(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した表面側透明プレートと、該表面側透明プレートと所定距離離間して設けられた裏面側透明プレートと、前記表面側透明プレートと前記裏面側透明プレート間により形成された熱交換媒体流路と、前記表面側透明プレートおよび前記裏面側透明プレートの周縁部を保持し、前記熱交換媒体流路と連通する熱交換媒体流入口および熱交換媒体流出口を有するハウジングとを有し、さらに、前記表面側プレートの２枚の透明板のいずれかの内面には、複数の帯状透明発熱体が離間して設けられていることを特徴とする電気泳動用透明プレート。
【請求項２】
前記透明発熱体は、電気泳動方向と平行または垂直に設けられている請求項１に記載の電気泳動用透明プレート。
【請求項３】
前記電気泳動用透明プレートは、前記表面側プレートの表面または前記表面側プレートの内部であり、かつ、前記複数の帯状透明発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられた複数の温度検知部を有する請求項１または２に記載の電気泳動用透明プレート。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれかの電気泳動用透明プレートと、該電気泳動用透明プレートの前記複数の帯状透明発熱体を個々に温度制御する温度制御器と、前記熱交換媒体流路に熱交換媒体を循環するための熱交換媒体循環器とを有することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項５】
２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した表面側透明プレートと、該表面側透明プレートと所定距離離間して設けられた裏面側透明プレートと、前記表面側透明プレートと前記裏面側透明プレート間により形成された熱交換媒体流路と、前記表面側透明プレートおよび前記裏面側透明プレートの周縁部を保持し、前記熱交換媒体流路と連通する熱交換媒体流入口および熱交換媒体流出口を有するハウジングとを有し、さらに、前記表面側プレートの表面側の透明板の内面には、複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられており、かつ、他方の透明板には、前記表面側透明板に設けられた帯状透明板発熱体とほぼ直交する複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられていることを特徴とする電気泳動用透明プレート。
【請求項６】
前記透明板のいずれかに設けられた複数の帯状透明発熱体は、電気泳動方向と平行であり、他方の透明板に設けられた複数の帯状透明発熱体は、電気泳動方向と垂直である請求項５に記載の電気泳動用透明プレート。
【請求項７】
前記電気泳動用透明プレートは、前記表面側プレートの表面または前記表面側プレートの内部であり、かつ、前記複数の帯状透明発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられた複数の温度検知部を有する請求項５または６に記載の電気泳動用透明プレート。
【請求項８】
前記請求項５ないし７のいずれかの電気泳動用透明プレートと、該電気泳動用透明プレートの前記複数の帯状透明発熱体を個々に温度制御する温度制御器と、前記熱交換媒体流路に熱交換媒体を循環するための熱交換媒体循環器とを有することを特徴とする電気泳動装置。
【請求項９】
２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した透明プレートと、該透明プレートを保持するハウジングとを有し、さらに、前記透明プレートの表面側の透明板の内面には、複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられており、かつ、他方の透明板には、前記表面側透明板に設けられた帯状透明板発熱体とほぼ直交する複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられていることを特徴とする電気泳動用透明プレート。
【請求項１０】
前記電気泳動用透明プレートは、前記表面側プレートの表面または前記表面側プレートの内部であり、かつ、前記複数の帯状透明発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられた複数の温度検知部を有する請求項９に記載の電気泳動用透明プレート。
【請求項１１】
前記請求項９または１０の電気泳動用透明プレートと、該電気泳動用透明プレートの前記複数の帯状透明発熱体を個々に温度制御する温度制御器を有することを特徴とする電気泳動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気泳動用試料（例えば、ポリアクリルアミドゲル）の支持板および電気泳動装置に関する。特に、本発明は、電気泳動を行う際の反応温度が制御でき、また、一枚の透明体により、段階的な温度差を設定可能なため、各種検体における至適反応温度の検索を、目視しながら一度に確認できる電気泳動用多段階温度勾配透明プレートおよび電気泳動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年癌をはじめとする種々の疾患（糖尿病遺伝子、動脈硬化遺伝子、各種リスクファクター他）において原因遺伝子が同定され、その遺伝子の塩基配列中に生じる塩基の異常（点突然変異、欠失、遺伝的多型性等）を調べることが疾患の診断に有用と考えられるようになりつつある。またウイルスあるいは細菌感染症等の際にもその病原体の遺伝子型を決定することが病原体の分類や治療薬に対する薬剤抵抗性などを知るうえで重要であることが知られている。このような遺伝子変異を一般研究室において簡便に解析する技術として、我々はＰＣＲ産物をミニゲルを用いて一本鎖ＤＮＡ高次構造多型解析法［Single-Strand Confomation Polymorphism Analysis（ＳＳＣＰ法）］を行い、銀染色法により直接Single-strand ＤＮＡを可視化するNon-RI SSCP法を開発した。
【０００３】
ＳＳＣＰ法は二本鎖ＤＮＡ断片をホルムアミド存在下で一本鎖ＤＮＡに解離させた際に各々の一本鎖ＤＮＡが高次構造を形成し非変性条件下の電気泳動により特有の移動度を示すことを利用して短鎖ＤＮＡ断片中の塩基配列の違いによる遺伝子多型を検出する技術である。
従来法ではアイソトープとオートラジオグラフィーの使用を必要とし、一般検査室での使用は困難であったのに対して、Non-RI SSCP法は一般検査室あるいは臨床検査室において迅速簡便に遺伝子多型、点突然変異等の遺伝子解析を実用化するための有用な手法と考えられる。
【０００４】
しかし、Non-RI SSCP法は、アイソトープを使用する従来法に比べゲルの組成、泳動条件の設定がやや複雑であり、最適な分離条件の選択に種々の工夫が必要であり、目的とする遺伝子の最適な分離条件をいかに達成するかが問題となる。その際特に重要なことは電気泳動中のゲル担体の温度設定であり、適切な温度を決定するために、種々の異なる温度条件下で電気泳動を繰り返し最適な条件を決定する必要があった。従来の方法では一回の泳動でゲル担体を異なる温度に維持することは不可能であり、最適な泳動条件の決定まで実験を繰り返して行う必要があり、長期間の試行錯誤が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来二本鎖ＤＮＡの融解特性を解析する目的で温度勾配電気泳動装置が市販されているが、これらの装置はいずれも水平型の電気泳動装置であり添加できるサンプルの量が少なく、またゲルの取り扱いもスラブ式に比べ繁雑であり、Non-RISSCP法に用いるには適していない。具体的には、市販されている温度勾配電気泳動装置では、温度勾配の形成速度が遅く、また、温度調整も正確に行えるものではなかった。
また、一本鎖ＤＮＡの高次構造は、塩基配列中の相違的塩基が水素結合を介して結合し、塩基対を形成することによって引き起こされる。この結合条件は溶媒の温度により決定されるため、一本鎖ＤＮＡの取り得る高次構造は電気泳動中のゲル担体の温度により変化するものと本発明者らは考える。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数の温度設定が容易であり一回の電気泳動にて、複数温度条件による電気泳動を行うことができ、さらに、温度勾配の形成速度も早く、かつ、温度調整も検体そのもの近くの温度を制御でき正確であり、さらに、反応進行状態が目視により確認できる電気泳動用透明プレートおよびそれを備えた電気泳動装置を提供するものである。
そこで、本発明の目的は、加温、冷却、さらに、複数の温度設定が容易であり一回の電気泳動にて、複数温度条件による電気泳動を行うことができ、さらに、温度勾配の形成速度も早く、かつ、温度調整も検体そのもの近くの温度を制御でき正確であり、さらに、反応進行状態が目視により確認できる電気泳動用透明プレートおよびそれを備えた電気泳動装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するものは、２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した表面側透明プレートと、該表面側透明プレートと所定距離離間して設けられた裏面側透明プレートと、前記表面側透明プレートと前記裏面側透明プレート間により形成された熱交換媒体流路と、前記表面側透明プレートおよび前記裏面側透明プレートの周縁部を保持し、前記熱交換媒体流路と連通する熱交換媒体流入口および熱交換媒体流出口を有するハウジングとを有し、さらに、前記表面側プレートの２枚の透明板のいずれかの内面には、複数の帯状透明発熱体が離間して設けられている電気泳動用透明プレートである。
【０００８】
前記透明発熱体は、電気泳動方向と平行または垂直に設けられていることが好ましい。前記電気泳動用透明プレートは、前記表面側プレートの表面または前記表面側プレートの内部であり、かつ、前記複数の帯状透明発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられた複数の温度検知部を有している。
【０００９】
また、上記目的を達成するものは、２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した表面側透明プレートと、該表面側透明プレートと所定距離離間して設けられた裏面側透明プレートと、前記表面側透明プレートと前記裏面側透明プレート間により形成された熱交換媒体流路と、前記表面側透明プレートおよび前記裏面側透明プレートの周縁部を保持し、前記熱交換媒体流路と連通する熱交換媒体流入口および熱交換媒体流出口を有するハウジングとを有し、さらに、前記表面側プレートの表面側の透明板の内面には、複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられており、かつ、他方の透明板には、前記表面側透明板に設けられた帯状透明板発熱体とほぼ直交する複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられている電気泳動用透明プレートである。
【００１０】
前記透明板のいずれかに設けられた複数の帯状透明発熱体は、電気泳動方向と平行であり、他方の透明板に設けられた複数の帯状透明発熱体は、電気泳動方向と垂直となっている。前記電気泳動用透明プレートは、前記表面側プレートの表面または前記表面側プレートの内部であり、かつ、前記複数の帯状透明発熱体のそれぞれに対応する位置に設けられた複数の温度検知部を有している。
【００１１】
また、上記目的を達成するものは、上記の電気泳動用透明プレートと、該電気泳動用透明プレートの前記複数の帯状透明発熱体を個々に温度制御する温度制御器と、前記熱交換媒体流路に熱交換媒体を循環するための熱交換媒体循環器とを有する電気泳動装置である。
また、上記目的を達成するものは、２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した透明プレートと、該透明プレートを保持するハウジングとを有し、さらに、前記透明プレートの表面側の透明板の内面には、複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられており、かつ、他方の透明板には、前記表面側透明板に設けられた帯状透明板発熱体とほぼ直交する複数の帯状透明発熱体が離間してほぼ平行に設けられている電気泳動用透明プレートである。
【００１２】
【作用】
本発明の電気泳動用透明プレートによれば、電気泳動を行う際に、検体（試料）そのものの近くの温度を制御できる。透明プレートは全体が透明であるので、反応進行状態が目視可能である。さらに、複数の帯状の透明発熱体を有するので、複数値の反応温度を設定することができ、複数個の検体の至適反応温度の検索を一度に行うことができる。熱交換媒体として、冷媒を流通させることにより、プレート自体を室温より冷却することもできる。
【００１３】
本装置は電気泳動用ゲルの表面を帯状に加温あるいは冷却することにより、泳動方向に対して垂直方向あるいは水平方向に温度勾配を作成することが可能である。また本装置では、泳動板を垂直方向に立てた状態でＤＮＡ分子を上から下に向けて泳動を行ういわゆるスラブ式電気泳動が可能であり、さらに泳動方向に対して垂直あるいは水平方向に温度勾配を作成することが可能である。従って、垂直、水平泳動法のいずれにも使用できる。
本装置を使用した場合ゲル担体の温度を段階的に変化させ温度勾配を形成することが可能なため、目的とする遺伝子の最適な分離条件の設定が一回の泳動実験で可能となる。また従来法で数回の実験を行わなければ検出し得なかった異常の有無を一回の実験で知ることも可能であり、遺伝子異常のスクリーニング法としても使用可能である。
【００１４】
【実施例】
本発明の電気泳動用プレートを図面に示した実施例を用いて説明する。
本発明の電気泳動用プレートは、言い換えれば、電気泳動用試料支持板である。
図１は、本発明の一実施例の電気泳動用透明プレート１の平面図であり、図２は、図１の側面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４および図５は、本発明の電気泳動用プレートに使用される各部品を示す斜視図である。
【００１５】
この実施例の電気泳動用透明プレート１は、２枚の透明板３，４を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料５を充填した表面側透明プレート６と、表面側透明プレート６と所定距離離間して設けられた裏面側透明プレート８と、表面側透明プレート６と裏面側透明プレート８間により形成された熱交換媒体流路９と、表面側透明プレート６および裏面側透明プレート８の周縁部を保持し、熱交換媒体流路９と連通する熱交換媒体流入口１１および熱交換媒体流出口１２を有するハウジング２とを有する。表面側プレート６の２枚の透明板３，４のいずれかの内面には、複数の帯状透明発熱体１０が離間して設けられている。
【００１６】
図１ないし図５に示すように、電気泳動用透明プレート１は、ハウジング２と、このハウジング２に収納された、裏面側透明プレート８と表面側透明プレート６、温度検知部収納部７とにより構成されている。
表面側透明プレート６は、図３および図４に示すように、２枚の透明板３，４と、透明板３，４の間に挿入されたスペーサ１４と、透明板３，４間に充填された絶縁性透明充填材５により形成されている。２枚の透明板３，４は、ほぼ同じ大きさをしており、両者が重なるように積層されている。透明板３，４の周縁部内部に設けられた２つのスペーサ１４により両者間は、全体にわたりほぼ一定距離離間している。透明板３，４のいずれかの内面には、複数の帯状透明発熱体１０が離間してほぼ平行に設けられている。透明板３，４間には、絶縁性透明充填材５が充填されており、複数の帯状透明発熱体１０が相互に導通することを防止している。この実施例の電気泳動用プレート１では、表面側透明板３の内側（言い換えれば、内面側、裏面側）に透明発熱体１０が、複数ほぼ等距離離間し、かつ平行に設けられている。なお、透明発熱体は、表面側プレートの裏面側透明板４の内面（言い換えれば、表面側もしくは内側）に形成してもよい。
【００１７】
透明板３，４としては、ガラス板、合成樹脂製板であり、透明かつ絶縁性板状物が使用される。合成樹脂板としては、透明性と絶縁性を有するものであれば特に制限はないが、アクリル板、ポリカーボネート板、スチレン板などの透明性の高いものが好ましく、硬質のものが好適である。透明板としては、透明性が高いこと、熱伝導率があまり高くないことより、ガラスが好適である。
【００１８】
透明発熱体１０は、導電性金属薄膜により形成されており、導電性金属薄膜は、通電により発熱する性質を有している。導電性金属薄膜としては、酸化スズ、ＳｉＯ２−インジウム合金、酸化インジウム、スズまたはアンチモンをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズなどが好適に使用できる。導電性金属薄膜を透明板３の内面に形成する方法としては、蒸着法（例えば、真空蒸着法）、スパッタリング法、デッピング法、ＣＶＤ法などにより行うことができる。図４に示すように、これら透明発熱体１０には、それぞれを個々に温度制御するために、発熱体１０の一端部には、電極１５が個々に設けられており、発熱体１０の他端部には、すべての発熱体１０に共通する１つの電極１６が設けられている。なお、発熱体１０の他端部には、個々に電極を設けてもよい。これら電極は使用時には、図８に示す電気泳動装置の温度制御器５４と電気的に接続される。
【００１９】
透明発熱体１０は、透明板３の裏面に、３〜１０個、帯状に上方に延びるように設けられていることが好ましい。また、透明発熱体１０の幅としては、５〜２０ｍｍが好ましい。透明発熱体１０は等間隔離間していることが好ましく、隣り合う透明発熱体間の距離は、１〜１０ｍｍが好ましい。特に、１.５〜５ｍｍが好ましい。
絶縁性および透明性を有する充填材としては、シリコーン、ポリウレタンなどが使用でき、特に接着性を有するものが好ましい。シリコーンが、絶縁性、安定性などの点より好適である。シリコーンとしては、シリコーンゲル、シリコーンゴムなどがあり、シリコーンゴムとしては、接着性を有するＲＴＶシリコーンゴム、ＬＴＶシリコーンゴムなどが好適であり、一液型、二液型のいずれでもよい。
【００２０】
裏面側透明プレート８は、上記の表面側透明プレート６と所定距離離間するように、後述するハウジング２に収納されており、透明プレート６、８間により熱媒体流路（冷媒流路）が形成される。裏面側透明プレートとしては、ガラス板、合成樹脂製板であり、透明板状物が使用される。合成樹脂板としては、透明性を有するものであれば特に制限はないが、アクリル板、ポリカーボネート板、スチレン板などの透明性の高いものが好ましく、硬質のものが好適である。透明板としては、透明性が高いことより、ガラスが好適である。
【００２１】
ハウジング２は、フレーム枠２ａと裏蓋２ｂにより構成されている。そして、ハウジング２は、図２に示すように、冷媒流入口１１と冷媒流出口１２を有しており、さらに、図３に示すように、冷媒流入口と連通する冷媒流入部２２と冷媒流出口と連通する冷媒流出部２３を有している。裏蓋２ｂは、図５に示すように、冷媒流入口および冷媒流出口を有し、フレーム枠２ａの底面に嵌合され、両者間に熱媒体流入部および流出部（冷媒流入部および冷媒流出部）を形成する。フレーム枠２ａは、その側面に、図５に示すように、裏蓋２ｂの冷媒流入口１１に対応する位置に連通口２６を有し、冷媒流出口１２に対応する位置に連通口２７を有しており、これにより、流入口１１は冷媒流入部２２と流入口１２は冷媒流出部２３と連通している。フレーム枠２ａは、表面側プレート６の載置部２ｃを形成する段差部２ｃと、裏面側プレート８の載置部２ｄを形成する第２の段差部２ｄと、フレーム枠の側面との間に冷媒流出部を形成するための仕切部２ｅ、２ｆを備えている。
【００２２】
この仕切部２ｅ、２ｆとフレーム枠２ａの内側面間には、隙間が形成されている。この隙間が流出部２３を形成する。この実施例では、仕切部２ｅの上面部は、裏面側プレート８の載置部の一部を形成するため、裏面側プレート８が、フレーム枠２ａの第２の段差部２ｄ（裏面側プレート載置部）に、液密に載置されると、裏面側プレート８は、仕切部２ｅとフレーム枠２ａの側面と裏蓋２ｂにより形成される空間の上面を閉塞する。つまり、仕切部２ｅの上面に対しても、裏面側プレート８は液密に固定されている。これにより、仕切部２ｆとフレーム枠２ａの内側面間との隙間のみ上方が開放している。フレーム枠２ａは、冷媒流入部の上面を規制する平板部２ｇに流入部内部と連通する複数の冷媒吐出口２４を有している。
【００２３】
フレーム枠２ａに設けられた表面側プレート載置部２ｃと裏面側プレート載置部２ｄは、図３および図５に示すように、所定距離離間して設けられている。このため、表面側プレート載置部２ｃに表面側プレート６を載置すると、図３に示すように、裏面側プレート８との間に、冷媒流路９（熱媒体流路）を形成する。この冷媒流路９は、冷媒吐出口２４を介して、冷媒流入部２２と連通し、仕切部２ｆとフレーム枠２ａの内側面間との開放した空隙により、冷媒流出部２３と連通している。表面側プレートおよび裏面側プレートは、フレーム枠２ａに液密に固着されており、同様に、裏蓋２ｂも液密に固着されている。
【００２４】
温度検知部収納部７は、図３および図４に示すように、内部に複数の温度検知部２１を収納し、この温度検知部２１が、表面側プレートに接触するように表面側プレート上に載置されている。温度検知部２１は、透明板３，４間に設けてもよい。この場合でも、温度検知部２１は、表面側透明板３に接触にしていることが好ましい。温度検知部２１としては、温度検知可能なものであれば特に制限はないが、熱電対、サーミスタなどが好適である。収納部７内には、表面側プレート６の複数の電極と接続された多数の接続線さらに温度検知部と接続された接続線が収納されており、これら接続線は束ねられて１本のコード２９となって、収納部７より外部に延出している。コード２９の端部には、図４に示すようにコネクタ３２が取り付けられている。コネクタ３２は、後述する温度制御器との接続端子を形成している。
【００２５】
この実施例の電気泳動用透明プレートの熱媒体（冷媒）の流通形態について、図９を用いて説明する。上記のように電気泳動透明プレートが構成されているので、図９に矢印で示すように、冷媒は、冷媒流入口１１より冷媒流入部に流入し、冷媒流入部より吐出口２４を通り、表面側プレート６と裏面側プレート８との間に形成された冷媒流路９に流入する。冷媒流路９に流入した冷媒は、冷媒流路９を充填し、そして、ハウジング２の下方に流れ、冷媒流出部２３ａに流入した後、冷媒流出部２３ｂを流れて、冷媒流出口１２より流出する。このように、この実施例の透明プレートでは、表面側プレートの下面のほぼ全体に接触して、熱媒体である冷媒が流れるため、表面側プレートの熱交換効率（冷却効率）が高い。また、表面側プレートに冷却ばらつきを生じることも少ない。
【００２６】
この電気泳動用透明プレート１は、図６に示すように、電気泳動装置に組み込まれて使用される。
この実施例の電気泳動装置５０は、図６に示すように、本発明の電気泳動用透明プレート１と、このプレート１を温度制御するための温度制御器５４と、プレート１に冷媒を循環させるための冷媒循環器とからなる。冷媒循環器は、冷媒（例えば、水）中の気泡を除去するためのエアーチャンバー５５と、冷媒を送液するためのポンプ５６と、冷媒を冷却するための冷却ユニット５７を有している。冷却ユニット５７は、例えば、図７に示すように、冷媒が一時的に流入する冷却槽５９と、この冷却層５９の下部に設けられた放熱手段とからなる。冷却層５９は、内部下部に冷却用素子６０を有しており、下面を除く全体が断熱材５８により被包されている。放熱手段は、放熱フィン６１とその下方に設けられたファン６２、６３とから構成されている。
【００２７】
この電気泳動用透明プレート１は、図１に示すように、立てた状態で使用される。使用される状態では、透明発熱体１０は、電気泳動方向に平行となる。言い換えれば、図１のハウジング２の下辺側が陽極側で上辺が陰極側となるようにして使用される。複数の透明発熱体１０を温度制御器５４を用いて、個々に温度制御することにより、泳動用ゲルが付着される表面側プレートの表面には、電気泳動方向に平行に温度が異なった複数の区域を形成することができる。言い換えれば、例えば、左側から徐々に右側に向かって温度が高くなるように、温度勾配を形成することができる。さらに、上記の温度制御器を用いた温度制御と同時に、上述した冷媒循環器により温度制御された冷媒を流通する事により、一枚の透明プレート１を低温（室温以下）から高温（室温以上）まで、任意に温度設定ができ、かつ温度勾配もつけることもできる。
【００２８】
温度制御器５４としては、例えば、図８に示すものが好適に使用できる。
この温度制御器５４は、電気泳動用透明プレート（電気泳動用試料支持板）１のコネクター３２と接続可能なコネクター４０と、泳動用プレートの温度検知部２１により検知されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーター４１と、このコンバーター４１からの信号が入力される温度制御部４２と、温度制御部４２より出力されるそれぞれの透明発熱体１０の温度の実測温度を表示する測定温度表示部４３と、それぞれの透明発熱体１０について設定温度を入力する設定温度入力部４５と、それぞれの透明発熱体について設定温度入力部より入力された設定温度を表示する設定温度表示部４４とを有している。そして、温度制御部４２は、温度制御器５４のコネクター４０および泳動用プレート１のコネクター３２を介して、それぞれの透明発熱体１０と電気的に接続されており、透明発熱体１０を個々に温度調整する機能を有している。設定温度入力部４５は、入力スイッチ４５ａを、また、測定温度表示部４３は、表示窓４３ａを、設定温度表示部も表示窓４４ａを備えている。
【００２９】
温度制御部４２は、個々の透明発熱体について、それらの設定温度と測定温度とを比較する比較機能と、この比較機能の比較結果に基づき、それぞれの透明発熱体への電力供給状態を調整する温度調整機能（言い換えれば、電力供給調整機能）を有している。温度調整機能（電力供給調整機能）としては、印加電圧を調整する機能、負荷電流を調整する機能、通電のＯＮ／ＯＦＦ状態を調整する機能などのいずれでもよい。この実施例では、複数の透明発熱体の一方の電極は、共通電極となっており、これに対応して、この制御部では、通電のＯＮ／ＯＦＦ状態を調整することにより、温度制御を行うものとなっている。なお、このような共通電極ではなく、透明発熱体の個々にすべて独立した電極を設けて、上記した、電圧または電流を制御して温度制御を行ってもよい。
【００３０】
温度制御部は、具体的には、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より低い場合には、通電をＯＮし、逆に、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より高い場合には、通電をＯＦＦするように制御する。また、温度制御は、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より低い場合には、電圧または電流を高くするように制御し、逆に、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より高い場合には、電圧または電流を低くするか、一時的に通電を中止し、測定温度が設定温度と等しい場合には、与えている電圧または電流を維持することにより行ってもよい。
温度制御部は、図８に示すように、上述した冷媒循環器の冷却ユニットの冷却用素子と電気的に接続されていることが好ましい。温度制御部にて検知された透明発熱体の温度が、設定温度より高く、かつ温度制御部での上述した温度調整機能では、調整できない場合、冷却用素子６０の冷却力を高めるように作動する冷却用素子制御機能を有することが好ましい。
【００３１】
次に、本発明の電気泳動装置を用いて行った実験について説明する。
［実験１］
この実験では、Ｋ−ｒａｓ癌遺伝子の点突然変異の検出を行った。
Ｋ-ｒａｓ癌遺伝子のＥｘｏｎ 1をＰＣＲ法により増幅し、108塩基長の二本鎖ＤＮＡ断片を得る。これを90％ホルムアミド存在化に、本発明の電気泳動装置を用いて、温度勾配を与えて、12％ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。正常組織より得られたＤＮＡを鋳型として増幅した二本鎖ＤＮＡ断片を16℃から24℃までの、温度勾配下（２℃間隔）で泳動したところ、図１６に示すように、２本の一本鎖ＤＮＡのバンドが検出された。この２本の一本鎖ＤＮＡのバンドは、図１６に示すように、温度が高くなるに従って、両者の距離が離れて行く傾向を示しており、高温側の方がバンドの確認が容易であった。
一方、Ｋ−ras癌遺伝子のコドン12に点突然変異を有する癌由来のＤＮＡを用いて同様の解析を行った場合に正常ＤＮＡと異なるバンドが出現することにより点突然変異の有無を診断することができた。
【００３２】
［実験２］
大腸癌培養細胞株Ｃ−１より得られたＤＮＡを、実験１と同様の方法で解析した。Ｃ−１では、片方の染色体由来のＫ−ｒａｓ癌遺伝子のコドン１２のアミノ酸がグリシン（ＧＧＴ）からバリン（ＧＴＴ）へ変化していることが知られている。ＳＳＣＰ解析を行ったところ、図１７に示すように、正常ＤＮＡ由来の一本鎖ＤＮＡのバンド以外に２本の移動度の異なるバンドが出現しており、点突然変異が生じていることが分かった。そして、それぞれの一本鎖ＤＮＡのバンド間の距離は、温度により相違しており、それぞれのバンドの確認が容易であった。
【００３３】
［実験３］
ヒト膵癌培養細胞株ＰＳＮ１より得られたＤＮＡを、実験１と同様の方法で解析したところ、図１８に示す結果が得られた。ＰＳＮ１は、コドン１２のアミノ酸がグリシン（ＧＧＴ）からアルギニン（ＣＧＴ）へ点突然変異しており、正常ＤＮＡ由来の２本の一本鎖ＤＮＡのバンド以外に２本変異型ＤＮＡバンドが認められる。ゲル温度１８℃から２０℃前後で、変異型ＤＮＡに由来する２本のバンドが交差しており、さらに温度が高くなると、異常ＤＮＡに由来する１本のバンドは正常ＤＮＡのバンドとも交差していることから、これらの突然変異ＤＮＡのバンドは温度変化により高次構造が変化していることがわかった。
【００３４】
［実験４］
ヒトｐ５３癌抑制遺伝子の突然変異の解析を行った。
ｐ５３癌抑制遺伝子のＥｘｏｎ７をＰＣＲ法により増幅し、１３５塩基長のＰＣＲ産物を得た。これを90％ホルムアミド存在化に、本発明の電気泳動装置を用いて、温度勾配を与えて、12％ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行った。この実験では、まず最初に、ヒト肺繊維芽細胞ＷＩ−３８をＤＮＡウイルスＳＶ−４０によりTransformした細胞株ＷＩ−３８ＶＡ１３についての電気泳動を行った。その結果は、図１９に示すとおりであった。ＷＩ−３８ＶＡ１３は正常のｐ５３癌抑制遺伝子を有する。また、ヒト肺癌組織より抽出したＤＮＡのＰＣＲ産物について電気泳動を行った。その結果は、図２０に示すとおりであった。ヒト肺癌組織のＤＮＡのＰＣＲ産物では、ヒト肺繊維芽細胞には見られないバンドが生じており、解析したとことろ、この肺癌では、ｐ５３のＥｘｏｎ６のコドン２３６がチロシン（ＴＡＣ）からシステイン（ＴＧＣ）に点突然変異していることがわかった。
【００３５】
次に、本発明の電気泳動用プレートの他の実施例について説明する。
図１０は、本発明の他の実施例の電気泳動用透明プレートの平面図であり、図１１は、図１０の側面図であり、図１２は、図１０のＢ−Ｂ線断面図である。図１３および図１４は、本発明の電気泳動用プレートに使用される各部品を示す斜視図である。
【００３６】
この実施例の電気泳動用透明プレート７０は、２枚の透明板３，４を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料５を充填した表面側透明プレート６と、表面側透明プレート６と所定距離離間して設けられた裏面側透明プレート８と、表面側透明プレート６と裏面側透明プレート８間により形成された熱交換媒体流路９と、表面側透明プレート６および裏面側透明プレート８の周縁部を保持し、熱交換媒体流路９と連通する熱交換媒体流入口１１および熱交換媒体流出口１２を有するハウジング２とを有する。表面側プレート６の表面側の透明板３の内面には、複数の帯状透明発熱体１０が離間してほぼ平行に設けられており、かつ、他方の透明板４には、表面側透明板３に設けられた帯状透明板発熱体１０とほぼ直交する複数の帯状透明発熱体７２が離間してほぼ平行に設けられている。
【００３７】
具体的に説明すると、図１０ないし図１４に示すように、電気泳動用透明プレート７０は、ハウジング２と、このハウジング２に収納された裏面側透明プレート８と表面側透明プレート６、温度検知部収納部７とにより構成されている。
表面側透明プレート６は、図１２および図１３に示すように、２枚の透明板３，４と、透明板３，４の間に挿入されたスペーサ１４と、透明板３，４間に充填された絶縁性透明充填材５により形成されている。２枚の透明板３，４は、ほぼ同じ大きさをしており、両者が重なるように積層されている。そして、透明板３，４の周縁部内部に設けられた２つのスペーサ１４により両者間は、全体にわたりほぼ一定距離離間している。そして、透明板３，４の内面には、複数の帯状透明発熱体１０が離間してほぼ平行に設けられている。透明板３，４間には、絶縁性透明充填材５が充填されており、複数の帯状透明発熱体１０が相互に導通することを防止している。
【００３８】
表面側透明板３の内側（言い換えれば、内面側、裏面側）に透明発熱体１０が、複数ほぼ等距離離間し、かつ平行に設けられている。裏面側透明板４の内面（言い換えれば、表面側もしくは内側）にも、透明発熱体７２が、複数ほぼ等距離離間し、かつ平行に設けられている。透明板３に設けられた帯状発熱体１０と透明板４に設けられた帯状発熱体７２は、直交するように設けられている。このように発熱体１０、７２を設けることにより、表面側プレート６を表面から見たとき、図１０に示すように、発熱体１０、７２によりマトリックスが形成されたようになる。発熱体１０、７２のいずれかは、電気泳動方向に平行に形成されており、他方は、直交するように形成されていることが好ましい。
【００３９】
透明板３，４としては、ガラス板、合成樹脂製板であり、透明かつ絶縁性板状物が使用される。合成樹脂板としては、透明性と絶縁性を有するものであれば特に制限はないが、アクリル板、ポリカーボネート板、スチレン板などの透明性の高いものが好ましく、硬質のものが好適である。透明板としては、透明性が高いこと、熱伝導率があまり高くないことより、ガラスが好適である。
【００４０】
透明発熱体１０、７２は、導電性金属薄膜により形成されており、導電性金属薄膜としては、通電により発熱する性質を有しており、酸化スズ、ＳｉＯ２−インジウム合金、酸化インジウム、スズまたはアンチモンをドープした酸化インジウム、アンチモンをドープした酸化スズなどが好適に使用できる。導電性金属薄膜を透明板３、４の内面に形成する方法としては、蒸着法（例えば、真空蒸着法）、スパッタリング法、デッピング法、ＣＶＤ法などにより行うことができる。図１３に示すように、これら透明発熱体１０、７２には、それぞれを個々に温度制御するために、発熱体１０、７２の一端部には、電極１５、７５が個々に設けられており、発熱体１０、７２の他端部には、すべての発熱体１０、７２の共通する１つの電極１６、７６が設けられている。発熱体１０、７２の他端部には、個々に電極を設けてもよい。これら電極は使用時には、図１５に示す電気泳動装置の温度制御器８４と電気的に接続される。
【００４１】
透明発熱体１０、７２は、透明板３、４の表面に、３〜１０個、帯状に延びるように設けられていることが好ましい。透明発熱体１０、７２の幅としては、５〜２０ｍｍが好ましい。透明発熱体１０、７２は等間隔離間していることが好ましく、隣り合う透明発熱体間の距離は、１〜１０ｍｍが好ましい。特に、１.５〜５ｍｍが好ましい。
絶縁性および透明性を有する充填材としては、シリコーン、ポリウレタンなどが使用でき、特に接着性を有するものが好ましい。シリコーンが、絶縁性、安定性などの点より好適である。シリコーンとしては、シリコーンゲル、シリコーンゴムなどがあり、シリコーンゴムとしては、接着性を有するＲＴＶシリコーンゴム、ＬＴＶシリコーンゴムなどが好適であり、一液型、二液型のいずれでもよい。
【００４２】
裏面側透明プレート８は、上記の表面側透明プレート６と所定距離離間するように、後述するハウジング２に収納されており、透明プレート６、８間により熱媒体流路（冷媒流路）が形成される。裏面側透明プレートとしては、ガラス板、合成樹脂製板であり、透明板状物が使用される。合成樹脂板としては、透明性を有するものであれば特に制限はないが、アクリル板、ポリカーボネート板、スチレン板などの透明性の高いものが好ましく、硬質のものが好適である。透明板としては、透明性が高いことより、ガラスが好適である。
【００４３】
ハウジング２は、フレーム枠２ａと裏蓋２ｂにより構成されている。ハウジング２は、図１１に示すように、冷媒流入口１１と冷媒流出口１２を有しており、さらに、図１２に示すように、冷媒流入口と連通する冷媒流入部２２と冷媒流出口と連通する冷媒流出部２３を有している。裏蓋２ｂは、図１４に示すように、冷媒流入口および冷媒流出口を有し、フレーム枠２ａの底面に嵌合され、両者間に熱媒体流入部および流入部（冷媒流入部および冷媒流出部）を形成する。フレーム枠２ａは、その側面に、図１４に示すように、裏蓋２ｂの冷媒流入口１１に対応する位置に連通口２６を有し、また冷媒流出口１２に対応する位置に連通口２７を有しており、これにより、流入口１１は冷媒流入部２２と流入口１２は冷媒流出部２３と連通している。フレーム枠２ａは、表面側プレート６の載置部２ｃを形成する段差部２ｃと、裏面側プレート８の載置部２ｄを形成する第２の段差部２ｄと、フレーム枠の側面との間に冷媒流出部を形成するための仕切部２ｅ、２ｆを備えている。この仕切部２ｅ、２ｆとフレーム枠２ａの内側面間には、隙間が形成されている。この隙間が流出部２３を形成する。そして、裏面側プレート８が、フレーム枠２ａの第２の段差部２ｄ（裏面側プレート載置部）に、液密に載置されると、この実施例では、仕切部２ｅの上面部は、裏面側プレート８の載置部の位置部を形成するため、仕切部２ｅとフレーム枠２ａの側面と裏蓋２ｂにより形成される空間の上面を閉塞する。つまり、仕切部２ｅの上面に対しても、裏面側プレート８は液密に固定される。このため、フレーム枠２ａに裏面側プレート８を液密に載置することにより、仕切部２ｆとフレーム枠２ａの内側面間との隙間のみ上方が開放している。フレーム枠２ａは、冷媒流入部の上面を規制する平板部２ｇに流入部内部と連通する複数の冷媒吐出口２４を有している。
【００４４】
フレーム枠２ａに設けられた表面側プレート載置部２ｃと裏面側プレート載置部２ｄは、図１２および図１４に示すように、所定距離離間して設けられている。このため、表面側プレート載置部２ｃに表面側プレート６を載置すると、図１２に示すように、裏面側プレート８との間に、冷媒流路９（熱媒体流路）を形成する。この冷媒流路９は、冷媒吐出口２４を介して、冷媒流入部２２と連通し、仕切部２ｆとフレーム枠２ａの内側面間との開放した空隙により、冷媒流出部２３と連通している。表面側プレートおよび裏面側プレートは、フレーム枠２ａに液密に固着されており、同様に、裏蓋２ｂも液密に固着されている。
【００４５】
温度検知部収納部７は、図１２および図１３に示すように、内部に複数の温度検知部２１を収納し、この温度検知部２１が、表面側プレートに接触するように表面側プレート上に載置されている。温度検知部２１としては、温度検知可能なものであれば特に制限はないが、熱電対、サーミスタなどが好適である。また、この収納部７内には、表面側プレート６の複数の電極と接続された多数の接続線さらに温度検知部と接続された接続線が収納されており、これら接続線は束ねられて１本のコード２９となって、収納部７より外部に延びている。そして、このコード２９の端部には、図１３に示すようにコネクタ３２が取り付けられている。このコネクタは、後述する温度制御器との接続端子を形成している。
上記説明では、冷却機構を設けた実施例のプレートを用いたが、これに限らず、冷却機構がないものでもよい。
この電気泳動用透明プレート７０は、図６に示すように、電気泳動装置に組み込まれて使用される。
【００４６】
この電気泳動用透明プレート７０は、図１０に示すように、立てた状態で使用する。使用状態では、透明発熱体１０は、電気泳動方向に平行となり、透明発熱体７２は、電気泳動方向に垂直となる。言い換えれば、図１０のハウジング２の下辺側が陽極側で上辺が陰極側となるようにして使用される。そして、複数の透明発熱体１０、７２を温度制御器８４を用いて、個々に温度制御することにより、泳動用ゲルが付着される表面側プレートの表面には、網目状に温度が異なった複数の区域を形成することができる。言い換えれば、例えば、左側から徐々に右側に向かって温度が高くなり、かつ、上から下に向かって徐々に温度が高くなるように、網目状の温度勾配（二方向性温度勾配）を形成することができる。また、複数の透明発熱体１０、７２の一方のみを用いて、温度制御することにより、電気泳動方向に平行に（透明発熱体１０のもの使用）区分された温度勾配を形成する、および電気泳動方向に垂直に（透明発熱体１０のもの使用）区分された温度勾配を形成するを選択することもできる。
上記の温度制御器を用いた温度制御と同時に、上述した冷媒循環器により温度制御された冷媒を流通する事により、一枚の透明プレート７０を低温（室温以下）から高温（室温以上）まで、任意に温度設定ができ、かつ温度勾配もつけることもできる。
【００４７】
温度制御器８４としては、例えば、図１５に示すものが好適に使用できる。
この温度制御器８４は、電気泳動用透明プレート（電気泳動用試料支持板）７０のコネクター３２と接続可能なコネクター４０と、泳動用プレート７０の温度検知部２１により検知されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーター４１と、このコンバーター４１からの信号が入力される温度制御部４２と、温度制御部４２より出力されるそれぞれの透明発熱体１０の温度の実測温度を表示する測定温度表示部４３と、それぞれの透明発熱体１０について設定温度を入力する設定温度入力部４５と、それぞれの透明発熱体について設定温度入力部より入力された設定温度を表示する設定温度表示部４４とを有している。そして、温度制御部４２は、温度制御器８４のコネクター４０および泳動用プレート７０のコネクター３２を介して、それぞれの透明発熱体１０、７２と電気的に接続されており、透明発熱体１０、７２を個々に温度調整する機能を有している。そして、設定温度入力部４５は、入力スイッチ４５ａを、また、測定温度表示部４３は、表示窓４３ａを、設定温度表示部も表示窓４４ａを備えている。
【００４８】
温度制御部４２は、個々の透明発熱体について、それらの設定温度と測定温度とを比較する比較機能と、この比較機能の比較結果に基づき、それぞれの透明発熱体への電力供給状態を調整する温度調整機能（言い換えれば、電力供給調整機能）を有している。温度調整機能（電力供給調整機能）としては、上述したように、印加電圧を調整する機能、負荷電流を調整する機能、通電のＯＮ／Ｏｆｆ状態を調整する機能などのいずれでもよい。この実施例では、複数の透明発熱体の一方の電極は、共通電極となっており、これに対応して、この制御部では、通電のＯＮ／Ｏｆｆ状態を調整することにより、温度制御を行うものとなっている。なお、このような共通電極ではなく、透明発熱体の個々にすべて独立した電極を設けて、上記した、電圧または電流を制御して温度制御を行ってもよい。
【００４９】
温度制御部は、具体的には、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より低い場合には、通電をＯＮし、逆に、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より高い場合には、通電をＯＦＦするように制御する。また、温度制御は、ＯＮ／ＯＦＦ制御でない場合には、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より低い場合には、電圧または電流を高くするように制御し、逆に、検知された測定温度が、設定温度入力部により入力された設定温度より高い場合には、電圧または電流を低くするか、一時的に通電を中止し、測定温度が設定温度と等しい場合には、与えている電圧または電流を維持することにより行われる。
温度制御部は、図１５に示すように、上述した冷媒循環器の冷却ユニットの冷却用素子と電気的に接続されていることが好ましい。温度制御部にて検知された透明発熱体の温度が、設定温度より高く、かつ温度制御部での上述した温度調整機能では、調整できない場合、冷却用素子１７の冷却力を高めるように作動する冷却用素子制御機能を有することが好ましい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の電気泳動用透明プレートは、２枚の透明板を所定距離離間して積層し、内部に絶縁性透明材料を充填した表面側透明プレートと、該表面側透明プレートと所定距離離間して設けられた裏面側透明プレートと、前記表面側透明プレートと前記裏面側透明プレート間により形成された熱交換媒体流路と、前記表面側透明プレートおよび前記裏面側透明プレートの周縁部を保持し、前記熱交換媒体流路と連通する熱交換媒体流入口および熱交換媒体流出口を有するハウジングとを有し、さらに、前記表面側プレートの２枚の透明板のいずれかの内面には、複数の帯状透明発熱体が離間して設けられている。このため、このプレートは、加温のみならず冷却も行える。さらに、複数の温度設定が容易であり一回の電気泳動にて、複数温度条件による電気泳動を行うことができる。このため、ＤＮＡの移動度が温度により相違するかどうかの確認が行え、さらに、移動度の相違によりある温度では重なり合っていたバンドが他の温度では離間するのでＤＮＡバンドの確認が容易に行える。さらに、温度勾配の形成速度も早く、かつ、温度調整も検体そのもの近くの温度を制御でき正確である。そして、反応進行状態が目視により確認できるので、電気泳動中の反応進行状態が目視により確認できる。さらに、検索そのものの近くの温度を制御することができるので、至適反応温度の設定がより確実なものとなる。
【００５１】
各々の検体の至適反応温度の検索時に一枚の温度調節板にて複数値の温度を設定する事ができ、このため、検索時間を大幅に短縮することができ、電気泳動作業の効率が向上する。また、表面側プレートの下面のほぼ全体が、熱媒体の流路となっており、熱媒体がプレートの下面のほぼ全体と接触するので、表面側プレートの熱交換効率（冷却効率）が高く、表面側プレートに冷却ばらつきを生じることも少ない。
【００５２】
本発明の電気泳動装置では、上述した電流泳動用透明プレートを備えているので、電気泳動を行う際に、上記のような透明プレートの温度制御を行うことにより、正確な温度条件にて電気泳動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の電気泳動用透明プレートの一実施例の平面図である。
【図２】図２は、図１に示した電気泳動用透明プレートの側面図である。
【図３】図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、本発明の電気泳動用プレートに使用される各部品を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の電気泳動用プレートに使用される各部品を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の電気泳動装置を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の電気泳動装置に使用される冷却ユニットの一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の電気泳動装置に用いられる温度制御器の一例を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の電気泳動用透明プレートの熱媒体（冷媒）の流通形態を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の電気泳動用透明プレートの他の実施例の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した電気泳動用透明プレートの側面図である。
【図１２】図１２は、図１０のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の電気泳動用プレートに使用される各部品を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の電気泳動用プレートに使用される各部品を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の電気泳動装置に用いられる温度制御器の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例の電気泳動用プレートを用いて行った実験結果を説明するための説明図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施例の電気泳動用プレートを用いて行った実験結果を説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施例の電気泳動用プレートを用いて行った実験結果を説明するための説明図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施例の電気泳動用プレートを用いて行った実験結果を説明するための説明図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施例の電気泳動用プレートを用いて行った実験結果を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  電気泳動用透明プレート
２  ハウジング
２ａ  フレーム枠
２ｂ  裏蓋
３  表面側透明板
４  裏面側透明板
５  絶縁性透明材料（シール材）
６  表面側透明プレート（表面側プレート組立体）
８  裏面側透明プレート
９  熱交換媒体流路
１０  帯状透明発熱体
１１  熱交換媒体流入口
１２  熱交換媒体流出口
５４  温度制御器
７０  電気泳動用透明プレート
８４  温度制御器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003574811.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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