JPS61129561A - 電気泳動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、緩衝液の状態を正確に検出できるように構成
した電気泳動装置に関するものである。

（従来技術） 従来、淡白質等の生体高分子を分析する装置として電気
泳動法を利用した自動化学分析装置が実用化されている
。この電気泳動法を利用した自動化学分析装置は、緩衝
液で湿潤したセルロースアセテート膜等の支持体上に血
清等の検体を塗布し、検体を通電して電気泳動させ検体
中に含まれる各種成分を分離した泳動像を作り、この泳
動像を染色して可視像化し、可視像化された泳動像をデ
ンシトメータを用いて光学走査により分画像を作り、分
画像を演算処理して検体中に含まれる各種成分を定量分
析するように構成されている。

このような電気泳動装置では、検体を塗布した支持体を
湿潤する緩衝液の疲労度が変化すると泳動像も著しく変
化してしまい適正な泳動像が形成できなくなってしまう
。また、通電中の発熱により緩衝液の温度が上昇したり
ＰＨ値が変動する場合があり、このような場合にも適正
な泳動像が形成されず分析誤差の原因となる。従って、
自動的に分析を行なう電気泳動装置においては、緩衝液
の状態を正確に検出することが分析精度を高める上で極
めて重要である。

しかし、従来の電気泳動装置では、操作者が泳動像の泳
動展開長や泳動像のみだれ等を目視して緩衝液の状態を
判断していたため緩衝液の状態を正確に検出できず、分
析誤差の大きな要因となっていた。また、緩衝液の温度
やＰＨ値だけを検出したのでは緩衝液の疲労度を正確に
把握できず、劣化していない緩衝液を排液する不都合を
生じてしまう。

（発明の目的） 本発明の目的は上述した欠点を除去し、緩衝液の状態を
正確に検出できると共に、検出された緩衝液の状態に応
じて適切な泳動条件のもとで泳動分析できる高い分析精
度を有する電気泳動装置を提供するものである。

（発明の概要） 本発明による電気泳動装置は、泳動像の展開長を検出す
る手段と、検出した展開長と基準展開長とに基き泳動槽
内の緩衝液の状態を検出する手段とを備えることを特徴
とする□ものである。

（実施例） 第１図は本発明による電気泳動装置の泳動箱の一例の構
成を示す線図的断面図である。泳動箱１の中心部に隔壁
１ａを設けほぼ同一構造をした２槽１　　　　　　構造
とし、各種１ｂ及びｌｃには緩衝液２をそれぞれ混入し
合わないように収容する。各種１ｂ及びＩＣの緩衝液２
の液面の上方にはそれぞれ支持台３ａ及び３ｂを取り付
け、検体を塗布した支持体４の両端を押え板５ａ及び５
ｂにより挾むようにして固定すると共に、支持台３ａ及
び３ｂと支持体４の各端部との間に濾紙６ａ及び６ｂの
一端をそれぞれ装着し他端を緩衝液２内に浸漬する。こ
れにより支持体４は両端で接触している炉祇６ａ及び６
ｂを介して緩衝液２により適正に湿潤されると共に槽１
ａと１ｂ間を連絡する。また各種ｉｂ及びＩＣ内にはそ
れぞれ通電用の電極７ａ及び７ｂを設は支持体４上の各
検体を通電すると共に、緩衝液２のＰＨ値を検出するＰ
Ｈセンサ８ａ及び８ｂ及び緩衝液の温度を検出する温度
センサ９ａ及び９ｂを設は緩衝液のＰＨ値及び温度を検
出して後述する中央制御装置に出力する。更に、緩衝液
２を加熱冷却する熱交換素子１０ａ及び１０ｂをそれぞ
れ取り付ける。更に、各種１ｂ及びＩＣには緩衝液供給
チューブｌｌａ及びｌｌｂを接続し、これら緩衝液供給
チューブｌｌａ及びｌｌｂをそれぞれバルブ１２ａ及び
１２ｂを介して緩衝液タンク（図示せず）に接続して各
槽内に新鮮な緩衝液を供給する。更に、各種の底部には
排液チューブ１３ａ及び１３ｂを接続し、これら排液チ
ューブ１３ａ及び１３ｂをそれぞれバルブ１４ａ及び１
４ｂを介して攪拌タンク１５に接続する。

この攪拌タンク１５は、各種１ｂ及びＩＣ内の緩衝液２
を混合攪拌すると共に劣化した緩衝液２を排出するもの
であり、バルブ１６を介して排液タンク（図示せず）に
接続すると共にポンプ１７を介して緩衝液供給チューブ
に設けられているバルブ１２ａ及び１２ｂに接続する。

各種１ｂ及びＩＣ内の緩衝液２を混合攪拌する場合は、
バルブ１６を閉じバルブ１４ａ及び１４ｂを開放して攪
拌タンク１５内に緩衝液２を満たし混合攪拌された緩衝
液をポンプ１７によりバルブ１２ａ及び１２ｂと緩衝液
供給チューブｌｌａ及びｌｌｂを介して各種１１ｂ及び
ｌｌｃに供給する。

泳動箱１内で形成した泳動像を染色及び脱色工程を経て
可視像化し、比色定量計により泳動像のデンシトダラム
パターンを測定する。第２図は本発明による電気泳動装
置の比色定量装置の一例の構成を示すものであり、同図
Ａは線図的断面図、同図Ｂは線図的平面図である。デカ
リン等の透明化液を収容した透明容器２０の入口側に一
対の搬送ローラ２１及び２２を配置し、出口側にも一対
の搬送ローラ２３及び２４を配置し、これら搬送ローラ
にはそれぞれ駆動用モータ２５及び２６を連結する。

可視像化された泳動像が形成されている支持体４を搬送
ローラ２１及び２２により透明容器２０内に侵入させる
。透明化液は支持体４を透明化するものであり、透明化
液中に浸漬した支持体４は、透明化された支持体上に泳
動像が形成されている状態となり、この泳動像を透明容
器２０の底部に位置する光学測定部まで搬送する。光学
測定部には、光源２７、フィルタ２８、直角プリズム２
９及びスリット３０を有する光源装置と比色計３１に接
続されている受光器３２を透明容器２０を介して対向す
るように配置すると共に、これら光源装置と受光器３２
とを走査装置３３に一体的に装着する。

この走査装置３３は、ステップモータ３４とリードスク
リューが形成されている駆動軸３５とを有し、この駆動
軸３５に光源装置と受光器３２とを一体的に装着する。

そして、ステップモータ３４を１パルスずつ駆動し光学
系を泳動方向であるＸ方向に走査して分画像（泳動像）
のデンシトグラムパターンを測定すると共に支持体４を
Ｙ方向に移送して各検体毎にデンジトゲラムパターンを
測定する。

第４図は比色定量装置により測定された分画像と駆動パ
ルスとの関係を示すものであり、同図Ａは分画像のパタ
ーン図、同図Ｂは分画像と二値化した信号を表すパター
ン図、同図Ｃは光学系の駆動パルスを表す線図、同図り
は分画像の展開長を駆動パルスで表した線図である。本
例では検体として血清を用い血清中に含まれる各種蛋白
質を定量分析するものとし、第１分画像としてアルブミ
ンの泳動像が形成され、泳動方向であるＸ方向に順次α
１グロブリン、α２グロブリン、βグロブリン及びγグ
ロブリンの泳動像が形成されている。

この分画像について種々の検討を加えた結果次のことが
確認できた。緩衛液が疲労していない間は分画像の展開
長は各検体間においてほぼ同一長である。し示し、緩衛
液が疲労すると疲労度に応じ奥 て展開長が短くなる。更に、緩衛液の温度やＰＨ値が変
化するとこれらの変化量に応じて展開長が変化する。こ
の結果より、分画像の展開長を検出すれば、緩衝液の疲
労度を正確に把握できる。本発明では、この結果に基づ
き各検体の分画像の展開長を検出し、疲労していない緩
衝液を用いた場合の展開長を基準とし、この基準展開長
と検出した展開長とを比較して緩衝液の状態を検出する
。分画像の展開長は比色定量計の走査光学系のパルスモ
ータ３４のパルス数と検出濃度との関係より容易に求め
ることができる。従って、展開長に基づいて検出した緩
衝液の状態と、別途検出した緩衝液の温度やＰＨ値を組
み合わせれば、正確な緩衝液の状態及び変動原因を確認
でき、常に最良の状態で泳動分析を行うことができる。

第４図は本発明による電気泳動装置の制御系の一例の構
成を示すブロック図である。

泳動箱ｌ内に配置したＰ）センサ８ａ及び８ｂ、温度セ
ンサ９ａ及び９ｂを中央制御装置４ｏに接続し、槽１ｂ
及びＩＣ内の各緩衝液２のＰＨ値及び温度を中央制御装
置４０に入力すると共に、比色定量装置３３を中央制御
装置４０に接続して各検体の分画像の展開長を中央制御
装置４０に入力する。また、中央制御装置４０にメモリ
４１を接続し、このメモリ４１に基準展開長、基準緩衝
液ＰＨ値、基準緩衝液温度及びこれらの変化量と緩衝液
の状態との関係を予め記憶しておく。中央制御装置４０
では検出した展開長と基準展開長とを比較し緩衝液の状
態を確認し、更に検出した緩衝液２の温度及びＰＨ値を
考慮して泳動箱１内で適正な泳動分析を行うように指示
する。例えば、展開長及びＰＨ値が基準値よりずれてい
る場合には、中央制御装置４０から泳動電源４２に、供
給電圧又は電流を増減し更に供給電圧の極性を切り換え
るように指示する。また、緩衝液２の温度が上昇してい
る場合には中央制御装置４０から泳動箱１内に設けた熱
交換素子１０ａ及び１０ｂに接続されている緩衝液温度
制御装置４３に緩衝液２を加熱又は冷却するように指示
する。更に、緩衝液２が基準値以上に疲労している場合
には、緩衝液給排装置４４に緩衝液を交換するように指
示する。更に、泳動箱１内の各種１ｂ及びＩＣ内の緩衝
液２の温度又はＰＨ値が相違している場合には緩衝液給
排装置４４に緩衝液を混合撹拌するように指示する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、検体の分画像の展
開長から緩衝液の状態を検出するように構成しているか
ら、緩衝液の状態を客観的に正確に検出することかでき
泳動分析装置の分析精度が向上する。また、展開長は比
色定量装置の光学系駆動装置のパルスモータを駆動する
パルス数とデシントゲラムパターンから容易に検出でき
、従来の比色定量装置をそのまま利用して検出できる。

更に、展開長に基づき検出された緩衝液の状態とｅ「セ
ンサ、温度センサからの情報とを組み合わせて緩衝液の
状態を把握する構成としているから、常に最良の分析条
件で泳動分析を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気泳動装置の泳動箱の一例の構
成を示す線図的断面図、 第２図Ａは本発明による比色定量装置の一例の構成を示
す線図的断面図、 同図Ｂは同じく線図平面図、 第３図Ａは分画像のパターンを示す線図、同図Ｂは分画
像の二値化信号を朱す線図、同図Ｃは駆動パルスを示す
線図、 同図りは展開長のパルス数を示す線図、第４図は本発明
による電気泳動装置の制御系の一例の構成を示すブロッ
ク図である。 １・・・泳動箱　　　　　　１ａ・・・隔壁ｌｂ、　Ｉ
Ｃ・・・槽　　　　　　２・・・緩衝液３ａ、３ｂ・・
・支持台　　　　４・・・支持体５ａ、５ｂ・・・押え
板　　　　６ａ、６ｂ・・・濾紙１ａ、１ｂ・・・電極
　　　　　８ａ、８ｂ　・・・ＰＨセンサ９ａ、９ｂ・
・・温度センサ　　１０ａ、１０ｂ・・・熱交換素子１
１ａ、１１ｂ・・・緩衝液供給チューブ１２ａ、　１２
ｂ、　１４ａ、　１４ｂ、　１６・・・バルブ１３ａ、
　１３ｂ・・・排液チューブ １５・・・攪拌タンク　　　　２０・・・透明容器、　
　　　　　　２１，２２．２３．２４・・・搬送ローラ
２５．２６・・・モータ　　　　２７・・・光源２８・
・・フィルタ　　　　　２９・・・直角プリズム３０・
・・スリット　　　　　３１・・・比色計３２・・・受
光器　　　　　　３４・・・ステップモータ３５・・・
駆動軸　　　　　　４０・・・中央制御装置４１・・・
メモリ　　　　　　４２・・・泳動電源４３・・・緩衝
液温度制御装置 ４４・・・緩衝液給排装置 第４図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６０年１０月９日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿■、事件の
表示 昭和５９年特許願第２５１１７２号 ２、発明の名称 電気泳動装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出顆人 オリンパス光学工業株式会社 を代理人 １、明細書第１頁第８〜７行の特許請求の範囲を次のと
おりに訂正する。 「２、特許請求の範囲 えることを特徴とする電気泳動装置。」２、明細書第１
頁第１３行の「淡白質」を「蛋白質」に訂正し、 同頁第１７〜１８行の「塗布し、検体を」を「塗布した
後、支持体に」に訂正する。 ３、同第２頁第１行の「光学走査により分画像を作・す
、」を「光学走査することにより」に訂正し、同頁第１
８行〜第８頁第１行の「また、緩衝液の一一一一一生じ
てしまう。」を削除する。 ４、同第８１頁第９〜１２行の「泳動像の一一一特徴と
する」を「泳動槽内で検体を塗布した支持体に通電して
電気泳動させる電気泳動装置において、支持体に形成さ
れた泳動像の展開長を検出する手段と、検出した展開長
に基き泳動槽内の緩衝液の状態を制御する手段とを具え
ることを特徴とする」に訂正する。 ５、同第４頁第３行および第５行の「濾紙」を「濾紙」
に訂正する。 ６、同第７頁第ａ行の「第４図」を「第８図」に訂正す
る。 ７、同第８頁第１〜２行の「本発明」を「本実施例」に
訂正する。 ８、同第９頁第１行の「このメモリ４１に」の後に「基
準値つまり」を挿入する。 ９、同第９頁第７〜２０行の「例えば、−一一一指示す
る。」を次のとおりに訂正する。 ［例えば、展開長が基準展開長よりずれている場合は、
中央制御装置４ｏから泳動電源に、供給電圧または電流
を増減するよう、または通電時間を増減するよう指示す
る。 緩衝液２の温度が基準緩衝液温度からずれている場合は
、中央制御装置４０から泳動箱１内に設けた熱交換素子
１０ａ及び１０ｂに接続されている緩衝液温度制御装置
４３に緩衝液を加熱または冷却するよう指示する。 緩衝液２のＩ）Ｈ値が基準緩衝液ｐＨ値よりずれている
場合には、中央制御装置４０から緩衝液給排装置４４に
緩衝液２を新鮮な緩衝液と交換するよう指示する。 緩衝液２の交換方法としては、上述した全交換の他に、
緩衝液の疲労度（基準値からのずれの具合（程度））に
応じてそれまで使用していた緩衝液２の一部を廃棄し、
その廃棄した量に等しい新鮮な緩衝液を補充するように
しても良いＯ 更に、泳動箱１内の各種１ｂ及びＩＣ内の緩衝液２の温
度またはｐＨ値が相違している場合には緩衝液給排装置
４４に両槽の緩衝液を混合攪拌するよう指示する。 上述した基準値は許容範囲を持つものでも良い（例えば
基準緩衝液温度＝８７°Ｃ±０．１°Ｃ）。 この場合、緩衝液２のＰＨ値または展開長が許容範囲内
にない場合にのみ上述した各種制御がなされる。 以上、本実施例によれば、展開長に基づき検出された緩
衝液の状態と、ＰＨセンサ、温度センサからの情報とを
組み合わせて緩衝液の状態を把握する構成としているか
ら常に最良の分析条件で泳動分析を行なうことができる
。」１０、同第１０頁第１０〜１４行を削除する。 ＩＬ同第１３頁の「特許出願人　オリンパス株式会社」
を１−特ζｉ′１出願人　オリンパス光学工業株式会社
」に訂正する。 外１名　’Ｚ鏡り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、泳動像の展開長を検出する手段と、検出した展開長
   と基準展開長とに基き泳動槽内の緩衝液の状態を検出す
   る手段とを備えることを特徴とする電気泳動装置。