WO2002023180A1 - Extracteur et analyseur chimique - Google Patents

Description

明 細 書

抽 出 装置及 び化学分析装置 技術分野

本発明 は 、 液体試料 中 の 特定 の 成分 を 抽 出 す る た め の 抽 出 装置 、 及 び抽 出 し た 成分 を 分析す る た め の 化学分析装置 に 関 す る 。 背景技術

複数の 化学物 質 を 含 む試料か ら 核酸等 の 特定 の 化学物 質 を 抽 出す る 抽 出 装置 と し て は 、 W 0 9 9 / 0 9 0 4 2 号公報 に 、 流 体試料操.作 の た め の 微細構造 が記載 さ れ て い る 。 こ の装置 は 、 基 盤上 に微細 な ア レ イ 状の 突起 を 構成 し 、 供給 口 と 排 出 口 を 設 け る こ と で試料 を 連続的 に 供給 し 、 微細流路 で あ っ て も 大量 の 試料 を 処理 し よ う と し て い る 。 ま た 、 突起 の表面積 を 大 き く す る こ と に よ り 、 試料 の 捕捉率 を 高 め よ う と し て い る 。 ま た 流路 を 微細化 す る こ と に よ り 溶離液 を 少 な く し 、 抽 出試料 を 高濃度で 回 収 し ょ う と し て レ、 る 。

ま た 、 特 開 平 1 0 — 3 1 8 9 8 2 号公報 に 記載 の 電気泳動装置 で は 、 電気泳動 室 内 部 に 緩衝液 の 流 れ る 方 向 に 沿 つ て細長 い 棒状 の 案 内部材 を 設 け る こ と で、 泳動 室 内 の 流 れ を 層 流 に保 つ と と も に 試料の 自 然拡散 を 抑 え よ う と し て い る 。

上記、 第 1 の 従来技術 で あ る W 0 9 9 / 0 9 0 4 2 号公報の 構 造 で は 、 基盤上 の 微細 な ァ レ イ 状 の 突起構造 に 試料 を 連続的 に 供 給 し 、 核酸 の み を 突起 に 結合 さ せ よ う と し て い る 。 し か し 、 核酸 が結合す る た め に は 、 核酸が突起 に 接触す る 必要が あ る 。 そ の た め 、 突起 の 表面積 を 大 き く し て 接触 の確率 を 高 め て は い る が、 確 実 に 接触 す る わ け で は な い 。 一般 に 突起の 表面積 を 大 き く す る と 、 試料液体 に対 す る 摩擦抵抗が増 加 す る た め 、 高圧 の ボ ン プが必 要 と な り 、 シ ー ル 性 を 向上 さ せ な け れ ば な ら な い 。 ま た 、 表面積 を 大 き く す る と 、 一旦結合 し た 核酸 を 溶離 し に く く な る 。 こ の よ う に 第 1 の 従来技術 で は 、 核酸の 突起へ の 確実 な 接触 . 結合 と 突 起 か ら の 確実 な 溶離 を 行 う 必要 があ る 。 '

第 2 の 従来技術 で あ る 特 開平 1 0 — 3 1 8 9 8 2 号公報の 構 成 で は 、 隔壁 で試料分取 口 を 電界方 向 に 複数 に 分割 し 、 試料 中 の 成分 の '電荷量 と 粒子 の 大 き さ に よ つ て 泳動速度が異 な る こ と を 利 用 し て 、 各試料分取 口 に 各試料成分 を 分離 し ょ う と し て お り 、 泳動速度 の 似 て い る 試料成分の 混 入 を 完全 に 回 避す る こ と は 難 し，レゝ 。 そ の た め 、 泳動速度 の似 て い る 或 い は 等 し い 試料成分で も 、 確実 に 分離 で き る よ う に す る 必 要があ る 。

本発 明 の 目 的 は 、 上記 課題 の う ち 少 な く と も 一 つ を 解決す る こ と に よ り 、 液体試料 中 の 特定 の 成分 を 高効率 で抽 出 で き る 抽 出 装 置 、 或 い は 抽 出 し た 成分 を 分析す る た め の 化学分析装置 を 提供す

- Ό と >~ め る 。 発明 の 開 示

上記抽 出 装 置 に 対す る 課題 は 、 抽 出 部 に 電場 を 印加す る た め の 対向 電極 を 備 え 、 化学物 質 を 結合す る 結合部材 の 一部或 い は 全部 を 対 向 す る 両 電極 の 間 に 設 け る こ と に よ り 解決で き る 。

或 い は 、 結合部材 の 一部或 い は 全部 に お い て そ の 内部 を 導体で 構成 し 、 内 部 を 導体で構成 し た 結合部材 を 電極 と し て抽 出 部 に 電 場 を 印加 す る こ と に よ り 解決で き る 。 特 に 連続 的 に 試料 を 供給 し な が ら 化学物 質 を 結合部材 に 結合 さ せ る こ と が望 ま し レ、 。

或 い は 抽 出 部 に 交番電場 を 印加 す る こ と が望 ま し い 。

或 レ、 は 抽 出 部 を ガ ラ ス 或 レ、 は シ リ コ ン 基盤上 に エ ッ チ ン グ で 成形す る こ と が望 ま し い 。

或 い は 抽 出 部 を 樹脂成形す る こ と が望 ま し い 。

'或 い は シ リ コ ン に 酸化膜 を 形成 す る こ と に よ り 結合部材 を 形 成 す る こ と 力 ^s望 ま し レ 。

上記化学分析装置 に お け る 課題 は 、 抽 出 部 に 交番電場 を 印加 し 、 抽 出 部 に連続 的 に 試料 を 供給 し な が ら 試料 を 分離 す る こ と に よ り 解決 で き る 。

特 に 抽 出 部 に 試料か ら 特定の 化学物 質 の み を 結合 さ せ る た め の 結合部材 を 備 え る こ と が望 ま し レ 。

或 い は 抽 出 部 に 供給す る 試料 の 特定成分 を 予 め 分離す る 分離 部 、 或 い は 特 定成 分 を 濃縮 す る 濃縮部 を 設 け る こ と が望 ま し い 。

或 は 抽 出 部 、 検出 部 、 分離部 、 濃縮部 を 一体で基盤上 に 成形 す る こ と が望 ま し い 。 図面 の 簡単 な 説 明

第 1 図 は 、 本発明 の 抽 出 装置 を 適用 し た 遗伝子分析装置 の全体 構成 図 で あ る 。

第 2 図 は 、 本発明 に よ る 分析 チ ッ プ の 構成 図 で あ る 。

第 3 図 は 、 本発明 に よ る 抽 出 部 'の 断面 図 で あ る 。

第 4 図 は 、 本発明 に よ る 抽 出 部 の 詳細 図 で あ る 。

第 5 図 は 、 本発 明 に よ る 突起構造 の 詳細 図 で あ る 。

第 6 図 は 、 本発明 に よ る チ ッ プ装着部 の 詳細 図 で あ る 。 第 7 図 は 、 本発明 に よ る 抽 出 部 の 詳細 図 で あ る 。

第 8 図 は 、. 本発明 に よ る 抽 出 部 の 詳細 図 で あ る 。

第 9 図 は 、 本発明 に よ る 分析 チ ッ プ の 構成 図 で あ る

第 1 0 図 は 、 本発明 に よ る 分離部 の 構成 図 で あ る 。

第 1 1 図 は 、 本発明 に よ る 抽 出 部 の 断面 図 で あ る 。

第 1 2 図 は 、 本発明 に よ る 核酸結合 の 説 明 図 で あ る

第 1 3 図 は 、 本発明 に よ る 核酸溶離 の 説 明 図 で.あ る

第 1 4 図 は 、 本発明 に よ る 核酸濃縮 の 説明 図 で あ る 発明 を 実施 す る た め の 最 良 の形態

[実施例 1 ]

第 1 図 〜 第 5 図 を 参照 し て 、 本発 明 に よ る 抽 出 装置 を 用 い た 遺 伝子分析装置 の —実施例 を 説 明 す る 。 本実施例 で は 、 試料 と し て 血清 を 用 い る

第 1 図 は本発 明 に よ る 遣伝子分析装置 の 全体構成 図、 第 2 図 は 分析 チ ッ プ、 第 3 図 は抽 出 部 の A — A 断面 図 、 第 4 図 は 抽 出 部 の 詳細 図 、 第 5, 図 は チ ッ プ装着部 の 詳細 図 で あ る 。

第 1 図 に お い て 遺伝子分析装 置 1 は 、 複数の 分析 チ ッ プ 2 1 を 装着 で き る チ ッ プ装着部 2 を 備 え て い る 。 オ ペ レ ー タ は カ ノ 一 3 を 開 け 、 分析 チ ッ プ 2 1 を チ ッ プ装着部 2 に装着 し 、 カ ノ ー 3 を 閉 じ る 。 力 バ一 3 に は 、 試料供給 ポ ー ト .3 1 と 試藥 供給 ポ ー ト 3 2 及 び内 部 に 試薬供給流路 3 3 を 備 え て レ る 。 カ ノ 一 3 を 閉 じ る と 、 各供給 ポ ー ト は 分析チ ッ プ 2 1 上 の'対応す る 各供給 口 と 接 し 、 液 を 分析チ ッ プ 2 1 に 供給す る こ と が可 .能 と な る 。 試料 は 各試 料供給 ポ ン プ 4 か ら 試料毎 に 各試料供給 ポ ー ト 3 1 を通 し て 各 分析 チ ッ プ 2 1 に 供給す る 。 各試薬 は各試薬 タ ン ク 5 か ら 試薬供 給 ポ ン プ 5 1 ( 図 示せず） で送液す る 。 各分析チ ッ プ 2 1 で共通 に 使用 す る 試薬 は カ ノ 一 3 の 一個 所か ら 供給 し 、 カ ノ ー 3 の 内 部 で 試薬 供給流路 3 3 に よ り 分岐 し 、 各試薬供給 ポ ー ト 3 2 を 通 し て 各分析 チ ッ プ に 供給す る 。 .

第 2 図 は 分.析 チ ッ プで 、 第 3 図 に 第 2 図 に 示 し た 抽 出 部 の A — A 断面 を 示 す 。

本実施例 で は 、 第 3 図 に 示 す よ う に 、 分析 チ ッ プ 2 1 は 2 枚 の 基板 を 貼 り 合 わ せ て 構成 さ れ て い る 。 試薬供給 口 3 1 1 、 溶離液 供給 口 3 2 3 、 洗浄液供給 口 3 2 2 、 溶解 ' ·結合液供給 口 3 2 1 は 、 チ ッ. プ上部基板 2 2 側 に 設 け あ る 。 ま た 、 流路 3 3 、 洗 浄液 廃棄 口 3 2 4 、 試料廃棄 口 3 1 3 及 び、 検査部 2 4 0 は 、 チ ッ プ 下部基板 2 3 側 に 形成 し て あ る 。 図 3 に は 溶離液供給口 3 2 3 と 、 洗 诤液廃棄 口 3 2 4 と 流路が示 し て あ る 。 こ の よ う な 流路構造 は 、 切 削 カ卩ェ だ け で な く 、 ガ ラ ス や シ リ コ ン 基盤 に エ ツ チ ン グ加 ェ し て も よ く 、 或 レ、 は樹脂成形 し て も よ レ、 。

第 2 図 に お い て 、 試料'供給 口 3 1 1 か ら 供給 さ れ た試料 は 、 溶 解 · 結合液供給 口 3 2 1 か ら 供給 さ れた 溶解 · 結合液 と 混合 さ れ 、 抽 出 部 2 2 0 へ と 送液 さ れ る 。 溶解 · 結合液 は 、 血清 中 の ウ イ ル ス や 細 菌等 か ら そ の 膜 を 溶解 し て 核酸 を 溶 出 さ せ結合部材 に 結合 さ せ る た め の 試薬 で 、 D N A の抽 出 に は塩酸 グ ァ ニ ジ ン を ， R N A の 抽 出 に は グ ァ ニ ジ ン チ オ シ ァ ネ 一 ト を 使用 す れ ば よ い 。 ま た 結合部材 に は シ リ カ を 用 レ、 れ ば よ レ、 。

試料液 を 溶解 · 結合液 と 混合す る こ と で 、 試料 中 の蛋 白 質 は 変 性 し 、 ウ ィ ル ス や 細菌 は 溶解 し て 核酸が溶 出 し て く る 。 ま た 、 溶 解 · 結合液 は 、 核酸が シ リ カ と 接触す る と 、 例 え ば 2 0 °C程度 の 常温で核酸 を シ リ 力 に 結合 さ せ る 作用 を 併せ持つ 。 従 っ て 抽 出部 2 2 0 に 流 れ込 ん だ試料 は 、 核酸 と 蛋 白 質及 びそ，の 他の 微量 な 成 分が水 の 中 に ば ら ば ら に 存在'す る 。 そ の た め 、 核酸 の み が シ リ 力 と 接触 し た と き シ リ 力 と 結合す る 状態 に な っ て い る 。

第 4 図 に チ ッ プ下部基板 2 3 に 形成 し た 抽 出 部 2 2 0 の 詳細 を 示 す 。 試料供給 口 3 1 1 か ら 供給 さ れ た 試料液 は 、 '試料供給流 路 3 3 途 中 に 設 け た 溶解 ， 結合液流路 と の 交差部 で 、 核酸等 に 分 離 さ れ る 。 核酸が溶 出 し た 試料 は 、 試料導入流路 3 2 9 か ら 洗 浄 液廃棄流路 3 2 5 及 び溶離液供給流路 3 2 6 の 交差部 を 経 て 抽 出 部 2 2 0 に 供給 さ れ る 。 抽 出 部 2 2 0 で は 、 試料が突起 2 3 2 と 接触 し た と き 、 核酸 の み が突起 2 3 2 に 結合す る 。 突起 2 3 2 は板状で 、 流路 の 深 さ と 同 じ 高 さ で複数枚備 え て あ る 。 こ の 突起 2 3 2 は核酸 を 結合 で き る よ う シ リ カ 製で 、 例 え ば シ リ コ ン に 酸 化膜 を 形成 す れ ば よ い 。

な お 、 詳細 は 後述す る が突起 2 3 2 を 挟 ん だ流路壁 に は 、 核酸 が突 起 2 3 2 に 付着 （又 は 離脱） す る こ と を 促進す る た め 、 交番 電位 を 付カロ'す る 電極 2 3 0 、 2 3 1 が設 け ら れ て レゝ る 。 抽 出 部 の 先 に は 、 核酸 を 突起部 に付着 さ せ た 後 の 試料液 を 廃棄す る 試料廃 棄流路 3 2 4 か ら 試料廃棄 口 3 1 3 へ導 か れ る 。 突起部 2 3 2 に 付着 し た 核酸 は 、 溶離液供給 口 3 2 3 か ら 溶離液供給流路 3 2 6 を 経 て 供給 さ れ た 溶離液で離脱 さ せ た 後、 核酸 の 多 く 含 ま れ る 液 は 、 核酸流 路 2 4 1 を 経 て 検査部 2 4 0 に 導か れ る 。 抽 出 部 2 2 0 と 核酸流 路 2 1 の 間 に は試料廃棄流路 3 1 3 と 洗浄液供給 流路 3 2 7 と の 交差部 が あ る 。

第 5 図 に 突起部 の構造 を 示す 。 突起 2 3 2 は チ ッ プ下部基板 2 3 に 形成 す る 。 チ ッ プ T部基板 2 3 は 、 例 え ば シ リ コ ン 層 で あ る 基盤層 2 4 の 上 に例 え ば熱酸化膜 の 絶縁層 2 5 、 さ ら に そ の 上 に シ リ コ ン 層 2 6 の 3 '層 構造 を し た ウ エ ノ、 （以下 S 〇 I ウ ェ ハ と 呼 ぶ ） で形成 さ れて い る 。 突起部 2 6 a は 一番上 の シ リ コ ン 層 2 6 を エ ッ チ ン グ し て形成す る 。 両側 に 残 っ た シ リ コ ン 層 2 6' に は 白 金等 の 電極 2 3 0 及 び 2 3 1 を 蒸着 し 、 突起部 2 6 a に は 酸化膜 2 7 を 形成す る 。

突 起 2 3 2 へ核酸 を 結合 さ せ る た め 、 突起 2 3 2 を 挟 む 形 で設 け て あ る 交番電極 2 3 0 及 ぴ 2 3 1 に 交番電圧 を 印 可す る 。

こ の様子 を 第 1 2 図 に 示す 。.交番電極 2 3 1 を 正極 に 2 3 0 を 負 極 に し た 場合、 核酸 は 各突起 間 を 下流側 に 移動 し な が ら 正極 （ 交番電極 2 3 1 ) 側 に 泳動 し 、 突起 2 3 2 の 側面 に 接触す る 。 同 様 に 負 の 電荷 を 持つ 蛋 白 質 も 正極側 に 泳動 し 突起 2 3 2 の 側 面 に 接触す る 。 次 に 、 交番電極 2 3 1 お よ び 2 3 0 の 正負 を 逆転 し 、 交番電極 2 3 1 を 負 極 に 2 3 0 を 正極 に す る と 、 核酸 は 突起 2 3 2 に 結合 し て 離 れ な い が、 蛋 白 質 は 結合 'し て レゝ な い た め 突起 2 3 2 を 離 れ て 下流 ,側 に 移動 し な 力⁵' ら 正極 （交番電極 2 3 0 ) 側 に 泳動 す る 。 こ の よ う に 交番電極 2 3 1 及 び 2 3 0 に 交番電圧 を 印 加 す る こ と で 、 蛋 白 質 は 下流側 に 流 し去 る 事がで き 、 核酸 の み を 突起 2 3 2 に 結合す る こ と が で き る 。

こ の よ う に 蛋 白 質 な ど の 核酸以外 の 成分 は 抽 出 部 2 2 0 を 通 過 し て 、 試料廃棄流路 3 2 8 を 経 て 、 試料廃棄 口 3 1 3 か ら 廃棄 さ れ る 。

上記試料 の 供給か ら 核酸の 突起 2 3 2 へ の 結合 は 、 試料 を 連続 的 に 供給 し な が ら 実行 し 、. 所定の 量 の試料 を 処理す る ま で行 う 。 所定 の量 の 試料 を 供給 し 終 え る と 、 洗浄液供給 口 3 2 2 か ら 洗浄 液供給流路 3 2 7 を 経て 洗 浄液 を 供給 し 、 突起 2 3 2 に 結合 し た 核酸以外 の 成分 を 抽 出 部 2 2 0 か ら 除去 し 、 試料 . 洗浄液廃棄流 路 3 2 5 を 経 て 試料 ， 洗浄液廃棄 口 3 2 4 か ら 廃棄す る 。 洗诤液 と し て は例 え ばエ タ ノ ー ル等 を 用 い 、 さ ら に 純水等 で洗浄 し て ェ タ ノ ー ル成 分 を 除去す れ ば よ い 。

次 に 溶離液供 '給 口 3 2 3 か ら 溶離液供給流路 3 2 6 を 経て 溶 離液 を 供給す る 。 溶離液 と し て は 6 0 °C 程度 の 純水や緩衝液が望 ま し い 。 溶離液 の 作用 で核酸 は 突起 2 3 2 と の 結合力 を 失 う の で 、 突起 2 3 2 か ら 核酸 は 溶離 し核酸流路 2 4 1 を 経 て検出部 2 4 0 へ移動 す る 。 し か し 、 核酸 と 突起 と の 結合力 が な く な っ て も 、 強 く 付着 し て い る 場合 に は 溶離 し に く い 。 そ こ で再 び交番電極 2 3 ' 1 及 び 2 3 0 に 交番電圧 を 印 カ卩 し 、 溶離 し 易 く す る 。

こ の 様子 を 第 1 3 図 に 示す 。 交番電極 2 3 1 を 正極 に 2 3 0 を 負 極 に し た 場合、 突起 2 3 2 の 側 面 に 付着 し た 核酸 は 、 突起 2 3 2 と の 結合力 が な い た め 、 正極 （ 交番電極 2 3 1 ) 側 に 強制 的 に 泳動 し 、 さ ら に.下流側 に 流 さ れ る 。 同 様 に 交番電極 2 3 1 及 び 2 3 0 に 交番電圧 を 印 力!] す る こ と で 、 核 を 突起 2 3 2 か ら 強制 的 に 溶離 し 、 下流側 に 運ぶ こ と がで き る 。

第 6 図 に 分析 チ ッ プ 2 1 を 装 着 し て い な い 状態 で の チ ッ プ装 着部 2 の 構造 を 示す 。 試料 · 洗浄液廃棄 ポ ー ト 6 2 ， 試料廃棄 ポ — ト 6 3 は 、 そ れぞれ分析 チ ッ プ 2 1 の試料 . 洗诤液.廃棄 ロ 3 2 4 , 試料廃棄 口 3 1 3 に対応 し 、 各廃液 を. チ ッ プ装 着部 2 の 内部 に 廃棄す る 。 電極接点 2 5 1 及 ぴ 2 5 2 は 、 分析チ ッ プ 2 1 の 電 極 2 3 0 及 ぴ 2 3 1 に 対応 し 、 電気泳動 時 の 電圧 を 印加す る 。 検 知器 2 4' 2 は 検 出 部 2 4 0 で発生 した 信号 を 検出 す る 。

本発明 の 実施例 で は 、 電気泳動 に よ り 核酸 を 強制 的 に 突起 2 3 2 に 接触 さ せ る た め 、 核酸 の 突起 2 3 2 に 対す る 結合率が高 く 、 核酸 の 溶離時 に お い て も 核酸 を 強制 的 に 突起 2 3 2 か ら 溶離す る の で 溶離効率 が高 い 。 従 っ て 、 従来 の 装 置 よ り 核酸の 抽 出 効率 が高 く な る 。

尚 、 本実施例 は 試料 中 の核酸 を 抽 出' 'し 分析す る 装 置 で あ り 、 核 酸 を 結合す る 部 材 と し て シ リ 力 を 用 レゝ た 力⁵'、 結合部材 を 変 え る こ と に よ り 核酸以外 の 化学物 質 も 同 様 に 抽 出 可能 で あ る 。 例 え ば結 合部材 と し て ア ル ミ ナ を 使用 し た 場合 に は 芳香族置換異性体の 分離 に 、 二 ト 口 フ ユ ニ ル を 使用 し た 場合 に は二重結合 を 持つ 化合 物 の 分離 に 適用 で き る 。

[実施例 2

本発明 に お け る 抽 出 部 の 別 の 実施例 を 第 7 図 に 示 す 。 第 4 図 の 構成 と 異 な る 点 は 、 第 4 図 の 突起 2 3 2 を 第 7 図 の 突起 6 1 の よ う に 流 れ方 向 に 細分割 す る と 共 に 、 流路幅方向 に 向 き 合 っ た 分割 面 が千 鳥 状 に な る よ う に.配置 し た 点 で あ る 。 突起 6 1 は ア レ イ 状 に 配置 し て あ り 、 流路 の雨側 に は 突起 6 1 を袂 む よ う 'に 交番電極 2 3 0 及 び 2 3 1 を 備 え て あ る 。 交番電圧 を 交番電極 2 3 0 及 び 2 3 1 に 印 力!] す る と 、 図 1 2 及 び図 1 3 と 同様 に核酸 は 電気泳動 し 突起 6 1 へ の 結合率及 び突起 6 1 か ら の 溶離効率 は 高 ま る 。 本実施例 で は 、 突起 6 1 を ア レ イ 状 に し て 隙 間 を 設 け る こ と に よ り 、 突起 6 1 を 絶縁材 で形成 し て も 突起 の 間 に形成 さ れ る 隙 間 の 効果 に よ り 電場 を 形成 で き る の で 、 突起 間 の 電気泳動 を 実現 で き る 。

[実施例 3 ]

本発明 に お け る 抽 出 部 の 別 の 実施例 を 第 8 図 に 示 す 。 先 の 実施 例 と の 相 違点 は 、 チ ッ プ下部基板 2 .3 に形成 し た 流路 8 0 の 下面 に 、 流路面側 を 酸化膜処理 し た シ リ コ ン 電極 7 2 と 、 チ ッ プ上部 基板 2 2 の対向 す る 位置 に 、 同 様 に 流路面側 を 酸化膜処理 し た シ リ コ ン 電極 7 1 と を 設 け た 点 で あ る 。 交番電圧 を シ リ コ ン 電極 7 1 及 び 7 2 に 印 加す る と 、 核酸 は両電極 間 を 電気泳動 し 雨電極へ の 結合率及 び両 電極 か ら の 溶離効率 は 高 ま る 。

本発明 の 実施例 で は 、 流路壁 の シ リ コ ン を 電極 と し て 使用 し酸 化膜処理す る こ と で 、 電極 に 核酸 を 結合可能 に .し て い る 。 そ の た め 、 突起構造 が不要 と な り 抽 出 部 を 容易 に 製作 で き る 。

[実施例 4 ]

本発明 に お け る 分析 チ ッ プ の 別 の 実施例 を '第 9 図 に示 す 。 本実 施例 で は 、 試料 と し て 血液 を 用 い る 。 第 9 図 に お い て 、 試料 は 試 料供給 口 3 1 i か ら 供給 し 、 分離部 2 1 0 で血球成 分 を 分離 し血 球廃棄 口 3 1 2 か ら 廃棄す る 。

第 3 図 の 実施例 同 様、 各供給 口 は チ ッ プ上部 2 2 に 、 流路及 び 各廃棄 口 は チ ッ プ下部 2 3 に 形成 す る 。

第 1 0 図 に チ ッ プ下部 2 3 に 形成 し た 分離部 2 1 0 の 詳細 を 示 す 。 試料 は 供給 口 3 1 1 か ら 血球流路 2 1 1 に 供給 し 、 血球槽 2 1 2 へ送液 さ れ る 。'血球流路 2 1 1 の 雨,側 に は微小 な 溝 2 1 3 が設 け ら れ て お り 、 こ の 溝 2 1 3 が フ ィ ル タ の働 き を し て 、 血球 以外 の 成分 を 血清流路 2 1 4 に 流 す こ と が で き る 。 従 っ て 、 血球 流路 の最小 断面 は 、 血球が通過 で き る よ う に 2 0 m 以上 が望 ま し く 、 一方溝 2 1 3 は 2 / m 以下 が望 ま し い 。 血球槽 2 1 2 に 分 離 さ れた 血球成 分 は 、 血球廃棄 口 3 1 2 か ら 廃棄 さ れ る 。

血清流路 2 1 4 に 導か れた 血球以外の 成分 は 、 第 9 図 に 示す 溶 解 · 結合液供給 口 3 2 1 か ら 供給 し た 溶解 · 結合液 と 混合 し 、 抽 出 部 2 2 0 へ と 送液 さ れ る 。 溶解 . 結.合液 と し て は 、 D N A の 抽 出 に は 塩酸 グ ァ ニ ジ ン を ， R N A の 抽 出 に は グ ァ ニ ジ ン'チ オ シ ァ ネ ー ト を 使用 す れ ば よ い 。 ま た 結合部材 に は シ リ カ を 用 い れ ばよ い 。 こ の よ う に 、 血清.の み を 分離 す る こ と がで き る た め 、 予 め 前 処理 し て 血球 を 分離す る 手 間 が省 け る 。 .

第 1 1 図 に チ ッ プ下部 基板 2 3 に 形成 し た 抽 出 部 2 2 0 の 他 の 実施例 を 示 す 。 試料 は ま ず濃縮流路 2 2 1 に 流 れ込む 。 濃縮流 路 2 2 1 の 雨側 壁 は負 電極 2 - 2 2 及 び正電極 2 2 3. を 備 え て い る 。 負 電極 2 2 2 を 負 極 に 正電極 2 2 3 を 正極 に し て電圧 を 印力 D す る と 、 核酸 は 負 電荷 を 持っ た め 正極側 に 電気泳動 す る 。

こ の様子 を 第 1 4 図 に 示す 。 検査 し た い 核酸 は予 め 電気泳動 時 の 移動度 を 調 べ て お，け ば、 濃縮流路 内 で の 核酸 の 移動経路 を 予測 す る こ と が可 能 で 、 適当 な 位置 に 濃縮核酸流路 2 2 4 を 設 け て お け ば、 殆 ど の 核酸 は 濃縮核酸流路 2 2 4 へ と 移動 し 、 負 極流路 2 2 5 や正極流路 2 2 6 へ は 殆 ど移動 し な い 。 そ の 結果核酸 を 濃縮 す る こ と 力 で き る 。 一方 g 白 質 は 種 々 の 電荷 を 持 っ て レ る た め 、 濃縮核酸流路 2 2 4 だ け で な く 負 極流路 2 2 5 や 正極流路 2 2 6 へ も 移動 し 、 濃縮核酸流路 2 2 4 に 移動 す る 蛋 白 質量 は 減 る 。 濃縮核酸流路 2 2 4 に 移動 し た 試料 は 、 そ の 下流 に設 け た 複数 の 電極 2 2 7 〜 2 2 9 の 作用 で流路 中 央部 に 集 め ら れ る 。 即 ち 中 央電極 2 2 7 を 正極 に し 側 壁電極 2 2 8 及 ぴ 2 2 9 を負 極 に す る と 、 核酸 は 負 電荷 を 持 っ た め 中 央電極 2 2 7 に 引 き 寄 せ ら れ、 中 央部 に 集 ま る 。

こ の核酸 は さ ら に 第 4 図 に 示 し た 抽 出 部 に導入 さ れ、 第 4 図 で 説 明 し た の と 同 様 の工程 で核酸 の み が抽 出 さ れ、 検 出部 2 4 0 で 検出 さ れ る 。

な お 、 以上 の 実施例 で は 、 流路 中 に 設 け る 突起 は 流れ方 向 に 沿 う よ う に 形成 し て い る が、 流 れ を 、 多少遮 る よ う に 所定 の 角 度 6 を 持 た せ て 形成 し て も よ い 。 角 度 0 を 設 け る こ と で 、 乱流 が発生 し 、 核酸が付着 し や す く な る 。

本発明 の構成 と す る こ と で 、 電気泳動 に よ り 核酸 を 強 制 的 に 突 起 に 接触 さ せ る た め 、 核酸の 突起 に対す る 結合率が高 く 、 核酸の 溶離 時 に お い て も 核酸 を 強制 的 に 突起か ら 溶離す る の で溶離効 率が高 い 。 従 っ て 、' 従来 の 装 置 よ り 核酸 の抽 出 効率 が高 く な る 。

特 に 試料 中 の 核酸 を 濃縮 す る の で 、 核酸が突起 に 結合す る の を 妨害 す る 蛋 白 質等 を 低減で き 、 従来 の 装置 よ り 核酸 の抽 出効率が 高 く な る 。 ま た 、 核酸 を 突起 の存在 す る 流路 中 央部 に集 め る の で 、 突起 に 核酸が結合 し 易 く な り 、 従来 の 装置 よ り 核酸の 抽 出 効率 が高 く な る 。 産業 上 の 利 用 可 能性

以上 の よ う に 、 本発明 に か か る 抽 出 装置 は 、 血液 の検査の み な ら ず そ の 他 の 成 分分析装置 に も 適用 可能 で あ り 、 特 に試料中 か ら 特定 の 成 分 を 抽 出 す る た'め の 分析装 置 に 適 し て い る 。

Claims

請求 の 範 囲

1 . 試料 か ら 特 定 の 化学物 質' を 抽 出 す る 抽 出 部 と 、 抽 出部 に 試料 を 供給す る た め の 試料供給部 と 、 抽 出 部 で抽 出 し た 特定の 化学物 質 を 取 り 出 す た め の取 り 出 し部 を 備 え た 抽 出 装 置 に お い て 、

前 記抽 出 部 に 電場 を 印 加す る た め の対 向 電極 と 、 特定 の 化学物 質 を 結合 さ せ る た め の 結合部材 と を 設 け 、 前記結合部材 の 一部或 い は 全部 を 対 向 す る 両電極の 間 に 設 け だ こ と を 特徴 と す る 抽 出 装置 。

2 . -試料 か ら 特 定 の 化学物 質 を 抽 出 す る 抽 出 部 と 、 抽 出 部 に 試料 を 供 給す る た め の 試料供給部 と 、 抽 出 部 で抽 出 し た 特定 の化学物 質 を 取 り 出 す た め の 取 り 出 し部 を 備 え た 抽 出 装置 に お い て 、

前 記抽 出 部 に 試.料 中 の 特定 の 物 質 と 結合 さ せ る た め の 結合部 材 を 設 け 、 前 記結合部材 の 一部或 い は 全部 に お い て そ の 内部 を 導 体で 構成 し 、 内 部 を 導体で構成 し た 結合部材 を 電極 と し て 前記抽 出 部 に 電場 を 印 カロ'す る こ と を 特徴 と す る 抽 出 装置 。

3 . 前記結合部材 は 、 前記抽 出 部 の 流路 中 の..流 れ方 向 に 沿 つ て 設 け た 複数 の 板状 の 突起 で あ り 、 前記流路 に 連続的 に 試料 を 供給 し な が ら 化学物 質 を 前記結合部材 に 結合 さ せ る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第' 1 項又 は 、 第 2 項 の何 れカゝ 1 項 に 記載 の抽 出 装置 。

4 . 前記抽 出 部 に 設 け た 電極 に 交番電場 を 印加す る こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 1項 か ら 第 3 項 の何 れ か 1 項 に 記載の 抽 出 装置

5 . 前記抽 出 .部 を ガ ラ ス 或 い は シ リ コ ン 基盤上 に エ ッ チ ン グ で 成 形 し た こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 1 項 か ら 第 4 項 の何れか 1 項 に 記載 の 抽 出 装置。

6 . 前記抽 出 部 を 樹脂成形 し た こ と を 特徴 と す る 請求 の範 囲 第 1 項 か ら 第 4 項 の何 れか 1 項 に 記載 の 抽 出 装置。

7 . シ リ コ ン に 酸化膜 を 形成 す る こ と に よ り 前記結合部材 を 形成 し た こ と を 特徴 と す る 請求の範囲 第 1 項 か ら 第 4 項 の何 れか 1 項 に 記載 の 抽 出 装置 。

8 . 試料 か ら 特 定 の 化学物 質 を 抽 出 す る 抽 出 部 と 、 抽 出 部 に 試料 を 供給す る た め の 試料供給部 と 、 試料 と 混合す る 試薬 を 供給す る た め の 試薬供給部 と 、 抽 出 部 か ら 抽 出 し た 特定 の 化学物 質 を 分析 す る た め の 検出 部 を 備 え た 化学分析装置 に お い て 、

前 記抽 出 部 に 交番電場 を 印加 し 、 前記抽 出 部 に 連続的 に 試料 を 供給 し な が ら 試料 を 分離す る こ と を 特徴 と す る 化学分析装置 。

9 . 前記抽 出 部 の 流路 中 に 試料 か ら 特定 の 化学物 質 の み を 結合 さ せ る た め の 結合部材 を 設 け た こ と を 特徴 と す る 請求 の範 囲 第 8 項 に 記載 の 化学分析装置 。

1 0 . 前記抽 出 部 に 供給す る 試料 の 特定成 分 を 予 め 分離す る 分離 部 、 或 い は 特定成分 を 濃縮 す る 濃縮部 を 設 け た こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 8 項又 は 、 第 9 項 の何 れか 1 項 に 記載 の化学分析装 置 。

1 1 . 前 記抽 出 部 、 検 出 部 .、 分離部 、 濃縮部 を 一体で基盤上 に 成 形 し た こ と を 特徴 と す る 請求 の 範 囲 第 8 項 か ら 第 1 0 項 の何 れ か 1 項 に 記載 の 化学分析装置 。