JP2004290109A

JP2004290109A - 生体物質回収装置

Info

Publication number: JP2004290109A
Application number: JP2003088445A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishida; 毅西田; Hideaki Hashimoto; 英明橋本; Kazuyoshi Mori; 一芳森; Naoto Matsuo; 直人松尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】本発明は、板状ゲルの大きさに対して極端に大きくなく、前工程の分離も小さくすることが可能な生体物質回収装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の生体物質回収装置は、生体物質をゲル電気泳動で分離するときに、回収用として予めゲル中に孔を設けて、特定の生体物質を回収する構成とし、更に、孔からゲルへ生体物質が抜ける境界部に、特定の生体物質を通過させないフィルターを設け、或いは、孔の内部に、生体物質の拡散防止剤を保持させた構成とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与するタンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて複数の機能を有することを明らかにするタンパク質の機能解析研究に使用するための試料タンパク回収や、癌・糖尿病・高血圧・アルツハイマーなどの様々な遺伝子の変異に起因する疾患や各個人が持つ遺伝子の多様性を調査することで、個々人に対する薬品の副作用および効果の有無をあらかじめ推測し各個人に最も適合した医薬品を提供すること、個人を特定し犯罪捜査や親子関係の特定、各個人のセキュリティーの確保に決定的な信頼性を付与することなど、各個人があらかじめ遺伝的に有する遺伝子配列の違いや後天的に起きてしまった突然変異を簡便に決定することが可能なＤＮＡ判定装置に使用する試料ＤＮＡ、ＲＮＡなどの電荷を有した生体物質の回収に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンパク質は細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与している。現在ではタンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて複数の機能を有することが明らかになってきている。また、タンパク質は二十種類のアミノ酸が遺伝子の指示（配列情報）により、順番につながることでつくられており、遺伝子の配列がわかれば、どのアミノ酸がどういう順番でつながってできているかわかる。従って、タンパク質の機能解析研究には、同定やキャラクタリゼーションのみならず、生化学アッセイやタンパク質間相互作用研究、タンパク質ネットワークまたは細胞内外のシグナリング解明なども行っていく必要がある。
【０００３】
ＤＮＡやＲＮＡにおいても、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患において遺伝的要素、すなわち遺伝子の関与がかなり正確に理解されるようになり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まるようになってきている。遺伝子（または遺伝子の全集合体を意味するゲノム）は、共通の４つの塩基から成り立っており、この塩基の配列によって様々なタンパク質が作られ、各生物特有の生命活動が行われている。全ての生物に共通する４つの塩基とは、アデニン（記号はＡ）、グアニン（同Ｇ）、チミン（同Ｔ）、シトシン（同Ｃ）である。遺伝子の配列を調べること、すなわち遺伝子診断として、健康診断時に遺伝子を調査し、現在は正常でも将来乳がんにかかりやすい体質の人を見つけることが可能になる。この診断によって、糖尿病や高血圧などの生活習慣病など世界中で多くの人が苦しんでいる病気に対して発病の前から食事や生活指導を正確にすることが可能になる。
【０００４】
このようなタンパク質やＤＮＡ、ＲＮＡを特定の大きさに分類する方法の１つに電気泳動法がある。電気泳動法とは、電荷を持った物質に電場を与えると、物質が逆極性の電極方向へ移動する。その際に、分子量の異なる物質の移動速度が異なることを利用して、分子量毎に分離する分析方法である。このときに、移動の場が抵抗のないものだと移動速度に差が出にくいため、一般的には寒天の一種であるアガロースゲルやアクリルアミドゲルなどを支持体としている。
【０００５】
ゲル電気泳動法は、従来からＤＮＡやタンパク質などの分析に広く用いられてきた。ゲル電気泳動では、高分子による網目を形成させ、網目の孔の大きさを調整することにより、ふるい効果をだして、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。
【０００６】
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種々のタイプに分類され、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡなどに対しても独自の方法で分離することが可能である。詳細な説明は本発明には関係ないため割愛する。
【０００７】
ここで、図４は電気泳動によって分離された試料を備えるゲルを示す斜視図である。電気泳動によって分離された試料は、一般的には図４に示すようなパターンになる。このパターンから、目的の分子量を持つ部分を回収し、ゲルを溶解するなど種々の処理をして、タンパク質やＤＮＡなどの単一試料として精製する。
【０００８】
次に、現在最も一般的に用いられている試料回収方法は、（特許文献１）に記載されているように、電気泳動により試料を分離したゲルに対し、円形、楕円形あるいは長方形等の多角形で中空のパイプをゲル面に押し付け、中空部にゲルが収納されるようにすることにより、目的の試料を切り出すことができる。切り出し部は鋭利な刃をもつ金属、セラミックなどの材料あるいは不純物の混入を防ぐために使い捨てのできるプラスチック材料で作る。ＸＹステージなどを使って、切り出すための刃を自動で動かし、ＣＣＤカメラなどで切り出す様子を撮影して、データとしてパソコンなどに取り込んで制御する装置もある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−１３２０７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来からの生体物質回収装置は、ターゲットとする生体物質を鋭利な刃をもつ金属やセラミックなどの材料で作製した円形、楕円形あるいは長方形等の多角形で中空のパイプを用いて、切り出すためにＸＹステージなどを使うことで、ゲルの大きさよりも多くのスペースを必要とした。切り出すための刃のスペースも余分に必要になるため、前工程の電気泳動分離時に前記余計なスペースを確保する分まで、大きく分離しなければならない。従って、電気泳動を行なう時間が余分にかかるという不具合が生じた。
【００１１】
そこで本発明は従来のこのような問題を解決するもので、板状ゲルの大きさに対して極端に大きくなく、前工程の分離も小さくすることが可能な生体物質回収装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の生体物質回収装置は、生体物質をゲル電気泳動で分離するときに、回収用として予めゲル中に孔を設けて、特定の生体物質を回収する構成としたものである。
【００１３】
この構成によって、従来の装置に比べ本生体物質回収装置は、生体物質の回収がコンパクトで短時間にすることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載された発明は、生体物質をゲル電気泳動で分離するときに、回収用として予めゲル中に孔を設けて、特定の生体物質を回収することを特徴とする生体物質回収装置であるから、余分なスペースを必要とせず短時間での回収が可能となる。
【００１５】
請求項２に記載された発明は、請求項１において、孔からゲルへ生体物質が抜ける境界部に、特定の生体物質を通過させないフィルターを設けたことを特徴とする生体物質回収装置であるから、電気泳動での分離を監視することもなく、孔に回収した特定の生体物質がゲルへ戻ることがないので、まとめて回収することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載された発明は、請求項１，２において、孔の内部に、生体物質の拡散防止剤を保持させたことを特徴とする生体物質回収装置であるから、孔に回収した特定の生体物質が拡散することがないのでまとめて回収することが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載された発明は、請求項３において、拡散防止剤がグリセリンであることを特徴とする生体物質回収装置であるから、孔に回収した特定の生体物質が拡散を確実に防止するので、回収がより確実となる。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における生体物質回収装置の概略斜視図である。
【００１９】
図１において、１，２は生体物質を分離するための電気泳動電極、３は電気泳動電極１と電気泳動電極２との間に電圧を印加するための電源、４は電気泳動電極２に引きつけられてきた生体物質（８）を回収するための回収孔、５は生体物質試料を電気泳動するために最初にセットする孔である。６は電気泳動するための電解質供給と生体物質のｐＨを調整するための緩衝液、７は生体物質の電気泳動時に適度の抵抗を与えるための抵抗体（ここではアガロースゲル）である。また、８は生体物質であり、本実施の形態１においてはＤＮＡである。また、９は容器であり、電気泳動電極１，２や抵抗体７、緩衝液６等を収容する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態１における生体物質回収装置は、容器９の対向する面にそれぞれ電気泳動電極１，２が配置され、更に、容器９の略中央には抵抗体７が配置される。そして、容器９は緩衝液６で満たされている。更に、電気泳動電極１，２は、電源３に接続されている。抵抗体７には、回収孔４が設けられ、これにより電気泳動途中の生体物質８をここで回収することができる。
【００２１】
次に、本発明の生体物質回収装置を実際に使用する方法について、一例をあげて説明する。生体物質試料と予め分子量が分かったマーカーを抵抗体７の一部に設けられた孔５にセットして、図１に示すような緩衝液６で抵抗体７と電気泳動電極１と電気泳動電極２を浸す。その後、電源３を使って電気泳動電極１と電気泳動電極２間に電圧を印加する。ここで、生体物質試料とマーカーが負に帯電していたとすると、生体物質試料とマーカーは正電荷を持つ電極（陽極）側ここでは電気泳動電極２側に移動する。
【００２２】
生体物質（ＤＮＡ）８は電気泳動とともに、徐々に特定のサイズ毎に分離していく。このとき、目的のＤＮＡより小さいサイズのＤＮＡは一度回収孔４に入るが、更に電気泳動が進行しているので、回収孔４から抵抗体７に移動する。よって、同時に泳動しているマーカーを確認しながら目的の生体物質（ＤＮＡ）８が回収孔４に捕らえられたら、ピペットなどで回収孔４中の緩衝液６を吸い出せば、目的の生体物質（ＤＮＡ）８を回収することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収孔を示す要部拡大図である。図２において、１０はフィルターを示す。
【００２４】
電気泳動時に回収孔４から抵抗体７にＤＮＡがすり抜ける側（電気泳動の進行方向）にフィルター１０を設けている。フィルター１０は目的のＤＮＡより小さいＤＮＡを通過するものであればよく、例えば、セルロースや、限外ろ過膜などがある。このように、フィルター１０を設けることにより、実施の形態１で示したように、電気泳動での分離を監視することなく、目的のＤＮＡが抵抗体７にすり抜けることはなくなる。
【００２５】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における生体物質回収装置の回収孔を示す要部拡大図である。図３において、１１は拡散防止剤である。
【００２６】
電気泳動によって回収孔４に目的のＤＮＡが拡散しないように、回収孔４に拡散防止剤１１を混入しておくと、目的のＤＮＡをまとめて回収することができる。拡散防止剤１１はグリセリンであることが好ましい。グリセリン（Ｒ）は、回収孔４に混入することが容易であり、確実に生体物質であるＤＮＡの拡散を防ぎ、これを保持することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来の装置に比べて余分なスペースを必要とせず短時間での生体物質の回収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１における生体物質回収装置の概略斜視図
【図２】本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収孔を示す要部拡大図
【図３】本発明の実施の形態３における生体物質回収装置の回収孔を示す要部拡大図
【図４】電気泳動によって分離された試料を備えるゲルを示す斜視図
【符号の説明】
１電気泳動電極
２電気泳動電極
３電源
４回収孔
５孔
６緩衝液
７抵抗体
８生体物質
９容器
１０フィルター
１１拡散防止剤

Claims

生体物質をゲル電気泳動で分離するときに、回収用として予めゲル中に孔を設けて、特定の生体物質を回収することを特徴とする生体物質回収装置。
前記孔からゲルへ生体物質が抜ける境界部に、特定の生体物質を通過させないフィルターを設けたことを特徴とする請求項１に記載の生体物質回収装置。
前記孔の内部に、生体物質の拡散防止剤を保持させたことを特徴とする請求項１，２いずれか１項に記載の生体物質回収装置。
前記拡散防止剤がグリセリンであることを特徴とする請求項３に記載の生体物質回収装置。