JP5395076B2 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

本発明は、血液に含まれるタンパク質をキャピラリー電気泳動法により分析する分析装置および分析方法に関する。
血液中には、アルブミン、グロブリン（α１、α２、β、γグロブリン）、フィブリノーゲン、ヘモグロビン等のタンパク質が含まれている。これらのタンパク質は、その比率や変異等が分析され、疾病の診断に利用されている。これらのタンパク質の中で、アルブミン、グロブリン（α１、α２、β、γグロブリン）およびフィブリノーゲンは、血液中に多量に含まれるタンパク質である。そして、これらのタンパク質比率は、例えば、肝硬変、ネフローゼ症候群、膠原病等の診断における重要な指標とされ、セルロースアセテート膜電気泳動法等を用いて分析されている。また、ヘモグロビン（Ｈｂ）には、ヘモグロビンＡ（ＨｂＡ）、ヘモグロビンＦ（ＨｂＦ）、ヘモグロビンＳ（ＨｂＳ）、糖化ヘモグロビン等がある。これらのヘモグロビンのうち、ＨｂＡおよびＨｂＦは、ヒトにおける正常ヘモグロビンである。そして、ＨｂＳは、β鎖の第６番目のグルタミン酸が、バリンに置換された異常ヘモグロビンであり、鎌形赤血球貧血症の診断指標である。さらに、糖化ヘモグロビンは、血液中のグルコースと反応したヘモグロビンであり、生体内血糖値の過去の履歴を反映しているため、糖尿病の診断や治療等における指標とされている。糖化ヘモグロビンの中でも、β鎖Ｎ末端のバリンが糖化したヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）は、特に重要な指標であり、定期健康診断の検査項目である。このように、ヘモグロビンを含め、血液中のタンパク質は、種々の疾患の重要な指標であることから、臨床検査等でも利用可能な、ランニングコストの低い、小型化された分析装置の開発が求められている。
血液中のヘモグロビンの測定方法の中で、ヘモグロビンの測定方法には、例えば、免疫法、酵素法、アフィニティクロマトグラフィ法、ＨＰＬＣ法、キャピラリー電気泳動法等がある。免疫法および酵素法は、自動分析装置に適用可能であるため、検体を大量に処理できるという長所を有するが、測定精度に欠け、分析に約１０分間を要する。そして、アフィニティクロマトグラフィ法は、分離原理上、ＨｂＡ１ｃの測定精度が低く、分析に約２分間を要する。また、ＨＰＬＣ法は、ヘモグロビンの測定方法として汎用されているが（例えば、特許文献１等）、大型で高価な専用装置を必要とし、装置の小型化および低コスト化が困難であり、分析に約１分間を要する。そして、キャピラリー電気泳動法は、マイクロチップの利用による装置の小型化が可能であり、約９０秒で分析可能であるが（例えば、特許文献２等）、臨床検査での利用の観点から、分析時間のより一層の短縮化が要請されている。
特許第３４２９７０９号公報 国際公開第２００８／０４７７０３号パンフレット
そこで、本発明は、装置全体が小型化され、操作が簡便で、ランニングコストが低く、血液に含まれるタンパク質を、短時間で高精度に分析可能な、キャピラリー電気泳動法により分析する分析装置および分析方法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、本発明の分析装置は、
血中タンパク質をキャピラリー電気泳動法により分析するためのキャピラリー電気泳動分析装置であって、
電気泳動チップ、電圧印加手段、送液手段および吸光度測定手段を有し、
前記電気泳動チップは、基板、複数の液槽およびキャピラリー流路を含み、
前記電圧印加手段は、電極を含み、
前記基板上に、前記複数の液槽が形成され、
前記複数の液槽は、前記キャピラリー流路で連通され、
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、
前記送液手段を使用して、前記試料分析用キャピラリー流路に、電気泳動液を充填し、
前記電気泳動液が充填された前記試料分析用キャピラリー流路に、分析対象の前記血中タンパク質を含む試料を導入し、
前記電極に電圧を印加して、前記試料を電気泳動させ、
前記吸光度測定手段により、電気泳動させた前記試料中の前記血中タンパク質の吸光度を測定し、
前記血中タンパク質の分析時間が、３５秒以下であることを特徴とする。
本発明の分析方法は、キャピラリー電気泳動法により、血中タンパク質を分析する分析方法であって、
キャピラリー流路が形成された電気泳動チップを使用し、
前記キャピラリー流路が、試料分析用のキャピラリー流路を含み、
電気泳動液が充填された前記試料分析用キャピラリー流路に、前記血中タンパク質を含む試料を導入し、電極に電圧を印加し、前記試料を電気泳動させる電気泳動工程と、
前記電気泳動させた試料中の前記血中タンパク質の吸光度を測定する測定工程とを含み、
前記血中タンパク質の分析時間が、３５秒以下であることを特徴とする。なお、本発明の分析方法において、前記電気泳動チップは、前述の本発明のキャピラリー電気泳動分析装置における前記電気泳動チップが好ましく、また、前記キャピラリー電気泳動分析装置を使用することが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、装置全体が小型化可能であり、操作が簡便で、ランニングコストが低く、３５秒以下の短時間で、かつ高精度に、血中タンパク質を分析できる。また、本発明の分析方法は、操作が簡便で、ランニングコストが低く、小型化可能な分析装置を使用可能であり、３５秒以下の短時間で、かつ高精度に血中タンパク質を分析できる。特に、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置およびその装置を使用した分析方法は、微小分析システム（μＴＡＳ）に適している。
図１（Ａ）は、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置に含まれる電気泳動チップの一例を示す平面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す電気泳動チップのＩ−Ｉ方向に見た断面図である。 図２は、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置の一例を示す模式図である。 図３（Ａ）は、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置に含まれる電気泳動チップのその他の例を示す平面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す電気泳動チップのＩ−Ｉ方向に見た断面図である。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示す電気泳動チップのＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。 図４（Ａ）は、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置に含まれる電気泳動チップのさらにその他の例を示す平面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す電気泳動チップの斜視図である。 図５は、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置のその他の例を示す模式図である。 図６は、本発明の分析方法の一例におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。 図７は、本発明の分析方法のその他の例におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。 図８は、本発明の分析方法のさらにその他の例におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。 図９は、本発明の分析方法のさらにその他の例におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。 図１０は、本発明のさらにその他の例におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。 図１１は、比較例の分析方法におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。 図１２は、その他の比較例の分析方法におけるヘモグロビンの分析結果を示すグラフである。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、
前記試料分析用キャピラリー流路において、
流路方向に対し垂直方向の断面形状が、円形もしくは矩形であり、
円形の場合、その径が、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、
矩形の場合、その幅が、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、その深さが、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、
泳動開始点から、前記試料の電気泳動が開始され、
前記電気泳動された試料中の前記血中タンパク質の吸光度が、検出点で測定され、
前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、５ｃｍ以下であることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記試料分析用キャピラリー流路の内壁表面が、イオン性官能基を有し、
前記電気泳動液のｐＨが、ｐＨ４．０〜６．０の範囲であり、
前記電圧印加時に生じる電気浸透流が、３ｃｍ／分以上であってもよい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記電気泳動液が、硫酸化多糖類を含むことが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記硫酸化多糖類が、コンドロイチン硫酸であることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ３０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜６００Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６５０Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４５０〜７００Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ４０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜５００Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３７５〜５５０Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６００Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ５０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３５０〜５５０Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ６０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０〜４００Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記血中タンパク質を分析項目とし、前記分析項目が、ヘモグロビンであることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記ヘモグロビンが、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）およびヘモグロビンＦ（ＨｂＦ）の少なくとも一方であることが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）を分析項目とし、前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）の分析として、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度（ＨｂＡ１ｃ濃度）を算出することが好ましい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記試料が、前記血液を溶血処理した試料であり、前記血液を溶血処理した試料中の前記ヘモグロビンを分析することが好ましい。
本発明の分析方法は、前記試料分析用キャピラリー流路において、
流路方向に対し垂直方向の断面形状が、円形もしくは矩形であり、
円形の場合、その径が、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、矩形の場合、その幅が、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、その深さが、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、
泳動開始点から、前記試料の電気泳動が開始され、
前記電気泳動された試料中の前記血中タンパク質の吸光度が、検出点で測定され、
前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、５ｃｍ以下であることが好ましい。
本発明の分析方法において、前記試料分析用キャピラリー流路の内壁表面が、イオン性官能基を有し、
前記電気泳動液のｐＨが、ｐＨ４．０〜６．０の範囲であり、
前記電圧印加時に生じる電気浸透流が、３ｃｍ／分以上であってもよい。
本発明の分析方法において、前記電気泳動液が、硫酸化多糖類を含むことが好ましい。
本発明の分析方法において、前記硫酸化多糖類が、コンドロイチン硫酸であることが好ましい。
本発明の分析方法では、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ３０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜６００Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６５０Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４５０〜７００Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明の分析方法では、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ４０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜５００Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３７５〜５５０Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６００Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明の分析方法では、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ５０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３５０〜５５０Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明の分析方法では、前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、幅および深さがそれぞれ６０μｍの矩形の場合、前記泳動開始点から前記検出点までの距離が、
０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０〜４００Ｖ／ｃｍであり、
１.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
１.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍであることが好ましい。
本発明の分析方法において、前記血中タンパク質を分析項目とし、前記分析項目が、ヘモグロビンであることが好ましい。
本発明の分析方法において、前記ヘモグロビンが、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃおよびヘモグロビンＦ（ＨｂＦ）の少なくとも一方であることが好ましい。
本発明の分析方法において、前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）を分析項目とし、前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）の分析として、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度（ＨｂＡ１ｃ濃度）を算出することが好ましい。
本発明の分析方法において、前記試料が、前記血液を溶血処理した試料であり、前記血液を溶血処理した試料中の前記ヘモグロビンを分析することが好ましい。
以下に、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置について、詳細に説明する。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、前述のように、以下に示す、電気泳動チップ、電圧印加手段、送液手段および吸光度測定手段を有していればよく、その他の構成は、特に制限されない。なお、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、例えば、前記送液手段を有していなくてもよい。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記電気泳動チップは、前述のように、基板、複数の液槽およびキャピラリー流路を含んでいる。
前記電気泳動チップの大きさは、特に制限されないが、例えば、その最大長さは、１０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であり、その最大幅は、１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲であり、その最大厚みは、０．３ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、好ましくは、その最大長さは、３０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲である。なお、前記電気泳動チップの最大長さとは、前記電気泳動チップの長手方向の最長部の長さであり、前記電気泳動チップの最大幅とは、前記電気泳動チップの短手方向の最長部の長さであり、前記電気泳動チップの最大厚みとは、前記電気泳動チップの前記長手方向および前記短手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。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置において、前記電気泳動チップは、基板と、複数の液槽と、キャピラリー流路とを含んでいればよく、その他の構成は、特に制限されない。
前記基板は、特に限定されず、例えば、一枚の基板で構成される形態、上基板と下基板とを合わせた形態等があげられる。前記基板の材質としては、特に制限されないが、例えば、ガラス、ポリマー材料等があげられる。前記ガラス材料としては、特に制限されないが、例えば、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ等があげられる。前記ポリマー材料としては、特に制限されないが、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（ＰＬＡ）等があげられる。
前記液槽は、特に制限されず、例えば、前記上基板に形成された貫通孔の底部が、前記下基板で封止されて形成された凹部等があげられる。前記液槽の形状は、特に限定されず、例えば、円柱状、四角柱状、四角錘状、円錐状等があげられる。また、前記各液槽の容積は、特に限定されず、例えば、それぞれ、１〜１０００ｍｍ３の範囲であり、好ましくは、１０〜１００ｍｍ３の範囲である。前記各液槽の容積は、全て同じであってもよいし、異なっていてもよく、特に制限されない。
前記キャピラリー流路は、例えば、前記基板に形成されてもよいし、前記基板に埋設されたキャピラリー管でもよい。
前記キャピラリー流路において、流路方向に対し垂直方向の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、矩形、楕円形等があげられる。前記キャピラリー流路の前記断面形状が、円形の場合、その径は、特に限定されないが、例えば、１μｍ〜１０００μｍの範囲であり、好ましくは、１０μｍ〜２００μｍの範囲である。前記キャピラリー流路の前記断面形状が、矩形の場合、その幅および深さは、特に限定されないが、例えば、幅が、１０μｍ〜２００μｍの範囲であり、深さが、１０μｍ〜２００μｍの範囲である。前記キャピラリー流路において、その長さは、特に限定されず、例えば、０．５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲であり、好ましくは、１ｃｍ〜５ｃｍの範囲である。
前述のように、前記キャピラリー流路には、前記試料分析用キャピラリー流路が含まれる。前記試料分析用キャピラリー流路において、流路方向に対し垂直方向の断面形状が、円形の場合、その径は、特に限定されないが、例えば、１０μｍ〜２００μｍの範囲であり、好ましくは、２５μｍ〜１００μｍの範囲である。前記試料分析用キャピラリー流路において、前記断面形状が、矩形の場合、例えば、その幅は、２５μｍ〜１００μｍの範囲であり、その深さは、２５μｍ〜１００μｍの範囲である。また、本発明において、前記試料分析用キャピラリー流路の長さは、特に限定されず、例えば、０．５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲であり、好ましくは、１ｃｍ〜５ｃｍの範囲である。
前記キャピラリー流路は、前述のように、例えば、前記基板により形成されていてもよいし、キャピラリー管の埋入により前記基板内に形成されてもよい。前者の場合、前記キャピラリー流路の材質は、例えば、前記基板の材質であり、後者の場合、前記キャピラリー流路の材質は、例えば、埋入する前記キャピラリー管の材質である。前記キャピラリー流路の材質としては、特に限定されず、例えば、前述と同様に、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、溶融シリカ等のガラス材料、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（ＰＬＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のポリマー材料等があげられる。前記キャピラリー管は、例えば、市販品を使用してもよい。
前記ガラス製のキャピラリー流路の内壁は、通常、陰極性の電荷を有する状態である。このようなガラス製のキャピラリー流路は、例えば、陽極性基の導入により、その内壁表面を陽極性の電荷を有する状態にすることができる。前記ポリマー製のキャピラリー流路の内壁は、通常、前記ポリマー内の極性基の有無や種類により、陽極性もしくは陰極性の電荷を有する状態であり、または、無電荷（無極性）の状態である。前記無電荷の前記ポリマー製のキャピラリー流路は、例えば、極性基の導入により、その内壁表面に電荷を有する状態にすることができる。
本発明において、前記試料分析用キャピラリー流路の内壁は、前述のように、その表面に、イオン性官能基を有しているのが好ましい。前記イオン性官能基としては、例えば、陽極性基、陰極性基があげられる。
本発明において、前記陽極性基を内壁表面に有する試料分析用キャピラリー流路は、例えば、前記試料分析用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、形成してもよい。なお、以下、陽極性基含有化合物による被覆を、陽極性層という場合もある。前記陽極性基含有化合物の被覆（陽極性層）により、例えば、試料中のプラス電荷のタンパク質等が、前記試料分析用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、電気浸透流は、例えば、前記陽極性基含有化合物の被覆により、未処理に比べて速くなる傾向がある。前記陽極性基含有化合物としては、特に限定されないが、例えば、前記陽極性基および反応基を含む化合物等があげられる。例えば、前記試料分析用キャピラリー流路が、ガラス製もしくは溶融シリカ製である場合は、前記陽極性基および反応基を含む化合物としては、陽極性基およびケイ素を有する化合物（シリル化剤）等を使用することができる。前記陽極性基としては、特に限定されないが、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は、特に限定されないが、アミノ基およびアンモニウム基の少なくとも一方の陽極性基を有するシリル化剤が好ましい。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、例えば、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。
前記陽極性基含有化合物としては、この他に、前記シリル化剤におけるケイ素原子を、チタンもしくはジルコニウムに置換した化合物を用いてもよい。前記陽極性基含有化合物は、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、前記試料分析用キャピラリー流路内壁の被覆は、例えば、つぎのようにして実施する。まず、前記シリル化剤を有機溶媒に溶解も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、メタノール、アセトン等を使用できる。前記処理液中のシリル化剤の濃度は、特に限定されない。この処理液を、例えば、ガラス製もしくは溶融シリカ製のキャピラリー流路内に通液し、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内壁に配置されることになる。その後、後処理として、前記有機溶媒を、リン酸等の酸性溶液、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い流し、前記キャピラリー流路内を洗浄する。なお、この洗浄は任意であるが、実施することが好ましい。前記シリル化剤で内壁が被覆されたキャピラリー流路は、市販品を用いてもよい。
前記陰極性基を内壁表面に有する試料分析用キャピラリー流路は、例えば、前記試料分析用キャピラリー流路の内壁を、陰極性基含有化合物により被覆し、形成してもよい。なお、以下、陰極性基含有化合物による被覆を、陰極性層という場合もある。前記陰極性基含有化合物の被覆（陰極性層）により、例えば、試料中のマイナス電荷のタンパク質等が、前記試料分析用キャピラリー流路の内壁に吸着するのを防止できる。そして、電気浸透流は、例えば、前記陰極性基の被覆により、未処理に比べて速くなる傾向がある。なお、前記陰極性基含有化合物を被覆した場合、前記電気浸透流の方向は、前記陽極性基を被覆した場合の逆になる。また、前記試料と電気泳動液中に存在する前記陰極性基含有化合物とが複合体を形成し、この複合体を電気泳動させるため、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、より高精度な分析が可能となる。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、例えば、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等があげられ、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。前記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が、コンドロイチン硫酸Ｃが好ましい。
前記陰極性層は、例えば、介在層を介して、前記試料分析用キャピラリー流路内壁に積層されてもよい。前記介在層は、特に限定されず、例えば、前記陽極性基含有化合物を用いて形成することができる。前記介在層を介して積層された前記陰極性層は、例えば、前記陽極性基含有化合物により被覆された前記試料分析用キャピラリー流路の内壁に、前記陰極性基含有化合物を含む液を接触させることにより、形成してもよい。この場合、前記陰極性基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、前記陰極性基含有化合物を添加して調製した電気泳動液を、内壁に前記介在層が形成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。
本発明において、前述のように、前記試料分析用キャピラリー流路に限られず、例えば、前記基板上に形成されたその他のキャピラリー流路の内壁が、前記イオン性官能基を有してもよく、全てのキャピラリー流路の内壁が前記イオン性官能基を有していてもよい。前記イオン性官能基を内壁に有するその他のキャピラリー流路は、前述の試料分析用キャピラリー流路と同様にして形成できる。
本発明では、前記試料分析用キャピラリー流路に、分析対象となる血中タンパク質を含む試料と電気泳動液とを導入する。
本発明において、前記電気泳動液としては、特に限定されないが、有機酸を含む電気泳動液が好ましい。前記有機酸は、特に限定されないが、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、リンゴ酸等があげられる。また、前記電気泳動液は、特に限定されないが、例えば、弱塩基を含むことが好ましい。前記弱塩基としては、特に限定されないが、例えば、アルギニン、リジン、ヒスチジン、トリス等があげられる。前記電気泳動液は、特に限定されないが、例えば、ＡＤＡ緩衝液、ＭＥＳ緩衝液、Ｂｉｓ−Ｔｒｉｓ緩衝液、ＰＩＰＥＳ緩衝液、ＡＣＥＳ緩衝液、ＭＯＰＳＯ緩衝液、ＢＥＳ緩衝液、ＨＥＰＥＳ緩衝液、ＴＥＳ緩衝液、リン酸緩衝液等があげられる。前記電気泳動液のｐＨは、特に限定されず、例えば、前述の範囲であり、好ましくは、ｐＨ４．５〜６．０の範囲である。
本発明において、前記電気泳動液には、前述のように、前記陰極性基含有化合物を添加することが好ましい。前記陰極性基含有化合物としては、特に限定されず、例えば、前述の陰極性基含有化合物等があげられる。前記電気泳動液中に含まれる前記陰極性基含有化合物の濃度は、特に限定されず、例えば、０．００１〜１０重量％の範囲であり、好ましくは、０．１〜５重量％の範囲である。
本発明において、前記電気泳動液には、例えば、界面活性剤が添加されていてもよい。前記界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ベタイン型両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等があげられる。前記ベタイン型両性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシベタイン型界面活性剤、スルホベタイン型界面活性剤等があげられる。前記カルボキシベタイン型界面活性剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキル−Ｎ−カルボキシアルキレンアンモニウムベタイン等があげられる。また、前記スルホベタイン型界面活性剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−Ｎ−スルホアルキレンアンモニウムベタイン等があげられる。前記スルホベタイン型界面活性剤の具体例としては、例えば、パルミチルスルホベタイン等があげられる。
本発明において、前記電気泳動液には、例えば、陰イオン性のカオトロピックイオンが添加されていてもよい。本発明において、前記陰イオン性のカオトロピックイオンには、陰イオン性のカオトロピックイオンを含む塩、電離して陰イオン性のカオトロピックイオンを生じる物質等も含まれる。前記塩としては、例えば、酸性塩、中性塩、塩基性塩があげられる。本発明において、前記陰イオン性のカオトロピックイオンとしては、特に限定されず、例えば、過塩素酸、チオシアン酸、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等があげられる。前記電気泳動液中に含まれる前記陰イオン性のカオトロピックイオンの濃度は、特に限定されず、例えば、１〜３０００ｍｍｏｌ／Ｌの範囲であり、好ましくは、５〜１００ｍｍｏｌ／Ｌの範囲であり、より好ましくは、１０〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲である。
本発明において、分析対象の前記血中タンパク質を含む試料としては、例えば、全血、血液を溶血処理した試料等があげられる。このなかで、本発明においては、前記血液を溶血処理した試料中のタンパク質を分析するのが好ましい。前記溶血処理としては、例えば、界面活性剤処理、浸透圧変化処理、超音波処理、凍結解凍処理、加圧処理等があげられ、好ましくは、界面活性剤処理、浸透圧変化処理、超音波処理である。
前記界面活性剤処理は、特に制限されないが、例えば、界面活性剤を添加した希釈液により、全血を溶血させてもよい。前記界面活性剤としては、例えば、前述の界面活性剤、サポニン等があげられる。また、前記浸透圧変化処理は、特に制限されないが、例えば、低浸透圧に調整した溶液を使用して、全血を溶血させてもよい。前記溶液としては、特に限定されず、例えば、蒸留水、低浸透圧に調整した希釈液等があげられ、好ましくは、蒸留水である。そして、前記超音波処理としては、特に制限されず、例えば、超音波処理装置を使用してもよい。本発明において、前記希釈液としては、特に限定されないが、例えば、蒸留水、前記電気泳動液等があげられる。
なお、本発明において、前記血中タンパク質とは、血液に含まれるタンパク質をいう。前記血中タンパク質としては、特に限定されず、例えば、ヘモグロビン（Ｈｂ）、アルブミン（Ａｌｂ）、グロブリン（α１、α２、β、γグロブリン）、フィブリノーゲン等があげられる。
前記ヘモグロビンとしては、特に限定されず、例えば、正常ヘモグロビン（ＨｂＡ０）、糖化ヘモグロビン、修飾ヘモグロビン、胎児ヘモグロビン（ＨｂＦ）等があげられる。前記糖化ヘモグロビンとしては、例えば、ヘモグロビンＡ１ａ（ＨｂＡ１ａ）、ヘモグロビンＡ１ｂ（ＨｂＡ１ｂ）、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）、ＧＨｂＬｙｓ等があげられる。前記ヘモグロビンＡ１ｃとしては、例えば、安定型ＨｂＡ１ｃ、不安定型ＨｂＡ１ｃ等があげられる。前記修飾ヘモグロビンとしては、例えば、カルバミル化Ｈｂ、アセチル化Ｈｂ等があげられる。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、前記血中タンパク質を分析項目とする。前記分析項目としては、特に限定されず、例えば、前述の血中タンパク質の中でも、ヘモグロビンが好ましい。
本発明において、分析項目としては、特に限定されず、例えば、前記各種ヘモグロビンの比率、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度、アルブミン濃度、グロブリン濃度、アルブミン／グロブリン比率等があげられる。
本発明においては、前記電極への電圧印加で生じる電気浸透流により、泳動開始点から検出点に向けて、前記試料を電気泳動させる。そして、前記試料分析用キャピラリー流路上の検出点において、電気泳動させた前記試料中の血中タンパク質の吸光度を測定する。
本発明において、前記泳動開始点とは、前記試料分析用キャピラリー流路に導入した前記試料が、電圧印加により電気泳動を開始する、前記試料分析用キャピラリー流路上のポイントである。前記泳動開始点は、例えば、前記試料を導入する液槽と前記試料分析用キャピラリー流路との境界等があげられ、特に限定されない。また、本発明において、前記検出点とは、前述のように、前記試料分析用キャピラリー流路内を前記電気泳動させた前記試料中の血中タンパク質の吸光度を測定するポイントである。前記検出点は、前記試料分析用キャピラリー流路上にあり、前記泳動開始点からの距離は、特に制限されないが、例えば、後述の範囲になる位置にあることが好ましい。本発明において、前記泳動開始点から前記検出点までの距離（分離長）は、特に限定されないが、例えば、０．５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲であり、好ましくは、１ｃｍ〜５ｃｍの範囲である。
本発明において、前記電圧は、特に制限されないが、例えば、０．０７５ｋＶ〜２０ｋＶの範囲であり、好ましくは、０．３ｋＶ〜５ｋＶの範囲である。また、本発明において、前記電気浸透流は、特に限定されないが、例えば、３ｃｍ／分〜１５ｃｍ／分の範囲であり、好ましくは、８ｃｍ／分〜１２ｃｍ／分の範囲である。
本発明において、前記吸光度の測定波長としては、例えば、２６０ｎｍ〜３００ｎｍまたは３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲であり、４００ｎｍ〜４３０ｎｍの範囲が好ましい。
本発明において、前記血中タンパク質の分析時間とは、例えば、分析対象となる前記試料に含まれる前記血中タンパク質を分離し、その検出を完了する時間である。前記血中タンパク質の分析時間は、具体的には、例えば、前記電極への電圧印加開始時から、分析対象となる前記血中タンパク質の全ての検出が完了するまでの時間である。本発明において、前記血中タンパク質の分析時間は、０秒を超え、３５秒以下であり、好ましくは、０秒を超え、３０秒以下であり、より好ましくは、０秒を超え、２５秒以下であり、さらに好ましくは、０秒を超え、２０秒以下である。
本発明において、前記泳動開始点から前記検出点までの距離および前記分離電場は、例えば、前記キャピラリー流路の幅および深さに応じて、前述の所定範囲に設定するのが好ましい。本発明において、前記分離電場とは、電極間距離１ｃｍあたりに印加する電圧である。本発明において、前記キャピラリー流路の幅および深さに応じて、前記泳動開始点から前記検出点までの距離および前記分離電場を前述の所定範囲に設定することにより、前記血中タンパク質を３５秒以下の短時間で分析できる。本発明において、前記所定範囲は、電気泳動液（泳動緩衝液）の種類、キャピラリー流路への前記イオン性官能基のコーティング方法等により、適宜設定可能であり、前述の範囲に制限されない。
本発明のキャピラリー電気泳動分析装置は、特に制限されないが、例えば、さらに、定量分注手段、撹拌手段、迷光除去手段、位置調整手段等を有してもよい。
つぎに、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置とそれを用いた分析方法について、例をあげて説明する。ただし、本発明のキャピラリー電気泳動分析装置とそれを用いた分析方法は、下記の例に制限されるものではない。
（実施形態１）
図１に、本例のキャピラリー電気泳動分析装置に用いる電気泳動チップを示す。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方向に見た断面図である。同図において、わ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。図示のとおり、この例の電気泳動チップ２は、下基板３ｂの上に、上基板３ａが積層されて、構成されている。前記上基板３ａには、三つの貫通孔が形成されている。前記上基板３ａに形成された三つの貫通孔の底部が、前記下基板３ｂで封止されることで、三つの液槽４ａ、４ｂおよび４ｅが形成されている。前記下基板３ｂ上には、Ｉ字状の溝が形成されている。前記下基板３ｂ上に形成されたＩ字状の溝の上部が、前記上基板３ａで封止されることで、試料分析用キャピラリー流路５ｘが形成されている。前記液槽４ａおよび前記液槽４ｂは、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘで連通されている。一方、前記液槽４ｅは、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘには連通せず、単独の液槽として配置されている。前記キャピラリー流路５ｘの前記液槽４ａ側の端部が、泳動開始点８０となる。また、前記キャピラリー流路５ｘ上の前記液槽４ａと前記液槽４ｂとの間の一点が、検出点９０となる。なお、この例の電気泳動チップ２は、直方体状である。ただし、本発明は、本例に限定されない。本発明において、電気泳動チップは、後述の試料の分析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２は、二枚の基板（上基板３ａおよび下基板３ｂ）を含む。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明において、電気泳動チップは、例えば、一枚の基板で構成されていてもよい。
この例の電気泳動チップ２においては、前記上基板３ａの長さおよび幅が、前記電気泳動チップ全体の最大長さおよび最大幅となる。したがって、前記上基板３ａの長さおよび幅は、前記電気泳動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。本例の電気泳動チップ２における前記上基板３ａの厚みは、前記複数の液槽４ａ、４ｂおよび４ｅの容積に応じて、適宜設定できるが、例えば、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、好ましくは、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２においては、前記下基板３ｂの長さおよび幅は、前記上基板３ａの長さおよび幅と同様である。前記下基板３ｂの厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、好ましくは、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲である。
前記上基板３ａおよび前記下基板３ｂの材質は、前記吸光度の測定に支障がないものであれば、特に制限されない。前記上基板３ａおよび前記下基板３ｂの材質としては、例えば、前述の材料等から形成されたものが使用できる。
前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの幅および深さは、例えば、その幅が、２５μｍ〜１００μｍの範囲、その深さが、２５μｍ〜１００μｍの範囲である。また、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの距離は、例えば、０．５ｃｍ〜１５ｃｍの範囲であり、好ましくは、１ｃｍ〜５ｃｍの範囲である。
前記液槽４ａ、前記液槽４ｂおよび前記液槽４ｅの容積は、前述と同様である。図１においては、前記液槽４ａ、４ｂおよび４ｅの形状は、円柱状である。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明において、前記液槽４ａ、４ｂおよび４ｅの形状は、前述のとおり、任意の形状とすることができる。
この例の電気泳動チップ２において、前記チップの最大厚みは、前記上基板３ａおよび前記下基板３ｂの厚みの合計となる。前記チップ全体の厚みは、前述のとおりである。
図２に、本例のキャピラリー電気泳動分析装置を示す。図示のように、このキャピラリー電気泳動分析装置１は、前述の電気泳動チップ２と、電極６ａおよび６ｂと、電線７ａ〜ｆと、スリット８と、制御部９と、光源１１と、光学フィルター１２と、集光レンズ１３と、検出器１４と、電気泳動チップ移動機構２０と、定量分注器３０と、希釈液３１と、電気泳動液３２とを主要な構成部材として有する。前記電気泳動チップ移動機構２０は、駆動部２１およびステージ２２を含む。前記電気泳動チップ２は、前記ステージ２２上に配置される。前記電極６ａおよび６ｂは、それぞれ、前記電気泳動チップ２の液槽４ａおよび４ｂ内に配置される。前記検出器１４、前記定量分注器３０、前記電極６ａおよび６ｂ、前記電気泳動チップ移動機構２０、前記光源１１は、それぞれ、前記電線７ａ〜ｆにより、前記制御部９に接続されている。前記制御部９は、前記電線７ａ〜ｆにより接続された前述の各構成部材への電力の供給等を制御する。
本例のキャピラリー電気泳動分析装置１において、前記ステージ２２は、その一端に連結された前記駆動部２１により、水平の二軸方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能である。なお、前記Ｘ方向と前記Ｙ方向は、前記水平面上で互いに垂直に交わる。これにより、前記電気泳動チップ２の位置を、調整可能である。前記電気泳動チップ２の位置の調整により、前記検出点９０に、特定波長光の光束を正確に入射させることができる。また、前記定量分注器３０は、前記希釈液３１および前記電気泳動液３２をそれぞれ定量し、前記電気泳動チップ２の液槽４ａまたは液槽４ｅに分注可能である。前記電極６ａおよび６ｂ間に電圧を印加することにより、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘに導入された試料を電気泳動させることができる。そして、前記光源１１から照射された光は、光学フィルター１２により特定波長光に分光され、集光レンズ１３により収束し、かつ光量が増加し、前記スリット８により迷光が除去され、前記電気泳動チップ２の試料分析用キャピラリー流路５ｘ上の検出点９０の試料に照射される。前記検出点９０に照射された光の透過光を、前記検出器１４が検出し、吸光度を測定することで、前記試料中に含まれる分析対象の血中タンパク質を分析できる。
本例のキャピラリー電気泳動分析装置１の電気泳動チップ２の製造方法は、特に限定されず、例えば、従来公知の方法を適宜用いればよい。
つぎに、本例のキャピラリー電気泳動分析装置１を使用した、前記血中タンパク質の分析方法について説明する。
まず、前記電気泳動液３２を準備する。前記電気泳動液３２としては、前述の電気泳動液であればよく、特に限定されないが、例えば、１００ｍｍｏｌ／Ｌのフマル酸とアルギニン酸水溶液に、０．８重量％の割合でコンドロイチン硫酸Ｃを添加し、ｐＨ４．８に調整した水溶液等があげられる。ついで、前記電気泳動チップ２を、ステージ２２に装着し、本例のキャピラリー電気泳動分析装置１に配置する。そして、前記定量分注器３０を使用して、前記液槽４ａに、前記電気泳動液３２を注入する。さらに、前記液槽４ｂに、減圧ポンプ（図示せず）を連結して減圧し、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘに、前記電気泳動液３２を充填する。
つぎに、前記定量分注器３０を使用して、前記液槽４ｅに、前記希釈液３１を注入後、さらに、試料としてヒトの全血を注入し、ピペッティングにより撹拌し、前記試料および前記希釈液３１の混合液を調製する。なお、前記希釈液３１としては、例えば、蒸留水等を用いる。ついで、前記混合液を、前記液槽４ａに注入する。そして、前記液槽４ａおよび４ｂ内にそれぞれ配置された前記電極６ａおよび６ｂに電圧を印加して、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの両端に電位差を生じさせる。これにより、前記試料を、前記泳動開始点８０から前記液槽４ｂ側に移動させる。前記電圧は、特に限定されないが、例えば、０．５ｋＶ〜２０ｋＶの範囲である。前記電圧印加による前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの分離電場は、前述のように、前記泳動開始点から前記検出点までの距離および前記キャピラリー流路の幅および深さに応じて適宜設定できるが、例えば、１５０Ｖ／ｃｍ〜７００Ｖ／ｃｍの範囲であり、好ましくは、３００Ｖ／ｃｍ〜６００Ｖ／ｃｍの範囲である。
つぎに、前述と同様にして分光および集光され、さらに迷光除去された光（波長４１５ｎｍ）を、前記検出点９０に照射する。さらに、前記検出点９０における透過光を、前記検出器１４を使用して検出し、前記試料中の前記タンパク質による吸光度を測定し、得られた前記吸光度の大きさおよび分析時間（泳動開始から検出までの時間）の対応を示すフェログラムを作成する。
（実施形態２）
図３に、本例のキャピラリー電気泳動分析装置に用いる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３（Ａ）は、この例の電気泳動チップの平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＩ−Ｉ方向に見た断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。図示のように、この例の電気泳動チップ２は、下基板３ｂ上に、上基板３ａが積層されて、構成されている。前記上基板３ａには、複数（本例では四つ）の貫通孔が形成されている。前記上基板３ａに形成された四つの貫通孔の底部が、前記下基板３ｂで封止されることで、四つの液槽４ａ〜４ｄが形成されている。前記下基板３ｂ上には、十字状の溝が形成されている。前記下基板３ｂ上に形成された十字状の溝の上部が、前記上基板３ａで封止されることで、試料分析用キャピラリー流路５ｘおよび試料導入用のキャピラリー流路５ｙが形成されている。前記液槽４ａと前記液槽４ｂとは、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘで連通されている。前記液槽４ｃと前記液槽４ｄとは、前記試料導入用キャピラリー流路５ｙで連通されている。前記試料分析用キャピラリー流路５ｘと前記試料導入用キャピラリー流路５ｙとは、交差している。前記試料分析用キャピラリー流路５ｘと前記試料導入用キャピラリー流路５ｙとは、前記交差部分で連通されている。前記交差部分が、泳動開始点８０となる。また、前記キャピラリー流路５ｘ上の前記液槽４ａと前記液槽４ｂとの間の一点が、検出点９０となる。この例の電気泳動チップ２では、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘと前記試料導入用キャピラリー流路５ｙ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。本発明において、前記電気泳動チップ２の前記試料分析用キャピラリー流路５ｘと前記試料導入用キャピラリー流路５ｙの最大長さは、同じであってもよい。
この例の電気泳動チップ２は、前記液槽４ｃおよび前記液槽４ｄと、前記試料導入用キャピラリー流路５ｙとが形成され、前記液槽４ｅが形成されていない点を除き、図１に示した電気泳動チップと同様の構成である。前記試料導入用キャピラリー流路５ｙの幅および深さは、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの幅および深さと同様である。そして、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの距離は、図１に示した電気泳動チップと同様である。また、前記液槽４ｃおよび前記液槽４ｄの容積および形状は、図１に示した電気泳動チップの液槽と同様である。
本例のキャピラリー電気泳動分析装置は、電気泳動チップ２が、図１に示した電気泳動チップに代えて、図３に示した電気泳動チップであり、電極６ｃおよび電極６ｄ（図示せず）が、前記電気泳動チップ２の液槽４ｃおよび４ｄ内に配置されていることを除き、図２に示したキャピラリー電気泳動分析装置と同様である。
つぎに、本例のキャピラリー電気泳動分析装置１を使用した、前記血中タンパク質の分析方法について説明する。
まず、前記電気泳動チップ２を、ステージ２２に装着し、本例のキャピラリー電気泳動分析装置１に配置する。ついで、実施形態１と同様にして、前記定量分注器３０を使用して、前記液槽４ａに、前記電気泳動液３２を注入する。つぎに、実施形態１と同様にして、前記液槽４ｂに、減圧ポンプ（図示せず）を連結して減圧し、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘに、前記電気泳動液３２を充填する。そして、前記定量分注器３０を使用して、前記液槽４ｃに、前記電気泳動液３２を注入する。さらに、前記液槽４ｄに、減圧ポンプ（図示せず）を連結して減圧し、前記試料導入用キャピラリー流路５ｙに、前記電気泳動液３２を充填する。
つぎに、前記定量分注器３０を使用して、前記液槽４ｃに前記希釈液３１を注入後、さらに、試料としてヒトの全血を注入し、ピペッティングにより撹拌する。ついで、前記電極６ｃおよび６ｄに電圧を印加して、前記試料導入用キャピラリー流路５ｙの両端に電位差を生じさせる。これにより、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘと前記試料導入用キャピラリー流路５ｙの交差部分まで、前記試料を移動させる。前記電極６ｃと前記電極６ｄ間に印加する電圧は、特に限定されないが、例えば、０．５ｋＶ〜２０ｋＶの範囲である。
つぎに、前記電極６ａおよび６ｂに電圧を印加して、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの両端に電位差を生じさせる。これにより、前記試料を、前記泳動開始点８０から前記液槽４ｂ側に移動させる。前記電圧は、特に限定されないが、例えば、０．５ｋＶ〜２０ｋＶの範囲である。前記電圧印加による前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの分離電場は、前述のように、前記泳動開始点から前記検出点までの距離および前記キャピラリー流路の幅および深さに応じて適宜設定できるが、例えば、実施形態１と同様の範囲である。
つぎに、実施形態１と同様にして分光および集光され、さらに迷光除去された光（波長４１５ｎｍ）を、検出点９０に照射する。さらに、前記検出点９０における透過光を、前記検出器１４を使用して検出し、前記試料中のタンパク質による吸光度を測定し、得られた前記吸光度の大きさおよび分析時間（泳動時間）の対応を示すフェログラムを作成する。
（実施形態３）
図４に、本例のキャピラリー電気泳動分析装置に用いる電気泳動チップを示す。同図において、図１および図３と同一部分には、同一符号を付している。図４（Ａ）は、この例の電気泳動チップの平面図であり、図４（Ｂ）は、この例の電気泳動チップの斜視図である。図示のように、この例の電気泳動チップ２００は、下基板３ｂの上に、上基板３ａが積層された積層体と、コネクタ７０とを含む。前記コネクタ７０は、前記積層体の一側面に配置されている。前記下基板３ｂには、配線パターン（図示せず）が形成されている。前記上基板３ａには、六つの貫通孔が形成されている。前記六つの貫通孔の底部が、前記下基板３ｂにより封止されることにより、六つの液槽が形成されている。前記六つの液槽は、それぞれ、試料導入口４１、ドレイン４５、ドレイン５５、ドレイン５７、ドレイン５９およびドレイン６３である。また、前記上基板３ａの底面には、大小三つの凹部が形成されている。前記三つの凹部のうち、二つの凹部の開口面が、前記下基板３ｂにより封止されることで、二つの液槽が形成されている。前記二つの液槽は、それぞれ、試薬槽５１および希釈槽５８である。前記試薬槽５１には、電気泳動液が封入されている。前記希釈槽５８には、前記配線パターン中の配線に接続した電極６ａが配置され、撹拌子（図示せず）が封入されている。前記三つの凹部のうち、残りの一つの凹部の開口面が、前記下基板３ｂにより封止されることで形成される電極配置部６１には、前記配線パターン中の配線に接続した電極６ｂが配置される。さらに、前記上基板３ａの底面には、複数の溝が形成されている。前記複数の溝の開口面が、前記下基板３ｂにより封止されることで、前記六つの液槽および前記三つの凹部を連通する流路が形成されている。前記希釈槽５８および前記電極配置部６１を連通するキャピラリー流路が、試料分析用キャピラリー流路５ｘである。前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの前記希釈槽５８側の端部が、泳動開始点８０となる。また、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘ上の一点が、検出点９０となる。前記試料分析用キャピラリー流路５ｘ以外の流路の詳細については、後述する。
前記試料導入口４１は、試料導入流路４２、分岐部４３、オーバーフロー流路４４を順に介して、前記ドレイン４５に連通している。また、前記試料導入口４１は、前記分岐部４３から、試料計量流路４６を介して、前記希釈槽５８にも連通している。前記試料導入口４１は、分析対象となる血中タンパク質を含む試料を電気泳動チップに導入するための導入口である。そして、前記試料計量流路４６の前記希釈槽５８側の端部には、流路断面積の狭いオリフィス４７が形成されている。
この例の電気泳動チップ２００では、つぎのようにして、前記試料を計量し、電気泳動チップ内に導入する。まず、前記試料導入口４１に試料導入後、前記ドレイン４５より減圧ポンプ等（図示せず）を使用してエアを吸引する。前記吸引により、前記分岐部４３および前記オリフィス４７間の前記試料計量流路４６の容積を超える前記試料は、オーバーフロー流路４４に流出する。さらに、前記ドレイン４５を閉じ、加圧ポンプ等（図示せず）を使用して、前記試料導入口４１からエアを吐出することにより、前記試料計量流路４６内に貯留した前記容積分量の試料を計量し、前記希釈槽５８に導入する。
前記試薬槽５１は、試薬導入流路５２ａ、分岐部５３ａ、オーバーフロー流路５４を順に介して、前記ドレイン５５に連通している。また、前記試薬槽５１は、前記分岐部５３ａから、試薬計量流路５６、分岐部５３ｂ、試料導入流路５２ｂを介して、前記希釈槽５８にも連通している。前記分岐部５３ｂで分岐した流路の末端には、前記ドレイン５７が形成されている。そして、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの前記希釈槽５８側端部で分岐した流路の末端には、ドレイン５９が形成されている。さらに、前記電極配置部６１と前記ドレイン６３との間には、流量計測流路６２が形成されている。
この例の電気泳動チップ２００では、つぎのようにして、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘに前記電気泳動液を充填し、さらに、前記電気泳動液を計量し、前記希釈槽５８に導入する。まず、前記試料導入口４１、ドレイン４５、５５、５７および５９を閉状態とし、前記ドレイン６３に連結した減圧ポンプ等（図示せず）を使用して、エアを吸引することにより、前記試薬導入流路５２ａおよび５２ｂ、前記試薬計量流路５６、前記希釈槽５８、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘ、前記電極配置部６１ないし前記流量計測流路６２に、前記試薬槽５１に封入された電気泳動液が充填される。ついで、前記試薬槽５１を閉じ、前記ドレイン５９を開き、前記ドレイン５７に連結した減圧ポンプ等（図示せず）を使用して、エアを吸引することにより、前記試料導入流路５２ｂおよび前記希釈槽５８内の電気泳動液が除去される。さらに、前記ドレイン５７を閉じ、前記ドレイン５５を開き、前記ドレイン５９に連結した減圧ポンプ等（図示せず）を使用して、エアを吸引することにより、前記試薬計量流路５６容積分量の電気泳動液を計量し、前記希釈槽５８に導入することができる。そして、前述のようにして、前記試料を前記希釈槽５８に導入し、マグネティックスターラー（図示せず）を使用して撹拌子（図示せず）を回転させることにより、前記試料と前記電気泳動液とを混合することができる。
この例の電気泳動チップ２００においては、前記上基板３ａの材質としては、前記吸光度の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３ａとしては、例えば、前述の材料等から形成されたものを使用できる。
この例の電気泳動チップ２００における前記上基板３ａの長さおよび幅は、例えば、１０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲であり、好ましくは、２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲である。また、前記上基板３ａの厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２００においては、前記下基板３ｂとして、例えば、アクリル樹脂、前記上基板３ａと同様の材質等から形成されたものが使用できる。前記下基板３ｂは、前記材質で形成された複数の基板が積層されて構成され、前記複数の基板間に、銅箔等からなる配線パターンが形成されている。
前記下基板３ｂの長さおよび幅は、前記上基板３ａの長さおよび幅と同様である。前記下基板３ｂの厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２００においては、前記試料導入口４１の直径および深さは、例えば、直径が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、深さが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは、直径が、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、深さが、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２００においては、前記試薬槽５１の直径および深さは、例えば、直径が、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であり、深さが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは、直径が、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であり、深さが、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。そして、この例の電気泳動チップ２００においては、前記希釈槽５８の直径および深さは、例えば、直径が、０．５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であり、深さが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは、直径が、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、深さが、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２００においては、前記ドレイン４５、５５、５７、５９、６３の直径および深さは、それぞれ、直径が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、深さが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは、それぞれ、直径が、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、深さが、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２００においては、前記試料導入口４１、前記試薬槽５１、前記希釈槽５８および前記ドレイン４５、５５、５７、５９、６３の形状は、円柱状である。ただし、本発明は、これに限定されない。前記試料導入口４１、前記試薬槽５１、前記希釈槽５８および前記ドレイン４５、５５、５７、５９、６３の形状は、例えば、前記円柱状の他、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、前記試料導入口４１、前記試薬槽５１、前記希釈槽５８および前記ドレイン４５、５５、５７、５９、６３の形状は、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２００において、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの幅および深さは、図１に示した電気泳動チップ２と同様である。そして、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの距離は、図１に示した電気泳動チップ２と同様である。
この例の電気泳動チップ２００において、前記試薬計量流路５６の流路の幅および深さは、断面積の最大部分において、例えば、幅が、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であり、深さが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。
この例の電気泳動チップ２００において、前記オリフィス４７の幅および深さは、例えば、幅が、１μｍ〜２００μｍの範囲であり、深さが、１μｍ〜２００μｍの範囲であり、好ましくは、幅が、１０μｍ〜１００μｍであり、深さが、１０μｍ〜１００μｍである。
この例の電気泳動チップ２００において、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘ、前記試薬計量流路５６、前記オリフィス４７以外のキャピラリー流路の幅および深さは、例えば、幅が、１０μｍ〜１０００μｍの範囲であり、深さが、１０μｍ〜１０００μｍの範囲であり、好ましくは、幅が、５０μｍ〜５００μｍであり、深さが、５０μｍ〜５００μｍである。
この例の電気泳動チップ２００において、前記電気泳動チップ全体の最大厚みは、前記上基板３ａおよび前記下基板３ｂの厚みの合計となる。前記チップ全体の厚みは、前述のとおりである。
この例の電気泳動チップ２００の製造方法は、特に限定されず、例えば、従来公知の方法を適宜用いればよい。
図５に、本例のキャピラリー電気泳動分析装置を示す。同図において、図２と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、本例のキャピラリー電気泳動分析装置１００は、電気泳動チップが、図１に示した電気泳動チップに代えて、図４に示した電気泳動チップであり、定量分注器３０、希釈液３１、電線７ｂ〜ｄを有さず、前記電気泳動液を前記電気泳動チップ２００内に有し、前記コネクタ７０の接続部（図示せず）および電線７ｇを有することを除き、図２に示した電気泳動分析装置１と同様である。同図には表れていないが、前記電気泳動チップ２００は、前記コネクタ７０を介して前記ステージ２２に装着され、前記キャピラリー電気泳動分析装置１００に搭載される。前記コネクタ７０は、前記電線７ｇにより、前記制御部９に接続されている。前記制御部９は、前記コネクタ７０への電力の供給等を制御する。
つぎに、本例のキャピラリー電気泳動分析装置１００を使用した、血中タンパク質の分析方法について説明する。
まず、前記電気泳動チップ２００を、前記コネクタ７０を介して前記キャピラリー電気泳動分析装置１００に装着する。ついで、前述と同様にして、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘに前記電気泳動液を充填し、さらに、前記電気泳動液を計量し、前記希釈槽５８に導入する。そして、前記試料として、ヒト全血を、前述と同様にして、前記試料導入口４１から導入し、前記試料計量流路４６の容量分量を計量し、前記希釈槽５８に導入する。導入した前記試料および前記電気泳動液を、前記希釈槽５８で混合し、前記撹拌子（図示せず）を前記マグネティックスターラー（図示せず）で回転させて撹拌する。
つぎに、前記電極６ａおよび前記電極６ｂに電圧を印加して、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの両端に電位差を生じさせる。これにより、前記試料を、前記泳動開始点８０から前記電極６ｂ側に移動させる。前記電圧の印加は、前記配線パターン中の前記電線７ｇにより、前記コネクタ７０から前記電極６ａおよび前記電極６ｂに電力を供給することで実施する。前記電圧は、特に限定されないが、例えば、０．５ｋＶ〜２０ｋＶの範囲である。前記電圧印加による前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの分離電場は、前述のように、前記泳動開始点から前記検出点までの距離および前記キャピラリー流路の幅および深さに応じて適宜設定できるが、例えば、実施形態１と同様の範囲である。
つぎに、実施形態１と同様にして分光および集光され、さらに迷光除去された光（波長４１５ｎｍ）を、前記検出点９０に照射する。さらに、前記検出点９０における透過光を、前記検出器１４を使用して検出し、電気泳動された前記試料中のタンパク質による吸光度を測定し、得られた前記吸光度の大きさおよび分析時間の対応を示すフェログラムを作成する。
つぎに、図２に示した本発明のキャピラリー電気泳動分析装置を使用した、糖化ヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）の分析例について説明する。
（実施例１）
まず、図１に示した電気泳動チップを作製した。本例の電気泳動チップ２は、ＰＭＭＡ製であり、チップの長さ（前記試料分析用キャピラリー流路５ｘに沿った方向の寸法）は７０ｍｍであり、幅は３０ｍｍであった。本例の電気泳動チップ２において、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの幅は、４０μｍであり、その深さは、４０μｍであった。また、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの距離は、１．５ｃｍであった。
つぎに、本例の電気泳動チップ２をステージ２２に搭載し、図２に示したキャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。また、５０ｍｍｏｌ／Ｌ フマル酸に３０ｍｍｏｌ／Ｌ チオシアン酸ナトリウムを添加したものに、アルギニンを加えてｐＨ４．８に調整した溶液に、０．８重量％ コンドロイチン硫酸Ｃをさらに添加して、電気泳動液３２を調製した。そして、前記電気泳動液３２を用いて、ヘモグロビン（ＢＭＬ社製）を１０ｇ／Ｌの濃度に希釈し、試料を調製した。なお、前記試料は、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度が、約５重量％であり、そのヘモグロビン濃度は、ヒト血液を１５倍に希釈したヘモグロビン濃度に相当した。
つぎに、前記電気泳動チップ２の液槽４ａに前記電気泳動液３２を注入した。そして、液槽４ｂに連結した減圧ポンプでエアを吸引して、試料分析用キャピラリー流路５ｘに、前記電気泳動液３２を充填した。ついで、前記液槽４ａに前記試料を導入した。そして、前記電極６ａおよび電極６ｂに４５０Ｖ／ｃｍの分離電場を印加し、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの両端に電位差を生じさせた。これにより、前記試料を、前記液槽４ａから、前記液槽４ｂ側に移動させた。このとき、前記検出器１４により、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘの前記検出点９０における吸光度（測定波長４１５ｎｍ）を測定した。そして、前記電圧印加開始からの経過時間、すなわち分析時間（秒）と前記吸光度との関係を示すフェログラムを作成した。さらに、前記フェログラムにおいて、ヘモグロビンの検出前に現れる吸光度の低下点をｔ（秒）、泳動開始点から検出点までの距離をｄ（ｃｍ）とし、下記に示す式（１）を用いて、電気浸透流を算出した。
電気浸透流（ｃｍ／分）＝ｄ／（ｔ／６０） ・・・（１）
（実施例２）
本例では、実施例１と同様にして、電気泳動チップ２を作製し、キャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。そして、前記キャピラリー電気泳動分析装置１を使用して、安定型ヘモグロビンＡ１ｃおよび不安定型ヘモグロビンＡ１ｃの分析を行った。本例では、前記試料として、前述の１０ｇ／Ｌ ヘモグロビンに代えて、５００ｍｇ／ｄＬ グルコースを添加した１００ｇ／Ｌ ヘモグロビンを３７℃で３時間インキュベーションしたものを１０倍希釈して使用した以外は、実施例１と同様にして分析した。
（実施例３）
本例では、実施例１と同様にして、電気泳動チップ２を作製し、キャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。そして、前記キャピラリー電気泳動分析装置１を使用して、ヘモグロビンＡ１ｃを分析した。本例では、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの長さを、前述の１．５ｃｍに代えて、１．０ｃｍとした以外は、実施例１と同様にして分析した。
（実施例４）
本例では、実施例１と同様にして、電気泳動チップ２を作製し、キャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。そして、前記キャピラリー電気泳動分析装置１を使用して、ヘモグロビンＡ１ｃの分析を行った。本例では、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの長さを、前述の１．５ｃｍに代えて、２．０ｃｍとした以外は、実施例１と同様にして分析した。
（実施例５）
本例では、実施例１と同様にして、電気泳動チップ２を作製し、キャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。そして、前記キャピラリー電気泳動分析装置１を使用して、ヘモグロビンＡ１ｃの分析を行った。本例では、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの長さを、前述の１．５ｃｍに代えて、０．５ｃｍとし、さらに前記電極６ａおよび電極６ｂに印加する分離電場を、前述の４５０Ｖ／ｃｍに代えて、２５０Ｖ／ｃｍとした以外は、実施例１と同様にして分析した。
（比較例１）
本例では、実施例１と同様にして、電気泳動チップ２を作製し、キャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。そして、前記キャピラリー電気泳動分析装置１を使用して、ヘモグロビンＡ１ｃの分析を行った。本例では、試料として、ヘモグロビン濃度を、１０ｇ／Ｌに代えて、５ｇ／Ｌ（ヘモグロビンＡ１ｃ濃度約１１％）とし、前記泳動開始点８０から前記検出点９０までの長さを、１．５ｃｍに代えて、２．０ｃｍとし、前記電極６ａおよび電極６ｂに印加する分離電場を、４５０Ｖ／ｃｍに代えて、２５０Ｖ／ｃｍとした以外は、実施例１と同様にして測定した。なお、前記試料のヘモグロビン濃度 ５ｇ／Ｌは、ヒト血液を３０倍に希釈したヘモグロビン濃度に相当した。
（比較例２）
本例では、前記試料分析用キャピラリー流路５ｘとして、前記下基板３ｂに形成された溝に埋設した別部材のキャピラリー管（内径４０μｍ）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、電気泳動チップ２を作製し、キャピラリー電気泳動分析装置１を構成した。なお、前記キャピラリー管の材質は、フューズドシリカ製であった。そして、前記キャピラリー電気泳動分析装置１を使用して、ヘモグロビンＡ１ｃの分析を行った。本例では、前記電気泳動チップ２を使用した以外は、比較例１と同様にして分析した。
実施例１〜５、比較例１および比較例２における分析結果を、図６〜１２のグラフに示す。図６は、実施例１の結果であり、図７は、実施例２の結果であり、図８は、実施例３の結果であり、図９は、実施例４の結果であり、図１０は、実施例５の結果であり、図１１は、比較例１の結果であり、図１２は、比較例２の結果である。また、図６〜１２のグラフにおいて、横軸は、前記電圧印加開始時からの時間経過（秒）であり、縦軸は、４１５ｎｍの測定波長における吸光度である。
実施例１〜５、比較例１および比較例２において、電気浸透流を算出した結果を、下記表１に示す。同表に示すように、電気浸透流について、実施例１および２は、１０ｃｍ／分であり、実施例３は、８．６ｃｍ／分であり、実施例４は、７．５ｃｍ／分であり、実施例５は、３．０ｃｍ／分であり、比較例１は、４．０ｃｍ／分であり、比較例２は、２．４ｃｍ／分であった。
（表１）
ｔ（秒） 電気浸透流（ｃｍ／分）
実施例１ ９ １０
実施例２ ９ １０
実施例３ ７ ８．６
実施例４ １６ ７．５
実施例５ １０ ３．０
比較例１ ３０ ４．０
比較例２ ５０ ２．４
図６および図８〜１２のグラフに示すように、実施例１、実施例３、実施例４、実施例５、比較例１および比較例２では、ヘモグロビンＡ１ｃとヘモグロビンＡ０とを分離して検出可能であった。また、図７のグラフに示すように、実施例２では、安定型ヘモグロビンＡ１ｃ、不安定型ヘモグロビンＡ１ｃおよびヘモグロビンＡ０の３つのヘモグロビンを分離して検出可能であった。そして、各例における電圧印加開始から検出完了までの時間（ヘモグロビンの分析時間）は、実施例１では、約２４秒、実施例２では、約２５秒、実施例３では、約１８秒、実施例４では、約３０秒、実施例５では、約１８秒であったのに対し、比較例１では、約６０秒、比較例２では、約９０秒であった。すなわち、実施例１〜５では、分析時間が、３５秒以下の非常に短時間であったが、比較例１および比較例２では、分析時間が、６０秒以上であった。
本発明によれば、分析装置全体が小型化可能であり、操作が簡便で、ランニングコストが低く、３５秒以下の短時間で、高精度に血中タンパク質を分析できる。特に、本発明は、微小分析システム（μＴＡＳ）に適している。本発明は、臨床検査、生化学検査、医学研究等の血中タンパク質を分析する全ての分野に適用可能であり、その用途は限定されず、広い分野に適用可能である。
１、１００ キャピラリー電気泳動分析装置
２、２００ 電気泳動チップ
３ａ 上基板
３ｂ 下基板
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ 液槽
５ｘ 試料分析用キャピラリー流路
５ｙ 試料導入用キャピラリー流路
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 電極
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ 電線
８ スリット
９ 制御部
１１ 光源
１２ 光学フィルター
１３ 集光レンズ
１４ 検出器
２０ 電気泳動チップ移動機構
２１ 駆動部
２２ ステージ
３０ 定量分注器
３１ 希釈液
３２ 電気泳動液
４１ 試料導入口
４２ 試料導入流路
４３、５３ａ、５３ｂ 分岐部
４４、５４ オーバーフロー流路
４５、５５、５７、５９、６３ ドレイン
４６ 試料計量流路
４７ オリフィス
５１ 試薬槽
５２ａ、５２ｂ 試薬導入流路
５６ 試薬計量流路
５８ 希釈槽
６１ 電極配置部
６２ 流量計測流路
７０ コネクタ
８０ 泳動開始点
９０ 検出点

Claims (10)

  1. 血中タンパク質をキャピラリー電気泳動法により分析するキャピラリー電気泳動分析装置であって、
    電気泳動チップ、電圧印加手段、送液手段および吸光度測定手段を有し、
    前記電気泳動チップが、基板と、複数の液槽およびキャピラリー流路を含み、
    前記電圧印加手段が、電極を含み、
    前記基板上に、前記複数の液槽が形成され、
    前記複数の液槽が、前記キャピラリー流路で連通され、
    前記キャピラリー流路が、試料分析用のキャピラリー流路を含み、
    前記試料分析用キャピラリー流路の内壁表面が、陰極性基を有し、
    前記送液手段を使用して、前記試料分析用キャピラリー流路に、電気泳動液を充填し、
    前記電気泳動液が充填された前記試料分析用キャピラリー流路に、分析対象の前記血中タンパク質を含む試料を導入し、前記電極に電圧を印加し、前記試料を電気泳動させ、
    前記吸光度測定手段により、前記電気泳動させた試料中の前記血中タンパク質の吸光度を測定し、
    前記血中タンパク質の分析時間が、３５秒以下であり、
    前記電気泳動液が、硫酸化多糖類を含み、
    分析項目が、血中のヘモグロビンであり、
    前記ヘモグロビンが、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）およびヘモグロビンＦ（ＨｂＦ）の少なくとも一方であり、
    下記条件１〜４のいずれかを満たすことを特徴とするキャピラリー電気泳動分析装置。

    （条件１）
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ３０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜６００Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４５０〜７００Ｖ／ｃｍである。
    （条件２）
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ４０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜５００Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３７５〜５５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６００Ｖ／ｃｍである。
    (条件３)
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ５０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３５０〜５５０Ｖ／ｃｍである。
    （条件４）
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ６０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０〜４００Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍである。
  2. 前記試料分析用キャピラリー流路の内壁表面が、陰極性基を有し、
    前記電気泳動液のｐＨが、ｐＨ４．０〜６．０の範囲であり、
    前記電圧印加時に生じる電気浸透流が、３ｃｍ／分以上である請求項１記載のキャピラリー電気泳動分析装置。
  3. 前記硫酸化多糖類が、コンドロイチン硫酸であることを特徴とする請求項１または２記載のキャピラリー電気泳動分析装置。
  4. 前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）を分析項目とし、
    前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）の分析として、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度（ＨｂＡ１ｃ濃度）を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載のキャピラリー電気泳動分析装置。
  5. 前記試料が、前記血液を溶血処理した試料であり、
    前記血液を溶血処理した試料中の前記ヘモグロビンを分析する請求項１から４のいずれか一項に記載のキャピラリー電気泳動分析装置。
  6. キャピラリー電気泳動法により、血中タンパク質を分析する分析方法であって、
    キャピラリー流路が形成された電気泳動チップを使用し、
    前記キャピラリー流路が、試料分析用のキャピラリー流路を含み、
    前記試料分析用キャピラリー流路の内壁表面が、陰極性基を有し、
    電気泳動液が充填された前記試料分析用キャピラリー流路に、前記血中タンパク質を含む試料を導入し、電極に電圧を印加し、前記試料を電気泳動させる電気泳動工程と、
    前記電気泳動させた試料中の前記血中タンパク質の吸光度を測定する測定工程とを含み、
    前記血中タンパク質の分析時間が、３５秒以下であり、
    前記電気泳動液が、硫酸化多糖類を含み、
    分析項目が、血中のヘモグロビンであり、
    前記ヘモグロビンが、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）およびヘモグロビンＦ（ＨｂＦ）の少なくとも一方であり、
    下記条件１〜４のいずれかを満たすことを特徴とする分析方法。

    （条件１）
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ３０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜６００Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４５０〜７００Ｖ／ｃｍである。
    （条件２）
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ４０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜５００Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３７５〜５５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が４００〜６００Ｖ／ｃｍである。
    (条件３)
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ５０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が２００〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３５０〜５５０Ｖ／ｃｍである。
    （条件４）
    前記試料分析用のキャピラリー流路において、断面形状が、幅および深さがそれぞれ６０μｍの矩形の場合、泳動開始点から検出点までの距離が、
    ０.２５ｃｍ以上０.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０Ｖ／ｃｍ以下であり、
    ０.７５ｃｍ以上１.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が１５０〜４００Ｖ／ｃｍであり、
    １.２５ｃｍ以上１.７５ｃｍ未満の場合、分離電場が２５０〜４５０Ｖ／ｃｍであり、
    １.７５ｃｍ以上２.２５ｃｍ未満の場合、分離電場が３００〜５００Ｖ／ｃｍである。
  7. 前記試料分析用キャピラリー流路の内壁表面が、陰極性基を有し、
    前記電気泳動液のｐＨが、ｐＨ４．０〜６．０の範囲であり、
    前記電圧印加時に生じる電気浸透流が、３ｃｍ／分以上である請求項６記載の分析方法。
  8. 前記硫酸化多糖類が、コンドロイチン硫酸であることを特徴とする請求項６または７記載の分析方法。
  9. 前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）を分析項目とし、
    前記ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）の分析として、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度（ＨｂＡ１ｃ濃度）を算出する請求項６から８のいずれか一項に記載の分析方法。
  10. 前記試料が、前記血液を溶血処理した試料であり、
    前記血液を溶血処理した試料中の前記ヘモグロビンを分析する請求項６から９のいずれか一項に記載の分析方法。
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