JPS63175758A - 電気泳動装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明はゾーン電気泳動、等電点電気泳動の何れにも使
用し得る電気泳動装置に係る。

［発明の技術的背景とその問題点１ 紙、セルローズ・アセテート膜、澱粉ゲル、ポリアクリ
ルアミド・ゲル等、各種分離担体を用いて、溶液中でイ
オン性物質の分離を行う電気泳動法は、ゾーン電気泳動
法、等電点泳動法の二種に大別され、それぞれ蛋白質、
酵素等の分離手段として広く利用されている。

電気泳動装置は、泳動分離部分と電源部分とから構成さ
れ、従来使用されている泳動分離部分は、機能的には満
足すべきものの１機構的な複雑さのため、高価に過ぎ何
処ででも使用し得る装置ではない、まして、最近行われ
るようになって来た等電点泳動法と担体泳動法を組み合
わせて行われる二次元電気泳動法等の１回の泳動実施で
１種類の試料しか分離できない場合や、多様の分離条件
での電気泳動の実施が必要な場合には、多数の電気泳動
装置を必要とし、そのように多数の電気泳動装置を準備
することは多大の経済的負担となる。

また、電気泳動装置の泳動分離部分は、基本的には分離
の主体となる分離用担体、電極液を収容する正負２つの
電極槽と、それぞれの電極槽に収容した溶液に電流を導
く電極、電極と分離用担体とをイオン伝導的に結合する
ブリッジとから構成され、比較的簡単な構造となってい
る。

ところが１通電に際して分離用担体に発熱があり、この
発熱が分離能の低下や被分離物質の変性を招来するおそ
れがあるため、分離用担体を冷却する手段を設けなけれ
ばならない。この冷却手段は電気泳動装置のかなりの部
分を占め、且つ電気泳動装置の構造を複雑化している。

〔発明の目的］ 本発明の第１の目的は、分離用担体を冷却する冷却手段
の構成を簡単化し、構造が簡単で安価に供給し得る電気
泳動装置を得ることにある。

本発明の第２の目的は、分離用担体を冷却する冷却槽外
面における結露の分が電気泳動に関与するゲルフィルム
部分に侵入するおそれがなく、ゾーン電気泳動、等電点
電気泳動の何れをも良好に実施することができ、しかも
従来のこの種装置よりも印加電圧の上限を高めることが
できる電気泳動装置を得ることにある。

［発明の概要コ 本発明の電気泳動装置は、電気的に絶縁された２箇の電
極室を具えた電極槽と、この電極槽と重ねて使用される
冷却槽とを有するものにおいて、前記各電極室内に配置
された電極は電極槽底板の両面に端縁を露出させたもの
とし、前記冷却槽の側壁は内側壁、外側壁およびそれ等
を連結する連結壁を具え、Ｈ字状断面の２重構成とし、
前記内外両側壁の前記連結壁より下方にある部分を上方
にある部分に比し著しく短くし、さらに冷却槽底板は熱
伝導性に優れた材料により構成したことを特徴とする。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の第１の実施例の斜視図である。

この図において、箱状の冷却槽１はプラスチックガラス
等からなる薄い底板１ａを具えている。冷却槽１には冷
却水が満たされ、底板１ａの外面には分離用緩衝液を含
浸させてなる薄′板により構成した分離用担体２が密着
されている。

適当な大きさの長方形に切断した濾紙の一方の長辺近傍
の部分を長辺に平行な折目で折曲げて、ブリッジ用の濾
紙３を形成し、２枚のブリッジ用の濾紙３のそれぞれを
前記折曲げた部分で前記分離用担体２の両端部近傍に積
層して密着させである。

前記の分離用担体２とブリッジ用の略戸紙３の重り合っ
た部分の濾紙３側には帯状としたゴム磁石４を、また底
板１ａの内面の前記ゴム磁石に対応する位置には同様に
帯状のゴム磁石５を互いに吸引し合うように配置し、分
離用担体２に対しブリッジ用の濾紙３をゴム磁石間に作
用する吸引力により固定する。さらに、底板１ａの外面
にはゴム磁石４．５と互いに吸引し合うようにゴム磁石
６が追加して設けられている。プラスチック等の絶縁材
料で構成さ九た電極槽７は内部を絶縁材料製の隔壁８．
９で電気的に完全に絶縁された正負２箇の電極室１０．
１１に区画されている。各電極室１０．１１の底面には
１図示しない外部電源により電圧を印加される白金電極
１２．１３が埋設されている。

上記のようにして泳動部、電極部をそれぞれ準備した後
、遮蔽板１４を電極槽７の上面開口に隔壁７．８上に両
隣接を跨いだ形で置き、上記のように組み立てた冷却槽
１を電極槽７上に載置する。

すると、ブリッジ用の９戸紙３の垂下している部分が電
極液に接し、電極液が９戸紙３に吸い上げられて分離用
担体２と電極槽７とを繋ぐブリッジが形成され、電気泳
動分離が可能な状態となる。

上記実施例の装置にあっては、冷却槽１の底板１ａの下
面（外面）に密接して分離用担体２が設けられているの
で、冷却手段を単なる水槽とするだけで、十分な冷却効
果を得ることができる。さらに、冷却槽１の上面を開放
させであるため、冷却水の蒸発が生じ、蒸発に際し冷却
水の熱が除去されるから、冷却水の交換または循環を行
わなくても、水温を室温に近く維持することができる。

さらに低温を必要とする場合には、氷水を使用すること
により目的を達することができる。

そのため、従来の装置で必須とされた冷却水の常時循環
または還流手段の設置を必要とせず、装置の構造が簡単
化される。

さらに、ブリッジ用の濾紙３は、その両面からゴム磁石
４．６によりはさまれているから、それ等の折曲げ部分
が緩衝液に濡れた際に、伸びてしまうことはない、従っ
て、ブリッジ用の９戸紙３は常にそれ等の一縁辺が分離
用担体２に密接し、他部は分離ゾーンに垂直な状態に保
たれる。

また、遮蔽板１４は電極液と分離用担体２との間を機能
的に分離し、電極液から発生した蒸気が分離用担体２の
下面に凝縮するのを防止する。

この実施例において、帯状のゴム磁石４，５．６のうち
、１箇または２箇を鉄等の強磁性物質の帯状片で置き換
えることができるが、これ等のゴム磁石または鉄片のう
ち、分離用担体またはブリッジ用の濾紙に直接接触する
ものは、化学的に安定な物質の被膜を施す等の手段によ
り、それ等が分離に影響することがないようにすること
が望ましい、また、電極室７は２枚の隔壁８．９により
区画されているが、１枚の隔壁により区画するようにし
ても機能的には等価である。

また、上記実施例中の分離用担体としては種々のものを
使用することができるが、ポリアクリルアミド・ゲルで
良好な結果が得られる。特に、ポリエステルやポリアミ
ド等で作られた不織布を芯にして作成したポリアクリル
アミド・ゲル・フィルムが最も望ましい、このゲル・フ
ィルムは、機械的強度に優れているため取扱が極めて容
易であり、０．５ｎｗｍ以下のゲル膜の場合でも破損す
るおそれは殆どない。また、このゲル・フィルムの分離
能、分離時間は通常のポリアクリルアミド・ゲルフィル
ムと同程度であるが、前記のようにゲル膜の厚さを極度
に小さなものとすることができるから、染色その他の化
学的処理に要する時間を大幅に短縮することができる。

その結果、総体の分析時間の短縮が可能となる。

上記実施例の装置は、通常の電気泳動分離のほか、等電
点電気泳動を行っても良好な結果が得られ、より複雑な
構造のスラブ・ゲル泳動分離装置とほぼ同等の性能を示
す。

このように第１の実施例の装置は、構造が簡単で安価に
供給し得る。従って、１回の操作で１種類の試料しか分
離できない二次元泳動法や、多様な分離条件での電気泳
動が必要な場合等の多数の電気泳動装置が必要な時にも
、最小限の経済的負担ですむ。

ところが、第１の実施例の装置を実用に供したところ、
下記のような問題点があることが判明した。すなわち、 （１）電気泳動の実施中に冷却槽１の外面に空気中の水
分により結露を生じ、これが冷却槽１の外壁に沿って流
下し分離用担体２を構成するゲル・フィルム部分に侵入
する場合があること。

（２）装置を用担体電気泳動ではなく、等電点電気泳動
に使用する場合には電極部分にある溶液の量が少ない方
が良好な結果が得易い。ところが、ゲル・フィルムと緩
衝液との間を濾紙３で接続した第１の実施例の装置では
、電極部分の溶液が多くなり過ぎ、良好な結果が得難い
ことがある。

（３）等電点電気泳動に際して、冷却槽のプラスチック
板、ガラス板等からなる底板は熱伝導性が低いため冷却
効率が悪く、印加電圧の上限を比較的第２の実施例は第
１の実施例の上記の各問題点を解決すべくなされたもの
である。

第２図は本発明の一実施例を各構成部分に分解した状態
で示す斜視図、第４図は電極槽の下面図である。これ等
の図において、浅い箱状の基台１５上には同じく箱状の
電極槽１６が載置されている。プラスチック等の絶縁材
料で作られた電極槽１６内は、隔壁１７．１８により３
室に区画され、両側の正、負の電極室１９．２０の底面
には、それぞれ底面の上下両面に端縁を突出させた帯状
の白金電極２１が埋め込まれている（第２図には１箇の
み示されている）。冷却槽２２は、内側壁２３ａ、外側
壁２３ｂおよび両側壁間を連結する連結壁２３ｃを有す
るＨ字状の断面の２重構造とされた側壁２３と、内側壁
２３ａの底面に固着され、熱伝導性に優れた例えばアル
ミナセラミックのような材料からなる底板２４とを有す
る。なお５内。

外側壁２３ａ、２３ｂの前記連結壁２３ｃより下方の部
分は上方の部分より著しく短くしである。

気的絶縁は完全である。

上記構成の本発明装置によりゾーン電気泳動法を実施す
るには次のようにする。すなわち、電極槽１６の各電極
室１９．２０にそれぞれ電気泳動用緩衝液を充たし、冷
却槽２２内には冷水または氷水を充たす。次に、冷却槽
２２の底板２４に分離用緩衝液を含浸させたゲル薄板を
密着させ、分離ゾーン２５とする。適当な大きさの長方
形に切ったブリッジ用の濾紙２６をその長手方向の一辺
に沿って折曲げ、折曲げられた部分を分離ゾーン２５下
面に電極２１に平行な側壁に近接して配置する。

これ等の濾紙２６は、それぞれを挟む２箇の帯状のゴム
磁石２７と、底板２４．内面に配置され前記各ゴム磁石
と吸引し合うゴム磁石２８とにより冷却槽２２の底板２
４に固定される。

次に、電極槽１６の隔壁１７．１８、両側壁を跨いだ形
で遮蔽板２９を置き、前記の如くブリッジ用の濾紙２６
を装着した冷却槽２２を電極槽１６の上に載置する。す
ると、ブリッジ用の濾紙２成され、電気泳動が可能な状
態となる。

ここで、図示しない電源に各電極を接続し、電気泳動を
開始する。

上記構成の本発明装置によりゾーン電気泳動を実施した
場合において、冷却槽２２の側壁２３が２重構成となっ
ており、しかも内、外画側壁２３ａ、２３ｂの連結壁２
３ｃの下方にある部分が上方にある部分よりも著しく短
くしであるため、次のような効果が得られる。まず、２
重構成であるから外側ｕ２３ｂの外表面には結露を生じ
ない。

また、内側！！　２３　ａ、外側壁２３ｂの内側の面に
生じた結露のうち、連結壁２３ｃより上方の部分にある
ものは連結壁２３ｃに遮られ、分離ゾーン２５の部分ま
で流下することはない。さらに、内ないため、これ等の
部分に生じる結露の量は少なく、結露が大きな滴に成長
する前に電気泳動が終了するので、これ等の部分で生じ
た結露が分離ゾーンに侵入して電気泳動の妨げとなるこ
とはない。

さらに１本発明においては冷却槽２２の底板２４として
、アルミナセラミックのように熱伝導性に優れた材料を
使用しているから、冷却が十分良好になされ、印加電圧
を高くしても分離用担体の焼損を生じることはない。

次に、上記構成の第２の実施例の装置により等電点電気
泳動を実施するには下記のごとくする。

すなわち、第４図に示すように電極槽１６内の電極液を
除去し、電極槽１６をその底板が上になるようにして置
く。次に、冷却槽２２の底板２４に。

前記電極槽１６の各電極２１と長手方向を直交させて、
等電点泳動分離用両性電解質溶液を含浸させられ電極間
距離に見合う長さを有する細長いゲル薄板３０を貼り付
け、その両端の電極２１．２１に対向する位置に分離に
際して必要とする酸性溶液、塩基性溶液（＋側には酸性
溶液、−側には塩基性溶液）をそれぞれ十分に含浸させ
た短冊状の濾紙３１を貼り付ける。

この状態で冷却槽２２を電極槽１６の上に載置に各電極
を接続し１等電点電気泳動を開始するが、上記構成の本
発明の装置においては、電極２１の付近には８戸紙に含
浸された酸性溶液、塩基性溶液があるだけであるから、
その量が多くなり過ぎるおそれはなく等電点電気泳動が
良好に行われる。

なお、結露による支障、印加電圧によるゲル薄板の焼損
のおそれがないことは前記したところと同様である。

また、底板２４として透明なアルミナセラミックを使用
した場合には、底板は透明となるから等電点電気泳動中
に冷却槽２２の上方からゲル薄板３０を目視によりｗＡ
ｒＡすることができる。

本発明は上記説明した実施例に限定されない。

例えば、電極２１は例示の一体棒状の白金電極とさらに
、電極２１の材料は導電性があり、電気分解に耐えられ
る例えば黒鉛等の適宜材料とすることができる。また、
他の金属に白金をメッキしたものを使用することもでき
る。さらに、冷却槽２２の底板２４も必ずしもアルミナ
セラミックにより構成する必要はなく、適宜熱伝導に優
れた材料により構成することができる。

上記から明らかなように第２の実施例の装置は、冷却槽
の結露により電気泳動法の実施が妨げられることはない
。さらに、何等の付加部品をも必要とすることなく、１
台の装置でゾーン電気泳動法、等電点電気泳動法の何れ
にも使用することができるので、極めて経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の分解斜視図。 第２図は本発明の第２の実施例の分解斜視図、第３図は
その一部の下面図、第４図は前記実施例を等電点電気泳
動に使用する状態を示す斜視図である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）隔壁により区画され電極液および電極を収容する
   ２つの電極室を有し上面開放の電極槽と、この電極槽の
   上面開口にぴったり重り合う薄い底板を具え冷却水を収
   容する上面開放の冷却槽と、この冷却槽底板外面に密接
   付着された分離ゾーンと、長方形状をなしその長手の一
   辺に沿い折曲げられた１対のブリッジ用の濾紙と、これ
   等のブリッジ用の濾紙を分離ゾーンの所定の位置に取り
   付けるため前記折曲げられた部分を濾紙側および前記冷
   却槽底板内面側から挟み込む磁性体の帯状片と、それ等
   の磁性体の帯状片と吸引し合う状態で前記ブリッジ用の
   濾紙に近接して冷却槽底板外面に設けたことを特徴とす
   る電気泳動装置。
2. （２）前記各電極室内に配置された電極は電極槽底板の
   両面に端縁を露出させたものとし、前記冷却槽の側壁は
   内側壁、外側壁およびそれ等を連結する連結壁を具え、
   Ｈ字状断面の２重構成とし、さらに冷却槽底板は熱伝導
   性に優れた材料により構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の電気泳動装置。
3. （３）前記Ｈ字状断面の２重壁構成の冷却室側壁の内外
   両側壁の前記連結壁より下方にある部分を上方にある部
   分に比し著しく短くし、さらに冷却槽底板は熱伝導性に
   優れた材料により構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の電気泳動装置。
4. （４）前記冷却槽底板をアルミナセラミックにより構成
   したことを特徴とする前各項記載の電気泳動装置。
5. （５）前記電極を白金の無垢材、または電極槽底板と同
   一の材料からなる棒の上下両面に白金箔、白金線を貼り
   付けて構成したことを特徴とする前各項記載の電気泳動
   装置。
6. （６）前記電極を他の金属棒に白金鍍金を施して構成し
   たことを特徴とする電気泳動装置。
7. （７）前記電極を黒鉛により構成したことを特徴とする
   前各項記載の電気泳動装置。