JPS6097248A - ゲル成形方法及びその方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、°薄層電気泳動及び他の関連技術に使用する
ことのできるグルの成形法を目的とするものである。

〔従来の技術〕

／′ エレクトロクロマトグラフィーと称することもある電気
泳動法の技術が、正又は負にイオン化した分子の導電性
溶液に２つの電極（アノード及びカソード）によって提
供される電場を与え、前記分子の荷電のマイ号とは反対
の質量を有する電極の方向へ前記分子を移動させること
から成ることは知られている。荷電分子の電気的移動速
度は、各種化学種に特異的なパラメータ値の関数として
各種化学種の分離を行なうことのできる、考慮中の媒質
における若干の物理化学的パラメータすなわち前記分子
の質量、荷電及び拡散定数によって決定される。従って
、操作の終フに得られるクロマトグラム又はエレクトロ
７オレグラムにおいて、分離された分子の各種の化学種
が、展開の後で、分離効率に依存して、点又はス、ｊ９
　ツ）の形で弐われるか、あるいは連続的領域として多
少拡散している。

分離能力の効率は、他のものよシも、電気泳動媒質の温
度に関係している。これは、温度が高くなればなるほど
、熱対流の効果が大きくなり、分子のランダムな運動（
拡散）も大きくなシ、そしてエレクトロ７オレグラムの
鮮明度が減少するからである。更に、前記の欠点が電気
泳動の期間に比例して増加することは明白である。同定
すべき化学種の有効な分離を電気泳動によって行なうの
に必要な時間は、当然、電場中での前記化学種の相対変
位速度の関数である。従って、前記の欠点をできるかぎ
シ最少にするため、そして実用的な理由から、同定すべ
き各種の化学種を充分に分離して相互の区別を保証する
充分な長さを維持しながら、電気泳動の期間をできる限
シ短縮する必要がある。従って、好ましくは温度全土げ
ることなく、分析中の成分の移動速度をできるだけ上げ
ることが有利である。

今、電場強さＨの形番下で導電性液体中を移動する荷電
粒子（ｑ）が、２種の反対方向に作用する等しい値の力
の存在によって決定される速度Ｖで変位するとすれば、
第１の力ｑＨは変位方向に作用し、そして媒質上の粒子
の摩擦に基づく第２の力ＫＴｖ　／　Ｄは反対方向に作
用する（Ｋはぎルツマン定数であシ、Ｔは絶対温度であ
シ、そしてＤは拡散定数であって、問題の分子に特異的
なパラメータである）。従って、Ｔを一定に保てば、Ｈ
を増やすことによってＶを上昇させることができる。

前記の媒質において、Ｈは以下の関係式（ｌは電解媒質
中の電流の強さであシ、ｒはコンダクタンスであシ、そ
してＡは電気泳動媒質の断面積である） によって規定きれる。結果として、Ｔを増やすことなく
（すなわち、電流＋ｆ増やすことによるエネルギー散逸
の増加を伴うことなく）、Ｈ′ｆ：、増やすためには、
電気泳動媒質の厚さを減らすことによって行なうことが
必要である。

有機物分子例えばタンノ９り質又は核酸を分離する通常
の実施においては、必要に応じて多少架橋化したグル（
アガロース、デンプン、ポリアクリルアミド等）から構
成した電気泳動媒質を使用することができる。前記のグ
ルは、電気泳動液中の対流変位を減少する性質を有し、
そしてダルによって構成される網状組織のメツシュ寸法
に関する分離子べき分子の寸法及び嵩の関数として、並
びに分離すべき分子に関するダル表面親和性の関数とし
て、分離すべき分子の分別を改良する。

上記した理由から、できる限シ薄くした（２０〜５００
μｍのオーダー）フィルム形状の電気泳動ケ°ルを調製
することが最近試みられている。前記の薄いフィルム全
使用することにより、以下のような利点が得られる。す
なわち、ジュール（Ｊｏｕｌｅ　）効果に基づく加熱効
果が減少し、大きい電場ヲ施すことによって、よシ短縮
された分析期間内でよシ良好な分別分離ができる可能性
がある。結果的にダルの厚み全通じてのよシ小さい温度
勾配全件って生成する熱のよシ良好な散逸及び媒質中の
熱対流運動に依存する効果の減少がある。

更に、分析に必要なサンプルの合計量が減少するので、
感度が改良される。

この分野では最近多くの文献が刊行されておシ、その中
から以下のものを挙げることができる。Ｗ。

Ａｎｓｏｒｇｅ等Ｎ　Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐ
ｈｙ、　２０２　（１９８０）４５−５３　”、　Ｐ、
Ｇ、　Ｒｌｇｈｅｔｔｉ　、　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒ
ｅｓｉ　ａ’８１（１９８１）、Ｄｅ　Ｇｒｕｙｔｅｒ
社（ベルリン−ニューヨーク）、２〜１６頁及び１８２
〜１８８頁；　Ｊ、Ｗ、　Ｊｏｒｇｅｎａｏｎ等、Ｃｌ
１ｎ、　Ｃｈｅｍ、　２７　（１９８１）１５５１〜１
５５３　：　Ｈ，Ｒ，Ｍａｕｒｅｒ等、Ａｎａｌｙｔ。

Ｂｉｏｃｈｅｍ、　４６　（１９７２）、１９〜３２；
Ｖ。

ＡｎｓｅｌｓｔｅｔｔｅｒＸＪ、Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ
ａｐｈｙ　１７２（１９７９）　４’１〜５６　：Ｃ，
Ｊ、Ｖａｎ　０１１１１゜Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｉｍｍｕｎ
ｏｄｌａｇｎｏａｉａ　（１９７３）　１７５〜１９４
　：　Ａ、　Ｇｏｅｒｇ等、Ａｎａｌｙｔ、　Ｂｌｏｃ
ｈｅｍ　、　８９（１９７８）　６０〜７０　：Ａ、Ｇ
ｏｅｒｇ等、Ｊ。

Ｂｌｏｃｈｍｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｂｌｏｐｈｙｓｉｃａ
ｌ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　３（１９８０）２７３〜８４゜ 上記の文献によれば、薄層ダルを調製するのに使用する
技術は以下の態様から成る。

１、横棒（基礎横棒１本及び側面横棒２本）によって相
互に取付けた２枚の剛性板（例えばガラス製）によシ型
を構成し、モノマー（これを続いて重合すると、後に必
要となるダルが提供される）溶液を充填装置によって導
入することによって、垂直に置いた前記の型を充填する
。

２、他の技術によれば、３つの側面上に横棒を備えた水
平に維持した板の上に七ツマー溶液を与え、この第１の
板の上に第２の板を置き、横棒によって両者全相互に平
行に保って両者の間に保持される過剰液体を除く。この
過剰液体は、第４の横棒が存在しないことによシ１つの
側面に生成するり１１０部全通して除かれる。

３、前記の方法に似た技術によれば、第１の板上に溶液
を与えた後で、第１の板の上で第２の板をすべらせて前
進させ、型の開口部方向へのこすシ効果によって、液体
中に取り込まれていることのある気泡を押し出す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の技術には欠点特には以下のとおシ
の欠点がある。すなわち、垂直位置に保った型に液体を
注入して充填する場合に、局所的な密度の偏シ及び気泡
によって起こ！ｌ得る欠陥を完全に取シ除くことは実用
上不可能である。前記の欠陥が存在すると重合条件が変
化し、後に電気泳動処理にかけるタンパク質の移動が乱
れる。一方、前記（３）の技術は上記の欠点を除去する
には非常に有効であるが、実施するのに時間がかかると
共にコストもかさみ、そして高度の処理技能を必要とす
る。

更に、薄層ダルの同質性の欠陥は、電気泳動操作の実施
に関連する若干の欠点、例えばダル中の水の不足、ダル
表面部分における被分析試料の選択的な若干の変位、及
び媒質中の不完全架橋領域における熱対流効果を増大す
ることになり得る。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明方法例えば特許請求の範囲第１項記載の方法は、
前記の欠点金除去する。本発明を実現するには、相互に
約５〜５００μｍの距離で実質的に平行に（例えば従来
技術と同様の横棒によって）維持した２枚の剛性板から
製造した型を使用する。

前記型の縁部又はその近接部に位置する、前記型の開口
部は、充填時に垂直位置に置〈従来技術の型の場合と同
様に、液体を導入する際に液体が平行表面の内面に沿っ
て流れるよう罠配設する。

本発明方法によってグルを調製するためには、１種又は
それ以上の物質、例えば塊状に硬化してグルを提供する
ことのできるモノマー又はゾレポリマーの液体組成物又
は導電性溶液で前記型を充填する。前記型の液体中に存
在することのあるガス若しくは空気の泡又は他の局所的
不均質性を脱泡又は溶食（すなわち液体中への溶解）に
よって取シ除き、続いて流体が均質になった隙に、それ
を通常の方法で硬化する。すなわち、触媒重合又は他の
方法全便い、あるいは熱グル溶液が含まれる場合等にお
いては冷却し、ケ゛ルを得る。従来技術に対して本発明
方法全区別する特徴は、前記の操作を型の回転によって
もたらされる人工的重力場の影響下で行ない、そして充
填液体を型の開口部から型の底部へ向かって導くように
前記の力が提供されるという事実である。従って、前記
の重力場は、垂直方向に充填する型の場合における地球
の場とまったく同様に前記の型に与えられるが、本発明
による差異は、型の回転に基づく前記場の強さに関する
ものである。前記の場の強さは、数９例えば５〜２００
ｇ、又は所望によシそれ以上であることができる。

電気泳動用薄フィルムの成形を目的とする型の充填に地
球の場の強さよシも大きい強さの重力場を使用すること
によシ、重合すべき液体中に存在することのある局部的
不均質欠陥及び他の気泡を非常に速くしかも完全に除去
するという主要な利点がもたらされる。この効果それ自
体は新規ではない。遠心処理によって液体を脱ガスする
ことが公知であるからである〔例えば、Ｃｈｅｍ、　Ｉ
ｎｇ。

Ｔｅｃｈ、４４（１９７２）４９７〜５０３、組（１９
７７）７４７；特開昭５５−１３５６１８を参照された
い〕。しかしながら、本発明者の知る限シでは、前記の
技術を電気泳動用薄層グルの成形に応用すること又は他
の関連技術（薄層クロマトグラフィー、等電点フォーカ
シング等）に応用することは未だ提案されていない。

遠心力の影響下で前記グルを成形する他の利点は、成る
場合において、重合後に適当な勾配會得ることができる
ことである。実際に、中心から円周部への距離に比例し
て半径方向に変化する力（Ｆｃ　＝Ｖ２／　ｒ　：Ｇ）
２ｒ　）の影響下において、未だ重合化されていないか
又は重合化中のモノマー溶液は、回転作用を与えること
によって、角速度が充分である場合には、円周部におい
て濃厚にしそして中心部において希薄化することができ
る。回転中に完全な重合を行なう場合には、最終グル中
に種々の密度勾配が維持される。この技術によって一定
の機能に従って変化できる性質を有する薄層ダル全得る
ことができ、これは出発時において通常均質な溶液によ
って行なう。この点に関連して、通常の技術によって適
当な勾配をもっグルを得るには、異なる濃度の２ｓのモ
ノマー溶液を型内へ同時に導入し、そして前記２成分の
添加速度比を一定の関係に従って操作時間中変化させて
行なう点に注意されたい。従って、本発明方法は、従来
の技術と比較して、よｐ簡単で良好に制御した態様で前
記ケ９ル全得ることができる。本発明は、異なる性質又
は濃度を有する溶液の連続的添加による複合グルの調製
にも適している。ここで、各種の相当する液体部分を遠
心力によってそれぞれの位置に有効に維持し、温の充填
の際又は続いて重合を実施する際に前記液体部分が相互
に混合しないようにする。

本発明によって調製することのできるグルは、各種の性
質のものであシ、この分野で一般に使用することのでき
る実用上すべての架橋化ポリマーから成る。前記ポリマ
ーの中では、ゼラチン、アガロース、デン粉、ポリアク
リルアミド等のグルを挙げることができる。ゼラチン溶
液の場合には、その溶液を加熱下でキャストし、その後
、冷却によって硬化を行なう。モノマーの重合に関して
は、通常の手段で実施することができる。例えば、考慮
した温度での重合に通常必要な重合開始剤又は活性剤全
成形前に溶液中に配合することによって行なうことがで
きる。ここで、脱泡後から重合終了までは前記型は回転
下にあるか又は回転下に維持されていない。前記の型の
ケ゛ル及びこれらの重合手段についての指摘は、前記文
献中に見出すことができる。前記したとおシ、遠心力の
影響下で重合を行なうことは有利なことであシ得るが、
遠心処理がグル材料（気泡を含まない均質グル）の固有
の性質を改良することだけが目的である場合には、必ず
しも必要ではない。この場合には、脱泡工程の後で、型
の回転を止め、休止下で重合を進行させることができる
。

一方、光重合性七ツマ−の溶液又は混合物の重合は、前
記混合物中に１種又は数種の適当な光重合開始剤を配合
することによって行なうことができる。型を充填し、遠
心処理によって溶液を脱泡してから、通常の化学線ンー
スによる照射によって前記溶液の硬化全行なう。この操
作は回転下で又は好ましくは静止下で行なう。回転下で
行なう場合には、型の各領域を照射ソースに順々に向く
ように規則的に通すと、重合すべき溶液の露出が特に規
則的になシ、こうして得られるグルは非常に均質になる
。

〔実施例〕

以下の記載においては、本発明を具体化した２つの装置
及び１つの変形を示す添付図面を参照されたい。

第１図に示す装置は、主に以下の要素からなる。

まず、中空シャフト（２）の上にのせた円形板（１）が
ｓｂ、この板は、グル形のポリマー薄フイルム成形用の
型（３）１個又は数個を支持するのに使用する。

型（３）は各々、〔ガラス製又はプラスチック製〕下方
剛性板（４）と上方剛性板（５）とから成り、これらの
各板は、横棒（６ａ）　、　（６ｂ）及び（６ｃ）から
成るアセンブリ手段によってほぼ平行に維持されている
。

前記の型（３）は、前記板（１）において、その板の肩
（１ａ）によって一方を、そしてグラスチック製の脱着
自在のスタッド（７）によって他方を保持されている。

前記スタッド（７）を取シ除くと、液体で前記型を充填
し、場合によシ続いてこの液体を重合した後で、型を取
如出すことができる。シャフト（２）の中空部分は、可
撓性細管ダクト（８）によって、型の入口部（６ｄ）と
連絡している。前記ダクト（８）の外側端部は開口部（
６ｄ）とフラッシュ状であシ、開口部（６ｄ）中延わず
かに侵入している。

前記円形板（１）はフレーム（図示してない）上に回転
自在に取付けてあり、モーター（図示してない）によっ
て動かす。

前記の型１個又は数個を充填するには、その型を前記の
板の上にのせ、スタッド（７）によってしっかりと水平
に保持する。前記の板は、自由に回転させることができ
、そして第２の型の存在により（第１図に示すとおり）
あるいは適当な釣合型りによりバランスをとることがで
きることは当然である。ダクト（８）の出口端部が型の
開口部（６ｄ）ときちっと連結していることを確認して
から、前記装置の回転を開始し、グル提供用の溶液に、
第２図に模式的に示すように、軸（２）の上方中空部分
に入れる。その液体は管（８）によって型（３）中に侵
入し、遠心力の作用下で型の底部に蓄積する。一方、場
合により液体中に存在する気泡及び他の欠陥は、重力よ
りも著るしく大きな加速置場が存在するため、急速に排
除される。当然のことながら、回転自在の装置の回転速
度は、作業条件、溶液の性質、粘度、フローｉＪ？ラメ
ータ等に依存し、専門家が前記要素及び動作手段の関数
として決定する。重合すべき溶液（例えば、架橋剤とし
て例えばメチレン−ビス−アクリルアミド１〜２％を含
むアクリルアミド５チ水溶液）は、ラジカル重合開始剤
例えば過酸化物、あるいは光重合開始剤（例えばリボフ
ラビン又は他の任意の適当な光重合開始剤）のいずれか
を含んでいることができる。前記の第１の場合には、型
金充填してから、前記の液体が塊状に硬化して、型の回
転運動を止めた場合に型の開口部から出ることができな
くなるのに必要な時間、前記型を回転下に（例えば低い
速度で）維持する。第２の場合には、回転下の装置の上
に化学線ソース（例えば、１５ｔ１１＋で４０ｗ／ｄ−
全提供する水銀蒸気ランプ）を取付け、運動中の型に照
射する。この照射は、液体組成物に依存して、２〜３秒
から２〜３分である。

液体の重合が終了してから、装置の回転を止め、グルフ
ィルム全通常の手段に従って分析操作又は電気泳動の調
製に使用する。

以下余白 第３図及び第４図に示す装置は、中心でピアス（又は突
通）されそして機緘加工した（ｍａｅｈｉｎｅｄ）放射
状みぞ（１２）を有する下方円板（１１）と前記円板（
１１）の上面の上に同心円的に調節して中心でピアスさ
れた第２の円板（１３）とから構成する型（１０）を含
んで成る。みぞ（１２）は、図面に示すとおシ、独立し
たコンバートメン）（１２）６個から成る型の内部容量
を構成してイル。前記フンノヤートメントの輪郭を形成
するものは、一方ではみぞ（１２）の底部及びみそを覆
う円板（１３）の部分〔これらの表面は型の主要表面を
構成する〕でアシ、他方では円板（１１）のセクター（
１４）の側壁ｃセクターは型の主要面を隣接位置にアセ
ンツリして維持する手段を構成し、みぞ（１２）の底部
に関する前記側壁のレベルは型の内部容量の厚さを決め
、従って所望グルフィルムの厚さを決める〕である。前
記セクター（１４）の縁部は、各コンパートメントにお
いて、型の２つの２次的表面を構成する。

円板（１３）の中心孔の直径を円板（１１）の相当する
孔の直径より小さくして、型の各種コン・ヤートメント
を充填するための環状開口部（１５）を、主要面の隣接
アセンブリ手段の介在によって提供する。

前記の装置は、回転軸（１７）上に取付け、肩（１８）
を有する下方円形板（１６）を更に含んで成る。前記肩
（１８）の高さは型の厚さにはｔ丁相当する。前記の肩
は、円形板（１６）の底部と肩（１８）との間に構成さ
れるみそに嵌まる。前記肩（１８）の縁部は、型（１０
）の容量を制限する第３の２次的表面を構成する。

前記の装置は、刻み付ノツプ（２０）と中央がルト（２
１）とによって円形板（１６）Ｋ取付けることのでき不
円形ふた（１９）を更に含んで成る。これによって型（
１０）と円形板（１６）とを一体化させることができる
。一体化された種々の部材の液体に対する緊密性は、０
字継手（２２）のシリーズによって保証する。最後に、
前記装置は、円板（１３）の円形中央領斌にピアスされ
た孔（２３）を更に含んでいる。前記孔（２３）の断面
は、任意の形状（円形、正方形、長方形等）であること
ができる。前記孔（２３）中に脱着自在の栓（２４）の
形の要素をはめ込むことができる。

孔（２３）の内側寸法に当然に相当する部分を有する前
記栓（２４）の下方部分は、円板（１１）の内側表面に
対して静止する。前記要素（２４）の目的から、後に理
解されるとおシ、前記要素（２４）ｆ７）下方部分が孔
（２３）の形状にマツチし要素（２４）を孔（２３）中
に容易に入れることができ、そして前者を手動で徒者か
ら抜き取ることができる限シ、前記要素（２４）の断面
形状は任意のものであることができる。

前記の装置によって本発明方法を具現化するには、好ま
しくは以下のように実施する。操作の始めに、主要要素
、型、板及びふたをばらばらにし、円板（１１）及び（
１３）（一般に、化学線に対して透明なプラスチック製
又はガラス製である〕を注意深く洗い、蒸留水でゆすい
でから乾かす。

各種の部片を続いて再組立てし、アセンブリ要素をがル
）（２１）とノツプ（２０）とによって正確に緊密にロ
ックする。続いて各々のみその中に栓（２４）を入れ、
モータ（図示して々い）によって装置の回転を開始する
。所望の角速度に達し、遠心力場にカつてから、例えば
先端が直接開口部（１５）に通る注入器によって、重合
するとグルを提供する溶液を導入する。添加は、液体（
図中では２５で示す）のレベルが円板（１３）の環状縁
部でフラッシュするまで〔又は、少々くとも液体が孔（
２３）の位置を通るときまで〕続ける。

脱泡及び均質化を打力うのに提供する待ち時間が経過し
た彼で、前記第１の態様に関連して詑明したようにして
、重合を行なう。ふた（１９）は透明プラスチック例え
ばルーサイ）　（Ｌｕｃｉｔｓ）　ＵＶ製である。液体
が凝固してグルに彦ったときに、栓（２４）を抜く。栓
（２４）を抜くことによって、電気泳動にかける試料を
その後グル中に挿入するのに使用することのできる孔又
はみそをグル塊状体中に提供する。以上の点から、前記
のみそが、得ようとするエレクトロフェロダラムの形状
、試料の寸法及び必要に応じて任意の形状であることの
できることが容易に理解できるものと考える。

従って、前記のみそは、正方形、円形又は楕円形、例え
ばコンバートメン）（１２）の幅全体に延びる円の弧の
形状であることができる。変形として、１コンノ千−ト
メント当りｌより多い数の孔（２３）及び要素（２４）
を提供することによって、数個の孔又は井戸を並行して
設けることができる。

前記の態様においては、型充填の際に２種又は数種の溶
液を連続的に添加することによって、２種又は数種の積
面うた部分を有するダルを容易に得ることができる点に
注目されたい。特に、一般に使用する技術によれば、回
転中心の近くに薄い部分の特定ダル（堆積ダル）を提供
し、これによって、被分析試料がダルフィルムの主要部
分へ侵入することができる前に、前記試料の成分の適切
な予備的組分けが可能となる。従って、例えば、堆積ダ
ルは、コンバートメン）（１２）の幅全体に亘って唯一
点だけに最初に添加した試料の拡がりを許す性質を有し
ている。前記のよりなダルフィルムを得るには、２ｆｍ
の充填溶液を連続的に使用する。第１の溶液は、型の円
周部から型の全容量の例えば７／８まで蓄積する。嬉２
の溶液は、全領域の残シの１／８にあたる中央環状部分
を形成することができる。１つの特別の技術によれば、
電気泳動にかけるべき試料を正確に更に含んだ溶液（ダ
ルな形成する場合には、後で硬化することができる）を
最終充填部分として加えることができる点に注目された
い。この俊法の有利力点は、電気泳動を実施すべきダル
本体に亘って試料の完全に規則的な分配を提供できる点
である。

第６図及び第７図ｅこ示す変形は、第１図及び第２図で
示した装置と同じ要素から一般に成る。すなわち、板（
３１）と中空シャフト（３２）と型（３３）とを含んで
成る。前記の型は、横棒（３６ａ）、（３６ｂ）及び（
３６ｃ）で組立てた下方板（３４）と上方板（３５）と
からｉｆ＃！成する。前記の下方板（３４）は、第１図
及び第２図の装置とは異なシ、その全表面に亘って平坦
では々く、円周部の付近にＵ字榊成部（４１）を提供し
、これによって型の底部に任意の深さのみぞ（４２）を
提供する。前記みぞの深さけ、図面に示すように、板（
３４）と板（３５）との間の距離である型の厚さと同じ
か又はそれ以上である。

前記の要素の他に、前記の変形は、第１図及び第２図の
態様に関してすでに記載した手段と同じ手段、すなわち
型充填用の横方向管（３８）及びロック要素（図示して
ない）も含んでいる。更に、上方板（３３）は、プラグ
（４４）で塞さぐことのできる開口ｍ（４３）も含んで
いる。

本発明に従って、前記の変形によりフィルムをキャスト
するには、前記と同様に行なうが、但し以下の段階を追
加して行なう。アセンブリ横棒（３６ｇ）、（３６ｂ）
及び（３６ｅ）を備えた下方板（３４）を板（３１）の
上にアセンブリする。部分（４１）は板（３１）の適当
なみそ中にはめ込む。通常の手段により、第１グルを提
供する第１組成物でみぞ（４２）を充填する。第１組成
物の量は、その上部レベルが板（３４）の主要部の内部
表面とフラッジ−する量である。次Ｋ・第１組成物を硬
化し、上方板（３５）を正しい位置に置き、電気泳動の
被分析試料を開口部（４３）から注入し１図面で示すよ
うに、１方の端部（４２ａ）の付近で第１グルと接触さ
せる。試料を第１グルに配合した後で：型を抜き取る。

通常の手段によって電気泳動分析を実施するのに適した
電極とダル端部（４２ａ）及び（４２ｂ）とを接触でせ
た後で、試料をその各種成分に分離するのに要する時間
、電気泳動を実施する。試料の成分は、図面で矢印（４
５）で示すように、型に対して横方向に移動する。この
第１の電気泳動分離が完了した後で、取り除いてあった
各成分を板（３１）の上に再組立し、第１図及び第２図
に関連して説明した態様での場合と全く同様にして、領
域（４６）内で第２ダルの形成を実施する。この第２グ
ルを硬化した後で、これを第１グルと電解的に接触させ
、こうして第２ｒルについて通常の手段によ広矢印（４
５）と直角方向に向かう新しいｔ気泳動操作を行カい、
第１の電気泳動によって単一化されている各成分を縦方
向に新しく分離することができる。前記の操作それ自体
（２方向寛気泳動）は公知であり、本発明に属するもの
では力い。これに対して、本発明は、主要電気泳動の方
向に対して直角（又は、好ましくは９０°に近い任意の
角度）の第１の電気泳動操作によって、試料移動開始領
域の幅全体に亘って分別された形で分配した試料を、前
記試料移動開始領域が含んでいる電気泳動用薄層ｒルを
、前記の変形に従りて、非常に簡単な方法で調製するの
に適したものである。

以下、具体的彦実施例によって本発明を更に詳細に説明
する。

以下余白 例１ 第３図及び第４図に示した形式の装置を使用した。主な
パラメータは以下のとおシである。型の直径＝　２０　
ｃｍ　”、厚さ＝、０．１ｍ；回転速度＝０〜３０００
　ｒ、ｐ、ｍ・で変動；充填液体＝蜜度約１の５チアク
リルアミド溶液。

本発明方法による脱泡の実際の試験を実施する前に、型
中の充填液体中に含まれる気泡に対して、回転中心から
の距離及び液体中への侵入深度の関数として適用される
、半径方向求心上昇力を計算した。ここで使用する「上
昇力」という用語は、相当する体積の置き換え液体によ
って気泡に働く力（この力は実際には水平方向を向いて
いる）を意味するものと理解されたい。どの計算には、
以下の基本的要素を使用した。この点に関連して第５図
を従照されたい。第５図は、一方において（ｃｒｎ単位
で）、回転する液体中に取シ込まれた気泡が位置する点
と回転軸との距離（Ｘ）及び合計深さ７Ｉ：Ｉｎである
前記液体の上面に関して位置する深さくａ）を示し、他
方（ｙ軸）で重力場に抗して作用する心力を示す。これ
らの値を、回転速度３００ｒ−ｐ−ｒｎ−％６００ｒ−
ｐ−ｍ−ｓ　９００ｒ、ｐ、ｍ、及び１２００　ｒ、ｐ
−ｍ。

について各々示した。

計算の他のデータは以下のとおシである。

Ｔ　（絶対温度）　−ａＯＯｏＫ ｎ　（気体のモル数）−１０”−’ Ｒ（気体定数）　＝　８．３１７に９ｍ”　／秒２・モ
ル・０ＫＡｔ（外圧）　−１００１３０ｋｇ／ｍ　−秒
２す（液体の密度）　−１０００に９７ｍ”ｈ　（液体
の高さ）＝Ｏｍ；０．０３ｍ：０．０７ｍＸ　（回転半
径）　＝　０．０３ｍ　ｓ　０．０６ｍ　ｅ　Ｏ，１ｍ
＆ｃ　請求心加速度）−ωｘｆｎ／秒２ω　（回転速度
）　−２π／ｌπ／ｌラジアン　（１回転の時間）＝ｒ
ｐｍ／６０都Ｍ　（空気の平均分子量）＝　２８．５６
以下の表において、回転頻度（ｒ　ｐｍ）及び中心から
の距離伝）の関数として、上昇力（ｘｉｏ＝ニートン）
、及びカッコ内には前記距離に置いた気泡に働く心加速
度（重力加速度Ｉの倍数）を示す。

最終値は（２π・ｒｐｍ／６０）・ｘ／９゜８１の関数
から得られる。

Ｘに）に対する上昇力及び（加速度） 第５図に示す上昇力は、回転中の液体に侵入した気泡容
量及び相当する容量の置き換えた液体によって発生する
靜水力から遠心力を引いたものを考尾して計算する。使
用した関数式は以下のとおシである。

第５図において、前記の上昇力の３釉の値の４つの群を
（回転頻度の関数として）目盛シＮ（又はゆ・ｍ７秒）
のｙ軸上に垂直にプロットした。

次に、これらの点の群を大まかに一緒に接続して回転頻
度と中心からの距離との関数としての上昇力の相対変化
を示す曲線を提供した。得られる効果（これは低い速度
におい【比較的漸進性である）は特に回転中心に近い高
い速度に関し有意であり。

回転中心からの距離が増えると重要性は少なくなること
が前記グラフから理解できる。この挙動の理由は明らか
である。これは、圧縮の影響下１；゛気泡容積が減少す
ると、置き換え液体容積に基づく力の寄与が相対的に減
少するからである。第５図のカッコ内の数字は、考慮中
の圧力下における気泡の容積（ａｔ）に相当する。影を
つけた水平領域は、遠心処理にかける液体のフィルムに
注意を喚起するためのものである。

実験的な観点から、上記の考察により以下の点−が提供
される。３００ｒｐｍ　〜６００ｒｐｍの間においては
、試料からの気泡の除去は約３〜２分で非常に規則的に
行なわれる。これは、遠心処理にかけた液体な四隅をお
いて拡大鏡下で観察することによって分か−）た（観察
は回転を止めた後で行なり灼。

回転速度９００ｒｐｍ〜１２００ｒｐｍの下では、全体
的な均質化がよシ急速に：Ｍ成された。しかしながら、
操作の最初の何秒間においては中心付近で、よシ明白な
効果が観察されるとい５差異があった。

例２ 第３図及び第４図に示した形式の円形型であって、前記
例１のデータと一致するものを使用したが、但し、板間
の厚さを５０μとした。以下の試剤を使用した。

アクリルアミド〔４０チ水溶液〕 メチレンビス−アクリルアミド（Ａｃｒｙｌａｍｔｄｅ
　−Ｂｉｇ　）　［：水溶液中の９９．９％純度（Ｂｉ
ｏ−Ｒａｄ）　：この製品はイオン交換樹脂ＡＧ５０１
−Ｘ８（Ｂｌｏ−Ｒａｄ）上に通すことによりて精製し
た〕 トリス溶液（Ｔｒｉｚｍａ）（ｐＨは６．８及び８．８
　（ＨＣｌで調匍：オートクレープ中で滅菌〕 ドデシル硫酸ナトリウム（８ＤＳ）　［Ｈ２Ｏ中の２０
チ溶液：純度９９　’％　（Ｂｌｏ−Ｒｉｄ））過硫酸
アンモニウム〔新しく調製した１０チ水溶液〕 ナト２メチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ　）（Ｂ　
ｉ　ｏ−Ｒａｄ） 減圧下で第１次脱泡を行なうための容器中で、アクリル
アミド溶液２５ｍ及びＡｃｒｙｌａｍｉｄｅ−Ｂｉｓｏ
、３３１溶液１００ｍＡ！に対して）を混合した。

続いて、ＩＭのトリス３７．５　ａｔと蒸留水３５．７
１１１１とを加えた。減圧下で脱泡した後で、更Ｋ　５
ＤＳ（２０チ）５００μｔ１過硫酸（１０チ）２５０μ
を及びＴＥＭＥＤ　７５；ｔｔ　ｔを加えた。攪拌して
均質化した後で、この溶液をピペットによ”）ｓ　３０
００ｒ戸の回転下で型の開口部（１５）を通して注入し
た。遠心力によって液体はすぐに円周部へ誘導され、そ
の場に蓄積された。充填レベル〔これは上方円板（１３
）を通し″Ｃ観察する〕は中心の方向へ徐々に移動した
。主要部（容鈑の約９７１０　）の充填終了後の２〜３
分間、遠心力の作用下で、液体を均質化及び脱泡し、重
合を有効に行なりて液体から固体への硬化を行なった。

１０〜１５分後に、液体は充分に凝固して、回転運動を
止めた場合でも、型の外へ流れ出さなかった。

グル調製は、その後で、１，３３チＡｃｒｙｌａｍｉｄ
・−Ｂｉｇ及び４０チアクリルアミド溶液７．５２！Ｉ
Ａ！、）リスＩ　Ｍ　（ｐ１４６．８　）　１２．５ｍ
及び水７９．２ｍ／（１００ｍｌに対して）から成る第
２の液体を加えることＫよって完遂した。脱ガス後に、
２０　％　５ＤＳ５００μｔ、ｘｏｑｂ過硫酸２５０μ
を及びＴ膓回７０ｔを加えた。この第２の部分を、第１
グルが準備された後で、前記のように注入し、全体を更
に１５〜２０分間回転させ、との間に、第２液体はグル
に変化した。この第２部分は、積重ねグルを構成してい
た。そのグル中には、重合の際に栓（２４）が存在した
ために、みそが残されていた。装置から取シ去シ、前記
グルフィルムを電気泳動分析に使用する際に、分別すべ
き試剤を前記不ぞの中に注入する。

本発明に対し【は多くの変形を加えることができる点に
注目されたい。従って、例えば、型と００でない方向の
光信号を回転中の型の壁の１つに対して与え、そして前
記型中の組成物によって前記信号上に生成された変形を
透過又は反射のいずれかによって測定することによシ、
光学的方法による遠心重合及び脱泡方法の制御の可能性
を予想することができる。前記の観察は、固定ソースが
利用できる場合には一定の環状領域で実施することがで
き、あるいは前記ソース（及び検出手段）を接線方向に
移動することができる場合にはラセン状トラックに従う
ことによって実施することかできる。信号波長としては
、匠範囲を使用するのが好ましく、とれに対しては多く
の合成樹脂が透明である。更に、本発明方法は、使用後
に処分することのできる使い捨て容器内の滅菌円形ダル
フィルムの製造に容易に適したものとなる。前記の容器
は、汚染の危険（例えばウィルス性肝炎による）を限定
し、分析方法の標準化を可能にする。更に、標準化した
型の場合には、電気泳動用の必要な緩衝液の型内へ配合
すること、及び段階的重合操作によって得られる不連続
勾配ダルを調製することを考えることができる。前記の
特別なダルの製造は、前記の光学的検出手段によって自
動的に制御することができる。

Ｗ、１図は、遠心力によりて型内に溶液を導入し、脱泡
することのできる装置の主要部の平面図である。

第２図は、第１図の装置の■−■線断面図である。

第３図は、遠心力によって液体で型を充填することので
きる装置及び型の一部を切欠いて示す平面図である。

第４図は、第３図の装置の■−■線断面図である。

第５図は、遠心力が与えられる液体中の種々の深さに侵
入した気泡の位置とその気泡に与えられる脱出力との間
に存在する関係を示すグラフであるＯ 第６図、第１図及び第２図の装置の変形を示す、部分平
面図である。

第７図は、第６図の装置の■−■線断面図である０ １．１６．３１・・・円形板、３，３３・・・型、４＃
１１．３４・・・下方板、５．１３．３５・・・上方板
、６ａａ６ｂ　＋６ｃｏ３６ａｓ３６ｂｓ３６ｅ・・・
横棒。

特許出願人 ノサル　メモリアル　インスティチュート特許出願代理
人 弁理士　青　木　朗 弁理士西舘和之 弁理士　森　１）憲　− 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、形成すべきフィルムの厚さに相当する距離で、主壁
   面が少なくとも部分的に相互にへだてられている、薄フ
   イルム用の型を使い、そして重力下で前記型に混合物を
   充填してキャストすることから成る、薄層電気泳動及び
   他の関連分離技術用のフィルムにグルを成形す石方法に
   おいて、地球の重力の強さよシも大きい強さを有し、そ
   して前記主壁面平面に平行な方向の遠心力を、前記充填
   の際に、前記型に塾たえることを特徴とする、前記のグ
   ル成形方法。 ２、（ａ）　ｆリマーの薄層をキャストする型の主壁を
   構成する２枚の剛性板であって、その剛性板を本質的に
   平行でかつ相互に約５〜５００μｍへだてて維持するた
   めのアセンブリ手段によって前記剛性板の周縁部におい
   て相互に結合している２枚の剛性板から本質的に成る、
   ポリマーの薄層をキャストする前記型を選択しくここで
   、前記型の２次壁す々わち側壁を構成する前記アセンブ
   リ手段は局部的に中断していて前記剛性板間に開口部全
   提供し、前記開口部を通して前記Ｗ’に液体で充填する
   ことができるものとする）、 （ｂ）　凝固又は重合によってグルを形成することので
   きる物質の液体組成物又は溶液を調製し、（ｃ）前記ｍ
   ′ｆ：回転せしめ、充填に使用する開口部に一般に垂直
   な方向すなわち前記型の主壁面に一般に平行な方向で、
   しかも前記型の外側から内側に向かって作用する遠心力
   場全前記型に与え、（ｄ）　前記液体全前記開口部から
   導入することによって前記型を前記液体で充填し、 （ｅ）　液体中に存在する気泡及び他の存在し得る欠陥
   を遠心力の作用の下で除去し、 （ｆ）　前記型を回転下に維持するか又は維持せずに、
   前記液体のグルへの硬化を進行させることから成る、電
   気泳動又は他の関連分離技術に使用することのできる薄
   層の形にグルを形成する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３、　ポリアクリルアミドゲルを調製することから成シ
   、アクリルアミドモノマー溶液の重合によって前記硬化
   を行なう特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、遠心力の大きさが３〜２００ｇ又はそれ以上である
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、照射によって重合せしめる特許請求の範囲第２項記
   載の方法。 ６、前記型を回転軸の周シで回転させ、そして前記型を
   前記開口部が前記軸に向かうように、前記軸に関して放
   射状に位置させる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、数種の連続的な液体フラクションを使用して段階的
   に前記型を充填し、そして各部分の硬化は、次の液体部
   分を加える前に完了させる特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ８、前記の第１液体部分を前記型中へ導入してその液体
   をグルに変化させた後で、被分析試料全前記グル中に注
   入し、その第１グル部分に電場を与えて前記試料の成分
   を電気泳動的に移動させ、続いて、前記の移動が終了し
   てから、第２の液体部分を前記型内へ導入して第１のグ
   ル部分と接触させ、その液体全凝固せしめ、そしてこれ
   が第２のグル部分に変化してから、その部分に電場を与
   えて、第１のグル部分で既に分別されている試料成分を
   第２のグル部分中で電気泳動的に移動させる特許請求の
   範囲第７項記載の方法。 ９、前記型の主壁が光学的信号に対して透明であり、工
   程（ｄ）〜工程（ｆ）の際に０°より大きい角度で前記
   主壁面に光学的信号を与え、前記型を充填する材料を反
   射又は透過する信号によって、前記工程において実施す
   る操作の制御手段を提供する特許請求の範囲第２項記載
   の方法。 １０、前記型に含まれる液体に与える遠心力によって、
   液体の物理化学的性質に半径方向の偏差全提供し、前記
   偏差が決めた勾配に従う特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 １１、被分析試料を前記の連続的フラクションの１つと
   混合する特許請求の範囲第７項記載の方法。 １２、　（ａ）　ポリマーの薄層をキャストする型の主
   壁を構成する２枚の剛性板であって、その剛性板を本質
   的に平行でかつ相互に約５〜５００μｍへだてて維持す
   るためのアセンブリ手段によって前記剛性板の周縁部に
   おいて相互に結合している２枚の剛性板から本質的に成
   る、ポリマーの薄層をキャストする前記型を選択しくこ
   こで、前記型の２次壁す々わち側壁を構成する前記アセ
   ンブリ手段は局部的に中断していて前記剛性板間に開口
   部を提供し、前記開口部を通して前記型を液体で充填す
   ることができるものとする）、 （ｂ）　凝固又は重合によってグルを形成することので
   きる物質の液体組成物又は溶液を調製し、（ｃ）前記型
   を回転せしめ、充填に使用する開口部に一般に垂直な方
   向すなわち前記型の主壁面に一般に平行な方向で、しか
   も前記型の外側から内側に向かって作用する遠心力場を
   前記型に与え、 （ｄ）　前記液体を前記開口部から導入することによっ
   て前記型を前記液体で充填し、（、）　液体中に存在す
   る気泡及び他の存在し得る欠陥を遠心力の作用の下で除
   去し、（ｆ）　前記型を回転下に維持するか又は維持せ
   ずに、前記液体のグルへの硬化全進行させることから成
   る、電気泳動又は他の関連分離技術に使用することので
   きる薄層の形にグルを形成する方法を実施するための装
   置であって、 中心で重ねてピアスした２枚の円板、すなわち円板の厚
   さの範囲内で機械加工した放射状みぞを有する下方円板
   並びに前記下方円板と緊密に接触させて両円板が数個の
   コンパートメントラ有する型の上方及び下方主壁を各々
   構成するようにした上方円板と、 前記円板を軸の回シに同心円状に維持するとともに型の
   外側壁を構成する円周環状手段と、両円板の中心縁部と
   両回稜間のみぞの厚みとによって範囲を限定され、開口
   的に維持され、そして型充填用の開口部全構成する、環
   状ゾーンと、匍記型全前記軸の回シで回転させる手段と
   から成ることを特徴とする、前記の装置。 １３、環状中心位置から放射状に液体を分配するように
   配設された、型充填用の手段を他の手段の中に含む特許
   請求の範囲第１２項記載の装置。 １４Ｍ合後に被分析試料をグル塊状体中へ導入するため
   の位置を構成しそして重合すべき液体が侵入できない領
   域を、重合すべき液体が一般に占めている空間４いて重
   合実施前に、形成する手段を含んでいる特許請求の範囲
   第１２項記載の装置。 １５、下方円板が、上方円板と下方円板との間の距離と
   して規定される型の厚さに等しいか又はそれ以上の深さ
   に掘った環状円周領域を担持しており、前記領域は、第
   １のダル部分を含ませて試料の第１の電気泳動分離を実
   施し、続いて屋の最終充填全行なって前記第１のグル部
   分に接触する第２のダル部分を得るために設けである特
   許請求の範囲第１２項記載の装置。