(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャピラリーと、
当該複数のキャピラリーの少なくとも一部が略平面状に配列され、前記平面状に配列されたキャピラリーを保持すると共に、レーザ光照射により前記平面状配列部より発生する検出光を通過するための検出窓を有するウインドウユニットを有し、前記検出窓は、前記各キャピラリーに対応して設けられた検出光を通過させる複数の光通過領域と、当該各光通過領域に隣接して設けられた複数の遮光領域とにより構成されたことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記ウインドウユニットは、少なくとも第１及び第２の保持基板からなり、これら２つの保持基板が前記複数のキャピラリーの一部を挟み込むことにより略平面状に配列させ、且つ前記検出窓は第１の保持基板に形成されることを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項３】
測定対象試料を泳動させ得る複数のキャピラリーと、
前記複数のキャピラリーの少なくとも一部を相互に挟み込むことにより実質的に平面状に配列する第１及び第２の保持基板からなり、前記第１の保持基板には、光照射により前記測定対象試料より前記平面の法線方向に発生する検出光を通過させる検出窓が形成されたウインドウユニットを有するものであって、
前記第１の保持基板に形成された検出窓は、前記各キャピラリーに対応して設けられ、前記検出光を通過する複数の光通過領域と、前記各光通過領域の間に設けられ、前記検出光の通過を遮る遮光領域を有することを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記第１の保持基板はシリコン基板であって、前記シリコン基板に複数の矩形状の貫通した開口を形成し前記光通過領域をなし、これら各形成された複数の開口間の短冊状の領域を前記遮光領域とすることを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項５】
請求項４において、前記短冊状の遮光領域は、前記略平面状に配列された複数のキャピラリーの長手方向に対しほぼ直角方向に切断した断面形状が台形状であって、前記第１の基板が前記第２の基板に対向する面側の前記断面の幅は、前記第２の基板に対向する面とは反対面側の前記断面の幅より小さいことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項６】
請求項２又は３において、前記第１の保持基板は光高透過率部材により形成された基板であって、一方の面の表面に光低透過率部材による遮光膜を形成し、前記各キャピラリーに対応して前記遮光膜を矩形状に除去することにより前記検出光を通過させる光通過領域をなすことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項７】
請求項２又は３において、前記第１の保持基板の前記第２の保持基板に対向する面側であって、前記検出窓周辺部に、前記複数のキャピラリーアレイをほぼ平面状で且つ前記各光透過領域に対応して配列するための断面形状が実質的にＶ字型の位置合わせ用溝を有することを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項８】
請求項６において、前記第１の保持基板の前記第２の保持基板に対応する面側であって、前記各光通過領域及び当該光通過領域の延長線上であって、前記平面状に配列されるキャピラリーの長手方向に沿って前記キャピラリーと前記光通過領域との位置合わせのための溝を有し、当該溝は、前記キャピラリーの長手方向に対し直角方向の断面形状が実質的にＶ字型の形状であることを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項９】
測定対象試料を泳動させ得る複数の円柱状キャピラリーと、
前記複数のキャピラリーの少なくとも一部を相互に挟み込むことにより実質的に平面状に配列し保持する第１及び第２の保持基板を有し、
前記第１の保持基板は、光照射により前記複数のキャピラリー内を泳動する前記測定対象試料より発生する検出光を通過させる領域を、複数の遮光領域により分割することにより形成された複数の検出光通過領域を有し、各キャピラリーは、前記各検出光通過領域に対応して配列されることを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項１０】
測定対象試料を泳動させ得る複数のキャピラリーと、
当該複数のキャピラリーの少なくとも一部が略平面状に配列され、前記平面状に配列されたキャピラリーを保持する基板を有し、前記各キャピラリーに、レーザ光照射により前記平面状配列部より発生する検出光の発光方向を中心としてその左右に夫々所定幅遮光膜を設けたことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項１１】
請求項１０において、前記キャピラリーを円柱状の溶融石英管と当該溶融石英管を被覆するポリイミド樹脂から構成し、前記ポリイミド樹脂を除去した溶融石英管上に前記遮光膜を設けたことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項１２】
測定対象試料を泳動させ得る複数のキャピラリーと、
当該複数のキャピラリーの少なくとも一部が略平面状に配列され、前記平面状に配列されたキャピラリーを保持する基板を有し、前記各キャピラリーに、当該キャピラリーの中心を軸としレーザ光照射により前記平面状配列部より発生する検出光の発光方向と反対側に反射膜を設けたことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項１３】
請求項１２において、前記キャピラリーを円柱状の溶融石英管と当該溶融石英管を被覆するポリイミド樹脂から構成し、前記ポリイミド樹脂を除去した溶融石英管上に前記反射膜を設けたことを特徴とするキャピラリーアレイユニット。
【請求項１４】
測定対象試料の泳動路となる複数のキャピラリーと、前記キャピラリーに励起光を照射する励起光学系と、前記励起光照射により前記キャピラリー内の試料より発光する蛍光を検出する受光光学系を有するキャピラリーアレイ電気泳動装置において、
前記複数のキャピラリーの少なくとも一部が略平面状に配列され、前記平面状に配列されたキャピラリーを保持すると共に、前記励起光照射により前記平面状配列部の試料より発光する蛍光を通過するための検出窓を有するウインドウユニットを設け、前記検出窓を、前記各キャピラリーに対応して設けられた前記蛍光を通過させる複数の光通過領域と、当該各光通過領域に隣接して設けられた複数の遮光領域とにより構成したことを特徴とするキャピラリーアレイ電気泳動装置。
【請求項１５】
測定対象試料の泳動路となる複数のキャピラリーと、前記キャピラリーに励起光を照射する励起光学系と、前記励起光照射により前記キャピラリー内の試料より発光する蛍光を検出する受光光学系を有するキャピラリーアレイ電気泳動装置において、
前記複数のキャピラリーの少なくとも一部を相互に挟み込むことにより実質的に平面状に配列する第１及び第２の保持基板からなり、前記第１の保持基板には、前記励起光照射により前記試料より発光する蛍光を通過させる検出窓が形成されたウインドウユニットを設け、
前記第１の保持基板に形成された検出窓は、前記各キャピラリーに対応して設けられ、前記蛍光を通過する複数の光通過領域と、前記各光通過領域の間に設けられ、前記蛍光の通過を遮る遮光領域を有することを特徴とするキャピラリーアレイ電気泳動装置。
【請求項１６】
請求項１５において、前記第１の保持基板はシリコン基板であって、前記シリコン基板に複数の矩形状の貫通した開口を形成し前記光通過領域をなし、これら各形成された複数の開口間の短冊状の領域を前記遮光領域とすることを特徴とするキャピラリーアレイ電気泳動装置。
【請求項１７】
請求項１６において、前記短冊状の遮光領域は、前記略平面状に配列された複数のキャピラリーの長手方向に対しほぼ直角方向に切断した断面形状が台形状であって、前記第１の基板が前記第２の基板に対向する面側の前記断面の幅は、前記第２の基板に対向する面とは反対面側の前記断面の幅より小さいことを特徴とするキャピラリーアレイ電気泳動装置。
【請求項１８】
請求項１５において、前記第１の保持基板は光高透過率部材により形成された基板であって、一方の面の表面に光低透過率部材による遮光膜を形成し、前記各キャピラリーに対応して前記遮光膜を矩形状に除去することにより前記蛍光を通過させる光通過領域をなすことを特徴とするキャピラリーアレイ電気泳動装置。
【請求項１９】
複数のキャピラリーと、
当該複数のキャピラリーの少なくとも一部を略平面状に配列し、遮光領域により仕切られた複数の光透過領域を備え、当該複数の光透過領域が、略平面状に配列された複数のキャピラリーの配列間隔と略同一の寸法間隔で配置されているウインドウユニットと、
を有するキャピラリーアレイユニット。
【請求項２０】
測定対象試料の泳動路となる複数のキャピラリーと、前記キャピラリーに励起光を照射する励起光学系と、前記励起光照射により前記キャピラリー内の試料より発生する蛍光を検出する受光光学系を有するキャピラリーアレイ電気泳動装置であって、
前記複数のキャピラリーの少なくとも一部を略平面状に配列し、遮光領域により仕切られた複数の光透過領域を備え、当該複数の光透過領域が、略平面状に配列された複数のキャピラリーの配列間隔と略同一の寸法間隔で配置されているウインドウユニットを有するキャピラリーアレイ電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はＤＮＡ，蛋白質等の試料を分離分析するキャピラリーアレイ電気泳動装置に関するものである。
背景技術
ＤＮＡ，蛋白質等の試料分析は最近ますます重要になってきている。このため、ＤＮＡシーケンサには高速かつ大処理能力が求められている。この１つの事例として、複数本のキャピラリーを平面状に配列したキャピラリーアレイ電気泳動装置がある。キャピラリーアレイ電気泳動装置の基本構成は、キャピラリーアレイ，レーザ光源等から成る励起光学系，蛍光を検出する受光光学系等より構成される。キャピラリーアレイは、キャピラリーを平面状に配列した構造で、キャピラリーの配列面と平行方向から蛍光体で標識された試料（蛍光試料）が満たされたキャピラリーにレーザを照射し、キャピラリーのレンズ作用によってレーザを集光させることにより、すべてのキャピラリー内の蛍光試料にレーザを照射する。レーザを照射された蛍光試料は蛍光を発光する。レーザの照射方向とほぼ垂直方向に発光する蛍光試料からの蛍光を受光光学系で検出することにより、試料測定を行う装置である。しかし、レーザの照射により発光する蛍光試料からの蛍光の一部はキャピラリー表面で反射されるので、従来の特開平０９−０９６６２３号公報に記載されたキャピラリーアレイ電気泳動装置においては、この反射光が受光光学系で検出されることにより、これが背景光の増加の原因の一つとなり、検出精度の低下へと繋がる。この不具合を改善するために、米国特許第５７９０７２７号においては、以下の構成のものが開示されている。複数のキャピラリーの配列面と平行方向から蛍光試料で満たされたキャピラリーにレーザを照射し、レーザの照射方向と垂直方向に発光する蛍光試料からの蛍光を受光器で受光するキャピラリーアレイ電気泳動装置であって、前記キャピラリーに光ファイバからなる光抽出器を蛍光検出方向に取り付けることにより、キャピラリー表面からの反射光を光ファイバからなる光抽出器に入射させないようにし、光ファイバ内を導波する蛍光を蛍光検出器で受光することにより背景光の低減を図るものである。
しかしながら、上記米国特許第５７９０７２７号に開示された従来技術では、キャピラリー表面で反射される蛍光の反射光が受光光学系で検出されることを防ぐために、キャピラリーの蛍光検出部に光ファイバを取り付けることにより、背景光を低減し、検出精度を向上させる構成であるが、キャピラリーアレイは消耗品であるのに対し、光ファイバからなる蛍光検出器は装置備品であるため、キャピラリーアレイを交換する度に、キャピラリーアレイ蛍光検出部のキャピラリー中心軸と、光抽出器を構成する光ファイバの中心軸とを位置合わせする必要があり、ユーザにとって作業の煩雑化となる。また、キャピラリー中心軸と光ファイバの中心軸との間に位置ずれが生じた場合、検出精度の低下に繋がる。
発明の開示
本発明の目的は、背景光の低減によりＳＮ比を向上させ、検出精度の高いキャピラリーアレイを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、キャピラリーアレイ電気泳動装置へのキャピラリーアレイの取り付け作業の簡易化を図り、高精度検出が可能で使い勝手のよいキャピラリーアレイ電気泳動装置を提供することにある。
本発明の特徴は、複数のキャピラリーと、これら複数のキャピラリーの少なくとも一部を相互に挟み込むことにより実質的に平面状に配列する第１及び第２の保持基板からなり、前記第１の保持基板には、光照射により前記測定対象試料より前記平面の法線方向に発生する検出光を通過させる検出窓が形成されたウインドウユニットを有するもので、特に、前記第１の保持基板に形成された検出窓を、前記各キャピラリーに対応して設け、前記検出光を通過する複数の光通過領域と、前記各光通過領域の間に設けられ、前記検出光の通過を遮る遮光領域を有するようキャピラリーアレイを構成したことにある。
また、本発明の他の特徴は、複数のキャピラリーと、これら複数のキャピラリーに励起光を照射し、励起光照射により試料から発光する蛍光を検出するキャピラリーアレイ電気泳動装置に、前記複数のキャピラリーがほぼ平面状に配列されるようこれらキャピラリーを保持すると共に、前記励起光照射により試料より発光する蛍光を通過するための検出窓を備えたウインドウユニットを設け、前記検出窓を、前記各キャピラリーに対応して設けられた前記蛍光を通過させる複数の光通過領域と、これら各光通過領域に隣接して設けられた複数の遮光領域とにより構成したことにある。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【第１の実施例】
第１図は、本発明の第１の実施例であるウインドウユニットの構成図である。ウインドウユニットは、第１図に示すように、キャピラリー１，ウインドウ基板２，ガラス基板３などから構成される。第２図は、第１図に示すウインドウ基板２を別の方向から見た説明図、第３図は第１図に示すウインドウユニットのＡ−Ａ’断面図及びＢ−Ｂ’断面図を示し、第３図（ａ）と第３図（ｂ）はそれぞれ、第１図に示すレーザ照射部４とレーザ非照射部５に対応している。
第１図に示すように、ウインドウ基板２はシリコン基板であり、加工精度の良いシリコン異方性エッチング技術により、光が通過する１６個の開口６をキャピラリー１の配列間隔と同じ寸法間隔で一直線上に形成し、それぞれの開口６に対応させてその前後にキャピラリー１の配列位置決め用として断面形状が略Ｖ字型のＶ溝８を形成する。１６個の開口６は夫々遮光領域７により仕切られている。そしてこれら開口及び遮光領域により検出窓を形成する。キャピラリー１は、ウインドウ基板２のＶ溝８に収まるように配列し、その反対側からガラス基板３により、キャピラリーを挟み込むように接着剤により固定する。これによりウインドウユニットが構成される。キャピラリー１は溶融石英管９から成り、キャピラリー１の曲げ強度を強くするために溶融石英管９はポリイミド樹脂１０により被覆されているが、ウインドウ基板２の開口６を形成した領域に対応するキャピラリー１については、溶融石英管９を被覆しているポリイミド樹脂１０を除去する。このポリイミド樹脂１０を除去した部分がレーザ照射部４であり、この領域のガラス基板３はすりガラス面１１にしておき、これによりガラス基板３からの反射光の低減化を行う。
次に上記構成と特開平９−９６６２３号公報に開示された従来の構成との比較実験結果を以下に説明する。実験に用いたキャピラリー１は外径０．３２ｍｍ，内径０．０５ｍｍの溶融石英管９に肉厚０．０２ｍｍのポリイミド樹脂１０を被覆させた外径０．３６ｍｍのキャピラリー１である。測定試料としてウレア溶液を用いた。ここで、ウレア溶液とは電気泳動させる時に用いる緩衝液の代用液であり、緩衝液とウレア溶液の屈折率は同じである。第４図（ａ）は、ウインドウ基板２を有さない特開平９−９６６２３号公報に開示される従来の構成、第４図（ｂ）は、ウインドウ基板２を有する本実施例のウインドウユニットを用いた場合における波長５８４ｎｍ（水のＯＨ伸縮振動による蛍光）に対応する蛍光強度を示す。横軸は平面状に配列されたキャピラリー１の配列番号、縦軸は最大蛍光強度で規格化をした相対蛍光強度を示す。第４図（ａ）では、背景光強度はキャピラリー蛍光強度の約２０％であり、各キャピラリー１間には雑音もある、一方、第４図（ｂ）では、遮光領域７を設けたことにより、キャピラリー１の表面で反射される反射光が遮られるために、背景光強度はキャピラリー蛍光強度の約１０％にまで低減させることができ、さらには、キャピラリー１間における雑音も抑制される。これによりＳＮ比が向上し、蛍光強度のより小さな信号を検出することが可能となり高精度測定が実現できる。
なお、第１図に示すように、キャピラリー１はウインドウ基板２において開口６を形成した領域のポリイミド樹脂１０が除去されているが、ポリイミド樹脂１０を除去する領域はこれに限られるものではない。また、キャピラリー１の被覆材としてはポリイミド樹脂１０に限る必要はなく、ポリイミド樹脂１０と同等の電気絶縁性、およびその他諸特性をもつ部材を用いてもよい。また、ウインドウ基板としてはシリコン基板に限る必要はなく、金属，セラミックス，樹脂などを用いても上記実施例と同等の効果が得られる。
【第２の実施例】
第５図は、本発明の第２の実施例であるウインドウユニットの構成図である。上記第１の実施例と異なる点は、ウインドウ基板として光を透過させるガラスなどの透明な基板１２を用い、それに光低透過率部材１３を、例えば、蒸着により形成する点に有る。また、上記第１の実施例では開口６を有する構成としたが、本実施例においては非貫通窓１４を用いる点で異なる。この非貫通窓１４は、キャピラリー１の配列間隔と同じ寸法間隔で形成されるように、光低透過率部材１３をエッチングにより除去することにより形成される。これにより非貫通窓１４は非貫通窓枠形成遮光領域１５により仕切られることになり、非貫通窓枠形成遮光領域１５での光の透過を抑制することでき、背景光を低減させることが可能になる。この第２の実施例であるウインドウユニットにおいても、第１の実施例とほぼ同様な効果を得ることができる。
なお、上記光低透過率部材１３の形成方法は蒸着方法に代えて、印刷などにより形成してもよく、また、光低透過率部材１３を接着しても構わない。また、非貫通窓１４と光低透過率部材１３の形成順序を逆にしても構わない。また、第５図では非貫通窓１４の形状は四角形であるが、必ずしも四角形である必要はない。第６図は、第５図に示した基板１２を用いた場合のウインドウユニットのＡ−Ａ′断面図及びＢ−Ｂ′断面図であり、第６図（ａ）はレーザ照射部、第６図（ｂ）はレーザ非照射部に対応する。
【第３の実施例】
第７図は、本発明の第３の実施例であるウインドウユニットの説明図を示す。上記の第２の実施例と異なる点は、ウインドウ基板として光を透過させるガラスなどの透明な基板１２に形成したそれぞれの非貫通窓１４及びその非貫通窓１４の前後に、キャピラリー１の配列位置決め用として断面形状が略Ｖ字型のＶ溝８を形成する点にある。この第３の実施例であるウインドウユニットにおいても、第２の実施例と同様な効果を得ることができ、さらには、キャピラリー１の配列位置決め用としてＶ溝８を設けることにより、配列位置ずれ量を低減し、作業性も向上させることができる。
なお、第７図では非貫通窓１４の形状は四角形であるが、必ずしも四角形である必要はなく、また、非貫通窓１４の個数は１０個に限るものでもない。さらには、非貫通窓１４を貫通させることにより上記第１の実施例と同様に開口６としても構わない。第８図は、第７図に示した基板１２を用いた場合のウインドウユニットのＡ−Ａ′断面図及びＢ−Ｂ′断面図であり、第８図（ａ）はレーザ照射部、第８図（ｂ）はレーザ非照射部に対応する。
【第４の実施例】
第９図は、上記の第１乃至第３の実施例にて説明したウインドウユニットを用いたキャピラリーアレイ電気泳動装置の全体構成図である。第１０図は、第９図に示したキャピラリーアレイ電気泳動装置を構成する試料測定用部品としてのキャピラリーアレイユニットの構成図である。第９図に示すように、キャピラリーアレイ電気泳動装置は、キャピラリーアレイユニット，緩衝液容器１７，蛍光試料容器１８，高電圧電源１９，レーザ光源２０，ミラー２１，ビームスプリッター２２，集光レンズ２３，第１レンズ２４，光学フィルター及び像分割プリズム２５，第２レンズ２６，ＣＣＤカメラ２７，演算処理装置２８などにより構成される。キャピラリーアレイユニットは、第１０図に示すように、キャピラリー１，ウインドウユニット２９，緩衝液注入口３０，保護カバー付き電極板３１，導電性蛍光試料注入口３２などから構成され、ウインドウユニット２９として、上記第１乃至第３の実施例において説明したウインドウユニットを用いる。
次に動作原理について説明する。第９図に示すように、レーザ光源２０により発生するレーザ３３はビームスプリッター２２により２分割され、ミラー２１により進行方向が変更される。集光レンズ２３によりレーザ３３は集光され、キャピラリー１が配列する平面と平行方向から、キャピラリー１を照射する。キャピラリー１の内部は蛍光標識された試料（蛍光試料３４）で満たされており、レーザ３３を蛍光試料３４に照射することにより、蛍光試料３４が蛍光３５を発光する。蛍光３５の検出は、キャピラリー１が配列する平面とほぼ垂直方向に発光する蛍光３５を、第１レンズ２４により平行光にし、光学フィルター及び像分割プリズム２５により像分割をした後、第２レンズ２６によりＣＣＤカメラ２７に結像し、ＣＣＤカメラ２７により検出することにより行い、検出する測定データは処理演算装置２８により処理する。
なお、第９図においては、レーザ３３はウインドウユニット２９の両側から照射しているが、片側のみ照射させる構成としても良い。さらには、レーザ３３の照射方向を上記ウインドウユニットの側方（キャピラリーの配列する面と平行方向）からではなく、キャピラリーの配列面に対しほぼ垂直方向から、即ち、ウインドウユニット２９の検出窓に対し垂直に照射する構成としても良い。受光光学系においても、第９図に示す構成に限られるものではない。例えば像分割プリズム２５の代わりにグレーティング（回折格子）を用いても良い。また、キャピラリーアレイユニット１６のキャピラリー１の構成本数は１６本に限るものではなく、緩衝液注入口３０や導電性蛍光試料注入口３２の構成などについても第９図に示す構成に限られるものではない。
次に、キャピラリーアレイ電気泳動装置の操作手順を説明する。緩衝液容器１７に入っている緩衝液３６を、ウインドウユニット１６の緩衝液注入口３０からキャピラリー１内に注入する。次に蛍光試料で満たされた蛍光試料容器１８に導電性蛍光試料注入口３２を入れ、キャピラリー１内に蛍光試料を注入する。その後、導電性蛍光試料注入口３２を緩衝液の入った緩衝液容器（図では省略）に入れ、緩衝液注入口３０と蛍光試料注入口３２との間に高電圧電源１９により高電圧を印加することにより、電気泳動を生じさせる。電気泳動の移動速度は分子の電荷の大きさに比例し、分子の大きさに逆比例するので、蛍光試料３４は分離される。高電圧を長時間印加し続けることにより電気泳動を長時間生じさせ、この時に発光する蛍光３５を連続的に測定するものである。
ウインドウユニット２９には、上記第１乃至第３の実施例において説明した遮光領域７及び非貫通窓枠形成遮光領域１５を設けることにより，キャピラリー１の表面で反射される反射光が遮られるために、背景光を低減させることができ、ＳＮ比が向上され、蛍光強度のより小さな信号を検出することが可能となり高精度測定が実現できる。
【第５の実施例】
第１１図は、本発明の第５の実施例である遮光膜を有するキャピラリーの断面図を示す。上記第１乃至第３の実施例ではウインドウユニット２９に遮光領域７又非貫通窓枠形成遮光領域１５を設けたが、本実施例では、キャピラリー自体に遮光膜を設けた点で異なる。以下に本実施例を説明する。キャピラリー１は平面状に配列され、キャピラリー１の配列方向のキャピラリー中心を通るキャピラリー配列軸３７を座標軸とし、キャピラリー中心軸を回転中心軸とし、キャピラリー１の以下の範囲にキャピラリー遮光膜３８が形成されている。
θ１＜ｘ＜θ２
π−θ２＜ｘ＜π−θ１
ただし、０＜θ１＜θ２＜π／２
第１２図及び第１３図を用いて、第１１図に示した遮光膜を有するキャピラリーの形成プロセスの一例を説明する。第１３図（ａ）に示すように、キャピラリー１においてポリイミド樹脂１０を除去した部分に、光低透過率部材１３を蒸着などにより形成し、その上からレジスト３９を塗布する。次に、このレジスト塗布後のキャピラリー１を、第１２図に示すように、ガラス基板３上に配列する。尚、この際キャピラリー１のポリイミド樹脂１０を除去した部分が、ガラス基板３に設けられた貫通穴４３に対応付けられるように配列される。次に、第１３図（ｂ）に示すように、露光によりレジスト３９を感光させてから現像し、光低透過率部材１３をエッチングにより除去する。最後に、第１３図（ｃ）に示すように、キャピラリー１に残っているレジスト３９を除去する。この第５の実施例においても、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。なお、光低透過率部材１３の形成方法は、前記した方法に限られるものではなく印刷技術などによって形成してもよい。
【第６の実施例】
第１４図に、本発明の第６の実施例であるキャピラリー蛍光検出部の断面図を示す。本実施例においては、上記第５の実施例において用いたキャピラリー遮光膜３８に代わり、光低透過率部材１３から成るキャピラリー遮光棒４０を、キャピラリー１の外周部であって以下の範囲に貼り付ける。
θ１＜ｘ＜θ２
π−θ２＜ｘ＜π−θ１
ただし、０＜θ１＜θ２＜π／２
この第６の実施例であるキャピラリー蛍光検出部の構成においても、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。
【第７の実施例】
第１５図に、本発明の第７の実施例である反射膜を有するキャピラリーの断面図を示す。キャピラリー１は平面状に配列され、キャピラリー１の配列方向のキャピラリー中心を通るキャピラリー配列軸３７を座標軸とし、キャピラリー中心軸を回転中心軸とすれば、キャピラリー１中の以下の範囲にキャピラリー反射膜４１を形成する。
π＋θ３＜ｘ＜２π−θ３
ただし、０＜θ３＜π／２
ここで、キャピラリー反射膜４１の光の反射率は、キャピラリーの光の反射率より大きいものとする。
第１６図に、第１５図に示した反射膜を有するキャピラリーの形成プロセスの一例を示す。第１６図（ａ）に示すように、キャピラリー１のポリイミド樹脂１０を除去した部分に、光高反射率部材４２を蒸着などにより形成し、その上からレジスト３９を塗布する。そしてレジスト塗布後のキャピラリー１を、第１２図に示されるようにガラス基板３上に配列する。次に、第１６図（ｂ）に示すように、露光によりレジスト３９を感光させてから現像し、光高反射率部材４２をエッチングにより除去する。最後に、第１６図（ｃ）に示されるように、キャピラリー１に残っているレジスト３９を除去する。
この第７の実施例である反射膜を有するキャピラリーによれば、キャピラリー反射膜４１の表面で反射された蛍光３５も検出されることになる。これにより、キャピラリー蛍光強度が強くなるので実質的にＳＮ比が向上され、高精度検出が可能になる。なお、光高反射率部材４２の形成方法は、前記した方法に限られるものではなく印刷技術などによって形成してもよい。
【第８の実施例】
第１７図は、本発明の第８の実施例である遮光膜及び反射膜を有するキャピラリーの断面図である。キャピラリー１は平面状に配列され、キャピラリー１の配列方向のキャピラリー中心を通るキャピラリー配列軸３７を座標軸とし、キャピラリー中心軸を回転中心軸とし、キャピラリー１の以下の範囲にキャピラリー遮光膜３８を形成する。
θ１＜ｘ＜θ２
π−θ２＜ｘ＜π−θ１
ただし、０＜θ１＜θ２＜π／２
また、更にキャピラリー１の以下の範囲にキャピラリー反射膜をも形成する。
π＋θ３＜ｘ＜２π−θ３
ただし、０＜θ３＜π／２
ここで、キャピラリー反射膜４１の光の反射率は、キャピラリーの光の反射率より大きいものとする。
第１８図に遮光膜及び反射膜を有するキャピラリーの形成プロセスの一例を示す。第１２図に示すようにキャピラリー１をガラス基板３上に配列する。次に第１８図（ａ）に示されるように、ポリイミド樹脂１０を除去した部分の片面には光低透過率部材１３を、もう片面には光高反射率部材４２を蒸着により形成し、その上からレジスト３９を塗布する。次に第１８図（ｂ）に示されるように、露光によりレジスト３９を感光させてから現像し、光低透過率部材１３、および光高反射率部材４２をエッチングにより除去する。最後に、第１８図（ｃ）に示されるように、キャピラリー１に残っているレジスト３９を除去する。この第８の実施例である遮光膜及び反射膜を有するキャピラリーを用いた場合においても、上記第１の実施例と同様な効果を得ることができ、さらには、キャピラリー１にキャピラリー反射膜４１を形成したことにより、キャピラリー蛍光強度が強くなるのでＳＮ比がさらに向上され、より高精度な検出が可能になる。なお、光低透過率部材、および光高反射率部材の形成方法は、前記した方法に限られるものではなく印刷技術などによって形成してもよい。
第１９図は、本発明の第１の実施例においてウインドウ基板として用いたシリコン基板２の形成方法の説明図である。第１９図（ａ）および第１９図（ｂ）は、夫々、レーザ照射部４及びレーザ非照射部５にそれぞれ対応している。以下、第１９図を用いて形成方法を示す。まず、第１９図（ａ）▲１▼に示されるように、シリコン基板２の表面に熱酸化膜４４を形成し、次に、第１９図（ａ）▲２▼に示されるように、レジスト４５を塗布してから露光・現像を行い、ＨＦ溶液で酸化膜エッチングをした。次に、第１９図（ａ）▲３▼〜▲４▼に示されるように、ＫＯＨ溶液によりシリコン異方性エッチングをし、最後に、第１９図（ａ）▲５▼に示されるように、レジスト４５及び酸化膜４４を除去する。第１９図（ｂ）に示されるプロセスについては、上記第１９図（ａ）にて説明したプロセスと同様に行われるため説明は省略する。このように、加工精度の良いシリコン異方性エッチング技術を用いることにより、基板を安価で量産することが可能となる。なお、第１９図では、開口６及び断面形状が略Ｖ字型のＶ溝８を形成しているが、必ずしもＶ溝８を形成する必要はなく、開口６だけでもよい。また、エッチングマスク材としては熱酸化膜４４に限ったものではなく、シリコンエッチング方法においても、ＫＯＨウェットエッチングに限るものではない。シリコン加工形状は、シリコンの厚さ，マスクの形状などにより変わるので、第１９図に示す加工方法に限られるものではない。
以上述べたように、本発明によれば、キャピラリーアレイ電気泳動装置において、キャピラリーアレイ用の保持基板であるウインドウユニットには、検出光が通過する開口及びキャピラリー表面からの反射光を遮るための遮光領域が設けられているため、背景光を低減させることによりＳＮ比を向上させることが可能となり、高精度検出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施例であるウインドウユニットの構成図である。
第２図は、第１図に示すウインドウ基板２を別の方向から見た説明図である。
第３図は、第１図に示すウインドウユニットのＡ−Ａ′断面図及びＢ−Ｂ′断面図である。
第４図は、本発明の第１実施例の構成及び従来の構成での蛍光測定結果の説明図である。
第５図は、本発明の第２の実施例であるウインドウユニットの構成図である。
第６図は、第５図に示した基板１２を用いた場合のウインドウユニットのＡ−Ａ′断面図及びＢ−Ｂ′断面図である。
第７図は、本発明の第３の実施例であるウインドウユニットの構成図である。
第８図は、第７図に示した基板１２を用いた場合のウインドウユニットのＡ−Ａ′断面図及びＢ−Ｂ′断面図である。
第９図は、上記の第１乃至第３の実施例にて説明したウインドウユニットを用いたキャピラリーアレイ電気泳動装置の全体構成図である。
第１０図は、第９図に示したキャピラリーアレイ電気泳動装置を構成する試料測定用部品としてのキャピラリーアレイユニットの構成図である。
第１１図は、本発明の第５の実施例である遮光膜を有するキャピラリーの断面図を示す。
第１２図は、第１１図に示した遮光膜を有するキャピラリーの形成プロセスの一例を説明するための図面である。
第１３図は、第１１図に示した遮光膜を有するキャピラリーの形成プロセスの一例を説明するための図面である。
第１４図は、本発明の第６の実施例であるキャピラリー蛍光検出部の断面図である。
第１５図は、本発明の第７の実施例である反射膜を有するキャピラリーの断面図である。
第１６図は、第１５図に示した反射膜を有するキャピラリーの形成プロセスの説明図である。
第１７図は、本発明の第８の実施例である遮光膜及び反射膜を有するキャピラリーの断面図である。
第１８図は、遮光膜及び反射膜を有するキャピラリーの形成プロセスの説明図である。
第１９図は、本発明の第１の実施例においてウインドウ基板として用いたシリコン基板２の形成方法の説明図である。
【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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【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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