JPS6141956A - 電気泳動方法及びそれに用いる支持媒体 - 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、電気泳動方法及びそれに用いる支持媒体に関
するものである。

［発明の背景］ 緩衝液をしみ込ませたゲル膜、濾紙などのシート状支持
媒体中において蛋白質、蛋白質分解物、核醜、核酸分解
物などの荷電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ことを骨子とするＴ
Ｌｓ泳動操作は以前から知られており、特に上記のよう
な生体高分子物置の分離と同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において。

ＤＮＡなどの核酸の塩基配列の決定のためには電気法ａ
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部分分解物の塩基特異的切断分解物混合物を電
気泳動用支持媒体の長さ方向に沿って複数種並行して泳
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（を気泳動により支持媒体中
に形成されるゾーンの集合体）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切断分解物は電気泳動の開
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
。

しかしながら、実際の電気泳動操作においては同一の分
子量を有する物質であっても、それらの泳動位置の相違
に基づいて泳動距離が不均一になる現象が発生しやすい
、すなわち、荷電物質の移動速度（すなわちゾーンの移
動距離）は一般に中央部よりも両側縁部の方が低くなる
傾向があり、このため一定時間経過後の泳動パターンは
、第１図に例示したように１両側縁部におけるゾーンの
移動距離が中央部におけるゾーンの移動距離よりも短く
なったパターンとなりやすい、なお第１図は、支持媒体
１１上にて出発点１２から電気泳動させて得られたゾー
ン１３．１３’の泳動パターンを模式的に示すものであ
る。この現象はスマイリング効果と呼ばれ、ＤＮＡなど
の塩基配列の決定操作のようにａ数の泳動列を対照比較
する工程を含む操作において得られる測定結果の精度の
低下を引き起す大きな原因となっている。

上記のスマイリング効果の発生の主な原因としては、支
持媒体中に発生した熱（ジュール熱）の側面縁部からの
放熱による中央部と側面部との温度差の発生が挙げられ
る。すなわち、支持媒体中の中央部では発生したジュー
ル熱は上下表面からのみ放熱するが、側面部では更に側
面縁部からの放熱が加わる。なお、これらの放熱を補う
ための熱の幅方向に沿った移動も発生するが、この熱の
移動についても、支持媒体の中央部は両側からの熱の流
入により放熱が補償されやすいが１両側面では一方の側
から熱の流入があるのみとなり放熱の補償が不充分とな
る。これらの理由により、側面部の温度は中央部の温度
に比較して低くなる傾向がある。従ってスマイリング効
果の発生を防止するために従来では、支持媒体の表面全
体に放熱板を付設して温度差の発生を抑制するなどの工
夫も行なわれているが、そのような工夫ではスマイリン
グ効果の充分な防止は困難であり、また放熱板を付設す
る作業も煩雑である。

［発明の要旨〕 本発明−は、一枚の支持媒体上で多数の電気泳動列を形
成させる電気泳動操作において発生しやすいスマイリン
グ効果の防止もしくは低減を可能にする電気泳動方法、
そしてその電気泳動方法の実施に有用な支持媒体を提供
することを主な目的とするものである。

本発明は、電気泳動操作を電気泳動用支持媒体の両側縁
部を加熱しながら行なうことを特徴とする電気泳動方法
を提供するものである。

上記の電気泳動方法は、支持媒体の両側縁部に接する位
置に加熱手段が付設されていることを特徴とする電気泳
動用支持媒体により有利に実施することができる。

［発明の詳細な記述］ 以下に本発明を添付図面を参照して説明する。

本発明が提供する電気泳動方法は、上述のように、電気
泳動操作を電気泳動用支持媒体の両側縁部を加熱しなが
ら行なうことを特徴とする方法であり、この電気泳動方
法は、たとえば、第２図に示されているような支持媒体
の両側縁部に接する位置に加熱手段が付設されている電
気泳動用支持媒体（電気泳動用支持媒体！りを用いて実
施することができる。

この第２図において、電気泳動用支持媒体２１は、支持
シート２２と保護フィルム２３の間に上下を挟まれた形
態にあり、その両側縁部はそれぞれスペーサ２４ａ、２
４ｂにより接触下に保護されている０本発明の電気泳動
用支持媒体の一つの態様としては、スペーサ２４＆、２
４ｂのそれぞれが導電体２５ａ、２５ｂを有する態様を
挙げることができる。これらの導電体２５ａ、２５ｂは
外部に設置すられた電源２６ｍ、２８ｂにそれぞれ接続
されている。なお、上記の電源は各々の導電体２５ａ、
２５ｂに共通であってもよいことは勿論である。導電体
の材料としては、電気を通し、かつその通電により発熱
を示すものである限り得に制限はないが、たとえば、公
知のシーズ線などを用いることができる。また、テープ
状の導電発熱体などを用いることもできる。

第２図に示した態様の電気泳動用支持媒体を用いての電
気泳動操作は、導電体２５ａ、２５ｂに通電することに
より各導電体を発熱させる操作を附随させる以外は通常
の電気泳動、操作と同一である。すなわち、たとえば、
第２図の電気泳動用支持媒体の上端部に沿って複数個付
設されたサンプルスロット（図示なし）のそれぞれに試
料を点着しく２７）、次いで緩衝液の存在下にて常法に
従い支持媒体の上下に電圧を付与し、電気泳動を進行さ
せる。ただし本発明の電気泳動方法では、この電気泳動
に先立ち、あるいは電気泳動の過程において導電体２５
ａ、２５ｂに通電を行ない、これらを発熱させて支持媒
体の側縁部を加熱する操作が含まれる。この通電は、電
気泳動操作の全工程の間連続的に行なってもよく、ある
いは部分的にもしくは間欠的に行なってもよい、また、
電気泳動操作の開始前の通電発熱と泳動操作中の通電発
熱を組合わせて利用してもよい。

本発明に従って、上記のような支持媒体の両側縁部の加
熱を行なうことにより、通常は遅れがちである支持媒体
の両側縁部に近い部分を泳動する試料の泳動速度が上昇
し、これによりスマイリング効果の発生の低減もしくは
防止が可能となり。

たとえば、第２図にて２８．２８°、２８″により示さ
れているような読取りが容易な泳動パターンが得られる
。

なお、スマイリング効果の発生を実質的に消滅させるか
、あるいは無視できる程度にするためには、同一形態の
電気泳動用支持媒体と処理対象の試料（もしくは標準試
料）とを用いて加熱温度および加熱パターンなどを変化
させた予備実験を行なうことにより、適当な加熱温度と
加熱パターンの設定、すなわち、適当な電流量と通電パ
ターンの設定を行なっておくことが望ましい。

本発明の電気泳動方法において支持媒体の側縁部の加熱
方法は、上記のようなスペーサを介して加熱する方法以
外の方法で実施することができることは勿論である。た
とえば、支持媒体を支持もしくは挟持する支持体（たと
えば、第２図における支持シート２２とノー護フィルム
２３）の一方もしくは双方の、支持媒体の両側縁部に接
する部位に導電体−を付設し、この導電体を用いて上記
と同様に支持媒体の両側縁部を加熱することも可能であ
る。

なお、本発明の電気泳動方法は、支持媒体を、支持媒体
の泳動方向に沿った電位勾配に関して。

支持媒体の両側縁部における電位勾配を中央部における
電位勾配よりも大きくして電気泳動を実施する方法と併
用することもできる。このような電気泳動方法を実施す
るために、支持媒体として、たとえば、第３図に示した
ような、泳動方向に沿った両側縁部の長さが中央部の長
さよりも短くされている電気泳動用支持媒体３１を利用
することができる。

すなわち、第３図に示したような形状の支持媒体を用い
、これを第２図に示したような挟持用の支持体２２．２
３でＶ：若挟持し、この支持媒体３１の下端部を常法に
従って、電極に接触している緩衝液中に浸漬し、かつ支
持媒体３１（図において３２は泳動開始点を示す）の上
端部を常法により電極に接触している緩衝液に接触させ
ることによって、支持媒体の両側縁部における電極間隔
（有効電極間隔、すなわち支持媒体に接触している各緩
衝液面の間の距ｆａ）は、上記一対の電極により支持媒
体の幅方向に一定の電位差を与えた場合でも、中央部に
おける電極間隔よりも小さくなるため、支持媒体の両側
縁部における電位勾配（支持媒体の泳動方向に沿った電
位勾配）を中央部における電位勾配よりも大きくするこ
とができる。そして電気泳動操作における荷電物質の泳
動速度は基本的にその荷電物質が位置する付近の電場の
電位勾配に正比例するから１両側縁部に近い位置を移動
する試料（荷電物Ｉ！！Ｌ）の泳動速度は、第１図に示
したような従来の支持媒体を用いて電気泳動を行なった
場合に比較して高くなり、このため、両側縁部に近い位
置を移動する荷電物質の泳動速度と中央部を移動する同
一の荷電物質の移動速度との差は低減し、スマイリング
効果の防止あるいは低減が可能となる。

すなわち、上記のような支持媒体自体の形状のの改良と
支持媒体の両側縁部の加熱を組合わせることによってス
マイリング効果の発生の効果的な防止もしくは低減が更
に容易に実現する。

本発明において使用する電気泳動用の支持媒体には特に
制限はなく、たとえば吐紙、セルロースアセテート膜、
デンプンゲル膜、ポリアクリルアミドゲル膜などの公知
の支持媒体を用いることができる。特に好ましいのは、
ポリアクリルアミドゲル膜である。

また、第３図に示したような泳動方向に沿った両側縁部
の長さが中央部の長さよりも短くされている電気泳動用
支持媒体は、たとえば１通常の支持媒体の切断により製
造することができる。ただしポリアクリルアミドゲル膜
のようなゲル膜は。

ガラス板、プラスチックフィルムなどの挟持用支持体あ
るいは他の板状物の表面に適当な形状のフレームを設こ
して形成したモールド内にゲル形成液を導入し、ゲル化
させることにより！ｇＩ製してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電気泳動用支持媒体に現われたスマイ
リング効果の状態を示す模式図である。 第２図は１本発明の電気泳動方法の実施に適した電気泳
動用支持媒体装置の構成例を示す平面図と、該装置をＩ
−Ｉ線にて切断した状態を示す断面図である。 第３図は、本発明の電気泳動方法において利用すること
のできる支持媒体の形状の例を示す模式％式％ １２．３２：電気泳動の開始点 １３．１３″：泳動パターン（ゾーン）２１：ｉ％泳動
用支持媒体 ２２：支持シート（挟持用支持体） ２３：保護フィルム（挟持用支持体） ２４ａ、２４ｂニスペーサ ２５ａ、２５ｂ＝導電体 ２６ａ、２６ｂ＝電源 ２７：点着試料 ２８．２８’　　、　２Ｂ”： 泳動パターン（ゾーン） 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代理人　　　弁
理士　　柳　川　泰　男手続補正書 １．事件の表示　　　　　げ−／乙’ｆ／’ｆ／昭和５
９年　８月　３日提出の特許願 ？１発明の名称 １１気泳動方法及びそれに用いる支持媒体３、補正をす
る者 事件との関係　　　　　特許出願人 名　称　　（５２０）富士写真フィルム株式会社４、代
理人 住　所　　東京都新宿区四谷２−１４ミッヤ四谷ビル８
階６、補正により増加する発明の数　　　　な　し７、
？ｌｌ正の対象　　　　明細書の「発明の詳細な説明」
の欄明細書の「図面の簡単な説明」の欄 図　　　面 ８、補正の内容　　　　別紙の通り １、明細書の「発明の詳細な説明」の欄を下記の如く補
正致します。 記 （１）３頁１４行目〜１５行目の「塩基特異的切断分解
物混合物」の後に「または塩基特異的ＤＮＡ合成物混合
物ｊを挿入する。 （２）４頁１行目の「塩基特異的切断分解物ｊの後に「
または塩基特異的ＤＮＡ合成物ｊを挿入する。 （３）７頁１６行目〜同頁２０行目の「導電体の材料と
しては、−一一一導電発熱体などを用いることもできる
。ｊの記載を削除して、下記の記載に差し換える。 ｒまた、上記の電源は、電気泳動操作用電源と同一であ
っても良い、たとえば、導電体２５ａ、２５ｂの上端お
よび下端を、それぞれ通常の゛靭泳動操作に用いる泳動
開始点側および泳動終了点側の緩衝液に接する構造とし
て、電気泳動操作用電源からこれらの緩衝液を通して導
電体２５ａ、２５ｂに加熱用電流を供給するように構成
することができる。 導電体の材料としては、電気を通し、かつその通電によ
り発熱を示すものである限り特に制限はなく、様々な素
材や形状のものを利用することができる。導電体を構成
する素材としては、Ａ文、Ｎｉ−Ｃｒ合金にクロム）、
５ｎＯｚ（ネサ）、ＩｎｚＯ：ｉｅが挙げられる。また
、導電体の形状としては、公知のシーズ線などの線状、
あるいは、リボン（テープ）状、箔、層状等が挙げられ
る。これらのうち、線状の導電体の断面は、円形、四角
形等、様々な形をとることができ、層状の導電体は、蒸
着、化学メッキ等、様々な方法で形成させることができ
る。ｊ （４）８頁７行目のｒ点着」を削除し、その代りに「注
入付着ｊを加入させる。 （５）　１（１頁４行目と５行目の間に下記の文章を挿
入する「すなわち、第２−１図に示すように、支持媒体
の両側縁部に接する部位に導電体もしくは導電性１５１
２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、及び１２５ｄを設置する
こともできる。また、第２−２図に示すように、挟持用
の支持体２２２、および２２３の外部の、支持媒体両側
縁部に近接する位置に導電体もしくは導電性層２２５ａ
、２２５ｂ、２２５Ｃ１及び２２５ｄを設置し、挟持用
の支持体を介して、支持媒体の両側縁部を加熱してもよ
い。 第２−１図及び第２−２図においては、導電層を、支持
体である支持シートと保護フィルムの双方に設置した場
合を図示したが、どちらか一方にのみ設置してもよいこ
とは勿論である。ｊ２、明細書の「図面の簡単な説明」
の欄を下記の如く補正致します。 記 （１）　１３頁６行目と７行目の間に下記の文章を挿入
する「第２−１図および第２−２図は、本発明の電気泳
動方法において利用することができる’を気泳動用支持
媒体装置の構成の他の例を示す断面図である。ｊ （２）　１３Ｊｊ下から３行目と２行目の間に下記の文
章を挿入する。 ｒ１２５ａ、１２５ｂ、１２５Ｃ１１２５ｄ、２２５ａ
、２２５ｂ、２２５Ｃ１２２５ｄ：導電体もしくは導電
性層ｊ （３）　＋３頁下から１行目のｒ、ｄＪを削除し、その
代りに、　ｒ住人付着ｊを加入させる。 ３、第２−１図と第２−２図を■した図面を追加提出す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気泳動操作を電気泳動用支持媒体の両側縁部を加
   熱しながら行なうことを特徴とする電気泳動方法。 ２、支持媒体がゲル膜であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電気泳動方法。 ３、支持媒体の両側縁部の加熱を、当該両側縁部に接し
   て設けられた導電体を有するスペーサの該導電体に通電
   することにより行なうことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項もしくは第２項記載の電気泳動方法。 ４、支持媒体の両側縁部の加熱を、当該両側縁部に接し
   た位置に配置された支持体導電部分に通電することによ
   り行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしく
   は第２項記載の電気泳動方法。 ５、支持媒体の両側縁部に接する位置に加熱手段が付設
   されていることを特徴とする電気泳動用支持媒体。 ６、支持媒体がゲル膜であることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の電気泳動用支持媒体。 ７、支持媒体が、泳動方向に沿った両側縁部の長さが中
   央部の長さよりも短くされていることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項もしくは第６項記載の電気泳動用支持
   媒体。 ８、加熱手段が、支持媒体の両側縁部に接して設けられ
   た導電体を有するスペーサであることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項もしくは第６項記載の電気泳動用支持
   媒体。 ９、加熱手段が、支持媒体の両側縁部に接した位置に配
   置された支持体導電部分であることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項もしくは第６項記載の電気泳動用支持媒
   体。