JP5064497B2 - 電気泳動チップおよび電気泳動装置 - Google Patents

電気泳動チップおよび電気泳動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5064497B2
JP5064497B2 JP2009514071A JP2009514071A JP5064497B2 JP 5064497 B2 JP5064497 B2 JP 5064497B2 JP 2009514071 A JP2009514071 A JP 2009514071A JP 2009514071 A JP2009514071 A JP 2009514071A JP 5064497 B2 JP5064497 B2 JP 5064497B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
capillary channel
sample
electrophoresis
introduction
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.)
Active
Application number
JP2009514071A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2008139866A1 (ja
Inventor
幸司 杉山
聡 米原
雄介 中山
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.)
Arkray Inc
Original Assignee
Arkray Inc
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 Arkray Inc filed Critical Arkray Inc
Priority to JP2009514071A priority Critical patent/JP5064497B2/ja
Publication of JPWO2008139866A1 publication Critical patent/JPWO2008139866A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5064497B2 publication Critical patent/JP5064497B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44791Microapparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/24Extraction; Separation; Purification by electrochemical means
    • C07K1/26Electrophoresis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887Laminated structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/16Surface properties and coatings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0421Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electrophoretic flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Description

本発明は、電気泳動チップおよび電気泳動装置に関する。
生体の状態を示す指標として、各種タンパク質の糖化率が分析されている。中でも、血球中のヘモグロビン(Hb)の糖化率、特にHbA1cは、生体内血糖値の過去の履歴を反映していることから、糖尿病の診断や治療などにおける重要な指標とされている。HbA1cは、HbA(αβ)のβ鎖N末端のバリンが糖化したものである。
HbA1cは、例えば、免疫法、酵素法、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法、アフィニティ法等により分析されている。一般に、免疫法および酵素法は、多量の検体を処理し、分析する場合に用いられているが、合併症のリスクを判断するには精度が低い。一方、HPLC法は、処理能力では免疫法および酵素法に劣るが、合併症のリスク判断において有用である。しかし、HPLC法では、構造上、分析装置が非常に大型で高価である。また、アフィニティ法は、β鎖N末端が糖化したHbA1c以外の糖化Hbをも測定してしまう。
さらに、キャピラリー電気泳動法を用いたHbA1cの分析が試みられている(非特許文献1参照)。しかしながら、この方法では、感度的に不利な内径25μmの溶融シリカキャピラリーを使用しており、HbA1cの分析においても、約4分間の分析時間を要する。また、この方法では、大型の電気泳動装置を使用する必要がある。さらに、前述のいずれの従来法によるPOC(Point Of Care)検査においても、合併症のリスクを管理するほどの精度はなく、スクリーニング的な検査に留まっていた。これらの問題は、HbA1cをはじめとする糖化ヘモグロビン全体の問題である。
Clinical Chemistry 43:4,644−648(1997)
そこで、本発明は、キャピラリー電気泳動法による糖化ヘモグロビンの分析において、装置の小型化および分析時間の短縮が可能で、且つ高精度な糖化ヘモグロビンの分析が可能な電気泳動チップを提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の電気泳動チップは、糖化ヘモグロビン分析用の電気泳動チップであって、
基板と、複数の液槽と、キャピラリー流路とを含み、
前記複数の液槽は、第1の導入槽と第1の回収槽とを含み、
前記キャピラリー流路は、試料分析用のキャピラリー流路を含み、
前記基板上に、前記第1の導入槽と前記第1の回収槽とが形成され、
前記第1の導入槽と前記第1の回収槽とが、前記試料分析用のキャピラリー流路で連通されていることを特徴とする。
本発明の電気泳動装置は、電気泳動チップと分析部とを含む電気泳動装置であって、前記電気泳動チップが、前記本発明の電気泳動チップであることを特徴とする。
本発明の電気泳動チップは、第1の導入槽と第1の回収槽とが基板上に形成され、前記第1の導入槽と前記第1の回収槽とが、試料分析用のキャピラリー流路で連通されたチップである。このため、本発明によれば、キャピラリー電気泳動法による糖化ヘモグロビンの分析において、装置の小型化が可能であり、これに伴い、分析時間の短縮が可能である。さらに、本発明の電気泳動チップによれば、高精度で糖化ヘモグロビンを分析することが可能である。したがって、本発明の電気泳動チップによれば、例えば、POC検査での糖化ヘモグロビンの精密分析が可能となり、合併症のリスク管理も可能となる。
図1は、本発明の電気泳動チップの一例の構成を示す図である。 図2は、本発明の電気泳動チップの製造工程の一例を示す工程図である。 図3は、本発明の電気泳動チップの製造工程のその他の例を示す工程図である。 図4は、本発明の電気泳動チップのその他の例の構成を示す図である。 図5は、本発明の電気泳動装置の一例の構成を示す図である。 図6は、本発明の電気泳動装置のその他の例の構成を示す図である。 図7は、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例の構成を示す図である。 図8は、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例の構成を示す図である。 図9は、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例の構成を示す図である。 図10は、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例の構成を示す図である。 図11は、本発明の電気泳動装置のさらにその他の例の構成を示す図である。 図12は、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例の構成を示す図である。 図13は、本発明の実施例における泳動距離と吸光度との関係を示すグラフである。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記複数の液槽が、さらに、第2の導入槽と第2の回収槽とを含み、
前記キャピラリー流路が、さらに、試料導入用のキャピラリー流路を含み、
前記基板上に、前記第2の導入槽と前記第2の回収槽とが形成され、
前記第2の導入槽と前記第2の回収槽とが、前記試料導入用のキャピラリー流路で連通されており、
前記試料分析用のキャピラリー流路と前記試料導入用のキャピラリー流路は、交差しており、
前記試料分析用のキャピラリー流路と前記試料導入用のキャピラリー流路とが、前記交差部分で連通されていてもよい。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記試料分析用のキャピラリー流路の一部から第1の分岐流路が分岐され、
前記第1の分岐流路は、前記第2の導入槽に連通され、
前記第1の分岐流路より下流側の前記試料分析用のキャピラリー流路の一部から第2の分岐流路が分岐され、
前記第2の分岐流路は、前記第2の回収槽に連通され、
前記第1の分岐流路と、前記第2の分岐流路と、それらを結ぶ前記試料分析用のキャピラリー流路の一部とで前記試料導入用のキャピラリー流路が形成されていてもよい。
本発明の電気泳動チップにおいて、チップ全体の最大長さは、例えば、10〜100mmの範囲であり、好ましくは、30〜70mmの範囲であり、チップ全体の最大幅は、例えば、10〜60mmの範囲であり、チップ全体の最大厚みは、例えば、0.3〜5mmの範囲である。なお、前記チップ全体の最大長さとは、前記チップの長手方向の最長部の長さであり、前記チップ全体の最大幅とは、前記チップの前記長手方向とは垂直な方向(幅方向)の最長部の長さであり、前記チップ全体の最大厚みとは、前記チップの前記長手方向および前記幅方向の両方に垂直な方向(厚み方向)の最長部の長さである。
本発明の電気泳動チップは、前記糖化ヘモグロビンの分析時において、前記複数の液槽の少なくとも一つの槽に、前記糖化ヘモグロビンを含む試料が電気泳動液で希釈された希釈試料が導入される電気泳動チップであって、前記試料:前記電気泳動液(体積比)が、1:4〜1:99の範囲であることが好ましい。前記試料:前記電気泳動液(体積比)は、より好ましくは、1:9〜1:59の範囲であり、さらに好ましくは、1:19〜1:29の範囲である。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記キャピラリー流路に電気泳動液が充填されていることが好ましい。
本発明の電気泳動チップでは、前記キャピラリー流路において、その最大径は、例えば、10〜200μmの範囲であり、好ましくは、25〜100μmの範囲であり、その最大長さは、例えば、0.5〜15cmの範囲である。なお、前記キャピラリー流路の最大径とは、前記キャピラリー流路の断面形状が円でない場合には、断面積が最も大きい部分のその断面積に対応する面積の円の直径をいう。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記キャピラリー流路の内壁を、陽極性基含有化合物により被覆してもよい。前記陽極性基含有化合物としては、例えば、前記陽極性基および反応基を含む化合物である。前記陽極性基としては、アミノ基、アンモニウム基が好ましい。前記陽極性基含有化合物として好ましいのは、アミノ基およびアンモニウム基の少なくとも一方を有するシリル化剤である。前記アミノ基は、一級、二級、三級のいずれであってもよい。
前記シリル化剤としては、N−(2−ジアミノエチル)−3−プロピルトリメトキシシラン、アミノフェノキシジメチルビニルシラン、3−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルビス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アミノプロピルペンタメチルジシロキサン、3−アミノプロピルシラントリオール、ビス(P−アミノフェノキシ)ジメチルシラン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)ビニルメチルシラン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−シアノプロピル(ジイソプロピル)ジメチルアミノシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、テトラキス(ジエチルアミノ)シラン、トリス(ジメチルアミノ)クロロシラン、トリス(ジメチルアミノ)シラン等があげられる。
前記シリル化剤において、ケイ素原子をチタン若しくはジルコニウムに置換したものを用いてもよい。前記シリル化剤は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
前記シリル化剤を用いた前記キャピラリー流路の内壁の被覆は、例えば、つぎのようにして実施する。まず、シリル化剤を有機溶媒に溶解若しくは分散させて処理液を調製する。前記処理液の調製に使用する前記有機溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、トルエン等が使用できる。前記処理液のシリル化剤の濃度は、特に制限されない。この処理液を、前記キャピラリー流路に通液し、加熱する。この加熱によって、前記シリル化剤が前記キャピラリー流路の内壁に共有結合で結合し、その結果、陽極性基が前記キャピラリー流路の内壁に配置されることになる。その後、有機溶媒(ジクロロメタン、メタノール、アセトン等)、酸性溶液(リン酸等)、アルカリ性溶液および界面活性剤溶液の少なくとも一つで洗浄(後処理)する。なお、この洗浄は任意であるが、実施することが好ましい。また、後述のように、前記基板とは別の部材であるキャピラリー管が、前記キャピラリー流路となる場合には、市販の前記シリル化剤を用いて内壁が前記陽極性基含有化合物により被覆されたキャピラリー管を用いてもよい。
前記陽極性基含有化合物により被覆された前記キャピラリー流路の内壁には、さらに、陰極性基含有化合物から形成された陰極性層が積層されていることが好ましい。これにより、後述の試料中のヘモグロビン等が、前記キャピラリー流路の内壁に吸着するのを防止できる。また、前記試料と前記陰極性基含有化合物とが複合体を形成し、これが電気泳動するため、試料単独で電気泳動するよりも分離効率が高くなる。これらの結果、より短時間で、より高精度に糖化ヘモグロビン等の分析を実施できる。前記試料と複合体を形成する前記陰極性基含有化合物としては、陰極性基含有多糖類が好ましい。前記陰極性基含有多糖類としては、例えば、硫酸化多糖類、カルボン酸化多糖類、スルホン酸化多糖類およびリン酸化多糖類があり、このなかで、硫酸化多糖類およびカルボン酸化多糖類が好ましい。前記硫酸化多糖類としては、コンドロイチン硫酸、ヘパリン等が好ましく、より好ましくは、コンドロイチン硫酸である。前記カルボン酸化多糖類としては、アルギン酸またはその塩(例えば、アルギン酸ナトリウム)が好ましい。コンドロイチン硫酸は、A、B、C、D、E、H、Kの七種類があり、いずれを用いてもよい。前記陰極性層は、例えば、前記陰極性基含有化合物を含む液を前記陽極性基含有化合物により被覆された前記キャピラリー流路の内壁に接触させることにより、形成することができる。この場合、陰極性層を形成するための液を別途調製してもよいが、操作効率の面から、陰極性基含有化合物を含む電気泳動液を調製し、これを、内壁が前記陽極性基含有化合物により被覆された前記キャピラリー流路に通液することが好ましい。
前記電気泳動液は、特に制限されないが、有機酸を用いた電気泳動液が好ましい。前記有機酸は、例えば、マレイン酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸、マロン酸、リンゴ酸等がある。また、前記電気泳動液は、弱塩基を含むことが好ましい。前記弱塩基としては、例えば、アルギニン、リジン、ヒスチジン、トリス等がある。前記電気泳動液のpHは、例えば、pH4.5〜6の範囲である。前記電気泳動液において、前記陰極性基含有化合物の濃度は、例えば、0.001〜10重量%の範囲である。
本発明の電気泳動チップは、さらに、前記糖化ヘモグロビンを含む試料を溶血させ、且つ希釈するための前処理槽を含み、前記前処理槽と前記複数の液槽の少なくとも一つの槽とが連通されていてもよい。前記前処理槽は、前記第1の導入槽および前記第2の導入槽の少なくとも一方の槽と連通されていることが好ましく、いずれか一方の槽のみと連通されていることがより好ましい。
本発明の電気泳動チップにより分析される前記糖化ヘモグロビンは、特に制限されないが、例えば、HbA1c、不安定型HbA1c、GHbLys等が挙げられ、HbA1cが特に好ましい。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記基板が、上基板と下基板とを含み、
前記上基板には、複数の貫通孔が形成されており、
前記下基板上には、溝が形成されており、
前記下基板上に前記上基板が積層され、
前記上基板に形成された複数の貫通孔の底部が、前記下基板で封止されることで形成される空間が前記複数の液槽となり、
前記下基板上に形成された溝の上部が、前記上基板で封止されることで形成される空間が前記キャピラリー流路となっていてもよい。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記基板上に複数の凹部および溝が形成され、
前記基板表面が、前記複数の凹部に対応した位置に穴のあいたシール材でシールされ、
前記基板上に形成された複数の凹部が、前記複数の液槽となり、
前記基板上に形成された溝の上部が、前記シール材で封止されることで形成される空間が前記キャピラリー流路となっていてもよい。
本発明の電気泳動チップにおいて、さらに、シール材を含み、
前記基板には、複数の貫通孔が形成されており、
前記基板の底面には、溝が形成され、
前記基板の底面が、前記シール材でシールされ、
前記基板に形成された複数の貫通孔の底部が、前記シール材で封止されることで形成される空間が前記複数の液槽となり、
前記基板の底面に形成された溝の下部が、前記シール材で封止されることで形成される空間が前記キャピラリー流路となっていてもよい。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記基板とは別の部材であるキャピラリー管で前記複数の液槽が連通され、前記キャピラリー管が前記キャピラリー流路となってもよい。
本発明の電気泳動チップにおいて、前記複数の液槽の容積は、特に制限されないが、例えば、それぞれ、1〜1000mmの範囲であり、好ましくは、50〜100mmの範囲である。
本発明の電気泳動チップにおいて、さらに、複数の電極を有し、
前記複数の電極は、それぞれ、その一端が前記複数の液槽内に位置するように配置されていてもよい。
つぎに、本発明の電気泳動チップについて例を挙げて説明する。ただし、本発明は、下記の例に制限されるものではない。
(実施態様1)
図1に、本発明の電気泳動チップの一例を示す。図1(A)は、この例の電気泳動チップの平面図であり、図1(B)は、図1(A)のI−Iにおける断面図であり、図1(C)は、図1(A)のII−IIにおける断面図である。また、同図において、分かりやすくするために、各構成要素の大きさや比率等は、実際と異なっている。図示のように、この電気泳動チップは、下基板1上に上基板4が積層されて、構成されている。前記上基板4には、複数(この例では4つ)の貫通孔が形成されている。前記上基板4に形成された4つの貫通孔の底部が、前記下基板1で封止されることで、4つの液槽2a〜dが形成されている。前記下基板1上には、十字状の溝が形成されている。前記下基板1上に形成された十字状の溝の上部が、前記上基板4で封止されることで、試料分析用のキャピラリー流路3xと試料導入用のキャピラリー流路3yとが形成されている。前記4つの液槽2a〜dは、第1の導入槽2a、第1の回収槽2b、第2の導入槽2cおよび第2の回収槽2dを含む。前記第1の導入槽2aと前記第1の回収槽2bとは、前記試料分析用のキャピラリー流路3xで連通されている。前記第1の導入槽2cと前記第2の回収槽2dとは、前記試料導入用のキャピラリー流路3yで連通されている。前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとは、交差している。前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとは、前記交差部分で連通されている。なお、この例の電気泳動チップは、直方体状である。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明の電気泳動チップは、電気泳動測定に支障をきたさなければ、いかなる形状であってもよい。また、この例の電気泳動チップの平面形状は、長方形である。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明の電気泳動チップの平面形状は、例えば、正方形やその他の形状であってもよい。そして、この例の電気泳動チップでは、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yの最大長さは、異なっている。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明の電気泳動チップにおいて、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yの最大長さは、同じであってもよい。さらに、この例の電気泳動チップは、2本のキャピラリー流路(3x、3y)を含む。ただし、本発明の電気泳動チップは、これに限定されない。本発明の電気泳動チップは、例えば、前記試料分析用のキャピラリー流路3xのみを含んでもよい。この場合には、前記下基板1上に、前記第1の導入槽2aおよび前記第1の回収槽2bのみが形成され、前記第1の導入槽2aと前記第1の回収槽2bとが、前記試料分析用のキャピラリー流路3xで連通される。さらに、この例の電気泳動チップは、2枚の基板(上基板4および下基板1)を含む。ただし、本発明の電気泳動チップは、これに限定されない。本発明の電気泳動チップは、例えば、後述のように、1枚の基板で構成されてもよい。
つぎに、この例の電気泳動チップの製造方法について説明する。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造方法以外の方法で製造されてもよい。
この例の電気泳動チップにおいては、前記下基板1として、例えば、ガラス、ポリマー材料等から形成されたものが使用できる。前記ガラス材料としては、例えば、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス等が挙げられる。前記ポリマー材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリスチレン(PS)、ポリ乳酸等が挙げられる。
この例の電気泳動チップにおいては、前記下基板1の長さおよび幅が、前記チップ全体の最大長さおよび最大幅となる。したがって、前記下基板1の長さおよび幅は、前記チップ全体の最大長さおよび最大幅と同様にすればよい。この例の電気泳動チップにおける前記下基板1の厚みは、例えば、0.1〜3mmの範囲であり、好ましくは、0.1〜1mmの範囲である。
前記上基板4の材質は、後述の吸光度測定に支障のないものであれば、特に制限されない。前記上基板4としては、例えば、前記下基板1と同様の材質から形成されたものが使用できる。
前記上基板4の長さおよび幅は、前記下基板1の長さおよび幅と同様である。前記上基板4の厚みは、前記複数の液槽2a〜dの容積等に応じて適宜に決定されるが、例えば、0.1〜3mmの範囲であり、好ましくは、1〜2mmの範囲である。
前記十字状の溝(前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3y)の幅および深さは、前記キャピラリー流路の最大径から適宜決定されるが、例えば、その幅が、25〜200μmの範囲、その深さが、25〜200μmの範囲であり、好ましくは、その幅が、40〜100μmの範囲であり、その深さが、40〜100μmの範囲である。前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yの最大長さは、前述のとおりである。
前記複数の液槽2a〜dの容積は、前述のとおりである。図1においては、前記複数の液槽2a〜dの形状は、円柱状である。ただし、本発明の電気泳動チップは、この例に限定されない。本発明の電気泳動チップにおいて、前記複数の液槽の形状は、後述の試料の導入および回収に支障がないものであれば特に制限されず、例えば、四角柱状、四角錐状、円錐状、これらを組み合わせた形状等、任意の形状とすることができる。また、前記複数の液槽の容積および形状は、全て同じであってもよいし、それぞれ異なってもよい。
この例の電気泳動チップにおいて、前記チップ全体の最大厚みは、前記下基板1および前記上基板4の厚みの合計となる。前記チップ全体の最大厚みは、前述のとおりである。
例えば、前記下基板1の材質が前記ガラスである場合には、前記電気泳動チップは、例えば、つぎのようにして製造することができる。
まず、図2(A)に示すように、ガラス板20表面を、クロムと金との合金21によりマスクする。その後、前記合金21の表面を、フォトレジスト22によりコーティングする。
つぎに、図2(B)に示すように、前記フォトレジスト22表面に、前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yのレイアウトパターンをデザインした感光フィルムを密着させ、フォトマスク23を作製する。ついで、前記フォトマスク23の上から紫外線24を照射することで露光する。
前記露光により、図2(C)に示すように、露光部分の前記フォトレジスト22を可溶化させて、前記レイアウトパターンを、前記合金21上に形成(転写)する。
つぎに、図2(D)に示すように、露出した前記合金21を王水で除去する。
つぎに、図2(E)に示すように、前記ガラス板20上にフッ化水素で前記レイアウトパターンをエッチングする。
つぎに、図2(F)に示すように、前記フォトレジスト22および前記合金21を除去することで、前記下基板1を得る。
つぎに、前記上基板4を作製する(図示せず)。前記上基板4への前記4つの貫通孔の形成方法は、特に制限されない。例えば、前記上基板4の材質が前記ガラスの場合、前記形成方法としては、例えば、超音波加工等が挙げられる。例えば、前記上基板4の材質が前記ポリマー材料の場合、前記形成方法としては、例えば、金型を用いた射出成型、注入成型、プレス成型等の成型法や切削加工法等が挙げられる。前記4つの貫通孔は、それぞれ別個に形成してもよいし、全てを同時に形成してもよい。前記4つの貫通孔を別個に形成する場合には、どの順序で形成してもよい。前記金型を用いた方法等により、前記4つの貫通孔の全てを同時に形成することが、工程が少なくてすみ、好ましい。
最後に、前記下基板1と前記上基板4とを積層することで、この例の電気泳動チップを製造することができる。なお、前記下基板1と前記上基板4との積層方法は、特に制限されないが、例えば、加熱による溶着が好ましい。また、図2においては、図1(C)に示した断面における製造工程を示したが、図1(B)に示した断面においても、同様の製造工程をたどることとなる。
例えば、前記下基板1の材質が前記ポリマー材料である場合には、前記電気泳動チップは、例えば、つぎのようにして製造することができる。
まず、図3(A)に示すように、シリコン板31表面を、フォトレジスト32によりコーティングする。
つぎに、図3(B)に示すように、前記フォトレジスト32表面に、前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yのレイアウトパターンをデザインした感光フィルムを密着させ、フォトマスク33を作成する。ついで、前記フォトマスク33の上から紫外線34を照射することで露光する。
前記露光により、図3(C)に示すように、露光部分の前記フォトレジスト32を可溶化させて、前記レイアウトパターンを、前記シリコン板31上に形成(転写)する。
つぎに、図3(D)に示すように、前記シリコン板31上に前記レイアウトパターンをエッチングし、元型35を作製する。前記エッチングとしては、例えば、ドライエッチング、異方性エッチング等が挙げられる。前記エッチングは、前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yの寸法精度や表面平滑性の観点から、ドライエッチングであることが好ましい。
つぎに、図3(E)に示すように、前記元型35に対し金属ニッケル電鋳を行い、射出成型用金型36を作製する。
つぎに、図3(F)に示すように、前記射出成型用金型36を用いて、前記ポリマー材料からなる下基板1を射出成型により作製する。
つぎに、前記上基板4を作製する(図示せず)。前記上基板4の作製方法は、前記下基板1の材質が前記ガラスの場合と同様である。
最後に、前記下基板1と前記上基板4とを、積層することで、この例の電気泳動チップを製造することができる。前記下基板1と前記上基板4との積層方法は、前記下基板1の材質が前記ガラスの場合と同様である。なお、図3においては、図1(C)に示した断面における製造工程を示したが、図1(B)に示した断面においても、同様の製造工程をたどることとなる。
前述のとおり、本発明の電気泳動チップは、さらに、複数の電極を有してもよい。図4に、前記複数の電極を有するこの例の電気泳動チップを示す。同図において、図1と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、この電気泳動チップは、4本の電極6a〜dを有する。前記4本の電極6a〜dは、それぞれ、その一端が前記複数の液槽2a〜d内に位置するように配置されている。前記4本の電極6a〜dは、前記上基板4に埋め込まれている。前記4本の電極6a〜dは、例えば、前記上基板4の製造時に、前記4本の電極6a〜dの導入孔を前記上基板4側面に形成しておくことで、容易に配置することができる。なお、本発明の電気泳動チップにおいて、前記複数の電極は、任意の構成部材である。前記複数の電極は、例えば、前記電気泳動チップの使用時に、前記複数の液槽内に挿入してもよい。
前記複数の電極6a〜dは、電気泳動法に使用可能なものであればどのようなものでもよい。前記複数の電極6a〜dは、例えば、それぞれ、ステンレス鋼(SUS)製電極、白金(Pt)電極、金(Au)等である。
本発明の電気泳動チップは、さらに、前記糖化ヘモグロビンを含む試料を溶血させ、且つ希釈するための前処理槽を含んでいてもよい。前記試料の溶血処理は、特に制限されないが、例えば、前記試料を溶血剤で溶血させる処理であってもよい。前記溶血剤は、例えば、後述の試料中の血球成分の血球膜を破壊する。前記溶血剤としては、例えば、前記電気泳動液、サポニン、ナカライテスク(株)製の商品名「Triton X−100」等が挙げられ、特に好ましくは、前記電気泳動液である。前記前処理槽は、例えば、前記導入槽と連通されていることが好ましい。前記前処理槽は、それが連通される前記液槽、例えば、前記第2の導入槽2cの近くなど、適当な場所に形成すればよい。前記前処理槽がある場合には、後述の試料は、前記前処理槽に導入される。これにより前処理された前記試料は、前記前処理槽とそれが連通される前記液槽、例えば、前記第2の導入槽2cとを結ぶ流路により、前記第2の導入槽2cへと導入される。前記前処理槽は、前記試料を溶血させるための槽と前記試料を希釈するための槽との2つの槽が連通された構成であってもよい。
図5に、この例の電気泳動チップを含む電気泳動装置の一例を示す。同図において、図1および図4と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、この電気泳動装置は、分析部7を含む。この例の電気泳動装置においては、前記分析部7が、検出器(ライン検出器)である。前記ライン検出器は、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとの交差部分より前記第1の回収槽2b側の前記試料分析用のキャピラリー流路3x上部に位置するように、前記上基板4上に配置されている。前記ライン検出器は、光源および検出部を内蔵する。前記ライン検出器は、前記光源から試料に向けて光を発し、試料からの反射光を前記検出部で検出することで、吸光度を測定する。前記分析部7は、前記ライン検出器に限定されず、糖化ヘモグロビンの分析を行えるものであれば、いかなるものであってもよい。例えば、前記分析部7は、前記電気泳動チップの下方に配置された光源と、前記ライン検出器の配置箇所に対応する位置に配置された検出部とで構成されていてもよい。この場合には、前記光源から試料に向けて光を発し、試料からの透過光を前記検出部で検出することで、吸光度を測定する。
図6に、この例の電気泳動チップを含む電気泳動装置のその他の例を示す。同図において、図5と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この例の電気泳動装置は、分析部7が異なること以外、図5に示した電気泳動装置と同様の構成である。この例のように、前記分析部7は、1点で吸光度を測定するものであってもよい。
つぎに、図5および6に示した電気泳動装置を使用した場合を例に、本発明における糖化ヘモグロビンの分析方法について説明する。
まず、前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yに、電気泳動液を、圧力または毛細管作用によって充填する。前記電気泳動液は、前述のとおりである。
なお、電気泳動装置非使用時(非分析時)において、前記キャピラリー流路にあらかじめ電気泳動液が充填されていれば、前述の電気泳動液充填工程を省略し、ただちに以下の工程に移ることが可能であるため好ましい。
つぎに、前記第2の導入槽2cに分析対象となる試料(糖化ヘモグロビンを含む試料)を導入する。このとき、前記試料:電気泳動液(体積比)が、1:4〜1:99の範囲となるように希釈された希釈試料が導入されることが好ましい。すなわち、本発明の電気泳動装置(電気泳動チップ)を用いた糖化ヘモグロビンの分析方法において、前記複数の液槽の少なくとも一つの槽に、前記糖化ヘモグロビンを含む試料を電気泳動液で希釈した希釈試料を導入し、前記試料:電気泳動液(体積比)が、1:4〜1:99の範囲であることが好ましい。ただし、前記体積比は、これに限定されない。電気泳動チップが、前記前処理槽(図示せず)を有する場合には、前記試料を、前記前処理槽に導入し、そこで前処理する。ついで、前記電極6cおよび前記電極6dに電圧を印加して、前記試料導入用のキャピラリー流路3yの両端に電位差を生じさせる。これにより、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとの交差部分まで前記試料を移動させる。前記試料としては、ヘモグロビン(Hb)を含むものであればいかなるものであってもよく、例えば、全血、全血を溶血処理した溶血試料等が挙げられる。前記溶血処理としては、例えば、超音波処理、凍結解凍処理、加圧処理、浸透圧処理、界面活性剤処理等が挙げられる。前記溶血処理は、例えば、前記前処理槽で行ってもよい。また、別の装置等によりあらかじめ溶血処理を行った試料を、電気泳動装置(電気泳動チップ)に導入してもよい。前記試料は、例えば、水、生理食塩水、電気泳動液等により、適宜希釈されたものであってもよい。前記希釈は、例えば、前記前処理槽で行ってもよい。また、別の装置等によりあらかじめ希釈処理を行った希釈試料を、電気泳動装置(電気泳動チップ)に導入してもよい。
前記電極6cと前記電極6dとの間の電位差は、例えば、0.5〜5kVの範囲である。
つぎに、前記電極6aおよび前記電極6bに電圧を印加して、前記試料分析用のキャピラリー流路3xの両端に電位差を生じさせる。このように、両端に電位差があるキャピラリー流路を、前記試料導入用のキャピラリー流路3yから前記試料分析用のキャピラリー流路3xに瞬間的に切り替えることにより、図5および6に矢印で示すように、前記試料8を、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとの交差部分から、前記第1の回収槽2b側に移動させる。
前記電極6aと前記電極6bとの間の電位差は、例えば、0.5〜5kVの範囲である。
つぎに、前記検出器7により、移動速度の差により分離された前記試料中の各成分を検出する。これにより、前記試料中の各成分の分析(分離測定)が可能である。本発明によれば、ヘモグロビン(Hb)を含む試料中の糖化ヘモグロビンと他の成分とを、高精度で分析(分離測定)可能である。
(実施態様2)
図7に、本発明の電気泳動チップのその他の例を示す。同図において、図1と同一部分には、同一符号を付している。この例の電気泳動チップでは、基板(下基板)1上に、複数(この例では4つ)の凹部および十字状の溝が形成されている。前記基板(下基板)1の表面は、前記4つの凹部に対応した位置に穴のあいたシール材(上基板)4でシールされている。前記基板(下基板)1上に形成された4つの凹部は、4つの液槽2a〜dとなっている。前記基板(下基板)1上に形成された十字状に溝の上部が、前記シール材(上基板)4で封止されることで、試料分析用のキャピラリー流路3xと試料導入用のキャピラリー流路3yとが形成されている。これらを除き、この例の電気泳動チップは、図1に示した電気泳動チップと同様の構成である。
この例の電気泳動チップは、例えば、つぎのようにして製造することができる。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造方法以外の方法で製造されてもよい。
前記基板(下基板)1としては、例えば、図1に示した電気泳動チップの下基板1と同様の材質から形成されたものが使用できる。
この例の電気泳動チップにおいては、前記基板(下基板)1の長さおよび幅が、前記チップ全体の最大長さおよび最大幅となる。したがって、前記基板(下基板)1の長さおよび幅は、前記チップ全体の最大長さおよび最大幅と同様とすればよい。この例の電気泳動チップにおける前記基板(下基板)1の厚みは、例えば、0.1〜3mmの範囲であり、好ましくは、1〜2mmの範囲である。
前記シール材(上基板)4の材質も、特に制限されず、例えば、図1に示した電気泳動チップの下基板1と同様の材質から形成されたものが使用できる。
前記シール材(上基板)4の長さおよび幅は、前記基板(下基板)1の長さおよび幅と同様である。前記シール材(上基板)4の厚みは、例えば、50〜1000μmの範囲であり、好ましくは、100〜300μmの範囲である。
前記シール材(上基板)4としては、例えば、前記4つの凹部(前記4つの液槽2a〜d)に対応する位置に穴をあけた市販のシール材を用いてもよい。
この例の電気泳動チップにおいて、前記チップ全体の最大厚みは、前記基板(下基板)1および前記シール材(上基板)4の厚みの合計となる。前記チップ全体の最大厚みは、前述のとおりである。
この例の電気泳動チップの製造工程の一例を、下記に示す。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造工程以外の工程で製造されてもよい。
まず、前記基板(下基板)1を作製する。前記基板(下基板)1への前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yの形成方法は、特に制限されず、例えば、前記実施態様1と同様にして形成すればよい。前記基板(下基板)1への前記4つの液槽2a〜dの形成方法も、特に制限されない。例えば、前記基板(下基板)1の材質が前記ガラスの場合、前記形成方法としては、例えば、超音波加工等が挙げられる。例えば、前記基板(下基板)1の材質が前記ポリマー材料の場合、前記形成方法としては、例えば、金型を用いた射出成型、注入成型、プレス成型等の成型法や切削加工法等が挙げられる。前記4つの液槽2a〜dは、それぞれ別個に形成してもよいし、全てを同時に形成してもよい。前記4つの液槽2a〜dを別個に形成する場合には、どの順序で形成してもよい。前記金型を用いた方法等により、前記4つの液槽2a〜dの全てを同時に形成することが、工程が少なくてすみ、好ましい。
つぎに、前記4つの凹部(前記4つの液槽2a〜d)に対応する位置に穴をあけたシール材(上基板)4で前記基板(下基板)1の表面をシールすることで、この例の電気泳動チップを作製できる。
この例の電気泳動チップの構成は、図7の構成に限定されない。例えば、図4等と同様に、複数の電極を有していてもよいし、前述の前処理槽等を適宜有していてもよい。この例の電気泳動チップを用いた電気泳動装置の構成も、特に限定されず、例えば、図5または6の電気泳動装置と同様の検出器を有していてもよい。さらに、前記電気泳動装置を使用した糖化ヘモグロビンの分析方法も、特に限定されず、例えば、図5または6に示した電気泳動装置を使用した場合と同様の方法で実施できる。
(実施態様3)
図8に、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例を示す。同図において、図1と同一部分には、同一符号を付している。この例の電気泳動チップでは、基板(上基板)4に、複数(この例では4つ)の貫通孔が形成されている。前記基板(上基板)4の底面には、十字状の溝が形成されている。前記基板(上基板)4の底面は、シール材(下基板)1でシールされている。前記基板(上基板)4に形成された4つの貫通孔の底部が、前記シール材(下基板)1で封止されることで、4つの液槽2a〜dが形成されている。前記基板(上基板)に形成された十字状の溝の下部が、前記シール材で封止されることで、試料分析用のキャピラリー流路3xおよび試料導入用のキャピラリー流路3yが形成されている。これらを除き、この例の電気泳動チップは、図1に示した電気泳動チップと同様の構成である。
この例の電気泳動チップは、例えば、つぎのようにして製造することができる。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造方法以外の方法で製造されてもよい。
前記基板(上基板)4としては、例えば、図1に示した電気泳動チップの下基板1と同様の材質から形成されたものが使用できる。
この例の電気泳動チップにおいては、前記基板(上基板)4の長さおよび幅が、前記チップ全体の最大長さおよび最大幅となる。したがって、前記基板(上基板)4の長さおよび幅は、前記チップ全体の最大長さおよび最大幅と同様とすればよい。この例の電気泳動チップにおける前記基板(上基板)4の厚みは、例えば、0.1〜3mmの範囲であり、好ましくは、1〜2mmの範囲である。
前記シール材(下基板)1の材質も、特に制限されず、例えば、図1に示した電気泳動チップの下基板1と同様の材質から形成されたものが使用できる。
前記シール材(下基板)1の長さおよび幅は、前記基板(上基板)4の長さおよび幅と同様である。前記シール材(上基板)4の厚みは、例えば、50〜1000μmの範囲であり、好ましくは、100〜300μmの範囲である。
前記シール材(下基板)1としては、例えば、市販のシール材を用いてもよい。
この例の電気泳動チップにおいて、前記チップ全体の最大厚みは、前記基板(上基板)4および前記シール材(下基板)1の厚みの合計となる。前記チップ全体の最大厚みは、前述のとおりである。
この例の電気泳動チップの製造工程の一例を、下記に示す。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造工程以外の工程で製造されてもよい。
まず、前記基板(上基板)4を作製する。前記基板(上基板)4への前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yの形成方法は、特に制限されず、例えば、前記実施態様1と同様にして形成すればよい。前記基板(上基板)4への前記4つの貫通孔の形成方法も、特に制限されず、例えば、前記実施態様1と同様にして形成すればよい。
つぎに、シール材(下基板)1で前記基板(上基板)4の底面をシールすることで、この例の電気泳動チップを作製できる。
この例の電気泳動チップの構成は、図8の構成に限定されない。例えば、図4等と同様に、複数の電極を有していてもよいし、前述の前処理槽等を適宜有していてもよい。この例の電気泳動チップを用いた電気泳動装置の構成も、特に限定されず、例えば、図5または6の電気泳動装置と同様の検出器を有していてもよい。さらに、前記電気泳動装置を使用した糖化ヘモグロビンの分析方法も、特に限定されず、例えば、図5または6に示した電気泳動装置を使用した場合と同様の方法で実施できる。
(実施態様4)
図9に、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例を示す。同図において、図1と同一部分には、同一符号を付している。この例の電気泳動チップでは、基板が1枚のみであり、前記基板とは別の部材であるキャピラリー管で前記複数の液槽が連通されている。前記キャピラリー管は、4本のキャピラリー管3x1、3x2、3y1および3y2から構成されている。前記4本のキャピラリー管は、そのそれぞれの一端が、中心部cで集合し、連結している。この結果、前記4本のキャピラリー管は、その内部が連通されている。前記基板1には、前記4本のキャピラリー管をはめ込むための空洞が設けられている(図示せず)。前記キャピラリー管3x1は、その他端が、前記第1の導入槽2aの底面に位置するように、前記基板1中にはめ込まれている。前記キャピラリー管3x2は、その他端が、前記第1の回収槽2bの底面に位置するように、前記基板1中にはめ込まれている。前記キャピラリー管3x1および3x2は、前記試料分析用のキャピラリー流路3xとなっている。前記キャピラリー管3y1は、その他端が、前記第2の導入槽2cの底面に位置するように、前記基板1中にはめ込まれている。前記キャピラリー管3y2は、その他端が、前記第2の回収槽2dの底面に位置するように、前記基板1中にはめ込まれている。前記キャピラリー管3y1および3y2は、前記試料導入用のキャピラリー流路3yとなっている。前記複数の液槽2a〜dは、それぞれ、前記基板1上に凹部として形成されている。前記基板1は、前記試料導入用のキャピラリー流路3yより第1の回収槽2b側に直方体状の開口部(窓)9を有する。これらを除き、この例の電気泳動チップは、図1に示した電気泳動チップと同様の構成である。
この例の電気泳動チップは、例えば、つぎのようにして製造することができる。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造方法以外の方法で製造されてもよい。
前記基板1としては、例えば、図1に示した電気泳動チップの下基板1と同様の材質から形成されたものが使用できる。
この例の電気泳動チップにおいては、前記基板1の長さ、幅および厚みが、前記チップ全体の最大長さ、最大幅および最大厚みとなる。したがって、前記基板1の長さ、幅および厚みは、前記チップ全体の最大長さ、最大幅および最大厚みと同様とすればよい。
前記4本のキャピラリー管の内径は、それぞれ、前記キャピラリー流路の最大径のとおりである。前記4本のキャピラリー管の長さは、それぞれ、前記試料分析用のキャピラリー流路3xおよび前記試料導入用のキャピラリー流路3yの最大長さに従って決定される。
この例の電気泳動チップの製造工程の一例を、下記に示す。ただし、前記電気泳動チップは、下記の製造工程以外の工程で製造されてもよい。
まず、前記基板1を作製する。前記基板1への前記4つの液槽2a〜dおよび前記開口部(窓)9の形成方法は、特に制限されず、例えば、図7に示した電気泳動チップの4つの液槽2a〜dと同様の方法で形成できる。前記4つの液槽2a〜dおよび前記開口部(窓)9は、それぞれ別個に形成してもよいし、全てを同時に形成してもよい。前記4つの液槽2a〜dおよび前記開口部(窓)9を別個に形成する場合には、どの順序で形成してもよい。前記金型を用いた方法等により、前記4つの液槽2a〜dおよび前記開口部(窓)9の全てを同時に形成することが、工程が少なくてすみ、好ましい。
つぎに、前記4本のキャピラリー管を、前記基板1にはめ込む。このようにして、この例の電気泳動チップを得ることができる。
図10に、複数の電極を有するこの例の電気泳動チップを示す。同図において、図4と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、この電気泳動チップでは、4本の電極6a〜dが、前記基板1に埋め込まれている。これを除き、この例の電気泳動チップは、図4に示した電気泳動チップと同様の構成である。前記4本の電極6a〜dは、例えば、前記基板1の製造時に、前記4本の電極6a〜dの導入孔を前記基板1側面に形成しておくことで、容易に配置することができる。
図11に、この例の電気泳動チップを含む電気泳動装置の一例を示す。同図において、図5と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、この電気泳動装置では、分析部(ライン検出器)7が、前記キャピラリー管上に直接配置されている。また、この電気泳動装置では、基板1に、前記4本のキャピラリー管をはめ込むための空洞に加え、前記分析部(ライン検出器)7をはめ込むための空洞が設けられている(図示せず)。これらを除き、この例の電気泳動装置は、図5に示した電気泳動装置と同様の構成である。この例の電気泳動装置は、図11の構成に限定されず、例えば、図6の電気泳動装置と同様の検出器を有していてもよい。この例の電気泳動装置を使用した糖化ヘモグロビンの分析も、図5または6に示した電気泳動装置を使用した場合と同様の方法で実施できる。
(実施態様5)
図12に、本発明の電気泳動チップのさらにその他の例を示す。同図において、図1と同一部分には、同一符号を付している。同図は、この例の電気泳動チップの平面図である。図示のように、この電気泳動チップは、下基板1(図示せず)上に、十字状の溝に代えてダブルT字状の溝が形成され、これにより、試料分析用のキャピラリー流路3xと試料導入用のキャピラリー流路3yとが形成されている。すなわち、まず、試料分析用のキャピラリー流路3xは、直線状であり、第1の導入槽2aと第1の回収槽2bとは、前記試料分析用のキャピラリー流路3xで連通されている。前記試料分析用のキャピラリー流路3xの一部からは、第1の分岐流路11xが分岐されている。前記第1の分岐流路11xは、第2の導入槽2cに連通されている。前記第1の分岐流路11xより下流側(同図において右側)の前記試料分析用のキャピラリー流路3xの一部からは、第2の分岐流路11yが分岐されている。前記第2の分岐流路11yは、前記第2の回収槽2dに連通されている。前記第1の分岐流路11xと、前記第2の分岐流路11yと、それらを結ぶ前記試料分析用のキャピラリー流路3xの一部とで前記試料導入用のキャピラリー流路3yが形成されている。前記第1の分岐流路11xおよび前記第2の分岐流路11yは、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと略直交しており、前記試料分析用のキャピラリー流路3xとともにダブルT字状の溝を形成している。これらを除き、この例の電気泳動チップは、図1に示した電気泳動チップと同様の構成である。
また、この例の電気泳動チップの構成は、図12の構成に限定されない。例えば、図8と同様に1枚の基板のみから構成されていてもよい。また、図4および10等と同様に、複数の電極を有していてもよいし、前述の前処理槽等を適宜有していてもよい。この例の電気泳動チップの製造方法も、特に限定されず、例えば、前記実施態様1〜4において説明した製造方法と同様でもよい。この例の電気泳動チップを用いた電気泳動装置の構成も特に限定されず、例えば、図5、6または11の電気泳動装置と同様の検出器を有していてもよい。さらに、前記電気泳動装置を使用した糖化ヘモグロビンの分析方法も、特に限定されず、例えば、図5、6または11に示した電気泳動装置を使用した場合と同様の方法で実施できる。
図5に示した電気泳動装置を用いて、HbA1cの分析を行った。すなわち、まず、試料分析用のキャピラリー流路3xおよび試料導入用のキャピラリー流路3yに、電気泳動液を、加圧によって充填した。前記電気泳動液としては、100mMのリンゴ酸にアルギニンを加えてpH5.5に調製した溶液に0.5重量%の割合でコンドロイチンCを添加したものを用いた。
つぎに、第2の導入槽2cに試料を導入した。前記試料としては、Hbコントロールサンプルを用いた。ついで、電極6cに0.60kVの電圧を印加し、電極6dには電圧を印加しないことで、前記試料導入用のキャピラリー流路3yの両端に電位差を生じさせた。これにより、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとの交差部分まで前記試料を移動させた。この際、電極6aおよび電極6bには、共に0.30kVの電圧を印加した。
つぎに、前記電極6cおよび前記電極6dに、共に0.40kVの電圧を印加すると共に、前記電極6aに1.00kVの電圧を印加し、前記電極6bには電圧を印加しないことで、前記試料分析用のキャピラリー流路3xの両端に電位差を生じさせた。これにより、前記試料8を、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとの交差部分から、前記第1の回収槽2b側に移動させた。
つぎに、前記ライン検出器7により、前記試料分析用のキャピラリー流路3xと前記試料導入用のキャピラリー流路3yとの交差部分からの距離(泳動距離)と吸光度との関係を測定した。測定結果を、図13のグラフに示す。図示のように、本実施例において、HbA1cを、HbA0等の試料中の他の成分と分離して検出することができた。分析所要時間(泳動時間)は、20秒と極めて短時間であった。
本発明の電気泳動チップは、装置の小型化および分析時間の短縮が可能で、且つ高精度で糖化ヘモグロビンの分析が可能なものである。本発明の電気泳動チップは、例えば、臨床検査、生化学検査、医学研究等の糖化ヘモグロビンを分析する全ての分野に適用することができ、その用途は限定されず、広い分野に適用可能である。

Claims (14)

  1. 糖化ヘモグロビンの分析方法であって、
    基板と、複数の液槽と、キャピラリー流路とを含み、
    前記複数の液槽は、第1の導入槽と第1の回収槽とを含み、
    前記キャピラリー流路は、試料分析用のキャピラリー流路を含み、
    前記基板上に、前記第1の導入槽と前記第1の回収槽とが形成され、
    前記第1の導入槽と前記第1の回収槽とが、前記試料分析用のキャピラリー流路で連通されている電気泳動チップを用い、
    前記複数の液槽の少なくとも一つの槽に、前記糖化ヘモグロビンを含む試料を電気泳動液で希釈した希釈試料を導入する工程を含み、
    前記希釈試料において、希釈前の前記試料と前記電気泳動液との体積比が、1:9〜1:59の範囲であることを特徴とする分析方法。
  2. 前記複数の液槽が、さらに、第2の導入槽と第2の回収槽とを含み、
    前記キャピラリー流路が、さらに、試料導入用のキャピラリー流路を含み、
    前記基板上に、前記第2の導入槽と第2の回収槽とが形成され、
    前記第2の導入槽と前記第2の回収槽とが、前記試料導入用のキャピラリー流路で連通されており、
    前記試料導入用のキャピラリー流路と前記試料分析用のキャピラリー流路は、交差しており、
    前記試料導入用のキャピラリー流路と前記試料分析用のキャピラリー流路とが、前記交差部分で連通されている請求項1記載の分析方法
  3. 前記試料分析用のキャピラリー流路の一部から第1の分岐流路が分岐され、
    前記第1の分岐流路は、前記第2の導入槽に連通され、
    前記第1の分岐流路より下流側の前記試料分析用のキャピラリー流路の一部から第2の分岐流路が分岐され、
    前記第2の分岐流路は、前記第2の回収槽に連通され、
    前記第1の分岐流路と、前記第2の分岐流路と、それらを結ぶ前記試料分析用のキャピラリー流路の一部とで前記試料導入用のキャピラリー流路が形成されている請求項2記載の分析方法
  4. 前記チップ全体の最大長さが、10〜100mmの範囲であり、前記チップ全体の最大幅が、10〜60mmの範囲であり、前記チップ全体の最大厚みが、0.3〜5mmの範囲である請求項から3のいずれか一項に記載の分析方法
  5. 前記キャピラリー流路に電気泳動液が充填されている請求項から4のいずれか一項に記載の分析方法
  6. 前記キャピラリー流路において、その最大径が、10〜200μmの範囲であり、その最大長さが、0.5〜15cmの範囲である請求項から5のいずれか一項に記載の分析方法。
  7. さらに、前記糖化ヘモグロビンを含む試料を溶血させ、且つ希釈するための前処理槽を含み、前記前処理槽と前記複数の液槽の少なくとも一つの槽とが連通されている請求項から6のいずれか一項に記載の分析方法。
  8. 前記糖化ヘモグロビンが、HbA1cである請求項から7のいずれか一項に記載の分析方法
  9. 前記基板が、上基板と下基板とを含み、
    前記上基板には、複数の貫通孔が形成されており、
    前記下基板上には、溝が形成され、
    前記下基板上に前記上基板が積層されており、
    前記上基板に形成された複数の貫通孔の底部が、前記下基板で封止されることで形成される空間が前記複数の液槽となり、
    前記下基板上に形成された溝の上部が、前記上基板で封止されることで形成される空間が前記キャピラリー流路となる請求項から8のいずれか一項に記載の分析方法
  10. 前記基板上に、複数の凹部および溝が形成され、
    前記基板表面が、前記複数の凹部に対応した位置に穴のあいたシール材でシールされ、
    前記基板上に形成された複数の凹部が、前記複数の液槽となり、
    前記基板上に形成された溝の上部が、前記シール材で封止されることで形成される空間が前記キャピラリー流路となる請求項から9のいずれか一項に記載の分析方法
  11. さらに、シール材を含み、
    前記基板には、複数の貫通孔が形成されており、
    前記基板の底面には、溝が形成され、
    前記基板の底面が、前記シール材でシールされ、
    前記基板に形成された複数の貫通孔の底部が、前記シール材で封止されることで形成される空間が前記複数の液槽となり、
    前記基板の底面に形成された溝の下部が、前記シール材で封止されることで形成される空間が前記キャピラリー流路となる請求項から10のいずれか一項に記載の分析方法
  12. 前記基板とは別の部材であるキャピラリー管で前記複数の液槽が連通され、前記キャピラリー管が前記キャピラリー流路となる請求項から11のいずれか一項に記載の分析方法
  13. 前記複数の液槽の容積が、それぞれ、1〜1000mm の範囲である請求項から12のいずれか一項に記載の分析方法
  14. さらに、複数の電極を有し、
    前記複数の電極は、それぞれ、その一端が前記複数の液槽内に位置するように配置されている請求項から13のいずれか一項に記載の分析方法
JP2009514071A 2007-04-27 2008-04-23 電気泳動チップおよび電気泳動装置 Active JP5064497B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009514071A JP5064497B2 (ja) 2007-04-27 2008-04-23 電気泳動チップおよび電気泳動装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007119260 2007-04-27
JP2007119260 2007-04-27
PCT/JP2008/057826 WO2008139866A1 (ja) 2007-04-27 2008-04-23 電気泳動チップおよび電気泳動装置
JP2009514071A JP5064497B2 (ja) 2007-04-27 2008-04-23 電気泳動チップおよび電気泳動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008139866A1 JPWO2008139866A1 (ja) 2010-07-29
JP5064497B2 true JP5064497B2 (ja) 2012-10-31

Family

ID=40002082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009514071A Active JP5064497B2 (ja) 2007-04-27 2008-04-23 電気泳動チップおよび電気泳動装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20100032297A1 (ja)
EP (1) EP2144056A4 (ja)
JP (1) JP5064497B2 (ja)
CN (1) CN101663578B (ja)
WO (1) WO2008139866A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3474007A1 (en) 2017-10-23 2019-04-24 ARKRAY, Inc. Determination method, analysis method, and analysis system

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2623975B1 (en) * 2006-12-26 2016-02-03 Sekisui Chemical Co., Ltd. Stable hemoglobin A1c and glucose measurement method
EP2343544B1 (en) * 2009-12-25 2015-03-11 Arkray, Inc. Method for analyzing hemoglobin by electrophoresis
JP5616309B2 (ja) 2010-12-01 2014-10-29 アークレイ株式会社 デバイス及びその製造方法
WO2016003485A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 Massachusetts Institute Of Technology Microfluidic assay for rapid optimization of cell electroporation
CN109923417B (zh) 2016-09-08 2021-06-08 希米斯保健股份有限公司 诊断系统和方法
US10349589B2 (en) 2016-09-08 2019-07-16 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
CN108490182B (zh) * 2018-02-06 2021-04-30 深圳市第二人民医院 糖化血红蛋白检测装置及检测方法
US11740203B2 (en) 2019-06-25 2023-08-29 Hemex Health, Inc. Diagnostics systems and methods
WO2024086523A2 (en) * 2022-10-20 2024-04-25 Life Technologies Corporation Devices, systems, and methods for processing biological samples using isotachophoresis

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11248678A (ja) * 1998-03-06 1999-09-17 Shimadzu Corp キャピラリー電気泳動チップ
JP2000146910A (ja) * 1998-09-02 2000-05-26 Sankyo Co Ltd 電気泳動システム
JP2000310615A (ja) * 1999-02-26 2000-11-07 Hitachi Chem Co Ltd 電気泳動用チップとその製造方法、該電気泳動用チップを用いた電気泳動装置及び荷電性物質の分離方法
JP2001289820A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Shimadzu Corp マイクロチップ電気泳動装置
JP2004069430A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Mitsubishi Kagaku Iatron Inc 電気泳動用チップ、その製造方法、及び物質の分離方法
JP2004151041A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Asti Corp バイオチップとバイオチップ製造方法
WO2008029685A1 (fr) * 2006-09-04 2008-03-13 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Procédé pour analyse d'échantillon par électrophorèse capillaire
JP2008170351A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Sekisui Chem Co Ltd 電気泳動装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1004336A3 (fr) * 1991-01-15 1992-11-03 Analis Sa Procede de separation et de quantification de l'hemoglobine glycosylee hb a1c.
US5202006A (en) * 1992-04-17 1993-04-13 Beckman Instruments, Inc. Analysis of hemoglobin variants by capillary zone electrophoresis
US5431793A (en) * 1994-07-29 1995-07-11 Beckman Instruments, Inc. Quantitative analysis of glycosylated hemoglobin by immunocappillary electrophoresis
US5599433A (en) * 1995-01-17 1997-02-04 Beckman Instruments, Inc. Capillary electrophoresis of glycosylated proteins
US5611903A (en) * 1995-03-22 1997-03-18 Analis S. A. Capillary electrophoresis method using initialized capillary and polyanion-containing buffer and chemical kit therefor
US5630924A (en) * 1995-04-20 1997-05-20 Perseptive Biosystems, Inc. Compositions, methods and apparatus for ultrafast electroseparation analysis
US6416642B1 (en) * 1999-01-21 2002-07-09 Caliper Technologies Corp. Method and apparatus for continuous liquid flow in microscale channels using pressure injection, wicking, and electrokinetic injection
AU6321700A (en) * 1999-08-11 2001-03-13 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Analyzing cartridge and liquid feed control device
JP4362987B2 (ja) * 2001-04-09 2009-11-11 株式会社島津製作所 マイクロチップ電気泳動におけるサンプル導入方法
US20020187503A1 (en) * 2001-05-02 2002-12-12 Michael Harrold Concentration and purification of analytes using electric fields
FR2825649B1 (fr) * 2001-06-08 2003-10-17 Francois Paul Geli Support pour analyse comparatives d'echantillons sur micro-colonnes de fractionnement avec gradients de longueur, phases stationnaires alternees, et elutions digitalisees
CN1761865A (zh) * 2003-03-19 2006-04-19 日本电气株式会社 微芯片和提取样品方法、分离样品方法、分析样品方法及回收样品方法
WO2005049196A1 (ja) * 2003-11-21 2005-06-02 Ebara Corporation 液体を用いたマイクロチップ装置
US7790008B2 (en) * 2004-04-28 2010-09-07 Arkray, Inc. Electrophoresis chip and electrophoresis unit having the same
WO2008029684A1 (fr) * 2006-09-04 2008-03-13 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Procédé pour analyse d'échantillon par électrophorèse capillaire

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11248678A (ja) * 1998-03-06 1999-09-17 Shimadzu Corp キャピラリー電気泳動チップ
JP2000146910A (ja) * 1998-09-02 2000-05-26 Sankyo Co Ltd 電気泳動システム
JP2000310615A (ja) * 1999-02-26 2000-11-07 Hitachi Chem Co Ltd 電気泳動用チップとその製造方法、該電気泳動用チップを用いた電気泳動装置及び荷電性物質の分離方法
JP2001289820A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Shimadzu Corp マイクロチップ電気泳動装置
JP2004069430A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Mitsubishi Kagaku Iatron Inc 電気泳動用チップ、その製造方法、及び物質の分離方法
JP2004151041A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Asti Corp バイオチップとバイオチップ製造方法
WO2008029685A1 (fr) * 2006-09-04 2008-03-13 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Procédé pour analyse d'échantillon par électrophorèse capillaire
JP2008170351A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Sekisui Chem Co Ltd 電気泳動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3474007A1 (en) 2017-10-23 2019-04-24 ARKRAY, Inc. Determination method, analysis method, and analysis system
US10948399B2 (en) 2017-10-23 2021-03-16 Arkray, Inc. Determination method, analysis method, and analysis system
US11573170B2 (en) 2017-10-23 2023-02-07 Arkray, Inc. Determination method, analysis method, and analysis system

Also Published As

Publication number Publication date
US20100032297A1 (en) 2010-02-11
EP2144056A1 (en) 2010-01-13
US20120012462A1 (en) 2012-01-19
EP2144056A4 (en) 2010-10-27
CN101663578B (zh) 2013-11-13
CN101663578A (zh) 2010-03-03
WO2008139866A1 (ja) 2008-11-20
JPWO2008139866A1 (ja) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5064497B2 (ja) 電気泳動チップおよび電気泳動装置
JP4814945B2 (ja) キャピラリー電気泳動法による試料の分析方法
JP4814944B2 (ja) キャピラリー電気泳動法による試料の分析方法
JP5632556B2 (ja) 電気泳動チップ、電気泳動装置およびキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法
JP5600434B2 (ja) 分析チップおよび分析装置
JP5509372B2 (ja) キャピラリー電気泳動法による分析装置および分析方法
US20100155242A1 (en) Method of Analyzing a Sample by Capillary Electrophoresis
Ou et al. Integration of dialysis membranes into a poly (dimethylsiloxane) microfluidic chip for isoelectric focusing of proteins using whole-channel imaging detection
JP5022208B2 (ja) ヘモグロビン類の測定システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120502

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120628

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: 20120802

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5064497

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250