JP2001188061A - 分析用マイクロチップ - Google Patents

分析用マイクロチップ

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JP2001188061A
JP2001188061A JP37543999A JP37543999A JP2001188061A JP 2001188061 A JP2001188061 A JP 2001188061A JP 37543999 A JP37543999 A JP 37543999A JP 37543999 A JP37543999 A JP 37543999A JP 2001188061 A JP2001188061 A JP 2001188061A
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microchip
electrophoresis
analysis
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groove
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Hiroshi Tanaka
宏 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分析用マイクロチップの識別、特定を、マイ
クロチップを用いる分析装置が自動的に行うことがで
き、情報管理が確実に行える分析用マイクロチップを得
る。 【解決手段】 電気泳動用マイクロチップの透明石英基
板2上にEEPROM20およびコネクタ21、22、
23を設ける。EEPROM20にはマイクロチップの
種類、チップの製造番号、使用履歴、等の情報が記憶さ
れており、これらの情報はコネクタ21、22、23を
介して、マイクロチップが使用される電気泳動分析装置
に伝達される。これにより、マイクロチップの識別、特
定を分析装置が自動的に行うことができ、マイクロチッ
プの間違いや管理情報の更新忘れなどの管理ミスを無く
すことができる。さらに、複数装置にまたがって同一の
マイクロチップを用いる場合にも、マイクロチップと一
緒に管理情報が移動するので、継続した管理を確実に行
うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、2枚の板状部材を貼り
合わせて内側に分析流路を形成させ、極微量のサンプル
を超高速かつ高分離能で分析する、分析用マイクロチッ
プに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、取り扱いが煩雑なヒューズドシリ
カキャピラリに代わって、分析の高速化、装置の小型化
が期待できるものとして、2枚の基板を接合して形成さ
れた分析用チップ(マイクロチップと呼ぶ)が提案され
ている。電気泳動用マイクロチップの例を図2に示す。
一対の透明基板(一般にはガラス、石英、樹脂などが用
いられる)31、32からなり、一方の基板31の表面
に互いに交差する泳動用キャピラリ溝33、34を形成
し、他方の基板32には溝33、34の端に対応する位
置にリザーバ35を貫通穴として設けたものである。
【0003】このマイクロチップを使用するときは、両
基板31、32を(C)に示すように重ね、いずれかの
リザーバ35から泳動液を溝33、34中に注入する。
その後、短い方の溝34の一方の端のリザーバ35に試
料を注入しその溝34の両端のリザーバ35、35間に
所定時間だけ高電圧を印可する。これにより、試料は溝
34中に分散される。次ぎに、長い方の溝33の両端の
リザーバ35、35に泳動電圧を印可する。これによ
り、両溝33、34の交差部分36に存在する試料が溝
33内を電気泳動する。溝33の適当な位置に検出器を
配置しておくことにより、電気泳動により順に運ばれて
くる分離された試料を順次検出する。
【0004】電気泳動分析においては、泳動溝内にアク
リルアミドゲル、アガロースゲル等の各種のゲルを充填
し、さらに泳動液として種々の電解質を注入して用いる
ことにより、泳動条件を変えることができ、各種の試料
の分析に対応している。また、各種ゲルの架橋度によっ
て違った分子ふるい効果を示し、電解質の濃度によって
電気浸透流の調整ができるなど、分析条件を種々に変更
することが可能である。
【0005】また、電気クロマトグラフ分析において
は、カラム内にシリカ粒子、ポリマー粒子等の種々の材
料の粒子が充填され、さらにそれぞれの材料の粒子は種
々の大きさの細孔を有し、表面には多種類の官能基が修
飾されている。その中で、分析試料の分離に適したカラ
ムが適宜選ばれて用いられる。ガスクロマトグラフ分析
においては、カラム内に種々の固定相がコーティングさ
れており、分析試料の分離に適したカラムが適宜選ばれ
て用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、分析用
マイクロチップには分析条件を変えるため、多くの種類
のマイクロチップが存在し、様々な機能に特化したマイ
クロチップを取り替えて使用することとなる。また、そ
れぞれのマイクロチップの寿命を予測するため、使用履
歴を管理する必要がある。従来はそれぞれのマイクロチ
ップの属性や使用履歴情報を管理するため、チップに型
名を刻印をするなどしてチップを識別できるようにし、
チップ外部で情報を記憶する方法が採られている。しか
しながら、マイクロチップチップの外部で管理情報を記
憶する場合、一貫した管理や管理の自動化が困難であ
り、マイクロチップの識別ミス等の管理ミスが起きやす
いという問題があった。
【0007】本発明は、この様な課題を解決するために
なされたものであり、分析用マイクロチップの識別、特
定を分析装置が自動的に行うことができ、チップの間違
いや管理情報の更新忘れなどがないなど、情報管理が確
実に行えるマイクロチップを提供することを目的とする
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明のマイクロチップにおいては、一対の板状部
材を備え、少なくとも一方の板状部材の表面に液が流れ
る溝が形成され、他方の板状部材にはその溝に対応する
位置に貫通する穴が設けられ、これら板状部材が前記溝
を内側にして貼り合わされてその溝により分離流路を形
成して成る電気泳動用マイクロチップであって、マイク
ロチップ上にマイクロチップの属性や使用履歴を記憶す
るための記憶素子と有線もしくは無線の通信手段で外部
と通信する機能を搭載したものである。
【0009】電気泳動分析においては、電気泳動用マイ
クロチップの泳動溝に充填されているゲルの種類や架橋
度、泳動液としての電解質の種類等のマイクロチップの
属性に関する情報や、過去の仕様履歴情報を、マイクロ
チップ上に搭載した記憶素子に記憶し、さらにこれらの
情報を、マイクロチップを使用する電気泳動分析装置に
送信することができる。これにより、マイクロチップの
識別、特定を電気泳動分析装置が自動的に行うことがで
き、マイクロチップの間違いや管理情報の更新忘れなど
の管理ミスを無くすことができる。さらに、複数装置に
またがって同一のマイクロチップを用いる場合にも、マ
イクロチップと一緒に管理情報が移動するので、継続し
た管理を確実に行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を、以下、図面に
基づいて説明する。図1は、本発明を電気泳動用マイク
ロチップに応用した一実施例の概略構成図を示してい
る。この電気泳動用マイクロチップは、一対の透明石英
基板1、2からなり、一方の透明石英基板1の表面に互
いに交差する泳動用キャピラリ溝3、4を形成し、他方
の透明石英基板2に泳動用キャピラリ溝3の端に対応す
る位置にリザーバ5、6と、泳動用キャピラリ溝4の端
に対応する位置に設けられたリザーバ7、8とを設けた
ものである。さらに、透明石英基板2には、リザーバ
5、6に接続されたコネクタ11、12と、リザーバ
7、8に接続されたコネクタ13、14と、EEPRO
M(電気的消去可能な不揮発性ROM)20と、EEP
ROMの+VCC端子と接続されたコネクタ21と、E
EPROMのI/O端子と接続されたコネクタ22と、
EEPROMのGND端子と接続されたコネクタ23が
設けられている。
【0011】上記のように構成された電気泳動用マイク
ロチップは透明基板1、2を重ね合わせて用いられ、次
のような手順で電気泳動分析が行われる。まず、いずれ
かのリザーバから泳動液をキャピラリ溝3、4に注入し
た後、キャピラリ溝4の一方のリザーバ7に試料を注入
し、次にリザーバ7、8の間にコネクタ13、14を通
じて高電圧を所定時間印加する。これにより試料はキャ
ピラリ溝4中に分散される。次に、キャピラリ溝3の両
端のリザーバ5、6間にコネクタ11、12を通じて泳
動電圧を印加する。これにより、キャピラリ溝3、4の
交差部分9に存在する試料がキャピラリ溝3内を電気泳
動する。キャピラリ溝3の適当な位置に検出器を配置す
ることにより、電気泳動により順に運ばれてくる分離さ
れた試料を順次検出する。
【0012】透明石英基板2上に配置されたEEPRO
M20はコネクタ21、22、23を介して電気泳動装
置と接続できるようになっており、EEPROM20に
記憶されている情報を通信することができる。EEPR
OM20に記憶される情報としては、チップの種類、チ
ップの製造番号、使用履歴、使用者名、等がある。チッ
プの種類としては、泳動キャピラリ溝の充填されたゲル
の種類、泳動液として用いられた電解質の種類、コーテ
ィングの有無、等が記憶され、使用履歴としては分析回
数、分析時間、最大印加電圧、等が記憶される。EEP
ROM20に記憶されている情報はコネクタ21、2
2、23を介して通信により電気泳動装置に伝達され、
目的とする分析に適合した電気泳動用マイクロチップで
あることが確認された後、電気泳動分析に使用される。
また、使用後には分析条件、分析回数等が使用履歴とし
てEEPROM20に新たに記憶される。
【0013】電気泳動用マイクロチップ上に、EEPR
OM20のような記憶素子とマイクロチップ外部とのコ
ネクタ21、22、23を設けることにより、マイクロ
チップの属性、例えばマイクロチップのキャピラリ溝
3、4に充填されているゲルの種類や架橋度、泳動液と
しての電解質の種類等、に関する情報や、過去の仕様履
歴情報を、マイクロチップ上に搭載したEEPROM2
0に記憶し、さらにこれらの情報を、マイクロチップを
使用する電気泳動分析装置に送信することができる。こ
れにより、マイクロチップの識別、特定を分析装置が自
動的に行うことができ、マイクロチップの間違いや管理
情報の更新忘れなどの管理ミスを無くすことができる。
さらに、複数装置にまたがって同一のマイクロチップを
用いる場合にも、マイクロチップと一緒に管理情報が移
動するので、継続した管理を確実に行うことができる。
【0014】上記実施例においては、EEPROM20
はコネクタ21、22、23を介して電気泳動分析装置
と通信を行ったが、マイクロチップ上に光電池、EEP
ROM、光送受信機を備えることで、光通信により情報
の伝達を行っても良い。この場合、電気泳動分析装置は
エネルギー供給用の光で、マイクロチップ上の光電池に
エネルギーを供給し、そのエネルギーでEEPROMお
よび光通信器を動作させる。EEPROMのへのアクセ
スは、マイクロチップ上の光送受信機と電気泳動分析装
置の光送受信機が通信することで行う。この様な構成に
することでコネクタが不要になり、接点不良によるトラ
ブルを無くすことができる。また、マイクロチップの洗
浄が可能となる。さらに、マイクロチップ側の回路を電
気的に装置側と切り離すことが可能となり、電気泳動チ
ップのように強電界で使用する場合に、ノイズによる誤
動作を少なくできるという利点がある。
【0015】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を
行うことができる。例えば、基板1、2には透明石英を
用いているが、検出器に用いる光に対して透明であれば
よく、基板1、2の材料は使用する測定光の波長により
選ぶことができる。例えば可視光であればパイレックス
ガラスでもよく、紫外線領域の光を使用する場合は、紫
外線領域まで良好な透過率を有する例えばHOYA
(株)のUV−22、コーニング社の#9741などの
紫外線透過ガラスを使用することができる。また、本発
明は電気泳動分析のみならず、電気クロマトグラフやガ
スクロマトグラフ装置用としても利用可能である。
【0016】
【発明の効果】本発明の分析用マイクロチップによれ
ば、EEPROMのような記憶素子と、マイクロチップ
外部とのコネクタをマイクロチップ上に設けることによ
り、マイクロチップの属性、例えば電気泳動用マイクロ
チップのキャピラリ溝に充填されているゲルの種類や架
橋度、泳動液としての電解質の種類等、に関する情報
や、過去の仕様履歴情報を、マイクロチップ上に搭載し
た記憶素子に記憶し、さらにこれらの情報を、マイクロ
チップを使用する電気泳動分析装置に送信することがで
きる。これにより、マイクロチップの識別、特定を分析
装置が自動的に行うことができ、マイクロチップの間違
いや管理情報の更新忘れなどの管理ミスを無くすことが
できる。また、マイクロチップの寿命を適切に判断する
ことが可能となる。さらに、複数装置にまたがって同一
のマイクロチップを用いる場合にも、マイクロチップと
一緒に管理情報が移動するので、継続した管理を確実に
行うことができる。さらに、マイクロチップと分析装置
間の通信を無線で行えるよう構成することにより、接点
不良の不安がなく、マイクロチップの洗浄も非常に容易
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である電気泳動用マイクロ
チップの構成図である。
【図2】 従来の電気泳動用マイクロチップの一例を表
す図である。
【符号の説明】
1、2---透明石英基板 3、4、33、34---泳動用キャピラリ溝 5、6、7、8、35---リザーバ 9、36---交差部分 11、12、13、14、21、22、23---コネク
タ 20---EEPROM 31、32---透明基板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の板状部材を備え、少なくとも一方
    の板状部材の表面に流体が流れる溝が形成され、他方の
    板状部材にはその溝に対応する位置に貫通する穴が設け
    られ、これら板状部材が前記溝を内側にして貼り合わさ
    れてその溝により分析流路を形成して成る分析用マイク
    ロチップであって、該マイクロチップ上にマイクロチッ
    プの属性と使用履歴を記憶する記憶手段と、マイクロチ
    ップ外部との通信手段とを備えたことを特徴とする分析
    用マイクロチップ。
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