(57)【要約】【課題】高精度にかつ信頼性の高い等電点電気泳動用試験具およびその製造方法を提供すること。【解決手段】ゲル層を乾燥した乾燥膜が基材上に形成されてなる等電点電気泳動用試験具であって、前記乾燥膜は、膨潤させたときに、相互に直交する第１方向と第２方向にｐＨ勾配を有するゲル層となることを特徴とする等電点電気泳動用試験具。【選択図】図１
2013205192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル層を乾燥した乾燥膜が基材上に形成されてなる等電点電気泳動用試験具であって、前記乾燥膜は、膨潤させたときに、相互に直交する第１方向と第２方向にｐＨ勾配を有するゲル層となることを特徴とする等電点電気泳動用試験具。
【請求項２】
前記第１方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記第１方向の一端から他端に向かうにつれてｐＨが徐々に高くなるｐＨ勾配であり、かつ、前記第２方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置を除いて、前記ゲル層の前記第１方向に延びる中央部のｐＨと前記第１方向と直交する第２方向に配置された両端部のｐＨとが異なるｐＨ勾配である請求項１に記載の等電点電気泳動用試験具。
【請求項３】
前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも低ｐＨ側における前記第２方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも低いｐＨ勾配であり、かつ、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも高ｐＨ側における前記第２方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも高いｐＨ勾配である請求項２に記載の等電点電気泳動用試験具。
【請求項４】
前記特定位置が、前記ゲル層の前記第１方向の長さの中間位置である請求項２または３に記載の等電点電気泳動用試験具。
【請求項５】
基材上にゲル材料液を塗布しゲル化させてゲル層を形成する工程と、前記ゲル層を乾燥する工程とを含み、
前記ゲル層を形成する工程が、酸性モノマー溶液を前記基材上に塗布する工程（Ａ）と、塩基性モノマー溶液を前記基材上に塗布する工程（Ｂ）と、重合開始剤を前記基材上に塗布する工程（Ｃ）とを含み、
前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）によって、前記基材の第１方向および第１方向と直交する第２方向にそれぞれｐＨ勾配が形成されるように、前記酸性モノマー溶液と前記塩基性モノマー溶液を前記基材上に塗布することを特徴とする等電点電気泳動用試験具の製造方法。
【請求項６】
前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）によって、前記ゲル層の前記第１方向の一端から他端に向かうにつれてｐＨが徐々に高くなるよう前記第１方向のｐＨ勾配を形成し、かつ、  前記ゲル層の前記第１方向の特定位置を除いて、前記ゲル層の前記第１方向に延びる中央部のｐＨと前記第１方向と直交する第２方向に配置された両端部のｐＨとが異なる前記第２方向のｐＨ勾配を形成する請求項５に記載の等電点電気泳動用試験具の製造方法。
【請求項７】
前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも低ｐＨ側において、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも低くなるように前記第２方向のｐＨ勾配を形成し、かつ、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも高ｐＨ側において、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも高くなるように前記第２方向のｐＨ勾配を形成する請求項６に記載の等電点電気泳動用試験具の製造方法。
【請求項８】
前記ゲル層を形成する工程の前に、第１方向のみにｐＨ勾配を有する比較用ゲル層を用いて等電点電気泳動を行い、その後、前記比較用ゲル層に出現したバンドのバンド湾曲量を測定する工程をさらに含み、
前記ゲル層の前記両端部の前記第１方向のｐＨ勾配が、前記バンド湾曲量を補正する分のｐＨ勾配となるよう、前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）を行う請求項５〜７のいずれか１つに記載の等電点電気泳動用試験具の製造方法。
【請求項９】
酸性モノマー溶液を吐出可能な第１インクジェットヘッドと、塩基性モノマー溶液を吐出可能な第２インクジェットヘッドと、重合開始剤を吐出可能な第３インクジェットヘッドとを用いる請求項５〜８のいずれか１つに記載の等電点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、等電点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、上記の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）させることにより濃度傾斜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、所定の濃度傾斜を有するSDS-PAGE用ゲルシートが得られる。また、特許文献１に記載のグラジェントメイカーを用い、ｐＨ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させることによりｐＨ傾斜を有するゲルシートを作製することができる。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傾斜を有するゲルシートが得られ、このゲルシートをｐＨ傾斜方向に所定の幅で切断して細長いプレート上に貼り付けることにより、等電点電気泳動用のゲルプレートが得られる。
【０００８】
特許文献１に記載のゲルプレート製造方法では、ゲル容器内での濃度傾斜またはｐＨ傾斜の管理が難しく、安定した品質のゲルプレートが得られ難いという面があった。そこで、濃度傾斜またはｐＨ傾斜を精度よく管理できる技術として、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が特許文献２に開示されている。すなわち、プレート上に液たまりを形成し、液たまりにモノマー溶液を吐出した後、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、基材上にゲル層を形成する。この場合、濃度または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ことにより、所定の濃度傾斜を有するSDS-PAGE用ゲルプレートまたは所定のｐＨ傾斜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】
特許文献１および２のようにして作製されたゲル層を長期間保存できるようにするために、通常はゲル層を乾燥する。そして、使用時に乾燥膜に試料溶液を吸収させ膨潤させることにより、ゲル層を復元する。
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１および２といった従来の等電点電気泳動用ゲルプレートは、ゲル層の長手方向である第１方向にｐＨ勾配が形成されており、等電点電気泳動によるタンパク質の分離を第１方向に分離した複数のバンドによって示すことができるが、図９に示すように、ゲル層Ｇの第１方向に延びる中央部Ｇｃと、第１方向と直交する第２方向に配置された中央部両側の両端部Ｇｅとでは、同一のバンドＢであっても第１方向に相互にずれた位置に形成される。
【００１２】
つまり、従来のゲルプレートを用いた等電点電気泳動では、各バンドＢは中央部Ｇｃから両端部Ｇｅに向かって湾曲または屈折する「スマイリング」と呼ばれる形状に形成されてしまうため、タンパク質の分解能が低下するという問題がある。このスマイリングは、ゲル層Ｇの低ｐＨ側（酸性側）においてはバンドＢの両端部が中央部よりも低ｐＨ側にずれた形状であり、ゲル層Ｇの高ｐＨ側（塩基性側）においてはバンドＢの両端部が中央部よりも高ｐＨ側にずれた形状である。
【００１３】
ゲル層ＧのバンドＢにスマイリングが発生する原因として、熱分布によるタンパク質の移動速度に差が生じることや、ゲル層Ｇの中央部Ｇｃと両端部Ｇｅとでは電場のかかり方が異なること等が考えられるが、明確な解説は未だ報告されていない。そこで、本発明者らはスマイリングの原因について検討したところ、後者が主な原因として有力ではないかと考えた。その理由は、次の（Ｉ）および（ＩＩ）である。
【００１４】
（Ｉ）ゲル層Ｇの第１方向（長手方向）の両端に直流電圧を印加した際、第２方向の両側にゲル層が存在する中央部Ｇｃと片側のみにゲル層が存在する両端部Ｇｅとでは環境が異なっているため、中央部Ｇｃと両端部Ｇｅとでは実際にかかる電圧が異なっていると考えることができる。
（ＩＩ）バンドＢの湾曲方向または屈曲方向は、第１方向における特定位置Ｐ（図９参照）を境にして反転しており、これは電場のかかり方が陰極と陽極の間（理想的には中心点）を対象とした対称形であることを反映しているためと考えることができる。
【００１５】
そして、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ゲル層の中央部と両端部の第２方向におけるｐＨ勾配を異ならせることにより、意外にもスマイリングが低減したバンドが得られることを見出し、本発明をするに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かくして、本発明によれば、ゲル層を乾燥した乾燥膜が基材上に形成されてなる等電点電気泳動用試験具であって、前記乾燥膜は、膨潤させたときに、相互に直交する第１方向と第２方向にｐＨ勾配を有するゲル層となる電気泳動用試験具が提供される。
【００１７】
また、本発明の別の観点によれば、基材上にゲル材料液を塗布しゲル化させてゲル層を形成する工程と、前記ゲル層を乾燥する工程とを含み、
前記ゲル層を形成する工程が、酸性モノマー溶液を前記基材上に塗布する工程（Ａ）と、塩基性モノマー溶液を前記基材上に塗布する工程（Ｂ）と、重合開始剤を前記基材上に塗布する工程（Ｃ）とを含み、
前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）によって、前記基材の第１方向および第１方向と直交する第２方向にそれぞれｐＨ勾配が形成されるように、前記酸性モノマー溶液と前記塩基性モノマー溶液を前記基材上に塗布する等電点電気泳動用試験具の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の等電点電気泳動用試験具によれば、等電点電気泳動時に電場の影響を受けたとしても、その影響を補正するようなｐＨ勾配とすることができるため、ゲル層に現れるバンドのスマイリング（湾曲または屈曲）を低減し、高精度かつ信頼性の高いタンパク質分析を行うことが可能となる。
また、本発明の等電点電気泳動用試験具の製造方法によれば、高精度かつ信頼性の高いタンパク質の分離試験を行うことができる等電点電気泳動用試験具を製造することが可能となる。
【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）】図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具の幅方向から見た形状を示す図である。
【図２（Ｂ）】図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具の長さ方向から見た形状を示す図である。
【図３】等電点電気泳動用試験具のゲル層における第１方向のｐＨ勾配と第２方向のｐＨ勾配を説明する概念図である。
【図４】実施形態１の電気泳動用試験具を製造することができる装置を示す構成図である。
【図５】図４の製造装置におけるインクジェットヘッドを下方から見た概略底面図であ  る。
【図６】図４の製造装置におけるインクジェットヘッドのノズル孔群を示す拡大図である。
【図７（Ａ）】図４の製造装置を用いて基材へ酸性モノマー溶液を塗布する状態を示す説明図である。
【図７（Ｂ）】図７（Ａ）から引き続いて基材へ塩基性モノマー溶液を塗布する状態を示す説明図である。
【図８（Ａ）】図７（Ｂ）から引き続いて基材へ重合開始剤を塗布する状態を示す説明図である。
【図８（Ｂ）】図４の製造装置によるゲル材料液の塗布が終了した状態を示す説明図である。
【図９】等電点電気泳動後の従来のゲルプレートのゲル層を示す部分的な拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（等電点電気泳動用試験具について）
本発明の等電点電気泳動用試験具は、ゲル層を乾燥した乾燥膜が基材上に形成されてなる等電点電気泳動用試験具であって、前記乾燥膜は、膨潤させたときに、相互に直交する第１方向と第２方向にｐＨ勾配を有するゲル層となる。
ここで、本発明におけるゲル層は、水分飽和状態にあるときのゲル層を指す。本発明の等電点電気泳動用試験具は、相互に直交する第１方向と第２方向にｐＨ勾配を有する前記ゲル層を乾燥した乾燥膜が基材上に形成されたものである。
【００２１】
本発明の等電点電気泳動用試験具において、相互に直交する第１方向と第２方向にｐＨ勾配を有するゲル層は、具体的に次の（１）〜（５）のように構成されてもよい。
（１）前記第１方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記第１方向の一端から他端に向かうにつれてｐＨが徐々に高くなるｐＨ勾配であり、かつ、前記第２方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置を除いて、前記ゲル層の前記第１方向に延びる中央部のｐＨと前記第１方向と直交する第２方向に配置された両端部のｐＨとが異なるｐＨ勾配であってもよい。
【００２２】
（２）前記（１）の場合、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも低ｐＨ側における前記第２方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも低いｐＨ勾配であり、かつ、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも高ｐＨ側における前記第２方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも高いｐＨ勾配であってもよい。
【００２３】
（３）前記（１）または（２）の場合、前記ゲル層の前記両端部の前記第１方向のｐＨ勾配は、前記ゲル層の前記中央部の前記第１方向のｐＨ勾配よりも急な勾配であってもよい。
【００２４】
（４）前記特定位置が、前記ゲル層の前記第１方向の長さの中間位置であってもよい。
（５）前記特定位置が、前記第１方向のｐＨ勾配におけるｐＨ６とｐＨ７の間であってもよい。
【００２５】
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。また、基材が疎水性材料からなる場合、基材におけるゲル層が形成される面を親水性処理してもよく、これにより基材に対する後述のモノマー溶液の濡れ性が向上し、モノマー溶液がゲル化したゲル層と基材との密着性が向上する。親水性処理としては、硫酸を用いたニトロ化、硝酸を用いたスルホン化、酸素プラズマ処理等が挙げられる。
【００２６】
電気泳動用試験具のゲル層の材料は、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）、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ：重合開始剤）および純水が挙げられる。
【００２７】
本発明において、ゲル層は、ゲル材料液を基材上に塗布しゲル化させることにより形成される。この際、予め重合開始剤を添加したゲル材料液（重合開始剤入りゲル材料液）を基材上に塗布する場合と、重合開始剤以外の材料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）を基材上に塗布した後、この塗布膜上に重合開始剤を塗布する場合があり、本発明ではこれら両方の場合を包含する。
【００２８】
よって、本発明において、「ゲル材料液」とは、特に言及がない限り、予め重合開始剤を添加したゲル材料液、重合開始剤を含まないゲル材料液、および重合開始剤の全てを意味する。以下、「予め重合開始剤を添加したゲル材料液」を「重合開始剤入りゲル材料液」という場合があり、「重合開始剤を含まないゲル材料液」を「モノマー溶液」という場合がある。
【００２９】
（等電点電気泳動用試験具の製造方法について）
本発明の等電点電気泳動用試験具は、基材上にゲル材料液を塗布しゲル化させてゲル層を形成する工程と、前記ゲル層を乾燥する工程とを含み、
前記ゲル層を形成する工程が、酸性モノマー溶液を前記基材上に塗布する工程（Ａ）と、塩基性モノマー溶液を前記基材上に塗布する工程（Ｂ）と、重合開始剤を前記基材上に塗布する工程（Ｃ）とを含み、
前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）によって、前記基材の第１方向および第１方向と直交する第２方向にそれぞれｐＨ勾配が形成されるように、前記酸性モノマー溶液と前記塩基性モノマー溶液を前記基材上に塗布する製造方法により製造することができる。
【００３０】
具体的には、前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）によって、前記ゲル層の前記第１方向の一端から他端に向かうにつれてｐＨが徐々に高くなるよう前記第１方向のｐＨ勾配を形成し、かつ、  前記ゲル層の前記第１方向の特定位置を除いて、前記ゲル層の前記第１方向に延びる中央部のｐＨと前記第１方向と直交する第２方向に配置された両端部のｐＨとが異なる前記第２方向のｐＨ勾配を形成することができる。
【００３１】
さらに具体的には、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも低ｐＨ側において、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも低くなるように前記第２方向のｐＨ勾配を形成し、かつ、前記ゲル層の前記第１方向の特定位置よりも高ｐＨ側において、前記ゲル層の前記両端部のｐＨが前記中央部のｐＨよりも高くなるように前記第２方向のｐＨ勾配を形成することができる。
【００３２】
あるいは、前記ゲル層の前記両端部の前記第１方向のｐＨ勾配が、前記ゲル層の前記中央部の前記第１方向のｐＨ勾配よりも急な勾配となるように、前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）を行ってもよい。
【００３３】
また、前記ゲル層を形成する工程の前に、第１方向のみにｐＨ勾配を有する比較用ゲル層を用いて等電点電気泳動を行い、その後、前記比較用ゲル層に出現したバンドのバンド湾曲量を測定する工程をさらに含み、
前記ゲル層の前記両端部の前記第１方向のｐＨ勾配が、前記バンド湾曲量を補正する分のｐＨ勾配となるよう、前記工程（Ａ）と前記工程（Ｂ）を行ってもよい。
【００３４】
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傾斜および濃度傾斜等を容易かつ高精度に制御することができる。
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳説する。
【００３６】
（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）は図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具の幅方向から見た形状を示す図であり、図２（Ｂ）は図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具の長さ方向から見た形状を示す図である。また、図３は図１（Ａ）の等電点電気泳動用試験具のゲル層における第１方向のｐＨ勾配と第２方向のｐＨ勾配を説明する概念図である。
【００３７】
図１（Ａ）に示す等電点電気泳動用試験具ＧＰ1は、細長い長方形の基材Ｓ上にゲル層Ｇ1が形成されたものであり、このゲル層Ｇ1は相互に直交する第１方向（以下、「Ｘ方向」という）と第２方向（以下、「Ｙ方向」という）にｐＨ勾配を有している。換言すると、図１（Ｂ）の保存可能な状態の等電点電気泳動用試験具ＧＰＤ1の乾燥膜Ｄ1に水を飽和状態まで吸収させ膨潤させることにより、前記ゲル層Ｇ1（図１（Ａ）参照）が復元する。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）を有している。なお、この場合、Ｘ方向は基材Ｓの長手方向であり、Ｙ方向はＸ方向と直交する基材Ｓの幅方向である。
【００３８】
図２（Ｂ）に示すように、基材Ｓの上面に全面的に形成されたゲル層Ｇ1は、Ｘ方向に延びる中央部Ｇ1c（図３の下のゲル層Ｇ1における斜線部分）と、Ｙ方向に配置された中央部Ｇ1cの両側の両端部Ｇ1e（図３の上のゲル層Ｇ1における斜線部分）とを有している。ゲル層Ｇ1の両端部Ｇ1eは、基材Ｓの一対の長辺からＹ方向へそれぞれ寸法Ｗ入り込んだ位置までの部分である。なお、基材Ｓの表面（上面）において、ゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cを支持する領域は中央領域Ｓcであり、ゲル層Ｇ1の両端部Ｇ1eを支持する領域は両側領域Ｓeである。
【００３９】
図３に示すように、このゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cおよび両端部Ｇ1eは共にＸ方向にｐＨ３〜１０の範囲を含むｐＨ勾配を有しているが、中央部Ｇ1cのＸ方向のｐＨ勾配と両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配は実質的に異なっている。つまり、ゲル層Ｇ1は、Ｘ方向にｐＨ勾配を有すると共に、Ｙ方向にもｐＨ勾配を有している。
【００４０】
詳しく説明すると、ゲル層Ｇ1のＸ方向の特定位置Ｐよりも低ｐＨ側（酸性側）において、Ｙ方向のｐＨ勾配は、ゲル層Ｇ1の両端部Ｇ1eのｐＨが中央部Ｇ1cのｐＨよりも低くなるように形成されている。例えば、Ｘ方向のｐＨ勾配における中央部Ｇ1cのｐＨ３の位置では両端部Ｇ1eのｐＨは３より低く、中央部Ｇ1cのｐＨ６の位置では両端部Ｇ1eのｐＨは６より低い。このとき、特定位置Ｐから低ｐＨ側へ向かうにつれて、中央部Ｇ1cのｐＨと両端部Ｇ1eのｐＨとの差は徐々に大きくなっている。
【００４１】
さらに、ゲル層Ｇ1のＸ方向の特定位置Ｐよりも高ｐＨ側（塩基性側）において、Ｙ方向のｐＨ勾配は、ゲル層Ｇ1の両端部Ｇ1eのｐＨが中央部Ｇ1cのｐＨよりも高くなるように形成されている。例えば、Ｘ方向のｐＨ勾配における中央部Ｇ1cのｐＨ１０の位置では両端部Ｇ1eのｐＨは１０より高く、中央部Ｇ1cのｐＨ７の位置では両端部Ｇ1eのｐＨは７より高い。このとき、高ｐＨ側へ向かうにつれて、中央部Ｇ1cのｐＨと両端部Ｇ1eのｐＨとの差は徐々に大きくなっている。
【００４２】
つまり、本発明におけるゲル層Ｇ1は、両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配が、中央部Ｇ1cのＸ方向のｐＨ勾配よりも急な勾配であるように形成されている。
本実施形態において、特定位置Ｐは、ゲル層Ｇ1のＸ方向の長さの中間位置であって、Ｘ方向のｐＨ勾配のｐＨ６とｐＨ７の間である。この特定位置Ｐにおいては、中央部Ｇ1cのｐＨと両端部Ｇ1eのｐＨは等しくなっている。換言すると、中央部Ｇ1cのＸ方向のｐＨ勾配と両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配は特定位置Ｐで交差する（図３参照）。
【００４３】
本発明において、ゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cのＸ方向のｐＨ勾配に対する両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配は、次のように調整される。
先ず、中央部のＸ方向のｐＨ勾配と両端部のＸ方向のｐＨ勾配とが等しいゲル層、つまり、Ｘ方向にのみｐＨ勾配を有する通常のゲル層を有するテスト用ゲルプレートを作製し、テスト用ゲルプレートを用いて等電点電気泳動を行う。そして、テスト用ゲルプレートのゲル層に現れたバンドのスマイリング（湾曲または屈曲）の大きさを測定する。そして、本発明におけるゲル層Ｇ1を形成する際に、テスト用ゲルプレートのスマイリング量（バンド湾曲量）が０に近づくように、すなわち、バンドが真っ直ぐになるように、ゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cのＸ方向のｐＨ勾配に対する両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配が調整される。
【００４４】
例えば、ゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cのＸ方向のｐＨ勾配を固定し、両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配を変化させた複数種類の比較用ゲル層を形成し、それらを用いて前記テスト用ゲルプレートと同じ条件（電圧、時間等）で等電点電気泳動を行ってバンドを観察する。そして、複数のゲル層のうち、最もスマイリング量が小さいバンドを有する比較用ゲル層を、最も高品質なゲル層として選択する。よって、選択した比較用ゲル層の両端部Ｇ1eのＸ方向のｐＨ勾配によって、等電点電気泳動後のバンドのスマイリングが補正されることとなる。なお、等電点電気泳動の条件が変わる場合は、その都度、その条件に合った最適なゲル層を用いる必要がある。
【００４５】
本発明によれば、このようにしてゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cと両端部Ｇ1eとに異なるｐＨ勾配を設けることにより、等電点電気泳動時に電場の影響を受けたとしても、すなわち、ゲル層Ｇ1の中央部Ｇ1cと両端部Ｇ1eとで実際にかかる電圧が異なっていたとしても、その影響を補正したバンドが現れるため、高精度で信頼性の高い等電点電気泳動を行うことができる。
【００４６】
次に、図１（Ａ）に示す試験具ＧＰ1を製造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て試験具ＧＰ1を製造する方法について説明する。
【００４７】
図４は実施形態１の電気泳動用試験具を製造することができる装置を示す構成図である。この試験具製造装置は、基材Ｓがセットされるステージ１０と、塗布部としてのインクジェット装置３０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。
【００４８】
移動機構４０は、ステージ１０を支持する支持台４０ａを有し、この支持台４０ａが図示しないリニアガイド機構によって直線方向に往復移動可能とされている。
図４において、実線で示された支持台４０ａは待機位置にあり、塗布工程において２点鎖線で示された位置まで支持台４０ａ、ステージ１０および基材Ｓは直進する。これにより、ステージ１０上にセットされた基材Ｓは、後述する第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの真下を通過する。
【００４９】
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調整材料によって所定ｐＨ（例えば、ｐＨ２〜７）に設定されている。
【００５０】
塩基性溶液吐出部３２は、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タンク３２ａから第２インクジェットヘッド３２ｂへ塩基性溶液Ｂを送る第２パイプ３２ｃとを有し、水頭差を利用して第２タンク３２ａから第２インクジェットヘッド３２ｂへ塩基性モノマー溶液Ｂが供給されるように構成されている。なお、塩基性モノマー溶液Ｂは、１種以上のｐＨ調整材料によって所定ｐＨ（例えば、ｐＨ７〜１２）に設定されている。
【００５１】
重合開始剤吐出部３３は、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タンク３３ａから第３インクジェットヘッド３３ｂへ重合開始剤Ｃを送る第３パイプ３３ｃとを有し、水頭差を利用して第３タンク３３ａから第３インクジェットヘッド３３ｂへ重合開始剤Ｃが供給されるように構成されている。
【００５２】
第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂとしては、サーマルジェット方式、ピエゾジェット方式、静電駆動方式等が挙げられるが、インクジェット装置３０における各液（酸性モノマー溶液Ａ、塩基性モノマー溶液Ｂ、重合開始剤Ｃ）を冷却する場合は、各液に熱を加えるサーマルジェット方式を用いず、ピエゾジェット方式または静電駆動方式を用いることが望ましい。
【００５３】
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。
【００５４】
第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂは一体化されて１組の吐出ヘッドユニットＵが構成されており、この吐出ヘッドユニットＵは図示しない固定部材にて固定されている。そして、図５に示すように、この基材Ｓの移動軌跡Ｅ上に、第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂは一列で配置されているが、ヘッド配置順はこの順番に限定されない。なお、実施形態１の場合、基材Ｓの移動方向の上流側から第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂの順で配置されている。
【００５５】
また、図５と図６に示すように、基材Ｓの移動軌跡Ｅと対向する第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂの下面には、移動軌跡Ｅの方向と直交する方向に複数のノズル孔Ｈが１列で設けられている。すなわち、１列のノズル孔群ＨＧが、移動軌跡Ｅの方向と直交する方向に、かつ移動軌跡Ｅの幅を超える長さで延びている。ノズル孔径Ｄおよびノズル孔間隔Ｐは特に限定されないが、ノズル孔Ｈの径は10〜100μｍ程度が適当であり、ノズル孔間隔Ｐは100〜200μｍ程度が適当である。なお、ノズル列が直線状に配置されている場合、ヘッド向きを傾けることで見掛け上、ノズル孔間隔を狭くする方法も使用できる。また、第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂにおいて、ノズル孔群ＨＧは２列以上の複数列で設けられていてもよい。
【００５６】
次に、前記構成を有する試験具製造装置を用いて試験具ＧＰ1を製造する方法の一例について説明する。
先ず、図４に示すように、待機位置にあるステージ１０上に細長い矩形の基材Ｓをセットする。
【００５７】
次に、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、図７（Ａ）、（Ｂ）および図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、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から微小液滴Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃが断続的に吐出して、基材Ｓ上に塗布膜Ｌ３が形成される。
【００５８】
詳しく説明すると、図７（Ａ）に示すように、基材Ｓの一端Ｓ1がインクジェット装置３０の第１インクジェットヘッド３１ｂのノズル孔群ＨＧの真下位置まで移動したところで、第１インクジェットヘッド３１ｂから酸性モノマー溶液の微小液滴Ｌａが吐出されて基材Ｓ上に塗布される。これにより、図７（Ｂ）に示すように、酸性モノマー溶液の塗布膜Ｌ１が基材Ｓの一端Ｓ1側に形成される。
【００５９】
この場合、ステージ１０上に微小液滴Ｌａが吐出されないように、第１インクジェットヘッド３１ｂにおけるノズル孔群ＨＧのうちから微小液滴Ｌａを吐出するノズル孔Ｈが選択されており、これについては第２および第３インクジェットヘッド３２ｂ、３３ｂでも同様である。また、第１インクジェットヘッド３１ｂから基材Ｓ上に吐出される微小液滴Ｌａの単位面積当たりの塗布量は、基材Ｓが所定距離ずつ断続的に移動する毎に（所定の吐出間隔毎に）所定量に制御されるが、これについて詳しくは後述する。
【００６０】
そして、基材Ｓの一端Ｓ1が第２インクジェットヘッド３２ｂのノズル孔群ＨＧの真下位置まで移動したところで、第２インクジェットヘッド３２ｂから塩基性モノマー溶液の微小液滴Ｌｂが吐出されて塗布膜Ｌ１上に塗布される。これにより、図８（Ａ）に示すように、酸性モノマー溶液と塩基性モノマー溶液とが混合した混合モノマー溶液の塗布膜Ｌ２が基材Ｓの一端Ｓ1側に形成される。この場合も、第２インクジェットヘッド３２ｂから基材Ｓ上に吐出される微小液滴Ｌｂの単位面積当たりの塗布量は、基材Ｓが所定距離ずつ断続的に移動する毎に（所定の吐出間隔毎に）所定量に制御されるが、これについて詳しくは後述する。
【００６１】
そして、基材Ｓの一端Ｓ1が第３インクジェットヘッド３３ｂのノズル孔群ＨＧの真下位置まで移動したところで、第３インクジェットヘッド３３ｂから重合開始剤の微小液滴Ｌｃが吐出されて塗布膜Ｌ２上に塗布される。これにより、前記混合モノマー溶液と重合開始剤とが混合した重合開始剤入りゲル材料液の塗布膜Ｌ３（図８（Ｂ）参照）が基材Ｓの一端Ｓ1側に形成され、このようにして基材Ｓの一端Ｓ1側から他端Ｓ2側に向かって連続的に塗布膜Ｌ３が形成されていく。そして、基材Ｓの他端Ｓ2が第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂを順次通過した時点で、図８（Ｂ）に示すように、第１〜第３インクジェットヘッド３１ｂ〜３３ｂからの液滴吐出が順次停止する。
【００６２】
次に、図３を参照しながら酸性モノマー溶液Ａと塩基性モノマー溶液Ｂの塗布量制御について説明する。
酸性モノマー溶液Ａの塗布では、基材Ｓ上のＸ方向に延びる前記中央領域Ｓcと、基材Ｓ上におけるＹ方向に配置された中央領域Ｓcに隣接する前記両側領域Ｓeとに、酸性モノマー溶液Ａを段階的に単位面積当たりの塗布量を変化させながら、かつ中央領域Ｓcと両側領域Ｓeとに異なる単位面積当たりの塗布量で塗布する。
【００６３】
このとき、第１インクジェットヘッド３１ｂのノズル孔群ＨＧは、基材Ｓの中央領域Ｓcに向けて微小液滴Ｌａを吐出する複数のノズル孔Ｈと、基材Ｓの両側領域Ｓeに向けて微小液滴Ｌａを吐出する複数のノズル孔Ｈとに振り分けられており、中央領域Ｓcと両側領域Ｓeの吐出位置で選択的かつ定量的に酸性モノマー溶液Ａの微小液滴Ｌａが吐出される。また、低ｐＨ側（酸性側）から高ｐＨ側（塩基性側）へ向かうにつれて、酸性モノマー溶液Ａの塗布量は段階的に減少し、減少の度合いは基材Ｓの両側領域Ｓeの方が中央領域Ｓcよりも大きくなっている。例えば、特定位置Ｐから低ｐＨ側に向かうにつれて、吐出間隔が徐々に狭くなるが、その度合いは両側領域Ｓeの方が中央領域Ｓcよりも大きい。また、特定位置Ｐから高ｐＨ側に向かうにつれて、吐出間隔が徐々に広くなるが、その度合いは中央領域Ｓcの方が両側領域Ｓeよりも大きい。
【００６４】
一方、塩基性モノマー溶液Ｂの塗布では、基材Ｓ上の中央領域Ｓcと両側領域Ｓeとに、塩基性モノマー溶液Ｂを段階的に単位面積当たりの塗布量を変化させながら、かつ中央領域Ｓcと両側領域Ｓeとに異なる単位面積当たりの塗布量で塗布する。
【００６５】
このとき、第２インクジェットヘッド３２ｂのノズル孔群ＨＧは、基材Ｓの中央領域Ｓcに向けて微小液滴Ｌｂを吐出する複数のノズル孔Ｈと、基材Ｓの両側領域Ｓeに向けて微小液滴Ｌｂを吐出する複数のノズル孔Ｈとに振り分けられており、中央領域Ｓcと両側領域Ｓeの吐出位置で選択的かつ定量的に塩基性モノマー溶液Ｂの微小液滴Ｌｂが吐出される。また、高ｐＨ側から低ｐＨ側へ向かうにつれて、塩基性モノマー溶液Ｂの塗布量は段階的に減少し、減少の度合いは基材Ｓの両側領域Ｓeの方が中央領域Ｓcよりも大きくなっている。例えば、特定位置Ｐから高ｐＨ側に向かうにつれて、吐出間隔が徐々に狭くなるが、その度合いは両側領域Ｓeの方が中央領域Ｓcよりも大きい。また、特定位置Ｐから低ｐＨ側に向かうにつれて、吐出間隔が徐々に広くなるが、その度合いは中央領域Ｓcの方が両側領域Ｓeよりも大きい。
【００６６】
このような塗布量制御により、塗布工程後の塗布膜Ｌ３においては、基材Ｓの一端Ｓ1から他端Ｓ2に向かうにつれてｐＨが徐々に高くなり、かつ基材Ｓの両側領域Ｓe上のｐＨ勾配が基材Ｓの中央領域Ｓc上のｐＨ勾配よりも急な勾配になる。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。
【００６７】
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。なお、本発明において、この等電点電気泳動用試験具ＧＰ1は未完成品である。
【００６８】
次に、得られた等電点電気泳動用試験具ＧＰ1のゲル層Ｇ1を乾燥することにより、図１（Ｂ）に示す完成品としての本発明の等電点電気泳動試験具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。
【００６９】
（他の実施形態）
１．実施形態１では、塗布工程において、基材上に常温状態の塗布膜を形成する場合を例示したが、ペルチェ素子やタンク冷却部を備えた装置を用い、基材上に冷却下で塗布膜を形成してもよい。また、実施形態１では、塗布工程において大気下で塗布膜を形成する場合を例示したが、窒素雰囲気下で塗布膜を形成してもよい。
【００７０】
２．実施形態１では、モノマー溶液と重合開始剤を個別に基材上へ塗布する場合を例示したが、重合開始剤入りゲル材料液を基材上へ塗布してもよい。この場合、塗布工程中に重合開始剤入りゲル材料液のゲル化が進行しないよう、冷却状態の重合開始剤入りゲル材料液が用いられる。例えば、塗布部において、冷却されたモノマー溶液と冷却された重合開始剤とをノズル付近で混合し、さらにはノズル付近も冷却して吐出前の重合開始剤入りゲル材料液も冷却する。それに加え、基材を冷却してもよい。
【００７１】
３．基材上に予め水膜を形成し、この水膜上に実施形態１の如くモノマー溶液と重合開始剤を個別に塗布してもよく、あるいは重合開始剤入りゲル材料液を塗布してもよい。
４．実施形態１では、吐出ヘッドユニットＵの下を基材Ｓが１度通過することにより塗布膜Ｌ３が形成される場合を例示したが、基材Ｓを１往復以上移動させて塗布膜Ｌ３を形成してもよい。この場合、重合開始剤の塗布時期を、例えば、毎回の移動時、所定回の移動時、あるいは最後の移動時に設定することができる。
【符号の説明】
【００７２】
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
Ｓ  基材
【図１】
2013205192.tif 000003
【図２】
2013205192.tif 000004
【図３】
2013205192.tif 000005
【図４】
2013205192.tif 000006
【図５】
2013205192.tif 000007
【図６】
2013205192.tif 000008
【図７】
2013205192.tif 000009
【図８】
2013205192.tif 000010
【図９】
2013205192.tif 000011