JPS63317756A - 電気泳動装置 - Google Patents

電気泳動装置

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JPS63317756A
JPS63317756A JP62153024A JP15302487A JPS63317756A JP S63317756 A JPS63317756 A JP S63317756A JP 62153024 A JP62153024 A JP 62153024A JP 15302487 A JP15302487 A JP 15302487A JP S63317756 A JPS63317756 A JP S63317756A
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JP
Japan
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electrophoresis
gel
sheet
gel sheet
electrophoretic
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JP62153024A
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Masayoshi Yamamoto
正義 山本
Akira Fujita
明 藤田
Shoichi Yamamoto
昌一 山本
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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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、蛋白質、核酸等の溶液中で電荷を持ち得る高
分子物質を、その分子の荷電と分子量の相違に基づいて
分離、分析するために用いられる電気泳動用材料に関す
る。
[従来の技術とその欠点コ 蛋白質、核酸、それらの分解物等を、Il衝液を含むゲ
ル膜、ろ紙等のシート状媒体中で、分子の荷電と分子量
の相違に基づいて分能、分析する電気泳動法が広く知ら
れている。
特に、遺伝子工学の分野では、放射能標上した核酸の塩
基配列をオートラジオグラフィーを利用して決定する技
法が、重要である。この目的における電気泳動操作は、
放射能漂識されたDNAまたはDNA断片の塩基特異的
反応生成物(混合物)を電気泳動媒体の電場方向に沿っ
て電気泳動させる。このとき、複数の塩基特異的反応生
成物を電場方向に沿って、平行に泳動させるのが普通で
、電気泳動後に得られた複数列の電気泳動パターンをオ
ートラジオグラフ像(オートラジオグラム)として得た
後、各列の泳動パターンを相互に比較、対照しながら、
塩基配列の決定が行なわれる。
電気泳動媒体として澱粉やポリアクリルアミドのような
親水性高分子のゲル膜を用いる場合、従来はガラス板等
の平坦な支持体を用いて、実験者がその都度製作してい
たため、実験者の大きな負担となっていた。この負担を
解消するなめ、2枚の矩形の電気絶縁性可どう性シート
(支持体シートとカバーシート)をそれらの幅方向の両
端部に設けた所定の厚さのスペーサーをはさんで対向さ
せ、形成された空間に電気泳動媒体となるゲル膜を収容
した電気泳動用シート材料(ゲルシート)が、最近市販
されるようになった。
電気泳動を開始する前にゲル膜の上端部(前記  ゛ス
ペーサーに面しない端部のうち、縦型電気泳動装置の上
側に位置する端部)に、電気泳動すべき試料液を注入す
るため、ゲル膜の上端付近に一端が解放した長方形(口
字形)のウェル(スロットともいう)を複数個設けるこ
とが広く行なわれている。しかしこの方法では、隣接す
るウェルの間にlllIn1以上の間隔があるために、
各試料の電気泳動領域(レーンと呼ばれる)の間に同程
度の間隙ができる。
DNA塩基配列解析の場合のように、4種の塩基(A、
G、C,T)各断片の電気泳動像の比較、照合を必要と
する場合には、この間隙があると照合をしにくいので、
電気泳動レーン間の間隙をなくすために、ウェル(スロ
ット)を設ける代わりに、シャークステイースコウムと
呼ばれる鋸歯状の突出部をもつ平板状の部材を、突出部
がゲル膜の一端に接触または−H侵入するようにして配
置し、ゲル膜の先端と突出部の隣接する端部とで形成さ
れるほぼ三角形の空間(注入口)に、試料液を注入する
方法がとられる。このシャークステイースコウムが所定
の位置に正確にかつ安定に挿入されていないと、ゲル膜
とコウムの突出部の間の隙間から試料液が隣の注入口に
漏れ、電気泳動パターンが重なったり、電気泳動像の形
状が崩れて判読困難になったりする。
DNA塩基配列解析の場合、一つの電気泳動媒体上でで
きるだけ多くの塩基配列を決定したいので、高分子量成
分の配列を決定するための長時間泳動く例えば3000
 Vで4時間、塩基数90ないし250の範囲が識別可
能)と、低分子量成分の配列を決定するための短時間泳
動(例えば3000■で2時間、塩基数20ないし11
0の範囲が識別可能)とを、同一電気泳動媒体上で順次
行う場合がある。
このような場合、長時間泳動終了後DNA試料液を注入
する前に、新たな試料注入部を!!!街液(上部tll
fX5液槽に用いるもの)で洗浄することが通常行なわ
れる。この洗浄時にシャークステイースコウムが所定の
位置からずれたり、浮き上がったりし易く、電気泳動像
の形状が崩れて判読困難になることがしばしばある。さ
らに、長時間泳動の間にゲル膜の端面が試料注入部内に
向かって膨潤するため、短時間泳動の泳動像が乱れる。
従って、長時間泳動と短時間泳動を引き続いて行う際に
、シャークステイースコウムが長時間泳動で浮いたり、
ずれたすせず、また先に行った泳動によりゲル上端の膨
潤が生じないことが、極めて重要である。
[・解決すべき技術的課題] 本発明の技術的課題は、電気泳動ゲルシートを電気泳動
媒体とし、シャークステイースコウムを試f′l注入部
に用いる電気泳動装置において、長時間泳動と短時間泳
動を引き続いて行う際に、長時間泳動後の洗浄時にシャ
ークステイースコウムが浮いたり、ずれたりすることに
より、また長時間泳動中にゲル上端が膨潤することによ
って電気泳動1象の乱れが生ずるのを、防ぐことである
[技術的課題の解決手段] 上記課題は、電気泳動ゲルシートを電気泳動媒体とし、
シャークステイースコウムを試料注入部に用いる電気泳
動装置において、電気泳動ゲルシートの上部緩衝液槽に
面する側と反対側の面とゲルシート支持部材(通常、ガ
ラス板)との間に設けられる空隙形成部材が、電気泳動
ゲルシートの上部と接する部分の内側の端を、試料注入
部に面するゲル膜の端面と一致させるか、ゲル膜と重な
る部分が電気泳動方向に沿って5mmを越えないように
することによって、解決された。
空隙形成部材が電気泳動ゲルシートの上部と接する部分
において、空隙形成部材とゲル膜の重なりは、電気泳動
方向に沿って3mm以内であることが、好ましい。
電気泳動ゲルシーI・は公知のものを用いればよく、特
に制限はない。例えば、特開昭61−18852号に記
載されたポリアクリルアミドを電気泳動媒体とする電気
泳動ゲルシートは好適である。このような電気泳動ゲル
シートを製造するには、例えば特開昭60−20384
7号に記載した方法および装置を用いることができる0
本発明に用いる電気泳動媒体はしかし、ポリアクリルア
ミドゲル以外のもの、例えばアガロースゲル、澱粉等で
もよい。
このような電気泳動ゲルシートを用いて構成する電気泳
動装置の基本的構成は、公知の縦をく直立型)の電気泳
動装置と同じであるが、0開昭61−278751号に
記載された装置は好ましいものの一例である。
電気泳動ゲルシートをはさんで電気泳動装置に固定する
ために用いる2枚のガラス板は±10μl以下の平面度
を持つ事が望ましい。通常この2枚のガラス板の一方に
は1.緩衝液槽と電気泳動ゲルシートを連絡するなめに
切り欠けが設けられる。
シャークステイースコウム(以下単にコウムという)の
突起部(シャークスティース)の形状は特に制限なく、
公知のものを用いることができるが、先端が尖ったもの
のほか、 特願昭61−190999号に記載した形状
のものは特に好ましい。
コウムの材料としては熱可塑性の合成または半合成高分
子が適しているが、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムが好ましく、透明でもよいが注入口の見易さのために
は半透明の方が望ましい(例えば東し製ルミラーフィル
ム#2505IO1#2508IO等)。
コウムの厚さdは、支持体とカバーシートの端部に設け
たスペーサの厚さく通常ゲル膜より10ないし50μm
程度厚い)より若干厚くてもよいが、厚さの差が20μ
mを越えないことが望ましい。
これより厚いとコウムの挿入に支障を与える。また、試
料注入口における試料液の漏れを防ぐためには、コウム
の厚さdと電気泳動媒体ゲル膜の厚さGは以下の関係に
あることが好ましいくただし単位はμm): GXl、1<d<G+50 上式においてGは当然500より小である。電気泳動用
シート材料において通常、Gは140から400(μm
)の範囲である。
本発明の電気泳動装置では、電気泳動ゲルシートをはさ
み保持する2枚の電気絶縁性の平板状支持部材のうち少
なくとも上部緩衝液槽に面する支持部材と上記ゲルシー
トとの間に空隙を形成せしめるため、上記ゲルシートの
周縁部に接して空隙形成部材を設けている。その理由は
特願昭61−25587号に詳述されているごとく、電
気泳動ゲルシートを2枚の平板状支持部材の間に直接は
さんで保持した場合には、ゲルシートと支持部材の間に
小さなゴミ等の粒子が付着していると、電気泳動ゲルシ
ートの外面のフィルムを介してゴミ等の粒子によってゲ
ル膜が押しつぶされ、電気流動作に歪みが生じるので、
電気泳動ゲルシートと2枚の平板状支持部材の少なくと
も一方との間に空隙を形成させ、電気泳動グルシートに
ゴミ等の粒子が押しつけられるのを防ぐのである。
空隙形成部材は可どう性の薄いシートであって、ポリエ
チレンテレフタレートのようなポリエステル系重合体、
ナイロンのようなポリアミド系重合体、ポリエチレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等
のオレフィン系モノマーの重合体、セルロースエステル
類、ガラス、防水紙等、種々の材料を用いることができ
る。電気絶縁性のものが好ましい。厚さは0 、1 m
mから0゜61程度が適当である。
電気泳動ゲルシートは外形が通常矩形であるから、その
外周に接する空隙形成部材は外周が矩形で、ゲルシート
内のゲル膜に対向する部分に開口をもつ意思のものが適
当である。
(寅弛態様) 以下、図面に示す実施態様に蟇づいて本発明の詳細な説
明する。
第1図は本発明の一実IJf!態様による電気泳動装置
を示す斜視図であり、第2図はこの装置を前方から児光
正面図、第3図は第2図のm−m腺に沿った断面形状を
示す断面図である。以下、これら第1.2および3図を
参照してこの電気法ll装置について説明する。
本装コは基本的に、支え台1上に上部緩衝液槽2、保温
水槽5および下部緩衝液WI7が取り付けられてなる。
上部緩衝液1g2および上部緩衝液槽7内にはそれぞれ
幅方向に延びた1本の白金線からなる上部電極3および
下部電極8が配され、各緩vE液槽2,7内に緩衝液が
入れられた時には、各電極3.8は緩衝液中に位置する
ようになっている。これら両電極3,8はそれぞれ、各
[7液112.7の側壁外部に突出して取り付けられた
外部端子3a、6aに接続している。
上部緩衝液(曹−2は、側面プレート12.13、後下
面プレート14および前面フレーム11により囲まれて
上面が開口するように形成された函体で、前回フレーム
11の上部には切り欠き11t)が形成されている。保
温水4W5は上部緩衝液F!2の後ろ犯から下側へまわ
りこみ、そのまま下部緩1引曹7の近傍まで下方に延び
る函体で、側面プレート12.13、背面プレート15
および前面フレーム11から形成されているヨここで、
上部緩衝液槽2と保温水槽5の側面プレート12.13
および前面フレーム11は共通であることから分るよう
に、上部緩衝液槽2と保温水槽5は一体に構成されてい
る。なあ、保温水1115の前面には前面開口11aが
形成されている。
このように一体に構成された上部緩衝液槽2と保温水1
!I5は、各側面プレート12’、13が、支え台1の
上面に固設された一対の垂直プレート16.17を外側
から挟むようにして該@直プレート16.17と係合し
、支え台1に保持される。
下部径回液慴7は、上記 前面フレーム11の下方位置において、支え台1に取外
し自在に保持されるようになっている。
第3図に示すように前面フレーム11の手前側に、ガラ
ス板、セラミックス板等からなる2枚の平板状支持体2
1a、21b間に前述のような電気泳動シート30を挟
持してなる電気泳動シートアセンブリ20(これについ
ては後に詳述する)を取り付けた後、上部咥面筐槽2と
保温水槽5とを支え台1に取り付ける。このようにする
と電気泳動シートアセンブリ20が、上部緩衝液IW2
の前面の切り欠き11bおよび保温水槽5の前面開口1
18な!ぐが、この時電気泳動ジ−ドブセンブリ20と
前面フレーム11との接触面間から緩衝液もしくは水が
漏れないように、暖@液(曹パツキン4および水槽パツ
キン6が前面フレーム11上に設けられているヨ ここで、上記電気泳動シートアセンブリ20について詳
しく説明するよまず電気泳動シート30は第4図の断面
図に詳しく示されるように、非導電性有機ポリマーフィ
ルムからなる2枚のシート材31a、31bな左右端部
に所定厚さのスペーサ33.34を挟んで対向配置し、
両シート材31a、31bの間に均一な厚ざの電気泳動
用ゲル膜35を挟持してなるもので必るヤシート材31
a、31bは、平面性のよいもので、非導電性かつ寅質
的に水不透過性であればどのような材質のものでもよく
、ポリエチレンテレフタレート、ごスフエノール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C例、塩化ビニリデン・
塩化ビニルコポリマー)が好ましく用いられる8両シー
ト材31a、32bの材質は同じでも異なっていてもよ
い。前側のシート材(カバーシートとも称される)31
bは、それを通してオートラジオグラフィー用の露光が
寅施できる範囲で薄いほうが好ましく、約50μm以下
のものが用いられ、寅用土好ましいのは厚さ杓3μmか
ら約50!imのものでおり、特に好ましいのは厚さ杓
5μmから約40μmの範囲のものである。後側のシー
ト材31aの厚さは、上記シート材31bと同じでのっ
ても異なっていてもよく、約5μmから約5mm、好ま
しくは約8μmから3mmの範囲から這ばれるユ 電気泳動用ゲル膜35は、その中で電気泳動が巧なえる
ものであれば何でもよく、例えば代表的なものとして、
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、ろ紙などが挙げ
られるよ 上記構成の電気泳動シート30が前述のように2枚の平
板状支持体218.21b間に挟持されるが、ここで−
壬壬壬昼7→÷77、−一第1図図示のように、前面フ
レーム11から遠い万の平板状支持体21bと電気泳動
シート30との間には、四角い枠状のスペーサ40が配
置されるユこのような形状のスペーサ40は、電気泳動
シート30が両支持体218.21b間に挟持されたと
8、該電気泳動シート30の端部のみに接することにな
るヤしたがって前述したように極めて薄く形成されて可
換性に冨むシート材31bの中央部(すなわち電気泳動
に利用される部分のゲル!!!35に対向する部分)は
、該スペーサ40の厚さく好ましくは0.15〜0.6
mm、例えば0゜25mm)分だけ支持体21bから離
間することになる工 電気泳動シート30を挟持した平板状支持体21a、2
1bは、例えばクリップ等を用いて、前面フレーム11
に固定されるユこのようにした債、上部および下部緩衝
液(曹2,7に緩衝液を入れ、保温水槽5内に水を入れ
る。この後、外部端子3a、88間に所定電圧を印IJ
口し、電気泳動を行なう。な叩、前面フレーム11側の
ガラス板21aの上端には、眼前面フレーム11の上端
の切り欠き11bと同様の切り欠ざが形成され、上部緩
衝液槽2内のMwI’aはこの切り欠きを通ってゲル膜
35の上端と摂動し、一方電気泳動シートアセンプリ2
0の下端は下部tJYffi液fff7内に突出して、
ゲル膜35の下端が下部緩衝液槽7内の緩衝液と接触す
るよう゛になっている。電気泳動ゲルシート30の上端
部30bにシャークステイースコウム36を挿入するこ
とによってゲルyA35の上端に接して試料注入部37
が形成される。ここへ蛋白質、核酸、それらの分解物等
を含む試料液をマイクロシリンジ等を用いて注入する。
試料液の注入後、外部端子3a、8aに印加された電圧
は緩衝液を介してゲルWA35に作用し、ゲル膜35の
上端にある試料注入部37に注入された蛋白H1核酸等
の被電気泳動物質の電気泳動がなされる。
電気泳動シートアセンブリ2oが、保温水槽5の前面開
口11aを塞いでいるので、この部分においては保温水
槽5内の水が電気泳動アセンブリ20と接触しており、
これにより電気泳動アセンブリ20の温度が均一化され
る。このため、ゲル膜35の温度もほぼ均一になり、ス
マイリング効果(荷電物ττの移動速度がゲル膜両端部
と中央部とて異なって、泳動パターンが弧状に曲がって
しまう現象)の発生を防止できる。
前述した通り空隙形成部材40の作用で、シート材31
bの中央部分と支持部材21bの間に小さな間隙がある
ので、このシート材31bの表面あるいは支持部材21
bの表面にチリ等が付着していても、それらによってゲ
ル膜35が押しつぶされることがなく、電気泳動像の乱
れを生ずることがない。
第1図に示すように、空隙形成部材40の周縁部にシャ
ークステイースコウムを挿入すべき位置を示す標識40
bが設けられている。電気泳動開始前に試料注入部を作
るためにシャークステイースコウムを挿入するとき、こ
の標識に位置を合わせれば容易にかつ確実に挿入できる
。また空隙形成部材40の縦の辺に沿って、ゲル膜上端
からの上下方向断面を示す目盛り40aを設けてもよく
、これを利用して泳動パターンの移動距雛の概略を目測
することができ、便利である(本発明に必須ではない)
[実施例] 本発明の電気泳動装置を次のように組み立てた。
長さ400■、幅200■、厚さ510.の化学強化ガ
ラス板を水平に置き、その上に電気泳動ゲルシートを載
せる(載せる前にガラス板の上には、10mNの水を流
しておくのがよい)。電気泳動ゲルシート(実施例では
以下、ゲルシートと言う)を載せる際、切り欠けのある
側がガラス板に接するようにし、そしてゲルシートの上
端をガラスの下端と合わせる。
次いで、ゲルシートの上に意思の空隙形成部材を載せる
。ゲルシート内のゲル膜はゲルシートの上端から25m
mに位置し、空隙形成部材の上端部は幅25mmとしで
あるので、ゲル膜の上端と空隙形成部材の内縁とは重な
る。もう1枚の前記と同じガラス板を、その上に静かに
重ねる。この状態で、クリップで仮にはさんで、電気泳
動装置の所定の位置に取り付ける。
上部wL街清液槽下部緩衝液槽に緩衝液を注入し、ゲル
シート上部にシャークステイースコウムを差し込む。シ
ャークステイースコウムの歯(突出部)の先端はゲル膜
内に約0.5mm侵入させる。試料液を注入する前に、
注射器を利用して、緩衝液で試料注入部を洗浄する。洗
浄後、DNA試料を常法により、所望の試料注入部に注
入する。
上部および下部fJ街液液槽内電極を電源に接続し、3
000 Vで4時間電気泳動した後、未使用の試料注入
部をMfE液で洗浄し、前と同じDNA試料を注入し、
3000 Vで2時間電気泳動を行った。
電気泳動をした結果の一例を、第6図に示す。
比軸のため、空隙形成部材の上端部の幅を35 mmと
した場きを、第7図に示した。
本発明の装置ではほぼ直線状の泳動像が得られること、
従来技術による比較例では泳動像が上向きのコ字形また
は7字形となることがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施君様装置を示す分解斜視図、第
2図は上記実施態様装置の正面図、第3図は第2図のI
II−III線に沿った部分の断面形状を示す断面図、
第4図は電気泳動アセンブリの上下方向断面を示す断面
図である。第5図は比較例とした電気泳動アセンブリの
上下方向断面を示す断面図である。 第6図と第7図はそれぞれ、実施例と比較例で得られた
電気泳動像の部分図である。 1・・・支え台     2・・・上部tx街清液槽・
・・上部電極    5・・・保温水槽7・・・下部緩
衝液槽  8・・・下部電極12.13・・・側面プレ
ート 16.17・・・垂直プレート 21a、21b・・・平板状支持部材 30・・・電気泳動ゲルシート 30b・・・電気泳動ゲルシート上端部31a、3’l
b・・・シート材 33.34・・・スペーサ  35・・・ゲル膜36・
・・シャークステイースコウム 37・・・試料注入部 40・・・空隙形成部材 40a・・・目盛り 40b・・・シャークステイースコウム挿入位置標議 特  押出願人     富士写真フィルム株式会社第
2図   第3図 第4図 第5図 手続補正書 1、 事件の表示 昭和62年 特許類 第153024号2、 発明の名
称 電気泳動装置 3、 補正をする者 事件との関係      特許出願人 住 所    神奈川県南足柄市中沼210番地富士写
真フィルム株式会社 東京本社 電話  (406) 2537 5、補正の内容 明細書の[発明の詳細な説明」の欄の記載を下記の通り
補正する。 1)明細書第15ページ17行目のr32b、をr31
bJと補正する。 2)同第15ページ末行の「露光」を「露出」と補正す
る。 3)同第21ページ7行口のr3000VJをr200
0VJと補正する。 4)同第21ページ9行目のr3000V、をr200
0VJと補正する。 5)同第21ページ10行目の「電気泳動を」から12
行日の「第711に示した。」までを削除する。 6)同第21ページ14行目の「ること、」を「たが、
」とt山王する。 7)同第21ページ15行目の「となることがわかる。 」を「どなった。」と補正する。 図面のうち第2図、第3図、第71図および第5図を別
紙の通り補正する。 以上 第4図 第5図 手・続ン山HE’;”R 1、事件の表示 昭和62年特許願第153024号 2、発明の名称 電気泳動装置 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 住 所   神奈川県南足柄市中沼210番地名 称(
520)富士写真フィルム株式会社連絡先 東京都港区
西麻布2丁@26番3 Q 53富士写真フィルム株式
会社 東京本社 電話(406)2537 5、補正の内容 1)明m棗の「図面の簡単な説明」の欄の記載を下記の
通V補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 2枚の電気絶縁性透明または半透明フィルムの幅方向の
    端部に所定厚さのゲル膜形成用スペーサをはさみ、該ス
    ペーサと上記2枚のフィルムで形成される空間に、電気
    泳動媒体として作用する親水性高分子からなる実質上均
    一な厚さのゲル膜を収容し、その長さ方向の一端(上端
    とする)付近に試料注入部が設けられた電気泳動ゲルシ
    ートと、 該ゲルシートをはさみ保持する2枚の電気絶縁性の平板
    状支持部材と、 該支持部材の少なくとも一方と上記ゲルシートとの間に
    空隙を形成するために、上記ゲルシートの少なくとも一
    方の面の周縁部に接して設けられた空隙形成部材と、 各々電極を設けた上部緩衝液槽および下部緩衝液槽とか
    らなる電気泳動装置であって、 上記ゲルシートにはその上端付近において、上記フィル
    ムと電気泳動実施前に挿入するシャークスティースコウ
    ムと上記ゲル膜の端面とで形成される空間に試料を注入
    し得る試料注入部が設けられており、 上記電気泳動ゲルシートの上部緩衝液槽に面する側と反
    対側に上記支持部材との間に設けられる空隙形成部材は
    、該ゲルシートの上部と接する部分の内側の端が試料注
    入部を形成するゲル膜の端面と一致する位置にあるか、
    ゲル膜との重なりが電気泳動方向に沿って5mm以内で
    あることを特徴とする電気泳動装置。
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