JP5462919B2 - 基材の修飾方法 - Google Patents
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Description
本開示は、基材の修飾方法、デバイスの製造方法、及びデバイスに関する。
基材表面への官能基の導入は、例えば、基材同士の接合や、基材表面に生体分子等の固定化のために様々な分野で用いられている。例えば、特許文献１には、高温加熱を必要とする樹脂を無機系の基材に良好に密着させるために、アミノ基を有するシランカップリング剤にテトラカルボン酸無水物を反応させることによって得られるシランカップリング剤が記載されている。特許文献２には、基材表面に導入した無水官能基を加水分解してカルボキシル基とし、ついでカルボジイミド及びコハク酸イミドと反応させてカルボキシル基を活性化させた後、生体分子を接触させて生体分子を固定化する方法が記載されている。
マイクロチップデバイスは、従来の分析に比べて、必要な試薬や試料の量を低減できたり、分析時間を短縮できたりする等の利点がある。このため、キャピラリー電気泳動法を用いた血液中のヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）や、血清中のタンパク質であるＡＦＰ及びプロトロンビン等の様々な分析対象物の分析に使用されている。一方で、マイクロチップデバイスを用いてキャピラリー電気泳動法による分離分析を行った場合、マイクロチップデバイスの基材の材質や分析対象物の種類によっては、十分な分離能が得られないという問題がある。この問題を解決するために、例えば、マイクロチップデバイスの流路の内壁表面に官能基を導入することが提案されている。流路内壁への官能基の導入は、流路内における電気浸透流（ＥＯＦ）の発生を制御するために有用な場合がある。特許文献３には、溶融石英ガラス製キャピラリーチューブの内壁表面のシラノール基に極性基を有した化合物を化学結合させて、キャピラリーチューブの内壁表面に安定な解離性を付与することが記載されている。
しかしながら、従来の方法では、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が十分ではないという問題がある。その他には、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における分離精度が十分ではないとの問題がある。
本開示は、一態様として、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能な基材の修飾方法、デバイスの製造方法、及びデバイスを提供する。また、本開示は、一態様として、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性及び分離精度が向上可能な基材の修飾方法、デバイスの製造方法、及びデバイスを提供する。
本開示は、一態様として、基材表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、基材の修飾方法に関する。
本開示は、その他の態様として、流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種基を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法に関する。
本開示は、さらにその他の態様として、流路を備える分離分析用デバイスであって、前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種が固定化している、デバイスに関する。
本開示によれば、一態様として、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能な基材の修飾方法、デバイスの製造方法、及びデバイスを提供できる。本開示によれば、一態様として、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性及び分離精度が向上可能な基材の修飾方法、デバイスの製造方法、及びデバイスを提供できる。
本明細書において「キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が十分ではない」とは、測定間差及び/又はキャピラリー間差における測定結果のばらつきのことをいい、一又は複数の実施形態において、以下の１）及び/又は２）のことをいう。
１）同一のキャピラリー流路を用いてキャピラリー電気泳動法を用いた測定を少なくとも２回以上行った場合、測定毎における各成分及び/又はＥＯＦのピーク検出時間が、一又は複数の実施形態において、１秒を超える差が生じること、又は検出時間に対して１％超えて差が生じること。
２）キャピラリー流路を複数作製し、それぞれのキャピラリー流路を用いてキャピラリー電気泳動法を用いた測定を行った場合、それらの各成分及び/又はＥＯＦのピーク検出時間の平均値が、一又は複数の実施形態において、１秒を超える差が生じること、又は、検出時間に対して１％超えて差が生じること。
１）同一のキャピラリー流路を用いてキャピラリー電気泳動法を用いた測定を少なくとも２回以上行った場合、測定毎における各成分及び/又はＥＯＦのピーク検出時間が、一又は複数の実施形態において、１秒を超える差が生じること、又は検出時間に対して１％超えて差が生じること。
２）キャピラリー流路を複数作製し、それぞれのキャピラリー流路を用いてキャピラリー電気泳動法を用いた測定を行った場合、それらの各成分及び/又はＥＯＦのピーク検出時間の平均値が、一又は複数の実施形態において、１秒を超える差が生じること、又は、検出時間に対して１％超えて差が生じること。
本明細書において「キャピラリー電気泳動法を用いた測定における分離精度が十分ではない」とは、一又は複数の実施形態において、ピークの分離度及び／又はピークの検出感度が低いことをいい、一又は複数の実施形態において、以下の１）及び/又は２）のことをいう。
１）ピーク幅が広い（緩やかである）こと。
２）測定対象となる物質のピークと、その前及び/又は後に存在する物質のピークとが一体となって一つのピークとして検出されること。
１）ピーク幅が広い（緩やかである）こと。
２）測定対象となる物質のピークと、その前及び/又は後に存在する物質のピークとが一体となって一つのピークとして検出されること。
本明細書において、「キャピラリー電気泳動法を用いた測定における分離精度が向上する」とは、ピークの分離度及び／又はピークの検出感度が高いことをいい、一又は複数の実施形態において、以下の１）及び/又は２）のことをいう。
１）ピーク幅が狭い（鋭い）こと。一又は複数の実施形態において、ピーク幅が、２ｍｍ以下、好ましくは１．８ｍｍ以下であること。又は、ピークの高さ値の半分となる点の幅を示す半値幅が、０．９ｍｍ以下、好ましくは０．８５ｍｍ以下であること。なお、ピーク幅の算出は、以下のようにして行うことができる。まず、キャピラリー電気泳動では物質の移動速度は、検出される時間により異なる。このため、「ピークの移動速度」を分離長÷ピークトップ検出時間とし、「ピークの始まりの時間」及び「ピークの終わりの時間」は、それぞれフェログラムの傾きを元に算出したピークの立ち上がりと立ち下がりとする。得られた移動速度と、ピークの終わりの時間からピークの始まりの時間を引いた値とを掛け合わせることによって、ピーク幅が得られる。一方、半値幅は、前記移動速度に、ピークトップの前後に生じるピークトップの高さの１/２の値を持つ２点間の時間差を掛けることにより得られる。
２）測定対象となる物質のピークと、その前及び/又は後に存在する物質のピークが分離して検出されること。一又は複数の実施形態において、ヘモグロビンＡ１ｃのピークとヘモグロビンＡ１ｃの前及び/又は後ピークとをそれぞれ１つのピークとして分離検出できること、及び/又は、ヘモグロビンＡ０のピークとヘモグロビンＡ０の前及び/又は後ピークとをそれぞれ１つのピークとして分離検出できること、及び/又は、ヘモグロビンＡ１ａ及び/又はヘモグロビンＡ１ｂをそれぞれ１つのピークとして検出できること。
１）ピーク幅が狭い（鋭い）こと。一又は複数の実施形態において、ピーク幅が、２ｍｍ以下、好ましくは１．８ｍｍ以下であること。又は、ピークの高さ値の半分となる点の幅を示す半値幅が、０．９ｍｍ以下、好ましくは０．８５ｍｍ以下であること。なお、ピーク幅の算出は、以下のようにして行うことができる。まず、キャピラリー電気泳動では物質の移動速度は、検出される時間により異なる。このため、「ピークの移動速度」を分離長÷ピークトップ検出時間とし、「ピークの始まりの時間」及び「ピークの終わりの時間」は、それぞれフェログラムの傾きを元に算出したピークの立ち上がりと立ち下がりとする。得られた移動速度と、ピークの終わりの時間からピークの始まりの時間を引いた値とを掛け合わせることによって、ピーク幅が得られる。一方、半値幅は、前記移動速度に、ピークトップの前後に生じるピークトップの高さの１/２の値を持つ２点間の時間差を掛けることにより得られる。
２）測定対象となる物質のピークと、その前及び/又は後に存在する物質のピークが分離して検出されること。一又は複数の実施形態において、ヘモグロビンＡ１ｃのピークとヘモグロビンＡ１ｃの前及び/又は後ピークとをそれぞれ１つのピークとして分離検出できること、及び/又は、ヘモグロビンＡ０のピークとヘモグロビンＡ０の前及び/又は後ピークとをそれぞれ１つのピークとして分離検出できること、及び/又は、ヘモグロビンＡ１ａ及び/又はヘモグロビンＡ１ｂをそれぞれ１つのピークとして検出できること。
本発明者は、十分な再現性が得られない原因が、流路内壁の修飾の状態にあること、より具体的には流路内壁（基材表面）を修飾する官能基の数、及び/又は官能基間に生じる間隙にあることを見出した。具体的には以下の通りである。表面に固定化される官能基の数は、通常、基材表面に存在する該官能基を固定化するための結合基の数に応じて決定される。特許文献１及び２の方法では、基材と反応させる反応物質が基材表面を修飾する官能基を２基以上有することから、基材表面に存在する結合基１つに対して２基以上の官能基を固定化することができる。このため、基材表面に存在する結合基の数よりも多くの官能基を導入することができる。一方で、反応物質の大きさが結合基の大きさと比較して大きくなることから、反応物質が固定化された結合基と隣接する結合基に反応物質が固定化されず、反応物質間に間隙が生じうる。また、特許文献３の方法では、基材表面を修飾するための官能基を一基する反応物質が例示されているが、このような場合、基材表面に存在する結合基に対して導入できる官能基が一基のみになることから、十分な官能基を導入できない場合や、また、基材表面に存在する結合基の間隔によっては、反応物質間に間隙が生じる場合がある。このようにして生じた反応物質間の間隙は、基材表面を露出させることになる。基材表面は、一又は複数の実施形態において、基材自身が有する炭化水素、官能基及び/又はシラノール、並びにシランカップリング剤のシラノール及び/又は炭化水素等が存在することから、反応物質とは異なる性状を示す基が露出されることになる。そして、この反応物質間の間隙及び/又は基材表面に導入される官能基の数が、測定時の再現性に影響を及ぼしうることを見出した。
すなわち、本開示は、基材表面に官能基を一基有する修飾基（以下、「修飾基Ａ」ともいう）、官能基を二基〜九基有する修飾基（以下、「修飾基Ｂ」ともいう）、及び官能基を十基以上有する修飾基（以下、「修飾基Ｃ」ともいう）の３種類の修飾基のうちの２種類又は３種類の修飾基を導入することによって基材表面を修飾すれば、上記再現性を向上できるという知見に基づく。
基材表面に上記修飾基を導入することにより、再現性を向上できるメカニズムの詳細は不明であるが、以下のように推定される。基材表面に修飾基Ａ及び修飾基Ｂを導入すると、修飾基Ｂは官能基を二基以上有することから、隣接する修飾基Ｂと修飾基Ｂとの間には間隙が生じうる。一方で、修飾基Ａが有する官能基の数は一基であるため、修飾基Ｂと比較してその大きさは小さい。このため、隣接する修飾基Ｂと修飾基Ｂとの間に生じた間隙に修飾基Ａが固定化される。その結果、十分な数の官能基を基材表面に導入することができる。また、官能基と官能基との間に生じる間隙の発生を抑制できることから、基材表面を均一に修飾することができる。これらにより、基材表面に試料中の成分の吸着を防止することができ、その結果再現性が向上されると考えられる。また、修飾基Ａと修飾基Ｃとの組み合わせ、修飾基Ｂと修飾基Ｃとの組み合わせ、及び修飾基Ａと修飾基Ｂと修飾基Ｃとの組み合わせの場合においても同様であると考えられる。但し、本開示はこれらのメカニズムに限定されなくてもよい。
本明細書において「修飾基を固定化する」とは、修飾基の官能基の１つ又は２つ以上が、その他の分子と、好ましくは基材表面の分子と共有結合を形成している状態で、修飾基が基材表面に固定化されていることをいう。共有結合としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、アミノ基とアルデヒド基とのシッフ塩基形成、アミノ基とカルボキシル基とのアミド結合、二重結合間の共重合、及び水酸基とエポキシ基とのエーテル結合等が挙げられる。
［官能基］
官能基は、一又は複数の実施形態において、分析対象との相互作用及びＥＯＦ速度の制御の点から、極性基であることが好ましい。極性基としては、一又は複数の実施形態において、負電荷を有する陰極性基、及び正電荷を有する陽極性基がある。陰極性基としては、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、及びシラノール基等が挙げられる。陽極性基としては、一又は複数の実施形態において、アミノ基、及び４級アンモニウム基等が挙げられる。アミノ基は第１級アミノ基、第２級アミノ基又は第３級アミノ基のいずれであってもよい。これらの中でも、極性基としては、分析対象との相互作用及びＥＯＦ速度の制御の点から、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基等が好ましい。本開示における一又は複数の実施形態において、ＥＯＦ速度を制御することで、例えば、ＥＯＦ速度を一様に速くすることで、短時間に試料を電気泳動することが可能となり、測定時間の短縮ができることとなる。特に、擬似固定相が試料と逆方向に移動するような動電クロマトグラフィーでは、同じ精度を保ったまま時間の短縮の効果が期待できる。
官能基は、一又は複数の実施形態において、分析対象との相互作用及びＥＯＦ速度の制御の点から、極性基であることが好ましい。極性基としては、一又は複数の実施形態において、負電荷を有する陰極性基、及び正電荷を有する陽極性基がある。陰極性基としては、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、及びシラノール基等が挙げられる。陽極性基としては、一又は複数の実施形態において、アミノ基、及び４級アンモニウム基等が挙げられる。アミノ基は第１級アミノ基、第２級アミノ基又は第３級アミノ基のいずれであってもよい。これらの中でも、極性基としては、分析対象との相互作用及びＥＯＦ速度の制御の点から、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基等が好ましい。本開示における一又は複数の実施形態において、ＥＯＦ速度を制御することで、例えば、ＥＯＦ速度を一様に速くすることで、短時間に試料を電気泳動することが可能となり、測定時間の短縮ができることとなる。特に、擬似固定相が試料と逆方向に移動するような動電クロマトグラフィーでは、同じ精度を保ったまま時間の短縮の効果が期待できる。
本開示において、基材表面に固定化される修飾基の組み合わせとしては、官能基を一基有する修飾基Ａと官能基を二基〜九基有する修飾基Ｂとの組み合わせ、官能基を一基有する修飾基Ａと官能基を十基以上有する修飾基Ｃとの組み合わせ、官能基を二基〜九基有する修飾基Ｂと官能基を十基以上有する修飾基Ｃとの組み合わせ、及び官能基を一基有する修飾基Ａと官能基を二基〜九基有する修飾基Ｂと官能基を十基以上有する修飾基Ｃとの組み合わせが挙げられる。本開示の一又は複数の実施形態において、修飾基Ａ、修飾基Ｂ及び修飾基Ｃは、それぞれ、１種類であってもよいし、異なる２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
［官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）］
本明細書において「官能基を一基有する修飾基」とは、基材表面に露出する一基の官能基と、その他の分子（好ましくは基材表面の分子）との共有結合部分（以下、「結合部分」ともいう）とを有する基をいう。修飾基Ａにおいて基材表面に露出する官能基は一基のみである。修飾基Ａとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、シラノール基、リン酸基、又は水酸基を一基有する基が挙げられ、具体的には下記式(I)又は(II)で表される基が挙げられる。
本明細書において「官能基を一基有する修飾基」とは、基材表面に露出する一基の官能基と、その他の分子（好ましくは基材表面の分子）との共有結合部分（以下、「結合部分」ともいう）とを有する基をいう。修飾基Ａにおいて基材表面に露出する官能基は一基のみである。修飾基Ａとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、シラノール基、リン酸基、又は水酸基を一基有する基が挙げられ、具体的には下記式(I)又は(II)で表される基が挙げられる。
式(I)において、Ｒ1は、結合手、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、水酸基で置換されていてもよい炭素数２〜５のアルケニレン基、又はフェニレン基を示す。式(II)において、Ｒ2は、結合手、水酸基で置換されていてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、水酸基で置換されていてもよい炭素数２〜５のアルケニレン基、又はフェニレン基を示す。炭素数１〜５のアルキレン基としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロパン−１，２−ジイル基、及びテトラメチレン基等が挙げられる。炭素数２〜５のアルケニレン基としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、ビニレン、プロピレン、ブテニレン、及びペンテニレン等が挙げられる。Ｒ1及びＲ2としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ2−ＣＨ2−、−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ（ＯＨ）−、及び−ＣＨ2−等が挙げられる。式(I)及び(II)において、Ｙ1及びＹ2は官能基を示し、好ましくはカルボキシル基、アミノ基、シラノール基、水酸基、リン酸基、又はスルホン酸基を示す。
修飾基Ａは、一又は複数の実施形態において、１種類であってもよいし、異なる２種類以上を組み合わせて使用してもよい。修飾基Ａとしては、下記式で表される基（マレイン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、マロン酸、エチレンジアミン）等が好ましい。
修飾基Ａの分子量は、一又は複数の実施形態において、４５以上、７４以上、又は８７以上であり、また３２４以下、２５３以下、又は１７３以下である。また、修飾基Ａの分子量は、一又は複数の実施形態において、４５〜３２４、７４〜２５３、又は８７〜１７３である。
［官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）］
本明細書において「官能基を二基〜九基有する修飾基」とは、基材表面に露出する二基以上の官能基と、その他の分子（好ましくは基材表面の分子）との共有結合部分（以下、「結合部分」ともいう）とを有する基をいう。本開示における一又は複数の実施形態において、修飾基Ｂにおいて基材表面に露出する官能基は二基〜九基あればよく、三基、四基、五基、六基、七基、又は八基であってもよい。修飾基Ｂにおける官能基は、中でも基材表面における官能基の平面的な集積密度の点から、二〜五基が好ましく、より好ましくは三〜五基である。修飾基Ｂとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、シラノール基、リン酸基、及び水酸基からなる群から選択される二以上の官能基を有する基が挙げられる。修飾基Ｂの官能基は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。修飾基Ｂにおける異なる官能基の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基とアミノ基、カルボキシル基とスルホン酸基、カルボキシル基と水酸基、及びアミノ基とスルホン酸基等が挙げられる。修飾基Ｂの具体例としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、下記式(III)〜(V)で表される基が挙げられる。
本明細書において「官能基を二基〜九基有する修飾基」とは、基材表面に露出する二基以上の官能基と、その他の分子（好ましくは基材表面の分子）との共有結合部分（以下、「結合部分」ともいう）とを有する基をいう。本開示における一又は複数の実施形態において、修飾基Ｂにおいて基材表面に露出する官能基は二基〜九基あればよく、三基、四基、五基、六基、七基、又は八基であってもよい。修飾基Ｂにおける官能基は、中でも基材表面における官能基の平面的な集積密度の点から、二〜五基が好ましく、より好ましくは三〜五基である。修飾基Ｂとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、シラノール基、リン酸基、及び水酸基からなる群から選択される二以上の官能基を有する基が挙げられる。修飾基Ｂの官能基は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。修飾基Ｂにおける異なる官能基の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基とアミノ基、カルボキシル基とスルホン酸基、カルボキシル基と水酸基、及びアミノ基とスルホン酸基等が挙げられる。修飾基Ｂの具体例としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、下記式(III)〜(V)で表される基が挙げられる。
式(III)において、Ｒ3は、芳香族化合物の四価基を示し、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、下記式で表される基が挙げられる。式(III)において、Ｙ4、Ｙ5、及びＹ6は、それぞれ独立して官能基を示し、好ましくはカルボキシル基、アミノ基、又はスルホン酸基を示す。Ｙ4、Ｙ5、及びＹ6は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(IV)及び(V)において、Ｒ4及びＲ5は、炭素数２〜６の分枝鎖のアルキレン基、又は芳香族化合物の三価基を示す。芳香族化合物の三価基としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、下記式で表される基等が挙げられる。式(IV)において、Ｙ7及びＹ8は、それぞれ独立して官能基を示し、好ましくはカルボキシル基、アミノ基、又はスルホン酸基を示す。Ｙ7及びＹ8は同一であってもよいし、異なっていてもよい。式(V)において、Ｙ9及びＹ10は、それぞれ独立して官能基を示し、好ましくはカルボキシル基、アミノ基、又はスルホン酸基を示す。Ｙ9及びＹ10は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
修飾基Ｂは、一又は複数の実施形態において、１種類であってもよいし、異なる２種類以上を組み合わせて使用してもよい。修飾基Ｂとしては、一又は複数の実施形態において、下記式で表される基（ピロメリット酸、オキシジフタル酸、メリト酸、ナフタレンテトラカルボン酸）等が好ましい。
修飾基Ｂの分子量は、一又は複数の実施形態において、８９以上、１３１以上、又は１７３以上であり、また９３４以下、５３４以下、又は３２５以下である。また、修飾基Ｂの分子量は、一又は複数の実施形態において、８９〜９３４、１３１〜５３４、又は１７３〜３２５である。
［官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）］
本明細書において「官能基を十基以上有する修飾基」とは、基材表面に露出する十基以上の官能基と、その他の分子（好ましくは基材表面の分子）との共有結合部分（以下、「結合部分」ともいう）とを有する基をいう。修飾基Ｃにおける官能基は、中でも基材表面における官能基を立体的に配置することで全体における官能基の総数を増やす点から、数多くの官能基を有する高分子物質を用いることができる。修飾基Ｃにおいて基材表面に露出する官能基は少なくとも十基あればよく、二十基以上、四十基以上、又は五十基以上であってもよく、また、一万基以下、二千基以下、又は四百基以下であってもよい。また、修飾基Ｃにおいて基材表面に露出する官能基は、一又は複数の実施形態において、十基〜一万基、二十基〜二千基、四十基〜四百基、又は五十基〜四百基である。修飾基Ｃとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、シラノール基、リン酸基、及び水酸基からなる群から選択される二以上の官能基を有する基が挙げられる。修飾基Ｃの官能基は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。修飾基Ｃにおける異なる官能基の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基とアミノ基、カルボキシル基とスルホン酸基、カルボキシル基と水酸基、及びアミノ基とスルホン酸基等が挙げられる。修飾基Ｃの分子量は、一又は複数の実施形態において、千以上あればよく、好ましくは三千以上、五千以上、又は一万以上あればよく、また、二百五十万以下、五十万以下、又は十万以下であればよい。また、修飾基Ｃの分子量は、一又は複数の実施形態において、千〜二百五十万、三千〜五十万、五千〜十万、又は一万〜十万である。
本明細書において「官能基を十基以上有する修飾基」とは、基材表面に露出する十基以上の官能基と、その他の分子（好ましくは基材表面の分子）との共有結合部分（以下、「結合部分」ともいう）とを有する基をいう。修飾基Ｃにおける官能基は、中でも基材表面における官能基を立体的に配置することで全体における官能基の総数を増やす点から、数多くの官能基を有する高分子物質を用いることができる。修飾基Ｃにおいて基材表面に露出する官能基は少なくとも十基あればよく、二十基以上、四十基以上、又は五十基以上であってもよく、また、一万基以下、二千基以下、又は四百基以下であってもよい。また、修飾基Ｃにおいて基材表面に露出する官能基は、一又は複数の実施形態において、十基〜一万基、二十基〜二千基、四十基〜四百基、又は五十基〜四百基である。修飾基Ｃとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、シラノール基、リン酸基、及び水酸基からなる群から選択される二以上の官能基を有する基が挙げられる。修飾基Ｃの官能基は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。修飾基Ｃにおける異なる官能基の組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基とアミノ基、カルボキシル基とスルホン酸基、カルボキシル基と水酸基、及びアミノ基とスルホン酸基等が挙げられる。修飾基Ｃの分子量は、一又は複数の実施形態において、千以上あればよく、好ましくは三千以上、五千以上、又は一万以上あればよく、また、二百五十万以下、五十万以下、又は十万以下であればよい。また、修飾基Ｃの分子量は、一又は複数の実施形態において、千〜二百五十万、三千〜五十万、五千〜十万、又は一万〜十万である。
修飾基Ｃとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、環状の糖が重合した構造に官能基が結合している基、及びメタクリル酸メチルなどが重合した構造に官能基が結合している基等が挙げられる。環状の糖が重合した構造に官能基が結合している基としては、一又は複数の実施形態において、下記式で表される基（アルギン酸、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸Ａ、コンドロイチン硫酸Ｂ、コンドロイチン硫酸Ｃ）、及びヘパリン等が挙げられる。エチレンやメタクリル酸メチル等が重合した構造に官能基が結合している基としては、一又は複数の実施形態において、ポリマレイン酸、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸・ポリメタクリル酸共重合体等が挙げられる。
修飾基Ａと修飾基Ｂとの組み合わせは、修飾後の基材の用途、基材の種類等に応じて適宜決定することができる。また、修飾基Ｂの官能基の数及び/又は分子量の大きさ等に応じて組み合わせる修飾基Ａを決定してもよい。修飾基Ａと修飾基Ｂとの組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、式(I)で表される基と式(III)で表される基との組み合わせが挙げられる。式(I)で表される基と式(III)で表される基との組み合わせとしては、一又は複数の実施形態において、以下の組み合わせ（１）〜（３）（（１）コハク酸とピロメリット酸、（２）マレイン酸とピロメリット酸、（３）コハク酸とナフタレンテトラカルボン酸）等が挙げられ、反応物質の分子の大きさと官能基の数の点から、好ましくは組み合わせ（１）（コハク酸とピロメリット酸）である。なお、本開示において修飾基Ａと修飾基Ｂとの組み合わせはこれらに限定されるものではない。
修飾基Ｃと修飾基Ａとの組み合わせ、又は、修飾基Ｃと修飾基Ｂとの組み合わせは、修飾後の基材の用途、基材の種類等に応じて適宜決定することができる。また、修飾基Ｃの官能基の数及び/又は分子量の大きさ等に応じて組み合わせる修飾基Ａ又は修飾基Ｂを決定してもよい。修飾基Ｃと修飾基Ａとの組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、コンドロイチン硫酸とコハク酸（下記（４）の組み合わせ）、コンドロイチン硫酸とマレイン酸（下記（５）の組み合わせ）、ポリマレイン酸とコハク酸、ヘパリンとコハク酸、及びヘパリンとマロン酸等が挙げられる。なお、本開示において、修飾基Ｃと修飾基Ａとの組み合わせはこれらに限定されるものではない。
修飾基Ｃと修飾基Ｂとの組み合わせとしては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、コンドロイチン硫酸とピロメリット酸（下記（６）の組み合わせ）、ヘパリンとメリト酸、及びコンドロイチン硫酸とナフタレンテトラカルボン酸（下記（７）の組み合わせ）等が挙げられる。特に、修飾基Ｃと修飾基Ｂとの組み合わせは、修飾基Ｃが環状の糖が重合した構造に官能基が結合している場合には、修飾基Ｃの立体構造が大きいことから、特に有効である。なお、本開示において、修飾基Ｃと修飾基Ｂとの組み合わせはこれらに限定されるものではない。
［基材］
基材の材質としては、無機材料及び有機材料が使用でき、特に限定されるものではないが、例えば、樹脂、石英、及びガラス等が挙げられる。これら中でも、取り扱い性及び安価である点からは、樹脂が好ましい。樹脂としては、流路の成型が容易で変形しにくいものが好ましく、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、流路の成型が容易で変形しにくいという観点から、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニリデン、環状ポリオレフィン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスチレン、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が好ましく、ポリメタクリル酸メチルがより好ましい。基材の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、プレート状であってもよいし、管状であってもよい。
基材の材質としては、無機材料及び有機材料が使用でき、特に限定されるものではないが、例えば、樹脂、石英、及びガラス等が挙げられる。これら中でも、取り扱い性及び安価である点からは、樹脂が好ましい。樹脂としては、流路の成型が容易で変形しにくいものが好ましく、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、流路の成型が容易で変形しにくいという観点から、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニリデン、環状ポリオレフィン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスチレン、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が好ましく、ポリメタクリル酸メチルがより好ましい。基材の形状は、特に制限されるものではなく、例えば、プレート状であってもよいし、管状であってもよい。
［基材の修飾方法］
本発明は、一態様として、基材表面に、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む基材の修飾方法（以下、「本発明の修飾方法」ともいう）に関する。本発明の修飾方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能な基材を提供できる。また、本発明の修飾方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定において分離精度を向上できるという効果を奏しうる。
本発明は、一態様として、基材表面に、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む基材の修飾方法（以下、「本発明の修飾方法」ともいう）に関する。本発明の修飾方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能な基材を提供できる。また、本発明の修飾方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定において分離精度を向上できるという効果を奏しうる。
基材表面への修飾基の固定化は、一又は複数の実施形態において、官能基を二基有する化合物Ａ、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂ、及び官能基を十一基以上有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種の化合物を基材表面に接触させることにより行うことができる。化合物の接触は、一又は複数の実施形態において、塗布、浸漬、滴下、及び噴霧等により行うことができる。
修飾基Ａ及び修飾基Ｂの固定化を基材表面に固定化する場合、基材表面への修飾基Ａ及び修飾基Ｂの固定化は、一又は複数の実施形態において、官能基を二基有する化合物Ａと、官能基を三基以上有する化合物Ｂとを基材表面に接触させることにより行うことができる。化合物Ａ及びＢの接触は、例えば、塗布、浸漬、滴下、及び噴霧等により行うことができる。化合物Ａ及び化合物Ｂを基材表面に接触させる順序は特に制限されず、一又は複数の実施形態において、化合物Ａ及び化合物Ｂを混合したものを基材表面に接触させて化合物Ａと化合物Ｂとを同時に接触させてもよいし、化合物Ａと化合物Ｂとをそれぞれ基材表面に接触させてもよい。中でも、官能基間の間隙の発生を抑制し、効率よく官能基を固定化させる点からは、化合物Ｂを基材表面に接触させた後、化合物Ａを基材表面に接触させることが好ましい。
修飾基Ａ、修飾基Ｂ及び修飾基Ｃを基材表面に固定化する場合、基材表面への修飾基Ａ、修飾基Ｂ、及び修飾基Ｃの固定化は、一又は複数の実施形態において、官能基を二基有する化合物Ａと、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂと、官能基を十一基以上有する化合物Ｃとを基材表面に接触させることにより行うことができる。化合物Ａ、Ｂ及びＣの接触は、例えば、塗布、浸漬、滴下、及び噴霧等により行うことができる。化合物Ａ、化合物Ｂ及び化合物Ｃを基材表面に接触させる順序は特に制限されず、化合物Ａ及び化合物Ｃを混合したもの、化合物Ｂ及び化合物Ｃを混合したもの、及び化合物Ａ、化合物Ｂ及び化合物Ｃを混合したものを基材表面に接触させて、化合物Ａと化合物Ｃ、化合物Ｂと化合物Ｃ、化合物Ａと化合物Ｂと化合物Ｃとを同時に接触させてもよいし、化合物Ａと化合物Ｂと化合物Ｃをそれぞれ基材表面に接触させてもよい。中でも、官能基間の間隙の発生を抑制し、効率よく官能基を固定化させる点からは、化合物Ｃを基材表面に接触させた後、化合物Ａ及び化合物Ｂを基材表面に接触させることが好ましい。
化合物Ａは、官能基を二基有する化合物であって、修飾基Ａを基材表面に導入するための化合物であり、好ましくは修飾基の一部として機能する一基の官能基と、基材表面と結合する官能基とを有する化合物である。修飾基の一部として機能する官能基としては、上記の官能基が使用でき、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基、水酸基、及びシラノール基等が挙げられる。基材表面と結合する官能基としては、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基、アミノ基、水酸基等が挙げられる。基材表面と結合する官能基の数は特に限定されるものではなく、一又は複数の実施形態において、一基、又は二基以上であり、好ましくは一基である。化合物Ａとしては、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基を２基有する化合物、カルボキシル基とアミノ基とをそれぞれ１基有する化合物、カルボキシル基とスルホン酸基とをそれぞれ１基有する化合物、カルボキシル基と水酸基とをそれぞれ１基有する化合物、アミノ基を２基有する化合物、及びアミノ基とスルホン酸基とをそれぞれ１基有する化合物等が挙げられる。化合物Ａの具体例としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、ジカルボン酸、モノアミノカルボン酸、ジアミン、及びモノアミノスルホン酸等が挙げられる。ジカルボン酸としては、一又は複数の実施形態において、コハク酸、グルタル酸、及びマレイン酸等が挙げられる。ジカルボン酸は無水物であってもよい。ジカルボン酸の無水物としては、一又は複数の実施形態において、無水コハク酸、無水グルタル酸、及び無水マレイン酸等が挙げられる。モノアミノカルボン酸としては、一又は複数の実施形態において、４−アミノ安息香酸、及びグリシン等が挙げられる。ジアミンとしては、一又は複数の実施形態において、エチレンジアミン等が挙げられる。モノアミノスルホン酸としては、一又は複数の実施形態において、アミド硫酸、及びタウリン等が挙げられる。化合物Ａとしては、基材表面に導入される修飾基Ａの分子の大きさ、再現性向上の点から、マレイン酸、コハク酸、エチレンジアミン等が好ましい。化合物Ａは、１種類であってもよいし、異なる２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
化合物Ａの分子量は、一又は複数の実施形態において、４６以上、７５以上、９５以上、又は１０４以上であり、また３４０以下、２７０以下、又は１９０以下である。また、化合物Ａの分子量は、一又は複数の実施形態において、４６〜３４０、７５〜２７０、９５〜１９０、又は１０４〜１９０である。
化合物Ｂは、官能基を少なくとも三基〜十基有する化合物であって、修飾基Ｂを基材表面に導入するための化合物であり、好ましくは修飾基の一部として機能する二基〜九基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する化合物である。修飾基の一部として機能する官能基、及び基材表面と結合する官能基としては、一又は複数の実施形態において、化合物Ａと同様のものが挙げられる。基材表面と結合する官能基の数は、一又は複数の実施形態において、化合物Ａと同様である。化合物Ｂとしては、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基を三基又は四基〜九基有する化合物、二基以上のカルボキシル基と一基以上のアミノ基とを有する化合物、一基以上のカルボキシル基と二基以上のスルホン酸基とを有する化合物、一基以上のカルボキシル基と二基以上の水酸基とを基有する化合物、及び一基以上のアミノ基と二基以上のスルホン酸基とをそれぞれ一基有する化合物等が挙げられる。化合物Ｂの具体例としては、特に限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、テトラカルボン酸、ヘキサカルボン酸、及びジスルホ安息香酸等が挙げられる。テトラカルボン酸としては、一又は複数の実施形態において、ピロメリット酸、オキシジフタル酸、メリト酸、３，３'，４，４'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸、２，３，５，６−ピリジンテトラカルボン酸、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸、スルホニルジフタル酸、ｍ−ターフェニル−３，３'，４，４'−テトラカルボン酸、ｐ−ターフェニル−３，３'，４，４'−テトラカルボン酸、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２−ビス［４'−（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、及び１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２，２−ビス［４'−（２，３−又は３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン等が挙げられる。テトラカルボン酸は無水物であってもよく、テトラカルボン酸の無水物としては、一又は複数の実施形態において、ピロメリット酸二無水物、及びオキシジフタル酸等が挙げられる。ヘキサカルボン酸としては、一又は複数の実施形態において、メリト酸、１，２，３，４，５，６-シクロヘキサンヘキサカルボン酸等が挙げられる。ヘキサカルボン酸は無水物であってもよく、ヘキサカルボン酸の無水物としては、一又は複数の実施形態において、メリト酸無水物等が挙げられる。モノアミノジカルボン酸としては、一又は複数の実施形態において、５−アミノイソフタル酸、グルタミン酸、及びアスパラギン酸等が挙げられる。ジスルホ安息香酸としては、一又は複数の実施形態において、３，５−ジスルホ安息香酸等が挙げられる。化合物Ｂとしては、基材表面に導入される修飾基Ｂの分子の大きさ、再現性向上の点から、テトラカルボン酸が好ましく、これらに限定されないが、一又は複数の実施形態において、ピロメリット酸、オキシジフタル酸、及びナフタレンテトラカルボン酸等がより好ましい。化合物Ｂは、一又は複数の実施形態において、１種類であってもよいし、異なる２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
化合物Ｂの分子量は、一又は複数の実施形態において、９０以上、１５０以上、又は１９０以上であり、また９５０以下、５５０以下、又は３４２以下である。また、化合物Ｂの分子量は、一又は複数の実施形態において、９０〜９５０、１５０〜５５０、又は１９０〜３４２である。
化合物Ｃは、官能基を少なくとも十基以上有する化合物であって、修飾基Ｃを基材表面に導入するための化合物であり、好ましくは修飾基の一部として機能する九基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する化合物である。修飾基の一部として機能する官能基、及び基材表面と結合する官能基としては、化合物Ａと同様のものが挙げられる。化合物Ｃとしては、一又は複数の実施形態において、カルボキシル基を十基以上有する化合物、十基以上のスルホン酸基とを有する化合物、五基以上のカルボキシル基と五基以上のスルホン酸基とを基有する化合物等が挙げられる。化合物Ｃの具体例としては、特に限定されるものではないが、アルギン酸、ポリアクリル酸、コンドロイチン硫酸Ａ、コンドロイチン硫酸Ｂ、コンドロイチン硫酸Ｃ、コンドロイチン硫酸Ｄ、コンドロイチン硫酸Ｅ、ヒアルロン酸、ヘパリン、ポリマレイン酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。
化合物Ｃの分子量は、一又は複数の実施形態において、三千以上、五千以上、又は一万以上であり、また、二百五十万以下、五十万以下、又は十万以下である。また、化合物Ｃの分子量は、一又は複数の実施形態において、三千〜二百五十万、五千〜五十万、又は一万〜十万である。
化合物Ａと化合物Ｂとの組み合わせは、一又は複数の実施形態において、修飾後の基材の用途、基材の種類等に応じて適宜決定することができる。化合物Ａと化合物Ｂとの組み合わせとしては、これらに限定されるものではないが、一又は複数の実施形態において、マレイン酸とピロメリット酸、コハク酸とナフタレンテトラカルボン酸等が挙げられ、反応物質の分子の大きさと官能基の数の点から、コハク酸とピロメリット酸が好ましい。化合物Ａは、例えば、化合物Ｂの官能基の数及び/又は化合物Ｂの分子量等に応じて適宜決定することができる。化合物Ａの分子量は、基材表面に発生しうる官能基の間隙をより低減する点からは、化合物Ｂの分子量の１/２以下であることが好ましく、より好ましくは１/４以下である。同様の点から、化合物Ｂは、その分子占有面積が、例えば、基材表面に存在するアンカー化合物のそれよりも大きいことが好ましく、より好ましくはアンカー化合物の２倍以上である。化合物Ｂ及びアンカー化合物の分子占有面積は、表面元素分析、接触角によって測定することができる。
得られる基材における官能基の集積密度の点からは、一又は複数の実施形態において、化合物Ｂとしてピロメリット酸を使用し、化合物Ａとしてコハク酸を使用することが好ましい。
化合物Ａと化合物Ｂとを同時に基材に接触させる場合、化合物Ａと化合物Ｂとの割合は、例えば、化合物Ａ及びＢの分子量、化合物Ｂの官能基の数等に応じて適宜決定することができる。特に制限されるものではないが、化合物Ａと化合物Ｂとの割合（化合物Ａ／化合物Ｂ、モル比）は、一又は複数の実施形態において、１／１０以上、１／５以上、又は１／３以上、また１０／１以下、４／１以下、又は１／１以下である。化合物Ａと化合物Ｂとの割合（化合物Ａ：化合物Ｂ、モル比）は、一又は複数の実施形態において、１：１０〜１０：１であり、好ましくは１：５〜４：１であり、より好ましくは１：３〜１：１である。
化合物Ａと化合物Ｃとの組み合わせ、又は、化合物Ｂと化合物Ｃとの組み合わせは、例えば、修飾後の基材の用途、基材の種類等に応じて適宜決定することができる。化合物Ａは、例えば、化合物Ｃの官能基の数及び/又は化合物Ｃの分子量等に応じて適宜決定することができる。化合物Ａの分子量は、基材表面に発生しうる官能基の間隙をより低減する点からは、化合物Ｃのモノマー＜糖の重合体ならば官能基を含む糖のことを示し、ポリマレイン酸ならマレイン酸を示す＞の分子量の１倍以下であることが好ましく、より好ましくは０．６倍以下である。化合物Ｂの分子量は、基材表面に発生しうる官能基の間隙をより低減する点からは、化合物Ｃのモノマー＜糖の重合体ならば官能基を含む糖のことを示し、ポリマレイン酸ならマレイン酸を示す＞の分子量の１．５倍以下であることが好ましく、より好ましくは１．０倍以下である。
本開示の修飾方法において、一又は複数の実施形態において修飾基を固定化する基材表面は、基材表面に修飾基を固定化するための官能基（以下、「固定化用官能基」ともいう）を導入されていることが好ましく、アンカー化合物で処理されていることがより好ましい。固定化用官能基としては、一又は複数の実施形態において、アミノ基、ビニル基、カルボキシル基、メトキシ基、アルデヒド基、エポキシ基及び水酸基等が挙げられる。
アンカー化合物としては、一又は複数の実施形態において、シランカップリング剤、ポリシラザン等が挙げられ、汎用性の点から、シランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤としては、一又は複数の実施形態において、アミノシラン化合物、エポキシシラン化合物、ビニルシラン化合物、及びカルボキシシラン化合物等が挙げられ、中でも、操作の容易性からアミノシラン化合物が好ましい。
アミノシラン化合物としては、例えば、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、２−アミノエチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリス（ジメチルアミノ）クロロシラン、及びトリス（ジメチルアミノ）シラン等が挙げられる。ビニルシラン化合物としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、及びビニル（トリフルオロメチル）ジメチルシラン等が挙げられる。カルボキシシラン化合物としては、例えば、特許４３３６９７０に記載されているような、ｐ−メチルジエトキシシリルエチル安息香酸トリメチルシリル、及びｐ−ジメチルエトキシシリルエチル安息香酸トリメチルシリル等が挙げられる。
その他には、基材がポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂の場合、例えば、下記の方法により、基材表面に固定化用官能基を導入することができる。一又は複数の実施形態において、メタクリル酸のアシル基に対する１級又は２級アミン化合物の求核付加脱離反応、基材表面を強アルカリ処理等することによるポリメタクリル酸メチル等が有するメタクリル酸基のカルボキシル基への変換、基材表面をＶＵＶ（真空紫外線）又はプラズマ等で処理することによるアクリル樹脂が有するメチル基等のカルボキシル基への変換等が挙げられる。１級又は２級アミン化合物の求核付加脱離反応において、アミノ基の導入に好適な１級又は２級アミン化合物としては、一又は複数の実施形態において、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノ−２−プロパノール、及びジアミノピリジン等が挙げられる。ビニル基の導入に好適な１、２級アミン化合物としては、アクリルアミド等が挙げられる。カルボキシル基の導入に好適な１、２級アミン化合物としては、例えば、４−アミノ−安息香酸、３−アミノ−安息香酸、及び３−アミノ−イソブチリックアシッド等が挙げられる。
本開示の修飾方法は、一又は複数の実施形態において、修飾基の固定化に先立ち、上述の基材表面に固定化用官能基を導入するための処理を行ってもよい。固定化用官能基の導入は、基材の材質に応じて適宜決定することができる。
本開示の修飾方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能な基材を提供できる。本開示によれば、一又は複数の実施形態において、分析用具、又は分析チップ等の分離分析用デバイスを提供することができる。
［デバイスの製造方法］
本開示は、その他の態様として、流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法（以下、「本開示の製造方法」ともいう）に関する。本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能なデバイスを提供できる。また、本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定において分離精度を向上できるデバイスを提供できるという効果を奏しうる。
本開示は、その他の態様として、流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法（以下、「本開示の製造方法」ともいう）に関する。本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定における再現性が向上可能なデバイスを提供できる。また、本開示の製造方法によれば、一又は複数の実施形態において、キャピラリー電気泳動法を用いた測定において分離精度を向上できるデバイスを提供できるという効果を奏しうる。
本明細書において「デバイス」とは、流路を備える分離分析用デバイスのことをいい、好ましくはキャピラリー電気泳動法及び/又はキャピラリー電気クロマトグラフィー等の分離分析法に用いるキャピラリー管、又は電気泳動チップ等が挙げられる。
本開示のデバイスの製造方法において、修飾基の固定化は、本開示の修飾方法及び公知の流路の修飾方法に基づき行うことができる。
［デバイス］
本開示は、さらにその他の態様として、流路を備える分離分析用デバイスであって、前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種が固定化している、デバイス（以下、「本開示のデバイス」ともいう）に関する。また、本開示のデバイスは、本開示のデバイスの製造方法により得られたデバイスであってもよい。流路の内壁面に固定化された修飾基における官能基（流路内壁表面に露出する官能基）の数は、例えば、表面元素分析や、官能基に特異的結合する蛍光物質や酵素標識物質等の標識物質を結合させる方法、修飾基を含む化合物をアルカリ又は酸等で分解抽出し定量することにより測定することができる。
本開示は、さらにその他の態様として、流路を備える分離分析用デバイスであって、前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種が固定化している、デバイス（以下、「本開示のデバイス」ともいう）に関する。また、本開示のデバイスは、本開示のデバイスの製造方法により得られたデバイスであってもよい。流路の内壁面に固定化された修飾基における官能基（流路内壁表面に露出する官能基）の数は、例えば、表面元素分析や、官能基に特異的結合する蛍光物質や酵素標識物質等の標識物質を結合させる方法、修飾基を含む化合物をアルカリ又は酸等で分解抽出し定量することにより測定することができる。
本開示のデバイスにおいて、官能基を一基有する修飾基（修飾基Ａ）、官能基を二基〜九基有する修飾基（修飾基Ｂ）、及び官能基を十基以上有する修飾基（修飾基Ｃ）は、アンカー化合物を介して流路内壁に固定化されていることが好ましい。アンカー化合物としては、上記の通りであり、中でも、シランカップリング剤が好ましい。
本開示のデバイスは、流路を備えるから、一又は複数の実施形態において、試料の分析装置、分析用具、又は分析チップとして利用できる。本開示のデバイスは、一又は複数の実施形態において、混合、抽出、相分離の操作や化学反応を行わせ、必要に応じで物質を生成させる装置、用具、又はチップとして利用できる。本開示のデバイスは、一実施形態において、試料の分離分析法に使用することができ、より具体的には、キャピラリー電気泳動法のマイクロチップ、又はキャピラリー電気泳動法又は電気クロマトグラフィー用キャピラリー管とすることができる。
デバイスがキャピラリー管である場合、その内径は特に制限されるものではないが、一又は複数の実施形態において、１０〜２００μｍ、又は２５〜１００μｍである。キャピラリー管の長さは、一又は複数の実施形態において、１０〜１０００ｍｍである。
デバイスがマイクロチップである場合、その形態は特に制限されるものではないが、一又は複数の実施形態において、２つの接合された基材を含み、該２枚の基板の対応する側の表面の少なくとも一方に凹部が形成されていることにより上記流路が形成される形態が挙げられる。この形態において、使用する２枚の基材の材質は異なってもよい。例えば、無機材料と有機材料の組み合わせや、異なる有機材料の組み合わせ等が挙げられる。無機材料と有機材料の組み合わせとしては特に制限されるものではないが、石英基材と熱可塑性樹脂の組み合わせ等が挙げられる。異なる有機材料の組み合わせとしては特に制限されるものではないが、一又は複数の実施形態において、アクリル樹脂と環状ポリオレフィンの組み合わせ等が挙げられる。デバイスの大きさは特に制限されるものではないが、一又は複数の実施形態において、その一辺の長さが、例えば、１０〜２００ｍｍであり、厚みは、例えば、０．３〜５ｍｍである。また、流路の寸法、長さ及び形状は特に制限されない。一又は複数の実施形態において、流路断面の外接円の直径は、例えば、２８〜２８０μｍであり、一般的に３５〜１４０μｍである。流路の断面の形状は、矩形、半円形、台形、円形、楕円形であってもよい。流路の形状は、直線に限らず、端部に分岐路を有する等任意に設定することができる。例えば、十文字形状、Ｔ字形状、Ｙ字形状、Ｘ字形状等があり、また、それらを組み合わせた形状でもよい。
［基材修飾用キット］
本開示は、さらにその他の態様として、官能基を一基有する修飾基と基材結合基とを有する化合物Ａ、官能基を二基〜九基有する修飾基と基材結合基とを有する化合物Ｂ、及び官能基を十基以上有する修飾基と基材結合基とを有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種と、本開示の修飾方法により基材表面を修飾する方法が記載された取り扱い説明書とを含む、基材修飾用キット（以下、「本開示のキット」ともいう）に関する。なお、本開示のキットは、説明書が本開示の分析用キットの同梱されることなくウェブ上で提供される場合も含みうる。
本開示は、さらにその他の態様として、官能基を一基有する修飾基と基材結合基とを有する化合物Ａ、官能基を二基〜九基有する修飾基と基材結合基とを有する化合物Ｂ、及び官能基を十基以上有する修飾基と基材結合基とを有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種と、本開示の修飾方法により基材表面を修飾する方法が記載された取り扱い説明書とを含む、基材修飾用キット（以下、「本開示のキット」ともいう）に関する。なお、本開示のキットは、説明書が本開示の分析用キットの同梱されることなくウェブ上で提供される場合も含みうる。
［電気泳動方法］
本開示は、さらにその他の態様として、本開示のデバイスを用いてキャピラリー電気泳動法をする方法（以下、「本開示の電気泳動方法」ともいう）に関する。本明細書において「キャピラリー電気泳動をする」とは、キャピラリー電気泳動法又はキャピラリー電気クロマトグラフィーを用いて試料を分離することを含む。本開示の電気泳動方法によれば、本開示のデバイスを用いることから、優れた分離精度で試料を分離することができる。
本開示は、さらにその他の態様として、本開示のデバイスを用いてキャピラリー電気泳動法をする方法（以下、「本開示の電気泳動方法」ともいう）に関する。本明細書において「キャピラリー電気泳動をする」とは、キャピラリー電気泳動法又はキャピラリー電気クロマトグラフィーを用いて試料を分離することを含む。本開示の電気泳動方法によれば、本開示のデバイスを用いることから、優れた分離精度で試料を分離することができる。
本開示の電気泳動方法は、試料を分離し、分析することを含んでいてもよい。試料としては、特に制限されるものではなく、試料原料から調製したものあるいは該原料そのものがあげられる。前記試料原料としては、特に制限されるものではなく、一又は複数の実施形態において、水溶液の試料、生体試料、及び食品等が挙げられる。生体試料としては、特に制限されるものではなく、一又は複数の実施形態において、血液、血液中の成分を含む血液由来物等、菌等の培養液、植物等の抽出液等が挙げられる。血液中の成分としては、一又は複数の実施形態において、血清、血漿、赤血球、白血球、及び血小板等が挙げられる。血液としては、生体から採取された血液が挙げられる。赤血球成分を含む血液由来物としては、一又は複数の実施形態において血液から分離又は調製されたものであって赤血球成分を含むものが挙げられ、例えば、血漿が除かれた血球画分や、血球濃縮物、血液又は血球の凍結乾燥物、全血を溶血処理した溶血試料、遠心分離血液、自然沈降血液、洗浄血球等を含む。分析対象としては、特に制限されるものではないが、一又は複数の実施形態において、ヌクレオチド鎖（例えば、オリゴヌクレオチド鎖、ポリヌクレオチド鎖）、染色体、ペプチド鎖（例えば、Ｃ−ペプチド、アンジオテンシンＩ等）、蛋白質（例えば、ヘモグロビン、ヘモグロビンＡ１ｃ、免疫グロブリンＡ、免疫グロブリンＥ、免疫グロブリンＧ、免疫グロブリンＭ、アルブミン、これらの分解産物等）、酵素（例えば、アミラーゼ、アルカリホスファターゼ、γ−グルタミルトランスファラーゼ、リパーゼ、クレアチンキナーゼ、乳酸脱水素酵素、グルタミン酸オキザロ酢酸トランスアミナーゼ、グルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼ）、細菌（例えば、結核菌、肺炎球菌、ブドウ球菌、大腸菌、ヘリコバクター・ピロリ等）、ウイルス（例えばヘルペスウイルス、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、エンテロウイルス、ＨＢＶ、ＨＣＶ、ＨＩＶ等）、真菌（例えば、カンジダ、クリプトコッカス等）、微生物に由来するタンパク質又はペプチド或いは糖鎖抗原、アレルギーの原因となる各種アレルゲン（例えば、ハウスダスト、ダニ、スギ・ヒノキ・ブタクサ等の花粉、エビ・カニ等の動物、卵白等の食物、真菌、昆虫、薬剤、化学物質等に由来するアレルゲン等）、脂質（例えば、リポタンパク質等）、腫瘍マーカータンパク抗原（例えば、ＰＳＡ、ＰＧＩ等）、糖鎖抗原（例えば、ＡＦＰ、ｈＣＧ、トランスフェリン、ＩｇＧ、サイログロブリン、ＣＡ１９−９、前立腺特異抗原、癌細胞が産生する特殊な糖鎖を有する腫瘍マーカー糖鎖抗原等）、糖鎖（例えば、ヒアルロン酸、β−グルカン、上記糖鎖抗原等が有する糖鎖等）、ホルモン（例えば、Ｔ３、Ｔ４、ＴＳＨ、インシュリン、ＬＨ等）、化学物質（例えば、ノニルフェノール、４−オクチルフェノール、ベンゾフェノン等の環境ホルモン）等が挙げられる。
以下に、本開示を好適な実施の形態を示しながら詳細に説明する。但し、本開示は以下に示す実施の形態に限定されない。
（実施形態１）
実施形態１は、本開示の基材の修飾方法の一実施形態について、基材が流路を備えるデバイスの流路の内壁であり、流路の内壁表面にまず修飾基Ｂを導入した後、修飾基Ａを導入する形態を例にとり説明する。
実施形態１は、本開示の基材の修飾方法の一実施形態について、基材が流路を備えるデバイスの流路の内壁であり、流路の内壁表面にまず修飾基Ｂを導入した後、修飾基Ａを導入する形態を例にとり説明する。
まず、流路を備えるデバイスを準備する。デバイスは、市販品を使用してもよいが、中でもデバイスの流路がシランカップリング剤で処理されていることが好ましい。
つぎに、化合物Ｂを含む溶液をデバイスの流路に所定の時間通液する。化合物Ｂを含む溶液は、化合物Ｂを溶媒に溶解することによって調製できる。溶媒としては、例えば、水、ジクロロメタン、メタノール、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、プロパノール、及びＮ−メチルピロリドン等が挙げられる。通液条件は特に制限されるものではないが、圧力が、例えば、０．００１〜１ＭＰａ、好ましくは０．００５〜０．１ＭＰａ、通液時間が、例えば、０．５〜２４時間、好ましくは１〜６時間である。ついで、乾燥処理を行い、溶媒を蒸発除去させることによって、流路の内壁表面に修飾基Ｂが固定化される。乾燥処理は、例えば、Ｎ2ガス、Ａｒガス等を導入することによって行うことができる。乾燥条件は、化合物Ｂが内壁表面に固定化されかつ溶媒が除去される条件であれば特に制限されるものではないが、圧力は、例えば、０．００１〜１ＭＰａ、好ましくは０．００５〜０．１ＭＰａ、温度は、例えば、１５〜１５０℃、好ましくは２５〜１１０℃、時間は、例えば、０．５〜２４時間、好ましくは１〜６時間である。
そして、修飾基Ｂを固定化した流路に、化合物Ａを含む溶液を所定の時間通液し、ついで乾燥処理を行い、溶媒を蒸発除去させる。これにより、修飾基Ｂが固定化された流路の内壁表面に修飾基Ａが固定化される。化合物Ａを溶解する溶媒、通液条件及び乾燥条件は、化合物Ｂと同様である。
修飾基Ｂの固定化と修飾基Ａの固定化との間、及び/又は修飾基Ａの固定化の後に、洗浄処理及び乾燥処理を行うことが好ましい。洗浄処理は、例えば、有機溶媒を流路内に通液することにより行うことができる。その条件は特に制限されるものではない。
実施形態１では、流路の内壁表面に修飾基Ａ及びＢを導入する形態を例にとり説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。修飾基Ｃと修飾基Ａとを用いた場合、修飾基Ｃと修飾基Ｂとを用いた場合、修飾基Ｃと修飾基Ａと修飾基Ｂとを用いた場合のいずれにおいても、前記の修飾基Ｂと修飾基Ａとを用いた場合と同様な操作によって実現できる。
（実施形態２）
実施形態２は、本開示の基材の修飾方法の一実施形態について、基材に樹脂を用いた場合を例にとり説明する。
実施形態２は、本開示の基材の修飾方法の一実施形態について、基材に樹脂を用いた場合を例にとり説明する。
まず、流路を備えるデバイスを準備する。
デバイスに樹脂を用いた場合には、溶媒としてジクロロメタン、メタノール、アセトンなどの有機溶媒を用いることが難しい場合がある。このような場合に、シランカップリング剤を結合する場合には、単純にシランカップリング剤と接触させる以外に、真空紫外線ＶＵＶやプラズマなどの表面処理により、カルボキシル基や水酸基やアルデヒド基などを生成することで、容易にシランカップリング剤を結合できるようになる。
さらに、修飾基を導入する場合にも、有機溶媒を用い難いことがある。この場合には、水溶性の触媒試薬を用いることによって、樹脂表面に直接又は樹脂表面のシランカップリング剤などの上に修飾基を導入することができる。樹脂にアミノシランが結合されている場合には、修飾基にカルボキシル基があるならば、ＤＭＴ−ＭＭ（4-(4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium Chloride n-Hydrate）やＷＳＣ（Water Soluble Carbodiimide, 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide, hydrochloride）といった水溶性の触媒によりアミド結合を形成させることで修飾基を導入することができる。処理は室温から６０℃程度の条件で１０分から数時間で終了できる。このような触媒を用いた場合には、修飾基を導入後に触媒を完全に除くため、精製水などでよく洗浄することが望ましい。
（実施形態３）
実施形態３は、本開示の電気泳動方法の一実施形態について、キャピラリー電気泳動法を用いた場合を例にとり説明する。
実施形態３は、本開示の電気泳動方法の一実施形態について、キャピラリー電気泳動法を用いた場合を例にとり説明する。
まず、デバイスの流路に泳動液を充填する。泳動液の充填は、例えば、圧力又は毛細管現象等を利用することにより行うことができる。また、あらかじめ流路に泳動液が充填されたデバイスを使用してもよい。泳動液としては、例えば、試料及び分析対象の種類に応じて適宜決定することができる。
つぎに、流路に形成された一方の孔に試料を導入し、流路の両端に位置する孔にそれぞれ配置された電極間に電圧を印加する。これにより、試料が導入された孔から他方の孔に向かって試料が移動する。流路の両端に印加する電圧は、特に限定されるものではなく、試料、分析対象及び泳動液等に応じて適宜決定でき、例えば、０．５〜１０ｋＶであり、好ましくは０．５〜５ｋＶである。
泳動液として、陰極性の高分子を含む泳動液を使用してもよい。これにより、泳動液中の陰極性の高分子が、試料中の正電荷を有する物質と電気的に結合するため、例えば、試料に含まれる物質間の＋電荷の差が僅かであっても、これらを分離分析することができる。この場合、正電荷を有する物質と陰極性の高分子とが結合した物質の電荷は負電荷となるため、流路内に上記の＋極から−極に向かう方向の電気浸透流を発生させることが好ましい。この態様は、例えば、分析対象がＨｂＡ１ｃである場合の測定に好ましく適用することができる。分析対象物がＨｂＡ１ｃである場合、陰極性の高分子としては、特に制限されるものではないが、例えば、陰イオン性基含有多糖類、又は陰イオン性基含有アクリルポリマー等が好ましく、より好ましくはカルボキシル基含有多糖類、スルホン酸基含有多糖類、カルボキシル基含有アクリルポリマー、又はスルホン酸基含有アクリルポリマーである。
そして、所定の位置において測定を行う。測定は、例えば、光学的手法により行うことができる。光学的手法としては、例えば、吸光度測定、透過度測定、反射率測定、及び蛍光測定等が挙げられる。測定波長は、例えば、試料及び分析対象等に応じて適宜決定できる。
本開示は、以下の一又は複数の実施形態に関しうる；
〔１〕 基材表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、基材の修飾方法。
〔２〕 基材表面に、官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基、官能基を一基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、又は官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基を固定化することを含む、基材の修飾方法。
〔３〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａ、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂ、及び官能基を十一基以上有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種を基材表面に接触させることを含む、〔１〕又は〔２〕記載の修飾方法。
〔４〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｂは、前記修飾基の一部として機能する二基〜九基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｃは、前記修飾基の一部として機能する十基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、〔３〕記載の修飾方法。
〔５〕 前記修飾基の固定化は、
（１）前記化合物Ｂを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂを接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させること、又は
（２）前記化合物Ｃを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｃを接触させた基材表面に、前記化合物Ｂ及び/又は前記化合物Ａを接触させること、
を含む、〔３〕又は〔４〕に記載の修飾方法。
〔６〕 基材表面に、官能基を一基有する修飾基、及び官能基を二基以上有する修飾基を固定化することを含む、基材の修飾方法。
〔７〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａと、官能基を三基以上有する化合物Ｂ’とを基材表面に接触させることを含む、〔６〕記載の修飾方法。
〔８〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は前記化合物Ｂ’は、前記修飾基の一部として機能する二基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、〔７〕記載の修飾方法。
〔９〕 前記修飾基の固定化は、前記化合物Ｂ’を前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂ’を接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させることを含む、〔７〕又は〔８〕に記載の修飾方法。
〔１０〕 前記修飾基を固定化する基材表面は、シランカップリング剤により処理されている、〔１〕から〔９〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１１〕 前記官能基は、極性基である、〔１〕から〔１０〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１２〕 前記極性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基からなる群から選択される、〔１１〕記載の修飾方法。
〔１３〕 前記化合物Ａは、ジカルボン酸、モノアミノカルボン酸、ジアミン、及びモノアミノスルホン酸からなる群から選択され、前記化合物Ｂ又はＢ’は、テトラカルボン酸、ヘキサカルボン酸、モノアミノジカルボン酸、及びジスルホ安息香酸からなる群から選択される、〔２〕から〔５〕及び〔７〕から〔１２〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１４〕 前記基材の材質は、樹脂、石英、又はガラスである、〔１〕から〔１３〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１５〕 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法。
〔１６〕 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基、官能基を一基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、又は官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基を固定化することを含む、分離分析用の製造方法。
〔１７〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａ、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂ、及び官能基を十一基以上有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種を基材表面に接触させることを含む、〔１５〕又は〔１６〕記載の製造方法。
〔１８〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｂは、前記修飾基の一部として機能する二基〜九基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｃは、前記修飾基の一部として機能する十基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、〔１７〕記載の製造方法。
〔１９〕 前記修飾基の固定化は、
（１）前記化合物Ｂを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂを接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させること、又は
（２）前記化合物Ｃを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｃを接触させた基材表面に、前記化合物Ｂ及び/又は前記化合物Ａを接触させること、
を含む、〔１７〕又は〔１８〕に記載の製造方法。
〔２０〕 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、及び官能基を二基以上有する修飾基を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法。
〔２１〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａと、官能基を三基以上有する化合物Ｂ’とを前記流路の内壁表面に接触させることを含む、〔２０〕記載の製造方法。
〔２２〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記流路の内壁表面と結合する官能基とを有し、及び/又は前記化合物Ｂ’は、前記修飾基の一部として機能する二基以上の官能基と、前記流路の内壁表面と結合する官能基とを有する、〔２１〕記載の製造方法。
〔２３〕 前記修飾基の固定化は、前記化合物Ｂ’を前記流路の内壁表面に接触させること、及び前記化合物Ｂ’を接触させた前記流路の内壁表面に、前記化合物Ａを接触させることを含む、〔２１〕又は〔２２〕に記載の製造方法。
〔２４〕 前記修飾基を固定化する基材表面又は前記流路の内壁表面は、シランカップリング剤により処理されている、〔１５〕から〔２３〕のいずれかに記載の製造方法。
〔２５〕 前記官能基は、極性基である、〔１５〕から〔２４〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔２６〕 前記極性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基からなる群から選択される、〔２５〕記載の製造方法。
〔２７〕 前記化合物Ａは、ジカルボン酸、モノアミノカルボン酸、ジアミン、及びモノアミノスルホン酸からなる群から選択され、前記化合物Ｂ又はＢ’は、テトラカルボン酸、ヘキサカルボン酸、モノアミノジカルボン酸、及びジスルホ安息香酸からなる群から選択される、〔１７〕から〔１９〕及び〔２１〕から〔２６〕のいずれかに記載の製造方法。
〔２８〕 前記基材又は前記流路の内壁の材質は、樹脂、石英、又はガラスである、〔１５〕から〔２７〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔２９〕 流路を備える分離分析用デバイスであって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種が固定化している、デバイス。
〔３０〕 前記官能基を一基有する修飾基、前記官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基は、シランカップリング剤を介して前記流路の内壁表面に固定化している、〔２９〕記載のデバイス。
〔３１〕 流路を備える分離分析用デバイスであって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、及び官能基を二基以上有する修飾基が固定化している、デバイス。
〔３２〕 前記官能基を一基有する修飾基及び前記官能基を二基以上有する修飾基は、シランカップリング剤を介して前記流路の内壁表面に固定化している、〔３１〕記載のデバイス。
〔３３〕 前記デバイスが、キャピラリー管、又は電気泳動チップである、〔２９〕から〔３２〕のいずれかに記載のデバイス。
〔３４〕 〔２９〕から〔３３〕のいずれかに記載のデバイスを用いて、キャピラリー電気泳動をする方法。
〔１〕 基材表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、基材の修飾方法。
〔２〕 基材表面に、官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基、官能基を一基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、又は官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基を固定化することを含む、基材の修飾方法。
〔３〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａ、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂ、及び官能基を十一基以上有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種を基材表面に接触させることを含む、〔１〕又は〔２〕記載の修飾方法。
〔４〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｂは、前記修飾基の一部として機能する二基〜九基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｃは、前記修飾基の一部として機能する十基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、〔３〕記載の修飾方法。
〔５〕 前記修飾基の固定化は、
（１）前記化合物Ｂを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂを接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させること、又は
（２）前記化合物Ｃを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｃを接触させた基材表面に、前記化合物Ｂ及び/又は前記化合物Ａを接触させること、
を含む、〔３〕又は〔４〕に記載の修飾方法。
〔６〕 基材表面に、官能基を一基有する修飾基、及び官能基を二基以上有する修飾基を固定化することを含む、基材の修飾方法。
〔７〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａと、官能基を三基以上有する化合物Ｂ’とを基材表面に接触させることを含む、〔６〕記載の修飾方法。
〔８〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は前記化合物Ｂ’は、前記修飾基の一部として機能する二基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、〔７〕記載の修飾方法。
〔９〕 前記修飾基の固定化は、前記化合物Ｂ’を前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂ’を接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させることを含む、〔７〕又は〔８〕に記載の修飾方法。
〔１０〕 前記修飾基を固定化する基材表面は、シランカップリング剤により処理されている、〔１〕から〔９〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１１〕 前記官能基は、極性基である、〔１〕から〔１０〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１２〕 前記極性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基からなる群から選択される、〔１１〕記載の修飾方法。
〔１３〕 前記化合物Ａは、ジカルボン酸、モノアミノカルボン酸、ジアミン、及びモノアミノスルホン酸からなる群から選択され、前記化合物Ｂ又はＢ’は、テトラカルボン酸、ヘキサカルボン酸、モノアミノジカルボン酸、及びジスルホ安息香酸からなる群から選択される、〔２〕から〔５〕及び〔７〕から〔１２〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１４〕 前記基材の材質は、樹脂、石英、又はガラスである、〔１〕から〔１３〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔１５〕 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法。
〔１６〕 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基、官能基を一基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基、又は官能基を一基有する修飾基と官能基を二基〜九基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基を固定化することを含む、分離分析用の製造方法。
〔１７〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａ、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂ、及び官能基を十一基以上有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種を基材表面に接触させることを含む、〔１５〕又は〔１６〕記載の製造方法。
〔１８〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｂは、前記修飾基の一部として機能する二基〜九基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｃは、前記修飾基の一部として機能する十基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、〔１７〕記載の製造方法。
〔１９〕 前記修飾基の固定化は、
（１）前記化合物Ｂを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂを接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させること、又は
（２）前記化合物Ｃを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｃを接触させた基材表面に、前記化合物Ｂ及び/又は前記化合物Ａを接触させること、
を含む、〔１７〕又は〔１８〕に記載の製造方法。
〔２０〕 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、及び官能基を二基以上有する修飾基を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法。
〔２１〕 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａと、官能基を三基以上有する化合物Ｂ’とを前記流路の内壁表面に接触させることを含む、〔２０〕記載の製造方法。
〔２２〕 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記流路の内壁表面と結合する官能基とを有し、及び/又は前記化合物Ｂ’は、前記修飾基の一部として機能する二基以上の官能基と、前記流路の内壁表面と結合する官能基とを有する、〔２１〕記載の製造方法。
〔２３〕 前記修飾基の固定化は、前記化合物Ｂ’を前記流路の内壁表面に接触させること、及び前記化合物Ｂ’を接触させた前記流路の内壁表面に、前記化合物Ａを接触させることを含む、〔２１〕又は〔２２〕に記載の製造方法。
〔２４〕 前記修飾基を固定化する基材表面又は前記流路の内壁表面は、シランカップリング剤により処理されている、〔１５〕から〔２３〕のいずれかに記載の製造方法。
〔２５〕 前記官能基は、極性基である、〔１５〕から〔２４〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔２６〕 前記極性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基からなる群から選択される、〔２５〕記載の製造方法。
〔２７〕 前記化合物Ａは、ジカルボン酸、モノアミノカルボン酸、ジアミン、及びモノアミノスルホン酸からなる群から選択され、前記化合物Ｂ又はＢ’は、テトラカルボン酸、ヘキサカルボン酸、モノアミノジカルボン酸、及びジスルホ安息香酸からなる群から選択される、〔１７〕から〔１９〕及び〔２１〕から〔２６〕のいずれかに記載の製造方法。
〔２８〕 前記基材又は前記流路の内壁の材質は、樹脂、石英、又はガラスである、〔１５〕から〔２７〕のいずれかに記載の修飾方法。
〔２９〕 流路を備える分離分析用デバイスであって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種が固定化している、デバイス。
〔３０〕 前記官能基を一基有する修飾基、前記官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基は、シランカップリング剤を介して前記流路の内壁表面に固定化している、〔２９〕記載のデバイス。
〔３１〕 流路を備える分離分析用デバイスであって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、及び官能基を二基以上有する修飾基が固定化している、デバイス。
〔３２〕 前記官能基を一基有する修飾基及び前記官能基を二基以上有する修飾基は、シランカップリング剤を介して前記流路の内壁表面に固定化している、〔３１〕記載のデバイス。
〔３３〕 前記デバイスが、キャピラリー管、又は電気泳動チップである、〔２９〕から〔３２〕のいずれかに記載のデバイス。
〔３４〕 〔２９〕から〔３３〕のいずれかに記載のデバイスを用いて、キャピラリー電気泳動をする方法。
以下に、実施例及び比較例を用いて本開示をさらに説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定して解釈されない。
［実施例１］
キャピラリー管の内壁が官能基を二基有する化合物と官能基を四基有する化合物とで修飾されたキャピラリー管（キャピラリー管の内壁表面に官能基を一基有する修飾基と官能基を三基有する修飾基とが固定化されたキャピラリー管）を製造した。
キャピラリー管の内壁が官能基を二基有する化合物と官能基を四基有する化合物とで修飾されたキャピラリー管（キャピラリー管の内壁表面に官能基を一基有する修飾基と官能基を三基有する修飾基とが固定化されたキャピラリー管）を製造した。
〔アンカー化合物による処理〕
キャピラリー管（溶融石英ガラス製、全長：３２０ｍｍ、有効長：８５ｍｍ、内径：５０μｍ）を準備し、以下の手順で、キャピラリー管の内壁をアンカー化合物（３−アミノプロピルトリメトキシシラン）で処理して、キャピラリー管の内壁をアミノシランで修飾した。まず、キャピラリー管に１Ｎ ＮａＯＨを０．１ＭＰａで１時間通液し、ついでイオン交換水を０．１ＭＰａで１５分間通液した後、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、１１０℃で１時間導入した。ついで、５％ ３−アミノプロピルトリメトキシシラン水溶液を０．１ＭＰａで１時間通液し、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａで３分間導入した後、酸素混合バーナーを用いてキャピラリー管の両端を熔封し、１１０℃で６時間加熱した。その後、熔封したキャピラリー管の両端を開封し、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａで２０分間導入した後、ジクロロメタン、メタノール及びイオン交換水をこの順でそれぞれ０．１ＭＰａで２０分間通液し、そしてＮ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した。
キャピラリー管（溶融石英ガラス製、全長：３２０ｍｍ、有効長：８５ｍｍ、内径：５０μｍ）を準備し、以下の手順で、キャピラリー管の内壁をアンカー化合物（３−アミノプロピルトリメトキシシラン）で処理して、キャピラリー管の内壁をアミノシランで修飾した。まず、キャピラリー管に１Ｎ ＮａＯＨを０．１ＭＰａで１時間通液し、ついでイオン交換水を０．１ＭＰａで１５分間通液した後、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、１１０℃で１時間導入した。ついで、５％ ３−アミノプロピルトリメトキシシラン水溶液を０．１ＭＰａで１時間通液し、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａで３分間導入した後、酸素混合バーナーを用いてキャピラリー管の両端を熔封し、１１０℃で６時間加熱した。その後、熔封したキャピラリー管の両端を開封し、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａで２０分間導入した後、ジクロロメタン、メタノール及びイオン交換水をこの順でそれぞれ０．１ＭＰａで２０分間通液し、そしてＮ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した。
〔官能基を二基有する化合物と官能基を四基有する化合物とによる処理〕
まず、内壁がアミノシランで修飾されたキャピラリー管に、０．１ｍｏｌ／Ｌ ピロメリット酸二無水物溶液（分子量：２１８．１２、溶媒：Ｎ−メチルピロリドン）を０．１ＭＰａで１時間通液し、１時間保持した後、さらに０．００５ＭＰａで１時間通液した。ついで、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した後、Ｎ−メチルピロリドンを０．１ＭＰａで３０分間、メタノールを０．１ＭＰａで３０分間通液し、ついでＮ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で３０分間導入することによって洗浄及び乾燥を行った。つぎに、０．１ｍｏｌ／Ｌ コハク酸無水物溶液（分子量：１００．０７、溶媒：Ｎ−メチルピロリドン）を０．１ＭＰａで通液し、１時間保持した後、さらに０．００５ＭＰａで１時間通液した。ついで、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した後、Ｎ−メチルピロリドンを０．１ＭＰａで３０分間、メタノールを０．１ＭＰａで３０分間通液し、ついでＮ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で３０分導入することによって洗浄及び乾燥を行った。そして、泳動液を０．１ＭＰａで１０分間、イオン交換水を０．１ＭＰａで１０分間通液した後、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した。
まず、内壁がアミノシランで修飾されたキャピラリー管に、０．１ｍｏｌ／Ｌ ピロメリット酸二無水物溶液（分子量：２１８．１２、溶媒：Ｎ−メチルピロリドン）を０．１ＭＰａで１時間通液し、１時間保持した後、さらに０．００５ＭＰａで１時間通液した。ついで、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した後、Ｎ−メチルピロリドンを０．１ＭＰａで３０分間、メタノールを０．１ＭＰａで３０分間通液し、ついでＮ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で３０分間導入することによって洗浄及び乾燥を行った。つぎに、０．１ｍｏｌ／Ｌ コハク酸無水物溶液（分子量：１００．０７、溶媒：Ｎ−メチルピロリドン）を０．１ＭＰａで通液し、１時間保持した後、さらに０．００５ＭＰａで１時間通液した。ついで、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した後、Ｎ−メチルピロリドンを０．１ＭＰａで３０分間、メタノールを０．１ＭＰａで３０分間通液し、ついでＮ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で３０分導入することによって洗浄及び乾燥を行った。そして、泳動液を０．１ＭＰａで１０分間、イオン交換水を０．１ＭＰａで１０分間通液した後、Ｎ2ガスを０．１ＭＰａ、５０℃で１時間導入した。
［比較例１］
ピロメリット酸二無水物溶液による処理並びにそれに続く洗浄及び乾燥を行わない以外は、実施例１と同様にしてキャピラリー管を製造した。すなわち、比較例１では、アミノシランで修飾されたキャピラリー管の内壁に、コハク酸無水物溶液（官能基を二基有する化合物）による処理のみを行った。
ピロメリット酸二無水物溶液による処理並びにそれに続く洗浄及び乾燥を行わない以外は、実施例１と同様にしてキャピラリー管を製造した。すなわち、比較例１では、アミノシランで修飾されたキャピラリー管の内壁に、コハク酸無水物溶液（官能基を二基有する化合物）による処理のみを行った。
［比較例２］
コハク酸無水物溶液による処理並びにそれに続く洗浄及び乾燥を行わない以外は、実施例１と同様にしてキャピラリー管を製造した。比較例２では、アミノシランで修飾されたキャピラリー管の内壁に、ピロメリット酸二無水物溶液（官能基を三基有する化合物）による処理のみを行った。
コハク酸無水物溶液による処理並びにそれに続く洗浄及び乾燥を行わない以外は、実施例１と同様にしてキャピラリー管を製造した。比較例２では、アミノシランで修飾されたキャピラリー管の内壁に、ピロメリット酸二無水物溶液（官能基を三基有する化合物）による処理のみを行った。
［キャピラリー管の評価］
実施例１、比較例１及び２にて作製したキャピラリー管を用いて以下の条件で測定を行い、各キャピラリー管のＥＯＦ速度及びヘモグロビンの成分の分離状態（ピーク幅、ピーク検出時間））を評価した。
［測定条件］
装置：アジレント製ＣＥ装置
分離長：８．５ｃｍ（全長３２ｃｍ）
電圧：１２．８ｋＶ（４００Ｖ／ｃｍ）
泳動液：１００ｍＭ Ｌ−酒石酸−アルギニン（ｐＨ４．９）（０．８％コンドロイチン硫酸Ｃナトリウム及び２ｍＭ ＣｙＤＴＡを含む）
試料：凍結乾燥ヘモグロビンを蒸留水で溶解したもの（ヘモグロビン濃度：約５ｇ／Ｌ）
試料導入方法：圧力法による部分導入（５０ｍｂａｒ、５ｓｅｃ）
測定方法：泳動液通液（２分間）→プレ通電（１分間）→試料導入→測定
実施例１、比較例１及び２にて作製したキャピラリー管を用いて以下の条件で測定を行い、各キャピラリー管のＥＯＦ速度及びヘモグロビンの成分の分離状態（ピーク幅、ピーク検出時間））を評価した。
［測定条件］
装置：アジレント製ＣＥ装置
分離長：８．５ｃｍ（全長３２ｃｍ）
電圧：１２．８ｋＶ（４００Ｖ／ｃｍ）
泳動液：１００ｍＭ Ｌ−酒石酸−アルギニン（ｐＨ４．９）（０．８％コンドロイチン硫酸Ｃナトリウム及び２ｍＭ ＣｙＤＴＡを含む）
試料：凍結乾燥ヘモグロビンを蒸留水で溶解したもの（ヘモグロビン濃度：約５ｇ／Ｌ）
試料導入方法：圧力法による部分導入（５０ｍｂａｒ、５ｓｅｃ）
測定方法：泳動液通液（２分間）→プレ通電（１分間）→試料導入→測定
上記測定により得られた結果を下記表１及び図１〜３に示す。図１〜３は得られたエレクトロフェログラムを処理して得た吸光度の変化を示すグラフであって、図１が実施例１、図２が比較例１、図３が比較例２の結果をそれぞれ示す。図１〜３において、上部に丸を付したピークがＥＯＦのピーク、三角を付したピークがＨｂＡ１ｃのピーク、四角を付したピークがＨｂＡ０のピークを示し、Ｂ図は、Ａ図の部分拡大図である。
実施例１のキャピラリー管は、表１及び図１に示すように、ＥＯＦが平均７９．３秒に観測され、ＥＯＦ速度が１．１ｍｍ／ｓｅｃと速く良好な結果であった。また、図１に示すように、ピークの半値幅が１．８ｍｍと狭く、良好なヘモグロビン成分の分離能を示した。さらに、表１及び図１に示すように、ＥＯＦ速度、及びヘモグロビンの各成分のピーク検出時間が、１測定目と２測定目とでほとんど差が見られず、再現性よく分離が行われることが確認できた。ヘモグロビンＡ１ｃの直前直後のピークをピークとして分離検出でき、また、ヘモグロビンＡ０の直前直後ピークもピークとして分離検出できた。したがって、実施例１のキャピラリー管は、ＥＯＦ速度が速く、分離が良好で、再現性の良い分離が可能な表面状態が形成されていることが確認できた。
一方、コハク酸無水物溶液による処理のみを行った比較例１のキャピラリー管は、ＥＯＦが１測定目７９．３秒、２測定目８０．６秒にそれぞれ観測され、ＥＯＦ速度が１．１ｍｍ／ｓｅｃと良好な結果であったが、ピークの半値幅が２．１ｍｍであり、実施例１と比較してヘモグロビンの成分の分離能が低かった。また、ＥＯＦ速度、及びヘモグロビンの各成分のピーク検出時間について、１測定目と２測定目との差が、実施例１と比較して大きくなった。また、ピロメリット酸二無水物溶液による処理のみを行った比較例２のキャピラリー管では、１測定目において最初に多量のＨｂの吸着が起こり、ＨｂＡ１ｃより前の付近のヘモグロビンのピークが検出されなかった。なお、このＨｂの吸着は２測定目では抑制された。しかしながら、最初に検出されるヘモグロビンＡ１ａやヘモグロビンＡ１ｂはピークとして検出できなかった。ヘモグロビンＡ１ｃの直前直後ピークはピークとして検出できずヘモグロビンＡ１ｃと一体となって検出されており、また、ヘモグロビンＡ０の直前直後ピークもピークとして検出できずヘモグロビンＡ０と一体となって検出された。ＥＯＦが１測定目９０．４秒、２測定目９４．５秒にそれぞれ観測され、ＥＯＦ速度は、０．９ｍｍ／ｓｅｃと遅く、また、ピークの半値幅が７．０ｍｍであり、実施例１と比較してヘモグロビン成分の分離能が大きく低下した。さらに、ＥＯＦ速度、及びヘモグロビンの各成分のピーク検出時間について、１測定目と２測定目との差が、実施例１と比較して大きくなった。
［実施例２］
チップ内の流路の内壁が、官能基を二基有する化合物と官能基を十基以上有する化合物とで修飾された樹脂製のチップ（チップ内の流路の内壁表面に官能基を一基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基とが固定化されたチップ）を製造した。
〔樹脂チップの作製〕
図４に示すように、分離流路１と検出窓２を備えるポリメタクリル酸メチル製樹脂プレートＡと、２つの貫通孔３（試料バイアルと泳動液バイアル）を備えるポリメタクリル酸メチル製樹脂プレートＢを準備した。樹脂プレートＡの流路を形成した面と、樹脂プレートＢにおいて樹脂プレートＡと接合する面とに真空紫外線（ＶＵＶ）処理を行い、樹脂プレートＡ及びＢのそれぞれの一方の面にカルボキシル基などの官能基を導入した。ＶＵＶ処理した樹脂プレートＡ及びＢを、３−アミノプロピルトリメトキシシランの５％水溶液に３０℃３時間浸漬した後、精製水にて余剰な３−アミノプロピルトリメトキシシランを除去し、真空乾燥器にて４５℃で１時間乾燥し、アミノシラン処理した樹脂プレートＡ及びＢを得た。
チップ内の流路の内壁が、官能基を二基有する化合物と官能基を十基以上有する化合物とで修飾された樹脂製のチップ（チップ内の流路の内壁表面に官能基を一基有する修飾基と官能基を十基以上有する修飾基とが固定化されたチップ）を製造した。
〔樹脂チップの作製〕
図４に示すように、分離流路１と検出窓２を備えるポリメタクリル酸メチル製樹脂プレートＡと、２つの貫通孔３（試料バイアルと泳動液バイアル）を備えるポリメタクリル酸メチル製樹脂プレートＢを準備した。樹脂プレートＡの流路を形成した面と、樹脂プレートＢにおいて樹脂プレートＡと接合する面とに真空紫外線（ＶＵＶ）処理を行い、樹脂プレートＡ及びＢのそれぞれの一方の面にカルボキシル基などの官能基を導入した。ＶＵＶ処理した樹脂プレートＡ及びＢを、３−アミノプロピルトリメトキシシランの５％水溶液に３０℃３時間浸漬した後、精製水にて余剰な３−アミノプロピルトリメトキシシランを除去し、真空乾燥器にて４５℃で１時間乾燥し、アミノシラン処理した樹脂プレートＡ及びＢを得た。
〔官能基を二基有する化合物と官能基を十基以上有する化合物とによる処理〕
まず、アミノシラン処理樹脂プレートＡ及びＢを、０．５Ｍ塩酸に１０分間浸漬した後、精製水で洗浄した。その後、１％コンドロイチン硫酸Ｃ（生化学工業製、分子量：４万〜８万、官能基の数：略８０〜１６０基）と１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬し、さらに、１００ｍＭのコハク酸と１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬し、アミノシラン処理樹脂プレートの表面にコンドロイチン硫酸とコハク酸を導入した。コンドロイチン硫酸とコハク酸を導入した樹脂プレートを、水酸化ナトリウムと塩酸と精製水で十分に洗浄した後に、真空乾燥器にて４５℃で１時間乾燥した。この樹脂プレートＡの流路を形成した面と、樹脂プレートＢにおける樹脂プレートＡと接合する面とを合わせて加熱圧着にて接合した。これにより、コンドロイチン硫酸及びコハク酸が導入された樹脂チップ（デバイス）を得た。
まず、アミノシラン処理樹脂プレートＡ及びＢを、０．５Ｍ塩酸に１０分間浸漬した後、精製水で洗浄した。その後、１％コンドロイチン硫酸Ｃ（生化学工業製、分子量：４万〜８万、官能基の数：略８０〜１６０基）と１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬し、さらに、１００ｍＭのコハク酸と１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬し、アミノシラン処理樹脂プレートの表面にコンドロイチン硫酸とコハク酸を導入した。コンドロイチン硫酸とコハク酸を導入した樹脂プレートを、水酸化ナトリウムと塩酸と精製水で十分に洗浄した後に、真空乾燥器にて４５℃で１時間乾燥した。この樹脂プレートＡの流路を形成した面と、樹脂プレートＢにおける樹脂プレートＡと接合する面とを合わせて加熱圧着にて接合した。これにより、コンドロイチン硫酸及びコハク酸が導入された樹脂チップ（デバイス）を得た。
［比較例３］
１％コンドロイチン硫酸Ｃと１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬する工程を行わない以外は、実施例２と同様にして樹脂チップを製造した。すなわち、比較例３では、コハク酸（官能基を二基有する化合物）による処理のみを行い、コハク酸導入樹脂チップを得た。
１％コンドロイチン硫酸Ｃと１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬する工程を行わない以外は、実施例２と同様にして樹脂チップを製造した。すなわち、比較例３では、コハク酸（官能基を二基有する化合物）による処理のみを行い、コハク酸導入樹脂チップを得た。
［比較例４］
１００ｍＭのコハク酸と１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬する工程を行わない以外は、実施例２と同様にして樹脂チップを製造した。すなわち、比較例４では、コンドロイチン硫酸（官能基を十基以上有する化合物）による処理のみを行い、コンドロイチン硫酸導入樹脂チップを得た。
１００ｍＭのコハク酸と１０ｍＭのＤＭＴ−ＭＭを含む処理液に室温で４時間浸漬する工程を行わない以外は、実施例２と同様にして樹脂チップを製造した。すなわち、比較例４では、コンドロイチン硫酸（官能基を十基以上有する化合物）による処理のみを行い、コンドロイチン硫酸導入樹脂チップを得た。
［樹脂チップの評価］
実施例２、比較例３及び４にて作製した樹脂チップを用いて以下の条件で測定を行い、各樹脂チップのＥＯＦ速度及びヘモグロビンの成分の分離状態（ピーク幅、ピーク検出時間））を評価した。測定は、分離流路と泳動液バイアルに泳動液を満たした後に、試料バイアルにヘモグロビン試料溶液を満たし、６００Ｖ／ｃｍの電圧を印加してヘモグロビンを測定した。
［測定条件］
装置：自作の電気泳動測定装置を用いた。
分離長：２０ｍｍ
電圧：１８００Ｖ（６００Ｖ／ｃｍ）
泳動液：４０ｍＭのクエン酸（ｐＨ５．３）（１％のコンドロイチン硫酸ナトリウム）
試料：ヘモグロビンＡ１ｃ用管理物質を泳動液で希釈したもの（ヘモグロビン濃度：５ｇ／Ｌ）
実施例２、比較例３及び４にて作製した樹脂チップを用いて以下の条件で測定を行い、各樹脂チップのＥＯＦ速度及びヘモグロビンの成分の分離状態（ピーク幅、ピーク検出時間））を評価した。測定は、分離流路と泳動液バイアルに泳動液を満たした後に、試料バイアルにヘモグロビン試料溶液を満たし、６００Ｖ／ｃｍの電圧を印加してヘモグロビンを測定した。
［測定条件］
装置：自作の電気泳動測定装置を用いた。
分離長：２０ｍｍ
電圧：１８００Ｖ（６００Ｖ／ｃｍ）
泳動液：４０ｍＭのクエン酸（ｐＨ５．３）（１％のコンドロイチン硫酸ナトリウム）
試料：ヘモグロビンＡ１ｃ用管理物質を泳動液で希釈したもの（ヘモグロビン濃度：５ｇ／Ｌ）
各樹脂チップのＥＯＦ速度は、実施例２が２．２ｍｍ／秒、比較例３が０．７ｍｍ／秒、
比較例４が１．８ｍｍ／秒であった。コンドロイチン硫酸（官能基を十基以上有する化合物）とコハク酸（官能基を二基有する化合物）との双方を導入した実施例２の樹脂チップは、いずれかの化合物のみを導入した比較例３及び４の樹脂チップと比較して、最も早いＥＯＦ速度を示した。
比較例４が１．８ｍｍ／秒であった。コンドロイチン硫酸（官能基を十基以上有する化合物）とコハク酸（官能基を二基有する化合物）との双方を導入した実施例２の樹脂チップは、いずれかの化合物のみを導入した比較例３及び４の樹脂チップと比較して、最も早いＥＯＦ速度を示した。
上記測定により得られた結果を図５及び６に示す。図５及び６は得られたエレクトロフェログラムを処理して得た吸光度の変化を示すグラフであって、図５が実施例２、図６が比較例４の結果をそれぞれ示す。図５及び６において、上部に三角を付したピークがＨｂＡ１ｃのピーク、四角を付したピークがＨｂＡ０のピーク、白抜きの三角を付したピークがＨｂＡ１ａ及びＨｂＡ１ｂのピークを示す。
図５に示すように、実施例２の樹脂チップは、ヘモグロビンの分離は２５秒で完了しており、ヘモグロビンＡ１ｃ及びヘモグロビンＡ０などの全てのピーク幅が狭くシャープであった。ヘモグロビンＡ１ｃのピーク幅は１．４ｍｍ（半値幅０．６５ｍｍ）であり、及びヘモグロビンＡ１ｃのピークの直前直後のピークを個別の独立したピークとして分離して検出できた。最初に検出されるヘモグロビンＡ１ａやヘモグロビンＡ１ｂも個々のピークとして検出されており、極めて精度の良い測定が達成できた。また、ヘモグロビンＡ０のピークの直前直後のピークも分離して検出できており、極めて精度の良い測定が達成できた。
これに対し、比較例３の樹脂チップでは、ヘモグロビンが検出できなかった。これは、ヘモグロビンが分離流路内に非特異的に吸着したこと、及び、ＥＯＦ速度が遅いため測定時間の６０秒間にヘモグロビンが泳動できなかったためと推測される。
また、比較例４の樹脂チップでは、ヘモグロビンの分離が４０秒かかり、実施例２と比較して約１．６倍の時間かかった。また、全てのヘモグロビンのピーク幅が広くなった。ヘモグロビンＡ１ｃのピーク幅は２．８ｍｍ（半値幅１．３ｍｍ）であり、及びヘモグロビンＡ１ｃのピークの直前直後のピークを個別の独立したピークとして検出できず、ヘモグロビンＡ１ｃのピークと一体となって検出された。また、最初に検出されるヘモグロビンＡ１ａやヘモグロビンＡ１ｂはピークとして検出できなかった。さらに、ヘモグロビンＡ０のピークの直前直後のピークも個別の独立したピークとして検出できずヘモグロビンＡ０のピークと一体となって検出された。これらの結果より比較例４の樹脂チップを用いた測定では、精度の悪い測定となった。
本開示は、医療分野、及び／又は、医療を目的としない医学、生化学、生物学等の学術分野で有用である。
Claims (11)
- 基材表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含み、
前記修飾基を固定化する基材表面は、シランカップリング剤により処理されている、基材の修飾方法。 - 前記修飾基の固定化は、官能基を二基有する化合物Ａ、官能基を三基〜十基有する化合物Ｂ、及び官能基を十一基以上有する化合物Ｃの３種類の化合物から選択される少なくとも２種の化合物を基材表面に接触させることを含む、請求項１記載の修飾方法。
- 前記化合物Ａは、前記修飾基の一部として機能する一基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｂは、前記修飾基の一部として機能する二基〜九基の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有し、及び/又は
前記化合物Ｃは、前記修飾基の一部として機能する十基以上の官能基と、前記基材表面と結合する官能基とを有する、請求項２記載の修飾方法。 - 前記修飾基の固定化は、
（１）前記化合物Ｂを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｂを接触させた基材表面に、前記化合物Ａを接触させること、又は
（２）前記化合物Ｃを前記基材表面に接触させること、及び前記化合物Ｃを接触させた基材表面に、前記化合物Ｂ及び/又は前記化合物Ａを接触させること、
を含む、請求項２又は３に記載の修飾方法。 - 前記官能基は、極性基である、請求項１から４のいずれかに記載の修飾方法。
- 前記極性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、及びアミノ基からなる群から選択される、請求項５記載の修飾方法。
- 流路を備える分離分析用デバイスの製造方法であって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種を固定化することを含む、分離分析用デバイスの製造方法。 - 流路を備える分離分析用デバイスであって、
前記流路の内壁表面に、官能基を一基有する修飾基、官能基を二基〜九基有する修飾基、及び官能基を十基以上有する修飾基の３種類の修飾基から選択される少なくとも２種が固定化している、デバイス。 - 前記修飾基は、シランカップリング剤を介して前記流路内壁に固定化している、請求項８記載のデバイス。
- 前記デバイスが、キャピラリー管、又は電気泳動チップである、請求項８又は９に記載のデバイス。
- 請求項８から１０のいずれかに記載のデバイスを用いて、キャピラリー電気泳動をする方法。
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