JPS6347648A - 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支持体とカバーシー
トとの間に設けてなり、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺
部に面して、または一縁辺部の近傍内側に、複数の試料
注入口が互いに隔壁を介して設けられている電気泳動分
析用材料に関するものである。

［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。

電気泳動分析法の詳細については、１！Ｉ！、気泳動学
会編「電気泳動実験法（改訂第５版）」（文光堂、１９
７５年発行）、青水・水弁編著「最新電気泳動法」　（
広角書店、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用材料を
用いる分析法を挙げることができる。

一般に平板覆の電気泳動分析用材料は、電気泳動分離用
媒体膜を支持体とカバーシートとの間に設けてなるもの
である。試料の分析にあたっては、上記電気泳動分離用
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。

以上述べたような平板型の電気泳動分析用材料を用いる
分析方法は、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および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用材料を用
いることが必須である。

上記のように複数試料の泳動距離の比較を目的として、
平板型の電気泳動用媒体材料を用いる場合、一般に、電
気泳動分離用媒体膜の一縁辺部に面して、または一縁辺
部の近傍内側に、複数の試料注入口か互いに隔壁を介し
て設けられる。

複数試料の泳動距離の比較を目的とする平板型の電気泳
動用媒体材料としては、電気泳動後における試料のバン
ドの比較が容易であるもの、および一枚の電気泳動分離
用媒体膜でなるべく多くの試料が分析できるものが求め
られている。

［発明の要旨］ 本発明者の研究により、ＤＮＡ等の鮮明なバンドが得ら
れる試料の分析、あるいはオートラジオグラフィーを用
いる分析のような試料のバンドが明確に得られる分析方
法においては、試料注入口を隔てる隔壁の幅を、従来の
電気泳動分析用材料における幅よりもさらに狭くするこ
とが可使であることが判明した。

本発明の目的は、電気泳動後における試料のバンドの位
置関係の比較か容易な電気泳動分析用材料を提供するこ
とである。

さらに、本発明の目的は、一枚の電気泳動分離用媒体膜
で、数多くの試料が同時に分析できる電気泳動分析用材
料を提供することてもある。

本発明は、電気泳動分離用媒体膜を支持体とカバーシー
トとの間に設けてなり、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺
部に面して、または一縁辺部の近傍内側に、複数の試料
注入口が互いに隔壁を介して設けられている電気泳動分
析用材料であって、電気泳動の開始線における、上記試
料注入口の幅（ａ）と上記隔壁の幅（ｂ）の比（ｂ／ａ
）が、６分の１以下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］ 本発明の電気泳動分析用材料は、電気泳動の開始線にお
ける、試料注入口の幅（ａ）と隔壁の輻（ｂ）の比（ｂ
／ａ）が、６分の１以下であることを特徴とする。

従来の電気泳動分析用材料においては、複数の試料のバ
ンドか交錯して個々のバンドの判別がつかなくなる恐れ
があるため、電気泳動の開始線における試料注入口の幅
と隔壁の幅の比を、６分の１を越える値としていたもの
と推定される。しかし、本発明者の研究によれば、ＤＮ
Ａ等の鮮明なハンドが得られる試料の分析、あるいはオ
ートラジオグラフィーを用いる分析のような試料のバン
ドが明確に得られる分析方法においては、上記試料注入
口の幅と隔壁の幅の比を６分の１以下としても、複数の
試料のバンドが交錯する恐れはほとんどないことがわか
った。

本発明の電気泳動分析用材料は、電気泳動の開始線にお
ける試料注入口の幅と隔壁の幅の比が、６分の１以下で
あるため、電気泳動後における複数の試料のバンドが充
分に近接する。従って、本発明の電気泳動分析用材料は
、各バンドの比較および同定が容易かつ正確に処理でき
る。

さらに、本発明の電気泳動用分析材料は、非常に近接し
た間隔で複数の試料注入口を設けるものである。従って
、一枚の電気泳動分離用媒体膜に多くの試料注入口を設
けることかできる。このため、本発明の電気泳動分析用
材料は、数多くの試料が同時に分析できるという利点も
ある。

［発明の詳細な記述］ 本発明の電気泳動分析用材料は、電気泳動の開始線にお
ける試料注入口の幅と隔壁の幅の比を６分の１以下とす
るものであるが、試料注入口の輻と隔壁の幅の比は、さ
らに、８分の１以下であることか好ましい。また、電気
泳動の開始線における隔壁の幅は、０．５ｍｍ以下であ
ることが好ましい。

電気泳動分析用材料に隔壁を介して複数の試料注入口を
設ける場合、様々な具体的手段が知られているか、本発
明の電気泳動分析用材料には特に制限はなく、いずれの
手段も採用することができる。

例えば、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺部の近傍内側に
、複数の試料注入口を隔壁を介して設ける方法がある。

具体的には、第一の方法として、電気泳動分離用媒体膜
の一縁辺部をスロットフォーマ−を用いて＜シ覆に成型
するか、あるいは媒体膜の形成後、くし型に切込みを入
れることができる。この場合、上記くし型の切込みを試
料注入口となり、切込みを入れた部分の電気泳動分離用
媒体膜が隔壁を形成する。なお、この方法については、
特開昭５９−１２６２３７号公報に記載がある。

第二の方法として、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺部の
近傍内側に、スロットフォーマ−を用いて溝状部を形成
するか、あるいは媒体膜の形成後、溝状に切込みを入れ
ることもてきる。この場合も、上記溝状の切込みが試料
注入口となり、溝の間の部分の電気泳動分離用媒体膜か
隔壁を形成する。この方法は、前述した青水・水弁ｔＩ
Ａ著「最新電気泳動法」（広用書店、１９７３年発行）
等の文献において一般的な方法として記載されているも
のである。

第三の方法として、予めスリットが設けられているカバ
ーシートを用いて、このスリットを試料注入口として用
いる方法もある。この場合は、上記スリットの間の部分
のカバーシートが隔壁を形成する。この方法については
、米国特許３９３２２２９号明細書に記載がある。

本発明の電気泳動分析用材料には、以上述べたような電
気泳動分離用媒体膜の一縁辺部の近傍内側に複数の試料
注入口を隔壁を介して設ける場合に３いて、電気泳動の
開始線における試料注入口の＠（ａ）と隔壁の幅（ｂ）
の比（ｂ／ａ）を６分の１以下とすることができる。

ただし、第一の方法および第二の方法は、隔壁が電気泳
動分離用媒体膜から形成されるものであるため、点着さ
れた複数の試料が隔壁に浸透して電気泳動後のハンドが
交錯する恐れがある。また、第三の方法は、カバーシー
トのスリットから点着された試料が電気泳動分離用媒体
膜表面に広がり、複数の試料が混じり合う恐れがある。

このため、以上述べたように電気泳動分離用媒体膜の一
縁辺部の近傍内側に試料注入口を設ける場合には、点着
する試料の量を一定量以下に調整するか、あるいは試料
の点着後、直ちに電気泳動処理を実施する必要がある。

これに対して、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺部に面し
て、試料注入口を設ける方法は、以上述べたような問題
点か生じる恐れは少ない。従って、本発明の電気泳動分
析用材料においては、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺部
に面して、複数の試料注入口を隔壁を介して設けること
が特に好ましい。

以下、本発明の電気泳動分析用材料について、電気泳動
分離用媒体膜の一縁辺部に面して試料注入口を設ける場
合を例に、図面を用いてさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の電気泳動分析用材料から支持体フィ
ルム（または、カバーシート）を取り除いた状態を示す
平面模式図である。第１図に示すように、電気泳動分離
用媒体膜２の一縁辺部に面して、複数の試料注入口５が
、隔壁を形成する材料４を介して設けられている。

第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明の電気泳動分析用材
料を第１図のＡ−Ａ’線、およびＢ−Ｂ′線において、
それぞれ切断した状態を示す断面模式図である。第１Ａ
図および第１Ｂ図に示されるように、隔壁を形成する材
料４の一部は、電気泳動分離用媒体膜２の一縁辺部に接
している。

また、試料注入口５は、電気泳動分離用媒体膜２、支持
体３、隔壁４、Ｓよび一部をカバーシートｌに囲まれた
空間として形成されている。

試料注入口５は、第１Ｂ図に示されているように、一部
がカバーシートｌで覆われている構造としてもよいし、
試料注入口の部分のみカバーシートがない構造としても
よい。また、試料注入口の部分のカバーシートを」離し
て開閉できる構造にして、試料注入口の部分全体もカバ
ーシートで覆われている構造としてもよい。

第１Ｃ図は、第１図のＣの枠内の部分を拡大して示す平
面模式図である。第１Ｃ図に示すような電気泳動分離用
媒体膜の一縁辺部に面して試料注入口を設ける態様にお
いては、この電気泳動分離用媒体膜の一縁辺（Ｘ−Ｙ）
が電気泳動の開始線に相当する。第１Ｃ図に示すように
、本発明の電気泳動分析用材料は、電気泳動の開始！１
（Ｘ−Ｙ）における試料注入口５の幅（ａ）と隔壁４の
幅（ｂ）の比（ｂ／ａ）を、６分の１以下とするもので
ある。

第１Ｃ図に示す隔壁を形成する材料４の形状はシャーク
ス・ティース状であるが、電気泳動の開始＆！　（Ｘ−
Ｙ）における試料注入口５の幅（ａ）と隔壁４の＠（ｂ
）の比（ｂ／ａ）が６分の１以下である限り、第２図〜
第４図に示すような、様々な形状に構成することができ
る。なお、第２図〜第４図は第１Ｃ図と同様に、本発明
の電気泳動分析用材料の一部を拡大して示す平面模式図
である。

隔壁を形成する材料４は１点着された試料が隔壁に浸透
する恐れのないものであれば、特に制限はない。隔壁を
形成する材料として、特に好ましく用いられる素材とし
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、増化ビニリデ
ン・塩化ビニルコポリマー）等のプラスチックを挙げる
ことができる。また、ガラス、セラミックス、表面を非
導電性のポリマーでコーティングした金属（例、ステン
レス）のような無機素材も用いることができる。なお、
隔壁を形成する材料４は、試料の注入操作が容易に実施
できるように、不透明な素材を用いるか、着色してもよ
い。

隔壁を形成する材料４は、支持体３および／またはカバ
ーシート１に接着固定されているか、支持体および／ま
たはカバーシートと一体成型されていることが好ましい
、隔壁を形成する材料と支持体および／またはカバーシ
ートを接着する場合には、通常の感圧接着剤、あるいは
熱圧着性接着剤を用いてもよいし、これらを熱熔融させ
て接着してもよい。また、隔壁を形成する材料と支持体
および／またはカバーシートを一体成型する場合には、
モールド成形等の方法により製造することかできる。

隔壁を形成する材料４の厚さは、第１Ａ図に示すように
、電気泳動分離用媒体膜の厚さと、ほぼ同一であること
が好ましい。ただし、実質的には、試料注入口５に点着
された試料が混じり合わない程度の厚さがあればよい。

以下、第１図、第１Ａ図Ｓよび第１Ｂ図を用いて、カバ
ーシート１、電気泳動用媒体膜２、支持体３、およびそ
の他の任意の構成要件にフいて説明する。

カバーシートｌの厚さは、カバーシートを通してオート
ラジオグラフィー用の露光が実施できる範囲で薄い方が
好ましい。具体的には、厚さが約１１００７ｚ以下のも
のが好ましく、約３ｐｍから約７０Ｂｍの範囲のものが
特に好ましい。

支持体３の厚さは、カバーシートと同じてあっても異な
っていてもよい、具体的には、厚さが約５ｐｍから約５
ｍｍの範囲のものが好ましく、約８ｇｍから約３ｍｍの
範囲のものが特に好ましい。支持体はカバーシートより
厚く腰が強いものが好ましい。

また、カバーシートｌおよび支持体３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。カバーシートｌおよび支持体３
に特に好ましく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。カバーシー
ト１および支持体３を構成する素材は、同じでも異なっ
ていてもよい。

電気泳動分離用媒体ＷＪ２については、特に限定する条
件はない。電気泳動分離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。電気泳動分層用媒体膜
の厚さは、分離の目的に応じて選ばれるが、通常は５０
ｐ−ｍから約１０ｍｍの範囲、好ましくは、ゲル膜の場
合には約５０ｐｍから約５　ｍ　ｍの範囲、また多孔質
膜や濾紙の場合には約７０μｍから約１ｍｍの範囲とさ
れる。また、第１図に示されるように、電気泳動分層用
媒体膜の大きさく　１．１　ｘ　ｌ、　４　）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、Ｌ４がＬｏａｍから１００ｃｍの範囲であることが
好ましい。

支持体３とカバーシートｌは、第１図に示すように、左
右の両端でシール（７ａ、７ｂ）されていることが望ま
しい。シールのための幅（Ｌ３）は二枚のシートがとめ
られていればよく、具体的には、２０　ｍ　ｍ以下とす
ることが好ましい。また、後述するスペーサーに支持体
とカバーシートを接着してシールに代えることもできる
。また、電気泳動分離用媒体ｆｉ２の他の二辺はシール
されていてもよいし、開放のままでもよい。

電気泳動分離用媒体膜の両外側には、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
支持体に接着固定されているか、スペーサーと支持体が
一体成覆されていることか好ましい。スペーサーと支持
体を一体成型する場合には、スペーサーと支持体とを一
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＠（Ｌ２）は、５ｍｍから２０
ｍｍの範囲で選ぶことが好ましい。

本発明の電気泳動分析用材料を作成するには。

たとえば、水平に置いた支持体上に、流延、塗布あるい
は接着等の公知の方法により電気泳動分離用媒体膜を形
成した後に、カバー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
。カバーシートおよび支持体のそれぞれ電気泳動分離用
媒体膜と接する面は、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
いてもよい。

また、カバーシートと支持体を、ガラス板などに貼りつ
けておき、これを用いてモールドを作り、その中でゲル
形成液をゲル化させることによっても、電気泳動分析用
材料を作成することができる。

なお、支持体上に電気泳動分離用媒体膜を形成する場合
、試料注入口および隔壁を形成する部分を除き電気泳動
分離用媒体膜を形成するか、あるいは、支持体の全面に
電気泳動分離用媒体膜を形成後、電気泳動分離用媒体膜
のみ直線状に切落すことが好ましい。

本発明の電気泳動分析用材料の作成においては、以上述
べたようなカバーシートと支持体の間に電気泳動分層用
媒体膜を形成する処理操作において、あるいは処理操作
後、前述した隔壁を形成する材料を用いて試料注入口を
形成するればよい。

なお、電気泳動分層用媒体膜中の水分の蒸発を防止する
ために、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
。上記電気泳動分層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分析用材料を保存する
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、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

［実施例１および比較例１］ 水平台の上に厚さ１７５ｇｍのポリエチレンテレフタレ
ート・フィルム（支持体）を広げ、その二方に厚さ０．
２ｍｍの短冊状のポリメチルメタクリレート製のスペー
サーをおき、空間を形成した。この空間に、２％メチレ
ンビスアクリルアミドを含む８％のアクリルアミドのト
リス・ホウ酸・ＥＤＴＡ・２Ｎａ塩緩衝剤溶液（ゲル形
成液）と、開始剤として適当量の過硫酸アンモニウム、
テトラメチルエチレンジアミン、およびリボフラビン・
リン酸エステル・ナトリウム塩を混合して得た混合物を
流し込んだ。

上記のゲル形成液を、ガラス板で押えて余分のゲル形成
液を流出させた。次に、紫外線を照射してゲル形成液を
ゲル化した後、ガラス板のみ取り除いた。

上記ゲル膜の一端を直線状にゲルのみ切断した後、厚さ
６３ｇｍのカバーシートをゲルの上に貼りつけ、ゲル膜
の一端（直線状にゲルのみを切断した部分）に第１図に
示す試料注入口の隔壁を形成する材料（試料注入口の幅
は５　ｍ　ｍ、隔壁の幅は０．４ｍｍ）を挿入して１本
発明に従う電気泳動分析用材料を得た。

３２　ｐで標識したサンガー法によるＤＮＡ試料（Ｍ　
＋　３　ｍ　ｐ　８　）を用いて、電気泳動分離用媒体
膜に溝状に試料注入口を形成した比較用の電気泳動分析
用材料（試料注入口の幅は５ｍｍ、隔壁の幅は１．５ｍ
ｍ）と、本発明に従う電気泳動分析用材料とを用いて電
気泳動分析を行なった後、オートラジオグラフィーを行
なって、各々について電気泳動図を得た。

両者のオートラジオグラフは、同程度の分解能を示した
が、本発明に従う電気泳動分析用材料を用いたオートラ
ジオグラフは、バンドか接近しているため、その上下関
係がわかりやすく、読みとり数が多かった。

［実施例２］ 実施例１と同様にゲル膜を形成した後、試料注入口の隔
壁を形成する材料の両面に熱圧着性の接着剤をつけて、
支持体状に設置した。そして、カバーシートを上側から
貼り合せた後、加熱して接着した。

以上のように作成した電気泳動分析用材料を用いて実施
例１と同様に電気泳動分析を行ない、さらにオートラジ
オグラフィー操作を実施したところ、実施例１と同様に
、ハンドの上下関係がわかりやすいオートラジオグラフ
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平
面模式図である。 第１Ａ図は第１図のＡ−Ａ’線に沿って本発明の電気泳
動分析用材料を切断した場合を示す断面模式図である。 第１Ｂ図は第１図のＢ−Ｂ’線に沿って本発明の電気泳
動分析用材料を切断した場合を示す断面模式図である。 第１Ｃ図は第１図のＣの枠内を拡大して示す平面模式図
である。 第２図、第３図、および第４図は、全て本発明の電気泳
動分析用材料の他の各種の構成例を拡大して示す平面模
式図である。 １：カバーシート ２：電気泳動用媒体膜 ３：支持体 ４：隔壁を形成する材料 ５：試料注入口 ６ａ、６ｂニスペーサ− ７ａ、７ｂ：シール部分 ｘ−ｙ　：電気泳動の開始線 ａ：試料注入口の輻 ｂ＝隔壁の輻 Ｌ　ｌ　二電気泳動用媒体膜の輻 Ｌ　２　ニスペーサ−の幅 Ｌコニシール部分の幅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気泳動分離用媒体膜を支持体とカバーシートとの
   間に設けてなり、電気泳動分離用媒体膜の一縁辺部に面
   して、または一縁辺部の近傍内側に、複数の試料注入口
   が互いに隔壁を介して設けられている電気泳動分析用材
   料であって、電気泳動の開始線における、上記試料注入
   口の幅（ａ）と上記隔壁の幅（ｂ）の比（ｂ／ａ）が、
   ６分の１以下であることを特徴とする電気泳動分析用材
   料。 ２、上記試料注入口の幅と上記隔壁の幅の比が、８分の
   １以下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、上記隔壁の幅が、０．５ｍｍ以下であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の分析用材料。 ４、上記電気泳動分離用媒体膜の一縁辺部に面して、上
   記複数の試料注入口が互いに隔壁を介して設けられてい
   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。 ５、上記試料注入口の形状が、電気泳動の開始線に接す
   る部分を一辺とし、電気泳動方向と反対側に頂点を有す
   る三角形状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。 ６、上記隔壁を構成する材料が、プラスチックであるこ
   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
   。 ７、上記隔壁が、支持体および／またはカバーシートと
   接着固定されているか、支持体および／またはカバーシ
   ートと一体成型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。 ８、上記隔壁の厚さが、上記電気泳動分離用媒体膜の厚
   さと、ほぼ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。 ９、上記分析用材料が、ＤＮＡの塩基配列決定用である
   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。 １０、上記分析用材料が、オートラジオグラフィーを用
   いる分析用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。