JP5950429B2 - 電気泳動方法、及び電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動方法、及び電気泳動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5950429B2 JP5950429B2 JP2011108709A JP2011108709A JP5950429B2 JP 5950429 B2 JP5950429 B2 JP 5950429B2 JP 2011108709 A JP2011108709 A JP 2011108709A JP 2011108709 A JP2011108709 A JP 2011108709A JP 5950429 B2 JP5950429 B2 JP 5950429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- voltage
- electrodes
- electrode pair
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
電気泳動の手法としては、非特許文献1記載の手法が知られていた。また、近年では、特許文献1記載の手法や非特許文献2記載の手法が知られている。これらの先行技術文献記載の手法では、基本的な構成、つまり、冷却ユニットの上に電気泳動槽を載せ、その中にサンプル分離用の導電媒体を入れ、その導電媒体へ電圧を印加するための陽電極および陰電極を入れる構成が用いられている。
以上に例示したように、従来技術では、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できない場合があるという欠点があった。
図1は、本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。この図は、ゲル状の誘電媒体6に電極が挿入されていることを表す。
符号1Aを付した図1Aは、陰電極45aと陽電極45bへ電圧が印加(初期印加とも称する)され、誘電媒体6内の荷電性物質が電極近傍6a、6bに移動したことを示す。なお、一部の荷電性物質は、電極近傍で電子の受け渡されて塩として堆積している。
図1Bには、電極への電圧印加によって生ずる電界を表す電気力線が示されている。この電気力線は、荷電性物質が位置している電極近傍6a、6bでは電界がない、又は、電極45a’、45b’の間の位置の電界と比較して非常に小さい強度の電界であることを示す。
つまり、初期印加によって荷電性物質を電極近傍6a、6bに移動させ、この電極近傍6a、6bに電界が生じないような位置又は電界が小さくなるような位置に、陰電極45a’と陽電極45b’を位置させてから再印加される。再印加されることで、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る電気泳動装置1を示す斜視図である。図3は、本実施形態に係る電気泳動装置1の断面図である。図3は、図2のA−A’断面の断面図である。電気泳動装置1では、電極部4における陰電極45a’及び陽電極45b’が、(a)初期印加のときの陰電極45a及び陽電極45bの位置(初期印加位置とも称する)よりも、(b)陰電極45a及び陽電極45bを結ぶ直線状に沿って誘電媒体6の中心方向に近づく位置へ変更され、再印加が行われる(図4、図5参照)。
ステージ11は、段差を有するように形成されており、X軸の小さい方がへこんでいる。ステージ11は、例えば、アクリル製である。ステージ11には、電極部4や誘電媒体6及び支持板7を保管する保管場所が設けられている(図示せず)。
カセット2には、複数の槽3が設けられている。カセット2は、例えば、ガラス製である。槽3は、それぞれ、電極反応槽、各種試薬槽、洗浄槽として用いられる。カセット2の電極反応槽3付近には、電極接続部5a、5bが設けられている。電極接続部5aは導線を介して電源の陰電極に接続され、電極接続部5bは導線を介して電源の陽電極に接続されている。
誘電媒体6は、ゲル状の固体物質であり、例えばアクリルアミド、多糖のアガロースなどを用いて作製されている。誘電媒体6は、例えば、等電点電気泳動で用いられる媒体である。
支持板7は、例えば、アクリル板である。
保持部8には、X方向に移動可能な保持爪81が設けられている。保持部8には、Z軸方向に移動可能な押込部81a、81bが設けられている。
駆動部9には、駆動アームが設けられている。
ステージ2の電極反応槽3には、電極部4が取り付けられている。ここで、電極部4に設けられた導電部41a、41bが、電極接続部5a、5bに挿入されている。これにより、電極部4が電極接続部5を介して電源と接続されて陰電極及び陽電極へ電圧が印加され、陰電極及び陽電極が誘電媒体6を介して電気的に接続されることとなる。
電極反応槽3には、誘電媒体6が置かれている。誘電媒体6は、アクリル板などからなる支持板7に固定されている。
駆動部9は、保持部8の押込部81a、81bを可動させることにより、陰電極45a及び陽電極45bをZ軸方向に移動させる。なお、駆動部9は、駆動装置A1に接続され、駆動装置A1からの命令に従って動作する。
図4Aでは、カセット2の電極反応槽3には、電極部4がカセット2に取り付けられている。この図では、誘電媒体6が固定されている支持板7は、保持部8で保持されており、電極部4の真上に位置している。その後、駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の負方向へ移動させ、図4Bの示す状態となる。
図4Bは、陰電極45a及び陽電極45bが誘電媒体6に挿入されたことを示す。
なお、初期印加位置は、安定な通電が可能な範囲で出来る限り導電媒体6の末端となる位置としている。ここで、安定な通電が可能な範囲で出来る限り導電媒体6の末端となる位置とは、例えば、電極が導電媒体に確実に挿入され得る位置、つまり、電極先端が導電媒体6に覆われ外気にさらされない位置である。これにより、導電媒体6末端の断面は均一性に欠く場合でも、安定な通電が可能となる。また、再印加のために電極をZ軸方向へ移動させる距離(初期印加位置での電極間の距離と再印加位置での電極間の距離の差)を最大にでき、再印加のときに、荷電性物質や塩の影響を最小にできる。
図6Aと図6Bを比較すると、電極支持部44aと44bよりも、電極支持部44a’と44b’の方が、電極の中心方向へ押し込まれている。
これに対して、本実施形態における電気泳動装置1では、電極を移動させることによって、塩および塩化せずに残っている一部の荷電性物質を初期印加位置に留める。つまり、荷電性物質は電位勾配がかかる電極間の外側に隔離されているため、電位は電極位置における電位とほぼ等電位になる。これにより、電極方向への電気的な力が荷電性物質に作用し難いため、隔離された塩および荷電性物質が再度、電極に付着し難い状態で、電気泳動を行うことができる。よって、その状態でより分子量が大きく移動度の小さい複数成分サンプル(たとえばタンパク質などの荷電性高分子)を、十分な電流を確保しつつ分離展開できる。例えば、電気泳動装置1では、電極近傍での電圧印加の不安定性を抑制することができ、電極近傍まで高い分離能を確保できる。
これにより、電気泳動装置1では、電極付近に集まってくる移動度の異なる荷電性物質とその塩を逐一隔離することができ、より安定した電気泳動を行うことができる。そのため、電気泳動装置1では、電気泳動時に、塩および荷電性物質が電極周りを覆う時間を最小限に減らすことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現できる。
図7は、本実施形態の変形例1に係る電気泳動装置1の断面図である。この図は、図2のA−A’断面の位置の断面図であり、カセット2、電極部4、導電媒体6、及び支持板7を示したものである。図7と図4を比較すると、図7では、電極部4には、誘電媒体6のZ軸方向の長さより大きい間隔で、陰電極45a’’及び陽電極45b’’が設けられる。
符号7Aを付した図7Aでは、誘電媒体6がカセット2の電極反応槽3に置かれている。電極部4は、保持部8(図示せず)で保持されており、誘電媒体6の真上に位置している。駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の負方向へ移動させることにより、符号7Bを付した図7Bの示す状態となる。
図7Cは、初期印加時の断面図である。初期印加後、駆動部9が保持部8の押込部81aをZ軸の負方向、押込部81bをZ軸の正方向に移動させて、可動部42a’、42b’を押す。これにより、陰電極45a及び陽電極45bが誘電媒体6に挿入され、符号7Dを付した図7Dの示す状態となる。
その後、駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の正方向へ移動させることにより、符号7Aを付した図7Aの示す状態となる。なお、本発明はこれに限らず、図7Bの示す状態で、保持部8が支持板7を保持し、駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の正方向へ移動させることにより、導電媒体6を電極反応槽3から取り出してもよい。
図8は、本実施形態の変形例2に係る電気泳動装置1の断面図である。この図は、図2のA−A’断面の位置の断面図であり、カセット2、電極部4、導電媒体6、及び支持板7を示したものである。図8と図4を比較すると、図8では、導電媒体6は、Z軸方向の長さが導電媒体6より短い支持板7に固定されている。なお、導電媒体6と支持板7のZ軸方向の長さの差は、初期印加時の電極の位置と再印加時の電極の位置との差の合計より、大きな値となっている。
符号8Aを付した図8Aでは、誘電媒体6がカセット2の電極反応槽3に置かれている。電極部4は、保持部8(図示せず)で保持されており、誘電媒体6の真上に位置している。駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の負方向へ移動させることにより、符号8Bを付した図8Bの示す状態となる。
図8Cは、再印加時の断面図である。その後、駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の正方向へ移動させることにより、符号8Dを付した図8Dの示す状態となる。
本実施形態において、初期印加時については電極部4を用い、再印加については、電極部4よりも電極間の距離が短い電極が設けられた電極部4’を用いてもよい。つまり、1つの電極部に電極をスライドさせる構成に代えて、電極間の距離が異なる2つの電極部が差し替えられる構成でもよい。
符号9Aを付した図9Aでは、誘電媒体6がカセット2の電極反応槽3に置かれている。この図では、電極部4がカセット2に取り付けられ、陰電極45a及び陽電極45bが誘電媒体6に挿入されている。なお、陰電極45a及び陽電極45bは、電極部4に固定され、移動できなくてもよい。この図は、初期印加時の断面図である。駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の正方向へ移動させることにより、符号9Bを付した図9Bの示す状態となる。
符号9Bを付した図9Bでは、陰電極45a及び陽電極45bが誘電媒体6から引き抜かれたことを示す。その後、駆動部9の駆動アームをX軸方向へ移動し、電極収納箇所(図示せず)へ運び、電極部4を収納する。保持部8が電極収納箇所の別の電極部4’を保持し、駆動部9の駆動アームが移動する。
図9Dは、電極部4’がカセット2に取り付けられたときの断面図である。この図は、再印加時の断面図である。すなわち、電極部4’における陰電極45a’及び陽電極45b’が、初期印加のときの電極部4の陰電極45a及び陽電極45bの位置よりも、陰電極45a及び陽電極45bを結ぶ直線状に沿って誘電媒体6の中心方向に近づく位置へ変更され、再印加が行われる。
なお、電気泳動装置1では、陰電極45aと陽電極45bが独立して設けられてもよく、この場合、それらが独立に移動されて誘電媒体6に挿入してもよい。また、この場合、陰電極45aと陽電極45bが、独立に移動されて、初期印加位置から再印加位置へ移動されてもよい。
符号10Aを付した図10Aでは、誘電媒体6がカセット2の電極反応槽3に置かれ、電極部4がカセット2に取り付けられている。この図は、初期印加時の断面図であり、陰電極45a及び陽電極45bが誘電媒体6に挿入されている。初期印加の後、電極部4lが移動されて、符号10Bを付した図10Bの示す状態となる。
図10Cでは、陽電極45b’が、図10Aの陽電極45bと比較して、陰電極45a及び陽電極45bを結ぶ直線状に沿って誘電媒体6の中心方向に近づく位置にある。この図は、再印加時の断面図である。再印加の後、支持板7がY軸正方向に移動される。これにより、誘電媒体6が陰電極45a’及び陽電極45b’から引き抜かれ、図10Dの示す状態となる。
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電極部4aには4つの電極(2つの電極対)が設けられている。本実施形態に係る電気泳動装置1aと、第1の実施形態に係る電気泳動装置1とを比較すると、電極部4aが異なる。その他の構成は、電気泳動装置1と同じであるので説明は省略する。
図11は本発明の第2の実施形態に係る電極部4aの正面図であり、図12は、本実施形態に係る電極部4aの右側面図である。図13は、本実施形態に係る電極部4a、導電媒体6、及び支持板7の斜視図である。
なお、符号6を付した2点鎖線は、電極が挿入された場合の誘電媒体6を表す。符合2を付した2点鎖線は、電極部4aが取り付けられた場合のカセット2を表す。
初期印加時、導電部411bと接触する電極接続部5の部分から電圧が印加されるが、導電部411b’と接触する電極接続部5の部分から電圧は印加されない。再印加時、導電部411b’と接触する電極接続部5の部分から電圧が印加されるが、導電部411bと接触する電極接続部5の部分から電圧は印加されない。つまり、本実施形態に係る電気泳動装置1aは、陰電極45aと陽電極45bに初期印加する。初期印加の後、電気泳動装置1aは、陰電極45a’と陽電極45b’に再印加する。
ここで、導電媒体6へ接続した電極対の一番外側に位置する電極対から電圧印加し、荷電性物質が印加している電極に集まった時点(例えば、電極間の電流が小さくなったとき等)で印加を停止し、続いて、直前の印加電極位置より、より内側の電極対で印加を開始する。これを繰り返すことで、移動度の異なる荷電性物質を逐一隔離することができ、より安定した電気泳動を行うことができる。これによって、泳動時に、塩および荷電性物質が電極周りを覆う時間を最小限に減らすことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現できる。
符号14Aを付した図14Aは、図1Aと同じ図である。
符号14Bを付した図14Bは、初期印加によって電極近傍6a、6bに集まった塩や各種荷電性物質が除去されたことを示す。この状態で再印加されることで、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電極部4bの陰電極45a及び陽電極45bには、吸着体が装着されている。以下、本実施形態に係る電気泳動装置1bと、第1の実施形態に係る電気泳動装置1とを比較すると、電極部4bが異なる。その他の構成は、電気泳動装置1と同じであるので説明は省略する。
図15は本発明の第3の実施形態に係る電極部4bの断面図であり、図16は、本実施形態に係る電極部4b、導電媒体6、及び支持板7の斜視図である。符号15Aを付した図15Aは初期印加時の断面図であり、符号15Bを付した図15Bは再印加時の断面図である。
図15Aでは、吸着体46a、46bは、導電媒体6の端に接合されている。
図15Bでは、陰電極45a’及び陽電極45b’には、吸着体46a、46bが装着されていない。
符号17Aを付した図17Aは、初期印加時の断面図である。この図では、誘電媒体6がカセット2の電極反応槽3に置かれ、電極部4がカセット2に取り付けられている。ここで、吸着体46a、46bは、導電媒体6の端に接合されている。この状態で、初期印加されると、塩や各種荷電性物質が吸着体46a、46bに付着する。ここで、電気泳動装置1bでは、電圧印加を停止して、移動を行ってもよいし、電圧印加しながら移動を行ってもよい。
初期印加後、駆動部9の駆動アームが保持部8をY軸の正方向へ移動させることにより、符号17Bを付した図17Bの示す状態となる。
図17Dは、再印加時の断面図である。
つまり、電気泳動装置1bでは、塩および荷電性物質が印加中の電極45a、45b及びその周り、つまり吸着体46a、46bに集まるので、電圧印加を停止した後に電極45a、45bから吸着体46a、46bを取り外すことで、吸着体46a、46b内に隔離された塩および荷電性物質が分離用導電媒体6から除去される。その後、電気泳動装置1bは、電極45a、45bを分離用導電媒体6の中心方向に近い位置へ移動させていき、分離用導電媒体6に直接接続することで再印加を行う。また、電気泳動装置1bでは、吸着体46a、46bを装着することにより、陰電極及び陽電極の移動による導電媒体6の分析領域のわずかな減少も回避することにも貢献する。
この構成を用いれば、初期印加位置(吸着体内)に隔離された塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を吸着体46a、46bと共に除去することができ、その後の再印加位置への影響を完全に排除でき得る。
以下、図面を参照しながら本発明の第4の実施形態について詳しく説明する。本実施形態に係る電気泳動装置1cには、誘電媒体6を切断する切断具が設けられている。
図18は本発明の第4の実施形態に係るカセット2a、2a’及び電極部4c、4c’電極部の動作の一例を説明する断面図であり、図19は本実施形態に係る電極部4cの斜視図である。符号18Aを付した図18A及び符号19Aを付した図19Aは、初期印加時の図である。符号18Bを付した図18B及び符号19Bを付した図19Bは、再印加時の図である。
図18Aでは、切断具21a、21bが、カセット2a内に収納されている。切断具21a、21bは、板状の刃である(図19参照)。初期印加後、陰電極45a及び陽電極45bが、Z軸に沿っての電極間距離を互いに縮めるように移動されることで、陰電極45a’及び陽電極45b’の再印加位置に移動される。
その後、切断具21a、21bがY軸の正方向に移動され、切断具21a’、21b’の位置に移動される。これにより、導電媒体6の一部分が切断される。導電媒体6において、切断面から外側を除去部分という)。除去部分には、荷電性物質や塩が含まれている。除去部分を除去後、図18Bの示す状態となる。
図18Bでは、導電媒体6の除去部分が点線で示されている。この除去部分は除去されている。この状態で、再印加が行われる。なお、電気泳動装置1cでは、切断具21a’、21b’がカセット2a内に収納され、切断具21a、21bの位置にしてから、再印加されてもよい。
符号20Aを付した図20Aは、初期印加時の断面図である。この図では、図18Aと同じ状態のときの図である。初期印加後、陰電極45a及び陽電極45bが移動され、符号20Bを付した図20Bの示す状態となる。
図20Bの示す状態で、切断具21a、21bが移動され、符号20Cを付した図20Cの示す状態となる。この図では、導電媒体6のY方向下方またはX方向から一直線にXY平面に沿って、導電媒体6が切断されている。
図20Cの示す状態で、除去部分が除去され、符号20Dを付した図20Dの示す状態となる。
なお、本実施形態において、切断具21a、21bは、上方向(Y軸正方向)へ移動する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、切断具21a、21bが、電極部4c又は支持板7に設けられ、下方向(Y軸負方向)へ移動することで、導電媒体6を切断してもよい。
また、例えば、電気泳動装置1cは、イオン選択透過膜を挿入してもよい。例えば、電気泳動装置1cは、陰電極側(切断具21a’に相当)では、プラスの電荷交換基が固定されて、陽イオンの通過を妨げ陰イオンのみを透過させるアニオン膜を挿入する。逆に、陽電極側(切断具21b’に相当)では、電気泳動装置1cは、マイナスの電荷交換基が固定されて、陰イオンは反発し通過できず陽イオンのみを通過させるカチオン膜を挿入する。
以下、図面を参照しながら、上記各実施形態に係る駆動装置A1について説明をする。駆動装置A1は、プログラムに基づいて、駆動部9を制御する。本実施形態では、電気泳動装置1、1a、1b、1cを電気泳動装置1とも称する。また、電極部4、4a、4b、4cを電極部4とも称し、電極部4’、4a’、4b’、4c’を電極部4’とも称する。
報知部111は、駆動装置A1からの制御に基づいて、音や画像を出力する出力部である。例えば、報知部111は、スピーカである。
保湿手段114は、駆動装置A1からの制御に基づいて、導電媒体6の近傍を保湿する。
電流センサ116、陰電極と陽電極との間の電流を測定し、測定した電流を示す電流情報を駆動装置A1へ出力する。
スイッチ117 は、陰電極及び陽電極と電源とに接続されている。スイッチ117がオンになることで、陰電極と陽電極へ電圧が印加される。また、スイッチ117がオフになることで、陰電極と陽電極への電圧の印加が停止される。
なお、保持部移動制御部A11は、位置センサ110から入力された位置情報に基づいて、駆動部9及び保持部8の位置や移動のずれを修正してもよい。例えば、駆動アーム9に設けられた圧力センサや光センサ(位置センサ)が、駆動部9の駆動アームの底部から圧力、及び駆動アームのからY方向底面へのびる光の屈折率の変化を検出し、保持部移動制御部A11へ出力する。保持部移動制御部A11は、入力された情報に基づいて、フィードバック制御し、実験ごとに生じうる基準位置からのずれに正確に適合させてもよい。つまり、保持部移動制御部A11は、ずれが影響する工程に関する固定駆動座標位置を、標準値からずれの情報に基づいて自動補正する。なお、保持部移動制御部A11は、ユーザから入力された座標変異量に基づいて位置を補正してもよい。
初期印加部A13は、保持部移動制御部A11から初期印加可能信号を入力されると、スイッチ117をONにすることで、初期印加を開始する。初期印加部A13は、電圧電流情報取得部A12から入力された電圧情報又は電流情報のいずれか一方或いは両方に基づいて、スイッチ117をOFFにする。つまり、初期印加部A13は、電圧情報又は電流情報に基づいて、初期印加を停止する。初期印加部A13は、初期印加を停止した後、初期印加が終了したことを示す初期印加終了信号を、電極移動制御部A14へ出力する。
電極移動制御部A14は、位置センサ110から入力された情報が示す陰電極及び陽電極の位置が、再印加位置であると判定すると、切断具制御部A15へ切断命令を出力する。切断具制御部A15は、電極移動制御部A14から入力された切断命令に従って、切断具21a、21bを移動させることで、導電媒体6を切断させる。
報知から予め定めた時間の経過後、又は、除去部分の除去や吸着体46a、46bの取り外しが完了したことを示す情報がユーザから入力された後、電極移動制御部A14は、再印加可能信号を再印加部A16へ出力する。
再印加部A16は、予め定められた時間の経過後、スイッチ117をOFFにすることで、再印加を停止する。なお、再印加部A16は、電圧電流情報取得部A12から入力された電圧情報又は電流情報のいずれか一方或いは両方に基づいて、スイッチ117をOFFにしてもよい。
湿度制御部A18は、湿度センサ113から入力された温度情報に基づいて、湿度が予め定められた湿度になるように、保湿手段114を制御する。
図23は、上記各実施形態に係る印加制御の一例を説明するための概略図である。この図は、第2の実施形態に係る印加制御の一例を示す。符号23Aを付した図23Aは、陰電極と陽電極との間の電圧を示す。この図において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。
図23Aは、初期印加部A13が、「00:00−00:05」分の期間において、初期印加部A13が、「200V」の一定電圧を印加していることを示す。初期印加部A13が、「00:05−00:10」分の期間にかけて、電圧を緩やかに「1000V」まで上げたことを示す。この図は、「00:10−00:15」分の期間において、初期印加部A13が、「1000V」の一定電圧を印加していることを示す。これらの「00:00−00:15」分の期間の電圧印加が初期印加である。
図23Aは、再印加部A16が、「00:15−00:25」分の期間にかけて電圧を「6000V」まで上げ、「00:25」分以降に「6000V」の一定電圧を印加することを示す。
図23Bは、「00:00−00:05」分の期間にかけて、荷電性の物質が、帯電している電荷と異符号の電極へ向かって導電媒体6内を移動し、電流が流れていることを示す。ここで、移動が大きい物質は、比較的分子の総電荷が大きい小物質(荷電性またはイオン性物質という)のうち、質量の極小さい小物質である。この図は、「00:05−00:10」分の期間にかけて、荷電性物質が移動し、電流が大きくなることを示す。この図は、「00:10−00:15」分の期間において、電極近傍に荷電性物質や塩が集まることで電極周りの抵抗が上昇し、また、電極へ流れる荷電性の小物質の総数も減少していくので、電流値が減少に転じることを示す。
なお、「00:25」以降において、サンプルがpH勾配を形成したゲル状の導電媒体6上で固有の等電点に落ち着く割合が増えるに従って電流が減少し、電流の減少時の傾きが0に近くなった状態で各タンパク質の分離が完了したことを表す。
しかし、本発明はこれに限らず、初期印加部A13は電流の時間に対する傾きの変化が正から負に変わった場合(図23Bでは例えば、00:125付近)に、初期印加を停止し、再印加部A16は再印加を開始してもよい。つまり、初期印加部A13は電流の時間に対する傾きの変化に基づいて初期印加を停止し、再印加部A16は電流の時間に対する傾きの変化に基づいて再印加を開始してもよい。また、再印加部A16は、再印加後に極小値を検出した場合に、再印加を停止してもよい。
なお、上記の第1、3、4の実施形態では、駆動装置A1は、「00:15」分の後に初期印加を停止し、電極を移動した後又は吸着体46a、46b或いは除去部分を除去した後、再印加を開始する。
(ステップS101)電気泳動装置1は、電極部4及び誘電媒体6を設置する。その後、ステップS102へ進む。
(ステップS102)電気泳動装置1は、初期印加を行う。その後、ステップS103へ進む。
(ステップS104)電気泳動装置1は、陰電極及び陽電極の位置を変更する。その後、ステップS105へ進む。ここで、第1の実施形態に係る電気泳動装置1は、初期印加を停止してから陰電極及び陽電極を移動させるので、電極に付着した荷電性物質や塩が付着したまま電極を移動させてしまうことを防止できる。
(ステップS106)再印加の停止後、誘電媒体6が電極反応槽3から取り出される。その誘電媒体6内で分離されたサンプルの位置に基づいて、分析が行われる。
電気泳動装置1は、初期印加位置から再印加位置へ移動する際には、初期印加位置に集まって塩化した塩および一部塩化せずに電荷を帯びたまま滞在している荷電性物質を、可能な限り初期印加位置に隔離するため、移動時直前に電圧印加を停止する。これにより、電気泳動装置1では、塩のみならず一部塩化せずに残っている荷電性物質が移動する電極に電気的に引き寄せられることなく、初期印加位置に留まり、隔離した状態を維持できる。
上記構成によれば、初期印加位置に隔離された一部塩化せずに残った荷電性物質が再印加位置とは逆方向への力を確実に受け、再印加位置間でのサンプル分離へ及ぼす影響をより確実に取り除くことができる。
また、上記第2の実施形態において、再印加時に、初期印加位置にある電極(陰電極45a及び陽電極45b’)を、上述した「再印加位置間に与える電位差よりも絶対的により大きい電位差を与え続ける電極」として利用しても良い。
図25は、各実施形態に係る陰電極及び陽電極の別の一例を示す概略図である。この図において、陰電極及び陽電極は、平板状である。図25と図1Bとを比較すると、図25の方が、電極近傍6a、6bの電界が少なくなっている。
また、上記各実施形態において、カセット2の形状は図2のものに限られない。なお、電極反応槽や各種試薬槽、洗浄槽の槽3を単一の絶縁体に形成してもよい。例えば、カセット2は、アクリルや、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック、ガラス等の絶縁体が形成されたものである。
なお、槽3には、電極反応槽の他に乾燥ゲルを膨潤させる膨潤液槽や、サンプル溶液を入れるサンプル槽、蛍光色素などを格納した染色槽、過剰な蛍光色素を除いたり、電極を洗浄するための洗浄槽、平衡化を行う平衡化槽などがある。
また、槽3は、カバー等を用いて閉鎖空間としてもよい。これにより、電気泳動装置1では、温度、湿度共に外部環境に左右されない恒温恒湿状態を維持できる。
また、上記各実施形態において、誘電媒体6は、粘性を持つ物質であってもよいし、液体であってもよい。例えば、導電媒体6は、熱対流が起こりにくい媒体(環境下)であってもよく、キャピラリーのような極めて微小管で電気泳動を行ってもよい。
また、上記各実施形態において、再印加を行う陽電極および陰電極は、初期印加で用いた電極を交換したものでも、そのままのものであってもよい。
上記第1の実施形態に係る電気泳動装置1を、以下のように作製した。
まず、カセット2を幅70mm×長さ40mm×厚7mmの寸法でガラスから形成し、その内部には、電極反応槽3とし幅62mm×長5mm×深さ6.85mmの溝およびサンプルや各実験工程に用いる試薬および洗浄のための試薬槽3を形成した。
電極反応槽3には、白金線からなる陰電極45a及び陽電極45bが一体となった電極部4が、電源と接続するための差込口(電極接続部5a、5b)がZ方向側壁に設けられている。また、電極反応槽3には、アクリルからなる支持板7に接着した導電媒体6を固定するための溝(サイズ)が底面に彫られている。なお、電極部4には、Y方向から支持板に固定された導電媒体6を直接底面の溝へセットできるスリットを形成した。このスリットにより電極反応槽底面の溝だけでなく、上方でも支持板を支えることができる。また、電極部4の陰電極45a及び陽電極45bの先は、導電媒体6に挿入されるようL字型に屈曲されている。また、陰電極45a及び陽電極45bは、電極部4本体に対して陰電極45a及び陽電極45bが本体内でZ軸方向に移動(スライド)できる構造をとった。
導電媒体6に電圧を印加するための電圧印加手段として、パソコン制御可能なモジュールタイプの高電圧ユニットを使用した。電圧印加手段の制御を、駆動手段の制御と連動して行った。
上記構成において、試薬槽3に、導電媒体膨潤液(電気泳動用緩衝液)、サンプルとして前処理したマウス肝臓サンプル、染色工程に必要な染色液、過剰な染色液及び使用後の電極を洗浄するための洗浄液を充填した。
なお、200V定電圧5分、200〜1000Vへの単調増加直線傾斜電圧5分、1000V定電圧、1000〜6000V単調増加直線傾斜電圧10分、6000V定電圧の5段階で電圧印加を行った。1000V定電圧および6000V定電圧の終点時間は1μA/1分以下の変動率に収束した時点とした。
また、上述した実施形態における電気泳動装置の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。電気泳動装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
Claims (16)
- ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対に電圧が印加された後、前記電極対を、前記電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動し、
前記移動した電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法。 - 前記電極対は、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする請求項1に記載の電気泳動方法。
- 前記電極対は、電圧が印加された後に逆電圧が印加され、その後、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする請求項2に記載の電気泳動方法。
- 電極対に電圧が再印加された後、前記電極対を、前記電圧が再印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動し、当該移動した電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
- 電圧が印加されている電極対が前記誘電媒体から引き抜かれることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
- ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の第1の電極対に電圧が印加された後、
前記第1の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられている第2の電極対であって、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の第2の電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法。 - 再印加を行う場合に、前記第2の電極対の電極間の電位差よりも大きい電位差を、第1の電極対の電極間に与えることを特徴とする請求項6に記載の電気泳動方法。
- 前記第2の電極対に電圧が印加された後、
前記第2の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられている第3の電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の電気泳動方法。 - 電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
- 前記電極対に装着された吸着体を取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項9に記載の電気泳動方法。
- 前記誘電媒体が切断されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項9に記載の電気泳動方法。
- 前記誘電媒体に障壁が挿入されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項9に記載の電気泳動方法。
- 前記誘電媒体は、等電点電気泳動で用いられる媒体であることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
- ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対に電圧が印加された後、前記電極対を、前記電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対へ移動させる駆動部と、
前記移動された電極対に、電圧を再印加する再印加部と、
を備えることを特徴とする電気泳動装置。 - ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の第1の電極対に電圧が印加された後、
前記第1の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられ、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の第2の電極対に、電圧を再印加する再印加部を備えることを特徴とする電気泳動装置。 - 前記再印加部は、前記誘電媒体を流れる電流量に基づいて、前記電圧の再印加を開始することを特徴とする請求項14又は請求項15に記載の電気泳動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011108709A JP5950429B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 電気泳動方法、及び電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011108709A JP5950429B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 電気泳動方法、及び電気泳動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012242084A JP2012242084A (ja) | 2012-12-10 |
JP5950429B2 true JP5950429B2 (ja) | 2016-07-13 |
Family
ID=47463977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011108709A Expired - Fee Related JP5950429B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 電気泳動方法、及び電気泳動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5950429B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015156286A1 (ja) * | 2014-04-08 | 2015-10-15 | シャープ株式会社 | 等電点電気泳動器具および等電点電気泳動方法 |
WO2019032385A1 (en) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | Helena Laboratories Corporation | ELECTROPHORESIS APPARATUS WITH PLANAR ELECTRODE CONTACT SURFACES |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60250243A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-10 | Shimadzu Corp | 等速電気泳動装置 |
JPS6163153U (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | ||
US4740283A (en) * | 1986-02-27 | 1988-04-26 | University Patents, Inc. | Pulsed-field gradient gel electrophoretic apparatus |
SU1670563A1 (ru) * | 1987-06-19 | 1991-08-15 | Институт молекулярной биологии АН СССР | Аппарат дл разделени высокомолекул рных ДНК с помощью пульс-электрофореза |
EP0376611A3 (en) * | 1988-12-30 | 1992-07-22 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Electrophoretic system |
JPH054003U (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-22 | 横河電機株式会社 | 電気泳動装置 |
JP3486981B2 (ja) * | 1994-09-29 | 2004-01-13 | 孝雄 津田 | 液体試料の濃縮方法及び液体試料の濃縮装置 |
SE0203773D0 (sv) * | 2002-12-19 | 2002-12-19 | Capture Device Ab | Method and device for capturing charged molecules traveling in a flow stream |
WO2006063625A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Agilent Technologies, Inc. | Fractionation using electro elution |
WO2006093343A1 (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-08 | Kabushikikaisya Advance | 電気泳動用バリアー物質及びバリアー構造体ならびに電気泳動装置 |
US20070014699A1 (en) * | 2005-06-23 | 2007-01-18 | Beckman Coulter, Inc, | Methods and apparatus for improving the sensitivity of capillary zone electrophoresis |
EP2559666B1 (en) * | 2007-08-27 | 2014-07-23 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | pH gradients controlled by electrolysis, and their use in isoelectric focusing |
JP2009063454A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Sharp Corp | 電気泳動転写装置 |
JP2009274041A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Omron Corp | サンプル濃縮装置及びサンプル濃縮方法 |
JP5047928B2 (ja) * | 2008-11-11 | 2012-10-10 | シャープ株式会社 | 電気泳動装置およびその構成器具 |
JP5053235B2 (ja) * | 2008-11-11 | 2012-10-17 | シャープ株式会社 | 電気泳動兼転写装置およびその構成器具ならびに電気泳動および転写方法 |
-
2011
- 2011-05-13 JP JP2011108709A patent/JP5950429B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012242084A (ja) | 2012-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4754759B2 (ja) | 化合物の電気泳動分離 | |
JP4813244B2 (ja) | サンプル分離吸着器具 | |
US7390389B2 (en) | Apparatus and method for separating an analyte | |
JP4053592B2 (ja) | 電気泳動のための装置及び方法 | |
Goldman et al. | Electroblotting from polyacrylamide gels | |
EP1740284A2 (en) | Separations platform based upon electroosmosis-driven planar chromatography | |
JP2011080842A (ja) | サンプル分離吸着器具 | |
US20130008795A1 (en) | Electrophoresis apparatus | |
JP5950429B2 (ja) | 電気泳動方法、及び電気泳動装置 | |
US9194860B2 (en) | Integrated nanopore and paul trap mechanism for DNA capture and motion control | |
JP2009063454A (ja) | 電気泳動転写装置 | |
JP5284292B2 (ja) | サンプル分離吸着器具 | |
Ramsay et al. | Capillary isoelectric focusing with pH 9.7 cathode for the analysis of gastric biopsies | |
JP2011085535A (ja) | サンプル分離吸着器具 | |
JP2006162405A (ja) | 二次元電気泳動方法 | |
JP4113945B2 (ja) | キャピラリ電磁泳動吸脱着クロマトグラフィおよびその装置 | |
JP2005055320A (ja) | 電気泳動チップ | |
Janini et al. | BUFFER SYSTEMS | |
JP4590615B2 (ja) | 二次元電気泳動方法 | |
WO2016190321A1 (ja) | 電気泳動ゲル、電気泳動キット、電気泳動装置および電気泳動方法 | |
KR101996722B1 (ko) | 다채널 박막전극을 이용한 전기적 생체분자 이동방법 | |
US20100059442A1 (en) | Method and system for separating analytes | |
CN106233130B (zh) | 生物体分子分析装置 | |
RU2326737C2 (ru) | Способ фокусировки частиц (варианты) | |
JP5502150B2 (ja) | サンプル導入方法、サンプル分離方法および電気泳動用器具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140319 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150113 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150311 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20150513 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150908 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160510 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160606 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5950429 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |