特許 6571444 分析方法、分析チップおよび分析システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571444

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】分析方法、分析チップおよび分析システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/447 20060101AFI20190826BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/447 331H

   G01N37/00 101

   G01N27/447 331K

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-158129(P2015-158129)

(22)【出願日】2015年8月10日

(65)【公開番号】特開2016-57289(P2016-57289A)

(43)【公開日】2016年4月21日

【審査請求日】2018年2月5日

(31)【優先権主張番号】特願2014-185071(P2014-185071)

(32)【優先日】2014年9月11日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000141897

【氏名又は名称】アークレイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】大沼 直嗣

【審査官】 櫃本 研太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４５７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２０１２／１０５１７１（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 再公表特許第２００８／１３６４６５（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−３３７５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１４７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／４４７

Ｇ０１Ｎ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１開口部が設けられた導入槽と、前記導入槽と接続部を介して繋がるキャピラリー管と、前記導入槽と前記キャピラリー管で繋がる排出槽と、を含む分析チップを用いたキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法であって、
前記キャピラリー管に泳動液を充填する泳動液充填工程と、
前記導入槽に吐出力を付与する流動駆動源を用いて所定量の試料を前記第１開口部から導入する導入工程と、
前記流動駆動源を用いて、前記導入槽中において前記試料を流動させることにより、前記接続部における前記キャピラリー管と前記導入槽との境界面に沿って、せん断流を生じさせる流動工程と、
前記キャピラリー管中において、混合試料が連続的に供給されている状態で電気泳動する電気泳動工程と、を含む、分析方法。

【請求項2】

前記導入槽にはさらに第２開口部が設けられ、前記流動工程においては、前記接続部を挟んで互いに反対側に位置する前記第１開口部と前記第２開口部において、前記試料の注入および排出を行う、請求項１に記載の分析方法。

【請求項3】

前記キャピラリー管は、端部で前記導入槽に繋がる、請求項１又は２に記載の分析方法。

【請求項4】

キャピラリー電気泳動法による試料の分析に用いられるディスポーザブルタイプの分析チップであって、
泳動液が充填されるキャピラリー管と、
前記キャピラリー管の一端部に接続部を介して繋がる、試料が導入される導入槽であって、前記接続部を挟んで互いに反対側に位置し同じ方向に開口している２つの開口部を有する導入槽と、
前記キャピラリー管に前記導入槽とは反対側に繋がる排出槽と、
を備える、分析チップ。

【請求項5】

請求項４に記載の分析チップと、
前記分析チップが装填されるとともに、前記キャピラリー管中において、前記試料が連続的に供給されている状態で電気泳動する分析部と、
前記分析チップに吐出力を付与する流動駆動源と、を有する分析装置と、
を備え、
前記流動駆動源は前記導入槽中において前記試料を流動させることにより、前記接続部における前記キャピラリー管と前記導入槽との境界面に沿って、せん断流を生じさせる、分析システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分析方法、分析チップおよび分析システムに関する。

【背景技術】

【0002】

生体の状態を示す指標として、各種タンパク質の糖化率が分析されている。中でも、血球中のヘモグロビン（Ｈｂ）の糖化率は、生体内血糖値の過去の履歴を反映していることから、糖尿病の診断や治療などにおける重要な指標とされている。このような指標とされるヘモグロビンの代表例であるＨｂＡ１ｃは、ＨｂＡ（α２β２）のβ鎖Ｎ末端のバリンが糖化したものである。

【0003】

Ｈｂの分析手法の一つとして、電気泳動法が用いられている。特許文献１では、キャピラリー管とこのキャピラリー管に直交する予備流路とを備える分析チップを用いた分析方法が開示されている。キャピラリー管と予備流路との連結部分に滞留した試料を、電気泳動法における分析対象とする。これにより、ごく少量の試料をより正確に定量することが意図されている。また、特許文献２では、電気泳動法を利用した分析に用いるチップの小型化を意図して、電気泳動における試料の分離中も試料を連続的に供給する分析方法が記載されている。

【0004】

しかしながら、特許文献１の構成では、キャピラリー管における電気泳動に先立ち、予備流路の両端に配置された２つの電極に電圧を印加することにより、キャピラリー管と予備流路との連結部分に試料を充填することが強いられる。また、特許文献２の構成では、電気泳動法による分析を開始するまでの期間においてキャピラリー管内の泳動液が試料を貯留する槽などに漏れだしてしまうことが懸念される。この漏れだしは、分析結果の精度を著しく低下させるおそれがある。または、漏れだした泳動液が試料導入前に乾燥および濃縮することにより、試料の分析先端部において泳動液成分を過剰に含む領域が生じうる。あるいは、泳動液と試料とが相互に拡散してしまい、溶液中の成分比率が不明瞭な領域が生じることが懸念される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−３３７５２１号公報

【特許文献1】再表２００８／１３６４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より簡易な構成によって分析精度を高めることが可能な分析方法、分析チップおよび分析システムを提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の側面によって提供される分析方法は、第１開口部が設けられた導入槽と、前記導入槽と接続部を介して繋がるキャピラリー管と、前記導入槽と前記キャピラリー管で繋がる排出槽と、を含む分析チップを用いたキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法であって、前記キャピラリー管に泳動液を充填する泳動液充填工程と、前記導入槽に吐出力を付与する流動駆動源を用いて所定量の試料を前記第１開口部から導入する導入工程と、前記流動駆動源を用いて、前記導入槽中において前記試料を流動させることにより、前記接続部における前記キャピラリー管と前記導入槽との境界面に沿って、せん断流を生じさせる流動工程と、前記キャピラリー管中において、混合試料が連続的に供給されている状態で電気泳動する電気泳動工程と、を含む。

【0008】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導入槽にはさらに第２開口部が設けられ、前記流動工程においては、前記接続部を挟んで互いに反対側に位置する前記第１開口部と前記第２開口部において、前記試料の注入および排出を行う。また、本発明の好ましい実施の形態においては、前記キャピラリー管は、端部で前記導入槽に繋がる。

【0009】

本発明の第２の側面によって提供される分析チップは、 キャピラリー電気泳動法による試料の分析に用いられるディスポーザブルタイプの分析チップであって、泳動液が充填されるキャピラリー管と、前記キャピラリー管の一端部に接続部を介して繋がる、試料が導入される導入槽であって、前記接続部を挟んで互いに反対側に位置し同じ方向に開口している２つの開口部を有する導入槽と、前記キャピラリー管に前記導入槽とは反対側に繋がる排出槽と、を備える。

【0012】

本発明の第３の側面によって提供される分析システムは、上記の分析チップと、前記分析チップが装填されるとともに、前記キャピラリー管中において、前記試料が連続的に供給されている状態で電気泳動する分析部と、前記分析チップに吐出力を付与する流動駆動源と、を有する分析装置と、を備え、前記流動駆動源は前記導入槽中において前記試料を流動させることにより、前記接続部における前記キャピラリー管と前記導入槽との境界面に沿って、せん断流を生じさせる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、前記流動工程を行うことにより、前記導入槽と前記キャピラリー管との接続部分に前記試料と前記泳動液との明瞭な境界が形成される。言い換えると、薄められた、または泳動液成分が濃縮された、あるいは成分比率が不明瞭な前記試料が前記流動工程におけるせん断流によって洗い流される。この結果、前記導入槽と前記キャピラリー管との接続部分に、純粋な前記試料を滞留させることができる。したがって、より簡易な構成によって分析精度を高めることが可能である。

【0015】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に基づく分析システムを示すシステム概略図である。

【図2】図１の分析システムに用いられる分析チップを示す平面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】図３のＶ−Ｖ線に沿う要部拡大断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態に基づく分析方法を示すフロー図である。

【図7】図６の分析方法を示す断面図である。

【図8】図６の分析方法を示す断面図である。

【図9】図６の分析方法を示す断面図である。

【図10】図６の分析方法を示す断面図である。

【図11】図６の分析方法を示す要部拡大断面図である。

【図12】図６の分析方法を示す要部拡大断面図である。

【図13】図６の分析方法を示す要部拡大断面図である。

【図14】図６の分析方法の一例による結果を示すエレクトロフェログラムである。

【図15】分析方法の参考例による結果を示すエレクトロフェログラムである。

【図16】本発明に係る分析チップの他の例を示す要部平面図である。

【図17】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図である。

【図18】本発明に係る分析チップのさらに他の例を示す要部平面図である。

【図19】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

【0018】

図１は、本発明の第１実施形態に基づく分析システムを示している。本実施形態の分析システムＡ１は、分析装置１および分析チップ２を備えて構成されている。分析システムＡ１は、試料Ｓａを対象として電気泳動法による分析方法を実行するシステムである。試料Ｓａは特に限定されないが、本実施形態においては、人体から採取された血液を例として説明する。試料Ｓａに含まれる成分のうち分析の対象となる成分を分析成分と定義する。

【0019】

前記分析成分としては、ヘモグロビン（Ｈｂ）、アルブミン（Ａｌｂ）、グロブリン（α１、α２、β、γグロブリン）、フィブリノーゲン等が挙げられる。前記ヘモグロビンとしては、たとえば、正常ヘモグロビン（ＨｂＡ０）、糖化ヘモグロビン、修飾ヘモグロビン、胎児ヘモグロビン（ＨｂＦ）等が挙げられる。前記糖化ヘモグロビンとしては、たとえば、ヘモグロビンＡ１ａ（ＨｂＡ１ａ）、ヘモグロビンＡ１ｂ（ＨｂＡ１ｂ）、ヘモグロビンＡ１ｃ（ＨｂＡ１ｃ）、ＧＨｂＬｙｓ等が挙げられる。前記ヘモグロビンＡ１ｃとしては、たとえば、安定型ＨｂＡ１ｃ（ｓ−ＨｂＡ１ｃ）、不安定型ＨｂＡ１ｃ（ｌ−ＨｂＡ１ｃ）等が挙げられる。前記修飾ヘモグロビンとしては、たとえば、カルバミル化Ｈｂ、アセチル化Ｈｂ等が挙げられる。以降の説明においては、前記分析成分が、Ｈｂである場合を例に説明する。

【0020】

分析チップ２は、試料Ｓａを保持し、且つ分析装置１に装填された状態で試料Ｓａを対象とした分析の場を提供するものである。本実施形態においては、分析チップ２は、１回あるいは特定回数の分析を終えた後に廃棄されることが意図された、いわゆるディスポーザブルタイプの分析チップとして構成されている。図２〜図５に示すように、分析チップ２は、本体２１、混合槽２２、導入槽２３、排出槽２５およびキャピラリー管２７を備えている。図２は、分析チップ２の平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であり、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う要部拡大断面図である。なお、図中において、ｘ方向は、キャピラリー管２７が延びる方向に相当し、ｙ方向は、キャピラリー管２７の幅方向に相当し、ｚ方向は、キャピラリー管２７や導入槽２３の深さ方向に相当する。

【0021】

本体２１は、分析チップ２の土台となるものであり、その材質は特に限定されず、例えば、ガラス、溶融シリカ、プラスチック等があげられる。本実施形態においては、本体２１は、上部２１ａおよび下部２１ｂが貼り合わされた構成とされている。なお、本体２１を一体的に形成した構成であってもよい。

【0022】

混合槽２２は、後述する試料Ｓａと希釈液Ｌｄとを混合する混合工程が行われる混合部の一例である。混合槽２２は、たとえば、本体２１の上部２１ａに形成された貫通孔によって構成されている。

【0023】

導入槽２３は、混合槽２２における混合工程によって得られた混合試料Ｓｍが導入される槽である。本実施形態の導入槽２３は、２つの開口部２３ａ，２３ｂを有しており、縦
穴部２３ｃ、縦穴部２３ｄおよび横穴部２３ｅからなる。２つの開口部２３ａ，２３ｂは、ｙ方向に離間して配置されており、いずれもがｚ方向上方に向けて開口している。２つの開口部２３ａ，２３ｂは、後述するように、分析装置１の流動駆動源からの駆動力が付与されることにより、導入槽２３への所定量の混合試料Ｓｍの導入が完了した後に、導入槽２３中において混合試料Ｓｍを流動させる流動手段に相当する。また、本発明で言う「試料」とは、分析方法において分析の対象となる液体を指し、本実施形態においては、導入槽２３に導入される混合試料Ｓｍがこれに相当する。なお、混合工程によって得られた混合試料Ｓｍ以外に、他の処理が施された試料や、なんら処理が施されていない試料Ｓａを、本発明の分析方法における試料として導入槽２３に導入してもよい。

【0024】

縦穴部２３ｃは、開口部２３ａにつながっており、縦穴部２３ｄは、開口部２３ｂに繋がっている。縦穴部２３ｃおよび縦穴部２３ｄは、ｚ方向に掘り進むように形成されている。横穴部２３ｅは、縦穴部２３ｃおよび縦穴部２３ｄのｚ方向下端付近同士を繋いでおり、ｙ方向に延びる、外部に露出しない部位である。本実施形態においては、横穴部２３ｅのｙ方向中央付近にキャピラリー管２７が繋がっている。

【0025】

排出槽２５は、電気泳動法における電気浸透流の下流側に位置する槽である。排出槽２５は、たとえば、本体２１の上部２１ａに形成された貫通孔によって構成されている。

【0026】

キャピラリー管２７は、導入槽２３と排出槽２５とを繋いでおり、電気泳動法における電気浸透流が生じる場である。キャピラリー管２７は、たとえば本体２１の下部２１ｂに形成された溝によって構成されている。なお、本体２１には、キャピラリー管２７への光の照射およびキャピラリー管２７を透過した光の出射を促進するための凹部等が形成されていてもよい。キャピラリー管２７のサイズは特に限定されないが、その一例を挙げると、その幅が２５μｍ〜１００μｍ、その深さが２５μｍ〜１００μｍ、その長さが５ｍｍ〜１５０ｍｍである。分析チップ２全体のサイズは、キャピラリー管２７のサイズおよび混合槽２２、導入槽２３および排出槽２５のサイズや配置等に応じて適宜設定される。

【0027】

本実施形態においては、図３および図４に示すように、縦穴部２３ｃ、縦穴部２３ｄおよび横穴部２３ｅは、本体２１の上部２１ａに形成された貫通孔や凹部によって構成されている。図４に示すように、キャピラリー管２７は、横穴部２３ｅのｙ方向中央付近においてｚ方向下方から繋がっている。また、横穴部２３ｅのｘ方向寸法およびｙ方向寸法は、横穴部２３ｅに露出するキャピラリー管２７の開口部のｘ方向寸法およびｙ方向寸法よりも顕著に大である。

【0028】

分析装置１は、試料Ｓａが点着された分析チップ２が装填された状態で、試料Ｓａを対象とした分析処理を行う。分析装置１は、電極３１，３２、光源４１、光学フィルタ４２、レンズ４３、スリット４４、検出器５、分注器６、ポンプ６１、希釈液槽７１、泳動液槽７２および制御部８を備えている。

【0029】

電極３１および電極３２は、電気泳動法においてキャピラリー管２７に所定の電圧を印加するためのものである。電極３１は、分析チップ２の導入槽２３に挿入されるものであり、電極３２は、分析チップ２の排出槽２５に挿入されるものである。電極３１および電極３２に印加される電圧は特に限定されないが、たとえば０．５ｋＶ〜２０ｋＶである。

【0030】

光源４１は、電気泳動法において吸光度測定するための光を発する部位である。光源４１は、たとえば所定の波長域の光を出射するＬＥＤチップを具備する。光学フィルタ４２は、光源４１からの光のうち所定の波長の光を減衰させつつ、その余の波長の光を透過させるものである。レンズ４３は、光学フィルタ４２を透過した光を分析チップ２のキャピラリー管２７の分析箇所へと集光するためのものである。スリット４４は、光学フィルタ
４２によって集光された光のうち、散乱などを引き起こしうる余分な光を除去するためのものである。

【0031】

検出器５は、分析チップ２のキャピラリー管２７を透過してきた光を受光するものであり、たとえばフォトダイオードやフォトＩＣなどを具備して構成されている。

【0032】

分注器６は、所望の量の希釈液Ｌｄや泳動液Ｌｍおよび混合試料Ｓｍを分注するものであり、たとえばノズルを含む。分注器６は図示しない駆動機構によって分析装置１内の複数の所定位置を自在に移動可能である。ポンプ６１は、分注器６への吸引源および吐出源である。また、ポンプ６１は、分析装置１に設けられた図示しないポートの吸引源および吐出源として用いてもよい。これらのポートは、泳動液Ｌｍの充填などに用いられる。また、ポンプ６１とは別の専用のポンプを備えてもよい。ポンプ６１は、本発明で言う流動駆動源の一例に相当する。また、上述した別の専用のポンプを、流動駆動源として用いてもよい。

【0033】

希釈液槽７１は、希釈液Ｌｄを貯蔵するための槽である。希釈液槽７１は、分析装置１に恒久的に設置された槽でもよいし、所定量の希釈液Ｌｄが封入された容器が分析装置１に装填されたものであってもよい。泳動液槽７２は、泳動液Ｌｍを貯蔵するための槽である。泳動液槽７２は、分析装置１に恒久的に設置された槽でもよいし、所定量の泳動液Ｌｍが封入された容器が分析装置１に装填されたものであってもよい。

【0034】

希釈液Ｌｄは、試料Ｓａと混合されることにより、混合試料Ｓｍを生成するためのものである。希釈液Ｌｄの主剤は特に限定されず、水、生理食塩水が挙げられ、好ましい例として後述する泳動液Ｌｍと類似の成分の液体が挙げられる。また、希釈液Ｌｄは、前記主剤に、陰極性基含有化合物が添加されたものである。前記陰極性基含有化合物は、たとえば、陰極性基含有多糖類である。前記陰極性基含有多糖類は、たとえば、硫酸化多糖類、カルボン酸化多糖類、スルホン酸化多糖類およびリン酸化多糖類からなる群から選択される少なくとも一つの多糖類である。前記カルボン酸化多糖類は、アルギン酸またはその塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）が好ましい。前記硫酸化多糖類は、たとえば、コンドロイチン硫酸である。コンドロイチン硫酸は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ、Ｋの七種類があり、いずれを用いてもよい。以降の説明においては、希釈液Ｌｄが、泳動液Ｌｍと同成分である主剤にコンドロイチン硫酸が添加されたものである場合を例に説明する。前記陰極性基含有化合物（コンドロイチン硫酸）の濃度は、例えば、０．０１〜５重量％の範囲である。

【0035】

泳動液Ｌｍは、電気泳動法による分析工程において、排出槽２５およびキャピラリー管２７に充填され、電気泳動法における電気浸透流を生じさせる媒体である。泳動液Ｌｍは、特に制限されないが、酸を用いたものが望ましい。前記酸は、例えば、クエン酸、マレイン酸、酒石酸、こはく酸、フマル酸、フタル酸、マロン酸、リンゴ酸がある。また、泳動液Ｌｍは、弱塩基を含むことが好ましい。前記弱塩基としては、例えば、アルギニン、リジン、ヒスチジン、トリス等がある。泳動液ＬｍのｐＨは、例えば、ｐＨ４．５〜６の範囲である。泳動液Ｌｍのバッファーの種類は、ＭＥＳ、ＡＤＡ、ＡＣＥＳ、ＢＥＳ、ＭＯＰＳ、ＴＥＳ、ＨＥＰＥＳ等がある。また、泳動液Ｌｍにも、希釈液Ｌｄの説明で述べた前記陰極性基含有化合物が添加される。前記陰極性基含有化合物（コンドロイチン硫酸）の濃度は、例えば、０．０１〜５重量％の範囲である。

【0036】

制御部８は、分析装置１における各部を制御するものである。制御部８は、たとえばＣＰＵ、メモリおよびインターフェースなどを具備する。

【0037】

次に、分析システムＡ１を用いた本発明の第１実施形態に基づく分析方法について、以
下に説明する。図６は、本実施形態の分析方法を示すフロー図である。本分析方法は、試料採取工程Ｓ１、混合工程Ｓ２、泳動液充填工程Ｓ３、導入工程Ｓ４、流動工程Ｓ５および電気泳動工程Ｓ６を有する。

【0038】

＜試料採取工程Ｓ１＞
まず、試料Ｓａを用意する。本実施形態においては試料Ｓａは、人体から採取された血液である。血液としては、全血、または溶血処理が施された溶血等であってもよい。そして、図７に示すように試料Ｓａが分注された分析チップ２を分析装置１に装填する。

【0039】

＜混合工程Ｓ２＞
次いで、試料Ｓａと希釈液Ｌｄとを混合する。具体的には、図７に示すように、所定量の試料Ｓａが分析チップ２の混合槽２２に点着されている。次いで、分注器６によって希釈液槽７１の希釈液Ｌｄを所定量吸引し、図８に示すように、所定量の希釈液Ｌｄを分析チップ２の混合槽２２に分注する。そして、ポンプ６１を吸引源および吐出源として、分注器６から希釈液Ｌｄの吸引および吐出を繰り返す。これにより、混合槽２２において試料Ｓａと希釈液Ｌｄとが混合され、混合試料Ｓｍが得られる。試料Ｓａと希釈液Ｌｄとの混合は、分注器６の吸引および吐出以外の方法によって行ってもよい。この混合工程Ｓ２により、前記分析成分であるＨｂとコンドロイチン硫酸とが結合した複合体が生成される。

【0040】

＜泳動液充填工程Ｓ３＞
次いで、分注器６によって泳動液槽７２の泳動液Ｌｍを所定量吸引し、図９に示すように、所定量の泳動液Ｌｍを分析チップ２の排出槽２５に分注する。そして、上述したポートからの吸引や吐出を適宜実施するなどの手法により、排出槽２５およびキャピラリー管２７に泳動液Ｌｍを充填する。

【0041】

＜導入工程Ｓ４＞
次いで、図１０に示すように、混合槽２２から所定量の混合試料Ｓｍを分注器６によって採取する。そして、分注器６から導入槽２３に所定量の混合試料Ｓｍを導入する。この導入においては、開口部２３ａまたは開口部２３ｂのいずれかに分注器６を挿入する。本例においては、図１１に示すように、開口部２３ａに分注器６を挿入する。また、開口部２３ｂには、分析装置１に備えられたノズル６２を連結する。ノズル６２は、大気開放または、上述した流動駆動源に繋がっている。分注器６からのＳｍ導入が開始されると、導入槽２３内にあった空気は、ノズル６２を通じて導入槽２３から排出される。この際、ノズル６２は大気開放であってもよいし、分注器６に吐出力を付与するポンプ６１とは別の流動駆動源としてのポンプなどから吸引力が付与されてもよい。

【0042】

図１２は、導入槽２３内が混合試料Ｓｍによって充填され、導入工程Ｓ４が完了した状態を示している。本実施形態においては、導入槽２３が混合試料Ｓｍによって完全に満たされた時点が、導入工程Ｓ４の完了時点に相当する。ただし、本発明において導入工程が完了した時点の判断は、後述する分析工程を実施するのに必要とされる所定量の試料の導入が完了した時点を指し、かならずしも導入槽が試料によって満たされた時点のみを指すものではない。

【0043】

＜流動工程Ｓ５＞
次いで、図１３に示すように、流動工程Ｓ５を行う。本実施形態においては、図１２に示した導入工程Ｓ４の完了時点よりも後の期間において、ポンプ６１を吐出源および吸引源とした分注器６からの混合試料Ｓｍの吐出および吸引を繰り返すことにより、導入槽２３内において混合試料Ｓｍを流動させる。この流動は、導入工程Ｓ４において所定量の混合試料Ｓｍを導入槽２３に導入するために不可避的に生じる流動ではなく、所定量の混合
試料Ｓｍの導入が完了した後の流動である。この流動により、導入槽２３の横穴部２３ｅにおいて、混合試料Ｓｍが主にｙ方向に往復するような挙動を示す。すなわち、導入槽２３の横穴部２３ｅとキャピラリー管２７との接続部においては、横穴部２３ｅ内の混合試料Ｓｍがｙ方向に顕著に往復し、キャピラリー管２７内の泳動液Ｌｍがほとんど移動しないことによるせん断流が生じる。この結果、横穴部２３ｅとキャピラリー管２７との接続部においては、混合試料Ｓｍと泳動液Ｌｍとの明瞭な境界が生じた状態が実現される。

【0044】

＜電気泳動工程Ｓ６＞
次いで、図１に示すように、導入槽２３に電極３１を挿入し、排出槽２５に電極３２を挿入する。続いて、制御部８からの指示により電極３１および電極３２に電圧を印加する。この電圧は、たとえば０．５ｋＶ〜２０ｋＶである。これにより電気浸透流を生じさせ、導入槽２３から排出槽２５へとキャピラリー管２７中において混合試料Ｓｍを徐々に移動させる。この際、導入槽２３に混合試料Ｓｍが充填されているため、キャピラリー管２７において混合試料Ｓｍが連続的に供給されている状態で電気泳動させることとなる。また、光源４１からの発光を開始し、検出器５による吸光度の測定を行う。そして、電極３１および電極３２からの電圧印加開始時から経過時間と吸光度との関係を測定する。ここで、混合試料Ｓｍ中の移動速度が比較的速い成分に対応した吸光度ピークは、前記電圧印加開始時からの経過時間が比較的短い時点で現れる。一方、混合試料Ｓｍ中の移動速度が比較的遅い成分に対応した吸光度ピークは、前記電圧印加開始時からの経過時間が比較的長い時点で現れる。これにより、混合試料Ｓｍ中の各成分の分析（分離測定）が行われる。さらに、測定された前記吸光度を演算処理（たとえば、制御部８による微分処理、差分処理等）することによりエレクトロフェログラムを作成する。このエレクトロフェログラムのピーク高さやピークの面積を計算することにより、混合試料Ｓｍ中の成分比率等を求める。

【0045】

次に、本分析方法の実施例について説明する。

【0046】

＜実施例１＞
試料Ｓａとして、人体から採取された全血９５μＬを用いた。希釈液Ｌｄとして、４０ｍＭクエン酸、１．０％（ｗ／ｖ）コンドロイチン硫酸Ｃ−ナトリウム、５００ｍＭ ＮＤＳＢ−２０１（Ａｎａｔａｒａｃｅ社製）、０．１％（ｗ／ｖ）ＬＳ−１１０（花王株式会社製）、０．１％（ｗ／ｖ）アジ化ナトリウムを用いて調製し、ジメチルアミノエタノール（ｐＨ調整用）を用いてｐＨ６．０としたものを用いた。泳動液Ｌｍとして、４０ｍＭクエン酸、１．２５％（ｗ／ｖ）コンドロイチン硫酸Ｃ−ナトリウム、０．１％（ｗ／ｖ）ＬＳ−１１０（花王株式会社製）、０．１％（ｗ／ｖ）アジ化ナトリウムを用いて調製し、ジメチルアミノエタノール（ｐＨ調整用）を用いてｐＨ５．０としたものを用いた。

【0047】

分析チップ２については、容量２０μＬの導入槽２３および容量１０μＬの排出槽２５と幅４０μｍ、深さ４０μｍ、全長３０ｍｍ（分離長２０ｍｍ）のキャピラリー管２７を用意した。キャピラリー管２７の内壁には、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（ＰＤＡＤＭＡＣ：Ｓｉｇｍａ社製）をコーティングした。

【0048】

混合工程Ｓ２においては、試料Ｓａを希釈液Ｌｄによって４１倍に希釈し、混合試料Ｓｍを得た。泳動液充填工程Ｓ３における泳動液Ｌｍの充填量は９μＬである。導入工程Ｓ４においては、１８μＬのＳｍを導入した。そして、流動工程Ｓ５においては、分注器６による吐出及び吸引を複数回繰り返した。電気泳動工程Ｓ６においては、電極３１および電極３２の電圧は０．５ｋＶ〜２０ｋＶ、電流は７６μＡであった。検出器５においては、波長４１５ｎｍの吸光度を測定し、前記エレクトロフェログラムを得た。

【0049】

＜比較例＞
流動工程Ｓ５を実施しない点のみを除き、実施例１と同様の測定を行った。この場合、分析チップ２の導入槽２３とは異なる、１つのみの開口部を有する従来の導入槽を具備する分析チップを用いた。

【0050】

実施例１によって得られたエレクトロフェログラムを図１４に、比較例によって得られたエレクトロフェログラムを図１５に、それぞれ示す。これらのエレクトロフェログラムにおいては、横軸が検出時間（単位：秒）、縦軸が吸光度変化率（単位：ｍＡｂｓ／ｓｅｃ）である。

【0051】

次に、分析チップ２、分析システムＡ１および本分析方法の作用について説明する。

【0052】

図１４に示すように、実施例１のエレクトロフェログラムにおいては、分析成分であるｌ−ＨｂＡ１ｃ、ｓ−ＨｂＡ１ｃおよびＨｂＡ１ｄ１のピークが、互いに時間を隔てて、それぞれ個別かつ明瞭に現れている。これに対し、図１５に示すように、比較例のエレクトロフェログラムにおいては、分析成分であるｌ−ＨｂＡ１ｃ、ｓ−ＨｂＡ１ｃおよびＨｂＡ１ｄ１のピークが互いに個別のピークとして明瞭には現れていない。発明者らの試験によれば、導入槽２３とキャピラリー管２７との接続部分において、導入工程Ｓ４の以前、最中または直後などの期間に、キャピラリー管２７内の泳動液Ｌｍが導入槽２３内に漏れ出すことが、明瞭なピークが現れない原因であるとの知見を得た。すなわち、導入槽２３に泳動液Ｌｍが漏れだすと、キャピラリー管２７に繋がる導入槽２３の部分においては、純粋な混合試料Ｓｍではなく、泳動液Ｌｍによって薄められた混合試料Ｓｍが滞留する。または、導入工程Ｓ４の以前に漏れだした泳動液Ｌｍが、キャピラリー管２７に繋がる導入槽２３の部分周辺において蒸発乾燥し、泳動液Ｌｍの成分が濃縮された領域が生じ、導入工程Ｓ４の期間に、泳動液Ｌｍの成分を過剰に含んだ混合試料Ｓｍが滞留する。あるいは、泳動液Ｌｍと混合試料Ｓｍとが相互に拡散してしまい、混合試料Ｓｍの成分比率が不明瞭な領域が生じることが懸念される。電気泳動工程Ｓ６を開始すると、この不当に薄められた、または過剰に泳動液Ｌｍ成分を含んだ、あるいは成分比率が不明瞭な混合試料Ｓｍが分析されることとなり、分析結果の精度が顕著に低下してしまう。これに対し、実施例１においては、流動工程Ｓ４を行うことにより、導入槽２３とキャピラリー管２７との接続部分に混合試料Ｓｍと泳動液Ｌｍとの明瞭な境界が形成される。言い換えると、仮にキャピラリー管２７の泳動液Ｌｍが導入槽２３に漏れ出す等の事態が生じても、薄められた、または過剰に泳動液Ｌｍ成分を含んだ、あるいは成分比率が不明瞭な混合試料Ｓｍが流動工程Ｓ４におけるせん断流によって洗い流される。この結果、導入槽２３とキャピラリー管２７との接続部分に、純粋な混合試料Ｓｍを滞留させることができる。これにより、図１４に示すように分析成分の明瞭なピークが得られ、より簡易な構成によって分析精度を高めることが可能である。

【0053】

流動手段として２つの開口部２３ａ，２３ｂを用い、これらの開口部２３ａ，２３ｂの間において混合試料Ｓｍを流動させる構成は、混合試料Ｓｍを導入槽２３に導入するための機構である分注器６を用いて流動工程Ｓ４を実行することができる。これは、分析システムＡ１の構成が複雑化することを回避するのに適している。特に、２つの開口部２３ａ，２３ｂが同じ方向に開口していることにより、分析チップ２を分析装置１に装填した際に、分注器６やノズル６２を分析チップ２に対して同じ方向に配置することが可能である。これは、分析装置１の小型化などに好ましい。

【0054】

導入槽２３のｘ方向寸法およびｙ方向寸法が、キャピラリー管２７の開口部のｘ方向寸法およびｙ方向寸法よりも大であることにより、流動工程Ｓ４において、導入槽２３内の混合試料Ｓｍを積極的に流動させるとともに、キャピラリー管２７内の泳動液Ｌｍを極力流動させること無くキャピラリー管２７内にとどまらせておくことができる。これは、導
入槽２３とキャピラリー管２７との接続部において、混合試料Ｓｍと泳動液Ｌｍとの境界をより明瞭化するのに有利である。

【0055】

図１６および図１７は、分析チップ２の他の例を示している。本例においては、開口部２３ａおよび開口部２３ｂが互いに異なる方向に開口している。図１６において、開口部２３ａは、ｙ方向図中上方に開口しており、開口部２３ｂは、ｙ方向図中下方に開口している。また、導入槽２３は、開口部２３ａと開口部２３ｂとを繋ぐ横穴部２３ｅのみよって構成されている。図１７に示すように、本例においても、キャピラリー管２７は、横穴部２３ｅの中央付近に繋がっている。また、横穴部２３ｅのｘ方向寸法およびｙ方向寸法は、キャピラリー管２７の開口部のｘ方向寸法およびｙ方向寸法よりも大である。このような分析チップ２が装填される分析装置１においては、上述した分注器６およびノズル６２とは異なる姿勢または異なる形状の分注器６およびノズル６２が適宜採用される。

【0056】

本例によっても、より簡易な構成によって分析精度を高めることが可能である。また、２つの開口部２３ａ，２３ｂが開口する向きは、互いに異なっていてもよい。たとえば、開口部２３ａ，２３ｂのいずれかがｚ方向に開口し、他方がｙ方向に開口してもよい。あるいは、開口部２３ａ，２３ｂがｚ方向において互いに反対方向に開口してもよい。

【0057】

さらに、導入槽２３だけでなく、排出槽２５が２つの開口を有する構成であってもよい。この場合、たとえば導入槽２３および排出槽２５をそれぞれ専用の槽と定義する使用方法に加えて、導入槽２３および排出槽２５が互いに入れ替わって用いられる使用方法が可能である。

【0058】

図１８および図１９は、分析チップ２のさらに他の例を示している。本例においては、導入槽２３にスターラーピース２９が収容されている。本例の導入槽２３は、１つのみの開口部２３ａを有している。スターラーピース２９は、たとえば樹脂などの絶縁材料によってコーティングされたＦｅなどの磁性体からなり、本発明で言う流動手段の一例に相当する。

【0059】

図１９は、分析チップ２が分析装置１に装填され、流動工程Ｓ５を行っている状態を示している。本例に用いられる分析装置１には、磁力駆動源６５が備えられている。磁力駆動源６５は、近接して配置された分析チップ２のスターラーピース２９を回転させ得る磁力を発生するものである。導入槽２３に所定量の混合試料Ｓｍが導入されると、導入工程Ｓ４が終了する。図示されたように、本例においては、導入槽２３の全容積よりも導入されるべき所定量の混合試料Ｓｍの方が若干少量である。そして、流動工程Ｓ５においては、磁力駆動源６５によってスターラーピース２９を導入槽２３内において回転させる。これにより、導入槽２３内において混合試料Ｓｍに旋回流が発生し、導入槽２３とキャピラリー管２７との接続部に、混合試料Ｓｍと泳動液Ｌｍとの明瞭な境界を生じさせるせん断流が発生する。本例によっても、より簡易な構成によって分析精度を高めることが可能である。

【0060】

本発明に係る分析方法、分析チップおよび分析システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る分析方法、分析チップおよび分析システムの具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0061】

Ａ１ 分析システム
Ｓａ 試料
Ｓｍ 混合試料
Ｌｄ 希釈液
Ｌｍ 泳動液
１ 分析装置
２ 分析チップ
２１ 本体
２１ａ 上部
２１ｂ 下部
２２ 混合槽
２３ 導入槽
２３ａ，２３ｂ 開口部
２３ｃ，２３ｄ 縦穴部
２３ｅ 横穴部
２５ 排出槽
２７ キャピラリー管
２９ スターラーピース
３１，３２ 電極
４１ 光源
４２ 光学フィルタ
４３ レンズ
４４ スリット
５ 検出器
６ 分注器
６１ ポンプ
６２ ノズル
６５ 磁力駆動源
７１ 希釈液槽
７２ 泳動液槽
８ 制御部

【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14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】