JPH0572178A - 電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動装置Info
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- JPH0572178A JPH0572178A JP3233489A JP23348991A JPH0572178A JP H0572178 A JPH0572178 A JP H0572178A JP 3233489 A JP3233489 A JP 3233489A JP 23348991 A JP23348991 A JP 23348991A JP H0572178 A JPH0572178 A JP H0572178A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＮＡ等の電気泳動装置において、分析検出
に実際に必要な試料と同量の極微量の試料を用いるのみ
で分析することが可能な電気泳動装置を得る。 【構成】 試料注入部ａは二つのバッファー槽１、２を
有し、第２のバッファー槽は試料注入ウェル４と細管５
を介して第１のバッファー槽１と連結している。細管の
途中に分子ふるい膜６が設けられる。試料注入ウェル４
と分子ふるい膜６の間の細管の一部でキャピラリーの入
り口に細管で連結される。 【効果】 広い試料注入ウェルに注入した試料を細管５
の狭い領域に電気泳動し、試料を濃縮して保持した後
に、電気泳動分離するので作成した試料の大部分を有効
に分析に使用でき、濃度の低い試料でも感度良く、分
離、検出することができる。
に実際に必要な試料と同量の極微量の試料を用いるのみ
で分析することが可能な電気泳動装置を得る。 【構成】 試料注入部ａは二つのバッファー槽１、２を
有し、第２のバッファー槽は試料注入ウェル４と細管５
を介して第１のバッファー槽１と連結している。細管の
途中に分子ふるい膜６が設けられる。試料注入ウェル４
と分子ふるい膜６の間の細管の一部でキャピラリーの入
り口に細管で連結される。 【効果】 広い試料注入ウェルに注入した試料を細管５
の狭い領域に電気泳動し、試料を濃縮して保持した後
に、電気泳動分離するので作成した試料の大部分を有効
に分析に使用でき、濃度の低い試料でも感度良く、分
離、検出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気泳動装置、特に、試
料導入部が改良されたＤＮＡ等の分離検出に有効なゲル
電気泳動装置に関する。
料導入部が改良されたＤＮＡ等の分離検出に有効なゲル
電気泳動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＤＮＡシーケンシングをはじめ、
ＤＮＡの分離検出には平板型ゲル（スラブゲル）が用い
られてきた。この装置でのＤＮＡの最小検出量は測定領
域内のＤＮＡ濃度と体積に依存する。従って、微量の試
料を有効に検出するためにはＤＮＡバンドの体積を小さ
くする必要がある。これを実現する方法としてキャピラ
リー電気泳動法が提案されておりＤＮＡ解析にも使用さ
れている（Anal. Chem.62, 900-903,(1990)）。
ＤＮＡの分離検出には平板型ゲル（スラブゲル）が用い
られてきた。この装置でのＤＮＡの最小検出量は測定領
域内のＤＮＡ濃度と体積に依存する。従って、微量の試
料を有効に検出するためにはＤＮＡバンドの体積を小さ
くする必要がある。これを実現する方法としてキャピラ
リー電気泳動法が提案されておりＤＮＡ解析にも使用さ
れている（Anal. Chem.62, 900-903,(1990)）。
【０００３】キャピラリー電気泳動に現在用いられてい
る装置は図５にその概念図が示されるように、バッファ
液で満たされた第１と第２のバッファ槽１０１、１０２
とを有し、二つのバッファ槽内には泳動電界電位を与え
るため高電圧電源Ｂからの電極１０３、１０４が装着さ
れている。また、二つの槽内のバッファ液はキャピラリ
１０５を介して連通し得るようにされており、該キャビ
ラリの適宜箇所に検出部１０６が位置している。この装
置を用いてＤＮＡ等の分離検出を行うに当たっては、バ
ッファ液で満たされたバッファ槽からキャビラリの先端
を離脱させ、外部に位置する試料溜Ｓにその先端を挿入
して所定量の試料をキャビラリの先端に導入した後、再
びキャビラリの先端をバッファ槽内のバッファ液内に浸
漬させる。しかる後、バッファ槽間に泳動電極を与え試
料を電気泳動させ分析を行う。
る装置は図５にその概念図が示されるように、バッファ
液で満たされた第１と第２のバッファ槽１０１、１０２
とを有し、二つのバッファ槽内には泳動電界電位を与え
るため高電圧電源Ｂからの電極１０３、１０４が装着さ
れている。また、二つの槽内のバッファ液はキャピラリ
１０５を介して連通し得るようにされており、該キャビ
ラリの適宜箇所に検出部１０６が位置している。この装
置を用いてＤＮＡ等の分離検出を行うに当たっては、バ
ッファ液で満たされたバッファ槽からキャビラリの先端
を離脱させ、外部に位置する試料溜Ｓにその先端を挿入
して所定量の試料をキャビラリの先端に導入した後、再
びキャビラリの先端をバッファ槽内のバッファ液内に浸
漬させる。しかる後、バッファ槽間に泳動電極を与え試
料を電気泳動させ分析を行う。
【０００４】この種のキャピラリー電気泳動において
は、通常試料はμｌのオーダの試料溜から、電界注入に
よりｎｌ程度がキャピラリー内に入り分析される。
は、通常試料はμｌのオーダの試料溜から、電界注入に
よりｎｌ程度がキャピラリー内に入り分析される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術ではキャ
ピラリーに注入される試料量はわずかであるが、注入量
の１００倍近い試料を試料溜に必要とする難点があっ
た。このため、分離検出に必要な実際の試料の必要最小
量は必ずしも小さくなく、極微量成分の分析には難点が
あった。
ピラリーに注入される試料量はわずかであるが、注入量
の１００倍近い試料を試料溜に必要とする難点があっ
た。このため、分離検出に必要な実際の試料の必要最小
量は必ずしも小さくなく、極微量成分の分析には難点が
あった。
【０００６】本発明の目的は、試料溜中にあるＤＮＡ等
の分析対象試料のほぼ全量をいったん濃縮し、その後に
分離泳動部に泳動させることにより、分析検出に実際に
必要な極微量の試料とほぼ同量の試料を試料溜に提供す
るだけで、十分な分離検出を行い得る電気泳動によるＤ
ＮＡ等の試料分離分析装置を提供することにある。
の分析対象試料のほぼ全量をいったん濃縮し、その後に
分離泳動部に泳動させることにより、分析検出に実際に
必要な極微量の試料とほぼ同量の試料を試料溜に提供す
るだけで、十分な分離検出を行い得る電気泳動によるＤ
ＮＡ等の試料分離分析装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、試料注入部、分離泳動部、検出部、及び
泳動用高圧電源供給部とからなる蛍光検出型電気泳動装
置において、該試料注入部は相互に細管部分で連結され
た二つのバッファ槽及び該細管部分に位置する検出対象
物は通過し得ないが検出対象物より小さいサイズの物質
は通過し得る第１の分子ふるい膜とを有していると共
に、該分離泳動部は該分子ふるい膜の近傍上流側に開口
しており、かつ泳動用高圧電源供給部は該二つのバッフ
ァ槽間及び二つのバッファ槽間の一方と分離泳動部間と
に切り替え自在に接続していることを特徴とする電気泳
動装置を開示する。
に、本発明は、試料注入部、分離泳動部、検出部、及び
泳動用高圧電源供給部とからなる蛍光検出型電気泳動装
置において、該試料注入部は相互に細管部分で連結され
た二つのバッファ槽及び該細管部分に位置する検出対象
物は通過し得ないが検出対象物より小さいサイズの物質
は通過し得る第１の分子ふるい膜とを有していると共
に、該分離泳動部は該分子ふるい膜の近傍上流側に開口
しており、かつ泳動用高圧電源供給部は該二つのバッフ
ァ槽間及び二つのバッファ槽間の一方と分離泳動部間と
に切り替え自在に接続していることを特徴とする電気泳
動装置を開示する。
【０００８】該細管部分のより上流側に検出対象物は通
過し得るが検出対象物より大きいサイズの物質の通過は
阻止する第２の分子ふるい膜が設け、該分離泳動部を第
２と第１の分子ふるい膜間の該細管部分に開口させるこ
とにより、より目的を達成することができる。分離泳動
部はバッファ液を満たした中空キャビラリーであってよ
く、またガラスキャビラリー内部に形成されたゲルであ
ってもよい。さらに、２枚のガラス平板の間に形成され
た平板型ゲルであってもよい。
過し得るが検出対象物より大きいサイズの物質の通過は
阻止する第２の分子ふるい膜が設け、該分離泳動部を第
２と第１の分子ふるい膜間の該細管部分に開口させるこ
とにより、より目的を達成することができる。分離泳動
部はバッファ液を満たした中空キャビラリーであってよ
く、またガラスキャビラリー内部に形成されたゲルであ
ってもよい。さらに、２枚のガラス平板の間に形成され
た平板型ゲルであってもよい。
【０００９】また、分子ふるい膜面積を該分離泳動部の
断面積とほぼ等しいかあるいはより小さな面積に制限す
る手段を具備することにより、より目的は達成される。
断面積とほぼ等しいかあるいはより小さな面積に制限す
る手段を具備することにより、より目的は達成される。
【００１０】
【作用】本発明による電気泳動装置の好ましい態様にお
いては、試料注入部は、第１及び第２のバッファー槽
と、第２のバッファー槽内の底部に位置する試料注入ウ
ェルと、分子サイズを選択分離する分子ふるい膜と、二
つのバッファー槽相互間を連結する細管によって構成さ
れている。また、上記分子ふるい膜は好ましくは第１の
バッファー槽と第２のバッファー槽とを連結する細管の
途中に設けられる。試料の分析にあたり、まず試料を上
記第２のバッファー槽内の底部に設けた試料注入ウェル
に注入し、上記第１及び第２のバッファー槽をバッファ
ー液で満たす。それにより上記細管内はバッファー液で
満たされるとともに、該分子ふるい膜近傍にその入り口
を開口している分離泳動部もバッファー液で満たされ
る。
いては、試料注入部は、第１及び第２のバッファー槽
と、第２のバッファー槽内の底部に位置する試料注入ウ
ェルと、分子サイズを選択分離する分子ふるい膜と、二
つのバッファー槽相互間を連結する細管によって構成さ
れている。また、上記分子ふるい膜は好ましくは第１の
バッファー槽と第２のバッファー槽とを連結する細管の
途中に設けられる。試料の分析にあたり、まず試料を上
記第２のバッファー槽内の底部に設けた試料注入ウェル
に注入し、上記第１及び第２のバッファー槽をバッファ
ー液で満たす。それにより上記細管内はバッファー液で
満たされるとともに、該分子ふるい膜近傍にその入り口
を開口している分離泳動部もバッファー液で満たされ
る。
【００１１】この状態で上記泳動用の電極間に電位を与
えて、第１及び第２のバッファー槽間での電気泳動を可
能とする。分子ふるい膜はバッファー液中の分子サイズ
の小さい塩は通すが、分子サイズの大きなＤＮＡ分子は
通さないものが選択され、従って、第１及び第２のバッ
ファー槽間での電気泳動によって、上記分子ふるい膜の
面あるいはその近傍に試料は濃縮される。
えて、第１及び第２のバッファー槽間での電気泳動を可
能とする。分子ふるい膜はバッファー液中の分子サイズ
の小さい塩は通すが、分子サイズの大きなＤＮＡ分子は
通さないものが選択され、従って、第１及び第２のバッ
ファー槽間での電気泳動によって、上記分子ふるい膜の
面あるいはその近傍に試料は濃縮される。
【００１２】このようにして濃縮されたＤＮＡ等の試料
は分離泳動部のキャピラリー等に直結した領域に保持さ
れた後、分離泳動部のキャピラリー等内を電気泳動する
ので、ほぼ全試料を無駄なく分離、検出の測定に使用す
ることができ、計測に必要な最小量を少なくできる。な
お、本発明において「細管部分」というときは、単に細
管そのもののみならず、以下の実施例、特に第２、３、
４の実施例に示すように二つのバッファー槽間を連通す
る管路部分のすべてをいうものとする。
は分離泳動部のキャピラリー等に直結した領域に保持さ
れた後、分離泳動部のキャピラリー等内を電気泳動する
ので、ほぼ全試料を無駄なく分離、検出の測定に使用す
ることができ、計測に必要な最小量を少なくできる。な
お、本発明において「細管部分」というときは、単に細
管そのもののみならず、以下の実施例、特に第２、３、
４の実施例に示すように二つのバッファー槽間を連通す
る管路部分のすべてをいうものとする。
【００１３】
【実施例】以下、本発明による電気泳動装置を添付の図
面を参照したいくつかの実施例に基づきより詳細に説明
する。図１は、第一の実施例を示しており、その装置を
ＤＮＡ断片の解析を行う場合を例にとって説明する。図
において、ａは試料注入部であり、第１のバッファ槽１
及び第２のバッファ槽２とが隔壁３を介して位置してお
り、一方のバッファ槽、図においてはバッファ槽２の底
部には試料注入ウェル４が設けられている。試料注入ウ
ェル４の底部と他方のバッファ槽、図においてはバッフ
ァ槽１の底部とは細管５により連通されていて、該細管
５のバッファ槽１の底部近傍には分子ふるい膜６が介装
されている。この分子ふるい膜６は分子サイズの小さい
塩は通すが、分子サイズの大きなＤＮＡ分子は通さない
物性を有するものであって、例えば、セルロースアセテ
ート膜やポリエーテルスルフォン膜などが利用できる。
面を参照したいくつかの実施例に基づきより詳細に説明
する。図１は、第一の実施例を示しており、その装置を
ＤＮＡ断片の解析を行う場合を例にとって説明する。図
において、ａは試料注入部であり、第１のバッファ槽１
及び第２のバッファ槽２とが隔壁３を介して位置してお
り、一方のバッファ槽、図においてはバッファ槽２の底
部には試料注入ウェル４が設けられている。試料注入ウ
ェル４の底部と他方のバッファ槽、図においてはバッフ
ァ槽１の底部とは細管５により連通されていて、該細管
５のバッファ槽１の底部近傍には分子ふるい膜６が介装
されている。この分子ふるい膜６は分子サイズの小さい
塩は通すが、分子サイズの大きなＤＮＡ分子は通さない
物性を有するものであって、例えば、セルロースアセテ
ート膜やポリエーテルスルフォン膜などが利用できる。
【００１４】試料注入ウェル４の底部と分子ふるい膜６
との間の細管５の部分には、従来公知の分離泳動部ｂの
キャピラリ−５０の先端が接続しており、該キャピラリ
−５０の他方端は、第３のバッファ槽６０内に解放して
いる。さらに、キャピラリ−５０の下方端近傍には蛍光
標識されたＤＮＡ断片等の被検出試料を検出する公知の
検出手段ｃが設けられている。
との間の細管５の部分には、従来公知の分離泳動部ｂの
キャピラリ−５０の先端が接続しており、該キャピラリ
−５０の他方端は、第３のバッファ槽６０内に解放して
いる。さらに、キャピラリ−５０の下方端近傍には蛍光
標識されたＤＮＡ断片等の被検出試料を検出する公知の
検出手段ｃが設けられている。
【００１５】第１、第２、第３のバッファ槽１、２、６
０には、それぞれ電極７１、７２、７３が設けられてお
り、各電極は電源切換スイッチ７４を介して泳動用高圧
電源７５に対し以下に記す２つの態様に選択的に切り変
わるように接続されている。すなわち、図１において実
線で示される第２のバッファー槽２に設けた泳動電極７
２と第１のバッファー槽１に設けた泳動電極７１との間
に電位を与える第１の切り換え態様と、点線で示される
第１のバッファー槽１に設けた泳動電極７１と第３のバ
ッファー槽６０設けた泳動電極７３との間に電位を与え
る第２の切り換え態様である。
０には、それぞれ電極７１、７２、７３が設けられてお
り、各電極は電源切換スイッチ７４を介して泳動用高圧
電源７５に対し以下に記す２つの態様に選択的に切り変
わるように接続されている。すなわち、図１において実
線で示される第２のバッファー槽２に設けた泳動電極７
２と第１のバッファー槽１に設けた泳動電極７１との間
に電位を与える第１の切り換え態様と、点線で示される
第１のバッファー槽１に設けた泳動電極７１と第３のバ
ッファー槽６０設けた泳動電極７３との間に電位を与え
る第２の切り換え態様である。
【００１６】次ぎに、この電気泳動装置を用いてＤＮＡ
断片の解析を行う方法を説明する。まず、すべてのバッ
ファー槽をバッファ液で満たす。しかる後、測定しよう
とする蛍光標識されたＤＮＡ断片を含む試料をマイクロ
シリンジ等で１〜２μｌ採取し、第２バッファー槽２の
底部にある試料注入ウェル４に注入する。試料注入ウェ
ル４は第１バッファー槽１とキャピラリーの内径と同程
度の径の細管５で連結され、この細管５の途中すなわち
好ましくは第１バッファー槽１の底部近傍には、細管５
をふさぐように分子ふるい膜６が設けられ、かつ、試料
注入ウェル４の底部と分子ふるい膜６との間の細管５の
部分には、分離泳動部ｂのキャピラリ−５０の先端が接
続している。従って、電源切換スウィッチ７４を図１の
実線で示す側にして第２のバッファー槽２に設けた泳動
電極７２と第１のバッファー槽２に設けた泳動電極７１
との間に電位を与えると、蛍光標識されたＤＮＡ断片は
第２のバッファー槽３下方の試料注入ウェル４から分子
ふるい膜６の方向に向かって泳動する。
断片の解析を行う方法を説明する。まず、すべてのバッ
ファー槽をバッファ液で満たす。しかる後、測定しよう
とする蛍光標識されたＤＮＡ断片を含む試料をマイクロ
シリンジ等で１〜２μｌ採取し、第２バッファー槽２の
底部にある試料注入ウェル４に注入する。試料注入ウェ
ル４は第１バッファー槽１とキャピラリーの内径と同程
度の径の細管５で連結され、この細管５の途中すなわち
好ましくは第１バッファー槽１の底部近傍には、細管５
をふさぐように分子ふるい膜６が設けられ、かつ、試料
注入ウェル４の底部と分子ふるい膜６との間の細管５の
部分には、分離泳動部ｂのキャピラリ−５０の先端が接
続している。従って、電源切換スウィッチ７４を図１の
実線で示す側にして第２のバッファー槽２に設けた泳動
電極７２と第１のバッファー槽２に設けた泳動電極７１
との間に電位を与えると、蛍光標識されたＤＮＡ断片は
第２のバッファー槽３下方の試料注入ウェル４から分子
ふるい膜６の方向に向かって泳動する。
【００１７】バッファー液中の塩など分子サイズの小さ
な分子は分子ふるい膜６を自由に通過するが、蛍光標識
されたＤＮＡ断片分子は分子サイズが大きいため分子ふ
るい膜６の下部面あるいはその近傍の細管領域５’に濃
縮して集積し保持される。２〜５分間泳動させることに
より、ほぼすべての蛍光標識されたＤＮＡ断片分子を第
２のバッファー槽２から試料保持領域である前記の細管
領域５’へ濃縮して移すことができる。なお、この実施
例においては、分子ふるい膜６の下部の細管領域５’の
断面積は、泳動路断面すなわちキャピラリ−１１の断面
積とほぼ同等となるようにしてあり、内径は０．１mm〜
０．０５mmが好適である。
な分子は分子ふるい膜６を自由に通過するが、蛍光標識
されたＤＮＡ断片分子は分子サイズが大きいため分子ふ
るい膜６の下部面あるいはその近傍の細管領域５’に濃
縮して集積し保持される。２〜５分間泳動させることに
より、ほぼすべての蛍光標識されたＤＮＡ断片分子を第
２のバッファー槽２から試料保持領域である前記の細管
領域５’へ濃縮して移すことができる。なお、この実施
例においては、分子ふるい膜６の下部の細管領域５’の
断面積は、泳動路断面すなわちキャピラリ−１１の断面
積とほぼ同等となるようにしてあり、内径は０．１mm〜
０．０５mmが好適である。
【００１８】次いで、電源切換スウィッチ７４を図１に
点線で示すの方へ倒し、第１のバッファー槽１に設けた
泳動電極７１と第３のバッファー槽６０に設けた泳動電
極７３との間に電位を与える。それにより、細管領域
５’に濃縮された状態で保持されている蛍光標識ＤＮＡ
断片は一斉に第３のバッファー漕６０の方向へ泳動を開
始する。それにより蛍光標識されたＤＮＡ断片はゲルキ
ャピラリー５０内で分子サイズに応じて分離され、検出
部ｃで検出される。
点線で示すの方へ倒し、第１のバッファー槽１に設けた
泳動電極７１と第３のバッファー槽６０に設けた泳動電
極７３との間に電位を与える。それにより、細管領域
５’に濃縮された状態で保持されている蛍光標識ＤＮＡ
断片は一斉に第３のバッファー漕６０の方向へ泳動を開
始する。それにより蛍光標識されたＤＮＡ断片はゲルキ
ャピラリー５０内で分子サイズに応じて分離され、検出
部ｃで検出される。
【００１９】上記の説明から明らかなように、この電気
泳動装置においては、試料注入ウェルに注入された試料
がいったん濃縮された後、泳動分離部のキャピラリ内に
導入されるので、試料注入ウェル内の全試料を無駄なく
分離、検出の測定に使用することができ、計測に必要な
試料の量を極微量のものとすることができる。図２は本
発明による第２の実施例の試料注入部ａ2 の断面を示し
ている。
泳動装置においては、試料注入ウェルに注入された試料
がいったん濃縮された後、泳動分離部のキャピラリ内に
導入されるので、試料注入ウェル内の全試料を無駄なく
分離、検出の測定に使用することができ、計測に必要な
試料の量を極微量のものとすることができる。図２は本
発明による第２の実施例の試料注入部ａ2 の断面を示し
ている。
【００２０】この実施例の試料注入部ａ2 は、第２のバ
ッファー槽２２の底部に設けた試料注入ウェルの底部に
第２の分子ふるい膜２６’を設けている点で第１の実施
例のものと基本的に異なっている。この実施例におい
て、第１及び第２のバッファ槽２１、２２の底部には凹
陥部が形成されており、該凹陥部の底部が細管２５によ
り相互に連通されている。
ッファー槽２２の底部に設けた試料注入ウェルの底部に
第２の分子ふるい膜２６’を設けている点で第１の実施
例のものと基本的に異なっている。この実施例におい
て、第１及び第２のバッファ槽２１、２２の底部には凹
陥部が形成されており、該凹陥部の底部が細管２５によ
り相互に連通されている。
【００２１】第１のバッファー槽２１の底部に形成され
た凹陥部には細管２５の開口部を覆う状態で第１の実施
例のものと同様の分子ふるい膜２６が装着され、該分子
ふるい膜２６は貫通孔２７付き押さえ板２８により固定
されている。また、第２のバッファー槽２２の底部に形
成された凹陥部にも同様に細管２５の開口部を覆う状態
で第２の分子ふるい膜２６’が装着され、該分子ふるい
膜２６’は試料注入ウェル２４を兼ねた押さえ板２４’
により固定されている。第２の分子ふるい膜２６’は、
シーケンス解析に用いるＤＮＡ断片は透過し得るがそれ
より大きな分子サイズのものは透過しないメッシュをも
つ膜体が選択される。
た凹陥部には細管２５の開口部を覆う状態で第１の実施
例のものと同様の分子ふるい膜２６が装着され、該分子
ふるい膜２６は貫通孔２７付き押さえ板２８により固定
されている。また、第２のバッファー槽２２の底部に形
成された凹陥部にも同様に細管２５の開口部を覆う状態
で第２の分子ふるい膜２６’が装着され、該分子ふるい
膜２６’は試料注入ウェル２４を兼ねた押さえ板２４’
により固定されている。第２の分子ふるい膜２６’は、
シーケンス解析に用いるＤＮＡ断片は透過し得るがそれ
より大きな分子サイズのものは透過しないメッシュをも
つ膜体が選択される。
【００２２】この実施例においても、特に図示しない
が、第３のバッファ槽、電源切換スウィッチ等電気泳動
による分析に必要な他の部材は第１の実施例のものと同
様に設けられる。この実施例を用いてのＤＮＡ断片の解
析も、第１の実施例の場合と同様に行われる。すなわ
ち、試料及びバッファ液をそれぞれ注入し、図１の実線
で示す側に切換スウィッチ７４を倒し泳動を開始する。
この実施例においては、試料注入ウェル２４と細管２５
との間に上記のようなメッシュを持つ第２の分子ふるい
膜２６’が設けられていることにより、ＤＮＡ相補鎖合
成反応を用いたＤＮＡシーケンス用断片生成に用いるＭ
１３ファージやプラスミドベクターなどのより大きなサ
イズの鋳型ＤＮＡは第２の分子ふるい膜２６’を透過せ
ず、それよりも小さいサイズのもののみが透過する。従
って、鋳型ＤＮＡと生成したＤＮＡ断片であるシーケン
ス解析に用いる小さなＤＮＡ断片は第２の分子ふるい膜
２６’により分離される。
が、第３のバッファ槽、電源切換スウィッチ等電気泳動
による分析に必要な他の部材は第１の実施例のものと同
様に設けられる。この実施例を用いてのＤＮＡ断片の解
析も、第１の実施例の場合と同様に行われる。すなわ
ち、試料及びバッファ液をそれぞれ注入し、図１の実線
で示す側に切換スウィッチ７４を倒し泳動を開始する。
この実施例においては、試料注入ウェル２４と細管２５
との間に上記のようなメッシュを持つ第２の分子ふるい
膜２６’が設けられていることにより、ＤＮＡ相補鎖合
成反応を用いたＤＮＡシーケンス用断片生成に用いるＭ
１３ファージやプラスミドベクターなどのより大きなサ
イズの鋳型ＤＮＡは第２の分子ふるい膜２６’を透過せ
ず、それよりも小さいサイズのもののみが透過する。従
って、鋳型ＤＮＡと生成したＤＮＡ断片であるシーケン
ス解析に用いる小さなＤＮＡ断片は第２の分子ふるい膜
２６’により分離される。
【００２３】すなわち、鋳型ＤＮＡと生成したＤＮＡ断
片を含む溶液を試料注入ウェル２４に注入し、第２のバ
ッファー槽２２に設けた泳動電極７２と第１のバッファ
ー槽２１に設けた泳動電極７１との間に電位を与えるこ
とにより、分子サイズの小さい生成したＤＮＡ断片はバ
ッファー液中の塩などといっしょに第２の分子ふるい膜
２６’を通過し、第１のふるい膜２６の方向に泳動す
る。前記したように第２の分子ふるい膜２６’は分子サ
イズの大きな鋳型ＤＮＡを通さないように選定され、第
１のふるい膜２６は第１の実施例と同様にＤＮＡ断片を
通さないものが選定されているので、ＤＮＡ断片は第１
のふるい膜２６の下部面あるいはその近傍の試料保持領
域である細管領域２５’に濃縮して集積する。これによ
り試料保持領域に濃縮して集積するＤＮＡの総量中に占
めるシーケンス用ＤＮＡ断片の比率を第１の実施例のも
のと比較し、さらに上げることができる。以下の動作方
法は第１の実施例と同じである。
片を含む溶液を試料注入ウェル２４に注入し、第２のバ
ッファー槽２２に設けた泳動電極７２と第１のバッファ
ー槽２１に設けた泳動電極７１との間に電位を与えるこ
とにより、分子サイズの小さい生成したＤＮＡ断片はバ
ッファー液中の塩などといっしょに第２の分子ふるい膜
２６’を通過し、第１のふるい膜２６の方向に泳動す
る。前記したように第２の分子ふるい膜２６’は分子サ
イズの大きな鋳型ＤＮＡを通さないように選定され、第
１のふるい膜２６は第１の実施例と同様にＤＮＡ断片を
通さないものが選定されているので、ＤＮＡ断片は第１
のふるい膜２６の下部面あるいはその近傍の試料保持領
域である細管領域２５’に濃縮して集積する。これによ
り試料保持領域に濃縮して集積するＤＮＡの総量中に占
めるシーケンス用ＤＮＡ断片の比率を第１の実施例のも
のと比較し、さらに上げることができる。以下の動作方
法は第１の実施例と同じである。
【００２４】本発明はキャピラリー型電気泳動装置ばか
りでなく分離泳動部に平板型ゲル（スラブゲル）を用い
た電気泳動装置にも適用できる。図３は本発明による第
３の実施例を示すスラブゲル用の試料注入部ａ3 を表す
斜視図をその断面と共に示している。分離泳動部を構成
するゲル保持板５５、５５間に挟まれたスラブゲル５１
の上部にパッキング材５２を介して試料注入部ａ3 が取
り付けられている。この試料注入部ａ3 は、上記の実施
例と同様に二つのバッファー槽３１、３２とそれぞれの
二つの分子ふるい膜３６、３６' を有しているが、それ
らはゲル保持板５５のほぼ全長にわたって設けられてお
り、かつ第２のバファー槽３２の底部にある試料注入ウ
ェル４４は、試料注入ウェル板４８内にゲル保持板５５
間に設けられる泳動路の数だけ存在し、かつ、二つのバ
ッファ槽の底部を連通する細管３５も同様に泳動路の数
だけ存在している。従って、泳動路の数に応じて試料保
持領域である細管領域３５’も存在することとなる。ま
た、この実施例においては泳動路の形状に応じて、該細
管領域３５’の泳動路と直交する面での断面形状を短冊
型とすることもできる。
りでなく分離泳動部に平板型ゲル（スラブゲル）を用い
た電気泳動装置にも適用できる。図３は本発明による第
３の実施例を示すスラブゲル用の試料注入部ａ3 を表す
斜視図をその断面と共に示している。分離泳動部を構成
するゲル保持板５５、５５間に挟まれたスラブゲル５１
の上部にパッキング材５２を介して試料注入部ａ3 が取
り付けられている。この試料注入部ａ3 は、上記の実施
例と同様に二つのバッファー槽３１、３２とそれぞれの
二つの分子ふるい膜３６、３６' を有しているが、それ
らはゲル保持板５５のほぼ全長にわたって設けられてお
り、かつ第２のバファー槽３２の底部にある試料注入ウ
ェル４４は、試料注入ウェル板４８内にゲル保持板５５
間に設けられる泳動路の数だけ存在し、かつ、二つのバ
ッファ槽の底部を連通する細管３５も同様に泳動路の数
だけ存在している。従って、泳動路の数に応じて試料保
持領域である細管領域３５’も存在することとなる。ま
た、この実施例においては泳動路の形状に応じて、該細
管領域３５’の泳動路と直交する面での断面形状を短冊
型とすることもできる。
【００２５】スラブゲル形式の泳動装置においては、泳
動路の断面積（あるいは幅）は試料の保持される部分の
幅と泳動中に拡散で広がる幅で決定される。従って、試
料の拡散による広がりを防止するために、泳動路の中に
高分子リボンあるいはワイヤーを設置し、隣接する泳動
路を独立させるようにしてもよい。試料の濃縮の方法、
その他の動作方法は第１、第２の実施例と同じであるの
で、説明は省略する。図３では泳動電極は記載していな
い。
動路の断面積（あるいは幅）は試料の保持される部分の
幅と泳動中に拡散で広がる幅で決定される。従って、試
料の拡散による広がりを防止するために、泳動路の中に
高分子リボンあるいはワイヤーを設置し、隣接する泳動
路を独立させるようにしてもよい。試料の濃縮の方法、
その他の動作方法は第１、第２の実施例と同じであるの
で、説明は省略する。図３では泳動電極は記載していな
い。
【００２６】図４は本発明による第４の実施例を示す試
料注入部ａ4 を表す断面図である。この実施例のもの
は、第１と第２の二つのバッファー槽を上下方向に一方
が他方の内部に入り込む形で設置した点で上記の他の実
施例のものと異なっている。すなわち、外側のバッファ
槽４２内にもう一つのバッファ槽４１が設けられてお
り、それぞれ第１から第３の実施例における第２のバッ
ファ槽及び第１のバッファ槽に対応した機能を果たすよ
うに構成されている。バッファ槽４１の底部には他の実
施例と同様に分離泳動部ｂのキャピラリ−４１の先端が
接続しており、該キャピラリ−４１は外側のバッファ槽
４２の底部を貫通して、図示しない第３のバッファ槽に
達している。バッファ槽４１の底部には同様に分子ふる
い膜４６が設けられ貫通孔付き押さえ板４８により固定
されている。
料注入部ａ4 を表す断面図である。この実施例のもの
は、第１と第２の二つのバッファー槽を上下方向に一方
が他方の内部に入り込む形で設置した点で上記の他の実
施例のものと異なっている。すなわち、外側のバッファ
槽４２内にもう一つのバッファ槽４１が設けられてお
り、それぞれ第１から第３の実施例における第２のバッ
ファ槽及び第１のバッファ槽に対応した機能を果たすよ
うに構成されている。バッファ槽４１の底部には他の実
施例と同様に分離泳動部ｂのキャピラリ−４１の先端が
接続しており、該キャピラリ−４１は外側のバッファ槽
４２の底部を貫通して、図示しない第３のバッファ槽に
達している。バッファ槽４１の底部には同様に分子ふる
い膜４６が設けられ貫通孔付き押さえ板４８により固定
されている。
【００２７】この実施例においては、キャピラリ−４１
には外側のバッファ槽４２内に位置している個所におい
て細孔が設けるかあるいは切開した細隙４５が形成され
る。その細孔あるいは細隙４５を介して、バッファ槽４
２内の空間とキャピラリの空間とが連通している。ま
た、特に図示しないが、各泳動電極が上記の他の実施例
と同様に各バッファ槽に装着されている。
には外側のバッファ槽４２内に位置している個所におい
て細孔が設けるかあるいは切開した細隙４５が形成され
る。その細孔あるいは細隙４５を介して、バッファ槽４
２内の空間とキャピラリの空間とが連通している。ま
た、特に図示しないが、各泳動電極が上記の他の実施例
と同様に各バッファ槽に装着されている。
【００２８】使用に際し、外側の第２のバッファー槽４
２に試料を注入する。この試料が注入されるバッファー
槽４２の底部が試料注入ウェルに相当する。各バッファ
槽にバッファ液を満たした後他の実施例と同様にして泳
動を行う。この実施例にあってもキャピラリーに設けら
れた細孔あるいはキャピラリーの切開した細隙部４５か
ら電気泳動によりＤＮＡ断片が進入し、分子ふるい膜４
６の直下である試料保持領域４５’に試料が濃縮されて
導かれることが容易に理解されよう。その後の動作方法
は第１の実施例と同じである。
２に試料を注入する。この試料が注入されるバッファー
槽４２の底部が試料注入ウェルに相当する。各バッファ
槽にバッファ液を満たした後他の実施例と同様にして泳
動を行う。この実施例にあってもキャピラリーに設けら
れた細孔あるいはキャピラリーの切開した細隙部４５か
ら電気泳動によりＤＮＡ断片が進入し、分子ふるい膜４
６の直下である試料保持領域４５’に試料が濃縮されて
導かれることが容易に理解されよう。その後の動作方法
は第１の実施例と同じである。
【００２９】この実施例において、キャピラリーに設け
られた細孔あるいはキャピラリーの切開した細隙４５よ
り上方、即ち内方の第１のバッファー槽４１に連結する
キャピラリー内には必ずしもゲルが形成されていなくと
もよい。また、切断部を設ける場合には第１のバッファ
ー槽４１は外側の第２のバッファー槽４２との間に一定
の位置関係を保ち保持される必要がある。
られた細孔あるいはキャピラリーの切開した細隙４５よ
り上方、即ち内方の第１のバッファー槽４１に連結する
キャピラリー内には必ずしもゲルが形成されていなくと
もよい。また、切断部を設ける場合には第１のバッファ
ー槽４１は外側の第２のバッファー槽４２との間に一定
の位置関係を保ち保持される必要がある。
【００３０】特に図示しないが、この実施例のものを図
３に示した実施例のような平板型ゲルを用いた装置にも
適用できることは容易に理解されよう。なお、以上の第
１〜第４の実施例では分離部にゲルを持つ場合について
述べたが、ゲルなどの担体を持たない場合にも本発明は
適用できる。
３に示した実施例のような平板型ゲルを用いた装置にも
適用できることは容易に理解されよう。なお、以上の第
１〜第４の実施例では分離部にゲルを持つ場合について
述べたが、ゲルなどの担体を持たない場合にも本発明は
適用できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、広い試料注入ウェルに
注入した試料を電気泳動により、狭い領域に濃縮して保
持した後に、電気泳動分離するので作製した試料の大部
分を有効に分析に使用でき、濃度の低い試料でも感度良
く分離、検出することができる。
注入した試料を電気泳動により、狭い領域に濃縮して保
持した後に、電気泳動分離するので作製した試料の大部
分を有効に分析に使用でき、濃度の低い試料でも感度良
く分離、検出することができる。
【図１】本発明による第１の実施例の概念図。
【図２】本発明による第２の実施例の断面図。
【図３】本発明による平板ゲルを用いた第３の実施例の
断面による見取図。
断面による見取図。
【図４】本発明による第４の実施例の断面図。
【図５】従来のキャピラリー電気泳動装置の概念図。
１…第１バッファー槽、２…第２バッファー槽、６０…
第３のバッファー槽、４…試料注入ウェル、５…細管、
５’…細管領域（試料保持部領域）、６…第１の分子ふ
るい膜、２６’…第２の分子ふるい膜、７１，７２，７
３…泳動電極、７４…泳動電源切換スウィッチ、７５…
泳動電源、ａ…試料注入部、ｂ…泳動分離部、ｃ…検出
部
第３のバッファー槽、４…試料注入ウェル、５…細管、
５’…細管領域（試料保持部領域）、６…第１の分子ふ
るい膜、２６’…第２の分子ふるい膜、７１，７２，７
３…泳動電極、７４…泳動電源切換スウィッチ、７５…
泳動電源、ａ…試料注入部、ｂ…泳動分離部、ｃ…検出
部
Claims (6)
- 【請求項１】 試料注入部、分離泳動部、検出部、及び
泳動用高圧電源供給部とからなる蛍光検出型電気泳動装
置において、該試料注入部は相互に細管部分で連結され
た二つのバッファ槽及び該細管部分に位置する検出対象
物は通過し得ないが検出対象物より小さいサイズの物質
は通過し得る第１の分子ふるい膜とを有していると共
に、該分離泳動部は該分子ふるい膜の近傍上流側に開口
しており、かつ泳動用高圧電源供給部は該二つのバッフ
ァ槽間及び二つのバッファ槽間の一方と分離泳動部間と
に切り替え自在に接続していることを特徴とする電気泳
動装置。 - 【請求項２】 該細管部分のより上流側には検出対象物
は通過し得うるが検出対象物より大きいサイズの物質の
通過は阻止する第２の分子ふるい膜が設けられており、
該分離泳動部は、第２と第１の分子ふるい膜間の該細管
部分に開口していることを特徴とする、請求項１記載の
装置。 - 【請求項３】 分離泳動部がバッファ液を満たした中空
キャビラリーであることを特徴とする、請求項１または
２記載の装置。 - 【請求項４】 分離泳動部がガラスキャビラリー内部に
形成されたゲルであることを特徴とする、請求項１ない
し３いずれか記載の装置。 - 【請求項５】 分離泳動部が２枚のガラス平板の間に形
成された平板型ゲルであることを特徴とする、請求項１
または２記載の装置。 - 【請求項６】 分子ふるい膜面積を該分離泳動部の断面
積とほぼ等しいかあるいはより小さな面積に制限する手
段を具備することを特徴とする、請求項１ないし５いず
れか記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03233489A JP3075602B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03233489A JP3075602B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572178A true JPH0572178A (ja) | 1993-03-23 |
| JP3075602B2 JP3075602B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16955817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03233489A Expired - Fee Related JP3075602B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075602B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5985121A (en) * | 1995-05-11 | 1999-11-16 | Wu; Jiaqi | Fast sampling device and sampling method for capillary electrophoresis |
| EP0999443A2 (en) * | 1998-11-02 | 2000-05-10 | The Institute of Physical and Chemical Research | Capillary electrophoretic apparatus, sample plate and sample injection method |
| US6770182B1 (en) * | 2000-11-14 | 2004-08-03 | Sandia National Laboratories | Method for producing a thin sample band in a microchannel device |
| JP2011141297A (ja) * | 1999-07-26 | 2011-07-21 | Applied Biosystems Llc | 電場の確立に付随したピークの広幅化を少なくする方法および装置 |
| US8029743B2 (en) * | 2007-09-19 | 2011-10-04 | General Electric Company | Microfluidic device with vertical injection aperture |
| WO2015133190A1 (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | テルモ株式会社 | ゲル電気泳動装置およびゲル電気泳動方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8999636B2 (en) | 2007-01-08 | 2015-04-07 | Toxic Report Llc | Reaction chamber |
| US8361716B2 (en) | 2008-10-03 | 2013-01-29 | Pathogenetix, Inc. | Focusing chamber |
| US8685708B2 (en) | 2012-04-18 | 2014-04-01 | Pathogenetix, Inc. | Device for preparing a sample |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP03233489A patent/JP3075602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5985121A (en) * | 1995-05-11 | 1999-11-16 | Wu; Jiaqi | Fast sampling device and sampling method for capillary electrophoresis |
| EP0999443A2 (en) * | 1998-11-02 | 2000-05-10 | The Institute of Physical and Chemical Research | Capillary electrophoretic apparatus, sample plate and sample injection method |
| EP0999443A3 (en) * | 1998-11-02 | 2002-09-18 | The Institute of Physical and Chemical Research | Capillary electrophoretic apparatus, sample plate and sample injection method |
| US7195698B2 (en) | 1998-11-02 | 2007-03-27 | The Institute Of Physical And Chemical Research | Capillary electrophoretic apparatus, sample plate and sample injection method |
| JP2011141297A (ja) * | 1999-07-26 | 2011-07-21 | Applied Biosystems Llc | 電場の確立に付随したピークの広幅化を少なくする方法および装置 |
| JP2011174951A (ja) * | 1999-07-26 | 2011-09-08 | Applied Biosystems Llc | 電場の確立に付随したピークの広幅化を少なくする方法および装置 |
| US6770182B1 (en) * | 2000-11-14 | 2004-08-03 | Sandia National Laboratories | Method for producing a thin sample band in a microchannel device |
| US8029743B2 (en) * | 2007-09-19 | 2011-10-04 | General Electric Company | Microfluidic device with vertical injection aperture |
| WO2015133190A1 (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | テルモ株式会社 | ゲル電気泳動装置およびゲル電気泳動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3075602B2 (ja) | 2000-08-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |