JP2013205088A - Solution application method and method of manufacturing test tool for isoelectric focusing - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solution application method with which an application film having an ideal functional gradient is formed easily.SOLUTION: A solution application method includes a first step for unidirectionally applying a first solution to an application range on an applied material while changing an application amount per unit area, and a second step for unidirectionally applying a second solution to the application range on the applied material while changing an application amount per unit area. The first step and the second step are repeated multiple times, such that a total of application amounts per unit area of the first solution and the second solution is uniform over the entire application range.

Description

本発明は、溶液塗布方法および等電点電気泳動用試験具の製造方法に関する。   The present invention relates to a solution coating method and a method for producing an isoelectric focusing test device.

電気泳動法は、溶液またはこれに浸漬した親水性の支持体などの媒体に電圧をかけることによって、該媒体中の荷電物質がその電荷に応じて電界中を移動する現象を利用した分離分析法である。特に、媒体としてゲルを用いる電気泳動(ゲル電気泳動法)は、タンパク質および核酸のような生体高分子を分離する手法として、生化学、分子生物学などの生命科学分野や臨床検査の分野などにおいて広く利用されている。   Electrophoresis is a separation analysis method that utilizes a phenomenon in which a charged substance in a medium moves in an electric field according to the electric charge when a voltage is applied to the medium such as a solution or a hydrophilic support immersed in the medium. It is. In particular, electrophoresis using gel as a medium (gel electrophoresis) is a technique for separating biopolymers such as proteins and nucleic acids, in the fields of life science such as biochemistry and molecular biology, and in the field of clinical testing. Widely used.

タンパク質の電気泳動法には、主として、タンパク質の大きさ(分子量)により分離する方法と、電荷(等電点)により分離する方法とがある。分子量による分離には、ポリアクリルアミドゲルを用いて、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の存在下で行う電気泳動(SDS-PAGE法)が広く利用されている。SDS-PAGE法では、タンパク質は一定の割合でSDSと結合してその電荷密度が一定となり、この状態でタンパク質が網目状構造を有するポリアクリルアミド中を移動することで、タンパク質は分子ふるい効果により、その分子量に応じて分離される。   There are mainly two methods for protein electrophoresis: separation based on protein size (molecular weight) and separation based on charge (isoelectric point). For separation by molecular weight, electrophoresis (SDS-PAGE method) using polyacrylamide gel in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS) is widely used. In the SDS-PAGE method, protein binds to SDS at a certain rate and its charge density becomes constant.In this state, the protein moves through the polyacrylamide having a network structure. It is separated according to its molecular weight.

等電点による分離には、pH勾配の存在下で行う電気泳動(等電点電気泳動法)が利用されている。等電点電気泳動法では、pH勾配中で、タンパク質が自身の等電点と等しいpHの位置に集まることによって、タンパク質が分離される。等電点電気泳動法の媒体として、従来は両性担体が用いられていたが、近年では、通電中にpH勾配が崩れることのない固定化pH勾配(Immobilized pH Gradient:IPG)ゲルがよく用いられている。   For separation by isoelectric point, electrophoresis (isoelectric focusing method) performed in the presence of a pH gradient is used. In isoelectric focusing, proteins are separated by gathering at a pH position equal to their isoelectric point in a pH gradient. In the past, amphoteric carriers have been used as the medium for isoelectric focusing, but in recent years, immobilized pH gradient (IPG) gels that do not collapse the pH gradient during energization are often used. ing.

近年では、生物が有する全タンパク質の構造および機能を網羅的に解析することを目的とするプロテオーム解析の一環として、上記の2つの電気泳動法を組み合わせた二次元電気泳動法が利用されている。二次元電気泳動法では、一次元目に等電点電気泳動が行われ、続く二次元目にSDS-PAGEが行われる。これにより、数千種類ものタンパク質を高い分解能で一挙に分離することが可能となった。   In recent years, a two-dimensional electrophoresis method combining the above two electrophoresis methods has been used as part of proteome analysis for the purpose of exhaustively analyzing the structure and function of all proteins of an organism. In the two-dimensional electrophoresis method, isoelectric focusing is performed in the first dimension, and SDS-PAGE is performed in the subsequent second dimension. This has enabled thousands of proteins to be separated at once with high resolution.

このように、ゲル電気泳動法はタンパク質などの生体高分子の分離分析に不可欠な手法であるが、いずれの電気泳動法においても分析の精度および再現性は、用いるゲルの品質によるところが大きい。したがって、当該分野においては、分解能の高いゲルを搭載した電気泳動用試験具を安定して製造可能な技術の開発が望まれている。   As described above, gel electrophoresis is an indispensable technique for separation and analysis of biopolymers such as proteins, but in any electrophoresis method, the accuracy and reproducibility of the analysis largely depend on the quality of the gel used. Therefore, in this field, it is desired to develop a technique capable of stably producing an electrophoretic test device equipped with a high-resolution gel.

例えば、特許文献1には、濃度が異なる2種類のゲル原液を撹拌槽で混合し、その混合液をゲル容器内へ底部から導入してゲル化(重合)させることにより濃度傾斜を有するゲルシートを作製する方法が開示されている。この場合、ゲル容器内へ導入する混合液中の各ゲル原液の割合を変化させることによって、所定の濃度傾斜を有するSDS-PAGE用ゲルシートが得られる。また、特許文献1に記載のグラジェントメイカーを用い、pHが異なる2種類のゲル原液を撹拌槽で混合し、その混合液をゲル容器内へ底部から導入してゲル化させることによりpH傾斜を有するゲルシートを作製することができる。この場合、ゲル容器内へ導入する混合液中の各ゲル原液の割合を変化させることによって、所定のpH傾斜を有するゲルシートが得られ、このゲルシートをpH傾斜方向に所定の幅で切断して細長いプレート上に貼り付けることにより、等電点電気泳動用のゲルプレートが得られる。   For example, Patent Document 1 discloses a gel sheet having a concentration gradient by mixing two types of gel stock solutions having different concentrations in a stirring tank, and introducing the mixed solution into a gel container from the bottom to cause gelation (polymerization). A method of making is disclosed. In this case, an SDS-PAGE gel sheet having a predetermined concentration gradient can be obtained by changing the ratio of each gel stock solution in the mixed solution to be introduced into the gel container. In addition, using the gradient maker described in Patent Document 1, two types of gel stock solutions having different pH are mixed in a stirring tank, and the mixture is introduced into the gel container from the bottom to cause gelation, thereby adjusting the pH gradient. The gel sheet which has can be produced. In this case, a gel sheet having a predetermined pH gradient is obtained by changing the ratio of each gel stock solution in the mixed solution to be introduced into the gel container, and the gel sheet is elongated by cutting it at a predetermined width in the pH gradient direction. By pasting on the plate, a gel plate for isoelectric focusing is obtained.

特許文献1に記載のゲルプレート製造方法では、ゲル容器内での濃度傾斜またはpH傾斜の管理が難しく、安定した品質のゲルプレートが得られ難いという面があった。そこで、濃度傾斜またはpH傾斜を精度よく管理できる技術として、プレート上にモノマー溶液を塗布するゲルプレート製造方法が特許文献2に開示されている。すなわち、プレート上に液たまりを形成し、液たまりにモノマー溶液を吐出した後、重合開始剤を塗布して塗布膜をゲル化させることにより、基材上にゲル層を形成する。この場合、濃度またはpHが異なる2種類のモノマー溶液を混合比率を変化させながら混合して液たまりに塗布することにより、所定の濃度傾斜を有するSDS-PAGE用ゲルプレートまたは所定のpH傾斜を有する等電点電気泳動用のゲルプレートが得られる。   In the gel plate manufacturing method described in Patent Document 1, it is difficult to control the concentration gradient or pH gradient in the gel container, and it is difficult to obtain a stable quality gel plate. Therefore, Patent Document 2 discloses a gel plate manufacturing method in which a monomer solution is applied onto a plate as a technique capable of accurately managing a concentration gradient or pH gradient. That is, after forming a liquid pool on the plate and discharging the monomer solution into the liquid pool, a gel layer is formed on the substrate by applying a polymerization initiator to gel the coating film. In this case, an SDS-PAGE gel plate having a predetermined concentration gradient or a predetermined pH gradient is prepared by mixing two types of monomer solutions having different concentrations or pHs and applying them to the pool while changing the mixing ratio. A gel plate for isoelectric focusing is obtained.

特許文献1および2のようにして作製されたゲル層を長期間保存できるようにするために、通常はゲル層を乾燥する。そして、使用時に乾燥膜に試料溶液を吸収させ膨潤させることにより、ゲル層を復元する。   In order to enable the gel layer produced as described in Patent Documents 1 and 2 to be stored for a long period of time, the gel layer is usually dried. And a gel layer is decompress | restored by making a dry film absorb and swell a sample solution at the time of use.

特開昭62−167459号公報Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-167659 特開2012−2739号公報JP 2012-2739 A

特許文献2に記載のような吐出装置を用いて、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液を個別に基材上に塗布する際、酸性および塩基性モノマー溶液の単位面積当たりの塗布量の合計を一定とし、かつ各溶液の塗布量の比率を変化させながら基材上に1回塗布することにより、一方向にpH勾配を有する塗布膜を形成しようとすると、次の問題が生じる。   When the acidic monomer solution and the basic monomer solution are individually applied onto the substrate using the discharge device as described in Patent Document 2, the total amount of application per unit area of the acidic and basic monomer solution is constant. When the coating film having a pH gradient in one direction is formed by applying once on the base material while changing the ratio of the coating amount of each solution, the following problem arises.

すなわち、図9に示すように、一方の溶液をX方向に1回で塗布する際、塗布量を階段状に増加させながら塗布することになり、階段上に塗布された塗布膜の高さが高くなると、重力により階段状の塗布膜の形状が崩れて均一な高さに変形する。あるいは、他方の溶液をX方向に1回で塗布する際、塗布量を階段状に減少させながら塗布することになり、塗布の初期段階で最も多い塗布量となるため、初期段階で塗布膜の形状が崩れる。なお、図9は従来の溶液塗布方法での塗布量分布を説明図する概念図であり、図9中の符号Sは基材を表している。   That is, as shown in FIG. 9, when one solution is applied once in the X direction, it is applied while increasing the application amount stepwise, and the height of the coating film applied on the steps is When it becomes higher, the shape of the stair-like coating film collapses due to gravity and deforms to a uniform height. Alternatively, when the other solution is applied once in the X direction, it is applied while reducing the application amount stepwise, and the application amount becomes the largest in the initial stage of application. Shape collapses. FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the coating amount distribution in the conventional solution coating method, and the symbol S in FIG. 9 represents a substrate.

この結果、想定した塗布量からずれた量で基材S上の特定領域に各溶液が塗布されたことになってしまい、塗布膜のpH勾配が理想的状態から大きく逸脱してしまう。したがって、その後のゲル化工程を経て得られるゲル層は、理想的状態から大きく逸脱したpH勾配を有するゲル層となるため、高精度かつ信頼性の高い等電点電気泳動を行うことが困難となる。このように、異なる2種類の溶液を被塗布材に塗布してpHや濃度等の機能勾配を形成する場合、従来の塗布方法では理想的な機能勾配を得ることが困難であった。   As a result, each solution is applied to a specific region on the substrate S by an amount deviated from the assumed application amount, and the pH gradient of the application film greatly deviates from the ideal state. Therefore, since the gel layer obtained through the subsequent gelation step becomes a gel layer having a pH gradient greatly deviating from the ideal state, it is difficult to perform highly accurate and reliable isoelectric focusing. Become. As described above, when two different types of solutions are applied to a material to be coated to form a functional gradient such as pH and concentration, it has been difficult to obtain an ideal functional gradient by the conventional coating method.

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、理想的な機能勾配を有する塗布膜の形成が容易となる溶液塗布方法を提供し、さらには、高精度かつ信頼性の高い等電点電気泳動を行うことができる試験具を前記溶液塗布方法に基づいて製造する方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and provides a solution coating method that facilitates the formation of a coating film having an ideal functional gradient, and further provides high accuracy and high reliability. It is an object of the present invention to provide a method for producing a test device capable of performing electric point electrophoresis based on the solution application method.

かくして、本発明によれば、被塗布材上の塗布領域に第1溶液を単位面積当たりの塗布量を変化させながら一方向に塗布する第1工程と、前記被塗布材上の塗布領域に第2溶液を単位面積当たりの塗布量を変化させながら一方向に塗布する第2工程とを含み、前記第1溶液と前記第2溶液の単位面積当たりの塗布量合計が前記塗布領域全体に亘って均一であるように、前記第1工程と第2工程を複数回繰り返す溶液塗布方法が提供される。
本発明の溶液塗布方法において、前記第1溶液は第1のpHを有する第1pH緩衝液であってもよく、前記第2溶液は前記第1のpHとは異なる第2のpHを有する第2pH緩衝液であってもよい。
また、本発明の溶液塗布方法において、前記第1溶液の塗布および前記第2溶液の塗布が、インクジェット装置を用いて行われてもよい。
Thus, according to the present invention, the first step of applying the first solution to the application area on the application material in one direction while changing the application amount per unit area, and the application process on the application material on the application area. And a second step of applying the two solutions in one direction while changing the application amount per unit area, and the total application amount per unit area of the first solution and the second solution over the entire application region. In order to be uniform, there is provided a solution coating method in which the first step and the second step are repeated a plurality of times.
In the solution coating method of the present invention, the first solution may be a first pH buffer solution having a first pH, and the second solution has a second pH having a second pH different from the first pH. It may be a buffer solution.
In the solution coating method of the present invention, the application of the first solution and the application of the second solution may be performed using an inkjet apparatus.

また、本発明の別の観点によれば、前記溶液塗布方法における前記第1工程および第2工程に基づく工程(A)および工程(B)を含み、
前記工程(A)で用いる前記第1溶液としての酸性モノマー溶液と前記工程(B)で用いる前記第2溶液としての塩基性モノマー溶液の単位面積当たりの塗布量合計が塗布領域全体に亘って均一であるように、前記工程(A)と工程(B)を複数回繰り返す等電点電気泳動用試験具の製造方法が提供される。
本発明の等電点電気泳動用試験具の製造方法において、前記工程(A)と工程(B)を複数回繰り返すことにより、前記酸性モノマー溶液と前記塩基性モノマー溶液とが混合した混合溶液の塗布膜を、被塗布材としての基材上に形成した後、前記塗布膜上に重合開始剤を塗布する工程(C)をさらに含んでもよい。
According to another aspect of the present invention, the method includes the step (A) and the step (B) based on the first step and the second step in the solution coating method,
The total coating amount per unit area of the acidic monomer solution as the first solution used in the step (A) and the basic monomer solution as the second solution used in the step (B) is uniform over the entire coating region. As described above, there is provided a method for producing an isoelectric focusing test device in which the steps (A) and (B) are repeated a plurality of times.
In the method for producing an isoelectric focusing test device of the present invention, by repeating the step (A) and the step (B) a plurality of times, the mixed solution of the acidic monomer solution and the basic monomer solution is mixed. A step (C) of applying a polymerization initiator on the coating film may be further included after forming the coating film on a substrate as a material to be coated.

本発明の溶液塗布方法によれば、前記第1工程と第2工程を複数回繰り返すため、第1および第2工程1回当たりに形成する階段状の塗布膜の高さを低くすることができる。この結果、第1および第2工程1回当たりに形成される塗布膜の液移動の度合いが小さくなり、pHや濃度等の機能勾配が理想的な状態で塗布膜内に形成され易くなる。
したがって、本発明の溶液塗布方法に基づく電点電気泳動用試験具の製造方法によれば、理想的なpH勾配を有するゲル層の形成が容易となり、高精度かつ信頼性の高い等電点電気泳動を行うことができる試験具を製造することが可能となる。
According to the solution coating method of the present invention, since the first step and the second step are repeated a plurality of times, the height of the stepwise coating film formed per first and second step can be reduced. . As a result, the degree of liquid movement of the coating film formed per time of the first and second steps is reduced, and functional gradients such as pH and concentration are easily formed in the coating film.
Therefore, according to the method for manufacturing an electrophoretic test device based on the solution coating method of the present invention, it is easy to form a gel layer having an ideal pH gradient, and the isoelectric focusing is highly accurate and reliable. It becomes possible to manufacture a test device capable of performing electrophoresis.

本発明の等電点電気泳動用試験具の製造方法で製造された試験具の実施形態1を示す斜視図である。It is a perspective view which shows Embodiment 1 of the test device manufactured with the manufacturing method of the test device for isoelectric focusing of this invention. 図1(A)の等電点電気泳動用試験具におけるゲル層を乾燥した後の保存可能な状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which can be preserve | saved after drying the gel layer in the test device for isoelectric focusings of FIG. 1 (A). 実施形態1の電気泳動用試験具を製造することができる装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the apparatus which can manufacture the test device for electrophoresis of Embodiment 1. FIG. 図2の製造装置におけるインクジェットヘッドを下方から見た概略底面図であ る。FIG. 3 is a schematic bottom view of the ink jet head in the manufacturing apparatus of FIG. 2 as viewed from below. 図2の製造装置におけるインクジェットヘッドのノズル孔群を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the nozzle hole group of the inkjet head in the manufacturing apparatus of FIG. 本発明の溶液塗布方法での塗布量分布を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the coating amount distribution in the solution coating method of the present invention. 図2の製造装置を用いて基材へ酸性モノマー溶液を塗布する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which apply | coats an acidic monomer solution to a base material using the manufacturing apparatus of FIG. 図6(A)から引き続いて基材へ塩基性モノマー溶液を塗布する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which apply | coats a basic monomer solution to a base material continuously from FIG. 6 (A). 図6(B)から引き続く1回目の塗布工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st application | coating process following FIG. 6 (B). 図6(C)から引き続く1回目から2回目の塗布工程に切り換わる状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which switches to the coating process of the 2nd time from the 1st time following FIG.6 (C). 図7(A)から引き続く酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液の2回目の塗布工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd application | coating process of the acidic monomer solution and basic monomer solution which continue from FIG. 7 (A). 図7(B)から引き続く2回目から3回目の塗布工程に切り換わる状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which switches to the coating process of the 2nd time from the 2nd time following FIG. 7 (B). 酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液のn回目の塗布工程後に重合開始剤を塗布する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which apply | coats a polymerization initiator after the nth application | coating process of an acidic monomer solution and a basic monomer solution. 図2の製造装置によるゲル材料液の塗布が終了した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which complete | finished application | coating of the gel material liquid by the manufacturing apparatus of FIG. 従来の溶液塗布方法での塗布量分布を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the coating amount distribution by the conventional solution coating method.

(実施形態1)
図1(A)は本発明の等電点電気泳動用試験具の製造方法で製造された試験具GP1の実施形態1を示す斜視図であり、図1(B)は図1(A)の等電点電気泳動用試験具GP1におけるゲル層G1を乾燥した後の保存可能な状態を示す斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 (A) is a perspective view showing Embodiment 1 of a test device GP 1 manufactured by the method for manufacturing an isoelectric focusing test device of the present invention, and FIG. 1 (B) is FIG. 1 (A). it is a perspective view showing a storable state after the dry gel layer G 1 in isoelectric test device GP 1 of.

図1(A)に示す等電点電気泳動用試験具GP1は、基材S上に蒲鉾状のゲル層G1が形成されたものである。このゲル層G1は、緩やかな凸曲面となった上面(基材と反対側の面)を有している。ゲル層G1を含水率5%以下に乾燥させることにより、ゲル層G1が乾燥して乾燥膜D1となった図1(B)に示す等電点電気泳動用試験具GPD1が得られる。 An isoelectric focusing test device GP 1 shown in FIG. 1A is obtained by forming a bowl-shaped gel layer G 1 on a substrate S. The gel layer G 1 has an upper surface which becomes gentle convex curved surface (a surface of the substrate opposite the side). Drying the gel layer G 1 to a water content of 5%, dried film D 1 and became 1 isoelectric point shown in (B) electrophoresis test device GPD 1 gel layer G 1 is dried is obtained It is done.

本発明において、ゲル層G1の長さおよび幅は、基材の長さおよび幅と同じである。基材の長さおよび幅は特に限定されないが、一例としては、長さは50〜250mm程度であり、幅は0.5〜5mm程度である。ゲル層G1の膜厚は特に限定されないが、例えば、195〜1010μm程度である。
このゲル層を乾燥した乾燥膜の膜厚は100μm以下に収縮するが、長さおよび幅はほとんど変化しない。
In the present invention, the length and width of the gel layer G 1 is the same as the length and width of the substrate. The length and width of the substrate are not particularly limited, but as an example, the length is about 50 to 250 mm, and the width is about 0.5 to 5 mm. The film thickness of the gel layer G 1 is not particularly limited, for example, about 195~1010Myuemu.
The thickness of the dried film obtained by drying the gel layer shrinks to 100 μm or less, but the length and width hardly change.

電気泳動用試験具の基材Sの形態は、特に限定されるものではなく、例えば、細長プレート、所定形状に成型したチップ等が挙げられる。基材Sの材料としては、電気泳動用試験具の基材としての機能が発揮できるものであれば特に限定されず、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等のガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)等の樹脂、アルミナ、低温同時焼成セラミック等のセラミックスなどが挙げられる。また、基材Sが疎水性材料からなる場合、基材Sにおけるゲル層が形成される面を親水性処理してもよく、これにより基材Sに対するモノマー溶液の濡れ性が向上し、モノマー溶液がゲル化したゲル層と基材Sとの密着性が向上する。親水性処理としては、硫酸を用いたニトロ化、硝酸を用いたスルホン化、酸素プラズマ処理等が挙げられる。   The form of the base material S of the electrophoretic test device is not particularly limited, and examples thereof include an elongated plate and a chip molded into a predetermined shape. The material of the substrate S is not particularly limited as long as it can function as a substrate for an electrophoresis test device. For example, glass such as quartz glass and alkali-free glass, polyethylene terephthalate (PET), poly Examples thereof include resins such as methyl methacrylate resin (PMMA), ceramics such as alumina, and low-temperature co-fired ceramic. When the substrate S is made of a hydrophobic material, the surface of the substrate S on which the gel layer is formed may be subjected to a hydrophilic treatment, thereby improving the wettability of the monomer solution with respect to the substrate S, and the monomer solution The adhesion between the gel layer in which the gel is gelled and the substrate S is improved. Examples of the hydrophilic treatment include nitration using sulfuric acid, sulfonation using nitric acid, oxygen plasma treatment and the like.

電気泳動用試験具GP1のゲル層G1の材料は、電気泳動用試験具のゲル層としての機能が発揮できるものであれば特に限定されず、例えば、一般的なポリアクリルアミドゲルの材料としては、アクリルアミド(モノマー)、ビスアクリルアミド(架橋剤)、pH調整材料(pHバッファ)、テトラメチルエチレンジアミン(TEMED:重合促進剤)、過硫酸アンモニウム(APS:重合開始剤)および純水が挙げられる。 The material of the gel layer G 1 of the electrophoresis test device GP 1 is not particularly limited as long as it can function as a gel layer of the electrophoresis test device. For example, as a material of a general polyacrylamide gel Examples include acrylamide (monomer), bisacrylamide (crosslinking agent), pH adjusting material (pH buffer), tetramethylethylenediamine (TEMED: polymerization accelerator), ammonium persulfate (APS: polymerization initiator), and pure water.

本発明において、ゲル層G1は、ゲル材料液を基材S上に塗布しゲル化させることにより形成される。この際、予め重合開始剤を添加したゲル材料液(重合開始剤入りゲル材料液)を基材S上に塗布する場合と、重合開始剤以外の材料を混合したモノマー溶液(重合開始剤を含まないゲル材料液)を基材S上に塗布した後、この塗布膜上に重合開始剤を塗布する場合があり、本発明ではこれら両方の場合を包含する。 In the present invention, the gel layer G 1 is formed by applying a gel material solution on the substrate S and causing it to gel. At this time, when a gel material solution (polymer material containing a polymerization initiator) to which a polymerization initiator has been added in advance is applied on the substrate S, a monomer solution (including a polymerization initiator) in which materials other than the polymerization initiator are mixed A non-gel material liquid) is applied onto the substrate S, and then a polymerization initiator may be applied onto the applied film. In the present invention, both cases are included.

よって、本発明において、「ゲル材料液」とは、特に言及がない限り、予め重合開始剤を添加したゲル材料液、重合開始剤を含まないゲル材料液、および重合開始剤の全てを意味する。以下、「予め重合開始剤を添加したゲル材料液」を「重合開始剤入りゲル材料液」という場合があり、「重合開始剤を含まないゲル材料液」を「モノマー溶液」という場合がある。   Therefore, in the present invention, “gel material liquid” means all of a gel material liquid to which a polymerization initiator has been added in advance, a gel material liquid not containing a polymerization initiator, and a polymerization initiator, unless otherwise specified. . Hereinafter, “a gel material solution to which a polymerization initiator has been added in advance” may be referred to as “a gel material solution containing a polymerization initiator”, and “a gel material solution that does not include a polymerization initiator” may be referred to as a “monomer solution”.

本発明において、基材S上にゲル材料液を塗布する方法は特に限定されず、基材S上面の所定領域にゲル材料液を塗布できるものであればよく、例えば、ピペッター、ディスペンサー、インクジェット装置等が挙げられる。これらの中でも、高精度に微小液滴を吐出して基材に付着させるインクジェットヘッドを備えたインクジェット装置を用いることが好ましい。インクジェットヘッドを用いれば、細長い基材Sの所定領域にも高精度かつ定量的に微小液滴を塗布することができるため、得ようとするゲル層G1の形成領域、膜厚、pH勾配および濃度勾配等を容易かつ高精度に制御することができる。 In the present invention, the method for applying the gel material liquid onto the substrate S is not particularly limited, and any method can be used as long as the gel material liquid can be applied to a predetermined region on the upper surface of the substrate S. For example, a pipetter, dispenser, inkjet device Etc. Among these, it is preferable to use an ink jet apparatus provided with an ink jet head that discharges fine droplets with high accuracy and adheres them to a substrate. If an inkjet head is used, it is possible to apply fine droplets to a predetermined region of the elongated substrate S with high accuracy and quantitatively. Therefore, the formation region of the gel layer G 1 to be obtained, the film thickness, the pH gradient, and The concentration gradient and the like can be controlled easily and with high accuracy.

次に、図1(A)に示す試験具GP1を製造することができる装置について説明し、その後でこの装置を用いて試験具GP1を製造する方法について説明する。 Next, an apparatus capable of manufacturing the test tool GP 1 shown in FIG. 1A will be described, and then a method of manufacturing the test tool GP 1 using this apparatus will be described.

図2は実施形態1の電気泳動用試験具を製造することができる装置を示す構成図である。この試験具製造装置は、基材Sがセットされるステージ10と、塗布部としてのインクジェット装置30と、ステージ10を直線方向に移動させる移動機構40と、これらを収納する密閉可能なケース50と、図示しない制御部とを備える。なお、ケース50には図示しない開閉扉が設けられている。   FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an apparatus capable of manufacturing the electrophoresis test device of the first embodiment. This test device manufacturing apparatus includes a stage 10 on which a base material S is set, an ink jet apparatus 30 as an application unit, a moving mechanism 40 that moves the stage 10 in a linear direction, and a sealable case 50 that houses these. And a control unit (not shown). The case 50 is provided with an opening / closing door (not shown).

移動機構40は、ステージ10を支持する支持台40aを有し、この支持台40aが図示しないリニアガイド機構によって直線方向(矢印M1、M2方向)に往復移動可能とされている。
図2において、実線で示された支持台40aは待機位置にあり、塗布工程において2点鎖線で示された位置まで支持台40a、ステージ10および基材Sは直進することができる。これにより、ステージ10上にセットされた基材Sは、後述する第1〜第3インクジェットヘッド31b、32b、33bの真下を通過する。
The moving mechanism 40 has a support base 40a that supports the stage 10, and the support base 40a can be reciprocated in a linear direction (arrow M1, M2 direction) by a linear guide mechanism (not shown).
In FIG. 2, the support base 40a indicated by the solid line is in the standby position, and the support base 40a, the stage 10 and the substrate S can go straight to the position indicated by the two-dot chain line in the coating process. Thereby, the base material S set on the stage 10 passes just below the 1st-3rd inkjet heads 31b, 32b, and 33b mentioned later.

インクジェット装置30は、酸性溶液吐出部31と、塩基性溶液吐出部32と、重合開始剤吐出部33と、負圧調整部34とを備える。
酸性溶液吐出部31は、酸性モノマー溶液Aを貯蔵する第1タンク31aと、第1インクジェットヘッド31bと、第1タンク31aから第1インクジェットヘッド31bへ酸性モノマー溶液Aを送る第1パイプ31cとを有し、水頭差を利用して第1タンク31aから第1インクジェットヘッド31bへ酸性モノマー溶液Aが供給されるように構成されている。
The ink jet device 30 includes an acidic solution discharge unit 31, a basic solution discharge unit 32, a polymerization initiator discharge unit 33, and a negative pressure adjustment unit 34.
The acidic solution discharge unit 31 includes a first tank 31a that stores the acidic monomer solution A, a first inkjet head 31b, and a first pipe 31c that sends the acidic monomer solution A from the first tank 31a to the first inkjet head 31b. And the acidic monomer solution A is supplied from the first tank 31a to the first inkjet head 31b using the water head difference.

塩基性溶液吐出部32は、塩基性溶液Bを貯蔵する第2タンク32aと、第2インクジェットヘッド32bと、第2タンク32aから第2インクジェットヘッド32bへ塩基性溶液Bを送る第2パイプ32cとを有し、水頭差を利用して第2タンク32aから第2インクジェットヘッド32bへ塩基性モノマー溶液Bが供給されるように構成されている。   The basic solution discharge unit 32 includes a second tank 32a that stores the basic solution B, a second inkjet head 32b, and a second pipe 32c that sends the basic solution B from the second tank 32a to the second inkjet head 32b. And the basic monomer solution B is supplied from the second tank 32a to the second inkjet head 32b using the water head difference.

重合開始剤吐出部33は、重合開始剤Cを貯蔵する第3タンク33aと、第3インクジェットヘッド33bと、第3タンク33aから第3インクジェットヘッド33bへ重合開始剤Cを送る第3パイプ33cとを有し、水頭差を利用して第3タンク33aから第3インクジェットヘッド33bへ重合開始剤Cが供給されるように構成されている。   The polymerization initiator discharge unit 33 includes a third tank 33a that stores the polymerization initiator C, a third inkjet head 33b, and a third pipe 33c that sends the polymerization initiator C from the third tank 33a to the third inkjet head 33b. And the polymerization initiator C is supplied from the third tank 33a to the third inkjet head 33b using the water head difference.

第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bとしては、サーマルジェット方式、ピエゾジェット方式、静電駆動方式等が挙げられるが、インクジェット装置30における各液(酸性モノマー溶液A、塩基性モノマー溶液B、重合開始剤C)を冷却する場合は、各液に熱を加えるサーマルジェット方式を用いず、ピエゾジェット方式または静電駆動方式を用いることが望ましい。   Examples of the first to third ink jet heads 31b to 33b include a thermal jet method, a piezo jet method, an electrostatic drive method, and the like, but each liquid in the ink jet device 30 (an acidic monomer solution A, a basic monomer solution B, a polymerization). When the initiator C) is cooled, it is desirable to use a piezo jet method or an electrostatic drive method without using a thermal jet method for applying heat to each liquid.

負圧調整部34は、第1〜第3タンク31a〜33aとパイプ35〜37にて接続されており、第1から第3のタンク内の気圧を管理し、第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bのノズル孔H(図4参照)から液が垂れ落ちない所定の圧力となるよう、第1〜第3タンク31a〜33a内を大気圧より低い所定圧で一定になるように調整する。   The negative pressure adjusting unit 34 is connected to the first to third tanks 31a to 33a by pipes 35 to 37, manages the atmospheric pressure in the first to third tanks, and the first to third inkjet heads 31b. The insides of the first to third tanks 31a to 33a are adjusted to be constant at a predetermined pressure lower than the atmospheric pressure so that the liquid does not drip from the nozzle holes H (see FIG. 4) of .about.33b.

第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bは一体化されて1組の吐出ヘッドユニットUが構成されており、この吐出ヘッドユニットUは図示しない固定部材にて固定されている。そして、図3に示すように、この基材Sの移動軌跡E上に、第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bは一列で配置されているが、ヘッド配置順はこの順番に限定されない。なお、実施形態1の場合、基材Sの移動方向の上流側から第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bの順で配置されている。   The first to third ink jet heads 31b to 33b are integrated to form a set of ejection head units U, and the ejection head units U are fixed by a fixing member (not shown). And as shown in FIG. 3, although the 1st-3rd inkjet heads 31b-33b are arrange | positioned in a line on the movement locus | trajectory E of this base material S, the head arrangement order is not limited to this order. In the case of the first embodiment, the first to third inkjet heads 31b to 33b are arranged in this order from the upstream side in the moving direction of the substrate S.

また、図3と図4に示すように、基材Sの移動軌跡Eと対向する第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bの下面には、移動軌跡Eの方向と直交する方向に複数のノズル孔Hが1列で設けられている。すなわち、1列のノズル孔群HGが、移動軌跡Eの方向と直交する方向に、かつ移動軌跡Eの幅を超える長さで延びている。ノズル孔径Dおよびノズル孔間隔Pは特に限定されないが、ノズル孔Hの径は10〜100μm程度が適当であり、ノズル孔間隔Pは100〜200μm程度が適当である。なお、ノズル列が直線状に配置されている場合、ヘッド向きを傾けることで見掛け上、ノズル孔間隔を狭くする方法も使用できる。また、第1〜第3インクジェットヘッド31b〜33bにおいて、ノズル孔群HGは2列以上の複数列で設けられていてもよい。   Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of nozzles are arranged on the lower surface of the first to third inkjet heads 31 b to 33 b facing the movement locus E of the substrate S in a direction orthogonal to the direction of the movement locus E. The holes H are provided in one row. That is, the nozzle hole group HG in one row extends in a direction orthogonal to the direction of the movement locus E and with a length exceeding the width of the movement locus E. Although the nozzle hole diameter D and the nozzle hole interval P are not particularly limited, the diameter of the nozzle hole H is suitably about 10 to 100 μm, and the nozzle hole interval P is suitably about 100 to 200 μm. When the nozzle rows are arranged in a straight line, it is possible to use a method of apparently narrowing the nozzle hole interval by tilting the head direction. In the first to third ink jet heads 31b to 33b, the nozzle hole group HG may be provided in a plurality of rows of two or more.

次に、前記構成を有する試験具製造装置を用いて試験具GP1を製造する方法の一例について説明するが、等電点電気泳動用試験具GP1は、本発明の溶液塗布方法に基づく製造方法によって製造することができるため、先ず、溶液塗布方法について説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the test device GP 1 using the test device manufacturing apparatus having the above-described configuration will be described. The isoelectric focusing test device GP 1 is manufactured based on the solution coating method of the present invention. Since it can be manufactured by the method, first, the solution coating method will be described.

図5は本発明の溶液塗布方法での塗布量分布を説明する概念図である。
本発明の溶液塗布方法は、例えば、被塗布材Sx上の塗布領域A〜Hに第1溶液を単位面積当たりの塗布量を変化させながらX方向に塗布する第1工程と、被塗布材Sx上の塗布領域A〜Hに第2溶液を単位面積当たりの塗布量を変化させながらX方向に塗布する第2工程とを含み、第1溶液と第2溶液の単位面積当たりの塗布量合計が塗布領域全体に亘って均一であるように、第1工程と第2工程を複数回繰り返す方法である。なお、図5中の「第1」は第1工程および第1溶液の塗布量を意味し、「第2」は第2工程および第2溶液の塗布量を意味している。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the coating amount distribution in the solution coating method of the present invention.
The solution application method of the present invention includes, for example, a first step of applying the first solution in the X direction while changing the application amount per unit area in the application regions A to H on the application material Sx, and the application material Sx. A second step of applying the second solution in the X direction while changing the application amount per unit area in the application areas A to H, and the total application amount per unit area of the first solution and the second solution is In this method, the first step and the second step are repeated a plurality of times so as to be uniform over the entire coating region. In FIG. 5, “first” means the application amount of the first step and the first solution, and “second” means the application amount of the second step and the second solution.

図5では、被塗布材Sxの上面をX方向に8等分した塗布領域A〜Hを設定し、一領域が単位面積に相当すると共に、第1工程と第2工程を5回繰り返す場合を例示している。塗布方向はX方向であれば、左から右でも右から左でもどちらでもよく、左から右へ塗布する場合、第1溶液の塗布量は塗布領域Aから塗布領域Hへ向かうにつれて段階的に増加し、第2溶液の塗布量は塗布領域Aから塗布領域Hへ向かうにつれて段階的に減少する。右から左へ塗布する場合はこの逆である。また、塗布領域A〜Hにおける第1溶液の塗布量と第2溶液の塗布量の合計は均一である。また、第1工程と第2工程を交互に行ってもよい。あるいは、奇数回目は第1工程を行った後に第2工程を行い、偶数回目に第2工程を行った後に第1工程を行ってもよく、この逆でもよい。   In FIG. 5, the application areas A to H are set by dividing the upper surface of the material Sx to be equally divided into eight in the X direction, one area corresponds to a unit area, and the first step and the second step are repeated five times. Illustrated. If the application direction is the X direction, it may be left to right or right to left. When applying from left to right, the application amount of the first solution increases stepwise from the application area A toward the application area H. In addition, the application amount of the second solution decreases stepwise from the application area A toward the application area H. The reverse is true when applying from right to left. Moreover, the sum total of the coating amount of the first solution and the coating amount of the second solution in the coating areas A to H is uniform. Moreover, you may perform a 1st process and a 2nd process alternately. Alternatively, the odd-numbered times may be performed after the first step is performed, the second step is performed, and the even-numbered times after the second step is performed, and the reverse may be performed.

この溶液塗布方法において、塗布領域の数、第1工程と第2工程を繰り返す回数、第1および第2溶液の組成等は特に限定されないが、1回目に行った第1および第2工程と全く同じ条件で2回目以降を繰り返す必要がある。これにより、1回目の第1および第2工程によって被塗布材Sx上に理想的な機能勾配を有する塗布膜が形成され、2回目以降は理想的な機能勾配を維持しながら塗布膜が段階的に厚くなっていく。ここで「機能勾配」とは、例えば、pH勾配、濃度勾配、粒子径勾配等が挙げられる。   In this solution coating method, the number of coating areas, the number of times to repeat the first step and the second step, the composition of the first and second solutions, etc. are not particularly limited, but completely the same as the first and second steps performed at the first time. It is necessary to repeat the second and subsequent times under the same conditions. Thus, a coating film having an ideal functional gradient is formed on the material to be coated Sx by the first and second steps of the first time, and the coating film is stepwise while maintaining the ideal functional gradient after the second time. It gets thicker. Here, examples of the “functional gradient” include a pH gradient, a concentration gradient, and a particle size gradient.

この溶液塗布方法によれば、最終的に得ようとする塗布膜の厚みを、1回の塗布で形成するのではなく、複数回の塗布により徐々に厚く形成していくため、塗布1回当たりの塗布量を低減することができる。この結果、各回の塗布における塗布膜の形状崩れによる移動を抑制することができ、理想的な機能勾配を有する塗布膜を形成し易くなる。   According to this solution coating method, the thickness of the coating film to be finally obtained is not formed by one application, but is gradually increased by a plurality of applications. The application amount of can be reduced. As a result, it is possible to suppress movement due to the deformation of the shape of the coating film in each application, and it is easy to form a coating film having an ideal functional gradient.

等電点電気泳動用試験具GP1の製造方法では、前記溶液塗布方法における第1工程および第2工程に基づく工程(A)および工程(B)を含み、工程(A)で用いる第1溶液としての酸性モノマー溶液と工程(B)で用いる第2溶液としての塩基性モノマー溶液の単位面積当たりの塗布量合計が塗布領域全体に亘って均一であるように、工程(A)と工程(B)を複数回繰り返す。これにより、理想的なpH勾配を有する塗布膜を形成することができる。 The isoelectric focusing test device GP 1 of the manufacturing method includes a step based on the first step and the second step in the solution coating method (A) and step (B), the first solution used in step (A) Step (A) and Step (B) so that the total coating amount per unit area of the acidic monomer solution and the basic monomer solution as the second solution used in Step (B) is uniform over the entire coating region. ) Is repeated several times. Thereby, a coating film having an ideal pH gradient can be formed.

また、この等電点電気泳動用試験具の製造方法は、工程(A)と工程(B)を複数回繰り返すことにより、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液とが混合した混合溶液の塗布膜を、被塗布材としての基材上に形成した後、塗布膜上に重合開始剤を塗布する工程(C)をさらに含んでもよい。   In addition, the method for manufacturing the isoelectric focusing test device can be obtained by repeating steps (A) and (B) a plurality of times to form a coating film of a mixed solution in which an acidic monomer solution and a basic monomer solution are mixed. Further, it may further include a step (C) of applying a polymerization initiator on the coating film after being formed on a substrate as a material to be coated.

以下、前記構成を有する試験具製造装置を用いて試験具GP1を製造する方法の一例について説明する。
先ず、図2に示すように、待機位置にあるステージ10上に細長い矩形の基材Sをセットする。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the test tool GP 1 using the test tool manufacturing apparatus having the above-described configuration will be described.
First, as shown in FIG. 2, an elongated rectangular base material S is set on the stage 10 in the standby position.

次に、所定のプログラムに基づく常温大気圧下での塗布工程が行われる。すなわち、図6(A)〜(C)、図7(A)〜(C)および図8(A)と(b)に示すように、移動機構40により支持台40aが一方向(矢印M1方向)に一定速度で往復移動すると共に、第1および第2インクジェットヘッド31b、32bから微小液滴La、Lbが一定時間間隔で断続的に吐出して、基材S上に塗布膜が形成される。   Next, the coating process under normal temperature and atmospheric pressure based on a predetermined program is performed. That is, as shown in FIGS. 6 (A) to (C), FIGS. 7 (A) to (C) and FIGS. 8 (A) and (b), the support 40a is moved in one direction (in the direction of the arrow M1) by the moving mechanism 40. ) At a constant speed, and micro droplets La and Lb are intermittently ejected from the first and second inkjet heads 31b and 32b at regular time intervals to form a coating film on the substrate S. .

詳しく説明すると、図6(A)に示すように、基材Sの一端S1がインクジェット装置30の第1インクジェットヘッド31bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで、第1インクジェットヘッド31bから酸性モノマー溶液の微小液滴Laが吐出されて基材S上に塗布される。これにより、図6(B)に示すように、酸性モノマー溶液の塗布膜L1が基材Sの一端S1側に形成される。この場合、ステージ10上に微小液滴Laが吐出されないように、第1インクジェットヘッド31bにおけるノズル孔群HGのうちから微小液滴Laを吐出するノズル孔Hが選択されており、これについては第2および第3インクジェットヘッド32b、33bでも同様である。 More specifically, as shown in FIG. 6 (A), when one end S 1 of the substrate S moves to a position directly below the nozzle hole group HG of the first inkjet head 31b of the inkjet apparatus 30, the first inkjet head 31b A small droplet La of the acidic monomer solution is discharged and applied onto the substrate S. Thus, as shown in FIG. 6 (B), the coating film L1 acidic monomer solution is formed at one end S 1 side of the substrate S. In this case, the nozzle hole H that discharges the micro droplet La is selected from the nozzle hole group HG in the first inkjet head 31b so that the micro droplet La is not discharged onto the stage 10. The same applies to the second and third inkjet heads 32b and 33b.

そして、基材Sの一端S1が第2インクジェットヘッド32bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで、第2インクジェットヘッド32bから塩基性モノマー溶液の微小液滴Lbが吐出されて塗布膜L1上に塗布される。これにより、図6(C)に示すように、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液とが混合した混合モノマー溶液の塗布膜L2が基材Sの一端S1側に形成される。 When one end S 1 of the substrate S moves to a position just below the nozzle hole group HG of the second inkjet head 32b, a micro droplet Lb of the basic monomer solution is discharged from the second inkjet head 32b, and the coating film L1. It is applied on top. Thus, as shown in FIG. 6 (C), the coating film L2 of the acidic monomer solution and the basic monomer mixture monomer solution are mixed and the solution is formed at one end S 1 side of the substrate S.

そして、基材Sの他端S2が第1インクジェットヘッド31bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで酸性モノマー溶液の微小液滴Laの吐出が停止し、基材Sの他端S2が第2インクジェットヘッド32bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで、図7(A)に示すように、移動機構40の支持台40aが逆方向(矢印M2方向)に移動してステージ10と共に基材Sが逆方向に移動し、基材Sの他端S2が第1インクジェットヘッド31bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで酸性モノマー溶液の微小液滴Laの吐出が再開する(図7(B)参照)。 Then, when the other end S 2 of the substrate S moves to a position directly below the nozzle hole group HG of the first inkjet head 31b, the discharge of the fine droplet La of the acidic monomer solution is stopped, and the other end S 2 of the substrate S is stopped. 7 moves to a position directly below the nozzle hole group HG of the second inkjet head 32b, the support base 40a of the moving mechanism 40 moves in the reverse direction (arrow M2 direction) as shown in FIG. substrate S is moved in the opposite direction, the other end S 2 of the substrate S is ejected microdroplets La acidic monomer solution resumes after moving to a position directly below the nozzle hole group HG of the first inkjet head 31b with (See FIG. 7B).

このようにして、図7(B)に示すように、塩基性モノマー溶液と酸性モノマー溶液と基材Sの他端S2側の塗布膜L2上に塗布されかつ塗布膜L2中に混合して塗布膜L3が形成されていく。 In this way, as shown in FIG. 7 (B), it is applied on the coating film L2 on the other end S 2 side of the basic monomer solution and an acidic monomer solution and the substrate S and then mixed in the coating film L2 The coating film L3 is formed.

そして、基材Sの一端S1が第2インクジェットヘッド32bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで塩基性モノマー溶液の微小液滴Lbの吐出が停止し、基材Sの一端S1が第1インクジェットヘッド31bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで、図7(C)に示すように、移動機構40の支持台40aが逆方向(矢印M1方向)に移動してステージ10と共に基材Sが逆方向に移動する。 Then, when one end S 1 of the substrate S moves to a position directly below the nozzle hole group HG of the second inkjet head 32b, the discharge of the fine droplet Lb of the basic monomer solution is stopped, and the one end S 1 of the substrate S is When the first inkjet head 31b has moved to a position just below the nozzle hole group HG, as shown in FIG. 7C, the support base 40a of the moving mechanism 40 moves in the reverse direction (arrow M1 direction) and moves together with the stage 10. The substrate S moves in the reverse direction.

その後は、図6(A)〜図7(C)で説明した動作が複数回繰り返される。このように、基材Sが矢印M1方向と矢印M2方向に複数回往復移動を繰り返す間に、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液が基材S上に複数回塗布される。これにより、理想的なpH勾配を維持しながら酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液の混合液の塗布膜が徐々に厚みを増しながら基材S上に形成されていく。そして、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液が基材S上に所定回数(n回)塗布された後、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液の吐出が停止し、基材S上に厚みを増した塗布膜Lnが形成される(図8(A)参照)。   Thereafter, the operations described in FIGS. 6A to 7C are repeated a plurality of times. Thus, the acidic monomer solution and the basic monomer solution are applied on the substrate S a plurality of times while the substrate S repeats reciprocating movements a plurality of times in the directions of the arrow M1 and the arrow M2. Thereby, the coating film of the mixed solution of the acidic monomer solution and the basic monomer solution is formed on the substrate S while gradually increasing the thickness while maintaining an ideal pH gradient. Then, after the acidic monomer solution and the basic monomer solution were applied on the substrate S a predetermined number of times (n times), the discharge of the acidic monomer solution and the basic monomer solution was stopped and the thickness was increased on the substrate S. A coating film Ln is formed (see FIG. 8A).

その後、第3インクジェットヘッド33bから重合開始剤の微小液滴Lcが塗布膜Ln上に均一に塗布される。この際、図8(A)に示すように、基材Sが矢印M方向に移動して一端S1が第3インクジェットヘッド33bのノズル孔群HGの真下位置まで移動したところで、第3インクジェットヘッド33bから重合開始剤の微小液滴Lcが吐出されて塗布膜Ln上に塗布される。あるいは、基材Sが矢印M方向とは逆方向に移動して他端S2側から重合開始剤が塗布膜Ln上に塗布されてもよい。これにより、図8(B)に示すように、塗布膜Ln(混合モノマー溶液)と重合開始剤とが混合した重合開始剤入りゲル材料液の塗布膜Lxが基材S上に形成される。 Thereafter, microdroplets Lc of the polymerization initiator are uniformly applied from the third inkjet head 33b onto the coating film Ln. At this time, as shown in FIG. 8 (A), where the substrate S is one end S 1 moves in the direction of arrow M has moved to a position directly below the nozzle hole group HG third inkjet head 33b, a third inkjet head A small droplet Lc of the polymerization initiator is discharged from 33b and applied onto the coating film Ln. Alternatively, the base material S may move in the direction opposite to the arrow M direction, and the polymerization initiator may be applied onto the coating film Ln from the other end S 2 side. As a result, a coating film Lx of a gel material solution containing a polymerization initiator in which the coating film Ln (mixed monomer solution) and the polymerization initiator are mixed is formed on the substrate S as shown in FIG.

その後、基材Sが第3インクジェットヘッド33bを通過した時点で、第3インクジェットヘッド33bからの微小液滴Lcの吐出が停止し、支持台40aが待機位置まで戻り、塗布工程が終了する。なお、このような塗布工程における試験具製造装置の一連の動作は、所定のプログラムに基づいて制御部が各駆動部を制御することにより行われる。   Thereafter, when the base material S passes through the third inkjet head 33b, the ejection of the minute droplets Lc from the third inkjet head 33b is stopped, the support base 40a returns to the standby position, and the coating process ends. In addition, a series of operation | movement of the test device manufacturing apparatus in such an application | coating process is performed when a control part controls each drive part based on a predetermined program.

塗布工程後、ケース50の扉を開けて基材Sを取り出し、ゲル化工程用のケース内に収納し、そのケース内で塗布膜L3のゲル化工程を常温下で行う。なお、常温下でのゲル化完了までには3~5時間程度の時間を要する。ゲル化完了後は、図1(A)に示すように、四方の端部に丸みを有する蒲鉾形のゲル層Gが基材S上に形成された等電点電気泳動用試験具GP1が得られる。 After the coating process, the door of the case 50 is opened, the base material S is taken out and stored in the case for the gelation process, and the gelation process of the coating film L3 is performed at room temperature in the case. Note that it takes about 3 to 5 hours to complete the gelation at room temperature. After completion of gelation, as shown in FIG. 1 (A), an isoelectric focusing test instrument GP 1 in which a bowl-shaped gel layer G having roundness at four ends is formed on a substrate S is obtained. can get.

そして、この等電点電気泳動用試験具GP1のゲル層G1を乾燥することにより、図1(B)に示す等電点電気泳動試験具GPD1が得られる。この乾燥工程において、ゲル層G1を乾燥する方法は特に限定されず、例えば、ゲル層G1をヒータにて加熱する、あるいはゲル層G1に熱風を吹き付けて乾燥する方法が挙げられる。さらに、乾燥工程後に、乾燥膜D1を−20℃以下に冷却する冷却工程を行ってもよい。あるいは、乾燥工程および冷却工程の代わりに、フリーズドライ工程を行ってもよい。 Then, by drying the gel layer G 1 of the isoelectric focusing test device GP 1 , an isoelectric focusing test device GPD 1 shown in FIG. 1B is obtained. In this drying step, the method of drying the gel layer G 1 is not particularly limited, and examples thereof include a method of heating the gel layer G 1 with a heater or blowing hot air to the gel layer G 1 for drying. Further, after the drying step, the dry film D 1 may be carried out cooling step of cooling the -20 ° C. or less. Or you may perform a freeze-dry process instead of a drying process and a cooling process.

(他の実施形態)
1.実施形態1では、塗布工程において、基材上に常温状態の塗布膜を形成する場合を例示したが、ペルチェ素子やタンク冷却部を備えた装置を用い、基材上に冷却下で塗布膜を形成してもよい。また、実施形態1では、塗布工程において大気下で塗布膜を形成する場合を例示したが、窒素雰囲気下で塗布膜を形成してもよい。
(Other embodiments)
1. In the first embodiment, the case where a coating film in a room temperature state is formed on the base material in the coating step is exemplified. However, the coating film is formed on the base material under cooling using an apparatus including a Peltier element and a tank cooling unit. It may be formed. In the first embodiment, the case where the coating film is formed in the air in the coating process is illustrated, but the coating film may be formed in a nitrogen atmosphere.

2.実施形態1では、モノマー溶液と重合開始剤を個別に基材上へ塗布する場合を例示したが、重合開始剤入りゲル材料液を基材上へ塗布してもよい。この場合、塗布工程中に重合開始剤入りゲル材料液のゲル化が進行しないよう、冷却状態の重合開始剤入りゲル材料液が用いられる。例えば、塗布部において、冷却されたモノマー溶液と冷却された重合開始剤とをノズル付近で混合し、さらにはノズル付近も冷却して吐出前の重合開始剤入りゲル材料液も冷却する。それに加え、基材を冷却してもよい。 2. In the first embodiment, the case where the monomer solution and the polymerization initiator are individually applied onto the base material is illustrated, but a gel material solution containing a polymerization initiator may be applied onto the base material. In this case, a gel material solution containing a polymerization initiator in a cooled state is used so that gelation of the gel material solution containing a polymerization initiator does not proceed during the coating process. For example, in the coating unit, the cooled monomer solution and the cooled polymerization initiator are mixed in the vicinity of the nozzle, and further, the vicinity of the nozzle is also cooled to cool the gel material solution containing the polymerization initiator before discharge. In addition, the substrate may be cooled.

3.基材上に予め水膜を形成し、この水膜上に実施形態1の如くモノマー溶液と重合開始剤を個別に塗布してもよく、あるいは重合開始剤入りゲル材料液を塗布してもよい。 3. A water film is formed in advance on the substrate, and the monomer solution and the polymerization initiator may be individually applied onto the water film as in the first embodiment, or the gel material solution containing the polymerization initiator may be applied. .

本発明の溶液塗布方法は、実施形態1で説明したようなpH勾配を有する塗布膜およびゲル層を形成するのに好適であるが、これ以外にも、例えば、濃度の異なる2種類の溶液を被塗布材上に塗布して所定の濃度勾配を有する塗布膜を形成する場合にも適用できる。さらには、粒子径の異なる微粒子が溶媒中に分散した2種類の微粒子分散液を被塗布材上に塗布して、大きい粒子径の割合が徐々に増加する粒子径勾配を有する塗布膜を形成する場合にも本発明の溶液塗布方法を適用できる。   The solution coating method of the present invention is suitable for forming a coating film and a gel layer having a pH gradient as described in Embodiment 1. In addition to this, for example, two types of solutions having different concentrations are used. The present invention can also be applied to a case where a coating film having a predetermined concentration gradient is formed by coating on a material to be coated. Furthermore, two kinds of fine particle dispersions in which fine particles having different particle diameters are dispersed in a solvent are applied onto a material to be coated to form a coating film having a particle diameter gradient in which the ratio of large particle diameters gradually increases. In this case, the solution coating method of the present invention can be applied.

A 酸性モノマー溶液
B 塩基性モノマー溶液
C 重合開始剤
1 乾燥膜
GP1 使用可能な状態となった等電点電気泳動用試験具(ゲルプレート)
GPD1 保存可能な状態となった等電点電気泳動用試験具
1 ゲル層
S 基材
Sx 被塗布材
A acidic monomer solution B basic monomer solution C polymerization initiator D 1 dry film GP 1 isoelectric focusing test device ready for use (gel plate)
GPD 1 Storage device for isoelectric focusing that can be stored G 1 Gel layer S Base material Sx Material to be coated

Claims (5)

被塗布材上の塗布領域に第1溶液を単位面積当たりの塗布量を変化させながら一方向に塗布する第1工程と、前記被塗布材上の塗布領域に第2溶液を単位面積当たりの塗布量を変化させながら一方向に塗布する第2工程とを含み、前記第1溶液と前記第2溶液の単位面積当たりの塗布量合計が前記塗布領域全体に亘って均一であるように、前記第1工程と第2工程を複数回繰り返すことを特徴とする溶液塗布方法。   A first step of applying the first solution to the application region on the material to be applied in one direction while changing the application amount per unit area, and applying the second solution to the application region on the material to be applied per unit area A second step of applying in one direction while changing the amount, and the total amount of application per unit area of the first solution and the second solution is uniform over the entire application region. A solution coating method comprising repeating the first step and the second step a plurality of times. 前記第1溶液は第1のpHを有する第1pH緩衝液であり、前記第2溶液は前記第1のpHとは異なる第2のpHを有する第2pH緩衝液である請求項1に記載の溶液塗布方法。   2. The solution according to claim 1, wherein the first solution is a first pH buffer solution having a first pH, and the second solution is a second pH buffer solution having a second pH different from the first pH. Application method. 前記第1溶液の塗布および前記第2溶液の塗布が、インクジェット装置を用いて行われる請求項1または2に記載の溶液塗布方法。   The solution application method according to claim 1, wherein the application of the first solution and the application of the second solution are performed using an ink jet apparatus. 請求項1〜3のいずれか1つに記載の溶液塗布方法における前記第1工程および第2工程に基づく工程(A)および工程(B)を含み、
前記工程(A)で用いる前記第1溶液としての酸性モノマー溶液と前記工程(B)で用いる前記第2溶液としての塩基性モノマー溶液の単位面積当たりの塗布量合計が塗布領域全体に亘って均一であるように、前記工程(A)と工程(B)を複数回繰り返す等電点電気泳動用試験具の製造方法。
Including a step (A) and a step (B) based on the first step and the second step in the solution coating method according to claim 1,
The total coating amount per unit area of the acidic monomer solution as the first solution used in the step (A) and the basic monomer solution as the second solution used in the step (B) is uniform over the entire coating region. As described above, a method for producing an isoelectric focusing test device in which the step (A) and the step (B) are repeated a plurality of times.
前記工程(A)と工程(B)を複数回繰り返すことにより、前記酸性モノマー溶液と前記塩基性モノマー溶液とが混合した混合溶液の塗布膜を、被塗布材としての基材上に形成した後、前記塗布膜上に重合開始剤を塗布する工程(C)をさらに含む請求項4に記載の等電点電気泳動用試験具の製造方法。   After forming the coating film of the mixed solution in which the acidic monomer solution and the basic monomer solution are mixed on the base material as the coating material by repeating the step (A) and the step (B) a plurality of times. The method for producing an isoelectric focusing test device according to claim 4, further comprising a step (C) of applying a polymerization initiator on the coating film.
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