(57)【要約】【課題】含有成分の濃度勾配又はｐＨ勾配が形成された電気泳動ゲルを高精度に製造する。【解決手段】電気泳動ゲル製造装置は、ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、前記深さ方向の開口径よりも大きい充填口を介して、含有成分の濃度又はｐＨが異なるゲル溶液をゲル形成領域に順次導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含有成分の濃度勾配又はｐＨ勾配を有するゲルを形成するゲル形成領域と、
前記ゲルを形成するために、含有成分の濃度又はｐＨが異なるゲル溶液を前記ゲル形成領域に順次導入する充填口と
を有するゲル作製部を備え、
前記充填口は、前記ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、前記深さ方向の開口径よりも大きいことを特徴とする電気泳動ゲル製造装置。
【請求項２】
前記充填口の開口面積は、前記ゲル形成領域の内側に面する開口面積が、前記ゲル形成領域の外側に面する開口面積よりも大きくなるように、前記ゲル形成領域の外側から内側へと連続して大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項３】
前記ゲル形成領域の底部領域は、前記深さ方向に切断したときの断面積が底に向かって小さくなっていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項４】
前記充填口は、前記底部領域に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項５】
前記ゲル形成領域を前記深さ方向に切断したときの断面において、前記ゲル形成領域の前記底部領域における前記深さ方向に垂直な方向の幅は、前記ゲル形成領域の上部における前記深さ方向に垂直な方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項４に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項６】
前記断面において、前記ゲル形成領域の前記底部領域における前記深さ方向に垂直な方向の幅は、前記充填口の前記深さ方向に垂直な方向の開口径と同一であることを特徴とする請求項５に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項７】
前記ゲル形成領域の前記底部領域と前記充填口とを連結し、前記充填口と内径が同一の充填路をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項８】
前記含有成分の濃度又は前記ｐＨを変化させて、ゲル形成領域に送るためのゲル溶液を調製するゲル溶液作製手段と、
前記ゲル溶液作製手段で調製された前記ゲル溶液を、前記ゲル形成領域まで運搬するゲル溶液流路とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気泳動ゲル製造装置。
【請求項９】
含有成分の濃度勾配又はｐＨ勾配を有するゲルを形成するために、充填口を介して含有成分の濃度又はｐＨが異なるゲル溶液をゲル形成領域に順次導入する充填工程と、
充填された前記ゲル溶液をゲル化し、前記含有成分の濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されたゲルを形成するゲル化工程とを包含し、
前記充填口は、前記ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、前記深さ方向の開口径よりも大きいことを特徴とする電気泳動ゲル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動ゲル製造装置及び電気泳動ゲル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ゲルを作製する基板にシランカプリング処理を施したポリアクリルアミドゲル作製装置が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、所望のゲルを得るために、ゲル容器へのゲル（モノマー）原液の輸送流量を制御する制御手段を備えた、ポリアクリルアミドグラジエントゲルを生成するためのグラジエントメーカーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１１４１５５号公報（１９８６年５月３１日公開）
【特許文献２】特開昭６２−１６７４５９号公報（１９８７年７月２３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ポストゲノムとしてプロテオソーム解析が注目を浴びている。このプロテオソーム解析とは、タンパク質の構造及び機能を対象とした大規模な研究を意味している。プロテオソームを解析するために、通常、まずタンパク質試料を個々のタンパク質に分離する。このとき、タンパク質を分離する手法の一つとして、二次元電気泳動が広く用いられている。
【０００６】
二次元電気泳動とは、二段階の電気泳動によってタンパク質を二次元的に分離する手法である。例えば、一次元目は等電点電気泳動（ＩＥＦ；ｉｓｏｅｌｃｔｒｉｃ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ）によって、等電点の違いによりタンパク質を分離し、二次元目はドデシル硫酸ナトリウム・ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ；ｓｏｄｉｕｍ  ｄｏｄｅｃｙｌ  ｓｕｌｆａｔｅ−ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅｇｅｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）によって、分子量の違いによりタンパク質をさらに分離する。このような二次元電気泳動は分解能が非常に高く、数千種類以上に及ぶタンパク質をスポットに分離することができる。
【０００７】
このような二次元電気泳動法において用いられる、含有成分の濃度勾配（グラジエント）が形成されたグラジエントゲルや、ｐＨ勾配が形成された固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ；Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ  ｐＨ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ）ゲルは、二次元電気泳動法の分離特性を向上させる上で、極めて重要な部材である。
【０００８】
特許文献１に記載のポリアクリルアミドゲル作製装置によれば、含有成分の濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されたゲルを形成する場合、形成される勾配にバラツキが生じ、高精度に勾配が形成されたゲルを形成することが困難である。
【０００９】
また、特許文献２に記載のグラジエントメーカーは、ポリアクリルアミドグラジエントゲルの大量生産に用いられるため、高精度な勾配の形成は困難である上に、ゲル形成のための薬液のロスが問題となる。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次元電気泳動法に用いられる電気泳動ゲルにおいて、含有成分の濃度勾配又はｐＨ勾配を位置再現性よく形成し、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成された電気泳動ゲルを高精度に製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置は、上記課題を解決するために、濃度勾配又はｐＨ勾配を有するゲルを形成するゲル形成領域と、前記ゲルを形成するために、濃度又はｐＨが異なるゲル溶液を前記ゲル形成領域に順次導入する充填口とを有するゲル作製部を備え、前記充填口は、前記ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、前記深さ方向の開口径よりも大きいことを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る電気泳動ゲル製造方法は、濃度勾配又はｐＨ勾配を有するゲルを形成するために、充填口を介して濃度又はｐＨが異なるゲル溶液をゲル形成領域に順次導入する充填工程と、充填された前記ゲル溶液をゲル化し、前記濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されたゲルを形成するゲル化工程とを包含し、前記充填口は、前記ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、前記深さ方向の開口径よりも大きいことを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、ゲル作製部の充填口からゲル溶液が導入され、ゲル形成領域内に充填される。ゲル形成領域には、充填口を介して濃度又はｐＨが異なるゲル溶液が順次導入される。そして、充填口において、ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、深さ方向の開口径よりも大きいので、ゲル形成領域内に導入されたゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配の歪みが充填口の上部において生じにくく、ゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。
【００１４】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置において、前記充填口の開口面積は、前記ゲル形成領域の内側に面する開口面積が、前記ゲル形成領域の外側に面する開口面積よりも大きくなるように、前記ゲル形成領域の外側から内側へと連続して大きくなっていることが好ましい。
【００１５】
これにより、充填口の開口部分における気泡の付着を抑えることが可能であり、さらに、ゲル形成領域へのゲル溶液の流入に勢いがつかず、導入時のゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配の乱れの発生を抑えることができる。
【００１６】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置において、前記ゲル形成領域の底部領域は、深さ方向に切断したときの断面積が底に向かって小さくなっていることが好ましい。これにより、充填口の上部におけるゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配の歪みが生じにくく、ゲル溶液がゲル形成領域に均一に充填され、濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。
【００１７】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置において、前記充填口は、前記底部領域に設けられていることが好ましい。これにより、ゲル形成領域に導入されるゲル溶液は、充填口よりも上側に順次充填されるので、ゲル溶液の充填時に濃度勾配又はｐＨ勾配に乱れが生じにくく、かつゲル溶液のロスを最小限に抑えることができる。
【００１８】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置は、前記ゲル形成領域を前記深さ方向に切断したときの断面において、前記ゲル形成領域の前記底部領域における前記深さ方向に垂直な方向の幅は、前記ゲル形成領域の上部における前記深さ方向に垂直な方向の幅よりも狭いことが好ましい。これにより、ゲル形成領域の断面積は、底部領域の底に向かって小さくなり、充填口の上部におけるゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配の歪みが生じにくい。その結果、ゲル溶液が均一に充填され、ゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。
【００１９】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置は、前記断面において、前記ゲル形成領域の底部領域における前記深さ方向に垂直な方向の幅は、前記充填口の前記深さ方向に垂直な方向の開口径と同一であることが好ましい。このように、充填口をゲル形成領域の底部領域の最も先端の部分に設けることによって、ゲル溶液の充填時に濃度勾配又はｐＨ勾配に乱れが生じにくく、かつゲル溶液のロスを最小限に抑えることができる。
【００２０】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置は、前記ゲル形成領域の底部領域と前記充填口とを連結し、前記充填口と内径が同一の充填路をさらに備えていることが好ましい。これにより、ゲル溶液の充填時にゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配に乱れが生じにくく、かつゲル溶液のロスを最小限に抑えることができる。
【００２１】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置は、前記含有成分の濃度又は前記ｐＨを変化させて、ゲル形成領域に送るためのゲル溶液を調製するゲル溶液作製手段と、前記ゲル溶液作製手段で調製された前記ゲル溶液を、前記ゲル形成領域まで運搬するゲル溶液流路とをさらに備えていることが好ましい。これにより、含有成分の濃度又はｐＨが変化し、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成された電気泳動ゲルを高精度に製造することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置は、濃度勾配又はｐＨ勾配を有するゲルを形成するゲル形成領域と、前記ゲルを形成するために、濃度又はｐＨが異なるゲル溶液を前記ゲル形成領域に順次導入する充填口とを有するゲル作製部を備え、前記充填口は、前記ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、前記深さ方向の開口径よりも大きいので、ゲル溶液に形成された濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキを低減し、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成された電気泳動ゲルを高精度に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲル製造装置を示す概略断面図である。
【図２】濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす本発明で用いられる充填口の形状の影響を説明する説明図である。
【図３】濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす参考例の充填口の影響を説明する説明図である。
【図４】濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす参考例の充填口の影響を説明する説明図である。
【図５】ゲル作製部を図１に示すＺ−Ｚ’線において切断したときの断面図である。
【図６】図５に示す充填口部分を拡大した拡大図である。
【図７】参考例の充填口を示す図である。
【図８】濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす本発明で用いられるゲル容器の底部形状の影響を説明する説明図である。
【図９】濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす本発明で用いられるゲル容器の底部形状の影響を説明する説明図である。
【図１０】濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす参考例のゲル容器の影響を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態について以下に説明する。なお、以下の実施形態の記載は、本発明の一態様を説明するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２５】
＜電気泳動ゲル製造装置１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電気泳動ゲル製造装置１００を示す概略断面図である。図１に示すように、電気泳動ゲル製造装置１００は、ゲル作製部１０、ゲル溶液作製手段１１、ゲル溶液搬送手段１２、及びゲル溶液流路１３を備えている。電気泳動ゲル製造装置１００は、ゲル溶液作製手段１１により作製したゲル溶液を、ゲル溶液搬送手段１２によりゲル溶液流路１３を介してゲル作製部１０に導入してゲル化し、電気泳動ゲルを製造する。
【００２６】
（ゲル作製部１０）
ゲル作製部１０は、ゲル溶液流路１３の一端に接続されており、ゲル溶液流路１３の他端に接続されたゲル溶液作製手段１１からのゲル溶液がゲル溶液流路１３を介して順次導入される。ゲル作製部１０に導入されたゲル溶液は、ゲル作製部１０内においてゲル化し、電気泳動ゲルが作製される。
【００２７】
ゲル作製部１０は、図１に示すように、ゲル容器１、充填口２、ゲル形成領域３、底部領域４、及び底部スペーサ５を備えている。なお、図１においては、説明の便宜上、ゲル容器１をゲル形成領域の深さ方向に切断した断面図を示している。
【００２８】
（ゲル溶液作製手段１１）
ゲル溶液作製手段１１は、所望の電気泳動ゲルを作製するためのゲル溶液を調製する。本発明において、ゲル溶液作製手段１１は、特に、含有成分の濃度又はｐＨの異なるゲル溶液を順次調製するものである。ゲル溶液作製手段１１によれば、グラジエントゲル、ＩＰＧゲル等を作製するためのゲル溶液を調製することができるが、均一濃度のポリアクリルアミドゲル等も調製可能である。
【００２９】
ゲル溶液作製手段１１としては、従来公知のゲル溶液作製手段を好適に利用可能である。例えば、ゲル溶液作製手段１１は、１つ又は複数のゲル溶液を収容するタンクと、複数のゲル溶液を混合するミキサーとを少なくとも備えていればよい。グラジエントゲル又はＩＰＧゲルを作製するとき、ゲル溶液作製手段１１は、含有成分の濃度又はｐＨの異なる複数のゲル溶液を混合し、含有成分の濃度又はｐＨが異なるゲル溶液を順次調製する。
【００３０】
このように、含有成分の濃度又はｐＨが異なるゲル溶液をゲル作製部１０に順次導入することによって、ゲル作製部１０内において濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されたグラジエントゲル又はＩＰＧゲルが作製される。
【００３１】
ゲル溶液作製手段１１においては、上述したタンク内に、例えば濃度の異なるアクリルアミドモノマーを入れ、これらを混合することによって所望の濃度のアクリルアミドモノマーを作製する。そして、作製したモノマーを順次ゲル作製部１０に導入してゲル化することによって、アクリルアミドグラジエントゲルを作製することができる。また、材料として酸性ゲル溶液と塩基性ゲル溶液とを用いて同様に混合してゲル化することによって、ＩＰＧゲルを作製することができる。また、例えば、アガロース溶液を用いてもよい。
【００３２】
（ゲル溶液搬送手段１２）
ゲル溶液搬送手段１２は、ゲル溶液作製手段１１において作製したゲル溶液を、ゲル溶液流路１３を介してゲル作製部１０まで搬送する。ゲル溶液搬送手段１２としては、商業的に入手可能なポンプ等を好適に用いることができる。このようなポンプの例として、ペリスタポンプ、シリンジポンプ、ダイヤフラムポンプ等が挙げられる。
【００３３】
なお、ゲル溶液搬送手段１２としてポンプを用いることによる脈流を防止するために、ゲル溶液搬送手段１２を有さず、重力方向上側に位置するゲル溶液作製手段１１から重力方向下側に位置するゲル作製部１０に、自然落下によりゲル溶液を搬送するように構成してもよい。
【００３４】
（ゲル溶液流路１３）
ゲル溶液流路１３においては、ゲル溶液作製手段１１が作製した、濃度又はｐＨが異なるゲル溶液が、ゲル作製部１０まで順次運搬される。ゲル溶液流路１３は、その内部をゲル溶液が送通し得るチューブ状体であればよいが、ゲル溶液がその内部でゲル化するのを抑制し得る材料により構成されていることが好ましい。例えば、商業的に入手可能なシリコンチューブ等を好適に利用可能である。ゲル溶液流路１３の内径、外径等の種々の構成要素は、適宜選択することができるが、内径が、後述する充填口２の内径と同一であれば、ゲル容器１への導入時に濃度勾配又はｐＨ勾配の乱れが生じにくく好ましい。
【００３５】
ゲル溶液流路１３内においては、含有成分の濃度又はｐＨが異なるゲル溶液が順次送液されるため、その送液方向に濃度勾配又はｐＨ勾配が形成される。そして、ゲル溶液流路１３からゲル作製部１０のゲル容器１へのゲル溶液の導入は、後述するゲル容器１の底部領域４に設けられた充填口２を介して行われ、ゲル容器１の底部領域４からゲル溶液が充填され、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成される。
【００３６】
〔ゲル容器１〕
ゲル容器１は、二枚の板状体、ゲル厚を制御するスペーサ、及び二枚の板状体の間に充填されるゲル溶液の漏れを防止するシール材により構成される。ゲル容器１において、二枚の板状体及びスペーサにより形成されたゲル形成領域３にゲル溶液が充填される。
【００３７】
二枚の板状体は、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、無アルカリガラス等のガラス材料、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ；Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリカーボネイト（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）等のプラスチック材料等により形成されたものであることが好ましい。
【００３８】
これらの二枚の板状体は、向かい合わせに配置されてゲル容器１の側壁を構成し、ネジ、クリップ等で互いに強固に固定される。また、二枚の板状体の一方には、形成されるゲルの接着性を向上するために、商業的に入手可能なゲルボンドフィルムが貼り付けられていてもよい。ゲル厚を制御するスペーサとしては、二枚の板状体を互いに強固に固定しても厚さが変化しない素材が好ましい。例えば、所望の厚さのＰＭＭＡからなるスペーサを好適に用いることができる。
【００３９】
さらに、シール材としては、Ｏリング、ガスケット等を用いることができる。二枚の板状体の隙間（ゲル厚に相当）をスペーサで規定し、シール材でゲル溶液の漏れを防止することから、スペーサより若干厚いシール材を用いることが望ましい。また、ゲル溶液のゲル化反応温度を制御するために、ゲル容器１に温度調節手段を設けてもよい。この場合、ゲル容器１を構成する材料として、金属、ガラス等の熱伝導に優れた素材を選択することが好ましい。
【００４０】
（充填口２）
ゲル容器１の側壁（二枚の板状体のいずれか）には、ゲル溶液作製手段１１により作製されたゲル溶液をゲル形成領域３に導入するための充填口２が設けられている。充填口２は、ゲル溶液流路１３とゲル形成領域３とを接続し、ゲル溶液流路１３を流れるゲル溶液をゲル形成領域３に導入する。一実施形態において、充填口２は、ゲル形成領域３の底部領域４に設けられている。したがって、ゲル溶液流路１３から充填口２を介してゲル容器１内に導入されるゲル溶液は、ゲル容器１の底部領域４から充填され、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成される。
【００４１】
充填口２は、ゲル形成領域３の深さ方向に垂直な方向の開口径が、当該深さ方向の開口径よりも大きい。すなわち、充填口２は、ゲル容器１内のゲル形成領域３において形成される濃度勾配又はｐＨ勾配の形成方向に垂直な方向の開口径が、当該勾配の形成方向の開口径よりも大きい。充填口２の形状として、典型的には、濃度勾配又はｐＨ勾配の形成方向に垂直な方向に広がる楕円形であってもよい。
【００４２】
このような充填口２の形状が濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす影響を、図２〜４を参照して説明する。図２は、濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす本発明で用いられる充填口２０の形状の影響を説明する説明図である。図３及び図４は、濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす参考例の充填口２１及び２２の形状の影響を説明する説明図である。図２〜４は、ゲル形成領域を深さ方向に切断したときの断面図を示している。
【００４３】
図２に示すように、ゲル容器１１０は、その側壁の底部領域４に充填口２０を備えており、図中矢印に示す方向にゲル溶液９０が充填される。充填されるゲル溶液９０は、濃度又はｐＨが連続的に変化し、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されている。なお、図２において、ゲル形成領域内の濃度勾配又はｐＨ勾配を、説明の便宜上実線で層状に示した。図３及び４においても同様である。
【００４４】
充填口２０は、ゲル形成領域の深さ方向に垂直なＸ方向の開口径が、深さ方向であるＹ方向の開口径よりも大きくなっている。したがって、充填口２０の上部において、濃度勾配又はｐＨ勾配の歪みが生じにくく、濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。
【００４５】
一方、図３に示すように、ゲル容器１１１に形成された参考例の充填口２１は、Ｘ方向の開口径がＹ方向の開口径よりも小さくなっている。これにより、充填口２１の上部において、充填口２１のＹ方向の開口径分盛り上がるように、ゲル溶液９１の濃度勾配又はｐＨ勾配が大きく歪んでしまう。したがって、ゲル溶液９１の濃度勾配又はｐＨ勾配に大きなバラツキが生じる。
【００４６】
また、図４に示すように、ゲル容器１１２に形成された参考例の充填口２２は、Ｘ方向の開口径とＹ方向の開口径とが同一である。これにより、充填口２２の上部において、充填口２２のＹ方向の開口径分盛り上がるように、ゲル溶液９２の濃度勾配又はｐＨ勾配が歪んでしまう。したがって、ゲル溶液９２の濃度勾配又はｐＨ勾配にバラツキが生じる。
【００４７】
このように、電気泳動ゲル製造装置１００によれば、充填口２が、ゲル容器１内のゲル形成領域３に形成される濃度勾配又はｐＨ勾配の形成方向に垂直な方向の開口径が、当該勾配の形成方向の開口径よりも大きいので、濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。
【００４８】
図５〜７を参照して、充填口２の一実施態様についてより詳細に説明する。図５は、ゲル作製部１０を図１に示すＺ−Ｚ’線において切断したときの断面図であり、図６は、図５に示す充填口２部分を拡大した拡大図である。図７は、参考例の充填口２’を示す図である。図５及び６に示すように、ゲル容器１の側壁を貫通するように設けられた充填口２の開口面積は、ゲル形成領域３の内側に面する開口面積が、ゲル形成領域３の外側に面する開口面積よりも大きくなるように、ゲル形成領域３の外側から内側へと連続して大きくなっている。
【００４９】
充填口２において、ゲル形成領域３の内側に面する開口部は、距離Ａにより表される内径を有するものであり、ゲル形成領域３の外側に面する開口部は、距離Ｂにより表される内径を有するものである。充填口２は、距離Ａ＞距離Ｂとなるように設けられている。
【００５０】
ゲル溶液作製手段１１からゲル溶液流路１３を介してゲル作製部１０のゲル容器１にゲル溶液が導入されるとき、ゲル溶液流路１３内等で発生した気泡が共にゲル容器１内に導入される場合がある。図７に示す参考例の充填口２’では、ゲル形成領域３の内側に面する開口面積とゲル形成領域３の外側に面する開口面積とが同一であるため、充填口２’付近に気泡が付着しやすくなってしまう。
【００５１】
電気泳動ゲル製造装置１００において、充填口２の開口面積は、ゲル形成領域３の内側に面する開口面積が、ゲル形成領域３の外側に面する開口面積よりも大きくなるように、ゲル形成領域３の外側から内側へと連続して大きくなっているので、充填口２の開口部分における気泡の付着を抑えることができる。
【００５２】
さらに、充填口２からゲル溶液が導入されるとき、導入開始部分（ゲル形成領域３の外側に面する開口部）の開口面積が、導入完了部分（ゲル形成領域３の内側に面する開口部）の開口面積よりも大きいので、ゲル形成領域３への流入に勢いがつかず、導入時の濃度勾配又はｐＨ勾配の乱れの発生を抑えることができる。
【００５３】
また、充填口２は、ゲル形成領域３の底部領域４に設けられており、より好ましくは、ゲル形成領域３の底に接するように設けられていることが好ましい。これにより、ゲル形成領域３の充填口２よりも上方に、ゲル溶液が均一に充填され、精度良く濃度勾配又はｐＨ勾配が形成される。ゲル形成領域３の充填口２よりも下側に充填されるゲル溶液が多いと、下側に充填された分だけ濃度勾配又はｐＨ勾配が乱れてしまう。また、ゲル形成領域３の充填口２よりも下側に充填されたゲル溶液は、完成品において電気泳動ゲルとして用いられないデットボリュームとなり、無駄になってしまう。
【００５４】
電気泳動ゲル製造装置１００によれば、充填口２がゲル形成領域３の底部領域４に設けられているので、ゲル溶液の充填時に濃度勾配又はｐＨ勾配に乱れが生じにくく、かつゲル溶液のロスを最小限に抑えることができる。
【００５５】
（ゲル形成領域３）
ゲル形成領域３は、含有成分の濃度又はｐＨを連続的に変化させ、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されたゲル溶液が充填される。ゲル形成領域は３、ゲル容器１の内側に形成される空間により定義される。ゲル容器１の底部領域４には、底部スペーサ５が設けられており、この底部スペーサ５により、ゲル形成領域３の底部領域４は、深さ方向に切断したときの断面積が底に向かって小さくなっている。
【００５６】
底部領域４の形状が濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす影響について、図８〜１０を参照して説明する。図８及び９は、濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす本発明で用いられるゲル容器の底部形状の影響を説明する説明図であり、図１０は、濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす参考例のゲル作製容器の底部形状の影響を説明する説明図である。図８〜１０は、ゲル形成領域を深さ方向に切断したときの断面図を示している。
【００５７】
図８に示すように、ゲル容器２００の底部領域２４０はＶ字形状であり、その先端に充填口２２０が設けられている。なお、図８では、底部領域２４０の形状のみがゲル溶液の濃度勾配又はｐＨ勾配に及ぼす影響を説明するために、便宜上充填口２２０を円形で示しているが、本発明において充填口は、図２に示すようにＸ方向の開口径がＹ方向の開口径よりも大きいものであることは言うまでもない。図９についても同様である。
【００５８】
ゲル容器２００においては、図中矢印に示す方向にゲル溶液２９０が充填される。濃度又はｐＨが異なるゲル溶液２９０が順次充填され、ゲル形成領域に濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されている。なお、図８において、濃度勾配又はｐＨ勾配を、説明の便宜上実線で層状に示した。図９及び１０においても同様である。
【００５９】
ゲル容器２００において、底部領域２４０近傍の深さ方向に垂直な方向の幅Ｄは、上部側の深さ方向に垂直な方向の幅Ｃよりも狭くなっている。これにより、底部領域２４０の深さ方向の断面積は、底に向かって小さくなっている。したがって、充填口２２０の上部における濃度勾配又はｐＨ勾配の歪みが生じにくく、ゲル溶液２９０が均一に充填され、濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。なお、ゲル形成領域の底部領域２４０のＶ字形状部分２７０は、最終製品においてデッドボリュームとなり、その上方部分２６０が電気泳動ゲル製品となる。
【００６０】
また、充填口２２０は底部領域２４０の先端に位置しており、底部領域２４０における深さ方向に垂直な方向の幅は、充填口２２０の深さ方向に垂直な方向の開口径と同一である。このように、充填口２２０をゲル形成領域の最も先端の部分に設けることによって、ゲル溶液の充填時に濃度勾配又はｐＨ勾配に乱れが生じにくく、かつゲル溶液のロスを最小限に抑えることができる。
【００６１】
図９に示すゲル容器２０１においては、底部領域２４１近傍の幅Ｄは、上部側の幅Ｃよりも狭く、かつ底部領域２４１の先端にさらに充填路２８１が設けられ、充填路２８１の先端に充填口２２１が設けられている。充填路２８１は、底部領域２４１と充填口２２１とを連結するものであり、充填路２８１の内径と充填口２２１の内径とは同一である。これにより、ゲル溶液２９１の充填時に濃度勾配又はｐＨ勾配に乱れが生じにくく、かつゲル溶液２９１のロスを最小限に抑えることができる。なお、ゲル形成領域において、充填口２２１の上方から底部領域２４１のＶ字形状部分２７１は、最終製品においてデッドボリュームとなり、その上方部分２６１が電気泳動ゲル製品となる。
【００６２】
一方、図１０に示すゲル容器２０２においては、底部領域が直線形状である。したがって、ゲル溶液２９２の濃度勾配又はｐＨ勾配が、充填口２２２の上部において盛り上がるように歪んでしまう。したがって、ゲル溶液２９２が均一に充填されず、濃度勾配又はｐＨ勾配にバラツキが生じる。
【００６３】
このように、電気泳動ゲル製造装置１００によれば、ゲル形成領域３の深さ方向の断面積が、底に向かって小さくなっているので、濃度勾配又はｐＨ勾配のバラツキの発生を低減することができる。
【００６４】
＜電気泳動ゲル製造方法＞
本発明に係る電気泳動ゲル製造方法は、濃度又はｐＨが異なるゲル溶液を充填口を介してゲル形成領域に順次導入する充填工程と、充填されたゲル溶液をゲル化し、濃度勾配又はｐＨ勾配が形成されたゲルを形成するゲル化工程とを包含し、充填口は、ゲル形成領域の深さ方向に垂直な方向の開口径が、深さ方向の開口径よりも大きい。すなわち、上述した電気泳動ゲル製造装置１００は、本発明に係る電気泳動ゲル製造方法に用いられる電気泳動ゲル製造装置の一実施形態であり、本発明に係る電気泳動ゲル製造方法の一実施形態は、上述の実施形態及び図１〜１０の説明に準ずる。
【００６５】
＜実施例＞
本発明に係る電気泳動ゲル製造装置及び電気泳動ゲル製造方法の一実施例を、ＩＰＧゲルの製造方法を例として説明する。本実施例において、ゲル溶液作製手段１１は、２種類のゲル溶液を収容するタンクを備えている。そして、一方のタンクには酸性ゲル溶液、他方のタンクには塩基性ゲル溶液を収容した。
【００６６】
ＩＰＧゲルを製造するための薬液としては、アクリルアミド／ビスアクリルアミド混合溶液（混合比：３７．５／１）、アクリルアミド誘導体１２種（酸解離定数：１、３．１、３．６、４．４、４．６、６．２、７．０、７．４、８．５、９．３、１０．３、＞１２）、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ；Ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、グリセロール、純水を用いた。酸性ゲル溶液、塩基性ゲル溶液は、製造するＩＰＧのｐＨの始点、終点の設計（仕様）により、最適化されたアクリルアミド誘導体の混合比で調整した（参考文献：Ｐ．Ｇ．Ｒｉｇｈｅｔｔｉ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ  ｐＨ  ｇｒａｄｉｅｎｔｓ：ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ａｍｓｔｅｒｄａｍ，１９９０を参照のこと）。
【００６７】
まず、ゲル作製部１０を構成する部品を組み立てた。ゲルボンドフィルムを装着する板と、対向する板を厚さが０．５ｍｍのスペーサーシートを介して、ネジ（又はクリップ）で貼り合せた。
【００６８】
次に、電気泳動ゲル製造装置１００を組み立てた。電気泳動ゲル製造装置１００は、酸性ゲル溶液及び塩基性ゲル溶液を収容した２つのタンクをグラジエントミキサー（スタティックミキサーでもよい）（ゲル溶液作成手段１１）に接続し、先に組み立てたゲル作製部１０をペリスタポンプ（ゲル溶液搬送手段１２）を介して、シリコンチューブ（ゲル溶液流路１３）に接続した。ペリスタポンプとゲル作製部１０との間に、気泡抜き用の３方活栓等を介してもよい。
【００６９】
次に、酸性ゲル溶液及び塩基性ゲル溶液を混合したゲル溶液（総量：３〜２０ｍＬ）を、ペリスタポンプを用いて、ゲル作製部１０に送液した。送液速度は、５〜２０μＬ／秒程度とした。この時、混合したゲル溶液がゲル溶液流路１３内でゲル化しないように、予めＡＰＳ及びＴＥＭＥＤ濃度を最適化した。その後、混合したゲル溶液の充填されたゲル作製部１０を、ゲル化のため、所定の温度（２０〜５０℃）で２時間から８時間程度静置した。
【００７０】
作製したＩＰＧゲル／ゲルボンドフィルムをゲル作製部１０から取り出し、純水等を用いて洗浄した。洗浄が完了したＩＰＧゲル／ゲルボンドフィルムを、室温で自然乾燥、又は商業的に入手可能なゲルドライヤー等で乾燥させた。
【００７１】
このようにして製造した電気泳動ゲル（ＩＰＧゲル）は、ｐＨ位置の再現性も良好で、等電点分解も優れていた。また、少量のゲル溶液（２０ｍＬ以下）で電気泳動ゲルを製造可能であった。したがって、ゲル溶液のロスが小さく、低コストに電気泳動ゲル（ＩＰＧゲル）を製造することができた。さらに、ゲル作製部１０内における気泡の発生が抑えられ、製造する電気泳動ゲル（ＩＰＧゲル）の歩留まりが大きく改善された。
【００７２】
本実施例においては、ＩＰＧゲルを製造したが、本発明によれば、ポリアクリルアミドゲルにポリアクリルアミドの濃度勾配を形成したグラジエントゲルの製造も可能である。この場合、ゲル溶液を収容するタンクには、例えば、８％アクリルアミド溶液と１６％アクリルアミド溶液を収容し、上述の電気泳動ゲル製造方法に従うことにより、ポリアクリルアミドグラジエントゲルを形成可能である。また、本実施形態においては、ポリアクリルアミドゲルを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、アガロースゲルの製造も可能である。
【００７３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、遺伝子工学を利用する種々の技術分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１      ゲル容器
２      充填口
３      ゲル形成領域
４      底部領域
５      底部スペーサ
１０    ゲル作製部
１１    ゲル溶液作製手段
１２    ゲル溶液搬送手段
１３    ゲル溶液流路
１００  電気泳動ゲル製造装置
【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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