(57)【要約】【課題】合成樹脂製の基板を組み合わせて構成される電気泳動用カセットにおいて、被泳動体を泳動分離する支持体前駆液の注入、支持体の形成が良好に行える電気泳動用カセットを提供すること。【解決手段】合成樹脂からなる基板１１を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、前記支持体に接する基板表面に金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜１２が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセット。【選択図】図１
2009270963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面に金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項２】
合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面に金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項３】
合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面にプラスチックフィルムが貼付され、前記プラスチックフィルムの表面に金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項４】
合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面にプラスチックフィルムが貼付され、前記プラスチックフィルムの表面に金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項５】
前記水溶性樹脂がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項２または４に記載の電気泳動用カセット。
【請求項６】
前記被膜中の金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物を金属酸化物に換算したときの金属酸化物と水溶性樹脂との重量比率が、２０：８０〜９５：５であることを特徴とする請求項２または４に記載の電気泳動用カセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学分析などに用いられる電気泳動用カセットに関し、被泳動体を泳動分離する支持体前駆液の注入、支持体の形成が良好に行える電気泳動用カセットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動用カセット（以下、カセットと略記することがある。）は、一般的に、２枚の基板を対向して組み合わせ、その内部にキャビティを設けて構成されている。キャビティは、一方の基板に凹部を設けることにより形成される。このキャビティ内部に、例えばポリアクリルアミドゲルなどの支持体を形成し、支持体中で被泳動体を電気泳動することにより、目的とする物質を分離・分析することができる。
このようなカセットにあっては、従来ガラス製の基板を用いるものが主流であったが、最近スチレン樹脂、アクリル樹脂などの合成樹脂製の基板を用いたものが使用されるようになってきている（特許文献１参照）。合成樹脂製の基板を用いたカセットでは、射出成型法などによって容易に大量生産ができ、破損しにくいなどの利点がある。
しかし、合成樹脂製の基板を用いたカセットにあっては、基板表面の特性が疎水的で、親水性がガラス製基板に比べて低く、また酸素透過性が高いため、アクリルアミド溶液が重合して支持体を形成する際、基板との界面付近で未重合部分が発生するなどの不都合があった。
この課題に対し、特許文献２では、真空成膜プロセスにより酸素透過性が1 cc-mil/m2-atm-day以下であり、酸素伝達率が2cc-atm-day以下であるSiOx層を基板表面に設けて解決をはかる発明がなされている。
【特許文献１】特開平１０−１３２７８５号公報
【特許文献２】米国特許第５，６８５，９６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしSiOx膜を得るための真空成膜プロセスとしては、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤなどがあげられるが、これらは装置が大掛りなものとなりコストが高い、あるいは生産性が悪いといった課題があった。
したがって本発明の目的は、合成樹脂製の基板を組み合わせて構成される電気泳動用カセットにおいて、被泳動体を泳動分離する支持体前駆液の注入、支持体の形成が良好に行える電気泳動用カセットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面に金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
請求項２に記載の発明は、合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面に金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
請求項３に記載の発明は、合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面にプラスチックフィルムが貼付され、前記プラスチックフィルムの表面に金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
請求項４に記載の発明は、合成樹脂からなる基板を組み合わせて構成され、その内部に被泳動体を泳動分離する支持体を形成するためのキャビティを有する電気泳動用カセットであって、
前記支持体に接する基板表面にプラスチックフィルムが貼付され、前記プラスチックフィルムの表面に金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜が設けられ、前記被膜の水に対する接触角が３０度以下であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
請求項５に記載の発明は、前記水溶性樹脂がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項２または４に記載の電気泳動用カセットである。
請求項６に記載の発明は、前記被膜中の金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物を金属酸化物に換算したときの金属酸化物と水溶性樹脂との重量比率が、２０：８０〜９５：５であることを特徴とする請求項２または４に記載の電気泳動用カセットである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の電気泳動用カセットは、支持体前駆液を流し込む際にスムースな注入が可能であり、かつ酸素透過性の低い被膜が設けられていることから良好な支持体を形成することができる。また、本発明の電気泳動用カセットは、特殊な装置も必要としないので生産性も高く安価に製造することができる。また、プラスチックフィルムを基板表面に貼付して、この上に被膜を設けることで、カセットより電気泳動を完了したゲルを取り出す際、プラスチックフィルムがゲルのサポート体となり、カセットの破損等によるゲルの割れ等の損傷を回避できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明のカセットを形成するための合成樹脂からなる基板の断面図の一例である。図１によれば、基板１１上に被膜１２が設けられている。
【０００７】
この基板１１は、スチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂からなるもので、射出成形法などの成形方法によって作製することができる。
基板１１は、コロナ処理や大気圧プラズマ処理等の表面処理を施してから被膜の形成に提供しても差し支えない。
【０００８】
被膜１２は、被泳動体を泳動分離する支持体と接する面を形成している。被膜１２は、金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜、もしくは金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる。
【０００９】
本発明において用いられる金属アルコキシドとは、テトラエチルオルソシリケート（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）、トリイソプロピルアルミニウム（Ａｌ（ＯＣ3Ｈ7）3）．など一般式Ｍ（ＯＲ）（ＭはＳｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒなどの金属、ＲはＣＨ3，Ｃ2Ｈ5などのアルキル基）で表せるものである。その中でもＭがＳｉ，Ａｌである金属アルコキシドの特性が優れている。
【００１０】
水酸基を有する水溶性樹脂とは、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウムなどである。その中でもポリビニルアルコールのガスバリア特性が優れている。
【００１１】
被膜１２はこのような金属アルコキシドを加水分解反応させたものを基板１１にコーティングする、あるいは金属アルコキシドを直接あるいはあらかじめ加水分解反応させたものを水溶性樹脂と混合して複合物溶液を作成し、基板１１にコーティングして形成させるものである。
【００１２】
複合物をコーティングする際には、金属アルコキシドあるいはその加水分解物を金属酸化物に換算したときに金属酸化物と水溶性樹脂との重量比率が２０：８０〜９５：５の範囲が酸素バリア性に優れている。
【００１３】
コーティングの方法は通常用いられるスピンコート法、ディッピング法、スクリーン印刷法、スプレー法、などいずれの方法を用いても良い。
【００１４】
被膜１２の厚さは、用いる金属アルコキシドや複合物の種類によっても異なるが、約０．０１〜１０００μｍの範囲内であれば良い。しかし、５０μｍを超えると膜にクラックが入り易くなるため、０．０１〜５０μｍの範囲内にあることがより望ましい。
【００１５】
また被膜１２は、水に対する接触角が３０度以下、好ましくは１０度以下となっているものである。この接触角が３０度を超えると基板１１の表面の親水性が不足し、支持体前駆液のスムースな注入が行えなくなる。
被膜１２の親水性が、金属アルコキシドを加水分解物をコーティング、もしくは金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物をコーティングして十分得られない場合には、適当な表面改質手法を施してもよい。方法は限定されないが、コロナ処理や大気圧プラズマ処理等をあげることができる。
【００１６】
図２は、本発明のカセットの第２の例の要部を示すもので、第１の例と共通する構成部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
この例では、基板の支持体と接することになる表面にプラスチックフィルム１３が貼付され、このプラスチックフィルムの表面に符号１２で示される金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜、もしくは金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜が設けられている。
上記プラスチックフィルム１３としては、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィン、ポリエチレン、セルロースアセテートなどからなる厚さ１０〜３００μｍのフィルムが用いられ、基板１１に対して接着、溶着などの接合手段によって貼付されている。
このプラスチックフィルム１３の表面への金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜、もしくは金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜の形成は、先の例と同様適当なコーティング方法によって行なうことができる。
【００１７】
このように基板１１の表面にプラスチックフィルム１３を貼付し、このプラスチックフィルム１３の表面に金属アルコキシドの加水分解物からなる被膜、もしくは金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物と、水酸基を有する水溶性樹脂との複合物からなる被膜を設けることで、先の例と同様の作用効果が得られる以外に、カセットより電気泳動を完了したゲルを取り出す際、プラスチックフィルムがゲルのサポート体となり、カセットの破損等によるゲルの割れ等の損傷を回避できる効果を新たに得ることができる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００１９】
テトラエチルオルソシリケート（Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）4）：以下ＴＥＯＳと略記）8.68ｇに、0.1Nに調整した塩酸3.75ｇ、イソプロピルアルコール7.5gを加え３０分撹拌し加水分解溶液を作成した後、水約21ｇを加え、ＳｉＯ2分として固形分濃度が５重量％になるように調整した。
【００２０】
これを、ポリスチレン製射出成型基板上にスピンコーターで塗工、80℃で30分乾燥させて被膜を形成した。被膜の厚さは５μｍとした（試験番号1）。
【００２１】
さらに被膜を形成した基板に対し、出力10V、処理時間5秒でコロナ処理を行った（試験番号2）。
【００２２】
また、上記TEOS加水分解溶液にポリビニルアルコール（重合度約２０００，鹸化度98％）（以下ＰＶＡと略記）5%溶液を、ＳｉＯ2分としての固形分とポリビニルアルコールの固形分とが重量比1:1になるように混合した。
これを、ポリスチレン製射出成型基板上にスピンコーターで塗工、80℃で30分乾燥させて被膜を形成した。被膜の厚さは５μｍとした（試験番号3）。
【００２３】
さらに試験番号３の被膜を形成した基板に対し、出力10V、処理時間5秒でコロナ処理を行った（試験番号4）。
【００２４】
比較として、試験番号３において、可溶性デンプン、カルボキシメチルセルロース（Ｎａ塩）（以下ＣＭＣと略記）の5%溶液をそれぞれ用意し、 PVAの代わりに試験番号1で作製したTEOS加水分解溶液と重量比1:1（固形分）になるように混合したものも用意した（試験番号5及び6）。
【００２５】
ついで、このようにして被膜が形成された基板を使って、カセットを作成し、そのキャビティにアクリルアミド溶液を流し込み、その注入状態およびアクリルアミドゲルの形成状態を観察した。キャビティの寸法は、縦５０ｍｍ、横６０ｍｍ、深さ１ｍｍの矩形である。
まず、分離ゲル用のアクリルアミド溶液を以下のように調製した。
・３０％アクリルアミド溶液（アクリルアミド２８％、Ｎ，Ｎ´−メチレンビスアクリルアミド２％）： ２．１５ｍｌ
・蒸留水： １．５５ｍｌ
・トリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．８、１．５Ｍ）： １．２５ｍｌ
・過硫酸アンモニウム： ５０μｌ
・Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラメチルエチレンジアミン： ５μｌ
【００２６】
このアクリルアミド溶液をカセットのキャビティに注入し、蒸留水を重層してアクリルアミドゲルからなる分離ゲルとした。分離ゲルが形成された後、重層した蒸留水を除き、さらに以下のように調製した濃縮ゲル用アクリルアミド溶液を注入し、蒸留水を重層して濃縮ゲルを形成した。
・３０％アクリルアミド溶液（アクリルアミド２８％、Ｎ，Ｎ´−メチレンビスアクリルアミド２％）： ０．６５ｍｌ
・蒸留水： ３．０５ｍｌ
・トリス塩酸緩衝液（ｐＨ８．８、１．５Ｍ）： １．２５ｍｌ
・過硫酸アンモニウム： ５０μｌ
・Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラメチルエチレンジアミン：１０μｌ
【００２７】
この２種のアクリルアミド溶液の注入時の状況および注入後のゲルの形成状況を目視により観察した。さらに、被膜形成していないポリスチレン製基板（試験番号7）、ガラス製基板（試験番号8）も比較に用意した。
【００２８】
さらに以上のように用意した各試料のゲルカセットでSDS-電気泳動を行い、サンプルの分離状態を検討した。
SDS-電気泳動に供するサンプルとして、着色分子量マーカーであるＳｅｅＢｌｕｅ  Ｐｒｅ−Ｓｔａｉｎｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ（インビトロジェン社製）を用いた。
調製した電気泳動ゲルカセットのゲルのウエルに、サンプルと等量の１％アガロースとを混合したものをのせてSDS-電気泳動に供した。電気泳動バッファーとして、２５ｍMトリス、１９２ｍＭグリシンおよび０．１％ＳＤＳを含む陰極バッファーと、１５０ｍＭトリス塩酸・ｐＨ８．８を含む陽極バッファーとを用いた。サンプルをのせた電気泳動ゲルカセットを４℃において約５分固め、電気泳動装置に装着した後、装置のバッファー槽に上記バッファーを各５ｍｌ添加し、定電流２０ｍＡにおいて３０分間電気泳動を行った。
その結果を表１および２に示す。
【００２９】
【表１】
2009270963.tif 000003
【００３０】
【表２】
2009270963.tif 000004
【００３１】
以上の結果から、TEOS加水分解物とPVAが混合された被膜を有し、親水性が高い試験番号４のカセットを用いた場合は、ガラス基板を用いた場合と同等のゲル形成性が得られることがわかる。TEOS加水分解物とPVAが混合された被膜で親水性が30度を超える試料では、ゲルモノマー溶液がはじかれやすく、若干ゲル形成性が劣る。
【００３２】
なお、射出成形によって得られたスチレン樹脂製基板の表面に、ポリエチレンテレフタレートからなるプラスチックフィルム(厚さ１２０μｍ)をエポキシ接着剤で貼付し、このプラスチックフィルムの表面に、先の実施例と同様に、ＴＥＯＳ加水分解物をコーティング、もしくはＴＥＯＳ加水分解物にポリビニルアルコールを混合した溶液をコーティングしたものについても、表２および表３に示す評価と同様の評価が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のカセットを形成するための合成樹脂からなる基板の断面図の一例である。
【図２】本発明のカセットの第２の例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１    基板
１２    被膜
１３    プラスチックフィルム
【図１】
2009270963.tif 000005
【図２】
2009270963.tif 000006