JPS63300952A

JPS63300952A - 電気泳動槽及び電気泳動装置

Info

Publication number: JPS63300952A
Application number: JP62137942A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Koga; 古賀　義三
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-06-01
Filing date: 1987-06-01
Publication date: 1988-12-08

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］本発明は電気泳動用媒体膜を利用する電気泳動槽の改良
に関するものであり、詳しくは電気泳動用媒体膜を冷却
媒体液の強制循環又は強制流動なしに効率よく冷却して
電気泳動分画を正確にかつ精度よく行うことができる電
気泳動槽に間するものである。

本発明の泳動槽及び冷却可能な泳動装置は、おもに生化
学的検、体特に尿や血清蛋白を電気泳動により分離、分
画分析に有用で、特に臨床検査に有用なものである。

［従来の技術］電気泳動用媒体膜を用いる電気泳動においては電気泳動
実施時に高電圧を印加し電流を通じるので泳動時の発熱
が不可避であり、このため冷却が必要である。従来冷却
方法として、電気泳動媒体膜（以下、泳動膜ということ
がある）を載置又は密接固定する支持板の泳動膜に接し
ない側の表面に冷却水を通す方法、薄いポリマー袋の中
に冷却水を満たし支持板の泳動膜に接しない側の表面に
接触させて冷却する方法が行なわれているが、冷却が不
充分であった。一方、泳動膜には商用電圧より高い電圧
を印加するので、電気絶縁手段が必須で、電気絶縁手段
を備え、かつ簡便な操作が可能で冷却効率が良い冷却手
段を併せて備えた小形で操作簡便な泳動槽を実現するの
は困難で、従来充分な冷却性能を有する泳動槽又は提案
されていなかった。

蛋白の電気泳動分離、免疫電気泳動等では従来［ＩＣ３
００Ｖ〜５ｏｏｖの電圧で電気泳動することが多かった
が、泳動時間を短縮するために高電圧、すなわちＤＣ１
５００Ｖ程度の電圧を印加する電気泳動に最近関心が持
たれている。しかし、高電圧を印加すると電気泳動媒体
の発熱が多くなり、分画パターンの乱れが生ずることが
避けられなかった。従ってこのような高電圧印加電気泳
動において冷却効率を上げて発熱を抑制し、分画パター
ンの乱れ、泳動像の歪の発生を防止することが切望され
ていた。

セルロースアセテート等の微多孔性膜からなる電気泳動
媒体膜を用いる等電点電気泳動法は周囲の環境湿度の影
響を受けやすく、泳動像の再現性が悪いという問題点も
残っている。

［発明の目的コ本発明は簡便な操作が可能で冷却効率が良い冷却が可能
な構造の小形で操作簡便な電気泳動槽及び電気泳動装置
を提供することである。

本発明の他の目的は冷却媒体液の強制循環又は強制流動
なしに効率よく冷却できる電気泳動媒体膜用電気泳動槽
及び電気泳動装置を提供することである。

本発明の他の目的は高電圧印加電気泳動において冷却効
率を上げて発熱を抑制し、分画パターンの乱れ、泳動像
の歪の発生を防止できる電気泳動媒体膜用電気泳動槽及
び電気泳動装置を提供することである。

本発明の他の目的は周囲の環境湿度の影響を排除し、泳
動像の再現性を良化できる電気泳動媒体膜用電気泳動槽
及び電気泳動装置を提供することである。

［発明の構成］本発明は、（１）良好な熱伝導性を有する支持体ブロックの一表面
に電気泳動媒体膜を載置するための電気絶縁性シートが
密接して接着固定されていることを特徴とする電気泳動
装置、（２）底及び側壁を有し、実質的に上面が開放している
箱の内部に、良好な熱伝導性を有する支持体ブロックが
その下側表面を前記底に実質的に密接して配置されてお
り、前記支持体ブロックの上側表面に電気泳動媒体膜を
載置するための電気絶縁性シートが密接して接着固定さ
れており、前記箱の少なくとも底は良好な熱伝導性を有
する部材からなる電気泳動槽、ならびに（３）■（２）に記載の電気泳動槽、 ■前記泳動槽を内部に収容することができ、かつ前記泳
動槽の少なくとも底を介して前記支持体ブロックを冷却
しうる冷却手段を収容することができる外箱（冷却手段
容器）２からなる電気泳動装置、である。

本明細書では上（上側、上面）、下（下側、下面）はそ
れぞれ電気絶縁性シートを基準にして電気泳動媒体膜を
載置する側を上（上側、上面）、支持体プロ。

り側を下（下側、下面）という。

［好ましい実施態様の説明］本発明を好ましい実施態様に基づいて説明する。

第１図は好ましい１実施態様例である電気泳動槽（以下
、泳動槽ということがある）を収容した電気泳動装置（
以下、泳動装置ということがある）の斜め上方からの鳥
轍模式図、第２図は第１図に示した泳動槽及び泳動装置
の泳動方向に沿うＡ−Ａ線における垂直断面模式図であ
る。

電気泳動媒体膜５０をその上面に密接して載置すること
ができる平滑表面の電気絶縁性シート１１と熱伝導が実
質的に妨げられないようにこのシートに密接して接着さ
れている良好な熱伝導性を有する支持体ブロック（冷却
台）１０が、泳動槽２０の底２１の側Ｍ２２に接する部
分に設けられている位置決めガイド枠２３の内側に、底
２１表面に密接して載置されている。゛外箱（冷却媒体
液体容器を兼ねる＞４０の上面（側壁の上端）に設けら
れている泳動槽固定部材を兼ねる部分カバー４１により
、泳動槽の底と外箱の底の間に支持体ブロックの上下方
向の厚さとほぼ同じ間隔の空間を隔てて泳動槽は外箱の
内部空間に固定されている。泳動槽と外箱はともに液密
に構成されており、泳動槽と外箱の空間には冷却媒体液
体７０を入れることができる。

電気泳動操作実施時には、泳動膜５０、電極パッド６０
、支持体ブロック１０を上から実質的に密閉することが
できる蓋体３０を泳動槽の側壁のすぐ内側に収めて置く
、蓋体により泳動膜の載置される空間が密閉され泳動槽
内空間の体積が小さく限定されるので、泳動膜に含浸さ
せた電解質水溶液及び電極パッドに含浸させたＭ街水溶
液から水の蒸発が防止され、水分の蒸発によるアナライ
トの濃縮及び変質も防止される。さらに泳動膜の置かれ
る空間が密閉されているので周囲の環境（特に湿度（水
蒸気圧）と炭酸ガス）の影響も排除できる。

本発明の電気泳動槽及び電気泳動装置を用いて電気泳動
操作を実施する方法を説明する。電解質水溶液（蛋白の
電気泳動の場合には両性電解質水溶液が好ましい）で充
分に湿潤させた電気泳動媒体Ｍ５０を電気絶縁性シート
１１の上に密接させて置き、泳動膜の両端部分に電極パ
ッド６０（Ｐ紙片、ポリビニルアルコールスポンジ又は
泳動膜と同質の部材のような微多孔性部材片）を載せる
。ついで電気泳動させる試料（アナライト）含有水溶液
をアナライトによって定められている位置にスポット（
点着）又は塗布する。ここまでの操作は周囲温度湿度の
下で実施するのが好ましい、一方、外箱と泳動槽との空
間に冷却媒体液体（例、氷水、予め定めた温度に冷却し
たポリエチレングリコール−水混合液）を満たしておき
、アナライト点着済の泳動膜を載せた支持体ブロック（
冷却台）３０を位置決めガイド２３の内側に置き泳動槽
の底２１に密接させる。ブロック（冷却台）を通して泳
動膜が予め定めた温度に冷却された時点で泳動槽蓋の２
本の電極線３１を通じて所望の電位を泳動膜に印加する
。

［発明の構成の詳細な説明］電気泳動媒体膜を載置する電気絶縁シートとしては高分
子シート、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エポ
キシ樹脂、ポリ塩化ビニル等のシート状物、ガラスシー
ト状物、セラミックシート状物等の耐水性のある素材か
らなる平滑表面のシート状物を用いることができる。こ
れらのうちで熱伝導が比較的良好なガラスシートが好ま
しい。

電気絶縁性シートの厚さは約０．５輪ｇ＋から約２ｍｍ
の範囲である。

良好な熱伝導性を有する電気絶縁性シート用支持体ブロ
ック（冷却台）としては、アルミニウム、銅、黄銅、ス
テンレススチール等の金属を用いることができる。これ
らのうちで熱伝導が良好なアルミニウム、銅、黄銅が好
ましい、支持体ブロックの厚さは約１０ｍ輪から約６０
ｍ−の範囲である。厚さが薄い場合（約１０ｍｍから約
２５ａｍ　）には上記の金属の他にポリアクリル酸エス
テルポリマー等のポリマーを用いることもできる。支持
体ブロックが金属からなる場合−は、ブロックの表面を
電気的に絶縁する必要がある０表面を電気的に絶縁する
簡便な手段は電気絶縁性塗料（例、エポキシ樹脂塗料）
を塗布乾燥して電気絶縁性被膜を設けることである。

他の有効な手段として、金属からなるブロックの表面の
琺瑯処理、セラミックコーティング処理がある。またア
ルミニウムブロックの場合には表面をアルマイト処理（
陽極酸化処理〉−封孔処理の併用も有効である。

電気絶縁性シートと支持体ブロックの間は接着剤で密接
して接着して一体にする。琺瑯、セラミックコーティン
グ、封孔アルマイトの場合には電気絶縁性シートを省略
することができる。

泳動槽の底及び側壁としては、上記の支持体ブロックと
同様の熱伝導性の良好な素材からなるシート又は薄板を
用いることができる。底だけを熱伝導性の良好なシート
又は薄板を用い、側壁はポリアクリル酸エステル等のポ
リマー薄板を用いることもできる。底及び側壁の厚さは
支持体ブロックの重量を支えることができ、かつその重
量による変形が実質的に生じない範囲であればよい。具
体的には、約１１１ＩＭから約７ＩＩＴａ、好ましくは
約２１から約５曽鎮の範囲である。底及び側壁の外側（
外箱に面する側）表面には熱伝導をよくするためにフィ
ンを有することもできる。底と側壁が接する端部には位
置決めガイド２３が設けられている０位置決めガイドは
支持体ブロックを側壁から一定の距離を隔てて定位置に
置く指標としての機能と前記蓋を支える機能を有するも
ので、上部が平面の突起である。ガイドは通常はポリマ
一部材片を底に接着（側壁にも接する）して設ける。ガ
イドに弾性のあるポリマー又は合成ゴムを用いると蓋を
支え、かつ蓋で密閉された内部空間を良好に維持するこ
とができる。位置決めガイドとしては底面に単なる描線
を設けてもよい。

泳動膜、電極パッド、支持体ブロックを実質的に密閉す
ることができる蓋又は蓋体は、その内側上面に泳動用電
位差を形成するための２本の電極線３１を相対する端部
近傍に備え、各電極線に電源から電圧印加するための電
気接続端子３２を外側に備えている。蓋又は蓋体は泳動
槽の上面に密接させるか、泳動槽の側壁のすぐ内側に収
めて前記ガイドに密接させて’ｌ−＜、Ｍを構成する部
材としては、電気絶縁性で透明なポリマー、例えばポリ
アクリル酸エステル等やガラスの薄板が蓋の内部を外か
ら観察できる点で好ましい、！極線としては、金、白金
等の化学的に不活性な金属の線、炭素線等を用いること
ができる。電極線は、蓋又は蓋体の下側（内部）表面に
堤状突起又はバネを設けてその下側表面に沿って張って
固定するのが好ましい。

外箱は泳動槽を内部に収容することができる容器と、泳
動槽の少なくとも底を介して支持体ブロック（冷却台）
を冷却しうる冷却手段を収容することができる冷却手段
容器とを兼ねるものである。外箱の上面（側壁の上端）
には泳動槽を固定するための部分カバー４１を設け、こ
の部分カバーにより泳動槽は外箱の底と泳動槽の底の間
に支持体ブロックを冷却しうる冷却手段を収容しうる間
隔の空間を隔てて内部空間に固定されている。泳動槽と
外箱の空間に冷却手段として冷却媒体液体７０を入れる
場合には、泳動槽及び外箱はともに液密に（液体が漏出
しない）構成する必要がある。外箱に冷却媒体液体を入
れる場合にはさらに冷却媒体液体の蒸発と溢出又は飛散
によ；万一の冷却媒体液体の泳動槽内部への侵入を防止
することができる蓋４２を設けることが好ましい、冷却
を強力に行う必要がある場合や電気泳動操作が長時間に
及ぶ場合のために、外箱壁に冷却媒体液体の流入口４５
（底近傍）と流出口４６（上端近傍）を設けることがで
きる。流入口と流出口を備えた場合には、通常の泳動操
作時には両日を栓でとめておく。

外箱、泳動膜を実質的に密閉することができる蓋又は蓋
体、外箱の部分カバー、外箱の蓋、泳動槽の側壁はポリ
アクリル酸エステル薄板、硬質ポリ塩化ビニル薄板、ポ
リスチレン薄板等の透明ポリマー薄板を用いると、電極
線と電極パッドの接触状態、泳動状態、冷却媒体液体の
状態等を常時外部から観察できるので本発明の好ましい
実施態様例である。外箱、泳動槽の蓋体はポリマー板を
接着固定して形成してもよいし、ポリマーからモールド
成型してもよい、また、外箱は金属から一体成型しても
よい。

本発明の泳動装置において冷却手段としては、冷却媒体
液体（例、氷水、予め所望の温度に冷却した約２℃以上
の水、予め所望の温度に冷却したポリエチレングリコー
ル−水混合液）を用いることができる。ほかの冷却手段
としては半導体サーモモジュール、ベルチェ効果素子等
のエレクトニッククーラーなどを用いることもできる。

本発明の泳動槽及び泳動装置において使用される電気泳
動媒体膜としてはアガロース水性ゲル膜、澱粉水性ゲル
膜、ポリアクリルアミド水性ゲル膜、セルロースアセテ
ート微多孔質膜（メンブランフィルタ）、１紙等がある
。これらのうちではセルロースアセテート微多孔質膜に
有効である。

本発明の泳動槽又は泳動装置で実施される電気泳動とし
ては、通常の電気泳動分離分析のほか、等電点分画電気
泳動、免疫電気泳動等があり、いずれの電気泳動にも効
果的である。

［発明の効果］本発明の泳動槽及び泳動装置は下記のような効果を有す
る。

■小形化可能、かつ操作が簡便で、泳動操作実施者の熟
練度の違いによる泳動結果の差が実質的にない。

■冷却媒体液の強制循環又は強制流動なしに効率よく冷
却できる構造で、小形で冷却効率が良い冷却が可能であ
る。

■高電圧印加が可能で短時間に電気泳動操作を実施でき
る。

■高電圧印加の場合にも冷却効率が良好なので発熱が抑
制され、分画パターンの乱れ、泳動像の歪の発生が実質
的にない。

■周囲の環境湿度の影響が排除されており、泳動像の再
現性が良い。

［以下余白］〔実施例コ゛　　　　　び　　　゛第１図（泳動装置の斜め上方からの鳥轍模式図）及び第
２図（泳動槽及び泳動装置の泳動方向に沿うＡ−Ａ線に
おける垂直断面模式図）に示した形状の本発明の液密の
泳動槽を組みこんだ液密の泳動装置を下記の素材を用い
て作成した。

泳動槽及び泳動装置の素材１０支持体ブロック（冷却台）：エポキシ樹脂コーティングアルミニウムブロック（厚さ
５０ｍ＋ａ）１１電気絶縁性シート：平滑表面ガラス板（厚さ１ｍｍ
）２１泳動槽の底ニアルミニウム板（厚さ０．２ｎ＋ｍ
）２２泳動槽の側壁：透明アクリル樹脂板（厚さ５ｍｍ
）２３位置決ガイド：透明アクリル樹脂板（厚さ１０１
）３０泳動槽の蓋体；透明アクリル樹脂板（厚さ５ａｎ
＋）３１電極線：白金線３２電気接続端子４０外箱（冷却媒体容器）：透明アクリル樹脂板（厚さ５ｍｍ）４１外箱側壁上端部の部分カバー（泳動槽の固定板を兼
ねる）：透明アクリル樹脂板（厚さ５＋＊ｍ）４２蓋：
透明アクリル樹脂板（厚さ５−）渡肱１１［１］泳動操作用材料電気泳動媒体膜：サイズ１１０ｍ＋＊Ｘ６０ｍｍの長方形のセルロースア
セテート微多孔性膜（富士写真フィルム株式会社製セパ
ラックスＥＦ［商品名〕）、電極パッド：サイズ５８−輸Ｘ　５ｍｍの長方形のワットマンｒ紙に
Ｆ／Ｂ［商品名コ冷却媒体：氷水両性担体液：セパライン［商品名コ（ｐＨ３，５〜１０）　１０ｗ／
ｖ％。

蔗糖３０ｗ／ｖ％含有水溶液陽極液：燐酸１ｖ／ｖ％、蔗糖３０ｗ／ｖ％含有水溶液陰極液：エチレンジアミン１ｖ／Ｖ％含有水溶液固定液：スルホサリチル酸２０ｗ／ｖ％含有水溶液染色液：クーマシー（ニー２５００．０８ｗ／ｖ％、スルホサリ
チル酸３．２ｗ／ｖ％、トリクロロ酢酸５ｖ／ｖ％、エタノール５０ｖ／ｖ％含有水溶液脱色液：エタノール２０ｖ／ｖ％、酢酸１０ｖ／ｖ％含有水溶液乾燥液：ポリビニルアルコール７．５ｗ／ｖ％、グリセロール７
．５ｗ／ｖ％、酢酸５ｖ／ｖ％含有水溶液［２］操作手順 ■セルロースアセテート微多孔性膜を両性担体液に１分
浸漬し、支持体ブロック（冷却台）の上の電気絶縁性シ
ートの上に載せた。ついで膜表面全面にわたってｒ紙で
軽く押さえて膜をシートに密着させ同時に余剰の担体液
を吸い取った。

■電極パッドヂ紙片を電極液に浸漬し、ｒ紙の余剰の液
を取り除いて膜の両端近傍に置いた。

■泳動槽の蓋体をはめこんで閉じ、電気接続端子を通し
てＤＣ５００Ｖ３０分子備通電した。

■アプリゲータで血清試料を膜に塗布した。

■外箱（冷却容器）氷水を注ぎ入れた。

■ＤＣ３００Ｖ１０分−ＤＣ５００Ｖ３０分−ＤＣ１５
００Ｖ４５分の順に８５分本通電した。

■膜を固定液に１０分浸漬した。

■膜を染色液に６分浸漬した。

■膜を脱色液に３０分浸漬した。（この間に液を３回交
換した）［相］膜を蒸留水に１分浸漬した。

■膜を乾燥液に１５分浸漬した。

ｏ膜を平滑表面のガラス板に載せ、余剰の液をｒ紙で充
分に吸い取り、室温（約２３℃）で１夜乾燥した。（こ
の工程は６０℃約２時間〜約３時間でも同様の結果であ
った。）［３］泳動結果血清蛋白の分画パターンは非常に鮮明で、すべてのパタ
ーンが波状にならず実質的に真っ直ぐな直線状になって
おり、血清蛋白は正確かつ精度よく分画されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は好ましい１実施態様例である泳動槽を収容した
泳動装置の斜め上方からの鳥轍模式図、第２図は第１図
に示した泳動槽及び泳動装置の泳動方向に沿うＡ−Ａ線
における垂直断面模式図である。１０　　支持体ブロックく冷却台）１１　　電気絶縁性シート２０　　泳動槽２１　　泳動槽の底２２　　泳動槽の側壁２３　　位置決めガイド３０　　泳動槽の蓋又は蓋体３１　　電極線３２　　電気接続端子４０　　外箱（冷却媒体容器）４１　　外箱側壁上端部の部分カバー（泳動槽の固定板を兼ねる）４２　　蓋４５　　冷却媒体液体流入口４６　　冷却媒体液体流出口５０　　電気泳動媒体膜６０　　電極パッド７０　　冷却媒体液体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）良好な熱伝導性を有する支持体ブロックの一表面
に電気泳動媒体膜を載置するための電気絶縁性シートが
密接して接着固定されていることを特徴とする電気泳動
槽。
（２）底及び側壁を有し、実質的に上面が開放している
箱の内部に、良好な熱伝導性を有する支持体ブロックが
その下側表面を前記底に実質的に密接して配置されてお
り、前記支持体ブロックの上側表面に電気泳動媒体膜を
載置するための電気絶縁性シートが密接して接着固定さ
れており、前記箱の少なくとも底は良好な熱伝導性を有
する部材からなることを特徴とする電気泳動槽。
（３）前記箱が液密である特許請求の範囲２に記載の電
気泳動槽。
（４）前記支持体ブロックがその表面を実質的に電気絶
縁性処理を施されたアルミニウム、銅又は黄銅からなる
特許請求の範囲２又は３に記載の電気泳動槽。
（５）前記支持体ブロックを前記側壁に接触しないよう
にして前記底に載置するための位置決めガイドが前記箱
の側壁または底に設けられている特許請求の範囲２ない
し４に記載の電気泳動槽。
（６）前記支持体ブロックが前記側壁から隔たって前記
底に接着されて設けられている特許請求の範囲２ないし
４に記載の電気泳動槽。
（７）前記支持体ブロックが前記底と一体の部材からな
り、かつ前記支持体ブロックが前記側壁から隔たってい
る特許請求の範囲２ないし４に記載の電気泳動槽。
（８）［１］底及び側壁を有し、実質的に上面が開放し
ている箱の内部に、良好な熱伝導性を有する支持体ブロ
ックがその下側表面を前記底に実質的に密接して配置さ
れており、前記支持体ブロックの上側表面に電気泳動媒
体膜を載置するための電気絶縁性シートが密接して接着
固定されており、前記箱の少なくとも底は良好な熱伝導
性を有する部材からなる電気泳動槽、［２］前記泳動槽を内部に収容することができ、かつ前
記泳動槽の少なくとも底を介して前記支持体ブロックを
冷却しうる冷却手段を収容することができる外箱、からなることを特徴とする電気泳動装置。
（９）前記泳動槽の箱及び前記外箱が液密である特許請
求の範囲８に記載の電気泳動装置。
（１０）前記冷却手段が冷却媒体液体であり、前記外箱
の泳動槽の側壁の上端を越えない位置に前記冷却媒体液
体の溢出又は飛散を実質的に防止できる蓋が設けられて
いる特許請求の範囲８又は９に記載の電気泳動装置。
（１１）前記冷却手段が前記泳動槽の外側から底に密接
させることができるように構成された半導体サーモモジ
ュール又はベルチエ効果素子よりなるエレクトロニック
クーラ−である特許請求の範囲８又は９に記載の電気泳
動装置。