JP2833080B2 - 電気泳動分析装置 - Google Patents
電気泳動分析装置Info
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- JP2833080B2 JP2833080B2 JP1329161A JP32916189A JP2833080B2 JP 2833080 B2 JP2833080 B2 JP 2833080B2 JP 1329161 A JP1329161 A JP 1329161A JP 32916189 A JP32916189 A JP 32916189A JP 2833080 B2 JP2833080 B2 JP 2833080B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は，細管式等速電気泳動分析装置に関し，さら
に詳しくは電極形成時の生産性の向上をはかった電気泳
動分析装置に関する。
に詳しくは電極形成時の生産性の向上をはかった電気泳
動分析装置に関する。
＜従来の技術＞ 等速電気泳動分析は，分離分析の一種でリーディング
液となる分析対象イオンよりも高移動度の同符号イオン
を含む電解液と，ターミナル液となる分析対象イオンよ
りも低移動度の同符号イオンを含む電解液を泳動細管内
で界面で接触させ，その界面に試料溶液（以下，単に試
料という）を注入して細管の両端に定電圧を印加するこ
とにより分析対象イオンをその移動度の順に分離させ，
分離したイオンの導電度や電位勾配を測定する事により
定性や定量を行う分析法である。
液となる分析対象イオンよりも高移動度の同符号イオン
を含む電解液と，ターミナル液となる分析対象イオンよ
りも低移動度の同符号イオンを含む電解液を泳動細管内
で界面で接触させ，その界面に試料溶液（以下，単に試
料という）を注入して細管の両端に定電圧を印加するこ
とにより分析対象イオンをその移動度の順に分離させ，
分離したイオンの導電度や電位勾配を測定する事により
定性や定量を行う分析法である。
第６図はこの様な装置の従来例を示すもので,1はター
ミナル電解液槽,2はリーディング電解液槽であり，これ
ら電解液層中には高電圧電源３に接続された電極4,5が
浸漬されている。６は泳動細管で，その両端は電解液層
1,2に接続されている。７は泳動細管の途中に設けられ
た検出器,8,9は電解液槽への液量の制御を行うストップ
バルブである。10は試料注入バルブでこのバルブを開閉
してマイクロシリンジ12により試料が注入される。な
お，泳動細管および検出器は恒温槽11内に配置されてい
る。
ミナル電解液槽,2はリーディング電解液槽であり，これ
ら電解液層中には高電圧電源３に接続された電極4,5が
浸漬されている。６は泳動細管で，その両端は電解液層
1,2に接続されている。７は泳動細管の途中に設けられ
た検出器,8,9は電解液槽への液量の制御を行うストップ
バルブである。10は試料注入バルブでこのバルブを開閉
してマイクロシリンジ12により試料が注入される。な
お，泳動細管および検出器は恒温槽11内に配置されてい
る。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上記従来例において，検出器７は第７図（ａ）に断面
図で示す様に構成されている。第７図（ｂ），（ｃ）は
電極部の拡大図で（ｂ）は電極をつき合わせて配置した
導電度測定用，（ｃ）図は対向する電極を50μｍ程度ず
らして配置した電位勾配測定用である。これらの図にお
いて20は外径6mm程度のパイレックスガラス管,21はその
ガラスの一端を覆って形成された外径10mm程度のテフロ
ンキャップである。パイレックスガラス管20の中には試
料の導電度や電位勾配を測定するために泳動細管22の管
壁に対向して白金電極23,23′が埋め込まれるとともに
エポキシ樹脂24などにより封止されている。25,25′は
白金電極の一端に接続された引出し線,27は泳動細管を
保護するテフロンチューブである。
図で示す様に構成されている。第７図（ｂ），（ｃ）は
電極部の拡大図で（ｂ）は電極をつき合わせて配置した
導電度測定用，（ｃ）図は対向する電極を50μｍ程度ず
らして配置した電位勾配測定用である。これらの図にお
いて20は外径6mm程度のパイレックスガラス管,21はその
ガラスの一端を覆って形成された外径10mm程度のテフロ
ンキャップである。パイレックスガラス管20の中には試
料の導電度や電位勾配を測定するために泳動細管22の管
壁に対向して白金電極23,23′が埋め込まれるとともに
エポキシ樹脂24などにより封止されている。25,25′は
白金電極の一端に接続された引出し線,27は泳動細管を
保護するテフロンチューブである。
ところで，上記検出器の構成においては泳動細管の外
径が320μｍ程度，内径が50μｍ程度であり，この様な
細管の中に白金電極を埋め込む際は細管に対向する貫通
孔や，一定のずれをもたせて貫通孔を開ける訳である
が、先に述べた様にこの孔は非常に小さく，また，ガラ
ス管が硬いことから従来はガスレーザを用いて形成して
いる。
径が320μｍ程度，内径が50μｍ程度であり，この様な
細管の中に白金電極を埋め込む際は細管に対向する貫通
孔や，一定のずれをもたせて貫通孔を開ける訳である
が、先に述べた様にこの孔は非常に小さく，また，ガラ
ス管が硬いことから従来はガスレーザを用いて形成して
いる。
しかしながら，ガスレーザで孔を開ける場合は位置合
せやレーザ光の強さを精密に制御することが非常に難し
く生産面，コスト面で問題があった。
せやレーザ光の強さを精密に制御することが非常に難し
く生産面，コスト面で問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされ
たもので，シリコン基板上に薄膜技術を用いて対向して
検出電極を形成し，その対向する電極の中心を通るよう
にエッチングで溝を形成することにより，製作の容易な
低コストの電気泳動装置を実現することを目的とする。
たもので，シリコン基板上に薄膜技術を用いて対向して
検出電極を形成し，その対向する電極の中心を通るよう
にエッチングで溝を形成することにより，製作の容易な
低コストの電気泳動装置を実現することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 上記従来技術の課題を解決する為の本発明の構成は，
ターミナル電解液槽およびリーディング電解液槽側から
泳動細管にターミナル電解液およびリーディング電解液
をそれぞれ導入し，これら電解液の境界に試料溶液を注
入し，試料液中のイオンを電気泳動速度の違いによって
泳動分離させ，そのイオンの電気伝導度や電位勾配を検
出電極により検出して前記試料液の成分を分析する電気
泳動分析装置において、表面にフォトリソグラフィとエ
ッチングの技術を用いて形成された溝を有する第１基板
と、前記溝の途中に設けられた薄膜からなる一対の検出
電極と、前記第１基板に設けられた検出電極に対応する
位置に貫通孔を有する第２基板からなり、前記第1,第２
基板を張り合わせて前記溝により泳動細管を形成すると
ともに、前記貫通孔を介して前記電極からの信号を取出
すようにしたことを特徴とするものである。
ターミナル電解液槽およびリーディング電解液槽側から
泳動細管にターミナル電解液およびリーディング電解液
をそれぞれ導入し，これら電解液の境界に試料溶液を注
入し，試料液中のイオンを電気泳動速度の違いによって
泳動分離させ，そのイオンの電気伝導度や電位勾配を検
出電極により検出して前記試料液の成分を分析する電気
泳動分析装置において、表面にフォトリソグラフィとエ
ッチングの技術を用いて形成された溝を有する第１基板
と、前記溝の途中に設けられた薄膜からなる一対の検出
電極と、前記第１基板に設けられた検出電極に対応する
位置に貫通孔を有する第２基板からなり、前記第1,第２
基板を張り合わせて前記溝により泳動細管を形成すると
ともに、前記貫通孔を介して前記電極からの信号を取出
すようにしたことを特徴とするものである。
＜作用＞ 薄膜技術を用いて検出電極を対向して形成し，その対
向する電極の中心を通るように溝をエッチングで形成す
るので半導体プロセスを用いて安価に大量に生産が可能
となる。
向する電極の中心を通るように溝をエッチングで形成す
るので半導体プロセスを用いて安価に大量に生産が可能
となる。
＜実施例＞ 以下，図面に従い本発明を説明する。第１図は本発明
の一実施例を示す全体構成図である。第１図において10
は表面に渦巻き状の溝（泳動細管）12が形成された第１
のシリコン基板である。13は貫通孔15a〜ｄ（一部を断
面で示している為15b,15cは省略している）が形成され
た第２のシリコン基板である。なお，上記第1,第２のシ
リコン基板の大きさは厚さ0.5mm,面積100mm2程度であ
る。18a,18bはパイプで吸入側のパイプ18aの一端はター
ミナル電解液槽１に挿入され他端は貫通孔（15cで示す
位置）を介して溝12の一端に連通している。
の一実施例を示す全体構成図である。第１図において10
は表面に渦巻き状の溝（泳動細管）12が形成された第１
のシリコン基板である。13は貫通孔15a〜ｄ（一部を断
面で示している為15b,15cは省略している）が形成され
た第２のシリコン基板である。なお，上記第1,第２のシ
リコン基板の大きさは厚さ0.5mm,面積100mm2程度であ
る。18a,18bはパイプで吸入側のパイプ18aの一端はター
ミナル電解液槽１に挿入され他端は貫通孔（15cで示す
位置）を介して溝12の一端に連通している。
排出側のパイプ18bの一端はリーディング電解液槽２
に挿入され他端は貫通孔15dを介して溝12の他端に連通
している。21は高圧電源で負の電極４がターミナル電解
液槽１に正の電極５がリーディング電解液槽２に挿入さ
れている。22は溝の途中の両側に形成された検出電極,2
3は試料を注入するインジェクタである。
に挿入され他端は貫通孔15dを介して溝12の他端に連通
している。21は高圧電源で負の電極４がターミナル電解
液槽１に正の電極５がリーディング電解液槽２に挿入さ
れている。22は溝の途中の両側に形成された検出電極,2
3は試料を注入するインジェクタである。
上記構成において高圧電源21から電圧を印加するとイ
ンジェクタ23から電解液の界面に注入された試料中のイ
オンはその移動度の順に分離しながら細管12中をターミ
ナル液槽１側からリーディング液槽２側へ流れ，検出電
極22およびこれに接続された図示しない公知の信号検出
回路により試料の成分に応じた導電度や電位勾配を測定
することができる。
ンジェクタ23から電解液の界面に注入された試料中のイ
オンはその移動度の順に分離しながら細管12中をターミ
ナル液槽１側からリーディング液槽２側へ流れ，検出電
極22およびこれに接続された図示しない公知の信号検出
回路により試料の成分に応じた導電度や電位勾配を測定
することができる。
第２図は溝（細管）と電極および貫通孔（電極取出し
孔）15a,15bの位置関係を示すもので，導電度を測定す
る場合の拡大斜視図である。図において符号は第１図と
同様であり，検出電極の一端（Ａ）部の幅ｔは例えば20
μｍ程度とされ，溝12を介して対向して配置されている
（電位差を測定する場合は対向する電極を50μｍ程度ず
らす）。Ｂ部は接続端子となるもので第２の基板13に形
成された貫通孔15aおよび15bに露出する位置に形成され
る。
孔）15a,15bの位置関係を示すもので，導電度を測定す
る場合の拡大斜視図である。図において符号は第１図と
同様であり，検出電極の一端（Ａ）部の幅ｔは例えば20
μｍ程度とされ，溝12を介して対向して配置されている
（電位差を測定する場合は対向する電極を50μｍ程度ず
らす）。Ｂ部は接続端子となるもので第２の基板13に形
成された貫通孔15aおよび15bに露出する位置に形成され
る。
第３図（ａ）〜（ｄ）はシリコン基板に第２図に示す
電極および溝を形成する概略工程を示すものである。工
程に従って説明する。
電極および溝を形成する概略工程を示すものである。工
程に従って説明する。
工程（ａ） 第１のシリコン基板10に酸化膜30,窒化膜31,リフトオ
フ層32およびレジスト層33を順次積層し，そのレジスト
層を検出電極の形状にパターニングしてリフトオフ層32
を露出させる。（図ａ参照） 工程（ｂ） パターニングで露出した部分のリフトオフ層32を除去
し，露出した窒化膜31の上に検出電極となるCrおよびPt
の薄膜35をスパッタや蒸着などにより形成する。（図ｂ
参照） 工程（ｃ） リフトオフを行って窒化膜31および検出電極35を残し
て他の層を除去する。（図ｃ参照） 工程（ｄ） 窒化膜31を溝の形状にパターニングし，硝弗酸液を用
いて等方性エッチングを行う。
フ層32およびレジスト層33を順次積層し，そのレジスト
層を検出電極の形状にパターニングしてリフトオフ層32
を露出させる。（図ａ参照） 工程（ｂ） パターニングで露出した部分のリフトオフ層32を除去
し，露出した窒化膜31の上に検出電極となるCrおよびPt
の薄膜35をスパッタや蒸着などにより形成する。（図ｂ
参照） 工程（ｃ） リフトオフを行って窒化膜31および検出電極35を残し
て他の層を除去する。（図ｃ参照） 工程（ｄ） 窒化膜31を溝の形状にパターニングし，硝弗酸液を用
いて等方性エッチングを行う。
第４図（ａ），（ｂ）は第２のシリコン基板に貫通孔
を形成する概略工程を示すものである。
を形成する概略工程を示すものである。
工程（ａ） シリコン基板13に酸化膜を形成後レジスト膜を形成
し，貫通孔を形成すべき箇所をパターニングし，露出さ
せた酸化膜を除去する。（図ａ参照） 工程（ｂ） 残った酸化膜をマスクとしてヒドラジン液を用いて異
方性エッチングを行い貫通孔15を形成する。（ｂ）図参
照） 第５図は第３図，第４図により作製した第1,第２のシ
リコン基板を張りあわせて泳動細管を形成した状態を示
している。２枚の基板は充分に熱酸化膜を形成後表面に
ポリイミド樹脂を塗布し加熱して固着する。
し，貫通孔を形成すべき箇所をパターニングし，露出さ
せた酸化膜を除去する。（図ａ参照） 工程（ｂ） 残った酸化膜をマスクとしてヒドラジン液を用いて異
方性エッチングを行い貫通孔15を形成する。（ｂ）図参
照） 第５図は第３図，第４図により作製した第1,第２のシ
リコン基板を張りあわせて泳動細管を形成した状態を示
している。２枚の基板は充分に熱酸化膜を形成後表面に
ポリイミド樹脂を塗布し加熱して固着する。
なお，本実施例においては基板をシリコンとして説明
したが，シリコンに限らず例えばガラスであっても良
く，その組み合わせであってもよい。また，基板どうし
の固着はポリイミド樹脂に限定するものではない。
したが，シリコンに限らず例えばガラスであっても良
く，その組み合わせであってもよい。また，基板どうし
の固着はポリイミド樹脂に限定するものではない。
＜発明の効果＞ 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によ
れば、表面にフォトリソグラフィとエッチングの技術を
用いて形成された溝を有する第１基板と、前記溝の途中
に設けられた薄膜からなる一対の検出電極と、前記第１
基板に設けられた検出電極に対応する位置に貫通孔を有
する第２基板からなり、前記第1,第２基板を張り合わせ
て前記溝により泳動細管を形成するとともに、前記貫通
孔を介して前記検出電極からの信号を取出すように構成
したので、溝や薄膜の形成を半導体プロセスを用いて安
価に大量に生産することが可能になり生産性を飛躍的に
向上させることができる。
れば、表面にフォトリソグラフィとエッチングの技術を
用いて形成された溝を有する第１基板と、前記溝の途中
に設けられた薄膜からなる一対の検出電極と、前記第１
基板に設けられた検出電極に対応する位置に貫通孔を有
する第２基板からなり、前記第1,第２基板を張り合わせ
て前記溝により泳動細管を形成するとともに、前記貫通
孔を介して前記検出電極からの信号を取出すように構成
したので、溝や薄膜の形成を半導体プロセスを用いて安
価に大量に生産することが可能になり生産性を飛躍的に
向上させることができる。
第１図は本発明の電気泳動分析装置の一実施例を示す構
成説明図，第２図は電極部分を拡大して示す斜視図，第
３図〜第５図は検出電極と泳動細管の製作工程の概略を
示す図，第６図は従来装置の全体構成図，第７図は従来
装置の検出器の拡大図である。 １……ターミナル電解液槽,2……リーディング電解液
槽,3……高電圧電源,10,13……シリコン基板,12……溝
（泳動細管）,15……貫通孔,22a,22b……検出電極,23…
…インジェクタ。
成説明図，第２図は電極部分を拡大して示す斜視図，第
３図〜第５図は検出電極と泳動細管の製作工程の概略を
示す図，第６図は従来装置の全体構成図，第７図は従来
装置の検出器の拡大図である。 １……ターミナル電解液槽,2……リーディング電解液
槽,3……高電圧電源,10,13……シリコン基板,12……溝
（泳動細管）,15……貫通孔,22a,22b……検出電極,23…
…インジェクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−26594（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−245655（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−131750（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−161886（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/447
Claims (1)
- 【請求項１】ターミナル電解液槽およびリーディング電
解液槽側から泳動細管にターミナル電解液およびリーデ
ィング電解液をそれぞれ導入し、これら電解液の境界に
試料溶液を注入し試料溶中のイオンを電気泳動速度の違
いによって泳動分離させ、そのイオンの電気伝導度や電
位勾配を検出電極により検出して前記試料液の成分を分
析する電気泳動分析装置において、表面にフォトリソグ
ラフィとエッチングの技術を用いて形成された溝を有す
る第１基板と、前記溝の途中に設けられた薄膜からなる
一対の検出電極と、前記第１基板に設けられた検出電極
に対応する位置に貫通孔を有する第２基板からなり、前
記第1,第２基板を張り合わせて前記溝により泳動細管を
形成するとともに、前記貫通孔を介して前記検出電極か
らの信号を取出すように構成したことを特徴とする電気
泳動分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329161A JP2833080B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 電気泳動分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329161A JP2833080B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 電気泳動分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188372A JPH03188372A (ja) | 1991-08-16 |
| JP2833080B2 true JP2833080B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=18218327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1329161A Expired - Lifetime JP2833080B2 (ja) | 1989-12-19 | 1989-12-19 | 電気泳動分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833080B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE470347B (sv) * | 1990-05-10 | 1994-01-31 | Pharmacia Lkb Biotech | Mikrostruktur för vätskeflödessystem och förfarande för tillverkning av ett sådant system |
| CN112485208B (zh) * | 2020-11-20 | 2023-09-05 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种电场下溶液离子迁移的检测方法及*** |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS557550B2 (ja) * | 1974-08-29 | 1980-02-26 | ||
| JPS51161886U (ja) * | 1975-06-18 | 1976-12-23 |
-
1989
- 1989-12-19 JP JP1329161A patent/JP2833080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03188372A (ja) | 1991-08-16 |
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