JPH0743349B2 - 電気泳動用ゲルシ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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に
関するものである。

（従来の技術） 緩衝液を浸み込ませたゲル膜、濾紙等のシート状媒体中
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平
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等が用いら
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
に実験者に煩しい作業を強いるものとなっていた。

上記のような事情から、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が提案された
（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
厚さに挾持させてなるものである。この電気泳動シート
の場合は、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
伸びる形状のもので、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、既にゲル化したウェブ状ゲル膜がシート材間に
保持されているので、上記スロットはこのウェブ状ゲル
膜に打抜き加工を程して形成される。

（発明が解決しようとする問題点） このようにして作成された電気泳動シートを用いて電気
泳動をおこなう場合には、この電気泳動シートを板ガラ
ス等で挾持した後これを電気泳動装置にセットする。次
いで、電気泳動シートのスロットを注射器等を用いて洗
浄液により洗浄し、その後被電気泳動物質をマイクロシ
リンジ等でこのスロット内に注入する。この場合ゲル膜
が透明で見えにくいため、スロットの位置を確認するこ
とが難しく、このため、注射針によりスロットの洗浄を
行なう時や、マイクロシリンジを用いて被電気泳動物質
の注入を行なう時に、誤ってスロットの底部を針先で突
き破ってしまったり、被電気泳動物質を正規の位置以外
の場所に注入して貴重なサンプルを無駄にしてしまうな
どの不都合があった。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明においては、上記スロットの洗浄の時
および被電気泳動物質をスロットに注入する時に、スロ
ットの位置を識別しやすくして、これらの操作が簡便に
且つ確実に行なえるようにした電気泳動シートを提供す
ることを目的とし、このための手段として、本発明の電
気泳動シートは以下のように構成されている。

すなわち、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枚の支持体の左右端部に所定厚さ
のゲル用スペーサを挟み、これらゲル用スペーサの間に
おける上記２枚のポリマーフィルムの間に電気泳動用媒
体を均一な厚さに挾持せしめてなる電気泳動用ゲルシー
トであり、上記電気泳動用媒体の上端部に左右方向に並
んで複数の被電気泳動物質注入用スロットが形成し、上
記ゲルシート上部における複数のスロットの近傍の上記
２枚の支持体の一方もしくは両方に被電気泳動物質の注
入位置を示すマークが表示している。

（作用） 電気泳動シートを以上のように構成することにより、電
気泳動用媒体が透明で見えにくくても上記マークによる
表示によってスロットの位置に知ることができ、スロッ
トの洗浄、スロット内への被電気泳動物質の注入操作が
行ない易くなる。

（実施例） 以下、図に基づいて本発明の好ましい実施例について説
明する。

第１図は本発明に係る電気泳動用ゲルシートを用いた電
気泳動装置を示す斜視図であり、この電気泳動装置は基
本的には、支え台１、下部緩衝液槽２、一対の支柱3,
3、上部緩衝液槽４および電気泳動シートアセンブリ10
からなる。下部緩衝液槽２は支え台１上に固定され、支
柱3,3も支え台１上に固定されている。この支柱3,3の上
部には、止めネジ3a,3a（一方のネジのみ図示）によっ
て上部緩衝液槽４が取付けられている。さらに、電気泳
動シートアセンブリ10は、上端が上部緩衝液槽４の前面
切欠部と対向してこの上部緩衝液槽４に取付けられ、下
端が下部緩衝液槽２内に入り込むように取付けられてい
る。このとき、電気泳動シートアセンブリ10の取付け
は、クリップ９によってなされる。なお、上部および下
部緩衝液槽2,4内には、それぞれ１本の白金線からなる
上部および下部電極5,6（下部電極６は図示せず）が配
され、これら両電極5,6はそれぞれ各緩衝液槽2,4の側壁
外部に突出して取付けられた外部端子5a,6aに接続して
いる。このため、上部および下部緩衝液槽2,4に緩衝液
を入れ、外部端子5a,6aに所定電圧を印加すれば、電気
泳動を行なうことができるようになっている。

次に、上記電気泳動シートアセンブリ10の構成につい
て、詳細に説明する。この電気泳動シートアセンブリ10
は、第２図の斜視図に示すように、上端に切欠き11aを
有する欠けガラス板11と、平ガラス板12とにより、ゲル
シート20を挾持してなる。なお、欠けガラス板11および
平ガラス板12はガラス板に代えてセラミック板によって
作ってもよい。

一方、上記ゲルシート20は矢印III−IIIに沿って断面し
た第３図およびこのゲルシート20を構成部品に分解して
示す第４図に示すように、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21,22を、その左右に所定厚
さのゲル用スペーサ23a,23bを挟んで対向配置し、両シ
ート材21,22の間にゲル用スペーサ23a,23bと同じ厚さの
電気泳動用ゲル膜24を挾持してなるものである。このと
き、欠けガラス板11と対向する側のシート材21の上端に
は、欠けガラス板11の上端に形成された切欠きと同じ形
状の切欠き21aが形成され、ゲル膜24の上端には、試料
注入用の複数のスロット24aが形成されている。

このような構成のゲルシート20は、次のようにして作ら
れる。まず、表面を親水化したポリマーフィルム（例え
ばポリエチレンテレフタレート）からなるシート材21の
表面上に、アクリルアミド、BIS、アガロース、トリス
（ヒドロキシメチル）アミノメタン、ホウ酸およびEDTA
・2Na塩からなる水溶液に、重合開始剤としてペルオク
ソニ硫酸アンモニウム、TEMEDを加えたものを、0.3mmの
厚みで層状に形成し、ポリアクリルアミドゲル膜24を得
る。次いで、このゲル膜24の一部を適当な形に打抜いて
除去しスロット24aを形成し、この後、もう１枚のポリ
マーフィルムからなるシート材22カバーシート）で上記
ゲル膜24をカバーし、上記構成の電気泳動ゲルシード20
が作られる。

このとき、シート材22の表面上には、上記スロット24a
の輪郭形状に一致する線からなるマーク22aが表示され
ており、これによって透明で見えにくいゲル膜24の上端
のスロット24aの位置が明示されるようになっている。
このため、電気泳動操作の際において、スロット24a内
を注射器により洗浄するときや、スロット24a内にマイ
クロシリンジにより被電気泳動物質を注入するときに、
スロットの底部を針先で突き破ったり、被電気泳動物質
を正規の位置以外の場所に注入したりするということを
防止することができるようになっている。なお、このマ
ーク22aは、本例ではシート材22の表面上に表示しした
例を示しているが、当然ながらもう１つのシート材21の
表面上に表示してもよく、また、両シート材21,22の表
面上に表示してもよい。

さらに、シート材22の表面上の両側には泳動方向に距離
目盛り22b,22cが表示されており、被電気泳動物質に混
合されたBPB、キシレンシアノール等のマーカー用色素
によって被電気泳動物質の電気泳動量を目視確認できる
ようにしている。これによって、被電気泳動物質の電気
泳動量を一目で知ることができ、所定距離だけ色素が泳
動した時点で電気泳動を終了させることができるように
なっている。この場合においても、上記目盛りをいずれ
のシート材21,22に表示してもよいのは無論である。

以上のように構成した電気泳動装置を用いて電気泳動を
行なうには、上部および下部緩衝液槽2,4内に緩衝液を
入れ、マーク22aによる位置表示に基づいて、ゲルシー
ト20のゲル膜24上端のスロット24a内に注射器等により
緩衝液を洗浄液として送り込んでこのスロット24a内を
洗浄する。この後、このスロット24a内にマイクロシリ
ンジ等によりに所定の試料液を注入し、次いで上部およ
び下部電極5,6に接続された外部端子5a,6a間に所定電圧
を印加すればよい。上部緩衝液層４内の緩衝液は、欠け
ガラス板11の切欠き11aおよびゲルシート20のシート材2
1に形成された切欠き21aを介してゲル膜24の上端と接触
し、且つ下部緩衝液槽２内の緩衝液も、電気泳動シート
アセンブリ10の下端が下部緩衝液槽２内に突出している
ので、ゲル膜24の下端と接触する。このため、外部端子
5a,6aに印加された電圧は緩衝液を介してゲル膜24に作
用し、スロット24aから注入された試料のゲル膜24内で
の電気泳動を行なわせることができる。

上記ゲルシート20の上部を正面から見て示すのが、第5A
図であり、シート材22の表面には、その上部に、ゲル膜
24の上端のスロット24aの輪郭と一致するマーク22aが設
けられ、両側部には泳動方向の距離を示す目盛り22b,22
cが設けられている。なお、上記マーク22aの形状はスロ
ット24aの輪郭と一致するものに限る必要はなく、スロ
ット位置を明示できるものであればよい。このため、第
5B図から第5D図に示すように各スロットを別個に示すＵ
字状マーク、Ｌ字状マーク、スロット底部を示す直線状
マークでもよく、またスロット24aの形状が上方に尖っ
た形状のときには第5E図のようにマーク22aもこれに合
った形状とすればよい。

さらに、第6A図に示すように、スロット24aの中心位置
を示すマーク31を設けてもよく、この種のマークとして
は第6B図に32〜35で示すような種々のマークが考えられ
る。また、このマークに加えてもしくはこのマークに代
えて番号数字を入れてもよく、こうすれば何番目のスロ
ットにどの被電気泳動物質を注入すべきか、あるいは注
入されているかを容易に知ることができる。

なお、被電気泳動物質がDNAの場合、塩基配列を決定す
るために隣り合った４つのスロットにグアニン、アデニ
ン、チミン、シトシンの４種類のDNA試料を一組として
注入するのが常法である。従って上記マークを入れる場
合、このマークの形状は４つ毎に変えると便利である。
あるいは１スロットとばして別の組のDNA試料を注入す
る方が結果が見易いということも考えられ、この場合に
はスロットのマークの形状を５つ毎に変えることが望ま
しい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ゲルシートに表
示されたマークによってゲル膜（電気泳動用媒体）の上
端に形成されたスロットの位置が明示されるので、実験
者はマークを目印にスロットの洗浄およびスロットへの
被電気泳動物質の注入をすることができ、これらの操作
が非常に容易となり、洗浄時に注射針等によって誤って
スロットの底部を突き破ったり、被電気泳動物質注入時
にこれを正規の位置以外の場所に注入したりすることを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気泳動用ゲルシートを用いた電
気泳動装置の１例を示す斜視図、 第２図は第１図の装置に用いる電気泳動シートアセンブ
リを示す斜視図、 第３図は、第２図の矢印III−IIIに沿った電気泳動シー
トアセンブリの断面図、 第４図は、本発明に係る電気泳動用ゲルシートを構成品
に分解して示す斜視図、 第5A図から第5E図および第6A図は上記電気泳動用ゲルシ
ートを示す正面図、 第6B図は本発明に係る電気泳動用ゲルシート表面に表示
されるマークの異なる例を示す正面図である。 １……支え台、２……下部緩衝液槽 ４……上部緩衝液槽、８……保温水槽 10……電気泳動シートアセンブリ 11……欠けガラス板、12……平ガラス板 20……ゲルシート、21,22……シート材 22a,31〜35……マーク 22a,23b……ゲル用スペーサ 24……ゲル膜、24a……スロット

Claims (2)

【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
   枚の支持体の左右端部に所定厚さのゲル用スペーサを挟
   み、これらゲル用スペーサの間における上記２枚のポリ
   マーフィルムの間に電気泳動用媒体を均一な厚さに挾持
   せしめてなる電気泳動用ゲルシートにおいて、 上記電気泳動用媒体の上端部には、左右方向に並んで複
   数の被電気泳動物質注入用スロットが形成され、上記ゲ
   ルシートにおける上記複数のスロットの近傍の上記２枚
   の支持体の一方もしくは両方に被電気泳動物質の注入位
   置を示すマークが表示されていることを特徴とする電気
   泳動用ゲルシート。
2. 【請求項２】上記マークが、上記複数のスロットの輪郭
   形状と一致した線からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の電気泳動用ゲルシート。