(57)【要約】単量体を重合してなる高分子からなるゲル（９）と、ゲル（９）を支持する支持体（１）とを備えた電気泳動用チップ（１０）を提供する。電気泳動用チップ（１０）では、支持体（１）上のゲル（９）に接する面が、上記単量体または上記単量体の誘導体を含有している表面処理化合物（４）によって被覆されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップであって、
該支持体上の該ゲルに接する面が、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物によって被覆されていることを特徴とする電気泳動用チップ。
【請求項２】
上記ゲルは、ポリアクリルアミドゲルであり、
上記表面処理化合物は、ビニル化合物を含有していることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動用チップ。
【請求項３】
上記ビニル化合物が、構造式ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨＲ１（但し、Ｒ１は、−ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ、−ＣＨＯＨＣＯＯＨ、−（ＣＨ２）ｎＣＨ２ＣＯＯＨ（ｎ＝１〜３）、−（ＣＨ２）ｎＣ４Ｈ８ＯＮ（ｎ＝２もしくは３）、−（ＣＨ２）ｎＣ４Ｈ８ＳＮ（ｎ＝２もしくは３）、−（ＣＨ２）ｎＮＨ２（ｎ＝２もしくは３）、−（ＣＨ２）３Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２、または、−（ＣＨ２）３ＮＨ３＋を表す）、あるいは、構造式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＣ４Ｈ９Ｎ２によって表される化合物であることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動用チップ。
【請求項４】
上記ゲルは、アガロースゲルであり、
上記表面処理化合物は、単糖類を含有していることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動用チップ。
【請求項５】
上記単糖類が、ガラクトースおよびアンヒドロガラクトースからなる群より選択される単糖であることを特徴とする請求項４に記載の電気泳動用チップ。
【請求項６】
上記表面処理化合物が、上記ゲルと共有結合していることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の電気泳動用チップ。
【請求項７】
上記ゲルは、上記支持体から隆起するように形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電気泳動用チップ。
【請求項８】
単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップの製造方法であって、
該支持体表面上の少なくとも一部を、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物により被覆する被覆工程と、
該支持体表面上の被覆された領域上に、該ゲルを形成するゲル形成工程と、を含むことを特徴とする電気泳動用チップの製造方法。
【請求項９】
上記ゲル形成工程では、上記単量体を上記領域上に堆積し、当該単量体を重合して上記ゲルを形成することを特徴とする請求項８に記載の電気泳動用チップの製造方法。
【請求項１０】
上記ゲル形成工程では、インクジェットノズルを用いて、上記ゲルを形成するためのゲル形成溶液を上記領域上に吐出することを特徴とする請求項８または９に記載の電気泳動用チップの製造方法。
【請求項１１】
上記被覆工程では、上記表面処理化合物を、上記支持体上にグラフト重合することを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の電気泳動用チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的サンプルの分離を行うための電気泳動用チップおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動は、荷電粒子または分子が電界を移動する現象であり、特に、分子生物学および生化学においては、ＤＮＡ、タンパク質などを分離する手法として重要である。近年、ポストゲノムの研究として、プロテオーム解析が注目を浴びている。プロテオーム解析とは、タンパク質の構造および機能を大規模に解析する研究である。プロテオーム解析を実施するためには、通常、試料に含まれるタンパク質を、個々のタンパク質に分離する必要がある。この時、よく用いられる手法の一つに、二次元電気泳動がある。【０００３】
二次元電気泳動とは、二段階の電気泳動によりタンパク質を二次元的に分離する手法である。一般的には、一次元目は等電点電気泳動（ＩＥＦ：Ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｆｏｃｕｓｉｎｇ）により等電点に応じてタンパク質を分離し、二次元目は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（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ：Ｓｏｄｉｕｍ  ｄｏｄｅｃｙｌ  ｓｕｌｆａｔｅ−Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ  Ｇｅｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）により分子量に応じてタンパク質を分離する。このような二次元電気泳動は、分解能が非常に高く、数千種類以上におよぶタンパク質の各々をスポットに分離することができる。【０００４】
一次元目のＩＥＦでは、再現性および解像度に優れた固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ  ｐＨ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ）法を用いることが一般的であり、この時に用いられるのが固定化ｐＨ勾配ゲル（ＩＰＧゲル）である。また、二次元目のＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルでは、アガロースゲルまたはポリアクリルアミドゲルを用いることが一般的である。ポリアクリルアミドゲルを用いる場合、アクリルアミド溶液が均一のホモジニアスゲルが用いられることが一般的であるが、広い範囲の分子量を観察したい場合には、アクリルアミド溶液の濃度が高い方から低い方まで勾配しているグラジエントゲルを用いる場合もある。【０００５】
このようなＩＰＧゲルおよびＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルは、例えば、プラスチック、ガラス等の上にコーティングするか、または、鋳型（例えば、スペーサーを介して対向させたガラス基板間など）にゲル溶液を流し込むことにより形成することができる。【０００６】
例えば、特許文献２には、溝部を中心に親水化処理した後、ゲル材料を充填し、ゲル化した電気泳動セルおよびその製造方法が開示されている。特許文献２によれば、ゲル化した後に基板表面を架橋ポリマーにより構成された塗膜で覆うことで、試料の漏洩、分離能の低下、光学的検出を行う場合のＳＮ比の低下等がない電気泳動セルを作製できる。【０００７】
しかしながら、近年、動植物ゲノム解析等に利用するため、ゲル電気泳動法の利用頻度が飛躍的に増大するようになっている。それゆえ、生産性よく、均質なゲルプレートを作製する技術が切望されるようになってきている。【０００８】
特許文献１には、インクジェット方式を用いた電気泳動用ゲルプレートおよびその作製方法が開示されている。特許文献１によれば、多量の検体試料を、同時に、同一条件により処理することを可能にする電気泳動用ゲルプレートを得ることができ、インクジェットヘッドを用いて、複数のゲル形成領域を作製できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００４−７７３９３号公報（平成１６年３月１１日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２０００−２１４１３２号公報（平成１２年８月４日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ゲルとその支持体とからなる電気泳動用チップにおいて、ゲルと支持体との間の親和性または接着力が弱いと、ゲルを適切に保持し得ない場合がある。特に、特許文献１のように、平板状のプレート上に、ゲル粒子が分散したゲル溶液を吐出してゲルプレートを作製する場合、ゲルを所定の位置に形成することが困難であり、また、ゲルがプレートから脱離するおそれがある。特許文献２には、ゲルを、架橋ポリマーにより構成された塗膜で覆うことが記載されているが、塗膜の形成には煩雑な工程が必要となる。特許文献２にはまた、支持体を親水化することが記載されているが、親水化では、上記親和性および接着力が不十分である。【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電気泳動用チップにおいて、ゲルを容易かつ適切に保持する技術を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電気泳動用チップは、上記課題を解決するために、単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップであって、該支持体上の該ゲルに接する面が、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物によって被覆されていることを特徴としている。【００１３】
上記の構成によれば、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができる。すなわち、支持体を、ゲルを構成する単量体またはその誘導体によって被覆することにより、ゲルと支持体との間の物理的な接着力を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、強固なものとするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、向上させることができる。これにより、支持体からのゲルの脱離を抑制し、支持体上の所定の領域に容易にゲルを形成することができる。【００１４】
それどころか、例えば、表面処理化合物とゲルとの間で共有結合を形成させ、非常に強固に接着させることもできる。また、例えば、表面処理化合物をラジカル化し、支持体上に堆積させた単量体を、表面処理化合物をトリガーに高分子化することによってゲルを好適に形成することも可能となる。【００１５】
以上のように、上記構成によれば、電気泳動用チップにおいて、ゲルを容易かつ適切に保持することができる。【００１６】
本発明に係る電気泳動用チップの製造方法は、単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップの製造方法であって、該支持体表面上の少なくとも一部を、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物により被覆する被覆工程と、該支持体表面上の被覆された領域上に、該ゲルを形成するゲル形成工程と、を含むことを特徴としている。【００１７】
上記構成によれば、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができる。すなわち、支持体を、ゲルを構成する単量体またはその誘導体によって被覆することにより、ゲルと支持体との間の物理的な接着力を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、強固なものとするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、向上させることができる。これにより、支持体からゲルの脱離を抑制し、支持体上の所定の領域に容易にゲルを形成することができる。それどころか、例えば、表面処理化合物とゲルとの間で共有結合を形成させ、非常に強固に接着させることもできる。以上のように、上記構成によれば、ゲルを容易かつ適切に保持する電気泳動用チップを好適に製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電気泳動用チップによれば、上記の構成によれば、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができるため、電気泳動用チップにおいて、ゲルを容易かつ適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気泳動用チップの概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における支持体の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はフィルム状の支持体の概略構成を示し、（ｂ）は平板状の支持体の概略構成を示す。
【図３】本発明の一実施形態における表面処理化合物によって被覆された支持体の概略構成を説明するための模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電気泳動用チップの製造方法の各工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（電気泳動用チップ）
本発明は、電気泳動用チップを提供する。本明細書において、電気泳動用チップとは、支持体上に電気泳動用のゲルが形成されているものを指し、ゲル電気泳動のために使用することができるものを指す。本発明に係る電気泳動用チップを用いた電気泳動の被分離物質としては、電気泳動および転写によって分離または分析すべき物質であればよく、例えば、生物材料（例えば、生物個体、体液、細胞株、組織培養物、または組織断片）からの調製物を好適に用いることができ、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドをより好適に用いることができる。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動用チップ１０の概略構成を示す模式図である。電気泳動用チップ１０は、単量体を重合してなる高分子からなるゲル９と、ゲル９を支持する基材（支持体）１とを備えた電気泳動用チップであって、基材１上のゲル９に接する面が、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物４によって被覆されている。
【００２３】
なお、ゲルとは、単量体が高分子化し、架橋による網目構造を有しているため流動性を失った固体を意味する。また、誘導体とは、単量体に対して官能基の導入、変更、原子の置換、酸化、還元等を行い、その構造を大きく変えることなく改変した有機化合物を意味する。
【００２４】
本実施形態によれば、ゲル９と基材１との間の接着力を強固にするとともに、ゲル９と基材１との間の親和性を向上させることができる。すなわち、基材１を、ゲル９を構成する単量体またはその誘導体によって被覆することにより、ゲル９と基材１との間の物理的な接着力を、単に、基材１を親水化しただけの場合よりも、強固なものとするとともに、ゲル９と基材１との間の親和性を、単に、基材１を親水化しただけの場合よりも、向上させることができる。これにより、基材１からのゲル９の脱離を抑制し、基材１上の所定の領域に容易にゲル９を形成することができる。
【００２５】
それどころか、例えば、表面処理化合物４とゲル９との間で共有結合を形成させ、非常に強固に接着させることもできる。また、例えば、表面処理化合物４をラジカル化し、基材１上に堆積させた単量体を、表面処理化合物４をトリガーに高分子化することによってゲル９を好適に形成することも可能となる。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、電気泳動用チップ１０において、ゲル９を容易かつ適切に保持することができる。以下、各部の詳細について説明する。
【００２７】
（基材）
基材１は、ゲルを支持するようになっていればよく、特に限定されないが、例えば、図２に示すように、フィルム状、平板状の基材を用いることができる。
【００２８】
図２の（ａ）は、フィルム状の基材１の概略構成を示す模式図である。フィルム状の基材１の材料としては、これに限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等を用いることができる。また、基材１の膜厚は、用途に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。
【００２９】
図２の（ｂ）は、平板状の基材１’の概略構成を示す模式図である。平板状の基材１の材料としては、これに限定されないが、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ；Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等のアクリル板、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ガラス、セラミックス、半導体基板等の平板を用いることができる。
【００３０】
（ゲル付着領域）
基材１には、ゲル９を形成すべき領域であるゲル付着領域２が設けられていることが好ましい。例えば、基材１がフィルム状である場合には、図２の（ａ）に示すように、基材１のフィルム面に設けられていることが好ましい。また、例えば、基材１が平板状である場合には、基材１の板面に設けられていてもよいが、図２の（ｂ）に示すように、基材１’の側端面に設けられていてもよい。また、ゲル付着領域２は、基材１の一面の一部に設けられていてもよいし、基材１の一面の全体に設けられていてもよい。
【００３１】
ゲル付着領域２の形状は、特に限定されず、実施する電気泳動に合せて適切な形状とすればよいが、典型的には、図２の（ａ）に示すような長方形、または、図２の（ｂ）に示すような短冊形であり得る。
【００３２】
ゲル付着領域２は、例えば、基材１のゲルに接する面において、ゲル付着領域２となるべき領域を囲うようにマスキングすることにより形成することができる。簡便な方法としては、ポリイミドテープを所定の形状を形成し、基材１に貼り付けてもよい。また、フォトリソグラフィー法を用い、レジスト、メタルマスク等を所定の形状に形成してもよい。マスキングの方法は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。なお、基材１の一面の全体をゲル付着領域２とする場合には、マスキング処理は必要ではない。また、マスキング以外の公知の表面改質処理を、ゲル付着領域２の形成のために用いてもよい。
【００３３】
なお、基材１において、溝を形成し、当該溝の底面にゲル付着領域２を設けて、ゲル９が当該溝内に納められるように構成してもよいが、図２に示すように、ゲル付着領域２を周囲とほぼ同じ高さの部分に設けてもよい。これにより、ゲル９は、基材１から隆起するように形成されることになる。ゲル９を基材１から隆起するように形成することにより、ゲル９に対する電気泳動のサンプルのアプライが容易となり、また、溝の形成が不要となり、基材１の構成を簡素化することができる。ここで、本実施形態に係る電気泳動用チップ１０では、ゲル９と基材１との間の親和性および接着量が強固であるため、ゲル９を基材１から隆起するように形成したとしても、ゲル９を適切に保持することができる。
【００３４】
（ゲル）
ゲル９としては、二次元電気泳動法に用いられるゲルを用いることができる。二次元電気泳動法に用いられるゲルとしては、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル等がある。特に、近年、ポリアクリルアミドゲルが広く用いられている。
【００３５】
ポリアクリルアミドゲルとしては、アクリルアミド／ビスアクリルアミドからなるＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル（二次元目ゲル）、アクリルアミド／ビスアクリルアミドおよびアクリルアミド誘導体からなるＩＰＧゲル等が挙げられる。
【００３６】
アガロースゲルとしては、例えば、Ｄ−ガラクトースと３，６−アンヒドロ−Ｌ−ガラクトースとが交互に結合した多糖類を用いることができる。なお、Ｄ−ガラクトースまたは３，６−アンヒドロ−Ｌ−ガラクトースに置換基を導入してもよい。
【００３７】
なお、ゲル９は、電気泳動を実施のための試薬、緩衝液、保存のための試薬等を適宜含んでいてもよい。
【００３８】
（表面処理化合物）
表面処理化合物４は、ゲル９を構成する高分子を構成する単量体または当該単量体の誘導体を含んでいる。
【００３９】
ゲル９が、ポリアクリルアミドゲルである場合、ゲル９の主骨格はアクリルアミドから形成されている。そのため、表面処理化合物４として、アクリルアミドまたはアクリルアミドに類似する化学構造を有する誘導体を用いることにより、本実施形態の効果を得ることができる。
【００４０】
すなわち、好適な表面処理化合物４としては、これらに限定されないが、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸−２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル、メタクリル酸−２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル等のビニル化合物が挙げられる。特に、その化学構造として、構造式ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ（ＮＲ１Ｒ２）（Ｒ１およびＲ２は、独立した任意の官能基）によって表される構造を有することが好適である。なお、アクリルアミドの誘導体としては、構造式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＮＨＲ１（Ｒ１は、例えば、−ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ、−ＣＨＯＨＣＯＯＨ、−（ＣＨ２）ｎＣＨ２ＣＯＯＨ（ｎ＝１〜３）、−（ＣＨ２）ｎＣ４Ｈ８ＯＮ（ｎ＝２、３）、−（ＣＨ２）ｎＣ４Ｈ８ＳＮ（ｎ＝２、３）、−（ＣＨ２）ｎＮＨ２（ｎ＝２、３）、−（ＣＨ２）３Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２、−（ＣＨ２）３ＮＨ３＋等の官能基）または構造式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＣ４Ｈ９Ｎ２によって表される構造を基本骨格として有するものが特に好適である。
【００４１】
図３は、構造式ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ（ＮＲ１Ｒ２）によって表される構造を有する表面処理化合物４により被覆した基材１の概略構成を示す模式図である。図３に示すように、表面処理化合物４は、基材１のゲル付着領域２上に設けられる。図３に示すように、表面処理化合物４は、基材上に固定される際、アクリルアミド誘導体（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ（ＮＲ１Ｒ２））からＨを脱離し、基体−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ（ＮＲ１Ｒ２）の構造となり得る。
【００４２】
このように、ゲル９としてポリアクリルアミドゲルを用い、表面処理化合物４としてビニル化合物を用いた場合、ゲル９を構成するアクリルアミドと、表面処理化合物４とが類似した構造を有しているため、親和性が向上する。さらに、当該ビニル化合物のビニル基が開裂し、ラジカルになり、このラジカルを反応中心として、連鎖的にポリアクリルアミドゲルを構成するアクリルアミドが重合する。これにより、表面処理化合物４と、ゲル９とが共有結合して強固に接着される。
【００４３】
一方、ゲル９がアガロースゲルである場合、ゲル９の主骨格はＤ−ガラクトースおよび３，６−アンヒドロ−Ｌ−ガラクトースから形成されているため、ガラクトース、アンヒドロガラクトース、および、ガラクトースまたはアンヒドロガラクトースに類似する化学構造を有する誘導体（例えば、単糖類）を表面処理化合物として用いることが有効である。
【００４４】
このように、ゲル９としてアガロースゲルを用い、表面処理化合物４として単糖類を用いた場合、ゲル９を構成するガラクトースと、表面処理化合物４とが類似した構造を有しているため、親和性が向上する。さらに、当該単糖類のヒドロキシ基とアガロースゲルのヒドロキシ基とで脱水反応を伴う共有結合の形成がなされることにより、表面処理化合物４と、ゲル９とが共有結合して強固に接着される。
【００４５】
表面処理化合物４を基材の所定の場所に設ける手法としては、インクジェット法、ディッピング法、スピンコート法、シランカップリング法、スクリーン印刷法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法等のウェットプロセス、蒸着法、プラズマ重合法等のドライプロセスから適宜選択が可能であり、これらに限定されない。
【００４６】
（電気泳動用チップの製造方法）
図４は、電気泳動用チップ１０の製造方法の各工程を説明する断面図である。以下図４を参照して、電気泳動用チップ１０の製造方法について説明する。
【００４７】
まず、図４の（ａ）に示すように、基材１を用意する。図４の（ａ）に示すように基材１上にはゲル付着領域２が予め設けられている。ゲル付着領域２の形成方法は、上述したように、マスキングテープの貼付、フォトリソグラフィー法を用いたレジスト、メタルマスク等を適宜用いることができる。例えば、基材１として、７０ミリメートル×１３ミリメートルのポリエチレンテレフタレートのフィルムを用いた場合、レーザー加工機等で５０ミリメートル×２．４ミリメートルの抜きパターン（窓）を設けたポリイミドテープを基材１に貼付することによって、ゲル付着領域２を形成してもよい。
【００４８】
次に、図４の（ｂ）に示すように、基材１のゲル付着領域２上に表面処理化合物４の薄膜を形成する。表面処理化合物４の薄膜を形成する方法としては、例えば、表面処理化合物４の溶液をゲル付着領域２上に射出して表面処理化合物４の薄膜を形成する方法を用いることができる。なお、表面処理化合物４の射出前に、酸素プラズマ処理により基材１表面を化学的に活性化することが好ましい。表面処理化合物４溶液の射出は、インクジェットヘッド、噴霧器等を用いることが可能であり、表面処理化合物４溶液に基材１をディップしてもよい。
【００４９】
また、基材１の表面に表面処理化合物４を被覆する方法として、グラフト重合を用いることもできる。グラフト重合を用いて被覆を行うことで、被膜バラツキを軽減することができる。
【００５０】
そのほか、スピンコート法、シランカップリング法、スクリーン印刷法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法等のウェットプロセス、蒸着法、プラズマ重合法等のドライプロセスから適宜選択でき、これらの方法を用いた場合であっても、基材１の表面に表面処理化合物４を好適に被覆することができる。
【００５１】
次に、図４の（ｃ）に示すように、表面処理化合物４の薄膜上（ゲル付着領域２上）にゲル９を形成する。例えば、ゲル９としてポリアクリルアミドゲルを形成する場合、ゲル形成溶液８としては、例えば、アクリルアミド混合溶液（アクリルアミド＋Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミド）、トリス塩酸緩衝液（Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ）、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ：Ａｍｍｏｎｉｕｍｐｒｅｓｕｌｆａｔｅ）、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ：Ｎ,Ｎ,Ｎ´, Ｎ´-Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）を用いることができる。アクリルアミド混合溶液はゲル９の主骨格を形成するアクリルアミドと、ゲル９の主骨格を架橋するＮ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドの混合液である。ＡＰＳはアクリルアミドに対する重合開始剤であり、ＴＥＭＥＤは重合促進剤である。また、例えば、ゲル９としてアガロースゲルを用いる場合には、例えば、アガロースとＴＢＥまたはＴＡＥバッファー等を混合したものをゲル形成溶液８として用いることができる。
【００５２】
そして、インクジェットヘッド（インクジェットノズル）２０を用いて、図４の（ｃ）中矢印で示す方向に、ゲル形成溶液８の微細な液滴６の射出密度差パターン（グラジエントパターン）を形成して射出することにより、高濃度から低濃度にわたる濃度差を有するグラジエントゲルの形成が可能となる。また、固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ）ゲルも同様にして形成が可能である。この場合、ゲルを構成する単量体／バッファーを所望の混合比で酸性側ゲル形成溶液と、塩基性側ゲル形成溶液とを形成し、濃淡を入れ替えたグラジエントパターンを用いると、ＩＰＧゲルも形成可能となる。
【００５３】
なお、ゲル９はグラジエントゲルとして形成する必要はなく、濃度が均一なゲルとして形成してもよい。また、ゲル９の形成に、インクジェットヘッド２０を用いる必要はなく、他の方法（例えば、ゲル付着領域２を囲む枠を配置し、その中へゲル形成溶液８を注入する方法など）を用いてもよい。
【００５４】
ここで、上述したように、ゲル付着領域２には、表面処理化合物４によって被覆されているため、ゲル９およびゲル形成溶液８との親和性が周囲に比べて高くなっている。そのため、ゲル９を、首尾よく、ゲル付着領域２内に形成することができる。
【００５５】
そして、図４の（ｄ）に示すように、ゲル９が完成される。ゲル９がポリアクリルアミドゲルの場合、ポリアクリルアミドゲルの形成は、ＡＰＳおよびＴＥＭＥＤを用いて行い、室温（好ましくは５０℃）および窒素雰囲気中において１時間から３時間程度静置することにより、ゲル９が完成する。このとき、表面処理化合物４はゲル９と共有結合することで非常に強固な結合を形成する。この理由は、表面処理化合物４のビニル化合物のビニル基が開裂し、ラジカルになり、このラジカルを反応中心として、連鎖的にアクリルアミド類を重合するからである。
【００５６】
一方、アガロースゲルは、ポリアクリルアミドゲルと異なり、水素結合によりゲル化することができる。アガロースのゲル化は、アガロース同士の水素結合による架橋によるものであり、例えば、６０℃程度まで加熱して融解し、室温に冷却することにより実行し得る。アガロースゲルを、インクジェットヘッドを用いて形成する場合、６０℃程度まで加熱する必要があるため、耐熱性のあるインクジェットヘッドを使用することが好ましい。
【００５７】
ゲル９がアガロースゲルの場合、静置することによりゲル９が完成する。このとき、同様に、表面処理化合物４がゲル９と共有結合することで非常に強固な結合を形成する。この理由は、表面処理化合物４の単糖類の水酸基とアガロースゲルの水酸基とで脱水反応を伴う共有結合の形成がなされるからである。
【００５８】
このように、ゲル９と基材１とは強固に接着されるため、ゲル９から基材１が脱落することが抑制される。
【００５９】
なお、ゲル９中には、電解質、未反応のモノマー等の不純物が残存しているため、洗浄が必要な場合もあり、その場合は、純水、アンフォライト等の電解質溶液等を用い、振とうすることが好ましい。振とうは、室温で、１時間〜２時間程度行うことが好ましい。
【００６０】
最終的には、電気泳動用チップ１０上のゲル９を乾燥し、冷蔵保存（−２０℃以下）することにより、長期保存が可能となる。
【００６１】
〔まとめ〕
以上のように、本発明に係る電気泳動用チップは、単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップであって、該支持体上の該ゲルに接する面が、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物によって被覆されていることを特徴としている。
【００６２】
上記の構成によれば、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができる。すなわち、支持体を、ゲルを構成する単量体またはその誘導体によって被覆することにより、ゲルと支持体との間の物理的な接着力を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、強固なものとするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、向上させることができる。これにより、支持体からのゲルの脱離を抑制し、支持体上の所定の領域に容易にゲルを形成することができる。
【００６３】
それどころか、例えば、表面処理化合物とゲルとの間で共有結合を形成させ、非常に強固に接着させることもできる。また、例えば、表面処理化合物をラジカル化し、支持体上に堆積させた単量体を、表面処理化合物をトリガーに高分子化することによってゲルを好適に形成することも可能となる。
【００６４】
以上のように、上記構成によれば、電気泳動用チップにおいて、ゲルを容易かつ適切に保持することができる。
【００６５】
本発明に係る電気泳動用チップでは、上記ゲルは、ポリアクリルアミドゲルであり、上記表面処理化合物は、ビニル化合物を含有していることが好ましく、当該ビニル化合物が、上記ビニル化合物が、構造式ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨＲ１（但し、Ｒ１は、−ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ、−ＣＨＯＨＣＯＯＨ、−（ＣＨ２）ｎＣＨ２ＣＯＯＨ（ｎ＝１〜３）、−（ＣＨ２）ｎＣ４Ｈ８ＯＮ（ｎ＝２、３）、−（ＣＨ２）ｎＣ４Ｈ８ＳＮ（ｎ＝２、３）、−（ＣＨ２）ｎＮＨ２（ｎ＝２、３）、−（ＣＨ２）３Ｎ（ＣＨ２ＣＨ３）２、もしくは、−（ＣＨ２）３ＮＨ３＋）、または、構造式ＣＨ２＝ＣＨＣＯＣ４Ｈ９Ｎ２によって表される化合物であることがより好ましい。
【００６６】
上記構成によれば、ポリアクリルアミドゲルは、ｐＨ勾配、濃度勾配等を付与することにより、二次元電気泳動等にて用いられる電気泳動媒体として有用であるので、電気泳動用チップが備えるゲルとして好適に用いることができる。また、表面処理化合物を、ポリアクリルアミドゲルを構成する単量体またはその誘導体であるビニル化合物とすることにより、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができる。
【００６７】
本発明に係る電気泳動用チップでは、上記ゲルは、アガロースゲルであり、上記表面処理化合物は、単糖類を含有していることが好ましく、当該単糖類は、ガラクトースおよびアンヒドロガラクトースからなる群より選択される単糖であることがより好ましい。
【００６８】
上記構成によれば、アガロースは、電気泳動媒体として有用であるので、電気泳動用チップが備えるゲルとして好適に用いることができる。また、表面処理化合物を、アガロースゲルを構成する単量体またはその誘導体である単糖類とすることにより、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができる。
【００６９】
本発明に係る電気泳動用チップでは、上記表面処理化合物が、上記ゲルと共有結合していることが好ましい。
【００７０】
上記構成によれば、表面処理化合物がゲルと共有結合することにより、支持体とゲルとを非常に強固に接着させることができる。特に、このようなゲルを、支持体上に堆積させた単量体を、表面処理化合物をトリガーに高分子化することによって形成した場合、高分子化の反応活性の場が二次元平面上に均一に得られるため、ゲルの膜質を向上させることができる。
【００７１】
本発明に係る電気泳動用チップでは、上記ゲルは、上記支持体から隆起するように形成されていることが好ましい。
【００７２】
上記構成によれば、ゲルと支持体との間の親和性および接着力が向上しているため、ゲルが支持体から隆起するように首尾よく形成することができる。ここで、ゲルが支持体から隆起するように形成されている場合、電気泳動のサンプルのアプライが容易であり、また、支持体に特別に溝などを形成する必要がないため、支持体の構成を簡素化することができる。
【００７３】
本発明に係る電気泳動用チップの製造方法は、単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップの製造方法であって、該支持体表面上の少なくとも一部を、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物により被覆する被覆工程と、該支持体表面上の被覆された領域上に、該ゲルを形成するゲル形成工程と、を含むことを特徴としている。
【００７４】
上記構成によれば、ゲルと支持体との間の接着力を強固にするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を向上させることができる。すなわち、支持体を、ゲルを構成する単量体またはその誘導体によって被覆することにより、ゲルと支持体との間の物理的な接着力を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、強固なものとするとともに、ゲルと支持体との間の親和性を、単に、支持体を親水化しただけの場合よりも、向上させることができる。これにより、支持体からゲルの脱離を抑制し、支持体上の所定の領域に容易にゲルを形成することができる。それどころか、例えば、表面処理化合物とゲルとの間で共有結合を形成させ、非常に強固に接着させることもできる。以上のように、上記構成によれば、ゲルを容易かつ適切に保持する電気泳動用チップを好適に製造することができる。
【００７５】
本発明に係る電気泳動用チップの製造方法では、上記ゲル形成工程において、上記単量体を上記領域上に堆積し、当該単量体を重合して上記ゲルを形成してもよい。
【００７６】
上記構成によれば、支持体上に堆積させた単量体を、表面処理化合物をトリガーに高分子化することによってゲルを形成するので、高分子化の反応活性の場が二次元平面上に均一に得られるため、ゲルの膜質を向上させることができる。
【００７７】
本発明に係る電気泳動用チップの製造方法では、上記ゲル形成工程において、インクジェットノズルを用いて、上記ゲルを形成するためのゲル形成溶液を上記領域上に吐出してもよい。
【００７８】
上記構成によれば、インクジェット印刷技術を利用することにより、生産性よく、均質な電気泳動用チップを容易に作製することができる。特に、ｐＨ勾配、濃度勾配を有するゲルを容易に作製することができる。
【００７９】
本発明に係る電気泳動用チップの製造方法では、上記被覆工程において、上記表面処理化合物を、上記支持体上にグラフト重合することが好ましい。
【００８０】
上記構成によれば、グラフト重合法を用いることにより、支持体表面に分子一層レベルの制御された表面処理化合物薄膜を支持体上に形成することが可能となり、被覆バラツキを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、生物学的サンプル等の分析装置の製造分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１    基材（支持体）
２    ゲル付着領域
４    表面処理化合物
８    ゲル形成溶液
９    ゲル
１０  電気泳動用チップ
２０  インクジェットヘッド
【図１】
2012176782.tif 000003
【図２】
2012176782.tif 000004
【図３】
2012176782.tif 000005
【図４】
2012176782.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月15日(2013.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップであって、
該支持体上の該ゲルに接する面が、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物によって被覆されており、
該ゲルは、アガロースゲルであり、
該表面処理化合物は、単糖類を含有していることを特徴とする電気泳動用チップ。
【請求項２】
上記単糖類が、ガラクトースおよびアンヒドロガラクトースからなる群より選択される単糖であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動用チップ。
【請求項３】
上記表面処理化合物が、上記ゲルと共有結合していることを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動用チップ。
【請求項４】
上記ゲルは、上記支持体から隆起するように形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電気泳動用チップ。
【請求項５】
単量体を重合してなる高分子からなるゲルと、該ゲルを支持する支持体とを備えた電気泳動用チップの製造方法であって、
該支持体表面上の少なくとも一部を、該単量体または該単量体の誘導体を含有している表面処理化合物により被覆する被覆工程と、
該支持体表面上の被覆された領域上に、該ゲルを形成するゲル形成工程と、を含み、
該ゲル形成工程では、インクジェットノズルを用いて、該ゲルを形成するためのゲル形成溶液を該領域上に吐出することを特徴とする電気泳動用チップの製造方法。
【請求項６】
上記被覆工程では、上記表面処理化合物を、上記支持体上にグラフト重合することを特徴とする請求項５に記載の電気泳動用チップの製造方法。
【国際調査報告】
2012176782.tif 000007
2012176782.tif 000008
2012176782.tif 000009
2012176782.tif 000010