(57)【要約】【課題】  マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大を回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、生体検査試料分析方法の高速かつ高感度化を図る。【解決手段】光透過機能を有するマイクロチップ基板と、このマイクロチップ基板の一方の表面に設けられた試料移送手段と、前記マイクロチップ基板に固着して設けられた光透過機能を有する被覆手段と、この試料移送手段に内蔵した電気泳動緩衝液と、このマイクロチップ基板の他方の表面に設けられた光散乱機能を有する光散乱手段とから構成され、高速かつ高感度な生体検査試料分析を行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過機能を有するマイクロチップ基板と、このマイクロチップ基板に貫通して設けられ生体検査物質を注入する試料注入手段と、この試料注入手段に連結し前記マイクロチップ基板の一方の表面に設けられた試料移送手段と、この試料移送手段の他端に連結し前記マイクロチップ基板に貫通して設けられた試料貯留手段と、前記試料注入手段、試料移送手段及び試料貯留手段を被覆し前記マイクロチップ基板に固着して設けられた光透過機能を有する被覆手段と、この被覆手段が設けられたマイクロチップ基板の他方の表面に固着して設けられた光散乱機能を有する光散乱手段と、を有することを特徴とする電気泳動用基板。
【請求項２】
前記試料注入手段、試料移送手段及び試料貯留手段に充填された電気泳動緩衝液を有することを特徴とする請求項１記載の電気泳動用基板。
【請求項３】
前記電気泳動緩衝液に光透過機能を有し入射光の光散乱を促進するナノ構造体が添加されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の電気泳動用基板。
【請求項４】
前記ナノ構造体は、管状、バスケット状若しくは棒状であって単層若しくは複層の構造又は網目状の構造を有することを特徴とする請求項３記載の電気泳動用基板。
【請求項５】
前記ナノ構造体がカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項３又は４記載の電気泳動用基板。
【請求項６】
前記ナノ構造体がバクテリアセルロースであることを特徴とする請求項３又は４記載の電気泳動用基板。
【請求項７】
前記バクテリアセルロースが離解物であることを特徴とする請求項６記載の電気泳動用基板。
【請求項８】
前記電気泳動緩衝液に前記カーボンナノチューブ並びに前記バクテリアセルロース又はその誘導体が添加されてなることを特徴とする請求項３又は４記載の電気泳動用基板。
【請求項９】
前記マイクロチップ基板が透明又は半透明な物質より形成されることを特徴とする請求項１記載の電気泳動用基板。
【請求項１０】
前記マイクロチップ基板が光回折格子として機能する光ディスクより形成されることを特徴とする請求項１又は９記載の電気泳動用基板。
【請求項１１】
前記試料移送手段が前記マイクロチップ基板の表面に加工されたチャンネルより形成されることを特徴とする請求項１記載の電気泳動用基板。
【請求項１２】
前記試料移送手段が前記マイクロチップ基板の表面に加工された複数のチャンネルより形成されることを特徴とする請求項１又は１１記載の電気泳動用基板。
【請求項１３】
前記試料移送手段が交差する長短２本のチャンネルより形成されることを特徴とする請求項１、１１又は１２に記載の電気泳動用基板。
【請求項１４】
前記試料移送手段が略直角に交差する長短２本のチャンネルより形成されることを特徴とする請求項１、１１乃至１３のいずれかに記載の電気泳動用基板。
【請求項１５】
前記試料移送手段が前記マイクロチップ基板の表面に一体成形された複数のチャンネルより形成されることを特徴とする請求項１、１１乃至１４のいずれかに記載の電気泳動用基板。
【請求項１６】
前記試料移送手段が放射状又はアレイ状に一体成形されたチャンネルより形成されることを特徴とする請求項１、１１乃至１５のいずれかに記載の電気泳動用基板。
【請求項１７】
前記被覆手段が透明又は半透明な物質より形成されることを特徴とする請求項１記載の電気泳動用基板。
【請求項１８】
前記被覆手段がフィルムより形成されることを特徴とする請求項１又は１７記載の電気泳動用基板。
【請求項１９】
前記光散乱手段が光透過機能を有することを特徴とする請求項１記載の電気泳動用基板。
【請求項２０】
前記光散乱手段が透明又は半透明な物質より形成されることを特徴とする請求項１又は１９記載の電気泳動用基板。
【請求項２１】
前記光散乱手段が光散乱を発生させるように光散乱表面加工が施されてなることを特徴とする請求項１、１９又は２０記載の電気泳動用基板。
【請求項２２】
前記光散乱手段の外表面に光反射機能を有する光反射手段を設けてなることを特徴とする請求項１、１９乃至２１のいずれかに記載の電気泳動用基板。
【請求項２３】
前記光反射手段が、光反射板より形成されてなることを特徴とする請求項２２記載の電気泳動用基板。
【請求項２４】
前記光散乱手段が、マイクロチップ基板の表面に設けられた光散乱手段の代わりに、前記マイクロチップ基板の表面に光散乱を発生させるように加工された光散乱表面加工面であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動用基板。
【請求項２５】
前記光散乱手段の外表面に光反射機能を有する光反射手段を設けることを特徴とする請求項２４記載の電気泳動用基板。
【請求項２６】
前記光反射手段が、光反射板より形成されてなることを特徴とする請求項２５記載の電気泳動用基板。
【請求項２７】
前記マイクロチップ基板の代わりにナノチャネルより形成されるチップから構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の電気泳動用基板。
【請求項２８】
前記ナノチャネルとは、１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０〜５００ｎｍ、より好ましくは５０〜１００ｎｍのチャネル幅からなる流路から形成されることを特徴とする請求項１、２又は２７記載の電気泳動用基板。
【請求項２９】
前記ナノチャネルとは、曲げたもの、蛇行状、ジグザグ状及びこれらのの組合のいずれかにより形成されることを特徴とする請求項１、２、２７又は２８記載の電気泳動用基板。
【請求項３０】
マイクロチップ基板と、このマイクロチップ基板に設けられた試料移送手段と、この試料移送手段に内蔵された電気泳動緩衝液と、この電気泳動緩衝液に生体検査物質を含入する試料取扱手段と、この生体検査物質を含入する電気泳動緩衝液を荷電する荷電手段と、この荷電手段により荷電されて電気泳動緩衝液中を移動する生体検査物質に光を入射する光入射手段と、この入射した光により生体検査物質から発生する光を検出する試料発光検出手段と、を有することを特徴とする生体検査試料分析装置。
【請求項３１】
前記試料移送手段が前記マイクロチップ基板の表面に加工された複数のチャンネルより形成されることを特徴とする請求項３０記載の生体検査試料分析装置。
【請求項３２】
前記電気泳動緩衝液に光透過機能を有し入射光の光散乱を促進するナノ構造体が添加されてなることを特徴とする請求項３０記載の生体検査試料分析装置。
【請求項３３】
前記ナノ構造体がカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項３２記載の生体検査試料分析装置。
【請求項３４】
前記ナノ構造体がバクテリアセルロースであることを特徴とする請求項３２記載の生体検査試料分析装置。
【請求項３５】
マイクロチップ基板に試料を移送する手段を設ける試料移送手段設置ステップと、この試料移送手段に電気泳動緩衝液を注入する電気泳動緩衝液注入ステップと、この注入された電気泳動緩衝液に生体検査物質を含入させる試料含入ステップと、この生体検査物質を含入した電気泳動緩衝液を荷電する荷電ステップと、この荷電されて電気泳動緩衝液中を生体検査物質が移動する試料移動ステップと、この移動中の生体検査物質に光を入射する光入射ステップと、この入射した光により生体検査物質から発生する光を検出する試料発光検出ステップと、を有することを特徴とする生体検査試料分析方法。
【請求項３６】
前記試料移送手段設置ステップにおいて、前記試料移送手段がマイクロチップ基板の表面に加工された複数のチャンネルより形成されることを特徴とする請求項３５記載の生体検査試料分析方法。
【請求項３７】
前記電気泳動緩衝液注入ステップ又はこの前ステップにおいて、電気泳動緩衝液に光透過機能を有し入射光の光散乱を促進するナノ構造体が添加されることを特徴とする請求項３５記載の生体検査試料分析方法。
【請求項３８】
前記ナノ構造体がカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項３７記載の生体検査試料分析方法。
【請求項３９】
前記ナノ構造体がバクテリアセルロースであることを特徴とする請求項３７記載の生体検査試料分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、生化学、医科薬学に関連する生体関連高分子物質や薬剤等の分離検出に使用する電気泳動用基板、生体検査試料分析装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】    一般に、生命科学の分野ではヒトを始めとするゲノム（全遺伝子情報）の解読が急ピッチで進んでおり、その解読結果により新しい動植物品種の品種改良が期待されているだけでなく、ヒトの個々人の遺伝子情報を解析することによって、これまでの対症療法の域を出ない医療技術を超えた、各自の遺伝情報に基づいた最も適切な治療・投薬を施す、所謂テーラーメード医療の実現が可能になり、投薬や治療の無駄を無くしつつ、極めて効果的な病気予防と投薬と治療が実現できると期待されている。【０００３】  このゲノム解析において、極めて実用性が高く広く利用されている遺伝子検査装置がキャピラリー電気泳動法である。キャピラリー電気泳動法は、従来のゲル電気泳動法に比べて、分離泳動機構の小型化、すなわち内径２５〜１００ミクロン程度のキャピラリー管を使用することで、試薬、検体を微量化し、同時に高速分析を実現した。キャピラリー電気泳動では、ゲルやポリマー溶液からなる泳動用緩衝液をキャピラリーの中に充填し、その両端に高電圧を（１００〜３００Ｖ／ｃｍ）を印加、ＤＮＡは緩衝液の網目を分子ふるい的にサイズ分離され、同時にサイズ、濃度既知の校正マーカーを流すことで、未知のサンプルのサイズや濃度が正しく決定される。検体、マーカーの検出には主に蛍光検出が用いられ、二本鎖ＤＮＡの場合、泳動用緩衝液に蛍光試薬を微量添加するだけで、泳動中にＤＮＡと蛍光試薬とがインターカーレーションし、蛍光検出が可能となる。実際、このキャピラリー電気泳動法の優れた高速分析能は約３０億塩基対にもおよぶヒトゲノム解析において極めて重要な役割を演じた。【０００４】  以下、従来の電気泳動用基板について説明する（例えば、特許文献１参照。）。
近年では、電気泳動用緩衝溶液の充填が簡便であり、かつマルチチャネル化、更なる高速化が可能であるマイクロキャピラリーアレイチップが開発され、遺伝子解析のみならず、たんぱく質、ペプチド、アミノ酸、糖質などの解析にも応用展開の可能性が検証され、ゲノム解析のみならずポストゲノム解析と言われるプロテオーム解析への応用展開を担う生体試料分析システムとして期待されている。このマイクロキャピラリーアレイは、石英もしくはＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート），ＰＣ（ポリカーボネート）等のプラスチック基板に長さ数センチメートル、幅１００ミクロン、深さ、１０〜５０ミクロン程度の溝を形成して、これを電気泳動用のキャピラリーとして使用している。最近では、さらにスループットの飛躍的な向上を意図して、電気泳動チャネルをナノメーターサイズ、すなわち１ｎｍから１μｍの範囲にまで微細化し、かつチャネル形状も蛇行、ジグザグ状等複雑な形状を有する、複雑な電気泳動チャネル構造体を形成したチップも現れている。上記のマイクロチップ型電気泳動では、従来のキャピラリー電気泳動と異なり管状のキャピラリーを使用しないため上記基板上に複数のキャピラリーを自由な位置関係で配置形成することが可能である。このため数センチ角程度の基板形状に小型化されているにも拘らず、生体試料解析のスループットは飛躍的に向上されている。【０００５】  しかし、このように構成された電気泳動用基板においては、高スループット化を意図したマルチチャネルに伴うチャネルの微細化（マイクロ化、ナノチャネル化）は、試薬、検体の更なる微量化と相まって、光信号の相対的な感度低下（シグナル／ノイズ比の低下）の問題を顕在化させる恐れが生じている。このような問題発生を回避していくためには、光信号それ自体を直接に増幅する光電子増倍管やロックインアンプ等を用いることが考えられるが、処理システムが複雑化するという欠点がある。さらにマイクロチップ電気泳動用バッファーとしては、ポリマー溶液等が汎用されているが、既存のポリマー溶液には、セルロース誘導体等が用いられ、そのセルロースとしては合成セルロースや植物セルロースを由来としている。既存の方法では、小さいサイズのＤＮＡ断片分離には高粘度のポリマー溶液を用い、マイクロチャンネルへの泳動液の注入が困難（１〜２分）、サンプルのマイクロチャンネルへの導入時間がかかる（１〜２分）、温度コントロールが難しい、再現性が劣る等の問題点があり、１サンプルあたりの分離時間は１８０秒で分析時間のトータルは注入時間を含めると４〜６分であった。【０００６】  また、大きいサイズのＤＮＡ断片には、小さいサイズとは異なった濃度（粘度）のポリマー溶液を用いなければならないのが現状である。市販のマイクロチップ電気泳動用キットでは、低ＤＮＡ用と高ＤＮＡ用（あるいは中ＤＮＡ用）というように２から３種類のキットを販売しており、測定する検体のＤＮＡサイズに合わせてそれにあったキットを購入して分離を行わなければならない。【０００７】  大きいサイズのＤＮＡ断片分離用のキットは一般にポリマー濃度は低く、粘度は低いが、これを小さいサイズのＤＮＡ断片の分離に用いた場合には分離度は著しく低下した。従来のポリ���ー溶液としてＨＰＭＣ−４０００（２％溶液で４０００ｃＰのもの）であるが、近年、低粘度のポリマー溶液  ＨＰＭＣ−５０（２％溶液で５０ｃＰ）のものがマイクロチップ用バッファーとして研究されている。しかし、これは単独では分離度が必ずしも良好ではなく、また１０ｂｐ−１５ｋｂｐという幅広いサイズの分離は不可能であった。【０００８】  したがって、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の低下の抜本的解決と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での分析の実現が必要とされている。
【特許文献１】特開２００１−４００６４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  上述の従来の電気泳動用基板においては、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の低下の抜本的解決と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での分析の実現が課題であった。【００１０】  すなわち、高スループット化を意図したマルチチャネルに伴うチャネルの微細化（マイクロ化、ナノチャネル化）は、試薬、検体の更なる微量化と相まって、光信号の相対的な感度低下（シグナル／ノイズ比の低下）の問題を顕在化させる恐れが生じている。このような問題発生を回避していくためには、光信号それ自体を直接に増幅する光電子増倍管やロックインアンプ等を用いることが考えられるが、処理システムが複雑化するという欠点がある。さらにマイクロチップ電気泳動用バッファーとしては、ポリマー溶液等が汎用されているが、既存のポリマー溶液には、セルロース誘導体等が用いられ、そのセルロースとしては合成セルロースや植物セルロースを由来としている。既存の方法では、小さいサイズのＤＮＡ断片分離には高粘度のポリマー溶液を用い、マイクロチャンネルへの泳動液の注入が困難（１〜２分）、サンプルのマイクロチャンネルへの導入時間がかかる（１〜２分）、温度コントロールが難しい、再現性が劣る等の問題点があり、１サンプルあたりの分離時間は１８０秒で分析時間のトータルは注入時間を含めると４〜６分であった。【００１１】  また、大きいサイズのＤＮＡ断片には、小さいサイズとは異なった濃度（粘度）のポリマー溶液を用いなければならないのが現状である。市販のマイクロチップ電気泳動用キットでは、低ＤＮＡ用と高ＤＮＡ用（あるいは中ＤＮＡ用）というように２から３種類のキットを販売しており、測定する検体のＤＮＡサイズに合わせてそれにあったキットを購入して分離を行わなければならない。【００１２】  大きいサイズのＤＮＡ断片分離用のキットは一般にポリマー濃度は低く、粘度は低いが、これを小さいサイズのＤＮＡ断片の分離に用いた場合には分離度は著しく低下した。従来のポリマー溶液としてＨＰＭＣ−４０００（２％溶液で４０００ｃＰのもの）であるが、近年、低粘度のポリマー溶液  ＨＰＭＣ−５０（２％溶液で５０ｃＰ）のものがマイクロチップ用バッファーとして研究されている。しかし、これは単独では分離度が必ずしも良好ではなく、また１０ｂｐ−１５ｋｂｐという幅広いサイズの分離は不可能であった。【００１３】  したがって、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の低下の抜本的解決と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での分析の実現が必要とされている。【００１４】  本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での分析を提供することのできる電気泳動用基板、生体検査試料分析装置及びその方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  上記目的を達成するため、本発明の電気泳動用基板においては、請求項１記載の発明では、光透過機能を有するマイクロチップ基板と、このマイクロチップ基板に貫通して設けられ生体検査物質を注入する試料注入手段と、この試料注入手段に連結し前記マイクロチップ基板の一方の表面に設けられた試料移送手段と、この試料移送手段の他端に連結し前記マイクロチップ基板に貫通して設けられた試料貯留手段と、前記試料注入手段、試料移送手段及び試料貯留手段を被覆し前記マイクロチップ基板に固着して設けられた光透過機能を有する被覆手段と、この被覆手段が設けられたマイクロチップ基板の他方の表面に固着して設けられた光散乱機能を有する光散乱手段と、を有することを特徴とするものである。【００１６】  上記構成の電気泳動用基板においては、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら高速かつ高感度での生体検査試料分析を行うことができる。【００１７】  また、請求項２記載の発明では、前記試料注入手段、試料移送手段及び試料貯留手段に充填された電気泳動緩衝液を有することを特徴とするものである。
上記構成の電気泳動用基板においては、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での生体検査試料分析を行うことができる。【００１８】  また、請求項３記載の発明では、前記電気泳動緩衝液に光透過機能を有し入射光の光散乱を促進するナノ構造体が添加されてなることを特徴とするものである。
上記構成の電気泳動用基板においては、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での生体検査試料分析を行うことができる。【００１９】    また、請求項３０記載の生体検査試料分析装置では、マイクロチップ基板と、このマイクロチップ基板に設けられた試料移送手段と、この試料移送手段に内蔵された電気泳動緩衝液と、この電気泳動緩衝液に生体検査物質を含入する試料取扱手段と、この生体検査物質を含入する電気泳動緩衝液を荷電する荷電手段と、この荷電手段により荷電されて電気泳動緩衝液中を移動する生体検査物質に光を入射する光入射手段と、この入射した光により生体検査物質から発光した蛍光を検出する試料発光検出手段と、を有することを特徴とするものである。【００２０】  上記構成の生体検査試料分析装置においては、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での生体検査試料分析装置を提供することができる。【００２１】  また、請求項３５記載の生体検査試料分析方法では、マイクロチップ基板に試料を移送する手段を設ける試料移送手段設置ステップと、この試料移送手段に電気泳動緩衝液を注入する電気泳動緩衝液注入ステップと、この注入された電気泳動緩衝液に生体検査物質を含入させる試料含入ステップと、この生体検査物質を含入した電気泳動緩衝液を荷電する荷電ステップと、この荷電されて電気泳動緩衝液中を生体検査物質が移動する試料移動ステップと、この移動中の生体検査物質に光を入射する光入射ステップと、この入射した光により生体検査物質から発光した光を検出する試料発光検出ステップを有することを特徴とするものである。【００２２】  上記構成の生体検査試料分析方法においては、マイクロ化、マルチチャネル化に伴う光信号感度の高度化と分析システムに対する負荷の増大とを回避しながら、かつ電気泳動緩衝液の粘度改善を行い、遺伝子増幅の短縮化と併せて、高速かつ高感度での分析方法を提供することができる。【００２３】  このように、上記目的を達成するため、本発明の一つは、石英等の無機材料基板あるいはポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート等の有機材料基板にマイクロメーターあるいはナノメーターオーダーのチャネルを形成したものであり、このチャネルへの試料注入孔、電気泳動を行うための電極が形成されたマイクロチップ型電気泳動あるいは同時多チャンネル検出可能なマルチチャネル型電気泳動等に関するものであって、生体試料から発せられる個別発光強度を上げてシグナル／ノイズ比そのものを向上させ、かつ電気泳動緩衝液の粘度の最適化により、幅広い分子量を有する生体関連物質の高感度・高分解能を実現することができるマイクロチップを提供するものである。【００２４】  上記マイクロチップにおいては、レーザあるいはＬＥＤ等の励起光源により発光、フォトダイオードやフォトトランジスター、冷却ＣＣＤ、フォトマル等の受光素子により検出可能となるようにＤＮ���断片等の生体関連物質があらかじめ蛍光試薬により修飾されているか、あるいは電気泳動緩衝溶液に蛍光試薬が添加されていることが好ましい。【００２５】  また、電気泳動緩衝溶液中に管状あるは網目状ナノ構造の光透過が可能でかつ光散乱を促進し、低粘度かつ一定濃度で幅広い分子量の試料を分離できる媒体が添加され、これを充填されたチャネル中で、このチャネルの両端に取り付けた電極に電圧を印加することで、電気泳動法によるＤＮＡ断片等の生体関連物質を分離泳動させ、さらに泳動分離されたＤＮＡ断片等の生体関連物質を励起光源により発光、上記光散乱促進媒体により、高感度、高分解能で幅広い分子量を有する試料について光増幅・検出が行えることが好ましい。【００２６】  更に、レーザあるいはＬＥＤ等の励起光源により発光、フォトダイオードやフォトトランジスター、冷却ＣＣＤ、フォトマル等の受光素子により検出可能となるようにＤＮＡ断片等の生体関連物質があらかじめ蛍光試薬により修飾されているか、あるいは電気泳動緩衝溶液に蛍光試薬が添加されており、この電気泳動緩衝液が充填されたチャネルのレーザ光入射面と反対側に光散乱能を有する構造体が形成されており、チャネルの両端に取り付けた電極に電圧を印加することで、電気泳動法によるＤＮＡ断片等の生体関連物質を分離泳動させ、さらに泳動分離されたＤＮＡ断片等の生体関連物質を励起光源により発光、上記光回折格子により光増幅・検出が行えることが好ましい。
更にまた、前記光散乱構造体にレーザ光入射面反対側に光反射板を取り付けることにより、光増幅機能をさらに効果的に促進させ、ＤＮＡ断片等の生体関連物質からの発光・検出を行えることが好ましい。【００２７】  また、本発明のもう一つは、光散乱機能を有する光回折格子に相当、機能する溝構造と光反射板とを構造的特徴とする構造体、例えばＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｋ）、通称コンパクトディスク，ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｋ）、通称デジタルビデオディスクなどのディスク状光記録媒体に前記チャネルを形成することによっても、前記マイクロチップと同様な光増幅機能をさらに効果的に促進させ、ＤＮＡ断片等の生体関連物質からの発光・検出を行える試料分析装置を提供することである。
【発明の効果】
【００２８】  以上説明したように、本発明によれば、光散乱機能による光増幅効果を有する生体関連物質試料電気泳動分離検出用チャネルを形成されたマイクロチップは、従来の電気泳動分離検出用チャネルのみのマイクロチップに比べて、極めて効率よく発光素子からの励起光を検体試料に照射することができるために、試料から大きな発光強度を得ることができ、高感度の生体関連物質の分離泳動検出が可能である。したがって、少量の生体検査物質を高速で検出することも可能である。
また、上記光散乱機能を有する光ディスクを利用することにより、同様の効果を得ることができる。
さらにまた、管状あるいは網目状ナノ構造体を電気泳動緩衝液に添加することによって、幅広い分子量の試料を高速かつ高分解能で電気泳動分離検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】  以下、発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。【００３０】  以下、本発明に係る電気泳動用基板について、図１乃至４を参照して説明する。
まず、本発明は、光透過機能を有するマイクロチップ基板１と、このマイクロチップ基板１に貫通して設けられ生体検査物質等を注入する試料注入手段である試料注入口４ａから形成される。この試料注入口４ａには、マイクロチップ基板１の一方の表面に設けられた試料移送手段である試料移送用チャンネル２が連結されている。この試料移送チャンネル２は、他端にマイクロチップ基板１に貫通して設けられた試料貯留手段である試料貯留口４ｂが連結されている。また、マイクロチップ基板１には、このマイクロチップ基板１に貫通して設けられ電気泳動緩衝液１３や生体検査物質を注入する試料注入手段である電気泳動緩衝液注入口５ａから形成される。この電気泳動緩衝液注入口５ａには、マイクロチップ基板１の一方の表面に設けられた試料移送手段である試料電気泳動緩衝液分離用チャンネル３が連結されている。この試料電気泳動緩衝液分離用チャンネル３には、他端にマイクロチップ基板１に貫通して設けられた試料貯留手段である電気泳動緩衝液貯留穴５ｂが連結されている。【００３１】  前記試料注入口４ａ、試料移送用チャンネル２、試料貯留口４ｂ、電気泳動緩衝液注入口５ａ、試料電気泳動緩衝液分離用チャンネル３及び電気泳動緩衝液貯留穴５ｂを被覆し前記マイクロチップ基板１に固着して設けられた光透過機能を有する被覆手段であるチャンネル被覆フィルム６が設けられている。このチャンネル被覆フィルム６が設けられたマイクロチップ基板１の他方に光散乱機能を有する光散乱手段である光透過性光散乱板８が固着して設けられている。【００３２】  また、この試料注入口４ａ、試料移送用チャンネル２、試料貯留口４ｂ、電気泳動緩衝液注入口５ａ、試料電気泳動緩衝液分離用チャンネル３及び電気泳動緩衝液貯留穴５ｂには電気泳動緩衝液１３が充填されている。
次に、図３，４を用いて、本発明で使用されるマイクロチップ基板である電気泳動用マイクロチップ１について説明する。ここで言う電気泳動用マイクロチップ１とは、文献等（Ｃｈａｏ−Ｘｕａｎ  Ｚｈａｎｇ  ａｎｄ  Ａｎｄｒｅａｓ  Ｍａｎｚ，“Ｎａｒｒｏｗ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｎｊｅｃｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｅｌｅｌｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ”，Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．７３  ２６５６−２６６２（２００１））で公知である十字型電気泳動チャネルのように、短めの試料移送用チャネル２と長めの試料電気泳動分離用チャネル３とが、それぞれ端部に試料及び電気泳動用緩衝液注入口４ａ、５ａ、試料及び電気泳動用緩衝液貯留穴４ｂ、５ｂを形成して、分離用経路の途中で交差して連結するようにマイクロチップ基板である基板１に形成されている。ここで基板１とは、光透過性と電気的な絶縁性を有していればよく、無機物であれば石英、ガラス、有機物であればポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、ポリエンチレンテレフタレートに代表されるが、上記性質を有していれば、これ以外の物質であってもかまわない。前記チャネル２，３の幅と深さは、チャネル全体に試料や電気泳動緩衝液を十分に吸い込み充填することができるような毛管現象を発現する幅と深さがあればよく、チャネル全体にわたって均一な幅と深さとを有することが好ましい。具体的には、幅：２０〜３００μｍ、深さ：１０〜２００μｍが好ましく、幅：５０〜１５０μｍ、深さ：２０〜４０μｍがより好ましい。【００３３】  また、前記チャネルの長さは、試料移送用チャネルを形成するものにあっては、適当量の試料を容易に移送できればよく、通常、２〜３０ｍｍが好ましく、３〜５ｍｍがより好ましい。
また試料電気泳動分離用チャネルは、電気泳動によって十分な分離が行える長さがあればよく、通常、１０〜１００ｍｍが好ましく、１５〜５０ｍｍがより好ましい。【００３４】  そして、前記チャネル２，３の両端に形成される試料あるいは電気泳動緩衝液の注入口４ａ、５ａ、貯留用の穴４ｂ、５ｂの大きさ（直径）は、マイクロピペット等の注入器具によって試料や電気泳動緩衝液を注入することができ、かつ液溜めの機能を有するような大きさであればよく、具体的には直径１〜５ｍｍの大きさがあればよい。また、その深さは、前記チャネル２，３と等しい深さを有していることが好ましい。チャネル形成部分はチャネルカバー６により覆われ、試料あるいは電気泳動緩衝液注入口４ａ、５ａ、貯留用の穴４ｂ、５ｂで開放されている以外は、密閉された状態となっている。ここで、チャネルカバー６は、入射光と、試料からの放射光検出位置７より得られる放射光に対して十分な光透過性を有していれば良く、ポリスチレン等の有機性樹脂、あるいはガラス等無機物であっても構わない。【００３５】  図１、２は、本発明の一つである光透過性を有しかつ光散乱能を有する板状物質８を、図３、４で示した電気泳動用マイクロチップ１の入射光に対向する面に形成したものである。ここでいう光透過性を有し、かつ光散乱能を有する板状物質とは、光透過性を有する物質、例えば、ガラス、プラスチック等、材質を問わず、光透過性を有した材料でできており、表面もしくは裏面、またはその両方にマイクロメーターからサブマイクロメーターの突起を連続して、かつ全面に有していればよく、機能として光回折格子もその一部に含まれるが、その突起の周期性は特に問わない。【００３６】  図５、６は、本発明の実施形態のひとつである光散乱能を有する構造体９を、図３，４で示した電気泳動用マイクロチップ１の入射光に対向する面に直接形成したものである。ここでいう光散乱能を有する構造体とは、マイクロメーターからサブマイクロメーターの突起を連続して、かつ全面に形成しておればよく、機能として光回折格子も含まれるが、その突起の周期性は特に問わない。【００３７】  図７、８は、本発明の一つで、図１、２で示した電気泳動用マイクロチップの入射光と対向する面に取り付けられた光透過性を有しかつ光散乱能を有する板状物質８の上に光反射板１０を取り付けたものである。ここでいう光反射板１０とは、光を全反射する機能を有して入ればよく、金属フィルムあるいは有機フィルムに金属薄膜が蒸着されたようなものであっても良い。【００３８】  図９、１０は、本発明の一つで、図７，８で示した電気泳動用マイクロチップの入射光と対向する面に形成された光散乱能を有する構造体の上に光反射板１０を取り付けたものである。ここでいう光反射板１０とは、光を全反射する機能を有して入ればよく、図７，８で示した実施例と同様、金属フィルムあるいは有機フィルムに金属薄膜が蒸着されたようなものであっても良い。【００３９】  図１１、１２は、本発明のひとつで、図７，８で示した電気泳動用マイクロチップの入射光と対向する面に形成された光散乱能を有する構造体に直接光反射機能を有する金属薄膜９ａを形成したものである。ここで金属薄膜９ａの形成は、電気泳動用マイクロチップの基板１に変形等の異常を起こさないものであれば、スパッタリング、蒸着等の方法が可能である。【００４０】  図１３、１４は、本発明の一つで、光ディスク基板１１のトラック形成面と反対側の面に、図３、４に示したような、試料移送用チャネル２、電気泳動用チャネル３、それぞれ端部に試料及び電気泳動緩衝液注入口４ａ、５ａ、試料及び電気泳動用緩衝液貯留穴４ｂ、５ｂを形成して、分離用経路の途中で交差して連結するように形成されている。光ディスク基板のトラックが有する光回折による光散乱能を利用し、さらに図９，１０あるいは図１１、１２で示したようなマイクロチップと相当する光散乱と光反射の機能を付与するために光ディスク基板のトラック形成面上に電気泳動用チャネルを覆うように光反射板が形成されている。ここで光ディスク基板とは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを製造するために、金型等を使用して射出成型されたポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートやポリオレフィンなどの有機高分子材料やガラス等の無機材料のディスクをさし、光ディスクの記録および読み出しの機能のために、光回折格子と同様に機能を有するピットあるいは溝が形成されている。この光ディスクのピットあるいは溝が光回折格子として機能することは、既に論文発表等で知られている（Ｐｈｉｌｉｐ  Ｈ．Ｂｕｃｋｂａｕｍ，“Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｄｒｉｖｅｎ  ｔｏ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ”，Ｎａｔｕｒｅ，４１３［１３］２００１）。規格化された市販所謂光ディスクにはトラックの上に光反射層が形成されているので、市販光ディスクを、直接、図１５，１６で示したような構造に加工して使用しても構わない。ここで光回折格子として機能するピットあるいは溝構造と光反射板とを有するディスク状光記録媒体とは、ＩＳＯ／ＩＥＣ（ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）１０１４９に準拠したＣＤ−ＲＯＭ、ＩＥＣ９０８に準拠した音楽ＣＤ、ＪＩＳ（Ｊａｐａｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ；日本工業規格）Ｓ８６０５／ＩＥＣ９０８に準拠したＣＤ−Ｒ、ＪＴＳ  Ｘ  ６２４１，ＪＩＳ  Ｘ  ６２４２に準拠したＤＶＤ−ＲＯＭ、ＪＩＳ  Ｘ  ６２４５に準拠したＤＶＤ−Ｒ、ブルーレイディスクフォーマットバージョン１．０に準拠したブルーレイディスク等の規格化が終了した所謂光ディスク全てを指す。【００４１】  なお、本発明の電気泳動マイクロチップあるいは電気泳動用チャネルを形成した光ディスクを用いて生体関連物質試料の電気泳動分離を行う際にチャネル内に充填される電気泳動緩衝液とは、メチルセルロースおよびハイドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ハイドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、ハイドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）などのセルロース誘導体、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、アガロース、アクリルアミド誘導体のポリマー溶液を指す。上記ポリマーの希釈には、水、トリス−グリシンバッファートリス−ホウ酸バッファー、トリス−塩酸バッファ���、トリス−トリシンバッファー、トリス−リン酸−水酸化ナトリウムバッファー、トリス−ホウ酸−ＥＤＴＡバッファー等、一般に高分子化合物の電気泳動用緩衝液として使用される緩衝液があげられる。希釈用の水または緩衝バッファーを調整するための水または超純水、超脱イオン水、ＭｉｌｌｉＱ水等、通常電気泳動に使用される水が使用されるが、ＭｉｌｌｉＱ水が特に好ましい。被検高分子化合物がタンパク質やペプチドである場合、前記ポリマー及び緩衝液に加えて、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）やペプチドの場合、ＴｒｉｔｏｎＸ−１００、ε−アミノカプロン酸、３−（Ｃ３−コラミドプロピル）−ジメチルアミノ）−１−プロパン、ＣＨＡＰＳ、６〜８Ｍ尿素、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）、ヘキシルトリメチルアンモニュウムブロマイド（ＨＴＡＢ）等を添加することができる。上記、緩衝液の電気泳動用バッファーのｐＨは、好適な電気泳動と正常なピーク分離の観点から、披検高分子化合物がタンパク質の場合、２〜９が好ましく、６．８〜９．６がより好ましい。被検高分子化合物がペプチドの場合、２〜１１が好ましく、２．５〜３．１がより好ましい。被検高分子が核酸の場合、好適な電気泳動と正常なピークの観点から、６．８〜９．２が好ましく、７．５〜８．５がより好ましい。【００４２】  次に、電気泳動緩衝液１３に添加する光透過機能を有し入射光の光散乱を促進する管状、バスケット状又は棒状で、さらに単層、複層又は網目状の構造を有するナノ構造体について説明する。
網目状ナノ構造体は、ナノサイズの網目状ネットワークを有する構造体であり、微細繊維状セルロース、所謂、バクテリアセルロース、溶融紡糸よりなるデンプン繊維ないしはデンプン変性繊維、電荷誘導紡糸法（エレクトロスピニング）によって製造される微細繊維状高分子、プラズマ重合フィルムネットワーク等があげられ、いずれであってもよい。
ナノサイズの網目構造体は、１ｎｍ〜５００ｎｍの太さ、１ｎｍ〜５μｍの間隙よりなる。また、管状、バスケット状又は棒状ナノ構造体として、単層および多層カーボンナノチューブがあげられる。【００４３】  図１５には、本発明の電気泳動緩衝液に添加されるバクテリアセルロースの透過型電子顕微鏡の写真が示されている。ここでいうバクテリアセルロースとは、バクテリアセルロースを産生する能力を有するセルロース生産菌によって産生されたセルロースであって、繊維の幅が１０〜１００ｎｍの繊維がランダムに絡み合った３次元的網目構造を形成しているものであり、０．１〜１μｍの間隙からなる。
セルロース生産菌の種類は、例えば、アセトバクター・キシリナム・サブスピーシーズ・シュクロファーメンタンス（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｍ  ｓｕｂｓｐ．ｓｕｃｒｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）、アセトバクター・キシリナム（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｍ）ＡＴＣＣ２３７６８、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ２３７６９、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ１４８５１、アセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ１１１４２及びアセトバクター・キシリナムＡＴＣＣ１０８２１等の酢酸菌、その他にアグロバクテリウム属、リゾビウム属、サルシナ属、シュードモナス属、アクロモバクター属、アルカリゲネス属、アエロバクター属、及びズーグレア属に属する菌等があるが、セルロースを生産する能力のあるものであれば、菌の種類はいずれであってもよい。また変異処理によって形態が変化した変異株であってもよい。変異の方法は、例えばＮＴＧ（ニトロソグアニジン）、放射線照射等によっても得ることができる。変異処理によって形態が変化したバクテリアセルロースとしては、例えば、グルコンアセトバクターキシリナス・サブスピーシーズ・シュクロファーメンタンス（Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｓｓｕｂｓｐ．ｓｕｃｒｏｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ）ＡＴＣＣ７００１７８がある。培養する菌の種類により、副生多糖の種類と量、たとえばビンガム性多糖、水溶性多糖等の副生物と量が異なるが、精製過程で除去されるので特に限定されるものではない。【００４４】  培養方法には静置、振とう培養、通気攪拌培養等があるが、培養形態にはよらずいずれの培養方法であってもよい。攪拌手段としては、例えばインペラー、エアリフト発酵槽、発酵ブロスのポンプ駆動循環、及びこれらの手段の組み合わせ等を使用することができる。培養操作法としは、いわゆる回分発酵法、流加回分発酵法、反復回分発酵法及び連続発酵法等がある。前記通気攪拌培養を行うための槽としては、例えば、ジャーファーメンター及びタンク等の攪拌槽が使用可能であるがこの限りではない。
培養のための培地成分の種類、培地中の各成分の組成割合及び培地に対する菌体の接種等、およびｐＨ値、温度等は、それぞれの生産菌に適した条件のものが選ばれる。その他の培養条件は、培養系の条件に合わせて当業者が適宜選択されよう。【００４５】  培養後の産生されたバクテリアセルロースの洗浄方法は、例えば、０．１規定ＮａＯＨに縣濁し、８０℃で２０分間加熱することにより溶菌し、溶菌後蒸留水で洗浄し、さらに８倍量の蒸留水で８０℃２０分間加熱し、同様の洗浄を３回行うことによってバクテリアセルロースの精製が達成され得る。
産生されたセルロースの平均重合度（平均分子量）や重合度分布は特に限定されない。ＷＯ９６／３３２２２記載の、ポリスチレン換算の重量平均重合度が１．６×１０４以上、乃至、２．０×１０４以上の高重合度バクテリアセルロースであってもよい。【００４６】  本発明に使用のバクテリアセルロース性物質は、部分的修飾等を受けたセルロース誘導体であってもよい。
セルロース誘導体としては、種々のセルロースエーテル、セルロースエステル、不飽和セルロース、無水セルロース、デオキシセルロース、酸化セルロース、アルカリセルロース、セロハン、ビスコースレーヨン、セルロースグラフト共重合体、生物活性セルロース誘導体をはじめとする以下の誘導体があげられる。硫酸セルロース、リン酸セルロース、プロピオネート、ブチレート、バレレート、カプロエート、ヘプチレート、カプリレート、ラウリート、ミリステート、パルミテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、アセテート／メタクリレート、アセテート／マレート、プロピオネート／クロトネート、アセテート／Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノアセテート、プロピオネート／モリホリノブチレート、不飽和カルボン酸との混合エステル、アミノデオキシセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ジエチルアミノエチルセルロース、ヒドロキシプロピル／メチルセルロースフタレート、ヒドロキシエチルヒドロキシプロピルセルロース、セルロースカーバメイト、アミノデオキシセルロース、ハロデオキシセルロース、カチオン性セルロースエーテル、カルボン酸含有酸化セルロース、カルボキシル基含有酸化セルロース、２，４−ジクロロ−６−（３′，６′，８′−トリスルホ−１′−ナフチルアミノ）−シントリアジン含有ポリアクリル酸グラフトセルロース、エチルフェロセンセルロース、クロロノニルアクリレート含有セルロース誘導体、β−ガラクトシダーゼ固定ｐ−アミノカルバニレートセルロース、テトラサイクリン結合セルロースジアゾベンゾエート、２，２′−メチレンビス（３，４，６−トリクロロフェノール）２Ｎａ塩含有誘導体、モルホリン／セルロースエーテル錯体、エタノールアミン−セルロース誘導体、フォスホラスセルロース、β−アミロース固定セルロース誘導体、及びその他のセルロース誘導体（（株）シーエムシー「機能性セルロースの開発」ｐ．５０〜１１１（１９８５）に記載）が含まれる。バクテリアセルロース誘導体の製造方法は、例えば、特開平０９−１５７３０１、特開平０９−１５７３０２、特開平０９−１５７３０３、特開平０９−１５７３０４、特開平０９−１５７３０５記載の方法等であってもよく、適宜使用され得る。置換度は２．５以下、好ましくは２以下、より好ましくは１以下である。また、酸またはアルカリ加水分解処理を受けたものであってもよい。酸、アルカリ濃度、ｐＨ、時間及び温度等の条件は、当業者によって適宜選択され得る。【００４７】  本発明に使用のバクテリアセルロース性物質は、離解処理を受けることによって、より効果が達成され得る。離解処理は、バクテリアセルロースまたはその誘導体に機械的外力をかけることによって達成される。ここでいう機械的外力とは、例えば、引っ張り、曲げ、圧縮、ねじり、衝撃及びせん断等の応力が挙げられるが、衝撃及びせん断応力が主体である。実際にこれら機械的外力をバクテリアセルロースに与える場合は、例えば、湿式・乾式粉砕機、ミキサー、ポリトロン又は超音波発振機等を使用することで達成できる。本発明の離解処理は、バクテリアセルロースに一定の負荷（機械的外力）を与えることができれば、上記具体例以外のいかなる方法でも行ない得る。バクテリアセルロースが、縣濁液の状態に於いて、最終濃度が約１重量％の濃度になるような濃度で離解処理を行うと、離解効果が円滑に達成される。【００４８】  離解時間は、使用する装置により適宜選択されるが、離解物のサイズを顕微鏡で確認することあるいは、光散乱測定機等により、品質管理され得る。離解物のサイズは、電気泳動分離の際の生体試料のピークの分離度の観点から、平均粒径が０．１〜１０マイクロメートルが好ましく、０．５〜３マイクロメートルがより好ましく、さらには、０．８〜１．２マイクロメートルが、より好ましい。その他の離解処理条件は当業者が適宜選択することが出来る。
離解物作製用の水は超純水、超脱イオン水、ＭｉｌｌｉＱ水等、通常電気泳動に使用される水が使用されるが、ＭｉｌｌｉＱ水が特に好ましい。【００４９】  本発明に使用のバクテリアセルロース物質は、既存の電気泳動緩衝液に適宜添加して用いることができる。既存の電気泳動緩衝液としては、前記記載のメチルセルロース、ハイドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ハイドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）ハイドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）などのセルロース誘導体、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルアミド、アガロース、アクリルアミド誘導体などのポリマー溶液を指す。上記ポリマーの希釈には、水、トリス−グリシンバッファートリス−ホウ酸バッファー、トリス−塩酸バッファー、トリス−トリシンバッファー、トリス−リン酸−水酸化ナトリウムバッファー、トリス−ホウ酸−ＥＤＴＡバッファー等、一般に高分子化合物の電気泳動用緩衝液として使用される緩衝液があげられる。
バクテリアセルロースの添加量は、電気泳動分離の際の生体試料のピーク分離度の観点および入射光の光透過の低下を最小限に押さえる観点から、最終濃度（重量％）が０．２〜１．５％が好ましく、０．３〜１．０％がより好ましく、さらに、０．４〜０．７％がより好ましい。これは例えば、１％濃度のバクテリアセルロースの離解物の縣濁液またはバクテリアセルロース誘導体の離解物の縣濁液を、既存の泳動緩衝液に１：１の割合、あるいは２：１、あるいは６：４の割合、４：６の割合、３対７の割合、あるいは２：８の割合等、適宜添加することによって達成され得る。【００５０】  図１６には、本発明の電気泳動緩衝液に添加されるカーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡の写真が示されている。ここで言うカーボンナノチューブとは、主に二重結合を有する炭素の六員環からなるナノメーターオーダーの直径とミクロンオーダーの長さを有する管状あるいは棒状の炭素構造体を指し、単層あるいは複層の立体的構造体であり、単純な管状のものあるいは、五員環と六員環とで形成された球面により終端部が閉じたものであっても良い。また反応合成機構上、その一部が金属担体で修飾されていてもかまわない。また製造法にはよらず、いずれの方法で製造されたものであってもよい。【００５１】  前述の電荷誘導紡糸工程には高分子溶融物（ｍｅｌｔ）、高分子溶液（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）など様々な種類の高分子が適用可能である。電荷誘導紡糸工程に使用可能な高分子には、ポリフッ化ビニリデン（ＦＶＤＦ）、ポリ（フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄ−ｃｏ−ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ））、ポリアクリロニトリル、ポリ（アクリロニトリル−コ−メタクリレート）（ｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−ｃｏ−ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ（塩化ビニリデン−コ−アクリレート）（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅｃｈｌｏｒｉｄｅ−ｃｏ−ａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン１２、ナイロン−４，６などのナイロン系列，アラミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリビニルアルコール、セルロース、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、カルボキシルメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシルエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、セルロースアセタートフタレート、メチルセルロース、エチルセルロース、非結晶セルロース、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル、ポリ（ビス−（２−メトキシ−エトキシエトキシ））ホスファゼン（ＭＥＥＰ））
（ｐｏｌｙ（ｂｉｓ−（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−ｅｔｈｏｘｙｅｔｈｏｘｙ））ｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅ）、ポリエチレンイミド（ＰＥＩ）、ポリ（コハク酸エチレン）、ポリ（硫化エチレン）、ポリ（オキシメチレン−オリゴ−オキシエチレン）（ｐｏｌｙ（ｏｘｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｏｌｉｇｏ−ｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ））、ポリ（酸化プロピレン）、ポリ（酢酸ビニル）、ポリアニリン、（ポリテレフタル酸エチレン）、ポリ（ヒドロキシ酪酸）、ポリ（酸化エチレン）、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒアルロン酸、アルギネート類、カラギーナン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、デンプングリコール酸ナトリウム、キトサン、ポリアクリレート類およびその誘導体、ポリ（アルファーヒドロキシ酸）およびそのコポリマー、ポリ（カプロラクトン）、ポリ（ラクチドーコーグリコリド）、ポリアルファー−アミノ酸）およびその誘導体、ポリ（オルトエステル）、ポリホスファゼン、ポリ（ホスホエステル）、またはポリ無水物、ポリアクリルナイトライル、シリコンオキサイド、ＳＢＳコポリマー、ポリ乳酸、ポリペプチド、タンパク質などのバイオポリマー、コールタールピッチ、石油ピッチなどのピッチ系などの様々な高分子が適用可能であり、これらの共重合体（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）及び混合物（ｂｌｅｎｄ）なども可能である。それだけでなく、上記高分子にエマルジョンや有機、無機物の粉末状を混合して用いることも可能である。尚、溶融紡糸法、電荷誘導紡糸法は当業者によって自在に選択され得る。【００５２】  また、試料成分としては、待に制限されないが、ｄｒｕｇ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，アミノ酸、ペプチド、ＤＮＡ、オリゴヌクレチオド、比較的大きなたんぱく質等の生化学に関連した高分子物質が好ましく例示できる。
本発明に使用される発光形態には、蛍光発光、化学発光、生物発光等を含む。さらにまた、蛍光試薬とは、エチジュウムブロマイド〔５１０／５９５（励起／蛍光波長、以下同様）〕、エチジウムホモダイマー−１（Ｅｔｈｄｉｕｍ  ｈｏｍｏｄｉｍｅｒ−１）〔５２８／６１７〕、アクリジンオレンジ（Ａｃｒｉｄｉｎｅ  Ｏｒａｎｇｅ）〔５０２／５２６〕、チアゾールオレンジ（ＴＯ：Ｔｈｉａｚｏｌｅｏｒａｎｇｅ）〔５０９／５２５〕、ＹＯ−ＰＲＯ−１〔４９１／５０９〕、ＹＯ−ＰＲＯ−３〔６２１／６３１〕、ＴＯ−ＰＲＯ−１〔５１５／５３１〕、ＴＯ−ＰＲＯ−３〔６４２／６６１〕、ＹＯ−ＹＯ−１〔４９１／５０９〕、ＴＯ−ＴＯ−１〔５１４／５３３〕、ＹＯ−ＹＯ−３〔６１２／６３１〕、ＴＯ−ＴＯ−３〔６４２／６６０〕、サイバーグリーンＩ（ＳＹＢＲ  Ｇｒｅｅｎ  Ｉ）〔４９４／５２１〕、ＳＹＢＲ  サイバーグリーン〔２５４／５２０〕、ＳＹＢＲ  Ｇｏｌｄ〔３００、４９５／５３７〕、オリグリーン（ＯｌｉＧｒｅｅｎ）（ｓｓＤＮＡ用）〔５００／５２０〕、リボグリーン（ＲｉｂｏＧｒｅｅｎ）  （ＲＮＡ用）〔５００／５２５〕、ＦＩＴＣ〔４９４／５１９〕、６−ＦＡＭ〔４８８／５３５〕、ＨＥＸ〔５１５／５５９〕Ｃｙ５〔６４９／６７０〕、Ｃｙ３〔５５０／５７０〕等、励起光によって発光するものを指す。これらは装置によって適宜選択され得る。
化学発光（化学ルミネッセンス）とは化学反応を伴う発光で、青紫、青、青緑色の発光であり、化学反応に伴う励起や衝突によって生じるものをさす。生物発光（バイオルミネッセンス）は生物による発光であり、夜光虫、蛍、くらげのＣａ２＋によるエクオーリン発光、ウミシイタケのルシフェリン−ルシフェラーゼによる発光、くらげのグリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ）（３９６ｎｍ励起、５０８ｎｍ蛍光）等がある。発光現象に加えて、本発明ではＵＶ波長光の吸収も利用され得る。
なお、泳動用緩衝液１３として、蛍光試薬エチジウムブロマイドを含むポリマー溶液（日立化成）を用いた。測定試料としてＤＮＡ１００ｂｐと８００ｂｐのｄｓＤＮＡの内部標準試料（日立化成）２ナノグラム／マイクロリットルを１０マイクロリットル用いた。マイクロチップとして図３，４に示したものを用いた。マイクロチップはすべてチャネルの幅０．１ミリメーター、深さ３０マイクロメートル、試料移送用チャネルと電気泳動用チャネルとのクロス位置からのチャネル有効長は、３０ミリメートルである。ＤＮＡの分離、検出装置として、マイクロチップ電気泳動装置（ＳＶ１１００  日立電子）を用い所定の方法により電気泳動に供した。泳動条件は、試料導入電圧として３００Ｖ、１分、分離泳動電圧は戻し泳動電圧として１３０Ｖ、分離電圧として７５０Ｖ  として１８０秒間、泳動分離を行った。励起波長は４７０ナノメートル、蛍光波長は５８０ナノメートルである。結果を図１７に示す。それぞれのピークはそれぞれ、移動時間の速いほうから１００ｂｐと８００ｂｐのｄｓＤＮＡである。これを基準データとして以下、実施例を挙げて本発明の有効性を具体的に説明する。
【実施例１】
【００５３】  厚さ１ｍｍの板状ＰＭＭＡに、熱エンボス法により、深さ０．２０ミクロン、幅１．４ミクロンの溝を１．６ミクロン間隔に形成した光透過性の光回折格子を、光回折格子が形成された面を下にして、図５，６に示したように電気泳動チャネルの上に置き、前記条件にて測定を行った。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図１８に示す。図１７と比較しておよそ１．５倍の蛍光増強を示した。
【実施例２】
【００５４】  図５、６に示されるように前記マイクロチップ電気泳動チャネルのチャネル形成面の反対側の面に熱エンボス法により、先端深さ０．５ミクロン、間隔１．４ミクロンの谷型の溝を連続的に形成し、このマイクロチップを使用して測定を行った。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図１９に示す。図１７と比較しておよそ１，５倍の蛍光増強を示した。
【実施例３】
【００５５】  図７、８で示されるように光回折格子が形成された板状ＰＭＭＡの光回折格子非形成面にスパッタリングにより銀薄膜を成膜し、光反射機能をもたせ、これを光反射面を上側にして電気泳動チャネルの上に置き、前記条件にて測定を行った。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図２０に示す。図１７と比較しておよそ２倍の蛍光増強を示した。
【実施例４】
【００５６】  電気泳動用緩衝液として、光散乱を促進する機能を有するバクテリアセルロースを添加した泳動用緩衝液を用いた。バクテリアセルロース溶液は以下のように調整した。ＡＴＣＣ１０２４５  Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｓ  ｓｕｂｓｐ．ｘｙｌｉｎｕｓ（住商ファーマインターナショナル）を用いた。培養液は、Ｙｅａｓｔ  ｅｘｔｒａｃｔ  ５．０ｇ、  Ｐｅｐｔｏｎｅ  ３．０ｇ、  マンニトール  ２５．０ｇ、  寒天  １５．０ｇ  蒸留水（ミリポア水）１．０リットルを１２１℃  １５分オートクレーブにて滅菌処理した。  ＷＯ９６／３３２２２記載の培養方法に準拠し、９０φシャーレにて静置培養を行った。１週間後の形成ペリクルを蒸留水で洗浄、アルカリ処理、再洗浄後、ステルミル（ＳＭ−１Ｌａｂｏｃａｔ  ＵＳＡ）により、湿潤状態で合計１時間分、離解処理を行った。バクテリアセルロースの含有量は１％であった。これを図１７の比較用実験の際に用いた電気泳動用緩衝液に添加して３０％ｖ／ｖを用い、図１７に示したのと同様にマイクロチップ電気泳動に供した。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図２１に示す。図１７と比較しておよそ１．７倍の蛍光増強を示した。さらに移動時間の短縮を示した。
【実施例５】
【００５７】  泳動用緩衝液として、単層カーボンナノチューブを添加した泳動用緩衝液を用いた。カーボンナノチューブとしてＣａｒｂｏｎ  Ｓｉｎｇｌｅｗａｌｌ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ（ＳＥＳ  ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＴＸ）を用いた。カーボンナノチューブを含む泳動用緩衝液は以下のように作製した。カーボンナノチューブ実施例１の泳動緩衝液を用いて０．４ｗ／ｖ％溶液を作製した。
ボルテックスミキサーで１０秒間強く攪拌したあと、１時間静置し、沈殿物、浮遊物を除去してカーボンナノチューブの均一溶液を得た。濃度は０．１％（ｗ／ｖ）となった。これを泳動用緩衝液として用い、実施例１と同様にマイクロチップ電気泳動に供した。蛍光強度と時間の関係を図２２に示す。図１７と比較しておよそ１．５〜１．７倍の蛍光増加を示した。
【実施例６】
【００５８】  泳動用緩衝液として、多層カーボンナノチューブを添加した泳動用緩衝液を用いた。カーボンナノチューブとして、Ｃａｒｂｏｎ  Ｍｕｌｔｉｗａｌｌ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ（ＳＥＳ  ｒｅｓｅａｒｃｈ  ＴＸ）を用いた。カーボンナノチューブを含む泳動用緩衝液、実施例３に準拠して作製した。これを用いた結果の蛍光強度と時間の関係を図２３に示す。図１７と比較して、およそ１．７倍の蛍光増強を示した。
【実施例７】
【００５９】  実施例２で示した光回折格子非形成面にスパッタリングにより銀薄膜を成膜し、光反射機能をもたせた板状ＰＭＭＡの光反射面を上側にして置いたマイクロチップで、実施例４のバクテリアセルロース添加電気泳動緩衝液を用いて測定を行った。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図２４に示す。図１７と比較しておよそ４倍弱の蛍光強度の増加を示した。
【実施例８】
【００６０】  図１１、１２に示されるようなチャネル形成面の反対側の面に熱エンボス法により谷型の溝を連続的に形成したマイクロチップの谷型溝の形成面にスパッタリングにより銀薄膜を成膜し、光反射機能をもたせたマイクロチップに実施例５の単層カーボンナノチューブ添加電気泳動緩衝液を用いて測定を行った。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図２５に示す。図１７と比較しておよそ４倍強の蛍光強度の増加を示した。
【実施例９】
【００６１】  ポリカーボネートの射出成型により作製されたＣＤ−Ｒディスク基板（記録層、反射層、トップコート樹脂を含まず）に、図１、２に示したマイクロチップで形成されているのと同様の両端に基板を貫通した試料注入口と試料貯留溜とを有する電気泳動チャネル、試料移送用チャネルを、貫通穴は機械ドリルで、電気泳動用チャネルと試料移送用チャネルとは熱エンボス加工により形成した。チャネル形成面にポリスチレン製のチャネル被覆カバーを接着、トラック形成面に厚さ０．０５ミリメートルの白金箔を貼り付け、図１１、１２で示したような構造体を作製した。この構造体が形成されたＣＤ−Ｒディスク基板から図１、２に示したマイクロチップと同寸法の基板を切り出し実験に供した。エレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図２６に示す。図１７と比較しておよそ２倍の蛍光強度の増加を示した。
【実施例１０】
【００６２】  実施例９において使用したＣＤ−Ｒディスク基板を利用して作製されたマイクロチップに実施例５と同じ条件で単層カーボンナノチューブを電気泳動緩衝液中に添加して、得られたエレクトロフェログラム（蛍光強度と時間の関係）を図２７に示す。図１７と比較しておよそ６倍強の蛍光強度の増加を示した。
以下、本発明において、バクテリアセルロースナノ構造体を電気泳動用緩衝液に添加することによって、低濃度の電気泳動緩衝溶液において、多様な分子量を持つ試料について高分解能が実現できるという機能について具体的に実施例をあげて説明する。測定条件、機器等については実施例１から１０までと同じであるが、電気泳動用試料としては、様々な分子量の試料を適時使用した。
【実施例１１】
【００６３】  図２８に電気泳動用泳動液として、市販の０．７％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを用い１０ｂｐＤＮＡラダー（インビトロジェン）０．５マイクログラム／マイクロリットル試料を１０マイクロリットルを電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。１００ｂｐ以下の分離が達成されず、１００ｂｐ以上の分離度も低下した。
図２９に０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液に３０ナノメーターサイズのメッシュ構造をもつバクテリアセルロース溶液を添加し最終濃度０．３％（乾燥重量パーセント）の泳動液をマイクロチップ（日立化成  ｉ−ｃｈｉｐ３）に泳動液として充填し、１０ｂｐ  ＤＮＡラダー（インビトロジェン）０．５マイクログラム／マイクロリットル試料を１０マイクロリットルをマイクロチップ電気泳動装置（日立電子ＳＶ１１００）で電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。図９と比較して１０から３３０ｂｐまでのピークが良好に分離された。
【実施例１２】
【００６４】図３０に、市販の０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として、２−Ｌｏｇ  ＤＮＡ  Ｌａｄｄｅｒ（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。５００／５１７のピークの分離は達成されなかった。さらに０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースのみの場合には１ｋｂｐ以上の分離度が低下した。
図３１に図２９と同様に０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．３％（乾燥重量パーセント）バクテリアセルロース溶液を泳動液として、φ×１７４−ＨｉｎｃＩＩ  ｄｉｇｅｓｔ  （宝酒造株式会社）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットル泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。２９１／２９７間の６ｂｐの差が分離度１．５で十分分離されている。
【実施例１３】
【００６５】  図３２に、市販の０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として、２−Ｌｏｇ  ＤＮＡ  Ｌａｄｄｅｒ（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。５００／５１７のピークの分離は達成されなかった。さらに０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースのみの場合には１ｋｂｐ以上の分離度が低下した。
これに対し図３３に示すように０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．３％（乾燥重量パーセント）バクテリアセルロース溶液を泳動液として、２−Ｌｏｇ  ＤＮＡラダー（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。１００ｂｐから８ｋｂｐまでの分離が達成された。
【実施例１４】
【００６６】  図３４に、市販の０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として、１００−１５ｋｂｐＤＮＡラダー（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。
これに対し、図３５は０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．３％（乾燥重量パーセント）バクテリアセルロース溶液を泳動液として、１００−１５ｋｂｐＤＮＡラダー（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。１５ｋｂｐまでの分離が達成された。
以下、本発明において、カーボンナノチューブ構造体を電気泳動用緩衝液に添加することによって、高速、高分解能の電気泳動分離が幅広い分子量試料において実現できるという機能について具体的に実施例をあげて説明する。測定条件、機器等については実施例１から１０までと同じであるが、電気泳動用試料としては、１００〜８００ｂｐ（１００から８００まで１００ｂｐごとに８本のＤＮＡを含む）のｄｓＤＮＡラダー（日立化成）を使用した。
【実施例１５】
【００６７】  図３６に０．７％のヒドロキシプロピルメチルセルロース単独を泳動液として用い、１００〜８００ｂｐ  ｄｓＤＮＡラダーの電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。７００ｂｐと８００ｂｐに分離は悪く０．３であった。移動時間は１３０秒であった。
図３７に０．６％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として用い、１００〜８００ｂｐのｄｓＤＮＡラダーの電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。７００ｂｐと８００ｂｐの分離度は１．１  移動時間は１２０秒であった。
図３８に０．４９％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として用い、１００〜８００ｂｐのｄｓＤＮＡラダーの電気泳動分離した際のエレクトロフェログラムを示す。７００ｂｐと８００ｂｐの分離度は１．３  移動時間は１１０秒であった。【００６８】  以上の比較例に対し、図３９は、本発明の一部であるナノ構造体であるカーボンナノチューブを電気泳動緩衝液に添加して、電気泳動の幅広い分子量にわたり高速、高分解能を実現することが出来ることを示したものである。カーボンナノチューブ（単層ナノチューブナカライテスク）０．０５％（乾燥重量％）を含む０．４９％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを電気泳動液として、電気泳動分離を行うと、９０秒以内に分離が完了し、７００と８００ｂｐの分離度１．５が達成された。１００、２００ｂｐの分離度の低下は認められなかった。
【産業上の利用の可能性】
【００６９】  法医学分析、遺伝子解析のＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  ｃｈａｉｎ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）解析、癌の遺伝子診断解析、痴呆症、筋ジストロフイー、心臓病、心筋梗塞、ダウン症、感染症、糖尿病、フェニルケトン尿症等の各種疾患解析の応用、プロテオーム解析、グライコーム解析における、タンパク質または糖鎖のハイスループットスクリーニング解析をとおした、医療診断装置への応用、および生体機能、疾患発症機構等の解析、ＳＳＣＰ（ｓｉｎｇｌｅ  ｓｔｒａｎｄ  ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）のＳＮＰｓ（ｓｉｎｇｌｅ  ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｓ）解析、ＶＮＴＲ（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｔａｎｄｅｍ  ｒｅｐｅａｔ）解析、ＰＣＲ−ＲＦＬＰ（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ  ｆｒａｇｍｅｎｔ  ｌｅｎｇｔｈｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ）解析、マイクロサテライト解析等では、高感度・高分解能・高速分析が必須となりつつあり、本発明による電気泳動マイクロチップは上記分野への応用に極めて有用であると言える。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】  本発明の一実施例であるチャネル上に光散乱能を有する光透過性板状物質を取り付けた上記マイクロチップの平面図。
【図２】  本発明の一実施形態であるチャネル上に光散乱能を有する光透過性板状物質を取り付けた上記マイクロチップの断面図。
【図３】  本発明の実施形態で応用する電気泳動チャネルを有するマイクロチップの平面図。
【図４】  図３のマイクロチップの断面図。
【図５】  本発明の一実施形態であるチャネル上に光散乱能を有する構造体を直接形成した上記マイクロチップの平面図。
【図６】  本発明の一実施形態であるチャネル上に光散乱能を有する構造体を直接形成した上記マイクロチップの断面図。
【図７】  本発明の一実施形態である図１のチャネル上に光散乱能を有する光透過性板状物質を取り付けたマイクロチップにおいて、光透過性板状物質の上に光反射板を取り付けたマイクロチップの平面図。
【図８】  本発明の一実施形態である図２のチャネル上に光散乱能を有する光透過性板状物質を取り付けたマイクロチップにおいて、光透過性板状物質の上に光反射板を取り付けたマイクロチップの断面図。
【図９】  本発明の一実施形態である図５のチャネル上に光散乱能を有する構造体を直接形成した上記マイクロチップにおいて、光散乱能を有する構造体の上に光反射板を取り付けたマイクロチップの平面図。
【図１０】  本発明の一実施形態である図５のチャネル上に光散乱能を有する構造体を直接形成した上記マイクロチップにおいて、光散乱能を有する構造体の上に光反射板を取り付けたマイクロチップの断面図。
【図１１】  本発明の一実施形態である図５のチャネル上に光散乱能を有する構造体を直接形成した上記マイクロチップにおいて、光散乱能を有する構造体上に直接、光反射物質を形成したマイクロチップの平面図。
【図１２】  本発明の一実施形態である図５のチャネル上に光散乱能を有する構造体を直接形成した上記マイクロチップにおいて、光散乱能を有する構造体上に直接、光反射物質を形成したマイクロチップの断面図。
【図１３】  本発明の一実施形態である試料移送用チャネルと電気泳動用チャネルを形成した光ディスクの平面図。
【図１４】  本発明の一実施形態である試料移送用チャネルと電気泳動用チャネルを形成した光ディスクの断面図。
【図１５】  本発明の一実施形態であるマイクロチップのチャネルに充填される電気泳動緩衝液に添加されるバクテリアセルロースの走査電子顕微鏡写真。
【図１６】  本発明の一実施形態であるマイクロチップのチャネルに充填される電気泳動緩衝液に添加されるカーボンナノチューブの透過型電子顕微鏡写真。
【図１７】  本発明の実施例との比較のため、図３，４で示した既存のマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図１８】  実施例１において、本発明の光散乱能を有する板状物質である光透過性の光回折格子をチャネル上に取り付けたマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図１９】  実施例２において、熱エンボス加工によってマイクロチップの電気泳動用チャネルの形成面の対向面に谷型の溝形状を有する光散乱構造体を形成したマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２０】  実施例３において、光回折格子が形成された板状ＰＭＭＡの光回折格子非形成面にスパッタリングにより銀薄膜を成膜し、これを光反射面を上側にして電気泳動チャネルの上に置いたマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２１】  実施例４において、本発明の光散乱能を有するナノ構造体であるバクテリアセルロースを電気泳動緩衝液中に添加したマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２２】  実施例５において、本発明の光散乱能を有するナノ構造体である単層のカーボンナノチューブを電気泳動緩衝液中に添加したマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２３】  実施例６において、本発明の光散乱能を有するナノ構造体である多層のカーボンナノチューブを電気泳動緩衝液中に添加したマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２４】  実施例２において示された光散乱能を有する板状物質である光透過性の光回折格子に光反射膜を形成し、これをチャネル上に取り付けたマイクロチップを用いて、さらに本発明の光散乱能を有するナノ構造体であるバクテリアセルロースを電気泳動緩衝液中に添加して、ＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２５】  実施例６において示された熱エンボス法により谷型の溝を形成したマイクロチップの谷型溝部分にスパッタリング法により銀薄膜を成膜したマイクロチップを用い、本発明の光散乱能を有するナノ構造体である単層カーボンナノチューブを電気泳動緩衝液中に添加し、さらに光散乱能を有する板状物質である光透過性の光回折格子をチャネル上に取り付けたマイクロチップを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２６】  実施例９において、本発明の光回折格子として機能するトラックと光反射板を有し、電気泳動用チャネルが形成された光ディスクを用いてＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２７】  実施例１０において、実施例９において示された本発明の光回折格子として機能するトラックと光反射板を有し、電気泳動用チャネルが形成された光ディスクを用いて、このチャネルに、本発明の単層カーボンナノチューブを添加した電気泳動緩衝液を充填してＤＮＡ標準分子量サンプル（１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ，８００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ）を電気泳動検出した結果を示す図。早い時間で現れたピークが１００ｂｐＤＮＡ  ｌａｄｄｅｒ  ＤＮＡ標準分子量サンプルである。
【図２８】  実施例１１における、本発明の有効性を立証するための比較実験として０．７％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを用い１０ｂｐＤＮＡラダー（インビトロジェン）０．５マイクログラム／マイクロリットル試料を１０マイクロリットルを電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図２９】  実施例１１における、本発明の有効性を立証するための実験として０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース溶液に３０ナノメーターサイズのメッシュ構造をもつバクテリアセルロース溶液を添加し最終濃度０．３％（乾燥重量パーセント）の泳動液を充填し、１０ｂｐ  ＤＮＡラダー（インビトロジェン）０．５マイクログラム／マイクロリットル試料を１０マイクロリットルをマイクロチップ電気泳動装置（日立電子ＳＶ１１００）で電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３０】  実施例１２における、本発明の有効性を立証するための比較実験として、０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として、２−Ｌｏｇ  ＤＮＡＬａｄｄｅｒ（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３１】  実施例１２における、本発明の有効性を立証するための実験として、０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．３％（乾燥重量パーセント）バクテリアセルロース溶液を泳動液として、φ×１７４−ＨｉｎｃＩＩ  ｄｉｇｅｓｔ  （宝酒造株式会社）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットル泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３２】  実施例１３における、本発明の有効性を立証するための比較実験として、０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として、２−Ｌｏｇ  ＤＮＡＬａｄｄｅｒ（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３３】  実施例１３における、本発明の有効性を立証するための実験として、０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．３％（乾燥重量パーセント）バクテリアセルロース溶液を泳動液として、２−Ｌｏｇ  ＤＮＡ  ラダー（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３４】  実施例１４における、本発明の有効性を立証するための比較実験として、０．７％ヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として、１００−１５ｋｂｐＤＮＡラダー（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離したとき結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３５】  実施例１４における、本発明の有効性を立証するための実験として、０．４９％ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．３％（乾燥重量パーセント）バクテリアセルロース溶液を泳動液として、１００−１５ｋｂｐＤＮＡラダー（ＢｉｏＬａｂｓ）０．５マイクログラム／マイクロリットルを１０マイクロリットルを電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３６】  実施例１５における、本発明の有効性を立証するための比較実験として、０．７％のヒドロキシプロピルメチルセルロース単独を泳動液として用い、１００〜８００ｂｐ  ｄｓＤＮＡラダーの電気泳動分離した時の結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３７】  実施例１５における、本発明の有効性を立証するための比較実験として、０．６％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として用い、１００〜８００ｂｐのｄｓＤＮＡラダーの電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３８】  実施例１５における、本発明の有効性を立証するための比較実験として、０．４９％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを泳動液として用い、１００〜８００ｂｐのｄｓＤＮＡラダーの電気泳動分離したときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【図３９】  実施例１５における、本発明の有効性を立証するための実験として、本発明の一部であるナノ構造体であるカーボンナノチューブ（単層ナノチューブ  ナカライテスク）０．０５％（乾燥重量％）を含む０．４９％のヒドロキシプロピルメチルセルロースを電気泳動液として、電気泳動分離を行ったときの結果を示すエレクトロフェログラム。
【符号の説明】
【００７１】  １  マイクロチップ基板
２  試料移送用チャネル
３  試料電気泳動分離用チャネル
４ａ  試料注入口
４ｂ  試料貯留穴
５ａ  電気泳動緩衝液注入口
５ｂ  電気泳動緩衝液貯留穴
６  チャネル被覆フィルム
７  試料発光検出装置
８  光透過性光散乱板
９  光散乱表面加工面
１０  光反射板
１１  光ディスク
１２  中心穴
１３  電気泳動緩衝液
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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