッファ液を吸引する。

（Ｉ）分注プローブ８をリザーバ５３−４へ移動し、分離バッファ液を分注する。
（Ｊ）リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、後で図１５に示すシリンダが駆動されて空気がリザーバ５３−４から流路に供給される。他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に溢れ出した分離バッファ液が吸引されて除去される。

（Ｋ）リザーバ５３−４に吸引ノズル２２−４が挿入され、そのリザーバ５３−４の分離バッファ液が吸引されて除去される。これにより流路内にのみ分離バッファ液が残る状態となる。
（Ｌ）〜（Ｏ）リザーバ５３−１〜５３−４に分注プローブ８により分離バッファ液が順次分注される。

（Ｐ）それぞれのリザーバに電極が挿入され、泳動テストが行なわれる。ここでは電極間の電流値を検出することにより流路にゴミや気泡が混入していないかどうかを確認する。ここで流路に印加する電圧は、試料を分離するための泳動電圧と同じであってもよいが、それよりも低電圧としてもよい。
分離バッファ液を分注した分注プローブ８はリンスポート１００に挿入され、分注プローブ８内の分離バッファ液が全量吐出されるとともに分注プローブ８の内外が洗浄される。

この泳動テスト工程で流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されたときは、サンプルを注入して分析を行なうために次の工程（Ｑ）へ進むが、流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、流路への分離バッファ液の充填をし直すために工程（Ｂ）に戻る。

流路への分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数（Ｎ）を予め設定しておき、その回数だけ分離バッファ液の充填し直しを行なっても流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されないときは、別のマイクロチップに交換した後、工程（Ｂ）に戻る。分離バッファ液の充填のし直し許容する回数Ｎは特に限定されるものではないが、例えば２又は３が適当である。

（Ｑ）試料供給用リザーバ５３−１にのみ吸引ノズル２２−１が挿入され、そのリザーバリザーバ５３−１の分離バッファ液が吸引されて除去される。
（Ｒ）そのリザーバ５３−１に分注プローブ８から試料が注入される。
（Ｓ）それぞれのリザーバ５３−１〜５３−４に電極が挿入されて試料導入用の電圧が印加され、試料が流路５４と５５の交差位置へ導かれる。

（Ｔ）印加電圧が泳動分離用の電圧に切り換えられ、試料が分離流路５５でリザーバ５３−４の方向に電気泳動されて分離する。
（Ｕ）分析終了後、各吸引ノズル２２−１〜２２−４がリンスプール１０２に挿入されて洗浄液が吸引され、ノズル内外が洗浄されるとともに、プローブ８がリンスポート１００に挿入されて内外が洗浄される。

次に、図１６と図１７により、分離バッファ液充填装置の一実施例を説明する。
３本の吸引ノズル２２−１〜２２−３はノズル保持部材１０４に摺動可能に保持され、図１７に拡大して示されるように、上下方向の移動範囲が上下のストッパ１０５，１０７により規制されており、バネ１０６によりノズル保持部材１０４から下方向に付勢されている。これらの吸引ノズル２２−１〜２２−３はリザーバに押しつけられることによりバネ１０６に抗して上方向に移動することができる。

図１６（Ａ）に示されるように、吸引ノズルがリザーバに挿入される前の状態においては、吸引ノズル２２−１は他の吸引ノズル２２−２，２２−３に比べてノズル保持部材１０４から下方に突出する長さがリザーバに存在する液の深さ分よりも長く設定されている。このことは、吸引ノズル２２−１が下方向に突出した状態でその先端がリザーバ５３−１の底に当接した時点では、吸引ノズル２２−２，２２−３はまだリザーバ５３−２，５３−３内の液面には到達しないことを意味する。ノズル保持部材１０４がさらに下方向に移動すると、いずれ全ての吸引ノズル２２−１〜２２−３がリザーバの底面に当接する。

この実施例では、ノズル保持部材１０４はエアーシリンダ保持部材も兼ねており、ノズル保持部材１０４にシリンダ１０８が固定されている。シリンダ１０８の先端開口部にはシール部１１０が設けられ、そのシール部をもつ開口が空気供給口１８となっている。シリンダ１０８はその上側にプランジャ１１２をもち、プランジャ１１２の上下動によりシリンダから空気が吐出される。プランジャ１１２はプランジャ保持部材１１４に固定されている。

ノズル保持部材（エアーシリンダ保持部材）１０４とプランジャ保持部材１１４はリニアガイド１１６に摺動可能に支持され、ノズル保持部材１０４とプランジャ保持部材１１４との間にはコイルバネ１１８が挿入されている。ノズル保持部材１０４から上方向に伸びるストッパ１２０が設けられており、ストッパ１２０はプランジャ保持部材１１４の上死点を規定している。

この分離バッファ液充填装置は支持体１２２に固定され、支持体１２２が水平方向の移動機構に取りつけられていることにより、この分離バッファ液充填装置が横方向に移動可能になっている。ノズル保持部材１０４とプランジャ保持部材１１４を上下方向に移動させるための機構として、支持体１２２に駆動モータ１２４としてステッピングモータが取りつけられ、プランジャ保持部材１１４にはボールネジ１２６が螺合している。モータ１２４とボールネジ１２６の間にはタイミングベルト１２８がかけられ、モータ１２４の回転がタイミングベルト１２８を介してボールネジ１２６に伝達される。ボールネジ１２６の回転によりプランジャ保持部材１１４が上下方向に移動させられる。この実施例では、ノズル保持部材１０４がエアリシンダ保持部材を兼用しているので、吸引ノズル２２−１〜２２−３の駆動とエアーシリンダ１０８の移動及び駆動機構を一つの駆動モータ１２４により駆動することができる。

図１６において、ノズル保持部材１０４が吸引ノズル２２−１〜２２−３を備えていない形態、すなわち部材１０４がノズル保持部材の機能を果たさずに単にエアーシリンダ保持部材として機能している形態も本発明の一実施例となるものである。

次に、図１６によりマイクロチップ５に分離バッファ液を充填する動作を説明する。この動作は図１２（Ｉ）でリザーバ５３−４に分離バッファ液が供給されたのち、（Ｊ）で空気供給口１８により空気が供給されて分離バッファ液が加圧して圧入されるとともに、流路から溢れ出た分離バッファ液が吸引ノズル２２−１〜２２−３で吸引されて排出されるまでの工程に該当するものである。

（Ａ）：図１６（Ａ）は待機状態であり、プランジャ保持部材１１４が上死点にある。この状態ですでにマイクロチップのリザーバ５３−４に分離バッファ液が供給されている。

（Ｂ）：ボールネジ１２６が回転してプランジャ保持部材１１４を下げ、コイルバネ１１８を介してノズル保持部材１０４を押し下げる。図１６（Ｂ）に示されるように、シリンダ１０８のシール部１１０がリザーバ５３−４上に気密を保って当接させられ、同時に３つの吸引ノズル２２−１〜２２−３はそれぞれのリザーバに挿入されてリザーバ５３−１〜５３−３の底部に押しつけられた状態となる。

（Ｃ）：ボールネジ１２６をさらに回転させてプランジャ保持部材１１４を下降させると、ノズル保持部材１０４はシリンダ１０８の下端がマイクロチップ５に当接していることによりそれ以上の下降は規制されているが、図１６（Ｃ）に示されるように、コイルバネ１１８が縮むことによってプランジャ保持部材１１４がストッパ１２０から離れてさらに下降し、プランジャ１１２を押して空気供給口１８から空気を供給する。これにより、リザーバ５３−４内の分離バッファ液が流路内に圧入され、流路からリザーバ５３−１〜５３−３に溢れ出た分離バッファ液はそれぞれの吸引ノズル２２−１〜２２−３により吸引されて除去される。

図１６（Ｃ）の状態で分離バッファ液を流路に圧入した後、ボールネジ１２６が逆方向に回転し、図１６（Ｂ）の状態に戻る。その後、さらにボールネジ１２６が逆方向に回転すると、プランジャ保持部材１１４がストッパ１２０に当たることによってノズル保持部材１０４引き上げ、図１６（Ａ）の待機状態に戻る。

図１６の分離バッファ液充填装置において、吸引ノズル２２−１の先端がリザーバ５３−１の底面に到達した時点でボールネジ１２６の回転を停止すると、吸引ノズル２２−１のみがリザーバ５３−１に挿入され、他の吸引ノズル２２−２，２２−３はそれぞれのリザーバ５３−２，５３−３の液面に到達しない位置で停止することになる。この状態は図１１（Ｅ）及び図１３（Ｑ）の工程に使用される状態である。

図１６には示されていないが、他の一本の吸引ノズル２２−４はシリンダ１０８の近傍に設けられており、他の吸引ノズル２２−１〜２２−３と同様にバネにより下方向に付勢されている。その吸引ノズル２２−４をリザーバ５３−４に挿入するときは支持体１２２が水平方向に移動しているため、他の吸引ノズル２２−１〜２２−３はそれぞれの対応するリザーバ５３−１〜５３−３には挿入されない。

図１８は吸引ノズル２２（２２−１〜２２−４）がリザーバ５３（５３−１〜５３−４）の底部周辺部以外の場所、例えば中央部に当接したとした場合のリザーバ内の液の吸引除去の状態を示したものである。

吸引ノズル２２の先端の外径はリザーバ５３の底部の寸法よりも小さく、吸引ノズル２２の先端は斜めにカットされており、リザーバ底面と吸引ノズル先端の隙間から液を吸引する。吸引ノズル２２がリザーバ底部の側壁部以外の場所、例えば中央部に当接したとき、液１３０がリザーバ底部の周囲部にドーナツ状に残る。特に、このリザーバ５３が試料供給用リザーバである場合は充分に洗浄を行なわないと次の分析に対するキャリーオーバの原因となる。そのためリザーバ底部周囲部に液が残る場合にはリザーバを洗浄する水量が多くなったり、洗浄回数を多くしたりしなければならなくなり、洗浄時間が長くなって、結果として分析時間全体が長くなる。

そこで、好ましい実施例として、図１９に示されるように、吸引ノズル２２をリザーバ５３の底部周壁部に押しつけるように挿入する。このように吸引ノズル２２の位置を調節することによってリザーバ５３に液を残すことなく吸引して除去することができる。その結果、キャリーオーバが小さくなって、洗浄水が少なくてすむようになったり、洗浄時間が短かくなって、結果として分析時間を短縮することができる。また同じ洗浄条件であればキャリーオーバが小さくなることによって分析精度が向上する。

本発明が適用される一例のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。 同マイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す斜視図である。 マイクロチップの一例を示す図であり、（Ａ）と（Ｂ）はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す平面図、（Ｃ）はマイクロチップの正面図である。 マイクロチップの具体的な一例を示す平面図である。 同マイクロチップ電気泳動装置において分離バッファ液を充填する際の空気供給口とマイクロチップの接続状態を概略的に示す断面図である。 同マイクロチップ電気泳動装置の動作を示すタイムチャート図である。 一実施例における分注プローブを示す概略正面図である。 試薬容器内の残液量を表示する表示画面の一例を示す図である。 一実施例における分注プローブ駆動機構を示す正面図であり、（Ａ）は待機位置、（Ｂ）は試料吸入のための下降過程、（Ｃ）は試料吸入位置をそれぞれ表わす。 他の実施例における分注プローブ駆動機構を示す正面図であり、（Ａ）は待機位置、（Ｂ）は試薬吸入のための下降過程、（Ｃ）は異物に当接したことを検知した状態をそれぞれ表わす。 一実施例の動作を工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作をその後の工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作をさらにその後の工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作をさらにその後の工程順に示す斜視図である。 同実施例の動作における処理手順を示すフローチャートである。 一実施例における分離バッファ液充填装置を示す正面図であり、（Ａ）は待機位置、（Ｂ）は空気供給口と吸引ノズルをマイクロチップに押し当てた状態、（Ｃ）は分離バッファ液を流路に圧入する工程をそれぞれ表わす。 同分離バッファ液充填装置における吸引ノズル部分を拡大して示す断面図である。 吸引ノズルによりリザーバから液を吸引する状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 吸引ノズルによりリザーバから液を吸引する改良された方法を示す断面図である。

符号の説明

２ 分注部
４ シリンジポンプ
５，５−１〜５−４ マイクロチップ
８ 分注プローブ
８ｂ 溝
１６ 分離バッファ液充填装置
２２−１〜２２−４ 吸引ノズル
２６（２６−１〜２６−４） 電気泳動用高圧電源部
３８ 制御部
７０，７０ａ 駆動部
７４ 駆動用モータ
７６ ボールネジ
８０ プローブホルダ
８０ａ バネ押さえ部
８２ リニアガイド
８４ 圧縮バネ
８６ 押さえレバー
８６ｂ 押さえ部材
８７ バネ
８８ 位置センサ
９０ 試料容器
９０ａ シール材
９２ 液面センサ
１０４ ノズル保持部材
１０６ バネ
１０８ シリンダ
１１０ シール部
１１２ プランジャ
１１４ プランジャ保持部材
１１６ リニアガイド
１１８ コイルバネ
１２０ ストッパ
１２４ 駆動モータ
１２６ ボールネジ

Claims (7)

1. 板状部材の内部に溶液が移動しつつ分析が行なわれる分離用主流路を少なくとも含む流路の各端部の表面に開口したリザーバが上面にくるように配置されたマイクロチップに対し、前記流路のいずれかの一端のリザーバで分離バッファ液が注入されたものの上に気密を保って押しつけられる空気供給口を備えてその空気供給口から空気を供給して前記流路に分離バッファ液を充填する分離バッファ液充填装置において、
   前記空気供給口はエアーシリンダの先端開口であり、その開口にはシール部が設けられ、そのシール部によりリザーバ上に気密を保って押し付けられるものであり、
   前記エアーシリンダを上下方向に移動させるとともにそのプランジャを作動させるエアーシリンダ移動・駆動機構は、前記エアーシリンダを保持するエアーシリンダ保持部材と、前記エアーシリンダ保持部材の上方で前記プランジャを保持するプランジャ保持部材と、前記エアーシリンダ保持部材及びプランジャ保持部材を摺動可能に支持するガイドと、前記エアーシリンダ保持部材とプランジャ保持部材の間に配置された弾性部材と、前記プランジャ保持部材を上下方向に移動させる駆動機構と、前記プランジャ保持部材の上死点を規定するストッパとを備え、
   前記弾性部材は、前記駆動機構の作動に伴う前記プランジャ保持部材の下降過程において、前記空気供給口が前記マイクロチップに当接するまでは前記弾性部材により前記エアーシリンダ保持部材を押して下降させ、前記空気供給口が前記マイクロチップに当接した後は前記プランジャを押して前記空気供給口から空気を供給するように設定されていることを特徴とする分離バッファ液充填装置。
2. 前記空気供給口が押しつけられるリザーバ以外の他のリザーバ全てに上方から挿入され、前記空気供給口から空気が吹き込まれて分離バッファ液が流路に押し込まれたときに流路からリザーバに溢れた分離バッファ液を吸引する吸引ノズルを備え、
   前記吸引ノズルは上下方向に移動するノズル保持部材に摺動可能に支持され、かつ付勢手段により下方向に付勢されていることにより、前記他のリザーバの底部に押しつけられたとき前記付勢手段により付勢された状態となるものである請求項１に記載の分離バッファ液充填装置。
3. 前記吸引ノズルが前記リザーバに挿入される前の状態において、前記吸引ノズルのうち試料供給用リザーバに挿入される吸引ノズルが前記ノズル保持部材から下方に突出する長さは、他の吸引ノズルが前記ノズル保持部材から下方に突出する長さに比べてそれらの他の吸引ノズルが挿入されるリザーバに存在する液の深さ分よりも長くなるように取りつけられている請求項２に記載の分離バッファ液充填装置。
4. 前記吸引ノズルの先端の外径はそれらが挿入される前記リザーバの底部の寸法よりも小さいものであり、
   前記吸引ノズルが前記リザーバから液を吸入するときは吸引ノズルの先端がリザーバの底部側壁部に押しつけられる請求項２又は３に記載の分離バッファ液充填装置。
5. 前記エアーシリンダ保持部材は前記ノズル保持部材と一体化されている請求項２から４のいずれか一項に記載の分離バッファ液充填装置。
6. 板状部材の内部に溶液が移動しつつ分析が行なわれる分離用主流路を少なくとも備えたマイクロチップを保持する保持部と、前記マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填する分離バッファ液充填装置と、試料容器又は試薬容器に上部から挿入して試料又は試薬を吸入し前記保持部に保持されたマイクロチップの所定の位置に注入するための分注プローブと、前記分注プローブを前記マイクロチップ、試料容器及び試薬容器の所定の位置の間で移動させる分注プローブ駆動機構とを少なくとも備えたマイクロチップ処理装置において、
   前記分離バッファ液充填装置として請求項１から５のいずれか一項に記載のものを使用することを特徴とするマイクロチップ処理装置。
7. 前記保持部は前記主流路の数が複数個となるようにマイクロチップを保持し、
   前記主流路における前処理工程と分析工程を制御するために制御部が設けられ、
   前記分注プローブは前記複数の主流路で共通に使用され、それらの主流路における分析工程に先立つ前処理工程を行なうものであり、
   前記制御部は１つの主流路における前処理工程が終了すると次の主流路の前処理工程に移行するように前処理工程を主流路ごとに独立して行ない、前処理工程が終了した複数の主流路で並行して分析工程を行なうように制御する請求項６に記載のマイクロチップ処理装置。

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