分析芯片以及分析装置的制作方法

专利名称：分析芯片以及分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及分析芯片以及分析装置。
背景技术：
作为表示生物体状态的指标，例如出于糖尿病的治疗或诊 断目的，广泛进行对糖化血红蛋白和葡萄糖两者的分析。血细
胞中的血红蛋白(Hb)的糖化率、特别是HbAlc由于反映出生 物体内血4唐爿f直的以往的历程，因而 一皮一见为姊唐尿病的断和治疗 等中重要的指标。HbAlc是HbA ( a2|32)的(3链N末端的缬氨酸 糖化的产物。
HbAlc通过例如免疫法、酶法、高效液相色谱(HPLC)法 等进行分析。通常，免疫法及酶法在处理、分析大量待测体时 使用，但其在判断并发症的危险性时精度较低。另 一 方面，HPLC 法在处理能力方面比免疫法及酶法差，但在判断并发症的危险 性时有效。然而，HPLC法的分析装置在结构上非常大型且价格 高。另一方面，葡萄糖通过例如酶法、电极法等进行分析。
作为能够分析HbAlc和葡萄糖两者的装置，有例如通过免 疫法分析HbAlc、通过酶法分析葡萄糖的装置。另外，还有通 过HPLC法分析HbAlc、通过电极法分析葡萄糖的装置。特别是 后者由于能够精度良好地分析试样(待测体)中的HbAlc的含 量，因而在检查现场有效。
然而，由于这些现有的装置是将HbAlc分析装置与葡萄糖 分析装置连接在一起作为一台装置，因而存在设置面积、装置 本身以及消耗品带来的成本需要二台装置份这样的问题。特别 是使用HPLC法的装置如前所述，HbAlc的分析精度良好，但存在如下(1 ) ~ ( 4 )这样的问题。即，(1 )如前述所述，分析 装置在结构上非常大型且价格高。例如组成部件多、高压泵等
的小型化困难。(2)为了保持装置在能够高精度地分析的状态 下而实际进行高精度地分析，需要熟练的技术。(3)使用试剂 量多、产生大量废液。(4)即使在分析少量待测体的情况下， 启动操作也需要时间。这些问题不仅在分析HbAlc时、而且在 分析糖化血红蛋白和葡萄糖两者时都存在。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种分析芯片，其在糖化血 红蛋白和葡萄糖两者的分析中，能够使装置小型化、分析简略 化以及能够缩短分析时间，且能高精度地分析糖化血红蛋白和 葡萄糖两者。
为了达成前述目的，本发明的分析芯片，其特征在于，其 是能够分析糖化血红蛋白和葡萄糖两者的分析芯片，至少前述 糖化血红蛋白的分析通过毛细管电泳法进^f亍，所述分析芯片包 括基板、多个液槽、以及用于前述毛细管电泳法的毛细管流路， 前述多个液槽包括第l导入槽和第l回收槽，前述毛细管流路包 括试样分析用的毛细管流路，在前述基板上形成有前述第l导入 槽和前述第l回收槽，前述第l导入槽与前述第l回收槽通过前述 试样分析用的毛细管流赠4皮连通。
本发明的分析装置，其特征在于，其是包括分析芯片和分 析部的分析装置，前述分析芯片是前述本发明的分析芯片。
本发明的分析芯片，第l导入槽和第l回收槽形成于基板上， 前述第l导入槽和前述第l回收槽通过试样分析用的毛细管流路 被连通。因此，根据本发明，在糖化血红蛋白和葡萄糖两者的 分析中，能够使装置小型化、分析简略化以及缩短分析时间、且可高精度地分析糖化血红蛋白和葡萄糖两者。因此，根据本
发明的分析芯片，例如POC ( Point Of Care,及时现场护理) 检查中精密分析糖化血红蛋白和葡萄糖成为可能，并发症的危 险管理也成为可能。


图l是表示本发明的一个实施例中的分析芯片的图。 图2是表示前述分析芯片的制造工序的一例的工序图。 图3是表示前述分析芯片的制造工序的其他例子的工序图。 图4是表示具有用于毛细管电泳法的电极的前述分析芯片 的图。
图5是表示包括本发明的前述分析芯片的分析装置的一个 例子的图。
图6是表示包括本发明的前述分析芯片的分析装置的其他 例子的图。
图7是表示本发明的其他实施例中的分析芯片的图。 图8是表示本发明的另 一实施例中的分析芯片的图。 图9是表示本发明的另 一 实施例的分析芯片的图。 图IO是表示具有用于毛细管电泳法的电极的前述分析芯片 的图。
图ll是表示包括本发明的前述分析芯片的分析装置的另一 例子的图。
图12是表示本发明的另 一实施例的分析芯片的图。 图13是表示本发明的另 一实施例的分析芯片的图。 图14是表示本发明的另 一实施例的分析芯片的图。
具体实施方式
本发明的分析芯片中，前述多个液槽还包括第2导入槽和第
2回收槽；
前述毛细管流路还包括试样导入用的毛细管流路； 在前述基寿反上形成前述第2导入槽和前述第2回收槽； 前述第2导入槽和前述第2回收槽通过前述试样导入用的毛
细管流路被连通；
前述试样分析用的毛细管流路与前述试样导入用的毛细管
流路是交叉的；
前述试样分4斤用的毛细管流^各与前述试样导入用的毛细管 流路通过前述交叉部分被连通。
本发明的分析芯片中，从前述试样分析用的毛细管流路的 一部分分支出第l分支流路，前述第l分支流路与前述第2导入槽 连通，从前述第l分支流^各下游侧的前述试样分析用的毛细管流 路的一部分分支出第2分支流路，前述第2分支流路与前述第2 回收槽连通，由前述第l分支流路、前述第2分支流路、以及连 接它们的前述试样分析用的毛细管流路的 一部分形成前述试样 导入用的毛细管流路。
本发明的分析芯片，芯片整体的最大长度是例如10 100mm的范围，优选30~ 70mm的范围，芯片整体的最大宽度是 例如IO ~ 60mm的范围，芯片整体的最大厚度是例如0.3 ~ 5mm 的范围。另外，前述芯片整体的最大长度是指前述芯片的长度 方向的最长部的长度，前述芯片整体的最大宽度是指与前述芯 片的前述长度方向垂直的方向(宽度方向)的最长部的长度， 前述芯片整体的最大厚度是指与前述芯片的前述长度方向和前 述宽度方向两者垂直的方向(厚度方向)的最长部的长度。
本发明的分析芯片在分析前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖 时，在前述多个液槽中的至少一个槽中导入用电泳液稀释包含前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖的试样而得到的稀释试样，前
述试样前述电泳液(体积比)优选为1: 4~1: 99的范围。前 述试样前述电泳液(体积比)更优选为1: 9~1: 59的范围， 进一步优选为l: 19~1: 29的范围。
本发明的分析芯片中，优选在前述毛细管流;洛中填充有电 泳液。
本发明的分析芯片，前述毛细管流路最大直径是例如IO ~ 200lim的范围，优选25 ~ lOOpm的范围，其最大长度是例如0.5 ~ 15cm的范围。另外，前述毛细管流路的最大直径是指在前述毛 细管流路的截面形状不为圆的情况下，与截面积最大部分的截 面积相应的面积的圆的直径。
本发明的分析芯片中，可以通过含有阳极性基团的化合物 覆盖前述毛细管流路的内壁。作为前述含有阳极性基团的化合 物，是例如包含前述阳极性基团和反应基团的化合物。作为前 述阳极性基团，优选是氨基、铵基。作为前述含有阳极性基团 的化合物优选的是具有氨基和铵基中的至少一个的曱硅烷基化 剂。前述氨基可以是伯、仲、叔氨基中的任一个。
作为前述曱硅烷基化剂，可列举出N- (2-二氨基乙基) -3-丙基三曱氧基硅烷、氨基苯氧基二曱基乙烯基硅烷、3-氨基丙基二异丙基乙氧基硅烷、3 -氨基丙基曱基双(三曱基硅 氧基)硅烷、3-氨基丙基五甲基二硅氧烷、3-氨基丙基硅烷 三醇、双(对氨基苯氧基)二曱基硅烷、1，3_双(3-氨基丙 基)四甲基二硅氧烷、双(二曱基氨基)二甲基硅烷、双(二 甲基氨基)乙烯基曱基硅烷、双(2-羟乙基)-3-氨基丙基 三乙氧基硅烷、3 -氰基丙基(二异丙基)二甲基氨基硅烷、(氨 基乙基氨基曱基)苯乙基三曱氧基硅烷、N-曱基氨基丙基三 乙氧基硅烷、四(二乙基氨基)硅烷、三(二甲基氨基)氯硅页
烷、三(二甲基氨基)硅烷等。
前述曱硅烷基化剂中，可以使用将硅原子取代为钛或者锆 的甲硅烷基化剂。前述甲硅烷基化剂可以单独使用 一种，也可 以二种以上组合〗吏用。
使用前述甲硅烷基化剂的前述毛细管流路的内壁的覆盖如 下实施。首先，将曱硅烷基化剂溶解或者分散于有机溶剂，调 制处理液。作为用于调制前述处理液的前述有才几溶剂，可以使 用例如二氯甲烷、曱苯等。前述处理液的甲硅烷基化剂的浓度 没有特别限定。将该处理液通入到前述毛细管流^各，进行加热。 通过该加热，前述曱硅烷基化剂以共价键结合到前述毛细管流 路的内壁上，结果是阳极性基团被配置于前述毛细管流路的内 壁。然后，使用有机溶剂(二氯甲烷、甲醇、丙酮等)、酸性 溶液(磷酸等)、碱性溶液以及表面活性剂溶液中的至少一个 进行洗涤(后处理)。另外，该洗涤是任选的，但优选实施该 洗涤。另外，如后所述，作为除前述基板外的另 一部件的毛细 管作为前述毛细管流路时，可以使用市售的通过前述曱硅烷基 化剂使前述含有阳极性基团的化合物将其内壁覆盖的毛细管。
前述由含有阳极性基团的化合物覆盖的前述毛细管流路的 内壁优选进一步层叠有由含有阴极性基团的化合物形成的阴极 性层。由此，可以防止后述试样中的血红蛋白等吸附在前述毛 细管流路的内壁。另外，前述试样与前述含有阴极性基团的化 合物形成复合体，该复合体进行电泳，因此比试样单独进行电 泳的分离效率高。这些的结果是可以以更短的时间、更高精度 地分析糖化血红蛋白等。作为与前述试样形成复合体的前述含 有阴极性基团的化合物优选是含有阴极性基团的多糖类。作为 前述含有阴极性基团的多糖类，有例如硫酸化多糖类、羧酸化 多糖类、磺酸化多糖类以及磷酸化多糖类，其中优选硫酸化多糖类以及羧酸化多糖类。作为前述硫酸化多糖类，优选硫酸软 骨素、肝素等，更优选为硫酸软骨素。作为前述羧酸化多糖类，
优选藻酸或其盐(例如藻酸钠)。硫酸软骨素有A、 B、 C、 D、 E、 H、 K七种，可以使用任一个。前述阴才及性层可如下述这样 形成，即，例如使含有前述含有阴极性基团的化合物的液体与 被前述含有阳极性基团的化合物覆盖的前述毛细管流路的内壁 接触而形成。这种情况下，用于形成阴极性层的液体可以另外 制备，但从操作效率方面出发，优选制备包含含有阴极性基团 的化合物的电泳液，将其通入到内壁被前述含有阳极性基团的 化合物覆盖的前述毛细管流路。
前述电泳液没有特别限制，优选为 <吏用有才凡酸的电泳液。 前述有机酸有例如马来酸、酒石酸、琥珀酸、富马酸、邻苯二 甲酸、丙二酸、苹果酸等。此外，前述电泳液优选为含有弱石威 的电泳液。前述弱石咸有例如精氨酸、赖氨酸、组氨酸、Tris等。 前述电泳液的pH在例如pH4.5 ~ 6的范围。前述电泳液中，前述 含有阴极性基团的化合物的浓度在例如O.OOl ~ 10重量％的范 围。
本发明的分析芯片还包括用于使含前述糖化血红蛋白和前 述葡萄糖的试样溶血并将其稀释的前处理槽，前述前处理槽可 与前述多个液槽中的至少一个槽连通。前述前处理槽优选与前 述第l导入槽和前述第2导入槽中的至少一个槽连通，更优选仅 与任意一个槽连通。
本发明中，前述葡萄糖的分析方法没有限定，可以采用现 有公知的方法。作为具体例子，有如下方法例如以前述葡萄 糖作为底物进行氧化还原反应，通过分析前述氧化还原反应来 进行前述葡萄糖的分析。在该方法的情况下，本发明的分析芯 片还优选包含后述那样的葡萄糖分析用试剂。本发明的分析芯片在包含前述葡萄糖分析用试剂的情况下，前述葡萄糖分析用 试剂可以包含在例如前述多个液槽和前述前处理槽中的至少一 个槽中。另外，本发明的分析芯片还可以包括试剂槽，在前述 试剂槽中包含前述葡萄糖分析用试剂。在这种情况下，前述试 剂槽优选与例如前述多个液槽和前述前处理槽中的至少一个槽 连通。
4姿着，结合与前述试剂对应的前述葡萄并唐的分析方法，对 前述葡萄糖分析用试剂的具体例子进行说明。但是，本发明并 不限定于此。
首先，作为前述葡萄糖分析用试剂，可列举出例如包含葡 萄糖氧化酶、过氧化物酶以及显色底物的试剂。作为前述显色
底物，优选例如通过氧化显色的底物，可列举出例如N-(羧 曱基氨基羰基)_ 4,4，-双(二甲基氨基)二苯基胺钠(商品 名DA-64、和光纯药工业公司制)、10-(羧甲基氨基羰基) - 3,7 -双(二曱基氨基)吩噻嗪或其盐(例如商品名DA- 67、 和光纯药公司制)、N，N,N，，N，，N",N"-六(3 -磺丙基)—4,4'，4" -三氨基三苯基甲烷六钠盐(例如商品名TPM-PS、同仁化学 公司制)、N-(羧甲基氨基羰基)-4,4，-双(二曱基氨基) 二苯基胺钠、邻苯二胺(OPD)、将特林德试剂与4-氨基安替 比林组合而成的底物等。作为前述特林德试剂，可列举出例如 苯酚、苯酚衍生物、苯胺衍生物、萘酚、萘酚衍生物、萘基胺、 萘基胺衍生物等。另外，不仅可以使用4-氨基安替比林以外， 还可以使用氨基安替比林衍生物、香兰素二胺磺酸、曱基苯并 瘗唑腙(MBTH)、磺化甲基苯并噻唑腙(SMBTH)等。在使 用这样的葡萄糖分析用试剂的情况下，例如可以按如下分析前 述葡萄糖。即，首先，使前述葡萄糖(底物)与葡萄糖氧化酶 作用，产生葡糖酸内酯以及过氧化氢。并且，通过以所产生的前述过氧化氢和前述显色底物作为底物的过氧化物酶的催化反 应(氧化还原反应)，前述显色底物^皮氧化、呈现出显色。该 显色程度与前述过氧化氢的量对应、前述过氧化氢的量与前述 葡萄糖的量对应，因而通过测定前述显色，能够间接地对前述 葡萄糖进行定量。
另外，作为前述葡萄糖分析用试剂，可列举出例如包含氧 化还原酶和电致变色物质的试剂。作为前述电致变色物质，只 要是例如通过接受电子而产生色调变化的物质就没有特别限 定。作为具体例子，可列举出例如紫精、紫精衍生物等。作为 前述紫精衍生物，可列举出例如二苯基紫精、二硝基苯基紫精 等。这些当中优选二硝基苯基紫精。另外，这些电致变色物质 可以4吏用市售品，也可以通过现有^^知的方法调制得到。作为
前述氧化还原酶，可列举出例如葡萄糖氧化酶(GOD)、葡萄 糖脱氢酶等。在使用这样的葡萄糖分析用试剂的情况下，能够 如下所述地分析前述葡萄糖。即，在前述电致变色物质的存在 下使前述葡萄糖与前述氧化还原酶发生作用。通过该酶反应(氧 化还原反应)，电子从前述葡萄糖脱离。并且，脱离的前述电 子被传递到前述电致变色物质，由此前述电致变色物质的色调 产生变化。该色调变化与前述葡萄糖的量对应，因而通过测定 前述电致变色物质的色调变化，能够间接地对前述葡萄糖进行 定量。
进一步，作为前述葡萄糖分析用试剂，还可列举出例如包 含氧化还原酶以及具有介质功能(mediator function )的四唑盐 的试剂。作为前述氧化还原酶，可以列举出例如与包含前述电 致变色物质的前述试剂中所使用的酶同样的物质。作为前述四 唑盐，优选例如具有硝基苯基、噻唑基以及苯并瘗唑基中的至 少一个基团的物质。作为前述四唑盐，有例如3- (4,5-二甲基-2 - p塞唑基)-2,5 -联苯基-2H -溴化四唑(MTT ) 、 2 -(4-碘苯基)-3 - (4-硝基苯基)-5-苯基-2H-氯化 四唑(INT) 、 3,3， - [ 3，3， - 二甲氧基-(l,l，-耳关苯基)-4，4， - 二基]-双[2 - ( 4 -硝基苯基)-5 -苯基-2H -氯化 四哇](滩基-TB ) 、 2 - ( 4 -碘苯基)-3 - ( 4 -硝基苯基) -5- (2，4-二石黄苯基)-2H-四唑单钠盐(WST- 1) 、 2-(4-硪苯基)-3- (2，4-二硝基苯基)-5- (2，4-二磺苯 基)-2H -四唑单钠盐(WST - 3 ) 、 2 -苯并瘗唑基-3 - ( 4 -羧基-2-曱氧基苯基)-5- [4- (2-磺乙基氨甲酰基) 苯基]-2H -四唑(WST- 4) 、 2,2， - 二苯并瘗唑基-5，5， -双[4-二 ( 2-磺苯基)氨甲酰基苯基]-3,3，- (3,3，-二甲 氧基-4,4，-联苯撑)二 (四唑)二钠盐(WST- 5 ) 、 2 - ( 2 _甲氧基-4-硝基苯基)-3- (4-硝基苯基)-5- (2,4 -二磺苯基)-2H -四唑单钠盐(WST - 8 ) 、 2,3 -双(4 -硝基苯基)-5-苯基氯化四唑、2- (2-苯并噻唑基)-3,5 -二苯基溴化四唑、2- (2-苯并噻唑基)-3- (4-硝基苯 基)-5 -苯基溴化四唑、2,3 - 二 ( 4 -硝基苯基)四唑高氯酸 盐、3- (3-硝基苯基)-5 -甲基-2-苯基氯化四唑、3 - (4 -硝基苯基)-5 -曱基-2-苯基氯化四唑等。在使用这样的 葡萄糖分析用试剂的情况下，能够如下所述地对前述葡萄糖进 行分析。即，在前述四唑盐的存在下4吏前述葡萄糖与氧化还原 酶发生作用。通过该酶反应(氧化还原反应)，电子从前述葡 萄糖脱离。并且，脱离的前述电子被传递到前述四哇化合物， 由此前述四唑化合物产生显色。该显色程度与前述葡萄糖的量 对应，因而通过测定前述显色的程度，能够间接地对前迷葡萄 糖进行定量。
测定前述葡萄糖与前述葡萄糖分析用试剂的反应的方法没有特别限定，可以使用适当的光学测定机器。前述光学测定机 器可以是本发明的分析芯片(分析装置)的一部分、也可以是 外部机器。前述光学测定机器没有特别限定，可以使用例如分
光光度计、光传感器、UV光谱仪、安装有LED的光学测定机器 等。另外，在本发明的分析芯片(分析装置)中，可以在例如 多个成分(例如酶或底物)被混合的状态下配置前述那样的葡 萄糖分析用试剂、也可以各成分分别独立地配置。
另外，本发明中，前述葡萄糖的分析方法如前所述，除了 检测伴随前述氧化还原反应产生的显色以外，还可以是例如电 极法。在前述电极法的情况下，本发明的分析芯片例如还包括 用于电极法的电极(阴极以及阳极)以及葡萄糖分析用试剂， 前述用于电极法的电极和前述葡萄糖分析用试剂优选被配置成 位于前述多个液槽和前述前处理槽中的至少一个槽的内部。这 样的分析芯片中，可以1吏用例如前述用于电才及法的电才及和前述 葡萄糖分析用试剂、通过电极法分析前述葡萄糖。前述用于电 极法的电才及和前述葡萄糖分析用试剂更优选一皮配置成位于例如 前述第l导入槽、前述第2导入槽以及前述前处理槽中的至少一 个槽的内部。另外，本发明的分析芯片中，前述用于电极法的 电极是任选的组成部件。前述用于电才及法的电极可以在使用例 如前述分析芯片时，插入前述多个液槽和前述前处理槽中的至 少一个槽的内部。另夕卜，前述用于电才及法的电才及可以是例如本 发明的分析装置的组成部件。下面示出这样的能够用于电极法 的前述葡萄糖分析用试剂的具体例子。但是，本发明并不限定 于此。
作为能够用于前述电极法的前述葡萄糖分析用试剂，可列 举出例如包含氧化还原酶以及电子受体的试剂。作为前述氧化 还原酶，可列举出例如与包含前述电致变色物质的前述试剂中使用的酶同样的物质。作为前述电子受体，可以^使用例如《失氰
化钟、对苯醌、吩。秦曱基碌u酸酉旨(Phenazine methosulfate )、 靛酚及其衍生物、p-萘醌-4-磺酸钾、亚甲基蓝、二茂铁及 其书亍生物、4我全备合物、钌络合物、NAD+、 NADP+、 p比咯^奎啉 醌(PQQ)等。在使用这样的葡萄糖分析用试剂的情况下，可 以如下所述地分析前述葡萄糖。即，通过前述氧化还原酶的催 化反应，前述葡萄糖一皮氧化、同时前述电子受体一皮还原。并且， 通过电化学的方法-使前述4皮还原的电子受体再氧化。通过该再 氧化得到的氧化电流值由于与前述葡萄糖量对应，因而通过测 定前述电流，能够间接地对前述葡萄糖进行定量。前述用于电 极法的电极没有特别限定，可列举出例如金电极、碳电极、银 电极等。前述用于电极法的电极的形态也没有特别限定，可以 是例如在膜状电极表面固定有GOD酶膜的电极(葡萄糖电极 膜)。
本发明的分析芯片中，前述葡萄糖的分析可以通过例如毛 细管电泳法进行。该情况下的分析手段没有特别限定，例如本 发明的分析芯片还优选包括通过间接吸光法(间接紫外检测法) 分析前述葡萄糖的检测器。
本发明的分析芯片中，在通过毛细管电泳法对前述葡萄糖 进行分析的情况下，从分析精度等观点出发，前述葡萄糖优选 是导入了离子性官能团的葡萄糖衍生物。将离子性官能团导入 到前述葡萄糖以生成衍生物的方法没有特别限定，可列举出例 如在碱性条件下以前述葡萄糖和硼酸形成硼酸络合物的方法。 由于前述硼酸络合物是阴离子性的，因而能够使其进行毛细管 电泳。另外，作为将离子性官能团导入前述葡萄糖而生成衍生 物的方法，可列举出例如以4 -氨基安息香酸乙酯形成前述葡萄 糖的衍生物的方法。由于前述葡萄糖的衍生物是阳离子性的，因此能够使其进行毛细管电泳。
通过本发明的分析芯片分析的前述糖化血红蛋白没有特别
限定，可列举出例如HbAlc、不稳定型HbAlc、 GHbLys等，特 别优选HbAlc。
本发明的分析芯片中，前述基板包括上基4反和下基板，在 前述上基板形成有多个导通孔，在前述下基板上形成有沟槽， 在前述下基板上层叠前述上基板，通过形成于前述上基板的多 个导通孔的底部-故前述下基板密封而形成空间，该空间成为前 述多个液槽，通过形成于前述下基板上的沟槽的上部被前述上 基板密封而形成空间，该空间成为前述毛细管流路。
本发明的分析芯片中，在前述基板上形成多个凹部和沟槽， 前述基板表面被在与前述多个凹部对应的位置开孔的密封材料 密封，形成于前述基板上的多个凹部成为前述多个液槽，通过 形成于前述基板上的沟槽的上部被前述密封材料密封而形成空 间，该空间成为前述毛细管流路。
本发明的分析芯片中，还包括密封材料，在前述基板形成 有多个导通孔，在前述基板的底面形成沟槽，前述基板的底面 被前述密封材料密封，通过形成于前述基板的多个导通孔的底 部被前述密封材料密封而形成空间，该空间成为前述多个液槽， 通过形成于前述基板的底面的沟槽的下部被前述密封材料密封 而形成空间，该空间成为前述毛细管流3各。
本发明的分析芯片中，前述多个液槽通过作为除前述基板 外的另一部件的毛细管^皮连通，前述毛细管可成为前述毛细管 流路。前述毛细管的材质没有特别限定。作为前述毛细管的材 质，可列举出例如玻璃、熔融二氧化硅、塑料等。前述玻璃制 以及前述熔融二氧化硅制的毛细管可以使用市售品。前述塑剩-制的毛细管也可以使用市售品、可列举出例如由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮
(PEEK)等形成的毛细管。
本发明的分析芯片中，前述多个液槽的容积没有特别限定， 例如分别为1 ~ 1000mm3的范围，优选50 ~ 100mm3的范围。
本发明的分析芯片中，还具有多个用于毛细管电泳法的电 极，前述多个用于毛细管电泳法的电极可以分别配置成其一端 位于前述多个液槽内。
本发明的分析装置还包括用于电极法的电极(阳极以及阴 极)。
实施例
接着，对于本发明的实施例进行说明。但是，本发明并不 受下述实施例的任何限定或限制。 (实施例1 )
图l表示本例子的分析芯片。图l的(A)是该例的分析芯 片的平面图，图l的(B )是图l的(A )的I-I处的截面图，图l
的(c)是图i的(a)的n-n处的截面图。此外，为了便于理 解，该图中各构成元素的大小、比率等与实际不同。如图所示，
该分析芯片是在下基板1上层叠上基板4而构成的。前述上基板4 形成有多个(该例中为4个)导通孔。前述上基板4上所形成的4 个导通孔的底部被前述下基板l封闭，/人而形成4个液槽2a d。 前述下基板l上形成有十字状的沟槽。前述下基板l上所形成的 十字状的沟槽的上部被前述上基板4封闭，从而形成试样分析用 的毛细管流路3x和试样导入用的毛细管流^各3y。前述4个液槽 2a~ d包括第l导入槽2a、第l回收槽2b、第2导入槽2c和第2回收 槽2d。前述第l导入槽2a和前述第l回收槽2b通过前述试样分析 用的毛细管流^各3x净皮连通。前述第l导入槽2c和前述第2回收槽 2d通过前述试样导入用的毛细管流路3y被连通。前述试样分析用的毛细管流^各3x与前述试样导入用的毛细管流路3y交叉。前 述试样分析用的毛细管流路3x和前述试样导入用的毛细管流3各 3y通过前述交叉部分^皮连通。予以:说明，该例的分^f斤芯片为长 方体状。但本发明并不限定于此。本发明的分析芯片只要不对 前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖的测定带来影响就可以是任意 形状。此外，该例的分析芯片的平面形状是长方形。但本发明 并不限定于此。本发明的分析芯片的平面形状可以是例如正方 形、其它形状。并且该例的分析芯片中，前述试样分析用的毛 细管流路3x和前述试样导入用的毛细管流路3y的最大长度不 同。但本发明并不限定于此。本发明的分析芯片中，前述试样 分析用的毛细管流^各3x和前述试样导入用的毛细管流^各3y的最 大长度也可以相同。进而，该例的分析芯片包含2根毛细管流路 (3x、 3y)。但本发明的分析芯片并不限定于此。本发明的分 析芯片也可以例如1"又含有前述试样分析用的毛细 管流路3 x 。 这 种情况下，前述下基板l上仅形成前述第l导入槽2a和前述第1 回收槽2b,前述第l导入槽2a和前述第l回收槽2b通过前述试样 分析用的毛细管流路3x被连通。另外，在该分析芯片中，在通 过前述电4及法分析前述葡萄糖的情况下，对前述用于电极法的 电极(阴极和阳极)与前述葡萄糖分析用试剂(未图示)的位 置没有特别限定，但优选位于前述4个液槽2a d中的至少一个槽 的内部。例如，前述第2导入槽2c的内部可以具有前述用于电极 法的电极(阴极和阳极)以及前述葡萄糖分析用试剂。另外， 在例如用伴随前述氧化还原反应而显色的试剂分析前述葡萄 糖的情况下，包含前述葡萄糖分析用试剂的部位没有特别限定， 优选包含在例如前述4个液槽2a d中的至少一个槽的内部。可以 是前述4个液槽2a d中，在仅任一个如前述第2导入槽2c内部包 含前述葡萄糖分析用试剂。进而，该例的分析芯片包含2个基板(上基板4和下基板1)。但本发明的分析芯片并不限定于此。 本发明的分析芯片也可以例如如后面所述由l个基板构成。
接着说明该例的分析芯片的制造方法。但是前述分析芯片 也可以通过下述制造方法以外的方法制造。
该例的分析芯片中，作为前述下基板1可以使用例如由玻 璃、聚合物材料等形成的基板。前述玻璃材料可举出例如合成 石英玻璃、硼硅酸盐玻璃等。前述聚合物材料可举出例如聚甲
基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃聚合物(COP)、聚碳酸酯 (PC)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)、聚乳酸等。
该例的分析芯片中，前述下基板l的长度和宽度成为前述芯 片整体的最大长度和最大宽度。所以，前述下基板l的长度和宽 度与前述芯片整体的最大长度和最大宽度同样即可。该例的分 析芯片中的前述下基板l的厚度在例如O.l ~ 3mm的范围，优选 在O.l ~ lmm的范围。
前述上基板4的材质只要对后述的吸光度测定没有影响就 没有特别限制。前述上基板4可以使用由例如与前述下基板l同 样的材质形成的基板。
前述上基板4的长度和宽度与前述下基板1的长度和宽度同 样。前述上基板4的厚度可根据前述多个液槽2a d的容积等适 当决定，但在例如O.l ~ 3mm的范围，优选l 2mm的范围。
前述十字状的沟槽(前述试样分析用的毛细管流^各3x和前 述试样导入用的毛细管流路3y )的宽度和深度可由前述毛细管 流路的最大直径适当确定，例如其宽度在25 ~ 200[im的范围， 其深度在25 ~ 200pm的范围，优选其宽度在40 100pm的范围， 其深度在25 ~ 200pm的范围。前述试样分析用的毛细管流路3x 和前述试样导入用的毛细管流路3y的最大长度如前所述。前述多个液槽2a d的容积如前所述。图1中，前述多个液 槽2a d的形状为圆柱状。但本发明的分析芯片并不限于该例。 本发明的分析芯片中，前述多个液槽的形状只要不影响后述的 试样的导入和回收就没有特别限制，例如可以是四棱柱状、四 棱锥状、圆锥状、将它们组合而成的形状等任意形状。此外， 前述多个液槽的容积和形状可以全部相同，也可以各自不同。
该例的分析芯片中，前述芯片整体的最大厚度为前述下基 板1与前述上基板4的厚度的总计。前述芯片整体的最大厚度如 前所述。
例如前述下基4反1的材质为前述玻璃的情况下，前述分析芯 片可例如下面这样来进行制造。
首先，如图2的(A)所示，将玻璃板20表面用铬和金的合 金21覆盖。然后，将前述合金21的表面涂上光致抗蚀剂22。
接着，如图2的(B)所示，使设有前述试样分析用的毛细 管流路3 x和前述试样导入用的毛细管流路3 y的预设图案的感光 膜紧密贴合在前述光致抗蚀剂22表面，来制作光掩模23。接着， 从前述光掩模2 3的上方照射紫外线2 4,由此进行曝光。
如图2的(C)所示，通过前述曝光而使曝光部分的前述光 致抗蚀剂22增溶，在前述合金21上形成(转印)前述预设图案。
接着，如图2的(D)所示，通过王水除去露出的前述合金21。
接着，如图2的(E)所示，通过氟化氢在前述玻璃板20上 蚀刻出前述预设图案。
接着，如图2的(F)所示，通过除去前述光致抗蚀剂22和 前述合金21,获得前述下基板l。
接着，制作前述上基板4 (未图示)。在前述上基板4上形 成前述4个导通孔的方法没有特别限制。例如前述上基板4的材质为前述玻璃的情况下，前述形成方法可举出例如超声波加工 等。例如在前述上基板4的材质为前述聚合物材料的情况下，前 述形成方法可举出例如使用模具进行的注射成型、浇铸、挤压
成型等成型法、切削加工法等。前述4个导通孔既可以分別形成 各导通孔，也可以同时形成全部导通孔。在分别形成前述4个导 通孔的情况下，可以按照任意的顺序来形成。通过前述使用模 具的方法等可以同时形成前述全部4个导通孔，其由于减少工序
而优选。
最后，通过将前述下基板1和前述上基板4层叠，能够制造 该例的分析芯片。予以说明，前述下基板1和前述上基板4的层 叠方法没有特别限制，优选例如通过加热进行熔着。此外，图2 中示出了图l的(C)所示截面的制造工序，但图l的(B)所示 的截面也可以按照同样的制造工序来制造。
例如前述下基板1的材质为前述聚合物材料的情况下，前述 分析芯片可例如下述这样来制造。
首先，如图3的(A)所示，将硅板31表面涂上光致抗蚀剂32。
接着，如图3的(B)所示，使设有前述试样分析用的毛细 管流路3x和前述试样导入用的毛细管流路3y的预设图案的感光 膜紧密贴合在前述光致抗蚀剂32表面，来制作光掩模33。接着， 从前述光掩模33的上方照射紫外线34,由此进行曝光。
如图3的(C)所示，通过前述曝光而使曝光部分的前述光 致抗蚀剂32增溶，在前述硅板31上形成(转印)前述预设图案。
4妄着，如图3的(D)所示，在前述石圭^反31上蚀刻出前述预 设图案，制作母模35。前述蚀刻可列举例如干蚀刻、各向异性 蚀刻等。/人前述试样分析用的毛细管流^各3x和前述试样导入用 的毛细管流路3y的尺寸精度、表面平滑性的观点出发，前述蚀刻4尤选为干々虫刻。
接着，如图3的(E)所示，对前述母模35进行电镀镀敷金 属镍，制成注射成型用模具36。
接着，如图3的(F)所示，使用前述注射成型用模具36, 通过注射成型制作由前述聚合物材料形成的下基板1 。
接着，制作前述上基板4 (未图示)。前述上基板4的制作 方法与前述下基板l的材质为前述玻璃的情况时相同。
最后，将前述下基板1和前述上基板4层叠，由此能够制造 该例的分析芯片。前述下基板1和前述上基4反4的层叠方法与前 述下基板l的材质为前述玻璃的情况相同。予以说明，图3中示 出图l的(C )所示截面的制造工序，但图l的(B )所示的截面 也可以按照同样的制造工序来制造。
如前所述，本发明的分析芯片还可具有多个毛细管电泳用 的电极。图4中示出前述具有多个用于毛细管电泳法的电极的、 该例的分析芯片。该图中，与图l相同的部分带有相同附图标记。 如图所示，该分析芯片具有4根用于毛细管电泳法的电极6a d。 前述44艮用于毛细管电泳法的电极6a d分别一皮配置为其一端位 于前述多个液槽2a ~ d内。前述4才艮用于毛细管电泳法的电才及 6a~ d被埋入前述上基板4中。前述4根用于毛细管电泳法的电极 6a~ d能够通过例如在制造前述上基板4时，在前述上基板4侧面 预先形成前述4才艮用于毛细管电泳法的电才及6a d的导入孔而容 易地配置。予以说明，本发明的分析芯片中，前述多个用于毛 细管电泳法的电极为任选的构成部件。前述多个用于毛细管电 泳法的电才及可以在例如使用前述分析芯片时插入前述多个液槽 内。
前述多个用于毛细管电泳法的电才及6a ~ d只要是电泳法中 能够使用的电极就可以任意使用。前述多个用于毛细管电泳法的电极6a d例如分别是不锈钢(SUS)制电极、白金(Pt)电 极、金(Au)电极等。
本发明的分析芯片还可以包含用于使含有前述糖化血红蛋 白及前述葡萄糖的试样溶血且将其稀释的前处理槽。前述试样 的溶血处理没有特别限制，可以是例如通过溶血剂4吏前述试样 溶血的处理。前述溶血剂破坏例如后述试样中的血细胞成分的 血细月包月莫。前述〉容血剂可举出例如前述电;永液、皂甙、大力， ^ff 7夕(林)制的商品名"TritonX-100"等，尤其优选前述电 泳液。前述前处理槽优选例如与前述导入槽连通。前述前处理 槽可形成于与其连通的前述液槽、例如前述第2导入槽2c的附近 等适当的地方。存在前述前处理槽的情况下，后述的试样被导 入前述前处理槽中。由此，经前处理的前述试才羊通过连接前述 前处理槽和与其连通的前述液槽、例如前述第2导入槽2c的流 路，被导入前述第2导入槽2c。另外，在具有前述前处理槽且通 过前述电4l法分析前述葡萄糖的情况下，例如，前述葡萄糖分 才斤用"i式剂#1力口入到前述4个液才曹2a ~ d中的至少 一 个才曹(例^口前 述第2导入槽2c),或者代替其，前述前处理槽还可以含有前述 用于电极法的电极(阴极和阳极)及前述葡萄糖分析用试剂。 在具有前迷前处理槽且通过用伴随前述氧化还原反应而显色的 试剂分析前述葡萄糖的情况下，例如，前述葡萄糖分析用试剂 被力口入到前述4个液槽2a d中的至少一个槽(例如前述第2导入 槽2c)，或者代替其，前述前处理槽还可以含有前述葡萄糖分 析用试剂。前述前处理槽可以是如下的构成，即，与用于4吏前 述试样溶血的槽和用于稀释前述试样的槽2个槽连通。
图5中示出包含该例的分析芯片的分析装置的一例。该图 中，与图l、图4相同的部分带有相同的附图标记。如图所示， 该分析装置包含分析部7。该例的分析装置中，前述分析部7为检测器(在线检测器)。前述在线检测器在前述上基板4上被配
置成位于从前述试样分析用的毛细管流^各3x和前述试样导入用 的毛细管流路3y的交叉部分至前述第l回收槽2b侧的前述试样 分析用的毛细管流^各3x的上部。前述在线4企测器内部容纳着光 源和4企测部。前述在线4全测器，通过由前述光源向试样发光并 利用前述4企测部;险测来自检测试样的反射光来测定吸光度。前 述分析部7并不限于前述在线检测器，只要是能进行前述糖化血 红蛋白的分析的一金测器就可以任意使用。例如前述分析部7可以 由配置在前述分析芯片的下方的光源、和配置在与前述在线枱r 测器的配置处对应的位置的^r测部构成。这种情况下，从前述 光源向着试样发光，通过前述检测部检测来自试样的透射光来 测定吸光度。
图6中示出含有该例的分析芯片的分析装置的其它例子。该 图中，与图5相同的部分带有相同的附图标记。如图所示，该例 的分析装置除分析部7不同之外，与图5所示的分析装置组成相 同。如该例所示，前述分析部7可以在1个点测定吸光度。
接着，以使用图5和6所示的分析装置的情况为例，对本发 明的前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖的分析方法进行说明。
使用该例子的分析装置(分析芯片)的糖化血红蛋白的分 析通过毛细管电泳法进4亍。首先，将电泳液通过压力或毛细管 作用填充到前述试样分析用的毛细管流i 各3x和前述试样导入用 的毛纟田管流路3y中。前述电泳液如前所述。
予以说明，若在不使用分析装置时(非分析时)前述毛细 管流路中预先填充有电泳液，则能够省略前述的电泳液填充工 序而立即进入以下的工序，因此是优选的。
接着，将作为分析对象的试样(含有前述糖化血红蛋白和 前述葡萄糖的试样)导入到前述第2导入槽2c中。此时，优选导入已稀释为前述试样电泳液(体积比)在l: 4~1: 99的范围 的稀释试样。即，优选在使用本发明的(分析装置)分析芯片 的糖化血红蛋白和前述葡萄糖的分析方法中，将含有前述糖化 血红蛋白和前述葡萄糖的试样用电泳液稀释而成的稀释试样导 入前述多个液槽中的至少 一个槽中，并4吏前述试样电泳液(体 积比)在l: 4~1: 99的范围。Y旦前述体积比并不限定于此。前 述分析装置(分析芯片)具有前述前处理槽(未图示)的情况 下，将前述试样导入前述前处理槽，在其中进行前处理。接着， 对前述用于毛细管电泳法的电极6c和前述用于毛细管电泳法的 电极6d施加电压，使前述试样导入用的毛细管流路3y的两端产 生电位差。由此， -使前述试样移动到前述试样分析用的毛细管 流路3x和前述试样导入用的毛细管流^各3y的交叉部分。前述试 样可举出例如全血、对全血进行溶血处理后的溶血试样、离心 分离血液、自然沉降血液等。前述溶血处理可举出例如超声波 处理、冷冻解冻处理、加压处理、渗透压处理、表面活性剂处 理等。前述溶血处理可在例如前述前处理槽中进行。此外，也 可以将通过其它装置等预先进行溶血处理的试样导入前述分析 装置(分析芯片)中。前述试样可以是被例如水、生理盐水、 电泳液等适当稀释后的试样。前述稀释可在例如前述前处理槽 中进行。此外，也可以将通过其它装置等预先进行稀释处理的 稀释试样导入到分析装置(分析芯片)中。
前述用于毛细管电泳法的电极6c与前述用于毛细管电泳法 的电极6d间的电位差在例如0.5 ~ 5kV的范围。
接着，对前述用于毛细管电泳法的电极6a以及前述用于毛 细管电泳法的电极6b施加电压，使前述试样分析用的毛细管流 路3x的两端产生电位差。这样，将两端具有电位差的毛细管流 路从前述试样导入用的毛细管流路3 y瞬间切换到前述试样分析用的毛细管流^各3x， /人而如图5以及6中箭头所示，将前述试样8 从前述试样分析用的毛细管流路3x与前述试样导入用的毛细管 流路3 y的交叉部分移动到前述第1回收槽2 b侧。
前述用于毛细管电泳法的电才及6a与前述用于毛细管电泳法 的电极6b间的电位差是例如0.5 ~ 5kV的范围。
接着，通过前述一全测器7，检测通过移动速度差被分离的前 述试样中的各成分。由此，能够分析(分离测定)前述试样中 的各成分。根据本发明，能够高精度地分析(分离测定)包含 血红蛋白(Hb)的试样中的糖化血红蛋白以及其他成分。
对于该例子的分析装置(分析芯片)，在例如通过前述电 极法分析前述葡萄糖的情况下，前述葡萄糖的分析使用如下所 述的测定机器(未图示)进行。前述测定才几器包括电源和电流 计。首先，将前述用于电极法的电极(阴极以及阳极)连接到 前述电源，在前述用于电极法的电极与前述电源之间配置前述 电流计。接着，对前述用于电极法的电极施加电压。然后，测 定前述试样到达配置有前述用于电极法的电才及和前述葡萄糖分 析用试剂的槽时的前述氧化电流值。最后，基于前述氧化电流 值，对前述葡萄糖进行定量。前述测定机器可以是本发明的分 析装置(分析芯片)的一部分、也可以是外部的机器。
该例子的分析装置(分析芯片)在例如通过使用前述伴随 氧化还原反应而显色的试剂的方法分析前述葡萄糖的情况下， 前述葡萄糖的分析通过例如使用前述光学测定才几器的方法进 行。具体来说，测定前述试样到达配置有前述葡萄糖分析用试 剂的槽时的前述试剂的显色(色调变化)，由前述显色(色调 变化)的程度对前述葡萄糖进行定量。
另外，本发明的分析装置(分析芯片)能够分析前述糖化 血红蛋白和前述葡萄糖两者，也可以^又分析其中一个。例如，可以首先分析前述葡萄糖，相应于所测定的前述葡萄糖的量等， 进行实施或中止糖化血红蛋白分析的判断。这样的话，可以进 一步有效地进行糖尿病并发症的诊断等。判断实施或中止前述 糖化血红蛋白分析可以按照例如糖尿病i貪断(病型分类)的流 程进行。这样的判断可以通过例如连接到外部的电子计算机自 动进行。另外，在这种情况下，在输出前述葡萄糖的分析结果 的同时，还可以同时输出由其判定的糖尿病病型分类。
另外，能够使用该例子的分析装置(分析芯片)，通过毛 细管电泳法同时分析前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖。在该情 况下，如前所述，从分析精度等观点出发，前述葡萄糖优选是 导入了离子性官能团的葡萄糖衍生物。在该情况下前述葡萄糖 的分析可以与〗吏用例如前述毛细管电泳法的糖化血红蛋白的分 析同样地进行。
(实施例2)
图7中示出本例的分析芯片。该图中，与图1相同的部分 带有相同的附图标记。该例的分析芯片中，在基板(下基板)1 上，形成有多个(该例中是4个)凹部和十字状的沟槽。前述 基板(下基板)1的表面被密封材料(上基板)4密封，所述密 封材料上的与前述4个凹部对应的位置开有孔。前述基板(下 基板)1上所形成的4个凹部即为4个液槽2a~ d。前述基板(下 基板)1上所形成的十字状的沟槽的上部被前述密封材料(上 基板)4封闭，由此而形成试样分析用的毛细管流路3x和试样 导入用的毛细管流路3y。除这些外，该例的分析芯片与图l所 示的分析芯片组成相同。
该例的分析芯片例如可如下述这样进行制造。但前述分析
前述基板(下基板)l可使用例如由与图l所示的分析芯片的下基板1同样的材质形成的基板。
该例的分析芯片中，前述基板(下基板)l的长度和宽度为 前述芯片整体的最大长度和最大宽度。所以，前述基板(下基 板)l的长度和宽度与前述芯片整体的最大长度和最大宽度相同 即可。该例的分析芯片中的前述基板(下基板)l的厚度在例如
0.1 3mm的范围，优选l 2mm的范围。
前述密封材(上基板)4的材质也没有特别限制，可使用例 如由与图l所示的分析芯片的下基板l同样的材质形成的密封材料。
前述密封材料(上基板)4的长度和宽度与前述下基板1的 长度和宽度相同。前述密封材料(上基板)4的厚度在例如50 1000fim的范围，4尤&100 ~ 300(im的范围。
前述密封材料(上基板)4可使用例如在与前述4个凹部(前 述4个液槽2a d)对应的位置开有孔的市售的密封材料。
该例的分析芯片中，前述芯片整体的最大厚度为前述基板 (下基板)l和前述密封材料(上基板)4的厚度的总计。前述 芯片整体的最大厚度如前所述。
下面示出该例的分析芯片的制造工序的一例。^f旦前述分析 芯片也可以通过下述制造工序以外的工序来制造。
首先，制作前述基板(下基板)1。在前述基板(下基板) l上形成前述试样分析用的毛细管流^各3x和前述试样导入用的 毛细管流路3y的方法没有特别限制，例如，可以与前述实施方 式1同样形成。在前述基板(下基板)l上形成前述4个液槽2a d的方法也没有特别限制。例如，前述基板(下基板)l的材质 为前述玻璃的情况下，前述形成方法可举出例如超声波加工等。 例如在前述基板(下基板)l的材质为前述聚合物材料的情况下， 前述形成方法可举出例如使用模具进行的注射成型、浇铸、挤压成型等成型法、切削加工法等。前述4个液槽2a d既可以各 自分别形成，也可以全都同时形成。分别形成前述4个液槽2a d的情况下，可以按照任意顺序来形成。通过使用前述模具的方 法等同时形成前述全部的4个液槽2a d，由于可以减少工序，
故优选。
接着，通过用在与前述4个凹部(前述4个液槽2a d)对应 的位置开有孔的密封材料(上基板)4密封前述基板(下基板) l的表面，能够制作该例的分析芯片。
该例的分析芯片的构成并不限于图7的组成。例如既可以与 图4等同样具有多个电极，也可以具有前述的前处理槽等。使用 该例的分析芯片的分析装置的组成也没有特别限定，可以具有 与例如图5或6的分析装置同样的检测器。进而，使用前述分析 装置的前述糖化血红蛋白及前述葡萄糖的分析方法也没有特别 限定，能够与例如使用图5或6所示的分析装置时同样的方法来 实施。
(实施例3 )
图8中示出本例子的分析芯片。该图中，与图1相同的部 分带有相同的附图标记。在该例的分析芯片中，基板(上基板) 4上形成有多个(该例中为4个)导通孔。在前述基板(上基 板)4的底面形成有十字状的沟槽。前迷基板(上基板)4的底 面被密封材料(下基板)1密封。前述基板(上基板)4上所形 成的4个导通孔的底部被前述密封材料(下基板)1封闭，由 此形成4个液槽2a~ d。前述基板(上基板)上所形成的十字 状的沟槽的下部被前迷密封材料封闭，由此而形成试样分析用 的毛细管流^各3x和试样导入用的毛细管流^各3y。除这些以外， 该例的分析芯片与图1所示的分析芯片组成相同。
该例的分析芯片可例如下述这样来制造。但前述分析芯片也可以通过下述制造方法以外的方法来制造。
前述基板(上基板)4可以使用例如由与图l所示的分析芯 片的下基板l同样的材质所形成的基板。
在该例的分析芯片中，前述基板(上基板)4的长度和宽度 为前述芯片整体的最大长度和最大宽度。所以前述基板(上基
板)4的长度和宽度与前述芯片整体的最大长度和最大宽度相同 即可。该例的分析芯片中的前述基板(上基板)4的厚度在例如 0.1 3mm的范围，4尤选l 2mm的范围。
前述密封材料(下基板)l的材质也没有特别限制，例如可 使用由与图l所示的分析芯片的下基板l同样的材质所形成的基 板。
前述密封材料(下基板)l的长度和宽度与前述基板(上基 板)4的长度和宽度相同。前述密封材料(上基板)4的厚度在 例々口50 ~ 1000pm的范围， <尤选100 ~ 300[im的范围。
前述密封材料(下基板)l还可以使用例如市售的密封材料。
该例的分析芯片中，前述芯片整体的最大厚度为前述基板 (上基板)4和前述密封材料(下基板)l的厚度的总计。前述 芯片整体的最大厚度如前所述。
下面示出该例的分析芯片的制造工序的一例。但前述分析 芯片也可以通过下述制造工序以外的工序来制造。
首先，制作前述基板(上基板)4。在前述基板(上基板) 4上形成前述试样分析用的毛细管流路3x和前述试样导入用的 毛细管流路3y的方法没有特别限制，例如可以与前述实施方式1 同样形成。在前述基板(上基板)4上形成前述4个导通孔的方 法也没有特别限制，例如可以与前述实施方式1同样形成。
接着，通过用密封材料(下基板)l密封前述基板(上基板) 4的底面，由此能够制作该例的分析芯片。该例的分芯片的构成并不限定于图8的组成。例如可以与
图4等同样具有多个用于毛细管电泳法的电极，也可以适当具有
后述的前处理槽等。使用该例的分析芯片的分析装置的组成也
没有特别限定，例如可以具有与图5或6的分才斤装置同样的^r测 器。进而，使用前述分析装置的糖化血红蛋白的分析方法也没 有特别限定，例如可以通过与使用图5或6所示的分析装置时同 样的方法来实施。 (实施例4 )
图9示出本例子的分析芯片。该图中，与图1相同的部分 带有相同的附图标记。该例的分析芯片只有1个基板，前述多 个液槽通过作为除前述基板外的另 一 部件的毛细管被连通。前 述毛细管由4根毛细管3xl、 3x2、 3yl和3y2构成。前述4根 毛细管各自的一端在中心部c聚集并连结。这样，前述4根毛 细管的内部能够连通。前述基板1设有用于前述4根毛细管嵌 入的空洞(未图示)。前述毛细管3xl的另一端以位于前述第 1导入槽2a的底面的方式嵌入基板1中。前述毛细管3x2的另 一端以位于前述第1回收槽2b的底面的方式嵌入前述基板1 中。前述毛细管3xl和3x2成为前述试样分析用的毛细管流路 3x。前述毛细管3yl的另 一端以位于前述第2导入槽2c的底面 的方式嵌入前述基寿反1中。前述毛细管3y2的另一端以位于前 述第2回收槽2d的底面的方式嵌入前述基板1中。前述毛细管 3yl和3y2成为前述试样导入用的毛细管流3各3y。前述多个液 槽2a~ d分别在前述基板1上形成为凹部。前述基板1在前迷 试样导入用的毛细管流路3y至第1回收槽2b侧具有长方体状 的开口部(窗)9。除此之外，该例的分析芯片与图1所示的分 析芯片组成相同。
该例的分析芯片可例如下述那样来制造。但前述分析芯片也可以通过下述制造方法以外的方法来制造。
前述基板l可以使用例如由与图l所示的分析芯片的下基板 1同样的材质所形成的基板。 '
该例的分析芯片中，前述基板l的长度、宽度和厚度为前述 芯片整体的最大长度、最大宽度和最大厚度。所以前述基板l 的长度、宽度和厚度与前述芯片整体的最大长度、最大宽度和 最大厚度相同即可。
前述4才艮毛细管的内径分别按照前述毛细管流^各的最大直 径。前述4才艮毛细管的长度分别由前述试样分析用的毛细管流^各
3 x和前述试样导入用的毛细管流路3 y的最大长度来决定。
下面示出该例的分析芯片的制造工序的一例。但前述分析 芯片也可以通过下述制造工序以外的工序来制造。
首先，制作前述基板l。在前述基板l形成前述4个液槽2a d和前述开口部(窗)9的方法没有特别限制，例如可以通过与 图6所示的分析芯片的4个液槽2a d同样的方法来形成。前述4 个液槽2a d和前述开口部(窗)9既可以各自分别形成，也可 以全部同时形成。分别形成前述4个液槽2a ~ d和前述开口部 (窗)9的情况下，可以按照任意顺序来形成。通过前述使用模 具的方法等来同时形成全部前述4个液槽2a d和前述开口部 (窗)9,能够减少工序，故优选。
接着，将前述4根毛细管嵌入前述基板1。由此能够获得该 例的分析芯片。
图10示出具有多个用于毛细管电泳法的电极的该例的分析 芯片。该图中，与图4相同的部分带有相同的附图标记。如图所 示，该分析芯片中，前述4才艮用于毛细管电泳法的电才及6a d埋 入前述基板l中。除此以外，该例的分析芯片与图4所示的分析 芯片组成相同。前述4根用于毛细管电泳法的电极6a d能够通过例如在前述基板1制造时在前述基板1侧面预先形成前述4根
用于毛细管电泳法的电极6a d的导入孔而容易地配置。
图11中示出含有该例的分析芯片的分析装置的 一例。该图 中，与图5相同的部分带有相同的附图标记。如图所示，该分析 装置中，分析部(在线检测器)7直接配置在前述毛细管上。此 外，该分析装置中，基板l不仅设有用于前述4根毛细管嵌入的 空洞，而且设有用于前述分析部(在线检测器)7嵌入的空洞(未 图示)。除此以外，该例的分析装置与图5所示的分析装置组成 相同。该例的分析装置并不限于图ll的构成，还可以具有例如 与图6的分析装置相同的检测器。使用该例的分析装置的前述糖 化血红蛋白及前述葡萄糖的分析也可以通过与使用图5或6所示 的分析装置时同样的方法来实施。 (实施例5 )
图12示出本例子的分析芯片。该图中，与图1相同的部分 带有相同的附图标记。该图为该例的分析芯片的平面图。如图 所示，该分析芯片中，在下基板1 (未图示)上形成双T字状 的沟槽来代替十字状的沟槽，由此而形成试样分析用的毛细管 流路3x和试样导入用的毛细管流路3y。即，首先，试样分析 用的毛细管流路3x为直线状，第1导入槽2a和第1回收槽2b 通过前述试样分析用的毛细管流路3x被连通。/人前述试样分析 用的毛细管流^各3x的一部分分支出第1分支流;洛llx。前述第 1分支流路llx与第2导入槽2c连通。从前述第1分支流路llx 的下游侧(该图中为右侧)的前述试样分析用的毛细管流路3x 的一部分分支出第2分支流路lly。前述第2分支流^各lly与 前述第2回收槽2d连通。前述第1分支流^各llx、前述第2分 支流路lly、以及连接它们的前述试样分析用的毛细管流路3x 的一部分形成了前述试样导入用的毛细管流i 各3y。前述第1分支流路llx和前述第2分支流3各lly与前述试样分析用的毛细 管流路3x大致垂直，与前述试样分析用的毛细管流^各3x —起 形成为双T字状的槽。除此以外，该例的分析芯片与图1所示 的分析芯片组成相同。
此外，该例的分析芯片的组成并不限于图12的组成。例如 也可以与图8同样地仅由l枚基板构成。此外，可以与图4和10 等同样地具有多个用于毛细管电泳法的电极，也可以适当具有 前述的前处理槽等。该例的分析芯片的制造方法也没有特别限 定，例如可以与前述实施例1 ~ 4中说明的制造方法相同。使用 该例的分析芯片的分析装置的组成也没有特别限定，例如可以 具有与图5、 6或11的分析装置同样的4全测器。进而，使用前述 分析装置的前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖的分析方法也没有 特别限定，例如可以通过与使用图5、 6或11所示的分析装置时 同样的方法来实施。 (实施例6)
图13表示本例子的分析芯片。在该图中，与图l同样部分使 用相同的附图标记。该图是该例子的分析芯片的平面图。该例 子的分析芯片中，使用伴随前述氧化还原反应而显色的试剂分 析前述葡萄糖。如图所示，该分析芯片在前述第2导入槽2c的附 近形成有试剂槽IOO。前述试剂槽100通过形成于前述上基^反4 的导通孔的底部一皮前述下基板l密封而形成。前述试剂槽100通 过前述试样分析用的毛细管流路3x以及与前述试样导入用的毛 细管流路3y不同的流路3w而与前述第2导入槽2c连通。前述试 剂槽100包括伴随前述氧化还原反应产生显色的试剂。另外，前 述试剂槽10 0可以具有例如用于毛细管电泳法的电才及等。除此之 外，该例子的分析芯片是与图l所示的分析芯片同样的组成。
该例子的分析芯片的组成并不限定为图13的组成。例如还，可以与图4及10等同 样地具有多个用于毛细管电泳法的电^1、也可以适当具有前述 前处理槽等。该例子的分析芯片的制造方法也没有特别限定， 例如可以是与在前述实施例1 ~ 4中说明的制造方法同样的方 法。使用该例子的分析芯片的分析装置的组成也没有特别限定， 可以具有与例如图5 、 6或11的分析装置同样的检测器。
进一步，4吏用前述分析装置的分析前述糖化血红蛋白和前 述葡萄糖的方法也没有特别限定，如下所述。即，首先，通过 与使用图5 、 6或11所示的分析装置时同样的方法向前述第2导入 槽2c中导入试样。在具有前述前处理槽的情况下还可以导入其 中。然后，使前述试样移动到前述试剂槽100内部，在其中分析 前述葡萄糖J吏前述试样移动到前述试剂槽100内部的方法没有 特别限定，例如可以对_没置于前述试剂槽100内部的用于毛细管 电泳法的电极施加电压来进行。前述葡萄糖的分析方法也没有 特别限定，可以通过与使用例如图5、 6或11所示的分析装置时 同样的方法进行分析。然后，通过与使用图5、 6或11所示的分 析装置时同样的方法，使前述试样导入用的毛细管流路3y的两 端产生电位差，进一步可以分析前述糖化血红蛋白。 (实施例7 )
图14表示本例子的分析芯片。该例子的分析芯片使用毛细 管电泳法分析前述葡萄糖。该图中，与图l同样部分使用相同的 附图标记。该图是该例子的分析芯片的平面图。如图所示，该 分析芯片还包括第3导入槽2 e和第3回收槽2 f ，它们通过葡萄糖 分析用的毛细管流^各3z连通。前述第3导入槽2e以及前述第3回 收槽2f与其他4个液槽同样，通过形成于前述上基板4的导通孔 的底部被前述下基板l密封而形成。前述葡萄糖分析用的毛细管 流路3z与其他2个毛细管流路同样，通过形成于前述下基板1上的沟槽的上部被前述上基板4密封而形成。前述葡萄糖分析用的 毛细管流路3z纟皮配置成与前述试样分析用的毛细管流路3x平 行，与前述试样导入用的毛细管流路3y交叉，并且，通过前述 交叉部分与前述试样导入用的毛细管流^各3y连通。并且，前述 葡萄糖分析用的毛细管流路3z比前述试样分析用的毛细管流路 3x更靠近前述第2导入槽2c而形成。除此之外，该例子的分析芯 片是与图l所示的分析芯片同样的组成。
该例子的分析芯片的组成并不限于图14的组成。还可以与 例如图9同样地仅由1个基板组成。另外，还可以与图4及10等同 样地具有多个用于毛细管电泳法的电极、可以适当具有前述前 处理槽等。另外，例如前述葡萄糖分析用的毛细管流路3z与前 述试样分析用的毛细管流路3x的配置也可以相反。即，前述葡 萄糖分析用的毛细管流路3z可以比前述试样分析用的毛细管流 路3x更靠近前述第2回收槽2d地形成。该例子的分析芯片的制造 方法也没有特别限定，可以是与例如前述实施例1 ~ 4中说明的 制造方法同样的方法。
使用该例子的分析芯片的分析装置的组成也没有特别限 定。例如前述第3导入槽2e及前述第3回收槽2f还可以与其他4 个液槽同样地具有用于毛细管电泳法的电极(未图示)。另夕卜， 前述葡萄糖分析用的毛细管流路3z还可以具有适当的葡萄糖检 测器。前述葡萄糖检测器没有特别限定，可以是例如通过间接 吸光法(间接紫外检测法)分析葡萄糖的检测器等。其结构也 没有特别限定，可以是与例如图5、 6或11的装置中分析部7同样 的结构。除此之外，该例子的分析装置的组成可以与图5、 6或 ll的分析装置相同。使用该装置的前述糖化血红蛋白和前述葡 萄糖的分析方法也没有特别限定。例如对前述葡萄糖分析用的 毛细管流路3z的两端施加电压、通过前述葡萄糖检测器分析前述葡萄糖，除此之外，可以与使用图5、 6或11的分析装置的分 才斤方法同冲羊。
根据本发明，通过精度良好地分析例如前述糖化血红蛋白 和前述葡萄糖，能够掌握准确的血糖状态。由此，能够进行以 例如予防糖尿病并发症为目的的严密的糖尿病治疗。另外，本 发明的分析芯片及分析装置由于装置的小型化和低价格化，还 可以输入到小医院等。本发明的分析芯片及分析装置的组成简 洁且能够简单地进行分析。例如通过将分析芯片制成 一 次性装 置，不需要后处理，因此，操作进一步简化。通过进一步进行 装置的小型化及缩短分析时间，可以在例如患者的面前即时地 提供诊断结果(分析结果)。
产业上的可利用性 本发明的分析芯片是能够使装置小型化、分析简略化以及 缩短分析时间、且能够高精度地分析糖化血红蛋白和葡萄糖。 本发明的分析芯片能够应用于例如临床检查、生化检查、医学 研究等中的糖化血红蛋白及葡萄糖的分析的全部领域，其用途 没有限定，能应用于广阔的领域中。
权利要求
1.一种分析芯片，其特征在于，其是能够分析糖化血红蛋白和葡萄糖两者的分析芯片，其中，至少前述糖化血红蛋白的分析通过毛细管电泳法进行；所述分析芯片包括基板、多个液槽、以及用于前述毛细管电泳法的毛细管流路；前述多个液槽包括第1导入槽和第1回收槽；前述毛细管流路包括试样分析用的毛细管流路；在前述基板上形成有前述第1导入槽和前述第1回收槽；前述第1导入槽与前述第1回收槽通过前述试样分析用的毛细管流路被连通。
2. 根据权利要求l所述的分析芯片，前述多个液槽还包括 第2导入槽和第2回收槽；前述毛细管流路还包括试样导入用的毛细管流路； 在前述基板上形成有前述第2导入槽和第2回收槽； 前述第2导入槽和前述第2回收槽通过前述试样导入用的毛细管流路^皮连通；前述试样分析用的毛细管流路与前述试样导入用的毛细管流路是交叉的；前述试样分析用的毛细管流路与前述试样导入用的毛细管 流路通过前述交叉部分被连通。
3. 根据权利要求2所述的分析芯片，从前述试样分析用的 毛细管流路的一部分分支出第l分支流路；前述第l分支流路与前述第2导入槽连通； 从前述第l分支流路下游侧的前述试才羊分一斤用的毛细管流 路的一部分分支出第2分支流路；前述第2分支流i 各与前述第2回收槽连通；由前述第l分支流路、前述第2分支流路、以及连接它们的 前述试样分析用的毛细管流路的一部分形成前述试样导入用的毛细管流^各。
4. 根据权利要求l所述的分析芯片，芯片整体的最大长度 为10~ 100mm的范围，芯片整体的最大宽度为10- 60mm的范 围，芯片整体的最大厚度为0.3 ~ 5mm的范围。
5. 根据权利要求l所述的分析芯片，其在分析前述糖化血 红蛋白和前述葡萄糖时，在前述多个液槽中的至少一个槽中导 入用电泳液稀释包含前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖的试样而 得到的稀释试样，前述试样前述电泳液的体积比为l: 4~1: 99的范围。
6. 根据权利要求l所述的分析芯片，在前述毛细管流路中 填充有电泳液。
7. 根据权利要求l所述的分析芯片，前述毛细管流路中， 其最大直径为10 200(im的范围，其最大长度为0.5 15cm的范围。
8. 根据权利要求l所述的分析芯片，其还包括前处理槽， 所述前处理槽用于4吏包含前述糖化血红蛋白和前述葡萄糖的试 样溶血并稀释，前述前处理槽与前述多个液槽中的至少一个槽 连通。
9. 根据权利要求l所述的分析芯片，其还包含葡萄糖分析 用试剂，前述葡萄糖分析用试剂被包含在前述多个液槽和前述 前处理槽中的至少一个槽中。
10. 根据权利要求l所述的分析芯片，其还包括试剂槽，前 述试剂槽包含葡萄糖分析用试剂，且与前述多个液槽和前述前 处理槽中的至少一个槽连通。
11. 根据权利要求9所述的分析芯片，前述葡萄糖分析用试剂包含伴随以前述葡萄糖作为底物的氧化还原反应而显色的试剂。
12. 根据权利要求l所述的分析芯片， 其还包含用于电极法的电极和葡萄糖分析用试剂； 前述用于电才及法的电极和前述葡萄糖分析用试剂被配置成位于前述多个液槽和前述前处理槽中的至少一个槽的内部；通过使用了前述用于电极法的电极和前述葡萄糖分析用试 剂的电极法，分析前述葡萄糖。
13. 根据权利要求12所述的分析芯片，前述用于电极法的 电极和前述葡萄糖分析用试剂被配置成位于前述第l导入槽、前 述第2导入槽以及前述前处理槽中的至少 一 个槽的内部。
14. 根据权利要求l所述的分析芯片，前述葡萄糖的分析通 过毛细管电泳法进行。
15. 根据权利要求14所述的分析芯片，其还包括通过间接 吸光法(间接紫外检测法)来分析前述葡萄糖的检测器。
16. 根据权利要求14所述的分析芯片，前述葡萄糖是导入 了离子性官能团的葡萄糖衍生物。
17. 根据权利要求l所述的分析芯片，前述糖化血红蛋白是 HbAlc。
18. 根据权利要求l所述的分析芯片， 前述基板包括上基板和下基板； 在前述上基板形成有多个导通孔； 在前述下基板上形成沟槽； 在前述下基板上层叠有前述上基板；通过形成于前述上基板的多个导通孔的底部被前述下基板 密封而形成空间，该空间成为前述多个液槽；通过形成于前述下基板上的沟槽的上部被前述上基板密封而形成空间，该空间成为前述毛细管流-各。
19. 根据权利要求l所述的分析芯片， 在前述基板上形成多个凹部和沟槽；前述基板表面被在与前述多个凹部对应的位置上开孔的密 封材料密封；形成于前述基板上的多个凹部成为前述多个液槽； 通过形成于前述基板上的沟槽的上部被前述密封材料密封 而形成空间，该空间成为前述毛细管流;洛。
20. 根据权利要求i所述的分析芯片， 其还包括密封材料； 在前述基板上形成有多个导通孔；在前述基4反的底面形成沟槽；前述基板的底面被前述密封材料密封；通过形成于前述基板的多个导通孔的底部被前述密封材料 密封而形成空间，该空间成为前述多个液槽；通过形成于前述基板的底面的沟槽的下部被前述密封材料 密封而形成空间，该空间成为前述毛细管流^各。
21. 根据权利要求l所述的分析芯片，前述多个液槽通过作 为除前述基板外的另 一部件的毛细管被连通，前述毛细管成为 前述毛细管流^各。
22. 根据权利要求l所述的分析芯片，前述多个液槽的容积 分别在l 1000mm3的范围。
23. 根据权利要求l所述的分析芯片，其还具有多个用于毛 细管电泳法的电4及，前述多个用于毛细管电泳法的电极分别寻皮 配置成其一端位于前述多个液槽内。
24. —种分析装置，其包括分析芯片和分析部，前述分析 芯片是权利要求l所述的分析芯片。
25.根据权利要求24所述的分析装置，其还包括用于电极 法的电极。
全文摘要
本发明提供一种分析芯片，其在糖化血红蛋白和葡萄糖两者的分析中，能够使装置小型化、分析简略化以及能够缩短分析时间、且能够高精度地分析糖化血红蛋白和葡萄糖两者。所述芯片包括上基板(4)、下基板(1)、第1导入槽(2a)、第1回收槽(2b)以及试样分析用的毛细管流路(3x)，在前述下基板(1)上形成有前述第1导入槽(2a)和前述第1回收槽(2b)，前述第1导入槽(2a)与前述第1回收槽(2b)通过前述试样分析用的毛细管流路(3x)被连通。
文档编号G01N27/447GK101622532SQ20088000598
公开日2010年1月6日 申请日期2008年4月23日 优先权日2007年4月27日
发明者中山雄介, 杉山幸司 申请人:爱科来株式会社