JPH08178897A - 電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動装置Info
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- JPH08178897A JPH08178897A JP6324991A JP32499194A JPH08178897A JP H08178897 A JPH08178897 A JP H08178897A JP 6324991 A JP6324991 A JP 6324991A JP 32499194 A JP32499194 A JP 32499194A JP H08178897 A JPH08178897 A JP H08178897A
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- hole
- plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 操作が容易で、装置構成が簡略でしかも、小
型化された電気泳動装置を提供する。 【構成】 板状部材１は、第１基板１ａと第２基板１ｂ
とを接合することにより一体に形成され、第１基板１ａ
には両端部分にバッファ溜部９を備えた分析用溝８およ
び試料注入用溝７が形成され、第２基板１ｂには、前記
第１基板のバッファ溜部９に対向する位置に貫通孔１０
が形成されるとともに、この貫通孔内壁および貫通孔の
両面周辺に電圧印加のための電極膜１２が形成され、こ
の電極膜１２を介して電気泳動装置本体１０１の高圧電
源１０３との接続を行って電圧を印加し、泳動を行わせ
る。
型化された電気泳動装置を提供する。 【構成】 板状部材１は、第１基板１ａと第２基板１ｂ
とを接合することにより一体に形成され、第１基板１ａ
には両端部分にバッファ溜部９を備えた分析用溝８およ
び試料注入用溝７が形成され、第２基板１ｂには、前記
第１基板のバッファ溜部９に対向する位置に貫通孔１０
が形成されるとともに、この貫通孔内壁および貫通孔の
両面周辺に電圧印加のための電極膜１２が形成され、こ
の電極膜１２を介して電気泳動装置本体１０１の高圧電
源１０３との接続を行って電圧を印加し、泳動を行わせ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極微量のタンパクや核
酸などを、高速かつ高分解能に分析する場合に利用され
る電気泳動装置に関し、さらに詳しくは、板状部材に形
成した溝をキャピラリーとして用いるキャピラリー電気
泳動装置に関する。
酸などを、高速かつ高分解能に分析する場合に利用され
る電気泳動装置に関し、さらに詳しくは、板状部材に形
成した溝をキャピラリーとして用いるキャピラリー電気
泳動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より極微量のタンパクや核酸などを
分析する場合には、電気泳動装置が用いられており、そ
の代表的な装置としてスラブゲル電気泳動法がある。
分析する場合には、電気泳動装置が用いられており、そ
の代表的な装置としてスラブゲル電気泳動法がある。
【０００３】この装置は、一対のガラス板の間にゲルを
充填し、ゲル泳動部を形成した後、ゲル泳動部の一端に
試料を注入し、両端に電圧（〜１００Ｖ）を印加して、
分析対象物を電気泳動させる事によりゲル上に展開する
ものである。展開された分析対象物の検出は、ゲル板に
レーザー光を照射してその吸光度を検出する方法や、染
色剤で染色する方法、予め分析対象物をＲＩ（ラジオア
イソトープ）でラベルしておき、オートラジオグラフで
検出する方法などにより行われている。
充填し、ゲル泳動部を形成した後、ゲル泳動部の一端に
試料を注入し、両端に電圧（〜１００Ｖ）を印加して、
分析対象物を電気泳動させる事によりゲル上に展開する
ものである。展開された分析対象物の検出は、ゲル板に
レーザー光を照射してその吸光度を検出する方法や、染
色剤で染色する方法、予め分析対象物をＲＩ（ラジオア
イソトープ）でラベルしておき、オートラジオグラフで
検出する方法などにより行われている。
【０００４】しかし、この装置では、ゲル内でのジュー
ル熱による発熱が問題となるため、高電圧を印加して分
析する事ができなかった。そのため、分析時間（泳動時
間）に長時間（数十時間）を要するという欠点を有して
おり、ＤＮＡ診断のように迅速な分析が必要とされる応
用分野には有用な装置とは言えなかった。
ル熱による発熱が問題となるため、高電圧を印加して分
析する事ができなかった。そのため、分析時間（泳動時
間）に長時間（数十時間）を要するという欠点を有して
おり、ＤＮＡ診断のように迅速な分析が必要とされる応
用分野には有用な装置とは言えなかった。
【０００５】そこで、これに代わる装置として、内径５
０μｍ程度もしくはそれ以下のガラスキャピラリー内に
泳動バッファを充填し、一方の端に試料を導入した後、
キャピラリー両端に高電圧を印加して、分析対象物をキ
ャピラリー内で展開させるキャピラリー電気泳動装置が
提案されている。図５に、その装置の構成例を示す。ガ
ラスキャピラリー２０は、その両端を泳動バッファ２２
を満たした泳動バッファ溜め２１に浸されており、各々
の泳動バッファ溜め２１には高圧電源２４に接続された
高電圧印加用の電極２３が浸されている。そして、ガラ
スキャピラリー２０の両端に高電圧を印加することで、
分析対象物をキャピラリー２０内で展開させ検出器２５
で検出している。この装置は、ガラスキャピラリー２０
内が容積に対して表面積が大きい、すなわち冷却効率が
高いことより、高電圧の印加が可能となり、ＤＮＡなど
の極微量試料を高速かつ高分解能にて分析することが可
能である。
０μｍ程度もしくはそれ以下のガラスキャピラリー内に
泳動バッファを充填し、一方の端に試料を導入した後、
キャピラリー両端に高電圧を印加して、分析対象物をキ
ャピラリー内で展開させるキャピラリー電気泳動装置が
提案されている。図５に、その装置の構成例を示す。ガ
ラスキャピラリー２０は、その両端を泳動バッファ２２
を満たした泳動バッファ溜め２１に浸されており、各々
の泳動バッファ溜め２１には高圧電源２４に接続された
高電圧印加用の電極２３が浸されている。そして、ガラ
スキャピラリー２０の両端に高電圧を印加することで、
分析対象物をキャピラリー２０内で展開させ検出器２５
で検出している。この装置は、ガラスキャピラリー２０
内が容積に対して表面積が大きい、すなわち冷却効率が
高いことより、高電圧の印加が可能となり、ＤＮＡなど
の極微量試料を高速かつ高分解能にて分析することが可
能である。
【０００６】しかしながら、前記したキャピラリー電気
泳動装置は、使用されるガラスキャピラリー外径が１０
０〜数１０μｍ程度と細く破損し易いため、ユーザが行
うべきキャピラリー交換時の取扱いが容易でなかった。
泳動装置は、使用されるガラスキャピラリー外径が１０
０〜数１０μｍ程度と細く破損し易いため、ユーザが行
うべきキャピラリー交換時の取扱いが容易でなかった。
【０００７】これに対し、D.J. Harrison et al. / Ana
l. Chim. Acta 283 (1993) 361-366に記されているよう
に、２枚の基板を接合して形成された、板状のキャピラ
リー部材が提案されている。図６に従来の板状キャピラ
リー部材の例を示す。フォトファブリケーション技術を
用いて分析用流路溝７、試料注入用流路溝８および泳動
バッファ溜め９を形成した基板１ａと、泳動バッファ溜
め９に対応する位置に超音波加工により貫通孔１０を形
成した基板１ｂを接合することで、板状のキャピラリー
部材を構成している。このキャピラリー部材は板状をし
ているため、これまでのガラスキャピラリーに比べて破
損しにくく、取扱いが容易である。板状キャピラリー部
材による分析時は、貫通孔１０から泳動バッファ溜め９
に針状の電極（図示していない）を挿入し、キャピラリ
ー両端に高電圧を印加することで、分析対象物をキャピ
ラリー内で展開させる。図６には示していないが、展開
した分析対象物は外部からレーザー光を照射してその吸
光度を検出する方法などにより検出される。
l. Chim. Acta 283 (1993) 361-366に記されているよう
に、２枚の基板を接合して形成された、板状のキャピラ
リー部材が提案されている。図６に従来の板状キャピラ
リー部材の例を示す。フォトファブリケーション技術を
用いて分析用流路溝７、試料注入用流路溝８および泳動
バッファ溜め９を形成した基板１ａと、泳動バッファ溜
め９に対応する位置に超音波加工により貫通孔１０を形
成した基板１ｂを接合することで、板状のキャピラリー
部材を構成している。このキャピラリー部材は板状をし
ているため、これまでのガラスキャピラリーに比べて破
損しにくく、取扱いが容易である。板状キャピラリー部
材による分析時は、貫通孔１０から泳動バッファ溜め９
に針状の電極（図示していない）を挿入し、キャピラリ
ー両端に高電圧を印加することで、分析対象物をキャピ
ラリー内で展開させる。図６には示していないが、展開
した分析対象物は外部からレーザー光を照射してその吸
光度を検出する方法などにより検出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での板状キャピラリー部材を用いた電気泳動装置におけ
る高電圧を印加する手段は、キャピラリー両端の泳動バ
ッファ溜めに高電圧印加用電極を浸す方式であるため
に、装置全体の小型化が容易でないという課題を有して
いた。
での板状キャピラリー部材を用いた電気泳動装置におけ
る高電圧を印加する手段は、キャピラリー両端の泳動バ
ッファ溜めに高電圧印加用電極を浸す方式であるため
に、装置全体の小型化が容易でないという課題を有して
いた。
【０００９】さらに、泳動バッファ溜めに電極を浸す操
作は、分析のたびにユーザが行うべきものであり、装置
の操作簡略化の妨げとなっていた。
作は、分析のたびにユーザが行うべきものであり、装置
の操作簡略化の妨げとなっていた。
【００１０】特に、貫通孔自体は泳動バッファや試料を
注入するシリンジ等が挿入できる範囲でなるべく小さく
することが望ましいことから、普通は数ｍｍ以下の径に
してあるため、電極を貫通孔に入れる操作は煩わしく、
この電極挿入を自動化するとしても高精度の位置合わせ
機構が必要となってしまう。
注入するシリンジ等が挿入できる範囲でなるべく小さく
することが望ましいことから、普通は数ｍｍ以下の径に
してあるため、電極を貫通孔に入れる操作は煩わしく、
この電極挿入を自動化するとしても高精度の位置合わせ
機構が必要となってしまう。
【００１１】そこで、本発明は上記課題を解決するた
め、高電圧印加用の電極に関する操作および装置構成を
簡略化したキャピラリー電気泳動装置を提供することを
目的とする。
め、高電圧印加用の電極に関する操作および装置構成を
簡略化したキャピラリー電気泳動装置を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明にかかる電気泳動装置は、板状部材に
溝を形成してこの溝に泳動バッファを導入するとともに
電圧を印加し、溝内で試料を泳動させることにより分離
し、分離された試料を電気泳動装置本体の検出器により
検出して分析を行う電気泳動装置であって、前記板状部
材は、第１基板と第２基板とを接合することにより一体
に形成され、第１基板には両端部分にバッファ溜部を備
えた分析用溝および試料注入用溝が形成され、第２基板
には、前記第１基板のバッファ溜部に対向する位置に貫
通孔が形成されるとともに、この貫通孔内壁および貫通
孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜が形成されたこ
とを特徴とする。また上記課題を解決するためになされ
た本発明にかかる電気泳動装置のキャピラリーとして用
いる板状部材は、第１基板と第２基板とを接合すること
により一体に形成され、第１基板には両端部分にバッフ
ァ溜部を備えた分析用溝および試料注入用溝が形成さ
れ、第２基板には、前記第１基板のバッファ溜部に対向
する位置に貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔内
壁および貫通孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜が
形成されたことを特徴とする。以下、この電気泳動装置
および板状部材がどのように作用するかを説明する。
になされた本発明にかかる電気泳動装置は、板状部材に
溝を形成してこの溝に泳動バッファを導入するとともに
電圧を印加し、溝内で試料を泳動させることにより分離
し、分離された試料を電気泳動装置本体の検出器により
検出して分析を行う電気泳動装置であって、前記板状部
材は、第１基板と第２基板とを接合することにより一体
に形成され、第１基板には両端部分にバッファ溜部を備
えた分析用溝および試料注入用溝が形成され、第２基板
には、前記第１基板のバッファ溜部に対向する位置に貫
通孔が形成されるとともに、この貫通孔内壁および貫通
孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜が形成されたこ
とを特徴とする。また上記課題を解決するためになされ
た本発明にかかる電気泳動装置のキャピラリーとして用
いる板状部材は、第１基板と第２基板とを接合すること
により一体に形成され、第１基板には両端部分にバッフ
ァ溜部を備えた分析用溝および試料注入用溝が形成さ
れ、第２基板には、前記第１基板のバッファ溜部に対向
する位置に貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔内
壁および貫通孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜が
形成されたことを特徴とする。以下、この電気泳動装置
および板状部材がどのように作用するかを説明する。
【００１３】
【作用】本発明によれば、板状部材に形成され、キャピ
ラリーとして機能する溝の両端部分にあるバッファ溜部
に、高電圧印加用の電極膜が一体形成されているため、
分析時の電圧印加はこの電極膜を介して行うことができ
る。すなわち、電気泳動装置本体側にある電圧源との配
線接続をこの電極膜を介して行うことにより、電気泳動
装置全体の小型化が可能となる。
ラリーとして機能する溝の両端部分にあるバッファ溜部
に、高電圧印加用の電極膜が一体形成されているため、
分析時の電圧印加はこの電極膜を介して行うことができ
る。すなわち、電気泳動装置本体側にある電圧源との配
線接続をこの電極膜を介して行うことにより、電気泳動
装置全体の小型化が可能となる。
【００１４】また、従来は分析のたびにユーザが行って
いたキャピラリー両端の泳動バッファ溜めに高電圧印加
用の電極を浸す作業が不要となり、操作の簡略化および
装置構成の簡略化が図れ、自動分析化への対応も容易と
なる。
いたキャピラリー両端の泳動バッファ溜めに高電圧印加
用の電極を浸す作業が不要となり、操作の簡略化および
装置構成の簡略化が図れ、自動分析化への対応も容易と
なる。
【００１５】さらに本発明では、高電圧印加用の電極は
貫通孔内壁を利用して泳動バッファ溜めから板状部材の
外面に電極を引き出しているため、２枚の基板の接合面
に凹凸がなく、気密に２枚の基板を直接接合する作業が
容易となる。
貫通孔内壁を利用して泳動バッファ溜めから板状部材の
外面に電極を引き出しているため、２枚の基板の接合面
に凹凸がなく、気密に２枚の基板を直接接合する作業が
容易となる。
【００１６】
【実施例】まず、本発明の板状部材をフォトファブリケ
ーション技術により作製するプロセスについて、図１に
より説明する。
ーション技術により作製するプロセスについて、図１に
より説明する。
【００１７】ここで、フォトファブリケーション技術と
は、フォトマスクのパターンを転写して複製を作製する
技術をいい、一般にはフォトレジストまたはレジストと
呼ばれる感光性材料を基板表面に塗布し、光でパターン
転写する。そして、転写した平面的なパターンからエッ
チングなどによりある程度の立体的な形に加工するもの
である。使用するフォトレジストは、特に限定されるも
のでなく、後のエッチング工程における溶液に耐え得る
ものであれば何でもよい。また、その厚さは後のエッチ
ング工程に耐え得る厚みが必要であるが、数μm 程度の
厚みが一般的である。さらに、フォトレジストの露光
は、一般に半導体製造に用いられているアライナもしく
はステッパなどを用いて行うことができる。以下のプロ
セスは一例としてガラスを基板に用いたものである。
は、フォトマスクのパターンを転写して複製を作製する
技術をいい、一般にはフォトレジストまたはレジストと
呼ばれる感光性材料を基板表面に塗布し、光でパターン
転写する。そして、転写した平面的なパターンからエッ
チングなどによりある程度の立体的な形に加工するもの
である。使用するフォトレジストは、特に限定されるも
のでなく、後のエッチング工程における溶液に耐え得る
ものであれば何でもよい。また、その厚さは後のエッチ
ング工程に耐え得る厚みが必要であるが、数μm 程度の
厚みが一般的である。さらに、フォトレジストの露光
は、一般に半導体製造に用いられているアライナもしく
はステッパなどを用いて行うことができる。以下のプロ
セスは一例としてガラスを基板に用いたものである。
【００１８】（１）基板１ａに、エッチング保護膜３
（例えばＡｕ（数1000オングストローム）／Ｃｒ（数10
0 オングストローム））を例えば真空蒸着装置により成
膜し、パターニング用レジスト２（例えばＯＭＲ８３−
１００ｃｐ）をスピナーを用いて塗布する（図１
（ａ））。ここで、基板材料は各種ガラス、石英もしく
はＳｉ基板が用いられ、それらの厚みは例えば０. ２〜
１ｍｍ程度が望ましい。また、エッチング保護膜３の材
質およびその厚みは、後のエッチング工程に耐え得るも
のであれば特に限定されるものではなく、基板１ａがＳ
ｉ基板の場合は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜また
はこれらの積層膜などが望ましく、厚みはいずれも数10
00オングストローム程度が一般的である。
（例えばＡｕ（数1000オングストローム）／Ｃｒ（数10
0 オングストローム））を例えば真空蒸着装置により成
膜し、パターニング用レジスト２（例えばＯＭＲ８３−
１００ｃｐ）をスピナーを用いて塗布する（図１
（ａ））。ここで、基板材料は各種ガラス、石英もしく
はＳｉ基板が用いられ、それらの厚みは例えば０. ２〜
１ｍｍ程度が望ましい。また、エッチング保護膜３の材
質およびその厚みは、後のエッチング工程に耐え得るも
のであれば特に限定されるものではなく、基板１ａがＳ
ｉ基板の場合は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜また
はこれらの積層膜などが望ましく、厚みはいずれも数10
00オングストローム程度が一般的である。
【００１９】（２）その後、フォトリソ用マスク４を用
いて、アライナの紫外光にてレジスト２を露光・現像し
て所望の形状にパターニングする（図１（ｂ））。
いて、アライナの紫外光にてレジスト２を露光・現像し
て所望の形状にパターニングする（図１（ｂ））。
【００２０】（３）次に、パターニングされたレジスト
２をエッチングマスクとして、エッチング保護膜３をパ
ターニングする。Ａｕに対しては、例えばヨード、ヨー
化アンモン、水、アルコールの混合液を用いて室温にて
エッチングし、Ｃｒに対しては、例えば赤血塩、水酸化
ナトリウム、水の混合液を用いて室温にてエッチングす
る（図１（ｃ））。
２をエッチングマスクとして、エッチング保護膜３をパ
ターニングする。Ａｕに対しては、例えばヨード、ヨー
化アンモン、水、アルコールの混合液を用いて室温にて
エッチングし、Ｃｒに対しては、例えば赤血塩、水酸化
ナトリウム、水の混合液を用いて室温にてエッチングす
る（図１（ｃ））。
【００２１】（４）続いて、パターニングされたレジス
ト２およびエッチング保護膜３をマスクとして、基板１
ａを例えば、弗酸水溶液にてエッチング（室温）して、
試料注入用流路溝７、分析用流路溝８および各溝の両端
の泳動バッファ溜め９を形成する（図１（ｄ））。その
後、レジスト２および保護膜３をエッチング除去する。
ここで、各種ガラスや石英に細溝をエッチング形成する
方法としては、ウエットエッチングが挙げられる。その
エッチャントは、各種ガラスや石英がエッチングされる
溶液であれば特に限定されるものではないが、例えば、
弗酸系の溶液が使用されるのが一般的である。また、Ｓ
ｉ基板に細溝をエッチング形成する方法としては、ウエ
ットエッチング（異方性エッチング）が挙げられる。異
方性エッチングに用いるエッチャントは、ＫＯＨ水溶
液、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドライ
ド）、ヒドラジンなどこの分野で使用されているエッチ
ャントであれば、特に限定されるものではない。
ト２およびエッチング保護膜３をマスクとして、基板１
ａを例えば、弗酸水溶液にてエッチング（室温）して、
試料注入用流路溝７、分析用流路溝８および各溝の両端
の泳動バッファ溜め９を形成する（図１（ｄ））。その
後、レジスト２および保護膜３をエッチング除去する。
ここで、各種ガラスや石英に細溝をエッチング形成する
方法としては、ウエットエッチングが挙げられる。その
エッチャントは、各種ガラスや石英がエッチングされる
溶液であれば特に限定されるものではないが、例えば、
弗酸系の溶液が使用されるのが一般的である。また、Ｓ
ｉ基板に細溝をエッチング形成する方法としては、ウエ
ットエッチング（異方性エッチング）が挙げられる。異
方性エッチングに用いるエッチャントは、ＫＯＨ水溶
液、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドライ
ド）、ヒドラジンなどこの分野で使用されているエッチ
ャントであれば、特に限定されるものではない。
【００２２】（５）ガラス基板１ｂには、例えば、テー
パ状の貫通孔１０を形成する（図１（ｅ））。ここで、
ガラスや石英基板に貫通孔を形成する方法は、特に限定
されるものではないが、超音波加工を用いるのが一般的
である。その貫通孔の形状は、図２により後で詳しく説
明する。また、貫通孔の大きさは、特に限定されるもの
でないが、例えば開口直径は０. １〜数ｍｍ程度が望ま
しい。
パ状の貫通孔１０を形成する（図１（ｅ））。ここで、
ガラスや石英基板に貫通孔を形成する方法は、特に限定
されるものではないが、超音波加工を用いるのが一般的
である。その貫通孔の形状は、図２により後で詳しく説
明する。また、貫通孔の大きさは、特に限定されるもの
でないが、例えば開口直径は０. １〜数ｍｍ程度が望ま
しい。
【００２３】（６）その後、図示しないメタルマスクを
介して基板１ｂの表面、裏面（貫通孔周囲部分のみ）お
よび貫通孔内壁に、例えばＡｌをスパッタ成膜し、電極
１２およびコンタクトパッド１３を形成する（図１
（ｆ））。ここで、電極およびコンタクト用パッドの材
料は、後の基板接合工程の熱に耐えられる導電体膜であ
れば他に限定されるものではなく、例えば、一般に半導
体製造に用いられている配線材料（Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、
Ｃｒ）などの金属を挙げることができ、これらの材料を
真空蒸着、スパッタリングなどの手段により形成するこ
とができる。この際の導電体膜の厚みは特に限定される
ものではないが、数100 〜数1000オングストローム程度
が一般的である。
介して基板１ｂの表面、裏面（貫通孔周囲部分のみ）お
よび貫通孔内壁に、例えばＡｌをスパッタ成膜し、電極
１２およびコンタクトパッド１３を形成する（図１
（ｆ））。ここで、電極およびコンタクト用パッドの材
料は、後の基板接合工程の熱に耐えられる導電体膜であ
れば他に限定されるものではなく、例えば、一般に半導
体製造に用いられている配線材料（Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、
Ｃｒ）などの金属を挙げることができ、これらの材料を
真空蒸着、スパッタリングなどの手段により形成するこ
とができる。この際の導電体膜の厚みは特に限定される
ものではないが、数100 〜数1000オングストローム程度
が一般的である。
【００２４】（７）最後に、ガラス基板１ａと１ｂを接
合面で重ね合わせて、例えば、真空炉中にて６００℃程
度に数時間加熱した後、自然冷却することで融着する
（図１（ｇ））。ここで、２枚の基板の接合手段は特に
限定されるものではないが、本発明の場合は微量分析装
置ゆえ、接着剤は使用せず基板同士を直接接合するのが
望ましい。ガラス同士の接合には、上記したように、真
空中もしくは窒素置換雰囲気中で６００〜９００℃程度
に加熱することで、２枚のガラスを融着する手段が望ま
しい。また石英の接合には、例えば、少なくとも一方の
基板接合面にガラスをスパッタ成膜した後に、上記と同
様に加熱する手段が望ましい。さらにガラスとシリコン
を接合する場合は、例えば、４００℃程度に加熱してガ
ラス側に−１ｋＶ程度の負電圧を印加して接合する陽極
接合法を用いても良い。
合面で重ね合わせて、例えば、真空炉中にて６００℃程
度に数時間加熱した後、自然冷却することで融着する
（図１（ｇ））。ここで、２枚の基板の接合手段は特に
限定されるものではないが、本発明の場合は微量分析装
置ゆえ、接着剤は使用せず基板同士を直接接合するのが
望ましい。ガラス同士の接合には、上記したように、真
空中もしくは窒素置換雰囲気中で６００〜９００℃程度
に加熱することで、２枚のガラスを融着する手段が望ま
しい。また石英の接合には、例えば、少なくとも一方の
基板接合面にガラスをスパッタ成膜した後に、上記と同
様に加熱する手段が望ましい。さらにガラスとシリコン
を接合する場合は、例えば、４００℃程度に加熱してガ
ラス側に−１ｋＶ程度の負電圧を印加して接合する陽極
接合法を用いても良い。
【００２５】以上のプロセスにより、高電圧印加用の電
極およびコンタクトパッドが一体形成された、板状部材
（板状キャピラリー部材）１が形成される。
極およびコンタクトパッドが一体形成された、板状部材
（板状キャピラリー部材）１が形成される。
【００２６】次に、本発明の板状部材に用いる高電圧印
加用の電極部の断面を図２を用いて説明する。電極膜１
２は、貫通孔１０の内壁を利用して泳動バッファ溜め９
から板状部材１外面に引き出されている。本実施例の貫
通孔１０は、基板１ｂの両面からテーパ形状（例えばテ
ーパ角数〜数１０゜程度）が加工されている。これは、
特殊なプロセス（例えば、基板を傾ける）を用いずに、
基板１ｂ両面に電極を形成する工程中（真空蒸着、スパ
ッタ成膜など）に、同時に貫通穴内壁にも電極を連続的
に形成するためである。ここで、貫通穴１０の形状は、
貫通穴内壁に電極を連続的に形成できる形状であれば特
にこだわらず、例えば単純なテーパ状もしくは階段状に
穴径を変化させておいても良い。
加用の電極部の断面を図２を用いて説明する。電極膜１
２は、貫通孔１０の内壁を利用して泳動バッファ溜め９
から板状部材１外面に引き出されている。本実施例の貫
通孔１０は、基板１ｂの両面からテーパ形状（例えばテ
ーパ角数〜数１０゜程度）が加工されている。これは、
特殊なプロセス（例えば、基板を傾ける）を用いずに、
基板１ｂ両面に電極を形成する工程中（真空蒸着、スパ
ッタ成膜など）に、同時に貫通穴内壁にも電極を連続的
に形成するためである。ここで、貫通穴１０の形状は、
貫通穴内壁に電極を連続的に形成できる形状であれば特
にこだわらず、例えば単純なテーパ状もしくは階段状に
穴径を変化させておいても良い。
【００２７】さらに、本実施例の貫通孔１０の内壁を利
用した電極形成方法は、基板１ａと１ｂの接合面に凹凸
が生じない。これは、接着剤を使用せずに基板同士を気
密接合するためには非常に有利である。これに対し、基
板１ａもしくは１ｂの接合面（基板１ａと１ｂの接触
面）に電極を形成した場合、接合面に凹凸が生じるた
め、気密接合を実現することは困難となる。
用した電極形成方法は、基板１ａと１ｂの接合面に凹凸
が生じない。これは、接着剤を使用せずに基板同士を気
密接合するためには非常に有利である。これに対し、基
板１ａもしくは１ｂの接合面（基板１ａと１ｂの接触
面）に電極を形成した場合、接合面に凹凸が生じるた
め、気密接合を実現することは困難となる。
【００２８】図３は、本発明の板状部材の構成例および
高電圧印加用の電極１２およびコンタクトパッド１３の
レイアウト例を示す図である。基板１ａに試料注入用流
路溝７、分析用流路溝８および泳動バッファ溜め９が形
成されている。基板１ｂには泳動バッファ溜め９に対応
する位置に超音波加工により貫通孔１０が形成されてお
り、基板１ｂの外面、接合面（貫通孔周囲のみ）および
貫通孔内壁には、電極１２およびコンタクトパッド１３
が形成されている。ただし、図中には接合面および貫通
穴内壁の電極は記載していない。このような基板１ａと
基板１ｂを気密接合することで、板状部材１を構成して
いる。ここで、電極１２およびコンタクトパッド１３の
レイアウトは特にこだわるものでなく、板部材を収納す
る泳動装置本体との接続が可能なレイアウトであれば良
い。
高電圧印加用の電極１２およびコンタクトパッド１３の
レイアウト例を示す図である。基板１ａに試料注入用流
路溝７、分析用流路溝８および泳動バッファ溜め９が形
成されている。基板１ｂには泳動バッファ溜め９に対応
する位置に超音波加工により貫通孔１０が形成されてお
り、基板１ｂの外面、接合面（貫通孔周囲のみ）および
貫通孔内壁には、電極１２およびコンタクトパッド１３
が形成されている。ただし、図中には接合面および貫通
穴内壁の電極は記載していない。このような基板１ａと
基板１ｂを気密接合することで、板状部材１を構成して
いる。ここで、電極１２およびコンタクトパッド１３の
レイアウトは特にこだわるものでなく、板部材を収納す
る泳動装置本体との接続が可能なレイアウトであれば良
い。
【００２９】図４は、本発明の電気泳動装置全体の概略
を示した図である。電気泳動装置本体１０１は、板状部
材１００（前述の板状部材１に相当し、電極のレイアウ
トを電気泳動装置に合わせて形成したもの）を収納可能
な構造とし、板状部材１００のコンタクトパッドに電気
的接触を保つ電極１０２、高圧電源１０３、電圧の切替
制御部１０４および検出部（図示していないが、従来の
電気泳動と同様のものでたとえば外部からレーザー光を
照射してその吸光度を検出する検出部など）より構成さ
れている。本装置構成により、板状部材を泳動装置本体
に挿入するだけで分析が可能となる電気泳動装置が実現
できる。
を示した図である。電気泳動装置本体１０１は、板状部
材１００（前述の板状部材１に相当し、電極のレイアウ
トを電気泳動装置に合わせて形成したもの）を収納可能
な構造とし、板状部材１００のコンタクトパッドに電気
的接触を保つ電極１０２、高圧電源１０３、電圧の切替
制御部１０４および検出部（図示していないが、従来の
電気泳動と同様のものでたとえば外部からレーザー光を
照射してその吸光度を検出する検出部など）より構成さ
れている。本装置構成により、板状部材を泳動装置本体
に挿入するだけで分析が可能となる電気泳動装置が実現
できる。
【００３０】特に電気泳動装置本体側を含めて以下のよ
うな構成とすることにより、極めてコンパクトな装置が
実現できる。板状部材に溝を形成してこの溝に泳動バッ
ファを導入するともに電圧を印加し、溝内で試料を泳動
させることにより分離し、分離された試料を電気泳動装
置本体の検出器により分析を行う電気泳動装置であっ
て、前記板状部材は、第１基板と第２基板とを接合する
ことにより一体に形成され、第１基板には両端部分にバ
ッファ溜部を備えた分析用溝および試料注入用溝が形成
され、第２基板には、前記第１基板のバッファ溜部に対
向する位置に貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔
内壁および貫通孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜
が形成され、さらに電極膜は板状基板の外面に設けたパ
ターンによりコンタクトパッドに導通され、前記電気泳
動装置本体には、この板状部材を一定位置に保持する着
脱手段が設けられ、板状部材を着脱手段に保持したとき
にコンパクトパッドに高圧電源からの配線が接続される
電極部が設けられたを特徴とする電気泳動装置。
うな構成とすることにより、極めてコンパクトな装置が
実現できる。板状部材に溝を形成してこの溝に泳動バッ
ファを導入するともに電圧を印加し、溝内で試料を泳動
させることにより分離し、分離された試料を電気泳動装
置本体の検出器により分析を行う電気泳動装置であっ
て、前記板状部材は、第１基板と第２基板とを接合する
ことにより一体に形成され、第１基板には両端部分にバ
ッファ溜部を備えた分析用溝および試料注入用溝が形成
され、第２基板には、前記第１基板のバッファ溜部に対
向する位置に貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔
内壁および貫通孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜
が形成され、さらに電極膜は板状基板の外面に設けたパ
ターンによりコンタクトパッドに導通され、前記電気泳
動装置本体には、この板状部材を一定位置に保持する着
脱手段が設けられ、板状部材を着脱手段に保持したとき
にコンパクトパッドに高圧電源からの配線が接続される
電極部が設けられたを特徴とする電気泳動装置。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、板状部材に高電圧印加
用の電極が一体形成されているため、電気泳動装置全体
の小型化が可能となり、ガラスキャピラリーで生じたよ
うな破損も減少する。
用の電極が一体形成されているため、電気泳動装置全体
の小型化が可能となり、ガラスキャピラリーで生じたよ
うな破損も減少する。
【００３２】また、基板の接合面に凹凸がないため、確
実な気密接合が容易となり、作製プロセスの歩留まり向
上にも有利である。
実な気密接合が容易となり、作製プロセスの歩留まり向
上にも有利である。
【００３３】また、従来は分析のたびにユーザが行って
いたキャピラリー両端の泳動バッファ溜めに高電圧印加
用の電極を浸す作業が不要となり、操作の簡略化および
装置構成の簡略化が図れる。
いたキャピラリー両端の泳動バッファ溜めに高電圧印加
用の電極を浸す作業が不要となり、操作の簡略化および
装置構成の簡略化が図れる。
【００３４】さらに、板状部材を収納する構造、コンタ
クトパッドに電気的接触を保つ電極、高圧電源、電圧の
切替制御部および検出部を泳動装置本体に備えること
で、装置本体に板状部材を挿入するだけで分析が可能と
なる電気泳動装置が実現できる。
クトパッドに電気的接触を保つ電極、高圧電源、電圧の
切替制御部および検出部を泳動装置本体に備えること
で、装置本体に板状部材を挿入するだけで分析が可能と
なる電気泳動装置が実現できる。
【図１】本発明の一実施例である電気泳動装置の板状部
材を形成するプロセスを説明する図で、（ａ）はエッチ
ング保護膜およびレジストの形成プロセス、（ｂ）はレ
ジストのパターニングプロセス、（ｃ）はエッチング保
護膜のパターニングプロセス、（ｄ）はガラスのエッチ
ングプロセス、（ｅ）は貫通孔の加工プロセス、（ｆ）
は電極の形成プロセス、（ｇ）は基板の接合プロセスを
示す。
材を形成するプロセスを説明する図で、（ａ）はエッチ
ング保護膜およびレジストの形成プロセス、（ｂ）はレ
ジストのパターニングプロセス、（ｃ）はエッチング保
護膜のパターニングプロセス、（ｄ）はガラスのエッチ
ングプロセス、（ｅ）は貫通孔の加工プロセス、（ｆ）
は電極の形成プロセス、（ｇ）は基板の接合プロセスを
示す。
【図２】本発明の一実施例である電気泳動装置の板状部
材の液溜部分の拡大断面図。
材の液溜部分の拡大断面図。
【図３】本発明の一実施例である電気泳動装置の板状部
材の構成図。
材の構成図。
【図４】本発明の一実施例である電気泳動装置の全体
図。
図。
【図５】従来のキャピラリ電気泳動装置の構成図。
【図６】従来の板状部材を用いた電気泳動装置の構成
図。
図。
１、１００：板状部材 １ａ、１ｂ：基板 ７：試料注入用流路溝 ８：分析用流路溝 ９：泳動バッファ溜 １０：貫通孔 １２：電極膜 １３：コンタクトパッド １０１：電気泳動装置本体 １０３：高圧電源
Claims (2)
- 【請求項１】板状部材に溝を形成してこの溝に泳動バッ
ファを導入するとともに電圧を印加し、溝内で試料を泳
動させることにより分離し、分離された試料を電気泳動
装置本体の検出器により検出して分析を行う電気泳動装
置であって、前記板状部材は、第１基板と第２基板とを
接合することにより一体に形成され、第１基板には両端
部分にバッファ溜部を備えた分析用溝および試料注入用
溝が形成され、第２基板には、前記第１基板のバッファ
溜部に対向する位置に貫通孔が形成されるとともに、こ
の貫通孔内壁および貫通孔の両面周辺に電圧印加のため
の電極膜が形成されたことを特徴とする電気泳動装置。 - 【請求項２】第１基板と第２基板とを接合することによ
り一体に形成され、第１基板には両端部分にバッファ溜
部を備えた分析用溝および試料注入用溝が形成され、第
２基板には、前記第１基板のバッファ溜部に対向する位
置に貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔内壁およ
び貫通孔の両面周辺に電圧印加のための電極膜が形成さ
れたことを特徴とする電気泳動装置のキャピラリーとし
て用いる板状部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324991A JP2790067B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 電気泳動装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324991A JP2790067B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 電気泳動装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178897A true JPH08178897A (ja) | 1996-07-12 |
| JP2790067B2 JP2790067B2 (ja) | 1998-08-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6324991A Expired - Fee Related JP2790067B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 電気泳動装置 |
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2000310614A (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 |
| JP2000310613A (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 |
| US6251247B1 (en) | 1998-04-01 | 2001-06-26 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Detection of degradation of RNA using microchannel electrophoresis |
| 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 |
| US6941041B2 (en) | 2001-07-10 | 2005-09-06 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Gradient index rod lens unit and microchemical system having the same |
| US7057729B2 (en) | 2002-05-30 | 2006-06-06 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method |
| US7092099B2 (en) | 2001-07-27 | 2006-08-15 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Microchemical system and photothermal conversion spectroscopic analysis method implemented by the system |
| JP2006226752A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 生体サンプル判別装置用プレート |
| US7142305B2 (en) | 2002-09-27 | 2006-11-28 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Microchemical system |
| JP2007078543A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Shimadzu Corp | マイクロデバイス用電極の製造方法およびマイクロデバイス用電極 |
| US7339677B2 (en) | 2001-10-22 | 2008-03-04 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Microchemical system, and photothermal conversion spectroscopic analysis method |
| JPWO2005106448A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-03-21 | アークレイ株式会社 | 電気泳動チップおよびこれを備えた電気泳動装置 |
| EP2148193A1 (en) * | 2007-04-27 | 2010-01-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology | Electrophoresis chip, electrophoresis device, and sample analyzing method by capillary electrophoresis method |
| US7695684B2 (en) | 2004-05-28 | 2010-04-13 | Hitachi Plant Technologies, Ltd. | Micro fluidics system and treating method using same |
| JP2014062747A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Enplas Corp | 流体取扱装置 |
| DE102014001203A1 (de) * | 2014-01-29 | 2015-07-30 | Thermo Electron Led Gmbh | Verbindungsleitungssystem für ein Laborgerät und/oder Medizinprodukt sowie Herstellungsverfahren dafür und Verwendung |
| US11745189B2 (en) | 2017-10-26 | 2023-09-05 | Nec Corporation | Nanocarbon separation device and nanocarbon separation method |
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|---|---|---|---|---|
| JP5551092B2 (ja) | 2010-01-19 | 2014-07-16 | アークレイ株式会社 | 電気泳動を用いた試料の分析方法及びその利用 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6324991A patent/JP2790067B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7339677B2 (en) | 2001-10-22 | 2008-03-04 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Microchemical system, and photothermal conversion spectroscopic analysis method |
| US7057729B2 (en) | 2002-05-30 | 2006-06-06 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method |
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| JPWO2005106448A1 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-03-21 | アークレイ株式会社 | 電気泳動チップおよびこれを備えた電気泳動装置 |
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| EP2148193A1 (en) * | 2007-04-27 | 2010-01-27 | National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology | Electrophoresis chip, electrophoresis device, and sample analyzing method by capillary electrophoresis method |
| EP2803992A1 (en) * | 2007-04-27 | 2014-11-19 | ARKRAY, Inc. | Electrophoresis-chip, electrophoresis device, and sample analyzing method by capillary electrophoresis method |
| US9494553B2 (en) | 2007-04-27 | 2016-11-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Electrophoresis chip, electrophoresis apparatus, and method for analyzing sample by capillary electrophoresis |
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