(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子の状態を測定する方法であって、
微粒子を含む試料を誘電泳動液中に導入し、該微粒子の位置Ｒ０を測定する工程；
該誘電泳動液中の該微粒子に対して不均一電界を発生させ、ｔ秒後の該微粒子の位置Ｒｔを測定する工程；
該得られた微粒子の位置Ｒ０およびＲｔから、誘電泳動移動度を算出する工程；および
該状態と該算出された誘電泳動移動度とを相関させる工程；
を含み、
該状態が、表面の官能基の構造、表面の特異性、表面の電位、大きさ、形状、活性、内部のイオン量分布、内部のイオン成分、内部の組成、および内部の構造からなる群より選択される少なくとも１つであり、
該不均一電界が多重極電極により発生され、該多重極電極が、対称に配置されており、
該誘電泳動液が、垂直方向に配置された内径１０μｍから５００μｍのキャピラリー流路内にあり、そして
該電極が、０．１ｍｍから２ｍｍの長さであって、該キャピラリー流路に沿って配置される、方法。
【請求項２】
前記電極の表面が、前記キャピラリー流路の内部に露出し、そして該電極を支持する壁が、該キャピラリー流路から隔離されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記微粒子が、生体微粒子である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定が複数の微粒子について行われる、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記複数の微粒子の大きさおよび構造が同じである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の微粒子の状態が異なる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記相関させる工程の後に、
前記複数の微粒子の状態について比較する工程；
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記状態が活性であり、そして前記相関させる工程によって該活性が評価される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記微粒子の位置Ｒｔを測定する工程の後に、
該微粒子に刺激を与える工程；
該刺激を受けた微粒子の位置ＲＳを測定する工程；および
該得られた微粒子の位置ＲｔおよびＲＳから、誘電泳動移動度を算出する工程；
をさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記微粒子を含む試料に、予め刺激が与えられている、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記刺激が薬液添加である、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記薬液の添加量が異なる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生体微粒子が、ヒト細胞である、請求項３に記載の方法。
【請求項１４】
前記ヒト細胞が、肝臓由来細胞である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記誘電泳動液への前記試料の導入が、インクジェットデバイス、キャピラリー、ピペット、ピンセット、またはディスペンサーを用いて行われる、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記不均一電界の強度および周波数を、時間または試料の挙動に応じて変化させる、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記位置ＲｔまたはＲＳを測定した後に、前記微粒子を含む試料を排出する工程をさらに含む、請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記誘電泳動移動度に基づいて状態を解析する工程をさらに含む、請求項１から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記状態が、前記微粒子の表面構造または官能基である、請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかに記載の微粒子の状態を測定する方法に用いるための誘電泳動装置であって、
流路；
該流路の一部に備えられた、不均一電界を発生させるための不均一電界発生手段；および
該流路中の微粒子の位置を測定する手段；
を備え、
該不均一電界発生手段が、該微粒子の状態の測定に十分な強度の電界を発生し得る多重極電極であり、該多重極電極が対称に配置されており、誘電泳動液が、垂直方向に配置された内径１０μｍから５００μｍの該流路内にあり、そして該電極が、０．１ｍｍから２ｍｍの長さであって、該流路に沿って配置される、装置。
【請求項２１】
前記不均一電界発生手段が、多重極電極であり、該多重極電極が、同心円状対称性を有する不均一電界を発生するように対称に配置される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
さらに、前記測定した微粒子の位置から誘電泳動移動度を計算して、該誘電泳動移動度から該微粒子の状態を計算するための手段を備える、請求項２０または２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電泳動によって微粒子の状態を測定する方法および該方法に用いるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体微粒子（細胞、細菌、細胞膜など）の品質管理、活性度測定、薬効判定、テーラーメイド医療などの分野で、生体微粒子の状態測定が必要とされている。通常、生体微粒子の生死や活性などの状態測定には、細胞内カルシウムイオン濃度、ｃＡＭＰ濃度、細胞外微小ｐＨ、細胞膜電位などを指標とする測定方法；酸素、栄養、またはマーカーの取り込み量を測定する方法；細胞膜の張りを針などで接触測定する方法などがある。しかし、前２者は、多数の細胞と時間が必要であり、さらに、マーカーとして蛍光物質などを使用するため、一旦測定に使用した試料を再利用することは困難である。一方、後者は、直接接触するために対象試料に影響を及ぼす。
誘電泳動移動度は、泳動される試料によって異なる値を持つことが知られている。試料は、外部からの不均一な電界中に配置されることによって分極し、誘電泳動力が発生して電極に対して正または負の方向に移動する。また、誘電泳動は、無電荷試料および巨大試料にも適用可能である。しかし、微小試料に対しては、誘電泳動力が小さくなり、移動度も小さくなる。そのため、分析に必要な感度が得られず、誘電泳動移動度そのものを観察する装置は存在しなかった。
近年、誘電泳動特性を決定することによって、流体中の特定の種類の粒子の存在および／または相対濃度を識別する方法およびそのための装置が報告されている（例えば、特表２００１−５００２５２号公報参照）。この方法では、多重電極アレイが収容されたチャンバ内に試料を注入し、内部の電極を同時に異なる周波数で励起している。このチャンバ内に収容された多重極アレイは、櫛状の一連の離間した電極からなり、その電極の先端部は共通設置電極の近くに配置されているため、注入された試料は各電極間の移動が自在に可能である。したがって、単一種類からなる試料がチャンバに注入され、各電極に異なる一連の誘電泳動電界が同時に形成される場合、試料液中の粒子はその誘電特性に応じた１つの電極に選好的に集結することになる。この特定周波数を異なる粒子タイプに対する特徴的周波数とし、例えば、溶媒から主要な粒子を誘電泳動により分離するために利用することができる。また、単一種に精製されている試料の均質度を検査することもできる。あるいは、注入試料が混合物の場合は、混合物中に存在するある種類の粒子に対する適切な周波数でのデータおよび粒子カウント数から、既知の粒子の混合物の相対濃度を決定することができる。
また、四重極電極による誘電泳動力とキャピラリー内の流速分布の複合効果を利用した誘電泳動法が報告されている（特開２００１−２４２１３６号公報参照）。誘電率、粒径などのパラメータにより、電荷を持たない粒子や表面電荷が同じである粒子を効率よくかつ簡便な手段で、検出、計測、選別、または分離できることを示している。この方法は、従来の電気泳動による粒子の分離の限界を超えること、つまり、電気泳動では不可能なサイズの粒子（例えば、４０ｋｂｐ以上のＤＮＡ）の分離、電荷がない物質の分離、あるいは表面電荷が同じ物質の検出、計測、選別、または分離を主目的としており、粒子の特性化や同定を目的としたものではない。このキャピラリーを使用して粒子の特性化を行うためには、周波数を変えた測定を繰り返し実施する必要があり、多大な手間と時間を要する。
これらとは別に、誘電泳動を利用して、流体中に存在する微量な粒子を特性化または同定するための装置が開発されている（特開２００４−２１２２７２号公報参照）。この装置は、例えば、流体中に存在する物質または粒子を同定するため、あるいは精製試料の均質度を分析するために使用され得る。また、化学的プロセス中にサンプリングされる化合物の均質性（粒度や化学的組成）も、モニターすることができる。
微生物の活性を、交流による誘電特性を利用したインピーダンス値に基づいて測定するための装置もある（特開２００３−２２４号公報）。この装置を用いると、誘電泳動によって生菌のみが濃縮され、電極間のインピーダンス値から微生物の数が算出される。この装置では、微生物の生死のみの判定が可能であり、微生物の活性自体（状態）は測定されず、しかも生死の判定のために多量の試料を必要とする。
物質を識別および分離するために、粒状物質および溶解物質の周波数依存性の誘電および導電特性と、懸濁輸送培地の特性の使用とを組み合わせた方法もある（特表２０００−５０５５４５号公報およびＦ．Ｆ．Ｂｅｃｋｅｒら、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，１９９５年，９２巻，ｐｐ．８６０−８６４参照）。この装置は、流体の流れにより運ばれた物質が、誘電泳動力によって流体内で分離される。例えば、正常細胞からの癌細胞の分離、正常赤血球からの感染赤血球の分離、核酸の分離などの細胞混合物の分離に利用され得ることが開示されている。このように、いずれの方法においても、誘電泳動に基づく物質の検出、分析、または分離・選別を目的としており、対象試料の状態についての測定は行われていない。
誘電泳動に基づく対象試料の状態の測定としては、細胞の増殖活性の測定が行われている（箱田優ら、化学工学会  第６９年会  研究発表講演予稿集、Ｑ１１７、２００４年および特開２００５−２２４１７１号公報参照）。これらの文献では、細胞に作用する誘電泳動力と重力との釣り合いにより細胞を静止させることによって、細胞径に依存しない誘電特性を細胞活性の指標としている。すなわち、当該指標は直接的な細胞表面の情報を含んでいない。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、誘電泳動によって微粒子の状態を測定する方法および該方法に用いるための装置を提供することを目的とする。
本発明は、微粒子の状態を測定する方法を提供し、該方法は、
微粒子を含む試料を誘電泳動液中に導入し、該微粒子の位置Ｒ０を測定する工程；
該誘電泳動液中の該微粒子に対して不均一電界を発生させ、ｔ秒後の該微粒子の位置Ｒｔを測定する工程；
該得られた微粒子の位置Ｒ０およびＲｔから、誘電泳動移動度を算出する工程；および
該状態と該算出された誘電泳動移動度とを相関させる工程；
を含み、
該状態が、表面の官能基の構造、表面の特異性、表面の電位、大きさ、形状、活性、内部のイオン量分布、内部のイオン成分、内部の組成、および内部の構造からなる群より選択される少なくとも１つである。
１つの実施態様では、上記不均一電界は多重極電極により発生され、該多重極電極は対称に配置されている。
さらなる実施態様では、上記誘電泳動液が、垂直方向に配置された内径１０μｍから５００μｍのキャピラリー流路内にあり、そして上記電極は、０．１ｍｍから２ｍｍの長さであって、該キャピラリー流路に沿って配置される。
さらなる実施態様では、上記電極の表面は、上記キャピラリー流路の内部に露出し、そして該電極を支持する壁は、該キャピラリー流路から隔離されている。
他の実施態様では、上記微粒子は生体微粒子である。
ある実施態様では、上記測定は、複数の微粒子について行われる。
さらなる実施態様では、上記複数の微粒子の大きさおよび構造は同じである。あるいは、上記複数の微粒子の状態は異なっている。
１つの実施態様では、該方法は、上記相関させる工程の後に、
上記複数の微粒子の状態について比較する工程；
をさらに含む。
好適な実施態様では、上記状態は活性であり、そして上記相関させる工程によって該活性が評価される。
別の実施態様では、該方法は、上記微粒子の位置Ｒｔを測定する工程の後に、
該微粒子に刺激を与える工程；
該刺激を受けた微粒子の位置Ｒｓを測定する工程；および
該得られた微粒子の位置ＲｔおよびＲＳから、誘電泳動移動度を算出する工程；
をさらに含む。
さらに別の実施態様では、上記微粒子を含む試料に、予め刺激が与えられている。
ある実施態様では、上記刺激は薬液添加である。より好適には、薬液の添加量が異なっている。
さらなる実施態様では、上記生体微粒子は、ヒト細胞であり、肝臓由来細胞であり得る。
１つの実施態様では、上記誘電泳動液への前記試料の導入は、インクジェットデバイス、キャピラリー、ピペット、ピンセット、またはディスペンサーを用いて行われる。
ある実施態様では、上記不均一電界の強度および周波数を、時間または試料の挙動に応じて変化させる。
ある実施態様では、該方法は、上記位置ＲｔまたはＲＳを測定した後に、上記微粒子を含む試料を排出する工程をさらに含む。
ある実施態様では、該方法は、上記誘電泳動移動度に基づいて状態を解析する工程をさらに含む。
１つの実施態様では、上記状態は、上記微粒子の表面構造または官能基である。
本発明はまた、上記のいずれかに記載の微粒子の状態を測定する方法に用いるための誘電泳動装置を提供し、該装置は、
流路；
該流路に備えられた、不均一電界を発生させるための不均一電界発生手段；および
該流路中の微粒子の位置を測定する手段；
を備え、
該不均一電界発生手段は、該微粒子の状態の測定に十分な強度の電界を発生し得る。
１つの実施態様では、上記不均一電界発生手段は、多重極電極であり、該多重極電極は、同心円状対称性を有する不均一電界を発生するように対称に配置される。
ある実施態様では、上記装置は、さらに、上記測定した微粒子の位置から誘電泳動移動度を計算して、該誘電泳動移動度から該微粒子の状態を計算するための手段を備える。
本発明によれば、誘電泳動移動度から微粒子の表面特性および内部構造などの微粒子の状態を一体的に測定することが可能である。例えば、誘電泳動により得られる細胞径に依存する誘電特性は、細胞表面の情報も含むため、細胞内部だけでなく、細胞表層の状態を識別できる。本発明の方法によれば、大量の試料を必要とせずに、微粒子１個体の分析が可能であり、分析速度も速い。さらに、データベースを作成すると、微粒子の同定が可能となり、物質の推定（判別）可能となる。また、マーカー物質の添加、接触による損傷などがないため、分析に供した試料を再利用でき、分析に供した微粒子をさらなる精密分析に供することもできる。したがって、品質管理にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明に用いる誘電泳動装置の構成を模式的に示す上断面図である。
図２は、本発明に用いる誘電泳動装置の構成を模式的に示す横断面図である。
図３は、異なる条件下で培養した各細胞の移動距離の経時変化を示すグラフである。
図４は、ヨーグルト菌および酵母菌についての、印加周波数と誘電泳動移動度との関係を示すグラフである。
図５は、栄養培地中でのＨｅｐＧ２細胞を放置した場合の、細胞の移動距離の経時変化を示すグラフである。
図６は、栄養培地または貧栄養培地中にＨｅｐＧ２細胞を放置した場合の、細胞の誘電泳動移動度の時間変化を示すグラフである。
図７は、ドキソルビシン濃度と細胞の誘電泳動移動度αとの関係を示すグラフである。
図８は、ドキソルビシンのＥＣ５０値に基づいて、α値を規格化した場合のドキソルビシン濃度と細胞の誘電泳動移動度αとの関係を示すグラフである。
図９は、細胞の誘電泳動移動度α値から推定した、種々の抗癌剤のＥＣ５０値を示すグラフである。
図１０は、各ウェルに由来する個々の細胞のα値と、各ウェルの細胞内Ｃａ２＋流入（Ａ）およびＡＴＰアーゼ活性（Ｂ）との関係を示すグラフである。
図１１は、各リポソームについて得られた移動距離の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明において、「微粒子」とは、約１ｎｍ〜約１ｍｍのサイズを有する無機微粒子、有機微粒子、生体微粒子などの種々の微粒子をいう。このような微粒子としては、シリカ、アルミナなどの無機金属酸化物；金、チタン、鉄、ニッケルなどの金属；シランカップリング処理などの操作によって官能基が導入された無機金属酸化物；アガロース、セルロース、不溶性デキストランなどの多糖類；ポリスチレンラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、アクロレイン−エチレングリコールジメタクリレート共重合体などのポリマー粒子；微生物（酵母、細菌、ウイルス）、細胞（赤血球、白血球、ウイルス感染細胞など）、糖、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡなど）、タンパク質（酵素など）、脂質などの生体微粒子などが挙げられる。例えば、ラテックスビーズなどの非生体粒子が、微生物、細胞、ウイルス、プラスミドなどの生体物質、あるいは化学活性種と結合していてもよくもしくはこれらによって被覆されていてもよい。生体微粒子は、血清、血漿、髄液、滑液、リンパ液などの体液、または尿、糞便のような排泄物などの生体由来試料の処理物であってもよい。このような処理物は、好適には水や緩衝液などで適宜希釈、溶解、または懸濁されている。生体微粒子には、化学的に合成されたものも包含される。
本発明において、「微粒子の状態」とは、微粒子の表面特性のみならず、内部の組成、内部の構造などを含めた微粒子の総合状態をいう。表面特性とは、表面構造（官能基の構造、特異性など）、大きさ、誘電率、導電率、表面電荷、形状などをいう。内部の組成および内部の構造とは、微粒子の活性、微粒子内部のイオン量分布、イオン成分、粒子の密度、物理的構造などをいう。総合状態とは、これらの表面特性や内部構造などを含む微粒子の総合的な状態をいう。すなわち、微粒子の構成物の組成および分布によって微粒子表面に生じる電位と、微粒子から放出される物質および溶媒のイオンにより形成される電位が重ね合わされて作成される微粒子外部の電位とによる、総合状態を示す。例えば、微粒子が細胞である場合、その状態とは、細胞の生死、活性、親和性などであり得る。
微粒子の状態は、活性や構造によって相対電位が異なるため、誘電泳動移動度を測定することによって一体的に測定することができる。また、外形が変化することによって、溶媒から受ける力が変化して誘電泳動移動度が影響を受けるので、外形的な状態変化の測定も可能である。具体的には、次のとおりである。交流電場印加によって印加電場と微粒子とが形成する電荷（電位状態）によって微粒子が泳動される。この泳動力に関与する電位は、電場印加最初期には表面電位のみであるが、時間を経るとともに微粒子内部も分極されることによって独自の電場を作成し、微粒子外部においても、微粒子に起因する電荷および溶媒に起因する電荷が移動し、独自の電場を形成する。そのため、泳動力に影響を及ぼす電位は、これらの電場の重ね合わせによって作られる総体の電位となる。したがって、誘電泳動を観察することによって微粒子表面、微粒子内部、および微粒子外部の状態を一体的に測定することが可能となる。
例えば、細胞において、細胞壁に分布する官能基は一定ではなく、細胞の発生および成長の度合いにより、官能基の分布や種類も変化する。また、細胞膜自体や細胞膜の特異性（選択透過性、選択吸着性など）も、細胞の活性とともに変化する。したがって、細胞に電位をかけると、その誘電泳動移動度により細胞の状態（例えば、活性）の変化を読み取ることができる。
ところで、従来は、多くの誘電泳動装置において、個別粒子の詳細測定を良好に行うことが困難であった。一般的な誘電泳動装置では、一様に強度が変化する不均一電場が形成されないため、粒子の経路によって誘電泳動力が異なり、最終的な泳動距離が変わってくる。このため、粒子の泳動経路を把握することが困難であった一般的な誘電泳動装置では、粒子の状態をあらわす線形パラメータが得られないため、個別の状態を測定することはできなかった。また、このような装置では、電極間距離が大きいこと、試料に対して十分に一様な電界をかけることができないことなどのため、電場強度が弱く、個別粒子に対する測定精度が悪く、詳細な粒子の状態を測定することができなかった。
具体的には、ＤＮＡなどのナノメートルオーダーの生体微粒子では、大きさに対して微粒子自体の持つ電荷に大きな差が生じるので、このような装置においても比較的測定しやすい。一方、細胞などのマイクロメートルオーダーの生体微粒子では、大きさに対する比率的には電荷的には類似すると考えられている。そのため、個々の状態を調べるためには、大きな感度を得るために十分強力な泳動電場が必要である。しかし、電極間距離が大きいと十分な電場を印加するために、大きな電圧が必要となり電気分解が生じる。また、従来の多くの誘電泳動装置で使われているような、試料よりも小さい２次元電極は、試料に十分に一様な電界を掛けることができないため、電極間距離が小さい場合であっても、結果的に十分な泳動力を印加することができない。さらに、弱い電場に起因する長時間測定（例えば、１０分以上）は、生体試料に大きな負荷がかかるため、測定中に試料の劣化をまねき、結果精度の良い測定を困難にする。
誘電泳動においては、対象試料を浮遊させる必要がある。誘電泳動力で浮遊させる場合は、垂直方向（ｚ軸方向）に対して電界が均一でないため、ｚ軸の位置に応じて泳動力が異なる。また、重力などとの外力で釣り合いをとることにより浮遊させる場合は、うまく釣り合いが取れた場合にしか測定ができない。不均一電場の分布が不明である場合には、測定のための十分な線形なパラメータを得ることができない。さらに、Ｈ．Ｗａｔａｒａｉら（Ｌａｎｇｍｕｉｒ，１９９７年，１３巻，８号，ｐｐ．２４１７−２４２０）、Ｈ．Ｗａｔａｒａｉら（Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，１９９８年，３号，ｐｐ．２７９−２８０）、Ｓ．Ｔｓｕｋａｈａｒａら（Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２０００年，１６巻，ｐ．３８６６）、およびＩ．Ｉｋｅｄａら（Ａｎａｌ．Ｓｃｉ．，２００３年，１９巻，ｐｐ．２７−３１）に記載のような平面四重極の場合は、上記の電場強度の問題があり、また３次元四重極の場合も、重力の影響を排除するために、試料と溶液との密度を同等にして浮遊させているため、試料ごとに溶液を調整する必要があり、個々の試料を同条件で比較することは困難である。また、水平な数十ｍｍの長さのキャピラリーを使用しているため、リアルタイムの粒子移動観察には複数のカメラを必要とし、一基のみのカメラでは、端面のみしか観察できない。
このような問題点は、本発明によって解決される。すなわち、対称な３次元多重極電極および垂直方向に配置したマイクロキャピラリーを使用することによって、位置依存性のない誘電泳動移動度αで線形的に高感度で試料の状態を評価することが可能となった。
本発明において、微粒子の誘電泳動移動度は、以下の式中のαで表される：
ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＲ０＋αｔ
ここで、円座標の中心をＲ＝０とし、誘電泳動開始位置はＲ０、そしてｔ秒後の中心からの距離はＲｔで表される（図１を参照のこと）。距離は、好ましくは、不均一電界発生手段が設けられている面における水平距離である。あるいは、試料の重力による沈降速度や泳動液の流速を考慮して、試料の移動速度（移動時間）を解析することも可能である。
例えば、四重極電極を用いる場合、誘電泳動力〈ＦＤＥＰ〉は、以下の式で表される：
〈ＦＤＥＰ〉＝２πβεｍｒｄｅｐ３Ｒｅ［Ｋｅ］∇｜Ｅｒｍｓ｜２
ここで、βは装置係数、ｒｄｅｐは粒子半径、εｍは媒体の誘電率、およびＲｅ［Ｋｅ］はＣｌａｕｓｉｕｓ−Ｍｏｓｓｏｔｔｉ因子の実数部である。したがって、誘電泳動力は、
〈ＦＤＥＰ〉  ∝  ∇｜Ｅｒｍｓ｜２
であり、∇｜Ｅｒｍｓ｜２に比例する。
四重極の場合には、電場は、∇｜Ｅｒｍｓ｜２＝２ＲＶ２ｒｍｓ／ｄ４（ここで、Ｖは印加電圧であり、ｄは電極間距離である）となる。したがって、粘性との釣り合いにより、
Ｆｓｔ＝６πηｒｅｄＲ／ｄｔ＝〈ＦＤＥＰ〉＝２πβεｍｒｄｅｐ３Ｒｅ［Ｋｅ］２ＲＶ２ｒｍｓ／ｄ４
ここで、ηは溶媒の粘性、およびＲはキャピラリー中心Ｒ０よりの距離である。両辺をＲで除すると、
１／Ｒ  ｄＲ／ｄｔ＝２πβεｍｒｄｅｐ３Ｒｅ［Ｋｅ］２Ｖ２ｒｍｓ／ｄ４＝α
となる。この式の右辺は、装置および測定条件によって一義的に決定されるため、αとし、積分すると、
ｌｎＲ＝αｔ＋Ｃ（ここで、Ｃは積分定数）
となる。ここで、泳動開始時（ｔ＝０）の試料の位置をＲ０とすると、
ｌｎＲ０＝Ｃ
となるので、
ｌｎＲ＝αｔ＋ｌｎＲ０
となる。
このように、誘電泳動移動度αは、位置依存性がないため、泳動開始位置および終了位置のみで簡便に評価可能である。
誘電泳動移動度は、一般的に、誘電泳動装置を用いて測定される。微粒子の状態の測定に十分な強度の電界を発生できる誘電泳動装置であれば、特に限定されない。通常、誘電泳動装置は、流路、該流路に備えられた不均一電界を発生させるための不均一電界発生手段、および該流路中の微粒子の位置を測定する手段を備える。ここで、流路とは、微粒子を含む液体の通路であって、不均一電界発生手段を備え、入口および出口を有する室部分をいう。
誘電泳動装置は、図１の上断面図および図２の横断面図に示すように、例えば、キャピラリーなどの流路の内部または外部に、不均一電界発生手段として少なくとも一対の電極を備える。
流路がキャピラリーである場合、キャピラリーの内径は、通常、１００ｎｍ〜５ｍｍであり、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍである。キャピラリーの材質は、絶縁性物質（非導電性物質）であることが好適である。なお、キャピラリーの長さは、通常、約０．１〜５ｍｍ程度、より好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍである。複数の流路が１つの基板上に配置され、ワンチップ化されていてもよい。本発明においては、流路は垂直方向に配置されることが好ましい。
流路内に設けられる電極自体の幅も、流路の内径に応じて、太くても、ワイヤーのように細くても差し支えない。負の誘電泳動力を受ける試料が集合する部位およびその上下方向に電極が存在しないような電極構造をとればよい。電極の形状は、電極間に空間的に不均一な電界を形成し得るものであればよい。電極は、多重極電極であることが好ましく、電極数は、四重極に限らず、二重極や八重極でもよい。各電極の断面形状は、その電極断面の境界がラプラス方程式を満足する関数ｆ（ｘ，ｙ）で表されるように形成されていることが好ましい。例えば、四重極、六重極、および八重極の場合、それぞれ、ｆ（ｘ，ｙ）は、ａ（ｘ２−ｙ２）＋ｂｘｙ、ａ（ｘ３−３ｘｙ２）＋ｂ（ｙ３−３ｘ２ｙ）、およびａ（ｘ４−６ｘ２ｙ２＋ｙ４）＋ｂ（ｘ３ｙ−ｘｙ３）で表される。ここで、ａおよびｂは定数である。具体的には、例えば四重極の場合は、ほぼ双曲線状であることが好ましい。形成される不均一電界は、流路の中心軸または中心部に対して対称であることが好ましい。より好ましくは、多重極電極は、同心円状対称性を有する不均一電界を発生するように対称に配置される。さらに、電極は、キャピラリー流路に沿って、すなわち、垂直方向に配置されることが好ましい。
本発明においては、電極は、四重極電極であることが好ましい。多重極電極の中でも四重極電極については電場が十分に解析されており、上記のように誘電泳動移動度であるα値のみの測定によって、状態を測定することが可能である。なぜなら、通常の電極構造によって発生される不均一電場で実測される移動度はテンソル量になるので、位置時間依存的であるからである。すなわち、四重極電極のように電場に対称性がある場合は、α値は（厳密には、動径方向に対して）スカラー量となるため、その取り扱いが容易である。本発明においては、通常、キャピラリーなどのマイクロスケールで誘電泳動が行われるため、重力の影響によるｚ軸方向の移動度を無視することができ、α値は近似的にスカラー量として取り扱われ得る。例えば、長さ５００μｍ〜１ｍｍの電極をキャピラリーに沿って垂直方向（ｚ軸に平行）に配置すると、試料がｚ軸方向に移動しても電場形状が変わらず誘電泳動力に変化がない。また、ｚ軸方向への移動を許すために試料を浮遊させる必要がなく、誘電泳動液への自由度も高く、同条件で試料の比較を行うことが可能である。さらに、電極方向（Ｚ軸に対して垂直な平面）への外力が働いていないため、試料が電極へ付着し、あるいは有効測定範囲へ移動しそうになっても、電圧印加を停止するだけで試料の移動を止めることができる。試料の位置、外力などの釣り合いを考える必要がない。
電極は、例えば、炭素や貴金属の導電性物質からなり、その構造は誘電泳動力が流路の中心軸に対して垂直な方向に不均一電場を生じるものであればよい。電極の直径は分析すべき微粒子に応じて異なる。通常、直径１００ｎｍ〜５ｍｍであり、好ましくは１０μｍ〜１ｍｍである。電極の長さは、通常、上記流路の長さと同様であり得る。電極と電極との間隔は、微細加工精度に依存し、通常５００μｍ以下０．１μｍ以上、好ましくは７５μｍ以下１μｍ以上である。各流路に配置された多重極電極の直径および間隔は、例えば、ウイルス、プリオン、タンパク質、ＤＮＡのような生体微粒子、被覆されたラテックスビーズのような化学的活性粒子などの、測定対象微粒子に応じて変更することも可能である。電極間距離が測定対象物質のサイズに比べて著しく大きいと、十分な電界強度の不均一電界を形成することができない。なお、本発明においては、測定対象微粒子は、流路に導入された時点での流路の中心軸からの距離は異なる。
また、電極の表面は、キャピラリー流路の内部に露出し、そしてこの電極を支持する壁は、該キャピラリー流路から隔離されていることが好ましい。電極を支える壁をキャピラリー流路より十分離すことによって、強くかつ歪みの少ない電場を形成することができる。これは、電極とキャピラリーとの間に非導電性物質が存在すると、この物質が誘電体となり電界を弱めるため、電極を支持する壁とキャピラリー流路との距離をとるなどの手段で電気的に隔離されていない場合には、分極し誘電体となって電場に影響を与え、電場を歪めるためである。強い電場が形成されると、強い電場によって高速泳動され、数十秒から数分の短時間測定が可能となり、試料の劣化を防ぎ、高精度に測定できる。
本発明においては、不均一電界発生手段は、微粒子の状態の測定に十分な強度の電界を発生できなければならない。ここで、十分な強度の電界とは、測定対象微粒子のブラウン運動、熱運動（分子運動）などの内的要因、あるいは測定装置の振動、泳動用液体の乱れによる流れなどの外的要因による惑乱に対して、測定対象微粒子が十分に大きな誘電泳動移動度を有する強度、すなわちＳ／Ｎが高くなる強度をいう。ただし、誘電泳動移動度は、測定対象微粒子の誘電率、サイズ、泳動用液体などに依存するので、必要な電界の絶対的な強度を定めることはできない。したがって、流路内に形成される電界の強度は、測定対象微粒子に応じて適宜決定され得る。
流路内に形成される電界の強度は、例えば、通常３．５ＭＶ／ｍ以下、好ましくは１．０ＭＶ／ｍ以下である。印加周波数は通常１０Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、より好ましくは１００Ｈｚ〜１０ＭＨｚである。本発明において、形成される電界は、直流電界および交流電界のいずれでもよいが、交流電界が好ましい。電界強度を強くすると、発熱により分析が困難になる場合がある。このような可能性がある場合には、電極部分を適宜冷却するなどすればよい。また、不均一電界の強度および周波数は、時間または試料の挙動に応じて変化させてもよい。
代表的な四重極電極の場合、印加する交流電圧は、通常２〜９０Ｖ、好ましくは１〜２０Ｖであり、そして周波数は、通常１０Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、好ましくは１００Ｈｚ〜１０ＭＨｚである。
試料を、例えば、流路の入口側に設けられた液溜め部分に置き、流路出口側からポンプなどで吸引することによって、流路内に導入させてもよい。あるいは、インクジェットデバイス、キャピラリー、ピペット、ピンセット、ディスペンサーなどを用いて流路に試料を注入してもよく、この場合、インクジェットデバイスが好ましい。インクジェットデバイスの吐出口は、流路入口の上部に配置され、その位置は、流路の中心軸に沿って試料を注入できるように調整され得る。
試料が流路の壁面または電極に付着するのを防ぐために、例えば、流路の内表面全体が、親水性膜または生体親和性膜で被覆されていることが好ましい。
誘電泳動液は、例えば、シリンジポンプ、インクジェットデバイスなどによって誘電泳動装置に導入され、あるいは駆動される。誘電泳動液の導入手段または駆動手段と流路とは、例えばチューブなどで連通されている。気泡の発生を防ぐために、誘電泳動液は、予め脱泡されていることが好ましい。
流路中の微粒子の中心からの距離（すなわち、位置）および位置変化は、流路中の微粒子を検出できる任意の測定手段によって測定される。このような測定手段としては、例えば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラ、共焦点レーザー顕微鏡、蛍光顕微鏡などが挙げられる。ＣＣＤ観察手段としては、可視光、蛍光光、位相干渉、微分干渉などによる観察が可能である。これらのような検出デバイスを流路が設けられているチップの下部に配置し、流路内を観察できる。このように、下部より一基のみのカメラでキャピラリー全体を観察することができるので、どこの位置の試料も測定可能である。また、通常の光学顕微鏡を用いた場合も、流路内に焦点を合わせ、微粒子の位置を測定することが可能である。流路断面内の挙動を全高さで観察してもよい。すなわち、高さ位置でのスキャンまたは焦点の移動により、流路内の全位置を観察することが可能である。
得られたデータより誘電泳動移動度を計算し、それによって状態を計算するための手段を備えてもよい。このような手段としては、コンピュータが挙げられる。具体的には、測定された位置変化は、流路への印加周波数と共にコンピュータに記憶される。コンピュータは、測定した位置から、上記の式に基づいて誘電泳動移動度を算出する。必要に応じて、不均一電界を発生させるための高周波電界周波数の関数としてスペクトル化する手段を備えてもよい。スペクトル化するためには、種々の周波数によるデータが必要であるため、同時に異なる周波数における位置変化が測定可能な複数の流路が備えられている装置を用いること好ましい。得られたデータは、周波数依存性を示す誘電泳動移動度スペクトルとして出力され得る。
複数の流路のそれぞれに印加した種々の周波数とその流路中の微粒子の誘電泳動移動度とを、データとしてコンピュータに取り込むことにより、微粒子の誘電泳動移動度を示した周波数スペクトルを得ることができる。あるいは、種々の微粒子の種々の状態について取得したデータをコンピュータによって集積し、データベース化することも可能である。
未知の状態の微粒子について誘電泳動移動度または誘電泳動移動度スペクトルを測定した場合、得られた誘電泳動移動度またはスペクトルを、コンピュータを用いてこのデータベース中の既知の微粒子の状態の誘電泳動移動度または周波数スペクトルと照合することにより、微粒子の状態の同定を行うことができる。誘電泳動装置は、このような照合のための手段を備えていてもよい。
本発明の方法は、通常、このような誘電泳動装置を用いて微粒子の状態を測定する方法であり、
微粒子を含む試料を誘電泳動液中に導入し、該微粒子の位置Ｒ０を測定する工程；
該誘電泳動液中の該微粒子に対して不均一電界を発生させ、ｔ秒後の該微粒子の位置Ｒｔを測定する工程；
該得られた微粒子の位置Ｒ０およびＲｔから、誘電泳動移動度を算出する工程；および
該状態と該算出された誘電泳動移動度とを相関させる工程；
を含む。このように相関させることによって、誘電泳動移動度に基づいて状態を解析することができる。
具体的には、例えば、以下のような手順で測定が行われ得る。
まず、測定すべき微粒子に適合した媒体を誘電泳動液として選定する。媒体としては水が好ましいが、これに限定されるものではなく、各種の有機または無機の溶媒を使用することができる。媒体はそのまま使用してもよく、微粒子との関係において、導電率、密度、浸透圧、ｐＨなどを調整して使用することが好ましい。しかし、交流電場に支障がある物質の添加は好ましくない。
次いで、予め上記媒体で満たした流路内または上部液溜めに、測定すべき微粒子を含む試料を導入する。ポンプによって流れを起こすか、あるいは沈降させることによって、微粒子を電極が備えられた所定の位置に移動させる。
所定の位置に配置された試料を、上記の位置を測定する手段、例えば、ＣＣＤカメラ、レーザー、電磁気的測定手段などで観察し、コンピュータに記憶させる。
次いで、静止状態の試料に交流電場を印加し、試料中の微粒子の挙動を上記手段で観察し、コンピュータに記憶させる。必要に応じて、泳動中に交流電場強度または周波数を変化させてもよい。観察結果に応じて、例えば、試料の位置データおよび流れがある場合は、電極出口通過時間を得る。
観察終了とともに、上記の吸引手段によって試料を流路出口から排出させる。得られたデータについて、試料形状、位置、流れ、電場分布、電極形状などによりデータ補正が行われる。補正したデータに基づいて、誘電泳動移動度が算出される。また、初期加速度、速度変化などにより、対象微粒子の状態について、詳細に解析が行われ得る。各周波数に対するプロファイルを作成し、詳細な状態分析が行われる。
あるいは、泳動前または泳動中の微粒子に対して、刺激（電気的、物理的、薬物的）を与えることが可能である。このような刺激を与えるための手段としては、例えば、微粒子を含む試料に薬物をピペットやインクジェットデバイスなどにより滴下する手段；微粒子を含む試料を刺激用デバイス内に配置する手段；微粒子を含む試料を含む容器に端子など挿入する手段；流路系または壁面に薬物滴下用パイプ、電極、またはアンテナを差し込む手段などが挙げられる。このような刺激を与えるための手段により、分析前および分析中に微粒子に対して刺激を与える。あるいは、電磁的刺激や衝撃などは、流路の外部からの照射などによって刺激を与えることができる。
この場合、本発明の方法は、例えば、上記微粒子の位置Ｒｔを測定する工程の後に、
該微粒子に刺激を与える工程；
該刺激を受けた微粒子の位置ＲＳを測定する工程；および
該得られた微粒子の位置ＲｔおよびＲＳから、誘電泳動移動度を算出する工程；
をさらに含む。これらのデータについても、詳細に解析が行われ、状態分析が行われる。
複数の流路が設置されている場合は、条件を変更した測定を逐次または同時に実行することが可能である。また、同一流路内の１回の測定で、複数の試料（微粒子）の測定が可能である。
本発明の方法は、位置ＲｔまたはＲＳを測定した後に、上記微粒子を含む試料を排出する工程をさらに含んでもよい。すなわち、必要に応じて、算出されたデータに基づいて、微粒子を分別し、排出された微粒子を再利用することもできる。また、微粒子の状態について得られたデータを集積して、データベースが作成され得る。個々の微粒子の測定データを、得られたデータベースと照合することにより、微粒子を特徴付けることも可能である。
例えば、大きさおよび構造が同じである複数の微粒子について測定を行って、それらの状態を同定または特徴付けてもよい。あるいは、大きさおよび構造が同じであるが状態が異なっている複数の微粒子について、それぞれの状態を比較することもできる。このような微粒子として、細胞のような生体微粒子が挙げられ、例えば、それらの個々の活性を、得られた測定結果の比較によって評価することもできる。
【実施例】
【０００６】
以下の実施例においては、図２に示すようなキャピラリーを有する四重極マイクロキャピラリー生体微粒子分析システムを使用した。誘電泳動移動度の測定の操作手順は、以下のとおりである。
まず、チップ内（１００μｍ径キャピラリーを備えたチップ）にＫＣｌ溶液（導電率３３．５ｍＳ／ｍ）を満たし、チップ上部の溶液溜めに試料をインジェクトする。シリンジポンプによって溶液をフロー（１０ｎｌ／分〜１００ｎｌ／分）させてキャピラリー内の測定部位に試料を輸送する。システム観測系に設置したニコンＥＬＷＤ  Ｐｌａｎ  Ｆｌｕｏｒ  ４０倍レンズを用い、測定装置を作動させて動画としてシステム観測系であるＳｏｎｙ  ＤＦＷ−Ｘ７００もしくはＰＩＸＥＲＡ  ６００ＳＬ−ＣＵデジタルカメラで試料の挙動観察を開始する。次いで、設定した泳動用電場を発生させ、泳動を開始させる。所定の時間後にまたは試料がキャピラリー中央もしくは電極に到達すると、印加電圧を停止する。溶液のフロー（１００００ｎｌ／分程度）を発生させ、試料除去およびキャピラリー内の洗浄を行う。次いで、新たな試料の導入を行う。並列して測定したデータを、画像解析を行うことによって、キャピラリー内での試料位置を計算する。この試料位置より誘電泳動移動度を算出する。
（実施例１：異なる栄養状態で培養した細胞の状態の測定）
ヒト褐色脂肪細胞（Ｃｈａｎｇ  ｌｉｖｅｒ株）の一部をＬＢ栄養培地（以下、単に栄養培地という場合がある）に、ならびに他の一部をアルギン酸ナトリウムを含まない貧栄養培地中で３７℃にて１２時間培養した。一方、図１に示すような四重極電極を有する測定チップのキャピラリー内を、予めそれぞれの培地で満たしておいた。次いで、細胞を含む各培地１００μＬを、それぞれ上部液溜め（またはキャピラリー内）にマイクロシリンジによってインジェクトした。キャピラリー内の培地をシリンジポンプによって、それぞれの細胞を四重極電極の位置まで移動させ、１ＭＶ／ｍ、１００Ｈｚの電荷を３０秒間印加した。印加の開始前から終了まで流路を観察し、細胞の位置を測定した。得られた位置データをもとに、移動距離を求め、そして以下の式により誘電泳動移動度αを算出した。
ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＲ０＋αｔ
（式において、キャピラリー断面の中心がＲ＝０、泳動開始位置がＲ０、およびｔ秒後の中心からの距離がＲｔのとき、誘電泳動移動度はα）。
各細胞について得られた移動距離を図３に示す。図３に示すように、貧栄養状態で培養した細胞（○）と通常栄養状態で培養した細胞（□および△）とは、誘電泳動の移動方向および移動度が全く異なることがわかった。このことから、細胞表面の状態が、細胞の活性により大きく異なることが明らかになった。細胞は、生きている状態では絶縁性を保っており、表面の負電荷の各種生体高分子の特性に応じた荷電状態を示す。しかし、死細胞の細胞膜は絶縁性を失っており、本実施例の結果は細胞膜表面の状態が泳動結果に反映することを示唆している。したがって、誘電泳動移動度と細胞膜表面のストレス状態を表すパラメータとの間の相関関係を検討することにより、誘電泳動移動度を用いて細胞膜表面状態を識別することが可能性であると考えられる。
（実施例２：ヨーグルト菌および酵母菌の判別）
市販のヨーグルト菌および酵母菌について、誘電泳動プロファイルを取得した。印加電圧は５Ｖであり、溶媒としてＫＣｌ溶液（導電率３３．５ｍＳ／ｍ）を用いた。印加周波数は１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚとした。結果を図４に示す。
印加周波数１ＭＨｚにおいては、ヨーグルト菌（○）が正泳動、酵母菌（△）が負泳動を起こしていた。ヨーグルト菌と酵母菌とでは誘電泳動移動度のプロファイルに明らかな違いが見られることより判別が可能であり、また、印加周波数１ＭＨｚのように泳動挙動が明確に異なっている箇所では単独の周波数測定で判別が可能であることがわかった。
（実施例３：四重極内での細胞の移動挙動）
ヒト肝臓由来のＨｅｐＧ２細胞を３７℃で栄養培地または貧栄養培地中に６０時間放置し、１０時間ごとに上記の四重極電極誘電泳動測定用チップに個々に分離した細胞を導入して移動距離を測定した。溶媒は、各培地であり、印加周波数は１００Ｈｚとした。栄養培地中でのＨｅｐＧ２細胞の移動距離の経時変化を図５に示す。また、栄養培地（○）または貧栄養培地（△）中での細胞活性の減少に伴う誘電泳動移動度αの経時変化を算出し、図６に示した。
栄養培地中の細胞は、放置時間が短い場合は負泳動であるが、放置時間が長くなるにつれて正泳動に変化した（図５）。図６からわかるように、栄養培地中の細胞は、約４０時間で誘電泳動移動度αが０になり、細胞活性が低下に向かっていることがわかった。一方、貧栄養培地中の貧栄養状態の細胞は、栄養培地中の通常の栄養状態の細胞よりもややαが大きいが、栄養培地中の細胞との顕著な差は見られなかった。
（実施例４：薬物添加効果の検討）
ＨｅｐＧ２細胞を含む培養液（栄養培地または貧栄養培地）に、抗癌剤である塩酸ドキソルビシンを種々の濃度で添加して２４時間インキュベートした後、ＨｅｐＧ２細胞を上記の四重極電極誘電泳動測定用チップに導入し、細胞の移動距離を測定し、各濃度の添加時における誘電泳動移動度αを求めた。同時に、それぞれの培地中の細胞の活性をＡＴＰアーゼ活性によって測定し、活性値を基準化した値の半値に対応する濃度を、塩酸ドキソルビシンの５０％有効濃度（ＥＣ５０）とした。ＥＣ５０は、栄養培地中の細胞については０．１６ｍＭであり、貧栄養状態の細胞では０．０７７ｍＭであった。また、いずれの細胞も、０．５ｍＭ以上で活性の低下が見られた。
誘電泳動移動度αと濃度との関係を図７に示す。栄養培地で培養した細胞を○で、そして貧栄養培地で培養した細胞を△で示す。塩酸ドキソルビシンの添加により、いずれの培地で培養した細胞においても０．１ｍＭ付近からα値が変化することがわかった。また、０．５ｍＭ以上でα値の変化が小さくなっていた。
次いで、この図７のグラフにおいて、得られたＥＣ５０値の濃度に対応するα値を０．５、薬物未添加時のα値を０、ならびに細胞の活性がなくなったときの薬物濃度に対応するα値を１として、α値を規格化すると、図８に示すグラフが得られた。このように、α値の変化で薬剤の薬理効果をスクリーニングできる可能性が示唆された。
（実施例５：種々の薬物の添加効果の評価の検討）
上記実施例４と同様に、通常の栄養状態または貧栄養状態のＨｅｐＧ２細胞に対して、抗癌剤である塩酸ドキソルビシン、硫酸ブレオマイシン、およびマイトマイシンＣをそれぞれ種々の濃度で添加して培養した後、細胞の移動距離を測定し、誘電泳動移動度αを求めた。次いで、薬物添加濃度とα値との関係をグラフにした。各薬物についてのグラフから、薬物未添加時のα値とα値が変化しなくなった薬物濃度に対応するα値との中間のα値を求め、この中間のα値に対応する薬物濃度をＥＣ５０値であると推定した。各薬物についての、α値から得られた推定ＥＣ５０値を、図９に示す。
（実施例６：細胞の生体活性の評価）
ヒト肝臓由来のＨｅｐＧ２細胞を、栄養培地を入れた細胞培養ウェル中で３７℃にて７２時間培養した。各ウェルから細胞を３個ずつ取り出し、各細胞を上記の四重極電極誘電泳動測定用チップに導入し、細胞の移動距離を測定し、誘電泳動移動度αを求めた。次いで、各ウェルについて、細胞内Ｃａ２＋流入およびＡＴＰアーゼ活性を測定した。細胞内Ｃａ２＋流入は、蛍光プローブＦｕｒａ−２によって測定し、そしてＡＴＰアーゼ活性は、リン酸濃度によって測定した。各ウェルに由来する個々の細胞のα値と、各ウェルの細胞内Ｃａ２＋流入およびＡＴＰアーゼ活性との関係を、それぞれ図１０ＡおよびＢに示す。
これらのグラフからわかるように、α値と細胞内Ｃａ２＋流入およびＡＴＰアーゼ活性とは、対応している可能性が示唆された。細胞内Ｃａ２＋流入およびＡＴＰアーゼ活性は、いずれも細胞膜機能に関連する指標である。したがって、細胞膜の状態がα値に影響すると考えられる。
（実施例７：リポソームの誘電泳動）
生体微粒子モデルであるリポソームとして、１−パルミトイル−２−オレオイルホスファチジルコリン（ＰＯＰＣ）およびＰＯＰＣ／１−パルミトイル−２−オレオイルホスファチジルグリセロール（ＰＯＰＧ）を、蛍光プローブであるカルセイン（１ｍＭ）を含んだ水溶液中で、高温水和法（６０℃、３時間）により調製した（粒径２〜２０μｍ）。次いで、上記の四重極電極誘電泳動測定用チップのキャピラリー内を、予め上記の緩衝液で満たした。リポソームを含む緩衝液１００μＬを、それぞれ上部液溜め（またはキャピラリー内）にマイクロシリンジによってインジェクトした。キャピラリー内の緩衝液をシリンジポンプによって、それぞれのリポソームを四重極電極の位置まで移動させ、１ＭＶ／ｍ、１００Ｈｚの電荷を２５秒間印加した。印加の開始前から終了まで流路を観察し、リポソームの位置を測定した。
各リポソームについて得られた移動距離Ｒの経時変化を図１１に示す。移動距離から算出したＰＯＰＣからなるリポソームの誘電泳動移動度αは０．００７９８であり、ＰＯＰＣ／ＰＯＰＧからなるリポソームでは、α値は０．０１３１であった。このように、リポソームの組成によってα値が異なっていた。
【産業上の利用可能性】
【０００７】
本発明の方法によれば、誘電泳動移動度から微粒子の表面特性および内部構造などの微粒子の状態を一体的に測定することが可能である。本発明の方法によれば、大量の試料を必要とせずに、微粒子１個体の分析が可能であり、分析速度も速い。さらに、データベースを作成すると、微粒子の同定が可能となり、物質の推定（判別）可能となる。また、マーカー物質の添加、接触による損傷などがないため、分析に供した試料を再利用でき、分析に供した微粒子をさらなる精密分析に供することもできる。例えば、同種類の粒子（構造が同じ）の状態の違いを誘電泳動移動度で評価することが可能である。したがって、特に、生体微粒子（細胞、細菌、細胞膜、リポソームなど）の品質管理、活性度測定、薬効判定、テーラーメイド医療などの分野への適用に有用である。
【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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