JPH08506655A

JPH08506655A - 粘性の電気泳動ポリマー媒質および方法

Info

Publication number: JPH08506655A
Application number: JP6508458A
Authority: JP
Inventors: メンチェン，スティブン，マイケル; ウインニク，ミッチェル，エイ; ジョンソン，ベン，エフ
Original assignee: パーキン―エルマーコーポレーション
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1993-09-22
Publication date: 1996-07-16
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: WO1994007133A1; DE69324028D1; JP2814308B2; US5290418A; ATE177839T1; DE69324028T2; EP0662217A1; US5468365A; EP0662217B1

Abstract

(57)【要約】粘性電気泳動分離媒質が開示されている。媒質は選択された実質的に均一のセグメント長を有する親水性ポリマーセグメント、および親水性ポリマーセグメント上に有りこれよって互いにスペースを置く複数の疎水性ポリマーセグメントから成る共重合体によって形成されたマトリックスにより形成される。また分離媒質を用いる電気泳動方法、および媒質を形成する際に用いられる新規の共重合体を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】粘性の電気泳動ポリマー媒質および方法１．発明の技術分野本発明は生体分子の電気泳動分離に使用するためのポリマー媒質、特にキャピラリー電気泳動分離技術に適合できる媒質に関するものである。２．引用文献 Cohen，A.，et al.，Anal Chem，59:1021(1987)． Cohen，A.，et al.，J.Chromatography，458:323(1988)． Compton，S.，et al.，BioTechniques，6(5):432(1988)． Kaspar，T.，et al.，J．Chromatography，458:303(1988)． Malik et al.，J.Org.Chem.，56:3043(1991)． Maniatis，T．et al.，“Molecular Cloning：A Laboratory Manual，”Cold Spring Harbor Labs(1982)． Stryer，L.，Biochemistry，3rd ed.，W.H．Freeman & Company，New York，p p.44-48(1988)．３．発明の背景ゲル電気泳動はタンパク質、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、およびリボ核酸（ＲＮＡ）のような大きい生体分子を分離する効果的な方法である。ゲル電気泳動では、生体分子の混合物は選択されたゲル媒質に入れられてゲルは外部の電場に委ねられる。ゲルを通る生体分子の移動の速度（Ｖ）は電場（Ｅ）の強度、分子の正味の電荷（ｚ）、および媒質の摩擦係数（ｆ）に依存する：Ｖ＝Ｅｚ／ｆ摩擦係数は分子の大きさと形状および媒質の粘度に依存する。ゲルは粘度の小さい媒質中に小さい温度勾配によって生成した対流を抑えるので電気泳動分離を行うため好ましい媒質になり、大きい分子の移動を阻害する分子篩として働くが、一層小さい分子はゲルの孔を通って容易に移動する。ポリアクリルアミドゲルは一般に、化学的に不活性であり、その孔の大きさはアクリルアミドとメチレンビスアクリルアミド（架橋剤）の所望の割合、および重合化に使用される全単量体濃度を選択して制御できるので、分離を行うために選択される媒質であった。ポリアクリルアミドゲルは一般に、電気泳動媒質の存在で、遊離基開始剤を使用して、成分単量体の遊離基重合化によって生成する。タンパク質の電気泳動分離は多くはタンパク質の変性条件下に架橋ポリアクリルアミドで行われる。例えば、タンパク質を洗浄剤溶液、例えばドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）中に溶解し、メルカプトエタノールまたはジチオスレイトール処理を行い、任意のジスルフィド結合を減らすことができる。ＳＤＳアニオンは約１分子のＳＤＳと２個のアミノ酸残基の割合でタンパク質に結合し、これによって大きい正味の負の電荷およびバルクを変性タンパク質に与える。タンパク質−ＳＤＳ複合体の電荷およびバルクは天然のタンパク質のマスにほぼ比例している。ゲルマトリックス内のタンパク質またはペプチドの配置はこれによって分子の大きさと電荷に基づいた分子の大きさに関連させることができる。ほぼ同じ電荷密度をもつ核酸の場合には、ゲルマトリックスにおける配置は分子の大きさにさらに直接関係している。電気泳動した複合体は通常コーマッシイブルーのような染料で着色し、または分子が放射活性的に標識を付けるときオートラジオグラフィによって視覚化される。ゲル中の生体分子の配置は、分子の質量の対数にほぼ直線的に比例するが、グリコシル化および膜タンパク質のような種については例外がある。質量において２％の小さい差のタンパク質は電気泳動によって多くは区別することができる（一般的に、スタイラー・エル参照）。迅速な高分解分離が可能なひとつの電気泳動技術はキャピラリイ電気泳動（ＣＥ）である（コーエン、1987、1988、コンプトン、カスパー）。一つのＣＥ方法では、キャピラリーチューブに流体電気泳動媒質を充填し、流体媒質をチューブ内で架橋または温度固化して流れることができない安定化した分離媒質を形成する。試料塊をチューブの一端に引き入れまたは添加し、電場をチューブに印加し試料を媒質を介して引き出す。一般的には、ＣＥによって行われる生体分離は約 50〜200ミクロンの内径および約10〜100cmまたはそれ以上の長さを有する溶融シリカキャピラリーチューブを使用する。ポリマー濃度および／または分離媒体の架橋度を変えて広範囲の分子量および電荷にわたって種の分離を行うことができる。例えば、約1,000塩基よりも大きい核酸断片では、ひとつの好ましい温度固化物質はアガロースであり、アガロースの濃度は、５〜60キロベースの大きさの範囲で断片を分離するための約0.3％から、100〜3,000塩基対の範囲で断片を分離するための約２％まで変化させることができる（マニアチス）。一般に約1,000塩基対よりも大きさがさらに小さい断片は、通常架橋ポリアクリルアミド中で分離される。アクリルアミドポリマーの濃度は、100〜1,000塩基対のフラグメントを分離するための約3.5％から、10 〜100塩基対の範囲で分離を行うための約20％までの範囲にすることができる。タンパク質の分離については、約３〜20％の濃度での架橋ポリアクリルアミドが一般に適している。普通、分離される分子の種が小さい程、必要な架橋ポリマーの濃度は高い。上記タイプの固化電気泳動媒質で得られる分離は、電気泳動チューブ内で、特にキャピラリーチューブ内で高いポリマー濃度にて均質な均一ポリマーマトリックスを形成することが難しいため、小さい分子量の種の場合には制限されていた。チューブ内で高濃度の固化マトリックスを形成するためのひとつの一般的方法では、非架橋の低粘度の形態で、高濃度のポリマー溶液を流体の形態でチューブ内に導入する。次いで流体物質は、例えば過硫酸塩および架橋剤の存在で光を照射して架橋する。高ポリマー濃度にて、チューブ内で生成した反応熱勾配は、マトリックスの不均質を導くことができる不均一な反応速度と熱乱流を生じる傾向がある。また、架橋反応中に生成した閉じ込められたガス泡がマトリックス全体に空隙をつくる。マトリックス中の不均一が、特に密接に関連した小さい分子量の種の中で得られる分離の度合を制限する。これらの問題は高圧でゲル物質を重合化して解消することができる。しかしながら、キャピラリーゲル内に制御された圧力を生成することは困難な技術的問題を伴う。温度固化ゲルの場合には、ポリマーを流体の形で電気泳動チューブに導入し、次にゲル内の冷却によってゲルを固体形態にする。しかしながら，このアプローチは一般に、小さいペプチドおよびオリゴヌクレオチドのような低分子量の種を分離するために不適当である、というのは高いポリマー濃度でさえも、必要な温度固化セッティングの性質をもつことが知られている寒天およびアガロースのようなポリマーは低分子量の種を分離するために有効ではないからである。架橋または温度固化マトリックスと関連した第２の制限は、架橋したゲルマトリックスをゲル支持体から除くことが難しいことである。キャピラリーチューブ支持体の場合には、これはゲル内の分離した物質の回収を妨げ、またキャピラリーチューブの再利用を妨げる。等電点電気泳動（ＩＥＦ）はその等電点（ｐＩ）へのｐＨグラジエント中の分子種の移動に基づく別の分離法である。ｐＨグラジエントは多数の異なるｐＩ種を含む両性電解質溶液を電場にかけることによって確認される。平衡に達した両性電解質溶液に加えられた生体分子はｐＨグラジエントに沿って等電点へ移動するであろう。次に成分はグラジエントを溶出し選ばれた溶出画分を捕獲して単離することができる。ＩＥＦ法は一般に低粘度流体媒質で行われるが、安定化したマトリックス中でＩＥＦ分離を行うことが有利な場合がある。上記タイプの架橋しまたは温度安定したゲルをＩＥＦ法に用いたが、電気泳動法について特記したものと同じ若干の限界がある。特に，安定化ゲルは一般にキャピラリーチューブから除くことができないので、マトリックスから分離した分子種を単離することは排出透析または電気溶出が必要なので不便である。４．発明の概要本発明は、ひとつの観点においては、水性媒質中の凝集した規則正しい交互共重合体のマトリックスからなる電気泳動分離媒質を含む。この共重合体は選択された実質的に均一のセグメント長を有する親水性ポリマーセグメント、および親水性ポリマーセグメントによって互いに間隔を置いて運ばれる疎水性ポリマーセグメントからなる。媒質は（ｉ）一定の分子の大きさの範囲で生体ポリマー分子の高分解電気泳動分離を行う媒質の能力、および（ii）共重合体の水性分散の粘度の著しい上昇が認められる共重合体の濃度によって規定される共重合凝集遷移濃度を越える共重合体の濃度によって特徴づけられる。共重合体は次の構造のひとつをもつことができる；（ａ）疎水性ポリマー鎖が、連結した親水性ポリマーセグメントからなる主鎖から外側に伸びているコームまたはタフト共重合体構造；（ｂ）親水性セグメントおよび疎水性セグメントの交互線状配列をもつブロック共重合体構造；および（ｃ）疎水性ポリマー鎖を共通のアンカーに隣接する端部に結合する親水性ポリマーセグメントの末端部に有するスター共重合体構造。好ましくは親水性ポリマーセグメントはポリエーテル（例えば、ポリエチレンオキシド）、ポリエステル（例えば、ポリグリコール酸またはポリ乳酸）、多糖類、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスルホンアミド、またはポリスルホキシドであり、そしてポリマーセグメントは連結部分によって連結され、疎水性ポリマーセグメントが連結部分に結合されることができる。ひとつの好適例では、共重合体はポリエチレンオキシドセグメントから形成された主鎖構造、およびフッ素化炭化水素セグメントが連結ポリエチレンオキシドセグメントからなる主鎖から外側に伸びたセグメントからなるコーム共重合体構造である。別の好適例では、共重合体はスター共重合体であり、この共重合体は選択されて合わさった長さをもつ相接する線状親水性ポリマーセグメントおよび連結した親水性セグメントの各自由端にて結合した疎水性ポリマーセグメントから形成される。親水性ポリマーセグメントは、共通のアンカーによって隣接端で結合した２個の親水性セグメントから形成され、または単一の線形ポリマー鎖からなることができる。また、生体ポリマーを分離するための電気泳動装置も開示される。この装置は電圧源の向かい合っている極性ターミナルの反対側の端部に連結できる細長い溝を画成する支持体を含み、溝内に上記タイプの電気泳動分離媒質を含む。別の観点では、本発明は支持体内部に含まれるマトリックス内の選択された大きさの範囲において生体ポリマー分子の混合物を分別するための方法を含む。この方法は選択された長さの親水性ポリマーセグメントを有する上記タイプの共重合体を選択する工程、および共重合化凝集遷移濃度を越える共重合体濃度にて、水性濃度で共重合体を分散する工程、これによって実質的に均一のメッシュ寸法を有するマトリックスを形成する工程を含む。マトリックスは電圧源の向かい合っている極性ターミナルの反対側の端部に連結できる細長い溝をもつ支持体内に置かれる。生体ポリマー分子の混合物を支持体の一端でマトリックスに添加し、そして支持体の端部を横切って電気泳動分離が行われる。ひとつの例では、この方法は選択された大きさの範囲内のＤＮＡフラグメントを電気泳動で分離するために使用され、共重合体は連結された親水性セグメントからなる主鎖、および約50と1,000個の間の主鎖原子の選択された距離にて、主鎖に沿って実質的に等しい間隔でスペースを入れた疎水性セグメントを有するコーム構造をもち、約100個の鎖原子の間隔をあけている選択された主鎖にて、約1 00以下の塩基対の（i）、約500〜1,000個の鎖原子の間隔をあけている選択された主鎖にて、約1,000以上の塩基対の（ii）、および約100〜800個の鎮原子の間隔をあけている選択された主鎖にて、約100〜1,000の塩基対の間の大きさの（ii i）の選択された大きさの範囲にＤＮＡフラグメントを分別する。別の例では、長さが約30と約200の間の塩基、好ましくは長さが400までの塩基またはそれ以上の一本鎖ＤＮＡフラグメントの単一塩基分離を行う際に使用するため、共重合体は約100〜4,000の主鎖原子の選択され合わせた長さを有する相接する線状親水性ポリマーセグメント、および親水性セグメントの自由端の各々に結合した疎水性ポリマーセグメントからなる。また、実質的に均一のセグメント長をもつ親水性ポリマーセグメントからなるポリマー構造、および親水性ポリマーセグメントによって互いに間隔を置いてポリマー構造上に運ばれる複数の疎水性フッ素化炭化水素ポリマーセグメントから形成された新規の共重合体、およびこのポリマーを形成する合成方法も開示する。本発明のこれらと他の目的および利点は次の本発明の詳細な説明を添付する図面と組み合わせて読むときに一層完全に明らかとなるであろう。図面の説明図１Ａ〜１Ｆはブロック共重合体（図１Ａ）、コーム共重合体（図１Ｂ）、タフト共重合体（図１Ｃ）、およびスター共重合体（図１Ｄ〜１Ｆ）構造をもつ共重合体の概略図である；図２は規則正しい交互ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびジイソシアネート化合物によって連結される炭化水素セグメントからなるブロック共重合体を生成するための合成図を示す；図３は規則正しい交互ＰＥＧ、およびアミド結合によって連結される炭化水素セグメントからなるブロック共重合体を形成するための別の合成図を示す；図４はポリエチレングリコールビス（アミン）およびウレタン結合によって連結される炭化水素セグメントの規則正しい交互セグメントのコームブロック共重合体を形成するための合成図を示す；図５はＰＥＧおよびジイソシアネート化合物によって連結されるポリフッ素化炭化水素セグメントの規則正しい交互セグメントのコームブロック共重合体を形成するための合成図を示す；図６はＰＥＧおよびジイソシアネート化合物によって連結されるポリフッ素化炭化水素セグメントの規則正しい交互セグメントの別のコーム共重合体を生成するための合成図を示す；図７はポリエチレングリコール、およびポリフッ素化炭化水素セグメントの規則正しい交互セグメントのタフト共重合体を生成するための合成図を示す；図８Ａおよび８Ｂは、ＰＥＧのスター共重合体を形成するための合成図（図８Ａ）、およびアミドおよびウレタン連結によってポリフッ素化炭化水素セグメントを用いてＰＥＧポリマーの末端を誘導化するための合成図（図８Ｂ）を示す；図９は本発明に従って形成される共重合体マトリックスの二次元化における代表である；図１０は本発明に使用されるキャピラリーゲル電気泳動装置を示す；図１１は実施例１に記載した共重合体製剤を用いてキャピラリー電気泳動によってよって二本鎖ＤＮＡフラグメント（大きさの範囲：76塩基対ないし622塩基対）を分離する電気泳動図を示す；図１２は実施例４に記載した共重合体製剤を用いてキャピラリー電気泳動によって二本鎖ＤＮＡフラグメント（大きさの範囲：26塩基対ないし622塩基対）を分離する電気泳動図を示す；図１３は実施例６に記載した共重合体製剤を用いてキャピラリー電気泳動によって二本鎖ＤＮＡフラグメント（大きさの範囲：75塩基対ないし10,200塩基対）を分離する電気泳動図を示す；図１４は実施例５に記載した共重合体製剤を用いてキャピラリー気泳動によって一本鎖ＤＮＡフラグメント（大きさの範囲：12ないし18個のヌクレオチド）を分離する電気泳動図を示す；図１５は実施例４に記載した共重合体製剤を用いてキャピラリー電気泳動によって一本鎮ＤＮＡフラグメント（大きさの範囲：12ないし18個のヌクレオチド）を分離する電気泳動図を示す；図１６Ａ〜１６Ｅは実施例３に記載した共重合体製剤（カーボワックス3350／ C₄F₉ジオール）を用いてキャピラリー電気泳動によってM13mp18鋳型から、フルオレセインを用いて標識をつけたＤＮＡ配列決定プライマー伸長生成物の分離の電気泳動図を示す；そして図１７Ａ〜１７Ｇは本発明の例示的なスター共重合体を含有するゲルを用いて一本鎖ＤＮＡフラグメントを分離するためのグラフ形態での分離分析を示す。グラフはフラグメント長の関数として半分の高さでピーク幅（丸）およびピーク間隔（１塩基によって長さの異なるフラグメント間の分別時間間隔；四角）を示す。ゲル中に使用される共重合体：ＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂、７％W/V（１７Ａ）；ＰＥＧ−35,000−（C₇F₁₅）₂ 、６％W/V（１７Ｂ）；ＰＥＧ−35,000−（C₈F₁₇）_Z、５％W/V（１７Ｃ）；ＰＥＧ−35,000−（C₁₀F₂₁）₂、５％W/V（１７Ｄ）；ＰＥＧ−8,000−（C₇F₁₅）₂ 、５％（１７Ｅ）；ＰＥＧ−35,000−（C₁₆H₃₃）₂、５％（１７Ｆ）；および１：１（ｗ：ｗ）のＰＥＧ−35,000−（C₆H₁₃）₂およびＰＥＧ−35,000−（C₈F₁₇ ）₂共重合体の混合物、７％W/V全濃度（１７Ｇ）。発明の詳細な説明次に本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。Ｉ．定義次の用語は、ここで使用されるものとして、次の意味をもつ： “水性分散媒質”はその中に溶解または懸濁した物質を分散するために役立つ水性に基づく媒質を意味する。 “会合コロイド”は、ここで使用されるように、ひとつの物質の粒子（例えばミセル）が他の物質、例えば水に分散することを意味し、粒子は親水性と疎水性の領域の両方をもつ分子の会合または凝集によって形成される。 “鎖反応重合化”または“付加重合化”は成長するポリマー鎖への各モノマーの付加が先立つ反応に依存する重合化工程を意味する。 “共重合体”は同じ分子中の単量体のユニットの１種よりも多いものからなるポリマーを意味する。共重合体は“ブロック共重合体”として一般に特徴づけられ、その場合にはひとつのモノマータイプのポリマーセグメントが他のモノマータイプのポリマーセグメントと交替し、または“グラフト重合体”であることができ、その場合にはひとつの組成をもつポリマーセグメントは異なる組成をもつ鎖に１またはそれ以上の枝として化学的にグラフトされる。このようなブロックおよびグラフト共重合体はモノマーからなるポリマー主鎖から垂れ下がった基をもつことができ、共重合体は共通のアンカーに結合することができる。ブロックとグラフトの部分の組合せはまたひとつの共重合体分子に存在させることができる。 “親水性ポリマーセグメント”は水性媒質中に溶けるポリマーセグメントを意味する。親水性ポリマーセグメント部分と疎水性ポリマーセグメント部分からなる共重合体は水性媒質中に溶解し、異なる共重合体の疎水性ポリマーセグメントは分散した凝集体を形成する傾向がある。ここで使用される“疎水性基”は、水溶液に基を含有する分子の可溶化を促進する化学基を意味する。 “疎水性ポリマーセグメント”はそれ自身は水に不溶性であるポリマーセグメントを意味する。親水性と疎水性を交替する共重合体中の疎水性ポリマーセグメントは、疎水性基間の相互作用と水性媒質の回避によって水性媒質中に分散されるとき、他の疎水性ポリマーと自己会合または凝集する傾向がある。ここで使用される“疎水性基”は分子中のその存在によって疎水製モノマーに疎水性の性質を与える化学基を意味する。 “マトリックス”は水性媒質中に懸濁されたポリマーの網状構造を意味する。このようなマトリックスはポリマー分子の連続相と水性媒質の液体分散相からなる。 “細孔”は分子が通過でき、少なくとも生体分子によって占領されていないとき水性媒質によって満たされているマトリックス内の開口形成を意味する。 “共重合−凝集遷移濃度”はポリマー濃度の関数として、粘度が著しい上昇を示す溶液中のポリマー濃度を意味する。 “段階反応重合”は各シリーズの鎖成長段階が基本的に先立つ段階から独立している重合プロセスを意味する。段階反応重合は“縮合重合”を含み、水のような小さい分子を２分子の組合せで除く。 II．規則正しい交互共重合体本発明のポリマーマトリックスは水性分散媒質および凝集した規則正しい交互共重合体からなる。この共重合体は共重合体中で疎水性ポリマーセグメントの自己会合によって溶液中に安定なマトリックスを形成する。親水性領域は分散媒体中の粒子を安定化し、疎水性領域は水性相からの反撥とファンデルワールス力のため互いに引き寄せられる。このような水性媒質内に分散され凝集した共重合体はまた、上記に定義したように会合コロイドとここでは呼ぶこともできる。本発明によって企図されるような疎水性および親水性単量体の重合化の際に形成される共重合体の構造は次のセクションでさらに詳細に記述される。Ａ．共重合体構造本発明に使用される交互共重合体は図１Ａ〜１Ｆに示される。図１Ａに示されるブロック共重合体１０は、セグメント１２のような規則正しい交互親水性ポリマーセグメント、およびセグメント１４のような疎水性ポリマーセグメントからなる。図示した例では、隣接するセグメントの各対を、以下に述べるように、二官能価の連結材１６によって連結する。別の一般的な例では、ポリマーセグメント末端にある化学基間の直接の共有結合によって、例えば、ひとつのタイプのポリマーセグメントのカルボキシル末端基と第２のタイプのポリマーセグメントのアミン末端基との間に形成されたアミド連結によって、疎水性と親水性ポリマーセグメントを直接末端を末端に連結する。図１Ｂは線状主鎖２４を形成するように、リンカー２２のようなリンカーによって互いに連結されるセグメント２０のような一連の親水性ポリマーセグメントからなるコーム共重合体１８を示す。セグメント２６のような疎水性ポリマーセグメントを各リンカーに結合する。図１Ｃはまた、線状主鎖３４を形成するように、リンカー３２のようなリンカ −によって互いに連結される一連の親水性ポリマーセグメント３０から成るタフト共重合体２８を示す。セグメント３６、３８のような疎水性ポリマーセグメントを各リンカーに結合する。あるいは、リンカーを、以下に述べるように、単一の取付部位にて疎水性鎖の中央部分に結合することができる。図１Ｄは、外側に発散して中央ハブ４４に共有結合しているセグメント４２のような複数の親水性ポリマーセグメントからなるスター共重合体４０を示す。各親水性ポリマーの端部にて、ポリマーセグメント４６のような疎水性ポリマーセグメントをもつ。図１Ｅおよび１Ｆは選択され合わされた長さをもつ隣接する線状親水性ポリマーセグメント、および親水性セグメントの自由端の各々に備える疎水性セグメントから形成されたスター共重合体の例を示す。図１Ｅに示される例では、３５にて、親水性ポリマーセグメント３７、３９は共通のアンカー４１によってそれらの隣接端部で結合する。このような２本の腕のスターポリマーを形成するための方法を以下に記載する。結合した親水性ポリマーの各自由端に、セグメント４３のような疎水性ポリマーセグメントを備える。図１Ｆで示される例では、４５にて、親水性ポリマーセグメントは単一の親水性ポリマー鎖４７からなる；即ち、鎖４７は、ほぼ同じ長さの４７Ａと４７Ｂの２つのポリマーセグメントからなる。親水性ポリマーの各自由端には、セグメント４９のような疎水性ポリマーセグメントを備える。上述の各共重合体において、親水性ポリマーセグメントは、実質的に均一なセグメント長を選択する、即ち、セグメントはすべて、決められた狭い鎖長の大きさにある。均一のポリマーの大きさをもつ親水性ポリマーセグメントは制御されたまたは段階重合反応によって、またはカラムクロマトグラフィーによるようなポリマー混合物の大きさによる分離によって調製することができる。一定の大きさの種々の親水性ポリマー、例えばポリエチレングリコールを市販品として入手することができる。各ポリマー構造において、疎水性ポリマーは、親水性ポリマーセグメントによって規則正しい繰り返しの間隔で、互いに間隔をおいて配置される。図１Ａ〜１Ｃに示されるブロック、コームおよびタフト共重合体では、隣接する疎水性ポリマー間の間隔は（中央領域で親水性ポリマーに結合した単一セグメントとしてタフト共重合体中の連結した疎水性ポリマーを考慮して）単一の親水性ポリマーセグメントによって生じた間隔そのものである。図１Ｄおよび１Ｅにおいて示したスターポリマーでは、セグメント４６および４８のような隣接する疎水性セグメントは２個の親水性ポリマーセグメントによって生じた間隔によって分離される。親水性ポリマーセグメントを作る際に使用されるモノマーは、例えば縮合によって、本発明の疎水性モノマーと容易に重合することができるように官能化されることが好ましい。本発明に使用するための幾つかの好ましい親水性モノマーは次のものを含む：線状ポリオキシド、例えばポリエチレングリコール（ＰＥＧ）としても知られているポリエチレンオキシド、カーボワックスグレードおよびそのブレンド、および誘導化ＰＥＧｓ、例えばジェファミン化合物を含むアミン誘導体、線状ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルオキサゾリドン、水溶性ヒドロキシルポリマー、例えば天然ゴム（キサンタン、デキストラン、グア等）、水溶性セルロース化合物、例えばメチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロース、およびコポリマーおよびこれらのポリマーのブレンド等である。広範囲の分子量を有する適当な水溶性ポリマー（所定のポリマー濃度にて、溶液粘度の語で表される場合が多い）は市販品として入手でき、あるいは当業者によく知られた一定のポリマー生成条件下に調製することができる（参照、一般に、M．Morton，Anionic Polymerization：Principles and Practice，Academic P ress(1983)）。疎水性ポリマーセグメントを作る際に使用されるモノマーユニットはアルキル、アリール、およびアルカリル基を含む。疎水性ポリマーセグメントを形成する際に使用される幾つかのモノマーの例は次のものを含む：ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、ヘプチル、ベンジル、オクチル、エチルフェニル、ノニル、プロピルフェニル、デシル、ブチルフェニル、ナフチル、ウンデシル、ペンチルフェニル、ドデシル、ヘキシルフェニル、フェニルフェニル、アントラシル、ヘプチルフェニル、ラウリル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシルフェニル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、ステアリル、パルミチル等であり、これらは市販品として入手できる。好ましくは、上記疎水性基の幾つかは、以下に示すように、部分的にまたは全体的にフッ素化炭化水素基として本発明の共重合体中に存在する。本発明に使用するために適した非常に多くの他の疎水性基は熟練した技術者には明らかであろう。疎水性および親水性ポリマーセグメントに加えて、連結基とスター中心基を本発明の共重合体の構造中に使用することができる。図１Ｄにおいて４０で示されるスター中心基は複数の重合鎖と反応することができる多官能価基である。特に好ましいＳ’アンカー基はエチレングリコール（二官能価）、グリセロール（三官能価）、エリスリトール（四官能価）、ソルビトール（六官能価）、およびシロキサン（四官能価）を含む。上記の好ましいＳ’基のアルコール基が本発明から離れることなく、イソシアネートのような異なる官能価に容易に変えられることを、ここの議論から明らかにしなければならない。本発明の共重合体は疎水性および親水性基、連結基、および任意のアンカー基からなり、一般にマクロ分子の大きさである。特に本共重合体の分子量は好ましくは、約４から約500キロダルトンまでである。Ｂ．共重合体の合成次のセクションでは、複数の共重合体の例と、それらの合成を、図２〜８を特に参照しながら説明する。ひとつの好ましい親水性ポリマーセグメントはＰＥＧである。ＰＥＧポリマーは多くの大きさの範囲で市販品として入手でき、また合成できる。多くの他の親水性ポリマー、例えばポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよび天然産の多糖類の水溶性誘導体を用いることができる。本発明の共重合体配合物に使用するために好ましい疎水性ブロックは多くのアルキル鎖、好ましくは長さが４〜20個の炭素原子のフッ素化アルキル鎖の任意のもの、ＯＨ、ＮＨ₂、アルデヒド、または酸基のような同じかまたは異なる官能基によって両端で官能化されたものを含む。以下に述べる共重合体配合物では、好ましい疎水性ブロックはジアルコールまたはジカルボン酸である。あるいは、ジアミン、ジチオール、ジエステル、およびジアルデヒドを使用することができる。特定のコポリマー配合物および合成方法は例示に過ぎず、本発明に応用できるポリマー配合物の範囲を制限するように解釈されるべきではないことは認められるであろう。特に本発明の共重合体を形成する際に使用するための好ましいパーフルオロアルキルジオールは次式のものが含まれる：（OHCH₂）₂CHCH₂CH₂C_nF_2n+1、式中のｎは好ましくは４〜14であり、最も好ましくは、このようなジオールはｎ＝４〜 10である。この式の化合物は式R_f（CH₂）_nCH₂Xを有するパーフルオロアルキルハライドを脱プロトン化マロネートと反応させて容易に調製できる。これらのパーフルオロアルキルハライドはデュポンから市販品として入手でき、R_fはパーフルオロ基であり、そしてＸはヨウ素が好ましい。マロネートとの反応はLiAlH₄でマロネートを還元させて行われる。本発明の共重合体配合物に使用するための好ましい疎水性ブロックの他の一般的な種類はアルキル鎖、好ましくは長さが４−20個の炭素原子のフッ素化アルキル鎖を含み、上述のような官能基によって一端が官能化されたものである。特に本発明のこの局面において好ましいパーフルオロアルキル鎖は式：C_nF_2n+1CH₂CH₂ OH、式中のｎは好ましくは４〜14であり、さらに好ましくは７〜12であるものを含む。式C_nF_2n+1CH₂OHを有する化合物も、同様に適当である。これらのタイプの化合物は市販品として得られ、あるいは既知の方法によって調製することができる。１．ブロック共重合体親水性ブロックと疎水性ブロックは互いに二官能連結試薬によってまたは直接端部を端部に結合することができる。ひとつの一般的な例では、親水性と疎水性ポリマーは共にＯＨ基のような同じ化学基末端を含む。ここではカップリング試薬は、ポリマー末端を活性化するように一組の反応条件下に２個のポリマーセグメントのひとつの末端化学基に対して反応性があり、そして親水性および疎水性ポリマー末端を末端に結合するように、第２の組の反応条件下に同じ末端基に対して反応性がある二官能価の試薬である。このアプローチは、図２に示される反応図によって表され、二官能価の試薬はイソホロンジイソシアネートである。この試薬は遊離の水酸基に対して顕著な反応性をもつ２個のイソシアネート結合を含む。従ってこの試薬は、ブロック共重合体セグメントのひとつの反応性末端の活性化に対して、試薬中の２個の反応性ＣＮＯ基のひとつを含む活性化反応を行うことができ、他のブロックポリマーとの次の反応は疎水性セグメントの末端に親水性ポリマーセグメントの活性化末端を結合することによって共重合体合成を完了する。図２に示される反応方法では、ＰＥＧポリマーセグメントは、（イソホロンジイソシアネートのさらに反応性のある環−ＮＣＯ基と反応して）図に示されるようなＰＥＧＯＨ末端を活性化する条件下にイソホロンジイソシアネートと反応させる。この一般的な反応図に用いることができる他の非対称のジイソシアネートは2,2,4−トリメチル−1,6−ジイソシアナトヘキサンおよび4−クロロ−1,3− フェニレンジイソシアネートである。反応条件はさらに小さい反応性のCH₂-NCO基との反応を最小にするように選択される。次に末端イソシアネート基を、ジブチル錫ジラウレートを含有するトルエン中でドデカン−1,12−ジオールと反応させて各ウレタン基に変えられ、図２の下部に示されるように、所望のブロックコポリマーを生成する。あるいは、疎水性ポリマーセグメントの活性化末端を、本質的に図２に示される活性化と共重合体カップリング反応の順を逆にすることによって、親水性ポリマーセグメントの末端に結合させることができる。ここではフッ素化ポリマーセグメントのような疎水性ポリマーセグメントを、初めに適当なジイソシアネートで活性化させ、次に活性化したポリマーセグメントをＰＥＧポリマーセグメントと反応させて共重合体合成を完了する。関連する方法では、適当な疎水性ポリマーセグメントのジイソシアネートを形成し、次に適当な縮合反応条件下に親水性ポリマーセグメントと反応させる。本発明のブロックコポリマーを調製するために適している好ましいフルオロカーボンジイソシアネートは２個の介在するメチレン基をもつアルファ、オメガ−ジイソシアネートパーフルオロアルカンである。これらの化合物は一般式OCNCH₂CH₂ （CF₂）_nCH₂CH₂NCOを有し、ｎは偶数である。これらのフルオロカーボンジイソシアネートは公表された方法（マリク）によって容易に調製できる。記述されたタイプのブロック共重合体を形成するための他の一般的な方法では、親水性ポリマーセグメントは酸基のようなひとつのタイプの末端化学基をもち、疎水性ポリマーセグメントはアミン基のような第２のタイプの末端化学基をもつ。次に２個のポリマーを、それらの末端の直接カップリング、すなわちアミド連結を介することによって、あるいは化学基の２つの異なるタイプを結合できる二官能価試薬を用いて、交互シーケンスにおいて末端を末端に結合させる。この一般的な方法はＰＥＧビス（アミン）およびドコサンジオイック酸の交互セグメントからなるブロック共重合体の合成について図３に示される。この共重合体を調製するため、ＰＥＧジカルボン酸の末端カルボン酸はジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中のジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣＤ）の存在でＮ− ヒドロキシ−スクシンイミドと反応させて活性化される。末端がＮ−スクシンイミドによって連結されて得られたドコサンジオエートエステルは、ＰＥＧジアミンと反応する。得られた生成物は交互親水性ＰＥＧポリマーブロックおよびアミド結合によってカップリングした疎水性Ｃ₂₀ブロックを含む。２．コーム共重合体ブロック共重合体の合成のための上に概略を記した一般方法はまたコーム共重合体を作るためにも適しており、コーム共重合体の合成に使用される疎水性セグメントは末端が適当な化学基、例えば水酸基、アミン基またはカルボキシル基を有し、その２つの末端間に疎水性ポリマーセグメント（または疎水性ポリマーセグメントを共役結合することができる化学基）を備える短主鎖リンカーを含む。この一般的なアプローチは、ＰＥＧビス（アミン）親水性セグメントおよび脂肪酸疎水性セグメントのビス−N,N−（２−ヒドロキシエチル）アミドから形成されたコーム共重合体の合成について図４に示される。第１工程として、ポリエチレングリコールビス（アミン）はベンジルクロロホルメートと反応し活性化したポリエチレングリコールビスウレタンを生成する。活性化したＰＥＧは次にトリオクチルアミンの存在で熱脱離によって、そのビスイソシアネートに変換され、そしてこの生成物を次に共重合化触媒としてジメチルアミノピリジンの存在で炭化水素ジオールと反応させる。得られた生成物はウレタン結合によってカップリングした交互親水性ＰＥＧポリマーブロックと疎水性脂肪酸コームブロックを含む。共重合体合成反応の詳細は実施例１に与えられる。図２に示される図に類似した反応図は、イソホロンジイソシアネートカップリング剤を用いて、図５に示される。ここでは、プロパン−1,3−ジオールのフルオロ炭化水素誘導体、2−（C₄F₉C₂H₄）プロパン−1,3−ジオール（C₄F₉ジオール）のＯＨ末端は、イソシアネートの環−ＮＣＯ基によってＯＨ活性化に対し選択的である条件下に、イソホロンジイソシアネートで活性化される。C₄F₉ジオールは、選択のフルオロ炭化水素のヨウ化物、この場合にはC₄F₉C₂H₄Iの存在で、ジエチルマロネートを塩基と処理して合成される。続いて、誘導化ジエチルマロネートのジエステル基を水素化リチウムアルミニウムによって還元する。C₄F₉ジオールの合成のための反応方法は米国特許3,504,016に詳述されている。活性化反応の詳細は実施例２に与えられる。活性化化合物中の末端イソシアネート基を次に、ジブチル錫ジラウレートを含有するトルエン中でＰＥＧと反応させて各ウレタン基に変換し、図５の下部に示すように、所望のブロック共重合体を生成する。得られた生成物はイソホロンビスウレタン結合によってカップリングした交互親水性ＰＥＧポリマーブロックおよび疎水性ブロックを含む。各疎水性ブロックはコーム形状中にフルオロ炭化水素を含む。実施例３はＰＥＧ（MW 3350、Carbowax 3350（登録商標））ポリマーセグメントを用いてコーム共重合体を形成する際に使用される反応を記載する。実施例４、５および６はMW4,600ダルトン（実施例４）、1,400ダルトン（実施例５）、および15,000ダルトン（実施例７）のＰＥＧセグメントをもつコーム共重合体を形成するための同様の方法を記載する。図６はコーム共重合体を形成する同様の方法を示すが、活性化工程と共重合体カップリング工程の順番が逆になっている。図示される方法では、図２に関して記載した方法と同様に、ＰＥＧはまずイソフェロンジイソシアネートを用いて活性化され活性化ＰＲＥポリマーセグメントを作る。活性化されたＰＥＧセグメントは次にジオール−リンカー炭化水素ポリマー、例えば上記のプロパン−1,3− ジオールのフルオロ炭化水素誘導体、2−（C₄F₉C₂H₄）−プロパン−1,3−ジオール（C₄F₉ジオール）と反応させて、共重合体合成を完了する。この合成の詳細は実施例１３と１４に与えらえる。３．タフト共重合体タフト共重合体形状では、隣接する親水性ポリマー間の連結部分は２個またはそれ以上の疎水性ポリマーセグメントを備え、従ってこのセグメントはポリマーの親水性主鎖に沿って均一に間隔を置き、主鎖リンカーを代表とする部位から放射状である。このようなポリマーを合成する３つの一般的な方法を記載する。第１のものは疎水性ポリマーを結合できる２個またはそれ以上の化学基を与える主鎖リンカーによって結合された親水性ポリマーセグメントからなる親水性ポリマー主鎖を組み立てることを含む。この一般的なアプローチは図７に示される。図に示される合成方法は、ＰＥＧポリマーセグメントのような２個のジアルコールをエチルビスアクリレートモノエーテルにマイケル付加することを含む。反応はトリエチルアミンで行われ、エステルのＬＡＨ還元の後に、そこに沿って均一に間隔を置いて（隣接するＰＥＧセグメント間の間隔に相当する）、２個の遊離水酸基との連結基をもつ親水性ポリマーを形成する。次の工程は、２個の末端ＯＨ基を含めて、遊離水酸基、および遊離リンカーＯＨ基を、図に示されるようにイソホロンジイソシアネートによって、選択的に活性化する条件下で活性化するが、遊離水酸基を交互結合しない条件下に活性化することを必要とする。ポリマー鎖に沿って活性化したイソシアネート基は、トルエンとジブチル錫ジラウレートの存在でフルオロ炭化水素のアルコールと反応して各ウレタン基に変換される。得られた生成物はイソホロンビスウレタン連結基によって連結された交互親水性ブロックと疎水性ブロックを含む。各疎水性基はタフト形状中に２個のフルオロ炭化水素鎖を含む。第２の関連した方法では、使用したリンカーは、親水性ポリマー鎖をカップリングする前に、２個またはそれ以上の疎水性鎖を含むように調製される疎水性鎖にカップリングされる。第３の一般的な方法では疎水性鎖をそれ自体疎水性ポリマーセグメントをカップリングする際に使用する。１例として、単一の内部二重結合をもつ炭化水素鎖を、例えば過マンガン酸塩または四酸化オスミウムと処理して、酸化して、二重結合を交叉するジオールを生成する。次にこのジオールを活性化ＰＥＧ、例えば、イソフェロンジイソシアネートで最初に活性化したＰＥＧと反応させる。このポリマーセグメントカップリング反応は疎水性鎖ジオールの遊離ＯＨ基にＰＥＧ末端をカップリングする条件下に行われる。得られた共重合体は、疎水性ポリマーセグメントとして働く脂肪族鎖の末端領域と脂肪族鎖を介してカップリングしたＰＥＧのセグメントを含む。４．スター共重合体本発明に従って形成されたスター共重合体は複数（２個以上）の親水性ポリマーセグメントを用いて誘導化することができる適当なスター中心分子を与えることによって作られる。適当なスター中心分子は、例えば、２個のＯＨ基を与えるエチレングリコール、３個のＯＨ基を与えるグリセロール、４個のＯＨ基を与えるエリスリトール、および５個またはそれ以上の遊離ＯＨ基を与える種々のモノおよびオリゴ糖を含む。上述の種々の反応方法、または他の適当なカップリング方法は、親水性ポリマーセグメントをスター中心分子にカップリングするために使用することができる。図８Ａに示される方法では、エリスリトールはスクシネートと反応し４個の末端カルボン酸基を生成する。カルボン酸誘導体は、４個のポリエチレングリコールビス（アミン）と反応するためＮ−ヒドロキシスクシンイミドおよびＤＣＣＤによって活性化され、図８Ａの下部に示される４−ＰＥＧ−ＮＨ₂スターポリマーを形成する。フルオロカーボンポリマー鎮をＰＥＧ−ＮＨ₂スターポリマーに結合するための反応は図８Ｂに示される。図に見るようにフルオロ炭化水素のアルコールはカルボニルジイミダゾールと反応して活性化され、次に活性化されたフルオロ炭化水素はスター様構造の末端アミン基と反応する。得られた生成物は複数の親水性ＰＥＧブロックが結合している塩基（共通アンカー）を含むスター様形状をもつ。これらの親水性ブロックにアミド結合によって線状疎水性ブロックを結合する。各疎水性ブロックは好ましくはフルオロ炭化水素鎖である。幾つかの好ましいフルオロカーボンモノオールはＺＯＮＹＬの商品名で売られているデュポンのＢＡ−Ｌ、ＢＡ、およびＢＡ−Ｎフルオロアルコールを含む。これらの生成物は実際に一般式R_fCH₂CH₂OHをもつフルオロアルコールの混合物である。R_fフルオロアルキル鎖は次のパーフルオロ脂肪族式：C₄F₉、C₆F₁₃、C₈F₁₇ 、C₁₀F₂₁、C₁₂F₂₅、C₁₄F₂₉またはさらに大きい基のひとつを有する。これら混合物の純粋な画分は分別蒸留によって容易に得ることができる。他の例では、共重合体は選択され合わさった長さを有する隣接する線状親水性セグメント、および図１Ｅと１Ｆに示されるように、親水性セグメントの各自由端に備えた疎水性ポリマーセグメントから形成される。ひとつのアプローチでは、線状親水性セグメントは共通のアンカーによってそれらの隣接端部で結合する２個の親水性セグメントから形成される（図１Ｅ）。このタイプの構造をもつ共重合体は図８Ａと８Ｂに示される図の変法によって調製することができ、エチレングリコール（HOCH₂CH₂OH）のようなジオールをエリスリトールの代わりに使用する；得られた共重合体は共通アンカーによってそれらの隣接末端で結合される２個の親水性セグメント、および親水性セグメントの各自由端に備えた疎水性ポリマーセグメントからなる。他のカップリング法も、上記のように、使用することができる。第２のアプローチでは、線状親水性セグメントは、図１Ｆに示されるように、単一の線状ポリマー鎖から形成される。このタイプの共重合体は一定の長さの線状親水性ポリマー鎖の活性化された末端を、適当に反応性のある疎水性化合物と反応させて簡便に調製でき、親水性鎖の各自由端に疎水性セグメントを結合する。このアプローチは、実施例１６〜２１に用いた合成方法によって示され、親水性ポリマー鎖は一定の長さのＰＥＧ鎖である。実施例１６を参照すると、無水ＰＥＧ（35,000MW）はイソホロンジイソシアネートと反応し、図２の構造Ａに示される構造をもつ活性化ジオール（活性化アルコール）を形成する。次に活性化ジオールはC₆F₁₃CH₂CH₂OHと反応し、各端部に結合したフルオロカーボン疎水性セグメントをもつ式ＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）で表されるスター共重合体を形成する。他の疎水性と親水性のセグメントを含むスター共重合体の合成は実施例１７〜２１に与えられる。疎水性領域間の間隔を一定の長さの親水性ポリマー鎖を用いて制御することができることは高く評価されるであろう。また他のカップリング図を使用してこれらのタイプの共重合体を調製することができることも、上記方法から高く評価されるであろう。 III．共重合体マトリックス本発明の共重合体は水性媒質中に分散し、生体ポリマー、例えば、ペプチド、核酸、および多糖類の電気泳動分離に適している媒質を形成することができる。本発明の共重合体を水性媒質中に分散する際に形成される媒質は凝集した共重合体によって形成される“マトリックス”であると言える。共重合体を水性媒質中に分散しポリマーマトリックスを形成するとき、マトリックスのコポリマー分子は、主として媒質内の各共重合体分子の疎水性部位間の会合によってマクロ分子凝集体を形成する。このように形成されたポリマーマトリックスは、前に定義したように、“会合コロイド”と慣習的に呼ばれるものとして存在することができる。水性媒質中に分散し、上で“凝集体”として特徴づけられた構造は、多の状況において見出されるミセルに共通の性質を共有するので、性質において“ミセル”または“ミセルの”であることができる。即ち、それらは周囲の媒質と相互に作用する疎水性内部と親水性外殻をもつ。本発明の重要な特徴によれば、規則正しい上記交互共重合体は、一定の分子の大きさの範囲で生体分子の高分解分離を行うような媒質の能力によって明らかにされるように、比較的均一のメッシュ寸法をもつポリマーマトリックスを形成する。この均一のメッシュ寸法は、疎水性ポリマーを結合する実質的に均一の大きさの親水性ポリマーセグメントによって与えられる隣接する疎水性ポリマーセグノント間の、規則正しい（即ち実質的に均一な）間隔におそらく関係があろう。図９は、理想的な形で、均一のメッシュ寸法を有するマトリックス５０の２次元部位を示す。ここで示されるメッシュは共重合体５２、５４、５６のようなコーム共重合体によって形成され、各々は疎水性セグメント（波線で示した）によって互いに間隔を置いた親水性ポリマーセグメント（実線で示した）からなる。図に見られるように、ポリマーは互いに疎水性ポリマーセグメントの凝集体、例えばそれぞれポリマー５２、５６、および５４、５６間の５８と６０にて示される２個のセグメントの凝集体によって結合される。隣接する凝集体間の間隔は隣接する疎水性ポリマーを分離する親水性ポリマーセグメントの長さに直接関係し、さらに長い親水性ポリマーセグメントはさらに大きいメッシュ寸法を与えることは高く評価できる。マトリックス媒質を形成する際に、ポリマーの共重合体凝集遷移濃度を越える最終濃度まで共重合体を添加する。この濃度は粘度／濃度プロットから慣例通り決定することができる。臨界濃度は増加する共重合体濃度の関数として、粘度が著しく増加する共重合体濃度である。予備重合物質から共重合体マトリックスを形成するため、共重合体を粉状形熊で所定容量の水性媒質に添加し共重合体を選択された混合状態下に、例えば渦巻撹拌で分散させる。代表的には、共重合体混合物を混合後、数時間放置して完全にポリマーを溶解させる。追加の水性媒質を混合物に添加して粘度を減らし、または追加のポリマーを添加し、またはマトリックスを、例えば減圧下に脱水して、粘度を高めることができる。このようなマトリックスは実質的に均質な組成をもつものとして特徴があり、この組成は共重合体、および任意の緩衝液、電解液、金属イオンキレート剤等を含む水性媒質からなる。共重合体マトリックスは、従来の電気泳動緩衝液のような、水性電解液媒質中に形成することができる。この電解質媒質は水溶性溶媒、例えばＤＭＳＯ、エタノール等を含むように配合することができ、所望によりマトリックス中の一定の分子種の溶解性を増加する。さらに、電解質媒質は緩衝液成分を、好ましくは10 〜150mM濃度まで、塩を、代表的には50〜120mM濃度で、並びにＥＤＴＡのような重金属イオンキレーターを含むことができる。また、溶液は尿素のような変性剤を含み、生体分子間と生体分子とマトリックス支持体の壁との間の相互作用を最小にするように働く。溶液はまた臭化エチジウムのような内位添加剤を含み、所望により二本鎖ＤＮＡｓの分離効率を大きくする。また共重合体マトリックスは、良く知られているように、等電点電気泳動（ＩＥＦ）法に用いられる。このようなＩＥＦ法に使用されるマトリックスは、電場において平衡化する際に選択されたｐＨグラジエントを形成する標準の両性電解質種を含む。上記のように、本発明のマトリックス媒質は実質的に均一のメッシュ寸法範囲をもち、規定された分子の大きさの範囲で生体ポリマー分子の電気泳動による分離を可能にする。本発明の他の重要な特徴によれば、共重合体を形成する際に使用される親水性ポリマーセグメントの鎖の大きさを選択的に変えることによって、電気泳動により異なる大きさの範囲の生体分子を分離するため、マトリックスの有効なメッシュを系統的に制御することできることが見出された。本発明のポリマーが、上に定義したように、コーム構造をもつ共重合体から成る時、主鎖に沿った疎水性鎖間の間隔は好ましくは約50と1,000個の間の主鎖原子である。約100塩基対よりも小さい範囲でＤＮＡフラグメントを分別するためには、約100個の鎖原子の主鎮間隔（親水性ポリマーセグメントの長さ）が好ましい。長さが約1,000塩基対よりも大きいＤＮＡ分子（二本鎖）を分別するときは、約500〜1,000個の間の鎖原子の間隔を置いた主鎖が好ましい。約100〜1,000 間の塩基対の長さをもつ一本鎖ＤＮＡｓを分離するときは、約100〜800個の間の鎖原子の間隔を置いた主鎖が好ましい。このパラグラフのために“塩基対”は二本鎖フラグメントに対する“塩基対”を意味し、“塩基”は一本鎖フラグメントに対するものである。ＩＶ．電気泳動システム別の観点では、本発明は与えられた大きさまたは分子量範囲で生体ポリマーを分離するための電気泳動システムを含む。このシステムは電圧源の反対極性端子に向かい合った端部に接続できる細長いチャンネルを画定する支持体を含み、チャンネルと共に、上記セクションIIIに記載したタイプの電気泳動媒質を含む。種々の直径と長さでの多数の準備スケールのチャンバ、例えば、チューブを本発明における支持体として使用するために入手できる。代表的には、約２〜10mm の直径、および約15〜40cmの長さが準備スケールの分別に用いられる。マトリックス物質の流れはチャンバから出る粘弾性物質の流れを妨げるフリットまたは圧縮プラグ等の使用によって制限することができる。あるいは、またはこれに加えて、20psiまたはそれ以上のポンプ圧の範囲の高粘度で、マトリックスは電気泳動の間に重力下の流れに対して比較的安定である。マトリックス支持体はポリマー物質を分離チャンバにポンピングすることによって調製され、実質的に均一にチャンバを充填し分離マトリックスを形成する。このマトリックス支持体は細長い分離チャンバの境界を画定し、チャンバの一端領域を即製の共重合体マトリックスに加えて緩衝液または電解質溶液で満たすことができる。ポンピングするシステムに共重合体マトリックスを装填しポンプを選択されたポンピング速度、一般的には50〜100μl/minにセットする。物質をチャンバ内にチャンバが所望の水準に充填されるまでポンピングする。チャンバにポンピングするとき、マトリックス物質は実質的に均一に均質にチャンバを満たし、これによってチャンバ内のポリマーマトリックスが、チャンバ全体に殆どマトリックス内の不連続または空隙がない実質的に均一の密度を有することを意味する。この発明の特徴は：（ａ）チューブの外側にマトリックスを形成することによって達成できるマトリックスの均一な密度と均質なバルクの性質、（ｂ）マトリックス内に破断、亀裂、気泡または空隙を形成することなく、チューブ内にマトリックスをポンピングする能力、および（ｃ）任意の物質、例えば気体を、チャンバ内に同時置換でチューブ内にポンピングするように、チャンバ空間を完全に満たすマトリックスの能力、によって達成される。Ｖ．生体ポリマー分別方法また電気泳動または等電点電気泳動によって高分子を分別するための装置および結合システムが予想される。図１０は本方法に使用するための電気泳動装置６２の基本要素を示す。本装置はここでは６６で示される本発明の共重合体マトリックス媒質で充填されているシリンジ６４を含み、ＣＥチューブ６８はアノード端部６８ａとカソード端部６８ｂを有する。図に示されるように、そのアノード端部を通って、シリンジをチューブに連結するバルブ７２を介して、共重合体マトリックス溶液をチューブ内に導く。チューブをマトリックス媒質で充填するためのポンプ圧は、図に示すように、シリンジプランジャーで働くピストンタイプのアクチュエーター７０によって与えられる。アクチュエーターは代表的には、約100〜500psiの間のポンプ圧を与えるように設計さている。ＣＥチューブ６８は好ましくはポリイミドコーティングの溶融シリカキャピラリーチューブである。ひとつの好ましいチューブは、ポリミクロ・テクノロジイ（フェニックス、ＡＲ）から入手できるような、外径が375ミクロンで、選択された内径が50〜150ミクロンである。装置内の試料貯蔵器７４は、チューブの一端に装填されるための、高分子混合物、例えば核酸フラグメントを含む。好ましくは試料物質は電解質溶液または水に溶解される。試料貯蔵器は、チューブの下端を貯蔵器流体に浸漬できる位置に配置するために、カルーセル等に運ばれる。カルーセルは、電気泳動ラン間にチューブを洗浄しフラッシするための溶液を含む追加の貯蔵器を備えることができる。チューブ６８のカソード端は、電気泳動中にカソード緩衝溶液中に伸びる金属チップを有する電極を含む。チューブの向かい合ったアノード端はアノード貯蔵器７８と連結し貯蔵器に含まれるアノード電解質溶液８０に浸漬される。イオン流体チューブ８２はバルブ７２を通ってチューブ６８のアノード端と貯蔵器緩衝液を連絡する。貯蔵器中の第二のチューブ８４は真空システム８６に連結され、流体、例えば洗浄と清浄の溶液、および電気泳動ポリマー溶液を、チューブを通って引き出す。貯蔵器中の核酸試料物質は動電学的注入によってチューブ内に装填される。チューブ８４の下端を通る液体流はソレノイド作動ニードルバルブ８８によって制御される。装置内の高電圧供給器（図には示していない）はカソードとアノードの貯蔵器に連結され、二個の貯蔵器の間に選択された電位を印加する。電力供給リード線はカソードとアノード貯蔵器内の白金電極に、それぞれ連結される。電源は、電極を通って一定電圧（ＤＣ）を、好ましくは５〜50KVの間にセットされている電圧で印加するために設計することができる。あるいは、または追加で、電源を貯蔵器間に選択された周波数のパルス電圧を印加するように設計することができる。一般に、キャピラリーチューブが短い程、印加することができる電界強度は高く、電気泳動分離がさらに早くなる。パルス電圧モードで操作するとき、電源は好ましくは約0.01Hzからキロヘルツの範囲までの調整できる周波数にて方形波パルスを出力する。パルス周波数が高い程、MHzの範囲でさえも幾つかの応用に適するようにすることができる。システムの記述の最後は、チューブ内の光学検出ゾーンを移動する核酸フラグメントを光学的にモニターするために、チューブのアノード端に隣接してシステム９０内の検出器を配置させる。検出器はＵＶ吸収検出および／または蛍光発光検出のために設計することができる。ＵＶ吸収は一般に240〜280nmで行われ、例えば、フローセルをキャピラリーホルダーと置換することによってアプライド・バイオシステムズ（フォスター・シティ、ＣＡ）によって改良されたKratos 783 UV吸収検出器を用いて行われる。蛍光発光検出は好ましくは、核酸フラグメントと会合した蛍光種に依存して約240〜600nmの間に調整できる選択された励起波長で行われる。ひとつの例示の蛍光検出器はヒューレット−パッカード（パロ・アルト、ＣＡ）から入手でき、上記のようにキャピラリーチューブ検出について改良されているHP1046A検出器である。検出器を電気泳動ピークを記録するために積分器／プロッタに連結することができる。操作において、キャピラリーチューブは、アノード貯蔵器を真空にしてチューブを通る適当な洗浄と濯ぎの溶液を引き出して完全に洗浄する。次にチューブに数容量の電解質共重合体マトリックス溶液をフラッシして、試料を動電学的にカソードチューブ端に注入する。すべてのフラグメントピークが検出ゾーンを通過するまで、電圧をカソードとアノード貯蔵器間に印加する。また準備の電気泳動応用のため核酸フラグメントを収集するため、電気泳動システムを容易に採用することができる。試料収集は、例えば、フラグメントを溶出する一連のカソード貯蔵器を提供することによって、行うことができる。生体ポリマーの分離された画分を、多くの方法によって分子を含有するマトリックスから引き出すことができる。生体ポリマーが溶解する水性媒質を用いてマトリックスを溶出することによって、生体ポリマーを引き出すことができる。好ましくは、溶出媒質は、媒質中の生体ポリマーの溶解性を増加する電解質を用いて緩衝剤で処理される。また、分別された分子は、溶媒、例えば、水性媒質にマトリックスから分子を引き出すことによって、良く知られた電気泳動条件に分子をさらして上記共重合体マトリックスのひとつから分離することもできる。電気泳動条件はマトリックスからの分子の除去を容易にするように超音波処理で速めることができる。本発明の分別方法は一本鎖または二重核酸を大きさにより分別することを要する種々の応用のいずれかにおいて有用である。これらの応用は、遺伝的スクリーニングに対する制限断片長多型の分析を含み、ベクター構成を確認し、大きさおよび／または核酸プローブへの雑種形成により特定の核酸フラグメントを同定し、そして化学的または酵素による配列決定のために一本鎖フラグメントを分別する、制限分析のための電気泳動分離を含む。以下の実施例７は本発明方法に従って二本鎖ＤＮＡ消化物（ＭｓｐＩでの完了まで消化されたｐＢＲ322）のＣＥ電気泳動を記載する。このＤＮＡ試料は大きさが26〜622塩基対のフラグメントを含む。共重合体マトリックス媒質は実施例１に形成されたＰＥＧ／ステアラミド共重合体であり、図４に示される。この共重合体中のＰＥＧポリマーセグメントは分子量が約2,000ダルトンであり、約1 36個の鎖原子をもつＰＥＧセグメントに相当する。分別した試料の電気泳動図を図１１に示す。実施例８は、共重合体マトリックスが実施例２および３と同様に調製されたＰＥＧ／フッ素化共重合体である以外は、同様のＣＥ電気泳動行程を記載し、図５に示される。このポリマーは分子量が3350のＰＥＧセグメント（約228個の鎖原子をもつＰＥＧセグメントに相当する）、およびC₄F₉疎水性セグメントから成る。電気泳動図は図１２に示される。図１１におけるものとのＤＮＡ分離の比較は、ＣＥ電気泳動によるフラグメント分離に対して、フッ素化疎水性ポリマーセグメントを用いて形成された共重合体の優位性を示す。以下の実施例９は、本発明の方法に従って、大きいＤＮＡフラグメント（ベテスダ・リサーチ・ラボラトリイズ、ガイサースバーグ、ＭＤから購入した１kbラダーに相当する）のＣＥ電気泳動を記載する。本方法に用いられる共重合体マトリックスは、実施例６に記載され、分子量15,000ダルトン（ＰＥＧセグメントの約1022個の鎖原子）のＰＥＧセグメントおよびC₄F₉疎水性セグメントから成る。電気泳動図は図１３に示される。図に示されるように、マトリックスは大きさが 10キロベースまでのＤＮＡフラグメントを分離する際に有効である。さらに一般的に、約1,000塩基対以上の大きさのＤＮＡフラグメントを分離するために、親水性ポリマーは約500〜1,000またはそれ以上の鎖長をもつ必要がある。大きさの規模の他端では、ＤＮＡ配列分析に対して、１個のヌクレオチド塩基によって互いに異なる一本鎖オリゴマーを分離することが必要である。このタイプの分離を達成するために本方法の能力を実施例１０に記載する方法で示す。ここでは試料は、大きさが12〜18塩基の一本鎖ポリ（ｄＡ）フラグメントから成る。試料は実施例５に調製したようにコーム共重合体マトリックス上のＣＥによって分離され、ＰＥＧポリマーセグメントは1400ダルトンポリマー（約95個の原子のＰＥＧ鎖長）であり、疎水性セグメントはC₄F₉セグメントである。分離した物質の電気泳動図は図１４に示される。図に示されるように、試料中の７本の各ピークはきれいに分離されている。上記からの同じポリ（ｄＡ）試料物質もまたＰＥＧ（4600ダルトン、または約 313個の原子のＰＥＧ鎖長）およびC₄F₉セグメントから形成されたＣＥコーム共重合体で分離された。電気泳動図は、図１５に示されるように、小さい一本鎖フラグメントの分離能が小さいことを示す。その結果は、分離すべき試料分子の所定の大きさについて最適の分離特性に合うように共重合体を作る能力を示している。特に、選択された大きさの範囲が約100塩基または塩基対よりも小さいＤＮＡフラグメントに分別するため、コーム親水性ポリマーはポリマーセグメントの長さが約100個よりも小さい鎖原子を持つことができる。中間の大きさのＤＮＡフラグメント、即ち、50〜150塩基対の大きさの範囲のフラグメントを分別するための能力は、実施例１２に記載された方法によって示される。ここではｄｄＣで終わりフルオレセインで標識を付けたＤＮＡ配列決定の伸長生成物は、ＰＥＧ3350（228個のＰＥＧ鎖長）およびC₄F₉疎水性鎖セグメントで形成された共重合体マトリックス上で、実施例３に記載したように、変性条件の下に、走行させた。電気泳動図は、図１６Ａ〜１６Ｅで同定される５個の領域に分かれる。図に示されるように、本方法は、56〜154塩基の大きさの範囲にわたって１塩基によって異なる一本鎖ＤＮＡフラグメントを容易に分離することができる。図１７Ａ〜１７Ｇは本発明のスター共重合体を用いてＤＮＡフラグメントの単一塩基分離を与える本方法の能力を示す。この研究では、図１Ｆに示されるタイプの共重合体を含むＣＥマトリックスを使用して、長さが約300塩基から約700塩基までに変化する一本鎖ＤＮＡフラグメントを分離した。この共重合体は選択されたフルオロカーボンまたは炭化水素疎水性セグメントを各端に有する一定の長さのＰＥＧ鎖（8,000〜35,000MW；約545〜2400個の鎖原子）から成る。各マトリックスによって与えられる分離は、フラグメント長の関数として半分の高さでのピーク幅（丸）およびピーク間隔（与えられたピークと長さが１塩基短いフラグメントの仮定ピークとの間の分別時間間隔）をプロットすることによって評価された（実施例２９）。分離の限界は、ピーク幅とピーク間隔のデータについて模擬実験を行った曲線の交叉点に基づいて、ピーク幅とピーク間隔が等しいフラグメント長として決定された。図１７Ａと実施例２２に関して、上記ＤＮＡフラグメントの混合物は、実施例１６に合成したＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂共重合体を用いて分離された。図から示されるように、マトリックスは長さが約30塩基と約265塩基の間のフラグメントについて単一の塩基分離を与えた。図１７Ｂ〜１７Ｄはさらに長い疎水性セグメントをもつ共重合体を含有するマトリックスを使用して（実施例２３〜２５）、図１７Ａに用いられる同じＤＮＡフラグメント混合物のＣＥ分離物の分離分析を示す。C₆F₁₃セグメントの変わりにC₇F₁₅セグメントを含む共重合体の使用は（図１７Ｂ）は図１７Ａに示されるものとほぼ同じ分離を与えた。図７Ｃに示されるように、C₈F₁₇セグメントを含む共重合体はさらに大きい分離、即ち、長さが約30塩基と300塩基の間のフラグメントについて単一塩基分離を与えた。またC₁₀F₂₁セグメントはさらに高い分離、即ち、長さが約30塩基と約410塩基の間のフラグメントについて単一の塩基分雌を与えた（図７Ｄ）。さらに、疎水性セグメント間の間隔を減らす効果を評価するため、同じＤＮＡフラグメント混合物は、実施例２０に調製したＰＥＧ−8,000−（C₇F₁₅）₂ポリマーを含むＣＥマトリックスで分離された（図１７Ｅ）。図１７Ｂと比較して示されるように、ＰＥＧ−35,000の代わりにＰＥＧ−8,000を使用すると若干低い分離、即ち、長さが約200塩基までのフラグメントについての単一塩基の分離となった（図１７Ｅ）。図１７Ｆは実施例２１で調製されたＰＥＧ−35,000−（C₁₆H₃₃）₂共重合体を含有するマトリックスでのＤＮＡフラグメント分離の分離分析を示す。図から示されるように、単一塩基分離は長さが約30塩基ないし約95塩基のフラグメントにのみ得られた。この結果はフッ素化疎水性ポリマーセグメントで形成された共重合体の優位性を示す。図１７Ａ〜１７Ｆに示された結果はまた、本発明の共重合体中の親水性および疎水性セグメントの長さを、どのようにしてＤＮＡフラグメント分離を最適にするために改変できるかを示している。さらに一般的に、長さが約30塩基と約200塩基の間、好ましくは長さが約30塩基と約400塩基の間、またはそれ以上の一本鎖ＤＮＡフラグメントの単一塩基分離に使用するために、本発明の共重合体は、約100〜4,000個の主鎖原子間の選択され合わせた長さを有する連続線状親水性ポリマーセグメント、および親水性セグメントの各自由端に結合した疎水性ポリマーセグメントから形成される。均質の共重合体混合物（即ち、単一の共重合体タイプから形成された共重合体）を含む上記に示されるような分離マトリックスに加えて、本発明はまた長さが実質的に等しい親水性セグメントを有し、その疎水性セグメントの長さが異なる共重合体から形成された不均質共重合体混合物を企図する。このような共重合体マトリックスで形成されたマトリックスは、均質な共重合体を用いて形成されたマトリックスに関して、分離および粘度特性を改良することができる。特に、キャピラリーチューブへの共重合体マトリックスの装填を容易にするために通常低い粘度が望ましい。実施例２８は、上述のＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂とＰＥＧ−35,000−C₈F₁₇ 共重合体の１：１混合物（７％w/v全濃度）（即ち、等しい長さの親水性ポリマーセグメントを有するが、異なる長さの疎水性セグメントを有する１：１の共重合体混合物）を用いて電気泳動が行われた。図１７Ｇはこのマトリックスが435 塩基の分離の限界を与えることを示しており、これはＰＥＧ−35,000−C₆F₁₃共重合体単独で得られた分離の限界よりも顕著に優れており（参照、図１７Ａ、実施例２４）、そしてＰＥＧ−35,000−C₈F₁₇共重合体単独によって与えられる分離の限界と比較できる（図１７Ｃ）。表１はＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂単独（実施例２２）、ＰＥＧ−8,000−（C₇ F₁₅）₂単独（実施例２３）、ＰＥＧ−35,000−C₈F₁₇単独（実施例２４）、およびＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂とＰＥＧ−35,000−C₈F₁₇共重合体の１：１混合物（実施例２８）を用いて形成された電気泳動分離マトリックスについて測定された粘度を示す。各マトリックスにおいては、全共重合体濃度は７％（w/v）であった。表１から見られるように、C₆F₁₃-およびC₈F₁₇-含有共重合体の１：１混合物を含有するマトリックスの粘度は、ＰＥＧ−35,000−（C₈F₁₇）₂共重合体またはＰＥＧ−35,000−（C₇F₁₅）₂共重合体単独によって形成されたマトリックスに対して測定された粘度よりも著しく低かった（７％w/vの共重合体濃度にて）。これらの結果はさらに短い疎水性セグメント（この場合はC₆F₁₃セグメント）をもつ同じ長さの共重合体を含めて、（C₈F₁₇共重合体単独を使用する場合と比較して）分離能が顕著に減少することなく、どのようにして粘度を減少させることができるかを示している。さらに一般的には、100〜1,000塩基または塩基対の範囲で一本鎖および二本鎖の核酸フラグメントの分離のために、スター共重合体中の疎水性ポリマーセグメントを、合わせた長さが全部で約100〜4,000個の鎖原子の介在する親水性セグメント（例えば、ＰＥＧ鎖）を介して実質的に均一なセグメント長さで互いから間隔を置く必要がある。１例では、親水性セグメントはポリエチレングリコールセグメントであり、疎水性セグメントはフッ素化炭化水素鎖である。本発明の電気泳動法は、小さいペプチドから分子量が100,000ダルトンまたはそれ以上のタンパク質まで、広範囲の大きさにわたってペプチドとタンパク質を分別するために用いることができる。本発明の支持において行われる実験は、、タンパク質の電気泳動分離が、マトリックスを通過する際に、マトリックスを形成するポリマーメッシュによって、分子が遅滞する篩分け効果に基づくことを示しており、より大きいポリペプチドは電場において（同類の電荷密度をもつ）小さいペプチドよりもさらにゆっくりとマトリックスを移動する性質を用いている。本発明の共重合体マトリックスはまた、ｐＨグラジエント上の試料成分を分離した後にチューブから無傷の形態で放出できる安定なマトリックスを提供する際に、キャピラリーまたは予備チューブ等電点電気泳動（ＩＥＦ）のために有用である。ＩＥＦ法を行う際に使用される支持マトリックスは上記一般ガイドラインに従って調製され、電気泳動マトリックスにおいて使用される電解質溶液に対して標準ＩＥＦ両性電解質を置換する。電場での平衡化において、ｐＨグラジエントの範囲を生成するための両性電解質溶液は、良く知られている。ポリマーのタイプ、分子量、および濃度は、ポリマーマトリックスが分離媒質として作用しないので、電気泳動分離におけるよりも臨界が小さい。むしろ、ポリマー組成は（ａ）電場を除去した後に広がるバンドを最小にし、そして（ｂ）平衡に達した後にチューブからマトリックスを容易に除去するように、選択される。代表的にはこれらの目的物を比較的高いマトリックス粘度に合わせる。しかし、高分子量のタンパク質と核酸の分離のために、粘度はマトリックス中の分子種が自由に移動するように充分に低く保持しなければならない。試料装填、電圧設定、および走行時間は慣習により行われる。代表的には、試料は、異なる等電点に基づき、選択されたｐＨグラジエントで、容易に分離できるタンパク質とペプチドを含む。平衡に達した後、チューブをシステムから除いて走査することができる。あるいは、そして本方法の重要な利点に従って、マトリックス中の分離したバンドを分析するため、マトリックスはチューブから完全な形で追い出すことができる。この方法は、低粘度の媒質をチューブから引き出すときに分離したバンドを消すバンド幅を広げ壁をゆがめる効果を除くので、ＩＥＦによって達成できるバンドの分離を促進する。同時に、分離した分子成分の分析のために容易にチューブからｐＨグラジエントが追い出される低粘度の媒質の利点をマトリックスは提供する。追い出されたマトリックスはまたオートラジオグラフィまたはブロッティング法によって分析を行うことができる。前述のことから、本発明の種々の目的および特徴がいかに合致しているかを高く評価できる。本発明の分離マトリックスの形成に使用された共重合体は、所定の大きさの範囲で生体分子を最適に分離するために、種々の設計にわたり構成することができ、そして親水性セグメントの長さを容易に変えることができる。ポリマーマトリックス物質は電気泳動支持体マトリックスに容易に導入し除去されるので、ポリマー架橋、そして電気泳動支持体からのマトリックスの除去の問題を回避する。穏和な圧力下にマトリックスを導入し除去するこの能力は特にキャピラリー電気泳動において有利である。共重合体マトリックスは広範囲にわたるＤＮＡ試料の高い（単一塩基）分離を与え、そして親水性ポリマーの大きさを選択して異なる大きさの生体分子を最適に分離することができる。次の実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲を何ら限定するものではない。材料以下の実施例に用いられる試薬と溶媒は、特に記さない限り、アルドリッチ・ケミカル社（ミルウォーキイ、ＷＩ）から購入した。２−（C₄F₉C₂H₄）プロパン −１，３−ジオール疎水性モノマーをＰＦＥＢＩフルオロ中間体（デュポン社、化学と顔料の部門、ウィルミントン、デラウェアから購入）およびマロン酸ジエチルからデュポンの米国特許3,504,016に従って調製した。Jeffamine 2001親水性物質はテキサコ・ケミカル社（ヒューストン、ＴＸ）から購入した。ポリエチレングリコール親水性物質はユニオン・カーバイド、工業化学品部（ダンブリイ、ＣＴ）からCarbowaxの商品名で購入した。ＧＣキャピラリーチューブ（ＤＢ−１コーティングの内径50ミクロンの溶融シリカ、ジェイ・アンド・ダブリュ・サイアンティフィック、フォルソム、ＣＡ； cat．#126-1013）を使用して共重合体配合物の電気泳動分離能を示した。全部の電気泳動実験を、チューブのカソード端から28cmをコーティングするポリイミドによって焼いた検出窓をもつ50cm長さのキャピラリーチューブで行った。チューブをマトリックスで充填した後、ＤＮＡ試料を5kvで２ないし10秒間、カソード端で動電学的に注入した。電気泳動実験は、マトリックスを調製するために使用された正確なイオン組成物で充填した緩衝液チャンバを用いて行った；共重合体は緩衝液チャンバから取り除いた。ＤＮＡ検出のためにＵＶ吸収を使用した電気泳動実験は、アプライド・バイオシステムズ・モデル270Aキャピラリー電気泳動器具で、260nmにセットしたＵＶ検出器を用いて行った。ＤＮＡ検出のために蛍光放射を使用した電気泳動実験は、次のものから成る装置で行った：マルチライン40ミリワットアルゴンイオンレーザー（ナショナル・レーザー社、ソルト・レイク・シティ、ユタから購入した）励起システム、その初期ビームは５cmの焦点距離のポジティブレンズを用いてキャピラリーで20ミクロンに焦点を合わせた；そして光電子増倍管検出システム、そこでは放射光を１ cmの焦点距離のf/0.7非球面レンズで集め、そして回折格子（ジャレル−アッシュ、アナスペック、アクトン、ＭＡから購入：985-05-20-22；1180ルーリングス /mm、500nmで焼いた）に向け、目的の放射波長を光電子増倍管に対して選択することができた。レーザービーム、キャピラリーチューブ、および収集軸はすべて互いに垂直であった。実施例１末端アミノ基を有するポリエチレングリコールオリゴマー（ＰＥＧ）（Jeffam ine 2001）をそのビスウレタンオリゴマーに変換した。フェノールの熱脱離は、標的ＰＥＧ−炭化水素ポリウレタン共重合体を生成した炭化水素ジオールの存在でビスウレタンをそのビスイソシアネートに変換した。従って、21.6ｇのJeffamine 2001（呼称分子量2300）を150mlの酢酸エチルに溶解した。これに70mlの１：１の20％水酸化ナトリウム：ブラインの溶液を添加した。迅速攪拌して、４mlのフェニルクロロホルメートを10分間滴加した。１時間室温で攪拌した後、酢酸エチル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過し、減圧下に蒸発させ、高真空で減圧してワックス状固体として24.7ｇのビスウレタン（呼称分子量2539）を得た。このビスウレタンオリゴマー（9.866ｇ、3.886mMol）を、トリオクチルアミン（2.75ｇ、7.77mMol）、ＤＭＡＰ（4.0mg）、およひビス−Ｎ，Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）ステアラミド（1.444ｇ、3.886mMol）と合わせた。混合物を高真空に置き２時間攪拌しながら140℃まで加熱した。混合物を次に室温まで冷却して二層を与えた。上層を除去し、下層を40mlずつの還流ヘキサンで４回抽出し、次に２回100mlずつのメチルｔ−ブチルエーテルで還流して、室温まで冷却し、エーテルをデカントして精製した。高真空下の減圧は10.0ｇの白色ワックスのＰＥＧ／炭化水素共重合体を生成し、水を添加すると、均質に流動性のゲル状溶液に膨潤した。実施例２ 1.92ｇ（5.96mMol）の２−（C₄F₉C₂H₄）プロパン−１，３−ジオールに10mlのイソフェロンジイソシアネート（0.1mmで80℃）を蒸留した。80℃の油浴で高真空下に24時間攪拌後、大部分の過剰のジイソシアネートを油浴の温度を95℃まで上げて留去した。透明な残渣を40mlの乾燥還流ヘキサンに入れ、溶液を−15℃に冷却し、上澄みを油状の不溶残渣からデカントした。残渣を２回以上上記のようにヘキサンで処理し、次に４時間室温で減圧にして白色の泡として3.80ｇのビスイソシアネートを得た。実施例３実施例２からの1.000グラムのビスイソシアネート（1.3055mMol）、4.4053ｇのCarbowax 3350（３時間110℃にて高真空で乾燥）、および16mlの乾燥トルエンの均質な混合物に、２mlの乾燥トルエンに溶解した0.5ｇのジブチル錫ジラウレートから調製した47ミクロリットルの溶液を添加した。この溶液をアルゴン雰囲気下に80℃で２時間加熱して、次に150mlのヘキサンで希釈した。ゴム状の沈澱物を100mlずつの還流メチルｔ−ブチルエーテルで３回、100mlずつの還流ヘキサンで３回こねて、12時間減圧にして、5.3ｇのゴム状固体を生成した。この固体は水で膨潤し、流動性のゲル状の均質な溶液を得た。実施例４実施例２からの1.000ｇのビスイソシアネートおよび5.9725ｇのＰＥＧを用い、 Carbowax 4600とC₄F₉疎水性物質の共重合体を実施例３と同様に調製した。実施例５実施例２からの1.000ｇのビスイソシアネートおよび2.355ｇのＰＥＧを用い、 Carbowax 1400とC₄F₉疎水性物質の共重合体を実施例３と同様に調製した。実施例６実施例２からの0.1518ｇのビスイソシアネートおよび2.9760ｇのＰＥＧを用いて、分子量15,000のＰＥＧ（ポリサイエンシーズ社、ワーリントン、ＰＡから購入）およびC₄F₉疎水性物質の共重合体を実施例３と同様に調製した。実施例７実施例１からの0.60ｇの炭化水素共重合体を10mlの90mMリン酸溶液に溶解し、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ）でpH8.0に調整し、キャピラリーチューブに注入して、電気泳動分離マトリックスを調製した。蒸留水に懸濁させた二本鎖ＤＮＡ消化物（pBR322 Msp I、ニュー・イングランド・バイオラブス、ベバリイ、ＭＡから購入）をマトリックス（５kV/10秒）に動電学的に注入し、電気泳動実験を15kVで行った。ＤＮＡ検出のためのＵＶ吸収を使用する電気泳動図を図１１に示す。実施例８実施例４からの1.0ｇのフルオロカーボン共重合体を20mlの50mMリン酸溶液に溶解して、pH8.0にＴＲＩＳで調整して電気泳動分離マトリックスを調製した。実施例７と同じ試料を使用して、電気泳動実験を12kVでＤＮＡ検出のためのＵＶ吸収を用いて行い、図１２に示される電気泳動図を得た。図１１と図１２を比較すると、フッ素化炭化水素疎水性ポリマーセグメントを有する共重合体から導かれる利点が認められ、ＤＮＡフラグメント間の分離が増大し、バンドが狭くなっている。実施例９実施例６からの0.60ｇのフルオロカーボン共重合体を10mlの50mMリン酸溶液に溶解して、ＴＲＩＳでｐＨ8.0に調整して電気泳動分離マトリックスを調製した。大きいＤＮＡフラグメント（ベテスダ・リサーチ・ラボラトリイズ・ライフテクノロジーズ社、ガイサースバーグ、ＭＤから購入した１kBラダー）から成る二本鎖ＤＮＡ試料を用いて、電気泳動実験を10kVでＤＮＡ検出のためのＵＶ吸収を用いて行い、図１３に示す電気泳動図を得た。これは長い親水性物質から調製された疎水性凝集マトリックスの、長いＤＮＡフラグメント（ＰＥＧ15,000に対し10 ,000塩基対以上）を分離する能力を示す。実施例１０電気泳動分離マトリックスを実施例５からの0.80ｇのフルオロカーボン共重合体を10mlの25mMリン酸溶液に溶解し、ＴＲＩＳでｐＨ8.0に調整して調製した。1 2ないし18のヌクレオチド長さのポリ（ｄＡ）フラグメントから成る一本鎖ＤＮＡ試料（ファーマシア、ピスカタウェイ、ＮＪから購入）を使用して、ＤＮＡ検出のためのＵＶ吸収を用いて10kVで電気泳動実験を行い、図１４に示す電気泳動図を得た。実施例１１電気泳動分離マトリックスを実施例４からの0.80ｇのフルオロカーボン共重合体を10mlの25mMリン酸溶液に溶解し、ＴＲＩＳでｐＨ8.0に調整して調製した。実施例１０と同じＤＮＡ試料を使用して、電気泳動をＤＮＡ検出のためのＵＶ吸収を用いて８kVで行い、図１５に示す電気泳動図を得た。図１４と図１５を比較すると、実施例１０の一層短かい親水性鎖（ＰＥＧ1450）をもつ共重合体は短いＤＮＡフラグメントの分離に優れていることが判る。実施例１２電気泳動分離マトリックスは実施例３からの0.25ｇのフルオロカーボン共重合体、1.2ｇの尿素、テトラメチルアンモニウム水酸化物でｐＨ9.0に調整した0.25 Mのホウ酸と0.0025MのＥＤＴＡの1.5mlの溶液、および0.66mlの水を合わせて調製した。ジデオキシシチジンで終端しフルオレセインで標識を付けたＤＮＡ配列伸長生成物は、FAM標識-21 M13プライマー（アプライド・バイオシステムズから購入、p/n 401131）およびTaqポリメラーゼをもつM13mp18鋳型（ホフマン−ラ・ロシェ、ナトリイ、ＮＪ）から生成した。伸長生成物はエタノールから析出し、ホルムアミド：50mMＥＤＴＡの５：１溶液に入れ、２分間90℃で加熱し、動電学的にマトリックスに注入し（0.5kV 60秒間）、電気泳動実験を４kVで行った。電気泳動図を、種々の段階で、図１６Ａ〜１６Ｅに示す。これらの図から、単一塩基分離が少なくとも150塩基で得られることが判る。実施例１３高真空下に110℃で４時間予め乾燥した15ｇの Carbowax 4600に、20mlのイソフェロンジイソシアネートを蒸留した（0.1mmで80℃）。24時間80℃の油浴で高真空下に攪拌した後、大部分のジイソシアネートを油浴の温度を95℃まで上げて留去した。残渣を50mlずつの乾燥（水素化カルシウム上）還流ヘキサンで７回こねた。ヘキサン不溶残渣を終夜高真空下に乾燥し、16.1ｇのワックス状固体を得た。実施例１４ 1.0596ｇ（0.2102mMol）の実施例１３からのビスイソシアネート、0.0709グラム（0.2202mMol）の２−（C₄F₉C₂H₄）プロパン−１ ,３−ジオール、および５ml の乾燥（水素化カルシウム上）トルエンの均質混合物に１滴のジブチル錫ジラウレートを添加した。溶液を１時間アルゴン雰囲気下に還流し、次に50mlのヘキサンで希釈した。ゴム状の沈澱物を50mlずつの還流ヘキサンで３回、50mlずつの還流メチルｔ−ブチルエーテルで３回、50mlずつの還流ヘキサンで３回こねて、12 時間減圧し、1.04ｇのゴム状固体を得た。実施例１５実施例１４からのフルオロカーボン共重合体を用いて、電気泳動分離マトリックスを実施例８に示す方法に従って調製した。実施例７と同じＤＮＡ試料、および実施例８に記載したと同じ電気泳動条件を用いて、実施例８（図１２）からの電気泳動図に非常に似ている電気泳動図が観察された。実施例１６ＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂共重合体。トリデカフルオロ−１−オクタノール（C₆F₁₃CH₂CH₂OH、6.2ｇ、#17112-4、ＰＣＲ社、ガイネスビル、フロリダ）を、テフロン攪拌棒を備えた予め秤量した200mlの丸底フラスコに入れた。この予め秤量したフラスコをドライアイス−アセトン浴に入れ、真空蒸留装備のための受器として使用した。約10mlのイソフェロンジイソシアネート全部を先のアルコール上に0.01mm/85〜90℃にて蒸留した。得られた溶液をアルゴンで一掃して、ストップコック／真空テークオフでシールして、終夜80〜90℃の油浴で攪拌した。次にストップコックを短路蒸留装備（連結アダプタ、真空アダプタ、および受器）で置換し、システムを高真空（0.01mm）下に置き、大部分の過剰のジイソシアネートが収集される間に、油浴温度を100℃まで上げた。油状残渣を60mlの乾燥（C aH₂上で）ヘキサンで溶解が完了するまで還流し、その後、フラスコをゴム隔壁でシールし−15℃まで１〜２時間冷却した。上澄み液を次に油状残渣から（冷たいフラスコに水が凝縮しないように）素早くデカントして、抽出行程（60mlのヘキサンで還流し冷上澄み液をデカントした）を２回以上繰り返した。得られた粘着性残渣を数時間減圧にして、2.24ｇの活性化アルコールを透明液体として得た。上記からの活性化アルコールに、アルゴン下100mlの乾燥エチレングリコールジメチルエーテル（LiAlH₄から直接）を蒸留した。得られた溶液は、100℃の油浴で0.01mmにて４時間乾燥した20.0ｇの35,000MW ＰＥＧ（フルカ・ケミカル社ロンコンコマ、ＮＹ）を含むフラスコに注ぎ入れた。得られた混合物をアルゴン下に加熱して均質にし、次に２mlの乾燥（CaH₂上で）ヘキサンに溶解した0.5ｇのジブチルチンジラウレートの溶液50μlを添加した。混合物をアルゴン下に２時間還流し、冷却させた。上澄み液をデカントした後、白いゴム状生成物を200m lずつの還流メチルｔ−ブチルエーテルで３回、200mlずつの還流ヘキサンで２回こねた。生成物を終夜減圧して、18.2ｇの粘着力の強い白色固体を得た。実施例１７ＰＥＧ−35,000−（C₇F₁₅）₂ブロック共重合体。ペンタデカフルオロ−１−オクタノール（C₇F₁₅CH₂OH、14.2ｇ、アルドリッチ）を、テフロン攪拌棒を備えた予め秤量した200mlの丸底フラスコに入れ、実施例１６で記載した約40mlのイソフェロンジイソシアネートと反応させて、13.5ｇの活性化アルコールを生成した。この活性化アルコールを48.8ｇの乾燥（CaH₂上で）トルエンに溶解し、トルエン溶液グラム当り0.217ｇの活性化アルコールの原液を得た。 35,000MW ＰＥＧ（29.4ｇ）を４時間0.01mmにて110℃の油浴で乾燥した。乾燥したＰＥＧに11.2ｇの活性化アルコール原液溶液と50mlの乾燥（CaH₂上で）トルエンを添加した。得られた混合物をアルゴン下に加熱して均質にし、次に２mlの乾燥（CaH₂上で）ヘキサンに溶解した0.5ｇのジブチルチンジラウレートの溶液5 0μlを添加した。混合物を３時間アルゴン下に還流し、次に実施例１６に記載したように作業し、約25ｇの白いゴム状固体を得た。実施例１８ＰＥＧ−35,000−（C₈F₁₇）₂共重合体。ヘプタデカフルオロ−１−デカノール（C₈F₁₇CH₂CH₂OH、11.05g、#17113-2、ＰＣＲ社）とイソフェロンジイソシアネート（約30ml）を実施例１６に記載した方法を用いて反応させ、12.6ｇの活性化アルコールを濃油として生成した。次にこの活性化アルコールを99.0ｇの乾燥（ CaH₂上で）トルエンに溶解し、トルエン溶液ｇ当り0.113ｇの活性化アルコールの原液を得た。 35,000MW ＰＥＧ（30ｇ）を４時間0.01mmにて100℃の油浴で乾燥した。乾燥したＰＥＧに15ｇの活性化アルコール原液溶液と50mlの乾燥（CaH₂上で）トルエンを添加した。得られた混合物をアルゴン下に加熱して均質にし、次に２mlの乾燥（CaH₂上で）ヘキサンに溶解した0.5ｇのジブチルチンジラウレートの溶液50μl を添加した。混合物を３時間アルゴン下に還流し、次に実施例１６に記載したように作り、約30ｇの白いゴム状固体を与えた。実施例１９ＰＥＧ−35,000−（C₁₀F₂₁）₂共重合体。10ｇのC₁₀F₂₁CH₂CH₂OH、（ＰＣＲ社）と50ｇのイソフェロンジイソシアネートを実施例１６に記載した方法に従って反応させた。ヘキサン抽出後に残りのイソフェロンジイソシアネートを除去し、生成物を４時間減圧にし、4.6ｇの活性化アルコールを無色結晶として得た。活性化アルコールに、アルゴン下に400mlの乾燥エチレングリコールジメチルエーテル（LiAlH₄から直接）を蒸留した。活性化アルコール溶液を40ｇの乾燥した35,000MW ＰＥＧを含むフラスコに注ぎ入れた。得られた混合物をアルゴン下に加熱して均質にし、次に２mlの乾燥（CaH₂上で）ヘキサンに溶解した0.5ｇのジブチルチンジラウレートの溶液50μlを添加した。混合物を３時間アルゴン下に還流し、次に実施例１６に記載したように作り、38.2ｇの白いゴム状固体を与えた。実施例２０ＰＥＧ−8,000−（C₇F₁₅）₂共重合体。６ｇのC₇F₁₅CH₂OHおよび40ｇのイソフェロンジイソシアネートを実施例１６に記載した方法に従って反応させた。ヘキサン抽出で残りのイソフェロンジイソシアネートを除去後に、生成物を４時間減圧にし、4.5ｇの活性化アルコールを透明油として得た。活性化アルコールに、アルゴン下に200mlの乾燥エチレングリコールジメチルエーテル（LiAlH₄から直接）を蒸留した。活性化アルコール溶液を20ｇの乾燥した35,000MW ＰＥＧを含むフラスコに注ぎ入れた。得られた混合物をアルゴン下に熱で均質にし、次に２mlの乾燥（CaH₂上で）ヘキサンに溶解した0.5ｇのジブチルチンジラウレートの溶液30μlを添加した。混合物を３時間アルゴン下に還流し、次に実施例１６に記載したように作り、19ｇの白いゴム状固体を与えた。実施例２１ＰＥＧ−35,000−（C₁₆H₃₃）₂共重合体。セチルアルコール（5.0ｇ、アルドリッチ・ケミカル社）とイソフェロンジイソシアネート（約10ml）を実施例１６に記載した方法に従って反応させた。ヘキサン抽出で残りのイソフェロンジイソシアネートを除去後に、生成物を４時間減圧にし、0.21ｇの活性化アルコールを透明油として得た。活性化アルコールに、アルゴン下に50mlの乾燥エチレングリコールジメチルエーテル（LiAlH₄から直接）を蒸留した。活性化アルコール溶液を6.0ｇの乾燥した35,000 MW ＰＥＧを含むフラスコに注ぎ入れた。得られた混合物をアルゴン下に加熱して均質にし、次に２mlの乾燥（CaH₂上で）ヘキサンに溶解した0.5ｇのジブチルチンジラウレートの溶液20μlを添加した。混合物を３時間アルゴン下に還流し、次に実施例１６に記載したように作り、5.8ｇの白いゴム状固体を得た。実施例２２実施例１６からのＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂共重合体を、1.25ｍＭのジソジウムエチレンジアミンテトラアセテート（Na−ＥＤＴＡ）と40％尿素を含む125 mMのボレート−テトラメチルアンモニウム、ｐＨ9.0、に溶解し、７％（w/v）の最終共重合体濃度を有するゲルを与えた。ＤＢ−ワックス被覆キャピラリー（内径50μmおよび32cm well/read）を配合ゲルで充填した。染料標識を付けたＤＮＡフラグメント（ＡＢＩジーンスキャン1000−ＦＡＭ）を３mMのジソジウムエチレンジアミンテトラアセテートを含む70％ホルムアミド中で４ng DNA/μlのＤＮＡ濃度に配合した。試料をキャピラリーに90volts/cm、3.1μA、24秒で動電学的注入によって導入した。電気泳動分離を180volts/cmで行った。図１７Ａのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約265塩基まで分離されることを示している。実施例２３実施例１７からのＰＥＧ−35,000−（C₇F₁₅）₂共重合体を含有するＣＥゲル（６％ w/v最終共重合体濃度）を、実施例２１に記載した方法によって調製した。染料標識を付けたＤＮＡフラグメント（ＡＢＩジーンスキャン1000−ＦＡＭ）を、キャピラリーに90volts/cm、3.7μA、30秒で動電学的注入によって導入し実施例２１と同様に分離した。図１７Ｂのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約230塩基まで分離されることを示している。実施例２４実施例１８からのＰＥＧ−35,000−（C₈F₁₇）₂共重合体を含有するＣＥゲル（５％ w/v最終共重合体濃度）を、実施例２１に記載した方法によって調製した。染料標識を付けたＤＮＡフラグメント（ＡＢＩジーンスキャン1000−ＦＡＭ）を、キャピラリーに90volts/cm、4.1μA、18秒で動電学的注入によって導入した。図１７Ｃのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約300 塩基まで分雌されることを示している。実施例２５実施例１９からのＰＥＧ−35,000−（C₁₀F₂₁）₂共重合体を含有するＣＥゲル（５％ w/v最終共重合体濃度）を、実施例２１に記載した方法によって調製した。染料標識を付けたＤＮＡフラグメント（ＡＢＩジーンスキャン1000−ＦＡＭ）を、キャピラリーに90volts/cmで動電学的注入によって導入した。図１７Ｄのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約410塩基まで分離されることを示している。実施例２６実施例２０からのＰＥＧ−8,000−（C₇F₁₅）₂共重合体を含有するＣＥゲル（５％ w/v最終共重合体濃度）を、実施例２１に記載した方法によって調製した。染料標識を付けたＤＮＡフラグメント（ＡＢＩジーンスキャン1000−ＦＡＭ）を、キャピラリーに90volts/cmで動電学的注入によって導入した。図１７Ｅのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約200塩基まで分離されることを示している。実施例２７実施例２１からのＰＥＧ−35,000−（C₁₆H₃₃）₂共重合体を含有するＣＥゲル（５％ w/v最終共重合体濃度）を、実施例２１に記載した方法によって調製し、実施例２１からの染料標識を付けたＤＮＡフラグメントを分離するために使用した。図１７Ｆのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約 95塩基まで分離されることを示している。実施例２８実施例１６からのＰＥＧ−35,000−（C₆F₁₃）₂共重合体および実施例１８からのＰＥＧ−35,000−（C₈F₁₇）₂共重合体を１：１（w/w）の混合物で含有するＣＥゲル（７％（w/v）全濃度、各ポリマーについて3.5％）を、実施例２１に記載した方法によって調製し、実施例２２からの染料標識を付けたＤＮＡフラグメントを分離するために使用した。図１７Ｇのグラフは単一塩基によって長さが異なるＤＮＡフラグメントが約435塩基まで分離されることを示している。実施例２９実施例２２〜２８の分離分析（図１７Ａ〜１７Ｇ参照）を次のように行った。各ピークについて半分の高さでのピーク幅（Ｗ_1/2）を式に従ってミリメートル（mm）の単位で決定した。Ｗ_1/2＝Ｄ（ｔ_L−ｔ_T）／ｔ_M 式中、Ｄはキャピラリーチューブ入り口から検出器までのミリメートルの移動距離であり、ｔ_Lは半分の高さでのピークの前端の溶出時間、ｔ_Tは半分の高さでのピークの後端の溶出時間、そしてｔ_Mは最大高さでのピークの溶出時間である。ピークに対するピーク間隔（１塩基によって長さが異なるピーク間の間隔）は式を用いてmmの単位で決定した。Ｉｎｔ（間隔）＝Ｄ〔（ｔ₂−ｔ₁）／ｔ₁〕／ｎ式中、Ｄは上記に示した。ｔ₁は対象となるピークの溶出時間、ｔ₂は最も近い次の溶出ピークの溶出時間、そしてｎはヌクレオチド塩基の単位における２本のピークの長さの差である。電気泳動分離のために使用される特定のゲルマトリックスの分離を決定するために、半分の高さでのピーク幅とピーク間隔をフラグメント長の関数としてプロットし、そして各セットのデータ（ピーク幅データ；ピーク間隔データ）を、線形回帰分析によって決定された二次多項式に合わせた。ゲルマトリックスの分離能は二本の曲線の交点として決定された。例えば、図１７Ａにおいて、実施例２２に記載した分離媒質に使用されるゲルマトリックスの分離能の限界は約265塩基のフラグメント長で生じる。本発明は特定の合成方法、組成物、および電気泳動法によって記載したが、種々の変更および改変を本発明から逸脱することなく行うことができる事は理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョンソン，ベン，エフアメリカ合衆国カリフォルニア州 94303 パロアルト，クララドライブ, 957 【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】１．水性媒質中に凝集した共重合体のマトリックスを含み、前記共重合体が選択された実質的に均一のセグメント長を有する親水性ポリマーセグメント、および親水性ポリマーセグメントによって運ばれ互いに間隔を置く複数の疎水性ポリマーセグメントから成り、前記媒質が（ｉ）規定された分子の大きさの範囲で生体ポリマー分子の高分解電気泳動分離を行う媒質の能力、および（ii）共重合−凝集遷移濃度よりも高く、共重合体の水性分散の粘度において著しい上昇を生じるために充分な共重合体の濃度によって規定される共重合体の濃度、を特徴とする電気泳動分離媒質。２．共重合体が次のものから成る群から選択される構造を有する、請求項１記載の媒質。（ａ）連結した親水性ポリマーセグメントから成る主鎖から外側に疎水性ポリマーセグメントが伸びているコーム共重合体構造；（ｂ）親水性セグメントと疎水性セグメントの交互線状配列を有するブロック共重合体構造；および（ｃ）共通のアンカーに隣接する端部に結合する親水性ポリマーセグメントの末端部に疎水性ポリマーセグメントを有するスター共重合体構造。３．親水性ポリマーセグメントが、ポリエーテル、ポリエステル、多糖類、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスルホンアミド、およびポリスルホキシドから成る群から選ばれる、請求項１記載の煤質。４．親水性ポリマーセグメントが連結部分によって連結され、疎水性ポリマーセグメントが連結部分に結合されている、請求項３記載の媒質。５．疎水性ポリマーセグメントがフッ素化炭化水素鎖である、請求項１記載の媒質。６．親水性ポリマーセグメントがポリエチレンオキシドセグメントである、請求項１記載の媒質。７．共重合体がコーム共重合体構造であり、フッ素化炭化水素セグメントが連結ポリエチレンオキシドセグメントがら成る主鎖から外側に伸びている、請求項６記載の媒質。８．選択された大きさの範囲内でＤＮＡフラグメントを分離する際に使用するため、約100個の鎖原子の間隔を置く選択された主鎖にて、約100よりも小さい塩基対の（ｉ）、約500〜1,000個の間の鎖原子の間隔を置く選択された主鎖にて、約 1,000よりも大きい塩基対の（ii）、または約100〜800個の間の鎖原子の間隔を置く選択された主鎖にて、約100〜1,000の間の塩基対の大きさの（iii）に選択された大きさの範囲においてＤＮＡフラグメントを分別するために、共重合体は連結された親水性セグメントから成る主鎖と、約50と1,000個の間の主鎖原子の選択された距離にて、主鎖に沿って実質的に等しい間隔でスペースを入れた疎水性セグメントを有するコーム構造を有する、請求項１記載の媒質。９．共重合体がコーム共重合体であり、フッ素化炭化水素セグメントが連結されたポリエチレンオキシドセグメントから成る主鎖から外側に伸びている、請求項８記載の媒質。１０．共重合体が選択された合わせた長さを有する隣接する線状親水性ポリマーセグメント、および親水性セグメントの各自由端に有する疎水性ポリマーセグメントから成る、請求項１記載の媒質。１１．線状親水性ポリマーセグメントが共通のアンカーによってそれらの隣接端部にて結合される２個の親水性セグメントから成る、請求項１０記載の媒質。１２．親水性セグメントが単一の線状ポリマー鎖から成る、請求項１０記載の媒質。１３．親水性セグメントがポリエチレングリコールセグメントであり、疎水性セグメントがフッ素化炭化水素鎖である、請求項１０記載の媒質。１４．長さが約30塩基と約200塩基の間の一本鎖ＤＮＡフラグメントを分離する際に使用するため、親水性ポリマーセグメントが約100と約4,000個の間の主鎖原子の合わせた長さを有する、請求項１０記載の媒質。１５．親水性セグメントがポリエチレングリコールセグメントであり、疎水性セグメントがフッ素化炭化水素鎖である請求項１４記載の媒質。１６．生体ポリマーを分離するため、電圧源の向かい合っている極性ターミナルの反対側の端部に連結できる細長い溝を画成する支持体を含み、そして溝内に、水性媒質中に凝集した規則正しい交互共重合体のマトリックスを含み、前記共重合体が選択された実質的に均一のセグメント長を有する親水性ポリマーセグメント、および親水性ポリマーセグメントによって運ばれ互いに間隔を置く複数の疎水性ポリマーセグメントから成る電気泳動分離媒質を含み、前記媒質が（ｉ）規定された分子の大きさの範囲で生体ポリマー分子の高分解電気泳動分離を行う媒質の能力、および（ii）共重合−凝集遷移濃度よりも高く、共重合体の水性分散の粘度において著しい上昇を生じるために充分な共重合体の濃度によって規定される共重合体の濃度、を特徴とする、生体ポリマーを分離するための電気泳動装置。１７．支持体がキャピラリーチューブである、請求項１６記載の装置。１８．共重合体が次のものから成る群から選択される構造を有する、請求項１７記載の装置。（ａ）連結した親水性ポリマーセグメントから成る主鎖から外側に疎水性ポリマーセグメントが伸びているコーム共重合体構造；（ｂ）親水性セグメントと疎水性セグメントの交互線状配列を有するブロック共重合体構造；および（ｃ）共通のアンカーに隣接する端部に結合する親水性ポリマーセグメントの末端部に疎水性ポリマーセグメントを有するスター共重合体構造。１９．親水性ポリマーセグメントが、ポリエーテル、ポリエステル、多糖類、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスルホンアミド、およびポリスルホキシドから成る群から選ばれる、請求項１８記載の装置。２０．疎水性ポリマーセグメントがフッ素化炭化水素鎖である、請求項１９記載の装置。２１．親水性ポリマーセグメントがポリエチレンオキシドセグメントである、請求項２０記載の装置。２２．共重合体が選択された合わせた長さを有する隣接する線状親水性ポリマーセグメントおよび結合した親水性セグメントの各自由端に有する疎水性ポリマーセグメントから成る、請求項１６記載の装置。２３．線状親水性ポリマーセグメントが共通のアンカーにそれらの隣接端部にて結合される２個の親水性セグメントから成る、請求項２２記載の装置。２４．結合した親水性セグメントが単一の線状ポリマー鎖から成る、請求項２２記載の装置。２５．親水性セグメントがポリエチレングリコールセグメントであり、疎水性セグメントがフッ素化炭化水素鎖である、請求項２２記載の装置。２６．長さが約30塩基と約200塩基の間の一本鎖ＤＮＡフラグメントを分離する際に使用するため、親水性ポリマーセグメントが約100と約4,000個の間の主鎖原子の合わせた長さを有する、請求項２２記載の装置。２７．親水性セグメントがポリエチレングリコールセグメントであり、疎水性セグメントがフッ素化炭化水素鎖である請求項２６記載の装置。２８．（ａ）選択された実質的に均一のセグメント長を有する親水性ポリマーセグメント、および親水性ポリマーセグメントによって運ばれ互いに間隔を置く複数の疎水性ポリマーセグメントから成る、ポリマー構造を有する規則正しい交互共重合体を選択し、（ｂ）共重合−凝集遷移濃度よりも高く、共重合体の水性分散の粘度において著しい上昇を生じるために充分な共重合体の濃度によって規定される共重合体の濃度にて、水性媒質中に共重合体を分散し、（ｃ）前記分散によって、規定された分子の大きさの範囲で生体ポリマー分子の高分解電気泳動分離を行う媒質の能力を有するマトリックスを形成し、（ｄ）電圧源の向かい合っている極性ターミナルの反対側の端部に連結できる細長い溝を画成する支持体中にマトリックスを入れ、（ｅ）生体ポリマー分子の混合物を支持体の一端にてマトリックスに添加し、（ｆ）支持体の向かい合っている端部領域を横切る電界を印加し、マトリックスを通る分子の電気泳動移動を行い、そして、（ｇ）前記印加によって、マトリックス内の分子の異なる種を分離する、行程から成る、支持体に含まれるマトリックス内で選択された大きさの範囲で生体ポリマー分子の混合物を分別する方法。２９．選択された大きさの範囲内でＤＮＡフラグメントを分離する際に使用するため、約100個の鎖原子の間隔を置く選択された主鎖にて、約100よりも小さい塩基対の（ｉ）、約500〜1,000個の間の鎖原子の間隔を置く選択された主鎖にて、約1,000よりも大きい塩基対の（ii）、および約100〜800個の間の鎖原子の間隔を置く選択された主鎖にて、約100〜1,000の間の塩基対の大きさの（iii）に選択された大きさの範囲においてＤＮＡフラグメントを分別するために、共重合体は連結された親水性セグメントから成る主鎖と、約50と1,000個の間の主鎖原子の選択された距離にて、主鎖に沿って実質的に等しい間隔でスペースを入れた疎水性セグメントを有するコーム構造を有する、請求項２８記載の方法。３０．長さが約30塩基と約200塩基の間の一本鎖ＤＮＡフラグメントを分離する際に使用するため、親水性ポリマーセグメントが約100と約4,000個の間の主鎖原子の合わせた選択された長さを有する結合した線状親水性ポリマーセグメントから成り、そして結合した親水性セグメントの各自由端に疎水性ポリマーセグメントを有する、請求項２８記載の方法。３１．選択された実質的に均一のセグメント長を有する親水性ポリマーセグメントから成るポリマー構造、および該ポリマー構造上に有し、親水性ポリマーセグメントによって互いにスペースを置く複数の疎水性フッ素化炭化水素ポリマーセグメント、から成る共重合体。３２．親水性ポリマーセグメントが、ポリエーテル、ポリエステル、多糖類、ポリウレタン、ポリアミド、ポリスルホンアミド、およびポリスルホキシドから成る群から選ばれる、請求項３１記載の共重合体。３３．親水性ポリマーセグメントが連結部分によって連結され、疎水性ポリマーセグメントが連結部分に結合されている、請求項３１記載の共重合体。３４．疎水性ポリマーセグメントがフッ素化炭化水素鎖である、請求項３１記載の共重合体。３５．親水性ポリマーセグメントがポリエチレンオキシドセグメントである、請求項３１記載の共重合体。３６．親水性ポリマーセグメントが約100と約4,000個の間の主鎖原子の合わせた選択された長さを有する隣接する線状親水性ポリマーセグメント、および結合した親水性セグメントの各自由端に有する疎水性ポリマーセグメントから形成される、請求項３１記載の共重合体。