Focussing Review

Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Focussing Review

マイクロチップ電気泳動：装置の作成、特徴、応用
多賀

淳、本田

進＊

Microchip Electrophoresis: Apparatus Preparation,
Characteristic Features and Applications
Atsushi Taga and Susumu Honda*
Faculty of pharmaceutical Sciences, Kinki University 3-4-1, Kowakae, Higashi-Osaka 577-8502, Japan
Received for review November 9, 2000.

Accepted December 20, 2000.

Abstract
Recent status of microchip electrophoresis (ME) was reviewed, with emphasis on the preparation of apparatus, including micro-machining ofchips, hardware for voltage control, and data processing. The advantages of ME were pointed out in comparison with capillary electrophoresis, and a number of applications were presented, in which such advantages were demonstrated.
Keywords: microchip electrophoresis, capillary electrophoresis, micro-machining, photolithography, micro-channels, cross junction, highspeed separation

１

はじめにコンピューター技術にとっては集積回路（Integrated Cir-

構築しそのチャネル内で試料や分析用試薬等を送液・混合・反応させるものである。マイクロチップを用いる流体分析技

IC）の作成は基本的に重要であり、このために超微細術においては、ポンプや弁などバンドの乱れやデッドボ加工技術が発展した。そしてこれに伴いさまざまな分野でマ

リュームを生じやすい機械的な可動装置を用いなくても、単イクロチップ化が進んでいる。特にフォトリトグラフィーに電圧を印加するだけで均一速度の電気浸透流が得られるの（写真製版）技術は他に応用しやすい技術であるため、今後で、これを送液に利用することができる。このため、微量流種々の装置の小型化に大いに貢献する技術であると思われ

体分析装置の開発においては、マイクロチャネル中で電気泳る。

動を行うマイクロチップ電気泳動（microchip electrophore-cuit,

分析化学の分野、特に生体成分分析においては、このよう

sis, ME）について盛んに研究が行われている。MEについて

な超微細加工技術により大きく２つの面で新しい展開がみらは現在のところ装置の作成、試料および分離用緩衝液の導れた。１つはDNAチップの開発［１，２］にみられるように、

入、分析上の基本特性の検討などについて集中的に研究が行

特異的に反応する基質をガラスあるいはシリコン基盤上に多われており、MEは目下開発段階にあると言える。この微量数固定化したマイクロアレイチップ作成技術の開発である。

かつ超高速で行う新分離分析技術を取り上げた総説はいくつマイクロアレイチップ法では固定化されたそれぞれの物質にかみられるが［３‐５］、それらには主にMEをキャピラリー電

対応する相手物質の存在の有無が高速で明瞭に確認できるた

気泳動（CE）の発展型としてとらえ、分析の超高速性に注目

め、DNA診断等に特に有効に用いられている。２つ目は多したものが多い。MEにおいてはCEにおけるキャピラリーと行程の操作を１つの微小チップ上に集約させて行う微量流体は異なり、流路のレイアウトを自由にデザインできるので、分析装置の開発であり、微小なチップ上に複雑なチャネルを

本総説においては、装置の作成法や技術の特徴に重点をおい

〒５
７
７
‐
８
５
０
２ 東大阪市小若江３‐４‐１ 近畿大学薬学部*Corresponding author: Tel, +81-6-6721-2332, fax, +81-6-6721-2353;
e-mail, shonda@phar.kindai.ac.jp―６９―Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

インしてフォトマスクを作成し、密着させたマスク上から紫て概観し、かついくつかの応用例を紹介する。

外線を照射する。
２

ｄ露光部分のフォトレジスト（ポジレジスト）を可溶化させ装置の作成てSiO2上にレジストパターンを形成させる。
ｅSiO2をエッチングする。

２．
１ フォトリトグラフィー技術によるマイクロ流路作成術により均一なマイクロ流路を作成する必要があり、MEに

ｆ外壁のフォトレジストをすべて取り除く。
ｇSiをエッチングする。

おいてはチップの材質および流路の作成法について活発に研

ｈ酸化物（SiO2）をはく離させる。

微小なチップ上で流体分析を行うためには非常に精巧な技究が行われている。現代のハイテク電子製品などの製造には

これら一連の操作により作成したマイクロ流路上にパイ

フォトリトグラフィー技術は欠かせないものであるが、電気レックスガラスプレートを重ね、加熱により接着して密閉す

泳動用マイクロチップの作成においてもこの技術を応用すれることにより電気泳動用マイクロチップを作成することがでば精密なマイクロ流路を構築することができる。フッ化水素

きる。

を用いた湿式エッチングによるシリコンウェハー上へのマイクロ流路の作成を例にしてその原理を簡単に述べる。Figure

２．
２ ガラス製マイクロチップ

1にManzら［６，７］の報告を引用し、若干の説明を加える。
ａシリコン（Si）表面を熱酸化させる。

前述のように流路を掘ったシリコンウェハーにガラスを接着することにより比較的容易にマイクロチップを作成するこ

ｂフォトレジストを付着させ乾燥させる。
ｃマイクロ流路のレイアウトパターンを感光フィルムにデザとができる。この場合２種類の材質からなるチャネル中で電気泳動を行うと、試料とチャネル内壁との相互作用や部位による電気浸透流の違いにより試料ゾーンに乱れが生じてカラム効率が低下するため、カバープレートには基盤と同一の素材を用いることが望ましい。しかし、シリコンのカバープ
レートを用いると紫外部における吸収が強くて検出が困難になる上、材質の脆弱性のため取り扱いが難しくなる。脆弱性を軽減するためにはパイレックスガラスなどを素材にする方がよい。そこで、ガラス基盤上に流路を作成しガラスプレー
トを接着する、ガラス製マイクロチップの作成法が検討された。この場合には、流路の作成そのものが困難であることに加えてガラス同士の接着に高温での加熱が必要であるため歪みや破損を起こしやすいという問題点があった。FanとHarrison［８］のガラス製マイクロチップ作成法の概要をFigure2に示す。
ガラス基盤上に流路を作成する場合にはフッ化水素（フッ化水素−硝酸−水混合液）を用いてガラス表面を腐食させる
ことによりエッチングを行うため、ガラス表面をクロームと金の合金によりマスクしたのちフォトレジストをコーティン
グし、シリコン基盤を用いた場合と同様にフォトリトグラ
フィーを行う。これにより露出した金属を王水で除去しガラ
ス基盤上にフッ化水素で流路パターンをエッチングする。これらの操作によりガラス平板上にマイクロ流路を作成することができる。一般に、ガラス同士の接着には高温での加熱が必要であるが、急激に加熱すると歪みや破損が起こり易いた
め段階的に加熱を行う必要がある。例えば、FanとHarrison［８］の方法によると、４０℃／minで５５０℃まで温度を上昇させ 合 計３０min加 熱 し、続 い て２
０℃／minで６１０℃に し 合 計３０min加熱し、さらに６
３５℃で３０min加熱後１０℃／minで最終的

Figure 1. Process steps of a one-mask micromachining procedure
to etch a channel structure into silicon. Reproduced from
Ref.7 with permission of the publisher. Some additions
were made to the original figure.

な温度６５０℃にして６ h加熱するという操作により接着を行う。続いて炉を室温まで自然冷却する。接着していない部分がある場合は、全てが接着するまでこの行程を繰り返すこと―７０―Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Atsushi Taga and Susumu Honda

以下の温度（１１００℃）でも接着することが可能であった。
２．
４ 使い捨てマイクロチップ
前述のようにフォトリトグラフィー技術を用いて種々の素材に精密にマイクロ流路を構築し、カバープレートを接着することにより電気泳動用マイクロチップを作成することができる。しかしながら、それら一連の操作を行うためには長時間を要し高額の費用を要する。これらの問題は新しい分析法の研究において大きな障害となり、この方法を広く普及させるためにも簡便なマイクロチップ作成法およびコストダウンの検討を行う必要がある。石英製のマイクロチップは分離および検出のいずれにおいても優れているが、実際の分析において、特に試料が限定されている場合には、それほど高い性能が必要でない場合もある。また、分析の再現性を高めるた
めにはチャネル内の状態を一定に保つ必要があるが、複雑に交差したチャネルを一様に洗浄し内壁の電荷を定常状態に平衡化させることは容易ではない。１回の分析しか許されずしかも信頼性の高い情報が必要な臨床分析等においては、限度

Figure 2. Sequence of photolithographic fabrication: (a) Cr and Au
masked glass plate coated with photoresist; (b) sample
exposed to light through a master mask; (c) photoresist
developed; (d) exposed metal mask etched; (e) exposed
glass etched; (f) resist and metal stripped; (g) glass coverplate bonded to form channel. Reproduced from Ref. 8
with permission of the publisher.

一杯の高いカラム効率や検出感度よりも安定な結果が望まれる。このような場合には安価で一定の品質のチップを供給する必要があり、熱により軟化するプラスチック素材を用いて鋳 造 す る 方 法 が 有 望 で あ る と 考 え ら れ る。Martynovaら［１０］はプラスチック製のマイクロチップの鋳造について検討を行った。
Figure 3に彼らの用いた方法を図示する。これは、ポリメ
チルメタクリレート（PMMA）基盤を用い、これを加熱・によりカバープレートを完全に接着させ均質で強固な構造の軟化させた状態で流路パターンをプレスしマイクロ流路を作

ガラス製マイクロチップを作成することができる。

成する方法であるが、彼らはこれについて２種類のインプリ

このようにして作成したガラス製マイクロチップを用いる

ント方式を検討した。１つは、ガラス平板上にPMMAプレー

電気泳動においては安定な電気浸透流が発生するため、カラトを置き、その上にワイヤーでマイクロ流路をデザインしガ

ム効率が高くなり良好な分離を得ることができる。しかしな

ラスプレートで挟み込んで加圧することにより鋳造する方式

がら、ガラスは紫外部吸収を起こすため、光の吸収による検である（Figure 3 A）
。この方式は簡便であり単純なチャネ出を行う場合には可視部の検出波長に限定される。高感度でルデザインに対しては有効な方式であるが、交差チャネル等検出を行うには試料を可視部領域に蛍光を有する誘導体に導を作成する場合には２回プレスする必要がある。もう１つ

くことが有効であるが、全ての試料を容易に誘導体化できるは、シリコンウェハー上にフォトリトグラフィーにより流路

わけではないため試料は限定される。

パターンをエッチングして鋳型を作成し（Figure 3 B下部）、
これにPMMAプレート（Figure 3 B上部）を押し付けて鋳造する方法である。この方法においてはシリコンウェハー上

２．
３ 石英製マイクロチップ
ガラス製マイクロチップのもつ問題を解決するためには紫に流路を作成する必要があるため操作が煩雑になるが、より外部での検出が可能な石英製マイクロチップを作成する必要

複雑なデザインを鋳造することができるという利点があり、があると考えられる。ガラス基盤を用いる場合と同様に金・作成した鋳型は繰り返し使用できるため、再現性良く同等のクロームマスクを用いる一般的なフォトリトグラフィー技術

品質のマイクロチップを量産することが可能である。これら

により石英基盤上に流路パターンを構築することは可能であの鋳型法によりマイクロ流路を構築したPMMA基盤上にるが、非常に融点の高い石英ガラス同士の接着が問題となる

PMMAブランク基盤を重ねて１
０８℃で１０min加熱することに（通常、石英ガラスの加工には１８００℃以上の加熱が必要であより容易に接着することができる。これら一連の操作によりる）。しかし、Jacobsonら［９］の報告では、基盤とカバー

プラスチック製のディスポーザブルマイクロチップを作成す

プレート表面を水酸化アンモニウム／過酸化水素を用いてることができる。また、最近では検出面や送液のための電気５０℃で酸化処理し酸化した表面同士を重ねて加熱すれば融点

浸透流の面からも考慮された素材が取り上げられ、それを用―７
１―

Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

た。現在では内径１０〜２００µmのフューズドシリカキャピラ
リーが工業的に生産され、高品質で口径が一定なものが安価で容易に入手できるようになった。CE用カラムとして利用できる市販のフューズドシリカキャピラリーはポリイミドにより表面コーティングが施されており、変形により破損することがないため取り扱いが容易である。また、長いキャピラ
リー分離長が必要な場合にはコンパクトに巻いて使用することもできる。一方、電気泳動用マイクロチップは今のところ自作する必要があり、その材質および作成法については目下検討が行われている段階であるが、使途に応じて適切な設計を行う必要がある。
３．
１．
２ 内面の被覆
CEにおいてはほとんどの場合フューズドシリカキャピラ
リーが用いられるが、内面は負電荷を帯び電荷の大きさは正電荷を帯びた成分の吸着等により泳動中に変わり易く、したがって電気浸透流が変動し易いため、内面修飾のための種々の方法［１４‐１６］が開発されており、移動時間のばらつきによる分析の再現性の低下にもほぼ対応できるようになった。
ガラスや石英製チップを使用するMEにおいても、CE用キャ
ピラリーの内壁コーティング技術を応用することにより再現性を高めることができるが、マイクロチャネル作成後にカバープレートを接着するため圧力に対する耐久性に問題があることや交差チャネルをもつマイクロチップにおいてはチャネル内面を一様に処理することが困難である。このため、電Figure 3. (A) Fabrication protocol for wire-imprinted devices. (B)Fabrication protocol for silicon-template-imprint devices.
Reproduced from Ref. 10 with permission of the publisher.

気泳動用マイクロチップのチャネルの内壁コーティングには煩雑な操作を伴う化学的コーティングよりもイオン性ポリ
マーなどを用いた物理的コーティングが適しているものと思
われる。
３．
１．
３ レプリカの量産
臨床応用等多くの共存物を含む多数試料の迅速分析を目的いたディスポーザブルマイクロチップ製法についても検討がとする場合には、さまざまな試料が導入され迅速に結果を得行われている［１１］。

ることが要求されるため、チャネルのコンディショニングにより分析環境を回復したり内面被覆により再現性を向上させ

３

るよりはむしろチップのディスポーザブル化を進めることにキャピラリー電気泳動との比較重点がおかれている。先述のようにフォトリトグラフィーに微量溶液中で電気泳動を行う高分解能微量分離分析法としより作成したシリコンマスターを用いるチップ鋳造法がて既にキャピラリー電気泳動（capillary electrophoresis, CE）

McCormicら［１７］のグループなどにより開発され、プラスが開発され一般的に広く用いられているが、その原理や使用

チックで鋳造することにより短時間で品質の安定したチップ

目的などからCEはMEに最も近い既存の分析法であると言えを量産できるようになった。このためマイクロチップのディる。言い換えればMEはCEの発展した形であるとも言える。

スポーザブル化が進みはじめているが、素材などについては

そこで、MEを種々の面からCEと比較した。

現在も検討が続けられている。
３．
１．
４ 有効長
微小チップ上に直角に２つのチャネルが交差する一般的な

３．
１ 分析用カラム

マイクロチップ（Figure 4 a）
［１８］を用いる電気泳動におい３．
１．
１ 素材と作成法
CEにおいては、その開発段階においてテフロン［１２］、ガては、分離有効長が短いため十分な分離が得られないというラス［１３］、石英［１１］など種々の素材のキャピラリーにつ問題点がある。しかし、１９９３年Seilerら［１９］によりチャネ

いて検討が行われた。その結果、紫外部検出の感度が優れてルを屈曲させても試料バンドはあまり拡散しないことが明らいる石英製のキャピラリーが最もよく用いられるようになっかにされた。この結果に基づき、１９９４年Jacobsonら［２
０］は

―７
２―

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Atsushi Taga and Susumu Honda

Figure 4. Schematic of the microchip with a cross-channel geometry (a), a serpentine channel geometry (b) and a mixing channel (c). Reproduced from Ref. 18, 20 and 21 with permission of the publisher.

１×１ cm角に１６．
５cmの曲がりくねったチャネル（Figure 4

３．
２ 試料導入b）をもつマイクロチップを作成し、流路長が分離に与える

３．
２．
１ 試料導入方式

影響を調べた。その結果、試料導入部から検出部までの距離

CEにおいては状況に応じて種々の導入法が選択できる。

を長くすると理論段数が比例的に増加することがわかった。

吸引法および加圧法のような圧力を利用する方法、重力を利

３．
１．
５ インカラム希釈・混合

用する落差法および電圧を印加することにより試料を導入す

このように、精密なマイクロチャネルを作成できる技術のる電気的導入法などにより時間的な制御を行い再現性良く試発展に伴い、試料の前処理や誘導体化をチップ上で行う方法

料導入を行うことができる。これに反してMEにおいては今についても検討が行われた。一般に分離分析においてポストのところもっぱらFigure 5に示すような交差チャネルを用い

セパレーション誘導体化や試料の前処理をカラム内で行うたて電圧制御により試料をスプリット導入する方法が用いられ

めにはカラムを分岐させる必要があるが、CEにおけるキャている［２２，
２３］。

ピラリーは円筒形であり素材も硬質の石英であるためデッドボリュームが生じないように加工することは非常に困難である。これに対してMEにおいてはフォトマスク作成時の印刷技術の範囲内で自由なチャネルデザインが可能であるため、デッドボリュームのない分岐カラムを作成することができる。Haddら［２１］は多数のリザーバーおよび混合チャネルをもったマイクロチップ（Figure 4 c）を作成し、このチップを用いればチップ上で基質、緩衝液、酵素および阻害剤を希釈、混合、反応および分析を行い、酵素活性測定を行うことが可能であることを示した。
Figure 5. Schematic of sample introduction for microchip electrophoresis with a cross junction injector.

―７３―

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単 純 に 試 料 チ ャ ネ ル と 分 析 用 チ ャ ネ ル が 交 差 し たcross３．
２．
２ 試料プラグ長CEにおける試料導入では、その操作上若干多い目の試料

junctionインジェクターを用いて試料を導入する場合には、を用意する必要はあるが、キャピラリーに導入される試料体

それぞれのチャネルの両端に電極を設け、電圧印加を精細に

積は数nl〜十数nl程度であり、残部は回収することができコントロールすればスプリットされた試料以外は試料チャネる。しかしながら、キャピラリー先端を試料バイアルから泳ルの両リザーバー方向に移動し試料の拡散や漏出を防ぐこと

動液リザーバーに移動させる必要があり、再現性良く導入すができ、これによって鮮明な試料プラグを形成させることがるためには数mmの試料溶液プラグを形成させる必要があできる。また、試料導入量の再現性を高めるためのインジェる。一方、MEにおいては交差チャネルを用いて試料をスプ

ク タ ー デ ザ イ ン と し てdouble-T junctionイ ン ジ ェ ク タ ー

リット導入する方法を採用できるため数十µmオーダーでの（Figure 6）がある。

プラグ長で試料導入を行うことができるが、再現性良く試料

このデザインにおいては導入量を印加電圧や導入時間によ導入を行うためには送液コントロールやインジェクターの構らず、試料体積により制御するため、導入量の再現性が極め造について工夫が必要である。例えばFigure 5に示すようなて高い。Effenhauserら［２４］の報告によると蛍光標識オリ
ゴヌクレオチドの繰り返し測定における移動時間およびピー
ク高さの相対標準偏差はそれぞれ０．
０６％以下および１．
７％以下と低値を示した。しかしながら、スプリット法により試料導入を行う場合には試料リザーバーおよび試料導入用チャネ
ル全体に試料溶液を満たす必要があるため数µlの試料が必要であり、残部の回収は困難である。
３．
３ 検出
３．
３．
１ 検出のテクノロジー
CEにおいては、キャピラリー外壁のポリイミドコーティ
ングを細い炎で焼却して検出ウィンドウを作成し、この検出ウィンドウをスリットに合わせてキャピラリーを直接装着することにより使用できる検出器が市販されている。そのような装置では遮光やphotomultiplier（PM）の位置調整あるいは焦点調整などは装置の出荷時あるいは納入時に行われるため通常はこれらの煩雑な操作を必要としない。また、最近ではカセットに収めたキャピラリーも市販されるようになり、スリットの位置調整をする必要のない装置もある。キャピラ
リー素材は石英であるため紫外部での検出も可能であり、バックグランドが低い。これに対してMEでは顕微鏡を用いてチップ上の検出部に光をピンポイントで照射し吸収を測定するか蛍光を集光して検出する必要がある。吸収測定による検出を行うためには紫外部吸収を起こさない石英ガラスを用いたMEが望ましいが、石英ガラスを用いた場合でも検出すFigure 6. (a) Layout of the glass chip with an integrated sample injector. Channel cross sections : 50×12 mm (thin channels) and 1000×12 mm (broad channels). A detailed
view of the shaded intersection area is shown in (b): After application of a high voltage between reservoirs 1(sample) and 5 (injection waste), the geometrically defined injection volume (double-T injection, shaded area)
is filled by electrophoretic migration of the sample ionsin the direction indicated by the arrow. After loading iscompleted, application of a high potential between reservoirs 3 (buffer) and 7 (waste) causes electrophoretic
separation of the sample components. Reproduced from
Ref. 24 with permission of the publisher.

る光量が少なくて十分な検出感度が得られない場合が多い。
これに対してはパルス光源照射／積算方式などが考えられ今後の展開が期待される。
３．
３．
２ レーザー励起蛍光検出
CEにおいてもレーザー励起蛍光（laser-induced

fluores-cence, LIF）検出は超高感度検出が可能な卓越した方法であり、既に集光効率の良い２、３の機種が市販されている。MEではLIF検出がさらに適しているがLIF検出を行う場合には現在のところFigure 7に示すような大掛かりな検出装置を自作する必要がある［１９，２５］。
また、CEにおけるLIF検出よりもさらに高度な技術が要求される。チップ上の検出部にレーザーの焦点を合わせて入―７４―Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Atsushi Taga and Susumu Honda

たオーダーであるため１０成分程度について良好な分離を得る
ためには数cm以上の有効長が望ましいと考えられる。したがって、通常利用できる高電圧電源における最高電圧（一般的には３０kV）を印加した場合においても、実現できる最短分析時間は数十secから数minといったオーダーである。これに対して、MEにおいてはそのチャネルデザインが自由であることから１ cmに満たない有効分離長のチャネルを作成でき、試料導入においても交差チャネルを用いたスプリット法を用いれば数十µmという試料プラグ長での導入が可能であることから、同じ成分数についてmsecオーダーでの高速分離が可能である。このことはMEの最大の利点と言ってよい。
４応用
前述のようにMEは高速分離とチャネルデザインの自由度という大きな利点をもっている。CEにおいてはカラムス
イッチングや複数リザーバーへの接続は極めて困難であるが、MEではチャネルデザインを自由に行うことができるため最新の印刷技術やフォトリトグラフィーにより多数のリ
Figure 7. Schematic of an optical detection system. Ar ion laser
was focused with a lens (1) onto the separation channel,
which was held in place with a plexiglass holder (2).
Fluorescence emission (3) was collected with a microscope objective (4), focused onto an air slit (5), filtered(6) and then detected with a photomultiplier tube. An objective, an air slit and a filter were mounted in a microscope body, which was fixed on X-Y translation stages.
Reproduced from Ref. 19 with permission of the publisher.

ザーバーを使用する交差チャネルをデザインすることができる。また、従来の流体系での分析法の大部分においてはインジェクター、分析用カラムおよび検出器などの接続やカラム
スイッチングはチュービングにより行われるためデッドボ
リュームを生じたり拡散を起こす場合が多いのに対して、
MEでは接続によるこのような問題はない。こうような利点を活かした分析例をいくつか紹介する。
４．
１ 超高速分析
３．
４で述べたようにMEにおいては数十µmオーダーのプラ
グ長での試料導入が可能であるため、従来のCEにおける場

射させ、発した蛍光は対物レンズにより集光しPMにより電合に比べて極端に短いチャネル中での分析が可能である。ま気信号化させる。この場合、励起光および蛍光の集光やPMた、チップを移動させて検出部を変えることにより容易に分の位置調整を行う必要がある。また構造上検出部のみを部分

離長を変更することができる。Jacobsonら［１８］は全長２１．
６

的に遮光することが困難であるため、電気泳動中は分析装置

mm（試料導入部から廃液リザーバーまでの距離１７．
８mm）

全体を遮光せざるを得ないが、遮光が完全でない場合にはノのマイクロチップ（Figure 4 a）を用いて種々の分離長でイズが大きくなることもある。PMを用いてピンポイント照

ローダミンBとフルオレセインの超高速分離を試みた。得ら射に対する蛍光強度を測定する方式の他にCCDカメラを用れた電気泳動図をFigure 8に示す。

いて試料が移動する全体像を捕らえる方式もあり、この方式

いずれの分離長においても印加電圧１．
５kV／cmで電気泳動

では平行に掘ったチャネル間での蛍光強度の比較を行ったりを行ったところ、分離長０．
９mm（Figure 8 a）では基線分

チャネル交差部あるいは屈曲部の試料の希釈およびゾーンの離には至らなかったものの１
５０msec以内に良好な分離が得

拡散などを直接観察することもできる［２６］。

ら れ、分 離 長１．
６mm（Figure 8 b）で は２６０msec以 内 に こ
れら２成分の基線分離が達成された。分離長１１．
１mm（Fig-

３．
４ 分析時間ure 8 c）では１．
６sec以内に分析が終了し良好なピーク形状

MEやCEのような微小溶液中での電気泳動においてはそのを与えた。このようにMEでは有効分離長を自由にデザイン

分析時間は当然泳動液や印加電圧により変化するが、有効分

できるが、このことを利用すれば驚異的な超高速分析が可能

離長が最も大きく影響すると言える。CEにおいては通常であることが示された。理論段数（N）は、移動時間（t）

キャピラリーに導入される試料プラグの長さが数mmといっおよびピーク半値幅（W1/2）を用い１式―７
５―

Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Figure 8. Electropherograms of rhodamine B and fluorescein with a separation field strength of 1.5 kV/cm and a separation length of (a) 0.9,(b) 1.6, and (c) 11.1 mm. Reproduced from Ref. 18 with permission of the publisher.

N＝５．
５４x t2W1/2−2１により算出することができるが、先の結果を基に算出した理論段数を比較すると、分離長０．
９mmにおいてローダミンおよびフルオレセインの理論段数はそれぞれ１２０および１３０段、
１．
６mmではいずれも４５０段であった。また、分離長１１．
１mm
ではそれぞれ１５，
１００および１１，
９００段となり、分離長が与える
理論段数への影響は非常に大きいことがわかる。しかしながら、ここで使用された試料中の２成分を分離するためには
１０，
０００段以上のカラム効率は要求されておらず、１２０段程度のカラム効率においても十分な分離が得られていることに注意を払う必要がある。そしてMEにおいては分離をある程度犠牲にしてでも分析時間を短縮することが要求され、そのために分離長の最小値を知ることが重要になると思われる。
４．
２ オンチップポストセパレーション誘導体化
MEにおいては超微量分析が可能であるが、このためには高感度で検出を行わなければならない。CEにおけると同様に高感度検出が可能な高性能装置や誘導体化が模索されている。特に蛍光検出は最も有望な検出法であるため種々の検討が行われている。蛍光検出においては分析の簡便化を図るた

Figure 9. Schematic of the microchip with a post-separation reactor. Reproduced from Ref. 27 with permission of the
publisher.

めに蛍光標識をオンラインで行うことが望まれる。そこで、Jacobsonら（２７）はo-phthalaldehyde（OPA）によりアミノ酸を誘導体化する高速反応をモデルとしてMEにおけるオン
チップポストセパレーション誘導体化について検討を行った。マイクロチップ上にはフォトリトグラフィー技術を伴った エ ッ チ ン グ に よ りFigure 9に 示 す よ う な５つ の リ ザ ーバー（analyte waste reservoir）を接地（０ kV）し、試料導バー、クロスインジェクター、セパレーションチャネル、試

入は泳動用緩衝液リザーバー（buffer reservoir）および試薬混合用分岐チャネルおよび反応チャネルをもったオンチッ

料リザーバー（analyte reservoir）の電圧印加を切り替える

プポストセパレーションリアクターを構築した。

ことにより行い、印加時間により導入量を制御した。また、分離後の試薬導入および混合も試薬リザーバー（reagent

廃液リザーバー（waste reservoir）および試料廃液リザー―７
６―

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Atsushi Taga and Susumu Honda

Figure 10. Electropherograms of (a) an arginine-glycine mixtureand (b) an arginine-threonine mixture using postseparation derivatization with OPA. Reproduced from
Ref. 27 with permission of the publisher.

Figure 11. (a) Schematic of a microchip used for PCR amplification and electrophoretic analysis of multiple DNA samples. (b) Schematic of a microchip used for sizing PCR
products with DNA markers. Reproduced from Ref. 29
with permission of the publisher.

reservoir）に電圧を印加することにより電気的に行った。

れるものと思われる。

アルギニン（Arg）とグリシン（Gly）の混合物およびアル４．
３ 細胞内DNAのオンチップPCR生成物分析

ギニンとスレオニン（Thr）の混合物を試料として分析した
結果、Figure 10に示すようにガラスマイクロチップ上でのマイクロチップ上での流体系分析装置の開発初期段階におOPAポストセパレーション誘導体化を行うことができた。

いてその目的の１つとして試料の前処理、希釈、混合、分析

しかしながら、印加電圧およびOPA試薬混合部から検出

および検出の全行程をチップ上で行うこと、すなわちLab on

部までの距離を変化させた場合に蛍光強度が変化したことか

chipと呼ばれるコンセプトを実現しようとする努力がなされら、検出されるまでに反応が完結しなかったことがわかる。

た。Watersら［２９］は、試験的に３種類のDNA試料につい

また、Figure 10 aにおいてGlyが著しく幅広いピークを与えてpolymerase chain reaction（PCR）による増幅を１つのマていることがわかる。Figure 10 bにおいてGlyよりも移動時

イクロチップ上で行い、それぞれの試料からのPCR生成物を間の遅いThrが鋭いピークを与えていることからGlyピーク

同一チップ上で混合して電気泳動を行った。また、PCR生成のブロードニングは自然拡散によるものではないことがわか

物を塩基対マーカーと混合し電気泳動を行うことによりサイる。電場において誘導体化を行う場合、著者らにも経験があズの決定を行った。PCR反応槽、混合チャネルおよび分離

るが［２８］、誘導体化により原料と誘導体の移動速度が異なチャネルを備えたガラス製マイクロチップのチャネルデザイ

る場合にはこのような特徴的なピークのブロードニングがみンをFigure 11に示す。

られる場合がある。Figure 10の結果から考えるとArgおよ複数のDNA試料の同時増幅およびPCR生成物の電気泳動

びThrに比べてGlyは誘導体化されて移動速度が大きく変化にはFigure 11 aに示したデザインのマイクロチップを使用したために著しいピークブロードニングを起こしたものと思し、DNA試料の塩基対サイズの決定にはFigure 11 bに示しわれる。また、反応速度はピークの広がりに対して大きな影たマイクロチップを使用した。チャネル内面をリニアーポリ

響をもつ。Figure 10の例では誘導体化の反応速度に対してジメチルアクリルアミド（PDMA）により被覆したのち４％

分析時間が短いためにこのような結果を与えたものと考えら

PDMAを含む泳動用緩衝液をチャネル内に満たして電気泳れ、このように考えるとMEにおけるオンチップポストセパ動を行った。試料には１
９９‐、３４６‐、４１０‐および３
４
６‐／４１０‐塩

レーション誘導体化においては、反応速度の速い誘導体化反基対（bp）のDNA断片を用い、PCR反応には市販（Perkin-

応を選ぶことが予想以上に重要である。また、分析時間が長Elmer）のPCRキットを使用した。同時増幅を行ったPCR生

くなることは避けられないが、チャネルの長さあるいは印加

成物の泳動図をFigure 12に示す。

電圧を変更して誘導体化効率を高くすれば良好な結果が得ら

その結果、１９９bpのものは１５０sec（Figure 12 a）、４１０bp―７７―

Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Figure 12. Electropherograms of the PCR products made fromfour DNA samples and analyzed on the same microchip. Targets: (a) 199 bp; (b) 346 bp; (c) 410 bp; (d)multiplexed 346 and 410 bp. The microchip (Figure 11a) was filled with 4% (v/v) PDMA, the separation
length was 3.0 cm., and the separation field strength
was 130 V/cm. The microchip channels were approximately 50 µm wide and 10 µm deep. The numbers denote fragment size in base pairs. Reproduced from Ref.
29 with permission of the publisher.

Figure 13. Electropherograms of the PCR products (filled peaks),
amplified as analyzed on the single microchip andshown in Figure 12, mixed with 50-1000 bp DNA ladder (unfilled peaks). The microchip (Figure 11b) was
filled with 4% (v/v) PDMA, the separation length was
2.5 cm., and the separation field strength was 120 V/
cm. The microchip channels were approximately 74 µm
wide and 10 µm deep. The numbers denote fragment
size in base pairs. Reproduced from Ref. 29 with permission of the publisher.

のものは１９０sec（Figure 12 c）にピークを与えピーク形状

用試薬との混合はチップ上で行われなかったが、これらの結も良好であった。一方、３４６bpおよび４１０bpが共存する場合

果を基にして今後さらに検討を続けるならば、MEにより煩のPCR生成物は互いにほぼ同等のピーク高さを与え（Figure

雑な分析の全行程を１つのチップ上で短時間に自動的に行う

12 d）、いずれの試料についてもPCR反応が同等に行われたことができるようになるものと思われる。

ことがわかる。また、３４６bpおよび４１０bpの移動時間と３４６‐
４．
４ 環状チャネルによる分離長可変マイクロチップ／４１０bp混合物の移動時間もよく一致しており分析の精度はMEにおいては、CEにおけると同様に分離チャネル内に充良好であった。
しかしながら、移動時間をそのままピークの同定に使用で填する泳動液を変更することにより種々の分離モードを実現きるほどの精度ではなく、ピークの同定には標品との共泳動することができる。CEにおける代表的な分離モードとしてが適しているものと思われた。そこで、同一試料をPCR反応

電荷／サイズ比により分離を行うゾーン電気泳動（zone elec-

後bpマーカーと混合し分析した。得られた泳動図をFigure

trophoresis, ZE）、泳動液中に臨界ミセル濃度以上の界面活13に示す。

性剤を添加しミセルへの試料の可溶化の違いにより分離を行

いずれについても１８０sec以内に分析が終了し良好な分離

うミセル動電クロマトグラフィー（micellar electrokineticが得られている。これらのデータを基に電気泳動移動度を算

chromatography, MEKC）、ゲルを充填しサイズ分離を行う

出しDNA断片サイズ（bp）に対してプロットしたところ良

ゲル電気泳動（gel electrophoresis, GE）などがあげられる

好な相関性が示された。この実験においては試料とPCR反応

が、von Heerenら［３０］はMEKCおよびGEによる分離をME―７８―

Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Atsushi Taga and Susumu Honda

環状チャネル内で複数の成分を電気泳動した場合の電源のに適用して蛍光標識アミノ酸の分離を行った。
また、MEにおいてはチャネルを自由に設計できるため、スイッチングおよび各成分が移動する様子を模式的にFig-

Figure 14に示すような環状にレイアウトしたマイクロチャ

ure 15に示す。この原理により多成分の試料を必要最低限のネルを構築し、分離長可変マイクロチップを作成した。

時間で全て分離することができた。
移動速 度 の 異 な る３成 分①〜③が 電 気 的 に 導 入 さ れ た（A）のち、インジェクターチャネルの電源は遮断され、環状チャネル内で電気泳動が行われ、１回目の検出が行われる（B, phase 1）。各試料の移動速度が著しく異なる場合には移動速度の速い成分（③）は１回目の電源切換が行われるまでにリザーバーチャネルに達し環状チャネル外へ移動する（C）ためこれ以降には検出されない。成分②が検出器を通過後電源が切り換えられ（phase 2）成分①および②が逆方向に移動し完全に分離される。これは極端な例であるが、移動速度の違いが小さい成分間においても同様の切換により、
環状チャネル内で循環を繰り返すことにより全ての成分が分離されることになる。
ガラス製のマイクロチップを用いた場合にはLIFによる検出が最も効果的であるため、von Heerenら［３０］はアミノFigure 14. Layout of the cyclic channel on a chip and the volumedefined injection scheme. Numbers 3, 5, 6 and 8 andSW constitute reservoirs into which the channel effluent is ele-ctrokinetically pumped, whereas 2, 4, 7 and 9
and “sample” are reservoirs from which electrolytes are
introduced into the channel system. Reproduced from
Ref. 30 with permission of the publisher.

酸の誘導体化にはアルゴンレーザーを用いて誘導体をLIF検出できるfluorescein-isothiocyanate（FITC）を用いた。アル
ギ ニ ン（Arg）、グ ル タ ミ ン（Gln）、フ ェ ニ ル ア ラ ニ ン（Phe）、アスパラギン（Asn）、セリン（Ser）およびグリシン（Gly）のFITC誘導体を試料として環状チャネルマイ
クロチップを用いMEKCモードおよびGEモードにより分析した結果をFigure 16に示す。
MEKCモードによる分離（Figure 16 A）を行った場合、１／４cycleでArgは他のアミノ酸から完全に分離し、２回目の
１／４cycleでは他の５種類のアミノ酸誘導体も良好に分離された。Argは移動速度が速いため環状チャネル外に移動し検出されなかった。次に３回目の１／４cycleにおいてはArgの次に移動速度の速いGlnおよび最も移動速度の遅いGlyが検出されなかったが、Asn、PheおよびSerは基線まで分離された。また、４回目の１／４cycleにおいてはAsnおよびSerのみが検出された。一方、GEモードによる分離においては分子量の小さい成分から順に移動して検出され、この場合もMEKCモードの場合と同様に、１／４cycleでArgが他のアミノ酸から完全に分離され、以後の循環において他のアミノ酸についても良好な分離が得られた。また、MEKCおよびGEモードのいずれにおいても６種類のアミノ酸全てが分離するまで

Figure 15. The principle of synchronized cyclic electrophoresis.
The separation of three sample components 1-3 over 1
cycle is illustrated. The direction of fluid and sample
transport are indicated by the arrows. LIF refer to thelocation where samples are detected. The voltage
switching protocol is synchronized to cycle component
2: (A) injection phase, (B) time point during phase 1,(C) end of phase 1, (D) end of phase 2, (E) end of phase3, and (F) end of phase 4 and end of first cycle. Reproduced from Ref. 30 with permission of the publisher.

に要した時間は２００sec以内であった。比較のためCE装置を用いて同一試料をMEKCにより電気泳動した場合の泳動図をFigure 17に示す。この場合は石英製のキャピラリーを使用し、２２０nmにおける紫外部検出を同時に行った。LIF検出を行った場合には高感度での検出が可能であり、UV検出を行った場合にも中性マーカーであるメタノールおよびSDSミ
セルの移動指標となるメサドンを含む８成分が検出され分離も良好であった。LIF検出した場合についてMEをCEと比較すると、CEでは試料のFITC‐標識アミノ酸の濃度は各１０µM―７９―Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Figure 17. MEKC separation of FITC-amino acids in conventional
instrumentation using a fused silica capillary of 75 µm
i. d., and 50 cm effective length. An instrument featuring simultaneous absorbance (lower graph) and fluorescence (upper graph) detection was employed, and thesample also contained methanol and methadone asmarkers for electroosmotic flow and micelle transporty,
respectively. Reproduced from Ref. 30 with permissionof the publisher.

CEではnLレベルであったのに対し、MEにおいては〜１
２pLであった。したがってMEは濃度感度においては十数倍劣っていたが、分析に必要な試料体積を考慮し、試料絶対量として比較すればマイクロチップを用いることにより十数倍程度の微量化が達成されたことになる。
このようにMEをCEと比較すると一長一短であると言える。MEではCEに比べて濃度感度が低い反面試料導入量が少ないということは薬物・生体成分分析や環境分析にとっては有利である。また、分析時間が短いということはルーティン
分析等には適しているが、分離能はCEに比べ低い。このため多数成分の分離は望めない。このようにMEにおいてもCEの開発段階と同様な問題点が生じており両者には共通の問題が多い。

Figure 16. Synchronized cyclic electrophoretic separation of FITClabeled amino acids using (A) MEKC and (B) GE
modes. Synchronization time intervals were 13.5 and14.4 sec, respectively. Reproduced from Ref. 30 withpermission of the publisher.

４．
５ マイクロチップ電気泳動による細胞分析
細胞を膜を破壊せずにそのままの状態で分析する方法についてはこれまでに種々検討が行われており、動物細胞モデルとしての赤血球をCEにより分離した例が報告されている。LiとHarrison［３１］はMEによりイヌ赤血球の分析を行った。

であったのに対してMEにおいては、MEKC分離の場合（Fig-

彼らは、MEにおいては流路の分岐をデッドボリュームなし

ure 16 A）、各１６６µMであり高濃度を要した。分離カラムので作成できるため、double-T junctionをもったガラス製マイ

形状や素材による集光効率の違いによりこのような濃度感度

クロチップ（Figure 18）を作成し、電気泳動中に添加剤をの差が生じたものと考えられる。一方、導入量で比較すると流入させこれによる影響を調べた。

―８０―Chromatography, Vol.22 No.2(2001)

Atsushi Taga and Susumu Honda

本来このレイアウトのマイクロチップは試料導入量を電圧や時間ではなく体積により制御して再現性を高める目的でデザインされたものであるが、試料をBuffer（B）
リザーバーか
ら導入し、Sample（S）リザーバーから添加剤を流入させ、添加剤の混入による試料の泳動挙動の変化をCCDカメラを用いて観察することにより物質間相互作用を直接的に映像として調べることができる。この装置を用いてイヌ赤血球を電気泳動し、流路の分岐点から界面活性剤であるsodium dodecylsulfate（SDS）を含んだ泳動液を流入させ、赤血球に対する影響を調べた。
赤血球をBから導入し、３ mM SDSをSから流入させこれらのリザーバーに１５０Vの電圧を印加しsample waste reservoir（SW）を接地（電位０ V）した。その結果、Figure 19

Figure 18. Layout of the microchip device having a double-T injector. Reproduced from Ref. 31 with permission of the
publisher.

の白の矢印で示すような溶液の流れが生じた。Figure 19 aは赤血球が写真左方から移動し上方からSDSが流入しチャネ
ル交差部で混合されている様子が示されている。番号をつけた４個の赤血球のうち写真上部にある２個（１および４）の赤血球がFigure 19 bにおいて溶血し始めていることがわかる（図中では見難いが、細胞の番号はいずれの図においても右から順に１、２、３、４となっている。
）。Figure 19 cにおいては１はフレームアウトしているため確認できないが、４は完全に溶血し２および３も溶血し始めていることがわかる。このようにマイクロチップ電気泳動を利用することにより、これまで観察することが困難であった秒単位での高速で起こる細胞と界面活性剤など外的物質との相互作用を観察す
ることが可能であることが示された。しかしながら、重力が存在する条件下で実験を行う場合には、細胞が沈降しチャネ
ル内面との間の摩擦あるいは内壁との相互作用による異常挙動が加わる可能性があるため、このまま速度論的な解析を行うことは困難であると考えられる。しかし、CEにおける細胞分析のような無重力下での測定あるいは細胞の比重を考慮した泳動液の選択やチャネルの垂直配置など、内壁との接触を最小限に抑える工夫によりさらに詳細な情報が得られるものと思われる。
最近ではMEに関する研究が盛んに行われるようになりさ
まざまな研究結果が報告されているが、ここでは特にMEの特徴を活かした応用例を選び、そのいくつかについて最近の報文を基に紹介した。これらはいずれも他法においては実現することが困難なものであり、MEの優れた性能を立証しているが、これらの研究を通してMEは超微量超高速分析であるがゆえに独自の問題点をもつことも同時に明らかになった。例えば、装置がコンパクトであるがゆえに分離あるいはFigure 19. Photomicrographs of erythrocyte cell lysis in a microchip devices. The white arrows show direction of flow
and black bars shows the scale (20 µm). Cells enterfrom the left and SDS from above. A time progression
over 0.3 sec is illustrated in the three frames. Reproduced from Ref. 31 with permission of the publisher.

オンチップで反応を行うための十分な流路長を確保することが困難であることがあげられる。また、可動装置を用いずに電圧印加を制御することにより送液をコントロールできることは利点であるが、一方ではこのことが原因になってチャネルの分岐点において歪んだゾーンが形成されやすいことなど―８１―

Chromatography, Vol.22 No.2(2001)が問題として提起された。これらの問題点は、屈曲したチャロールすればそのような特別な装置を用いることなく細胞分ネルを構築したり流路内径を細くするなどの微小加工技術や析を行うことが可能であると考えられ、個々の細胞について正確に電源のスイッチングを行えるリレイの開発など電気部

詳細な情報が得られるものと思われる。また、細胞分析とと品の改良により徐々にではあるが解決されつつある。また、

もに単一細胞内成分の分析にとってもMEは有力な方法であ

微小な構造のマイクロチップ内を分析毎にコンディショニン

る。これには十分にキャラクタライズされた細胞を対象としグすることは容易ではなく、チップのディスポーザブル化がて内液をチャネル内に導入するデバイスが必須である。細胞望まれるが、最近ではマイクロチップの鋳造法および安価で内成分の分析は細胞取り扱い技術の進歩と相まって発展する

高性能なチップ素材の検討が行われている。このようにMEであろうが、その先には細胞内部位ごとの成分分析という新における技術が次第に進歩している。

天地が見えている。
一方、著者らはCEが物質間相互作用の観察をする上で有５効な方法であることを示してきたが、試料が複合体を形成すおわりにることにより起こる移動速度の変化（遅延）があまりにも著
本総説においては種々の素材を用いたME装置の作成法、しい場合には分析時間が長くなるという問題点があった。しMEの特徴および応用について代表的な報文を選び紹介し

かし、MEにおいては試料導入点から検出部までのチャネルた。この新しい分析法の利点は最新の技術により流路を自由の長さを短くすることができ、これにより泳動液や印加電圧にデザインでき、しかも分岐点におけるデッドボリュームをを変更せずに同一の分析条件において短時間で結合解析を行無くすことができるということに集約されるが、チャネルのうことができる。したがって、MEは結合解析においてもそ

短小化という考え方が根底にある。この利点をどのように利の迅速性を高く評価することができる。
４．
２および４．
３で述べたようにMEにおいてはチップ上に多用して展開していくかが今後の課題であると言える。
先ず導入する試料を少なくする必要があり、また少なくす

くの溶液リザーバーおよび複雑に分岐したマイクロ流路を構ることができるという特徴を活かせば、他の分離分析法では築し、これに充填した泳動液中で試料、誘導体化試薬、酵みられない程狭いプラグ幅、したがって小さい理論段高の素、マーカーなどを電圧コントロールにより移動させ、希ピークから成る超微細泳動図を得ることができる。この特徴

釈、混合、反応および分析を１つのチップ上で行うことがでは短時間で多数の成分を同時分析できることを意味し、高速きる。特にDNAのPCRをオンチップで行い生成物をそのま〜超高速分離へと繋がっていく。現在達成されている分離は

ま分析できることは、これまでにない画期的な手法であると６本／sec程度であるが、より精巧なチャネル成作技術を開発いえる。オンチップPCR-MEを利用することや超高感度で検し、レスポンスの速いデータ収集や解析などに関する周辺装出できる検出法の適用により、高速でのヒト遺伝子の解読も置を高性能化すればさらに高速化が可能になるものと思われ可能になると考えられ、個人レベルでの詳細な遺伝子解析がる。そのような高速化が実現できれば、多数検体を短時間で可能になれば従来行われているよりも高度な遺伝子診断が可分析できることになり臨床分析には威力を発揮するであろ能になると思われる。遺伝子レベルでの異常に基づく疾病がう。また、高速分析はリアルタイム分析に近づくことを意味

数多く存在しこれらは現在原因が解明されていないために症し、ベッドサイド分析等には有力な方法として迎えられるも状を抑える治療に止まっている。より詳細な個人レベルの遺のと考えられる。勿論それらの生体試料分析においては高濃伝子に関する情報を得ることができればそれらの疾病を根治度のタンパク質等複雑なマトリックスによるチャネルの汚染できる可能性にまでつながるものと思われる。このようなを、有効な洗浄法により取り除かなければならない。そのよ

MEのもつオンチップ多行程連続処理能という特性はゲノム

うなチャネルの復元は決して容易ではなく、他方ではディス解析ばかりでなく、他の生体成分や環境物質の分析にもいず

ポーザブルマイクロチップの開発を促すことになる。ディスれ適用されていくであろう。

ポーザブルマイクロチップに適した素材はそれなりの制限を以上MEの利用面を中心として将来の展望を述べたが、そ受け、高感度検出に対して有利とは言えないため、パルス照

れぞれの応用について多くの問題が残されており、これらを射と吸光度の積算を組み合わせた検出法などが主流となり、解決する必要があるが、今後分析装置のチップ化というコン超高感度ではないが実用性からは十分評価できるようなME

セプトを前面に出して多くの研究者たちがさらに検討を行いが実現し、臨床応用が盛んになることも期待できる。

改良を加えていくならば、種々の分析において微量化、高速化、簡便化、および高精度化が可能になると考えられる。

一方、短いチャネルで分離を行うMEにおいては、CCDカ
メラを用いてインジェクター内の様子を同時にモニターする

参考文献

こともできるため、単一細胞を導入し電圧印加中の細胞の挙動を調べることが可能である。従来単一細胞を分析系に導入する場合にはマイクロマニュピレーターなど大掛かりな装置[1]が必要であったが、MEにおいては電圧印加を精細にコント

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