ゲル充填装置及びそれを用いたゲル形成方法
【課題】ゲル形成鋳型へのゲル充填途中におけるゲルの固化を防止し、ゲルを安定して形成することができるゲル充填装置を提供する。
【解決方法】本発明に係るゲル充填装置１００は、ゲル形成鋳型１１にゲル溶液を充填してゲルを形成するものであって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵するゲル形成溶液タンク１と、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する重合開始剤タンク２と、ゲル形成溶液タンク１および重合開始剤タンク２の各々に連通された吐出口７を備える。ゲル形成溶液と重合開始剤とは、ゲル形成溶液タンク１および重合開始剤タンク２の各々から吐出口７までを連通する第１導路において混合される。ゲル充填装置１００は、吐出口７を介して、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合してなるゲル溶液をゲル形成鋳型１１内に吐出する。
【解決方法】本発明に係るゲル充填装置１００は、ゲル形成鋳型１１にゲル溶液を充填してゲルを形成するものであって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵するゲル形成溶液タンク１と、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する重合開始剤タンク２と、ゲル形成溶液タンク１および重合開始剤タンク２の各々に連通された吐出口７を備える。ゲル形成溶液と重合開始剤とは、ゲル形成溶液タンク１および重合開始剤タンク２の各々から吐出口７までを連通する第１導路において混合される。ゲル充填装置１００は、吐出口７を介して、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合してなるゲル溶液をゲル形成鋳型１１内に吐出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル形成用のゲル形成鋳型にゲル溶液を充填するゲル充填装置およびそれを用いたゲル形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生命科学研究の分野では、タンパク質や核酸等の生体高分子を分離する手法として、その分離能の高さからポリアクリルアミドゲルを用いたゲル電気泳動法が広く利用されている。
【０００３】
また、ゲル電気泳動法には、例えば横型と縦型とが存在する。仮に平板型電気泳動法を行う場合、自己支持性を有さないポリアクリルアミドゲルは１枚の支持体の上または２枚の支持体の間に重ねられて用いられる。ただし、この方法では、実験操作時にゲルが破壊されてしまう危険性が高い。例えば、支持体にゲルを重ね合わせる時、泳動槽内に支持体上のゲルをセットする時、ゲルの保存時、試料をゲルにアプライする時、ゲルで分離した試料を評価する時など、操作のケアレスミスによってゲルは容易に壊れてしまう。
【０００４】
そこで、ポリアクリルアミドゲルを利用した電気泳動方法では、２枚の支持体とスペーサーとから構成したモールド（型）内にゲルを形成し、このモールドを垂直に保持したまま電気泳動を行う垂直式電気泳動法がよく用いられている。この方法では、ゲルを形成するために、モノマー溶液に架橋剤や重合開始剤等を加えて混合したゲル溶液をモールドに注入する。ところが、特に注入作業の時間が長くなる場合など、作業途中でゲル溶液が固化（ゲル化）してしまい、モールド内にゲルを適切に形成することができないという問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、ゲル作製作業途中におけるゲルの固化を防止する試みが行なわれている。
【０００６】
例えば、従来、ゲル溶液を入れる容器全体を冷却することによってゲルの固化を防止する試みが行なわれている。ただし、ゲル溶液が冷却されても重合速度が若干遅くなるだけであり、問題を解決するには至っていない。
【０００７】
また、特許文献１には、電気泳動用ゲル作製器具にポリジメチルシロキサンまたはシリコーン樹脂を用いることによって、ゲルの固化を防止するゲル作製器具が開示されている。特許文献１では、ゲル作製器具内に重合阻害剤となる酸素が入り込みやすくすることによって、ゲル作製作業途中におけるゲルの固化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３００４０４号公報（平成１７年１０月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のゲル作製器具を用いてゲルを作成する場合、ゲルの重合速度が遅くはなるが、ゲル作製作業途中におけるゲルの固化を防止するには十分ではない。例えば、ゲルが固化するまでの時間が、ゲル原料容器からゲル形成容器にゲル溶液を充填する充填時間に比べて短い場合には、ゲル作製器具内でゲルが固化してしまい、ゲルを作製することができない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ゲル形成鋳型へのゲル充填途中におけるゲルの固化を防止し、ゲルを安定して形成することができるゲル充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るゲル充填装置は、上記の課題を解決するために、ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル充填装置であって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えることを特徴としている。
【００１２】
上記構成において、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合してなるゲル溶液は、混合後にゲル化を開始し、時間の経過を経て固化することによってゲルを形成する。
【００１３】
上記構成によれば、第１貯蔵タンクに貯蔵されたモノマー溶液と第２貯蔵タンクに貯蔵された重合開始剤とは、上記第１流路に送液され、当該第１流路の合流点から上記吐出口にかけて互いに混合される。すなわち、ゲル形成溶液と重合開始剤とは吐出口の手前において混合される。このため、本発明に係るゲル充填装置は、ゲル形成溶液と重合開始剤との混合直後に、吐出口からゲル溶液を吐出することができる。これによって、ゲル化が開始したゲル溶液をゲル形成鋳型に速やかに充填することができる。
【００１４】
したがって、本発明に係るゲル形成装置によれば、ゲル充填作業の途中で、ゲル溶液が固化してしまうことを防止し、ゲルを安定的に形成することができる。
【００１５】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記吐出口に送液する洗浄液を貯蔵する洗浄液タンクと、上記洗浄液タンクから、上記第１流路における上記合流点または上記合流点よりも上流までを流通する第２流路とをさらに備えることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、ゲル溶液の充填後、洗浄液タンクに貯蔵された洗浄液は上記第２流路に送液され、さらに上記第１流路のうちの上記合流点から吐出口にかけて送液される。すなわち、第１流路のうち、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合してなるゲル溶液が通過した領域を洗浄液により洗浄することができる。これによって、装置内でゲル溶液が固化してしまうことを防ぎ、装置を安定して使用することができる。
【００１７】
また、上記構成によれば、ゲル溶液が残存する可能性のある箇所を効率的に洗浄することができる。
【００１８】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記吐出口を介して上記ゲル溶液を充填されたゲル形成鋳型を搬出し、かつ、上記吐出口に対して次のゲル形成鋳型を搬入する搬送手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、複数のゲル形成鋳型に対して効率的にゲルを充填することができる。また、バッチ式のゲル充填装置と比較して、ゲル間バラつきを減少したゲルを形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記第１流路のうち、上記合流点または上記合流点よりも下流に配置された混合器をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、混合器がモノマー溶液と重合開始剤とを好適に混合するため、ゲルをより安定して作成することができる。
【００２２】
また、本発明に係るゲル充填装置において、上記第１流路は、上記吐出口側の末端に設けられた吐出タンクを含んで構成されることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、吐出タンクにおいてモノマー溶液と重合開始剤とが好適に混合されるため、ゲルをより安定して作成することができる。
【００２４】
また、本発明に係るゲル充填装置において、上記合流点は上記吐出タンクにあることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、ゲル形成溶液の残渣の洗浄を効率的に行うことができるとともに、装置構成の簡便化が可能となる。
【００２６】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記吐出口に設けられた中空構造のニードルをさらに備えることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、ゲル形成溶液は、ニードルを介して、ゲル形成鋳型に注入される。ニードルの外径や内径、または形状を適宜選択することによって、様々なゲル形成鋳型の充填口に対応することができる。また、小口径のニードルを用いることによって、ゲル形成鋳型に大きな充填口を設ける必要がなくなり、電気泳動器具を設計する上で、大きなメリットが得られる。
【００２８】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記ゲル形成鋳型に対する上記吐出口の相対的な位置を３軸方向に移動させる３軸可動ロボットをさらに備えることが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、所望の位置に設けられたゲル形成鋳型の充填口に対して、ゲル充填装置の吐出口をフレキシブルに位置決めして充填することが可能になる。
【００３０】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記ゲル形成鋳型に吐出されたゲル溶液の液面を検出する界面検出器と、上記界面検出器による検出信号に基づいて吐出動作を制御する充填制御手段とをさらに備えることが好ましい。
【００３１】
上記構成によれば、複数のゲル形成鋳型間で、ゲル形成溶液の液面がバラツキつくことを抑制できる。これによれば、ゲル形成溶液の充填工程の再現性を良好に確保することができる。
【００３２】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記第１および第２貯蔵タンクから上記吐出口までを含む充填系を複数備えることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、複数の充填系を利用してゲル形成溶液をゲル形成鋳型に充填することができる。このため、ゲル形成鋳型に対する充填作業のタクトタイム（作業時間）を減少させることができる。
【００３４】
また、本発明に係るゲル充填装置において、複数の上記充填系の間では、上記第１貯蔵タンクの貯蔵する第１ゲル形成溶液の含むモノマー溶液の濃度が互いに異なってもよい。
【００３５】
上記構成によれば、被検出物質をスタッキングする濃縮ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）と、被検出物質を分離する分離ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）からなる重層構造ポリアクリルアミドゲルを好適に形成することができる。なお、このようなゲルは、高性能な電気泳動用媒体としてその使用用途は広い範囲を有する。
【００３６】
また、本発明に係るゲル充填装置において、上記第１貯蔵タンクは、互いに濃度または等電点の異なるモノマー溶液を含有する複数のゲル形成溶液をそれぞれ貯蔵する複数のタンクから構成されており、上記複数のタンクの各々から上記吐出口に送液される上記複数のゲル形成溶液の送液量をそれぞれ漸次的に変化させる混合比制御手段をさらに備えていてもよい。
【００３７】
上記構成によれば、ゲル濃度が低い方から高い方に、または、高い方から低い方に変化していくグラジエントゲルを簡便に、安定性よく形成することができる。このようなグラジエントゲルは、広い範囲の分子量分布の被検出物質を観察する時に、好適な電気泳動用媒体である。
【００３８】
また、上記構成によれば、固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔ）ゲルを簡便に、安定性よく形成することもできる。ＩＰＧゲルは、ｐＫａの異なるアクリルアミド誘導体の混合溶液からなる二種類のゲル形成溶液を調整し、その二種類のゲル形成溶液からグラジエントゲルを作製することにより形成される。このようなＩＰＧゲルは、二次元電気泳動法の一次元目の等電点（ｐI）の違いにより分離する電気泳動に用いられるため、プロテオーム解析における需要が大きい。
【００３９】
また、上記のゲル充填装置を用いて形成された電気泳動用ゲルは、電気泳動用媒体として好適に利用することができる。
【００４０】
また、本発明に係るゲル形成方法は、ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル形成方法であって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えるゲル充填装置を用いて、上記第１貯蔵タンク内の上記第１貯蔵タンクおよび上記第２貯蔵タンク内の重合開始剤の各々を上記第１流路に送液する工程と、上記吐出口を介して、上記ゲル形成鋳型に上記ゲル溶液を充填する工程とを含むことを特徴としている。
【００４１】
上記方法によれば、上記ゲル充填装置の奏する効果と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に係るゲル充填装置は、ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル充填装置であって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えるため、ゲル形成鋳型へのゲル充填途中におけるゲルの固化を防止し、ゲルを安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係るゲル充填装置の構成を示す概略図である。
【図２】上記ゲル充填装置を用いたゲル形成方法の一例を説明する図である。
【図３】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法の他の一例を説明する図である。
【図４】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法のさらに他の一例を説明する図である。
【図５】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法のさらに他の一例を説明する図である。
【図６】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法のさらに他の一例を説明する図である。
【図７】本発明の他の一実施形態に係るゲル充填装置の構成を示す概略図である。
【図８】上記ゲル充填装置の他の構成例を示す概略図である。
【図９】本発明のさらに他の一実施形態に係るゲル充填装置の構成を示す概略図である。
【図１０】上記ゲル充填装置を用いたゲル形成方法の一例を説明する図である。
【図１１】上記ゲル充填装置の他の構成例を示す概略図である。
【図１２】上記ゲル充填装置の他の構成例を用いたゲル形成方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
〔第１の実施形態〕
本発明に係る第１の実施形態について、図１〜図７を参照して以下に説明する。
【００４５】
（ゲル充填装置１００の構成）
本発明の一実施形態に係るゲル充填装置１００は、モールド（ゲル形成鋳型）１１にゲル形成溶液を充填して電気泳動用ゲルを形成する装置である。まず、本実施形態に係るゲル充填装置１００の構成について、図１を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態に係るゲル充填装置１００の構成を示す概略図である。
【００４６】
図１に示すように、ゲル充填装置１００は、ゲル形成溶液タンク（第１貯蔵タンク）１、重合開始剤タンク（第２貯蔵タンク）２、洗浄液タンク３、各タンク内の溶液を送液するポンプ４〜６、吐出口７を有するシリンジ（吐出タンク）８、吐出口７に設けられたニードル９、吐出口７を介してゲル形成溶液を吐出させるディスペンサー１０、モールド１１を搬送するコンベア（搬送手段）１２、当該装置における動作を制御する各種のコントローラ１３〜１５を備える。また、各種のコントローラ１３〜１５は、コンピュータ１６によって総合的に制御される。
【００４７】
ゲル形成溶液タンク１は、ゲル形成溶液を貯蔵するタンクである。本明細書において、「ゲル形成溶液」とは、ゲルの主鎖を構成するモノマー溶液を含む溶液を意味するものであり、架橋剤が適宜含まれていてもよい。例えば、ゲル形成溶液として、Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドを架橋剤として含む３０％アクリルアミド溶液、１Ｍトリス塩酸緩衝液（Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ）、および超純水を用いて所望のゲル濃度（好ましくは４〜２０％）に調整したアクリルアミド溶液を利用することができる。
【００４８】
重合開始剤タンク２は、重合開始剤を貯蔵するタンクである。本明細書において、「重合開始剤」とは、ゲル形成溶液と混合することにより、ゲルの重合を開始させる溶液である。例えば、重合開始剤として、ゲル重合開始剤として用いられる過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ：Ａｍｍｏｎｉｕｍｐｒｅｓｕｌｆａｔｅ）と、ゲル重合促進剤として用いられるテトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ：Ｎ,Ｎ,Ｎ´, Ｎ´-Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）とを混合したものを利用することができる。
【００４９】
ゲル形成溶液タンク１と重合開始剤タンク２との各々は流路（第１流路）を介して吐出口７に連通している。第１流路は吐出口７側の末端に設けられたシリンジ８を含んで構成され、ゲル形成溶液タンク１と重合開始剤タンク２との各々から延びる第１流路はこのシリンジ８において合流している。
【００５０】
なお本明細書において「流路」とは内部に溶液を流通させる構成であればよく、また、「合流」とは、内部の空間が１つの空間に繋がることを意味する。「流路」としては、例えば配管やチューブなどを利用することができる。
【００５１】
ポンプ４およびポンプ５は、それぞれ第１流路に配置され、ゲル形成溶液タンク１内のゲル形成溶液と重合開始剤タンク２内の重合開始剤との各々をシリンジ８に向けてそれぞれ送液する。すなわち、ゲル形成溶液タンク１から送液されるゲル形成溶液と、重合開始剤タンク２から送液される重合開始剤とは、シリンジ８にて混合される。ゲル形成溶液と重合開始剤との混合比は、混合制御コントローラ１３がポンプ４および５の各々の駆動を制御することによって調節される。
【００５２】
なお、以下では、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合された溶液のことをゲル形成混合溶液（ゲル溶液）という。ゲル形成混合溶液は、混合後、時間の経過によって固化し、ゲルが形成される。
【００５３】
また、洗浄液タンク３は、洗浄液を貯蔵するタンクである。洗浄液タンク３は他の流路（第２流路）を介してシリンジ８と連通しており、ポンプ６は洗浄液タンク３内の洗浄液をシリンジ８に向けて送液する。洗浄液は、充填後にシリンジ８およびニードル９内に残存するゲル形成混合溶液を洗い流すために用いられる。洗浄液としては、超純水、および、ゲル形成溶液の調整に用いた緩衝液などを利用することができる。
【００５４】
ポンプ４〜６としては、ベリスタポンプおよびダイヤフラムポンプ等を好適に用いることができる。
【００５５】
シリンジ８は吐出フレーム１７に支持されている。シリンジ８としては、市販されているものを利用することができ、例えば、容量が１０〜５０ｍＬである樹脂製のものを用いることが好ましい。
【００５６】
また、吐出口７には中空構造のニードル９が設けられている。シリンジ８としては、それぞれ市販されているものを利用することができる。例えば、金属および樹脂等、種々の材質のものを用いることができ、その外径および内径もモールド１１の設計に合わせて適宜選択可能である。ただし、樹脂製よりは金属製のものが好ましく、外径が０．３〜１ｍｍ、内径が０．１〜０．６ｍｍのニードルを好適に利用することができる。また、後述するが、モールド１１の充填口に合わせてニードルを設計してもよい。
【００５７】
ディスペンサー１０は、例えばシリンジ８に対して圧縮空気を加える構造を有しており、シリンジ８に送液されたゲル形成混合溶液または洗浄液をニードル９から吐出させる。ここで、ゲル形成混合溶液の吐出圧力や吐出時間等を最適化することによって、モールド１１にゲル形成混合溶液を精度良く充填させることができる。
【００５８】
また、シリンジ８が設けられた吐出フレーム１７は移動制御コントローラ１４に接続されている。吐出フレーム１７は、モールド１１に対するニードル９の位置を調整可能なように、移動可能に構成されている。移動制御コントローラ１４は、シリンジ８内のゲル形成混合用液または洗浄液の吐出、および、ニードル９のＸＺ方向（図１参照）の移動を制御する。
【００５９】
コンベア（搬送手段）１２は、ゲル形成混合溶液を充填されたモールド１１を搬出し、ゲル充填装置１００における充填位置に次のモールド１１を搬入する。例えばコンベア１２の上には複数のモールド１１が乗せられており、コンベア１２の移動に伴ってモールド１１の搬出および搬入が連続的に行なわれる。また、コンベア１２は、移動制御コントローラ１５に接続されており、移動制御コントローラ１５は、コンベア１２のＹ軸方向（図１参照）の移動を制御する。
【００６０】
なお、本実施形態において、移動制御コントローラ１４および１５は、モールド１１に対するニードル９の相対的な位置を３軸方向に移動させる３軸可動ロボットを構成する。これにより、所望の位置に設けられたモールド１１の充填口に対して、ニードル９をフレキシブルに位置決めして充填可能となる。
【００６１】
以上のように構成されたゲル充填装置１００は、ニードル９と、モールド１１に設けられた充填口とを介して、ゲル形成混合溶液をモールド１１へ充填する。
【００６２】
モールド１１は、ガラス板またはプラスチック板等を用いた２枚の基体と、当該２枚の基体の間に設けられた所望の厚さのスペーサーとから作製することができる。また、当業者が所望の設計を行えば、射出成型等によって、例えばポリメタクル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）の鋳型を大量に低コストで作製することができる。また、モールド１１の充填口は、当業者の設計により所望の位置に設けることが可能である。これに関しては、後述にて詳しく説明する。
【００６３】
ゲル充填装置１００によりモールド１１に充填されたゲルは、代表的な電気泳動用媒体の一つであるポリアクリルアミドゲルとして利用することができる。ポリアクリルアミドゲルは、ナトリウムドデシル硫酸塩を用いたポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）に好適な電気泳動用媒体である。
【００６４】
なお、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。
【００６５】
本実施形態に係るゲル充填装置１００は、ゲル化が開始されるゲル形成混合溶液を、ゲル形成溶液と重合開始剤と混合の直後に吐出することが可能である。このため、ゲル充填作業の途中で、ゲル形成混合溶液がゲル化してしまうことを防止することができる。ゲル充填装置１００による効果は、特に、ゲル形成混合溶液の固化時間がゲル形成溶液タンク１から吐出口７までの送液時間に比べて短い場合に有効である。
【００６６】
また、本実施形態では、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合されてなるゲル形成混合溶液が通過する領域は、シリンジ８およびニードル９のみである。このため、シリンジ８とニードル９という限られた領域を洗浄することによって、ゲル充填装置１００内にゲルが残存することを防ぐことができる。
【００６７】
（ゲル充填装置１００の動作）
本実施形態に係るゲル充填装置１００の充填動作について以下に説明する。
【００６８】
まず、コンベア１２が、ゲルを充填すべきモールド１１を所定の充填位置に搬送する。
【００６９】
一方、ゲル形成溶液タンク１は所望の濃度に調整されたゲル形成溶液を貯蔵しており、重合開始剤タンク２は調整済みの重合開始剤を貯蔵している。ここで、ポンプ４はゲル形成溶液タンク１内のゲル形成溶液をシリンジ８に送液し、同時に、ポンプ５は重合開始剤タンク２内の重合開始剤をシリンジ８に送液する。シリンジ８に送液されたゲル形成溶液と重合開始剤とは混合してゲル形成混合用液となる。
【００７０】
上記送液時、混合制御コントローラ１３がポンプ４および５を制御してゲル形成溶液および重合開始剤の送液量を調整することによって、ゲル形成溶液と重合開始剤との混合比が制御される。
【００７１】
次に、吐出フレーム１７は所定の場所に搬送されたモールド１１に移動し、ニードル９の先端はモールド１１の充填口からモールド１１内部に向けて位置する。その後、ディスペンサー１０は、ニードル９を介してシリンジ８内のゲル形成混合溶液をモールド１１内に吐出する。なお、ゲル形成混合溶液は、細いニードル９を通過する時にさらに良好に混合される。
【００７２】
充填後、コンベア１２は、充填済みのモールド１１を搬出し、次のモールド１１を所定の充填位置に搬送する。
【００７３】
ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合されたゲル形成混合溶液は、混合後、数十分から数時間のうちに固化する。したがって、充填後、モールド１１を保存することにより、モールド１１内にはゲルが形成される。
【００７４】
また、充填後、ゲル充填装置１００内にゲル形成混合溶液が残存したまま固化すると、その後の装置の使用に支障が生じる。このため、充填後には、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合された箇所から吐出口までを洗浄することが好ましい。
【００７５】
具体的には、ニードル９が例えば廃液容器など廃液系に移動し、ポンプ６が洗浄液タンク３内の洗浄液をシリンジ８に送液する。洗浄液はシリンジ８およびニードル９を通過してこれらを洗浄する。場合によっては、圧縮空気により残渣をゲル充填装置の系外に排出しても構わない。
【００７６】
以上の動作によって、モールド１１内にゲル形成混合用液を充填してゲルを形成することができる。
【００７７】
なお、モールド１１の搬出は、充填されたゲル形成混合溶液が固化するまで控える必要はなく、モールド１１にゲル形成混合溶液が充填された後に即座に行われてもよい。
【００７８】
また、洗浄液による洗浄を行うタイミングは、シリンジ８内のゲル形成混合溶液が固化する前に設定する。例えば、モールド１１に充填後のゲル形成溶液が固化する前に、ゲル形成溶液が通過した導路を洗浄する。上述したように、１つのモールド１１にゲル形成混合溶液を充填した後に直ぐ洗浄を行ってもよいが、任意に設定した複数のモールド１１にゲル形成混合溶液を充填する毎に行ってもよい。
【００７９】
（ゲル充填方法）
本実施形態に係るゲル充填装置１００によるゲル充填方法について、図２〜６を参照して以下に説明する。図２〜６は、ゲル充填方法の一例を説明するための模式図である。
【００８０】
まず、ゲル形成混合溶液の基本的な充填方法について図２を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、ゲル充填方法の各工程を示す模式図である。
【００８１】
まず、図２（ａ）に示すように、ニードル９をモールド１１の充填口１８に挿入する。次に、図２（ｂ）に示すように、ニードル９を介して、ゲル形成混合溶液をモールド１１内のスペースに充填する。最後に、図２（ｃ）に示すように、ニードル９をモールド１１の充填口１８から抜く。その後、モールド１１内に充填されたゲル形成混合溶液がゲルを形成する。
【００８２】
以上の充填方法は、形成するゲルの種類やモールド１１の形状に合わせて、適宜、追加や変更が可能である。
【００８３】
図３は、モールド壁面充填方法を説明する図である。図３に示すように、モールド１１の充填口１８が上面に形成されている場合、ゲル形成混合溶液を充填する際、ゲル形成混合溶液をモールド１１の壁面１９に導液させることが好ましい。仮に、ゲル形成混合溶液を壁面１９に導液させず、モールド１１の中央部分に注入した場合、気泡がモールド内に残存したままゲルが形成されることがあるので注意が必要になる。また、壁面１９に溝などの特別な構造が形成された場合、ゲル形成混合溶液を壁面１９に効果的に導液させることができる。
【００８４】
図４は、ニードル引き上げ充填方法を説明する図である。図４（ａ）はニードル９の引き上げ前の状態を示し、図４（ｂ）はニードル９がある程度引き上げられた状態を示す。図４（ａ）（ｂ）に示すように、モールド１１の充填口１８が上面に形成されている場合、ゲル形成混合溶液を充填する際、ニードル９を引き上げつつ充填することが好ましい。このとき、充填されたゲル形成混合溶液の液面に対応してニードル９を引き上げる。このような方法を用いることにより、気泡発生を防止しつつゲル形成混合溶液を充填することが可能になる。
【００８５】
図３および図４では、モールド１１の充填口１８が上面に形成されている場合の充填方法を説明したが、本発明はこれに限られず、充填口１８が側面に形成されたモールド１１に対しても充填することができる。
【００８６】
図５（ａ）（ｂ）は、側面に充填口を形成されたモールド１１に対する充填方法を説明する図である。図５（ａ）はニードル９をモールド１１に挿入する前の状態を示し、図５（ｂ）はニードル９をモールド１１に挿入した後の状態を示す。ここで、ニードル９は、モールド１１の側面に挿入可能なように９０°に曲げられた形状を有する。図５（ａ）（ｂ）に示すように、モールド１１の側面における充填口１８にニードル９を挿入し、ニードル９を介してゲル形成混合溶液をモールド１１内に充填する。
【００８７】
なお、ニードル９はさらに９０°曲げられ、二段階に９０°曲げされた形状であっても構わない。これによって、モールド１１が縦にセットされた場合でも、横にセットされた場合でも対応可能となる。
【００８８】
図６は、界面検出器２０を用いた充填方法を説明する図である。図６に示すように、モールド１１には界面検出器（充填制御手段）２０が設けられることが好ましい。界面検出器２０は、モールド内に充填されたゲル形成混合溶液の液面を検出するものであり、コンピュータ１６に接続される。例えば、設定した界面までゲル形成混合溶液の液面が上昇すると、界面検出器２０による検出信号に基づいてフィードバックがかかり、ゲル形成混合溶液の送液が止められる。このような液面制御を行うことにより、モールド１１内で所定の長さ（図６中の上下方向の長さ）のゲルを再現性よく形成することができる。
【００８９】
なお、モールド１１に形成されるスペースの体積は、モールド１１に用いる基体の精度や、モールド１１の組み立て精度等に大きく依存し、必ずしも一定の体積を示すものではない。よって、一定体積のゲル形成混合溶液を精度よく充填するよりは、充填する際の液面を検出する方がより良好な再現性を得ることができる。本充填方法は、特に、後述にて説明する重層構造ホモジニアスゲル（分離ゲル）を製造する際に有効である。
【００９０】
〔第２の実施形態〕
本発明に係る第２の実施形態について、図７および図８に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本形態では、上記第１の実施形態との相違点について説明するため、説明の便宜上、第１の実施形態で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００９１】
上記第１の実施形態では、１種類のゲル形成溶液を用いる構成について説明しているが、本発明はこれに限られず、複数種類のゲル形成溶液を用いる構成であってもよい。本実施形態では、２種類のゲル形成溶液を用いるゲル充填装置１１０について説明する。
【００９２】
本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、グラジエントゲルまたはＩＰＧゲル作製に好適なモノニードル型ゲル充填装置である。具体的には、ゲル充填装置１１０は、第１ゲル形成溶液および第２ゲル形成溶液という２種類のゲル形成溶液を用い、両者の溶液を所望の濃度で混合することによって、第１ゲル形成溶液から第２ゲル形成溶液へとその成分を漸次変化させたゲルを形成することができる。
【００９３】
例えば、アクリルアミド濃度が５％〜１０％のグラジエントを有するポリアクリルアミドゲルを作製する場合、ゲル充填装置１１０は、５％アクリルアミドを含有する第１ゲル形成溶液と、１０％アクリルアミドを含有する第二のゲル形成溶液とを用い、これらの溶液を漸次混合する。
【００９４】
また、等電点（ｐＩ）が３〜１０のＩＰＧゲルを作製する場合、好適なアクリルアミド誘導体を混合してｐＩ３に調整した第１ゲル形成溶液と、好適なアクリルアミド誘導体を混合してｐＩ１０に調整した第２ゲル形成溶液とを用い、これらの溶液を漸次混合する。
【００９５】
（ゲル充填装置１１０の構成）
本実施形態に係るゲル充填装置１１０の構成について図７を参照して以下に説明する。図７は、本実施形態に係るゲル充填装置１１０の構成を示す概略図である。
【００９６】
本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、第１ゲル形成溶液が貯蔵された第１ゲル形成溶液タンク２１、第２ゲル形成溶液が貯蔵された第２ゲル形成溶液タンク２２を備えている。言い換えると、本実施形態では、実施形態１におけるゲル形成溶液タンクが複数のタンクから構成されている。
【００９７】
第１ゲル形成溶液タンク２１、第２ゲル形成溶液タンク２２、および重合開始剤タンク２は、第１流路を介して吐出口７に連通している。第１流路は、吐出口７側の末端に設けられたシリンジ８を含んで構成されるが、シリンジ８ではなく、合流点２７において合流している。
【００９８】
ポンプ２３および２４は、それぞれ第１流路に配置されており、第１ゲル形成溶液タンク２１内の第１ゲル形成溶液と、第２ゲル形成溶液タンク２２内の第１ゲル形成溶液との各々を混合器２６に向けてそれぞれ送液する。
【００９９】
ポンプ２３および２４には混合制御コントローラ（混合比制御手段）２５が接続されており、混合制御コントローラ２５は、ポンプ４および５の各々の駆動を制御することによって、第１ゲル形成溶液と第２ゲル形成溶液との混合比を制御する。例えば、ゲル充填装置１１０による充填動作中に、混合制御コントローラ２５が上記混合比を漸次変化させることによって、所望のグラジエントゲルまたはＩＰＧゲルを形成することができる。
【０１００】
また、本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、混合器２６を備えている。混合器２６は、第１流路における合流点２７とシリンジ８との間に配置されており、第１ゲル形成溶液タンク２１から送液された第１ゲル形成溶液と、第２ゲル形成溶液タンク２２から送液された第２ゲル形成溶液とを効果的に混合する。混合器２６としては、市販されているグラジエントミキサーやスタティックミキサー等を用いることができ、また当業者が好適に設計したミキサーを用いることもできる。
【０１０１】
本実施形態において、洗浄液タンク３は、第２流路を介して、第１流路のうち、合流点２７よりも上流の位置に連通している。これによって、第１および第２ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合されてなるゲル形成混合溶液が通過する領域（混合器２６、シリンジ８、およびニードル９を含む領域）を効率的に洗浄することができる。
【０１０２】
なお、合流点２７は第１流路中において任意に設定可能であるが、吐出口７に近い方が好ましい。また、合流点２７は混合器２６の配置位置であってもよい。
【０１０３】
また、第１ゲル形成溶液と第２ゲル形成溶液との混合溶液の送液制御、重合開始剤の送液制御、ディスペンサー１０による吐出制御、洗浄液の送液制御、およびニードル９とコンベア１２との位置関係の３軸（ＸＹＺ軸）移動制御は、コンピュータ１６によって総合的に制御される。
【０１０４】
また、ゲル充填装置１１０におけるその他の部材の機能は、上記実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１０５】
（他の構成例）
本発明において、ディスペンサー１０およびシリンジ８は必須の構成ではなく、これらを省略して簡略化されたゲル充填装置１２０を実現することもできる。このゲル充填装置１２０について図８を参照して以下に説明する。図８は、本実施形態の他の構成例に係るゲル充填装置１２０の構成を示す概略図である。
【０１０６】
図８に示すように、ゲル充填装置１２０は、ディスペンサー１０およびシリンジ８を備えない点以外は、図７に示すゲル充填装置１１０と同様の構成を有する。ただし、ゲル充填装置１２０では、ポンプ５、２３、および２４が、第１ゲル形成溶液、第２ゲル形成溶液および重合開始剤をそれぞれ送液することによって、これらからが混合されてなるゲル形成混合溶液を送液する。また、吐出口７には直接ニードル９が設けられており、混合器２６にて混合されたゲル形成混合溶液は、吐出口７に送液され、ニードル９を介してモールド１１に充填される。
【０１０７】
このような送液系を設計する場合、液体クロマトグラフィーの送液システムを参考にすることが有効であり、ポンプ５、２３、および２４として、複数の溶媒の流速を制御可能なグラジエントポンプを利用することが好ましい。しかし、グラジエントポンプはポンプ自体の価格が高価であるため、当業者の設計により、適宜最適なポンプを選択することが望ましい。
【０１０８】
〔第３の実施形態〕
本発明に係る第３の実施形態について、図９から図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本形態では、上記第１の実施形態との相違点について説明するため、説明の便宜上、第１の実施形態で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する場合がある。
【０１０９】
上記第１および第２の実施形態では、ゲル形成溶液タンク、重合開始剤タンク、およびニードルを含む、ゲル形成混合溶液の充填系を１つ有する構成について説明しているが、本発明はこれに限られず、複数の充填系を備えていてもよい。本実施形態では、説明を簡単に行うために、２つの充填系を備えるダブルニードル型のゲル充填装置１３０について説明する。
【０１１０】
本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、２つの充填系において、異なる種類のゲル形成溶液を利用することができる。このため、ゲル充填装置１１０は、Ｌａｅｍｍｌｉ法（Ｕ．Ｋ．Ｌａｅｍｍｌｉ，Ｎａｔｕｒｅ，１９７０，２２７，６８０．）に基づき、実際に分離を行うゲル（分離ゲル）の上に濃縮ゲルを積層した重層ホモジニアスゲルを生産性よく形成することができる。
【０１１１】
（ゲル充填装置１３０の構成）
本実施形態に係るゲル充填装置１３０の構成について図９を参照して以下に説明する。図９は、本実施形態に係るゲル充填装置１２０の構成を示す概略図である。
【０１１２】
図９に示すように、本実施形態に係るゲル充填装置１３０は、２つの充填系ＡおよびＢを備えている。充填系Ａは、ゲル形成溶液Ａを貯蔵するゲル形成溶液タンク１ａ、重合開始剤Ａを貯蔵する重合開始剤タンク２ａ、各タンク内の溶液を送液するポンプ４ａおよび５ａ、吐出口７ａを有するシリンジ８ａ、吐出口７ａに設けられたニードル９ａ、ディスペンサー１０ａ、混合制御コントローラ１３ａを含んで構成される。
【０１１３】
同様に、充填系Ｂは、ゲル形成溶液Ｂを貯蔵するゲル形成溶液タンク１ｂ、重合開始剤Ｂを貯蔵する重合開始剤タンク２ｂ、各タンク内の溶液を送液するポンプ４ｂおよび５ｂ、吐出口７ｂを有するシリンジ８ｂ、吐出口７ｂに設けられたニードル９ｂ、ディスペンサー１０ｂ、混合制御コントローラ１３ｂを含んで構成される。なお、充填系ＡおよびＢにおける各部材の機能は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１１４】
また、本実施形態では、洗浄液タンク３は、シリンジ８ａおよび８ｂの両方に連通している。また、コンピュータ１６は、充填系Ａにおけるゲル形成混合溶液Ａの送液制御、充填系Ｂにおけるゲル形成混合溶液Ｂの送液制御、ディスペンサー１０の吐出制御、洗浄液の送液制御、ならびに、ニードル９ａおよび９ｂとコンベア１２との位置関係の３軸（ＸＹＺ軸）移動制御を総合的に制御する。
【０１１５】
ゲル充填装置１３０によれば、充填系Ａのゲル形成混合溶液Ａおよび充填系Ｂのゲル形成混合溶液Ｂが、ニードル９ａおよび９ｂの各々を介して、モールド１１に充填される。ここで、ゲル形成混合溶液Ａとゲル形成混合溶液Ｂとに異なるゲル形成混合溶液を利用すれば、重層ホモジニアスゲルを好適に形成することができる。
【０１１６】
（ゲル形成方法の一例）
本実施形態に係るゲル充填装置１３０を用いて重層ホモジニアスゲルを形成する方法について、図１０を参照して以下に説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）は、ゲル形成方法の各工程を示す模式図である。
【０１１７】
ここで、ゲル充填装置１３０における２つの充填系（充填系ＡおよびＢ）の各々に用いるゲル形成混合溶液は、上述のＬａｅｍｍｌｉ法でいう分離ゲルおよび濃縮ゲルの各々に対応する。
【０１１８】
具体的には、充填系Ａに用いるゲル形成混合溶液Ａは分離ゲルに対応する。そのために、Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドを架橋剤として含有するアクリルアミド溶液およびトリス塩酸緩衝液からなるゲル形成溶液Ａと、ＡＰＳおよびＴＥＭＥＤからなる重合開始剤Ａとの各々を、ゲル形成混合溶液Ａにおいてアクリルアミド濃度がトータルして１０％になるように調整する。また、ゲル形成溶液Ａまたは重合開始剤Ａには、ゲル形成混合溶液Ａにおいて１０〜２０％濃度になるグリセロールを添加しておく。このグリセロールは、ゲル溶液の比重差を応用して重層ゲルを形成する工程に利用するものであり、ゲル溶液に比重差を付けることが可能な物質であれば、グリセロールに限定されるものではない。
【０１１９】
一方、充填系Ｂに用いるゲル形成混合溶液Ｂは濃縮ゲルに対応する。そのために、Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドを架橋剤として含有するアクリルアミド溶液およびトリス塩酸緩衝液からなるゲル形成溶液Ｂと、ＡＰＳおよびＴＥＭＥＤからなる重合開始剤Ｂとの各々を、ゲル形成混合溶液Ｂにおいてアクリルアミド濃度がトータルして４％になるように調整する。また、ゲル形成混合溶液Ｂに添加するグリセロールは、ゲル形成混合溶Ａに添加するグリセロール濃度以下であればよく、グリセロールを全く添加しなくても構わない（すなわち、グリセロール濃度は０％）。
【０１２０】
まず、図１０（ａ）に示すように、コンベア１２で所定位置にセットされたモールド１１の充填口１８にして、ニードル９ａおよび９ｂを同時に挿入する。次に、図１０（ｂ）に示すように、シリンジ８ａに送液されたゲル形成混合溶液Ａを、ニードル９ａを介してモールド１１内に吐出する。
【０１２１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、シリンジ８ｂに送液されたゲル形成混合溶液Ｂを、ニードル９ｂを介してモールド１１内に吐出する。これによって、モールド１１内では、ゲル形成混合溶液Ａの上にゲル形成混合溶液Ｂが重層される。
【０１２２】
最後に、図１０（ｄ）に示すように、ニードル９ａおよび９ｂをモールド１１から脱着し、モールド１１内のゲル形成混合溶液Ａおよびゲル形成混合溶液Ｂを一括してゲル化する。これによって、モールド１１内には、濃縮ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）と、分離ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）からなる重層構造ポリアクリルアミドゲルを好適に形成することができる。
【０１２３】
以上のように、ゲル充填装置１３０（ダブルニードル型ゲル充填装置）を用いれば、モールド１１の充填口１８に対するニードル９ａおよび９ｂの移動や、モールド１１の搬送などの回数を、モノニードル型ゲル充填装置と比較して半分に減少させ、タクトタイム（作業時間）を短縮することができる。なお、充填系の数を３つにしたトリプルニードル型であれば、上記の作業に要する回数を３回から１回に減少することも可能である。
【０１２４】
（他の構成例）
本実施形態の他の構成例に係る第２のダブルニードル型のゲル充填装置１４０について図１１を参照して以下に説明する。
【０１２５】
図１１は、本実施形態の他の構成例に係るゲル充填装置１４０の構成を示す概略図である。上述した図９に示すゲル充填装置１３０は、２本のニードルが１つのモールド１１に挿入される構成であるが、図１１に示すゲル充填装置１４０は、２本のニードルの各々が隣り合う２つのモールドにそれぞれ挿入される構成である。すなわち、ゲル充填時、コンベア１２上に載せられた複数のモールド１１のうち、所定位置に搬送されたモールド１１にはニードル９ａが挿入され、同時に、その隣のモールド１１にはニードル９ｂが挿入される。これ以外の構成については、図９に示すゲル充填装置１３０と同一である。
【０１２６】
次に、ゲル充填装置１４０を用いて重層ホモジニアスゲルを形成する方法について、図１２を参照して以下に説明する。図１２（ａ）（ｂ）は、ゲル形成方法の各工程を示す模式図である。
【０１２７】
なお、コンベア１２上には複数のモールド１１がナンバー１から順にセットされているとする。
【０１２８】
図１２（ａ）は、複数のモールド１１内に連続的にゲルを形成する工程において、あるタイミングにおいてモールド１１に充填を行う状態を示している。図１２（ａ）に示すタイミングでは、ナンバー１５のモールド１１には既に、ゲル形成混合溶液Ａとゲル形成混合溶液Ｂが重層され、分離ゲル４１と濃縮ゲル４２が形成されている。また、既にゲル形成混合溶液Ａが充填された、ナンバー５０のモールド１１には、ニードル９ｂを介してゲル形成混合溶液Ｂが充填される。同時に、ナンバー５１のモールド１１には、ニードル９ａを介してゲル形成混合溶液Ａが充填される。
【０１２９】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す処理の後、次のタイミングにおいて、モールド１１に充填を行う状態を示している。なお、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）に示す処理の後、コンベア１２によってモールド１１群が搬送されている。
【０１３０】
ナンバー１５のモールド１１は、図１２（ａ）に示した位置よりも右側に搬送され、ナンバー１６のモールドが左側より搬送されている。
【０１３１】
ナンバー５０のモールド１１は、ニードル９ｂを介する充填エリアから右側にずれ、替わりに、図１２（ａ）でゲル形成混合溶液Ａが充填されたナンバー５１のモールド１１が搬送されている。図１２（ｂ）に示すタイミングでは、このナンバー５１のモールド１１には、ニードル９ｂを介してゲル形成混合溶液Ｂが充填される。
【０１３２】
ナンバー５２のモールド１１は、ニードル９ａを介する充填エリアに搬送されている。このナンバー５２のモールド１１には、ニードル９ａを介してゲル形成混合溶液Ａが充填される。
【０１３３】
また、ナンバー５２のモールド１１の左隣には、新たに、ゲル充填前のナンバー５３のモールド１１が搬送されている。
【０１３４】
以上のような工程をサイクリックに行うことによって、大量のモールド１１に対して、効率的に、ゲル形成混合溶液Ａとゲル形成混合溶液Ｂとを充填および重層し、分離ゲルと濃縮ゲルとを形成することができる。
【０１３５】
したがって、本実施形態によれば、複数のニードルと充填方法を工夫することにより（例えば、２本のニードルを用いて隣り合う２つのモールドに同時にゲル形成混合溶液を充填することにより）、１本のニードルを用いた場合と比較して、半分以下のタクトタイム（作業時間）を達成することができる。
【０１３６】
なお、本実施形態は、第２の実施形態にて述べたように、複数種類のゲル形成溶液を用いる構成であってもよい。例えば、第１ゲル形成溶液および第２ゲル形成溶液という２種類のゲル形成溶液を用い、グラジエントゲルまたはＩＰＧゲルの作製が可能な構成としてもよい。
【０１３７】
この場合、充填系Ａは、第１ゲル形成溶液Ａ、第２ゲル形成溶液Ａ、重合開始剤Ａの各々を充填する３つの溶液タンクを備える。また、充填系Ｂは、第１ゲル形成溶液Ｂ、第２ゲル形成溶液Ｂ、重合開始剤Ｂの各々を充填する３つの溶液タンクを備える。すなわち、合計６系統の溶液とそれを充填する溶液タンクが必要となる。
【０１３８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明に係るゲル充填器具は、電気泳動用の分離媒体を作製することに好適に利用することができ、例えば臨床医療分野やタンパク質解析分野への応用が可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１ ゲル形成溶液タンク（第１貯蔵タンク）
２ 重合開始剤タンク（第２貯蔵タンク）
３ 洗浄液タンク
７ 吐出口
８ シリンジ（吐出タンク）
１１ モールド（ゲル形成鋳型）
１２ コンベア（搬送手段）
２０ 界面検出器
２５ 混合制御コントローラ（混合比制御手段）
２６ 混合器
２７ 合流点
１００、１１０、１２０、１３０、１４０ ゲル充填装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル形成用のゲル形成鋳型にゲル溶液を充填するゲル充填装置およびそれを用いたゲル形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生命科学研究の分野では、タンパク質や核酸等の生体高分子を分離する手法として、その分離能の高さからポリアクリルアミドゲルを用いたゲル電気泳動法が広く利用されている。
【０００３】
また、ゲル電気泳動法には、例えば横型と縦型とが存在する。仮に平板型電気泳動法を行う場合、自己支持性を有さないポリアクリルアミドゲルは１枚の支持体の上または２枚の支持体の間に重ねられて用いられる。ただし、この方法では、実験操作時にゲルが破壊されてしまう危険性が高い。例えば、支持体にゲルを重ね合わせる時、泳動槽内に支持体上のゲルをセットする時、ゲルの保存時、試料をゲルにアプライする時、ゲルで分離した試料を評価する時など、操作のケアレスミスによってゲルは容易に壊れてしまう。
【０００４】
そこで、ポリアクリルアミドゲルを利用した電気泳動方法では、２枚の支持体とスペーサーとから構成したモールド（型）内にゲルを形成し、このモールドを垂直に保持したまま電気泳動を行う垂直式電気泳動法がよく用いられている。この方法では、ゲルを形成するために、モノマー溶液に架橋剤や重合開始剤等を加えて混合したゲル溶液をモールドに注入する。ところが、特に注入作業の時間が長くなる場合など、作業途中でゲル溶液が固化（ゲル化）してしまい、モールド内にゲルを適切に形成することができないという問題がある。
【０００５】
このような問題に対して、ゲル作製作業途中におけるゲルの固化を防止する試みが行なわれている。
【０００６】
例えば、従来、ゲル溶液を入れる容器全体を冷却することによってゲルの固化を防止する試みが行なわれている。ただし、ゲル溶液が冷却されても重合速度が若干遅くなるだけであり、問題を解決するには至っていない。
【０００７】
また、特許文献１には、電気泳動用ゲル作製器具にポリジメチルシロキサンまたはシリコーン樹脂を用いることによって、ゲルの固化を防止するゲル作製器具が開示されている。特許文献１では、ゲル作製器具内に重合阻害剤となる酸素が入り込みやすくすることによって、ゲル作製作業途中におけるゲルの固化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３００４０４号公報（平成１７年１０月２７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のゲル作製器具を用いてゲルを作成する場合、ゲルの重合速度が遅くはなるが、ゲル作製作業途中におけるゲルの固化を防止するには十分ではない。例えば、ゲルが固化するまでの時間が、ゲル原料容器からゲル形成容器にゲル溶液を充填する充填時間に比べて短い場合には、ゲル作製器具内でゲルが固化してしまい、ゲルを作製することができない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ゲル形成鋳型へのゲル充填途中におけるゲルの固化を防止し、ゲルを安定して形成することができるゲル充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るゲル充填装置は、上記の課題を解決するために、ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル充填装置であって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えることを特徴としている。
【００１２】
上記構成において、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合してなるゲル溶液は、混合後にゲル化を開始し、時間の経過を経て固化することによってゲルを形成する。
【００１３】
上記構成によれば、第１貯蔵タンクに貯蔵されたモノマー溶液と第２貯蔵タンクに貯蔵された重合開始剤とは、上記第１流路に送液され、当該第１流路の合流点から上記吐出口にかけて互いに混合される。すなわち、ゲル形成溶液と重合開始剤とは吐出口の手前において混合される。このため、本発明に係るゲル充填装置は、ゲル形成溶液と重合開始剤との混合直後に、吐出口からゲル溶液を吐出することができる。これによって、ゲル化が開始したゲル溶液をゲル形成鋳型に速やかに充填することができる。
【００１４】
したがって、本発明に係るゲル形成装置によれば、ゲル充填作業の途中で、ゲル溶液が固化してしまうことを防止し、ゲルを安定的に形成することができる。
【００１５】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記吐出口に送液する洗浄液を貯蔵する洗浄液タンクと、上記洗浄液タンクから、上記第１流路における上記合流点または上記合流点よりも上流までを流通する第２流路とをさらに備えることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、ゲル溶液の充填後、洗浄液タンクに貯蔵された洗浄液は上記第２流路に送液され、さらに上記第１流路のうちの上記合流点から吐出口にかけて送液される。すなわち、第１流路のうち、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合してなるゲル溶液が通過した領域を洗浄液により洗浄することができる。これによって、装置内でゲル溶液が固化してしまうことを防ぎ、装置を安定して使用することができる。
【００１７】
また、上記構成によれば、ゲル溶液が残存する可能性のある箇所を効率的に洗浄することができる。
【００１８】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記吐出口を介して上記ゲル溶液を充填されたゲル形成鋳型を搬出し、かつ、上記吐出口に対して次のゲル形成鋳型を搬入する搬送手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、複数のゲル形成鋳型に対して効率的にゲルを充填することができる。また、バッチ式のゲル充填装置と比較して、ゲル間バラつきを減少したゲルを形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記第１流路のうち、上記合流点または上記合流点よりも下流に配置された混合器をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
上記構成によれば、混合器がモノマー溶液と重合開始剤とを好適に混合するため、ゲルをより安定して作成することができる。
【００２２】
また、本発明に係るゲル充填装置において、上記第１流路は、上記吐出口側の末端に設けられた吐出タンクを含んで構成されることが好ましい。
【００２３】
上記構成によれば、吐出タンクにおいてモノマー溶液と重合開始剤とが好適に混合されるため、ゲルをより安定して作成することができる。
【００２４】
また、本発明に係るゲル充填装置において、上記合流点は上記吐出タンクにあることが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、ゲル形成溶液の残渣の洗浄を効率的に行うことができるとともに、装置構成の簡便化が可能となる。
【００２６】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記吐出口に設けられた中空構造のニードルをさらに備えることが好ましい。
【００２７】
上記構成によれば、ゲル形成溶液は、ニードルを介して、ゲル形成鋳型に注入される。ニードルの外径や内径、または形状を適宜選択することによって、様々なゲル形成鋳型の充填口に対応することができる。また、小口径のニードルを用いることによって、ゲル形成鋳型に大きな充填口を設ける必要がなくなり、電気泳動器具を設計する上で、大きなメリットが得られる。
【００２８】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記ゲル形成鋳型に対する上記吐出口の相対的な位置を３軸方向に移動させる３軸可動ロボットをさらに備えることが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、所望の位置に設けられたゲル形成鋳型の充填口に対して、ゲル充填装置の吐出口をフレキシブルに位置決めして充填することが可能になる。
【００３０】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記ゲル形成鋳型に吐出されたゲル溶液の液面を検出する界面検出器と、上記界面検出器による検出信号に基づいて吐出動作を制御する充填制御手段とをさらに備えることが好ましい。
【００３１】
上記構成によれば、複数のゲル形成鋳型間で、ゲル形成溶液の液面がバラツキつくことを抑制できる。これによれば、ゲル形成溶液の充填工程の再現性を良好に確保することができる。
【００３２】
また、本発明に係るゲル充填装置は、上記第１および第２貯蔵タンクから上記吐出口までを含む充填系を複数備えることが好ましい。
【００３３】
上記構成によれば、複数の充填系を利用してゲル形成溶液をゲル形成鋳型に充填することができる。このため、ゲル形成鋳型に対する充填作業のタクトタイム（作業時間）を減少させることができる。
【００３４】
また、本発明に係るゲル充填装置において、複数の上記充填系の間では、上記第１貯蔵タンクの貯蔵する第１ゲル形成溶液の含むモノマー溶液の濃度が互いに異なってもよい。
【００３５】
上記構成によれば、被検出物質をスタッキングする濃縮ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）と、被検出物質を分離する分離ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）からなる重層構造ポリアクリルアミドゲルを好適に形成することができる。なお、このようなゲルは、高性能な電気泳動用媒体としてその使用用途は広い範囲を有する。
【００３６】
また、本発明に係るゲル充填装置において、上記第１貯蔵タンクは、互いに濃度または等電点の異なるモノマー溶液を含有する複数のゲル形成溶液をそれぞれ貯蔵する複数のタンクから構成されており、上記複数のタンクの各々から上記吐出口に送液される上記複数のゲル形成溶液の送液量をそれぞれ漸次的に変化させる混合比制御手段をさらに備えていてもよい。
【００３７】
上記構成によれば、ゲル濃度が低い方から高い方に、または、高い方から低い方に変化していくグラジエントゲルを簡便に、安定性よく形成することができる。このようなグラジエントゲルは、広い範囲の分子量分布の被検出物質を観察する時に、好適な電気泳動用媒体である。
【００３８】
また、上記構成によれば、固定化ｐＨ勾配（ＩＰＧ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔ）ゲルを簡便に、安定性よく形成することもできる。ＩＰＧゲルは、ｐＫａの異なるアクリルアミド誘導体の混合溶液からなる二種類のゲル形成溶液を調整し、その二種類のゲル形成溶液からグラジエントゲルを作製することにより形成される。このようなＩＰＧゲルは、二次元電気泳動法の一次元目の等電点（ｐI）の違いにより分離する電気泳動に用いられるため、プロテオーム解析における需要が大きい。
【００３９】
また、上記のゲル充填装置を用いて形成された電気泳動用ゲルは、電気泳動用媒体として好適に利用することができる。
【００４０】
また、本発明に係るゲル形成方法は、ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル形成方法であって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えるゲル充填装置を用いて、上記第１貯蔵タンク内の上記第１貯蔵タンクおよび上記第２貯蔵タンク内の重合開始剤の各々を上記第１流路に送液する工程と、上記吐出口を介して、上記ゲル形成鋳型に上記ゲル溶液を充填する工程とを含むことを特徴としている。
【００４１】
上記方法によれば、上記ゲル充填装置の奏する効果と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に係るゲル充填装置は、ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル充填装置であって、ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えるため、ゲル形成鋳型へのゲル充填途中におけるゲルの固化を防止し、ゲルを安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係るゲル充填装置の構成を示す概略図である。
【図２】上記ゲル充填装置を用いたゲル形成方法の一例を説明する図である。
【図３】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法の他の一例を説明する図である。
【図４】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法のさらに他の一例を説明する図である。
【図５】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法のさらに他の一例を説明する図である。
【図６】上記ゲル充填装置を用いたゲル充填方法のさらに他の一例を説明する図である。
【図７】本発明の他の一実施形態に係るゲル充填装置の構成を示す概略図である。
【図８】上記ゲル充填装置の他の構成例を示す概略図である。
【図９】本発明のさらに他の一実施形態に係るゲル充填装置の構成を示す概略図である。
【図１０】上記ゲル充填装置を用いたゲル形成方法の一例を説明する図である。
【図１１】上記ゲル充填装置の他の構成例を示す概略図である。
【図１２】上記ゲル充填装置の他の構成例を用いたゲル形成方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
〔第１の実施形態〕
本発明に係る第１の実施形態について、図１〜図７を参照して以下に説明する。
【００４５】
（ゲル充填装置１００の構成）
本発明の一実施形態に係るゲル充填装置１００は、モールド（ゲル形成鋳型）１１にゲル形成溶液を充填して電気泳動用ゲルを形成する装置である。まず、本実施形態に係るゲル充填装置１００の構成について、図１を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態に係るゲル充填装置１００の構成を示す概略図である。
【００４６】
図１に示すように、ゲル充填装置１００は、ゲル形成溶液タンク（第１貯蔵タンク）１、重合開始剤タンク（第２貯蔵タンク）２、洗浄液タンク３、各タンク内の溶液を送液するポンプ４〜６、吐出口７を有するシリンジ（吐出タンク）８、吐出口７に設けられたニードル９、吐出口７を介してゲル形成溶液を吐出させるディスペンサー１０、モールド１１を搬送するコンベア（搬送手段）１２、当該装置における動作を制御する各種のコントローラ１３〜１５を備える。また、各種のコントローラ１３〜１５は、コンピュータ１６によって総合的に制御される。
【００４７】
ゲル形成溶液タンク１は、ゲル形成溶液を貯蔵するタンクである。本明細書において、「ゲル形成溶液」とは、ゲルの主鎖を構成するモノマー溶液を含む溶液を意味するものであり、架橋剤が適宜含まれていてもよい。例えば、ゲル形成溶液として、Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドを架橋剤として含む３０％アクリルアミド溶液、１Ｍトリス塩酸緩衝液（Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ）、および超純水を用いて所望のゲル濃度（好ましくは４〜２０％）に調整したアクリルアミド溶液を利用することができる。
【００４８】
重合開始剤タンク２は、重合開始剤を貯蔵するタンクである。本明細書において、「重合開始剤」とは、ゲル形成溶液と混合することにより、ゲルの重合を開始させる溶液である。例えば、重合開始剤として、ゲル重合開始剤として用いられる過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ：Ａｍｍｏｎｉｕｍｐｒｅｓｕｌｆａｔｅ）と、ゲル重合促進剤として用いられるテトラメチルエチレンジアミン（ＴＥＭＥＤ：Ｎ,Ｎ,Ｎ´, Ｎ´-Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）とを混合したものを利用することができる。
【００４９】
ゲル形成溶液タンク１と重合開始剤タンク２との各々は流路（第１流路）を介して吐出口７に連通している。第１流路は吐出口７側の末端に設けられたシリンジ８を含んで構成され、ゲル形成溶液タンク１と重合開始剤タンク２との各々から延びる第１流路はこのシリンジ８において合流している。
【００５０】
なお本明細書において「流路」とは内部に溶液を流通させる構成であればよく、また、「合流」とは、内部の空間が１つの空間に繋がることを意味する。「流路」としては、例えば配管やチューブなどを利用することができる。
【００５１】
ポンプ４およびポンプ５は、それぞれ第１流路に配置され、ゲル形成溶液タンク１内のゲル形成溶液と重合開始剤タンク２内の重合開始剤との各々をシリンジ８に向けてそれぞれ送液する。すなわち、ゲル形成溶液タンク１から送液されるゲル形成溶液と、重合開始剤タンク２から送液される重合開始剤とは、シリンジ８にて混合される。ゲル形成溶液と重合開始剤との混合比は、混合制御コントローラ１３がポンプ４および５の各々の駆動を制御することによって調節される。
【００５２】
なお、以下では、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合された溶液のことをゲル形成混合溶液（ゲル溶液）という。ゲル形成混合溶液は、混合後、時間の経過によって固化し、ゲルが形成される。
【００５３】
また、洗浄液タンク３は、洗浄液を貯蔵するタンクである。洗浄液タンク３は他の流路（第２流路）を介してシリンジ８と連通しており、ポンプ６は洗浄液タンク３内の洗浄液をシリンジ８に向けて送液する。洗浄液は、充填後にシリンジ８およびニードル９内に残存するゲル形成混合溶液を洗い流すために用いられる。洗浄液としては、超純水、および、ゲル形成溶液の調整に用いた緩衝液などを利用することができる。
【００５４】
ポンプ４〜６としては、ベリスタポンプおよびダイヤフラムポンプ等を好適に用いることができる。
【００５５】
シリンジ８は吐出フレーム１７に支持されている。シリンジ８としては、市販されているものを利用することができ、例えば、容量が１０〜５０ｍＬである樹脂製のものを用いることが好ましい。
【００５６】
また、吐出口７には中空構造のニードル９が設けられている。シリンジ８としては、それぞれ市販されているものを利用することができる。例えば、金属および樹脂等、種々の材質のものを用いることができ、その外径および内径もモールド１１の設計に合わせて適宜選択可能である。ただし、樹脂製よりは金属製のものが好ましく、外径が０．３〜１ｍｍ、内径が０．１〜０．６ｍｍのニードルを好適に利用することができる。また、後述するが、モールド１１の充填口に合わせてニードルを設計してもよい。
【００５７】
ディスペンサー１０は、例えばシリンジ８に対して圧縮空気を加える構造を有しており、シリンジ８に送液されたゲル形成混合溶液または洗浄液をニードル９から吐出させる。ここで、ゲル形成混合溶液の吐出圧力や吐出時間等を最適化することによって、モールド１１にゲル形成混合溶液を精度良く充填させることができる。
【００５８】
また、シリンジ８が設けられた吐出フレーム１７は移動制御コントローラ１４に接続されている。吐出フレーム１７は、モールド１１に対するニードル９の位置を調整可能なように、移動可能に構成されている。移動制御コントローラ１４は、シリンジ８内のゲル形成混合用液または洗浄液の吐出、および、ニードル９のＸＺ方向（図１参照）の移動を制御する。
【００５９】
コンベア（搬送手段）１２は、ゲル形成混合溶液を充填されたモールド１１を搬出し、ゲル充填装置１００における充填位置に次のモールド１１を搬入する。例えばコンベア１２の上には複数のモールド１１が乗せられており、コンベア１２の移動に伴ってモールド１１の搬出および搬入が連続的に行なわれる。また、コンベア１２は、移動制御コントローラ１５に接続されており、移動制御コントローラ１５は、コンベア１２のＹ軸方向（図１参照）の移動を制御する。
【００６０】
なお、本実施形態において、移動制御コントローラ１４および１５は、モールド１１に対するニードル９の相対的な位置を３軸方向に移動させる３軸可動ロボットを構成する。これにより、所望の位置に設けられたモールド１１の充填口に対して、ニードル９をフレキシブルに位置決めして充填可能となる。
【００６１】
以上のように構成されたゲル充填装置１００は、ニードル９と、モールド１１に設けられた充填口とを介して、ゲル形成混合溶液をモールド１１へ充填する。
【００６２】
モールド１１は、ガラス板またはプラスチック板等を用いた２枚の基体と、当該２枚の基体の間に設けられた所望の厚さのスペーサーとから作製することができる。また、当業者が所望の設計を行えば、射出成型等によって、例えばポリメタクル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）の鋳型を大量に低コストで作製することができる。また、モールド１１の充填口は、当業者の設計により所望の位置に設けることが可能である。これに関しては、後述にて詳しく説明する。
【００６３】
ゲル充填装置１００によりモールド１１に充填されたゲルは、代表的な電気泳動用媒体の一つであるポリアクリルアミドゲルとして利用することができる。ポリアクリルアミドゲルは、ナトリウムドデシル硫酸塩を用いたポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）に好適な電気泳動用媒体である。
【００６４】
なお、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。
【００６５】
本実施形態に係るゲル充填装置１００は、ゲル化が開始されるゲル形成混合溶液を、ゲル形成溶液と重合開始剤と混合の直後に吐出することが可能である。このため、ゲル充填作業の途中で、ゲル形成混合溶液がゲル化してしまうことを防止することができる。ゲル充填装置１００による効果は、特に、ゲル形成混合溶液の固化時間がゲル形成溶液タンク１から吐出口７までの送液時間に比べて短い場合に有効である。
【００６６】
また、本実施形態では、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合されてなるゲル形成混合溶液が通過する領域は、シリンジ８およびニードル９のみである。このため、シリンジ８とニードル９という限られた領域を洗浄することによって、ゲル充填装置１００内にゲルが残存することを防ぐことができる。
【００６７】
（ゲル充填装置１００の動作）
本実施形態に係るゲル充填装置１００の充填動作について以下に説明する。
【００６８】
まず、コンベア１２が、ゲルを充填すべきモールド１１を所定の充填位置に搬送する。
【００６９】
一方、ゲル形成溶液タンク１は所望の濃度に調整されたゲル形成溶液を貯蔵しており、重合開始剤タンク２は調整済みの重合開始剤を貯蔵している。ここで、ポンプ４はゲル形成溶液タンク１内のゲル形成溶液をシリンジ８に送液し、同時に、ポンプ５は重合開始剤タンク２内の重合開始剤をシリンジ８に送液する。シリンジ８に送液されたゲル形成溶液と重合開始剤とは混合してゲル形成混合用液となる。
【００７０】
上記送液時、混合制御コントローラ１３がポンプ４および５を制御してゲル形成溶液および重合開始剤の送液量を調整することによって、ゲル形成溶液と重合開始剤との混合比が制御される。
【００７１】
次に、吐出フレーム１７は所定の場所に搬送されたモールド１１に移動し、ニードル９の先端はモールド１１の充填口からモールド１１内部に向けて位置する。その後、ディスペンサー１０は、ニードル９を介してシリンジ８内のゲル形成混合溶液をモールド１１内に吐出する。なお、ゲル形成混合溶液は、細いニードル９を通過する時にさらに良好に混合される。
【００７２】
充填後、コンベア１２は、充填済みのモールド１１を搬出し、次のモールド１１を所定の充填位置に搬送する。
【００７３】
ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合されたゲル形成混合溶液は、混合後、数十分から数時間のうちに固化する。したがって、充填後、モールド１１を保存することにより、モールド１１内にはゲルが形成される。
【００７４】
また、充填後、ゲル充填装置１００内にゲル形成混合溶液が残存したまま固化すると、その後の装置の使用に支障が生じる。このため、充填後には、ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合された箇所から吐出口までを洗浄することが好ましい。
【００７５】
具体的には、ニードル９が例えば廃液容器など廃液系に移動し、ポンプ６が洗浄液タンク３内の洗浄液をシリンジ８に送液する。洗浄液はシリンジ８およびニードル９を通過してこれらを洗浄する。場合によっては、圧縮空気により残渣をゲル充填装置の系外に排出しても構わない。
【００７６】
以上の動作によって、モールド１１内にゲル形成混合用液を充填してゲルを形成することができる。
【００７７】
なお、モールド１１の搬出は、充填されたゲル形成混合溶液が固化するまで控える必要はなく、モールド１１にゲル形成混合溶液が充填された後に即座に行われてもよい。
【００７８】
また、洗浄液による洗浄を行うタイミングは、シリンジ８内のゲル形成混合溶液が固化する前に設定する。例えば、モールド１１に充填後のゲル形成溶液が固化する前に、ゲル形成溶液が通過した導路を洗浄する。上述したように、１つのモールド１１にゲル形成混合溶液を充填した後に直ぐ洗浄を行ってもよいが、任意に設定した複数のモールド１１にゲル形成混合溶液を充填する毎に行ってもよい。
【００７９】
（ゲル充填方法）
本実施形態に係るゲル充填装置１００によるゲル充填方法について、図２〜６を参照して以下に説明する。図２〜６は、ゲル充填方法の一例を説明するための模式図である。
【００８０】
まず、ゲル形成混合溶液の基本的な充填方法について図２を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、ゲル充填方法の各工程を示す模式図である。
【００８１】
まず、図２（ａ）に示すように、ニードル９をモールド１１の充填口１８に挿入する。次に、図２（ｂ）に示すように、ニードル９を介して、ゲル形成混合溶液をモールド１１内のスペースに充填する。最後に、図２（ｃ）に示すように、ニードル９をモールド１１の充填口１８から抜く。その後、モールド１１内に充填されたゲル形成混合溶液がゲルを形成する。
【００８２】
以上の充填方法は、形成するゲルの種類やモールド１１の形状に合わせて、適宜、追加や変更が可能である。
【００８３】
図３は、モールド壁面充填方法を説明する図である。図３に示すように、モールド１１の充填口１８が上面に形成されている場合、ゲル形成混合溶液を充填する際、ゲル形成混合溶液をモールド１１の壁面１９に導液させることが好ましい。仮に、ゲル形成混合溶液を壁面１９に導液させず、モールド１１の中央部分に注入した場合、気泡がモールド内に残存したままゲルが形成されることがあるので注意が必要になる。また、壁面１９に溝などの特別な構造が形成された場合、ゲル形成混合溶液を壁面１９に効果的に導液させることができる。
【００８４】
図４は、ニードル引き上げ充填方法を説明する図である。図４（ａ）はニードル９の引き上げ前の状態を示し、図４（ｂ）はニードル９がある程度引き上げられた状態を示す。図４（ａ）（ｂ）に示すように、モールド１１の充填口１８が上面に形成されている場合、ゲル形成混合溶液を充填する際、ニードル９を引き上げつつ充填することが好ましい。このとき、充填されたゲル形成混合溶液の液面に対応してニードル９を引き上げる。このような方法を用いることにより、気泡発生を防止しつつゲル形成混合溶液を充填することが可能になる。
【００８５】
図３および図４では、モールド１１の充填口１８が上面に形成されている場合の充填方法を説明したが、本発明はこれに限られず、充填口１８が側面に形成されたモールド１１に対しても充填することができる。
【００８６】
図５（ａ）（ｂ）は、側面に充填口を形成されたモールド１１に対する充填方法を説明する図である。図５（ａ）はニードル９をモールド１１に挿入する前の状態を示し、図５（ｂ）はニードル９をモールド１１に挿入した後の状態を示す。ここで、ニードル９は、モールド１１の側面に挿入可能なように９０°に曲げられた形状を有する。図５（ａ）（ｂ）に示すように、モールド１１の側面における充填口１８にニードル９を挿入し、ニードル９を介してゲル形成混合溶液をモールド１１内に充填する。
【００８７】
なお、ニードル９はさらに９０°曲げられ、二段階に９０°曲げされた形状であっても構わない。これによって、モールド１１が縦にセットされた場合でも、横にセットされた場合でも対応可能となる。
【００８８】
図６は、界面検出器２０を用いた充填方法を説明する図である。図６に示すように、モールド１１には界面検出器（充填制御手段）２０が設けられることが好ましい。界面検出器２０は、モールド内に充填されたゲル形成混合溶液の液面を検出するものであり、コンピュータ１６に接続される。例えば、設定した界面までゲル形成混合溶液の液面が上昇すると、界面検出器２０による検出信号に基づいてフィードバックがかかり、ゲル形成混合溶液の送液が止められる。このような液面制御を行うことにより、モールド１１内で所定の長さ（図６中の上下方向の長さ）のゲルを再現性よく形成することができる。
【００８９】
なお、モールド１１に形成されるスペースの体積は、モールド１１に用いる基体の精度や、モールド１１の組み立て精度等に大きく依存し、必ずしも一定の体積を示すものではない。よって、一定体積のゲル形成混合溶液を精度よく充填するよりは、充填する際の液面を検出する方がより良好な再現性を得ることができる。本充填方法は、特に、後述にて説明する重層構造ホモジニアスゲル（分離ゲル）を製造する際に有効である。
【００９０】
〔第２の実施形態〕
本発明に係る第２の実施形態について、図７および図８に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本形態では、上記第１の実施形態との相違点について説明するため、説明の便宜上、第１の実施形態で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００９１】
上記第１の実施形態では、１種類のゲル形成溶液を用いる構成について説明しているが、本発明はこれに限られず、複数種類のゲル形成溶液を用いる構成であってもよい。本実施形態では、２種類のゲル形成溶液を用いるゲル充填装置１１０について説明する。
【００９２】
本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、グラジエントゲルまたはＩＰＧゲル作製に好適なモノニードル型ゲル充填装置である。具体的には、ゲル充填装置１１０は、第１ゲル形成溶液および第２ゲル形成溶液という２種類のゲル形成溶液を用い、両者の溶液を所望の濃度で混合することによって、第１ゲル形成溶液から第２ゲル形成溶液へとその成分を漸次変化させたゲルを形成することができる。
【００９３】
例えば、アクリルアミド濃度が５％〜１０％のグラジエントを有するポリアクリルアミドゲルを作製する場合、ゲル充填装置１１０は、５％アクリルアミドを含有する第１ゲル形成溶液と、１０％アクリルアミドを含有する第二のゲル形成溶液とを用い、これらの溶液を漸次混合する。
【００９４】
また、等電点（ｐＩ）が３〜１０のＩＰＧゲルを作製する場合、好適なアクリルアミド誘導体を混合してｐＩ３に調整した第１ゲル形成溶液と、好適なアクリルアミド誘導体を混合してｐＩ１０に調整した第２ゲル形成溶液とを用い、これらの溶液を漸次混合する。
【００９５】
（ゲル充填装置１１０の構成）
本実施形態に係るゲル充填装置１１０の構成について図７を参照して以下に説明する。図７は、本実施形態に係るゲル充填装置１１０の構成を示す概略図である。
【００９６】
本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、第１ゲル形成溶液が貯蔵された第１ゲル形成溶液タンク２１、第２ゲル形成溶液が貯蔵された第２ゲル形成溶液タンク２２を備えている。言い換えると、本実施形態では、実施形態１におけるゲル形成溶液タンクが複数のタンクから構成されている。
【００９７】
第１ゲル形成溶液タンク２１、第２ゲル形成溶液タンク２２、および重合開始剤タンク２は、第１流路を介して吐出口７に連通している。第１流路は、吐出口７側の末端に設けられたシリンジ８を含んで構成されるが、シリンジ８ではなく、合流点２７において合流している。
【００９８】
ポンプ２３および２４は、それぞれ第１流路に配置されており、第１ゲル形成溶液タンク２１内の第１ゲル形成溶液と、第２ゲル形成溶液タンク２２内の第１ゲル形成溶液との各々を混合器２６に向けてそれぞれ送液する。
【００９９】
ポンプ２３および２４には混合制御コントローラ（混合比制御手段）２５が接続されており、混合制御コントローラ２５は、ポンプ４および５の各々の駆動を制御することによって、第１ゲル形成溶液と第２ゲル形成溶液との混合比を制御する。例えば、ゲル充填装置１１０による充填動作中に、混合制御コントローラ２５が上記混合比を漸次変化させることによって、所望のグラジエントゲルまたはＩＰＧゲルを形成することができる。
【０１００】
また、本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、混合器２６を備えている。混合器２６は、第１流路における合流点２７とシリンジ８との間に配置されており、第１ゲル形成溶液タンク２１から送液された第１ゲル形成溶液と、第２ゲル形成溶液タンク２２から送液された第２ゲル形成溶液とを効果的に混合する。混合器２６としては、市販されているグラジエントミキサーやスタティックミキサー等を用いることができ、また当業者が好適に設計したミキサーを用いることもできる。
【０１０１】
本実施形態において、洗浄液タンク３は、第２流路を介して、第１流路のうち、合流点２７よりも上流の位置に連通している。これによって、第１および第２ゲル形成溶液と重合開始剤とが混合されてなるゲル形成混合溶液が通過する領域（混合器２６、シリンジ８、およびニードル９を含む領域）を効率的に洗浄することができる。
【０１０２】
なお、合流点２７は第１流路中において任意に設定可能であるが、吐出口７に近い方が好ましい。また、合流点２７は混合器２６の配置位置であってもよい。
【０１０３】
また、第１ゲル形成溶液と第２ゲル形成溶液との混合溶液の送液制御、重合開始剤の送液制御、ディスペンサー１０による吐出制御、洗浄液の送液制御、およびニードル９とコンベア１２との位置関係の３軸（ＸＹＺ軸）移動制御は、コンピュータ１６によって総合的に制御される。
【０１０４】
また、ゲル充填装置１１０におけるその他の部材の機能は、上記実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１０５】
（他の構成例）
本発明において、ディスペンサー１０およびシリンジ８は必須の構成ではなく、これらを省略して簡略化されたゲル充填装置１２０を実現することもできる。このゲル充填装置１２０について図８を参照して以下に説明する。図８は、本実施形態の他の構成例に係るゲル充填装置１２０の構成を示す概略図である。
【０１０６】
図８に示すように、ゲル充填装置１２０は、ディスペンサー１０およびシリンジ８を備えない点以外は、図７に示すゲル充填装置１１０と同様の構成を有する。ただし、ゲル充填装置１２０では、ポンプ５、２３、および２４が、第１ゲル形成溶液、第２ゲル形成溶液および重合開始剤をそれぞれ送液することによって、これらからが混合されてなるゲル形成混合溶液を送液する。また、吐出口７には直接ニードル９が設けられており、混合器２６にて混合されたゲル形成混合溶液は、吐出口７に送液され、ニードル９を介してモールド１１に充填される。
【０１０７】
このような送液系を設計する場合、液体クロマトグラフィーの送液システムを参考にすることが有効であり、ポンプ５、２３、および２４として、複数の溶媒の流速を制御可能なグラジエントポンプを利用することが好ましい。しかし、グラジエントポンプはポンプ自体の価格が高価であるため、当業者の設計により、適宜最適なポンプを選択することが望ましい。
【０１０８】
〔第３の実施形態〕
本発明に係る第３の実施形態について、図９から図１２に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本形態では、上記第１の実施形態との相違点について説明するため、説明の便宜上、第１の実施形態で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する場合がある。
【０１０９】
上記第１および第２の実施形態では、ゲル形成溶液タンク、重合開始剤タンク、およびニードルを含む、ゲル形成混合溶液の充填系を１つ有する構成について説明しているが、本発明はこれに限られず、複数の充填系を備えていてもよい。本実施形態では、説明を簡単に行うために、２つの充填系を備えるダブルニードル型のゲル充填装置１３０について説明する。
【０１１０】
本実施形態に係るゲル充填装置１１０は、２つの充填系において、異なる種類のゲル形成溶液を利用することができる。このため、ゲル充填装置１１０は、Ｌａｅｍｍｌｉ法（Ｕ．Ｋ．Ｌａｅｍｍｌｉ，Ｎａｔｕｒｅ，１９７０，２２７，６８０．）に基づき、実際に分離を行うゲル（分離ゲル）の上に濃縮ゲルを積層した重層ホモジニアスゲルを生産性よく形成することができる。
【０１１１】
（ゲル充填装置１３０の構成）
本実施形態に係るゲル充填装置１３０の構成について図９を参照して以下に説明する。図９は、本実施形態に係るゲル充填装置１２０の構成を示す概略図である。
【０１１２】
図９に示すように、本実施形態に係るゲル充填装置１３０は、２つの充填系ＡおよびＢを備えている。充填系Ａは、ゲル形成溶液Ａを貯蔵するゲル形成溶液タンク１ａ、重合開始剤Ａを貯蔵する重合開始剤タンク２ａ、各タンク内の溶液を送液するポンプ４ａおよび５ａ、吐出口７ａを有するシリンジ８ａ、吐出口７ａに設けられたニードル９ａ、ディスペンサー１０ａ、混合制御コントローラ１３ａを含んで構成される。
【０１１３】
同様に、充填系Ｂは、ゲル形成溶液Ｂを貯蔵するゲル形成溶液タンク１ｂ、重合開始剤Ｂを貯蔵する重合開始剤タンク２ｂ、各タンク内の溶液を送液するポンプ４ｂおよび５ｂ、吐出口７ｂを有するシリンジ８ｂ、吐出口７ｂに設けられたニードル９ｂ、ディスペンサー１０ｂ、混合制御コントローラ１３ｂを含んで構成される。なお、充填系ＡおよびＢにおける各部材の機能は実施形態１にて説明したものと同様である。
【０１１４】
また、本実施形態では、洗浄液タンク３は、シリンジ８ａおよび８ｂの両方に連通している。また、コンピュータ１６は、充填系Ａにおけるゲル形成混合溶液Ａの送液制御、充填系Ｂにおけるゲル形成混合溶液Ｂの送液制御、ディスペンサー１０の吐出制御、洗浄液の送液制御、ならびに、ニードル９ａおよび９ｂとコンベア１２との位置関係の３軸（ＸＹＺ軸）移動制御を総合的に制御する。
【０１１５】
ゲル充填装置１３０によれば、充填系Ａのゲル形成混合溶液Ａおよび充填系Ｂのゲル形成混合溶液Ｂが、ニードル９ａおよび９ｂの各々を介して、モールド１１に充填される。ここで、ゲル形成混合溶液Ａとゲル形成混合溶液Ｂとに異なるゲル形成混合溶液を利用すれば、重層ホモジニアスゲルを好適に形成することができる。
【０１１６】
（ゲル形成方法の一例）
本実施形態に係るゲル充填装置１３０を用いて重層ホモジニアスゲルを形成する方法について、図１０を参照して以下に説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）は、ゲル形成方法の各工程を示す模式図である。
【０１１７】
ここで、ゲル充填装置１３０における２つの充填系（充填系ＡおよびＢ）の各々に用いるゲル形成混合溶液は、上述のＬａｅｍｍｌｉ法でいう分離ゲルおよび濃縮ゲルの各々に対応する。
【０１１８】
具体的には、充填系Ａに用いるゲル形成混合溶液Ａは分離ゲルに対応する。そのために、Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドを架橋剤として含有するアクリルアミド溶液およびトリス塩酸緩衝液からなるゲル形成溶液Ａと、ＡＰＳおよびＴＥＭＥＤからなる重合開始剤Ａとの各々を、ゲル形成混合溶液Ａにおいてアクリルアミド濃度がトータルして１０％になるように調整する。また、ゲル形成溶液Ａまたは重合開始剤Ａには、ゲル形成混合溶液Ａにおいて１０〜２０％濃度になるグリセロールを添加しておく。このグリセロールは、ゲル溶液の比重差を応用して重層ゲルを形成する工程に利用するものであり、ゲル溶液に比重差を付けることが可能な物質であれば、グリセロールに限定されるものではない。
【０１１９】
一方、充填系Ｂに用いるゲル形成混合溶液Ｂは濃縮ゲルに対応する。そのために、Ｎ,Ｎ´-メチレンビスアクリルアミドを架橋剤として含有するアクリルアミド溶液およびトリス塩酸緩衝液からなるゲル形成溶液Ｂと、ＡＰＳおよびＴＥＭＥＤからなる重合開始剤Ｂとの各々を、ゲル形成混合溶液Ｂにおいてアクリルアミド濃度がトータルして４％になるように調整する。また、ゲル形成混合溶液Ｂに添加するグリセロールは、ゲル形成混合溶Ａに添加するグリセロール濃度以下であればよく、グリセロールを全く添加しなくても構わない（すなわち、グリセロール濃度は０％）。
【０１２０】
まず、図１０（ａ）に示すように、コンベア１２で所定位置にセットされたモールド１１の充填口１８にして、ニードル９ａおよび９ｂを同時に挿入する。次に、図１０（ｂ）に示すように、シリンジ８ａに送液されたゲル形成混合溶液Ａを、ニードル９ａを介してモールド１１内に吐出する。
【０１２１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、シリンジ８ｂに送液されたゲル形成混合溶液Ｂを、ニードル９ｂを介してモールド１１内に吐出する。これによって、モールド１１内では、ゲル形成混合溶液Ａの上にゲル形成混合溶液Ｂが重層される。
【０１２２】
最後に、図１０（ｄ）に示すように、ニードル９ａおよび９ｂをモールド１１から脱着し、モールド１１内のゲル形成混合溶液Ａおよびゲル形成混合溶液Ｂを一括してゲル化する。これによって、モールド１１内には、濃縮ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）と、分離ゲル（濃度が均一なホモジニアスゲル）からなる重層構造ポリアクリルアミドゲルを好適に形成することができる。
【０１２３】
以上のように、ゲル充填装置１３０（ダブルニードル型ゲル充填装置）を用いれば、モールド１１の充填口１８に対するニードル９ａおよび９ｂの移動や、モールド１１の搬送などの回数を、モノニードル型ゲル充填装置と比較して半分に減少させ、タクトタイム（作業時間）を短縮することができる。なお、充填系の数を３つにしたトリプルニードル型であれば、上記の作業に要する回数を３回から１回に減少することも可能である。
【０１２４】
（他の構成例）
本実施形態の他の構成例に係る第２のダブルニードル型のゲル充填装置１４０について図１１を参照して以下に説明する。
【０１２５】
図１１は、本実施形態の他の構成例に係るゲル充填装置１４０の構成を示す概略図である。上述した図９に示すゲル充填装置１３０は、２本のニードルが１つのモールド１１に挿入される構成であるが、図１１に示すゲル充填装置１４０は、２本のニードルの各々が隣り合う２つのモールドにそれぞれ挿入される構成である。すなわち、ゲル充填時、コンベア１２上に載せられた複数のモールド１１のうち、所定位置に搬送されたモールド１１にはニードル９ａが挿入され、同時に、その隣のモールド１１にはニードル９ｂが挿入される。これ以外の構成については、図９に示すゲル充填装置１３０と同一である。
【０１２６】
次に、ゲル充填装置１４０を用いて重層ホモジニアスゲルを形成する方法について、図１２を参照して以下に説明する。図１２（ａ）（ｂ）は、ゲル形成方法の各工程を示す模式図である。
【０１２７】
なお、コンベア１２上には複数のモールド１１がナンバー１から順にセットされているとする。
【０１２８】
図１２（ａ）は、複数のモールド１１内に連続的にゲルを形成する工程において、あるタイミングにおいてモールド１１に充填を行う状態を示している。図１２（ａ）に示すタイミングでは、ナンバー１５のモールド１１には既に、ゲル形成混合溶液Ａとゲル形成混合溶液Ｂが重層され、分離ゲル４１と濃縮ゲル４２が形成されている。また、既にゲル形成混合溶液Ａが充填された、ナンバー５０のモールド１１には、ニードル９ｂを介してゲル形成混合溶液Ｂが充填される。同時に、ナンバー５１のモールド１１には、ニードル９ａを介してゲル形成混合溶液Ａが充填される。
【０１２９】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す処理の後、次のタイミングにおいて、モールド１１に充填を行う状態を示している。なお、図１２（ｂ）では、図１２（ａ）に示す処理の後、コンベア１２によってモールド１１群が搬送されている。
【０１３０】
ナンバー１５のモールド１１は、図１２（ａ）に示した位置よりも右側に搬送され、ナンバー１６のモールドが左側より搬送されている。
【０１３１】
ナンバー５０のモールド１１は、ニードル９ｂを介する充填エリアから右側にずれ、替わりに、図１２（ａ）でゲル形成混合溶液Ａが充填されたナンバー５１のモールド１１が搬送されている。図１２（ｂ）に示すタイミングでは、このナンバー５１のモールド１１には、ニードル９ｂを介してゲル形成混合溶液Ｂが充填される。
【０１３２】
ナンバー５２のモールド１１は、ニードル９ａを介する充填エリアに搬送されている。このナンバー５２のモールド１１には、ニードル９ａを介してゲル形成混合溶液Ａが充填される。
【０１３３】
また、ナンバー５２のモールド１１の左隣には、新たに、ゲル充填前のナンバー５３のモールド１１が搬送されている。
【０１３４】
以上のような工程をサイクリックに行うことによって、大量のモールド１１に対して、効率的に、ゲル形成混合溶液Ａとゲル形成混合溶液Ｂとを充填および重層し、分離ゲルと濃縮ゲルとを形成することができる。
【０１３５】
したがって、本実施形態によれば、複数のニードルと充填方法を工夫することにより（例えば、２本のニードルを用いて隣り合う２つのモールドに同時にゲル形成混合溶液を充填することにより）、１本のニードルを用いた場合と比較して、半分以下のタクトタイム（作業時間）を達成することができる。
【０１３６】
なお、本実施形態は、第２の実施形態にて述べたように、複数種類のゲル形成溶液を用いる構成であってもよい。例えば、第１ゲル形成溶液および第２ゲル形成溶液という２種類のゲル形成溶液を用い、グラジエントゲルまたはＩＰＧゲルの作製が可能な構成としてもよい。
【０１３７】
この場合、充填系Ａは、第１ゲル形成溶液Ａ、第２ゲル形成溶液Ａ、重合開始剤Ａの各々を充填する３つの溶液タンクを備える。また、充填系Ｂは、第１ゲル形成溶液Ｂ、第２ゲル形成溶液Ｂ、重合開始剤Ｂの各々を充填する３つの溶液タンクを備える。すなわち、合計６系統の溶液とそれを充填する溶液タンクが必要となる。
【０１３８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明に係るゲル充填器具は、電気泳動用の分離媒体を作製することに好適に利用することができ、例えば臨床医療分野やタンパク質解析分野への応用が可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１ ゲル形成溶液タンク（第１貯蔵タンク）
２ 重合開始剤タンク（第２貯蔵タンク）
３ 洗浄液タンク
７ 吐出口
８ シリンジ（吐出タンク）
１１ モールド（ゲル形成鋳型）
１２ コンベア（搬送手段）
２０ 界面検出器
２５ 混合制御コントローラ（混合比制御手段）
２６ 混合器
２７ 合流点
１００、１１０、１２０、１３０、１４０ ゲル充填装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル充填装置であって、
ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、
ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、
上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、
上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えることを特徴とするゲル充填装置。
【請求項２】
上記吐出口に送液する洗浄液を貯蔵する洗浄液タンクと、
上記洗浄液タンクから、上記第１流路における上記合流点または上記合流点よりも上流までを流通する第２流路とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のゲル充填装置。
【請求項３】
上記吐出口を介して上記ゲル溶液を充填されたゲル形成鋳型を搬出し、かつ、上記吐出口に対して次のゲル形成鋳型を搬入する搬送手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のゲル充填装置。
【請求項４】
上記第１流路のうち、上記合流点または上記合流点よりも下流に配置された混合器を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項５】
上記第１流路は、上記吐出口側の末端に設けられた吐出タンクを含んで構成される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項６】
上記合流点は、上記吐出タンクにあることを特徴とする請求項５に記載のゲル充填装置。
【請求項７】
上記吐出口に設けられた中空構造のニードルをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項８】
上記ゲル形成鋳型に対する上記吐出口の相対的な位置を３軸方向に移動させる３軸可動ロボットをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項９】
上記ゲル形成鋳型に吐出されたゲル溶液の液面を検出する界面検出器と、上記界面検出器による検出信号に基づいて吐出動作を制御する充填制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項１０】
上記第１および第２貯蔵タンクから上記吐出口までを含む充填系を複数備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項１１】
複数の上記充填系の間では、上記第１貯蔵タンクの貯蔵する第１ゲル形成溶液の含むモノマー溶液の濃度が互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載のゲル充填装置。
【請求項１２】
上記第１貯蔵タンクは、互いに濃度または等電点の異なるモノマー溶液を含有する複数のゲル形成溶液をそれぞれ貯蔵する複数のタンクから構成されており、
上記複数のタンクの各々から上記吐出口に送液される上記複数のゲル形成溶液の送液量をそれぞれ漸次変化させる混合比制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のゲル充填装置を用いて形成されたことを特徴とする電気泳動用ゲル。
【請求項１４】
ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル形成方法であって、
ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、
ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、
上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、
上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えるゲル充填装置を用いて、
上記第１貯蔵タンク内の上記第１貯蔵タンクおよび上記第２貯蔵タンク内の重合開始剤の各々を上記第１流路に送液する工程と、
上記吐出口を介して、上記ゲル形成鋳型に上記ゲル溶液を充填する工程とを含むことを特徴とするゲル形成方法。
【請求項１】
ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル充填装置であって、
ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、
ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、
上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、
上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えることを特徴とするゲル充填装置。
【請求項２】
上記吐出口に送液する洗浄液を貯蔵する洗浄液タンクと、
上記洗浄液タンクから、上記第１流路における上記合流点または上記合流点よりも上流までを流通する第２流路とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のゲル充填装置。
【請求項３】
上記吐出口を介して上記ゲル溶液を充填されたゲル形成鋳型を搬出し、かつ、上記吐出口に対して次のゲル形成鋳型を搬入する搬送手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のゲル充填装置。
【請求項４】
上記第１流路のうち、上記合流点または上記合流点よりも下流に配置された混合器を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項５】
上記第１流路は、上記吐出口側の末端に設けられた吐出タンクを含んで構成される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項６】
上記合流点は、上記吐出タンクにあることを特徴とする請求項５に記載のゲル充填装置。
【請求項７】
上記吐出口に設けられた中空構造のニードルをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項８】
上記ゲル形成鋳型に対する上記吐出口の相対的な位置を３軸方向に移動させる３軸可動ロボットをさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項９】
上記ゲル形成鋳型に吐出されたゲル溶液の液面を検出する界面検出器と、上記界面検出器による検出信号に基づいて吐出動作を制御する充填制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項１０】
上記第１および第２貯蔵タンクから上記吐出口までを含む充填系を複数備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項１１】
複数の上記充填系の間では、上記第１貯蔵タンクの貯蔵する第１ゲル形成溶液の含むモノマー溶液の濃度が互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載のゲル充填装置。
【請求項１２】
上記第１貯蔵タンクは、互いに濃度または等電点の異なるモノマー溶液を含有する複数のゲル形成溶液をそれぞれ貯蔵する複数のタンクから構成されており、
上記複数のタンクの各々から上記吐出口に送液される上記複数のゲル形成溶液の送液量をそれぞれ漸次変化させる混合比制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のゲル充填装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のゲル充填装置を用いて形成されたことを特徴とする電気泳動用ゲル。
【請求項１４】
ゲル形成鋳型にゲル溶液を充填してゲルを形成するゲル形成方法であって、
ゲルのモノマー溶液を含有するゲル形成溶液を貯蔵する第１貯蔵タンクと、
ゲルの重合を開始させる重合開始剤を貯蔵する第２貯蔵タンクと、
上記第１貯蔵タンクから送液されたゲル形成溶液と上記第２貯蔵タンクから送液された重合開始剤とから成るゲル溶液を吐出する吐出口と、
上記第１および上記第２貯蔵タンクの各々から任意の合流点にて合流して上記吐出口までを流通する第１流路とを備えるゲル充填装置を用いて、
上記第１貯蔵タンク内の上記第１貯蔵タンクおよび上記第２貯蔵タンク内の重合開始剤の各々を上記第１流路に送液する工程と、
上記吐出口を介して、上記ゲル形成鋳型に上記ゲル溶液を充填する工程とを含むことを特徴とするゲル形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１０２７２２（Ｐ２０１１−１０２７２２Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６９７６（Ｐ２００９−２５６９７６）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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