マイクロチップ電気泳動装置
【課題】マイクロチップ上の検出位置の割り出しを迅速にかつ容易に行なうことができるようにする。
【解決手段】移動ステージ２の上面のマイクロチップ設置部１８のＸ方向における側方に、マイクロチップ付勢機構１２とＸ方向位置規定部１４がマイクロチップ設置部１８を挟んで互いに対向して設けられている。マイクロチップ付勢機構１２は、弾性部材によってＸ方向へ伸縮する押圧部材１２ａを備えている。押圧部材１２ａはマイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３をＸ方向位置規定部１４側へ押し付けるようになっている。Ｘ方向位置規定部１４はマイクロチップ４の基準側面４ｆを当接させるＸ方向基準面を備えている。
【解決手段】移動ステージ２の上面のマイクロチップ設置部１８のＸ方向における側方に、マイクロチップ付勢機構１２とＸ方向位置規定部１４がマイクロチップ設置部１８を挟んで互いに対向して設けられている。マイクロチップ付勢機構１２は、弾性部材によってＸ方向へ伸縮する押圧部材１２ａを備えている。押圧部材１２ａはマイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３をＸ方向位置規定部１４側へ押し付けるようになっている。Ｘ方向位置規定部１４はマイクロチップ４の基準側面４ｆを当接させるＸ方向基準面を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップを用いて電気泳動分析を行なう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】
従来、オンキャピラリ検出（又はオンカラム検出とも呼ばれる）と言われる検出方法は、試料成分を分離させるカラム中で試料成分を検出する方法である。液体クロマトグラフィーなど、分離カラムと検出カラムが離れている方法では、分離カラム、検出セル間で試料バンドの拡散が生じるが、オンキャピラリ検出は分離カラム中で試料成分を検出するので、試料バンドの拡散を防ぐのに有効である。
【０００３】
オンキャピラリ検出の一例として、マイクロマシニング技術により透明マイクロチップに溝を形成し、その溝を透明部材で覆うことにより分離流路を形成した部材を用いる検出方法がある。マイクロチップ電気泳動はその代表的な例である。マイクロチップ電気泳動で用いる電気泳動部材（マイクロチップという）では、平面基板に自由に流路をデザインでき、検出窓を形成する必要もないという利点がある。
【０００４】
ところで、マイクロチップを頻繁に交換して使用するような場合に、マイクロチップを設置する位置が所定の位置から僅かでもずれると、光学的検出手段によるマイクロチップ上の検出位置がずれてしまい、分析結果の再現性が悪化するという問題がある。しかし、マイクロチップを常にまったく同じ位置で配置することは容易ではない。
【０００５】
そこで、光学的検出機構によって検出するためのマイクロチップ上の位置（検出位置）をマイクロチップを交換した後に容易に割り出すために、マイクロチップの平面内に位置割り出し用の溝又はピンホールを形成しておき、マイクロチップを設置した移動ステージを水平面内で移動させながら光検出手段を用いてその溝又はピンホールを検出し、その位置を基準としてマイクロチップ上の検出位置を割り出す方法が提案されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６５７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した検出位置の割り出し方法は、マイクロチップを水平面内方向において分離流路に垂直な方向と分離流路に平行な方向の２方向に順に移動させて光検出手段による走査を実行する必要があった。そのため、マイクロチップを設置した移動ステージをそれらの２方向へ独立して移動させる機構も必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、マイクロチップ上の検出位置の割り出しを迅速にかつ容易に行なうことができるようにす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】
【０００９】
本発明に係るマイクロチップ電気泳動装置では、内部に分離流路が形成された矩形の板状部材からなるマイクロチップを含み、該マイクロチップの一表面（以下、上面）に分離流路の両端に達する穴を有し、板状部材の一側面を基準側面として分離流路がその基準側面に対し垂直に形成されているマイクロチップデバイスを用いる。マイクロチップデバイスを設置するためのマイクロチップ設置部は、マイクロチップデバイスを分離流路が水平面内の一方向であるＸ方向に平行に配置された状態で設置するようになっている。マイクロチップ設置部は水平面内のＸ方向に垂直なＹ方向に移動可能な移動ステージの上面に設けられている。
【００１０】
Ｘ方向位置規定部、マイクロチップ付勢機構、光学的検出手段及び検出位置割り出し手段も備えている。Ｘ方向位置規定部は移動ステージ上面のマイクロチップ設置部のＸ方向側の側方に配置され、マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスの基準側面に当接するＸ方向基準面を有し、そのＸ方向基準面にマイクロチップの基準側面を当接させることにより測定時におけるマイクロチップのＸ方向における検出位置を規定する。マイクロチップ付勢機構は移動ステージ上面のマイクロチップ設置部を挟んでＸ方向位置規定部とは反対側の位置に配置され、マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスをＸ方向位置規定部側へ押し付ける。光学的検出手段はマイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスに対して光学的検出を行なう。検出位置割り出し手段は移動ステージをＹ方向へ移動させたときの光学的検出手段で得られる検出信号に基づいて分離流路の位置を検出することにより、マイクロチップデバイスのＹ方向における検出位置を割り出す。
【００１１】
上記マイクロチップデバイスは一表面とは反対側の表面の分離流路に平行な一対の縁にその表面から垂直に突出したガイド部を備え、マイクロチップ設置部は、設置されたマイクロチップデバイスのガイド部と係合するようにＸ方向に配置されたガイド係合部を備え、ガイド部がガイド係合部と係合することによりマイクロチップデバイスの水平面内における回転動作を規制する構造をとなっていることが好ましい。そうすれば、マイクロチップ付勢部がマイクロチップデバイスをＸ方向位置規定部側へ押し付けたときにマイクロチップが回転することを防止し、マイクロチップの基準側面をＸ方向基準面に確実に当接させることができる。
【００１２】
さらに、上記マイクロチップデバイスは、マイクロチップとマイクロチップがＸ方向基準面に直接的に接し得るように該マイクロチップを上面側から保持するフレームとで構成され、フレームの端部がマイクロチップの下面から突出してガイド部を構成するものであることが好ましい。そうすれば、マイクロチップ自体をガイド部を備えた複雑な構造体にする必要がなく、また、マイクロチップデバイスの交換において、使用後のマイクロチップデバイスのフレームを取り外し、新たなマイクロチップにそのフレームを装着して新たなマイクロチップデバイスとすることも可能となり、マイクロチップデバイスにかかるコストの低減を図ることができる。また、フレームはマイクロチップがＸ方向位置規定部のＸ方向基準面に直接的に接し得るように該マイクロチップを上面側から保持するようになっているため、マイクロチップ付勢機構によってマイクロチップデバイスがＸ方向位置規定部側へ押し付けられることによってマイクロチップがＸ方向基準面に直接密接する位置に配置される。
【００１３】
上記マイクロチップは一表面の穴の上部の位置に液を貯留するためのリザーバとなる中空の円筒部材を備えていてもよい。
この場合、円筒部材はマイクロチップの一表面に接着剤などによって固着されていてもよいし、マイクロチップに対して着脱可能となっていてもよい。円筒部材をマイクロチップに対して着脱可能にする場合には、円筒部材を例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）によって構成し、マイクロチップの一表面に押し付けて密着させるなどして、リザーバからの液漏れを防止する。
【００１４】
上記フレームはマイクロチップに対して着脱可能となっていることが好ましい。フレーム部分は液に接触しないため、マイクロチップの交換時にマイクロチップと円筒部材だけを備えたパーツと交換することができ、フレームの使い回しが可能となる。
【００１５】
マイクロチップ設置部の一例は、移動ステージ上面に設けられた凸状平面によって構成され、凸状平面はガイド部の内側に嵌め込まれる幅をもち、凸状平面のＸ方向に平行な側面がガイド係合部を構成しているものである。これにより、マイクロチップ設置部の構造を簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のマイクロチップ電気泳動装置では、マイクロチップ付勢機構によってマイクロチップデバイスがＸ方向位置規定部側へ押し付けられ、マイクロチップの基準側面がＸ方向基準面に当接することでマイクロチップのＸ方向における位置が規定される。したがって、移動ステージをＸ方向へ移動させて光学的検出機構に対する相対的なマイクロチップデバイスの位置を微調整する必要がなくなり、移動ステージをＸ方向で移動させる機構も不要となる。そして、マイクロチップデバイスの検出位置に割り出し動作をＹ方向についてのみ行なうだけでよいため、検出位置の割り出し動作に要する時間が短縮され、分析のスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】マイクロチップ電気泳動装置の一実施例のマイクロチップ設置部周辺の構造を示す斜視図である。
【図２】同実施例においてマイクロチップデバイスを分解した状態で示す斜視図である。
【図３】同実施例の全体的な構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】同実施例の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
マイクロチップ電気泳動装置の一実施例について図１及び図２を用いて説明する。
このマイクロチップ電気泳動装置に設置されるマイクロチップデバイス３は、内部にその長手方向に沿う方向へ延びた分離流路４ａを備えた板状部材からなるマイクロチップ４にフレーム６が装着されて構成される。マイクロチップ４の一表面には分離流路４ａの両端に通じる穴４ｂ及び４ｃが設けられている。マイクロチップ４の穴４ｂ及び４ｃが設けられている表面が上面であり、その反対側表面が下面である。マイクロチップ４の分離流路４ａに垂直な側面４ｆの一方を基準側面とする。また、図に示されているように、マイクロチップ４の上面を水平面としたときの分離流路４ａに平行な方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００１９】
マイクロチップ４は上面に設けられた穴４ｂに相当する位置に位置するリザーバ装着部材８を取り付けるためのリザーバ取り付け部４ｄを備え、穴４ｃに相当する位置に位置するリザーバ装着部材１０を取り付けるためのリザーバ取り付け部４ｅを備えている。リザーバ装着部材８，１０はそれぞれ板状部材の上面側へ突起した中空円筒形状の貫通孔からなるリザーバ８ａ，１０ａを備えたものである。マイクロチップ４のリザーバ取り付け部４ｄ，４ｅにリザーバ装着部材８，１０が接着により固着され、穴４ｂ上の位置にリザーバ８ａが、穴４ｃ上の位置にリザーバ１０ａがそれぞれ設けられる。
【００２０】
フレーム６は、リザーバ装着部材１０が固着されたマイクロチップ４に対して上面側から嵌め込むことによって装着するものであり、Ｘ方向及びＹ方向の長さ寸法がマイクロチップ４と同程度に形成されている。フレーム６の側壁６ｃの高さ寸法はマイクロチップ４の厚み寸法よりも大きくなっており、マイクロチップ４に装着されたときに側壁６ｃの下端部がマイクロチップ４の下面よりも下方へ突出する。これにより、マイクロチップデバイス３は下面の周縁部から下方へ突出したガイド部を有する。
【００２１】
フレーム６はマイクロチップ４の基準側面４ｆに対応する側面の下端中央部に切り込み６ｄが設けられている。この切り込み６ｄは後述するマイクロチップ設置部１８の高さよりも大きくマイクロチップ４の基準側面４ｆの一部を露出させる寸法で設けられている。
【００２２】
マイクロチップデバイス３を設置するためのマイクロチップ設置部１８は移動ステージ２の上面に凸平面として設けられている。マイクロチップ設置部１８のＸ方向及びＹ方向の寸法はそれぞれマイクロチップ４と同程度又はそれよりも少し小さい寸法で形成されており、マイクロチップ設置部１８の側面１８ａがマイクロチップデバイス３の下面のガイド部と係合するガイド係合部を構成する。マイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８上に設置すると、マイクロチップデバイス３の下面のガイド部６ｃの内側にマイクロチップ設置部１８が嵌め込まれ、マイクチップデバイス３の平面内方向の回転が規制される。
【００２３】
移動ステージ２の上面のマイクロチップ設置部１８のＸ方向における側方に、マイクロチップ付勢機構１２とＸ方向位置規定部１４がマイクロチップ設置部１８を挟んで互いに対向して設けられている。マイクロチップ付勢機構１２は、バネなどの弾性部材によってＸ方向へ伸縮する押圧部材１２ａを備えている。押圧部材１２ａはマイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３の一部、例えばリザーバ８ａに接触してマイクロチップデバイス３をＸ方向位置規定部１４側へ押し付けるようになっている。
【００２４】
Ｘ方向位置規定部１４はマイクロチップ４の基準側面４ｆを当接させるＸ方向基準面を備えている。マイクロチップデバイス３はフレーム６の切り込み６ｄが設けられた側面がＸ方向位置規定部１４と対向するようにマイクロチップ設置部１８に設置される。Ｘ方向位置規定部１４はマイクロチップデバイス３のフレーム６の切り込み６ｄを通過できる寸法で設けられており、マイクロチップ付勢部１２によってマイクロチップデバイス３がＸ方向位置規定部１４側へ押し付けられたときに、Ｘ方向位置規定部１４のＸ方向基準面がフレーム６の切り込み６ｄを介してマイクロチップ４の基準側面４ｆと当接するようになっている。マイクロチップ４の基準側面４ｆがＸ方向位置規定部１４のＸ方向基準面に当接することで、マイクロチップ４のＸ方向おける配置位置は常にＸ方向位置規定部１４を基準とした一定位置となる。したがって、このマイクロチップ電気泳動装置では、マイクロチップデバイス３を設置した後でステージ２をＸ方向へ微調整する必要がない。
【００２５】
移動ステージ２の所定の位置には、マイクロチップデバイス３に対する光学的検出を可能にするための貫通孔からなる検出窓１９が設けられている。移動ステージ２の検出窓１９の下方に光学的検出手段１６が設けられている。光学的検出手段１６は、測定光を発する光源１６ａ、光検出器１６ｂ及びダイクロックミラー１６ｃを備えている。光源１６ａは測定光をダイクロックミラー１６ｃに向けて発射するように配置されている。ダイクロックミラー１６ｃは光源１６ａからの光を検出窓１９に導き、検出窓１９側からの光を透過させる。光検出器１６ｂはダイクロックミラー１６ｃの下方に配置され、ダイクロックミラー１６ｃを透過した光を検出する。
【００２６】
なお、リザーバ装着部材８，１０は例えばＰＤＭＳなど密着性のある材質で構成し、マイクロチップ４に押し付けて密着させるようにすることで、マイクロチップ４に対して着脱可能にすることもできる。この場合、マイクロチップ付勢機構１２の押圧部材１２ａがリザーバ８ａをＸ方向へ押すようにするとリザーバ装着部材８がマイクロチップ４から剥離するため、押圧部材１２ａはフレーム６の側面を押すようにする。
【００２７】
次に、図３を用いて同実施例の制御系統について説明する。
このマイクロチップ電気泳動装置は、光学的検出手段１６の他に、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２、電圧印加機構２４、制御部２６及び演算処理部２８を備えている。移動ステージ駆動機構２０は移動ステージ２をＹ方向へ駆動する機構である。液処理機構２２は、マイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３の分離流路４ａへの分離媒体の注入、リザーバ８ａ，１０ａへのバッファ液や試料の注入を行なう機構である。電圧印加機構２４はマイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３の分離流路４ａの両端間に所定の電圧を印加する機構である。光学的検出手段１６、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２及び電圧印加機構２４の動作は制御部２６により制御される。制御部２６は、演算処理部２８からの指令に基づいて光学的検出手段１６、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２及び電圧印加機構２４に対し制御信号を送信する。
【００２８】
演算処理部２８は、予め分析者が設定した分析条件やシーケンスに基づき、光学的検出手段１６、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２及び電圧印加機構２４を制御部２６を介して制御する。光学的検出手段１６で得られた検出信号は制御部２６を介して演算処理部２８に取り込まれる。演算処理部２８は光検出手段１６から取り込んだ信号に基づいて種々の処理を行なう。演算処理部２８は、例えばパーソナルコンピュータのＣＰＵ（中央演算処理装置）により実現される。
【００２９】
また、演算処理部２８は、光検出手段１６により正確な分析が行なわれるためのマイクロチップデバイス３の正しい位置（検出位置）を割り出す検出位置割り出し動作を行なうように構成された検出位置割り出し手段３０と、検出位置割り出し動作によって割り出された検出位置を記憶する検出位置記憶部３２を備えている。検出位置割り出し手段３０は、マイクロチップデバイス３がマイクロチップ設置部１８に設置された後、サンプルの電気泳動を行なう前に、移動ステージ２をＹ方向に移動させたときの光検出手段１６からの検出信号の変化に基づいて、マイクロチップデバイス３の検出位置を割り出すように構成されている。
【００３０】
次に、同実施例の動作について図１、図２、図３及び図４を用いて説明する。
まず、マイクロチップ４にリザーバ装着部材８，１０とともにフレーム６を装着してマイクロチップデバイス３を構成し、そのマイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８に設置する。マイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３はマイクロチップ付勢機構１２によってＸ方向位置規定部１４側へ押し付けられ、Ｘ方向においてマイクロチップ４は所定の位置に設置される。
【００３１】
次に、移動テーブル２をＹ方向へ移動させながら光学的検出手段１６による光学的検出を行なうことにより、マイクロチップデバイス３をＹ方向へスキャンする。演算処理部２８は、光学的検出手段１６で得られる検出信号のピーク波形に基づいてマイクロチップ４の分離流路４ａの位置を割り出す。分離流路４ａを検出したマイクロチップ４の位置がＹ方向におけるマイクロチップデバイス３の検出位置であり、演算処理部２８はその検出位置を検出位置記憶部３２に記憶する。演算処理部２８は、検出位置記憶部３２に記憶した検出位置情報に基づいて制御部２６を介して移動ステージ２を移動させる。
【００３２】
上記の動作によりマイクロチップ４が所定の検出位置に配置された後、サンプルの電気泳動分析を行なう。電気泳動分析を終了した後、マイクロチップデバイス３を交換して新たな電気泳動分析を行なう場合には、新たなマイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８に設置して、上述したＹ方向におけるマイクロチップデバイス３の検出位置の割り出し動作を行なう。
【００３３】
以上のように、このマイクロチップ電気泳動装置では、マイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８に設置するだけで、マイクロチップ４のＸ方向における位置は自動的に規定されるので、移動ステージ駆動機構２０として移動ステージ２をＸ方向へ移動させる機構は不要であり、Ｙ方向へ移動させる機構のみでよい。
【００３４】
また、マイクロチップ４にフレーム６を装着して構成したマイクロチップデバイス３が、下面に突出したガイド部６ｃを備えていることにより、ガイド部６ｃがマイクロチップ設置部１８の側面１８ａと係合してマイクロチップ４の回転を防ぎ、マイクロチップ４の基準側面４ｆとＸ方向位置規定部１４のＸ方向基準面とが確実に当接する。
【００３５】
なお、マイクロチップ４自体を下面の縁が突起した形状にして下面にガイド部を備えたマイクロチップデバイスを構成してもよいが、マイクロチップ４を単純な板状の形状とし、フレーム６を装着してガイド部６ｃを設けることで、コストを低減することができる。
【００３６】
なお、この実施例では、フレーム６とリザーバ８ａ，１０ａとが別体として形成されているが、フレーム６とリザーバ８ａ，１０ａとが一体として形成されていてもよい。フレーム６とリザーバ８ａ，１０ａとが別体として形成されていることにより、フレーム６は直接的にサンプルや分離媒体などの液に触れなくなり、新たな試料を分析する際にもフレーム６の使い回しが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２ 移動ステージ
３ マイクロチップデバイス
４ マイクロチップ
４ａ 分離流路
４ｄ，４e リザーバ取り付け部
４ｆ 基準側面
６ フレーム
６ｃ フレーム側壁（ガイド部）
８，１０ リザーバ装着部材
８ａ，１０ａ リザーバ
１２ マイクロチップ付勢機構
１４ Ｘ方向位置規定部
１６ 光学的検出手段
１８ マイクロチップ設置部
１９ 検出窓
２０ 移動ステージ駆動機構
２２ 液処理機構
２４ 電圧印加機構
２６ 制御部
２８ 演算処理部
３０ 検出位置割り出し手段
３２ 検出位置記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップを用いて電気泳動分析を行なう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】
従来、オンキャピラリ検出（又はオンカラム検出とも呼ばれる）と言われる検出方法は、試料成分を分離させるカラム中で試料成分を検出する方法である。液体クロマトグラフィーなど、分離カラムと検出カラムが離れている方法では、分離カラム、検出セル間で試料バンドの拡散が生じるが、オンキャピラリ検出は分離カラム中で試料成分を検出するので、試料バンドの拡散を防ぐのに有効である。
【０００３】
オンキャピラリ検出の一例として、マイクロマシニング技術により透明マイクロチップに溝を形成し、その溝を透明部材で覆うことにより分離流路を形成した部材を用いる検出方法がある。マイクロチップ電気泳動はその代表的な例である。マイクロチップ電気泳動で用いる電気泳動部材（マイクロチップという）では、平面基板に自由に流路をデザインでき、検出窓を形成する必要もないという利点がある。
【０００４】
ところで、マイクロチップを頻繁に交換して使用するような場合に、マイクロチップを設置する位置が所定の位置から僅かでもずれると、光学的検出手段によるマイクロチップ上の検出位置がずれてしまい、分析結果の再現性が悪化するという問題がある。しかし、マイクロチップを常にまったく同じ位置で配置することは容易ではない。
【０００５】
そこで、光学的検出機構によって検出するためのマイクロチップ上の位置（検出位置）をマイクロチップを交換した後に容易に割り出すために、マイクロチップの平面内に位置割り出し用の溝又はピンホールを形成しておき、マイクロチップを設置した移動ステージを水平面内で移動させながら光検出手段を用いてその溝又はピンホールを検出し、その位置を基準としてマイクロチップ上の検出位置を割り出す方法が提案されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−６５７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した検出位置の割り出し方法は、マイクロチップを水平面内方向において分離流路に垂直な方向と分離流路に平行な方向の２方向に順に移動させて光検出手段による走査を実行する必要があった。そのため、マイクロチップを設置した移動ステージをそれらの２方向へ独立して移動させる機構も必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、マイクロチップ上の検出位置の割り出しを迅速にかつ容易に行なうことができるようにす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】
【０００９】
本発明に係るマイクロチップ電気泳動装置では、内部に分離流路が形成された矩形の板状部材からなるマイクロチップを含み、該マイクロチップの一表面（以下、上面）に分離流路の両端に達する穴を有し、板状部材の一側面を基準側面として分離流路がその基準側面に対し垂直に形成されているマイクロチップデバイスを用いる。マイクロチップデバイスを設置するためのマイクロチップ設置部は、マイクロチップデバイスを分離流路が水平面内の一方向であるＸ方向に平行に配置された状態で設置するようになっている。マイクロチップ設置部は水平面内のＸ方向に垂直なＹ方向に移動可能な移動ステージの上面に設けられている。
【００１０】
Ｘ方向位置規定部、マイクロチップ付勢機構、光学的検出手段及び検出位置割り出し手段も備えている。Ｘ方向位置規定部は移動ステージ上面のマイクロチップ設置部のＸ方向側の側方に配置され、マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスの基準側面に当接するＸ方向基準面を有し、そのＸ方向基準面にマイクロチップの基準側面を当接させることにより測定時におけるマイクロチップのＸ方向における検出位置を規定する。マイクロチップ付勢機構は移動ステージ上面のマイクロチップ設置部を挟んでＸ方向位置規定部とは反対側の位置に配置され、マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスをＸ方向位置規定部側へ押し付ける。光学的検出手段はマイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスに対して光学的検出を行なう。検出位置割り出し手段は移動ステージをＹ方向へ移動させたときの光学的検出手段で得られる検出信号に基づいて分離流路の位置を検出することにより、マイクロチップデバイスのＹ方向における検出位置を割り出す。
【００１１】
上記マイクロチップデバイスは一表面とは反対側の表面の分離流路に平行な一対の縁にその表面から垂直に突出したガイド部を備え、マイクロチップ設置部は、設置されたマイクロチップデバイスのガイド部と係合するようにＸ方向に配置されたガイド係合部を備え、ガイド部がガイド係合部と係合することによりマイクロチップデバイスの水平面内における回転動作を規制する構造をとなっていることが好ましい。そうすれば、マイクロチップ付勢部がマイクロチップデバイスをＸ方向位置規定部側へ押し付けたときにマイクロチップが回転することを防止し、マイクロチップの基準側面をＸ方向基準面に確実に当接させることができる。
【００１２】
さらに、上記マイクロチップデバイスは、マイクロチップとマイクロチップがＸ方向基準面に直接的に接し得るように該マイクロチップを上面側から保持するフレームとで構成され、フレームの端部がマイクロチップの下面から突出してガイド部を構成するものであることが好ましい。そうすれば、マイクロチップ自体をガイド部を備えた複雑な構造体にする必要がなく、また、マイクロチップデバイスの交換において、使用後のマイクロチップデバイスのフレームを取り外し、新たなマイクロチップにそのフレームを装着して新たなマイクロチップデバイスとすることも可能となり、マイクロチップデバイスにかかるコストの低減を図ることができる。また、フレームはマイクロチップがＸ方向位置規定部のＸ方向基準面に直接的に接し得るように該マイクロチップを上面側から保持するようになっているため、マイクロチップ付勢機構によってマイクロチップデバイスがＸ方向位置規定部側へ押し付けられることによってマイクロチップがＸ方向基準面に直接密接する位置に配置される。
【００１３】
上記マイクロチップは一表面の穴の上部の位置に液を貯留するためのリザーバとなる中空の円筒部材を備えていてもよい。
この場合、円筒部材はマイクロチップの一表面に接着剤などによって固着されていてもよいし、マイクロチップに対して着脱可能となっていてもよい。円筒部材をマイクロチップに対して着脱可能にする場合には、円筒部材を例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）によって構成し、マイクロチップの一表面に押し付けて密着させるなどして、リザーバからの液漏れを防止する。
【００１４】
上記フレームはマイクロチップに対して着脱可能となっていることが好ましい。フレーム部分は液に接触しないため、マイクロチップの交換時にマイクロチップと円筒部材だけを備えたパーツと交換することができ、フレームの使い回しが可能となる。
【００１５】
マイクロチップ設置部の一例は、移動ステージ上面に設けられた凸状平面によって構成され、凸状平面はガイド部の内側に嵌め込まれる幅をもち、凸状平面のＸ方向に平行な側面がガイド係合部を構成しているものである。これにより、マイクロチップ設置部の構造を簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のマイクロチップ電気泳動装置では、マイクロチップ付勢機構によってマイクロチップデバイスがＸ方向位置規定部側へ押し付けられ、マイクロチップの基準側面がＸ方向基準面に当接することでマイクロチップのＸ方向における位置が規定される。したがって、移動ステージをＸ方向へ移動させて光学的検出機構に対する相対的なマイクロチップデバイスの位置を微調整する必要がなくなり、移動ステージをＸ方向で移動させる機構も不要となる。そして、マイクロチップデバイスの検出位置に割り出し動作をＹ方向についてのみ行なうだけでよいため、検出位置の割り出し動作に要する時間が短縮され、分析のスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】マイクロチップ電気泳動装置の一実施例のマイクロチップ設置部周辺の構造を示す斜視図である。
【図２】同実施例においてマイクロチップデバイスを分解した状態で示す斜視図である。
【図３】同実施例の全体的な構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】同実施例の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
マイクロチップ電気泳動装置の一実施例について図１及び図２を用いて説明する。
このマイクロチップ電気泳動装置に設置されるマイクロチップデバイス３は、内部にその長手方向に沿う方向へ延びた分離流路４ａを備えた板状部材からなるマイクロチップ４にフレーム６が装着されて構成される。マイクロチップ４の一表面には分離流路４ａの両端に通じる穴４ｂ及び４ｃが設けられている。マイクロチップ４の穴４ｂ及び４ｃが設けられている表面が上面であり、その反対側表面が下面である。マイクロチップ４の分離流路４ａに垂直な側面４ｆの一方を基準側面とする。また、図に示されているように、マイクロチップ４の上面を水平面としたときの分離流路４ａに平行な方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向に垂直な方向をＹ方向とする。
【００１９】
マイクロチップ４は上面に設けられた穴４ｂに相当する位置に位置するリザーバ装着部材８を取り付けるためのリザーバ取り付け部４ｄを備え、穴４ｃに相当する位置に位置するリザーバ装着部材１０を取り付けるためのリザーバ取り付け部４ｅを備えている。リザーバ装着部材８，１０はそれぞれ板状部材の上面側へ突起した中空円筒形状の貫通孔からなるリザーバ８ａ，１０ａを備えたものである。マイクロチップ４のリザーバ取り付け部４ｄ，４ｅにリザーバ装着部材８，１０が接着により固着され、穴４ｂ上の位置にリザーバ８ａが、穴４ｃ上の位置にリザーバ１０ａがそれぞれ設けられる。
【００２０】
フレーム６は、リザーバ装着部材１０が固着されたマイクロチップ４に対して上面側から嵌め込むことによって装着するものであり、Ｘ方向及びＹ方向の長さ寸法がマイクロチップ４と同程度に形成されている。フレーム６の側壁６ｃの高さ寸法はマイクロチップ４の厚み寸法よりも大きくなっており、マイクロチップ４に装着されたときに側壁６ｃの下端部がマイクロチップ４の下面よりも下方へ突出する。これにより、マイクロチップデバイス３は下面の周縁部から下方へ突出したガイド部を有する。
【００２１】
フレーム６はマイクロチップ４の基準側面４ｆに対応する側面の下端中央部に切り込み６ｄが設けられている。この切り込み６ｄは後述するマイクロチップ設置部１８の高さよりも大きくマイクロチップ４の基準側面４ｆの一部を露出させる寸法で設けられている。
【００２２】
マイクロチップデバイス３を設置するためのマイクロチップ設置部１８は移動ステージ２の上面に凸平面として設けられている。マイクロチップ設置部１８のＸ方向及びＹ方向の寸法はそれぞれマイクロチップ４と同程度又はそれよりも少し小さい寸法で形成されており、マイクロチップ設置部１８の側面１８ａがマイクロチップデバイス３の下面のガイド部と係合するガイド係合部を構成する。マイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８上に設置すると、マイクロチップデバイス３の下面のガイド部６ｃの内側にマイクロチップ設置部１８が嵌め込まれ、マイクチップデバイス３の平面内方向の回転が規制される。
【００２３】
移動ステージ２の上面のマイクロチップ設置部１８のＸ方向における側方に、マイクロチップ付勢機構１２とＸ方向位置規定部１４がマイクロチップ設置部１８を挟んで互いに対向して設けられている。マイクロチップ付勢機構１２は、バネなどの弾性部材によってＸ方向へ伸縮する押圧部材１２ａを備えている。押圧部材１２ａはマイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３の一部、例えばリザーバ８ａに接触してマイクロチップデバイス３をＸ方向位置規定部１４側へ押し付けるようになっている。
【００２４】
Ｘ方向位置規定部１４はマイクロチップ４の基準側面４ｆを当接させるＸ方向基準面を備えている。マイクロチップデバイス３はフレーム６の切り込み６ｄが設けられた側面がＸ方向位置規定部１４と対向するようにマイクロチップ設置部１８に設置される。Ｘ方向位置規定部１４はマイクロチップデバイス３のフレーム６の切り込み６ｄを通過できる寸法で設けられており、マイクロチップ付勢部１２によってマイクロチップデバイス３がＸ方向位置規定部１４側へ押し付けられたときに、Ｘ方向位置規定部１４のＸ方向基準面がフレーム６の切り込み６ｄを介してマイクロチップ４の基準側面４ｆと当接するようになっている。マイクロチップ４の基準側面４ｆがＸ方向位置規定部１４のＸ方向基準面に当接することで、マイクロチップ４のＸ方向おける配置位置は常にＸ方向位置規定部１４を基準とした一定位置となる。したがって、このマイクロチップ電気泳動装置では、マイクロチップデバイス３を設置した後でステージ２をＸ方向へ微調整する必要がない。
【００２５】
移動ステージ２の所定の位置には、マイクロチップデバイス３に対する光学的検出を可能にするための貫通孔からなる検出窓１９が設けられている。移動ステージ２の検出窓１９の下方に光学的検出手段１６が設けられている。光学的検出手段１６は、測定光を発する光源１６ａ、光検出器１６ｂ及びダイクロックミラー１６ｃを備えている。光源１６ａは測定光をダイクロックミラー１６ｃに向けて発射するように配置されている。ダイクロックミラー１６ｃは光源１６ａからの光を検出窓１９に導き、検出窓１９側からの光を透過させる。光検出器１６ｂはダイクロックミラー１６ｃの下方に配置され、ダイクロックミラー１６ｃを透過した光を検出する。
【００２６】
なお、リザーバ装着部材８，１０は例えばＰＤＭＳなど密着性のある材質で構成し、マイクロチップ４に押し付けて密着させるようにすることで、マイクロチップ４に対して着脱可能にすることもできる。この場合、マイクロチップ付勢機構１２の押圧部材１２ａがリザーバ８ａをＸ方向へ押すようにするとリザーバ装着部材８がマイクロチップ４から剥離するため、押圧部材１２ａはフレーム６の側面を押すようにする。
【００２７】
次に、図３を用いて同実施例の制御系統について説明する。
このマイクロチップ電気泳動装置は、光学的検出手段１６の他に、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２、電圧印加機構２４、制御部２６及び演算処理部２８を備えている。移動ステージ駆動機構２０は移動ステージ２をＹ方向へ駆動する機構である。液処理機構２２は、マイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３の分離流路４ａへの分離媒体の注入、リザーバ８ａ，１０ａへのバッファ液や試料の注入を行なう機構である。電圧印加機構２４はマイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３の分離流路４ａの両端間に所定の電圧を印加する機構である。光学的検出手段１６、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２及び電圧印加機構２４の動作は制御部２６により制御される。制御部２６は、演算処理部２８からの指令に基づいて光学的検出手段１６、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２及び電圧印加機構２４に対し制御信号を送信する。
【００２８】
演算処理部２８は、予め分析者が設定した分析条件やシーケンスに基づき、光学的検出手段１６、移動ステージ駆動機構２０、液処理機構２２及び電圧印加機構２４を制御部２６を介して制御する。光学的検出手段１６で得られた検出信号は制御部２６を介して演算処理部２８に取り込まれる。演算処理部２８は光検出手段１６から取り込んだ信号に基づいて種々の処理を行なう。演算処理部２８は、例えばパーソナルコンピュータのＣＰＵ（中央演算処理装置）により実現される。
【００２９】
また、演算処理部２８は、光検出手段１６により正確な分析が行なわれるためのマイクロチップデバイス３の正しい位置（検出位置）を割り出す検出位置割り出し動作を行なうように構成された検出位置割り出し手段３０と、検出位置割り出し動作によって割り出された検出位置を記憶する検出位置記憶部３２を備えている。検出位置割り出し手段３０は、マイクロチップデバイス３がマイクロチップ設置部１８に設置された後、サンプルの電気泳動を行なう前に、移動ステージ２をＹ方向に移動させたときの光検出手段１６からの検出信号の変化に基づいて、マイクロチップデバイス３の検出位置を割り出すように構成されている。
【００３０】
次に、同実施例の動作について図１、図２、図３及び図４を用いて説明する。
まず、マイクロチップ４にリザーバ装着部材８，１０とともにフレーム６を装着してマイクロチップデバイス３を構成し、そのマイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８に設置する。マイクロチップ設置部１８に設置されたマイクロチップデバイス３はマイクロチップ付勢機構１２によってＸ方向位置規定部１４側へ押し付けられ、Ｘ方向においてマイクロチップ４は所定の位置に設置される。
【００３１】
次に、移動テーブル２をＹ方向へ移動させながら光学的検出手段１６による光学的検出を行なうことにより、マイクロチップデバイス３をＹ方向へスキャンする。演算処理部２８は、光学的検出手段１６で得られる検出信号のピーク波形に基づいてマイクロチップ４の分離流路４ａの位置を割り出す。分離流路４ａを検出したマイクロチップ４の位置がＹ方向におけるマイクロチップデバイス３の検出位置であり、演算処理部２８はその検出位置を検出位置記憶部３２に記憶する。演算処理部２８は、検出位置記憶部３２に記憶した検出位置情報に基づいて制御部２６を介して移動ステージ２を移動させる。
【００３２】
上記の動作によりマイクロチップ４が所定の検出位置に配置された後、サンプルの電気泳動分析を行なう。電気泳動分析を終了した後、マイクロチップデバイス３を交換して新たな電気泳動分析を行なう場合には、新たなマイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８に設置して、上述したＹ方向におけるマイクロチップデバイス３の検出位置の割り出し動作を行なう。
【００３３】
以上のように、このマイクロチップ電気泳動装置では、マイクロチップデバイス３をマイクロチップ設置部１８に設置するだけで、マイクロチップ４のＸ方向における位置は自動的に規定されるので、移動ステージ駆動機構２０として移動ステージ２をＸ方向へ移動させる機構は不要であり、Ｙ方向へ移動させる機構のみでよい。
【００３４】
また、マイクロチップ４にフレーム６を装着して構成したマイクロチップデバイス３が、下面に突出したガイド部６ｃを備えていることにより、ガイド部６ｃがマイクロチップ設置部１８の側面１８ａと係合してマイクロチップ４の回転を防ぎ、マイクロチップ４の基準側面４ｆとＸ方向位置規定部１４のＸ方向基準面とが確実に当接する。
【００３５】
なお、マイクロチップ４自体を下面の縁が突起した形状にして下面にガイド部を備えたマイクロチップデバイスを構成してもよいが、マイクロチップ４を単純な板状の形状とし、フレーム６を装着してガイド部６ｃを設けることで、コストを低減することができる。
【００３６】
なお、この実施例では、フレーム６とリザーバ８ａ，１０ａとが別体として形成されているが、フレーム６とリザーバ８ａ，１０ａとが一体として形成されていてもよい。フレーム６とリザーバ８ａ，１０ａとが別体として形成されていることにより、フレーム６は直接的にサンプルや分離媒体などの液に触れなくなり、新たな試料を分析する際にもフレーム６の使い回しが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２ 移動ステージ
３ マイクロチップデバイス
４ マイクロチップ
４ａ 分離流路
４ｄ，４e リザーバ取り付け部
４ｆ 基準側面
６ フレーム
６ｃ フレーム側壁（ガイド部）
８，１０ リザーバ装着部材
８ａ，１０ａ リザーバ
１２ マイクロチップ付勢機構
１４ Ｘ方向位置規定部
１６ 光学的検出手段
１８ マイクロチップ設置部
１９ 検出窓
２０ 移動ステージ駆動機構
２２ 液処理機構
２４ 電圧印加機構
２６ 制御部
２８ 演算処理部
３０ 検出位置割り出し手段
３２ 検出位置記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に分離流路が形成された矩形の板状部材からなるマイクロチップを含み、該マイクロチップの一表面に前記分離流路の両端に達する穴を有するマイクロチップデバイスであって、前記板状部材の一側面を基準側面として前記分離流路が前記基準族面に対し垂直に形成されているマイクロチップデバイスと、
前記マイクロチップデバイスを前記一表面が上を向いた状態でかつ前記分離流路が水平面内の一方向であるＸ方向に平行に配置された状態で設置するためのマイクロチップ設置部と、
上面に前記マイクロチップ設置部を備えて水平面内において前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動可能な移動ステージと、
前記移動ステージの上面の前記マイクロチップ設置部のＸ方向側の側方に配置され、前記マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスの前記基準側面に当接するＸ方向基準面を有し、そのＸ方向基準面に前記マイクロチップの前記基準側面を当接させることにより測定時における前記マイクロチップのＸ方向における検出位置を規定するＸ方向位置規定部と、
前記移動ステージ上面の前記マイクロチップ設置部を挟んで前記Ｘ方向位置規定部とは反対側の位置に配置され、前記マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップを前記Ｘ方向位置規定部側へ押し付けるマイクロチップ付勢機構と、
前記マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップに対して光学的検出を行なう光学的検出手段と、
前記移動ステージをＹ方向へ移動させたときの前記光学的検出手段で得られる検出信号に基づいて前記分離流路の位置を検出することにより、前記マイクロチップのＹ方向における検出位置を割り出す検出位置割り出し手段と、を備えたマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項２】
前記マイクロチップデバイスは前記一表面とは反対側の表面の前記分離流路に平行な一対の縁にその表面から垂直に突出したガイド部を備え、
前記マイクロチップ設置部は、設置された前記マイクロチップデバイスの前記ガイド部と係合するように前記Ｘ方向に配置されたガイド係合部を備え、前記ガイド部が前記ガイド係合部と係合することにより前記マイクロチップデバイスの水平面内における回転動作を規制する構造をとなっている請求項１に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項３】
前記マイクロチップデバイスは前記基準側面が前記Ｘ方向基準面に直接的に接し得るように該マイクロチップを上面側から保持するフレームも含み、前記フレームの端部が前記マイクロチップの前記一表面とは反対側の表面から突出して前記ガイド部を構成する請求項２に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項４】
前記マイクロチップは前記一表面の前記穴の上部の位置に液を貯留するためのリザーバとなる中空の円筒部材を備えている請求項３に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項５】
前記フレームは前記マイクロチップに対して着脱可能となっている請求項４に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項６】
前記マイクロチップ設置部は前記移動ステージ上面に設けられた凸状平面によって構成され、前記凸状平面は前記ガイド部の内側に嵌め込まれる幅をもち、前記凸状平面のＸ方向に平行な側面が前記ガイド係合部を構成している請求項２から５のいずれか一項に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項１】
内部に分離流路が形成された矩形の板状部材からなるマイクロチップを含み、該マイクロチップの一表面に前記分離流路の両端に達する穴を有するマイクロチップデバイスであって、前記板状部材の一側面を基準側面として前記分離流路が前記基準族面に対し垂直に形成されているマイクロチップデバイスと、
前記マイクロチップデバイスを前記一表面が上を向いた状態でかつ前記分離流路が水平面内の一方向であるＸ方向に平行に配置された状態で設置するためのマイクロチップ設置部と、
上面に前記マイクロチップ設置部を備えて水平面内において前記Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動可能な移動ステージと、
前記移動ステージの上面の前記マイクロチップ設置部のＸ方向側の側方に配置され、前記マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップデバイスの前記基準側面に当接するＸ方向基準面を有し、そのＸ方向基準面に前記マイクロチップの前記基準側面を当接させることにより測定時における前記マイクロチップのＸ方向における検出位置を規定するＸ方向位置規定部と、
前記移動ステージ上面の前記マイクロチップ設置部を挟んで前記Ｘ方向位置規定部とは反対側の位置に配置され、前記マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップを前記Ｘ方向位置規定部側へ押し付けるマイクロチップ付勢機構と、
前記マイクロチップ設置部に設置されたマイクロチップに対して光学的検出を行なう光学的検出手段と、
前記移動ステージをＹ方向へ移動させたときの前記光学的検出手段で得られる検出信号に基づいて前記分離流路の位置を検出することにより、前記マイクロチップのＹ方向における検出位置を割り出す検出位置割り出し手段と、を備えたマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項２】
前記マイクロチップデバイスは前記一表面とは反対側の表面の前記分離流路に平行な一対の縁にその表面から垂直に突出したガイド部を備え、
前記マイクロチップ設置部は、設置された前記マイクロチップデバイスの前記ガイド部と係合するように前記Ｘ方向に配置されたガイド係合部を備え、前記ガイド部が前記ガイド係合部と係合することにより前記マイクロチップデバイスの水平面内における回転動作を規制する構造をとなっている請求項１に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項３】
前記マイクロチップデバイスは前記基準側面が前記Ｘ方向基準面に直接的に接し得るように該マイクロチップを上面側から保持するフレームも含み、前記フレームの端部が前記マイクロチップの前記一表面とは反対側の表面から突出して前記ガイド部を構成する請求項２に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項４】
前記マイクロチップは前記一表面の前記穴の上部の位置に液を貯留するためのリザーバとなる中空の円筒部材を備えている請求項３に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項５】
前記フレームは前記マイクロチップに対して着脱可能となっている請求項４に記載のマイクロチップ電気泳動装置。
【請求項６】
前記マイクロチップ設置部は前記移動ステージ上面に設けられた凸状平面によって構成され、前記凸状平面は前記ガイド部の内側に嵌め込まれる幅をもち、前記凸状平面のＸ方向に平行な側面が前記ガイド係合部を構成している請求項２から５のいずれか一項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２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２２９９３２（Ｐ２０１２−２２９９３２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６９０２（Ｐ２０１１−９６９０２）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
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