JP2008298644A - 電気泳動兼転写装置、電気泳動兼転写用チップ、ならびに電気泳動および転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実用的かつ操作が簡便な電気泳動兼転写装置を提供する。
【解決手段】電気泳動用の電極１０５および１０６、ならびに、第１媒体１２０を載置するための分離部１０３を備えた電気泳動兼転写装置１００において、分離部１０３上に、転写用電極として、互いに絶縁され、かつ、電極１０５および１０６が電圧を印加する方向に沿って並べられた複数の電極領域を有したストライプ電極１０８を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動装置および転写装置の両方を兼ねる装置に関するものである。

プロテオーム解析では、１次電気泳動、２次電気泳動、および膜へのサンプルの転写が連続して行われる。これらの手順を簡略化する技術が求められている。

特許文献１には、１次電気泳動および２次電気泳動を自動化するための装置が開示されている。

特許文献２には、電気泳動兼転写装置が開示されている。

ただし、特許文献２に記載の装置では、電気泳動後にゲルを一度剥がす必要があり、依然煩雑かつ熟練を要する操作が必要であった。

特許文献３は、ゲルを剥がす必要のない操作が簡便な電気泳動兼転写装置を提案している。
特開２００７−６４８４８号公報（平成１９年３月１５日公開） 特開２０００−２８５７８号公報（平成１２年１月２８日公開） 特開２００６−７１４９４号公報（平成１８年３月１６日公開）

しかしながら、実用的かつ操作が簡便な電気泳動兼転写装置は、未だ存在していない。

本発明者らが検討したところ、特許文献３に記載の装置のように、単に、電気泳動の経路上に転写用電極が設けられた構成の装置では、電気泳動を行うことが非常に困難であった。具体的には、上記のような構成の電気泳動兼転写装置では、電気泳動の際、電圧を印加し得ず、サンプルを移動させ得なかった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、実用的かつ操作が簡便な電気泳動兼転写装置、電気泳動兼転写用チップ、ならびに電気泳動および転写方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、電気泳動の経路上に転写用電極を設けた場合でも、転写用電極として互いに絶縁され、かつ、電気泳動方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した電極を用いることによって、電気泳動を容易に行い得ることを見出し、発明を完成させた。

すなわち、本発明に係る電気泳動兼転写装置は、被分離物質を含んだ第１媒体における特定方向に、電圧を印加する第１電圧印加手段と、第１媒体における、第１媒体に接する第２媒体へ向かう方向に、電圧を印加する第２電圧印加手段とを備えている電気泳動兼転写装置であって、第２電圧印加手段が、互いに絶縁され、かつ、該特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第１電極を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る電気泳動兼転写装置は、第１媒体中の被分離物質を分離した後に、分離された被分離物質を第２媒体へと転写することができる。例えば、生体高分子の分析において、上記電気泳動兼転写装置を用いれば、電気泳動法およびブロッティング法の両方を簡便に行うことができ、非常に有用である。

このとき、従来の電気泳動兼転写装置では、第１媒体中の被分離物質を第２媒体へと転写する第２電圧印加手段が備えている電極が、第１媒体中の被分離物質の分離を妨げる働きを有していた。そのため、実用的ではなかった。

しかしながら、上記の構成によれば、第２電圧印加手段は、互いに絶縁され、かつ、上記特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第１電極を備えている。第１電極の有する電極領域は、互いに絶縁され、かつ、上記特定方向に沿って並べられているため、第１媒体中の被分離物質の分離を妨げない。すなわち、上記の構成によれば、実用的かつ簡便に電気泳動および転写を行うことができる。

上記電気泳動兼転写装置では、上記電極領域の形状が、線状であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記電極領域が、線状であるので、上記特定方向に沿って並べた際、平面を容易に充填し、効率よく第１媒体中の被分離物質を第２媒体へと転写することができる。

上記電気泳動兼転写装置では、上記複数の電極領域が、上記特定方向に直行して互いに平行に配置されていることが好ましい。

上記特定方向に直行して互いに平行に配置されている線状の電極領域は、該特定方向へ印加される電圧にほとんど影響を及ぼさないので、好適に第１媒体中の被分離物質を分離することができる。

上記電気泳動兼転写装置は、第１電極への接続または非接続を切り替え得る結線手段をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、結線手段は、第１電極への接続または非接続を切り替えることができるので、容易に第１電極の電位を制御することができる。

上記電気泳動兼転写装置では、第２電圧印加手段が、取り外し可能な第２電極をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、第２電圧印加手段が、第１電極の他に、取り外し可能な第２電極を備えているので、第１媒体中の被分離物質の分離に影響を及ぼすことなく、容易に第１媒体中の被分離物質を第２媒体へと転写することができる。

上記電気泳動兼転写装置では、第２電極および第２媒体を保持する取り外し可能な保持具を備えていてもよい。

上記の構成によれば、第２媒体が取り外し可能となるため、第２媒体をさらなる解析に容易に用いることができる。

上記電気泳動兼転写装置では、第２電圧印加手段が、互いに絶縁され、かつ、上記特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第２電極をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、第２電極が有する電極領域は、互いに絶縁され、かつ、第１媒体中の被分離物質の分離の方向である上記特定方向に沿って並べられているため、第１媒体中の被分離物質の分離を妨げない。したがって、第１媒体中の被分離物質の分離に影響を及ぼすことなく、容易に第１媒体中の被分離物質を第２媒体へと転写することができる。

本発明に係る電気泳動兼転写用チップは、被分離物質を含んでいる第１媒体および第１媒体に接している第２媒体を載置するための分離部と、該分離部を挟む第１緩衝液槽および第２緩衝液槽と、該分離部上に設けられ、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に規定される方向に沿って並べられた複数の互いに絶縁された電極領域を有した第１電極とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に電極を配置することにより、上記分離部上に載置された第１媒体に電圧を印加し、第１媒体中の被分離物質を上記方向に分離することができる。このとき、上記分離部上に設けられた第１電極が有する電極領域は、互いに絶縁され、かつ、上記方向に沿って並べられているため、被分離物質の分離に影響を及ぼさない。

そして、第１電極を用いることにより、容易に分離された被分離物質を第１媒体から第２倍体へと向かう方向へ電圧を印加することができるので、電気泳動と転写とを両方実現し得る。

本発明に係る電気泳動および転写方法は、被分離物質を含んだ第１媒体における特定方向に、電圧を印加する第１電圧印加工程と、第１電圧印加工程に続いて、第１媒体における、第１媒体に接する第２媒体へ向かう方向に、電圧を印加する第２電圧印加工程とを包含している電気泳動および転写方法であって、第２電圧印加工程が、互いに絶縁され、かつ、該特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第１電極を用いて該電圧を印加することを特徴としている。

上記の構成によれば、第２電圧印加工程において用いる第１電極が、第１電圧印加工程において第１媒体中の被分離物質の分離を阻害しないため、好適に電気泳動および転写を行うことができる。

本発明を用いれば、ゲルを剥がすことなく電気泳動および転写の両方を問題なく実施し得るので、実用的かつ操作が簡便な電気泳動兼転写装置を提供することができる。

〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態に付いて図面に基づいて説明する。図１および図２は、本実施形態に係る電気泳動兼転写装置１００の構造を示す模式図である。図１は、電気泳動時の電気泳動兼転写装置１００の構造を示し、図２は、転写時の電気泳動兼転写装置１００の構造を示す。

図１および２に示すように、電気泳動兼転写装置１００は、緩衝液槽１０１および１０２、分離部１０３、結線部１０４、電極１０５および１０６（第１電圧印加手段）、保持具１０７、ならびにストライプ電極１０８（第２電圧印加手段、第１電極）を備えており、転写時には、さらに電極１０９（第２電圧印加手段、第２電極）、保持具１１０および結線具１１１が付加される。なお、ストライプ電極１０８の詳細については後述する。

緩衝液槽１０１および１０２は緩衝液を充填するために用いられる。緩衝液としては、一般に電気泳動に用いられる組成の緩衝液を用いればよい。電極１０５は、緩衝液槽１０１内に設けられており、電気泳動時に−の電位を有する。電極１０６は、緩衝液槽１０２内に設けられており、電気泳動時に＋の電位を有する。

緩衝槽１０１および１０２に挟まれた領域上にストライプ電極１０８が設けられている。また、上記領域は、保持具１０７によって分離部１０３および結線部１０４に分割されている。図１に示すように、結線部１０４は、保持具１０７によって緩衝液槽１０１および１０２とは隔離されており、緩衝液の浸入が防がれている。また、保持具１０７は上部が空いた構造をしており、結線部１０４上のストライプ電極１０８は、他の部材と接触可能な状態である。

被分離物質を含んでいる第１媒体１２０は、分離部１０６上に載置され、保持具１０５によって保持される。なお、保持具１０７は上部が空いた構造をしており、第１媒体１２０は、他の部材と接触可能な状態である。

被分離物質としては、電気泳動および転写によって分離または分析すべき物質であればよく、生物材料（例えば、生物個体、体液、細胞株、組織培養物、または組織断片）から
の調製物を好適に用いることができ、ポリペプチドまたはポリヌクレオチドをより好適に用いることができる。第１媒体１２０としては、アガロースゲル、ポリアクリルアミドゲル等、一般に電気泳動に用いられるゲルを用いることができる。なお、ゲルを第１媒体として用いる場合、例えば、既にゲル化させた第１媒体１２０を分離部１０６上に載置してもよいか、分離部１０６上に液状の材料を充填し、該材料をゲル化させることによって分離部１０６上に第１媒体１２０を配置してもよい。また、本発明をキャピラリー電気泳動法により電気泳動を行う装置に適用する場合には、第１媒体としては一般的なキャピラリー電気泳動法に用いるポリマー入り緩衝液を用いることができる。

転写時において、結線部１０４上のストライプ電極１０８が、結線具１１１によって結線され、−の電位が与えられる。また、第１媒体１２０上に保持具１１０が配置される。保持具１１０は、電極１０９を備えており、第２媒体１２１を保持している。第１媒体１２０に、第２媒体１２１が接触し、その上部に電極１０９が配置される。電極１０９には＋の電位が与えられている。

第２媒体１２１としては、上記被分離物質を固定し得る物質からなるものであればよく、形状も特に限られないが、薄膜状のものがよい。具体的には、第２媒体１２１としては、周知のウェスタンブロッティング法等の生体高分子解析技術に用いる、ニトロセルロースメンブレン、ＰＶＤＦメンブレン、ナイロンメンブレン等を好適に用いることができる。

ストライプ電極１０８は、線状の導電体が平行に並べられた構造を有しており、電気泳動兼転写装置１００において、泳動方向と直交する方向に配置される。ストライプ電極１０８は、導電性を有する素材で作成されていればよく、緩衝液に接触させても劣化しない素材が好ましく、具体的には、これらに限られるものではないが、白金、銅、亜鉛等から作成することができる。ストライプ電極１０８を構成する一本一本の導電体の幅、長さ、および導電体同士の間隔は特に限定されない。

ここで、電気泳動装置兼転写装置１００の動作について、図面に基づいて説明する。図３および図４は、電気泳動兼転写装置１００の動作を示す模式図である。図３は、電気泳動時の電気泳動兼転写装置１００の動作を示し、図４は、転写時の電気泳動兼転写装置１００の動作を示す。

図３に示すように、電気泳動時、電極１０５が−の電位を有し、電極１０６が＋の電位を有するため、第１媒体１２０内の被分離物質は、電極１０５から電極１０６へ向かう方向（図３中、矢印の方向）に移動する。このとき、ストライプ電極１０８は、上記被分離物質の移動を妨げない。

ここで例えば、後述する実施例において示すように、ストライプ電極１０８の代わりに、平板状の電極を用いた場合、第１媒体１２０内の電位は一様になるため、上記被分離物質は移動しない。

一方、ストライプ電極１０８は、電圧の印加方向に直行するように設けられており、互いに絶縁され、かつ、該印加方向に沿って並べられた複数の電極領域を有している。そのため、電圧の印加方向の電位を一様にすることがなく、上記のように第１媒体１２０内の被分離物質は移動し得る。

そして、図４に示すように、転写時、電極１０５および電極１０６はゲル１２０に電圧を印加せず、第１媒体１２０の上部に第２媒体１２１および電極１０９が配置される。ストライプ電極１０８には−の電位が与えられ、電極１０９には＋の電位が与えられるので、第１媒体１２０内の被分離物質は、ストライプ電極１０８から電極１０９（第２媒体１２１）の方向へと移動する。以上により、上記被分離物質を第２媒体１２１へと転写することができる。

電気泳動時と転写時との間の、電極１０５、１０６および１０９の電位の切り替えは、周知慣用の技術を用いればよい。ストライプ電極１０８の電位の切り替えは、前述したように、結線部１０４上のストライプ電極１０８に対して、結線具１１１を接触または非接触を切り替えることによってなしえるが、これに限られない。ストライプ電極１０８に−の電位を与え得る手段であればよく、他にも例えばスイッチ等の周知の回路技術によって実装されていてもよい。

なお、電気泳動時および転写時に印化する電圧は、一般的な電気泳動装置または転写装置において用いられる電圧を用いればよく、電圧を印加する手段も、上述した部分以外は周知慣用の技術を用いればよい。

本実施形態に係る電気泳動転写装置１００では、以上のように第２媒体１２１を容易に取り外すことができる。そのため、被転写物質を転写させた第２媒体１２１を用いた解析（抗体抗原反応等）を好適に実施することができる。

〔第２の実施形態〕
本発明の他の実施形態に付いて図面に基づいて説明する。図５は、本実施形態に係る電気泳動兼転写装置２００の構造を示す模式図である。

図５に示すように、電気泳動兼転写装置２００は、緩衝液槽２０１および２０２、分離部２０３、結線部２０４、電極２０５および２０６（第１電圧印加手段）、ストライプ電極２０７および２０８（第２電圧印加手段、第１電極および第２電極）、ならびに結線部品２０９を備えている。

分離部２０３は、緩衝液槽２０１および２０２に挟まれた領域に存在し、第１媒体２２０および第２媒体２２１を上下から保持する。結線部２０４は、泳動槽２０１および２０２に挟まれた領域の外に、分離部２０３に隣接して存在する。ストライプ電極２０７および２０８は、分離部２０３から結線部２０４にかけて上下に設けられており、分離部２０３において第１媒体２２０および第２媒体２２１を挟んでいる。

緩衝液槽２０１および２０２、電極２０５および２０６、第１媒体２２０、第２媒体２２１、ならびにストライプ電極２０７および２０８についての説明は、第１の実施形態の記載と同様である。

結線部品２０９は、転写時に、ストライプ電極２０７および２０８に電位を与えるための部品である。図６は、結線部品２０９がストライプ電極２０７および２０８に電位を与える仕組みを説明する図である。図６の結線部品の拡大図において示すように、結線部品２０９は二つの分断された領域（図中の斜線部分）を有しており、これらはそれぞれ＋と−との電位を有する図示しない電圧供給手段（電源等）に接続されている。結線部品２０９が、結線部２０４において回転（図中、回転式１〜３）またはストライプ電極２０７および２０８の間に押し込まれる（図中、テーパ式）ことによって、上記の領域がストライプ電極２０７および２０８にそれぞれ接続され、ストライプ電極２０７および２０８に、それぞれ＋または−の電位を与える。なお、ストライプ電極２０７および２０８に、それぞれ＋または−の電位を与える方法は、上記に限られず、例えばスイッチ等の周知の回路技術によって実装されていてもよい。

次に、電気泳動装置兼転写装置２００の動作について、図面に基づいて説明する。図７および図８は、電気泳動兼転写装置２００の動作を示す模式図である。図７は、電気泳動時の電気泳動兼転写装置２００の動作を示し、図８は、転写時の電気泳動兼転写装置２００の動作を示す。

図７に示すように、電気泳動時、電極２０５が−の電位を有し、電極２０６が＋の電位を有するため、第１媒体２２０内の被分離物質は、電極２０５から電極２０６へ向かう方向（図７中、矢印の方向）に移動する。このとき、前述したように、ストライプ電極２０７および２０８は、上記被分離物質の移動を妨げない。

図８に示すように、転写時、電極２０５および電極２０６は第１媒体２２０に電圧を印加せず、ストライプ電極２０７に−の電位が、ストライプ電極２０８に＋の電位が与えられるので、第１媒体２２０中の被分離物質は、ストライプ電極２０７からストライプ電極２０８に向かう方向（図８中、矢印の方向）に移動する。以上により、上記被分離物質を第２媒体２２１へと転写することができる。

なお、上記の説明では、陰極のストライプ電極２０７側に第１媒体２２０を配置し、陽極のストライプ電極２０８側に第２媒体２２１を配置した場合について説明したが、逆であってもよい。

〔第３の実施形態〕
本発明はまた、上述した本発明に係る電気泳動兼転写装置が組み込まれた全自動二次元電気泳動−ウェスタンブロッティング（２ＤＧＥ−ＷＢ）装置を提供する。図９は、一実施形態に係る２ＤＧＥ−ＷＢ装置３００の構造を示す模式図である。

図９に示すように、本実施形態に係る２ＤＧＥ−ＷＢ装置３００は、基材３１４、サンプル導入および膨潤槽３０１、等電点電気泳動槽３０２、ＳＤＳ平衡化槽３０３、等電点電気泳動用ゲル置き場３０４、電気泳動兼転写部３０５（電気泳動兼転写装置）、転写用ストライプ電極３０６（第２電圧印加手段、第１電極）、結線部材３０７、緩衝液槽３０８および３０９、反応槽３１０、転写用電極３１１（第２電圧印加手段、第２電極）、ならびに支持体３１２および３１３を備えている。等電点電気泳動用ゲル置き場３０４には、等電点電気泳動用ゲル３２０が、電気泳動兼転写部３０５には２次元電気泳動用ゲル３２１が格納されており、支持体３１３は、転写用電極３１１の下部に転写基材３２２を保持している。

支持体３１２は以下のように動作する。まず、等電点電気泳動用ゲル置き場３０４から等電点電気泳動用ゲル３２０を取得し、保持する。次に、等電点電気泳動用ゲル３２０をサンプル導入および膨潤槽３０１に輸送し、サンプルの導入と膨潤とを行う。そして、等電点電気泳動用ゲル３２０に導入されたサンプルを、等電点電気泳動槽３０２において、等電点電気泳動する。分離されたサンプルを含んでいる等電点電気泳動用ゲル３２０を、ＳＤＳ平衡化槽３０３においてＳＤＳ平衡化した後、電気泳動兼転写部３０５に輸送し、２次元電気泳動用ゲル３２１に接触させる。電気泳動兼転写部３０５において、２次元目の電気泳動を行った後、支持体３１３が転写用電極３１１および転写基材３２２を２次元電気泳動用ゲル３２１の上部に配置し、転写用ストライプ電極３０６を結線部材３０７が結線することによって、２次元電気泳動用ゲル３２１から転写基材３２２へのサンプルの転写を行う。支持体３１３は、サンプルが転写された転写基材３２２を、反応槽３１０に輸送し、抗体反応を実施する。

以上のように、本実施形態に係る２ＤＧＥ−ＷＢ装置３００は、本発明に係る電気泳動兼転写装置が組み込まれているので、２次元目の電気泳動を行う過程と、転写を行う過程とを同じ部材で実施し得るため、２次元電気泳動用ゲル３２１の輸送が必要なく、二次元電気泳動およびウェスタンブロッティングを好適に連続して行うことができる。

〔第４の実施形態〕
本発明はさらに、上述した本発明に係る電気泳動兼転写装置に組み込むことのできる電気泳動兼転写用チップを提供する。本実施形態に係る電気泳動兼転写用チップは、被分離物質を含んでいる第１媒体を載置するための分離部と、該分離部を挟む第１緩衝液槽および第２緩衝液槽と、該分離部上に設けられ、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に規定される方向に沿って並べられた複数の互いに絶縁された電極領域を有した第１電極とを備えている。なお、本明細書において、上記のような、分離部、第１および第２緩衝液槽、ならびに第１電極を備えている構造体を電気泳動兼転写用チップと称する。

本実施形態に係る電気泳動兼転写用チップは、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に電極を配置することにより、上記分離部上に載置された第１媒体に電圧を印加し、第１媒体中の被分離物質を上記方向に分離することができる。このとき、上記分離部上に設けられた第１電極の各電極領域は、上記方向に沿って並べられ、かつ、互いに絶縁されているため、被分離物質の分離に影響を及ぼさない。

上記のような電気泳動兼転写用チップであれば、容易に本発明に係る電気泳動兼転写装置に組み込み得ることを当業者は容易に理解する。すなわち、本実施形態に係る電気泳動兼転写用チップは、上記分離部と、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽と、第１電極とを備えているので、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽内に配置し得る電気泳動のための電極、ならびに該分離部の上部に配置し得る転写のための電極を備えた装置に組み込むことによって、例えば、上述した第１の実施形態に係る電気泳動兼転写装置と同様の装置を構成することができる。

なお、本実施形態に係る電気泳動兼転写用チップは、電気泳動時には第１電圧印加手段を備えた電気泳動用装置に、転写時には第２電圧印加手段を備えた転写用装置に組み込んでもよい。上記電気泳動兼転写用チップは、第１媒体を保持し得るので、容易に電気泳動用装置および転写用装置間を移動させ得る。

本発明は上述した各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、異なる実施形態にそれぞれ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。

また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されない。

〔参考例１：片面のゲル板がない状態での電気泳動〕
上述した第１の実施形態に係る電気泳動兼転写装置では、片方のゲル板がない状態で電気泳動を行う。そこで、本発明に係る電気泳動兼転写装置について検討する前に、まず、従来の電気泳動装置において、片方のゲル板がない状態でも電気泳動を行うことが可能であるか否かを検討した。

図１０および図１１に示すように、片方のゲル板がない場合でも両方ゲル板がある場合と同様にタンパク質分離結果が得られた。

なお、片方のゲル板がない場合の分離されたタンパク質のバンドがシャープではない原因は、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ中のゲル表面の乾燥により、分離中のタンパク質がポリアクリルアミドゲル（ＰＡＧ）にトラップされることが考えられる。そのため、保湿の調節はあったほうが好ましい。

〔実施例１：ストライプ電極の作製〕
参考例１により、片面ゲル板なしでも電気泳動が可能であることが判明したので、さらに検討を進めた。

６ｃｍ×５ｃｍで厚み３ｍｍのガラス板上にスパッタ装置を用いＣｒのバインダーを成膜した後、約２０００ÅのＰｔを成膜した。次に、１００μｍ幅のブレードをセットしたダイシングソー（Ｄｉｓｃｏ）を用いてＰｔ電極幅および電極間が約１００μｍおよび約１００μｍとなるように作製した。また、レーザーパワーが１．７５Ｗ、加工スピードが１０．８ｃｍ／ｓｅｃ、パルス周波数が３０００Ｈｚの加工条件にてＣＯ_２レーザー彫刻機を用いてＰｔ線幅１００μｍおよびＰｔ線間が１００μｍのストライプ電極基板とＰｔ線幅５０μｍおよびＰｔ線間が５０μｍのストライプ電極基板を作製することができた（図１２）。また、このときの条件ではガラス面はほとんどレーザーによる加工を受けていなかった。

〔実施例２：基板の比較検討〕
６ｃｍ×５ｃｍのゲル板（ガラス板）を１ｍｍのスペーサーを挟んで組み立て、ゲル作製容器に設置した。一方のゲル板としてはガラス基板を用い、もう一方のゲル板として、Ｐｔ線幅１００μｍおよびＰｔ線間幅が１００μｍのストライプ電極基板、基板全面がＰｔで成膜された基板を用いた場合、またはガラス基板（陽性対照）を用いた。

次に、調整した分離ゲル溶液（１３％アクリルアミドミックス（アクリルアミド：ビスアクリルアミド＝２９．２：０．８）、３７８ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．８）、０．０５％ＡＰＳ、０．１％ＴＥＭＥＤ）を先端から７ｍｍのところまで添加後に、水を重層した。分離ゲル溶液が重合した後、水を除去し、調整した濃縮ゲル溶液（４％アクリルアミドミックス（アクリルアミド：ビスアクリルアミド＝２９．２：０．８）、１２５ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．８）、０．０５％ＡＰＳ、０．２％ＴＥＭＥＤ）を添加した後、サンプルコームをセットした。また、陰極の電気泳動バッファー組成は２５ｍＭ Ｔｒｉｓ、１９２ｍＭグリシンおよび０．１％ＳＤＳ、陽極の電気泳動バッファー組成は１５０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ８．８）を用いた。サンプルは溶解した等量の０．５％のアガロースゲルと混合してサンプルウェルに滴下して凝固後にＳＤＳ−ＰＡＧＥを行った。

ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離するサンプルとして、可視染色されたＳｅｅＢｌｕｅ ｐｌｕｓ２ Ｍ．Ｗ．Ｍａｒｋｅｒ（インビトロジェン社）と蛍光標識されたＤｙＬｉｇｈｔ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｍａｒｋｅｒｓ（ＰＩＥＲＣＥ）を使用した。

２０ｍＡ定電流で４５分間電圧印加した結果、一方のゲル板をストライプ電極基板にした場合でも明瞭なタンパク質バンドが検出された（図１３）。一方、基板全面がＰｔで成膜された基板ではタンパク質がまったく移動せず、電圧を印加できないことが確認できた（図１４）。

〔実施例３：チップを用いたタンパク質の転写検討〕
片ゲル面が空いているチップを模したゲル板と電気泳動槽が分離された自作器具を用いて、ＳＤＳ−ＰＡＧＥから転写の一連の工程を一チップ内で行うことができることを検討した。

Ｐｔ線幅１００μｍおよびＰｔ線間が１００μｍのストライプ電極基板を陰極、ステンレス平板を陽極として、ＳＤＳ−ＰＡＧＥで分離したタンパク質の転写を行った。図１５は、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ直後のチップの写真であり、図１６は転写後のチップの写真であり、図１７は、転写膜（Ｉｍｍｏｂｉｌｏｎ−ＦＬ、ＰＶＤＦ膜）の写真である。示すようにタンパク質の分離および転写が行われている。以上のように、ゲルをゲル板から剥がすことなくＳＤＳ−ＰＡＧＥから転写までを一チップ内でできることを確認できた。

なお、図１８は各工程の写真である。Ｓｔｅｐ１はストライプ電極付きチップ内にゲルを充填した時点、Ｓｔｅｐ２はＳＤＳ−ＰＡＧＥ中、Ｓｔｅｐ３はチップを転写カセット（転写のための電圧をチップに印加するための装置）に設置し、ＰＶＤＦ膜をセットした時点、Ｓｔｅｐ４は陽極をセットした時点、Ｓｔｅｐ５は転写後、陽極を除いた時点、Ｓｔｅｐ６はＰＶＤＦ膜を除いた（取得した）時点の写真である。

〔実施例４：ストライプ電極によりゲルを挟んだ構造の検討〕
ストライプ電極をチップ両側に装備し、かつＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）メンブレンとゲルが準備されたチップで、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(ＰＡＧＥ)を実施した。電気泳動パターンに対する、ストライプ電極の存在の影響、PＰＶＤＦ膜の存在の影響について評価した。

ストライプ電極としては、石英ガラス（５０ｍｍ×６０ｍｍ)上に、白金を、線幅５０μｍ、間隔５０μｍ、繰り返し回数５００回の条件で、フォトリソグラフィにより設けたものを用いた。ＰＶＤＦメンブレンとしては、ミリポア社製ＩｍｍｏｂｉｌｏｎＦＬを用いた。ゲル形成条件としては、アクリルアミド濃度を濃縮ゲル４％、分離ゲル１３％として、ゲル厚１ｍｍで作成した。泳動試料としては、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ社製分子量マーカーＳｅｅＢｌｕｅ Ｐｒｅ−ｓｔａｉｎｅｄを用いた。

ポリメチルメタクリレート製のチップ基板内に、電極面を上にしたストライプ電極をおき、その上にＰＶＤＦ膜、１ｍｍ厚スペーサーガラス、電極面を下にしたストライプ電極の順で重ね、チップ蓋で覆った。１ｍｍ厚の空隙にアクリルアミドモノマー溶液を流し込み、濃縮ゲル及び分離ゲルを形成した。そして、サンプルを導入後、１５０Ｖ定電圧の条件で電気泳動を実施した。

結果を図１９に示す。示すようにストライプ電極が両側に装備されたチップにＰＶＤＦメンブレンを設置して形成したポリアクリルアミドゲルによる電気泳動で、ＰＶＤＦメンブレンがない場合と同様の分離パターンを得ることができた。

本発明を用いれば、実用的かつ操作が簡便な電気泳動兼転写装置を提供し得る。例えば、ＳＤＳ−ＰＡＧＥからウェスタンブロッティングまでの工程を一チップで行うことができる。さらに、２軸搬送型の自動化装置と組み合わせることによって、全自動二次元電気泳動−ウェスタンブロッティング装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の電気泳動時の構造を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の転写時の構造を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の電気泳動時の動作を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の転写時の動作を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の構造を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の結線部品の動作を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の電気泳動時の動作を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の転写時の動作を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る全自動二次元−ウェスタンブロッティング装置の構造を示す模式図である。 片方のゲル板がない状態で電気泳動を行った結果を示す写真である。 片方のゲル板がない状態で電気泳動を行った結果を示す写真である。 本発明の一実施形態に係るストライプ電極の写真である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の電気泳動の結果を示す写真である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置および従来技術に係る電気泳動兼転写装置の電気泳動の結果を比較するグラフである。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の電気泳動直後の写真である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の転写後の写真である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の転写後の転写膜の写真である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動および転写方法の各工程の写真である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動兼転写装置の転写の結果を示す写真である。

符号の説明

１００ 電気泳動兼転写装置
１０１、１０２ 緩衝液槽
１０３ 分離部
１０４ 結線部
１０５、１０６ 電極（第１電圧印加手段）
１０７ 保持具
１０８ ストライプ電極（第２電圧印加手段、第１電極）
１０９ 電極（第２電圧印加手段、第２電極）
１２０ 第１媒体
１２１ 第２媒体
２００ 電気泳動兼転写装置
２０１、２０２ 緩衝液槽
２０３ 分離部
２０４ 結線部
２０５、２０６ 電極（第１電圧印加手段）
２０７ ストライプ電極（第２電圧印加手段、第１電極）
２０８ ストライプ電極（第２電圧印加手段、第２電極）
２０９ 結線部品
２２０ 第１媒体
２２１ 第２媒体
３００ 全自動二次元電気泳動−ウェスタンブロッティング装置
３０１ サンプル導入および膨潤槽
３０２ 等電点電気泳動槽
３０３ ＳＤＳ平衡化槽
３０４ 電気泳動用ゲル置き場
３０５ 電気泳動兼転写部
３０６ 転写用ストライプ電極（第２電圧印加手段、第１電極）
３０７ 結線部材
３０８、３０９ 緩衝液槽
３１０ 反応槽
３１１ 転写用電極（第２電圧印加手段、第２電極）
３１２、３１３ 支持体
３２０ 等電点電気泳動用ゲル
３２１ ２次元電気泳動用ゲル（第１媒体）
３２２ 転写基材（第２媒体）

Claims (9)

1. 被分離物質を含んだ第１媒体における特定方向に、電圧を印加する第１電圧印加手段と、
   第１媒体における、第１媒体に接する第２媒体へ向かう方向に、電圧を印加する第２電圧印加手段とを備えている電気泳動兼転写装置であって、
   第２電圧印加手段が、互いに絶縁され、かつ、該特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第１電極を備えていることを特徴とする電気泳動兼転写装置。
2. 上記電極領域の形状が、線状であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動兼転写装置。
3. 上記複数の電極領域が、上記特定方向に直行して互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動兼転写装置。
4. 第１電極への接続または非接続を切り替え得る結線手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電気泳動兼転写装置。
5. 第２電圧印加手段が、取り外し可能な第２電極をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電気泳動兼転写装置。
6. 第２電極および第２媒体を保持する取り外し可能な保持具を備えていることを特徴とする請求項５に記載の電気泳動兼転写装置。
7. 第２電圧印加手段が、互いに絶縁され、かつ、上記特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第２電極をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電気泳動兼転写装置
8. 被分離物質を含んでいる第１媒体および第１媒体に接している第２媒体を載置するための分離部と、
   該分離部を挟む第１緩衝液槽および第２緩衝液槽と、
   該分離部上に設けられ、第１緩衝液槽および第２緩衝液槽に規定される方向に沿って並べられた複数の互いに絶縁された電極領域を有した第１電極とを備えていることを特徴とする電気泳動兼転写用チップ。
9. 被分離物質を含んだ第１媒体における特定方向に、電圧を印加する第１電圧印加工程と、
   第１電圧印加工程に続いて、第１媒体における、第１媒体に接する第２媒体へ向かう方向に、電圧を印加する第２電圧印加工程とを包含している電気泳動および転写方法であって、
   第２電圧印加工程が、互いに絶縁され、かつ、該特定方向に沿って並べられた複数の電極領域を有した第１電極を用いて該電圧を印加することを特徴とする電気泳動および転写方法。