JPH04548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無担体連続電気泳動装置に係り、特
にたんぱく質、核酸、細胞等の荷電物質を連続し
て大量分離精製するのに好適な無担体連続電気泳
動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の無担体連続電気泳動装置は、化学工学、
Vol.49、No.12、P954に記載のように、縦長の立
方体形状の泳動室中央部をたんぱく質等の荷電物
質が通り抜ける程度の目開きの整流膜を設けたも
ので、整流膜の一方側を上昇流れ、反対側を下降
流れの循環流れとして分離を行うものである。本
装置では、この上昇流れおよび下降流れを押し出
し流れに近づけることが分離性能を高めるために
重要であるが、従来装置ではこの点について十分
配慮されていなかつた。

なお、この種の装置に関連するものには例えば
米国特許第2878178号、米国特許第3079318号等が
挙げられるが、これらの装置においても上昇流れ
および下降流れを押し出し流れに近づける十分な
配慮がされていなかつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、電気泳動のための荷電によつ
て生じるジユール熱により、泳動室の液が暖めら
れ、泳動室内で起る熱対流により流れが乱れる点
については配慮がされておらず、この熱対流によ
り、前記した上昇流れおよび下降流れを押し出し
流れに保ち難い点に問題があつた。

本発明の目的は、熱対流を考慮しかつ利用して
泳動室内での被処理液の流れを整流し、荷電物質
の分離効率を高めることができる無担体連続電気
泳動装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、無担体連続電気泳動装置を、本体
容器の両側に半透膜で仕切つた電極室を設け、該
電極室内にそれぞれ電極を配し、前記半透膜間を
泳動室とし、該泳動室内をろ過膜で荷電方向に３
個の室に区分し、中央の泳動室の一端部に分離さ
れるべき荷電物質を含む被処理液を供給する入口
ノズルを設け、両側の泳動室の一端部に分離した
荷電物質を抜き出す抜出ノズルをそれぞれ設け、
前記泳動室内で生じるジユール熱による対流の方
向と同方向に前記被処理液を流動させる間に前記
荷電物質を前記両側の泳動室に分離させるように
したものとすることにより、達成される。

〔作用〕

泳動室内ではジユール熱により泳動室内の中央
部で一方向に流れ、両側では、それらの外側で冷
却しているので、逆方向に流れる対流が起るが、
３個の室に区分された泳動室内では、この対流の
方向と同一方向に被処理液の流動が形成される。
これによつて泳動室内での被処理液の流れ形態
は、押し出し流れに近い乱れの少ない流れとな
り、荷電物質の分離効率が高められ、高効率で分
離させた液をそのまま取り出すことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１，２図により説
明する。第１図は本発明による無担体連続電気泳
動装置の正面断面図を含む全体フローシート、第
２図は第１図の−矢視断面図である。図にお
いて、１は実質的に縦長、直方体形状の泳動装置
本体、２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ、ろ過膜３で
仕切つた泳動室、４ａ，４ｂは電極室で、泳動室
２ａ，２ｃと電極室４ａ，４ｂとの間はそれぞれ
半透膜５で仕切られている。電極室４ａ，４ｂ内
にはそれぞれ電極板６ａ，６ｂが設置され、直流
電源装置（図示せず）に接続される。中央の泳動
室２ｂの下端には被処理液の入口ノズル７が設け
られ、被処理液の供給ポンプ８に接続されてい
る。両端の泳動室２ａ，２ｃの下端には被処理液
の出口ノズル９ａ，９ｃが取り付けられている。
また、電極室４ａ，４ｂのそれぞれの下端および
上端には電極液の入口ノズル１０ａ，１０ｂおよ
び出口ノズル１１ａ，１１ｂが設けられ、それぞ
れのノズルは第１図に示すように電極液槽１２お
よび電極液循環ポンプ１３ａ，１３ｂに配管接続
されている。

さらに本実施例では、ろ過膜３で仕切つた泳動
室２ａ，２ｂ，２ｃの下部には仕切板２０が取り
付けられている。仕切板２０の高さは入口ノズル
７からの被処理液の流入を整流するために必要な
高さとし、泳動室の幅２〜10倍とする。そして仕
切板２０の上部には第１図に示すようにろ過膜３
が張られている。

ここで、泳動室２ａ，２ｂ，２ｃ間を仕切るろ
過膜３には、処理するたんぱく質等の荷電物質を
通す程度の目開きのものが用いられ、泳動室２
ａ，２ｃと電極室４ａ，４ｂとの間の半透膜５に
は、処理する荷電物質は通さないが、バツフアを
含む電極液を通す目開きのものが用いられる。な
お、ろ過膜３の上端は第１図に示すように切り取
られており、図中の矢印１４で示されるように被
処理液の流路となつている。

なお、電極液槽１２内には冷却コイルなどの冷
却装置（図示せず）が設けられ、電極板６ａ，６
ｂへの通電により発生するジユール熱を除去す
る。

本発明はこのように構成されているので、次の
ような動作を行う。

たんぱく質などの複数の荷電物質を含んだ被処
理液は入口ノズル７より中央の泳動室２ｂの下部
に供給され、泳動室２ｂ内を上昇し、上端で矢印
１４で示すように二つの流れに別れて両側の泳動
室２ａおよび２ｃを下降する。ここで被処理液中
に含まれた複数の荷電物質は、電極板６ａ，６ｂ
への通電により、正又は負に荷電し、例えば正の
電荷を持つた物質は負の電極６ｂの方向へ少しず
つ移動しながら中央の泳動室２ｂを上昇し、図の
右側の泳動室２ｃを下降する。そして出口ノズル
９ｃより正の電荷を持つた物質の濃い液が取り出
される。一方、負の電荷を持つた物質は正の電極
６ａの方向に移動しながら、泳動室２ｂを上昇
し、泳動室２ａを下降して、出口ノズル９ａか
ら、負の電荷を持つた物質の濃い液として取り出
される。

このような荷電物質の連続分離において、泳動
室２ａ，２ｂ，２ｃ内は常に荷電されているた
め、ジユール熱により泳動室内の液が暖められ
る。そして電極室４ａ，４ｂには冷却した電極液
が循環しているので、泳動室２ａ〜２ｃ内には、
中央で上昇し、両側で下降する熱対流が起つてい
る。本発明は、この熱対流に沿つた方向に被処理
液を流すことができ、すなわち中央の泳動室２ｂ
で上昇し、両側の泳動室２ａ，２ｃで下降する流
れとして荷電物質の連続分離が行えるので、押し
出し流れに近い、乱れの少ない流れとなり、荷電
物質の分離効率が高められる。なお荷電物質は泳
動室２ｂ内を上昇する流れの中で少しずつ流れと
直角方向に移動し、その一部はろ過膜３を通り抜
け、他の一部は泳動室２ｂの上部に達して第１図
中の矢印１４で示すようにＵターンして両側の泳
動室２ａ又は２ｃの下降流に移動する。また前述
のようにろ過膜３は、荷電物質が通る程度の小さ
い目開き（被処理物質により異るが、0.01μ〜数
μ程度）となつているので被処理液の上昇および
下降流れの流れに対しての直角方向の短絡流れ、
逆混合を抑制し、全体の流れを第１図の矢印の方
向に整流する。

さらに本実施例によれば、３個に分けられた泳
動室２ａ，２ｂ，２ｃの下部が仕切板２０により
分離されているので、入口ノズル７から泳動室４
ｂ下部に入る被処理液による流れの乱れにより荷
電物質が両側の泳動室２ａ，２ｃに拡散して混入
することが防止される。これにより分離性能がさ
らに高められる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、泳動室内に生じるジユール熱
による熱対流の方向に被処理液を流動させ、押し
出し流れに近い流れとして荷電物質を連続分離で
きるので、分離効率を高めることができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図を含む全
体フローシート、第２図は第１図の−線断面
図である。 １……泳動装置本体、２ａ，２ｂ，２ｃ……泳
動室、３……ろ過膜、４ａ，４ｂ……電極室、５
……半透膜、６ａ，６ｂ……電極板、２０……仕
切板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体容器の両側に半透膜で仕切つた電極室を
   設け、該電極室内にそれぞれ電極を配し、前記半
   透膜間を泳動室とし、該泳動室内をろ過膜で荷電
   方向に３個の室に区分し、中央の泳動室の一端部
   に分離されるべき荷電物質を含む被処理液を供給
   する入口ノズルを設け、両側の泳動室の一端部に
   分離した荷電物質を抜き出す抜出ノズルをそれぞ
   れ設け、前記泳動室内で生じるジユール熱による
   対流の方向と同方向に前記被処理液を流動させる
   間に荷電物質を前記両側の泳動室に分離させるこ
   とを特徴とする無担体連続電気泳動装置。 ２ 前記３個の室に区分した泳動室のそれぞれの
   境界面の前記入口ノズル、抜出ノズル付近部に仕
   切板を設け、供給する前記被処理液の前記泳動室
   入口付近での流れの乱れによる前記両側の泳動室
   への前記荷電物質の拡散混入を防止した特許請求
   の範囲第１項記載の無担体連続電気泳動装置。