(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリ流路に設けられた電極から電圧を印加して、前記キャピラリ流路内に注入された試料に電気泳動による成分分離を生じさせる電気泳動装置であって、
前記キャピラリ流路内に泳動液及び試料が注入された状態で、前記電極に電圧が印加されている所定時点において、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を取得する物理量取得部と、
前記電気的物理量が、所定範囲に含まれるか否かを判定する物理量判定部と、
前記物理量取得部が取得する前記電気的物理量を記憶する記憶部と、
前記キャピラリ流路の構成部材の温度を調節するための温度調節信号を出力する温度調節部と、を備え
前記物理量取得部は、前記電極に電圧が印加されている間に、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を、所定の時間間隔で取得し、
前記物理量取得部により前記電気的物理量が取得されるたびに、前記物理量判定部は、前記電気的物理量と、過去に前記記憶部に記憶された前記電気的物理量との差分を算出して、該差分が所定値を超えたか否かを判定し、
前記物理量判定部により、前記差分が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記温度調節部は、前記温度調節信号を出力することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項２】
前記物理量取得部は、前記電極への電圧の印加が開始された時点において、前記電気的物理量を取得す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】
前記物理量判定部により、前記電気的物理量が前記所定範囲に含まれないと判定された場合に、前記キャピラリ流路を洗浄するための洗浄信号を出力する洗浄判定部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動装置。
【請求項４】
前記キャピラリ流路の構成部材を交換するための交換信号を出力する交換部をさらに備え、
前記物理量取得部は、前記電極に電圧が印加されている所定時点のたびごとに、前記電気的物理量を取得し、
前記物理量判定部は、前記物理量取得部により前記電気的物理量が取得されるたびに、該電気的物理量が、前記所定範囲に含まれるか否かを判定し、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量が前記所定範囲に含まれないと判定されるたびに、前記洗浄判定部は、前記洗浄信号を出力し、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量が前記所定範囲に含まれないと連続して判定された回数が、第１の所定回数に至ったときには、前記洗浄信号は出力されずに、前記交換部が、前記交換信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の電気泳動装置。
【請求項５】
前記キャピラリ流路の構成部材を交換するための交換信号を出力する交換部をさらに備え、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定されるたびに、前記温度調節部による前記温度調節信号の出力が実行され、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定された回数が、第２の所定回数に至ったときには、前記温度調節信号の出力は実行されずに、前記交換部が、前記交換信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項６】
前記電極に印加される電圧の大きさを変更させる電圧変更部をさらに有し、
前記物理量判定部により、前記差分が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記電圧変更部は、前記電極に印加される電圧の補正値を算出して、前記電極に印加される電圧の大きさを、前記補正値に変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項７】
前記電圧変更部は、前記過去に記憶された前記電気的物理量との前記差分が前記所定値を超えていない前記電気的物理量に基づき、前記補正値を算出することを特徴とする請求項６に記載の電気泳動装置。
【請求項８】
前記電圧変更部は、予め設定される前記電気的物理量の目標値に基づき、前記補正値を算出することを特徴とする請求項６に記載の電気泳動装置。
【請求項９】
前記キャピラリ流路の構成部材を交換するための交換信号を出力する交換部をさらに備え、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定されるたびに、前記電圧変更部による前記電極への印加電圧の変更が実行され、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定された回数が、第２の所定回数に至ったときには、前記電極への印加電圧の変更は実行されずに、前記交換部が、前記交換信号を出力することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項１０】
前記記憶部に記憶された前記電気的物理量に基づき、次回に前記電極に印加する電圧の値を算出する電圧値算出部を備え、
前記電気泳動装置は、前記電圧値算出部が算出した電圧を前記電極に印加することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項１１】
前記電気的物理量は、前記電極への電圧の印加により、前記電極間に流れる電流の値であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項１２】
前記キャピラリ流路と、前記キャピラリ流路の端に連結して溶液を蓄積することができるリザーバと、を有するマイクロチップと、
前記キャピラリ流路へ前記溶液を分注する分注手段と、
前記リザーバの外部から、該リザーバの内部および前記キャピラリ流路の内部にある前記溶液を吸引する吸引手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の電気泳動装置。
【請求項１３】
前記分注手段は、前記リザーバの内部および前記キャピラリ流路の内部にある前記溶液を吸引する吸引手段を兼ねることを特徴とする請求項１２に記載の電気泳動装置。
【請求項１４】
前記リザーバを介して前記キャピラリ流路と連通し、前記キャピラリ流路とは異なる流路である補助路と、
前記補助路と連通するリザーバを外部から封止する封止部と、
前記補助路の他端部から前記リザーバの内部および前記キャピラリ流路の内部にある前記溶液を吸引する第２の吸引手段と、
を備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の電気泳動装置。
【請求項１５】
キャピラリ流路に設けられた電極から電圧を印加して、前記キャピラリ流路内に注入された試料に電気泳動による成分分離を生じさせる電気泳動装置の制御方法であって、
前記キャピラリ流路内に泳動液及び試料が注入された状態で、前記電極に電圧が印加されている所定時点において、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を取得する物理量取得ステップと、
前記電気的物理量が、所定範囲に含まれるか否かを判定する物理量判定ステップと、
前記物理量取得ステップにおいて取得された前記電気的物理量を記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記キャピラリ流路の構成部材の温度を調節するための温度調節信号を出力する温度調節ステップと、を含み
前記物理量取得ステップにおいて、前記電極に電圧が印加されている間に、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を、所定の時間間隔で取得し、
前記物理量取得ステップにおいて前記電気的物理量が取得されるたびに、前記物理量判定ステップにおいて、前記電気的物理量と、過去に前記記憶部に記憶された前記電気的物理量との差分を算出して、該差分が所定値を超えたか否かを判定し、
前記物理量判定ステップにおいて、前記差分が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記温度調節ステップにおいて、前記温度調節信号を出力することを特徴とする電気泳動装置の制御方法。
【請求項１６】
前記電気泳動装置には、前記キャピラリ流路と、前記キャピラリ流路の端に連結して溶液を蓄積することができるリザーバと、を有するマイクロチップが設けられ、
前記リザーバおよび前記キャピラリ流路に前処理液を充填する充填工程と、前記キャピラリ流路の両端のいずれか一方の前記リザーバの外部から、前記充填工程で該リザーバおよび分離流路に充填された該前処理液を吸引して、該リザーバおよび分離流路から該前処理液を排出する排出工程と、を少なくとも１回ずつ含む洗浄工程と、
前記キャピラリ流路に緩衝液を充填し、測定対象である試料を前記キャピラリ流路に分注する分注工程と、
前記キャピラリ流路の両端に電圧を印加して電気泳動を行う工程と、
前記電気泳動の測定結果を検出する工程と、
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の電気泳動装置の制御方法。
【請求項１７】
前記排出工程は、試料を分注する側の前記リザーバの外部から、前記分注工程において前記試料を分注するときに用いる分注手段で前記前処理液を吸引することを特徴とする請求項１６に記載の電気泳動装置の制御方法。
【請求項１８】
前記排出工程は、前記リザーバを外部から封止し、前記リザーバを介して前記キャピラリ流路と連通し、該キャピラリ流路とは異なる流路である補助路の、該キャピラリ流路から遠い方の端の外部から該キャピラリ流路の内部の前記前処理液を吸引することを特徴とする請求項１６または１７に記載の電気泳動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリ電気泳動法による成分分離を生じさせる電気泳動装置、および電気泳動装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料に含まれる特定成分の濃度や量を分析する装置として、キャピラリ電気泳動装置が用いられる。このキャピラリ電気泳動装置では、キャピラリ流路に泳動液が充填された後、キャピラリ流路の一端側に試料が注入される。ついで、キャピラリ流路の両端に設けられる電極に電圧が印加されることで、電極間に電流が流れて、試料に含まれる特定成分が、それぞれの電気泳動移動度でキャピラリ流路の他端側に移動する。この移動により、試料の特定成分は、他の成分から分離されて、例えば光学的手段により検出されることで、特定成分の濃度や量が分析される。
【０００３】
特許文献１，２には、キャピラリ電気泳動装置の例が記載される。これら電気泳動装置では、キャピラリ流路に泳動液が正常に充填されたか否かを判定するため、泳動液の充填後、試料の注入前に、キャピラリ流路両端の電極に電圧が印加されて、電極間に流れる電流の値が計測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７９１５号公報
【特許文献２】特開平１０−２４６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
キャピラリ流路に試料が注入されることで、キャピラリ流路内の液体は、泳動液と試料とが混合された状態になる。つまり、キャピラリ流路内の液体の性質は、注入前後で変わる。このため、電極から同一の電圧を印加する条件下において、試料の注入前後で電極間に流れる電流は異なる。よって、試料の注入後に電気泳動を行う際には、試料の注入前とは別途、印加電圧の値を設定する必要がある。
【０００６】
また、キャピラリ流路への試料の注入作業により、キャピラリ流路内の液体には、気泡が発生したり、異物が混入し得る。これらのことから、特許文献１，２のように、試料の注入前に電極間に流れる電流の値を計測したとしても、試料の注入後に、電気泳動分離のため電極に電圧が印加される際に、電圧値から期待される電流が電極間に流れないことが生じ得る。
【０００７】
また、キャピラリ流路内に試料が注入された後では、電圧の印加から生じるジュール熱により、キャピラリ流路の構成部材の温度が変化する。このことによっても、電極間に期待される電流が流れなくなる虞れがある。この問題は、複数の試料を分析するために、繰り返し電圧が印加される場合に、高い可能性で生じる。また、キャピラリ流路の構成部材が配置される環境の温度が変化することでも、電極間に期待される電流が流れなくなる虞れがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電気泳動による成分分離中にキャピラリ流路の異常を検出することができる電気泳動装置、および電気泳動装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る電気泳動装置は、キャピラリ流路に設けられた電極から電圧を印加して、前記キャピラリ流路内に注入された試料に電気泳動による成分分離を生じさせる電気泳動装置であって、
前記キャピラリ流路内に泳動液及び試料が注入された状態で、前記電極に電圧が印加されている所定時点において、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を取得する物理量取得部と、
前記電気的物理量が、所定範囲に含まれるか否かを判定する物理量判定部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記物理量取得部は、前記電極への電圧の印加が開始された時点において、前記電気的物理量を取得することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、前記物理量判定部により、前記電気的物理量が前記所定範囲に含まれないと判定された場合に、前記キャピラリ流路を洗浄するための洗浄信号を出力する洗浄判定部をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、前記キャピラリ流路の構成部材を交換するための交換信号を出力する交換部をさらに備え、
前記物理量取得部は、前記電極に電圧が印加されている所定時点のたびごとに、前記電気的物理量を取得し、
前記物理量判定部は、前記物理量取得部により前記電気的物理量が取得されるたびに、該電気的物理量が、前記所定範囲に含まれるか否かを判定し、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量が前記所定範囲に含まれないと判定されるたびに、前記洗浄判定部は、前記洗浄信号を出力し、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量が前記所定範囲に含まれないと連続して判定された回数が、第１の所定回数に至ったときには、前記洗浄信号は出力されずに、前記交換部が、前記交換信号を出力することを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記物理量取得部が取得する前記電気的物理量を記憶する記憶部と、
前記キャピラリ流路の構成部材の温度を調節するための温度調節信号を出力する温度調節部とをさらに有し、
前記物理量取得部は、前記電極に電圧が印加されている間に、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を、所定の時間間隔で取得し、
前記物理量取得部により前記電気的物理量が取得されるたびに、前記物理量判定部は、前記電気的物理量と、過去に前記記憶部に記憶された前記電気的物理量との差分を算出して、該差分が所定値を超えたか否かを判定し、
前記物理量判定部により、前記差分が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記温度調節部は、前記温度調節信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記キャピラリ流路の構成部材を交換するための交換信号を出力する交換部をさらに備え、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定されるたびに、前記温度調節部による前記温度調節信号の出力が実行され、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定された回数が、第２の所定回数に至ったときには、前記温度調節信号の出力は実行されずに、前記交換部が、前記交換信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記物理量取得部が取得する前記電気的物理量を記憶する記憶部と、
前記電極に印加される電圧の大きさを変更させる電圧変更部とをさらに有し、
前記物理量取得部は、前記電極に電圧が印加されている間に、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を、所定の時間間隔で取得し、
前記物理量取得部により前記電気的物理量が取得されるたびに、前記物理量判定部は、前記電気的物理量と、過去に前記記憶部に記憶された前記電気的物理量との差分を算出して、該差分が所定値を超えたか否かを判定し、
前記物理量判定部により、前記差分が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記電圧変更部は、前記電極に印加される電圧の補正値を算出して、前記電極に印加される電圧の大きさを、前記補正値に変更することを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記電圧変更部は、前記過去に記憶された前記電気的物理量との前記差分が前記所定値を超えていない前記電気的物理量に基づき、前記補正値を算出することを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記電圧変更部は、予め設定される前記電気的物理量の目標値に基づき、前記補正値を算出することを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、前記キャピラリ流路の構成部材を交換するための交換信号を出力する交換部をさらに備え、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定されるたびに、前記電圧変更部による前記電極への印加電圧の変更が実行され、
前記物理量判定部により、前記電気的物理量の差分が所定値を超えたと判定された回数が、第２の所定回数に至ったときには、前記電極への印加電圧の変更は実行されずに、前記交換部が、前記交換信号を出力することを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、前記記憶部に記憶された前記電気的物理量に基づき、次回に前記電極に印加する電圧の値を算出する電圧値算出部を備え、
前記電気泳動装置は、前記電圧算出部が算出した電圧を前記電極に印加することを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記電気的物理量は、前記電極への電圧の印加により、前記電極間に流れる電流の値であることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記キャピラリ流路と、前記キャピラリ流路の端に連結して溶液を蓄積することができるリザーバと、を有するマイクロチップと、
前記キャピラリ流路へ前記溶液を分注する分注手段と、
前記リザーバの外部から、該リザーバの内部および前記キャピラリ流路の内部にある前記溶液を吸引する吸引手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、前記分注手段は、前記リザーバの内部および前記キャピラリ流路の内部にある前記溶液を吸引する吸引手段を兼ねることを特徴とする。
【００２３】
好ましくは、前記リザーバを介して前記キャピラリ流路と連通し、前記キャピラリ流路とは異なる流路である補助路と、
前記補助路と連通するリザーバを外部から封止する封止部と、
前記補助路の他端部から前記リザーバの内部および前記キャピラリ流路の内部にある前記溶液を吸引する第２の吸引手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第２の観点に係る電気泳動装置の制御方法は、キャピラリ流路に設けられた電極から電圧を印加して、前記キャピラリ流路内に注入された試料に電気泳動による成分分離を生じさせる電気泳動装置の制御方法であって、
前記キャピラリ流路内に泳動液及び試料が注入された状態で、前記電極に電圧が印加されている所定時点において、前記キャピラリ流路に生じる電気的物理量を取得する物理量取得ステップと、
前記電気的物理量が、所定範囲に含まれるか否かを判定する物理量判定ステップと、
を備えることを特徴とする。
【００２５】
好ましくは、前記電気泳動装置には、前記キャピラリ流路と、前記キャピラリ流路の端に連結して溶液を蓄積することができるリザーバと、を有するマイクロチップが設けられ、
前記リザーバおよび前記キャピラリ流路に前処理液を充填する充填工程と、前記キャピラリ流路の両端のいずれか一方の前記リザーバの外部から、前記充填工程で該リザーバおよび分離流路に充填された該前処理液を吸引して、該リザーバおよび分離流路から該前処理液を排出する排出工程と、を少なくとも１回ずつ含む洗浄工程と、
前記キャピラリ流路に緩衝液を充填し、測定対象である試料を前記キャピラリ流路に分注する分注工程と、
前記キャピラリ流路の両端に電圧を印加して電気泳動を行う工程と、
前記電気泳動の測定結果を検出する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、前記排出工程は、試料を分注する側の前記リザーバの外部から、前記分注工程において前記試料を分注するときに用いる分注手段で前記前処理液を吸引することを特徴とする。
【００２７】
好ましくは、前記排出工程は、前記リザーバを外部から封止し、前記リザーバを介して前記キャピラリ流路と連通し、該キャピラリ流路とは異なる流路である補助路の、該キャピラリ流路から遠い方の端の外部から該キャピラリ流路の内部の前記前処理液を吸引することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、キャピラリ流路に生じる電気的物理量が所定範囲に含まれるか否かの
判断が、キャピラリ流路内に泳動液及び試料が注入された状態で実行される。よって、泳
動液と試料との混合により、キャピラリ流路内の液体の性質が変化することに合わせて、
試料の注入作業により、キャピラリ流路内の液体に、気泡等が発生することや、さらには
、マイクロチップに温度上昇が生じることで、電極間に期待される電流が流れないことが
検出される。よって、電気泳動による成分分離中にキャピラリ流路の異常を検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気泳動装置の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態１に係る電気泳動装置の電源構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態１に係る電気泳動装置で実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】電圧印加開始時の判定処理で、電流値の判定に用いられる閾値（電流値の範囲）を示す図である。
【図５】電圧印加中の判定処理で、電流値の差分の判定に用いられる閾値（電流値の差分）を示す図である。
【図６】電圧印加開始時の判定処理を示すフローチャートである。
【図７】電圧印加中の判定処理を示すフローチャートである。
【図８】電圧印加中の判定処理で取得された電流値が記録されるテーブルを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電気泳動装置の構成を示す概略図である。
【図１０】実施の形態２に係るマイクロチップの構成概略図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る電気泳動装置の、マイクロチップを含む概略部分図である。
【図１２】実施の形態２に係る電気泳動装置で実行される処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２に係る電気泳動装置で実行される前処理工程の洗浄工程の一部を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２の変形例に係る電気泳動装置の構成を示す概略図である。
【図１５】実施の形態２の変形例に係る電気泳動装置の、マイクロチップを含む概略部分図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る電気泳動装置の構成を示す概略図である。
【図１７】実施の形態３に係る電気泳動装置の、マイクロチップを含む概略部分図である。
【図１８】実施の形態３に係る電気泳動装置で実行される前処理工程の洗浄工程の一部を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る電気泳動装置の構成を示す概略図である。図２は、実施の形態１に係る電気泳動装置の電源構成を示す回路図である。
【００３１】
電気泳動装置１は、貯槽部２、分注手段３、マイクロチップ４、検出装置５、温度調節装置６、制御装置７、電源部８、電圧計９、及び電流計１０を備える。本実施形態においては、電気泳動装置１は、キャピラリ電気泳動法による成分分離を行う。なお、図１においては、理解の便宜上、電源部８、電圧計９、及び電流計１０を省略する。
【００３２】
貯槽部２は、泳動液槽１１、精製水槽１２、洗浄液槽１３を備える。泳動液槽１１には、泳動液Ｌ１が溜められる。泳動液Ｌ１は、キャピラリ電気泳動法においていわゆるバッファとして機能する液体であり、たとえば、１００ｍＭりんご酸−アルギニンバッファ（ｐＨ５．０）＋１．５％コンドロイチン硫酸Ｃナトリウムである。精製水槽１２には、精製水Ｌ２が溜められる。洗浄液槽１３には、洗浄液Ｌ３が溜められる。
【００３３】
分注手段３は、試料Ｓｐを、キャピラリ電気泳動が行われるキャピラリ流路４７に注入し、さらには、試料Ｓｐを分析に適した状態に希釈する機能を有する。分注手段３は、試料容器１４、希釈槽１５、シリンジ１６、およびノズル１７を備える。
【００３４】
試料容器１４は、ガラス製の採血管１８と、採血管１８の開口に取り付けられる蓋６０とを備える。採血管１８には、全血である試料Ｓｐが収容される。希釈槽１５は、試料Ｓｐを分析に適した濃度に希釈するために設けられる。シリンジ１６には、ノズル１７が接続される。ノズル１７は、例えばステンレスから形成され、試料容器１４の蓋６０を貫通可能である。ノズル１７は、蓋６０を貫通しやすくするために、先端が斜めに切断されて、鋭利な形状を呈する。ノズル１７は、シリンジ１６の吸気動作および排気動作によって、試料Ｓｐを吸入および排出可能である。ノズル１７は、図示しない駆動機構に支持される。この駆動機構の作動により、ノズル１７は、試料容器１４への挿入および引き抜き、希釈槽１５への進入および退出、キャピラリ流路４７への進入および退出が可能である。
【００３５】
マイクロチップ４は、キャピラリ流路４７を構成する部材であり、例えばシリカから形成される。キャピラリ流路４７の断面は、例えば、直径が２５〜１００μｍの円形、または辺の長さが２５〜１００μｍの矩形であることが好ましいが、キャピラリ電気泳動法を行うのに適した形状および寸法であればこれに限定されない。
【００３６】
キャピラリ流路４７の一端には、導入孔１９が設けられ、キャピラリ流路４７の他端には、排出孔２０が設けられる。試料Ｓｐ、泳動液Ｌ１、精製水Ｌ２、および洗浄液Ｌ３は、導入孔１９からキャピラリ流路４７に充填される。キャピラリ流路４７に充填された試料Ｓｐ、泳動液Ｌ１、精製水Ｌ２、および洗浄液Ｌ３は、排出孔２０から排出される。
【００３７】
キャピラリ流路４７には、一端側及び他端側に電極２１及び電極２２が設けられる。電極２１は、導入孔１９から露出しており、電極２２は、排出孔２０から露出している。
【００３８】
検出装置５は、キャピラリ流路４７内で試料Ｓｐから分離された特定成分を分析するために設けられ、キャピラリ流路４７のうち、導入孔１９よりも排出孔２０に近い側に配置される。検出装置５は、例えば、光源（図示略）および受光部（図示略）からなり、光源の光を試料Ｓｐに照射し、試料Ｓｐからの反射光を受光部によって受光する。これにより、試料Ｓｐの吸光度が測定される。
【００３９】
制御装置７は、電気泳動装置１の各部を制御するために設けられる。制御装置７は、制御部２３と、外部記憶部２４と、主記憶部２５と、入出力部２６とを備える。
【００４０】
制御部２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部２４に記憶されているプログラムに従って、電気泳動の成分分離に係る処理を実行する。
【００４１】
外部記憶部２４は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部２４は、制御部２３に処理を行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、制御部２３の指示に従って、制御部２３から供給されたデータを記憶し、また、記憶したデータを制御部２３に供給する。
【００４２】
主記憶部２５は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成される。主記憶部２５は、外部記憶部２４に記憶されているプログラムをロードし、制御部２３の作業領域として用いられる。
【００４３】
入出力部２６は、入出力インタフェース等から構成され、電気泳動装置１の各部や、図２に示す情報表示手段としてのＰＣ（Personal Computer）２７との信号の送受信が可能である。
【００４４】
温度調節装置６は、制御装置７の制御によりマイクロチップ４を冷却或いは加熱することで、マイクロチップ４の温度を調整可能である。
【００４５】
電気泳動装置１には、三方弁２８，２９，３０，３１が設けられる。三方弁２８，２９，３０，３１は、それぞれ３つの接続口（図示略）を有し、これらの接続口どうしの連通状態および遮断状態が、制御装置７により制御される。
【００４６】
泳動液槽１１は、流路３２を介して三方弁２８に接続される。精製水槽１２および洗浄液槽１３は、流路３３，３４を介して三方弁３０に接続される。希釈槽１５は、流路３５を介して三方弁２８に接続され、流路３６を介して三方弁３１に接続される。三方弁２８は、流路３７を介して三方弁２９に接続される。三方弁３０は、分岐流路３８を介して三方弁２９，３１に接続される。
【００４７】
キャピラリ流路４７の導入孔１９は、流路３９を介して三方弁２９に接続される。流路３９において、キャピラリ流路４７の導入孔１９に接続される下流側部分には、ピンチバルブ４０が設けられる。ピンチバルブ４０は、制御装置７によって開閉が制御され、キャピラリ流路４７への液体の流入を、許容および遮断可能である。
【００４８】
キャピラリ流路４７の排出孔２０は、流路４１を介して三方弁３１に接続される。流路４１において、キャピラリ流路４７の排出孔２０に接続される上流部分には、ピンチバルブ５６が設けられる。ピンチバルブ５６は、制御装置７によって開閉が制御され、キャピラリ流路４７からの液体の排出を、許容および遮断可能である。
【００４９】
三方弁３１の下流側には、流路４２が設けられる。流路４２の排出口は、廃液ボトル４３内に配置される。廃液ボトル４３は、使用済みの液体を貯蔵するために設けられる。廃液ボトル４３には、吸引ポンプ４４が接続される。吸引ポンプ４４は、制御装置７の制御により負圧を発生する。この負圧は、三方弁３１から分岐流路３８および流路４１を経由して、キャピラリ流路４７に作用する。
【００５０】
図２に示すように、電極２１，２２は、電線４５を介して電源部８に接続される。電源部８と電極２１との間には、スイッチ４６が設けられる。スイッチ４６は、制御装置７によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、この制御により、電源部８から電極２１，２２への電圧の印加が可能である。以下の説明では、電源部８は、電極２１が正極に、電極２２が負極になるように電圧が印加される例を説明するが、電源部８は、これとは反対の極性で電圧を印加する機能を有していてもよい。
【００５１】
電圧計９は、電源部８から電極２１，２２に印加される電圧の値を計測する。電流計１０は、電極２１，２２間に流れる電流の値を計測する。電圧計９及び電流計１０の計測値は、制御装置７に出力される。
【００５２】
次に、電気泳動装置１で実行される処理について説明する。図３は、電気泳動装置１で実行される処理を示すフローチャートである。このフローは、洗浄工程Ｓ１１、充填工程Ｓ１２、分注工程Ｓ１３、分離工程Ｓ１４、および分析工程Ｓ１５に大別される。
【００５３】
洗浄工程Ｓ１１は、キャピラリ流路４７を洗浄する工程である。具体的には、制御装置７からの信号によって、三方弁３０は、流路３３，３４と分岐流路３８とが連通する状態に切り替えられる。また、三方弁２９は、分岐流路３８と流路３９とが連通する状態に切り替えられる。ピンチバルブ４０は開状態とされ、ピンチバルブ５６は閉状態とされる。三方弁３１は、分岐流路３８と廃液ボトル４３とが連通する状態に切り替えられる。以上の状態で、制御装置７は、吸引ポンプ４４を作動させて、負圧を生じさせる。この負圧の発生により、キャピラリ流路４７内に、精製水Ｌ２および洗浄液Ｌ３が充填され、該充填された精製水Ｌ２および洗浄液Ｌ３は、廃液ボトル４３に排出される。なお、洗浄工程Ｓ１１は、キャピラリ流路４７に洗浄液Ｌ３を流した後に、精製水Ｌ２を流すように実施されてもよい。
【００５４】
充填工程Ｓ１２は、電気泳動を実現するための泳動液Ｌ１をキャピラリ流路４７に充填する工程である。具体的には、制御装置７からの信号により、三方弁２８は、流路３２と流路３７とが連通し、流路３２，３７と流路３５とが遮断される状態に切り替えられる。また、三方弁２９は、流路３７と流路３９とが連通し、流路３７，３９と分岐流路３８とが遮断される状態に切り替えられる。ピンチバルブ４０，５６及び三方弁３１は、洗浄工程Ｓ１１と同じ状態に維持される。以上の状態で、制御装置７が、吸引ポンプ４４を作動させることで、泳動液Ｌ１が、導入孔１９を通じてキャピラリ流路４７内に充填される。
【００５５】
分注工程Ｓ１３は、試料Ｓｐを導入孔１９からキャピラリ流路４７内に注入する工程である。
【００５６】
具体的には、制御装置７の信号により、上述した駆動機構（図示略）が作動して、ノズル１７に蓋６０を貫通させて、ノズル１７の先端が採血管１８内の試料Ｓｐに漬けられる。ついで、制御装置７が、シリンジ１６に吸気動作をさせることで、ノズル１７内に試料Ｓｐが吸引される。
【００５７】
一方、制御装置７は、三方弁２８を、流路３２と流路３５とが連通する状態に切り替え、図示しないポンプを用いて圧力を発生させることにより、希釈槽１５に泳動液Ｌ１を導入する。ついで、制御装置７は、上述した駆動機構を作動させることで、ノズル１７を蓋６０から抜き出し、ノズル１７の先端を、希釈槽１５の泳動液Ｌ１に漬ける。ついで、制御装置７は、シリンジ１６に排気動作をさせることにより、希釈槽１５に試料Ｓｐを導入する。このとき、試料Ｓｐと泳動液Ｌ１との攪拌を促進するために、シリンジ１６に吸気動作と排気動作を繰り返し実行させることが好ましい。試料Ｓｐは、例えば、ヘモグロビンを含む全血である。泳動液Ｌ１は、血球膜を破壊する溶血作用を発揮する溶血成分を含んでおり、希釈槽１５内で試料Ｓｐと攪拌されることで、試料Ｓｐの血球を溶血する。
【００５８】
ついで、制御装置７は、シリンジ１６に吸気動作をさせることで、希釈槽１５で希釈された試料Ｓｐを、ノズル１７内に吸引する。ついで、上述した駆動機構を作動させることで、ノズル１７の先端を、キャピラリ流路４７の導入孔１９に侵入させる。この状態で、制御装置７が、シリンジ１６に排気動作をさせることにより、導入孔１９に希釈された試料Ｓｐが導入される。以上により、キャピラリ流路４７で電気泳動法による分析が可能な状態になる。なお、分析対象である試料Ｓｐの希釈が必要ではない場合には、希釈工程を経ることなく、分注工程Ｓ１３が実施されてもよい。
【００５９】
分離工程Ｓ１４は、キャピラリ流路４７に充填された試料Ｓｐに含まれる特定成分であるヘモグロビンを分離する工程である。
【００６０】
具体的には、図２に示す回路において、制御装置７の信号により、スイッチ４６がＯＮ状態に切り替えられて、電源部８から電極２１，２２に電圧が印加される（ステップＳ１０１：図３）。この際には、電圧計９の計測値が所定値になるように、電源部８の出力値が調整される。電極２１，２２に電圧が印加されることで、電極２１，２２間に電流が流れ、キャピラリ流路４７内の液体（泳動液Ｌ１及び試料Ｓｐの混合液）に、電極２１から電極２２へと向かう電気浸透流が発生する。これにより、ヘモグロビンには、固有の電気泳動移動度に応じた移動が生じる。電気泳動移動度は物質によって異なるため、ヘモグロビンは、試料Ｓｐに含まれる他の成分とは異なる速度で、電極２１から電極２２に向かって移動する。
【００６１】
分析工程Ｓ１５は、分離された特定成分であるヘモグロビンの量もしくは濃度などを検出する工程である。具体的には、制御装置７の信号により、検出装置５は、上述の光源（図示略）から波長が４１５ｎｍの光を照射して、その反射光を上述の受光部によって受光する。上記光源から光が照射された部分（図１の黒丸部分）を、試料Ｓｐから分離されたヘモグロビンが通過すると、上記受光部の受光状態から把握される吸光度が変化する。この変化を制御装置７が処理することで、ヘモグロビンの量もしくは濃度が検出される。制御装置７の外部記憶部２４には、この検出結果が電気泳動による成分分離の分析結果として記憶される。
【００６２】
本実施の形態の電気泳動装置１は、図３の処理を繰り返して、試料Ｓｐの電気泳動分離を複数回行うため、キャピラリ流路４７への泳動液Ｌ１及び試料Ｓｐの注入や、電極２１，２２への電圧の印加を、複数回行うことが可能である。
【００６３】
ここで、図３の処理が繰り返して実行される過程では、各回の分注工程Ｓ１３で、キャピラリ流路４７内の泳動液Ｌ１に試料Ｓｐが混合することで、キャピラリ流路４７内の液体の電気抵抗が変化する。
【００６４】
また分注工程Ｓ１３では、試料Ｓｐをキャピラリ流路４７内に注入する作業、すなわちノズル１７を導入孔１９に侵入させて、ノズル１７から試料Ｓｐを排出する作業により、キャピラリ流路４７内の液体には、気泡が発生したり、異物が混入し得る。このことによっても、キャピラリ流路４７内の液体の電気抵抗は変化する。
【００６５】
また、分離工程Ｓ１４では、電極２１，２２に電圧が印加されることで（ステップＳ１０１）、マイクロチップ４にジュール熱が蓄積して、マイクロチップ４の温度が上昇する。この温度上昇により、キャピラリ流路４７内の液体（泳動液Ｌ１・試料Ｓｐの混合液）は、加熱されて、電気抵抗が変化する。また、マイクロチップ４が配置される環境の温度が変化することでも、キャピラリ流路４７内の液体は、温度が変化して、電気抵抗が変化する。
【００６６】
上記電気抵抗の変化により、電極２１，２２間に期待される電流が流れない状態で、電気泳動分離が行われることを防止するため、分離工程Ｓ１４では、ステップＳ１０２〜Ｓ１１２の判定処理が実行される。ステップＳ１０２〜Ｓ１１２の判定処理では、キャピラリ流路４７に生じる電気的物理量、すなわち、電極２１，２２間に流れる電流値（電流計１０の計測値）が用いられる。
【００６７】
ステップＳ１０２〜Ｓ１１２の判定処理を実行するため、図２に示すように、制御装置７では、物理量取得部７１、物理量判定部７２、記憶部７３、洗浄判定部７４、交換部７５、温度調節部７６、電圧変更部７７、及び電圧値算出部７８が構成される。
【００６８】
物理量取得部７１、物理量判定部７２、洗浄判定部７４、交換部７５、温度調節部７６、電圧変更部７７、及び電圧値算出部７８は、外部記憶部２４に記憶されたプログラムに従って、制御部２３が処理を実行することで実現される。記憶部７３は、主記憶部２５の一部に記憶領域の構造体として保持される。
【００６９】
ステップＳ１０２〜Ｓ１１２の判定処理には、ステップＳ１０１の電圧印加開始時点で実行される判定処理（ステップＳ１０２〜Ｓ１０６：以下、電圧印加開始時の判定処理）と、電圧の印加が開始されてから、試料Ｓｐの分析（ヘモグロビンの量や濃度の検出）が完了するまでの間に実行される判定処理（ステップＳ１０７〜Ｓ１１２：以下、電圧印加中の判定処理）とが含まれる。
【００７０】
電圧印加開始時の判定処理では、電圧の印加開始時に電流計１０が計測した電流値が、所定範囲に含まれるか否か判定される（ステップＳ１０２）。電流値が所定範囲に含まれないと判定された場合（ステップＳ１０２でＮＧ）、電極２１，２２への電圧の印加が停止される（ステップＳ１０３）。この後、キャピラリ流路４７を洗浄するための洗浄信号が出力されて（ステップＳ１０５）、洗浄工程Ｓ１１が実行される。この処理は、キャピラリ流路４７内の液体への気泡の発生やゴミ等の異物の混入、マイクロチップ４の温度上昇、環境温度の変化により、電極２１，２２間に期待される電流が流れない場合に、分離工程Ｓ１４を中止することを目的とする。さらには、キャピラリ流路４７内を洗浄することで、キャピラリ流路４７内から気泡や異物を除去することを目的とする。
【００７１】
ステップＳ１０２の判定は、ステップＳ１０１で電圧が印加されるたびに実行される。そして、ステップＳ１０２でＮＧと判定されるたびに、電圧の印加が中止されて（ステップＳ１０３）、洗浄信号が出力される（ステップＳ１０５）。
【００７２】
ステップＳ１０２でＮＧと判定されることが連続して第１の所定回数（以下、Ｎ１回と記す）繰り返された場合には、電圧の印加が中止された後、ステップＳ１０４でＹＥＳと判定される。この場合、洗浄信号は出力されずに、マイクロチップ４の交換信号が出力される（ステップＳ１０６）。この処理は、ステップＳ１０５の洗浄ではキャピラリ流路４７内に混入した異物を除去できない場合や、マイクロチップ４の装置寿命がきた場合に、マイクロチップ４を交換することを目的とする。
【００７３】
以下、電圧印加開始時の判定処理による制御の具体例を、図４を用いて説明する。なお以下では、ステップＳ１０２でＮＧと判定されることが連続して４回繰り返された場合（Ｎ１回が４回である場合）に、ステップＳ１０４でＹＥＳと判定されるものとする。
【００７４】
図４は、ステップＳ１０２の判定に用いられる閾値を示す図である。黒丸で示す電流値Ｉ１〜Ｉ１０は、図３の処理が繰り返される過程において、その１〜１０回目で電流計１０から取得される電流値である。閾値は、電流値Ｉｋ以上、電流値Ｉｊ以下の範囲に設定される。上記の閾値は、この範囲の大きさの電流が電極２１，２２間に流れた場合に、ヘモグロビンの電気泳動移動度が所望値になるものである。
【００７５】
１，２回目に取得される電流値Ｉ１，Ｉ２は、閾値の範囲に含まれている。よって１，２回目の処理では、ステップＳ１０２（図３）でＯＫと判定され、後述のステップＳ１０７に移行する。
【００７６】
３回目に取得される電流値Ｉ３は、閾値の範囲に含まれていない。よって３回目では、ステップＳ１０２でＮＧと判定されて、電圧の印加が中止される（ステップＳ１０３）。
【００７７】
また３回目までに、電流値が閾値の範囲に含まれない（ステップＳ１０２でＮＧ）と連続して判定される回数は、１回（３回目のＮＧ）のみであり、４回に至っていない。よって３回目では、ステップＳ１０４でＮＯと判定されて、洗浄信号が出力される（ステップＳ１０５）。
【００７８】
４，５，６回目に取得される電流値Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６は、閾値の範囲に含まれている。よって、４，５，６回目の処理では、１，２回目と同様、ステップＳ１０２でＯＫと判定されて、ステップＳ１０７に移行する。
【００７９】
７，８，９回目に取得される電流値Ｉ７，Ｉ８，Ｉ９は、閾値の範囲に含まれていない。よって、７，８，９回目では、ステップＳ１０２でＮＧと判定されて、電圧の印加が中止される（ステップＳ１０３）。
【００８０】
また９回目までに、ステップＳ１０２でＮＧと連続して判定される回数は、３回（７，８，９回目のＮＧ）であり、４回に至っていない。よって７，８，９回目では、ステップＳ１０４でＮＯと判定されて、洗浄信号が出力される（ステップＳ１０５）。
【００８１】
１０回目に取得される電流値Ｉ１０も、閾値の範囲に含まれていない。よって、１０回目でも、ステップＳ１０２でＮＧと判定されて、電圧の印加が中止される（ステップＳ１０３）。
【００８２】
１０回目まででは、ステップＳ１０２でＮＧと連続して判定される回数が、４回（７，８，９，１０回目のＮＧ）に至る。よって、ステップＳ１０４ではＹＥＳと判定されて、マイクロチップ４の交換信号が出力される（ステップＳ１０６）。
【００８３】
次に、電圧印加中の判定処理（ステップＳ１０７〜Ｓ１１２）について説明する。ステップＳ１０７〜Ｓ１１２では、所定の時間間隔で、電流計１０が計測する電流値が取得される。電流値が取得されるたびに、該電流値と、過去に計測された電流値との差分が算出されて、差分が所定値を超えていないかどうかが判定される（ステップＳ１０７）。
【００８４】
電流値の差分が所定値を超えたと判定された場合には（ステップＳ１０７でＮＧ）、マイクロチップ４の温度を調節するための温度調節信号が出力される（ステップＳ１０９）。また、電極２１，２２に印加される電圧の大きさが、補正値に変更される（ステップＳ１１０）。この処理は、マイクロチップ４の温度変動等により、電極２１，２２間を流れる電流に大きな変化が生じた場合に、マイクロチップ４の温度を調節したり、電圧値を変更することで、電流値を目標値近傍に安定させることを目的とする。
【００８５】
電流計１０から取得される電流値に大きな変動が連続して生じたことで、ステップＳ１０７でＮＧと連続して判定される回数が第２の所定回数（以下、Ｎ２回と記す）に至ったときには、ステップＳ１０８でＹＥＳと判定される。この場合、温度調節信号の出力や電圧値の変更は実行されずに、電圧の印加が中止されて（ステップＳ１１１）、マイクロチップ４の交換信号が出力される（ステップＳ１１２）。この処理は、温度調節や電圧値の変更では、マイクロチップ４の温度変動を抑えきれない場合に、分離工程Ｓ１４を中止して、マイクロチップ４を交換することを目的とする。
【００８６】
以下、電圧印加中の判定処理による制御の具体例を、図５を用いて説明する。なお、以下の説明では、ステップＳ１０７でＮＧと連続して４回判定された場合（Ｎ２回が４回である場合）に、ステップＳ１０８でＹＥＳと判定されるものとする。
【００８７】
図５は、電圧印加中の判定処理において、ステップＳ１０７の判定に用いられる閾値ΔＩｓを示す図である。
【００８８】
電圧印加中の判定処理では、上述のように電流計５０から所定の時間間隔で電流値が取得される。図５に示すΔＩ１〜ΔＩ１０は、その１〜１０回目に取得される電流値に基づき算出される差分を示す。また、図５に示す破線は、電極２１，２２に印加される電圧値の変動を示す。
【００８９】
１，２回目で算出される差分ΔＩ１，ΔＩ２は、閾値ΔＩｓを超えていない。よって、１，２回目では、ステップＳ１０９，Ｓ１１０の温度調節や電圧値の変更等の制御は行われず、ステップＳ１０１で印加される電圧値Ｖ１が維持される。
【００９０】
３回目では、閾値ΔＩｓを超える差分ΔＩ３が算出されているため、ステップＳ１０７でＮＧと判定される。また３回目まででは、ＮＧ回数が１回（３回目のＮＧ）であるため、ステップＳ１０８ではＮＯと判定される。よって３回目では、温度調節信号が出力されて（ステップＳ１０９）、電圧値がＶ２に変更される（ステップＳ１１０）。
【００９１】
４回目の差分ΔＩ４は、電圧値がＶ２である状態で算出されたものであり、閾値ΔＩｓを超えていない。よって４回目では、温度調節や電圧値の変更等の制御は行われず、電圧値はＶ２に維持される。また５，６回目についても、差分ΔＩ５ ，ΔＩ６が、閾値ΔＩｓを超えていないため、電圧値はＶ２に維持される。
【００９２】
７，８，９回目では、閾値ΔＩｓを超える差分ΔＩ７，ΔＩ８，ΔＩ９が算出されている。よって７，８，９回目では、ステップＳ１０７でＮＧと判定される。また９回目まででは、ステップＳ１０７でＮＧと連続して判定された回数が、３回（７，８，９回目のＮＧ）である。よって７，８，９回目では、ステップＳ１０８でＮＯと判定されることで、温度調節信号が出力されて（ステップＳ１０９）、７，８，９回目のステップＳ１１０で、電圧値が、Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５に変更される。なお、８，９回目の差分ΔＩ８，ΔＩ９ は、電圧値がＶ３，Ｖ４である状態で算出されたものである。
【００９３】
１０回目では、電圧値がＶ５である状態で、差分ΔＩ１０が算出され、差分ΔＩ１０は、閾値ΔＩｓを超えている。よって１０回目でも、ステップＳ１０７でＮＧと判定される。また１０回目では、ステップＳ１０７でＮＧと連続して判定された回数が、４回（７，８，９，１０回目のＮＧ）に至る。よって１０回目では、ステップＳ１０８でＹＥＳと判定される。これにより、電圧の印加が中止されて（ステップＳ１１１）、マイクロチップ４の交換信号が出力される（ステップＳ１１２）。
【００９４】
以下、電圧印加開始時及び電圧印加中の判定処理の詳細について説明する。図６は、電圧印加開始時の判定処理を示すフローチャートである。図６の処理は、図３のステップＳ１０１で電圧が印加されることに応じて開始される。図６の処理は、物理量取得部７１、物理量判定部７２、記憶部７３、洗浄判定部７４、及び交換部７５により実行される。また図６の処理を実行するために、図４に示す閾値の下限値Ｉｋ及び上限値Ｉｊが、記憶部７３に記憶される。
【００９５】
また図３，図６において、ステップＳ１０２，Ｓ２０３が対応し、ステップＳ１０３，Ｓ２０７が対応し、ステップＳ１０４，Ｓ２１０が対応し、ステップＳ１０５，Ｓ２１１が対応し、ステップＳ１０６，Ｓ２１２が対応する。
【００９６】
まず、記憶部７３に記憶されている変数ｉが読み出される（ステップＳ２０１）。
【００９７】
ついで、物理量取得部７１により、電圧の印加開始時に電流計１０が計測した電流値が取得される（ステップＳ２０２）。
【００９８】
ついで、物理量判定部７２により、電流値が、閾値の範囲（電流値Ｉｋ以上、電流値Ｉｊ以下の範囲）に含まれるか否かが判断される（ステップＳ２０３）。
【００９９】
電流値が閾値の範囲に含まれると判断された場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、変数ｉが０にリセットされる（ステップＳ２０４）。
【０１００】
ついで、変数ｉや、ステップＳ２０２で取得された電流値が、記憶部７３に記憶されて（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）、電圧印加中の判定処理（図３のステップＳ１０７）に移行する。
【０１０１】
一方、ステップＳ２０３で、電流値が閾値の範囲に含まれないと判定された場合（ステップＳ２０３でＮＯ）、電極２１，２２への電圧の印加が中止される（ステップＳ２０７）。具体的には、図２のスイッチ４６がＯＦＦにされる。
【０１０２】
ついで、変数ｉに１が加算されて（ステップＳ２０８）、変数ｉが記憶部７３に上書き記憶される（ステップＳ２０９）。
【０１０３】
ついで、変数ｉが、所定値Ｎ１であるか否かが判断される（ステップＳ２１０）。
【０１０４】
変数ｉが、所定値Ｎ１ではないと判断された場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、洗浄判定部７４により、洗浄信号が出力されて（ステップＳ２１１）、洗浄工程Ｓ１１（図３）が実行される。
【０１０５】
一方、変数ｉが、所定値Ｎ１であると判断された場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、交換部７５により、マイクロチップ４の交換信号が、ＰＣ２７（図２）に出力される（ステップＳ２１２）。これにより、ＰＣ２７の画面上には、マイクロチップ４の交換を促す画像が表示されて、ユーザにマイクロチップ４の交換を要することが通知される。マイクロチップ４の交換が行われた後では、ユーザが電気泳動装置１を操作することで、変数ｉが０にリセットされて、洗浄工程Ｓ１１が開始される。
【０１０６】
図３の処理の繰り返しにより、図６の処理が再度実行される際には、前回のステップＳ２０５，Ｓ２０９で記憶された変数ｉが、ステップＳ２０１で読み出される。変数ｉは、ステップＳ２０３の判定結果に応じて、０、或いは、１が加算された値で、ステップＳ２０５，Ｓ２０９で記憶される。上記の変数ｉの読み出し・記憶により、図３の処理が繰り返される過程で、ステップＳ２０３でＮＯと連続して判断された回数が、カウントされる。そして図６の処理の各回では、上記カウント値により、ステップＳ２１０の判定が行われる。
【０１０７】
次に、電圧印加中の判定処理の詳細について説明する。図７は、電圧印加中の判定処理を示すフローチャートである。図７の処理は、図６のステップＳ２０６で、電流値が記憶部７３に記憶されることに応じて開始される。図７の処理は、物理量取得部７１、物理量判定部７２、記憶部７３、交換部７５、温度調節部７６、電圧変更部７７、及び電圧値算出部７８により実行される。また図７の処理を実行するために、図５に示す閾値ΔＩｓが、記憶部７３に記憶される。
【０１０８】
また図３，図７において、ステップＳ１０７，Ｓ３０５が対応し、ステップＳ１０８，Ｓ３０９が対応し、ステップＳ１０９，Ｓ３１０が対応し、ステップＳ１１０，Ｓ３１２が対応し、ステップＳ１１１，Ｓ３１３が対応し、ステップＳ１１２，Ｓ３１４が対応する。
【０１０９】
まず、変数ｊが０に設定される（ステップＳ３０１）。
【０１１０】
ついで、物理量取得部７１により、電流計１０の計測値が取得される（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２は、所定の時間間隔で実行され、ステップＳ３０３以降の処理は、ステップＳ３０２で電流値が取得されるたびに実行される。
【０１１１】
ついで、物理量判定部７２により、過去のステップＳ３０６（或いは図６のＳ２０６）で記憶された電流値が読み取られる（ステップＳ３０３）。１回目のステップＳ３０３では、ステップＳ２０６で記憶された電流値Ｉ１が読み取られる。
【０１１２】
ついで、物理量判定部７２により、ステップＳ３０２で取得された電流値と、ステップＳ３０３で読み取られた電流値との差分が算出される（ステップＳ３０４）。電極２１，２２間を流れる電流に大きな変化が生じたときには、電流値の差分は、大きな値に算出される。
【０１１３】
ついで、物理量判定部７２により、ステップＳ３０４で算出された差分が、閾値ΔＩｓを超えていないかどうかが判断される（ステップＳ３０５）。
【０１１４】
ステップＳ３０５で、差分が閾値ΔＩｓを超えていないと判断された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、ステップＳ３０２で取得された電流値が、記憶部７３に記憶される（ステップ３０６）。
【０１１５】
図８は、ステップＳ３０６で電流値が記録されるテーブルを示す。図８のテーブルには、ステップＳ２０６（図６）で記憶された電流値Ｉ１を初期値として、ステップＳ３０２の１，２，４，５，６回目で取得された電流値Ｉ１１，Ｉ１２ ，Ｉ１４  ，Ｉ１５  ，Ｉ１６が記録されている。これらは、直前のステップＳ３０６で記憶された電流値との差分が閾値ΔＩｓを超えていない電流値である。
【０１１６】
図８のテーブルでは、ステップＳ３０２の３回目に取得された電流値が、記録されていない。これは、上記３回目に取得された電流値と、ステップＳ３０２の２回目に取得された電流値Ｉ１２との差分ΔＩ３（図５）が、閾値ΔＩｓを超えていたためである。
【０１１７】
また例えば、ステップＳ３０２の４回目に取得された電流値 Ｉ１４ は、ステップＳ３０２の２回目に取得された電流値Ｉ１２ との差分ΔＩ４（図５）が、閾値ΔＩｓを超えていなかったため、図８のテーブルに記録されている（ステップＳ３０６で記憶されている）。
【０１１８】
ステップ３０６の後では、分析時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ３０７）。分析時間とは、ステップＳ１０１で電圧の印加が開始された時点から、ヘモグロビンが、光の照射部分（図１の黒丸部分）を通過するまでに要する時間である。分析時間は、例えば、ステップＳ３０６で記憶した電流値と、ヘモグロビンの電気移動度と、導入孔１９から光照射部までの長さＬ（図１）とから算出される。
【０１１９】
分析時間が経過していないと判断された場合（ステップＳ３０７でＮＯ）、ステップＳ３０１に移行して、ステップＳ３０１からの処理が繰り返される。
【０１２０】
この繰り返しの過程で、ステップＳ３０５で差分が閾値ΔＩｓを超えたと判定された場合（ステップＳ３０５でＮＯ）、ステップＳ３０８に移行する。
【０１２１】
ステップＳ３０８では、変数ｊに１が加算され、続くステップＳ３０９では、変数ｊが所定値Ｎ２であるか否かが判断される（ステップＳ３０９）。すなわち、ステップＳ３０２で電流値が取得されるたびに、ステップＳ３０３〜Ｓ３０５が行われた結果、ステップＳ３０５でＮＯと連続して判定された回数が、Ｎ２回に至ったか否かが判断される。
【０１２２】
上記ＮＯと判定された回数がＮ２回に至っていないと判定された場合（ステップＳ３０９でＮＯ）、温度調節部７６により、マイクロチップ４の温度を調節するための温度調節信号が出力される（ステップＳ３１０）。温度調節装置６（図１）は、温度調節信号が入力されることで、マイクロチップ４を冷却或いは加熱して、マイクロチップ４の温度を調節する。
【０１２３】
ついで、電圧変更部７７により、電極２１，２２に印加される電圧の補正値が算出される（ステップＳ３１１）。ステップＳ３１１では、まず、図８のテーブルに記録された電流値のうち、直近に記録された電流値が読み取られる。例えば、図７の処理が３回目のときには、２回目の電流値Ｉ１２が読み取られる。ついで、この値Ｉ１２の電流を電極２１，２２間に発生させ得る電圧値が、上記補正値として算出される。なお、予め電流の目標値が設定されて、この大きさの電流を発生させ得る電圧値が、上記補正値として算出されてもよい。
【０１２４】
ついで、電圧変更部７７により、電極２１，２２に印加される電圧の大きさを、ステップＳ３１３の補正値に変更するための電圧変更信号が出力される（ステップＳ３１２）。これにより、電極２１，２２に印加される電圧の値が、ステップＳ３１１で算出された補正値に変更される。
【０１２５】
この後、ステップＳ３０２に移行することで、ステップＳ３０２からの処理が繰り返される。
【０１２６】
先のステップＳ３１０〜Ｓ３１２により、電極２１，２２間を流れる電流に大きな変化が生じなくなった場合、上記繰り返しの処理では、ステップＳ３０５でＹＥＳと判断されて、ステップＳ３０１に移行し、変数ｊが０にリセットされる。
【０１２７】
一方、先のステップＳ３１０〜Ｓ３１２によっても、電流の変化が小さくならない場合には、再びステップＳ３０５でＮＯと判断されることで、変数ｊに１が加算される（ステップＳ３０８）。この後、ステップＳ３１０〜Ｓ３１２が再度実行されて、ステップＳ３０２に移行し、ステップＳ３０５の判定が行われる。
【０１２８】
ステップＳ３０５でＮＯと繰り返し判断される場合には、このたびに、変数ｊに１が加算されて、変数ｊの値が大きくなっていく。
【０１２９】
そして、ステップＳ３０６でＮＯと連続して判断される回数が、Ｎ２回に至ったことで、変数ｊが所定値Ｎ２になった場合には（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、スイッチ４６がＯＦＦに切り替えられて、電極２１，２２への電圧の印加が中止される（ステップＳ３１３）。これにより、分離工程Ｓ１４が中止される。ついで、交換部７５により、マイクロチップ４の交換信号が出力される（ステップＳ３１４）。これにより、ＰＣ２７の画面上に、マイクロチップ４の交換を促す画像が表示され、マイクロチップ４の交換が行われる。この後、ユーザの操作により、洗浄工程Ｓ１１が実行される。
【０１３０】
また、ステップＳ３０９でＹＥＳと判定されることなく、ステップＳ３０７でＹＥＳと判断されるまで、図７の処理が繰り返された場合には、電圧値算出部７８により、次回のステップＳ１０１（図３）の印加電圧の値が算出される（ステップＳ３１５）。ステップＳ３１５では、ステップＳ３０６で記憶された電流値に基づき、電圧値が算出される。
【０１３１】
ついで、ステップＳ３１５で算出された電圧値が記憶部７３に記憶される（ステップＳ３１６）。ステップＳ３１６で記憶される電圧値は、次回のステップＳ１０１で、記憶部７３から読み出されて、この大きさの電圧が、電極２１，２２に印加される。
【０１３２】
本実施の形態によれば、電極２１，２２間に流れる電流の値が所定範囲（電流値Ｉｋ以上、電流値Ｉｊ以下の範囲）に含まれるか否かの判断（図６のステップＳ２０３）が、キャピラリ流路４７内に泳動液Ｌ１及び試料Ｓｐが注入された状態で実行される。よって、泳動液Ｌ１と試料Ｓｐとの混合により、キャピラリ流路内の液体の性質が変化することや、試料の注入作業により、キャピラリ流路４７内の液体に気泡が発生したり異物が混入することや、マイクロチップ４に温度上昇が生じることや、マイクロチップ４の周囲の環境温度が変わることで、電圧の印加開始時に、電極２１，２２間に期待される電流が流れないことが検出される（ステップＳ２０３でＮＯ）。よって、電気泳動による成分分離中にキャピラリ流路の異常を検出することができる。
【０１３３】
さらに、ステップＳ２０３で、電流値が所定範囲に含まれないと判定された場合には（ステップＳ２０３でＮＯ）、電極２１，２２への電圧の印加が中止されて（ステップＳ２０７）、洗浄信号が出力される（ステップＳ２１１）。よって、上記期待される電流が流れない状態で、電気泳動分離が行われることが防止されて、気泡等の発生したキャピラリ流路４７内の液体が交換される。
【０１３４】
また、マイクロチップ４の温度が高くなった場合には、キャピラリ流路４７内の液体の電気抵抗が変化することで、電極２１，２２間に流れる電流の値は大きくなる。この場合には、図６の処理が繰り返される過程で、ステップＳ２０３でＮＯと連続して判定されることが、Ｎ１回に至ることで（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、マイクロチップ４の交換信号が出力される（ステップＳ２１２）。このため、高温のマイクロチップ４が、電気泳動分離のため継続して使用されることが回避される。
【０１３５】
また、電極２１，２２に電圧が印加されている間に、マイクロチップ４の温度が大きく変化した場合には、図７のステップＳ３０５で、電流値の差分が閾値ΔＩｓを超えたと判定されて（ステップＳ３０５でＮＯ）、マイクロチップ４の温度を調節するための温度調節信号が出力される（ステップＳ３１０）。これにより、マイクロチップ４の温度調節が行われるため、電極２１，２２間に流れる電流を安定させる上で有利になる。
【０１３６】
また上記と同様、電圧が印加されている間に、マイクロチップ４の温度が大きく変化した場合には、電圧変更信号が出力され（ステップＳ３１２）、電極２１，２２に印加する電圧の値が変更される。これにより、マイクロチップ４の温度変化が大きく生じても、電極２１，２２間に流れる電流に生じる変化は小さく抑えられる。
【０１３７】
また、ステップＳ３０５では、電流値の差分が閾値ΔＩｓを超えていないと判定された場合（ステップＳ３０５でＹＥＳ）のみ、ステップＳ３０６で電流値が記憶される。ステップＳ３１２では、電圧変更信号の出力により、電極２１，２２間に流れる電流の値が、直近のステップＳ３０６で記憶された値に変更される。よって、電極２１，２２間に流れる電流は、ステップＳ３０５で差分が閾値ΔＩｓを超えていないと判定されたときの値に制御される。これにより、電極２１，２２間に流れる電流を、目標値近傍に制御することが可能になる。
【０１３８】
また、電極２１，２２に電圧が印加されている間に、マイクロチップ４に大きな温度変化が繰り返し生じた場合には、このたびごとに、電極２１，２２間に流れる電流に変化が生じることで、ステップＳ３０５で算出される電流値の差分は、大きな値になる。この場合、ステップＳ３０５でＮＯと連続して判定されることが、Ｎ２回に至ることで（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、電圧の印加が中止される（ステップＳ３１３）。よって、ステップＳ３１０〜Ｓ３１２の温度調節や電圧値の変更では、マイクロチップ４の温度変動を抑えきれない場合に、分離工程Ｓ１４（電気泳動分離を生じさせる工程）を中止させることができる。
【０１３９】
また、ステップＳ３１３で電圧の印加が中止された後では、マイクロチップ４の交換信号が出力されて（ステップＳ３１４）、マイクロチップ４の交換が促される。これにより、温度変化の大きく生じたマイクロチップ４が、継続して使用されることが防止される。
【０１４０】
また、ステップＳ３０６で記憶された電流値に基づき、次回のステップＳ１０１で電極２１，２２に印加する電圧の値が設定される（ステップＳ３１５，Ｓ３１６）。これにより、分離工程Ｓ１４の各回で、電極２１，２２間に流れる電流を目標値近傍に制御する上で有利になる。
【０１４１】
なお、実施の形態１は以下のように種々改変が可能である。
【０１４２】
例えば、図６のステップＳ２０２で、電流値が取得される時点は、必ずしも、電圧の印加開始時点に限らず、電圧印加中の任意の時点に設定され得る。
【０１４３】
また上記実施の形態１では、電流計１０が計測した電流値に基づき、図６，７の処理が実行されるが、電流値に代わる電気的物理量として、例えば、電極２２，２３に印加される電圧の値（電圧計９の計測値）が用いられてもよい。また、電極２１，２２に印加される電圧値と、電極２１，２２間に流れる電流値とを乗じた電力量が用いられてもよい。図２の構成では、電流計１０の計測値を取得するタイミングにあわせて、電圧計９の計測値を取得し、これら電流計１０及び電圧計９の計測値を乗じることで、電力量を取得できる。上記電力量を用いる場合には、電源部８の出力の変動も考慮した制御が実現され得る。
【０１４４】
また上記実施の形態１では、図６のステップＳ２１１の洗浄信号の出力は、ステップＳ２０３でＮＯと判定されるたびに実行されるが、ステップＳ２０３でＮＯと判定される回数が、ある値に至った場合に、実行されてもよい。
【０１４５】
また上記実施の形態１では、ステップＳ２１２の交換信号の出力は、ステップＳ２０３でＮＯと判定される回数が連続してＮ１回に至った場合に実行されるが、ステップＳ２０３でＮＯと判定される累積回数が、ある値に至った場合に実行されてもよい。
【０１４６】
また上記実施の形態１では、図７のステップＳ３１０の温度調節信号の出力や、ステップＳ３１１，Ｓ３１２の電圧補正値の算出・電圧変更信号の出力は、ステップＳ３０５で電流値の差分が閾値を超えた（ステップＳ３０５でＮＯ）と判定されるたびに、実行されるが、ステップＳ３０６でＮＯと判定される回数が、ある値に至った場合に実行されてもよい。
【０１４７】
また、ステップＳ３０５でＮＯと判定された場合、ステップＳ３１０の温度調節信号の出力と、ステップＳ３１１，Ｓ３１２の電圧補正値の算出・電圧変更信号の出力とのいずれか一方のみが実行されてもよい。
【０１４８】
また上記実施の形態１では、ステップＳ３１３，Ｓ３１４の電圧印加の中止や交換信号の出力は、ステップＳ３０５でＮＯと判定される回数が連続してＮ２回に至った場合に実行されるが、ステップＳ３０５でＮＯと判定される累積回数が、ある値に至った場合に実行されてもよい。
【０１４９】
また、キャピラリ流路４７の本数は、任意に設定され得る。キャピラリ流路４７が複数設けられる場合には、各キャピラリ流路４７毎に図３，６，７の処理が実行される。キャピラリ流路４７の構成は、いわゆるストレート型のものに限定されず、たとえば、２つの流路が交差したクロスインジェクション型のものであってもよい。試料Ｓｐとしては、全血に代表されるヘモグロビンを含むものに限定されず、たとえばＤＮＡ、ＲＮＡ（リボ核酸）、タンパク質を含むものであってもよい。
【０１５０】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る電気泳動装置８０の構成を示す概略図である。実施の形態２に係る電気泳動装置８０は、貯液槽８１、試料槽８２、廃液槽８３、分注部８４、マイクロチップ８５、電極８６，８７、検出部８８、ポンプ（圧力発生手段）８９、吸引ポンプ９０、三方弁９１ないし９３、流路９４ないし流路９６、制御部９７および電源部９８を備える。マイクロチップ８５は、キャピラリ流路９９、導入孔１００、排出孔１０１を備える。
【０１５１】
貯液槽８１には、貯液Ｌ、例えば、泳動液、精製水、洗浄液などが貯められる。試料槽８２には、試料液Ｋが貯められる。試料液Ｋは、電気泳動装置８０で分析を行うための特定成分を含むサンプルであり、測定に適した処理、例えば、希釈や混合などが行われた状態に処理された状態にされる。廃液槽８３には、使用済みの液体が貯蔵される。
【０１５２】
分注部８４は、マイクロチップ８５のキャピラリ流路９９に、試料槽８２の試料液Ｋを注入する。
【０１５３】
ポンプ８９は圧力を発生する。ポンプ８９が発生した圧力は、三方弁９３を経由して流路９５，９６に付与される。ポンプ８９により、各流路および各機能部を含む電気泳動装置８０の内部に、溶液を移送することができる。
【０１５４】
図１０は、実施の形態２に係るマイクロチップの構成概略図である。図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ−Ｘ断面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
【０１５５】
マイクロチップ８５は、例えば、樹脂を材料とした基板にキャピラリ流路９９となる微細な流路が形成されたものである。マイクロチップ８５は、基板８５ａと基板８５ｂとを接合することで形成される。基板８５ａは、キャピラリ流路９９が形成されたベースとなる部分である。基板８５ｂには、キャピラリ流路９９に対応する位置に導入孔１００および排出孔１０１が形成されている。
【０１５６】
実施の形態２では、キャピラリ流路９９の断面は、一辺が４０μｍの正方形に設定され、キャピラリ流路９９の長さは、３０ｍｍ程度に設定される。キャピラリ流路９９の断面や長さの寸法は、上述の値に限定されるものではない。
【０１５７】
キャピラリ流路９９には、導入孔１００および排出孔１０１が形成されている。導入孔１００は、キャピラリ流路９９の一端に設けられ、導入孔１００に、分注部８４より試料液Ｋが導入される。また、実施の形態２では、導入孔１００に、試料液Ｋの他に、泳動液、精製水、洗浄液などの貯液Ｌの導入が可能である。排出孔１０１は、キャピラリ流路９９の他端に設けられ、排出孔１０１から、キャピラリ流路９９に充填された試料液Ｋや貯液Ｌが排出される。
【０１５８】
導入孔１００が基板８５ａを貫通し、キャピラリ流路９９と接するまでの空間部分をリザーバＲ１という。同様に、排出孔１０１側の空間部分（排出孔１０１が基板８５ａを貫通し、キャピラリ流路９９と接するまでの空間部分）を、リザーバＲ２という。
【０１５９】
また、キャピラリ流路９９には、その両端に電極８６と電極８７が設けられている。実施の形態２においては、電極８６は、導入孔１００に露出しており、電極８７は、排出孔１０１に露出している。
【０１６０】
検出部８８は、キャピラリ流路９９において試料液Ｋから分離された特定成分を分析する。検出部８８は、キャピラリ流路９９のうち、導入孔１００よりも排出孔１０１に近い側の部分に設けられている。検出部８８は、たとえば光源および受光部を備える。検出部８８は、光源からの光を試料液Ｋに照射し、透過光を受光部によって受光することにより吸光度を測定し、特定成分を分析することができる。
【０１６１】
図１１は、実施の形態２に係る電気泳動装置の、マイクロチップ８５を含む概略部分図である。図１１は、図１０（ｂ）と同様、マイクロチップ８５が、図１０（ａ）のＸ−Ｘ線で切断された状態を示す。
【０１６２】
吸引ポンプ９０は、キャピラリ流路９９の溶液を、流路９５側から吸引力Ｐ１で吸引することができる。吸引ポンプ９０を作動させると、キャピラリ流路９９の溶液は、流路９５に向けて吸引力Ｐ１の力で吸引され、廃液槽８３に排出される。
【０１６３】
吸引ポンプ９０で吸引力Ｐ１を加え、キャピラリ流路９９の溶液を吸引する。このとき、マイクロチップ８５の基板８５ａと基板８５ｂは、互いに引き合うように力が加わる。この力の向きは、基板８５ａと基板８５ｂとを接合するために、基板８５ａと基板８５ｂとを密着して加圧するときに加える力の向きと同じである。このため、吸引ポンプ９０に吸引力Ｐ１を生じさせることで、基板８５ａと基板８５ｂとが剥がれるおそれを少なくすることができる。
【０１６４】
溶液の移送を行うポンプ８９に、吸引ポンプ９０の機能、すなわち、キャピラリ流路９９の溶液を吸引する機能を生じさせてもよい。この場合、三方弁９３の開閉が制御されることで、流路９５とポンプ８９とが連通した状態で、ポンプ８９に吸引力Ｐ１を生じさせることで、ポンプ８９は吸引ポンプ９０と同様の機能を生じる。このようにすることで、吸引ポンプ９０を省略して、電気泳動装置８０を設計することが可能となる。
【０１６５】
キャピラリ流路９９の内部にある溶液を排出するには、溶液を吸引ではなく吐出により行うこともできる。仮に、キャピラリ流路９９の溶液を吐出する場合を考えると、溶液により、キャピラリ流路９９を内部から外部へ向けて加圧する力が働く。すなわち基板８５ａと基板８５ｂとの接合面が剥がれるのを促進する方向に力が加わり、マイクロチップ８５への負荷が大きくなる。キャピラリ流路９９の溶液を吐出ではなく吸引する場合は、基板８５ａと基板８５ｂとが互いに引き合う向きに力が加わり、基板８５ａ，８５ｂの接合面が剥がれるおそれがなくなる。そのため、キャピラリ流路９９の内部にある溶液を排出するには、吐出ではなく吸引により行うことが望ましい。
【０１６６】
ただし、キャピラリ流路９９の溶液を、一方側から吸引し他方側から吐出する場合であって、吸引する力が吐出する圧力よりも大きい場合は、基板８５ａと基板８５ｂには、互いに引き合うように力が加わる。このように吸引する際に吐出する圧力を補助的に加える場合に限り、吐出する圧力を吸引力と併用して用いてもよい。
【０１６７】
電気泳動装置８０の上述の各部の動作は、制御部９７により制御される。制御部９７は、たとえばＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースなどによって構成される。
【０１６８】
電気泳動装置８０には、三方弁９１、９２が設けられている。三方弁９１、９２は、それぞれ３つの接続口を有しており、これらの接続口どうしの連通状態および遮断状態が、制御部９７によって独立に制御される。
【０１６９】
貯液槽８１および試料槽８２は、三方弁９１，９２を介して、流路９４または流路９６と接続している。三方弁９１，９２は、制御部９７によって開閉が制御されており、キャピラリ流路９９との連通状態および遮断状態が独立に制御される。流路９４は、マイクロチップ８５のキャピラリ流路９９に繋がり、流路９６は廃液槽８３に繋がる。
【０１７０】
図１１に示すように、流路９４から導入孔１００（すなわちリザーバＲ１部分）に導入された液は、キャピラリ流路９９を流れ、排出孔１０１（すなわちリザーバＲ２）を介して流路９５へ流れる。
【０１７１】
電源部９８は、電極８６および電極８７に接続されて、１．５ｋＶ程度の電圧を、電極８６，８７に印加する。例えば、電源部９８は、電極８６が正極に、電極８７が負極になるように電圧を印加するが、これとは反対の極性で、電圧を印加する機能を有していてもよい。
【０１７２】
以下に、図９ないし図１３を用いて、実施の形態２に係る電気泳動装置８０で実行される処理を説明する。図１２は、電気泳動装置８０で実行される処理を示すフローチャートである。このフローは、前処理工程（ステップＳ１）と分析工程（ステップＳ２）とに大別される。
【０１７３】
前処理器具の洗浄工程（ステップＳ１１）は、前処理工程（ステップＳ１）の最初に行う工程で、電気泳動装置８０を連続して使用する場合において、前回使用した電気泳動装置８０の各部の洗浄を行う工程である。その後、試料導入のための分注工程（ステップＳ１２）を行う。
【０１７４】
より詳しくは、洗浄工程（ステップＳ１１）は、前処理液の充填（ステップＳ１１１）および前処理液の排出（ステップＳ１１２）に分けられ、例えば洗浄液や精製水などの前処理液をキャピラリ流路９９内に通液させることで、洗浄を行う。
【０１７５】
本発明の実施の形態２では、次の方法で、前処理液の充填を行う。図１３は、実施の形態２に係る電気泳動装置８０で実行される前処理工程の洗浄工程の一部である、前処理液の充填に係る工程を示すフローチャートである。前処理液の充填（ステップＳ１１１）は、前処理液の充填１（ステップＪ１）として説明する。
【０１７６】
まず、流路９４より導入孔１００を介して、キャピラリ流路９９に前処理液を導入し、同時に、該導入した前処理液を排出孔１０１を介して流路１１２へ排出することで、キャピラリ流路９９に前処理液を通液する（ステップＪ１１）。
【０１７７】
そして、吸引ポンプ９０で、キャピラリ流路９９を通液する前処理液に向けて、吸引力Ｐ１の力で吸引する（ステップＪ１２）。すると、キャピラリ流路９９の前処理液は、勢いよく、排出孔１０１に向けて流れて、リザーバＲ２に流れ込むことで、リザーバＲ２に前処理液を充填できる。通液によりキャピラリ流路９９は前処理液で充填され、かつ、リザーバＲ２も前処理液で充填される（ステップＪ１３）。このとき、キャピラリ流路９９を前処理液が流れることで、キャピラリ流路９９を洗浄できる。また、排出孔１０１のリザーバＲ２へ充分に前処理液は流れ込むことで、リザーバＲ２を洗浄できる。
【０１７８】
前処理液の充填（ステップＳ１１１）を終え、再度、キャピラリ流路９９を吸引ポンプ９０を用いて吸引力Ｐ１の力で吸引する。キャピラリ流路９９の前処理液は、前回の分析で用いた試料液Ｋなどの汚れを洗浄しながら、流路１１２を介して廃液槽８３へ排出される（ステップＳ１１２）。前処理液の排出を吸引により行うことで、キャピラリ流路９９に残存した前処理液を全て排出することができる。このため、次にキャピラリ流路９９へ充填する溶液（泳動液）と前処理液とが混合するおそれがなく、洗浄効率を高くできる。
【０１７９】
分注工程（ステップＳ１２）は、電気泳動を実現するための泳動液および試料液Ｋを、キャピラリ流路９９に充填する工程である。まず、キャピラリ流路９９に泳動液を充填する（ステップＳ１２１）。次に、充分に泳動液で満たされたキャピラリ流路９９へ、試料液Ｋを、分注部８４で分注する（ステップＳ１２２）。
【０１８０】
なお、泳動液を充填する（ステップＳ１２１）際にも、前処理液を充填する際と同様に、吸引ポンプ９０で吸引してもよい。キャピラリ流路９９およびリザーバＲ２を、泳動液で充填する場合にも、吸引ポンプ９０で吸引することにより、確実に充填することができる。
【０１８１】
前処理工程（ステップＳ１）を終えると、分析工程（ステップＳ２）を実行する。分析工程（ステップＳ２）は、分離工程（ステップＳ２１）および検出工程（ステップＳ２２）からなる。
【０１８２】
分離工程（ステップＳ２１）は、試料液Ｋに含まれる特定成分を、電気泳動により分離する工程である。分離工程（ステップＳ２１）では、泳動液が充填されたキャピラリ流路９９に試料液Ｋが導入され、電極８６，８７に電圧が印加されることで、電気泳動を行う。分離工程では、ステップＳ１２１で泳動液が確実に充填されていることで、試料液Ｋの導入が行いやすくなり、より精度良く、分離工程（ステップＳ２１）を行うことができる。
【０１８３】
電気泳動による分離は、具体的には、制御部９７の指示により、電極８６が正極に、電極８７が負極になるように、電源部８から電極８６，８７に電圧を印加することで、泳動液に電極８６から電極８７へと向かう電気浸透流を発生させることで、実現される。このとき、特定成分には、固有の電気泳動移動度に応じて、電極８６から電極８７に向かう移動が生じる。
【０１８４】
検出工程（ステップＳ２２）は、分離された特定成分の量もしくは濃度などを検出する工程である。具体的には、制御部９７の指示により、検出部８８は、キャピラリ流路９９の特定の位置において、たとえば光源から波長が４１５ｎｍの光を照射し、その透過光を受光部によって受光する。キャピラリ流路９９の特定の位置を特定成分が通過すると、受光部で受光する光（吸光度）が変化し、その変化により特定成分の濃度や量を検出することができる。この分析結果がたとえば記憶部（図示せず）に記憶されるなどして、検出工程（ステップＳ２２）は終了する。以上の工程により、前処理工程（ステップＳ１）および分析工程（ステップＳ２）を終え、電気泳動装置８０を用いた分析が完了する。
【０１８５】
なお、実施の形態２では、図２に示した、物理量取得部７１、物理量判定部７２、記憶部７３、洗浄判定部７４、交換部７５、温度調節部７６、電圧変更部７７、及び電圧値算出部７８が、制御部９７（図９）に構成されて、これら各部により、図３のステップＳ１０１〜Ｓ１１２や、図６，図７の処理が実行される。図３のステップＳ１０１は、分離工程（ステップＳ２１）で、電極８６，８７に電圧が印加されることに応じて実行される。
【０１８６】
図１４は、実施の形態２の変形例に係る電気泳動装置１４０の構成を示す概略図である。図１５は、実施の形態２の変形例に係る電気泳動装置１４０の、マイクロチップ１４１を含む概略部分図である。実施の形態２の変形例では、吸引ポンプ１１３が導入孔１００側に設けられる。その他の構造は、図９および図１１に示す電気泳動装置８０と同じである。
【０１８７】
吸引ポンプ１１３は、流路９４に設けられる。吸引ポンプ１１３は、導入孔１００側から吸引力Ｐ２でキャピラリ流路９９の貯液Ｌや試料液Ｋ（まとめて溶液という）を吸引することで、キャピラリ流路９９の溶液を排出する。
【０１８８】
実施の形態２では、キャピラリ流路９９に前処理液を通液することで、ある程度、キャピラリ流路９９が前処理液で満たされたときに、吸引ポンプ１１３に吸引力Ｐ２を生じさせて、キャピラリ流路９９の前処理液を吸引する。これにより、前処理液が流路９４に向けて吸い上げられることで、前処理液をリザーバＲ１に充填することができる。
【０１８９】
吸引ポンプ１１３に吸引力を生じさせて、キャピラリ流路９９の前処理液を吸引するとき、すなわち、流路９４からキャピラリ流路９９への前処理液の供給を一旦停止するときには、制御部９７により、流路９４，９６が連通するように、三方弁９２が切り替えられる。これにより、吸引ポンプ１１３の吸引により、流路９４に流れた前処理液は、流路９６に向けて流れ、最終的に、廃液層８３へ流れ込む。キャピラリ流路９９の前処理液を排出する際も同様に、前処理液が廃液槽８３へ流れるように、制御部９７により三方弁９２が切り替えられる。吸引ポンプ１１３の吸引が終了する際には、制御部９７により三方弁９２が切り替えられて、前処理液が流路９４からキャピラリ流路９９に流れる状態になる。
【０１９０】
なお、溶液の移送を行うポンプ８９に、吸引ポンプ１１３の機能、すなわち、キャピラリ流路９９の溶液を吸引する機能を生じさせるようにしてもよい。この場合、三方弁９２，９３の開閉が制御されることで、流路９４，９６とポンプ８９とが連通した状態で、ポンプ８９に吸引力Ｐ２を生じさせることで、ポンプ８９は吸引ポンプ１１３と同様の機能を生じる。このようにすることで、吸引ポンプ１１３を省略して、電気泳動装置１４０を設計することができる。
【０１９１】
洗浄工程（ステップＳ１１）の前処理液の充填（ステップＳ１１１）の、吸引ポンプ１１３での、キャピラリ流路９９の前処理液を吸引する工程（ステップＪ１２）を行うことで、リザーバＲ１の内部を前処理液で確実に充填させることができる。
【０１９２】
なお、前処理液を充填する工程と同様に、ステップＳ１２１においても、吸引ポンプ９０の吸引により、泳動液の充填が行われてもよい。これにより、キャピラリ流路９９およびリザーバＲ１を泳動液で充填する場合にも、より確実に充填することができる。
【０１９３】
実施の形態２の変形例では、流路９４を介して導入孔１００側から吸引を行っているが、流路９４とは異なる別の流路であって、導入孔１００と連通する流路を備えて、導入孔１００側から吸引を行ってもよい。このようにすることで、排出孔１０１側の洗浄だけでなく導入孔１００側の洗浄も合わせて行われるため、キャピラリ流路９９内の洗浄効果を高めることができる。
【０１９４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、前処理工程（特に洗浄工程）において、マイクロチップの流路への機械的負荷を少なくし、かつ、洗浄効率を向上することができる。
【０１９５】
キャピラリ流路およびリザーバの洗浄において、細部への溶液の充填が不充分となりやすく、洗浄が行われないところがあったが、吸引することで、溶液の充填を確実に行えるようにした。その結果、洗浄が行き届くようになり、洗浄効率が向上する。
【０１９６】
また、キャピラリ流路を流れる溶液を吸引することで、キャピラリ流路の洗浄効率を高めることができる。さらに、キャピラリ流路を吸引し、溶液をキャピラリ流路から一旦排出することで、次に用いる溶液との混合がなくなり、洗浄効率を高めることが可能となる。
【０１９７】
上述したように、洗浄効率が向上することにより、マイクロチップはクリーンな状態を維持できる。このため、分析時において、繰り返し使用することが可能となり、また、廃棄までの使用回数を多くすることが可能となる。
【０１９８】
さらに、洗浄の際に吸引することで、マイクロチップへの負担を低減することができ、マイクロチップの基板の接合面の剥がれのおそれがなく、マイクロチップの耐久性が向上する。その結果、分析時に繰り返し使用できるようになり、使用回数を多くすることができる。
【０１９９】
（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３に係る電気泳動装置１５０の構成概略図である。図１７は、実施の形態３に係る電気泳動装置１５０の、マイクロチップ１５１を含む概略部分図である。実施の形態３に係る電気泳動装置１５０では、キャピラリ流路９９の貯液Ｌを吸引するための予備の流路を備える。その他の構造は、図９および図１１に示す、実施の形態２に係る電気泳動装置８０と同じである。
【０２００】
マイクロチップ１５１は、リザーバＲ１を介してキャピラリ流路９９と連通する補助路１２０と、補助路１２０の他端部に形成された補助孔１２１とを、図１０および図１１に示すマイクロチップ８５の構成に追加して備える。なお、補助孔１２１が基板８５ａを貫通し、補助路１２０と接するまでの空間部分をリザーバＲ３という。
【０２０１】
リザーバＲ３は、補助路１２０を介してキャピラリ流路９９と連結し、かつ、キャピラリ流路９９から遠い方の補助路１２０端部に位置する。リザーバＲ３から補助路１２０を介してキャピラリ流路９９の内部にある貯液Ｌなどの溶液を吸引することができる。
【０２０２】
補助路１２０の端部に備えられた吸引ポンプ１３１を用いて吸引力Ｐ３の力で吸引すると、補助路１２０を介してリザーバＲ３へ前処理液が流れ込む。このとき、リザーバＲ１の補助路１２０と接続する箇所近辺の前処理液は吸引力Ｐ３の力で吸引される。
【０２０３】
リザーバＲ３は、リザーバＲ１、Ｒ２と異なり、溶液で充填する必要はない。分析時においては、貯液Ｌはキャピラリ流路９９のみを流れるため、補助路１２０およびリザーバＲ３は、洗浄時以外に使用することがないためである。
【０２０４】
リザーバＲ１、Ｒ２は底角部分の溶液の移動が起こりにくく、特にキャピラリ流路９９側とは対になる底角部分は溶液を流しにくい箇所である。言い換えると、底角部分は、前回の分析試料などが残存しやすい箇所である。特にリザーバＲ１のキャピラリ流路９９側とは対になる底角部分は分析試料の残存が起こりやすく、その箇所に補助路１２０を設け、溶液の流れを発生させることで、リザーバＲ１の洗浄効率を高めることが可能となる。
【０２０５】
また、補助路１２０を備えた側のリザーバＲ１を吸引することができ、リザーバＲ１の溶液の充填を行いやすくする効果がある。
【０２０６】
キャピラリ流路９９の溶液を排出しやすくなり、次に用いる溶液との混合のおそれがなく、より洗浄効率を高めることができる。
【０２０７】
次に、図１２および図１６ないし図１８を用いて、実施の形態３に係る電気泳動装置１５０で実行される処理について説明する。処理の基本的な流れは、実施の形態２で説明した処理と同じである。
【０２０８】
図１８は、実施の形態３に係る電気泳動装置１５０で実行される前処理工程の洗浄工程の一部を示すフローチャートである。以下、前処理液の充填（ステップＳ１１１）は、前処理液の充填２（Ｊ２）として説明する。
【０２０９】
まず、流路９４より導入孔１００を介して、キャピラリ流路９９に前処理液を導入し、同時に、排出孔１０１を介して流路１１２から排出させ、キャピラリ流路９９に前処理液を通液する（ステップＪ２１）。
【０２１０】
そして、吸引ポンプ９０で、キャピラリ流路９９を通液する前処理液に向けて、吸引力Ｐ１の力で吸引する（ステップＪ２２）。すると、キャピラリ流路９９の前処理液は勢いよく排出孔１０１へ向けて流れ、リザーバＲ２にも流れ込み、リザーバＲ２に前処理液を充填することができる。
【０２１１】
一旦、キャピラリ流路９９への前処理液の通液を停止し（ステップＪ２３）、リザーバＲ１，Ｒ２およびキャピラリ流路９９が前処理液で充填された状態で、封止部材１３０で導入孔１００側の空間部、つまり、リザーバＲ１を外部から覆い封止する（ステップＪ２４）。そして、吸引ポンプ１３１で補助路１２０を介してキャピラリ流路９９に吸引力Ｐ３の力で吸引し、キャピラリ流路９９を流れる前処理液を吸引する（ステップＪ２５）。
【０２１２】
その後、リザーバＲ１を覆い封止した封止部材１３０を外し、再度、流路９４より導入孔１００を介して、キャピラリ流路９９に、前処理液を通液する（ステップＪ２６）。
【０２１３】
そして、吸引ポンプ９０に吸引力Ｐ１を発生させることで、キャピラリ流路９９を流れる前処理液を吸引する（ステップＪ２７）。通液によりキャピラリ流路９９は前処理液で充填され、かつ、リザーバＲ１、Ｒ２も前処理液で充填される（ステップＪ２８）。
【０２１４】
以上説明したように、実施の形態３に係る電気泳動装置によれば、前処理工程の、特に洗浄工程において、マイクロチップの流路への機械的負荷を少なくし、かつ、洗浄効率を向上することができる。
【０２１５】
また、キャピラリ流路やリザーバへ、溶液を充分に満たすことができるようになり、細部への洗浄が可能となり、洗浄効率が向上する結果、分析時の繰り返し使用が可能となり、その繰り返しの回数も増大する。また、洗浄の際に吸引することで、マイクロチップへの負担を低減することができ、マイクロチップの基板の接合面の剥がれのおそれがなく、マイクロチップの耐久性が向上する。
【０２１６】
さらに、リザーバを介して、キャピラリ流路とは異なる流路（補助路）を設けることで、リザーバの底角部分およびその近辺に、溶液の流れを発生させ、より洗浄効率を高めることが可能となる。また、キャピラリ流路に残存する溶液を排出し、次に贈入する溶液との混合を防止できるので、より洗浄効率を高めることができる。
【０２１７】
実施の形態３では、導入孔側に補助路を備えた場合を例に挙げて説明したが、排出孔側に備えてもよく、両方に備えてもよい。また、補助路側から洗浄時の前処理液を排出することで、洗浄時の汚れの再付着を防止することができる。
【０２１８】
本実施の形態に係る電気泳動装置は、上述した例に限定されるものではない。本発明に係る電気泳動装置の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。例えば、流路の設計や貯槽部の数、各機能部を配置する位置、各機能の形状などは、用途に合わせて設計することができる。
【０２１９】
また、本実施の形態に係る例として、説明の便宜上、吸引ポンプの数を１つとしているが、マイクロチップのキャピラリ流路への導入側および排出側の両方に備えてもよい。また、キャピラリ流路の両端のリザーバに、補助路を連通してもよく、任意に設定可能である。
【０２２０】
キャピラリ流路の本数は、１本に限らず複数であってもよい。キャピラリ流路の構成は、いわゆるストレート形状に限定されず、２つの流路が公差したクロスインジェクション形状であってもよい。
【０２２１】
キャピラリ電気泳動法を用いて分析を行い、検出するデータについて、クロマトグラムに対するものをエレクトロフェログラム、溶出時間に対するものを移動時間として、データ解析して算出されたパラメータを指標として用いることができる。エレクトロフェログラムの測定対象は標準試料と直近の検体とし、このエレクトロフェログラムの取得により得られたパラメータにより、マイクロチップの洗浄および交換を管理してもよい。算出は、フィッティング演算などのピーク同定演算を使用し、ピーク分離度やリテンションタイム、半値幅などを指標とする。
【０２２２】
また、キャピラリ流路を洗浄するために電気泳動装置に設けられる洗浄手段は、実施の形態１〜３に示すように、洗浄液を貯留し、洗浄信号が出力されることに応じて、前記洗浄液をキャピラリ流路に充填する手段に限定されない。例えば、水道水をキャピラリ流路に充填可能な洗浄手段が電気泳動装置に設けられてもよい。この場合、洗浄手段は、洗浄信号が出力されることに応じて、キャピラリ流路内に水道水を充填し、キャピラリ流路の洗浄を行う。
【０２２３】
本発明における分析工程で行う分析は、キャピラリ電気泳動法を用いたものに限定されず、たとえば、微量液体クロマトグラフィ法を用いたものであってもよい。この場合、分離工程では、カラムにおける分離、溶出、反応などが実施され、検出工程では、反応生成物の検出を行う。
【符号の説明】
【０２２４】
１，８０，１４０，１５０  電気泳動装置
２  貯槽部
３  分注手段
４，８５，１４１，１５１  マイクロチップ
５  検出装置
６  温度調節装置
７  制御装置
８，９８  電源部
９  電圧計
１０，５０  電流計
１１  泳動液槽
１２  精製水槽
１３  洗浄液槽
１４  試料容器
１５  希釈槽
１６  シリンジ
１７  ノズル
１８  採血管
１９，１００  導入孔
２０，１０１  排出孔
２１，２２，８６，８７  電極
２３，９７  制御部
２４  外部記憶部
２５  主記憶部
２６  入出力部
２７  ＰＣ
２８，２９，３０，３１，９１，９２，９３  三方弁
３２，３３，３４，３５，３６，３７，３９，
４１，４２，９４，９５，９６，１１２  流路
３８  分岐流路
４０，５６  ピンチバルブ
４３  廃液ボトル
４４，９０，１１３，１３１  吸引ポンプ
４５  電線
４６  スイッチ
４７，９９  キャピラリ流路                                                            ６０  蓋
７１  物理量取得部
７２  物理量判定部
７３  記憶部
７４  洗浄判定部
７５  交換部
７６  温度調節部
７７  電圧変更部
７８  電圧値算出部
８１  貯液槽
８２  試料槽
８３  廃液槽
８４  分注部
８５ａ，８５ｂ  基板
８８  検出部
８９  ポンプ
１２０  補助路
１２１  補助孔
１３０  封止部材
Ｋ  試料液
Ｌ１  泳動液
Ｌ２  精製水
Ｌ３  洗浄液
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  リザーバ
Ｓｐ  試料
【図１】
0005824281.tif 000002
【図２】
0005824281.tif 000003
【図３】
0005824281.tif 000004
【図４】
0005824281.tif 000005
【図５】
0005824281.tif 000006
【図６】
0005824281.tif 000007
【図７】
0005824281.tif 000008
【図８】
0005824281.tif 000009
【図９】
0005824281.tif 000010
【図１０】
0005824281.tif 000011
【図１１】
0005824281.tif 000012
【図１２】
0005824281.tif 000013
【図１３】
0005824281.tif 000014
【図１４】
0005824281.tif 000015
【図１５】
0005824281.tif 000016
【図１６】
0005824281.tif 000017
【図１７】
0005824281.tif 000018
【図１８】
0005824281.tif 000019