JP2005502864A5

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Publication number: JP2005502864A5
Application number: JP2003523988A
Authority: JP
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2022-08-30

Description

しかし、２Ｄ−ゲル電気泳動は、その優れた分解能にも関わらず、シングル・マップで分離して検出できるタンパク質の数に関しては上限に達したように思われる。さらに、２Ｄ−ゲル電気泳動では、ｐＩと質量によるタンパク質の分離と分類しか達成できない。もっと細かな具体的な情報、例えば、ペプチド組成や生物学的活性などを知るためには、タンパク質をさらに詳しく分析する必要がある。このためには、タンパク質をゲル・マトリックスから抽出して、適当な方法で分析する必要がある。ブロッティングやスポット・カッティングなどの抽出手順は時間がかかり、および／又はタンパク質の回収と活性にとってリスクがある。

本発明の方法は、半自動化または全自動化できる。具体的には、装置は、区画を満たしたり空にしたりすること、ならびに（マルチ）区画装置のｘ、ｙ、および／又はｚ方向への逐次的な移動、を可能にする自動化されたデバイスを含むことができる。あるいはまた、システムは、（マルチ）区画装置の機械的ポンピングと手動による移動のための簡単なマイクロピペットと結合することができる。

Claims

等電点電気泳動により溶液から少なくとも１つの荷電した、および／又は少なくとも１つの中性の被分析物を電気泳動的に分離し精製するための装置であって、前記装置は：
（ａ）化学バッファー手段（２）から構成される（composed of）少なくとも一つの壁部を有する、一連の少なくとも２つの区画（compartments）（１）であって；該化学バッファー手段（２）は、前記少なくとも２つの区画（１）と、一連の個々の区画において、前記被分析物に接触するその部分で、ｐＨ勾配または固定されたｐＨを定める前記化学バッファー手段（２）とを連結する非対流（non-convective）液体接続を形成するものと、
（ｂ）１つ区画から別の（another）区画（１）への経路を許す（allowing）前記少なくとも２つの区画の間の薄い層の流体結合（３）であって；孔またはチャンネル（例えばマイクロチャンネル）、または孔またはマイクロチャンネルの配列（array）、または中空の通路のいずれかであるものと；
（ｃ）前記区画（１）の少なくとも２つに配置され、前記一連の端において、前記一連の個々の区画（１）において前記被分析物と接触する前記化学バッファー手段（２）の部分によって定められるｐＨにおいて、またはｐＨ範囲において、前記被分析物および／又は望ましくない荷電した化合物の電荷によって力を及ぼして（forcing）前記区画（１）の１つから、前記区画の別の（another）または他の（the other）区画へ移動させる電界を生ずる電極（４；５）とを含む。
該化学バッファー手段（２）が、バッファー分子を含むゲルであるか、またはバッファー分子、またはポリマー・マトリックス、ガラス・フリット、多孔質の膜、フィルター、またはそれらの組み合わせ、から選択される支持体に固化された流体、であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記支持体は、電界が印加されたときに荷電した被分析物および／又は望ましくない荷電した化合物が移動して通過できるマイクロ・ホール（micro-holes）を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
該化学バッファー手段（２）が共有結合で固定されたバッファー分子を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
前記区画（１）の各々に接触する化学バッファー手段（２）の部分が異なる分解能を有し、その結果種々の区画（１）で異なる度合いの精製が得られることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
前記化学バッファー手段（２）が、前記区画（１）の１つからの被分析物溶液から抽出された化合物または化合物のクラスを直接同定および／又は定量化する手段を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
前記同定および／又は定量化の手段が、光の発生、光の吸収、ブロッティング物質またはラベルとの反応、電気活性（electroactive）物質の発生、または抗原−抗体複合体の形成または酵素反応などの化合物の特異的分子認識、に基づくことを特徴とする請求項６に記載の装置。
前記化学バッファー手段（２）が使い捨てできるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
前記化学バッファー手段（２）が廃棄物貯留容器を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
前記流体結合層（３）が、ポリマー・マトリックス、膜、ガラス・フリット、フィルター、などに支持されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
前記薄い流体結合層（３）は、区画（１）を分離する１または複数の壁および／又は化学バッファー手段（２）に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
前記薄い流体結合層（３）は、溶液の物理的通過を妨げるが前記荷電した被分析物および／又は前記望ましくない荷電した化合物の通過を許す手段を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
前記電気的手段が各区画（１）に１つの電極（４；５）を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
吸着、汚染、および／又は望ましくない酸化還元反応から前記電極（４；５）を保護する手段を含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
前記電気的手段の少なくとも１つの電極（４；５）が前記化学バッファー手段（２）の内部に組み込まれている（integrated）ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
前記化学バッファー手段のバッファー能力を高めるように、両性電解質等のバッファー分子が、前記被分析物溶液に加えられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
前記区画（１）が前記化学バッファー手段（２）と接触しているところで連続している（contiguous）ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
前記化学バッファー手段（２）が前記区画（１）を分離する壁または複数の壁の各々に組み込まれていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
少なくとも１つの前記区画（１）が液圧（hydraulic）フロー・システムに結合されて、該被分析物溶液が前記少なくとも１つの区画（１）を通って流れることが可能になっていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
前記区画（１）の少なくとも１つが、精製された被分析物を前記少なくとも１つの区画（１）から他の分離および／又は検出システムに移すことを可能にする結合手段を含むことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の装置。
中性の被分析物が沈殿するのを防止する手段、例えば、超音波（sonication）手段など、を含むことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の装置。
温度制御手段を含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置。
被分析物溶液を均一化するために対流を引き起こす手段、例えば、攪拌手段など、を含むことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の装置。
前記区画（１）を満たしたり空にしたりすること、ならびに該マルチ区画（１）装置を逐次的に移動させたりすることを可能にする自動化されたデバイスを含むことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の装置。
等電点電気泳動により、溶液から１つの荷電した、および／又は少なくとも１つの中性の被分析物の電気泳動分離または精製を行う方法であって；以下のステップを含む方法：
（ａ）（ｉ）化学バッファー手段（２）から構成される少なくとも一つの壁部を有する、一連の少なくとも２つの区画（１）であって；該化学バッファー手段（２）は、前記少なくとも２つの区画（１）と、一連の個々の区画において、前記被分析物に接触するその部分で、ｐＨ勾配または固定されたｐＨを定める前記化学バッファー手段（２）とを連結する非対流液体接続を形成するものと；（ｉｉ）１つ区画から別の区画（１）への経路を許す前記少なくとも２つの区画の間の薄い層の流体結合（３）であって；孔またはチャンネル（例えばマイクロチャンネル）、または孔またはマイクロチャンネルの配列（array）、または中空の通路のいずれかであるものと；（ｉｉｉ）前記一連の端において、前記区画（１）の少なくとも２つに配置された電極（４；５）とを含む装置を用意し、
（ｂ）前記区画（１）の少なくとも一つを前記被分析物溶液で満たし、残りの区画がもしあれば、他の溶液で満たし；
（ｃ）前記一連の個々の区画（１）において前記被分析物と接触する前記化学バッファー手段（２）の部分によって定められるｐＨにおいて、またはｐＨ範囲において、前記被分析物および／又は望ましくない荷電した化合物の電荷によって力を及ぼして前記区画（１）の１つから、前記区画の別のまたは他の区画へ移動させる電界を生ずる電極（４；５）間に、電位差を加える。
前記装置が、個々の区画に一つの電極（４；５）を有する、２を越える一連の区画（１）を含み、隣接する２つの区画の個々の対の間に印加される電位差が、前記電極（４；５）を用いてインポーズまたは制御されることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
前記化学バッファー手段（２）が、バッファー分子を含むゲルであるか、またはバッファー分子、またはポリマー・マトリックス、ガラス・フリット、多孔質の膜、フィルター、またはそれらの組み合わせ、から選択される支持体に固化された流体であることを特徴とする請求項２５または２６に記載の方法。
前記支持体は、電界が印加されたときに荷電した被分析物および／又は望ましくない荷電した化合物が移動して通過できるマイクロ・ホール（micro-holes）を含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
前記化学バッファー手段のバッファー能力を高めるように、両性電解質等のバッファー分子が、前記被分析物溶液に加えられていることを特徴とする請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法。
前記流体結合層（３）が、ポリマー・マトリックス、膜、ガラス・フリット、フィルター、などに支持されていることを特徴とする請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の方法。
該精製された被分析物が直接に溶液中に、例えば、両性電解質を含まないまたはバッファーを含まない溶液中に、回収されることを特徴とする請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の方法。
前記化学バッファー手段（２）が廃棄物貯留容器として用いられることを特徴とする請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
前記少なくとも１つの被分析物が生物学的化合物であることを特徴とする請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の方法。
前記生物学的化合物が有機化合物、例えば、タンパク質、タンパク質誘導体またはアイソフォーム（isoform）であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
各々がタンパク質である複数の被分析物が、同じ等電点のタンパク質におよび／又は個別のタンパク質に分離されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
前記少なくとも１つの被分析物が該化学バッファー手段（２）に蓄積されることを特徴とする請求項２５〜３５のいずれか１項に記載の方法。
前記少なくとも１つの被分析物が前記区画（１）の１つに蓄積されることを特徴とする請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の方法。
前記被分析物溶液が有機溶剤を含む、または非水性であることを特徴とする請求項２５〜３７のいずれか１項に記載の方法。
前記被分析物溶液が前記区画（１）の少なくとも１つで更新されることを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の方法。