JPH0815222A - 電気泳動用ゲル、その製造方法および電気泳動法 - Google Patents
電気泳動用ゲル、その製造方法および電気泳動法Info
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Abstract
クリルアミド系電気泳動用ゲルではできなかったよう
な、低分子量から高分子量に至る蛋白質、核酸等の生体
由来物質の分離分析ができる電気泳動用ゲル、その製造
方法および電気泳動法を開発する。 【構成】 電気泳動用ゲルは、N−ビニルカルボン酸ア
ミドを必須成分とする水溶性モノビニルモノマーおよび
水溶性ジビニルモノマーの電解質水溶液を重合して得ら
れる電解質水溶液含有ゲルを構成要素とすることを特徴
とする。電気泳動方法は、N−ビニルカルボン酸アミド
とアクリルアミドの共重合比率を変えることにより分子
フルイ効果を調節することを特徴とする。
Description
製造方法および電気泳動法に関するものであり、更に詳
しくは生化学、医学の分野において、低分子量から高分
子量に至る蛋白質、核酸などの生体由来物質の分離分析
に用いられる新規な電気泳動用ゲル、その製造方法およ
び電気泳動法に関するものである。
ガロース、澱粉等の天然物が用いられていたが、それら
は分離能が悪く、バンドも不鮮明であった。近年、ポリ
アクリルアミドを支持体とするゲル電気泳動法が確立さ
れ、高い精度の分子ふるい効果により高分解能が期待で
きるようになった。中でも泳動用ゲルとして、緩衝液を
内包したポリアクリルアミド架橋物を用いる方法は、ア
クリルアミド濃度と架橋剤の組成により、ゲルのポアサ
イズを任意に調節できることから現在のゲル電気泳動法
における主流となっており、分離しようとする蛋白質、
核酸等の分子量によりアクリルアミド濃度を換えたゲル
を作り分析に用いている。即ち、一般に、比較的低分子
量の蛋白質、核酸の分離には高濃度のポリアクリルアミ
ドゲルが、比較的高分子量の蛋白質、核酸の分離には低
濃度のポリアクリルアミドゲルが用いられている。
3−502456号公報、特開昭62−91850号公
報、特開平2−22555号公報等がある。即ち、特開
昭63−502456号公報には、電気泳動分離法に対
する緩衝溶液の供給方法が開示されている。該電気泳動
分離法に対する緩衝溶液の供給方法は、通常は液状で使
用される電極液をゲル状とし、分離用ゲルとの接触を容
易にしたものであり、ゲル板の形態の支持マトリックス
で行われる水平電気泳動分離法に緩衝剤溶液を供給する
ものであり、2種の電極緩衝剤をそれぞれ1つのゲル片
に混入し、これらゲル片をゲル片間のマトリックスが使
用可能な分離領域を提供するように支持マトリックスと
接触させておくものである。また、ゲル片がアガロース
若しくはポリアクリルアミドよりなるものである。更
に、各ゲル片における電極緩衝剤の含有量が80〜99
重量%の範囲内であるものである。
は、ポリアクリルアミド系水性ゲル電気泳動用媒体の製
造方法が開示されている。該電気泳動用媒体の製造方法
は、アクリルアミド系単量体、架橋剤、水及び重合開始
手段の存在下に架橋重合させるに当り、該重合開始手段
が過酸化物、光増感剤、及び励起光の組み合わせからな
り還元剤を含まない方法である。
電気泳動ゲル媒体用キットが開示されている。該電気泳
動ゲル媒体用キットは、ポリアクリルアミド型ポリマー
ゲル媒体を便利に安全に形成するためのキットである。
や核酸を分離するため、泳動方向に対してアクリルアミ
ド濃度を連続的に変化させたグラジエントゲルに関する
技術として、例えば、特開昭61−28512号公報、
特開昭63−210654号公報、特開平1−2635
48号公報などがある。
は、電気泳動ゲル物質の製法が開示されている。該電気
泳動ゲル物質の製法は、重合を水溶性の有機光反応開始
剤を使用する均一系光重合、或いは光重合水溶液中に有
機反応開始剤を懸濁又は分散させた不均一系光重合によ
り開始して、連続的な孔勾配を有するグラジエントゲル
の製法である。
開平1−263548号公報には、電気泳動用媒体につ
いて開示されている。即ち、これら公報には、低分子量
部分から高分子量部分までほぼ同等な良好な高分離性能
を持つ、改良されたポリアクリルアミド系水性ゲル濃度
グラジエントを有するゲル媒体が記載されている。
させた電気泳動用ゲルを製造する技術として、特開平1
−302153号公報がある。即ち、アクリルアミド濃
度の異なる複数のモノマー水溶液を段階的に逐次重層
し、次いで、これを重合して得られる電気泳動用ゲルの
製造方法が記載されている。
(以下、SDSと略す)で処理し、蛋白質分子の電荷を
均等にしてゲル電気泳動を行えば、分子量差のみによっ
て分離が行われ、特に、ゲル緩衝液として、トリス(ヒ
ドロキシメチル)アミノメタン(以下、トリスと略す)
の塩酸による部分中和物を使用し、泳動用電極液とし
て、トリス・グリシン塩を使用する方法は、レムリー
〔U.K.Laemmli,Nature Vol.227、680(197
0)〕の処方として蛋白質の分析に賞用されている。こ
のレムリーの処方におけるゲル緩衝液では、pHが8.
8となるように、トリスの約10〜20モル%を塩酸に
より部分中和している。
−ジメチルアクリルアミドなどアクリルアミド誘導体、
アガロースなどが電気泳動用の支持体として一般に用い
られているが、アガロースは脆く、分離能が悪い欠点が
あり、一方、ポリアクリルアミドなどの場合は前記の公
知技術において、ゲルを構成するポリアクリルアミドな
どの濃度の実用的な範囲は4〜20重量%であり、4重
量%以下の低濃度ではゲル強度が小さく、20重量%以
上の高濃度では容器面との間に剥離を生じ易い欠点があ
る。
クリルアミドなどの濃度を4重量%以下の低濃度にすれ
ば高分子量の蛋白質や核酸などを速く分離できることが
知られているが、従来のポリアクリルアミド系ゲルはゲ
ル強度が小さいため高分子量の蛋白質や核酸などの分離
には使用できず、測定可能な分子量範囲が狭いという欠
点があった。本発明の目的は、生化学、医学の分野にお
いて、測定可能な分子量範囲を著しく拡大し、低分子量
から高分子量に至る蛋白質、核酸等の生体由来物質の分
離分析に用いることができる新規な電気泳動用ゲル、そ
の製造方法および電気泳動法を提供するものである。
く研究を重ねた結果、特定のモノマー単位を有するポリ
マーの電解質水溶液含有ゲルを構成要素とすることによ
り上記課題を解決できることを見い出し、本発明を完成
するに至った。
(I)で表されるモノマー単位を有するポリマーの電解
質水溶液含有ゲルを構成要素とすることを特徴とする電
気泳動用ゲルである。
ルボン酸アミドを必須成分とする水溶性モノビニルモノ
マーおよび水溶性ジビニルモノマーの電解質水溶液を重
合することを特徴とする電気泳動用ゲルの製造方法であ
る。
ルボン酸アミドとアクリルアミドの共重合比率を変える
ことにより分子フルイ効果を調節することを特徴とする
電気泳動方法である。
電気泳動法は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。N−ビニルカルボン酸アミドモノマー単位
を必須成分として有するポリマーの電解質水溶液含有ゲ
ルは、ポリマー濃度を4重量%以下の低濃度にして製造
されたものであってもゲル強度が低下せず、且つ、同一
ポリマー濃度であってもポリアクリルアミド系ゲルなど
の場合に比べてポアサイズの大きいゲルが得られるの
で、高分子量の蛋白質や核酸などの移動速度が大きくな
り、従来のポリアクリルアミド系ゲルなどでは不可能で
あった高分子量の蛋白質や核酸などの分離分析が可能と
なった。N−ビニルカルボン酸アミドモノマー単位を必
須成分として用いるとポリアクリルアミド系ゲルなどの
場合に比べてポアサイズの大きいゲルが得られ、高分子
量の蛋白質や核酸などの移動速度が大きくなることは従
来全く知られておらず、本発明者等が始めて見いだした
ものである。
する水溶性モノビニルモノマーと適宜の量の水溶性ジビ
ニルモノマーの電解質水溶液を従来公知の常法に従って
共重合することにより、生成ゲルの架橋度、ポアサイズ
などの制御された電気泳動用ゲルを製造することができ
る。
−メチレンビスアクリルアミドが最も多用されている
が、その他、N,N−ジアリル酒石酸アミドなどの一般
的なジビニル化合物も使用することができる。
せ、脆弱さを改善するため、ポリアクリルアミド、アガ
ロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリド
ン、ポリエチレンオキサイド、ポリメチルビニルエーテ
ルなどの水溶性ポリマーを含有させることもできる。
射により発生するラジカルによって行われる。重合開始
剤としては、過硫酸アンモニウムなどの過酸化物とN,
N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなどの
還元剤を併用するレドックス型の重合開始剤が賞用され
るが、これらに特に限定されるものではない。上記過酸
化物および還元剤は、全モノマーに対し、0.05〜5
%(w/v)が使用される。また、重合温度は開始剤が
機能する温度であれば特に限定されないが、通常15〜
50℃の範囲が好ましい。
の一部をアクリルアミドに置換し、N−ビニルカルボン
酸アミドとアクリルアミドの共重合比率を変えることに
より生成ゲルのポアーサイズを制御できるので、生成ゲ
ルの分子フルイ効果の調節が容易である。将来は、N−
ビニルカルボン酸アミドの一部をアクリルアミドに置換
しなくても生成ゲルのポアーサイズを制御できる可能性
がある。
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。
す)とN−ビニルホルムアミド(NVFと略す)の混合
比率(モル分率)を変化させたモノマーを用い、下記の
条件によりポリマーゲルを製造し、電気泳動試験を行っ
た。モノビニルモノマー比率(AAMとNVFの混合モ
ル比)と分子量94,000の蛋白質の移動度の関係を
表1に示す。 (試験方法と試験条件)横幅12cm、縦10cmの長
方形のガラス板と上部に凹状の切り込みの入った同寸法
のガラス板の間に、厚さ1mmのスペーサを挟んでガラ
スプレートを組み立てる。モノマー濃度12.5%(%
T)、N,N−メチレンビスアクリルアミド(BIS)
濃度5%(%C)、トリス濃度0.09375mol/
l、グリシン濃度0.192mol/l、HCl濃度
0.07969mol/l、SDS濃度0.1%(W/
V)の組成から成るモノマー水溶液に対し、過硫酸アン
モニウム(APS)400ppm、およびN,N,
N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TEME
D)800ppmを添加混合後、プレート内に注入し、
常法で重合させ、電気泳動用ポリマーゲルを得た。
0の市販マーカー蛋白質を電気泳動し、移動度(蛋白質
の移動距離/色素の移動距離)を測定した。マーカー蛋
白質は、βメルカプトエタノールとSDSを用いて処理
し、7重量%のグリセリンおよび0.05重量%のブロ
ムフェノールブルー(BPBと略す)を加えて試験に供
した。電気泳動用緩衝液の組成は、トリス濃度0.02
5mol/l、グリシン濃度0.192mol/l、S
DS濃度0.1%(W/V)のレムリー処方である。電
気泳動は、20mA定電流で行い、BPBの泳動末端が
下から5mmの所で通電を中止した。染色は、0.25
%(W/V)クマシーブリリアントブルー−G250、
10%(V/V)酢酸、30%(V/V)メタノールを
含有する水溶液中で2時間行った。また、脱色は、7%
(V/V)酢酸と3%(V/V)メタノールを含有する
水溶液で適宜新しい溶液に替えながら一昼夜行った。
0の蛋白質の移動度
MとNVFの混合比率(モル分率)を変化させたモノマ
ーを用い、下記の条件によりポリマーゲルを製造し、電
気泳動試験を行った。モノビニルモノマー比率(AAM
とNVFの混合モル比)と分子量94,000の蛋白質
の移動度の関係を表2に示す。 (試験方法と試験条件)モノマー濃度を7.5%(%
T)とした以外は実施例1と同じ試験法と試験条件で行
った。
の蛋白質の移動度
学、医学の分野において、測定可能な分子量範囲を著し
く拡大し、従来のポリアクリルアミド系電気泳動用ゲル
ではできなかったような、低分子量から高分子量に至る
蛋白質、核酸等の生体由来物質の分離分析に用いること
ができる。本発明の製造方法により、生成ゲルの架橋
度、ポアサイズなどの制御された電気泳動用ゲルを容易
に製造することができる。本発明の電気泳動法により、
生成ゲルの分子フルイ効果を容易に調節することができ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記の一般式(I)で表されるモノマー
単位を有するポリマーの電解質水溶液含有ゲルを構成要
素とすることを特徴とする電気泳動用ゲル。 【化1】 (但し、R1 はHまたはメチル基を表す) - 【請求項2】 N−ビニルカルボン酸アミドを必須成分
とする水溶性モノビニルモノマーおよび水溶性ジビニル
モノマーの電解質水溶液を重合することを特徴とする電
気泳動用ゲルの製造方法。 - 【請求項3】 N−ビニルカルボン酸アミドとアクリル
アミドの共重合比率を変えることにより分子フルイ効果
を調節することを特徴とする電気泳動方法。
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JP06167484A JP3076200B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 電気泳動用ゲル、その製造方法および電気泳動法 |
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JP2001159621A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Hymo Corp | 電気泳動用ポリアクリルアミドプレキャストゲル、その製造方法及びその使用方法 |
WO2001029098A3 (en) * | 1999-10-19 | 2002-05-02 | Amersham Biosciences Ab | Method and kit for the manufacture of separation gels |
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1994
- 1994-06-28 JP JP06167484A patent/JP3076200B2/ja not_active Expired - Fee Related
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