JP4362659B2 - Electrophoresis apparatus and electrophoresis method - Google Patents

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Description

本発明は電気泳動装置および方法に関するものであり、特に、媒体中の被分離物質を分離する電気泳動装置および方法に関するものである。   The present invention relates to an electrophoresis apparatus and method, and more particularly to an electrophoresis apparatus and method for separating a substance to be separated in a medium.

ライフサイエンスの分野において、電気泳動技術は非常に有用な分離および分析技術の一つである。生体高分子であるタンパク質、DNA、RNA等の分離に用いられる他、細胞等を分離することも可能である。これまで、ゲルを用いた代表的な電気泳動法の他にも、ポリマーを含む緩衝液を用いたキャピラリー電気泳動法、自由溶液中で泳動を行うフリーフロー電気泳動法等が実施されている。   In the field of life science, electrophoresis technology is one of very useful separation and analysis techniques. In addition to being used for separation of proteins, DNA, RNA and the like that are biopolymers, it is also possible to separate cells and the like. So far, in addition to typical electrophoresis using gels, capillary electrophoresis using a buffer solution containing a polymer, free flow electrophoresis in which electrophoresis is performed in a free solution, and the like have been performed.

特許文献1には、電気泳動技術を改良するための技術として、泳動槽内にワイヤ状の導電物を設けて、泳動電界のむらによる泳動パターンの乱れを解消することが記載されている。また、特許文献2には、泳動槽内に中間電極を設けて、泳動槽内部の電界および電位の分布を能動的に制御することが記載されている。
実開平5−4004号公報(平成5年1月22日公開) 実開平5−4003号公報(平成5年1月22日公開)
Patent Document 1 describes, as a technique for improving the electrophoresis technique, a wire-like conductive material is provided in the electrophoresis tank to eliminate disturbance of the electrophoresis pattern due to unevenness of the electrophoresis electric field. Patent Document 2 describes that an intermediate electrode is provided in the migration tank to actively control the electric field and potential distribution inside the migration tank.
Japanese Utility Model Publication No. 5-4004 (released on January 22, 1993) Japanese Utility Model Publication No. 5-4003 (released on January 22, 1993)

しかしながら、本発明者らが検討した結果、特許文献1および2に記載されているような、泳動槽内に導電体を備えている電気泳動装置を用いた電気泳動方法では、泳動速度が遅くなるという問題があることを見出した。   However, as a result of investigations by the present inventors, the electrophoresis speed is low in the electrophoresis method using the electrophoresis apparatus having a conductor in the electrophoresis tank as described in Patent Documents 1 and 2. I found that there is a problem.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、泳動槽内に導電体を備えている電気泳動装置において、泳動速度の低下を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress a decrease in migration speed in an electrophoresis apparatus provided with a conductor in the migration tank.

本発明者らは、鋭意検討の結果、泳動速度の低下の原因は、泳動槽内の導電体において発生した気泡が、ゲルを該導電体から剥離させて、該ゲルと該導電体との間に緩衝液が侵入することにより緩衝作用が阻害されるという、従来全く知られていなかった現象が原因であることを見出した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that the cause of the decrease in the migration speed is that bubbles generated in the conductor in the electrophoresis tank peel off the gel from the conductor, and the gap between the gel and the conductor. It has been found that this is caused by a phenomenon that has not been known at all, that the buffering action is inhibited by the penetration of the buffer solution.

そして、本発明者らはさらに検討を重ね、泳動槽内の隣接する導電体間の電位差が一定値以下であれば気泡が生じないことを見出し、発明を完成させた。   The inventors have further studied and found that bubbles do not occur if the potential difference between adjacent conductors in the electrophoresis tank is not more than a certain value, thus completing the invention.

すなわち、本発明に係る電気泳動装置は、複数の導電体に接して配置された媒体中の被分離物質を分離する電気泳動装置であって、該媒体に電圧を印加する電圧印加手段を備えており、該電圧印加手段は、隣接する該導電体間の電位差が、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように、該電圧を印加することを特徴としている。   That is, the electrophoresis apparatus according to the present invention is an electrophoresis apparatus that separates a substance to be separated in a medium disposed in contact with a plurality of conductors, and includes a voltage applying unit that applies a voltage to the medium. The voltage applying means applies the voltage so that the potential difference between the adjacent conductors is greater than 0V and less than or equal to 0.3V.

上記の構成によれば、電圧印加手段は、隣接する上記導電体間の電位差が、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように電圧を印加する。隣接する該導電体間の電位差が0.3V以下であれば、後述する実施例に示すように、気泡が発生しない。そのため、上記の構成によれば、気泡の発生に起因する泳動速度の低下を抑制することができる。   According to said structure, a voltage application means applies a voltage so that the electrical potential difference between the said adjacent conductors may become larger than 0V and below 0.3V. If the potential difference between the adjacent conductors is 0.3 V or less, no bubbles are generated as shown in the examples described later. Therefore, according to said structure, the fall of the migration speed resulting from bubble generation can be suppressed.

上記電気泳動装置では、上記電圧印加手段は、上記各導電体に上記電圧を印加してもよい。   In the electrophoretic device, the voltage applying unit may apply the voltage to the conductors.

上記の構成によれば、上記電圧印加手段が、上記各導電体に電位を直接与えるので、隣接する該導電体間の電位差を、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように容易に設定することができる。   According to the above configuration, since the voltage applying unit directly applies a potential to each of the conductors, the potential difference between the adjacent conductors can be easily set to be greater than 0V and less than or equal to 0.3V. can do.

上記電気泳動装置では、上記複数の導電体が、250個以上であることが好ましい。   In the electrophoresis apparatus, the number of the plurality of conductors is preferably 250 or more.

上記の構成によれば、電気泳動に通常用いられる範囲のゲルに対する印加電圧(50〜500V)でも、隣接する導電体間の電位差を0.3V以下に容易にすることができる。   According to said structure, even if the applied voltage (50-500V) with respect to the gel of the range normally used for electrophoresis, the electrical potential difference between adjacent conductors can be made easy to 0.3V or less.

上記電気泳動装置では、上記導電体が、線状の導電体であることが好ましい。   In the electrophoretic device, it is preferable that the conductor is a linear conductor.

上記の構成によれば、幅が狭い線状の導電体を用いるので、多くの導電体を並べることができ、隣接する導電体間の電位差を0.3V以下に容易にすることができる。   According to said structure, since a linear conductor with a narrow width | variety is used, many conductors can be arranged and the electrical potential difference between adjacent conductors can be made easy to 0.3V or less.

上記電気泳動装置では、上記線状の導電体が、上記電圧印加手段が上記媒体に電圧を印加する方向に直行して互いに平行に配置されていることが好ましい。   In the electrophoretic device, it is preferable that the linear conductors are arranged in parallel with each other so that the voltage applying unit is orthogonal to the direction in which the voltage is applied to the medium.

上記の構成によれば、上記線状の導電体は、上記電圧印加手段が上記媒体に電圧を印加する方向に直行して互いに平行に配置されている。そのため、上記導電体は、第1方向へ向かう電位勾配にほとんど影響を及ぼさない。したがって、上記媒体に含まれる被分離物質を好適に分離することができる。   According to the above configuration, the linear conductors are arranged in parallel with each other so that the voltage applying unit goes straight in the direction in which the voltage is applied to the medium. Therefore, the conductor hardly affects the potential gradient in the first direction. Therefore, the substance to be separated contained in the medium can be suitably separated.

上記電気泳動装置では、上記線状の導電体の幅が、100μm以下であることが好ましい。   In the electrophoresis apparatus, it is preferable that a width of the linear conductor is 100 μm or less.

上記の構成によれば、上記線状の導電体の幅が狭いので、小規模な装置であっても、数多くの導電体を配置し得、隣接する導電体間の電位差を0.3V以下に容易にすることができる。   According to the above configuration, since the width of the linear conductor is narrow, a large number of conductors can be arranged even in a small-scale device, and the potential difference between adjacent conductors can be reduced to 0.3 V or less. Can be easily.

上記電気泳動装置では、上記線状の導電体同士の間隔が、100μm以下であることが好ましい。   In the electrophoretic device, the distance between the linear conductors is preferably 100 μm or less.

上記の構成によれば、上記線状の導電体同士の間隔が狭いので、小規模な装置であっても、数多くの導電体を配置し得、隣接する導電体間の電位差を0.3V以下に容易にすることができる。   According to said structure, since the space | interval of the said linear conductors is narrow, even if it is a small apparatus, many conductors can be arrange | positioned and the electric potential difference between adjacent conductors is 0.3 V or less Can be easily.

上記電気泳動装置では、上記導電体が、白金、亜鉛、および銅からなる群から選ばれる金属からなることが好ましい。   In the electrophoresis apparatus, the conductor is preferably made of a metal selected from the group consisting of platinum, zinc, and copper.

上記の構成によれば、上記導電体が劣化し難いので、本発明に係る電気泳動方法を繰り返し行い得る。   According to said structure, since the said conductor is hard to deteriorate, the electrophoresis method which concerns on this invention can be performed repeatedly.

上記電気泳動装置は、等電点電気泳動装置であってもよい。   The electrophoretic device may be an isoelectric focusing device.

上記構成によれば、等電点電気泳動装置において、媒体内に均一なpHの勾配を形成することができる。   According to the above configuration, in the isoelectric focusing device, a uniform pH gradient can be formed in the medium.

本発明に係る電気泳動方法は、複数の導電体に接して配置された媒体中の被分離物質を分離する電気泳動方法であって、隣接する該導電体間の電位差が、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように、該媒体に電圧を印加する工程を包含することを特徴としている。   An electrophoresis method according to the present invention is an electrophoresis method for separating a substance to be separated in a medium placed in contact with a plurality of conductors, wherein a potential difference between adjacent conductors is greater than 0V and It includes a step of applying a voltage to the medium so that the voltage is 0.3 V or less.

上記の構成によれば、電圧印加工程では、隣接する上記導電体間の電位差が、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように電圧が印加される。隣接する該導電体間の電位差が0.3V以下であれば、後述する実施例に示すように、気泡が発生しない。そのため、上記の構成によれば、気泡の発生に起因する泳動速度の低下を抑制することができる。   According to said structure, in a voltage application process, a voltage is applied so that the electrical potential difference between the said adjacent conductors may become larger than 0V and below 0.3V. If the potential difference between the adjacent conductors is 0.3 V or less, no bubbles are generated as shown in the examples described later. Therefore, according to said structure, the fall of the migration speed resulting from bubble generation can be suppressed.

本発明によれば、泳動槽内の導電体における電気泳動中の気泡の発生を抑制し、泳動速度の低下を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the bubble in the electrophoresis in the conductor in an electrophoresis tank can be suppressed, and the fall of an electrophoresis speed can be suppressed.

本発明に係る電気泳動装置の一実施形態について、図1に基づいて説明する。   An embodiment of an electrophoresis apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態に係る電気泳動装置100は、緩衝液槽101および102、分離部103、電極104および105(電圧印加手段)、ストライプ電極106(導電体)、ならびに蓋部材107を備えている。緩衝液槽101および102には、電極104および105がそれぞれ配置され、緩衝液で充填されている。また、分離部103は、緩衝液槽101および102に挟まれて存在する。分離部103上にはストライプ電極106が設けられており、分離部103のストライプ電極106上に媒体120が載置される。   The electrophoresis apparatus 100 according to this embodiment includes buffer solution tanks 101 and 102, a separation unit 103, electrodes 104 and 105 (voltage applying means), a stripe electrode 106 (conductor), and a lid member 107. Electrodes 104 and 105 are disposed in the buffer baths 101 and 102, respectively, and are filled with a buffer solution. The separation unit 103 exists between the buffer solution tanks 101 and 102. A stripe electrode 106 is provided on the separation unit 103, and the medium 120 is placed on the stripe electrode 106 of the separation unit 103.

上記緩衝液としては、一般に電気泳動に用いられる組成の緩衝液を用いればよい。また、媒体120は、例えば、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル等、一般に電気泳動に用いられるゲルからなり、被分離物質を含んでいる。被分離物質は、電気泳動および転写によって分離または分析すべき物質であればよく、生物材料(例えば、生物個体、体液、細胞株、組織培養物、または組織断片)からの調製物を好適に用いることができる。   As the buffer solution, a buffer solution having a composition generally used for electrophoresis may be used. The medium 120 is a gel generally used for electrophoresis, such as an agarose gel or a polyacrylamide gel, and contains a substance to be separated. The substance to be separated may be a substance to be separated or analyzed by electrophoresis and transcription, and a preparation from a biological material (for example, an individual organism, body fluid, cell line, tissue culture, or tissue fragment) is preferably used. be able to.

電極104および電極105は、ストライプ導電体106の各導電体間の電位差が0.3V以下となるように媒体120に電圧を印加する。これにより気泡の発生を防ぐことができる。電極104および電極105が印加する電圧は、具体的には、ストライプ電極106が備える導電体の本数から定められ、次の式(1)に従う。なお、必ず0Vを超える電圧を印加するものとする。   The electrode 104 and the electrode 105 apply a voltage to the medium 120 so that the potential difference between the conductors of the stripe conductor 106 is 0.3 V or less. Thereby, generation | occurrence | production of a bubble can be prevented. Specifically, the voltage applied by the electrode 104 and the electrode 105 is determined from the number of conductors included in the stripe electrode 106, and follows the following formula (1). Note that a voltage exceeding 0 V must be applied.

印加電圧(V) ≦ (導電体の本数 − 1) × 0.3(V)・・・(1)
一つの局面において、本実施形態に係る電気泳動装置100は、ストライプ導電体113のそれぞれ導電体の電位を制御する図示しない電位制御手段(電圧印加手段)を有している。上記電位制御手段は、例えば、電源と、導電経路とを備えており、電源から上記各導電体へ、それぞれ異なる抵抗値を有する経路または従電源等を介して導電接続されていることにより、各導電体へ異なる電位を与える。なお、必ずしもすべての上記導電体の電位を制御する必要はなく、いくつかの導電体(以後、これらを中間電極と呼ぶ)の電位だけを制御してもよい。この場合、中間電極に挟まれたその他の導電体は、中間電極同士が形成する電位勾配に従って電位を有することになる。いずれの場合であっても、隣接する上記導電体間の電位差が、0.3V以下になるように電位が与えられていればよく、これにより気泡の発生を防ぐことができる。
Applied voltage (V) ≦ (Number of conductors −1) × 0.3 (V) (1)
In one aspect, the electrophoresis apparatus 100 according to the present embodiment includes potential control means (voltage application means) (not shown) that controls the potential of each conductor of the stripe conductor 113. The potential control means includes, for example, a power source and a conductive path, and is electrically conductively connected from the power source to each of the conductors via paths having different resistance values or sub power sources. Different potentials are applied to the conductor. Note that it is not always necessary to control the potentials of all the conductors, and only the potentials of some conductors (hereinafter referred to as intermediate electrodes) may be controlled. In this case, the other conductors sandwiched between the intermediate electrodes have a potential according to a potential gradient formed by the intermediate electrodes. In either case, it is only necessary to apply a potential so that the potential difference between the adjacent conductors is 0.3 V or less, and this can prevent generation of bubbles.

なお、上記電位制御手段を用いれば、上記の効果を有するほかにも電気泳動を好適に実施することができる。例えば、媒体120内の被分離物質のうち、分離され難い高分子量の物質の分離の幅が大きくなるように、低電位領域の電位の勾配を大きく、移動が早い低分子量の物質が媒体120から離脱しないように、高電位領域の電位の勾配を小さくすることにより、含まれる物質の分子量に大きな幅がある被分離物質を好適に分離することができる。すなわち、電気泳動では、低電位側から高電位側へと物質が泳動されるが、高分子量の物質は低電位側に留まり、低分子量の物質は高電位側まで移動する傾向にある。ここで、上記のように、低電位領域の電位の勾配を大きく、高電位領域の電位の勾配を小さくすれば、高分子量の物質の分離度を大きくし、かつ、低分子量の物質の移動を抑えることができる。   If the potential control means is used, electrophoresis can be suitably performed in addition to the above effects. For example, among the substances to be separated in the medium 120, the low-molecular-weight substance that moves quickly and has a large potential gradient in the low-potential region so as to increase the separation width of the high-molecular-weight substance that is difficult to separate from the medium 120. By separating the potential gradient in the high potential region so as not to leave, a substance to be separated having a large range in the molecular weight of the contained substance can be suitably separated. That is, in electrophoresis, substances migrate from the low potential side to the high potential side, but high molecular weight substances remain on the low potential side, and low molecular weight substances tend to move to the high potential side. Here, as described above, if the potential gradient in the low potential region is increased and the potential gradient in the high potential region is decreased, the degree of separation of the high molecular weight substance is increased and the movement of the low molecular weight substance is increased. Can be suppressed.

他の実施形態において、本発明に係る電気泳動装置は等電点電気泳動装置である。本実施形態に係る等電点電気泳動装置200の斜視図を図2に、上面図を図3に、側面図を図4に示す。等電点電気泳動装置200は、分離槽201、電極202および203(電圧印加手段)、ストライプ電極204および205、ならびに蓋部材206を備えている。媒体220は、分離槽201内に、ストライプ電極204および205に挟まれて保持される。   In another embodiment, the electrophoresis apparatus according to the present invention is an isoelectric focusing apparatus. FIG. 2 is a perspective view of the isoelectric focusing apparatus 200 according to the present embodiment, FIG. 3 is a top view thereof, and FIG. 4 is a side view thereof. The isoelectric focusing device 200 includes a separation tank 201, electrodes 202 and 203 (voltage applying means), stripe electrodes 204 and 205, and a lid member 206. The medium 220 is held between the stripe electrodes 204 and 205 in the separation tank 201.

媒体220は、pH勾配を形成するためのアンフォライトを含んでいることが好ましい。電極202および電極203が媒体220に電圧を印加したとき、ストライプ電極204および205における個々の導電体は、それぞれ一つの電位を有し、電極からの距離が等しいストライプ電極204の導電体と、ストライプ電極205の導電体とも同一の電位を有する。そのため、両ストライプ電極の個々の導電体が存在する近傍では電位が均一となっており、これに従って、媒体220内のアンフォライトも移動し、pHの勾配が均一となる。   The medium 220 preferably contains an ampholite for forming a pH gradient. When the electrode 202 and the electrode 203 apply a voltage to the medium 220, the individual conductors in the stripe electrodes 204 and 205 each have one potential and the conductors of the stripe electrode 204 and the stripes having the same distance from the electrodes The conductor of the electrode 205 has the same potential. Therefore, the potential is uniform in the vicinity of the individual conductors of both stripe electrodes, and the amphorite in the medium 220 moves accordingly, and the pH gradient becomes uniform.

このとき、電極202および電極203は、ストライプ導電体213および214の各導電体間の電位差を0.3V以下となるように電圧を印加するので、気泡の発生を防ぐことができる。   At this time, the electrode 202 and the electrode 203 apply a voltage so that the potential difference between the conductors of the stripe conductors 213 and 214 is 0.3 V or less, so that the generation of bubbles can be prevented.

さらに他の実施形態において、本発明に係る電気泳動装置300はストライプ電極301および302を用いて媒体320に電圧を印加する。図5は、本実施形態に係る電気泳動装置300の動作の説明図である。図5に示すように、電気泳動装置300では、ストライプ電極301および302の対応する隣り合う導電体間にのみ電圧を印加し、電圧を印加する導電体を順次ずらすことによって電気泳動を行う。   In still another embodiment, the electrophoresis apparatus 300 according to the present invention applies a voltage to the medium 320 using the stripe electrodes 301 and 302. FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the electrophoresis apparatus 300 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the electrophoresis apparatus 300, electrophoresis is performed by applying a voltage only between the corresponding adjacent conductors of the stripe electrodes 301 and 302 and sequentially shifting the conductors to which the voltage is applied.

導電体へ電圧印加は、隣り合う導電体毎に電圧印加する以外にも、導電体ピッチが細かい場合などには、複数本間の導電体に対して所定の間隔を隔てて数V〜10V程度の電圧を印加し、順次ずらすようにしてもよい。例えば、10Vを印加する場合は、34本間以上の間隔を設定することで、実質的に隣り合う導電体間の電位差が0.3V以下となるように印加することできる。   In addition to applying a voltage to each adjacent conductor, the voltage is applied to the conductors, such as when the conductor pitch is fine. A voltage may be applied and sequentially shifted. For example, in the case of applying 10 V, by setting an interval of 34 or more, it is possible to apply so that the potential difference between the adjacent conductors is substantially 0.3 V or less.

このとき、隣り合う導電体間の電位差を0.3Vとすることにより気泡の発生を防ぐことができる。なお、本実施形態においては、限られた電極にのみ電位を与えるので、気泡の発生によって生じる問題は、他の実施形態に比べれば少ない。ただし、0.3V以下とすることが好ましいのはいうまでも無い。   At this time, generation of bubbles can be prevented by setting the potential difference between adjacent conductors to 0.3V. In the present embodiment, since a potential is applied only to a limited number of electrodes, there are fewer problems caused by the generation of bubbles compared to the other embodiments. However, it goes without saying that the voltage is preferably set to 0.3 V or less.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。   Moreover, all the academic literatures and patent literatures described in this specification are incorporated herein by reference.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited at all by these Examples.

〔実施例1:ストライプ電極の作製〕
6cm×5cmで厚み3mmのガラス板上にスパッタ装置を用いCrのバインダーを成膜した後、約2000ÅのPtを成膜した。次に、100μm幅のブレードをセットしたダイシングソー(Disco)を用いてPt電極幅および電極間が約100μmおよび約100μmとなるように作製した。また、レーザーパワーが7%、加工スピードが6%、3000Hzの切断条件にてCOレーザー彫刻機を用いてPt線幅100μmおよびPt線間が100μmのストライプ電極基板とPt線幅50μmおよびPt線間が50μmのストライプ電極基板を作製することができた(図6)。また、このときの条件ではガラス面はほとんどレーザーによる加工を受けていなかった。
[Example 1: Production of stripe electrode]
A Cr binder film was formed on a 6 cm × 5 cm glass plate having a thickness of 3 mm using a sputtering apparatus, and then about 2000 mm of Pt was formed. Next, using a dicing saw (Disco) in which a blade having a width of 100 μm was set, the Pt electrode width and the distance between the electrodes were about 100 μm and about 100 μm. In addition, a strip electrode substrate having a Pt line width of 100 μm and a space between Pt lines of 100 μm and a Pt line width of 50 μm and a Pt line using a CO 2 laser engraving machine under a cutting condition of 7% laser power, 6% processing speed, and 3000 Hz. A stripe electrode substrate with a gap of 50 μm could be produced (FIG. 6). In addition, the glass surface was hardly subjected to laser processing under these conditions.

〔実施例2:基板の比較検討〕
6cm×5cmのゲル板(ガラス板)を1mmのスペーサーを挟んで組み立て、ゲル作製容器に設置した。一方のゲル板としてはガラス基板を用い、もう一方のゲル板として、Pt線幅100μmおよびPt線間幅が100μmのストライプ電極基板、基板全面がPtで成膜された基板を用いた場合、またはガラス基板(陽性対照)を用いた。
[Example 2: Comparative study of substrates]
A 6 cm × 5 cm gel plate (glass plate) was assembled with a 1 mm spacer in between, and placed in a gel preparation container. When a glass substrate is used as one gel plate and a stripe electrode substrate having a Pt line width of 100 μm and a Pt line width of 100 μm as the other gel plate, a substrate on which the entire substrate is formed of Pt, or A glass substrate (positive control) was used.

次に、調整した分離ゲル溶液(13%アクリルアミドミックス(アクリルアミド:ビスアクリルアミド=29.2:0.8)、378mM Tris−HCl(pH8.8)、0.05%APS、0.1%TEMED)を先端から7mmのところまで添加後に、水を重層した。分離ゲル溶液が重合した後、水を除去し、調整した濃縮ゲル溶液(4%アクリルアミドミックス(アクリルアミド:ビスアクリルアミド=29.2:0.8)、125mM Tris−HCl(pH8.8)、0.05%APS、0.2%TEMED)を添加した後、サンプルコームをセットした。また、陰極の電気泳動バッファー組成は25mM Tris、192mMグリシンおよび0.1%SDS、陽極の電気泳動バッファー組成は150mM Tris−HCl(pH8.8)を用いた。サンプルは溶解した等量の0.5%のアガロースゲルと混合してサンプルウェルに滴下して凝固後にSDS−PAGEを行った。   Next, the prepared separation gel solution (13% acrylamide mix (acrylamide: bisacrylamide = 29.2: 0.8), 378 mM Tris-HCl (pH 8.8), 0.05% APS, 0.1% TEMED) Was added up to 7 mm from the tip, and then water was overlaid. After the separated gel solution was polymerized, water was removed, and a concentrated gel solution (4% acrylamide mix (acrylamide: bisacrylamide = 29.2: 0.8), 125 mM Tris-HCl (pH 8.8), 0.8% was prepared. 05% APS, 0.2% TEMED) was added, and then a sample comb was set. The cathode electrophoresis buffer composition was 25 mM Tris, 192 mM glycine and 0.1% SDS, and the anode electrophoresis buffer composition was 150 mM Tris-HCl (pH 8.8). The sample was mixed with a dissolved equal amount of 0.5% agarose gel, dropped into the sample well and coagulated, followed by SDS-PAGE.

SDS−PAGEで分離するサンプルとして、可視染色されたSeeBlue plus2 M.W.Marker(インビトロジェン社)と蛍光標識されたDyLight fluorescent protein molecular weight markers(PIERCE)を使用した。   As a sample to be separated by SDS-PAGE, visible-stained SeeBlue plus 2 M.P. W. Marker (Invitrogen) and fluorescently labeled DyLight fluorescent protein molecular weight markers (PIERCE) were used.

20mA定電流で45分間電圧印加した結果、一方のゲル板をストライプ電極基板にした場合でも明瞭なタンパク質バンドが検出された(図7)。一方、基板全面がPtで成膜された基板ではタンパク質がまったく移動せず、電圧を印加できないことが確認できた(図8)。また、移動度はストライプ電極基板を用いた場合の方が遅くなった。   As a result of applying voltage at a constant current of 20 mA for 45 minutes, a clear protein band was detected even when one gel plate was a stripe electrode substrate (FIG. 7). On the other hand, it was confirmed that the protein was not moved at all on the substrate on which the entire surface of the substrate was formed of Pt, and voltage could not be applied (FIG. 8). In addition, the mobility was slower when the stripe electrode substrate was used.

さらに、ストライプ電極基板ではSDS−PAGE中にストライプ電極基板上に気体が発生した。この気体の発生によりゲルがストライプ電極基板から剥離してバッファーが侵入し、バッファー力が奪われた結果、タンパク質の移動度が遅くなったと推察された。また、この気泡はタンパク質の分離度には大きな影響はないが、続く転写ではストライプ電極上の均一な電圧印加を妨げるために、気泡の発生を抑制する方法の検討を行った。   Further, in the stripe electrode substrate, gas was generated on the stripe electrode substrate during SDS-PAGE. It was inferred that the mobility of the protein was slowed as a result of the gas being peeled off from the stripe electrode substrate due to the generation of the gas and the buffer invading and depriving the buffer power. In addition, although the bubbles do not have a great influence on the degree of protein separation, a method for suppressing the generation of bubbles was examined in order to prevent uniform voltage application on the stripe electrode in subsequent transfer.

〔実施例3:気泡の発生を抑制する方法の検討〕
気泡の発生は、ストライプ電極の各電極(線)間で生じる電位差により、各電極上で水の電気分解が起こっていると推測された。そこで、各電極間で生じる電位差を水の分解電圧である1V以下にすることによって気泡の発生を防ぐことができると予測した。
[Example 3: Examination of method for suppressing generation of bubbles]
The generation of bubbles was assumed to be caused by electrolysis of water on each electrode due to a potential difference generated between each electrode (line) of the stripe electrode. Therefore, it was predicted that the generation of bubbles could be prevented by setting the potential difference generated between the electrodes to 1 V or less, which is the water decomposition voltage.

そこで、Pt線幅100μmおよびPt線間が100μmのストライプ電極基板を用いて印加電圧を変化させた場合のSDS−PAGE中の気泡の発生を検討した。検討した電圧とそのときの各電極間の電圧の計算値を表1に示す。各電極間の電圧はゲルへの印加電圧とストライプ本数の商である。   Therefore, the generation of bubbles in SDS-PAGE when the applied voltage was changed using a stripe electrode substrate having a Pt line width of 100 μm and a Pt line interval of 100 μm was examined. Table 1 shows the calculated voltage and the calculated value of the voltage between the electrodes at that time. The voltage between the electrodes is a quotient of the voltage applied to the gel and the number of stripes.

その結果、各電極間の電圧が0.4V以上(ゲル印加電圧は100V以下)の時には気泡が発生するのに対して0.3V以下(ゲル印加電圧は75V以下)の時に気泡が発生しないことが明らかになった。さらに、Pt線幅50μmおよびPt線間が50μmのストライプ電極基板を用いた場合にはゲル印加電圧を150V(各電極間の電圧は0.3V)にした場合でも気泡が発生しなかった。以上から、気泡の発生を抑制し得る条件は各電極間の電圧が0.3V以下であることが明確になった。   As a result, bubbles are generated when the voltage between the electrodes is 0.4 V or more (gel applied voltage is 100 V or less), whereas bubbles are not generated when the voltage is 0.3 V or less (gel applied voltage is 75 V or less). Became clear. Further, when a stripe electrode substrate having a Pt line width of 50 μm and a Pt line interval of 50 μm was used, no bubbles were generated even when the gel application voltage was 150 V (the voltage between the electrodes was 0.3 V). From the above, it has been clarified that the condition for suppressing the generation of bubbles is that the voltage between the electrodes is 0.3 V or less.

また、水の分解電圧は電極の材料やバッファー内の成分などに影響される。Ptよりもより過電圧の低い亜鉛や銅を用いることにより各電極間の印加電圧を増加することができると推測される。   The decomposition voltage of water is affected by the electrode material and the components in the buffer. It is presumed that the applied voltage between the electrodes can be increased by using zinc or copper having a lower overvoltage than Pt.

〔実施例4:市販装置による実施〕
ミニゲルサイズのゲル板(10cm×8.2cmで厚さ3mm、Bio−Rad)に対して実施例1の記載と同様の手順によりストライプ電極を作製した。ストライプの本数は10cmの基板内にL/S=80μm/120μmとなるように500本作製した。このとき、ストライプ電極間の電位差は0.2Vである。両方ともストライプ電極基板、片方がストライプ電極基板、両方がガラス基板にしてゲルを重合してSDS−PAGEを行った。SDS−PAGEはミニプロティアン3セル(日本バイオ・ラッド・ラボラトリー株式会社)装置を用いて標準方法のように行った。SDS−PAGEは100Vで1時間行った。この条件でストライプ電極基板上に気泡が発生することはなかった。片方または両方のゲル板がストライプ電極基板の場合でもシャープなバンドが得られ、移動速度も低下しなかった。
[Example 4: Implementation with commercially available equipment]
Striped electrodes were prepared by the same procedure as described in Example 1 on a minigel-sized gel plate (10 cm × 8.2 cm, 3 mm thick, Bio-Rad). 500 stripes were prepared in a 10 cm substrate so that L / S = 80 μm / 120 μm. At this time, the potential difference between the stripe electrodes is 0.2V. Both were stripe electrode substrates, one was a stripe electrode substrate, and both were glass substrates, and the gel was polymerized to perform SDS-PAGE. SDS-PAGE was performed as a standard method using a mini-PROTEAN 3 cell (Nippon Bio-Rad Laboratories) apparatus. SDS-PAGE was performed at 100 V for 1 hour. Under these conditions, no bubbles were generated on the stripe electrode substrate. A sharp band was obtained even when one or both gel plates were striped electrode substrates, and the moving speed was not lowered.

本発明は、改良された電気泳動技術を提供するので、生体材料の分離および分析を行う分野において利用可能である。   Since the present invention provides an improved electrophoresis technique, it can be used in the field of separation and analysis of biomaterials.

本発明の一実施形態に係る電気泳動装置の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the electrophoresis apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る等電点電気泳動装置の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the isoelectric focusing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る等電点電気泳動装置の構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the isoelectric focusing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る等電点電気泳動装置の構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the isoelectric focusing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電気泳動方法の説明図である。It is explanatory drawing of the electrophoresis method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る複数の導電体の写真である。It is a photograph of a plurality of electric conductors concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電気泳動方法の結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of the electrophoresis method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電気泳動方法の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the electrophoresis method which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 電気泳動装置
101、102 緩衝液槽
103 分離部
104、105 電極(電圧印加手段)
106 ストライプ電極(導電体)
120 媒体
200 等電点電気泳動装置
201 分離槽
202、203 電極(電圧印加手段)
204、205 ストライプ電極(導電体)
206 蓋部材
220 媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Electrophoresis apparatus 101,102 Buffer solution tank 103 Separation part 104,105 Electrode (voltage application means)
106 Stripe electrode (conductor)
120 Medium 200 Isoelectric focusing device 201 Separation tank 202, 203 Electrode (voltage applying means)
204, 205 Striped electrode (conductor)
206 Lid member 220 Medium

Claims (6)

各導電体の幅が100μm以下であり、かつ、隣接する導電体同士の間隔が100μm以下である250個以上の線状の導電体に接して配置された媒体中の被分離物質を分離する電気泳動装置であって、
該媒体に電圧を印加する電圧印加手段を備えており、
該電圧印加手段は、隣接する該導電体間の電位差が、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように、該電圧を印加することを特徴とする電気泳動装置。
Electricity for separating a substance to be separated in a medium disposed in contact with 250 or more linear conductors each having a width of 100 μm or less and a distance between adjacent conductors of 100 μm or less An electrophoresis apparatus,
Voltage applying means for applying a voltage to the medium;
The electrophoretic device, wherein the voltage applying means applies the voltage so that a potential difference between the adjacent conductors is greater than 0 V and less than or equal to 0.3 V.
上記電圧印加手段は、上記各導電体に上記電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載の電気泳動装置。   The electrophoretic device according to claim 1, wherein the voltage applying unit applies the voltage to the conductors. 上記線状の導電体が、上記電圧印加手段が上記媒体に電圧を印加する方向に直して互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気泳動装置。 The linear conductor is electrophoretic device according to claim 1 or 2 said voltage applying means is characterized by being arranged parallel to each other Cartesian direction for applying a voltage to the medium. 上記導電体が、白金、亜鉛、および銅からなる群から選ばれる金属からなることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の電気泳動装置The conductor, platinum, zinc, and electrophoretic device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it consists of a metal selected from the group consisting of copper. 等電点電気泳動装置であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の電気泳動装置。 It is an isoelectric focusing apparatus, The electrophoresis apparatus as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 各導電体の幅が100μm以下であり、かつ、隣接する導電体同士の間隔が100μm以下である250個以上の線状の導電体に接して配置された媒体中の被分離物質を分離する電気泳動方法であって、
隣接する該導電体間の電位差が、0Vよりも大きくかつ0.3V以下となるように、該媒体に電圧を印加する工程を包含することを特徴とする電気泳動方法。
Electricity for separating a substance to be separated in a medium disposed in contact with 250 or more linear conductors each having a width of 100 μm or less and a distance between adjacent conductors of 100 μm or less An electrophoresis method comprising:
An electrophoretic method comprising applying a voltage to the medium such that a potential difference between adjacent conductors is greater than 0V and less than or equal to 0.3V.
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