JP2001133438A - Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus - Google Patents

Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus

Info

Publication number
JP2001133438A
JP2001133438A JP31742999A JP31742999A JP2001133438A JP 2001133438 A JP2001133438 A JP 2001133438A JP 31742999 A JP31742999 A JP 31742999A JP 31742999 A JP31742999 A JP 31742999A JP 2001133438 A JP2001133438 A JP 2001133438A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gel
layer
separation
gel electrophoresis
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31742999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehiko Kitamori
武彦 北森
Tamao Kotake
玉緒 小竹
Manabu Tokeshi
学 渡慶次
Shiro Sawada
嗣郎 澤田
Kinken Tei
金鍵 鄭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanagawa Academy of Science and Technology
Original Assignee
Kanagawa Academy of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kanagawa Academy of Science and Technology filed Critical Kanagawa Academy of Science and Technology
Priority to JP31742999A priority Critical patent/JP2001133438A/en
Publication of JP2001133438A publication Critical patent/JP2001133438A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultracompact electrophoresis apparatus having a high separation efficiency and a high detection sensitivity. SOLUTION: The ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus uses as a support a flat gel comprised of a concentration gel layer 5 of a thickness of at least 50-350 μm and a separation gel layer 6 of a thickness of not larger than 50 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、超小型薄
層ゲル電気泳動装置に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、分離効率や検出感度の高い超小
型薄層ゲル電気泳動装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microminiature thin-layer gel electrophoresis apparatus. More specifically, the invention of this application relates to a microminiature thin-layer gel electrophoresis apparatus having high separation efficiency and high detection sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術とその課題】電気泳動法は、電荷を有する
分子が電場の中へ置かれたとき、逆極性の電極方向へ移
動する現象を利用した分離分析方法である。気相中で
は、抵抗がほとんどないため、分子は加速しながら電極
方向へ移動するが、電気泳動法では、一般に水溶液やゲ
ルなどの支持体を電気泳動の場として用いる。
2. Description of the Related Art Electrophoresis is a separation and analysis method utilizing the phenomenon that, when a charged molecule is placed in an electric field, it moves in the direction of an electrode of opposite polarity. In a gas phase, molecules move in the direction of the electrode while accelerating because there is almost no resistance. In the electrophoresis method, a support such as an aqueous solution or a gel is generally used as a field for electrophoresis.

【0003】従来より生命科学の領域では、DNAや蛋
白質などの生体高分子の分析にゲル電気泳動が広く用い
られてきた。蛋白質やDNA分子の分析においては、分
解能を向上させるために、分子の移動に対する抵抗の大
きさを制御する必要があり、ゲルを支持体としたゲル電
気泳動法が高い分離能を得る方法として知られている。
ゲル電気泳動では、高分子による網目(ゲル)を形成さ
せ、編み目の孔の大きさを調節することにより、ふるい
効果を発現させ、電極への目的分子の移動に分子の微小
な大きさの違いを反映させることができる。また、ゲル
中に溶液を保持すると、ゲルの網目によって溶液の熱対
流が抑制されるという利点もある。
Conventionally, in the field of life science, gel electrophoresis has been widely used for analysis of biological macromolecules such as DNA and proteins. In the analysis of protein and DNA molecules, it is necessary to control the resistance to the movement of the molecules in order to improve the resolution, and gel electrophoresis using a gel as a support is known as a method for obtaining high resolution. Have been.
In gel electrophoresis, a network (gel) is formed by macromolecules and the size of the pores of the stitch is adjusted to create a sieving effect. Can be reflected. Further, when the solution is held in the gel, there is an advantage that the heat convection of the solution is suppressed by the network of the gel.

【0004】ゲル電気泳動法は、電気泳動の駆動力とそ
の制御方法、支持体の形状などによって分類される。高
分子の網目によって移動速度に違いを生じさせる方法の
主な目的は、分子サイズの推定であり、この目的のため
には、試料分子はサイズに比例した荷電数を持つことが
望ましい。DNA分子は、電荷に影響する解離基として
リン酸基を有しており、これはDNAの塩基単位1個に
つき1個の負電荷を与えている。したがって荷電数は分
子の長さに比例するので、ゲル電気泳動による分子サイ
ズの決定が比較的簡単である。これに対して、蛋白質分
子では、電荷を与える解離基のPKaが約3〜12の範
囲にあるので、そのままでは荷電数は分子サイズにまっ
たく関係しない。そこで、蛋白質の場合は、陰イオン系
海面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を
加え、ドデシル硫酸基(1分子につき1個の負電荷を与
える)を結合させるSDSゲル電気泳動法が用いられ
る。ドデシル硫酸基の結合量は蛋白質の分子サイズに比
例するので、荷電数は分子サイズにほぼ比例することに
なり、ゲル中での移動速度から近似的に分子サイズが求
められる。
[0004] Gel electrophoresis is classified according to the driving force of electrophoresis, its control method, the shape of a support, and the like. The main purpose of the method of causing a difference in the movement speed depending on the polymer network is estimation of the molecular size. For this purpose, it is desirable that the sample molecules have a charge number proportional to the size. DNA molecules have a phosphate group as a dissociating group that affects charge, which gives one negative charge per base unit of DNA. Therefore, since the charge number is proportional to the length of the molecule, it is relatively easy to determine the size of the molecule by gel electrophoresis. On the other hand, in a protein molecule, since the PKa of the dissociating group providing a charge is in the range of about 3 to 12, the charge number has no relation to the molecular size as it is. Therefore, in the case of proteins, SDS gel electrophoresis in which sodium dodecyl sulfate (SDS), which is an anionic surfactant, is added and a dodecyl sulfate group (giving one negative charge per molecule) is used. . Since the amount of the dodecyl sulfate group is proportional to the molecular size of the protein, the charge number is approximately proportional to the molecular size, and the molecular size can be approximately determined from the speed of movement in the gel.

【0005】駆動力を制御することによって電気泳動分
離する方法としては、このほかに、等電点電気泳動法が
ある。これは、電極に挟まれた支持体ゲルにpH勾配を
つくり、蛋白質をその固有の等電点の位置に収束させる
ことで、互いに分離する方法である。陽極の電極液から
水素イオンが供給され、陰極の電極液から水酸化物イオ
ンが供給されるようにし、電極間に直流電圧をかける
と、両電極から供給されるイオンによって、支持体中に
pH勾配が形成される。さまざまな等電点をもつ良性電
解質混合物を含ませておくと、電圧の印加によって、こ
れらは支持体中でその等電点の順に配列し、結果として
pH勾配を安定化させる。蛋白質分子は、安定化された
pH勾配の中で、その等電点の位置に収束する。等電点
電気泳動では、分離のためには、必ずしも支持体がゲル
である必要はないが、熱対流や分子の拡散を抑えるため
に、密度の低いゲルが支持体として用いられる。
As another method for performing electrophoretic separation by controlling the driving force, there is an isoelectric focusing method. This is a method in which a pH gradient is formed in a support gel sandwiched between electrodes, and proteins are separated from each other by converging proteins at the positions of their unique isoelectric points. Hydrogen ions are supplied from the anode electrode solution, and hydroxide ions are supplied from the cathode electrode solution.When a DC voltage is applied between the electrodes, the pH supplied to the support is increased by the ions supplied from both electrodes. A gradient is formed. The inclusion of benign electrolyte mixtures with different isoelectric points allows them to be arranged in the support in the order of their isoelectric points by the application of a voltage, thus stabilizing the pH gradient. The protein molecule converges to its isoelectric point in the stabilized pH gradient. In isoelectric focusing, the support does not necessarily need to be a gel for separation, but a gel with a low density is used as the support to suppress thermal convection and diffusion of molecules.

【0006】ゲル電気泳動法における支持体の形状とし
ては、大きく分けて、一対の対向する透光性の板の間に
ポリアクリルアミドなどのゲルを作成し、その両端を電
極液の入った電極槽につなぎ、通電して、目的物を含む
混合液を分離する平板ゲル電気泳動法と、キャピラリー
中にゲルを作成したり、親水性の線状高分子などを水中
に溶解し、絡み合いによりゲルの網目に似た構造を形成
したりして、その両端間に高電圧を印加して目的物を含
む混合液を分離分析するキャピラリー電気泳動法があげ
られる。
[0006] The shape of the support in the gel electrophoresis method is roughly divided into a gel made of polyacrylamide or the like between a pair of opposing translucent plates, and both ends connected to an electrode tank containing an electrode solution. , Energization and separation of the mixture containing the target substance by flat gel electrophoresis, gel formation in capillaries, or dissolving hydrophilic linear polymers in water Capillary electrophoresis, in which a similar structure is formed, and a high voltage is applied between both ends to separate and analyze a mixed solution containing a target substance.

【0007】いずれの方法も目的物を分離した後、分光
法等を用いて、目的分子の検出を行う。平板ゲル電気泳
動では、一般に、ゲルを染色し、その染色の様子を一眼
レフカメラやビデオカメラ、ゲルスキャナーを用いて記
録し、レーザースキャン、画像処理、ソフトウェアによ
るデータ解析などを行ない、分離されたDNAや蛋白質
を分析する。キャピラリー電気泳動では、分離された目
的分子を紫外吸収や蛍光分析によって検出する。
[0007] In any of the methods, after the target substance is separated, the target molecule is detected using spectroscopy or the like. In slab gel electrophoresis, gels are generally stained, the state of the staining is recorded using a single-lens reflex camera, video camera, or gel scanner, and separated by laser scanning, image processing, data analysis using software, etc. Analyze DNA and proteins. In capillary electrophoresis, the separated target molecule is detected by ultraviolet absorption or fluorescence analysis.

【0008】平板ゲル電気泳動法は、ゲル面積を広く
し、ゲル上部に溝(ウェル)を多く形成することによ
り、一度に多く(通常5〜20)の検体を注入、分離す
ることが可能であるが、分離速度が小さく、分析に時間
がかかるという問題があった。また、目的物の分離を終
えたゲルを解析するためには、電極槽からはずし、染色
して解析する必要があり、複雑な操作によって手間と時
間を要するという問題があった。
[0008] In the plate gel electrophoresis method, a large number of samples (usually 5 to 20) can be injected and separated at a time by enlarging the gel area and forming many grooves (wells) in the upper part of the gel. However, there is a problem that the separation speed is low and the analysis takes time. Further, in order to analyze the gel after the separation of the target substance, it is necessary to remove the gel from the electrode tank, stain and analyze the gel, and there is a problem that it takes time and effort due to a complicated operation.

【0009】一方、高速分析のために提案されたキャピ
ラリー電気泳動法では、比較的簡便に分離物を検出する
ことが可能であるが、キャピラリー1本につき、1検体
のみの分離が可能な上、使用キャピラリーごとの再現性
が悪いという問題があった。そのため、DNAシークエ
ンスなどの多検体の分析には、未だに平板ゲルを使用し
ているのが実状である。
On the other hand, in the capillary electrophoresis method proposed for high-speed analysis, it is possible to relatively easily detect a separated substance, but it is possible to separate only one sample per capillary, There was a problem that the reproducibility for each used capillary was poor. Therefore, the fact is that plate gels are still used for analysis of multiple samples such as DNA sequences.

【0010】したがって、DNAや蛋白質などの分離分
析において、一度に多くの検体を、高速かつ精度高く、
分離分析することが可能な方法が望まれていた。そこ
で、この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなさ
れたものであり、従来技術の問題点を解消し、分離効率
が高く、高い検出感度を有する超小型電気泳動装置を提
供することを課題としている。
Therefore, in the separation and analysis of DNA, protein, etc., many samples can be analyzed at once with high speed and high accuracy.
A method capable of separating and analyzing has been desired. Accordingly, the invention of this application has been made in view of the circumstances described above, and it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art and to provide a micro electrophoresis device having high separation efficiency and high detection sensitivity. Is an issue.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、まず第1には、少なくと
も厚さ50μm〜350μmの濃縮ゲル層と、厚さ50
μm以下の分離ゲル層から成る平板ゲルを支持体とする
ことを特徴とする超小型薄層ゲル電気泳動装置を提供す
る。
Means for Solving the Problems According to the invention of the present application, to solve the above-mentioned problems, first, a concentrated gel layer having a thickness of at least 50 μm to 350 μm and a thickness of 50 μm are provided.
Provided is an ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus characterized in that a flat gel comprising a separation gel layer of μm or less is used as a support.

【0012】第2には、この出願の発明は、上記超小型
薄層ゲル電気泳動装置において、平板状高分子ゲルの分
離ゲル層が、一対の対向する透光性の板の底部分の高分
子ゲル溶液への浸漬で、毛細管現象により該高分子ゲル
溶液が透光性の板間に注入されて、作成されること、そ
して第3には、高分子ゲル溶液が、透光性の板間の所望
の高さ位置まで毛細管現象により注入されるように、透
光性の板の間隔が、該高さ位置より下では、一定であ
り、該高さ位置以上で急激に広くなることをその態様と
して提供する。
Secondly, the invention of the present application is directed to the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus, wherein the separation gel layer of the flat polymer gel has a height higher than the bottom of a pair of opposing translucent plates. The polymer gel solution is injected into the gap between the light-transmitting plates by capillary action to be formed by immersion in the molecular gel solution, and thirdly, the polymer gel solution is transferred to the light-transmitting plate. The gap between the light-transmitting plates is constant below the height position and rapidly widens above the height position so as to be injected by capillary action to the desired height position between them. This is provided as an embodiment.

【0013】また、第4には、この出願の発明は、上記
超小型薄層ゲル電気泳動装置において、検出器が熱レン
ズ顕微分光器であることをもその態様として提供する。
Fourth, the invention of the present application also provides that the detector in the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus is a thermal lens microspectroscope.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】この出願の発明の超小型薄層ゲル
電気泳動装置は、厚さ50μm〜350μmの濃縮ゲル
層と厚さ50μm以下の分離ゲル層の2層から成る、極
めて薄く小型なゲルを支持体とするものである。ゲルを
小型化することにより、試料分子である蛋白質またはD
NAを高速に分離することが可能となり、これまで手間
がかかり、長時間を要していた検出操作が簡略化され、
高分解能の方法を適用することが可能な超小型薄層ゲル
電気泳動装置を得ることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of the present application is an extremely thin and compact thin-layer gel electrophoresis apparatus comprising a concentrated gel layer having a thickness of 50 to 350 μm and a separation gel layer having a thickness of 50 μm or less. The gel is used as a support. By reducing the size of the gel, the protein or D
It is possible to separate the NA at high speed, which simplifies the time-consuming and time-consuming detection operation.
An ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus to which a high-resolution method can be applied can be obtained.

【0015】支持体となるゲルの小型化を可能とするた
めには、まず試料バンドを極力細くする必要がある。そ
こで、試料を濃縮し、薄い層状にするための濃縮ゲル層
を設け、濃縮された目的物質を、分離ゲル層において分
離する。
In order to make the gel serving as a support smaller, it is necessary to make the sample band as narrow as possible. Therefore, a concentrated gel layer for concentrating the sample to form a thin layer is provided, and the concentrated target substance is separated in the separation gel layer.

【0016】濃縮ゲルは試料負荷ゲル中の移動度の大き
いイオン(先導イオン)とその上部の電極用緩衝液中の
試料分子よりも移動度の小さいイオン(終局イオン)と
を不連続的に変化させ、この両イオンの間で試料分子に
最も高い電圧勾配が加わるようにすることによって、負
荷蛋白質を極めて薄い層状に濃縮するものである。濃縮
された試料分子は、分離される成分の分子量に適した濃
度の分離用ゲル中で各成分の移動度の差によって分離さ
れる。
The concentrated gel discontinuously changes ions having high mobility (lead ions) in the sample-loaded gel and ions (final ions) having lower mobility than the sample molecules in the electrode buffer solution above the gel. By causing the highest voltage gradient to be applied to the sample molecule between these two ions, the loaded protein is concentrated in an extremely thin layer. The concentrated sample molecules are separated in a separation gel having a concentration suitable for the molecular weight of the component to be separated by a difference in the mobility of each component.

【0017】ゲルはあまり厚いと、少ない量の試料での
分離が難しくなり、必然的にゲルの面積も大きくするこ
とが必要となるため、なるべく薄いことが好ましい。し
かし、あまり薄いと、反対に、試料を一定量注入するこ
とが不可能になったり、ゲルの取り扱いが困難になった
りして好ましくない。そこでこの出願の発明の超小型薄
層ゲル電気泳動装置では、ゲルの厚さは、濃縮ゲル層で
は、50〜350μm、分離ゲル層では、50μm以下
とすることが好ましい。濃縮ゲル層は、試料を注入する
ウェルの作成や、試料溶液の注入が困難にならないため
に、50〜350μm、より好ましくは200〜350
μmとする。この厚さでは、通常の化学実験に使用され
るマイクロピペットを用いて、一対の透光性の板の間に
作成したゲル上のウェルに、一定量の試料溶液を注入す
ることが可能となる。また、濃縮ゲル層の厚みは、分離
ゲル層よりも厚く、一定であっても、試料を注入する部
分が厚く、分離ゲル層に近づくにしたがって薄くなり、
分離ゲル層との界面では、両者の厚みが等しいものであ
ってもよい。この出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動
装置では、試料注入口部分が厚く、分離ゲル層に近づく
につれ薄くなる形状であることが好ましい。これは、後
に述べるこの出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動装置
における平板ゲルの好ましい作成方法と関係する。
If the gel is too thick, it is difficult to separate it with a small amount of sample, and it is necessary to increase the area of the gel. Therefore, the gel is preferably as thin as possible. However, if it is too thin, on the contrary, it becomes impossible to inject a certain amount of the sample or the gel becomes difficult to handle, which is not preferable. Therefore, in the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of this application, the thickness of the gel is preferably 50 to 350 μm for the concentrated gel layer and 50 μm or less for the separation gel layer. The concentrated gel layer has a thickness of 50 to 350 μm, more preferably 200 to 350 μm, in order to make it difficult to form a well for injecting a sample or to inject a sample solution.
μm. With this thickness, it is possible to inject a fixed amount of the sample solution into a well on the gel formed between a pair of translucent plates using a micropipette used in ordinary chemical experiments. In addition, the thickness of the concentrated gel layer is thicker than the separation gel layer, and even if it is constant, the portion where the sample is injected is thicker, and becomes thinner as it approaches the separation gel layer,
At the interface with the separation gel layer, both may have the same thickness. In the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of this application, it is preferable that the sample inlet portion is thick and has a shape that becomes thinner as approaching the separation gel layer. This relates to a preferred method for producing a flat gel in the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention described later.

【0018】一方、分離ゲル層は、可能な限り薄いこと
が好ましい。あまり厚いゲルでは、分離速度が遅くな
り、試料も大量に必要となる他、分離された試料分子の
検出方法が限定され、好ましくない。50μm以下とす
れば、従来の検出器や検出方法のみならず、熱レンズの
ような新しい検出方法を取り入れることも可能となり、
好適である。
On the other hand, it is preferable that the separation gel layer is as thin as possible. If the gel is too thick, the separation speed becomes slow, a large amount of sample is required, and the method of detecting separated sample molecules is limited, which is not preferable. If it is 50 μm or less, it becomes possible to incorporate not only a conventional detector and a detection method but also a new detection method such as a thermal lens.
It is suitable.

【0019】この出願の発明では、濃縮ゲル層、分離ゲ
ル層の合計の面積は、とくに限定されない。しかし、薄
いゲルの取り扱いや少ない資料での分離を容易にするた
めには、5cm×5cm以下であることが好ましい。濃
縮ゲルの大きさは、小さいほど試料分子の通加速度を速
くすることができるが、あまり小さいと分離ゲルに到達
するまでに濃縮が充分に行われずに、検出感度が低下し
てしまう恐れがある。したがって、幅は5cm以下、よ
り好ましくは、1〜5cmであり、高さが0.5〜1c
mであることが好ましい。一方、分離ゲルの大きさは、
幅5cm以下、より好ましくは1〜5cmで濃縮ゲルと
同じであることが好ましく、高さは3cm以下、より好
ましくは1〜2.5cmである。もちろん、この出願の
発明の超小型薄層ゲル電気泳動装置における濃縮ゲル
層、分離ゲル層の大きさは、これらに限定されるもので
はなく、取り扱いの容易さや分離能に支障を来さない範
囲で設定できる。
In the invention of this application, the total area of the concentrated gel layer and the separated gel layer is not particularly limited. However, in order to facilitate the handling of a thin gel and the separation with a small amount of material, the size is preferably 5 cm × 5 cm or less. The smaller the size of the condensed gel, the faster the passing speed of the sample molecules can be.However, if the size is too small, the concentration may not be sufficiently performed before reaching the separation gel, and the detection sensitivity may be reduced. . Therefore, the width is 5 cm or less, more preferably 1 to 5 cm, and the height is 0.5 to 1 c.
m is preferable. On the other hand, the size of the separation gel is
The width is preferably 5 cm or less, more preferably 1 to 5 cm, which is the same as that of the concentrated gel, and the height is 3 cm or less, more preferably 1 to 2.5 cm. Of course, the sizes of the concentrated gel layer and the separation gel layer in the ultra-compact thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of this application are not limited to these, and are within a range that does not impair ease of handling and separation ability. Can be set with.

【0020】ゲルの材料高分子としては、分離能の高い
ポリアクリルアミドゲルが一般的に使用される。ポリア
クリルアミドゲルの特徴としては、(1)透明で染色後
の試料分子(蛋白質またはDNA)の検出が容易であ
る、(2)分子内に電荷を持たないので、電気浸透(支
持体ゲルのもつ電荷によって溶液が全体として反対符号
の電極側へ移動する現象)が生じない、などがあげられ
る。通常は、アクリルアミドを直鎖ポリマー形成のため
の試薬とし、N,N'- メチレンビスアクリルアミド(以下
bis と呼ぶ)を直鎖間の架橋用試薬とし、混合した水溶
液から重合させる。重合用溶液中のアクリルアミドとbi
sの重量%の和(T%)と、このうちbisの重量%(C
%)を、それぞれをゲル密度、架橋度と呼ぶのが一般的
で、 濃縮用ゲル、分離用ゲルの2層以上を用いる場合
は、通常Cを等しくし、Tだけが異なるゲルを使用す
る。
As the gel polymer, a polyacrylamide gel having a high separation ability is generally used. The characteristics of polyacrylamide gel are (1) transparent and easy to detect sample molecules (protein or DNA) after staining, and (2) electro-osmosis because of no charge in the molecule. (The phenomenon that the solution as a whole moves to the electrode side with the opposite sign due to the charge) does not occur. Usually, acrylamide is used as a reagent for forming a linear polymer, and N, N'-methylenebisacrylamide (hereinafter, referred to as "N, N'-methylenebisacrylamide") is used.
(referred to as bis) as a reagent for cross-linking between linear chains, and polymerized from a mixed aqueous solution. Acrylamide and bi in solution for polymerization
s weight% (T%) and bis weight% (C
%) Is generally called the gel density and the degree of cross-linking, respectively. When two or more layers of a gel for concentration and a gel for separation are used, usually, C is made equal and gels differing only in T are used.

【0021】この出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動
装置では、支持体の平板ゲルは、一対の対向した透光性
の板の間に作成される。図1に、この出願の発明の超小
型薄層ゲル電気泳動装置の支持体である平板ゲルを例示
し、その作成方法を具体的に説明する。この出願の発明
では、一対の対向する透光性の板(1)、(2)の間に
セパレーター(3)を入れ、透光性の板の間にゲル溶液
を注入してゲル(4)を得る。
In the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention, the flat gel of the support is formed between a pair of opposing light-transmitting plates. FIG. 1 exemplifies a plate gel as a support of the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of this application, and specifically describes a method for producing the same. In the invention of this application, a separator (3) is inserted between a pair of opposing translucent plates (1) and (2), and a gel solution is injected between the translucent plates to obtain a gel (4). .

【0022】透光性の板は、この出願の発明の超小型薄
層ゲル電気泳動装置に用いられる試料分子の検出方法に
応じて異なるものを選択することができる。検出方法に
使用される、紫外光、可視光、赤外光、レーザー光など
の光を吸収したり、反射したりすることなく、それらの
光を透過するものであればどのような材料でもよい。ま
た、上記の光に対して安定で、均一な表面を有し、ゲル
を作成する際のセルとなりうる適度な強度を有するもの
であればよく、アクリルなどのプラスチック板、ガラス
板、石英板などが例示される。好ましくは、強度が高
く、透明で、光に対して安定で、安価なガラス板であ
る。
As the light-transmitting plate, different ones can be selected according to the method of detecting sample molecules used in the ultra-compact thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention. Any material may be used as long as it can transmit such light without absorbing or reflecting light such as ultraviolet light, visible light, infrared light, and laser light used in the detection method. . In addition, any material that is stable to the above light, has a uniform surface, and has an appropriate strength that can serve as a cell when forming a gel, such as a plastic plate of acrylic or the like, a glass plate, a quartz plate, etc. Is exemplified. Preferably, the glass plate is high in strength, transparent, stable to light, and inexpensive.

【0023】ゲル溶液の調製方法は、通常の重合方法で
重合されたゲルを希釈したり、モノマー溶液に重合開始
剤等を加え、透光性の板(1)、(2)の間で重合反応
を起こさせたりすることができる。たとえば、アクリル
アミド(溶液100ml中に4〜20g)、架橋剤N,N'
- メチレンビスアクリルアミド(重量でアクリルアミド
の5%程度)、両性電解質混合物を混合した水溶液を、
脱気、冷却し、重合開始剤(過硫酸アンモニウム)、重
合促進剤(N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン)
を加え、透光性の板(1)、(2)の間に注入し、固化
させる方法が一般的である。もちろん、溶液濃度、架橋
剤、開始剤、重合促進剤などは、これらに限定されな
い。濃縮ゲル層(5)、分離ゲル層(6)はそれぞれ、
例えば、上記の方法などで分離ゲル層(6)をゲル化さ
せた後、濃縮ゲル層(5)の原料溶液を注入し、分離ゲ
ル層(6)上に濃縮ゲル層(5)を作成して2層とする
ことができる。もちろんゲル化の順序、方法などはこれ
に限定されるものではない。
The gel solution is prepared by diluting a gel polymerized by an ordinary polymerization method, adding a polymerization initiator or the like to a monomer solution, and polymerizing between the light-transmitting plates (1) and (2). Or cause a reaction. For example, acrylamide (4 to 20 g in 100 ml of solution), crosslinking agent N, N '
-Methylene bisacrylamide (about 5% of acrylamide by weight), an aqueous solution mixed with an amphoteric electrolyte mixture,
Deaeration, cooling, polymerization initiator (ammonium persulfate), polymerization accelerator (N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine)
Is generally added between the transparent plates (1) and (2) and solidified. Of course, the solution concentration, the crosslinking agent, the initiator, the polymerization accelerator and the like are not limited to these. The concentrated gel layer (5) and the separated gel layer (6)
For example, after the separation gel layer (6) is gelled by the above method or the like, the raw material solution of the concentrated gel layer (5) is injected, and the concentrated gel layer (5) is formed on the separated gel layer (6). Two layers. Of course, the order and method of gelation are not limited to this.

【0024】この出願の発明では、作成するゲルの厚さ
が50μm以下と、とくに薄いため、ゲルの原料溶液を
調製した後、通常の方法によって、シリンジやピペット
を用いてゲル溶液を注入することが困難である。そこ
で、セパレーター(3)によって間隔を一定とした一対
の対向する透光性の板(1)、(2)の底部分をゲル溶
液に浸漬し、毛細管現象によって、透光性の板(1)、
(2)の間に、注入することが好ましい。
In the invention of this application, since the thickness of the gel to be produced is particularly thin, that is, 50 μm or less, it is necessary to prepare a raw material solution of the gel and then inject the gel solution using a syringe or a pipette by an ordinary method. Is difficult. Therefore, the bottoms of a pair of opposing translucent plates (1) and (2) whose intervals are fixed by the separator (3) are immersed in a gel solution, and the translucent plate (1) is formed by capillary action. ,
It is preferable to inject during (2).

【0025】このとき、透光性の板(1)、(2)の間
隔は、目的とする分離ゲル層(6)の厚さと等しく、底
部分から所望の分離ゲル層(6)の高さ位置までは一定
である。そして、該高さ位置より上では、透光性の板
(1)、(2)の間隔は急激に広くなる。これにより、
毛細管現象により上昇したゲル溶液は、所望の分離ゲル
層(6)の高さ位置で停止し、固化することによって、
この分離ゲル層(6)の上に作成される濃縮ゲル層
(5)との界面が、水平で均一なものとなる。このよう
に、透光性の板(1)、(2)の間隔をある位置から急
激に広くする方法としては、一定間隔に離された透光性
の板(1)、(2)の両方または一方に該高さ位置から
急激に傾斜をつけ、間隔を広くする方法や、透光性の板
(1)、(2)の一方または両方に、該高さ位置で溝を
掘り、結果として両者の間隔を広くする方法があげられ
る。好ましくは、透光性の板の一方(2)を、目的とす
る分離ゲル層(6)の高さ位置まで上方から斜め下方
に、透光性の板(1)に向かって、斜めに加工した、傾
斜部分(7)を設ける方法である。この方法によって、
透光性の板(2)の傾斜部分(7)は、つまり、縦断面
(8)が、逆三角形となり、さらに、この逆三角形の縦
断面(8)は、どの部分でも等しい面積の逆三角形を示
すことになる。つまり、この傾斜部分(7)に作成され
る濃縮ゲル層(5)は、その厚み方向の縦断面の面積が
一定となる。これにより、どの位置に注入した試料も、
同条件で濃縮され、分離ゲル層(6)に到達することが
できるようになる。また、この方法によって、透光性の
板の間隔を広げる場合、透光性の板(1)、(2)の高
さは、同じであってもよいが、開口部(9)からゲル溶
液が注入しやすくなるように、(1)が(2)よりも高
いことが好ましい。さらに、傾斜部分(7)や、上記に
例示した透光性の板の間隔を広げるための加工は、切
断、研磨、切削などの通常行われるガラスの加工方法を
用いて行うことができる。
At this time, the interval between the light-transmitting plates (1) and (2) is equal to the thickness of the intended separation gel layer (6), and the height position of the desired separation gel layer (6) from the bottom portion Until is constant. Then, above the height position, the interval between the light-transmitting plates (1) and (2) increases rapidly. This allows
The gel solution that has risen due to the capillary action stops at the height of the desired separation gel layer (6) and solidifies,
The interface with the concentrated gel layer (5) formed on the separation gel layer (6) becomes horizontal and uniform. As described above, as a method of rapidly increasing the interval between the light-transmitting plates (1) and (2) from a certain position, both the light-transmitting plates (1) and (2) spaced at a fixed interval are used. Alternatively, a method of sharply inclining one side from the height position to widen the gap, or digging a groove in one or both of the translucent plates (1) and (2) at the height position, as a result There is a method of widening the interval between the two. Preferably, one of the light-transmitting plates (2) is processed diagonally from above to the light-transmitting plate (1) obliquely downward from above to the target height of the separation gel layer (6). This is a method of providing an inclined portion (7). By this method,
The inclined portion (7) of the translucent plate (2), that is, the vertical section (8) is an inverted triangle, and the vertical section (8) of the inverted triangle is an inverted triangle having the same area in any part. Will be shown. That is, the concentrated gel layer (5) formed on the inclined portion (7) has a constant vertical cross-sectional area in the thickness direction. As a result, the sample injected into any position
It is concentrated under the same conditions and can reach the separation gel layer (6). When the distance between the light-transmitting plates is increased by this method, the height of the light-transmitting plates (1) and (2) may be the same. (1) is preferably higher than (2) so as to make the injection easier. Further, the processing for widening the interval between the inclined portion (7) and the translucent plate exemplified above can be performed by using a normal glass processing method such as cutting, polishing, or cutting.

【0026】そして、透光性の板(1)と(2)の間隔
は、開口部(9)で最も広くなり、開口部の透光性の板
(1)、(2)の間隔は、分離ゲル層(6)が固化した
後に、この開口部(9)からゲル溶液を注入し、濃縮ゲ
ル層(5)を作成するために、350μm以下であるこ
とが好ましく、より好ましくは、200〜300μmで
ある。これにより、ゲル溶液をマイクロピペットなどに
よって、注入することが容易となる。
The distance between the light-transmitting plates (1) and (2) is the largest at the opening (9), and the distance between the light-transmitting plates (1) and (2) at the opening is: After the separation gel layer (6) is solidified, the thickness is preferably 350 μm or less, more preferably 200 to 500 μm, in order to inject a gel solution from the opening (9) to form a concentrated gel layer (5). It is 300 μm. This makes it easy to inject the gel solution with a micropipette or the like.

【0027】透光性の板(1)および(2)の間隔は、
セパレーター(3)によって決定される。このセパレー
ターの大きさについては、厚みが所望の分離ゲル層
(6)の厚みと等しければよく、高さは、少なくとも透
光性の板(2)と同じかそれ以上であることが好まし
い。セパレーター(3)と透光性の板(1)、(2)
は、注入するゲル溶液が漏れないように、密閉され、ゲ
ル作成用のセルとして機能しなければならない。たとえ
ば、セパレーター(3)と透光性の板(1)、(2)
は、接着剤などで固定されていてもよいし、パッキング
などを介してはめ込むような構造となっており、密閉さ
れていてもよい。もちろん、セパレーター(3)と透光
性の板(1)、(2)を一体化させ、あらかじめ厚さの
限定されたセルとしてもよい。しかし、後に透光性の板
(1)、(2)からゲルをはずす操作などを簡便に行な
うためには、それぞれ個別となっていることが好まし
い。
The distance between the transparent plates (1) and (2) is
Determined by the separator (3). Regarding the size of the separator, it is sufficient that the thickness is equal to the thickness of the desired separation gel layer (6), and the height is preferably at least the same as or larger than the translucent plate (2). Separator (3) and translucent plate (1), (2)
Must be sealed and function as a cell for making gel so that the gel solution to be injected does not leak. For example, a separator (3) and a light-transmitting plate (1), (2)
May be fixed with an adhesive or the like, may be fitted through a packing or the like, and may be sealed. Of course, the separator (3) and the translucent plates (1) and (2) may be integrated into a cell whose thickness is limited in advance. However, in order to easily remove the gel from the translucent plates (1) and (2) later, it is preferable that they are individually provided.

【0028】さらに、開口部(9)に近い濃縮ゲル層の
上部(試料注入部)には、ゲル作成時に幅、厚みに合わ
せた櫛形の板(コーム)を入れ、固化させて、ウェル
(10)を形成することができる。このウェル(10)
は、数を多くすることにより一度に多くの検体の分離分
析が可能となるが、あまり多くても、ウェル(10)間
の距離が短くなり、分離能に影響を及ぼすため、好まし
くない。使用するゲル(4)の幅に合わせて作成するよ
い。ゲル電気泳動測定の際には、マイクロピペットを用
いて作成したウェル(10)に試料を注入することによ
り、数nLの試料の分離分析が可能となる。試料の量
は、検出法の感度との関係が重要であり、試料体積中の
目的分子の量を適当なものに調整する必要がある。
Further, in the upper part (sample injection part) of the concentrated gel layer near the opening part (9), a comb-shaped plate (comb) according to the width and thickness at the time of gel preparation is put and solidified. ) Can be formed. This well (10)
By increasing the number, it is possible to separate and analyze a large number of specimens at one time. However, if the number is too large, the distance between the wells (10) is shortened and the separation ability is unfavorably affected. It may be prepared according to the width of the gel (4) to be used. At the time of gel electrophoresis measurement, a sample is injected into a well (10) prepared using a micropipette, so that a sample of several nL can be separated and analyzed. The relationship between the amount of the sample and the sensitivity of the detection method is important, and it is necessary to adjust the amount of the target molecule in the sample volume to an appropriate value.

【0029】試料の分離が終了したゲル(4)は、試料
分子(蛋白質またはDNA)の固定と両性電解質混合液
のゲルからの除去、さらには検出を容易にすることを目
的として、染色、あるいは標識の導入をすることが好ま
しい。染色方法としては、色素染色、銀などの金属によ
る染色などが例示される。この出願の発明の超小型薄層
ゲル電気泳動では、ゲル(4)に対して様々な染色方法
を用いることができ、検出方法に適したものを選択する
ことができる。もちろん、検出方法によっては、染色や
標識を必要としないものもあり、そのような検出方法を
適用する場合は、染色は行わないでよい。
The gel (4) from which the sample has been separated is stained or used for the purpose of fixing sample molecules (protein or DNA), removing the amphoteric electrolyte mixture from the gel, and further facilitating detection. Preferably, a label is introduced. Examples of the dyeing method include dye dyeing and dyeing with a metal such as silver. In the ultra-small thin-layer gel electrophoresis of the invention of this application, various staining methods can be used for the gel (4), and those suitable for the detection method can be selected. Of course, some detection methods do not require staining or labeling, and when such a detection method is applied, staining may not be performed.

【0030】また、この出願の発明の超小型薄層ゲル電
気泳動装置では、検出器は、微量の蛋白質およびDNA
を精度高く検出できるものであれば、どのようなもので
もよく、ラジオアイソトープの読み取り、紫外線の吸光
度分析、蛍光分析などの通常使用される方法を用いるこ
とができる。好ましくは、2μmの高い空間分解能を有
し、非発光性の物質を超高感度に検出できる熱レンズ顕
微鏡である。
In the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of the present application, the detector comprises a trace amount of protein and DNA.
Any method can be used as long as it can be detected with high accuracy, and commonly used methods such as radioisotope reading, ultraviolet absorbance analysis, and fluorescence analysis can be used. Preferably, it is a thermal lens microscope having a high spatial resolution of 2 μm and capable of detecting a non-luminescent substance with ultra-high sensitivity.

【0031】熱レンズ現象とは、溶液を入れたセルへレ
ーザー光を照射するとき、見られる現象である。溶液で
は、レーザー光の波長を吸収するとき、レーザー光の強
度分布に沿った形でエネルギーが蓄積される。蛍光過程
を伴わない場合は、熱として、このエネルギーが溶媒に
伝達される。通常温度に対する溶媒の屈折率変化は負で
あるので、見かけ上、凹レンズがセル内に生じたような
効果が現れる。一般的にレーザーはわずかながら分散す
るため、ビーム半径がしだいに増加し、極端な感度の低
下をもたらすため、試料セルの前に、レーザー光を集光
するための凸レンズを置くことにより、安定した熱レン
ズを得ることができる。
The thermal lens phenomenon is a phenomenon observed when a cell containing a solution is irradiated with a laser beam. In a solution, when absorbing the wavelength of laser light, energy is stored in a form along the intensity distribution of the laser light. Without the fluorescence process, this energy is transferred to the solvent as heat. Normally, since the change in the refractive index of the solvent with respect to the temperature is negative, the effect appears as if a concave lens had appeared in the cell. In general, since the laser is slightly dispersed, the beam radius gradually increases, resulting in an extreme decrease in sensitivity.Therefore, a stable lens is provided by placing a convex lens for focusing the laser light in front of the sample cell. A thermal lens can be obtained.

【0032】この出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動
では、検出器を熱レンズ顕微鏡として、精度高く試料分
子を検出することができる。熱レンズ顕微鏡は、熱レン
ズを生ずるための誘起用レーザーと熱レンズをモニター
するためのプローブ用レーザーが別であるデュアルビー
ム方式であっても、両方を兼用した1つのレーザーを用
いるシングルビーム方式であってもよい。好ましくは、
熱レンズ誘起用のレーザーを色素レーザーにして、波長
に対する吸収スペクトルを測定したり、パルスレーザー
を利用したりできるデュアルビーム方式がよい。プロー
ブ光は小出力のHe−Neレーザーなどを用いることが
可能で、これにより、ノイズレベルを1/10以下に低
減することが可能である。
In the ultra-small thin-layer gel electrophoresis of the invention of this application, sample molecules can be detected with high accuracy by using a thermal lens microscope as a detector. The thermal lens microscope uses a single-beam system that uses a single laser that combines both the dual-beam system, in which an induction laser for generating a thermal lens and a probe laser for monitoring the thermal lens are separate. There may be. Preferably,
It is preferable to use a dual beam system in which a laser for inducing a thermal lens is used as a dye laser to measure an absorption spectrum with respect to a wavelength or use a pulse laser. As the probe light, a low-output He-Ne laser or the like can be used, whereby the noise level can be reduced to 1/10 or less.

【0033】この出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動
装置の検出器として使用する場合には、図2に例示した
ように、励起用レーザー光(11)と、プローブ(1
2)からのプローブ光(13)を対物レンズ(14)で
集光し、染色したゲル(4)の試料バンド(15)をス
キャンさせ、励起光で発光した熱レンズ(16)によっ
て散乱したプローブ光(13)をピンホール(17)に
通し、励起光カットフィルター(18)で励起光を除去
して、プローブ光(13)のみを集光レンズ(19)で
集光して、フォトダイオード(20)によって検出でき
る。
When used as a detector of the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention, as shown in FIG. 2, an excitation laser beam (11) and a probe (1) are used.
The probe light (13) from 2) is condensed by the objective lens (14), the sample band (15) of the stained gel (4) is scanned, and the probe scattered by the thermal lens (16) emitted by the excitation light. The light (13) is passed through a pinhole (17), the excitation light is removed by an excitation light cut filter (18), and only the probe light (13) is collected by a condenser lens (19). 20).

【0034】この出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動
装置の検出器としては、他にも、酵素のDNA複製反応
を利用し、単色または多色方式で分離されたDNA断片
を検出する方法が知られている。つまり、配列を決定し
たいDNA断片をベクターに組み込み、増殖させ、ベク
ター−DNAを分離精製して、蛍光標識した短いDNA
断片(プライマー)を結合させて、これを元に、酵素を
用いて相補配列を有するDNA鎖を伸長させる。末端の
違いにより、{A}、{C}、{G}、および{T}を
作成し、これらを別々のウェルに充填して泳動させるこ
とにより得られる分離バンドの泳動路下部をイメージ増
殖機つきビデオカメラで受光し、発光する泳動路の位置
と蛍光ピーク強度の時間変化からDNA断片スペクトル
を得て、コンピューターにより、自動的に配列が決定す
るというものである。
As a detector of the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of this application, a method of detecting a DNA fragment separated in a monochromatic or multicolor system using a DNA replication reaction of an enzyme is also used. It has been known. That is, a DNA fragment whose sequence is to be determined is incorporated into a vector, propagated, the vector-DNA is separated and purified, and a fluorescently labeled short DNA is used.
A fragment (primer) is bound, and based on the fragment, a DNA chain having a complementary sequence is extended using an enzyme. The lower part of the migration path of the separation band obtained by preparing {A}, {C}, {G}, and {T} based on the difference in the ends, filling these into separate wells, and performing electrophoresis, is an image multiplying machine. In addition, a DNA fragment spectrum is obtained from the position of the electrophoresis path which receives and emits light with a video camera and the temporal change of the fluorescence peak intensity, and the sequence is automatically determined by a computer.

【0035】もちろん、この出願の発明の超小型薄層ゲ
ル電気泳動装置における検出方法は、以上に例示したも
のに限られず、分光法などの従来のゲル電気泳動により
用いられる検出方法であってもよい。
Of course, the detection method in the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of the present application is not limited to those exemplified above, and may be a detection method used by conventional gel electrophoresis such as spectroscopy. Good.

【0036】以下、添付した図面に沿って実施例を示
し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明す
る。もちろん、この発明は以下の例に限定されるもので
はなく、細部については様々な態様が可能であることは
言うまでもない。
The embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail.

【0037】[0037]

【実施例】実施例1 (1)不連続ポリアクリルアミドゲルの作成 図1にこの出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動装置の
支持体である平板ゲルを例示する。
EXAMPLES Example 1 (1) Preparation of Discontinuous Polyacrylamide Gel FIG. 1 illustrates a flat gel as a support of the ultra-compact thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention.

【0038】アクリルアミドを直鎖ポリマー形成の試
薬、N,N'- メチレンビスアクリルアミド(以下bis とす
る)を直鎖間の架橋用の試薬とし、透光性の板(1、
2)としてスライドガラスを用いて間にアミドゲルを作
成した。(濃縮ゲル層(5):長さ5mm、3%T、3
%C、緩衝液pH6.8Tris/HCl、厚さ:50〜350
μm;分離ゲル層(6):長さ70mm、7.5%T、
3%C、緩衝液pH8. 8Tris/HCl、厚さ:50μm) コームをさして、ウェル(10)を作成した。 (2)DNAのゲル電気泳動 100base pair ladder (bpl)DNA試料を用いた。電
極槽緩衝液には、pH8.3 Tris/Glycine 溶液を用
い、30〜120V/cmの電場で電気泳動分離させ
た。 (3)分離DNAの熱レンズによる検出 DNA分離パターンを銀染色し、熱レンズ顕微鏡(図
2)で検出した。熱レンズ顕微鏡の励起光(11)には
波長488nm、出力4mWの空冷Ar+ レーザーを用
いて、プローブ光(13)は波長633nm、出力1m
WのHe−Neレーザーを用いた。比較例1 (1)不連続ポリアクリルアミドゲルの作成 アクリルアミドを直鎖ポリマー形成の試薬、N,N'- メチ
レンビスアクリルアミド(以下bis とする)を直鎖間の
架橋用の試薬とし、従来の方法で、ガラス板の間にポリ
アクリルアミドゲルを作成した。(分離ゲル層:長さ1
50mm、7.5%T、3%C、緩衝液pH8. 8Tris
/HCl、厚さ350μm) コームをさして、試料注入用のウェル(10)を作成し
た。 (2)DNAのゲル電気泳動 実施例1と同様に、100base pair ladder (bpl)DN
A試料を用いた。電極槽緩衝液には、pH8.3 Tris/
Glycine 溶液を用い、30〜120V/cmの電場で電
気泳動分離させた。 (3)分離DNAの熱レンズによる検出 実施例1と同様の方法で、熱レンズ顕微鏡により分離D
NA試料の検出を行なった。
Acrylamide is used as a reagent for forming a linear polymer, and N, N'-methylenebisacrylamide (hereinafter referred to as bis) is used as a reagent for cross-linking between linear chains.
As 2), an amide gel was prepared using a slide glass. (Concentrated gel layer (5): length 5 mm, 3% T, 3
% C, buffer pH 6.8 Tris / HCl, thickness: 50 to 350
μm; separation gel layer (6): length 70 mm, 7.5% T,
(3% C, buffer pH 8.8 Tris / HCl, thickness: 50 μm) A comb (10) was prepared by adding a comb. (2) Gel electrophoresis of DNA A 100 base pair ladder (bpl) DNA sample was used. Electrophoretic separation was carried out in an electrode tank buffer using a pH 8.3 Tris / Glycine solution in an electric field of 30 to 120 V / cm. (3) Detection of Separated DNA by Thermal Lens The DNA separation pattern was stained with silver and detected with a thermal lens microscope (FIG. 2). An air-cooled Ar + laser with a wavelength of 488 nm and an output of 4 mW was used for the excitation light (11) of the thermal lens microscope, and the probe light (13) was at a wavelength of 633 nm and an output of 1 m.
A W He-Ne laser was used. Comparative Example 1 (1) Preparation of discontinuous polyacrylamide gel A conventional method using acrylamide as a reagent for forming a linear polymer and N, N'-methylenebisacrylamide (hereinafter referred to as bis) as a reagent for crosslinking between linear chains. Thus, a polyacrylamide gel was formed between glass plates. (Separation gel layer: length 1
50 mm, 7.5% T, 3% C, buffer pH 8.8 Tris
/ HCl, thickness 350 μm) A comb (10) was prepared by inserting a comb. (2) Gel electrophoresis of DNA As in Example 1, 100 base pair ladder (bpl) DN
Sample A was used. PH 8.3 Tris /
Using a Glycine solution, electrophoretic separation was performed in an electric field of 30 to 120 V / cm. (3) Detection of Separated DNA by Thermal Lens In the same manner as in Example 1, the DNA was separated by a thermal lens microscope.
An NA sample was detected.

【0039】この出願の発明の超小型薄層ゲル電気泳動
装置によって得られたDNA試料のバンド幅は図3に示
すように、100μmであり、通常のゲル電気泳動の場
合の約1/10の幅であった。分離に要した泳動距離は
18mmであり、分離に要した時間は15分であった。
一方、通常のゲル電気泳動では、2.5時間かかり、1
30mmの泳動距離が必要となった。分離された各試料
バンドは、肉眼では、約1500bpまでしか見えない
が、熱レンズ顕微鏡を用いて測定すると、2400bp
まで検出できた。
As shown in FIG. 3, the bandwidth of the DNA sample obtained by the ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus of the invention of this application is 100 μm, which is about 1/10 that of normal gel electrophoresis. It was width. The migration distance required for the separation was 18 mm, and the time required for the separation was 15 minutes.
On the other hand, normal gel electrophoresis takes 2.5 hours,
A migration distance of 30 mm was required. Each of the separated sample bands is visible to the naked eye only up to about 1500 bp, but is measured at 2400 bp by using a thermal lens microscope.
Could be detected up to

【0040】さらに、この出願の発明の超小型薄層ゲル
電気泳動装置における、ゲルの分離能(理論段数:2
6、000〜116、000)は、従来のゲル電気泳動
におけるゲルの分離能(理論段数:48、000〜8
5、000)に相当するものであった。
Further, in the ultra-compact thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention, the gel separation ability (the number of theoretical plates: 2)
6,000 to 116,000) indicates the gel separation ability (theoretical plate number: 48,000 to 8) in conventional gel electrophoresis.
5,000).

【0041】そして、熱レンズ顕微鏡を用いることによ
り、1000塩基対以上の部分も明確に分解することが
可能で、この検出方法により、細いバンドを精度高く検
出することができた。
By using a thermal lens microscope, it is possible to clearly decompose a portion of 1000 base pairs or more, and by this detection method, it was possible to accurately detect a narrow band.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、高速で、精度が高く、簡便に目的分子を分離する
ことのできる新しい超小型薄層ゲル電気泳動装置が提供
された。
As described above in detail, according to the present invention, a new ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus capable of separating a target molecule at high speed, with high accuracy, and easily can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の超小型薄層ゲル電気泳動装置の平板
ゲルを例示した図である。
FIG. 1 is a diagram exemplifying a flat gel of a microminiature thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention.

【図2】この発明の超小型薄層ゲル電気泳動装置の検出
器として、熱レンズ顕微鏡を例示した図である。
FIG. 2 is a diagram exemplifying a thermal lens microscope as a detector of the microminiature thin-layer gel electrophoresis apparatus of the present invention.

【図3】この発明の実施例におけるDNA試料のゲル電
気泳動分析結果を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a result of gel electrophoresis analysis of a DNA sample in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透光性の板 2 透光性の板 3 セパレーター 4 ゲル 5 濃縮ゲル層 6 分離ゲル層 7 傾斜部分 8 縦断面 9 開口部 10 ウェル 11 励起用レーザー光 12 プローブ 13 プローブ光 14 対物レンズ 15 試料バンド 16 熱レンズ 17 ピンホール 18 励起光カットフィルター 19 集光レンズ 20 フォトダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Translucent board 2 Translucent board 3 Separator 4 Gel 5 Concentrated gel layer 6 Separation gel layer 7 Inclined part 8 Longitudinal section 9 Opening 10 Well 11 Excitation laser beam 12 Probe 13 Probe beam 14 Objective lens 15 Sample Band 16 Thermal lens 17 Pinhole 18 Excitation light cut filter 19 Condenser lens 20 Photodiode

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 15/09 G01N 27/26 315E 4B063 C12Q 1/68 315B 325A C12N 15/00 A (72)発明者 澤田 嗣郎 東京都荒川区南千住6−37−2−504 (72)発明者 鄭 金鍵 埼玉県三郷市彦成四丁目4−13−611 Fターム(参考) 2G040 AA02 AB07 BA24 BB07 CA11 CA13 CA23 EA06 2G043 AA06 BA16 CA03 DA01 EA01 EA13 EA19 HA01 JA03 KA02 KA03 KA05 KA09 LA01 LA03 LA05 2G059 AA10 BB12 CC16 DD01 EE01 FF12 GG01 GG03 GG08 HH02 HH03 HH06 JJ02 JJ11 KK01 KK04 KK07 4B024 AA11 AA19 CA01 CA11 HA11 4B029 AA07 AA21 AA23 BB15 BB20 CC05 FA12 FA15 4B063 QA01 QA12 QQ42 QQ52 QQ79 QR82 QS16 QS39 QX02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) C12N 15/09 G01N 27/26 315E 4B063 C12Q 1/68 315B 325A C12N 15/00 A (72) Inventor Shiro Sawada Tokyo 6-37-2-504 Minami-Senju, Arakawa-ku (72) Inventor Jung Kim Key 4-4-1-611 Hikonari, Misato-shi, Saitama F-term (reference) 2G040 AA02 AB07 BA24 BB07 CA11 CA13 CA23 EA06 2G043 AA06 BA16 CA03 DA01 EA01 EA13 EA19 HA01 JA03 KA02 KA03 KA05 KA09 LA01 LA03 LA05 2G059 AA10 BB12 CC16 DD01 EE01 FF12 GG01 GG03 GG08 HH02 HH03 HH06 JJ02 JJ11 QKKFA KK04 QQ79 QR82 QS16 QS39 QX02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも厚さ50μm〜350μmの
濃縮ゲル層と、厚さ50μm以下の分離ゲル層から成る
平板ゲルを支持体とすることを特徴とする超小型薄層ゲ
ル電気泳動装置。
1. An ultra-small thin-layer gel electrophoresis apparatus characterized in that a flat gel composed of a concentrated gel layer having a thickness of at least 50 μm to 350 μm and a separation gel layer having a thickness of 50 μm or less is used as a support.
【請求項2】 平板状高分子ゲルの分離ゲル層が、一対
の対向する透光性の板の底部分を高分子ゲル溶液へ浸漬
することによって、毛細管現象により該高分子ゲル溶液
が透光性の板間に注入されて、作成されることを特徴と
する請求項1の超小型薄層ゲル電気泳動装置。
2. A separation gel layer of a flat polymer gel is formed by immersing the bottom portions of a pair of opposing translucent plates in a polymer gel solution, whereby the polymer gel solution is translucent by capillary action. 2. The ultra-small thin-layer gel electrophoresis device according to claim 1, wherein the electrophoresis device is prepared by injecting a liquid between the plates.
【請求項3】 高分子ゲル溶液が、透光性の板間の所望
の高さ位置まで毛細管現象により注入されるように、透
光性の板の間隔が、該高さ位置より下では、一定であ
り、該高さ位置以上で急激に広くなることを特徴とする
請求項1または2の超小型薄層ゲル電気泳動装置。
3. The interval between the light-transmitting plates is below the height so that the polymer gel solution is injected by capillary action to a desired height between the light-transmitting plates. 3. The ultra-small thin-layer gel electrophoresis device according to claim 1, wherein the device is constant and rapidly widens at the height position or higher.
【請求項4】 検出器が熱レンズ顕微分光器であること
を特徴とする請求項1ないし3いずれかの超小型薄層ゲ
ル電気泳動装置。
4. The microminiature thin-layer gel electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein the detector is a thermal lens microspectroscope.
JP31742999A 1999-11-08 1999-11-08 Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus Pending JP2001133438A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31742999A JP2001133438A (en) 1999-11-08 1999-11-08 Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31742999A JP2001133438A (en) 1999-11-08 1999-11-08 Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001133438A true JP2001133438A (en) 2001-05-18

Family

ID=18088133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31742999A Pending JP2001133438A (en) 1999-11-08 1999-11-08 Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001133438A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010210264A (en) * 2009-03-06 2010-09-24 Hokkaido Univ Test material recovery device, and test material recovery method
JP2011039037A (en) * 2009-07-17 2011-02-24 Toppan Printing Co Ltd Electrophoresis gel cassette and method for manufacturing precast gel cassette

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010210264A (en) * 2009-03-06 2010-09-24 Hokkaido Univ Test material recovery device, and test material recovery method
JP2011039037A (en) * 2009-07-17 2011-02-24 Toppan Printing Co Ltd Electrophoresis gel cassette and method for manufacturing precast gel cassette

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002322513B2 (en) Arrays of buffers for analysing biomolecules by their isoelectric point
US5215883A (en) Electrophoretic mobility of fluorophore labeled particles in gels by fluorophore movement after photobleaching
US5468359A (en) Method of determining presence of an analyte by isoelectric focusing
JP3467995B2 (en) Capillary electrophoresis device
KR101802541B1 (en) Methods for the detection of biologically relevant molecules and their interaction characteristics
Shortreed et al. High-throughput single-molecule DNA screening based on electrophoresis
US8076163B2 (en) Isoelectric particles and uses therefore
JP3613032B2 (en) Capillary array electrophoresis device
US6942773B1 (en) Particle sizer and DNA sequencer
JPH06138037A (en) Cataphoresis device
JP3456070B2 (en) Capillary array electrophoresis device
Olivares et al. Liquid core waveguide for full imaging of electrophoretic separations
Yamamoto et al. Simultaneous concentration enrichment and electrophoretic separation of weak acids on a microchip, using in situ photopolymerized carboxylate‐type polyacrylamide gels as the permselective preconcentrator
US20030087290A1 (en) Bio-affinity porous matrix in microfluidic channels
JP2001133438A (en) Ultracompact thin layer gel electrophoresis apparatus
Chiu et al. A simple, rapid, and sensitive method for analysis of SYPRO Red labeled sodium dodecyl sulfate‐protein complexes by capillary electrophoresis with laser‐induced fluorescence
JP3539014B2 (en) Capillary array electrophoresis device
JP2974495B2 (en) Electrophoresis apparatus and electrophoresis method
JP3536851B2 (en) Capillary array electrophoresis device
US7276369B2 (en) Method for detecting a substance and microtiter plate
JP2840586B2 (en) Light detection electrophoresis device
JPH09127058A (en) Cataphoresis device
Chu et al. DNA capillary electrophoresis using block copolymer as a new separation medium
JP2003279487A (en) Capillary array electrophoresis device
Riaplov et al. Ultrasensitive staining-free protein detection after PAA gel electrophoresis using deep UV fluorescence

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061023

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090915