JP5975636B2 - 電気泳動用カセット、電気泳動用カセットの製造方法、および電気泳動方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動用カセット、電気泳動用カセットの製造方法、および電気泳動方法に関するものである。

従来、生体試料を分離するための方法として電気泳動法が知られている。電気泳動法とは、タンパク質または核酸などの分離対象サンプルを電気泳動の移動速度の違いに基づいて分離する方法である。特に電解質を含むゲル中へサンプルを導入し、ゲルの両端に電圧を印加することで分離する方法が一般的である。

タンパク質を分離する方法として広く知られているのは、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の存在下に、ポリアクリルアミドゲルを用いた電気泳動（以下、「ＳＤＳ−ＰＡＧＥ」とよぶ）である。ＳＤＳ−ＰＡＧＥでは、タンパク質は負の電荷をもつＳＤＳと一定の割合で複合体を形成し、ゲルの両端に電圧を印加することによって、タンパク質−ＳＤＳ複合体はポリアクリルアミドゲル中を陽極の方向へ移動する。その際、ポリアクリルアミドゲルによる分子ふるい効果により、タンパク質は分子量ごとに分離される。

ここで、非特許文献１には、平板な２枚のガラス板または樹脂板とその間に挟まれたスペーサーによってできた空間にアクリルアミド溶液を流し込み、その中へサンプルアプライ用の凹部（ウェル）を形成するためのコームを差し込み、容器の中で重合させることによってＳＤＳ−ＰＡＧＥ用のゲルを作製することが記載されている。

非特許文献１にはまた、濃度の異なるアクリルアミド溶液の調整を行い、容器の中、非連続で重合させることにより、サンプルタンパク質を分離する分離ゲルおよびサンプルタンパク質を濃縮する濃縮ゲルを作製することが記載されている。

また、特許文献１には、電気泳動用支持体ゲルの新規調製法及び支持基盤・電気泳動法であって、試料を配置する部位が楔型の凹部を形成してなる電気泳動用ゲル及び当該ゲルを作成する容器が記載されている。

また、近年、分離ゲルおよび濃縮ゲルの界面を同じ長さで複数作製するにはある程度の経験が必要であること、また、ゲル重合に時間がかかることから、あらかじめゲルが詰められている市販のプレキャストゲルカセットの需要が高まっている。

市販のプレキャストゲルカセットには２枚の平板なガラス、または２枚の樹脂板の間にゲルが充填されている。そして、サンプル溶液を分離ゲル内へ導入するためのウェルがゲルに形成されており、ユーザーは分離したいサンプル溶液をウェルへ注入し、電気泳動実験を開始する。

特開２００４−４５１０７号公報（２００４年２月１２日公開）

日本電気泳動学会、医歯薬出版株式会社編集、「最新電気泳動実験法」（１９９２年２月発行）

しかし、従来技術に係る電気泳動用のゲルにおいて、ウェルを形成するためはコームと呼ばれる鋳型を使用し、電気泳動前にコームを抜くことによってゲルにウェルを形成する必要がある。ここで、コームをゲルから抜く作業には、ウェルの型崩れ、ひび割れ、空気が入る可能性があり、細心の注意が必要である。

また、ウェルへサンプル溶液をアプライする際にも空気が入らないようにし、また、ピペットチップの先がゲルに突き刺さらないようにする必要がある。ウェルの形状、および、ウェルへサンプル溶液をアプライする作業は電気泳動結果に影響を与えるため、重要な部分である。しかし、ゲルは柔らかい弾性体であるため、ゲルに再現よく均一な形状のウェルを形成することは困難であり、また、上記に記載したコームを抜く際にゲルが変形しやすいという問題から、精度よく作業ができるまでは時間がかかるのが現状である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、容易に形成することができ、サンプル溶液を好適にアプライすることができるウェルを有する電気泳動用カセットおよびその関連技術を提供することを主たる目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る電気泳動用カセットは、サンプルを分離するためのサンプル分離媒体と、上記サンプル分離媒体上に配置され、上記サンプル分離媒体に密着している補助器具と、を備えており、上記サンプル分離媒体上に、上記サンプルを含有するサンプル溶液を貯めるためのウェル構造が形成されており、上記ウェル構造は、上記サンプル分離媒体の上面と、上記補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、によって構成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、サンプル分離媒体上に、補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、サンプル分離媒体の上面とによって、ウェル構造が形成される。そのため、ウェル構造にサンプル溶液をアプライすることにより、サンプルをサンプル分離媒体に首尾よく導入し、電気泳動を行うことができる。

このように、上記構成によれば、サンプル分離媒体に直接ウェルを作成する必要が無い。それゆえ、容易に、形状にばらつきの少ないウェル構造を形成することができる。また、サンプル溶液のアプライの際、アプライ用の器具（ピペットチップなど）を、柔らかいサンプル分離媒体ではなく、補助器具の貫通孔に差し込めばよいので、容易にサンプル溶液のアプライをすることができる。

本発明に係る電気泳動用カセットは、上記サンプル分離媒体を、その上面の一部を露出させて収納する絶縁物を備えており、上記補助器具は、上記絶縁物に嵌合するとともに、上記サンプル分離媒体の露出部分に密着していることが好ましい。

上記構成によれば、サンプル分離媒体を絶縁物に収納し、通常のスラブ式電気泳動等のように電気泳動を行うことができる上、当該絶縁物に補助器具を嵌合することにより、上述したようなウェル構造を形成することができる。

本発明に係る電気泳動用カセットにおいて、上記側壁には、予め定められた水位を超える上記サンプル溶液を上記ウェル構造内から流出させるための流出口が設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、一定量を超えたサンプル溶液をウェル構造から排出することができるので、ウェル構造に対して一定量のサンプル溶液をアプライすることができる。これにより、電気泳動の結果の精度を向上させることができる。

上記電気泳動用カセットでは、上記補助器具は、上記流出口から流出した上記サンプル溶液を貯めるための貯留部を備えていることが好ましい。

上記構成によれば、流出口から流出したサンプル溶液が、不用意な場所へ流出することを好適に避けることができる。

本発明に係る電気泳動用カセットにおいて、上記補助器具は、上記側壁から上記サンプル分離媒体とは反対側に延伸する延伸部を備えていることが好ましい。

上記構成によれば、サンプル溶液をウェル構造にアプライする際、アプライ用の器具（例えば、ピペットチップなど）を延伸部に当接させてアプライを行うことができるため、アプライ用の器具がサンプル分離媒体に刺さること等を避けて、容易にサンプル溶液のアプライをすることができる。

本発明に係る電気泳動用カセットにおいて、上記貫通孔が、くびれ形状を有していることが好ましい。

上記構成によれば、ウェル構造にくびれが形成されることとなる。そのため、サンプル溶液をウェル構造にアプライする際、アプライ用の器具（例えば、ピペットチップなど）が、意図せずにウェル構造の内部深くまで差し込まれることを抑制し、サンプル分離媒体に刺さることを避けて、容易にサンプル溶液のアプライをすることができる。

本発明に係る電気泳動用カセットにおいて、上記側壁における上記サンプル分離媒体とは反対側の端部に、切り欠きが設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、サンプル溶液をウェル構造にアプライする際、アプライ用の器具（例えば、ピペットチップなど）を、側壁の端部に設けられた切り欠きにはめ込んでサンプル溶液のアプライをすることができるため、容易にサンプル溶液のアプライをすることができる。

本発明に係る電気泳動用カセットでは、上記貫通孔の開口部の形状が、角を有さないか、または、角が丸められていることが好ましい。

上記構成によれば、電気泳動を好適に行うことができる。なぜなら、ウェル構造における電位と平行な辺上の電位は、他の部分の電位と比べると乱れやすいため、このような片を少なくすることにより、電位の乱れを抑制することができるからである。

本発明に係る電気泳動用カセットでは、上記側壁における上記サンプル分離媒体側の端部に、上記サンプル分離媒体にめり込んでいるめり込み部が設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、サンプル分離媒体にめり込み部がめり込んでいるため、補助器具とサンプル分離媒体とをより密着させ、サンプルが漏れることを首尾よく避けることができる。

上記電気泳動用カセットでは、上記めり込み部が、先細の形状を有していることが好ましい。

上記構成によれば、補助器具をサンプル分離媒体に密着させるときに、空気が入り込むことを好適に抑制することができる。

上記電気泳動用カセットでは、上記めり込み部が、上記サンプル分離媒体の厚さ方向の中央部までめり込んでいることが好ましい。

電気泳動におけるサンプルの分離の課程において、サンプルが、サンプル分離媒体の上面または下面付近に流れ、正確な電気泳動結果が得られない場合がある。これに対し、上記構成によれば、電気泳動の際、サンプルは、ウェル構造から、一旦めり込み部の下端まで移動してから、サンプルの分離方向に分離されることになる。そのため、サンプルの分離の過程で、サンプルが、サンプル分離媒体の上面または下面付近に流れることを抑制することができる。

本発明に係る電気泳動用カセットは、上記サンプル分離媒体を対になって挟む２つの緩衝液槽を備えていることが好ましい。

上記構成によれば、電気泳動を首尾よく行うことができる。

本発明に係る電気泳動用カセットでは、上記サンプル分離媒体がゲルであることが好ましい。

上記構成によれば、電気泳動を好適に実行することができる。

本発明に係る電気泳動用カセットでは、上記補助器具の表面に、上記貫通孔の位置を示す目印が付されていることが好ましい。

上記構成によれば、補助器具が緩衝液の中に浸っている場合であっても、ウェル構造の位置を容易に判断することができるため、容易にサンプルのアプライを行うことができる。

本発明に係る電気泳動用カセットでは、上記絶縁物は、上記サンプル分離媒体を挟持する２枚の絶縁体基板から構成されており、上記２枚の絶縁体基板のうち一方の絶縁体基板は、他方の絶縁体基板よりも短く、上記サンプル分離媒体の露出部分側に配置されており、上記補助器具に嵌合するようになっていることが好ましい。

上記構成によれば、一般的なスラブ式電気泳動用装置のような構成を実現することができる。

上記電気泳動用カセットでは、上記絶縁体基板は、ガラス、セラミック、および樹脂からなる群より選ばれる何れかの物質からなることが好ましい。

上記構成によれば、電気泳動に供する絶縁体基板を好適に形成することができる。

上記電気泳動用カセットでは、上記補助器具は、樹脂からなることが好ましい。

上記構成によれば、電気泳動に供する補助器具を好適に形成することができる。

上記電気泳動用カセットでは、上記一方の絶縁体基板に、上記補助器具を接着するための接着剤を流し込むための溝が形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、絶縁体基板の表面または補助器具の表面に接着剤を塗布して両面を接着させる場合に、過剰な接着剤を溝に充填させることができる。よって、絶縁体基板と補助器具とを首尾よく接着することができる。

本発明に係る電気泳動用カセットの製造方法は、上記一方の絶縁体基板と、上記補助器具とを接着する工程を包含することを特徴としている。

上記構成によれば、本発明に係る電気泳動用カセットを好適に製造することができる。

本発明に係る電気泳動方法は、本発明に係る電気泳動用カセットの上記ウェル構造に上記サンプル溶液をアプライする工程と、上記サンプル分離媒体に対して、上記サンプルを分離すべき方向に電圧を印加する工程とを包含することを特徴としている。

上記構成によれば、本発明に係る電気泳動用カセットと同等の効果を奏することができる。

上記電気泳動方法では、上記サンプル分離媒体が塩基性であり、上記ウェル構造に上記サンプル溶液をアプライする工程の前に、上記ウェル構造に中性の電気泳動用緩衝液を添加する工程をさらに包含していることが好ましい。

上記構成によれば、サンプル溶液をアプライする前に、ウェル構造に中性の電気泳動用緩衝液が添加され、サンプル分離媒体が塩基性であることにより、サンプルの濃縮効果を得ることができる。これにより、よりシャープなサンプルの分離パターンを得ることができる。

本発明によれば、容易に形成することができ、サンプル溶液を好適にアプライすることができるウェルを有する電気泳動用カセットおよびその関連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用カセットの構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動用カセットの構成を模式的に示す断面図である。 （ａ）は本発明の一実施形態に係るサンプル分離部の構成を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るサンプル分離部の上部基板を取り除いたときの構成を模式的に示す斜視図である。 サンプルローディング部の構成のバリエーションを示す拡大断面図である。 サンプルの濃縮効果を得るための方法の一例を示すサンプルローディング部の拡大断面図である。 サンプルローディング部の開口部の形状のバリエーションを示す上面図である。 上部基板の一実施形態に係る斜視図を表す。 図７における上部基板の底面を示す斜視図である。 上部基板の他の実施形態に係る斜視図を表す。 図９における上部基板の底面を示す斜視図である。 陰極緩衝液および陽極緩衝液の間に電圧を印加し、電気泳動を行っていることを示す電気泳動用カセットの断面図であり、（ａ）は陰極緩衝液を遮蔽する構成を有しておらず、（ｂ）は陰極緩衝液を遮蔽する構成を有している。

以下、本発明の実施の形態について、図１および図２を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動用カセット１００の構成を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１においてＡで示す矢印断面図である。

（電気泳動用カセット）
本発明の一実施形態に係る電気泳動用カセット１００は、タンパク質や、核酸などの分離対象サンプルおよび／またはその対照サンプルを、電気泳動時の移動速度等の違いに基づいて分離する電気泳動装置に着脱可能に配設されるものである。

図１に示すように、電気泳動用カセット１００は、バッファーセル１０１と電気泳動緩衝液槽１０２とサンプル分離媒体支持板（絶縁物、絶縁体基板）１１１、１１３と上部基板（補助器具）１２０とを備えている。

バッファーセル１０１はサンプル分離部１１０を収納する筐体である。そしてバッファーセル１０１の中心部にサンプル分離部１１０を収納することでバッファーセル１０１の両側に電気泳動緩衝液槽１０２がそれぞれ形成される。

２つの電気泳動緩衝液槽１０２には、電気泳動を行うために緩衝液をそれぞれ充填するための緩衝液槽であり、対になってサンプル分離部１１０を挟むようになっている。

電気泳動用カセット１００は、電気泳動緩衝液槽１０２に緩衝液を入れ、２つの電気泳動緩衝液槽１０２間に電圧を印加することによって、サンプル分離媒体１１２中のサンプルを図中矢印Ｘ方向に分離することができる。また、電気泳動用カセット１００は従来のスラブ型電気泳動装置と同様に取り扱うことができる。

（サンプル分離部）
次にサンプル分離部１１０の個々の構成物について図３を用いて説明する。図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係るサンプル分離部１１０の構成を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るサンプル分離部１１０の上部基板１２０を取り除いたときの構成を模式的に示す斜視図である。図に示すように、サンプル分離部１１０は、サンプル分離媒体支持板１１１、サンプル分離媒体１１２、サンプル分離媒体支持板１１３および上部基板１２０がこの順番に積層して形成されている。

（サンプル分離媒体支持板）
サンプル分離媒体支持板１１１、１１３は両支持板の間にサンプル分離媒体１１２を挟持する支持板である。サンプル分離媒体支持板１１１は、サンプル分離媒体１１２の下側に配置され、サンプル分離媒体支持板１１３は、サンプル分離媒体１１２の上側に配置される。サンプル分離媒体支持板１１３は、サンプル分離媒体支持板１１１よりも矢印Ｘ方向において短いため、サンプル分離媒体１１２の一部は、サンプル分離媒体支持板１１３から露出している。そして、露出していないサンプル分離媒体１１２はサンプル分離媒体支持板１１３と接触しているとともに、露出したサンプル分離媒体１１２は後述する上部基板１２０に覆われている。

サンプル分離媒体支持板１１１、１１３としては、絶縁体を好適に使用することが可能である。絶縁体としては、例えば、ガラス、セラミック、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート等が挙げられる。サンプル分離媒体支持板１１１、１１３はサンプル分離媒体１１２の両脇に配置されたスペーサー（図示せず）を介して接着されており、後述するサンプル分離媒体１１２を収納することができる。

（サンプル分離媒体）
サンプル分離媒体１１２はサンプル溶液がアプライされ、電気泳動されることで種々のサンプルを性質に応じて分離させることができる媒体である。

サンプル分離媒体１１２は、サンプル分離媒体支持板１１１、１１３およびスペーサーによって形成される空間で作製してもよく、また別途作成したサンプル分離媒体１１２を移動させ、当該空間に固定させてもよい。例えば、サンプル分離媒体がアクリルアミドゲルである場合には、上記空間内にアクリルアミド溶液を流し込み、当該空間の中でアクリルアミドを重合させることによってゲルを形成してもよく、アクリルアミドゲルを当該空間に固定させてもよい。

サンプル分離媒体１１２の材質としては、電気泳動の際に通常用いられる媒体であればよい。例えば、ポリアクリルアミド、アガロース、寒天、および、デンプンからなる群より選ばれるゲル化剤によりゲル化されたゲルを用いることができる。

（上部基板）
なお、上部基板１２０は、サンプル分離媒体支持板１１３に嵌合されている。また、上部基板１２０は、サンプル分離媒体支持板１１３から露出しているサンプル分離媒体１１２を覆っている。

そして、上部基板１２０とサンプル分離媒体１１２との接触部分において、上部基板１２０は貫通孔を有し、当該貫通孔の側壁とサンプル分離媒体１１２の上面と、によってサンプルローディング部（ウェル構造）１２１が構成されている。

つまり、本明細書中において、ウェル構造とは、補助器具に設けられた側壁とサンプル分離媒体の上面からなる底面とによって形成される凹部を指している。上記凹部にサンプル溶液を注入することで、サンプル分離媒体にサンプルを導入することができる。

上部基板１２０の材質としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート等の絶縁体が挙げられる。サンプル分離媒体支持板１１３と上部基板１２０との接着は、公知の接着剤および接着方法を用いることによって可能である。次に、サンプルローディング部１２１およびローディング部１２２について説明する。

（サンプルローディング部）
上部基板１２０には、液体状のサンプル溶液（例えば、マーカーサンプル）を導入するためのサンプルローディング部１２１が方向Ｘと垂直な方向の両端にそれぞれ設けられている。なお、サンプルローディング部の個数は２個に限定されない。

本実施形態では、サンプル分離媒体１１２へウェルを直接形成するのではなく、サンプルローディング部１２１を上部基板１２０およびサンプル分離媒体１１２により形成することで、ウェル構造の容易な形成およびサンプル分離媒体１１２へのサンプル溶液の容易なアプライが可能となる。

また、サンプル分離媒体支持板１１１、１１３を、電気泳動に供するために好適なガラスによって構成した場合であっても、本実施形態では、ウェル構造を上部基板１２０によって構成するために、細かい加工が困難なガラスにウェル構造を構成する必要がなく、容易にウェルを備えた電気泳動用カセット１００を提供することができる。

なお、上部基板１２０には、サンプルローディング部１２１の他に、１次元目の電気泳動が終了した分離媒体を導入するためのローディング部１２２を備えていてもよい。これにより、１次元目のゲル等電点電気泳動にて分離したサンプルを、２次元目のＳＤＳ−ＰＡＧＥ電気泳動にてさらに分離することができる。ただし、ローディング部１２２を設けずに、複数のサンプルローディング部１２１を設ける構成であってもよい。

図４は、サンプルローディング部１２１の種々の変形例を示す拡大断面図およびサンプルローディング部１２１にサンプル溶液１１４を充填させた場合の種々の変形例を示す拡大断面図である。図４（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）、（ｊ）、（ｌ）は、それぞれ図４（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）、（ｉ）、（ｋ）の各サンプルローディング部１２１ａ〜１２１ｆにサンプル溶液１１４を加えた状態を示す図である。

図４（ａ）は、基本的な構成であるサンプルローディング部１２１ａを示す。サンプルローディング部１２１ａは、図４（ｂ）に示すようにサンプル溶液１１４が導入されるため、上部基板１２０とサンプル分離媒体１１２とは密着している。

図４（ｃ）は、変形例であるサンプルローディング部１２１ｂを示す。本変形例において、上部基板１２０には、過剰量のサンプル溶液１１４を貯留するサンプルローディング部側溝（貯留部）１２３が設けられ、サンプルローディング部１２１ｂの側壁には、過剰量のサンプル溶液１１４をサンプルローディング部側溝１２３に流出させる流出口が設けられている。これにより、図４（ｄ）に示すように、過剰量のサンプル溶液１１４をサンプルローディング部１２１ｂに注入した場合でも、サンプルローディング部側溝１２３に過剰なサンプル溶液１１４を隔離して、一定量のサンプル溶液１１４のみをウェル構造に貯めることができる。これにより、電気泳動の結果をより正確にすることができる。

図４（ｅ）は、さらなる変形例であるサンプルローディング部１２１ｃを示す。サンプルローディング部１２１ｃでは、側壁から上部（サンプル分離媒体１１２とは反対側）に延伸する上面突起部（延伸部）１２４を備えている。上面突起部１２４は、例えば、サンプルローディング部１２１ｃの方向に傾斜を有している。このような上面突起部１２４を設けることによって、サンプル溶液１１４をアプライする際に、アプライ用の器具（例えば、ピペットチップ等）を、上面突起部１２４に当接させてから、アプライを行うことができるため、アプライ用の器具を安定させ、サンプルがサンプル分離媒体１１２の外に漏れないようにガイドすることができる。

図４（ｇ）は、さらなる変形性であるサンプルローディング部１２１ｄを示す。サンプルローディング部１２１ｄは、側壁に形成され、サンプルローディング部１２１ｃの中心に向かって突出している内突起部１２５を備えている。言い換えれば、サンプルローディング部１２１ｃは、くびれ形状を有している。このような形状を有していることによって、アプライ用の器具が、サンプルローディング部１２１ｄ内に深く入り込むことを抑制し、サンプル分離媒体１１２に突き刺さるのを防止することができる。

図４（ｉ）は、さらなる変形性であるサンプルローディング部１２１ｅを示す。サンプルローディング部１２１ｅは、側壁のサンプル分離媒体１１２側の端部に、サンプル分離媒体１１２にめり込む底面突起部（めり込み部）１２６を備えている。底面突起部１２６はサンプル分離媒体１１２にめり込んでいるため、上部基板１２０とサンプル分離媒体１１２とをより密着させ、サンプルが漏れ出ることを避けることができる。

また、図４（ｊ）に示すように、サンプル溶液１１４を加えたときに、サンプル分離媒体１１２に導入されたサンプルは、まず、底面突起部１２６に沿って図面下方に移動し、電気泳動による分離の出発点が強制的にサンプル分離媒体１１２の厚さ方向の中央部分になる。よって、電気泳動中にサンプル分離媒体支持板１１３およびサンプル分離媒体１１２の界面付近をサンプルが流れるのを防止できる。なお、陽極側に底面突起部１２６が設けられていてもよい。また、陽極側に底面突起部１２６を設けた場合、２つの電気泳動緩衝液槽１０２間に電圧を印加することにより生じる電気力線が、サンプル分離媒体１１２の中心へ吸い込まれる流れをとる。そのため、電気泳動による分離の出発点に底面突起部１２６を設けた場合と同様に、サンプルをサンプル分離媒体１１２の中心方向へ強制的に移動できる。

図４（ｋ）さらなる変形性であるサンプルローディング部１２１ｆを示す。サンプルローディング部１２１ｆは、側壁のサンプル分離媒体１１２側の端部に、サンプル分離媒体１１２にめり込む先細形状の底面鋭角部（めり込み部）１２７を備えている。底面鋭角部１２７のように、サンプル分離媒体１１２との接触面をテーパ状の突起構造にすることによって、上部基板１２０をサンプル分離媒体１１２に接触させる際に、上部基板１２０とサンプル分離媒体１１２との密着面に空気が入り込むことを防止できる。また、サンプルローディング部１２１ｅと同様の効果も有している。

なお、上記サンプルローディング部１２１の形状は適宜組み合わせることが可能である。例えば、サンプルローディング部側溝およびサンプルローディング内突起部を組み合わせてサンプルローディング部を形成することが可能である。

（サンプルの濃縮方法）
なお、サンプルローディング部１２１に対するサンプル溶液１１４のアプライは、単に、ピペットチップ等の器具を用いてサンプル溶液１１４を注入してもよいが、以下に示すように行うことによって、サンプルの濃縮効果を得てもよい。

図５は、サンプルの濃縮効果を得るための方法の一例を示すサンプルローディング部１２１の拡大断面図である。

例えば、サンプル分離媒体１１２を塩基性（例えば、ｐＨ＝８．８）にしておき、サンプルローディング部１２１を中性（例えば、ｐＨ＝６．８）の電気泳動緩衝液１３０で満たした後、サンプルローディング部１２１に２０％Ｇｌｙｃｅｒｏｌ溶液を含むサンプル溶液１３１をアプライする。このようにすることによって、既存の電気泳動用装置における濃縮ゲルと同等のサンプルの濃縮効果が得られるため、よりシャープなサンプルの分離パターンを得ることができる。すなわち、一般的に使用されているＬａｅｍｍｌｉ（Ｔｒｉｓ−Ｇｌｙｃｉｎｅ）系電気泳動バッファー等に含まれるグリシンは、ｐＨ６．８では解離度が低い。そのため、サンプルローディング部１２１内では、移動度が大きいトレーディングイオン（Ｃｌ⁻）と移動度が小さいグリシンとの間は、イオン濃度が低く、高抵抗かつ高電圧になる。そして、トレーディングイオンの移動に合わせてタンパク質およびグリシンが引きつけられるため、サンプルローディング部１２１内においてサンプルが濃縮される。一方、グリシンがサンプル分離媒体１１２（ｐＨ＝８．８）へ入ると、グリシンは負に荷電するため、サンプルよりも先へ移動する。よって、サンプル分離媒体１１２内では、濃縮効果がなくなり、サンプルの分離が始まる。このように、サンプルローディング部１２１内でサンプルを濃縮した後に、サンプル分離媒体１１２内で分離を行うことにより、よりシャープなサンプルの分離パターンを得ることができる。

（開口部の形状）
続いて、サンプルローディング部１２１の開口部の形状について説明する。図６は、サンプルローディング部１２１の開口部の形状のバリエーションを示す上面図である。

図６（ａ）に示すサンプルローディング部１２１ｈは基本的な形状である。そして、サンプルローディング部１２１の形状は、（ｃ）、（ｄ）に示すサンプルローディング部１２１ｉ、１２１ｊに示すように、角が丸みを帯びていてもよく、また円形になっていてもよい。電位と平行な（分離方向と直交する）辺上にあるタンパク質の電位は、他の領域の電位と比較すると乱れる傾向にあるため、サンプルローディング部１２１の開口部の形状は、図６（ａ）に示すように、長方形ではなく、図６（ｃ）に示すように角が丸められているか、図６（ｄ）に示すように角がないことが好ましく、特に、丸い形状にすることがより好ましい。

また、図６の（ｂ）に示すように、サンプルローディング部１２１ｋのサンプル分離媒体１１２とは反対側の端部には窪み（切り欠き）１３２が設けられている。サンプルローディング部１２１ｋに隣接して窪み１３２が設けられているため、アプライ用の器具の位置や方向等をガイドすることができる。よって、ウェル構造へのサンプル溶液のアプライが容易になる。

また、サンプルローディング部１２１ｍのように文字または記号を標記してもよく、サンプルローディング部１２１ｎのように溝の周囲に色または模様を設けてもよい。このように、上部基板１２０の表面に、サンプルローディング部１２１の位置を示す目印を設けることによって、サンプル分離部１１０が緩衝液等の中に浸っている場合であっても、容易にサンプルローディング部１２１の位置を判断することができ、容易にサンプルをサンプルローディング部１２１にアプライすることができる。目印としては、例えば、文字、記号、色、模様、立体形状等を使用することができる。

なお、上記サンプルローディング部１２１の形状は適宜組み合わせることが可能である。例えば、サンプルローディング部に窪みを形成するとともに、サンプルローディング部の角に丸みを帯びさせる等が可能である。さらに、図４を用いて説明した種々の変形例を適宜組み合わせることが可能である。

本発明において、樹脂等から形成される上部基板１２０を用いてウェルを形成しているため、ゲル等のサンプル分離媒体に直接ウェルを作成する必要が無い。そのため、ウェルの形状にバラツキが少なく、従来のようにウェルの作成した後にサンプルコームを抜く必要が無く、ウェルが変形することもない。

また、上部基板１２０として樹脂を用いた場合には、ウェル構造を樹脂成形により作製することができるために形状のバラツキが少なくし、形状の自由度を高め、かつ最適なウェルの構成を実現することができる。

図７は、上部基板１２０の一実施形態についての斜視図であり、図８は、図７の上部基板１２０の底面を示す斜視図である。

上部基板１２０とサンプル分離媒体支持板１１３とは公知の接着剤によって接着させることができ、上部基板１２０には接着剤を充填させる溝１２８が形成されていることから、溝１２８に過剰な接着剤を逃がすことができる。つまり、上部基板１２０またはサンプル分離媒体支持板１１３に接着剤を過剰に塗布した場合であっても、精度よく両者を接着させることができる。

また、上部基板１２０とサンプル分離媒体支持板１１３とを確実に接着することにより、電気泳動の際に上部基板１２０とサンプル分離媒体支持板１１３との間に陽極緩衝液および陰極緩衝液が混入することを防止することができる。そのため、上部基板１２０とサンプル分離媒体支持板１１３との間に電位が漏れることがなく、電気泳動の結果が乱れることを防止できる。

なお、上部基板１２０の側面にも溝１２８を形成することにより、当該溝に接着剤を塗布して上部基板１２０の側面とバッファーセル１０１の側壁との間を接着することができる。これにより、上部基板１２０の側面とバッファーセル１０１の側壁との隙間に緩衝液が浸入することを防ぎ、電位が漏れることを好適に防止することができる。

図９は、上部基板１２０の他の実施形態についての斜視図であり、図１０は、図９の上部基板１２０の底面を示す斜視図である。これらの図のように、上部基板１２０は幅の広い溝１２９を備えていてもよく、サンプル分離媒体支持板１１３の側面まで接着剤が届く構造であれば溝の形状は限定されず、溝の個数も限定されない。

図１１は、電気泳動用カセット１００を、電気泳動装置に組み込み、陰極緩衝液および陽極緩衝液の間に電圧を印加し、電気泳動を行っていることを示す電気泳動用カセットの断面図であり、（ａ）は陰極緩衝液を遮蔽する構成を有しておらず、（ｂ）は陰極緩衝液を遮蔽する構成を有している。

本実施形態においては、サンプルローディング部１２１が設けられている電気泳動緩衝液槽１０２に陰極電極（図示せず）が設置され、もう一方の電気泳動緩衝液槽１０２に陽極電極（図示せず）が設置されている。そして、２つの電気泳動緩衝液槽１０２にそれぞれ陰極緩衝溶液１１６および陽極緩衝溶液１１７を充填し、サンプル分離媒体１１２は両端において、陰極緩衝溶液１１６および陽極緩衝溶液１１７と接触している。そして、陽極電極および陰極電極と接続した電圧印加手段を設けて電気泳動を行っている。

陰極緩衝溶液１１６および陽極緩衝溶液１１７としてはｔｒｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏｍｅｔｈａｎｅ、ＧｌｙｓｉｎおよびＳＤＳを含む電気泳動緩衝液を使用する。一例として、２５ｍＭのｔｒｉｓ（ｈｙｄｒｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏｍｅｔｈａｎｅ、１９２ｍＭのＧｌｙｓｉｎおよび７ｍＭのＳＤＳが使用可能である。

そして、２０％ｇｌｙｃｅｒｏｌ溶液を含むサンプル溶液１１４をサンプルローディング部１２１にアプライした後、図のように電圧を印加することで電気泳動を行っている。サンプル溶液１１４は比重の重いｇｌｙｃｅｒｏｌを含有していることにより図１１（ａ）および（ｂ）でも変わらずに電気泳動が可能である。

電気泳動は高電圧下にて行われるため、サンプルの分離中には電気泳動用カセット１００およびサンプル分離部１１０は高温になる。よって、これらを冷却するために、上部基板１２０の上面には水槽１１８に水が充填されている。なお、電気泳動用カセット１００等を冷却しなくてもよく、また水以外の方法で冷却してもよい。

また、図１１（ｂ）のように、サンプル溶液１１４を加えるサンプルローディング部１２１と電気泳動緩衝液槽１０２との間に陰極緩衝溶液１１６を遮断する障壁１１９を設けてもよい。なお、図１１（ａ）のように、障壁１１９を設けずにサンプルローディング部１２１付近に陰極緩衝溶液１１６を充填させてもよい。

本発明に係る電気泳動用カセットは各種試料（特に、生体試料）の分析装置の製造分野において利用可能である。

１００ 電気泳動用カセット
１０１ バッファーセル
１０２ 電気泳動緩衝液槽
１１０ サンプル分離部
１１１、１１３ サンプル分離媒体支持板（絶縁物、絶縁体基板）
１１２ サンプル分離媒体
１１４ サンプル溶液
１１６ 陰極緩衝溶液
１１７ 陽極緩衝溶液
１１８ 水槽
１１９ 障壁
１２０ 上部基板（補助器具）
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆ、１２１ｈ、１２１ｉ、１２１ｊ、１２１ｋ、１２１ｍ、１２１ｎ サンプルローディング部（ウェル構造）
１２２ ローディング部
１２３ サンプルローディング部側溝（貯留部）
１２４ 上面突起部（延伸部）
１２５ 内突起部
１２６ 底面突起部（めり込み部）
１２７ 底面鋭角部（めり込み部）
１２８、１２９ 溝
１３０ 電気泳動緩衝液
１３１ サンプル濃縮媒体
１３２ 窪み（切り欠き）

Claims (20)

1. 水平方向にサンプルを分離するためのサンプル分離媒体と、
   上記サンプル分離媒体上に配置され、上記サンプル分離媒体に密着している補助器具と、を備えており、
   上記サンプル分離媒体上に、上記サンプルを含有するサンプル溶液を貯めるためのウェル構造が形成されており、
   上記ウェル構造は、上記サンプル分離媒体の上面と、上記補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、によって構成されており、
   上記サンプル分離媒体を対になって挟む２つの緩衝液槽を備えており、
   上記緩衝液槽と上記ウェル構造とは、別々の独立した構造であることを特徴とする電気泳動用カセット。
2. 上記サンプル分離媒体を、その上面の一部を露出させて収納する絶縁物を備えており、
   上記補助器具は、上記絶縁物に嵌合するとともに、上記サンプル分離媒体の露出部分に密着していることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動用カセット。
3. サンプルを分離するためのサンプル分離媒体と、
   上記サンプル分離媒体上に配置され、上記サンプル分離媒体に密着している補助器具と、を備えており、
   上記サンプル分離媒体上に、上記サンプルを含有するサンプル溶液を貯めるためのウェル構造が形成されており、
   上記ウェル構造は、上記サンプル分離媒体の上面と、上記補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、によって構成されており、
   上記側壁には、予め定められた水位を超える上記サンプル溶液を上記ウェル構造内から流出させるための流出口が設けられていることを特徴とする電気泳動用カセット。
4. 上記補助器具は、上記流出口から流出した上記サンプル溶液を貯めるための貯留部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の電気泳動用カセット。
5. 上記補助器具は、上記側壁から上記サンプル分離媒体とは反対側に延伸する延伸部を備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気泳動用カセット。
6. サンプルを分離するためのサンプル分離媒体と、
   上記サンプル分離媒体上に配置され、上記サンプル分離媒体に密着している補助器具と、を備えており、
   上記サンプル分離媒体上に、上記サンプルを含有するサンプル溶液を貯めるためのウェル構造が形成されており、
   上記ウェル構造は、上記サンプル分離媒体の上面と、上記補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、によって構成されており、
   上記貫通孔が、くびれ形状を有していることを特徴とする電気泳動用カセット。
7. 上記側壁における上記サンプル分離媒体とは反対側の端部に、切り欠きが設けられてい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用カセット。
8. 上記貫通孔の開口部の形状が、角を有さないか、または、角が丸められてい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用カセット。
9. サンプルを分離するためのサンプル分離媒体と、
   上記サンプル分離媒体上に配置され、上記サンプル分離媒体に密着している補助器具と、を備えており、
   上記サンプル分離媒体上に、上記サンプルを含有するサンプル溶液を貯めるためのウェル構造が形成されており、
   上記ウェル構造は、上記サンプル分離媒体の上面と、上記補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、によって構成されており、
   上記側壁における上記サンプル分離媒体側の端部に、上記サンプル分離媒体にめり込んでいるめり込み部が設けられていることを特徴とする電気泳動用カセット。
10. 上記めり込み部が、先細の形状を有していることを特徴とする請求項９に記載の電気泳動用カセット。
11. 上記めり込み部が、上記サンプル分離媒体の厚さ方向の中央部までめり込んでいることを特徴とする請求項９または１０に記載の電気泳動用カセット。
12. 上記サンプル分離媒体がゲルであることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の電気泳動用カセット。
13. 上記補助器具の表面に、上記貫通孔の位置を示す目印が付されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の電気泳動用カセット。
14. 水平方向にサンプルを分離するためのサンプル分離媒体と、
    上記サンプル分離媒体上に配置され、上記サンプル分離媒体に密着している補助器具と、を備えており、
    上記サンプル分離媒体上に、上記サンプルを含有するサンプル溶液を貯めるためのウェル構造が形成されており、
    上記ウェル構造は、上記サンプル分離媒体の上面と、上記補助器具に設けられた貫通孔の側壁と、によって構成されており、
    上記サンプル分離媒体を、その上面の一部を露出させて収納する絶縁物を備えており、
    上記補助器具は、上記絶縁物に嵌合するとともに、上記サンプル分離媒体の露出部分に密着しており、
    上記絶縁物は、上記サンプル分離媒体を挟持する２枚の絶縁体基板から構成されており、
    上記２枚の絶縁体基板のうち一方の絶縁体基板は、他方の絶縁体基板よりも短く、上記サンプル分離媒体の露出部分側に配置されており、上記補助器具に嵌合するようになっていることを特徴とする電気泳動用カセット。
15. 上記絶縁体基板は、ガラス、セラミック、および樹脂からなる群より選ばれる何れかの物質からなることを特徴とする請求項１４に記載の電気泳動用カセット。
16. 上記補助器具は、樹脂からなることを特徴とする請求項１５に記載の電気泳動用カセッ
    ト。
17. 上記一方の絶縁体基板に、上記補助器具を接着するための接着剤を流し込むための溝が形成されていることを特徴とする請求項１４〜１６の何れか１項に記載の電気泳動用カセット。
18. 請求項１４〜１７の何れか１項に記載の電気泳動用カセットの製造方法であって、上記一方の絶縁体基板と、上記補助器具とを接着する工程を包含することを特徴とする電気泳動用カセットの製造方法。
19. 請求項１〜１７の何れか１項に記載の電気泳動用カセットの上記ウェル構造に上記サンプル溶液をアプライする工程と、
    上記サンプル分離媒体に対して、上記サンプルを分離すべき方向に電圧を印加する工程とを包含することを特徴とする電気泳動方法。
20. 上記サンプル分離媒体が塩基性であり、
    上記ウェル構造に上記サンプル溶液をアプライする工程の前に、上記ウェル構造に中性の電気泳動用緩衝液を添加する工程をさらに包含していることを特徴とする請求項１９に記載の電気泳動方法。

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