JP2003507543A - ダイナミックコーティング - Google Patents
ダイナミックコーティングInfo
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- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
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- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
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Abstract
(57)【要約】
この発明は、キャピラリ電気泳動における電気浸透流を抑制する非荷電水溶性重合体を記載する。この発明において有用な重合体としては、アクリルアミドおよびメタクリルアミドのさまざまな単量体のさまざまな誘導体と、さまざまなグリシジル基を有する単量体（たとえばジメチルアクリルアミドおよびアリルグリシジルエーテル）との共重合体−エポキシポリ（ＤＭＡ）−や、アクリルアミドおよびメタクリルアミドの単量体のさまざまな誘導体と、さまざまなアリル基を有する炭水化物およびさまざまなグリシジル基を有する単量体（たとえばアリルβ−Ｄ−ピラノシド（典型的にはβ−Ｄ−グルコピラノシド）またはアリルβ−Ｄ−フラノシドおよびアリルグリシジルエーテル）との共重合体−エポキシポリ（ＡＧ−ＡＡ）や、さまざまなアクリルアミドおよびメタクリルアミドと、さまざまなアリル基を有する炭水化物と、さまざまなグリシジル基を有する単量体と、さまざまなジオール基を有する単量体（たとえば、アクリルアミドと、アリルβ−Ｄ−ピラノシド（典型的にはβ−Ｄ−ガラクトピラノシドまたはＮ−アリルグルコンアミド）またはアリルβ−Ｄ−フラノシドと、アリルグリシジルエーテルと、アリルオキシ−１，２−プロパンジオール）とを含む４種の異なる単量体の共重合体−エポキシポリ（ＡＧａｌ−ＡＡ−ＡＰＤ）がある。主題の重合体はキャピラリ表面に吸着して、電気浸透流を抑制する、非常に親水性の高いダイナミックコーティングを形成する。主題の重合体は、電気泳動マイクロチャネルの使用前にコーティングとして用いられても、または、キャピラリカラム内に含まれる分離媒体に含まれてもよい。このコーティングおよび媒体は、タンパク質およびＤＮＡなどのさまざまな生体分子の電気泳動分離に関する用途に特に好適である。
Description
【０００１】
［関連出願への相互参照］
この出願は、１９９９年８月２１日出願の米国仮出願シリアル番号６０／１５
０，１６７号からの優先権を主張する。
０，１６７号からの優先権を主張する。
【０００２】
この発明は重合体に関する。特に、この発明は、キャピラリ電気泳動において
有用な重合体に関する。そのような重合体は、キャピラリ電気泳動のために用い
られるキャピラリの内側面のダイナミックコーティングとして用いられ得、その
ようなキャピラリ内に含有される媒体としても有用である。この発明は、そのよ
うな重合体を作るための方法と、そのような重合体コーティングおよび／または
媒体を含むキャピラリとにさらに関する。
有用な重合体に関する。そのような重合体は、キャピラリ電気泳動のために用い
られるキャピラリの内側面のダイナミックコーティングとして用いられ得、その
ようなキャピラリ内に含有される媒体としても有用である。この発明は、そのよ
うな重合体を作るための方法と、そのような重合体コーティングおよび／または
媒体を含むキャピラリとにさらに関する。
【０００３】
過去１０年の間に、キャピラリ電気泳動（ＣＥ）は、その汎用性および必要な
量の少なさによって有力な分析法に発展した。ＣＥは迅速かつ効率的な分離を提
供し、従来のスラブゲル電気泳動を上回る以下の利点を与える。
量の少なさによって有力な分析法に発展した。ＣＥは迅速かつ効率的な分離を提
供し、従来のスラブゲル電気泳動を上回る以下の利点を与える。
【０００４】
ａ） ＣＥにおいては熱放散が非常に効率的であり、ジュール熱が最小化され
る。これにより、温度勾配が小さいことが保証され、したがってピークの広がり
が低減される。これらの効果により、（典型的には４００Ｖ／ｃｍまでの）強い
電界を用いることができ、したがってランの時間および拡散を低減し、このこと
も、より小さなピーク幅をもたらす。
る。これにより、温度勾配が小さいことが保証され、したがってピークの広がり
が低減される。これらの効果により、（典型的には４００Ｖ／ｃｍまでの）強い
電界を用いることができ、したがってランの時間および拡散を低減し、このこと
も、より小さなピーク幅をもたらす。
【０００５】
ｂ） ＣＥは、吸収、レーザ誘起蛍光（ＬＩＦ）、質量分析法、化学ルミネセ
ンス、ボルタンメトリなどのさまざまな検出法と両立する。ＤＮＡ分離の場合、
ＣＥは既存の生化学との十分な両立性も与える。
ンス、ボルタンメトリなどのさまざまな検出法と両立する。ＤＮＡ分離の場合、
ＣＥは既存の生化学との十分な両立性も与える。
【０００６】
ｃ） ＣＥシステムは、さまざまな試料フォーマット（たとえば、エッペンド
ルフチューブ、マイクロタイタープレートなど）から直接におよび、単一のセル
からすら注入可能である。
ルフチューブ、マイクロタイタープレートなど）から直接におよび、単一のセル
からすら注入可能である。
【０００７】
ｄ） 分離プロセスを完全に自動化することができる。分離マトリックスおよ
び試料を自動的に注入することができ、したがって、ゲルの注型および試料の装
填の、時間のかかる手順を回避する。
び試料を自動的に注入することができ、したがって、ゲルの注型および試料の装
填の、時間のかかる手順を回避する。
【０００８】
ｅ） マルチキャピラリ装置は試料を並行して分析する可能性を与える。
これらのプラスの特徴にもかかわらず、ＣＥの分野において改良の余地が存在
し続ける。分析時間の再現性を改良することは特に重要である。ＣＥにおける検
体の有効移動度（μeff）は、バッファの組成および温度に依存する一定値であ
る。他方では、見掛けの移動度の再現性がより低いことがしばしばである。とい
うのも、電気浸透移動度（μeo）は、より予測不可能な態様でランごとに異なる
可能性があるからである。キャピラリの内側面と検体との相互作用は電気浸透流
（ＥＯＦ）の変化に大きく寄与する。ＤＮＡおよびＳＤＳ−タンパク質複合体の
分析を含むものなどの多数のＣＥの用途が、減じられたＥＯＦから利益を被る。
たとえば、ＤＮＡの分析では、キャピラリからの分離マトリックスの移動を防止
しかつ、キャピラリ表面へのタンパク質汚染物および染料の吸着を回避するには
、ＥＯＦの抑制が必要である。
し続ける。分析時間の再現性を改良することは特に重要である。ＣＥにおける検
体の有効移動度（μeff）は、バッファの組成および温度に依存する一定値であ
る。他方では、見掛けの移動度の再現性がより低いことがしばしばである。とい
うのも、電気浸透移動度（μeo）は、より予測不可能な態様でランごとに異なる
可能性があるからである。キャピラリの内側面と検体との相互作用は電気浸透流
（ＥＯＦ）の変化に大きく寄与する。ＤＮＡおよびＳＤＳ−タンパク質複合体の
分析を含むものなどの多数のＣＥの用途が、減じられたＥＯＦから利益を被る。
たとえば、ＤＮＡの分析では、キャピラリからの分離マトリックスの移動を防止
しかつ、キャピラリ表面へのタンパク質汚染物および染料の吸着を回避するには
、ＥＯＦの抑制が必要である。
【０００９】
シリカキャピラリの表面特性を制御するためにいくつかの方法が開発された。
そのような方法は、好適な特徴を備えるバックグラウンド電解質を用いること、
ランニングバッファに含まれる重合添加剤を用いてキャピラリ表面をダイナミッ
クコーティングすることおよび共有結合シラノール誘導体化によってキャピラリ
表面をコーティングすることを含む。水溶液からの重合体の吸着によってできる
多数の異なるダイナミックコーティングが説明されてきたが、これらのコーティ
ングの共通の問題は、単に水で洗浄することで、キャピラリ壁から重合体を容易
に除去できてしまうことである。したがって、他の方法で安定化されなければ、
これらのコーティングは、少量の重合体をランニングバッファに溶解して、水に
よって表面から除去された重合体を置き換え可能なときしか、ＥＯＦの抑制に効
率的でない。
そのような方法は、好適な特徴を備えるバックグラウンド電解質を用いること、
ランニングバッファに含まれる重合添加剤を用いてキャピラリ表面をダイナミッ
クコーティングすることおよび共有結合シラノール誘導体化によってキャピラリ
表面をコーティングすることを含む。水溶液からの重合体の吸着によってできる
多数の異なるダイナミックコーティングが説明されてきたが、これらのコーティ
ングの共通の問題は、単に水で洗浄することで、キャピラリ壁から重合体を容易
に除去できてしまうことである。したがって、他の方法で安定化されなければ、
これらのコーティングは、少量の重合体をランニングバッファに溶解して、水に
よって表面から除去された重合体を置き換え可能なときしか、ＥＯＦの抑制に効
率的でない。
【００１０】
シリカマイクロチャネル上で化学誘導体化を行なうことと関連する困難が、マ
イクロチップ技術などの革新的な技術の発展に対する大きな障害を表わしている
。９６ものキャピラリを同時に扱わなければならない多数キャピラリアレイ技術
は、非常に単純かつ信頼性の高いコーティング手順を必要とする。したがって、
有機溶媒の使用、高粘度溶液および上昇された温度を必要としないコーティング
手順に対する強い科学的および工業的関心が存在する。
イクロチップ技術などの革新的な技術の発展に対する大きな障害を表わしている
。９６ものキャピラリを同時に扱わなければならない多数キャピラリアレイ技術
は、非常に単純かつ信頼性の高いコーティング手順を必要とする。したがって、
有機溶媒の使用、高粘度溶液および上昇された温度を必要としないコーティング
手順に対する強い科学的および工業的関心が存在する。
【００１１】
この発明は、キャピラリ電気泳動における電気浸透流を抑制する非荷電水溶性
重合体の使用に関する。主題の重合体はキャピラリ表面に吸着して、ランニング
バッファへの一切の重合体の添加なしにＥＯＦ抑制を達成する、非常に親水性の
高いダイナミックコーティングを形成する。この発明のコーティングはキャピラ
リ表面への親和性を有し、これは、４５℃、ｐＨ８．５の８Ｍの尿素を含むラン
ニングバッファ中で、電界下で約２０時間の連続使用にわたって続き得る。主題
の重合体は、キャピラリカラム内に含まれる分離媒体としても有用である。この
コーティングおよび媒体は、タンパク質およびＤＮＡなどのさまざまな生体分子
の電気泳動分離に関する用途に特に好適である。
重合体の使用に関する。主題の重合体はキャピラリ表面に吸着して、ランニング
バッファへの一切の重合体の添加なしにＥＯＦ抑制を達成する、非常に親水性の
高いダイナミックコーティングを形成する。この発明のコーティングはキャピラ
リ表面への親和性を有し、これは、４５℃、ｐＨ８．５の８Ｍの尿素を含むラン
ニングバッファ中で、電界下で約２０時間の連続使用にわたって続き得る。主題
の重合体は、キャピラリカラム内に含まれる分離媒体としても有用である。この
コーティングおよび媒体は、タンパク質およびＤＮＡなどのさまざまな生体分子
の電気泳動分離に関する用途に特に好適である。
【００１２】
この発明において有用な重合体としては、アクリルアミドおよびメタクリルア
ミドのさまざまな単量体のさまざまな誘導体と、さまざまなグリシジル基を有す
る単量体（たとえばジメチルアクリルアミドおよびアリルグリシジルエーテル）
との共重合体−エポキシポリ（ＤＭＡ）−や、 アクリルアミドおよびメタクリルアミドの単量体のさまざまな誘導体と、さまざ
まなアリル基を有する炭水化物およびさまざまなグリシジル基を有する単量体（
たとえばアリルβ−Ｄ−ピラノシド（典型的にはβ−Ｄ−グルコピラノシド）ま
たはアリルβ−Ｄ−フラノシドおよびアリルグリシジルエーテル）との共重合体
−エポキシポリ（ＡＧ−ＡＡ）や、 さまざまなアクリルアミドおよびメタクリルアミドと、さまざまなアリル基を有
する炭水化物と、さまざまなグリシジル基を有する単量体と、さまざまなジオー
ル基を有する単量体（たとえば、アクリルアミドと、アリルβ−Ｄ−ピラノシド
（典型的にはβ−Ｄ−ガラクトピラノシドまたはＮ−アリルグルコンアミド）ま
たはアリルβ−Ｄ−フラノシドと、アリルグリシジルエーテルと、アリルオキシ
−１，２−プロパンジオール）とを含む４種の異なる単量体の共重合体−エポキ
シポリ（ＡＧａｌ−ＡＡ−ＡＰＤ）がある。
ミドのさまざまな単量体のさまざまな誘導体と、さまざまなグリシジル基を有す
る単量体（たとえばジメチルアクリルアミドおよびアリルグリシジルエーテル）
との共重合体−エポキシポリ（ＤＭＡ）−や、 アクリルアミドおよびメタクリルアミドの単量体のさまざまな誘導体と、さまざ
まなアリル基を有する炭水化物およびさまざまなグリシジル基を有する単量体（
たとえばアリルβ−Ｄ−ピラノシド（典型的にはβ−Ｄ−グルコピラノシド）ま
たはアリルβ−Ｄ−フラノシドおよびアリルグリシジルエーテル）との共重合体
−エポキシポリ（ＡＧ−ＡＡ）や、 さまざまなアクリルアミドおよびメタクリルアミドと、さまざまなアリル基を有
する炭水化物と、さまざまなグリシジル基を有する単量体と、さまざまなジオー
ル基を有する単量体（たとえば、アクリルアミドと、アリルβ−Ｄ−ピラノシド
（典型的にはβ−Ｄ−ガラクトピラノシドまたはＮ−アリルグルコンアミド）ま
たはアリルβ−Ｄ−フラノシドと、アリルグリシジルエーテルと、アリルオキシ
−１，２−プロパンジオール）とを含む４種の異なる単量体の共重合体−エポキ
シポリ（ＡＧａｌ−ＡＡ−ＡＰＤ）がある。
【００１３】
この発明は、上記重合体でコーティングされるおよび／または充填されるキャ
ピラリと、そのようなキャピラリを用いて生体分子を分離するための方法とにも
関する。
ピラリと、そのようなキャピラリを用いて生体分子を分離するための方法とにも
関する。
【００１４】
この発明は、
１）キャピラリおよびマイクロチップ電気泳動による生体分子の分離における電
気浸透流と壁−検体の相互作用とを抑制する中性の重合体であって、かつ ２）キャピラリおよびマイクロチップ電気泳動による一本鎖および二本鎖ＤＮＡ
分子のためのＤＮＡふるいマトリックスとしての中性の重合体の使用を扱う。
気浸透流と壁−検体の相互作用とを抑制する中性の重合体であって、かつ ２）キャピラリおよびマイクロチップ電気泳動による一本鎖および二本鎖ＤＮＡ
分子のためのＤＮＡふるいマトリックスとしての中性の重合体の使用を扱う。
【００１５】
ＥＯＦを抑制する上述の重合体の使用について、この発明の重合体は、骨格か
らぶら下がるオキシラン基を有するさまざまな組成の共重合体である。重合体は
、過硫酸アンモニウムおよびＴＥＭＥＤによって触媒される、水中の単量体のラ
ジカル重合によって得られる。
らぶら下がるオキシラン基を有するさまざまな組成の共重合体である。重合体は
、過硫酸アンモニウムおよびＴＥＭＥＤによって触媒される、水中の単量体のラ
ジカル重合によって得られる。
【００１６】
共重合体は、ジメチルアクリルアミドおよびアリルグリシジルエーテルなどの
２つの異なる単量体単位を含む。これに代えて、共重合体は、３つもしくはそれ
以上の異なる単量体単位（たとえば、アクリルアミド、アリル単糖（グルコピラ
ノシドもしくはガラクトピラノシドもしくはアリルβ−Ｄ−フラノシドもしくは
Ｎ−アリルグルコンアミド）およびアリルグリシジルエーテル）または；４つの
重合された単量体（たとえば、アクリルアミド、アリル単糖、アリルグリシジル
エーテルおよびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール）を含んでもよい。そ
れらの単量体どうしの組成（以下の表１を参照）は、吸着特性を増すように最適
化されている。
２つの異なる単量体単位を含む。これに代えて、共重合体は、３つもしくはそれ
以上の異なる単量体単位（たとえば、アクリルアミド、アリル単糖（グルコピラ
ノシドもしくはガラクトピラノシドもしくはアリルβ−Ｄ−フラノシドもしくは
Ｎ−アリルグルコンアミド）およびアリルグリシジルエーテル）または；４つの
重合された単量体（たとえば、アクリルアミド、アリル単糖、アリルグリシジル
エーテルおよびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール）を含んでもよい。そ
れらの単量体どうしの組成（以下の表１を参照）は、吸着特性を増すように最適
化されている。
【００１７】
ポリ（ＤＭＡ）は、イソプロパノールなどの連鎖移動剤の存在する中でまたは
存在しない中で重合プロセスを実行することにより、異なるサイズの鎖長で作製
することができる。これらの重合体の吸着特性に関する我々の研究は、ある時間
にわたって安定したキャピラリコーティングを達成するには、重合体の長さが極
めて重要なパラメータであることを示している。我々のデータは、連鎖移動剤の
存在しない中で作製された長鎖ポリ（ＤＭＡ）が他のいかなる重合体よりも優れ
た吸着特性を有することを示している。これは、他のより親水性の高い重合体に
対してよりもポリ（ＤＭＡ）に対して、水がより劣った溶媒であることだけでな
く、この重合体の構造がシリカ上の吸着部位でより高い数の水素架橋を形成する
ようなものであることが原因かもしれない。
存在しない中で重合プロセスを実行することにより、異なるサイズの鎖長で作製
することができる。これらの重合体の吸着特性に関する我々の研究は、ある時間
にわたって安定したキャピラリコーティングを達成するには、重合体の長さが極
めて重要なパラメータであることを示している。我々のデータは、連鎖移動剤の
存在しない中で作製された長鎖ポリ（ＤＭＡ）が他のいかなる重合体よりも優れ
た吸着特性を有することを示している。これは、他のより親水性の高い重合体に
対してよりもポリ（ＤＭＡ）に対して、水がより劣った溶媒であることだけでな
く、この重合体の構造がシリカ上の吸着部位でより高い数の水素架橋を形成する
ようなものであることが原因かもしれない。
【００１８】
しかしながら、多くの用途で有用ではあるとはいえ、疎水性コーティングはタ
ンパク質に対しては推奨されない。以前の研究では、大部分のタンパク質が、疎
水性重合体と相互作用しかつ分離の効率性および再現性に対して劇的な結果を及
ぼし得る疎水性区画を有することを実証した（キアリ他（Chiari et al.）、Ana
l. Chem., 68 (1996) 2731）。相互作用が引き起こすピークプロファイルへの影
響は、マスクされていないシラノールの存在またはより一般的には固定された電
荷の存在による影響と同様である。吸着特性を親水性と共存させるため、この発
明は、オキシランおよび／またはグルコース単位を有するアルキル骨格からなる
非常に親水性の高い重合体を合成することを提案する。重合体骨格からぶら下が
るエポキシ基は吸着を劇的に向上させ、いかなる重合体もバックグラウンド電解
質（ＢＧＥ）に加えることなく、ダイナミックコーティングされたキャピラリを
用いる可能性をもたらす。そのような少量のオキシラン置換基がそのような劇的
な態様で重合体の特性を変化させる理由はおそらくは、壁シラノールと重合体オ
キシラン基との間に水素結合（二次相互作用）が生じるからである。オキシラン
基は限られた加水分解安定性しか有しないが、それらの加水分解副産物（ジオー
ル）ですら、壁シラノール基との水素結合を形成しやすい。その結果、これらの
重合体の吸着特性は優れたままである。オキシラン基は、糖ヒドロキシル基を有
する隣接する鎖どうしの架橋も生じる可能性があり、このことが吸着コーティン
グの安定性も増すことができる。しかしながら、それは、重合体の長期にわたる
保存の間の不溶性の問題も招き得る。
ンパク質に対しては推奨されない。以前の研究では、大部分のタンパク質が、疎
水性重合体と相互作用しかつ分離の効率性および再現性に対して劇的な結果を及
ぼし得る疎水性区画を有することを実証した（キアリ他（Chiari et al.）、Ana
l. Chem., 68 (1996) 2731）。相互作用が引き起こすピークプロファイルへの影
響は、マスクされていないシラノールの存在またはより一般的には固定された電
荷の存在による影響と同様である。吸着特性を親水性と共存させるため、この発
明は、オキシランおよび／またはグルコース単位を有するアルキル骨格からなる
非常に親水性の高い重合体を合成することを提案する。重合体骨格からぶら下が
るエポキシ基は吸着を劇的に向上させ、いかなる重合体もバックグラウンド電解
質（ＢＧＥ）に加えることなく、ダイナミックコーティングされたキャピラリを
用いる可能性をもたらす。そのような少量のオキシラン置換基がそのような劇的
な態様で重合体の特性を変化させる理由はおそらくは、壁シラノールと重合体オ
キシラン基との間に水素結合（二次相互作用）が生じるからである。オキシラン
基は限られた加水分解安定性しか有しないが、それらの加水分解副産物（ジオー
ル）ですら、壁シラノール基との水素結合を形成しやすい。その結果、これらの
重合体の吸着特性は優れたままである。オキシラン基は、糖ヒドロキシル基を有
する隣接する鎖どうしの架橋も生じる可能性があり、このことが吸着コーティン
グの安定性も増すことができる。しかしながら、それは、重合体の長期にわたる
保存の間の不溶性の問題も招き得る。
【００１９】
この発明の１つの実施例に従うと、０．００１から２％（ｗ／ｖ）の範囲、典
型的には０．１％（ｗ／ｖ）の量の重合体が、水または、燐酸ナトリウム、硫酸
アンモニウム、塩化ナトリウムなどの、イオン強度の高い水性媒質に溶解される
。次に重合体は上述の溶液からシリカ表面に吸着され、体積粘性に影響を与える
ことなく、電気二重層近くの液体の粘度の上昇をもたらす。キャピラリ（または
チップ状基板などの同様のマイクロチャネル）上に重合体をコーティングしても
よく、次にキャピラリを電気泳動手順に用いる。コーティングは十分に安定して
いるため、各々の電気泳動分離の前にリフレッシュする必要はない。これに代え
て、重合体は分離媒体（たとえば分離マトリックス）内に含まれてもよい。分離
媒体中には、重合体は、０．００１から１０％（ｗ／ｖ）の範囲の濃度で含まれ
る。いくつかの適用例では、ふるいマトリックスとして単独で重合体を用いても
よい。重合体は、分離媒体のすべての中に含まれてもよくまたは、最初の１つも
しくは２つの電気泳動分離においてのみ用いられてもよい。これらのいくつかの
分離からのコーティングは、１００またはそれ以上の分離の間保持される。コー
ティング重合体は１００またはそれ以上の分離の後に分離媒体に含まれて、効果
的にキャピラリを再コーティングしてもよい。重合体コーティングを含む分離媒
体を用いた１つまたはいくつかの配列決めランの後、キャピラリを効果的に再コ
ーティングし、再び１００よりも多くの分離のために再利用してもよい。吸着キ
ャピラリコーティングは、１０分から２４時間までの可変の時間、室温で水溶液
から行なわれ、ＥＯＦを０．２×１０-8ｍ2／Ｖｓの値よりも下に減じる。ＥＯ
Ｆは、ｐＨ８．５、２０ｍＭのＢｉｃｉｎｅ−Ｔｒｉｓバッファ中で測定される
。
型的には０．１％（ｗ／ｖ）の量の重合体が、水または、燐酸ナトリウム、硫酸
アンモニウム、塩化ナトリウムなどの、イオン強度の高い水性媒質に溶解される
。次に重合体は上述の溶液からシリカ表面に吸着され、体積粘性に影響を与える
ことなく、電気二重層近くの液体の粘度の上昇をもたらす。キャピラリ（または
チップ状基板などの同様のマイクロチャネル）上に重合体をコーティングしても
よく、次にキャピラリを電気泳動手順に用いる。コーティングは十分に安定して
いるため、各々の電気泳動分離の前にリフレッシュする必要はない。これに代え
て、重合体は分離媒体（たとえば分離マトリックス）内に含まれてもよい。分離
媒体中には、重合体は、０．００１から１０％（ｗ／ｖ）の範囲の濃度で含まれ
る。いくつかの適用例では、ふるいマトリックスとして単独で重合体を用いても
よい。重合体は、分離媒体のすべての中に含まれてもよくまたは、最初の１つも
しくは２つの電気泳動分離においてのみ用いられてもよい。これらのいくつかの
分離からのコーティングは、１００またはそれ以上の分離の間保持される。コー
ティング重合体は１００またはそれ以上の分離の後に分離媒体に含まれて、効果
的にキャピラリを再コーティングしてもよい。重合体コーティングを含む分離媒
体を用いた１つまたはいくつかの配列決めランの後、キャピラリを効果的に再コ
ーティングし、再び１００よりも多くの分離のために再利用してもよい。吸着キ
ャピラリコーティングは、１０分から２４時間までの可変の時間、室温で水溶液
から行なわれ、ＥＯＦを０．２×１０-8ｍ2／Ｖｓの値よりも下に減じる。ＥＯ
Ｆは、ｐＨ８．５、２０ｍＭのＢｉｃｉｎｅ−Ｔｒｉｓバッファ中で測定される
。
【００２０】
高いイオン強度を有する水性の媒体を用いてコーティング重合体溶液を用いる
ことは、コーティングされたキャピラリの表面特性を劇的に変化させる。これは
、塩を加えたときのコーティング溶液中の重合体構造の違いのためである可能性
があり、キャピラリチャネルへの親水性官能基の露出により、壁との疎水性相互
作用の広まりをもたらす。
ことは、コーティングされたキャピラリの表面特性を劇的に変化させる。これは
、塩を加えたときのコーティング溶液中の重合体構造の違いのためである可能性
があり、キャピラリチャネルへの親水性官能基の露出により、壁との疎水性相互
作用の広まりをもたらす。
【００２１】
キャピラリ壁への、この発明の重合体の吸着は１０分以内で起こる。吸着の程
度は、１組の特定の条件下でＥＯＦの低減を観察することによって間接的に測定
された。ＥＯＦは、ウィリアムズ（Williams）およびバイ（Vigh）によって最近
報告された（Anal. Chem. 68, 1996, 1174-1180）キャピラリ電気泳動における
高速化された電気浸透測定を提供する方法により、２５ｍＭのＢｉｃｉｎｅ−Ｔ
ｒｉｓバッファ、ｐＨ８．５、２５℃、キャピラリ５０または７５μｍＩＤにお
いて測定された。上に報告された条件下では、この発明の重合体は、ＥＯＦを０
．２×１０-4ｍ2／Ｖｓの値にまで低く抑制することができる。
度は、１組の特定の条件下でＥＯＦの低減を観察することによって間接的に測定
された。ＥＯＦは、ウィリアムズ（Williams）およびバイ（Vigh）によって最近
報告された（Anal. Chem. 68, 1996, 1174-1180）キャピラリ電気泳動における
高速化された電気浸透測定を提供する方法により、２５ｍＭのＢｉｃｉｎｅ−Ｔ
ｒｉｓバッファ、ｐＨ８．５、２５℃、キャピラリ５０または７５μｍＩＤにお
いて測定された。上に報告された条件下では、この発明の重合体は、ＥＯＦを０
．２×１０-4ｍ2／Ｖｓの値にまで低く抑制することができる。
【００２２】
この発明の重合体が作製する各種コーティングを、（ｐＨ８．５、ＴＡＰＳ−
ＴＲＩＳ ＥＤＴＡ、８Ｍの尿素などの）さまざまなアルカリ性バッファ中で、
（線状ポリアクリルアミドなどの）ふるいマトリックスを使用しておよび使用せ
ずに、少なくとも４５℃まで温度を上げて、ランニングバッファへの重合体の添
加なしに、少なくとも３０時間の間、用いることができる。我々の知る限りでは
、キャピラリ電気泳動のための、すべての現在公知の吸着コーティングは、特に
他の方法で安定化されなければ、バックグラウンド電解質（ＢＧＥ）への重合体
の添加によって動作して、ポリ（エチレン）酸化物を除き、水分子による壁面か
らの重合体の置換を回避する（イキ（Iki）およびヨン（Yeung）、Journal of C
hromatography A, 731, 1996, 273-282）。しかしながら、この重合体に基づく
コーティング手順は、各ランの前にキャピラリのコーティングを必要とする。７
よりも高いｐＨではその有効性は実証されず、吸着されたコーティングの安定性
に関するデータが与えられなかった。非イオン性重合体の吸着に基づくすべての
他の方法は、シラン化されたカラム、熱処理または有機溶媒および蒸発などの特
別な技術を必要とする（Gilges, Kleemiss and Shomburg, Anal. Chem. 66 (199
5) 287; Busch, Kraak and Poppe, J. Chromatogr. A., 695 (1995) 287; Ng, L
ee, Li, J. Chromatogr A., 659 (1994) 427）。
ＴＲＩＳ ＥＤＴＡ、８Ｍの尿素などの）さまざまなアルカリ性バッファ中で、
（線状ポリアクリルアミドなどの）ふるいマトリックスを使用しておよび使用せ
ずに、少なくとも４５℃まで温度を上げて、ランニングバッファへの重合体の添
加なしに、少なくとも３０時間の間、用いることができる。我々の知る限りでは
、キャピラリ電気泳動のための、すべての現在公知の吸着コーティングは、特に
他の方法で安定化されなければ、バックグラウンド電解質（ＢＧＥ）への重合体
の添加によって動作して、ポリ（エチレン）酸化物を除き、水分子による壁面か
らの重合体の置換を回避する（イキ（Iki）およびヨン（Yeung）、Journal of C
hromatography A, 731, 1996, 273-282）。しかしながら、この重合体に基づく
コーティング手順は、各ランの前にキャピラリのコーティングを必要とする。７
よりも高いｐＨではその有効性は実証されず、吸着されたコーティングの安定性
に関するデータが与えられなかった。非イオン性重合体の吸着に基づくすべての
他の方法は、シラン化されたカラム、熱処理または有機溶媒および蒸発などの特
別な技術を必要とする（Gilges, Kleemiss and Shomburg, Anal. Chem. 66 (199
5) 287; Busch, Kraak and Poppe, J. Chromatogr. A., 695 (1995) 287; Ng, L
ee, Li, J. Chromatogr A., 659 (1994) 427）。
【００２３】
この重合体は分離媒体としても用いてもよくまた、一般的に公知の充填技術を
用いて、コーティングされたまたはコーティングされていないキャピラリカラム
の内側に充填してもよい。特に、さまざまな共重合体を作製するのに用いられる
単量体の１つであるアリルグリシジルエーテルは、マスクされたヒドロキシル官
能基を含む。他のヒドロキシル基を含まない共重合体中でのその存在は、それら
の親水性特性を強く向上させる。重合体骨格からぶら下がっているエポキシ官能
基の、酸または塩基によって触媒された加水分解により、ヒドロキシル基が作ら
れる。エポキシド基からのヒドロキシル基の生成は、ヒドロキシル官能基を有す
る単量体を直接重合することよりも有利である。なぜなら、後者はラジカル重合
において連鎖移動活性を有し、その結果、短鎖重合体を形成することは公知だか
らである。重合体の分子量が、そのふるい特性、特にＤＮＡ配列決定において極
めて重要な役割を果たすことは周知である。エポキシ基を重合体鎖上に導入する
ことは、重合体の吸着および親水特性を増すだけでなく、（重合体の成長を阻害
せずに）重合が完了された後、ヒドロキシル官能基を潜在的に生成し得る官能基
を導入することにもなる。エポキシ単量体は、加水分解によって親水基を生成可
能な各種官能基の中から例として選択されたものである。たとえば、３Ｍ ｋＤ
ａのＭwを有する加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）を、コーティングされ
ていないキャピラリ中のＤＮＡのためのＤＮＡふるいマトリックスとして、ＣＥ
で用いることができる。そのふるい能力は、例の１つに示されるように、同じ分
子量を有するポリ（ＤＭＡ）の能力とは大きく異なっている。
用いて、コーティングされたまたはコーティングされていないキャピラリカラム
の内側に充填してもよい。特に、さまざまな共重合体を作製するのに用いられる
単量体の１つであるアリルグリシジルエーテルは、マスクされたヒドロキシル官
能基を含む。他のヒドロキシル基を含まない共重合体中でのその存在は、それら
の親水性特性を強く向上させる。重合体骨格からぶら下がっているエポキシ官能
基の、酸または塩基によって触媒された加水分解により、ヒドロキシル基が作ら
れる。エポキシド基からのヒドロキシル基の生成は、ヒドロキシル官能基を有す
る単量体を直接重合することよりも有利である。なぜなら、後者はラジカル重合
において連鎖移動活性を有し、その結果、短鎖重合体を形成することは公知だか
らである。重合体の分子量が、そのふるい特性、特にＤＮＡ配列決定において極
めて重要な役割を果たすことは周知である。エポキシ基を重合体鎖上に導入する
ことは、重合体の吸着および親水特性を増すだけでなく、（重合体の成長を阻害
せずに）重合が完了された後、ヒドロキシル官能基を潜在的に生成し得る官能基
を導入することにもなる。エポキシ単量体は、加水分解によって親水基を生成可
能な各種官能基の中から例として選択されたものである。たとえば、３Ｍ ｋＤ
ａのＭwを有する加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）を、コーティングされ
ていないキャピラリ中のＤＮＡのためのＤＮＡふるいマトリックスとして、ＣＥ
で用いることができる。そのふるい能力は、例の１つに示されるように、同じ分
子量を有するポリ（ＤＭＡ）の能力とは大きく異なっている。
【００２４】
ジメチルアクリルアミドおよびアリル−グリシジルエーテル（またはこの化合
物の加水分解されたジオール）の共重合体は、０．０５から０．５％ｗ／ｖの重
合体溶液を含む重合体溶液でキャピラリまたは他のマイクロチャネルをインキュ
ベートすることによって生成され得る。結果としてできるコーティングされたキ
ャピラリを再コーティングしたりまたは分離媒体（たとえば分離マトリックス）
中に重合体を含んだりすることなく、何百回もの配列決定ランに用い得る。重合
体はシリカ表面に対して独自の親和性を有するため、重合体を分離マトリックス
に含む必要はない。
物の加水分解されたジオール）の共重合体は、０．０５から０．５％ｗ／ｖの重
合体溶液を含む重合体溶液でキャピラリまたは他のマイクロチャネルをインキュ
ベートすることによって生成され得る。結果としてできるコーティングされたキ
ャピラリを再コーティングしたりまたは分離媒体（たとえば分離マトリックス）
中に重合体を含んだりすることなく、何百回もの配列決定ランに用い得る。重合
体はシリカ表面に対して独自の親和性を有するため、重合体を分離マトリックス
に含む必要はない。
【００２５】
この発明の共重合体は、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）および第２の共重
合された単量体の共重合体を含み、共重合体はジメチルアクリルアミドよりも親
水性が高い。ダイナミックコーティングは、ジメチルアクリルアミドおよび少な
くとも第２の共重合された単量体の共重合体を含んでもよく、第２の共重合され
た単量体は、共重合体の疎水性をポリ（ジメチルアクリルアミド）よりも低くす
る。ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−アルキル置換され
たアクリルアミドなどの他の重合体も、この発明に従うダイナミックコーティン
グとして用い得ることができると考えられる。
合された単量体の共重合体を含み、共重合体はジメチルアクリルアミドよりも親
水性が高い。ダイナミックコーティングは、ジメチルアクリルアミドおよび少な
くとも第２の共重合された単量体の共重合体を含んでもよく、第２の共重合され
た単量体は、共重合体の疎水性をポリ（ジメチルアクリルアミド）よりも低くす
る。ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、Ｎ，Ｎ−アルキル置換され
たアクリルアミドなどの他の重合体も、この発明に従うダイナミックコーティン
グとして用い得ることができると考えられる。
【００２６】
重合体のさまざまな組合せをコーティングおよび分離媒体として用いて、特定
の用途のための分離およびＥＯＦ条件を最適化し得る。この重合体でコーティン
グされたおよび／または分離媒体としてのこの重合体で充填されたキャピラリは
、荷電分子、特にタンパク質およびＤＮＡなどの大きな生体分子の分離に好適で
ある。
の用途のための分離およびＥＯＦ条件を最適化し得る。この重合体でコーティン
グされたおよび／または分離媒体としてのこの重合体で充填されたキャピラリは
、荷電分子、特にタンパク質およびＤＮＡなどの大きな生体分子の分離に好適で
ある。
【００２７】
以下の例は例示の目的のためのみのものであり、いかなる態様でも添付の請求
項を限定するように用いられるものではない。
項を限定するように用いられるものではない。
【００２８】
例
例１：ポリ（ＤＭＡ）の合成
異なる相対的分子量Ｍｗ２３０，０００およびＭｗ３，０００，０００の線状
ポリ（ＤＭＡ）を従来の方法を用いて合成する。減じられた鎖長のポリ（ＤＭＡ
）は、生成物の分子量を制御するため、連鎖移動剤として２−プロパノールを用
いて合成される。新たに蒸留されたＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドの溶液（１
ｇ）が９．７ｍＬの水に溶解され、３０分間真空下で脱気される。次に反応容器
にイソプロパノール（０．３ｍＬ）を加える。次に、水中１０％（ｖ／ｖ）のＮ
，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）１００μＬお
よび水中４０％（ｗ／ｖ）の過硫酸アンモニウム１０μＬを加える。混合物は５
０℃で１時間反応される。一切の反応されなかった単量体および汚染物を除去す
るため、反応混合物は、シグマ（Sigma）の１２０００分子量分離透析膜を用い
て水に対して透析される。溶液は凍結乾燥されて０．８ｇの白色の固体を生じる
。同様の手順を採って、イソプロパノールの存在しないところで長鎖ポリ（ＤＭ
Ａ）を作製する。各種重合体の平均分子量（Ｍｗ）はＧＰＣ−ＬＳによって定量
される。
ポリ（ＤＭＡ）を従来の方法を用いて合成する。減じられた鎖長のポリ（ＤＭＡ
）は、生成物の分子量を制御するため、連鎖移動剤として２−プロパノールを用
いて合成される。新たに蒸留されたＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドの溶液（１
ｇ）が９．７ｍＬの水に溶解され、３０分間真空下で脱気される。次に反応容器
にイソプロパノール（０．３ｍＬ）を加える。次に、水中１０％（ｖ／ｖ）のＮ
，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ）１００μＬお
よび水中４０％（ｗ／ｖ）の過硫酸アンモニウム１０μＬを加える。混合物は５
０℃で１時間反応される。一切の反応されなかった単量体および汚染物を除去す
るため、反応混合物は、シグマ（Sigma）の１２０００分子量分離透析膜を用い
て水に対して透析される。溶液は凍結乾燥されて０．８ｇの白色の固体を生じる
。同様の手順を採って、イソプロパノールの存在しないところで長鎖ポリ（ＤＭ
Ａ）を作製する。各種重合体の平均分子量（Ｍｗ）はＧＰＣ−ＬＳによって定量
される。
【００２９】
重合体試料は、２ｇ／ｌの濃度で０．１ＭのＮａＮＯ3および０．０５％のＮ
ａＮ3を含む溶液に溶解された。分析のため、５０μＬの重合体試料がウォータ
ーズアライアンスシステム（Waters Alliance system）（マサチューセッツ州ミ
ルフォード）に注入され、０．５ｍＬ／分の流量で０．１ＭのＮａＮＯ3および
０．０５％のＮａＮ3を含む移動相を有するウルトラヒドロゲル（Ultrahydrogel
）２０００カラム（マサチューセッツ州ミルフォード）を用いるＳＥＣによって
重合体を分別した。重合体ゾーンは、オンライン多角度レーザ光散乱（ＭＡＬＬ
Ｓ）検出器ドーン（Dawn）（ワイアットテクノロジー（Wyatt Technology）、カ
リフォルニア州サンタバーバラ）および屈折率（ＲＩ）検出器ウォーターズ（Wa
ters）２４１０（マサチューセッツ州ミルフォード）を用いて検出された。ＲＩ
検出器からの信号を用いて、別個に定められたように、０．１４７ｍｌ／ｍｇで
あるｄｎｄｃの値を用いて、クロマトグラムの各スライス中の重合体濃度を定量
した。ＡＳＴＲＡソフトウェア（ワイアットテクノロジー、カリフォルニア州サ
ンタバーバラ）を用いてＭＡＬＬＳデータを処理した。
ａＮ3を含む溶液に溶解された。分析のため、５０μＬの重合体試料がウォータ
ーズアライアンスシステム（Waters Alliance system）（マサチューセッツ州ミ
ルフォード）に注入され、０．５ｍＬ／分の流量で０．１ＭのＮａＮＯ3および
０．０５％のＮａＮ3を含む移動相を有するウルトラヒドロゲル（Ultrahydrogel
）２０００カラム（マサチューセッツ州ミルフォード）を用いるＳＥＣによって
重合体を分別した。重合体ゾーンは、オンライン多角度レーザ光散乱（ＭＡＬＬ
Ｓ）検出器ドーン（Dawn）（ワイアットテクノロジー（Wyatt Technology）、カ
リフォルニア州サンタバーバラ）および屈折率（ＲＩ）検出器ウォーターズ（Wa
ters）２４１０（マサチューセッツ州ミルフォード）を用いて検出された。ＲＩ
検出器からの信号を用いて、別個に定められたように、０．１４７ｍｌ／ｍｇで
あるｄｎｄｃの値を用いて、クロマトグラムの各スライス中の重合体濃度を定量
した。ＡＳＴＲＡソフトウェア（ワイアットテクノロジー、カリフォルニア州サ
ンタバーバラ）を用いてＭＡＬＬＳデータを処理した。
【００３０】
例２：オキシラン基を有する重合体の合成
すべての重合反応は、窒素送込チューブおよび添加用漏斗を備える、二本首丸
底フラスコの中で行なわれる。指定量の単量体（表１）を蒸留水に溶解し、次に
、精製したＮ2ガスでパージした後、ＴＥＭＥＤ（０．１４％ｖ／ｖ）および過
硫酸アンモニウム（０．０５％ｗ／ｖ）の溶液を加えて反応を触媒する。混合物
は一晩室温で重合される。次に、メタノールを溶液に加えることによってエポキ
シポリＡＧ−ＡＡが沈殿され、一方で、エポキシポリ（ＤＭＡ）が水に対して直
接に透析される。一切の反応しなかった単量体および汚染物を除去するため、重
合体は水に再溶解され、シグマの１２０００分子量分離透析膜を用いて水に対し
て透析される。溶液を凍結乾燥して白色の固体を作製する。
底フラスコの中で行なわれる。指定量の単量体（表１）を蒸留水に溶解し、次に
、精製したＮ2ガスでパージした後、ＴＥＭＥＤ（０．１４％ｖ／ｖ）および過
硫酸アンモニウム（０．０５％ｗ／ｖ）の溶液を加えて反応を触媒する。混合物
は一晩室温で重合される。次に、メタノールを溶液に加えることによってエポキ
シポリＡＧ−ＡＡが沈殿され、一方で、エポキシポリ（ＤＭＡ）が水に対して直
接に透析される。一切の反応しなかった単量体および汚染物を除去するため、重
合体は水に再溶解され、シグマの１２０００分子量分離透析膜を用いて水に対し
て透析される。溶液を凍結乾燥して白色の固体を作製する。
【００３１】
【表１】
【００３２】
表中、ＡＡ＝アクリルアミド
ＡＧ＝アリルβ−Ｄ−グルコピラノシド
Ａｇａｌ＝アリルβ−Ｄ−ガラクトピラノシド
ＡＥ＝アリルグリシジルエーテル
ＤＭＡ＝ジメチルアクリルアミド
ＡＰＤ＝アリルオキシ−１，２−プロパンジオール
例３：コーティング手順
キャピラリ前処理： ５０μｍＩ．Ｄ．キャピラリが、１０分から１時間の範
囲の期間、０．１ＭのＮａＯＨでまず前処理され、その後、脱イオン水で５−４
５分の洗浄を行なった。
囲の期間、０．１ＭのＮａＯＨでまず前処理され、その後、脱イオン水で５−４
５分の洗浄を行なった。
【００３３】
線状重合体の動的吸着： 特に明示されなければ、ＤＩ水中または適切な塩溶
液中の重合体の０．１％（ｗ／ｖ）溶液を、１０分から２時間の間、室温で３ａ
ｔｍの窒素圧下で強制的にキャピラリを通す。溶液は１０分から１２時間（典型
的には１０分）の間キャピラリの中に留まることを許され、その後、３ａｔｍの
窒素圧下でキャピラリを水で洗浄することによって除去される。
液中の重合体の０．１％（ｗ／ｖ）溶液を、１０分から２時間の間、室温で３ａ
ｔｍの窒素圧下で強制的にキャピラリを通す。溶液は１０分から１２時間（典型
的には１０分）の間キャピラリの中に留まることを許され、その後、３ａｔｍの
窒素圧下でキャピラリを水で洗浄することによって除去される。
【００３４】
キャピラリ再生成： １０分間０．１ＭのＮａＯＨ溶液でキャピラリを洗浄す
ることによってコーティングが再生成され、その後、上に報告されたように、重
合体の動的吸着を行なう。
ることによってコーティングが再生成され、その後、上に報告されたように、重
合体の動的吸着を行なう。
【００３５】
例４：コーティング速度（kinetic）
キャピラリ表面にダイナミックコーティングを生成するのに必要な時間は、例
３に報告されたようにキャピラリを処理することによって調査される。脱イオン
水中の各種重合体の０．１％（ｗ／ｖ）溶液は、１０から６００分にわたる時間
の間、キャピラリの中に留まることを許される。その後、キャピラリは、例３に
報告されたように空にされ、上に報告されたように、ｐＨ８．５、２０ｍＭのＢ
ｉｃｉｎｅ−ｔｒｉｓバッファ中でＥＯＦが測定される。
３に報告されたようにキャピラリを処理することによって調査される。脱イオン
水中の各種重合体の０．１％（ｗ／ｖ）溶液は、１０から６００分にわたる時間
の間、キャピラリの中に留まることを許される。その後、キャピラリは、例３に
報告されたように空にされ、上に報告されたように、ｐＨ８．５、２０ｍＭのＢ
ｉｃｉｎｅ−ｔｒｉｓバッファ中でＥＯＦが測定される。
【００３６】
図１は、重合体と表面との間の接触の時間へのＥＯＦの依存性を示す。図面に
はっきりと示されるように、短鎖ポリ（ＤＭＡ）を除いて、わずか１０分でＥＯ
Ｆの大幅な低減が達成される。さらなる接触の期間はいかなる大幅な抑制ももた
らさない。
はっきりと示されるように、短鎖ポリ（ＤＭＡ）を除いて、わずか１０分でＥＯ
Ｆの大幅な低減が達成される。さらなる接触の期間はいかなる大幅な抑制ももた
らさない。
【００３７】
例５：ダイナミックコーティングされたキャピラリの分解速度
例３に記載されたように、２シリーズのキャピラリがコーティングされる。第
１のシリーズのキャピラリは１０分間重合体でコーティングされる。第２のシリ
ーズのキャピラリは２４時間の間コーティングされる。キャピラリはＤＮＡ配列
決定で現在用いられているのと同様の条件下で、すなわち、１００ｍＭのＴＡＰ
Ｓ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡバッファ、８Ｍの尿素および４５℃で分解される。この
実験の目的は、１０分の動的吸着によって作製されたコーティングの安定性が、
２４時間重合体溶液で表面を平衡化することによって作製されたコーティングに
匹敵するか否かを調査することである。図２および図３に示されるように、エポ
キシポリ（ＤＭＡ）および長鎖ポリ（ＤＭＡ）の寿命は非常に類似しており、ヒ
ドロキシル官能基を含む重合体よりも長い。図２および図３はまた、短鎖ポリ（
ＤＭＡ）およびエポキシポリ（ＡＧ−ＡＡ）を除き、重合体と表面との間の接触
時間に依存する安定性の差がないことも示す。
１のシリーズのキャピラリは１０分間重合体でコーティングされる。第２のシリ
ーズのキャピラリは２４時間の間コーティングされる。キャピラリはＤＮＡ配列
決定で現在用いられているのと同様の条件下で、すなわち、１００ｍＭのＴＡＰ
Ｓ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡバッファ、８Ｍの尿素および４５℃で分解される。この
実験の目的は、１０分の動的吸着によって作製されたコーティングの安定性が、
２４時間重合体溶液で表面を平衡化することによって作製されたコーティングに
匹敵するか否かを調査することである。図２および図３に示されるように、エポ
キシポリ（ＤＭＡ）および長鎖ポリ（ＤＭＡ）の寿命は非常に類似しており、ヒ
ドロキシル官能基を含む重合体よりも長い。図２および図３はまた、短鎖ポリ（
ＤＭＡ）およびエポキシポリ（ＡＧ−ＡＡ）を除き、重合体と表面との間の接触
時間に依存する安定性の差がないことも示す。
【００３８】
例６：コーティング重合体溶液のイオン強度に対する表面特性の依存性
コーティングされたキャピラリの特性に対する、コーティング重合体溶液中の
さまざまな塩の影響は、疎水性のアニオン洗剤であるＮ−エチル−Ｎ−［（ヘプ
タデカフルオロオクチル）−スルホニル］グリシン（ＦＣ１２９）を用いたキャ
ピラリの洗浄の後にＥＯＦを測定することによって調査される。吸着されコーテ
ィングされたキャピラリのＥＯＦは、１５ｐｓｉの圧力を加えることによる、５
分間のＦＣ１２９の１ｍＭ溶液を用いたキャピラリの洗浄の前および後に測定さ
れる。洗剤は負に荷電されるため、それが表面に吸着すると、疎水性相互作用に
より、もとは中性にコーティングされた壁面上にＥＯＦを生成する。０．５Ｍの
塩化ナトリウム、０．０５Ｍのリン酸ナトリウム、０．９Ｍの硫酸アンモニウム
などの異なる塩溶液に重合体が吸着ステップの間に溶解されたという唯一の相違
があるものの、例３に記載の条件を用いて、長さ４５ｃｍの５０μｍＩＤのキャ
ピラリがエポキシ−ポリ（ＤＭＡ）でダイナミックコーティングされる。図４に
示されるように、異なる塩の添加により洗剤の吸着が減少し、こうしてコーティ
ングの親水性を劇的に向上させた。この例は、コーティング溶液中の重合体構造
上に適用することにより、いかなる両親媒性吸着重合体の特性も、疎水性からよ
り親水性の高いものに調製できる可能性を示唆する。
さまざまな塩の影響は、疎水性のアニオン洗剤であるＮ−エチル−Ｎ−［（ヘプ
タデカフルオロオクチル）−スルホニル］グリシン（ＦＣ１２９）を用いたキャ
ピラリの洗浄の後にＥＯＦを測定することによって調査される。吸着されコーテ
ィングされたキャピラリのＥＯＦは、１５ｐｓｉの圧力を加えることによる、５
分間のＦＣ１２９の１ｍＭ溶液を用いたキャピラリの洗浄の前および後に測定さ
れる。洗剤は負に荷電されるため、それが表面に吸着すると、疎水性相互作用に
より、もとは中性にコーティングされた壁面上にＥＯＦを生成する。０．５Ｍの
塩化ナトリウム、０．０５Ｍのリン酸ナトリウム、０．９Ｍの硫酸アンモニウム
などの異なる塩溶液に重合体が吸着ステップの間に溶解されたという唯一の相違
があるものの、例３に記載の条件を用いて、長さ４５ｃｍの５０μｍＩＤのキャ
ピラリがエポキシ−ポリ（ＤＭＡ）でダイナミックコーティングされる。図４に
示されるように、異なる塩の添加により洗剤の吸着が減少し、こうしてコーティ
ングの親水性を劇的に向上させた。この例は、コーティング溶液中の重合体構造
上に適用することにより、いかなる両親媒性吸着重合体の特性も、疎水性からよ
り親水性の高いものに調製できる可能性を示唆する。
【００３９】
例７：重合体吸着溶液の組成の関数としての、吸着コーティングの安定性
例３に報告されたように、水または０．９２Ｍの硫酸アンモニウムに溶解され
たエポキシポリ（ＤＭＡ）および加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）重合体
でコーティングされた２−２キャピラリは、ＤＮＡ配列決定で現在用いられる条
件と同様の条件下で、すなわち、１００ｍＭのＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡバ
ッファ、８Ｍの尿素および４５℃で分解される。この実験の目的は、イオン強度
が異なる溶液からの動的吸着によって作製されたコーティングの安定性が同じで
あるか否かを調査することである。図５に示されたように、硫酸アンモニウム溶
液から吸着されたエポキシポリ（ＤＭＡ）および加水分解されたエポキシポリ（
ＤＭＡ）の両者のＥＯＦは、水から吸着された同じ重合体のＥＯＦよりも低い。
たエポキシポリ（ＤＭＡ）および加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）重合体
でコーティングされた２−２キャピラリは、ＤＮＡ配列決定で現在用いられる条
件と同様の条件下で、すなわち、１００ｍＭのＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡバ
ッファ、８Ｍの尿素および４５℃で分解される。この実験の目的は、イオン強度
が異なる溶液からの動的吸着によって作製されたコーティングの安定性が同じで
あるか否かを調査することである。図５に示されたように、硫酸アンモニウム溶
液から吸着されたエポキシポリ（ＤＭＡ）および加水分解されたエポキシポリ（
ＤＭＡ）の両者のＥＯＦは、水から吸着された同じ重合体のＥＯＦよりも低い。
【００４０】
例８：ダイナミックコーティングされたキャピラリ中のさまざまなＤＮＡサン
プルの電気泳動分離 例３に記載の条件を用いて、長さ４５ｃｍ、７５μｍのキャピラリがエポキシ
ポリ（ＤＭＡ）重合体でダイナミックコーティングされる。１．５％（ｗ／ｖ）
のヒドロキシエチルセルロース（ヒューレットパッカード（Hewlett Packard）
）をふるいマトリックスとして用いて、Ｔａｐｓ−Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡの１００
ｍＭのランニングバッファ中でｐＨ８．５で、さまざまなサイズのＤＮＡラダー
標準が分離される。印加される電圧は−８ｋＶであった。図６に示された結果は
、ＤＮＡふるいマトリックスとして用いられる他の重合体と組合せて、ＤＮＡサ
ンプルの電気泳動のためにこの発明のダイナミックコーティングされたキャピラ
リを用いることの実現可能性を示す。
プルの電気泳動分離 例３に記載の条件を用いて、長さ４５ｃｍ、７５μｍのキャピラリがエポキシ
ポリ（ＤＭＡ）重合体でダイナミックコーティングされる。１．５％（ｗ／ｖ）
のヒドロキシエチルセルロース（ヒューレットパッカード（Hewlett Packard）
）をふるいマトリックスとして用いて、Ｔａｐｓ−Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡの１００
ｍＭのランニングバッファ中でｐＨ８．５で、さまざまなサイズのＤＮＡラダー
標準が分離される。印加される電圧は−８ｋＶであった。図６に示された結果は
、ＤＮＡふるいマトリックスとして用いられる他の重合体と組合せて、ＤＮＡサ
ンプルの電気泳動のためにこの発明のダイナミックコーティングされたキャピラ
リを用いることの実現可能性を示す。
【００４１】
例９：エポキシポリ（ＤＭＡ）の酸性加水分解
例２に報告されたように合成されたエポキシポリ（ＤＭＡ）重合体溶液３０ｍ
Ｌが、前もって６０℃に暖められた１．２５Ｍの硫酸溶液１２０ｍＬにさらなる
精製なしに加えられた。添加後の溶液の組成は１Ｍの硫酸中０．８ｗ／ｖの重合
体である。反応混合物は、温度を６０℃に維持しながら、６時間静かに攪拌され
る。反応の終わりに、例３に報告されるように、透析によって重合体を精製する
。
Ｌが、前もって６０℃に暖められた１．２５Ｍの硫酸溶液１２０ｍＬにさらなる
精製なしに加えられた。添加後の溶液の組成は１Ｍの硫酸中０．８ｗ／ｖの重合
体である。反応混合物は、温度を６０℃に維持しながら、６時間静かに攪拌され
る。反応の終わりに、例３に報告されるように、透析によって重合体を精製する
。
【００４２】
例１０：エポキシポリ（ＤＭＡ）吸着コーティングされたキャピラリ中での、
加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）をふるいマトリックスとして用いる際の
、さまざまなＤＮＡサンプルの電気泳動分離 例３に記載の条件を用いて、長さ４５ｃｍ、７５μｍＩＤキャピラリがエポキ
シポリ（ＤＭＡ）重合体でダイナミックコーティングされる。２％（ｗ／ｖ）の
加水分解されたエポキシポリＤＭＡをふるいマトリックスとして用いて、Ｔａｐ
ｓ−Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡの１００ｍＭのランニングバッファ中でｐＨ８．５で、
さまざまなサイズのＤＮＡラダー標準が分離される。印加される電圧は−８ｋＶ
であった。図７に示される結果は、加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）をＤ
ＮＡ電気泳動のためのＤＮＡ分離マトリックスとして用いることの実現可能性を
示す。
加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）をふるいマトリックスとして用いる際の
、さまざまなＤＮＡサンプルの電気泳動分離 例３に記載の条件を用いて、長さ４５ｃｍ、７５μｍＩＤキャピラリがエポキ
シポリ（ＤＭＡ）重合体でダイナミックコーティングされる。２％（ｗ／ｖ）の
加水分解されたエポキシポリＤＭＡをふるいマトリックスとして用いて、Ｔａｐ
ｓ−Ｔｒｉｓ−ＥＤＴＡの１００ｍＭのランニングバッファ中でｐＨ８．５で、
さまざまなサイズのＤＮＡラダー標準が分離される。印加される電圧は−８ｋＶ
であった。図７に示される結果は、加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）をＤ
ＮＡ電気泳動のためのＤＮＡ分離マトリックスとして用いることの実現可能性を
示す。
【００４３】
例１１：コーティングされていないキャピラリ中での、加水分解されたエポキ
シポリ（ＤＭＡ）をふるいマトリックスとして用いる際の、さまざまなＤＮＡサ
ンプルの電気泳動分離 ２％（ｗ／ｖ）の加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）をふるいマトリック
スとして用いて、ｐＨ８．５の、Ｔａｐｓ−ＴＲＩＳ−ＥＤＴＡの１００ｍＭの
ランニングバッファで充填された、長さ４５ｃｍ、７５μｍＩＤの石英ガラスキ
ャピラリ中で、さまざまなサイズのＤＮＡラダー標準が分離される。印加される
電圧は−８ｋＶであった。図８に示される結果は、コーティングされていないキ
ャピラリ中でのＤＮＡ電気泳動のためのＤＮＡ分離マトリックスとして、加水分
解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）を用いることの実現可能性を示す。この結果は
、キャピラリ壁へのこの発明の重合体の自己吸着特性を示す。
シポリ（ＤＭＡ）をふるいマトリックスとして用いる際の、さまざまなＤＮＡサ
ンプルの電気泳動分離 ２％（ｗ／ｖ）の加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）をふるいマトリック
スとして用いて、ｐＨ８．５の、Ｔａｐｓ−ＴＲＩＳ−ＥＤＴＡの１００ｍＭの
ランニングバッファで充填された、長さ４５ｃｍ、７５μｍＩＤの石英ガラスキ
ャピラリ中で、さまざまなサイズのＤＮＡラダー標準が分離される。印加される
電圧は−８ｋＶであった。図８に示される結果は、コーティングされていないキ
ャピラリ中でのＤＮＡ電気泳動のためのＤＮＡ分離マトリックスとして、加水分
解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）を用いることの実現可能性を示す。この結果は
、キャピラリ壁へのこの発明の重合体の自己吸着特性を示す。
【００４４】
例１２：１００から１０００ｂｐにわたる、ポリ（ＤＭＡ）および加水分解さ
れたエポキシポリ（ＤＭＡ）中の二本鎖ＤＮＡフラグメントの電気泳動移動度の
比較 １００から１０００ｂｐのサイズ範囲にわたる二本鎖ＤＮＡフラグメントのサ
イズに対する移動度が図９に報告される。２本の曲線が意味するのは、ｐＨ８．
５、１００ｍＭのＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、２ｍＭのＥＤＴＡバッファ中の、両者と
も３０００ｋＤａのＭwを有する２％（ｗ／ｖ）ポリ（ＤＭＡ）および加水分解
されたエポキシポリ（ＤＭＡ）溶液中で得られた移動度データである。分離条件
は例８のとおりである。
れたエポキシポリ（ＤＭＡ）中の二本鎖ＤＮＡフラグメントの電気泳動移動度の
比較 １００から１０００ｂｐのサイズ範囲にわたる二本鎖ＤＮＡフラグメントのサ
イズに対する移動度が図９に報告される。２本の曲線が意味するのは、ｐＨ８．
５、１００ｍＭのＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、２ｍＭのＥＤＴＡバッファ中の、両者と
も３０００ｋＤａのＭwを有する２％（ｗ／ｖ）ポリ（ＤＭＡ）および加水分解
されたエポキシポリ（ＤＭＡ）溶液中で得られた移動度データである。分離条件
は例８のとおりである。
【００４５】
例１３：ＤＮＡ配列決定のためのふるいゲルを収容する、ダイナミックコーテ
ィングされたキャピラリアレイの調製 １６の個別の（７５μｍＩＤ、長さ６４ｃｍ（有効長さ４４ｃｍ））キャピラ
リを含むキャピラリアレイが、モレキュラーダイナミクス（Molecular Dynamics
）のＭｅｇａＢＡＣＥ １０００（Ｒ）ＤＮＡシーケンサを用いて、エポキシ−
ポリ−ＤＭＡでダイナミックコーティングされる。アレイは、０．１ＭのＮａＯ
Ｈで１５分間まず前処理され、その後、脱イオン水で２回の高圧（１０００ｐｓ
ｉ）および２回の低圧（４００ｐｓｉ）洗浄を行なう。２回の高圧（１，０００
ｐｓｉ）充填を５−５秒間用いることにより、０．１％（ｗ／ｖ）の重合体溶液
を強制的にアレイに通す。重合体溶液は１０分間アレイの中に留まることを許さ
れ、その後、２回の高圧（１，０００ｐｓｉ）および２回の低圧（４００ｐｓｉ
）濯ぎを用いて、脱イオン水でアレイを洗浄することにより除去される。次に、
ダイナミックコーティングされたアレイは、連続する圧力濯ぎを用いて、バック
グラウンド電解質（ｐＨ８．５のＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素溶液
）で濯がれる。次にアレイは、２００秒高圧濯ぎ（１，０００ｐｓｉ）を用いて
、０．３％線状ポリアクリルアミド（ＬＰＡ）ゲルマトリックスで充填され、２
０分間平衡化される。平衡化の後、アレイに１０ｋＶを印加することにより、５
分間のプレランが行なわれる。
ィングされたキャピラリアレイの調製 １６の個別の（７５μｍＩＤ、長さ６４ｃｍ（有効長さ４４ｃｍ））キャピラ
リを含むキャピラリアレイが、モレキュラーダイナミクス（Molecular Dynamics
）のＭｅｇａＢＡＣＥ １０００（Ｒ）ＤＮＡシーケンサを用いて、エポキシ−
ポリ−ＤＭＡでダイナミックコーティングされる。アレイは、０．１ＭのＮａＯ
Ｈで１５分間まず前処理され、その後、脱イオン水で２回の高圧（１０００ｐｓ
ｉ）および２回の低圧（４００ｐｓｉ）洗浄を行なう。２回の高圧（１，０００
ｐｓｉ）充填を５−５秒間用いることにより、０．１％（ｗ／ｖ）の重合体溶液
を強制的にアレイに通す。重合体溶液は１０分間アレイの中に留まることを許さ
れ、その後、２回の高圧（１，０００ｐｓｉ）および２回の低圧（４００ｐｓｉ
）濯ぎを用いて、脱イオン水でアレイを洗浄することにより除去される。次に、
ダイナミックコーティングされたアレイは、連続する圧力濯ぎを用いて、バック
グラウンド電解質（ｐＨ８．５のＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素溶液
）で濯がれる。次にアレイは、２００秒高圧濯ぎ（１，０００ｐｓｉ）を用いて
、０．３％線状ポリアクリルアミド（ＬＰＡ）ゲルマトリックスで充填され、２
０分間平衡化される。平衡化の後、アレイに１０ｋＶを印加することにより、５
分間のプレランが行なわれる。
【００４６】
例１４：ダイナミックコーティングされたキャピラリを用いたＤＮＡ配列決定
例１３に記載のように、バックグラウンド電解質（ｐＨ８．５のＴＡＰＳ−Ｔ
ｒｉｓ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素溶液）および線状ポリアクリルアミドふるいゲルマ
トリックス（０．３％ｗ／ｖ）で充填されたダイナミックコーティングされたキ
ャピラリアレイが調製される。７０％のホルムアミドおよび１ｍＭのＥＤＴＡ中
のＤＮＡ Ｍ１３の試料が５ｋＶで４０秒間注入され、ＭｅｇａＢａｃｅ−１０
００（Ｒ）ＤＮＡシーケンサを用いて配列される。分離電圧は１０ｋＶであり、
配列決定温度は４５℃であった。ダイナミックコーティングされたキャピラリア
レイを用いて、６００を上回る平均読出長さを毎回決まって達成することができ
る。
ｒｉｓ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素溶液）および線状ポリアクリルアミドふるいゲルマ
トリックス（０．３％ｗ／ｖ）で充填されたダイナミックコーティングされたキ
ャピラリアレイが調製される。７０％のホルムアミドおよび１ｍＭのＥＤＴＡ中
のＤＮＡ Ｍ１３の試料が５ｋＶで４０秒間注入され、ＭｅｇａＢａｃｅ−１０
００（Ｒ）ＤＮＡシーケンサを用いて配列される。分離電圧は１０ｋＶであり、
配列決定温度は４５℃であった。ダイナミックコーティングされたキャピラリア
レイを用いて、６００を上回る平均読出長さを毎回決まって達成することができ
る。
【００４７】
例１５：ＤＮＡ配列決定条件下での、ダイナミックコーティングされたキャピ
ラリの安定性の研究 ＤＮＡ配列決定における、非共有結合で結合されたアレイの安定性を研究する
ため、例１４に記載のものと同じ条件を用いて、連続したＤＮＡ配列決定ランを
行なう。各アレイごとの１６のキャピラリの平均読出長さは、行なわれたランの
数の関数としてグラフにされる。約２００ランの後、アレイは、例１３に記載の
アレイコーティング手順を繰返すことによって再コーティングされる。ダイナミ
ックキャピラリコーティングは、キャピラリ表面の再コーティングなしにまたは
バックグラウンド電解質中に重合体添加を有することなく、２００よりも多くの
連続配列ラン（３００時間を超える）の間安定している。この時間の後、簡単な
再コーティング手順がもとのアレイ性能を回復することができる。コーティング
されたキャピラリの性能は７００の塩基よりも長い読出長さを実現し、平均の読
出長さは、２００を超える配列ランについては、５００の塩基を上回る。
ラリの安定性の研究 ＤＮＡ配列決定における、非共有結合で結合されたアレイの安定性を研究する
ため、例１４に記載のものと同じ条件を用いて、連続したＤＮＡ配列決定ランを
行なう。各アレイごとの１６のキャピラリの平均読出長さは、行なわれたランの
数の関数としてグラフにされる。約２００ランの後、アレイは、例１３に記載の
アレイコーティング手順を繰返すことによって再コーティングされる。ダイナミ
ックキャピラリコーティングは、キャピラリ表面の再コーティングなしにまたは
バックグラウンド電解質中に重合体添加を有することなく、２００よりも多くの
連続配列ラン（３００時間を超える）の間安定している。この時間の後、簡単な
再コーティング手順がもとのアレイ性能を回復することができる。コーティング
されたキャピラリの性能は７００の塩基よりも長い読出長さを実現し、平均の読
出長さは、２００を超える配列ランについては、５００の塩基を上回る。
【００４８】
この発明のさまざまな実施例が上に詳細に説明されるが、この発明はそのよう
な特定の例に限定されるものではない。当業者にはさまざまな変更が容易に明ら
かになり、それらは以下の添付の請求項の精神および範囲内に含まれる。
な特定の例に限定されるものではない。当業者にはさまざまな変更が容易に明ら
かになり、それらは以下の添付の請求項の精神および範囲内に含まれる。
【図１】 さまざまな重合体コーティングの安定性に対するコーティング時
間の影響を示す図であり、例３に記載のように５０μｍのキャピラリが前処理さ
れ、さまざまな重合体の０．１％（ｗ／ｖ）溶液を用いて、異なる時間（１０か
ら６００分）の間平衡化された、図である。
間の影響を示す図であり、例３に記載のように５０μｍのキャピラリが前処理さ
れ、さまざまな重合体の０．１％（ｗ／ｖ）溶液を用いて、異なる時間（１０か
ら６００分）の間平衡化された、図である。
【図２】 ４５℃でｐＨ８．５のＴＡＰＳ−ＴＲＩＳ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素
溶液中、さまざまな重合体の動的吸着によってコーティングされたキャピラリの
経時的な分解を示す図であり、キャピラリは、キャピラリカラム内に重合体溶液
を１０分間流すことによってコーティングされた、図である。
溶液中、さまざまな重合体の動的吸着によってコーティングされたキャピラリの
経時的な分解を示す図であり、キャピラリは、キャピラリカラム内に重合体溶液
を１０分間流すことによってコーティングされた、図である。
【図３】 ４５℃でｐＨ８．５のＴＡＰＳ−Ｔｒｉｓ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素
溶液中、上記図２に示されたのと同じ重合体の動的吸着によってコーティングさ
れたキャピラリの経時的な分解を示す図であり、キャピラリは、キャピラリカラ
ム内に重合体溶液を１０分間流し、その後、キャピラリ表面と重合体との間で２
４時間の接触をさせることによってコーティングされた、図である。
溶液中、上記図２に示されたのと同じ重合体の動的吸着によってコーティングさ
れたキャピラリの経時的な分解を示す図であり、キャピラリは、キャピラリカラ
ム内に重合体溶液を１０分間流し、その後、キャピラリ表面と重合体との間で２
４時間の接触をさせることによってコーティングされた、図である。
【図４】 異なる塩の溶液からのエポキシポリ（ＤＭＡ）の吸着によって作
製されたキャピラリを、アニオン洗剤であるＦＣ１２９の１ｍＭ溶液で洗浄した
後のＥＯＦを報告する図である。
製されたキャピラリを、アニオン洗剤であるＦＣ１２９の１ｍＭ溶液で洗浄した
後のＥＯＦを報告する図である。
【図５】 ４５℃でｐＨ８．５のＴＡＰＳ−Ｔｒｉｓ、ＥＤＴＡ、８Ｍ尿素
溶液中の、エポキシ−ポリ−ＤＭＡおよび加水分解されたエポキシ−ポリ−ＤＭ
Ａコーティングされたキャピラリの分解を示す図であり、キャピラリは、ＤＩ水
および０．９２Ｍの硫酸アンモニウムで調製された重合体溶液で１０分間キャピ
ラリカラムを流すことによってコーティングされた、図である。
溶液中の、エポキシ−ポリ−ＤＭＡおよび加水分解されたエポキシ−ポリ−ＤＭ
Ａコーティングされたキャピラリの分解を示す図であり、キャピラリは、ＤＩ水
および０．９２Ｍの硫酸アンモニウムで調製された重合体溶液で１０分間キャピ
ラリカラムを流すことによってコーティングされた、図である。
【図６】 ヒドロキシプロピルセルロースをふるいマトリックスとして用い
る、エポキシ−ポリ−ＤＭＡコーティングされたキャピラリの中のさまざまなサ
イズのＤＮＡラダーの電気泳動分離を示す図である。
る、エポキシ−ポリ−ＤＭＡコーティングされたキャピラリの中のさまざまなサ
イズのＤＮＡラダーの電気泳動分離を示す図である。
【図７】 加水分解されたエポキシ−ポリ−ＤＭＡをふるいマトリックスと
して用いる、エポキシ−ポリ−ＤＭＡコーティングされたキャピラリの中のさま
ざまなサイズのＤＮＡラダーの電気泳動分離を示す図である。
して用いる、エポキシ−ポリ−ＤＭＡコーティングされたキャピラリの中のさま
ざまなサイズのＤＮＡラダーの電気泳動分離を示す図である。
【図８】 加水分解されたエポキシ−ポリ−ＤＭＡをふるいマトリックスと
して用いる、コーティングされていないキャピラリの中のさまざまなサイズのＤ
ＮＡラダーの電気泳動分離を示す図である。
して用いる、コーティングされていないキャピラリの中のさまざまなサイズのＤ
ＮＡラダーの電気泳動分離を示す図である。
【図９】 コーティングされていないキャピラリ中のポリ（ＤＭＡ）および
加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）の中で分離された二本鎖ＤＮＡフラグメ
ントの移動度を比較する図であり、２つの重合体のＭwは３０００ｋＤａである
、図である。
加水分解されたエポキシポリ（ＤＭＡ）の中で分離された二本鎖ＤＮＡフラグメ
ントの移動度を比較する図であり、２つの重合体のＭwは３０００ｋＤａである
、図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１０月９日（２００１．１０．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｃ０９Ｄ 129/00 Ｃ０９Ｄ 129/00
Ｇ０１Ｎ 27/447 Ｇ０１Ｎ 27/26 ３１５Ｋ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，
ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ
Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ
，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，
ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，
ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ
Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ
，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，
ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ
Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，
ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ
Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ
，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，
ＺＡ，ＺＷ
【要約の続き】
ド）またはアリルβ−Ｄ−フラノシドと、アリルグリシ
ジルエーテルと、アリルオキシ−１，２−プロパンジオ
ール）とを含む４種の異なる単量体の共重合体−エポキ
シポリ（ＡＧａｌ−ＡＡ−ＡＰＤ）がある。主題の重合
体はキャピラリ表面に吸着して、電気浸透流を抑制す
る、非常に親水性の高いダイナミックコーティングを形
成する。主題の重合体は、電気泳動マイクロチャネルの
使用前にコーティングとして用いられても、または、キ
ャピラリカラム内に含まれる分離媒体に含まれてもよ
い。このコーティングおよび媒体は、タンパク質および
ＤＮＡなどのさまざまな生体分子の電気泳動分離に関す
る用途に特に好適である。
Claims (24)
- 【請求項１】 生体高分子試料のキャピラリ電気泳動分離で用いられるべき
キャピラリのためのダイナミックコーティングであって、ダイナミックコーティ
ングは、少なくとも第１および第２の共重合された単量体を含む少なくとも１つ
の共重合体を含み、前記第１の単量体は、アクリルアミド、メタクリルアミド、
Ｎ−一置換アクリルアミド、Ｎ−一置換メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−二置換アク
リルアミドおよびＮ，Ｎ−二置換メタクリルアミドからなる群から選択され、前
記第２の単量体は、グリシジル基を有する単量体、ジオール基を有する単量体お
よびアリル基を有する炭水化物単量体からなる群から選択される、ダイナミック
コーティング。 - 【請求項２】 ダイナミックコーティングは、少なくとも第１、第２および
第３の共重合された単量体を含み、前記第３の単量体は、ジオール基を有する単
量体である、請求項１に記載のダイナミックコーティング。 - 【請求項３】 共重合体は、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびアリルβ−Ｄ
−グルコピラノシド単量体の共重合体と、 ジメチルアクリルアミド単量体およびアリルグリシジルエーテル単量体の共重
合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびアリルβ−Ｄ
−ガラクトピラノシド単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびＮ−アリルグ
ルコンアミド単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、アリルβ−Ｄ−グ
ルコピラノシド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体の
共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、アリルβ−Ｄ−ガ
ラクトピラノシド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体
の共重合体と、 ジメチルアクリルアミド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオー
ル単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、グルコン酸のＮ−
アリルアミド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体の共
重合体とからなる群から選択される、請求項１に記載のダイナミックコーティン
グ。 - 【請求項４】 アリルグリシジルエーテル上のエポキシ基は、ジオールを形
成するように開環している、請求項３に記載のダイナミックコーティング。 - 【請求項５】 前記共重合体は、０．００１から１０％ｗ／ｖの間の濃度で
分離媒体中に存在する、請求項１に記載のダイナミックコーティング。 - 【請求項６】 ダイナミックコーティングされたマイクロチャネルであって
、 マイクロチャネルと、 ダイナミックマイクロチャネルコーティングとを含み、前記コーティングは、
少なくとも第１および第２の共重合された単量体を含む少なくとも１つの共重合
体を含み、前記第１の単量体は、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−一置
換アクリルアミド、Ｎ−一置換メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−二置換アクリルアミ
ドおよびＮ，Ｎ−二置換メタクリルアミドからなる群から選択され、前記第２の
単量体は、グリシジル基を有する単量体、ジオール基を有する単量体およびアリ
ル基を有する炭水化物単量体からなる群から選択される、ダイナミックコーティ
ングされたマイクロチャネル。 - 【請求項７】 ダイナミックコーティングは、少なくとも第１、第２および
第３の共重合された単量体を含み、前記第３の単量体はジオール基を有する単量
体である、請求項６に記載のダイナミックコーティングされたマイクロチャネル
。 - 【請求項８】 第２の単量体はグリシジル基を有する単量体であり、前記共
重合体は、グリシジル基を有する単量体を第４の共重合された単量体として含む
、請求項７に記載のダイナミックコーティングされたマイクロチャネル。 - 【請求項９】 共重合体は、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびアリルβ−Ｄ
−グルコピラノシド単量体の共重合体と、 ジメチルアクリルアミド単量体およびアリルグリシジルエーテル単量体の共重
合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびアリルβ−Ｄ
−ガラクトピラノシド単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびＮ−アリルグ
ルコンアミド単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、アリルβ−Ｄ−グ
ルコピラノシド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体の
共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、アリルβ−Ｄ−ガ
ラクトピラノシド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体
の共重合体と、 ジメチルアクリルアミド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオー
ル単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、グルコン酸のＮ−
アリルアミド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体の共
重合体とからなる群から選択される、請求項６に記載のダイナミックコーティン
グされたマイクロチャネル。 - 【請求項１０】 アリルグリシジルエーテル上のエポキシ基は、ジオールを
形成するように開環している、請求項９に記載のダイナミックコーティングされ
たマイクロチャネル。 - 【請求項１１】 前記コーティングの共重合体は、前記マイクロチャネルに
含まれる分離媒体内に含まれる、請求項６に記載のダイナミックコーティングさ
れたマイクロチャネル。 - 【請求項１２】 前記共重合体は、０．００１から１０％ｗ／ｖの間の濃度
で前記分離媒体中に存在する、請求項１１に記載のダイナミックコーティングさ
れたマイクロチャネル。 - 【請求項１３】 電気浸透を抑制する方法であって、 ダイナミック共重合体吸着剤を含む液体でマイクロチャネルを充填するステッ
プを含み、前記共重合体は、少なくとも第１および第２の共重合された単量体を
含む少なくとも１つの共重合体を含み、前記第１の単量体は、アクリルアミド、
メタクリルアミド、Ｎ−一置換アクリルアミド、Ｎ−一置換メタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ−二置換アクリルアミドおよびＮ，Ｎ−二置換メタクリルアミドからなる
群から選択され、前記第２の単量体は、グリシジル基を有する単量体、ジオール
基を有する単量体およびアリル基を有する炭水化物単量体からなる群から選択さ
れ、さらに 生体高分子を含む試料を前記マイクロチャネルの一方端に加えるステップと、 試料がマイクロチャネルを通って移動するに従って生体高分子が分離されるよ
うに、前記チャネルを通して電流を導通するステップとを含む、方法。 - 【請求項１４】 液体は分離媒体を含む、請求項１３に記載の方法。
- 【請求項１５】 液体は、０．００１から１０％ｗ／ｖの濃度でダイナミッ
ク共重合体吸着剤を含む、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 共重合体をマイクロチャネルに加えた後および試料を加え
る前に、方法は、少なくとも１０分間マイクロチャネル内で共重合体をインキュ
ベートするステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１７】 ダイナミック共重合体吸着剤は、少なくとも第１、第２お
よび第３の共重合された単量体を含み、前記第３の単量体はジオール基を有する
単量体である、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１８】 第２の単量体はグリシジル基を有する単量体であり、前記
共重合体は、グリシジル基を有する単量体を第４の共重合された単量体として含
む、請求項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 共重合体は、イオン強度の高い水性媒体に溶解される、請
求項１３に記載の方法。 - 【請求項２０】 ダイナミック共重合体吸着剤は、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびアリルβ−Ｄ
−グルコピラノシド単量体の共重合体と、 ジメチルアクリルアミド単量体およびアリルグリシジルエーテル単量体の共重
合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびアリルβ−Ｄ
−ガラクトピラノシド単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体およびＮ−アリルグ
ルコンアミド単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、アリルβ−Ｄ−グ
ルコピラノシド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体の
共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、アリルβ−Ｄ−ガ
ラクトピラノシド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体
の共重合体と、 ジメチルアクリルアミド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオー
ル単量体の共重合体と、 アクリルアミド単量体、アリルグリシジルエーテル単量体、グルコン酸のＮ−
アリルアミド単量体およびアリルオキシ−１，２−プロパンジオール単量体の共
重合体とからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項２１】 電気浸透は０．２×１０-8ｍ2／Ｖｓよりも下の値に減じ
られる、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項２２】 生体高分子試料のキャピラリ電気泳動分離に用いられるべ
きキャピラリのためのダイナミックコーティングであって、ダイナミックコーテ
ィングは、 ｉ．アクリルアミド、アリル基を有する炭水化物およびアリルグリシジルエー
テルの共重合体 ii．ジメチルアクリルアミドおよびアリルグリシジルエーテルの共重合体なら
びに iii．エポキシ基が加水分解されてジオールを形成するように、合成後に加水
分解を受けさせられたアリルグリシジルエーテルおよびジメチルアクリルアミド
の共重合体からなる群から選択される、ダイナミックコーティング。 - 【請求項２３】 生体高分子試料のキャピラリ電気泳動分離に用いられるべ
きキャピラリのためのダイナミックコーティングであって、ダイナミックコーテ
ィングは、ジメチルアクリルアミドおよび第２の共重合された単量体の共重合体
を含み、前記共重合体はジメチルアクリルアミドよりも疎水性が高い、ダイナミ
ックコーティング。 - 【請求項２４】 生体高分子試料のキャピラリ電気泳動分離に用いられるべ
きキャピラリのためのダイナミックコーティングであって、ダイナミックコーテ
ィングは、ジメチルアクリルアミドおよび少なくとも第２の共重合された単量体
の共重合体を含み、前記第２の共重合された単量体は、前記共重合体をポリ（ジ
メチルアクリルアミド）よりも疎水性を低くする、ダイナミックコーティング。
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