[发明专利]微流控芯片以及分析方法

说明书

本申请基于并要求在2008年9月18日提交的日本专利申请No. 2008-240065的优先权，通过引用将其公开全部合并于此。

技术领域

本发明涉及用于对包含生物物质或化学物质的样品的分析的微流 控芯片，并且涉及使用该微流控芯片的分析方法。

背景技术

作为对诸如生物物质或化学物质的被分析的物质进行分析或辨别 的方法，电泳、层析法等被用在包含对象物质的样品上。在这些分析 方法中，相对于包含对象物质的样品，在毛细管和孔板中进行分离和 测量。特别地，在其中样品本身的量小的情形中，“多维分析”是优选 的，以进行对象物质的更加准确的分离和辨别。在多维分析中，利用 其中小容积的多个通道被微加工的“微流控芯片”进行多次分析。

例如，M.Fujita等的“Journal of Chromatography，A，1111，2， (2006)，”第200-205页公开了利用被制造在微流控芯片表面中的通道 的多维分析系统。该系统通过毛细管电泳分离包含在样品中的对象物 质，进一步利用基质辅助激光解吸电离质谱设备(MALDI-MS)在芯 片上沿着通道运行激光，电离对象物质，并且获得其点位置(spot position)和分子量信息。

然而，在传统的微流控芯片中，存在一个问题，即，当样品被引 入到通道中并且当执行电泳时，样品溶液会变干。为了解决前述问题， 并且为了在没有污染通道内的物质的情况下防止样品的干燥，本专利 申请的发明人已经公开了涉及微流控芯片的技术。该微流控芯片包括： 基板部件，该基板部件在与该基板部件可分离的表面中具有沟槽形通 道；盖子部件，该盖子部件位于基板部件的顶面上，并且基板部件和 盖子部件是可分离的(参见例如PCT国际公开No.WO2005/026742)。

前述盖子部件具有防止在样品引入时和在电泳时样品溶液的干 燥。

另一方面，为了在其中反应试剂等被直接添加到分离的样品中的 过程中的后续阶段中的分析目的，移除盖子部件是必要的，因为其妨 碍了该过程。反应试剂例如可以是包含电离加速剂的溶液、染料溶液、 消化酶溶液等。此外，在通过MALDI-MS执行质谱分析时，盖子部件 必须成功地被移除，因为它阻挡激光并且阻止电离。

为了前述原因，在样品溶液的凝固和电泳结束后，盖子部件被从 基板部件脱离并移除。随后，在通道内被分离的对象物质被干燥，使 得其分离条件没有扰乱，并且反应试剂被添加到干燥的对象物质，此 后，进行测量。反应试剂可以是其中溶解了被称为基质(matrix)的电 离加速剂的溶液等。作为测量的一个实例，对象物质和基质的混合晶 体被激光辐射，并且进行质谱分析等。

为了确保在随后阶段中的分析的可重复性和可靠性，在没有扰乱 分离条件的情况下将反应试剂添加到通道中是必要的。作为该随后阶 段分析的实例，将通过被用作反应试剂的基质溶液来描述质谱。

作为保持已经被分离并干燥的对象物质以及将基质溶液添加到通 过盖子部件的脱离而被暴露的通道的方法，优选的是，使用其中利用 采用喷嘴(nozzle)的分配器灌输溶液的方法。这是因为，对于控制液 体的添加量和添加位置而言分配器方法是容易的技术，并且因为它具 有优于采用例如喷头(sprayer)的添加方法的良好可重复性。分配器 喷嘴在沿着通道改变其远端的位置的同时排出基质溶液的小液滴。排 出的基质溶液在与通道内的对象物质混合之后干燥并且结晶。为了防 止在施加溶液时基质溶液流到通道外，如下所述的结构被优选地采用， 即，其中，在通道外的芯片表面被制造成疏液的，而通道的内部被制 造成亲液的。

喷嘴首先在通道外的基板部件表面上移动(加速)，直到达到指定 的移动速度，并且然后在达到指定速度之后通过通道。此时，在加速 启动的同时，将指定量的基质溶液从喷嘴中排出。即，在加速期间， 基质溶液也被排出，在达到那个点时的等待时段期间该基质溶液的溶 剂一直在蒸发并且其液体成分一直改变。因此，可将指定成分的基质 溶液施加到通道中，随后喷嘴以指定的速度通过该通道。