JPS61296255A - 電気泳動分析用材料 - 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】 ［発明の分野］ 本発明は、電気泳動分離用媒体膜を二枚のシートと支持
体との間に設けてなる電気泳動分析用材料に関するもの
であり、取扱いやすく、かつオートラジオグラフィーの
実施に有用な電気泳動分析用材料を提供するものである
。

［発明の背景］ 電気泳動分析法は、導電性のある媒体中での電場による
移動度が物質によって異なることを利用して分析を行う
ものである。近年において電気泳動分析法は生体成分の
分析に多用されており、特に病気診断のための生化学検
査においてＤＮＡや蛋白質等の生体高分子の分析を目的
として頻繁に用いられている。

電気泳動分析法及びそれに用いる電気泳動媒体の詳細に
ついては、電気泳動実験法「電気泳動実験法（改訂第５
版）」（文光堂、１９７５年発行）、青水・永井編著「
最新電気泳動法」　（床用書店、１９７３年発行）等に
記載されている。上記文献中にも明らかなように電気泳
動分析法には様々な種類のものがある。それら各種の電
気泳動分析法のうちで特に重要なものとして、平板型の
電気泳動分析法を挙げることができる。

平板型の電気泳動分析法は、生化学や医学の分野におけ
る蛋白質や核酸などの生体由来物質の分離分析に欠くべ
からざる手段となっているものである。とりわけ、遺伝
子工学あるいは遺伝病の研究等において重要なりＮＡの
塩基配列の決定操作は、四種の塩基について特異的に分
解あるいは合成されたＤＮＡ断片の泳動距離を相互に比
較することが必要であるため、平板型の電気泳動分析法
を用いることが必須である。

一般に平板型の電気泳動分析法はシート状である支持体
と電気泳動用媒体膜から構成されている。従来の平板型
の電気泳動分析法においては、支持体としてはガラス板
を用い、電気泳動用媒体膜としては支持体に寒天、セル
ロース、セルロースアセテート、デンプン、シリカゲル
、ポリアクリルアミド等の膜形成材料を塗布または流延
して製造したゲル膜を用いている。試料の分析にあたっ
ては、ト記電気泳効用媒体膜に緩衝液をしみこませて、
この上に試料を付着させ、支持体の両端に電圧をかけ、
支持体の上または内部で展開（移動）させている。そし
て、上記支持体上の試料を染色し、この染色した試料の
光学濃度を測定して物質の各成分の定量または定性分析
を行なっている。

また、上記染色と光学濃度の測定による分析の代りに、
ラジオアイソトープで試料中の目的成分を標識し、電気
泳動分離した後に、オートラジオグラフィーによって試
料中の目的成分の分離像を得ることがしばしば行なわれ
る。このオートラジオグラフィーを用いる方法において
は、ラジオアイソトープで標識された試料を含む電気泳
動用媒体膜とラジオアイソトープの放射線を記録する写
真フィルムを重ねて暗所に放置する操作（これを露光操
作という）を行う。

従来の平板型の電気泳動分析法において、自己支持性の
ないアガロース、アクリルアミドなどの高分子ゲルを電
気泳動用媒体膜として用いる場合には、一枚のガラス製
支持体の上または二枚のガラス製支持体の間に膜状物（
層状物）としてゲルを形成する方法が用いられてきた。

しかし、一枚のガラス製支持体の上にゲル膜を形成して
そのまま分析に使用する方法では、ゲル膜の保存中、泳
動槽にセットする時、あるいは分析試料を添加するとき
などにあやまってゲル膜をこわしたり、試料以外のもの
をゲル膜の上に落してゲル膜を損ったりすることなどが
あり、操作上細心の注意と熟練が必要であった。

一方、二枚のガラス製支持体の間にゲル膜を形成して分
析に使用する方法では、上記の操作上の注意が少なくて
すむ代りに、ゲルの厚さを均一にすることが困難であっ
たり、ゲル形成液がゲル化しないうちに、狭いモールド
内にゲル液を注入しなければならないことなど操作上高
度の熟練を要していた。特に、ＤＮＡの塩基配列決定操
作においては、一枚のゲルで出来るだけ多くのＤＮＡの
断片を分析できるように、長いゲルを作ることが望まし
いが、そのようなゲルはその製造および取扱いがむずか
しかった。

そこで一枚の支持体の上にゲル膜を形成してから、ゲル
膜上にカバーシートを設けて、保存および分析操作を行
なう方法も用いられている。この方法を用いる場合には
、取扱い操作の点からプラスチック製のカバーシートを
用いることが一般に行なわれている。これらのプラスチ
ック製のカバーシートは、電気泳動用分析材料全体の小
型・軽量化のため、できる限り薄いものが用いられてい
る。またカバーシートとしては、特開昭５９−１２６２
３７号公報記載の厚さが５０ｐｍ以下であるカバーシー
トを用いる電気泳動用分析材料のように、カバーシート
を設けたままでのオートラジオグラフィーの露光操作を
可ｆｆｆｉとするためにも、できる限り薄いものが好ま
しいとされている。

しかし上記のように薄いカバーシートを用いる場合、カ
バーシートを設けたことによるゲル膜の保護という効果
が低下する。また、薄いカバーシートは自己保持性が低
いため、支持体としてガラス製支持体あるいは相当厚い
プラスチック製支持体と共に用いない限り、電気泳動用
分析材料全体の自己保持性が低下し、取扱い操作が困難
となる。しかし支持体としてガラス製支持体あるいは厚
いプラスチック製支持体を用いると、電気泳動用分析材
料全体としては、厚さ及び重量が増加する結果となる。

上記諸問題は電気泳動用媒体膜としてゲル膜を用いる場
合に顕著であるが、他の素材からなる膜、たとえば自己
支持性多孔質膜（例、ポリテトラフルオロエチレニンま
たはポリエチレンからなる連続微孔性多孔質膜等）等を
電気泳動用媒体膜として用いる場合にも類似した問題が
生じている。

［発明の目的］ 本発明の目的は、電気泳動用媒体膜を形成する操作中、
保存中、電気泳動中およびオートラジオグラフィーにお
ける露光操作中において取り扱いやすい電気泳動用媒体
材料を提供することにある。

［発明の要旨］ 本発明は、電気泳動分離用媒体膜を二枚のプラスチック
シートの間に設けてなる電気泳動分析用材料において、
上記二枚のシートの厚さが８０絡ｍ以上であり、かつ上
記二枚のシートのうち一方のシートの厚さをＤｌとして
他方のシートの厚さをＤ２とすると、Ｄｌ／　Ｄ２の値
が３／２〜２／３の範囲内であることを特徴とする電気
泳動分析用材料を提供するものである。

［発明の効果１ 本発明の電気泳動用媒体材料の二枚のシートは、一方の
シートの厚さをＤｌとして他方のシートの厚さをＤ２と
すると　ｐ　１　／　Ｄ２の値が３／２〜２／３の範囲
内である。このように二枚のシートの厚さがほぼ同一で
ある場合には、電気泳動用媒体膜を保護し、かつ電気泳
動用分析材料全体の自己保持性を保つために必要な二枚
のシートの厚さおよび重さの合計値を最小限にすること
ができる。よって本発明の電気泳動用媒体材料は、他の
材料と比較して小型、軽量化が可能である。

本発明者の研究の結果、このように二枚のシートの厚さ
がほぼ同一・である場合には、電気泳動用媒体膜を保護
し、かつ電気泳動用分析材料全体の自己保持性を保つた
めにＬ記二枚のシートの厚さは８０ｐｍ以上である必要
があることがわかった。

ゆえに、本発明の電気泳動用媒体材料は、厚さが８０μ
ｍ以上の二枚のシートを有するため電気泳動用媒体膜の
作成が容易であり、保存中および電気泳動中に電気泳動
用媒体膜が壊れにくいという特徴を有する。すなわち本
発明の電気泳動用媒体材料は、作成中、保存中および電
気泳動中に電気泳動用媒体膜の表面に異物が接触しても
、また電気泳動用媒体膜の部分を持って取り扱っても、
電気泳動用媒体膜が壊れる危険は殆んどなく、従来の電
気泳動媒体材料より取り扱いが容易である、さらに試料
注入時に、試料口以外のところにサンプルなどを落して
もふきとることができる利点もある。

また本発明の電気泳動用媒体材料は、二枚のシートの厚
さがほぼ同一であるため、電気泳動操作中における熱の
発散等の影響が二枚のシートの双方でほぼ同程度に生じ
る。このため、電気泳動膜中の分析試料の移動度は、電
気泳動膜中の上下においてほぼ等しくなる。よって、本
発明の電気泳動用媒体材料は、分析試料の鮮明な泳動像
を得ることができる効果も有する。

以北の本発明の効果は、さらにオートラジオグラフィー
の失敗を少なくすることができることも意味する１通常
、オートラジオグラフィーの露光には長時間を要してお
り、もしも前述のような問題のため、露光に失敗すると
、ラジオアイソトープの放射能の減衰により次の露光に
は前回よりもさらに長時間の露光時間を必要とするため
、時間的な損失は非常に大きなものとなる。

それゆえ、本発明によってオートラジオグラフィーの操
作が簡便化されることは、実験時間の短縮に大いに寄与
しうるのである。また本発明の電気泳動用媒体材料は、
シート状であるため、積み重ねて保存でき、スペースを
とらないとの利点もある。

［発明の詳細な記述］ 本発明の電気泳動用媒体材料の構成例としては、第１図
に示したような、電気泳動用媒体膜２を二枚のプラスチ
ックシート１および３で挟んだ構成のものを挙げること
ができる。

上記二枚のシートのうち一方のシートの厚さをＤｌとし
て他方のシートの厚さをＤ２とすると。

Ｄｌ　／　Ｄ　２の値が３／２〜２／３の範囲内である
（第１図におけるＤｌおよびＤ２参照）、このように二
枚のシートの厚さがほぼ同一である場合には、上記二枚
のシートの厚さは８０ｇ、ｍ以上である。具体的には約
１１００ＪＬから約１０００μｍの範囲が好ましく、特
に好ましいのは約１１００ｐ−から約３００７ｚｍの範
囲である。

上記二枚のプラスチックシートは、平面性のよいシート
状のもので、非導電性かつ実質的に水不透過性であれば
特に制限はない、二枚のプラスチックシートに用いるこ
とができる素材としては。

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）等を挙げることができる。二枚の
シートの素材は異なっていてもよいが、同一の素材から
なることが好ましい。

第２図に示すように、本発明の二枚のシート（ｌおよび
３）は、左右の両端でシール（６ａ。

６ｂ）されていることが望ましい、シールのための幅（
Ｌ２）は、二枚のシートがとめられていればよく、２ｍ
ｍから２０　ｍ　ｍの範囲から選ぶことが好ましい。ま
た、後述するスペー°サーに二枚のシートを接着してシ
ールに代えることもできる。

また他の二辺はシールされていてもよいし、開放のまま
でもよい。

本発明の電気泳動用媒体材料に用いられる電気泳動用媒
体膜は特に限定する条件はない、電気泳動用媒体膜の素
材として代表的なものとしては、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、濾紙などを挙げることができる。また
、電気泳動用媒体膜の形状としては、たとえば第１図（
断面模式図）および第２図（工面模式図）に示されるも
のを挙げることができる。この電気泳動用媒体膜の厚さ
ＣＤ’）は、分離の目的に応じて選ばれるが、通常は５
０ｐｍから約１０ｍｍの範囲、好ましくは、ゲル膜の場
合には約５０μｍから約５ｍｍの範囲、また多孔質膜や
濾紙の場合には約７０ｐｍから約１ｍｍの範囲とされる
。また、電気泳動用媒体膜の大きさくＬ’ＸＬ’）は目
的に応じて自由に選択できるが、特にＤＮＡの塩基配列
決定用のゲル膜の場合にはＬｌが２０ｃｍから４０ｃｍ
の範囲、Ｌ′が２０ｃｍから８０ｃｍＱ）範囲であるこ
とが好ましい。

電気泳動用媒体膜の円外側には第２〜５図にそれぞれ示
すように、電気泳動用媒体膜の厚さを保持し保護するた
めのスペーサー（５ａ、５ｂ）があることが望ましい、
スペーサーは少なくとも一方のシートに接着固定されて
いるか、一方のシートと一体であることが好ましい、ス
ペーサーと一方のシートが一体である場合には、スペー
サーと一方のシートとを一体にモールド成形する等の方
法により製造することができる。またスペーサーの幅Ｌ
２は、５ｍｍから２０ｍｍの範囲で選ぶことが好ましい
。

電気泳動用媒体膜の一端には、垂直式電気泳動分析を実
施する際に試料の注入口として用いられるスロット４（
第２図）、あるいは水平式電気泳動分析を実施する際に
試料の注入口として用いられる試料溝７（第３〜５図）
をあらかじめ成形しておくことが便利である。試料注入
用スロット４を設けた電気泳動用媒体材料は、スロット
全体が一方のシートに覆われている構造としてもよいが
、スロットに連なる部分（第２図におけるスロットルの
右側）に試料を注入保持できる範囲を一方のシートで覆
われるようにして、残部を露出させる構造とすることも
できる。また、試料溝７を設けた゛電気泳動用媒体材料
においては試料溝７が一方のシート１で覆われている構
造としてもよいしく第３図）、その部分のみシートがな
い構造としてもよい（第４図および第５図）。ただし、
第４図および第５図に示されるような試料溝の−Ｌにシ
ートがない構造の方が望ましい、また試料溝部分のシー
トを剥離して開閉できる構造にすることもできる。

本発明の電気泳動用媒体材料を作成するには、たとえば
、水平に置いた一方のシートの丘に、流延、塗布あるい
は接着等の公知の方法により電気泳動用媒体膜を形成し
た後に、他方のシートをローラーまたはへらなどで押し
つけてラミネートする方法を利用することができる。二
枚のシートのそれぞれ電気泳動用媒体膜と接する而は、
電気泳動用媒体膜との親和性をよくするため、公知の親
水化処理方法（例、紫外線照射、グロー放電処理、コロ
ナ放電処理、電子線照射、火焔処理、ケミカルエツチン
グ、電解エツチング等）によって処理しておくことが好
ましい。

なお電気泳動用媒体１模中の水分の蒸発を防止するため
に、電気泳動用媒体膜の周囲の適当な辺を、ヒートシー
ルなどでシールする等の乾燥防止対策を行なうことが好
ましい、上記電気泳動用媒体膜の乾燥防止対策としては
、不透湿紙などの袋の中で電気泳動用媒体材料を保存す
る方法も挙げることができる。

次に本発明の実施例をあげるが、未発明はこれに限定さ
れるものではない。

［実施例］ 高周波放電処理により表面を親水性にした厚さ１７５Ａ
Ｌｍの無色透明ポリエチレンテし／フタレート（ＰＥＴ
）シートの三方に、厚さ０．５ｍｍ＋７）短冊状のポリ
メチルメタクリレート性のスペーサーをおき、残りの一
方を、くし状に切ったスペーサーと同じ厚さのスロット
フォーマ−で囲んだ空間を形成した。この空間に、以下
の組成の電気泳動用媒体膜形成用溶液１００ｍ文を流し
こんだ。

ただし以下の組成のうち木印を付した成分は、ＰＨ８，
２の緩衝剤中でのＡｌ１成である。

電気泳動用媒体膜形成用溶液： １００ｍ文中 アクリルアミド　　　　　　１１．８７ｇＮ、Ｎ’−メ
チレン ビスアクリルアミド　　　０．６３ｇ アガロース　　　　　　　　　　１．０ｇポリアクリル
アミド　　　　　１．２５ｇベルオクソニ硫酸アンモニ
ウム （５重量％）　　　　　　　　１　、３ｍ１Ｎ、Ｎ、Ｎ
’　、Ｎ’−テトラメチル エチレンジアミン　　　　　３３牌交 尿素　　　　　　　　　　　　　４２ｇ木トリス（ヒド
ロキシメチル） アミ／メタン　　　　　　１．０８ｇ 本ホウ酸　　　　　　　　　０．５５ｇ木ＥＤＴＡ−２
Ｎａ塩　　　　　９３ｍｇＥ記ポリアクリルアミドゲル
よりなる電気泳動用媒体膜の北に、カバーシートとして
ポリテトラフルオロエチレン（厚み１００　μｍのメン
ブランフィルタ−）をのせて、本発明の電気泳動用媒体
材料を作成した。この電気泳動用媒体材料を用いて、以
下の実験を行なった。

３２　ｐで標識したＤＮＡをマキサム・ギルバート分解
した試料をト記二種類の電気泳動用媒体材料を用いて電
気泳動分析を行ない、オートラジオグラフィーを用いて
ＤＮＡの塩基配列を決定した。

以上の操作ののちに、本発明の電気泳動用媒体材料につ
いてオートラジオグラフィー操作を実施したところ、鮮
鋭な分離像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気泳動用媒体材料の構成例を示す断
面模式図である。 第２図は本発明の電気泳動用媒体材料の他の構成例を示
す平面模式図である。 第３図、第４図および第５図は、全て本発明の電気泳動
用媒体材料の他の各種の構成例の断面模式図（上側の図
）およびその平面模式図（下側の図）である。 に二枚のシートのうち、カバーシートとして用いられて
いるシート ２：電気泳動用媒体膜 ３：二枚のシートのうち、支持体として用いられている
シート ４：試料注入用スロット ５ａ、５ｂニスペーサ− ６ａ、６ｂ：シール部分 ７：試料溝 Ｄｌ＝カバーシートとして用いられているシートの厚さ Ｄ２：支持体として用いられているシートの厚さ Ｄ３：電気泳動用媒体膜の厚さ Ｌｌ、電気泳動用媒体膜の幅 Ｌ　２　、スペーサーの幅 Ｌ２．シール部分の幅 Ｌ４．電気泳動用媒体膜の長さ 代理人　　　　弁理士　　　柳川泰男 第１図 第３図 第４図 １ｊｊｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気泳動分離用媒体膜を二枚のプラスチックシート
   の間に設けてなる電気泳動分析用材料において、上記二
   枚のシートの厚さが８０μｍ以上であり、かつ上記二枚
   のシートのうち一方のシートの厚さをＤ＾１として他方
   のシートの厚さをＤ＾２とすると、Ｄ＾１／Ｄ＾２の値
   が３／２〜２／３の範囲内であることを特徴とする電気
   泳動分析用材料。 ２、上記二枚のシートの厚さが実質的に同一であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分析用材料。 ３、上記二枚のシートの厚さが１００μｍから１０００
   μｍの範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の分析用材料。 ４、上記媒体膜がゲル媒体膜であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の分析用材料。 ５、上記二枚のプラスチックシートが同一の素材からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分析用
   材料。 ６、上記二枚のプラスチックシートがいずれも非導電性
   で実質的に水不透過性のポリマーからなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の分析用材料。 ７、上記二枚のプラスチックシートの少なくとも上記媒
   体膜に接する側の表面が親水化処理されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の分析用材料。 ８、上記支持体と上記二枚のプラスチックシートの少な
   くとも対向する二辺の縁辺部とが相互に接着されてシー
   ルされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の分析用材料。 ９、上記シールされている辺の上記ゲル媒体膜に近い内
   側に上記媒体膜の厚さをこえない範囲の厚さのスペーサ
   ーが設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項記載の分析用材料。 １０、上記スペーサーが少なくとも上記二枚のシートの
   うちの一方に接着されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載の分析用材料。 １１、上記スペーサーが上記二枚のシートのうちの一方
   と一体に成形されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第９項記載の分析用材料。 １２、上記媒体膜の一縁辺部に少なくとも一個の試料注
   入用スロットが設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の分析用材料。 １３、上記スロット全体が上記二枚のシートでおおわれ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の
   分析用材料。 １４、上記スロットが上記ゲル媒体膜に連なる一部が上
   記二枚のシートのうちの一方のシートで覆われ、残余の
   部分が上記二枚のシートのうちの他方に覆われずに露出
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載
   の分析用材料。 １５、上記媒体膜の一縁辺の近傍内側に試料溝が設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   分析用材料。 １６、上記試料溝が上記二枚のシートのうちの一方でお
   おわれずに露出していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１５項記載の分析用材料。 １７、上記試料溝をおおう部分の二枚のシートうちの一
   方が剥離して開閉できるように構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１５項記載の分析用材料。