(57)【要約】アガロースゲル又はポリアクリルアミドゲルで電気泳動後に分離され精製されるＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質を、アガロースゲル又はポリアクリルアミドゲル上で直接回収する装置である。本発明は、精製・分離するＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片を回収するため電気泳動後にゲルをスライスする従来法を改良する。本発明は、アガロースゲル又はポリアクリルアミドゲル電気泳動の後、電気泳動されたＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片を確認し、別の電気泳動により所望の位置にＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質を送って回収するシステムであって、電荷の流れ方向又は逆方向に応じてＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質を抽出する工程を統合したものであり、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質の抽出過程を従来の方法とは異なる電気泳動システムにおいて行うものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断片は、アガロースゲルに流れる電流の方向であるＸ軸方向に沿って流れる。
断片が移動するＸ軸の方向にウェルを作製すること、
断片吸収剤を用いてウェル中から断片を回収すること、
緩衝液又は電解液を回収する方法、及び、
ウェル中に残された断片を用いて他の工程に進む方法。
【請求項２】
断片は、ポリアクリルアミドゲルに流れる電流の方向であるＸ軸方向に沿って流れる。
断片が移動するＸ軸の方向にウェルを作製すること、
断片吸収剤を用いてウェル中から断片を回収すること、
緩衝液又は電解液を回収する方法、及び、
ウェル中に残された断片を用いて次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項３】
断片は、２次元ポリアクリルアミドゲルに流れる電流の方向であるＸ軸方向に沿って流れ、また、電流がＹ軸方向に流れる場合にはＹ軸方向に沿って流れる。
断片が移動するＹ軸の方向にウェルを作製すること、
断片吸収剤を用いてウェル中から断片を回収すること、
緩衝液又は電解液を回収する方法、及び、
ウェル中に残された断片を用いて次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項４】
電流が流れるアガロースゲルの水平面上のＸ軸からの電流を切断して垂直面上のＺ軸方向に電流を印加することにより、断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収のためにＺ軸方向に電流を印加して断片を垂直に移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＺ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項５】
電流が流れるポリアクリルアミドゲルの水平面上のＸ軸からの電流を切断して垂直面上のＺ軸方向に電流を印加することにより、断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収のためにＺ軸方向に電流を印加して断片を垂直に移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＺ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項６】
電流が流れる２次元ポリアクリルアミドゲルの水平面上のＸ軸からの電流の流れ及びＹ軸からの電流の流れをともに切断して２つの軸線に垂直な垂直面上のＺ軸方向に電流を印加することにより、断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収のためにＺ軸方向に電流を印加して断片を垂直に移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＺ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項７】
電流が流れるアガロースゲルの水平面上のＸ軸と前記Ｘ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸と同じ水平面上のＹ軸と前記Ｙ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸及びＹ軸により形成される面上の所定の出発点及びＺ軸の方向に電流を印加した後、前記水平面と前記Ｚ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項８】
電流が流れるポリアクリルアミドの水平面上のＸ軸と前記Ｘ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸と同じ水平面上のＹ軸と前記Ｙ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸及びＹ軸により形成される面上の所定の出発点及びＺ軸の方向に電流を印加した後、前記水平面と前記Ｚ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項９】
２次元ポリアクリルアミドゲルを流れる１次電流の方向であるＸ軸方向と２次電流の方向であるＹ軸方向とから平面を形成し、Ｘ軸及びＹ軸と垂直な方向をＺ軸を設定する。
前記面上の所定の出発点の方向に電流を印加した後、前記水平面と前記Ｚ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項１０】
電流の流れをアガロースゲル電気泳動が行われているＸ軸から水平面上のＹ軸方向に転換することにより回収装置に断片を移動させること、
回収ためにＹ軸方向に電流を流して断片を移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＹ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項１１】
電流の流れをポリアクリルアミドゲル電気泳動が行われているＸ軸から水平面上のＹ軸方向に転換することにより回収装置に断片を移動させること、
回収ためにＹ軸方向に電流を流して断片を移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＹ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項１２】
２次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動において分離された断片を、回収装置に向かって電流を印加することにより、回収装置があるところに移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項１３】
断片回収用の緩衝液又は電解液を入れる容器又はスリットに電流を流す電極、
緩衝液又は電解液に浸漬可能で長さが０．０１ｍｍを超え９０ｍｍ未満である前記電極、及び、
緩衝液又は電解液に浸漬可能で幅が０．０１ｍｍを超え９０ｍｍ未満である前記電極。
【請求項１４】
図７及び８のように導体に部分的に覆われている、断片回収用の緩衝液若しくは電解液を入れる容器又はスリット。
【請求項１５】
図５のように導体に部分的に覆われている、断片回収用の緩衝液若しくは電解液を入れる容器又はスリット。
【請求項１６】
壁の幅が０．０１ｍｍを超え４０ｍｍ未満である、断片回収用緩衝液又は電解液を入れる電気泳動装置を利用した容器又はスリット。
【請求項１７】
回収装置において、ゲルのウェルの底面から下面までの距離（８４）、及び、回収装置のＹ軸方向の最下部からゲルの下面までの長さ（８５）（６８）は短い。
【請求項１８】
回収装置において、長さ（７９）が０．４ｍｍを超え４０ｍｍ未満であり、長さがウェル（８０）の長さの１／５を超え４０倍未満であり、幅がウェル幅の１／１０を超え１０倍未満であるスリットを備える必要がある。
【請求項１９】
アガロース電気泳動タンクにおいて最初の電気泳動で設定されたＸ軸から、＜−＞＜＋＞電流の流れ方向を、Ｘ軸に対応するＹ軸方向に電流の流れ方向に転換可能な電気泳動タンク。
【請求項２０】
＜−＞＜＋＞電流の流れ方向を、Ｘ軸又はＹ軸方向からＺ軸方向に転換可能な電気泳動タンクにおける装置。
【請求項２１】
電気泳動タンクにおいて、ゲル又はゲルプレートが置かれる部分は、光が透過できるように透明材質から作製され、残りの部分は、光を一部吸収できる黒色又は黒色系である必要がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
バイオテクノロジー、分子バイオテクノロジー、バイオテクノロジープラットフォーム、電気化学、電気分析化学。
【０００２】
本発明は、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片をアガロースゲル又はポリアクリルアミドゲルから分離するときに使用可能な技法の一つに関する。本発明は、アガロースゲル又はポリアクリルアミドゲル（以下、ゲルと称する。）において電気泳動した後、ゲルに存在するＤＮＡ断片、ＲＮＡ断片、又はタンパク質断片を回収するための種々の方法のうち一つを提供する。
【０００３】
アガロースゲルの場合、電気泳動はほとんどがＤＮＡ又はＲＮＡを対象とする。一方、ポリアクリルアミドゲルでは、しばしばＤＮＡやＲＮＡも対象とされるが、主としてタンパク質が電気泳動される。
【背景技術】
【０００４】
通常、電気泳動が行われた後、ゲルにあるＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片は、ゲル片に切り出される。所望の断片の選択性を高めるために、それぞれバンドに沿ってスライスされる。スライスしたゲル片からＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質を回収するにはいくつの方法がある。
【０００５】
よく用いられる方法は、透析チューブ中に上記スライスしたゲルを入れ、適当な緩衝液を満たした後、さらに電気泳動タンク中において電気泳動を行うという方法である。すると、ゲル中の断片が外に出て、チューブ中にある内容物がゲルを除いて回収される。回収された緩衝液と断片を分離することにより所望の断片が回収される。
【０００６】
あるいは、スライスしたゲルを薬品や熱を加えて溶解させた後、微細なガラスビーズ、磁性体又は樹脂を直接入れて断片と結合させる。そして、これらから微細なガラスビーズ、磁性体又は樹脂を分離することにより所望の断片を回収する。
【０００７】
ＤＮＡ又はＲＮＡ断片はタンパク質よりも様々な方法により回収される。注射器シリンダーにメンブレインを入れ、次にスライスしたアガロースゲルを注射器シリンダーに入れる。そして、適当な力を入れて注射器ピストンを押してゲルを潰す。ピストンを最後まで押し、メンブレインに張り付いたＤＮＡを回収する。
【０００８】
スライスしたゲル上に緩衝液を１〜２滴滴下する。そして、ゲルを陰極線と陽極線との間に配置し、電気をかけて電荷を緩衝液とゲルに送る。すると、ゲル中にあるＤＮＡが緩衝液中に押し出される。こうして、緩衝液に含まれるＤＮＡが抽出される。
【０００９】
蓋付きプラスチックチューブの両側面に孔をあけ、ここにメンブレインを当てる。スライスされたゲルをそのチューブの中に入れ、蓋をした後、メンブレインとゲルを一直線上に位置させる。そして、チューブを電気泳動タンク中に入れ、ゲル中にあるＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質が抽出されるように、両側のメンブレインがあるところに電荷を送る。そして、所定の時間経過後してゲルからＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質が抽出されると、チューブを逆にしてＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質を電荷の流れから逆方向に移動させ、メンブレインから抽出する。そして、チューブ中にある緩衝液を取ってその中にある断片を回収する。
【００１０】
上述したように種々の技法が利用できるが、フィルタカラムを用いた技法が最も普遍的に用いられる。カラムにガラス成分入りのフィルタ紙片を入れる。ゲルをスライスし、薬品を用いて溶解させた後、溶解溶液をフィルタカラムに通す。フィルタ紙片中のガラス成分に断片を結合させ、これを洗い流してＤＮＡを回収する。タンパク質を抽出する一般的な方法は、樹脂のみを用いた抽出方法である。この方法は最近最も普遍的に用いられる方法であり、この方法の細部技術の発展には目を見張るものがあり、これは、バイオサイエンス産業の大きな一軸をなしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
バイオサイエンス産業の究極的な目的は、質の高い生命の延長にある。この目的を達成するために多岐にわたる分野と形態が発展してきている。中でも、分子生物学は、容易に想像可能な数多くの課題を目前にしてゆっくりとしたテンポで進んでいる。最も基本的なＤＮＡ、少し進んだＲＮＡ、及び目的に近いタンパク質の発見を含むＤＮＡ分野からタンパク質分野までの研究が連続的且つ同時になされてきた。
【００１２】
このような研究プロジェクトは、それぞれ異なる断片的な作業からなる。これらはそれぞれ異なる種々の経路の作業であるが、必要に応じて、プロジェクトの一部を達成するため、いくつかの作業が組み合わせられる。これらの作業はほとんど手作業で行われ、作業の特性から、十分な教育を受けた者により行われる必要がある。これらの理由から、研究の発展速度は、科学者らの予想よりは遅くならざるを得ない。このため、科学者らにとっては、彼らの頭脳回転の速度だけ作業の進行速度を速められるならば、それに越したことがないだろう。このような要求は自動化という技術を必要とし、ＤＮＡ研究において自動化は塩基配列の解析に顕著に使用されている。ところが、塩基配列の解析の以前の段階は、未だ断片的な作業から構成されている。
【００１３】
この点に着目し、この技術は自動化のための技術的な解決策を見出すことになり、これは、時間短縮と高い再現性を実現し、今後、自動化のための技術的な糸口をつかめるきっかけになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、アガロースゲルとポリアクリルアミドゲルにおいて電気泳動をした後、ゲル上にＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片の幅と同程度のサイズの薄膜１１を狭い間隔をあけて配列する。薄膜上にスリット１２を形成し、そのスリットに緩衝液又は電解液を満たした後、緩衝液又は電解液の上部に電気泳動用の電極２１（＋、−）を接続する。通常、陽極が接続されるが、回収しようとする断片の電荷に応じて陰極を接続できる。ここで陰極２１が接続された電気泳動タンクの蓋の図を示す（図２、図３）。蓋体（図２、図３）に取り付けられた電極（図２）は、スリットにより緩衝液又は電解液に沈められる。ゲル１４上において電気泳動が終わると、断片の方向の電源３１、３２をインターセプトして蓋体に取り付けられた電極２１（図２Ｂ）へ方向を転換することにより、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片をスリット１２中の緩衝液又は電解液に流し込ませる。この後、緩衝液又は電解液を採取することにより、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片を回収する。
【００１５】
スリット１２は、下部１４に穴部があり、ここで、下部とは、スリットと接するアガロースゲルの上部又はポリアクリルアミドゲルの片面９３のことを言う。スリット１２は薄膜片（図７）から構成されており、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質を抽出するためには、薄膜（図７）のような側面を２面以上必要とする。他方の側に緩衝液又は電解液が供給され、供給された緩衝液や電解液に電気泳動用の電源６２が印加される。
【００１６】
スリット又は薄膜の一面はゲルの上部あるいはゲルの内部に置かれる。電荷の出発点又は到着点が、スリットからなるスリット群あるいは１本のスリット又は１以上のスリット中にあることを確認することにより、スリット内にＤＮＡ、ＲＮＡ、又はタンパク質断片をスリット中に集中させる。これが、本発明の方法と、ゲルを切片化しなければＤＮＡ、ＲＮＡ、又はタンパク質断片を回収できなかった従来の方法とが異なる理由である。
【００１７】
アガロースゲルにおいて、ＤＮＡとポリアクリルアミドからタンパク質を抽出する方法には、いくつかの周知の方法がある。これらの方法の共通点は、電気泳動後にゲルを切片化することと、切片化するために電気泳動を止めることである。
【００１８】
同じ目的のために行われる８種類の実験形態を順に考察することにより本発明の構成を容易に理解することができる。ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質の分離及び確認作業のための通常の電気泳動時の状況下で、下記の実験条件が与えられる。下記の条件は、水平方向を基準としている。垂直方向の場合にも同じ条件であり、単に、水平方向を垂直方向に切り換えるだけで、同じ結果が得られる。
【００１９】
第一に、アガロースゲルやポリアクリルアミドゲルにおいて電気泳動をするとき（図５）、一般に、断片は陰極４１から陽極４２に向かって流れる。ゲルプレート４３において、断片の方向にウェル４４を設け、ウェル４４に緩衝液を満たす。これを電気泳動すれば、各種の断片４５はウェルに到達すると、ウェルの向こう側にすばやく渡っていく（４８）。放射線用の蛍光物質や染料などを断片に貼り付けても、ウェルを渡っていく様子（４８）は肉眼では直接観察できない。このとき、ウェル４４の周りの断片４７が、陰極の方向から消滅し、そして陽極の方向に出現することを観察できる（４８）。このとき、電流をインターセプトし、ウェル４９中にある緩衝液を回収すれば、各種の断片を微量抽出できる。
【００２０】
ここで、緩衝液や電解液にＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片を吸収する物質、すなわち、微細なガラスビーズ、磁性体又は樹脂を入れておき、一緒に取り出すと、効率を飛躍的に向上できる。
【００２１】
第二に、アガロースゲルやポリアクリルアミドにおいて電気泳動をするとき、負の電源５１と正の電源５２との間に不導体をゲル５３に差し込むと、不導体５３の幅に見合うサイズの電気泳動が行われない陰影５４の区間ができる。このとき、不導体の替わりに電気が極めて容易に流れる導体５３を差し込むと、この導体から陰極の方向に電気泳動５７が行われる。そして、断片が正の電源に達するまで電気泳動をすれば、導体から正の電源に向かって陰影５７ができる。
【００２２】
第三に、第二において実験された内容に踏まえて導体と不導体とを組み合わせ、陽極側には導体６２を、陰極側には不導体６１を結合して薄膜６５にした。そして、導体６３を不導体６５の上部６６と重ね合わせるように組み立て、不導体上部の一定の高さまで覆う。これを任意名称として「二重薄膜」と称する。ゲルで電気泳動をした後、回収しようとする断片の陽極方向、すなわち、断片バンドの陽極側の端に「二重薄膜」（図７、図８）を差し込む。この「二重薄膜」をゲルプレートに差し込んだとき、導体を陽極側に、不導体を陰極側に面するようにし、ゲルがこの「二重薄膜」の不導体の上部にある導体６２と接触しないようにする。そして、この「二重薄膜」の不導体方向、すなわち、陰極方向に電解液又は緩衝液を滴下する。このとき、電解液又は緩衝液が拡散せず、抽出しようとするバンドの上にのみ留まっているようにする。電荷の流れは陽極から出発し、「二重薄膜」の導体、この「二重薄膜」の不導体の上部にある導体６２、及び電解液又は緩衝液を経て、断片に達する。断片は、電荷の流れの逆方向に進み、電解液又は緩衝液において移動を止める。そして、緩衝液をピペットで回収すると、各種の断片を簡単に回収することができる。このような実験によりゲル上にある断片を回収することができる。
【００２３】
第四に、もう一つの実験方法は、異なる「二重薄膜」を作製する方法である。「二重薄膜」の緩衝液や電解液が接する側に不導体製の薄膜７３を追加し、緩衝液又は電解液を拡散させずに確実に閉じ込めるようにする（図１０、図１１）。こうして作製された「二重薄膜」を「二重薄膜ウェル」と称し、不導体薄膜と「二重薄膜」との間の空間を「スリット」と称し、この「スリット」はまた「ウェル」とも称する。電気泳動が終わると、抽出しようとする断片バンドの上部７４に「スリット」を合わせる。ゲル上に「二重薄膜ウェル」（図１０、図１１）を差し込み、「ウェル」に緩衝液や電解液を入れてさらに電気泳動をする。すると、「スリット」にある電解液又は緩衝液からＤＮＡあるいはＲＮＡ断片を回収することができる。
【００２４】
このとき、「二重薄膜ウェル」の「二重薄膜」下部をゲルに差し込むかわりに切り取ると、図１２の状態となる。そして、陽極の導体部位のみを取り去り、正の電源を直接上部に接結する。電気泳動用の正の電源は遮断し、電気泳動用の負の電源と「二重薄膜ウェル」の上部に接続された正の電源に電流を供給する。すると、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質断片を「スリット」から緩衝液や電解液と一緒に回収することができる。
【００２５】
第五に、図１５に示すように導体の位置が異なる「二重薄膜ウェル」を設ける。そして、下部にブリッジ１０１、及びそのブリッジにかかるカーテンのようなパーティション１０１を設ける。そして、電気泳動するときに分離しようとするサンプルのレーン上に「二重薄膜ウェル」（図１６）を置く。
【００２６】
ゲルから抽出しようとする断片がスリットの真下にあることが確認したら、行っていた電気泳動を止め、導体部接続の電源とこれと関連する電源に電源を供給する。すると、任意Ｘ軸１１３方向である陰極１１１方向から陽極１１２方向に流れていた断片は、同時に、任意Ｙ軸１１４及び任意Ｚ軸１１５方向に向かって移動をすることになる。このとき、Ｙ軸１１４はＸ軸１１３の水平面からの垂直方向を意味し、Ｚ軸１１５はＸ軸及びＹ軸の平面からの垂直方向を意味する。移動をした断片はこのスリット又はウェルにある緩衝液や電解液中に含まれる。
【００２７】
ここで、この「二重薄膜ウェル」は、Ｙ軸方向の下部１１６がＸ軸方向の下部１１７よりも下がっている。その結果、多数のレーンにより電気泳動をするとき、隣のレーンの断片が混ざることが防止される。ゲルのウェル底面９１からゲルの底面までの高さ９２は、「二重薄膜ウェル」のＹ軸の下部の高さよりも高くする。
【００２８】
第六に、上記と同じ実験の結果は、電気泳動によりＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質の断片が部分的に回収可能であることを示す。多数のレーンにより電気泳動をするときには、多数のバンドの断片を回収可能な装置が必要である。そこで、「二重薄膜ウェル」を水平方向及び垂直方向に次々と配置する。そして、薄膜ウェルの導体と正の電源とを直接的に接続するか、あるいは、「二重薄膜ウェル」から導体を完全に除去し、陽極の「ピン」を緩衝液や電解液に直接浸す。アガロースやポリアクリルアミドゲルを作製するとき、ゲルにあるウェル９４は、薄膜ウェル、すなわちスリットが配列するＸ軸９５の方向に位置させ、ゲルにおけるウェル９４の底面高さ９４、すなわちゲルにおけるウェル９２の底面位置は、「二重薄膜ウェル」の下部のＹ軸１０２方向の下部の高さよりも高くする。この方法は、各断片を抽出するとき、隣のレーンの断片が図らずも混合する可能性を除去する。そして、スリットに緩衝液又は電解液を入れ、スリットの正の電流とそれと同じ軸線上の負の電流を印加することにより、断片を抽出する。
【００２９】
第七に、電気泳動をした後、断片を回収しようとするとき、オーバーラップ形態の「二重薄膜ウェル」（図１７）をアガロースゲル（図１３）又はポリアクリルアミドゲル９３に配置する。このとき「二重薄膜ウェル」は、陽極の内側に導体を備える。「二重薄膜ウェル」は、図１２のような状態で作製される。すなわち、第四の実験に示したように、ゲルに差し込むことがない分だけ切り取られた「二重薄膜ウェル」が作製される。
【００３０】
これらは、任意Ｘ軸線上に電気泳動をした後、負の電流はそのままにしておき、正の電流は切る。そして、「二重薄膜ウェル」の導体に電源を接続し、電気泳動の負の電流と二重薄膜ウェルの導体の正の電流を印加する。断片がスリットに集まるに必要な時間が経過後、電源を切り、スリットにある緩衝液又は電解液を回収し、その断片を回収する。
【００３１】
そして、最後の方法は、アガロース又はポリアクリルアミドのゲルプレートを図１８のように作製することから開始する。「二重薄膜ウェル」は図１９及び２０に示すように、導体１３１と不導体１３２とから構成される。これを、ゲルプレート上に載置し、アガロースやポリアクリルアミドをゲル化させる場合、凝固したゲルプレート上にゲルを切り出した後に載置する。そして、不導体をスリットとして用いる。「二重薄膜ウェル」をゲル中に配置してゲルを固める場合、スリットの間に液状ゲルが入り込まないようにしなければならない。電気泳動をした後、断片の分離を確認し、スリット群に緩衝液や電解液を満たし、回収するＤＮＡ、ＲＮＡあるいはタンパク質断片１３３をスリット群１３２側に向かって送るため、電荷の流れをスリット群１３２から断片１３３に向かって流れるようにする。すると、スリット１３４中にＤＮＡ、ＲＮＡあるいはタンパク質断片１３３が回収される。
【００３２】
電気泳動をしようとするレーンが多数あるときには、多数のピンを各レーン間に設け、電気泳動を上記と同じ手順に従い行う。
【発明の効果】
【００３３】
上述した本発明は、既存の電気泳動作業において、その次の段階であるＲＮＡ、ＤＮＡ又はタンパク質断片の確認作業後に行われる抽出のために別々に行われていたものを一つにまとめることができ、それにより、作業時間の短縮、及び、相互接続することのない多段階の手作業に代わる一つの連続した作業が可能になる。また、本発明は、分離及び確認という機能しかなかった電気泳動に、新たに定量及び精製のプロセスを付加した。
【００３４】
さらに、これまで電気泳動技術が電気分解の一部であるにもかかわらず、電気分解されたものを好適に回収する方法がなく、その役割を果たすことができなかったものの、回収を円滑に行うことにより動植物の組織、細胞、血液からもＤＮＡとＲＮＡに加えて、タンパク質まで直接抽出できる新時代が確立されたのである。
【００３５】
特に、本発明は、作業の再現性を高めることにより、それぞれ別々の手作業を自動化できる基礎技術になり、これは、バイオサイエンス分野において有用な発明の一つになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
発明の効果を極大化するためにゲルと回収装置の分離が最良の形態となり、これは、分離後の確認工程と回収工程を別々に行うことにより、既存の作業から逸脱しない形態で新技術を取り入れることにより、ユーザーの使い勝手の向上を図ることができる。
【００３７】
図１のゲルが置かれるゲルキャストであって、蓋部となる図２Ａは下面となり、図２Ｂは上面となる。これらの組み合わせにより分離、精製、回収の役割を果たすことになる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
バイオ遺伝子工学分野の実験室において行われるほとんどの最初の段階の実験は、多くの手作業を必要とする。本発明は、これらの実験に大いに役立ち、また、これらの作業を自動化できる技術的な背景になることにより、ライフサイエンスの発展に大いに資するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明品であるゲルプレートである。
【図２】図２は、前記ゲルプレートへの電源の供給を示すものである。
【図３】図３は、ゲルプレートに電源を供給する電極の裏部であり、裏側の電気回路が電極から離れた様子を示す図である。
【図４】図４は、本発明品であるゲルプレートである。
【図５】図５は、ウェルがあるときに、ウェルをクロスオーバーする断片を連続して順序に示す図である。
【図６】図６は、電気泳動をするとき、導体と不導体の配置を示す図である。
【図７】図７は、本発明の最も基本的な形態の断片回収装置とその作動原理を示す。
【図８】図８は、本発明の最も基本的な形態の断片回収装置とその作動原理を示す。
【図９】図９は、断片を図７、図８よりも効果的に回収する装置である。
【図１０】図１０は、断片を図７、図８よりも効果的に回収する装置である。
【図１１】図１１は、断片を図７、図８よりも効果的に回収する装置である。
【図１２】図１２は、図９から図１１よりも効果的に回収する装置である。
【図１３】図１３は、ゲル表面とウェルとの間隔、及びＸ軸方向を説明する。
【図１４】図１４は、ゲル表面とウェルとの間隔、及びＸ軸方向を説明する。
【図１５】図１５は、多量の断片を同時に回収するときに隣のレーンから汚染されない原理を示す。
【図１６】図１６は、多量の断片を隣のレーンから汚染されずに同時に回収する装置の概略図である。
【図１７】図１７は、多量の断片を同時に回収する方法であって、同じサンプルから断片サイズとは無関係に回収できる装置である。
【図１８】図１８は、容易に使用できる回収装置を大量に製造することを助ける装置である。
【図１９】図１９は、容易に使用できる回収装置を大量に製造することを助ける装置である。
【図２０】図２０は、容易に使用できる回収装置を大量に製造することを助ける装置である。
【符号の説明】
【００４０】
１１：薄膜
１２：スリット
１３：ゲルキャスト及びゲルプレート
１４：ゲル
１６：ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質及び組織など精製、回収しようとする検体が投入されるウェル
３１、３２、４１、４２、５１、５２、７１、７２、８１、１１１、１１２：電流供給用の電極又は電線
４４：緩衝液や電解液入りウェル
４５：ＤＮＡ、ＲＮＡあるいはタンパク質の断片
５３：不導体
５５：導体
６２、６３、６６：導体を含む板
６５：不導体製の薄板
５３：不導体
５５：導体
６２、６３、６６：導体を含む板
６５：不導体製の薄板
７４：導体と不導体とが分かれた２枚の板から構成された薄膜ウェル
９２：検体が投入されるウェルとゲル外壁との間の厚さ
１０３：隣のレーンから汚染されないために、厚さ９２よりも薄くなければならない必要性の説明
１１３、１１４、１１５：Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の電気泳動の部分を詳細な理論的説明
【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年1月29日(2007.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れるアガロースゲルの水平面上のＸ軸からの電流を切断して垂直面上のＺ軸方向に電流を印加することにより、断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収のためにＺ軸方向に電流を印加して断片を垂直に移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＺ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項２】
電流が流れるポリアクリルアミドゲルの水平面上のＸ軸からの電流を切断して垂直面上のＺ軸方向に電流を印加することにより、断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収のためにＺ軸方向に電流を印加して断片を垂直に移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＺ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項３】
電流が流れる２次元ポリアクリルアミドゲルの水平面上のＸ軸からの電流の流れ及びＹ軸からの電流の流れをともに切断して２つの軸線に垂直な垂直面上のＺ軸方向に電流を印加することにより、断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収のためにＺ軸方向に電流を印加して断片を垂直に移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＺ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項４】
電流が流れるアガロースゲルの水平面上のＸ軸と前記Ｘ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸と同じ水平面上のＹ軸と前記Ｙ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸及びＹ軸により形成される面上の所定の出発点及びＺ軸の方向に電流を印加した後、前記水平面と前記Ｚ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項５】
電流が流れるポリアクリルアミドの水平面上のＸ軸と前記Ｘ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸と同じ水平面上のＹ軸と前記Ｙ軸に垂直なＺ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に移動させること、
Ｘ軸及びＹ軸により形成される面上の所定の出発点及びＺ軸の方向に電流を印加した後、前記水平面と前記Ｚ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項６】
２次元ポリアクリルアミドゲルを流れる１次電流の方向であるＸ軸方向と２次電流の方向であるＹ軸方向とから平面を形成し、Ｘ軸及びＹ軸と垂直な方向をＺ軸を設定する。
前記面上の所定の出発点の方向に電流を印加した後、前記水平面と前記Ｚ軸との総和の方向の電流を印加することにより断片を回収装置に垂直に移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項７】
電流の流れをアガロースゲル電気泳動が行われているＸ軸から水平面上のＹ軸方向に転換することにより回収装置に断片を移動させること、
回収ためにＹ軸方向に電流を流して断片を移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＹ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項８】
電流の流れをポリアクリルアミドゲル電気泳動が行われているＸ軸から水平面上のＹ軸方向に転換することにより回収装置に断片を移動させること、
回収ためにＹ軸方向に電流を流して断片を移動させること、及び、
回収を試みるよりも断片をＹ軸方向に移動させることにより、回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項９】
２次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動において分離された断片を、回収装置に向かって電流を印加することにより、回収装置があるところに移動させること、
回収をために断片を移動させること、及び、
回収を試みることよりも回収装置から次の工程に進むことを助ける装置。
【請求項１０】
断片回収用の緩衝液又は電解液を入れる容器又はスリットに電流を流す電極、
緩衝液又は電解液に浸漬可能で長さが０．０１ｍｍを超え９０ｍｍ未満である前記電極、及び、
緩衝液又は電解液に浸漬可能で幅が０．０１ｍｍを超え９０ｍｍ未満である前記電極。
【請求項１１】
図１０、１１及び１２に示すように導体に部分的に覆われている、断片回収用の緩衝液若しくは電解液を入れる容器又はスリット。
【請求項１２】
図７及び８に示すように導体に部分的に覆われている、断片回収用の緩衝液若しくは電解液を入れる容器又はスリット。
【請求項１３】
壁の幅が０．０１ｍｍを超え４０ｍｍ未満である、断片回収用緩衝液又は電解液を入れる電気泳動装置を利用した容器又はスリット。
【請求項１４】
回収装置において、ゲルのウェルの底面から下面までの距離（８４）、及び、回収装置のＹ軸方向の最下部からゲルの下面までの長さ（８５）（６８）は短い。
【請求項１５】
回収装置において、長さ（７９）が０．４ｍｍを超え４０ｍｍ未満であり、長さがウェル（８０）の長さの１／５を超え４０倍未満であり、幅がウェル幅の１／１０を超え１０倍未満であるスリットを備える必要がある。
【請求項１６】
アガロース電気泳動タンクにおいて最初の電気泳動で設定されたＸ軸から、＜−＞＜＋＞電流の流れ方向を、Ｘ軸に対応するＹ軸方向に電流の流れ方向に転換可能な電気泳動タンク。
【請求項１７】
＜−＞＜＋＞電流の流れ方向を、Ｘ軸又はＹ軸方向からＺ軸方向に転換可能な電気泳動タンクにおける装置。
【請求項１８】
電気泳動タンクにおいて、ゲル又はゲルプレートが置かれる部分は、光が透過できるように透明材質から作製され、残りの部分は、光を一部吸収できる黒色又は黒色系である必要がある。
【国際調査報告】
2009509127.tif 000023
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