JPS62190458A - 二次元電気泳動装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は二次元電気泳動装置に関する。さらに詳しく
は一次元目のゲルを二次元口のゲルに接合するための操
作性を簡便にした二次元電気泳動装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、二次元電気泳動においては、一次元目の柱状のゲ
ルはガラスチューブの中でつくられ、該ゲルに一次元目
の電気泳動を施した後、泳動分離された試料を含むこの
柱状ゲルをガラスチューブから押し出してフリーの状態
にすることからその後移動させて二次元口のゲルの泳動
開始側に接合するまでの操作はすべて手作業で行われて
いた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし、ガラスチューブから取り出した一次元目の′柱
状ゲルは自己保持力を欠いた状態であり、二のようなゲ
ルを、−・対のガラス板間に挟持された二次死目の平板
ゲル上辺に接合する場合、その狭いガラス板間に押し込
みさらに気泡か入らないように密着載置しなければなら
ず、この操作中に柱状ゲルを破損することが頻繁であ・
った。以上のコトく一次元目と二次死目のとのゲルの接
合操作を手作業で行うことはかなりの習熟を必要とした
難しい操作であった。

（ニ）問題点を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、底部にスリット状間隙を有
しかっこのスリット状間隙の幅方向に円弧凸状の底面を
設定してなる容器体と、該容器体の円弧凸状底面に密着
してそのスリット状間隙を閉鎖しうる外部弁と、 二枚の支持板で平板状ゲルを挟持してなる二次元電気泳
動装置、 上記容器体の円弧凸状底面の曲率中心を軸として、該容
器体を回転移動してスリット状間隙を上記外部弁密着位
置から上記平板状ゲルの一側端上に位置せしめる容器体
回転移動手段とから構成され、 上記外部弁によるスリット状間隙の閉鎖時に容器体内側
からスリット状間隙の上部を閉鎖して６（ｊ記外部弁と
の間に棒状空間を設定しうる内部弁を付設するととらに
、この内部弁に該棒状空間への一次元目の泳動用ゲル溶
液注入路、一次元目の泳動電極用液絡路および試料注入
口を設けてなる二次元電気泳動装置が提供される。

この発明の装置によれば、一次元目の電気泳動を上記外
部および内部弁の閉鎖状態で、棒状空間で設定される棒
状ゲルで行い、ついで容器体の回転移動手段により該棒
状ゲルを上記平板状ゲルの一側端上に接触させかつ内部
弁の解除状態で容器体に電気泳動用電極液を導入して二
次死目の電気泳動が行われる。

・上記回転移動手段は手動であってもよくまたマイクロ
コンピュータ等を使用して自動的に行うよう構成されて
いてもよい。

この発明に用いる容器体は、その底部にはその長手方向
にスリット状間隙が設定され、該底部の外面形状は上記
スリット状間隙の幅方向に円弧凸状、すなわち円筒面の
一部のように一定の曲率を有するよう構成されたものが
用いられる。

上Ｓ己スリット状間隙の間隔は、意図する一次元目のゲ
ルの幅に相当するものが好ましい。

スリット状間隙を設定する容器体の底板は、少なくとも
上記のごとくその外面が円弧凸状に設定さ−れて、いれ
ばよく、七、の容器内壁の断面形状は特に限定されない
が、上記スリット状間隙に対応するように先細り状例え
ば略■字状、略Ｕ字状等に形成されることが好ましい。

また、スリット状間隙が肉厚の底壁に設定され、厚みを
存する場合には、容器体の回転時においても該間隙にゲ
ルを保持しうる構造が適しており、このためには該スリ
ット状間隙の各対向面を断面凹状（例えばＶ字状、Ｕ字
状、円弧状等）とすることができる。また上記以外に、
溝の構造によらず該溝を構成する材質をゲルとの親和性
が比較的大きい材質を選択することによっても可能であ
る。

この一つの組み合わせの例として、ポリアクリルアミド
からなるゲルに対してはセラミック等か挙げられる。

通常容器体にはその円弧状の極率中心に相当する位置に
、該容器体を回転移動するための回転軸が設けられる。

上記容器体は、二次死目の泳動時の電極液槽をも兼ねる
ので、該容器体の大きさはその形成される内容積が゛、
この目的のための電極液量を充分貯留しうる大きさのも
のが適宜作製され使用される。

この発明の装置に用いる外部弁は、上記容器体底部と接
する側の面が、該底部の外面形状に沿って核間と密着し
上記間隙を密閉する形状を有するものであればどんなも
のでもよい。

該外部弁は、少なくともゲルと接触する部分が該ゲルと
の親和性が小さい材質で構成されることが好ましく、例
えばポリアクリルアミドからなるゲルに対してはアクリ
ル樹脂からなる外部弁等の組み合わせ等が挙げられる。

この発明に用いる内部弁は、前記容器体内部から前記ス
リット状間隙の上部を閉鎖し該間隙な密閉するものであ
る。

絞弁の形状としては、容器体内部の形状に応じて種々選
択されるが、スリット状間隙上部の所定位置て容器体側
壁間に嵌合しまたは該底部内面の形状に嵌着して閉鎖し
うる形状のものが適している。

上記所定の位置とは、絞弁と前記外部弁とにより閉鎖さ
れてできる棒状空間が、作製を意図する一次元目のゲル
に相当する大きさく例えば１６０Ｘ１．５Ｘ　２．０　
（ｃ＋ｎ））を確保できる位置を意味する。

前記内部弁には、前記棒状空間へ連通しかつ互いに独立
した少なくとも１組の流路が設けられる。

該１組の流路のうち一方はゲル溶液供給槽と洗浄液供給
槽とに切り換え可能に管路接続され、他方は洗浄液供給
槽と廃液槽に管路接続されていることが好ましい。この
具体的な構成例は実施例に示される。

これらの流路を設定する位置は、上記棒状空間の両端部
にそれぞれの流路が開口しうる位置であることが、後述
する泳動のための試料原点の設定の【ｌ、（およびゲル
作製の際に該ゲル中に気泡を生、−ない点で好ましい。

また上記それぞれの流路は、ゲル作製後泳動時において
各流路内に電極液を貯留してゲルと液絡しかつ泳動後排
出されうるよう構成されていることが好ましい。

上記それぞれの流路内には、該流路内のゲル、洗浄液、
電極液等の液体の流通状態を調節しうる調節弁を有する
ことが好ましい。

これら調節弁には例えば通常の棒コック等が挙げられる
。

またさらに上記それぞれの流路は、ゲル導入後連続して
洗浄液等により該流路のみを洗浄しかつ洗浄後電極液を
貯留しうるよう流路構成されることが好ましく、この構
造の一例としては、各流路に連通しかつ該貫通溝と接す
る面とは反対側の面に出口を有する分岐流路を備えた、
すなわち略Ｙ字状に流路構成されたもの等が挙げられる
。

上記略Ｙ字状に各流路が構成されている場合、各流路に
用いられる調節弁は、各流路の分岐部に上下方向に駆動
して流通状態を制御しうるビス！・ン弁等が好ましい。

該ピストン弁は遠隔操作により駆動できうるよう構成さ
れたものが好ましく、例えばソレノイドコイル等を組み
合わせて電気信号等により駆動可能に構成されたもの等
が挙げられる。

上記調節弁のうち泳動開始側に位置するものには、必要
に応じて該調節弁中に試料導入用の管路が設けられる。

前記棒コックでは該コックの流路がこの試料導入用管路
を兼ね、また上記ピストン弁では該ピストン弁中に新た
に管路が設けられる。

該管路は、通常はゲル表面への流通をふさぎ要時におい
てのみ目的物を導入しうるよう構成されていることが好
ましく、例えば該管路のゲル表面側にセプタム等を備え
たもの等が挙げられる。

この発明の装置において、前記外部弁は、後述するごと
く上記容器体の回転移動途中の所定の位置で該容器体と
の旧訳密着状態を任きに達成しうる構造に設置されるこ
とが好ましい。

この任伍に密着状態を達成しうる構造としては、前記外
部弁を前記、容器体上部外面に圧着し、必要時において
この圧着状態を解除しうるよう構成されているものが好
ましい。

該構成の一つの例として、例えばカムと該外部弁とを組
み合わせた構造等が挙げられる。

この発明の装置において、前記内部弁は、電気信号およ
び機械的な連結等により、絞弁の開閉駆動を自動的ζこ
制弧し−う−るよう構成されていることが好ましい。

絞弁の開閉は、閉時においては後述するごとく所定の位
置で容器体上部外面に密着した外部弁に、スリット状間
隙を介して内部弁が対向して棒状空間を形成し、開時に
おいては容器体内の棒状空間に作製されたゲルのゲル表
面から絞弁が離れうるよう制御される。

この発明の装置に用いる二次元目電気泳動部には、前記
容器体を一方の電極液槽として用いる以外は、当該分野
で公知の通常の二次元口電気泳動用装置を用いることが
できる。

この発明の装置において、前記容器体は二次元目電気泳
動部に対して特定の位置に軸支される。

上記軸支部には、ギア等の組み合わせを用いて意図する
回転位置で容器体を停止しうるよう構成されることが好
ましい。

また外部弁と内部弁とが容器体のスリット状間隙を閉鎖
して棒状空間を作製しうる位置は、上記軸を中心として
回転移動して上記接触状態を解除し、該空間にゲルの作
製および泳動を行うことが可能な傾斜状態であればいず
れの位置であっても上い。またこの傾斜位置は、該泳動
後内部弁を解除した場合、該容器体内に上記空間に保持
したゲルの露出表面を覆う液体量を保持しうる程度の傾
斜であればさらによい。

なお、二次元口の泳動は上記接触状態で実施されるが、
このとき前述のごとく上記内部弁を解除した容器体が一
方の電極液槽として使用される。

またこのとき該槽中には、容器体底部に保持したゲルの
ゲル幅以上でかつゲルの長さ以上の大きさの電極が、ゲ
ルに平行に設置される。

この発明の装置における電解液等その他の構成は、通常
の二次元電気泳動に使用されるものが用いられる。また
この発明の装置の駆動は、電気信号および該信号に基づ
いて駆動する通常のマイクロコンピュータ等を備えた駆
動手段等が用いられ、上記のごとくのタイミングに従っ
て駆動しつるよう設定されることが好ましい。

（ホ）作用 この発明にＬれば、−一次元目のゲルの作製および泳動
が可能に構成された容器体が、二次元目電気泳動部に対
して特定な位置関係で軸支され、上記容器体で一次元目
の泳動を終えたゲルが、該容器体の回転移動により二次
元目電気泳動部の意図する部分に曲面の軌跡をもってス
リット状間隙を接触し該状態で二次元口の泳動が行われ
る。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例 第１図は、この発明の二次元電気泳動装置の一実施例の
構成説明図である。

図において、該装置（１）は、容器体（２）、二次元目
電気泳動部（３）、二次元口用電極槽（４）、容器体回
転駆動部（５）、一次元目電極槽（６）、送液部（７）
、一次元目電極液タンク（７エ）、二次元口電極液タン
ク（７２）、平衡化液タンク（７３）、一次元目ゲル溶
液タンク（７４）、洗浄液タンク（７５）、冷却部（３
１）、コントローラ（３２）、濃度勾配作製器（３′３
）および電源（８）から主として構成され図に示すごと
く配線および配管されている。

第２図は、上記装置（１）の一次元目電気泳動を行うと
きの外部弁（９）、内部弁（１０）、容器体（２）およ
び二次元目電気泳動部（３）それぞれの位置関係を示す
構成説明図であり、二次元目電気泳動部（３）の上方特
定位置で、外部弁（９）、内部弁（１０）および容器体
（２）とがカム（１１）および棒状ストッパ（１２）に
より密着されたときの構成が示されている。

第３図は、二次元口電気泳動を行うときの外部弁（９）
、内部弁（１０）、容器体（２）および二次元目電気泳
動部（３）それぞれの位置関係を示す構成説明図であり
、外部弁（９）の圧着状聾が解除されて容器体（２）が
回転移動した後の二次元目電気泳動部（３）に容器体（
２）が接触したときの構成が示されている。

第４図は、上記第３図における容器体（２）の斜視図で
ある。

上記第２，３および４図において容器体（２）は、底部
外面形状が断面円弧凸状でかつ内壁にテーパーを有する
側板（２２）　２枚を、底部が円弧状の平板（２３）で
両側から挟持して上記容器体底部に肉厚のスリット状間
隙（２１）を一様な幅で有するように設定したものであ
り、上記平板（ｚ３）には円弧状の曲率中心に相当する
位置にそれぞれ回転軸（２４）が設けられいる。またこ
の容器体（２）の上部には上記両手板間に支持板（２５
）が取り付けられており、該支持板（２５）には内部弁
（１０）の作動を支持するロッド（［１）を遊嵌する貫
通孔（２５１）が設けられている。

該貫通孔（２５１）に遊嵌されたロッド（１１１）はバ
ネ（２６）でスリット状間隙（２１）の閉鎖を解除した
状惑を維持しうるよう構成されている。

第５図は、外部弁（９）の要部構成説明図であり、同図
（イ）は絞弁の側面から、同図（ロ）は絞弁の上面から
の構成を示している。それぞれにバネ（９５）を掛止し
たバネ掛上部（９４）を有した２本の平行なガイドレー
ル（９３）を固定した外部弁取り付は部（９６）を外部
弁（９）の両側に設置し、これらに該部（９）の両側部
に取り付けられ上記ガイドレール（９３）を遊嵌する貫
通孔（９１１）を有した耳部（９１）を遊嵌しかつ核部
（９１）に上記バネ（９５）の他端を掛止して構成され
ている。また該部（９）の容器体（２）と接触する面（
９２）は上記容器体（２）底部外面の形状に嵌着する凹
面に形成されている。

第６図および第７図は、内部弁（１０）（７）要部構成
説明図である。該部の上下方向に、外部から前記スリッ
ト状間隙（２１）の各両端に連通ずる一対の略Ｙ字状連
通路（１０１）（１０２）が対象的に設けられており、
各連通路（１０１Ｘ１０２）の分岐部には磁気により作
動可能なソレノイドバルブ（１０３）（１０４）がそれ
ぞれ設定されている。これらそれぞれのバルブにはくび
れ部（１００）を有したピストン弁（１０５Ｘ１０６）
を備えており、該部（１０５）　（１０６）の上下往復
移動により各連通路内での流路が調節される。またこれ
らの弁の一方（１０５）には更に試料注入用管路（１０
５１）が略垂直に設けられ、棒状空間（２ｏ）に接する
該ピストン弁（１０５）の先端部にはセプタム（１０５
２）が用いられている。なお、ここでは図示しないが、
上記略Ｙ字状連通路の流路（ＬＯｌａ）は一次元目ゲル
溶液タンク（７４）および洗浄液タンク（７５）に切り
換え可能に管路設定されて接続されており、流路（１０
１ｂ）および（１０２ａ）はそれぞれ廃液槽への管路が
接続されており、流路（１０２ｂ）は原液槽および洗浄
液タンク（７５）に切り換え可能に管路設定され接続さ
れている。また流路（ｌｌＬａＸ１０２ｂ）にはそれぞ
れ電気泳動用の電極が設定されている。

つぎにこの装置（１）の作動を説明する。

第３図のごとく、容器体（２）のスリット状間隙（２１
）が二次元目電気泳動部（３）の平板状ゲル用間隙（３
４）の−側端（３４１）に接触する位置で容器体（２）
の上記回転軸（２４）を軸支する。このとき一方の回転
軸はギア等を使用し容器体回転駆動部（５）により自動
的に回転しうるように構成してもよい。

この状態から容器体（２）を第２図に設定した位置まで
回転移動する。この位置ではカム（１１）が回転するこ
とにより外部弁（９）はガイドレール（９３）に沿って
矢印方向に移動し、該部の凹面（９２）が容器体（２）
底部に嵌着する。また同時に容器体に取り付けられてい
る内部弁（１０）は、該部のロッド（１１１）間に渡し
た板（１１２）が棒状ストッパ（１２）に押されて容器
体内の両側板（２２）のテーパー内壁間に嵌合する。−
この上うにしてカム（１１）と棒状ストッパ（１２）と
に上り容器体（２）と外部弁（９）と内部弁（１０）と
が密着して一次元目ゲル作製用の棒状空間（２０）を形
成する。上記状態において一次元目のゲル作製および電
気泳動が実施される。

まず、内部弁（１０）に設定された略Ｙ字状連通路（１
０１）および（１０２）内において両者のピストン弁（
１０５）（１０６）がどちらも第６図（ロ）に示した位
置に設定され、流路（ＬＯｌａ）からゲルが導入されて
棒状空間（２０）を充填しざらに流路（１０２ｂ）から
排出される。

上記空間（２０）にゲルの充填が終了すると両者のピス
トン弁（１０５）（１０６）はどちらも第６図（イ）に
示した位置に設定され、流路（１０１ａ）（１０２ｂ）
からそれぞれ洗浄液が導入されかっ流路（１０１ｂ）（
１０２ａ）から該洗浄液が排出されて余分なゲルが除去
される。この後両者のピストン弁（１０５Ｘ１０６）は
どちらも第７図に示した位置に設定され、流路（ＩＯｌ
ａ）（１０１ｂＸ１０２ａ）（１０２ｂ）には液絡用の
電極液が導入されさらに流路（１０１ａ）（１Ｇ２ｂ）
にはそれぞれ陰電極お上び陽電極が挿入される。ついで
ピストン弁（１０５）の試料注入用管路（１０５１）か
らシリンジにより試料が注入され、棒状空間（２０）に
作製されたゲルの端部に試料原点が設定され、所定の電
気泳動が行われる。

なお、この間平行して二次元目電気泳動部（３）では、
所定の空間に濃度勾配作製器（３３）、コントローラ（
３２）および冷却部（３１）により所定のａ度勾配を有
する二次元目泳動用の平板状ゲルが作製される。

前記電気泳動終了後、前記カム（１１）が回転して外部
弁（９）が解除されると同時に容器体内に平衡化液が導
入されかつ容器体回転駆動部（５）が作動し、容器体（
２）は前記回転軸（２４）を中心に回転移動し、第３図
に示す五うに二次元目電気泳動部（３）に接触する。こ
のとき上記容器体（２）のスリット状間隙（２１）に保
持されたゲルは、二次元目電気泳動部（３）に垂直に挟
持された二次元口平板状ゲルの一側端に載置される。

この状態において、容器体（２）には内部弁（１０）は
解除されたままで保持されており、この容器体内に泳動
用の電極液が導入されさらに該液中にゲルと平行になる
ように電極が挿入された後、予め設定されている二次元
口用電極槽（４）との間で所定の電気泳動が実施される
。

このようにして、この発明の装置（１）により二次元電
気泳動が達成される。

（ト）発明の効果 この発明によれば、一次元目のゲルを作製しかつ泳動を
行いうるスリット状間隙を存した容器体が、二次元目電
気泳動部に回転して接触しうる特定の位置関係に設定さ
れているため、容器体の回転移動によりスリット状間隙
にゲルを保持したまま容器体が回転して、二次元目電気
泳動部に挟持された平板状ゲルの意図する側端上に一次
元目のゲルを載置でき、気泡を入れることなくゲルの接
触を行うことができる。

上記のごとく位置関係が決まっているので、ゲルどうし
の接触の位置精度がよくかつ再現性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の一実施例の構成説明図、第２
図は一次元目の電気泳動時の容器体と二次元目電気泳動
部との位置関係を示す構成説明図、第３図は同じく二次
元口の電気泳動時の位置関係を示す構成説明図、第４図
は第３図における容器体の斜視図、第５図は外部弁の要
部構成説明図、第６図および第７図は内部弁の要部構成
説明図である。 （２）・−・・−容器体、 （３）・−・・・二次元目電気泳動部、（４）・・・・
−・二次元口用電極槽、（５）・・・・・・容器体回転
駆動部、（６）・・・・・・一次元目電極槽、 （ア）・−・−・・送液部、　　　　　（８）・・・・
・・電源、（９）・・・・・・外部弁、　　　　（ＪＯ
）・・・・・・内部弁、（１１）・・・・・・カム、　
　　　　　（１２）−・−・・・棒状ストッパ、（２０
）・・・・・・棒状空間、 （２１）・・・・・・スリット状間隙、（２２）−・・
・−側板、（２４）・・・・・回転軸、　　　　（２５
）・・・・・・支持板、（２６）・・・・・・バネ、　
　　　　（３１）・・・・・・冷却部、（３２）・・・
・・・コントローラ、 （３３）・・・・・・濃度勾配作製器、（３４）・・・
・・・平板状ゲル用間隙、（７１）・・・・・・一次元
目電極液タンク、（７２）・・・・・二次元口電極液タ
ンク、（７３）・・・・−・平衡化液タンク、（７４）
・・・・・・洗浄液タンク、（９１）・・・・・・耳部
、　　　　　（９３）・・・・・・ガイドレール、（９
４）・・・・・・バネ掛止部、 （９６）・・・・・・外部弁取り付は部、（１００）・
・・・・・くびれ部、（１０１）、（１０２）・・・・
・・略Ｙ字状連通管、（１０３）、（１０４）・・・・
・・ソレノイドバルブ、（１０５）、　（１０６）・・
・・・ピストン弁、（１０５１）・・・・・・試料注入
用管路、（１０５２）・・・・・・セプタム。 第　１　図 第　２　面　　　　　　　　　　　第　３間第　４　図 〕 貢　５　ズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、底部にスリット状間隙を有しかつこのスリット状間
   隙の幅方向に円弧凸状の底面を設定してなる容器体と、 該容器体の円弧凸状底面に密着してそのスリット状間隙
   を閉鎖しうる外部弁と、 二枚の支持板で平板状ゲルを挟持してなる二次元目電気
   泳動部と、 上記容器体の円弧凸状底面の曲率中心を軸として、該容
   器体を回転移動してスリット状間隙を上記外部弁密着位
   置から上記平板状ゲルの一側端上に位置せしめる容器体
   回転移動手段とから構成され、 上記外部弁によるスリット状間隙の閉鎖時に容器体内側
   からスリット状間隙の上部を閉鎖して前記外部弁との間
   に棒状空間を設定しうる内部弁を付設するとともに、こ
   の内部弁に該棒状空間への一次元目の泳動用ゲル溶液注
   入路、一次元目の泳動電極用液絡路および試料注入口を
   設けてなる二次元電気泳動装置。