JPH11108890A - 電気泳動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速高精度な電気泳動検出装置を提供するに
ある。 【解決手段】 電気泳動装置の電位勾配検出形の電気泳
動検出装置において、基板と、この基板に設けられた液
流路と、前記基板に互いに平行して設けられこの液流路
に一部分がそれぞれ露出する第１，第２の電位勾配検出
形電極とを具備したことを特徴とする電気泳動検出装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速高精度な電気
泳動検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８，図９は、従来より一般に使用され
ている従来例の構成説明図で、例えば、書名；等速電気
泳動法、Ｐ４の図２．１、Ｐ２３の図３．１、発行日；
１９８０年２月１日、著者；宮崎浩、加藤和夫、発行
所；（株）講談社 に示されている。

【０００３】図８において、１は先行電解液槽、２は先
行電解液槽１に一端が接続された検出器、３は検出器２
の他端に一端が接続された細管である。４は細管３の他
端に接続された終末電解槽である。５は、細管３と終末
電解槽４との接続部分に、設けられたマイクロシリンジ
である。

【０００４】６は先行電解液槽１に設けられた電極、７
は終末電解槽４に設けられた電極である。８は電極６と
電極７との間に設けられた高電圧電源である。９は、細
管３に設けられた分離流路部分である。

【０００５】図９は、検出器２の詳細図で、図１０は図
９の要部詳細図である。図９において、１１はセルボデ
ー、１２はセルボデーカバー、１３はスペーサーＡ、１
４はスペーサーＢである。

【０００６】１５はフィッティングソケットＡ、１６は
フィッティングソケットＢ、１７はキャピラリーチュー
ブ、１８は白金電極、１９は絶縁物、２１はリードであ
る。

【０００７】以上の構成において、細管３内を先行電解
液Ａにて充たした後、マイクロシリンジ５にて一定量の
試料Ｂを注入する。その後、先行電解液槽１と終末電解
液槽４の両端に、高電圧電源８により高電圧を印加す
る。

【０００８】図１１に示す如く、試料Ｂ中の各成分の移
動度の違いによって細管３内部で各成分は分離される。
そして、各成分と先行電解液Ａと終末電解液Ｃのすべて
が等速度で細管３内を移動するようになる。

【０００９】この場合に、分離された試料Ｂ成分の細管
３内での長さが、試料Ｂに入っていた濃度に比例するた
めに、定量分析が可能となる。もちろん、移動度の違い
（検出時間）によって定性分析もできる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、等速電
気泳動装置の高感度検出に使われる電位勾配検出器は、
図１０に示す如く、細管３内のある距離の電位差を測定
するものである。この距離が一定値を持つために、微少
量の検出がむづかしい。

【００１１】つまり、図９従来例の、試料を検出するた
めの電位勾配検出器の場合、距離を決定するのは、具体
的には、テフロンの５０μｍ絶縁物１９であるため、成
分分離長５０μｍ以下に分離しているもの（微少濃度の
もの）に関しては、検出できないという問題点があっ
た。

【００１２】このため、従来は、微少量の試料検出を行
う場合は、試料を大量に注入することで、試料の分離後
の長さを長くしていた。従って、このことは、細管３長
も長く必要とするので、計測時間が長くなっていた。

【００１３】また、分離後の試料長測定の精度も、電極
１８の間隔を決定している絶縁物１９の精度に基づくた
め、精度の高い測定を行う場合も、大量に試料を入れる
必要があった。この結果、微少量の試料検出や試料長測
定の精度を高めるためには高速の計測ができない。

【００１４】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、高速高精度な電気泳動検出装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）電気泳動装置の電位勾配検出形の電気泳動検出装
置において、基板と、この基板に設けられた液流路と、
前記基板に互いに平行して設けられこの液流路に一部分
がそれぞれ露出する第１，第２の電位勾配検出形電極と
を具備したことを特徴とする電気泳動検出装置。 （２）半導体プロセスにより形成された液流路と第１，
第２の電位勾配検出形電極とを具備したことを特徴とす
る（１）記載の電気泳動検出装置。 （３）ガラス材よりなる基板を具備したことを特徴とす
る（１）又は（２）記載の電気泳動検出装置。 （４）高分子樹脂材よりなる基板を具備したことを特徴
とする（１）又は（２）記載の電気泳動検出装置。 （５）前記基板に設けられ前記液流路に一端が接続され
た分離流路を具備したことを特徴とする（１）又は
（２）又は（３）又は（４）記載の電気泳動検出装置。 （６）大部分がキャピラリーチューブで構成された液流
路を具備したことを特徴とする（１）又は（２）又は
（３）又は（４）記載の電気泳動検出装置。を構成した
ものである。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の要部
構成説明図、図２は図１の側面図、図３は図１の要部詳
細図、図４は図３の側面図である。図において、図８と
同一記号の構成は同一機能を表わす。以下、図８と相違
部分のみ説明する。

【００１７】３１は基板である。基板３１は、図４に示
す如く、基板本体３１１と基板本体３１１の一方の面を
覆う基板カバー３１２とよりなる。なお、図１において
は、分かり易くするために、基板カバー３１２は、取り
去った状態を示す。

【００１８】基板３１は、この場合は、ガラス材よりな
る。なお、高分子樹脂材より構成去れても良い。３２
は、この基板本体３１１に設けられた液流路である。こ
の場合は、深さ５μｍ、幅１００μｍをなす。

【００１９】３３，３４は、基板３１に互いに平行して
設けられ、液流路３２に一部分がそれぞれ露出する第
１，第２の電位勾配検出形電極である。この場合は、互
いに２μｍの間隔で、電極幅は２μｍをなす。

【００２０】３５は、試料注入時に、終末電解液槽４と
交換Ｄして、基板３１に取付られる試料液槽である。３
６は、液流路３２に設けられた分離流路である。

【００２１】以上の構成において、液流路３２内を先行
電解液Ａにて充たした後、試料液槽３５を基板３１に取
付け、ヘッド圧注入若しくは電気注入により一定量の試
料Ｂを注入する。試料液槽３５と終末電解液槽４とを交
換Ｄする。その後、先行電解液槽１と終末電解液槽４の
両端に、高電圧電源８により高電圧を印加する。

【００２２】図１１に示した如く、試料Ｂ中の各成分の
移動度の違いによって、液流路３２内部で各成分は分離
される。そして、各成分と先行電解液Ａと終末電解液Ｃ
のすべてが等速度で液流路３２内を移動する。

【００２３】この結果、微小な電極３３，３４間隔、具
体的には２μｍ間隔、の電位勾配検出器構成されたの
で、微小間隔長以上、具体的には２μｍ間隔以上の成分
長の検出が可能となる。すなわち、 （１）半導体プロセスを利用して、微小な電位勾配検出
器が製作できるので、分離長を長くしなくても微小な試
料の分析が可能となり、高速分析が実現できる電気泳動
検出装置が得られる。 （２）半導体プロセスを利用して、微小に電極間隔が製
作できるので、分離試料Ｂの長さ測定を、高精度で実現
できる電気泳動検出装置が得られる。 （３）半導体プロセスにより、精密に基板３１に作り込
めるので、検出器部分の高度な組み立て精度も不要とな
り、また、基板状であるので、基板３１の交換も容易で
あり、安価な電気泳動検出装置が得られる。 （４）基板３１に、分離流路が組み込まれれば、分離流
路を別に設ける必要がなく、また、分離流路を取付る取
付け工数も必要とせず、安価な電気泳動検出装置が得ら
れる。

【００２４】（５）基板３１に、分離流路３６が組み込
まれれば、装置全体として小型化が容易な電気泳動検出
装置が得られる。

【００２５】（６）基板３１にガラス材が使用されれ
ば、分離流路表面を、市販のガラキャピラリーチューブ
で使用されているような、表面処理が容易であり、検出
対象の試料液Ｂに最適な電気泳動検出装置が得られる。

【００２６】（７）基板３１に高分子樹脂材を使用すれ
ば、分離流路表面を、分離に適した化学修飾が容易に行
うことが出来る電気泳動検出装置が得られる。

【００２７】図５は、図３実施例の基板３１の製作工程
説明図で、半導体プロセスを利用する。ここで、（ａ）
は正面図、（ｂ）は側断面図である。

【００２８】ステップ１は、第１，第２の電位勾配検出
形電極３３，３４用の溝形成工程を示す。ガラス基板４
１にエッチングにより、電極用溝４２を形成する。この
場合は、１μｍの溝深にする。

【００２９】ステップ２は、液流路３２の溝形成工程を
示す。ガラス基板４１にエッチングにより、液流路３２
のための、流路溝４３を形成する。この場合は、５μｍ
の溝深にする。

【００３０】ステップ３は、第１，第２の電位勾配検出
形電極３３，３４の、形成工程を示す。電極用溝４２に
白金電極４４を、この場合は、スパッタにより形成し、
白金電極４４は０．３５μｍの厚さにする。

【００３１】ステップ４は、基板カバー４５の接合と、
樹脂による電極用溝４２の隙間充填工程を示す。ガラス
基板４１に基板カバー４５を接合する。カバーガラス４
５と白金電極４４との隙間に、樹脂４６を充填する。こ
の場合は、エポキシ樹脂が使用されている。

【００３２】図６は、本発明の他の実施例の要部構成説
明図、図７は図６の側面図である。本実施例において
は、図１実施例では、液流路３２と検出器本体５１とを
一体のチップで構成したが、電位勾配検出器本体５１と
液流路３２の一部分のみ半導体プロセスで製作し、液流
路３２の大部分の代わりに、市販のキャピラリチューブ
５２を利用したものである。

【００３３】なお、図６においては、分かり易くするた
めに、基板カバー３１２は、取り去った状態を示す。電
位勾配検出器本体５１と液流路３２の一部分のみ製作す
れば良いので、安価な電気泳動検出装置が得られる。ま
た、分解能が悪化した場合には、キャピラリーチューブ
５２を交換すれば良いので、メンテナンスコストが低減
出来る電気泳動検出装置が得られる。

【００３４】なお、前述の実施例においては、等速電気
泳動装置に付いて説明したが、これに限ることはなく、
例えば、ゾーン電気泳動、ゲル電気泳動でも適用でき
る。要するに、細管の両端に電圧を印加する分析装置で
あればよい。また、前述の実施例においては、基板３１
はガラス材よりなると説明したが、これに限ることはな
く、例えば、硝子材と高分子樹脂材との複合材でも良
い。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１によれば、 （１）微小な電位勾配検出器を製作できるので、分離長
を長くしなくても微小な試料の分析が可能となり、高速
分析が実現できる電気泳動検出装置が得られる。 （２）微小に電極間隔が製作できるので、分離試料の長
さ測定を、高精度で実現できる電気泳動検出装置が得ら
れる。

【００３６】本発明の請求項２によれば、 （１）一般に広く使用されている半導体プロセスが使用
出来るので、安価で、微小、高精密な電気泳動検出装置
が得られる。 （２）半導体プロセスにより、精密に基板に作り込める
ので、検出器部分の高度な組み立て精度も不要となり、
また、基板状であるので、基板の交換も容易であり、安
価な電気泳動検出装置が得られる。

【００３７】本発明の請求項５によれば、 （１）基板に、分離流路が組み込まれたので、分離流路
を別に設ける必要がなく、また、分離流路を取付る取付
け工数も必要とせず、安価な電気泳動検出装置が得られ
る。

【００３８】（２）基板に、分離流路が組み込まれたの
で、装置全体として小型化が容易な電気泳動検出装置が
得られる。

【００３９】（３）基板にガラス材を使用すれば、市販
のガラキャピラリーチューブで使用されているような、
表面処理が容易であり、検出対象の試料液に最適な電気
泳動検出装置が得られる。

【００４０】（４）基板に高分子樹脂材を使用すれば、
分離に適した化学装飾が容易に行うことが出来る電気泳
動検出装置が得られる。

【００４１】本発明の請求項６によれば、 （１）電位勾配検出器本体と液流路の一部分のみ製作す
れば良いので、安価な電気泳動検出装置が得られる。 （２）分解能が悪化した場合には、キャピラリーチュー
ブを交換すれば良いので、メンテナンスコストが低減出
来る電気泳動検出装置が得られる。

【００４２】従って、本発明によれば、高速高精度な電
気泳動検出装置を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】図１の要部詳細図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】図１の製作工程説明図である。

【図６】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図７】図６の側面図である。

【図８】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【図９】図８の要部詳細説明図である。

【図１０】図９の要部詳細説明図である。

【図１１】図８の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 先行電解液槽 ２ 検出器 ４ 終末電解液槽 ６ 電極 ７ 電極 ８ 高電圧電源 ３１ 基板 ３１１ 基板本体 ３１２ 基板カバー ３２ 液流路 ３３ 第１の電位勾配検出形電極 ３４ 第２の電位勾配検出形電極 ３５ 試料液槽 ３６ 分離流路 ４１ ガラス基板 ４２ 電極用溝４２ ４３ 流路溝 ４４ 白金電極 ４５ 基板カバー ４６ 樹脂４６ ５１ 検出器本体 ５２ キャピラリーチューブ Ａ 先行電解液 Ｂ 試料 Ｃ 終末電解液 Ｄ 交換

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気泳動装置の電位勾配検出形の電気泳動
   検出装置において、 基板と、 この基板に設けられた液流路と、 前記基板に互いに平行して設けられこの液流路に一部分
   がそれぞれ露出する第１，第２の電位勾配検出形電極と
   を具備したことを特徴とする電気泳動検出装置。
2. 【請求項２】半導体プロセスにより形成された液流路と
   第１，第２の電位勾配検出形電極とを具備したことを特
   徴とする請求項１記載の電気泳動検出装置。
3. 【請求項３】ガラス材よりなる基板を具備したことを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の電気泳動検出装
   置。
4. 【請求項４】高分子樹脂材よりなる基板を具備したこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気泳動検出
   装置。
5. 【請求項５】前記基板に設けられ前記液流路に一端が接
   続された分離流路を具備したことを特徴とする請求項１
   又は請求項２又は請求項３又は請求項４載の電気泳動検
   出装置。
6. 【請求項６】大部分がキャピラリーチューブで構成され
   た液流路を具備したことを特徴とする請求項１又は請求
   項２又は請求項３又は請求項４記載の電気泳動検出装
   置。