JPS63196845A - 荷電物質の分離方法 - Google Patents

荷電物質の分離方法

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JPS63196845A
JPS63196845A JP62028268A JP2826887A JPS63196845A JP S63196845 A JPS63196845 A JP S63196845A JP 62028268 A JP62028268 A JP 62028268A JP 2826887 A JP2826887 A JP 2826887A JP S63196845 A JPS63196845 A JP S63196845A
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JP
Japan
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liquid
electrophoresis
unit
separated
chamber
Prior art date
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Pending
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JP62028268A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Nakamoto
英和 中元
Chikao Oda
親生 小田
Katsumi Muroi
室井 克美
Shoji Yoshinaga
吉永 正二
Kenji Kato
加藤 健児
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、荷電物質の分離方法に係り、特に電気泳動法
を利用してたんば吸質、細胞等の荷電物質の分離を連続
して大量に行なう荷電物質の分離方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来のたんばく質、核酸、細胞等の荷電物質の分離精製
技術は、例えば、化学工学Tol、 49゜Nn12.
P2S5に記載のように、縦長の立方体形状の泳動室中
央部をたんばく買等の荷電物質が通り抜ける程度の目開
きの整流膜を゛設けた装置を用いて整流膜の一方側を上
昇流れ、反対側を下降流れの循環流れとして分離を行な
うものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は電気泳動のための荷電によって生じるジ
ュール熱により泳動室の液が暖められ、泳動室内で起る
熱対流により流れが乱れる点については配慮がされてお
らず、この熱対流により、前記した上昇流れおよび下降
流れを押し出し流れに保ち薙い点に問題があった。
本発明の目的は、熱対流を考慮しかつ利用して泳動室内
での被処理液の流れを整流し、荷電物質の分離効率を高
め、この電気泳動ユニットを複数個設置し、分離液の高
濃度化、高回収率化を達成できる荷電物質の分離方法を
提供することにある。。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、無担体連続電気泳動装置を本体容器の両側
に半透膜で仕切った11L極室を設け、該電極室内にそ
れぞれ電極を配し、前記半透膜間を泳動室とし、該泳動
室内をろ過膜で荷電方向に3個の室に区分し、中央の泳
動室の一端部に分離されるべき荷電物質を含む被処理液
を供給する入口ノズルを設け、両側の泳動室の一端部に
分離した荷電物質を抜き出す抜出ノズルをそれぞれ設け
、前記泳動室内で生じるジュール熱による対流の方向と
同方向己前記被処理液を流動させる間に前記荷電物質を
前記両側の泳動室に分離するようにした電気泳動ユニッ
トを複数組備え、上流側の電気泳動ユニットの抜出ノズ
ルから抜き出された分離液を下流側の電気泳動ユニット
の入口ノズルに順次供給し、下流側の電気泳動ユニット
の抜出ノズルから濃縮された分離液を取出すと共に、そ
の分離液の一部を上流側の電気泳動ユニットの入口ノズ
ルに戻すことにより達成される。
〔作  用〕
泳動室内ではジュール熱により泳動室内の中央部で一方
向に流れ両側ではそれらの外側で冷却しているので逆方
向に流れる対流が起るが、3個の室に区分された泳動室
内では、この対流の方向と同一方向に被処理液の流動が
形成される。これによって泳動室内での被処理液の流れ
形態は、押し出し流れに近い乱れの少ない流れとなり荷
電物質の分離効率が高められる。このような電気泳動ユ
ニットの直列連結および下流側ユニットで取出された分
離液の一部を上流側に返送する二とにょうて、高濃度、
高回収率を達成する。
〔実 施 例〕
以下、本発明を図面に示す具体的な実施例によって説明
する。
まず、最初に、本発明の一実施例に用いられる電気泳動
ユニットを第3図、第4図によって説明する。第3図は
本発明の一実施例に用いられる電気泳動ユニットの正面
断面図を含むフローシート、第4図は第3図の■−区矢
視断面図である。図において、lは実質的に縦長、直方
体形状の泳動装置本体、2JI、  2b、  2cは
それぞれろ過!I!3でゝ仕・切った泳動室、4a、4
bは電極室で、泳動室2a、2cと電極室4m、4bと
の間はそれぞれ半透膜5で仕切られている。電極室4a
、4b内にはそれぞれ電極板6a、6bが設置され、直
流電源*fiF(図示せず)に接続される。中央の泳動
室2bの下端には被処理液の入口ノズル7が設けられ、
被処理液の供給ポンプ8に接続されている。
両地の泳動室2a、2Cの下端には被処理液の出口ノズ
ル9a、9cが取り付けられている。また、電極室4a
、4bのそれぞれの下端および上端には電極液の入口ノ
ズル10a、10bおよび出口ノズルlla、llbが
設けられ、それぞれのノズルは第3図に示すように電極
液検認および電極液循環ポンプ13a、13bに配管接
続されている。ここで、泳動室2a、2b、2c間を仕
切るろ過113には、処理するたんばく質等の荷電物質
を通す程度の目開きのものが用いられ、泳動室2a、j
!cと電極室4a、4bとの間の半透M5には、処理す
る荷電物質は通さないが、バッファを含む電極液通す目
開きのものが用いられる。なお、ろ過膜3の上端は第3
図に示すように切取られており、図中の矢印14で示さ
れるように被処理液の流路となっている。
なお、電極液槽校内には冷却コイルなどの冷却装置(図
示せず)が設けられ一電極板6a、6bへの通itこよ
り発生するジュール熱を除去する。
このように構成された電気泳動ユニットは次のような動
作を行なう。
たんば曵質などの複数の荷電物質を含んだ彼処理液は入
口ノズル7より中央の泳動室2bの下部に供給され、泳
動室2b内を上昇し、上端で矢印14で示すように二つ
の流れに別れて両側の泳動室2aおよび2Cを下降する
。ここで被処理液中に含まれた複数の荷電物質は、電極
板5a、6bへの通電により、正又は負に荷電し、例え
ば正の電荷を持った物質は負の電極6bの方向へ少しず
つ移動しながら中央の泳動室2bを上昇し、図の右側の
泳動室2Cを下降する。そして出口ノズル9Cより正の
電荷を持った物質の濃い液が取り出される。一方、負の
電荷を持った物質は正の電極6aの方向に移動しながら
泳動室2bを上昇し、泳)動室2aを下降して、出口ノ
ズル9aから、負の電荷を持った物質の濃い液として取
り出される。
このような荷電物質の連続分離において、泳動室2a、
2b、2c内は常に荷電されているため、ジュール熱に
より泳動室内の液が暖められる。そして電極室4a、4
bには冷却した電極液が循環しているので、泳動室2a
〜2C内には、中央で上昇し、両側で下降する熱対流が
起っている。本発明はこの熱対流に沿った方向に被処理
液を流すことができ、すなわち中央の泳動室2bで上昇
し、両側の泳動室2a、20で下降する流れとして荷電
物質の連続分離が行なえるので、押し出し流れに近い、
乱れの少ない流れとなり、荷電物質の分離効率が高めら
れる。なお荷電物質は泳動室2b内を上昇する流れの中
で少しずつ流れと直角方向に移動し、その一部はろ過膜
3を通り抜け、他の一部は泳動室2bの上部に達して第
1図中の矢印14で示すようにUターンして両側の泳動
室2a又は2Cの下降流に移動する。また前述のように
ろ過膜3は、荷電物質が通る程度の小さい目開き(被処
理物質により異るが、0.01μ〜数μ程度)となって
いるので被処理液の上昇および下降流れの流れに対して
直角方向の短絡流れ、逆混合を抑制し、全体の流れを第
3図の矢印の方向に整流する。
以下第3図、第4図に示した如き電気泳動ユニットを複
数組用いて荷電物質を分陰する本発明の詳細な説明する
。
第1図は本発明の一実施例を示す図である。第1図にお
いて、21.22.23はそれぞれ電気泳動ユニットで
あり、詳細は第3図に示す如きものである。210 、
220 、230は各ユニットにおける混合液の入口ノ
ズルである。211 、221 、231は各ユニット
における陽極側抜出ノズルである。212 、222 
、232は各ユニットにおける陰極側抜出ノズルである
。この実施例は、2種のたんばく質ABを含む混合液か
らそれぞれのたんばく質を分離して取出す場合を示す。
ここでは211のたんば4質を具体的には。
A:アルブミン(ウシ血清1萼電点PIA=4.9)。
B:ミオグロビン(ウマ血清9等重点PIB=7.3)
として以下説明する。これらA、Bの物質を分離バッフ
ァ(具体的には、PH=6゜0のリン酸バッファを使用
)を溶解した混合液を準備する。この混合液は、ユニッ
ト4の入口ノズル210から泳動室内へ連続的に供給さ
れる。ユニット21において、上述した如き混合液を流
し、電極間へ電圧を印荷し分離処理を実施する。この結
果、ユニットn内の混合液中の各たんばく質は人がマイ
ナス(−)、Bがプラi (+)に帯電されることにな
る。このことからユニット乙の陰極側抜出ノズル212
からはミオグロビンCB)を多く含む分離液すなわち分
離液CB)が得られる。また陽極側抜出ノズル211か
らは、アルブミン(A)を多く含む分離液、すなわち分
離液(A)が得られる。陰極側抜出ノズル212から抜
出された分離液(B)は、ユニット乙の入口ノズル22
0から泳動室内に導かれる。ユニットnにおいて、同様
の分離処理を実施すると陰極側抜出ノズル222からは
分離液(B)がより濃縮されて得られる。さらに抜出し
ノズル222から抜出された分離液(B)をユニット乙
の入口ノズル230から泳動室内に導き、同様の分離処
理を実施することにより陰極側抜出ノズル232から得
られる分離液CB)はさらに濃縮、高純度化されて得ら
れる。またユニット乙の陽極側抜出ノズル221からは
、ユニット■において完全に分離されなかったアルブミ
ンを多く含む分離液、すなワチ分離液(A)が得られる
。この分離液(A)をユニット21の入口ノズルに再び
戻し、ユニット21において分離処理をくり返して行な
う。同様にユニット器の陽極側抜出ノズルより得られた
分離液をユニットこの入口ノズルに戻し分離処理を(り
返し行なう。この結果ユニット器の陽極側抜出ノズル2
11からはアルブミンを多々含む分離液(A)が得られ
る。また、ユニット器の陰極側抜出ノズル232からは
高濃度に濃縮されたミオグロビンを含む分離液CB)が
得られる。
次に!l!2図暑二よって本発明の他の実施例を説明す
る。第2図において、冴〜墓は各電気泳動ユニットであ
る。2種のたんばく質A、Bを含む混合液からそれぞれ
のたんぼ(質を分離して取出す場合を示す。ここで2種
のたんぼ(質は上記と同一のたんばく質とする。これら
の混合液はユニットあの入口ノズル240から泳動室内
へ連続的に供給される。ユニット属において、上述した
如き混合液を流し電極間へ電圧を印荷し分離処理を実施
する。この結果、ユニットス内の混合液中の各たんは(
質はAがマイナス(−)、Bがプラス(+)に帯電され
る二とになる。このことからユニット冴の陰極側抜出ノ
ズル242からはミオグロビンを多く含んだ分離液が得
られ、陽極側抜出ノズル241からはアルブミンを多(
含んだ分離液が得られた。
次にこれらの液は、それぞれ下流側の電気泳動ユニット
25.26に供給され分離処理を行なう。これによって
、ユニット6の陰極側抜出ノズル252からは高濃度の
ミオグロビンが得られる。一方、ユニット力の陽極側抜
出ノズル261からは高濃度の1ルブミンが得られる。
ユニット5の陽極側抜出ノズル251からは、ユニット
属で完全に分離できなかったアルブミンを多く含む分離
液が得られ、これは上流側のユニット属の入口ノズルに
返送される。また、ユニット力の陰極側抜出ノズル26
2からは、ユニット24で完全に分離できなかったミオ
グロビンを多く含む分離液が得られ、同様に上流側のユ
ニット冴の入口ノズルに港送する。これによって高fI
k度で、しかも高回収率の分離を実現できる。
さらに分離したい荷電物質が2m類以上の場合には実施
例1と実施例2を組合せ両者の間に分離液のバッファを
変えるバッファ交換器およびPH値を調整するPH調整
器を設けることにより、目的の荷電物質を高濃度にしか
も高回収率で得ることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高濃度、高回収率で荷電物質を分離で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の一実施例の電気泳動g装
置のブロック構成因、第3図は第1図、第2図の電気泳
動ユニットの縦断面図、第4図は第3図の■−■視断面
断面図る。 l・・・・・・泳動装置本体、2a、2b、2c・・・
・・・泳動室、3・・・・・・ろ過膜、4a、4b・・
・・・・電極室、5・・・・・・半透膜、6 a 、 
 6 b ・・・・・−電極板、7,210゜220 
、230 、240 、250 、260−−・・−・
入口ノズル、9a、9c。 211、212.221.222.231 、232.
241 、242.251 、252.261 。 、ミ オl園 λ1〜こ3・・電、ページ永1カニニット:   乙1
0,220.ご30・・・入ロノス”1しz、++、2
12,221,222,23+、232−40ノ又パ(
し第2図 (A) 第3圀

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、本体容器の両側に半透膜で仕切った電極室を設け、
    該電極室内にそれぞれ電極を配し、前記半透膜間を泳動
    室とし、該泳動室内をろ過膜で荷電方向に3個の室に区
    分し、中央の泳動室の一端部に分離されるべき荷電物質
    を含む被処理液を供給する入口ノズルを設け、両側の泳
    動室の一端部に分離した荷電物質を抜出す抜出しノズル
    をそれぞれ設け、前記泳動室内で生ずるジュール熱によ
    る対流の方向と同方向に前記被処理液を流動させる間に
    荷電物質を前記両側の泳動室に分離させる電気泳動ユニ
    ットを複数組備え、上流側の該電気泳動ユニットの前記
    抜出ノズルから抜出された分離液を下流側の該電気泳動
    ユニットの前記入口ノズルに順次供給し、該下流側の電
    気泳動ユニットの前記抜出ノズルから前記荷電物質が濃
    縮された分離液を取出すと共に、該濃縮された分離液の
    一部を前記上流側の電気泳動ユニットの入口ノズル側に
    戻してさらに分離を行なわせることを特徴とする荷電物
    質の分離方法。
JP62028268A 1987-02-12 1987-02-12 荷電物質の分離方法 Pending JPS63196845A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009009127A3 (en) * 2007-07-12 2009-04-09 Us Genomics Inc Method and system for transferring and/or concentrating a sample
JP2009214044A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Canon Inc 懸濁液中の粒子の分離方法及び装置
US8999636B2 (en) 2007-01-08 2015-04-07 Toxic Report Llc Reaction chamber
US9028776B2 (en) 2012-04-18 2015-05-12 Toxic Report Llc Device for stretching a polymer in a fluid sample

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