(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の絶縁体である第１媒体支持体の側端面に固定された第１媒体中でサンプルを第１方向に分離するための第１方向分離器具と、
第１媒体中で第１方向に分離した分離サンプルを第１方向と異なる第２方向にさらに分離するための第２媒体を収納するための絶縁物を有するサンプル分離器具と、
該第１媒体支持体を第１媒体が下側になるように保持し、第１方向へのサンプル分離を行った後の第１媒体を自動的に第２媒体に密着させるための手段とを備え、
該絶縁物は、第２媒体に通電する第２方向を規定する第１開口部および第２開口部を有し、第１開口部および第２開口部において第２媒体が該絶縁物の外部と接触可能なように第２媒体を収納し、
第２開口部は、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有していることを特徴とするサンプル分離装置。
【請求項２】
前記サンプル分離器具には、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有している第３開口部が、第１開口部と第２開口部との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサンプル分離装置。
【請求項３】
前記絶縁物が、２枚の板状絶縁体からなることを特徴とする請求項１に記載のサンプル分離装置。
【請求項４】
第２媒体の分離パラメータが第１媒体の分離パラメータと異なることを特徴とする請求項１に記載のサンプル分離装置。
【請求項５】
前記絶縁物が第２媒体を収納していることを特徴とする請求項１または２に記載のサンプル分離装置。
【請求項６】
第１開口部にて第２媒体と接触させる第１緩衝液を充填するための第１緩衝液槽および第２開口部にて第２媒体と接触させる第２緩衝液を充填するための第２緩衝液槽をさらに備えた請求項１または２に記載のサンプル分離装置。
【請求項７】
前記絶縁物、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽が一体形成されていることを特徴とする請求項６に記載のサンプル分離装置。
【請求項８】
前記絶縁物を着脱可能に固定するための絶縁物受容部、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽が一体形成されていることを特徴とする請求項６に記載のサンプル分離装置。
【請求項９】
第２媒体に通電するための第１電極および第２電極が、それぞれ第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に固定されていることを特徴とする請求項６に記載のサンプル分離装置。
【請求項１０】
前記第１方向分離器具および前記サンプル分離器具が着脱可能に固定された固定手段を備えていることを特徴とする請求項９に記載のサンプル分離装置。
【請求項１１】
前記固定手段が、真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構または静電吸着機構の少なくとも１つを備えていることを特徴とする請求項１０に記載のサンプル分離装置。
【請求項１２】
前記密着させるための手段は、前記第１媒体支持体を保持するための保持手段、ならびに第１方向および第２方向からなる平面に対して平行方向または垂直方向に前記固定手段または該保持手段を移動するための駆動手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１０に記載のサンプル分離装置。
【請求項１３】
第２媒体に電圧を印加するための第２媒体電圧印加手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項１４】
第１電極および第２電極と第２媒体電圧印加手段とを接続するための第２配線手段が備えられていることを特徴とする請求項１３に記載のサンプル分離装置。
【請求項１５】
第１電極および第２電極が、前記保持手段によって保持され、前記駆動手段によってそれぞれ第１緩衝液槽および第２緩衝液槽へ配置されることを特徴とする請求項１４に記載のサンプル分離装置。
【請求項１６】
第１方向分離器具が、第１の分離を行うための第１分離槽を有していることを特徴とする請求項１３に記載のサンプル分離装置。
【請求項１７】
第１媒体に通電するための第３電極が、第１分離槽に固定されていることを特徴とする請求項１６に記載のサンプル分離装置。
【請求項１８】
第１媒体に電圧を印加するための第１媒体電圧印加手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１７に記載のサンプル分離装置。
【請求項１９】
第３電極と第１媒体電圧印加手段とを接続するための第１配線手段が備えられていることを特徴とする請求項１８に記載のサンプル分離装置。
【請求項２０】
第３電極が、前記保持手段によって保持され、前記駆動手段によって第１分離槽へ配置されることを特徴とする請求項１８に記載のサンプル分離装置。
【請求項２１】
第１方向分離器具が複数の試薬槽をさらに有していることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項２２】
前記試薬槽に充填された試薬を封止するためのシート状封止材が設けられていることを特徴とする請求項２１に記載のサンプル分離装置。
【請求項２３】
前記シート状封止材を剥離または穿孔するためのシート剥離手段またはシート穿孔手段が前記保持手段に設けられていることを特徴とする請求項２２に記載のサンプル分離装置。
【請求項２４】
シート状封止材によって封止かつ分離された複数の試薬が、前記試薬槽の少なくとも１つに充填されており、該複数の試薬は、該シート状封止材が剥離または穿孔されることによって混合されることを特徴とする請求項２３に記載のサンプル分離装置。
【請求項２５】
前記固定手段を冷却するための冷却手段を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項２６】
第２媒体または第２媒体と接触する緩衝液の温度を検出するための温度センサを備えていることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項２７】
前記保持手段が第１媒体支持体を保持していることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項２８】
前記保持手段が、第１媒体支持体を介して付与される外力の方向および／または強度を検出するための圧力センサを備えていることを特徴とする請求項２７に記載のサンプル分離装置。
【請求項２９】
前記保持手段は、第１媒体支持体を介して付与される外力を低減するための緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項３０】
前記固定手段、前記保持手段、前記駆動手段、前記第１媒体電圧印加手段、および前記第２媒体電圧印加手段を同期制御するための制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１８に記載のサンプル分離装置。
【請求項３１】
第１媒体は、乾燥ゲルであり、
第１媒体を膨潤させるための膨潤槽と、
該膨潤槽から上記第１方向分離器具へ膨潤させた第１媒体を移動させる手段とを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のサンプル分離装置。
【請求項３２】
第２媒体は、第２開口部から突出していることを特徴とする請求項１に記載のサンプル分離装置。
【請求項３３】
前記保持手段は、真空吸着手段であることを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項３４】
前記保持手段は、第１媒体の下面が前記平面に対して傾きを有するように前記第１媒体支持体を保持することを特徴とする請求項１２に記載のサンプル分離装置。
【請求項３５】
前記駆動手段は、第１媒体が前記試薬槽内に挿入された状態で、前記保持手段を前記平行方向または前記垂直方向に往復移動させることを特徴とする請求項２１に記載のサンプル分離装置。
【請求項３６】
第１方向分離器具と、第２媒体を収納するための絶縁物を有するサンプル分離器具とを備えたサンプル分離装置がサンプルを分離する方法であって、
第１方向分離器具内において、板状の絶縁体である第１媒体支持体の側端面に固定された第１媒体中でサンプルを第１方向に分離する工程と、
該第１媒体支持体を第１媒体が下側になるように保持し、第１方向へのサンプル分離を行った後の第１媒体を自動的に第２媒体に密着させる工程と、
第１媒体中で第１方向に分離した分離サンプルを第２媒体中で第１方向と異なる第２方向にさらに分離する工程とを包含しており、
該絶縁物は、第２媒体に通電する第２方向を規定する第１開口部および第２開口部を有し、第１開口部および第２開口部において第２媒体が該絶縁物の外部と接触可能なように第２媒体を収納し、
第２開口部は、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有していることを特徴とする方法。
【請求項３７】
第１媒体中で第１方向に分離した分離サンプルを第１方向と異なる第２方向にさらに分離するための第２媒体を収納するための絶縁物を有するサンプル分離器具が固定された固定手段を備えているサンプル分離装置であって、
該絶縁物は、第２媒体に通電する第２方向を規定する第１開口部および第２開口部を有し、第１開口部および第２開口部において第２媒体が該絶縁物の外部と接触可能なように第２媒体を収納し、
第２開口部は、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有し、
該サンプル分離器具は、第１開口部にて第２媒体と接触させる第１緩衝液を充填するための第１緩衝液槽および第２開口部にて第２媒体と接触させる第２緩衝液を充填するための第２緩衝液槽をさらに備え、
第１媒体を支持した第１媒体支持体を保持するための保持手段、ならびに第１方向および第２方向からなる平面に対して平行方向または垂直方向に該固定手段または該保持手段を移動するための駆動手段をさらに備え、
サンプルを第１媒体中で第１方向に分離するための第１方向分離器具をさらに固定し、
前記第１方向分離器具は、第１の分離を行うための第１分離槽を有し、
第１媒体に電圧を印加するための第１媒体電圧印加手段をさらに備え、
第３電極が、前記保持手段によって保持され、前記駆動手段によって第１分離槽へ配置されることを特徴とするサンプル分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動化された生物学的サンプル分離装置および当該装置を構成する器具ならびにその用途に関するものであり、より詳細には、自動化２次元電気泳動装置および装置を構成する器具ならびに２次元電気泳動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒトゲノムプロジェクトが終了した後、プロテオーム研究が盛んに行われている。「プロテオーム」とは、特定の細胞、器官、臓器の中で翻訳生産されているタンパク質全体が意図され、その研究としてはタンパク質のプロファイリングなどが挙げられる。
【０００３】
タンパク質をプロファイリングする手法の１つとして最も用いられているものが、タンパク質の２次元電気泳動である。タンパク質は、電荷および分子量の独特の性質を有しているので、多数のタンパク質の混合物であるプロテオームから電荷のみまたは分子量のみに依存して個々のタンパク質を分離するよりも、両者を組み合わせることにより、より多くのタンパク質を高分解能にて分離することができる。
【０００４】
２次元電気泳動は、タンパク質を電荷に依存して分離する等電点電気泳動、および分子量に依存して分離するスラブゲル電気泳動（特に、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）の２つの電気泳動ステップからなる。また、２次元電気泳動は、用いるサンプルを変性剤存在下または非存在下にて行うことも可能であり、数百種類以上のタンパク質を一度に分離し得る、優れた手法である（例えば、特許文献１および非特許文献１を参照のこと）。
【特許文献１】特開平１１−３０６０５号公報（平成１１年２月２日公開）
【非特許文献１】「より高感度・定量的な検出解析のための電気泳動最新プロトコール  汎用操作からゲノミクスとプロテオミクスまで対応！」（羊土社、２０００年、５５〜１０８頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２次元電気泳動では、サンプルを１次元目ゲルにて等電点電気泳動を行った後、１次元目ゲルを取り出して２次元目ゲルにアプライし、分子量に基づいて２次元目の分離を行う。通常、等電点電気泳動を行う１次元目ゲルは、その幅や長さに比べて非常に薄い形状を有している。よって、ゲルの表裏、ｐＨ勾配の方向の識別が困難であるだけでなく、反りや捩れが発生しやすく、形状を一定に保つことが困難である。このことは電気泳動結果の再現性が悪い要因となりやすい。さらに、１次元目ゲルの操作もまた容易ではなく、１次元目ゲルを２次元目ゲルまで移動する際の位置精度を向上させることは困難である。また、２次元目の分離にＳＤＳ−ＰＡＧＥを用いる場合などは、１次元目の電気泳動終了後、１次元目ゲル中のタンパク質を２次元目に展開するために、平衡化（ＳＤＳ化および還元）処理（薬液処理）を施す必要がある。１次元目ゲルにこのような処理を施す必要がある点も、作業者によるばらつきを生む原因となる。
【０００６】
このように２次元電気泳動は優れた手法である一方で、熟練した技術を要する。作業者の熟練度に依存するので、２次元電気泳動を用いて再現性よく定量的なデータを取得することは困難である。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、２次元電気泳動の利便性を高め、作業者依存度を低減し、結果の再現性を高めることにあり、具体的には、２次元電気泳動の自動化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るサンプル分離器具は、第１媒体中で第１方向に分離した分離サンプルを第１方向と異なる第２方向にさらに分離するための第２媒体を収納するための絶縁物を有するサンプル分離器具であって、該絶縁物は、第２媒体に通電する第２方向を規定する第１開口部および第２開口部を有し、第２開口部は、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有していることを特徴としている。
【０００９】
第２開口部が上記形状を有していることにより、本発明に係るサンプル分離器具において、第１媒体中に含有される分離サンプルが首尾よく第２媒体中に移動することができ、優れた分離能を有する２次元電気泳動を行うことができる。また、上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具は、高電圧を負荷している最中であっても電圧負荷を停止することなく第１媒体を第２媒体に安全に接着させることができ、その後、必要に応じて第１媒体を除去することができる。
【００１０】
本発明に係るサンプル分離器具において、分離サンプルを含む第１媒体を第１方向に沿って第２媒体と接着させるための形状を有している第３開口部が、第１開口部と第２開口部との間に設けられていてもよい。
【００１１】
本発明に係るサンプル分離器具において、上記絶縁物は、２枚の板状絶縁体からなることが好ましい。
【００１２】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具は、従来のスラブゲルと同様に取り扱うことができる。
【００１３】
本発明に係るサンプル分離器具において、上記絶縁物は、２枚の板状絶縁体および該板状絶縁体の間に形成される第２媒体の厚さを規定するスペーサからなることが好ましい。
【００１４】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具は、従来のスラブゲルと同様に取り扱うことができる。
【００１５】
本発明に係るサンプル分離器具において、第２媒体の分離パラメータは第１媒体の分離パラメータと異なることが好ましい。
【００１６】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具は、より高度なサンプル分離を行うことができる。
【００１７】
本発明に係るサンプル分離器具において、上記絶縁物は第２媒体を収納していることが好ましい。
【００１８】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具は、新たにゲルを作製する手間を省くことができる。
【００１９】
本発明に係るサンプル分離器具は、第１開口部にて第２媒体と接触させる第１緩衝液を充填するための第１緩衝液槽および第２開口部にて第２媒体と接触させる第２緩衝液を充填するための第２緩衝液槽をさらに備えていることが好ましい。
【００２０】
本発明に係るサンプル分離器具において、上記絶縁物、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽は一体形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明に係るサンプル分離器具において、上記絶縁物を着脱可能に固定するための絶縁物受容部、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽は一体形成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るサンプル分離器具において、第２媒体に通電するための第１電極および第２電極は、それぞれ第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に固定されていることが好ましい。
【００２３】
本発明に係るサンプル分離装置において、第２媒体に通電するための第１電極および第２電極が、それぞれ第１緩衝液槽および第２緩衝液槽にパターニング形成された導電体からなることが好ましい。
【００２４】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具を用いてより速やかにサンプル分離を実施することができる。
【００２５】
本発明に係るサンプル分離器具は、第１方向へのサンプル分離を行った後の第１媒体を自動的に第１媒体供給口に密着させるための手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２６】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離器具では、第１媒体と第２媒体との接着をより密にすることができる。
【００２７】
本発明に係るサンプル分離装置は、上記のサンプル分離器具が固定された固定手段を備えていることを特徴としている。
【００２８】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置は、より安定した状態で種々の工程を進めていくことができる。
【００２９】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記固定手段は、真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構または静電吸着機構の少なくとも１つを備えていることが好ましい。
【００３０】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置において、サンプル分離器具を着脱可能に固定することができる。
【００３１】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１媒体を支持した第１媒体支持体を保持するための保持手段、ならびに第１方向および第２方向からなる平面に対して平行方向または垂直方向に該固定手段または該保持手段を移動するための駆動手段をさらに備えていることが好ましい。
【００３２】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置において、処理工程を自動化することができる。
【００３３】
本発明に係るサンプル分離装置は、第２媒体に電圧を印加するための第２媒体電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。
【００３４】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１電極および第２電極と第２媒体電圧印加手段とを接続するための第２配線手段が備えられていることが好ましい。
【００３５】
本発明に係るサンプル分離装置において、第１電極および第２電極が、前記保持手段によって保持され、前記駆動手段によってそれぞれ第１緩衝液槽および第２緩衝液槽へ配置されることが好ましい。
【００３６】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置において、処理工程ならびに電極を交換および／または洗浄する工程を自動化することができる。
【００３７】
本発明に係るサンプル分離装置において、サンプルを第１媒体中で第１方向に分離するための第１方向分離器具をさらに固定していることが好ましい。
【００３８】
本発明に係るサンプル分離装置において、第１方向分離器具が、第１の分離を行うための第１分離槽を有していることが好ましい。
【００３９】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置において２次元電気泳動を実施することができる。
【００４０】
本発明に係るサンプル分離装置において、第１媒体に通電するための第３電極は、第１分離槽に固定されていることが好ましい。
【００４１】
本発明に係るサンプル分離装置において、第３電極が、第１分離槽にパターニング形成された導電体からなることが好ましい。
【００４２】
上記構成を採用することにより、第１方向分離器具を作製する際に同時に電極を設けることができる。
【００４３】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１媒体に電圧を印加するための第１媒体電圧印加手段をさらに備えていることが好ましい。
【００４４】
本発明に係るサンプル分離装置は、第３電極と第１媒体電圧印加手段とを接続するための第１配線手段が備えられていることが好ましい。
【００４５】
本発明に係るサンプル分離装置において、第３電極が、前記保持手段によって保持され、前記駆動手段によって第１分離槽へ配置されることが好ましい。
【００４６】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置における処理工程を自動化することができ、本発明に係るサンプル分離装置の電極を容易に交換および／または洗浄することができる。
【００４７】
本発明に係るサンプル分離装置において、第１方向分離器具は複数の試薬槽をさらに有していることが好ましい。
【００４８】
本発明に係るサンプル分離装置は、上記試薬槽に充填された試薬を封止するための剥離除去可能なシート状封止材が設けられていることが好ましい。
【００４９】
本発明に係るサンプル分離装置は、上記シート状封止材を剥離または穿孔するためのシート剥離手段またはシート穿孔手段が前記保持手段に設けられていることが好ましい。
【００５０】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記シート状封止材は、上記保持手段によって保持された１次元目分離媒体支持体からの押付外力により穿孔可能であることが好ましい。
【００５１】
本発明に係るサンプル分離装置において、シート状封止材によって封止かつ分離された複数の試薬が、前記試薬槽の少なくとも１つに充填されており、該複数の試薬は、該シート状封止材が剥離または穿孔されることによって混合されることが好ましい。
【００５２】
本発明に係るサンプル分離装置は、上記試薬槽内へ試薬を注入するための試薬注入手段をさらに備えていることが好ましい。
【００５３】
本発明に係るサンプル分離装置は、上記固定手段を冷却するための冷却手段を備えていることが好ましい。
【００５４】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１媒体および第２媒体の温度を制御するための温度制御手段をさらに備えていることが好ましい。
【００５５】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記温度制御手段は、第２媒体または第２媒体と接触する緩衝液の温度を検出するための温度センサを備えていることが好ましい。
【００５６】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記保持手段は第１媒体支持体を保持していることが好ましい。
【００５７】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記保持手段は、第１媒体支持体を介して付与される外力の方向および／または強度を検出するための圧力センサを備えていることが好ましい。
【００５８】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記保持手段は、第１媒体支持体を介して付与される外力を低減するための緩衝部材が設けられていることが好ましい。
【００５９】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１方向分離器具および／または上記サンプル分離器具を上記固定手段の外部から搬送して該固定手段の固定位置に設置する自動搬入手段をさらに備えることが好ましい。
【００６０】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１方向分離器具および／または上記サンプル分離器具を上記固定手段の固定位置から該固定手段の外部に搬送する自動搬出手段をさらに備えることが好ましい。
【００６１】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１方向分離器具および／または上記サンプル分離器具あるいはこれらの近傍の温湿度を検出するための温湿度センサを備えていることが好ましい。
【００６２】
本発明に係るサンプル分離装置は、第１方向分離器具および／または上記サンプル分離器具の結露を検出するための結露センサを備えていることが好ましい。
【００６３】
本発明に係るサンプル分離装置は、上記固定手段、上記保持手段、上記駆動手段、上記第１媒体電圧印加手段、および上記第２媒体電圧印加手段を同期制御するための制御手段をさらに備えていることが好ましい。
【００６４】
上記構成を採用することにより、本発明に係るサンプル分離装置を用いて自動化２次元電気泳動を実行することができる。
【００６５】
本発明に係るサンプル分離装置において、上記固定手段、上記保持手段または上記駆動手段の少なくとも１つが、該固定手段または該保持手段の相対位置を検出するための位置センサを備えていることが好ましい。
【００６６】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、
第１媒体を支持する第１媒体支持体を保持するための保持手段；
第１分離部と第２媒体を支持する第２分離部とを固定するための固定手段；
保持手段と固定手段の相対位置関係を略水平方向および略垂直方向へ移動させるための駆動手段；
第１媒体に電圧を印加するための第１媒体電圧印加手段；ならびに
第２媒体に電圧を印加するための第２媒体電圧印加手段
を備えていることを特徴としている。
【００６７】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１媒体および第２媒体が分離ゲルであることが好ましい。
【００６８】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、保持手段または固定手段は、真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構または静電吸着機構の少なくとも１つを有していることが好ましい。
【００６９】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、駆動手段は２軸駆動手段であることが好ましい。
【００７０】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１媒体支持体は保持手段に保持されていることが好ましい。
【００７１】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、保持手段は第１媒体支持体を介して加わる外力の方向および／または強度を検出するための圧力センサを含んでいることが好ましい。
【００７２】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１媒体支持体は略板状の絶縁物であり、該絶縁物の端面に第１媒体が形成されていることが好ましい。
【００７３】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１分離部および第２分離部が固定手段に固定されていることが好ましい。
【００７４】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１分離部は第１試薬槽および第２試薬槽を備えていることが好ましい。
【００７５】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１試薬槽および第２試薬槽に投入される試薬の液滴拡張範囲を規定するための液滴拡張規定手段をさらに備えていることが好ましい。
【００７６】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１試薬槽および第２試薬槽に投入される試薬の第１および第２の試薬槽に対する接触角を規定するためのコーティングが該試薬槽内に設けられていることが好ましい。
【００７７】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１試薬槽の１つに第３電極が設けられていることが好ましい。
【００７８】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第３電極は、第１分離部の一部にパターニング形成された膜状の導電体を含んでいることが好ましい。
【００７９】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、保持手段と一体で作動するように形成された、第１媒体電圧印加手段と第３電極とを接続する第１配線手段をさらに備えていることが好ましい。
【００８０】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１分離部内に充填された試薬を封止するための剥離除去可能なシート状封止材が設けられていることが好ましい。
【００８１】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、シート状封止材を剥離するためのシート剥離手段をさらに備えていることが好ましい。
【００８２】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、シート剥離手段は駆動手段によって駆動されることが好ましい。
【００８３】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、シート状封止材は、保持手段によって保持された第１媒体支持体からの押付外力により穿孔可能であることが好ましい。
【００８４】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１試薬槽および第２試薬槽の１つは、シート状封止材によって封止かつ分離された複数の試薬が充填されている要時調製試薬槽であり、該複数の試薬は、シート状封止材が剥離または穿孔されることによって混合されることが好ましい。
【００８５】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１試薬槽および第２試薬槽内へ試薬を注入するための試薬注入手段をさらに備えていることが好ましい。
【００８６】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第２分離部は、第２媒体の形成領域および電気泳動緩衝液試薬の充填領域（第１緩衝液槽および第２緩衝液槽）を備え、第２分離部の基材とは異なる材料が少なくとも第２媒体の形成領域に組み込まれていることが好ましい。
【００８７】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第２媒体の少なくとも１辺の端面が第２媒体上面方向にある第２分離部端面より突出していることが好ましい。
【００８８】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第２分離部内に充填された媒体または試薬を封止するための剥離除去可能なシート状封止材が設けられていることが好ましい。
【００８９】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１電極および第２電極は、第２分離部の一部にパターニング形成された膜状の導電体を含んでいることが好ましい。
【００９０】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、保持手段と一体で作動するように形成された、第２媒体電圧印加手段と第１電極および第２電極とを接続する第２配線手段８をさらに備えていることが好ましい。
【００９１】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１分離部または第２分離部を、固定手段の外部に配置された容器キャリアから固定手段の固定位置へ供給しかつ搬出するための容器自動交換手段をさらに備えていることが好ましい。
【００９２】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１分離部および第２分離部は一体形成されていることが好ましい。
【００９３】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１媒体または第２媒体を温度制御するための温度制御手段をさらに備えていることが好ましい。
【００９４】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１媒体電圧印加手段または第２媒体電圧印加手段を実施するための印加電圧設定プログラムに基づいて、上記温度制御手段を実施するための温度制御設定プログラムが実行されることが好ましい。
【００９５】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、上記温度制御手段は、第２分離部内の第２媒体または電気泳動緩衝液試薬の温度を検出するための温度センサをさらに備えていることが好ましい。
【００９６】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、上記温度制御手段は、複数の温度制御領域からなることが好ましい。
【００９７】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１分離部または第２分離部の近傍の温湿度を検出するための温湿度センサを備えていることが好ましい。
【００９８】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１分離部または第２分離部の結露を検出するための結露センサを備えていることが好ましい。
【００９９】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１媒体はリン脂質を含むことが好ましい。
【０１００】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第２媒体はリン脂質を含むことが好ましい。
【０１０１】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、
保持手段により保持されかつ駆動手段により移動されて、第１分離槽に配置される第３電極、および
保持手段により保持されかつ駆動手段により移動されて、第２分離部の所定の場所に配置される第１電極および第２電極
がさらに備えられていることが好ましい。
【０１０２】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、保持手段、固定手段、駆動手段、第１媒体電圧印加手段、および第２媒体電圧印加手段を制御するための制御手段をさらに備えていることが好ましい。
【０１０３】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、保持手段、固定手段または駆動手段の少なくとも１つが、第１分離部または第２分離部との相対位置を検出するための位置センサを備えていることが好ましい。
【０１０４】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置は、第１媒体支持体の一部に領域分割スリットを挟んで形成されたサンプル導入体と、該サンプル導入体の領域幅に対応する領域に別槽となる試薬槽を形成した第１分離部とが、設けられていることが好ましい。
【０１０５】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１試薬槽および第２試薬槽へ投入される試薬は２次元目分離マーカーであることが好ましい。
【０１０６】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、サンプル導入体は第２の第１媒体であることが好ましい。
【０１０７】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、上記２次元目分離マーカーはカプセル形態であることが好ましい。
【０１０８】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、第１媒体支持体、第１分離部、第２分離部の少なくとも１つが識別手段を備えていることが好ましい。
【０１０９】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、上記識別手段はＩＣタグであることが好ましい。
【０１１０】
本発明に係る自動化２次元電気泳動装置において、上記識別手段はバーコードであることが好ましい。
【０１１１】
本発明に係る２次元電気泳動方法は、
第１媒体支持体を保持手段で保持する支持体保持工程；
電気泳動サンプルおよび分離媒体膨潤液が充填された第１試薬槽内へ第１媒体を挿入するサンプル導入工程；
第１分離槽へ第１媒体を挿入し第１媒体電圧印加手段により電圧を印加する１次元目電気泳動工程；
複数の試薬が充填された第２試薬槽内へ順次第１媒体を挿入する試薬処理工程；
第２媒体に第１媒体を接続し第２媒体電圧印加手段により電圧を印加する２次元目電気泳動工程
を包含することを特徴としている。
【０１１２】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記サンプル導入工程は、第１媒体の微振盪動作による膨潤促進工程を含むことが好ましい。
【０１１３】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記微振盪動作は超音波印加であることが好ましい。
【０１１４】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記サンプル導入工程は、第１媒体の温度制御による膨潤促進工程を含むことが好ましい。
【０１１５】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記試薬処理工程は第１媒体を第１試薬槽および第２試薬槽内へ浸した状態で駆動手段を水平方向および／または垂直方向に微小変位往復移動されることによる第１媒体の振盪動作工程を含むことが好ましい。
【０１１６】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記試薬処理工程は液体除去工程を含むことが好ましい。
【０１１７】
本発明に係る２次元電気泳動方法は、濾紙を用いて上記液体除去工程を行うことが好ましい。
【０１１８】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記試薬処理工程は、
染色槽内へ第１媒体を浸し、第１媒体内の電気泳動サンプルを染色する染色工程；
洗浄槽内へ第１媒体を浸して未染色色素を洗浄除去する色素洗浄除去工程；
第２平衡化槽内へ第１媒体を浸し電気泳動サンプルを平衡化する平衡化工程
を含むことが好ましい。
【０１１９】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記試薬処理工程は、上記平衡化工程後に高粘張液槽内へ第１媒体を浸し、第１媒体の周囲に高粘張液を付与する高粘張液工程を含むことが好ましい。
【０１２０】
本発明に係る２次元電気泳動方法は、上記染色工程後でありかつ２次元目電気泳動工程前において、第１媒体を電気泳動緩衝液試薬槽に浸し、電圧印加手段により電圧を印加することにより未染色色素を泳動除去する色素泳動除去工程を含むことが好ましい。
【０１２１】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記色素泳動除去工程の電圧印加方向を印加途中で正負反転させることが好ましい。
【０１２２】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記色素泳動除去工程の電気泳動緩衝液試薬槽は、第２分離部内の第２緩衝液槽であり、上記電圧印加手段は、第２媒体電圧印加手段であることが好ましい。
【０１２３】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記色素泳動除去工程は上記平衡化工程の前に行われることが好ましい。
【０１２４】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記２次元目電気泳動工程は、第２媒体電圧印加手段により電圧を印加した状態で第２媒体に第１媒体を接続することが好ましい。
【０１２５】
本発明に係る２次元電気泳動方法において、上記２次元目電気泳動工程は、第２媒体電圧印加手段により電圧を印加した状態で第２媒体から第１媒体を取り除くことが好ましい。
【０１２６】
本発明に係る２次元電気泳動方法は、
２次元目電気泳動工程後に、保持手段により保持され駆動手段により移動される第３電極を、電極洗浄部に浸した状態で駆動手段を水平方向および／または垂直方向に微小変位往復移動させる第３電極振盪洗浄動作工程；
保持手段により保持され駆動手段により移動される２次元目電気泳動装置を、電極洗浄部に浸した状態で駆動手段を水平方向および／または垂直方向に微小変位往復移動させる第１電極および第２電極振盪洗浄動作工程
を包含することが好ましい。
【発明の効果】
【０１２７】
本発明を用いれば、作業開始時に複数のチップ（泳動槽）をセットして作動させるだけで２次元電気泳動の全工程を全自動にて行い得、しかも、分離性能を追求する上で種々のプロトコルの選定および／または導入を容易に行うことができる。また、本発明の構成に従えば、本発明を構成する部材をディスポーザブルな形態で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１２８】
本発明に係るサンプル分離装置の一実施形態を、自動化２次元電気泳動装置１００を例に挙げて説明する。
【０１２９】
図１（ａ）は自動化２次元電気泳動装置１００の要部構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、第１媒体１５が第１媒体支持体１６を介して保持手段３のアーム３１に結合される構成を示す。図１（ｃ）および（ｄ）は、自動化２次元電気泳動装置１００において用いられる第２分離部（サンプル分離器具）２０の構成を示す断面図および上面図である。
【０１３０】
本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００は、サンプルの２次元目分離を行う第２分離部（サンプル分離器具）２０を固定する固定手段１、１次元目の分離を行う第１媒体１５を支持したゲル付支持体１７を保持するアーム３１を備えた保持手段３、固定手段１および／または保持手段３を移動して双方の相対位置を変更させる駆動手段４（４１および４２）を有している。
【０１３１】
自動化２次元電気泳動装置１００では、第１分離部（示さず）にてサンプルは第１方向（図中Ｙ方向）に分離され、次いで、第２分離部２０の第２開口部２６へ搬送されかつ接着された後に第２分離部２０にて第２方向（図中Ｘ方向）に分離される。
【０１３２】
第２開口部２６の形状について、図１（ｃ）および（ｄ）に示すように、第２緩衝液槽２８ｂにおいて上部絶縁板２２を貫く開口の幅は、対応する下部絶縁板２１の溝幅より広い。この差分によって、第１媒体１５と第２媒体２４とを密着させ得、その結果、１次元目分離を終えた第１媒体１５中のサンプルの２次元目分離を首尾よく行い得る。
【０１３３】
第２媒体２４に分離サンプルを含む第１媒体１５を接着させるために、第２媒体２４を覆う絶縁物２０ａは第１媒体１５と第２媒体２４とを密着させる部位を有していなければならない。このような部位は第２開口部２６であっても、第１開口部２５と第２開口部２６との間にさらなる開口部（第３開口部）２６’が設けられてもよい。第１媒体供給口は、分離サンプルを含む第１媒体１５を、第１方向と垂直な面で第２媒体２４に接着させるに適切な大きさおよび形状を有している。
【０１３４】
第２分離部２０が第２媒体２４を内包している場合、第１媒体供給部において第１媒体１５と第２媒体２４とを密着させるために、第２開口部２６から第２媒体２４が突出していることが好ましく、密着度を増すためには突出した第２媒体部分に凹凸がないことがより好ましい。なお、第２開口部２６から第２媒体２４が突出していない場合は、第２開口部２６に第１媒体１５と第２媒体２４とを密着させるための接着部材（図示せず）が設けられていればよい。好ましい接着部材としては、アガロース、低粘度（１〜３％程度）のアクリルアミドなどのゲル、グリセリン、ポリエチレングリコール、ヒドロキシプロピルセルロースなどの高粘調液が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１３５】
第１方向（図中Ｙ方向）への分離と第２方向（図中Ｘ方向）への分離を規定するパラメータは同じであってもよいが、分離性能を向上させるためにはそれぞれ異なることが好ましい。これら２方向への分離を規定するパラメータとしては、タンパク質の等電点、分子量、単位サイズあたりの表面電荷（ゾーン電気泳動）、ミセルへの分配係数（ミセル動電クロマトグラフィー）、固定相−移動相への分配係数（電気クロマトグラフィー）、相互作用物質との親和定数（親和結合電気泳動）などが挙げられるが、通常の２次元電気泳動では、第１方向への分離が等電点に基づいて、第２方向への分離が分子量に基づいて行われる。
【０１３６】
図１（ａ）に示すように、自動化２次元電気泳動装置１００においては、駆動手段４は垂直方向用駆動手段４１および平行方向用駆動手段４２からなり、具体的には、保持手段３（支持アーム３１）は垂直方向用駆動手段４１の凹部（保持手段連結部）４１’を介して垂直方向用駆動手段４１によってＺ軸方向へ移動可能に保持されている。また、垂直方向用駆動手段４１は、平行方向用駆動手段４２の凹部（Ｚ軸ステージ連結部）４２’を介して平行方向用駆動手段４２によってＸ軸方向へ移動可能に保持されている。よって、固定手段１および／または保持手段３を、第１方向および第２方向からなる平面に対して、垂直方向用駆動手段４１によって垂直方向に、平行方向用駆動手段４２によって平行方向に移動し得る。
【０１３７】
用語「サンプル」は当該分野において標本、調製物と同義で用いられ、本明細書中で使用される場合、「生物学的サンプル」またはその等価物が意図される。「生物学的サンプル」は、供給源としての生物材料（例えば、個体、体液、細胞株、組織培養物もしくは組織切片）から得られる、任意の調製物が意図される。生物学的サンプルとしては、体液（例えば、血液、唾液、歯垢、血清、血漿、尿、滑液、および随液）および組織供給源が挙げられる。好ましい生物学的サンプルは、被験体サンプルである。好ましい被験体サンプルは、被験体から得た皮膚病変部、喀痰、咽頭粘液、鼻腔粘液、膿、または分泌物である。本明細書中で使用される場合、用語「組織サンプル」は、組織供給源より得られた生物学的サンプルが意図される。哺乳動物から組織生検および体液を得るための方法は当該分野で周知である。本明細書中で使用される場合、用語「サンプル」としては、上記生物学的サンプルおよび上記組織サンプル以外に、上記生物学的サンプルおよび上記組織サンプルより抽出したタンパク質サンプル、ゲノムＤＮＡサンプルおよび／または総ＲＮＡサンプルも挙げられる。
【０１３８】
２次元電気泳動について、１次元目をゲル等電点電気泳動にて、２次元目をＳＤＳ−ＰＡＧＥにて行う場合を例に挙げて以下に説明するが、本発明はこの態様に限定されない。
【０１３９】
自動化２次元電気泳動装置１００には、全工程を自動化するために、第１媒体電圧印加手段５および第２媒体電圧印加手段６をそれぞれ第１分離部１０および第２分離部２０と接続するための配線手段７・８が備えられており、配線手段７はその先端にて第１分離槽１１ｄ内に設けられる第３電極１４（１対の陽極および陰極）を、配線手段８はその先端にて第１緩衝液槽２８ａ内および第２緩衝液槽２８ｂ内にそれぞれ設けられる第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂを有している（図２を参照のこと）。
【０１４０】
また、電気泳動は高電圧下にて行われるので、サンプルの分離中には第１分離部１０および第２分離部２０は高温になる。よって自動化２次元電気泳動装置１００には、第１分離部１０および第２分離部２０ならびにこれらを固定する固定手段１を冷却するための冷却手段９（例えば、放熱手段６０）が固定手段１直下に設けられている。特に、自動化２次元電気泳動装置１００は、放熱フィン６１や放熱ファン６２からなる放熱手段６０と冷却ペルチェ素子６３とを有するペルチェ冷却制御機構（図１１（ａ）を参照のこと）を採用することにより、電気泳動時の第１分離部１０および第２分離部２０の温度を一定に保つことができる。図１１（ａ）は、微小穴に熱電対を差し込んで設けた温度センサ５１にて固定手段１の表面近傍の温度をモニタリングする構成を示している。また、固定手段１の直下に冷却手段９を設けない場合は、図１１（ｂ）に示すように、ペルチェ素子６３発熱面の放熱を、ヒートパイプ６４を通して熱移動させて放熱手段６０にて放熱させる構成例を示している。このような構成を用いれば、放熱手段６０の配置自由度が上がるとともに、上方へ移動する高温空気などの流れを妨げない効果的な放熱フィンや空冷ファンの配置が可能となる。また、循環冷却水を用いる水冷パイプをヒートパイプの代わりに用いてもよい。冷却手段９は、第１分離部１０および第２分離部２０を同じ温度に保つように制御してもよいし、別々の温度に保つようにしてもよい。また、第１分離部１０および／または第２分離部２０内の温度を均一ではなく場所ごとに異なる温度となるよう制御してもよい。
【０１４１】
図２は、本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の固定手段１およびその周辺に配置されている部材の断面図を示す。図２において左方から右方に向けて２次元電気泳動が実行される。
【０１４２】
本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の固定手段１上には、サンプルの１次元目分離を行う第１分離部１０とサンプルの２次元目分離を行う第２分離部（サンプル分離器具）２０とが真空吸着によって固定されている。第１分離部１０には複数の槽が設けられており、そのうちの１つには電極（第３電極）１４が設けられている。第２分離部２０には２つの槽（第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂ）が設けられており、それぞれに電極（第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂ）が設けられている。
【０１４３】
図１（ｂ）に示したように、１次元目分離に用いる第１媒体（等電点電気泳動用ゲル）１５が第１媒体支持体１６と接着しゲル付支持体１７を形成している。市販されている第１媒体の裏面には約０．２ｍｍ厚の透明樹脂シートが付着しているので、接着剤を用いてこのシート部分と第１媒体支持体１６とを接着すればよい。なお、接着材は当該分野において公知のものを使用すればよいが、第１媒体１５を第１媒体支持体１６と接着させた状態で使用時まで低温（−２０℃）で保存することが好ましいので、低温保存に適した接着剤を用いることが好ましい。また、このような温度特性は、第１媒体支持体１６についても同様である。第１媒体支持体１６は本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の保持手段３（図示せず）の一部であるアーム３１によって保持される。アーム３１は本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の駆動手段４によって、図中に示すようにＸ方向および／またはＺ方向に移動可能である。
【０１４４】
アーム３１は真空吸着によってゲル付支持体１７を結合した後、駆動手段４によって図２中の矢印２の方向へ移動される。第１媒体１５はゲル付支持体１７が駆動手段４によって移動されることにより、第１分離部１０に設けられた各槽において所望の処理が施され、引き続き第２分離部２０へ搬送される。
【０１４５】
なお、駆動手段４によるアーム３１の移動は、以下のように行われる。平行方向用駆動手段４２がアーム３１を垂直方向用駆動手段４１とともに第１媒体配置槽１１ａの所望のＸ位置まで駆動し、次いで駆動手段４１がアーム３１を所望のＺ位置まで下降させる。続いて、第１媒体配置槽１１ａに配置したゲル付支持体１７を、制御手段によりアーム３１への吸着を制御することにより、駆動手段４により第１媒体１５を移動させることが可能になる。アーム３１への吸着の制御は、例えば電磁弁を用いれば自動制御され得る。
【０１４６】
第１媒体１５は、その幅や長さに比べて非常に薄い形状を有している。よって、ゲルの表裏、ｐＨ勾配の方向の識別が困難であるだけでなく、反りや捩れが発生しやすく、形状を一定に保つことが困難である。このことは電気泳動結果の再現性が悪い要因となり得る。さらに、電気泳動の各工程での第１媒体１５の操作もまた容易ではないので、第１媒体１５を移動する際の位置精度を向上させることは困難である。このような不具合を克服して第１媒体１５を自動装置にて安定的に保持しかつ操作するために、本発明者らは、第１媒体１５を第１媒体支持体１６に固定して用いた。
【０１４７】
図２中の第１分離部１０および第２分離部２０の構成を、図３および図４により詳細に示す。図３は、サンプルの１次元目分離を行う第１分離部１０とサンプルの２次元目分離を行う第２分離部２０とが固定された固定手段１の断面図を示し、図４は、その上面図を示す。
【０１４８】
図３に示すように、本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００の固定手段１上には、サンプルの１次元目分離を行う第１分離部１０とサンプルの２次元目分離を行う第２分離部２０とが固定されている。第１分離部１０には複数の試薬槽１１（１１ａ〜１１ｄ）および１２（１２ａ〜１２ｄ）が設けられており、第２分離部２０には２つの槽（第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂ）が設けられている。なお、図９において、第１分離部１０には４つの槽からなる試薬槽１１および７つの槽からなる試薬槽１２を用いているが、図２〜６では、要部構成の説明を簡略化するために、第１分離部１０が４つの槽からなる試薬槽１１および４つの槽からなる試薬槽１２を有する構成を用いている。
【０１４９】
第１分離部１０では、サンプルを第１媒体１５に導入する工程、第１媒体１５を膨潤させる工程、第１媒体１５に電圧を印加してサンプルを第１方向に分離する工程、第１媒体１５中の分離サンプルを染色する工程、第２分離部２０での環境に平衡化する工程が行われる。第１分離部１０は、第１媒体１５をこのように処理するに好ましい形状を有している。第１媒体１５へのサンプルの添加と第１媒体の膨潤とを別々に行うことにより、膨潤速度を向上させることができる。
【０１５０】
また上記染色工程は、従来通りサンプルの第１方向分離前または第２方向分離後に行われてもよいが、染色操作が煩雑でありかつ時間を要し、自動化を試みることが非常に困難であるので、第１方向へのサンプル分離後でありかつ第２方向へのサンプル分離の前に染色を行われるサンプル中のタンパク質（またはＤＮＡ）と蛍光物質とを結合させることが好ましい。サンプル中のタンパク質（またはＤＮＡ）と蛍光物質との結合様式としては、共有結合、イオン結合、配位結合、インターカレートなどが挙げられるがこれらに限定されない。
【０１５１】
第１分離部１０は、単一の絶縁体に溝（試薬槽）１１・１２が設けられた構成を有している。第１試薬槽１１は、１次元目分離を行うまでの工程に必要な試薬を格納するためのものであり、第２試薬槽１２は、１次元目分離後で２次元目分離前に必要な試薬を格納するためのものである。具体的には、第１試薬槽１１は、第１媒体配置槽１１ａ、サンプル槽１１ｂ、膨潤槽１１ｃ、第１分離槽１１ｄからなり、サンプル槽１１ｂはサンプル導入部１３を有している。第２試薬槽１２は、第１平衡化槽１２ａ、染色槽１２ｂ、洗浄槽１２ｃ、第２平衡化槽１２ｄからなる。第１分離槽１１ｄは、第１媒体１５での１次元目分離が行われる部位であり、１次元目分離に必要な緩衝液を充填される。ただし、膨潤槽１１ｃ内に格納される試薬が１次元目分離に必要な緩衝液を含む場合は、第１分離槽１１ｄ内に１次元目分離に必要な緩衝液を充填しなくてもよい。第１分離槽１１ｄでは、第１媒体電圧印加手段５により電圧を印加されることにより、第１媒体１５中のサンプルが分離される。第１平衡化槽１２ａは、第１方向分離に用いた緩衝液を置換させて、第１方向分離後に行う染色の効率を上げるための緩衝液を格納するために設けられることが好ましい。洗浄槽１２ｃは、蛍光色素を格納した染色槽１２ｂにて付着した過剰な蛍光色素を洗浄する緩衝液を格納するために設けられることが好ましい。第２平衡化槽１２ｄは、第２方向分離を行うために好ましい試薬が格納されており、例えば、第１媒体１５中のタンパク質を還元する試薬、該タンパク質をＳＤＳ化する試薬が格納されている。また、第２方向分離の方法に応じて、緩衝液、界面活性剤、酵素、相互作用物質などが格納されてもよい。
【０１５２】
第２媒体２４において、第１媒体１５中で第１方向に分離した分離サンプルが、第１方向と異なる第２方向にさらに分離される。この第２方向へのサンプル分離を実行するために、第２分離部２０では、第１方向に分離したサンプルを含む第１媒体１５を第２媒体２４に密着させる工程；第２媒体２４に電圧を印加してサンプルを第２方向に分離する工程が行われる。自動化２次元電気泳動装置１００においては、第２方向への分離中のサンプルを検出する工程もまた行われる。
【０１５３】
第２分離部２０は、下部絶縁板２１と上部絶縁板２２とを重ね合わせた絶縁部２０ａに、上部絶縁部２２を貫いて下部絶縁部に設けられた２つの溝（第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂ）を有している。また、下部絶縁板２１には、上部絶縁板２２との間に第２媒体２４を覆いかつ収納するための溝（第２媒体収納部）２４’が設けられている。第２媒体収納部２４’に収納された第２媒体２４（図示せず）は下部絶縁板２１および上部絶縁板２２からなる絶縁部２０ａに覆われ、第１開口部２５および第２開口部２６において絶縁部２０ａの外部と接触可能である。
【０１５４】
第１開口部２５および第２開口部２６は、第２分離部２０に設けられた第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂにそれぞれ面している。第２方向へのサンプル分離を実行するために、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂには、第２媒体収納部２４’に収納された第２媒体２４と第１開口部２５および第２開口部２６を介して接する第１緩衝液および第２緩衝液がそれぞれ充填される。第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂには第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂが設けられており、第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂを介して第２媒体電圧印加手段６によって第２媒体２４に電圧が印加されると、第１開口部２５から第２開口部２６に向かって電流が流れるとともにサンプルが第２開口部２６から第１開口部２５に向かって展開／分離される。
【０１５５】
自動化２次元電気泳動装置１００は、第１媒体支持体１６を介して付与される外力を低減するための緩衝部材（図６△部）を備えるとともに、自動化２次元電気泳動装置１００は、２次元電気泳動に必要なサンプル、試薬、分離媒体を所定の位置にセットした後に、上述した各手段を適切に制御しかつ全工程を自動にて実行させるための制御手段５０を有している。第２媒体２４または第２媒体と接触する緩衝液の温度を検出するための温度センサ（図３▲部）、第１媒体支持体１６を介して付与される外力の方向および／または強度を検出するための圧力センサ（図６▲部）、第１媒体１５および第２媒体２４の温度を制御するための温度制御手段、第１分離部１０および／または第２分離部２０あるいはこれらの近傍の温湿度を検出するための温湿度センサ５２、第１分離部１０および／または第２分離部２０の結露を検出するための結露センサ５３、固定手段１または保持手段３の相対位置を検出するための位置センサ５４などからの情報を制御手段５０に入力して、制御手段５０は、自動化を首尾よく行うために、固定手段１、保持手段３（アーム３１）、駆動手段４、第１媒体電圧印加手段５、第２媒体電圧印加手段６、第１配線手段７、第２配線手段８、冷却手段９の制御信号を出力する（図８を参照のこと）。本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００が有する制御手段は、好ましくは、種々の言語を用いて作製されかつＲＯＭおよび／またはＲＡＭなどの記録媒体に格納されたプログラムコードを実行するＣＰＵなどの演算手段であり得る。
【０１５６】
制御を開始することにより駆動手段４が保持手段３を移動（搬送）する。ゲル付支持体１７は、保持手段３の一部であるアーム３１に保持されているので、第１媒体１５を固定化したゲル付支持体１７は、制御手段により駆動される駆動手段４によって間接的に移動（搬送）されて所望の処理を以下のように施される。
【０１５７】
第１媒体配置槽１１ａに配置されたゲル付支持体１７がサンプル槽１１ｂまで搬送される。サンプルが第１媒体１５に吸収されるまでゲル付支持体１７はサンプル槽１１ｂ内に維持されている。サンプル吸収に必要な時間は、制御手段の格納部に記録されている。次いで、ゲル付支持体１７は、膨潤槽１１ｃまで搬送され、第１媒体１５が膨潤するまで膨潤槽１１ｃ内に維持され、必要に応じて微小振盪される。第１媒体１５が膨潤するに必要な時間および微小振盪動作に関する情報もまた、制御手段の格納部に記録されている。ゲル付支持体１７上で膨潤した第１媒体１５は第１分離槽１１ｄまで搬送され、第１分離槽１１ｄ内の第３電極１４間に配置される。ここで、第１媒体電圧印加手段５によって第１媒体１５に電圧が印加されて、サンプルが第１媒体１５中にて第１方向に分離される。サンプル分離に必要な時間および必要な電圧に関する情報もまた、制御手段の格納部に記録されている。上述した各情報は、制御手段の格納部に記録されたプログラムによって、用いる第１媒体１５の種類、サンプルの種類、各試薬の種類に従って適宜選定かつ実行される。
【０１５８】
第１媒体１５中にて第１方向への分離が終了した後、第１媒体１５は、第１平衡化槽１２ａまで搬送され、必要に応じて微小振盪されることにより、引き続く染色が首尾よく行われるように平衡化される。次いで、平衡化後の第１媒体１５は染色槽１２ｂまで搬送され、必要に応じて微小振盪されて、第１媒体１５中のサンプルが染色される。染色後の第１媒体１５は洗浄槽１２ｃまで搬送され、微小振盪されることにより過剰な色素が適宜洗浄される。次いで、脱色後の第１媒体１５は、第２媒体中での第２方向への分離を首尾よく行うために、第２平衡化槽１２ｄまで搬送され、必要に応じて微小振盪されることにより、引き続く第２媒体中での第２方向への分離が首尾よく行われるように平衡化される。平衡化後の第１媒体１５は第２媒体２４の第１媒体供給部２６まで搬送され、第２媒体２４に密着される。
【０１５９】
第１媒体１５が第２媒体２４に密着された後に第２媒体電圧印加手段６によって第２媒体２４に電圧が印加されることにより、サンプルが第２媒体２４中にて第２方向に分離される。リアルタイムモニタリングを行う場合は、この第２方向への分離中に検出手段（図示せず）を介して行えばよい。なお、試薬槽１２ａ〜１２ｄおよび第２媒体２４での分離において必要な時間などの情報もまた、制御手段の格納部に記録されている。上述した各情報は、制御手段の格納部に記録されたプログラムによって、用いる第１媒体１５および第２媒体２４の種類、サンプルの種類、各試薬の種類に従って適宜選定かつ実行される。
【０１６０】
このように自動化２次元電気泳動装置１００において、制御手段による上述したような制御が実行されることにより、２次元電気泳動の工程を全自動にて行い得る。また、自動化２次元電気泳動装置１００が、上述したような制御が実行する制御手段を有することにより、種々のプロトコルの選定および／または導入を容易に行って、サンプル分離性能を追求することができる。また、２次元電気泳動の電圧印加プログラムをコンピュータにてフィードバック制御するための２次元用高電圧印加制御システムを導入し、自動ステージと連携して制御することができる。
【０１６１】
なお、第２媒体２４を第２媒体収納部２４’にて作製しても、別途作製した第２媒体２４を移動して第２媒体収納部２４’に固定してもよい。第２分離部２０にて第２媒体２４を作製しない場合は、第２媒体収納部２４’は溝である必要はなく、その場合、第２媒体２４の厚みと等しいスペーサ（示さず）を下部絶縁板２１の第２媒体２４を固定する部位を囲むように配置し、スペーサを介して下部絶縁板２１と上部絶縁板２２とを接着すればよい。
【０１６２】
第１開口部２５および第２開口部２６においてのみ第２媒体２４が緩衝液と接していることが好ましいので、第２媒体２４を覆う絶縁物２０ａは防水性が高い物質からなることが好ましい。また、リアルタイムモニタリングなどのように第２媒体２４を絶縁物２０ａから取り外すことなくサンプルを検出するためには、絶縁物２０ａは光透過性の高い物質からなることが好ましい。このような特性を兼ね備えた物質としては、ガラス、樹脂が挙げられ、樹脂材料としてはＰＭＭＡ、ＰＤＭＳ、ＣＯＰ、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＥＴ、塩ビなどが挙げられ、重量や操作性、生産性の観点からアクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など）が好ましい。
【０１６３】
自動化２次元電気泳動装置１００においては、ゲル付支持体１７が順次移動されながら、種々の工程が実行される。よって、ゲル付支持体１７の３次元での位置精度が重要である。この場合、ゲル付支持体１７が堅固に固定されるだけでなく、相対的に移動する第１分離部１０および第２分離部２０もまた堅固に固定される必要がある。
【０１６４】
第１分離部１０、第２分離部２０およびゲル付支持体１７を、サンプルごとに交換して用いることを考慮すると、これらの固定化は着脱可能であることが好ましい。第１分離部１０、第２分離部２０およびゲル付支持体１７を、固定手段１および保持手段３に固定するための機構としては、上述したような真空吸着機構以外に、挟固定機構、磁力固定機構および静電吸着機構が挙げられるが、これらに限定されない。また、真空吸着機構を採用する場合は、真空吸着プレートを介して固定することが好ましい。
【０１６５】
なお、第１分離部１０および第２分離部２０を透明なＰＭＭＡで作製する場合、サンプルの蛍光検出の際に励起光が第１分離部１０および第２分離部２０の下のステージ（固定手段）１にまで照射される。ステージ（固定手段）１に凹凸がある場合は励起光および／または蛍光波長が不均一に反射することにより検出時のバックグラウンドが上がり、首尾よい検出が妨げられてしまう。よって、真空吸着プレートは、反射の少ない色調であること、凹凸のない平面に処理してあること、真空吸着のために設ける吸引穴を第２分離部２０の検出部直下以外の部位に設けることが好ましい。
【０１６６】
第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂにそれぞれ設けられる第１電極２９ａおよび第２電極２９ｂ、ならびに第１分離槽１１ｄに設けられる第３電極１４は、固定されていてもされていなくてもよい。固定されている場合は、電極２８ａ、２８ｂおよび１４は、それぞれ各槽２８ａ、２８ｂおよび１４にパターニング形成された導電体であってもよい。また、電極の搬送／着脱を自動化にて行う場合は、図５に示すように、アーム３１が電極２９ａ、２９ｂおよび１４をそれぞれ槽２８ａ、２８ｂおよび１１ｄに搬送し、各槽に設けられた電極固定部（図示せず）に着脱し得る。また、電極２９ａ、２９ｂおよび１４をそれぞれ第１緩衝液槽２８ａ、第２緩衝液槽２８ｂ、第１分離槽１１ｄに固定せず、充填された緩衝液に浸す形態であってもよい。電極２９ａ、２９ｂおよび１４を搬送可能な形態で用いる場合は、図５に示すように、電極洗浄槽４０を設けることにより各電極を首尾よく洗浄し得る。なお、電極洗浄槽４０の設置部位は図５に示す部位に限られず、第１分離部１０の任意の部位に設けられ得る。
【０１６７】
上述したように、第１分離部１０は複数の槽（試薬槽）１１・１２を有する。この複数の試薬槽は、第１媒体１５におけるサンプル分離に必要な試薬、および分離後の第１媒体１５（または第１媒体１５中のサンプル）の染色に必要な試薬を充填することが好ましいが、充填される試薬は必要に応じて適宜選択され得る。また、複数の試薬槽１１・１２の数は、必要な処理工程に応じて増減させればよい。
【０１６８】
特定の実施形態において、複数の試薬槽１１・１２は、充填された試薬を封止するための剥離除去可能なシート状封止材が設けられている（図６を参照のこと）。シート状封止材を設けることにより、内包する試薬の飛散を避けることができ、かつ試薬を内包した第１分離部１０を容易に保存することができる。
【０１６９】
１つの局面において、シート状封止材は、自動化２次元電気泳動装置１００が備えているシート剥離手段（図示せず）によって剥離除去され得る。シート剥離手段は駆動手段４によって駆動されることが好ましい。この場合、シート状封止材を設けたまま第１分離部１０を自動化２次元電気泳動装置１００に設置しても、制御手段の制御下にて首尾よく剥離除去され得る。なお、図６では、保持手段３のアーム３１がシート剥離手段である形態を示している。
【０１７０】
別の局面において、シート状封止材は、ゲル付支持体１７からの押付外力によって穿孔可能であり得る。また、穿孔を容易にするために第１媒体支持体１６は穿孔用補助具を備えていてもよい。この場合、上記シート剥離手段のようなさらなる手段を設けることなく第１分離部におけるゲル付支持体１７の通常の動作によってシート状封止材を穿孔し得る。
【０１７１】
さらなる実施形態において、第１分離部１０は、要時調整試薬槽を有し、この要時調整試薬槽は、シート状封止材によって複数の試薬を内包する単一の試薬槽内であり、シート状封止材が剥離除去または穿孔された際に、複数の試薬が混合される。自動化２次元電気泳動装置１００が実行する工程において、予め調整することができずに要時調整の必要がある試薬が使用される場合であっても、本実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置１００を用いれば、煩雑な作業を回避し得る。
【０１７２】
上述したような試薬槽１１・１２を有する第１分離部１０を備えた自動化２次元電気泳動装置１００は、試薬槽１１・１２に試薬を注入するための試薬注入手段（示さず）を備えていることを特徴とすることがなお好ましい。この試薬注入手段は、保持手段および駆動手段と連動して動作する形態であることが好ましい。
【０１７３】
なお、第２分離部２０において、絶縁物２０ａ、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂが一体形成されている態様を用いて本発明を説明してきたが、これらは別々に構成されていてもよい。
【０１７４】
第２分離部２０の別の実施形態において、図７に示すように、第２分離部２０は、第２媒体２４を収納する第２媒体収納部２４’を挟んで下部絶縁板２１および上部絶縁板２２から形成される絶縁物２０ａと、絶縁物２０ａを受容する絶縁物受容部２７、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂを有する泳動槽３０とからなる。絶縁物２０ａにおいて、下部絶縁板２１および上部絶縁板２２は、それぞれ第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂにおいて第２媒体２４が緩衝液と接するための第１開口部２５および第２開口部２６を有している。泳動槽３０において、絶縁物受容部２７は、絶縁物２０ａ（特に下部絶縁板２１）を隙間なく受容し得る平面を有している。
【０１７５】
本実施形態において、絶縁物２０ａおよび泳動槽３０を構成する材料はそれぞれ同一であっても別であってもよい。泳動槽３０は、緩衝液が充填されるという観点から防水性が高い物質からなることが好ましい。絶縁物２０ａと泳動槽３０は固定されることが好ましいが真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構および静電吸着機構等により着脱可能であることがより好ましい。さらに、泳動槽３０は、絶縁物受容部２７、第１緩衝液槽２８ａおよび第２緩衝液槽２８ｂが別々に設けられてもよく、この場合、充填された緩衝液が漏出することなく第１開口部２５および第２開口部２６に供給されるように密着し得る形態を有していればよいので、真空吸着機構、挟固定機構、磁力固定機構および静電吸着機構等を採用することができる。
【０１７６】
上述したように、本発明に係る自動化２次元電気泳動装置１００は、第２媒体または第２媒体と接触する緩衝液の温度を検出するための温度センサ（図３▲部）、第１媒体支持体を介して付与される外力の方向および／または強度を検出するための圧力センサ（図６▲部）、第１媒体および第２媒体の温度を制御するための温度制御手段、第１分離部および／または第２分離部あるいはこれらの近傍の温湿度を検出するための温湿度センサ５２、第１分離部および／または第２分離部の結露を検出するための結露センサ５３、該固定手段または該保持手段の相対位置を検出するための位置センサ５４などを備える。これらのセンサからの情報が制御手段５０に入力されて、制御手段５０は、自動化を首尾よく行うために、固定手段１、保持手段３（アーム３１）、駆動手段４、第１媒体電圧印加手段５、第２媒体電圧印加手段６、第１配線手段７、第２配線手段８、冷却手段９の制御信号を出力し、さらに高度な自動化が行われ得る。
【０１７７】
温度センサは、熱電対、白金測温抵抗体、サーミスタ等を用いればよく、温度制御対象物の温度を正確に測定し得る場所に配置することが好ましい。簡単には、アルミニウム、銅、その他の熱伝導性に優れた物質により形成された冷却プレート（または固定手段１）に穴を設け、その穴に温度センサを挿入して固定すればよい（図１１を参照のこと）。あるいは、冷却プレートに温度センサを貼り付けて配置してもよい。なお、図２では固定手段１の裏面に熱電対が貼り付けられている。または、第２分離部２０全体の温度を測定し得る位置に配置した赤外線反射を用いた温度測定器を使用してもよい。また、例えば、温度センサ配置動作を電極配置動作と同時に行って、動作工程を複雑化することなくゲル（第１媒体１５または第２媒体２４）または泳動用緩衝液に温度センサを直接接触させる構成をとることにより、より正確な温度モニタリングおよびその制御が可能となる。さらに、特に２次元目分離において電気泳動の進行状況に応じてゲル（第２媒体２４）中での最大発熱位置が移動していくので、温度制御の基本単位を第２方向に複数分割して各々独立して温度制御を行えば常にゲル（第２媒体２４）全域を均一な温度に維持し得る。
【０１７８】
温湿度センサは、溶液チップ（第１分離部１０）と２Ｄチップ（第２分離部２０）を配置した筐体内部の空間の温湿度を測定するために配置される。温湿度センサは、空間の空気温度を検出するための温度センサと湿度センサとを組み合わせたものでもよく、また簡略化のためには上記の冷却プレートの温度センサと湿度センサとを組み合わせたものでもよい。あるいは冷却プレートに取付けた結露センサによって湿度状況が判断され得る。溶液チップ（第１分離部１０）と２Ｄチップ（第２分離部２０）とを配置した装置筐体内部の空間は、装置の分離性能と再現性確保のために、内部カバー等を用いて可能な限り閉鎖空間とされるべきであり、恒温恒湿状態が維持されるとともに、必要に応じて温度または湿度の情報に基づいて電気泳動時間および／または電気泳動電圧印加プログラムが微調整されてもよい。
【０１７９】
本発明に係る２次元電気泳動装置１００において、完全な自動化を行うためには種々の問題点が存在するが、その対処法の一例を以下に詳述する。
【０１８０】
アーム３１はプログラムに記載された情報（固定駆動位置）に基づいて駆動を行うため、アーム３１により保持したゲル付支持体１７をサンプル槽１１ｂへ搬送してサンプル導入を行う際、サンプルの液量が少ないので、垂直方向駆動手段４１により第１媒体１５をサンプル槽１１ｂの底部まで正確に移動させるためには、装置を構成する器具（例えば、第１媒体支持体１６、第１媒体１５の裏面に備えられたフィルム、および第１媒体１５と第１媒体支持体１６とを接着させる接着剤など）の材料のばらつきおよび第１媒体１５の厚さを考慮する必要がある。このような場合、例えば、アーム３１の駆動位置を固定とせず、アーム３１に設けられた圧力センサから第１媒体１５が底部に到達したか否かの情報を用いることにより、アーム３１の駆動位置を自動制御することができる。サンプル槽１１ｂの底部の位置情報を圧力センサからの信号により取得し、フィードバック制御することにより、サンプル槽１１ｂの底部まで第１媒体１５を搬送することができるので、ゲル付支持体１７の厚みばらつきに対応可能となる。以降の工程における垂直方向駆動位置は、サンプル槽１１ｂ搬送時の底部の位置情報からゲル付支持体１７の厚みを算出し得るので、このゲル付支持体１７の厚みの情報に基づいて駆動を行えばよい。２次元電気泳動装置１００に圧力センサを設けない、より簡易な構成の場合には、２次元電気泳動を始める前に第１媒体配置槽１１ａにゲル付支持体１７の第１媒体１５が底部に接するように配置されているため、この情報を利用することが可能である。すなわち、上記材料（ゲル付支持体１７の厚み）のばらつきを考慮し、第１媒体配置槽１１ａに配置されたゲル付支持体１７を吸着可能な位置を固定駆動位置とすることで上記材料（ゲル付支持体１７の厚み）のばらつきに対処し、サンプル槽１１ｂの底部まで第１媒体１５を駆動することができる。なお、膨潤槽１１ｃ以降における垂直方向の移動についても、上記方式および第１分離部１０の各槽の深さの情報に基づけば、固定駆動位置として自動制御可能となる。上記吸着位置および各槽の深さ情報を基準に設定しておけば、上記材料ばらつきに対処可能である。アーム３１とゲル付支持体１７が所定の垂直方向位置にぴったりと吸着するのではなく、少し余裕を持たせる。すなわち、材料ばらつきに起因するゲル付支持体１７の想定され得る最小厚と最大厚の範囲が過大であってもゲル付支持体１７の何れかの部位でアームに吸着可能な構成としておく（図１２（ａ）、（ｂ）を参照のこと）。
【０１８１】
また、膨潤槽１１ｃにおいて第１媒体１５が膨潤するにつれて、第１媒体１５の重量（厚み）が時間とともに増加する。用いる第１媒体１５によって膨潤後の第１媒体１５の厚みは変動し得るが、第１媒体１５の種類に応じて予め時間−膨潤特性を測定しておけば、膨潤時間に応じて垂直方向を首尾よく制御し得る。あるいは、膨潤槽１１ｃに充填する膨潤液量を予め多くし、膨潤後のゲル下端が膨潤槽１１ｃの底部よりも上方になるよう垂直方向駆動位置を設定しておけばよい。第１媒体１５に吸収された膨潤液のみが第１分離槽１１ｄに搬送されるため、第１分離槽１１ｄにおいて電圧印加により過度の電流が流れることはなく、過剰の膨潤液を用いることによる不具合は生じない。この手法に従えば、第１媒体１５の膨潤後の厚みにばらつきが生じても首尾よく対処し得る。
【０１８２】
またさらに、第１分離槽１１ｄでの第１方向分離の際、第１媒体１５と第３電極１４とを確実に密着させる必要がある。上述したように膨潤後の第１媒体１５の厚みにはばらつきがある。対処法として、電極との接触を確認するための圧力センサを設け、垂直方向駆動位置をフィードバック制御する。圧力センサを用いない場合はゲル付支持体１７を第１分離槽１１ｄへ搬送した後に一旦吸引を開放してアーム３１からゲル付支持体１７を切り離すことにより、重力によって下降する第１媒体１５が第３電極１４に確実に密着する。第１分離終了後、ゲル付支持体１７を再度アーム３１により保持させ、以降の工程に用いることができる。上述の例と同様に、アーム３１とゲル付支持体１７が所定の位置にぴったりと吸着するのではなく、少し余裕を持たせる構成としておく。つまり、第１分離前後でゲル付支持体１７のＺ位置（垂直方向位置）が変化しても、図１２中のアーム−支持体結合部３２はゲル付支持体１７の何れの部位とでも吸着できる構成としておく（図１２（ａ）、（ｂ）を参照のこと）。第１分離後の工程において、垂直方向駆動に精度はそれ程必要とされないため、第１分離時の垂直方向駆動位置情報は、以降の工程に必須ではない。ここで、アーム−支持体結合部３２でのゲル付支持体１７とアーム３１との着脱は真空吸引の開閉に電磁弁を用いることが好ましい。あるいは、第３電極１４間に予め微小電圧を印加し、その状態でゲル付支持体１７を保持したアーム３１を下降させる。この際、電流値をモニタリングすることにより第１媒体１５と第３電極１４との接着を検出することができるので、電流値をもとに垂直駆動位置をフィードバック制御可能となり、第１媒体１５が第３電極１４に確実に密着されることができる。あるいは、第１媒体１５の厚みの最小値を基準にゲル付支持体１７を保持したアーム３１を下降させることも可能である。この場合、第１媒体１５の厚みによっては第１媒体１５を第３電極１４に強く押し当てることになるが、不具合は生じにくい。
【０１８３】
なおさらに、第２媒体２４での第２方向分離の際、第１媒体１５と第２媒体２４を確実に密着させる必要がある。上述したように、第２開口部２６から第２媒体２４が突出していることにより密着度が向上するが、突出する第２媒体２４の長さは常に一定とはかぎらない。この場合、固定手段１に固定（吸着）された第２分離部２０を一旦開放し、第１媒体１５を第２媒体２４に強く押し当てることにより、第１媒体１５と第２媒体２４との接着に不要な力は第２分離部２０を移動させる力として分散させることができる。そして、第１媒体１５と第２媒体２４との接着後に第２分離部２０を再度固定手段１に固定（吸着）すればよい。ただし、再度固定は行わなくてもよい。あるいは、図７の構成とし、第２分離部２０において第２媒体２４がスライド可能に固定されている構成を用いてもよい。
【０１８４】
第２媒体２４での第２方向分離の際には、第１媒体１５中のサンプルを確実に第２媒体２４に移動させなければならない。そのためには第１媒体１５の垂直方向位置と第２媒体２４の垂直方向位置とが一致する必要がある。第１媒体１５の厚さにはばらつきがあるので、第２媒体２４の厚さを第１媒体１５の厚さより大きく設けておくことにより、第１媒体１５の厚さのばらつきの影響を回避することができる。
【０１８５】
駆動手段４による各部材の移動によって生じ得る不具合（例えば、緩衝液槽からの緩衝液のオーバーフロー、支持板への溶液の付着など）を回避するためまたは各工程を迅速化するためには、各部材に親水性材料または疎水性材料を使い分ければよい。
【０１８６】
本発明に係る２次元電気泳動装置１００がさらに照射部および検出部を有している場合、分離したサンプルの検出時にアーム３１および／またはゲル付支持板１７により励起光または蛍光が反射することにより、検出が首尾よく行えない可能性がある。この場合は、アーム３１および／またはゲル付支持体１７に反射防止膜を設けるか、またはアーム３１および／またはゲル付支持体１７を反射しない材料から構成させればよい。
【０１８７】
電気泳動を首尾よく行うためには第１媒体１５および／または第２媒体２４に気泡が付着することは避けられなければならない。しかし、垂直方向への移動時には気泡を第１媒体１５に巻き込みやすい。この場合は、第１媒体１５の下面を水平から若干傾きをもたせて形成するか、または若干傾きを持たせて保持すればよい。第１媒体配置槽１１ａの底面に所望の傾きを持たせておくことにより、アーム３１は、第１媒体１５の下面は水平面から傾きを有してゲル付支持体１７を保持し得る（図１３（ａ）を参照のこと）。あるいは、アーム３１がゲル付支持体１７の重心から少しずれた位置にてゲル付支持体１７を一点保持することにより、一点保持部８１を中心にゲル付支持体１７が重心のずれに相当する微少量の回転が可能であるため、アーム３１は、第１媒体１５の下面は水平面７２から傾きを有してゲル付支持体１７を保持し得る（図１３（ｂ）・（ｃ）を参照のこと）。この場合の保持手段３としては、一点で挟んで保持するような挟み固定、ゲル付支持体１７に設けた孔に軸を挿入する固定などが望ましい。垂直方向駆動後、第１媒体１５が各槽底部７１に達した後は、第１媒体１５の下面が底部７１に対して水平となるような固定であることが望ましい。底部７１に達した際に、底部７１からの抗力により傾きを有していた第１媒体１５が水平となる（図１３（ｂ））。垂直方向（Ｚ軸）の上昇時には重心のずれに従って再び傾きを有するので、次の工程でも気泡を巻き込むことはない（図１３（ａ））。また、垂直方向駆動手段４１の動作を遅くすれば気泡を巻き込みにくくし、第１分離部２０における試薬槽１１・１２の幅を第１媒体１５の幅より広くすれば気泡を逃がしやすい。また、第１媒体１５を第２媒体２４に接続させる際、接続水平位置の直上から垂直方向降下により接続を行うと、第１媒体１５の下方または第１媒体１５と第２媒体２４との界面に気泡が付着しやすい。接続時の駆動手段４は、まず接続水平位置より若干第２緩衝液槽２８ｂよりに水平方向駆動し、その位置で第２分離を実行する垂直位置に垂直方向駆動を行い、最後に接続水平位置に水平方向駆動することが望ましい。また、接続前に第２緩衝液槽２８ｂ中で水平方向および/または垂直方向に微小振盪を行い、第１媒体１５に付着した気泡を除去してもよい。
【０１８８】
膨潤および／または平衡化の際に第１媒体支持体１６に付着した溶液が第１媒体１５に垂れてくると、第１方向分離および/または第２方向分離の電流値が一定しないことがあり得るが、Ｚ方向への移動時に溶液が第１媒体支持体１６に付着しないように垂直方向駆動手段４１の動作を首尾よく制御すればよい。また、本発明に係る２次元電気泳動装置１００は、ゲル付支持体１７が次の試薬槽に搬送される前に第１媒体支持体１６に付着した溶液を拭い取る機構を有していてもよい。
【０１８９】
尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様および以下の実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、当業者は、本発明の精神および添付の特許請求の範囲内で変更して実施することができる。
【０１９０】
また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。
【実施例】
【０１９１】
〔第１媒体（１Ｄゲル）１５〕
第１媒体１５として、膨潤させた際に約０．５ｍｍ厚となる乾燥タイプの固定化ｐＨ勾配ゲルを、約５２ｍｍ×約１ｍｍのサイズに切断したものを用いた。
【０１９２】
このような第１媒体１５に対して支持板のサイズを、５２ｍｍ×１２ｍｍ×１ｍｍとし、５２ｍｍ×１ｍｍの面にて両者を固定した。用いた支持板は、ガラスまたは樹脂（例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート））からなる。
【０１９３】
〔保持手段（支持アーム）３１〕
ゲル付支持体１７を保持するための保持手段３の支持アーム３１上に１ｍｍ幅×４６ｍｍ長の吸着溝を形成し、この吸着溝に支持板上端部を吸引することにより、第１媒体１５をアームに吸着させた。吸引のオン／オフを行うことにより、アームから第１媒体１５を容易に着脱し得るとともに、電気泳動用電極を保持・運搬するためにアームに着脱し得る。
【０１９４】
〔第１分離部（溶液チップ）１０〕
第１分離部１０として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍ厚のＰＭＭＡ基板Ａを用い、この基板に１．１ｍｍ幅×３ｍｍ深の溝（×１本）と、１．５ｍｍ幅×３ｍｍ深の溝（×３本）と、５ｍｍ幅×９ｍｍ深の溝（×７本）を設けた。１．１ｍｍ幅の溝にはゲル付支持体１７を、１．５ｍｍ幅の溝にはサンプル、第１媒体膨潤液（電気泳動用緩衝液）、および電極をそれぞれ格納または充填した。５ｍｍ幅の溝には、染色工程に必要な溶液および第２分離に必要な第２平衡化液を収納した。また、サンプルを導入し膨潤させたゲルを、電極を配置した溝に挿入し、電極と接触させて電圧を印加しサンプルの第１方向への分離を行った。
【０１９５】
〔第２媒体（２Ｄゲル）２４および第２分離部（２Ｄチップ）２０〕
第２分離部２０として、７０ｍｍ×７０ｍｍ×１０ｍｍ厚のＰＭＭＡ基板２１を用い、この基板の両端部付近に６８ｍｍ×９ｍｍ×９ｍｍ深の溝部を２つ設けた。さらに、第２分離部２０には、第２媒体収納部２４’として、断面が第１媒体の断面サイズ（５２ｍｍ×０．５ｍｍ）と同じまたは若干大きい溝（５５ｍｍ〜６０ｍｍ×０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ）を設けた。
【０１９６】
次いで、５ｍｍ厚のＰＭＭＡ基板２２を上記１０ｍｍ厚のＰＭＭＡ基板２１の内部に部分的に入り込むように重ね合わせ、上記２つの溝部の位置に開口を設けた。なお、開口の１つを６８ｍｍ×９ｍｍとした。
【０１９７】
図示するように、第２媒体２４は、基板２１に固定され、基板２２によって被覆されていない部位（幅３ｍｍ相当）２６を有する。また、６８ｍｍ×９ｍｍの２つの溝は、緩衝液が収納される（第１または第２の）緩衝液槽２８ａ・２８ｂを形成している。第２分離部２０にて電気泳動を行う際に、各緩衝液槽２８ａ・２８ｂに別途電極を配置してサンプルの第２方向への分離を行う。基板２１上に第２媒体２４を固定した後、樹脂ネジまたは接着剤を用いて基板２１と基板２２とを固定した。
【０１９８】
〔固定手段（プレート）１〕
第１分離部１０および第２分離部２０の下部に、ブラックアルマイト加工を施したアルミニウム製の冷却・真空吸着プレートを設け、真空吸着機構により第１分離部１０および第２分離部１０を単一のプレート１に固定した。
【０１９９】
〔真空吸着機構〕
上述したように、７０ｍｍ幅の第１分離部１０および第２分離部２０を、真空吸着を用いて単一のプレートに固定した。
【０２００】
〔駆動手段（自動ステージ）４〕
ゲル付支持体の移動、振盪を行うための駆動手段４を、ステッピングモータ駆動のＸ軸ステージおよびＺ軸ステージにより構成した。Ｘ軸ステージについてストローク８５ｍｍ（分解能１μｍ／パルス）、Ｚ軸ステージについてストローク１５ｍｍ（分解能１μｍ／パルス）とし、汎用の多軸ステッピングモータコントローラを介してＧＰＩＢ接続したパソコンにて制御した。さらに検出装置などの複数の機器との統合制御を行った。
【０２０１】
〔冷却機構〕
電圧を印加することにより発熱した第１分離部１０および第２分離部２０を冷却するために、上記ステージ１の下部にペルチェ素子（２基）を配置した。ペルチェ素子は容量５１．４Ｗ、サイズ４０ｍｍ×４０ｍｍであり、Ｋタイプの熱電対を温度センサとして接続した温度調節器により設定温度に制御されている。ペルチェ素子の放熱面側には放熱フィンを配置し、空冷用ＤＣファンをさらに配置した。
【０２０２】
〔電圧印加手段（電気泳動用電源）５・６〕
第１媒体および第２媒体に電圧を印加するための電圧印加手段５・６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５・６の制御を、駆動手段の制御と連動して行った。
【０２０３】
第１媒体用として最大電圧６ｋＶ、最大電流１．７ｍＡの１０Ｗ仕様の高電圧ユニットを、第２媒体用として最大電圧０．６ｋＶ、最大電流５０ｍＡの３０Ｗ仕様の高電圧ユニットを用いた。各ユニットを、ＡＤ／ＤＡ変換ボードをインストールしたパソコンにより制御した。これにより、出力電圧設定、電圧および／または電流をモニタリングし得た。
【０２０４】
〔２次元電気泳動〕
乾燥タイプのゲル付支持体１７を保持手段３の支持アーム３１に真空吸着にて保持し、駆動手段４が保持手段３をＸ方向およびＺ方向に移動させた。具体的には、第１媒体１５を、第１媒体槽１１ａからサンプル槽１１ｂ、膨潤槽１１ｃ、第１分離槽１１ｄへ順次移動しかつ挿入し、第１媒体１５に所定の処理を施した。第１分離槽１１ｄの両端に電極１４を予め配置し、第１媒体１５の両端が電極１４に接するように第１媒体１５を挿入しかつ保持した。等電点電気泳動電圧印加プログラムに従って第１媒体１５に電圧を印加した。
【０２０５】
等電点電気泳動分離終了後、第１媒体１５を、第１平衡化槽１２ａ、染色槽１２ｂ、洗浄槽１２ｃ、第２平衡化槽１２ｄの試薬槽へ順次移動しかつ挿入し、必要に応じて各槽にて振盪させた。振盪動作はＸ軸方向またはＺ軸方向への微小変位の繰り返し往復運動からなる。
【０２０６】
第２分離部２０には、予め電気泳動用電極２９ａ・２９ｂを配置しておき、第１媒体１５を第２媒体２４へ移動させ、負極側の第２緩衝液槽２８ｂへ浸し、振盪動作により第１媒体１５表面の気泡を除去し、第１媒体供給部２６にて第２媒体２４端面へ押付け密着させた。次いで、２次元目電気泳動電圧印加プログラムに従って第２媒体２４に電圧を印加した。２次元目電気泳動前に染色がなされているために、第２分離部２０上方に設置したＣＣＤカメラを用いて電気泳動分離経過をリアルタイムで観察し得る。
【０２０７】
本実施例において用いた自動化２次元電気泳動装置（図９）では、以下の工程を作業者が行う：
(i) 膨潤槽１１ｃにゲル膨潤液を、第２試薬槽１２に各試薬を、それぞれ充填しておく。
(ii)サンプル槽１１ｂのサンプル導入部１３にサンプルをアプライする。
(iii) ゲル付支持体１７を第１媒体配置槽１１ａに配置する。
(iv) 第１分離部１０を固定手段１上に配置し、真空吸着を用いて固着させる。
(v) 第２分離部２０を固定手段１上に配置し、真空吸着を用いて固着させる。
(vi) 第１電極２９ａ、第２電極２９ｂ、および第３電極１４を配置する。
(vii) 自動化２次元電気泳動装置１００の開始ボタンを押す。
(viii) ２次元電気泳動の全自動化工程が終了した後、第１電極２９ａ、第２電極２９ｂ、および第３電極１４を取り除く。
(ix) 第１分離部１０および第２分離部２０を固定手段１から取り外す。
(x) 第２分離部２０を観察する。
【０２０８】
上記工程(i)〜(x)以外を図９に示した本発明に係る自動化２次元電気泳動装置を用いて、マウス脳可溶性画分を２次元方向に分離した。サンプルの２次元分離が首尾よく行われたことを図１０に示す。
【０２０９】
このように本実施例において用いた自動化２次元電気泳動装置では、全工程の一部を作業者が行っているが、制御手段に用いるプログラムを適宜設定すれば全工程を自動化することができることを、本明細書を読んだ当業者は容易に理解する。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
２次元電気泳動装置の不利益を改善し得る本発明は、現在盛んに行われているプロテオーム研究をより発展させることができ、本発明の自動化２次元電気泳動装置および当該装置に用いる種々の部材を別々に作製・販売することにより市場を活性化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す上面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の構成部材であるサンプル分離器具の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置における制御ブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置の構成を示す写真である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置を用いてマウス脳可溶性画分を２次元方向に分離した結果を示す写真である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置を構成する器具の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置を構成する器具の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る自動化２次元電気泳動装置を構成する器具の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０２１２】
１        固定手段
２        矢印
３        保持手段
４        駆動手段
５        第１媒体電圧印加手段
６        第２媒体電圧印加手段
７        第１配線手段
８        第２配線手段
９        冷却手段
１０      第１分離部（第１方向分離器具）
１１      第１試薬槽
１１ａ    第１媒体配置槽
１１ｂ    サンプル槽
１１ｃ    膨潤槽
１１ｄ    第１分離槽
１２      第２試薬槽
１２ａ    第１平衡化槽
１２ｂ    染色槽
１２ｃ    洗浄槽
１２ｄ    第２平衡化槽
１３      サンプル導入部
１４      第３電極
１５      第１媒体
１６      第１媒体支持体
１７      ゲル付支持体
２０      第２分離部（サンプル分離器具）
２０ａ    絶縁物
２１      下部絶縁板
２２      上部絶縁板
２３      シート状封止材
２４      第２媒体
２４’    第２媒体収納部
２５      第１開口部
２６      第２開口部（第１媒体供給口）
２６’    第３開口部（第１媒体供給口）
２７      絶縁物受容部
２８ａ    第１緩衝液槽
２８ｂ    第２緩衝液槽
２９ａ    第１電極
２９ｂ    第２電極
３０      泳動槽
３１      支持アーム（シート剥離手段またはシート穿孔手段）
３１’    支持アーム（シート剥離手段またはシート穿孔手段）
３２      アーム−支持体結合部
４０      電極洗浄部
４１      Ｚ軸ステージ（垂直方向用駆動手段）
４１’    Ｚ軸ステージ−保持手段連結部
４２      Ｘ軸ステージ（平行方向用駆動手段）
４２’    Ｘ軸ステージ−Ｚ軸ステージ連結部
５０      制御手段
５１      温度センサ
５２      温湿度センサ
５３      結露センサ
５４      位置センサ
６０      放熱手段
６１      放熱フィン
６２      放熱ファン
６３      ペルチェ素子
６４      ヒートパイプ
７１      第１試薬槽１１または第２試薬槽１２の底面
７２      第１試薬槽１１内または第２試薬槽１２内の液面
８１      一点保持部
８２      支持アーム３１の重心線
１００    自動化２次元電気泳動装置（サンプル分離装置）
Ｘ        第２方向
Ｙ        第１方向
【図１】
0004441653.tif 000002
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図９】
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【図１０】
0004441653.tif 000014