JPS6270748A

JPS6270748A - 荷電物質の分離法

Info

Publication number: JPS6270748A
Application number: JP60209902A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Muroi; 室井　克美; Shoji Yoshinaga; 吉永　正二; Fujitsugu Nakatsui; 中対　藤次; Chikao Oda; 親生小田; Kiyoshi Fujiwara; 清志藤原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1987-04-01

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】〔発明の利用分野〕本発明は、たんばく質、細胞等の荷電物質を分離する分
離法に係り、特に無担体電気泳動法を利用して荷電物質
を分離する方法に関するものである。

〔発明のｆＪｔ景〕

無担体電気泳動法については、カート＋　１％　−−ｒ
ヒ（Ｋｕｒｔ　Ｈａｎｎｉｎｇ　）によって、「エレク
トロフォレシス、３．Ｐ２３５〜Ｐ２４３，１９８２Ｊ
（Ｂｌｅｃｉｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ、　３．　２３５−
２４３．　１９８２）に発表された論文がある。この方
法は、電気泳動室内で′電場を横切って一定速度で流下
する分離バッファー中に注入口から分離すべきたんばく
質を注入し、各た凡ばく質の電場中での移動速度の違い
を利用して、各たんばく質が偏向されて分離されるもの
である。この方法は、連続ＩＲ）な処理を実現できるの
で、工業規模のたんばく質の分離精製には適している。

この方法において、分離性能を高めるには、電気泳動室
内での分離バッファーの流速を一定に保つとともに流れ
が乱れないようにすることが鼎求される。しかし、電気
泳動室を流下する分離バッファーに対して電流を流すた
め、その電流醗こよるジュール熱の発生があり、この熱
暑こよる対流の影響によって分離バッファーの流れが乱
れる。これをなくすには、分離バッファーの温度、流速
を厳密にコントロールする必要があり、そのために電気
泳動室は平板形で極力薄く小さくせざるを得なかった。

これは、処理量を大きくする上での大きな問題である。

。そこでこれらの欠点を解決するために最近新しい無担体
電気泳動法が試みられるようになった。

その原理を第２図で説明する。荷電物質Ａ、　　Ｂを含
む電解質バッファー１を、泳動室３の供給口１３から泳
動室内へ供給する。泳動室３内ではポンプ１０等で′電
解質バッファーが第２図で示すように一定方向に循環さ
れ、また、この流れに直角方向に電場が形成されている
。ここで荷電物質の等電点はＡ＝ＰＩＡ、Ｂ”Ｐ’Ｂと
電解質バッファーのＰＨはＰＨＢとしその値はｐｌＡ＜
　ＰＩｊＢ　＜　、Ｉ、　　と設定している。したがっ
て、この電解質バッファー中の各荷電物質の表面重荷は
Ａがマイナス、Ｂがプラスとなっている。そのため電場
中では人は陽電極６にＢは陰７［ｉ極７に吸引される。

供給後の荷電物質Ａ、Ｂの挙動は、？！！極への吸引作
用と電解質バッファーの流れの作用から、Ａは下部出口
１５付近に、Ｂは上部出口１４付近に蓄積されＡは下部
出口１５から、Ｂは上部出口１４から回収される。この
ようにして流れの循環を利用し荷電物質を分離する二と
が可能となる。ところで３種類以上の荷電物質を分離す
る場合は、第２因の装置を用いて繰り返してバッチ分離
操作を行えば良い。ただし電解質バッファーのＰＨは分
離操作毎に、電解質バッファー中に含まれる荷電物質の
等電点を８１ホして、Ｕ、’Ｊ　！　Ｌなければならな
い。また、装置Ｉ！を多段に構成させれば連続的に分離
を行うことができる。この場合もＩル解質バッファーの
ＰＨは調整する必要かある。

その後引き続いて本発明者等は上記分離法に関して倹肘
を行ったが、以下に述べる問題があることを見出した。

３種類以上の荷電物質の分離を行う際、電解質バッファ
ーのＰＨの調整については既１こ述べたが、単に酸、ア
ルカリの添加によりＰＨの調整を行っただけでは、設定
ＰＨの値蕃こよっては電解質バッファーがバッファーの
役目をはたすＰＨ範囲外となってしまう。そのためこの
ようなバッファーを使用しての電気泳動処理では泳動中
に電解質バッファーのイオン強度の変化等の外乱により
ＰＨの変動が著しく生じ、設定ＰＨと異なって荷電物質
の電荷状態が変化し、荷電物質の分離性能が低下するこ
とがわかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高分離性能を有しかつ大量処理が可能
な荷電物質の分離法を提供することにある。

〔発明の概要〕

無担体＋ｔｔ気泳動法について本発明名等は鋭意検討し
た結果荷電物質の分離性能に反ぼず２１ｆ要因子として
／４４気泳動中における電解質バッファーＰＨの安定化
をあげることができ、一方、電解質バッファーには使用
可能なＰＨ範囲があることがわかった。そこで無担体電
気泳動法において電解質バッファーのＰＨを調整する場
合は、電解質バッファーをイオン交換膜を用いた電気透
析法により、電解質バッファー中のイオンを除去し、続
いて交換すべきバッファーを添加しイオンの種類および
強度を調整し、その後にＰＨ副調整行って電気泳動処理
をするという高分離性能を有しかつ大量処理が可能な本
発明を導いた。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例をｍ１図、第２図により説明す
る。

“実施例◆こ用いた無担体電気泳動法ｄは、第２図に示
すように、分離性チャンバー２、電気泳動室３、陽、除
電極室４，５、陽、陰電極６，７、分離用チャンバー２
と′屯極室４，５を隔離する隔膜８、電気泳動室３の中
央部に設置した多孔質しきり板９、電気泳動室内の電解
質バッファーを循環するための循環ポンプｌＯ１電極液
の温度を調整するだめの温度調整器ＩＩ、電極液の循環
を行うためのポンプ１２、荷電物質含有電解質バッファ
ー供給口１３、電気泳動室に設置した上部出口１４およ
び下部出口１５から構成されている。

第１図は３種類以上の荷電物質を無担体電気泳動法で分
離する場合のブロック図である。３種類以上の荷電物質
を含む電解質バッファーは電気泳動され、荷電物質と残
りの複数の荷電物質とに分離される。次にさらに複数の
荷電物質を分臨するため、複数の荷電物質を含む電解質
バッファーのイオンを電気泳動を行うために設定したＰ
Ｈでバッファー効果があるような種類に交換し、続いて
設定ＰＨに調整する。その後さらに電気泳動を行い荷電
物質を分離する。さら暑二分離すべき荷電物質があれば
同じような操作を繰り返して行うことにより分離が可能
となる。

実施例１本実施例に用いた装置は、第３図に示すように゛心気泳
動装置を多段にしたものである。両電気泳動装百間には
、電解質バッファーイオン交換器１８、ＰＨ調整器１６
、および供給ポツプ１７が設置されている。

用いた荷電物質は以下の３種類である。

アルブミン（牛血清）　　等電点　　４，９εオグロビ
ン（馬）７３リゾチーム（卵白）　　　　　　ｚ　　　１１．２これ
らの荷電物質をホウ酸バッファー（ＰＨ＝９０）に溶解
させ、これを男−電気泳！＠装置の供給口１３から泳動
室３へ導入する。泳動室内の電解質バフファーは循環ポ
ンプｌＯで図のように循環する。続いて両電極６，７間
に印加し電気泳動を行うと、上部出口１４からはリゾチ
ーム荷電物質を多（含むホウ酸バッファーが、下部出口
１５からはアルブミンおよびミオグロビンを多く含むホ
ウ酸バッファーが得られた。得られたりゾチームの濃度
は、屯気泳＃Ｉ前よりも高（なった。次に後者溶液をイ
オン交換膜を用いた電気透析装置ｔｉにかけてホウ酸バ
ッファーのイオンを除去してイオン強度を減少させ、続
いて溶液中のアルブミンとミオグロビンを分離するのに
望ましい電解質バッファーとしてリン酸バッファーを選
定し、リン酸バッファーを添加してアルブミンとミオグ
ロビンを含ムバノフア−をホウ酸バッファーからリン酸
バブファーへと交換し、その後ＰＨ副調整１１６へ移送
し、ＰＨの調整をＰ　）（＝　６．０に行った。ＰＨ調
整後、電解質バッファーは、供給ポンプ１７で１２７１
１を気泳動装置へ供給され電気泳動される。その結果、
上部出口１９からはミオグロビンを多（含む電解質バッ
ファーが、下部出口加からはアルブミンを多く含む電解
質バッファーが得られた。電気泳動中の電解質バッファ
ーのＰＨの変動ははとんど無く、非常に安定であった。

このように、本方式によれば荷電物質の分離が極めて安
定に、分離性能が良くしかも、荷電物質が濃縮されるこ
とがわかった。

実施例２実施例１で用いた゛心気泳動装置を１段のみで、バッチ
式にて使用し荷゛屯物質の分離を行った。

用いた荷電物質の種類を以下に示す。

アルブミン（牛血清）　　等重点　　４．９チトクロー
ムＣ（馬）　　　　　　　１０６リゾチーム　（卵白１
　　　　　　　１１．２これら荷電物質をＰＨ１＋、Ｏ
に調整したリン酸ニナトウムー水酸化ナトリウムバッフ
ァーに溶解する。

次に７■気泳動装置の供給口から泳動室３へ供給する。

泳動室内ではこれら荷７に物質は、電解質バブファーの
流れ並びに電場の吸引力によりそれぞれ分離され、リゾ
チームは上部出口１４から、チトクロムＣおよびアルブ
ミンは下部出口１５から回収された。次に回収されたチ
トクロムＣとアルブミンの混合溶液を電解質バッファー
交換器１８に専大し電解質バッファーをトリスバッファ
ーに交換シ、続いてＰＨ調整器１６にてＰＨを８０に調
整した。

その後、電気泳動装６Ｘの泳動室内溶液をチトクロムＣ
，アルブミン含有トリスバッファーと置換し、また供給
口１３からこの溶液を供給しながら１ル気泳動を行った
。その結果、上部出口１４からはチトクローム（４有ト
リスバツフアーが、下部出口１５からはアルブミン含有
トリスバッファーが（ｌれ、チトクロムＣおよびアルブ
ミンが分離されたことが確認された。

なお、泳動室内のτｔＬ解質バクファーの循環方法とし
て、実施例１，２ではポンプ等の機械的手段を用いたが
１、陽、陰電極室に温変差を設けて泳動室内の電解質バ
ッファーに対流を生じさせて循環させる手段を用いて電
気泳動を行っても良い分離性能が得られている。

〔うで明の効果〕

本発明によれば、分離性能を向上させることができ、し
かも分離した荷電物質の濃縮、大量処理も可能となり、
効率的に、経済的にも優れた効果がある。

図面の簡ｊｊｉな説明第１図は本発明の一実施例による荷電物質の分離方法を
示すブロック図、第２図は本発明に使用されるに好適な
屯気泳動装盾の一例を示す図、第３図は本発明の一実施
例における多段式システム構成図である。

ｌ・・・・・・荷電物質含汀竜解質バッファー、２・・
・・・・分離用チャンバー、３・・・・・パ？トＬ気泳
動室、４．５・・・？ｔｉ極室、６・・・・・・陽電極
、７・・・・・・陰電極、８・・・・・・隔膜、９・・
・・・・多孔質しきり板、１０・・・・・・循環ポンプ
、１１・・・・・・温度調整器、１２・・・・・・ポン
プ、１３・・・・・・荷電物質含有屯解質バフファー供
給口、１４．１９・・・・・・上部出口、ｔＳ、２０・
・・・・・下部出口、１６・・・・・・Ｐ　Ｈａ’ｌ整
器、１７・・・・・・供給ポンプ、１８・・・・・・電
解質バッファー交換器

Claims

【特許請求の範囲】

１、電気泳動室に分離すべき少なくとも３種の荷電物質
を含む電解質バッファーを供給し、該電解質バッファー
を該電気泳動室内で循環させながら該電解質バッファー
に直流電圧を印加し、これによって該荷電物質を二つの
グループに分離して該荷電物質を含有する電解質バッフ
ァーを二つの抜出口からそれぞれ得た後、少なくとも２
種の荷電物質を含有する電解質バッファーのうち電解質
バッファーのみを別種の電解質に変換すると共に、該少
なくとも２種の荷電物質を分離するに適したＰＨに調整
し、該調整後の該少なくとも２種の荷電物質を含む電解
質バッファーを電気泳動室に供給し、該電気泳動室内で
循環させながら直流電圧を印加し、該少なくとも２種の
荷電物質を二つに分離してそれぞれの荷電物質を含む電
解質バッファーを二つの抜出口からそれぞれ得ることを
特徴とする荷電物質の分離法。