JP2002323477A - 電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動装置Info
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Abstract
分取装置を提供する。 【解決手段】本発明では、サンプルリザーバー2の電極
e1をマイナスに、廃液リザーバー3の電極e2をプラ
スに荷電する事により、サンプルリザーバー2内のサン
プルSは廃液リザーバー3の方へと泳動を始める。泳動
路4の途中にある検出器5がサンプルSの通過を確認し
た後、廃液リザーバー3の電極e2をOFFにし、例え
ば分取セルd1の電極をプラスに荷電すると、サンプル
Sは分取セルd1に向かって移動し分取を行うことがで
きる。
Description
分野において、電気泳動により分離されたDNAや蛋白
質などの高分子物質試料の所定の断片部分を分取する装
置に関するものである。
と対象試料とをゲル電気泳動させ、両試料の泳動パター
ンを比較してその相違を検証するとともに、相違してい
る部分の分子配列を決定する必要がある。そのために
は、対象試料の泳動パターンのうち、標準試料の泳動パ
ターンと相違する部分を分取する必要がある。
ーンのうち分取すべき断片部分のゲルを直接手動でメス
によって切り出すか、その展開した泳動パターンをいっ
たんナイロンメンブレンに転写した後、そのナイロンメ
ンブレンをはさみやメスで切り出すことによって分取し
ている。
泳動パターンを別の認識装置で光学的に認識し、その情
報に基づいて所定の部分を切り出すが、泳動パターンの
認識と切り出し作業とは別の装置による独立した作業で
あるため、泳動パターン認識装置で切り出すべき部分を
決めても、切出しの際にはその位置を再確認することが
必要である。またメスなどを用いて手動により行なう切
出し作業は煩雑である。
析の高速化、装置の小型化が期待できる形態として、2
枚の基材を接合して形成された電気泳動用チップが提案
されている(D. J. Harrison et al. /Anal. Chem. 199
3,283,361-366)。この電気泳動用チップは、一対の透
明板状の無機材料からなる基材からなり、半導体フォト
リソグラフィー技術及びエッチング技術、又はマイクロ
マシニング技術により、一方の基材の表面に互いに交差
する泳動用キャピラリー溝を形成し、他方の基材にはそ
の溝の端に対応する位置に貫通孔をアノードリザーバ、
カソードリザーバ、サンプルリザーバ、ウエストリザー
バとして設けたものである。この電気泳動用チップを用
いれば、微量サンプルの取り扱いが可能であり、泳動サ
ンプルの分取も容易にできることが考えられる。そこ
で、本発明は、電気泳動用チップを利用した新規な分取
装置を提供することを目的とする。
決するため、板状部材に少なくとも一つの分析流路と、
該分析流路と接続するリザーバーと、該リザーバーに収
容される電極と、分流流路の下流側に配置される検出手
段とを備えてなる電気泳動装置において、該分析流路の
検出手段位置より下流側に複数の流路を分岐させるとと
もに、該分岐流路の終端に電極を収容したリザーバーを
設けたことを特徴とする電気泳動装置である。
石英もしくはSi基板が用いられ、それらの厚みは例え
ば0.2〜1mm程度が好ましい。この板状部材に、例
えばフォトファブリケーション技術により溝(流路およ
びリザーバー)が形成される。フォトファブリケーショ
ン技術とは、フォトマスクのパターンを転写して複製を
作製する技術をいい、一般にはフォトレジストまたはレ
ジストと呼ばれる感光性材料をメタルマスクを介し基板
表面に塗布し、光でパターンを転写する。そして、転写
した平面的なパターンからエッチングなどによりある程
度の立体的な形に加工するものである。使用するフォト
レジスト(またはレジスト)は、例えば東京応化社製O
FPR5000、シプレイ・ファーイースト社製マイク
ロポジットS1400、OMR83−100cpを用い
ることができるが、これらに限定されず、後のエッチン
グ工程に耐え得るものであれば特に限定されない。ま
た、その厚さは後のエッチング工程に耐える厚みが必要
であり、1〜2μmの厚みが一般的である。
の場合のようにレジストを塗布した基板にフォトマスク
を密着する密着露光やステッパ(縮小投影露光装置)な
どを用いる投影露光が行われる。また、ホログラフィッ
ク露光であっても良い。なお、露光の際に使用する光源
としては、例えば、超高圧水銀ランプのg線(436n
m)を用いることができ、露光条件はレジスト材とレジ
ストの厚みに依存する。マスクパターンが転写されてメ
タルが露出すると、メタルマスクのパターニングを行
い、基板表面を出す。メタルマスクのパターニングは、
例えばメタルとして金を用いた場合は、王水により行
う。
エッチングする場合は、ウエットエッチングが挙げられ
る。そのエッチャントは、各種ガラスや石英がエッチン
グされる溶液であれば特に限定されるものではないが、
例えば、弗酸系の溶液が使用されるのが一般的である。
また、Si基板にエッチングする方法としては、ウエッ
トエッチング(異方性エッチング)が挙げられる。異方
性エッチングに用いるエッチャントは、KOH水溶液、
TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドライド)、
ヒドラジンなどこの分野で使用されているエッチャント
であれば、特に限定されるものではない。
して貼り合わせて用いても良い。一枚の場合は流路は開
放系になる。板状部材を貼り合わせる場合、一方の板状
部材には、例えば、テーパ状の貫通孔を形成する。ここ
で、ガラスや石英基板に貫通孔を形成する方法は、特に
限定されるものではないが、超音波加工を用いるのが一
般的である。貫通孔の大きさは、特に限定されるもので
ないが、例えば開口直径は0. 1〜数mm程度が望まし
い。板状部材の張り合わせは、溝を内側にして重ね合わ
せて行う。2枚の板状部材の張り合わせ(接合)手段は
特に限定されるものではないが、本発明の場合は微量分
析装置ゆえ、接着剤は使用せず板状部材同士を直接接合
するのが望ましい。ガラス同士の接合には、真空中もし
くは窒素置換雰囲気中で600〜900℃程度に加熱す
ることで、2枚のガラスを融着する手段が望ましい。ま
た石英の接合には、例えば、少なくとも一方の基板接合
面にガラスをスパッタ成膜した後に、上記と同様に加熱
する手段が望ましい。さらにガラスとシリコンを接合す
る場合は、例えば、400℃程度に加熱してガラス側に
−1kV程度の負電圧を印加して接合する陽極接合法を
用いても良い。
もよい。分岐流路は、分析流路と同じ内径が好ましく、
分岐流路は1つの分析流路より複数分岐する構造が好ま
しい。分析流路の両端および分岐流路の終端には、リザ
ーバーが設けられており、リザーバー内には泳動バッフ
ァー、電極が入れられ、流路が電気導通可能となる。泳
動バッファーとしては、例えばトリスEDTA、リン酸バッ
ファーなどを用いることができるが、これらに限定され
ない。
る。検出器は、光源と受光器から光検出器、電気化学検
出器などを用いることができる。光検出器を用いる場
合、光入出射溝の内面には、例えばスパッタリングによ
りアルミニウムなどを蒸着してもよい。光入射溝に光源
からの光を入射させ、光は泳動用溝を通過後、光出射溝
により反射して検出手段に至る。光源としては、紫外・
可視域の光源、例えばHe−Cd半導体レーザー、重水
素ランプ、タングステンランプを用い、検出器として
は、例えば光電子増倍管、シリコンホトダイオードを用
いるが、これらに限定されない。複数の分岐流路の切換
は、例えば検出器の信号に応じて分岐流路のリザーバー
への通電を切り換えることにより行うことができる。
づいて説明する。図1は、一実施例を示す平面図であ
る。1は例えばガラス又はシリコンからなる1枚の平板
で、平板1の寸法は例えば10〜30mm、幅が30〜
120mmである。平板1の表面には、円筒状の凹部か
らなるサンプルリザーバー2、廃液リザーバー3、分取
セルd1〜d4が形成されている。各々のリザーバーに
は電気浸透流媒体としてのバッファーが収容されてお
り、それらの寸法は、例えばサンプルリザーバー2と廃
液リザーバー3は、直径1〜5mm、深さ1〜3mm、
分取セルd1〜d4は、直径0.5〜3mm、深さ1〜
3mmである。
間は、平板1表面に形成された泳動路(分析流路)4に
より連通している。泳動路4は、例えば幅50〜100
μm、深さが50〜100μmである。また泳動路4の
下流側には4本の分岐流路(分取用パス)f1〜f4が
分岐しており、これら分取用パスf1〜f4は分取セル
d1〜d4に連通する。分取用パスf1〜f4は、例え
ば幅30〜100μm、深さが30〜100μmであ
る。
f4の間の位置であって、泳動路4上に検出器5が配設
される。検出器5は例えば光源と光検出器からなり、検
出器5の信号は図示しない制御部に送られる。また、各
々のリザーバー2、3及び分取セルd1〜d4には電極
e1〜e6が浸されており、この電極への電圧印加も図
示しない制御部で制御される。
ンプルの泳動及び分取は次のように行う。まず、各々の
リザーバー2、3及び分取セルd1〜d4に例えばトリ
スEDTA(TE)バッファーなどの泳動バッファー
を、泳動路4にリニアポリアクリルアミドなどの分離用
のゲルを詰める。次に図2(A)の様に、サンプルリザ
ーバー2の電極e1をマイナスに、廃液リザーバー3の
電極e2をプラスに荷電する事により、サンプルリザー
バー2内のサンプルSは廃液リザーバー3の方へと泳動
を始める。泳動路4の途中にある検出器5がサンプルS
の通過を確認した後、廃液リザーバー3の電極e2をO
FFにし、例えば分取セルd1の電極をプラスに荷電す
る。図2(B)の様にサンプルSは分取セルd1に向か
って移動し分取を行うことができる。同様に分取セルd
2〜d4の荷電を順次切り換えることにより、各々のセ
ルにサンプルの分取が可能となる。
えば目的成分とは泳動スピードの異なる不要な成分を分
取し除去することも可能である。また、複数のバンドの
中から目的のバンド成分を分取する場合、バンド数が既
知の場合、検出器を通過するバンド数から流路を切り替
え目的成分の分取が行える。さらに、バンド数が未知の
場合、目的成分を挟み込むマーカー物質を同時に泳動す
るなどして、目的成分の選択的な分取も可能である。
で目的産物の分取および泳動スピードの異なる夾雑物の
除去が自動で行える。
Claims (2)
- 【請求項1】板状部材に少なくとも一つの分析流路と、
該分析流路と接続するリザーバーと、該リザーバーに収
容される電極と、分流流路の下流側に配置される検出器
とを備えてなる電気泳動装置において、該分析流路の検
出器位置より下流側に複数の流路を分岐させるととも
に、該分岐流路の終端に電極を収容したリザーバーを設
けたことを特徴とする電気泳動装置。 - 【請求項2】請求項1記載の電気泳動装置であって、検
出器の信号に応じて分岐流路のリザーバーへの通電を切
り換える制御部を設けてなる請求項1記載の電気泳動装
置。
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