JP2005530151A - Method and apparatus for low resistance electrophoresis of precast hydratable separation media - Google Patents
Method and apparatus for low resistance electrophoresis of precast hydratable separation media Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005530151A JP2005530151A JP2004513742A JP2004513742A JP2005530151A JP 2005530151 A JP2005530151 A JP 2005530151A JP 2004513742 A JP2004513742 A JP 2004513742A JP 2004513742 A JP2004513742 A JP 2004513742A JP 2005530151 A JP2005530151 A JP 2005530151A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strip
- cathode
- anode
- cassette
- less
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 162
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 title claims abstract description 122
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 84
- 239000012491 analyte Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001155 isoelectric focusing Methods 0.000 claims description 51
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 18
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 18
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 abstract description 138
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 51
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 18
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 14
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 14
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 13
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 12
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000000310 rehydration solution Substances 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 8
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 8
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 5
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 241000935974 Paralichthys dentatus Species 0.000 description 4
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N dithiothreitol Chemical compound SC[C@@H](O)[C@H](O)CS VHJLVAABSRFDPM-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 4
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 3
- 239000000959 ampholyte mixture Substances 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 3
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 3
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 3
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 3
- 238000000539 two dimensional gel electrophoresis Methods 0.000 description 3
- UMCMPZBLKLEWAF-BCTGSCMUSA-N 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]propane-1-sulfonate Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(=O)NCCC[N+](C)(C)CCCS([O-])(=O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 UMCMPZBLKLEWAF-BCTGSCMUSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010026552 Proteome Proteins 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 2
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- AXAVXPMQTGXXJZ-UHFFFAOYSA-N 2-aminoacetic acid;2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound NCC(O)=O.OCC(N)(CO)CO AXAVXPMQTGXXJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-anilino-5-sulfonaphthalen-1-yl)diazenyl]-5-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C=12C(O)=CC(S(O)(=O)=O)=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=1N=NC(C1=CC=CC(=C11)S(O)(=O)=O)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 230000005574 cross-species transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 238000011990 functional testing Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000002226 simultaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 239000002888 zwitterionic surfactant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44756—Apparatus specially adapted therefor
- G01N27/44795—Isoelectric focusing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
プレキャスト水和可能分離媒体、通常は固定化pH勾配(IPG)ストリップの電気泳動を助長する方法および装置を提供する。本方法はプレキャスト水和可能分離媒体が再水和すると膨潤することを利用して、封入した分離媒体との間隔を有する電気的な接触を可能にする封入部材(10)への媒体の収容を助ける。電気的な接触によって、被検体の分離を実施するために十分な電圧勾配を封入した分離媒体内に確立することが可能になる。本発明の方法を実現するカセット(100)、バッファコア(126)、電気泳動システムおよびキットを提供する。Methods and apparatus are provided that facilitate electrophoresis of precast hydratable separation media, typically immobilized pH gradient (IPG) strips. The method utilizes the swelling of the precast hydratable separation medium upon rehydration to accommodate the medium in an encapsulating member (10) that allows for electrical contact with the encapsulated separation medium. help. Electrical contact allows a voltage gradient sufficient to perform analyte separation to be established in the enclosed separation medium. A cassette (100), buffer core (126), electrophoresis system and kit for implementing the method of the present invention are provided.
Description
(関連出願の記載)
本出願は、2002年6月18日出願の米国特許仮出願第60/390,259号の優先権を主張し、2001年5月10日出願の米国特許仮出願第60/290,464号の優先権を主張する2002年3月18日出願の米国特許出願第10/102,188号の一部継続出願であり、これらの開示は、その全体が参考として援用される。
(Description of related applications)
This application claims priority from US Provisional Application No. 60 / 390,259, filed Jun. 18, 2002, and is prior to US Provisional Application No. 60 / 290,464, filed May 10, 2001. This is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10 / 102,188 filed Mar. 18, 2002 claiming priority, the disclosures of which are incorporated by reference in their entirety.
(発明の分野)
本発明は、プレキャスト水和可能分離媒体の電気泳動のための方法および装置に関する。詳しくは、本発明は固定化pH勾配(IPG)ストリップを用いる等電点電気泳動を実行するために有用な方法、カセット、バッファコアおよびシステムに関する。
(Field of Invention)
The present invention relates to a method and apparatus for electrophoresis of precast hydratable separation media. Specifically, the present invention relates to methods, cassettes, buffer cores and systems useful for performing isoelectric focusing using immobilized pH gradient (IPG) strips.
等電点電気泳動法(IEF)は生物試料中に存在する蛋白質など複雑な混合物中の蛋白質を分析する重要な手段として30年以上使用されている。 Isoelectric focusing (IEF) has been used for over 30 years as an important means of analyzing proteins in complex mixtures such as proteins present in biological samples.
等電点電気泳動法では、蛋白質は一般にゲルなど担体マトリックス中に確立されたpH勾配に印加された電場によって駆動される。蛋白質は、自らの等電点(pI)が局所的なpHと一致するまで移動する。一致する地点ではもはや蛋白質には正味の電荷がなく移動をやめる。その蛋白質に特徴的な点に、蛋白質は集中する。 In isoelectric focusing, proteins are generally driven by an electric field applied to a pH gradient established in a carrier matrix such as a gel. The protein moves until its isoelectric point (pI) matches the local pH. At the point of coincidence, the protein no longer has a net charge and stops moving. Proteins are concentrated at points characteristic of that protein.
当初の方法では、移動キャリア両性電解質(CA)によってゲルマトリックス中にIEF用のpH勾配を確立して維持した。一般にある範囲の電荷特性を有するCAの集団の存在下でゲルを重合し電圧勾配を印加すると、マトリックス中にさまざまなCAの化学種が整列してゲル中にpH勾配が確立される。 In the original method, a pH gradient for IEF was established and maintained in the gel matrix by mobile carrier ampholyte (CA). In general, when a gel is polymerized and a voltage gradient is applied in the presence of a population of CAs having a range of charge characteristics, a pH gradient is established in the gel by aligning various CA species in the matrix.
CAを用いたIEFが極めて有用であることが証明されたが、まもなくCAによって作り出されたpH勾配は大気中の二酸化炭素による滴定によって影響されやすく、時間が経過するとカソードへのCAの移動およびpH勾配の破壊に至るカソードドリフトと呼ばれる現象が発見された。 IEF with CA has proven to be very useful, but soon the pH gradient created by CA is susceptible to titration with atmospheric carbon dioxide, and over time, the migration of CA to the cathode and the pH A phenomenon called cathode drift that led to the breakdown of the gradient was discovered.
カソードドリフトはIEFゲルを封入したチューブ状にキャストして、従って大気中のCO2との接触を制限することによって減らすことができる。しかし、チューブは重合中にマトリックス中のプレポリマー成分不純物を捕捉して分離を妨げる。さらにその上、サイズ分画など第二次元分離が望ましいときには、チューブ形式が困難の原因となる。 Cathode drift can be reduced by casting into a tube encapsulating IEF gel and thus limiting contact with atmospheric CO 2 . However, the tube traps prepolymer component impurities in the matrix during polymerization and prevents separation. Furthermore, the tube format causes difficulties when second dimension separation such as size fractionation is desired.
ビエルクビスト(Bjellgvist)および同僚らはカソードドリフトの問題に異なる手法で取り組み、今では固定化pH勾配(IPG)等電点電気泳動法と呼ばれる手法で担体マトリックス中にpH勾配を固定した。ビエルクビストら、ジャーナル・オブ・バイオケミカル・アンド・バイオフィジカル・メソッズ(J.Biochem.Biophys.Methods)第6巻4号317−39頁(1982年)、リゲッティ(Righetti)ら、トレンズ・イン・バイオケミカル・サイエンセズ(Trends Biochem.Sci.)第13巻9号335−8頁(1988年)、リゲッティら、メソッズ・イン・エンザイモロジー(Methods Enzymol)第270巻235−55頁(1996年)、米国特許第4,130,470号明細書、およびリゲッティ、「固定化pH勾配 理論および方法論(Immobilized pH Gradient:Theory and Methodology)」(生化学および分子生物学における実験室技法(Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology)、第20巻)、エルセビア生命医学出版社(Elsevier Biomedical Press,LTD)、オランダ(ASIN 0444813012)を参照すること。まもなくIPG IEF、さらにサイズ分画法を用いる二次元電気泳動法が開発された。ゴルグ(Gorg)ら、エレクトロフォレシス(Electrophoresis)第9巻9号531−46頁(1988年)。 Bjellvist and colleagues addressed the problem of cathode drift in a different manner and now fixed the pH gradient in the support matrix by a technique called immobilized pH gradient (IPG) isoelectric focusing. Bierkvist et al., J. Biochem. Biophys. Methods, Vol. 6, pp. 317-39 (1982), Rigetti et al., Trends in Bio. Chemical Sciences (Trends Biochem. Sci.), Vol. 13, No. 9, 335-8 (1988), Righetti et al., Methods in Enzymology, Vol. 270, 235-55 (1996), US Pat. No. 4,130,470, and Righetti, “Immobilized pH Gradient: Theory and Methodology” (Biochemistry and Molecular Biology) Laboratory techniques in (Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology), Vol. 20), Elsevier life medical publishers (Elsevier Biomedical Press, LTD), Refer to the Netherlands (ASIN 0444813012). Soon, two-dimensional electrophoresis using IPG IEF and size fractionation was developed. Gorg et al., Electrophoresis, Vol. 9, No. 9, pages 531-46 (1988).
IPGストリップのプラスチック支持板がゲルに十分な構造的な弾性を付与するので、使用前にゲルを洗浄することができる。このためIPGはカソードドリフトの問題を低減しただけでなく、プレポリマー成分不純物からの妨害の低減にも有用であることが証明された。増大した弾力によって、使用前にゲルを脱水形で貯蔵することも可能になる。今日、多数の販売業者によってさまざまなpH範囲およびさまざまな分離長のIPG脱水ストリップが販売されている(たとえば、米国ニュー・ジャージー州ピスカタウェイのアマシャム・バイオサイエンセズ社(Amersham Biosciences、Piscataway、NJ、USA)のインモビリン・ドライストリップ・ゲル(Immobiline DryStrip Gels)、米国カリフォルニア州ハーキュリーズのバイオ‐ラッド・ラボラトリーズ社(Bio‐Rad Laboratories、Hercules、CA、USA)のレディーストリップIPG(ReadyStrip IPG)。 The plastic support plate of the IPG strip imparts sufficient structural elasticity to the gel so that it can be washed before use. This proved that IPG not only reduced the problem of cathode drift, but was also useful in reducing interference from prepolymer component impurities. The increased elasticity also allows the gel to be stored in a dehydrated form before use. Today, many vendors sell IPG dehydration strips with different pH ranges and different separation lengths (eg, Amersham Biosciences, Piscataway, NJ, USA, Piscataway, NJ, USA). ) Immobiline Dry Strip Gels, Ladies Trip IPG (Ready Strip IPG) of Bio-Rad Laboratories, Hercules, Calif., USA (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA).
しかし、課題はまだある。 But there are still challenges.
勾配形成両性電解質の固定化によってカソードドリフトを防げるが、電荷を帯びた固定化部分(インモビリン)は依然として大気中のCO2による滴定に影響されやすい。CO2滴定は分離媒体IPGストリップが少なくとも一つの面で空気に直接接触する事実によって深刻化する。空気に直接接触することにより、電気泳動中にマトリックスが脱水して塩が結晶化する可能性もある。 Cathodic drift can be prevented by immobilizing the gradient-forming ampholyte, but the charged immobilization moiety (immobilin) is still susceptible to titration by atmospheric CO 2 . CO 2 titration is exacerbated by the fact that the separation media IPG strip is in direct contact with air on at least one side. By direct contact with air, the matrix may dehydrate during electrophoresis and the salt may crystallize.
これらの問題への対応は、構造的な解決策というよりはむしろ方法論的な解決策による部分的なものであった。すなわち、一般に溶液:プラスチック支持IPGストリップを油の層で閉塞して空気を排除し蒸発を遅らせて電気泳動する。 The response to these problems was partly a methodological solution rather than a structural solution. That is, a solution: plastic-supported IPG strip is generally occluded by an oil layer to exclude air and slow evaporation to perform electrophoresis.
しかし、液体の油の層で閉塞する方法にはそれ自体の困難性がある。これらの問題の中で重要なのはIPGストリップを水平方向に維持して電気泳動を実行する必要性である。水平方向を避けられないため、ティッピンズ(Tippins)らの米国特許第5,888,369号明細書中に説明されているもののようなSDS‐ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS‐PAGE)に一般に用いられる、設置面積の小さい垂直電気泳動装置に使用することができない。さらに、油の使用には細かな手技が必要とされ、時間がかかる。 However, the method of plugging with a layer of liquid oil has its own difficulties. Important among these problems is the need to perform electrophoresis while keeping the IPG strip horizontal. Commonly used for SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) such as that described in US Pat. No. 5,888,369 to Tippins et al. Because horizontal orientation is unavoidable. It cannot be used for a vertical electrophoresis apparatus having a small installation area. Furthermore, the use of oil requires detailed procedures and takes time.
ビクトロビッツ(Wiktorowicz)らの米国特許第6,013,165号明細書に液体の油の層を使用せずに固定化pH勾配等電点電気泳動を実施できる装置が説明されている。二枚のプレートの間に形成した空洞の主要な向かい合う面の少なくとも一つの上に連続的なpKa勾配を固定化する。さらに平行なチャンネルに仕切ることができる空洞を次に流動可能な分離媒体で満たす。好ましくは、流動可能な分離媒体中の対流電流を最小にするために、このアセンブリを水平方向にして電気泳動を実施する。この装置を用いると市販のIPGストリップなどプレキャスト水和可能分離媒体を容易に挿入することはできず、垂直次元での電気泳動も容易にできない。 US Pat. No. 6,013,165 to Wiktorowicz et al. Describes an apparatus that can perform immobilized pH gradient isoelectric focusing without the use of a liquid oil layer. A continuous pKa gradient is immobilized on at least one of the major opposing faces of the cavity formed between the two plates. The cavity that can be further partitioned into parallel channels is then filled with a flowable separation medium. Preferably, electrophoresis is performed with the assembly in a horizontal orientation to minimize convection currents in the flowable separation medium. When this apparatus is used, a precast hydratable separation medium such as a commercially available IPG strip cannot be easily inserted, and electrophoresis in the vertical dimension cannot be easily performed.
従って、当分野には閉塞用の液体油層との接触を必要とすることなくIPGストリップおよびその他のプレキャスト水和可能分離媒体を電気泳動することを可能にする方法および装置に対する需要が実在する。さらに、当分野にはIPGストリップおよびその他のプレキャスト水和可能分離媒体を垂直方向で電気泳動することを可能にする方法および装置に対する需要も存在する。 Accordingly, there is a real need in the art for methods and apparatus that allow electrophoresis of IPG strips and other precast hydratable separation media without the need for contact with an occlusive liquid oil layer. In addition, there is a need in the art for methods and apparatus that allow IPG strips and other precast hydratable separation media to be electrophoresed vertically.
(発明の要約)
本発明はプレキャスト水和可能分離媒体の電気泳動法のための方法、装置およびキットを提供することによって上記およびその他の当分野の需要を満たし、閉塞用の油層の使用を不要にすることにより電気泳動を水平方向で実施する必要性を回避する。
(Summary of the Invention)
The present invention fulfills these and other needs in the art by providing methods, apparatus and kits for electrophoresis of precast hydratable separation media, thereby eliminating the need for the use of an occlusive oil layer. Avoid the need to run the run horizontally.
本発明は、部分的には、プレキャスト水和可能分離媒体の再水和に伴う膨潤を利用して、封入した分離媒体との間隔を有する電気的な接触を可能にする囲い込みにそのような媒体を収容することを助けることができるという発見に基づく。間隔を有する電気的な接触により、プレキャスト水和可能分離媒体を電気以外では封入したまま媒体に電圧勾配を印加することが可能になり、カセット内で電気泳動を実施することが可能になる。 The present invention, in part, utilizes the swelling associated with rehydration of a precast hydratable separation medium to enclose such medium in an enclosure that allows for electrical contact with the enclosed separation medium. Based on the discovery that it can help accommodate. The spaced electrical contact allows a voltage gradient to be applied to the medium while the precast hydratable separation medium is encapsulated except for electricity, and electrophoresis can be performed in the cassette.
封入されて分離媒体の空気との接触は実質的に減少する。プレキャスト水和可能分離媒体がIPGストリップである場合には、固定化pH勾配等電点電気泳動時の流体油層との閉塞接触に関する先行技術の必要性を空気接触の減少によって回避する。 Encapsulated and separation medium contact with air is substantially reduced. When the precast hydratable separation medium is an IPG strip, the need for the prior art for occlusive contact with the fluid oil layer during immobilized pH gradient isoelectric focusing is avoided by reducing air contact.
封入され、付随する流体油層もなく、プレキャスト分離媒体は任意の物理的方向で電気泳動することができる。プレキャスト水和可能分離媒体がIPGストリップである場合には、水平な電気泳動に関する先行技術の必要性は緩和され、広く普及したSDS‐PAGEを実行するために現在用いられている設置面積が小さい垂直電気泳動ゲルボックスを用いるIPG電気泳動法を実行することが新たに可能になる。 Encapsulated and without an associated fluid oil layer, the precast separation media can be electrophoresed in any physical direction. When the precast hydratable separation medium is an IPG strip, the need for prior art for horizontal electrophoresis is alleviated and the vertical footprint currently used to perform widespread SDS-PAGE is small. It is newly possible to perform IPG electrophoresis using an electrophoresis gel box.
本発明は、さらに電源装置とゲルとの間の抵抗を最小にする新規な装置設計に基づき、寄生システムインピーダンスが減少するため、より低い電圧をより短時間使用することにより分離、特にIPGストリップ中の等電点電気泳動を実施することが可能になる。 The present invention is further based on a novel device design that minimizes the resistance between the power supply and the gel, so that the parasitic system impedance is reduced so that a lower voltage is used for a shorter period of time, especially in IPG strips. It is possible to carry out isoelectric focusing.
従って本発明は、第一の局面では:封入した媒体との間隔を有する電気的な接触を可能にする封入部材内にプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を水和して収容する工程;および次に間隔を有する電気的な接触を用いて内部の被検体の電気泳動分離を実施するために十分な電圧勾配を封入した分離媒体中に確立する工程を含む電気泳動法を実行する方法を提供する。 Accordingly, the present invention provides, in a first aspect: hydrating and housing a precast hydratable electrophoretic separation medium in an encapsulating member that allows for electrical contact with the encapsulated medium; and Providing a method of performing an electrophoresis method comprising establishing a voltage gradient in an encapsulated separation medium sufficient to perform electrophoretic separation of an internal analyte using electrically spaced contacts .
一つの実施形態では、本方法はプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体をその脱水状態で封入部材中に挿入する前工程をさらに含む。別の実施形態では、本方法はプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を封入部材から取り出す後工程をさらに含む。一度取り出した媒体を用いてたとえば一次元分画された試料をゲルに適用し、第二次元の分離を実施してもよい。 In one embodiment, the method further comprises a previous step of inserting the precast hydratable electrophoretic separation medium in its dehydrated state into the encapsulating member. In another embodiment, the method further comprises a subsequent step of removing the precast hydratable electrophoretic separation medium from the encapsulating member. For example, a sample that has been one-dimensionally fractionated using the medium once taken out may be applied to the gel to perform second-dimensional separation.
ある実施形態では、水和して収容する工程は脱水状態のプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を水溶液、多くの場合分別される試料を含む水溶液と接触させる工程を含む。 In certain embodiments, the hydrating and storing step comprises contacting the dehydrated precast hydratable electrophoretic separation medium with an aqueous solution, often an aqueous solution containing a sample to be fractionated.
本発明の方法は、固定化pH勾配ストリップを用いる等電点電気泳動法の実施に特に有用である。従って、本発明の実施に用いられるプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体は通常は固定化pH勾配を有してもよい。 The method of the invention is particularly useful for performing isoelectric focusing using immobilized pH gradient strips. Accordingly, the precast hydratable electrophoretic separation media used in the practice of the present invention may typically have an immobilized pH gradient.
上記で説明したように、本発明の方法は(i)プレキャスト電気泳動分離媒体を封入部材中に水和して収容する手段、および(ii)封入した分離媒体との間隔を有する電気的な接触のための手段を有する封入部材の使用を含み、間隔を有する電気的な接触手段を用いて部材中に存在する被検体の電気泳動分離を実施するために十分な電圧勾配を封入した媒体に引加する。 As explained above, the method of the present invention comprises (i) means for hydrating and storing a precast electrophoretic separation medium in an encapsulating member, and (ii) electrical contact having a spacing with the encapsulated separation medium. A voltage gradient is applied to the encapsulated medium sufficient to perform electrophoretic separation of the analyte present in the member using spaced electrical contact means. Add.
従って、別の局面では本発明はプレキャスト電気泳動分離媒体を封入部材中に水和して収容する手段、および封入した媒体との間隔を有する電気的な接触のための手段を含む電気泳動を実行するカセットであって、間隔を有する電気的な接触手段を用いて分離媒体中に内部の被検体の電気泳動分離を実施するために十分な電圧勾配を確立し得るカセットを提供する。 Accordingly, in another aspect, the present invention performs electrophoresis comprising means for hydrating and containing a precast electrophoretic separation medium in an encapsulating member, and means for electrical contact with a spacing from the encapsulated medium. A cassette capable of establishing a voltage gradient sufficient to perform electrophoretic separation of an internal analyte in a separation medium using spaced electrical contact means.
実施形態によっては、本発明のカセットは形状保持部材および少なくとも一つのチャンネルを含み、形状保持部材はチャンネル(単数または複数)に寸法完全性を付与する。一般的な実施形態では、カセットはそのようなチャンネルを複数含む。 In some embodiments, the cassette of the present invention includes a shape retention member and at least one channel, which provides dimensional integrity to the channel (s). In a typical embodiment, the cassette includes a plurality of such channels.
カセット中に存在し、本発明の方法を実行するために有用な各チャンネルは、第一のチャンネル入口、第二のチャンネル入口および二つの入り口の間の空洞を有し、チャンネル空洞は水和可能なプレキャスト電気泳動分離媒体の脱水された状態での挿入を可能にし、再水和された状態でストリップを封入して収容するように寸法を設定される。第一および第二のチャンネル入口はチャンネル空洞との間隔を有する電気的な接触を可能にし、間隔を有する電気的な接触によってチャンネル空洞中を電流が流れることを可能にする。 Each channel present in the cassette and useful for performing the method of the present invention has a first channel inlet, a second channel inlet and a cavity between the two inlets, the channel cavity being hydrated The precast electrophoretic separation medium is sized to allow insertion in a dehydrated state and enclose and accommodate the strip in a rehydrated state. The first and second channel inlets allow spaced electrical contact with the channel cavity and allow electrical current to flow through the channel cavity by the spaced electrical contact.
ある実施形態では、チャンネルの空洞の外壁すべてに形状保持部材を使用する。その他の複層ラミネート実施形態では、カセットはラミネートカバーをさらに含み、ラミネートカバーは直接的にまたは間接的に形状保持部材に付着して前記チャンネル外壁の少なくとも一部となる。これら後者の実施形態では、一般に形状保持部材へのラミネートカバーの付着は可逆的である。 In one embodiment, shape retaining members are used on all outer walls of the channel cavity. In other multi-layer laminate embodiments, the cassette further includes a laminate cover that attaches directly or indirectly to the shape retaining member to form at least a portion of the channel outer wall. In these latter embodiments, the adhesion of the laminate cover to the shape retaining member is generally reversible.
その他の実施形態では、カセットは第一のウェル形成部材をさらに含み、第一のウェル形成部材は直接的にまたは間接的に形状保持部材に付着し、複数の第一のチャンネル入口で流体液溜めの形状を定める。通常は、カセットは第二のウェル形成部材をさらに含んでもよく、第二のウェル形成部材は直接的にまたは間接的に形状保持部材に付着し、複数の第二のチャンネル入口で流体液溜めの形状を定める。もしあるなら、これらのウェル形成部材は、通常は形状保持部材に対して可逆的に付着性でもよい。 In other embodiments, the cassette further includes a first well forming member that is directly or indirectly attached to the shape retaining member and includes a fluid reservoir at the plurality of first channel inlets. Define the shape. Typically, the cassette may further include a second well-forming member that is directly or indirectly attached to the shape-retaining member and contains a fluid reservoir at a plurality of second channel inlets. Define the shape. If present, these well-forming members may normally be reversibly adherent to the shape-retaining member.
一つの関連系列の実施形態では、各チャンネルの第一および第二のチャンネル入口はカセットの共通表面を通じて二つの入口の間にあるチャンネル空洞との電気的な接触を可能にする。別の関連系列の実施形態では、第一および第二のチャンネル入口はカセットの別の表面を通じて二つの入口の間にある空洞との電気的な接触を可能にする。これらの二つの互いに相容れない幾何学的な配置は電気泳動法に必要な回路を完成するために異なる電極の幾何学的な配置、そのために、異なる電気泳動バッファコアを必要とする。 In one related series of embodiments, the first and second channel inlets of each channel allow electrical contact with the channel cavity between the two inlets through the common surface of the cassette. In another related series of embodiments, the first and second channel inlets allow electrical contact with the cavity between the two inlets through another surface of the cassette. These two incompatible geometrical arrangements require different electrode geometrical arrangements and thus different electrophoretic buffer cores to complete the circuitry required for electrophoresis.
プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体はユーザが提供してもよく、ユーザによる挿入を必要とせずにカセットの一つ以上のチャンネル内に含まれていてもよく、あるいはカセットとともにキット中に別々に包装して提供してもよい。 The precast hydratable electrophoretic separation media may be provided by the user and may be included in one or more channels of the cassette without requiring user insertion or packaged separately in a kit with the cassette. May be provided.
後者に関して、プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体の電気泳動を助長するキットを提供することは、本発明の別の局面である。一般に、キットは本発明のカセットおよび前記カセット中に水和して収容するために適当な大きさにした少なくとも一つのプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を含む。 With respect to the latter, it is another aspect of the present invention to provide a kit that facilitates electrophoresis of a precast hydratable electrophoretic separation medium. In general, the kit includes a cassette of the present invention and at least one precast hydratable electrophoretic separation medium appropriately sized to be hydrated and contained in said cassette.
ある実施形態では、キットはカセットおよびカセットとともに使用する導電性ウィックを少なくとも一つ含む。多くの場合、カセットとのアノード接触およびカソード接触を助長するために十分な数のウィックをそのようなキット中に提供する。 In certain embodiments, the kit includes at least one conductive wick for use with the cassette and the cassette. In many cases, a sufficient number of wicks are provided in such kits to facilitate anode and cathode contact with the cassette.
本発明のカセットを用いて、通常はバッファコアとともにSDS‐PAGE電気泳動用に普通に使用される緩衝液溜め中でプレキャスト水和可能分離媒体の垂直電気泳動を実施してもよい。第一および第二のチャンネル入口がカセットの別個の面に開くカセット実施形態では、SDS‐PAGE用に現在用いられているバッファコアを用いてもよい。第一および第二のチャンネル入口がカセットの同じ面に開くカセット実施形態では、代替的なバッファコアの幾何学的な配置が必要になる。 The cassettes of the present invention may be used to perform vertical electrophoresis of precast hydratable separation media in a buffer reservoir commonly used for SDS-PAGE electrophoresis, usually with a buffer core. In cassette embodiments where the first and second channel inlets open on separate sides of the cassette, the buffer core currently used for SDS-PAGE may be used. In cassette embodiments where the first and second channel inlets open on the same side of the cassette, an alternative buffer core geometry is required.
従って、プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体の垂直電気泳動法のために実質的に剛直なフレーム、アノード、およびアノードと間隔を有する関係にあるカソードを含むバッファコアを提供することは本発明の別の局面である。バッファコアフレームは第一のカセット係合面および第二のカセット係合面を有する。それぞれ第一および第二のフレーム係合面への第一および第二のカセットの係合動作によって、5つの面で封じられたフレーム内部チャンバが造り出される。カソードおよびアノードは内部チャンバの内側とそれぞれ電気的に接触し、それぞれ第一および第二のフレーム係合面への第一および第二のカセットの係合動作によって、フレーム係合面と係合する少なくとも一つのカセットの表面へのアノードおよびカソードの間隔を有する接触が生じ、内部に封入したプレキャスト水和可能分離媒体の電気泳動が可能になる。 Accordingly, it is another aspect of the present invention to provide a buffer core comprising a substantially rigid frame, an anode, and a cathode in spaced relation with the anode for vertical electrophoresis of precast hydratable electrophoretic separation media. It is the aspect of. The buffer core frame has a first cassette engaging surface and a second cassette engaging surface. Engagement of the first and second cassettes with the first and second frame engagement surfaces, respectively, creates a frame interior chamber sealed with five surfaces. The cathode and anode are in electrical contact with the interior of the interior chamber, respectively, and engage the frame engagement surface by engaging the first and second cassettes with the first and second frame engagement surfaces, respectively. Contact with the spacing of the anode and cathode to the surface of at least one cassette occurs, allowing electrophoresis of the precast hydratable separation medium encapsulated therein.
本発明のカセットおよびバッファコアシステムは電源とゲルとの間の抵抗を低減し、より低い電圧でより短い時間、より低い合計ボルト‐時間を用いる電気泳動分離を可能にする。 The cassette and buffer core system of the present invention reduces the resistance between the power source and the gel, allowing electrophoretic separation using lower voltage, shorter time, lower total volt-time.
従って、別の局面では本発明はプレキャスト水和可能分離媒体ストリップ中の被検体試料の低抵抗電気泳動のためのシステムを提供する。本システムは、複数のストリップを封入する手段および外部圧縮力に応答して前記封入したストリップのそれぞれとの単一のアノードおよび単一のカソードによる間隔を有する電気的な接触を同時に実現する手段を含む。 Accordingly, in another aspect, the present invention provides a system for low resistance electrophoresis of analyte samples in a precast hydratable separation media strip. The system includes means for encapsulating a plurality of strips and means for simultaneously achieving a single anode and single cathode spaced electrical contact with each of the encapsulated strips in response to an external compressive force. Including.
封入手段によって、それぞれ第一および第二の入口を通じて封入したストリップのそれぞれとの間隔を有する電気的な接触が個別に可能になる。電気的接触手段は外部圧縮力を配分して第一および第二の入口で封入手段上の他の場所よりも大きな圧力でアノードおよびカソードを封入手段へ押し付けることができる。 The enclosing means individually allow electrical contact with a distance from each of the encapsulated strips through the first and second inlets, respectively. The electrical contact means can distribute an external compressive force to force the anode and cathode against the encapsulation means at a pressure greater than other locations on the encapsulation means at the first and second inlets.
電気的接触手段はアノード支持体、カソード支持体 アノード、およびカソードを含むことがある。これらの実施形態中の支持体は外部圧縮力をアノードおよびカソードに不連続的に配分して第一および第二の入口で封入手段上の他の場所よりも大きな圧力でアノードおよびカソードを封入手段へ押し付ける。実施形態によっては、アノード支持体はアノードと不連続的に接触し、カソード支持体はカソードと不連続的に接触する。 The electrical contact means may include an anode support, a cathode support anode, and a cathode. The support in these embodiments discontinuously distributes the external compressive force to the anode and cathode to encapsulate the anode and cathode at the first and second inlets at a greater pressure than elsewhere on the encapsulation means. Press to. In some embodiments, the anode support contacts the anode discontinuously and the cathode support contacts the cathode discontinuously.
本発明のこの局面のシステムの一般的な実施形態では、封入手段はストリップを水和して内部に収容することができる。 In a general embodiment of the system of this aspect of the invention, the encapsulating means can hydrate and house the strip.
本システムは、IPGストリップなどプレキャスト水和可能分離媒体の電気泳動に対して、先行技術の装置よりも実質的に低い電源とゲルとの間の抵抗経路を提供する。 The system provides a substantially lower resistance path between the power source and the gel for electrophoresis of precast hydratable separation media such as IPG strips than prior art devices.
本発明のこの局面のシステムは、たとえば最高3000ボルト以下、1500ボルト以下、500ボルト以下の印加によってさえIPGストリップ中の等電点電気泳動を含む電気泳動分離を実施できることがある。本システムは2000ボルト‐時間未満、1500ボルト‐時間程度の印加によってさえIPGストリップ中の等電点電気泳動を含む電気泳動分離を実施できることがある。本発明のこの局面のシステムは6時間未満、5時間未満、4時間未満でさえIPGストリップ中の等電点電気泳動を含む電気泳動分離を実現できることがある。 The system of this aspect of the invention may be able to perform electrophoretic separations, including isoelectric focusing in IPG strips, even by application of up to 3000 volts or less, 1500 volts or less, 500 volts or less, for example. The system may be able to perform electrophoretic separations including isoelectric focusing in IPG strips even with an application of less than 2000 volts-hour and as much as 1500 volts-hour. The system of this aspect of the invention may be able to achieve electrophoretic separations including isoelectric focusing in IPG strips even in less than 6 hours, less than 5 hours, even less than 4 hours.
別の局面では、本発明はプレキャスト水和可能分離媒体ストリップ中の被検体試料の低抵抗電気泳動のための方法を提供する。 In another aspect, the present invention provides a method for low resistance electrophoresis of an analyte sample in a precast hydratable separation media strip.
本方法は、それぞれ第一および第二の入口を通じて複数の封入したストリップのそれぞれとの個別の間隔を有する電気的な接触を可能にする封入部材中に少なくとも一つのストリップを水和して収容する工程、封入したストリップに蛋白質被検体を含む試料を適用する工程、アノードおよびカソードを封入部材へ押し付けて封入したストリップのそれぞれとの間隔を有する電気的な接触を同時に強制して実施する工程であって、アノードおよびカソードを封入部材に押し付ける力を配分して第一および第二の入口で封入部材上の他の場所よりも大きな接触圧力を生み出す工程、および封入したストリップ中の被検体の電気泳動分離を実施するために十分な時間ある電位差でアノードおよびカソードに電位を印加する工程を含む。 The method hydrates and houses at least one strip in an encapsulating member that allows for electrical contact with individual spacing with each of a plurality of encapsulated strips through first and second inlets, respectively. A step of applying a sample containing a protein analyte to the encapsulated strip, and a step of simultaneously forcing an electrical contact having a distance from each of the encapsulated strips by pressing the anode and cathode against the encapsulating member. Distributing the force pressing the anode and cathode against the encapsulating member to produce a greater contact pressure at the first and second inlets than elsewhere on the encapsulating member, and electrophoresis of the analyte in the encapsulated strip Applying a potential to the anode and cathode with a potential difference for a time sufficient to effect separation.
ある実施形態では、前記封入部材中へのストリップの収容中に試料を適用する。 In one embodiment, the sample is applied during the containment of the strip in the encapsulating member.
本方法は、先行技術中に見られるよりも実質的に低い電源と分離媒体との間の抵抗経路を提供する。 The method provides a resistance path between the power source and the isolation medium that is substantially lower than found in the prior art.
従って、本局面の方法では最高3000ボルト以下、1500ボルト以下、500ボルト以下の印加によってさえIPGストリップ中の等電点電気泳動を含む効果的な分離を得ることがある。本方法は2000ボルト‐時間未満、わずか1500ボルト‐時間の印加によってさえIPGストリップ中の等電点電気泳動を含む電気泳動分離を実施することがある。本方法は6時間未満、5時間未満、わずか4時間以下でさえ、IPGストリップ中の等電点電気泳動を含む電気泳動分離を実施できることがある。 Thus, the method of this aspect may obtain effective separation including isoelectric focusing in IPG strips even by application of up to 3000 volts or less, 1500 volts or less, 500 volts or less. The method may perform electrophoretic separations including isoelectric focusing in IPG strips even with the application of less than 2000 volts-hour, only 1500 volts-hour. The method may be able to perform electrophoretic separations, including isoelectric focusing in IPG strips, in less than 6 hours, less than 5 hours, and even less than 4 hours.
本発明のこの局面の方法では複数の傾斜電圧ステップ、複数の階段状電圧ステップ、または一定の電圧レベルで電位差を印加することがある。 The method of this aspect of the invention may apply the potential difference at multiple ramp voltage steps, multiple stepped voltage steps, or at a constant voltage level.
通常は、ストリップはIPGストリップである。 Usually the strip is an IPG strip.
関連する局面では、本発明はプレキャスト水和可能分離媒体ストリップを用いる改良された電気泳動の方法であって、改良が最高印加電圧3000ボルト以下、1500ボルト以下、500ボルト以下でも電気泳動分離を可能にする十分に低い電源とゲルとの間の抵抗でストリップをアノードおよびカソードと間隔を空けて接触させることを含む方法を提供する。 In a related aspect, the present invention is an improved method of electrophoresis using a precast hydratable separation media strip, which allows for electrophoretic separation even at a maximum applied voltage of 3000 volts, 1500 volts, 500 volts or less. A method is provided that includes contacting the strip with the anode and the cathode in a sufficiently low resistance between the power source and the gel.
本発明のこの局面の方法のさまざまな実施形態では、ストリップは固定化pH勾配(IPG)ストリップであり、抵抗は名目2000ボルト−時間未満、わずか名目1500ボルト−時間の電力の印加によってさえ等電点電気泳動を可能にするほど十分に低い。 In various embodiments of the method of this aspect of the invention, the strip is an immobilized pH gradient (IPG) strip and the resistance is isoelectric by application of nominal power less than 2000 volts-hour, even nominally 1500 volts-hour. Low enough to allow point electrophoresis.
また別の局面では、本発明はアノードおよびカソードを押し付けて、それぞれ第一および第二の入口を通して封入した各ストリップとの間隔を有する電気的な接触をそれぞれ個別に可能にする手段中に封入した複数のプレキャスト水和可能分離媒体ストリップとの間隔を有する電気的な同時の接触を強制するバッファコア装置を提供する。 In yet another aspect, the present invention encapsulates the anode and the cathode in a means that allows separate electrical contact with each of the strips encapsulated through the first and second inlets, respectively. Provided is a buffer core device that forces simultaneous electrical contact with a plurality of precast hydratable separation media strips.
本装置は実質的に剛直なフレーム、アノード支持体、カソード支持体、アノード、およびカソードを含む。アノード支持体およびカソード支持体は間隔を空けてフレームに固定され、外部圧縮力をカソードおよびアノードにそれぞれ配分し、第一および第二の入口で封入手段上の他の場所よりも大きな接触圧力でカソードおよびアノードを封入したストリップへ押し付けることができる。 The apparatus includes a substantially rigid frame, an anode support, a cathode support, an anode, and a cathode. The anode support and cathode support are spaced apart and fixed to the frame to distribute external compressive forces to the cathode and anode, respectively, with greater contact pressure at the first and second inlets than at other locations on the containment means. The cathode and anode can be pressed against the encapsulated strip.
アノード支持体はアノードと間欠的に接触し得、カソード支持体はカソードと間欠的に接触し得る。 The anode support can be in intermittent contact with the anode and the cathode support can be in intermittent contact with the cathode.
(詳細な説明)
本発明は、部分的には、プレキャスト水和可能分離媒体の再水和に伴う膨潤を利用して、封入した分離媒体との間隔を有する電気的な接触を可能にする囲い込みにそのような媒体を収容することを助けることができるという発見に基づく。間隔を有する電気的な接触により、プレキャスト水和可能分離媒体を封入部材内に収容したままで媒体に電圧勾配を印加することが可能になる。
(Detailed explanation)
The present invention, in part, utilizes the swelling associated with rehydration of a precast hydratable separation medium to enclose such medium in an enclosure that allows for electrical contact with the enclosed separation medium. Based on the discovery that it can help accommodate. The spaced electrical contact allows a voltage gradient to be applied to the medium while the precast hydratable separation medium remains contained within the encapsulating member.
封入されて分離媒体の空気との接触は実質的に減少する。プレキャスト水和可能分離媒体がIPGストリップである場合には、固定化pH勾配等電点電気泳動時の流体油層との閉塞接触に関する先行技術の必要性を空気接触の減少によって回避する。 Encapsulated and separation medium contact with air is substantially reduced. When the precast hydratable separation medium is an IPG strip, the need for the prior art for occlusive contact with the fluid oil layer during immobilized pH gradient isoelectric focusing is avoided by reducing air contact.
封入され、付随する流体油層もなく、プレキャスト分離媒体は任意の物理的方向で電気泳動することができる。プレキャスト水和可能分離媒体がIPGストリップである場合には、水平な電気泳動に関する先行技術の必要性は緩和され、広く普及したSDS‐PAGEを実行するために現在用いられている設置面積が小さい垂直電気泳動ゲルボックスを用いるIPG電気泳動法を実行することが新たに可能になる。 Encapsulated and without an associated fluid oil layer, the precast separation media can be electrophoresed in any physical direction. When the precast hydratable separation medium is an IPG strip, the need for prior art for horizontal electrophoresis is alleviated and the vertical footprint currently used to perform widespread SDS-PAGE is small. It is newly possible to perform IPG electrophoresis using an electrophoresis gel box.
従って、本発明は第一の局面では電気泳動を実施する方法を提供し、詳しくはプレキャスト水和可能分離媒体を用いて電気泳動を実施する方法を提供する。本明細書中で用いられる用語「電気泳動」は明示的に等電点電気泳動を含む。 Accordingly, the present invention provides, in a first aspect, a method for performing electrophoresis, and in particular, a method for performing electrophoresis using a precast hydratable separation medium. As used herein, the term “electrophoresis” explicitly includes isoelectric focusing.
第一の工程では、本方法は封入した媒体との間隔を有する電気的な接触を可能にする封入部材中にプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を水和して収容することを含む。第二の工程では、間隔を有する電気的な接触を用いて内部の被検体の電気泳動分離を実現するために十分な電圧勾配を封入した媒体に印加する。 In the first step, the method includes hydrating and housing the precast hydratable electrophoretic separation medium in an encapsulating member that allows for electrical contact with the encapsulated medium. In the second step, a sufficient voltage gradient is applied to the encapsulated medium to achieve electrophoretic separation of the internal analyte using spaced electrical contacts.
本明細書中で用いられる句「プレキャスト電気泳動分離媒体」(「プレキャスト分離媒体」も同じ)は電気泳動分離媒体、一般に電気泳動を実施する封入部材内とは異なる場所で最初に固化またはゲル化したポリマーゲルを指す。 As used herein, the phrase “precast electrophoretic separation medium” (also “precast separation medium”) refers to an electrophoretic separation medium, generally first solidified or gelled in a different location from within the encapsulating member performing the electrophoresis. Polymer gel.
電気泳動分離媒体、および電気泳動媒体を調製する方法、電気泳動媒体をキャスト化する方法、および電気泳動媒体を用いて電気泳動を実施する方法は分析技術分野では周知であり、本明細書中で詳述する必要はない。例えば、本明細書において、その開示の全体が参考として援用される、ラビラウド(Rabilloud)(編)、「プロテオーム研究 二次元ゲル電気泳動および同定法(Proteome Research: Two-Dimensional Gel Electrophoresis and Identification Methods)」、シュプリンガー出版(Springer Verlag)、2000年(ISBN 3540657924)、ウェスタマイア(Westermeier)著、「実践電気泳動法(Electrophoresis in Practice)」、第2版、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社(John Wiley & Sons)、2000年(ISBN 3527300708)、ビー・ディー・ヘイムズ(B.D.Hames)ら(編)、「蛋白質のゲル電気泳動法(Gel Electrophoresis of Proteins)」、第3版、オックスフォード大学出版(Oxford University Press)、1998年)(ISBN 0199636419)、およびジョーンズ(Jones)、「ゲル電気泳動 核酸 必須技法(Gel Electrophoresis: Nucleic Acids: Essential Techniques、(ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、1996年)(ISBN 0471960438)を参照すること。 Electrophoretic separation media and methods for preparing electrophoretic media, methods for casting electrophoretic media, and methods for performing electrophoresis using electrophoretic media are well known in the analytical arts and are described herein. There is no need to elaborate. For example, in the present specification, the entire disclosure of which is incorporated by reference, Rabiraudo (Rabilloud) (ed.), "Proteome Research two-dimensional gel electrophoresis and identification methods (Proteome Research: Two-Dimensional Gel Electrophoresis and Identification Methods) ", Springer publishing (Springer Verlag), 2000 years (ISBN 3540657924), Wesutamaia (Westermeier) al.," practical electrophoresis (electrophoresis in practice) ", second edition, John Wiley & Sons, Inc. (John Wiley & Sons), 2000 (ISBN 3527300708), BD Heimuzu (B.D.Hames) et al. (Eds.), "Protein gel electrophoresis (Gel Electrophoresis of Proteins)", Third Edition, Oxford University Press (Oxford University Press), 1998 years) (ISBN 0199636419), and Jones (Jones), "gel electrophoresis nucleic acid essential technique (gel electrophoresis: nucleic Acids: essential techniques, ( John Wiley & Sons, Inc., 1996) refer to the (ISBN 0471960438).
ポリアクリルアミド(すなわち、N,N′‐メチレンビスアクリルアミドで架橋したアクリルアミドモノマーの重合生成物)およびアガロースが現在電気泳動法で最も普通に用いられている二つのポリマーゲルであるが、本発明ははるかに多様なポリマーゲルの電気泳動に有用であることが証明されている。 Although polyacrylamide (ie, the polymerization product of acrylamide monomers cross-linked with N, N'-methylenebisacrylamide) and agarose are the two most commonly used polymer gels currently in electrophoresis, the present invention is much more Have proved useful for electrophoresis of various polymer gels.
ゲルは電気泳動を実施する封入部材内とは別の場所で最初に固化またはゲル化するため、本発明中で用いられる「プレキャスト電気泳動分離媒体」は移送し、またはキャスト用の型から取り出しそれから本発明の封入部材中に収容するために十分な構造上の弾性を有さなければならない。 Since the gel first solidifies or gels in a location separate from the encapsulating member that performs electrophoresis, the “precast electrophoresis separation medium” used in the present invention is transported or removed from the casting mold and then It must have sufficient structural elasticity to be accommodated in the encapsulating member of the present invention.
一般に、プラスチックなど別の物質の層または薄板への接着または内部への取り込みによって分離媒体にそのような構造上の弾性を付与する。そのような層は当分野では公知であり、たとえば市販のIPGストリップに見られるようにポリエステルフィルム支持体および分離媒体中に組み込むことができるポリエステルメッシュ織地を含む。 Generally, such structural elasticity is imparted to the separation media by adhesion to or incorporation into a layer or sheet of another material such as plastic. Such layers are known in the art and include, for example, polyester film fabrics that can be incorporated into polyester film supports and separation media, as found in commercially available IPG strips.
一般に、本発明中で用いられる「プレキャスト電気泳動分離媒体」はストリップの形状―つまり第一の寸法が第二の寸法より実質的に大きい―にするが、そのような寸法は本発明の実施に必須ではない。それでも、説明を分かりやすくするために本発明の実施に有用なすべてのプレキャスト電気泳動分離媒体を本明細書中では「ストリップ」と呼ぶ。 In general, the “precast electrophoretic separation medium” used in the present invention is in the shape of a strip—that is, the first dimension is substantially larger than the second dimension—but such dimensions are useful in the practice of the present invention. Not required. Nevertheless, for ease of explanation, all precast electrophoretic separation media useful in the practice of the present invention are referred to herein as “strips”.
「プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体」とは、脱水することができ、再水和後に内部の被検体の電気泳動分離を可能にするために十分な構造の完全性を保持するプレキャスト型電気泳動媒体である。 “Precast hydratable electrophoresis separation media” refers to precast electrophoresis that can be dehydrated and retains sufficient structural integrity to allow electrophoretic separation of internal analytes after rehydration. It is a medium.
脱水時の完全な水分除去も、再水和時の完全な液体飽和も必要としないし意図もしない。プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体が脱水された状態で水溶液(「緩衝水溶液」、「緩衝液」)と接触した後で、検出できる程度に膨潤すれば本発明の実施には十分である。 Neither complete removal of water during dehydration nor complete liquid saturation during rehydration is required or intended. If the precast hydratable electrophoretic separation medium is contacted with an aqueous solution (“buffer aqueous solution”, “buffer solution”) in a dehydrated state, it swells to a detectable level, which is sufficient for practicing the present invention.
一般に、プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体は緩衝水溶液との接触の際に少なくとも体積で約5%、多くの場合に少なくとも約10%、15%、20%、少なくとも体積で約25%、30%、40%以上膨張することさえある。体積の増加が三次元すべてに及んでもよいし、あるいは分離媒体が伸張不能な層で支持されていときには、主に一次元または二次元でもよい。体積の増加は何分間かで起こってもよいし、あるいはIPGストリップの場合にはより一般的に何時間かで起こってもよい。 Generally, the precast hydratable electrophoretic separation medium is at least about 5% by volume upon contact with a buffered aqueous solution, often at least about 10%, 15%, 20%, at least about 25%, 30% by volume. , May even expand over 40%. The increase in volume may extend to all three dimensions, or may be primarily one or two dimensional when the separation medium is supported by an inextensible layer. The increase in volume may occur in minutes, or more generally in hours in the case of IPG strips.
プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体が水溶液(「緩衝水溶液」、「緩衝液」)と接触した際に、封入部材中への水和可能な収容を可能にするために十分に膨張すれば、膨潤度は十分である。 When the precast hydratable electrophoretic separation medium comes into contact with an aqueous solution (“buffer aqueous solution”, “buffer solution”), it swells if expanded sufficiently to allow hydratable accommodation in the encapsulating member The degree is sufficient.
「水和可能な収容」とは、プレキャスト水和可能分離媒体が脱水された状態で封入部材中に挿入可能であり、再水和された状態で封入部材中に収容されるようになることを意図する。 “Hydratable containment” means that the precast hydratable separation medium can be inserted into the encapsulating member in a dehydrated state and can be contained in the enclosing member in a rehydrated state. Intended.
ストリップは脱水された状態で「挿入可能」でなければならないが、ストリップは脱水された状態で封入部材から取り出し可能である必要は必ずしもない。 Although the strip must be “insertable” in the dehydrated state, the strip need not necessarily be removable from the encapsulating member in the dehydrated state.
二つの条件が満たされたときに、再水和されたプレキャスト水和可能分離媒体は封入部材中に「収容された」(内部に「収容して封入された」も同じ)と言う。第一に、封入部材を垂直な方向にしたときストリップは封入部材中にとどまる。第二に、封入部材を垂直な方向にしたとき少なくとも分離媒体の50%が周囲の雰囲気と直接接触しない。さらにまた、再水和された分離媒体と封入部材との間の摩擦力および表面張力がストリップの内部収容に寄与してもよいが、封入部材中へのストリップの収容を実施するためにそのような摩擦力または表面張力だけで十分であることは意図しない。 When two conditions are met, the rehydrated precast hydratable separation medium is said to be “contained” in the encapsulating member (also the same as “contained and encapsulated” inside). First, the strip remains in the encapsulating member when the enclosing member is oriented vertically. Second, at least 50% of the separation medium is not in direct contact with the surrounding atmosphere when the encapsulating member is oriented vertically. Furthermore, the frictional force and surface tension between the rehydrated separation medium and the encapsulating member may contribute to the internal containment of the strip, but so to implement the containment of the strip in the encapsulating member. It is not intended that a simple frictional force or surface tension is sufficient.
封入部材は、膨張しつつあるプレキャスト水和可能分離媒体と接触を保っているときに、寸法の完全性を維持できるように十分に形状保持性である。下記で詳細に説明する実施形態では、封入部材はプレキャスト水和可能分離媒体を内部に係合する形状保持チャンネル空洞を有するカセットである。 The encapsulating member is sufficiently shape-retaining to maintain dimensional integrity when in contact with the expanding precast hydratable separation medium. In the embodiment described in detail below, the encapsulating member is a cassette having a shape retaining channel cavity for engaging a precast hydratable separation medium therein.
封入部材は、封入したプレキャスト水和可能分離媒体との間隔を有する電気的な接触をさらに可能にする。下記でさらに考察するように、接触はアノードおよびカソード電極通り抜けによるように直接的であってもよく、または中間ポリマー層またはウィックを介する電流の通過によるように間接的であってもよい。 The encapsulating member further allows for electrical contact with a distance from the encapsulated precast hydratable separation medium. As discussed further below, contact may be direct, such as by passage through the anode and cathode electrodes, or indirect, such as by passage of current through an intermediate polymer layer or wick.
封入部材中にプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を収容した後、間隔を有する電気的な接触を用いて内部の分析試料の電気泳動分離を実現するために十分な電圧勾配を印加する。 After containing the precast hydratable electrophoretic separation medium in the encapsulating member, a voltage gradient sufficient to achieve electrophoretic separation of the internal analytical sample using spaced electrical contacts is applied.
本明細書中では特に分離媒体に対する電圧勾配の印加として説明するが、それによって分離媒体中に電流が流れること、および、本方法は分離媒体中に電流を流すこととしても同様に説明できることが理解される。 Although described herein as applying a voltage gradient specifically to the separation medium, it will be understood that current can flow through the separation medium and that the method can be similarly described as flowing current through the separation medium. Is done.
用いられる電気的なパラメータは、封入した電気泳動媒体の組成および寸法、試料の組成、再水和水溶液の組成、所望の分離の種類、および封入した分離媒体との間隔を有する電気的な接触を実行する方法に依存し、通常の実験によって経験的に容易に決定することができる。本発明のカセット固定化IPGストリップおよびバッファコアアダプタを用いる等電点電気泳動法の特定の電気パラメータについて、本明細書中でさらに下記に説明する。 The electrical parameters used are the composition and dimensions of the encapsulated electrophoretic medium, the composition of the sample, the composition of the rehydration aqueous solution, the desired separation type, and the electrical contact with the spacing with the encapsulated separation medium. Depending on the method to be performed, it can easily be determined empirically by routine experimentation. Specific electrical parameters for isoelectric focusing using the cassette-immobilized IPG strip and buffer core adapter of the present invention are further described herein below.
さらに詳細な方法に戻って、一般にプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体はユーザによって脱水された状態で封入部材中に挿入される。 Returning to more detailed methods, generally the precast hydratable electrophoretic separation medium is inserted into the encapsulating member in a dehydrated state by the user.
たとえば、下記でさらに説明する実施形態では、IPGストリップなどプレキャスト水和可能分離媒体は封入部材中に存在するチャンネル空洞中に手動で挿入される。別の例として、封入部材が蝶番を備える場合またはその他の方法で可逆的に分離可能な場合には、IPGストリップなどプレキャスト水和可能分離媒体を手動で着脱可能にくぼみに挿入し、その後部材を閉じることによってチャンネル空洞が完成する。 For example, in an embodiment described further below, a precast hydratable separation medium such as an IPG strip is manually inserted into a channel cavity present in the encapsulating member. As another example, if the encapsulating member comprises a hinge or is otherwise reversibly separable, a precast hydratable separation medium such as an IPG strip is manually removably inserted into the well and the member is then removed. Closing completes the channel cavity.
封入部材中への脱水されたストリップの着脱可能な挿入が一般的ではあるが、常に必要なわけではない。たとえば、もっと早期に封入部材の製造中に脱水されたストリップを挿入して、脱水されたプレキャスト分離媒体のユーザによる封入部材中への挿入を不要としてもよい。 Removable insertion of the dehydrated strip into the encapsulating member is common but not always necessary. For example, a dehydrated strip may be inserted earlier during manufacture of the encapsulating member, eliminating the need for the user to insert dehydrated precast separation media into the encapsulating member.
脱水された分離媒体を次に水溶液と接触させる。 The dehydrated separation medium is then contacted with an aqueous solution.
再水和水溶液の組成は試料の組成および分離媒体ならびに意図する電気泳動の手順に依存し、従ってその選択は電気泳動技術では周知の諸因子に依存する。 The composition of the aqueous rehydration solution depends on the composition of the sample and the separation medium and the intended electrophoresis procedure, and therefore its choice depends on factors well known in the electrophoresis art.
たとえば、プレキャスト水和可能分離媒体がインモビリン・ドライストリップ(米国ニュー・ジャージー州ピスカタウェイのアマシャム・バイオサイエンセズ社)など市販のIPGストリップである場合には、再水和水溶液は、通常は尿素、非イオンまたは双性イオン界面活性剤、ジチオスレイトール(DTT)、染料およびIPGストリップのpH範囲に適するキャリア両性電解質混合物を含んでもよい。そのような再水和水溶液用のキャリア両性電解質混合物が市販(たとえばすべて米国ニュー・ジャージー州ピスカタウェイのアマシャム・バイオサイエンセズからカタログ番号17−6002−02のIPG緩衝液pH3.5−5.0、カタログ番号17−6002−04のIPG緩衝液pH4.5−5.5、カタログ番号17−6002−05のIPG緩衝液pH5.0−6.0、カタログ番号17−6002−06のIPG緩衝液pH5.5−6.7、カタログ番号17−6002−86のIPG緩衝液pH4−7、カタログ番号17−6002−78のIPG緩衝液pH6−11、カタログ番号17−6002−88のIPG緩衝液pH3−10NL、カタログ番号17−6002−87のIPG緩衝液pH3−10)されている。 For example, if the precast hydratable separation medium is a commercially available IPG strip such as Immobilin Dry Strip (Amersham Biosciences, Inc., Piscataway, NJ), the rehydrating aqueous solution is usually urea, non- Carrier ampholyte mixtures suitable for the pH range of ionic or zwitterionic surfactants, dithiothreitol (DTT), dyes and IPG strips may be included. Carrier ampholyte mixtures for such rehydrating aqueous solutions are commercially available (for example, IPG buffer pH 3.5-5.0 from Amersham Biosciences, Piscataway, NJ, USA, catalog number 17-6002-02, IPG buffer pH 4.5-5.5 with catalog number 17-6002-04, IPG buffer pH 5.0-6.0 with catalog number 17-6002-05, IPG buffer pH 5 with catalog number 17-6002-06 5-6.7, IPG buffer pH 4-7 with catalog number 17-6002-86, IPG buffer pH 6-11 with catalog number 17-6002-78, IPG buffer pH 3- with catalog number 17-6002-88 10NL, catalog number 17-6002-87 IPG buffer pH 3-10).
再水和水溶液はまた、プレキャスト水和可能分離媒体中で分離することを意図する試料を、有利に含んでもよい。 The aqueous rehydration solution may also advantageously contain a sample intended to be separated in a precast hydratable separation medium.
たとえば、プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体がIPGストリップである場合には、分離する試料は生物試料由来のものなど蛋白質の混合物であってもよく、通常はカオトロープ、還元剤および界面活性剤によって変性してもあるいは既に変性されたものでもよい。分離媒体が固定化pH勾配ストリップ以外である場合には、試料は核酸など他の種類の高分子を含んでもよい。 For example, when the precast hydratable electrophoretic separation medium is an IPG strip, the sample to be separated may be a mixture of proteins such as those derived from biological samples, usually denatured by chaotropes, reducing agents and surfactants. Alternatively, it may be already modified. If the separation medium is other than an immobilized pH gradient strip, the sample may contain other types of macromolecules such as nucleic acids.
本発明の方法は電気泳動後にプレキャスト水和可能分離媒体を封入部材から取り出す後工程を含んでもよい。下記でさらに説明するように、取り出す方法は封入部材の構造に依存する。実施形態によっては、本発明の方法の分離媒体を取り出す代わりにたとえば染色および乾燥によって封入部材内でさらに分析してもよい。 The method of the present invention may include a post-step of removing the precast hydratable separation medium from the encapsulating member after electrophoresis. As described further below, the method of removal depends on the structure of the encapsulating member. In some embodiments, instead of removing the separation medium of the method of the present invention, further analysis may be performed in the encapsulating member, for example by staining and drying.
上記で説明したように、本発明の方法は(i)プレキャスト電気泳動分離媒体を内部に水和して収容する手段、および(ii)封入した分離媒体との間隔を有する電気的な接触のための手段であって、間隔を有する電気的な接触手段を用いて分離媒体内に存在する被検体の電気泳動分離を実施するために十分な電圧勾配を封入した分離媒体に印加できる手段を有する封入部材の使用を含む。 As explained above, the method of the present invention is for (i) means for hydrating and containing the precast electrophoretic separation medium therein, and (ii) for electrical contact with a spacing with the enclosed separation medium. Encapsulation having means capable of applying a sufficient voltage gradient to the encapsulated separation medium to perform electrophoretic separation of the analyte present in the separation medium using spaced electrical contact means Including the use of components.
従って、本発明の方法の実施に有用な封入部材を提供することは本発明の別の局面であり、以後この封入部材を「カセット」と呼ぶ。 Accordingly, it is another aspect of the present invention to provide an encapsulating member useful in the practice of the method of the present invention, which is hereinafter referred to as a “cassette”.
図1A−1Cは本発明のカセットの実施形態の正面透視図である。 1A-1C are front perspective views of an embodiment of the cassette of the present invention.
カセット100は、形状保持部材10および少なくとも一つのチャンネル12を含む(図1Aおよび1Bに示す実施形態では、カセット100は六本の実質的に平行なチャンネル12を有するが、これより少なくてもまたはこれより多くてもよい)。形状保持部材10は、あらかじめ形成されたチャンネル12に寸法の完全性を付与する。図1Cでは、完全に不透明化されているためチャンネル12は存在するが見えない。
The
再び図1Aを参照して、チャンネル12は第一のチャンネル入口14および第二のチャンネル入口16ならびにこれらの二つの入口の間の空洞18を有する。チャンネル12の空洞18はIPGストリップなどプレキャスト水和可能な電気泳動媒体(「ストリップ」)を脱水された状態で着脱可能に係合し、ストリップの水和後にストリップを収容して封入するように寸法を設定される。
Referring again to FIG. 1A, the
第一のチャンネル入口14および第二のチャンネル入口16は空洞18との電気的な接触を可能にし、従って空洞18を通るチャンネル電流の流れ軸を定める。先行技術のバッファコアで使用するために特に設計されたカセット100(下記参照)の実施形態によっては、チャンネル電流の流れ軸は形状保持部材10の実質的に平面の第一の面に実質的に平行な面内にある。
The
本発明の方法でカセット100を使用するためには、一般に入口14または入口16を通じてIPGストリップなど再水和可能な電気泳動ストリップ20を脱水された状態でチャンネル12に挿入する。代わりの実施形態では、ストリップ20はユーザによってまたはストリップの製造者によってカセット100にあらかじめ挿入されている。
In order to use the
オプションとして分画する試料を含む再水和水溶液の適用によってチャンネル12内でストリップ20を再水和する。
The
チャンネル12内部の濡れによってチャンネル12中へのストリップ20の挿入が容易になるので、一般にストリップ20の挿入前にチャンネル12内に再水和水溶液を注入する。しかし、ストリップ20をあらかじめチャンネル12内へ挿入し、その後で入口14および16の一方または両方で再水和水溶液を注入してもよい。長い再水和時間を必要とする試料については、再水和水溶液の蒸発や偶然の放出を防ぐために入口14、入口16または両方を―たとえばテープまたはカバーガラスで―密閉してもよい。
Since wetting of the inside of the
ストリップ20は、再水和されると分離媒体の膨潤によって少なくとも部分的にチャンネル12の空洞18内に収容(確保)される。下記でさらに説明するように、その後ストリップ20は空洞18を広げなければチャンネル12から簡単に取り出されない。
When the
電気泳動して分画する試料が再水和水溶液中に含まれていない場合には、次に試料を保持するためにカセットを水平にして入口14、入口16または両方に試料を注入して分離媒体中に入らせる。あるいは、試料をあらかじめウィックに吸収させ入口14、入口16または両方にウィックを挿入し、このウィックから試料を分離媒体に入らせてもよい。下記でさらに説明するように、電流を流して試料導入を容易にしてもよい。
If the sample to be electrophoresed and fractionated is not contained in the aqueous rehydration solution, the sample is then leveled to inject the sample into
次にストリップ20に電圧勾配を印加し、チャンネル電流の流れ軸に沿って電流を流して電気泳動を実施する。
Next, a voltage gradient is applied to the
その後一般に、染色工程および/または第二次元の分離を実施するためにストリップ20(またはその一部分)をゲルに接触させる工程など、後段の処理のためにチャンネル12からストリップ20を取り出す。一般に、カセット100の構成に適した方法を用いて空洞18を拡げることによって取り出しを実施する。たとえば、一つ以上の薄板が空洞18の外壁を構成するカセット100の実施形態では薄板の剥離によって、従ってチャンネル12を開くことによって取り出しを実行してもよい。目的によっては、チャンネル12内で後段の処理を実施してもよい。
Thereafter, the
図1Aに戻って、形状保持部材10は形状保持性の非液体材料で構築される。好ましい材料は容易に機械加工、成形、またはエッチングされ、化学的に電気泳動緩衝液システムと適合―すなわち接触しても実質的に分解しない―し、封入したゲル中の検体とほとんど結合しないかまたは移動を妨げず、そして、蒸気気体バリヤーを提供するものである。通常は、半透明物質または光学品質の透明物質を含む透明物質から形状保持部材10を構築し、従って空洞18中に係合されている間にストリップ20が見えるようにしてもよい。一般に、実質的に電気的に非導電性である物質で形状保持部材10を構築し、従って空洞18中のチャンネル電流の流れ軸に沿う以外の電場のストリップ20に対する同時作用を低減しまたは除去する。
Returning to FIG. 1A, the shape-retaining
一般的な実施形態では、形状保持部材10はセラミック、石英、ガラス、ケイ素およびその誘導体、プラスチック、またはそれらの混合物で構成される。形状保持部材10の構築に有用なプラスチックにはポリメチルアクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ四フッ化エチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ニトロセルロース、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアニリン、ポリエステル、およびそれらの混合物またはコポリマーがある。
In a typical embodiment,
通常は、形状保持部材10はまた電気泳動中にストリップ20から伝導によって熱を取り除くことを可能にする材料で構成される。それについては、下記でさらに考察するように、通常は図3Cおよび3Dに示すように形状保持部材10を一つ以上のくぼんだ区域27を含む形状にしてチャンネル12に近い区域の形状保持部材10の厚さを減らし、ストリップ20と通常は流体で満たしたチャンバであるヒートシンクとの間の伝熱抵抗を低減してもよい。
Typically, the
形状保持部材10はチャンネル12に寸法の完全性を付与する。再水和水溶液(オプションとして分画する被検体とともに)のチャンネル12内への投入を可能にするため、チャンネル20内にストリップ20を挿入することを可能にするため、およびチャンネル12内に水和によってストリップ20を収容して水和することを実現するために寸法の完全性は重要である。
The
形状保持部材10は、チャンネル12の空洞18の少なくとも一部の外壁を構成することによって、チャンネル12に寸法の完全性を与えてもよい。
The
たとえば、形状保持部材10中にトンネル、孔、または、導管としてチャンネル12の空洞18を構築してもよい。そのような実施形態では、形状保持部材10は空洞18の外壁全体を構成する。
For example, the
あるいは、形状保持部材10内に空洞18を部分的に封入して、空洞18の外周の空洞壁の一部分だけが部材10によって構成されるようにしてもよい。これら後者の実施形態では、形状保持部材10内にチャンネル12を機械加工してもよく、あるいは形状保持部材10の組成に依存するがリソグラフィー加工、エングレーブ加工、等方性または異方性エッチング、ミル加工、機械的または化学的研磨、または成形によって形状保持部材10を製作してもよい。あるいは、これら後者の実施形態では、形状保持部材10上にケイ素または樹脂析出物またはスラブからチャンネル12を製作してもよい。
Alternatively, the
空洞18が剛直な部材10によって完全には封入されていない実施形態では、形状保持部材10に一つ以上の新たな薄板を物理的に取り付けることによってチャンネル12が空洞18を流体的に封入するようにしてもよい。
In embodiments where the
図4は、本発明のカセット100の複層ラミネート実施形態の分解側面透視図である。
FIG. 4 is an exploded side perspective view of a multilayer laminate embodiment of the
図4に示す実施形態では、形状保持部材10はくぼみ13を含む。ラミネートカバー42は複数の入口50を含む。ラミネートカバー42を形状保持部材10に取り付けると、くぼみ13が空洞18を流体的に封入し、従って入口50がチャンネル入口14および16となりチャンネル12を完成する。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
形状保持部材10と同様に、ラミネートカバー42は通常は光学的に半透明または透明であってよく、通常は実質的に電気絶縁性である。
As with the
形状保持部材10と同様に、ラミネートカバー42はセラミック、石英、ガラス、ケイ素およびその誘導体、アルミナ、ポリマー、プラスチック、またはそれらの混合物で構成されてもよい。ラミネートカバーの構築に有用なプラスチックにはポリメチルアクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ四フッ化エチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ニトロセルロース、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアニリン、ポリエステル、およびそれらの混合物またはコポリマーがある。
Similar to the
ラミネートカバー42は通常は可撓性であってよく、多くの場合に好ましくは可撓性である。ラミネートカバー42は任意の厚さでよいが、可撓性を付与するために、ラミネートカバー42は通常はフィルムであってもよい。
The
熱溶接、超音波溶接、および接着剤または接着剤層の使用を含む微細加工技術で公知の結合手段によって形状保持部材10にラミネートカバー42を取り付けてもよい。
The
たとえば、参考としてその全体が本明細書中において援用される米国特許第5,800,690号および5,699,157号明細書は熱溶接、接着剤の適用または二成分間の自然接着で平面カバー部品を微細加工された基板に取り付けることによってチャンネルを完成する方法を記載している。本明細書においてその全体を参考として援用する米国特許第5,593,838号明細書は局所化された電場の印加によってケイ素(約1400℃)またはコーニング(Corning)7059ガラス(約844℃)の流動温度より十分に低い約700℃でカバー部品の溶融取付けが可能であることを教示している。本明細書においてその全体を参考として援用するWO96/04547号(ロッキード・マーチン・エネルギー・システムズ社(Lockheed Martin Energy Systems))明細書は、希薄なNH4OH/H2O2中で処理した後、ケイ素系の基板の流動化温度より十分に低い500℃でアニーリングしてカバープレートをガラス基板に直接取り付けることができることを教示している。本明細書においてその全体を参考として援用するWO98/45693号(アクララ・バイオサイエンセズ社(Aclara Biosciences))明細書は、ポリマー基板、特にプラスチック基板内に封入したマイクロチャネル構造を製作する熱結合方法、厚さ2μm以下の膜で接着剤を適用する接着剤方法、および接着される部材の付着の前に硬化可能な流体接着剤を部分硬化によって非流動性にする方法を開示している。 For example, US Pat. Nos. 5,800,690 and 5,699,157, which are incorporated herein by reference in their entirety, are planar with thermal welding, application of an adhesive, or natural adhesion between two components. A method is described for completing a channel by attaching a cover component to a micromachined substrate. U.S. Pat. No. 5,593,838, which is incorporated herein by reference in its entirety, describes the application of localized electric fields to silicon (about 1400 ° C.) or Corning 7059 glass (about 844 ° C.). It teaches that melt attachment of cover parts is possible at about 700 ° C., well below the flow temperature. WO 96/04547 (Lockheed Martin Energy Systems) specification, which is incorporated herein by reference in its entirety, is processed after processing in dilute NH 4 OH / H 2 O 2. Teach that the cover plate can be attached directly to the glass substrate by annealing at 500 ° C., well below the fluidization temperature of the silicon-based substrate. WO 98/45693 (Aclara Biosciences), which is incorporated herein by reference in its entirety, describes a thermal coupling method for fabricating a microchannel structure encapsulated in a polymer substrate, particularly a plastic substrate. Discloses an adhesive method in which an adhesive is applied with a film having a thickness of 2 μm or less, and a method in which a curable fluid adhesive is rendered non-flowable by partial curing prior to attachment of a member to be bonded.
通常は、可逆的な取り付け手段によってラミネートカバー42を形状保持部材10に取り付ける。従ってユーザは電気泳動終了後にラミネートカバー42を形状保持部材10から取り外すことができる。すると後続の処理のためにストリップ20をチャンネル12から取り出すことが可能になる。ラミネートカバー42を可撓性のあるフィルムとして構築することによって、形状保持部材10からのそのようなユーザによるラミネートカバー42の取り外しの利点が提供される。
Usually, the
図4に示す実施形態では、両面ラミネート接着剤層46を用いて形状保持部材10にラミネートカバー42を接着して取り付ける。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
図に示すように、両面ラミネート接着剤層46はくぼみ13と一致する縦長のスロット48を有する。ストリップ20をチャンネル12内に着脱可能に挿入するときにそのようなスロット48があるために両面接着剤層46とストリップ20との間の接触が起こらない。接着剤と接触するとストリップ20のカセット100内への可動式の挿入が邪魔されることがある。
As shown, the double-sided laminated adhesive layer 46 has an elongated slot 48 that coincides with the recess 13. Such a slot 48 does not cause contact between the double-sided adhesive layer 46 and the
両面接着剤層46によってラミネートカバー42を取り付けるカセット100の多層ラミネート実施形態では、接着剤層46の厚さを調節してチャンネル12の空洞18の内径を変え、それによって種々の厚さの水和可能なストリップ媒体を受け入れてもよい。
In a multi-layer laminate embodiment of the
カセット100の複層ラミネートの代わりの実施形態では、ラミネートカバー42はそれ自体が一般に上記で説明した可撓性のフィルムより厚い形状保持部材の形状に作られる。これらの実施形態のあるものでは、ラミネートカバー42は個別の構造として形成される。その他の実施形態では、形状保持ラミネートカバー42および形状保持部材10は互いの間に存在する単数または複数のヒンジで互いに着脱式に取り付けられる。ヒンジはそれ自体別個の中間構造の形にする必要はなく、その代わりに形状保持部材10とラミネートカバー42との間の折り畳み可能なシームの形にしてもよい。そのようなシームはたとえばドリルビットを保管するために設計されたプラスチックケースでは普通である。
In an alternative embodiment of the multi-layer laminate of
ラミネートカバー42が形状保持性である場合には、たとえば形状保持部材10にラミネートカバー42をはめ込むことによって、形状保持部材10に組み込んでもよい。形状保持部材10および/またはラミネートカバー42上の圧力適応表面によって、二つの層の間の密封が容易になり電気泳動に適する封入部材が形成される。形状保持部材10へのラミネートカバー42のはめ込みによる組立を特に説明したが、目違い継ぎ、スロットとタブの噛み合わせなどその他の任意の機械的な係合手法を用いても同様の効果が得られる。
When the
カセット100の多層ラミネート実施形態では、―可撓性のラミネートカバーによるものも形状保持ラミネートカバーによるものもともに―形状保持部材10へのチャンネル12のくぼみの深さを調節することによって空洞18の内径を調節してもよい。ラミネートカバー42が膜より厚いカセット100の多層ラミネート実施形態では、ラミネートカバー42へのチャンネル12のくぼみの深さを調節することによって、空洞18の内径をさらに調節してもよい。
In the multi-layer laminate embodiment of the
チャンネル12は―カセット100の多層ラミネートおよび一体実施形態の両方で―IPGストリップなどプレキャスト水和可能ストリップを基にする電気泳動媒体の脱水された状態での挿入を可能にし、水和後にストリップを収容して封入するために必要な大きさにする。
アマシャム・バイオサイエンセズ(米国ニュー・ジャージー州のピスカタウェイ)から現在市販されているインモビリン・ドライストリップIPGストリップは幅約3mmおよび深さ0.5mmを有する。従ってこれらの市販のIPGストリップの電気泳動を可能にするためにカセット100のチャンネル12はそのようなストリップを脱水された状態で着脱式に係合し、再水和されたときストリップを収容して封入するために少なくとも約3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mmおよび3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、および4.1mmにも達する幅、少なくとも約0.5mm、0.6mm、0.61mm、0.62mm、0.63mm、0.64mm、0.65mm、0.66mm、0.67mm、0.68mm、0.69mm、および0.7mm、0.71mm、0.72mm、0.73mm、0.74mm、0.75mm、0.76mm、および0.77mmにも達する深さを有する。
The immobilin dry strip IPG strip currently available from Amersham Biosciences (Piscataway, NJ) has a width of about 3 mm and a depth of 0.5 mm. Thus, to enable electrophoresis of these commercially available IPG strips, the
バイオ‐ラッド(米国カリフォルニア州のハーキュリーズ)から現在市販されているレディーストリップIPGストリップはストリップ幅3.3mmおよびゲル厚さ0.5mmを有する。従って、これらの市販のIPGストリップの電気泳動を可能にするために、カセット100のチャンネル12はそのようなストリップを脱水された状態で着脱式に係合し、再水和されたときストリップを収容して封入するために近似的に少なくとも約3.3mm、3.4mm、および3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4.0mm、および4.1mmにも達する幅、少なくとも約0.5mm、0.6mm、0.61mm、0.62mm、0.63mm、0.64mm、0.65mm、0.66mm、0.67mm、0.68mm、0.69mm、および0.7mmにも達する深さを有する。
The Ladies Trip IPG strip currently commercially available from Bio-Rad (Hercules, CA, USA) has a strip width of 3.3 mm and a gel thickness of 0.5 mm. Thus, to allow electrophoresis of these commercially available IPG strips, the
両方の製造業者からのストリップの電気泳動に適する現在好ましい実施形態では、チャンネル12は幅3.7mmおよび深さ0.64mmを有する。
In a presently preferred embodiment suitable for electrophoresis of strips from both manufacturers,
予測されるように、現在用いられているものとは異なる寸法でプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を製造してもよく、おそらく製造する可能性が高い。従って、本発明のカセット100は上記で説明したストリップとの使用に必要な大きさに合わせたものに限定されない。
As expected, precast hydratable electrophoretic separation media may be manufactured with dimensions different from those currently used, and are likely to be manufactured. Accordingly, the
脱水された状態でプレキャスト水和可能なストリップを基にする媒体の挿入を可能にし、再水和されたときストリップを収容して封入するためのチャンネル12の内部の寸法の設計は十分に当分野の技術範囲内である。
The design of the internal dimensions of the
任意の所定の深さおよび幅のプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体20に対するチャンネル12の内部寸法の適格性の簡単な試験法は以下の通りである。
(1)カセットを水平に置き、チャンネル12を水で満たす。
(2)入口14または入口16からストリップ20をチャンネル12内に手動で挿入し、できるだけ奥へ入れる。
(3)8時間後カセット100を垂直に立てて観察する。
A simple test for qualification of the internal dimensions of
(1) Place the cassette horizontally and fill
(2) The
(3) Eight hours later, the
工程(2)で挿入のために選んだ入口の外側にストリップ20の1cm未満が残る点までストリップ20をチャンネル12内に進められ、および工程(3)で封入した分離媒体の50%より多くと空気が直接接触しなければ、チャンネル12の寸法は適格である。ストリップ20はまた工程(3)でカセットを一度垂直にしたら、カセット内に収容されて残るはずである。
使用可能なチャンネル寸法の範囲の一方の端では、分離媒体の膨潤によって実質的にチャンネル空洞のすべてに沿って分離媒体はチャンネル内壁と直接密着して接触する。この場合には、上部のチャンネル入口に加えられた可視標識水溶液(たとえば水中の0.2重量/体積%ブロムフェノールブルー)はチャンネル空洞から実質的に排除される。すなわち、一般に可視標識水溶液はチャンネル入口からチャンネル空洞内へ約0.25cmまでしか進入しない。使用可能なチャンネル寸法の範囲の他の端では、分離媒体の膨潤は実質的にチャンネル空洞のすべてに沿って分離媒体がチャンネル内壁と密着して接触するためには不十分である。この後者の場合には、カセットを垂直にすると水中の0.2重量/体積%ブロムフェノールブルーなどの可視標識水溶液は上部の入口からチャンネル空洞に入る。しかし、どちらの場合にも空気は封入した分離媒体の50%より多くとは接触しない。 At one end of the range of usable channel dimensions, the separation medium contacts the inner wall of the channel in direct contact along substantially all of the channel cavity due to swelling of the separation medium. In this case, visible label aqueous solution (eg 0.2 wt / vol% bromphenol blue in water) added to the upper channel inlet is substantially excluded from the channel cavity. That is, the visible label aqueous solution generally penetrates only about 0.25 cm from the channel inlet into the channel cavity. At the other end of the usable channel size range, the swelling of the separation medium is insufficient for the separation medium to make intimate contact with the channel inner wall along substantially all of the channel cavity. In this latter case, when the cassette is vertical, an aqueous visible label solution, such as 0.2% w / v bromophenol blue in water, enters the channel cavity from the top inlet. However, in either case, air does not contact more than 50% of the encapsulated separation medium.
所定の寸法のプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体のためのチャンネル12の内部寸法の適格性のための別の機能試験は、上記に示した試験の工程(3)を実際の電気泳動実験で置き換えることである。工程(2)で挿入のために選んだ入口の外側にストリップ20の1cm未満が残る点までストリップ20をチャンネル12内に進められ、および電気泳動後に適切な電気泳動分離が達成されればチャンネル12の寸法は適格である。
Another functional test for qualification of the internal dimensions of the
ストリップ20がIPGストリップであれば、通常はこの後者の試験を以下のように実施し得る。
If the
ゼルバ(Serva)IEF標準液(カタログ番号39212‐01、ドイツのハイデルベルグのゼルバ・エレクトロフォレシス社(Serva Electrophoresis GmbH,Heidelberg,Germany))の5.0μLを、チャンネルを満たすために十分な以下の組成の再水和緩衝液と混合する。8.0M尿素、0.5%両性電解質(アマシャム・バイオサイエンセズ社カタログ番号17‐6001‐11の3‐10 IPG緩衝液)、2.0%(重量/体積)CHAPS、20mM DTT、0.0025%(重量/体積)ブロムフェノールブルー。カセットを水平に置き、カセットのチャンネル中にピペットで水溶液を加える。約3mmがチャンネル入口より出るようにストリップをチャンネル内に挿入する。チャンネル入口をカバーテープで密閉し、8‐16時間ストリップを再水和させる。カバーテープおよび、もしあれば試料導入ウェルを取り出す。 Servo IEF standard solution (Cat. No. 39212-01, Zelba Electrophoresis GmbH, Heidelberg, Germany) of the following composition sufficient to fill the channel: Mix with rehydration buffer. 8.0 M urea, 0.5% ampholyte (Amersham Biosciences catalog number 17-6001-11 3-10 IPG buffer), 2.0% (weight / volume) CHAPS, 20 mM DTT, 0. 0025% (weight / volume) bromophenol blue. Place the cassette horizontally and pipet the aqueous solution into the channel of the cassette. Insert the strip into the channel so that about 3 mm exits the channel entrance. Seal the channel inlet with cover tape and rehydrate the strip for 8-16 hours. Remove cover tape and sample introduction well, if any.
各入口の組に電極ウィック(下記でさらに説明する)を装着する。各電極ウィックに750μLの脱イオン水を均一に適用する。 An electrode wick (described further below) is attached to each inlet set. Apply 750 μL of deionized water uniformly to each electrode wick.
バッファコアの電極(以下でさらに説明する)にカセットを接触させる。バッファダム(下記でさらに説明する)をバッファコアの反対側の接触面に装着する。バッファコアを電気泳動室に滑り込ませ、バッファコアを囲む外室を水で満たす。水がカセットの高さを超えて内室(カセットおよびバッファコアによって外壁が定まる)内にこぼれ落ちないように注意する。 The cassette is brought into contact with the electrode of the buffer core (described further below). A buffer dam (described further below) is attached to the contact surface on the opposite side of the buffer core. The buffer core is slid into the electrophoresis chamber, and the outer chamber surrounding the buffer core is filled with water. Care is taken not to allow water to spill over the height of the cassette into the inner chamber (the outer wall is defined by the cassette and buffer core).
以下のプロフィルに従って三段階で電圧を印加する。200Vで20分間、450Vで15分間、750Vで15分間、2000ボルトで30分間。 Voltage is applied in three steps according to the following profile. 20 minutes at 200V, 15 minutes at 450V, 15 minutes at 750V, 30 minutes at 2000 volts.
離散的なマーカーのバンドが観察できれば、チャンネル寸法は適格である。 If discrete marker bands can be observed, then the channel dimensions are acceptable.
必ずというわけではないが、たとえば図2に示すように、一般にチャンネル入口14と16との間隔は実質的にストリップ20の全長をチャンネル12が係合するように設定する。
Although not necessarily, for example, as shown in FIG. 2, the spacing between the
さまざまな長さのIPGストリップが現在市販されている。たとえば、アマシャム・バイオサイエンセズ社(米国ニュー・ジャージー州のピスカタウェイ)から現在市販されているインモビリン・ドライストリップIPGストリップはゲルの長さ70mm、110mm、130mm、180mmおよび240mmで入手できる。バイオ‐ラッド社(米国カリフォルニア州のハーキュリーズ)から現在市販されているレディーストリップIPGストリップは、ゲルの長さ70mm、110および170mmで入手できる。インビトロジェン社(米国カリフォルニア州のカールズバッド)(Invitrogen,Carlsbad,CA,USA)から現在市販されているズーム(登録商標)(ZOOM(登録商標))IPGストリップはゲルの長さ70mmを有する。 Various lengths of IPG strips are currently commercially available. For example, Immobilin dry strip IPG strips currently available from Amersham Biosciences (Piscataway, NJ) are available in gel lengths of 70 mm, 110 mm, 130 mm, 180 mm and 240 mm. Ladies Trip IPG strips currently available from Bio-Rad, Inc. (Hercules, Calif., USA) are available in gel lengths of 70 mm, 110 and 170 mm. Zoom® (ZOOM®) IPG strips currently available from Invitrogen (Carlsbad, Calif., USA) (Invitrogen, Carlsbad, Calif., USA) have a gel length of 70 mm.
従って、本発明のカセット100の現在好ましい特定の実施形態では、実質的にゲルの長さ70mm、110mm、170mm、180mmおよび長さ240mmを有するストリップの全長を収容するようにチャンネル12の形状を定める。
Thus, in the presently preferred specific embodiment of the
市販のそのようなIPGストリップでは、一般にポリエステルの基材が両端でゲルよりも若干張り出している。従って、一般にチャンネル12は少なくとも記載されるゲルの長さ(70、100、170、180、または240mm)と同じ長さを有し、一般に両端に1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、また6mmにも達する延長部を有する。従って、名目ゲル長さ70mmのIPGストリップの場合には、チャンネル12は少なくとも長さが約70mm、長さが72mm、長さが74mm、長さが76mm、長さが78mm、長さが80または82mmにも達する。記載されるゲル長さが70mmのIPGストリップの場合の現在好ましい実施形態では、チャンネル12は長さ80mmであろう。
In such commercially available IPG strips, the polyester substrate generally overhangs the gel slightly at both ends. Thus, in general,
上記で説明したように、再水和可能なストリップを基にする分離媒体は将来さまざまな幅および深さで入手可能になると予想され、それとまったく同じくさまざまな長さで利用できると予想される。従って、任意の選ばれた長さのプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体と係合するように寸法を定めたチャンネル12を有するカセット100を提供することは本発明の一つの局面である。
As explained above, separation media based on rehydratable strips are expected to be available in various widths and depths in the future and are expected to be available in exactly the same various lengths. Accordingly, it is an aspect of the present invention to provide a
上記で示唆したように、ストリップ20がチャンネル12より過度に長くても短くても好ましくない。
As suggested above, it is not preferred if the
たとえば、ストリップ20が入口14、入口16、またはその両方よりも実質的に長いと、ストリップ20の長すぎる部分(単数または複数)は大気中のCO2に接触し、本発明の重要な長所を無効にする。さらに、ストリップ20のはみ出した部分(単数または複数)によって両性電解質および/または蛋白質のストリップからの漏出が可能になる。さらに、間隔を有する電気的な接点の間に存在する分離媒体の部分だけが機能として分離のために利用でき、ゲルの機能部分が減る。最後に、はみ出した部分(単数または複数)は電気泳動のために適切に行われることが必要な電気的な接触の確立を機械的に妨害する可能性がある。ストリップ20がチャンネル12より短いときには、封入したストリップと効果的な電気的な接触を確立することが困難になることがある。
For example, if
最適ではない長さのチャンネルを有するカセット内のこれらの問題に対処するために、ストリップ20がチャンネル12より長すぎるなら、長すぎる部分をはさみまたはナイフで切り落としてよい。一般にストリップ20の分離媒体のない部分だけをそうやって切り落とす。ストリップ20がチャンネル12より短すぎるなら、不足の末端部分を導電性のチャンネル充填材料で満たすことによって、不足の末端部分をチャンネル12の外部との効果的な電気的接触状態にすればよい。
To address these issues in cassettes with non-optimal length channels, if the
通常は、長さ不足のストリップ20の先端をカセット100の入口14または16と電気的に接触させるために使用される物質としては、液体または半流体の状態で適用することができ、その状態でチャンネル内部に形状を合わせることができ、その後重合またはゲル化して形状保持相になる物質がある。
Typically, the material used to make the tip of the
通常は、その物質はアガロースなどポリマーゲルでもよい。そのように用いられるとき、アガロースは再水和水溶液など電解質含有緩衝液の存在下で融解状態とし、融解した液体として入口14、入口16、またはその両方に適用し、その後温度の低下により自発的にゲル化させてもよい。また、ポリアクリルアミドを用いてもよいが、ただしこの後者の場合には当分野で公知のように、触媒を添加してモノマーおよび架橋剤の重合を実施しなければならない。
Usually, the substance may be a polymer gel such as agarose. When used as such, agarose is melted in the presence of an electrolyte-containing buffer, such as an aqueous rehydration solution, applied as a melted liquid to
通常は、カセット100は複数のチャンネル12を含む。カセット100が複数のチャンネル12を含む場合には、通常は複数のチャンネル12の電流の流れ軸は実質的に互いに平行であり、複数のチャンネル12の空洞18はチャンネル入口14および16を除いて互いに流体による接触はない。
Usually, the
そのような実施形態では、チャンネル12は同一の空洞18の寸法を有する必要はなく、従って単一のカセット100が種々の寸法のストリップ20を収容する。しかし、一般的には複数のチャンネル12の空洞18はすべて同じ内部寸法を有する。
In such an embodiment, the
ユーザによるストリップ20のチャンネル12内への挿入が可能であるとしてカセット100を上記で説明したが、上記で説明したように製造時にストリップ20が既に挿入ずみであるカセットを提供することは本発明の別の局面である。通常は、そのようなカセット100は使い捨てであってもよい。
Although the
試料適用を容易にするために、特に複数のチャンネル12の間の相互汚染なしで試料適用を容易にするため、通常は、カセット100は試料導入ウェルを含んでもよい。図1Aはそのような試料導入ウェルの一つの実施形態を示し、図1Bおよび1Cはそのような試料導入ウェルの別の実施形態を示す。
In order to facilitate sample application, and particularly to facilitate sample application without cross-contamination between the plurality of
図1Aを参照して、二つのウェル形成部材22を有するカセット100を示す。六個の入口14および六個の入口16のそれぞれで二つのウェル形成部材によって試料導入ウェルと呼ばれる別個の液溜めの形が定まる。ウェル形成部材22を形状保持部材10より上にしてカセット100を水平にすると、各試料導入ウェルは隣接する入口とクロスオーバ流体接触なく入口14(または入口16)と接触する所定の最大量の流体を保持することができる。
Referring to FIG. 1A, a
ストリップ20の挿入後に分画する試料を注入する場合には、試料導入ウェルによって最大液溜め体積未満の体積の試料をクロスオーバ汚染なしで個々のウェル14(および/または16)に別個に注入することが可能になる。チャンネル12内へのストリップ20の挿入前に再水和緩衝液中で試料を注入する場合には、ストリップ挿入時にチャンネル12から取り出される試料によるクロスオーバ汚染を試料導入ウェルが防ぐ。
When injecting a sample to be fractionated after insertion of the
分画する試料(IPGストリップ上での等電点電気泳動法用の蛋白質試料など)がストリップ20の分離媒体に入ったあと、その後入口14を流体によって互いに連絡するように配置し、またその後入口16を流体によって互いに連絡するように配置しても、通常はチャンネル12の間のクロスオーバ汚染は起こらない。従って、ウェル形成部材22は取り外し可能であってもよい。そのように取り外すことによって、図3Bに示し下記でさらに説明するようにその後の導電性ウィック24の使用を助長してもよい。
After a sample to be fractionated (such as a protein sample for isoelectric focusing on an IPG strip) enters the separation medium of the
一般にウェル形成部材22は電気泳動の前に取り外すので、ウェル形成部材22を構築することができる物質は形状保持部材10および、カセット100の多層ラミネート実施形態ではラミネートカバー42、に対するよりも制約が少ない。実際、ウェル形成部材22は実質的に再水和水溶液と化学的に反応しない任意の物質、たとえばセラミック、石英、ガラス、ケイ素およびその誘導体、プラスチック、天然または合成ゴム重合体、またはそれらの混合物から構築してもよい。ウェル形成部材22の構築に有用なプラスチックにはポリメチルアクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ四フッ化エチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ニトロセルロース、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアニリン、およびそれらの混合物がある。シリコーンおよびその誘導体もまた有用である。
Since the well forming
実施形態によっては、導電性物質でウェル形成部材22を構成してもよく、これによってストリップ20の「能動再水和」が助長される。「能動再水和」では、入口14および16との間でストリップ20のチャンネル電流の流れ軸に沿って確立した約100Vの低い電位勾配の存在下でストリップ20を再水和する。
In some embodiments, the well-forming
能動再水和が望ましい場合には導電性物質、たとえば炭素含浸ポリマーまたは炭素ドーピングポリマーなど導電性ポリマーでウェル形成部材22を構成してもよい。ストリップ20および再水和水溶液をともにチャンネル12に入れた後(どちらの順でも)、カソードを第一の導電性ウェル形成部材22に接触させ、アノードを第二の導電性ウェル形成部材22に接触させ、再水和期間の間電圧を印加する。アノードおよびカソードはたとえばマルチフォル(MultiPhor)(ニュー・ジャージー州ピスカタウェイのアマシャム・バイオサイエンセズ社)またはブルー・ホライゾン(Blue Horizon)(ドイツ、ハイデルベルグのゼルバ社)装置で見られるような電極バーでもよい。
If active rehydration is desired, the well forming
カセット100が一体型―すなわち形状保持部材10中に完全に造られたチャンネル12を有する―のときには、ウェル形成部材22を形状保持部材10に取り付けてもよい。代わりにカセット100が複層ラミネート―たとえば一部ラミネートカバー42で造られたチャンネル12を有する―ときには、図5に示すようにウェル形成部材22をラミネートカバー42に取り付けてもよい。
When the
図5は、ウェル形成部材両面接着層54を用いてラミネートカバー42に接着して取り付けたウェル形成部材22を示す側面分解透視図である。しかし、その考察が本明細書において参考として援用される、形状保持部材10へのラミネートカバー42の取り付けに関して、熱溶接、超音波溶接および液体または部分的に硬化した接着剤の利用を含む微細加工技術で周知のさまざまな取り付け手段ならびに接着層手段によってウェル形成部材22をラミネートカバー42に取り付けてもよい。
FIG. 5 is a side exploded perspective view showing the well forming
あるいは、スナップのような対面咬合面の係合、またはトングと溝との係合、あるいはタブとスロットとの係合によってウェル形成部材22をラミネートカバー42に取り付けてもよい。
Alternatively, the well forming
どのように結合しても、通常はウェル形成部材22をカセット100に可逆的に取り付け、従って電気泳動に先立ってウェル形成部材を取り外せるようにする。取り付けがウェル形成部材両面接着層54による場合には、通常はウェル形成部材22より形状保持部材10に対して(あるいは複層ラミネート実施形態ではラミネートカバー42に対して)強く接着するように接着層を設計する。接着強さが異なるそのような実施形態では、一般にウェル形成部材22を取り外すと接着剤層54が形状保持部材10(あるいはラミネートカバー42)上に残り、下記でさらに説明するように導電性ウィックが使用しやすくなる。
Regardless of how they are joined, the well-forming
図3Aは、下記でさらに説明するように導電性ウィックの使用前にウェル形成部材22を取り外した本発明のカセットの実施形態を示す。
FIG. 3A shows an embodiment of the cassette of the present invention with the well forming
ストリップ20の分離媒体内への試料の導入によって、一般に複数のチャンネル12の間などでのような試料の相互汚染が起こる可能性はなくなり、従って電気泳動中にウェル形成部材22が引き続き存在する必要はないが、試料適用後に入口14および/または16をさらに密封することは、それでもなお有利であり得る。
The introduction of the sample into the separation medium of the
これら後者の実施形態では、導電性であり、入口および/または試料導入ウェルの形状に合わせた状態で適用することができ、その後重合またはゲル化して形状保持相になる物質の入口14および/または16への適用によって密閉を実現する。上記のように、有用なことにはそのような物質はアガロースまたはアクリルアミドなど高分子ゲルでもよい。
In these latter embodiments, the
特に有用な手法では、チャンネル12および入口14(および/または入口16)を形状保持部材10の表面と同じレベルまで満たすのに十分な量の物質で入口14および/または16を密閉する。そのような幾何学配置にすれば、ストリップ20のアノード側およびカソード側末端とアノード電極およびカソード電極との直接または間接の電気的な接触が容易になる。
In a particularly useful approach, the
図1Aに戻って、カセット100は、必要に応じて、有用には、リブ40を含み得る。
Returning to FIG. 1A, the
リブ40はカセット100の製造時にラミネートカバー42とウェル形成部材22との位置合わせを容易にする。下記でさらに説明するように、リブ40はまた電気泳動チャンバまたはバッファコアによるカセット100の動作のための適切な係合を容易にする。
The
リブ40は形状保持部材10から直接機械加工または成形してもよく、あるいは別個に構築して形状保持材に固定してもよい。別個に構築するときには、有用には容易に機械加工、成形、またはエッチングされ、化学的に電気泳動緩衝系と共存する―すなわち電気泳動緩衝系と接触してもほとんど分解しない―固体物質または半固体物質からリブ40を構築する。有用には、セラミック、石英、ガラス、ケイ素およびその誘導体、またはプラスチック、あるいはそれらの混合物を含む実質的に電気絶縁性の物質でリブ40を構築してもよい。リブ40の構築に有用なプラスチックにはポリメチルアクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ四フッ化エチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ニトロセルロース、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアニリン、ポリエステル、およびそれらの混合物およびコポリマーがある。
The
上述のように、ストリップを再水和してストリップ20中に試料を導入したらストリップ20をチャンネル12の空洞18内に収容する。ストリップ20をこのように封入したら、電圧勾配を印加して内部の被検体の電気泳動分離を実現するために十分な電流をチャンネル電流軸に沿ってストリップ20中に流すことにより、カセット100からストリップ20を取り出すことなく電気泳動を実行してもよい。
As described above, once the strip is rehydrated and the sample is introduced into the
図3Bはカセット中に収容したストリップ20をカソード電極およびアノード電極と接触可能にして必要な電気回路を完成する一つの有用な、しかし非限定的な手法を例示する。
FIG. 3B illustrates one useful but non-limiting approach for bringing the
図3Bは六本のチャンネル12を有する本発明のカセットの正面透視図である。図に示すように、第一の導電性ウィック24は入口14でストリップ20(利用可能な六本のチャンネル12のうち三本に存在する)に接触し、第二の導電性ウィック24は入口16でストリップ20に接触する。
FIG. 3B is a front perspective view of the cassette of the present invention having six
ウィック24は導電性物質を含む。物質は構造的に導電性である必要はない。すなわち、ウィック24は湿ったときに導電性であれば十分であり、実際、代表的には、ウィック24は湿ったときに導電性である。この後者の場合、有用には、紙、ニトロセルロース、フェルト、ナイロン、またはそれらの誘導体など水分を吸収しやすい物質でウィック24を構成してもよい。
The
上記で説明したように、ウィック24の代わりに、あるいはウィック24の存在に加え、アガロースなどの導電性ポリマーまたはヒドロゲルを介在させてカソード電極およびアノード電極にストリップ20を電気的に接続させてもよい。
As described above, the
図3Bに示すように、好ましくは第一の導電性ウィック24は複数の入口14のそれぞれと接触してもよく、好ましくは第二の導電性ウィック24は複数の入口16のそれぞれと接触してもよく、複数のチャンネル12への電流の並列な印加を容易にする。有用であるがそのような幾何学配置は必須ではない。
As shown in FIG. 3B, preferably the first
次に第一の導電性ウィック24を電極と接触させ、カソードまたはアノードのどちらか一方として使用する。ウィック24をカソードにするかアノードにするかの選択は、意図する電気泳動技法、試料適用位置、および電気泳動技術の当業者に周知のその他の条件に依存する。例えば、ストリップの一端が酸性で他端が塩基性のIPGストリップを用いる等電点電気泳動の場合には、好ましくはストリップの塩基性の端がカソード電極と電気的に接続するような配置にする。
The first
次に第二の導電性ウィック24を電極と接触させる(第一のウィック24がカソードと接触していればアノード、第一のウィック24がアノードと接触していればカソード)。
Next, the second
効果的な電気的接続が確保される限り、ウィック24へ電極を取付ける任意の手段を用いてもよい。
Any means of attaching the electrode to the
導電性ウィック24を使用する代わりに、アノード電極およびカソード電極をストリップ20に直接接触させて、封入したストリップ20との間隔を有する電気的な接続を実施してもよい。アノード電極およびカソード電極を入口14または16に通すことによって、あるいは電極を入口14および/または16以外の場所で形状保持部材10またはラミネートカバー42に通すことによって、接触を実施してもよい。後者の手法の例として、ラミネートカバー42が可撓性フィルムである実施形態では、剃刀の刃のような形状の電極を使用してラミネートカバー42を突き通すことによって、間隔を空けて封入したストリップ20に接触させてもよい。
As an alternative to using the
その後はカセット100を任意の物理的な方向に置いて電気泳動を実行してもよい。特に有用な手法では、カセット100を垂直に保持して電気泳動を実行することを可能にするアダプタを用いて電極接触を確保する。カセット100が垂直にされたときでも、カセット100のチャンネル12は望みに応じて水平であっても垂直であってもよい。
Thereafter, the electrophoresis may be performed with the
図3Bに戻り、従って内部にストリップ20を収容する本発明のカセット100を垂直方向で電気泳動することを可能にするアダプタを提供することは本発明の別の局面である。カセット100自体が垂直方向にあるときでもチャンネル12は水平方向にあってもよいことに注意すべきである。そのような方向では、カセット100のチャンネル12は、複数存在すれば互いに垂直方向に一定距離離れて位置する。従って、紛らわしさを避けるため、用語「垂直」は、カセットの方向を指し、チャンネルの方向を指すものではないことを意図する。
Returning to FIG. 3B, it is another aspect of the present invention to provide an adapter that allows the
垂直なカセット100の電気泳動は電気泳動装置の設置面積を小さくするという明らかな特長を有し、貴重な作業スペースを他の装置または用途に空ける。
The electrophoresis of the
その上さらに、スラブゲル電気泳動を垂直に実行するモジュラー電気泳動システムは、周知であり(例えば、米国特許第5,888,369号および同第6,001,233号参照)、市販されている(Invitrogen,Carlsbad,CA,USA;Bio−Rad,Hercules,CA,USA)。好ましい実施形態では、本発明のアダプタによってそのような既存のモジュラー電気泳動システム中で本発明のカセット100を電気泳動することが可能になり、IPGストリップなどプレキャスト水和可能電気泳動分離媒体の電気泳動用のそのような既に購入した装置の効率的な使用が可能になる。
Furthermore, modular electrophoresis systems that perform slab gel electrophoresis vertically are well known (see, eg, US Pat. Nos. 5,888,369 and 6,001,233) and are commercially available (see FIG. Invitrogen, Carlsbad, CA, USA; Bio-Rad, Hercules, CA, USA). In a preferred embodiment, the adapter of the present invention allows electrophoresis of the
図6Aは、本明細書中では本発明のバッファコアと称するアダプタの正面透視図である。図6Bは、本発明のカセット(後)とまだ接触していないが、使用時の態勢で位置合わせしたバッファコア(前)の正面透視図である。図6Cに使用時の接触の様子を示す。観察され得るように、カソード電極ワイヤー31をカセット100のカソードウィック24に、アノード電極ワイヤー32をカセット100のアノードウィック24に同時に位置合わせしてバッファコア26を設計する。
FIG. 6A is a front perspective view of an adapter referred to herein as a buffer core of the present invention. FIG. 6B is a front perspective view of the buffer core (front) that is not yet in contact with the cassette of the present invention (rear), but is aligned in a ready-to-use position. FIG. 6C shows the state of contact during use. As can be observed, the
図6Bに示すように、カソードワイヤー31は第一の末端でカソード接点38に取り付けられ、同じようにアノードワイヤー32は第一の末端でアノード接点36に取り付けられる。接点38および36は標準雌プラグを有するワイヤーの着脱自在な取り付けを可能にする。電気泳動技術で周知のように、一般にそのようなワイヤーの他方の末端は調節可能な電源などの電源に接続される。
As shown in FIG. 6B, cathode wire 31 is attached to
同じく図に示すように、カソードワイヤー31はカソード接点38から支持体28に延びて第二の末端で終わり、アノードワイヤー32はアノード接点36から支持体30に延びて第二の末端で終わる。一般に実質的に電気絶縁性であり、実質的に電気泳動用緩衝液に不活性である物質で支持体28および30を構成する。例えば、ポリカーボネートなどのプラスチックで簡便に支持体28および30を造る。
As also shown, the cathode wire 31 extends from the
カセット100に外部圧縮力を内向きに加えて、カセット100のアノードワイヤー32、カソードワイヤー31とそれぞれのウィック24との間の接触を実現する。それによってそれぞれの支持体とウィックとの間でアノードワイヤーおよびカソードワイヤーを圧迫して電気的な回路を完成する。
An external compression force is applied inward to the
図6Dに示すように、バッファコア26は同時に第二のカセット100と使用時の態勢で位置合わせして接触させてもよく、一般にそうされる。このように位置合わせし、このように接触させると、バッファコア26およびカセット100は上部だけが開き、上部を除いて外部の液体からは密閉された内部チャンバ62の形状になる。電気泳動する必要のある数のストリップを単一のカセットだけで収容できるなら、カセット100と同じような寸法にしてあるがチャンネル12のない「バッファダム」を用いてバッファコアの内部チャンバ62を完成してもよい。
As shown in FIG. 6D, the
本発明のカセットおよびバッファコアを用いて電気泳動を実行するために、複数のカセット100(または単一のカセット100およびバッファダム)を位置合わせしてバッファコア26に接触させる。次に、このアセンブリを電気泳動緩衝液チャンバ34中に係合する。緩衝液チャンバはそれ自体または別の装置と協同で複数のカセット100(または単一のカセット100およびバッファダム)を圧迫してバッファコア26と密封して接触させる。参考として本明細書中に全体が援用される米国特許第6,001,233号中にさらに説明されているように、そのような別の圧迫装置はカム駆動クランプ「張力くさび」であってもよい。
In order to perform electrophoresis using the cassette and buffer core of the present invention, a plurality of cassettes 100 (or a
あるいは、まず電気泳動緩衝液チャンバ34内にバッファコア26をゆるく係合し、その後バッファコア26に対してカセットを位置合わせし、接触させ、次にさらに圧迫する。
Alternatively, the
一般に、必要に応じてではあるが、バッファコア26の溝70にはめ込んだシリコーンガスケットなど、図6Aおよび6Dに示すガスケットによってバッファコア26と複数のカセット100(または単一のカセット100とバッファダム)との間の液密接触をさらに助長する。
In general, the
上述のように、密封して係合したバッファコア26および複数のカセット100(または単一のカセット100およびバッファダム)によって内部チャンバ62の形が定まる。電気泳動チャンバ60内の流体液面がカセット100にあふれない限り、カソードワイヤー31およびアノードワイヤー32は、電気泳動チャンバ34(チャンバ60)内でバッファコア26の外部に存在する流体からこのチャンバによって隔離される。
As described above, the
従って、カセット100にあふれず、電気回路に影響を及ぼさないレベルまで、電気泳動チャンバ34を選ばれた任意の溶液で満たしてもよい。従って、好ましくはそのような流体をヒートシンクとして使用して、カセット100内でストリップ20に電流を流す際にストリップ20の温度を低下させてもよい。
Thus, the
接点36および38を介してアノードおよびカソードを電源に接続することによって電気泳動を実行する。図11に例示するように、電極を組み込んだカバーをかぶせることによって簡便にこれを実行することがある。好ましくは、既存の電気泳動チャンバに適合し、しかし本発明のバッファコアとだけインターフェースを取るようにして、本発明で使用できるようにカバーを設計することがある。
Electrophoresis is performed by connecting the anode and cathode to a power source via
ストリップ20の分離媒体内で被検体の分離を実施するために十分な電位差(電圧勾配)を印加する。ストリップ20がIPGストリップである実施形態では、タンパク質は電圧勾配に影響されて移動し始め、タンパク質のpIが固定された勾配上のpHと一致する地点で等電点電気泳動されたタンパク質は移動を止める。
A potential difference (voltage gradient) sufficient to perform separation of the analyte in the separation medium of the
電源とゲルとの間のさまざまな接続の固有抵抗に起因して、間隔を有する電気的な接触とストリップ20とによって実際に達成される電圧差は電源によって報告されるものより常に小さい。本発明のカセットおよびバッファコアでは、そのような寄生インピーダンスは、例えば、(i)電源へのケーブル接続、(ii)ケーブル自体の抵抗、(iii)ケーブルと電極との間の接触抵抗、(iv)電極とウィックとの間の接触抵抗、(v)内方浸透または拡散のどちらかによって運転中に変化し得る湿ったウィック中のイオン濃度の関数であるウィック自体のインピーダンス、(vi)界面の圧力によって影響されるウィックとゲル表面との間の接触抵抗、(vii)ゲルの固有インピーダンスを含む。
Due to the specific resistance of the various connections between the power supply and the gel, the voltage difference actually achieved by the spaced electrical contacts and the
別の局面では、本発明は先行技術中で電気泳動に用いる先行技術装置中に見られるものよりも実質的に低い電源とプレキャスト水和可能分離媒体との間の抵抗経路を提供する装置を提供する。減少した抵抗によってIPGストリップなどプレキャスト水和可能分離媒体を電気泳動し得る効率が実質的に増大する。 In another aspect, the present invention provides an apparatus that provides a resistance path between a power source and a precast hydratable separation medium that is substantially lower than that found in prior art devices used for electrophoresis in the prior art. To do. The reduced resistance substantially increases the efficiency with which a precast hydratable separation medium such as an IPG strip can be electrophoresed.
寄生インピーダンスのうち、電極とウィックとの間およびウィックとゲルとの間の接触抵抗は電源からゲルまでの電圧降下全体に顕著に寄与し得る。これらの接触抵抗はそれぞれの接触圧力に依存する。内向きにカセット100に加えられる任意の所定圧縮力で、これらの電気的に効果的な接触圧力の大きさはこれらの場所で与えられる力の比率に依存する。従って、好ましくは外部圧縮力を不連続に配分し、第一および第二のチャンネル入口でカセット100上の他の場所よりも大きな接触圧力を生むように支持体28と30を設計する。
Of the parasitic impedance, the contact resistance between the electrode and the wick and between the wick and the gel can contribute significantly to the overall voltage drop from the power source to the gel. These contact resistances depend on the respective contact pressure. For any given compression force applied inward to the
図6A〜6Cに示す第一の系列の例示的な実施形態では、支持体28および支持体30のカセット接触面は非平面である。すなわち複数の不連続なくぼみが間にある一連の突起の形状を全体的に定める。このように造り出されたギザギザ面によってアノードワイヤー31およびカソードワイヤー32に外部圧縮力を不連続的に配分することができる。 In the first series of exemplary embodiments illustrated in FIGS. 6A-6C, the cassette contact surfaces of support 28 and support 30 are non-planar. That is, the overall shape of a series of protrusions with a plurality of discontinuous recesses in between is defined. The external compression force can be discontinuously distributed to the anode wire 31 and the cathode wire 32 by the jagged surface created in this way.
図に示す実施形態では、くぼみは電極ワイヤーとそれぞれの支持体との接触に周期的な不連続性を生じさせるために十分に深い。そのようなくぼみの深さは必須ではない。 In the illustrated embodiment, the indentations are deep enough to create periodic discontinuities in the contact between the electrode wires and the respective supports. Such a depth of depression is not essential.
間にある突起がカセット100の入口14(他方の電極の場合に入口16も同じ)とそれぞれ位置を合わせるようにくぼみを配置する。入口14および16の横方向の大きさとほぼ等しい大きさを有する突起を造り出すようにくぼみの大きさを決める。
The recesses are arranged so that the protrusions in between are aligned with the
例えば、六つのストリップ20を保持することができるカセット100の実施形態との電気的に非効率な接触を最小にする(従って電気的に効率的な接触の比率を最大にする)ために、支持体28および30は(少なくとも一つのカセット接触面上に)六つの突起を有する。カセット100の六つの入口14(入口16も同じ)の一つとそれぞれ位置を合わせて突起を配置し、好ましくは入口14および16の面方向の大きさとほぼ等しくなるように突起の大きさを定める。
For example, support to minimize electrically inefficient contact with an embodiment of
一般に、同じカセット100と接触する支持体28および支持体30の面は同じ数の突起を有する。しかし、異なる数のストリップ20を収容する二つのカセット100が二つのカセット接触面に接触するなら、支持体28および30のそれぞれで二つのカセット接触面が同じ数の突起(図6A〜6Cに例示する実施形態の場合のように)を有する必要はない。しかし、一般的には二つのカセット接触面は同じ数の突起を有する。
In general, the surfaces of support 28 and support 30 that contact the
別の系列の実施形態(図示せず)では、支持体28および支持体30にはくぼみがない。その代わり支持体は造りが非一体型であり、圧縮率に差のある物質を含む。カセット100の入口14(16も同じ)に位置を合わせて最も圧縮率の低い物質を配置し、カセット100上の他の場所に位置を合わせて圧縮率のより高い物質を配置する。異なる圧縮度が外部圧縮力の差別的な配分の原因となり、入口14(および16)で増大した接触圧力を生じる。
In another series of embodiments (not shown), the support 28 and support 30 are not recessed. Instead, the support is non-integral and includes materials with different compressibility. The material with the lowest compressibility is placed at the inlet 14 (same for 16) of the
不連続的に加えられた圧力―例えば、図6A〜6C中のように支持体28および30の外向き表面をギザギザにすることによって引き起こされる―によって、電圧(および電流)がストリップ20に印加され得る効率は著しく改善される。本明細書中では電源からの所定の電圧出力に対して同一試料を有する同一ストリップ20で測定された電流の比として定義される、IPGストリップへの電圧(および電流)印加効率は、本発明のカセットおよびバッファコアを用いると、先行技術の水平方向の油浸漬IPG電気泳動装置と比較して少なくとも2倍良好、3倍良好、4倍良好であり、少なくとも5倍良好なことさえあり得る。効率は少なくとも6倍、7倍、8倍、9倍および少なくとも10倍良好なことさえあり得る。本明細書中の実施例2および3に示し、図9および10にプロットしたデータは、先行技術の油浸漬フラットベッドIPG装置を用いて観測されるよりも2〜4倍良好な効率を示す。
Voltage (and current) is applied to the
増大した電気伝達効率は顕著な特長を提供する。 Increased electrical transfer efficiency provides significant features.
増大した効率によって、実質的に低い電源電圧および電源電流を用いてIPG IEFを実行することが可能になり、電流限定手段のないより安価な電源装置を使用することが可能になる。下記の実施例3に示すデータによって、階段状の電圧プロフィルしか提供できない調整機能のない簡単な電源装置でさえ使用されることがあり、無段変圧電圧プロフィルを提供できる電源装置の必要がないことを例証する。 Increased efficiency allows IPG IEF to be performed using substantially lower power supply voltages and currents, and allows the use of less expensive power supplies without current limiting means. According to the data shown in Example 3 below, even a simple power supply without adjustment function that can provide only a stepped voltage profile may be used, and there is no need for a power supply that can provide a continuously variable voltage profile. To illustrate.
増大した効率によってより短い運転時間で等電点電気泳動に必要なボルト−時間に到達できるようになる。 Increased efficiency allows the volt-time required for isoelectric focusing to be reached in a shorter run time.
本発明のカセットおよびバッファコアを用いると、試料、ストリップ長、ストリップpH範囲、および電圧プロフィルに依存するがわずか6時間、5時間、4時間、わずか3.5時間、3.0時間、2.5時間、2.0時間でも、あるいはわずか1.5時間または1.25時間でも等電点電気泳動を実施できる。従って、一般に1.25〜10時間、1.5〜9時間、1.75〜8時間、2〜7時間、2.5〜6時間、および1〜3時間でも等電点電気泳動を実施できる。 With the cassettes and buffer cores of the present invention, only 6 hours, 5 hours, 4 hours, only 3.5 hours, 3.0 hours, depending on sample, strip length, strip pH range, and voltage profile. Isoelectric focusing can be performed at 5 hours, 2.0 hours, or as little as 1.5 hours or 1.25 hours. Therefore, isoelectric focusing can generally be performed in 1.25-10 hours, 1.5-9 hours, 1.75-8 hours, 2-7 hours, 2.5-6 hours, and 1-3 hours. .
従って、既存の水平フラットベッド油浸漬装置によるよりも少なくとも二倍速く、多くの場合に少なくとも3倍、4倍、ときには5倍も速く等電点電気泳動を実施できる。時には少なくとも6倍、7倍、8倍、9倍、ときには10倍も速く等電点電気泳動を実施できる。 Therefore, isoelectric focusing can be performed at least twice as fast as with existing horizontal flatbed oil dipping devices, often at least three times, four times, and sometimes even five times faster. Sometimes isoelectric focusing can be performed at least 6 times, 7 times, 8 times, 9 times, sometimes 10 times faster.
例えば、無段変圧電源装置、7cmIPGゲル、6個のそのようなストリップを保持できるカセット、およびギザギザの支持体を有するバッファコアを用いて、以下の無段変圧プロフィルを用いて等電点電気泳動を実施できる。 For example, isoelectric focusing using a continuously variable transformer profile with a continuously variable power supply, a 7 cm IPG gel, a cassette capable of holding six such strips, and a buffer core with a jagged support. Can be implemented.
15分間で0〜175ボルト
45分間で175〜2000ボルト
2000ボルトで20〜30分間。
0 to 175 volts in 15 minutes 175 to 2000 volts in 45
階段状電源装置、7cmIPGゲル、6個のそのようなストリップを保持できるカセット、およびギザギザの支持体を有するバッファコアを用いて、以下の段階変圧プロフィルを用いて等電点電気泳動を実施できる。 Using a stepped power supply, a 7 cm IPG gel, a cassette capable of holding six such strips, and a buffer core with a jagged support, isoelectric focusing can be performed using the following step transformation profile.
200Vで20分間
450Vで15分間
750Vで15分間
2000Vで30分間 。
20 minutes at 200V, 15 minutes at 450V, 15 minutes at 750V, 30 minutes at 2000V.
定電源装置(例えば、PowerEase(登録商標)500(PowerEase(R)500)(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)を用いて以下を使用することにより優れた結果の等電点電気泳動を実現することさえできる。 Constant power supply (e.g., PowerEase (registered trademark) 500 (PowerEase (R) 500 ) (Invitrogen Corp., Carlsbad, CA) to achieve the isoelectric focusing superior results by using the following with reference to Even can.
500Vで3〜4時間
対象は7cmIPGストリップ。
3-4 hours at 500V Subject is 7cm IPG strip.
従って、本発明のカセットおよびバッファコアを用いて、最高電圧わずか3500V、3000V、2750V、2500V、2250V、2000V、1750V、1500V、1250V、1000V、わずか750Vまたは500Vを用いてIPG等電点電気泳動を達成し得、無段変圧プロフィル、階段状変圧プロフィル、または一定電圧プロフィルを用いてIPG等電点電気泳動を実施し得る。最低電圧は500V、750V、1000V、1250V、1500V、1750V、2000V、2250V、2500V以上のことさえある。 Therefore, using the cassette and buffer core of the present invention, IPG isoelectric focusing can be performed using a maximum voltage of only 3500 V, 3000 V, 2750 V, 2500 V, 2250 V, 2000 V, 1750 V, 1500 V, 1250 V, 1000 V, only 750 V or 500 V. IPG isoelectric focusing can be performed using a stepless, stepped, or constant voltage profile. The minimum voltage may be 500V, 750V, 1000V, 1250V, 1500V, 1750V, 2000V, 2250V, 2500V or more.
一般に、IPGストリップを用いる効果的な等電点電気泳動に必要な電気的パラメータはボルト−時間の最小数または所望数であると言われる。ここでボルト−時間とは、プロフィルの各段階についての電圧×時間の累積和として定義される。上述のように、電源装置によって名目上報告されるボルトは実際にストリップに加えられる電圧より常に大きく、名目ボルト−時間対実際のボルト−時間の比は装置の効率に依存する。 In general, the electrical parameters required for effective isoelectric focusing using an IPG strip are said to be the minimum or desired number of volts-time. Here, volt-time is defined as the cumulative sum of voltage × time for each stage of the profile. As mentioned above, the nominal voltage reported by the power supply is always greater than the voltage actually applied to the strip, and the nominal volt-time to actual volt-time ratio depends on the efficiency of the device.
一般に、IPGストリップを用いるIEFへの先行技術の手法では、少なくとも13,000名目ボルト−時間が必要であり、分離によっては36,000名目ボルト−時間も必要である。 In general, prior art approaches to IEF using IPG strips require at least 13,000 nominal volt-hours and, depending on the separation, 36,000 nominal volt-hours.
本発明のカセットおよびバッファコアの増大した効率によって、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、240mm、または240mm、およびそれらより短いか、長いか、またはそれらの中間の長さのストリップに対して、13,000名目ボルト−時間未満、一般に12,000名目ボルト−時間、11,000ボルト時間、10,000名目ボルト時間、9000名目ボルト時間、8000名目ボルト時間、7000名目ボルト−時間、6000名目ボルト−時間、5000名目ボルト−時間、4000名目ボルト−時間、3000名目ボルト−時間、わずか2000、1900、1800、1700、1600、1500、1400またはわずか1300、1200、1100、または1000名目ボルト−時間未満で等電点電気泳動を実現することが可能になる。 Depending on the increased efficiency of the cassette and buffer core of the present invention, 70 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm, 110 mm, 120 mm, 120 mm, 130 mm, 140 mm, 150 mm, 160 mm, 170 mm, 180 mm, 190 mm, 200 mm, 210 mm, 220 mm, 240 mm, or For strips of 240 mm and shorter, longer, or intermediate lengths, less than 13,000 nominal volts-hour, generally 12,000 nominal volts-hour, 11,000 volts, 10, 000th bolt time, 9000th bolt time, 8000th bolt time, 7000th bolt-hour, 6000th bolt-hour, 5000th bolt-hour, 4000th bolt-hour, 3000th bolt-hour, Either 2000,1900,1800,1700,1600,1500,1400 or slightly 1300,1200,1100 or 1000 nominal volts, - we are possible to realize an isoelectric less than time.
従って70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、240mm、または240mm、およびそれらより短いか、長いか、および中間の長さのゲルのストリップに対して、1000〜12,000名目ボルト−時間、1100〜11,000名目ボルト−時間、1200〜10,000名目ボルト−時間、1300〜9000名目ボルト−時間、1400〜8000名目ボルト−時間、および1500〜7000名目ボルト−時間の電気泳動後に等電点電気泳動が達成され得る。 Thus 70 mm, 80 mm, 90 mm, 100 mm, 110 mm, 120 mm, 120 mm, 130 mm, 140 mm, 150 mm, 160 mm, 170 mm, 180 mm, 190 mm, 200 mm, 210 mm, 220 mm, 240 mm, or 240 mm, and shorter or longer, and For medium length gel strips, 1000-12,000 nominal volt-hours, 1100-11,000 nominal volt-hours, 1200-10,000 nominal volt-hours, 1300-9000 nominal volt-hours, Isoelectric focusing can be achieved after 1400-8000 nominal volt-hours and 1500-7000 nominal volt-hours of electrophoresis.
当分野で周知のように、最適電圧プロフィルおよび時間は試料によって変化し、電源、同時に等電点電気泳動するストリップ数、およびIPGストリップのpH範囲など当分野で公知のその他の変数に依存して変化し得る。例えば、pH6〜10 IPGストリップは30分間余計に長く等電点電気泳動する必要がある場合がある。同様に、粗タンパク質混合物または高塩濃度(例えば、>10mM)を含む試料は、最適分解能のためにさらに長い運転時間または全ボルト時間を必要とすることがある。上記の指針を出発点として例えば、電圧、時間、およびプロフィルの任意の一つ以上を変えることにより、通常の実験によって等電点電気泳動条件を経験的に最適化することは十分に当分野の技術の範囲内である。 As is well known in the art, the optimal voltage profile and time will vary from sample to sample and will depend on other variables known in the art such as power source, number of strips simultaneously isoelectric focusing, and pH range of IPG strips. Can change. For example, pH 6-10 IPG strips may require isoelectric focusing for an extra 30 minutes. Similarly, samples containing crude protein mixtures or high salt concentrations (eg,> 10 mM) may require longer run times or total volt times for optimal resolution. Starting from the above guidelines, it is well known in the art to empirically optimize isoelectric focusing conditions by routine experimentation, for example, by changing any one or more of voltage, time, and profile. Within the scope of the technology.
本発明のカセットおよびバッファコアの増大した電気効率によって、より低い電圧およびより効率的な電流の使用が可能になり、IPGストリップのアーキングおよびバーニング傾向が低下する。 The increased electrical efficiency of the cassette and buffer core of the present invention allows the use of lower voltages and more efficient currents, reducing the arcing and burning tendency of IPG strips.
電気泳動が終了すると、カセット100を有するバッファコア26を、ストリップの分析準備ができるまで−80℃で密封容器内に保存してもよい。
When electrophoresis is complete, the
事前の冷凍の有無にかかわらず後段の処理のために空洞18からストリップ20を引き出してもよく、一般にそうする。既に説明したように、時には乾燥した後でチャンネル入口14および16を通じてストリップ20を取り出してもよいが、一般にチャンネル12の空洞18の寸法を拡大することによってストリップ20を取り出す。カセット100の複層ラミネート実施形態では、形状保持部材10からラミネートカバー42を分離することによってこれを実施する。
The
バッファコア内に存在するチャンネルのそれぞれについてチャンネル入口14および16が、例えば、図1〜3に示すようにカセット100の共通面を通してそれらの間のチャンネル空洞18との電気的な接続を可能にして、カセットの電気泳動を助長するように、上記で説明したバッファコア実施形態を設計する。
しかし、そのような幾何学的な配置は必須ではない。従って、本発明は入口14および16が形状保持部材10の同じ面で開かないカセットおよびそのようなカセットの電気泳動に適するバッファコアをさらに提供する。そのような幾何学的な配置の主要な長所はスラブゲルSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動用に現在販売されているバッファコアに対してカセットを適合性にできることである。
However, such a geometric arrangement is not essential. Accordingly, the present invention further provides a cassette in which the
図7Aは、チャンネル112の入口114および116がそれぞれカセット1000の反対の面に開く本発明のカセット1000の正面図であり、図7Bは側面図である。
FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is a side view of the
カセット1000のチャンネル112の寸法は、カセット100のチャンネル12と同様に、プレキャスト水和可能電気泳動分離媒体を脱水された状態で着脱可能に係合し、再水和後にストリップを収容するように設定される。
The dimensions of the
当然自明なように、カセット1000を封入部材として用いて電気泳動を実行するためには、カソードおよびアノードはカセット1000の対向する面からストリップ20との電気的な接続を確立しなければならない。
Of course, in order to perform electrophoresis using the
入口14および16がチャンネル12をカセット100の同じ面に開くときのように、入口114および116を通じてのチャンネル112の電気的な接続もそれぞれの入口を通じての電極の通り抜けによるように直接であってもよく、あるいはポリマーゲルおよび/または導電性ウィックの仲介によるように間接的であってもよい。しかし、その上に、入口114および116がカセット1000の対向する面で開くときには、アノード電極およびカソード電極と、第一の緩衝液溜めおよび第二の緩衝液溜めとの接触によって個別に電気的な接触を確立してもよく、その液溜めが今度は入口114および116に個別に接触する。
As when the
後者の場合には、ストリップ20の分離媒体を介して完成される回路を除いて、第一および第二の緩衝液溜めを互いから電気的に遮断して保持しなければならない。
In the latter case, the first and second buffer reservoirs must be kept electrically isolated from each other, except for the circuit completed via the separation medium of the
参考として本明細書中に全体が援用される同一出願人の米国特許第5,888,369号中にさらに説明されるように、およびInvitrogen Corporationからの市販品のように、複数のカセット1000、または単一のカセット1000およびバッファダムをバッファコア126に密封して接触させることによって、そのような幾何学配置を容易に実施できる。(電極付きXCell IITM Buffer Core,カタログ番号EI9014X,Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)。
As further described in commonly assigned US Pat. No. 5,888,369, which is hereby incorporated by reference in its entirety, and as commercially available from Invitrogen Corporation, a plurality of
そのようなシステムを用いて電気泳動を実行するために、図7Cおよび7Dに示すように、二つのカセット1000(または単一のカセット1000およびバッファダム)をバッファコア126と使用時の態勢で位置合わせして係合して収容する。
To perform electrophoresis using such a system, as shown in FIGS. 7C and 7D, two cassettes 1000 (or a
次に、組立てたバッファコアおよびカセットを電気泳動緩衝液チャンバ34内に係合する。緩衝液チャンバはそれ自体でまたは別の装置と連携して複数のカセット1000(または単一のカセット1000およびバッファダム)をバッファコア126との密封可能な接触状態にする。好ましくは、そのような別の装置は、参考として本明細書中に全体が援用される米国特許第6,001,233号中にさらに説明されるもののようなカム起動クランプであってもよい。あるいは、まず電気泳動緩衝液チャンバ34内にバッファコア126をゆるやかに係合し、その後バッファコア126にカセットを位置合わせし、接触させ、それからさらに押し付けてもよい。
The assembled buffer core and cassette are then engaged within the
一般に、必要に応じてではあるが、シリコーンガスケットなどバッファコア126の溝170にはめ込まれたガスケットによってバッファコア126とカセット1000(またはバッファダム)との間の液密接触をさらに助長する。
In general, although necessary, a liquid-tight contact between the
バッファコア126およびバッファコアに係合された複数のカセット1000(または単一のカセット1000およびバッファダム)は内部チャンバ162の形状を定める。内部チャンバ162はカセット1000にあふれなければ電気泳動緩衝液チャンバ34とは流体によって接続しない。次に内部チャンバ162に導電性水溶液を(i)チャンバ162内へ開くカセット入口114(または場合によっては116)と接触し、(ii)カセット1000にあふれないレベルまで加える。また電気泳動緩衝液チャンバ34に導電性水溶液を(i)チャンバ34内へ開くカセット入口116(または場合によっては114)に接触し、(ii)カセット1000にあふれないレベルまで加える。
A
同一出願人による米国特許第5,888,369号中にさらに説明されているように、およびX CellTMSureLockシステムのユーザには周知のように、バッファコア126の電極の幾何学的な配置によってアノードは内部チャンバ126と、カソードはチャンバ34内に形成された外部液溜め60と、接触し、従って電気泳動を実現するために必要な電圧勾配をストリップ20に加えることが可能になる。
As further described in commonly assigned US Pat. No. 5,888,369, and as known to users of the X Cell ™ SureLock system, the geometry of the electrodes of the
チャンネル112およびストリップ20と液貯めとの直接接触の潜在的な問題点は、両性電解質および/または試料の分離媒体からの漏出の可能性の増大であることに注意すべきである。
It should be noted that a potential problem with direct contact between the
本明細書では、内部に係合されたプレキャスト水和可能分離媒体の水和による収容を可能にするために十分な寸法安定性を有する少なくとも一つのあらかじめ形成されたチャンネルを有するとして本発明のカセットを上記で詳しく説明してきたが、あらかじめ形成されたチャンネルはそのような媒体を封入部材内に水和して収容する一つの手法でしかない。 As used herein, the cassette of the present invention as having at least one preformed channel with sufficient dimensional stability to allow hydration accommodation of a precast hydratable separation medium engaged therein. As described above in detail, the pre-formed channel is only one way to hydrate and contain such media in the encapsulating member.
単なる例であるが、封入部材が可鍛性ではあるが形状保持性なら、封入部材を脱水された形でストリップの周りに巻きつけて新たなチャンネルを形成させ、ストリップが水和したら再水和されたストリップを内部に収容して封入してもよい。 As an example only, if the encapsulating member is malleable but retains shape, the encapsulating member is wrapped around the strip in a dehydrated form to form a new channel and rehydrated once the strip is hydrated The strip may be accommodated inside and sealed.
また別の局面では、本発明は本発明の方法の実行を助長するキットを提供する。 In yet another aspect, the present invention provides kits that facilitate the performance of the methods of the invention.
本発明のキットは以下のものからなる群から選ばれる少なくとも一つの構成要素(単数でまたはそれの複数として)からなることがある。本発明のバッファコア、電気泳動チャンバ、バッファコアとの電気的な接触を確立できる電気泳動チャンバリッド、張力くさび、バッファダム、電極ウィック、シールテープ、IPGストリップ、容器入りキャリア両性電解質、容器入りカソード緩衝液、容器入りアノード緩衝液、容器入り染色液(例えば、銀染色液またはコロイドブルー染色液)、タンパク質標準試料など一般に混合物の被検体標準試料、および二次元の分離の実行に適するポリアクリルアミドゲル。 The kit of the present invention may comprise at least one component (single or plural) selected from the group consisting of: Buffer core of the present invention, electrophoresis chamber, electrophoresis chamber lid capable of establishing electrical contact with the buffer core, tension wedge, buffer dam, electrode wick, seal tape, IPG strip, container-filled carrier ampholyte, container-filled cathode Buffers, anodic buffers in containers, stained dyes in containers (eg, silver stain or colloid blue stain), protein standard samples, typically analyte standard samples of mixtures, and polyacrylamide gels suitable for performing two-dimensional separations .
従って、第一の系列のキット実施形態は本発明のカセットを受け入れるために電気泳動装置を適応させる上で有用な使い捨てではない品目を含むことがある。例えば、キットは本発明のバッファコアおよび対応するリッドを含むことがある。 Thus, a first series of kit embodiments may include non-disposable items useful in adapting the electrophoresis apparatus to receive the cassette of the present invention. For example, a kit may include a buffer core of the present invention and a corresponding lid.
電気泳動チャンバも張力くさび、例えば、カセット100を内向きにバッファコアに押し付ける圧力を加えるために適するカム起動張力くさびも持っていないユーザのために、本発明のキットは電気泳動チャンバ、張力くさび、バッファコアおよびバッファリッドを含むことがある。好ましくは、単一のカセットで実行することを可能にするために、キットは必要に応じてさらにバッファダムを含む。
For users who do not also have a tension wedge on the electrophoresis chamber, for example, a cam-activated tension wedge suitable for applying pressure to press the
第二の系列のキット実施形態は本発明での使用に適する使い捨て品目を含むことがある。 A second series of kit embodiments may include disposable items suitable for use with the present invention.
例えば、キットは少なくとも一つのカセットおよび複数の電極ウィックを含むことがある。必要に応じて、キットはさらに再水和中に入口14および16を密閉するために適するシールテープを含むことがあり、および/または、必要に応じて同一のpH範囲または異なるpH範囲のいずれかを有する複数のIPGストリップを含むことがある。
For example, the kit may include at least one cassette and a plurality of electrode wicks. If desired, the kit may further include a sealing tape suitable for sealing
必要に応じて、本発明のキットはまた個別に容器に入れた任意の一種類以上のキャリア両性電解質、カソード緩衝液、アノード緩衝液、染色剤(銀染色剤またはコロイドブルー染色剤など)―使用濃度の1倍または後で希釈するための高濃度の液体形、あるいは適当な品質の水と再構成するための乾燥形のどちらかで―タンパク質標準試料(一般には混合物)、または等電点電気泳動に続いて二次元の分離を実施するために適するトリス−グリシンZOOM(登録商標)ゲル(Invitrogen Corp.,Carlsbad,CA)などポリアクリルアミドゲルを含むことがある。 If necessary, the kit of the present invention can also be used with any one or more carrier ampholytes, cathode buffers, anode buffers, dyes (such as silver dyes or colloid blue dyes) in individual containers—use Either in a concentrated liquid form for dilution at a concentration of 1 or later, or in a dry form for reconstitution with appropriate quality water-protein standard (generally a mixture), or isoelectric focusing Polyacrylamide gels such as Tris-Glycine ZOOM® gel (Invitrogen Corp., Carlsbad, Calif.) Suitable for performing two-dimensional separation following electrophoresis may be included.
実施例1
チャンネル許容量の決定
形状保持プラスチックスラブ中に六本の平行なチャンネルをそれぞれ機械加工することによって、基本的に図1Aに示す幾何学的な形状を有する三個のカセットを製造した。第一のカセットの六本のチャンネルはすべて深さ0.77mmであり、二本のチャンネルは幅4.09mm、二本のチャンネルは幅0.65mm、二本のチャンネルは幅3.35mmであった。第二のカセットの六本のチャンネルはすべて深さ0.65mmであり、二本のチャンネルは幅4.09mm、二本のチャンネルは幅0.65mm、二本のチャンネルは幅3.35mmであった。第三のカセットの六本のチャンネルはすべて深さ0.57mmであり、二本のチャンネルは幅4.09mm、二本のチャンネルは幅0.65mm、二本のチャンネルは幅3.35mmであった。三つのカセットのそれぞれへの可撓性ラミネートカバーの貼付によって、末端の入口を除いてチャンネルを流体封入性にした。
Example 1
Determination of Channel Allowance Three cassettes having essentially the geometric shape shown in FIG. 1A were produced by machining each of six parallel channels in a shape-retaining plastic slab. The six channels of the first cassette are all 0.77 mm deep, the two channels are 4.09 mm wide, the two channels are 0.65 mm wide, and the two channels are 3.35 mm wide. It was. The six channels of the second cassette are all 0.65 mm deep, the two channels are 4.09 mm wide, the two channels are 0.65 mm wide, and the two channels are 3.35 mm wide. It was. The six channels of the third cassette are all 0.57 mm deep, the two channels are 4.09 mm wide, the two channels are 0.65 mm wide, and the two channels are 3.35 mm wide. It was. By applying a flexible laminate cover to each of the three cassettes, the channel was made fluid-tight with the exception of the end inlet.
Serva IEF標準液(カタログ番号39212−01、Serva Electrophoresis GmbH,Heidelberg,Germany)5μLを以下の組成の再水和緩衝液120μLと混合した。8.0M尿素、0.5%両性電解質(3−10 IPG緩衝液、カタログ番号17−6001−11、Amersham Biosciences)、2.0%(重量/体積)CHAPS、20mM DTT、0.0025%(重量/体積)ブロモフェノールブルー。カセットを水平に置いて、三つのカセットの各チャンネル中にピペットで水溶液を注入した。 5 μL of Serva IEF standard solution (Catalog No. 39212-01, Serva Electrophoresis GmbH, Heidelberg, Germany) was mixed with 120 μL of rehydration buffer having the following composition. 8.0 M urea, 0.5% ampholyte (3-10 IPG buffer, catalog number 17-6001-11, Amersham Biosciences), 2.0% (weight / volume) CHAPS, 20 mM DTT, 0.0025% ( (Weight / volume) Bromophenol blue. The cassette was placed horizontally and the aqueous solution was pipetted into each channel of the three cassettes.
Immobiline DryStrip 3−10 7cmゲル(Amersham Biosciences,Piscataway,NJ,USA)を各チャンネル内に挿入した。チャンネル入口をカバーテープで塞ぎ、ストリップを8時間再水和させた。カバーテープを剥がし、もしあれば試料導入ウェルも取り外した。 Immobiline DryStripe 3-10 7 cm gel (Amersham Biosciences, Piscataway, NJ, USA) was inserted into each channel. The channel inlet was covered with cover tape and the strip was rehydrated for 8 hours. The cover tape was removed and the sample introduction well was removed, if any.
末端入り口で、水で湿らせた濾紙ウィックをストリップのゲル部分の最末端と接触させて置いた。 At the end entrance, a filter paper wick moistened with water was placed in contact with the extreme end of the gel portion of the strip.
カセットのアノード末端およびカソード末端で電極をウィックに接触させ、以下のプロトコルに従って三段階で電圧を印加した。250ボルトで15分間、250〜3500ボルトの無段変圧で1時間30分間、3500ボルトで1時間。全段階で電流を1mAに、電力を4ワットに制限した。 Electrodes were contacted with the wick at the anode and cathode ends of the cassette, and voltage was applied in three steps according to the following protocol. 15 minutes at 250 volts, 1 hour 30 minutes at 250 to 3500 volts continuously variable transformer, 1 hour at 3500 volts. In all stages, the current was limited to 1 mA and the power was limited to 4 watts.
ストリップを取り出し、クーマシーブルー染色液で染色し、位置合わせし、写真を撮影した。 Strips were removed, stained with Coomassie Blue stain, aligned and photographed.
図8に示す結果は幅4.09mm、深さ0.77mmの最大のチャンネルでさえ名目で幅3mmおよび深さ0.5mmを有するストリップ中のServa IEF標準試料(左端のレーン)の適切な等電点電気泳動を可能にしたことを示している。 The results shown in FIG. 8 show that the proper channel of the Serva IEF standard (leftmost lane) in a strip having a nominal width of 3 mm and a depth of 0.5 mm, even for the largest channel with a width of 4.09 mm and a depth of 0.77 mm. It shows that electric point electrophoresis is possible.
実施例2
無段変圧プロフィルを用いる電気的性質の比較
この実験は無段変圧電力プロフィルを使用して、(i)市販の水平IPG電気泳動装置(マルチフォル(Multiphor)TMフラットベッドシステム、Amersham Biosciences,Inc.、Piscataway,NJ)中、および(ii)垂直電気泳動(ZOOM(登録商標)IPGランナー(IPGRunner)TM)で本発明のバッファコアを用いた本発明のカセット中でIPGストリップ中を流れる実際の電流量を比較する。さらに比較のために、二つの販売社からのストリップ(Amersham Biosciences,Inc.の「APストリップ」およびInvitrogen Corporationの「INVストリップ」)を用いた。
Example 2
Comparison of Electrical Properties Using a Stepless Transform Profile This experiment used a stepless transformer power profile to (i) a commercially available horizontal IPG electrophoresis apparatus (Multiphor ™ flatbed system, Amersham Biosciences, Inc. , Piscataway, NJ) and (ii) the actual current flowing in the IPG strip in the cassette of the invention using the buffer core of the invention in vertical electrophoresis (ZOOM® IPGRunner ™ ). Compare quantities. For further comparison, strips from two vendors (Amersham Biosciences, Inc. “AP Strip” and Invitrogen Corporation “INV Strip”) were used.
装置および物質
1.電源装置Novex Model 35−40。この装置四基を四つの個別の実験装置のそれぞれに一基ずつ用いた。
Equipment and materials Power supply Novex Model 35-40. Four of these devices were used, one for each of four individual experimental devices.
a.電圧/時間プロフィル 四つの系それぞれに対して同じ無段変圧プロフィルを設定した。プロフィル設定は以下の通りであった
15分間で0→250V
1.5時間で250→3500V
3500Vで2時間
2.測定用ディジタル・マルチ・メータ(DMM)。
a. Voltage / time profile The same stepless transformation profile was set for each of the four systems. The profile settings were as follows: 0 → 250V in 15 minutes
250 → 3500V in 1.5 hours
2 hours at 3500V Digital multimeter (DMM) for measurement.
ともにマイクロアンペア測定が可能な二基を用いた。DMMは電流測定モードで用いた。DMMは装置と電源との間で接地側の電力ケーブルと直列に接続した。 In both cases, two groups capable of measuring microamperes were used. DMM was used in the current measurement mode. The DMM was connected in series with the power cable on the ground side between the device and the power source.
a.Fluke 87シリーズIII
b.Fluke 73シリーズIII
3.マルチフォル(Multiphor)TM
a.ウィック液 0.5ml超純水。
a. Fluke 87 series III
b. Fluke 73 Series III
3. Multiphor TM
a. Wick liquid 0.5ml ultrapure water.
b.再水和 0.125ml/ストリップ
4.ZOOM(登録商標)IPGランナー(IPGRunner)TM
a.ウィック液 0.75ml脱イオン水
b.再水和 0.155ml/ストリップ
5.ストリップ
a.Invitrogen 4−7pH、ロット番号100248
b.AP Biotech 4−7pH、ロット番号287374
6.再水和液中の試料
a.大腸菌(E.Coli)由来の第二遠心溶解物(再水和液1mlあたり0.002ml)
b.溶解物添加後14,000rpmで15分間遠心分離されたもの
c.pH4−7ZOOMlytes(Invitrogen Corp.)
結果
表1
マルチフォル(Multiphor)TMおよびZOOM(登録商標)IPGランナー(IPGRunner)TM使用時の実電流
b. Rehydration 0.125 ml / strip 4. ZOOM (registered trademark) IPG Runner TM
a. Wick solution 0.75 ml deionized water b. Rehydration 0.155 ml / strip 5. Strip a. Invitrogen 4-7 pH, lot number 100248
b. AP Biotech 4-7 pH, lot number 287374
6). Sample in rehydration solution a. Second centrifugal lysate from E. coli (0.002 ml per ml of rehydration solution)
b. Centrifugation at 14,000 rpm for 15 minutes after addition of lysate c. pH 4-7 ZOOMlytes (Invitrogen Corp.)
Results table 1
Real current when using Multiphor TM and ZOOM® IPG Runner TM
表1の脚注
1 3500Vで10分後に一つのストリップの酸側末端でバーニングした。バーニングが5分間続いた後電流は再低下した。
Footnotes in Table 1
1 Burned at the acid end of one strip after 10 minutes at 3500V. The current dropped again after burning for 5 minutes.
2 バーニング電流/アフターバーニング電流。3500Vで1時間15分後に一つのストリップでバーニング開始した。バーニングは7分間続いた。電源装置の電力限界に達したため、バーニング中に電流がスパイクしたとき電圧は低下した。例えば、0.65mAで電圧は2900であった。記録された電流最高値(100ミリ秒サンプリング)はバーニング中の0.82mAであった。 2 Burning current / Afterburning current. Burning started with one strip after 3 hours at 3500V. Burning lasted 7 minutes. Since the power limit of the power supply was reached, the voltage dropped when the current spiked during burning. For example, the voltage was 2900 at 0.65 mA. The highest current recorded (100 millisecond sampling) was 0.82 mA during burning.
3 2時間の3500V段階のうち1時間40分間だけ電流を測定した。
3 one
図9に結果をプロットする。表1および図9から分かるように、フラットベッド型装置と比較して本発明のカセットおよびバッファコアを用いると、どちらの種類のIPGストリップでもIPGストリップ中には実験中終始実質的により強い電流の流れがある。 The results are plotted in FIG. As can be seen from Table 1 and FIG. 9, when using the cassette and buffer core of the present invention compared to a flat bed type device, both types of IPG strips have substantially higher currents throughout the experiment. There is a flow.
表2は、これら二種類の装置についての電力サイクルプログラムの3500V固定期間中の「ボルト−時間」比を示す。 Table 2 shows the “volt-time” ratio during the 3500 V fixed period of the power cycle program for these two types of devices.
「ボルト−時間」比は測定された電流から計算―IPGストリップ中の抵抗は同じであるとすると、測定された電流−時間比はボルト−時間比に等しい。マルチフォル(Multiphor)TM(MP)「ボルト−時間」で除したIPGランナーTM(IPGRunner)「ボルト−時間」として比を計算する。 The “volt-time” ratio is calculated from the measured current—assuming the resistance in the IPG strip is the same, the measured current-time ratio is equal to the volt-time ratio. The ratio is calculated as IPG Runner ™ (Volt-Time) divided by Multiphor ™ (MP) “Volt-Time”.
表2
「ボルト−時間」比
Table 2
"Volt-time" ratio
表2は、電源電圧に時間を乗じることによって計算した名目ボルト−時間では見かけ上同じであるが、本発明のカセットおよびバッファコアはゲルに電力を伝えることにかけてはフラットベッド型マルチフォル(Multiphor)TMよりもはるかに効率的であることを示す。 Table 2 is apparently the same in nominal volt-time calculated by multiplying the power supply voltage by time, but the cassette and buffer core of the present invention are flatbed multiphor in terms of transferring power to the gel. It is much more efficient than TM .
プロフィルの最初の低電圧段階の間、本発明のカセットおよびバッファコアはストリップ(APストリップおよびINVストリップの両方)中の電流の量をマルチフォル(Multiphor)TMの最大四倍にまで押し上げる。この段階の間に二つの装置の間では染料先端の速さおよび形状には目に見える差があった。 During the first low voltage phase of the profile, the cassette and buffer core of the present invention pushes the amount of current in the strip (both AP strip and INV strip) up to four times that of Multiphor ™ . There was a visible difference in the speed and shape of the dye tip between the two devices during this stage.
この実験では3500Vに設定した高電圧等電点電気泳動プラトー中に、本発明のカセットおよびバッファコアはAPストリップおよびINVストリップに対して平均するとマルチフォル(Multiphor)TMのそれぞれ約2.6倍および2.9倍多い電流を提供した。 In this experiment, during the high voltage isoelectric focusing plateau set at 3500 V, the cassettes and buffer cores of the present invention averaged about 2.6 times the Multiphor ™ and AP, respectively, and the INV strip. Provided 2.9 times more current.
無段変圧プロフィルを用いて、従来のフラットベッド装置用に用いるよりも少ない電圧および時間を用いて、本発明のカセットおよびバッファコアによって等電点電気泳動を実現できることがある。より短い期間、より低い電圧はより便利であり、より洗練されていない(その分安価な)電源装置で十分であり、電流制限電源装置を必要とせず、より頻度の低いストリップのアーキングひいてはバーニングにつながるはずである。最適電圧および時間は、前実施例のように、部分的に試料モル浸透圧濃度および電解質濃度に依存する。 Isoelectric focusing may be achieved with the cassettes and buffer cores of the present invention using a continuously variable transformer profile and using less voltage and time than used for conventional flatbed devices. For shorter periods, lower voltages are more convenient, and less sophisticated (and less expensive) power supplies are sufficient, do not require current limit power supplies, and less frequent strip arcing and therefore burning Should be connected. The optimum voltage and time depend in part on the sample osmolarity and electrolyte concentration, as in the previous examples.
実施例3
階段状電圧プロフィルを用いた電気的性質
電流またはワット制限なしで電圧ステッププロフィルの有効性を評価するために、さまざまなpH範囲のストリップにそれぞれ標準試料をロードして能力限度の六本のストリップを収容した四つのカセットを、本発明の二つのZOOM(登録商標)IPGランナー(IPGRunner)TMシステム(カセット、バッファコア、タンク)中で実行した。
Example 3
Electrical properties using a stepped voltage profile To evaluate the effectiveness of a voltage step profile without current or watt limits, each standard strip is loaded with strips of various pH ranges and six strips of limited capacity are used. The four cassettes housed were run in two ZOOM® IPG Runner ™ systems (cassette, buffer core, tank) of the present invention.
(装置および材料)
1.電源装置 Novex Model 35−40。この装置二基を二つの個別の実験装置のそれぞれに一基ずつ用いた。
(Equipment and materials)
1. Power supply Novex Model 35-40. Two of these devices were used, one for each of two separate experimental devices.
a.電圧/時間プロフィル 下記の表3に示すように、どちらの系にも同じ電圧プロフィルを設定した。 a. Voltage / Time Profile As shown in Table 3 below, the same voltage profile was set for both systems.
2.測定用ディジタル・マルチ・メータ。ともにマイクロアンペア測定が可能な二基を用いた。DMMは電流測定モードで用いた。DMMは装置と電源との間で接地側の電力ケーブルと直列に接続した。 2. Digital multimeter for measurement. In both cases, two groups capable of measuring microamperes were used. DMM was used in the current measurement mode. The DMM was connected in series with the power cable on the ground side between the device and the power source.
a.Fluke 87シリーズIII
b.Fluke 73シリーズIII
表3
階段状電圧プロフィル
a. Fluke 87 series III
b. Fluke 73 Series III
Table 3
Step voltage profile
結果
表4に結果を要約し、図10にプロットする。
Results The results are summarized in Table 4 and plotted in FIG.
表4
測定電流および名目電圧、階段プロフィル
Table 4
Measurement current and nominal voltage, stair profile
表4の脚注
1 ストリップのバーニングなし。
Footnotes in Table 4
No one strip burning.
階段状電圧プロフィルでは、24本のストリップのどれにもバーニングは起きなかった。 In the step voltage profile, no burning occurred in any of the 24 strips.
500ボルトステップでは、1分未満でストリップあたり99マイクロアンペアであったが、約5分間70マイクロアンペアを超えていた。しかし、500ボルトは最終的な等電点電気泳動電圧よりもかなり低い電圧であり、このような低電圧の試料の導電性がアーキングもバーニングも起こすことはまったくありそうもない。アーキングもバーニングも見られなかった。 At the 500 volt step, it was 99 microamperes per strip in less than 1 minute, but was above 70 microamperes for about 5 minutes. However, 500 volts is much lower than the final isoelectric focusing voltage, and it is unlikely that the conductivity of such a low voltage sample will cause arcing or burning. Neither arcing nor burning was seen.
この実験は「ステップ」プロフィルしかできない調整回路なしの安価な電源装置によって、本発明のカセットおよびバッファコア(ZOOM(登録商標)IPGランナー(IPGRunner)TMシステム)とともにさまざまなIPGストリップを用いて、ストリップのバーニングなしで、高品質の等電点電気泳動で試料を等電点電気泳動できることを実証している。電源装置はプログラム可能であるが、マイクロアンペア域では電流制限を提供しない。 This experiment was performed using a variety of IPG strips with the cassette and buffer core of the present invention (ZOOM® IPG Runner ™ system) by means of an inexpensive power supply without adjustment circuitry that can only be a “step” profile. This demonstrates that samples can be subjected to isoelectric focusing with high quality isoelectric focusing without burning. The power supply is programmable but does not provide current limiting in the microampere range.
さらに、試験したプロフィルはより低い電圧域により高い電流負荷を置くことによって非常に優れたバランスを提供するように見える。しかし、最適な電圧および時間は、試料モル浸透圧濃度および電解質濃度に部分的に依存する。 Furthermore, the tested profiles appear to provide a very good balance by placing a higher current load in the lower voltage range. However, the optimum voltage and time depend in part on the sample osmolarity and electrolyte concentration.
本明細書中に引用したすべての特許および出版物は、それぞれが参考として本明細書中に特定して個別に援用されたかのように、参考として本明細書中に援用される。上記で本発明を例示および実施例によってある程度詳細に説明してきたが、本明細書の教示により、すべての範囲にわたる特許請求の範囲の等価物とともに、発明の範囲を唯一定める添付の特許請求の範囲の技術思想または範囲から逸脱することなく、それらに変化および変更を施し得ることは、当業者には直ちに明らかであろう。 All patents and publications cited herein are hereby incorporated by reference as if each were specifically and individually incorporated herein by reference. Although the invention has been described in some detail by way of illustration and example, the appended claims, which uniquely define the scope of the invention, together with the equivalents of the claims over the full scope, are taught according to the teachings herein. It will be readily apparent to those skilled in the art that changes and modifications can be made therein without departing from the spirit or scope of the invention.
上記およびその他の本発明の目的および利点は、詳細な説明を添付の図面とともに考慮すれば明らかになる。図面中すべての範囲で同じ文字は同じ部品を指す。
Claims (35)
複数の前記ストリップを封入する手段であって、それぞれ第一および第二の入口を通じて前記の封入した各ストリップと別々に、間隔を有する電気的な接触を可能にする前記封入手段;および
外部圧縮力に応答して単一のアノードおよび単一のカソードによる前記の封入した各ストリップとの間隔を有する電気的な接触を同時に実現する手段;
を備えるシステムであって、前記電気的接触手段が外部圧縮力を配分して前記第一および第二の入口で前記封入手段上の他の場所よりもより大きな圧力で前記アノードおよび前記カソードを前記封入手段に押し付けることができるシステム。 A system for low resistance electrophoresis of an analyte sample in a precast hydratable separation media strip comprising:
Means for enclosing a plurality of said strips, wherein said enclosing means permitting spaced electrical contact separately from each said encapsulated strip through respective first and second inlets; and external compression force Means for simultaneously realizing electrical contact with a spacing between each of the enclosed strips by a single anode and a single cathode in response to
The electrical contact means distributes an external compressive force to cause the anode and the cathode to be at the first and second inlets at a greater pressure than elsewhere on the encapsulation means. A system that can be pressed against the encapsulation means.
アノード支持体、
カソード支持体、
アノード、および
カソード
を備える請求項1または請求項2に記載のシステムであって、前記支持体が外部圧縮力を前記アノードおよびカソードに不連続的に配分して、前記第一および第二の入口で前記封入手段上の他の場所より大きな圧力で前記アノードおよび前記カソードを前記封入手段に押し付けるシステム。 The electrical contact means is an anode support,
Cathode support,
3. A system according to claim 1 or claim 2, comprising an anode and a cathode, wherein the support discontinuously distributes external compressive force to the anode and cathode, the first and second inlets. A system for pressing the anode and the cathode against the encapsulating means with a greater pressure than elsewhere on the enclosing means.
それぞれ第一および第二の入口を通じて複数の封入したストリップのそれぞれとの個別の間隔を有する電気的な接触を可能にする封入部材内に少なくとも一つのストリップを収容して水和する工程;
前記の少なくとも一つのストリップに蛋白質被検体を含む試料を適用する工程;
アノードおよびカソードを前記封入部材に強制的に押し付けて前記ストリップのそれぞれとの同時の間隔を有する電気的な接触を実現する工程であって、前記アノードおよび前記カソードを前記封入部材に押し付ける力を配分して前記第一および第二の入口で前記封入部材上の他の場所より大きな接触圧力を生じさせる工程;ならびに、
前記の少なくとも一つのストリップ中の被検体の電気泳動分離を実現するために十分な電位差および時間で前記アノードおよび前記カソードに電位を印加する工程;
を含む方法。 A method for low resistance electrophoresis of an analyte sample in a precast hydratable separation media strip comprising:
Housing and hydrating at least one strip in an encapsulating member that allows for electrical contact with each of a plurality of encapsulated strips through respective first and second inlets;
Applying a sample containing a protein analyte to the at least one strip;
Forcibly pressing the anode and cathode against the encapsulating member to achieve electrical contact with simultaneous spacing with each of the strips, and distributing the force pressing the anode and cathode against the encapsulating member Creating a greater contact pressure at the first and second inlets than elsewhere on the encapsulating member; and
Applying a potential to the anode and the cathode with a potential difference and time sufficient to achieve electrophoretic separation of the analyte in the at least one strip;
Including methods.
実質的に可撓性のフレーム;
アノード支持体;
カソード支持体;
アノード;および
カソード;
を含む装置であって、前記アノード支持体および前記カソード支持体が前記フレームに間隔を置いて固定され、外部圧縮力を前記カソードおよび前記アノードにそれぞれ配分して、前記第一および第二の入口で前記封入手段上の他の場所より大きな接触圧力で前記カソードおよび前記アノードを前記ストリップに押し付けることができる装置。 A plurality of precast hydratable separation media strips encapsulated in a means for pressing the anode and cathode and individually allowing electrical contact with each of the encapsulated strips through the first and second inlets, respectively And a device for forcing electrical contact with simultaneous spacing, the following:
A substantially flexible frame;
An anode support;
Cathode support;
An anode; and a cathode;
The anode support and the cathode support are spaced apart from the frame, and an external compressive force is distributed to the cathode and the anode, respectively, and the first and second inlets An apparatus capable of pressing the cathode and the anode against the strip with a higher contact pressure than elsewhere on the enclosing means.
3000ボルト以下である最高印加電圧で電気泳動分離を可能にする十分に低い電源装置とゲルとの間の抵抗で前記ストリップをアノードおよびカソードと間隔を置いて接触させる工程;
を含む改良を含む、方法。 In an electrophoresis method using a precast hydratable separation media strip, the following:
Contacting the strip with the anode and cathode in spaced contact with a sufficiently low resistance between the gel and the power supply to allow electrophoretic separation at a maximum applied voltage of 3000 volts or less;
A method comprising an improvement comprising:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US39025902P | 2002-06-18 | 2002-06-18 | |
PCT/US2003/019335 WO2003106973A2 (en) | 2002-06-18 | 2003-06-17 | Methods and apparatus for low resistance electrophoresis of prior-cast, hydratable separation media |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005530151A true JP2005530151A (en) | 2005-10-06 |
Family
ID=29736693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004513742A Withdrawn JP2005530151A (en) | 2002-06-18 | 2003-06-17 | Method and apparatus for low resistance electrophoresis of precast hydratable separation media |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1525464A2 (en) |
JP (1) | JP2005530151A (en) |
CN (1) | CN1675538A (en) |
AU (1) | AU2003253661A1 (en) |
CA (1) | CA2489725A1 (en) |
WO (1) | WO2003106973A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013061253A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Kumamoto Univ | Method for separating protein by two-dimensional electrophoresis |
JP2019531459A (en) * | 2016-09-23 | 2019-10-31 | ユニヴァーシティー オブ ノートル ダム デュ ラック | One-stage capillary isoelectric focusing and movement of specimen |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10787701B2 (en) | 2010-04-05 | 2020-09-29 | Prognosys Biosciences, Inc. | Spatially encoded biological assays |
US20190300945A1 (en) | 2010-04-05 | 2019-10-03 | Prognosys Biosciences, Inc. | Spatially Encoded Biological Assays |
PT2556171E (en) | 2010-04-05 | 2015-12-21 | Prognosys Biosciences Inc | Spatially encoded biological assays |
GB201106254D0 (en) | 2011-04-13 | 2011-05-25 | Frisen Jonas | Method and product |
USRE50065E1 (en) | 2012-10-17 | 2024-07-30 | 10X Genomics Sweden Ab | Methods and product for optimising localised or spatial detection of gene expression in a tissue sample |
DK3013984T3 (en) | 2013-06-25 | 2023-06-06 | Prognosys Biosciences Inc | METHOD FOR DETERMINING SPATIAL PATTERNS IN BIOLOGICAL TARGETS IN A SAMPLE |
FI3901281T3 (en) | 2015-04-10 | 2023-01-31 | Spatially distinguished, multiplex nucleic acid analysis of biological specimens | |
CN112354571B (en) * | 2019-07-11 | 2022-02-11 | 北京理工大学 | Multidimensional microfluidic electrophoresis chip, detection device and detection method |
US20230194469A1 (en) * | 2020-05-19 | 2023-06-22 | 10X Genomics, Inc. | Electrophoresis cassettes and instrumentation |
EP4414459A3 (en) | 2020-05-22 | 2024-09-18 | 10X Genomics, Inc. | Simultaneous spatio-temporal measurement of gene expression and cellular activity |
US12031177B1 (en) | 2020-06-04 | 2024-07-09 | 10X Genomics, Inc. | Methods of enhancing spatial resolution of transcripts |
WO2022178267A2 (en) | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 10X Genomics, Inc. | Modular assay support devices |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU8062998A (en) * | 1997-06-09 | 1998-12-30 | Hoeffer Pharmacia Biotech, Inc. | Device and method for applying power to gel electrophoresis modules |
-
2003
- 2003-06-17 JP JP2004513742A patent/JP2005530151A/en not_active Withdrawn
- 2003-06-17 WO PCT/US2003/019335 patent/WO2003106973A2/en active Application Filing
- 2003-06-17 EP EP03760464A patent/EP1525464A2/en not_active Withdrawn
- 2003-06-17 CA CA002489725A patent/CA2489725A1/en not_active Abandoned
- 2003-06-17 CN CN 03818732 patent/CN1675538A/en active Pending
- 2003-06-17 AU AU2003253661A patent/AU2003253661A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013061253A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Kumamoto Univ | Method for separating protein by two-dimensional electrophoresis |
JP2019531459A (en) * | 2016-09-23 | 2019-10-31 | ユニヴァーシティー オブ ノートル ダム デュ ラック | One-stage capillary isoelectric focusing and movement of specimen |
JP7078228B2 (en) | 2016-09-23 | 2022-05-31 | ユニヴァーシティー オブ ノートル ダム デュ ラック | One-stage capillary, etc. current focusing and movement of the sample |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2489725A1 (en) | 2003-12-24 |
WO2003106973A2 (en) | 2003-12-24 |
EP1525464A2 (en) | 2005-04-27 |
WO2003106973A3 (en) | 2004-03-25 |
AU2003253661A1 (en) | 2003-12-31 |
AU2003253661A2 (en) | 2003-12-31 |
CN1675538A (en) | 2005-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8034223B2 (en) | Methods and apparatus for low resistance electrophoresis of prior-cast, hydratable separation media | |
JP4236938B2 (en) | Method and apparatus for electrophoresis of a pre-cast hydratable separation medium | |
JP2005530151A (en) | Method and apparatus for low resistance electrophoresis of precast hydratable separation media | |
US5773645A (en) | Two-dimensional electrophoresis device | |
US20120138463A1 (en) | Facile method and apparatus for the analysis of biological macromolecules in two dimensions using common and familiar electrophoresis formats | |
WO1998000706A1 (en) | Membrane loader for gel electrophoresis | |
JP2011080842A (en) | Sample separation and adsorbing instrument | |
EP2986978B1 (en) | Mini-gel comb | |
JP6196680B2 (en) | Gel electrophoresis device for loading large samples | |
US6655649B2 (en) | Assembly for casting and use of an isoelectric focusing strip | |
US20060226010A1 (en) | Integrated 2d gel electrophoresis method and system | |
US20070144907A1 (en) | Integrated two-dimensional gel electrophoresis | |
AU2002245701A1 (en) | Methods and apparatus for electrophoresis of prior-cast, hydratable separation media | |
JPH08166370A (en) | Electrophoresis device and supporter manufacturing apparatus for electrophoresis device | |
JPH11211695A (en) | Gel for electrophoresis | |
WO2014088948A1 (en) | Combless gel electrophoresis device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070627 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070627 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070710 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070627 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080529 |