(57)【要約】【課題】試料中に含まれる標的物質をより精度高く且つ簡便に検出可能なキャピラリー電気泳動法による分析方法、キャピラリー電気泳動装置及びこれらに適用可能なキャピラリー電気泳動用チップを提供する。【解決手段】標的分子を含みうる試料中の成分分離を、複数の分離モードを連続的に適用して行うキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法と、標的分子を含みうる試料に対して、複数の分離モードを連続的に適用可能な流路を備えたキャピラリー電気泳動装置（１０）と、このキャピラリー電気泳動装置に適用可能なキャピラリー電気泳動用チップ（１２）。【選択図】図１Ａ
2012058039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的分子を含み得る試料中の成分分離を、複数の分離モードを連続的に適用して行うキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法。
【請求項２】
前記試料を、一次分離モードによって成分分離を可能とする一次流路に供給して、一次分離処理により一次分離試料を得ること、
得られた前記一次分離試料を、前記一次流路に連続して設けられると共に、前記一次分離モードとは異なる二次分離モードによって成分分離を可能とする１以上の二次流路に供給して、１以上の二次分離処理を行うこと、
を含む請求項１記載の分析方法。
【請求項３】
前記一次分離モード及び前記二次分離モードの組み合わせが、
（１）互いに異なるイオン性基に基づく電気浸透流で成分分離を行う分離モードの組み合わせと、
（２）イオン性基に基づく電気浸透流で成分分離を行う分離モード及び、前記試料中の成分の分離を促進させる分離促進剤を使用する分離モードの組み合わせと、
の少なくとも一方を含む請求項２記載の分析方法。
【請求項４】
前記一次分離試料中の標的成分の分離状態を表す量が所定値未満のときに、前記一次分離試料の前記二次流路への供給を行って二次分離処理を行う請求項２又は請求項３記載の分析方法。
【請求項５】
前記二次流路の少なくとも１つが、前記一次流路に対して試料の泳動方向に沿って連続している請求項２〜請求項４のいずれか１項記載の分析方法。
【請求項６】
前記二次流路の少なくとも１つが、前記一次流路と交差している請求項２〜請求項５のいずれか１項記載の分析方法。
【請求項７】
標的分子を含み得る試料に対して、複数の分離モードを連続的に適用可能な流路を備えたキャピラリー電気泳動装置。
【請求項８】
前記試料に対して、一次分離モードによって成分分離を行って一次分離試料を得るための一次流路と、
前記一次流路に連続して設けられると共に、前記一次分離試料に対して、前記一次分離モードとは異なる二次分離モードによって成分分離するための１以上の二次流路と、
を備えた請求項７記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項９】
前記一次流路及び前記二次流路それぞれの前記試料との接触面が、互いに異なるイオン性基によって被覆されている請求項８記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１０】
前記一次分離試料を分離するための分離促進液を当該二次流路へ供給する分離促進液供給路を更に備え、
前記一次流路及び二次流路の一方が、その試料との接触面をイオン性基によって被覆されており、前記一次流路及び二次流路の他方が、前記分離促進液供給路に接続されている請求項８又は請求項９記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１１】
前記１以上の二次流路が、
前記一次流路に対して試料の泳動方向に沿って連続している前記二次流路と、
前記一次流路と交差している前記二次流路と、
の少なくとも一方を有する請求項８〜請求項１０のいずれか１項記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１２】
前記一次流路及び前記二次流路に接続され、電圧の切り替えによって、前記一次流路で得られた一次分離試料を二次流路へ供給する電圧切替え手段を更に備えた請求項１１記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１３】
前記一次分離試料中の標的成分の分離状態を表す量が所定値未満のときに、前記一次分離試料の前記二次流路への供給を行って二次分離処理を行う請求項８〜請求項１２のいずれか１項記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１４】
温度調節機構を更に備えた請求項８〜請求項１３のいずれか１項記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１５】
前記一次流路及び二次流路をチップに形成した請求項８〜請求項１４のいずれか１項記載のキャピラリー電気泳動装置。
【請求項１６】
標的分子を含み得る試料に対して、一次分離モードによって成分分離を行って一次分離試料を得るための一次流路と、
前記一次流路に連続して設けられると共に、前記一次分離試料に対して、前記一次分離モードとは異なる二次分離モードによって成分分離するための１以上の二次流路と、
を備えたキャピラリー電気泳動用チップ。
【請求項１７】
前記一次流路及び前記二次流路それぞれの前記試料との接触面が、互いに異なるイオン性基によって被覆されている請求項１６記載のキャピラリー電気泳動用チップ。
【請求項１８】
前記一次分離試料を分離するための分離促進液を当該二次流路へ供給する分離促進液供給路を更に備え、
前記一次流路及び二次流路の一方が、その試料との接触面をイオン性基によって被覆されており、前記一次流路及び二次流路の他方が、前記分離促進液供給路に接続されている請求項１６又は請求項１７記載のキャピラリー電気泳動用チップ。
【請求項１９】
前記１以上の二次流路が、
前記一次流路に対して試料の泳動方向に沿って連続している前記二次流路と、
前記一次流路と交差している前記二次流路と、
の少なくとも一方を有する請求項１６〜請求項１８のいずれか１項記載のキャピラリー電気泳動用チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリー電気泳動法による試料の分析方法、キャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動用チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
生物機能を分子レベルで明らかにするために、生体内のタンパク質、ペプチド、核酸、アミノ酸、糖質及び神経伝達関連物質などの生体関連物質を解析又は分析することが行われている。また、臨床検査などにおいても、血中の特定タンパク質などを、その物理化学的性質に基づいて正確に且つ効率よく検出することが求められている。このような物質の分析には、薄層クロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィーなども用いられるが、必要となる試料の量が少量ですむことや、装置の小型化が可能であること、及び簡便性などの観点から、キャピラリー電気泳動法に対する期待が大きい。より高い精度や効率化の観点から、種々のキャピラリー電気泳動装置が開発されている。
【０００３】
キャピラリー電気泳動法による分析装置としては、例えば、特許文献１には、カルボン酸を含む泳動液に生体関連物質を可溶化するステップを含む電気泳動方法による分離分析方法が開示されている。この方法によれば、核酸又はタンパク質等の分離及び検出感度を上げることができることが記載されている。
また、特許文献２には、小型化及び分析時間の短縮が可能で且つ高精度で糖化ヘモグロビンの解析が可能な特定形状の電気泳動チップ及び電気泳動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６８５４１号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／１３９８６６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、キャピラリー電気泳動法による分析の対象となる試料、例えば血液試料中には種々の物質が混在しており、目的分子の他に同様の物理化学的な性質を有する類似の分子も含まれていることが多い。このような類似の生体関連分子を、１つの分離モードでは分離しきれない場合がある。
本発明は、試料中に含まれる標的物質をより精度高く且つ簡便に検出可能なキャピラリー電気泳動法による分析方法、キャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動用チップ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】
本発明のキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法は、標的分子を含み得る試料中の成分分離を、複数の分離モードを連続的に適用して行うキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法である。
本分析方法によれば、複数の分離モードを連続して適用するので、一の分離モードに連続して他の分離モードでの成分分離を行う。この結果、例えば、試料中の標的分子が、一の分離モードでは充分に分離されない成分であっても、簡便に次の分離モードに適用して充分な成分分離を行い、精度よくキャピラリー電気泳動法による試料の分析を行うことができる。
【０００７】
上記分析方法は、前記試料を、一次分離モードによって成分分離を可能とする一次流路に供給して、一次分離処理による一次分離試料を得ること、得られた前記一次分離試料を、前記一次流路に連続して設けられると共に、前記一次分離モードとは異なる二次分離モードによって成分分離を可能とする１以上の二次流路に供給して、１以上の二次分離処理を行うこと、を含む方法であることが好ましい。
この態様では、複数の分離モードを、一次分離モードと二次分離モードとして、それぞれ一次流路及び二次流路が対応しているので、それぞれの流路に連続的に試料を供給することにより、簡便に精度よい分析を行うことができる。
【０００８】
前記一次分離モードと前記二次分離モードの組み合わせは、（１）互いに異なるイオン性基に基づく電気浸透流で成分分離を行う分離モードの組み合わせと、（２）イオン性基に基づく電気浸透流で成分分離を行う分離モード及び、前記試料中の成分の分離を促進させる分離促進剤を使用する分離モードの組み合わせとの少なくとも一方を含むものであってもよい。
互いに異なるイオン性基に基づく電気浸透流による分離モードの組み合わせとした場合には、イオン性基を選択することによって適切な成分分離を行うことができ、一方、イオン性基に基づく電気浸透流に基づく分離モードと、分離促進剤を使用する分離モードとの組み合わせとした場合には、種々の分離促進剤による分離を効果的に組み合わせた分離モードとすることができる。これらにより、目的とする試料中の標的成分の性質に基づいて、より精度よい分離モードの組み合わせを選択することができる。なお、二次分離モードは１つ以上あればよいため、上記（１）及び（２）の組み合わせの双方を適用してもよく、容易に多段階での成分分離を適用することができる。
【０００９】
本発明のキャピラリー電気泳動装置は、標的分子を含み得る試料に対して、複数の分離モードを連続的に適用可能な流路を備えたキャピラリー電気泳動装置である。
本キャピラリー電気泳動装置によれば、複数の分離モードを連続して適用可能な流路を有するので、流路に試料を供給することによって、一の分離モードに連続して他の分離モードでの成分分離を行うことができる。この結果、例えば、一の分離モードでは充分に分離されない成分があっても、他の流路に供給して、簡便に次の分離モードに適用して充分な成分分離を行い、精度よくキャピラリー電気泳動法による試料の分析を行うことができる。
【００１０】
また、前記キャピラリー電気泳動装置は、前記試料に対して、一次分離モードによって成分分離を行って一次分離試料を得るための一次流路と、前記一次流路に連続して設けられると共に、前記一次分離試料に対して、前記一次分離モードとは異なる二次分離モードによって成分分離するための１以上の二次流路と、を備えたものであることが好ましい。
これにより、一次流路と二次流路とが連続して設けられているので、一次流路と二次流路とに試料を連続的に供給することにより、簡便に且つ精度よく、試料の分析を行うことができる。
【００１１】
また、前記一次流路及び前記二次流路それぞれの前記試料との接触面が、互いに異なるイオン性基によって被覆されていてもよく、又は、前記一次分離試料を分離するための分離促進液を当該二次流路へ供給する分離促進液供給路を更に備え、前記一次流路及び二次流路の一方が、その試料との接触面をイオン性基によって被覆されており、前記一次流路及び二次流路の他方が、前記分離促進液供給路に接続されているものであってもよい。
これにより、目的とする試料中の成分の性質に基づいて、より精度よい分離モードの組み合わせを選択することができる。
【００１２】
また、上記キャピラリ電気泳動方法又はキャピラリー電気泳動装置において、前記一次流路と前記二次流路とは、試料の泳動方向に沿って連続していてもよく、交差していてもよい。
一次流路及び二次流路が泳動方向に沿って連続したものである場合には、上述したように、泳動方向を切り換える必要がなく、例えば、泳動方向の切り換え手段を特に必要としないため、装置構成を簡略化することができる。また、一次流路と二次流路とが交差している場合には、上述したように、例えば、複数の分離モードを一次流路の幅に沿って配列することができるため、泳動方向に連続して配置させるよりも装置構成を小型化することができる。
なお、前記二次流路は１つ以上あればよいので、１の二次流路は一次流路に泳動方向に沿って連続したものとし、他の二次流路は一次流路に直行したものとしてもよい。
【００１３】
また、上記のキャピラリー電気泳動方法及びキャピラリー電気泳動装置は、前記一次分離試料中の標的成分の分離状態を表す量が所定値未満のときに、前記一次分離試料の前記二次流路への供給を行って二次分離処理を行うものであってもよい。
これにより、標的成分の分離状態に基づいて選択的に二次流路への供給を行って二次分離処理を行うので、必要に応じて二次分離処理を行うことができ、例えば、分析処理全体としての効率を高めることができる。
なお、分離状態を示す量は、標的分子の種類又は試料の種類などによって異なるが、キャピラリー電気泳動法として成分分離の評価に通常用いられる量をそのまま適用すればよく、例えば、特定波長に基づく吸光度又は、溶液の濁度（透明度）等を挙げることができる。
【００１４】
更に、上記キャピラリー電気泳動装置は、温度調節機構を更に備えていることが好ましい。これにより、例えば、電気泳動中に発生したジュール熱による影響を最小限化することができる。この結果、例えば、試料中の標的成分の分離効率を高めることができ、また、同一試料の分離を繰り返し行った場合に、結果の再現性を高めることができる。
また、本発明のキャピラリー電気泳動装置における一次流路と二次流路とを、キャピラリー電気泳動用チップ上に設けてもよい。
【００１５】
本発明のキャピラリー電気泳動用チップは、標的分子を含み得る試料に対して、一次分離モードによって成分分離を行って一次分離試料を得るための上記の一次流路と、前記一次流路に連続して設けられると共に、前記一次分離試料に対して、前記一次分離モードとは異なる二次分離モードによって成分分離するための１以上の上記の二次流路と、を備えている。
これにより、上述したキャピラリー電気泳動装置用のチップとして取扱いしやすく、利便性を高めることができると共に、キャピラリー電気泳動用チップを試料毎に準備すればよいので、簡便に且つ精度よく試料の分析を行う本発明の試料分析方法を、より利便性よく行うことができる。
【００１６】
また、キャピラリー電気泳動用チップにおける一次流路及び二次流路は、上述したように、一次流路及び前記二次流路それぞれの前記試料との接触面が、互いに異なるイオン性基によって被覆されていてもよく、また、上述したように、前記一次分離試料を分離するための分離促進液を当該二次流路へ供給する分離促進液供給路を更に備え、前記一次流路及び二次流路の一方が、その試料との接触面をイオン性基によって被覆されており、前記一次流路及び二次流路の他方が、前記分離促進液供給路に接続されていてもよい。
これにより、上述したように、目的とする試料中の成分の性質に基づいて、より精度よい分離モードの組み合わせを選択することができる。
【００１７】
また、キャピラリー電気泳動用チップは、上述したように、前記１以上の二次流路が、前記一次流路に対して試料の泳動方向に沿って連続している前記二次流路と、前記一次流路と交差している前記二次流路と、の少なくとも一方を有することが好ましい。
一次流路及び二次流路が泳動方向に沿って連続したものである場合には、泳動方向を切り換える必要がないので、泳動方向の切り換え手段を有しないキャピラリー電気泳動装置にも用いることができる。また、一次流路と二次流路とが交差している場合には、上述したように、例えば、複数の分離モードを一次流路の幅に沿って配列することができるため、小型の装置にも用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、試料中に含まれる標的物質をより精度高く且つ簡便に検出可能なキャピラリー電気泳動法による分析方法、キャピラリー電気泳動装置及びキャピラリー電気泳動用チップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置の概略平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる成分分離処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置の概略平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる成分分離処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置の概略平面図である。
【図６Ａ】本発明の第４の実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置の概略平面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図７】本発明の実施例によるヘモグロビンの電気泳動チャートである。
【図８】本発明の比較例１によるヘモグロビンの電気泳動チャートである。
【図９】本発明の比較例２によるヘモグロビンの電気泳動チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の分析方法は、キャピラリー電気泳動法による試料の分析方法は、標的分子を含み得る試料中の成分分離を、複数の分離モードを連続的に適用して行うキャピラリー電気泳動法による試料の分析方法である。
本発明の分析方法では、複数の分離モードを連続的に適用可能な複数の流路を用いるので、一の分離モードのみの分析方法よりも精度が高く、また、複数の分離モードによる連続した分離を複数の流路を用いることによって行うので、複数の分離モードによる分離を簡便に行うことができる。
【００２１】
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても本工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
また、本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
また、本発明において、組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００２２】
本発明における「分離モード」とは、対象となる試料に含まれる複数の物質の物理化学的特性に基づいて分離するために設定された環境であって、キャピラリ内での泳動速度に影響する環境を意味する。従って、本発明において「分離モードが異なる」とは、試料中の物質の泳動速度に変化に拘わらず、試料中の物質に対して作用する物理化学的環境が異なることを意味する。
【００２３】
本発明に適用されるキャピラリー電気泳動法による分離モードとしては、キャピラリー電気泳動法で適用される分離モードであれば特に制限はなく、このような分離モードの種類としては、一般に、キャピラリーゾーン電気泳動、ミセル導電クロマトグラフィー、ゲル電気泳動及び等電点電気泳動の分離モードを挙げることができる。また、本発明では更に、それぞれの種類の分離モードにおいても、電機浸透流の速度、電気的特性、ゲルサイズ、若しくは、用いる緩衝液の種類、又はこれらの組み合わせなどの条件を変更することによって、試料中の成分に対する物理化学的環境が異なればよい。このような一般的な分離モードを複数適用する場合も、同一種類の分離モードによる異なる物理化学的環境下で成分分離を行う場合も、共に、本発明における「複数の分離モード」に包含される。
【００２４】
このような複数の分離モードとしては、例えば、特定のイオン性基に基づくキャピラリーゾーン電気泳動と、界面活性剤のような分離促進剤を使用したミセル導電クロマトグラフィーとの組み合わせのような、複数種類の分離モードを複数用いる場合や、アミノ基による電気浸透流及びスルホン酸基による電気浸透流のような２種以上のイオン性基を連続して用いたキャピラリーゾーン電気泳動を用いる場合などを挙げることができる。
【００２５】
このような複数の分離モードを連続的に適用可能な複数の流路を用いたキャピラリー電気泳動法としては、前記試料を、一次分離モードによって成分分離を可能とする一次流路に供給して、一次分離処理による一次分離試料を得ること（以下、一次分離処理工程という）、前記一次分離試料を、前記第一の流路に連続して設けられると共に、前記一次分離モードとは異なる他の分離モードによって成分分離を可能とする１以上の二次流路に供給して、１以上の二次分離処理を行うこと（以下、二次分離処理工程という）、を含むものであることが好ましい。
一次分離処理工程に続けて二次分離処理工程を行うことによって、簡便に連続した分離モードによる分析を行うことができる。
【００２６】
一次分離処理工程では、一次流路に試料を供給して一次分離処理を行い、一次分離試料が得られる。一次分離試料は、試料を電気泳動により成分分離した後の試料の一部分であって、一次流路に適用された分離モードに応じた電気浸透流の速度に従って分離された成分が含まれる画分を意味する。一次分離試料中には、泳動開始時には渾然一体となっていた試料中の成分の一部分が含まれる。
一次分離試料は、一次流路上の泳動開始点から所定距離の離れた特定の領域に存在する試料として捉えたものであってもよく、一次流路上に特定領域を設けて泳動開始から所定時間後に特定領域に存在する試料として捉えたものであってもよい。
【００２７】
二次分離処理工程では、一次分離試料を１以上の二次流路に供給して、一次分離モードに連続して二次分離モードによる成分分離を行う。これにより、一次分離モードによって分離された成分が、更に二次分離モードによる成分分離に供されて、より精度高く成分分離される。ここで、二次分離モードは、１つ以上あればよく、２つ以上あってよい。この場合には、一次分離試料を二次分離モードによって成分分離した後に、更に他の分離モードによる二次分離を行う。このときの他の分離モードは、直前の分離モードと異なっていればよい。
【００２８】
本発明のキャピラリー電気泳動法による分析方法には、連続的な複数の流路を設けると共に、この複数の流路に対して複数の分離モードを備えたキャピラリー電気泳動装置を適用することができる。
以下、本発明を適用可能なキャピラリー電気泳動装置を、具体例を挙げて説明する。
【００２９】
［第１の実施形態］
図１Ａ〜図１Ｃには、本発明のキャピラリー電気泳動法によるキャピラリー電気泳動装置の一実施形態としてのキャピラリ電気泳動装置１０が示されている。
電気泳動装置１０は、第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６を備えた電気泳動チップ１２、高圧電源２８、第１のスイッチ２４、第２のスイッチ２６、電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、検出器３０、及び、コンピュータを含むコントローラ４０で構成されている。
【００３０】
電気泳動チップ１２は、図示しないステージ上に着脱自在に配置されている。電気泳動チップ１２において、一次分離モードによる成分分離を行う第１のキャピラリ流路１４と、二次分離モードによる成分分離を行う第２のキャピラリ流路１６とは、基板１８に、第１のキャピラリ流路１４と第２のキャピラリ流路１６とが、交差、好ましくは直交するように形成されている。第１のキャピラリ流路１４の端部のそれぞれには、液槽２０ａ及び液槽２０ｂが配置され、第２のキャピラリ流路１６の端部のそれぞれには、液槽２０ｃ、２０ｄが配置されている。コントローラ４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、記録媒体としてのＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、及び液晶ディスプレイなどを有する表示装置を含んで構成されており、ＨＤＤには、以下で説明する処理ルーチンのプログラムが記憶されている。
【００３１】
基板１８を形成する材料としては、ガラス、又はポリマー材料等が挙げられる。ガラス材料としては、特に制限されないが、例えば、合成石英ガラス、ホウケイ酸ガラス及び溶融シリカ等が挙げられる。ポリマー材料としては、特に制限されないが、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）及びポリ乳酸（ＰＬＡ）等が挙げられる。
【００３２】
基板１８は、下基板１８ｂに上基板１８ａが積層されることによって構成されている。上基板１８ａには、４つの貫通孔が形成されており、上基板１８ａの４つの貫通孔の底部が、下基板１８ｂで封止されることで、４つの液槽２０ａ、液槽２０ｂ、液槽２０ｃ及び液槽２０ｄが形成されている。
【００３３】
液槽２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、特に制限されず、例えば、上基板１８ａに形成された貫通孔の底部が、下基板１８ｂで封止されて形成された凹郎等が挙げられる。液槽２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの形状は、特に限定されず、例えば、円柱状、四角柱状、四角錘状、円錐状等が挙げられる。
【００３４】
第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６は、例えば、基板１８に形成されたものであってもよく、基板１８に埋設されたものであってもよい。
第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６の内壁の表面は、それぞれの材質に応じて選択された陽極性基含有化合物又は陰極性基含有化合物を用いた表面処理によって被覆してもよい。陽極性基含有化合物を被覆した場合には、試料中のプラス電荷の物質が流路内壁に吸着することを防止することができ、また電気浸透流を、未処理の場合と比較して速くする傾向がある。一方、陰極性基含有化合物を被覆した場合には、試料中のマイナス電荷の物質が流路内壁に吸着することを防止することができ、また電気浸透流を、未処理の場合と比較して速くする傾向があると共に、陽極性基含有化合物を被覆した場合とは電気浸透流の方向が逆となる。また、前記試料と電気泳動液中に存在する前記陰極性基含有化合物とが複合体を形成し、この複合体を電気泳動させるため、試料単独で電気泳動するよりも分離効率が高くなる。これらの結果、より短時間で、より高精度な分析が可能となる。
【００３５】
陽極性基含有化合物としては、例えば、アミノ基及びアンモニウム基の少なくとも一方の陽極性基を有するシリル化剤を挙げることができる。アミノ基は、一級、二級及び三級のいずれであってもよい。
【００３６】
陽極性基を有するシリル化剤としては、例えば、Ｎ−（２−ジアミノエチル）−３−プロピルトリメトキシシラン、アミノフェノキシジメチルビニルシラン、３−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルビス（トリメチルシロキシ）シラン、３−アミノプロピルペンタメチルジシロキサン、３−アミノプロピルシラントリオール、ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ジメチルシラン、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）ビニルメチルシラン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−シアノプロピル（ジイソプロピル）ジメチルアミノシラン、（アミノエチルアミノメチル）フェネチルトリメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、テトラキス（ジエチルアミノ）シラン、トリス（ジメチルアミノ）クロロシラン、トリス（ジメチルアミノ）シラン等が挙げられるが、これらに限定されない。前記陽極性基含有化合物としては、この他に、前記シリル化剤におけるケイ素原子を、チタンもしくはジルコニウムに置換した化合物を用いてもよい。前記陽極性基含有化合物は、一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【００３７】
陰極性基含有化合物としては、例えば、陰極性基含有多糖類が好ましい。陰極性基含有多糖類としては、硫酸化多糖類、カルボン酸化多糖類、スルホン酸化多糖類及びリン酸化多糖類等が挙げられ、このなかで、分離効率の観点から硫酸化多糖類又はカルボン酸化多糖類が好ましい。これらの陰極性基含有多糖類は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。前記硫酸化多糖類としては、コンドロイチン硫酸又はヘパリン等が好ましく、より好ましくは、コンドロイチン硫酸である。前記カルボン酸化多糖類としては、アルギン酸またはその塩（例えば、アルギン酸ナトリウム）が好ましい。前記コンドロイチン硫酸は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｈ及びＫの７種類があり、いずれを用いてもよいが、ヘモグロビン分析の分離能の点で、コンドロイチン硫酸Ｃが好ましい。
【００３８】
陰極性基により構成される陰極性層は、例えば、介在層を介して、流路の内壁に積層されていてもよい。介在層としては、例えば、上述した陽極性基含有化合物を用いて形成することができる。前記介在層を介して積層された前記陰極性層は、例えば、前記陽極性基含有化合物により被覆された流路の内壁に、前記陰極性基含有化合物を含む液を接触させることにより、形成してもよい。この場合、前記陰極性基を形成するための液を別途調製してもよいが、操作効率の面から、前記陰極性基含有化合物を添加して調製した電気泳動液を、内壁に前記介在層が形成された流路に通液することが好ましい。
【００３９】
第１のキャピラリ流路１４の内壁は、上述した陽極性基又は陰極性基（以下、総称する場合には、単に「イオン性基」という）含有化合物によって表面処理が施されており、所定のイオン性基で被覆されている。また、第２のキャピラリ流路１６の内壁は、第１のキャピラリ流路１４とは異なるイオン性基含有化合物によって表面処理が施されて、第１のキャピラリ流路１４とは異なるイオン性基で被覆されている。この結果、第１のキャピラリ流路１４と第２のキャピラリ流路１６とでは、内壁面の電気的特性が異なり、異なる電気浸透流が生じる。これにより、第１のキャピラリ流路１４では一次分離モード、第２のキャピラリ流路１６では二次分離モードでの分離が可能となる。
例えば、アミノ基で被覆した第１のキャピラリ流路１４と、スルホン酸基で被覆して第２のキャピラリ流路１６との組み合わせとしてもよく、アミノ基で被覆した第１のキャピラリ流路１４と、コンドロイチン硫酸層（介在層）を備えると共にアミノ基で被覆した第２のキャピラリ流路１６との組み合わせとしてもよい。
【００４０】
キャピラリー電気泳動装置１０における第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６の形成は、一方の流路内壁の被覆を行う際に、他方の流路内部に処理が施されないように、例えばマスクで覆い、一方の流路内部の被覆処理が完了した後に他方の流路内部の被覆を行えばよい。流路内壁の被覆は、既に公知であり、例えば、ＷＯ２００８／１３９８６７号、ＷＯ２０１０／０１０８５９号等に記載の方法を用いることができる。また、流路のマスク処理は、例えば、フォトマスク、クロムマスク、フィルムマスク、エマルジョンマスク、レーザーメタルマスク、等を用いる公知の方法をそのまま適用すればよい。
【００４１】
第１のキャピラリ流路１４、第２のキャピラリ流路１６及び液槽２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄには、一般に、電気泳動液が充填されている。電気泳動液としては、特に限定されないが、有機酸を含む電気泳動液が好ましい。前記有機酸は、特に限定されないが、例えば、マレイン酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、フタル酸、マロン酸及びリンゴ酸等が挙げられる。また、前記電気泳動液は、特に限定されないが、例えば、ジュール熱の抑制、ヘモグロビン安定性、及びヘモグロビン分離能の観点から弱塩基を含むことが好ましい。前記弱塩基としては、特に限定されないが、例えば、アルギニン、リジン、ヒスチジン及びトリス等が挙げられる。前記電気泳動液は、特に限定されないが、例えば、ＡＤＡ緩衝液、ＭＥＳ緩衝液、Ｂｉｓ−Ｔｒｉｓ緩衝液、ＰＩＰＥＳ緩衝液、ＡＣＥＳ緩衝液、ＭＯＰＳＯ緩衝液、ＢＥＳ緩衝液、ＨＥＰＥＳ緩衝液、ＴＥＳ緩衝液及びリン酸緩衝液等が挙げられる。前記電気泳動液のｐＨは、特に限定されず、例えば、前述の範囲であり、好ましくは、ｐＨ４．５〜６．０の範囲である。
【００４２】
前記電気泳動液には、ヘモグロビン分離能向上の観点から、前記陰極性基含有化合物を添加することが好ましい。前記陰極性基含有化合物としては、特に限定されず、例えば、前述の陰極性基含有化合物等が挙げられる。前記電気泳動液中に含まれる前記陰極性基含有化合物の濃度は、特に限定されず、例えば、０．００１〜１０質量％の範囲であり、好ましくは、０．１〜５質量％の範囲である。
【００４３】
電気泳動液には、例えば、界面活性剤が添加されていてもよい。前記界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ベタイン型両性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤等が挙げられる。前記ベタイン型両性界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシベタイン型界面活性剤及びスルホベタイン型界面活性剤等が挙げられる。前記カルボキシベタイン型界面活性剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ一ジメチルーＮ−アルキルーＮ一カルボキシアルキレンアンモニウムベタイン等が挙げられる。また、前記スルホベタイン型界面活性剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキルーＮ−スルホアルキレンアンモニウムベタイン等が挙げられる。前記スルホベタイン型界面活性剤の具体例としては、例えば、パルミチルスルホベタイン等が挙げられる。
【００４４】
なお、電気泳動液には、電気浸透流の調整のために、上述した陰極性基含有化合物を添加してもよい。また、分離能の観点から、電気泳動液には、陰イオン性のカオトロピックイオンが添加されていることが好ましい。陰イオン性のカオトロピックイオンとしては、例えば、過塩素酸、チオシアン酸、ヨウ化カリウム等を挙げることができる。電気泳動液中の陰イオン性カオトロピックイオンの濃度は、例えば、１〜３００００ｍｍｏｌ／Ｌとすることができ、好ましくは５〜１００ｍｍｏｌ／Ｌとすることができる。
【００４５】
本発明の分析対象となる試料は、特に制限はないが、例えば、分析対象の血中タンパク質を含む試料としてもよく、全血、血液を溶血処理した試料等を挙げることができる。このほか、血清、血漿、尿、唾液等を挙げることができる。
【００４６】
第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６に設けられた液槽２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの内部には、それぞれ、電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが配置されている。電極２２ａは、第１のスイッチ２４を介して高圧電源２８の陽極に接続されている。電極２２ｂは、第２のスイッチ２６を介して高圧電源２８の陰極に接続されている。一方、電極２２ｃは、第１のスイッチ２４を介して高圧電源２８の陽極に接続されており、電極２２ｄは、第２のスイッチ２６を介して高圧電源２８の陰極に接続されている。第１のスイッチ２４と、第２のスイッチ２６はそれぞれ、第１のキャピラリ流路１４と第２のキャピラリ流路１６との間で電圧の印加が切り換えられるようになっている。
【００４７】
図１Ｂに示されるように、基板１８の表面であって、第２のキャピラリ流路１６の上方には、検出器３０が配置されている。また、基板１８の第２のキャピラリ流路１６の裏面には、スリット３２と、光源３４と、光学フィルター３６と、集光レンズ３８とで構成された光学系が配置されている。検出器３０及び光源３４は、それぞれコントローラ４０に接続されている。光学系は、物質の分析に適用される吸光度の測定波長としての特定波長光を、第２のキャピラリ流路１６の検出点に向けて照射可能になっており、検出器３０には、第２のキャピラリ流路１６の検出点を透過した透過光が入射可能となっている。吸光度の測定波長としては、対象となる物質によって異なるが、一般に２６０ｎｍ〜３００ｎｍ、又は３８０ｎｍ〜４５０ｎｍとすることができる。
【００４８】
高圧電源２８の陽極側の電極２２ａ及び陰極側の電極２２ｂの間に電圧が印加されると、液槽２０ａ及び液槽２０ｂの間で電位差が生じて、第１のキャピラリ流路１４の内部で陽極側から陰極側へ電気浸透流が生じ、泳動開始点から他端に向けて試料が流路内を電気泳動する。また、陽極側の電極２２ｃ及び陰極側の電極２２ｄの間に電圧が印加されると、第２のキャピラリ流路１６の内部で陽極側から陰極側へ電気浸透流が生じ、泳動開始点から他端に向けて試料が流路内を電気泳動する。
【００４９】
キャピラリー電気泳動法により電気泳動させるために印加される電圧は、例えば、０．０７５ｋＶ〜２０ｋＶの範囲であり、分離能の観点からの観点から好ましくは０．３ｋＶ〜５ｋＶの範囲である。
【００５０】
キャピラリ電気泳動装置１０に備えられたコントローラ４０には、第１のスイッチ２４、第２のスイッチ２６、検出器３０、また図示しない装置全体の駆動部がそれぞれ接続されており、キャピラリ電気泳動装置１０の全体を制御可能となっている。
【００５１】
次に、図２を参照して、本キャピラリ電気泳動装置１０を用いて試料を分析する場合のＣＰＵで実行される処理ルーチンと共に作用を説明する。
ステップ１００において、第１のキャピラリ流路１４に高圧電圧が印加されるように、第１のスイッチ２４及び第２のスイッチ２６を切り換える。これにより、第１のキャピラリ流路１４内で電気浸透流が生じて、試料の電気泳動による成分分離が開始する。
【００５２】
次のステップ１０２において、所定時間経過したか否かを判断し、所定時間経過した場合には、ステップ１０４において第１のキャピラリ流路１４への高圧電圧の印加が停止されるように第１のスイッチ２４及び第２のスイッチ２６を切り換えた後、ステップ１０６において第２のキャピラリ流路１６に高圧電圧が印加されるように、第１のスイッチ２４及び第２のスイッチ２６を切り換える。標的成分を含みうる試料の成分分離については、標的成分の物理化学的性質、電圧の大きさ、電気泳動液の組成、及び温度などに基づいて、電気浸透流の速度が計算されており、第１のキャピラリ流路１４と第２のキャピラリ流路１６との交点に到達するまでの所定の時間が設定されている。このため、所定時間経過後に第１のスイッチ２４と第２のスイッチ２６との切り換えによって、標的成分を含み得る一次分離試料の泳動方向が、第１のキャピラリ流路１４から第２のキャピラリ流路１６に切り替わり、第２のキャピラリ流路１６内での泳動を開始する。
【００５３】
ステップ１０８において所定時間経過したか否かを判断し、所定時間経過した場合には、ステップ１１０において検出器３０で検出された吸光度を示す信号を取り込み、検出器３０から信号に応じた吸光度を図示しない表示装置に表示する。
【００５４】
これにより、試料の成分分離を、複数の分離モードを連続して適用して行うことにより、簡便に且つ精度よく試料の分析を行うことができる。
【００５５】
なお、キャピラリ電気泳動装置１０では、第１のキャピラリ流路１４から第２のキャピラリ流路１６への切り換えを、所定時間後での第１のスイッチ２４及び第２のスイッチ２６の切り換えにより自動で行ったが、これに限定されない。例えば、手動で第１のスイッチ２４及び第２のスイッチ２６の切り換えを行ってもよい。
上記実施形態では、第１のキャピラリ流路１４による一次分離処理と第２のキャピラリ流路１６による二次分離処理とを自動的に連続して行ったが、これに限定されない。
【００５６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施の形態は、図３に示すように、本実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置５０には、第１の実施の形態の第１のキャピラリ流路１４に検出器３０と同一構成の第２の検出器５２が設けられている。第２の検出器５２に対向する基板１８の下方には、第１の実施形態の光学系と同一構成の第２の光学系（図示せず）が配置されている。第２の検出器５２及び図示しない第２の光学系は、第１の実施形態にかかる第１の検出器３０及び光学系と同様に、それぞれコントローラ４０に接続されている。なお、図３において、第１の実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置１０を説明した図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃと共通する部分については、同一符合を付して説明を省略する。
【００５７】
第２の実施形態にかかるキャピラリ電気泳動装置５０は、第２の検出器３０による第２の検出器５２の出力に基づいて、例えば、分離状態を示す検出波形のピーク間隔が所定値未満か否かを判断することにより、分離状態が充分であるか否かを判断し、分離状態が充分でない場合に第１の実施形態と同様に第２のキャピラリ流路１６を用いて分析するようにしたものである。
従って、本実施の形態の処理ルーチンを示す図４において、第１の実施形態における処理ルーチンを示した図２と対応する部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
ステップ１００において第１のキャピラリ流路１４の電極に電圧を印加した後、ステップ１１２において第２の検出器出力を取り込み、ステップ１１４において、取込んだ検出器出力から得られる検出波形のピーク間隔が所定値未満か否かを判断することにより、分離状態が充分であるか否かを判断する。検出波形のピーク間隔が所定値以上であることから、分離状態が充分であると判断された場合には、表示装置に検出波形を表示した後、この処理ルーチンを終了する。
【００５９】
一方、検出波形のピーク間隔が所定値未満であることから、分離状態が不充分であると判断された場合には、第１の実施形態で説明したのと同様に、ステップ１０４で第１のキャピラリ流路１４の電極２２ａ、２２ｂへの電圧印加を停止し、ステップ１０６において第２のキャピラリ流路１６の電極２２ｃ、２２ｄへの電圧印加を行って二次分離処理を行う。
本実施形態では、検出器出力に基づいて、分離状態が充分であるか否かを判断しているので、正確なタイミングで第２の分離処理に移行することができる。
【００６０】
なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、ステップ１０８において所定時間経過したか否かを判断することにより、分離状態が充分か否かを判断する例について説明したが、ステップ１１０の処理をステップ１０８の判断より先に行って検出器３０の検出出力を取り込み、ステップ１０８において所定時間経過したか否かを判断するのに代えて、ステップ１１４で説明したのと同様に検出波形のピーク間隔が所定値未満か否かを判断して、分離状態が充分であるか否かを判断するようにしてもよい。そして、分離状態が充分であると判断された場合には、表示装置に検出波形を表示した後、この処理ルーチンを終了する。
【００６１】
［第３の実施形態］
次に本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態は、図５に示されるように、独立した１の流路６４上に第１のキャピラリ流路６４ａ、第２のキャピラリ流路６４ｂ及び第３のキャピラリ流路６４ｃを設けて、第１の実施形態と同様に複数の分離モードを連続して適用して試料の成分分離処理を行うものである。
図５には、本発明のキャピラリー電気泳動装置の他の実施形態にかかるキャピラリー電気泳動装置６０が示されている。図５では、図１で示したキャピラリ電気泳動装置１０における作用と同様の作用を行う部材には同一の符合を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態のキャピラリ電気泳動装置６０には、１つの独立したキャピラリ流路６４を有する電気泳動チップ６２が備えられている。キャピラリ流路６４上には、第１の分離モードが適用された第１のキャピラリ流路６４ａと、第２の分離モードが適用された第２のキャピラリ流路６４ｂと、第３の分離モードが適用された第３のキャピラリ流路６４ｃとが、ほぼ同様の長さとなるように区分けして設けられている。第１のキャピラリ流路６４ａと、第２のキャピラリ流路６４ｂと、第３のキャピラリ流路６４ｃとは、流路内壁の被覆が異なっている。例えば、第１のキャピラリ流路６４ａには、アミノ基で被覆されており、キャピラリ流路６４ｂは、カルボキシ基が被覆されており、キャピラリ流路６４ｃは、フェニル基で被覆されているとしてもよい。これにより、試料の泳動方向に沿って複数の分離モードが連続して適用可能になっている。
【００６３】
第１のキャピラリ流路６４ａ、第２のキャピラリ流路６４ｂ、第３のキャピラリ流路６４ｃの製造は、例えば、第１のキャピラリ流路６４ａに対して所定の分離モードとなるように内壁処理をする際、第２のキャピラリ流路６４ｂ及び第３のキャピラリ流路６４ｃを所定のマスクで覆って処理を行い、順次、内壁処理を行うことにより行うことができるが、これに限定されない。
【００６４】
第１のキャピラリ流路６４ａ、第２のキャピラリ流路６４ｂ及び第３のキャピラリ流路６４ｃを備えたキャピラリ流路６４の液槽２０ｃ内には、電極２２ｃが配置されており、スイッチ６６を介して高圧電源２８の陽極側に接続されている。一方、液槽２０ｄ内には、電極２２ｄが配置されており、高圧電源２８の陰極側に接続されている。スイッチ６６はコントローラ４０に接続されている。なお、本実施形態では陽極側にスイッチ６６が配置されているが、陰極側に配置されてもよい。
【００６５】
本キャピラリ電気泳動装置６０では、試料を液槽２０ｃに添加して、キャピラリ流路６４の液槽２０ｃ内の電極２２ｃ及び液槽２０ｄ内の電極２２ｄに電圧を印加すると陽極側と陰極側に生じた電位差に従って、キャピラリ流路６４の陽極側から陰極側へ電気浸透流が生じて、泳動が開始される（図５の紙面左から右）。
【００６６】
このとき、第１のキャピラリ流路６４ａ、第２のキャピラリ流路６４ｂ及び第３のキャピラリ流路６４ｃが泳動方向の上流側からこの順で配置さているため、試料はまず第１のキャピラリ流路６４ａによる第１の分離モードによって成分分離が行われる。電気浸透流に従って試料が泳動することによって、一次分離試料が得られる。一次分離試料は電気泳動を継続することによって、第１のキャピラリ流路６４ａの内部を移動し、第２のキャピラリ流路６４ｂに泳動位置が移動すると、一次分離試料は、そのままキャピラリ流路６４ｂに供給されて分離モードが切り替わり、第２の分離モードによる成分分離が行われる。その後、電気泳動を継続することによって、第２のキャピラリ流路６４ｂ内を移動して第３のキャピラリ流路６４ｃに供給されて分離モードが切り替わり、第３の分離モードによる成分分離が行われる。
【００６７】
このように、本実施形態では、第１のキャピラリ流路６４ａと第２のキャピラリ流路６４ｂと第３のキャピラリ流路６４ｃとが、キャピラリ流路６４上に設けられているので、１の電気泳動操作で簡便に連続した３つの分離モードによる成分分離を行うことができる。これによって、より簡便に成分分離を行って精度よく試料の分析を行うことができる。
【００６８】
なお、本実施形態のキャピラリ電気泳動装置６０では、キャピラリ流路６４上に３つの分離モードによる流路を形成したが、これに限定されず、キャピラリ流路６４の長さに応じて分離モードの数を増減してもよい。
また、本実施形態では、各分離モードを、アミノ基、カルボキシ基及びフェニル基でそれぞれ被覆されて構成したキャピラリ流路６４を用いたが、分離モードは例示であって、他のイオン性基でキャピラリ流路６４の内壁を修飾してもよく、他の種類の分離モードと組み合わせて適用してもよい。
【００６９】
［第４の実施形態］
次に本発明の第４の実施形態について説明する。
本実施形態は、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、分離モードの切り換えを、第１の実施形態における流路の切り換え及び、第３の実施形態における流路上の位置の変更とは異なり、予め設けられた流路の分離モードを流路内の溶液の組成を変更することによって切り換えるものである。
図６Ａ及び図６Ｂには、本実施形態のキャピラリ電気泳動装置８０が示されている。図６Ａ及び図６Ｂでは、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ又は図５で示したキャピラリ電気泳動装置１０における作用と同様の作用を行う部材には同一の符合を付して説明を省略する。
【００７０】
図６Ａに示されるように、キャピラリ電気泳動装置８０には、１つの独立したキャピラリ流路８４を有する電気泳動チップ８２が備えられている。キャピラリ流路８４上には、第１の分離モードが適用された第１のキャピラリ流路８４ａと、第２の分離モードが適用された第２のキャピラリ流路８４ｂとが設けられている。第１のキャピラリ流路８４ａ
と第２のキャピラリ流路８４ｂとでは、流路内壁の被覆が異なっている。例えば、第１のキャピラリ流路８４ａには、アミノ基で被覆されており、第２のキャピラリ流路８４ｂでスルホン基で被覆されているとしてもよい。これにより、試料の泳動方向に沿って第１の分離モードと第２の分離モードとが連続して適用可能になっている。
【００７１】
また、電気泳動チップ８２には、分離促進剤供給口８８が設けられている。分離促進剤供給口８８には、分離促進剤供給路８６が連結され、キャピラリ流路８４ａとキャピラリ流路８４ｂとの境界面近傍でキャピラリ流路８４と接合している。分離促進剤供給口８８には、図示しない分離促進剤槽が接続されている。分離促進剤は、試料中の成分分離を促進するための試薬を含む溶液である。このような分離促進剤としては、公知のものを挙げることができ、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルコール、ポリオキシエチレンソルビタンモノエステルなどのミセルを形成する物質、シクロデキストリンなどの包接化合物、カオトロピックイオン等を挙げることができる。
【００７２】
分離促進剤供給路８６は、図６Ｂに示されるように、電気泳動チップ８２上に設けられた分離促進剤供給口８８から、キャピラリ流路８４に向かって傾斜しており、このため、分離促進剤供給口８８に分離促進剤を供給すると、キャピラリ流路８４へ供給されるようになっている。
【００７３】
本キャピラリ電気泳動装置８０では、試料をキャピラリ流路８４の液槽２０ｃに添加して、キャピラリ流路８４内に配置された電極２２ｃ及び電極２２ｄに電圧を印加すると、陽極側と陰極側に生じた電位差に従って、キャピラリ流路８４の陽極側から陰極側へ電気浸透流が生じて、泳動が開始される（図６Ａの紙面左から右）。
【００７４】
このとき、第１のキャピラリ流路８４ａ及び第２のキャピラリ流路８４ｂが泳動方向の上流側からこの順で配置されているため、試料はまず第１のキャピラリ流路８４ａによる第１の分離モードによって成分分離が行われる。電気浸透流に従って試料が泳動することによって、一次分離試料が得られる。一次分離試料は電気泳動を継続することによって、第１のキャピラリ流路８４ａの内部を移動し、第２のキャピラリ流路８４ｂに泳動位置が移動すると、一次分離試料は、そのままキャピラリ流路８４ｂに供給されて分離モードが切り替わり、第２の分離モードによる成分分離が行われる。第２の分離モードのよる成分分離の状況は、検出器３０を介して確認可能となっている。
【００７５】
第２のキャピラリ流路８４での成分分離処理を継続しているときに、分離促進剤が分離促進剤供給口８８から添加されると、分離促進剤供給路８６を経て、泳動方向下流側に配置される第２のキャピラリ流路８４ｂに分離促進剤が供給される。これにより、第２のキャピラリ流路８４ｂでは、電気泳動液に分離促進剤が混合してキャピラリ流路８４ｂ内の液の組成が変化し、これに伴って分離モードが変更されて、第３の分離モードによる成分分離が開始される。この分離モードの切り換えによって、例えば、キャピラリーゾーン電気泳動による分離モードからミセル導電泳動の分離モードに簡便に変更する。
【００７６】
このように、分離促進剤を添加することによって、分離モードを簡便に切り換えることができる。また、分離促進剤を添加することによって、分離モードを簡便に増やすことができる。
【００７７】
なお、分離供給剤の添加は、検出器３０からの信号による第２のキャピラリ流路８４ｂにおける分離状況に応じて行ってもよく、第２の実施形態のように、第１のキャピラリ流路８４ａの分離状況を確認するための検出器を更に設けて、第１のキャピラリ流路８４ａによる分離状況、第２のキャピラリ流路８４ｂ又はこれらの双方の成分分離の状況に応じて行ってもよい。
更に、コントローラ４０に接続された分離促進剤槽の送液系（図示せず）を制御して、第２のキャピラリ流路６４ｂにおける分離状況に応じて、分離促進剤の添加を自動的に行ってもよい。これにより、いっそう効率よく分析を行うことができる。
【００７８】
本実施形態では、分離モードをアミノ基修飾及びスルホン酸基修飾の組み合わせとしたがこれに限定されない。また、分離促進剤供給路８６を第１のキャピラリ流路８４ａと第２のキャピラリ流路８４ｂとの境界に配置したが、これに限定されない。例えば、キャピラリ流路８４に対して直行する他のキャピラリ流路を設け、分離促進剤の添加を行う場合には、当該他のキャピラリ流路に対して分離促進剤を添加すると共に、電気泳動方向を当該他のキャピラリ流路へ変更してもよい。これにより、いっそう分離モードを多様化することができる。
【００７９】
本発明のキャピラリー電気泳動装置では、キャピラリー流路内の液相の温度を調整可能な温度調節機構を設けてもよい。これにより、キャピラリー電気泳動中に発生したジュール熱によって、生体由来の分析対象試料、例えばヘモグロビン等のタンパク質に熱変性が生じて分離能が低下することを防止することができ、より高い分析が可能となる。また温度差による分離度合いの差異が発生することを防止することができ、これにより、同一試料の繰り返し測定した場合でも結果の再現性を高めることができる。温度調節機構は、分子エネルギーを高めて各分離モードでの成分分離を容易にするための加温器であっても、分解しやすい分子などの変性を抑制して効果的な成分分離を行うための冷却器であってもよい。
【００８０】
このような温度調節機構としては、当業界公知のものを用いることができ、例えば、ペルチェ素子、放熱ファン、空気恒温槽又はこれらの組み合わせを挙げることができる。ペルチェ素子を用いる場合には、電気泳動チップ１２、６２、８２を断熱材又は光学的透明部材で覆い、その周りにペルチェ素子を配置してよい。断熱材としては、発泡フェノールフォーム、発泡ウレタン、発泡ポリスチレン、ガラスウール、セルロースファイバー等を挙げることができ、成型加工容易性の観点から発泡ポリスチレンが好ましい。光学的透明部材としては、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができる。
【００８１】
なお、上記のキャピラリ電気泳動装置１０、５０、６０、８０では、設けられた流路のすべてを成分分離に用いたが、試料を成分分離するための流路に導くための導入用流路を別途設けてもよい。
【００８２】
なお、本発明の実施形態では、電気泳動チップ１２を着脱自在に備えたキャピラリ電気泳動装置１０とし、第１のキャピラリ流路１４、第２のキャピラリ流路１６を電気泳動チップ１２上に形成したが、これに限定されない。第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６がキャピラリ電気泳動装置１０に備えられていれば、装置と一体に形成したものであってもよい。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。しかしながら、本発明はそれらに何ら限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
【００８４】
［実施例１］
図１に示した本発明の第１の実施形態にかかるキャピラリー電気泳動分析装置１０を使用して糖化ヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）の分析例を行った。
（１）電気泳動チップの作製
電気泳動チップ１２は、ＰＭＭＡ製であり、チップの長さ（前記第２のキャピラリ流路１６に沿った方向の寸法）は７０ｍｍであり、幅は３０ｍｍであった。電気泳動チップ１２において、第１のキャピラリ流路１４及び第２のキャピラリ流路１６の幅は、それぞれ４０μｍであり、その深さは、それぞれ４０μｍであった。また、前記泳動開始点から、検出器３０の位置に応じた検出点までの距離は、１．５ｃｍであった。
【００８５】
第１のキャピラリ流路１４は、２５％濃度のビニルスルホン酸ナトリウム水溶液にて、３０℃、２４時間処理した後、３７℃で送風乾燥し、これにより、スルホン酸基で内壁が修飾された第１のキャピラリ流路１４を得た。
【００８６】
第２のキャピラリ流路１６は、紫外線処理を６時間した後、２％濃度の３−アミノプロピルトリメトキシシランで３０分処理して、グルタルアルデヒドを１％の割合で含む水溶液で、摂氏３７度のオーブン内に３０分間静置。２％コンドロイチン硫酸Ｃで処理する。
これにより、アミノ基とコンドロイチン硫酸Ｃで内壁が修飾された第２のキャピラリ流路１６を得た。
この結果、２つの分離モードを備えた電気泳動チップ１２が得られた。
【００８７】
（２）電気泳動
電気泳動チップ１２を所定の位置に搭載して、図１に示したキャピラリー電気泳動装置１０を構成した。また、１００ｍｍｏｌ／Ｌのフマル酸溶液（アルギニンでｐＨ４．８に調整）に、終濃度０．８質量％となるようにコンドロイチン硫酸Ｃをさらに添加して、電気泳動液を調製した。
【００８８】
電気泳動液を用いて、ヘモグロビン（ＢＭＬ社製）を１０ｇ／Ｌの濃度に希釈し、試料を調製した。なお、前記試料は、ヘモグロビンＡ１ｃ濃度が、約５重量％であり、そのヘモグロビン濃度は、ヒト血液を１５倍に希釈したヘモグロビン濃度に相当した。
【００８９】
電気泳動チップ１２の液槽２０ａに電気泳動液と試料とを導入し、第１のキャピラリ流路１４に、４５０Ｖ／ｃｍの電圧を印加して、電気泳動を開始して、第１の分離モードによる成分分離を開始した。泳動開始後３分後に、第１のキャピラリ流路１４に対する電圧印加を停止すると共に、第２のキャピラリ流路１６に対して、４５０Ｖ／ｃｍの電圧を印加して、第２の分離モードによる成分分離を開始した。
結果を図７に示す。
【００９０】
図７に示されるように、安定型のＨｂＡ１ｃは、不安定型のＨｂＡ１ｃと明確に分離されており、精度よく分析できることが示された。
【００９１】
［比較例１］
アミノ基とコンドロイチン硫酸Ｃで内壁を修飾した以外は第２のキャピラリ流路１６と同一のキャピラリ流路のみを備えた電気泳動チップを用いて１つの分離モードでの成分分離を行った以外は実施例と同様にして、電気泳動を行った。
結果を図８に示す。
図８に示されるように、安定型のＨｂＡ１ｃは、不安定型のＨｂＡ１ｃとは明確に分離されていなかった。
【００９２】
［比較例２］
スルホン酸基で内壁を修飾した以外は第２のキャピラリ流路１６と同一のキャピラリ流路のみを備えた電気泳動チップを用いて１つの分離モードでの成分分離を行った以外は、実施例と同様にして、電気泳動を行った。
結果を図９に示す。
図９に示されるように、安定型のＨｂＡ１ｃは、不安定型のＨｂＡ１ｃとは明確に分離されていなかった。
【００９３】
このように、本発明によれば、複数の分離モードを連続的に適用して試料の成分分離を行うので、高い精度で簡便にキャピラリー電気泳動法による分析を行うことができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０    キャピラリ電気泳動装置
１２    電気泳動チップ
１４    第１のキャピラリ流路
１６    第２のキャピラリ流路
３０    検出器
４０    コントローラ
５０    キャピラリ電気泳動装置
６０    キャピラリ電気泳動装置
６２    電気泳動チップ
６４    流路
８０    キャピラリ電気泳動装置
８２    電気泳動チップ
８４    キャピラリ流路
８８    分離促進剤供給口
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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