JPH04501178A - グラディエントゲルのキャスティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 グラディエンドゲルのキャスティング 庄１ニヒｑ刊」Ｄ辷旺 本発明はゲルキャスティングの分野にあり、特にゲル電気泳動のための狭い敬白 のグラディエンドゲルをキャスティングするための装置及び方法に関し、ゲルは 特に生体分子種の分離に適している。

良豆立！見 電気泳動法を用いる生物学的サンプルからの高分子の分離は、少なくとも２０年 間比較的普通に行われており、多（の異なった装置及び技術が開発され、種々の 所望の目的が達成されてきた。初期の技術では、ゲル平板に電界を作り、分析さ れる材料のサンプルをゲルの一端に置いていた。高分子は、電荷、大きさ及び異 なる種の相対質量及び高分子種の形状などの多（の変数に依存する適切に調製さ れたゲル中では変化のある動きを示すが、この動きは強い電界によって影響を受 け得る。この変化のために、異なる種は異なる速さでゲルの中へ及びゲルを通っ て動き、ゲルを通って動く場合に明瞭な帯（ｂａｎｄｓ）を形成して分離が達成 される。この分離帯はそれぞオリジナルのサンプルの一部であるのでフラクショ ンと呼ばれることもある。

ゲル中で分離が達成された後、電界は中止され、ゲルは使用されるあらゆる支持 から取り除かれることができる。フラクションを識別可能とするための技術とし て、染色及び放射性標識付けなどがあり、スペクトルが記録され得る。そのよう なスペクトルを、そのような材料の既知の混合物及び濃度から生成された経験に 基づくスペクトルと比較することによって、実験サンプルからのフラクションご との材料が識別されることができる。ゲル柱の端部まで動いても分離されたフラ クションの帯の連続溶出のための技術も発達してきた。

当該分野において、ゲル装置は多くの異なった形を取ることができ、各種の異な るデザインの中でもゲル領域の最も一般的な外形は、ゲル平板及びゲル柱である 。これらの構造は、液状材料の若干のゲル化された状態への硬化を促進する１種 またはそれ以上の反応剤を含む化学薬品を最初に混合することによって通常調製 される。その後、チューブ、間隔を隔てた２枚の平板等の支持構造がこの混合物 によって満たされ、反応が起こつて支持構造中でゲルが形成される。典型的には 、出発材料はモノマー、イニシエータ、ｌＮＩ又はそれ以上の様々な架橋剤、及 び界面活性剤である。典型的には、水溶性バッファが含まれており、電気原簿シ ステムにおいてゲルの外側で使用され得るバッファに適合した電導媒体をゲルに 提供する。変性用薬剤として尿素などの他の化学薬品も同様に含まれることがで きる。ゲルは異なる組成でもよく、２種の一般的な組成物はポリアクリルアミド 及びアガロースである。

但し、アガロースは厳密にはポリマーゲルではない。

ゲル電気泳動において、ゲルはイオン性バッファを含む水性溶液中でキャストさ れるのが一般的であり、電位がゲルを横切ってかけられる。電位はゲルを通して 分子を移動させる力であり、電流も含む。従来のシステムにおける電流の流れは 、数ミリメートル以上の厚さ及び直径を有するゲル平板及びゲル柱を用いる場合 、ジュール熱のために多（の点で問題であった。例えば、そのような熱はゲル構 造の歪み、及びその後の分離工程の妨げの原因となり得る。ジュール熱の影響を 克服するために、熱を取り除くための精巧な要素及び構造を備えているので、電 気泳動装置は複雑で巨大になりがちである。

当該分野において、熱の問題は装置構成の小型化及びゲル構造の小型化に向けら れている。現在のところ、当該産業はゲルを満たした極薄平板及び矩形の筒型毛 管の使用を目指している。原理的には、ゲルの容積に対する支持構造の表面積は 従来の構造におけるものよりも大きいので、薄壁で直径の小さい構造が非常に効 果的であると証明されるはずである。

単位体積ごとに発生される熱は同じであるが、ゲルからの熱の移動は促進される はずである。これらの薄い構造において、平板の好ましい厚さは数十から数百ミ クロンの範囲である。

最近の多くの刊行物はゲルの電気泳動のための小さい大きさの毛管の優劣を論じ ている。例えば、Ａ、Ｓ、Ｃｏｈｅｎ及びＢ、Ｌ、ＫａｒｇｅｒによるＪ、Ｃｈ ｒｏｍａｔｏｇｒａＩ）ｈＹ、３９７．４０９　（１９８７）並びにＳ、Ｈｊｅ ｒｔｅｎらによるＪ、Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、４０３．４７（１９８７ ）を参照されたい。

生体分子の分離手法のためのキャストゲルの有用性は多（の変数に依存する。例 えば、相対的な架橋度は高分子の移動に重要であり、ゲルの均一性も重要である かもしれない。多くの場合、ゲルは、典型的にはガラス又はプラスチックである 支持構造の壁にしっかりと密着されなくてはならず、ゲル材料は電気浸透のため にシステム中において移動しない。この分野において、ＨＪｅｒｔｅｎら（同書 ）に報告されているようにいくらかの研究がなされている。ＨＪｅｒｔｅｎらは サンプル溶質を井戸に押し付は密着する際の壁の処理の重要性を述べている。そ のようなコーティングは、例えば、メチルセルロース又は線状ポリアクリルアミ ドを含んでいる。

また、ゲルは連続していなくてはならない。毛管の大きさの厚さの小さい平板の 場合、空隙が現れるとゲル構造が役に立たなくなる可能性がある。空隙は電気回 路の連続性の異常を引き起こし得るか、又は移動によって高分子帯の性質が大き く変化し得る。ポリマー化の動力学及び生成ゲルの性質に関する詳細な基本的研 究が文献中に報告されているにもかかわらず、そのような空隙の出現は、毛管の 大きさのシステムにおいてそのようなゲルを調製する際に特に困難な問題である 。（例えば、Ａ、Ｃｈｒａｍｂａｃｈ及びＣ，Ｒｏｄｂａｒｄ、５ｅｐａｒａｔ ｉｏｎ　５ｃｉｅｎｃｅ、７．　２１３（１９８１）、Ｃ，Ｇｅ１ｆｉ及びＰ、 Ｇ、Ｒｉｇｈｅｔｔｉ、Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ、２，２１３及び２２ ０（１９８１）、並びにＰ、Ｇ、Ｒｉｇｈｅｔｔｉ、Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｉ ｓ、２，２９１　（１９８１）を参照。）平板ゲル構造のキャスティングでは、 ゲルの組成が、一方向に沿って変化することが望ましいものに応用がなされてい る。例えば、変化する”孔”の大きさを有することにより、より広い範囲の分子 が、よりよく分取され得る。得られたゲル構造は、グラディエンドゲルと呼ばれ る。現在では、組成物中に勾配を有するそのような平板は、未被覆の保持体上に 注がれる混合組成を変化させるために、連続的に、単量体／架橋剤／緩衝液をあ らかじめ混合するように混合ポンプを用いて生成される。これは、典型的には、 重合物質の濃度の第１のセットを有する液体ゲル化混合物を一つの容器に調製し 、次に、重合物質の濃度の第２のセットを有する物質を第１の容器に加えながら 、東１の容器から支持構造に注ぐことにより、達成される。これにより、支持構 造上に注がれた合わせられた物質は、連続的に変化する。次に、支持構造上に得 られた液体混合物は比較的速く重合（ゲル化）されるので、自然の拡散によりゲ ル化が起こる前に、意味のある勾配の程度が消滅されることはない。次に、上面 をゲルの上に置く。この方法は、大きな平板、例えば、厚さ１■のオーダーの溝 を有しているものに適している。このプロセスは、開放構造にとってさえ実施お よび制御が困難であり、狭い溝、架橋されたゲルがガラスの表面と結合している べきである閉じた平板には、はとんど不可能である。

これらの問題全てはゲル構造のキャスティングにおいて克服される必要がある。

必要なのは、信頼性があるゲル構造を調製するための装置及び方法であり、そこ では架橋の程度が制御され、結果として空隙のない構造を生じ、ポリマー濃度が 平板の一方の端部から他方にかけて変化し得る。

尺豆旦斐且 本発明の好ましい実施例に従って、方法及び装置は、薄い平板形構成のような閉 じ込められた支持構造において、空隙のないグラディエンドゲルをキャスティン グするためのものである。さらに、微分的な（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）活性 化スキームをキャスティングに用いることにより、この方法は、毛管横断面の大 きさの平板に於けるそのようなゲルを作製することを可能にする。

本発明の好ましい方法によると、グラディエンド平板ゲルは、第１のプレートの 有限の数の溝に第１のゲル化液を満たすことにより、キャスティングされる。平 板ゲルのゲルキャスティング領域は、溝に対して直交する方向の成分を有する、 第１及び第２のプレートの間の流れの道筋を提供するように、第１のプレートを 第２のプレートから離して間隔をあけることにより形成される。第２のゲル化液 は、プレート間のゲルキャスティング領域に注入される。そうすると、第２の液 体が各々の溝に流れ込むので、第１の液体は、第２の液体と混合され、組成物勾 配を有するゲル化混合物を形成する。このゲル化混合物は、ゲルキャスティング 領域中でゲル化され、グラディエンド平板ゲルを形成する。

低減された応力を有し、泡のないグラディエンドゲルを生成するために、ゲル化 混合物をゲル化させる好ましいモードは、ゲル化混合物をゲルキャスティング領 域中に於ける第１の位置から第２の位置へ、連続して活性化することを包含して いる。これは、活性化要素と支持構造との間の相対的な運きを引き起こすことに より達成される。それにより、活性化要素は、第１の位置の反対のプレートの一 つの隣の位置から、第２の位置の反対のプレートの隣の位置へ、一方のプレート に沿って動かされる。典型的な場合には、活性化要素は、ヒーターのようなエネ ルギー源あるいはＵＶ光のような放射線源である。

図面の簡単な説明 第１図は、平板ゲルをキャスティングするための支持構造を示している。

第２図は、一方向に沿って変化する成分を有する、平板ゲルをキャスティングす るための第１図の構造の断面図である。

第３Ａ図は、ゲル化される液体混合物でみたされた第１図の平板ゲル構造の断面 図である。

第３Ｂ図は、液体混合物のゲル化の後の第１図の平板ゲル構造の断面図である。

第４Ａ図は、移動前面でゲル化が起こっている第１図の平板ゲル構造の断面図で ある。

第４Ｂ図は、ゲル化が完了した後の第４Ａ図の平板ゲル構造の断面図である。

第５Ａ図は、第１図の平板ゲル中の液体混合物をゲル化するための装置および機 構を示し、機構の配置は、ゲル化が始まる前のものである。

第５Ｂ図は、ゲル化が完了した後の第八図の装置および機構を示している。

第６図は、電磁放射線を用いてゲル化するための装置および機構である。

ましい　の看Ｂ 第１図に示されているのは、本発明の好ましい実施例による平板ゲルのための支 持構造８５である。支持構造８５は、プレート８７および８９、並びにエツジシ ール９１および９３を含む。この図は正確な縮尺で描かれていない。プレート間 の間隔Ｓ１は、説明のために誇張されている。間隔Ｓ１は非常に細いので、非常 に薄いゲルがそこでキャスティングされ得る。ゲルはこの図中には示されていな いが、以下では支持構造８５とそこの中のゲルとを一緒に、平板ゲル構造と呼び 、要素１１として標識される。好ましいモードでは、間隔Ｓ１は、約１００ミク ロンである。さらに、場合によっては間隔はさらにより小さく、例えば５０ミク ロンあるいは１０ミクロン程の小ささでさえあり得る。しかし、このように小さ な間隔では、装置を安定した大きさで維持することは、より困難である。他のよ り大きな間隔も、用いられ得る。例えば、１０００ミクロンの大きさも用いられ 得る。しかしながら、間隔がより大きくなる程、続いて述べる本発明によるゲル 化の微分的方法は、一般にそれほど重要ではない。というのは、ある点で、収縮 によるゲルの平均の応力が、本発明により解決される問題の一つであるキャビテ ーシ璽ン形成を引き起こすのに十分なほど大きくないプレート間の十分な距離が あるからである。

第２図は、第１図の支持構造の部分断面図である。これは、プレート８７および プレート８９を垂直断面図で示しており、さらに、詳細を示すために拡大されて いる。プレート間の幅Ｓ１は、詳細がより明白になるように実際の場合よりもプ レートに対してかなり大きく示されている。プレート８９を横切る一連の浅い溝 があり、その中で溝９５は典型的である。

好ましいモードでは、溝はほぼ等間隔である。溝の幅と深さは、プレート間のゲ ルの所望の組成にかなり依存して変化し得る。典型的な場合には、間隔Ｓ１は約 １００ミクロンで、溝の深さが約５０ミクロン、溝の間の間隔Ｓ２が約１ｍｍで あり、溝の幅は約７５ミクロンである。しかしながら、これらの寸法は、ゲル化 混合物中に使われる物質の特定の濃度およびゲルが使われる特定の応用により変 化し得る。実際、有用な溝間の間隔は約０．１　ｍｍから約１ｍｒｎで変化する ようである。しかし、これらの寸法および上記の他の寸法は、実施例として示す ために提供されており、本発明の範囲を制限するものではないと考えられるべき である。また、溝間の間隔は、等間隔である必要はなく、かつ、次の論議からも 明白になるように、間隔は、ゲルの縦方向の物質の濃度を調節するために便利な 変数として用いられ得ると考えられるべきであ好ましいモードでは、溝は、プレ ートいっばいの幅まである。最初の溝は、プレート８９の一端の近くの第１の位 置に切られ、最後の溝は、典型的に、プレートの向こう側の端の近くの、プレー ト上の第２の位置に切られている。しかしまた、平板ゲルが多重モードで用いら れ、それにより、ゲルの長さを横切る多くの道筋がある例では、溝は平板ゲル構 造の横幅を横切って連続している必要はないことを理解すべきである。好ましい モードでは、溝は、平板支持構造を通る流れの方向に対し、直交している。しか し、溝は、明らかに流れの道筋に垂直ではあり得ない。はとんどの場合、ゲル組 成物は、バンドの広がりを避けるために流れの道筋を横切って一様で、直交の幾 何的配列の利用を示唆している。従って、典型的な場合、溝は一つの方向、流れ の道筋に直交である少なくとも１つの成分を有する。

目盛り付きのゲルを調製するために、プレートは、典型的には、まず従来のよう にカップリング剤で処理される。次に、プレート８９は第１の液体ゲル化混合物 に浸され、もう一つののプレートの端で拭かれる。第１の液体の表面張力は、そ の液体が溝中に保持されるような値である。次に、プレートはエツジシールで組 み立てられ、支持構造８５を提供する。

一方の開放端が第２の液体ゲル化混合物中に浸され、毛管作用によりはじかれる 。１００ミクロンの間隔のプレートでは、毛管作用は、液体を約１５ｃｍまで引 き上げると計算され、これは、最も薄い平板ゲル構造に十分である。他の方法も また、注入に用いられる。特に、より長い構造には、例えば、第２の液体は、サ イホン、真空、あるいは他の方法により、一方の端から注入される。第２の液体 が導入されると、プレート間の間隔を満たしながらプレート８９のそれぞれの溝 を通るので、その液体は、溝中の第１の液体に行き当り、混合する。この連続的 な混合の作用は、行き当たる毎に別の量の箪ｌの液体を提供し、２つの興なる液 体の成分の相対量の勾配を有するプレート間の混合物を結果として生じる。２つ の物質の粘度および第２の液体の注入の速さにより、２つの液体は、第２の物質 が溝を通る時に、しばしば混合を完了しない。従って、濃度勾配は、平板ゲル構 造の縦方向に波紋のように広がった分布を有する。拡散の結果、これは、どれほ ど滑らかな濃度勾配分布が望まれるかにより、ゲルが硬化するまでの時間、例え ば数分から数時間待つことにより平均化され得る。

混合が起こってから、ゲルは、標準的な方法で硬化され得る。例えば、箪１のゲ ル化液体および第２のゲル化液体が熱的に活性化されるなら、平板ゲル構造はゲ ルを硬化するまで加熱され得る。あるいは、ゲル化液体が電磁放射線あるいはイ オン化放射線により活性化されるなら、平板ゲル構造はそれらの種類の放射線に 露光されることにより硬化され得る。

約１０００ミクロンより大きい平板間隔Ｓ１では、このような標準的な方法は、 受容し得るゲルを生成し得る。しかしながら、実際問題として、上記の好ましい モードに於けるように平板間隔Ｓ１が小さい場合、このような標準的な方法は、 典型的には、質の低いゲルを生成することになる。

ゲル構造のキャスティングにおいて、プレートの間が毛管の大きさであるような これらの平板ゲルシステムのように、特に体積比に対して高い表面積を有するマ イクロ構造において共通して現れる問題の中でも、空隙の出現が特に重大である 。キャスティング手法において現れる空隙は液体混合物中に混入したガスを放出 した結果であると多くの人によって考えられてきたので、それらの装置及び手法 は、硬化する前又は硬化中に混合物のガス抜きをして、そのような油溶性又は混 入ガスの全てを取り除くように具体化されてきた。また、ガスはポリマー化反応 の間に生成されると考えられてきた。

ガス抜きをするそのような装置は、排気装置及び容器が組み込まれているのでし ばしば高価であり、手順は時間もかかりコストもかかる。本発明を目指す調査に おいて、ゲルキャスティングの工程で出現する泡状の空隙はガスによって起こる 圧力誘起空隙ではなく、ゲル化工程での材料の収縮による空隙であることが最も 通例であることが分かった。ゲル化以前の液体混合物の重量及び体積測定、及び ゲル化が起こった後の同一混合物の重量及び射程測定など比較的簡単な分析技術 から、ポリマー化の結果として重大な収縮は、例えば、純粋なゲルに対しては２ ０％以上、１０％ゲルに対して２％起こることが分かる。材料の収縮は、特に材 料がプレートの壁又は他の表面に密着される場合、引っ張り応力を引き起こし、 それが充分に大きいと空隙が発生する。発生した空隙はゲル化された材料の張力 を軽減するが、多くの場合、結果として生じるゲルは全（機能しない。

これらの原理をより注意深く例証するために、第３Ａ図に示されているのは、平 板ゲル構造の一部破断断面の側面図であり、これは、混合物の主な成分要素をゲ ル化させるゲル化剤を含む、前述のような濃度勾配を有する材料の液体混合物１ ３で充填された平板ゲル構造１１である。先ず、平板の両端に小さなメニスカス １５及び１６をもって液体は体積を満たす。液体の体積は、はぼプレート間の体 積（メニスカスは無視する）である。

第３Ｂ図は、液体混合物がゲル化された後の同一の平板ゲル構造を示している。

ゲル１７は固形材料に使われる斜線で示されている（実際はゲルは相当に可撓性 を有する物質である）。ゲル化の工程で収縮が起こり、収縮が起こらないように 強制されていても、ゲル１７は当初の液体よりも占める体積が小さくなる。実際 、１つのそのような強制がある。ゲルは支持構造の壁に密着されている。

この例において、材料の全てはほぼ同時にゲル化され、壁への密着はゲル化の時 点で行われた。材料がゲル化し、その結果収縮するにつれて、壁にある材料は壁 に対して移動できなくなり、その材料は隣接する材料との柔軟な密着を形成した 。それ故に、壁にある材料は壁から離れた材料よりも比較的高く応力が加わって いる。最も動きの目白度がない孔の中心付近の材料は圧力が最も低い。中心付近 の材料に対する圧力の緩和の一部は、末端抑制がないという事実の結果であるの で、平板の両端のゲル化された材料は末端側面１９及び２０によって実質的に示 される逆の形となる。

非常に短い平板、及び相対的に断面が大きい平板では、末端の動きは工程におい て唯一の応力軽減の形態であり得る。

しかしながら、毛管の大きさの平板では、断面の大きさに対する長さの比は非常 に大きく、末端の動きは、応力低減のために必要な全体積収縮の極少量を補充す ることができるのみである。例えば、抑制されないシステムにおける体積収縮の パーセントが５％であれば、応力のないゲルを作るためには、末端の動きは全体 積の５％でなくてはならない。しかしながら、典型的な場合には、毛管の大きさ のシステムに於けるその末端の動きは収縮体積を補充するために必要な動きより も非常に少ないので、得られるゲルは高く応力がかかっているか、又は他の応力 低減機構が現れる。

一般に、結果は、ゲル中の応力は材料の分子間の凝集力に打ち勝って空隙が現れ 、多くの泡のように見える空隙は、ゲル化が起こるにつれてガスが材料に放出し たように見える。

第３Ｂ図に示される空隙２１及び２３はこの引き裂きの効果を示している。典型 的には、この空隙はゲル化の後よりもゲル化の進行時に現れる。これは、ゲルが ポリマー化進行時に張力を得るために起こると考えられており、張力が強いほど 、より高い引張り強度を育するより高度に架橋されたシステムは、より高い引っ 張り応力を、引き裂かれて空隙を作ることなく支えることができるからである。

また、空隙形成時に材料の張力よりも圧力が大きくなると空隙が形成されるだけ なので、このやり方における空隙の形成が圧力をすべて低減するわけではないこ とも事実である。

本発明においては、平板間の液体システムを移動前部に沿って微分的なやり方で ゲルにすることにより、空隙に関連するこれらの応力は除かれ、移動するゲルゾ ーンの材料の先端は液体のままであり、前部が通過した材料はゲル化される。

移動するゲルゾーンのまだ液体である材料の先端は、その後そのゾーンに収縮の 速度と同じ速度で流れることができ、空隙のない圧力のかからないゲルが作られ る。

これらの微分ゲル化（Ｄｉｆｆｆｅｒｎｔｉａｌ　ｇｅｌｌａｔｉｏｎ）原理は 第４Ａ図を参照すれば詳細に示されている。これは、第３Ａ図に示されるものと 類似した平板ゲル構造１１の断面図である。

先ず、第４Ａ図の平板構造は、第３Ａ図のように、液体混合物１３で満たされる 。長さが直径よりも長いことを示すために構造は分断して示されている。ゲル電 気泳動のための平板構造の典型的な長さは１５Ｃｍであり、典型的な孔は１００ ミクロンである。

第４Ａ図に示されるシステムにおいて、液体混合物はほぼ同時にゲル化されるわ けではない。むしろ、ゲル化は面２９で示される移動する前部で起こり、矢印３ １の方向に移動する。ゲル化前部は液体を充填された構造の一つの位置、この場 合は端部３３から開始され、該構造の他の位置、この例では他３５へ所定の速さ で進む。ゲル化前部が通過すると、液体材料はゲル化し、ゲル化前部の“後ろ” になる材料３７はゲル化された材料である。毛管の内壁への密着はゲル化が起こ るのとほぼ同時に起こる。

ゲル化が収縮を伴って起こるという事実は、移動前部の“前方”の液体材料１３ は前部に向かって、つまり矢印３９の方向へ流れて体積損失を補充しなくてはな らないことを示している。前部の前方の材料は液体であるという事実によってこ の流れが起こることが可能であり、結果として、ゲル化した材料は実質的に応力 がなく、同時に液体材料がゲル化したときに明かである泡状の空刺を生じる張力 は存在しない。

第４Ｂ図は、ゲル化前部が平板の全長を通過した後の第４Ａ図のゲルの状態を示 している。液体混合物のすべてがゲル化されており、ゲル化が最後に起こった平 板の端の充填されていない長さＤ２で表される空間はゲル化工程のための体積収 縮である。当初は液体混合物で充填されていた平板の長さＤＩに対するＤ２の比 は、ゲル化工程におけるフラクシ首ンの収縮と実質的に同じである。言い換える と、ゾーンゲル化工程の間、平板の一端を、ゲル化する混合物の容器と接触する ように保たなければ、ゲル化において混合物の収縮が３％の場合にはＤ２はＤｌ のほぼ３％である。

ゲル化が移動前部で引き起こされ得る１つの方法は、例えば活性化が温度の関数 であるような、エネルギーの吸収によってゲル化の速度が影響される液体混合物 を使用することである。この場合、２枚の平板間の空間は前述の混合物で満たさ れ、液体混合物を充填された支持構造は、処理が始まるまでは水槽への浸漬など によって低い温度に保たれる。支持構造はその後、プレートに隣接する領域を加 熱する加熱ゾーンを通して引き出され、第５Ａ図及び第５Ｂ図に実質的に示され るであろうように、移動前部でゲル化が起こる。実際には、加熱ゾーンの長さは 典型的には約２．５ｃｍから５ｃｍであり、その理由は、この大きさが抵抗ヒー ターの都合のよい大きさであるからであり、ゲル構造の幅を横切る全ての通路に 広がっているからである。しかし、加熱ゾーンとしてはこれより長さが長くても 短くても使用できることは勿論である。

必要なことは、ゲル化ゾーンが、ゾーンが平板の長さに沿って移動される時に収 縮の補充ができない程長くないことである。

第５Ａ図は本発明の好ましい実施例としての装置４１であり、移動前部で液体混 合物のゲル化が起こるように熱が使用される。支持構造８５のカップリング剤に よる処理の後、支持構造の部分に、前述のようにゲル化速度が温度の関数である ２つの液体混合物で満たされる。

説明された装置中で用いられる混合物の例は、以下の通りである。

１の　、な　Ａせ １のＡ　ち、　の“Ａ （１）モノマー：アクリルアミド（２０％Ｗ／Ｖつまり２０ｇｍ５／１００ｍ１ ） （２）コモノマー／架橋剤：Ｎ、Ｎ’　−メチレンビス−アクリルアミド（ビス 、３％Ｗ／総固体重量）（３）イニシエータ：アンモニウム過ｉｔ酸（ｏ、０５ ％Ｗ／Ｖ） （４）コイニジエータ／促進剤：　Ｎ、ＮＳ　Ｎ’、Ｎ’　−テトラ−メチル− エチレン−ジアミン（ＴＥＭＥＤ％　０．０６％ｖ／ｖ、ツまりＯ，０００６ｍ １／ｍ１）（５）表面活性剤：　ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ、０゜１％Ｗ ／Ｖ） （６）バッファ：　トリス／フォスフニー）（０，１Ｍ）（７）改質剤：尿素（ ７Ｍ） １１旦腹生塁皇亘 （１）モノマー：アクリルアミド（５％Ｗ／Ｖ）（２）コモノマー／架橋剤：　 ＮＳＮ’　−メチレンビス−アクリルアミド（ビス、３％ｗ／総固体重ｊｌ）（ ３）イニシエータ：アンモニウム過硫酸（０，０５％Ｗ／Ｖ） （４）コイニジエータ／促進剤：　Ｎ、Ｎ、　Ｎ’、Ｎｏ−テトラ−メチル−エ チレン−ジアミン（ＴＥＭＥＤ、Ｏ，Ｏ６％ｖ　／　ｖ、ツまりＯ，０００６ｍ １／ｍ１）（５）表面活性剤：　ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ、０゜１％Ｗ ／Ｖ） （６）バッファ：　トリス／フォスフェート（０、ＩＭ）（７）改質剤：尿素（ ７Ｍ） この具体例としての混合物に対して、１００！クロンのプレートセパレージ１ン が使用され得て、加熱ゾーンの温度は摂氏４３度であり、引く速度は０．８ｃｍ ／分、及び加熱ゾーンの長さは５ｃｍである。

当業者には、本発明の概念が、ゲル前駆体の混合物を形成する上記特定の混合物 には制限されないことは分かるであろう。一般に、ポリマー化の際に収縮するモ ノマーはどれでも使用されることができる。従って、最小限のセットとして、必 要なものは、モノマー、及びステップ工程によって又は添加によってモノマーの 鎖を長くさせるように活性化する活性化剤である。この例において、活性化剤は モノマーの二重結合を切るイニシエータであり、その工程は遊離基による開始の 手段によってポリマー化され得るこれらのモノマーによって特徴付けられる。こ の実施例において、遊離基による開始は熱分解イニシェークによって引き起こさ れる。ゲル電気泳動を用いる生体分子の分離のために、水溶性ビニルモノマーが 特に有用であり、他の例には、アクリルアミド、メタクリル酸、ビニルアルコー ル、ビニルアセテート、メタクリルアミド、２−オキサジノン及びビニルピロリ ドン又はメチルピロリドンなどのピロリドン誘導体が含まれる。好ましい実施例 のアクリルアミドモノマー及びこれらの水溶性モノマーに対して、典型的な濃度 は、３から２０％Ｗ／Ｖの範囲である。

ラテツクスなどの他のモノマーに対しては、典型的なモノマー濃度は５０％Ｗ／ Ｖはどの高さで有り得る（上記の好ましいモードの例の５％及び２０％Ｗ／Ｖの モノマー濃度は、生体分子の分離に対して、平板の一方の端部から他方にかけて のゲルの密度の適切な範囲を与えるように選択された）。他の溶剤、例えば、メ タノール及びアセトニトリルも使用されることができる。同様に、非水溶性モノ マーの中にはスチレン、メチルメタクリレート及びシランが含まれる。

概して、ゲルの基本構造はモノマーによって決定される。

従って、この適用において、ポリマーゲルを用いる他の適用のように、本願に於 いては、コモノマー又は架橋剤が、分離される高分子の性質に基づいて、ゲルの 基本構造を変えるために使用される。ポリアクリルアミドゲルに対して、Ｎ、、 Ｎ”−ビスアクリリルシスタミン（ＢＡＣ）、Ｎ、Ｎ’　−ジアリル酒石ジアミ ン（ＤＡＴＤ）、Ｎ、Ｎ’−（１，２−ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルア ミド（ＤＨＥＢＡ）、　エチレンジアクリレート（ＥＤＡ）などの他の周知の架 橋剤も効果がある。これら全ての架橋剤に対して、典型的な濃度の範囲は２〜５ ％重量／総固体重量である。当業者は、所望の構造及び行われる分離の性質に応 じて他の濃度も使用され得ることは理解されるであろう。さらに、勾配はモノマ ー濃度よりむしろ架橋剤の濃度に関連している、というのは、それが平板の一方 の端部から他方にかけてのポアサイズの変化を提供するであろうからである。ま た、モノマーと架橋剤との濃度は、平板の一方の端部から他方にかけて変えられ 得る。

架橋剤濃度の変化に関連する混合物の実施例は以下のようである： ２の　・な　Ａせ １の”ム　ち、溝の　Ａ （１）モノマー：アクリルアミド（１５％Ｗ／Ｖ）（２）コモノマー／架橋剤二 Ｎ％　Ｎｏ−メチレンビス−アクリルアミド（ビス、２％Ｗ／総固体重量）（３ ）イニシエータ：アンモニウム過ｉ１！酸（０，０５％Ｗ／Ｖ） （４）コイニジエータ／促進剤：　Ｎ、　Ｎ、　Ｎ’、Ｎ’　−テトラ−メチル −エチレン−ジアミン（ＴＥＭＥＤ、０．０６％ｖ／ｖ、ツまり０．０００６ｍ １／ｍ１）ＩＬ旦豆生塁皇亘 （１）モノマー：アクリルアミド（１５％Ｗ／Ｖ）（２）コモノマー／架橋剤： Ｎ、Ｎ’　−メチレンビス−アクリルアミド（ビス、５％Ｗ／総固体重量）（３ ）イニシエータ：アンモニウムＭ硫酸（ｏ、ｏｓ％ｗ／Ｖ） （４）コイニジエータ／促進剤：　Ｎ、、Ｎ、　Ｎ’、Ｎ″−テトラーメチル一 二チレンージアミン（ＴＥＭＥＤ、０．０６％ｖ／ｖ、ツまりＯ，０００６ｍ１ ／ｍり他のイニシェークも、使用されたモノマー／架橋剤の組合せに適当であれ ば使用されることができる。上記組合せに対して、例えば、過硫酸カリウムがイ ニシェークとして過硫酸アンモニウムに置き換えられることができる。しかしな がら、概して、一般のポリマー化反応のための熱分解イニシェークとして有用な 化合物の［ｉは幾分限られ、典型的に使用される他の種類はＯ−０、Ｓ−Ｓ、又 はＮ−０結合を有するものである。なぜなら、これらの化合物の種類は１００〜 １７０ＫＪ１モルの範囲の結合解離エネルギーを示すからである。

より高い又はより低い結合解離エネルギーを有する化合物は典型的に解離が遅す ぎるか又は速すぎる。この一般法則の顕著な例外は、２．２’　−アゾビスイソ ブチロニトリル（ＡＩＢＮ）などのいくつかのアゾ化合物であり、これは約２９ ０ＫＪ１モルのＮ＝Ｎ結合の解離エネルギーを有するが、ホモリシスのための推 進力は安定性の高い窒素分子の形成にある。

これらの化合物は、分離の目的のためのポリマーゲル形成のために使用される場 合に同様に働くことが予期される。熱開始ポリマー化が使用されるより一般的な ポリマーシステムに対して、典型的にはペルオキシドが選択されたイニシェータ である（例えば、アセチルペルオキシド及びベンゾイルペルオキシドなどのアシ ルペルオキシド、クミルペルオキシド及びｔ−ブチルペルオキシドなどのアルキ ルペルオキシド、ｔ−ブチル及びクミルヒドロペルオキシドなどのヒドロペルオ キシド、及びｔ−ブチルベルベンゾエートなどのベルエステル）。

同様に他の促進剤も架橋のための触媒として、特に架橋反応をより強い温度の関 数とする触媒として使用される。架橋剤の使用は、ゲルを使用期間中より安定に する傾向があり、ゲルのために有効なボアの大きさを作ることに貢献する。Ｔｒ 　ｉ　ｔｏｎ−ｘ、Ｔｗｅｅｎ−ｘ及びＢｒ１Ｊ−ｘなどの表面活性剤としても よく機能する広範囲の石鹸状の分子もある。

これらの表面改質剤が使用されて水と高分子との相互作用、高分子同士の相互作 用、その環境と高分子との相互作用の性質を変える。なぜなら、これらの分子は しばしば疎水性であり水溶液中では互いにくっつく傾向があるからである。表面 活性剤は、溶質がゲルを下方に移動し得る個々の分子に分れるのを助ける。同様 に、いくつかの分子は特定のイオンと結合する傾向があるので、他の適当なバッ ファもｐ）１安定化のために使用されることができるか、又はイオン化の強さを 制御するために使用されることができる。他のバッファのいくつかの例はホウ酸 塩、フォスフェート、クエン酸塩、炭酸塩などが含まれる。

各種改質剤もまた使用されることができ、それらは概して分析されるモノマーの タイプに依存し、ゲル材料中の他の化合物と溶質との相互作用がどれほど変化さ れるかに依存する。

与えられた例において、尿素の目的は分子内の水素結合を弱めることであり、こ れは平板ゲル構造に注入された全てのタンパク溶質の変性を確実にすることを助 ける。一般法則として、生体分子が分離されることが予想されていなくても尿素 は不必要であり、その場合でさえ分離はそれを用いずにしばしば達成され得る。

生体分子分離のための他の有用な改質剤は、グアナジンであり、典型的に５Ｍで あり、それは時には尿素と組み合わせて使用される。当業者は分離工程の性質を 制御または変化させるために使用され得る他の有用な改質剤が多くあることは分 かるであろう。例えば、他の有用なモディフィアはアルコール及びアセトニトリ ルを含む。

必要ではないが、壁カップリング剤の使用は、ゲルがその後壁によって正しい位 置にしっかりと保持されるので、生成されるゲルの安定性を非常に高めることが 分かつている。そのような壁カップリング剤の使用は当該分野において共通に行 われている。しかしながら、本発明の付加的な利点は、使用された好ましい壁カ ップリング手法の簡素化である。特にゲルとなる上記材料の混合物で支持構造を 満たすに先だって、ストレートな（純粋な）又は、希釈された３−メタクリルオ キシ−プロピルトリメトキシシラン（ＭＡＰＴＭＳ）（アセトン溶液中）が支持 構造を被覆するのに使用される。支持構造はその後空気乾燥され、摂氏１３０度 で３時間オーブンで加熱され、ＭＡＰＴＭＳの壁表面へのカップリングが行われ る。ＭＡＰＴＭＳは強い壁への密着と、壁に隣接した高密度で高度に架橋したゲ ルの密着を促進する。量率ではないが、他の壁カップリング剤及び手法もまた使 用されることができる。例えば、他の方法は、アミノプロピルトリメトキシシラ ン又はアミノプロピルトリエトキシシランを壁と共存結合させる方法である。そ の後、Ｎ−アクリルオキシスクシミドが置換反応を引き起こすために使用される 。これに続いて、ジエチルアクリルアミドを用いて処理がなされ、壁土の材料の 架橋が引き起こされる。上記手法のすべてにおいて、壁の表面を化学結合によっ て壁と直接カブブリングした２重結合で覆われたままにしてお（ことが目的であ る。これらの２重結合は、微分ゲル化工程においてアクリルアミドモノマー及び 架橋結合と反応することができる。

好ましいモードにおいて、支持構造内でゲル化されるべき材料からなる液体混合 物は、調製の間（図示されない）及び溝を満たし、支持構造８５に混合物を注入 する間中（これも図示されない）は水槽温度（摂氏０度）に保たれる。支持構造 が満たされると、それは冷室４５に冷室の開口部４６を通して置かれる。

リーダー４７が支持構造に取り付けられ、ひとたび工程が開始されると冷室から 支持構造を引き出すためのアタッチメントとして働く。リーダーは満たされない 支持構造の長さ、又は支持構造８５の外径とほぼ同じ外径の固形ロッドであり得 る。説明された実施例において、取り付はポイントはリーダーと支持構造との間 のポイント４４である。代わりに、より長い支持構造を用いればリーダーを用い なくてもよい。

好ましい実施例において、リーダー４７は支持スライド４９を越えて、活性化シ ステム５１を通り、第２支持スライド５３を越えて、推進ローラ５５とアイドラ ーローラ５７とからなる１セツトのローラ内を通過する。推進ローラはベルト６ ３を通して電気モーター６１によって駆動される。好ましいモードにおいて、モ ーターはスピードコントロール（図示されない）を有する。

好ましい実施例において、活性化システム５１は抵抗ヒーターを有する熱リング であり、電気コントローラー５９は熱リングに接続されている。他の活性化シス テムも熱活性化ゲル化のために使用され得、例えば、抵抗ヒーターにより加熱さ れサーモスタットで制御された流体も便利であり、又はレーザも使用され得る。

また、熱による活性ゲル化を用いない実施例では、ゲル化が光により活性化され る場合は活性化システム５１は光システム又はレーザであり得、又はゲルが輻射 よって活性化される場合は輻射ビームでさえあり得る。

全ての工程がなされると、熱リングは温度を上げられ、推進駆動が始められる。

液体を満たされた支持構造が冷室から加熱ゾーンを通して引き出される。活性化 が開始される第１の位置から、活性化が停止される第２の位置へ移動する前部に 沿って支持構造内の液体混合物がゲル化され、第４Ａ図及び第４Ｂ図を参照して 上記で説明されたように、第１の位置は典型的には支持構造の一方の端部であり 、第２の位置は支持構造の他方の端部である。このプロセスの間、支持構造内の まだ液体の材料は、反応（ゲル化）面に向かって流動し、ゲル化のために起こる 体積収縮を補充する。第５Ｂ図は熱リングを完全に引き抜かれた支持構造を示し ており、支持構造中のゲル化工程は完了している。

前述のとおり、熱リングの温度は制御され、使用される温度は経験により決定さ れ、概して液体材料の組成、支持構造からリングまでの距離、材料、プレート間 の距離、及び支持構造の壁の厚さ、及び支持構造が加熱ゾーンを通って引かれる 速度に依存する。説明された好ましい実施例において、約摂氏４３度の温度が使 用された。他の状況では３０度はどの低さの温度が適切であり、好ましい温度の 範囲は約摂氏２５〜５０度である。

支持構造が引かれ得る速さも同様に制御される。使用される支持構造は典型的に は１０〜１ｏｏｏミクロンの小さな断面であるので、送流が非常に困難であり、 引く速度が速すぎると液体送流が収縮を補充できなくなる。収縮による流量は実 際の収縮パーセント、支持構造の横断面面積及び引く速度の積であり、比較的容 易に算出される。収縮体積を補充するために充分な速度で移動前部へ支持構造を 通して液体を流す能力は開放端からゲル化前部への圧力差に関連する。圧力差は 周知の流体送流等式によって算出されることができる。これらの計算結果は、毛 管の大きさに対しては、断面積が小さくなるにゆれて、混合物がゲル化中の収縮 による体積損失を補充するために充分流れることができるように、流れる材料の 粘度を充分低く保つことが重要である。操作上では、上記の例において選択され た特定の混合物に対しては、このことは、加熱反応ゾーンへ導入される前に、支 持構造の未反応部分の混合物の温度はゲル化のための反応温度以下によく維持さ れるべきであることを意味している。実際には、これは、上記好ましい混合物の ための水槽によって達成される。しかしながら、材料及び反応温度の他の組合せ に対しては、そのような温度は温度制御冷却システムによってよりよく維持され ることができ、又は反応温度が充分高（反応ゾーンのヒーターが充分に制限され ている場合には、環境温度以外では制御される必要がないこともあり得る。また 、圧力差は支持構造の冷却端部の流体を加圧することによって増大されることが できる。

上記混合物及び摂氏ｏｒｊｅに維持された冷却ゾーン（水）を用い、孔の直径、 ００５　ｃｍのガラス支持構造を用いる好ましい実施例において、混合物の液体 部分にかかる圧力差の１つの制限として大気圧を頼りにしながら、引く速さは１ 分につき約１ｃｍに維持され得る。

前述のように、感熱性混合物を用いて、支持構造と加熱ゾーンとを相対的に動か しながら狭い部分で加熱することは、移動するゲル化前部を作る１つの方法でし かない。他の好ましい実施例においては、電磁放射の暴露の強い関数であるゲル 化速度を有する液体混合物が調製される。この実施例においては、ポリマー化は 光によって開始される。一般に、光開始は光吸収によってラジカルが生成される 場合に起こり、典型的には以下の２つの経路うち１つによって起こる。ａ）シス テム中ｌＮまたはそれ異常の化合物がエネルギー吸収つまり電子遷移によって励 起され、それに続いてラジカルへ分解によって励起される。及び／又はｂ）１種 またはそれ以上の化合物が励起され、励起された種は第２の化合物と（エネルギ ー移動又は酸化還元反応によって）相互作用して前者及び／又は後者の化合物に 由来するラジカルを形成する。この光開始工程に適応させるために、混合物は、 熱によって開始されるポリマー化のための上記混合物と同種である。但し、スペ クトルの紫外線部分の光を吸収するリボフラビンなどの光イニシェークが、感温 性のイニシェータ及び促進剤の代わりに用いられている。使用され得る他の水性 光イニシエータもまた当該分野では周知であり、アゾ−ジカルボンアミド、１． １′−アゾビス（ＮＳ　Ｎ−ジメチルフォルムアミド）、及び４．４′−アゾビ ス（４−シアノバレリアン酸）のナトリウム塩を含んでいる。

光開始工程のために使用され得る混合物の特定の例として、構成要素の組合せは 熱によって開始される上記混合物及び論じられたその等個物の例のものと同じで あるが、イニシエータの代わりにリボフラビンが置かれている。好ましいモード において、リボフラビンは０．００５ｍｇ／ｍｌの濃度で使用され、一般にはＯ ，０００５ｍｇ／ｍｌから０．０４ｍｇ／　ｍ　Ｉまで又はそれ以上に変えるこ とができ、上記他の光イニシエータも同様である。

第６図は熱による開始反応のための装置と類似した装置であり、感光混合物を用 いて使用される。支持構造８５はイニシエータが感光性であることを除いては熱 による開始反応のために説明された混合物と同じ液体混合物で満たされる。調製 は紫外線照射なしで行われ、混合され充填された後支持構造は接合面６９でリー ダー４７に取り付けられる。支持構造の内側のＭＡＰＴＭＳを用いた被覆は、最 初に説明された好ましい実施例のように典型的に行われ、壁密着性を促進する。

満たされた支持構造はポリマー化及び架橋を開始させる紫外線の照射を避けるた めに、覆い７１内に置かれる。リーダー６７は駆動推進ローラー７３とアイドラ ーローラー７５の間を通過する。ローラー７３はベルト７９を介して電気モータ ー７７によって駆動される。紫外線照射ゾーン８１は電源８３によって駆動され る紫外線ランプを備えている。操作において、ランプがつけられ、モーターが開 始され、液体を満たされたチューブは制御された速度で照射ゾーンを通って引か れる。ゲル化は、平板ゲル構造の長さに対して移動する前部、即ち、照射ゾーン で起こり、ゲル化ゾーンを通過していない平板ゲル構造内のまだ液体である材料 は、支持構造内を収縮による体積損失を補充するために流れる。

熱による開始工程及び光による開始工程の実質的な違いは、開始と、混合物に加 えられる化学薬品が感熱性を与えるか、感光性を与えるかという点とにある。ど ちらの場合でも、引く速度を制限する同一の流れ及び圧力の関係が保持される。

光による開始の場合の重大な利点は、ゲル化速度が抑制される冷却された混合物 とは違って、照射されない混合物は暗い中ではゲル化しないということである。

このことは照射されるまでの液体混合物に長い保存期間を提供し、これは商業製 品としての長所である。さらに、光開始では、制御が困難な熱による活性化とは 違って、ゲル化工程のシャープな“オン／オフ”スイッチを提供する。

有用で効果的な引く速度を厳しく制限する毛管の断面及び支持構造の長さに関す る制限は、商業製品の目的に対しては明かな欠点である。これらの制限は、大気 圧に依存するよりもむしろ、ゲル化ゾーンを最後に通過する液体を満たされた支 持構造の端の圧力を上げることによってかなり克服することができる。このこと は圧力差を増大させ、ゲル／溶液界面での硬化しないキャビテーションのない他 の効果的な方法よりもより速い引く速度が用いられ得る。典型的には、圧力は、 ゲル／溶液界面が約１　ｘ　１０’ダイン／Ｃｍ２（１気圧）である工程の開始 時点では充分高くするべきである。加圧は通常の技術を用いて提供され得る。加 圧する場合、液体を充填された支持構造の他端は栓をされ（閉じられ）、ポリマ ー化及び壁密着が開始される前に圧力によって液体がその端から押し出されるの を防ぐ。そのような圧力補助は長い支持構造には特に重要である。周知の流体の 流動方程式に基づく圧力計算は、孔、００５　ｃｍ長さ１００ｃｍに対して約２ ０ＰＳ　Ｉ（１，３ｘｌＯ’ダイン／Ｃｍ２）であることを示している。

当業者には、本発明の精神及び範囲から本質的に離脱せずになされ得る非常に多 くの変化があることは明らかであろう。

例えば、非常に多くの種類の化学混合物が、前部でエネルギーを与えられること によって移動前部でゲル化が行われ得る液体を提供するのに用いられ得る。本発 明の装置の構造及び詳細も同様に変更することができる。例えば、有用な冷室又 は暗室を構成するには多くの方法があり、ゲル化を開始し影響を与えるためにエ ネルギーを加えるには多くの方法がある。

加熱は、例えば、レーザ、電子ビーム他の粒子ビーム、電気抵抗、及び非常に強 い赤外線などによって行われることができる。また、解離してフリーラジカルを 形成する混合物中で陽イオンを作るために８Ｍ放射線が使用され得るので、電離 放射線が直接使用されることもできる。また、エネルギーはイオンビームによっ て又はマイクロ波などの電磁放射の他の周波数によって加えられることができ、 他の方法では例えば、周囲室温が活性化のために適当であり得る。ゲル支持構造 のための引く装置は広く様々な方法で構築され得る。当業者に明らかであるこれ らの全ての変形及び他の変形は、添付の請求の範囲に記載されたような本発明の 範囲及び精神内であると考えられる。

ＦＩＧ−３Ａ ＦＩＧ、−３８゜ ＦＩＧ　４Ａ ４／−。

ＦＩＧ、＝５Ａ。

ＦＩＧ　５Ｂ。

ＦＩＧＪ。

閃　静　ｗＩＩ　審　翰　失

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．グラディエント平板ゲルをキャスティングするゲル支持構造であって、 互いに間隔を置いて対向するプレートであって、該プレート間の間隙を、第１の 方向に液体ゲル物質を流すように互いにシールされた２つのプレートと、 有限の数の溝を有する表面を有し、該溝が形成された表面は該プレートの他方と 対向し、該溝は少なくともその一つの構成要素が、該第１の方向に直交する第２ の方向を有するような表面を有する該プレートの少なくとも１つと、を有するゲ ル支持構造。
2. ２．以下の支持構造を有する平板ゲルで、互いに間隔を置いて対向するプレート であって、該プレート間の間隙を、第１の方向に液体ゲル物質を流すように互い にシールされた２つのプレートと、 有限の数の溝を有する表面を有し、該表面は該プレートの他方と対向し、該溝は 少なくともその一つの構成要素が、該第１の方向に直交する第２の方向を有する ような表面を有する該プレートの少なくとも１つと、 該プレート間の間隙および該溝にあり、該第１の方向に沿って変化する組成を有 しているゲルと、を有する支持構造を有する平板ゲル。
3. ３．以下の工程を包含するグラディエント平板ゲルをキャスティングする方法で あって、 第１のプレートの有限の数の溝を、第１のゲル化液で満たす工程と、 第２のプレートから該第１のプレートを間隔を置いて配して、該溝に直交する方 向成分を有する、該第１及び第２のプレート間の流れの道筋を提供することによ り、平板ゲルのためのゲルキャスティング領域を形成する工程と、第２のゲル化 液を該プレート間の該キャスティング領域内に注入し、該第２のゲル化液が該溝 のそれぞれに行き当たる時に、該第１の液体が第２の液体と混合し、組成勾配を 有するゲル化混合物を形成する注入工程と、該ゲルキャスティング領域内の該ゲ ル化混合物をゲル化し、グラディエント平板ゲルを形成する工程と、を包含する 方法。
4. ４．請求項３に記載の方法であって、前記溝を前記第１のゲル化液で満たした後 に、前記プレートが間隔をあけて配される、方法。
5. ５．請求項３に記載の方法であって、前記注入工程が、毛管作用により遂行され る、方法。
6. ６．請求項３に記載の方法であって、前記ゲル化混合物をゲル化させる工程が、 該ゲル化混合物を、前記ゲルキャスティング領域内の第１の位置から第２の位置 へ、連続的に活性化させる工程を包含する、方法。
7. ７．請求項６に記載の方法であって、前記活性化工程が、活性化要素と前記支持 構造との間に相対的な動きを引き起こし、該活性化要素が、前記第１の位置の反 対側の前記プレートの一方に隣接する位置から、前記第２の位置の反対側の該プ レートの該一方に隣接する位置へ、該プレートの該一方に沿って動かされること により遂行されることを包含する、方法。
8. ８．請求項７に記載の方法であって、前記活性化要素が、エネルギー源を有し、 かつ、前記ゲル化混合物がエネルギーを吸収することにより活性化される、方法 。
9. ９．請求項８に記載の方法であって、前記エネルギー源がヒーターを有する、方 法。
10. １０．請求項８に記載の方法で、前記エネルギー源が放射線源を有する、方法。
11. １１．請求項１０に記載の方法であって、前記放射線が紫外線を含有する、方法 。
12. １２．請求項１０に記載の方法で、前記放射線が電磁放射線を含有する、方法。
13. １３．ゲルをキャスティングするための装置であって、エネルギーを吸収するこ とによりゲル化を促進されるゲル物質を含むための２つの間隔をあけたプレート を有し、以下では第１のプレートとする少なくとも該プレートの一つが、エネル ギーを伝導する材料で構築された支持構造であって、該第１のプレートが互いに 対向する第１の端部および第２の端部を有し、少なくとも該プレートの一つが有 限の数の溝を有し、該溝の少なくとも一つの構成要素が該第１のプレートの該第 １の端部から該第２の端部への方向に直交している、該支持構造と、 該第１のプレート上の局部にエネルギーを供給するエネルギー供給手段と、 該供給源からエネルギーを受け取る該局部を該第１のプレートの第１の端部から 第２の端部への方向に、該第１のプレートに沿って動かすことによって、該局部 が動くにつれて該局部に実質的に隣接する移動ゾーンの該ゲル化混合物中でゲル 化を引き起こすための、該支持構造と該エネルギー供給源との相対的な動きを生 じさせるための移動手段と、を備えている装置。
14. １４．請求項１３に記載の装置であって、前記エネルギー供給源手段はヒーター を備えている装置。
15. １５．請求項１４に記載の装置であって、前記局部の移動の間に、前記ゲル化混 合物を含んでいる前記支持構造の前記エネルギー供給手段からエネルギーをまだ 受け取っていない部分を冷却するための冷却手段をさらに備え、該冷却手段は該 部分が前記ヒータに曝されるまで該部分の混合物のゲル化を遅らせるための手段 である、装置。
16. １６．請求項１４に記載の装置であって、前記ヒータは電気抵抗によって加熱さ れる放射線ユニットを備えている、装置。
17. １７．請求項１４に記載の装置であって、前記ヒータは熱を照射するためのラン プを備えている、装置。
18. １８．請求項１４に記載の装置であって、前記熱供給源はサーモスタットによっ て制御される循環流体を備えている、装置。
19. １９．請求項１８に記載の装置であって、前記循環流体は電気抵抗ヒータによっ て加熱される、装置。
20. ２０．請求項１３に記載の装置であって、前記エネルギー供給手段は紫外線光と して特徴付られる波長の範囲の電磁エネルギーを放射する、装置。
21. ２１．請求項２０に記載の装置であって、前記混合物を含んでいる前記支持構造 の、前記移動ゾーンと前記プレートの前記第２の端部との間に位置する該混合物 を含んでいる該支持構造のこれらの部分を、前記紫外線光から覆うためのシール ド手段をさらに備えている、装置。