JP5206611B2 - Gel cassette for electrophoresis - Google Patents
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Description
本発明は、電気泳動用ゲル形成のためのカセットに関し、さらに詳しくはタンパク質分離のため分離媒質を簡便に取り出すことが可能な容器、すなわち電気泳動用ゲルカセットに関する。 The present invention relates to a cassette for forming an electrophoresis gel, and more particularly to a container in which a separation medium can be easily taken out for protein separation, that is, an electrophoresis gel cassette.
ヒトゲノムプロジェクトが終了した現在では、タンパク質のプロファイリングの研究が盛んに行われている。またそのような研究の分野だけでなく医療などの分野からも、患者のタンパク質の分析から知見を得ることによる、より適切な診断技術が要求されている。そのためタンパク質を分離するための低コスト・効率的な手法の開発が待たれている。 At the end of the Human Genome Project, protein profiling research is actively underway. Further, not only in the field of such research but also in the field of medical care, there is a demand for more appropriate diagnostic techniques by obtaining knowledge from analysis of patient proteins. Therefore, development of a low cost and efficient method for separating proteins is awaited.
タンパク質を分離するための方法として現在最も有力であるのが二次元電気泳動による分離である。これは個々のタンパク質が持っている電荷、分子量という二つの性質による分離方法を組み合わせたものである。
タンパク質を分子量により分離する方法として最も多く用いられているものはSDS−PAGE(Sodium Dodecyl Sulfate - Poly Acrylamide Gel Electrophoresis)と呼ばれ、架橋構造をもったアクリルアミドポリマーによる水性ゲル中に、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)処理により電荷を帯びたタンパク質を導入し、電気泳動させるものである。この際ポリアクリルアミドが架橋構造を有することから分子ふるいとしての効果を持ち、タンパク質は分子量ごと分離される。
The most promising method for separating proteins is separation by two-dimensional electrophoresis. This is a combination of separation methods based on the two properties of charge and molecular weight of individual proteins.
The most widely used method for separating proteins by molecular weight is called SDS-PAGE (Sodium Dodecyl Sulfate-Poly Acrylamide Gel Electrophoresis), and SDS (dodecyl sulfate) in an aqueous gel with an acrylamide polymer having a crosslinked structure. Sodium), a charged protein is introduced by treatment and electrophoresed. At this time, since polyacrylamide has a crosslinked structure, it has an effect as a molecular sieve, and proteins are separated according to molecular weight.
SDS−PAGEにおける分離媒体の構成は、低濃度ポリアクリルアミド水性ゲルからなる濃縮ゲルと、高濃度ポリアクリルアミド水性ゲルからなる分離ゲルからなる。この二つのゲルが接触しており、タンパク質は最初に濃縮ゲルに導入され、濃縮ゲルを通った後に分離ゲルに導入される。
この時用いられるポリアクリルアミド水性ゲルは、アクリルアミドモノマーとN,N'-メチレンビスアクリルアミドのような架橋剤、トリスヒドロキシメチルアミノエタン−HClなどの緩衝溶液、水の混合物に過硫酸アンモニウム、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンのようなラジカル重合開始剤を導入して得られるゲル前駆溶液を、ゲル形成容器に充填し重合させることにより作製される。
ゲルを内包する容器(以下カセットと呼ぶ)は、ゲル形成領域として直方体である構造を取るものが一般的である。たとえば特許文献1に示されたカセットは、二枚の板の間にゲルを形成する形となっており、この二枚の板を分割することで内包されたゲルを取り出すことができる。
The structure of the separation medium in SDS-PAGE is composed of a concentrated gel composed of a low-concentration polyacrylamide aqueous gel and a separation gel composed of a high-concentration polyacrylamide aqueous gel. The two gels are in contact and the protein is first introduced into the concentrated gel and then through the concentrated gel and then into the separation gel.
The polyacrylamide aqueous gel used at this time includes an acrylamide monomer and a crosslinking agent such as N, N′-methylenebisacrylamide, a buffer solution such as trishydroxymethylaminoethane-HCl, a mixture of water, ammonium persulfate, N, N, It is prepared by filling a gel-forming container with a gel precursor solution obtained by introducing a radical polymerization initiator such as N ′, N′-tetramethylethylenediamine and polymerizing it.
A container containing a gel (hereinafter referred to as a cassette) generally has a rectangular parallelepiped structure as a gel formation region. For example, the cassette shown in
このようなPAGEに用いるゲルの作製は煩雑であるため、現在ではあらかじめカセットの内部にゲルが形成されているプレキャストゲルも市販されている。そのようなプレキャストゲルカセットを用いれば、試験者はゲル作製を行う必要がなく、電気泳動を行った後、ゲル中に導入されたタンパク質の位置を可視化する作業を行うためにカセットからゲルと取り出すことになる。 Since preparation of such a gel for PAGE is complicated, a precast gel in which a gel is formed in advance in the cassette is also commercially available. If such a precast gel cassette is used, the tester does not need to prepare a gel, and after performing electrophoresis, the tester takes out the gel from the cassette in order to visualize the position of the protein introduced into the gel. It will be.
しかしながら、ゲルの取り出し作業において、ゲルの強度が高くないことから取出しには熟練した者が慎重な作業をする必要があり、タンパク質分離のひとつの問題となっている。たとえば特許文献1に示されたカセットと同様の構造を持つカセットにゲルを形成しゲルの取り出しを行う時、開封時に二枚の面のどちらにゲルが残るかは不確定であり、さらにはゲルが両方の面に分離してしまうなどの問題があった。
However, since the strength of the gel is not high in the gel removal operation, it is necessary for a skilled person to carefully perform the removal, which is one problem of protein separation. For example, when a gel is formed on a cassette having the same structure as the cassette disclosed in
本発明は、上述のような従来の問題を解決したものであり、その目的は、カセットからゲルを取り出す工程において、ゲルを簡便に取り出すことが可能で、かつ取り出しの作業によりゲルが破損することがない電気泳動用ゲルカセットを提供することにある。 The present invention solves the conventional problems as described above, and its purpose is that the gel can be easily taken out in the step of taking out the gel from the cassette, and the gel is damaged by the removing operation. It is an object of the present invention to provide a gel cassette for electrophoresis that does not have any.
上記の目的を達成するために請求項1の発明は、電気泳動用ゲル生成用のカセットであって、非導電性を有する第1板部材と、前記第1板部材の一方の面に接合された非導電性を有する第2板部材と、前記第1板部材と前記第2板部材との間に形成されたゲル収容空間と、前記第1及び第2板部材の端部に形成され前記ゲル収容空間にゲル前駆溶液を充填するゲル充填口と、前記第1板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に設けられ、前記ゲル収容空間へのエアの導入を可能とし着脱可能な封止部材で封止された通気孔と、前記第2板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に設けられ、前記ゲル収容空間への水の注入を可能とし着脱可能な封止部材で封止された通水孔とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2の発明は、請求項1記載の電気泳動用ゲルカセットにおいて、前記ゲル収容空間は直方体を呈することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2記載の電気泳動用ゲルカセットにおいて、前記ゲル充填口と反対の側で前記第1及び第2板部材の一方の箇所に前記ゲル収容空間に連通するバッファー接触口が設けられていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the gel cassette for electrophoresis according to the first aspect, the gel accommodating space has a rectangular parallelepiped shape.
According to a third aspect of the present invention, in the gel cassette for electrophoresis according to the first or second aspect, the gel containing space communicates with one of the first and second plate members on the side opposite to the gel filling port. A buffer contact port is provided.
請求項4の発明は、請求項1乃至3に何れか1項記載の電気泳動用ゲルカセットにおいて、前記第1板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に凹部が形成され、前記通気孔は、前記凹部の底部に形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the gel cassette for electrophoresis according to any one of the first to third aspects, a recess is formed on a surface of the first plate member opposite to the gel accommodating space, It is formed in the bottom part of the said recessed part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項5の発明は、請求項1乃至4に何れか1項記載の電気泳動用ゲルカセット前記第2板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に凹部が形成され、前記通水孔は、前記凹部の底部に形成されていることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the gel cassette for electrophoresis according to any one of the first to fourth aspects, wherein a concave portion is formed on a surface opposite to the gel-accommodating space of the second plate member, It is formed in the bottom part of the said recessed part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項6の発明は、請求項1乃至5に何れか1項記載の電気泳動用ゲルカセットにおいて、前記封止部材は、栓体または接着シールの何れかであることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the gel cassette for electrophoresis according to any one of the first to fifth aspects, wherein the sealing member is either a plug or an adhesive seal.
請求項7の発明は、請求項1、2、3、5、6に何れか1項記載の電気泳動用ゲルカセットにおいて、前記第1板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に薄肉部が形成され、前記通気孔は前記薄肉部に形成されていることを特徴とする。 The seventh aspect of the invention is the electrophoresis gel cassette according to any one of the first, second, third, fifth, and sixth aspects, wherein the thin plate portion is provided on a surface of the first plate member opposite to the gel containing space. The vent hole is formed in the thin portion.
本発明の電気泳動用ゲルカセットにおいては、ゲル前駆溶液をゲル収容空間に充填して電気泳動を行った後に、通気孔の封止部材を除去することで該通気孔を通して導入されるエアによりゲル収容空間の第1板部材側内面からゲルを分離し、さらに、通水孔の封止部材を除去することで該通水孔を通して注入される水によりゲル収容空間の第2板部材側内面からゲルを分離できる。これにより、カセット分割時にゲルがカセット内の決まった場所に残り、またゲルを傷つけることなく目的の場所に配置することができるほか、ゲルを簡便にかつ破損することなく取り出すことができる。 In the gel cassette for electrophoresis of the present invention, the gel precursor solution is filled in the gel containing space and subjected to electrophoresis, and then the air is introduced through the air hole by removing the sealing member of the air hole. The gel is separated from the inner surface on the first plate member side of the housing space, and further, the sealing member of the water passage hole is removed to remove water from the second plate member side inner surface of the gel housing space by water injected through the water passage hole. The gel can be separated. As a result, the gel remains in a predetermined location in the cassette when the cassette is divided, and the gel can be placed at a target location without damaging the gel, and the gel can be taken out easily and without being damaged.
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1〜図3において、気泳動用ゲル生成用のカセット10は、非導電性を有する第1板部材1と、この第1板部材1の一方の面に接合された非導電性を有する第2板部材2を備える。この第1板部材1と第2板部材2は、超音波溶着や接着剤の介在等の適切な手法で張り合わされる。
第1板部材1と第2板部材2との間には、第2板部材2の内面を直方体状に切り欠くことでゲル収容空間3が形成されている。
また、第1板部材1および第2板部材の端部には、第1板部材1の端部をゲル収容空間3の幅寸法に合わせて凹状に切り欠くことで、ゲル収容空間3にゲル前駆溶液を充填するゲル充填口5が形成されている。さらに、ゲル充填口5と反対の側で第1板部材1の箇所には、ゲル収容空間5に連通するスリット状のバッファー接触口4がゲル収容空間5の幅方向に延在して設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1 to FIG. 3, the electrophoresis
Between the
Further, at the end portions of the
第1板部材1のゲル収容空間3と反対の面には、図1及ぶ図2に示すように、ゲル収容空間3へのエアの導入を可能とし、かつ着脱可能な封止部材6で封止された通気孔7が設けられている。また、第2板部材2のゲル収容空間3と反対の面には、ゲル収容空間3への水の注入を可能とし、かつ着脱可能な封止部材8で封止された通水孔9が設けられている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the surface of the
次に、第1板部材1に封止部材6で封止された通気孔7を形成する場合について、図4を参照して説明する。
まず、図4(A)に示すように、第1板部材1のゲル収容空間3と反対の面に、第1板部材1の厚さより薄くした凹部1aを形成し、この凹部1aの底部に通気孔7を形成するための仮孔1bを設け、この仮孔1bに封止部材6を構成する熱可塑性樹脂6aを嵌め込む。その後、図4(B)に示すように、熱可塑性樹脂6aが溶解するのに十分な温度に加熱した封止用の栓体6bを熱可塑性樹脂6aに差し込む。その後、熱可塑性樹脂6aが冷却されれば、封止部材6で封止された通気孔7が構成される。この場合、封止用の栓体6bは熱可塑性樹脂6aよりも硬度が強いとが好ましい。また、図4(C)に示すように、栓体6bを除去することで通気孔7が開放され、ゲル収容空間3へのエアの導入が可能になる。
なお、凹部1aを設ける理由は、封止用の栓体6bが他の物体を干渉して破損される防止するため、または通気孔7の形成を容易にするためである。
また、第2板部材2の封止部材8及びこれを封止する通水孔9の構成は、上記第1板部材1の封止部材6及び通気孔7と同様な構成になっている。
Next, the case where the
First, as shown in FIG. 4 (A), a
The reason for providing the
Moreover, the structure of the sealing member 8 of the
次に、上記構成のカセットを用いた電気泳動について説明する。
ゲル前駆溶液の充填はバッファー接触口4を公知のシール材料で封止した状態で、ゲル充填口5から充填される。ゲル形成後にバッファー接触口4のシール材を取り外し公知の方法で電気泳動を行う。
電気泳動を行った後、封止用の栓体6bを図4(C)に示すように取り外し、通気孔7を形成する。そして通気孔7を通してエアをゲル収容空間3に導入することにより、ゲル収容空間3の第1板部材1側内面とゲルとの間に隙間が発生し、この隙間により第1板部材1側内面からゲルを分離する。これに伴い、第2板部材2を下にして、第1板部材1を第2板部材2から分離することが可能になる。その後、封止部材8を取り外し、通水孔9を形成する。これにより、通水孔9から水を注入することでゲル収容空間3の第2板部材2側内面とゲルとの間に隙間が発生し、この隙間により第2板部材2側内面からゲルを分離し、ゲルを取り出すことが可能になる。この場合、第2板部材2のゲル接触面3a(図3参照)にのみ親水表処理を施しても良い。
Next, electrophoresis using the cassette having the above configuration will be described.
The gel precursor solution is filled from the
After the electrophoresis, the sealing
次に、本発明の実施例について説明する。
ゲル形成用のゲル収容空間3の厚みが1mmであり、ゲル収容空間3の容量が5mlである図1に示した構造を有するカセットに、電気泳動用ポリアクリルアミドゲルを形成し、電気泳動を行った後、封止用の栓体6bを折り、通気孔7を開口してエアをゲル収容空間3に導入することで第1板部材1側内面とゲルとの間に間隙を形成した。
その後、第2板部材2を下にして、第1板部材1を第2板部材2から分離した。この操作を行うと第1板部材1と第2板部材2の分割時において、ゲルは第2板部材2側に残り、ゲルの一部が第1板部材1側に吸着したまま分割されてしまうようなことも起こらなかった。
Next, examples of the present invention will be described.
A polyacrylamide gel for electrophoresis is formed on a cassette having the structure shown in FIG. 1 in which the
Thereafter, the
染色液で満たされた容器の上で、封止部材8を取り外すことで形成された通水孔9から、水を注入するとゲルと第2板部材2側内面との間に水が入り込み、ゲル充填口5を下に傾けるとゲルがゲル充填口5から形を崩すことなく滑り落ちた。染色液で満たされた容器の上でこの操作を行えば、ゲルに直接、または何かの器具を用いることなくゲルを染色液中に落とすことができた。
When water is injected from the water passage hole 9 formed by removing the sealing member 8 on the container filled with the staining solution, water enters between the gel and the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明ではゲルの充填から説明を行っているが、プレキャスト用のカセットとしても適応可能である。
また、本発明における第1板部材1及び第2板部材2の封止部材及びこれで封止される通気孔または通水孔は、電気泳動時はふさがれていて、カセット分離時には外気を導入できる構造であればよいので、上記実施の形態に示す構造のものに限定されない。例えば、予め通気孔または通水孔を開けておき、これを粘着テープや粘着シール等で塞いで密閉してゲル充填及び分析を行い、しかるべきときに粘着テープや粘着シールをはがして外気または水を導入したりしてもよい。また、第1板部材1及び第2板部材2の外表面に、他の箇所より薄く壊れやすい部分を予め設けておき、必要に応じてピンなどでつついて穴を開け、外気または水を導入する方法が考えられる。
さらに、通気孔または通水孔は複数あっても良く、例えば、ゲルの状態に応じて分析に影響の出ないところを選択して(破壊して)外気または水を導入するようにしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. Further, in the present invention, the description is given from the filling of the gel, but it can also be applied as a precast cassette.
Further, the sealing member of the
Further, there may be a plurality of air holes or water holes. For example, the outside air or water may be introduced by selecting (destroying) a place that does not affect the analysis according to the state of the gel. .
1…第1板部材、2…第2板部材、3…ゲル収容空間、4…バッファー接触口、5…ゲル充填口、6…封止部材、7…通気孔、8…封止部材、9…通水孔、10…カセット、1a…凹部、1b…仮孔、6a…熱可塑性樹脂、6b…栓体。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
非導電性を有する第1板部材と、
前記第1板部材の一方の面に接合された非導電性を有する第2板部材と、
前記第1板部材と前記第2板部材との間に形成されたゲル収容空間と、
前記第1及び第2板部材の端部に形成され前記ゲル収容空間にゲル前駆溶液を充填するゲル充填口と、
前記第1板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に設けられ、前記ゲル収容空間へのエアの供給を可能とし着脱可能な封止部材で封止された通気孔と、
前記第2板部材の前記ゲル収容空間と反対の面に設けられ、前記ゲル収容空間への水の供給を可能とし着脱可能な封止部材で封止された通水孔とを備える、
ことを特徴とする電気泳動用ゲルカセット。 A cassette for gel generation for electrophoresis,
A first plate member having non-conductivity;
A non-conductive second plate member joined to one surface of the first plate member;
A gel containing space formed between the first plate member and the second plate member;
A gel filling port that is formed at an end of the first and second plate members and fills the gel containing space with a gel precursor solution;
A vent hole provided on a surface opposite to the gel accommodating space of the first plate member, and capable of supplying air to the gel accommodating space and sealed with a removable sealing member;
Provided on a surface opposite to the gel housing space of the second plate member, and provided with a water passage hole sealed with a removable sealing member that enables water supply to the gel housing space;
A gel cassette for electrophoresis.
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