JPS6281558A

JPS6281558A - 核酸順序分析のための電気泳動装置

Info

Publication number: JPS6281558A
Application number: JP61211347A
Authority: JP
Inventors: ドナルド　デエイビッド　スリーター; レイモンド　ドーグラス　ボン　アルベン; ジョージ　ジー．ファーンウッド
Original assignee: Bio Rad Laboratories Inc
Current assignee: Bio Rad Laboratories Inc
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1987-04-15
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0664010B2; GB8615341D0; CA1296294C; DE3631958C2; GB2181248B; US4663015A; GB2181248A; DE3631958A1

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、垂直スラブ・ゲル電気泳動システム、特に順
序分析のため核酸裂片分離において最大限の解係度（ｒ
ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を得るのに必要とされる例外的な
薄さ及び長さのゲルを利用するシステムに係わる。

〔従来の技術及びその問題点〕

電気泳動による核酸裂片の解係は容易ではなく、必然的
な結果として、順序分析セルは操作が煩雑で、しかも破
損や漏れを起こし易く、不注意な操作ミスに起因する危
険を伴う惧れがある。ゲルは、他の電気泳動法の場合と
同様に、両側縁に沿ったスペーサ片で分離された２枚の
偏平ガラス板間にサンドイッチ式にゲルを形成され使用
される。２枚の板は高さに差があり、多く場合プラスチ
ック材から成る第３の板を、両側縁及び底縁に沿う適当
なスペーサと共に短いガラス板の外側に配置することに
より、電極緩衝液のための垂直コンパートメントを形成
する。プラスチック板は短いガラス板の上縁よりも突出
しているから、ゲル・スラブの上縁は電極緩ｆＥ液に浸
漬される。プラスチック板及び２枚のガラス板は、側縁
に沿ってクランプし、その場合、プラスチック板の両側
縁及び底縁に沿って設けた、グリースを施したゴム・ガ
スケットを介在させることによって緩衝液の漏れを防止
する。この種のシステムの数多い欠点のうちには、組立
て部品数が多いこと、各種プレート、スペーサを整列さ
せるのが煩わしいこと、液密シール形成に必要なグリー
スによってｒｉ街液が、従ってまた、ゲル自体が汚染さ
れ易いこと等がある。

このような問題点を克服して装置の信頼性を高める共に
、部品の迅速な組立て及び分解を可能にする必要がある
ことは明白である。そこで既存の装置が直面する上記の
問題及びその他の問題を考慮しながら本発明を開発した
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、電気泳動式順序分析セルにおける上部
緩衝チェンバとして利用できる一体的な板構造が提供さ
れる。この板構造は、ゲル・サンドインチを形成するの
に利用される複数の偏平ガラス板の１枚とプラスチック
板とから構成される。

この２枚の坂を、プラスチック板の両側縁及び底縁に沿
って形成された立上がり縁に沿って結合することにより
、上部緩衝液を収容するための、頂面が開口した恒久的
囲壁が形成される。

本発明の一実施例においては、プラスチック板の立上が
り縁は、弯曲谷部を挟む一対の平行突条を含む。上記谷
部にはシリコン・ゴムのような接着性エラストマーを充
填する。ガラス板の縁を突条に重ねると、エラストマー
が両板を結合する。

プラスチック板の露出側では、谷部の下面が弯曲突条を
形成し、ゲルパサンドインチを保持するエンド・クラン
プがこの突条に締付けられる。突条は、弯曲しているか
ら、エンド・クランプの圧力下に撓むことができ、従っ
てガラスがクランプの圧力で破損する惧れは少ない。突
条の弯曲は、プラス千ツクに広い伸縮幅も与える。この
ことは、セルの使用中に発生ずるジュール熱による熱膨
張を構造が吸収し、ガラスの過度な歪発生を防止するの
に寄与する。

本発明の他の実施例では、立上がり縁がガラス板と対向
する偏平面を含み、ガラス板とこの偏平面はそれぞれに
接合しである弾性パッドによって分離されている。エン
ド・クランプの圧力下に撓むだけでなく、剪断変形する
ことにより、ジュール熱状態下に発生するガラス板及び
プラスチック板の横膨張率差が吸収される。

本発明の好ましい実施例では、別設の立上がり縁が、プ
ラスチック板両側縁のそれぞれに沿って、該立上がり縁
の外側境界から前方に突出してガラス板の対応縁の上を
通って、これを越えてややはみ出している。この別設立
上がり縁は、ガラス板を保護すると共に、ゲルを囲むの
に使用されるスペーサ及び別のガラス板のガイドとして
作用する。

〔実施例〕

本発明の新規性を構成する種々の構成部分及び構成要件
の機能や相互関係を明らかにするため、本発明の完全な
電気泳動システムを第１図に示した。

図示の垂直電気泳動装置ＩＯは、細長いスラブ・ゲルを
保持し、その構造中に上部緩衝液のためのコンパートメ
ントを限定することのできるゲル囲壁１１、下部緩衝液
を保持し、液面下にゲル囲壁１１の下端を嵌着させる中
空基部１２、ゲル囲壁を後方へ押圧して基部の向後壁に
圧接させて安定化するため中空基部１２へ挿入されるレ
バー操作式クランプ１３、基部の残り部分及びゲル囲壁
上縁をそれぞれ囲む安全板１４．１５、及び両緩衝液を
帯電させるための電源１６及び連携の導線１７等の一連
の構成部分から成る。

分離されるサンプルはゲルの上端部に配置され、その成
分の移動は電源から生じる電流の影響下に下方に向かっ
て生じる。

上部緩衝チェンバを形成する一体的な板構造は第２ａ図
に示されている。斯る構造は、互いに結合されたプラス
チック板２１及びガラス板２２から成る。プラスチック
板２１は正面側に図示しである。プラスチック板及びガ
ラス板は、何れも形状が通常の矩形であり、その高さは
等しくなく、ガラス板の方を低くしである。

プラスチック板２１の上縁の中央部分２３は、ガラス板
から離れる方向に張り出させて傾斜口部２４となしであ
る。咳口部は、サンプル井戸の組立て形成に先立ってゲ
ル液内への１節の挿入を容易にすると共に、該井戸内へ
のサンプルの挿入、及びプラスチック板２１とガラス板
２２との間への上部緩衝液の追加を容易にする。

プラスチック板の下端部方向にあるのは、外側に突出す
る一対のブロック２５．２６である。これらのブロック
の内の１つは第１図の基部１２０対応する内側ブロック
に適合して、これらが基部内へのゲル囲壁の配置に際し
て整列ガイドとして機能し得るようになしである。基部
の適合プロソりについては、第４図に関連して更に詳細
に後述する。

第２ａ図に示されている右側のブロク２５は、電気接続
具の支持体としても機能しており、そこを通して、プラ
スチック板とガラス板（２１，２２）との間のスペース
にある電極緩衝液に電力を供給するようになしである。

図示の電気接続具はバナナ・プラグ２７である。プラグ
は、露出電極に接続されており、この電極は、プラスチ
ック板２１の内側に沿って設けられ、その幅方向の収容
な部分に沿って水平に延設され、且つ一対の掛具２９．
３０により支持されている。電極２８に給電するため、
電源１６　（第１図）からの導線は、第１図に示すよう
にバナナ・プラグ２７と咬合させる。

第２ｂ及び２０図から明らかなように、プラスチック板
２１の底縁３１及び両側縁３２．３３は、ガラス板２２
に向かって立上がって両板の間に、上面が開口し底面及
び側面が閉ざされ、従って、緩ｉｈ液を保持できる内部
スペース３４を限定する。

第２ｂ及び２０図には、上記ガラス板２２と共にスラブ
・ゲルを保持するためのスペースを形成する別設のガラ
スＦｉ３５及び一対のスペーサ片３６．３７も示しであ
る。外側ガラス板３５は、プラスチック板２１と同様に
内側ガラス板２２の上縁よりも高く突出している。ゲル
の高さは内側ガラス板２２と同じであるから、内側ガラ
ス板とプラスチック板との間の内部スペース３４内に収
容される上部緩衝液の液面は、ゲル上縁よりも高く、従
ってゲルを浸漬させることができる。ガラス板よりも厚
い一対のスペーサブロック３Ｂが内＋１ｌｌＩガラス板
２２の上縁よりも上方を占める容積を側方からシールす
ることにより、上部緩衝液の横漏れを防止する。スペー
サブロック３８は連続セル・フオーム製のパッドである
ことが好ましい。

第２ｂ図に示す実施例では、立上がり縁が波形断面形状
を呈し、弯曲谷部４１を挟む一対の平行突条３９．４０
を形成する。谷部４１には、プラスチックをガラスに接
合できる接着材４２、好ましくはシリコン・ゴムのよう
なエラストマーを充填する。電極２Ｂを流れる電流で発
生するジュール熱による温度変化に起因して発生する惧
れのあるプラスチックの弯曲歪に対して可撓的な弾性エ
ラストマーを使用することが好ましい。経験に照らして
、これにより内側ガラス板２２に作用する応力が極めて
小さくなり、破損又は漏れの傾向が軽減されることが判
明した。

図示の実施例では、外側突条４０がガラス板２２の下縁
と隣接しているから、両ガラス板間に配置されたゲルは
、下部緩衝液に完全に接近することができる。外側突条
４０をガラス板の縁端からはみ出ずように構成しても良
いが、その場合、対向面４３を越えて突出しないことが
前提条件である。

第２ｃ（ｆｆｉの水平断面図から明らかなように、外側
突条４４．４５、はガラス板２２の側縁からはみ出し、
スペーサ３６．３７及びガラス板３５に向かって僅かな
距離だけ突出している。従って、これらの突条はプラス
チック板２１の延長部を形成し、スペーサ３６．３７及
び外側ガラス板３５に対するガイド及び保護シールドと
して作用する。

これにより、総ての部品の整列が容易になる。

上記側縁は、第２ｂ図に示した底縁の場合と同様に接着
材が充填される弯曲谷部４６．４７を限定する波形断面
形状を呈する。

第２ｄ図の実施例では、立上がり縁が第２Ｃ図図示実施
例のような弯曲谷部４６ではなく偏平面４８を形成する
。第２ｃ図の弾性エラストマーの代わりに液不透過弾性
材から成るパッド４９を採用する。このパッド４９を偏
平面４８とガラス板２２゛　との間に介在させ、対向面
４８．５０に沿ってそれぞれに接合させる。偏平面４８
及びパッド４９は、何れも一体的板構造の両側辺及び底
辺（即ち、４辺のうち３辺）の全長に跨って、プラスチ
ック板２１゛　とガラス板２２゛の間に、第一実施例の
場合と同様に頂面が開口している液溜めスペース３４゛
　を限定する。多くの用途において約１〜約１０ｍｍで
ある厚さと、弾性変形特性とに鑑がみ、パッド４９は、
電気泳動中、装置に発生するジュール熱による温度上昇
でプラスチック板及びガラス板が膨張すると剪断変形す
る。材料が異なり、熱膨張係数も異なるから、プラスチ
ック板とガラス板との横片張長さには差があり、２つの
面４８．５０は相対移動する。パッド４９が変形自在で
あるため、上記両面に接着したまま液保持能力を維持す
ることができる。

上記のような特性を具えるものなら、パッド４９の材料
は任意である。例えば、シリコンゴムやポリウレタン・
フオームでも良い、同様に、パッドをプラスチック面及
びガラス面に接合する接着材も任意であるが、装置使用
中に起こり易い高温及び剪断歪の状態においても水密接
合を維持できる可撓性の材料が好ましい。例えばシリコ
ン系接着剤やアクリル系接着剤等である。

第２ｄ図の実施例は、ガラス板２２′の側縁からはみ出
し、僅かだけスペーサ３６°、３７′及びガラス板３５
゛に向かって突出する立上がり縁５１．５２をも含む。

これらの立上がり縁５１．５２は、第２Ｃ図に図示の実
施例の外側突条４４．４５と同じ機能を果たす。

第２ｅ図に示す第２変更実施例では、立上がり縁が一対
の平行な弯曲谷部５３．５４を形成する６外側径部５３
には、第２Ｃ図の接着材に対応する、好ましくは弾性エ
ラストマーから成る接着材５５を充填する。内側谷部に
は、フオームラバーやプラスチック・フオームのような
液止め材から成る弾性紐５６を挿着する。紐はエラスト
マーがガラス板とプラスチック材との間の内部スペース
３４”にｌｉみ込むのを防止するガスケットとして作用
する。

第３図はゲル囲壁の垂直側縁に被さり、外側ガラス板３
５の縁端及びプラスチック板２１の立上がり縁の裏側に
嵌着される２つのエンド・クランプ５７の１つを示す。

この場合、立上がり縁が第２Ｃ及び２ｅ図の実施例のよ
うに弯曲しているか、第２ｄ図の実施例のように偏平で
あるかには無関係である。従って、第一実施例の場合に
はクランプのテンションがプラスチック板の弯曲部及び
接着材の領域に限定され、第二実施例の場合には弾性パ
ッドの領域に限定される。図面では中央部分を省いて示
しであるが、クランプは、連続的であり、その全長に亘
ってゲル囲壁の垂直縁を嵌入させるための凹部５８を具
備する。クランプ圧は、クランプ体６０内に保持されて
いるエラストマー材から成る変形可能なりノション５９
によって維持され、非可撓バー６１を介して伝達され、
このバー６１に沿ってゲル・サンドインチを摺動させる
ことができる。

エンド・クランプ構造には（図示しないが）金属ストラ
ップによって接続された一対のバナナ・プラグ６２．６
３を組み込む、対向のエンド・クランプに設けたバナナ
・プラグ及びこれを繋ぐ金属ストラップ、又はこれと同
様な組合わせが、全部品を組立てた状態で電極及び緩衝
液に給電する回路を完成する。第１図から明らかなよう
に、電源及び電極を起点とするケーブルは、上部安全板
１５に達しており、ギャップをあけて分離している。こ
のギャップは、上部安全板１５を配置した状態で初めて
２つのバナナ・プラグ６２．６３及びこれを接続する（
図示しない）リード線によってブリッジされる。これは
上部安全板１５を集合体から取外す時に不庄怠から帯電
している上部緩衝液が露出するのを防止する安全対策で
ある。

第４図はゲル囲壁及び下部緩衝液を支持する中空基部１
２を示す。基部は、下部緩衝チェンバとして作用する凹
部６４を含む。電極６５は凹部の底６６に沿って延び、
外部型ａ（第１図）と接続するバナナ・プラグ６７に達
している。バナナ・プラグは、凹部の内側後壁７１に設
けたブロック６８から突出している。別のブロック６９
は各部品を組立てた状態でゲル囲壁（第２ａ図）のプラ
スチック・パネル背面に設けたブロック２５を位置決め
するためのガイドとして作用する。比較的幅の広いゲル
囲壁を使用する場合には、更に別のブロック７０が比較
的広いプラスチック・パネルに設けた対応のブロックを
同様に位置決めするガイドとして作用する。

凹部６４の内側後壁７１から、他に一連の突起７２が突
出している。第３図から明らかなように、各エンド・ク
ランプ５７の下端近くには、対応の切欠き７３が形成さ
れている。突起及び切欠きは、エンド・クランプを後壁
７１に圧接させると互いに咬合して、エンド・クランプ
が、従って、ゲル囲壁が基部に対して上下移動するのを
防止する。

これに代わる構成として、突起をエンド・クランプに、
切欠きを基部凹部の内側後壁に形成しても良い。但し、
図示の構成の方が好ましい。

一般に、突起及び切欠きの形状、構成、位置は任意であ
るが、図示の構成が特に好ましい。即ち、突起を細長＜
、水平な直方体ブロック又は突片として形成し、切欠き
を水平溝として形成するのが好ましい。種々の幅のゲル
囲壁に適応できるように、突起を図示のように２つ以上
の突起を設ける方が更に好ましい。

第５ａ図は、ゲル囲壁を基部内で垂直位置に固定する基
部クランプ１３を詳細に示す。このクランプは、凹部（
第４図）の内側前壁７４とゲル囲壁１１（第１図）の正
面との間で基部の凹部６４に挿入される。締め付けると
、クランプはこの２つの面の間に拡張してゲル囲壁を後
壁に圧接させる。この拡張はレバー７９．８０によって
回転駆動されるシャフト７７．７８に取付けた一対のカ
ム７５．７６によって達成される。レバーを回すと、カ
ムが凹部（第４図）の内側前壁７４に圧接してクランプ
本体８１を後方へ押してゲル囲壁に圧接させる。クラン
プ力により突起７２と切欠き７３が確実に咬合するから
、ゲル囲壁はクランプを緩めるまでは基部から上昇でき
ない。他に考えられる同様の構造の実施態様として、カ
ムの代わりに調整ねじを利用しても良い。

基部クランプの他の実施例を第５ｂ図に示した。

ここでは、指で回すことができるように平頭８４．８５
にギザギザを形成した一対のねじ８２．８３によってク
ランプを拡張させる。部品が組立てられ、締り嵌め状態
が形成された時、ねじの平頭８４．８５が凹部（第４図
）の内側前壁７４に圧接するように、基部の凹みにクラ
ンプを配置する前にねじを調節する。その他の点では、
このクランプは、機能、使用法ともに第５ａ図のものと
同じである。

以上は特定実施例の説明であり、本発明の趣旨及び範囲
を逸脱することなく、他にも数多くの変更実施態様が可
能であることは当業者ならば容易に理解できるであろう
。

〔発明の効果〕

本発明の装置は、組立て部品数が少なく、各種プレート
、スペーサを整列させるのが煩わしくな（、緩衝液やゲ
ル自体が汚染され難いもので、装置の信頼性が高いと共
に、部品の迅速な組立て及び分解が可能である等の効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

゛　　第１図は本発明の新規構成要件を組込んだ電気泳
動式順序分析システムの実施例を示す斜視図、第２ａ図
は第１図に図示のシステムの構成部分の１つである、上
部ｒｉ街チェンバ及びスラブ・ゲル囲壁の一方の側を形
成する一体的板橋造の背面図、第２ｂ図はゲル囲壁を形
成するのに使用されるスペーサ及び別設ガラス板と共に
、分解した状態で第２ａ図２ｂ−２ｂ線に沿って示す側
断面図、第２Ｃ図は第２ｂ図に示したのと同じスペーサ
及びガラス板と合わせて第２Ｃ図２Ｃ−２Ｃ線に沿って
示す断面図、第２ｄ図は別の実施例を示す、第２ｃ図と
同様の断面図、第２ｅ図は更に別の実施例を示す第２Ｃ
図と同様の断面図、第３図は第１．２ａ、２ｂ及び２０
図のゲル囲壁を形成する各板を一緒に固定するためのエ
ンド・クランプを示す部分斜視図、第４図は本発明の一
実施例に採用されるロック機構が組込まれ、下部緩衝液
を保持し、且つゲル囲壁を維持する、第１図に図示の基
部を示す斜視図、第５ａ図はゲル囲壁を基部に固定する
ための第１図に図示のシステムの構成部分の１つである
基部クランプを一部切欠いて示す斜視図、第５ｂ図は第
５ａ図のクランプと同様の機能を有する、異なる実施態
様の基部クランプを一部切欠いて示す斜視図である。ｌＯ・・・垂直電気泳動装置１１・・・ゲル囲壁２０・・・上部緩衝チェンバ２１．２１″　・・・プラスチック板２２．２２°　・・・　（第２）（偏平）ガラス板２３
・・・プラスチック板の上縁の中央部分２８・・・　（
露出）電極３１・・・底縁又は底縁の立上がり縁３２．３３・・・側縁又は側縁の立上がり縁３４．３４
’　、３４” ・・・　（／＆溜め又は内部）スペース３５．３５’　
　・・・　（第１）（偏平）ガラス板３６．３６’　、
３７．３７゜・・・　（／＆溜め）スペーサ（片）４日・・・立上がり縁の偏平面４９・・・液不透過弾性バンド

Claims

【特許請求の範囲】

（１）垂直ゲル・スラブ電気泳動用のゲル囲壁及び上部
緩衝チェンバを兼ねる装置であって、第１ガラス板と、第２ガラス板と、周縁の一部に沿って立上がり縁を有し、該立上がり縁に
沿って上記第２ガラス板に結合されて該第２ガラス板と
の間に液溜めスペースを限定するプラスチック板とから成ることを特徴とする装置。
（２）両ガラス板及びプラスチック板が何れも略矩形で
あり、第１及び第２ガラス板が略等幅である、特許請求
の範囲第（１）項記載の装置。
（３）第２ガラス板の少なくとも中央部が垂直に配置さ
れた状態の第１ガラス板及びプラスチック板よりも低い
、特許請求の範囲第（１）項記載の装置。
（４）第１及び第２ガラス板の間に配置されると、スラ
ブ・ゲルの側方囲壁を形成することができる一対の液溜
めスペーサが更に含まれている、特許請求の範囲第（１
）項記載の装置。
（５）液溜めスペース内に設置された露出電極が更に含
まれている、特許請求の範囲第（１）項記載の装置。
（６）垂直ゲル・スラブ電気泳動用のゲル囲壁及び上部
緩衝チェンバを兼ねる装置であって、略矩形の第１偏平ガラス板と、略矩形を呈し、上記第１偏平ガラス板よりも短い第２偏
平ガラス板と、上記第２偏平ガラス板の全長を占める一対の液溜めスペ
ーサと、略矩形を呈し、底縁及び両側縁に沿って立上がり縁を有
し、該立上がり縁に沿って上記第２偏平ガラス板に結合
されて該第２偏平ガラス板との間に液溜めスペースを限
定するプラスチック板と、上記液溜めスペース内に設置
された露出電極とから成ることを特徴とする装置。
（７）立上がり縁が前記周縁と平行で突条間に弯曲谷部
を限定する一対の突条から成っており、又、上記谷部に
充填されてガラス板をプラスチック板に結合する接着材
が更に含まれている、特許請求の範囲第（１）項記載の
装置。
（８）接着材が液密セメントである、特許請求の範囲第
（７）項記載の装置。
（９）接着材がエラストマーである、特許請求の範囲第
（７）項記載の装置。
（１０）一対の突条の最外側の突条が第２ガラス板の側
縁上を通り該第２ガラス板を越えて突出し、第１ガラス
板を位置決めするためのガイドを形成する、特許請求の
範囲第（７）項記載の装置。
（１１）立上がり縁が第２ガラス板と対向する偏平面を
含んでおり、又、該偏平面と上記ガラス板の間に介在し
てこの両者と結合した液不透過弾性パッドが含まれてい
る、特許請求の範囲第（１）項記載の装置。
（１２）偏平面の一部に沿って形成され、液不透過弾性
パッド及び第２ガラス板を越えて突出し、第１ガラス板
を位置決めするためのガイドを形成する第２立上がり縁
が更に含まれている、特許請求の範囲第（１１）項記載
の装置。
（１３）プラスチック板周縁の、立上がり縁が存在しな
い部分を第２偏平ガラス板の反対方向に張り出させてあ
る、特許請求の範囲第（１）項記載の装置。
（１４）垂直ゲル・スラブ電気泳動に使用するためのゲ
ル囲壁兼用上部緩衝チェンバであって、略矩形の第１偏
平ガラス板と、略矩形を呈し、上記第１偏平ガラス板よりも短い第２偏
平ガラス板と、上記第２偏平ガラス板の全長を占める一対の液溜めスペ
ーサと、略矩形を呈し、上記第１偏平ガラス板と略同じ長さを有
し、３辺に沿って第１立上がり縁を有し、該第１立上が
り縁が上記第２偏平ガラス板と対向する偏平面を含むプ
ラスチック板と、上記偏平面の全長を占め、該偏平面と上記第２偏平ガラ
ス板の間に介在してこの両者と結合する液不透過弾性パ
ッドとから成り、上記プラスチック板は、上記３辺のうち互いに平行な２
辺に沿って形成され、上記第２偏平ガラス板を越えて突
出することにより上記第１偏平ガラス板を位置決めする
第２及び第３立上がり縁、及び上記第２偏平ガラス板の
反対方向に張り出させた第４辺中央部分をも含んでいる
ことを特徴とするゲル囲壁兼用上部緩衝チェンバ。