JPH043824B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、電気泳動分離用媒体膜を二枚のシー
トと支持体との間に設けてなる電気泳動分析用材
料に関するものであり、取扱いやすく、かつオー
トラジオグラフイーの実施に有用な電気泳動分析
用材料を提供するものである。

［発明の背景］ 電気泳動分析法は、導電性のある媒体中での電
場による移動度が物質によつて異なることを利用
して分析を行うものである。近年において電気泳
動分析法は生体成分の分析に多用されており、特
に病気診断のための生化学検査においてDNAや
蛋白質等の生体高分子の分析を目的として頻繁に
用いられている。

電気泳動分析法及びそれに用いる電気泳動媒体
の詳細については、電気泳動学会編「電気泳動実
験法（改訂第５版）」（文光堂、1975年発行）、青
木・永井編著「最新電気泳動法」（広川書店、
1973年発行）等に記載されている。上記文献中に
も明らかなように電気泳動分析法には様々な種類
のものがある。それら各種の電気泳動分析法のう
ちで特に重要なものとして、平板型の電気泳動分
析法を挙げることができる。

平板型の電気泳動分析法は、生化学や医学の分
野における蛋白質や核酸などの生体由来物質の分
離分析に欠くべからざる手段となつているもので
ある。とりわけ、遺伝子工学あるいは遺伝病の研
究等において重要なDNAの塩基配列の決定操作
は、四種の塩基について特異的に分解あいは合成
されたDNA断片の泳動距離を相互に比較するこ
とが必要であるため、平板型の電気泳動分析法を
用いることが必須である。

一般に平板型の電気泳動分析法はシート状であ
る支持体と電気泳動用媒体膜から構成されてい
る。従来の平板型の電気泳動分析法においては、
支持体としてはガラス板を用い、電気泳動用媒体
膜としては支持体に寒天、セルロース、セルロー
スアセテート、デンプン、シリカゲル、ポリアク
リルアミド等の膜形成材料を塗布または流延して
製造したゲル膜を用いている。試料の分析にあた
つては、上記電気泳動用媒体膜に緩衝液をしみこ
ませて、この上に試料を付着させ、支持体の両端
に電圧をかけ、支持体の上または内部で展開（移
動）させている。そして、上記支持体上の試料を
染色し、この染色した試料の光学濃度を測定して
物質の各成分の定量または定性分析を行なつてい
る。

また、上記染色と光学濃度の測定による分析の
代りに、ラジオアイソトープで試料中の目的成分
を標識し、電気泳動分離した後に、オートラジオ
グラフイーによつて試料中の目的成分の分離像を
得ることがしばしば行なわれる。このオートラジ
オグラフイーを用いる方法においては、ラジオア
イソトープで標識された試料を含む電気泳動用媒
体膜とラジオアイソトープの放射線を記録する写
真フイルムを重ねて暗所に放置する操作（これを
露光操作という）を行う。

従来の平板型の電気泳動分析法において、自己
支持体のないアガロース、アクリルアミドなどの
高分子ゲルを電気泳動用媒体膜として用いる場合
には、一枚のガラス製支持体の上または二枚のガ
ラス製支持体の間に膜状物（層状物）としてゲル
を形成する方法が用いられてきた。

しかし、一枚のガラス製支持体の上にゲル膜を
形成してそのまま分析に使用する方法では、ゲル
膜の保存中、泳動槽にセツトする時、あるいは分
析試料を添加するときなどにあやまつてゲル膜を
こわしたり、試料以外のものをゲル膜の上に落し
てゲル膜を損つたりすることなどがあり、操作上
細心の注意と熟練が必要であつた。

一方、二枚のガラス製支持体の間にゲル膜を形
成して分析に使用する方法では、上記の操作上の
注意が少なくてすむ代りに、ゲルの厚さを均一に
することが困難であつたり、ゲル形成液がゲル化
しないうちに、狭いモールド内にゲル液を注入し
なければならないことなど操作上高度の熟練を要
していた。特に、DNAの塩基配列決定操作にお
いては、一枚のゲルで出来るだけ多くのDNAの
断片を分析できるように、長いゲルを作ることが
望ましいが、そのようなゲルはその製造および取
扱いがむずかしかつた。

そこで、一枚の支持体の上にゲル膜を形成して
から、ゲル膜上にカバーシートを設けて、保存お
よび分析操作を行なう方法も用いられている。こ
の方法を用いる場合には、取扱い操作の点からプ
ラスチツク製のカバーシートを用いることが一般
に行なわれている。これらのプラスチツク製のカ
バーシートは、電気泳動用分析材料全体の小型・
軽量化のため、できる限り薄いものが用いられて
いる。またカバーシートとしては、特開昭59−
126237号公報記載の厚さが50μm以下であるカバ
ーシートを用いる電気泳動用分析材料のように、
カバーシートを設けたままでのオートラジオグラ
フイーの露光操作を可能とするためにも、できる
限り薄いものが好ましいとされている。

しかし上記のように薄いカバーシートを用いる
場合、カバーシートを設けたことによるゲル膜の
保護という効果が低下する。また、薄いカバーシ
ートは自己保持性が低いため、支持体としてガラ
ス製支持体あるいは相当厚いプラスチツク製支持
体と共に用いない限り、電気泳動用分析材料全体
の自己保持性が低下し、取扱い操作が困難とな
る。しかし支持体としてガラス製支持体あるいは
厚いプラスチツク製支持体を用いると、電気泳動
用分析材料全体としては、厚さ及び重量が増加す
る結果となる。

上記諸問題は電気泳動用媒体膜としてゲル膜を
用いる場合に顕著である。

［発明の目的］ 本発明の目的は、電気泳動用媒体膜を形成する
操作中、保存中、電気泳動中およびオートラジオ
グラフイーにおける露光操作中において取り扱い
やすい電気泳動用媒体材料を提供することにあ
る。

［発明の要旨］ 本発明は、電気泳動分離用ゲル媒体膜を二枚の
プラスチツクシートの間に設けてなる電気泳動分
析用材料において、上記二枚のシートの厚さが
100〜1000μmの範囲にある、互いに同一の、非導
電性で水不透過性のプラスチツク素材からなり、
上記二枚のシートのうち一方のシートの厚さと他
方のシートの厚さとが実質的に同一であることを
特徴とする電気泳動分析用材料を提供するもので
ある。

［発明の効果］ 本発明の電気泳動用媒体材料の二枚のシート
は、一方のシートの厚さをD¹として他方のシー
トの厚さをD²とすると、D¹／D²の値がおよそ１
であるである。このように二枚のシートの厚さが
ほぼ同一である場合には、電気泳動用媒体膜を保
護し、かつ電気泳動用分析材料全体の自己保持性
を保つために必要な二枚のシートの厚さおよび重
さの合計値を最小限にすることができる。よつて
本発明の電気泳動用媒体材料は、他の材料と比較
して小型、軽量化が可能である。

本発明者の研究の結果、このように二枚のシー
トの厚さがほぼ同一である場合には、電気泳動用
媒体膜を保護し、かつ電気泳動用分析材料全体の
自己保持性を保つために上記二枚のシートの厚さ
は100〜1000μmの範囲内にあるである必要がある
ことがわかつた。

ゆえに、本発明の電気泳動用媒体材料は、厚さ
が100〜1000μmの範囲内にあるの二枚のシートを
有するため電気泳動用媒体膜の作成が容易であ
り、保存中および電気泳動中に電気泳動用媒体膜
が壊れにくいという特徴を有する。すなわち本発
明の電気泳動用媒体材料は、作成中、保存中およ
び電気泳動中に電気泳動用媒体膜の表面に異物が
接触しても、また電気泳動用媒体膜の部分を持つ
て取り扱つても、電気泳動用媒体膜が壊れる危険
は殆んどなく、従来の電気泳動媒体材料より取り
扱いが容易である。さらに試料注入時に、試料口
以外のところにサンプルなどを落してもふきとる
ことができる利点もある。

また本発明の電気泳動用媒体材料は、二枚のシ
ートの厚さがほぼ同一であるため、電気泳動操作
中における熱の発散等の影響が二枚のシートの双
方でほぼ同程度に生じる。このため、電気泳動膜
中の分析試料の移動度は、電気泳動膜中の上下に
おいてほぼ等しくなる。よつて、本発明の電気泳
動用媒体材料は、分析試料の鮮明な泳動像を得る
ことができる効果も有する。

以上の本発明の効果は、さらにオートラジオグ
ラフイーの失敗を少なくすることができることも
意味する。通常、オートラジオグラフイーの露光
には長時間を要しており、もしも前述のような問
題のため、露光に失敗すると、ラジオアイソトー
プの放射能の減衰により次の露光には前回よりも
さらに長時間の露光時間を必要とするため、時間
的な損失は非常に大きなものとなる。

それゆえ、本発明によつてオートラジオグラフ
イーの操作が簡便化されることは、実験時間の短
縮に大いに寄与しうるのである。また本発明の電
気泳動用媒体材料は、シート状であるため、積み
重ねて保存でき、スペースをとらないとの利点も
ある。

［発明の詳細な記述］ 本発明の電気泳動用媒体材料の構成例として
は、第１図に示したような、電気泳動用媒体膜２
を二枚のプラスチツクシート１および３で挟んだ
構成のものを挙げることができる。

上記二枚のシートのうち一方のシートの厚さを
D¹として他方のシートの厚さをD²とすると、
D¹／D²の値がおよそ１であるである（第１図に
おけるD¹およびD²参照）。このように二枚のシー
トの厚さがほぼ同一である場合には、上記二枚の
シートの厚さは100〜1000μmの範囲内にあるであ
る。特に好ましいのは約100μmから約300μmの範
囲である。

上記二枚のプラスチツクシートは、平面性のよ
いシート状のもので、非導電性かつ実質的に水不
透過性であれば特に制限はない。二枚のプラスチ
ツクシートに用いることができる素材としては、
ポリエチレンテレフタレート、ビスフエノールＡ
のポリカルボネートのようなポリエステル、ポリ
メチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニルなどのビニル系重合体、ナ
イロンなどのポリアミドなど、およびそれらの共
重合体（例、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリ
マー）等を挙げることができる。二枚のシートの
素材は実質的に同一のものが用いられる。

第２図に示すように、本発明の二枚のシート１
および３は、左右の両端でシール６ａ，６ｂされ
ていることが望ましい。シールのための幅（L²）
は、二枚のシートがとめられていればよく、２mm
から20mmの範囲から選ぶことが好ましい。また、
後述するスペーサーに二枚のシートを接着してシ
ールに代えることもできる。また他の二辺はシー
ルされていてもよいし、開放のままでもよい。

本発明の電気泳動用媒体材料に用いられる電気
泳動用媒体膜は特に限定する条件はない。電気泳
動用媒体膜の素材として代表的なものとしては、
アクリルアミドゲル、アガロースゲル、澱粉ゲ
ル、寒天ゲル、などを挙げることができる。ま
た、電気泳動用媒体膜の形状としては、たとえば
第１図（断面模式図）および第２図（平面模式
図）に示されるものを挙げることができる。この
電気泳動用媒体膜の厚さD³は、分離の目的に応
じて選ばれるが、通常は50μmから約10mmの範囲、
好ましくは、ゲル膜の場合には約50μmから約５
mmの範囲とされる。また、電気泳動用媒体膜の大
きさ（L¹×L⁴）は目的に応じて自由に選択でき
るが、特にDNAの塩基配列決定用のゲル膜の場
合にはL¹が20cmから40cmの範囲、L⁴が20cmから
80cmの範囲であることが好ましい。

電気泳動用媒体膜の両外側には第２〜５図にそ
れぞれ示すように、電気泳動用媒体膜の厚さを保
持し保護するためのスペーサー５ａ，５ｂがある
ことが望ましい。スペーサーは少なくとも一方の
シートに接着固定されているか、一方のシートと
一体であることが好ましい。スペーサーと一方の
シートが一体である場合には、スペーサーと一方
のシートとを一体にモールド成形する等の方法に
より製造することができる。またスペーサーの幅
L²は、５mmから20mmの範囲で選ぶことが好まし
い。

電気泳動用媒体膜の一端には、垂直式電気泳動
分析を実施する際に試料の注入口として用いられ
るスロツト４（第２図）、あるいは水平式電気泳
動分析を実施する際に試料の注入口として用いら
れる試料溝７（第３〜５図）をあらかじめ成形し
ておくことが便利である。試料注入用スロツト４
を設けた電気泳動用媒体材料は、スロツト全体が
一方のシートに覆われている構造としてもよい
が、スロツトに連なる部分（第２図におけるスロ
ツト４の右側）に試料を注入保持できる範囲を一
方のシートで覆われるようにして、残部を露出さ
せる構造とすることもできる。また、試料溝７を
設けた電気泳動用媒体材料においては試料溝７が
一方のシート１で覆われている構造としてもよい
し（第３図）、その部分のみシートがない構造と
してもよい（第４図および第５図）。ただし、第
４図および第５図に示されるような試料溝の上に
シートがない構造の方が望ましい。また試料溝部
分のシートを剥離して開閉できる構造にすること
もできる。

本発明の電気泳動用媒体材料を作成するには、
たとえば、水平に置いた一方のシートの上に、流
延、塗布あるいは接着等の公知の方法により電気
泳動用媒体膜を形成した後に、他方のシートをロ
ーラーまたはへらなどで押しつけてラミネートす
る方法を利用することができる。二枚のシートの
それぞれ電気泳動用媒体膜と接する面は、電気泳
動用媒体膜との親和性をよくするため、公知の親
水化処理方法（例、紫外線照射、グロー放電処
理、コロナ放電処理、電子線照射、火焔処理、ケ
ミカルエツチング、電解エツチング等）によつて
処理しておくことが好ましい。

なお電気泳動用媒体膜中の水分の蒸発を防止す
るために、電気泳動用媒体膜の周囲の適当な辺
を、ヒートシールなどでシールする等の乾燥防止
対策を行なうことが好ましい。上記電気泳動用媒
体膜の乾燥防止対策としては、不透湿紙などの袋
の中で電気泳動用媒体材料を保存する方法も挙げ
ることができる。

次に本発明の実施例をあげるが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

［実施例］ 高周波放電処理により表面を親水性にした厚さ
175μmの無色透明ポリエチレンテレフタレート
（PET）シートの三方に、厚さ0.5mmの短冊状のポ
リメチルメタクリレート性のスペーサーをおき、
残りの一方を、くし状に切つたスペーサーと同じ
厚さのスロツトフオーマーで囲んだ空間を形成し
た。この空間に、以下の組成の電気泳動用媒体膜
形成用溶液100mlを流しこんだ。ただし以下の組
成のうち＊印を付した成分は、PH8.2の緩衝剤中
での組成である。

電気泳動用媒体膜形成用溶液： 100ml中 アクリルアミド 11.87ｇ Ｎ，N′−メチレンビスアクリルアミド 0.63ｇ アガロース 1.0ｇ ポリアクリルアミド 1.25ｇ ペルオクソ二硫酸アンモニウム（５重量％）
1.3ml Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルエチレンジア
ミン 33μ 尿素 42ｇ ＊トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン
1.08ｇ ＊ホウ酸 0.55ｇ ＊EDTA・2Na塩 93mg 上記ポリアクリルアミドゲルよりなる電気泳動
用媒体膜の上に、カバーシートとして前記のシー
ト材料と同一のポリエチレンテレフタレートシー
ト（厚さ175μm）をのせて、本発明の電気泳動用
媒体材料を作成した。この電気泳動用媒体材料を
用いて、以下の実験を行なつた。

³²Pで標識したDNAをマキサム・ギルバート分
解した試料を上記二種類の電気泳動用媒体材料を
用いて電気泳動分析を行ない、オートラジオグラ
フイーを用いてDNAの塩基配列を決定した。

以上の操作ののちに、本発明の電気泳動用媒体
材料についてオートラジオグラフイー操作を実施
したところ、鮮鋭な分離像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気泳動用媒体材料の構成例
を示す断面模式図である。第２図は本発明の電気
泳動用媒体材料の他の構成例を示す平面模式図で
ある。第３図、第４図および第５図は、全て本発
明の電気泳動用媒体材料の他の各種の構成例の断
面模式図（上側の図）およびその平面模式図（下
側の図）である。 １……二枚のシートのうち、カバーシートとし
て用いられているシート、２……電気泳動用媒体
膜、３……二枚のシートのうち、支持体として用
いられているシート、４……試料注入用スロツ
ト、５ａ，５ｂ……スペーサー、６ａ，６ｂ……
シール部分、７……試料溝、D¹……カバーシー
トとして用いられているシートの厚さ、D²……
支持体として用いられているシートの厚さ、D³
……電気泳動用媒体膜の厚さ、L¹……電気泳動
用媒体膜の幅、L²……スペーサーの幅、L²……
シール部分の幅、L⁴……電気泳動用媒体膜の長
さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気泳動分離用ゲル媒体膜を二枚のプラスチ
   ツクシートの間に設けてなる電気泳動分析用材料
   において、上記二枚のシートの厚さが100〜
   1000μmの範囲にある、互いに同一の、非導電性
   で水不透過性のプラスチツク素材からなり、上記
   二枚のシートのうち一方のシートの厚さと他方の
   シートの厚さとが実質的に同一であることを特徴
   とする電気泳動分析用材料。 ２ 上記二枚のプラスチツクシートの少なくとも
   上記媒体膜に接する側の表面が親水化処理されて
   いる請求項１項記載の分析用材料。