(57)【要約】【課題】  微小な量の生体分子でも分子量の違いによる分画ができるため事前にPCR等の増幅装置を用いる必要が無いこと、さらに分画された前記生体分子を平坦な基板上に固定することができることを特徴とする電気泳動装置を提供する。【解決手段】  帯電した生体分子の電気泳動及び分子量による分画が可能で、かつ生体分子の対イオンの電気泳動及び拡散が可能な電気泳動層5と、主面が電気泳動層5に面して配置され、主面が生体分子と同じ極性を有し、対イオンを介して分画された生体分子が主面上に吸着して固定される試料台7とを備える。【選択図】    図3
2006046917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した生体分子の泳動及び分子量による分画が可能で、かつ前記生体分子の対イオンの泳動が可能な電気泳動層と、
主面が前記電気泳動層に面して配置され、前記主面が前記生体分子と同じ極性を有し、前記対イオンを介して前記分画された生体分子が前記主面上に吸着される試料台
とを備えることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２】
前記電気泳動層には複数のピラーが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項３】
前記電気泳動層には複数のリッジが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
電気泳動層に帯電した生体分子を泳動させ、分子量によって分画するステップと、
前記電気泳動層に前記生体分子の対イオンを泳動させるステップと、
前記生体分子と同じ極性を有する試料台の主面に、前記分画された生体分子を前記対イオンを介して吸着させるステップ
とを含むことを特徴とする電気泳動方法。
【請求項５】
前記試料台の主面に吸着された前記生体分子を観察装置で観察するステップを更に含むことを特徴とする請求項４に記載の電気泳動方法。
【請求項６】
前記観察装置は走査型プローブ顕微鏡であることを特徴とする請求項５に記載の電気泳動方法。
【請求項７】
前記試料台の主面上における前記生体分子の吸着位置から、前記生体分子の分子量を算出するステップを更に含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項８】
前記生体分子はデオキシリボ核酸であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項９】
前記生体分子はリボ核酸であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項１０】
前記生体分子は核酸類似体であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項１１】
前記対イオンは二価陽イオンであることを特徴とする請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項１２】
前記二価陽イオンはマグネシウムイオンであることを特徴とする請求項１１に記載の電気泳動方法。
【請求項１３】
前記試料台は雲母を含むことを特徴とする請求項４乃至１２のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項１４】
前記分子量によって分画するステップは、前記電気泳動層に直流電圧をかける手順を含むことを特徴とする請求項４乃至１３のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項１５】
前記分子量によって分画するステップは、前記電気泳動層にパルス電圧をかける手順を含むことを特徴とする請求項４乃至１３のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【請求項１６】
前記対イオンを泳動させるステップは、前記電気泳動層に一瞬の単パルス電圧をかける手順を含むことを特徴とする請求項４乃至１５のいずれか１項に記載の電気泳動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体分子を電気泳動させるための電気泳動装置及び電気泳動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)、あるいはLocked Nucleic Acid (LNA)に代表される核酸類似体などの生体分子の分子量を検査するには、ゲル電気泳動が広く用いられていた。ゲル電気泳動は、アガロースやポリアクリルアミド等の高分子ゲル中に生体分子を泳動させ、分子量の大小に応じて生体分子を分画する技術である。しかしゲル電気泳動は毎回ゲルの準備が必要であること、検出感度が低いため事前にDNA等を複製連鎖反応(PCR)で増幅する必要があること、泳動に時間がかかり、また電圧印加による発熱を抑えるために冷暗所で泳動を行う必要がある等の問題があった。
【０００３】
これに対し、リソグラフィ技術を応用して基板に複数のピラーが配置された流路を設け、この流路に生体分子を流して分画するバイオチップが提案されている。しかしバイオチップでは事前にゲルを準備する必要はなくなるものの、分画された生体分子が流路中に存在するため、生体分子検出のために複雑な光学系を用いて蛍光測定や吸光度測定をする必要があった（例えば特許文献1参照。）。
【特許文献１】特開平11 - 64279号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題点を鑑み、事前に増幅の必要がなく単分子レベルで生体分子を平面上に分画することが可能な電気泳動装置及び電気泳動方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の第1の特徴は、（イ）帯電した生体分子の泳動及び分子量による分画が可能で、かつ生体分子の対イオンの泳動が可能な電気泳動層と、（ロ）主面が電気泳動層に面して配置され、主面が生体分子と同じ極性を有し、対イオンを介して分画された生体分子が主面上に吸着される試料台とを備える電気泳動装置であることを要旨とする。
【０００６】
本発明の第2の特徴は、（イ）電気泳動層に帯電した生体分子を泳動させ、分子量によって分画するステップと、（ロ）電気泳動層に生体分子の対イオンを泳動させるステップと、（ハ）生体分子と同じ極性を有する試料台の主面に、分画された生体分子を対イオンを介して吸着させるステップとを含む電気泳動方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、事前に増幅の必要がなく単分子レベルで生体分子を平面上に分画することが可能な電気泳動装置及び電気泳動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお以下の示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は構成部品の配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【０００９】
実施の形態に係る電気泳動装置10は、図1に示す電気泳動システムの中央演算処理装置(CPU)300に接続される。電気泳動装置10は、図2の斜視図及び図2のA-A方向から見た断面図である図3に示すように、帯電した生体分子の泳動及び分子量による分画が可能で、かつ生体分子の対イオンの泳動が可能な電気泳動層5、電気泳動層5の両側の側面に面して配置された第1電極41及び第2電極42、及び主面が電気泳動層5に面して配置され、主面が生体分子と同じ極性を有し、対イオンを介して分画された生体分子が主面上に吸着される試料台7を備える。
【００１０】
電気泳動層5は第1基体21の主面に接続されている。第1及び第2電極41, 42のそれぞれは第2基体22に設けられている。試料台7は第3基体23に接続されている。第1乃至第3基体21 〜 23のそれぞれは互いに分離可能である。
【００１１】
分離された第1基体21の上下を反転させた平面図を図4に、図4のA-A方向から見た断面図を図5に示す。図4及び図5に示すように、第1基体21の主面上に電気泳動層5は支持体81を介して固定されている。電気泳動層5は、図6の拡大上面図に示すように、支持体81上部に格子状に配置された複数のピラー71a, 71b, 71c, …のそれぞれを備える。複数のピラー71a, 71b, 71c, …のそれぞれは、一例として高さ100nm、半径50nmの円柱形状を有する。図7の拡大斜視図に示すように、ピラー71a, 71b, 71cのそれぞれは一例として互いに100nmの間隔Pをおいて配置される。なお複数のピラー71a, 71b, 71c, …のそれぞれが配置される間隔Pを例えば40nm〜100nmの間で任意に変えることにより、泳動される生体分子の分画レンジを任意に変えることができる。また複数のピラー71a, 71b, 71c, …のそれぞれの上面は、図3に示すように第1乃至第3基体21〜23のそれぞれが組み合わされた場合に、試料台7の主面と隙間なく接触することが好ましい。
【００１２】
図4に示すように、第1基体21には第2及び第3基体22, 23と結合される際の位置決め用の図2に示すノックピン52a, 52bを通すためのピン孔112a, 112bのそれぞれが設けられている。また第1基体21には第2及び第3基体22, 23と結合される際に図2に示すネジ51a, 51bで固定するためのネジ孔111a, 111bのそれぞれが設けられている。
【００１３】
図8及び図8のA-A方向及びB-B方向のそれぞれから見た断面図である図9及び図10に示すように、第2基体22には互いに平行方向に延伸する第1流路8及び第2流路9が設けられている。第1流路8及び第2流路9の間には、図8及び図8のD-D方向から見た断面図である図12に示すように、開口141が設けられている。開口141には、図3に示すように、第2基体22が第1基体21及び第3基体23と結合させられた場合に、電気泳動層5及び試料台7のそれぞれが挿入される。また図8乃至図10に示すように、第1流路8の側面には第1電極41が配置され、第2流路9の側面には第2電極42が配置される。
【００１４】
図8及び図8のC-C方向から見た断面図である図11に示すように、第2基体22には第1及び第3基体21, 23のそれぞれと結合される際の位置決め用の図2に示すノックピン52a, 52bを通すためのピン孔122a, 122bのそれぞれが設けられている。また第2基体22には第1及び第3基体21, 23のそれぞれと結合される際に図2に示すネジ51a, 51bで固定するためのネジ孔121a, 121bのそれぞれが設けられている。
【００１５】
図13及び図13のA-A方向及びB-B方向のそれぞれから見た断面図である図14及び図15に示すように、第3基体23の主面上には図3に示す電気泳動層5内部を泳動する生体分子と同じ極性を有する試料台7が配置され、さらに試料台7の両側には第1パッキン11及び第2パッキン12が配置されている。第1パッキン11及び第2パッキン12は、図3に示すように、第1乃至第3基体21〜23のそれぞれが結合させられた場合に、電気泳動層5の主面と試料台7の主面とを密着させるための緩衝材として用いられる。
【００１６】
また第3基体23及び第1パッキン11のそれぞれを貫通するピン孔132a及びネジ孔131b、第3基体23及び第2パッキン12のそれぞれを貫通するピン孔132b及びネジ孔131aのそれぞれが設けられ、図2に示すノックピン52a, 52b及びネジ51a, 51bによる第1及び第2基体21, 22との結合に用いられる。
【００１７】
図2及び図3に示す第1基体21、第2基体22、及び第3基体23のそれぞれの材料としては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂や石英ガラス(SiO2)等の非導電物質が使用可能である。図3に示す支持体81及び電気泳動層5の材料としては量産性を考えた場合には石英ガラス(SiO2)等の無機化合物で電子ビーム(EB)エッチングが可能な非導電物質が有用である。第1電極41及び第2電極42の材料としては金(Au)及びプラチナ(Pt)等の化学的に安定している金属が使用可能である。第1パッキン11及び第2パッキン12の材料としては耐薬品性を有するシリコーンゴム及びフッ素ゴム等が使用可能である。試料台7の材料としては、雲母等の表面（主面）の平坦性が高い誘電体物質が使用可能である。
【００１８】
ここで、図2及び図3に示す電気泳動装置10の使用方法を説明する。まず図3に示す第1流路8に負に帯電したDNA等の生体分子を含む溶液を注入する。そして第1電極41が陰極、第2電極42が陽極となるように第1電極41と第2電極42の間に第1電圧を印加する。これにより、生体分子を電気泳動層5内部で第1電極41側から第2電極42側に向かって泳動させることができる。図6に示すように、電気泳動層5内部には複数のピラー71a, 71b, 71c, …が配置されているため、分子量が大きい生体分子は複数のピラー71a, 71b, 71c, …でトラップされる。そのため分子量が大きい生体分子は、分子量が小さい生体分子よりも遅く電気泳動層5内部を泳動する。そのため、分子量に応じて生体分子を電気泳動層5内部で分画することができる。
【００１９】
さらに生体分子を泳動後、図3に示す第2流路9に生体分子の対イオンを含む溶液を注入する。そして第1電極41が陰極、第2電極42が陽極となるように第1電極41と第2電極42の間に第2電圧を印加する。これにより、対イオンを電気泳動層5内部で第2電極42側から第1電極41側に向かって電気泳動させ図６の電気泳動層5内に十分に拡散させることができる。なお、対イオンに対しては図6に示した複数のピラー71a, 71b, 71c, …は立体障壁とならないため、対イオンは一瞬で電気泳動層5内に拡散する。ここで図3に示す試料台7は、電気泳動層5内部で分画された生体分子と同じ極性を有している。そのため対イオンを電気泳動層5内部に泳動させることにより、図16に示すように、生体分子3は対イオン4を介して電気泳動層5の下部に配置された試料台7の主面上に吸着して固定される。なお対イオンとしては、図6に示す電気泳動層5内部の複数のピラー71a, 71b, 71c, …にトラップされず、かつDNA等の生体分子3を雲母等からなる図3に示す試料台7の主面上に安定的に吸着させることが可能なマグネシウムイオン(Mg2+)、ニッケルイオン(Ni2+)などの二価陽イオンが好適である。電気泳動層5で分画された生体分子の試料台7上における吸着位置は生体分子の分子量に依存するので、生体分子3の吸着位置を観察することにより分子量と電気泳動距離との関係を決めることが可能となる。
【００２０】
従来の電気泳動装置においては、分画後の検出のために生体分子をあらかじめ蛍光試薬や放射性同位体等の標識試薬で修飾しておく必要があった。しかし蛍光試薬や放射性同位体は人体に有害で取り扱いが困難である等の問題があった。また従来のマイクロチップ電気泳動装置においては、吸光度測定法を採用することにより、生体分子を標識試薬で修飾する必要のないものもある。しかし吸光度測定の測定感度は低いため、生体分子をあらかじめPCR等で増幅しなければ電気泳動後に生体分子を検出することは不可能であった。
【００２１】
これに対し、図2及び図3に示す電気泳動装置10によれば、図16に示すように、分画された生体分子3を平坦性の高い試料台7の主面上に容易に吸着させることができる。そのため、試料台7の主面を原子間力顕微鏡(AFM)等の走査型プローブ顕微鏡(SPM)や走査型電子顕微鏡(TEM)で観察することにより、分画後の生体分子3を一分子レベルで検出することが可能となる。
【００２２】
したがって、図2及び図3に示す電気泳動装置10によれば、あらかじめ標識試薬で生体分子を修飾する必要もなく、冷暗所で電気泳動をする必要もない。さらに生体分子をあらかじめPCRで増幅する必要もなくなる。特にPCRは生体分子の塩基配列が既知である必要があるが、電気泳動装置10はPCRの必要がないことから、塩基配列が未知の生体分子の電気泳動を行うことも可能となる。またSPM及びTEMは汎用のものが使用可能であり、試料台7上の生体分子3の検出のために専用の検出装置を構築する必要もない。
【００２３】
続いて、電気泳動装置10が接続される図1に示す電気泳動システムのCPU300が有する泳動装置制御部304について説明する。泳動装置制御部304は、図3に示した電気泳動装置10の第1電極41及び第2電極42の間に印加される電圧の大きさ、及び印加時間を設定する。図1に示すCPU300にはさらに観察装置30及びデータ記憶装置335が接続される。またCPU300は、観察装置制御部305及び分子量算出部306をさらに有し、データ記憶装置335は観察結果記憶部336及びマーカデータ記憶部337をさらに有する。
【００２４】
観察装置30は図3、及び図13乃至図15に示す試料台7の主面上に吸着された図16に示す生体分子3を観察するために用いられる。観察装置30としては、SPMやTEM等が使用可能である。図17に示す観察装置30は、下部にプローブホルダ48を有するピエゾ素子45を備える。プローブホルダ48には支持体67、支持体67に接続されたカンチレバ66、及びカンチレバ66の先端に配置された探針65を有するプローブ6が配置される。ピエゾ素子45は試料台7の主面上においてプローブ6をx, y, z方向に走査させる。また観察装置30は、カンチレバ66に波長780nmの赤色レーザビーム等を照射するレーザ源46と、カンチレバ66から反射するレーザビームを検出するデテクタ47を備える。ピエゾ素子45で駆動され試料台7の主面を走査するプローブ6のカンチレバ66は、試料台7の主面の状態に応じてz方向に撓む。デテクタ47はカンチレバ66の撓みに応じて変位するレーザビームの反射角から試料台7主面上の生体分子3を検出する。
【００２５】
また観察装置30はz方向駆動軸32a, 32b, 32cのそれぞれを駆動するz方向駆動部31a, 31b, 31cを備える。z方向駆動軸32a, 32b, 32cのそれぞれはz方向駆動部31a, 31b, 31cにより駆動され、ステージ33上における観察装置30のz方向の高さと傾きを設定する。
【００２６】
図1に示す観察装置制御部305は、図17に示す観察装置30のz方向駆動部31a, 31b, 31cのそれぞれに電気信号を送り、観察装置30のステージ33上におけるz方向の高さと傾きを設定する指示を与える。また図1に示す観察装置制御部305は、図17に示したピエゾ素子45に電気信号を送り、プローブ6をx, y, z方向に走査することにより、試料台7の主面の形状を観察する指示を与える。さらに図1に示す観察装置制御部305は、観察装置30が観察した試料台7上における生体分子の吸着位置の情報をデータ記憶装置335の観察結果記憶部336に保存する。
【００２７】
データ記憶装置335のマーカデータ記憶部337は、あらかじめ電気泳動装置10で泳動されたDNAマーカやタンパク質分子量マーカ等の分子量が既知である複数の生体分子のそれぞれの試料台7上におけるマーカ位置情報を記憶している。
【００２８】
分子量算出部306は観察結果記憶部336に保存された生体分子の試料台7上のおける吸着位置情報とマーカデータ記憶部337に保存されているマーカ位置情報を比較して、電気泳動装置10で分画された生体分子の分子量を算出する。
【００２９】
CPU300には、入力装置312、出力装置313、プログラム記憶装置330、及び一時記憶装置331がさらに接続される。入力装置312としては、例えばキーボード、及びマウス等のポインティングデバイス等が使用可能である。出力装置313には液晶ディスプレイ、モニタ等の画像表示装置、及びプリンタ等が使用可能である。プログラム記憶装置330は、CPU300を制御するオペレーティングシステム等を保存する。一時記憶装置331は、CPU300による演算結果を逐次格納する。プログラム記憶装置330及び一時記憶装置331としては、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクや磁気テープなどのプログラムを記録する記録媒体等が使用可能である。
【００３０】
次に、図2及び図3に示した実施の形態に係る電気泳動装置10を用いた電気泳動方法を図18のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
(a) ステップS101で、図8乃至図12に示した第2基体22の開口141に図13乃至図15に示した第3基体23上の試料台7を挿入して、第3基体23上に第2基体22を配置する。さらに図8乃至図12に示した第2基体22の開口141に図4乃至図5に示した第1基体21に接続された電気泳動層5を挿入して、第2基体22上に第1基体21を配置し、図2及び図3に示す電気泳動装置10を組み立てる。
【００３２】
(b) ステップS102で、図2に示した第1流路8及び第2流路9のそれぞれにトリス(Tris)緩衝液等の緩衝溶液を注入し、図3に示す第1流路8、第2流路9、及び電気泳動層5を緩衝溶液で充填する。ステップS103で、第1流路8から帯電した生体分子として、例えば負に帯電したDNAを第1流路8にシリンジ等で注入する。
【００３３】
(c) ステップS104で、図1に示す泳動装置制御部304は図3に示す第1電極41が陽極、第2電極42が陰極となるように第1電極41と第2電極42の間に直流電圧である第1電圧を印加する。ここでステップS103で第1流路8に注入されたDNAは負に帯電しているため、第1流路8から第2流路9に向かって電気泳動層5内部を泳動する。ここで図6に示したように、電気泳動層5内部には複数のピラー71a, 71b, 71c, …が配置されているため、分子量が大きいDNAは遅く、分子量が小さいDNAは速く電気泳動層5内部を泳動する。
【００３４】
(d) 任意の時間経過後、第1電圧の印加を終了する。次にステップS105で、図2に示す第2流路9からステップS103で注入された生体分子の対イオンを含む溶液を図3に示す第2流路9に注入する。例えば、負に荷電したDNAに対しては、濃度10mMの塩化マグネシウム(MgCl2)溶液を注入すればよい。ステップS106で、図1に示す泳動装置制御部304は図3に示す第1電極41が陽極、第2電極42が陰極となるように第1電極41と第2電極42の間に第2電圧を印加する。ここでステップS105で注入されたMgCl2溶液に含まれるマグネシウムイオン(Mg2+)は陽イオンであるため、第2流路9から第1流路8に向かって電気泳動層5内部を泳動する。なおマグネシウムイオン(Mg2+)の拡散は図6に示した複数のピラー71a, 71b, 71c, …の影響をほとんど受けない為、第2電圧の印加は一瞬でよい。
【００３５】
(e) ステップS107で、ステップS103で注入された生体分子と同じ極性を有する試料台7の主面に、図16に示すように、生体分子をステップS105で注入された対イオンを介して吸着させ固定する。なおステップS107の過程は、ステップS106で第2電圧を印加すれば自然に進行する。
【００３６】
(f) ステップS108で、図2及び図3に示す電気泳動装置10を分解し、試料台7の主面上を図1に示す観察装置30で観察する。観察装置制御部305は観察装置30が検出した生体分子の試料台7上における吸着位置情報を観察結果記憶部336に保存する。ステップS109で分子量算出部306は、分子量算出部306は観察結果記憶部336に保存された生体分子の試料台7上のおける吸着位置情報とマーカデータ記憶部337に保存されているマーカ位置情報を比較して、電気泳動装置10で分画された生体分子の分子量を算出して実施の形態に係る電気泳動方法を終了する。
【００３７】
以上、図18に示した実施の形態に係る電気泳動方法によれば、事前に生体分子をPCRで増幅したり、標識試薬で修飾したりすることなく、高い解像度で分画し検出することが可能となる。
【００３８】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。例えば図3に示す電気泳動層5の構成例として図6に示す格子状に配置された複数のピラー71a, 71b, 71c…を示した。これに対し、図19に示すように、それぞれ六角形状の周囲に囲まれた複数のピラー77a, 77b, 77c…からなる複数のピラーグループ177a, 177b, 177c…のそれぞれを六方格子状に電気泳動層5に配置してもよい。この場合、図6に示す例とは反対に、分子量の大きい生体分子は複数のピラーグループ177a, 177b, 177c…のそれぞれの間隔を通り抜けていくため、より速く泳動され、分子量の小さい生体分子は複数のピラー77a, 77b, 77c…のそれぞれにトラップされるため、より遅く泳動される。
【００３９】
また図20に示すように、基本泳動パターン層173とログ泳動パターン層174のそれぞれを電気泳動層5に設けても良い。基本泳動パターン層173においては、図6と同様に、複数のピラー71a, 71b, 71c…のそれぞれが格子状に配置されている。一方、図20に示すログ泳動パターン層174においては、複数のピラー74a, 74b, 74c…のそれぞれが、第1電極41側から第2電極42側に向かって指数関数的に密度を増しながら配置されている。基本泳動パターン層173及びログ泳動パターン層174のそれぞれは壁部91, 92, 93のそれぞれで隔てて配置されている。基本泳動パターン層173及びログ泳動パターン層174の両方を設けることにより、生体分子の分画レンジを広くすることが可能となる。
【００４０】
また図21に示す電気泳動層5には間引き泳動パターン層175及びリッジ泳動パターン層176のそれぞれが設けられている。間引き泳動パターン層175においては、複数のピラー75a, 75b, 75c…のそれぞれが、格子状にランダムに間引きされながら配置されている。リッジ泳動パターン層176においては、複数のリッジ76a, 76b, 76c…のそれぞれがアレイ状に配置されている。リッジ76aは、図22の斜視図に示すように、例えば高さ100nm及び幅100nmの直方体である。例えば、分子量が同じでもフォールディング状態が異なる生体分子を分画する際にリッジ泳動パターン層176を設けるとよい。このように、電気泳動層5においては、生体分子及び対イオンが通過可能な間隙を有する限りにおいて、ピラー及びリッジの配置パターンは任意である。
【００４１】
また、図3に示す第1電極41及び第2電極42の間には直流電圧をかけるのみならず、パルス電圧をかけ、電圧方向を断続的に変化させることにより、例えば数10kb〜10,000kbの大きなDNAフラグメント等の生体分子を分画することも可能である。さらに図18のステップS106で説明した対イオンを泳動させるための第2電圧の印加は、一瞬の単パルス電圧でもよい。
【００４２】
以上示したように、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明からは妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気泳動システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電気泳動装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電気泳動装置の図２に示すＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る第１基体の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る第１基体の図４に示すＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電気泳動層の拡大上面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電気泳動層の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る第２基体の平面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る第２基体のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る第２基体のＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る第２基体のＣ−Ｃ方向から見た断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る第２基体のＤ−Ｄ方向から見た断面図である。
【図１３】本発明のその他の実施の形態に係る第３基体の平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る第３基体のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る第３基体のＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る試料台と生体分子との吸着を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る観察装置を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る電気泳動方法を示すフローチャートである。
【図１９】本発明のその他の実施の形態に係る電気泳動層の拡大上面図（その１）である。
【図２０】本発明のその他の実施の形態に係る電気泳動層の拡大上面図（その２）である。
【図２１】本発明のその他の実施の形態に係る電気泳動層の拡大上面図（その３）である。
【図２２】本発明のその他の実施の形態に係る電気泳動層の斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
3…生体分子
4…対イオン
5…電気泳動層
6…プローブ
7…試料台
8…第1流路
9…第2流路
10…電気泳動装置
11…第1パッキン
12…第2パッキン
21…第1基体
22…第2基体
23…第3基体
30…観察装置
31a, 31b, 31c…z方向駆動部
32a, 32b, 32c…z方向駆動軸
33…ステージ
41…第1電極
42…第2電極
45…ピエゾ素子
46…レーザ源
47…デテクタ
48…プローブホルダ
51a, 51b…ネジ
52a, 52b…ノックピン
65…探針
66…カンチレバ
67…支持体
71a, 71b, 71c…, 74a, 74b, 74c…, 75a, 75b, 75c…, 77a, 77b, 77c…  …ピラー
81…支持体
91, 92, 93…壁部
111a, 11b, 121a, 121b, 131a, 131b…ネジ孔
112a, 112b, 122a, 122b, 132a, 132b…ピン孔
141…開口
173…基本泳動パターン層
174…ログ泳動パターン層
175…間引き泳動パターン層
76a, 76b, 76c…  …リッジ
176…リッジ泳動パターン層
177a, 177b, 177c…ピラーグループ
300…CPU
304…泳動装置制御部
305…観察装置制御部
306…分子量算出部
312…入力装置
313…出力装置
330…プログラム記憶装置
331…データ記憶装置
331…一時記憶装置
335…データ記憶装置
336…観察結果記憶部
337…マーカデータ記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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