JPH1019847A - 電気泳動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度よく液漏れを検出できるようにする。 【解決手段】 電圧・電流モニタ回路１８は高電圧発生
部１６から上部バッファ槽６へ印加される電圧値を高電
圧発生部１６から入力して監視し、かつ下部バッファ槽
８へ流れる電流を検出する。ＣＰＵ１２はモニタされた
電圧値と電流値とからその積として電力値を求め、電力
値の時間的変化からその一次回帰直線を求めて液漏れの
有無を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＤＮＡの塩基配列の
決定などに用いられるゲル電気泳動装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ゲル電気泳動装置は、上端に試料投入部
を有する電気泳動ゲル板、及びその電気泳動ゲル板の上
端と下端にそれぞれ設けられてバッファ液により電気泳
動ゲル板と電気的に導通している上部及び下部のバッフ
ァ槽を備えた泳動部と、上部及び下部のバッファ槽を通
して電気泳動ゲル板に泳動電圧を印加する泳動電源部と
を備えている。

【０００３】泳動部では電気泳動ゲル板の両端間に泳動
電圧として数ＫＶの電圧が印加される。もしバッファ槽
からバッファ液が漏れていた場合、作業者が感電をする
危険性があるので、作業者を高電圧の危険から守るため
に、バッファ液の液漏れを監視する必要がある。液漏れ
の監視は、泳動電源部から電気泳動ゲル板に印加する泳
動電圧の変動率を検出したり、液が短絡した場合に発生
する過電流を検出することにより行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】印加電圧の変動率は、
短時間に印加電圧が大きく変化しないと検出されにく
い。そのため僅かな液漏れの場合は変動率からは検出さ
れない恐れがある。そこで、本発明は印加電圧の変動率
よりもさらに精度よく液漏れを検出できるようにするこ
とを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、泳動電源部
に、電気泳動ゲル板に印加する泳動電圧及び電流を監視
し、その電圧と電流との積として印加電力を求め、その
印加電力の変動の一次回帰直線を求め、求めた一次回帰
直線の傾きが予め設定した基準値以上のときにバッファ
液の液漏れであると判断する液漏れ判断部を設けた。

【０００６】

【実施例】図１は一実施例を概略的に表したものであ
る。泳動部２は上端に試料投入部を有する電気泳動ゲル
板４と、電気泳動ゲル板４の上端と下端にそれぞれ設け
られてバッファ液により電気泳動ゲル板４と電気的に導
通している上部バッファ槽６及び下部バッファ槽８を備
えている。

【０００７】泳動電源部１０は上部及び下部のバッファ
槽６，８を通して電気泳動ゲル板４に泳動電圧を印加す
るものである。泳動電源部１０は電気泳動ゲル板４に泳
動電圧を印加するために、ＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２の
命令をアナログ電圧として発生するＤ／Ａコンバ−タ１
４と、Ｄ／Ａコンバ−タ１４により与えられた電圧値を
上部バッファ槽６に印加する高電圧発生部１６を備えて
いる。

【０００８】液漏れ判断部を構成するために、高電圧発
生部１６から上部バッファ槽６へ印加される電圧値を高
電圧発生部１６から入力して監視し、かつ下部バッファ
槽８へ流れる電流を検出して監視する電圧・電流モニタ
回路１８と、そのモニタした電圧値と電流値をデジタル
信号に変換してＣＰＵ１２へ送るＡ／Ｄコンバ−タ２０
とを備えている。ＣＰＵ１２はモニタされた電圧値と電
流値とからその積として電力値を求め、電力値の時間的
変化からその一次回帰直線を求めて液漏れの有無を判断
する。液漏れ判断部は電圧・電流モニタ回路１８、Ａ／
Ｄコンバ−タ２０及びＣＰＵ１２により実現される。

【０００９】ＣＰＵ１２に泳動電圧値を設定したり、Ｃ
ＰＵ１２による液漏れの判断結果を受け取ったりするた
めにパ−ソナルコンピュ−タ２２がシリアル通信回線
（ＲＳ−２３２Ｃ）を介してＣＰＵ１２と接続されてい
る。パ−ソナルコンピュ−タ２２のＣＲＴ２４には液漏
れなどのエラ−内容が表示される。

【００１０】次に、この実施例の動作について説明す
る。図２はそのフロ−チャ−トを示したものである。サ
ンプリング回数Ｎ、平均値を求める回数Ｍをともに０に
初期設定しておく。１.２５ミリ秒毎に電圧値と電流値
をサンプリングして、その積から電力値を求める。１.
２５ミリ秒毎のサンプリングを６００回行なって、その
０.７５秒（＝１.２５ミリ秒×６００）間での６００点
の電力値の平均値を求める。

【００１１】このようにして、１.２５ミリ秒毎の電圧
値と電流値のサンプリングを繰り返しながら０.７５秒
ごとに平均電力値を求めていく操作を１０回行なう。時
間に対するその１０個の平均電力値の変化を直線関係と
みなし、その直線の傾きａを求める。一例として、その
傾きａの絶対値が０.１Ｗ／０.７５秒以上であれば液漏
れであると判断し、そうでなければ液漏れなしと判断す
る。

【００１２】傾きａは次の電力値の一次回帰直線を計算
することにより求める。いま、縦軸ｙを電力（Ｗ）、横
軸ｘを時間（秒）としたとき、その一次回帰直線ｙ＝ａ
ｘ＋ｂ の傾きａ及び切片ｂは下記の式で与えられる。 ａ＝Ｓｘｙ／Ｓｘｘ ｂ＝Ｙ−ａＸ ただし、ｎ個の集合に対して、 Ｓｘｙ＝Σｘｙ−ΣｘΣｙ／ｎ Ｓｘｘ＝Σｘ²−（Σｘ）²／ｎ Ｙ＝Σｙ／ｎ Ｘ＝Σｘ／ｎ である。

【００１３】具体的な結果を図３に示す。図３（Ａ）は
１.２５ミリ秒ごとにサンプリングし、その６００回
（０.７５秒）毎の平均の電圧値及び電流値と、その積
としての電力値を表わしたものであり、図３（Ｂ）はそ
の結果をグラフで表わしたものである。この結果から一
次回帰直線は ｙ＝６９.１−０.８９９ｘ となり、０.７５秒ごとの傾きは ０.８９９×０.７５＝０.６７４ ＞０.１ となり、液漏れと判断される。エラー表示のための表示
部は、ＣＲＴ２４に代えて、電気泳動装置にＬＣＤディ
スプレイ等として組み込んでもよい。

【００１４】電気泳動においては、バッファ液が不良で
あったりゲル作成時のミスによりゲルが不良である場合
には、実験結果が不良になる。しかしそのことを長時間
の泳動の後で判明したのでは時間の無駄が大きくなる。
そこで、電気泳動の開始時にそのような不良を検知でき
れば好都合である。

【００１５】本発明者はバッファ液やゲル組成の異状を
抵抗値により検知できることを見出した。抵抗値は電圧
・電流モニタ回路１８によりモニタされた電圧値と電流
値とから計算により求めることができる。例えば、アク
リルアミドを主成分とする４％変性ゲルを次のようにし
て作成する。例えば、アクリルアミドを主成分とするゲ
ル原料溶液の一種であるロングレンジャー（ＦＭＣ社
（アメリカ）の商品名）は、５０％水溶液の形で市販さ
れているので、そのゲル原料溶液４.０ｍｌ、尿素２１
ｇ、×１０ＴＢＥ６.０ｍｌを混合して溶解し、蒸留水
を加えて全体を５０ｍｌにする。ついで、２５ｍｇの過
硫酸アンモニウムと２５μｌのＴＥＭＥＤを加えて放置
すると、ゲル化する。

【００１６】このように作成した４％変性ゲルに、上
部、下部のバッファ液としてＴＢＥを用いた場合、長さ
が６１ｃｍのゲル板なら１５０〜３５０ｋΩであれば正
常、また長さが２６ｃｍのゲル板なら１０〜８０ｋΩで
あれば正常である。したがって、モニタされた電圧値と
電流値とから計算された抵抗値がそれらの範囲外の場合
はエラ−として表示し、電気泳動操作を中止するように
警告すればよい。このように、電気抵抗を電圧値と電流
値とから計算し、バッファ液やゲル板の不良を検知すれ
ば、泳動開始時点で不良であると警告することができ、
数時間に及ぶ無駄な電気泳動操作を行なわなくてすむ。

【００１７】

【発明の効果】本発明では印加電圧の変動の一次回帰直
線からバッファ液の液漏れを検知することができるの
で、印加電圧の変動率から検知する方法に比べてより正
確に液漏れを判断することができる。その結果、作業者
を高電圧の事故から守り、バッファ槽などの損傷をより
有効に防ぐことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すブロック図である。

【図２】同実施例の動作を示すフローチャート図であ
る。

【図３】具体的な測定例を示す図であり、（Ａ）はその
図表、（Ｂ）はグラフである。

【符号の説明】

２ 泳動部 ４ ゲル板 ６，８ バッファ槽 １０ 泳動電源部 １２ ＣＰＵ １６ 高電圧発生部 １８ 電圧・電流モニタ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端に試料投入部を有する電気泳動ゲル
   板、及びその電気泳動ゲル板の上端と下端にそれぞれ設
   けられてバッファ液により電気泳動ゲル板と電気的に導
   通している上部及び下部のバッファ槽を備えた泳動部
   と、前記上部及び下部のバッファ槽を通して電気泳動ゲ
   ル板に泳動電圧を印加する泳動電源部とを備えた電気泳
   動装置において、 前記泳動電源部は電気泳動ゲル板に印加する泳動電圧及
   び電流を監視し、その電圧と電流との積として印加電力
   を求め、その印加電力の変動の一次回帰直線を求め、求
   めた一次回帰直線の傾きが予め設定した基準値以上のと
   きにバッファ液の液漏れであると判断する液漏れ判断部
   を設けたことを特徴とする電気泳動装置。