JP2011516896A - 電気泳動のためのプラスチック支持部材 - Google Patents

Abstract

第１の観点では、本発明は、押圧によって形成された複数の口部を有する第１フィルム（２）を有するゲルフィルムのための支持部材（１，１０）に関し、口部は電気泳動ゲルフィルムが支持部材に受け入れられるための複数の保持箇所を形成している。本発明は、電気泳動分離の際に使用される電気泳動部材にも関し、それは電気泳動ゲルフィルムで被覆された本発明の第１の観点の支持部材を備える。また、本発明は、そのような電気泳動部材の使用にも関する。

Description

本発明は、電気泳動に関し、より詳しくは電気泳動ゲルフィルムのための支持部材、及び電気泳動処理におけるその使用方法に関する。

電気泳動は、電場の影響下における泳動速度の差異を利用する、生体分子における公知の分離技術である。

ゲル電気泳動は、通常はガラス又はプラスチックである適当な支持部材の上に被覆された薄いゲルフィルムを用い、ゲルフィルムに形成されたウェルに入れられた生体分子が泳動する。支持部材は、操作中においてゲルフィルムの適切な保持となり、電気泳動処理の泳動パターンを可視化するために透明性を維持する。

Ｌｏｎｚａ製のゲルボンド（登録商標）フィルムのような、公知の電気泳動ゲルフィルムの支持部材は、透明で柔軟なプラスチックフィルム及びそのプラスチックフィルムに付着した被覆層を有する。ゲルは、プラスチックフィルムに付着した被覆層の化学試薬により支持部材に付着している。しかしながら、このような支持部材の制作は、プラスチックフィルムの化学処理を必要とするため、支持部材は相対的にコスト高である。

更に、支持部材のプラスチック原料は、分析の質を低下させるある種の探知システム（特にＵＶシステム）と抵触する。実際、ゲル中に存在する生体分子の可視化は、生体分子と結合する蛍光物質の励起によって実行されるが、プラスチックはそのような励起に必要なＵＶ光の透過に影響を与える。

加えて、ゲルは、プラスチックフィルムの上の被覆層に強固に付着しているので、第１に、分析又は精製に必要なゲルの選択部分（典型的には、生体分子の泳動である電気泳動パターンを含むゲルの部分）を切り取ることが困難であることが判明する；第２に、例えばナイロン又はニトロセルロースのように、プラスチックが非多孔質の場合、電場の下でのゲルから膜への生体分子の潜在的な移動への障害を構成する（“電気ブロッティング”と知られるこの手順により、生体分子分離パターンの特徴が得られ、ＤＮＡのサザンブロッティング技術、ＲＮＡのノーザンブロッティング技術、及び蛋白質のウエスタンブロッティング技術における本質が得られる。）。

本発明の目的は、電気泳動ゲルフィルムのためのより簡易且つより安価な支持部材、特にゲルフィルム（例えば、アガロースやポリアクリルアミドのような高分子ゲル）の十分な付着を得るための化学処理が必要のない支持部材を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、プラスチック材料の干渉を回避することによる泳動分析を促進することである。

本発明のさらなる目的は、ゲルの選択部分の摘出と、ゲルから膜への生体分子の電子移動を促進することである。

本明細書の第１の観点では、本発明は、押圧によって設けられた複数の口部（lip）を有する第１フィルムを備え、前記口部は電気泳動用ゲルフィルムが支持部材に受け入れられるための複数の保持箇所を形成する、電気泳動ゲルフィルムのための支持部材を提供する。

限定的ではないが、本支持部材の他の好ましい側面は以下の通りである。

‐第１のフィルムは、泳動領域を規定する口部が無い領域を少なくとも一つ有する。

‐支持部材は、第１フィルムの上に第２フィルムを有し、第１及び第２フィルムは、双方のフィルムを共に押圧することで形成される口部により物理的に付着している。

‐第２のフィルムは、泳動領域を規定する窓部を少なくとも１つ有する。

‐第２のフィルムは、中央窓又は複数の細長窓を有する。

‐第２のフィルムは、少なくとも一つの窓に沿ったスケールを有する。

支持部材によって形成された水平面に対する口部の開孔は、３５°〜４５°である。

‐フィルムは、柔軟性を有するプラスチックフィルムである。

‐第１のフィルムは、周囲光に対して透明であるか、又はＵＶ青光に対して不透明である。

本発明は、第１フィルムと、前記第１フィルムに結合する泳動領域を規定する少なくとも一つの窓部を有する第２フィルムと、前記第２フィルムに付着する付着被覆層と、を有する電気泳動ゲルフィルムのための支持部材にも関し、ゲルが支持部材に堆積されて使用される際、第２フィルムの接着層の化学試薬により、ゲルは支持部材に付着するが、泳動領域では支持部材に付着しない。

本明細書の第２の観点では、本発明は、例えばアガロースゲルフィルムのような電気泳動ゲルフィルムで被覆された、本発明の第１の観点の支持部材を有する、電気泳動分離にて使用される電気泳動部材を提供する。

本明細書の第３の観点では、本発明は、電気泳動による生体分子の泳動を効果的にする、第２の観点の電気泳動部材の使用を提供する。

本発明の他の特性、目的、及び効果は、限定されるものではない具体例、添付の図面と共に、下記の詳細な説明により明らかとなる。

図１ａ、１ｂ、及び１ｃは、各々、第２フィルム、第１フィルム、及び、図１ａ及び１ｂの第１フィルム及び第２フィルムからなる本発明の支持部材の可能な実施形態を示す。 図２ａ及び２ｂは、各々、第２フィルム、及び、図１ａの第１フィルム及び図２ｂの第２フィルムからなる本発明の支持部材の他の可能な実施形態を示す。 図３ａ〜３ｃは、第１フィルム及び第２フィルムを共に押圧して口部によりこれらを付着させる工程を説明する図である。 図４は、図３ａ〜３ｃの押圧によって形成される口部の側面図である。 図５ａ及び５ｂは、口部の可能な実施形態を示す平面図である。 図６ａ〜６ｃは、第１及び第２のフィルムを共に押圧して二重口部によりこれらを付着させる工程を説明する図である。 図７は、図６ａ〜６ｃの押圧によって形成される二重口部の側面図である。 図８は、口部により物理的に付着した第１及び第２のフィルムを示す図である。 図９ａ〜９ｄは、口部の様々な可能なパターンを示す図である。 図１０は、本発明の第１の観点における支持部材から得られる電気泳動部材を示す図である。

第１の観点では、本発明は、電気泳動ゲルフィルムのための支持部材に関する。

第１実施形態では、支持部材は、押圧によって設けられた複数の口部を有する第１フィルムを備え、前記口部は、電気泳動用ゲルフィルムが支持部材に受け入れられるための複数の保持箇所を形成する。

口部の形成及びその機能については、第２実施形態において詳細される。いずれにせよ、支持部材の上に被覆されるゲルフィルムはその支持部材に付着していないが、口部によりその支持部材に物理的に保持されており、それゆえ必要な場合（例えばＵＶ可視可の間に干渉を避ける際、又は、ゲルの選択された部分の切り取りを行いやすくする際）は、簡単に支持部材から取り除くことができる。

この第１実施形態において、第１フィルムは、非押圧による泳動領域を規定する、口部を有しない領域を少なくとも一つ有する。第１フィルムは、中央の非押圧領域、又は、複数の細長の非押圧領域を有する。

図１ａ〜図１ｃ及び図２ａ〜図２ｂに示される第２実施形態において、支持部材１，１０は、第１フィルム２と、第１フィルム２の上の第２フィルム３，３０とを有する。

これら二つの実施形態において、フィルムは、例えばポリエステルのようなプラスチック材料により構成されうる。このプラスチック材料は、好ましくは、有る程度の剛性を示す柔軟なプラスチックである。

更に非浸漬条件でのゲルフィルムの使用を可能とし、その柔軟性により、ゲルの位置決め、及び、電気伝導性を確保する紙製の橋を必要とすることなく電気泳動システムの二つの緩衝溶液浴をリンクするアーチの支持を可能とする。支持部材の柔軟性により、特に支持部材が２〜３ｃｍの中心高さのアーチの上に位置する際、ゲルフィルムの側部が緩衝溶液浴の中に浸漬することが可能となる。

第１及び第２フィルムは、例えば１２５ｍｍ×１２５ｍｍのように、実質的に同じサイズを有している。

非制限的な具体例として、支持部材の厚さは０．２ｍｍであり、第１フィルム２の厚さは０．０７５ｍｍであり、第２フィルム３，３０の厚さは０．１２５ｍｍである。

図８に示されるように、第１及び第２フィルムは、双方のフィルムを共に押圧することにより形成された口部により物理的に付着している。口部は、電気泳動ゲルフィルムが支持部材に受け入れられるための複数の保持箇所を形成する。

図３ａ〜図３ｃは、パンチ５及びベースプレート６を用いてフィルムを共に物理的な付着する押圧工程を説明する。この工程は、第１実施形態において口部の形成にも適用可能である。

ベースプレート６は、口部の形成のための所定のパターンを規定する、複数の穴６１を有する。

パンチ５は、ベース表面５１と、ベースプレートの穴６１よりも断面において小さいトップ表面５２と、第１直線側部表面５３と、第２斜め側部表面５４と、を有する。

二つのフィルム２，３は、ベースプレートの下側に位置決めされる。そしてパンチ５は、フィルムに穴を開けるため、図３ａ〜図３ｃに示されるようにフィルムの方向へ進行し、二つのフィルムが一体的に形成されて口部４が形成される。

図４に示されるように、口部は、フィルムによって形成された水平面から延出し、電気泳動ゲルが支持部材に受け入れられるための保持箇所を規定する凹部４１を形成する。

口部４の開孔（θ）は、支持部材によって形成された水平面に対して３５°〜４５°である。

図５ａ及び図５ｂに示されるように、パンチ５及びベースプレート６は、支持部材において半円口部（図５ａ）又は支持部材において３／４円口部（図５ｂ）を規定するように配置される。

図６ａ〜図６ｃは、ベースプレート６’及びＭ字断面を有するパンチ５’を用いてフィルムを共に物理的な付着する押圧工程を説明する。ベースプレート６’及びパンチ５’は、ここでは二重口部４’と呼ばれる反対側の開口を有する二つの隣接している口部を形成するように配置される。

ゲルフィルムを支持部材に物理的に付着させる保持箇所として機能する凹部を形成するため、様々なパンチ及びベースプレートの配置が使用されるので、本発明は特定の口部の形状に限定されないように理解される。更に、より複雑な形状の口部を形成するために、フィルムを変形させるように加熱させて、フィルムの押圧を実行することも可能である。

図９ａ〜図９ｄは、フィルムを押圧することで形成される様々な口部のパターンを示す。

図９ａ及び図９ｂに点線１１で説明されるように、口部は、概ね、平行線に沿って分布している。図９ａに示されるように（二重口部４’の場合は図９ｃ）、点線１１上の口部（又は二重口部４’）は全て同じ方向に配向しているが、これは、開口が同じ方向を向くように全ての口部が形成されているからである。

図９ａに示されるように、隣接する点線１１の間では、口部は交互に配向している。

図９ｂ及び図９ｄに示されるように、点線１１上の口部４又は二重口部４’は、交互に配向している。

図９ａ〜図９ｃの口部のパターンは、ゲルフィルムが支持部材から剥離することを防止し、平行の点線１１と垂直方向に第１及び第２フィルムが分離することを防止する。図９ｄの口部パターンは、ゲルフィルムが支持部材から分離することを防止し、同じ方向に第１及び第２フィルムが分離することを防止する。

本発明は、例えばアガロースゲルフィルムのような電気泳動ゲルフィルム（例えば３ｍｍ厚さ）で被覆された本発明の第１の観点の支持部材１，１０を有する、電気泳動分離に使用される電気泳動部材にも関する。ゲルは口部により支持部材に十分に付着しており、各々の口部は、ゲルのための保持箇所として機能する凹部を規定する。

本発明の物理的な付着により、第１の観点においてはゲルから第１フィルムを剥離することが可能となり、第２の観点においては第２フィルムから第１フィルムを剥離することが可能となる。このように第１フィルムは、非浸漬条件下の電気泳動の間、ゲルを脱水から保護するための剥離可能な保護フィルムを形成する。

本発明の支持部材は下記の効果を有する。

−取り扱いにおいてゲルの脆弱さを補い、操作における所定の段階（染色、脱色、移動等）を手助けする。

−全ての電気泳動システム（ゲルが浸漬している又は浸漬していない、支持部材が通常位置又は反転位置、水平状の支持部材又は円形の支持部材）において使用されうる。

−必要の際には、支持部材の取り外しを簡易にし、ゲルの切り出しを可能にする。

本発明の好ましい実施形態においては、第２フィルム３，３０に少なくとも一つの窓部がくりぬかれており、この窓部は、泳動領域、換言すればゲルフィルム中のウェル１３（図１０参照）に注がれた物質の電気泳動の間における泳動に有益な領域を規定する。このような泳動領域は、第１実施形態において、第１フィルムに非押圧領域を設けることにより形成される。

図８に示されるように、電気泳動の分析に役立つスケール９は、少なくとも一つの窓部に沿って第２フィルムに設けられる。

図１ａに示される第１実施形態において、第２フィルム３は、全ての泳動物質のための中央の泳動領域を規定する中央窓７を有する。上記の制限されない具体例に戻ると、中央窓７は例えば幅８２ｍｍ且つ長さ１０２ｍｍの方形形状である。

図１ｃ及び図８は、共に、図１ｂの第１フィルム２を、中央窓７を有する図１ａの第２フィルム３に付着させて形成した支持部材１を示す。

図２ａに示される第２実施形態において、第２フィルム３０は複数の細長窓８を有し、各々の細長窓は、単一のウェル１３に注がれた特定の物質の泳動のための泳動領域を規定する。

上記の制限されない具体例に戻ると、各々の細長窓８は幅１５ｍｍ且つ長さ４０ｍｍの方形形状である。

図２ｂは、図１ｂの第１フィルム２を、複数の細長窓８を有する図２ａの第２フィルム３０に付着させて形成した支持部材１０を示す。

この好ましい実施形態において、このように支持部材１，１０は、二つのフィルムが物理的に付着している領域に対応する押圧領域、及び、第２フィルムの窓部に対応し第１フィルムに部分的に形成された少なくとも一つの非押圧領域（第２フィルムにはその部分がないため押圧されていない）を示す。

第２フィルム中にくりぬかれた単一の中央窓の場合、押圧領域は中央領域の周りにすじを形成する一方で、非押圧領域は中央領域を形成する。

好ましい実施形態に従って電気泳動ゲルフィルムが支持部材に堆積される際、ゲルは、押圧領域に付着するが、第２フィルムの少なくとも一つの窓部によって規定される少なくとも一つの泳動領域における非押圧領域には付着しない。

泳動領域において支持部材にゲルを付着させない他の構成は、以下に記載される。ゲルフィルムのための支持部材は、第１フィルムと、第１フィルムに結合する泳動領域を規定する窓部を少なくとも一つ有する第２フィルム（例えばシリコーンを使用する）と、第２フィルムに付着する付着被覆層と、を備え、ゲルが支持部材に堆積されて使用される際、第２フィルムの接着層の化学試薬により、ゲルは支持部材に付着するが、泳動領域では支持部材に付着していない。

第２フィルム中にくりぬかれた単一の中央窓の場合、化学処理がなされた領域（付着被覆層が付着される）は中央領域の周りにすじを形成する一方で、非化学処理がなされた領域は中央領域を形成する。

公知の付着被覆層は例えばＵＳ４，４１５，４２８に記載されており、ここでは自然（アガロース）又は合成（ポリアクリルアミド）高分子ゲルフィルムが支持部材に付着する工程が記載されている。ＵＳ４，４１５，４２８には、例えばプラズマ活性ポリエステルフィルムをアリルグリシジルアガロースで被覆することが記載されている。

付着被覆層の他の非制限的な具体例は、以下の参考文献に記載されている。即ち、ＥＰ１１９０９０（特定の化学式を有する高分子を記載している）、ＥＰ１２６６３８（わずかに異なる高分子）、ＥＰ１６２６５７（セルロース誘導体）、ＥＰ１６３４７２（メタクリル酸メチル高分子誘導体）、ＥＰ２４６７５１（低酸素透過性の樹脂）、ＥＰ１６７３７３（無機酸化物）、ＥＰ２４６８７３（ゼラチン）、及びＥＰ１５５８３３（非導電性金属酸化物層）である。

上記説明した発明の各々において、ゲルは泳動領域において支持部材に付着していないので、次の精製のため、生体分子が泳動したゲル部分は容易に支持部材から切り取りされる。

第１フィルムが取り除かれた後、ゲルの中身は、電場の影響下においてナイロン又はニトロセルロースの膜に簡単に移動される。

更に、ＤＮＡに結合した蛍光物の探知に伝統的に使用されてきた３００ｎｍ以下の波長に、ポリエステルは不透明である。しかし、本発明においては、第１フィルムは着脱可能な保護フィルムを形成する。このように、第１フィルムが取り除かれることで、不透明性の問題は回避され、泳動分析が促進される。

第１フィルムは、有利なことに周囲光に対して透明であるか、又はＵＶ青光に対して不透明であるので（フィルムは例えば黄色オレンジ半透明プラスチックフィルムである）、物質が泳動するゲル部分の映像は、カメラ又はＵＶトランス照明器により簡単に得られる。

黄色オレンジフィルムが使用される際、ゲルはトランス照明器に対向するように位置決めされる。黄色オレンジフィルムは、トランス照明器により照射されたＵＶ青光をブロックするが、他の波長（特に、生体分子と結合した蛍光物によって照射され且つＵＶ青光によって励起された波長）を透過させる。

Claims (12)

1. 電気泳動用ゲルフィルムが支持部材に受け入れられるための複数の保持箇所を形成し、押圧によって設けられた複数の口部、を有する第１フィルム（２）を備える電気泳動ゲルフィルムのための支持部材。
2. 請求項１記載の支持部材であって、
   前記第１フィルム（２）は、泳動領域を規定する口部が無い領域を少なくとも一つ有する。
3. 請求項１記載の支持部材であって、
   前記第１フィルムの上に第２フィルム（３，３０）を有し、前記第１及び第２フィルムは、双方のフィルム（２；３，３０）を共に押圧することで形成される口部（４、４’）により物理的に付着している。
4. 請求項３記載の支持部材であって、
   前記第２フィルムは、泳動領域を規定する窓部（７，８）を少なくとも一つ有する
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の支持部材であって、
   支持部材によって形成された水平面に対する口部の開孔（θ）は、３５°〜４５°である。
6. 第１フィルムと、
   前記第１フィルムに結合する泳動領域を規定する窓部を少なくとも一つ有する第２フィルムと、
   前記第２フィルムに付着する付着被覆層と、を備え、
   ゲルが支持部材に堆積されて使用される際、第２フィルムの接着層の化学試薬により、ゲルは支持部材に付着するが、泳動領域では支持部材に付着していない、電気泳動ゲルフィルムのための支持部材。
7. 請求項４又は６記載の支持部材であって、
   前記第２フィルムは、中央窓（７）又は複数の細長窓（８）を有する。
8. 請求項４又は７記載の支持部材であって、
   前記第２フィルムは、少なくとも一つの窓（７，８）に沿ったスケール（９）を有する。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の支持部材であって、
   前記フィルムは、柔軟性を有するプラスチックフィルムである。
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載の支持部材であって、
    前記第１フィルム（２）は、周囲光に対して透明であるか、又はＵＶ青光に対して不透明である。
11. 例えばアガロースゲルフィルムのような電気泳動ゲルフィルムで被覆された、請求項１乃至１０の何れか１項に記載の支持部材を有する、電気泳動分離に使用される電気泳動部材。
12. 電気泳動による生体分子の泳動を効果的にする、請求項１１記載の電気泳動部材の使用。

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