JP2005504310A - 電気泳動装置 - Google Patents

Abstract

ＩＰＧストリップが配置される複数の平行なＵ字溝を形成する一体成形または別体のトレイを組み込んだ基部を備えた電気泳動装置が開示されている。この装置には、さらに蓋が設けられている。蓋は、前記基部に対応するように、天部と垂下側壁とを有するとともに、基部を覆うよう構成されている。前記蓋には、少なくとも一対の対向する垂下電極と、蓋の側面に対して前記電極の内側に間隔を置いて配置され、使用のときには、前記トレイのＵ字溝にあるＩＰＧストリップに圧力を印加する一対の対向する垂下部材とが形成されている。変形例では、前記蓋は、トレイの溝に個別に対応可能な電極を備えており、垂下電極バーとＩＰＧ保持バーの下縁にはすべて刻み目が付いている。これにより、前記カセットの蓋が、トレイに配置されている各ＩＰＧに対する個別の一対の対向電極を備えて、各一対の電極同士間の電圧を、それ以外の対向電極同士間の電圧とは関係なく制御することができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動用装置に関する。特に、本発明は、固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ）ストリップを保持するトレイと、このトレイ用の蓋とを備えた電気泳動用カセット、および、電気泳動によって高分子を分離する際のこのカセットの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子を解析する分野では、１次元ゲル電気泳動および２次元ゲル電気泳動が、高分子を分離して視覚化する標準的な手段になっている。一般的に、電気泳動は、組織のサンプル、細菌または植物性の素材等の複合混合物からタンパク質を分離すること等に適用される。本明細書中で用いられているように、高分子という用語には、血清タンパク質、細胞タンパク質、細菌タンパク質、非ヒストンクロマチンタンパク質、リボゾームタンパク質、リボ核タンパク質とリボゾームタンパク質との混合物、糖タンパク質、および核酸等のタンパク質が含まれているが、これらに限定されるものではない。現在、高分子を分離する際に最も高い分離能を持つ方法は、２次元電気泳動である。一般的に、このような２次元電気泳動では、１次元目で等電点電気泳動、２次元目でＳＤＳゲル電気泳動をそれぞれ用いて順次分離を行う。１次元目の分離を行う一般的な方法としては、「ＩＰＧ」または「ＩＰＧストリップ」として知られている固定化ｐＨ勾配電気泳動ゲルを用いた等電点電気泳動がある。この固定化ｐＨ勾配ゲルは、活性化されたプラスチック製支持シートに付着させられたポリアクリルアミドゲルである。重合処理の後、ポリアクリルアミドが付着したプラスチックシートは乾燥され、ほぼ３ｍｍ幅のストリップになるよう切断される。これら乾燥ストリップは、使用時には、分離しようとする高分子を含むタンパク質溶液中で再水和され、この再水和されたストリップに対して等電点電気泳動が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既存の２次元電気泳動システムは、操作に労力と時間がかかる。ＩＰＧストリップに対して電極を安定して正確に位置決めできなかったり、ストリップと電極とが十分に電気接触できなかったりする問題がある。このため、性能が安定せず、結果が矛盾してしまう。
【０００４】
したがって、実験におけるサンプル処理の処理能力と再現性とを高めるためには、高分子解析処理の手作業の工程のうちできる限り多くの工程をなくして、人の介入を最小限にすることが不可欠である。
【０００５】
本明細書に含まれている文献、行為、材料、装置、物品等についての記載はいずれも本発明の背景を説明する目的に限られており、これらの内容のうち一部またはすべてが、先行技術の基礎の一部である、あるいは、本出願の各請求項の優先日以前にオーストラリアに存在していた、本発明の関連分野の一般的な常識であることを認めたものであると解されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の広範な側面では、ＩＰＧストリップを収容するトレイを保持するよう適合されたカセットが提供される。
【０００７】
すなわち、本発明は、ＩＰＧストリップが配置される複数の平行Ｕ字溝が形成されたトレイ内で電気泳動を行う装置であって、トレイを組み入れる基部と、前記基部に対応するように、天部および垂下側壁が形成されて前記基部を覆うよう構成された蓋とを備え、前記蓋には、少なくとも一対の対向する垂下電極バーと、前記蓋の側面に対して前記電極バーよりも内側に配置され、前記トレイのＵ字溝にあるＩＰＧストラップ等に圧力を印加する一対の対向する垂下部材とが形成されていることを特徴とする装置を提供する。
【０００８】
前記基部にはフレームが形成されていることが好ましく、前記トレイは、前記フレームとは別体であってもよい。
【０００９】
一般的に、前記フレームは略矩形であり、前記フレームには、４つの直立壁と、前記フレームに対して前記トレイを位置決めし、表面に前記トレイが支持される内向きのフランジとが形成されている。
【００１０】
前記トレイの底部の下面が使用時に露出されるように、前記フレームが底抜けになっていることが最も好ましい。
【００１１】
前記フレームは、前記トレイを所定位置に保持し、この装置／カセットの蓋には、電気泳動を行うのに必要な電極とそれに対応する電気接点が設けられる。前記垂下部材によって、トレイのＵ字溝にあるＩＰＧストリップの端部に圧力が印加されるとともに、ＩＰＧストリップを前記トレイの端部に配置された電極ブリッジ（一般的には、電解液に浸漬された濾紙）と確実に接触させることができる。
【００１２】
本発明の１つの利点は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ００／０１０６５号の装置とは異なり、電極が前記装置またはカセットの蓋に設けられているので、前記トレイには電極が必要ないことである。電極を手作業で配置する必要がないので、分離処理の再現性が高くなる。
【００１３】
ＩＰＧは、垂下バー（ＩＰＧ保持バー）によって所定位置に保持されているので、ＩＰＧと濾紙とを確実に接触させた状態で維持することができる。これにより、ＩＰＧストリップ内に安定した電界が維持される。前記装置によって、ＩＰＧストリップと電極との距離も安定するため、このシステムの再現性が高くなる。
【００１４】
前記電極バーおよび／またはＩＰＧ保持バーは、前記ＩＰＧストリップおよび濾紙に正確に圧力を印加できるようにするとともに、様々な厚さの濾紙を収容するよう、スプリング等のバイアス手段に取り付けられることが好ましい。
【００１５】
本発明の変形例では、前記蓋は、トレイの溝ごとに個別に対応可能な電極を備えており、垂下電極バーとＩＰＧとの下縁に、すべて刻み目を付けることが考えられている。これにより、前記カセットの蓋が、トレイに配置されている各ＩＰＧに対する個別の一対の対向電極を備えて、各一対の電極同士間の電圧を、それ以外の対向電極同士間の電圧とは関係なく制御することができる。
【００１６】
本出願人の名の下に出願された、その内容が本明細書に引用の形で盛り込まれている国際出願第ＰＣＴ／ＡＵ００／０１０６５号に記載されているようなトレイを、本発明の装置に用いてもよい。しかしながら、この装置を用いて、様々な種類のゲルを流すトレイを収容することが可能であり、２次元目型のＳＤＳポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＰＡＧＥ）ゲル、アガロースＤＮＡ型ゲル、デンプンゲル、ポリアクリルアミド両性担体等電点電気泳動ゲル等、ガラスまたはプラスチックシート等に封入されていない、覆いのないタイプのゲルを使用することができる。このようなゲルは、ほとんどカセットを変更せずに、ゲル側が上になる構成または下になる構成で収容することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照すると、図１ないし図５は、本発明の第１の実施形態に係る装置１０を示す。この装置は、蓋１２と、基部１４とを備えている。この基部１４は、図２および図４に最も分かり易く示されており、４つの側面１６，１８，２０および２２を形成する単純な略矩形のフレームと、一体成形されたトレイ２６まで延びる内向きのフランジ２４とを備えている。この基部は、一般的に、成形プラスチック材料から一体成形されている。
【００１８】
このトレイ２６によって、１２本の長い平行な溝またはＵ字溝２８が形成されている。しかしながら、このトレイのＵ字溝は、１２本よりも多くても少なくてもよい。図４に示すこのＵ字溝の幅は約６ｍｍであるが、このＵ字溝は、６ｍｍよりも狭くても広くてもよい。図５に最も分かり易く示すように、各Ｕ字溝２８は、端部がそれぞれ段になっている底面すなわち床面３０を有しており、該端部には、該Ｕ字溝内にＩＰＧストリップを再水和する再水和液が入るように、端壁３２が形成されている。この端壁３２は、Ｕ字溝の床面から上に約１ｍｍ延びている。各端壁３２の溝と逆側には、電極ブリッジ領域３４がある。この電極ブリッジ領域３４は、トレイのほぼ全幅にわたって延びており、前記Ｕ字溝よりもはるかに深い。前記溝および電極ブリッジ領域は、これらを閉じ込んだ矩形開放箱を形成する直立壁３９によって包囲されている。
【００１９】
図４に示すように、基部１４の内向きのフランジ２４には、トレイの一端の近傍の２つのスロット３６と、トレイのもう一端の近傍の１つのスロット３８とが形成されている。
【００２０】
蓋１２には、図１，図２および図３に最も分かり易く示すように、平面視で略矩形の天部４０と、４つの垂下側壁４２，４４，４６および４８とが形成されている。前記蓋の上面には、開口５０が形成されている。この開口は、この装置に油（一般的には、パラフィン油またはシリコン系油）を注入するために設けられており、この開口を密閉するために、プラグ（図示せず）が設けられている。確実に防水するために、ゴム製シール５２（図２に最も分かり易く示す）が、蓋の側壁と、これら側壁から間隔を空けて配置された垂下リブ５４との間に保持された状態で、天部４０の下面の周囲に延びている。図２に示すように蓋が閉まっているとき、ゴム製シールは、前記トレイの壁３９の上端に当接することによって確実に防水を行う。
【００２１】
蓋の天部の下面からは、一対の電極バー６０，６２が垂下している。これらバーは、蓋の向かい合わせの側面４４および４８と平行に延びており、これら側面の横にある。各電極バーからほぼ２０ｍｍ内側には、ＩＰＧ保持バー６４，６６がそれぞれ配置されている。フレーム１４内にトレイ１１が位置した状態でカセットを閉じると、ＩＰＧ保持バーは、溝２８に隣接するトレイの濾紙境界面領域の端部３４ａの上方に位置する。
【００２２】
図面を参照すると、図６ないし図１０は、蓋１０２と基部１０４とを備えた、本発明を具現化した第２の実施形態に係る装置１００を示す。本実施形態では、前記基部およびトレイは一体成形されておらず、基部は、別体のＩＰＧトレイ１０５を収容するフレーム１０４の形をとる（図１０参照）。図９に最も分かり易く示すように、基部１０４は、４つの側面１０６，１０８，１１０および１１２を形成する単純な略矩形のフレーム１０４であり、これによって、中央開放領域１１４が形成されている。トレイ１０５がフレーム１０４の中央領域に配置されたとき、トレイ１０５の外縁は、内側に延出する棚部１１６に支持されており、この棚部１１６は、正しい位置にトレイ１０５を保持して蓋１０２を受ける。一般的に、このトレイ１０５は、成形されたプラスチック材料からなる。この基部１０４は、使用時に、ＩＰＧトレイ１０５の底面がペルチェ冷却面や、トレイが載置される他の適切な冷却面等の冷却面と直接接触できるように、底抜けになっている。
【００２３】
基部の一側面１１２から外方に２つのピン１１８および１２０が延出しており、これらピン１１８および１２０は、ゲルを処理する装置に形成された対応する孔に係合して、前記装置に基部を正確に位置決めできる。
【００２４】
トレイ１０５は、前述の第１の実施形態の基部に組み込まれたトレイとほぼ同じ構成である。このトレイ１０５によって、２つの比較的広い濾紙境界面領域１２４の間に延びる一連の１２本の平行溝１２２が形成されている。濾紙境界面領域１２４は、トレイ１０５のほぼ全幅にわたって延びており、溝よりもはるかに深くなっている。
【００２５】
蓋１０２は、蓋１２と同様のものであり、平面視で略矩形の天部１３０と、４つの垂下側壁１３２，１３４，１３６および１３８とを有している。第１の実施形態と同様に、蓋１０２の天部１３０の下面から一対の電極バー１４０，１４２が垂下している。電極バーは、蓋の向かい合う側面１３４および１３８と平行に延びており、これら側面の横に位置する。各電極バーからほぼ２０ｍｍ内側には、ＩＰＧ保持バー１４４，１４６の形をとる垂下部材がそれぞれ配置されている。トレイ１０５をフレーム１０４に収容した状態でカセットを閉じると、ＩＰＧ保持バーは、溝１２２に隣接するトレイの濾紙境界面領域１２４の端部の上方に位置する。
【００２６】
蓋の一側面には、電極バーが保持する電極に接続するプラグ要素１５０が形成されている。
【００２７】
本発明の第１の実施形態および第２の実施形態は、ほぼ同様に使用される。濾紙境界面領域３４または１２４内には、この領域と同じ平面サイズを有するとともに、約２ｍｍの厚さがある１枚の濾紙が置かれる。この濾紙には、電解液、一般的には水が含まれている。前記溝には、分離させようとする高分子を含む試料（再水和液）が入れられ、この溝／Ｕ字溝の中に、ＩＰＧストリップがゲル側を下にして配置される。これらＩＰＧストリップは、Ｕ字溝／溝よりも僅かに長く、このＵ字溝の端部から僅かに突出する。濾紙境界面領域とこれら溝との間の壁によって、国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ００／０１０６５号により詳細に記載した方法で再水和液が電解液と接触しないようにする。基部１４または１０４とトレイ１０５とを覆うように蓋を閉じると、ＩＰＧ保持バー（６４，６６または１４４，１４６）が、ＩＰＧストリップと接触するとともに、電極バーとも接触する濾紙境界面領域で、これらＩＰＧストリップを濾紙に押し当てる。前記電極バーは、このＩＰＧストリップから遠く離れた位置で濾紙と接触する。前記電極バーおよび／またはＩＰＧ保持バーは、ＩＰＧストリップと濾紙に確実に圧力を印加するとともに、様々な厚さの濾紙を収容できるように、スプリング等のバイアス手段に取り付けることが好ましい。
【００２８】
第１の実施形態の場合には、この装置に、パラフィン油を充填し、開口５０を塞いで、このシステム内にパラフィンを封入してもよい。これにより、このシステムに埃や他の汚染物質が影響を及ぼさないようにするとともに、凝集が抑制される。装置内で実行中の電気泳動実験を密閉することによって、その結果が外部の状況にほとんど左右されなくなり、信頼性が高まるとともに、容易に再現可能になる。第２の実施形態では、トレイ１０５にもパラフィン油が充填されてもよい。
【００２９】
この構成の利点は、電極を手作業で配置する必要がなく、分離の再現性が高くなることである。
【００３０】
ＩＰＧはＩＰＧ保持バーによって所定位置に保持されるため、ＩＰＧと濾紙とを確実に接触させた状態で維持することができ、ひいては、ＩＰＧストリップ内に安定した電界が維持される。この装置によって、ＩＰＧストリップと電極との間の距離も安定するため、システムの再現性が向上する。
【００３１】
本発明の変形例では、蓋は、トレイの溝ごとに個別に対応可能な電極を設けるよう変形できることが考えられている。これを実現する方法の１つは、一対の電極ごとに個別の電源を有することである。この形態では、図１１に示すように、垂下電極バー１５０，１５２およびＩＰＧ保持バー１５４，１５６の下縁にすべて刻み目が付いている。これにより、カセットの蓋が、トレイに配置されている各ＩＰＧに対する個別の一対の対向電極を備えて、各一対の電極同士間の電圧を、それ以外の対向電極同士間の電圧とは別に制御することができる。
【００３２】
大局的に説明した本発明の精神または範囲から逸脱することなく、上記具体的な実施形態において示した本発明に対して幾多の変形および／または変更を行い得ることは当業者にとって当然のことである。したがって、本実施形態は、あらゆる点で本発明の例示であり、限定するものではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】蓋と一体のトレイおよび基部とを備えた本発明の第１の実施形態に係る電気泳動装置の外観図である。
【図２】図１の電気泳動装置を示す縦断面図である。
【図３】図１の装置の蓋を示す図である。
【図４】図１の装置の基部／トレイを示す図である。
【図５】図５の基部／トレイを示す縦断面図である。
【図６】蓋と基部とを備えた、本発明の第２の実施形態に係る電気泳動装置の外観図である。
【図７】図６の電気泳動装置を示す縦断面図である。
【図８】図６の装置の蓋の図である。
【図９】図６の装置の基部の図である。
【図１０】図６の装置に使用するトレイの図である。
【図１１】図１または図６の装置に使用する蓋の変形例の図である。

Claims (9)

1. ＩＰＧストリップが配置される複数の平行Ｕ字溝が形成されたトレイ内で電気泳動を行う装置であって、
   トレイを組み入れる基部と、前記基部に対応するように、天部および垂下側壁が形成されて前記基部を覆うよう構成された蓋とを備え、
   前記蓋には、少なくとも一対の対向する垂下電極バーと、前記蓋の側面に対して前記電極バーよりも内側に配置され、前記トレイのＵ字溝にあるＩＰＧストラップ等に圧力を印加する一対の対向する垂下部材とが形成されていることを特徴とする装置。
2. 前記基部にはフレームが形成されており、
   前記トレイは、前記フレームとは別体である請求項１記載の装置。
3. 前記フレームは略矩形であり、
   前記フレームには、４つの直立壁と、前記フレームに対して前記トレイを位置決めし、表面に前記トレイが支持される内向きのフランジとが形成されている請求項１記載の装置。
4. 前記トレイの底部の下面が使用時に露出されるように、前記フレームが底抜けになっている請求項１記載の装置。
5. 前記基部にはフレームが形成されており、
   前記トレイはそのフレームと一体になっている請求項１記載の装置。
6. 前記垂下電極バーは、濾紙に正確に圧力を印加できるようにするとともに、様々な厚さの濾紙を収容するよう、スプリング等のバイアス手段に取り付けられている請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の装置。
7. 前記垂下部材は、前記Ｕ字溝にあるＩＰＧストリップに正確に圧力を印加できるように、スプリング等のバイアス手段に取り付けられている請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の装置。
8. 前記蓋には、油等を注入するための開口が形成されており、前記蓋と前記基部との間にシールが形成されている請求項５ないし７のうちいずれか１項に記載の装置。
9. 前記垂下電極バーの下縁には、刻み目が付いており、前記電極バーには、前記トレイの溝に個別に対応可能な電極が形成されている請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の装置。