JP7057728B2 - 電気泳動方法、電気泳動システム、及び電気泳動用の収容容器 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動方法、電気泳動システム、及び電気泳動用の収容容器に関する。

従来の電気泳動方法として、対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と対象物とを分離するものが知られている。このような電気泳動方法として、例えば、特許文献１には、矩形状の支持体の一方の端部側に試料を配置し、電圧を印加することによって、対象物を支持体内で移動させるものが記載されている。これにより、支持体内における対象物と不純物などの他の物質との間の移動速度の差によって、対象物と他の物質とを分離している。

特開２００３－１１４２１６号公報

上述のように従来の電気泳動方法は、対象物を他の物質から分離することができる。しかしながら、分離した対象物を濃縮する場合は、電気泳動とは別の工程として、対象物の濃縮を行う必要があった。従って、電気泳動を実行することで、他の物質からの対象物の分離に加えて、対象物の濃縮も行うことが求められていた。

そこで、本発明は、他の物質からの対象物の分離に加えて、対象物の濃縮も行うことができる、電気泳動方法、電気泳動システム、及び電気泳動用の収容容器を提供することを目的とする。

本発明に係る電気泳動方法は、対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と対象物とを分離する電気泳動方法であって、第１の方向における一方側の第１の端部及び他方側の第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間に試料の流路を形成する支持体を準備する支持体準備工程と、支持体に対して試料を配置する試料配置工程と、電圧を印加して流路内に電位差を形成することで、対象物を流路内において第１の方向の第２の端部側へ移動させる電圧印加工程と、を備え、支持体は、第１の端部と第２の端部との間に、対象物を濃縮するための濃縮部を有し、第１の方向における所定の位置にて、第１の方向と直交する平面で流路を切断したときの切断面の面積を流路断面積とした場合、濃縮部での流路断面積は、当該濃縮部よりも第１の端部側の第１の領域における流路断面積に比して小さく、濃縮部よりも第２の端部側の第２の領域の流路断面積は、濃縮部の流路断面積に比して大きい。

本発明に係る電気泳動方法において、支持体は、第１の端部と第２の端部との間に、対象物を濃縮するための濃縮部を有している。濃縮部での流路断面積は、当該濃縮部よりも第１の端部側の第１の領域における流路断面積に比して小さい。対象物は、電極印加工程において流路内を移動することで、第１の領域にて他の物質と分離された後、濃縮部を通過する。このとき、対象物は、小さい流路断面積を有する濃縮部を通過することで、第１の方向と直交する方向へ濃縮される。また、濃縮部よりも第２の端部側の第２の領域の流路断面積は、濃縮部の流路断面積に比して大きい。流路断面積が大きくなる箇所では、流路の電圧が低下するため、対象物の移動速度が低下する。従って、対象物は、濃縮部を通過した後、濃縮部と第２の領域との境界部分付近において移動速度が低下する。これにより、対象物は、濃縮部を通過した後、第１の方向へ濃縮される。以上により、電気泳動方法は、他の物質からの対象物の分離に加えて、対象物の濃縮も行うことができる。

本発明に係る電気泳動システムは、対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と対象物とを分離する電気泳動システムであって、第１の方向における一方側の第１の端部及び他方側の第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間に試料の流路を形成する支持体と、電圧を印加して流路内に電位差を形成することで、第１の端部側に配置された試料の対象物を流路内において、第１の方向の第２の端部側へ移動させる電圧印加部と、を備え、支持体は、第１の端部と第２の端部との間に、対象物を濃縮するための濃縮部を有し、第１の方向における所定の位置にて、第１の方向と直交する平面で流路を切断したときの切断面の面積を流路断面積とした場合、濃縮部での流路断面積は、当該濃縮部よりも第１の端部側の第１の領域における流路断面積に比して小さく、濃縮部よりも第２の端部側の第２の領域の流路断面積は、濃縮部の流路断面積に比して大きい。

本発明に係る電気泳動システムによれば、上述の電気泳動方法と同趣旨の作用・効果を得ることができる。

本発明に係る電気泳動用の収容容器は、対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と対象物とを分離する電気泳動方法にて、支持体を収容する電気泳動用の収容容器であって、支持体の内部において第１の方向に延びる試料の流路の流路断面積を規定する規定面を有し、流路断面積は、第１の方向における所定の位置にて、第１の方向と直交する平面で流路を切断したときの切断面の面積であり、規定面は、第１の方向に沿って延びており、第１の方向における一方側の第１の端部及び他方側の第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間に、対象物を濃縮するための濃縮部を形成する濃縮部形成部を有し、濃縮部形成部によって規定される流路断面積は、当該濃縮部形成部よりも第１の端部側の第１の部分によって規定される流路断面積に比して小さく、濃縮部形成部よりも第２の端部側の第２の部分によって規定される流路断面積は、濃縮部形成部によって規定される流路断面積に比して大きい。

本発明に係る電気泳動用の収容容器は、規定面の濃縮部形成、第１の部分、及び第２の部分によって、上述の電気泳動方法及び電気泳動システムにおける支持体の濃縮部、第１の領域、及び第２の領域を形成することができる。従って、本発明に係る電気泳動用の収容容器に収容された支持体を用いることで、上述の電気泳動方法及び電気泳動システムと同趣旨の作用・効果を得ることができる。

本発明に係る電気泳動方法、及び電気泳動システムにおいて、濃縮部は、絶縁体で流路断面積を規定することで構成されてよい。また、本発明に係る電気泳動用の収容容器において、濃縮部形成部は、絶縁体によって構成されてよい。この場合、絶縁体は、濃縮部において流路以外に電気が漏れることを防止した状態で、流路断面積を所望の大きさに規定することができる。

本発明に係る電気泳動方法、及び電気泳動システムにおいて、流路は、濃縮部と第２の領域との境界部分において、第１の方向と交差する方向へ向かって広がってよい。また、本発明に係る電気泳動用の収容容器において、規定面は、濃縮部形成部と第２の部分との境界部分において、第１の方向と交差する方向へ向かって広がってよい。この場合、濃縮部と第２の領域との境界部分付近では、流路断面積を広くすることができるため、流路の電圧を低下させることができる。従って、対象物は、濃縮部を通過した後、濃縮部と第２の領域との境界部分付近において移動速度が低下する。これにより、対象物は、濃縮部を通過した後、第１の方向へ濃縮される。

本発明に係る電気泳動方法、及び電気泳動システムにおいて、第１の領域の流路断面積は、第１の端部側から濃縮部に近づくに従って小さくなってよい。また、本発明に係る電気泳動用の収容容器において、第１の部分によって規定される流路断面積は、第１の端部側から濃縮部形成部に近づくに従って狭くなってよい。この場合、第１の領域における流路の電圧は、濃縮部に近付くに従って、徐々に高くなってゆく。従って、対象物の移動速度が徐々に速くなるため、対象物の分離の分解能が向上する。

本発明に係る電気泳動方法では、試料配置工程において、試料は、第１の方向と直交する第２の方向において、中央位置から遠ざかるに従って、第２の端部側に延びる試料配置部に配置されてよい。本発明に係る電気泳動システムでは、支持体は、試料を配置する試料配置部を有し、試料配置部は、第１の方向と直交する第２の方向において、中央位置から遠ざかるに従って、第２の端部側に延びてよい。例えば、濃縮部が中央位置に形成されている場合、試料配置部のうちの中央位置付近に配置される試料から濃縮部までの距離と、中央位置から遠い位置に配置される試料から濃縮部までの距離との間の差を小さくすることができる。これにより、試料配置部内の対象物が濃縮部へ到達するタイミングの均一化を図ることができる。

本発明によれば、他の物質からの対象物の分離に加えて、対象物の濃縮も行うことができる。

図１は、本実施形態に係る電気泳動システムを示す平面図である。 図２は、本実施形態に係る電気泳動方法の手順を示す工程図である。 図３は、濃縮部付近での対象物のバンドの様子を示す模式図である。 図４（ａ）は図１に示すＩＶａ－ＩＶａ線に沿った断面図であり、図４（ｂ）は図１に示すＩＶｂ－ＩＶｂに沿った断面図である。 図５は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図６は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図７は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図８は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図９は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図１０は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図１１は、変形例に係る収容容器を示す平面図である。 図１２は、変形例に係る電気泳動法を説明するための図である。 図１３は、変形例に係る電気泳動法を説明するための図である。 図１４は、変形例に係る電気泳動法を説明するための図である。 図１５は、変形例に係る電気泳動法を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る電気泳動システム１を示す平面図である。本実施形態に係る電気泳動システム１は、試料２０中に含まれる対象物２１を他の物質と分離し、分離された対象物２１を濃縮できるシステムである。図１に示すように、電気泳動システム１は、収容容器２と、電気泳動槽３と、電極（電圧印加部）６，７と、支持体１０と、を備える。

収容容器２は、支持体１０を収容する容器である。収容容器２は、互いに対向する側壁部１６Ａ，１６Ｂを備える。側壁部１６Ａ，１６Ｂは、互いに離間した状態で平行をなすように対向している。側壁部１６Ａ，１６Ｂに挟まれる内部空間は、支持体１０を収容するための空間として用いられる。なお、当該内部空間の一端側（図１における紙面裏側）は底壁部によって封止されており、他端側（図１における紙面表側）は開口している。側壁部１６Ａ，１６Ｂ及び底壁部の材質として、プラスチック、ガラスなどを採用してよい。その他、当該材質としてシリコンゴムなどの柔らかい材質を採用してもよい。この場合、収容容器２を変形させることが可能となり、支持体１０を取出す際の衝撃を減少させることが可能となる。

なお、以降の説明においては、必要に応じて「Ｘ軸方向」及び「Ｙ軸方向」を用いて説明を行う場合がある。Ｘ軸方向は、側壁部１６Ａ，１６Ｂが対向する方向であり、側壁部１６Ａ側を「負側」とし、側壁部１６Ｂ側を「正側」とする。Ｘ軸方向は、請求項における「第２の方向」に該当する。Ｙ軸方向は、側壁部１６Ａ，１６Ｂが延びる方向であり、側壁部１６Ａ，１６Ｂの一端側を「負側」とし、側壁部１６Ａ，１６Ｂの他端側を「正側」とする。Ｙ軸方向は、請求項における「第１の方向」に該当する。なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向はいずれも水平方向である。

収容容器２は、側壁部１６Ａの内面１６ａに設けられた絶縁体スペーサ（絶縁体）１２Ａと、側壁部１６Ｂの内面１６ａに設けられた絶縁体スペーサ（絶縁体）１２Ｂと、を更に備える。なお、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの詳細な形状は、支持体１０の説明と共に後述する。絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの材質は、絶縁体、又は絶縁体に準じる低電気伝導度の物質であれば特に限定されない。例えば、材質の例として、プラスチック、ポリスチレン、シリコンゴム、天然ゴムなどが挙げられるが、粘土のように形状可塑性のある物質でもよい。なお、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂは、側壁部１６Ａ，１６Ｂとは別部材として構成されているが、側壁部１６Ａ，１６Ｂと一体化していてもよい。

電気泳動槽３は、支持体１０に電圧を印加するための泳動バッファ５を収容する槽である。電気泳動槽３は、泳動バッファ５中に収容容器２に収容された状態の支持体１０を浸す。泳動バッファ５の溶液として、ＴＢＥバッファ、ＴＡＥバッファなどを採用してよい。

電極６，７は、泳動バッファ５を介して支持体１０に電圧を印加する部材である。電極６は、電気泳動槽３内において、収容容器２よりもＹ軸方向の負側に配置される。電極７は、電気泳動槽３内において、収容容器２よりもＹ軸方向の正側に配置される。電極６が陰極であり、電極７が陽極である。電極６，７は、一定の電圧を印加してよいが、印加する電圧は一定でなくともよい。

支持体１０は、Ｙ軸方向の負側の端部（第１の端部）１０ａ及び正側の端部（第２の端部）１０ｂを有し、端部１０ａと端部１０ｂとの間に試料２０の流路１５を形成する。支持体１０は、端部１０ａ側に試料２０を配置するための試料配置部１１を有する。試料配置部１１は、試料２０を内部に収容する溝部によって構成される。試料配置部１１は、端部１０ａからＹ軸方向の正側へ僅かに離間した位置にて、端部１０ａに沿ってＸ軸方向に延びるように形成される。ただし、試料配置部１１の構成は図１に示すものに限定されず、各種構成を採用してよい（具体的な変形例については後述）。

支持体１０は、流路１５内を移動する物質に対し、特性に応じて移動速度に差を設ける部材である。支持体１０は、試料２０に含まれる物質を分子量に応じた移動速度で移動させる。あるいは、支持体１０は、試料２０に含まれる物質を構造に応じた移動速度で移動させることができる。更に、支持体１０は、試料２０に含まれる物質を修飾状態（例えば、メチル化、金ナノ粒子修飾など）、または帯電状態（対象物が持つ電荷の正負及び大きさ）に応じた移動速度で移動させる。これにより、支持体１０は、特性が異なる物質を、互いに分離することができる。例えば、図１において仮想線で示すように、特性が互いに異なる物質２１Ａと物質２１Ｂとは、支持体１０内で移動速度に差ができるため、支持体１０内で互いに分離される。

電極６，７が支持体１０に電圧を印加することで、端部１０ａと端部１０ｂとは、互いに異なる電位となる。すなわち、支持体１０内に電位差が形成される。試料２０内の対象物２１は負に帯電しており、電極７が陽極である。従って、端部１０ａ側に配置された試料２０内の対象物２１は、流路１５内において、端部１０ａ側から端部１０ｂ側へ移動する。すなわち、対象物２１は、Ｙ軸方向における負側から正側へ向かって移動する。これにより、対象物２１は、特性に応じた移動速度で流路１５内を移動するため、異なる移動速度で移動する他の物質から分離される。なお、Ｙ軸方向のうち、負側、すなわち端部１０ａ側は流路１５における上流側に該当し、正側、すなわち端部１０ｂ側は流路１５における下流側に該当する。

ここで、本実施形態に係る電気泳動システム１を用いて取得する対象物２１として、「ＤＮＡオリガミ」と称されるＤＮＡ構造体が挙げられる。「ＤＮＡオリガミ」とは、生体物質であるＤＮＡに熱処理を行うことで作製されたＤＮＡの構造体である。このようなＤＮＡ構造体は、ＤＮＡの配列プログラムを予め組んでおくことで、所望の形状に折り畳まれたものである。ＤＮＡ構造体を作製した場合、過剰分のステープルＤＮＡや、目的構造以外のＤＮＡの構造体(凝集体等)などの不純物が混ざっている。対象物２１のＤＮＡ構造体は、特定の構造を有しているため、不純物に含まれる短鎖ＤＮＡなどとは、支持体１０内で異なる移動速度を示す。従って、本実施形態に係る電気泳動システム１は、対象物２１となるＤＮＡ構造体及び不純物が混合された試料２０の中から、ＤＮＡ構造体を不純物から分離し、分離したＤＮＡ構造体を濃縮することができる。なお、対象物２１として、上述のＤＮＡオリガミのような構造体ではなく、直鎖状や環状のＤＮＡが採用されてもよい。

支持体１０としてアガロースゲルが用いられる。用いられるアガロースの純度、ゲル強度、融点、ゲル化温度は、対象物２１の分離範囲などから目的に応じて適宜選択される。また、支持体１０は、ＴＢＥバッファ、ＴＡＥバッファを含んでよい。ＴＢＥバッファはイオン強度及び緩衝能が高いことから、１ｋｂ以下のＤＮＡ断片の分離及び長時間の泳動に適している。一方、ＴＡＥバッファはイオン強度及び緩衝能が低いことから、１０ｋｂ以上のＤＮＡ断片の分離及び短時間の泳動に適している。また、支持体１０のゲル及びバッファ中には、２価の陽イオンであるマグネシウムイオン化合物(塩化マグネシウム、酢酸マグネシウム等)のような添加物が含まれてよい。これらの添加物が支持体１０に含まれることで、対象物２１がＤＮＡ構造体である場合に、当該ＤＮＡ構造体の構造を安定に保つことができる。

支持体１０に用いられるゲルは、いわゆる「分離ゲル」と称されるゲルである。すなわち、支持体１０に用いられるゲルは、「濃縮ゲル」と称されるゲルとは区別される。「分離ゲル」とは、対象物の分離において用いられるものである。「濃縮ゲル」とは、対象部の濃縮において用いられるものである。特に、アクリルアミドゲルにおいては、「分離ゲル」と「濃縮ゲル」は、泳動バッファとのｐＨ差とゲル濃度で区別され、ｐＨおよびゲル濃度の低いものが「濃縮ゲル」、pHおよびゲル濃度の高いものが「分離ゲル」である。

次に、支持体１０の形状について詳細に説明する。支持体１０は、流路１５の流路断面積が端部１０ａから端部１０ｂへ至るまでの間に変化するような形状を有している。本実施形態では、支持体１０のＸ軸方向に対向する端部１０ｃ，１０ｄが、Ｙ軸方向に真っすぐ延びるような形状ではなく、Ｙ軸方向における特定の位置で曲がった形状を有している。支持体１０は、厚み方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向）一定な寸法を有している。なお、流路断面積とは、Ｙ軸方向と直交するような平面で支持体１０を切断したときの切断面の面積に該当する。一例として、図４には、流路１５の流路断面が示されている。図４（ａ）に示す流路断面は、Ｘ軸方向の寸法がＬ１であり、厚さ方向の寸法がＨである。従って、当該流路断面の流路断面積は「Ｌ１×Ｈ」で示される。図４（ｂ）に示す濃縮部１４での流路断面は、Ｘ軸方向の寸法がＬ２であり、厚さ方向の寸法がＨである。従って、当該流路断面の流路断面積は「Ｌ２×Ｈ」で示される。

支持体１０の端部１０ｃ，１０ｄの形状は、収容容器２に対応した形状となる。上述のように、側壁部１６Ａの内面１６ａには、絶縁体スペーサ１２Ａが設けられ、側壁部１６Ｂの内面１６ａには、絶縁体スペーサ１２Ｂが設けられる。絶縁体スペーサ１２Ａと絶縁体スペーサ１２Ｂとは、収容容器２のＸ軸方向における中央位置に設定される中心軸線ＣＬを基準として線対称な構造を有している。絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂは、Ｙ軸方向において端部１０ａ，１０ｂから離間する位置に配置された、直角三角形状の部材である。絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂは、側壁部１６Ａ，１６Ｂの内面１６ａ，１６ａに対して傾斜する傾斜面１２ａ，１２ａと、内面１６ａ，１６ａに対して垂直をなす垂直面１２ｂ，１２ｂと、を有する。

傾斜面１２ａ，１２ａは、内面１６ａ，１６ａからＹ軸方向の正側へ向かうに従って中心軸線ＣＬへ近づくように直線状に傾斜している。傾斜面１２ａ，１２ａのＹ軸方向の負側の端部は、端部１０ａからＹ軸方向の正側へ離間した位置にて、内面１６ａ，１６ａと接触している。絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂは、傾斜面１２ａ，１２ａのＹ軸方向の正側の端部であって、中心軸線ＣＬに最も近づく部分に頂部１２ｃ，１２ｃを有する。頂部１２ｃ，１２ｃは、中心軸線ＣＬを挟んで互いに離間した位置に配置される。すなわち、絶縁体スペーサ１２Ａと絶縁体スペーサ１２Ｂとの間には、隙間が形成される。垂直面１２ｂ，１２ｂは、内面１６ａ，１６ａから頂部１２ｃ，１２ｃへ向かって真っすぐに延びている。垂直面１２ｂ，１２ｂは、端部１０ｂからＹ軸方向の負側へ離間した位置に配置される。

上述のような絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂが設けられることにより、支持体１０は、端部１０ａと端部１０ｂとの間に、対象物２１を濃縮するための濃縮部１４を有する。濃縮部１４は、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂで流路断面積を規定することで構成される。濃縮部１４は、当該濃縮部１４において対象物２１を濃縮し、かつ、濃縮部１４付近において対象物２１の濃縮を誘発する部分である。濃縮部１４は、Ｙ軸方向において部分的に流路断面が小さくなる領域のうち、最も流路断面が小さくなる領域である。本実施形態では、流路１５は、頂部１２ｃ，１２ｃの位置にて最も流路幅（Ｘ軸方向の大きさ）が小さくなるため、最も流路断面積が小さくなる。従って、濃縮部１４は、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの頂部１２ｃ，１２ｃ間に挟まれる部分に形成される。なお、濃縮部１４の流路断面積の大きさは特に限定されないが、端部１０ａ，１０ｂの流路断面積の６０％以下の範囲に設定されてよい。

支持体１０の流路１５のうち、Ｙ軸方向において濃縮部１４よりも負側、すなわち端部１０ａ側の領域を領域（第１の領域）Ｅ１とする。支持体１０の流路１５のうち、Ｙ軸方向において濃縮部１４よりも正側、すなわち端部１０ｂ側の領域を領域（第２の領域）Ｅ２とする。濃縮部１４の流路幅は、領域Ｅ１のいずれの位置における流路幅よりも小さい。従って、濃縮部１４での流路断面積は、領域Ｅ１における流路断面積に比して小さい。領域Ｅ２の流路幅は、いずれの位置においても濃縮部１４の流路幅より大きい。従って、領域Ｅ２の流路断面積は、濃縮部１４の流路断面積に比して大きい。

領域Ｅ１は、端部１０ａと絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの傾斜面１２ａ，１２ａとの間に形成される。領域Ｅ１の流路幅は、端部１０ａと絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂとの間においては、側壁部１６Ａ，１６Ｂの内面１６ａ，１６ａ間のＸ軸方向の離間距離となる。従って、領域Ｅ１の流路断面積は、端部１０ａと絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂとの間において、Ｙ軸方向に沿って一定となる。なお、試料配置部１１は、領域Ｅ１のうち、流路断面積が一定となる部分に形成される。領域Ｅ１の流路幅は、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの傾斜面１２ａ，１２ａに対応する位置では、当該傾斜面１２ａ，１２ａ間のＸ軸方向の離間距離となる。従って、領域Ｅ１の流路断面積は、傾斜面１２ａ，１２ａに対応する位置では、当該傾斜面１２ａ，１２ａに沿って端部１０ａ側から濃縮部１４に近づくに従って小さくなる。

領域Ｅ２は、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの垂直面１２ｂ，１２ｂと端部１０ｂとの間に形成される。垂直面１２ｂ，１２ｂは、頂部１２ｃ，１２ｃからＸ軸方向に真っすぐに広がっている。これにより、流路１５は、濃縮部１４と領域Ｅ２との境界部分ＬＰにおいて、Ｘ軸方向へ向かって真っすぐに広がる。従って、領域Ｅ２の流路幅、すなわち流路断面積は、濃縮部１４との境界部分ＬＰにおいて急激に拡大する。領域Ｅ２の流路幅は、側壁部１６Ａ，１６Ｂの内面１６ａ，１６ａ間のＸ軸方向の離間距離となる。従って、領域Ｅ２の流路断面積は、Ｙ軸方向に沿って一定となる。

収容容器２は、支持体１０が上述のような形状となるように、流路１５の流路断面積を規定する規定面２５Ａ，２５Ｂを有する。規定面２５Ａ，２５Ｂは、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂの傾斜面１２ａ，１２ａ及び垂直面１２ｂ，１２ｂと、側壁部１６Ａ，１６Ｂの内面１６ａ，１６ａのうち絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂが設けられていない部分と、によって構成される。規定面２５Ａ，２５Ｂは、Ｙ軸方向における負側の端部（第１の端部）２５ａ，２５ａ及び正側の端部（第２の端部）２５ｂ，２５ｂを有する。

規定面２５Ａ，２５Ｂは、端部２５ａ，２５ａと端部２５ｂ，２５ｂとの間に、上述の濃縮部１４を形成する頂部（濃縮部形成部）１２ｃ，１２ｃを有する。また、規定面２５Ａ，２５Ｂは、頂部１２ｃ，１２ｃよりもＹ軸方向の負側、すなわち端部２５ａ，２５ａ側に、領域Ｅ１の流路断面積を規定する内面（第１の部分）１６ａ，１６ａと、傾斜面（第１の部分）１２ａ，１２ａと、を有する。頂部１２ｃ，１２ｃによって規定される流路断面積は、内面１６ａ，１６ａ及び傾斜面１２ａ，１２ａによって規定される領域Ｅ１の流路断面積に比して小さい。規定面２５Ａ，２５Ｂは、頂部１２ｃ，１２ｃよりもＹ軸方向の正側、すなわち端部２５ｂ，２５ｂ側に、領域Ｅ２の流路断面を規定する内面（第２の部分）１６ａ，１６ａを有する。内面１６ａ，１６ａによって規定される領域Ｅ２の流路断面積は、頂部１２ｃ，１２ｃによって規定される流路断面積に比して大きい。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る電気泳動方法について説明する。図２は、本実施形態に係る電気泳動方法の手順を示す工程図である。なお、ここでは、電気泳動方法の一例として、ＤＮＡオリガミとして用いられるＤＮＡ構造体を得る際の手順について説明する。ただし、電気泳動方法は、以下の手順に限定されるものではない。

まず、図１に示すような支持体１０を準備する支持体準備工程Ｓ１０が実行される。ここでは、収容容器２にアガロースゲル（アガロース含有率；１％、ＴＢＥバッファの濃度：０．５ｘ、添加物：ＭｇＣｌ_２、１１ｍＭ）を入れて固化させる。これにより、収容容器２内に支持体１０を形成する。このとき、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂとしてシリコンゴムスペーサを用いる。そして、電気泳動槽３に収容容器２ごと支持体１０を入れる。また、電気泳動槽３に泳動バッファ５（ＴＢＥバッファの濃度：０．５ｘ、添加物：ＭｇＣｌ_２、１１ｍＭ）を注ぐ。

次に、支持体１０の端部１０ａ側に試料２０を配置する試料配置工程Ｓ１１が実行される。ここでは、試料２０として、対象物２１であるＤＮＡ構造体を含むような、未精製溶液が用いられる。試料２０は、支持体１０の試料配置部１１に配置される。

次に、電極６，７により電圧を印加して端部１０ａと端部１０ｂとを互いに異なる電位とすることで、対象物２１を流路１５内において端部１０ａ側から端部１０ｂ側へ移動させる電圧印加工程Ｓ１２が実行される。ここでは、５０Ｖの電圧で１時間の電気泳動を行う。

ここで、図３を参照して、対象物２１の分離及び濃縮の原理について説明する。図３は、濃縮部１４付近での対象物２１のバンドの様子を示す模式図である。まず、流路１５の単位長さあたりの印加電圧と流路断面積との関係について説明する。一様な導体の電気抵抗Ｒ、電気抵抗率ρ、長さＬ、断面積Ａとすると、以下のような式（１）の関係が成り立つ。

Ｒ＝ρＬ／Ａ … （１）

オームの法則より、導体にかかる電圧Ｖは、電気抵抗Ｒ、電流Ｉとすると、以下のような式（２）で示される。式（１）及び式（２）より、単位長さあたりの電圧Ｖ／Ｌと断面積Ａとの間には、式（３）のような関係が成り立つ。

Ｖ＝ＩＲ … （２）
Ｖ／Ｌ＝Ｉρ／Ａ … （３）

ここで、電気抵抗率ρは物質によって決まるため流路１５内では一定である。また、キルホッフの第一法則より、流路１５の流路断面に流れるＩは、どの断面においても一定である。従って、流路１５にかかる単位長さの電圧Ｖ／Ｌは、流路断面積Ａに反比例する。

図３に示すように、濃縮部１４よりも上流側の領域Ｅ１は、傾斜面１２ａ，１２ａに沿って、徐々に流路断面積が小さくなってゆく。流路１５にかかる単位長さの電圧Ｖ／Ｌは、流路断面積Ａに反比例するため、流路１５内の電圧は、濃縮部１４に近付くに従って、徐々に高くなってゆく。従って、対象物２１の移動速度は、濃縮部１４に近付くに従って、徐々に速くなる。そのため、対象物２１から不純物が分離され易くなり、濃縮部１４では高い分解能で対象物２１を分離することができる。このとき、図３（ａ）に示すように、対象物２１のバンドは、濃縮部１４から離れた位置よりも、濃縮部１４に近い位置にてＹ軸方向に延びるような形状となる。また、対象物２１のバンドは、流路断面積が狭くなってゆくことに伴ってＸ軸方向の寸法が小さくなるように変形する。従って、対象物２１に対してＸ軸方向への濃縮効果が作用する。

電圧は濃縮部１４で最も高くなるが、領域Ｅ２のうち当該濃縮部１４と隣接する部分では、急激に流路断面積が拡大されるため、電圧も急激に低くなる。従って、対象物２１の移動速度は、濃縮部１４を通過した後、直ちに急激に低下する。従って、図３（ｂ）に示すように、対象物２１のバンドは、濃縮部１４に対して下流側に隣接する位置にて、Ｙ軸方向に急激に縮む。これにより、対象物２１に対してＹ軸方向への濃縮効果が作用する。

なお、所定時間の電気泳動を行った後、電気泳動槽３から支持体１０を取り出し、染色溶液（ＳＹＢＲ^(R) ＧｒｅｅｎＩ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｇｅｌ Ｓｔａｉｎ）に浸して、３０分間の振とう染色を行う。そして、染色した支持体１０をトランスイルミネータで観察し、抽出対象となる対象物２１のバンドの位置を確認する。このとき、対象物２１のバンドが、濃縮部１４に対して下流側に隣接する位置（最も濃縮効果・分離効果が高い位置）に配置されていたら、次の対象物抽出工程Ｓ１３が実行される。対象物２１のバンドが当該位置に達していない場合は、再び電気泳動が繰り返される。

上述のように、対象物２１のバンドが所望の位置に配置されていたら、支持体１０から対象物２１を抽出する対象物抽出工程Ｓ１３が実行される。ここでは、対象物２１のバンドのみをカッターを用いて切り出す。次に、抽出器（ゲル抽出スピンカラム）を用いて、切り出した切断片から対象物２１を抽出する。以上により、図２に示す工程が終了する。

次に、本実施形態に係る電気泳動方法、電気泳動システム１、及び電気泳動用の収容容器２の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る電気泳動方法は、対象物２１を含む試料２０を支持体１０の内部で移動させることで、他の物質と対象物２１とを分離する電気泳動方法であって、Ｙ軸方向における負側の端部１０ａ及び正側の端部１０ｂを有し、端部１０ａと端部１０ｂとの間に試料２０の流路１５を形成する支持体１０を準備する支持体準備工程Ｓ１０と、支持体１０の端部１０ａ側に試料２０を配置する試料配置工程Ｓ１１と、電圧を印加して端部１０ａと端部１０ｂとを互いに異なる電位とすることで、対象物２１を流路１５内においてＹ軸方向の正側（端部１０ｂ側）移動させる電圧印加工程Ｓ１２と、を備え、支持体１０は、端部１０ａと端部１０ｂとの間に、対象物２１を濃縮するための濃縮部１４を有し、濃縮部１４での流路断面積は、当該濃縮部１４よりも端部１０ａ側の領域Ｅ１における流路断面積に比して小さく、濃縮部１４よりも端部１０ｂ側の領域Ｅ２の流路断面積は、濃縮部１４の流路断面積に比して大きい。

本実施形態に係る電気泳動方法において、支持体１０は、端部１０ａと端部１０ｂとの間に、対象物２１を濃縮するための濃縮部１４を有している。濃縮部１４での流路断面積は、当該濃縮部１４よりも端部１０ａ側の領域Ｅ１における流路断面積に比して小さい。対象物２１は、電極印加工程Ｓ１２において流路１５内を移動することで、領域Ｅ１にて他の物質と分離された後、濃縮部１４を通過する。このとき、対象物２１は、小さい流路断面積を有する濃縮部１４を通過することで、Ｘ軸方向へ濃縮される。また、濃縮部１４よりも端部１０ｂ側の領域Ｅ２の流路断面積は、濃縮部１４の流路断面積に比して大きい。流路断面積が大きくなる箇所では、流路１５の電圧が低下するため、対象物２１の移動速度が低下する。従って、対象物２１は、濃縮部１４を通過した後、濃縮部１４と領域Ｅ２との境界部分ＬＰ付近において移動速度が低下する。これにより、対象物２１は、濃縮部１４を通過した後、Ｙ軸方向へ濃縮される。以上により、本電気泳動方法は、他の物質からの対象物２１の分離に加えて、対象物２１の濃縮も行うことができる。

ＤＮＡオリガミを電気泳動法で分離することで、分子量以外の特性で分離可能となる。その際、本実施形態に係る電気泳動方法を利用することで、通常の電気泳動による分離よりも濃縮効果を発揮することができる。

本実施形態に係る電気泳動システム１は、対象物２１を含む試料２０を支持体１０の内部で移動させることで、他の物質と対象物２１とを分離する電気泳動システム１であって、Ｙ軸方向における負側の端部１０ａ及び正側の端部１０ｂを有し、端部１０ａと端部１０ｂとの間に試料２０の流路１５を形成する支持体１０と、電圧を印加して端部１０ａと端部１０ｂとを互いに異なる電位とすることで、端部１０ａ側に配置された試料２０の対象物２１を流路１５内において、端部１０ａ側から端部１０ｂ側へ移動させる電極６，７と、を備え、支持体１０は、端部１０ａと端部１０ｂとの間に、対象物２１を濃縮するための濃縮部１４を有し、濃縮部１４での流路断面積は、当該濃縮部１４よりも端部１０ａ側の領域Ｅ１における流路断面積に比して小さく、濃縮部１４よりも端部１０ｂ側の領域Ｅ２の流路断面積は、濃縮部１４の流路断面積に比して大きい。

本実施形態に係る電気泳動システム１によれば、上述の電気泳動方法と同趣旨の作用・効果を得ることができる。

本実施形態に係る電気泳動用の収容容器２は、対象物２１を含む試料２０を支持体１０の内部で移動させることで、他の物質と対象物２１とを分離する電気泳動方法にて、支持体１０を収容する電気泳動用の収容容器２であって、支持体１０の内部においてＹ軸方向に延びる試料２０の流路１５の流路断面積を規定する規定面２５Ａ，２５Ｂを有し、規定面２５Ａ，２５Ｂは、Ｙ軸方向に沿って延びており、Ｙ軸方向における負側の端部２５ａ，２５ａ及び正側の端部２５ｂ,２５ｂを有し、端部２５ａ,２５ａと端部２５ｂ，２５ｂとの間に、対象物２１を濃縮するための濃縮部１４を形成する頂部１２ｃ，１２ｃを有し、頂部１２ｃ，１２ｃによって規定される流路断面積は、当該頂部１２ｃ，１２ｃよりも端部２５ａ，２５ａ側の内面１６ａ，１６ａ及び傾斜面１２ａ，１２ａによって規定される流路断面積に比して小さく、頂部１２ｃ，１２ｃよりも端部２５ｂ，２５ｂ側の垂直面１２ｂ，１２ｂ及び内面１６ａ，１６ａによって規定される流路断面積は、頂部１２ｃ，１２ｃによって規定される流路断面積に比して大きい。

本実施形態に係る電気泳動用の収容容器２は、規定面２５Ａ，２５Ｂの頂部１２ｃ，１２ｃと、端部２５ａ，２５ａ側の内面１６ａ，１６ａ及び傾斜面１２ａ，１２ａと、端部２５ｂ,２５ｂ側の内面１６ａ，１６ａと、によって、上述の電気泳動方法及び電気泳動システム１における支持体１０の濃縮部１４、領域Ｅ１、及び領域Ｅ２を形成することができる。従って、本実施形態に係る電気泳動用の収容容器２に収容された支持体１０を用いることで、上述の電気泳動方法及び電気泳動システム１と同趣旨の作用・効果を得ることができる。

本実施形態に係る電気泳動方法、及び電気泳動システム１において、濃縮部１４は、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂで流路断面積を規定することで構成される。また、本実施形態に係る電気泳動用の収容容器２において、頂部１２ｃ，１２ｃは、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂによって構成される。この場合、絶縁体スペーサ１２Ａ，１２Ｂは、濃縮部１４において流路１５以外に電気が漏れることを防止した状態で、流路断面積を所望の大きさに規定することができる。

本実施形態に係る電気泳動方法、及び電気泳動システム１において、流路１５は、濃縮部１４と領域Ｅ２との境界部分ＬＰにおいて、Ｘ軸方向へ向かって広がっている。また、本実施形態に係る電気泳動用の収容容器２において、規定面２５Ａ，２５Ｂは、頂部１２ｃ，１２ｃと内面１６ａ，１６ａとの境界部分ＬＰを構成する垂直面１２ｂ，１２ｂにおいて、Ｘ軸方向へ向かって広がっている。この場合、濃縮部１４と領域Ｅ２との境界部分ＬＰ付近では、流路断面積が急激に広くなるため、流路１５の電圧が急激に低下する。従って、対象物２１は、濃縮部１４を通過した後、濃縮部１４と領域Ｅ２との境界部分ＬＰ付近において移動速度が急激に低下する。これにより、対象物２１は、濃縮部１４を通過した後、Ｙ軸方向へ良好に濃縮される。

本実施形態に係る電気泳動方法、及び電気泳動システム１において、領域Ｅ２の流路断面積は、端部１０ａ側から濃縮部１４に近づくに従って小さくなる。また、本実施形態に係る電気泳動用の収容容器２において、端部２５ａ，２５ａ側の内面１６ａ，１６ａ及び傾斜面１２ａ，１２ａによって規定される流路断面積は、端部２５ａ，２５ａ側から頂部１２ｃ，１２ｃに近づくに従って狭くなる。この場合、領域Ｅ１における流路１５の電圧は、濃縮部１４に近付くに従って、徐々に高くなってゆく。従って、対象物２１の移動速度が徐々に速くなるため、対象物２１の分離の分解能が向上する。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では対象物２１として、ＤＮＡが採用されたが、ＲＮＡなどの核酸又はタンパク質、核酸とタンパク質の混合物、核酸及び金属ナノ粒子の複合体、などが採用されてもよい。このような対象物２１は、支持体１０の分子ふるい効果によって、分子量、構造、修飾状態、及び帯電状態などに依存した移動速度を示すことで、不純物と分離される。

支持体１０のゲルはアガロースゲルに限らず、例えばポリアクリルアミドゲルでもよい。なお、支持体１０としてポリアクリルアミドゲルを用いる場合、支持体１０は、対象物２１が水平方向に移動するような平板型の配置ではなく、対象物が上下方向に移動するような縦型の配置とされてもよい。その他、支持体１０のゲルとして、デンプンなどのゲルが用いられてもよい。また、支持体１０としてゾルが採用されてよい。その他の支持体１０として、セルロース膜、露紙などのゲル以外の物質が採用されてよい。また、細胞塊をゼリー状の支持体１０で泳動させてもよい。

例えば、絶縁体スペーサの形状、すなわち支持体１０の形状は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してもよい。例えば、図５及び図６に示すような変形例を採用してもよい。

図５（ａ）に示す収容容器３０の絶縁体スペーサ３２Ａ，３２Ｂは、濃縮部１４から端部１０ｂへ向かうに従って、徐々に流路断面積を大きくする。また、絶縁体スペーサ３２Ａ，３２Ｂは、Ｙ軸方向の全域に延びている。絶縁体スペーサ３２Ａ，３２Ｂは、端部１０ａの位置からＹ軸方向の正側へ向かうに従って中央側へ傾斜する傾斜面３２ａ，３２ａと、端部１０ｂの位置からＹ軸方向の負側へ向かうに従って中央側へ傾斜する傾斜面３２ｂ、３２ｂと、を備える。

図５（ｂ）に示す収容容器４０の絶縁体スペーサ４２，４３は、非対称となっている。傾斜面４２ａ，４２ｂを有する絶縁体スペーサ４２Ａは、図５（ａ）の絶縁体スペーサ３２Ａと同趣旨の構成を有している。絶縁体スペーサ４３は、絶縁体スペーサ４２よりも中央位置へ延びるような傾斜面４３ａ，４３ｂを有している。

図５（ｃ）に示す収容容器６０の絶縁体スペーサ６２Ａ，６２Ｂは、図５（ａ）の絶縁体スペーサ３２Ａ，３２Ｂのうち、傾斜面３２ａ，３２ａを垂直面６２ａ，６２ａに変更したような形状を有している。絶縁体スペーサ６２Ａ，６２Ｂは、傾斜面３２ｂ，３２ｂと同趣旨の傾斜面６２ｂ，６２ｂを有している。

図６（ａ）に示す収容容器７０の絶縁体スペーサ７２Ａ，７２Ｂは、濃縮部１４がＹ軸方向に広がるように流路断面積を規定する。絶縁体スペーサ７２Ａ，７２Ｂは、端部１０ａ側の垂直面７２ａ，７２ａと、端部１０ｂ側の垂直面７２ｂ，７２ｂと、Ｙ軸方向に真っ直ぐに延びて平行をなす平面７２ｃ，７２ｃと、を備える。この場合、垂直面７２ａ，７２ａより端部１０ａ側が濃縮部１４の上流側の領域Ｅ１となり、垂直面７２ｂ，７２ｂより端部１０ｂ側が濃縮部１４の下流側の領域Ｅ２となる。濃縮部１４がＹ軸方向に広い範囲で形成されているため、広い範囲で対象物２１の移動速度を速くすることができる。

図６（ｂ）に示す収容容器８０の絶縁体スペーサ８２Ａ，８２Ｂは、図６（ａ）に示す絶縁体スペーサ７２Ａ，７２Ｂの平面７２ｃ，７２ｃを傾斜面８２ｃ，８２ｃとした構成を有している。絶縁体スペーサ８２Ａ，８２Ｂは、垂直面７２ａ，７２ａ，７２ｂ，７２ｂと同趣旨の垂直面８２ａ，８２ａ，８２ｂ，８２ｂを有する。

図６（ｃ）に示す収容容器９０の絶縁体スペーサ９２Ａ，９２Ｂは、他の形態のように平面が屈曲したものではなく、中央位置へ向かって凸となるように湾曲する湾曲面９２ａ，９２ａを有する。この場合、湾曲面９２ａ，９２ａの頂部の位置が濃縮部１４を形成する。

図６（ｄ）に示す収容容器１００は、複数の濃縮部１４を有する。収容容器１００は、絶縁体スペーサ７２Ａ，７２Ｂのような絶縁体スペーサ１０２Ａ，１０２Ｂ及び絶縁体スペーサ１０３Ａ，１０３Ｂを有する。絶縁体スペーサ１０２Ａ，１０２Ｂは、端部１０ａ側の垂直面１０２ａ，１０２ａと、端部１０ｂ側の垂直面１０２ｂ，１０２ｂと、Ｙ軸方向に真っ直ぐに延びて平行をなす平面１０２ｃ，１０２ｃと、を備える。絶縁体スペーサ１０３Ａ，１０３Ｂは、端部１０ａ側の垂直面１０３ａ，１０３ａと、端部１０ｂ側の垂直面１０３ｂ，１０３ｂと、Ｙ軸方向に真っ直ぐに延びて平行をなす平面１０３ｃ，１０３ｃと、を備える。これにより、Ｙ軸方向の負側から順に、領域Ｅ１、濃縮部１４、領域Ｅ２、濃縮部１４、及び領域Ｅ３が形成される。上流側の濃縮部１４に対しては、領域Ｅ１が請求項における「第１の領域」に該当し、領域Ｅ２が請求項における「第２の領域」に該当する。下流側の濃縮部１４に対しては、領域Ｅ２が請求項における「第１の領域」に該当し、領域Ｅ３が請求項における「第２の領域」に該当する。

図１に示す形態では、流路１５は、境界部分において、Ｙ軸方向と９０°をなす方向（すなわちＸ軸方向）へ広がっていた。これに代えて、図７に示すように、流路１５は、濃縮部１４と領域Ｅ２との境界部分において、Ｙ軸方向と交差する方向へ向かって広がる限り、どのような角度で広がってもよい。例えば、図７（ａ）に示す収容容器１１０は、濃縮部１４からＹ軸方向の正側へ延びるような傾斜面１１２ｂ，１１２ｂを有するスペーサ１１２Ａ，１１２Ｂを有する。この場合、流路１５は、境界部分において、Ｙ軸方向に対して０°（傾斜面１１２ｂがＹ軸方向と平行になる状態）より大きく、９０°より小さい角度をなす方向へ広がる。また、図７（ｂ）に示す収容容器１２０は、濃縮部１４からＹ軸方向の負側へ延びるような傾斜面１２２ｂ，１２２ｂを有するスペーサ１２２Ａ，１２２Ｂを有する。この場合、流路１５は、境界部分において、Ｙ軸方向に対して９０°より大きく、領域Ｅ１の規定面である傾斜面１２２ａ，１２２ａより小さい角度をなす方向へ広がる。

また、図８に示すように、試料配置部の形状は適宜変更してもよい。例えば、図８（ａ）の試料配置部３１は、Ｙ軸方向の負側へ凸となるような三角形状を有している。図８（ｂ）の試料配置部３２は、楕円形状を有している。図８（ｃ）の試料配置部３３は、Ｘ軸方向において、中央位置から遠ざかるに従って、Ｙ軸方向の負側へ延びる。

また、図８（ｄ）に示す変形例に係る電気泳動システムでは、支持体１０は、試料２０を配置する試料配置部３４を有し、試料配置部３４は、Ｘ軸方向において、中央位置から遠ざかるに従って、端部１０ｂ側に延びる。すなわち、変形例に係る電気泳動方法では、試料配置工程Ｓ１０において、試料２０は、Ｘ軸方向において、中央位置から遠ざかるに従って、端部１０ｂ側に延びる試料配置部３４に配置される。濃縮部１４が中央位置に形成されている場合、試料配置部３４のうちの中央位置付近に配置される試料２０から濃縮部１４までの距離と、中央位置から遠い位置に配置される試料２０から濃縮部１４までの距離との間の差を小さくすることができる。これにより、試料配置部３４内の対象物２１が濃縮部１４へ到達するタイミングの均一化を図ることができる。

また、支持体１０の破損を防止するために、図９に示すような支持体１０を採用してよい。なお、図９（ｂ）は、収容容器３０を端部１０ｂが正面となる方向から見た図である。図９の例では、収容容器３０の壁部側には高濃度のアガロースゲル１０Ｂを配置し、内側の領域には、対象物２１に適した濃度に設定された低濃度のアガロースゲル１０Ａを配置する。ゲルの強度はアガロースの濃度が高くなるほど強くなり、ＤＮＡの分離では一般的に４％以下の濃度のゲルが使用される。よって、高濃度のアガロースゲル１０Ａとして、４％の濃度のアガロースを用いる。低濃度のアガロースゲル１０Ｂとして、１％の濃度のアガロースゲルを用いる。なお、支持体１０全体を高濃度のアガロースゲル１０Ｂで構成してもよい。

上述の実施形態及び変形例では、絶縁体スペーサを用いて支持体を所望の形状に形成していた。これに代えて、収容容器の側壁部自体が各絶縁体スペーサに対応する形状を有していてもよい。この場合、収容容器の側壁部は絶縁体で構成されている必要がある。また、支持体は、収容容器に収容されたままの状態で電圧を印加されていたが、支持体は、収容容器から取り外された状態で電圧を印加されてもよい。すなわち、支持体に電圧を印加する際に、実施形態及び変形例において絶縁体スペーサが設けられていた箇所の絶縁性が確保されていれば、どのような構成を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、支持体は平板状の形状を有しており、Ｘ軸方向の流路幅の大きさが変動していた。これに代えて、流路幅が全方向にわたって変動するような支持体を採用してもよい。例えば、図１０に示すように、円筒状の部材で構成される収容容器２００を採用してよい。この収容容器２００は、円筒状の壁部２１６において、長手方向の中央付近に内径が小さくなるような絶縁体スペーサ２１２を有する。この場合は、絶縁体スペーサ２１２の頂部に対応する部分が濃縮部１４として機能する。なお、支持体１０の端部１０ａは、壁部２１６の上端部よりも下側に設けられる。この場合、端部１０ａよりも上側の空間を試料配置部として利用してよい。このように、試料配置部は、必ずしも支持体１０内に形成されていなくともよい。あるいは、図１０（ｃ）に示すように、端部１０ａから支持体１０内へ入り込むような試料配置部２１１を形成してもよい。

また、上述の実施形態では、支持体１０は、領域Ｅ１，Ｅ２及び濃縮部１４において一定の厚みを有し、Ｘ軸方向に対向する位置に規定面を設けることで、濃縮部１４の流路断面積を小さくしていた。これに代えて、厚みを変化させることで濃縮部１４を形成してもよい。例えば、図１１（ａ）に示す収容容器３００は、Ｘ軸方向に対向するスペーサを有していない。これにより、支持体１０のＸ軸方向の寸法は、領域Ｅ１，Ｅ２及び濃縮部１４において一定である。一方、図１１（ａ）の右側に示すように、支持体１０の厚み方向における上面側においては、領域Ｅ１の上面１０ｅは、端部１０ａから濃縮部１４へ向かって厚みが減少するように傾斜し、領域Ｅ２の上面１０ｆは、濃縮部１４から端部１０ｂへ向かって厚みが増加するように傾斜する。これにより、濃縮部１４での支持体１０の厚み寸法が小さくなることで、濃縮部１４の流路断面積が、領域Ｅ１，Ｅ２の断面積より小さくなる。

図１１（ｂ）に示す収容容器３５０は、Ｘ軸方向に対向するスペーサを有していない。これにより、支持体１０のＸ軸方向の寸法は、領域Ｅ１，Ｅ２及び濃縮部１４において一定である。一方、図１１（ｂ）の右側に示すように、支持体１０の厚み方向における底面側には、スペーサ３６０が設けられている。スペーサ３６０の領域Ｅ１の規定面３６０ａは、端部１０ａから濃縮部１４へ向かって上面側へ傾斜し、領域Ｅ２の規定面３６０ｂは、濃縮部１４から端部１０ｂへ向かって底面側へ傾斜する。これにより、濃縮部１４での支持体１０の厚み寸法が小さくなることで、濃縮部１４の流路断面積が、領域Ｅ１，Ｅ２の断面積より小さくなる。なお、図１１（ａ）の構成と図１１（ｂ）の構成を組み合わせてもよい。また、図１１（ａ），（ｂ）に示すような構成、及び両者を組み合わせた構成に対して、Ｘ軸方向における濃縮部１４の寸法を狭くする構成を追加してもよい。なお、濃縮部１４における流路断面積は、領域Ｅ１，Ｅ２よりも小さければ、どのような態様で形成されてもよい。ただし、濃縮部１４の位置では、Ｘ軸方向における寸法が広がらないようになっていることが好ましい。また、濃縮部１４の位置では、厚み方向における寸法が広がらないようになっていることが好ましい。

図１に示す実施形態では、サブマリン型電気泳動装置によるアガロースゲル電気泳動と称される形態に係る電気泳動法が例示されていた。ただし、電気泳動法として、どのような種類の方法を用いるかは特に限定されない。

例えば、図１３（ａ），（ｂ）に示されるようなスラブ型電気泳動装置４００，４５０によるポリアクリルアミドゲル電気泳動法が採用されてよい。当該方法では、図１２に示すように、収容容器４０２が鉛直方向に立てられるように配置される。すなわち、支持体１０の端部１０ａが上方を向き、端部１０ｂが下方を向くように配置される。収容容器４０２は、側壁部１２６Ａ，１２６Ｂを有すると共に、支持体１０の厚み方向に対向する一対の壁部も有する（図１２の紙面の表側及び裏側の両方に壁部が存在する）。図１２（ａ）に示すように、端部１０ａには上方から溝を形成したような試料配置部１１が形成される。あるいは、図１２（ｂ）に示すように、端部１０ａが収容容器４０２の上端よりも低い位置に配置されることで、端部１０ａに直接、試料が配置されてもよい。このように、試料は支持体１０の外部に配置されてよい。

図１３（ａ）に示すスラブ型電気泳動装置４００に組み込まれた収容容器４０２では、支持体１０の端部１０ａ，１０ｂのみが泳動バッファ４０５と接触する。すなわち、収容容器４０２の上端側に泳動バッファ４０５の槽４１０が取り付けられ、下端側に泳動バッファ４０５の槽４２０が取り付けられる。槽４１０は、連結部４０８を介して収容容器４０２と連結され、当該収容容器４０２の上端側の開口と連通しており、内部には陰極４１１が配置される。槽４２０は収容容器４０２の下端側の開口と連通しており、内部には陽極４２２が配置される。または、図１３（ｂ）に示すスラブ型電気泳動装置４５０では、収容容器４０２の上端側の開口と連通する槽４６０と、下端側の開口と連通する槽４７０が設けられる。槽４６０，４７０は収容容器４０２の略全長を浸漬させる深さを有している。陰極４１１は槽４６０の底部に配置され、陽極４２２は槽４７０の底部に配置される。このように、電極は、物理的に支持体１０の端部１０ａ側と端部１０ｂ側の両方に配置されていなくともよい。

また、図１４及び図１５に示すように、等電点・二次元電気泳動法が採用されてもよい。この方法では、一回目に等電点電気泳動が行われ、二回目に一回目における電気泳動方向と垂直な方向へ、分子ふるい効果を利用した電気泳動が行われる。図１４（ａ）に示すように、一回目の等電点電気泳動においては、ｐＨ勾配（例えばｐＨ３～ｐＨ１０）のある支持体５１０が用いられる。ここで、試料５２１は、荷電状態が異なるタンパク質試料５２１ａ，５２１ｂを含んでいる。この場合、タンパク質試料５２１ａ，５２１ｂは、電荷が０となる位置（等電点）に移動することで互いに分離される。例えば、図１４（ｂ）に示すように支持体５１０の中央位置に試料５２１を配置して電気泳動を施した場合、タンパク質試料５２１ａ，５２１ｂは、互いに異なる方向へ移動する。

次に、二回目の電気泳動では、ポリアクリルアミドゲルの支持体（１０％ポリアクリルアミドゲル＋ＳＤＳ）が用いられる。ＳＤＳは、タンパク質の立体構造をほどいて直鎖状にするとともに、タンパク質の荷電状態を負にする化学物質であるため、タンパク質構造によらない分子量による分離が可能となる。図１５に示すように、ポリアクリルアミドゲルの支持体１０の端部１０ａに接するように、収容容器５００に一回目の支持体５１０を配置する。当該状態で支持体５１０に電圧を印加し、タンパク質試料５２１ａ，５２１ｂの各々の分離を開始する。この時、タンパク質試料５２１ａ，５２１ｂは、互いに異なる位置で電気泳動が行われる。すなわち、支持体１０は、タンパク質試料５２１ａに対する流路と、タンパク質試料５２１ｂに対する流路を並列な状態で備える。支持体１０は、それぞれの流路に対する濃縮部５１４を有する。具体的には、タンパク質試料５２１ａに対して絶縁体スペーサ５１２Ａ，５１２Ｂによって濃縮部５１４が形成される。また、タンパク質試料５２１ｂに対して絶縁体スペーサ５１２Ｃ，５１２Ｄによって濃縮部５１４が形成される。このように、一つの支持体が複数箇所に濃縮部を有してもよい。

なお、図１４で説明したように、試料の中の対象物が互いに異なる方向へ移動する場合がある。このような場合、一方の方向へ移動する対象物に対して濃縮部を設け、反対の方向へ移動する対象物に対して濃縮部を設けてもよい。例えば、図１４（ｂ）に示すような支持体５１０が、端部５１０ａ側にタンパク質試料５２１ａに対する濃縮部を有し、端部５１０ｂ側にタンパク質試料５２１ｂに対する濃縮部を有してもよい。この場合、タンパク質試料５２１ａに対する濃縮部に対しては、端部５１０ｂが請求項における「第１の端部」に該当し、端部５１０ａが請求項における「第２の端部」に該当する。一方、タンパク質試料５２１ｂに対する濃縮部に対しては、端部５１０ａが請求項における「第１の端部」に該当し、端部５１０ｂが請求項における「第２の端部」に該当する。

１…電気泳動システム、２，３０，４０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，２００，３００，３５０，４０２，５００…収容容器、１０…支持体、１０ａ…端部（第１の端部）、１０ｂ…端部（第２の端部）、１２Ａ，１２Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，４２，４３，６２Ａ，６２Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，８２Ａ，８２Ｂ，９２Ａ，９２Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３Ａ，１０３Ｂ，２１２，５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ，５１２Ｄ…絶縁体スペーサ（絶縁体）、１２ａ…傾斜面（第１の部分）、１２ｃ…頂部（濃縮部形成部）、１４，５１４…濃縮部、１６ａ…内面（第１の部分、第２の部分）、２０…試料、２１…対象物、２５Ａ，２５Ｂ…規定面、２５ａ…端部（第１の端部）、２５ｂ…端部（第２の端部）、Ｅ１…領域（第１の領域）、Ｅ２…領域（第１の領域、第２の領域）、Ｅ３…領域（第２の領域）。

Claims (11)

1. 対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と前記対象物とを分離する電気泳動方法であって、
   第１の方向における一方側の第１の端部及び他方側の第２の端部を有し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記試料の流路を形成する前記支持体を準備する支持体準備工程と、
   前記支持体に対して前記試料を配置する試料配置工程と、
   電圧を印加して前記流路内に電位差を形成することで、前記対象物を前記流路内において前記第１の方向の前記第２の端部側へ移動させる電圧印加工程と、を備え、
   前記支持体は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に、前記対象物を濃縮するための濃縮部を有し、
   前記第１の方向における所定の位置にて、前記第１の方向と直交する平面で前記流路を切断したときの切断面の面積を流路断面積とした場合、
   前記濃縮部での前記流路断面積は、当該濃縮部よりも前記第１の端部側の第１の領域における前記流路断面積に比して小さく、
   前記濃縮部よりも前記第２の端部側の第２の領域の前記流路断面積は、前記濃縮部の前記流路断面積に比して大きく、
   前記流路は、前記濃縮部と前記第２の領域との境界部分において、前記第１の方向と交差する方向へ向かって広がる、電気泳動方法。
2. 前記濃縮部は、絶縁体で前記流路断面積を規定することで構成される、請求項１に記載の電気泳動方法。
3. 前記第１の領域の前記流路断面積は、前記第１の端部側から前記濃縮部に近づくに従って小さくなる、請求項１又は２に記載の電気泳動方法。
4. 前記試料配置工程において、前記試料は、前記第１の方向と直交する第２の方向において、中央位置から遠ざかるに従って、前記第２の端部側に延びる試料配置部に配置される、請求項１～３の何れか一項に記載の電気泳動方法。
5. 対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と前記対象物とを分離する電気泳動システムであって、
   第１の方向における一方側の第１の端部及び他方側の第２の端部を有し、前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記試料の流路を形成する前記支持体と、
   電圧を印加して前記流路内に電位差を形成することで、前記第１の端部側に配置された前記試料の前記対象物を前記流路内において前記第１の方向の前記第２の端部側へ移動させる電圧印加部と、を備え、
   前記支持体は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に、前記対象物を濃縮するための濃縮部を有し、
   前記第１の方向における所定の位置にて、前記第１の方向と直交する平面で前記流路を切断したときの切断面の面積を流路断面積とした場合、
   前記濃縮部での前記流路断面積は、当該濃縮部よりも前記第１の端部側の第１の領域における前記流路断面積に比して小さく、
   前記濃縮部よりも前記第２の端部側の第２の領域の前記流路断面積は、前記濃縮部の前記流路断面積に比して大きく、
   前記流路は、前記濃縮部と前記第２の領域との境界部分において、前記第１の方向と交差する方向へ向かって広がる、電気泳動システム。
6. 前記濃縮部は、絶縁体で前記流路断面積を規定することで構成される、請求項５に記載の電気泳動システム。
7. 前記第１の領域の前記流路断面積は、前記第１の端部側から前記濃縮部に近づくに従って小さくなる、請求項５又は６に記載の電気泳動システム。
8. 前記支持体は、前記試料を配置する試料配置部を有し、
   前記試料配置部は、前記第１の方向と直交する第２の方向において、中央位置から遠ざかるに従って、前記第２の端部側に延びる、請求項５～７の何れか一項に記載の電気泳動システム。
9. 対象物を含む試料を支持体の内部で移動させることで、他の物質と前記対象物とを分離する電気泳動方法にて、前記支持体を収容する電気泳動用の収容容器であって、
   前記支持体の内部において第１の方向に延びる前記試料の流路の流路断面積を規定する規定面を有し、
   前記流路断面積は、第１の方向における所定の位置にて、前記第１の方向と直交する平面で前記流路を切断したときの切断面の面積であり、
   前記規定面は、
   前記第１の方向に沿って延びており、前記第１の方向における一方側の第１の端部及び他方側の第２の端部を有し、
   前記第１の端部と前記第２の端部との間に、前記対象物を濃縮するための濃縮部を形成する濃縮部形成部を有し、
   前記濃縮部形成部によって規定される前記流路断面積は、当該濃縮部形成部よりも前記第１の端部側の第１の部分によって規定される前記流路断面積に比して小さく、
   前記濃縮部形成部よりも前記第２の端部側の第２の部分によって規定される前記流路断面積は、前記濃縮部形成部によって規定される前記流路断面積に比して大きく、
   前記規定面は、前記濃縮部形成部と前記第２の部分との境界部分において、前記第１の方向と交差する方向へ向かって広がる、電気泳動用の収容容器。
10. 前記濃縮部形成部は、絶縁体によって構成される、請求項９に記載の電気泳動用の収容容器。
11. 前記第１の部分によって規定される前記流路断面積は、前記第１の端部側から前記濃縮部形成部に近づくに従って小さくなる、請求項９又は１０に記載の電気泳動用の収容容器。

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