JP5806548B2 - 電気泳動ゲルチップならびにその製造方法および製造キット - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動のために用いる電気泳動ゲルチップおよび当該電気泳動ゲルチップの製造技術に関するものである。

近年、ポストゲノムにおける研究対象としてプロテオーム解析が注目を浴びている。プロテオーム解析とは、タンパク質の構造および機能を対象とした大規模な研究である。プロテオームの解析には、通常、まず、試料に含まれるタンパク質を個々のタンパク質に分離することを行う。このとき、タンパク質を分離する手法の一つとして、二次元電気泳動が広く用いられている。

二次元電気泳動とは、二段階の電気泳動によってタンパク質を二次元的に分離する手法である。二次元電気泳動では、例えば、等電点電気泳動（ＩＥＦ：ｉｓｏｅｌｃｔｒｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）によって、等電点に基づいてタンパク質を一次元目の方向に分離した後、ドデシル硫酸ナトリウム・ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ：ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ−ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）によって、分子量等に基づいてタンパク質を二次元目の方向に分離する。このような二次元電気泳動は、分解能が非常に高く、数千種類以上に及ぶタンパク質を、各スポットに分離することができる。

一般的には、一次元目電気泳動ゲルとしては、短冊状のストリップゲルが用いられる。このようなストリップゲルは、商品梱包用のパッケージから剥がして使用される。また、二次元目電気泳動ゲルとして用いられるＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルは、多くの場合、サンプルを濃縮してスタート地点を合わせるための濃縮ゲルと、サンプルを分子量の違いにより分離するための分離ゲルとから構成される。

ここで、二次元電気泳動法を好適に実施するための方法として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載のサンプル分離装置は、板状の絶縁体である第１媒体支持体の側端面に固定された第１媒体中でサンプルを第１方向に分離するための第１方向分離器具と、第１媒体中で第１方向に分離した分離サンプルを第１方向と異なる第２方向にさらに分離するための第２媒体を収納するための絶縁物を有するサンプル分離器具と、該第１媒体支持体を第１媒体が下側になるように保持し、第１方向へのサンプル分離を行った後の第１媒体を自動的に第２媒体に密着させるための手段とを備え、該絶縁物は、第２媒体に通電する第２方向を規定する第１開口部および第２開口部を有し、第１開口部および第２開口部において第２媒体が該絶縁物の外部と接触可能なように第２媒体を収納し、第２開口部は、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有している。

特開２００７−６４８４８号公報（２００７年３月１５日公開） 特開平５−２２３７８０号公報（１９９３年８月３１日公開）

支持体に電気泳動ゲルが固定されている電気泳動ゲルチップは、特許文献１に記載されているような、電気泳動ゲルの自動搬送を行う電気泳動装置において好適に使用することができる。そのため、このような電気泳動ゲルチップをユーザに好適に提供するための技術が求められている。特に、保存性または輸送性が高い電気泳動ゲルチップ、および、そのような電気泳動ゲルチップを好適に製造するための技術は有用である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、保存性または輸送性が高い電気泳動ゲルチップ、および、そのような電気泳動ゲルチップを好適に製造するための技術を提供することを主たる目的とする。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法は、上記課題を解決するために、絶縁体からなる支持体と、該支持体に固定されている帯状の電気泳動ゲルと、該帯状の電気泳動ゲルにおける該支持体とは反対側の面を覆う保護膜とを備えている電気泳動ゲルチップの製造方法であって、片面が保護膜に覆われているシート状の電気泳動ゲルを切断して、該帯状の電気泳動ゲルを分離する切断工程、および該切断工程において分離した該帯状の電気泳動ゲルを、該支持体に固定する固定工程を包含していることを特徴としている。

上記の構成によれば、保存性または輸送性が高い電気泳動ゲルチップを製造することができる。すなわち、上記の方法によって製造された電気泳動ゲルチップは、保護膜を備えているため、加工時、保存時、および納品時（輸送時）における、電気泳動ゲル表面に対する物理的なダメージおよびタンパク質、塩類等のコンタミの発生を防止することができ、電気泳動ゲルの保存性または輸送性を向上させることができる。

また、上記の構成によれば、上述した電気泳動ゲルチップを好適に製造することができる。すなわち、片面が保護膜に覆われているシート状の電気泳動ゲルを切断し、支持体に固定するという方法により電気泳動ゲルチップを製造することにより、例えば、幅が数ｍｍである非常に細長い電気泳動ゲルを保護膜で覆うという困難な作業を容易に行うことができ、また、大量生産にも寄与することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記切断工程では、上記シート状の電気泳動ゲルを刃が横断するように、上記シート状の電気泳動ゲルに対して刃を相対的に移動させることが好ましい。

上記の構成によれば、保存性の高い電気泳動ゲルチップを好適に製造することができる。すなわち、加水分解による電気泳動ゲルの劣化を防ぐために、電気泳動ゲルが含有する水分量を低減させる場合がある。このような乾燥した電気泳動ゲルを、例えば、特許文献２のように、一度に押し切った場合、電気泳動ゲルが損傷するおそれがある。ここで、上記の構成によれば、シート状の電気泳動ゲルを刃が横断するように、シート状の電気泳動ゲルに対して刃を相対的に移動させるため、乾燥した電気泳動ゲルを好適に切断することができる。

上記電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記切断工程では、上記シート状の電気泳動ゲルから、一つの上記帯状の電気泳動ゲルを分離した後、上記刃が横断する第１方向に垂直な第２方向における、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとの相対位置を調整し、再度、上記シート状の電気泳動ゲルを上記刃が横断するように、上記シート状の電気泳動ゲルに対して上記刃を相対的に移動させることが好ましい。

上記の構成によれば、シート状の電気泳動ゲルを順に送りながら切断していくことができるので、多数の帯状の電気泳動ゲルを首尾よく分離することができる。

上記電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記切断工程では、自動送り装置が、第２方向における上記相対位置を調整することが好ましい。

上記の構成によれば、例えば、可動ステージ等の自動送り装置によって、第２方向における刃とシート状の電気泳動ゲルとの相対位置を調整することにより、後述する実施例において示すように、得られる帯状の電気泳動ゲルの幅のバラツキを抑え、高品質な電気泳動ゲルチップを製造することができる。

上記電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記切断工程では、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとが離間した状態で、第２方向における上記相対位置を調整することが好ましい。

上記の構成によれば、刃とシート状の電気泳動ゲルとが離間した状態で、第２方向における刃とシート状の電気泳動ゲルとの相対位置を調整するため、当該相対位置の調整時に、刃がシート状の電気泳動ゲルに触れて、シート状の電気泳動ゲルを損傷することを防止することができ、高品質な電気泳動ゲルチップを製造することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記切断工程では、固定器具が上記シート状の電気泳動ゲルを挟んで固定している状態で上記シート状の電気泳動ゲルを切断することが好ましい。

上記の構成によれば、固定器具がシート状の電気泳動ゲルを挟んで固定している状態でシート状の電気泳動ゲルを切断することによって、後述する実施例において示すように、得られる帯状の電気泳動ゲルの幅のバラツキを抑え、高品質な電気泳動ゲルチップを製造することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記切断工程では、上記シート状の電気泳動ゲルに、粘着テープが貼付された状態で、該粘着テープごと上記シート状の電気泳動ゲルを切断するものであってもよい。

上記の構成によれば、分離された帯状の電気泳動ゲルに切断された粘着テープが残留するため、当該粘着テープを分離された帯状の電気泳動ゲルの支持体として用いることができるため、それ以降の作業におけるハンドリング性が向上する。また、粘着テープによって、電気泳動ゲルをより好適に固定することもできる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法において、上記固定工程では、上記帯状の電気泳動ゲルを固定治具に設けられた溝に挿入した状態で、当該帯状の電気泳動ゲルを上記支持体に固定することが好ましい。

上記の構成によれば、固定治具の溝に帯状の電気泳動ゲルを挿入し、さらに、支持体を挿入することにより、当該溝がガイドとして働き、帯状の電気泳動ゲルを支持体の適切な位置に固定することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法では、上記支持体は、板状の絶縁体であり、上記固定工程では、上記支持体の側端面に上記帯状の電気泳動ゲルを固定するものであってもよい。

上記の構成によれば、例えば、特許文献１に記載の電気泳動装置に好適に適用することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法では、上記切断工程において分離した帯状の電気泳動ゲルの長さは、上記支持体において上記帯状の電気泳動ゲルを固定する領域の長さよりも長くなっており、上記固定工程の後、上記帯状の電気泳動ゲルにおける上記支持体からはみ出した部分を除去する除去工程をさらに包含するものであってもよい。

上記の構成によれば、予め支持体に対して長めに帯状の電気泳動ゲルを作製し、支持体に固定後に余分な部分を除去することにより、製造工程におけるバラツキを吸収し、高品質な電気泳動ゲルチップを製造することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造キットは、絶縁体からなる支持体と、該支持体に固定されている帯状の電気泳動ゲルと、該帯状の電気泳動ゲルにおける該支持体とは反対側の面を覆う保護膜とを備えている電気泳動ゲルチップの製造キットであって、片面が保護膜に覆われているシート状の電気泳動ゲルを切断して、該帯状の電気泳動ゲルを分離する切断装置を備えていることを特徴としている。

また、本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造キットでは、上記切断装置は、刃および駆動手段を備えており、該駆動手段は、上記シート状の電気泳動ゲルを該刃が横断するように、上記シート状の電気泳動ゲルに対して該刃を相対的に移動させることが好ましい。

また、上記電気泳動ゲルチップの製造キットでは、上記駆動手段は、上記シート状の電気泳動ゲルから、一つの上記帯状の電気泳動ゲルを分離した後、上記刃が横断する第１方向に垂直な第２方向における、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとの相対位置を調整し、再度、上記シート状の電気泳動ゲルを上記刃が横断するように、上記シート状の電気泳動ゲルに対して上記刃を相対的に移動させることが好ましい。

また、上記電気泳動ゲルチップの製造キットでは、上記駆動手段は、自動的に、第２方向における上記相対位置を調整することが好ましい。

また、上記電気泳動ゲルチップの製造キットでは、上記駆動手段は、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとが離間させた状態で、第２方向における上記相対位置を調整することが好ましい。

また、本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造キットでは、上記切断装置は、上記シート状の電気泳動ゲルを挟んで固定する固定手段をさらに備えていることが好ましい。

また、本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造キットでは、上記帯状の電気泳動ゲルを挿入するための溝を備えている固定治具をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法のために好適に使用することができ、本発明に係る電気泳動ゲルチップの製造方法と同等の効果を奏することができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップは、絶縁体からなる支持体と、該支持体に固定されている帯状の電気泳動ゲルと、該帯状の電気泳動ゲルにおける該支持体とは反対側の面を覆う保護膜を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、保存性または輸送性が高い電気泳動ゲルチップを提供することができる。すなわち、上記の構成によれば、保護膜を備えているため、加工時、保存時、および納品時（輸送時）における、電気泳動ゲル表面に対する物理的なダメージおよびタンパク質、塩類等のコンタミの発生を防止することができ、電気泳動ゲルの保存性または輸送性を向上させることができる。

本発明に係る電気泳動ゲルチップならびにその製造方法および製造キットによれば、保存性または輸送性が高い電気泳動ゲルチップ、および、そのような電気泳動ゲルチップを好適に製造するための技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法の各工程を説明するの工程斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法の切断工程を説明する図である。 粘着テープが貼付されたシート状の電気泳動ゲルおよび帯状の電気泳動ゲルの様子を示す斜視図である。 切断工程において、シート状の電気泳動ゲルを固定器具によって固定することの効果を示すグラフであり、（ａ）は、シート状の電気泳動ゲルを固定器具で固定した状態で切断したときの、分離された帯状の電気泳動ゲルの幅のバラツキを示し、（ｂ）は、シート状の電気泳動ゲルを固定器具で固定しない状態で切断したときの、分離された帯状の電気泳動ゲルの幅のバラツキを示す。 切断工程において、シート状の電気泳動ゲルを自動送り装置によって自動送りすることの効果を示すグラフであり、（ａ）は、シート状の電気泳動ゲルを自動送り装置により自動送りしたときの、分離された帯状の電気泳動ゲルの幅のバラツキを示し、（ｂ）は、シート状の電気泳動ゲルを手動送りしたときの、分離された帯状の電気泳動ゲルの幅のバラツキを示す。 本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法の固定工程を説明する図である。 自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す模式図である。 自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。 自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。 自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す上面図である。 自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。 自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。 自動化２次元電気泳動装置の構成部材であるサンプル分離器具の構成を示す断面図である。

（電気泳動ゲルチップ）
図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップ５０の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、電気泳動ゲルチップ５０は、支持体（チップ）５１、電気泳動ゲル５３、接着層５２および保護フィルム（保護膜）５４がこの順に積層されている。

支持体５１は、電気泳動ゲルチップ５０を任意の場所に自動搬送可能にするための部材であり、電気泳動ゲルチップ５０を搬送する際に搬送手段が保持するための部分である。

支持体５１は、絶縁材料によって構成されていることが好ましい。絶縁材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ；Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネイト（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）等のプラスチック材料、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、および、アルミナ、低温同時焼成セラミック等のセラミック材料を挙げることができるがこれに限定されない。

支持体５１の形状は、電気泳動ゲル５３の形状および電気泳動ゲルチップ５０を利用する電気泳動装置の搬送手段に応じて適宜設計することができる。例えば、板状の支持体を用いることにより、真空吸着手段によって支持体を保持する後述するような自動化２次元電気泳動装置１００において好適に使用することができる。一例を挙げれば、支持体５１として、大きさ６０ｍｍ×２３ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのＰＭＭＡ板を用いることができる。このような支持体５１は、例えば、射出成型等の手法を用いることにより製造可能である。

電気泳動ゲル２は、電気泳動の媒体として用いられるものであり、一般に電気泳動媒体として用いられるポリアクリルアミドゲル、アガロースゲル等を用いることができる。特に、二次元電気泳動の一次元目に用いられるゲルは、等電点方向の電気泳動（一次元目の電気泳動）を完了後、等電点電気泳動とは異なる場所に搬送し、分子量方向の電気泳動（二次元目の電気泳動）を行う必要があるため、支持体５１を備えた本実施形態に係る電気泳動ゲルチップ５１において電気泳動ゲル２として好適に用いることができる。

電気泳動ゲル５３の形状は、電気泳動ゲルチップ５０を利用する電気泳動装置の泳動槽に応じて適宜設計することができる。例えば、二次元電気泳動の一次元目に用いられるゲルとして用いる場合には、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の幅の帯状の電気泳動ゲルとして構成することができる。長手方向の長さは特に限定されないが、例えば、５０ｍｍ以上２４０ｍｍ以下の範囲で適宜設定することができる。一例を挙げれば、長手方向５２ｍｍ×短手方向（幅）１．２ｍｍの帯状の電気泳動ゲルとすることができる。

電気泳動ゲル５３を二次元電気泳動の一次元目に用いられるゲルとして用いる場合、電気泳動ゲル５３としては、例えば、固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ；Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｐＨ Ｇｒａｄｉｅｎｔ）ゲルが好適である。ＩＰＧゲルは、例えば、ゲル骨格を形成するアクリルアミド／ビスアクリルアミド混合溶液（例えば、混合比：３７．５／１）と、ゲル骨格内のｐＨを規定する数種類のアクリルアミドバッファーと、重合開始剤である過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ、Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）と、重合促進剤であるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’-テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）と、グリセロール（Ｇｌｙｃｅｒｏｌ）とを用いて製造することができる。

接着層５２は、支持体５１と電気泳動ゲル５３とを接着するものである。このような接着層５２を用いることにより、支持体５１から電気泳動ゲル５３が剥離することを抑え、電気泳動ゲルチップ５０の信頼性を向上することができる。

接着層５２としては、例えば、支持体５１に被着された表面コート剤であり得る。表面コート剤としては、アクリルアミド誘導体系コート剤、アガロース誘導体系コート剤、ＰＶＤＣ等が好適であるが、これらに限定されるものではない。

また、好ましくは、図１に示すように、接着層５２は、チップ接着層（支持体接着層）５２ａおよびゲル接着層５２ｂから構成することができる。

ゲル接着層５２ｂは、親水性を有する面を備えており、該親水性の面を介して電気泳動ゲル５３と接着するものである。ゲル接着層としては、例えば、市販されているゲルボンドフィルム、酸素プラズマ処理または親水性コート剤等のコーティングを施したＰＥＴフィルム等を用いることができる。チップ接着層５２ａは、支持体５１とゲル接着層５２ｂとを接着するものであり、絶縁性を有し、耐化学薬品性に優れる素材が好ましく、例えば、接着剤、両面テープ等を用いることができる。また、別の実施形態として、ゲル接着層５２ｂとチップ接着層５２ａとを同一の部材としても構わない。この場合、ＰＥＴ等の片面にゲル接着層５２ｂ、もう一方の面にチップ接着層５２ａを設ければよい。

そして、接着層５２を、チップ接着層５２ａおよびゲル接着層５２ｂから構成することにより、支持体５１からの電気泳動ゲル５３の剥離をさらに好適に抑制することができ、電気泳動分析の再現性向上が可能となる。

保護フィルム５４は、電気泳動ゲル５３を保護するためのものである。すなわち、従来技術に係るゲルチップでは、電気泳動ゲルが露出する構成となっているため、加工時、保存時、および納品時（輸送時）に、電気泳動ゲル表面に対して、物理的なダメージおよびタンパク質、塩類等のコンタミが生じるおそれがある。本実施形態に係る電気泳動ゲルチップ５１は、電気泳動ゲル５３の表面を覆う保護フィルム５４を備えているため、電気泳動ゲル５３に対する物理的なダメージおよびコンタミによりゲル表面の汚染を防止することが可能となる。なお、電気泳動ゲルチップ５１の使用時には、保護フィルム５４は電気泳動ゲル５３から剥離される。

保護フィルム５４は、例えば、樹脂フィルムを好適に用いることができる。特に限定されないが、樹脂フィルムとしては、市販されているＰＥＴフィルムを用いることができる。なお、保護フィルム５４における電気泳動ゲル５３と接する側の表面に、適切な表面コート、例えば、電気泳動ゲル５３に対して易接着／易剥離となるような表面コートを設けることが好ましい。また、保護フィルムとしては、透明のフィルムを設けることが好ましい。

（電気泳動ゲルチップの製造方法）
以下、本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法および当該製造方法に好適に用いることができる製造キットについて説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法の各工程を説明するの工程斜視図である。

まず、図２（ａ）に示すように、片面にゲル接着層５２ｂが、他方の面に保護フィルム５４が設けられたシート状の電気泳動ゲル５３を形成する（電気泳動ゲルシート形成工程）。このようなシート状の電気泳動ゲル５３は、例えば、ゲル接着層５２ｂ上にシート状の電気泳動ゲル５３を形成し、その後に保護フィルム５４を貼付することにより形成することができる。

一例において、電気泳動ゲル５３としてＩＰＧゲルを用いる場合の手順について詳細に説明する。まず、アクリルアミド／ビスアクリルアミド混合溶液（混合比：３７．５／１）、アクリルアミド誘導体４種（酸解離定数：３．６、６．２、７．０、８．５）、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ；Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、グリセロールおよび純水を用いて、所望の混合比で調整した酸性側モノマー溶液および塩基性側モノマー溶液を調製する（例えば、Ｐ．Ｇ．Ｒｉｇｈｅｔｔｉ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔｓ：ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ａｍｓｔｅｒｄａｍ，１９９０を参照のこと）。

そして、調製した酸性側モノマー溶液および塩基性側モノマー溶液をミキサーを用いて混合し、得られた混合溶液を、シート状のゲル接着層５２ｂ（例えば、ゲルボンドフィルム）が配置されたＩＰＧゲル作製器具に充填し、ゲル化する。電気泳動ゲル５３の長さは、例えば、５０ｍｍ〜２４０ｍｍまで任意に設計することができる。

その後、洗浄、乾燥を行い、電気泳動ゲル５３におけるゲル接着層５２ｂとは反対側の面に、保護フィルム５４を貼り付ける。保護フィルム５４の貼り付けは、気泡、ダスト等の混入を防ぐように、ローラー等を用いて、注意深く行うことが好ましい。

次に、図２（ｂ）に示すように、ゲル接着層５２ｂ上にチップ接着層５２ａを設ける（チップ接着層形成工程）。例えば、ゲル接着層５２ｂ上に接着剤を塗布してもよいし、両面テープを貼付してもよい。両面テープを貼付する場合、ローラー等の器具を用いて、気泡、ダストが混入しないように注意深く行うことが好ましい。以上により、片面に保護フィルム５４が設けられたシート状の電気泳動ゲル５５が形成される。

なお、接着層５２を一つの部材から構成する場合には、チップ接着層形成工程を省略してもよい。また、接着層５２を支持体５１に被着された表面コート剤とする場合には、上述したチップ接着層形成工程の代わりに、支持体５１に表面コートを行う接着層形成工程を行ってもよい。すなわち、接着層５２、ゲル接着層５２ｂおよびチップ接着層５２ａの形成は、後述する固定工程の前に適宜行えばよく、上述した構成に限定されない。

（切断工程）
続いて、図２（ｃ）に示すように、シート状の電気泳動ゲル５５を切断して、帯状の電気泳動ゲル（ゲルストリップ）５５ａを分離する（切断工程）。このように、片面が保護フィルム５４に覆われているシート状の電気泳動ゲル５５を切断することにより、例えば、幅が数ｍｍである非常に細長い電気泳動ゲル５３を保護フィルム５４で覆うという困難な作業を容易に行うことができ、また、大量生産にも寄与することができる。

一実施形態において、切断工程は、図３に示すような切断装置６０を用いて実行することができる。図３は、本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法の切断工程を説明する図であり、（ａ）は、切断工程において用いる切断装置６０の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、切断装置６０の側面図であり、（ｃ）は、ゲルを切断中の切断装置６０の様子を示す図である。

図３に示すように、切断装置６０は、可動ステージ（駆動手段、自動送り装置、固定器具、固定手段）６１、刃駆動部（駆動手段）６２、刃６２ａ、フレームおよびストッパー（固定器具、固定手段）６３ならびに止着具（固定器具、固定手段）６３ａを備えている。

可動ステージ６１は、シート状の電気泳動ゲル５５を載置する台であり、刃６２ａを、シート状の電気泳動ゲル５５に対して相対的に図中Ｙ方向（第１方向）およびＸ方向（第２方向）に駆動する駆動手段である。刃６２ａは、シート状の電気泳動ゲル５５を切断するための切断刃である。刃駆動部６２は、刃６２ａを図３中Ｚ方向に駆動する。フレームおよびストッパー６３ならびに止着具６３ａは、可動ステージ６１とともに、シート状の電気泳動ゲル５５を挟んで固定する固定器具である。なお、可動ステージ６１が、刃６２ａをシート状の電気泳動ゲル５５に対して相対的に駆動するのではなく、刃駆動部６２が、刃６２ａをシート状の電気泳動ゲル５５に対して相対的に駆動するように構成してもよい。

そして、図３（ｃ）に示すように、シート状の電気泳動ゲル５５は、フレームおよびストッパー６３ならびに止着具６３ａによって可動ステージ６１に固定され、刃６２ａが可動ステージ６１によってシート状の電気泳動ゲル５５を横断するように移動し、シート状の電気泳動ゲル５５を短冊状に切断して、帯状の電気泳動ゲル５５ａを分離する。このように、刃６２ａをシート状の電気泳動ゲル５５を横断させて切断することにより、加水分解による電気泳動ゲル５３の劣化を防ぐために、電気泳動ゲル５３が含有する水分量が低減されていた（乾燥されていた）場合であっても、好適に切断を行うことができる。

なお、図３（ｂ）に示すように、シート状の電気泳動ゲル５５は、フレームおよびストッパー６３と可動ステージ６１との間に挟まれ、止着具６３ａによって強固に固定される。フレームおよびストッパー６３のゲル対向面（ストッパー）は、シート状の電気泳動ゲル５５および可動ステージ６１に対して高い摩擦力を有する素材によって構成されていることが好ましい。例えば、フレームおよびストッパー６３のゲル対向面（ストッパー）の素材としては、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ；Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、シリコーン樹脂等が好適である。

このようにシート状の電気泳動ゲル５５を固定することにより、後述する実施例に示すように、得られる帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを抑えることができる。

次に、切断方法について詳細に説明する。まず、可動ステージ６１に固定されたシート状の電気泳動ゲル５５は、可動ステージ６１のＸ方向、Ｙ方向の駆動により、シート状の電気泳動ゲル５５のシート切断線（図２（ｃ）における点線）の第一の切断開始位置に移動する（第１の切断工程）。次に、刃駆動部６２が、刃６２ａをシート状の電気泳動ゲル５５表面に接する位置までＺ方向に下げた後、一回に切断する深さまでさらに下げる（第２の切断工程）。一回の切断深さは、シート状の電気泳動ゲル５５が硬質である場合と軟質である場合とで異なるが、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下に設定することが好ましい。一例において、一回の切断深さは、２０μｍに設定することができる。

その後、可動ステージ６１のＹ方向の駆動により、シート切断線に沿ってシート状の電気泳動ゲル５５を切断する（第３の切断工程）。最後に、刃駆動部６２が、刃６２ａを、シート状の電気泳動ゲル５５ならびにフレームおよびストッパー６３と干渉しない高さまでＺ方向に上げ、第一の切断開始位置に移動後、帯状の電気泳動ゲル５５ａの短手方向の幅Ｘ方向に移動する（第二の切断開始場所に移動する。第４の可動工程）。そして、第１〜第４の切断工程を繰り返し、シート状の電気泳動ゲル５５を切断する。

このように、切断工程では、シート状の電気泳動ゲル５５から、一つの帯状の電気泳動ゲル５５ａを分離した後、Ｘ方向における刃６２ａとシート状の電気泳動ゲル５５との相対位置を調整し、再度、シート状の電気泳動ゲル５５を刃６２ａが横断するように、シート状の電気泳動ゲル５５に対して刃６２ａを相対的に移動させることが好ましい。これにより、シート状の電気泳動ゲル５５を順に送りながら切断していくことができるので、多数の帯状の電気泳動ゲル５５ａを首尾よく分離することができる。

また、切断工程では、自動送り装置が、Ｘ方向における相対位置を調整することが好ましい。これにより、後述する実施例において示すように、得られる帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを抑えることができる。

また、切断工程では、刃６２ａとシート状の電気泳動ゲル５５とが離間した状態で、Ｘ方向における相対位置を調整することが好ましい。これにより、当該相対位置の調整時に、刃６２ａがシート状の電気泳動ゲル５５に触れて、シート状の電気泳動ゲル５５を損傷することを防止することができる。

なお、一実施形態において、切断工程は、図４に示すように、シート状の電気泳動ゲル５５に粘着テープ６４ａ（例えば、カプトンテープ）を貼付した状態で、粘着テープ６４ａごとシート状の電気泳動ゲル５５を切断するものであってもよい。

図４は、粘着テープ６４ａが貼付されたシート状の電気泳動ゲル５５および帯状の電気泳動ゲル５５ａの様子を示す斜視図である。図４に示すように、粘着テープ６４ａは、シート状の電気泳動ゲル５５における、刃６２ａが横断する方向（Ｙ方向）の両端に貼付される。そして、切断されると、粘着テープ６４ａは、帯状の電気泳動ゲル５５ａの長手方向の両端に残留する。このとき、粘着テープ６４ａを分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの搬送のための支持体として用いることができるため、それ以降の作業におけるハンドリング性が向上する。また、粘着テープ６４ａによって、切断工程において、シート状の電気泳動ゲル５５をより好適に固定することもできる。

以下、切断工程における各条件による効果について実証した。

（固定に関する実施例）
図５は、シート状の電気泳動ゲル５５を固定器具（フレームおよびストッパー６３ならびに止着具６３ａ）によって固定することの効果を示すグラフであり、（ａ）は、シート状の電気泳動ゲル５５を固定器具で固定した状態で切断したときの、分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを示し、（ｂ）は、シート状の電気泳動ゲル５５を固定器具で固定しない状態で切断したときの、分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを示す。

図５（ａ）および（ｂ）を比較すれば明らかなように、固定器具を用いてシート状の電気泳動ゲル５５を固定することにより、分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを抑えることができた。

（自動送りに関する実施例）
図６は、シート状の電気泳動ゲル５５を自動送り装置（可動ステージ６１）によって自動送りする（Ｘ方向に移動させる）ことの効果を示すグラフであり、（ａ）は、シート状の電気泳動ゲル５５を自動送り装置により自動送りしたときの、分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを示し、（ｂ）は、シート状の電気泳動ゲル５５を手動送りしたときの、分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを示す。

図５（ａ）および（ｂ）を比較すれば明らかなように、固定器具を用いてシート状の電気泳動ゲル５５を固定することにより、分離された帯状の電気泳動ゲル５５ａの幅のバラツキを５％以下に抑えることができた（長手方向５２ｍｍ×短手方向１．２ｍｍの帯状の電気泳動ゲル５５ａに対し、切断バラツキが１．２ｍｍ±０．０６ｍｍ以内）。

（固定工程）
続いて、図２（ｄ）に示すように、切断工程において得られた帯状の電気泳動ゲル５５ａを、支持体５１に固定することにより、電気泳動ゲルチップ５０を製造する（固定工程）。上述したように、帯状の電気泳動ゲル５５ａ（または支持体５１）には接着層が設けられているため、帯状の電気泳動ゲル５５ａに対して支持体５１を押圧することにより、帯状の電気泳動ゲル５５ａを、支持体５１に固定することができる。

ただし、帯状の電気泳動ゲル５５ａを支持体５１に固定するとき、帯状の電気泳動ゲル５５ａが細長いため、折れ曲がるなどして、適切に固定することができない場合がある。そのため、固定工程では、図７（ａ）に示すような固定治具７０を用いて、帯状の電気泳動ゲル５５ａを支持体５１に固定することが好ましい。

図７は、本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲルチップの製造方法の固定工程を説明する図である。図７（ａ）は、固定治具７０の概略構成を示す斜視図である。図７（ａ）に示すように固定治具７０には、帯状の電気泳動ゲル５５ａが挿入可能な幅Ｄを有する溝７０ａが設けられている。溝７０ａは、一例において、幅１．２ｍｍ深さ３ｍｍとすることができる。

まず、図７（ｂ）に示すように、固定治具７０の溝７０ａに、帯状の電気泳動ゲル５５ａを挿入する。そして、図７（ｃ）に示すように、固定治具７０の溝７０ａに、帯状の電気泳動ゲル５５ａを挿入した状態で、さらに、溝７０ａに支持体５１を挿入して押し込むことにより、帯状の電気泳動ゲル５５ａを支持体５１に固定することができる。このとき、溝７０ａがガイドとして働くので、帯状の電気泳動ゲル５５ａを支持体５１の適切な位置に固定することができる。

なお、図７（ｄ）に示すように、帯状の電気泳動ゲル５５ａが支持体５１からはみ出している場合、はみ出し部分を切断する。以上により、図７（ｅ）に示すように、電気泳動ゲルチップ５０を製造することができる。

なお、図７（ｄ）に示すように、予め、支持体５１に対して長めに帯状の電気泳動ゲル５５ａを作製し、支持体５１に固定後に余分な部分を除去するようにすることにより、製造工程におけるバラツキ（例えば、帯状の電気泳動ゲル５５ａの長さのバラツキ）を吸収し、高品質な電気泳動ゲルチップ５０を製造することができる。

（２次元電気泳動）
次に、本発明に係る電気泳動ゲルチップ５０の使用方法について説明する。一実施形態において、本発明に係る電気泳動ゲルチップ５０は、例えば、以下のような自動化２次元電気泳動装置１００に適用することができる。但し、電気泳動ゲルチップ５０の用途は、自動化２次元電気泳動装置１００に適用される場合に限定されず、ゲルの運搬を伴う電気泳動法の実施一般に好適に適用することができる。

図８（ａ）は自動化２次元電気泳動装置１００の要部構成を示す斜視図である。図８（ｂ）は、電気泳動ゲルチップ５０から保護フィルム５４を剥離した電気泳動ゲルチップ５６を、保持手段３のアーム３１に結合する構成を示す。図８（ｃ）および（ｄ）は、自動化２次元電気泳動装置１００において用いられる第２分離部（サンプル分離器具）２０の構成を示す断面図および上面図である。

すなわち、電気泳動ゲルチップ５０は、まず、保護フィルム５４を剥離した後に、自動化２次元電気泳動装置１００（のアーム３１）にセットされる。

本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００は、サンプルの２次元目分離を行う第２分離部（サンプル分離器具）２０を固定する固定手段１、１次元目の分離を行う電気泳動ゲル５３が固定された支持体５１を保持するアーム３１を備えた保持手段３、固定手段１および／または保持手段３を移動して双方の相対位置を変更させる駆動手段４（４１および４２）を有している。

自動化２次元電気泳動装置１００では、第１分離部（示さず）にてサンプルは第１方向（図中Ｙ方向）に分離され、次いで、第２分離部２０の第２開口部２６へ搬送されかつ接着された後に第２分離部２０にて第２方向（図中Ｘ方向）に分離される。

第２開口部２６の形状について、図８（ｃ）および（ｄ）に示すように、第２緩衝液槽２８ｂにおいて上部絶縁板２２を貫く開口の幅は、対応する下部絶縁板２１の溝幅より広い。この差分によって、電気泳動ゲル５３と第２媒体２４とを密着させ得、その結果、１次元目分離を終えた電気泳動ゲル５３中のサンプルの２次元目分離を首尾よく行い得る。

第２媒体２４に分離サンプルを含む電気泳動ゲル５３を接着させるために、第２媒体２４を覆う絶縁物２０ａは電気泳動ゲル５３と第２媒体２４とを密着させる部位を有していなければならない。このような部位は第２開口部２６であっても、第１開口部２５と第２開口部２６との間にさらなる開口部（第３開口部）２６’が設けられてもよい。第１媒体供給口は、分離サンプルを含む電気泳動ゲル５３を、第１方向と垂直な面で第２媒体２４に接着させるに適切な大きさおよび形状を有している。

第２分離部２０が第２媒体２４を内包している場合、第１媒体供給部において電気泳動ゲル５３と第２媒体２４とを密着させるために、第２開口部２６から第２媒体２４が突出していることが好ましく、密着度を増すためには突出した第２媒体部分に凹凸がないことがより好ましい。なお、第２開口部２６から第２媒体２４が突出していない場合は、第２開口部２６に電気泳動ゲル５３と第２媒体２４とを密着させるための接着部材（図示せず）が設けられていればよい。好ましい接着部材としては、アガロース、低粘度（１〜３％程度）のアクリルアミドなどのゲル、グリセリン、ポリエチレングリコール、ヒドロキシプロピルセルロースなどの高粘調液が挙げられるが、これらに限定されない。

第１方向（図中Ｙ方向）への分離と第２方向（図中Ｘ方向）への分離を規定するパラメータは同じであってもよいが、分離性能を向上させるためにはそれぞれ異なることが好ましい。これら２方向への分離を規定するパラメータとしては、タンパク質の等電点、分子量、単位サイズあたりの表面電荷（ゾーン電気泳動）、ミセルへの分配係数（ミセル動電クロマトグラフィー）、固定相−移動相への分配係数（電気クロマトグラフィー）、相互作用物質との親和定数（親和結合電気泳動）などが挙げられるが、通常の２次元電気泳動では、第１方向への分離が等電点に基づいて、第２方向への分離が分子量に基づいて行われる。

図８（ａ）に示すように、自動化２次元電気泳動装置１００においては、駆動手段４は垂直方向用駆動手段４１および平行方向用駆動手段４２からなり、具体的には、保持手段３（支持アーム３１）は垂直方向用駆動手段４１の凹部（保持手段連結部）４１’を介して垂直方向用駆動手段４１によってＺ軸方向へ移動可能に保持されている。また、垂直方向用駆動手段４１は、平行方向用駆動手段４２の凹部（Ｚ軸ステージ連結部）４２’を介して平行方向用駆動手段４２によってＸ軸方向へ移動可能に保持されている。よって、固定手段１および／または保持手段３を、第１方向および第２方向からなる平面に対して、垂直方向用駆動手段４１によって垂直方向に、平行方向用駆動手段４２によって平行方向に移動し得る。

用語「サンプル」は当該分野において標本、調製物と同義で用いられ、本明細書中で使用される場合、「生物学的サンプル」またはその等価物が意図される。「生物学的サンプル」は、供給源としての生物材料（例えば、個体、体液、細胞株、組織培養物もしくは組織切片）から得られる、任意の調製物が意図される。生物学的サンプルとしては、体液（例えば、血液、唾液、歯垢、血清、血漿、尿、滑液、および随液）および組織供給源が挙げられる。好ましい生物学的サンプルは、被験体サンプルである。好ましい被験体サンプルは、被験体から得た皮膚病変部、喀痰、咽頭粘液、鼻腔粘液、膿、または分泌物である。本明細書中で使用される場合、用語「組織サンプル」は、組織供給源より得られた生物学的サンプルが意図される。哺乳動物から組織生検および体液を得るための方法は当該分野で周知である。本明細書中で使用される場合、用語「サンプル」としては、上記生物学的サンプルおよび上記組織サンプル以外に、上記生物学的サンプルおよび上記組織サンプルより抽出したタンパク質サンプル、ゲノムＤＮＡサンプルおよび／または総ＲＮＡサンプルも挙げられる。

２次元電気泳動について、１次元目をゲル等電点電気泳動にて、２次元目をＳＤＳ−ＰＡＧＥにて行う場合を例に挙げて以下に説明するが、本発明はこの態様に限定されない。

自動化２次元電気泳動装置１００には、全工程を自動化するために、第１媒体電圧印加手段５および第２媒体電圧印加手段６をそれぞれ第１分離部１０および第２分離部２０と接続するための配線手段７・８が備えられており、配線手段７はその先端にて第１分離槽１１ｄ内に設けられる第３電極１４（１対の陽極および陰極）を、配線手段８はその先端にて第１緩衝液槽２８ａ内および第２緩衝液槽２８ｂ内にそれぞれ設けられる第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂを有している（図９を参照のこと）。

図９は、本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の固定手段１およびその周辺に配置されている部材の断面図を示す。図９において左方から右方に向けて２次元電気泳動が実行される。

本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の固定手段１上には、サンプルの１次元目分離を行う第１分離部１０とサンプルの２次元目分離を行う第２分離部（サンプル分離器具）２０とが真空吸着によって固定されている。第１分離部１０には複数の槽が設けられており、そのうちの１つには電極（第３電極）１４が設けられている。第２分離部２０には２つの槽（第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂ）が設けられており、それぞれに電極（第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂ）が設けられている。

支持体５１は本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の保持手段３（図示せず）の一部であるアーム３１によって保持される。アーム３１は本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の駆動手段４によって、図中に示すようにＸ方向および／またはＺ方向に移動可能である。

アーム３１は真空吸着によって電気泳動ゲルチップ５６を結合した後、駆動手段４によって図９中の矢印２の方向へ移動される。電気泳動ゲル５３は電気泳動ゲルチップ５６が駆動手段４によって移動されることにより、第１分離部１０に設けられた各槽において所望の処理が施され、引き続き第２分離部２０へ搬送される。

なお、駆動手段４によるアーム３１の移動は、以下のように行われる。平行方向用駆動手段４２がアーム３１を垂直方向用駆動手段４１とともに第１媒体配置槽１１ａの所望のＸ位置まで駆動し、次いで駆動手段４１がアーム３１を所望のＺ位置まで下降させる。続いて、第１媒体配置槽１１ａに配置した電気泳動ゲルチップ５６を、制御手段によりアーム３１への吸着を制御することにより、駆動手段４により電気泳動ゲル５３を移動させることが可能になる。アーム３１への吸着の制御は、例えば電磁弁を用いれば自動制御され得る。

電気泳動ゲル５３は、その幅や長さに比べて非常に薄い形状を有している。よって、ゲルの表裏、ｐＨ勾配の方向の識別が困難であるだけでなく、反りや捩れが発生しやすく、形状を一定に保つことが困難である。このことは電気泳動結果の再現性が悪い要因となり得る。さらに、電気泳動の各工程での電気泳動ゲル５３の操作もまた容易ではないので、電気泳動ゲル５３を移動する際の位置精度を向上させることは困難である。このような不具合を克服して電気泳動ゲル５３を自動装置にて安定的に保持しかつ操作するために、本発明者らは、電気泳動ゲル５３を支持体５１に固定して用いた。

図９中の第１分離部１０および第２分離部２０の構成を、図１０および図１１により詳細に示す。図１０は、サンプルの１次元目分離を行う第１分離部１０とサンプルの２次元目分離を行う第２分離部２０とが固定された固定手段１の断面図を示し、図１１は、その上面図を示す。

図１０に示すように、本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の固定手段１上には、サンプルの１次元目分離を行う第１分離部１０とサンプルの２次元目分離を行う第２分離部２０とが固定されている。第１分離部１０には複数の試薬槽１１（１１ａ〜１１ｄ）および１２（１２ａ〜１２ｄ）が設けられており、第２分離部２０には２つの槽（第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂ）が設けられている。なお、図９において、第１分離部１０には４つの槽からなる試薬槽１１および７つの槽からなる試薬槽１２を用いているが、図９〜６では、要部構成の説明を簡略化するために、第１分離部１０が４つの槽からなる試薬槽１１および４つの槽からなる試薬槽１２を有する構成を用いている。

第１分離部１０では、サンプルを電気泳動ゲル５３に導入する工程、電気泳動ゲル５３を膨潤させる工程、電気泳動ゲル５３に電圧を印加してサンプルを第１方向に分離する工程、電気泳動ゲル５３中の分離サンプルを染色する工程、第２分離部２０での環境に平衡化する工程が行われる。第１分離部１０は、電気泳動ゲル５３をこのように処理するに好ましい形状を有している。電気泳動ゲル５３へのサンプルの添加と第１媒体の膨潤とを別々に行うことにより、膨潤速度を向上させることができる。

また上記染色工程は、従来通りサンプルの第１方向分離前または第２方向分離後に行われてもよいが、染色操作が煩雑でありかつ時間を要し、自動化を試みることが非常に困難であるので、第１方向へのサンプル分離後でありかつ第２方向へのサンプル分離の前に染色を行われるサンプル中のタンパク質（またはＤＮＡ）と蛍光物質とを結合させることが好ましい。サンプル中のタンパク質（またはＤＮＡ）と蛍光物質との結合様式としては、共有結合、イオン結合、配位結合、インターカレートなどが挙げられるがこれらに限定されない。

第１分離部１０は、単一の絶縁体に溝（試薬槽）１１・１２が設けられた構成を有している。第１試薬槽１１は、１次元目分離を行うまでの工程に必要な試薬を格納するためのものであり、第２試薬槽１２は、１次元目分離後で２次元目分離前に必要な試薬を格納するためのものである。具体的には、第１試薬槽１１は、第１媒体配置槽１１ａ、サンプル槽１１ｂ、膨潤槽１１ｃ、第１分離槽１１ｄからなり、サンプル槽１１ｂはサンプル導入部１３を有している。第２試薬槽１２は、第１平衡化槽１２ａ、染色槽１２ｂ、洗浄槽１２ｃ、第２平衡化槽１２ｄからなる。第１分離槽１１ｄは、電気泳動ゲル５３での１次元目分離が行われる部位であり、１次元目分離に必要な緩衝液を充填される。ただし、膨潤槽１１ｃ内に格納される試薬が１次元目分離に必要な緩衝液を含む場合は、第１分離槽１１ｄ内に１次元目分離に必要な緩衝液を充填しなくてもよい。第１分離槽１１ｄでは、第１媒体電圧印加手段５により電圧を印加されることにより、電気泳動ゲル５３中のサンプルが分離される。第１平衡化槽１２ａは、第１方向分離に用いた緩衝液を置換させて、第１方向分離後に行う染色の効率を上げるための緩衝液を格納するために設けられることが好ましい。洗浄槽１２ｃは、蛍光色素を格納した染色槽１２ｂにて付着した過剰な蛍光色素を洗浄する緩衝液を格納するために設けられることが好ましい。第２平衡化槽１２ｄは、第２方向分離を行うために好ましい試薬が格納されており、例えば、電気泳動ゲル５３中のタンパク質を還元する試薬、該タンパク質をＳＤＳ化する試薬が格納されている。また、第２方向分離の方法に応じて、緩衝液、界面活性剤、酵素、相互作用物質などが格納されてもよい。

第２媒体２４において、電気泳動ゲル５３中で第１方向に分離した分離サンプルが、第１方向と異なる第２方向にさらに分離される。この第２方向へのサンプル分離を実行するために、第２分離部２０では、第１方向に分離したサンプルを含む電気泳動ゲル５３を第２媒体２４に密着させる工程；第２媒体２４に電圧を印加してサンプルを第２方向に分離する工程が行われる。自動化２次元電気泳動装置１００においては、第２方向への分離中のサンプルを検出する工程もまた行われる。

第２分離部２０は、下部絶縁板２１と上部絶縁板２２とを重ね合わせた絶縁部２０ａに、上部絶縁部２２を貫いて下部絶縁部に設けられた２つの溝（第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂ）を有している。また、下部絶縁板２１には、上部絶縁板２２との間に第２媒体２４を覆いかつ収納するための溝（第２媒体収納部）２４’が設けられている。第２媒体収納部２４’に収納された第２媒体２４（図示せず）は下部絶縁板２１および上部絶縁板２２からなる絶縁部２０ａに覆われ、第１開口部２５および第２開口部２６において絶縁部２０ａの外部と接触可能である。

第１開口部２５および第２開口部２６は、第２分離部２０に設けられた第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂにそれぞれ面している。第２方向へのサンプル分離を実行するために、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂには、第２媒体収納部２４’に収納された第２媒体２４と第１開口部２５および第２開口部２６を介して接する第１緩衝液および第２緩衝液がそれぞれ充填される。第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂには第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂが設けられており、第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂを介して第２媒体電圧印加手段６によって第２媒体２４に電圧が印加されると、第１開口部２５から第２開口部２６に向かって電流が流れるとともにサンプルが第２開口部２６から第１開口部２５に向かって展開／分離される。

自動化２次元電気泳動装置１００は、２次元電気泳動に必要なサンプル、試薬、分離媒体を所定の位置にセットした後に、上述した各手段を適切に制御しかつ全工程を自動にて実行させるための制御手段を有している。固定手段１または保持手段３の相対位置を検出するための位置センサなどからの情報を制御手段に入力して、制御手段は、自動化を首尾よく行うために、固定手段１、保持手段３（アーム３１）、駆動手段４、第１媒体電圧印加手段５、第２媒体電圧印加手段６、第１配線手段７、第２配線手段８の制御信号を出力する。本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００が有する制御手段は、好ましくは、種々の言語を用いて作製されかつＲＯＭおよび／またはＲＡＭなどの記録媒体に格納されたプログラムコードを実行するＣＰＵなどの演算手段であり得る。

制御を開始することにより駆動手段４が保持手段３を移動（搬送）する。電気泳動ゲルチップ５６は、保持手段３の一部であるアーム３１に保持されているので、電気泳動ゲル５３を固定化した電気泳動ゲルチップ５６は、制御手段により駆動される駆動手段４によって間接的に移動（搬送）されて所望の処理を以下のように施される。

第１媒体配置槽１１ａに配置された電気泳動ゲルチップ５６がサンプル槽１１ｂまで搬送される。サンプルが電気泳動ゲル５３に吸収されるまで電気泳動ゲルチップ５６はサンプル槽１１ｂ内に維持されている。サンプル吸収に必要な時間は、制御手段の格納部に記録されている。次いで、電気泳動ゲルチップ５６は、膨潤槽１１ｃまで搬送され、電気泳動ゲル５３が膨潤するまで膨潤槽１１ｃ内に維持され、必要に応じて微小振盪される。電気泳動ゲル５３が膨潤するに必要な時間および微小振盪動作に関する情報もまた、制御手段の格納部に記録されている。電気泳動ゲルチップ５６上で膨潤した電気泳動ゲル５３は第１分離槽１１ｄまで搬送され、第１分離槽１１ｄ内の第３電極１４間に配置される。ここで、第１媒体電圧印加手段５によって電気泳動ゲル５３に電圧が印加されて、サンプルが電気泳動ゲル５３中にて第１方向に分離される。サンプル分離に必要な時間および必要な電圧に関する情報もまた、制御手段の格納部に記録されている。上述した各情報は、制御手段の格納部に記録されたプログラムによって、用いる電気泳動ゲル５３の種類、サンプルの種類、各試薬の種類に従って適宜選定かつ実行される。

電気泳動ゲル５３中にて第１方向への分離が終了した後、電気泳動ゲル５３は、第１平衡化槽１２ａまで搬送され、必要に応じて微小振盪されることにより、引き続く染色が首尾よく行われるように平衡化される。次いで、平衡化後の電気泳動ゲル５３は染色槽１２ｂまで搬送され、必要に応じて微小振盪されて、電気泳動ゲル５３中のサンプルが染色される。染色後の電気泳動ゲル５３は洗浄槽１２ｃまで搬送され、微小振盪されることにより過剰な色素が適宜洗浄される。次いで、脱色後の電気泳動ゲル５３は、第２媒体中での第２方向への分離を首尾よく行うために、第２平衡化槽１２ｄまで搬送され、必要に応じて微小振盪されることにより、引き続く第２媒体中での第２方向への分離が首尾よく行われるように平衡化される。平衡化後の電気泳動ゲル５３は第２媒体２４の第１媒体供給部２６まで搬送され、第２媒体２４に密着される。

電気泳動ゲル５３が第２媒体２４に密着された後に第２媒体電圧印加手段６によって第２媒体２４に電圧が印加されることにより、サンプルが第２媒体２４中にて第２方向に分離される。リアルタイムモニタリングを行う場合は、この第２方向への分離中に検出手段（図示せず）を介して行えばよい。なお、試薬槽１２ａ〜１２ｄおよび第２媒体２４での分離において必要な時間などの情報もまた、制御手段の格納部に記録されている。上述した各情報は、制御手段の格納部に記録されたプログラムによって、用いる電気泳動ゲル５３および第２媒体２４の種類、サンプルの種類、各試薬の種類に従って適宜選定かつ実行される。

このように自動化２次元電気泳動装置１００において、制御手段による上述したような制御が実行されることにより、２次元電気泳動の工程を全自動にて行い得る。また、自動化２次元電気泳動装置１００が、上述したような制御が実行する制御手段を有することにより、種々のプロトコルの選定および／または導入を容易に行って、サンプル分離性能を追求することができる。また、２次元電気泳動の電圧印加プログラムをコンピュータにてフィードバック制御するための２次元用高電圧印加制御システムを導入し、自動ステージと連携して制御することができる。

なお、第２媒体２４を第２媒体収納部２４’にて作製しても、別途作製した第２媒体２４を移動して第２媒体収納部２４’に固定してもよい。第２分離部２０にて第２媒体２４を作製しない場合は、第２媒体収納部２４’は溝である必要はなく、その場合、第２媒体２４の厚みと等しいスペーサ（示さず）を下部絶縁板２１の第２媒体２４を固定する部位を囲むように配置し、スペーサを介して下部絶縁板２１と上部絶縁板２２とを接着すればよい。

第１開口部２５および第２開口部２６においてのみ第２媒体２４が緩衝液と接していることが好ましいので、第２媒体２４を覆う絶縁物２０ａは防水性が高い物質からなることが好ましい。また、リアルタイムモニタリングなどのように第２媒体２４を絶縁物２０ａから取り外すことなくサンプルを検出するためには、絶縁物２０ａは光透過性の高い物質からなることが好ましい。このような特性を兼ね備えた物質としては、ガラス、樹脂が挙げられ、樹脂材料としてはＰＭＭＡ、ＰＤＭＳ、ＣＯＰ、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＥＴ、塩ビなどが挙げられ、重量や操作性、生産性の観点からアクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など）が好ましい。

自動化２次元電気泳動装置１００においては、電気泳動ゲルチップ５６が順次移動されながら、種々の工程が実行される。よって、電気泳動ゲルチップ５６の３次元での位置精度が重要である。この場合、電気泳動ゲルチップ５６が堅固に固定されるだけでなく、相対的に移動する第１分離部１０および第２分離部２０もまた堅固に固定される必要がある。

第１分離部１０、第２分離部２０および電気泳動ゲルチップ５６を、サンプルごとに交換して用いることを考慮すると、これらの固定化は着脱可能であることが好ましい。第１分離部１０、第２分離部２０および電気泳動ゲルチップ５６を、固定手段１および保持手段３に固定するための機構としては、上述したような真空吸着機構以外に、挟固定機構、磁力固定機構および静電吸着機構が挙げられるが、これらに限定されない。また、真空吸着機構を採用する場合は、真空吸着プレートを介して固定することが好ましい。

なお、第１分離部１０および第２分離部２０を透明なＰＭＭＡで作製する場合、サンプルの蛍光検出の際に励起光が第１分離部１０および第２分離部２０の下のステージ（固定手段）１にまで照射される。ステージ（固定手段）１に凹凸がある場合は励起光および／または蛍光波長が不均一に反射することにより検出時のバックグラウンドが上がり、首尾よい検出が妨げられてしまう。よって、真空吸着プレートは、反射の少ない色調であること、凹凸のない平面に処理してあること、真空吸着のために設ける吸引穴を第２分離部２０の検出部直下以外の部位に設けることが好ましい。

第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂにそれぞれ設けられる第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂ、ならびに第１分離槽１１ｄに設けられる第３電極１４は、固定されていてもされていなくてもよい。固定されている場合は、電極２８ａ、２８ｂおよび１４は、それぞれ各槽２８ａ、２８ｂおよび１４にパターニング形成された導電体であってもよい。また、電極の搬送／着脱を自動化にて行う場合は、図１２に示すように、アーム３１が電極２９ａ、２９ｂおよび１４をそれぞれ槽２８ａ、２８ｂおよび１１ｄに搬送し、各槽に設けられた電極固定部（図示せず）に着脱し得る。また、電極２９ａ、２９ｂおよび１４をそれぞれ第１緩衝液槽２８ａ、第２緩衝液槽２８ｂ、第１分離槽１１ｄに固定せず、充填された緩衝液に浸す形態であってもよい。電極２９ａ、２９ｂおよび１４を搬送可能な形態で用いる場合は、図１２に示すように、電極洗浄槽４０を設けることにより各電極を首尾よく洗浄し得る。なお、電極洗浄槽４０の設置部位は図１２に示す部位に限られず、第１分離部１０の任意の部位に設けられ得る。

上述したように、第１分離部１０は複数の槽（試薬槽）１１・１２を有する。この複数の試薬槽は、電気泳動ゲル５３におけるサンプル分離に必要な試薬、および分離後の電気泳動ゲル５３（または電気泳動ゲル５３中のサンプル）の染色に必要な試薬を充填することが好ましいが、充填される試薬は必要に応じて適宜選択され得る。また、複数の試薬槽１１・１２の数は、必要な処理工程に応じて増減させればよい。

特定の実施形態において、複数の試薬槽１１・１２は、充填された試薬を封止するための剥離除去可能なシート状封止材が設けられている（図１３を参照のこと）。シート状封止材を設けることにより、内包する試薬の飛散を避けることができ、かつ試薬を内包した第１分離部１０を容易に保存することができる。

１つの局面において、シート状封止材は、自動化２次元電気泳動装置１００が備えているシート剥離手段（図示せず）によって剥離除去され得る。シート剥離手段は駆動手段４によって駆動されることが好ましい。この場合、シート状封止材を設けたまま第１分離部１０を自動化２次元電気泳動装置１００に設置しても、制御手段の制御下にて首尾よく剥離除去され得る。なお、図１３では、保持手段３のアーム３１がシート剥離手段である形態を示している。

別の局面において、シート状封止材は、電気泳動ゲルチップ５６からの押付外力によって穿孔可能であり得る。また、穿孔を容易にするために支持体５１は穿孔用補助具を備えていてもよい。この場合、上記シート剥離手段のようなさらなる手段を設けることなく第１分離部における電気泳動ゲルチップ５６の通常の動作によってシート状封止材を穿孔し得る。

さらなる実施形態において、第１分離部１０は、要時調整試薬槽を有し、この要時調整試薬槽は、シート状封止材によって複数の試薬を内包する単一の試薬槽内であり、シート状封止材が剥離除去または穿孔された際に、複数の試薬が混合される。自動化２次元電気泳動装置１００が実行する工程において、予め調整することができずに要時調整の必要がある試薬が使用される場合であっても、本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００を用いれば、煩雑な作業を回避し得る。

上述したような試薬槽１１・１２を有する第１分離部１０を備えた自動化２次元電気泳動装置１００は、試薬槽１１・１２に試薬を注入するための試薬注入手段（示さず）を備えていることを特徴とすることがなお好ましい。この試薬注入手段は、保持手段および駆動手段と連動して動作する形態であることが好ましい。

なお、第２分離部２０において、絶縁物２０ａ、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂが一体形成されている態様を用いて本発明を説明してきたが、これらは別々に構成されていてもよい。

第２分離部２０の別の実施形態において、図１４に示すように、第２分離部２０は、第２媒体２４を収納する第２媒体収納部２４’を挟んで下部絶縁板２１および上部絶縁板２２から形成される絶縁物２０ａと、絶縁物２０ａを受容する絶縁物受容部２７、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂを有する泳動槽３０とからなる。絶縁物２０ａにおいて、下部絶縁板２１および上部絶縁板２２は、それぞれ第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂにおいて第２媒体２４が緩衝液と接するための第１開口部２５および第２開口部２６を有している。泳動槽３０において、絶縁物受容部２７は、絶縁物２０ａ（特に下部絶縁板２１）を隙間なく受容し得る平面を有している。

本実施形態において、絶縁物２０ａおよび泳動槽３０を構成する材料はそれぞれ同一であっても別であってもよい。泳動槽３０は、緩衝液が充填されるという観点から防水性が高い物質からなることが好ましい。絶縁物２０ａと泳動槽３０は固定されることが好ましいが真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構および静電吸着機構等により着脱可能であることがより好ましい。さらに、泳動槽３０は、絶縁物受容部２７、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂが別々に設けられてもよく、この場合、充填された緩衝液が漏出することなく第１開口部２５および第２開口部２６に供給されるように密着し得る形態を有していればよいので、真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構および静電吸着機構等を採用することができる。

尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様および以下の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、当業者は、本発明の精神および添付の特許請求の範囲内で変更して実施することができる。

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。

本発明は、生体試料等の分析のための電気泳動ゲルチップの製造分野において利用可能である。

５０ 電気泳動ゲルチップ
５１ 支持体
５２ 接着層
５２ａ チップ接着層
５２ｂ ゲル接着層
５３ 電気泳動ゲル
５４ 保護フィルム（保護膜）
５５ シート状の電気泳動ゲル
５５ａ 帯状の電気泳動ゲル
６０ 切断装置
６１ 可動ステージ（駆動手段、自動送り装置、固定器具、固定手段）
６２ 刃駆動部（駆動手段）
６２ａ 刃
６３ フレームおよびストッパー（固定器具、固定手段）
６３ａ 止着具（固定器具、固定手段）
６４ａ 粘着テープ
７０ 固定治具
７０ａ 溝
１００ 自動化２次元電気泳動装置

Claims (18)

1. 絶縁体からなる支持体と、該支持体に固定されている短冊状の電気泳動ゲルと、該短冊状の電気泳動ゲルにおける該支持体とは反対側の面を覆う保護膜とを備えている電気泳動ゲルチップの製造方法であって、
   片面が保護膜に覆われているシート状の電気泳動ゲルを該保護膜ごと切断して、複数の該短冊状の電気泳動ゲルを分離する切断工程、および
   該切断工程において分離した該短冊状の電気泳動ゲルを、該支持体に固定する固定工程を包含しており、
   上記切断工程は、刃を、該シート状の電気泳動ゲルに対して一回に切断する深さまで下げ、その後、分離する該短冊状の電気泳動ゲルの長手方向に沿って、該シート状の電気泳動ゲルを刃が横断するように、該シート状の電気泳動ゲルに対して該刃を相対的に移動させる工程を含むことを特徴とする電気泳動ゲルチップの製造方法。
2. 上記一回に切断する深さが、１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
3. 上記切断工程では、
   上記シート状の電気泳動ゲルから、一つの上記短冊状の電気泳動ゲルを分離した後、
   上記刃が横断する第１方向に垂直な第２方向における、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとの相対位置を調整し、
   再度、上記シート状の電気泳動ゲルを上記刃が横断するように、上記シート状の電気泳動ゲルに対して上記刃を相対的に移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
4. 上記切断工程では、自動送り装置が、第２方向における上記相対位置を調整することを特徴とする請求項３に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
5. 上記切断工程では、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとが離間した状態で、第２方向における上記相対位置を調整することを特徴とする請求項３または４に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
6. 上記切断工程では、固定器具が上記シート状の電気泳動ゲルを挟んで固定している状態で上記シート状の電気泳動ゲルを切断することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
7. 上記切断工程では、上記シート状の電気泳動ゲルに、粘着テープが貼付された状態で、該粘着テープごと上記シート状の電気泳動ゲルを切断することにより、該切断工程の後に上記短冊状の電気泳動ゲルの搬送のために用いる該粘着テープが貼付された上記短冊状の電気泳動ゲルを分離することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
8. 上記固定工程では、上記短冊状の電気泳動ゲルを固定治具に設けられた溝に挿入した状態で、当該短冊状の電気泳動ゲルを上記支持体に固定することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
9. 上記短冊状の電気泳動ゲルは、二次元電気泳動の一次元目の等電点電気泳動のための電気泳動ゲルであり、
   上記支持体は、板状の絶縁体であり、
   上記固定工程では、上記支持体の側端面に上記短冊状の電気泳動ゲルを固定することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
10. 上記切断工程において分離した短冊状の電気泳動ゲルの長さは、上記支持体において上記短冊状の電気泳動ゲルを固定する領域の長さよりも長くなっており、
    上記固定工程の後、上記短冊状の電気泳動ゲルにおける上記支持体からはみ出した部分を除去する除去工程をさらに包含することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。
11. 絶縁体からなる支持体と、該支持体に固定されている短冊状の電気泳動ゲルと、該短冊状の電気泳動ゲルにおける該支持体とは反対側の面を覆う保護膜とを備えている電気泳動ゲルチップの製造キットであって、
    片面が保護膜に覆われているシート状の電気泳動ゲルを該保護膜ごと切断して、複数の該短冊状の電気泳動ゲルを分離する切断装置を備えており、
    上記切断装置は、刃および駆動手段を備えており、
    該駆動手段は、上記刃を、上記シート状の電気泳動ゲルに対して一回に切断する深さまで下げ、その後、分離する該短冊状の電気泳動ゲルの長手方向に沿って、該シート状の電気泳動ゲルを該刃が横断するように、該シート状の電気泳動ゲルに対して該刃を相対的に移動させる工程を実行するようになっていることを特徴とする電気泳動ゲルチップの製造キット。
12. 上記一回に切断する深さが、１０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１に記載の電気泳動ゲルチップの製造キット。
13. 上記駆動手段は、上記シート状の電気泳動ゲルから、一つの上記短冊状の電気泳動ゲルを分離した後、上記刃が横断する第１方向に垂直な第２方向における、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとの相対位置を調整し、再度、上記シート状の電気泳動ゲルを上記刃が横断するように、上記シート状の電気泳動ゲルに対して上記刃を相対的に移動させることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電気泳動ゲルチップの製造キット。
14. 上記駆動手段は、自動的に、第２方向における上記相対位置を調整することを特徴とする請求項１３に記載の電気泳動ゲルチップの製造キット。
15. 上記駆動手段は、上記刃と上記シート状の電気泳動ゲルとが離間させた状態で、第２方向における上記相対位置を調整することを特徴とする請求項１３または１４に記載の電気泳動ゲルチップの製造キット。
16. 上記切断装置は、上記シート状の電気泳動ゲルを挟んで固定する固定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造キット。
17. 上記短冊状の電気泳動ゲルを挿入するための溝を備えている固定治具をさらに備えていることを特徴とする請求項１１〜１６の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造キット。
18. 上記電気泳動ゲルは、乾燥ゲルであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電気泳動ゲルチップの製造方法。

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