JPH0740011B2 - 電気泳動シ−トの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、蛋白質、核酸等のように溶液中で電離基を持
つ物質を、その粒子の荷電および分子量の相違に基づい
て分離分析する等のために用いられる電気泳動シートを
製造する方法に関するものである。

（発明の背景） 緩衝液を浸み込ませたゲル膜，濾紙などのシート状媒体
中において蛋白質，蛋白質分解物，核酸，核酸分解物な
どの荷電分子または粒子が電場の影響下で移動する現象
を利用して、それらの物質の分離を行なう電気泳動操作
が従来から知られており、特に上記のような生体高分子
物質の分離と固定に利用されている。

特に最近注目されている遺伝子工学の分野においては、
オートラジオグラフィーを利用したDNAなどの核酸の塩
基配列の決定のために電気泳動操作の実施が必須とされ
ている。この目的における電気泳動操作は一般に、放射
性標識が付されたDNAあるいはDNA断片の塩基特異的反応
物混合物を電気泳動用媒体の電界方向に沿って複数種並
行して泳動させる操作が含まれる。そして、その泳動に
より得られた複数列の泳動パターン（電気泳動により媒
体上に形成されるゾーンの集合体）をオートラジオグラ
ムとして得たのち、各列のゾーンを相互に対照比較する
ことにより塩基配列の決定が行なわれる。すなわち、同
一の分子量を有する塩基特異的反応物は、電気泳動の開
始点が同一であれば同一の位置に移動するとの電気泳動
の原理を利用して、それらの対照比較を行なっている。

一般に電気泳動用媒体としては濾紙、メンブランフィル
タ、澱粉ゲル膜，ポリアクリルアミドゲル膜などが用い
られており、厚さの均一なシート状のものである。これ
らの媒体として澱粉ゲル膜、ポリアクリルアミドゲル膜
などのゲル膜を用いる場合従来は、ガラス板等の非導電
性材料からなる平坦な支持体（支持具）の周囲に支持枠
（スペーサ）を設置して形成したモールド上にゲル調製
液を導入し、必要に応じてさらに別の支持体で上面を密
閉したのちゲル化させたものを利用していた。しかしこ
のゲル膜形成方法は非常に面倒であり、電気泳動操作以
前に実験者に煩わしい作業を強いるものとなっていた。

上記のような事情に鑑みて本出願人は、ゲル調製等の面
倒な作業をする必要なく手軽に利用できる電気泳動シー
トを提案した（例えば特開昭59−126237号）。この電気
泳動シートは、非導電性有機ポリマーフィルムからなる
２枚のシート材を左右端部に所定厚さのスペーサを挟ん
で対向配置し、これらのシート材の間に電気泳動用ゲル
膜を均一な厚さに挟持させてなるものである。この電気
泳動シートは、上記のように２枚のポリマーフィルムの
間にゲル膜が配された状態で販売されうるから、電気泳
動実験者はこの電気泳動シートを買い求めて、手軽に電
気泳動操作を行なうことができる。

ところで上記電気泳動シートにおいては、電気泳動用媒
体としてのゲル膜の上端部（すなわち上記スペーサに面
しない端部で、電気泳動操作時に上側に位置する端部）
に、被電気泳動物質を注入保持するためのスロットが設
けられる。このスロットはゲル膜の上端部から中央側に
延びる形状のもので、通常ゲル膜左右方向に並べて複数
設けられる。先に述べたようにガラス板等の平板状支持
体間にゲル調製液を流し込んでゲル膜を形成する場合
は、ゲル調製液流し込みの前に両支持体間に、通常サン
プルコームと称される歯形状部材を配置しておき、調製
液ゲル化後に該部材を引き抜いて上記スロットを形成し
ていた。しかし上述のような電気泳動シートの製造に際
しては、ゲル調製液流し込みは行なわず、既にゲル化し
たウェブ状ゲル膜をシート材間に保持するようにしてい
るので、上記スロットはこのウェブ状ゲル膜に打抜き加
工を施して形成することになる。従来このスロット打抜
きは、例えば第９図に示すような形状の打抜き刃70をウ
ェブ状ゲル膜71Wに押し当てることによって行なわれて
いた。この従来の打抜き刃70は、例えば放電加工によっ
てスロット形状に成形されたものである。ところがこの
ようにして製作された打抜き刃70は尖端が鋭利になら
ず、ある厚みをもったものとなるので、この打抜き刃70
で加工されたゲル膜71においては第10図に示すように、
スロット72の隅部72aが丸みをおびた形状となり、また
閉端部72bが鋭利な切断面とならず押しつぶされた粗い
面となってしまう。そうなるとスロット72内に注入、保
持された被電気泳動物質73がいわばダンゴ状となり、得
られる泳動パターンがゆがんでその読取り不能、あるい
は読取精度低下を招く。泳動パターンの読取精度が低下
すると、塩基配列等、得られる情報の信頼性低下につな
がる。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、スロットの切断面と隅部を十分に鋭く形成すること
ができる電気泳動シートの製造方法を提供することを目
的とするものである。

（発明の構成） 本発明の電気泳動シートの製造方法は、先に述べたよう
に２枚のシート材間に挟持される前のウェブ状ゲル膜に
打抜き刃を押し当ててゲル膜上端部にスロットを形成す
る電気泳動シートの製造方法において、 上記打抜き刃として、複数の切欠きを有しゲル膜の左右
方向に延びるように配された直線状の１本の横刃と、上
記切欠きの両端において該横刃に連続する直線状の複数
の縦刃とが組み合わされてなる打抜き刃を用いるように
したことを特徴とするものである。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を詳細に説
明する。

第１図および第２図は本発明の一実施態様による電気泳
動シートの製造方法を示すものである。まず第１図に示
されるように後述するシート材（ベースフィルム）31a
の両側端部上には細長いスペーサ33,34が配され、両ス
ペーサ33,34の間にウェブ状ゲル膜35Wが載置される。シ
ート材31aは、ウェブ状ゲル膜35Wを載せた状態のまま、
公知の搬送手段（図示せず）によって図中矢印Ａ方向に
搬送される。ゲル膜35Wは、その中で電気泳動が行なえ
るものであれば何でもよく、例えば代表的なものとし
て、アクリルアミドゲル、アガロースゲル、澱粉ゲル、
寒天ゲル、セルロースアセテート多孔質膜、濾紙などが
挙げられる。ウェブ状ゲル膜35Wの上方には、ゲル膜搬
送方向Ａに対して直角な向きに打抜き刃ブロック42が配
設されている。この打抜き刃ブロック42はウェブ搬送手
段の駆動、停止と連動する公知の機構によって上下方向
（図中矢印Ｂ方向）に移動可能とされている。すなわち
ウェブ搬送手段が停止されると該打抜き刃ブロック42が
下降され、ウェブ状ゲル膜35Wに押し当てられる。その
後打抜き刃ブロック42が引き上げられると、ウェブ搬送
手段が所定距離移動して停止する。すると上述のように
打抜き刃ブロック42が下降され、以後同様の動作が繰り
返される。

上記打抜き刃ブロック42は第１図の下面側に、所望のゲ
ル膜スロット形状に合った形状の打抜き刃（これについ
ては後に詳述する）を有するものであり、上記の動作が
繰り返されることによってウェブ状ゲル膜35Wには次々
と開口部35Aが形成され、この開口部35Aの一端部（使用
時にゲル膜の上端部となる端部）には、その左右方向す
なわち軸方向に並んだ状態で複数のスロット36が形成さ
れる。

以上のようにして開口部35Aが形成されたウェブ状ゲル
膜35Wの上にはウェブ状のシート材（カバーフィルム）3
1bが配され、ウェブ状ゲル膜35Wはこのシート材31b、前
記スペーサ33,34およびシート材31aごと適宜切断され、
第２図図示のようなシート状ゲル膜35とされる。このシ
ート状ゲル膜35はシート材31a上において両スペーサ33,
34間に配された状態となり、その上にもう１枚のシート
材31bが被着されて電気泳動シート30が形成される。２
枚のシート材31a、31bは非導電性有機ポリマーフィルム
からなる。それらは平面性のよいもので、非導電性かつ
実質的に水不透過性であればどのような材質のものでも
よく、ポリエチレンテレフタレート、ビスフェノールＡ
のポリカルボネートのようなポリエステル、ポリメチル
メタクリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニルなどのビニル系重合体、ナイロンなどのポリア
ミドなど、およびそれらの共重合体（例、塩化ビニリデ
ン・塩化ビニルコポリマー）が好ましく用いられる。両
シート材31a、31bの材質は同じでも異なっていてもよ
い。図中上側のシート材（カバーシートとも称される）
31bは、それを通してオートラジオグラフィー用の露光
が実施できる範囲で薄いほうが好ましく、約50μｍ以下
のものが用いられ、実用上好ましいのは厚さ約３μｍか
ら約50μｍのものであり、特に好ましいのは厚さ約５μ
ｍから約40μｍの範囲のものである。後側のシート材31
aの厚さは、上記シート材31bと同じであっても異なって
いてもよく、約５μｍから約5mm、好ましくは約８μｍ
から3mmの範囲から選ばれる。

次に第３図および第４図を参照して、打抜き刃ブロック
42について詳しく説明する。第３図は該打抜き刃ブロッ
ク42の刃面側、すなわち第１図における下面側を示して
いる。図示されるようにこの打抜き刃ブロック42は、所
定ピッチで設けられた切欠き43を有し図中左右方向に延
びる直線状の横刃44と、上記切欠き43の両端において横
刃44に連続する複数の小さな直線状縦刃45と、隣り合う
２つの縦刃45に連続して上記切欠き43と向かい合う端刃
46と、上記横刃44と平行に延びる下端切断刃47と、この
下端切断刃47の端部と横刃44の端部とに連続する側刃5
0,51とを有している。

第４図に詳しく示すように上記横刃44は１本の部材から
なり、直方体状のベース48の前端面48aに例えばボルト4
9を用いて固定され、２つの側刃50,51はベース48の側端
面48eにボルト52を用いて固定され、同様に下端切断刃4
7はベース48の後端面48bにボルト（図示せず）を用いて
固定されている。またベース48には、その前端面48aと
下面（第４図中の上面）48cの双方に開口する小さな角
穴48dが多数並設されており、これらの角穴48d内にはそ
れぞれ、縦刃ピース45Pと端刃46とが相隣接して嵌合固
定される。縦刃ピース45Pは、図示のように互いに平行
に延びる２つの直線状縦刃45を備えるものであり、該縦
刃ピース45Pが上記角穴48d内に固定されることにより、
２つの縦刃45はそれぞれ前述のように切欠き43の両端に
おいて横刃44に連続する。なお本実施態様においては、
横刃44と縦刃45とは互いに直角となるように配されてい
る。

上記構造の打抜き刃ブロック42は、第１図においてその
横刃44がウェブ状ゲル膜35Wの幅方向に延びる向きに配
される。したがって該打抜き刃ブロック42の下降、上
昇、およびそれにともなってウェブ状ゲル膜35Wの搬
送、停止が繰り返されると、横刃44、縦刃45および端刃
46によってゲル膜開口部35Aの一端部（シート状ゲル膜3
5の上端部となる端部）にスロット36が打抜き成形さ
れ、開口部35Aの他端部（上記スロット36が形成された
ゲル膜35の隣のゲル膜35の下端部となる端部）が下端切
断刃47によって切断される。また開口部35Aの両側端は
側刃50,51によって切断される。こうして打ち抜かれた
部分のゲル膜はウェブ状ゲル膜35W本体から剥離され、
適宜排出される。第５図は、以上説明のようにして形成
されたスロット36の部分を拡大して示すものである。こ
のスロット36は、直線状の１本の横刃44と、該横刃44に
組み合わされた直線状の縦刃45とによって打抜き成形さ
れるから、第５図図示の通りその隅部36aは丸みをおび
ることなく、正に２本の直線が交わった形状（本例では
直角）となっている。また、電気泳動開始端となるスロ
ット36の閉端部36bも、十分鋭利な切断面のものとなり
互いに一線に揃うようになる。

ここで第６図を参照して、電気泳動シート30を用いて行
なう電気泳動操作について説明する。この第６図に示さ
れる電気泳動装置は基本的に、支え台１上に上部緩衝液
槽２および下部緩衝液槽７が取り付けられてなる。上部
緩衝液槽２および下部緩衝液槽７内にはそれぞれ幅方向
に延びた１本の白金線からなる上部電極３および下部電
極８が配され、各緩衝液槽２、７内に緩衝液が入れられ
た時には、各電極３、８は緩衝液中に位置するようにな
っている。これら両電極３、８はそれぞれ、各緩衝液槽
２、７の側壁外部に突出して取り付けられた外部端子3
a、8aに接続している。上部緩衝液槽２は、側面プレー
ト12、13、後下面プレート14および前面プレート11によ
り囲まれて上面が開口するように形成された函体で、前
面プレート11の上部には切り欠き11bが形成されてい
る。この上部緩衝液槽２は、支持台１に取り付けられた
２本の支持棒15、16に上記側面プレート12、13が保持さ
れることにより、該支持台１上の高位置に固定されてい
る。

電気泳動シート30は、例えばガラス板、セラミックス板
等からなる２枚の平板状支持体21a、21bの間に挟持さ
れ、この状態のまま両支持体21a、21bは例えばクリップ
等を用いて上記前面プレート11の手前側に固定される。
なお、この状態下で該支持体21aと前面プレート11との
接触面間から緩衝液が漏れることがないように、前面プ
レート11の表面にはパッキン４が設けられている。また
本例においては、上部緩衝液槽２から遠い方の平板状支
持体21bと電気泳動シート30との間に、四角い枠状のス
ペーサ20が配置される。このような形状のスペーサ20
は、電気泳動シート30が両支持体21a、21b間に挟持され
たとき、該電気泳動シート30の端部のみに接することに
なる。したがって前述したように極めて薄く形成されて
可撓性に富むシート材31bの中央部（すなわち電気泳動
に利用される部分のゲル膜35に対向する部分）は、該ス
ペーサ20の厚さ分だけ支持体21bから離間することにな
る。

電気泳動シート30を挟持した平板状支持体21a、21bを前
述のようにして上部緩衝液槽２に（すなわち支え台１
に）固定した後、上部および下部緩衝液槽２、７に緩衝
液を入れる。この後、外部端子3a、8a間に所定電圧を印
加し、電気泳動を行なう。なお、前面プレート11側の支
持体21aの上端には、該前面プレート11の上端の切り欠
き11bと同様の切り欠きが形成され、上部緩衝液槽２内
の緩衝液はこの切り欠きを通ってゲル膜35の上端と接触
し、一方電気泳動シート30の下端は下部緩衝液槽７内に
突出して、ゲル膜35の下端が下部緩衝液槽７内の緩衝液
と接触するようになっている。このため、外部端子3a、
8aに印加された電圧は緩衝液を介してゲル膜35に作用
し、ゲル膜35の上端からスロット36内に注入された蛋白
質、核酸等の被電気泳動物質の電気泳動がなされる。

本装置においてはスペーサ40の作用で、薄くて可撓性に
富むシート材31bの中央部は支持体21bから微小距離離間
するので、このシート材31bの表面あるいは支持体21bの
表面にチリ、ホコリ等が付着していても、これらのチ
リ、ホコリ等によってゲル膜35が押しつぶされることが
ない。したがってこのゲル膜35のつぶれによる泳動パタ
ーンのゆがみが発生せず、該泳動パターンは精度良く読
み取られるようになる。

また本発明方法によって形成された電子泳動パターン30
にあっては、既述の通りゲル膜35のスロット隅部36aが
丸みをおびることなく正に直角となっているので（第５
図参照）、該スロット36内に注入、保持された被電気泳
動物質37がいわゆるダンゴ状になることがない。したが
って第５図図示のように泳動パターン38は、ゆがむこと
なくきれいな直線状となり、その読取精度が高められ
る。さらに電気泳動開始端となるスロット36の閉端部36
bが十分鋭利な切断面を有し、互いに一線に揃っている
ので、例えばDNA等の塩基配列の決定操作のように複数
の泳動列を対照比較する工程を含む操作においては、例
えば塩基配列等、その比較に基づく情報の精度も高めら
れる。

なお以上説明した実施態様において、ゲル膜35のスロッ
ト36は長方形状のものとされており、したがってスロッ
ト隅部36aは直角に形成されているが、本発明方法は、
上記以外の形状のスロットを形成する場合にも適用可能
である。すなわち前記打抜き刃ブロック42において、横
刃44に対する縦刃45の配置角を適宜設定することによ
り、例えば第７図、第８図に示すように、スロット隅部
36aを鋭角に形成したり、あるいは鈍角に形成すること
ができる。このような場合でも、とにかく１本の直線状
横刃44の切欠きの両端においても直線状の縦刃45が該横
刃44に連続するようにしておけば、スロット隅部36aが
丸みをおびることを防止できる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の電気泳動シートの製造
方法によれば、ゲル膜のスロット隅部が丸みをおびず鋭
く仕上げられ、そしてスロットの泳動開始端が鋭利な切
断面を有し互いに一線に揃った電気泳動シートを得るこ
とができる。したがって本発明方法による電気泳動シー
トを用いれば、ゆがみが無くしかも泳動開始位置が揃っ
た泳動パターンを得ることができ、その読取精度を十分
に高めることが可能となり、また複数の泳動列を対照比
較して得られる情報の精度も大いに高められるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明方法による電気泳動シートの製
造の様子を示す斜視図、 第３図と第４図は本発明方法において使用されるゲル膜
打抜き刃を示す平面図と分解斜視図、 第５図は本発明方法によって得られた電気泳動シートの
ゲル膜のスロット部を拡大して示す平面図、 第６図は本発明方法によって形成された電気泳動シート
を用いる電気泳動装置の一例を示す斜視図、 第７図と第８図はそれぞれ、本発明方法によって得られ
る別の電気泳動シートのゲル膜のスロット部を示す平面
図、 第９図は従来の電気泳動シート製造方法において用いら
れる打抜き刃の一例を示す斜視図、 第10図は従来方法によって得られる電気泳動シートのゲ
ル膜のスロット部を示す平面図である。 30……電気泳動シート、31a、31b……シート材 33、34……スペーサ、35……ゲル膜 35W……ウェブ状ゲル膜、36……スロット 36a……スロット隅部、36b……スロット閉端部 42……打抜き刃ブロック、43……横刃の切欠き 44……横刃、45……縦刃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非導電性有機ポリマーフィルムからなる２
   枚のシート材が左右端部に所定厚さのスペーサを挟んで
   対向配置され、これらのシート材の間に、前記スペーサ
   と向き合わない両端部の一方から他方側に延びるスロッ
   トを有する電気泳動用ゲル膜が均一な厚さに挟持されて
   なる電気泳動シートの製造方法であって、 前記シート材間に挟持される前のウェブ状のゲル膜に、
   複数の切欠きを有し該ゲル膜の左右方向に延びるように
   配された直線状の１本の横刃と、前記切欠きの両端にお
   いて該横刃に連続する直線状の複数の縦刃とが組み合わ
   されてなる打抜き刃を押し当てて、前記スロットを形成
   することを特徴とする電気泳動シートの製造方法。