利用毛细管电泳法的分析装置及分析方法

专利名称：利用毛细管电泳法的分析装置及分析方法
技术领域：
本发明涉及通过毛细管电泳法来分析血液中所含的蛋白质的分析装置及分析方法。
背景技术：
血液中含有白蛋白、球蛋白(α 、α 2, β、Y球蛋白)、纤维蛋白原、血红蛋白等 蛋白质。分析这些蛋白质的比率、变化等，并利用于疾病的诊断中。这些蛋白质中，白蛋白、 球蛋白(α 、α 2、β、Y球蛋白)及纤维蛋白原是血液中大量含有的蛋白质。并且，这些 蛋白质比率是例如肝硬化、肾病综合征、胶原病等的诊断中的重要指标，使用醋酸纤维素膜 电泳法等来进行分析。另外，血红蛋白(Hb)包括血红蛋白A(HbA)、血红蛋白F(HbF)、血红 蛋白S(HW)、糖化血红蛋白等。这些血红蛋白中，HbA及HbF是人的正常血红蛋白。并且， HbS是β链的第6位的谷氨酸被缬氨酸置换而成的异常血红蛋白，是镰刀形红细胞贫血症 的诊断指标。进而，糖化血红蛋白是与血液中的葡萄糖反应而成的血红蛋白，由于反映了生 物体内血糖值的过去的历程，因此是糖尿病的诊断、治疗等中的指标。糖化血红蛋白中，β 链N末端的缬氨酸经糖化而成的血红蛋白Alc(HbAlc)是尤其重要的指标，是定期健康诊断 的检查项目。这样，包括血红蛋白在内的血液中的蛋白质是各种疾病的重要指标，因此，要 求开发一种在临床检查等中也能够利用的、运行成本低、小型化的分析装置。血液中的血红蛋白的测定方法中，血红蛋白的测定方法包括例如免疫法、酶法、亲 和色谱法、HPLC法、毛细管电泳法等。免疫法及酶法由于能够应用于自动分析装置，因此具 有能够处理大量待测物的优点，但缺乏测定精度，分析需要约10分钟。并且，亲和色谱法在 分离原理上HbAlc的测定精度低，分析需要2分钟。另外，HPLC法作为血红蛋白的测定方 法而被广泛使用(例如专利文献1等)，但需要大型且昂贵的专用装置，难以实现装置的小 型化及低成本化，分析需要约1分钟。并且，毛细管电泳法能够通过利用微芯片而实现装置 的小型化，能够以约90秒进行分析(例如专利文献2等)，但从在临床检查中的利用的观点 出发，要求进一步缩短分析时间。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第3似9709号公报专利文献2 国际公开第2008/047703号小册子

发明内容
发明要解决的问题因此，本发明的目的在于提供一种通过毛细管电泳法来进行分析的分析装置及分 析方法，该装置整体小型化，操作简便，运行成本低，能够以短时间且高精度来分析血液中 所含的蛋白质。用于解决问题的方案
为了达到前述目的，本发明的分析装置的特征在于，该毛细管电泳分析装置通过毛细管电泳法来分析血蛋白(blood protein),其具有电泳芯片、电压施加单元、送液单元及吸光度测定单元，前述电泳芯片包括基板、多个液槽及毛细管流路，前述电压施加单元包括电极，前述基板上形成有前述多个液槽，前述多个液槽通过前述毛细管流路而连通，前述毛细管流路包括试样分析用的毛细管流路，使用前述送液单元，向前述试样分析用毛细管流路中填充电泳液，向填充有前述电泳液的前述试样分析用毛细管流路中导入含有作为分析对象的 前述血蛋白的试样，
对前述电极施加电压，使前述试样进行电泳，通过前述吸光度测定单元来测定电泳动的前述试样中的前述血蛋白的吸光度，前述血蛋白的分析时间为35秒以下。本发明的分析方法的特征在于，该分析方法通过毛细管电泳法来分析血蛋白，使用形成有毛细管流路的电泳芯片，前述毛细管流路包括试样分析用的毛细管流路，该方法包括电泳工序，该工序向填充有电泳液的前述试样分析用毛细管流路中 导入含有前述血蛋白的试样，对电极施加电压，使前述试样进行电泳，测定工序，该工序测定前述电泳动的试样中的前述血蛋白的吸光度，前述血蛋白的分析时间为35秒以下。另外，本发明的分析方法中，前述电泳芯片 优选为前述的本发明的毛细管电泳分析装置中的前述电泳芯片，另外，优选使用前述毛细 管电泳分析装置。发明的效果本发明的毛细管电泳分析装置能够将装置整体小型化，操作简便，运行成本低， 能够以35秒以下的短时间且高精度分析血蛋白。另外，本发明的分析方法能够使用操作 简便、运行成本低、能够小型化的分析装置，能够以35秒以下的短时间且高精度分析血蛋 白。本发明的毛细管电泳分析装置及使用该装置的分析方法特别适合于微型全分析系统 (μ TAS)。


图1的(A)是表示本发明的毛细管电泳分析装置中所含的电泳芯片的一个例子的 平面图。图1的(B)是从图1的(A)所示的电泳芯片的I-I方向观察的截面图。图2是表示本发明的毛细管电泳分析装置的一个例子的示意图。图3的㈧是表示本发明的毛细管电泳分析装置中所含的电泳芯片的其他例子的 平面图。图3的(B)是从图3的(A)所示的电泳芯片的I-I方向观察的截面图。图3的 (C)是从图3的(A)所示的电泳芯片的II-II方向观察的截面图。图4的(A)是表示本发明的毛细管电泳分析装置中所含的电泳芯片的另一其他例 子的平面图。图4的(B)是图4的(A)所示的电泳芯片的立体图。
图5是表示本发明的毛细管电泳分析装置的其他例子的示意图。图6是表示本发明的分析方法的一个例子中的血红蛋白的分析结果的图表。图7是表示本发明的分析方法的其他例子中的血红蛋白的分析结果的图表。图8是表示本发明的分析方法的另一其他例子中的血红蛋白的分析结果的图表。图9是表示本发明的分析方法的另一其他例子中的血红蛋白的分析结果的图表。图10是表示本发明的另一其他例子中的血红蛋白的分析结果的图表。图11是表示比较例的分析方法中的血红蛋白的分析结果的图表。图12是表示其他比较例的分析方法中的血红蛋白的分析结果的图表。附图标记说明UlOO毛细管电泳分析装置2,200电泳芯片3a上基板3b下基板4a、4b、4c、4d、4e 液槽5x试样分析用毛细管流路5y试样导入用毛细管流路6a、6b、6c、6d 电极7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g 电线8狭缝9控制部11光源12滤光器13聚光透镜14检测器20电泳芯片移动机构21驱动部22载物台30定量分注器31稀释液32电泳液41试样导入口42试样导入流路43、53a、53b 分支部44,54溢流流路45、55、57、59、63 排出口46试样计量流路47节流孔51试剂槽52a>52b试剂导入流路
565861627080
90试剂计量流路 稀释槽电极配置部 流量测量流路 连接器泳动起始点 检测点
具体实施例方式本发明的毛细管电泳分析装置优选的是，前述试样分析用毛细管流路中，与流路方向垂直的方向的截面形状为圆形或矩形，为圆形时，其直径在25μπι ΙΟΟμπι的范围，为矩形时，其宽度在25μπι ΙΟΟμπι的范围，其深度在25μπι ΙΟΟμπι的范围，前述试样的电泳从泳动起始点开始，前述电泳动的试样中的前述血蛋白的吸光度在检测点被测定，从前述泳动起始点至前述检测点的距离为5cm以下。本发明的毛细管电泳分析装置中，前述试样分析用毛细管流路的内壁表面具有离 子性官能团，前述电泳液的pH在pH4. 0 6. 0的范围，前述施加电压时产生的电渗流为3cm/分钟以上。本发明的毛细管电泳分析装置中，前述电泳液优选含有硫酸化多糖类。本发明的毛细管电泳分析装置中，前述硫酸化多糖类优选为硫酸软骨素。本发明的毛细管电泳分析装置优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前 述截面形状是宽度及深度分别为30μπι的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距 离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为300V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为300 600V/cm，在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为400 650V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为450 700V/cm。本发明的毛细管电泳分析装置优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前 述截面形状是宽度及深度分别为40μπι的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距 离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为250V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为250 500V/cm，在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为375 550V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为400 600V/cm。本发明的毛细管电泳分析装置优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前 述截面形状是宽度及深度分别为50 μ m的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距 离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为200V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为200 450V/cm，
在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为300 500V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为350 550V/cm。本发明的毛细管电泳分析装置优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前 述截面形状是宽度及深度分别为60μπι的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距 离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为150V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为150 400V/cm，在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为250 450V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为300 500V/cm。本发明的毛细管电泳分析装置中，优选的是，以前述血蛋白作为分析项目，前述分 析项目为血红蛋白。本发明的毛细管电泳分析装置中，前述血红蛋白优选为血红蛋白Alc(HbAlc)及 血红蛋白F(HbF)中的至少一种。本发明的毛细管电泳分析装置中，优选的是，以前述血红蛋白Alc(HbAlc)作为分 析项目，作为前述血红蛋白Alc(HbAlc)的分析，计算出血红蛋白Alc浓度(HbAlc浓度)。本发明的毛细管电泳分析装置中，优选的是，前述试样为将前述血液进行了溶血 处理而得到的试样，并分析将前述血液进行溶血处理而得到的试样中的前述血红蛋白。本发明的分析方法优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，与流路方向垂直的方向的截面形状为圆形或矩形，为圆形时，其直径在25μπι ΙΟΟμπι的范围，为矩形时，其宽度在25μπι ΙΟΟμπι 的范围，其深度在25μπι IOOym的范围，前述试样的电泳从泳动起始点开始，前述电泳动的试样中的前述血蛋白的吸光度在检测点被测定，从前述泳动起始点至前述检测点的距离为5cm以下。本发明的分析方法中，较佳的是，前述试样分析用毛细管流路的内壁表面具有离 子性官能团，前述电泳液的pH在pH4. 0 6. 0的范围，前述施加电压时产生的电渗流为3cm/分钟以上。本发明的分析方法中，前述电泳液优选含有硫酸化多糖类。本发明的分析方法中，前述硫酸化多糖类优选为硫酸软骨素。本发明的分析方法中，优选的是，前述试样分析用毛细管流路中，在前述截面形状 是宽度及深度分别为30 μ m的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距离为0. 25cm 以上且小于0. 75cm时，分离电场为300V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为300 600V/cm，在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为400 650V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为450 700V/cm。本发明的分析方法中，优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前述截面 形状是宽度及深度分别为40μπι的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距离为 0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为250V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为250 500V/cm，
在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为375 550V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为400 600V/cm。本发明的分析方法中，优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前述截面 形状是宽度及深度分别为50μπι的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距离为 0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为200V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为200 450V/cm，在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为300 500V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为350 550V/cm。本发明的分析方法中，优选的是，在前述试样分析用毛细管流路中，在前述截面 形状是宽度及深度分别为60μπι的矩形时，在从前述泳动起始点至前述检测点的距离为 0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为150V/cm以下，在前述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为150 400V/cm，在前述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为250 450V/cm，在前述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为300 500V/cm。本发明的分析方法中，优选的是，以前述血蛋白作为分析项目，前述分析项目为血 红蛋白。本发明的分析方法中，前述血红蛋白优选为血红蛋白Alc(HbAlc)及血红蛋白 F (HbF)中的至少一种。本发明的分析方法中，优选的是，以前述血红蛋白Alc(HbAlc)作为分析项目，作 为前述血红蛋白Alc(HbAlc)的分析，计算出血红蛋白Alc浓度(HbAlc浓度)。本发明的分析方法中，优选的是，前述试样为将前述血液进行溶血处理而得到的 试样，并分析将前述血液进行溶血处理而得到的试样中的前述血红蛋白。以下，对本发明的毛细管电泳分析装置进行详细说明。本发明的毛细管电泳分析装置只要如前所述具有以下所示的电泳芯片、电压施加 单元、送液单元及吸光度测定单元即可，其他构成没有特别限制。另外，本发明的毛细管电 泳分析装置例如也可以不具有前述送液单元。本发明的毛细管电泳分析装置中，前述电泳芯片如前所述包括基板、多个液槽及 毛细管流路。前述电泳芯片的大小没有特别限制，例如其最大长度在IOmm IOOmm的范围，其 最大宽度在IOmm 60mm的范围，其最大厚度在0. 3mm 5mm的范围，优选的是其最大长度 在30mm 70mm的范围。另外，前述电泳芯片的最大长度是指前述电泳芯片的长度方向的 最长部的长度，前述电泳芯片的最大宽度是指前述电泳芯片的短边方向的最长部的长度， 前述电泳芯片的最大厚度是指与前述电泳芯片的前述长度方向及前述短边方向这两个方 向垂直的方向(厚度方向)的最长部的长度。本发明的毛细管电泳分析装置中，前述电泳芯片只要包括基板、多个液槽和毛细 管流路即可，其他构成没有特别限制。前述基板没有特别限定，例如可列举出由一块基板构成的形态、将上基板和下基 板合在一起的形态等。作为前述基板的材质，没有特别限制，例如可列举出玻璃、聚合物 材料等。作为前述玻璃材料，没有特别限制，例如可列举出合成石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、熔融二氧化硅等。作为前述聚合物材料，没有特别限制，例如可列举出聚甲基丙烯酸甲酯 (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(PLA)等。前述液槽没有特别限制，例如可列举出形成于前述上基板的贯通孔的底部被前述 下基板密封而形成的凹部等。前述液槽的形状没有特别限定，例如可列举出圆柱状、四棱柱 状、四棱锥状、圆锥状等。另外，前述各液槽的容积没有特别限定，例如分别在1 IOOOmm3 的范围，优选在10 IOOmm3的范围。前述各液槽的容积可全部相同，也可不同，没有特别 限制。前述毛细管流路例如可以形成于前述基板上，也可以是埋设于前述基板中的毛细管。前述毛细管流路中，与流路方向垂直的方向的截面形状没有特别限定，例如可列 举出圆形、矩形、椭圆形等。前述毛细管流路的前述截面形状为圆形时，其直径没有特别限 定，例如在Ιμπι IOOOym的范围，优选在10 μ m 200 μ m的范围。前述毛细管流路的前 述截面形状为矩形时，其宽度及深度没有特别限定，例如宽度在10 μ m 200 μ m的范围，深 度在10 μ m 200 μ m的范围。前述毛细管流路中，其长度没有特别限定，例如在0. 5cm 15cm的范围，优选在Icm 5cm的范围。如前所述，前述毛细管流路中包括前述试样分析用毛细管流路。前述试样分析用 毛细管流路中，与流路方向垂直的方向的截面形状为圆形时，其直径没有特别限定，例如在 10 μ m 200 μ m的范围，优选在25 μ m 100 μ m的范围。前述试样分析用毛细管流路中，前 述截面形状为矩形时，例如其宽度在25 μ m 100 μ m的范围，其深度在25 μ m 100 μ m的 范围。另外，本发明中，前述试样分析用毛细管流路的长度没有特别限定，例如在0.5cm 15cm的范围，优选在Icm 5cm的范围。前述毛细管流路如前所述例如可通过前述基板而形成，也可通过埋入毛细管而形 成于前述基板内。为前者时，前述毛细管流路的材质例如为前述基板的材质，为后者时，前 述毛细管流路的材质例如为所埋入的前述毛细管的材质。作为前述毛细管流路的材质，没 有特别限定，例如与前述同样地可列举出合成石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、熔融二氧化硅等玻 璃材料、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(PLA)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK) 等聚合物材料等。前述毛细管例如可以使用市售品。前述玻璃制的毛细管流路的内壁通常为具有阴极性的电荷的状态。这种玻璃制的 毛细管流路例如通过导入阳极性基团而能够使其内壁表面成为具有阳极性的电荷的状态。 前述聚合物制的毛细管流路的内壁通常根据前述聚合物内的极性基团的有无、种类而为具 有阳极性或阴极性的电荷的状态，或者为无电荷(无极性)的状态。前述无电荷的前述聚 合物制的毛细管流路例如通过导入极性基团而能够使其内壁表面成为具有电荷的状态。本发明中，前述试样分析用毛细管流路的内壁如前所述优选其表面具有离子性官 能团。作为前述离子性官能团，例如可列举出阳极性基团、阴极性基团。本发明中，内壁表面具有前述阳极性基团的试样分析用毛细管流路例如可以利用 含阳极性基团化合物包覆前述试样分析用毛细管流路的内壁而形成。另外，以下有时也将 利用含阳极性基团化合物的包覆称为阳极性层。通过前述含阳极性基团化合物的包覆(阳极性层)，例如能够防止试样中的带正电荷的蛋白质等吸附于前述试样分析用毛细管流路 的内壁。另外，与未处理相比，例如通过前述含阳极性基团化合物的包覆时，有电渗流变快 的倾向。作为前述含阳极性基团化合物，没有特别限定，例如可列举出含有前述阳极性基团 及反应基团的化合物等。例如，前述试样分析用毛细管流路为玻璃制或熔融二氧化硅制时， 作为含有前述阳极性基团及反应基团的化合物，可使用具有阳极性基团及硅的化合物(甲 硅烷基化剂)等。作为前述阳极性基团，没有特别限定，优选为氨基、铵基。作为前述含阳 极性基团化合物，没有特别限定，优选为具有氨基及铵基中的至少一种阳极性基团的甲硅 烷基化剂。前述氨基可以是伯氨、仲氨、叔氨中的任一种。作为前述甲硅烷基化剂，例如可列举出N-(2- 二氨基乙基)-3-丙基三甲氧基硅 烷、氨基苯氧基二甲基乙烯基硅烷、3-氨基丙基二异丙基乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基双 (三甲基甲硅氧基)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)二甲基硅烷、1，3_双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、双(二甲基氨基)二甲基硅 烷、双(二甲基氨基)乙烯基甲基硅烷、双(2-羟基乙基)-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、(氨基乙基氨基甲基)苯乙基三甲氧基硅烷、N-甲基 氨基丙基三乙氧基硅烷、四(二乙基氨基)硅烷、三(二甲基氨基)氯硅烷、三(二甲基氨 基)硅烷等。作为前述含阳极性基团化合物，除此之外，也可使用将前述甲硅烷基化剂中的硅 原子用钛或锆置换而成的化合物。前述含阳极性基团化合物可单独使用一种，也可并用二 种以上。使用了前述甲硅烷基化剂的、前述试样分析用毛细管流路内壁的包覆例如如下所 述实施。首先，将前述甲硅烷基化剂溶解或分散于有机溶剂中而调制处理液。作为用于调 制前述处理液的前述有机溶剂，例如可使用二氯甲烷、甲苯、甲醇、丙酮等。前述处理液中的 甲硅烷基化剂的浓度没有特别限定。将该处理液例如通入到玻璃制或熔融二氧化硅制的毛 细管流路内并加热。通过该加热，前述甲硅烷基化剂与前述毛细管流路内壁通过共价键而 结合，其结果是，阳极性基团配置于前述毛细管流路内壁。其后，作为后处理，将前述有机溶 剂用磷酸等酸性溶液、碱性溶液及表面活性剂溶液中的至少一者冲洗，洗涤前述毛细管流 路内。另外，该洗涤是任意的，但优选实施。内壁被前述甲硅烷基化剂包覆而成的毛细管流 路可使用市售品。内壁表面具有前述阴极性基团的试样分析用毛细管流路，例如可以利用含阴极性 基团化合物包覆前述试样分析用毛细管流路的内壁而形成。另外，以下有时也将利用含阴 极性基团化合物的包覆称为阴极性层。通过前述含阴极性基团化合物的包覆(阴极性层)， 例如能够防止试样中的带负电荷的蛋白质等吸附于前述试样分析用毛细管流路的内壁。并 且，与未处理相比，例如通过前述阴极性基团的包覆时，有电渗流变快的倾向。另外，包覆前 述含阴极性基团化合物时，前述电渗流的方向与包覆前述阳极性基时相反。另外，由于前述 试样与电泳液中存在的前述含阴极性基团化合物形成复合体，且使该复合体进行电泳，因 此与试样单独进行电泳相比分离效率提高。其结果是，能够以更短时间、更高精度进行分 析。作为与前述试样形成复合体的前述含阴极性基团化合物，例如优选为含阴极性基团多 糖类。作为前述含阴极性基团多糖类，例如可列举出硫酸化多糖类、羧酸化多糖类、磺酸化多糖类及磷酸化多糖类等，其中，优选硫酸化多糖类及羧酸化多糖类。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，优选海藻酸 或其盐(例如海藻酸钠)。前述硫酸软骨素有A、B、C、D、E、H、K这七种，均可使用，但优选 硫酸软骨素C。前述阴极性层例如可隔着夹层而层叠于前述试样分析用毛细管流路内壁。前述夹 层没有特别限定，例如可利用前述含阳极性基团化合物来形成。隔着前述夹层而层叠的前 述阴极性层例如可通过使含有前述含阴极性基团化合物的溶液与被前述含阳极性基团化 合物包覆的前述试样分析用毛细管流路的内壁接触而形成。这种情况下，用于形成前述阴 极性基团的溶液可另行调制，但从操作效率的方面出发，优选使添加前述含阴极性基团化 合物调制而成的电泳液通入内壁形成有前述夹层的前述毛细管流路。本发明中，如前所述，并不限于前述试样分析用毛细管流路，例如，可以是形成于 前述基板上的其他毛细管流路的内壁具有前述离子性官能团，也可以是全部毛细管流路的 内壁具有前述离子性官能团。内壁具有前述离子性官能团的其他毛细管流路可与前述的试 样分析用毛细管流路同样地形成。本发明中，向前述试样分析用毛细管流路中导入含有作为分析对象的血蛋白的试 样和电泳液。本发明中，作为前述电泳液，没有特别限定，优选含有有机酸的电泳液。前述有机 酸没有特别限定，例如可列举出马来酸、酒石酸、琥珀酸、富马酸、苯二甲酸、丙二酸、苹果酸 等。另外，前述电泳液没有特别限定，例如优选含有弱碱。作为前述弱碱，没有特别限定，例 如可列举出精氨酸、赖氨酸、组氨酸、三羟甲基氨基甲烷(Tris)等。前述电泳液没有特别限 定，例如可列举出ADA缓冲液、MES缓冲液、Bis-Tris缓冲液、PIPES缓冲液、ACES缓冲液、 MOPSO缓冲液、BES缓冲液、HEPES缓冲液、TES缓冲液、磷酸缓冲液等。前述电泳液的pH没 有特别限定，例如在前述的范围，优选在PH4. 5 6. 0的范围。本发明中，优选在前述电泳液中如前所述添加前述含阴极性基团化合物。作为前 述含阴极性基团化合物，没有特别限定，例如可列举出前述的含阴极性基团化合物等。前述 电泳液中所含的前述含阴极性基团化合物的浓度没有特别限定，例如在0.001 10重量％ 的范围，优选在0. 1 5重量％的范围。本发明中，前述电泳液中可添加例如表面活性剂。作为前述表面活性剂，没有特 别限定，例如可列举出甜菜碱型两性表面活性剂、非离子性表面活性剂等。作为前述甜菜 碱型两性表面活性剂，没有特别限定，例如可列举出羧基甜菜碱型表面活性剂、磺基甜菜碱 型表面活性剂等。作为前述羧基甜菜碱型表面活性剂，例如可列举出N，N-二甲基-N-烷 基-N-羧基亚烷基铵甜菜碱等。另外，作为前述磺基甜菜碱型表面活性剂，例如可列举出N， N，N-三烷基-N-磺基亚烷基铵甜菜碱等。作为前述磺基甜菜碱型表面活性剂的具体例子， 例如可列举出棕榈基磺基甜菜碱等。本发明中，前述电泳液中可添加例如阴离子性的离液序列高的离子。本发明中，前 述阴离子性的离液序列高的离子中也包括含有阴离子性的离液序列高的离子的盐、电离而 产生阴离子性的离液序列高的离子的物质等。作为前述盐，例如可列举出酸性盐、中性盐、 碱性盐。本发明中，作为前述阴离子性的离液序列高的离子，没有特别限定，例如可列举出 高氯酸、硫氰酸、碘化钾、溴化钾、三氯醋酸、三氟醋酸等。前述电泳液中所含的前述阴离子性的离液序列高的离子的浓度没有特别限定，例如在1 3000mmol/L的范围，优选在5 IOOmmol/L的范围，更优选在10 50mmol/L的范围。本发明中，作为含有分析对象的前述血蛋白的试样，例如可列举出全血、将血液进 行溶血处理而得到的试样等。其中，本发明中优选分析将前述血液进行溶血处理而得到的 试样中的蛋白质。作为前述溶血处理，例如可列举出表面活性剂处理、渗透压变化处理、超 声波处理、冷冻解冻处理、加压处理等，优选为表面活性剂处理、渗透压变化处理、超声波处理。前述表面活性剂处理没有特别限制，例如可通过添加了表面活性剂的稀释液将全 血溶血。作为前述表面活性剂，例如可列举出前述的表面活性剂、皂苷等。另外，前述渗透压 变化处理没有特别限制，例如可使用调整至低渗透压的溶液而将全血溶血。作为前述溶液， 没有特别限定，例如可列举出蒸馏水、调整至低渗透压的稀释液等，优选为蒸馏水。并且，作 为前述超声波处理，没有特别限制，例如可使用超声波处理装置。本发明中，作为前述稀释 液，没有特别限定，例如可列举出蒸馏水、前述电泳液等。另外，本发明中，前述血蛋白是指血液中所含的蛋白质。作为前述血蛋白，没有特 别限定，例如可列举出血红蛋白(Hb)、白蛋白(Alb)、球蛋白(α 、α 2, β, γ球蛋白)、纤 维蛋白原等。作为前述血红蛋白，没有特别限定，例如可列举出正常血红蛋白(HbAO)、糖化血红 蛋白、修饰血红蛋白、胎儿血红蛋白(HbF)等。作为前述糖化血红蛋白，例如可列举出血红 蛋白Ala(HbAla)、血红蛋白Alb (HbAlb)、血红蛋白Alc (HbAlc)、GHbLys等。作为前述血红 蛋白Alc，例如可列举出稳定型HbAlc、不稳定型HbAlc等。作为前述修饰血红蛋白，例如可 列举出氨基甲酰化Hb、乙酰化Hb等。本发明的毛细管电泳分析装置以前述血蛋白作为分析项目。作为前述分析项目， 没有特别限定，例如前述的血蛋白中优选血红蛋白。本发明中，作为分析项目，没有特别限定，例如可列举出前述各种血红蛋白的比 率、血红蛋白Alc浓度、白蛋白浓度、球蛋白浓度、白蛋白/球蛋白比率等。本发明中，利用通过对前述电极施加电压而产生的电渗流使前述试样从泳动起始 点向着检测点进行电泳。并且，在前述试样分析用毛细管流路上的检测点，测定电泳动的前 述试样中的血蛋白的吸光度。本发明中，前述泳动起始点是指导入到前述试样分析用毛细管流路中的前述试样 通过电压施加而开始电泳的、前述试样分析用毛细管流路上的点。前述泳动起始点例如可 列举出导入前述试样的液槽与前述试样分析用毛细管流路的边界等，没有特别限定。另外， 本发明中，前述检测点如前所述是指测定在前述试样分析用毛细管流路内进行了前述电泳 的前述试样中的血蛋白的吸光度的点。前述检测点位于前述试样分析用毛细管流路上，距 离前述泳动起始点的距离没有特别限制，例如优选位于后述的范围内的位置。本发明中，从 前述泳动起始点至前述检测点的距离(分离长度)没有特别限定，例如在0. 5cm 15cm的 范围，优选在Icm 5cm的范围。本发明中，前述电压没有特别限制，例如在0. 075kV 20kV的范围，优选在 0. 3kV 5kV的范围。另外，本发明中，前述电渗流没有特别限定，例如在3cm/分钟 15cm/ 分钟的范围，优选在8cm/分钟 12cm/分钟的范围。
本发明中，作为前述吸光度的测定波长，例如在^Onm 300nm或380nm 450nm 的范围，优选在400nm 430nm的范围。本发明中，前述血蛋白的分析时间是指例如分离作为分析对象的前述试样中所含 的前述血蛋白、并完成其检测的时间。前述血蛋白的分析时间具体而言为例如从开始对前 述电极施加电压时到完成作为分析对象的前述血蛋白的全部检测为止的时间。本发明中， 前述血蛋白的分析时间超过0秒且在35秒以下，优选超过0秒且在30秒以下，更优选超过 0秒且在25秒以下，进一步优选超过0秒且在20秒以下。本发明中，从前述泳动起始点至前述检测点的距离及前述分离电场例如优选根据 前述毛细管流路的宽度及深度而设定在前述的规定范围。本发明中，前述分离电场是指施 加于每Icm电极间距离的电压。本发明中，通过根据前述毛细管流路的宽度及深度而将从 前述泳动起始点至前述检测点的距离及前述分离电场设定在前述的规定范围内，能够以35 秒以下的短时间分析前述血蛋白。本发明中，前述规定范围可根据电泳液(泳动缓冲液) 的种类、前述离子性官能团在毛细管流路的涂敷方法等而适当设定，并不限于前述的范围。本发明的毛细管电泳分析装置没有特别限制，例如还可具有定量分注单元、搅拌 单元、杂散光除去单元、位置调整单元等。接着，举出例子对本发明的毛细管电泳分析装置和使用其的分析方法进行说明。 但是，本发明的毛细管电泳分析装置和使用其的分析方法并不限定于下述的例子。(实施方式1)图1示出了本例的毛细管电泳分析装置中所用的电泳芯片。图1的㈧是该例的 电泳芯片的平面图，图1的⑶是从图1的㈧的I-I方向观察的截面图。该图中，为了便 于理解，各构成要素的大小、比率等与实际不同。如图所示，该例的电泳芯片2由上基板3a 层叠于下基板北上而构成。前述上基板3a形成有三个贯通孔。通过形成于前述上基板3a 的三个贯通孔的底部被前述下基板北密封，从而形成三个液槽^、4b及如。前述下基板 3b上形成有I字状的槽。形成于前述下基板北上的I字状的槽的上部被前述上基板3a密 封，从而形成试样分析用毛细管流路切。前述液槽如及前述液槽4b通过前述试样分析用 毛细管流路切而连通。另一方面，前述液槽如不与前述试样分析用毛细管流路切连通， 作为单独的液槽而配置。前述毛细管流路切的前述液槽如侧的端部成为泳动起始点80。 另外，前述毛细管流路切上的前述液槽如与前述液槽4b之间的一点成为检测点90。另 外，该例的电泳芯片2为长方体状。但是，本发明并不限定于本例。本发明中，电泳芯片只 要不给后述试样的分析带来障碍，则可以是任意形状。另外，该例的电泳芯片2包括二块基 板(上基板3a及下基板北)。但是，本发明并不限定于此。本发明中，电泳芯片例如可由一 块基板构成。该例的电泳芯片2中，前述上基板3a的长度及宽度成为前述电泳芯片整体的最大 长度及最大宽度。因此，前述上基板3a的长度及宽度与前述电泳芯片整体的最大长度及最 大宽度相同即可。本例的电泳芯片2中的前述上基板3a的厚度可根据前述多个液槽^、4b 及4e的容积而适当设定，例如在0. Imm 3mm的范围，优选在Imm 2mm的范围。该例的电泳芯片2中，前述下基板北的长度及宽度与前述上基板3a的长度及宽 度相同。前述下基板北的厚度没有特别限定，例如在0. Imm 3mm的范围，优选在0. Imm Imm的范围。
前述上基板3a及前述下基板北的材质只要不阻碍前述吸光度的测定，则没有特 别限制。作为前述上基板3a及前述下基板北的材质，例如可使用由前述的材料等形成的 材质。关于前述试样分析用毛细管流路切的宽度及深度，例如其宽度在25 μ m 100 μ m 的范围，其深度在25μπι IOOym的范围。另外，从前述泳动起始点80至前述检测点90 的距离例如在0. 5cm 15cm的范围，优选在Icm 5cm的范围。前述液槽如、前述液槽4b及前述液槽如的容积与前述相同。图1中，前述液槽 如、仙及如的形状为圆柱状。但是，本发明并不限定于此。本发明中，前述液槽^、4b及 4e的形状如前所述可为任意的形状。该例的电泳芯片2中，前述芯片的最大厚度为前述上基板3a及前述下基板北的 厚度的总计。前述芯片整体的厚度如前所述。图2示出了本例的毛细管电泳分析装置。如图所示，该毛细管电泳分析装置1具 有前述的电泳芯片2、电极6a及6b、电线7a f、狭缝8、控制部9、光源11、滤光器12、聚光 透镜13、检测器14、电泳芯片移动机构20、定量分注器30、稀释液31和电泳液32作为主要 的构成构件。前述电泳芯片移动机构20包括驱动部21及载物台22。前述电泳芯片2配 置于前述载物台22上。前述电极6a及6b分别配置于前述电泳芯片2的液槽如及4b内。 前述检测器14、前述定量分注器30、前述电极6a及6b、前述电泳芯片移动机构20、前述光 源11分别通过前述电线7a f与前述控制部9连接。前述控制部9控制对通过前述电线 7a f而连接的前述各构成构件的电力供给等。本例的毛细管电泳分析装置1中，前述载物台22能够通过与其一端连接的前述驱 动部21在水平的双轴方向(X-Y方向)移动。另外，前述X方向和前述Y方向在前述水平面 上彼此垂直地交叉。由此，能够调整前述电泳芯片2的位置。通过调整前述电泳芯片2的 位置，能够对前述检测点90准确入射特定波长光的光束。另外，前述定量分注器30能够分 别定量前述稀释液31及前述电泳液32，并分注到前述电泳芯片2的液槽如或液槽如中。 通过在前述电极6a及6b间施加电压，能够使导入到前述试样分析用毛细管流路切中的试 样进行电泳。并且，从前述光源11照射的光通过滤光器12而分光成特定波长光，并通过聚 光透镜13而会聚，且光量增加，通过前述狭缝8除去杂散光，从而照射到前述电泳芯片2的 试样分析用毛细管流路切上的检测点90的试样。前述检测器14检测照射到前述检测点 90的光的透射光，并测定吸光度，从而能够分析前述试样中所含的分析对象的血蛋白。本例的毛细管电泳分析装置1的电泳芯片2的制造方法没有特别限定，例如只要 适当使用以往公知的方法即可。接着，对使用了本例的毛细管电泳分析装置1的、前述血蛋白的分析方法进行说 明。首先，准备前述电泳液32。作为前述电泳液32，只要为前述的电泳液，则没有特别 限定，例如可列举出在lOOmmol/L的富马酸和精氨酸水溶液中以0. 8重量％的比例添加硫 酸软骨素C并将pH调节至4. 8而得到的水溶液等。接着，将前述电泳芯片2安装于载物台 22，并配置于本例的毛细管电泳分析装置1中。然后，使用前述定量分注器30，向前述液槽 如中注入前述电泳液32。进而，将减压泵(未图示)与前述液槽4b连接而进行减压，向前 述试样分析用毛细管流路切中填充前述电泳液32。16
接着，使用前述定量分注器30，向前述液槽如中注入前述稀释液31后，进而，注 入人的全血作为试样，通过吸移(pipetting)进行搅拌，调制前述试样及前述稀释液31的 混合液。另外，作为前述稀释液31，例如使用蒸馏水等。接着，将前述混合液注入到前述液 槽如中。然后，对分别配置于前述液槽如及4b内的前述电极6a及6b施加电压，使前述 试样分析用毛细管流路切的两端产生电位差。由此，使前述试样从前述泳动起始点80移 动到前述液槽4b侧。前述电压没有特别限定，例如在0.5kV 20kV的范围。利用前述电 压施加而产生的前述试样分析用毛细管流路切的分离电场如前所述可根据从前述泳动起 始点至前述检测点的距离及前述毛细管流路的宽度及深度而适当设定，例如在150V/cm 700V/cm的范围，优选在300V/cm 600V/cm的范围。接着，将与前述同样地被分光及聚光、进而除去了杂散光的光(波长415nm)照射 到前述检测点90。进而，使用前述检测器14检测前述检测点90的透射光，并测定前述试样 中的前述蛋白质产生的吸光度，制作表示所得前述吸光度的大小及分析时间(从泳动开始 至检测为止的时间)的对应的泳动图谱(pherogram)。(实施方式2)图3示出了本例的毛细管电泳分析装置中使用的电泳芯片。该图中，与图1相同 的部分附上相同的标记。图3的(A)是该例的电泳芯片的平面图，图3的(B)是从图3的 (A)的I-I方向观察的截面图，图3的(C)是从图3的㈧的II-II方向观察的截面图。如 图所示，该例的电泳芯片2由上基板3a层叠于下基板北上而构成。前述上基板3a形成有 多个(本例中为四个)贯通孔。形成于前述上基板3a的四个贯通孔的底部被前述下基板 北密封，从而形成四个液槽^ 4d。前述下基板北上形成有十字状的槽。形成于前述下 基板北上的十字状的槽的上部被前述上基板3a密封，从而形成试样分析用毛细管流路切 及试样导入用的毛细管流路5y。前述液槽如与前述液槽4b通过前述试样分析用毛细管流 路切而连通。前述液槽4c与前述液槽4d通过前述试样导入用毛细管流路5y而连通。前 述试样分析用毛细管流路切与前述试样导入用毛细管流路5y交叉。前述试样分析用毛细 管流路切与前述试样导入用毛细管流路5y通过前述交叉部分而连通。前述交叉部分成为 泳动起始点80。另外，前述毛细管流路切上的前述液槽如与前述液槽4b之间的一点成为 检测点90。该例的电泳芯片2中，前述试样分析用毛细管流路切和前述试样导入用毛细管 流路5y的最大长度不同。但是，本发明并不限定于此。本发明中，前述电泳芯片2的前述 试样分析用毛细管流路切和前述试样导入用毛细管流路5y的最大长度也可相同。该例的电泳芯片2形成有前述液槽如及前述液槽4d、和前述试样导入用毛细管 流路5y，没有形成前述液槽如，除这一点以外，为与图1所示的电泳芯片同样的构成。前述 试样导入用毛细管流路5y的宽度及深度与前述试样分析用毛细管流路切的宽度及深度相 同。并且，从前述泳动起始点80至前述检测点90的距离与图1所示的电泳芯片相同。另 外，前述液槽4c及前述液槽4d的容积及形状与图1所示的电泳芯片的液槽相同。本例的毛细管电泳分析装置中，电泳芯片2为图3所示的电泳芯片，从而代替图1 所示的电泳芯片，电极6c及电极6d(未图示)配置于前述电泳芯片2的液槽如及4d内， 除此之外，与图2所示的毛细管电泳分析装置相同。接着，对使用了本例的毛细管电泳分析装置1的、前述血蛋白的分析方法进行说 明。
首先，将前述电泳芯片2安装于载物台22，并配置于本例的毛细管电泳分析装置1 中。接着，与实施方式1同样地使用前述定量分注器30，并向前述液槽如中注入前述电泳 液32。接着，与实施方式1同样地将减压泵(未图示)与前述液槽4b连接进行减压，向前 述试样分析用毛细管流路切中填充前述电泳液32。然后，使用前述定量分注器30，向前述 液槽4c中注入前述电泳液32。进而，将减压泵(未图示)与前述液槽4d连接进行减压，向 前述试样导入用毛细管流路5y中填充前述电泳液32。接着，使用前述定量分注器30，向前述液槽如中注入前述稀释液31后，进而注入 人的全血作为试样，通过吸移进行搅拌。接着，对前述电极6c及6d施加电压，使前述试样 导入用毛细管流路5y的两端产生电位差。由此，使前述试样移动至前述试样分析用毛细管 流路切与前述试样导入用毛细管流路5y的交叉部分。在前述电极6c与前述电极6d间施 加的电压没有特别限定，例如在0. 5kV 20kV的范围。接着，对前述电极6a及6b施加电压，使前述试样分析用毛细管流路切的两端产 生电位差。由此，使前述试样从前述泳动起始点80移动至前述液槽4b侧。前述电压没有 特别限定，例如在0. 5kV 20kV的范围。利用前述电压施加而产生的前述试样分析用毛细 管流路切的分离电场如前所述可根据从前述泳动起始点至前述检测点的距离及前述毛细 管流路的宽度及深度而适当设定，例如在与实施方式1相同的范围内。接着，将与实施方式1同样地被分光及聚光、进而除去了杂散光的光(波长415nm) 照射到检测点90。进而，使用前述检测器14检测前述检测点90的透射光，测定前述试样中 的蛋白质产生的吸光度，制作表示所得前述吸光度的大小及分析时间(泳动时间)的对应 的泳动图谱。(实施方式3)图4示出了本例的毛细管电泳分析装置中使用的电泳芯片。该图中，与图1及图3 相同的部分附上相同的标记。图4的㈧是该例的电泳芯片的平面图，图4的⑶是该例 的电泳芯片的立体图。如图所示，该例的电泳芯片200包括上基板3a层叠于下基板北上 而成的层叠体、和连接器70。前述连接器70配置于前述层叠体的一个侧面。前述下基板 北形成有布线图案(未图示)。前述上基板3a形成有六个贯通孔。前述六个贯通孔的底 部被前述下基板北密封，从而形成六个液槽。前述六个液槽分别为试样导入口 41、排出口 45、排出口 55、排出口 57、排出口 59及排出口 63。另外，前述上基板3a的底面形成有大小 三个凹部。前述三个凹部中的、两个凹部的开口面被前述下基板北密封，从而形成两个液 槽。前述两个液槽分别为试剂槽51及稀释槽58。前述试剂槽51封入有电泳液。前述稀释 槽58配置有与前述布线图案中的布线连接的电极6a，并封入有搅拌子(未图示)。前述三 个凹部中剩余的一个凹部的开口面被前述下基板北密封而形成的电极配置部61中配置有 与前述布线图案中的布线连接的电极6b。进而，前述上基板3a的底面形成有多个槽。前述 多个槽的开口面被前述下基板北密封，从而形成将前述六个液槽及前述三个凹部连通的 流路。将前述稀释槽58及前述电极配置部61连通的毛细管流路为试样分析用毛细管流路 切。前述试样分析用毛细管流路切的前述稀释槽58侧的端部成为泳动起始点80。另外， 前述试样分析用毛细管流路切上的一点成为检测点90。前述试样分析用毛细管流路切以 外的流路的详细情况在下面进行叙述。前述试样导入口 41依次经由试样导入流路42、分支部43、溢流流路44而连通至前述排出口 45。另外，前述试样导入口 41从前述分支部43经由试样计量流路46还连通至 前述稀释槽58。前述试样导入口 41为用于将含有作为分析对象的血蛋白的试样导入到电 泳芯片中的导入口。并且，前述试样计量流路46的前述稀释槽58侧的端部形成有流路截 面积窄的节流孔47。该例的电泳芯片200中，如下所述计量前述试样并导入到电泳芯片内。首先，将试 样导入前述试样导入口 41后，使用减压泵等(未图示)从前述排出口 45抽吸空气。通过 前述抽吸，从而超过前述分支部43及前述节流孔47间的前述试样计量流路46的容积的前 述试样流出到溢流流路44中。进而，关闭前述排出口 45，使用加压泵等(未图示)从前述 试样导入口 41排出空气，从而计量积存在前述试样计量流路46内的前述容积量的试样，并 导入到前述稀释槽58中。前述试剂槽51依次经由试剂导入流路52a、分支部53a、溢流流路M而连通至前 述排出口 55。另外，前述试剂槽51从前述分支部53a经由试剂计量流路56、分支部53b、试 样导入流路52b还连通至前述稀释槽58。在前述分支部5 分支的流路的末端形成有前述 排出口 57。并且，在前述试样分析用毛细管流路切的前述稀释槽58侧端部分支的流路的 末端形成有排出口 59。进而，在前述电极配置部61与前述排出口 63之间形成有流量测量 流路62。该例的电泳芯片200中，如下所述向前述试样分析用毛细管流路切中填充前述电 泳液，进而计量前述电泳液并导入到前述稀释槽58中。首先，使前述试样导入口 41、排出口 45、55、57及59为关闭状态，使用与前述排出口 63连接的减压泵等(未图示)抽吸空气，从 而向前述试剂导入流路5 及52b、前述试剂计量流路56、前述稀释槽58、前述试样分析用 毛细管流路切、前述电极配置部61、前述流量测量流路62中填充被封入到前述试剂槽51 中的电泳液。接着，将前述试剂槽51关闭，打开前述排出口 59，使用与前述排出口 57连接 的减压泵等(未图示)抽吸空气，从而将前述试样导入流路52b及前述稀释槽58内的电泳 液除去。进而，关闭前述排出口 57，打开前述排出口 55，使用与前述排出口 59连接的减压泵 等(未图示)抽吸空气，从而能够计量前述试剂计量流路56容积量的电泳液并导入到前述 稀释槽58中。然后，如前所述，将前述试样导入到前述稀释槽58中，使用磁力搅拌器(未 图示)使搅拌子(未图示)旋转，从而能够将前述试样与前述电泳液混合。该例的电泳芯片200中，作为前述上基板3a的材质，只要不阻碍前述吸光度的测 定，则没有特别限制。作为前述上基板3a，例如，可使用由前述的材料等形成的基板。该例的电泳芯片200中的前述上基板3a的长度及宽度例如在IOmm 200mm的范 围，优选在20mm IOOmm的范围。另外，前述上基板3a的厚度例如在0. Imm IOmm的范 围，优选在Imm 5mm的范围。该例的电泳芯片200中，作为前述下基板北，例如可使用由丙烯酸系树脂、与前述 上基板3a同样的材质等形成的基板。前述下基板北通过层叠由前述材质形成的多个基板 而构成，前述多个基板间形成有由铜箔等构成的布线图案。前述下基板!Bb的长度及宽度与前述上基板3a的长度及宽度相同。前述下基板!Bb 的厚度例如在0. Imm IOmm的范围。该例的电泳芯片200中，关于前述试样导入口 41的直径及深度，例如直径在 0. Imm IOmm的范围，深度在0. Imm IOmm的范围，优选的是，直径在Imm 5mm的范围，19深度在Imm 5mm的范围。该例的电泳芯片200中，关于前述试剂槽51的直径及深度，例如直径在0. 5mm 50mm的范围，深度在0. Imm IOmm的范围，优选的是，直径在Imm 20mm的范围，深度在 Imm 5mm的范围。并且，该例的电泳芯片200中，关于前述稀释槽58的直径及深度，例如 直径在0. 5mm 50mm的范围，深度在0. Imm IOmm的范围，优选的是，直径在Imm IOmm 的范围，深度在Imm 5mm的范围。该例的电泳芯片200中，关于前述排出口 45、55、57、59、63的直径及深度，直径在 0. Imm IOmm的范围，深度在0. Imm IOmm的范围，优选的是，直径在Imm 5mm的范围， 深度在Imm 5mm的范围。该例的电泳芯片200中，前述试样导入口 41、前述试剂槽51、前述稀释槽58及前 述排出口 45、55、57、59、63的形状为圆柱状。但是，本发明并不限定于此。前述试样导入口 41、前述试剂槽51、前述稀释槽58及前述排出口 45、55、57、59、63的形状例如除前述圆柱状 以外，还可以是四棱柱状、四棱锥状、圆锥状、它们组合而成的形状等任意的形状。另外，前 述试样导入口 41、前述试剂槽51、前述稀释槽58及前述排出口 45、55、57、59、63的形状可 全部相同，也可分别不同。该例的电泳芯片200中，前述试样分析用毛细管流路切的宽度及深度与图1所示 的电泳芯片2相同。并且，从前述泳动起始点80至前述检测点90的距离与图1所示的电 泳芯片2相同。该例的电泳芯片200中，关于前述试剂计量流路56的流路的宽度及深度，在截面 积的最大部分中，例如宽度在0. Imm IOmm的范围，深度在0. Imm IOmm的范围。该例的电泳芯片200中，关于前述节流孔47的宽度及深度，例如宽度在1 μ m 200μπι的范围，深度在Ιμ 200μπι的范围，优选的是，宽度为10 μ m 100 μ m，深度为 10 μ m 100 μ m。该例的电泳芯片200中，关于除前述试样分析用毛细管流路5x、前述试剂计量流 路56、前述节流孔47以外的毛细管流路的宽度及深度，例如宽度在ΙΟμπι IOOOym的范 围，深度在ΙΟμπι 1000 μ m的范围，优选的是，宽度为50μπι 500μπι，深度为50μπι 500 μ m0该例的电泳芯片200中，前述电泳芯片整体的最大厚度为前述上基板3a及前述下 基板北的厚度的总计。前述芯片整体的厚度如前所述。该例的电泳芯片200的制造方法没有特别限定，例如只要适当使用以往公知的方 法即可。图5示出了本例的毛细管电泳分析装置。该图中，与图2相同的部分附上相同的 标记。如图所示，本例的毛细管电泳分析装置100中，电泳芯片为图4所示的电泳芯片，从 而代替图1所示的电泳芯片，不具有定量分注器30、稀释液31、电线7b d，而在前述电泳 芯片200内具有前述电泳液，具有前述连接器70的连接部(未图示)及电线7g，除此之外， 与图2所示的电泳分析装置1相同。该图中未表示出，前述电泳芯片200介由前述连接器 70安装于前述载物台22，并搭载于前述毛细管电泳分析装置100。前述连接器70通过前述 电线7g与前述控制部9连接。前述控制部9控制对前述连接器70的电力供给等。接着，对使用了本例的毛细管电泳分析装置100的、血蛋白的分析方法进行说明。
首先，将前述电泳芯片200介由前述连接器70安装于前述毛细管电泳分析装置 100。接着，与前述同样地向前述试样分析用毛细管流路切中填充前述电泳液，进而，计量 前述电泳液，并导入到前述稀释槽58中。然后，与前述同样地从前述试样导入口 41导入人 全血作为前述试样，计量前述试样计量流路46的容量的量，并导入到前述稀释槽58中。将 所导入的前述试样及前述电泳液在前述稀释槽58中混合，通过前述磁力搅拌器(未图示) 使前述搅拌子(未图示)旋转以进行搅拌。接着，对前述电极6a及前述电极6b施加电压，使前述试样分析用毛细管流路切 的两端产生电位差。由此，使前述试样从前述泳动起始点80移动至前述电极6b侧。前述 电压的施加通过利用前述布线图案中的前述电线7g由前述连接器70向前述电极6a及前 述电极6b供给电力来实施。前述电压没有特别限定，例如在0.5kV 20kV的范围。禾Ij用 前述电压施加而产生的前述试样分析用毛细管流路切的分离电场如前所述可根据从前述 泳动起始点至前述检测点的距离及前述毛细管流路的宽度及深度而适当设定，例如在与实 施方式1同样的范围。接着，将与实施方式1同样地被分光及聚光、进而除去了杂散光的光(波长415nm) 照射到前述检测点90。进而，使用前述检测器14检测前述检测点90中的透射光，测定电泳 动的前述试样中的蛋白质产生的吸光度，制作表示所得前述吸光度的大小及分析时间的对 应的泳动图谱。实施例接着，对使用了图2所示的本发明的毛细管电泳分析装置的、糖化血红蛋白 (HbAlc)的分析例进行说明。(实施例1)首先，制作图1所示的电泳芯片。本例的电泳芯片2为PMMA制，芯片的长度(沿 着前述试样分析用毛细管流路切的方向的尺寸)为70mm，宽度为30mm。本例的电泳芯片2 中，前述试样分析用毛细管流路切的宽度为40 μ m，其深度为40 μ m。另外，从前述泳动起 始点80至前述检测点90的距离为1. 5cm。接着，将本例的电泳芯片2搭载于载物台22，构成图2所示的毛细管电泳分析装置 1。另外，向在50mmol/L富马酸中添加30mmol/L硫氰酸钠而得到的溶液中添加精氨酸并将 pH调节至4. 8，进而向所得溶液中添加0. 8重量％硫酸软骨素C，调制电泳液32。然后，使 用前述电泳液32将血红蛋白(BML公司制)稀释至10g/L的浓度，调制试样。另外，前述试 样中血红蛋白Alc浓度为约5重量％，其血红蛋白浓度与将人血液稀释至15倍的血红蛋白 浓度相当。接着，向前述电泳芯片2的液槽如中注入前述电泳液32。然后，通过与液槽4b连 接的减压泵抽吸空气，向试样分析用毛细管流路切中填充前述电泳液32。接着，向前述液 槽如中导入前述试样。然后，对前述电极6a及电极6b施加450V/cm的分离电场，使前述 试样分析用毛细管流路切的两端产生电位差。由此，使前述试样从前述液槽如移动至前 述液槽4b侧。此时，通过前述检测器14测定前述试样分析用毛细管流路切的前述检测点 90中的吸光度(测定波长415nm)。然后，制作表示从前述电压施加开始所经过的时间、即 分析时间(秒)与前述吸光度的关系的泳动图谱。进而，在前述泳动图谱中，以检测血红蛋 白前出现的吸光度的降低点为t (秒)，以从泳动起始点至检测点的距离为d(cm)，使用下面示出的式(1)，计算出电渗流。电渗流(cm/分钟)=d/(t/60)…(1)(实施例2)本例中，与实施例1同样地制作电泳芯片2，构成毛细管电泳分析装置1。然后，使 用前述毛细管电泳分析装置1，进行稳定型血红蛋白Alc及不稳定型血红蛋白Alc的分析。 本例中，作为前述试样，代替前述的10g/L血红蛋白，而使用将添加有500mg/dL葡萄糖的 100g/L血红蛋白在37°C下孵育3小时后稀释10倍而得到的试样，除此之外，与实施例1同 样地进行分析。(实施例3)本例中，与实施例1同样地制作电泳芯片2，构成毛细管电泳分析装置1。然后，使 用前述毛细管电泳分析装置1，分析血红蛋白Ale。本例中，从前述泳动起始点80至前述检 测点90的长度为1. Ocm来代替前述的1. 5cm,除此之外，与实施例1同样地进行分析。(实施例4)本例中，与实施例1同样地制作电泳芯片2，构成毛细管电泳分析装置1。然后，使 用前述毛细管电泳分析装置1进行血红蛋白Alc的分析。本例中，从前述泳动起始点80至 前述检测点90的长度为2. Ocm来代替前述的1. 5cm,除此之外，与实施例1同样地进行分 析。(实施例5)本例中，与实施例1同样地制作电泳芯片2，构成毛细管电泳分析装置1。然后，使 用前述毛细管电泳分析装置1进行血红蛋白Alc的分析。本例中，从前述泳动起始点80至 前述检测点90的长度为0. 5cm来代替前述的1.5cm，进而对前述电极6a及电极6b所施加 的分离电场为250V/cm来代替前述的450V/cm，除此之外，与实施例1同样地进行分析。(比较例1)本例中，与实施例1同样地制作电泳芯片2，构成毛细管电泳分析装置1。然后，使 用前述毛细管电泳分析装置1进行血红蛋白Alc的分析。本例中，作为试样，血红蛋白浓度 为5g/L (血红蛋白Alc浓度约11% )来代替10g/L，从前述泳动起始点80至前述检测点90 的长度为2. Ocm来代替1. 5cm，对前述电极6a及电极6b所施加的分离电场为250V/cm来代 替450V/cm，除此之外，与实施例1同样地进行测定。另外，前述试样的血红蛋白浓度5g/L 与将人血液稀释至30倍的血红蛋白浓度相当。(比较例2)本例中，作为前述试样分析用毛细管流路切，使用埋设在形成于前述下基板北的 槽中的不同构件的毛细管(内径40 μ m)，除此之外，与前述实施例1同样地制作电泳芯片 2，构成毛细管电泳分析装置1。另外，前述毛细管的材质为熔融二氧化硅制。然后，使用前 述毛细管电泳分析装置1进行血红蛋白Alc的分析。本例中，除使用前述电泳芯片2以外， 与比较例1同样地进行分析。实施例1 5、比较例1及比较例2的分析结果示于图6 12的图表中。图6为 实施例1的结果，图7为实施例2的结果，图8为实施例3的结果，图9为实施例4的结果， 图10为实施例5的结果，图11为比较例1的结果，图12为比较例2的结果。另夕卜，图6 12的图表中，横轴为从前述电压施加开始时所经过的时间(秒)，纵轴为415nm的测定波长下的吸光度。 实施例1 5、比较例1及比较例2中，计算电渗流得到的结果示于下述表1中。 如该表所示，关于电渗流，实施例1及2为IOcm/分钟，实施例3为8. 6cm/分钟，实施例4为 7. 5cm/分钟，实施例5为3. Ocm/丨分钟，比较例1为4. Ocm/分钟，比较例2为2. 4cm/分钟。(表1)t(秒)电渗流(cm/分钟)
权利要求
1.一种毛细管电泳分析装置，其特征在于，该毛细管电泳分析装置通过毛细管电泳法 来分析血蛋白，其具有电泳芯片、电压施加单元、送液单元及吸光度测定单元， 所述电泳芯片包括基板、多个液槽及毛细管流路， 所述电压施加单元包括电极， 所述基板上形成有所述多个液槽， 所述多个液槽通过所述毛细管流路而连通， 所述毛细管流路包括试样分析用的毛细管流路， 使用所述送液单元向所述试样分析用毛细管流路中填充电泳液， 向填充有所述电泳液的所述试样分析用毛细管流路中导入含有作为分析对象的所述 血蛋白的试样，对所述电极施加电压，使所述试样进行电泳，通过所述吸光度测定单元测定所述电泳动的试样中的所述血蛋白的吸光度， 所述血蛋白的分析时间为35秒以下。
2.根据权利要求1所述的毛细管电泳分析装置，在所述试样分析用毛细管流路中， 与流路方向垂直的方向的截面形状为圆形或矩形，为圆形时，其直径在25μπι IOOym的范围，为矩形时，其宽度在25μπι IOOym的范围，其深度在25 μ m 100 μ m的范围， 所述试样的电泳从泳动起始点开始，所述电泳动的试样中的所述血蛋白的吸光度在检测点被测定， 从所述泳动起始点至所述检测点的距离为5cm以下。
3.根据权利要求1所述的毛细管电泳分析装置，所述试样分析用毛细管流路的内壁表 面具有离子性官能团，所述电泳液的PH在pH4. 0 6. 0的范围， 所述施加电压时产生的电渗流为3cm/分钟以上。
4.根据权利要求1所述的毛细管电泳分析装置，其特征在于，所述电泳液含有硫酸化多糖类。
5.根据权利要求4所述的毛细管电泳分析装置，其特征在于，所述硫酸化多糖类为硫 酸软骨素。
6.根据权利要求2所述的毛细管电泳分析装置，其特征在于，在所述试样分析用毛细 管流路中，在所述截面形状是宽度及深度分别为30μπι的矩形时，在从所述泳动起始点至 所述检测点的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为300V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为300 600V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为400 650V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为450 700V/cm。
7.根据权利要求2所述的毛细管电泳分析装置，其特征在于，在所述试样分析用毛细 管流路中，在所述截面形状是宽度及深度分别为40 μ m的矩形时，在从所述泳动起始点至 所述检测点的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为250V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为250 500V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为375 550V/cm，在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为400 600V/cm。
8.根据权利要求2所述的毛细管电泳分析装置，其特征在于，在所述试样分析用毛细 管流路中，在所述截面形状是宽度及深度分别为50μπι的矩形时，在从所述泳动起始点至 所述检测点的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为200V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为200 450V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为300 500V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为350 550V/cm。
9.根据权利要求2所述的毛细管电泳分析装置，其特征在于，在所述试样分析用毛细 管流路中，在所述截面形状是宽度及深度分别为60 μ m的矩形时，在从所述泳动起始点至 所述检测点的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为150V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为150 400V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为250 450V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为300 500V/cm。
10.根据权利要求1所述的毛细管电泳分析装置，以所述血蛋白作为分析项目， 所述分析项目为血红蛋白。
11.根据权利要求10所述的毛细管电泳分析装置，所述血红蛋白为血红蛋白 Alc(HbAlc)及血红蛋白F(HbF)中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的毛细管电泳分析装置，以所述血红蛋白Alc(HbAlc)作为分 析项目，作为所述血红蛋白Alc(HbAlc)的分析，计算出血红蛋白Alc浓度(HbAlc浓度)。
13.根据权利要求1所述的毛细管电泳分析装置，所述试样为将所述血液进行溶血处 理而得到的试样，分析将所述血液进行溶血处理而得到的试样中的所述血红蛋白。
14.一种分析方法，其特征在于，该分析方法通过毛细管电泳法来分析血蛋白， 使用形成有毛细管流路的电泳芯片，所述毛细管流路包括试样分析用的毛细管流路，所述方法包括电泳工序，该工序向填充有电泳液的所述试样分析用毛细管流路中导 入含有所述血蛋白的试样，对电极施加电压，使所述试样进行电泳，测定工序，该工序测定所述电泳动的试样中的所述血蛋白的吸光度， 所述血蛋白的分析时间为35秒以下。
15.根据权利要求14所述的分析方法，在所述试样分析用毛细管流路中， 与流路方向垂直的方向的截面形状为圆形或矩形，为圆形时，其直径在25μπι IOOym的范围，为矩形时，其宽度在25 μ m 100 μ m的 范围，其深度在25μπι IOOym的范围， 所述试样的电泳从泳动起始点开始，所述电泳动的试样中的所述血蛋白的吸光度在检测点被测定， 从所述泳动起始点至所述检测点的距离为5cm以下。
16.根据权利要求14所述的分析方法，所述试样分析用毛细管流路的内壁表面具有离 子性官能团，所述电泳液的PH在pH4. 0 6. 0的范围， 所述施加电压时产生的电渗流为3cm/分钟以上。
17.根据权利要求14所述的分析方法，其特征在于，所述电泳液含有硫酸化多糖类。
18.根据权利要求17所述的分析方法，其特征在于，所述硫酸化多糖类为硫酸软骨素。
19.根据权利要求15所述的分析方法，其特征在于，在所述试样分析用毛细管流路中， 在所述截面形状是宽度及深度分别为30 μ m的矩形时，在从所述泳动起始点至所述检测点 的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为300V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为300 600V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为400 650V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为450 700V/cm。
20.根据权利要求15所述的分析方法，其特征在于，在所述试样分析用毛细管流路中， 在所述截面形状是宽度及深度分别为40 μ m的矩形时，在从所述泳动起始点至所述检测点 的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为250V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为250 500V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为375 550V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为400 600V/cm。
21.根据权利要求15所述的分析方法，其特征在于，在所述试样分析用毛细管流路中， 在所述截面形状是宽度及深度分别为50 μ m的矩形时，在从所述泳动起始点至所述检测点 的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为200V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为200 450V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为300 500V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为350 550V/cm。
22.根据权利要求15所述的分析方法，其特征在于，在所述试样分析用毛细管流路中， 在所述截面形状是宽度及深度分别为60 μ m的矩形时，在从所述泳动起始点至所述检测点 的距离为0. 25cm以上且小于0. 75cm时，分离电场为150V/cm以下，在所述距离为0. 75cm以上且小于1. 25cm时，分离电场为150 400V/cm， 在所述距离为1. 25cm以上且小于1. 75cm时，分离电场为250 450V/cm， 在所述距离为1. 75cm以上且小于2. 25cm时，分离电场为300 500V/cm。
23.根据权利要求14所述的分析方法，以所述血蛋白作为分析项目， 所述分析项目为血红蛋白。
24.根据权利要求23所述的分析方法，所述血红蛋白为血红蛋白Alc(HbAlc)及血红蛋 白F(HbF)中的至少一种。
25.根据权利要求M所述的分析方法，以所述血红蛋白Alc(HbAlc)作为分析项目， 作为所述血红蛋白Alc(HbAlc)的分析，计算出血红蛋白Alc浓度(HbAlc浓度)。
26.根据权利要求14所述的分析方法，所述试样为将所述血液进行溶血处理而得到的 试样，分析将所述血液进行溶血处理而得到的试样中的所述血红蛋白。
全文摘要
本发明提供一种能够以短时间且高精度分析血液中所含蛋白质的分析装置，其装置整体小型化，操作简便，运行成本低。本发明的毛细管电泳分析装置是通过毛细管电泳法来分析血蛋白的分析装置，其具有电泳芯片、电压施加单元、送液单元及吸光度测定单元，前述电泳芯片包括基板、多个液槽和毛细管流路，前述基板上形成有前述多个液槽和前述毛细管流路，前述多个液槽通过前述毛细管流路而连通，前述毛细管流路包括试样分析用毛细管流路，前述血蛋白的分析时间为35秒以下。
文档编号G01N27/447GK102047104SQ20098012053
公开日2011年5月4日 申请日期2009年7月17日 优先权日2008年7月22日
发明者东五十川行雄, 中山雄介, 杉山幸司, 田中喜秀 申请人:爱科来株式会社, 独立行政法人产业技术综合研究所