JPH05296977A - 電気泳動装置及びその方法 - Google Patents

電気泳動装置及びその方法

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JPH05296977A
JPH05296977A JP4098228A JP9822892A JPH05296977A JP H05296977 A JPH05296977 A JP H05296977A JP 4098228 A JP4098228 A JP 4098228A JP 9822892 A JP9822892 A JP 9822892A JP H05296977 A JPH05296977 A JP H05296977A
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JP
Japan
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protein
electrophoretic
migration
support
sample
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JP4098228A
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Naomitsu Yokogawa
尚充 横川
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、蛋白質に色素を混入せずとも、正確
に泳動長を把握できる電気泳動装置を提供することを目
的とする。 【構成】支持体1上で蛋白2を電気泳動し、この分画蛋
白の分布を求める電気泳動装置において、蛋白質を光学
的方法等により特異的に検出する蛋白質検出器を設け、
蛋白質の電気泳動を検出する。また、この泳動処理手段
における泳動電流(電圧)や泳動時間を制御する泳動電
源制御装置8を設けることにより、その泳動長を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば血清等の蛋白質
を分離する電気泳動装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】医療の分野において、各種の蛋白質を分
離する目的で電気泳動法を利用して検査を行うことが広
く行われている。
【0003】電気泳動法は、被検物質に電界を加えるこ
とにより、その各成分の移動速度の違いを利用して被検
物質を各成分に分離して分析する方法である。各成分を
確実に分離するためには、ある一定距離以上の泳動を必
要とする。従来の一般的な電気泳動装置にあっては、泳
動を開始してから停止するまでの時間を固定しており、
必要に応じて、熟練した技術者が経験的に泳動時間、泳
動電流を決定し、それらの変更等の調節を行なう。
【0004】なお、特開昭62−42034 号公報に示される
処理方法にあっては、高度なデータ処理を経て、泳動長
を一定長補正する技術が提案されているが、その装置が
複雑となり高価になってしまう。
【0005】ところで、蛋白質を被検物質とした場合、
蛋白質は無色透明であるため、その泳動パターンの様子
を肉眼で見ることはできないので、一定距離に泳動され
たことを直接に確認することは難しい。
【0006】従来、この泳動長を確認する方法として、
蛋白質と結合する色素(ポンソ−3R、ポンソ−S、B
PB等)を混ぜてから電気泳動を行わせる方法がよく用
いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の用手法、つま
り、蛋白質に色素を結合させてから電気泳動を行わせる
手法において、蛋白質の結合能を超える量の色素を混入
させてしまうと、過剰の色素が単独に泳動されてしま
い、正確な泳動長を知ることができなくなる。また、適
量の色素を加えて泳動したとしても、色素と結合した蛋
白質は、本来の易動度とは異なった易動度を示すように
なり、やはり正確な泳動長を知ることができない。さら
に、色素と結合させる方法は、全自動の電気泳動装置に
応用しようとすると、色素を正確に被検物質に加えねば
ならないので、装置が複雑となり高価になってしまう。
【0008】本発明は前記課題に着目してなされたもの
で、蛋白質に色素を混入せずとも、正確に泳動長を把握
できる装置を提供することを目的とする。また、熟練者
ならずとも精度良く、かつ分析ミスを防止できる装置を
提供することを目的とする。さらに、本発明は熟練者な
らずとも精度良くその泳動長を制御できる方法を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決する手段および作用】本発明は、支持体上
で蛋白を電気泳動し、この分画蛋白の分布を求める電気
泳動装置において、蛋白質を光学的方法等により特異的
に検出する蛋白質検出手段を設け、蛋白質の電気泳動を
検出する。また、この泳動処理手段における泳動電流
(電圧)や泳動時間を制御する手段を設けることによ
り、その泳動長を制御する。
【0010】電気泳動蛋白の検出タイミングは、種々考
えられる。例えば、少なくとも泳動開始時点より一定時
間毎、または連続的に検出を行い、蛋白の展開経過を逐
時追跡すれば、展開異常の発生や所定泳動長への到達を
即座に検出できる。また、このとき、所定泳動長位置の
適当な許容範囲にのみ、蛋白検出手段を設けることによ
り、検出手段を節約することもできる。
【0011】本発明では、蛋白を特異的に検出するた
め、例えば紫外線領域の波長の光を照射して、その吸光
度を調べる。したがって、支持体中に余分な蛋白成分、
その他の紫外線吸収性物質が存在する場合には、予め、
支持体のみの吸光特性を得て後、泳動開始後の変化を検
出するようにしてもよい。
【0012】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を説明する。こ
の第1の実施例は1つの検出器を用いて電気泳動蛋白を
検出する例である。図1はその本発明の第1の実施例の
構成を概略的に示すものである。
【0013】同図中1は、支持体であり、これは紫外線
領域の波長を殆ど吸収しないもの、例えばセルロースア
セテート、ニトロセルロース、ポリアクリルアミド等の
透過性の材料から形成されている。また、支持体1に
は、図示しない検体塗布機構により、試料としての蛋白
2が塗布される。通常、蛋白2は肉眼で直接に見ること
ができないものである。支持体1は導電性の電極を兼ね
る1対のブリッジ材3a,3bの間に架け渡されて設置
されている。ブリッジ材3a側が陽極で、ブリッジ材3
b側が陰極となる。蛋白2は陰極側に位置して塗布され
る。
【0014】そして、この塗布された蛋白2は一対のブ
リッジ材3a,3bを通じて泳動電源4から供給される
電流(電圧)により支持体1上で電気泳動される。泳動
電源4は、後述する泳動電源制御装置(手段)8により
支持体1に供給する電流(電圧)を制御する。
【0015】また、検体塗布地点より泳動展開方向に所
定距離だけ離れた位置には、その支持体1を間にして対
向する1個の水銀ランプ5と1個のシリコン受光素子6
からなる検出器が設置されている。水銀ランプ5は光源
電源7より電力が供給されて発光する。水銀ランプ5は
その発する光に多量の紫外線を含む。なお、光源には紫
外線を効率よく得るために前記水銀ランプ5が用いられ
ているが、この他にもキセノンランプ等が使用される。
シリコン受光素子6には、特に紫外線領域の感度の高い
ものを用いる。この検出器により泳動展開する蛋白成分
を特異的に検出する蛋白検出手段を構成する。
【0016】そして、泳動開始前、水銀ランプ5より発
する紫外線は支持体1を透過し、シリコン受光素子6に
そのまま入射するから、検出レベルは高い。泳動操作を
開始後、蛋白2が展開し、シリコン受光素子6の検出可
能な位置まで蛋白成分が泳動されると、その蛋白成分は
紫外線を吸収するため、シリコン受光素子6での紫外線
の検出レベルは低下する。つまり、泳動展開した蛋白2
の先端を検出することができる。
【0017】そこで、このシリコン受光素子6からの信
号を受ける泳動電源制御装置8が、それを認識し、例え
ば前記泳動電源4の出力を止めるよう制御する。これに
より泳動操作を終了させることができる。この場合には
泳動長を一定にすることができる。電気泳動蛋白の検出
タイミングは、種々考えられる。例えば、少なくとも泳
動開始時点より一定時間毎、または連続的に検出を行
い、蛋白の展開経過を逐時追跡すれば、展開異常の発生
や所定泳動長への到達を即座に検出できる。
【0018】なお、水銀ランプ5とシリコン受光素子6
による検出位置は、泳動像の分析すべき分画の全てが、
少なくとも光学的に検出し得る程度に展開したときに相
当する長さの先端とするのが普通である。このような先
端位置の決定は、予め基準となる蛋白試料を支持体1上
で展開するか、あるいは複数の蛋白試料を展開させて、
その平均もしくは許容範囲を求めることができる。この
支持体1上に泳動した分画蛋白の分布は、図示ないパタ
ーン判定手段を用いて演算処理し、前記蛋白試料の異常
等を判定する分析を行なうことができる。
【0019】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
図2はその本発明の第2の実施例の構成を概略的に示す
ものである。この第2の実施例は複数個の検出器を用い
た例である。すなわち、水銀ランプ5は、光源電源7よ
り調節された電力が供給されることにより発光する。水
銀ランプ5から発する光は光ファイバ10a〜10fに
より必要な本数、ここでは6本に分かれ、一方、それの
出射端にそれぞれ対応して複数の受光素子6a〜6fが
設けられている。各受光素子6a〜6fの出力端には演
算装置11が接続されている。
【0020】前述したと同様に支持体1に塗布された蛋
白2は泳動電源4から供給される電流(電圧)により泳
動させられる。泳動前、蛋白2は受光素子6aの真上に
あり、その検出器は検体塗布位置の蛋白2を検出する状
態にある。しかし、その他の受光素子6b〜6fは、ま
だ蛋白2を検知する状態にはない。
【0021】次に、電気泳動を開始させると、蛋白2は
徐々に+極側に移動を始め、受光素子6b〜6fの検出
器が順次、展開する蛋白2の成分を検出していく。この
とき、最後から2番目の受光素子6eが蛋白2を検出し
た時点で演算装置11からの演算結果を受けて泳動電源
制御装置8が泳動電源4を制御して泳動を終了させる。
これによると、受光素子6eから受光素子6aまでの距
離の泳動長が得られる。また、最後の受光素子6fが蛋
白2を検知した時点で泳動を終了させれば、受光素子6
fから受光素子6aまでの距離の泳動長が得られる。受
光素子6fの位置は、泳動像の分析すべき分画の全て
が、少なくとも光学的に支障なく確認できるまでの泳動
長に相当する距離である、という具合に、検出器をセッ
トする位置により、泳動長を段階的に得ることが可能で
ある。
【0022】また、受光素子6fの位置の泳動長を一定
時間内に得たい場合、演算装置11により、受光素子6
aから受光素子6b、受光素子6bから受光素子6c
へ、順次、検出器の各受光素子6a〜6fが蛋白2を検
出した時間(つまり、通過時刻)と、予め設定した所要
時間とを比較し、遅いようであれば、泳動電流(電圧)
を増し、早いようであれば、泳動電流(電圧)を減ずる
ように制御する。こうすることにより、一定時間内で常
に一定の泳動長を得ることが可能である。
【0023】また、適当な許容時間内に2番目の受光素
子6bが蛋白2を検知しなかった場合、異常を知らせる
警報を発するようにすると、素早く異常に利用者が対応
できるようになる。さらに、受光素子6fより遠くに所
定泳動長を超過した試料を検出するための受光素子を配
置して、これにより警告を発するとともに泳動を一時的
に停止させてもよい。このように電気泳動蛋白の検出タ
イミングは種々考えられるものである。
【0024】なお、泳動を中断するか終了停止した後
に、適当な移送装置により、受光素子を泳動方向に沿っ
て走査させるようにして前記支持体1上に泳動した分画
蛋白2の分布を検出してこれを演算装置11で処理して
前記蛋白試料の異常を判定する手段を設けてもよい。
【0025】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではなく、実質的に同様な目的及び効果を奏す
る種々の変更を包含する。例えば、上述した実施例で
は、受光素子を固定しているが、泳動を中断するか終了
停止した後に、適当な移送装置により、その受光素子を
泳動方向に沿って走査させるようにしたものでもよい。
このとき、受光素子は蛋白塗布位置、すなわち、泳動開
始地点より所定距離分移動した時点で、泳動像の先頭の
分画が存在するか否かを判定すれば、上述と同様の作用
効果を奏する。ここで、走査方向および走査範囲は適宜
変更できるものの、好ましくは泳動像の展開方向とは逆
方向より走査した方が、先頭となる分画の蛋白のみを効
率よく検出できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蛋
白に色素を結合させる必要がないので、手間およびコス
トが削減される。必要とする一定の泳動長を常に得られ
る。そのため人手に頼る必要がなく、誰が操作しても、
条件が変化しても安心して使える。また、信頼性の高い
データが得られる。また、請求項1の発明によれば、染
料の影響を受けずに泳動長が適切か否か確認できるた
め、簡略かつ信頼性の高い分析が可能となる。
【0027】また、請求項2,3の発明によれば、泳動
長が所定長さか否かに応じて泳動手段および判定手段を
オン・オフ等の制御をするので、熟練者に限らず、精度
よく分析ミスを防止できる。
【0028】さらに、請求項4の発明によれば、支持体
および試料に何ら特別な処理を施さずに泳動長を検出し
ながら、泳動操作できるので、精度よく所望の泳動長が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の概略的な構成を示す斜
視図。
【図2】本発明の第2の実施例の概略的な構成を示す斜
視図。
【符号の説明】
1…支持体、2…蛋白、4…泳動電源、5…水銀ラン
プ、6…シリコン受光素子、6a〜6f…受光素子、7
…光源電源、8…泳動電源制御装置。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】ところで、蛋白質を被検物質とした場合、
蛋白質は無色透明であるため、その泳動パターンの様子
を肉眼で見ることはできないので、一定距離に泳動され
たことを直接に確認することは難しい。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】従来、この泳動長を確認する方法として、
蛋白質と結合する色素(ポンソ−3R、ポンソ−S、B
PB等)を混ぜてから電気泳動を行わせる方法がよく用
いられている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】例えば、特開昭62−42034 号公報に示され
る処理方法にあっては、複数の被検物質を所定の支持体
上で染色後に電気泳動して得た種々の泳動長の各データ
を高度なデータ処理でもって各一定長のデータに補正し
ている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】
【課題を解決する手段および作用】本発明は、支持体上
で蛋白を電気泳動し、この分画蛋白の分布を求める電気
泳動装置において、蛋白質を光学的方法等により特異的
に検出する蛋白質検出手段を設け、泳動された蛋白質を
検出する。また、この泳動処理手段における泳動電流
(電圧)や泳動時間を制御する手段を設けることによ
り、その泳動長を制御する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】同図中1は、支持体であり、例えばセルロ
ースアセテート、ニトロセルロース、ポリアクリルアミ
ド等の材料から形成されている。また、支持体1には、
図示しない検体塗布機構により、試料としての蛋白2が
塗布される。通常、蛋白2は肉眼で直接に見ることがで
きないものである。支持体1は導電性の電極を兼ねる1
対のブリッジ材3a,3bの間に架け渡されて設置され
ている。ブリッジ材3a側が陽極で、ブリッジ材3b側
が陰極となる。蛋白2は陰極側に位置して塗布される。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】そして、泳動開始前、水銀ランプ5より発
する紫外線は散乱しながらも支持体1を透過し、シリコ
ン素子6に入射して、所定量の透過検出レベルが得られ
る。泳動操作を開始後、蛋白2が展開し、シリコン受光
素子6の検出可能な位置まで蛋白成分が泳動されると、
その蛋白成分は紫外線を吸収するため、シリコン受光素
子6での紫外線の検出レベルは低下する。つまり、泳動
展開した蛋白2の先端を検出することができる。紫外線
の吸収程度は、支持体を反射する反射光量についてもも
ちろん同様にレベル低下する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】なお、水銀ランプ5とシリコン受光素子6
による検出位置は、泳動像の分析すべき分画の全てが、
少なくとも光学的に検出し得る程度に展開したときに相
当する長さの先端とするのが普通である。このような先
端位置の決定は、予め基準となる蛋白試料を支持体1上
で展開するか、あるいは複数の蛋白試料を展開させて、
その平均もしくは許容範囲を求めることができる。この
支持体1上に泳動した分画蛋白の分布は、図示しない演
算処理手段を用いて演算処理し、前記蛋白試料の異常等
を判定する分析を行なうことができる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】なお、泳動を中断するか終了停止した後
に、適当な移送装置により、受光素子を泳動方向に沿っ
て走査させるようにして前記支持体1上に泳動した分画
蛋白2の分布を検出してこれを演算装置11で前記蛋白
試料の異常を判定し得るように演算処理することによ
り、蛋白質の電気泳動の検出を迅速化できる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではなく、実質的に同様な目的及び効果を奏す
る種々の変更を包含する。例えば、上述した実施例で
は、受光素子を固定しているが、泳動を中断するか終了
停止した後に、適当な移送装置により、その受光素子を
泳動方向に沿って走査させるようにしたものでもよい。
このとき、受光素子は蛋白塗布位置、すなわち、泳動開
始地点より所定距離分移動した時点で、泳動像の先頭の
分画が存在するか否かを判定すれば、上述と同様の作用
効果を奏する。ここで、走査方向および走査範囲は適宜
変更できるものの、好ましくは泳動像の展開方向とは逆
方向より走査した方が、先頭となる分画の蛋白のみを効
率よく検出できる。また、上述したように、支持体上の
蛋白質に基づく光吸収程度を検出するには、透過光量以
外にも支持体を反射する反射光量を測定する手段であっ
ても無論構わない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体上で蛋白を電気泳動し、この分画
    蛋白の分布を求める電気泳動装置において、支持体上に
    塗布された蛋白試料を電気的に泳動させる泳動処理手段
    と、少なくとも検体塗布地点より泳動展開方向に所定距
    離だけ離れた支持体上の位置にてその支持体上に泳動し
    た分画蛋白成分を特異的に検出する蛋白検出手段とを設
    けたことを特徴とする電気泳動装置。
  2. 【請求項2】 前記蛋白検出手段からの検出情報に応じ
    て前記泳動処理手段による蛋白の泳動動作を制御する手
    段を具備したことを特徴とする請求項1に記載の電気泳
    動装置。
  3. 【請求項3】 前記支持体上に泳動した分画蛋白の分布
    を検出してこれを演算処理して前記蛋白試料の泳動動作
    の異常を判定する判定手段を設け、前記蛋白検出手段か
    らの検出情報に応じて前記判定手段の動作を制御する制
    御手段を具備することを特徴とする請求項1または請求
    項2に記載の電気泳動装置。
  4. 【請求項4】 前記支持体上に塗布された蛋白試料を電
    気的に泳動させる工程と、蛋白成分に特異的に吸収され
    る波長の光により前記前記支持体上に泳動した蛋白試料
    の泳動長を検出する工程とを有し、前記試料の分画蛋白
    が分離を完了するまでの間、前記泳動工程及び検出工程
    を続行することを特徴とする電気泳動方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131312A (ja) * 2000-07-21 2002-05-09 Novel Science Internatl Gmbh 人体又は動物体の試料の分析による特徴の検出のための方法及び装置
JP2005534914A (ja) * 2002-07-31 2005-11-17 ソルヴィーアス アクチェンゲゼルシャフト 装置および測定方法
DE102015113758A1 (de) 2014-09-04 2016-03-10 Canare Electric Co., Ltd. Halbleiterlaser

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