JP2006071368A - ゲル構造物の製造方法及びこの方法で製造されたゲル構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内部及び/又は表面に、溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を製造する方法。光重合性モノマー及び光重合開始剤を含有するモノマー組成物の層に部分的に重合用光を照射して層の一部を重合させてゲル化し、次いで光未照射部分の未反応のモノマー組成物を除去して、溝及び/又は穴を有するゲル状シート(ゲル状シートA)を作成し、少なくとも1つの上記溝及び/又は穴を有するゲル状シートAと、溝及び穴を有さない少なくとも1つのゲル状シート(ゲル状シートB)とを貼り合わせることで、上記溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を形成する。
【選択図】図1
Description
[請求項1]内部及び/又は表面に、溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を製造する方法であって、
光重合性モノマー及び光重合開始剤を含有するモノマー組成物の層に部分的に重合用光を照射して層の一部を重合させてゲル化し、次いで光未照射部分の未反応のモノマー組成物を除去して、溝及び/又は穴を有するゲル状シート(以下、ゲル状シートAという)を作成し、
少なくとも1つの上記溝及び/又は穴を有するゲル状シートAと、溝及び穴を有さない少なくとも1つのゲル状シート(以下、ゲル状シートBという)とを貼り合わせることで、上記溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を形成する上記製造方法。
[請求項2]前記光重合性モノマーがアクリルアミドである請求項1に記載の方法。
[請求項3]少なくとも1つのゲル状シートAを、このゲル状シートAの両面から2つのゲル状シートBで挟み込んで貼り合わせることで、ゲル構造物を形成する請求項1または2に記載の方法。
[請求項4]少なくとも1つのゲル状シートAを、このゲル状シートAの一方の面から少なくとも1つのゲル状シートBを貼り合わせることで、ゲル構造物を形成する請求項1または2に記載の方法。
[請求項5]溝及び/又は穴の形状及び/又は寸法が異なる2つ以上のゲル状シートAを作成し、これらのゲル状シートAを貼り合わせて用いる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
[請求項6]ゲル状シートA及びBの少なくとも1つが、未重合の光重合性モノマーが残存する程度に光重合されたものであり、ゲル状シートA及びBを貼り合わせた後に、前記未重合の光重合性モノマーを重合させて、貼り合わせを完了させる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
[請求項7]前記モノマー組成物が粘度調整剤をさらに含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
[請求項8]前記粘度調整剤が、糖類、グリセリン類、ポリエチレングリコール、フィコール、パーコールである請求項7に記載の方法。
[請求項9]糖類がショ糖である請求項8に記載の方法。
[請求項10]ゲル構造物が、マイクロ流路反応器、マイクロベッセル、マイクロカプセルである請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
[請求項11]重合用光の照射を、微細アレー型プロジェクターDMDを用いて行う請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
[請求項12]流路及び反応器の少なくとも一部の壁面がポリアクリルアミドゲルで構成されるマイクロ流路反応器。
[請求項13]反応器の少なくとも一部の壁面がポリアクリルアミドゲルで構成されるマイクロベッセル。
本発明は、内部及び/又は表面に、溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を製造する方法である。
本発明におけるゲル構造物は、内部及び/又は表面に、溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するものであれば、特に制限はなく、溝、部屋及び流路の寸法や形状、個数等は適宜選択できる。また、これら溝、部屋及び流路は、ゲル構造物の内部のみに存在しても、表面のみに存在しても、内部及び表面の両方に存在してもよい。本発明の製造方法で製造されるゲル構造物は、例えば、マイクロ流路反応器、マイクロベッセル、マイクロカプセル等であることができる。
ゲル状シートAは、光重合性モノマー及び光重合開始剤を含有するモノマー組成物の層に部分的に重合用光を照射して層の一部を重合させてゲル化し、次いで光未照射部分の未反応のモノマー組成物を除去して作成することができる。
光重合性モノマーは、光重合性を有するモノマーの単独でも、混合物でもよい。光重合性モノマーは、例えば、アクリルアミドであることができる。
光重合開始剤は、使用する光重合性モノマーの種類に応じて適宜選択することができる。光重合性モノマーがアクリルアミドの場合、例えば、リボフラビンを用いることができる。
実施例1 (フォトレジスト方式)
[方法]
以下のゲル溶液を作製する
ゲル溶液組成
40% Bis - Acrylamide (1:39) 10ml
20×TBE 緩衝液 1.25ml
ショ糖 12.5g
0.001% リボフラビン水溶液 メスアップ
Total 25ml
ここで、Bis - Acrylamide (1:39)とは、N,N'-メチレンビスアクリルアミドとアクリルアミドとを重量比1:39の割合で混合したものを表す。この溶液を重合したゲル上に流し込み図1のようなマスクパターンによりフォトレジスト的に紫外線照射した。マスクパターンと同等の均一な形状を有するウェルが作製された。ウェルの深さは0.5mmであった。(図2参照)
DMDチップを利用した装置を使用し、光重合開始剤としてリボフラビンを含むアクリルアミドゲル溶液にUV投射してMMVを作成した。
[方法]
以下の手順と組成でゲル溶液を作製する。
1.(1)及び(2)の溶液を作製する。
(1)アクリルアミド−ショ糖溶液
40% Bis - Acrylamide (1:39) 20ml
ショ糖 7.5g
蒸留水 メスアップ
Total 25ml
(2)リボフラビン−ショ糖溶液
20×TBE 緩衝液 2.5ml
リボフラビン 0.025g
蒸留水 12.5ml
Total 15ml
この溶液に熱を加えリボフラビンを融解させる。その後ショ糖17.5g加え、さらに熱を加えショ糖を溶解させて、特級水で25mlまでメスアップした。
最終濃度
Bis - Acrylamide (1:39) 16%
ショ糖 50%(w/v)
APS 0.2%
リボフラビン 0.05%
ベッディングゲルとホールゲルとの接着性においても、予めショ糖入りのゲル溶液に全面投射したものを使用することによって、接着性を高めることができ、操作性の上でも断然扱い易いものとなった。なお、PCから出力されたデジタルデータを基に容易にUV投射パターンを替えることができ、図4の右図はその性能の高さを示している。
DMD方式で作製したMMVの個々のウェルにおいて、3SR(等温的核酸増幅)反応を行ない、3次元ゲル電気泳動法により反応産物の鎖長分離を行なった。
[方法]
1、DMD方式により25mm2に9×9の81ウェル(深さ2.5mm)のMMVを作製。
2、そのMMVを反応に用いる以下のバッファー溶液10mlで1時間、2回浸透しMMVからリボフラビンなどの不純物を取り除く。
MMV浸透溶液組成
10×3SR 緩衝液 1ml
50mM DTT 480μl
100mM スペルミジン 200μl
25mM dNTP 400μl
25mM NTP 800μl
蒸留水 メスアップ
Total 10ml
ここで3SR 緩衝液は、以下の組成を有する。
600mM Tris-HCl (pH8.1 at 25℃)
100mM 塩化カリウム
100mM 酢酸マグネシウム
DTTはジチオスレイトール、dNTPはデオキシリボヌクレオシド三リン酸の4種類(即ち、dGTP, dCTP, dTTP, dATP)を示し、NTPは同じくリボヌクレオシド三リン酸の4種類(即ち、GTP, CTP, TTP, ATP)を示す。
4、氷上にMMVを置き、個々のウェルに図5のように試料をサンプリングする。
テンプレート (100fmol/μl) 4.0μl
プライマー(40pmol/μl) 0.5μl
10×3SR 緩衝液 10μl
50mM DTT 4.8μl
100mM スペルミジン 2.0μl
25mM dNTP 4.0μl
25mM NTP 8.0μl
2.3mM トレハロース 64μl
HIV-1 RT 1.2μl
TT7 RNAポリメラーゼ 2.0μl
Total 100μl
なお、HIV-1 RTは、ヒト免疫不全ウイルス(AIDSウイルス)1型の逆転写酵素のことであり、TT7 RNAポリメラーゼは耐熱性のT7 RNAポリメラーゼのことである。溶液調製の操作においては、反応を抑えるため0℃で行なった。
6、専用容器からMMVを取り出し、試料無しの隅の4箇所に色素を入れ、4%−20%のブロッティングゲル(泳動方向に対して4%が上)に泳動した。
7、そのブロッティングゲルを反転させて、10%スライスゲル10枚に色素が10枚目に達するまで泳動させた(80V一定条件、20min)。
8、それぞれのスライスゲルを順に整列させて蛍光観察を行なった。
結果を図5に示す。
ブロッティングの結果を図6に示す。MMVにおいて各々のウェルに図5に示すような状態で試料を入れRNA−Z核酸増幅反応を行った後に、一旦ブロッティングゲル(40%と20%のゲルを重ね合わせて作ったもので試料の濃縮に用いる)に泳動し、それを反転して1〜10のスライスゲルに対して4SRゲル電気泳動を行った。反応産物の核酸が3の層(一部2の層)に原料のブライマーDNAが9の層(一部8の層)に現れている。3の層においてSの字を囲む黒い枠はプライマーとテンプレートの存在により、核酸増幅反応が正しく進行したことを示し、9の層には、テンプレートがない領域(Sの字の領域)ではプライマーが残っていることを示している。
Claims (13)
- 内部及び/又は表面に、溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を製造する方法であって、
光重合性モノマー及び光重合開始剤を含有するモノマー組成物の層に部分的に重合用光を照射して層の一部を重合させてゲル化し、次いで光未照射部分の未反応のモノマー組成物を除去して、溝及び/又は穴を有するゲル状シート(以下、ゲル状シートAという)を作成し、
少なくとも1つの上記溝及び/又は穴を有するゲル状シートAと、溝及び穴を有さない少なくとも1つのゲル状シート(以下、ゲル状シートBという)とを貼り合わせることで、上記溝、部屋及び流路の少なくとも1つを有するゲル構造物を形成する上記製造方法。 - 前記光重合性モノマーがアクリルアミドである請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つのゲル状シートAを、このゲル状シートAの両面から2つのゲル状シートBで挟み込んで貼り合わせることで、ゲル構造物を形成する請求項1または2に記載の方法。
- 少なくとも1つのゲル状シートAを、このゲル状シートAの一方の面から少なくとも1つのゲル状シートBを貼り合わせることで、ゲル構造物を形成する請求項1または2に記載の方法。
- 溝及び/又は穴の形状及び/又は寸法が異なる2つ以上のゲル状シートAを作成し、これらのゲル状シートAを貼り合わせて用いる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- ゲル状シートA及びBの少なくとも1つが、未重合の光重合性モノマーが残存する程度に光重合されたものであり、ゲル状シートA及びBを貼り合わせた後に、前記未重合の光重合性モノマーを重合させて、貼り合わせを完了させる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記モノマー組成物が粘度調整剤をさらに含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記粘度調整剤が、糖類、グリセリン類、ポリエチレングリコール、フィコール、パーコールである請求項7に記載の方法。
- 糖類がショ糖である請求項8に記載の方法。
- ゲル構造物が、マイクロ流路反応器、マイクロベッセル、マイクロカプセルである請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 重合用光の照射を、微細アレー型プロジェクターDMDを用いて行う請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 流路及び反応器の少なくとも一部の壁面がポリアクリルアミドゲルで構成されるマイクロ流路反応器。
- 反応器の少なくとも一部の壁面がポリアクリルアミドゲルで構成されるマイクロベッセル。
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