(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に設けられた第１リザーバー及び第２リザーバーと、
前記第１リザーバーと前記第２リザーバーとを接続し、検体が泳動する泳動流路と、
前記第１リザーバーに保持された液体と前記第２リザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位が調整可能な液位調整部と、
を備える電気泳動分析チップ。
【請求項２】
前記第１リザーバーは第１保持空間を備え、
前記液位調整部は、前記第１保持空間の容積を調整可能である
請求項１記載の電気泳動分析チップ。
【請求項３】
前記第２リザーバーは、前記検体を導入する検体導入口を有する
請求項１または２記載の電気泳動分析チップ。
【請求項４】
前記第１保持空間は、少なくとも一部に第１可撓部を有する内壁面で形成されている
請求項２に記載の電気泳動分析チップ。
【請求項５】
前記液位調整部は、前記第１リザーバーに配されて体積変化によって前記第１保持部の容積を調整可能な体積変化部を含む
請求項４記載の電気泳動分析チップ。
【請求項６】
前記液位調整部は、負荷が加わったときに前記負荷に応じて前記第１可撓部が弾性変形する負荷部を備える
請求項４記載の電気泳動分析チップ。
【請求項７】
前記基材は、第１面から突出して設けられ内周面が前記第１内壁面の一部を形成する第１筒部を備え、
前記負荷部は、前記第１筒部の外周面の少なくとも一部である
請求項６記載の電気泳動分析チップ。
【請求項８】
前記基材は、前記第１保持空間が開口する第１面と、
前記第１保持空間の開口部の周囲を区画する第１突条を備え、
前記負荷部は、前記第１突条である
請求項６記載の電気泳動分析チップ。
【請求項９】
前記基材は、前記第１保持空間が開口する第１面と、該第１面と交叉し前記第１内壁面と前記弾性変形が可能な厚さを隔てて設けられた第２面とを備え、
前記負荷部は、前記第２面である
請求項６記載の電気泳動分析チップ。
【請求項１０】
複数の前記第１のリザーバー、前記第２のリザーバー及び前記泳動流路を有し、
前記第２面は、前記複数の第１内壁面と前記弾性変形が可能な厚さを隔てて設けられ、且つ隣り合う前記第１のリザーバー同士の間とに設けられた切込みにより分離される
請求項９記載の電気泳動分析チップ。
【請求項１１】
前記検体は、細胞外小胞体、あるいは、前記細胞外小胞体の表面に存在する分子に特異的に結合する特異的結合物質と前記細胞外小胞体とが相互作用してなる、特異的結合物質−細胞外小胞体複合体を含む
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気泳動分析チップ。
【請求項１２】
検体を分析する電気泳動分析チップであり、
第１リザーバー及び第２リザーバーを有するリザーバー部材と、
前記第１リザーバーと前記第２リザーバーとを接続し、検体が泳動する泳動流路を有する流路部材と、
基板と、で構成される積層構造であり、
前記リザーバー部材は前記第１リザーバーに保持される液体と前記第２リザーバーに保持される液体との少なくとも一方の液位が調整可能な液位調整部を備える
電気泳動分析チップ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電気泳動分析チップを保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記電気泳動分析チップの液位調整部を用いて、前記第１のリザーバーに保持された液体と前記第２のリザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位を変位させる変位部と、
を備えた、電気泳動分析装置。
【請求項１４】
前記検体のゼータ電位を計測する計測部を備えた、請求項１３記載の電気泳動分析装置。
【請求項１５】
前記第１のリザーバーに保持された液体と前記第２のリザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位を計測する第２計測部と、
前記第２計測部の計測結果を用いて前記変位部を制御する制御部と、
を備えた、請求項１３又は１４記載の電気泳動分析装置。
【請求項１６】
請求項６〜１０のいずれか一項に記載の電気泳動分析チップを保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記電気泳動分析チップの液位調整部に負荷を付与可能な負荷付与部と、
を備えた、電気泳動分析装置。
【請求項１７】
前記第１のリザーバー、前記第２のリザーバー及び前記泳動流路は、該泳動流路と交叉する方向にそれぞれ複数設けられ、
前記負荷付与部は、複数の前記液位調整部毎に互いに独立して負荷を付与可能である
請求項１６記載の電気泳動分析装置。
【請求項１８】
前記検体のゼータ電位を計測する計測部を備えた、請求項１６又は１７記載の電気泳動分析装置。
【請求項１９】
前記第１のリザーバーに保持された液体と前記第２のリザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位を計測する第２計測部と、
前記第２計測部の計測結果を用いて前記負荷付与部を制御する制御部と、
を備えた、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の電気泳動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動分析チップおよび電気泳動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
検体の分析においては、例えば、それぞれに電極が配された二つのリザーバーと、二つのリザーバーを接続するマイクロ流路とを備える分析チップが用いられる。分析は、例えば、リザーバーを介してマイクロ流路内に導入した検体を計測することにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５４８２６０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
二つのリザーバーにおける液位が異なると、静水圧流によってマイクロ流路における検体に流れが生じる可能性がある。検体の計測においては、電極に電圧を印加する前にマイクロ流路における検体が移動すると、高精度の計測に支障を来す可能性がある。
【０００５】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、検体の分析を高精度に行える電気泳動分析チップおよび電気泳動分析装置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】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基材に設けられた第１リザーバー及び第２リザーバーと、前記第１リザーバーと前記第２リザーバーとを接続し、検体が泳動する泳動流路と、前記第１リザーバーに保持された液体と前記第２リザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位が調整可能な液位調整部と、を備える電気泳動分析チップが提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、本発明の第１の態様の電気泳動分析チップを保持する保持部と、前記保持部に保持された前記電気泳動分析チップの液位調整部を用いて、前記第１のリザーバーに保持された液体と前記第２のリザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位を変位させる変位部と、を備えた、電気泳動分析装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、本発明の第１の態様の電気泳動分析チップを保持する保持部と、前記保持部に保持された前記電気泳動分析チップの液位調整部に負荷を付与可能な負荷付与部と、を備えた、電気泳動分析装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、検体の分析を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る細胞外小胞体分析チップの基本構造を示す斜視図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】第１実施形態に係る電気泳動分析チップ３００を示す外観斜視図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】実施形態に係る液位調整工程を説明するための図。
【図６】実施形態に係る負荷部１への押し込み距離と流路内速度との関係を示す図。
【図７】第２実施形態に係る電気泳動分析チップ３００Ａの断面図。
【図８】実施形態に係る電気泳動分析チップ３００Ａで液位調整工程を説明するための図。
【図９】実施形態に係る電気泳動分析チップ３００Ｂを保持する電気泳動分析装置４００の概略的な構成図。
【図１０】実施形態に係る電気泳動分析チップ３００Ｂの外観斜視図。
【図１１】実施形態に係る電気泳動分析チップ３００Ｂ、保持部４１０及び変位部４４０が示される平面図。
【図１２】第２実施形態に係る電気泳動分析装置１５００を示す模式図。
【図１３】筐体１５１０内の概略的な構成図。
【図１４】電気泳動分析チップの変形例を示す断面図。
【図１５】電気泳動分析チップの変形例を示す平面図。
【図１６】電気泳動分析チップの変形例を示す平面図。
【図１７】負荷付与部材の変形例を示す断面図。
【図１８】負荷付与部材の変形例を示す断面図。
【図１９】負荷付与部材の変形例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一実施態様において、本発明は、検体を分析する際に用いられる電気泳動分析チップを提供する。検体としては、細胞、細胞外小胞体、微粒子、ラテックス粒子（抗体で修飾され、さらに細胞で修飾されたラテックス粒子を含む）、高分子ミセル等が挙げられる。本実施形態では、電気泳動分析チップとして、細胞外小胞体を分析するための細胞外小胞体分析チップを用いる場合について説明する。本明細書において、細胞外小胞体とは、エクソソーム（エキソソーム）、アポトーシス小体、マイクロベシクル等を含む、脂質小胞を意味するものとする。以下に、エクソソームを分析する場合を例として、本実施形態に係る細胞外小胞体分析チップ（電気泳動分析チップ）について説明する。
【００１２】
［エクソソーム］
エクソソーム（エキソソーム）は、直径３０〜１００ｎｍ程度の脂質小胞であり、エンドソームと細胞膜との融合体として、腫瘍細胞、樹状細胞、Ｔ細胞、Ｂ細胞等、種々の細胞から、血液、尿、唾液等の体液中に分泌される。
生体内に存在する癌細胞等の異常細胞は、その細胞膜に特有のタンパク質を発現している。エクソソームは細胞の分泌物であり、その表面に分泌源の細胞由来のタンパク質を発現している。
【００１３】
そこで、エクソソームの表面に発現しているタンパク質を分析することで、分泌源の細胞の異常を検出することができる。ここで、エクソソームの表面とは、細胞から分泌される脂質小胞の膜表面であって、分泌されたエクソソームが生体内の環境と接する部分をいう。
【００１４】
エクソソームは、生体内で循環している血液中で検出されるため、エクソソームを分析することで、バイオプシー検査をしなくとも、生体内の異常を検出することができる。
【００１５】
［エクソソームの分析］
細胞外小胞体分析チップを用いたエクソソームの分析は、一例として次のようにして行うことができる。まず、検出対象のエクソソームを精製する。次に、エクソソームと特異的結合物質とを接触させる。ここで、特異的結合物質とは、エクソソームの表面に存在する分子に特異的に結合することができる物質を意味し、詳細は後述する。次に、細胞外小胞体分析チップを用いて、エクソソームのゼータ電位を計測し、分析を行う。本分析は、エクソソームに限らず、広く細胞外小胞体一般の分析にも適用できる。
【００１６】
（特異的結合物質）
特異的結合物質としては、例えば、抗体、改変抗体、アプタマー、リガンド分子等が挙げられる。抗体としては、ＩｇＧ、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＭ等が挙げられる。ＩｇＧとしては、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４等が挙げられる。ＩｇＡとしては、ＩｇＡ１、ＩｇＡ２等が挙げられる。ＩｇＭとしては、ＩｇＭ１、ＩｇＭ２等が挙げられる。改変抗体としては、Ｆａｂ、Ｆ（ａｂ’）２、ｓｃＦｖ等が挙げられる。アプタマーとしては、ペプチドアプタマー、核酸アプタマー等が挙げられる。リガンド分子としては、エクソソームの表面に存在する検出対象分子が、レセプタータンパク質である場合の、当該レセプタータンパク質のリガンド等が挙げられる。例えば、エクソソームの表面に存在する分子がインターロイキンである場合、リガンド分子としてはＧタンパク質等が挙げられる。
【００１７】
また、特異的結合物質は、標識物質で標識されていてもよい。標識物質としては、例えば、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラビジン、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ、グルタチオン、蛍光色素、ポリエチレングリコール、メリト酸等の電荷分子等が挙げられる。
【００１８】
（エクソソームの精製）
本分析の各工程について説明する。まず、エクソソームを含有する試料から該エクソソームを精製する。試料としては、目的に応じて、血液、尿、母乳、気管支肺胞洗浄液、羊水、悪性滲出液、唾液、細胞培養液等が挙げられる。中でも、血液及び尿からは、エクソソームを精製しやすい。
【００１９】
エクソソームを精製する方法としては、超遠心分離、限外ろ過、連続フロー電気泳動、クロマトグラフィー、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスを使用する方法等が挙げられる。
【００２０】
（エクソソームと特異的結合物質との反応）
次に、エクソソームと特異的結合物質（抗体、アプタマー等）とを接触させる。エクソソームの表面に検出対象の分子が存在した場合、特異的結合物質−エクソソーム複合体が形成される。特異的結合物質を適切に選択することにより、例えば、癌、肥満、糖尿病、神経変性疾患等の疾患に関連する異常を検出することができる。詳細については後述する。
【００２１】
（ゼータ電位の計測）
一例として、特異的結合物質として抗体を使用した場合について説明する。エクソソームと抗体とを反応させた後、抗体と反応させたエクソソームのゼータ電位を計測する。ゼータ電位とは、溶液中の微粒子の表面電荷である。例えば、エクソソームが負に帯電しているのに対し、抗体は正に帯電している。このため、抗体−エクソソーム複合体のゼータ電位は、エクソソーム単独のゼータ電位と比較して正にシフトしている。したがって、抗体と反応させたエクソソームのゼータ電位を測定することによって、エクソソームの膜表面における抗原の発現を検出することができる。これは、抗体に限らず、正に帯電した特異的結合物質でも同様である。
【００２２】
エクソソームのゼータ電位ζは、一例として、細胞外小胞体分析チップのマイクロ流路内で、エクソソームの電気泳動を行い、エクソソームの電気泳動速度Ｓを光学的に測定し、測定されたエクソソームの電気泳動速度Ｓに基づいて、以下の式（１）に示すスモルコフスキー（Ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ）の式を用いて算出することができる。
Ｕ＝（ε／η）ζ  …（１）
式（１）中、Ｕは測定対象のエクソソームの電気泳動移動度、ε及びηは、それぞれ、サンプル溶液の誘電率及び粘性係数である。また、電気泳動移動度Ｕは、電気泳動速度Ｓをマイクロ流路内の電界強度で除して算出することができる。
【００２３】
エクソソームの電気泳動速度Ｓは、一例として、エクソソームを、細胞外小胞体分析チップのマイクロ流路内で電気泳動し、一例として、レーザー光を、マイクロ流路内を流れるエクソソームに照射して、レイリー散乱光による粒子画像を取得することにより、測定することができる。レーザー光としては、一例として、波長４８８ｎｍ、強度５０ｍＷのものが挙げられる。
【００２４】
［細胞外小胞体分析チップの基本構造］
図１は、細胞外小胞体分析チップの基本構造を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。細胞外小胞体分析チップ１００は、第１リザーバー１１０と、第２リザーバー１２０と、第１リザーバー１１０と第２リザーバー１２０とを接続する泳動流路１５０と、基材１６０とを備えている。泳動流路１５０は、例えば、ミリ流路やマイクロ流路である。泳動流路１５０は、一例として、幅２００μｍ、高さ５０μｍ、長さ１０００μｍ程度の大きさである。泳動流路１５０は、細胞外小胞体、あるいは、細胞外小胞体の表面に存在する分子に特異的に結合する特異的結合物質と細胞外小胞体とが相互作用してなる、特異的結合物質−細胞外小胞体複合体（一例として、抗体−エクソソーム複合体）を電気泳動するものである。特異的結合物質の一例として、抗体、アプタマー、またはこれらの組み合わせからなるものが挙げられる。アプタマーは例えば、核酸アプタマー、ペプチドアプタマーなどである。特異的結合物質が認識する分子としては、例えば抗原、膜タンパク質、核酸、糖鎖、糖脂質等が挙げられる。
泳動流路１５０は、その一方の端部が第１のリザーバー部と接続され、その他方の端部が第２リザーバー１２０と接続されている。また、第１リザーバー１１０及び第２リザーバー１２０は、基材１６０に設けられ、それぞれ電極１３０及び電極１４０を有している。例えば、電極１３０は第１リザーバー１１０の底部に設けられ、電極１４０は第２リザーバー１２０の底部に設けられている。図２に示すように、電極１３０及び電極１４０は、それぞれ泳動流路１５０の端部の近傍に設けられている。また、例えば、第１リザーバー１１０は検体（例、分析対象のエクソソーム）が導入され、第２リザーバー１２０は緩衝液が導入される。なお、その緩衝液は第１リザーバー１１０に導入されてもよい。
【００２５】
本細胞外小胞体分析チップ１００は、細胞外小胞体のゼータ電位を計測するのに好適である。以下に、検体又は細胞外小胞体としてエクソソームを分析する場合を例として、本細胞外小胞体分析チップを用いた、エクソソームのゼータ電位の測定方法について説明する。
【００２６】
まず、分析対象のエクソソームを含む試料液が、第１リザーバー１１０に導入される。分析対象のエクソソームは、特異的結合物質と反応させたものであってもよい。エクソソームは例えば培養上清や血清から抽出したものであり、試料液は、例えば、リン酸緩衝液（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｓａｌｉｎｅ、ＰＢＳ）等の緩衝液にエクソソームが懸濁されたエクソソーム懸濁液である。次に、エクソソームを含む試料液が泳動流路１５０に導入される。一例として、シリンジを第２リザーバー１２０に接続して試料液を吸引することにより、エクソソームを泳動流路１５０に導入することができる。次に、緩衝液を、第１リザーバー１１０及び第２リザーバー１２０に入れる。後述する液位調整手段により、第１リザーバー１１０と第２リザーバー１２０との液位（液面高）を調整して揃え、泳動流路１５０に生じる静水圧流の発生を防ぎ、ゼータ電位測定の精度を向上させることが可能となる。続いて、制御部（例、後述の制御部ＣＯＮＴ、又はコンピュータ１５１３など）によって電極１３０及び１４０の間に電圧を印加し、エクソソームを電気泳動する。一例として、制御部は約５０Ｖ／ｃｍの電界強度の電圧を約１０秒間印加する。
【００２７】
電気泳動中に、泳動流路１５０にレーザー光を照射し、泳動流路１５０からの出射光であるエクソソームを介した散乱光を、対物レンズ等を用いて集光し、受光センサ（例、高感度カメラ）を用いて、エクソソーム又は特異的結合物質−エクソソーム複合体を撮影する。対物レンズの倍率は、一例として６０倍程度である。レーザーの波長及び強度は、一例として、波長４８８ｎｍ、強度５０ｍＷである。
【００２８】
続いて、制御部は、撮影した画像をもとに、エクソソーム又は特異的結合物質−エクソソーム複合体の電気泳動速度Ｓを算出する。そして、制御部は、電気泳動速度Ｓを電界強度で除して、電気泳動移動度Ｕを算出する。続いて、制御部は、上述したスモルコフスキーの式を用いて、エクソソーム又は特異的結合物質−エクソソーム複合体のゼータ電位を算出する。
【００２９】
本実施形態における細胞外小胞体分析チップを用いることにより、特異的結合物質−エクソソーム複合体のゼータ電位の平均値だけでなく、特異的結合物質−エクソソーム複合体のゼータ電位を１粒子レベルで計測することができる。そのため、ゼータ電位の平均値からは、特異的結合物質が認識する分子（例えば、抗原等）を有するエクソソームが試料中に存在しないように思われる場合であっても、マイナーポピュレーションとして存在する、該抗原を有するエクソソームを検出することができる。
【００３０】
［電気泳動分析チップの第１実施形態］
図３は、一実施態様に係る電気泳動分析チップ３００を示す外観斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。本実施形態の電気泳動分析チップ３００は、順次積み重ねられたリザーバー部材１０、流路部材３０及び基板５０を備えている。例えば、本実施形態における電気泳動分析チップ３００は、少なくともリザーバー部材１０、流路部材３０及び基板５０で構成された、積層構造（積層体）である。この場合、電気泳動分析チップの積層構造は三層構造となっている。また、例えば、このような電気泳動分析チップの積層構造は、リザーバー部材１０と、流路部材３０と、基板５０とを互いに貼りあわせて形成される。
【００３１】
なお、以下の説明においては、リザーバー部材１０、流路部材３０及び基板５０が順次積み重ねられる方向をＺ方向（Ｚ軸）、リザーバー部材１０、流路部材３０及び基板５０の長さ方向をＹ方向（Ｙ軸）、Ｚ方向及びＹ方向と直交するリザーバー部材１０、流路部材３０及び基板５０の幅方向をＸ方向（Ｘ軸）として適宜説明する。
【００３２】
リザーバー部材１０は、外力などによって少なくとも一方向に弾性変形可能な材料で形成される。リザーバー部材１０の材料には、一例として、エラストマーであり、シリコーンゴム、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などが挙げられる。リザーバー部材１０は、直方体形状の基材１５に形成された第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１を備えている。第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１は、Ｙ方向に間隔をあけて配置されている。例えば、第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１は、泳動流路３３の流路方向に間隔をあけて配置されている。リザーバー部材１０には、第１リザーバー１１と第２リザーバー２１との間に、Ｚ方向に貫通する平面視矩形状の貫通孔１６が設けられている。
【００３３】
第１リザーバー１１は、ＸＹ平面と平行な面での断面が円形状でＺ方向に延在し基材を貫通する第１保持空間１２を備えている。第１保持空間１２は、第１内壁面１３に囲まれて形成されている。第１保持空間１２は、リザーバー部材１０の上面（第１面）１０ａに開口している。第１面１０ａには、第１保持空間１２の開口部の周囲を  取り囲んで区画する第１突条１４が、一例として、高さ数百μｍで突設されている。第１突条１４は、図３に示すように、第１保持空間１２と同一軸線周りに形成された平面視円弧形状の円弧部分１４ａと、円弧部１４ａの端部間を接続する弦状の直線部１４ｂとを備えている。円弧部１４ａは、第１保持空間１２の−Ｙ側に配置される。直線部１４ｂは、第１保持空間１２の＋Ｙ側に配置される。図４に示すように、直線部１４ｂの内周面の一部は、第１保持空間１２を形成する第１内壁面１３を構成している。第１保持空間１２の上面１０ａに開口する部分には、第１保持空間１２を形成する直線部１４ｂの内周面の一部を除いて、一例として、高さ１ｍｍで面取りが形成されている。
【００３４】
第２リザーバー２１は、ＸＹ平面と平行な面での断面が円形状でＺ方向に延在し基材を貫通する第２保持空間２２を備えている。第２保持空間２２は、第２内壁面２３に囲まれて形成されている。第２保持空間２２は、リザーバー部材１０の上面１０ａに開口している。第１面１０ａには、第２保持空間２２の開口部の周囲を  取り囲んで区画する第２突条２４が突設されている。第２突条２４は、図３に示すように、第２保持空間２２と同一軸線周りに形成された平面視円弧形状の円弧部分２４ａと、円弧部２４ａの端部間を接続する弦状の直線部２４ｂとを備えている。円弧部２４ａは、第２保持空間２２の＋Ｙ側に配置される。直線部２４ｂは、第２保持空間２２の−Ｙ側に配置される。図４に示すように、直線部２４ｂの内周面の一部は、第２保持空間２２を形成する第２内壁面２３を構成している。第２保持空間２２の上面１０ａに開口する部分には、第２保持空間２２を形成する直線部２４ｂの内周面の一部を除いて、一例として、高さ１ｍｍで面取りが形成されている。
【００３５】
基材１５における第１リザーバー１１よりも＋Ｙ側には、上面１０ａと平行で上面１０ａよりも−Ｚ側に位置する上面１０ｃが露出して設けられている。上面１０ａの＋Ｙ側の端縁と、上面１０ｃの−Ｙ側の端縁とは、ＺＸ面と平行な側面（第２面）１０ｄで接続される。側面１０ｄの少なくともＹ方向（例、流路方向）の位置は、当該側面１０ｄに負荷を加えたとときに、側面１０ｄと対向する第１内壁面１３が弾性変形可能な厚さとなるように設定されている（一例として、１ｍｍ程度）。側面１０ｄには、第１内壁面１３が容易に弾性変形可能なように、図３に示すように、直線部１４ｂと当該直線部１４ｂ以外の部分を分離する切込み１７が設けられている。切込み１７は、上面１０ａから上面１０ｃに達する厚さで、側面１０ｄから−Ｙ側に向かうに従って漸次幅が小さくなる楔形状に形成されている。
【００３６】
流路部材３０は、第１保持空間３１（流路部材側の第１保持空間）、第２保持空間３２（流路部材側の第２保持空間）及び泳動流路３３を備えている。第１保持空間３１は、第１保持空間１２と連通する位置に、Ｚ方向に貫通して設けられている。第２保持空間３２は、第２保持空間２２と連通する位置に、Ｚ方向に貫通して設けられている。泳動流路３３は、基板５０と対向する側の面３０ａに第１保持空間３１と第２保持空間３２とを接続するように設けられている。泳動流路３３は、一例として、幅２００μｍ、高さ５０μｍ、長さ１０００μｍ程度の大きさに形成されている。流路部材３０は、一例として、リザーバー部材１０と同様に、ＰＤＭＳで形成されるが、後述するように、流路部材３０には直接的に液位調整のための負荷が加わらないため、剛性が大きいプラスチック材で形成してもよい。
【００３７】
基板５０は、リザーバー部材１０及び流路部材３０よりもＹ方向の外側にそれぞれ延出する長さを有している。基板５０の流路部材３０と対向する面５０ａには、電極５１及び電極５２が流路部材３０に対して露出して設けられている。電極５１は一端が第１保持空間３１に臨み、他端がリザーバー部材１０及び流路部材３０よりも＋Ｙ側に延出して露出するように設けられる。電極５２は一端が第２保持空間３２に臨み、他端がリザーバー部材１０及び流路部材３０よりも−Ｙ側に延出して露出するように形成される。電極５１及び電極５２の素材としては、金、白金、カーボン等が挙げられる。
【００３８】
上記のリザーバー部材１０は、一例として、ＰＤＭＳ（東レダウコーニング（株）製  SILPOT 184）主剤と架橋剤を１０：１の割合に混合し脱気させることと、ＰＤＭＳを樹脂製の鋳型に注型することと、８０℃で７時間加熱して固化させることで作製される。上記の流路部材３０は、一例として、リザーバー部材１０の作製で用いたＰＤＭＳと同じ組成のＰＤＭＳを、幅２００μｍ、長さ４０ｍｍの立方体からなる流路モールドを有するガラス材に流して込み加熱硬化させ、硬化後に流路モールドから引き剥がすことにより作製することができる。上記の基板５０は、一例として、ガラス基板にスパッタリング加工等により電極５１及び電極５２を形成することで作製される。一例として、リザーバー部材１０、流路部材３０及び基板５０をそれぞれプラズマ照射して貼り合わせることにより、第１リザーバー１１の第１保持空間１２、３１と、第２リザーバー２１の第２保持空間２２、３２とが泳動流路３３を介して接続された電気泳動分析チップ３００が作製される。
【００３９】
なお、図３及び図４では図示はしていないが、電気泳動分析チップ３００には第１保持空間１２の開口部及び第２保持空間２２の開口部を覆うカバーが設けられていてもよい。ただし、カバーは、第１保持空間１２及び第２保持空間２２を密封するものではなく、第１保持空間１２及び第２保持空間２２を大気開放した状態で覆う構成となっている。第１保持空間１２の開口部及び第２保持空間２２の開口部がカバーで覆われることにより、検体による周囲の汚染又は周囲環境による検体の汚染を防止することができる。
また、カバーに、一例として、第１突条１４及び第２突条２４と嵌合する窪みを設け、当該窪みを第１突条１４及び第２突条２４と嵌合させることにより、カバーを電気泳動分析チップ３００に位置決めした状態で第１保持空間１２の開口部及び第２保持空間２２の開口部を覆うことが可能となる。
【００４０】
次に、上記の電気泳動分析チップ３００を用いて検体を計測する前に、第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１の液位を調整する手順について説明する。
まず、検体を含む液体（以下、適宜、検体液と称する）を第２リザーバー２１の第２保持空間２２に滴下する。このとき、検体液は、上面１０ａにおける第２保持空間２２の開口部（検体導入口）を介して第２保持空間２２に導入される。次に、第１リザーバー１１の第１保持空間１２に、例えばシリンジを挿して検体液を吸引することにより、泳動流路３３に検体液を導入する。次に、第２リザーバー２１の第２保持空間２２に滴下した検体液と同じ検体液を、第１リザーバー１１の第１保持空間１２に滴下して、泳動流路３３を挟んで第１保持空間１２、３１及び第２保持空間２２、３２が検体液でつながった状態とする。
【００４１】
このとき、第２保持空間２２、３２に保持された検体液の液位が第１保持空間１２、３１に保持された検体液の液位よりも高いと、泳動流路３３においては静水圧により第２保持空間２２、３２から第１保持空間１２、３１に向けて検体を含む検体液が流動する。泳動流路３３における検体（粒子）の流動は、上述した粒子画像により確認することができる。この場合、リザーバー部材１０の側面１０ｄのうち、第１内壁面１３との間の厚さが最も薄くなる、第１保持空間１２の軸線を含むＹ軸と側面１０ｄとが交差する位置を、液位調整部としての負荷部１（図３及び図４参照）とし、スティック状の負荷付与部材Ｓｆによって負荷部１に−Ｙ方向に向けて負荷を付与する。なお、例えば、負荷付与部材Ｓｆは、後述の電気泳動分析装置に設けられている。
【００４２】
負荷付与部材Ｓｆによって負荷部１に−Ｙ方向への負荷が付与されると、図５に示すように、第１内壁面１３のうち、他の箇所よりも薄くなっている、主として負荷部１と対向する位置の第１内壁面１３が第１可撓部１３ａとして弾性変形して第１保持空間１２の内部に膨出する。側面１０ｄは、直線部１４ｂと当該直線部１４ｂ以外の部分とが切込み１７によって分離されているため、負荷部１に負荷を付与する際、付与した負荷は実質的にほぼ全てが第１内壁面１３を弾性変形させるための力として寄与し、必要最小限の負荷で第１内壁面１３を弾性変形させることができる。負荷付与部材Ｓｆによって付与される負荷は、他の箇所よりも薄い負荷部１の弾性変形に費やされるため、リザーバー部材１０の他の箇所の変形、及び流路部材３０の泳動流路３３の変形が抑制される。
【００４３】
第１保持空間１２の容積は、第１可撓部１３ａが第１保持空間１２の内部に膨出することにより減少する。すなわち、負荷付与部材Ｓｆによって負荷部１に−Ｙ方向への負荷を付与することにより、第１保持空間１２の容積が調整される。第１保持空間１２に保持されている検体液の液位は、第１保持空間１２の容積変化に応じて上昇（変位）する。従って、負荷付与部材Ｓｆによる負荷部１への−Ｙ方向への負荷を調整して、第１保持空間１２の容積を調整することにより、第１保持空間１２に保持されている検体液の液位を調整することができる。検体液の液位が調整され第１保持空間１２における検体液の液位と、第１保持空間１２における検体液の液位と第２保持空間２２における検体液の液位とが面一となったことは、泳動流路３３における検体（粒子）の流動が停止したことを、上述した粒子画像により確認することができる。
【００４４】
第１保持空間１２に保持されている検体液の液位が上昇することにより、検体液が第１保持空間１２から溢れる可能性があるが、第１保持空間１２の開口部の周囲に第１突条１４が突設されているため、検体液が第１リザーバー１１から漏れ出すことを抑制できる。また、本実施形態の電気泳動分析チップは、第１保持空間１２の外側から負荷部１に対する負荷を負荷付与部材Ｓｆによって調整して、第１保持空間１２の容積を調整することにより、第１保持空間１２に保持されている検体液の液位を調整することができる。
【００４５】
[実施例]
平均粒子径約１００ｎｍのラテックス粒子を１０１０個／ｍｌ含む検体液を第２リザーバー２１の第２保持空間２２に滴下した後に、例えばシリンジを用いて泳動流路３３に検体液を導入した。次に、第２リザーバー２１の第２保持空間２２に滴下した検体液と同じ検体液を、第１リザーバー１１の第１保持空間１２に滴下した。ここで、例えば、貫通孔１６を介して泳動流路３３にレーザー光を照射して、泳動流路３３内の検体（ラテックス粒子）の散乱光を顕微鏡（一例として暗視野顕微鏡）で観察した。泳動流路３３内には、ブラウン運動しながら第２リザーバー２１から第１リザーバー１１に向かう方向に流動する検体（ラテックス粒子）が無数に観察された。
【００４６】
顕微鏡で検体の流動を観察しながら負荷付与部材Ｓｆを用いて負荷部１に−Ｙ方向への負荷を付与して押し込んだところ、第１保持空間１２に保持された検体液の液位が上昇し泳動流路３３内の検体の流速が変化した。図６は、直径４ｍｍ、高さ（深さ）３ｍｍの第１保持空間１２、３１及び第２保持空間２２、３２を有する電気泳動分析チップ３００を用いたときの、負荷部１への押し込み距離と流路内速度との関係を示す図である。図６に示されるように、負荷部１への押し込み距離が大きくなるほど、泳動流路３３内の検体の流速は小さくなることが確認された。この場合、負荷部１への押し込み距離は、負荷部１に負荷を付与して押し込んだときのＹ方向の位置変化である。
【００４７】
さらに、負荷部１への押し込み量を増加させたところ、泳動流路３３内の検体の第２リザーバー２１から第１リザーバー１１に向かう方向への流動は停止し、検体のブラウン運動のみが観察された。負荷部１に負荷を付与して検体の流動を停止させるために要した時間は、従来のように、例えばピペットを用いて第１リザーバー１１または第２リザーバー２１に対して検体液の継ぎ足しまたは吸引を適宜繰り返した場合には５分程度であったが、本実施形態の電気泳動分析チップ３００を用いた場合には１分程度であった。
【００４８】
このように、泳動流路３３内の検体の流動が停止すると、上述したように、泳動流路３３での検体の電気泳動速度Ｓを光学的に測定してゼータ電位を高精度に計測することが可能になる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態では、負荷部１に負荷を付与して第１内壁面１３（第１可撓部１３ａ）を弾性変形させるという簡単な操作で第１保持空間１２に保持された検体液の液位を容易に調整することが可能となる。そのため、本実施形態では、装置が大掛かりになることなく泳動流路３３内の検体の流動を停止または低減させることができ、検体の分析を簡素な構成で高精度に行うことができる。また、熟練した技術者でなくとも、保持空間１２に負荷を加えて変形させるという簡便な操作のみで、保持空間１２の容積を変更し、第１保持空間の液位と第２保持空間の液位との高さを揃え、泳動流路３３内の検体の流動を停止または低減させることができる。
本実施形態では、側面１０ｄが切込み１７によって分離されているため、負荷部１に負荷を付与する際、必要最小限の負荷で第１内壁面１３を効率的に弾性変形させることができる。本実施形態では、第１突条１４が第１保持空間１２の開口部の周囲を取り囲み、第２突条２４が第２保持空間２２の開口部の周囲を取り囲んでいるため、検体の溢出を抑制することが可能である。また、本実施形態では、負荷付与部材Ｓｆによって付与される負荷は、主として、他の箇所よりも薄い部分の負荷部１の弾性変形に費やされるため、負荷付与部材Ｓｆによって付与される負荷によってリザーバー部材１０の他の箇所、及び、流路部材３０の泳動流路３３が変形するがことを抑制できる。
【００５０】
なお、上記第１実施形態で説明した検体液の液位調整は、第１リザーバー１１の第１保持空間１２に保持された検体液の液位を上昇させる方向の調整となるため、第１保持空間１２に検体液を滴下する際には、第２リザーバー２１の第２保持空間２２に保持される液体の液位よりも低くすることが好ましい。また、液位調整時の負荷部１となる側面１０ｄ（及び上面１０ｃ）を第２リザーバー２１側についても設けることも可能である。負荷部１を第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１の双方に設けた場合は、検体液の液位が第１リザーバー１１の第１保持空間１２あるいは第２リザーバー２１の第２保持空間２２のどちらが高い場合でも、液位が低い方の負荷部１に負荷を付与することで、検体液の液位を調整することにより、泳動流路３３内の検体の流動を停止させることが可能となる。第２保持空間２２に保持された検体液の液位を調整する場合（上昇させる場合）には、第２保持空間２２の開口部から検体液が溢れ出る可能性があるが、第２保持空間２２の開口部の周囲に第２突条２４が突設されているため、検体液が第２リザーバー２１から漏れ出すことを抑制できる。
【００５１】
［電気泳動分析チップの第２実施形態］
次に、電気泳動分析チップ３００Ａの第２実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。これらの図において、図１乃至図６に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
図７及び図８は、第２実施形態に係る電気泳動分析チップ３００Ａの断面図である。
図７に示す電気泳動分析チップ３００Ａの第１リザーバー１１は、上面１０ａ設けられた第１筒部１８を備える。第１筒部１８は、第１保持空間１２と軸線を合致させて設けられている。第１筒部１８の内周面１８ａは、第１内壁面１３と面一に形成されている。第１筒部１８の内周面１８ａは、第１内壁面１３の一部を形成する。第１筒部１８の厚さは、外周面１８ｂに負荷が付与されたときに内周面１８ａが弾性変形して第１保持空間１２に膨出可能な厚さに設定されている。
【００５３】
電気泳動分析チップ３００Ａの第２リザーバー２１は、上面１０ａ設けられた第２筒部２８を備える。第２筒部２８は、第２保持空間２２と軸線を合致させて設けられている。第２筒部２８の内周面２８ａは、第２内壁面２３と面一に形成されている。第２筒部２８の内周面２８ａは、第２内壁面２３の一部を形成する。第２筒部２８の厚さは、外周面２８ｂに負荷が付与されたときに内周面２８ａが弾性変形して第２保持空間２２に膨出可能な厚さに設定されている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００５４】
上記構成の電気泳動分析チップ３００Ａにおいて、検体液の液位を調整する手順について説明する。
一例として、第２リザーバー２１の第２保持空間２２に保持された検体液の液位が、第１リザーバー１１の第１保持空間１２に保持された検体液の液位よりも高い場合、静水圧流によって泳動流路３３内では検体が第２リザーバー２１から第１リザーバー１１に向かう方向へ流動する。検体が第２リザーバー２１から第１リザーバー１１に向かう方向へ流動する場合は、図８に示すように、第１リザーバー１１の第１筒部１８に対して負荷を付与する。例えば、第１筒部１８の外周面１８ａの一部を負荷部１として、負荷付与部材Ｓｆによって負荷を付与する。
【００５５】
負荷部１として外周面１８ｂに負荷を付与すると、第１筒部１８は、負荷部１と対向する位置の内周面１８ａが第１可撓部として第１保持空間１２内に倒れ込むように弾性変形する。内周面１８ａが第１保持空間１２内に弾性変形することにより、第１保持空間１２の容積が減少する。第１保持空間１２の容積が減少することによって、第１保持空間１２に保持されていた検体液の液位が上昇する。従って、上記と同様に、顕微鏡を観察しつつ、負荷部１への負荷付与量、すなわち、負荷付与部材Ｓｆによる外周面１８ｂへの押し込み量を調整することにより、第１保持空間１２及び第２保持空間２２間の検体液の液位差が解消される。その結果、第１保持空間１２及び第２保持空間２２間の検体液の液位差に起因して生じる泳動流路３３内の検体流動が抑えられる。
【００５６】
上記とは逆に、第１リザーバー１１の第１保持空間１２に保持された検体液の液位が、第２リザーバー２１の第２保持空間２２に保持された検体液の液位よりも高い場合、静水圧流によって泳動流路３３内では検体が第１リザーバー１１から第２リザーバー２１に向かう方向へ流動する。この場合には、第２リザーバー２１の第２筒部２８の外周面２８ｂに対して負荷部１として負荷を付与して、内周面２８ａを第１可撓部として第２保持空間２２内に弾性変形させることにより、上記と同様に、第１保持空間１２及び第２保持空間２２間の検体液の液位差を解消して、第１保持空間１２及び第２保持空間２２間の検体液の液位差に起因して生じる泳動流路３３内の検体流動を抑えることができる。
【００５７】
本実施形態の電気泳動分析チップ３００Ａでは、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、第１保持空間１２または第２保持空間２２のいずれの検体液の液位が高い場合でも容易に液位を調整することが可能になる。さらに、本実施形態では、負荷部１である第１筒部１８及び第２筒部２８が筒状であり均一の厚さで形成されているため、上記第１実施形態のように、厚さが薄い負荷部１が特定箇所にある場合と比較して、負荷を付与する位置によって負荷の付与量に変動が生じることなく安定して負荷を付与することが可能になる。
【００５８】
［電気泳動分析装置の第１実施形態］
次に、電気泳動分析チップを保持して電気泳動分析を行う電気泳動分析装置の第１実施形態について、図９〜図１１を参照して説明する。これらの図において、図１乃至図６に示す電気泳動分析チップ３００の第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
図９は、電気泳動分析チップ３００Ｂを保持する電気泳動分析装置４００の概略的な構成図である。図１０は、本実施形態で用いられる電気泳動分析チップ３００Ｂの外観斜視図である。
【００５９】
電気泳動分析装置４００は、保持部４１０、計測部４２０、４３０、変位部４４０及び制御部ＣＯＮＴを備えている。
保持部４１０は、電気泳動分析チップ３００Ｂの基板５０の周縁部を−Ｚ側から保持するとともに、基板５０の側面をＹ方向の両側から保持する。保持部４１０は、電気泳動分析チップ３００Ｂを保持して少なくともＸ方向に移動可能である。
【００６０】
図１０に示すように、電気泳動分析チップ３００Ｂは、第１実施形態で説明した電気泳動分析チップ３００と比較して、第１リザーバー１１、第２リザーバー２１、泳動流路３３、電極５１、５２及び第１突条１４、第２突条２４をそれぞれ有するレーンがＸ方向に複数（図１０では４レーン）配列されている。すなわち、電気泳動分析チップ３００Ｂは、Ｙ方向に延在する複数（図１０では４つ）の泳動流路３３が互いに平行に、Ｘ方向に間隔をあけて設けられている。電気泳動分析チップ３００Ｂの側面１０ｄには、Ｘ方向で隣り合う第１リザーバー１１の間を分離するように切込み１７が設けられている。第１突条１４は、各レーンにおける第１保持空間１２の開口部を独立して区画するように当該開口部の周囲に突設される。第１突条２４は、各レーンにおける第２保持空間２２の開口部を独立して区画するように当該開口部の周囲に突設される。貫通孔１６は、第１リザーバー１１と第２リザーバー２１との間に複数（５つ）のレーンに跨る大きさで形成されている。
【００６１】
計測部４２０は、光照射部４２１と検出部４２２と移動度算出部（図示せず）とを含む。光照射部４２１は、貫通孔１６を介して＋Ｚ側から泳動流路３３に光を照射する。検出部４２２は、泳動流路３３における検体を検出する。移動度算出部は、検出部４２２の検出結果から検体の移動度からゼータ電位を算出する。
【００６２】
計測部（第２計測部）４３０は、液位センサ４３１、４３２を備えている。液位センサ４３１は、一例として、第１保持空間１２に保持された検体液に検知光を投光し、液面で反射した光を受光することにより、当該第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報を検出する。液位センサ４３１は、検出した検体液の液位に関する情報を制御部ＣＯＮＴに出力する。液位センサ４３２は、一例として、第２保持空間２２に保持された検体液に検知光を投光し、液面で反射した光を受光することにより、当該第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報を検出する。液位センサ４３２は、検出した検体液の液位に関する情報を制御部ＣＯＮＴに出力する。
【００６３】
制御部ＣＯＮＴは、液位センサ４３１によって検出された第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報、及び液位センサ４３２によって検出された第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報を表示装置ＤＰに表示させる。
【００６４】
図１１は、電気泳動分析チップ３００Ｂ、保持部４１０及び変位部４４０が示される平面図である。
変位部４４０は、複数のレーンの負荷部１を用いて第１保持空間１２に保持された検体液の液位をレーン毎に変位可能である。変位部４４０は、保持枠４４１、押しゴマ４４２、４４３、変位調整ネジ４４４及び付勢部材４４５を備えている。押しゴマ４４２、４４３、変位調整ネジ４４４及び付勢部材４４５は、レーン毎に独立して設けられている。
【００６５】
保持枠４４１は、Ｘ方向に延在する角筒形状を有している。保持枠４４１は、電気泳動分析チップ３００Ｂにおける第１リザーバー１１の＋Ｙ側に配置されている。保持枠４４１は、保持部４１０と一体的に設けられている。保持枠４４１における電気泳動分析チップ３００Ｂと対向する側壁４４１ａには、Ｘ方向に関して複数のレーンの負荷部１と同じ位置にＹ方向に貫通する孔部４４１ｂが形成されている。保持枠４４１における側壁４４１ａと対向する側壁４４１ｃには、孔部４４１ｂと同軸で雌ネジ部４４１ｄが貫通して形成されている。
【００６６】
押しゴマ４４２は、図１１に示すように、負荷部１と対向する−Ｙ側の先端に鋭角のエッジ部が設けられている。押しゴマ４４２の＋Ｙ側は、押しゴマ４４３に一体的に固定されている。押しゴマ４４３は、軸部４４３ａと係合部４４３ｂとを備えている。軸部４４３ａは、孔部４４１ｂにＹ方向に移動自在に保持される。軸部４４３ａは、係合部４４３ｂが側壁４４１ｃに係合したときに先端が側壁４４１ａから突出する長さに形成されている。係合部４４３ｂは、軸部４４３ａよりも大径に形成されている。係合部４４３ｂは、保持枠４４１の内部空間に配置されている。付勢部材４４５は、側壁４４１ａと係合部４４３ｂとの間に配された、一例として、コイルバネで構成される。付勢部材４４５は、側壁４４１ａに対して係合部４４３ｂが離間する方向（＋Ｙ側）に係合部４４３ｂを付勢する。変位調整ネジ４４４は、雄ねじ部４４４ａとヘッド部４４４ｂとを備えている。雄ねじ部４４４ａは、雌ネジ部４４１ｄと螺合している。ヘッド部４４４ｂは、側壁４４１ｃの＋Ｙ側の外側に配されている。
【００６７】
上記構成の電気泳動分析装置４００において、第１リザーバー１１の液位を調整する際には、まず、液位調整を行うレーンに対応する変位調整ネジ４４４を回転する。ヘッド部４４４ｂを介して変位調整ネジ４４４を回転すると、雌ネジ部４４１ｄと螺合する雄ねじ部４４４ａが、付勢部材４４５の付勢力に抗して雌ネジ部４４１ｄ及び雄ねじ部４４４ａのピッチと回転数に応じた移動量で−Ｙ方向に移動する。
【００６８】
変位調整ネジ４４４が−Ｙ方向に移動すると、押しゴマ４４２及び押しゴマ４４３が−Ｙ方向に移動する。押しゴマ４４３が−Ｙ方向に移動することにより、押しゴマ４４３の先端部が調整対象レーンの負荷部１を押し込む。負荷部１が押し込まれて弾性変形すると、上述したように、第１保持空間１２の容積が減ることにより、第１保持空間１２に保持されている検体液の液位が上昇する。
【００６９】
第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報は、液位センサ４３１によって検出される。第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報は、液位センサ４３２によって検出される。第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報及び第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報は制御部ＣＯＮＴを介して表示部ＤＰに表示される。従って、作業者（オペレータ）は、表示部ＤＰに表示される検体液の液位情報に応じて変位調整ネジ４４４の回転数及び回転方向を調整することにより、第１保持空間１２に保持された検体液の液位と、第２保持空間１２に保持された検体液の液位とを同一にすることができる。
【００７０】
そして、他のレーンについても同様に、各レーンに対応する変位調整ネジ４４４の回転数及び回転方向を調整することにより、全てのレーンについて第１保持空間１２に保持された検体液の液位と、第２保持空間１２に保持された検体液の液位とを同一にすることができる。このようにして、第１保持空間１２に保持された検体液の液位と、第２保持空間２２に保持された検体液の液位との差が調整されると、上述したように、検出部４２２による泳動流路３３における検体の検出と、移動度算出部によるゼータ電位の算出処理が行われる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の電気泳動分析装置４００においては、複数レーンが設けられた電気泳動分析チップ３００Ｂに対して、レーン毎に独立して第１保持空間１２に保持された検体液の液位を調整することができる。そのため、本実施形態では、レーン毎に第１保持空間１２及び第２保持空間２２に保持された検体液の液位差に起因して生じる検体の流動を抑制することが可能となる。その結果、本実施形態では、複数のレーンが設けられる場合でも、誤差要因を低減した状態でレーン毎に検体の電気泳動速度を検出して、検体のゼータ電位を高精度に算出することが可能となる。また、本実施形態では、平行に並んだ複数レーンに対して、一方向（＋Ｙ側）からの加圧により液位調整を行っているため、装置構成の簡便化及び小型軽量化を図ることができる。また、本実施形態では、隣り合うレーンの間で切込み１７を設けて負荷部１を分離しているため、各レーンにおける負荷部１に付与する負荷（弾性変形）の影響が他のレーンの負荷部１に及ぶことを抑制することができる。また、本実施形態では、レーン毎に第１保持空間１２の開口部の周囲を第１突条１４が区画し、各レーン毎に第２保持空間２２の開口部の周囲を第２突条２４が区画しているため、第１保持空間１２に保持されている検体液と、第２保持空間２２に保持されている検体液との少なくとも一方が開口部から溢れた場合でも、検体液が他のレーンで用いられている検体液と混じる、いわゆるコンタミが生じることを抑制できる。また、本実施形態において、電気泳動分析チップ３００Ｂが配置され保持される保持部４１０と変位部４４０とは、保持部４１０に変位部４４０が設けられるような一体的に構成されていてもよい。この場合、保持部４１０には、電気泳動分析チップ３００Ｂが配置される位置、かつ変位部４４０の押しゴマ４４２が負荷部１に接触可能な位置を示す位置決め部が予め設けられている。
【００７２】
また、本実施形態では、第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報及び第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報が液位表示部ＤＰに表示されるため、表示された液位情報を参照しながら変位部４４０を操作して微調整することができる。そのため、本実施形態では、マニュアル作業で液位調整を行う場合でも、検体液の液位差に起因して生じる検体の流動を容易に抑制することが可能となる。
また、上述した各実施形態における電気泳動分析チップは、第１リザーバー及び第２リザーバーを有するリザーバー部材と、該第１リザーバーと該第２リザーバーとを接続し検体が泳動する泳動流路を有する流路部材と、基板とで構成された積層構造であり、該リザーバー部材は該第１リザーバーに保持された液体と該第２リザーバーに保持された液体との少なくとも一方の液位が調整可能な液位調整部を備える。また、該第１リザーバーは第１保持空間を備え、該液位調整部は、該第１保持空間の容積を調整可能である。電気泳動分析チップは、リザーバー部材１０と、流路部材３０と、基板５０とを順次積み重ね、貼り合わせることによって作製されるため、容易に製造することができ、また製造コストを抑えることが可能となる。また、各部材を重ねる際、リザーバー部材１０と、流路部材３０と、基板５０のいずれか一つ以上の部材に、アライメントマーク（位置合わせ基準部）が設けられていてもよい。
【００７３】
［電気泳動分析装置の第２実施形態］
次に、電気泳動分析装置の第２実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。これらの図において、図９乃至図１１に示す電気泳動分析装置４００の第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
図１２は、一実施態様の電気泳動分析装置１５００を示す模式図である。
電気泳動分析装置１５００は、筐体１５１０と、電気泳動分析チップ導入口１５２０と、電気泳動分析チップ３００Ｂを保持する保持部４１０と信号ケーブル１５１１と、コンピュータ１５１３と、オペレーションスクリーン１５１５とを備える。
【００７５】
筐体１５１０内には、図１３に示すように、変位部４４０が設けられている。本実施形態における変位部４４０は、保持枠４４１及び押しゴマ４４３の構成と、押しゴマ４４３を駆動するアクチュエータが加わっている点が上記電気泳動分析装置４００と異なる。
【００７６】
保持枠４４１の側壁４４１ｃには、孔部４４１ｂと同軸で孔部４４１ｅが貫通して形成されている。押しゴマ４４３は、軸部４４３ａ、係合部４４３ｂ及び軸部４４３ｃを備えている。軸部４４３ｃは、孔部４４１ｅにＹ方向に移動自在に保持されている。軸部４４３ｃは、付勢部材４４５に付勢されて係合部４４３ｂが側壁４４１ｃに当接したときに、側壁４４１ｃから＋Ｙ方向に突出する長さに形成されている。
【００７７】
軸部４４３ｃの先端部と対向する位置には、アクチュエータ４４５が設けられている。アクチュエータ４４５は、制御部ＣＯＮＴの制御により、付勢部材４４５の付勢力に抗して押しゴマ４４３を−Ｙ方向に移動させる力を軸部４４３ｃに付与する。
【００７８】
上記構成の電気泳動分析装置１５００は、以下のように動作する。まず、検査対象の検体を導入した、電気泳動分析チップ３００Ｂを、保持部４１０にセットする。続いて、保持部４１０が矢印βの方向に移動することにより、電気泳動分析チップ３００Ｂが、電気泳動分析装置１５００の内部に移動する。
【００７９】
筐体１５１０内に移動した電気泳動分析チップ３００Ｂに対しては、第１リザーバー１１の液位調整が行われる。
まず、制御部ＣＯＮＴは液位センサ４３１が検出した第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報及び液位センサ４３２が検出した第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報に基づいてアクチュエータ４４５の駆動量を求める。アクチュエータ４４５の駆動量は、一例として、押しゴマ４４２の押し込み量と第１保持空間１２に保持された検体液の液位変化量との関係を予め保持したテーブル、あるいは当該関係に基づき導いた関数等を用いて求める。制御部ＣＯＮＴは、アクチュエータ４４５を駆動させ、押しゴマ４４２を介して負荷部１に負荷を付与した後に、液位センサ４３１、４３２の検出結果を確認し、第１保持空間１２に保持された検体液の液位と、第２保持空間２２に保持された検体液の液位との差が所定値内に収まるまで、上記アクチュエータ４４５の駆動と液位センサ４３１、４３２の検出結果の確認とを繰り返して行う（フィードバック制御する）。
【００８０】
このようにして、第１保持空間１２に保持された検体液の液位と、第２保持空間２２に保持された検体液の液位との差が調整されると、上述したように、検出部４２２による泳動流路３３における検体の検出と、移動度算出部によるゼータ電位の算出処理が行われる。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態の電気泳動分析装置１５００では、上記第１実施形態の電気泳動分析装置４００と同様の作用・効果が得られることに加えて、第１保持空間１２に保持された検体液の液位に関する情報及び第２保持空間２２に保持された検体液の液位に関する情報に応じて制御部ＣＯＮＴが変位部４４０を制御するため、容易、且つ迅速に検体液の液位差に起因して生じる検体の流動を抑制することが可能となる。
【００８２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００８３】
例えば、上記実施形態の電気泳動分析装置４００、１５００においては、第１リザーバー１１について検体液の液位を調整する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１の双方に変位部４４０を設け、検出された検体液の液位に応じて第１リザーバー１１及び第２リザーバー２１の一方、あるいは両方の液位を調整する構成としてもよい。
【００８４】
上記実施形態では、電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂの一部に押しゴマ４４２が当接して負荷を付与する構成としたが、この構成には限られない。例えば、図１４に示すように、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）を形成する第１内壁面１３（または第２内壁面２３）の第１外周面１９（または第２外周面２９）との間で気体溜まり１９ａ（または気体溜まり２９ａ）を形成する可撓性を有するバルーンＢＬを液位調整部として設ける構成を採ることも可能である。バルーンＢＬは、第１外周面１９（または第２外周面２９）の全周または一部に設けることができる。バルーンＢＬを操作（押し込む等）して、気体溜まり１９ａ（または気体溜まり２９ａ）の体積を変化させることにより、気体溜まり１９ａ（または気体溜まり２９ａ）の気圧を上昇させることができる。気体溜まり１９ａ（または気体溜まり２９ａ）の気圧が上昇することにより、気体溜まり１９ａ（または気体溜まり２９ａ）に臨む第１外周面１９（または第２外周面２９）及び第１内壁面１３（または第２内壁面２３）が第１保持空間１２（または第２保持空間２２）内に弾性変形する。従って、バルーンＢＬを備えた電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂにおいては、上記の体積変化に応じて第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の容積が変化し、当該容積変化に応じて第１保持空間１２（または第２保持空間２２）に保持される検体液の液位を調整することが可能となる。
【００８５】
また、上記実施形態における電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂは可撓性を有する材料で形成され、負荷が付与されることにより弾性変形する構成を例示したが、一例として、図１５に示すように、負荷部１のみを弾性変形可能な可撓性材料で形成し、他の箇所は剛性を有する材料で形成する構成してもよい。また、剛性を有する材料で電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂを形成し、図１６に示すように、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）を形成する第１内壁面１３（または第２内壁面２３）の一部に切欠溝１３ｂを設けて薄肉部を複数（図１６では２つ）形成することにより、切欠溝１３ｂで挟まれた領域を弾性変形可能な負荷部１とすることも可能である。この構成を採る場合には、電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂを成形（製造）する際に同じ工程で切欠溝１３ｂを成形することが可能なため、電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂの強度（剛性）を確保しつつ、弾性変形可能な負荷部１を形成することが可能になり製造コストの低減に寄与できる。
【００８６】
上記実施形態では、電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂに対して第１保持空間１２及び第２保持空間２２の延在方向（Ｚ方向）と交叉するＹ方向に沿って負荷を付与する構成を例示したが、Ｘ方向に沿って負荷を付与する構成であってもよいことは言うまでもない。また、本発明では、第１保持空間１２及び第２保持空間２２の延在方向に沿って負荷を付与する構成も適用可能である。図１７には、第１保持空間１２及び第２保持空間２２の延在方向に沿って負荷を付与する負荷付与部材Ｓｖの構成の一例が示される。図１７に示すように、負荷付与部材Ｓｖは、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の開口部を閉塞する蓋部Ｓｖ１と、蓋部Ｓｖ１の第１保持空間１２（または第２保持空間２２）に対向する側の面に設けられた突部Ｓｖ２とを備えている。上記の負荷付与部材Ｓｖは、蓋部Ｓｖ１が下方に移動することにより、筒状の壁部に圧縮方向の弾性変形が生じ、突部Ｓｖ２の検体液への浸漬量が増加する。これにより、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の容積が減少し、検体液の液位を上昇させることができる。
【００８７】
図１８は、第１保持空間１２及び第２保持空間２２の延在方向に沿って負荷を付与する負荷付与部材Ｓｗの構成の一例が示される。負荷付与部材Ｓｗは、先端部の外径が第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の開口部の径よりも小さい。負荷付与部材Ｓｗは、先端部から離間するのに従って漸次拡径する円錐台部を有している。円錐台部は、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の開口部の径よりも大きい外径の領域を有している。上記の構成の負荷付与部材Ｓｗを用い、先端部を第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の開口部に挿入した後に、負荷付与部材Ｓｗを下方に移動させることにより、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の開口部は、径が大きくなる方向に弾性変形する。これにより、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の容積が増加し、検体液の液位を下降させることができる。
【００８８】
上記実施形態では、機械的（物理的）に電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂを弾性変形させる構成を例示したが、熱的に電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂを弾性変形させることも可能である。一例として、形状記憶ポリマー等の変形ポリマーを用いて熱を付与することで電気泳動分析チップ３００、３００Ａ、３００Ｂを弾性変形させることも可能である。形状記憶ポリマーは、成形加工又は機械加工により形成した形状を樹脂中の固定相により記憶し、形状回復温度以上融点未満の温度範囲内の温度下において、記憶した形状を自由な形状に変形させることができる。そして、形状記憶ポリマーは、この変形させた状態を維持したまま形状回復温度未満の温度に冷却することで、この変形を固定することができる。この形状回復温度未満の温度に冷却して加えた変形を固定させたものを、形状回復温度以上で融点未満の温度に加熱することにより、成形加工又は機械加工により形成した形状が復元される。
【００８９】
一例として、図１９（ａ）に示すように、第１内壁面１３（または第２内壁面２３）に形成された窪み５は、形状回復温度未満の温度のときの形状である。形状回復温度以上融点未満の温度範囲内の温度下においては、図１９（ｂ）に示すように、窪み５が形成されない形状として記憶することができる。従って、窪み５が形成される図１９（ａ）に示される状態から加熱して、窪み５が形成されない図１９（ｂ）に示される状態に第１内壁面１３（または第２内壁面２３）を変形させることによって第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の容積を減少させることができる。また、上記の構成とは逆に、第１内壁面１３（または第２内壁面２３）に形成された窪み５が形状回復温度以上融点未満の温度範囲内の温度下での形状で、形状回復温度未満の温度のときの形状が窪み５が形成されない状態としてもよい。この構成では、窪み５が形成されない図１９（ｂ）に示される状態から加熱して、窪み５が形成される図１９（ａ）に示される状態に第１内壁面１３（または第２内壁面２３）を変形させることにより、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の容積を増加させることができる。
【００９０】
従って、加熱後に窪み５が形成される第１領域と、加熱後に窪み５が形成されない第２領域とを双方設けておき、第１保持空間１２に保持された検体液の液位と、第２保持空間２２に保持された検体液の液位とに応じて、液位を下降させる場合には、第１領域を加熱し、液位を上昇させる場合には第２領域を加熱する構成としてもよい。さらに、形状回復温度未満の温度から形状回復温度以上の温度に徐々に加熱する際の、温度と変形量との相関関係を予め求めておき、第１保持空間１２（または第２保持空間２２）の容積変化を微小量ずつ調整可能な構成としてもよい。
【００９１】
このような形状記憶ポリマーとしては、特に限定されず、例えば、形状記憶性を有するエラストマー等の高分子材料を挙げることができる。
形状記憶性を有するエラストマーの具体例としては、ポリウレタン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリノルボルネン、スチレン−ブタジエン共重合体；エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、メラニン樹脂；ポリカプロラクトン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド；等のポリマーを、例えば有機過酸化物、過酸化ベンゾイルといった過酸化物を使用した熱による化学的架橋手法によって架橋されたものが挙げられる。
【符号の説明】
【００９２】
１…負荷部（液位調整部）、  １０ａ…上面（第１面）、  １０ｄ…上面（第２面）、  １１…第１リザーバー、  １２…第１保持空間、  １３…第１内壁面、  １３ａ…第１可撓部、  １４…第１突条、  １８…第１筒部、  ２１…第２リザーバー、  ２２…第２保持空間、  ２４…第２突条、  ２８…第２筒部、  ３３…泳動流路、  １１０…第１リザーバー、  １２０…第２リザーバー、  １３０、１４０…電極、  １５０…泳動流路、３００、３００Ａ、３００Ｂ…細胞外小胞体分析チップ（電気泳動分析チップ）、  ４００、１５００…電気泳動分析装置、  ４１０…保持部、  ４２０…計測部、  ４３０…計測部（第２計測部）、  ４００…変位部、  ＢＬ…バルーン（液位調整部、体積変化部）、  ＣＯＮＴ…制御部、  Ｓｆ、Ｓｖ…負荷付与部材
【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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