JP4424938B2 - 電気泳動用のマイクロゲルカセット - Google Patents

Description

本発明は電気泳動用のマイクロゲルカセット、詳しくは電気泳動による測定に適したごく小型のマイクロゲルを容易に作製することのできるマイクロゲルカセットに関するものである。

従来の電気泳動用のゲルは特開２００１−１６５９０３の図９およびその説明に記載されているように、小さくとも７〜８ｃｍ角の大きさがあり、その作製には多くの工程と時間を要し、また大量のゲル材料と多量の試料を必要にして、しかも泳動時間も長く要するなどの欠点があった。

本願出願人は前記の特開２００１−１６５９０３にてそれらの欠点を解消する提案として電気泳動用の超小型支持体プレート、すなわちマイクロゲルを作製してゲル材料，試験試料の使用量を軽減し、さらに泳動時間を著しく短縮することのできる発明を開示したが、マイクロゲルは手作業による熟練を要して能率的に作製することが難しいため、マイクロゲルによる電気泳動の普及を妨げているという点に問題があった。
特開２００１−１６５９０３公報

本発明が解決しようとする課題は、熟練を要せずして誰もが容易，迅速，正確且つ無駄なく電気泳動用のマイクロゲルを作製し得るようにする点にある。

本発明は接合する２枚の矩形形状をした無色透明のマイクロプレートの一方の内面に両側の土手面に挟まれた薄平なゲル溶液の収容部を設け、該収容部の上端部に収容するゲル溶液の固化過程でウェルを形成するためのコーム歯付のコーム部を設け、前記収容部内に収容したゲル溶液の固化後にコーム歯付のコーム部を折り取り除きすることにより試験試料を注入するウェルを上端部に有すマイクロゲルを形成するようにして、かかる課題を解決し、以ってマイクロゲルによる電気泳動の普及を図るようにしたのである。

本発明のマイクロゲルカセットによれば、容易な機械的な組立てとゲル溶液の充填、ゲルの固化を待ってのコーム部の折り取り除きという簡単な作業によって所望のマイクロゲルを無駄なく迅速且つ正確に作製することができて、利点の多いマイクロゲルによる電気泳動を広く普及することに貢献することができるという効果を生ずる。

請求項２に記載の発明によれば、短ピンと穴の嵌着という全く熟練を要しない機械的作業にて正確にマイクロゲルカセットを組立てることができるという効果を生ずる。

請求項３に記載の発明によれば、ゲル作製材料を少なくし、少量の試料にて泳動時間を短くする電気泳動を行うことができるマイクロゲルを提供する効果を生ずる。

請求項４に記載の発明によれば、土手面へゲル溶液が滲出することを確実に防止することができる効果を生ずる。

請求項５に記載の発明によれば、試料を注入するウェルの底部を増厚して作製したマイクロゲルのウェル底部の補強を図り、型くずれ等の損傷を防止することができるという効果を生ずる。

請求項６に記載の発明によれば、作製したマイクロゲルのマイクロプレートへの付着力を強化してコーム部の折り取り除きの際にマイクロゲルがコーム部に張り付いてプレートから剥離してしまうことを防止する効果を生ずる。

請求項７に記載の発明によれば、単一で長いウェルを有するマイクロゲルと複数個に区分されたウェルを有するマイクロゲルを選択して作製することができ、用途により使い分けて能率よく電気泳動を行うことができるという効果を生ずる。

請求項８に記載の発明によれば、コーム部を折り取り除きする際の回動によりウェルの上角がコーム歯に当って損傷することを防止することができる効果を生ずる。

請求項９に記載の発明によれば、嵌着したプレート間を容易に引き剥がすことができて、必要によって泳動後のマイクロゲルを外部に取出したり、また試験試料に蛍光剤やその他の試薬を添加することができる効果を生ずる。

請求項１０に記載の発明によれば、事前または事後に蛍光剤を添加して蛍光させるようにした試験試料を蛍光させるための励起光を当てた際にプレートの蛍光影響が出ないので観察や写真撮影において泳動結果を鮮明に確認することができるという効果を生ずる。

請求項１１に記載の発明によれば、マイクロゲルカセットの収容部内へのゲル溶液の充填作業を容易に無駄なく迅速に行うことができるという効果を生ずる。

請求項１２に記載の発明によれば、少ない枚数のマイクロゲルカセットにも無駄なくゲル溶液の充填を行うことができる効果を生ずる。

本発明は接合する２枚の矩形形状をした低蛍光または無蛍光の材料にて形成する無色透明のマイクロプレートの一方の内面に両側の土手面に挟まれた縦横２０〜３０ｍｍで深さ０.８乃至１ｍｍの大きさの薄平なゲル溶液の収容部を設け、該収容部の上端部に収容するゲル溶液の固化過程で単一で長いウェルまたは複数個に区分されたウェルを形成するためのコーム歯付のコーム部を設け、前記収容部内に収容したゲル溶液の固化後にコーム歯付のコーム部を折り取り除きすることにより試験試料を注入するウェルを上端部に有すマイクロゲルを作製するようにし、２枚のマイクロプレートは土手面の部分に接合用の数個づつの短ピンと穴を設けて密に接合し得るとものとし、一方のマイクロプレートの内面の収容部と土手面との間に突条を設け、他方のマイクロプレートの内面に該突条と密に嵌合する凹溝を設けて土手面側へゲル溶液が滲出することを防止するようにし、コーム部に相対する他方のマイクロプレートの内面に作製されるマイクロゲルのウェルの底部を増厚するための段落部を設け、コーム部の両側の土手面の角部に収容部と同じゲル溶液の小収容部を設けてコーム部の折り取り除き時にマイクロゲルの剥離を防止するようにし、コーム歯はコーム部の折り取り除きの際にウェルのコーム部側の上角を損傷しないように該ウェルの上角側に相対する上面を先狭の傾斜面にて形成し、さらに一方のマイクロプレートの土手面の外側の一個所または数個所に接合したプレート間の引き剥がし用の隙間傾斜面を設けた電気泳動用のマイクロゲルカセットにある。

図１は射出成形等により矩形形状をした一方のマイクロプレート１と他方のマイクロプレート２の２枚のプレートを一体成形にて形成した例を示す斜視図であり、図２は同、平面図である。図２に示すようにマイクロプレート１，２間は両者間を仮つなぎしている両側の連結部分３ａ，３ｂを折ることにより図３（ａ）に示すように容易に切り離せるようになっている。

マイクロプレート１，２を成形する材料には低蛍光または無蛍光の特性を備えたアクリル等の無色透明な合成樹脂材料（商品名：三菱レーヨン ＶＨ−０００等）を使用するのである。

一方のマイクロプレート１は両側の土手面４ａ，４ｂに挟まれた中間に縦横約２５ｍｍ、深さ約０.８ｍｍの大きさのゲル溶液の収容部５を設け、該収容部５の上端部に収容するゲル溶液の固化時に試験試料注入用のウェルを形成するためのロングスロット形状のコーム歯６ａ付のコーム部６を設ける。該コーム部６は裏面に形成した折り取り用の凹み線７から容易に折り取り除きすることが可能となっている。６ｂは収容部５の上端を区画する上壁、６ｃは折り取り除き用のつまみである。コーム部６の両側の土手面４ａ，４ｂの角部には収容部５と同じゲル溶液の小収容部７ａ，７ｂを設ける。また収容部５と両側土手面４ａ，４ｂとの間には突条８ａ，８ｂを設け、両側土手面４ａ，４ｂの中間２個所には他方のプレート２との接合用の穴９ａ，９ｂを設けている。１０ａ，１０ｂは両側土手面４ａ，４ｂの外側角に設けた隙間傾斜面で、他方のマイクロプレート２と接合したときに爪や治具の入る隙間を形成するものである。

他方のマイクロプレート２は一方のマイクロプレートと同形で、内面の両側に一方のマイクロプレート１の穴９ａ，９ｂにそれぞれ嵌着する短ピン１１ａ，１１ｂと、突条８ａ，８ｂに密に嵌合する凹溝１２ａ，１２ｂを設け、コーム部６に相対する部分には段落部１３を形成しており、一方のマイクロプレート１の穴９ａ，９ｂと短ピン１１ａ，１１ｂを位置合わせして押し嵌着するだけで、図３（ｂ）に示すように中間内部にゲルの収容部５を備えたマイクロゲルカセット１４を正確に組立てることができる。

組立てたマイクロゲルカセット１４の収容部５の上方または下方の開放部からアクリルアミドゲルやアガロースゲルなどの調整したゲル溶液ｇを注入する。ゲル溶液ｇは水のように粘性がないので図４に示すように収容部５内、コーム歯６ａの周囲、小収容部７ａ，７ｂ内に隙間なく充填されることとなるが、突条８ａ，８ｂと凹溝１２ａ，１２ｂが密に嵌合しているので土手面４ａ，４ｂへのゲル溶液ｇの滲出は確実に防止される。

充填したゲル溶液ｇが固化するのを待って、図５（ａ）に示すようにコーム部６のつまみ６ｃを持って外側に回動折りするとコーム部６は凹み線７の位置で容易に折り取り除きすることができる。コーム歯６ａの上面は先狭の傾斜面６ｄにて形成したので、図５（ｂ）に示すようにコーム歯６ａが凹み線７をもとに弧を描くように回動してもコーム歯６ａの先端が固化したマイクロゲル１６に形成されたウェル１５のコーム部側の上角を損傷することなく取り去ることができるものとなる。また両側の土手面４ａ，４ｂに設けた小収容部７ａ，７ｂまでマイクロゲル１６が延長して両プレート１，２間に挟まれるようにしているので、マイクロゲル１６の面積拡大によるマイクロプレート２への添着力の強化とも合わせて、作製したマイクロゲル１６が取り除くコーム部６に追従して剥離してしまうことは確実に防止されることとなる。

以上のようにして作製したマイクロゲル１６入りのマイクロゲルカセット１４は図６，図７に示すように電場や温度勾配を付与する電気泳動装置（図示してない）に開口したウェル１５が上になるようにセットし、ウェル１５内に試験試料Ｓを注入して電気泳動試験に供するのである。マイクロプレートを低蛍光または無蛍光の材料にて形成したので、泳動後あらかじめ試験試料Ｓに添加した蛍光剤を蛍光させるために励起光を当てて肉眼による観察や写真撮影を試みるに際して、マイクロプレート１自体の蛍光影響が作用しないので、泳動像（バンドパターン）Ｂの観察や撮影が正確且つ精密に行えることとなる。

また電気泳動試験後の試験試料Ｓを他の実験に供するために取出したいときや電気泳動後に蛍光剤を添加するときなどは、マイクロゲルカセット１４の外側角部に設けた隙間傾斜面１０ａや１０ｂに爪や器具の先を入れて２枚のマイクロプレート１，２間を簡単に引き離すことができる。

図８は他の実施例を示すもので、コーム部６のコーム歯を８個に区分されたウェルを形成するためのマルチスロット形状としたコーム歯６ｅとしたほかは前例に同じである。

図９乃至図１０は本発明のマイクロゲルカセット１４内にマイクロゲル１６を作製する際にゲル溶液ｇを迅速に無駄なく充填するためのゲルキャスター１７を示すものである。ゲルキャスター１７は３枚重ねたマイクロゲルカセット１４を収容する大きさで一面と上部を開放した収納部１８と該収納部１８の一面側の三方周囲に間隔を置いて弾性ガスケット２０の嵌込み溝２１を設けた厚板矩形形状のコアプレート１９と、該コアプレート１９と同形薄形で弾性ガスケット２０を挟んでコアプレート１９の一面に当てて螺子２２ａ，２２ｂにて締め止めするカバープレート２３とからなり、図１０に示すように収納部１８内にマイクロゲルカセット１４をコーム部６側を上にして３枚重ねて収納し、弾性ガスケット２０を挟んでカバープレート２３を一面から当て、他面側から螺挿する螺子２２ａ，２２ｂの締め固定により収納した３枚のマイクロゲルカセット１４を隙間なく挟み止め、上部の開放部から充填用の器具（図示してない）にてゲル溶液をマイクロゲルカセット１４のコーム部６の上壁６ｂに達するまで充填するのである。かくすることによって取り扱いに不便な小さなマイクロゲルカセット１４に簡単に且つ周囲に漏れこぼしたりすることなくゲル溶液を充填することができることとなる。なおゲルキャスター１７は収納部１８を深くしてマイクロゲルカセット１４の５枚重ね用などにすることもできる。また図９にて示す２４はマイクロゲルカセット１４の本体外形と同じ形状容積にて作成したスペーサーで、３枚収容のゲルキャスター１７で２枚や１枚のマイクロゲルカセット１４にゲル溶液を充填しようとする際にマイクロゲルカセット１４にかわる埋物として使用するのである。２枚のマイクロゲルを作製するときはスペーサー２４を１枚、マイクロゲルを１枚作製したいときはスペーサー２４を２枚用いることにより、ゲル溶液の無駄を生ずることなく必要数のマイクロゲル１６を作製することができることとなる。

本発明の電気泳動用のマイクロゲルカセットによれば、全く熟練を要せずして誰にでも容易且つ正確にマイクロゲルを作製することができることとなるので、ゲル材料や試験試料をごく少量にし、さらに泳動時間を短くして能率的に行うことのできるマイクロゲルによる電気泳動試験を広く普及させることができるものとなる。

（実施例１）２枚のマイクロプレートを切り離し容易において一体成形した例を示す斜視図 同、平面図 （ａ）は切り離した２枚のマイクロプレートを接合前の状態にて示す斜視図、（ｂ）は同、接合した状態の斜視図 ゲル収容部内にゲル溶液を充填した状態で、（ａ）は図３のＡ−Ａ線端面図、（ｂ）は同、Ｂ−Ｂ線端面図、（ｃ）は同、Ｃ−Ｃ線端面図 （ａ）はコーム部を折り取り除きする状態を示す部分断面図、（ｂ）はその過程の部分拡大図 作製したマイクロゲルのウェルに試験試料を注入した状態にて示す平面図 同、左右に温度勾配を付して行った電気泳動後の試験試料の泳動像（バンドパターン）の１例を示す平面図 （実施例２）コーム歯を複数個に区分されたウェル作製用のマルチスロット形状とした例を示す斜視図 （実施例３）マイクロゲルカセットにゲル溶液を充填するためのゲルキャスターの各部材を分離して示す斜視図 同、収納部内にマイクロゲルカセットを収納して螺子締め固定した状態を示す斜視図

符号の説明

１は一方のマイクロプレート
２は他方のマイクロプレート
３ａ，３ｂは仮つなぎする連結部分
４ａ，４ｂは土手面
５はゲル溶液の収容部
６はコーム部
６ａはコーム歯（ロングスロット）
６ｂは上壁
６ｃは折り取り除き用のつまみ
６ｄは先狭傾斜面
６ｅはコーム歯（マルチスロット）
７ａ，７ｂは小収容部
８ａ，８ｂは突条
９ａ，９ｂは接合用の穴
１０ａ，１０ｂは隙間傾斜面
１１ａ，１１ｂは接合用の短ピン
１２ａ，１２ｂは凹溝
１３は段落部
１４はマイクロゲルカセット
１５はウェル
１６はマイクロゲル
１７はゲルキャスター
１８は収納部
１９はコアプレート
２０は弾性ガスケット
２１は嵌込み溝
２２ａ，２２ｂは螺子
２３はカバープレート
２４はスペーサー
ｇはゲル溶液
Ｓは試験試料
Ｂは泳動像（バンドパターン）

Claims (10)

1. 接合する２枚の矩形形状をした無色透明のマイクロプレートの一方の内面に両側の土手面に挟まれた薄平なゲル溶液の収容部を設け、該収容部の上端部に収容するゲル溶液の固化過程でウェルを形成するためのコーム歯付のコーム部を設け、前記収容部内に収容したゲル溶液の固化後にコーム歯付のコーム部を折り取り除きすることにより試験試料を注入するウェルを上端部に有すマイクロゲルを形成するようにしたことを特徴とする電気泳動用のマイクロゲルカセット。
2. ２枚のマイクロプレートは土手面の部分に設ける数個づつの短ピンと穴の嵌着により密に接合する請求項１記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
3. ゲル溶液を収容する収容部は縦横２０〜３０ｍｍ、深さ０.８乃至１ｍｍである請求項１または２に記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
4. 一方のマイクロプレートの内面の収容部と土手面との間に突条を設け、他方のマイクロプレートの内面に該突条と密に嵌合する凹溝を設けて土手面側へゲルが滲出することを防止するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
5. コーム部に相対する他方のマイクロプレートの内面に段落部を設けて、ゲルのウェルの底部を増厚補強するようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
6. コーム部の両側の土手面の角部に収容部と同じゲル溶液の小収容部を設けてコーム部の折り取り除き時にゲルの剥離を防止するようにした請求項１乃至５のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
7. コーム歯は単一で長いウェルを形成するロングスロット形状または複数個に区分されたウェルを形成するマルチスロット形状である請求項１乃至６のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
8. コーム歯はコーム部の折り取り除きの際にウェルのコーム部側の上角を損傷しないように該ウェルの上角側に相対する上面を先狭の傾斜面にて形成する請求項１乃至７のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
9. 一方のマイクロプレートの土手面の外側の一個所または数個所に接合したプレート間の引き剥がし用の隙間傾斜面を設けた請求項１乃至８のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。
10. マイクロプレートは低蛍光または無蛍光の材料にて形成する請求項１乃至９のいずれかに記載の電気泳動用のマイクロゲルカセット。

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