JPH06308085A - ゲル電気泳動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲル電気泳動におけるゲル電解質層上端の凹
陥部への被分析検体の注入を容易に、しかも、確実に実
施できるゲル電気泳動装置を提供する。 【構成】 泳動板を垂直に起立保持した状態で収容する
測定室を有し、泳動板のゲル電解質層の下部および上部
を緩衝液に浸漬するための下部バッファ槽および上部バ
ッファ槽をそれぞれ有し、検出手段としてレーザ光を用
いるゲル電気泳動装置において、泳動板のゲル電解質層
の上部を緩衝液に浸漬するための上部バッファ槽の泳動
板当接前壁面に対向する上部バッファ槽後壁面に、着脱
可能な光反射鏡面部材を設ける。この光反射鏡面部材を
照明する光源を設けることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気泳動装置に関する。
更に詳細には、被分析検体を容易にセットすることがで
きるゲル電気泳動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＮＡ等の塩基配列を決定する方法とし
て、ゲル電気泳動法が広く実施されている。

【０００３】電気泳動する際に、従来は試料をラジオア
イソトープでラベルし、分析していたが、この方法では
手間と時間がかかる難点があった。更に、放射能管理の
点から常に最大限の安全性と管理が求められ、特別な施
設内でなければ分析を行うことができない。このため、
最近では、試料を蛍光体でラベルする方式が検討されて
いる。

【０００４】光を用いる方法では、蛍光ラベルしたＤＮ
Ａ断片をゲル中を泳動させるが、泳動開始部から、１５
〜２０cm下方に各泳動路毎に光励起部と光検出器を設け
ておき、ここを通過するＤＮＡ断片を順に計測する。検
出時間から泳動スピードすなわちＤＮＡ断片の大きさが
わかる。

【０００５】特開昭６３−２１５５６号公報には、レー
ザで照射される電気泳動装置のゲル上のラインと光ダイ
オードアレイの配列方向が電気泳動装置内のＤＮＡ断片
の泳動方向と直角となるように構成されたＤＮＡ塩基配
列決定装置が開示されている。

【０００６】図６は該装置の構成を説明する摸式図であ
る。図示されているように、光源７０から出たレーザ光
はミラー７２で曲げられて泳動板７４を横方向から照射
する。照射領域に蛍光ラベルされたＤＮＡ７６が到達す
ると蛍光を発する。各泳動路からの蛍光はレンズ７８に
よりイメージインテンシファイヤ８０の受光部８２で結
像する。この信号は増幅されて光ダイオードアレイ８４
で電気信号に変換されて計測される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなゲル電気泳
動に使用される泳動板７４は二枚のガラス板または石英
板の間にゲル電解質をサンドイッチ状に挟んだものであ
る。泳動板全体の厚さは約１０ｍｍ程度であるが、ゲル
電解質層自体の厚さは約１ｍｍ未満である。図６に示さ
れるように、泳動板７４の上端より若干下の位置に櫛歯
状のゲル電解質層上端が存在する。

【０００８】このゲル電解質層上端の凹陥部７５に被分
析検体であるＤＮＡ断片が注入される。しかし、この凹
陥部７５の幅は約１．５ｍｍであり、深さは約５．０ｍ
ｍ程度しかない。凹陥部の間隔は２ｍｍ程度である。こ
のため、検体はキャピラリのような微小なガラス管を用
いて凹陥部７５内に注入しなければならない。しかし、
泳動板のガラス板およびゲル電解質は何れも透明なた
め、凹陥部７５の位置確認または判別が極めて困難であ
り、検体の注入に失敗することが度々あった。

【０００９】ＤＮＡの塩基配列の決定には、ＤＮＡを構
成するアデニン（Ａ），グアニン（Ｇ），シトシン
（Ｃ）およびチミン（Ｔ）を規則正しく検出する必要が
あるので、検体の注入失敗はとりもなおさず、分析結果
のエラーにつながりやすい。このため、検体の注入は細
心の注意を払いながら行わなければならず、作業能率を
大幅に低下させる原因にもなっていた。

【００１０】従って、本発明の目的は、泳動板のゲル電
解質層上端の凹陥部に被分析検体を注入しやすいゲル電
気泳動装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】泳動板を垂直に起立保持
した状態で収容する測定室を有し、泳動板のゲル電解質
層の下部および上部を緩衝液に浸漬するための下部バッ
ファ槽および上部バッファ槽をそれぞれ有し、検出手段
としてレーザ光を用いるゲル電気泳動装置において、泳
動板のゲル電解質層の上部を緩衝液に浸漬するための上
部バッファ槽の泳動板当接前壁面に対向するバッファ槽
後壁面、着脱可能な光反射鏡面部材を装着することを特
徴とするゲル電気泳動装置を提供する。

【００１２】

【作用】本発明のゲル電気泳動装置によれば、測定室内
に泳動板をセットした際、ゲル電解質層上部に形成され
た被分析検体用の凹陥部の背後に光反射鏡面が位置する
こととなる。このため、装置正面より凹陥部を見た場
合、鏡面より反射された光がゲルの有る部位と無い部位
とで屈折率が異なるため、櫛歯の形状に影ができ、凹陥
部を明瞭に判別することができ、被分析検体の注入が容
易になるばかりか、注入失敗による測定エラーの発生も
大幅に減少され、分析のスループットが向上される。更
に、鏡面部材が着脱可能なので、使用中に鏡面が汚損さ
れても簡単に清浄化することができ、常に新鮮な鏡面状
態を維持することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。

【００１４】図１は本発明によるゲル電気泳動装置で使
用される上部バッファ槽に装着される着脱可能な光反射
鏡面部材４０の一例の概要斜視図である。鏡面部材４０
の上端の略中央部に、バネで付勢されるクリップ４２が
取着されている。クリップ４２はネジあるいは接着剤な
ど適宜の方法により鏡面部材に取着することができる。
鏡面部材はいうまでもなく、鏡面側と非鏡面側とがあ
る。従って、図２に示されるように、鏡面部材４０を上
部バッファ槽１１に装着する場合、鏡面側を上部バッフ
ァ槽後面壁３４の外壁面に当接させるようにして装着す
る。これにより、上部バッファ槽全体が透明な部材（例
えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートなど）で形成さ
れている場合、上部バッファ槽前面３０から入射した光
は上部バッファ槽後面を透過し鏡面部材４０の鏡面によ
り反射される。

【００１５】図３は鏡面部材４０の別の実施例の斜視図
である。この実施例では、図１のクリップの代わりに、
鏡面部材４０の上端部の適当な箇所に上部バッファ槽後
面壁の上端に係合される鉤手段４４が設けられている。
ここでは、鉤手段４４からアーム４６が立設されてい
る。このアーム４６の存在により、鏡面部材４０の上部
バッファ槽への着脱の容易化が図られる。図１のクリッ
プ４２の場合、鏡面部材４０と上部バッファ槽後面壁３
４の外壁との間に隙間が発生するが、図３の鏡面部材４
０では上部バッファ槽後面壁３４の外壁に密着され、隙
間は発生しない。

【００１６】上部バッファ槽１１の前壁３０の前面には
泳動板（図示されていない）が当接される。前壁３０の
中間部はその上端から所定の深さで切り欠かれている。
この切欠部３２の下端はバッファ槽の上端よりも低い。
従って、前壁３０の上端と泳動板の上端とを面一致させ
て当接すると、前壁３０の切欠部３２が存在するので、
バッファ槽内の緩衝液がゲル電解質層と接触することが
できる。これにより、ゲル電解質層上部が緩衝液に浸漬
されたこととなる。

【００１７】鏡面部材４０の材質自体は本発明の必須要
件ではない。金属、ガラス、プラスチック等任意の材質
を利用できる。必要なことは、必ず一方の面が鏡面化で
きさえすればよい。例えば、透明または不透明プラスチ
ック板の片面に光反射被膜を形成し鏡面部材４０とする
こともできる。鏡面部材４０の厚さは上部バッファ槽へ
着脱することができる程度の機械的強度が得られる厚さ
であればよい。

【００１８】鏡面部材４０の幅は泳動板のゲル電解質層
の上端部の左端から右端までの幅全体を映すのに必要十
分な幅であればよい。同様に、鏡面部材４０の高さもゲ
ル電解質層の櫛歯状上端部付近を中心としてその上下、
特に検体注入用凹陥部を確実に映し出すことができれば
よい。このような鏡面部材４０の幅および高さは使用さ
れる泳動板におけるゲル電解質層の横幅および上端部の
位置により適宜決定される。

【００１９】図２に示された上部バッファ槽１１は上端
の適当な箇所に通電用の電極端子３６を有する。しか
し、電極の構成および配設位置は図示された実施例に限
定されない。図示されたような固定式電極端子の他に、
例えば、投込式の電極も使用できる。電極端子３６には
上部バッファ槽内の底部に延びる導体３８が接続されて
いる。

【００２０】図４は図３の鏡面部材を装着した上部バッ
ファ槽を有する本発明のゲル電気泳動装置の一例を示す
部分概要斜視図である。図４に示されるように、本発明
によるゲル電気泳動装置１は、暗室にすることのできる
測定室３を有する。測定室３の正面には、開閉可能な扉
５が配設されていて、測定の際には測定室３を密閉し、
暗室にすることができる。泳動板７４は測定室内で泳動
板ホルダ９により垂直に保持される。上部バッファ槽１
１はこの泳動板ホルダ９により泳動板と一体的に保持さ
れる。泳動板７４の下部は下部バッファ槽１３内に挿入
されている。従って、下部バッファ槽１３内に緩衝液が
充填されると、泳動板のゲル電解質層の下端部は緩衝液
に浸漬される。上部緩衝液から泳動板間のゲル電解質層
を経て下部緩衝液に電気を通電するために、上部バッフ
ァ槽の端子３６に電極１５を接続する。同様に、下部バ
ッファ槽にも電極１７を接続する。クランプ機構１９に
より泳動板７はホルダ９から着脱することができる。泳
動板７と直交する位置にある側壁にはレーザ光照射端２
１が設けられている。レーザ光照射端の光軸が泳動板の
ゲル電解質層に一致するように、レーザ光照射端２１が
配設されている。暗室内の温度を一定に維持するため、
レーザ光照射端２１の直上に送風口または送風ファン２
３が設けられている。この送風口に対峙して、反対側の
側壁には排気ダクトの出口２５が設けられている。

【００２１】図５は本発明の別の実施例の部分概要斜視
図である。この実施例では、泳動板ホルダー９により上
部バッファ槽１１と泳動板７４とを一体的に測定室内に
垂直に起立保持させた後、上部バッファ槽１１の斜め上
から適当な光源５０を用いて上部バッファ槽１１の後面
に装着された鏡面部材４０を照明することにより泳動板
ゲル電解質層の凹陥部の見易さの効果が一段と向上され
る。これは凹陥部部位の光量が増すことで鏡面部材４０
のからの反射光も強くなり、屈折率の違いにより形成さ
れるコントラストが一段と強くなるために起こるものと
思われる。光源５０の取付位置は図示された位置に限定
されない。鏡面部材４０を上部から照明できる位置であ
れば何処でもよい。測定室内に取り付けることも可能で
ある。また、光源の光量の大きさも特に限定されない。
鏡面部材４０を確実に照明し、ゲル電解質層の凹陥部を
明瞭に浮き立たせるのに必要十分な光量の光源であれば
よい。照明光の色も特に限定されない。昼光色、白色光
など適宜の色の照明光を使用できる。従って、光源も白
熱球、蛍光灯管、キセノンランプ、クリプトンランプな
ど適宜のものを使用できる。

【００２２】図４では、泳動板７４は泳動板ホルダ９に
より狭持されている。泳動板ホルダを使用する目的は、
電気泳動装置の泳動板着脱機構へのセットを容易にする
ばかりか、泳動板自体の取り扱い性を高めるためであ
る。この泳動板ホルダー９は上部に緩衝液を貯溜するた
めの上部バッファ槽１１を兼備している。図２に示され
るように、上部バッファ槽１１は泳動板ホルダ９とは別
体であることもでき、泳動板をセットする際、一緒に泳
動板ホルダ９に装架することもできる。

【００２３】従って、鏡面部材４０が装着された上部バ
ッファ槽１１および泳動板７４を泳動板ホルダ９に狭持
させ、この泳動板を垂直に起立させた状態で固定する。
その後、光源５０（配設されていれば）の電源を入れ、
上部バッファ槽を通して鏡面部材４０を上部から照明し
ながら、ゲル電解質層上端の凹陥部７５内にキャピラリ
などの適当な手段によりＤＮＡ塩基配列決定用の被分析
検体を注入する。検体の注入完了後、上部および下部バ
ッファ槽内に緩衝液を充填し、ゲル電解質層の上端およ
び下端を電解液に浸漬させながら、泳動用電源を“Ｏ
Ｎ”すると、上部電極から上部緩衝液−ゲル電解質層−
下部緩衝液−下部電極の順に電気が流れ、それにつれて
検体が泳動される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のゲル電気
泳動装置では、泳動板のゲル電解質層上端部に対応する
位置の、上部バッファ槽の後壁が鏡面化されているの
で、装置正面からゲル電解質層上端部を見た場合、上部
バッファ槽鏡面により反射された光がゲルの有る部位と
無い部位とで屈折率が異なるために、櫛歯状上端部の形
状に影ができ、検体注入用のゲル電解質層凹陥部を明瞭
に区別することができ、検体注入作業の容易化および確
実化が達成される。更に、鏡面部材が着脱可能なので、
使用中に鏡面が汚損されても簡単に清浄化することがで
き、常に新鮮な鏡面状態を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】着脱可能な光反射鏡面部材の一実施例の概要斜
視図である。

【図２】図１の光反射鏡面部材を上部バッファ槽に装着
した状態を示す概要斜視図である。

【図３】着脱可能な光反射鏡面部材の別の実施例の概要
斜視図である。

【図４】図３に示された光反射鏡面部材を上部バッファ
槽に装着した本発明のゲル電気泳動装置の一実施例の概
要斜視図である。

【図５】鏡面部材照明用光源を有する図４に示されたゲ
ル電気泳動装置の概要斜視図である。

【図６】特開昭６３−２１５５６号公報に開示されたＤ
ＮＡ塩基配列決定装置の模式的構成図である。

【符号の説明】

１ ゲル電気泳動装置 ３ 測定室 ５ 扉 ９ 泳動板ホルダ １１ 上部バッファ槽 １３ 下部バッファ槽 １５ 上部電極 １７ 下部電極 １９ クランプ機構 ２１ レーザ光照射端 ３０ 上部バッファ槽前壁 ３２ 上部バッファ槽前壁切欠部 ３４ 上部バッファ槽後壁 ３６ 電極端子 ３８ 導体 ４０ 光反射鏡面部材 ４２ クリップ ４４ 鉤状手段 ４６ アーム ５０ 照明用光源 ７４ 泳動板 ７５ ゲル電解質層上端凹陥部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 利介 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立電子エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 泳動板を垂直に起立保持した状態で収容
   する測定室を有し、泳動板のゲル電解質層の下部および
   上部を緩衝液に浸漬するための下部バッファ槽および上
   部バッファ槽をそれぞれ有し、検出手段としてレーザ光
   を用いるゲル電気泳動装置において、泳動板のゲル電解
   質層の上部を緩衝液に浸漬するための上部バッファ槽の
   泳動板当接前壁面に対向する上部バッファ槽後壁面に、
   着脱可能な光反射鏡面部材を装着することを特徴とする
   ゲル電気泳動装置。
2. 【請求項２】 前記光反射鏡面部材を上部から照明する
   ための光源が更に設けられていることを特徴とする請求
   項１のゲル電気泳動装置。
3. 【請求項３】 泳動板ホルダにより泳動板を測定室内に
   起立保持した状態で収容することからなり、前記上部バ
   ッファ槽は該泳動板ホルダと一体化されていることを特
   徴とする請求項１のゲル電気泳動装置。
4. 【請求項４】 泳動板ホルダにより泳動板を測定室内に
   起立保持した状態で収容することからなり、前記上部バ
   ッファ槽は独立した部材であり、泳動板を泳動板ホルダ
   にセットする際、泳動板と一緒に泳動板ホルダに装架さ
   れることを特徴とする請求項１のゲル電気泳動装置。