JP4598989B2 - Electrophoresis device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
IGCR法(In Gel Competitive Reassociation法)は、ガン遺伝子等の探索に極めて有効であり、現在、大きな注目を集めている。この方法は、ゲノムサブトラクション法の一種であり、ゲル(泳動媒体)中で、ゲノムサブトラクションを行うことを大きな特徴とする。
【0003】
このIGCR法は、例えば数kb以上の塩基の欠失等、比較的大きな遺伝子の変異を特定するのに有利である。このため、この方法は、正常細胞の遺伝子とガン細胞の遺伝子との間で、大きな相違を発見する場合等に、極めて有用である。実際に、IGCR法は、胃ガン関連の遺伝子の発見で、実績を挙げている。
このIGCR法の概略を、ガン遺伝子を探索する場合を例に説明すると、下記のようになる。
【0004】
1)まず、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAと(例えば制限酵素処理されたもの)を用意する。
2)次に、正常細胞由来のDNAをビオチン化する。
【0005】
3)次に、ガン細胞由来のDNAに対して正常細胞由来のDNAがはるかに高い濃度となるように(例えば1:50程度)、ガン細胞由来のDNAと正常細胞由来のDNAとを混合する。
4)次に、この混合物に対して、ゲル電気泳動を行う。
【0006】
5)電気泳動後、ゲルを取り出し、このゲルをアルカリ性の溶液(変性液)に浸漬させた後、ゲルを中性の溶液(会合液)に浸漬させることにより、ゲル中でDNAを変性させた後、再会合させる。
IGCR法の大きな特徴は、工程3)〜5)にある。かかる工程を経ることにより、ガン細胞にのみ特異的に存在する遺伝子を検出、分離することが、可能となる。この原理を、以下、模式的に説明する。
【0007】
例えば、正常細胞は、遺伝子Aと遺伝子Bとを有しているとする。また、ガン細胞は、遺伝子Aと、変異した遺伝子B’とを有しているとする。この遺伝子B’は、遺伝子Bよりも鎖長が短くなっているとする。なお、ガン細胞の遺伝子Aと正常細胞の遺伝子Aとは、同じ(identical)とする。また、遺伝子Aは、遺伝子Bよりも長いものとする。
【0008】
この場合、前記工程4)において電気泳動を行うと、ゲル中で、バンドは、例えば、遺伝子A>遺伝子B>遺伝子B’と分かれることとなる。
【0009】
このとき、遺伝子Aのバンドは、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとを含んでいることとなる。したがって、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとの比は、50:1である。
また、遺伝子Bのバンドは、正常細胞由来のDNAのみを含んでいることとなる。すなわち、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとの比は、100:0である。
これに対し、遺伝子B’のバンドは、ガン細胞由来のDNAのみを含んでいることとなる。すなわち、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとの比は、0:100である。
【0010】
ここで、前記工程5)のDNAの変性、再会合を行うと、遺伝子Aのバンドでは、下記のA1〜A4の4種類の遺伝子が、2500:50:50:1の割合で生成される。
A1:正常細胞由来のDNAのみで構成された遺伝子、
A2:正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとで構成された遺伝子(タイプ1)、
A3:正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとで構成された遺伝子(タイプ2)、
A4:ガン細胞由来のDNAのみで構成された遺伝子。
したがって、遺伝子Aのバンドでは、ガン細胞由来のDNAのみで構成された遺伝子(遺伝子A4)は、極めて少量となる。
【0011】
一方、遺伝子Bのバンドでは、相変わらず、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとの比は、100:0のままである。
同様に、遺伝子B’のバンドでは、正常細胞由来のDNAとガン細胞由来のDNAとの比は、0:100のままである。
【0012】
次いで、ゲルを切り出し、ゲル中からDNAを抽出(回収)し、かかるDNAをアビジンと接触させると、アビジンはビオチンと結合する性質を有しているため、正常細胞由来のDNAを含む遺伝子は、アビジンに吸着される。
これに対し、ガン細胞由来のDNAのみで構成された遺伝子は、アビジンに吸着されない。
【0013】
したがって、遺伝子Bは、前述したように正常細胞由来のDNAのみで構成されているので、アビジンに吸着されることとなる。
これに対し、遺伝子B’は、ガン細胞由来のDNAのみで構成されているので、アビジンに吸着されず、取り出されることとなる。
【0014】
遺伝子Aでは、遺伝子A1、A2およびA3がアビジンに吸着され、遺伝子A4は、アビジンに吸着されない。ところで、前述したように、遺伝子Aでは、A1:A2:A3:A4の割合が、2500:50:50:1となっている。換言すれば、遺伝子A4の存在量は、ごく微量なものとなっている。
【0015】
したがって、アビジンに吸着されず取り出された遺伝子に、例えば、アダプターDNAを結合し、このアダプターDNAと相補的な塩基配列を有するプライマーを用いてPCR法を行い、遺伝子を増幅すると、遺伝子B’だけが、好適に検出されることとなる。
【0016】
このように、IGCR法は、優れた遺伝子探索法である。しかしながら、IGCR法では、人手による工程数が多く、しかも時間のかかる工程が多いため、所要時間が長く(例えば1週間程度)、作業に手間と時間とを要するという欠点がある。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、例えばIGCR法における作業の手間と時間とを軽減することができる電気泳動装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(7)の本発明により達成される。
【0019】
(1) 核酸を含む検体を電気泳動させる泳動媒体と、
前記泳動媒体へ通電し、かつ、その極性を反転することができる通電手段と、
前記泳動媒体の温度を調整する温度調整手段であって、少なくとも前記泳動媒体を加熱する加熱手段を有する温度調整手段と、
前記通電手段および前記温度調整手段に接続された制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記通電手段および前記温度調整手段の作動を制御することで、
まず、前記通電手段により前記泳動媒体へ通電を行い、前記検体を前記泳動媒体中で電気泳動させることにより、前記核酸を前記泳動媒体中で分離させ、
次いで、前記温度調整手段により前記泳動媒体を加熱することにより、分離後の核酸を前記泳動媒体中で変性させた後、前記泳動媒体を冷却することにより、再会合させ、
その後、前記通電手段により極性を反転させて前記泳動媒体へ通電を行い、再会合後の核酸を前記泳動媒体中で前記電気泳動の方向と逆方向に電気泳動させ、前記泳動媒体中から回収するよう構成されていることを特徴とする電気泳動装置。
(2) 核酸を含む検体を電気泳動させる泳動媒体と、
前記泳動媒体へ通電し、かつ、その極性を反転することができる通電手段と、
前記泳動媒体の温度を調整する温度調整手段であって、前記泳動媒体を加熱する加熱手段と、前記泳動媒体を冷却する冷却手段とを有する温度調整手段と、
前記通電手段および前記温度調整手段に接続された制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記通電手段および前記温度調整手段の作動を制御することで、
まず、前記通電手段により前記泳動媒体へ通電を行い、前記検体を前記泳動媒体中で電気泳動させることにより、前記核酸を前記泳動媒体中で分離させ、
次いで、前記加熱手段により前記泳動媒体を加熱することにより、分離後の核酸を前記泳動媒体中で変性させた後、前記冷却手段により前記泳動媒体を強制的に冷却することにより、再会合させ、
その後、前記通電手段により極性を反転させて前記泳動媒体へ通電を行い、再会合後の核酸を前記泳動媒体中で前記電気泳動の方向と逆方向に電気泳動させ、前記泳動媒体中から回収するよう構成されていることを特徴とする電気泳動装置。
【0020】
(3) 前記温度調整手段は、前記泳動媒体の周囲に配設され、前記泳動媒体に対して熱伝達を行う伝熱部を有する上記(1)または(2)に記載の電気泳動装置。
【0021】
(4) 前記泳動媒体の長手方向の全長をLとしたとき、前記伝熱部は、前記泳動媒体を、その長手方向の中央から両端に向って、それぞれ、0.45Lの範囲を覆うよう構成されている上記(3)に記載の電気泳動装置。
【0026】
(5) 前記通電手段は、前記温度調整手段により前記泳動媒体の温度を調節する前後において、その極性を反転させる上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の電気泳動装置。
【0027】
(6) 前記泳動媒体は、間隙を介して複数配設されている上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の電気泳動装置。
【0028】
(7) 前記泳動媒体は、中空部材に収納されている上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の電気泳動装置。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気泳動装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0030】
図1は、本発明の電気泳動装置の全体構成を示す模式図であり、図2は、本発明の電気泳動装置が備える電気泳動部付近の構成を示す縦断面図であり、図3は、本発明の電気泳動装置が備える温度調整手段の構成を示す側面図であり、図4は、本発明の電気泳動装置の動作手順を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、図2中、上側を「上端」、下側を「下端」と言う。
【0031】
図1に示す電気泳動装置1は、電気泳動部2と、通電手段3と、温度調整手段4と、制御手段5とを有している。
【0032】
以下、電気泳動装置1を、各構成要素ごとに説明する。
図2に示すように、電気泳動部2は、主に、上部バッファー槽21と、下部バッファー槽22と、これらを支持する基台23と、ゲル(泳動媒体)100を収納した複数の管体(管状の中空部材)20とを有している。
【0033】
上部バッファー槽21は、上端(上部)に開口を有する箱状の部材で構成されている。この上部バッファー槽21の内部には、例えば、トリスバッファー、トリス・ホウ酸バッファーのようなバッファー液(緩衝液)が収納され、後述する通電手段3が有する電極32aがバッファー液に浸るようにして設置されている。
【0034】
バッファー液の液量としては、上部バッファー槽21に管体20を装着(設置)した状態で、管体20の上端が液面から突出しない程度とされる。
【0035】
上部バッファー槽21の底部(底面)211には、複数(本実施形態では、3つ)の装着孔212が厚さ方向(図2中、上下方向)に貫通して形成されている。各装着孔212には、それぞれ、管体20を保持する保持部材213が液密に固着(装着)されている。
【0036】
保持部材213は、ほぼ筒状の部材で構成され、下端側には、装着孔212に嵌合可能な装着部213aが形成されている。この装着部213aが装着孔212内に挿入、嵌合することにより、保持部材213は、上部バッファー槽21の底部212に液密に固着されている。
【0037】
この保持部材213は、特に限定されないが、例えば、各種ゴム材料、各種熱可塑性エラストマー等の弾性材料で構成されている。
【0038】
また、保持部材213の内腔部には、後述する管体20の上端側が挿入(挿通)されている。
【0039】
この上部バッファー槽21の両側部(図2中、紙面奥側および紙面手前側)には、対向配置された脚部214、214が上部バッファー槽21と一体的に形成され、図示しない接続部を介して基台23に設置されている。これにより、上部バッファー槽21は、基台23に固定されている。
【0040】
基台23は、上部バッファー槽21、下部バッファー槽22および後述する伝熱ブロック42を支持するためのものであり、平板状の部材で構成されている。
この基台23の上端(上面)には、下部バッファー槽22が設置されている。
【0041】
下部バッファー槽22は、箱状の部材で構成されている。この下部バッファー槽22の内部には、バッファー液(緩衝液)が収納されており、後述する通電手段3が有する電極32bがバッファー液に浸るようにして設置されている。
【0042】
このバッファー液としては、前記の上部バッファー槽21の内部に収納されるバッファー液で挙げたものと同様のものを用いることができる。
【0043】
下部バッファー槽22の上端縁部付近(図2中、右上側)には、上方に向って突出する導入口221が一体的に形成されており、この導入口221を介して、下部バッファー槽22内にバッファー液を導入(収納)することができる。
【0044】
また、下部バッファー槽22の上端(上面)には、複数の挿通孔222が厚さ方向(図2中、上下方向)に貫通して形成されている。各挿通孔222には、それぞれ、管体20の下端側が挿入(挿通)されている。
【0045】
なお、この状態で、下部バッファー槽22内には、管体20の下端が浸る程度の液量のバッファー液が収納されている。
【0046】
この下部バッファー槽22、前記の上部バッファー槽21および前記の基台23の構成材料としては、特に限定されないが、それぞれ、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ−(4−メチルペンテン−1)、ポリカーボネート、アクリル樹脂、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアミド(例えば、ナイロン6、ナイロン6・6、ナイロン6・10、ナイロン12)のような各種樹脂材料を用いることができる。
【0047】
なお、下部バッファー槽22および上部バッファー槽21は、内部の視認性を確保するために、それぞれ、実質的に透明であるのが好ましい。
【0048】
これらの上部バッファー槽21と下部バッファー槽22との間には、複数(本実施形態では、3本)の管体(管状の中空部材)20が、それぞれ、保持部材213を介して上部バッファー槽21に固定されることにより、設置されている。
【0049】
この管体20の構成材料としては、特に限定されないが、熱伝達に優れているという点、および、十分な強度が得られるという点において、例えば、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン等の各種樹脂材料、各種ガラス材料等が好ましく用いられる。
【0050】
管体20の寸法としては、特に限定されないが、例えば、内径が3〜8mm程度、外径が5〜10mm程度であるのが好ましい。
【0051】
各管体20の内部には、ゲル(泳動媒体)100が充填(収納)され、それぞれ、間隙(例えば、10〜40mm程度)を介して(所定間隔おいて)配設されている。換言すれば、複数のゲル100が間隙を介して配設されている。このように複数のゲル100を配設することにより、電気泳動装置1では、一度に処理できる検体の量を増大することができる。
【0052】
また、管体20の上端部内側には、ゲル100が充填されていない部分が設けられており、該部分には、検体が充填(アプライ)される。
【0053】
ゲル100は、例えば、アクリルアミド、アガロース等で構成され、DNA(核酸)を含む検体を電気泳動させ、これにより、DNAを鎖長の差(分子量の差)により分離させる。
【0054】
このゲル100は、管体20に収納されることにより、ほぼ円柱状(棒状)をなしている。
【0055】
ゲル100の長手方向の全長(図2中、長さL)としては、特に限定されないが、通常、50〜200mm程度であるのが好ましく、100〜150mm程度であるのがより好ましい。ゲル100の長手方向の全長をこのような範囲内とすることにより、DNAを好適に分離させることができる。
【0056】
このようなゲル100は、通電手段3により通電される。
この通電手段3は、ゲル100へ通電し、かつ、その極性を反転することができるものであり、図1に示すように、泳動用電源部31と、一対の電極32a、32bとを有している。これらの泳動用電源部31と、電極32aおよび電極32bとは、それぞれ、信号線により、接続されている。
【0057】
電極32aおよび電極32bは、それぞれ、例えば、金属(アルミニウム等)などの導電性材料で構成されている。また、前述したように、電極32aは、上部バッファー槽21内に、電極32bは、下部バッファー槽22内に設置されている。
また、ゲル100は、温度調整手段4により温度が調整される。
【0058】
温度調整手段4は、図3に示すように、ゲル100を加熱する加熱手段43と、ゲル100を冷却する冷却手段44と、加熱手段43および冷却手段44とゲル100との間で熱伝達を行う伝熱ブロック(伝熱部)42と、ゲル100の温度を検知する温度感知手段45とを有している。
【0059】
なお、後述する加熱手段43が有するドライバー432と、冷却手段44が有するドライバー444と、温度感知手段45が有するA/Dコンバーター452とで、温度調整手段4の温度コントローラー41が構成されている。
【0060】
この温度調整手段4は、加熱手段43によりゲル100を加熱した後、冷却手段44によりゲル100を強制的に冷却することにより、ゲル100中でDNAを変性させた後、再会合させる。
【0061】
加熱手段43は、発熱し、ゲル100を加熱する面ヒーター431と、コンピューター51からの信号に基づき、面ヒーター431を駆動、制御するドライバー432とを有している。
【0062】
冷却手段44は、ゲル100等からの熱を放熱して、ゲル100を冷却する冷却器441と、冷却器441を駆動するドライバー444とを有している。
【0063】
冷却器441は、ゲル100等からの熱を放熱するヒートシンク442と、ヒートシンク442での放熱を促進するファン443とを有している。
【0064】
ヒートシンク442は、例えば、金属(アルミニウム等)などの熱伝導性の物質で構成されている。このヒートシンク442は、例えば薄板が多数立設されたような構成の放熱部446を有している。この放熱部446では、表面積、すなわちヒートシンク442と空気との接触面積が増大しており、熱が効率よく、大気に放出されるようになっている。
【0065】
このような放熱を、ファン443は、促進することができる。ファン443は、風を発生させる羽根448と、羽根448を回転させるモーター447とを有している。ファン443が駆動する場合には、ヒートシンク442に埋設されたモーター447が回転し、この駆動力が羽根448に伝達される。その結果、羽根448が回転し、風が生じる。そして、この風により、放熱部446での放熱が、促進される。
【0066】
ヒートシンク442の放熱部446と反対側の面には、前述した面ヒーター431が、ヒートシンク442に密着するように設けられている。さらには、温度調整手段4では、この面ヒーター431に密着するように、伝熱ブロック42が設けられている。
【0067】
伝熱ブロック42は、面ヒーター431で発生した熱を、ゲル100に伝達し、また、ゲル100の熱をヒートシンク442に伝達することができる。この伝熱ブロック42は、例えば、金属(アルミニウム等)などの熱伝導性の物質で構成されている。
【0068】
このような伝熱ブロック42を介して、温度感知手段45は、ゲル100の温度を検知することができる。温度感知手段45は、ゲル100の温度を検知する温度センサー451と、温度センサーからのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバーター452とを有している。この温度感知手段45では、温度センサー451は、伝熱ブロック42に埋設されるように、設置されている。このため、温度センサー451は、伝熱ブロック42の温度を直接検知することができる。これにより、伝熱ブロック42の温度はゲル100の温度とほぼ対応しているので、温度センサー451は、ゲル100の温度を検知することができる。
【0069】
また、伝熱ブロック42の面ヒーター431と反対側の部分には、その長手方向(図2中、上下方向)に貫通して、複数(本実施形態では、3つ)の挿通孔421が形成されている。各挿通孔421は、それぞれ、その内径が管体20の外径とほぼ等しく設定され、その内部には、管体20が挿通されている。すなわち、伝熱ブロック42は、各ゲル100の全周(周囲)を囲むように配設されている。
【0070】
これにより、ゲル100を周方向に均等(均一)に加熱および冷却することができるので、DNAをより迅速かつ確実に変性および再会合させることができる。
【0071】
また、伝熱ブロック42は、ゲル100中で分離されたDNA(バンド)が存在する範囲にほぼ対応して、ゲル100の長手方向の範囲を覆うように構成されているのが好ましい。
【0072】
すなわち、伝熱ブロック42は、ゲル100の長手方向の全長をLとしたとき、ゲル100を、その長手方向の中央から両端(上端および下端)に向って、特に限定されないが、それぞれ、例えば0.45L程度の範囲(図2中、長さMの範囲)を覆うように構成されているのが好ましく、0.4L程度の範囲を覆うように構成されているのがより好ましい。
【0073】
これにより、ゲル100を長手方向に均等(均一)に加熱および冷却を行うことができるので、DNAをより迅速かつ確実に変性および再会合させることができる。
【0074】
また、本実施形態の電気泳動装置1では、伝熱ブロック42を、ゲル100の全周を囲むように配設し、かつ、ゲル100中で分離されたDNAが存在する範囲にほぼ対応して、ゲル100の長手方向の範囲を覆うように構成したことにより、これらの相乗効果により、DNAをさらに迅速かつ確実に変性および再会合させることができる。
【0075】
以上のように、本実施形態の温度調整手段4では、加熱手段43と冷却手段44とを有しているが、冷却手段44は、省略されていてもよい。この場合、温度調整手段4は、加熱手段43によりゲル100を加熱した後、加熱手段43によるゲル100の加熱を停止して、ゲル100を放冷(自然冷却)することにより、ゲル100中で、DNAを変性させた後、再会合させることができる。
【0076】
なお、本実施形態のように、冷却手段44によりゲル100を強制的に冷却する場合には、ゲル100を放冷(自然冷却)する場合に比べて、変性後のDNAをより迅速かつ効率よく(精度よく)再会合させることができるという利点がある。
【0077】
以上述べた通電手段3および温度調整手段4は、それぞれ、コンピューター51で構成された制御手段5により、制御される。コンピューター51には、通電手段3の泳動用電源部31と、温度調整手段4の温度コントローラー41(ドライバー432、ドライバー444、A/Dコンバーター452)とが、それぞれ、信号線を介して接続されている。
【0078】
コンピューター51は、泳動用電源部31を制御して、電極32aと電極32bとの間に電圧を印加することにより、ゲル100に通電し、また、泳動用電源部31を制御して、電極32aと電極32bとの極性を反転することができる。
【0079】
一方、コンピューター51は、ドライバー432およびドライバー444を介して、面ヒーター431およびファン443を制御することができる。また、コンピューター51は、A/Dコンバーター452を介して、温度センサー451から、ゲル100の温度情報を、取得することができる。
【0080】
以下、図4を参照しつつ、電気泳動装置1の使用方法(作用)について、IGCR法を実施する場合を一例に説明する。
【0081】
[1] まず、IGCR法を行う作業者(電気泳動装置1の使用者)は、ゲル100が充填(収納)された管体20を、図2に示すように、上部バッファー槽21と下部バッファー槽22との間に設置して、図示しない電源スイッチをオンする。これにより、電気泳動装置1を使用可能な状態(作動状態)として、電気泳動装置1の準備を完了する。
【0082】
一方、作業者は、DNA(核酸)を含むサンプル(検体)を用意する。このサンプルは、検査対象となる細胞由来のDNAと正常細胞由来のDNAと(例えば制限酵素処理されたもの)を、例えば1:50程度の比で含んでいる。このときのDNAの濃度は、電気泳動を行うサンプル量によっても若干異なるが、0.1〜100μM程度とするのが好ましい。
なお、正常細胞由来のDNAには、ビオチン化が施されている。
【0083】
[2] 次に、作業者は、コンピューター51を操作して、後述する各工程[4]〜[9]における諸条件(各種設定条件)を入力する。
【0084】
[3] 次に、作業者は、前記工程[1]で用意したサンプルを各管体20の上端部内側(ゲル100の上面)に充填(アプライ)する。
【0085】
[4] 次に、作業者が開始ボタン(図示せず)を押圧操作すると、コンピューター51は、通電手段3の泳動用電源部31を駆動する(図4のステップS101)。
【0086】
泳動用電源部31は、コンピューター51からの信号に基づいて、電極32aが陰極(負極)となるように、電極32aと電極32bとの間に所定電圧(定電圧)を印加して、ゲル100へ通電する。
【0087】
この所定電圧としては、ゲルの組成等により適宜設定され、特に限定されないが、例えば、25〜100V程度とするのが好ましい。
【0088】
これにより、サンプルをゲル100中で下方(下端)に向かって電気泳動(移動)させ、DNAをそれらの鎖長の差(分子量の差)により、ゲル100中で分離させる。このとき、これらの分離されたDNA(DNA断片)は、それぞれ、ゲル100中でバンド(泳動バンド)を形成する。
【0089】
なお、泳動用電源部31は、電極32aと電極32bとの間を定電圧に維持(保持)するのに代わり、ゲル100に所定電流(定電流)を流すように制御(設定)されていてもよい。
【0090】
この場合、この所定電流としては、特に限定されないが、例えば、1〜10mA程度とするのが好ましい。
【0091】
[5] 次に、所定時間が経過すると、コンピューター51は、通電手段3の泳動用電源部31の駆動を停止する(図4のステップS102)。
【0092】
泳動用電源部31は、電極32aと電極32bとの間への電圧の印加を停止して、ゲル100への通電を停止する。これにより、DNAのゲル100中での電気泳動を停止させる。
【0093】
なお、この所定時間としては、ゲルの組成等により適宜設定され、特に限定されないが、例えば、0.5〜2時間程度とするのが好ましい。
【0094】
[6] 次に、コンピューター51は、温度調整手段4の温度コントローラー41を駆動する(図4のステップS103)。
【0095】
まず、ドライバー432は、コンピューター51からの信号に基づいて、面ヒーター431を駆動し、発熱させる。面ヒーター431で発生した熱は、伝熱ブロック42および管体20を介して、ゲル100に伝達され、ゲル100を加熱する。
【0096】
これにより、ゲル100中で分離後のDNAを変性させ、一本鎖のDNAを生成させる。
【0097】
その後、ゲル100の温度が所定温度(設定温度)に近づいたら、ドライバー432は、コンピューター51からの信号に基づいて、面ヒーター431の出力を弱める。
【0098】
さらに、ゲル100の温度が所定温度に到達したら、ドライバー432は、コンピューター51からの信号に基づいて、面ヒーター431の駆動を停止する。
【0099】
なお、この所定温度(最高温度)としては、特に限定されないが、60〜90℃程度とするのが好ましい。また、ゲル100の温度を、前記の温度範囲に保持する時間としては、特に限定されないが、30秒〜30分程度とするのが好ましい。これにより、分離後のDNAを効率よく(精度よく)変性させることができる。
【0100】
次いで、ドライバー444は、コンピューター51からの信号に基づいて、ファン443を駆動し、ヒートシンク442による放熱を促進させる。ゲル100の熱は、管体20および面ヒーター431を介して、ヒートシンク442に伝達される。
【0101】
そして、この熱は、放熱部446から、発散される。このとき、ファン443が回転していると、羽根448から放熱部446に風が送られてくる。この風により、放熱部446では、放熱が促進され、ゲル100からヒートシンク442への熱移動も促進される。
【0102】
これにより、ゲル100の温度を徐々に低下させ、このゲル100の温度低下に伴って、変性後のDNA(一本鎖のDNA)を再会合(ハイブリダイズ)させる。
【0103】
その後、ゲル100の温度が所定温度に近づいたら、ドライバー444は、コンピューター51からの信号に基づいて、ファン443の駆動を停止する。
【0104】
[7] 次に、コンピューター51は、ゲル100の温度が所定温度に達したら、温度調整手段4の温度コントローラー41の駆動を停止する(図4のステップS104)。
【0105】
なお、所定温度(最低温度)は、特に限定されないが、例えば、40℃以下程度とするのが好ましく、10〜40℃程度とするのがより好ましい。これにより、変性後のDNAを効率よく(精度よく)再会合させることができる。
【0106】
[8] 次に、コンピューター51は、通電手段3の泳動用電源部31を駆動する(図4のステップS105)。
【0107】
泳動用電源部31は、コンピューター51からの信号に基づいて、電極32bが陰極(負極)となるように(極性を反転させて)、電極32aと電極32bとの間に所定電圧(定電圧)を印加して、ゲル100へ通電する。
【0108】
すなわち、泳動用電源部31は、前記工程[4]における電気泳動の方向と逆方向に、ゲル100へ通電する。
【0109】
この所定電圧としては、特に限定されないが、例えば、25〜100V程度とするのが好ましい。
【0110】
これにより、再会合後のDNAを、ゲル100中で上方(上端)に向かって電気泳動させ、ゲル100中から上部バッファー槽21のバッファー液中に溶出させる(回収する)。
【0111】
なお、泳動用電源部31は、電極32aと電極32bとの間を定電圧に維持(保持)するのに代わり、ゲル100に所定電流(定電流)を流すように制御(設定)されていてもよい。
【0112】
この場合、この所定電流としては、特に限定されないが、例えば、1〜10mA程度とするのが好ましい。
【0113】
[9] 次に、所定時間が経過すると、コンピューター51は、通電手段3の泳動用電源部31の駆動を停止する(図4のステップS106)。
【0114】
泳動用電源部31は、電極32aと電極32bとの間への電圧の印加を停止して、ゲル100への通電を停止する。
【0115】
なお、この所定時間としては、ゲルの組成等により適宜設定され、特に限定されないが、例えば、0.5〜2時間程度とするのが好ましい。
【0116】
[10] 次に、作業者は、上部バッファー槽21のバッファー液中から、再会合後のDNAを抽出する。
【0117】
さらに、作業者は、かかるDNAをアビジンと接触させ、アビジンに吸着されず取り出されたDNAをPCR法に供する。
【0118】
なお、前記工程[9]前に、管体20の上端部内側に、ニトロセルロース(核酸吸着材料)等の担体を設置し、この担体に吸着させることにより、再会合後のDNAを回収するようにしてもよい。
【0119】
この場合、本工程[10]における再会合後のDNAの抽出操作をより迅速に行うことができ、時間の短縮に有利である。
【0120】
ここで、まとめると、本実施形態の電気泳動装置1では、通電手段3によりゲル100へ通電を行い、サンプルをゲル100中で電気泳動させることにより、DNAをゲル100中で分離させ、次いで、加熱手段43によりゲル100を加熱した後、冷却手段44によりゲル100を強制的に冷却することにより、分離後のDNAをゲル100中で変性させた後、再会合させ、その後、通電手段3により極性を反転させてゲル100へ通電を行い、再会合後のDNAをゲル100中で前記電気泳動の方向と逆方向に電気泳動させ、ゲル100中から回収するよう構成(制御)されている。
【0121】
すなわち、本実施形態の電気泳動装置1では、通電手段3は、温度調整手段4によりゲル100の温度を調節する前後において、その極性を反転させるように構成(制御)されている。
【0122】
このように、再会合後のDNAを電気泳動により強制的にゲル100中から溶出させるように構成することにより、別途、ゲル100から再会合後のDNAを抽出する操作を省略することができ、再会合後のDNAをより迅速かつ確実にゲル100中から回収することができる。
【0123】
特に、再会合後のDNAを電気泳動させる方向を、DNAを分離させる際の電気泳動の方向と逆とすることにより、泳動速度の遅い(移動度の小さい)DNAのゲル100中での泳動距離を短くすることができるので、再会合後のDNAをさらに迅速にゲル100中から回収することができる。
【0124】
このような電気泳動装置1では、コンピューター51(制御手段5)の制御により、ゲル100中でのDNAの分離、ゲル100中での分離後のDNAの変性および再会合、および、再会合後のDNAのゲル100中からの回収を行うことができるため、IGCR法における作業の手間と時間とを軽減することができ、IGCR法の実施の自動化に貢献する。
【0125】
また、このような電気泳動装置1では、ゲル100中でDNAを分離させる工程(前記工程[4]および[5])、ゲル100中で分離後のDNAを変性および再会合させる工程(前記工程[6]および[7])、および、再会合後のDNAをゲル100中から回収する工程(前記工程[8]および[9])における諸条件(各種設定条件)が、コンピューター51(制御手段5)により好適に制御されているので、前記の各工程における時間短縮および精度の向上を図ることができる。
【0126】
以上、本発明の電気泳動装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものに置換することができる。
【0127】
泳動媒体は、例えば、親水性ポリマー、バッファー液(緩衝液)を含浸させた吸水性材料等で構成することもできる。
【0128】
また、泳動媒体は、図示の構成では、3つ設置されていたが、これに限定されず、泳動媒体の設置数としては、例えば、1つ、2つ、または4つ以上であってもよい。
【0129】
また、泳動媒体の全体形状としては、円柱状(棒状)のものに限定されず、例えば、平板状のもの等であってもよい。
【0130】
また、温度調整手段が有する冷却手段には、例えば、ペルチェ素子等を用いてもよい。
【0131】
なお、以上述べた説明では、DNAを核酸の代表として説明したが、本発明では、例えば、RNA、合成オリゴヌクレオチド等、DNA以外の核酸を用いることもできる。
【0132】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の電気泳動装置によれば、例えばIGCR法における作業の手間と時間とを軽減することができ、特に、その実施の自動化に貢献する。
【0133】
また、温度調整手段により泳動媒体の温度を調整する前後において、通電手段がその極性を反転させるよう構成することにより、核酸の回収に要する時間を短縮することができる。
【0134】
また、泳動媒体を複数設置した場合には、一度に処理することができる核酸(検体)の量を増大させることができる。
【0135】
このようなことから、本発明の電気泳動装置を用いることにより、例えばガン遺伝子等の探索を、より迅速かつ効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気泳動装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】本発明の電気泳動装置が備える電気泳動部付近の構成を示す縦断面図である。
【図3】本発明の電気泳動装置が備える温度調整手段の構成を示す側面図である。
【図4】本発明の電気泳動装置の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 電気泳動装置
2 電気泳動部
20 管体
21 上部バッファー槽
211 底部
212 装着孔
213 保持部材
213a 装着部
214 脚部
22 下部バッファー槽
221 導入口
222 挿通孔
23 基台
3 通電手段
31 泳動用電源部
32a、32b 電極
4 温度調整手段
41 温度コントローラー
42 伝熱ブロック
421 挿通孔
43 加熱手段
431 面ヒーター
432 ドライバー
44 冷却手段
441 冷却器
442 ヒートシンク
443 ファン
444 ドライバー
446 放熱部
447 モーター
448 羽根
45 温度感知手段
451 温度センサー
452 A/Dコンバーター
5 制御手段
51 コンピューター
100 ゲル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoresis apparatus.
[0002]
[Prior art]
The IGCR method (In Gel Competitive Reassociation method) is extremely effective in searching for oncogenes and the like, and is currently attracting much attention. This method is a kind of genome subtraction method, and is characterized by performing genome subtraction in a gel (electrophoresis medium).
[0003]
This IGCR method is advantageous for identifying relatively large gene mutations such as deletion of bases of several kb or more. For this reason, this method is extremely useful when, for example, a large difference is found between a normal cell gene and a cancer cell gene. In fact, the IGCR method has been successful in discovering genes related to gastric cancer.
The outline of the IGCR method will be described below with reference to the case of searching for an oncogene.
[0004]
1) First, DNA derived from normal cells and DNA derived from cancer cells (for example, those treated with restriction enzymes) are prepared.
2) Next, normal cell-derived DNA is biotinylated.
[0005]
3) Next, the cancer cell-derived DNA and the normal cell-derived DNA are mixed so that the normal cell-derived DNA has a much higher concentration than the cancer cell-derived DNA (eg, about 1:50). .
4) Next, gel electrophoresis is performed on this mixture.
[0006]
5) After electrophoresis, the gel was taken out, the gel was immersed in an alkaline solution (denaturing solution), and then the gel was immersed in a neutral solution (associating solution) to denature the DNA in the gel. Later, we will re-associate.
The major features of the IGCR method are steps 3) to 5). Through this process, it is possible to detect and isolate genes that are specifically present only in cancer cells. This principle will be schematically described below.
[0007]
For example, it is assumed that a normal cell has a gene A and a gene B. Further, it is assumed that the cancer cell has a gene A and a mutated gene B '. This gene B ′ has a shorter chain length than the gene B. In addition, the gene A of cancer cells and the gene A of normal cells are the same (identical). Gene A is longer than gene B.
[0008]
In this case, when electrophoresis is performed in the step 4), the bands are separated from the gel, for example, gene A> gene B> gene B ′ in the gel.
[0009]
At this time, the band of gene A contains DNA derived from normal cells and DNA derived from cancer cells. Therefore, the ratio of DNA derived from normal cells to DNA derived from cancer cells is 50: 1.
The band of gene B contains only normal cell-derived DNA. That is, the ratio of normal cell-derived DNA to cancer cell-derived DNA is 100: 0.
On the other hand, the band of gene B 'contains only cancer cell-derived DNA. That is, the ratio of normal cell-derived DNA to cancer cell-derived DNA is 0: 100.
[0010]
Here, when the denaturation and reassociation of DNA in the step 5) is performed, the following four genes A1 to A4 are generated at a ratio of 2500: 50: 50: 1 in the band of gene A.
A1: a gene composed only of DNA derived from normal cells,
A2: a gene (type 1) composed of DNA derived from normal cells and DNA derived from cancer cells,
A3: a gene (type 2) composed of DNA derived from normal cells and DNA derived from cancer cells,
A4: A gene composed only of DNA derived from cancer cells.
Therefore, in the band of gene A, the amount of gene (gene A4) composed only of cancer cell-derived DNA is extremely small.
[0011]
On the other hand, in the band of gene B, the ratio of DNA derived from normal cells to DNA derived from cancer cells remains 100: 0 as before.
Similarly, in the band of gene B ', the ratio of DNA derived from normal cells to DNA derived from cancer cells remains 0: 100.
[0012]
Next, the gel is cut out, DNA is extracted (collected) from the gel, and when such DNA is brought into contact with avidin, since avidin has a property of binding to biotin, the gene containing DNA derived from normal cells is Adsorbed to avidin.
In contrast, a gene composed only of cancer cell-derived DNA is not adsorbed to avidin.
[0013]
Therefore, since the gene B is composed only of DNA derived from normal cells as described above, it is adsorbed to avidin.
On the other hand, since the gene B 'is composed only of DNA derived from cancer cells, it is not adsorbed to avidin and is taken out.
[0014]
In gene A, genes A1, A2 and A3 are adsorbed to avidin, and gene A4 is not adsorbed to avidin. By the way, as described above, in the gene A, the ratio of A1: A2: A3: A4 is 2500: 50: 50: 1. In other words, the abundance of gene A4 is extremely small.
[0015]
Therefore, for example, when the adapter DNA is bound to the gene taken out without being adsorbed by avidin, PCR is performed using a primer having a base sequence complementary to the adapter DNA, and the gene is amplified, only the gene B ′ is obtained. Is preferably detected.
[0016]
Thus, the IGCR method is an excellent gene search method. However, the IGCR method has many drawbacks in that it requires a lot of manual processes and many time-consuming processes, so that the required time is long (for example, about one week) and the work requires time and effort.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an electrophoresis apparatus capable of reducing labor and time of work in, for example, the IGCR method.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
Such purposes are as follows (1) to (7This is achieved by the present invention.
[0019]
(1) an electrophoresis medium for electrophoresis of a sample containing nucleic acid;
Energizing means capable of energizing the electrophoresis medium and reversing its polarity;
Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the electrophoresis mediumA temperature adjusting means having at least a heating means for heating the electrophoresis medium;
And a control means connected to the energization means and the temperature adjustment means,
By controlling the operation of the energizing means and the temperature adjusting means by the control means,
First, the energization means is energized to the electrophoresis medium, the sample is electrophoresed in the electrophoresis medium, thereby separating the nucleic acid in the electrophoresis medium,
Next, the electrophoresis medium is heated by the temperature adjusting means to denature the separated nucleic acid in the electrophoresis medium, and then the electrophoresis medium is cooled to reassociate,
Thereafter, the polarity is reversed by the energization means, the energization medium is energized, and the nucleic acid after reassociation is electrophoresed in the electrophoresis medium in the direction opposite to the electrophoresis direction and recovered from the electrophoresis medium. Is configured asAn electrophoresis apparatus characterized by that.
(2) Electrophoresis medium for electrophoresis of a sample containing nucleic acid;
Energizing means capable of energizing the electrophoresis medium and reversing its polarity;
Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the electrophoresis mediumA temperature adjusting means having a heating means for heating the electrophoresis medium and a cooling means for cooling the electrophoresis medium;
And a control means connected to the energization means and the temperature adjustment means,
By controlling the operation of the energizing means and the temperature adjusting means by the control means,
First, the energization means is energized to the electrophoresis medium, the sample is electrophoresed in the electrophoresis medium, thereby separating the nucleic acid in the electrophoresis medium,
Next, the electrophoresis medium is heated by the heating means to denature the separated nucleic acid in the electrophoresis medium, and then the electrophoresis medium is forcibly cooled by the cooling means to reassociate,
Thereafter, the polarity is reversed by the energization means, the energization medium is energized, and the nucleic acid after reassociation is electrophoresed in the electrophoresis medium in the direction opposite to the electrophoresis direction and recovered from the electrophoresis medium. Is configured asAn electrophoresis apparatus characterized by that.
[0020]
(3The temperature adjusting means includes a heat transfer section that is disposed around the electrophoresis medium and that transfers heat to the electrophoresis medium.(1) or (2)The electrophoresis apparatus according to 1.
[0021]
(4) When the total length in the longitudinal direction of the electrophoretic medium is L, the heat transfer section is configured to cover the electrophoretic medium in a range of 0.45 L from the longitudinal center to both ends. Is above (3).
[0026]
(5The energizing means reverses the polarity before and after adjusting the temperature of the electrophoretic medium by the temperature adjusting means.4).
[0027]
(6(1) to (1) to (9) above, wherein a plurality of the migration media are arranged with a gap.5).
[0028]
(7The electrophoretic medium is stored in a hollow member (1) to (6).
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an electrophoretic device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0030]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the electrophoresis apparatus of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration in the vicinity of the electrophoresis unit included in the electrophoresis apparatus of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a side view showing a configuration of temperature adjusting means provided in the electrophoresis apparatus of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the electrophoresis apparatus of the present invention. In the following description, in FIG. 2, the upper side is referred to as “upper end” and the lower side is referred to as “lower end”.
[0031]
The electrophoretic device 1 shown in FIG. 1 includes an electrophoretic unit 2, an energizing unit 3, a temperature adjusting unit 4, and a control unit 5.
[0032]
Hereinafter, the electrophoresis apparatus 1 will be described for each component.
As shown in FIG. 2, the electrophoresis unit 2 mainly includes an
[0033]
The
[0034]
The amount of the buffer solution is such that the upper end of the
[0035]
A plurality (three in this embodiment) of mounting
[0036]
The holding
[0037]
Although this holding
[0038]
Further, the upper end side of the
[0039]
Oppositely arranged
[0040]
The base 23 is for supporting the
A
[0041]
The
[0042]
As this buffer solution, the same buffer solution as the buffer solution stored in the
[0043]
In the vicinity of the upper edge of the lower buffer tank 22 (upper right side in FIG. 2), an
[0044]
A plurality of
[0045]
In this state, the
[0046]
The constituent materials of the
[0047]
The
[0048]
Between the
[0049]
The constituent material of the
[0050]
Although it does not specifically limit as a dimension of the
[0051]
Each
[0052]
In addition, a portion not filled with the
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
Although it does not specifically limit as a full length (length L in FIG. 2) of the longitudinal direction of the
[0056]
Such a
This energizing means 3 is capable of energizing the
[0057]
The
The temperature of the
[0058]
As shown in FIG. 3, the temperature adjusting unit 4 transfers heat between the
[0059]
The
[0060]
The temperature adjusting means 4 heats the
[0061]
The heating means 43 includes a
[0062]
The cooling means 44 has a cooler 441 that dissipates heat from the
[0063]
The cooler 441 includes a
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
Through such a
[0069]
Further, a plurality (three in this embodiment) of
[0070]
Thereby, since the
[0071]
Moreover, it is preferable that the
[0072]
That is, the
[0073]
Thereby, since the
[0074]
In the electrophoresis apparatus 1 of the present embodiment, the
[0075]
As described above, the temperature adjusting unit 4 of the present embodiment includes the
[0076]
In addition, when the
[0077]
The energizing means 3 and the temperature adjusting means 4 described above are controlled by the control means 5 constituted by the
[0078]
The
[0079]
On the other hand, the
[0080]
Hereinafter, the usage method (action) of the electrophoresis apparatus 1 will be described with reference to FIG. 4 as an example in which the IGCR method is performed.
[0081]
[1] First, an operator (user of the electrophoresis apparatus 1) who performs the IGCR method uses the
[0082]
On the other hand, the worker prepares a sample (specimen) containing DNA (nucleic acid). This sample contains DNA derived from cells to be examined and DNA derived from normal cells (for example, those subjected to restriction enzyme treatment) in a ratio of, for example, about 1:50. The DNA concentration at this time is slightly different depending on the amount of sample to be subjected to electrophoresis, but is preferably about 0.1 to 100 μM.
The normal cell-derived DNA is biotinylated.
[0083]
[2] Next, the operator operates the
[0084]
[3] Next, the operator fills (applies) the sample prepared in the step [1] on the inner side of the upper end of each tubular body 20 (the upper surface of the gel 100).
[0085]
[4] Next, when the operator presses a start button (not shown), the
[0086]
The electrophoretic
[0087]
The predetermined voltage is appropriately set depending on the composition of the gel and the like, and is not particularly limited, but is preferably about 25 to 100 V, for example.
[0088]
Thus, the sample is electrophoresed (moved) downward (lower end) in the
[0089]
The
[0090]
In this case, the predetermined current is not particularly limited, but is preferably about 1 to 10 mA, for example.
[0091]
[5] Next, when a predetermined time has elapsed, the
[0092]
The electrophoretic
[0093]
The predetermined time is appropriately set depending on the gel composition and the like, and is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 2 hours, for example.
[0094]
[6] Next, the
[0095]
First, the
[0096]
As a result, the separated DNA is denatured in the
[0097]
Thereafter, when the temperature of the
[0098]
Further, when the temperature of the
[0099]
The predetermined temperature (maximum temperature) is not particularly limited, but is preferably about 60 to 90 ° C. The time for maintaining the temperature of the
[0100]
Next, the
[0101]
This heat is dissipated from the
[0102]
Thereby, the temperature of the
[0103]
Thereafter, when the temperature of the
[0104]
[7] Next, when the temperature of the
[0105]
In addition, although predetermined temperature (minimum temperature) is not specifically limited, For example, it is preferable to set it as about 40 degreeC or less, and it is more preferable to set it as about 10-40 degreeC. As a result, the denatured DNA can be re-associated efficiently (accurately).
[0106]
[8] Next, the
[0107]
Based on the signal from the
[0108]
That is, the electrophoresis
[0109]
Although it does not specifically limit as this predetermined voltage, For example, it is preferable to set it as about 25-100V.
[0110]
Thereby, the DNA after reassociation is electrophoresed upward (upper end) in the
[0111]
The
[0112]
In this case, the predetermined current is not particularly limited, but is preferably about 1 to 10 mA, for example.
[0113]
[9] Next, when a predetermined time has elapsed, the
[0114]
The electrophoretic
[0115]
The predetermined time is appropriately set depending on the gel composition and the like, and is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 2 hours, for example.
[0116]
[10] Next, the operator extracts the DNA after reassociation from the buffer solution in the
[0117]
Furthermore, the worker brings such DNA into contact with avidin, and uses the DNA extracted without being adsorbed by avidin for the PCR method.
[0118]
Before the step [9], a carrier such as nitrocellulose (nucleic acid adsorbing material) is placed inside the upper end portion of the
[0119]
In this case, the DNA extraction operation after the reassociation in this step [10] can be performed more quickly, which is advantageous for shortening the time.
[0120]
Here, in summary, in the electrophoresis device 1 of the present embodiment, the
[0121]
That is, in the electrophoretic device 1 of the present embodiment, the energizing unit 3 is configured (controlled) so as to reverse the polarity before and after adjusting the temperature of the
[0122]
In this way, by configuring the DNA after reassociation to be eluted from the
[0123]
In particular, by reversing the direction of electrophoresis of the DNA after reassociation with the direction of electrophoresis when separating the DNA, the migration distance of DNA having a low migration speed (low mobility) in the
[0124]
In such an electrophoretic device 1, separation of DNA in the
[0125]
Further, in such an electrophoresis apparatus 1, a step of separating DNA in the gel 100 (the above steps [4] and [5]), a step of denaturing and reassociating the separated DNA in the gel 100 (the above step) [6] and [7]), and various conditions (various setting conditions) in the step of recovering the DNA after reassociation from the gel 100 (the above steps [8] and [9]) are the computer 51 (control means) Since the control is suitably performed according to 5), it is possible to shorten the time and improve the accuracy in each of the above steps.
[0126]
The electrophoretic device of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and for example, the configuration of each unit is an arbitrary configuration that can exhibit the same function. Can be substituted.
[0127]
The electrophoresis medium can be composed of, for example, a hydrophilic polymer, a water-absorbing material impregnated with a buffer solution (buffer solution), or the like.
[0128]
Further, although three migration media are installed in the illustrated configuration, the number of migration media is not limited to this. For example, the number of migration media may be one, two, or four or more. .
[0129]
Further, the overall shape of the electrophoresis medium is not limited to a cylindrical (bar) shape, and may be, for example, a flat plate shape.
[0130]
Further, for example, a Peltier element or the like may be used as the cooling means included in the temperature adjusting means.
[0131]
In the above description, DNA has been described as a representative nucleic acid. However, in the present invention, nucleic acids other than DNA, such as RNA and synthetic oligonucleotides, can also be used.
[0132]
【The invention's effect】
As described above, according to the electrophoresis apparatus of the present invention, for example, work and time in the IGCR method can be reduced, and in particular, it contributes to automation of its implementation.
[0133]
In addition, the time required for recovering the nucleic acid can be shortened by configuring the energizing means to reverse the polarity before and after adjusting the temperature of the electrophoresis medium by the temperature adjusting means.
[0134]
In addition, when a plurality of electrophoresis media are installed, the amount of nucleic acid (sample) that can be processed at a time can be increased.
[0135]
For this reason, by using the electrophoresis apparatus of the present invention, for example, searching for an oncogene or the like can be performed more quickly and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an electrophoresis apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration in the vicinity of an electrophoresis unit provided in the electrophoresis apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing a configuration of temperature adjusting means provided in the electrophoresis apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of the electrophoresis apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Electrophoresis device
2 electrophoresis part
20 tube
21 Upper buffer tank
211 bottom
212 Mounting hole
213 Holding member
213a wearing part
214 legs
22 Lower buffer tank
221 inlet
222 Insertion hole
23 base
3 Energizing means
31 Power supply for electrophoresis
32a, 32b electrode
4 Temperature adjustment means
41 Temperature controller
42 Heat transfer block
421 insertion hole
43 Heating means
431 side heater
432 Driver
44 Cooling means
441 Cooler
442 heat sink
443 fans
444 driver
446 Heat dissipation part
447 motor
448 feathers
45 Temperature sensing means
451 Temperature sensor
452 A / D converter
5 Control means
51 computer
100 gel
Claims (7)
前記泳動媒体へ通電し、かつ、その極性を反転することができる通電手段と、
前記泳動媒体の温度を調整する温度調整手段であって、少なくとも前記泳動媒体を加熱する加熱手段を有する温度調整手段と、
前記通電手段および前記温度調整手段に接続された制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記通電手段および前記温度調整手段の作動を制御することで、
まず、前記通電手段により前記泳動媒体へ通電を行い、前記検体を前記泳動媒体中で電気泳動させることにより、前記核酸を前記泳動媒体中で分離させ、
次いで、前記温度調整手段により前記泳動媒体を加熱することにより、分離後の核酸を前記泳動媒体中で変性させた後、前記泳動媒体を冷却することにより、再会合させ、
その後、前記通電手段により極性を反転させて前記泳動媒体へ通電を行い、再会合後の核酸を前記泳動媒体中で前記電気泳動の方向と逆方向に電気泳動させ、前記泳動媒体中から回収するよう構成されていることを特徴とする電気泳動装置。An electrophoresis medium for electrophoresis of a sample containing nucleic acid;
Energizing means capable of energizing the electrophoresis medium and reversing its polarity;
A temperature adjusting means for adjusting the temperature of the electrophoresis medium, the temperature adjusting means having at least a heating means for heating the electrophoresis medium;
And a control means connected to the energization means and the temperature adjustment means,
By controlling the operation of the energizing means and the temperature adjusting means by the control means,
First, the energization means is energized to the electrophoresis medium, the sample is electrophoresed in the electrophoresis medium, thereby separating the nucleic acid in the electrophoresis medium,
Next, the electrophoresis medium is heated by the temperature adjusting means to denature the separated nucleic acid in the electrophoresis medium, and then the electrophoresis medium is cooled to reassociate,
Thereafter, the polarity is reversed by the energization means, the energization medium is energized, and the nucleic acid after reassociation is electrophoresed in the electrophoresis medium in the direction opposite to the electrophoresis direction and recovered from the electrophoresis medium. An electrophoretic device configured as described above .
前記泳動媒体へ通電し、かつ、その極性を反転することができる通電手段と、
前記泳動媒体の温度を調整する温度調整手段であって、前記泳動媒体を加熱する加熱手段と、前記泳動媒体を冷却する冷却手段とを有する温度調整手段と、
前記通電手段および前記温度調整手段に接続された制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記通電手段および前記温度調整手段の作動を制御することで、
まず、前記通電手段により前記泳動媒体へ通電を行い、前記検体を前記泳動媒体中で電気泳動させることにより、前記核酸を前記泳動媒体中で分離させ、
次いで、前記加熱手段により前記泳動媒体を加熱することにより、分離後の核酸を前記泳動媒体中で変性させた後、前記冷却手段により前記泳動媒体を強制的に冷却することにより、再会合させ、
その後、前記通電手段により極性を反転させて前記泳動媒体へ通電を行い、再会合後の核酸を前記泳動媒体中で前記電気泳動の方向と逆方向に電気泳動させ、前記泳動媒体中から回収するよう構成されていることを特徴とする電気泳動装置。An electrophoresis medium for electrophoresis of a sample containing nucleic acid;
Energizing means capable of energizing the electrophoresis medium and reversing its polarity;
Temperature adjusting means for adjusting the temperature of the electrophoresis medium, the temperature adjusting means having heating means for heating the electrophoresis medium, and cooling means for cooling the electrophoresis medium;
And a control means connected to the energization means and the temperature adjustment means,
By controlling the operation of the energizing means and the temperature adjusting means by the control means,
First, the energization means is energized to the electrophoresis medium, the sample is electrophoresed in the electrophoresis medium, thereby separating the nucleic acid in the electrophoresis medium,
Next, the electrophoresis medium is heated by the heating means to denature the separated nucleic acid in the electrophoresis medium, and then the electrophoresis medium is forcibly cooled by the cooling means to reassociate,
Thereafter, the polarity is reversed by the energization means, the energization medium is energized, and the nucleic acid after reassociation is electrophoresed in the electrophoresis medium in the direction opposite to the electrophoresis direction and recovered from the electrophoresis medium. An electrophoretic device configured as described above .
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