JPH0574779B2 - - Google Patents
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- JPH0574779B2 JPH0574779B2 JP59010034A JP1003484A JPH0574779B2 JP H0574779 B2 JPH0574779 B2 JP H0574779B2 JP 59010034 A JP59010034 A JP 59010034A JP 1003484 A JP1003484 A JP 1003484A JP H0574779 B2 JPH0574779 B2 JP H0574779B2
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- JP
- Japan
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- electrophoresis
- support
- electrolyte
- temperature
- cooling plate
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44708—Cooling
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
〔発明の利用分野〕
本発明は電気泳動装置の冷却部材料に係わり、
特にペルチエ素子と高熱伝導絶縁性セラミツクス
SiCの構成により電気泳動の高速化に好適な温度
追随性と冷却効率を備えた電気泳動装置に関す
る。 〔発明の背景〕 従来の電気泳動装置の冷却方式には１電気泳動
用支持体と接触する部分を冷却水循環により冷却
するもの（垂直型電気泳動装置）、２別装置で冷
却した水をwater jacket式にした冷却板に流す
もの（水平型電気泳動装置）、３ペルチエ素子と
アルミナ板を組合わせたもの（水平型）などがあ
る。１および２はいわば間接的な冷却法で支持体
の発熱量に追随した冷却法ではないため高電圧下
で電気泳動する際の支持体の温度コントロールは
難しい。他方３のタイプは直接冷却法であり温度
追随性と云う点では望ましい電気泳動装置の臨床
応用などを考慮すると更に高速化すなわち高電圧
化が見込まれるため冷却効率の性能向上が要求さ
れる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は電気泳動装置の冷却部材に高熱
伝導、高絶縁性SiC（炭化ケイ素）又はSiCを主成
分とする材料を採用して温度追随性の優れた機能
をもたせることにより電気泳動の高速化ならびに
再現性のよい泳動像を提供することにある。 〔発明の概要〕 水平型電気泳動はポリアクリルアミドゲルのよ
うな支持体を電気泳動装置の冷却板上に水平にの
せ、ゲルの両端をそれぞれ電解液と接触させたの
ち電圧を印加して、ポリアクリルアミドゲル上の
試料を移動分離させるものである。通電時にはし
ばしば支持体にジユール熱が発生し、これが試料
蛋白に変性を起したり、支持体中に含まれている
電解液の対流など泳動像の乱れの原因となる。し
たがつて冷却部は支持体の温度変化を計測して、
こを追随性よく冷却して、常に一定温度に調整出
来ることが望ましい。さらに電気泳動による蛋白
質の分離技術の臨床応用を考える時、泳動の高速
化、高電圧化は必至であり、泳動によつて得られ
る像（パターン）の再現性も重要視されてくる。
以上の条件を満足させるためには、１支持体の温
度を計測しながらフイードバツクする直接冷却方
式であること、２支持体と接する冷却板材料は高
熱伝導性，高絶縁性，耐薬品性があることが挙ら
れる。上記条件を満足させる材料検討の結果、表
１（「セラミツクス」，18〔３〕217−23（1983））の
特性値をもとに高熱伝導性、絶縁性SiC焼結体を
最適材料として選択し、ペルチエ素子と一体化し
て用いることとした。なおこゝで述べた高熱伝
導・高絶縁性SiC焼結体は例えばα型SiC粉末を
主成分としBeOを0.1〜3.5wt％、好ましくは0.5〜
2wt％添加したのちホトプレス焼結〔2000〜2100
℃，29MPa（300Kg／cm2），0.5〜2h〕をして作つ
たもので、１高密度焼結体（理論密度の95％以
上）、２高熱伝導性、３電気絶縁性、４Siと同程
度の熱膨張係数をもつこと、の性質を同時に合わ
せもつことに従来の材料にない大きな特徴があ
る。
特にペルチエ素子と高熱伝導絶縁性セラミツクス
SiCの構成により電気泳動の高速化に好適な温度
追随性と冷却効率を備えた電気泳動装置に関す
る。 〔発明の背景〕 従来の電気泳動装置の冷却方式には１電気泳動
用支持体と接触する部分を冷却水循環により冷却
するもの（垂直型電気泳動装置）、２別装置で冷
却した水をwater jacket式にした冷却板に流す
もの（水平型電気泳動装置）、３ペルチエ素子と
アルミナ板を組合わせたもの（水平型）などがあ
る。１および２はいわば間接的な冷却法で支持体
の発熱量に追随した冷却法ではないため高電圧下
で電気泳動する際の支持体の温度コントロールは
難しい。他方３のタイプは直接冷却法であり温度
追随性と云う点では望ましい電気泳動装置の臨床
応用などを考慮すると更に高速化すなわち高電圧
化が見込まれるため冷却効率の性能向上が要求さ
れる。 〔発明の目的〕 本発明の目的は電気泳動装置の冷却部材に高熱
伝導、高絶縁性SiC（炭化ケイ素）又はSiCを主成
分とする材料を採用して温度追随性の優れた機能
をもたせることにより電気泳動の高速化ならびに
再現性のよい泳動像を提供することにある。 〔発明の概要〕 水平型電気泳動はポリアクリルアミドゲルのよ
うな支持体を電気泳動装置の冷却板上に水平にの
せ、ゲルの両端をそれぞれ電解液と接触させたの
ち電圧を印加して、ポリアクリルアミドゲル上の
試料を移動分離させるものである。通電時にはし
ばしば支持体にジユール熱が発生し、これが試料
蛋白に変性を起したり、支持体中に含まれている
電解液の対流など泳動像の乱れの原因となる。し
たがつて冷却部は支持体の温度変化を計測して、
こを追随性よく冷却して、常に一定温度に調整出
来ることが望ましい。さらに電気泳動による蛋白
質の分離技術の臨床応用を考える時、泳動の高速
化、高電圧化は必至であり、泳動によつて得られ
る像（パターン）の再現性も重要視されてくる。
以上の条件を満足させるためには、１支持体の温
度を計測しながらフイードバツクする直接冷却方
式であること、２支持体と接する冷却板材料は高
熱伝導性，高絶縁性，耐薬品性があることが挙ら
れる。上記条件を満足させる材料検討の結果、表
１（「セラミツクス」，18〔３〕217−23（1983））の
特性値をもとに高熱伝導性、絶縁性SiC焼結体を
最適材料として選択し、ペルチエ素子と一体化し
て用いることとした。なおこゝで述べた高熱伝
導・高絶縁性SiC焼結体は例えばα型SiC粉末を
主成分としBeOを0.1〜3.5wt％、好ましくは0.5〜
2wt％添加したのちホトプレス焼結〔2000〜2100
℃，29MPa（300Kg／cm2），0.5〜2h〕をして作つ
たもので、１高密度焼結体（理論密度の95％以
上）、２高熱伝導性、３電気絶縁性、４Siと同程
度の熱膨張係数をもつこと、の性質を同時に合わ
せもつことに従来の材料にない大きな特徴があ
る。
【表】
以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図によ
り説明する。 実施例 １ 水平式電気泳動装置（第１図）中央の冷却板上
にガラス基板にポリアクリルアミドゲル板の片面
を結合し、他の面を開放状態とした電気泳動用支
持体（10×10×0.05cm）を密着させてのせる。高
熱伝導・高絶縁性SiC1から成る冷却板は放熱板
３を伴なつたペルチエ素子２と一体化してあり、
サーミスタ４を冷却板表面あるいは表面近くの
SiC板に内蔵させてある。ポリアクリルアミドゲ
ル板の両端はそれぞれ紙などで陽極室５中の陽
極液、陰極室７中の陰極液を保ち、サンプル充填
後電気泳動用電源を入力するとサンプルの移動と
同時に支持体はジユール熱を発生し昇温してく
る。こ内蔵サーミスタで計測してペルチエ素子用
電源にフイードバツクし、設定温度（たとえば４
℃）に調整する。SiC板（17×10×0.5cm）ペルチ
エ素子（3.5V，25Aで14W程度吸収出来る素子）
と組合わせ、これを４組組合わせると１回に５枚
の支持体を用いた電気泳動が可能になる。ペルチ
エ電源入力時の温度変化を第３図に示す。１〜２
分後には所定の温度に達し、支持体１枚当り10W
程度の発熱も吸収し、再現性のよい電気泳動像が
得られる。本実施例により従来の間接冷却法で５
時間要した電気泳動時間を２時間程度に短縮出来
る。 実施例 ２ 実施例１において設定温度と周囲温度の差が大
きい場合冷却部と電解液部の飽和蒸気圧の差から
冷却した支持体表面に水滴が凝縮する。これは往
往にして電気泳動像を乱すことになる。第４〜５
図はSiC冷却板１を電解液中に挿入し、電解液も
同時に冷却する。また第６図は冷却板および電解
液の温度制御をより厳密におこなう為に各々独立
した冷却素子（すなわちSiC板、ペルチエ素子と
温度センサーを一体化したもの）で構成したもの
である。本実施例によれば周囲温度に依存せず室
温での高速電気泳動が可能になる。 〔発明の効果〕 本発明は主として高熱伝導・高絶縁性SiCセラ
ミツクスをペルチエ素子と一体化した形で電気泳
動用冷却部に用いているが、発明によば、１SiC
の高熱伝導性のため、温度設定後短時間（１〜２
分後）のうち設定温度に定常化する。さらにこの
高熱伝導性に基づく冷却効率により泳動時支持体
の多量の発熱（たとえば支持体単位面積（cm2）当
り100mW）を吸収できるため、電気泳動時間の
短縮に効果がある。２電気泳動時支持体の温度を
支持体表面あるいは支持体と接するSiC板内に接
けた温度センサで計測し、SiCを介したたフイー
ドバツク機構により追随性よく直接冷却できるた
め、常に一定条件下（たとえば４℃，500V定電
圧）での電気泳動が可能となり、血清蛋白質の分
離像のような複雑なものでも再現性のよい泳動分
離像を得る効果がある。３SiC板の高熱伝導性，
高絶縁性を利用して、ペルチエ素子密着部から離
た位置にある物体（たとえば溶液）も同時に冷却
することが可能になり、電気泳動装置の冷却板と
電解液の同時冷却も可能となり、コンパクトな装
置にすることが出来た。
り説明する。 実施例 １ 水平式電気泳動装置（第１図）中央の冷却板上
にガラス基板にポリアクリルアミドゲル板の片面
を結合し、他の面を開放状態とした電気泳動用支
持体（10×10×0.05cm）を密着させてのせる。高
熱伝導・高絶縁性SiC1から成る冷却板は放熱板
３を伴なつたペルチエ素子２と一体化してあり、
サーミスタ４を冷却板表面あるいは表面近くの
SiC板に内蔵させてある。ポリアクリルアミドゲ
ル板の両端はそれぞれ紙などで陽極室５中の陽
極液、陰極室７中の陰極液を保ち、サンプル充填
後電気泳動用電源を入力するとサンプルの移動と
同時に支持体はジユール熱を発生し昇温してく
る。こ内蔵サーミスタで計測してペルチエ素子用
電源にフイードバツクし、設定温度（たとえば４
℃）に調整する。SiC板（17×10×0.5cm）ペルチ
エ素子（3.5V，25Aで14W程度吸収出来る素子）
と組合わせ、これを４組組合わせると１回に５枚
の支持体を用いた電気泳動が可能になる。ペルチ
エ電源入力時の温度変化を第３図に示す。１〜２
分後には所定の温度に達し、支持体１枚当り10W
程度の発熱も吸収し、再現性のよい電気泳動像が
得られる。本実施例により従来の間接冷却法で５
時間要した電気泳動時間を２時間程度に短縮出来
る。 実施例 ２ 実施例１において設定温度と周囲温度の差が大
きい場合冷却部と電解液部の飽和蒸気圧の差から
冷却した支持体表面に水滴が凝縮する。これは往
往にして電気泳動像を乱すことになる。第４〜５
図はSiC冷却板１を電解液中に挿入し、電解液も
同時に冷却する。また第６図は冷却板および電解
液の温度制御をより厳密におこなう為に各々独立
した冷却素子（すなわちSiC板、ペルチエ素子と
温度センサーを一体化したもの）で構成したもの
である。本実施例によれば周囲温度に依存せず室
温での高速電気泳動が可能になる。 〔発明の効果〕 本発明は主として高熱伝導・高絶縁性SiCセラ
ミツクスをペルチエ素子と一体化した形で電気泳
動用冷却部に用いているが、発明によば、１SiC
の高熱伝導性のため、温度設定後短時間（１〜２
分後）のうち設定温度に定常化する。さらにこの
高熱伝導性に基づく冷却効率により泳動時支持体
の多量の発熱（たとえば支持体単位面積（cm2）当
り100mW）を吸収できるため、電気泳動時間の
短縮に効果がある。２電気泳動時支持体の温度を
支持体表面あるいは支持体と接するSiC板内に接
けた温度センサで計測し、SiCを介したたフイー
ドバツク機構により追随性よく直接冷却できるた
め、常に一定条件下（たとえば４℃，500V定電
圧）での電気泳動が可能となり、血清蛋白質の分
離像のような複雑なものでも再現性のよい泳動分
離像を得る効果がある。３SiC板の高熱伝導性，
高絶縁性を利用して、ペルチエ素子密着部から離
た位置にある物体（たとえば溶液）も同時に冷却
することが可能になり、電気泳動装置の冷却板と
電解液の同時冷却も可能となり、コンパクトな装
置にすることが出来た。
第１図は電気泳動装置の見取図、第２図は第１
図の縦断面図、第３図は温度設定（４℃）入力時
の冷却特性図、第４図は冷却板と電解液を同時に
冷却する電気泳動装置の見取図、第５図は第４図
の縦断面図、第６図は冷却板と電解液を個別に温
度コントロールして冷却する電気泳動装置の縦断
面図である。 １……高熱伝導・高絶縁性SiC、２……ペルチ
エ素子、３……ペルチエ素子用放熱材、４……温
度センサ、５……陽極室、６……陽極、７……陰
極室、８……陰極。
図の縦断面図、第３図は温度設定（４℃）入力時
の冷却特性図、第４図は冷却板と電解液を同時に
冷却する電気泳動装置の見取図、第５図は第４図
の縦断面図、第６図は冷却板と電解液を個別に温
度コントロールして冷却する電気泳動装置の縦断
面図である。 １……高熱伝導・高絶縁性SiC、２……ペルチ
エ素子、３……ペルチエ素子用放熱材、４……温
度センサ、５……陽極室、６……陽極、７……陰
極室、８……陰極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 間隔をおいて配置された第１、第２の電解液
槽と、前記第１、第２の電解液槽の間に配置され
た泳動支持体を有し、前記泳動支持体の一端を前
記第１の電解液槽の電解液に、前記泳動支持体の
他端を前記第２の電解液槽の電解液にそれぞれ液
絡するとともに、前記第１、第２の電解液槽の電
解液の間に電気泳動用電界を印加して前記泳動支
持体中で試料を電気泳動する電気泳動装置におい
て、前記泳動支持体に接して配置される却板を有
し、前記冷却板は、SiCを主成分としBeおよび
BN（窒化ホウ素）の少なくとも１種類を含み、
室温で1010Ω・cm以上の電気抵抗率、室温で
0.4cal／cm・sec・℃以上の熱伝導率を有する
SiC焼結体からなり、該SiC焼結体の前記泳動支
持体に対向する部位に温度センサが設けられ、ペ
ルチユ素子が前記冷却板に一体に結合され、前記
温度センサによる検知温度に基づいて前記ペルチ
エ素子の電流を制御して前記冷却板の温度を制御
し、前記泳特支持体の温度を一定に保持すること
を特徴とする電気泳動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、さらに前記
冷却板の一部が前記第１、第２の電解液槽の中に
配置されたことを特徴とする電気泳動装置。 ３ 間隔をおいて配置された第１、第２の電解液
槽と、前記第１、第２の電解液槽の間に配置され
た泳動支持体を有し、前記泳動支持体の一端を前
記第の電解液槽の電解液に、前記泳動支持体の他
端を前記第２の電解液槽の電解液にそれぞれ液絡
するとともに、前記第１、第２の電解液槽の電解
液の間に電気泳動用電界を印加して前記泳動支持
体中で試料を電気泳動する電気泳動装置におい
て、前記泳動支持体に接して配置される却板と、
前記第１、第２の電解液槽の中に配置される冷却
板とを有し、前記のそれぞれの冷却板は、SiCを
主成分とし、BeおよびBN（窒化ホウ素）の少な
くとも１種類を含み、室温で1010Ω・cm以上の電
気抵抗率、室温で0.4cal／cm・Sec・℃以上の熱
伝率を有するSiC焼結体からなり、前記のそれぞ
れの冷却板の一部に温度センサが設けられ、前記
のそれぞれの冷却板にはペルチエ素子が一体に結
合され、前記のそれぞれの温度センサによる検知
温度に基づいて前記ペルチエ素子の電流を制御し
て前記のそれぞれの冷却板の温度を制御し、前記
泳動支持体の温度、および前記第１、第２の電解
液槽内のそれぞれの電解液の温度を、それぞれ独
立して一定に保持することを特徴とする電気泳動
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010034A JPS60154150A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 電気泳動装置 |
| US06/695,006 US4624768A (en) | 1984-01-25 | 1985-01-25 | Electrophoresis apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010034A JPS60154150A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154150A JPS60154150A (ja) | 1985-08-13 |
| JPH0574779B2 true JPH0574779B2 (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=11739099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010034A Granted JPS60154150A (ja) | 1984-01-25 | 1984-01-25 | 電気泳動装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4624768A (ja) |
| JP (1) | JPS60154150A (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USD303007S (en) | 1987-02-02 | 1989-08-22 | Life Technologies, Inc. | Electrophoresis sequencing apparatus |
| USD303012S (en) | 1987-02-02 | 1989-08-22 | Life Technologies, Inc. | Electrophoresis sequencing apparatus tray |
| US4773984A (en) * | 1987-02-02 | 1988-09-27 | Life Technologies, Inc. | Vertical gel slab electrophoresis apparatus |
| US4810348A (en) * | 1987-03-16 | 1989-03-07 | Helena Laboratories Corporation | Automatic electrophoresis apparatus and method |
| US4830725A (en) * | 1987-08-04 | 1989-05-16 | Life Technologies, Inc. | Electrophoresis apparatus |
| US5085757A (en) * | 1987-11-25 | 1992-02-04 | Northeastern University | Integrated temperature control/alignment system for high performance capillary electrophoretic apparatus |
| US4898658A (en) * | 1987-11-25 | 1990-02-06 | Northeastern University | Integrated temperature control/alignment system for high performance capillary electrophoretic apparatus |
| USD315952S (en) | 1988-01-29 | 1991-04-02 | Life Technologies, Inc. | Horizontal gel electrophoresis unit |
| USD315951S (en) | 1988-01-29 | 1991-04-02 | Life Technologies, Inc. | Reaction tank for electrophoresis apparatus |
| US4889610A (en) * | 1988-07-15 | 1989-12-26 | Life Technologies, Inc. | Pop up electrophoresis apparatus and method |
| US5106472A (en) * | 1988-10-06 | 1992-04-21 | Helena Laboratories Corporation | Electrophoresis gel layer interface |
| EP0362991A3 (en) * | 1988-10-06 | 1991-12-18 | Helena Laboratories Corporation | Improved electrophoresis apparatus and method |
| JP2723564B2 (ja) * | 1988-11-11 | 1998-03-09 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザモジュール |
| US5074981A (en) * | 1989-04-26 | 1991-12-24 | The University Of Tennessee Research Corporation | High speed gel electrophoresis |
| US4975170A (en) * | 1990-03-29 | 1990-12-04 | Eastman Kodak Company | Back support for an electrophoresis gel plate assembly |
| US5073246A (en) * | 1990-05-16 | 1991-12-17 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Slab electrophoresis system with improved sample wells and cooling mechanism |
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| JPWO2007063719A1 (ja) * | 2005-11-29 | 2009-05-07 | 日本電気株式会社 | 電気泳動チップ、電気泳動装置、および試料分析方法 |
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1984
- 1984-01-25 JP JP59010034A patent/JPS60154150A/ja active Granted
-
1985
- 1985-01-25 US US06/695,006 patent/US4624768A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60154150A (ja) | 1985-08-13 |
| US4624768A (en) | 1986-11-25 |
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