JP4590615B2 - Two-dimensional electrophoresis method - Google Patents

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Description

本発明は、二次元電気泳動方法および二次元電気泳動用キットに関する。   The present invention relates to a two-dimensional electrophoresis method and a kit for two-dimensional electrophoresis.

従来、二次元電気泳動方法においては、一次元ゲル(一次元目の電気泳動で用いるゲルを意味する)と二次元ゲル(二次元目の電気泳動で用いるゲルを意味する)とが別々の装置において実験にかけられていた。このため、一次元目の電気泳動終了後、一次元目の電気泳動で用いたゲルを取り出し、次に取り出した一次元ゲルを二次元ゲルに接合させていた。ゲルの取り出しと接合は人手により行われるため装置の自動化が難しく、また二次元ゲルに適切に接合するには高度な熟練度が必要で、一次元目のゲルは操作時に容易に切断されたり、伸延したり、折れ曲がったりするという問題があった。   Conventionally, in a two-dimensional electrophoresis method, a one-dimensional gel (meaning a gel used in the first-dimensional electrophoresis) and a two-dimensional gel (meaning a gel used in the second-dimensional electrophoresis) are separate apparatuses. Was being experimented with. For this reason, after completion of the first-dimensional electrophoresis, the gel used in the first-dimensional electrophoresis was taken out, and then the taken-out one-dimensional gel was joined to the two-dimensional gel. The removal and joining of the gel is done manually, so it is difficult to automate the device.In addition, a high degree of skill is required to properly join the two-dimensional gel, and the first-dimensional gel can be easily cut during operation. There was a problem of distraction and bending.

このため、近年、一次元ゲルの取り出しと接合による弊害をなくすため、一の支持基板上に一次元ゲルと二次元ゲルとを間隔を置いて担持し(特許文献1)、一次元目の電気泳動終了後に、間隔中に第3の導電性ゲルを注入して一次元ゲルと二次元ゲルとを接触させる方法が試みられている。(特許文献2〜4)   Therefore, in recent years, in order to eliminate the adverse effects of taking out and joining the one-dimensional gel, the one-dimensional gel and the two-dimensional gel are supported on one support substrate with an interval (Patent Document 1). At the end of the electrophoresis, a method of injecting a third conductive gel during the interval to bring the one-dimensional gel and the two-dimensional gel into contact has been attempted. (Patent Documents 2 to 4)

しかし、導電性ゲルの注入により一次元ゲルと二次元ゲルとを接続する方法では、一次元ゲルと二次元ゲルとの接続時に、接続のためのゲル化溶液の注入、固化操作が必要であり、また、固化のための温度制御や試薬の添加なども必要であるなど、煩雑な操作を必要とするという問題があった。   However, in the method of connecting the one-dimensional gel and the two-dimensional gel by injecting the conductive gel, it is necessary to inject and solidify the gelling solution for the connection when connecting the one-dimensional gel and the two-dimensional gel. In addition, there is a problem that complicated operations are required, such as temperature control for solidification and addition of reagents.

特開昭58−193446号公報JP 58-193446 A 特開昭61−288148号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-288148 特開平2−151758号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-151758 特表2004−510168号公報JP-T-2004-510168

本発明は、二次元電気泳動に要する操作をトータルで簡便かつ迅速に行おうとするもので、一つのデバイスで、一次元ゲルと二次元ゲルとの接続操作を迅速かつ簡便に実施できる二次元電気泳動方法および二次元電気泳動用キットを提供することを課題とする。   The present invention is intended to perform the operations required for two-dimensional electrophoresis in a total and simple and quick manner. A single device can perform a two-dimensional electrophoretic connection operation of a one-dimensional gel and a two-dimensional gel quickly and easily. An object is to provide an electrophoresis method and a kit for two-dimensional electrophoresis.

本願発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究し、乾燥ゲルを予め間隔中に備えさせ、一次分離後と二次分離前に、第2の膨潤溶液を注いで乾燥ゲルを膨潤させることにより、一次元ゲルと二次元ゲルとを迅速かつ簡便に相互接続させることができることを見出した。
すなわち、本発明は下記を含む。
The inventors of the present application have made extensive studies to solve the above-mentioned problems, and prepared the dried gel in the interval in advance, and poured the second swelling solution after the primary separation and before the secondary separation to swell the dried gel. Thus, it has been found that a one-dimensional gel and a two-dimensional gel can be interconnected quickly and easily.
That is, the present invention includes the following.

〔1〕 下記工程を含む、二次元電気泳動方法:
(1)ストリップ状の第1の電気泳動分離媒体と、第2の電気泳動分離媒体とが、互いに間隔をおいて一つの支持基板上に担持され、膨潤して前記第1および前記第2の電気泳動分離媒体を接続しうる乾燥ゲルが、該間隔中、第1の電気泳動分離媒体と接触しない位置に配置されている、二次元電気泳動基板を提供する工程、
(2)前記第1の電気泳動分離媒体にサンプルを含浸させる工程、
(3)前記第1の電気泳動分離媒体に電場を与えて、前記サンプル中の成分を一次分離する工程、
(4)一次分離を実施した後、前記乾燥ゲルに第2の膨潤溶液を添加して、第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体との間が膨潤したゲルにより接続されるまで、該乾燥ゲルを膨潤させる工程、および
(5)前記第1の電気泳動分離媒体および第2の電気泳動分離媒体の双方に、前記第1の電気泳動分離媒体の長手方向に対して実質的に垂直方向に電場を与え、前記第2の電気泳動分離媒体において、前記一次分離された成分を二次分離する工程。
〔2〕 前記乾燥ゲルが、前記間隔の基板上に配置されている〔1〕に記載の方法。
〔3〕 前記乾燥ゲルが、
前記工程(1)において、第1の電気泳動分離媒体および前記第2の電気泳動分離媒体のいずれとも接触しない位置に配置され、
前記工程(4)において、第1の電気泳動分離媒体方向および第2の電気泳動分離媒体方向へ膨潤するゲルである、〔1〕または〔2〕に記載の方法。
〔4〕 前記乾燥ゲルは、原料ゲルを乾燥させて収縮したゲルであり、該原料ゲルは前記第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体間との間を接続しうる大きさを有している、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の方法。
〔5〕 前記乾燥ゲルが、前記原料ゲルを圧縮しながら乾燥して得られた、〔4〕に記載の方法。
〔6〕 前記乾燥ゲルが、乾燥したアクリルアミドである、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の方法。
〔7〕 前記工程(1)の第1の電気泳動分離媒体がストリップ状の乾燥した電気泳動媒体であり、乾燥した第1の電気泳動分離媒体に第1の膨潤溶液を添加して、前記乾燥した第1の電気泳動分離媒体を飽和状態まで膨潤させる、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の方法。
〔8〕前記第1の膨潤溶液が、水よりも極性が高い有機溶媒を含有する、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の方法。
〔9〕 前記乾燥ゲルが、下記(a)および(b):
(a)水酸化ナトリウム、および、ホウ酸塩、グリシン塩、クエン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、グルタル酸塩、酢酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩およびマレイン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種;
(b)コハク酸、乳酸、ホウ酸、クエン酸、リン酸、グルタル酸、酢酸、フタル酸およびマレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種、および、ホウ酸塩、グリシン塩、クエン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、グルタル酸塩、酢酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩およびマレイン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種;
のうちの少なくとも1グループの成分およびマイナスイオンを含み、
前記第(4)工程において乾燥ゲルを膨潤させたゲルがpH6.8である、〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の方法。
〔10〕 前記工程(4)の第2の膨潤溶液が、pH6.8で、さらにマイナスイオンを含有する緩衝液である、〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の方法。
〔11〕 前記工程(1)の前記間隔において、前記第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体とが、気体により隔てられている、〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載の方法。
〔12〕 ストリップ状の第1の電気泳動分離媒体と、第2の電気泳動分離媒体とが、互いに間隔をおいて一つの支持基板上に担持され、
膨潤して前記第1および前記第2の電気泳動分離媒体を接続しうる乾燥ゲルが、該間隔中の第1の電気泳動分離媒体と接触しない位置に配置されている、二次元電気泳動用キット。
〔13〕 前記支持手段が、さらに、サンプルの一次分離後に前記乾燥ゲルを膨潤させる第2の膨潤溶液の供給手段を有している、〔12〕に記載のキット。
[1] Two-dimensional electrophoresis method including the following steps:
(1) A first electrophoretic separation medium in the form of a strip and a second electrophoretic separation medium are supported on a single support substrate at an interval from each other, and swell to form the first and second electrophoretic separation media. Providing a two-dimensional electrophoretic substrate, wherein a dry gel capable of connecting an electrophoretic separation medium is disposed at a position not in contact with the first electrophoretic separation medium during the interval;
(2) impregnating the first electrophoretic separation medium with a sample;
(3) applying an electric field to the first electrophoretic separation medium to primarily separate components in the sample;
(4) After the primary separation, a second swelling solution is added to the dried gel, and the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are connected by the swollen gel. Swell the dried gel, and (5) both the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are substantially in the longitudinal direction of the first electrophoretic separation medium. Applying an electric field in a vertical direction to the second electrophoretic separation medium to secondary-separate the primary separated components.
[2] The method according to [1], wherein the dry gel is disposed on the substrate at the interval.
[3] The dried gel is
In the step (1), the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are disposed at positions that do not come into contact with each other,
The method according to [1] or [2], which is a gel that swells in the direction of the first electrophoretic separation medium and the direction of the second electrophoretic separation medium in the step (4).
[4] The dry gel is a gel contracted by drying a raw material gel, and the raw material gel has a size capable of connecting between the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium. The method according to any one of [1] to [3].
[5] The method according to [4], wherein the dry gel is obtained by drying the raw material gel while being compressed.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the dry gel is dried acrylamide.
[7] The first electrophoretic separation medium in the step (1) is a strip-shaped dried electrophoretic medium, and the first swelling solution is added to the dried first electrophoretic separation medium, and the dried The method according to any one of [1] to [6], wherein the first electrophoretic separation medium is swollen to a saturated state.
[8] The method according to any one of [1] to [7], wherein the first swelling solution contains an organic solvent having higher polarity than water.
[9] The dried gel has the following (a) and (b):
(a) consisting of sodium hydroxide and borate, glycine salt, citrate, phosphate, hydrogen phosphate, glutarate, acetate, phthalate, hydrogen phthalate and maleate At least one selected from the group;
(b) at least one selected from the group consisting of succinic acid, lactic acid, boric acid, citric acid, phosphoric acid, glutaric acid, acetic acid, phthalic acid and maleic acid, and borate, glycine salt, citrate, At least one selected from the group consisting of phosphate, hydrogen phosphate, glutarate, acetate, phthalate, hydrogen phthalate and maleate;
Comprising at least one group of components and negative ions,
The method according to any one of [1] to [8], wherein the gel obtained by swelling the dried gel in the step (4) has a pH of 6.8.
[10] The method according to any one of [1] to [9], wherein the second swelling solution in the step (4) is a buffer solution having a pH of 6.8 and further containing negative ions.
[11] In any one of [1] to [10], in the interval of the step (1), the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are separated by a gas. The method described.
[12] The first electrophoretic separation medium in the form of a strip and the second electrophoretic separation medium are supported on one support substrate at an interval from each other,
A two-dimensional electrophoresis kit in which a dry gel that can swell and connect the first and second electrophoretic separation media is disposed at a position that does not contact the first electrophoretic separation media in the interval .
[13] The kit according to [12], wherein the support means further includes a second swelling solution supply means for swelling the dry gel after primary separation of the sample.

以下、各工程ごとに説明する。   Hereinafter, each step will be described.

工程(1)
前記工程(1)で供給される二次元電気泳動基板において、前記第1の電気泳動分離媒体は、水又は水溶性溶液の吸収により膨潤するゲルである。該ゲルは乾燥ゲルであっても、既に膨潤したゲルであってもよく、好ましくは通常、乾燥ゲルを使用する。
このようなゲルとしては、ポリアクリルアミドゲルが挙げられる。このようなゲルは、等電点電気泳動を行うIPGゲル(固定化pH勾配ゲル)である。
Process (1)
In the two-dimensional electrophoresis substrate supplied in the step (1), the first electrophoresis separation medium is a gel that swells by absorption of water or an aqueous solution. The gel may be a dry gel or an already swollen gel, and preferably a dry gel is usually used.
An example of such a gel is a polyacrylamide gel. Such a gel is an IPG gel (immobilized pH gradient gel) that performs isoelectric focusing.

第1の電気泳動分離媒体の形状は特に限定はないが、通常、細長い薄板状であり、たとえばストリップ状である。ストリップの長手方向の両端は、一次元目の電気泳動を行うことができるよう電極を備えることができる。
第1の電気泳動分離媒体の寸法に限定はないが、本発明では、膨潤後においても、極めて細く薄い形状のものを採用できる。たとえば、飽和状態まで膨潤したものにおいて、厚さ0.1〜1.0mm、短手方向の長さ0.5〜5.0mmであるようなものを用いることもできる。長手方向の長さは、基板の大きさにより異なり限定されない。
The shape of the first electrophoretic separation medium is not particularly limited, but is usually an elongated thin plate, for example, a strip. Both ends of the strip in the longitudinal direction may be provided with electrodes so that the first-dimensional electrophoresis can be performed.
The size of the first electrophoretic separation medium is not limited, but in the present invention, a very thin and thin shape can be employed even after swelling. For example, a material that has been swollen to a saturated state and that has a thickness of 0.1 to 1.0 mm and a length in the lateral direction of 0.5 to 5.0 mm can also be used. The length in the longitudinal direction varies depending on the size of the substrate and is not limited.

前記第2の電気泳動分離媒体は、スラブゲルを用いることができる。スラブゲルは公知のスラブゲルを用いることができる。スラブゲルは一般に水性ゲルであり、たとえば、ポリアクリルアミドゲル、デンプンゲル、寒天ゲルなどが挙げられる。このゲルは好ましくは均一な濃度又は濃度勾配である。   A slab gel can be used as the second electrophoretic separation medium. A known slab gel can be used as the slab gel. The slab gel is generally an aqueous gel, and examples thereof include polyacrylamide gel, starch gel, and agar gel. The gel is preferably of a uniform concentration or concentration gradient.

これらの第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体とは、一つの支持手段上に、互いに間隔を置いて担持されている。第2の電気泳動分離媒体は、第1の電気泳動分離媒体と対面し、好ましくは互いに向き合った面は平行である。本発明では、第1の電気泳動分離媒体の膨潤、および一次元目の電気泳動の際、前記間隔において、前記第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体とが、空気などの気体により隔てられていればよく、液体または固体で仕切る必要はない。   The first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are supported on one support means at a distance from each other. The second electrophoretic separation medium faces the first electrophoretic separation medium, and preferably the faces facing each other are parallel. In the present invention, during the swelling of the first electrophoretic separation medium and the first-dimensional electrophoresis, the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are, for example, air in the interval. What is necessary is just to be separated by gas and does not need to partition with a liquid or solid.

前記間隔は、二次元電気泳動の大きさにより異なり限定されないが、好ましくは0.5〜5mm、さらに好ましくは1〜3mm程度の比較的狭い隙間とすることができる。   The interval differs depending on the size of two-dimensional electrophoresis and is not limited, but can be a relatively narrow gap of preferably 0.5 to 5 mm, more preferably about 1 to 3 mm.

本発明で用いることのできるサンプルは、DNA、RNA、またはタンパク質などを含む。このうち、本発明はタンパク質の分離に特に有効である。タンパク質としては、好ましくは水溶性タンパク質である。
電気泳動に先立って、タンパク質等のサンプルは蛍光標識しておくことができる。またこのとき、同じ条件で等電点マーカーも泳動しておくことができる。
Samples that can be used in the present invention include DNA, RNA, or protein. Of these, the present invention is particularly effective for protein separation. The protein is preferably a water-soluble protein.
Prior to electrophoresis, samples such as proteins can be fluorescently labeled. At this time, the isoelectric point marker can be electrophoresed under the same conditions.

なお、本明細書において「膨潤」とは、ゲル(乾燥ゲルを含む)が溶液を吸収して体積を増すことを意味し、「膨潤溶液」とはゲルを膨潤させる際に添加する溶液を意味し、「膨潤ゲル」とは膨潤したゲルを意味する。   In this specification, “swelling” means that the gel (including dry gel) absorbs the solution to increase the volume, and “swelling solution” means a solution added when the gel is swollen. The “swelled gel” means a swollen gel.

<乾燥ゲル>
前記乾燥ゲルは、第2の膨潤溶液を添加すると膨潤する。
このような乾燥ゲルとしては、第2の膨潤溶液を吸収して所望の膨潤をする性質を有していれば限定はないが、たとえば、アガロース、アクリルアミドなどを用いることができ、このうち、アクリルアミドが好ましい。
<Dry gel>
The dried gel swells when the second swelling solution is added.
Such a dry gel is not limited as long as it has the property of absorbing the second swelling solution and swells as desired. For example, agarose, acrylamide, and the like can be used. Is preferred.

間隔の中で乾燥ゲルを配置する場所は、前記第1の電気泳動分離媒体と接触しない位置である。一次元目の電気泳動への悪影響を回避するためである。   A place where the dry gel is arranged in the interval is a position where the dry gel is not in contact with the first electrophoretic separation medium. This is to avoid adverse effects on the first-dimensional electrophoresis.

乾燥ゲルは、好ましくは基板上に備えられている。また、第1の電気泳動分離媒体と向き合った、前記第2の電気泳動分離媒体の面に接触する形で基板上に備えられていてもよいが、第1および第2の電気泳動分離媒体のいずれとも接触していないことが好ましい。   A dry gel is preferably provided on the substrate. Further, it may be provided on the substrate in contact with the surface of the second electrophoretic separation medium facing the first electrophoretic separation medium. It is preferable that neither is in contact.

前記乾燥ゲルは、膨潤溶液を添加して膨潤させ、これにより前記第1および前記第2の電気泳動分離媒体を接続するように予め設計されていることが必要である。   The dry gel should be pre-designed to add a swelling solution to swell and thereby connect the first and second electrophoretic separation media.

このような乾燥ゲルは、原料ゲルを乾燥して得られる。このような原料ゲルは、これを乾燥させ、該乾燥ゲルを再び膨潤させると、原料ゲルとほぼ同寸法の膨潤ゲルを再生できるものであることが好ましい。このような原料ゲルを用いることにより、乾燥ゲルは、第1および第2の電気泳動分離媒体の向き合う面の方向にも膨潤し、両媒体を相互接続することができる。
したがって、原料ゲルは、第1および第2の電気泳動分離媒体とを接続して間隔をほぼ密閉する大きさであることが好ましい。具体的には、原料ゲルは、前記第1および第2の電気泳動分離媒体の向合う間隔を接続する幅および高さを有している。
Such a dry gel is obtained by drying a raw material gel. Such a raw material gel is preferably one that can regenerate a swollen gel having substantially the same dimensions as the raw material gel when it is dried and swollen again. By using such a raw material gel, the dried gel swells also in the direction of the facing surfaces of the first and second electrophoretic separation media, and the two media can be interconnected.
Therefore, it is preferable that the raw material gel is of such a size that the first and second electrophoretic separation media are connected and the interval is substantially sealed. Specifically, the raw material gel has a width and a height connecting the facing intervals of the first and second electrophoretic separation media.

すなわち、通常、前記第1の電気泳動分離媒体および第2の電気泳動分離媒体は、好ましくは互いに向合う面が平行になるように基板上に備えられるが、原料ゲルは、下記の寸法を有していることが好ましい。
原料ゲル幅:前記第1の電気泳動分離媒体および第2の電気泳動分離媒体が向き合う面の間の平均距離(本明細書において「媒体間幅」という。)とほぼ同じ大きさの幅である。
原料ゲル高さ:少なくとも第1の電気泳動分離媒体の基板からの高さ(本明細書において「一次媒体高さ」という。)以上の高さである。
原料ゲル長さ:少なくとも第1の電気泳動分離媒体の長手方向の長さ(本明細書において「一次媒体長さ」という。)とほぼ同じ長さである。
That is, normally, the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are preferably provided on the substrate so that the surfaces facing each other are parallel to each other, but the raw material gel has the following dimensions. It is preferable.
Raw material gel width: a width approximately equal to the average distance (referred to as “intermediate width” in this specification) between the surfaces of the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium facing each other. .
Raw material gel height: At least the height of the first electrophoretic separation medium from the substrate (referred to herein as the “primary medium height”).
Raw material gel length: At least approximately the same length as the length of the first electrophoretic separation medium in the longitudinal direction (referred to as “primary medium length” in this specification).

なお、本明細書において「原料ゲル幅」とは、原料ゲルの、前記第1の電気泳動分離媒体および第2の電気泳動分離媒体が向合う面に対応する、原料ゲルの2つの側面の間の距離である。
本明細書において「原料ゲル高さ」とは、原料ゲルを基板面上に置いたときの、原料ゲルの底面から頂面までの大きさである。
本明細書において「原料ゲル長さ」とは、第1の電気泳動分離媒体の長手方向に対応する、原料ゲルの長手方向の長さである。
In the present specification, the “raw material gel width” refers to the distance between the two side surfaces of the raw material gel corresponding to the surface of the raw material gel facing the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium. Is the distance.
In this specification, “raw material gel height” is the size from the bottom surface to the top surface of the raw material gel when the raw material gel is placed on the substrate surface.
In this specification, the “raw material gel length” is the length in the longitudinal direction of the raw material gel corresponding to the longitudinal direction of the first electrophoretic separation medium.

このような原料ゲルを乾燥させる際、前記原料ゲル幅方向において、膨張方向と逆方向に圧縮しながら乾燥させることが好ましい。
このように予め、原料ゲルを圧縮して乾燥ゲルを製造すると、膨潤時、圧縮方向と逆方向に迅速に膨潤させることができる。このため、圧縮して乾燥させた乾燥ゲルを、適切な方向に配置することにより、乾燥ゲルの膨潤により第1および第2の電気泳動分離媒体の相互接続を極めて迅速に行うことができる。
また、このように圧縮しておくことにより、サイズを小型化することもできる。特に、前記媒体間の幅が極めて微小である場合、原料ゲル幅方向の圧縮は有効である。
When drying such a raw material gel, it is preferable to dry it while compressing in the direction opposite to the expansion direction in the raw material gel width direction.
Thus, when the raw material gel is compressed in advance to produce a dry gel, it can be rapidly swollen in the direction opposite to the compression direction during swelling. For this reason, when the dried gel compressed and dried is arranged in an appropriate direction, the first and second electrophoretic separation media can be interconnected very quickly due to swelling of the dried gel.
Further, by compressing in this way, the size can be reduced. In particular, when the width between the media is extremely small, compression in the raw material gel width direction is effective.

前記圧縮率は、用いる乾燥ゲルの種類にもよるが、圧縮しないで乾燥した場合と、圧縮して乾燥した場合とを比較したときに、(圧縮した幅の大きさ)/(圧縮なしの幅の大きさ)×100(%)が、好ましくは(30)〜(80)%であることが好ましい。   The compression ratio depends on the type of dry gel used, but when compared with the case of drying without compression and the case of drying after compression, (compressed width) / (width without compression) ) × 100 (%) is preferably (30) to (80)%.

原料ゲルの乾燥は、空気中に曝露して実施すればよい。乾燥温度は原料ゲルが変質しない温度範囲であれば限定されず、たとえば室温〜50℃程度である。   The drying of the raw material gel may be carried out by exposure to air. The drying temperature is not limited as long as the raw material gel does not change in quality, and is, for example, about room temperature to 50 ° C.

工程(2)
第1の電気泳動分離媒体の第1の膨潤溶液は公知のものを用いることができ、限定されない。
前記第1の膨潤溶液は、純水、水溶性溶液などである。水溶性溶媒としては、等電点電気泳動に悪影響のないものであればよく、たとえば塩化ナトリウム水溶液などを用いることができる。
Process (2)
A well-known thing can be used for the 1st swelling solution of the 1st electrophoresis separation medium, and it is not limited.
The first swelling solution is pure water, a water-soluble solution, or the like. The water-soluble solvent is not particularly limited as long as it does not adversely affect isoelectric focusing, and for example, an aqueous sodium chloride solution can be used.

さらに、前記第1の膨潤溶液は、水よりも極性が高い有機溶媒を含有することが好ましい。すなわち第1の膨潤溶液は、水および水よりも極性が高い有機溶媒を含有することが好ましい。   Furthermore, the first swelling solution preferably contains an organic solvent having a higher polarity than water. That is, the first swelling solution preferably contains water and an organic solvent having higher polarity than water.

水よりも極性が高い有機溶媒のうち、好ましくは水よりも極性が高い有機酸、水よりも極性が高い有機塩基などが挙げられる。これらのうちでは、有機酸が好ましい。前記有機酸のうちでは、たとえば、好ましくはギ酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸などが挙げられ、さらに好ましくはギ酸、トリフルオロ酢酸であり、特に好ましくはギ酸である。
溶媒の極性は、誘電率測定などの方法により、測定することができる。
Among organic solvents having a higher polarity than water, an organic acid having a higher polarity than water and an organic base having a higher polarity than water are preferable. Of these, organic acids are preferred. Among the organic acids, for example, formic acid, propionic acid, trifluoroacetic acid and the like are preferable, formic acid and trifluoroacetic acid are more preferable, and formic acid is particularly preferable.
The polarity of the solvent can be measured by a method such as dielectric constant measurement.

緩衝液中の前記水よりも極性が高い有機溶媒の含有割合(有機溶媒の体積/水溶液全体の体積×100(%))は、好ましくは5体積%以上、さらに好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。含有量の上限値としては、前記第1の電気泳動分離媒体およびサンプルに悪影響を及ぼさない範囲にあればよく、特に限定されないが、たとえば、好ましくは80体積%以下、さらに好ましくは60体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。
前記水よりも極性が高い有機溶媒の含有割合が上記の量以上であると、前記乾燥した第1の電気泳動分離媒体の膨潤溶液の膨潤時間を著しく短縮化できる。特に、ポリアクリルアミドゲルのIPGゲルの迅速な膨潤に好適である。
The content ratio of the organic solvent having a polarity higher than that of the water in the buffer solution (the volume of the organic solvent / the total volume of the aqueous solution × 100 (%)) is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, and more. Preferably it is 15 volume% or more. The upper limit of the content is not particularly limited as long as it is in a range that does not adversely affect the first electrophoretic separation medium and the sample. For example, it is preferably 80% by volume or less, more preferably 60% by volume or less. More preferably, it is 30 volume% or less.
When the content of the organic solvent having a polarity higher than that of water is not less than the above amount, the swelling time of the swelling solution of the dried first electrophoretic separation medium can be significantly shortened. In particular, it is suitable for rapid swelling of IPG gel of polyacrylamide gel.

前記飽和状態とは、第1の膨潤溶液が最大限にゲル中に膨潤された状態であり、膨潤溶液を添加しても溶液の含有量が一定限度にとどまりそれ以上増えない状態を意味する。   The saturated state refers to a state in which the first swelling solution is swelled in the gel to the maximum extent, and even if the swelling solution is added, the content of the solution remains at a certain limit and does not increase any further.

前記第1の膨潤溶液は、さらに、尿素、チオウレアなどのタンパク質変性剤、3-[(3-コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]プロパンスルホン酸などの界面活性剤、ジチオスレイトールなどの還元剤、キャリアアンフォライト(バイオライト:バイオラットラボラトリーズ社製)などの両性化合物などを含有していてもよい。   The first swelling solution further includes a protein denaturant such as urea or thiourea, a surfactant such as 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] propanesulfonic acid, a reducing agent such as dithiothreitol, It may contain amphoteric compounds such as carrier ampholite (Biolite: manufactured by Biorat Laboratories).

本発明では、二次元電気泳動に供するサンプルを第1の膨潤溶液に混入して、該第1の膨潤溶液とともに第1の電気泳動分離媒体に含浸させることができる。   In the present invention, a sample to be subjected to two-dimensional electrophoresis can be mixed into the first swelling solution and impregnated in the first electrophoresis separation medium together with the first swelling solution.

工程(3)
前記第1の電気泳動分離媒体を第1の膨潤溶液で膨潤させた後、該膨潤した第1の電気泳動分離媒体の長手方向の両端から電流を流し、一次元目の分離を実施する。前記第1の膨潤溶液は、そのまま一次元目の泳動媒体として機能する。
Step (3)
After the first electrophoretic separation medium is swollen with the first swelling solution, current is passed from both ends in the longitudinal direction of the swollen first electrophoretic separation medium to perform the first-dimensional separation. The first swelling solution functions as a first-dimensional migration medium as it is.

第1の電気泳動分離媒体の温度は、一次元目のゲルやサンプルに悪影響を及ぼさない温度に制御できればよいが、たとえば、電場が供給されている間、0℃〜20℃であることが好ましい。
温度制御方法は特に限定されないが、たとえば、ペルチェ素子を第1の電気泳動分離媒体の裏側、あるいは、第1の電気泳動分離媒体の結合する支持手段の裏側に設けることができる。
The temperature of the first electrophoretic separation medium may be controlled to a temperature that does not adversely affect the first-dimensional gel or sample. For example, it is preferably 0 ° C. to 20 ° C. while the electric field is supplied. .
The temperature control method is not particularly limited. For example, the Peltier element can be provided on the back side of the first electrophoretic separation medium or on the back side of the support means to which the first electrophoretic separation medium is coupled.

電力の供給方法は、好ましくは、電場の供給開始直後から、単位体積あたりの電力量を好ましくは1〜120mW/mm3、さらに好ましくは5〜100mW/mm3、より好ましくは10〜60mW/mm3の範囲にして電場の供給を行う。このように、一次元目の電気泳動の開始直後から、一定量以上の大電力を供給すると、一次元目の分離時間を著しく短縮できる。 The power supply method is preferably such that the amount of power per unit volume is from 1 to 120 mW / mm 3 , more preferably from 5 to 100 mW / mm 3 , more preferably from 10 to 60 mW / mm, immediately after the start of supply of the electric field. Supply electric field in the range of 3 . As described above, when a large amount of electric power of a certain amount or more is supplied immediately after the start of the first-dimensional electrophoresis, the first-dimensional separation time can be significantly shortened.

以上のようにして一次元目の分離を行うことにより、分離時間の短縮が可能となるため、第1の電気泳動分離媒体に含浸させた溶液が蒸発して第1の電気泳動分離媒体が劣化するのを抑制できる。すなわち、従来は、溶液の蒸発防止のため、一次元目の電気泳動時に一次元目のゲルをパラフィン油や非導電性の固体などで保護していた(たとえば、前記特許文献3、4など)が、上記のような電力供給方法によれば、そのような液体あるいは固体を備える必要がなく、一次元目の電気泳動工程が極めて簡便になる。   By performing the first-dimensional separation as described above, the separation time can be shortened, so that the solution impregnated in the first electrophoretic separation medium evaporates and the first electrophoretic separation medium deteriorates. Can be suppressed. That is, conventionally, in order to prevent evaporation of the solution, the first-dimensional gel was protected with paraffin oil or a non-conductive solid during the first-dimensional electrophoresis (for example, Patent Documents 3 and 4). However, according to the power supply method as described above, it is not necessary to provide such a liquid or solid, and the first-dimensional electrophoresis step becomes extremely simple.

工程(4)
一次分離を実施した後、乾燥ゲルに第2の膨潤溶液を添加し、該乾燥ゲルを、第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体との間の間隔が接続されるまで膨潤させる。これにより、第1の電気泳動分離媒体と、第2の電気泳動分離媒体とが該乾燥ゲルが膨潤した膨潤ゲルにより相互接続される。
Process (4)
After performing the primary separation, a second swelling solution is added to the dried gel, and the dried gel is swollen until the distance between the first electrophoresis separation medium and the second electrophoresis separation medium is connected. Let Thereby, the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are interconnected by the swollen gel obtained by swelling the dry gel.

乾燥ゲルを膨潤させた膨潤ゲルは、少なくとも、第1の電気泳動分離媒体の、第2の電気泳動分離媒体に向きあう面の全体と接触していることが好ましい。   The swollen gel obtained by swelling the dried gel is preferably in contact with at least the entire surface of the first electrophoretic separation medium facing the second electrophoretic separation medium.

前記第2の膨潤溶液は、好ましくは、通常、緩衝液などの水溶液、水を用いる。   The second swelling solution is preferably an aqueous solution such as a buffer solution or water.

緩衝液としては、たとえば、トリス−ホウ酸緩衝液、トリス−塩酸緩衝液、トリス−トリシン緩衝液、トリス−リン酸二水素ナトリウム緩衝液、ホウ酸緩衝液、リン酸緩衝液等のような一般にタンパク質などの電気泳動用緩衝液として使用される緩衝液が挙げられる。前記緩衝液は、一般にタンパク質の緩衝液として使用される濃度で使用できる。   Buffers generally include, for example, tris-borate buffer, tris-hydrochloric acid buffer, tris-tricine buffer, tris-sodium dihydrogen phosphate buffer, borate buffer, phosphate buffer, etc. Examples include buffers used as electrophoresis buffers for proteins and the like. The buffer may be used at a concentration generally used as a protein buffer.

第2の膨潤溶液のpHは、好ましくは6〜8である。液状緩衝液のpHの調整は、水酸化ナトリウム、塩酸、ホウ酸、グリシン−塩酸緩衝液、クエン酸−リン酸二ナトリウム緩衝液、β−β’ジメチルグルタル酸−水酸化ナトリウム緩衝液、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液、フタル酸水素カリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、マレイン酸ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、リン酸緩衝液等により行うことができる。   The pH of the second swelling solution is preferably 6-8. Adjustment of the pH of the liquid buffer is sodium hydroxide, hydrochloric acid, boric acid, glycine-hydrochloric acid buffer, citric acid-disodium phosphate buffer, β-β′dimethylglutaric acid-sodium hydroxide buffer, acetic acid- A sodium acetate buffer, potassium hydrogen phthalate-sodium hydroxide buffer, sodium maleate-sodium hydroxide buffer, phosphate buffer or the like can be used.

前記第2の膨潤溶液は、さらに好ましくはpH6.8で、マイナスイオンを含有することができる。マイナスイオンとしては、たとえば、塩素イオン、フッ素イオン、臭素イオン、ヨウ素イオンなどのハロゲン原子イオンが挙げられる。これらのうちでは、好ましくは塩素イオンである。マイナスイオン濃度は、好ましくは0.1〜0.2Mである。   More preferably, the second swelling solution has a pH of 6.8 and can contain negative ions. Examples of the negative ions include halogen atom ions such as chlorine ions, fluorine ions, bromine ions, and iodine ions. Of these, chloride ions are preferred. The negative ion concentration is preferably 0.1 to 0.2M.

なお、好ましくは、前記乾燥ゲルは、下記(a)および(b):
(a)水酸化ナトリウム、および、ホウ酸塩、グリシン塩、クエン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、グルタル酸塩、酢酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩およびマレイン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種;
(b)コハク酸、乳酸、ホウ酸、クエン酸、リン酸、グルタル酸、酢酸、フタル酸およびマレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種、および、ホウ酸塩、グリシン塩、クエン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、グルタル酸塩、酢酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩およびマレイン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種;
のうちの少なくとも1グループの成分およびマイナスイオンを含み、
前記乾燥ゲルを膨潤させたゲルがpH6.8である。
第(4)工程において乾燥ゲルを膨潤させたゲルは、上記1グループの成分及びマイナスイオンを含む。
Preferably, the dry gel has the following (a) and (b):
(a) consisting of sodium hydroxide and borate, glycine salt, citrate, phosphate, hydrogen phosphate, glutarate, acetate, phthalate, hydrogen phthalate and maleate At least one selected from the group;
(b) at least one selected from the group consisting of succinic acid, lactic acid, boric acid, citric acid, phosphoric acid, glutaric acid, acetic acid, phthalic acid and maleic acid, and borate, glycine salt, citrate, At least one selected from the group consisting of phosphate, hydrogen phosphate, glutarate, acetate, phthalate, hydrogen phthalate and maleate;
Comprising at least one group of components and negative ions,
The gel obtained by swelling the dried gel has a pH of 6.8.
The gel obtained by swelling the dried gel in the step (4) includes the one group of components and negative ions.

一次元目の電気泳動後、サンプルは前記第1の電気泳動分離媒体の長手方向に分離されるが、二次元目の電気泳動方向にブロードなスポットとして分離されることがある。上記条件の第2の膨潤溶液を用いて乾燥ゲルを膨潤させて前記第1の電気泳動分離媒体と前記第2の電気泳動分離媒体とを接続し、二次元目の電気泳動を行うと、前記膨潤したゲル中をサンプルが通過する際、ブロードに存在するサンプルを、該ゲル中の二次元目の電気泳動方向の狭い範囲内に濃縮させることが可能となる。この結果、二次元目の電気泳動の精度を向上させることができる。   After the first-dimensional electrophoresis, the sample is separated in the longitudinal direction of the first electrophoretic separation medium, but may be separated as a broad spot in the second-dimensional electrophoresis direction. When the second gel is swollen using the second swelling solution under the above conditions to connect the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium, and the second-dimensional electrophoresis is performed, When the sample passes through the swollen gel, the sample existing in the broad can be concentrated in a narrow range in the electrophoresis direction of the second dimension in the gel. As a result, the accuracy of second-dimensional electrophoresis can be improved.

前記第2の膨潤溶液は、さらに、適当な界面活性剤:たとえばドデシル硫酸ナトリウム(SDS)などを含有することができる。   The second swelling solution may further contain a suitable surfactant, such as sodium dodecyl sulfate (SDS).

工程(5)
一次元目のゲルに展開された個々の成分は、上記の膨潤した膨潤ゲルを通って、1次元目のゲルから最も近い二次元目のゲルに移動し、分子量にしたがって展開される。このとき、通常、分子量マーカーを同じ条件で電気泳動しておく。
二次元目の電気泳動は、公知の方法と同様に実施すればよく、特に限定はない。二次元目の電気泳動は、たとえば、トリス−グリシン緩衝液、トリス−ホウ酸緩衝液、トリス−塩酸緩衝液、トリス−トリシン緩衝液、トリス−リン酸二水素ナトリウム緩衝液、ホウ酸緩衝液、リン酸緩衝液等のような一般にタンパク質などの電気泳動用緩衝液として使用される緩衝液を用いて行うことができる。前記緩衝液は、一般にタンパク質の緩衝液として使用される濃度で使用できる。
Process (5)
The individual components developed in the first-dimensional gel move through the swollen swollen gel and move from the first-dimensional gel to the nearest second-dimensional gel, and are developed according to the molecular weight. At this time, the molecular weight marker is usually electrophoresed under the same conditions.
The second-dimensional electrophoresis may be performed in the same manner as a known method, and is not particularly limited. Second dimension electrophoresis can be performed by, for example, tris-glycine buffer, tris-borate buffer, tris-hydrochloric acid buffer, tris-tricine buffer, tris-sodium dihydrogen phosphate buffer, borate buffer, It can carry out using the buffer solution generally used as a buffer solution for electrophoresis, such as protein, such as a phosphate buffer solution. The buffer may be used at a concentration generally used as a protein buffer.

上記緩衝液は、さらに、適当な界面活性剤:たとえばドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、グリシンなどを含有することができる。   The buffer may further contain a suitable surfactant: for example, sodium dodecyl sulfate (SDS), glycine and the like.

緩衝剤のpHは、好ましくは6〜10である。緩衝液のpHの調整は、水酸化ナトリウム、塩酸、ホウ酸、グリシン−塩酸緩衝液、クエン酸−リン酸二ナトリウム緩衝液、β−β’ジメチルグルタル酸−水酸化ナトリウム緩衝液、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液、フタル酸水素カリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、マレイン酸ナトリウム−水酸化ナトリウム緩衝液、リン酸緩衝液等により行うことができる。   The pH of the buffer is preferably 6-10. The pH of the buffer solution is adjusted by sodium hydroxide, hydrochloric acid, boric acid, glycine-hydrochloric acid buffer solution, citric acid-disodium phosphate buffer solution, β-β′dimethylglutaric acid-sodium hydroxide buffer solution, acetic acid-acetic acid A sodium buffer, potassium hydrogen phthalate-sodium hydroxide buffer, sodium maleate-sodium hydroxide buffer, phosphate buffer or the like can be used.

二次元目の泳動は、通常、好ましくは1〜10V/mmで、5〜20分程度の時間行う。   The second dimensional migration is usually performed preferably at 1 to 10 V / mm for about 5 to 20 minutes.

二次元目の泳動を終えたゲル上で、タンパク質等の各成分のスポットを確認する。電気泳動に供したタンパク質の検出法としては、例えば、光による吸収や蛍光検出、電気化学的検出、化学や生化学発光検出、質量検出、熱検出などを用いることができる。   A spot of each component such as protein is confirmed on the gel after the second dimensional migration. Examples of methods for detecting proteins subjected to electrophoresis include absorption by light and fluorescence detection, electrochemical detection, chemistry and biochemiluminescence detection, mass detection, and thermal detection.

たとえば、タンパク質が蛍光標識されていれば、その蛍光を追跡することで個々のスポットを確認することができる。この他、CBB染色や銀染色によってタンパク質のスポットを確認することもできる。こうして分離されたタンパク質などの各成分は、同じ条件で行った二次元電気泳動の結果と比較照合することによって、座標情報に基づいて同定することができる。あるいは未知のタンパク質の解析を進めるには、更に各スポットのタンパク質の同定を進めることができる。   For example, if a protein is fluorescently labeled, individual spots can be confirmed by tracking the fluorescence. In addition, protein spots can also be confirmed by CBB staining or silver staining. Each component such as protein thus separated can be identified based on the coordinate information by comparing with the result of two-dimensional electrophoresis performed under the same conditions. Alternatively, in order to proceed with the analysis of the unknown protein, it is possible to further identify the protein at each spot.

<二次元電気泳動用キット、装置>
本発明に係る二次元電気泳動用キットは、ストリップ状の第1の電気泳動分離媒体と、第2の電気泳動分離媒体とが、互いに間隔をおいて一つの支持基板上に担持され、
膨潤して前記第1および前記第2の電気泳動分離媒体を接続しうる乾燥ゲルが、該間隔中の第1の電気泳動分離媒体と接触しない位置に配置されている。
<Two-dimensional electrophoresis kit and device>
In the two-dimensional electrophoresis kit according to the present invention, the first electrophoretic separation medium in the form of a strip and the second electrophoretic separation medium are carried on one support substrate at a distance from each other,
A dry gel that can swell and connect the first and second electrophoretic separation media is disposed at a position that does not contact the first electrophoretic separation medium in the interval.

また、前記支持手段は、さらに、サンプルの一次分離後に前記乾燥ゲルを膨潤させる第2の膨潤溶液の供給手段を有していてもよい。   The support means may further include a second swelling solution supply means for swelling the dry gel after primary separation of the sample.

さらに、乾燥した第1の電気泳動分離媒体の膨潤用に、第1の膨潤溶液の供給手段が備えられていてもよい。   Further, a first swelling solution supply means may be provided for swelling the dried first electrophoretic separation medium.

このような二次元電気泳動用キットは、試料の汚染などの防止のため使い捨て可能なよう、低コストで簡便な構造となっている。   Such a two-dimensional electrophoresis kit has a low-cost and simple structure so that it can be disposable to prevent contamination of the sample.

第1の電気泳動分離媒体、第2の電気泳動分離媒体、第1の膨潤溶液、第2の膨潤溶液は前述のとおりである。前記支持手段とは、第1の電気泳動分離媒体、第2の電気泳動分離媒体を支持するものであればよく、たとえば、プラスチック基板、ガラス基板、表面が電気的に絶縁された金属基板、表面が電気的に絶縁された半導体基板などが挙げられる。
第2の膨潤溶液の供給手段は、前記支持手段に備えられており、これにより、膨潤溶液を簡便に乾燥ゲルに添加することができる。
The first electrophoretic separation medium, the second electrophoretic separation medium, the first swelling solution, and the second swelling solution are as described above. The supporting means may be any means that supports the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium, such as a plastic substrate, a glass substrate, a metal substrate whose surface is electrically insulated, and a surface. And a semiconductor substrate in which is electrically insulated.
The second swelling solution supply means is provided in the supporting means, whereby the swelling solution can be easily added to the dried gel.

また、前記第1の膨潤溶液の供給手段は、前記支持手段に備えられており、これにより、簡便に第1の膨潤溶液を、乾燥した第1の電気泳動分離媒体に添加することができる。   The first swelling solution supply means is provided in the supporting means, whereby the first swelling solution can be easily added to the dried first electrophoretic separation medium.

本発明に係る2次元電気泳動装置は、電極および前記二次元電気泳動キットを含む。   The two-dimensional electrophoresis apparatus according to the present invention includes an electrode and the two-dimensional electrophoresis kit.

以下に図を用いて本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The present invention will be further described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these.

図1は本発明に係る二次元電気泳動用キットの断面図の一例である。
第1の電気泳動分離媒体1、および第2の電気泳動分離媒体2は、支持基板6上に隙間(ジャンクション部)7を有して備えられる。第1の電気泳動分離媒体1と、第2の電気泳動分離媒体2とは互いに平行な面で対面して配置されている。また、二次元目の電気泳動用バッファー槽3、4が設けられている。間隔7には、基板6上に乾燥ゲル5が備えられている。
FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a two-dimensional electrophoresis kit according to the present invention.
The first electrophoretic separation medium 1 and the second electrophoretic separation medium 2 are provided with a gap (junction portion) 7 on a support substrate 6. The first electrophoretic separation medium 1 and the second electrophoretic separation medium 2 are arranged to face each other in parallel with each other. Further, second-dimensional electrophoresis buffer tanks 3 and 4 are provided. In the interval 7, the dry gel 5 is provided on the substrate 6.

前記第1の電気泳動分離媒体1は使用前は乾燥しているが、使用直前に、第1の膨潤溶液を添加する。第1の膨潤溶液の添加は、好ましくは表面張力により第1の電気泳動分離媒体1上から流れ落ちない程度の量を添加する。膨潤後、上述の方法の工程(3)のように、前記第1の電気泳動分離媒体1の長手方向の両端から電力を供給して一次元目の電気泳動を実施する。   The first electrophoretic separation medium 1 is dried before use, but the first swelling solution is added immediately before use. The first swelling solution is preferably added in such an amount that it does not flow down from the first electrophoretic separation medium 1 due to surface tension. After the swelling, as in step (3) of the above-described method, the first-dimensional electrophoresis is performed by supplying power from both ends in the longitudinal direction of the first electrophoretic separation medium 1.

一次元目の電気泳動後、乾燥ゲル5に第2の膨潤溶液を添加し、乾燥ゲル5を膨潤させる。
図2aは、乾燥ゲルが配置された二次元電気泳動用キットの断面図および上面図、図2bは、乾燥ゲルを膨潤させて間隔を相互接続させた後の状態の断面図および上面図を示す。
図2aの乾燥ゲル5は、X方向およびY方向に膨潤するように、間隔7と同サイズの原料ゲルを乾燥したもので、第2の膨潤溶液の添加により、図2bに示すように乾燥ゲル5は膨潤し、第1の電気泳動分離媒体1と第2の電気泳動分離媒体2とを膨潤ゲル8で接続することができる。ここで、原料ゲルを圧縮して乾燥すると膨潤割合を向上させるとともに乾燥ゲル5のサイズを小さくできる。特にY方向に圧縮して乾燥すると、Y方向へのサイズを小さくできるとともに、Y方向への膨潤割合を増加向上させることができる。
After the first-dimensional electrophoresis, the second swelling solution is added to the dried gel 5 to swell the dried gel 5.
FIG. 2a shows a cross-sectional view and a top view of a two-dimensional electrophoresis kit in which a dry gel is arranged, and FIG. 2b shows a cross-sectional view and a top view of the state after the dry gel is swollen to interconnect the intervals. .
The dried gel 5 in FIG. 2a is obtained by drying a raw material gel having the same size as the interval 7 so as to swell in the X direction and the Y direction. By adding a second swelling solution, the dried gel 5 is dried as shown in FIG. 5 swells, and the first electrophoretic separation medium 1 and the second electrophoretic separation medium 2 can be connected by the swelling gel 8. Here, when the raw material gel is compressed and dried, the swelling ratio can be improved and the size of the dried gel 5 can be reduced. In particular, when compressed in the Y direction and dried, the size in the Y direction can be reduced, and the swelling ratio in the Y direction can be increased and improved.

次に、緩衝溶液槽3、4に電極を通し、二次元目の電気泳動を行うことができる。   Next, the second-dimensional electrophoresis can be performed by passing the electrodes through the buffer solution tanks 3 and 4.

また、第1の電気泳動分離媒体1の裏側、あるいは、第1の電気泳動分離媒体1の結合する位置の支持手段1の裏側に、ペルチェ素子を設けることができる(図示せず)。
これにより、一次元目の電気泳動に際し、通電に伴って、簡便に第1の電気泳動分離媒体1の冷却を簡便かつ効率よく実施できる。
Further, a Peltier element can be provided on the back side of the first electrophoretic separation medium 1 or on the back side of the support means 1 at the position where the first electrophoretic separation medium 1 is coupled (not shown).
Thereby, in the first-dimensional electrophoresis, the first electrophoresis separation medium 1 can be simply and efficiently cooled with energization.

図3に示すように、第2の膨潤溶液は、支持手段1に備えられた膨潤溶液の供給手段9を用いて行うこともできる。該膨潤溶液の供給手段9は、第2の膨潤溶液を放出する液だめなどである。
また、支持手段6には、乾燥状態にある第1の電気泳動分離媒体1を膨潤するための第1の膨潤溶液の供給手段が備えられていてもよい(図示せず)。該膨潤溶液の供給手段は、第1の膨潤溶液を放出する液だめなどである。
このような第2の膨潤溶液の供給手段9、第1の膨潤溶液の供給手段が備えられていると、操作の自動化を図ることができ、迅速で正確な電気泳動を実施できる。特に、たとえば、前記乾燥ゲル5の幅が数ミリ単位、あるいは前記間隔7も数ミリ単位となっても、正確にこれらの溶液の供給が可能となるという利点がある。
As shown in FIG. 3, the second swelling solution can also be performed using a swelling solution supply means 9 provided in the supporting means 1. The swelling solution supply means 9 is a liquid reservoir for releasing the second swelling solution.
The support means 6 may be provided with a first swelling solution supply means for swelling the first electrophoretic separation medium 1 in a dry state (not shown). The means for supplying the swelling solution is a reservoir for releasing the first swelling solution.
When the second swelling solution supply means 9 and the first swelling solution supply means are provided, the operation can be automated, and rapid and accurate electrophoresis can be performed. In particular, for example, even when the width of the dry gel 5 is several millimeters or the interval 7 is several millimeters, there is an advantage that these solutions can be supplied accurately.

本発明によれば、乾燥ゲルを予め間隔中に備えさせ、一次分離後と二次分離前に、膨潤溶液を注いで乾燥ゲルを膨潤させるだけで、一次元ゲルと二次元ゲルとを迅速かつ簡便に相互接続させることができる。また、好ましくは第1の電気泳動分離媒体の膨潤に特定の膨潤溶液を用いることにより膨潤時間をより短縮できるなど、極めて簡便な操作で短時間でトータルの二次元電気泳動を行うことができる。   According to the present invention, the one-dimensional gel and the two-dimensional gel can be rapidly and simply prepared by preliminarily providing the dry gel in the interval, and pouring the swelling solution after the primary separation and before the secondary separation. It can be easily interconnected. Further, the total two-dimensional electrophoresis can be performed in a short time by an extremely simple operation, for example, the swelling time can be further shortened by using a specific swelling solution for swelling the first electrophoretic separation medium.

以下実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
〔実施例1〕
一次元目の電気泳動後の一次元目ゲルと二次元目ゲルの接続方法について実験した。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Example 1]
The connection method between the first-dimensional gel and the second-dimensional gel after the first-dimensional electrophoresis was tested.

図1、2、3に示すように、一次元目の電気泳動用ゲル1(ゲル1)として、ポリアクリルアミド乾燥pH勾配固定化ゲル(インビトロジェン社製、厚さ0.02mm×短手方向の幅0.8mm×長手方向の長さ52mm)をプラスチック製の支持基板6の所定の位置に置いた。   As shown in FIGS. 1, 2, and 3, a polyacrylamide dry pH gradient immobilized gel (Invitrogen, thickness 0.02 mm × width in the short direction) is used as the first-dimensional electrophoresis gel 1 (gel 1). 0.8 mm × length 52 mm in the longitudinal direction) was placed at a predetermined position on the plastic support substrate 6.

二次元目の電気泳動用ゲル2(ゲル2)はポリアクリルアミドゲルであり、その緩衝液には375mMトリス塩酸バッファー(pH8.8)を用いた。
ゲル1の長手方向の横は、支持基板6の壁と接することが無いよう空間でさえぎられ、ゲル1とゲル2とは互いに接触しない用に配置され、ゲル1とゲル2とは互いに電気的に絶縁されている。
Second-dimensional electrophoresis gel 2 (gel 2) was a polyacrylamide gel, and 375 mM Tris-HCl buffer (pH 8.8) was used as the buffer solution.
The side of the longitudinal direction of the gel 1 is blocked by a space so as not to contact the wall of the support substrate 6, and is arranged so that the gel 1 and the gel 2 do not contact each other, and the gel 1 and the gel 2 are electrically connected to each other. Is insulated.

ゲル1とゲル2の間の隙間7の大きさのポリアクリルアミドゲルを作製した。その緩衝液には125mMトリス塩酸バッファー(pH6.8)を用いた。そのゲルを、長手方向を縦にして上下を固定して乾燥させ、短手方向の幅と厚さを収縮させた。この乾燥ゲルを図1、2、3に示したゲル5として、支持基板6の隙間7に置いた。   A polyacrylamide gel having a size of the gap 7 between the gel 1 and the gel 2 was prepared. 125 mM Tris-HCl buffer (pH 6.8) was used as the buffer. The gel was dried by fixing the top and bottom in the longitudinal direction, and the width and thickness in the lateral direction were shrunk. This dried gel was placed in the gap 7 of the support substrate 6 as the gel 5 shown in FIGS.

ゲル5に蒸留水を基板に備え付けの液だめから注入した。20分後、再び蒸留水を加えた。ゲル5は膨張し、30分後には隙間7を無くすまで膨張してゲル1とゲル2を繋いだ。図2にゲル5が膨張してゲル1とゲル2を接続したゲル8となった模式図を示した。
図4にゲル5が膨張してゲル1とゲル2を接続した写真を示した。
〔実施例2〕
実施例1で示した接続方法を用いて二次元電気泳動を行った。
Distilled water was poured into the gel 5 from a liquid reservoir provided on the substrate. After 20 minutes, distilled water was added again. The gel 5 expanded, and after 30 minutes, the gel 1 and the gel 2 were connected by expanding until the gap 7 was eliminated. FIG. 2 shows a schematic diagram in which the gel 5 expands to become a gel 8 in which the gel 1 and the gel 2 are connected.
FIG. 4 shows a photograph in which gel 5 expands and gel 1 and gel 2 are connected.
[Example 2]
Two-dimensional electrophoresis was performed using the connection method shown in Example 1.

実施例1で示したのと同様の方法で一次元目ゲル(1)、二次元目ゲル(2)、乾燥ゲル(5)を支持基板6に設置した。   The first-dimensional gel (1), the second-dimensional gel (2), and the dried gel (5) were placed on the support substrate 6 in the same manner as shown in Example 1.

次にタンパク質変性剤(尿素6M、チオウレア2M)、界面活性剤(CHAPS(同仁化学社製))2%(w/v)、還元剤(ジチオスレイトール)20mM、キャリアーアンフォライト(インビトロジェン社製)0.5%(v/v)、を含む水を溶媒とした膨潤用溶液を用意し、該膨潤用溶液に試料サンプルを添加し、サンプル入り膨潤用溶液を20μL用意した。サンプルは、二次元電気泳動用マーカータンパク質(アミログルコシダーゼ、オボアルブミン、カルボニックアンヒドラーゼ、ミオグロビン)(シグマ社製)を用いた。   Next, protein denaturant (urea 6M, thiourea 2M), surfactant (CHAPS (manufactured by Dojindo)) 2% (w / v), reducing agent (dithiothreitol) 20 mM, carrier ampholite (manufactured by Invitrogen) A swelling solution using water containing 0.5% (v / v) as a solvent was prepared, a sample sample was added to the swelling solution, and 20 μL of a sample-containing swelling solution was prepared. As a sample, a marker protein for two-dimensional electrophoresis (amyloglucosidase, ovalbumin, carbonic anhydrase, myoglobin) (manufactured by Sigma) was used.

上記サンプル入りの膨潤用溶液を基板に備え付けの液だめを用いてゲル1に添加し、ゲル1を膨潤させた。添加は15分間静置後、一次元目の電気泳動用の電極10をゲル1の長手方向の端に接触させて等電点電気泳動を行った。   The swelling solution containing the sample was added to the gel 1 using a liquid reservoir attached to the substrate, and the gel 1 was swollen. The addition was allowed to stand for 15 minutes, and then the isoelectric focusing was performed by bringing the first-dimensional electrophoresis electrode 10 into contact with the longitudinal end of the gel 1.

電極間10に当初から60mW/mm3以内の電力(0-5000 V (リニア)で4分間、5000-6000 V (リニア)で1分間、6000 Vで5分間)をかけ、合計10分間電気を流した。この時熱の発生によるゲルの乾燥や燃焼を防ぐため、ゲル1を0〜5℃になるようにペルチェ素子で冷却した。 Apply electric power within 10mW / mm 3 between electrodes (0-5000 V (linear) for 4 minutes, 5000-6000 V (linear) for 1 minute, 6000 V for 5 minutes), and apply electricity for a total of 10 minutes. Washed away. At this time, in order to prevent drying and burning of the gel due to the generation of heat, the gel 1 was cooled by a Peltier device so that the temperature became 0 to 5 ° C.

実施例1と同様の方法でゲル5に蒸留水を注入してゲル5を膨張させて、ゲル1とゲル2を繋いだ。   Distilled water was injected into the gel 5 in the same manner as in Example 1 to expand the gel 5 and connect the gel 1 and the gel 2 together.

つぎに緩衝溶液槽3、4に二次元目の電気泳動用の緩衝溶液(0.19Mグリシン、SDS、25mMトリスアミノメタンを含む)を注入し、陰極として一次元目のゲルに近い緩衝溶液槽3に、陽極として二次元目のゲルに近い緩衝溶液槽4に電極11を接触させ、二次元目の電気泳動を行った(定電圧200V、約15分間)。
図5に一次元目の電気泳動に続いて行った二次元目の電気泳動後にサンプルが分離された二次元目ポリアクリルアミドゲルの像を示す。
Next, a buffer solution for second-dimensional electrophoresis (containing 0.19 M glycine, SDS, and 25 mM trisaminomethane) is injected into the buffer solution chambers 3 and 4, and a buffer solution chamber close to the first-dimensional gel as a cathode. 3, the electrode 11 was brought into contact with the buffer solution tank 4 close to the second-dimensional gel as an anode, and the second-dimensional electrophoresis was performed (constant voltage 200 V, about 15 minutes).
FIG. 5 shows an image of a second-dimensional polyacrylamide gel in which the sample is separated after the second-dimensional electrophoresis performed following the first-dimensional electrophoresis.

図1は、本発明に係る二次元電気泳動用キットの断面図の一例である。FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a two-dimensional electrophoresis kit according to the present invention. 図2a、2bは、本発明に係る二次元電気泳動用キットの使用態様の断面図および上面図の一例である。図2aは、乾燥ゲルが配置された二次元電気泳動用キットの断面図および上面図、図2bは、乾燥ゲルを膨潤させて間隔を相互接続させた後の状態の断面図および上面図である。2a and 2b are examples of a cross-sectional view and a top view of a usage mode of the two-dimensional electrophoresis kit according to the present invention. FIG. 2a is a cross-sectional view and a top view of a two-dimensional electrophoresis kit in which a dry gel is arranged, and FIG. . 図3は、第2の膨潤溶液の注入器具を有する二次元電気泳動用キットの模式図の一例である。FIG. 3 is an example of a schematic diagram of a two-dimensional electrophoresis kit having a second swelling solution injection device. 図4aは、乾燥ゲルが配置されている状態の二次元電気泳動用キットの上面からの写真、図4bは乾燥ゲルを膨潤させて前記第1の電気泳動分離媒体(1D)および前記第2の電気泳動分離媒体(2D)を接続した状態の二次元電気泳動用キットの上面からの写真である。FIG. 4a is a photograph from the upper surface of the two-dimensional electrophoresis kit in a state where a dry gel is arranged, and FIG. It is the photograph from the upper surface of the kit for two-dimensional electrophoresis in the state which connected the electrophoresis separation medium (2D). 図5は、二次元目の電気泳動により、第2の電気泳動分離媒体中で、蛍光ラベルしたタンパク質(アミログルコシダーゼ、オボアルブミン、カルボニックアンヒドラーゼ、ミオグロビン)が分離された結果を示す写真である。FIG. 5 is a photograph showing the result of separation of fluorescently labeled proteins (amyloglucosidase, ovalbumin, carbonic anhydrase, myoglobin) in the second electrophoretic separation medium by second-dimensional electrophoresis. .

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の電気泳動分離媒体
2 第2の電気泳動分離媒体
3 緩衝溶液槽
4 緩衝溶液槽
5 乾燥ゲル
6 支持基板
7 間隔(ジャンクション)
8 膨潤ゲル
9 第2の膨潤溶液の供給手段
10 電極
11 電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st electrophoresis separation medium 2 2nd electrophoresis separation medium 3 Buffer solution tank 4 Buffer solution tank 5 Dry gel 6 Support substrate 7 Space | interval (junction)
8 Swelling gel 9 Second swelling solution supply means 10 Electrode 11 Electrode

Claims (13)

下記工程を含む、二次元電気泳動方法:
(1)ストリップ状の第1の電気泳動分離媒体と、第2の電気泳動分離媒体とが、互いに間隔をおいて一つの支持基板上に担持され、膨潤して前記第1および前記第2の電気泳動分離媒体を接続しうる乾燥ゲルが、該間隔中、第1の電気泳動分離媒体と接触しない位置に配置されている、二次元電気泳動基板を提供する工程、
(2)前記第1の電気泳動分離媒体にサンプルを含浸させる工程、
(3)前記第1の電気泳動分離媒体に電場を与えて、前記サンプル中の成分を一次分離する工程、
(4)一次分離を実施した後、前記乾燥ゲルに第2の膨潤溶液を添加して、第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体との間が膨潤したゲルにより接続されるまで、該乾燥ゲルを膨潤させる工程、および
(5)前記第1の電気泳動分離媒体および第2の電気泳動分離媒体の双方に、前記第1の電気泳動分離媒体の長手方向に対して実質的に垂直方向に電場を与え、前記第2の電気泳動分離媒体において、前記一次分離された成分を二次分離する工程。
A two-dimensional electrophoresis method comprising the following steps:
(1) A first electrophoretic separation medium in the form of a strip and a second electrophoretic separation medium are supported on a single support substrate at an interval from each other, and swell to form the first and second electrophoretic separation media. Providing a two-dimensional electrophoretic substrate, wherein a dry gel capable of connecting an electrophoretic separation medium is disposed at a position not in contact with the first electrophoretic separation medium during the interval;
(2) impregnating the first electrophoretic separation medium with a sample;
(3) applying an electric field to the first electrophoretic separation medium to primarily separate components in the sample;
(4) After the primary separation, a second swelling solution is added to the dried gel, and the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are connected by the swollen gel. Swell the dried gel, and (5) both the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are substantially in the longitudinal direction of the first electrophoretic separation medium. Applying an electric field in a vertical direction to the second electrophoretic separation medium to secondary-separate the primary separated components.
前記乾燥ゲルが、前記間隔の基板上に配置されている請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the dry gel is disposed on the spaced substrate. 前記乾燥ゲルが、
前記工程(1)において、第1の電気泳動分離媒体および前記第2の電気泳動分離媒体のいずれとも接触しない位置に配置され、
前記工程(4)において、第1の電気泳動分離媒体方向および第2の電気泳動分離媒体方向へ膨潤するゲルである、請求項1または2に記載の方法。
The dried gel is
In the step (1), the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are disposed at positions that do not come into contact with each other,
The method according to claim 1 or 2, wherein in the step (4), the gel swells in the direction of the first electrophoretic separation medium and the direction of the second electrophoretic separation medium.
前記乾燥ゲルは、原料ゲルを乾燥させて収縮したゲルであり、該原料ゲルは前記第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体間との間を接続しうる大きさを有している、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。   The dry gel is a gel contracted by drying a raw material gel, and the raw material gel has a size capable of connecting between the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium. The method according to any one of claims 1 to 3. 前記乾燥ゲルが、前記原料ゲルを圧縮しながら乾燥して得られた、請求項4に記載の方法。   The method according to claim 4, wherein the dry gel is obtained by drying the raw material gel while being compressed. 前記乾燥ゲルが、乾燥したアクリルアミドである、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the dried gel is dried acrylamide. 前記工程(1)の第1の電気泳動分離媒体がストリップ状の乾燥した電気泳動媒体であり、乾燥した第1の電気泳動分離媒体に第1の膨潤溶液を添加して、前記乾燥した第1の電気泳動分離媒体を飽和状態まで膨潤させる、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。   The first electrophoretic separation medium in the step (1) is a strip-shaped dry electrophoretic medium, and a first swelling solution is added to the dried first electrophoretic separation medium, and the dried first electrophoretic medium is added. The method according to claim 1, wherein the electrophoretic separation medium is swollen to a saturated state. 前記第1の膨潤溶液が、水よりも極性が高い有機溶媒を含有する、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the first swelling solution contains an organic solvent having a higher polarity than water. 前記乾燥ゲルが、下記(a)および(b):
(a)水酸化ナトリウム、および、ホウ酸塩、グリシン塩、クエン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、グルタル酸塩、酢酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩およびマレイン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種;
(b)コハク酸、乳酸、ホウ酸、クエン酸、リン酸、グルタル酸、酢酸、フタル酸およびマレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種、および、ホウ酸塩、グリシン塩、クエン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、グルタル酸塩、酢酸塩、フタル酸塩、フタル酸水素塩およびマレイン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種;
のうちの少なくとも1グループの成分およびマイナスイオンを含み、
前記第(4)工程において乾燥ゲルを膨潤させたゲルがpH6.8である、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
The dried gel has the following (a) and (b):
(a) consisting of sodium hydroxide and borate, glycine salt, citrate, phosphate, hydrogen phosphate, glutarate, acetate, phthalate, hydrogen phthalate and maleate At least one selected from the group;
(b) at least one selected from the group consisting of succinic acid, lactic acid, boric acid, citric acid, phosphoric acid, glutaric acid, acetic acid, phthalic acid and maleic acid, and borate, glycine salt, citrate, At least one selected from the group consisting of phosphate, hydrogen phosphate, glutarate, acetate, phthalate, hydrogen phthalate and maleate;
Comprising at least one group of components and negative ions,
The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the gel obtained by swelling the dried gel in the step (4) has a pH of 6.8.
前記工程(4)の第2の膨潤溶液が、pH6.8で、さらにマイナスイオンを含有する緩衝液である、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the second swelling solution in the step (4) is a buffer solution having a pH of 6.8 and further containing negative ions. 前記工程(1)の前記間隔において、前記第1の電気泳動分離媒体と第2の電気泳動分離媒体とが、気体により隔てられている、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are separated by a gas in the interval of the step (1). ストリップ状の第1の電気泳動分離媒体と、第2の電気泳動分離媒体とが、互いに間隔をおいて一つの支持基板上に担持され、
膨潤して前記第1および前記第2の電気泳動分離媒体を接続しうる乾燥ゲルが、該間隔中の第1の電気泳動分離媒体と接触しない位置に配置されている、二次元電気泳動用キット。
The strip-shaped first electrophoretic separation medium and the second electrophoretic separation medium are carried on one support substrate at an interval from each other,
A two-dimensional electrophoresis kit in which a dry gel that can swell and connect the first and second electrophoretic separation media is disposed at a position that does not contact the first electrophoretic separation media in the interval .
前記支持手段が、さらに、サンプルの一次分離後に前記乾燥ゲルを膨潤させる第2の膨潤溶液の供給手段を有している、請求項12に記載のキット。   The kit according to claim 12, wherein the supporting means further comprises a second swelling solution supply means for swelling the dried gel after primary separation of the sample.
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