マイクロチップ電気泳動方法及び装置
【課題】マイクロチップを繰り返し使用したときの分析性能や分析再現性の低下を抑える。
【解決手段】マイクロチップでの複数回の分析工程の開始前に、分析工程ごとに、又は複数回の分析工程の終了後に、流路を洗浄液で洗浄する。その洗浄の際、洗浄液を毛細管現象により流路内に導入させる。
【解決手段】マイクロチップでの複数回の分析工程の開始前に、分析工程ごとに、又は複数回の分析工程の終了後に、流路を洗浄液で洗浄する。その洗浄の際、洗浄液を毛細管現象により流路内に導入させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロチップ電気泳動方法及びそのマイクロチップ電気泳動方法を実行するためのマイクロチップ電気泳動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロチップ電気泳動では、分離用主流路の一端側に導入されたＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質などの試料をその流路の両端間に印加した電圧によりその流路の他端方向に電気泳動させることにより分離させて検出する。
マイクロチップ電気泳動において、電気泳動流路を有するマイクロチップを繰り返し使用して、分離媒体の充填、試料分注、電気泳動及び分離された試料成分の検出を自動で行なう装置が開発されている。
【０００３】
マイクロチップとして流路の端部に基板表面に開口したリザーバをもったものを使用し、マイクロチップ電気泳動装置に装着するときはリザーバが上面にくるようにマイクロチップを保持する。例えば分離媒体としても分離バッファ液を使用する場合、流路への分離媒体の充填は分離バッファ液充填・排出部により１つのリザーバに分離バッファ液を供給し、そのリザーバ上に空気供給口を押し付けて空気を供給することにより分離バッファ液を流路に押し込むことにより行なう。流路に分離バッファ液を充填した後、他のリザーバから溢れた分離バッファ液を吸引ノズルで吸引する。その後、試料供給用のリザーバに試料を分注し、全てのリザーバに分離バッファ液を分注した後、リザーバ間に泳動用の電圧を印加する。
【０００４】
分析の稼働率を上げるために、複数個のマイクロチップを固定して配置し、各マイクロチップを繰り返して使用する電気泳動分析装置も開発されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７６７８２５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロチップを繰り返し使用する場合、前の分析が終わると泳動媒体を交換することにより前の分析の試料や泳動媒体の影響は除去されるものと考えられていた。しかし、マイクロチップを繰り返し使用していると理論段数や検出時間といった分析性能や分析再現性が低下することがあった。
【０００７】
そこで本発明は、マイクロチップを繰り返し使用したときの分析性能や分析再現性の低下を抑えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
マイクロチップを繰り返し使用すると、前の分析試料溶液に含まれていた成分や分離媒体に含まれていた成分がマイクロチップ流路表面に吸着し、それらの吸着成分が電気泳動装置の性能、特に理論段数や検出時間などの分析性能や分析再現性といった性能に影響を与える場合のあることがわかった。
【０００９】
本発明は、板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、前記リザーバが上側を向き前記流路が水平方向になるように配置し、各マイクロチップでの電気泳動分離による分析工程を繰り返すマイクロチップ電気泳動方法において、前記マイクロチップでの複数回の分析工程の開始前に、分析工程ごとに、又は複数回の分析工程の終了後に、以下の工程（１）から（３）を含む洗浄工程を実行することを特徴とするものである。
【００１０】
（１）前記流路及びリザーバが空の状態で１つのリザーバに一定量の洗浄液を供給する工程、
（２）その後、一定時間保持して前記流路内に洗浄液を毛細管現象により導入させる工程、及び
（３）その後、１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから洗浄液を吸引することにより前記流路及びリザーバの洗浄液を除去する工程。
【００１１】
洗浄工程において、流路内に洗浄液を導入させる方法として、１つのリザーバに洗浄液を供給した後、空気圧による加圧して洗浄液を流路内に導入させる方法が考えられるが、そのような方法を採用した場合には、他のリザーバから洗浄液が漏出し、その後の電気泳動における理論段数の低下や、マイクロチップ表面が洗浄液で濡れることによるリザーバ間の短絡による印加電圧異常などが発生することがある。特に有機溶剤や界面活性剤などを含有する表面張力の低い洗浄液を使用する場合、リザーバから洗浄液が漏出するリスクがより高くなる。しかし、本発明のように、洗浄工程での洗浄液の流路への導入を毛細管現象により行なった場合にはそのような不具合は生じない。
【００１２】
このマイクロチップ電気泳動方法を実現する本発明のマイクロチップ電気泳動装置は、板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、リザーバが上側を向き流路が水平方向になるように保持するチップ保持部と、洗浄液保持部と、前記マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、前記分注プローブを分注すべき液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、前記リザーバから液を吸引するための吸引ノズルと、リザーバ間に泳動用電圧を印加するための電気泳動用高圧電源部と、前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構、吸引ノズル及び電気泳動用高圧電源部の動作を少なくとも制御する制御部と、を少なくとも備えている。そして、前記制御部は、本発明のマイクロチップ電気泳動方法におけるバッファ液除去工程、バッファ液充填工程、試料分注工程及び泳動分離工程を実行する泳動制御部と、前記洗浄液保持部に保持された洗浄液を用いて同マイクロチップ電気泳動方法における洗浄工程を実行する洗浄制御部を備えている。
【００１３】
このような洗浄工程を設けることにより、マイクロチップの繰返し使用時の吸着物によるマイクロチップの性能劣化を抑えることができる。
【００１４】
洗浄工程を含む本発明のマイクロチップ電気泳動方法は、本発明のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に各工程の処理を行うプログラムを組み込むことにより自動的に実行される。
【００１５】
マイクロチップの繰返し使用による性能劣化についてさらに検討した結果、流路への吸着物による性能劣化は分析対象となる試料成分や分析条件などの影響を受けることも分かった。
【００１６】
そこで、好ましい形態は、洗浄工程の洗浄条件として、洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量のうちの少なくとも１つを変更できるようにした。
【００１７】
そのため、マイクロチップ電気泳動装置の制御部における洗浄制御部は、洗浄工程の洗浄条件として洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量が設定された洗浄条件設定部を備え、その洗浄条件設定部には洗浄条件のうちの少なくとも１つについては複数種類が設定されているようにする。そして、洗浄制御部は、その洗浄条件設定部に設定された洗浄条件に基づいて、かつ複数種類が設定された洗浄条件についてはその中から選択された洗浄条件に基づいて、洗浄工程を実行するように構成されている。
【００１８】
洗浄条件の選択によって、分析した試料溶液の種類に応じて適切な洗浄動作を実現することが可能になる。また、試料溶液の種類やマイクロチップ性能低下の度合いに応じた適切な洗浄条件を実施することによって、性能劣化の程度が軽微な場合は短時間で完了するように洗浄を実施するなど、マイクロチップの洗浄作業の効率を飛躍的に向上することができる。
【００１９】
好ましい形態では、洗浄工程で１つのリザーバに洗浄液を供給する際、他のリザーバを空にしておくか、又は液が入っていてもリザーバから漏出しない量にしておく。リザーバから漏出しない量は予め実験により求めることができる。
【００２０】
好ましい形態では、有機溶剤又は界面活性剤を含有した洗浄液を使用して洗浄工程を自動的に実行する。有機溶剤又は界面活性剤を含有した洗浄液は水よりも表面張力が低く、リザーバから洗浄液が漏出する恐れが高くなる。そのような表面張力の低い洗浄液を使用した場合には、仮に注入された洗浄液の液面がマイクロチップ表面より低いときであっても洗浄液がリザーバからマイクロチップ表面へ漏出する現象がみられる。洗浄液がリザーバからマイクロチップ表面へ漏出すると、その後の電気泳動における理論段数の低下や、マイクロチップ表面が洗浄液で濡れることによるリザーバ間の短絡による印加電圧異常などが発生する虞がある。
【００２１】
泳動媒体としては電気泳動を実行でき、流路に充填されたものを排出して新たなものと交換できるものであれば、溶液であってもゲルであっても特に限定はされないが、泳動電圧を印加する際にリザーバに注入される泳動バッファ液を使用するようにすれば、泳動媒体と泳動バッファ液を同じ機構で分注できるようになり、装置を簡略化でき、装置コストを低下することができる。
【００２２】
チップ保持部が複数個のマイクロチップを固定して配置するものとし、制御部が各マイクロチップについて本発明のマイクロチップ電気泳動方法を実行するように構成されているようにすれば、電気泳動の稼働率が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、１つの試料の分析終了後に泳動媒体を入れ替える際、前の分析に使用した泳動媒体を除去した後、新たな泳動媒体を充填する前に、流路を洗浄液で洗浄するようにし、かつ、その洗浄の際、洗浄液を毛細管現象により流路内に導入させるようにしたので、マイクロチップを繰り返し使用するマイクロチップ電気泳動方法において分析性能を高い状態で維持することが可能となり、マイクロチップの繰返し利用可能回数を増加させることができる。そして、マイクロチップの繰返し利用可能回数の増加によって分析コストの低減及び廃棄物量の削減とともに、チップ交換頻度の減少による作業効率の改善を達成することができる。
【００２４】
本発明のマイクロチップ電気泳動装置はこのマイクロチップ電気泳動方法を実施するように構成されている。
【００２５】
また、マイクロチップ上に洗浄液保持部を設けた場合には十分な容量のものとすることが困難であるため、流路内の洗浄に十分な洗浄液量を保持することができないが、本発明のマイクロチップ電気泳動装置は洗浄液保持部を備えているので、十分な洗浄液量を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施例のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
【図２】同実施例の制御部を示すブロック図である。
【図３】同実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す斜視図である。
【図４】マイクロチップの一例を示す図であり、（Ａ）と（Ｂ）はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す平面図、（Ｃ）はマイクロチップの正面図である。
【図５】同マイクロチップの具体的な一例を示す平面図である。
【図６】同マイクロチップ電気泳動装置において分離バッファ液を充填する際、及び洗浄液を排出する際の空気供給口とマイクロチップの接続状態を概略的に示す断面図である。
【図７】一実施例における洗浄工程を工程順に示す斜視図である。
【図８】一実施例における分析工程の開始部を工程順に示す斜視図である。
【図９】同実施例における分析工程のその後の部分を工程順に示す斜視図である。
【図１０】同実施例における分析工程のさらにその後の部分を工程順に示す斜視図である。
【図１１】同実施例における分析工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】分析性能が劣化したマイクロチップによる電気泳動分離結果を示す図である。
【図１３】実施例により洗浄を施した後のマイクロチップによる電気泳動分離結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１はマイクロチップ電気泳動装置の一実施例における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
【００２８】
分注部２は分注すべき液の吸入位置とマイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構を含んでいる。分注部２の分注プローブは、シリンジポンプ４により分離バッファ液又は試料を吸入し、マイクロチップの電気泳動流路のリザーバに注入するものであり、複数の電気泳動流路について共通に設けられている。分離バッファ液は分離媒体としても使用されるものであり、例えばｐＨ緩衝剤と水溶性高分子（セルロース系高分子など）の少なくとも一方を含むものである。
【００２９】
マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構として、分離バッファ液充填・排出部１６と吸引ポンプ部２３が設けられている。分離バッファ液充填・排出部１６は電気泳動流路の１つのリザーバに一定量の分離バッファ液を注入し、その注入された分離バッファ液をそのリザーバから空気圧により電気泳動流路に充填する。吸引ポンプ部２３は他のリザーバに溢れ出た不用な分離バッファ液を排出する。分離バッファ液充填・排出部１６と吸引ポンプ部２３も、処理しようとする複数の電気泳動流路について共通に設けられている。
【００３０】
電気泳動用高圧電源部２６は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加するように、リザーバ間に泳動用電圧を印加する。
【００３１】
蛍光測定部３１は電気泳動流路で分離された試料成分を検出する検出部の一例である。
【００３２】
制御部３８は、１つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行するように分注部２の動作を制御し、試料注入が終了した電気泳動流路で泳動電圧を印加して電気泳動を起こさせるように電気泳動用高圧電源部２６の動作を制御し、蛍光測定部３１による検出動作を制御するものである。さらに、マイクロチップは固定された状態で配置されており、制御部３８はマイクロチップを繰り返して使用するために、前の試料の分析が終了した電気泳動流路への分離バッファ液充填の前にその電気泳動流路の洗浄動作も制御する。
【００３３】
制御部３８は図２に示されるように、泳動制御部７０と洗浄制御部７２を備えている。
【００３４】
泳動制御部７０は、空の流路に泳動媒体を充填するバッファ液充填工程、試料供給用リザーバに試料を分注する試料分注工程、リザーバ間に泳動電圧を印加することにより分離流路で試料の電気泳動分離を行う泳動分離工程、及び１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから泳動媒体及び泳動バッファ液を吸引することにより流路及びリザーバの泳動媒体及び泳動バッファ液を除去するバッファ液除去工程を自動的に繰り返す。
【００３５】
洗浄制御部７２は後述の洗浄液保持部に保持された洗浄液を用いて、（１）流路及びリザーバが空の状態で１つのリザーバに一定量の洗浄液を供給する工程、（２）その後、一定時間保持して流路内に洗浄液を毛細管現象により導入させる工程、及び（３）その後、１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから洗浄液を吸引することにより流路及びリザーバの洗浄液を除去する工程を含む洗浄工程を自動的に実行する。
【００３６】
洗浄制御部７２は洗浄条件設定部７４を備えている。洗浄条件設定部７４には洗浄工程の洗浄条件として洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量が設定されている。好ましい例として、洗浄条件設定部７４には洗浄条件のうちの少なくとも１つについては複数種類が設定されている。そして、洗浄制御部７２は、洗浄条件設定部７４に設定された洗浄条件に基づいて、かつ複数種類が設定された洗浄条件についてはその中から選択された洗浄条件に基づいて、洗浄工程を実行するように構成されている。
【００３７】
パーソナルコンピュータ４０はこのマイクロチップ電気泳動装置の動作を指示したり、蛍光測定部３１が得たデータを取り込んで処理したりするための外部制御装置である。
【００３８】
図３に一実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す。マイクロチップ５−１〜５−４は保持部７に４個が保持されており、それぞれが繰り返して使用される。マイクロチップ５−１〜５−４は後で詳しく説明するように、それぞれ１試料を処理するための１つの電気泳動流路が形成されたものである。マイクロチップ５−１〜５−４は、分析操作中は保持部７に固定されている。
【００３９】
それらのマイクロチップ５−１〜５−４に分離バッファ液と試料を分注するために、分注部２は、吸引と吐出を行なうシリンジポンプ４と、分注ノズルを備えた分注プローブ８と、洗浄液保持部としての洗浄液用の容器１０とを備えており、分注プローブ８と洗浄液用の容器１０は三方電磁弁６を介してシリンジポンプ４に接続されている。分離バッファ液と試料はマイクロタイタプレート１２上のウエルにそれぞれ収容されて、分注部２によりマイクロチップ５−１〜５−４に分注される。なお、分離バッファ液は専用の容器に収容してマイクロタイタプレート１２の近くに配置してもよい。１４は分注プローブ８を洗浄するための洗浄部であり、洗浄液が溢れている。
【００４０】
分注部２は、三方電磁弁６を分注プローブ８とシリンジポンプ４が接続される方向に接続して分離バッファ液又は試料を分注プローブ８に吸引し、分注プローブ８をマイクロチップ５−１〜５−４上へ移動させてシリンジポンプ４によりマイクロチップ５−１〜５−４のいずれかの電気泳動流路のリザーバに吐出する。分注プローブ８を洗浄する際は三方電磁弁６をシリンジポンプ４と洗浄液用の容器１０を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ４に洗浄液を吸引した後、分注プローブ８を洗浄部１４の洗浄液に浸し、三方電磁弁６をシリンジポンプ４と分注プローブ８を接続する側に切り替えて分注プローブ８の内部から洗浄液を吐出することにより洗浄を行なう。
【００４１】
マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路を洗浄するときは、三方電磁弁６をシリンジポンプ４と洗浄液用の容器１０を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ４に洗浄液を吸引した後、分注プローブ８をマイクロチップ５−１〜５−４のリザーバへ移動させ、所定量の洗浄液をそのリザーバへ分注する。リザーバに分注された洗浄液は毛細管現象により電気泳動流路に入っていく。
【００４２】
マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路の一端のリザーバに分注された分離バッファ液を流路内に充填するために、４つのマイクロチップ５−１〜５−４について分離バッファ液充填・排出部１６が共通に備えられている。分離バッファ液充填・排出部１６は、電気泳動流路に洗浄液が入った状態で所定時間保持した後にその洗浄液を排出する際にも使用される。電気泳動流路に分離バッファ液を充填するときは、分離バッファ液充填・排出部１６はマイクロチップ５−１〜５−４上へ移動し、マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路のリザーバ（分離バッファ液が分注されたリザーバ）上に空気供給口１８を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル２２を挿入し、空気供給口１８から空気を吹き込んで分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから溢れた分離バッファ液をノズル２２から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。電気泳動流路の洗浄液を排出するときも同様であり、マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路の一端のリザーバ上に空気供給口１８を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル２２を挿入し、空気供給口１８から空気を吹き込んで電気泳動流路の洗浄液を押し出すとともに、他のリザーバに出てきた洗浄液をノズル２２から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。
【００４３】
各マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路に独立して泳動用の電圧を印加するために、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに独立した電気泳動用高圧電源２６（２６−１〜２６−４）が設けられている。
【００４４】
マイクロチップ５−１〜５−４の分離流路５５で電気泳動分離された試料成分を検出するための蛍光測定部３１は、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに設けられてそれぞれの電気泳動流路の一部に励起光を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）３０−１〜３０−４と、電気泳動流路を移動する試料成分がＬＥＤ３０−１〜３０−４からの励起光により励起されて発生した蛍光を受光する光ファイバ３２−１〜３２−４と、それらの光ファイバ３２−１〜３２−４からの蛍光から励起光成分を除去し、蛍光成分のみを透過させるフィルタ３４−１，３４−２を介して蛍光を受光する光電子増倍管３６とを備えている。ここではフィルタ３４−１と３４−２で異なる蛍光を透過させるものを使用しているので、マイクロチップ５１−１，５１−２と５１−３，５１−４で互いに異なる蛍光を検出することができる。しかし、４つのマイクロチップ５１−１〜４で同じ蛍光を検出する場合には、１つのフィルタを共通に使用することができる。ＬＥＤ３０−１〜３０−４を互いに時間をずらして発光させることにより、１つの光電子増倍管３６で４つのマイクロチップ５−１〜５−４からの蛍光を識別して検出することができる。なお、励起光の光源としては、ＬＥＤに限らずＬＤ（レーザダイオード）を用いてもよい。
【００４５】
図４と図５はこの実施例におけるマイクロチップの一例を示したものである。本発明におけるマイクロチップは基板内に電気泳動流路が形成されたこのような電気泳動用の媒体を指しており、必ずしもサイズの小さいものに限定される意味ではない。
【００４６】
図４に示されるように、このマイクロチップ５は一対の透明基板（石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板）５１，５２からなる。一方の基板５２の表面には（Ｂ）に示されるように、互いに交差する泳動用キャピラリ溝５４，５５が形成され、他方の基板５１には（Ａ）に示されるように、その溝５４，５５の端に対応する位置にリザーバ５３が貫通穴として設けられている。両基板５１，５２は（Ｃ）に示されるように重ねられて接合されている。キャピラリ溝５４，５５は、試料の電気泳動分離用の分離流路５５と、その分離流路に試料を導入するための試料導入流路５４となっている。
【００４７】
マイクロチップ５は基本的には図４に示したものであるが、取扱いを容易にするために、図５に示されるように、電圧を印加するための電極端子を予めチップ上に形成したものを使用する。図５はそのマイクロチップ５の平面図を示したものである。４つのリザーバ５３は流路５４，５５に電圧を印加するためのポートでもある。ポート＃１と＃２は試料導入流路５４の両端に位置するポートであり、ポート＃３と＃４は分離流路５５の両端に位置するポートである。各ポートに電圧を印加するために、このチップ５の表面に形成された電極パターン６１〜６４がそれぞれのポートからマイクロチップ５の側端部に延びて形成されており、電気泳動用高圧電源部２６−１〜２６−４に接続されるようになっている。
【００４８】
図６はバッファ充填・排出部１６における空気供給口１８とマイクロチップ５の接続状態を概略的に示したものである。空気供給口１８の先端にはＯリング２０が設けられており、空気供給口１８をマイクロチップ５の１つのリザーバ上に押し当てることにより、マイクロチップ５の電気泳動流路に対し、空気供給口１８を機密を保って取り付け、空気供給口１８から空気を加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバにはノズル２２が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液又は洗浄液を吸入して排出する。
【００４９】
このマイクロチップ電気泳動装置においてマイクロチップは移動せずに保持部７に固定された状態で繰り返し使用される。
【００５０】
マイクロチップ処理の処理は制御部３８が保持しているブログラムにより自動的に実行される。そのプログラムは、洗浄工程と、電気泳動分離による分析工程を含んでいる。分析工程は各マイクロチップについて繰り返し行われる。洗浄工程は各マイクロチップについて複数回の一連の分析工程の前に、分析工程１回ごとに、又は複数回の一連の分析工程の終了後に実行される。
【００５１】
洗浄工程を図７（ａ）から（ｃ）に示す。
（ａ）洗浄は流路及びリザーバが空の状態のマイクロチップについて行われる。分注プローブ８がリザーバ５３−４へ移動させられ、洗浄液が分注される。洗浄液としては種々のものを使用することができるが、例えばエタノールを約７０ｖｏｌ％含有した水溶液である。洗浄液の分注量は洗浄条件として設定されたものであり、好ましくは洗浄条件設定部７４に設定された複数の設定値から選択された分注量の洗浄液が分注される。
【００５２】
マイクロチップ電気泳動装置において自動洗浄を実現しようとする場合、洗浄液として水を使用したときは、クロスインジェクタ型マイクロチップなど、特に分岐流路が２つ以上存在する場合には、分岐部を均等に洗浄することが困難であるが、上記のようなエタノールを含有した水溶液からなる洗浄液のように有機溶剤を含有した洗浄液や界面活性剤を含有した洗浄液を使用すれば分岐流路の洗浄も可能になる。自動洗浄機構を搭載したマイクロチップ電気泳動装置では一般に洗浄液としては水が使用されており、自動洗浄機構を搭載したマイクロチップ電気泳動装置で上記のような有機溶剤を含有した洗浄液や界面活性剤を含有した洗浄液を使用したものは実現されていないが、本発明はそのような、水以外の洗浄液を使用した自動洗浄機構を搭載したマイクロチップ電気泳動装置も含む。
【００５３】
（ｂ）リザーバ５３−４に洗浄液が分注された状態で静置されて所定時間保持される。この状態で、リザーバ５３−４に分注された洗浄液は毛細管現象により流路に入っていく。この工程の保持時間も洗浄条件として設定されたものであり、好ましくは洗浄条件設定部７４に設定された複数の設定値から選択された保持時間だけ静置される。
【００５４】
（ｃ）所定の保持時間の経過後、リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、空気がリザーバ５３−４から流路に供給される。他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に押し出された洗浄液が吸引されて除去される。
【００５５】
工程（ａ）から（ｃ）で１サイクルの洗浄工程となる。洗浄サイクル（ａ）〜（ｃ）は所定回数だけ繰り返される。この繰返し回数も洗浄条件として設定されたものであり、好ましくは洗浄条件設定部７４に設定された複数の設定値から選択された繰返し回数だけ繰り返えされる。
【００５６】
電気泳動分離による分析工程を図８から図１０の工程図と図１１のフローチャートを参照して説明する。図１１のフローチャート中での符号（Ａ〜Ｕ）は図８〜図１０での工程の符号を意味する。ここで行なわれる処理は、１回目の分析工程のためのマイクロチップ又は前回の分析で使用されたマイクロチップから分離媒体が排出された状態のマイクロチップを使用し、流路に分離媒体として分離バッファ液を充填し、各リザーバにも分離バッファ液を充填した状態で流路に電流が正常に流れるか否かの泳動テストを行ない、その後試料を分注して電気泳動による分析を実行し、分析終了後、泳動媒体を排出し、その後、分注プローブと吸引ノズルを洗浄する一連の工程である。この一例の工程は複数回繰り返して実行される。
【００５７】
（Ａ）は１つのマイクロチップ５を示している。マイクロチップ５は図４及び図５に示されたものであり、分離流路５５と試料導入流路５４が交差するように設けられ、各流路５４，５５の端部にリザーバ５３が形成されたものである。図５の１番から４番までのリザーバをここでは符号５３−１〜５３−４で示す。
【００５８】
このマイクロチップ５は、１回目の分析工程のためのマイクロチップ又は前回の分析で使用されたマイクロチップから分離媒体が排出された状態のマイクロチップである。
【００５９】
分注プローブ８がリザーバ５３−４へ移動させられ、分注プローブ８から分離バッファ液が分注される。
【００６０】
（Ｂ）リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入される。空気が空気供給口１８からリザーバ５３−４を経て流路に供給され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に溢れ出した分離バッファ液が吸引ノズル２２−１〜２２−３により吸引されて除去される。
【００６１】
（Ｃ）リザーバ５３−４に吸引ノズル２２−４が挿入され、そのリザーバ５３−４の分離バッファ液が吸引されて除去される。これにより流路内にのみ分離バッファ液が残る状態となる。
【００６２】
（Ｄ）〜（Ｇ）リザーバ５３−１〜５３−４に分注プローブ８により分離バッファ液が順次分注される。
【００６３】
（Ｈ）それぞれのリザーバに電極が挿入され、泳動テストが行なわれる。ここでは電極間の電流値を検出することにより流路にゴミや気泡が混入していないかどうかを確認する。ここで流路に印加される電圧は、試料を分離するための泳動電圧と同じであってもよいが、それよりも低電圧としてもよい。
【００６４】
分離バッファ液を分注した分注プローブ８はリンスポート１００に挿入され、分注プローブ８内の分離バッファ液が全量吐出されるとともに分注プローブ８の内外が洗浄される。
【００６５】
この泳動テスト工程で流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されたときは、試料を注入して分析を行なうために次の工程（Ｉ）へ進むが、流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、流路への分離バッファ液の充填をし直すために工程（Ａ）に戻る。
【００６６】
流路への分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数（ｎ）は予め設定しており、その回数だけ分離バッファ液の充填し直しを行なっても流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、そのマイクロチップを保持部７から取り外し、別のマイクロチップに交換した後、工程（Ａ）から始める。分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数ｎは特に限定されるものではないが、例えば２又は３が適当である。
【００６７】
（Ｉ）試料供給用リザーバ５３−１にのみ吸引ノズル２２−１が挿入され、そのリザーバ５３−１の分離バッファ液が吸引されて除去される。
【００６８】
（Ｊ）分注ノズル８により試料供給用リザーバ５３−１に洗浄液が供給される。
【００６９】
（Ｋ）試料供給用リザーバ５３−１に吸引ノズル２２−１が挿入され、洗浄液が吸引されて除去される。
【００７０】
この（Ｊ），（Ｋ）の工程は試料供給用リザーバ５３−１内に残存する分離バッファ液を除去するための洗浄工程である。この洗浄動作は必要に応じて複数回繰返し行なわれるようにしてもよい。
【００７１】
（Ｌ）試料供給用リザーバ５３−１に分注プローブ８から試料が注入される。必須ではないが、試料注入に続いて試料供給用リザーバ５３−１に分注プローブ８から内部標準物質が分注されることがある。
【００７２】
（Ｍ）それぞれのリザーバ５３−１〜５３−４に電極が挿入されて試料導入用の電圧が印加され、試料が流路５４と５５の交差位置へ導かれる。
【００７３】
（Ｎ）印加電圧が泳動分離用の電圧に切り換えられ、試料が分離流路５５でリザーバ５３−４の方向に電気泳動されて分離され、検出装置（図示略）により検出されていく。
【００７４】
（Ｏ）分析終了後、リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入される。空気供給口１８からの空気がリザーバ５３−４から流路に供給され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に押し出された分離バッファ液が吸引されて除去される。
【００７５】
（Ｐ）その後、各吸引ノズル２２−１〜２２−４がリンスプール１０２に挿入されて洗浄液が吸引され、ノズル内外が洗浄されるとともに、プローブ８がリンスポート１００に挿入されて内外が洗浄される。
【００７６】
これで１つのマイクロチップにおける１つの試料の電気泳動分析サイクルが終了したことになる。そのマイクロチップについて新たな試料の電気泳動分析が繰り返されるときは、工程（Ａ）に戻って操作が繰り返される。
【００７７】
第１の実施例は、図７に示されたマイクロチップ洗浄工程が、上記の工程（Ａ）から（Ｐ）の一連の電気泳動分析サイクルの前に実行されるものである。
【００７８】
第３の実施例は、図７に示されたマイクロチップ洗浄工程が、上記の工程（Ａ）から（Ｐ）の一連の電気泳動分析サイクルの後で実行されるものである。
【００７９】
第３の実施例は、図７に示されたマイクロチップ洗浄工程が、上記の工程（Ａ）から（Ｐ）の一連の電気泳動分析サイクルごとに、その工程（Ａ）の前に実行されるものである。
【００８０】
洗浄工程を設けたことによるマイクロチップ電気泳動の分析性能の評価をマイクロチップ電気泳動装置（島津製作所 ＭＣＥ−２０２ＭｕｌｔｉＮＡ）を使用して行なった。このマイクロチップ電気泳動装置は実施例に示したものを実現したものである。
【００８１】
分析性能の評価条件として、分離バッファ液はＤＮＡ−１０００キット（株式会社島津製作所の製品）、試料溶液はφ×174-HaeIII marker（Promega社の製品）をＴＥ緩衝液（トリス（Tris）とエチレンジアミン四酢酸（EDTA）からなる緩衝液）（ナカライテスク社製）にて１００倍希釈したものを使用した。また、洗浄液はチップクリーニングキットＲＡ（株式会社島津製作所の製品）をポリプロピレン製容器に分注し、試薬ホルダ部の所定の位置に設置した。この洗浄液はエタノールを約７０ｖｏｌ％含有しており、純水と比較して表面張力が低い。
【００８２】
効果検証手法として、マイクロチップを所定の手順にて洗浄した前後での内部標準物質である高分子マーカ（以下ＵＭと称す）の理論段数変化を判定基準とした。
【００８３】
理論段数Ｎは次の式により定義される半値幅法により算出した。
Ｎ＝５.５４（ｔｒ／Ｗ0.5h）2
ｔｒは電気泳動分析でえられるピークの保持時間、Ｗ0.5h）はピークの半値幅である。
【００８４】
洗浄条件は次のように設定した。図７との対応関係で示すと次のようになる。
（ａ）洗浄液分注：分注量は２.０μＬ。
ここでは洗浄液はリザーバ５３−４のみに分注し、他のリザーバ５３−１〜３は空の状態とする。ただし、リザーバ５３−１〜３にもそれぞれのリザーバから漏出しない量の洗浄液を分注してもよい。
（ｂ）洗浄液を流路に入れて静置する保持時間：３０秒。
この間に洗浄液が毛細管現象により流路に侵入する。
（ｃ）洗浄液除去。
【００８５】
工程（ａ）から（ｃ）を１サイクルとして、２０サイクルで１回の洗浄とする。実施例のマイクロチップ電気泳動装置では、洗浄回数は洗浄条件設定部７４に複数種類が設定されており、その設定されたもののうちのいずれかの洗浄回数を選択することができる。
【００８６】
図１２は試料溶液成分などの吸着により分析性能が劣化したマイクロチップの分析例である。ＵＭピーク（図中に▼マークで示された２つのピーク）のピーク幅は大きく、理論段数の平均値は約４７，０００であり、初期性能と比較して著しく低下している。また、そのマイクロチップを純水で繰返し洗浄しても理論段数の改善は認められなかった。
【００８７】
図１３は同マイクロチップを上記の洗浄液で５回（１００サイクル）洗浄した後に図１２と同条件で分析した結果を示す。ＵＭピークの幅は尖鋭化しており、理論段数の平均値が約１１３，０００と向上した。
【００８８】
表１と表２は分析性能が劣化した８個のマイクロチップに洗浄を実施した場合のＵＭ理論段数の変化を示す。
【００８９】
【表１】
【００９０】
【表２】
【００９１】
表１は洗浄繰り返し回数が１回（２０サイクル）の場合の、図１３に示された２つのＵＭピークのＵＭ理論段数の平均値の結果である。ＵＭ理論段数が著しく向上しているチップがある一方で、理論段数に大きな変化が認められない場合が存在する。
【００９２】
表２は分析性能が劣化したマイクロチップに対して洗浄条件を設定する機能を用いて洗浄縛り返し回数を５回（１００サイクル）とした場合の、図１３に示された２つのＵＭピークのＵＭ理論段数の平均値の結果である。洗浄繰り返し回数が増加することで洗浄の時間は増加するが、表１で示した場合と異なり、全てのマイクロチップに対してＵＭ理論段数の向上が認められる。
【符号の説明】
【００９３】
２ 分注部
４ シリンジポンプ
５，５−１〜５−４ マイクロチップ
８ 分注プローブ
１０ 洗浄液用の容器
１６ 分離バッファ液充填・排出部
２２−１〜２２−４ 吸引ノズル
２６（２６−１〜２６−４） 電気泳動用高圧電源部
３８ 制御部
７０ 泳動制御部
７２ 洗浄制御部
７４ 洗浄条件設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロチップ電気泳動方法及びそのマイクロチップ電気泳動方法を実行するためのマイクロチップ電気泳動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロチップ電気泳動では、分離用主流路の一端側に導入されたＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質などの試料をその流路の両端間に印加した電圧によりその流路の他端方向に電気泳動させることにより分離させて検出する。
マイクロチップ電気泳動において、電気泳動流路を有するマイクロチップを繰り返し使用して、分離媒体の充填、試料分注、電気泳動及び分離された試料成分の検出を自動で行なう装置が開発されている。
【０００３】
マイクロチップとして流路の端部に基板表面に開口したリザーバをもったものを使用し、マイクロチップ電気泳動装置に装着するときはリザーバが上面にくるようにマイクロチップを保持する。例えば分離媒体としても分離バッファ液を使用する場合、流路への分離媒体の充填は分離バッファ液充填・排出部により１つのリザーバに分離バッファ液を供給し、そのリザーバ上に空気供給口を押し付けて空気を供給することにより分離バッファ液を流路に押し込むことにより行なう。流路に分離バッファ液を充填した後、他のリザーバから溢れた分離バッファ液を吸引ノズルで吸引する。その後、試料供給用のリザーバに試料を分注し、全てのリザーバに分離バッファ液を分注した後、リザーバ間に泳動用の電圧を印加する。
【０００４】
分析の稼働率を上げるために、複数個のマイクロチップを固定して配置し、各マイクロチップを繰り返して使用する電気泳動分析装置も開発されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７６７８２５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロチップを繰り返し使用する場合、前の分析が終わると泳動媒体を交換することにより前の分析の試料や泳動媒体の影響は除去されるものと考えられていた。しかし、マイクロチップを繰り返し使用していると理論段数や検出時間といった分析性能や分析再現性が低下することがあった。
【０００７】
そこで本発明は、マイクロチップを繰り返し使用したときの分析性能や分析再現性の低下を抑えることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
マイクロチップを繰り返し使用すると、前の分析試料溶液に含まれていた成分や分離媒体に含まれていた成分がマイクロチップ流路表面に吸着し、それらの吸着成分が電気泳動装置の性能、特に理論段数や検出時間などの分析性能や分析再現性といった性能に影響を与える場合のあることがわかった。
【０００９】
本発明は、板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、前記リザーバが上側を向き前記流路が水平方向になるように配置し、各マイクロチップでの電気泳動分離による分析工程を繰り返すマイクロチップ電気泳動方法において、前記マイクロチップでの複数回の分析工程の開始前に、分析工程ごとに、又は複数回の分析工程の終了後に、以下の工程（１）から（３）を含む洗浄工程を実行することを特徴とするものである。
【００１０】
（１）前記流路及びリザーバが空の状態で１つのリザーバに一定量の洗浄液を供給する工程、
（２）その後、一定時間保持して前記流路内に洗浄液を毛細管現象により導入させる工程、及び
（３）その後、１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから洗浄液を吸引することにより前記流路及びリザーバの洗浄液を除去する工程。
【００１１】
洗浄工程において、流路内に洗浄液を導入させる方法として、１つのリザーバに洗浄液を供給した後、空気圧による加圧して洗浄液を流路内に導入させる方法が考えられるが、そのような方法を採用した場合には、他のリザーバから洗浄液が漏出し、その後の電気泳動における理論段数の低下や、マイクロチップ表面が洗浄液で濡れることによるリザーバ間の短絡による印加電圧異常などが発生することがある。特に有機溶剤や界面活性剤などを含有する表面張力の低い洗浄液を使用する場合、リザーバから洗浄液が漏出するリスクがより高くなる。しかし、本発明のように、洗浄工程での洗浄液の流路への導入を毛細管現象により行なった場合にはそのような不具合は生じない。
【００１２】
このマイクロチップ電気泳動方法を実現する本発明のマイクロチップ電気泳動装置は、板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、リザーバが上側を向き流路が水平方向になるように保持するチップ保持部と、洗浄液保持部と、前記マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、前記分注プローブを分注すべき液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、前記リザーバから液を吸引するための吸引ノズルと、リザーバ間に泳動用電圧を印加するための電気泳動用高圧電源部と、前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構、吸引ノズル及び電気泳動用高圧電源部の動作を少なくとも制御する制御部と、を少なくとも備えている。そして、前記制御部は、本発明のマイクロチップ電気泳動方法におけるバッファ液除去工程、バッファ液充填工程、試料分注工程及び泳動分離工程を実行する泳動制御部と、前記洗浄液保持部に保持された洗浄液を用いて同マイクロチップ電気泳動方法における洗浄工程を実行する洗浄制御部を備えている。
【００１３】
このような洗浄工程を設けることにより、マイクロチップの繰返し使用時の吸着物によるマイクロチップの性能劣化を抑えることができる。
【００１４】
洗浄工程を含む本発明のマイクロチップ電気泳動方法は、本発明のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に各工程の処理を行うプログラムを組み込むことにより自動的に実行される。
【００１５】
マイクロチップの繰返し使用による性能劣化についてさらに検討した結果、流路への吸着物による性能劣化は分析対象となる試料成分や分析条件などの影響を受けることも分かった。
【００１６】
そこで、好ましい形態は、洗浄工程の洗浄条件として、洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量のうちの少なくとも１つを変更できるようにした。
【００１７】
そのため、マイクロチップ電気泳動装置の制御部における洗浄制御部は、洗浄工程の洗浄条件として洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量が設定された洗浄条件設定部を備え、その洗浄条件設定部には洗浄条件のうちの少なくとも１つについては複数種類が設定されているようにする。そして、洗浄制御部は、その洗浄条件設定部に設定された洗浄条件に基づいて、かつ複数種類が設定された洗浄条件についてはその中から選択された洗浄条件に基づいて、洗浄工程を実行するように構成されている。
【００１８】
洗浄条件の選択によって、分析した試料溶液の種類に応じて適切な洗浄動作を実現することが可能になる。また、試料溶液の種類やマイクロチップ性能低下の度合いに応じた適切な洗浄条件を実施することによって、性能劣化の程度が軽微な場合は短時間で完了するように洗浄を実施するなど、マイクロチップの洗浄作業の効率を飛躍的に向上することができる。
【００１９】
好ましい形態では、洗浄工程で１つのリザーバに洗浄液を供給する際、他のリザーバを空にしておくか、又は液が入っていてもリザーバから漏出しない量にしておく。リザーバから漏出しない量は予め実験により求めることができる。
【００２０】
好ましい形態では、有機溶剤又は界面活性剤を含有した洗浄液を使用して洗浄工程を自動的に実行する。有機溶剤又は界面活性剤を含有した洗浄液は水よりも表面張力が低く、リザーバから洗浄液が漏出する恐れが高くなる。そのような表面張力の低い洗浄液を使用した場合には、仮に注入された洗浄液の液面がマイクロチップ表面より低いときであっても洗浄液がリザーバからマイクロチップ表面へ漏出する現象がみられる。洗浄液がリザーバからマイクロチップ表面へ漏出すると、その後の電気泳動における理論段数の低下や、マイクロチップ表面が洗浄液で濡れることによるリザーバ間の短絡による印加電圧異常などが発生する虞がある。
【００２１】
泳動媒体としては電気泳動を実行でき、流路に充填されたものを排出して新たなものと交換できるものであれば、溶液であってもゲルであっても特に限定はされないが、泳動電圧を印加する際にリザーバに注入される泳動バッファ液を使用するようにすれば、泳動媒体と泳動バッファ液を同じ機構で分注できるようになり、装置を簡略化でき、装置コストを低下することができる。
【００２２】
チップ保持部が複数個のマイクロチップを固定して配置するものとし、制御部が各マイクロチップについて本発明のマイクロチップ電気泳動方法を実行するように構成されているようにすれば、電気泳動の稼働率が向上する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、１つの試料の分析終了後に泳動媒体を入れ替える際、前の分析に使用した泳動媒体を除去した後、新たな泳動媒体を充填する前に、流路を洗浄液で洗浄するようにし、かつ、その洗浄の際、洗浄液を毛細管現象により流路内に導入させるようにしたので、マイクロチップを繰り返し使用するマイクロチップ電気泳動方法において分析性能を高い状態で維持することが可能となり、マイクロチップの繰返し利用可能回数を増加させることができる。そして、マイクロチップの繰返し利用可能回数の増加によって分析コストの低減及び廃棄物量の削減とともに、チップ交換頻度の減少による作業効率の改善を達成することができる。
【００２４】
本発明のマイクロチップ電気泳動装置はこのマイクロチップ電気泳動方法を実施するように構成されている。
【００２５】
また、マイクロチップ上に洗浄液保持部を設けた場合には十分な容量のものとすることが困難であるため、流路内の洗浄に十分な洗浄液量を保持することができないが、本発明のマイクロチップ電気泳動装置は洗浄液保持部を備えているので、十分な洗浄液量を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施例のマイクロチップ電気泳動装置における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
【図２】同実施例の制御部を示すブロック図である。
【図３】同実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す斜視図である。
【図４】マイクロチップの一例を示す図であり、（Ａ）と（Ｂ）はマイクロチップを構成する透明板状部材を示す平面図、（Ｃ）はマイクロチップの正面図である。
【図５】同マイクロチップの具体的な一例を示す平面図である。
【図６】同マイクロチップ電気泳動装置において分離バッファ液を充填する際、及び洗浄液を排出する際の空気供給口とマイクロチップの接続状態を概略的に示す断面図である。
【図７】一実施例における洗浄工程を工程順に示す斜視図である。
【図８】一実施例における分析工程の開始部を工程順に示す斜視図である。
【図９】同実施例における分析工程のその後の部分を工程順に示す斜視図である。
【図１０】同実施例における分析工程のさらにその後の部分を工程順に示す斜視図である。
【図１１】同実施例における分析工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】分析性能が劣化したマイクロチップによる電気泳動分離結果を示す図である。
【図１３】実施例により洗浄を施した後のマイクロチップによる電気泳動分離結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１はマイクロチップ電気泳動装置の一実施例における制御部に関する部分を概略的に示すブロック図である。
【００２８】
分注部２は分注すべき液の吸入位置とマイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構を含んでいる。分注部２の分注プローブは、シリンジポンプ４により分離バッファ液又は試料を吸入し、マイクロチップの電気泳動流路のリザーバに注入するものであり、複数の電気泳動流路について共通に設けられている。分離バッファ液は分離媒体としても使用されるものであり、例えばｐＨ緩衝剤と水溶性高分子（セルロース系高分子など）の少なくとも一方を含むものである。
【００２９】
マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構として、分離バッファ液充填・排出部１６と吸引ポンプ部２３が設けられている。分離バッファ液充填・排出部１６は電気泳動流路の１つのリザーバに一定量の分離バッファ液を注入し、その注入された分離バッファ液をそのリザーバから空気圧により電気泳動流路に充填する。吸引ポンプ部２３は他のリザーバに溢れ出た不用な分離バッファ液を排出する。分離バッファ液充填・排出部１６と吸引ポンプ部２３も、処理しようとする複数の電気泳動流路について共通に設けられている。
【００３０】
電気泳動用高圧電源部２６は電気泳動流路のそれぞれに独立して泳動用電圧を印加するように、リザーバ間に泳動用電圧を印加する。
【００３１】
蛍光測定部３１は電気泳動流路で分離された試料成分を検出する検出部の一例である。
【００３２】
制御部３８は、１つの電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入が終了すると次の電気泳動流路への分離バッファ液充填及び試料注入に移行するように分注部２の動作を制御し、試料注入が終了した電気泳動流路で泳動電圧を印加して電気泳動を起こさせるように電気泳動用高圧電源部２６の動作を制御し、蛍光測定部３１による検出動作を制御するものである。さらに、マイクロチップは固定された状態で配置されており、制御部３８はマイクロチップを繰り返して使用するために、前の試料の分析が終了した電気泳動流路への分離バッファ液充填の前にその電気泳動流路の洗浄動作も制御する。
【００３３】
制御部３８は図２に示されるように、泳動制御部７０と洗浄制御部７２を備えている。
【００３４】
泳動制御部７０は、空の流路に泳動媒体を充填するバッファ液充填工程、試料供給用リザーバに試料を分注する試料分注工程、リザーバ間に泳動電圧を印加することにより分離流路で試料の電気泳動分離を行う泳動分離工程、及び１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから泳動媒体及び泳動バッファ液を吸引することにより流路及びリザーバの泳動媒体及び泳動バッファ液を除去するバッファ液除去工程を自動的に繰り返す。
【００３５】
洗浄制御部７２は後述の洗浄液保持部に保持された洗浄液を用いて、（１）流路及びリザーバが空の状態で１つのリザーバに一定量の洗浄液を供給する工程、（２）その後、一定時間保持して流路内に洗浄液を毛細管現象により導入させる工程、及び（３）その後、１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから洗浄液を吸引することにより流路及びリザーバの洗浄液を除去する工程を含む洗浄工程を自動的に実行する。
【００３６】
洗浄制御部７２は洗浄条件設定部７４を備えている。洗浄条件設定部７４には洗浄工程の洗浄条件として洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量が設定されている。好ましい例として、洗浄条件設定部７４には洗浄条件のうちの少なくとも１つについては複数種類が設定されている。そして、洗浄制御部７２は、洗浄条件設定部７４に設定された洗浄条件に基づいて、かつ複数種類が設定された洗浄条件についてはその中から選択された洗浄条件に基づいて、洗浄工程を実行するように構成されている。
【００３７】
パーソナルコンピュータ４０はこのマイクロチップ電気泳動装置の動作を指示したり、蛍光測定部３１が得たデータを取り込んで処理したりするための外部制御装置である。
【００３８】
図３に一実施例のマイクロチップ電気泳動装置の要部を概略的に示す。マイクロチップ５−１〜５−４は保持部７に４個が保持されており、それぞれが繰り返して使用される。マイクロチップ５−１〜５−４は後で詳しく説明するように、それぞれ１試料を処理するための１つの電気泳動流路が形成されたものである。マイクロチップ５−１〜５−４は、分析操作中は保持部７に固定されている。
【００３９】
それらのマイクロチップ５−１〜５−４に分離バッファ液と試料を分注するために、分注部２は、吸引と吐出を行なうシリンジポンプ４と、分注ノズルを備えた分注プローブ８と、洗浄液保持部としての洗浄液用の容器１０とを備えており、分注プローブ８と洗浄液用の容器１０は三方電磁弁６を介してシリンジポンプ４に接続されている。分離バッファ液と試料はマイクロタイタプレート１２上のウエルにそれぞれ収容されて、分注部２によりマイクロチップ５−１〜５−４に分注される。なお、分離バッファ液は専用の容器に収容してマイクロタイタプレート１２の近くに配置してもよい。１４は分注プローブ８を洗浄するための洗浄部であり、洗浄液が溢れている。
【００４０】
分注部２は、三方電磁弁６を分注プローブ８とシリンジポンプ４が接続される方向に接続して分離バッファ液又は試料を分注プローブ８に吸引し、分注プローブ８をマイクロチップ５−１〜５−４上へ移動させてシリンジポンプ４によりマイクロチップ５−１〜５−４のいずれかの電気泳動流路のリザーバに吐出する。分注プローブ８を洗浄する際は三方電磁弁６をシリンジポンプ４と洗浄液用の容器１０を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ４に洗浄液を吸引した後、分注プローブ８を洗浄部１４の洗浄液に浸し、三方電磁弁６をシリンジポンプ４と分注プローブ８を接続する側に切り替えて分注プローブ８の内部から洗浄液を吐出することにより洗浄を行なう。
【００４１】
マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路を洗浄するときは、三方電磁弁６をシリンジポンプ４と洗浄液用の容器１０を接続する方向に切り替え、シリンジポンプ４に洗浄液を吸引した後、分注プローブ８をマイクロチップ５−１〜５−４のリザーバへ移動させ、所定量の洗浄液をそのリザーバへ分注する。リザーバに分注された洗浄液は毛細管現象により電気泳動流路に入っていく。
【００４２】
マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路の一端のリザーバに分注された分離バッファ液を流路内に充填するために、４つのマイクロチップ５−１〜５−４について分離バッファ液充填・排出部１６が共通に備えられている。分離バッファ液充填・排出部１６は、電気泳動流路に洗浄液が入った状態で所定時間保持した後にその洗浄液を排出する際にも使用される。電気泳動流路に分離バッファ液を充填するときは、分離バッファ液充填・排出部１６はマイクロチップ５−１〜５−４上へ移動し、マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路のリザーバ（分離バッファ液が分注されたリザーバ）上に空気供給口１８を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル２２を挿入し、空気供給口１８から空気を吹き込んで分離バッファ液を電気泳動流路に押し込むとともに、他のリザーバから溢れた分離バッファ液をノズル２２から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。電気泳動流路の洗浄液を排出するときも同様であり、マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路の一端のリザーバ上に空気供給口１８を気密を保って押し付け、他のリザーバに吸引ノズル２２を挿入し、空気供給口１８から空気を吹き込んで電気泳動流路の洗浄液を押し出すとともに、他のリザーバに出てきた洗浄液をノズル２２から吸引ポンプにより吸引して外部へ排出する。
【００４３】
各マイクロチップ５−１〜５−４の電気泳動流路に独立して泳動用の電圧を印加するために、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに独立した電気泳動用高圧電源２６（２６−１〜２６−４）が設けられている。
【００４４】
マイクロチップ５−１〜５−４の分離流路５５で電気泳動分離された試料成分を検出するための蛍光測定部３１は、マイクロチップ５−１〜５−４ごとに設けられてそれぞれの電気泳動流路の一部に励起光を照射するＬＥＤ（発光ダイオード）３０−１〜３０−４と、電気泳動流路を移動する試料成分がＬＥＤ３０−１〜３０−４からの励起光により励起されて発生した蛍光を受光する光ファイバ３２−１〜３２−４と、それらの光ファイバ３２−１〜３２−４からの蛍光から励起光成分を除去し、蛍光成分のみを透過させるフィルタ３４−１，３４−２を介して蛍光を受光する光電子増倍管３６とを備えている。ここではフィルタ３４−１と３４−２で異なる蛍光を透過させるものを使用しているので、マイクロチップ５１−１，５１−２と５１−３，５１−４で互いに異なる蛍光を検出することができる。しかし、４つのマイクロチップ５１−１〜４で同じ蛍光を検出する場合には、１つのフィルタを共通に使用することができる。ＬＥＤ３０−１〜３０−４を互いに時間をずらして発光させることにより、１つの光電子増倍管３６で４つのマイクロチップ５−１〜５−４からの蛍光を識別して検出することができる。なお、励起光の光源としては、ＬＥＤに限らずＬＤ（レーザダイオード）を用いてもよい。
【００４５】
図４と図５はこの実施例におけるマイクロチップの一例を示したものである。本発明におけるマイクロチップは基板内に電気泳動流路が形成されたこのような電気泳動用の媒体を指しており、必ずしもサイズの小さいものに限定される意味ではない。
【００４６】
図４に示されるように、このマイクロチップ５は一対の透明基板（石英ガラスその他のガラス基板や樹脂基板）５１，５２からなる。一方の基板５２の表面には（Ｂ）に示されるように、互いに交差する泳動用キャピラリ溝５４，５５が形成され、他方の基板５１には（Ａ）に示されるように、その溝５４，５５の端に対応する位置にリザーバ５３が貫通穴として設けられている。両基板５１，５２は（Ｃ）に示されるように重ねられて接合されている。キャピラリ溝５４，５５は、試料の電気泳動分離用の分離流路５５と、その分離流路に試料を導入するための試料導入流路５４となっている。
【００４７】
マイクロチップ５は基本的には図４に示したものであるが、取扱いを容易にするために、図５に示されるように、電圧を印加するための電極端子を予めチップ上に形成したものを使用する。図５はそのマイクロチップ５の平面図を示したものである。４つのリザーバ５３は流路５４，５５に電圧を印加するためのポートでもある。ポート＃１と＃２は試料導入流路５４の両端に位置するポートであり、ポート＃３と＃４は分離流路５５の両端に位置するポートである。各ポートに電圧を印加するために、このチップ５の表面に形成された電極パターン６１〜６４がそれぞれのポートからマイクロチップ５の側端部に延びて形成されており、電気泳動用高圧電源部２６−１〜２６−４に接続されるようになっている。
【００４８】
図６はバッファ充填・排出部１６における空気供給口１８とマイクロチップ５の接続状態を概略的に示したものである。空気供給口１８の先端にはＯリング２０が設けられており、空気供給口１８をマイクロチップ５の１つのリザーバ上に押し当てることにより、マイクロチップ５の電気泳動流路に対し、空気供給口１８を機密を保って取り付け、空気供給口１８から空気を加圧して流路内に送り出すことができる。他のリザーバにはノズル２２が挿入され、流路から溢れ出した不用な分離バッファ液又は洗浄液を吸入して排出する。
【００４９】
このマイクロチップ電気泳動装置においてマイクロチップは移動せずに保持部７に固定された状態で繰り返し使用される。
【００５０】
マイクロチップ処理の処理は制御部３８が保持しているブログラムにより自動的に実行される。そのプログラムは、洗浄工程と、電気泳動分離による分析工程を含んでいる。分析工程は各マイクロチップについて繰り返し行われる。洗浄工程は各マイクロチップについて複数回の一連の分析工程の前に、分析工程１回ごとに、又は複数回の一連の分析工程の終了後に実行される。
【００５１】
洗浄工程を図７（ａ）から（ｃ）に示す。
（ａ）洗浄は流路及びリザーバが空の状態のマイクロチップについて行われる。分注プローブ８がリザーバ５３−４へ移動させられ、洗浄液が分注される。洗浄液としては種々のものを使用することができるが、例えばエタノールを約７０ｖｏｌ％含有した水溶液である。洗浄液の分注量は洗浄条件として設定されたものであり、好ましくは洗浄条件設定部７４に設定された複数の設定値から選択された分注量の洗浄液が分注される。
【００５２】
マイクロチップ電気泳動装置において自動洗浄を実現しようとする場合、洗浄液として水を使用したときは、クロスインジェクタ型マイクロチップなど、特に分岐流路が２つ以上存在する場合には、分岐部を均等に洗浄することが困難であるが、上記のようなエタノールを含有した水溶液からなる洗浄液のように有機溶剤を含有した洗浄液や界面活性剤を含有した洗浄液を使用すれば分岐流路の洗浄も可能になる。自動洗浄機構を搭載したマイクロチップ電気泳動装置では一般に洗浄液としては水が使用されており、自動洗浄機構を搭載したマイクロチップ電気泳動装置で上記のような有機溶剤を含有した洗浄液や界面活性剤を含有した洗浄液を使用したものは実現されていないが、本発明はそのような、水以外の洗浄液を使用した自動洗浄機構を搭載したマイクロチップ電気泳動装置も含む。
【００５３】
（ｂ）リザーバ５３−４に洗浄液が分注された状態で静置されて所定時間保持される。この状態で、リザーバ５３−４に分注された洗浄液は毛細管現象により流路に入っていく。この工程の保持時間も洗浄条件として設定されたものであり、好ましくは洗浄条件設定部７４に設定された複数の設定値から選択された保持時間だけ静置される。
【００５４】
（ｃ）所定の保持時間の経過後、リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、空気がリザーバ５３−４から流路に供給される。他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に押し出された洗浄液が吸引されて除去される。
【００５５】
工程（ａ）から（ｃ）で１サイクルの洗浄工程となる。洗浄サイクル（ａ）〜（ｃ）は所定回数だけ繰り返される。この繰返し回数も洗浄条件として設定されたものであり、好ましくは洗浄条件設定部７４に設定された複数の設定値から選択された繰返し回数だけ繰り返えされる。
【００５６】
電気泳動分離による分析工程を図８から図１０の工程図と図１１のフローチャートを参照して説明する。図１１のフローチャート中での符号（Ａ〜Ｕ）は図８〜図１０での工程の符号を意味する。ここで行なわれる処理は、１回目の分析工程のためのマイクロチップ又は前回の分析で使用されたマイクロチップから分離媒体が排出された状態のマイクロチップを使用し、流路に分離媒体として分離バッファ液を充填し、各リザーバにも分離バッファ液を充填した状態で流路に電流が正常に流れるか否かの泳動テストを行ない、その後試料を分注して電気泳動による分析を実行し、分析終了後、泳動媒体を排出し、その後、分注プローブと吸引ノズルを洗浄する一連の工程である。この一例の工程は複数回繰り返して実行される。
【００５７】
（Ａ）は１つのマイクロチップ５を示している。マイクロチップ５は図４及び図５に示されたものであり、分離流路５５と試料導入流路５４が交差するように設けられ、各流路５４，５５の端部にリザーバ５３が形成されたものである。図５の１番から４番までのリザーバをここでは符号５３−１〜５３−４で示す。
【００５８】
このマイクロチップ５は、１回目の分析工程のためのマイクロチップ又は前回の分析で使用されたマイクロチップから分離媒体が排出された状態のマイクロチップである。
【００５９】
分注プローブ８がリザーバ５３−４へ移動させられ、分注プローブ８から分離バッファ液が分注される。
【００６０】
（Ｂ）リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入される。空気が空気供給口１８からリザーバ５３−４を経て流路に供給され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に溢れ出した分離バッファ液が吸引ノズル２２−１〜２２−３により吸引されて除去される。
【００６１】
（Ｃ）リザーバ５３−４に吸引ノズル２２−４が挿入され、そのリザーバ５３−４の分離バッファ液が吸引されて除去される。これにより流路内にのみ分離バッファ液が残る状態となる。
【００６２】
（Ｄ）〜（Ｇ）リザーバ５３−１〜５３−４に分注プローブ８により分離バッファ液が順次分注される。
【００６３】
（Ｈ）それぞれのリザーバに電極が挿入され、泳動テストが行なわれる。ここでは電極間の電流値を検出することにより流路にゴミや気泡が混入していないかどうかを確認する。ここで流路に印加される電圧は、試料を分離するための泳動電圧と同じであってもよいが、それよりも低電圧としてもよい。
【００６４】
分離バッファ液を分注した分注プローブ８はリンスポート１００に挿入され、分注プローブ８内の分離バッファ液が全量吐出されるとともに分注プローブ８の内外が洗浄される。
【００６５】
この泳動テスト工程で流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されたときは、試料を注入して分析を行なうために次の工程（Ｉ）へ進むが、流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、流路への分離バッファ液の充填をし直すために工程（Ａ）に戻る。
【００６６】
流路への分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数（ｎ）は予め設定しており、その回数だけ分離バッファ液の充填し直しを行なっても流路への分離バッファの充填が正常に行なわれたと判定されなかったときは、そのマイクロチップを保持部７から取り外し、別のマイクロチップに交換した後、工程（Ａ）から始める。分離バッファ液の充填のし直しを許容する回数ｎは特に限定されるものではないが、例えば２又は３が適当である。
【００６７】
（Ｉ）試料供給用リザーバ５３−１にのみ吸引ノズル２２−１が挿入され、そのリザーバ５３−１の分離バッファ液が吸引されて除去される。
【００６８】
（Ｊ）分注ノズル８により試料供給用リザーバ５３−１に洗浄液が供給される。
【００６９】
（Ｋ）試料供給用リザーバ５３−１に吸引ノズル２２−１が挿入され、洗浄液が吸引されて除去される。
【００７０】
この（Ｊ），（Ｋ）の工程は試料供給用リザーバ５３−１内に残存する分離バッファ液を除去するための洗浄工程である。この洗浄動作は必要に応じて複数回繰返し行なわれるようにしてもよい。
【００７１】
（Ｌ）試料供給用リザーバ５３−１に分注プローブ８から試料が注入される。必須ではないが、試料注入に続いて試料供給用リザーバ５３−１に分注プローブ８から内部標準物質が分注されることがある。
【００７２】
（Ｍ）それぞれのリザーバ５３−１〜５３−４に電極が挿入されて試料導入用の電圧が印加され、試料が流路５４と５５の交差位置へ導かれる。
【００７３】
（Ｎ）印加電圧が泳動分離用の電圧に切り換えられ、試料が分離流路５５でリザーバ５３−４の方向に電気泳動されて分離され、検出装置（図示略）により検出されていく。
【００７４】
（Ｏ）分析終了後、リザーバ５３−４上に空気供給口１８が気密を保って押しつけられ、他のリザーバ５３−１〜５３−３にはそれぞれ吸引ノズル２２−１〜２２−３が挿入される。空気供給口１８からの空気がリザーバ５３−４から流路に供給され、流路からそれぞれのリザーバ５３−１〜５３−３に押し出された分離バッファ液が吸引されて除去される。
【００７５】
（Ｐ）その後、各吸引ノズル２２−１〜２２−４がリンスプール１０２に挿入されて洗浄液が吸引され、ノズル内外が洗浄されるとともに、プローブ８がリンスポート１００に挿入されて内外が洗浄される。
【００７６】
これで１つのマイクロチップにおける１つの試料の電気泳動分析サイクルが終了したことになる。そのマイクロチップについて新たな試料の電気泳動分析が繰り返されるときは、工程（Ａ）に戻って操作が繰り返される。
【００７７】
第１の実施例は、図７に示されたマイクロチップ洗浄工程が、上記の工程（Ａ）から（Ｐ）の一連の電気泳動分析サイクルの前に実行されるものである。
【００７８】
第３の実施例は、図７に示されたマイクロチップ洗浄工程が、上記の工程（Ａ）から（Ｐ）の一連の電気泳動分析サイクルの後で実行されるものである。
【００７９】
第３の実施例は、図７に示されたマイクロチップ洗浄工程が、上記の工程（Ａ）から（Ｐ）の一連の電気泳動分析サイクルごとに、その工程（Ａ）の前に実行されるものである。
【００８０】
洗浄工程を設けたことによるマイクロチップ電気泳動の分析性能の評価をマイクロチップ電気泳動装置（島津製作所 ＭＣＥ−２０２ＭｕｌｔｉＮＡ）を使用して行なった。このマイクロチップ電気泳動装置は実施例に示したものを実現したものである。
【００８１】
分析性能の評価条件として、分離バッファ液はＤＮＡ−１０００キット（株式会社島津製作所の製品）、試料溶液はφ×174-HaeIII marker（Promega社の製品）をＴＥ緩衝液（トリス（Tris）とエチレンジアミン四酢酸（EDTA）からなる緩衝液）（ナカライテスク社製）にて１００倍希釈したものを使用した。また、洗浄液はチップクリーニングキットＲＡ（株式会社島津製作所の製品）をポリプロピレン製容器に分注し、試薬ホルダ部の所定の位置に設置した。この洗浄液はエタノールを約７０ｖｏｌ％含有しており、純水と比較して表面張力が低い。
【００８２】
効果検証手法として、マイクロチップを所定の手順にて洗浄した前後での内部標準物質である高分子マーカ（以下ＵＭと称す）の理論段数変化を判定基準とした。
【００８３】
理論段数Ｎは次の式により定義される半値幅法により算出した。
Ｎ＝５.５４（ｔｒ／Ｗ0.5h）2
ｔｒは電気泳動分析でえられるピークの保持時間、Ｗ0.5h）はピークの半値幅である。
【００８４】
洗浄条件は次のように設定した。図７との対応関係で示すと次のようになる。
（ａ）洗浄液分注：分注量は２.０μＬ。
ここでは洗浄液はリザーバ５３−４のみに分注し、他のリザーバ５３−１〜３は空の状態とする。ただし、リザーバ５３−１〜３にもそれぞれのリザーバから漏出しない量の洗浄液を分注してもよい。
（ｂ）洗浄液を流路に入れて静置する保持時間：３０秒。
この間に洗浄液が毛細管現象により流路に侵入する。
（ｃ）洗浄液除去。
【００８５】
工程（ａ）から（ｃ）を１サイクルとして、２０サイクルで１回の洗浄とする。実施例のマイクロチップ電気泳動装置では、洗浄回数は洗浄条件設定部７４に複数種類が設定されており、その設定されたもののうちのいずれかの洗浄回数を選択することができる。
【００８６】
図１２は試料溶液成分などの吸着により分析性能が劣化したマイクロチップの分析例である。ＵＭピーク（図中に▼マークで示された２つのピーク）のピーク幅は大きく、理論段数の平均値は約４７，０００であり、初期性能と比較して著しく低下している。また、そのマイクロチップを純水で繰返し洗浄しても理論段数の改善は認められなかった。
【００８７】
図１３は同マイクロチップを上記の洗浄液で５回（１００サイクル）洗浄した後に図１２と同条件で分析した結果を示す。ＵＭピークの幅は尖鋭化しており、理論段数の平均値が約１１３，０００と向上した。
【００８８】
表１と表２は分析性能が劣化した８個のマイクロチップに洗浄を実施した場合のＵＭ理論段数の変化を示す。
【００８９】
【表１】
【００９０】
【表２】
【００９１】
表１は洗浄繰り返し回数が１回（２０サイクル）の場合の、図１３に示された２つのＵＭピークのＵＭ理論段数の平均値の結果である。ＵＭ理論段数が著しく向上しているチップがある一方で、理論段数に大きな変化が認められない場合が存在する。
【００９２】
表２は分析性能が劣化したマイクロチップに対して洗浄条件を設定する機能を用いて洗浄縛り返し回数を５回（１００サイクル）とした場合の、図１３に示された２つのＵＭピークのＵＭ理論段数の平均値の結果である。洗浄繰り返し回数が増加することで洗浄の時間は増加するが、表１で示した場合と異なり、全てのマイクロチップに対してＵＭ理論段数の向上が認められる。
【符号の説明】
【００９３】
２ 分注部
４ シリンジポンプ
５，５−１〜５−４ マイクロチップ
８ 分注プローブ
１０ 洗浄液用の容器
１６ 分離バッファ液充填・排出部
２２−１〜２２−４ 吸引ノズル
２６（２６−１〜２６−４） 電気泳動用高圧電源部
３８ 制御部
７０ 泳動制御部
７２ 洗浄制御部
７４ 洗浄条件設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、前記リザーバが上側を向き前記流路が水平方向になるように配置し、各マイクロチップでの電気泳動分離による分析工程を繰り返すマイクロチップ電気泳動方法において、
前記マイクロチップでの複数回の分析工程の開始前に、分析工程ごとに、又は複数回の分析工程の終了後に、以下の工程（１）から（３）を含む洗浄工程を実行することを特徴とするマイクロチップ電気泳動方法。
（１）前記流路及びリザーバが空の状態で１つのリザーバに一定量の洗浄液を供給する工程、
（２）その後、一定時間保持して前記流路内に洗浄液を毛細管現象により導入させる工程、及び
（３）その後、１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから洗浄液を吸引することにより前記流路及びリザーバの洗浄液を除去する工程。
【請求項２】
前記洗浄工程の洗浄条件として、洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量のうちの少なくとも１つを変更できるようにした請求項１に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項３】
洗浄液として、有機溶剤又は界面活性剤を含有した洗浄液を使用して前記洗浄工程を自動的に実行する請求項１又は２に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項４】
前記洗浄工程で１つのリザーバに洗浄液を供給する際、他のリザーバを空にしておくか、又は液が入っていてもリザーバから漏出しない量にしておく請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項５】
泳動媒体として泳動バッファ液を使用する請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項６】
板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、前記リザーバが上側を向き前記流路が水平方向になるように保持するチップ保持部と、
洗浄液保持部と、
前記マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、
液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、
前記分注プローブを分注すべき液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、
前記リザーバから液を吸引するための吸引ノズルと、
前記リザーバ間に泳動用電圧を印加するための電気泳動用高圧電源部と、
前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構、吸引ノズル及び電気泳動用高圧電源部の動作を少なくとも制御する制御部と、を少なくとも備え、
前記制御部は、バッファ液充填工程、試料分注工程、泳動分離工程及びバッファ液除去工程を自動的に繰り返す泳動制御部と、前記洗浄液保持部に保持された洗浄液を用いて請求項１に記載の洗浄工程を自動的に実行する洗浄制御部を備えて、マイクロチップ電気泳動方法を実行するように構成されているマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項７】
前記洗浄制御部は、洗浄工程の洗浄条件として洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量が設定された洗浄条件設定部を備え、該洗浄条件設定部には洗浄条件のうちの少なくとも１つについては複数種類が設定されており、
前記洗浄制御部は、前記洗浄条件設定部に設定された洗浄条件に基づいて、かつ複数種類が設定された洗浄条件についてはその中から選択された洗浄条件に基づいて、前記洗浄工程を実行するように構成されている請求項６に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項８】
前記チップ保持部は複数個のマイクロチップを固定して配置するものであり、
前記制御部は各マイクロチップについて前記マイクロチップ電気泳動方法を実行するように構成されている請求項６又は７に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項１】
板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、前記リザーバが上側を向き前記流路が水平方向になるように配置し、各マイクロチップでの電気泳動分離による分析工程を繰り返すマイクロチップ電気泳動方法において、
前記マイクロチップでの複数回の分析工程の開始前に、分析工程ごとに、又は複数回の分析工程の終了後に、以下の工程（１）から（３）を含む洗浄工程を実行することを特徴とするマイクロチップ電気泳動方法。
（１）前記流路及びリザーバが空の状態で１つのリザーバに一定量の洗浄液を供給する工程、
（２）その後、一定時間保持して前記流路内に洗浄液を毛細管現象により導入させる工程、及び
（３）その後、１つのリザーバから加圧気体を供給し、他のリザーバから洗浄液を吸引することにより前記流路及びリザーバの洗浄液を除去する工程。
【請求項２】
前記洗浄工程の洗浄条件として、洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量のうちの少なくとも１つを変更できるようにした請求項１に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項３】
洗浄液として、有機溶剤又は界面活性剤を含有した洗浄液を使用して前記洗浄工程を自動的に実行する請求項１又は２に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項４】
前記洗浄工程で１つのリザーバに洗浄液を供給する際、他のリザーバを空にしておくか、又は液が入っていてもリザーバから漏出しない量にしておく請求項１から３のいずれか一項に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項５】
泳動媒体として泳動バッファ液を使用する請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロチップ電気泳動方法。
【請求項６】
板状部材の内部に分離流路を少なくとも含む微細管からなる流路を備え、前記流路の端部に板状部材の表面に開口したリザーバを備えているマイクロチップを、前記リザーバが上側を向き前記流路が水平方向になるように保持するチップ保持部と、
洗浄液保持部と、
前記マイクロチップの流路に分離バッファ液を充填するバッファ液充填機構と、
液を吸入し前記マイクロチップの所定のリザーバに注入するための分注プローブと、
前記分注プローブを分注すべき液の吸入位置と前記マイクロチップ上の分注位置との間で移動させるプローブ移動機構と、
前記リザーバから液を吸引するための吸引ノズルと、
前記リザーバ間に泳動用電圧を印加するための電気泳動用高圧電源部と、
前記バッファ液充填機構、分注プローブ、プローブ移動機構、吸引ノズル及び電気泳動用高圧電源部の動作を少なくとも制御する制御部と、を少なくとも備え、
前記制御部は、バッファ液充填工程、試料分注工程、泳動分離工程及びバッファ液除去工程を自動的に繰り返す泳動制御部と、前記洗浄液保持部に保持された洗浄液を用いて請求項１に記載の洗浄工程を自動的に実行する洗浄制御部を備えて、マイクロチップ電気泳動方法を実行するように構成されているマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項７】
前記洗浄制御部は、洗浄工程の洗浄条件として洗浄繰返し回数、流路での洗浄液保持時間、及び洗浄液供給量が設定された洗浄条件設定部を備え、該洗浄条件設定部には洗浄条件のうちの少なくとも１つについては複数種類が設定されており、
前記洗浄制御部は、前記洗浄条件設定部に設定された洗浄条件に基づいて、かつ複数種類が設定された洗浄条件についてはその中から選択された洗浄条件に基づいて、前記洗浄工程を実行するように構成されている請求項６に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項８】
前記チップ保持部は複数個のマイクロチップを固定して配置するものであり、
前記制御部は各マイクロチップについて前記マイクロチップ電気泳動方法を実行するように構成されている請求項６又は７に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２５１８２１（Ｐ２０１２−２５１８２１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２３４１８（Ｐ２０１１−１２３４１８）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
[ Back to top ]