試料分析装置
【課題】 電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を簡易且つ迅速に行って、試料中の生体物質などの物質の分析を行うことができる、試料分析装置を提供する。
【解決手段】 微細溝１２ａが形成された下側プレート部材１２に上側プレート部材１４を貼り合わせることにより、装置の内部に泳動流路１３が形成される。電気泳動により生体物質などの物質を泳動流路１３に沿った方向に移動させる一対の分離用電極１８、２０が設けられるとともに、電気泳動により生体物質などの物質を捕体２４に転写させる一対の転写用電極１６、２２が泳動流路１３内に配置されている。分離用電極１８、２０の間に電圧を印加して電気泳動を行った後に、転写用電極１６、２０の間に電圧を印加して泳動方向を切り替えることにより捕体２４への転写を行い、その後、泳動流路１３内で検出反応を行うことにより、生体物質などの物質を分析する。
【解決手段】 微細溝１２ａが形成された下側プレート部材１２に上側プレート部材１４を貼り合わせることにより、装置の内部に泳動流路１３が形成される。電気泳動により生体物質などの物質を泳動流路１３に沿った方向に移動させる一対の分離用電極１８、２０が設けられるとともに、電気泳動により生体物質などの物質を捕体２４に転写させる一対の転写用電極１６、２２が泳動流路１３内に配置されている。分離用電極１８、２０の間に電圧を印加して電気泳動を行った後に、転写用電極１６、２０の間に電圧を印加して泳動方向を切り替えることにより捕体２４への転写を行い、その後、泳動流路１３内で検出反応を行うことにより、生体物質などの物質を分析する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中の電荷を帯びた物質を検出する試料分析装置に関し、特に、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などの生体物質を特異的に検出する試料分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ、ＲＮＡおよびタンパク質を特異的に検出する方法として、それぞれサザンブロッティング法、ノーザンブロッティング法およびウエスタンブロッティング法が知られている。これらの方法では、電気泳動と捕体への転写（ブロッティング）を順次行い、蛍光・発光試薬や抗原抗体法により目的物質を検出する。
【０００３】
これらの方法の例として、タンパク質を特異的に検出するウエスタンブロッティング法について説明する。ウエスタンブロッティング法は、電気泳動の優れた分離能と抗原抗体反応の高い特異性を組み合わせて、タンパク質混合物から特定のタンパク質を検出する手法である。まず、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ（ＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）−ポリアクリルアミドゲル電気泳動）や等電点電気泳動を行い、その後、ゲルからタンパク質を電気的にメンブランに移動させて固定化することにより、ブロット（メンブラン）を作製する。このメンブランとして、タンパク質が結合し易く且つ疎水性の高いニトロセルロースや、さらに疎水性に優れたＰＶＤＦ（ポリ二フッ化ビニリデン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ））が用いられている。続いて、ブロットを目的タンパク質に対する抗体と反応させて目的タンパク質を検出する。この検出方法として、酵素を用いる方法や蛍光を用いる方法などがある。酵素を用いる方法では、ＡＰ（アルカリ性ホスファターゼ（ａｌｋａｌｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ））やＨＲＰ（ホース・ラディッシュ・ペルオキシダーゼ（ｈｏｒｓｅ ｒａｄｉｓｈ ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ））などで標識した二次抗体を一次抗体に反応させて、酵素活性による発色や化学発光により目的タンパク質を検出する。化学発光による検出では、Ｘ線フィルムへの露光検出、あるいは化学発光を検出可能なスキャナを必要とするが、発色法に比べて１０〜５０倍以上も感度が高いので、微量タンパク質の検出が容易になる。また、蛍光を用いる方法では、Ｃｙ３やＣｙ５で標識した二次抗体を蛍光検出するので、定量性に優れている。このようなウエスタンブロッティング法は、優れた分離能のゲル電気泳動と特異性の高い抗原抗体反応とを組み合わせることにより、細胞抽出液などの複雑なタンパク質溶液中に微量に含まれるタンパク質でも明瞭に検出することができ、ライフサイエンスの様々な分野において、目的タンパク質の検出や解析に利用されている。
【０００４】
このように、従来のタンパク質などの生体物質を特異的に検出する方法では、電気泳動と捕体への転写を別々の装置で行う必要がある上、電気泳動後のゲルを電気泳動装置から転写装置に移動して転写する際の熟練も必要となる。また、電気泳動、転写および検出の各工程の操作時間が長く、操作に手間がかかる。
【０００５】
電気泳動と転写の両方を行う装置として、水平型サブマリン電気泳動装置のプラットホーム上にゲルを水平に載置し、電気泳動槽内に電気泳動用の緩衝液を入れてゲルを浸漬した状態で電気泳動を行った後、プラットホームからゲルを剥して被転写膜に密着させ、これらを板状電極の間に挟み込んでプラットホーム上に載置し、ゲルと被転写膜を緩衝液に浸漬しないようにして、電気的転写を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８５７８号公報（段落番号０００５−００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された装置では、電気泳動装置を利用して転写を行うことができるものの、電気泳動後のゲルをプラットホームから剥して被転写膜に密着させた後に板状電極の間に挟みこんで再度プラットホームに載置する必要があり、依然として転写の際の熟練が必要である。また、電気泳動、転写および検出の各工程の操作時間が依然として長く、依然として操作に手間がかかる。
【０００８】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を簡易且つ迅速に行って、試料中の生体物質などの物質の分析を行うことができる、試料分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明による試料分析装置は、内部に流路が形成された装置本体と、流路内に配置された捕体と、電気泳動により試料中の物質を流路に沿った方向に移動させる一対の分離用電極と、流路内に配置されて電気泳動により試料中の物質を捕体に転写させる一対の転写用電極とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この試料分析装置において、装置本体に、流路の一端部に連通し且つ外部に開口する第１の開口部と、流路の他端部に連通し且つ外部に開口する第２の開口部を形成するのが好ましい。また、一対の分離用電極は、それぞれ第１および第２の開口部近傍に配置されるのが好ましい。さらに、一対の転写用電極が流路に固定され、これらの一対の転写用電極の間に捕体が配置されるのが好ましい。この場合、捕体が一対の転写用電極の一方に固定されるのが好ましい。また、一対の転写用電極が透明材料からなるのが好ましい。
【００１１】
また、上記の試料分析装置において、流路が、互いに略平行に延びる複数の流路部からなるようにしてもよい。この場合、複数の流路部の各々が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路部のそれぞれに一対の転写用電極の各々が配置されるようにしてもよい。
【００１２】
また、上記の試料分析装置において、流路が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路部のそれぞれに一対の転写用電極の各々が配置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置本体の流路内で試料中の物質の電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を行うことにより、操作が非常に簡易になり、各工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による試料分析装置の実施の形態では、電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を行うための微小流路（マイクロチャネル）が１つのチップに形成され、この微小流路内で電気泳動を行った後、泳動方向を切り替えて捕体への転写を行い、その後、微小流路内で検出反応を行うことにより、試料中の生体物質などの物質を分析することができるようになっている。このように、１つのチップの微小流路内で試料中の物質の電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を行うことにより、操作が非常に簡易になり、各工程に要する時間を大幅に短縮することができる。具体的には、微小流路を使用することによる試料中の物質の敏速な電気泳動を行うことが可能になり、電気泳動後に泳動方向を切り替えることにより捕体への転写を簡易且つ連続的に行うことが可能になり、微小流路内において試料中の物質と検出試薬との敏速な反応を行うことが可能になる。
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明による試料分析装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１〜図７は、本発明による試料分析装置の第１の実施の形態を示している。図１に示すように、本実施の形態の試料分析装置１０は、例えば、オリゴヌクレオチド、ペプチド、タンパク質などの生体物質を含む試料を分析する装置であり、互いに貼り合わされた略矩形の平面形状の下側プレート部材１２と上側プレート部材１４とから構成されている。下側プレート部材１２および上側プレート部材１４は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの樹脂材料またはガラス材料により形成され、同一の材料により形成されるのが好ましい。同一の材料により形成すると、下側プレート部材１２と上側プレート部材１４の表面電荷を同一にすることができるため、電気泳動の際の試料中の物質に対する電気浸透流を均一にすることができ、試料中の物質の流れを一定にすることができる。
【００１７】
図３、図５および図６に示すように、下側プレート部材１２には、上側プレート部材１４に対向する面（上面）の略中央部に、細長い直線状の微細溝１２ａが形成されている。この微細溝１２ａは、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有し（図７参照）、数センチメートル程度の長さを有する。微細溝１２ａの底面の一部には、厚さ０．１μｍ程度の透明導電材料からなる転写用電極１６が設けられている。この転写用電極１６は、微細溝１２ａと略同一の幅を有し、微細溝１２ａに沿って延びている。また、下側プレート１２の上面には、微細溝１２ａの一端部の近傍に厚さ０．１μｍ程度の分離用電極１８が設けられている。
【００１８】
図１、図２、図５および図６に示すように、上側プレート部材１４には、微細溝１２ａの一端および分離用電極１８に対向して開口し且つ外部に開口するように、断面が略円形の貫通孔（泳動ポリマーおよび試薬の注入・排出口）１４ａが形成されている。また、上側プレート部材１４には、微細溝１２ａの他端に連通し且つ外部に開口するように、断面が略円形の貫通孔（空気抜きポート）１４ｂが形成されている。さらに、上側プレート部材１４には、微細溝１２ａの他端付近に連通し且つ外部に開口するように、貫通孔（試料注入口）１４ｃが形成されている。この貫通孔１４ｃの外部に開口する開口部の形状は略円形であり、この略円形の開口部が細長い微細な連通溝１４ｄを介して略円形の凹部１４ｅに連通している。この凹部１４ｅは、連通溝１４ｄよりも深く形成されている。一方、貫通孔１４ｃの下側プレート部材１２に対向する開口部の形状は、電気泳動による分解能を向上させるために、外部に開口する開口部よりも小さな略矩形であり（図４参照）、両開口部の間には傾斜部が形成されている（図５および図６参照）。また、上側プレート部材１４には、厚さ０．１μｍ程度の略Ｌ字形の分離用電極２０が設けられており、この分離用電極２０は、凹部１４ｅの内壁面の連通溝１４ｄと反対側の内壁面に沿って延びる部分と、上側プレート部材１４の上面に沿って延びる部分とからなる（図５および図６参照）。
【００１９】
また、図５および図６に示すように、上側プレート部材１４の裏面（下側プレート部材１２に対向する面）には、下側プレート部材１２の微細溝１２ａ内に設けられた転写用電極１６に対向するように、厚さ０．１μｍ程度の細長い直線状の透明導電材料からなる転写用電極２２が設けられ、その転写用電極２２の下側プレート部材１２側の表面に転写用電極２２と略同一の形状および大きさで厚さ数μｍのニトロセルロース膜などのタンパク質吸収材からなる捕体２４が設けられている（図４〜図６参照）。なお、この捕体２４として、ニトロセルロース膜などの膜の他、目的物質を吸着などにより補足可能なコート剤などの素材や微細網目構造などを利用することができる。
【００２０】
上述した下側プレート部材１２に上側プレート部材１４を接着剤などにより貼り合わせることにより、微細溝１２ａの開口部が上側プレート部材１４によって閉塞されて泳動流路１３が形成され、図１および図５に示すような本実施の形態の試料分析装置１０を作製することができる。
【００２１】
次に、上述した本実施の形態の試料分析装置１０を用いて生体物質を分析する方法について説明する。まず、貫通孔１４ｃ、連通溝１４ｄおよび凹部１４ｅを泳動バッファで満たし、その後、注入・排出口１４ａから泳動ポリマーを注入して、泳動流路１３を泳動ポリマーで満たす。次に、試料注入口１４ｃから負に帯電した生体物質を含む試料を注入した後、分離用電極１８、２０の間に電圧を印加して電気泳動を行うことにより、分子量の差に基づいて転写用電極１６、２２の長手方向の範囲内において生体物質を分離する。次に、分離用電極１８、２０の間の電圧の印加を止めた後、転写用電極１６、２２の間に電圧を印加して電気泳動方向を上下方向に切り替えることにより、分離した生体物質を捕体２４に転写する。次に、泳動ポリマーを泳動流路１３から排出した後、注入・排出口１４ａから洗浄バッファを注入して補体２４を洗浄し、洗浄バッファを排出する。次に、注入・排出口１４ａから、捕体２４上の生体物質と後述する抗体との非特異的結合などの反応を防ぐ処理（ブロッキング処理）を行うためのブロッキング溶液を注入してブロッキング処理を行った後、ブロッキング溶液を排出する。次いで、注入・排出口１４ａから洗浄バッファを注入して補体２４を洗浄し、洗浄バッファを排出する。次に、注入・排出口１４ａから抗体を注入して反応させた後、抗体を排出する。その後、注入・排出口１４ａから洗浄バッファを注入して補体２４を洗浄し、洗浄バッファを排出する。続いて二次抗体を注入して反応させた後、洗浄する。その後、検出試薬を注入し、最後に、スキャニングによって目的物質（バンド）を検出する。この一連の分析工程における液体の排出は、上側プレート部材１４の貫通孔１４ａ、１４ｂおよび１４ｃのうちの１つ以上を用いて加圧や吸引などによって行うことができる。
【００２２】
このように、本実施の形態の試料分析装置は、オリゴヌクレオチド、ペプチド、タンパク質などの生体物質の電気泳動による分離機構と、これらの生体物質の捕体への転写機構と、比色・蛍光・発光試薬又は抗原抗体反応による目的物質の検出機構を備えているので、操作が非常に簡易になり、各工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００２３】
図８は、本発明による試料分析装置の第１の実施の形態の変形例の泳動流路の断面を拡大して示している。上述した第１の実施の形態では、図７に示すように、下側プレート部材１２の微細溝１２ａの底面に転写用電極１６を設けるとともに、この転写用電極１６に対向するように上側プレート部材１４の裏面（下側プレート部材１２に対向する面）に転写用電極２２を設け、この転写用電極２２上に捕体２４を設けることにより、泳動流路１３の上下方向に転写用電圧を印加したが、本変形例では、図８に示すように、泳動流路１３の対向する側面に一対の転写用電極１６、２２を設け、転写用電極２２上に捕体２４を設けることにより、泳動流路１３の図中左右方向に転写用電圧を印加するようになっている。その他の構成は、上述した第１の実施の形態と同様である。このような構成により、転写用電極１６、２２を透明導電材料により形成しなくても、図中上下方向に光を当てて目的物質からの蛍光などを検出することが可能になる。
【００２４】
なお、光を効率的に照射して目的物質からの蛍光などを検出し易くするために、上側プレート部材１４や下側プレート部材１２に、光制御機能（レンズやプリズムなどによる集光・光路変換機能）や、光拡散機能（光が通過する少なくとも１つの異材質との界面を粗面にすることによって得られる機能）を設けてもよい。
【００２５】
［第２の実施の形態］
図９および図１０は、本発明による試料分析装置の第２の実施の形態の微細溝の断面を拡大して示している。本実施の形態は、微細溝１１２ａの形状と、転写用電極１１６、１２２および捕体１２４の配置以外は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と異なる構成について説明し、その他の構成の説明を省略する。
【００２６】
図９に示すように、本実施の形態の微細溝１１２ａ（泳動流路１１３）は、第１の実施の形態の下側プレート部材１２と同様の（図示しない）下側プレート部材に形成された細長い直線状の分離用溝部１１２ｂと、この分離用溝部１１２ｂの両側に分離用溝部１１２ｂと平行に形成された細長い直線状の一対の転写用溝部１１２ｃと、これらの転写用溝部１１２ｃと分離用溝部１１２ｂとを連通させる一対の連通部１１２ｄとから構成されている。
【００２７】
分離用溝部１１２ｂは、上述した第１の実施の形態の微細溝１２ａと同様に、（図示しない）下側プレート部材の（図示しない）上側プレート部材に対向する面（上面）の略中央部に形成され、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有し、数センチメートル程度の長さを有する。
【００２８】
転写用溝部１１２ｃは、それぞれ分離用溝部１１２ｂの幅と同程度の幅を有し、分離用溝部１１２ｂの深さよりも深く、分離用溝部１１２ｂよりも短く形成されている。一方の転写用溝部１１２ｃの底面には、厚さ０．１μｍ程度の転写用電極１１６が設けられており、他方の転写用溝部１１２ｃの底面には、厚さ０．１μｍ程度の転写用電極１２２が設けられている。これらの転写用電極１１６、１２２は、転写用溝部１１２ｃと略同一の幅を有し、転写用溝部１１２ｃに沿ってその略全長にわたって延びている。また、転写用電極１２２の上には、第１の実施の形態と同様に、転写用電極１２２と略同一の形状および大きさで厚さ数μｍのニトロセルロース膜などのタンパク質吸収材からなる捕体１２４が設けられている。
【００２９】
連通部１１２ｄは、それぞれ転写用溝部１１２ｃと略同一の長さを有し、電気泳動の際に分離用溝部１１２ｂに満たされた泳動ポリマーが図９の転写用溝部１１２ｃと連通部１１２ｄの境界部に点線で示すように表面張力によって転写用溝部１１２ｃに入らない程度の微小な深さを有する。
【００３０】
上述した本実施の形態の試料分析装置を用いて生体物質を分析する際には、図９に示すように、分離用溝部１１２ｂを泳動ポリマーで満たし、（図示しない）一対の分離用電極に電圧を印加して電気泳動を行った後、図１０に示すように転写用溝部１１２ｃを泳動バッファで満たし、転写用電極１２２、１１６の間に電圧を印加して捕体１２４への転写を行い、その後、微細溝１１２ａ内で検出反応を行うことにより、生体物質を分析する。
【００３１】
この実施の形態の試料分析装置でも、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
［第３の実施の形態］
図１１および図１２は、本発明による試料分析装置の第３の実施の形態を示している。本実施の形態は、複数の微細溝２１２ａを形成した以外は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と異なる構成について説明し、その他の構成の説明を省略する。
【００３３】
図１１に示すように、本実施の形態の下側プレート部材２１２には、図１２に示す上側プレート部材２１４に対向する面（上面）に、複数の細長い直線状の微細溝（泳動流路）２１２ａが互いに平行に延びるように形成されている。これらの微細溝２１２ａは、各々の一端側において、微細溝２１２ａに対して垂直に延びる微細溝２１２ｂによって互いに連通している。この微細溝２１２ｂは、その略中央部において、微細溝２１２ａと反対側に突出する微細溝２１２ｃに連通している。各々の微細溝２１２ａは、上述した第１の実施の形態と同様に、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有し、数センチメートル程度の長さを有する。同様に、微細溝２１２ｂおよび微細溝２１２ｃは、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有する。
【００３４】
図１１に示すように、全ての微細溝２１２ａを横断して覆うように、厚さ０．１μｍ程度の透明導電材料からなる転写用電極２１６が設けられており、各々の微細溝２１２ａの底面以外の部分に絶縁材料を塗布することにより、転写用電極２１６が各々の微細溝２１２ａの底面のみにおいて露出するようになっている。この転写用電極２１６は、下側プレート部材２１２の周縁部に設けられた端子２１６ａを介して（図示しない）電源に接続されるようになっている。また、下側プレート部材２１２の上面には、微細溝２１２ｃの近傍に厚さ０．１μｍ程度の分離用電極２１８が設けられている。さらに、下側プレート部材２１２の周縁部には、上側プレート部材２１４を下側プレート部材２１２に貼り合わせたときに、後述する上側プレート部材２１４に設けられた分離用電極２２０の端子２２０ａを外部に露出させるための切欠き部２１２ｄが形成されている。
【００３５】
図１２に示すように、上側プレート部材２１４には、微細溝２１２ｃおよび分離用電極２１８に対向して開口し且つ外部に開口するように、断面が略円形の貫通孔（泳動ポリマーおよび試薬の注入・排出口）２１４ａが形成されている。また、上側プレート部材２１４には、各々の微細溝２１２ａの他端に連通し且つ外部に開口するように、断面が略円形の複数の貫通孔（空気抜きポート）２１４ｂが形成されている。さらに、上側プレート部材２１４には、各々の微細溝２１２ａの他端付近に連通し且つ外部に開口するように、複数の貫通孔（試料注入口）２１４ｃが形成されている。これらの貫通孔２１４ｃの外部に開口する開口部の形状は略円形であり、これらの略円形の開口部がそれぞれ細長い微細な連通溝２１４ｄを介して略円形の凹部２１４ｅに連通している。これらの凹部２１４ｅは、それぞれ連通溝２１４ｄよりも深く形成されている。一方、上述した第１の実施の形態と同様に、各々の貫通孔２１４ｃの下側プレート部材２１２に対向する（図示しない）開口部の形状は、外部に開口する開口部よりも小さな略矩形であり、両開口部の間には（図示しない）傾斜部が形成されている。また、上述した第１の実施の形態と同様に、上側プレート部材２１４には、厚さ０．１μｍ程度の略Ｌ字形の複数の分離用電極２２０が設けられており、これらの分離用電極２２０は、それぞれ凹部２１４ｅの内壁面の連通溝２１４ｄと反対側の内壁面に沿って延びる部分と、上側プレート部材２１４の上面に沿って延びる部分とからなる。また、これらの分離用電極２２０は、上側プレート部材２１４の周縁部に設けられた端子２２０ａを介して（図示しない）電源に接続されるようになっている。
【００３６】
また、上側プレート部材２１４の裏面（下側プレート部材２１２に対向する面）には、下側プレート部材２１２に設けられた転写用電極２１６に対向するように、厚さ０．１μｍ程度の（図１２において点線で示す）転写用電極２２２が設けられている。この転写用電極２２２は、上側プレート部材２１４の周縁部に設けられた（図１２において点線で示す）端子２２２ａを介して（図示しない）電源に接続されるようになっている。また、転写用電極２２２の下側プレート部材２１２側の表面には、上述した第１の実施の形態と同様に、転写用電極２２２と略同一の形状および大きさで厚さ数μｍのニトロセルロース膜などのタンパク質吸収材からなる（図示しない）捕体が設けられている。
【００３７】
なお、上述した転写用電極２１６、２２２および捕体をそれぞれの泳動流路に別々に設けるようにしてもよい。すなわち、本実施の形態の転写用電極２１６、２２２および捕体を、上述した第１の実施の形態の転写用電極１６、２２および捕体２４と同様の形状にしてもよい。
【００３８】
さらに、上側プレート部材２１４の周縁部には、上側プレート部材２１４を下側プレート部材２１２に貼り合わせたときに、下側プレート部材２１２に設けられた転写用電極２１６の端子２１６ａおよび分離用電極２１８をそれぞれ外部に露出させるための切欠き部２１４ｆ、２１４ｇが形成されている。
【００３９】
上述した下側プレート部材２１２に上側プレート部材２１４を接着剤などにより貼り合わせることにより、本実施の形態の試料分析装置を作製することができる。
【００４０】
この実施の形態の試料分析装置でも、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、複数の微細溝２１２ａが設けられているので、複数の目的物質を同時に検出することができ、第１および第２の実施の形態と比べて、複数の目的物質を迅速に検出することができる。
【００４１】
なお、上述した第１〜第３の実施の形態において、分析対象物質は、生体物質に限定されず、電気泳動による分離が可能な帯電物質であればよい。また、上述した第１〜第３の実施の形態において、生体物質を分離した後の転写方向が分離のための泳動方向に対して直交する方向であるとして説明したが、転写方向はそのような方向に限定されず、分離のための泳動方向と異なる方向であればよい。さらに、上述した第１〜第３の実施の形態において、下側プレート部材に形成した溝の断面形状、幅および深さは、上述した断面形状などに特に限定されない。例えば、上述した第１および第３の実施の形態において、溝の断面形状（図７および図８に対応する断面形状）は、矩形に限定されず、台形、三角形、円弧状など、電気泳動を妨げない形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による試料分析装置の第１の実施の形態の斜視図である。
【図２】図１の試料分析装置の平面図である。
【図３】図１の試料分析装置の下側プレート部材の平面図である。
【図４】図１の試料分析装置の上側プレート部材の裏面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１の試料分析装置の下側プレート部材と上側プレート部材を貼り合わせる前の状態を示す断面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した試料分析装置の微細溝の断面を拡大して示す図である。
【図８】本発明による試料分析装置の第１の実施の形態の変形例における微細溝の断面を拡大して示す図である。
【図９】本発明による試料分析装置の第２の実施の形態における微細溝の断面を拡大して示す図であり、電気泳動時の状態を説明する図である。
【図１０】本発明による試料分析装置の第２の実施の形態における微細溝の断面を拡大して示す図であり、転写時の状態を説明する図である。
【図１１】本発明による試料分析装置の第３の実施の形態の下側プレート部材の平面図である。
【図１２】本発明による試料分析装置の第３の実施の形態の上側プレート部材の平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 試料分析装置
１２、２１２ 下側プレート部材
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ 微細溝
１３、１１３ 泳動流路
１４、２１４ 上側プレート部材
１４ａ、２１４ａ 貫通孔（泳動ポリマーおよび試薬の注入・排出口）
１４ｂ、２１４ｂ 貫通孔（空気抜きポート）
１４ｃ、２１４ｃ 貫通孔（試料注入口）
１４ｄ、２１４ｄ 連通溝
１４ｅ、２１４ｅ 凹部
１６、１１６、２１６ 転写用電極
１８、２１８ 分離用電極
２０、２２０ 分離用電極
２２、１２２、２２２ 転写用電極
２４、１２４ 捕体
１１２ｂ 分離用溝部
１１２ｃ 転写用溝部
１１２ｄ 連通部
２１２ｄ、２１４ｆ、２１４ｇ 切欠き部
２１６ａ、２２０ａ、２２２ａ 端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中の電荷を帯びた物質を検出する試料分析装置に関し、特に、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などの生体物質を特異的に検出する試料分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ、ＲＮＡおよびタンパク質を特異的に検出する方法として、それぞれサザンブロッティング法、ノーザンブロッティング法およびウエスタンブロッティング法が知られている。これらの方法では、電気泳動と捕体への転写（ブロッティング）を順次行い、蛍光・発光試薬や抗原抗体法により目的物質を検出する。
【０００３】
これらの方法の例として、タンパク質を特異的に検出するウエスタンブロッティング法について説明する。ウエスタンブロッティング法は、電気泳動の優れた分離能と抗原抗体反応の高い特異性を組み合わせて、タンパク質混合物から特定のタンパク質を検出する手法である。まず、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ（ＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）−ポリアクリルアミドゲル電気泳動）や等電点電気泳動を行い、その後、ゲルからタンパク質を電気的にメンブランに移動させて固定化することにより、ブロット（メンブラン）を作製する。このメンブランとして、タンパク質が結合し易く且つ疎水性の高いニトロセルロースや、さらに疎水性に優れたＰＶＤＦ（ポリ二フッ化ビニリデン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ））が用いられている。続いて、ブロットを目的タンパク質に対する抗体と反応させて目的タンパク質を検出する。この検出方法として、酵素を用いる方法や蛍光を用いる方法などがある。酵素を用いる方法では、ＡＰ（アルカリ性ホスファターゼ（ａｌｋａｌｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ））やＨＲＰ（ホース・ラディッシュ・ペルオキシダーゼ（ｈｏｒｓｅ ｒａｄｉｓｈ ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ））などで標識した二次抗体を一次抗体に反応させて、酵素活性による発色や化学発光により目的タンパク質を検出する。化学発光による検出では、Ｘ線フィルムへの露光検出、あるいは化学発光を検出可能なスキャナを必要とするが、発色法に比べて１０〜５０倍以上も感度が高いので、微量タンパク質の検出が容易になる。また、蛍光を用いる方法では、Ｃｙ３やＣｙ５で標識した二次抗体を蛍光検出するので、定量性に優れている。このようなウエスタンブロッティング法は、優れた分離能のゲル電気泳動と特異性の高い抗原抗体反応とを組み合わせることにより、細胞抽出液などの複雑なタンパク質溶液中に微量に含まれるタンパク質でも明瞭に検出することができ、ライフサイエンスの様々な分野において、目的タンパク質の検出や解析に利用されている。
【０００４】
このように、従来のタンパク質などの生体物質を特異的に検出する方法では、電気泳動と捕体への転写を別々の装置で行う必要がある上、電気泳動後のゲルを電気泳動装置から転写装置に移動して転写する際の熟練も必要となる。また、電気泳動、転写および検出の各工程の操作時間が長く、操作に手間がかかる。
【０００５】
電気泳動と転写の両方を行う装置として、水平型サブマリン電気泳動装置のプラットホーム上にゲルを水平に載置し、電気泳動槽内に電気泳動用の緩衝液を入れてゲルを浸漬した状態で電気泳動を行った後、プラットホームからゲルを剥して被転写膜に密着させ、これらを板状電極の間に挟み込んでプラットホーム上に載置し、ゲルと被転写膜を緩衝液に浸漬しないようにして、電気的転写を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８５７８号公報（段落番号０００５−００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された装置では、電気泳動装置を利用して転写を行うことができるものの、電気泳動後のゲルをプラットホームから剥して被転写膜に密着させた後に板状電極の間に挟みこんで再度プラットホームに載置する必要があり、依然として転写の際の熟練が必要である。また、電気泳動、転写および検出の各工程の操作時間が依然として長く、依然として操作に手間がかかる。
【０００８】
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を簡易且つ迅速に行って、試料中の生体物質などの物質の分析を行うことができる、試料分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明による試料分析装置は、内部に流路が形成された装置本体と、流路内に配置された捕体と、電気泳動により試料中の物質を流路に沿った方向に移動させる一対の分離用電極と、流路内に配置されて電気泳動により試料中の物質を捕体に転写させる一対の転写用電極とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この試料分析装置において、装置本体に、流路の一端部に連通し且つ外部に開口する第１の開口部と、流路の他端部に連通し且つ外部に開口する第２の開口部を形成するのが好ましい。また、一対の分離用電極は、それぞれ第１および第２の開口部近傍に配置されるのが好ましい。さらに、一対の転写用電極が流路に固定され、これらの一対の転写用電極の間に捕体が配置されるのが好ましい。この場合、捕体が一対の転写用電極の一方に固定されるのが好ましい。また、一対の転写用電極が透明材料からなるのが好ましい。
【００１１】
また、上記の試料分析装置において、流路が、互いに略平行に延びる複数の流路部からなるようにしてもよい。この場合、複数の流路部の各々が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路部のそれぞれに一対の転写用電極の各々が配置されるようにしてもよい。
【００１２】
また、上記の試料分析装置において、流路が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路部のそれぞれに一対の転写用電極の各々が配置されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置本体の流路内で試料中の物質の電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を行うことにより、操作が非常に簡易になり、各工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による試料分析装置の実施の形態では、電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を行うための微小流路（マイクロチャネル）が１つのチップに形成され、この微小流路内で電気泳動を行った後、泳動方向を切り替えて捕体への転写を行い、その後、微小流路内で検出反応を行うことにより、試料中の生体物質などの物質を分析することができるようになっている。このように、１つのチップの微小流路内で試料中の物質の電気泳動、捕体への転写および検出の各工程を行うことにより、操作が非常に簡易になり、各工程に要する時間を大幅に短縮することができる。具体的には、微小流路を使用することによる試料中の物質の敏速な電気泳動を行うことが可能になり、電気泳動後に泳動方向を切り替えることにより捕体への転写を簡易且つ連続的に行うことが可能になり、微小流路内において試料中の物質と検出試薬との敏速な反応を行うことが可能になる。
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明による試料分析装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１〜図７は、本発明による試料分析装置の第１の実施の形態を示している。図１に示すように、本実施の形態の試料分析装置１０は、例えば、オリゴヌクレオチド、ペプチド、タンパク質などの生体物質を含む試料を分析する装置であり、互いに貼り合わされた略矩形の平面形状の下側プレート部材１２と上側プレート部材１４とから構成されている。下側プレート部材１２および上側プレート部材１４は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）などの樹脂材料またはガラス材料により形成され、同一の材料により形成されるのが好ましい。同一の材料により形成すると、下側プレート部材１２と上側プレート部材１４の表面電荷を同一にすることができるため、電気泳動の際の試料中の物質に対する電気浸透流を均一にすることができ、試料中の物質の流れを一定にすることができる。
【００１７】
図３、図５および図６に示すように、下側プレート部材１２には、上側プレート部材１４に対向する面（上面）の略中央部に、細長い直線状の微細溝１２ａが形成されている。この微細溝１２ａは、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有し（図７参照）、数センチメートル程度の長さを有する。微細溝１２ａの底面の一部には、厚さ０．１μｍ程度の透明導電材料からなる転写用電極１６が設けられている。この転写用電極１６は、微細溝１２ａと略同一の幅を有し、微細溝１２ａに沿って延びている。また、下側プレート１２の上面には、微細溝１２ａの一端部の近傍に厚さ０．１μｍ程度の分離用電極１８が設けられている。
【００１８】
図１、図２、図５および図６に示すように、上側プレート部材１４には、微細溝１２ａの一端および分離用電極１８に対向して開口し且つ外部に開口するように、断面が略円形の貫通孔（泳動ポリマーおよび試薬の注入・排出口）１４ａが形成されている。また、上側プレート部材１４には、微細溝１２ａの他端に連通し且つ外部に開口するように、断面が略円形の貫通孔（空気抜きポート）１４ｂが形成されている。さらに、上側プレート部材１４には、微細溝１２ａの他端付近に連通し且つ外部に開口するように、貫通孔（試料注入口）１４ｃが形成されている。この貫通孔１４ｃの外部に開口する開口部の形状は略円形であり、この略円形の開口部が細長い微細な連通溝１４ｄを介して略円形の凹部１４ｅに連通している。この凹部１４ｅは、連通溝１４ｄよりも深く形成されている。一方、貫通孔１４ｃの下側プレート部材１２に対向する開口部の形状は、電気泳動による分解能を向上させるために、外部に開口する開口部よりも小さな略矩形であり（図４参照）、両開口部の間には傾斜部が形成されている（図５および図６参照）。また、上側プレート部材１４には、厚さ０．１μｍ程度の略Ｌ字形の分離用電極２０が設けられており、この分離用電極２０は、凹部１４ｅの内壁面の連通溝１４ｄと反対側の内壁面に沿って延びる部分と、上側プレート部材１４の上面に沿って延びる部分とからなる（図５および図６参照）。
【００１９】
また、図５および図６に示すように、上側プレート部材１４の裏面（下側プレート部材１２に対向する面）には、下側プレート部材１２の微細溝１２ａ内に設けられた転写用電極１６に対向するように、厚さ０．１μｍ程度の細長い直線状の透明導電材料からなる転写用電極２２が設けられ、その転写用電極２２の下側プレート部材１２側の表面に転写用電極２２と略同一の形状および大きさで厚さ数μｍのニトロセルロース膜などのタンパク質吸収材からなる捕体２４が設けられている（図４〜図６参照）。なお、この捕体２４として、ニトロセルロース膜などの膜の他、目的物質を吸着などにより補足可能なコート剤などの素材や微細網目構造などを利用することができる。
【００２０】
上述した下側プレート部材１２に上側プレート部材１４を接着剤などにより貼り合わせることにより、微細溝１２ａの開口部が上側プレート部材１４によって閉塞されて泳動流路１３が形成され、図１および図５に示すような本実施の形態の試料分析装置１０を作製することができる。
【００２１】
次に、上述した本実施の形態の試料分析装置１０を用いて生体物質を分析する方法について説明する。まず、貫通孔１４ｃ、連通溝１４ｄおよび凹部１４ｅを泳動バッファで満たし、その後、注入・排出口１４ａから泳動ポリマーを注入して、泳動流路１３を泳動ポリマーで満たす。次に、試料注入口１４ｃから負に帯電した生体物質を含む試料を注入した後、分離用電極１８、２０の間に電圧を印加して電気泳動を行うことにより、分子量の差に基づいて転写用電極１６、２２の長手方向の範囲内において生体物質を分離する。次に、分離用電極１８、２０の間の電圧の印加を止めた後、転写用電極１６、２２の間に電圧を印加して電気泳動方向を上下方向に切り替えることにより、分離した生体物質を捕体２４に転写する。次に、泳動ポリマーを泳動流路１３から排出した後、注入・排出口１４ａから洗浄バッファを注入して補体２４を洗浄し、洗浄バッファを排出する。次に、注入・排出口１４ａから、捕体２４上の生体物質と後述する抗体との非特異的結合などの反応を防ぐ処理（ブロッキング処理）を行うためのブロッキング溶液を注入してブロッキング処理を行った後、ブロッキング溶液を排出する。次いで、注入・排出口１４ａから洗浄バッファを注入して補体２４を洗浄し、洗浄バッファを排出する。次に、注入・排出口１４ａから抗体を注入して反応させた後、抗体を排出する。その後、注入・排出口１４ａから洗浄バッファを注入して補体２４を洗浄し、洗浄バッファを排出する。続いて二次抗体を注入して反応させた後、洗浄する。その後、検出試薬を注入し、最後に、スキャニングによって目的物質（バンド）を検出する。この一連の分析工程における液体の排出は、上側プレート部材１４の貫通孔１４ａ、１４ｂおよび１４ｃのうちの１つ以上を用いて加圧や吸引などによって行うことができる。
【００２２】
このように、本実施の形態の試料分析装置は、オリゴヌクレオチド、ペプチド、タンパク質などの生体物質の電気泳動による分離機構と、これらの生体物質の捕体への転写機構と、比色・蛍光・発光試薬又は抗原抗体反応による目的物質の検出機構を備えているので、操作が非常に簡易になり、各工程に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００２３】
図８は、本発明による試料分析装置の第１の実施の形態の変形例の泳動流路の断面を拡大して示している。上述した第１の実施の形態では、図７に示すように、下側プレート部材１２の微細溝１２ａの底面に転写用電極１６を設けるとともに、この転写用電極１６に対向するように上側プレート部材１４の裏面（下側プレート部材１２に対向する面）に転写用電極２２を設け、この転写用電極２２上に捕体２４を設けることにより、泳動流路１３の上下方向に転写用電圧を印加したが、本変形例では、図８に示すように、泳動流路１３の対向する側面に一対の転写用電極１６、２２を設け、転写用電極２２上に捕体２４を設けることにより、泳動流路１３の図中左右方向に転写用電圧を印加するようになっている。その他の構成は、上述した第１の実施の形態と同様である。このような構成により、転写用電極１６、２２を透明導電材料により形成しなくても、図中上下方向に光を当てて目的物質からの蛍光などを検出することが可能になる。
【００２４】
なお、光を効率的に照射して目的物質からの蛍光などを検出し易くするために、上側プレート部材１４や下側プレート部材１２に、光制御機能（レンズやプリズムなどによる集光・光路変換機能）や、光拡散機能（光が通過する少なくとも１つの異材質との界面を粗面にすることによって得られる機能）を設けてもよい。
【００２５】
［第２の実施の形態］
図９および図１０は、本発明による試料分析装置の第２の実施の形態の微細溝の断面を拡大して示している。本実施の形態は、微細溝１１２ａの形状と、転写用電極１１６、１２２および捕体１２４の配置以外は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と異なる構成について説明し、その他の構成の説明を省略する。
【００２６】
図９に示すように、本実施の形態の微細溝１１２ａ（泳動流路１１３）は、第１の実施の形態の下側プレート部材１２と同様の（図示しない）下側プレート部材に形成された細長い直線状の分離用溝部１１２ｂと、この分離用溝部１１２ｂの両側に分離用溝部１１２ｂと平行に形成された細長い直線状の一対の転写用溝部１１２ｃと、これらの転写用溝部１１２ｃと分離用溝部１１２ｂとを連通させる一対の連通部１１２ｄとから構成されている。
【００２７】
分離用溝部１１２ｂは、上述した第１の実施の形態の微細溝１２ａと同様に、（図示しない）下側プレート部材の（図示しない）上側プレート部材に対向する面（上面）の略中央部に形成され、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有し、数センチメートル程度の長さを有する。
【００２８】
転写用溝部１１２ｃは、それぞれ分離用溝部１１２ｂの幅と同程度の幅を有し、分離用溝部１１２ｂの深さよりも深く、分離用溝部１１２ｂよりも短く形成されている。一方の転写用溝部１１２ｃの底面には、厚さ０．１μｍ程度の転写用電極１１６が設けられており、他方の転写用溝部１１２ｃの底面には、厚さ０．１μｍ程度の転写用電極１２２が設けられている。これらの転写用電極１１６、１２２は、転写用溝部１１２ｃと略同一の幅を有し、転写用溝部１１２ｃに沿ってその略全長にわたって延びている。また、転写用電極１２２の上には、第１の実施の形態と同様に、転写用電極１２２と略同一の形状および大きさで厚さ数μｍのニトロセルロース膜などのタンパク質吸収材からなる捕体１２４が設けられている。
【００２９】
連通部１１２ｄは、それぞれ転写用溝部１１２ｃと略同一の長さを有し、電気泳動の際に分離用溝部１１２ｂに満たされた泳動ポリマーが図９の転写用溝部１１２ｃと連通部１１２ｄの境界部に点線で示すように表面張力によって転写用溝部１１２ｃに入らない程度の微小な深さを有する。
【００３０】
上述した本実施の形態の試料分析装置を用いて生体物質を分析する際には、図９に示すように、分離用溝部１１２ｂを泳動ポリマーで満たし、（図示しない）一対の分離用電極に電圧を印加して電気泳動を行った後、図１０に示すように転写用溝部１１２ｃを泳動バッファで満たし、転写用電極１２２、１１６の間に電圧を印加して捕体１２４への転写を行い、その後、微細溝１１２ａ内で検出反応を行うことにより、生体物質を分析する。
【００３１】
この実施の形態の試料分析装置でも、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
［第３の実施の形態］
図１１および図１２は、本発明による試料分析装置の第３の実施の形態を示している。本実施の形態は、複数の微細溝２１２ａを形成した以外は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、第１の実施の形態と異なる構成について説明し、その他の構成の説明を省略する。
【００３３】
図１１に示すように、本実施の形態の下側プレート部材２１２には、図１２に示す上側プレート部材２１４に対向する面（上面）に、複数の細長い直線状の微細溝（泳動流路）２１２ａが互いに平行に延びるように形成されている。これらの微細溝２１２ａは、各々の一端側において、微細溝２１２ａに対して垂直に延びる微細溝２１２ｂによって互いに連通している。この微細溝２１２ｂは、その略中央部において、微細溝２１２ａと反対側に突出する微細溝２１２ｃに連通している。各々の微細溝２１２ａは、上述した第１の実施の形態と同様に、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有し、数センチメートル程度の長さを有する。同様に、微細溝２１２ｂおよび微細溝２１２ｃは、一辺の長さが５０〜１００μｍ程度の略矩形の断面を有する。
【００３４】
図１１に示すように、全ての微細溝２１２ａを横断して覆うように、厚さ０．１μｍ程度の透明導電材料からなる転写用電極２１６が設けられており、各々の微細溝２１２ａの底面以外の部分に絶縁材料を塗布することにより、転写用電極２１６が各々の微細溝２１２ａの底面のみにおいて露出するようになっている。この転写用電極２１６は、下側プレート部材２１２の周縁部に設けられた端子２１６ａを介して（図示しない）電源に接続されるようになっている。また、下側プレート部材２１２の上面には、微細溝２１２ｃの近傍に厚さ０．１μｍ程度の分離用電極２１８が設けられている。さらに、下側プレート部材２１２の周縁部には、上側プレート部材２１４を下側プレート部材２１２に貼り合わせたときに、後述する上側プレート部材２１４に設けられた分離用電極２２０の端子２２０ａを外部に露出させるための切欠き部２１２ｄが形成されている。
【００３５】
図１２に示すように、上側プレート部材２１４には、微細溝２１２ｃおよび分離用電極２１８に対向して開口し且つ外部に開口するように、断面が略円形の貫通孔（泳動ポリマーおよび試薬の注入・排出口）２１４ａが形成されている。また、上側プレート部材２１４には、各々の微細溝２１２ａの他端に連通し且つ外部に開口するように、断面が略円形の複数の貫通孔（空気抜きポート）２１４ｂが形成されている。さらに、上側プレート部材２１４には、各々の微細溝２１２ａの他端付近に連通し且つ外部に開口するように、複数の貫通孔（試料注入口）２１４ｃが形成されている。これらの貫通孔２１４ｃの外部に開口する開口部の形状は略円形であり、これらの略円形の開口部がそれぞれ細長い微細な連通溝２１４ｄを介して略円形の凹部２１４ｅに連通している。これらの凹部２１４ｅは、それぞれ連通溝２１４ｄよりも深く形成されている。一方、上述した第１の実施の形態と同様に、各々の貫通孔２１４ｃの下側プレート部材２１２に対向する（図示しない）開口部の形状は、外部に開口する開口部よりも小さな略矩形であり、両開口部の間には（図示しない）傾斜部が形成されている。また、上述した第１の実施の形態と同様に、上側プレート部材２１４には、厚さ０．１μｍ程度の略Ｌ字形の複数の分離用電極２２０が設けられており、これらの分離用電極２２０は、それぞれ凹部２１４ｅの内壁面の連通溝２１４ｄと反対側の内壁面に沿って延びる部分と、上側プレート部材２１４の上面に沿って延びる部分とからなる。また、これらの分離用電極２２０は、上側プレート部材２１４の周縁部に設けられた端子２２０ａを介して（図示しない）電源に接続されるようになっている。
【００３６】
また、上側プレート部材２１４の裏面（下側プレート部材２１２に対向する面）には、下側プレート部材２１２に設けられた転写用電極２１６に対向するように、厚さ０．１μｍ程度の（図１２において点線で示す）転写用電極２２２が設けられている。この転写用電極２２２は、上側プレート部材２１４の周縁部に設けられた（図１２において点線で示す）端子２２２ａを介して（図示しない）電源に接続されるようになっている。また、転写用電極２２２の下側プレート部材２１２側の表面には、上述した第１の実施の形態と同様に、転写用電極２２２と略同一の形状および大きさで厚さ数μｍのニトロセルロース膜などのタンパク質吸収材からなる（図示しない）捕体が設けられている。
【００３７】
なお、上述した転写用電極２１６、２２２および捕体をそれぞれの泳動流路に別々に設けるようにしてもよい。すなわち、本実施の形態の転写用電極２１６、２２２および捕体を、上述した第１の実施の形態の転写用電極１６、２２および捕体２４と同様の形状にしてもよい。
【００３８】
さらに、上側プレート部材２１４の周縁部には、上側プレート部材２１４を下側プレート部材２１２に貼り合わせたときに、下側プレート部材２１２に設けられた転写用電極２１６の端子２１６ａおよび分離用電極２１８をそれぞれ外部に露出させるための切欠き部２１４ｆ、２１４ｇが形成されている。
【００３９】
上述した下側プレート部材２１２に上側プレート部材２１４を接着剤などにより貼り合わせることにより、本実施の形態の試料分析装置を作製することができる。
【００４０】
この実施の形態の試料分析装置でも、上述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、複数の微細溝２１２ａが設けられているので、複数の目的物質を同時に検出することができ、第１および第２の実施の形態と比べて、複数の目的物質を迅速に検出することができる。
【００４１】
なお、上述した第１〜第３の実施の形態において、分析対象物質は、生体物質に限定されず、電気泳動による分離が可能な帯電物質であればよい。また、上述した第１〜第３の実施の形態において、生体物質を分離した後の転写方向が分離のための泳動方向に対して直交する方向であるとして説明したが、転写方向はそのような方向に限定されず、分離のための泳動方向と異なる方向であればよい。さらに、上述した第１〜第３の実施の形態において、下側プレート部材に形成した溝の断面形状、幅および深さは、上述した断面形状などに特に限定されない。例えば、上述した第１および第３の実施の形態において、溝の断面形状（図７および図８に対応する断面形状）は、矩形に限定されず、台形、三角形、円弧状など、電気泳動を妨げない形状であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による試料分析装置の第１の実施の形態の斜視図である。
【図２】図１の試料分析装置の平面図である。
【図３】図１の試料分析装置の下側プレート部材の平面図である。
【図４】図１の試料分析装置の上側プレート部材の裏面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図１の試料分析装置の下側プレート部材と上側プレート部材を貼り合わせる前の状態を示す断面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切断した試料分析装置の微細溝の断面を拡大して示す図である。
【図８】本発明による試料分析装置の第１の実施の形態の変形例における微細溝の断面を拡大して示す図である。
【図９】本発明による試料分析装置の第２の実施の形態における微細溝の断面を拡大して示す図であり、電気泳動時の状態を説明する図である。
【図１０】本発明による試料分析装置の第２の実施の形態における微細溝の断面を拡大して示す図であり、転写時の状態を説明する図である。
【図１１】本発明による試料分析装置の第３の実施の形態の下側プレート部材の平面図である。
【図１２】本発明による試料分析装置の第３の実施の形態の上側プレート部材の平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 試料分析装置
１２、２１２ 下側プレート部材
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ 微細溝
１３、１１３ 泳動流路
１４、２１４ 上側プレート部材
１４ａ、２１４ａ 貫通孔（泳動ポリマーおよび試薬の注入・排出口）
１４ｂ、２１４ｂ 貫通孔（空気抜きポート）
１４ｃ、２１４ｃ 貫通孔（試料注入口）
１４ｄ、２１４ｄ 連通溝
１４ｅ、２１４ｅ 凹部
１６、１１６、２１６ 転写用電極
１８、２１８ 分離用電極
２０、２２０ 分離用電極
２２、１２２、２２２ 転写用電極
２４、１２４ 捕体
１１２ｂ 分離用溝部
１１２ｃ 転写用溝部
１１２ｄ 連通部
２１２ｄ、２１４ｆ、２１４ｇ 切欠き部
２１６ａ、２２０ａ、２２２ａ 端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路が形成された装置本体と、前記流路内に配置された捕体と、電気泳動により前記流路に沿った方向に試料中の物質を移動させる一対の分離用電極と、前記流路内に配置されて電気泳動により試料中の物質を捕体に転写させる一対の転写用電極とを備えたことを特徴とする、試料分析装置。
【請求項２】
前記装置本体に、前記流路の一端部に連通し且つ外部に開口する第１の開口部と、前記流路の他端部に連通し且つ外部に開口する第２の開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の試料分析装置。
【請求項３】
前記一対の分離用電極が、それぞれ前記第１および第２の開口部近傍に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の試料分析装置。
【請求項４】
前記一対の転写用電極が前記流路に固定され、これらの一対の転写用電極の間に前記捕体が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項５】
前記捕体が前記一対の転写用電極の一方に固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の試料分析装置。
【請求項６】
前記一対の転写用電極が透明材料からなることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項７】
前記流路が、互いに略平行に延びる複数の流路部からなることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項８】
前記流路が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路のそれぞれに前記一対の転写用電極の各々が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項９】
前記複数の流路部の各々が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路部のそれぞれに前記一対の転写用電極の各々が配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の試料分析装置。
【請求項１】
内部に流路が形成された装置本体と、前記流路内に配置された捕体と、電気泳動により前記流路に沿った方向に試料中の物質を移動させる一対の分離用電極と、前記流路内に配置されて電気泳動により試料中の物質を捕体に転写させる一対の転写用電極とを備えたことを特徴とする、試料分析装置。
【請求項２】
前記装置本体に、前記流路の一端部に連通し且つ外部に開口する第１の開口部と、前記流路の他端部に連通し且つ外部に開口する第２の開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の試料分析装置。
【請求項３】
前記一対の分離用電極が、それぞれ前記第１および第２の開口部近傍に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の試料分析装置。
【請求項４】
前記一対の転写用電極が前記流路に固定され、これらの一対の転写用電極の間に前記捕体が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項５】
前記捕体が前記一対の転写用電極の一方に固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の試料分析装置。
【請求項６】
前記一対の転写用電極が透明材料からなることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項７】
前記流路が、互いに略平行に延びる複数の流路部からなることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項８】
前記流路が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路のそれぞれに前記一対の転写用電極の各々が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項９】
前記複数の流路部の各々が、分離用流路部と、この分離用流路部に沿って両側に延びる一対の転写用流路部とからなり、これらの一対の転写用流路部のそれぞれに前記一対の転写用電極の各々が配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の試料分析装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−７１４９４（Ｐ２００６−７１４９４Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５５９９３（Ｐ２００４−２５５９９３）
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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