【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与するタンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて複数の機能を有することを明らかにするタンパク質の機能解析研究に使用するための試料タンパク回収や、癌・糖尿病・高血圧・アルツハイマーなどの様々な遺伝子の変異に起因する疾患や各個人が持つ遺伝子の多様性を調査することで、個々人に対する薬品の副作用および効果の有無をあらかじめ推測し各個人に最も適合した医薬品を提供すること、個人を特定し犯罪捜査や親子関係の特定、各個人のセキュリティーの確保に決定的な信頼性を付与することなど、各個人があらかじめ遺伝的に有する遺伝子配列の違いや後天的に起きてしまった突然変異を簡便に決定することが可能なＤＮＡ判定装置に使用する試料ＤＮＡ、ＲＮＡなどの電荷を有した生体物質を回収する生体物質回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンパク質は細胞、組織、生体液中に存在し、生体活動の調節、細胞へのエネルギー供給、重要な物質の合成、生物構造体の維持、さらには細胞間でのコミュニケーションや細胞内情報伝達に関与している。現在ではタンパク質が様々な環境や、相互作用する他のタンパク質の存在、タンパク質が受けた修飾の程度や種類に応じて複数の機能を有することが明らかになってきている。また、タンパク質は二十種類のアミノ酸が遺伝子の指示（配列情報）により、順番につながることでつくられており、遺伝子の配列がわかれば、どのアミノ酸がどういう順番でつながってできているかわかる。従って、タンパク質の機能解析研究には、同定やキャラクタリゼーションのみならず、生化学アッセイやタンパク質間相互作用研究、タンパク質ネットワークまたは細胞内外のシグナリング解明なども行っていく必要がある。
【０００３】
ＤＮＡやＲＮＡにおいても、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患において遺伝的要素、すなわち遺伝子の関与がかなり正確に理解されるようになり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まるようになってきている。遺伝子（または遺伝子の全集合体を意味するゲノム）は、共通の４つの塩基から成り立っており、この塩基の配列によって様々なタンパク質が作られ、各生物特有の生命活動が行われている。全ての生物に共通する４つの塩基とは、アデニン（記号はＡ）、グアニン（同Ｇ）、チミン（同Ｔ）、シトシン（同Ｃ）である。
【０００４】
遺伝子の配列を調べること、すなわち遺伝子診断として、健康診断時に遺伝子を調査し、現在は正常でも将来乳がんにかかりやすい体質の人を見つけることが可能になる。この診断によって、糖尿病や高血圧などの生活習慣病など世界中で多くの人が苦しんでいる病気に対して発病の前から食事や生活指導を正確にすることが可能になる。
【０００５】
このようなタンパク質やＤＮＡ、ＲＮＡを特定の大きさに分類する方法の１つに電気泳動法がある。電気泳動法とは、電荷を持った物質に電場を与えると、物質が逆極性の電極方向へ移動する。その際に、分子量の異なる物質の移動速度が異なることを利用して、分子量毎に分離する分析方法である。このときに、移動の場が抵抗のないものだと移動速度に差が出にくいため、一般的には寒天の一種であるアガロースゲルやアクリルアミドゲルなどを支持体としている。
【０００６】
ゲル電気泳動法は、従来からＤＮＡやタンパク質などの分析に広く用いられてきた。ゲル電気泳動では、高分子による網目を形成させ、網目の孔の大きさを調整することにより、ふるい効果をだして、電極への目的分子の移動に分子の微小な大きさの違いを反映させることができる。また、ゲル中に溶液を保持すると、ゲルの網目によって溶液の熱対流が抑制されるという利点もある。
【０００７】
ゲル電気泳動法は、電気泳動の駆動力とその制御方法、支持体の形状などによって種々のタイプに分類され、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡなどに対しても独自の方法で分離することが可能である。詳細な説明は本発明には関係ないため割愛する。
【０００８】
ここで、図８は電気泳動によって分離された試料を備えるゲルを示す斜視図である。電気泳動によって分離された試料は、一般的には図８に示すようなパターンになる。このパターンから、目的の分子量を持つ部分を回収し、ゲルを溶解するなど種々の処理をして、タンパク質やＤＮＡなどの単一試料として精製する。
【０００９】
次に、現在最も一般的に用いられている試料回収方法は、「ゲル切り出し装置」として（特許文献１）に記載されているように、電気泳動により試料を分離したゲルに対し、円形、楕円形あるいは長方形等の多角形で中空のパイプをゲル面に押し付け、中空部にゲルが収納されるようにすることにより、目的の試料を切り出すことができる。切り出し部は鋭利な刃をもつ金属、セラミックなどの材料あるいは不純物の混入を防ぐために使い捨てのできるプラスチック材料で作る。ＸＹステージなどを使って、切り出すための刃を自動で動かし、ＣＣＤカメラなどで切り出す様子を撮影して、データとしてパソコンなどに取り込んで制御する装置もある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１３２０７９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来からの生体物質回収装置は、ターゲットとする生体物質を鋭利な刃をもつ金属やセラミックなどの材料で作製した円形、楕円形あるいは長方形等の多角形で中空のパイプを用いて、切り出すためにＸＹステージなどを使うことで、ゲルの大きさよりも多くのスペースを必要としていた。更に、切り出すための刃のスペースも余分に必要になるため、前工程の電気泳動分離時に前記余計なスペースを確保する分まで、大きく分離しなければならない。従って、電気泳動を行なう時間が余分にかかるという不具合が生じた。
【００１２】
そこで本発明は従来のこのような問題を解決するもので、ゲルの大きさに対して極端に大きくなく、前工程の分離も小さくすることが可能な生体物質回収装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の生体物質回収装置は、電気泳動によって分離された生体物質を備えたゲルと、生体物質を分離する電気泳動方向と交差する方向で、分離された特定の生体物質を挟むように配置された少なくとも１対の電極とを備え、１対の電極に電圧を印加して、１対の電極の一方の電極側に特定の生体物質を電気泳動させ、特定の生体物質を回収する構成とした。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、電気泳動によって分離された生体物質を備えたゲルと、生体物質を分離する電気泳動方向と交差する方向で、分離された特定の生体物質を挟むように配置された少なくとも１対の電極とを備え、１対の電極に電圧を印加して、１対の電極の一方の電極側に特定の生体物質を電気泳動させ、特定の生体物質を回収することを特徴とする生体物質回収装置であって、余分なスペースを必要とせず短時間での回収が可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、生体物質が回収される側の電極に、特定の生体物質を回収する回収体を設けたことを特徴とする生体物質回収装置であって、電極側に引き寄せた生体物質の緩衝液への拡散を防止し、回収体を移動させることで装置外への搬出も可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１，２において、生体物質が回収される側の電極に、電気的に絶縁となるようにコーティングしたことを特徴とする生体物質回収装置であって、気泡の発生による電極近傍の緩衝液の揺らぎを抑えることが可能となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２において、生体物質が回収される側の電極に、溝部を形成したことを特徴とする生体物質回収装置であって、発生した気泡をスムーズに電極上部へ逃がすことが可能となる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１，２において、生体物質が回収される側の電極を円筒形にして、電気的に絶縁となるように円筒の外側をコーティングし、更に、円筒形の電極に貫通孔を設けたことを特徴とする生体物質回収装置であって、気泡の発生による電極近傍の緩衝液の揺らぎを抑えることが可能となる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５において、円筒形の電極の上端外周に外縁部を設けたことを特徴とする生体物質回収装置であって、気泡の発生による電極近傍の緩衝液の揺らぎを抑えることが可能となる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６において、生体物質が回収される側の電極の近傍に、冷却部を設けたことを特徴とする生体物質回収装置であって、気泡の発生による電極近傍の緩衝液の揺らぎを抑えることが可能となる。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における生体物質回収装置を示す概要斜視図、図２は本発明の実施の形態１における生体物質回収装置を示すＡ−Ａ線断面図である。
【００２２】
図１、図２において、１，２は生体物質を分離するための分離用電極、３，４は生体物質を回収するための回収用電極であり、５は分離用電極１と分離用電極２との間、或いは、回収用電極２と回収用電極３との間に電圧を印加するための電源である。本実施の形態１では、電源５は、分離用電極１を陰極、分離用電極２を陽極とし、回収用電極３を陽極、回収用電極４を陰極として、これらの電極に電圧を印加するものとする。６は回収用電極３に引きつけられてきた生体物質（１０ａ）を回収するための回収体、７は生体物質試料等を電気泳動するために最初にセットする孔である。更に、８は電気泳動するための電解質供給と生体物質のｐＨを調整するための緩衝液であり、８ａは回収体６内における緩衝液を示す。９は生体物質の電気泳動時に適度の抵抗を与えるための抵抗体であり、本実施の形態１では、抵抗体９はアガロースゲルである。また、１０，１０ａは生体物質を示す。また、１１は容器であり、分離用電極１，２や回収用電極２，３、抵抗体９、緩衝液８等を収容する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態１における生体物質回収装置は、容器１１の対向する面にそれぞれ分離用電極１，２が配置され、更に、容器１１の略中央には抵抗体９が配置される。そして、容器１１は緩衝液８で満たされている。
【００２４】
また、回収用電極３は回収体６内に配置され、回収用電極４と対向して配置されている。そして、この１対の回収用電極３と回収用電極４とは、分離用電極１と分離用電極２とが対向する方向（生体物質を分離するための電気泳動方向）と交差する方向で、抵抗体９を挟んで配置されている。更に、この回収体６及び１対の回収用電極３と回収用電極４とは、図示しないアクチュエーター等で抵抗体９の側面を移動可能であり、分離された生体物質１０群の中からターゲットとなる特定の生体物質１０ａを選択し、その特定の生体物質１０ａを挟む位置まで移動してその回収を行う。
【００２５】
ここで、図３は本発明の実施の形態１における生体物質回収装置の回収体を示す斜視図である。回収体６は内部に回収用電極３を備えており、略角柱状の箱型となっている。緩衝液８は開口部から回収体６の内部に流入し、この回収体６の内部に存在する緩衝液８ａに生体物質１０ａが抽出される。なお、本実施の形態１では、回収体６は四角柱状としたが、緩衝液８を導入可能な開口部と、生体物質１０ａを抽出保持できる外壁を有し、内部に回収用電極３を配置できれば、その形状は特に限定されない。
【００２６】
また、生体物質１０ａを抽出保持した後、これを装置外に取り出す際には、自動で移動及び吸引排出可能なシリンジ装置を用い、生体物質１０ａを含む緩衝液８ａと共に採取して、これを他の容器に排出する構成、或いは、回収体６の開口部に自動シャッターを設け、生体物質１０ａを抽出保持した後で開口部を閉じ、回収体６を移動させた後、再度自動シャッターを開けて、内部の生体物質１０ａを含む緩衝液８ａを他の容器に排出させる構成でもよい。更に、回収体６の内部に生体物質１０ａを吸着させる吸着体を設けるか、或いは、高分子ポリマーの網目構造に生体物質１０ａを保持させる方法でもよく、この場合には、これらの吸着、保持基材を一旦外部に取り出し、再度抽出処理等を行うこともできる。
【００２７】
更に、図１に示すように、分離用電極１，２及び回収用電極３，４は、それぞれ電極５に接続されている。
【００２８】
次に、本発明の生体物質回収装置を実際に使用する方法について、一例をあげて説明する。
【００２９】
まず、生体物質試料と予め分子量が分かったマーカーを抵抗体９の一部に設けられた孔７にセットして、緩衝液８で抵抗体９と分離用電極１と分離用電極２を浸す。その後、電源５を使って分離用電極１と分離用電極２間に電圧を印加する。なお、生体物質試料とマーカーが負に帯電している場合、生体物質試料とマーカーは正電荷を持つ電極（陽極）側に移動する。本実施の形態１においては、陽極である分離用電極２側に移動する。
【００３０】
この電気泳動の結果、孔７に注入した生体物質試料およびマーカーは、図１に示すように、複数の生体物質１０に分離される。
【００３１】
次に、このように分離された生体物質１０群の中からターゲットとなる特定の生体物質、ここでは生体物質１０ａを選択し、回収用電極３（これを内包する回収体６）と回収用電極４とをターゲットとなる特定の生体物質１０ａを挟むように抵抗体９の側面にセットする。
【００３２】
そして、回収用電極３と回収用電極４間に電源５を使って電圧を印加すると、回収用電極３側に生体物質１０ａが引き寄せられてくる。
【００３３】
この状態は図２で示されるが、特定の生体物質１０ａは、抵抗体９の中を移動して通過し、最終的には、回収体６内の緩衝液８ａ中へ突き抜けてくる。このようにして、回収体６には、生体物質１０ａが保持されることになり、目的の生体物質１０ａを回収することができる。
【００３４】
回収体６によって、回収された生体物質１０ａは、例えば、回収体６の開口部に図示しない自動シャッターを設け、生体物質１０ａを抽出保持した後、自動シャッターによって開口部を閉じ、回収体６を自動で容器１１外に移動させ、再度自動シャッターを開けて、内部の生体物質１０ａを含む緩衝液８ａを他の容器に排出させることにより、その後の生体物質１０ａの解析、例えば、タンパク質の構造解析やＤＮＡの塩基配列の解析等に用いることが可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
回収体６の中にある回収用電極３は、電気分解時に電極から発生する気泡によって、電極周りの緩衝液８ａが揺らぐため、気泡をうまく緩衝液８ａの外に逃がすことが必要である。
【００３６】
そこで、回収用電極３には発生した気泡を緩衝液８ａから除外するための種々の構成を採用することができる。
【００３７】
ここで、図４は本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す側面図であり、図４において、１２は絶縁物である。
【００３８】
図４に示すように、回収用電極３は、生体物質１０ａが寄ってくる側の面に、テフロン（Ｒ）などの絶縁物１２をコーティングすることで、回収用電極３の周りの緩衝液８ａの揺らぎをなくすことができる。
【００３９】
更に、図５は本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す正面図であり、図５において、１３は溝部である。
【００４０】
図５に示すように、回収用電極３に溝部１３を縦筋状に形成することにより、気泡が縦筋に沿って上昇していくため、緩衝液８ａの揺らぎを少なくすることができる。
【００４１】
また、図６（ａ）は本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す斜視図であり、図６（ｂ）は本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す断面図であり、図６（ｃ）は本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す斜視図である。図６において、１４は貫通孔、１５は外縁部である。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、回収用電極３を円筒形の電極とし、更に、その円筒の外側は絶縁物１２でコーティングされており、円筒の外側と内側の間の肉厚部に貫通孔１４を設けて、緩衝液８ａが円筒の内部に染みる構造とすることで、図６（ｂ）で示すように、回収用電極３の内側に気泡を発生させることができるため、緩衝液８ａの揺らぎをなくすことができる。
【００４３】
更に、図６（ｃ）に示すように、回収用電極３で発生した気泡が緩衝液８ａ表面に浮かぶときに、煙突の役目をはたす筒状の外縁部１５を上部に設けることにより、緩衝液８ａの揺らぎを更に少なくすることができる。
【００４４】
なお、以上説明した本実施の形態２における回収用電極３の構成は互いに組み合わせて用いることができるのは言うまでもない。
【００４５】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における生体物質回収装置の回収用電極と冷却部を示す正面図である。図７において、１６は冷却部である。
【００４６】
回収体６の中にある回収用電極３は、電気泳動時に発生する気泡によって、回収用電極３の周りの緩衝液８ａが揺らぐため、気泡の発生を少なくすることが必要であり、図７に示す冷却部１６はペルチェ素子などで構成されており、この冷却部１６が回収用電極３へ接することで、回収用電極３自身を冷却し、更に、回収用電極３近傍の緩衝液８ａも冷却できるため、気泡の発生を更に抑えることができるため、緩衝液８ａの揺らぎを少なくすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、生体物質の回収がコンパクトにすることができ、その回収に要する時間も短くすることが可能となる。そして、ゲルの大きさに対して極端に大きくなく、前工程の分離も小さくすることが可能な生体物質回収装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における生体物質回収装置を示す概要斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における生体物質回収装置を示すＡ−Ａ線断面図
【図３】本発明の実施の形態１における生体物質回収装置の回収体を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す側面図
【図５】本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す正面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す断面図
（ｃ）本発明の実施の形態２における生体物質回収装置の回収用電極を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態３における生体物質回収装置の回収用電極と冷却部を示す正面図
【図８】電気泳動によって分離された試料を備えるゲルを示す斜視図
【符号の説明】
１，２ 分離用電極
３，４ 回収用電極
５ 電源
６ 回収体
７ 孔
８，８ａ 緩衝液
９ 抵抗体
１０，１０ａ 生体物質
１１ 容器
１２ 絶縁物
１３ 溝部
１４ 貫通孔
１５ 外縁部
１６ 冷却部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is present in cells, tissues, and biological fluids, and regulates biological activities, supplies energy to cells, synthesizes important substances, maintains biological structures, and further communicates and transmits intracellular information between cells. For use in functional analysis studies of proteins that reveal that proteins involved in the protein have multiple functions depending on various environments, the presence of other interacting proteins, and the degree and type of modification received by the protein By examining the collection of sample proteins and examining diseases caused by mutations in various genes such as cancer, diabetes, hypertension, and Alzheimer, and the diversity of each individual's genes, it is possible to determine in advance the side effects and effects of drugs on individuals. Decided to guess and provide the most appropriate drug for each individual, identify individuals and conduct criminal investigations, identify parent-child relationships, and ensure individual security. Sample DNA used in a DNA determination device that can easily determine differences in gene sequences that each individual has in advance and mutations that have been acquired, such as imparting realistic reliability, The present invention relates to a biological material recovery device that recovers a biological material having a charge such as RNA.
[0002]
[Prior art]
Proteins are present in cells, tissues, and biological fluids and are involved in regulating biological activities, supplying energy to cells, synthesizing important substances, maintaining biological structures, and communicating between cells and intracellular information transmission. are doing. At present, it is becoming clear that proteins have multiple functions depending on the various environments, the presence of other interacting proteins, and the degree and type of modification that the proteins have undergone. Also, proteins are made by connecting 20 types of amino acids in order according to the instruction of the gene (sequence information). If the sequence of the gene is known, it can be understood which amino acids are connected in what order. Therefore, protein functional analysis research requires not only identification and characterization but also biochemical assays, protein-protein interaction studies, and elucidation of protein networks or signaling inside and outside cells.
[0003]
With regard to DNA and RNA, the rapid progress of molecular biology has led to a fairly accurate understanding of the genetic component, that is, the involvement of genes in various diseases, and attention has been focused on gene-targeted medicine. It has become to. Genes (or genomes, which mean the entire assembly of genes) are made up of four common bases, and various proteins are produced by the sequence of these bases, and life activities unique to each organism are performed. The four bases common to all organisms are adenine (symbol A), guanine (same G), thymine (same T), and cytosine (same C).
[0004]
By examining the sequence of the gene, that is, as a genetic diagnosis, it is possible to examine the gene at the time of a medical examination and to find a person who is normal but is likely to contract breast cancer in the future. This diagnosis makes it possible to make accurate dietary and lifestyle guidance before the onset of diseases that many people worldwide suffer from, such as lifestyle-related diseases such as diabetes and hypertension.
[0005]
One of the methods for classifying such proteins, DNAs, and RNAs into specific sizes is an electrophoresis method. In the electrophoresis method, when an electric field is applied to a charged substance, the substance moves in the direction of the electrode having the opposite polarity. At this time, an analysis method is employed in which separation is performed for each molecular weight by utilizing the fact that substances having different molecular weights have different transfer speeds. At this time, since there is little difference in the moving speed if the moving field has no resistance, an agarose gel or an acrylamide gel, which is a kind of agar, is generally used as a support.
[0006]
Gel electrophoresis has been widely used for analysis of DNA, protein, and the like. In gel electrophoresis, a network of polymers is formed and the size of the pores of the network is adjusted to produce a sieving effect, and the movement of the target molecule to the electrode reflects a small difference in the size of the molecule. be able to. Further, when the solution is held in the gel, there is an advantage that the heat convection of the solution is suppressed by the network of the gel.
[0007]
Gel electrophoresis is classified into various types according to the driving force of electrophoresis, its control method, the shape of the support, and the like, and it is possible to separate proteins, DNA, RNA, etc. by a unique method. . A detailed description is omitted because it is not relevant to the present invention.
[0008]
Here, FIG. 8 is a perspective view showing a gel including a sample separated by electrophoresis. The sample separated by electrophoresis generally has a pattern as shown in FIG. From this pattern, a portion having a desired molecular weight is recovered, and various treatments such as dissolving the gel are performed to purify the protein or DNA as a single sample.
[0009]
Next, the most commonly used sample collection method at present is that a gel obtained by separating a sample by electrophoresis is circular or elliptical as described in “Patent Document 1” as “gel cutting device”. A target sample can be cut out by pressing a polygonal hollow pipe, such as a shape or a rectangle, against the gel surface so that the gel is stored in the hollow portion. The cutout is made of a material having a sharp blade, such as metal or ceramic, or a disposable plastic material to prevent contamination of impurities. There is also an apparatus that uses an XY stage or the like to automatically move a blade for cutting, captures the state of cutting with a CCD camera or the like, and captures the data as data into a personal computer or the like and controls it.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 7-132079
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a conventional biological material recovery apparatus is a method of forming a hollow, circular, elliptical, or rectangular polygonal pipe made of a target biological material from a material such as metal or ceramic having a sharp blade. By using an XY stage or the like for cutting out, more space was required than the size of the gel. Further, since an extra space is required for the blade for cutting out, the separation must be made large enough to secure the extra space during the electrophoretic separation in the previous step. Therefore, there was a problem that extra time for performing electrophoresis was required.
[0012]
Therefore, the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a biological material recovery apparatus which is not extremely large with respect to the size of a gel and can also reduce separation in a previous step. I do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a biological material recovery device of the present invention includes a gel provided with a biological material separated by electrophoresis, and a specific biological material separated in a direction intersecting the electrophoresis direction for separating the biological material. At least one pair of electrodes arranged so as to sandwich the substance, a voltage is applied to the pair of electrodes, a specific biological substance is electrophoresed on one electrode side of the pair of electrodes, and It was configured to recover the substance.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 is arranged such that a gel provided with a biological material separated by electrophoresis and a specific biological material separated in a direction intersecting an electrophoresis direction for separating the biological material. And at least one pair of electrodes, wherein a voltage is applied to the pair of electrodes, a specific biological material is electrophoresed on one electrode side of the pair of electrodes, and the specific biological material is collected. The biological material recovery apparatus according to the present invention can be recovered in a short time without requiring an extra space.
[0015]
The invention according to claim 2 is the biological material recovery device according to claim 1, wherein a recovery body for recovering a specific biological material is provided on the electrode on the side where the biological material is recovered, The diffusion of the biological material drawn to the electrode side into the buffer solution is prevented, and the removal of the biological material can be carried out by moving the collection body.
[0016]
The invention according to claim 3 is the biological material recovery apparatus according to claim 1 or 2, wherein the electrode on the side from which the biological material is recovered is coated so as to be electrically insulated. Fluctuation of the buffer near the electrode due to the generation of bubbles can be suppressed.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the biological material recovery device according to the first or second aspect, wherein a groove is formed in the electrode on which the biological material is recovered, and the generated bubbles are smoothly removed. It is possible to escape to the upper part of the electrode.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first and second aspects, the electrode on the side from which the biological material is collected is cylindrical, and the outside of the cylinder is coated so as to be electrically insulated. A biological material recovery apparatus characterized in that a through hole is provided in the electrode, and it is possible to suppress fluctuations of the buffer near the electrode due to the generation of bubbles.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the biological material recovery device according to the fifth aspect, wherein an outer edge portion is provided on an outer periphery of an upper end of the cylindrical electrode. Fluctuation can be suppressed.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the biological material recovery device according to any one of the first to sixth aspects, wherein a cooling unit is provided in the vicinity of the electrode on the side from which the biological material is recovered. It is possible to suppress the fluctuation of the buffer solution near the electrode due to the above.
[0021]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a biological material recovery device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the biological material recovery device according to Embodiment 1 of the present invention.
[0022]
1 and 2, reference numerals 1 and 2 denote separation electrodes for separating a biological material, reference numerals 3 and 4 denote recovery electrodes for collecting a biological material, and reference numeral 5 denotes a separation electrode 1 and a separation electrode 2. Or a power supply for applying a voltage between the collecting electrode 2 and the collecting electrode 3. In the first embodiment, the power supply 5 applies voltage to these electrodes using the separating electrode 1 as a cathode, the separating electrode 2 as an anode, the collecting electrode 3 as an anode, and the collecting electrode 4 as a cathode. And Reference numeral 6 denotes a recovery body for recovering the biological material (10a) attracted to the recovery electrode 3, and reference numeral 7 denotes a hole set first for electrophoresis of a biological material sample or the like. Further, reference numeral 8 denotes a buffer for supplying an electrolyte for electrophoresis and adjusting the pH of the biological material, and reference numeral 8a denotes a buffer in the collection body 6. Reference numeral 9 denotes a resistor for providing an appropriate resistance during electrophoresis of the biological material. In the first embodiment, the resistor 9 is an agarose gel. Reference numerals 10 and 10a denote biological substances. Reference numeral 11 denotes a container that houses the separation electrodes 1 and 2, the recovery electrodes 2 and 3, the resistor 9, the buffer 8, and the like.
[0023]
As shown in FIG. 1, in the biological material recovery device according to the first embodiment, separation electrodes 1 and 2 are arranged on opposing surfaces of a container 11, respectively, and a resistor 9 is provided substantially at the center of the container 11. Be placed. Then, the container 11 is filled with the buffer solution 8.
[0024]
In addition, the collecting electrode 3 is disposed inside the collecting body 6 and is disposed to face the collecting electrode 4. The pair of the collecting electrodes 3 and the collecting electrodes 4 are arranged in a direction intersecting with a direction in which the separating electrodes 1 and 2 face each other (an electrophoresis direction for separating a biological material). The resistor 9 is arranged therebetween. Further, the collecting body 6 and the pair of collecting electrodes 3 and the collecting electrode 4 can move on the side surface of the resistor 9 by an actuator or the like (not shown), and can be used as a target from among the separated biological material 10 group. A specific biological material 10a is selected, moved to a position sandwiching the specific biological material 10a, and collected.
[0025]
Here, FIG. 3 is a perspective view showing a collection body of the biological material collection device according to Embodiment 1 of the present invention. The recovery body 6 includes the recovery electrode 3 inside, and has a substantially prismatic box shape. The buffer solution 8 flows into the collection body 6 from the opening, and the biological material 10a is extracted into the buffer solution 8a existing inside the collection body 6. In the first embodiment, the collecting body 6 has a rectangular column shape. However, the collecting body 6 has an opening through which the buffer solution 8 can be introduced, an outer wall through which the biological material 10a can be extracted and held, and the collecting electrode 3 disposed inside. If possible, the shape is not particularly limited.
[0026]
After extracting and holding the biological material 10a, when taking it out of the apparatus, a syringe device that can be automatically moved and sucked and discharged is used to collect the biological material 10a together with the buffer 8a containing the biological material 10a. Or an automatic shutter is provided at the opening of the collecting body 6, and after extracting and holding the biological material 10a, the opening is closed, the collecting body 6 is moved, and then the automatic shutter is opened again. Alternatively, the buffer solution 8a containing the biological material 10a therein may be discharged to another container. Further, an adsorbent for adsorbing the biological substance 10a may be provided inside the collecting body 6, or a method of holding the biological substance 10a in a network structure of a high-molecular polymer may be used. It is also possible to take out the material once and perform the extraction process again.
[0027]
Further, as shown in FIG. 1, the separating electrodes 1 and 2 and the collecting electrodes 3 and 4 are connected to the electrode 5 respectively.
[0028]
Next, a method of actually using the biological material recovery apparatus of the present invention will be described with an example.
[0029]
First, a biological material sample and a marker whose molecular weight is known in advance are set in holes 7 provided in a part of the resistor 9, and the resistor 9, the separation electrode 1, and the separation electrode 2 are immersed in a buffer solution 8. Thereafter, a voltage is applied between the separation electrode 1 and the separation electrode 2 using the power supply 5. When the biological material sample and the marker are negatively charged, the biological material sample and the marker move to the positively charged electrode (anode) side. In the first embodiment, it moves to the side of the separation electrode 2 which is the anode.
[0030]
As a result of the electrophoresis, the biological material sample and the marker injected into the hole 7 are separated into a plurality of biological materials 10 as shown in FIG.
[0031]
Next, a specific biological material to be a target, here the biological material 10a, is selected from the group of biological materials 10 thus separated, and the recovery electrode 3 (the recovery body 6 containing the same) and the recovery electrode are selected. 4 is set on the side surface of the resistor 9 so as to sandwich the specific biological material 10a as a target.
[0032]
Then, when a voltage is applied between the collecting electrode 3 and the collecting electrode 4 using the power supply 5, the biological substance 10 a is drawn to the collecting electrode 3 side.
[0033]
This state is shown in FIG. 2, and the specific biological substance 10 a moves through the resistor 9 and finally passes through the buffer 8 a in the recovery body 6. In this manner, the biological material 10a is held in the recovery body 6, and the target biological material 10a can be recovered.
[0034]
The biological material 10a collected by the collecting body 6 is provided with, for example, an automatic shutter (not shown) at the opening of the collecting body 6, and after extracting and holding the biological material 10a, the opening is closed by the automatic shutter, and the collecting body 6 is removed. The sample is automatically moved out of the container 11, the automatic shutter is opened again, and the buffer solution 8a containing the internal biological material 10a is discharged to another container, whereby the subsequent analysis of the biological material 10a, for example, the structural analysis of a protein Or the analysis of the base sequence of DNA or the like.
[0035]
(Embodiment 2)
In the collecting electrode 3 in the collecting body 6, the buffer solution 8a around the electrode fluctuates due to bubbles generated from the electrode at the time of electrolysis. Therefore, it is necessary to well escape the bubbles to the outside of the buffer solution 8a.
[0036]
Therefore, various configurations for eliminating generated bubbles from the buffer solution 8a can be adopted for the collecting electrode 3.
[0037]
Here, FIG. 4 is a side view showing a collecting electrode of the biological material collecting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 12 denotes an insulator.
[0038]
As shown in FIG. 4, the recovery electrode 3 is formed by coating an insulator 12 such as Teflon (R) on the surface on which the biological material 10 a comes to, so that the buffer solution 8 a around the recovery electrode 3 is formed. Fluctuations can be eliminated.
[0039]
FIG. 5 is a front view showing a collecting electrode of the biological material collecting device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 13 denotes a groove.
[0040]
As shown in FIG. 5, by forming the grooves 13 in the recovery electrode 3 in a vertical streak shape, the bubbles rise along the vertical streaks, so that the fluctuation of the buffer solution 8 a can be reduced.
[0041]
FIG. 6A is a perspective view showing a collecting electrode of the biological material collecting device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a diagram showing a biological material collecting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating the collecting electrode, and FIG. 6C is a perspective view illustrating the collecting electrode of the biological material collecting device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 6, 14 is a through hole, and 15 is an outer edge.
[0042]
As shown in FIG. 6 (a), the collecting electrode 3 is a cylindrical electrode, and the outside of the cylinder is coated with an insulator 12 so as to penetrate a thick portion between the outside and the inside of the cylinder. By providing the hole 14 and forming a structure in which the buffer solution 8a permeates into the inside of the cylinder, as shown in FIG. 6B, bubbles can be generated inside the collection electrode 3, so that the buffer solution 8a Fluctuations can be eliminated.
[0043]
Further, as shown in FIG. 6 (c), when bubbles generated at the collecting electrode 3 float on the surface of the buffer solution 8a, a cylindrical outer edge portion 15 serving as a chimney is provided at an upper portion to provide a buffer solution. 8a can be further reduced.
[0044]
It goes without saying that the configurations of the collecting electrode 3 in the second embodiment described above can be used in combination with each other.
[0045]
(Embodiment 3)
FIG. 7 is a front view showing a collecting electrode and a cooling unit of the biological material collecting apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 7, reference numeral 16 denotes a cooling unit.
[0046]
In the collecting electrode 3 in the collecting body 6, since the buffer solution 8a around the collecting electrode 3 fluctuates due to bubbles generated during electrophoresis, it is necessary to reduce the generation of bubbles. The cooling unit 16 shown is composed of a Peltier element or the like, and the cooling unit 16 contacts the collecting electrode 3 to cool the collecting electrode 3 itself, and further cools the buffer 8 a near the collecting electrode 3. Since the generation of bubbles can be further suppressed, fluctuation of the buffer solution 8a can be reduced.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the recovery of biological material can be made compact, and the time required for the recovery can be shortened. And the biological material collection | recovery apparatus which is not extremely large with respect to the magnitude | size of a gel and can also make the isolation | separation of a front process small can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a biological material recovery device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the biological material recovery device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a recovery body of the biological material recovery device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a side view showing a recovery electrode of the biological material recovery device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a front view showing a collecting electrode of the biological material collecting device according to Embodiment 2; FIG. 6A is a perspective view showing a collecting electrode of the biological material collecting device according to Embodiment 2 of the present invention; FIG. FIG. 7C is a cross-sectional view illustrating a collecting electrode of the biological material collecting device according to the second embodiment. FIG. 7C is a perspective view illustrating a collecting electrode of the biological material collecting device according to the second embodiment of the present invention. Electrode and cooling unit of biological material recovery device in Japan Perspective view of a gel with a sample separated by the front view [FIG. 8] Electrophoresis showing EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS
1, 2 Separation electrodes 3, 4 Recovery electrode 5 Power supply 6 Recovery body 7 Hole 8, 8a Buffer solution 9 Resistor 10, 10a Biological substance 11 Container 12 Insulator 13 Groove 14 Through hole 15 Outer edge 16 Cooling unit
