(57)【要約】【課題】電気泳動後に高精度かつ信頼性の高い評価を容易に行うことができる電気泳動用試験具を提供すること。【解決手段】基材と、該基材上に積層された１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層と、該ｐＨ指示層上に積層された酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層とを備えたことを特徴とする電気泳動用試験具。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材上に積層された１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層と、該ｐＨ指示層上に積層された酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層とを備えたことを特徴とする電気泳動用試験具。
【請求項２】
前記ｐＨ指示物質は、ｐＨ値に応じて光学特性が変化する物質である請求項１に記載の電気泳動用試験具。
【請求項３】
前記ｐＨ指示層は、電気泳動方向に配置された複数のｐＨ指示層からなり、
前記複数のｐＨ指示層は相互に異なる１種のｐＨ指示物質を含む請求項１または２に記載の電気泳動用試験具。
【請求項４】
前記基材が、透明基板からなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の電気泳動用試験具。
【請求項５】
前記ｐＨ指示層は、前記ｐＨ指示物質を含む光あるいは熱硬化性樹脂が硬化した層である請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気泳動用試験具。
【請求項６】
前記ｐＨ指示層と前記ゲル層との間に密着層をさらに有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の電気泳動用試験具。
【請求項７】
前記ｐＨ指示層が、複数種類のｐＨ指示物質を含む請求項１〜６のいずれか１つに記載の電気泳動用試験具。
【請求項８】
基材上に１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層を形成するｐＨ指示層形成工程と、前記ｐＨ指示層上に酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層を形成するゲル層形成工程とを含むことを特徴とする電気泳動用試験具の製造方法。
【請求項９】
前記ｐＨ指示層形成工程と前記ゲル層形成工程との間に、前記ｐＨ指示層上に密着層を形成する密着層形成工程をさらに含み、
前記ゲル層形成工程において、前記密着層上に前記ゲル層を形成する請求項８に記載の電気泳動用試験具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動用試験具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動法は、溶液またはこれに浸漬した親水性の支持体などの媒体に電圧をかけることによって、該媒体中の荷電物質がその電荷に応じて電界中を移動する現象を利用した分離分析法である。特に、媒体としてゲルを用いる電気泳動（ゲル電気泳動法）は、タンパク質および核酸のような生体高分子を分離する手法として、生化学、分子生物学などの生命科学分野や臨床検査の分野などにおいて広く利用されている。
【０００３】
タンパク質の電気泳動法には、主として、タンパク質の大きさ（分子量）により分離する方法と、電荷（等電点）により分離する方法とがある。分子量による分離には、ポリアクリルアミドゲルを用いて、ドデシル硫酸ナトリウム（SDS）の存在下で行う電気泳動（SDS-PAGE法）が広く利用されている。SDS-PAGE法では、タンパク質は一定の割合でSDSと結合してその電荷密度が一定となり、この状態でタンパク質が網目状構造を有するポリアクリルアミド中を移動することで、タンパク質は分子ふるい効果により、その分子量に応じて分離される。
【０００４】
等電点による分離には、pH勾配の存在下で行う電気泳動（等電点電気泳動法）が利用されている。等電点電気泳動法では、pH勾配中で、タンパク質が自身の等電点と等しいpHの位置に集まることによって、タンパク質が分離される。等電点電気泳動法の媒体として、従来は両性担体が用いられていたが、近年では、通電中にpH勾配が崩れることのない固定化pH勾配（Immobilized pH Gradient：IPG）ゲルがよく用いられている。
【０００５】
近年では、生物が有する全タンパク質の構造および機能を網羅的に解析することを目的とするプロテオーム解析の一環として、前記の２つの電気泳動法を組み合わせた二次元電気泳動法が利用されている。二次元電気泳動法では、一次元目に等電点電気泳動が行われ、続く二次元目にSDS-PAGEが行われる。これにより、数千種類ものタンパク質を高い分解能で一挙に分離することが可能となった。
【０００６】
このように、ゲル電気泳動法はタンパク質などの生体高分子の分離分析に不可欠な手法であるが、いずれの電気泳動法においても分析の精度および再現性は、用いるゲルの品質によるところが大きい。したがって、当該分野においては、分解能の高いゲルを搭載した電気泳動用試験具を安定して製造可能な技術の開発が望まれている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、濃度が異なる２種類のゲル原液を撹拌槽で混合し、その混合液をゲル容器内へ底部から導入してゲル化（重合）させることによりｐＨ勾配を有するゲルシートを作製する方法が開示されている。この場合、ゲル容器内へ導入する混合液中の各ゲル原液の割合を変化させることによって、所定のｐＨ勾配を有するSDS-PAGE用ゲルシートが得られる。
【０００８】
また、プレート上にモノマー溶液を塗布するゲルプレート製造方法（インクジェット法）が特許文献２に開示されている。この場合、プレート上に液たまりを形成し、ｐＨが異なる２種類のモノマー溶液を混合比率を変化させながら混合して液たまりに塗布する。その後、重合開始剤を塗布して塗布膜をゲル化させることにより、所定のｐＨ勾配を有する等電点電気泳動用のゲルプレートが得られる。
【０００９】
さらに、特許文献３には、ゲルにおける電気泳動の基準位置を知るために、分子量が既知のｐＨマーカーを分析試料と同時に電気泳動させる方法が開示されている。
また、特許文献３の方法と異なり、同じ種類のゲルチップの中から一部を指標用（サンプル）として抜き取り、指標用ゲルチップにｐＨマーカーを導入してｐＨ位置を調べる方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６２−１６７４５９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２７３９号公報
【特許文献３】特開平９−２１０９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３の場合、ゲルにおける特定のｐＨ位置を電気泳動の前に知ることができない。そのため、電気泳動前にあらかじめｐＨ勾配のずれ量が少ないゲルを選択して使用するような運用ができない。すなわち、ｐＨ勾配がずれたチップを用いた電気泳動評価が避けられない状況であり、評価試料を無駄にしてしまう課題がある。
また、電気泳動後の被評価物（タンパク質）のバンドとｐＨマーカーのバンドとがゲル中に混在するため、被評価物のｐＨ位置を正確に評価するためには、被評価物のバンドとｐＨマーカーのバンドとを分離する必要があり、分析・解析作業が煩雑となる問題があった。また、この場合、被評価物とｐＨマーカーとが同じゲル中で電気泳動するため、ｐＨマーカーが試料の分析結果に悪影響を及ぼす可能性もある。
【００１２】
また、特許文献３の方法と異なり、前記指標用ゲルチップと試料用ゲルチップとを分けて使用する場合でも、これらのゲルチップ間には個々に製造誤差が生じているため、電気泳動後の評価、すなわち、被評価物のバンドのｐＨ位置の正確な評価が難しいという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、電気泳動後に高精度かつ信頼性の高い評価を容易に行うことができる電気泳動用試験具、およびこの試験具を容易に製造できる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かくして、本発明によれば、基材と、該基材上に積層された１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層と、該ｐＨ指示層上に積層された酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層とを備えた電気泳動用試験具が提供される。
【００１５】
また、本発明の別の観点によれば、基材上に１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層を形成するｐＨ指示層形成工程と、前記ｐＨ指示層上に酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層を形成するゲル層形成工程とを含む電気泳動用試験具の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電気泳動用試験具は、基材とゲル層との間にｐＨ指示層を有している。このｐＨ指示層は、ｐＨ勾配を有するゲル層におけるｐＨ位置の指標となるｐＨ指示物質を含んでいる。
このような構成を有する本発明の電気泳動用試験具は、ゲル層形成後の段階で、ゲル層内のｐＨ勾配に応じてｐＨ指示物質のバンドが現れるため、電気泳動の前に、分析試料の電気泳動に供するゲル層における特定のｐＨ位置を正確に知ることができる。そのため、電気泳動前にｐＨ勾配のずれ量が少ないゲル層を選択して使用するといった運用を行うことができる。
【００１７】
また、ゲル層とｐＨ指示層とは完全に分離されており、電気泳動後の被評価物のバンドはゲル層中に現れ、ｐＨ指示物質のバンドはｐＨ指示層中に現れるため、被評価物のバンドとｐＨ指示物質のバンドとが混在することがない。よって、被評価物のバンドとｐＨ指示物質のバンドとを分離する作業を経ずとも、被評価物のバンドのｐＨ位置の正確な評価を容易かつ効率的に行うことができる。しかも、ｐＨ指示物質が試料の分析結果に悪影響を及ぼす可能性も排除されているため、信頼性の高い分析結果が得られる。
【００１８】
また、本発明の電気泳動用試験具の製造方法によれば、被評価物のバンドのｐＨ位置の正確な評価を容易に行うことができる電気泳動用試験具を製造することができる。さらに、ゲル層形成後の段階で、ゲル層内のｐＨ勾配に応じてｐＨ指示物質のバンドが現れるため、電気泳動用試験具の製造工程中にゲル層にｐＨ勾配が適切に形成されているか否かの検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１（Ａ）】本発明の実施形態１の等電点電気泳動用試験具の使用可能な状態を示す斜視図である。
【図１（Ｂ）】図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具におけるゲル層を乾燥した後の保存可能な状態を示す斜視図である。
【図２（Ａ）】実施形態１の電気泳動用試験具の製造方法におけるｐＨ指示層形成工程を説明する図である。
【図２（Ｂ）】図２（Ａ）に引き続く密着層形成工程を説明する図である。
【図２（Ｃ）】図２（Ｂ）に引き続くゲル層形成工程を説明する図である。
【図３】実施形態１の電気泳動用試験具およびその製造方法を説明する概念図である。
【図４】実施形態４の電気泳動用試験具およびその製造方法を説明する概念図である。
【図５】実施形態４の電気泳動用試験具におけるゲル層を製造することができる装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜電気泳動用試験具について＞
本発明の電気泳動用試験具は、基材と、該基材上に積層された１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層と、該ｐＨ指示層上に積層された酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層とを備える。
【００２１】
本発明の電気泳動用試験具は、次のように構成されてもよい。
（１）前記ｐＨ指示物質は、ｐＨ値に応じて光学特性が変化する物質であってもよく、具体的には、ｐＨ値に応じて色が変化する物質であってもよい。
このようにすれば、作業者は電気泳動前にｐＨ指示層の色部分を確認することにより、その色部分の対応位置にあるゲル層のｐＨ値を知ることができる。
【００２２】
（２）前記ｐＨ指示層は、電気泳動方向に配置された複数のｐＨ指示層からなり、
前記複数のｐＨ指示層は相互に異なる１種のｐＨ指示物質を含むようにしてもよい。
このようにすれば、所定のｐＨ領域ごとに所定のｐＨ指示物質１種のみを含むｐＨ指示層が配置されるため、一方のｐＨ指示層のｐＨ指示物質と隣接する他方のｐＨ指示層のｐＨ指示物質とが混じり合うことがない。この結果、同一のｐＨ領域において、２種以上のｐＨ指示物質の影響が確実に排除され、より高精度にｐＨ値を識別することができる。
【００２３】
（３）前記基材が、透明基板からなってもよい。
このようにすれば、基材の裏面（ｐＨ指示層側の面と反対面）側からｐＨ指示物質によるｐＨ値に応じたバンド（例えば、色のバンド）を確認することができる。
【００２４】
（４）前記ｐＨ指示層は、前記ｐＨ指示物質を含む光あるいは熱硬化性樹脂が硬化した層であってもよい。
このようにすれば、ｐＨ指示物質がゲル層中に拡散しないようｐＨ指示層中に容易に固定することができる。
【００２５】
（５）前記ｐＨ指示層と前記ゲル層との間に密着層をさらに有してもよい。
このようにすれば、密着層によってｐＨ指示層と記ゲル層との密着性を向上させることができる。
【００２６】
電気泳動用試験具の基材の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、細長プレート、所定形状に成型したチップ等が挙げられる。基材の材料としては、電気泳動用試験具の基材としての機能が発揮できるものであれば特に限定されず、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス等のガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等の樹脂、アルミナ、低温同時焼成セラミック等のセラミックスなどが挙げられる。
【００２７】
ｐＨ指示物質によるｐＨ値に応じたバンド（例えば、色のバンド）を基材の裏面側から容易に確認できる上で、基材は透明材料からなるものが好ましく、上層のｐＨ指示層との密着性の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等の樹脂がさらに好ましい。なお、ガラスまたはセラミックからなる基材を用いてもよいが、この場合はｐＨ指示層との密着性を向上させるための表面処理（例えば、ＵＶ処理あるいは酸素プラズマ処理など）を行うことが好ましい。
【００２８】
前記ｐＨ指示層に含まれるｐＨ指示物質としては、例えば、表１に示される市販のｐＨ指示物質を１種以上用いることができる。なお、ｐＨ指示層によって示されるｐＨ位置の必要となる精度に応じてｐＨ指示物質の種類および数を決定すればよい。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
これらのｐＨ指示物質のうちから２種類以上用いる場合、複数の領域ごとに異なるｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層を形成する方法、あるいは、複数種類のｐＨ指示物質が混合されたｐＨ指示層を基材表面の全面に形成する方法が挙げられる。
例えば、ｐＨ３−１０のチップを製造する際に、前者の場合、長手方向の半分の領域にブロモフェノールブルー層(変色域：pH3-4.6)を形成し、残り半分の領域にチモールブルー層(pH8-9.6)を形成すると、領域ごとの色の違いでｐＨ３−１０のチップに対し、pH3, 4.6, 8, 9.6の位置を混色を避けながら検出できる。なおこの場合、隣接するｐＨ指示層同士の継ぎ目の位置が変色域に入らないように調整する必要がある。
一方、後者の場合、複数種類のｐＨ指示物質の変色域が重ならないよう、適切なｐＨ指示物質の組み合せを選択すればよい。
【００３１】
ｐＨ指示層の材料である光硬化性樹脂としては、硬化後水に溶解しないものであればよく、例えば、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。
また、熱硬化性樹脂としては、硬化後水に溶解しないものであればよく、例えば、熱硬化性アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニルエステル系樹脂等が挙げられる。
【００３２】
密着層の材料としては、下層のｐＨ指示層および上層のゲル層と共有結合可能な材料が好ましく、例えば、アクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、アクリル酸−２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル、メタクリル酸−２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチル等のビニル化合物が挙げられる。
【００３３】
ゲル層の材料としては、電気泳動用試験具のゲル層としての機能が発揮できるものであれば特に限定されず、例えば、一般的なポリアクリルアミドゲルの材料としては、アクリルアミド（モノマー）、ビスアクリルアミド（架橋剤）、ｐＨ調整材料（ｐＨバッファ）、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ：重合促進剤）、重合開始剤および純水が挙げられる。重合開始剤として、モノマーを熱重合させる場合は過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）、過酸化ベンゾイル等の熱重合開始剤を用いることができ、モノマーを光重合させる場合はリボフラビン類、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アゾイソブチロニトリル類等の光重合開始剤を用いることができる。
【００３４】
密着層としてビニル化合物を用い、かつゲル層としてポリアクリルアミドゲルを用いることにより、これらの層は類似した分子構造を有しているため、親和性が向上する。さらに、当該ビニル化合物のビニル基が開裂し、ラジカルになり、このラジカルを反応中心として、連鎖的にポリアクリルアミドゲルを構成するアクリルアミドが重合する。これにより、密着層とゲル層とが共有結合して強固に密着する。
【００３５】
＜電気泳動用試験具の製造方法について＞
本発明の電気泳動用試験具の製造方法は、基材上に１種以上のｐＨ指示物質を含むｐＨ指示層を形成するｐＨ指示層形成工程と、前記ｐＨ指示層上に酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層を形成するゲル層形成工程とを含む。
前記ｐＨ指示層形成工程と前記ゲル層形成工程との間に、前記ｐＨ指示層上に密着層を形成する密着層形成工程をさらに含んでもよく、この場合、前記ゲル層形成工程において、前記密着層上に前記ゲル層を形成する。
【００３６】
ｐＨ指示層形成工程では、ｐＨ指示物質を含む光あるいは熱硬化性樹脂溶液を基材上に塗布して塗布膜を形成し、その塗布膜を光照射あるいは所定温度で所定時間加熱することにより、ｐＨ指示層を形成することができる。光あるいは熱硬化性樹脂溶液の塗布方法としては、特に限定されず、例えば、スピンコート、ディップコート、スリットコート、スクリーン印刷、インクジェット等の塗布法が挙げられる。塗布膜の加熱では、例えば、ホットプレート、オーブン等を用いて行うことができる。
【００３７】
前記熱硬化性樹脂溶液中のｐＨ指示物質の濃度としては、目視にて変色を確認できる範囲として、例えば0.001％〜1％程度である。
【００３８】
ゲル層中のｐＨ調整材料がｐＨ指示層中に固定されたｐＨ指示物質と容易に接触でき、かつそれによってｐＨ指示物質のバンドが容易に出現できるよう、ｐＨ指示層は透液性を有する層であることが好ましい。この場合、ｐＨ指示層形成工程において、例えば、ｐＨ指示物質およびシリカといった微粒子を含む光あるいは熱硬化性樹脂溶液を基材上に塗布し、その塗布膜に光照射あるいは加熱することにより、透液性を有する多孔質のｐＨ指示層が形成される。
【００３９】
また、上層の密着層との反応性を考慮して、ｐＨ指示層は水酸基を保有するシロキサン系材料等を含有してもよく、あるいはｐＨ指示層の表面をシロキサン系材料を用いて表面処理してもよく、あるいは酸素プラズマやＵＶ処理などで表面処理してもよく、これらを組み合わせてもよい。
【００４０】
密着層の形成方法としては、特に限定されず、例えば、ＣＶＤ、蒸着、プラズマ重合などの気相法によりｐＨ指示層上に前記ビニル化合物を堆積する方法や、スピンコート、ディップコート、スリットコート、スクリーン印刷、インクジェットなどの液相法によりｐＨ指示層上に前記ビニル化合物の塗布膜を形成する方法が挙げられる。
【００４１】
本発明において、基材上にゲル材料液を塗布する方法は特に限定されず、基材上面の所定領域にゲル材料液を塗布できるものであればよく、例えば、ピペッター、ディスペンサー、インクジェット装置等が挙げられる。これらの中でも、高精度に微小液滴を吐出して基材に付着させるインクジェットヘッドを備えたインクジェット装置を用いることが好ましい。インクジェットヘッドを用いれば、細長い基材の所定領域にも高精度かつ定量的に微小液滴を塗布することができるため、得ようとするゲル層の形成領域、膜厚、ｐＨ勾配および濃度勾配等を容易かつ高精度に制御することができる。
【００４２】
本発明において、酸性側から塩基性側に向かうｐＨ勾配を有するゲル層は、どのような方法によって形成されてもよい。
例えば、後述の実施形態１のようにキャスト法にてゲルを形成し、そのゲルを基材サイズに切り分け、基材上に形成されたｐＨ指示層上にまたはｐＨ指示層上に形成された密着層上に、切り分けたゲル片を重ね合わせて密着させる。
【００４３】
あるいは、基材上に形成されたｐＨ指示層上に、またはｐＨ指示層上に形成された密着層上に、ゲル材料液の液たまりを形成する。そして、その液たまり上に、後述の実施形態２のようにインクジェット法によりｐＨ緩衝溶液を塗布しゲル化させることにより形成される。この際、液たまりとしては、予め重合開始剤を添加したモノマー溶液（重合開始剤入りゲル材料液）を用いる場合と、重合開始剤以外の架橋剤、重合促進剤等を混合したモノマー溶液（重合開始剤を含まないゲル材料液）を用いる場合と、重合開始剤を用いる場合とを包含する。
【００４４】
あるいは、酸性モノマー溶液および塩基性モノマー溶液を、塗布量を変化させながらｐＨ指示層上または密着層上に塗布した後、その塗布膜上に重合開始剤を塗布してゲル化させることにより、ｐＨ勾配を有するゲル層を形成してもよい。
【００４５】
なお、上述のように基材上にｐＨ指示層と密着層とゲル層をこの順に積層する以外に、基材上に密着層を形成し、ｐＨ指示物質を含む材料（色素を含む樹脂）にて密着層上を表面処理（親水化処理など）した後、ゲル層を積層してもよい。
【００４６】
以下、図面を参照しながら本発明の電気泳動用試験具およびその製造方法の実施形態を詳説する。なお、本発明は実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
（実施形態１）
図１（Ａ）は本発明の実施形態１の等電点電気泳動用試験具の使用可能な状態を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具におけるゲル層を乾燥した後の保存可能な状態を示す斜視図である。また、図２（Ａ）は実施形態１の電気泳動用試験具の製造方法におけるｐＨ指示層形成工程を説明する図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に引き続く密着層形成工程を説明する図であり、図２（Ｃ）は図２（Ｂ）に引き続くゲル材料塗布工程を説明する図である。また、図３は実施形態１の電気泳動用試験具およびその製造方法を説明する概念図である。
【００４８】
図３は上段、中段および下段から構成されている。図３の上段は、後述するゲル製造時に用いる２種類のｐＨ緩衝溶液である酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液の混合割合の変化を面積で示している。図３の中段は、酸性モノマー溶液（細線）と塩基性モノマー溶液（太線）の混合割合の変化を線グラフで示している。図３の下段は、ゲル層Ｇ1のＸ方向位置（電気泳動方向位置）におけるｐＨを線グラフで示し、かつｐＨ指示層のＸ方向における変色状況を説明している。
【００４９】
図１（Ａ）に示す電気泳動用試験具ＧＰ1は、基材Ｓ上に電気泳動方向である長手方向（以下、「Ｘ方向」という場合がある）に隣接して配置された２つのｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2と、これらのｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2上に形成された密着層Ｋと、密着層Ｋ上に形成された蒲鉾状のゲル層Ｇ1とを有してなる（図２（Ｃ）参照）。このゲル層Ｇ1は、緩やかな凸曲面となった上面（基材と反対側の面）を有すると共に、Ｘ方向にｐＨ勾配を有している。Ｘ方向と直交する方向が基材Ｓの幅方向（以下、「Ｙ方向」という）である。このゲル層Ｇ1を含水率５％以下に乾燥させることにより、ゲル層Ｇ1が乾燥して乾燥膜Ｄ1となった図１（Ｂ）に示す電気泳動用試験具ＧＰＤ1が得られる。
【００５０】
本発明において、ゲル層Ｇ1の長さおよび幅は、基材Ｓの長さおよび幅と同じである。基材Ｓの長さおよび幅は特に限定されないが、一例としては、長さは50〜250ｍｍ程度であり、幅は0.5〜5ｍｍ程度である。ゲル層Ｇ1の厚さは特に限定されないが、例えば、195〜1010μｍ程度である。
このゲル層Ｇ1を乾燥した乾燥膜Ｄ1の厚さは100μｍ以下に収縮するが、長さおよび幅はほとんど変化しない。
【００５１】
図２（Ｃ）と図３に示すように、電気泳動用試験具ＧＰ1の第１の特徴的な構造は、基材ＳとｐＨ勾配を有するゲル層Ｇ1との間に前記ｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2が配置された点である。第２の特徴的な構造は、各ｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2とゲル層Ｇ1との間に密着層Ｋが配置された点である。なお、実施形態１では、ゲル層Ｇ1のｐＨ勾配がｐＨ３．０−１０．０の場合を例示している。
【００５２】
一方のｐＨ指示層Ｊ1は基材Ｓの長手方向における一端Ｓ1から中間位置までの酸性側半領域に形成されており、他方のｐＨ指示層Ｊ2は基材Ｓの長手方向における他端Ｓ2から中間位置までの塩基性側半領域に形成されている。なお、ｐＨ７．０の領域は、酸性側半領域と塩基性側半領域のいずれか一方に含まれてもよく、両方に含まれてもよい。
【００５３】
実施形態１の場合、酸性側半領域のｐＨ指示層Ｊ1は、ｐＨ指示物質としてのブロモフェノールブルー（変色域：pH3.0-4.6）が熱硬化した熱硬化性樹脂層内に均一に分散し固定されてなる。一方、塩基性側領域のｐＨ指示層Ｊ2は、ｐＨ指示物質としてのチモールブルー（塩基性側）（変色域：pH8.0-9.6）が熱硬化した熱硬化性樹脂層内に均一に分散し固定されてなる。
【００５４】
ブロモフェノールブルーは、ｐＨ３．０以下の領域で黄色、ｐＨ４．６以上の領域で紫色、ｐＨ３．０−４．６の間の領域で黄色と紫色の混合色に変色する。
チモールブルー（塩基性側）は、ｐＨ８．０以下の領域で黄色、ｐＨ９．６以上の領域で青色、ｐＨ８．０−９．６の間の領域で黄色と青色の混合色に変色する。
【００５５】
したがって、酸性側半領域のｐＨ指示層Ｊ1にブロモフェノールブルーを用い、かつ塩基性側半領域のｐＨ指示層Ｊ2にチモールブルー（塩基性側）を用いた場合、ｐＨ３．０以下の領域は黄色、ｐＨ３．０−４．６の間の領域は黄色と紫色の混合色、ｐＨ４．６−８．０の間の領域は紫色と黄色の混合色、ｐＨ８．０−９．６の間の領域は黄色と青色の混合色、ｐＨ９．６以上の領域は青色となる。
【００５６】
そのため、実施形態１の場合、酸性側から見ると、黄色から塩基性側へ向かって紫色へ近づくように変色し始める位置がｐＨ３．０であり、紫色への変色が終了した位置がｐＨ４．６であり、黄色から塩基性側へ向かって青色へ近づくように変色し始める位置がｐＨ８．０であり、青色への変色が終了した位置がｐＨ９．６であると識別することができる。
【００５７】
逆に、塩基性側から見ると、青色から酸性側へ向かって黄色へ近づくように変色し始める位置がｐＨ９．６であり、黄色への変色が終了した位置がｐＨ８．０であり、紫色から酸性側へ向かって黄色へ近づくように変色し始める位置がｐＨ４．６であり、黄色への変色が終了した位置がｐＨ３．０であると識別することができる。
【００５８】
このように、本発明の電気泳動用試験具ＧＰＤ1は、その使用前（等電点電気泳動前）に使用者が基材Ｓの裏面側からゲル層Ｇ1の大体のｐＨ位置を知ることができる。そのため、電気泳動前にｐＨ勾配のずれ量が少ないゲル層Ｇ1を選択して使用するといった運用を行うことができる。
【００５９】
また、ゲル層Ｇ1とｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2とは完全に分離されており、電気泳動後の被評価物のバンドはゲル層Ｇ1中に現れ、ｐＨ指示物質のバンドはｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2中に現れるため、被評価物のバンドとｐＨ指示物質のバンドとが混在することがない。よって、被評価物のバンドとｐＨ指示物質のバンドとを分離する作業を経ずとも、被評価物のバンドのｐＨ位置の正確な評価を容易かつ効率的に行うことができる。しかも、ｐＨ指示物質が試料の分析結果に悪影響を及ぼす可能性も排除されているため、信頼性の高い分析結果が得られる。
【００６０】
次に、図１（Ａ）に示す電気泳動用試験具ＧＰ1の製造方法の一例について説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、基材Ｓ上の酸性側半領域にｐＨ指示層Ｊ1を形成すると共に、塩基性半領域にｐＨ指示層Ｊ2を形成する。この場合、ｐＨ指示層Ｊ1の形成材料として、ブロモクレゾールグリーンを熱硬化性樹脂溶液に混合し、さらにシリカ微粒子を混合してペースト状混合物を予め作製しておく。また、ｐＨ指示層Ｊ2の形成材料として、ニュートラルレッドを熱硬化性樹脂溶液に混合し、さらにシリカ微粒子を混合してペースト状混合物を予め作製しておく。
【００６１】
そして、基材Ｓ上の酸性側半領域にｐＨ指示層Ｊ1の形成材料を塗布すると共に、基材Ｓ上の塩基性側半領域にｐＨ指示層Ｊ2の形成材料を塗布した後、基材Ｓ上の塗布膜を加熱して硬化させることにより、多孔質のｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2が形成される。
次に、図２（Ｂ）に示すように、ｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2上にビニル化合物の塗布膜を形成することにより密着層Ｋを形成する。
【００６２】
その後、図２（Ｃ）に示すように、密着層Ｋ上にゲル層Ｇ1を形成する。実施形態１でのゲル層Ｇ1の形成は、一般的なキャスト法にて行われる（例えば、特開昭６２−１６７４５９号公報参照）。すなわち、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液を所定の割合で撹拌槽に導入して混合し、その混合液をゲル容器内へ底部から導入してゲル化（重合）させることにより、ｐＨ勾配を有するゲルシートを作製する。この場合、ゲル容器内へ導入する混合液中の各酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液の割合を変化させることによって、ｐＨ勾配の度合いを調整することができる。
そして、作製したゲルシートを基材サイズに切り分け、その切り分けたゲル片を基材Ｓ上に形成したｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2上に密着層Ｋを介して重ね合わせて密着させることにより、密着層Ｋ上にゲル層Ｇ1が形成される。
【００６３】
次に、得られた電気泳動用試験具ＧＰ1のゲル層Ｇ1を乾燥することにより、図１（Ｂ）に示す電気泳動用試験具ＧＰＤ1が得られる。この乾燥工程において、ゲル層Ｇ1を乾燥する方法は特に限定されず、例えば、ゲル層Ｇ1をヒータにて加熱する、あるいはゲル層Ｇ1に熱風を吹き付けて乾燥する方法が挙げられる。さらに、乾燥工程後に、乾燥膜Ｄ1を−２０℃以下に冷却する冷却工程を行ってもよい。あるいは、乾燥工程および冷却工程の代わりに、フリーズドライ工程を行ってもよい。
【００６４】
（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１と同様にして基材Ｓ上にｐＨ指示層Ｊ１、Ｊ２および密着層Ｋを順次形成した後（図２（Ａ）および（Ｂ）参照）、実施形態１とは異なるキャスト法によってゲルを形成する（例えば、特開２０１１−１０２７２２号公報参照）。すなわち、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液を所定の割合で撹拌槽に導入して混合し、その混合液をニードルを用いてゲル容器内へ充填し、ゲル化（重合）させることにより、ｐＨ勾配を有するゲルシートを作製する。この際、ゲル容器内の混合液の液面が上昇するのに合わせてニードルを上昇させてもよい。
その後は、実施形態１と同様にゲルシートを基材サイズに切り分け、切り分けたゲル片を基材Ｓ上のｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2上に密着層Ｋを介して重ね合わせて密着させてゲル層Ｇ1を形成する（図２（Ｃ）参照）。
【００６５】
（実施形態３）
実施形態１および２で行うキャスト法によるゲル形成は、次のように行ってもよい。この場合、ゲル容器の内壁面の一面に、予めｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2および密着層Ｋが積層された基材Ｓを複数枚並べて配置し、この状態でゲル容器内に実施形態１または２のようにして混合液を導入しゲル化させてゲルシートを形成する。このとき、基材Ｓをゲル容器の内壁面に密着させる。その後、ゲル容器内からゲルシートを取り出す。取り出したゲルシートには複数の基材Ｓが密着しており、ゲルシートを基材Ｓ毎に切り分けることにより、基材Ｓ上にｐＨ指示層Ｊ1、Ｊ2、密着層Ｋおよびゲル層Ｇ1が積層した電気泳動用試験具ＧＰ1が得られる（図２（Ｃ）参照）。
【００６６】
（実施形態４）
図４は実施形態４の電気泳動用試験具およびその製造方法を説明する概念図であり、図５は実施形態４の電気泳動用試験具におけるゲル層を製造することができる装置を示す構成図である。
図４は上段、中段および下段から構成されている。図４の上段は、後述するゲル製造時に用いる２種類のｐＨ緩衝溶液である酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液の塗布量の変化を面積で示している。図４の中段は、酸性モノマー溶液（細線）と塩基性モノマー溶液（太線）の塗布量の変化を線グラフで示している。図４の下段は、ゲル層Ｇ1のＸ方向位置（電気泳動方向位置）におけるｐＨを線グラフで示し、かつｐＨ指示層のＸ方向における変色状況を説明している。
【００６７】
実施形態２の電気泳動用試験具が実施形態１〜３と異なる点は、基材Ｓの表面全面に同一のｐＨ指示層Ｊが形成された点、このｐＨ指示層Ｊにはブロモクレゾールグリーン（変色域：ｐＨ３．８−５．４）とニュートラルレッド（変色域：ｐＨ６．８−８．０）とが光硬化した光硬化性樹脂層内に均一に分散し固定された点である。実施形態４の電気泳動用試験具におけるその他の構成は実施形態１〜３と同様である。
【００６８】
ブロモクレゾールグリーンは、ｐＨ３．８以下の領域で黄色、ｐＨ５．４以上の領域で青緑色、ｐＨ３．８−５．４の間の領域で黄色と青緑色の混合色に変色するｐＨ指示物質である。
一方、ニュートラルレッドは、ｐＨ６．８以下の領域で赤色、ｐＨ８．０以上の領域で黄色、ｐＨ６．８−８．０の間の領域で赤色と黄色の混合色に変色するｐＨ指示物質である。
【００６９】
実施形態４の場合、このような変色域を有する２種類のｐＨ指示物質（ブロモクレゾールグリーンとニュートラルレッド）を同一のｐＨ指示層Ｊ内に混合しているため、この混合系のｐＨ指示層Ｊは、２種類のｐＨ指示物質の変色の影響を受ける。つまり、この混合系のｐＨ指示層Ｊは、ｐＨ３．８以下の領域で黄色と赤色の混合色Ａ、ｐＨ５．４−６．８の間の領域で青緑色と赤色の混合色Ｂ、ｐＨ８．０以上の領域で青緑色と黄色の混合色Ｃ、ｐＨ３．８−５．４の間の領域では混合色Ａと混合色Ｂとの混合色ＡＢ、ｐＨ６．８−８．０の間の領域では混合色Ｂと混合色Ｃとの混合色ＢＣに変色する。
【００７０】
実施形態４においても、実施形態１〜３と同様に、ゲル層Ｇ1とｐＨ指示層Ｊとは完全に分離されているため、被評価物のバンドとｐＨ指示物質のバンドとが混在することがない。よって、被評価物のバンドのｐＨ位置の正確な評価を容易かつ効率的に行うことができると共に、信頼性の高い分析結果が得られる。
次に、実施形態４の電気泳動用試験具のゲル層を形成することができる装置について説明し、その後でこの装置を用いたゲル層の形成方法について説明する。
【００７１】
図５に示す装置は、インクジェット法により基材Ｓ上に酸性モノマー溶液Ａ、塩基性モノマー溶液Ｂおよび重合開始剤Ｃを個別に塗布するインクジェット装置３０を備えると共に、基材Ｓがセットされるステージ１０と、ステージ１０を直線方向に移動させる移動機構４０と、これらを収納する密閉可能なケース５０と、図示しない制御部とを備える。なお、ケース５０には図示しない開閉扉が設けられている。なお、実施形態４では、重合開始剤として過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）、過酸化ベンゾイル等の熱重合開始剤が用いられる。
【００７２】
インクジェット装置３０は、酸性溶液吐出部３１と、塩基性溶液吐出部３２と、重合開始剤吐出部３３と、負圧調整部３４とを備える。
酸性溶液吐出部３１は、酸性モノマー溶液Ａを貯蔵する第１タンク３１ａと、第１インクジェットヘッド３１ｂと、第１タンク３１ａから第１インクジェットヘッド３１ｂへ酸性モノマー溶液Ａを送る第１パイプ３１ｃとを有し、水頭差を利用して第１タンク３１ａから第１インクジェットヘッド３１ｂへ酸性モノマー溶液Ａが供給されるように構成されている。なお、酸性モノマー溶液Ａは、１種以上のｐＨバッファによって所定ｐＨ（例えば、ｐＨ２〜７）に設定されている。
【００７３】
塩基性溶液吐出部３２も同様に、塩基性溶液Ｂを貯蔵する第２タンク３２ａと、第２インクジェットヘッド３２ｂと、第２パイプ３２ｃとを有する。なお、塩基性モノマー溶液Ｂは、１種以上のｐＨバッファによって所定ｐＨ（例えば、ｐＨ７〜１２）に設定されている。
重合開始剤吐出部３３も同様に、重合開始剤Ｃを貯蔵する第３タンク３３ａと、第３インクジェットヘッド３３ｂと、第３パイプ３３ｃとを有する。
【００７４】
負圧調整部３４は、第１〜第３タンク３１ａ〜３３ａとパイプ３５〜３７にて接続されており、第１から第３のタンク内の気圧を管理し、第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂのノズル孔Ｈ（図６参照）から液が垂れ落ちない所定の圧力となるよう、第１〜第３タンク３１ａ〜３３ａ内を大気圧より低い所定圧で一定になるように調整する。
【００７５】
次に、図５の装置を用いて実施形態２の電気泳動用試験具を製造する方法の一例について説明する。
【００７６】
まず、基材Ｓ上にｐＨ指示層Ｊが形成される（図２（Ａ）参照）。この場合、ブロモクレゾールグリーンとニュートラルレッドとを光硬化性樹脂溶液に混合し、さらにシリカ微粒子を混合してペースト状混合物を作製する。その後、基材Ｓ上にペースト状混合物を塗布し、塗布膜に光を照射して硬化させることにより、多孔質のｐＨ指示層Ｊが形成される。
【００７７】
次に、実施形態１に準じて、ｐＨ指示層Ｊ上に密着層Ｋを形成する（図２（Ｂ）参照）。
続いて、密着層Ｋ上に液たまりＬ０を形成する（図５参照）。この際、液たまりＬ０としては、モノマーを純水で希釈したモノマー溶液が用いられ、このモノマー溶液がピペットにて塗布される。なお、このモノマー溶液中に架橋剤および重合促進剤が添加されていてもよい。
【００７８】
次に、図５に示すように、液たまりＬ０が形成された基材Ｓを待機位置にあるステージ１０上にセットし、所定のプログラムに基づく常温大気圧下での塗布工程が行われる。すなわち、移動機構４０により支持台４０ａが矢印Ｍ方向に断続的に移動すると共に、第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂから酸性モノマー溶液、塩基性モノマー溶液、重合開始剤の微小液滴が断続的に吐出される。
【００７９】
この際、酸性モノマー溶液は基材Ｓの一端Ｓ1から他端Ｓ2に向かうにつれて塗布量が減少するよう制御され、塩基性モノマー溶液は基材Ｓの一端Ｓ1から他端Ｓ2に向かうにつれて塗布量が増加するよう制御される。これにより、酸性側から塩基性側に向かう直線的なｐＨ勾配を有するゲル層Ｇ1が形成される。なお、このような塗布工程における試験具製造装置の一連の動作は、所定のプログラムに基づいて制御部が各駆動部を制御することにより行われる。
その後、支持台４０ａが待機位置まで戻り、塗布工程が終了する。
【００８０】
塗布工程後、ケース５０の扉を開けて基材Ｓを取り出し、ゲル化工程用のケース内に収納し、そのケース内で塗布膜Ｌ３のゲル化工程を常温下で行う。なお、常温下でのゲル化完了までには３〜５時間程度の時間を要する。ゲル化完了後は、図１（Ａ）に示すように、四方の端部に丸みを有する蒲鉾形のゲル層Ｇ1が基材Ｓ上に形成された等電点電気泳動用試験具ＧＰ1が得られる。
そして、得られた電気泳動用試験具ＧＰ1のゲル層Ｇ1を乾燥することにより、図１（Ｂ）に示す電気泳動用試験具ＧＰＤ1が得られる。
【００８１】
（他の実施形態）
１．実施形態４において、熱重合開始剤の代わりに、光重合開始剤を用い、かつ塗布工程後に塗布膜に光を照射してゲル化してゲル層を形成してもよい。
２．実施形態１〜４において、密着層は省略してもよい。
３．実施形態１〜３のように基材Ｓ上の領域毎に複数のｐＨ指示層を形成し、その後、実施形態４で説明した方法を用いて複数のｐＨ指示層上に密着層を介してまたは介さずにゲル層を形成してもよい。
４．実施形態４のように基材Ｓ上に複数のｐＨ指示物質が混合し均一に分散した同一のｐＨ指示層を形成し、その後、実施形態１、２または３で説明した方法を用いてｐＨ指示層上に密着層を介してまたは介さずにゲル層を形成してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
Ｄ1  乾燥膜
ＧＰ1  使用可能な状態となった等電点電気泳動用試験具（ゲルプレート）
ＧＰＤ1  保存可能な状態となった等電点電気泳動用試験具
Ｇ1  ゲル層
Ｊ、Ｊ1、Ｊ2  ｐＨ指示層
Ｋ  密着層
Ｓ  基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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