電気泳動方法、及び電気泳動装置
【課題】電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できる。
【解決手段】ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対４５ａ’、４５ｂ’であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対４５ａ’、４５ｂ’に、電圧を再印加する。
【解決手段】ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対４５ａ’、４５ｂ’であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対４５ａ’、４５ｂ’に、電圧を再印加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動方法、及び電気泳動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動は、導電媒体中で電圧を印加した結果、電荷を持った分子や粒子が帯電している電荷と反対符号の電極に向かって動く現象である。
電気泳動の手法としては、非特許文献１記載の手法が知られていた。また、近年では、特許文献１記載の手法や非特許文献２記載の手法が知られている。これらの先行技術文献記載の手法では、基本的な構成、つまり、冷却ユニットの上に電気泳動槽を載せ、その中にサンプル分離用の導電媒体を入れ、その導電媒体へ電圧を印加するための陽電極および陰電極を入れる構成が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５１７９５４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐａｔｒｉｃｋ Ｈ． Ｏ’Ｆａｒｒｅｌｌ、Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９７５ Ｍａｙ ２５、Ｖｏｌ．２５０，Ｎｏ．１０、４００７−４０２１頁
【非特許文献２】戸田 年総, 中村 和行, 平野 久、タンパク質なるほどＱ＆Ａ、羊土社、２００５年、７６〜７７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、電極間への電圧を印加すると、サンプル及び導電媒体などに含まれる各種荷電性物質が電極へ向かって移動する。各種荷電性物質の大部分は電極近傍で電子の受け渡されて塩として堆積し、また、一部は荷電を帯びたまま平衡状態で留まるので、電極週辺での電気抵抗を大きく上昇させてしまう。また、電極間での電位勾配の直線性が失われ、特に電極付近で泳動パターンが乱れる場合もある。
以上に例示したように、従来技術では、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できない場合があるという欠点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できる電気泳動方法、及び電気泳動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法である。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記再印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記誘電媒体は、等電点電気泳動で用いられる媒体であることを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対は、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対は、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対は、電圧が印加された後に逆電圧が印加され、その後、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、第１の電極対に電圧が印加された後、第１の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられている第２の電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１４】
（８）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、再印加を行う場合に、第２の電極対の電極間の電位差よりも大きい電位差を、第１の電極対の電極間に与えることを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１６】
（１０）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、電圧が印加されている電極対が前記誘電媒体から引き抜かれることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１７】
（１１）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対に接合された吸着体を取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１８】
（１２）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記誘電媒体が切断されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１９】
（１３）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記誘電媒体に障壁が挿入されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする。
【００２０】
（１４）また、本発明の一態様は、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対と、前記電極対に、電圧を再印加する再印加部と、を備えることを特徴とする電気泳動装置である。
【００２１】
（１５）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動装置において、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対に電圧を印加する初期印加部と、前記誘電媒体を流れる電流量に基づいて、前記初期印加部によって電圧が印加された電極の位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧の再印加を開始する再印加部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
（１６）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動装置において、前記電極対を移動させる駆動部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
【図３】本実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図４】本実施形態に係る電気泳動装置の動作の一例を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る電極部の動作の一例を説明する断面図である。
【図６】本実施形態に係る電極部、導電媒体、及び支持板の斜視図である。
【図７】本実施形態の変形例１に係る電気泳動装置の断面図である。
【図８】本実施形態の変形例２に係る電気泳動装置の断面図である。
【図９】本実施形態の変形例３に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１０】本実施形態の変形例４に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る電極部の正面図である。
【図１２】本実施形態に係る電極部の右側面図である。
【図１３】本実施形態に係る電極部、導電媒体、及び支持板の斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る電極部の断面図である。
【図１６】本実施形態に係る電極部、導電媒体、及び支持板の斜視図である。
【図１７】本実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係るカセット及び電極部の動作の一例を説明する断面図である。
【図１９】本実施形態に係る電極部の斜視図である。
【図２０】本実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図２１】各実施形態に係る電気泳動装置の論理的な構成を示す概略ブロック図である。
【図２２】各実施形態に係る駆動装置の論理的な構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】各実施形態に係る印加制御の一例を説明するための概略図である。
【図２４】各実施形態に係る電気泳動装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２５】各実施形態に係る陰電極及び陽電極の別の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。この図は、ゲル状の誘電媒体６に電極が挿入されていることを表す。
符号１Ａを付した図１Ａは、陰電極４５ａと陽電極４５ｂへ電圧が印加（初期印加とも称する）され、誘電媒体６内の荷電性物質が電極近傍６ａ、６ｂに移動したことを示す。なお、一部の荷電性物質は、電極近傍で電子の受け渡されて塩として堆積している。
【００２６】
符号１Ｂを付した図１Ｂは、初期印加の後、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’へ電圧が印加（再印加とも称する）されたことを示す。ここで、電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’は、陰電極４５ａと陽電極４５ｂと比較して、中心方向に近い位置に位置している。
図１Ｂには、電極への電圧印加によって生ずる電界を表す電気力線が示されている。この電気力線は、荷電性物質が位置している電極近傍６ａ、６ｂでは電界がない、又は、電極４５ａ’、４５ｂ’の間の位置の電界と比較して非常に小さい強度の電界であることを示す。
つまり、初期印加によって荷電性物質を電極近傍６ａ、６ｂに移動させ、この電極近傍６ａ、６ｂに電界が生じないような位置又は電界が小さくなるような位置に、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’を位置させてから再印加される。再印加されることで、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。
【００２７】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動装置１を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る電気泳動装置１の断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面の断面図である。電気泳動装置１では、電極部４における陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’が、（ａ）初期印加のときの陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの位置（初期印加位置とも称する）よりも、（ｂ）陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置へ変更され、再印加が行われる（図４、図５参照）。
【００２８】
図２、３に示されるように、電気泳動装置１には、カセット２、電極部４、電極接続部５ａ、５ｂ、誘電媒体６、支持板７、保持部８、駆動部９、冷却部１０、ステージ１１が備えられている。図示するように、電極部４の陰電極と陽電極を結ぶ直線がＺ軸（陽電極から陰電極の方向をＺ軸の正方向とする）である。また、Ｚ軸と直交する軸であって電極反応槽３の底面（導電媒体６の底面でもある）と平行な面に含まれる軸がＸ軸である。また、Ｘ、Ｚ軸いずれにも直交する軸がＹ軸である。この座標空間において、陰電極４５ａおよび陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って導電媒体６の中心方向により近づく位置へ変更とは、Ｚ軸に沿って電極間距離を互いに縮めることを意味する。
【００２９】
冷却装置１０には、放熱フィンや放熱ファンからなる放熱手段と冷却ペルチェ素子とを有するペルチェ冷却制御機構が設けられている。
ステージ１１は、段差を有するように形成されており、Ｘ軸の小さい方がへこんでいる。ステージ１１は、例えば、アクリル製である。ステージ１１には、電極部４や誘電媒体６及び支持板７を保管する保管場所が設けられている（図示せず）。
カセット２には、複数の槽３が設けられている。カセット２は、例えば、ガラス製である。槽３は、それぞれ、電極反応槽、各種試薬槽、洗浄槽として用いられる。カセット２の電極反応槽３付近には、電極接続部５ａ、５ｂが設けられている。電極接続部５ａは導線を介して電源の陰電極に接続され、電極接続部５ｂは導線を介して電源の陽電極に接続されている。
【００３０】
電極部４には、Ｚ軸方向へ移動可能な陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが設けられている。電極部４は、金属等の導体（陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ等）及びプラスチックで成形されている。
誘電媒体６は、ゲル状の固体物質であり、例えばアクリルアミド、多糖のアガロースなどを用いて作製されている。誘電媒体６は、例えば、等電点電気泳動で用いられる媒体である。
支持板７は、例えば、アクリル板である。
保持部８には、Ｘ方向に移動可能な保持爪８１が設けられている。保持部８には、Ｚ軸方向に移動可能な押込部８１ａ、８１ｂが設けられている。
駆動部９には、駆動アームが設けられている。
【００３１】
図２において、冷却装置１０には、ステージ１１が載せられている。ステージ１１のくぼみ部分には、カセット２が取り付けられている。なお、カセット２は、ステージ１１から脱着可能である。電気泳動は高電圧下にて行われ、サンプルの分離中には電極反応槽３が高温になる。冷却部１０が電気泳動時の電極反応槽３を冷却することで、温度を一定に保つ。ステージ１１には、駆動部９が固定されている。
ステージ２の電極反応槽３には、電極部４が取り付けられている。ここで、電極部４に設けられた導電部４１ａ、４１ｂが、電極接続部５ａ、５ｂに挿入されている。これにより、電極部４が電極接続部５を介して電源と接続されて陰電極及び陽電極へ電圧が印加され、陰電極及び陽電極が誘電媒体６を介して電気的に接続されることとなる。
電極反応槽３には、誘電媒体６が置かれている。誘電媒体６は、アクリル板などからなる支持板７に固定されている。
【００３２】
駆動部９は、保持部８の保持爪８１を移動させて、保持部８に電極部４又は支持板７を挟み込ませる。これにより、保持部８が電極部４又は支持板７を保持する。なお、導電媒体６は一般的に薄くかつ軟らかいので、保持部８は、支持板７を保持することで誘電媒体６を保持する。一方、電極部４は保持部８に保持される部分がプラスチックで成形されており、保持部８は、電極部４を直接保持する。駆動部９は、保持部８をＸ方向及びＹ方向に移動させることで、保持部８が挟み込んだ電極部４又は支持板７を移動させる。
駆動部９は、保持部８の押込部８１ａ、８１ｂを可動させることにより、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂをＺ軸方向に移動させる。なお、駆動部９は、駆動装置Ａ１に接続され、駆動装置Ａ１からの命令に従って動作する。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る電気泳動装置１の動作の一例を示す断面図である。この図は、電極部４の電極を誘電媒体６に挿入するときの電気泳動装置１の動作の一例を示す。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図である。符号４Ａを付した図４Ａは電極を誘電媒体６挿入する前の断面図であり、符号４Ｂを付した図４Ｂは電極を誘電媒体６挿入した後の断面図である。
図４Ａでは、カセット２の電極反応槽３には、電極部４がカセット２に取り付けられている。この図では、誘電媒体６が固定されている支持板７は、保持部８で保持されており、電極部４の真上に位置している。その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させ、図４Ｂの示す状態となる。
図４Ｂは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されたことを示す。
【００３４】
図５は、本実施形態に係る電極部４の動作の一例を説明する断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、及び導電媒体６のみを示したものである。符号５Ａを付した図５Ａは初期印加時の断面図であり、図４Ｂの示す状態と同じ状態のときの図である。符号５Ｂを付した図５Ｂは再印加時の断面図である。
【００３５】
図５Ａでは、導電部４１ａ、４１ｂの上部には導電板が設けられ、それぞれ、可動部４２ａ、４２ｂの下部に設けられた導電板に接触している。可動部４２ａ、４２ｂの一端には、それぞれ、バネ（弾性体）４３ａ、４３ｂが取り付けられている。可動部４２ａ、４２ｂの導電板には、それぞれの一端に、Ｌ字型に屈曲した電極支持部４４ａ、４４ｂが固定されている。電極支持部４４ａ、４４ｂには、それぞれ、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが固定され、可動部４２ａ、４２ｂの導電板を介して供給される電気を陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂに伝える電導材を内包する。なお、電極支持部４４ａ、４４ｂの電導材は、絶縁体で包まれている。
【００３６】
図５Ａの示す状態で、初期印加が行われる。具体的には、駆動装置Ａ１が陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂと電源とに接続されたスイッチ１１７をオンにすることで、陰電極４５ａと陽電極４５ｂへ電圧が印加される。その後、駆動装置Ａ１は、スイッチ１１７をオフにすることで、陰電極４５ａと陽電極４５ｂへの電圧の印加を停止する。電圧の印加を停止した後、駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の負方向、押込部８１ｂをＺ軸の正方向に移動させて、電極部４の押込穴１６の押込部８１ａ、８１ｂを押す。これにより、バネ４３ａ、４３ｂが縮み、可動部４２ａ、４２ｂがＺ軸方向へ移動されることで、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動される。これにより、図５Ｂの示す状態となる。つまり、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、Ｚ軸に沿っての電極間距離を互いに縮めるように移動されることで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の位置（再印加位置）に移動される。
【００３７】
図５Ｂの示す状態で、再印加が行われる。具体的には、駆動装置Ａ１が陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’と電源とに接続されたスイッチ１１７をオンにすることで、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’へ電圧が印加される。
なお、初期印加位置は、安定な通電が可能な範囲で出来る限り導電媒体６の末端となる位置としている。ここで、安定な通電が可能な範囲で出来る限り導電媒体６の末端となる位置とは、例えば、電極が導電媒体に確実に挿入され得る位置、つまり、電極先端が導電媒体６に覆われ外気にさらされない位置である。これにより、導電媒体６末端の断面は均一性に欠く場合でも、安定な通電が可能となる。また、再印加のために電極をＺ軸方向へ移動させる距離（初期印加位置での電極間の距離と再印加位置での電極間の距離の差）を最大にでき、再印加のときに、荷電性物質や塩の影響を最小にできる。
【００３８】
図６は、本実施形態に係る電極部４、導電媒体６、及び支持板７の斜視図である。符号６Ａを付した図６Ａは初期印加時の斜視図であり、図５Ａと同じ状態のときの図である。符号６Ｂを付した図５Ｂは再印加時の斜視図であり、図５Ｂと同じ状態のときの図である。
図６Ａと図６Ｂを比較すると、電極支持部４４ａと４４ｂよりも、電極支持部４４ａ’と４４ｂ’の方が、電極の中心方向へ押し込まれている。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１は、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対（陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’）であって、初期印加位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対に、電圧を再印加する。これにより、電気泳動装置１は、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。つまり、本実施形態では、電気泳動装置１は、電気泳動において電極間に、指定の電気勾配を安定して印加できる。
【００４０】
従来技術に係る電気泳動装置によれば、電圧印加と同時に、電極符号と逆符号に大きく移動し始める導電媒体６中に含まれる荷電性の小物質（例えば、導電媒体６を構成する緩衝溶液中の荷電性物質、導電媒体６にアプライされる分離用サンプル中に含まれる荷電性物質、および導電媒体６へ行う各種前処理の溶液中に含まれる荷電性物質、導電媒体６にｐＨ勾配を形成する時に加える両性電解質のなかで自身の等電点に収束しないものなど）が、電極に集まる。電極に集まった小物質は、電極から電子の受渡され、電極およびその近傍で塩化または一部電荷を帯びたまま滞在してしまう。これが原因となり、導電媒体６では、電流がほとんど流れなくなってしまう。
これに対して、本実施形態における電気泳動装置１では、電極を移動させることによって、塩および塩化せずに残っている一部の荷電性物質を初期印加位置に留める。つまり、荷電性物質は電位勾配がかかる電極間の外側に隔離されているため、電位は電極位置における電位とほぼ等電位になる。これにより、電極方向への電気的な力が荷電性物質に作用し難いため、隔離された塩および荷電性物質が再度、電極に付着し難い状態で、電気泳動を行うことができる。よって、その状態でより分子量が大きく移動度の小さい複数成分サンプル（たとえばタンパク質などの荷電性高分子）を、十分な電流を確保しつつ分離展開できる。例えば、電気泳動装置１では、電極近傍での電圧印加の不安定性を抑制することができ、電極近傍まで高い分離能を確保できる。
【００４１】
また、上記実施形態において、誘電媒体６は、等電点電気泳動で用いられる媒体である。電気泳動装置１では、ｐＨ勾配を形成するために導電媒体６に加えられる両性担体（キャリアアンフォライト）のうち、（印加時にかける電圧では）等電点に落ち着かず電極に作用して、分離能（特に電極付近の分離能）に影響を与えるものを隔離できる。また、電気泳動装置１では、ｐＨ勾配を形成するために様々なｐＩの側鎖を持つアクリルアミド誘導体（イモビライン）を添加して形成したＩＰＧゲル中の未重合のモノマーのうち、印加時に電極に作用して、分離能特に電極付近の分離能に影響を与えるものを隔離できる。
【００４２】
なお、上記の実施形態において、電気泳動装置１は、陰電極及び陽電極の移動と印加を繰り返してもよい。つまり、電気泳動装置１は、再印加された位置（陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の位置）から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加してもよい。例えば、電気泳動装置１は、再印加の後に、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’をさらに近づく方向に移動させ、その後、電圧を再印加する。
これにより、電気泳動装置１では、電極付近に集まってくる移動度の異なる荷電性物質とその塩を逐一隔離することができ、より安定した電気泳動を行うことができる。そのため、電気泳動装置１では、電気泳動時に、塩および荷電性物質が電極周りを覆う時間を最小限に減らすことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現できる。
【００４３】
また、上記実施形態において、先に電極部４がカセット２に取り付けられ、その後に誘電媒体６を移動させて電極部４の電極を挿入する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、先に誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、その後に電極部４がカセット２に取り付けられてもよい。
【００４４】
＜変形例１＞
図７は、本実施形態の変形例１に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。図７と図４を比較すると、図７では、電極部４には、誘電媒体６のＺ軸方向の長さより大きい間隔で、陰電極４５ａ’’及び陽電極４５ｂ’’が設けられる。
符号７Ａを付した図７Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれている。電極部４は、保持部８（図示せず）で保持されており、誘電媒体６の真上に位置している。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号７Ｂを付した図７Ｂの示す状態となる。
【００４５】
図７Ｂは、電極部４がカセット２に取り付けられたときの断面図である。なお、図７Ｂは、先に電極部４がカセット２に取り付けられ、その後に誘電媒体６が移動されたものであってもよい。駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の負方向、押込部８１ｂをＺ軸の正方向に移動させて電極部４の押込穴１６内部の可動部４２ａ’’、４２ｂ’’を押す。これにより、陰電極４５ａ’’及び陽電極４５ｂ’’が誘電媒体６に挿入され、符号７Ｃを付した図７Ｃの示す状態となる。
図７Ｃは、初期印加時の断面図である。初期印加後、駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の負方向、押込部８１ｂをＺ軸の正方向に移動させて、可動部４２ａ’、４２ｂ’を押す。これにより、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入され、符号７Ｄを付した図７Ｄの示す状態となる。
【００４６】
図７Ｄは、再印加時の断面図である。その後、駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の正方向、押込部８１ｂをＺ軸の負方向に移動させる。バネ４３ａ、４３ｂの反発力によって、可動部４２ａ’がＺ軸の正方向、可動部４２ｂ’がＺ軸の負方向に移動することで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’も移動する。移動後、図７Ｂの示す状態となる。
その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号７Ａを付した図７Ａの示す状態となる。なお、本発明はこれに限らず、図７Ｂの示す状態で、保持部８が支持板７を保持し、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、導電媒体６を電極反応槽３から取り出してもよい。
【００４７】
＜変形例２＞
図８は、本実施形態の変形例２に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。図８と図４を比較すると、図８では、導電媒体６は、Ｚ軸方向の長さが導電媒体６より短い支持板７に固定されている。なお、導電媒体６と支持板７のＺ軸方向の長さの差は、初期印加時の電極の位置と再印加時の電極の位置との差の合計より、大きな値となっている。
符号８Ａを付した図８Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれている。電極部４は、保持部８（図示せず）で保持されており、誘電媒体６の真上に位置している。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号８Ｂを付した図８Ｂの示す状態となる。
【００４８】
図８Ｂは、電極部４がカセット２に取り付けられたときの断面図であり、初期印加時の断面図である。この図では、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されている。その後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動され、符号８Ｃを付した図８Ｃの示す状態となる。
図８Ｃは、再印加時の断面図である。その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号８Ｄを付した図８Ｄの示す状態となる。
【００４９】
＜変形例３＞
本実施形態において、初期印加時については電極部４を用い、再印加については、電極部４よりも電極間の距離が短い電極が設けられた電極部４’を用いてもよい。つまり、１つの電極部に電極をスライドさせる構成に代えて、電極間の距離が異なる２つの電極部が差し替えられる構成でもよい。
【００５０】
図９は、本実施形態の変形例３に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、４’、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。
符号９Ａを付した図９Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれている。この図では、電極部４がカセット２に取り付けられ、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されている。なお、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂは、電極部４に固定され、移動できなくてもよい。この図は、初期印加時の断面図である。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号９Ｂを付した図９Ｂの示す状態となる。
符号９Ｂを付した図９Ｂでは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６から引き抜かれたことを示す。その後、駆動部９の駆動アームをＸ軸方向へ移動し、電極収納箇所（図示せず）へ運び、電極部４を収納する。保持部８が電極収納箇所の別の電極部４’を保持し、駆動部９の駆動アームが移動する。
【００５１】
符号９Ｃを付した図９Ｃでは、電極部４’が誘電媒体６の真上に運ばれたことを示す。ここで、電極部４’には、電極部４の陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの間の距離よりも、電極間の距離が短い陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’が設けられている。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号９Ｄを付した図９Ｄの示す状態となる。
図９Ｄは、電極部４’がカセット２に取り付けられたときの断面図である。この図は、再印加時の断面図である。すなわち、電極部４’における陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’が、初期印加のときの電極部４の陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの位置よりも、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置へ変更され、再印加が行われる。
【００５２】
＜変形例４＞
なお、電気泳動装置１では、陰電極４５ａと陽電極４５ｂが独立して設けられてもよく、この場合、それらが独立に移動されて誘電媒体６に挿入してもよい。また、この場合、陰電極４５ａと陽電極４５ｂが、独立に移動されて、初期印加位置から再印加位置へ移動されてもよい。
【００５３】
図１０は、本実施形態の変形例４に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。図１０と図４を比較すると、図１０では、陰電極４５ａが固定されている電極部４ｌと、陽電極４５ｂが固定されている電極４ｒと、が独立して設けられている。なお、この場合、保持部８及び駆動部９が複数設けられ、一方が電極部４ｌを、他方が電極４ｒを独立して保持し、移動させてもよい。
符号１０Ａを付した図１０Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、電極部４がカセット２に取り付けられている。この図は、初期印加時の断面図であり、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されている。初期印加の後、電極部４ｌが移動されて、符号１０Ｂを付した図１０Ｂの示す状態となる。
【００５４】
図１０Ｂでは、陰電極４５ａ’は、図１０Ａの陰電極４５ａと比較して、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置にある。その後、電極部４ｒが移動されて、符号１０Ｃを付した図１０Ｃの示す状態となる。
図１０Ｃでは、陽電極４５ｂ’が、図１０Ａの陽電極４５ｂと比較して、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置にある。この図は、再印加時の断面図である。再印加の後、支持板７がＹ軸正方向に移動される。これにより、誘電媒体６が陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’から引き抜かれ、図１０Ｄの示す状態となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電極部４ａには４つの電極（２つの電極対）が設けられている。本実施形態に係る電気泳動装置１ａと、第１の実施形態に係る電気泳動装置１とを比較すると、電極部４ａが異なる。その他の構成は、電気泳動装置１と同じであるので説明は省略する。
図１１は本発明の第２の実施形態に係る電極部４ａの正面図であり、図１２は、本実施形態に係る電極部４ａの右側面図である。図１３は、本実施形態に係る電極部４ａ、導電媒体６、及び支持板７の斜視図である。
【００５６】
電極部４ａには、初期印加に用いられる陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの対と、再印加に用いられる陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の対と、が設けられている。ここで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’は、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置に設けられている。また、電極部４ａには、ＹＺ平面でＬ字型に屈曲した電極支持部４４ａ、４４ｂと、ＸＹ平面でＬ字型に屈曲した電極支持部４４ａ’、４４ｂ’と、が設けられている。
なお、符号６を付した２点鎖線は、電極が挿入された場合の誘電媒体６を表す。符合２を付した２点鎖線は、電極部４ａが取り付けられた場合のカセット２を表す。
【００５７】
図１２において、電極部４ａには、導電部４１１ｂ、絶縁体４１２ｂ、導電部４１１ｂ’が設けられている。導電部４１１ｂと導電部４１１ｂ’は、絶縁体４１２ｂによって分離され、電気的に接続されない。導電部４１１ｂは、電極支持部４４ｂを介して、陽電極４５ｂが電気的に接続されている。導電部４１１ｂ’は、電極支持部４４ｂ’を介して、陽電極４５ｂ’が電気的に接続されている。
初期印加時、導電部４１１ｂと接触する電極接続部５の部分から電圧が印加されるが、導電部４１１ｂ’と接触する電極接続部５の部分から電圧は印加されない。再印加時、導電部４１１ｂ’と接触する電極接続部５の部分から電圧が印加されるが、導電部４１１ｂと接触する電極接続部５の部分から電圧は印加されない。つまり、本実施形態に係る電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａと陽電極４５ｂに初期印加する。初期印加の後、電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’に再印加する。
【００５８】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ（第１の電極対）に電圧が印加された後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの位置から電極間の中心に近い位置に設けられている陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’（第２の電極対）に、電圧を再印加する。これにより、電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを移動させなくても、再印加時に、初期印加時と比較してＺ軸に沿って電極間距離を互いに縮めることができる。また、電気泳動装置１ａは、初期印加時と再印加時の電極が異なるので、同じ電極を利用する場合と比較して、塩や各種荷電性物質の付着が少ない陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’に再印加でき、より精度の高い電気泳動を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、電極部４ａには、電極対を２つ、つまり、４つの電極が設けられる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、電極部４ａには、３つ以上の電極対が設けられていてもよい。例えば、電極部４ａには、Ｚ軸に沿った複数の電極対を、電極対同士が電極間距離を徐々に狭め内包されていく形で設けられてもよい。電気泳動装置１ａは、この電極部４ａを導電媒体６へ挿入配置し、印加点を順次内側に切り替える。これにより、電気泳動装置１ａは、より確実に塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を逐一隔離できる。
ここで、導電媒体６へ接続した電極対の一番外側に位置する電極対から電圧印加し、荷電性物質が印加している電極に集まった時点（例えば、電極間の電流が小さくなったとき等）で印加を停止し、続いて、直前の印加電極位置より、より内側の電極対で印加を開始する。これを繰り返すことで、移動度の異なる荷電性物質を逐一隔離することができ、より安定した電気泳動を行うことができる。これによって、泳動時に、塩および荷電性物質が電極周りを覆う時間を最小限に減らすことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現できる。
【００６０】
図１４は、本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
符号１４Ａを付した図１４Ａは、図１Ａと同じ図である。
符号１４Ｂを付した図１４Ｂは、初期印加によって電極近傍６ａ、６ｂに集まった塩や各種荷電性物質が除去されたことを示す。この状態で再印加されることで、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電極部４ｂの陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂには、吸着体が装着されている。以下、本実施形態に係る電気泳動装置１ｂと、第１の実施形態に係る電気泳動装置１とを比較すると、電極部４ｂが異なる。その他の構成は、電気泳動装置１と同じであるので説明は省略する。
図１５は本発明の第３の実施形態に係る電極部４ｂの断面図であり、図１６は、本実施形態に係る電極部４ｂ、導電媒体６、及び支持板７の斜視図である。符号１５Ａを付した図１５Ａは初期印加時の断面図であり、符号１５Ｂを付した図１５Ｂは再印加時の断面図である。
【００６２】
図１５Ａでは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂには、それぞれ、吸着体４６ａ、４６ｂが装着されている。吸着体４６ａ、４６ｂは、ＰＶＡ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）（気孔率（中空率）９０％）である。ただし、本発明はこれに限らず、吸着体４６ａ、４６ｂは、導電媒体６に用いる材料と同一材料、又は多孔質の材料であってもよい。多孔質の材料としては、例えば、親水性の特殊ポリウレタン（同８３％）、ろ紙などである。
図１５Ａでは、吸着体４６ａ、４６ｂは、導電媒体６の端に接合されている。
図１５Ｂでは、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’には、吸着体４６ａ、４６ｂが装着されていない。
【００６３】
図１７は、本実施形態に係る電気泳動装置１ｂの断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、４’、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。
符号１７Ａを付した図１７Ａは、初期印加時の断面図である。この図では、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、電極部４がカセット２に取り付けられている。ここで、吸着体４６ａ、４６ｂは、導電媒体６の端に接合されている。この状態で、初期印加されると、塩や各種荷電性物質が吸着体４６ａ、４６ｂに付着する。ここで、電気泳動装置１ｂでは、電圧印加を停止して、移動を行ってもよいし、電圧印加しながら移動を行ってもよい。
初期印加後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号１７Ｂを付した図１７Ｂの示す状態となる。
【００６４】
図１７Ｂでは、電極部４は、保持部８（図示せず）で保持されており、誘電媒体６の真上に位置している。この状態で、吸着体４６ａ、４６ｂが取り外される。その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号１７Ｃを付した図１７Ｃの示す状態となる。その後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動され、符号１７Ｄを付した図１７Ｄの示す状態となる。
図１７Ｄは、再印加時の断面図である。
【００６５】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１ｂは、電極対に接合された吸着体４６ａ、４６ｂを取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加する。これにより、荷電性物質を除去した状況で、電気泳動を行うことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現することができる。
つまり、電気泳動装置１ｂでは、塩および荷電性物質が印加中の電極４５ａ、４５ｂ及びその周り、つまり吸着体４６ａ、４６ｂに集まるので、電圧印加を停止した後に電極４５ａ、４５ｂから吸着体４６ａ、４６ｂを取り外すことで、吸着体４６ａ、４６ｂ内に隔離された塩および荷電性物質が分離用導電媒体６から除去される。その後、電気泳動装置１ｂは、電極４５ａ、４５ｂを分離用導電媒体６の中心方向に近い位置へ移動させていき、分離用導電媒体６に直接接続することで再印加を行う。また、電気泳動装置１ｂでは、吸着体４６ａ、４６ｂを装着することにより、陰電極及び陽電極の移動による導電媒体６の分析領域のわずかな減少も回避することにも貢献する。
【００６６】
なお、吸着体４６ａ、４６ｂを導電媒体６末端に対して上方（Ｙ軸方向）から接合した場合も、初期印加後に吸着体４６ａ、４６ｂを電極４５ａ、４５ｂから外し、両電極４５ａ、４５ｂを導電媒体６末端上方から挿入するので、Ｚ軸方向の印加間隔は、導電媒体６の中心からみて、初期印加位置に比べ互いに縮まる。ここで、吸着体４６ａ、４６ｂを電極４５ａ、４５ｂから取り外す手法として、初期印加位置からの電極移動時に報知部により実験者に知らせ、手動で取り除いても良く、また電気泳動装置１ｂに他の工程同様、自動で取り除く機構を組み込んでもよい。
この構成を用いれば、初期印加位置（吸着体内）に隔離された塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を吸着体４６ａ、４６ｂと共に除去することができ、その後の再印加位置への影響を完全に排除でき得る。
【００６７】
なお、本実施形態において、図１７では、吸着体４６ａ、４６ｂの装着された陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、それらを導電媒体６末端に対し横（Ｙ軸方向）から接合される場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、吸着体４６ａ、４６ｂの装着された陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、上方（Ｙ軸方向）から移動され、接合されてもよい。
【００６８】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。本実施形態に係る電気泳動装置１ｃには、誘電媒体６を切断する切断具が設けられている。
図１８は本発明の第４の実施形態に係るカセット２ａ、２ａ’及び電極部４ｃ、４ｃ’電極部の動作の一例を説明する断面図であり、図１９は本実施形態に係る電極部４ｃの斜視図である。符号１８Ａを付した図１８Ａ及び符号１９Ａを付した図１９Ａは、初期印加時の図である。符号１８Ｂを付した図１８Ｂ及び符号１９Ｂを付した図１９Ｂは、再印加時の図である。
【００６９】
図１８では、カセット２の底面には、切断具が内蔵されている。
図１８Ａでは、切断具２１ａ、２１ｂが、カセット２ａ内に収納されている。切断具２１ａ、２１ｂは、板状の刃である（図１９参照）。初期印加後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、Ｚ軸に沿っての電極間距離を互いに縮めるように移動されることで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の再印加位置に移動される。
その後、切断具２１ａ、２１ｂがＹ軸の正方向に移動され、切断具２１ａ’、２１ｂ’の位置に移動される。これにより、導電媒体６の一部分が切断される。導電媒体６において、切断面から外側を除去部分という）。除去部分には、荷電性物質や塩が含まれている。除去部分を除去後、図１８Ｂの示す状態となる。
図１８Ｂでは、導電媒体６の除去部分が点線で示されている。この除去部分は除去されている。この状態で、再印加が行われる。なお、電気泳動装置１ｃでは、切断具２１ａ’、２１ｂ’がカセット２ａ内に収納され、切断具２１ａ、２１ｂの位置にしてから、再印加されてもよい。
【００７０】
図２０は、本実施形態に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２ａ、２ａ’、電極部４ｃ、４ｃ’、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。
符号２０Ａを付した図２０Ａは、初期印加時の断面図である。この図では、図１８Ａと同じ状態のときの図である。初期印加後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動され、符号２０Ｂを付した図２０Ｂの示す状態となる。
図２０Ｂの示す状態で、切断具２１ａ、２１ｂが移動され、符号２０Ｃを付した図２０Ｃの示す状態となる。この図では、導電媒体６のＹ方向下方またはＸ方向から一直線にＸＹ平面に沿って、導電媒体６が切断されている。
図２０Ｃの示す状態で、除去部分が除去され、符号２０Ｄを付した図２０Ｄの示す状態となる。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１ｃは、誘電媒体６が切断されることで、初期印加位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加する。電気泳動装置１ｃでは、隔離した塩および荷電性物質を含む導電媒体６自体（除去部分）を取り除くので、隔離した塩および荷電性物質を分離用の導電媒体６から除去することができる。
なお、本実施形態において、切断具２１ａ、２１ｂは、上方向（Ｙ軸正方向）へ移動する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、切断具２１ａ、２１ｂが、電極部４ｃ又は支持板７に設けられ、下方向（Ｙ軸負方向）へ移動することで、導電媒体６を切断してもよい。
【００７２】
なお、本実施形態では、除去部分を除去したが、本発明はこれに限らず、カセット２ａには、切断具２１ａ、２１ｂに代えて絶縁体の障壁が設けられてもよい。この場合、電圧再印加時に、障壁が切断具２１ａ’、２１ｂ’の位置に移動される。これにより、電気泳動装置１ｃでは、隔離した塩および荷電性物質を含む導電媒体領域６自体（除去部分）を分離用の導電媒体６から隔てるための境界を形成するので、隔離した塩および荷電性物質を完全に分離用の導電媒体から除去することができる。
また、例えば、電気泳動装置１ｃは、イオン選択透過膜を挿入してもよい。例えば、電気泳動装置１ｃは、陰電極側（切断具２１ａ’に相当）では、プラスの電荷交換基が固定されて、陽イオンの通過を妨げ陰イオンのみを透過させるアニオン膜を挿入する。逆に、陽電極側（切断具２１ｂ’に相当）では、電気泳動装置１ｃは、マイナスの電荷交換基が固定されて、陰イオンは反発し通過できず陽イオンのみを通過させるカチオン膜を挿入する。
【００７３】
（第５の実施形態）
以下、図面を参照しながら、上記各実施形態に係る駆動装置Ａ１について説明をする。駆動装置Ａ１は、プログラムに基づいて、駆動部９を制御する。本実施形態では、電気泳動装置１、１ａ、１ｂ、１ｃを電気泳動装置１とも称する。また、電極部４、４ａ、４ｂ、４ｃを電極部４とも称し、電極部４’、４ａ’、４ｂ’、４ｃ’を電極部４’とも称する。
【００７４】
図２１は、上記各実施形態に係る電気泳動装置１の論理的な構成を示す概略ブロック図である。この図は、電気泳動装置１の動作制御に関わる構成を表した図である。この図において、電気泳動装置１は、保持部８、駆動部９、切断具、位置センサ１１０、報知部１１１、温度センサ１１２、冷却手段１０、湿度センサ１１３、保湿手段１１４、電圧センサ１１５、電流センサ１１６、及びスイッチ１１７を含んで構成される。
【００７５】
位置センサ１１０は、電極部４、導電媒体６、陰電極４５ａ、４５ａ’、４５ａ’’（単に、陰電極とも称する）及び陽電極４５ｂ、４５ｂ’、４５ｂ’’（単に、陽電極とも称する）、切断具２、保持部８の位置を検出し、検出した位置情報を駆動装置Ａ１へ出力する。この位置情報は、絶対的な座標であってもよいし、相対的な座標であってもよい。また、例えば、この位置情報は、予め定められた正しい位置からのずれを示す情報であってもよい。位置センサ１１０は、例えば、圧力センサや光センサ、撮像装置である。
報知部１１１は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、音や画像を出力する出力部である。例えば、報知部１１１は、スピーカである。
【００７６】
温度センサ１１２は、導電媒体６、カセット２の電極反応槽３内、又はそれらの近傍の温度を測定する。例えば、温度センサ１１２は、カセット２に設けられた微小穴に熱電対が差し込まれているものである。なお、温度センサ１１２は、保持部８や駆動部９に設けられてもよく、例えば、駆動部９の駆動によって、熱電対を電極反応槽３の表面に触れさせるものであってもよい。温度センサ１１２は、測定した温度を示す温度情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
【００７７】
冷却手段１０は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、導電媒体６を冷却する。なお、冷却手段１０は、循環冷却水を用いる水冷パイプが電極反応槽３またはカセット２周りに設置されたものであってもよい。冷却手段１０は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、電極反応槽３を同じ温度に保つように制御してもよいし、別々の温度に保つようにしてもよい。また、冷却手段１０は、電極反応槽３内の温度を均一ではなく、場所ごとに異なる温度となるように冷却してもよい。
【００７８】
湿度センサ１１３は、導電媒体６の近傍又はカセット２の電極反応槽３内、又はそれらの近傍の湿度を測定する。湿度センサ１１３は、測定した湿度を示す湿度情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
保湿手段１１４は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、導電媒体６の近傍を保湿する。
【００７９】
電圧センサ１１５は、陰電極と陽電極との間の電圧を測定し、測定した電圧を示す電圧情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
電流センサ１１６、陰電極と陽電極との間の電流を測定し、測定した電流を示す電流情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
スイッチ１１７ は、陰電極及び陽電極と電源とに接続されている。スイッチ１１７がオンになることで、陰電極と陽電極へ電圧が印加される。また、スイッチ１１７がオフになることで、陰電極と陽電極への電圧の印加が停止される。
【００８０】
図２２は、上記各実施形態に係る駆動装置Ａ１の論理的な構成を示す概略ブロック図である。駆動装置Ａ１は、保持部移動制御部Ａ１１、電圧電流情報取得部Ａ１２、初期印加部Ａ１３、電極移動制御部Ａ１４、切断具制御部Ａ１５、再印加部Ａ１６、温度制御部Ａ１７、及び湿度制御部Ａ１８を含んで構成される。なお、切断具制御部Ａ１４は第４の実施形態のときに含まれる構成であり、その他の実施形態に係る駆動装置Ａ１は切断具制御部Ａ１４を含まなくてもよい。
【００８１】
保持部移動制御部Ａ１１は、プログラムに基づいて駆動部９を駆動させることで、保持部８を制御する。例えば、保持部移動制御部Ａ１１は、保持部８に電極部又は支持部を保持させて移動させる。保持部移動制御部Ａ１１は、例えば、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、電極部４がカセット２に取り付けられたとき、初期印加前には、電気泳動を開始できることを示す初期印加可能信号を初期印加部Ａ１３へ出力する。また例えば、保持部移動制御部Ａ１１は、電極部４又は電極支持部４４ａ、４４ａ’、４４ｂ、４４ｂ’の位置を表す位置情報を電極移動制御部Ａ１４へ出力する。
なお、保持部移動制御部Ａ１１は、位置センサ１１０から入力された位置情報に基づいて、駆動部９及び保持部８の位置や移動のずれを修正してもよい。例えば、駆動アーム９に設けられた圧力センサや光センサ（位置センサ）が、駆動部９の駆動アームの底部から圧力、及び駆動アームのからＹ方向底面へのびる光の屈折率の変化を検出し、保持部移動制御部Ａ１１へ出力する。保持部移動制御部Ａ１１は、入力された情報に基づいて、フィードバック制御し、実験ごとに生じうる基準位置からのずれに正確に適合させてもよい。つまり、保持部移動制御部Ａ１１は、ずれが影響する工程に関する固定駆動座標位置を、標準値からずれの情報に基づいて自動補正する。なお、保持部移動制御部Ａ１１は、ユーザから入力された座標変異量に基づいて位置を補正してもよい。
【００８２】
電圧電流情報取得部Ａ１２は、電圧センサ１１５から電圧情報、電流センサ１１６から電流情報を取得する。電圧電流情報取得部Ａ１２は、取得した電圧情報及び電流情報を、初期印加部Ａ１３へ出力する。
初期印加部Ａ１３は、保持部移動制御部Ａ１１から初期印加可能信号を入力されると、スイッチ１１７をＯＮにすることで、初期印加を開始する。初期印加部Ａ１３は、電圧電流情報取得部Ａ１２から入力された電圧情報又は電流情報のいずれか一方或いは両方に基づいて、スイッチ１１７をＯＦＦにする。つまり、初期印加部Ａ１３は、電圧情報又は電流情報に基づいて、初期印加を停止する。初期印加部Ａ１３は、初期印加を停止した後、初期印加が終了したことを示す初期印加終了信号を、電極移動制御部Ａ１４へ出力する。
【００８３】
電極移動制御部Ａ１４は、初期印加部Ａ１３から初期印加終了信号を入力されると、駆動部９を介して、保持部８やその押込部８１ａ、８１ｂを制御して陰電極及び陽電極を移動させる。具体的には、電極移動制御部Ａ１４は、陰電極及び陽電極を、初期印加位置から再印加位置へ移動させる。ここで、電極移動制御部Ａ１４は、電極部又は電極支持部の移動を伴う場合には、保持部移動制御部Ａ１１から入力された位置情報に基づいて、陰電極及び陽電極を移動させる。なお、第２の実施形態に係る駆動装置Ａ１では、電極移動制御部Ａ１４は、陰電極及び陽電極を移動させなくてもよい。
電極移動制御部Ａ１４は、位置センサ１１０から入力された情報が示す陰電極及び陽電極の位置が、再印加位置であると判定すると、切断具制御部Ａ１５へ切断命令を出力する。切断具制御部Ａ１５は、電極移動制御部Ａ１４から入力された切断命令に従って、切断具２１ａ、２１ｂを移動させることで、導電媒体６を切断させる。
【００８４】
切断後、電極移動制御部Ａ１４は、報知部１１１に、除去部分を除去できることを報知させる。なお、第３の実施形態の場合には、電極移動制御部Ａ１４は、吸着体４６ａ、４６ｂを取り外すことができることを報知させる。また、電極移動制御部Ａ１４は、この報知を、陰電極及び陽電極を移動させる前に報知させてもよい。なお、電極移動制御部Ａ１４は、報知部１１１に対して、電圧電流情報取得部Ａ１２から入力された電圧情報又は電流情報をモニター等に表示させるように制御してもよい（図２３参照）。
報知から予め定めた時間の経過後、又は、除去部分の除去や吸着体４６ａ、４６ｂの取り外しが完了したことを示す情報がユーザから入力された後、電極移動制御部Ａ１４は、再印加可能信号を再印加部Ａ１６へ出力する。
【００８５】
再印加部Ａ１６は、電極移動制御部Ａ１４から再印加可能信号を入力されると、スイッチ１１７をＯＮにすることで、再印加を開始する。つまり、再印加部Ａ１６は、初期印加後に陰電極及び陽電極の位置が変更された後、再印加を開始する。
再印加部Ａ１６は、予め定められた時間の経過後、スイッチ１１７をＯＦＦにすることで、再印加を停止する。なお、再印加部Ａ１６は、電圧電流情報取得部Ａ１２から入力された電圧情報又は電流情報のいずれか一方或いは両方に基づいて、スイッチ１１７をＯＦＦにしてもよい。
【００８６】
温度制御部Ａ１７は、温度センサ１１２から入力された温度情報に基づいて、温度が予め定められた温度になるように、冷却手段１０を制御する。
湿度制御部Ａ１８は、湿度センサ１１３から入力された温度情報に基づいて、湿度が予め定められた湿度になるように、保湿手段１１４を制御する。
【００８７】
以下、初期印加部Ａ１３及び再印加部Ａ１６が行う電圧印加に関する制御（印加制御という）の一例について説明をする。
図２３は、上記各実施形態に係る印加制御の一例を説明するための概略図である。この図は、第２の実施形態に係る印加制御の一例を示す。符号２３Ａを付した図２３Ａは、陰電極と陽電極との間の電圧を示す。この図において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。
図２３Ａは、初期印加部Ａ１３が、「００：００−００：０５」分の期間において、初期印加部Ａ１３が、「２００Ｖ」の一定電圧を印加していることを示す。初期印加部Ａ１３が、「００：０５−００：１０」分の期間にかけて、電圧を緩やかに「１０００Ｖ」まで上げたことを示す。この図は、「００：１０−００：１５」分の期間において、初期印加部Ａ１３が、「１０００Ｖ」の一定電圧を印加していることを示す。これらの「００：００−００：１５」分の期間の電圧印加が初期印加である。
図２３Ａは、再印加部Ａ１６が、「００：１５−００：２５」分の期間にかけて電圧を「６０００Ｖ」まで上げ、「００：２５」分以降に「６０００Ｖ」の一定電圧を印加することを示す。
【００８８】
符号２３Ｂを付した図２３Ｂは陰電極と陽電極との間の電流を示す。この図において、縦軸は電流を示し、横軸は時間を示す。
図２３Ｂは、「００：００−００：０５」分の期間にかけて、荷電性の物質が、帯電している電荷と異符号の電極へ向かって導電媒体６内を移動し、電流が流れていることを示す。ここで、移動が大きい物質は、比較的分子の総電荷が大きい小物質（荷電性またはイオン性物質という）のうち、質量の極小さい小物質である。この図は、「００：０５−００：１０」分の期間にかけて、荷電性物質が移動し、電流が大きくなることを示す。この図は、「００：１０−００：１５」分の期間において、電極近傍に荷電性物質や塩が集まることで電極周りの抵抗が上昇し、また、電極へ流れる荷電性の小物質の総数も減少していくので、電流値が減少に転じることを示す。
【００８９】
図２３Ｂは、「００：１５」分以降に、比較的総電荷の小さいサンプルや両性担体（電気泳動の対象物質）、例えば、タンパク質が移動する。ここで、上記各実施形態では、電極を移動させて、又は吸着体や除去部分を除去して、再印加を行うので、サンプルをより正確に分離できる。
なお、「００：２５」以降において、サンプルがｐＨ勾配を形成したゲル状の導電媒体６上で固有の等電点に落ち着く割合が増えるに従って電流が減少し、電流の減少時の傾きが０に近くなった状態で各タンパク質の分離が完了したことを表す。
【００９０】
上記の図２３において、初期印加部Ａ１３は電流の極小値（００：１５分）を検出した場合に初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は再印加を開始する。なお、初期印加部Ａ１３及び再印加部Ａ１６は、電流の時間に対する傾きが予め定めた閾値以下になった場合に、初期印加を停止し、再印加を開始してもよい。つまり、初期印加部Ａ１３は電流の時間に対する傾きに基づいて初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は電流の時間に対する傾きに基づいて再印加を開始する。
しかし、本発明はこれに限らず、初期印加部Ａ１３は電流の時間に対する傾きの変化が正から負に変わった場合（図２３Ｂでは例えば、００：１２５付近）に、初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は再印加を開始してもよい。つまり、初期印加部Ａ１３は電流の時間に対する傾きの変化に基づいて初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は電流の時間に対する傾きの変化に基づいて再印加を開始してもよい。また、再印加部Ａ１６は、再印加後に極小値を検出した場合に、再印加を停止してもよい。
なお、上記の第１、３、４の実施形態では、駆動装置Ａ１は、「００：１５」分の後に初期印加を停止し、電極を移動した後又は吸着体４６ａ、４６ｂ或いは除去部分を除去した後、再印加を開始する。
【００９１】
図２４は、上記各実施形態に係る電気泳動装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）電気泳動装置１は、電極部４及び誘電媒体６を設置する。その後、ステップＳ１０２へ進む。
（ステップＳ１０２）電気泳動装置１は、初期印加を行う。その後、ステップＳ１０３へ進む。
【００９２】
（ステップＳ１０３）電気泳動装置１は、初期印加を停止する。その後、ステップＳ１０４へ進む。
（ステップＳ１０４）電気泳動装置１は、陰電極及び陽電極の位置を変更する。その後、ステップＳ１０５へ進む。ここで、第１の実施形態に係る電気泳動装置１は、初期印加を停止してから陰電極及び陽電極を移動させるので、電極に付着した荷電性物質や塩が付着したまま電極を移動させてしまうことを防止できる。
【００９３】
（ステップＳ１０５）電気泳動装置１は、再印加を行う。その後、ステップＳ１０６へ進む。
（ステップＳ１０６）再印加の停止後、誘電媒体６が電極反応槽３から取り出される。その誘電媒体６内で分離されたサンプルの位置に基づいて、分析が行われる。
【００９４】
このように、本実施形態によれば、初期印加部Ａ１３は、ゲル状の誘電媒体６に挿入された陰電極４５ａと陽電極４５ｂの電極対に電圧を印加する。初期印加部Ａ１３は、電圧情報又は電流情報に基づいて、初期印加を停止する。再印加部Ａ１６は、初期印加位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対（陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’）に、再印加を開始する。つまり、本実施形態によれば、再印加される電極対（陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’）は、初期印加が停止された後に、初期印加位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対である。
電気泳動装置１は、初期印加位置から再印加位置へ移動する際には、初期印加位置に集まって塩化した塩および一部塩化せずに電荷を帯びたまま滞在している荷電性物質を、可能な限り初期印加位置に隔離するため、移動時直前に電圧印加を停止する。これにより、電気泳動装置１では、塩のみならず一部塩化せずに残っている荷電性物質が移動する電極に電気的に引き寄せられることなく、初期印加位置に留まり、隔離した状態を維持できる。
【００９５】
また、電気泳動装置１は、移動時直前に電圧印加を僅かの時間、逆方向にかけて停止してもよい。これにより、電気泳動装置１では、電極に付着している一部塩化せずに残っている荷電性物質を確実に初期印加位置に留めることができる。また、電気泳動装置１は、印加地点を移動する手法を複数回繰り返し行うことで、確実かつ安定的に導電媒体６中の荷電性物質または隔離した塩および一部塩化せずに残っている荷電性物質の電極に与える影響を除くことができる。
【００９６】
また、電気泳動装置１において、陰電極及び陽電極の移動は初期印加位置に隔離された塩および一部塩化せずに残っている荷電性物質が、再印加位置の電極に対し影響を与えなければよく、例えば、その距離はμｍオーダーでよい。隔離された塩および一部塩化せずに残った荷電性物質は、電圧のかかる電極間の外に外れているので、移動後の電極とほぼ等電位にあり、（導電媒体の周りが空気に覆われており、）また電極へ向かう電気力線の密度が電極間のそれに比べ極端に低く、また誘電媒体６のため移動抵抗も大きいので電気作用の受けない塩はもちろん塩化せずに残った一部の荷電性物質も、再印加位置の電極に再度移動するのは容易ではない。例えば、電気泳動装置１は、再印加位置で与える電位差よりも絶対的により大きい電位差を、Ｚ軸に沿って再印加位置間を内包するより広い区間で与え続ける電極を、補助的に備えてもよい。例えば、電気泳動装置１ａは、再印加を行う場合に、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’（第２の電極対の電極）間の電位差よりも大きい電位差を、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ（第１の電極対の電極）間に与える。
上記構成によれば、初期印加位置に隔離された一部塩化せずに残った荷電性物質が再印加位置とは逆方向への力を確実に受け、再印加位置間でのサンプル分離へ及ぼす影響をより確実に取り除くことができる。
また、上記第２の実施形態において、再印加時に、初期印加位置にある電極（陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ’）を、上述した「再印加位置間に与える電位差よりも絶対的により大きい電位差を与え続ける電極」として利用しても良い。
【００９７】
なお、上記各実施形態において、陰電極及び陽電極は、金属などの導電性を有する材料から形成される。陰電極及び陽電極を形成する材料としては、例えば、電極のイオン化を抑制する観点から、白金が好ましい。また、陰電極及び陽電極の形状は、ＸＹ平面で広がりを持ってもよく、電極のＸＹ断面積／導電媒体のＸＹ断面積を１に近づけるような形状であってもよい。これにより、塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を隔離されている初期印加位置から再印加位置の電極へ向かわせる、電気力線の密度をさらに減少できる。
図２５は、各実施形態に係る陰電極及び陽電極の別の一例を示す概略図である。この図において、陰電極及び陽電極は、平板状である。図２５と図１Ｂとを比較すると、図２５の方が、電極近傍６ａ、６ｂの電界が少なくなっている。
【００９８】
上記の各実施形態に係るおける電気泳動装置１は、複合混合物中の分子を分離することに応用される。ここで、電気泳動装置１では、分離対象物に固有の独立した複数の性質に基づいて、高次元（この次元は一般に、各次元に対して直行的または垂直的である）に分離する。例えば、電気泳動装置１は、ポストゲノム研究の中心的位置を担っているプロテオーム解析において、最も良く選択される手法である二次元電気泳動法（２ＤＥ）に適用できる。具体的に、電気泳動装置１は、タンパク質の２つの物理的性質（電荷および分子量）を利用して、二次元のマップ上に分離を行い、移動位置からタンパク質の同定すること及び特徴付けることができる。
【００９９】
例えば、電気泳動装置１では、タンパク質の二次元電気泳動としては、分離能、再現性において非常に優れた二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動（２Ｄ−ＰＡＧＥ）が用いられてもよい。この場合、電気泳動装置１では、一次元目には、ゲル（導電媒体６）にｐＨ勾配を作製し、その中をタンパク質に等電点電気泳動（ＩＥＦ）させ、電場からの力を受けなくなる、タンパク質の総電荷がゼロとなるｐＨ（ｐＩ値）にそれぞれのタンパク質を収束させ、分離させる。なお、ｐＨ勾配の作製は、様々な等電点を持つ両性担体（キャリアアンフォライト）をゲルに添加して電場をかけてｐＨ勾配を形成する手法と、様々なｐＩの側鎖を持つアクリルアミド誘導体（イモビライン）を添加して、ポリアクリルアミドマトリックスに共有結合させてｐＨ勾配を形成する手法（ＩＰＧ法： Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔ）とがあるが、そのどちらを用いても良い。
【０１００】
また、電気泳動装置１では、二次元目は、ＩＥＦゲル内のタンパク質をドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）で変性させ、負電荷を帯びたＳＤＳ-タンパク質複合体としてもよい。この場合、どのタンパク質もほぼ同程度の分子量/電荷比を持つことになるので、このＩＥＦゲルをポリアクリルアミドゲルの上に積層して電気泳動を行い、主としてポリアクリルアミドゲルから受ける抵抗力の大きさの違い（分子量の違い）によって分離させる。
【０１０１】
なお、上記各実施形態において、電気泳動装置１で分離されるサンプルは限定されることはないが、例えば、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、市販の試薬などが挙げられる。例えば、タンパク質などのポリペプチドまたはＤＮＡなどのポリヌクレオチドが挙げられる。
また、上記各実施形態において、カセット２の形状は図２のものに限られない。なお、電極反応槽や各種試薬槽、洗浄槽の槽３を単一の絶縁体に形成してもよい。例えば、カセット２は、アクリルや、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック、ガラス等の絶縁体が形成されたものである。
なお、槽３には、電極反応槽の他に乾燥ゲルを膨潤させる膨潤液槽や、サンプル溶液を入れるサンプル槽、蛍光色素などを格納した染色槽、過剰な蛍光色素を除いたり、電極を洗浄するための洗浄槽、平衡化を行う平衡化槽などがある。
また、槽３は、カバー等を用いて閉鎖空間としてもよい。これにより、電気泳動装置１では、温度、湿度共に外部環境に左右されない恒温恒湿状態を維持できる。
【０１０２】
また、上記各実施形態において、電極部は、可動部４２ａ、４２ｂを固定する固定部を備えてもよい。例えば、電圧印加時には、電極部は、可動部４２ａ、４２ｂを固定する。なお、電極部は、電圧が印加されていないときは、可動部４２ａ、４２ｂを固定しないようにしてもよい。これにより、電圧印加時に、陽電極及び陰電極が引力によって可動してしまうことを防止できる。
また、上記各実施形態において、誘電媒体６は、粘性を持つ物質であってもよいし、液体であってもよい。例えば、導電媒体６は、熱対流が起こりにくい媒体（環境下）であってもよく、キャピラリーのような極めて微小管で電気泳動を行ってもよい。
また、上記各実施形態において、再印加を行う陽電極および陰電極は、初期印加で用いた電極を交換したものでも、そのままのものであってもよい。
【０１０３】
（実施例）
上記第１の実施形態に係る電気泳動装置１を、以下のように作製した。
まず、カセット２を幅７０ｍｍ×長さ４０ｍｍ×厚７ｍｍの寸法でガラスから形成し、その内部には、電極反応槽３とし幅６２ｍｍ×長５ｍｍ×深さ６．８５ｍｍの溝およびサンプルや各実験工程に用いる試薬および洗浄のための試薬槽３を形成した。
電極反応槽３には、白金線からなる陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが一体となった電極部４が、電源と接続するための差込口（電極接続部５ａ、５ｂ）がＺ方向側壁に設けられている。また、電極反応槽３には、アクリルからなる支持板７に接着した導電媒体６を固定するための溝（サイズ）が底面に彫られている。なお、電極部４には、Ｙ方向から支持板に固定された導電媒体６を直接底面の溝へセットできるスリットを形成した。このスリットにより電極反応槽底面の溝だけでなく、上方でも支持板を支えることができる。また、電極部４の陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの先は、導電媒体６に挿入されるようＬ字型に屈曲されている。また、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂは、電極部４本体に対して陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが本体内でＺ軸方向に移動（スライド）できる構造をとった。
【０１０４】
導電媒体６は、膨潤させた際に０．５ｍｍ厚となる乾燥タイプのポリアクリルアミドを主成分とする固定化ｐＨ勾配ゲルで、幅１．１５ｍｍ×長さ５２ｍｍ×厚０．３５ｍｍのサイズに切断したものを用いた。このような導電媒体に対して、支持板のサイズを、幅１．２ｍｍ×長さ５３ｍｍ×高さ１４ｍｍとし、幅１．２ｍｍ×長さ５３ｍｍの面にて両者を固定した。
【０１０５】
カセット２を、駆動アームを備えたアクリル製のステージ上に固定した。駆動アームはステッピングモータ駆動のＸ軸およびＹ軸ステージにより構成した。Ｘ軸ステージについてストローク８５ｍｍ（分解能１μｍ／パルス）、Ｙ軸ステージについてストローク１５ｍｍ（分解能１μｍ／パルス）とし、汎用の多軸ステッピングモータコントローラを介してＧＰＩＢ接続したパソコン（駆動装置Ａ１）にて制御した。さらに検出装置などの複数の機器との統合制御を行った。
【０１０６】
また、予め電圧印加時の発熱防止のために、ペルチェ素子を用いた冷却装置１０を、ステージ１１下部に取り付けておいた。ペルチェ素子は容量５１．４Ｗ、サイズ４０ｍｍ×４０ｍｍであり、Ｋタイプの熱電対を温度センサとして接続した温度調節器により設定温度に制御されている。ペルチェ素子の放熱面側には放熱フィンを配置し、空冷用ＤＣファンをさらに配置した。
導電媒体６に電圧を印加するための電圧印加手段として、パソコン制御可能なモジュールタイプの高電圧ユニットを使用した。電圧印加手段の制御を、駆動手段の制御と連動して行った。
【０１０７】
最大電圧６ｋＶ、最大電流１．７ｍＡの１０Ｗ仕様の高電圧ユニットを用いた。このユニットは、ＡＤ／ＤＡ変換ボードをインストールしたパソコンにより制御した。これにより、出力電圧設定、電圧および／または電流をモニタリング可能となった。
上記構成において、試薬槽３に、導電媒体膨潤液（電気泳動用緩衝液）、サンプルとして前処理したマウス肝臓サンプル、染色工程に必要な染色液、過剰な染色液及び使用後の電極を洗浄するための洗浄液を充填した。
【０１０８】
以上の準備を行った後、電極部４を、ステージ上の所定の保管場所（図示せず）から駆動アームの保持部８に保持させた状態で、電極反応槽３の電極接続部５ａ、５ｂに自動搬送、設置させた。続いて、支持板７に固定された導電媒体６を、ステージ１１上の所定の保管場所（図示せず）から駆動アームの保持部８に保持させた状態で、試薬槽３にてサンプルを導入し、次に膨潤させた。その後、電極反応槽３上方から電極部４のスリットを通り底面の溝上へ自動搬送、設置されることを持って、導電媒体６にＬ字に屈曲した陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが挿入され、電圧印加が開始されて電気泳動分離が行われた。
なお、２００Ｖ定電圧５分、２００〜１０００Ｖへの単調増加直線傾斜電圧５分、１０００Ｖ定電圧、１０００〜６０００Ｖ単調増加直線傾斜電圧１０分、６０００Ｖ定電圧の５段階で電圧印加を行った。１０００Ｖ定電圧および６０００Ｖ定電圧の終点時間は１μＡ/１分以下の変動率に収束した時点とした。
【０１０９】
上記モニタリングされる情報に基づいて、１０００Ｖ定電圧終了時点で、電圧印加が一旦停止し、駆動アームの保持部８によって導電媒体６が固定された支持板７が保持されつつ、駆動アームの押込部８１ａ、８１ｂによって、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが電極部４本体内をＺ軸方向にそれぞれ１００μｍスライドさせ（電極間距離が互いに２００μｍ狭まり）、電極移動が行われた。塩および一部塩化せずに残った荷電性物質が初期印加位置に隔離できた状態で、再印加が行われた。そして、６０００Ｖ定電圧終了時点では、サンプル中の各タンパク質固有の等電点に基づいて、固定化ｐＨ勾配ゲル上への分離展開が完了していた。
【０１１０】
その後、駆動アームの保持部８に保持された状態で、染色へ進み過剰な染色液を洗浄槽３ですすいだ後、ステージ上の所定の初期保管場所に導電媒体６が固定された支持板７が搬送格納された。次に、電極部４も電極反応槽３から駆動アームの保持部８で保持され、試薬槽３の洗浄部で洗浄された後、ステージ上の所定の初期電極保管場所へ搬送格納された。
【０１１１】
なお、上述した実施形態における電気泳動装置の一部、例えば、駆動装置Ａ１をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、電気泳動装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における電気泳動装置の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。電気泳動装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【０１１２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ・・・電気泳動装置、２、２ａ、２ａ’・・・カセット、４、４ａ、４ｂ・・・電極部、５ａ、５ｂ・・・電極接続部、６・・・誘電媒体、７・・・支持板、８・・・保持部、９・・・駆動部、１０・・・冷却部、１１・・・ステージ、４１ａ、４１ｂ・・・導電部、４２ａ、４２ａ’、４２ａ’’、４２ｂ’’、４２ｂ、４２ｂ’・・・可動部、４３ａ、４３ｂ・・・バネ、４４ａ、４４ｂ・・・電極支持部、４５ａ、４５ａ’、４５ａ’’・・・ 陰電極、４５ｂ、４５ｂ’、４５ｂ’’・・・ 陽電極、８１・・・保持部、８１ａ、８１ｂ・・・押込部、１１０・・・位置センサ、１１１・・・報知部、１１２・・・温度センサ、１１３・・・湿度センサ、１１４・・・保湿手段、１１５・・・電圧センサ、１１６・・・電流センサ、１１７・・・スイッチ、Ａ１・・・駆動装置、Ａ１１・・・保持部移動制御部、Ａ１２・・・電圧電流情報取得部、Ａ１３・・・初期印加部、Ａ１４・・・電極移動制御部、Ａ１５・・・切断具制御部、Ａ１６・・・再印加部、Ａ１７・・・温度制御部、Ａ１８・・・湿度制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動方法、及び電気泳動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動は、導電媒体中で電圧を印加した結果、電荷を持った分子や粒子が帯電している電荷と反対符号の電極に向かって動く現象である。
電気泳動の手法としては、非特許文献１記載の手法が知られていた。また、近年では、特許文献１記載の手法や非特許文献２記載の手法が知られている。これらの先行技術文献記載の手法では、基本的な構成、つまり、冷却ユニットの上に電気泳動槽を載せ、その中にサンプル分離用の導電媒体を入れ、その導電媒体へ電圧を印加するための陽電極および陰電極を入れる構成が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５１７９５４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐａｔｒｉｃｋ Ｈ． Ｏ’Ｆａｒｒｅｌｌ、Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ、Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９７５ Ｍａｙ ２５、Ｖｏｌ．２５０，Ｎｏ．１０、４００７−４０２１頁
【非特許文献２】戸田 年総, 中村 和行, 平野 久、タンパク質なるほどＱ＆Ａ、羊土社、２００５年、７６〜７７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、電極間への電圧を印加すると、サンプル及び導電媒体などに含まれる各種荷電性物質が電極へ向かって移動する。各種荷電性物質の大部分は電極近傍で電子の受け渡されて塩として堆積し、また、一部は荷電を帯びたまま平衡状態で留まるので、電極週辺での電気抵抗を大きく上昇させてしまう。また、電極間での電位勾配の直線性が失われ、特に電極付近で泳動パターンが乱れる場合もある。
以上に例示したように、従来技術では、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できない場合があるという欠点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できる電気泳動方法、及び電気泳動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法である。
【０００８】
（２）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記再印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【０００９】
（３）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記誘電媒体は、等電点電気泳動で用いられる媒体であることを特徴とする。
【００１０】
（４）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対は、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする。
【００１１】
（５）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対は、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対は、電圧が印加された後に逆電圧が印加され、その後、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする。
【００１３】
（７）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、第１の電極対に電圧が印加された後、第１の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられている第２の電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１４】
（８）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、再印加を行う場合に、第２の電極対の電極間の電位差よりも大きい電位差を、第１の電極対の電極間に与えることを特徴とする。
【００１５】
（９）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１６】
（１０）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、電圧が印加されている電極対が前記誘電媒体から引き抜かれることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１７】
（１１）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記電極対に接合された吸着体を取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１８】
（１２）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記誘電媒体が切断されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする。
【００１９】
（１３）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動方法において、前記誘電媒体に障壁が挿入されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする。
【００２０】
（１４）また、本発明の一態様は、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対と、前記電極対に、電圧を再印加する再印加部と、を備えることを特徴とする電気泳動装置である。
【００２１】
（１５）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動装置において、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対に電圧を印加する初期印加部と、前記誘電媒体を流れる電流量に基づいて、前記初期印加部によって電圧が印加された電極の位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧の再印加を開始する再印加部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
（１６）また、本発明の一態様は、上記の電気泳動装置において、前記電極対を移動させる駆動部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気泳動において、指定の電気勾配を安定して印加できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
【図３】本実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図４】本実施形態に係る電気泳動装置の動作の一例を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る電極部の動作の一例を説明する断面図である。
【図６】本実施形態に係る電極部、導電媒体、及び支持板の斜視図である。
【図７】本実施形態の変形例１に係る電気泳動装置の断面図である。
【図８】本実施形態の変形例２に係る電気泳動装置の断面図である。
【図９】本実施形態の変形例３に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１０】本実施形態の変形例４に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る電極部の正面図である。
【図１２】本実施形態に係る電極部の右側面図である。
【図１３】本実施形態に係る電極部、導電媒体、及び支持板の斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る電極部の断面図である。
【図１６】本実施形態に係る電極部、導電媒体、及び支持板の斜視図である。
【図１７】本実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係るカセット及び電極部の動作の一例を説明する断面図である。
【図１９】本実施形態に係る電極部の斜視図である。
【図２０】本実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図２１】各実施形態に係る電気泳動装置の論理的な構成を示す概略ブロック図である。
【図２２】各実施形態に係る駆動装置の論理的な構成を示す概略ブロック図である。
【図２３】各実施形態に係る印加制御の一例を説明するための概略図である。
【図２４】各実施形態に係る電気泳動装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２５】各実施形態に係る陰電極及び陽電極の別の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。この図は、ゲル状の誘電媒体６に電極が挿入されていることを表す。
符号１Ａを付した図１Ａは、陰電極４５ａと陽電極４５ｂへ電圧が印加（初期印加とも称する）され、誘電媒体６内の荷電性物質が電極近傍６ａ、６ｂに移動したことを示す。なお、一部の荷電性物質は、電極近傍で電子の受け渡されて塩として堆積している。
【００２６】
符号１Ｂを付した図１Ｂは、初期印加の後、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’へ電圧が印加（再印加とも称する）されたことを示す。ここで、電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’は、陰電極４５ａと陽電極４５ｂと比較して、中心方向に近い位置に位置している。
図１Ｂには、電極への電圧印加によって生ずる電界を表す電気力線が示されている。この電気力線は、荷電性物質が位置している電極近傍６ａ、６ｂでは電界がない、又は、電極４５ａ’、４５ｂ’の間の位置の電界と比較して非常に小さい強度の電界であることを示す。
つまり、初期印加によって荷電性物質を電極近傍６ａ、６ｂに移動させ、この電極近傍６ａ、６ｂに電界が生じないような位置又は電界が小さくなるような位置に、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’を位置させてから再印加される。再印加されることで、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。
【００２７】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電気泳動装置１を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る電気泳動装置１の断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面の断面図である。電気泳動装置１では、電極部４における陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’が、（ａ）初期印加のときの陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの位置（初期印加位置とも称する）よりも、（ｂ）陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置へ変更され、再印加が行われる（図４、図５参照）。
【００２８】
図２、３に示されるように、電気泳動装置１には、カセット２、電極部４、電極接続部５ａ、５ｂ、誘電媒体６、支持板７、保持部８、駆動部９、冷却部１０、ステージ１１が備えられている。図示するように、電極部４の陰電極と陽電極を結ぶ直線がＺ軸（陽電極から陰電極の方向をＺ軸の正方向とする）である。また、Ｚ軸と直交する軸であって電極反応槽３の底面（導電媒体６の底面でもある）と平行な面に含まれる軸がＸ軸である。また、Ｘ、Ｚ軸いずれにも直交する軸がＹ軸である。この座標空間において、陰電極４５ａおよび陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って導電媒体６の中心方向により近づく位置へ変更とは、Ｚ軸に沿って電極間距離を互いに縮めることを意味する。
【００２９】
冷却装置１０には、放熱フィンや放熱ファンからなる放熱手段と冷却ペルチェ素子とを有するペルチェ冷却制御機構が設けられている。
ステージ１１は、段差を有するように形成されており、Ｘ軸の小さい方がへこんでいる。ステージ１１は、例えば、アクリル製である。ステージ１１には、電極部４や誘電媒体６及び支持板７を保管する保管場所が設けられている（図示せず）。
カセット２には、複数の槽３が設けられている。カセット２は、例えば、ガラス製である。槽３は、それぞれ、電極反応槽、各種試薬槽、洗浄槽として用いられる。カセット２の電極反応槽３付近には、電極接続部５ａ、５ｂが設けられている。電極接続部５ａは導線を介して電源の陰電極に接続され、電極接続部５ｂは導線を介して電源の陽電極に接続されている。
【００３０】
電極部４には、Ｚ軸方向へ移動可能な陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが設けられている。電極部４は、金属等の導体（陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ等）及びプラスチックで成形されている。
誘電媒体６は、ゲル状の固体物質であり、例えばアクリルアミド、多糖のアガロースなどを用いて作製されている。誘電媒体６は、例えば、等電点電気泳動で用いられる媒体である。
支持板７は、例えば、アクリル板である。
保持部８には、Ｘ方向に移動可能な保持爪８１が設けられている。保持部８には、Ｚ軸方向に移動可能な押込部８１ａ、８１ｂが設けられている。
駆動部９には、駆動アームが設けられている。
【００３１】
図２において、冷却装置１０には、ステージ１１が載せられている。ステージ１１のくぼみ部分には、カセット２が取り付けられている。なお、カセット２は、ステージ１１から脱着可能である。電気泳動は高電圧下にて行われ、サンプルの分離中には電極反応槽３が高温になる。冷却部１０が電気泳動時の電極反応槽３を冷却することで、温度を一定に保つ。ステージ１１には、駆動部９が固定されている。
ステージ２の電極反応槽３には、電極部４が取り付けられている。ここで、電極部４に設けられた導電部４１ａ、４１ｂが、電極接続部５ａ、５ｂに挿入されている。これにより、電極部４が電極接続部５を介して電源と接続されて陰電極及び陽電極へ電圧が印加され、陰電極及び陽電極が誘電媒体６を介して電気的に接続されることとなる。
電極反応槽３には、誘電媒体６が置かれている。誘電媒体６は、アクリル板などからなる支持板７に固定されている。
【００３２】
駆動部９は、保持部８の保持爪８１を移動させて、保持部８に電極部４又は支持板７を挟み込ませる。これにより、保持部８が電極部４又は支持板７を保持する。なお、導電媒体６は一般的に薄くかつ軟らかいので、保持部８は、支持板７を保持することで誘電媒体６を保持する。一方、電極部４は保持部８に保持される部分がプラスチックで成形されており、保持部８は、電極部４を直接保持する。駆動部９は、保持部８をＸ方向及びＹ方向に移動させることで、保持部８が挟み込んだ電極部４又は支持板７を移動させる。
駆動部９は、保持部８の押込部８１ａ、８１ｂを可動させることにより、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂをＺ軸方向に移動させる。なお、駆動部９は、駆動装置Ａ１に接続され、駆動装置Ａ１からの命令に従って動作する。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る電気泳動装置１の動作の一例を示す断面図である。この図は、電極部４の電極を誘電媒体６に挿入するときの電気泳動装置１の動作の一例を示す。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図である。符号４Ａを付した図４Ａは電極を誘電媒体６挿入する前の断面図であり、符号４Ｂを付した図４Ｂは電極を誘電媒体６挿入した後の断面図である。
図４Ａでは、カセット２の電極反応槽３には、電極部４がカセット２に取り付けられている。この図では、誘電媒体６が固定されている支持板７は、保持部８で保持されており、電極部４の真上に位置している。その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させ、図４Ｂの示す状態となる。
図４Ｂは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されたことを示す。
【００３４】
図５は、本実施形態に係る電極部４の動作の一例を説明する断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、及び導電媒体６のみを示したものである。符号５Ａを付した図５Ａは初期印加時の断面図であり、図４Ｂの示す状態と同じ状態のときの図である。符号５Ｂを付した図５Ｂは再印加時の断面図である。
【００３５】
図５Ａでは、導電部４１ａ、４１ｂの上部には導電板が設けられ、それぞれ、可動部４２ａ、４２ｂの下部に設けられた導電板に接触している。可動部４２ａ、４２ｂの一端には、それぞれ、バネ（弾性体）４３ａ、４３ｂが取り付けられている。可動部４２ａ、４２ｂの導電板には、それぞれの一端に、Ｌ字型に屈曲した電極支持部４４ａ、４４ｂが固定されている。電極支持部４４ａ、４４ｂには、それぞれ、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが固定され、可動部４２ａ、４２ｂの導電板を介して供給される電気を陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂに伝える電導材を内包する。なお、電極支持部４４ａ、４４ｂの電導材は、絶縁体で包まれている。
【００３６】
図５Ａの示す状態で、初期印加が行われる。具体的には、駆動装置Ａ１が陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂと電源とに接続されたスイッチ１１７をオンにすることで、陰電極４５ａと陽電極４５ｂへ電圧が印加される。その後、駆動装置Ａ１は、スイッチ１１７をオフにすることで、陰電極４５ａと陽電極４５ｂへの電圧の印加を停止する。電圧の印加を停止した後、駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の負方向、押込部８１ｂをＺ軸の正方向に移動させて、電極部４の押込穴１６の押込部８１ａ、８１ｂを押す。これにより、バネ４３ａ、４３ｂが縮み、可動部４２ａ、４２ｂがＺ軸方向へ移動されることで、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動される。これにより、図５Ｂの示す状態となる。つまり、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、Ｚ軸に沿っての電極間距離を互いに縮めるように移動されることで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の位置（再印加位置）に移動される。
【００３７】
図５Ｂの示す状態で、再印加が行われる。具体的には、駆動装置Ａ１が陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’と電源とに接続されたスイッチ１１７をオンにすることで、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’へ電圧が印加される。
なお、初期印加位置は、安定な通電が可能な範囲で出来る限り導電媒体６の末端となる位置としている。ここで、安定な通電が可能な範囲で出来る限り導電媒体６の末端となる位置とは、例えば、電極が導電媒体に確実に挿入され得る位置、つまり、電極先端が導電媒体６に覆われ外気にさらされない位置である。これにより、導電媒体６末端の断面は均一性に欠く場合でも、安定な通電が可能となる。また、再印加のために電極をＺ軸方向へ移動させる距離（初期印加位置での電極間の距離と再印加位置での電極間の距離の差）を最大にでき、再印加のときに、荷電性物質や塩の影響を最小にできる。
【００３８】
図６は、本実施形態に係る電極部４、導電媒体６、及び支持板７の斜視図である。符号６Ａを付した図６Ａは初期印加時の斜視図であり、図５Ａと同じ状態のときの図である。符号６Ｂを付した図５Ｂは再印加時の斜視図であり、図５Ｂと同じ状態のときの図である。
図６Ａと図６Ｂを比較すると、電極支持部４４ａと４４ｂよりも、電極支持部４４ａ’と４４ｂ’の方が、電極の中心方向へ押し込まれている。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１は、ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対（陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’）であって、初期印加位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対に、電圧を再印加する。これにより、電気泳動装置１は、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。つまり、本実施形態では、電気泳動装置１は、電気泳動において電極間に、指定の電気勾配を安定して印加できる。
【００４０】
従来技術に係る電気泳動装置によれば、電圧印加と同時に、電極符号と逆符号に大きく移動し始める導電媒体６中に含まれる荷電性の小物質（例えば、導電媒体６を構成する緩衝溶液中の荷電性物質、導電媒体６にアプライされる分離用サンプル中に含まれる荷電性物質、および導電媒体６へ行う各種前処理の溶液中に含まれる荷電性物質、導電媒体６にｐＨ勾配を形成する時に加える両性電解質のなかで自身の等電点に収束しないものなど）が、電極に集まる。電極に集まった小物質は、電極から電子の受渡され、電極およびその近傍で塩化または一部電荷を帯びたまま滞在してしまう。これが原因となり、導電媒体６では、電流がほとんど流れなくなってしまう。
これに対して、本実施形態における電気泳動装置１では、電極を移動させることによって、塩および塩化せずに残っている一部の荷電性物質を初期印加位置に留める。つまり、荷電性物質は電位勾配がかかる電極間の外側に隔離されているため、電位は電極位置における電位とほぼ等電位になる。これにより、電極方向への電気的な力が荷電性物質に作用し難いため、隔離された塩および荷電性物質が再度、電極に付着し難い状態で、電気泳動を行うことができる。よって、その状態でより分子量が大きく移動度の小さい複数成分サンプル（たとえばタンパク質などの荷電性高分子）を、十分な電流を確保しつつ分離展開できる。例えば、電気泳動装置１では、電極近傍での電圧印加の不安定性を抑制することができ、電極近傍まで高い分離能を確保できる。
【００４１】
また、上記実施形態において、誘電媒体６は、等電点電気泳動で用いられる媒体である。電気泳動装置１では、ｐＨ勾配を形成するために導電媒体６に加えられる両性担体（キャリアアンフォライト）のうち、（印加時にかける電圧では）等電点に落ち着かず電極に作用して、分離能（特に電極付近の分離能）に影響を与えるものを隔離できる。また、電気泳動装置１では、ｐＨ勾配を形成するために様々なｐＩの側鎖を持つアクリルアミド誘導体（イモビライン）を添加して形成したＩＰＧゲル中の未重合のモノマーのうち、印加時に電極に作用して、分離能特に電極付近の分離能に影響を与えるものを隔離できる。
【００４２】
なお、上記の実施形態において、電気泳動装置１は、陰電極及び陽電極の移動と印加を繰り返してもよい。つまり、電気泳動装置１は、再印加された位置（陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の位置）から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加してもよい。例えば、電気泳動装置１は、再印加の後に、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’をさらに近づく方向に移動させ、その後、電圧を再印加する。
これにより、電気泳動装置１では、電極付近に集まってくる移動度の異なる荷電性物質とその塩を逐一隔離することができ、より安定した電気泳動を行うことができる。そのため、電気泳動装置１では、電気泳動時に、塩および荷電性物質が電極周りを覆う時間を最小限に減らすことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現できる。
【００４３】
また、上記実施形態において、先に電極部４がカセット２に取り付けられ、その後に誘電媒体６を移動させて電極部４の電極を挿入する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、先に誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、その後に電極部４がカセット２に取り付けられてもよい。
【００４４】
＜変形例１＞
図７は、本実施形態の変形例１に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。図７と図４を比較すると、図７では、電極部４には、誘電媒体６のＺ軸方向の長さより大きい間隔で、陰電極４５ａ’’及び陽電極４５ｂ’’が設けられる。
符号７Ａを付した図７Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれている。電極部４は、保持部８（図示せず）で保持されており、誘電媒体６の真上に位置している。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号７Ｂを付した図７Ｂの示す状態となる。
【００４５】
図７Ｂは、電極部４がカセット２に取り付けられたときの断面図である。なお、図７Ｂは、先に電極部４がカセット２に取り付けられ、その後に誘電媒体６が移動されたものであってもよい。駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の負方向、押込部８１ｂをＺ軸の正方向に移動させて電極部４の押込穴１６内部の可動部４２ａ’’、４２ｂ’’を押す。これにより、陰電極４５ａ’’及び陽電極４５ｂ’’が誘電媒体６に挿入され、符号７Ｃを付した図７Ｃの示す状態となる。
図７Ｃは、初期印加時の断面図である。初期印加後、駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の負方向、押込部８１ｂをＺ軸の正方向に移動させて、可動部４２ａ’、４２ｂ’を押す。これにより、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入され、符号７Ｄを付した図７Ｄの示す状態となる。
【００４６】
図７Ｄは、再印加時の断面図である。その後、駆動部９が保持部８の押込部８１ａをＺ軸の正方向、押込部８１ｂをＺ軸の負方向に移動させる。バネ４３ａ、４３ｂの反発力によって、可動部４２ａ’がＺ軸の正方向、可動部４２ｂ’がＺ軸の負方向に移動することで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’も移動する。移動後、図７Ｂの示す状態となる。
その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号７Ａを付した図７Ａの示す状態となる。なお、本発明はこれに限らず、図７Ｂの示す状態で、保持部８が支持板７を保持し、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、導電媒体６を電極反応槽３から取り出してもよい。
【００４７】
＜変形例２＞
図８は、本実施形態の変形例２に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。図８と図４を比較すると、図８では、導電媒体６は、Ｚ軸方向の長さが導電媒体６より短い支持板７に固定されている。なお、導電媒体６と支持板７のＺ軸方向の長さの差は、初期印加時の電極の位置と再印加時の電極の位置との差の合計より、大きな値となっている。
符号８Ａを付した図８Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれている。電極部４は、保持部８（図示せず）で保持されており、誘電媒体６の真上に位置している。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号８Ｂを付した図８Ｂの示す状態となる。
【００４８】
図８Ｂは、電極部４がカセット２に取り付けられたときの断面図であり、初期印加時の断面図である。この図では、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されている。その後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動され、符号８Ｃを付した図８Ｃの示す状態となる。
図８Ｃは、再印加時の断面図である。その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号８Ｄを付した図８Ｄの示す状態となる。
【００４９】
＜変形例３＞
本実施形態において、初期印加時については電極部４を用い、再印加については、電極部４よりも電極間の距離が短い電極が設けられた電極部４’を用いてもよい。つまり、１つの電極部に電極をスライドさせる構成に代えて、電極間の距離が異なる２つの電極部が差し替えられる構成でもよい。
【００５０】
図９は、本実施形態の変形例３に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、４’、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。
符号９Ａを付した図９Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれている。この図では、電極部４がカセット２に取り付けられ、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されている。なお、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂは、電極部４に固定され、移動できなくてもよい。この図は、初期印加時の断面図である。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号９Ｂを付した図９Ｂの示す状態となる。
符号９Ｂを付した図９Ｂでは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６から引き抜かれたことを示す。その後、駆動部９の駆動アームをＸ軸方向へ移動し、電極収納箇所（図示せず）へ運び、電極部４を収納する。保持部８が電極収納箇所の別の電極部４’を保持し、駆動部９の駆動アームが移動する。
【００５１】
符号９Ｃを付した図９Ｃでは、電極部４’が誘電媒体６の真上に運ばれたことを示す。ここで、電極部４’には、電極部４の陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの間の距離よりも、電極間の距離が短い陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’が設けられている。駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号９Ｄを付した図９Ｄの示す状態となる。
図９Ｄは、電極部４’がカセット２に取り付けられたときの断面図である。この図は、再印加時の断面図である。すなわち、電極部４’における陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’が、初期印加のときの電極部４の陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの位置よりも、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置へ変更され、再印加が行われる。
【００５２】
＜変形例４＞
なお、電気泳動装置１では、陰電極４５ａと陽電極４５ｂが独立して設けられてもよく、この場合、それらが独立に移動されて誘電媒体６に挿入してもよい。また、この場合、陰電極４５ａと陽電極４５ｂが、独立に移動されて、初期印加位置から再印加位置へ移動されてもよい。
【００５３】
図１０は、本実施形態の変形例４に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。図１０と図４を比較すると、図１０では、陰電極４５ａが固定されている電極部４ｌと、陽電極４５ｂが固定されている電極４ｒと、が独立して設けられている。なお、この場合、保持部８及び駆動部９が複数設けられ、一方が電極部４ｌを、他方が電極４ｒを独立して保持し、移動させてもよい。
符号１０Ａを付した図１０Ａでは、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、電極部４がカセット２に取り付けられている。この図は、初期印加時の断面図であり、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが誘電媒体６に挿入されている。初期印加の後、電極部４ｌが移動されて、符号１０Ｂを付した図１０Ｂの示す状態となる。
【００５４】
図１０Ｂでは、陰電極４５ａ’は、図１０Ａの陰電極４５ａと比較して、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置にある。その後、電極部４ｒが移動されて、符号１０Ｃを付した図１０Ｃの示す状態となる。
図１０Ｃでは、陽電極４５ｂ’が、図１０Ａの陽電極４５ｂと比較して、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置にある。この図は、再印加時の断面図である。再印加の後、支持板７がＹ軸正方向に移動される。これにより、誘電媒体６が陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’から引き抜かれ、図１０Ｄの示す状態となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第２の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電極部４ａには４つの電極（２つの電極対）が設けられている。本実施形態に係る電気泳動装置１ａと、第１の実施形態に係る電気泳動装置１とを比較すると、電極部４ａが異なる。その他の構成は、電気泳動装置１と同じであるので説明は省略する。
図１１は本発明の第２の実施形態に係る電極部４ａの正面図であり、図１２は、本実施形態に係る電極部４ａの右側面図である。図１３は、本実施形態に係る電極部４ａ、導電媒体６、及び支持板７の斜視図である。
【００５６】
電極部４ａには、初期印加に用いられる陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの対と、再印加に用いられる陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の対と、が設けられている。ここで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’は、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを結ぶ直線状に沿って誘電媒体６の中心方向に近づく位置に設けられている。また、電極部４ａには、ＹＺ平面でＬ字型に屈曲した電極支持部４４ａ、４４ｂと、ＸＹ平面でＬ字型に屈曲した電極支持部４４ａ’、４４ｂ’と、が設けられている。
なお、符号６を付した２点鎖線は、電極が挿入された場合の誘電媒体６を表す。符合２を付した２点鎖線は、電極部４ａが取り付けられた場合のカセット２を表す。
【００５７】
図１２において、電極部４ａには、導電部４１１ｂ、絶縁体４１２ｂ、導電部４１１ｂ’が設けられている。導電部４１１ｂと導電部４１１ｂ’は、絶縁体４１２ｂによって分離され、電気的に接続されない。導電部４１１ｂは、電極支持部４４ｂを介して、陽電極４５ｂが電気的に接続されている。導電部４１１ｂ’は、電極支持部４４ｂ’を介して、陽電極４５ｂ’が電気的に接続されている。
初期印加時、導電部４１１ｂと接触する電極接続部５の部分から電圧が印加されるが、導電部４１１ｂ’と接触する電極接続部５の部分から電圧は印加されない。再印加時、導電部４１１ｂ’と接触する電極接続部５の部分から電圧が印加されるが、導電部４１１ｂと接触する電極接続部５の部分から電圧は印加されない。つまり、本実施形態に係る電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａと陽電極４５ｂに初期印加する。初期印加の後、電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’に再印加する。
【００５８】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ（第１の電極対）に電圧が印加された後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの位置から電極間の中心に近い位置に設けられている陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’（第２の電極対）に、電圧を再印加する。これにより、電気泳動装置１ａは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂを移動させなくても、再印加時に、初期印加時と比較してＺ軸に沿って電極間距離を互いに縮めることができる。また、電気泳動装置１ａは、初期印加時と再印加時の電極が異なるので、同じ電極を利用する場合と比較して、塩や各種荷電性物質の付着が少ない陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’に再印加でき、より精度の高い電気泳動を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、電極部４ａには、電極対を２つ、つまり、４つの電極が設けられる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、電極部４ａには、３つ以上の電極対が設けられていてもよい。例えば、電極部４ａには、Ｚ軸に沿った複数の電極対を、電極対同士が電極間距離を徐々に狭め内包されていく形で設けられてもよい。電気泳動装置１ａは、この電極部４ａを導電媒体６へ挿入配置し、印加点を順次内側に切り替える。これにより、電気泳動装置１ａは、より確実に塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を逐一隔離できる。
ここで、導電媒体６へ接続した電極対の一番外側に位置する電極対から電圧印加し、荷電性物質が印加している電極に集まった時点（例えば、電極間の電流が小さくなったとき等）で印加を停止し、続いて、直前の印加電極位置より、より内側の電極対で印加を開始する。これを繰り返すことで、移動度の異なる荷電性物質を逐一隔離することができ、より安定した電気泳動を行うことができる。これによって、泳動時に、塩および荷電性物質が電極周りを覆う時間を最小限に減らすことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現できる。
【００６０】
図１４は、本発明の実施形態に係る電気泳動を説明する説明図である。
符号１４Ａを付した図１４Ａは、図１Ａと同じ図である。
符号１４Ｂを付した図１４Ｂは、初期印加によって電極近傍６ａ、６ｂに集まった塩や各種荷電性物質が除去されたことを示す。この状態で再印加されることで、荷電性物質や塩の影響を受けない又は影響を受けにくい状況で、電気泳動を行うことができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第３の実施形態について詳しく説明する。本実施形態では、電極部４ｂの陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂには、吸着体が装着されている。以下、本実施形態に係る電気泳動装置１ｂと、第１の実施形態に係る電気泳動装置１とを比較すると、電極部４ｂが異なる。その他の構成は、電気泳動装置１と同じであるので説明は省略する。
図１５は本発明の第３の実施形態に係る電極部４ｂの断面図であり、図１６は、本実施形態に係る電極部４ｂ、導電媒体６、及び支持板７の斜視図である。符号１５Ａを付した図１５Ａは初期印加時の断面図であり、符号１５Ｂを付した図１５Ｂは再印加時の断面図である。
【００６２】
図１５Ａでは、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂには、それぞれ、吸着体４６ａ、４６ｂが装着されている。吸着体４６ａ、４６ｂは、ＰＶＡ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）（気孔率（中空率）９０％）である。ただし、本発明はこれに限らず、吸着体４６ａ、４６ｂは、導電媒体６に用いる材料と同一材料、又は多孔質の材料であってもよい。多孔質の材料としては、例えば、親水性の特殊ポリウレタン（同８３％）、ろ紙などである。
図１５Ａでは、吸着体４６ａ、４６ｂは、導電媒体６の端に接合されている。
図１５Ｂでは、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’には、吸着体４６ａ、４６ｂが装着されていない。
【００６３】
図１７は、本実施形態に係る電気泳動装置１ｂの断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２、電極部４、４’、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。
符号１７Ａを付した図１７Ａは、初期印加時の断面図である。この図では、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、電極部４がカセット２に取り付けられている。ここで、吸着体４６ａ、４６ｂは、導電媒体６の端に接合されている。この状態で、初期印加されると、塩や各種荷電性物質が吸着体４６ａ、４６ｂに付着する。ここで、電気泳動装置１ｂでは、電圧印加を停止して、移動を行ってもよいし、電圧印加しながら移動を行ってもよい。
初期印加後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の正方向へ移動させることにより、符号１７Ｂを付した図１７Ｂの示す状態となる。
【００６４】
図１７Ｂでは、電極部４は、保持部８（図示せず）で保持されており、誘電媒体６の真上に位置している。この状態で、吸着体４６ａ、４６ｂが取り外される。その後、駆動部９の駆動アームが保持部８をＹ軸の負方向へ移動させることにより、符号１７Ｃを付した図１７Ｃの示す状態となる。その後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動され、符号１７Ｄを付した図１７Ｄの示す状態となる。
図１７Ｄは、再印加時の断面図である。
【００６５】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１ｂは、電極対に接合された吸着体４６ａ、４６ｂを取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加する。これにより、荷電性物質を除去した状況で、電気泳動を行うことができ、より分解能の高いサンプル分離を実現することができる。
つまり、電気泳動装置１ｂでは、塩および荷電性物質が印加中の電極４５ａ、４５ｂ及びその周り、つまり吸着体４６ａ、４６ｂに集まるので、電圧印加を停止した後に電極４５ａ、４５ｂから吸着体４６ａ、４６ｂを取り外すことで、吸着体４６ａ、４６ｂ内に隔離された塩および荷電性物質が分離用導電媒体６から除去される。その後、電気泳動装置１ｂは、電極４５ａ、４５ｂを分離用導電媒体６の中心方向に近い位置へ移動させていき、分離用導電媒体６に直接接続することで再印加を行う。また、電気泳動装置１ｂでは、吸着体４６ａ、４６ｂを装着することにより、陰電極及び陽電極の移動による導電媒体６の分析領域のわずかな減少も回避することにも貢献する。
【００６６】
なお、吸着体４６ａ、４６ｂを導電媒体６末端に対して上方（Ｙ軸方向）から接合した場合も、初期印加後に吸着体４６ａ、４６ｂを電極４５ａ、４５ｂから外し、両電極４５ａ、４５ｂを導電媒体６末端上方から挿入するので、Ｚ軸方向の印加間隔は、導電媒体６の中心からみて、初期印加位置に比べ互いに縮まる。ここで、吸着体４６ａ、４６ｂを電極４５ａ、４５ｂから取り外す手法として、初期印加位置からの電極移動時に報知部により実験者に知らせ、手動で取り除いても良く、また電気泳動装置１ｂに他の工程同様、自動で取り除く機構を組み込んでもよい。
この構成を用いれば、初期印加位置（吸着体内）に隔離された塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を吸着体４６ａ、４６ｂと共に除去することができ、その後の再印加位置への影響を完全に排除でき得る。
【００６７】
なお、本実施形態において、図１７では、吸着体４６ａ、４６ｂの装着された陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、それらを導電媒体６末端に対し横（Ｙ軸方向）から接合される場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、吸着体４６ａ、４６ｂの装着された陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、上方（Ｙ軸方向）から移動され、接合されてもよい。
【００６８】
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について詳しく説明する。本実施形態に係る電気泳動装置１ｃには、誘電媒体６を切断する切断具が設けられている。
図１８は本発明の第４の実施形態に係るカセット２ａ、２ａ’及び電極部４ｃ、４ｃ’電極部の動作の一例を説明する断面図であり、図１９は本実施形態に係る電極部４ｃの斜視図である。符号１８Ａを付した図１８Ａ及び符号１９Ａを付した図１９Ａは、初期印加時の図である。符号１８Ｂを付した図１８Ｂ及び符号１９Ｂを付した図１９Ｂは、再印加時の図である。
【００６９】
図１８では、カセット２の底面には、切断具が内蔵されている。
図１８Ａでは、切断具２１ａ、２１ｂが、カセット２ａ内に収納されている。切断具２１ａ、２１ｂは、板状の刃である（図１９参照）。初期印加後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが、Ｚ軸に沿っての電極間距離を互いに縮めるように移動されることで、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’の再印加位置に移動される。
その後、切断具２１ａ、２１ｂがＹ軸の正方向に移動され、切断具２１ａ’、２１ｂ’の位置に移動される。これにより、導電媒体６の一部分が切断される。導電媒体６において、切断面から外側を除去部分という）。除去部分には、荷電性物質や塩が含まれている。除去部分を除去後、図１８Ｂの示す状態となる。
図１８Ｂでは、導電媒体６の除去部分が点線で示されている。この除去部分は除去されている。この状態で、再印加が行われる。なお、電気泳動装置１ｃでは、切断具２１ａ’、２１ｂ’がカセット２ａ内に収納され、切断具２１ａ、２１ｂの位置にしてから、再印加されてもよい。
【００７０】
図２０は、本実施形態に係る電気泳動装置１の断面図である。この図は、図２のＡ−Ａ’断面の位置の断面図であり、カセット２ａ、２ａ’、電極部４ｃ、４ｃ’、導電媒体６、及び支持板７を示したものである。
符号２０Ａを付した図２０Ａは、初期印加時の断面図である。この図では、図１８Ａと同じ状態のときの図である。初期印加後、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが移動され、符号２０Ｂを付した図２０Ｂの示す状態となる。
図２０Ｂの示す状態で、切断具２１ａ、２１ｂが移動され、符号２０Ｃを付した図２０Ｃの示す状態となる。この図では、導電媒体６のＹ方向下方またはＸ方向から一直線にＸＹ平面に沿って、導電媒体６が切断されている。
図２０Ｃの示す状態で、除去部分が除去され、符号２０Ｄを付した図２０Ｄの示す状態となる。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、電気泳動装置１ｃは、誘電媒体６が切断されることで、初期印加位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加する。電気泳動装置１ｃでは、隔離した塩および荷電性物質を含む導電媒体６自体（除去部分）を取り除くので、隔離した塩および荷電性物質を分離用の導電媒体６から除去することができる。
なお、本実施形態において、切断具２１ａ、２１ｂは、上方向（Ｙ軸正方向）へ移動する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、切断具２１ａ、２１ｂが、電極部４ｃ又は支持板７に設けられ、下方向（Ｙ軸負方向）へ移動することで、導電媒体６を切断してもよい。
【００７２】
なお、本実施形態では、除去部分を除去したが、本発明はこれに限らず、カセット２ａには、切断具２１ａ、２１ｂに代えて絶縁体の障壁が設けられてもよい。この場合、電圧再印加時に、障壁が切断具２１ａ’、２１ｂ’の位置に移動される。これにより、電気泳動装置１ｃでは、隔離した塩および荷電性物質を含む導電媒体領域６自体（除去部分）を分離用の導電媒体６から隔てるための境界を形成するので、隔離した塩および荷電性物質を完全に分離用の導電媒体から除去することができる。
また、例えば、電気泳動装置１ｃは、イオン選択透過膜を挿入してもよい。例えば、電気泳動装置１ｃは、陰電極側（切断具２１ａ’に相当）では、プラスの電荷交換基が固定されて、陽イオンの通過を妨げ陰イオンのみを透過させるアニオン膜を挿入する。逆に、陽電極側（切断具２１ｂ’に相当）では、電気泳動装置１ｃは、マイナスの電荷交換基が固定されて、陰イオンは反発し通過できず陽イオンのみを通過させるカチオン膜を挿入する。
【００７３】
（第５の実施形態）
以下、図面を参照しながら、上記各実施形態に係る駆動装置Ａ１について説明をする。駆動装置Ａ１は、プログラムに基づいて、駆動部９を制御する。本実施形態では、電気泳動装置１、１ａ、１ｂ、１ｃを電気泳動装置１とも称する。また、電極部４、４ａ、４ｂ、４ｃを電極部４とも称し、電極部４’、４ａ’、４ｂ’、４ｃ’を電極部４’とも称する。
【００７４】
図２１は、上記各実施形態に係る電気泳動装置１の論理的な構成を示す概略ブロック図である。この図は、電気泳動装置１の動作制御に関わる構成を表した図である。この図において、電気泳動装置１は、保持部８、駆動部９、切断具、位置センサ１１０、報知部１１１、温度センサ１１２、冷却手段１０、湿度センサ１１３、保湿手段１１４、電圧センサ１１５、電流センサ１１６、及びスイッチ１１７を含んで構成される。
【００７５】
位置センサ１１０は、電極部４、導電媒体６、陰電極４５ａ、４５ａ’、４５ａ’’（単に、陰電極とも称する）及び陽電極４５ｂ、４５ｂ’、４５ｂ’’（単に、陽電極とも称する）、切断具２、保持部８の位置を検出し、検出した位置情報を駆動装置Ａ１へ出力する。この位置情報は、絶対的な座標であってもよいし、相対的な座標であってもよい。また、例えば、この位置情報は、予め定められた正しい位置からのずれを示す情報であってもよい。位置センサ１１０は、例えば、圧力センサや光センサ、撮像装置である。
報知部１１１は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、音や画像を出力する出力部である。例えば、報知部１１１は、スピーカである。
【００７６】
温度センサ１１２は、導電媒体６、カセット２の電極反応槽３内、又はそれらの近傍の温度を測定する。例えば、温度センサ１１２は、カセット２に設けられた微小穴に熱電対が差し込まれているものである。なお、温度センサ１１２は、保持部８や駆動部９に設けられてもよく、例えば、駆動部９の駆動によって、熱電対を電極反応槽３の表面に触れさせるものであってもよい。温度センサ１１２は、測定した温度を示す温度情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
【００７７】
冷却手段１０は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、導電媒体６を冷却する。なお、冷却手段１０は、循環冷却水を用いる水冷パイプが電極反応槽３またはカセット２周りに設置されたものであってもよい。冷却手段１０は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、電極反応槽３を同じ温度に保つように制御してもよいし、別々の温度に保つようにしてもよい。また、冷却手段１０は、電極反応槽３内の温度を均一ではなく、場所ごとに異なる温度となるように冷却してもよい。
【００７８】
湿度センサ１１３は、導電媒体６の近傍又はカセット２の電極反応槽３内、又はそれらの近傍の湿度を測定する。湿度センサ１１３は、測定した湿度を示す湿度情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
保湿手段１１４は、駆動装置Ａ１からの制御に基づいて、導電媒体６の近傍を保湿する。
【００７９】
電圧センサ１１５は、陰電極と陽電極との間の電圧を測定し、測定した電圧を示す電圧情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
電流センサ１１６、陰電極と陽電極との間の電流を測定し、測定した電流を示す電流情報を駆動装置Ａ１へ出力する。
スイッチ１１７ は、陰電極及び陽電極と電源とに接続されている。スイッチ１１７がオンになることで、陰電極と陽電極へ電圧が印加される。また、スイッチ１１７がオフになることで、陰電極と陽電極への電圧の印加が停止される。
【００８０】
図２２は、上記各実施形態に係る駆動装置Ａ１の論理的な構成を示す概略ブロック図である。駆動装置Ａ１は、保持部移動制御部Ａ１１、電圧電流情報取得部Ａ１２、初期印加部Ａ１３、電極移動制御部Ａ１４、切断具制御部Ａ１５、再印加部Ａ１６、温度制御部Ａ１７、及び湿度制御部Ａ１８を含んで構成される。なお、切断具制御部Ａ１４は第４の実施形態のときに含まれる構成であり、その他の実施形態に係る駆動装置Ａ１は切断具制御部Ａ１４を含まなくてもよい。
【００８１】
保持部移動制御部Ａ１１は、プログラムに基づいて駆動部９を駆動させることで、保持部８を制御する。例えば、保持部移動制御部Ａ１１は、保持部８に電極部又は支持部を保持させて移動させる。保持部移動制御部Ａ１１は、例えば、誘電媒体６がカセット２の電極反応槽３に置かれ、電極部４がカセット２に取り付けられたとき、初期印加前には、電気泳動を開始できることを示す初期印加可能信号を初期印加部Ａ１３へ出力する。また例えば、保持部移動制御部Ａ１１は、電極部４又は電極支持部４４ａ、４４ａ’、４４ｂ、４４ｂ’の位置を表す位置情報を電極移動制御部Ａ１４へ出力する。
なお、保持部移動制御部Ａ１１は、位置センサ１１０から入力された位置情報に基づいて、駆動部９及び保持部８の位置や移動のずれを修正してもよい。例えば、駆動アーム９に設けられた圧力センサや光センサ（位置センサ）が、駆動部９の駆動アームの底部から圧力、及び駆動アームのからＹ方向底面へのびる光の屈折率の変化を検出し、保持部移動制御部Ａ１１へ出力する。保持部移動制御部Ａ１１は、入力された情報に基づいて、フィードバック制御し、実験ごとに生じうる基準位置からのずれに正確に適合させてもよい。つまり、保持部移動制御部Ａ１１は、ずれが影響する工程に関する固定駆動座標位置を、標準値からずれの情報に基づいて自動補正する。なお、保持部移動制御部Ａ１１は、ユーザから入力された座標変異量に基づいて位置を補正してもよい。
【００８２】
電圧電流情報取得部Ａ１２は、電圧センサ１１５から電圧情報、電流センサ１１６から電流情報を取得する。電圧電流情報取得部Ａ１２は、取得した電圧情報及び電流情報を、初期印加部Ａ１３へ出力する。
初期印加部Ａ１３は、保持部移動制御部Ａ１１から初期印加可能信号を入力されると、スイッチ１１７をＯＮにすることで、初期印加を開始する。初期印加部Ａ１３は、電圧電流情報取得部Ａ１２から入力された電圧情報又は電流情報のいずれか一方或いは両方に基づいて、スイッチ１１７をＯＦＦにする。つまり、初期印加部Ａ１３は、電圧情報又は電流情報に基づいて、初期印加を停止する。初期印加部Ａ１３は、初期印加を停止した後、初期印加が終了したことを示す初期印加終了信号を、電極移動制御部Ａ１４へ出力する。
【００８３】
電極移動制御部Ａ１４は、初期印加部Ａ１３から初期印加終了信号を入力されると、駆動部９を介して、保持部８やその押込部８１ａ、８１ｂを制御して陰電極及び陽電極を移動させる。具体的には、電極移動制御部Ａ１４は、陰電極及び陽電極を、初期印加位置から再印加位置へ移動させる。ここで、電極移動制御部Ａ１４は、電極部又は電極支持部の移動を伴う場合には、保持部移動制御部Ａ１１から入力された位置情報に基づいて、陰電極及び陽電極を移動させる。なお、第２の実施形態に係る駆動装置Ａ１では、電極移動制御部Ａ１４は、陰電極及び陽電極を移動させなくてもよい。
電極移動制御部Ａ１４は、位置センサ１１０から入力された情報が示す陰電極及び陽電極の位置が、再印加位置であると判定すると、切断具制御部Ａ１５へ切断命令を出力する。切断具制御部Ａ１５は、電極移動制御部Ａ１４から入力された切断命令に従って、切断具２１ａ、２１ｂを移動させることで、導電媒体６を切断させる。
【００８４】
切断後、電極移動制御部Ａ１４は、報知部１１１に、除去部分を除去できることを報知させる。なお、第３の実施形態の場合には、電極移動制御部Ａ１４は、吸着体４６ａ、４６ｂを取り外すことができることを報知させる。また、電極移動制御部Ａ１４は、この報知を、陰電極及び陽電極を移動させる前に報知させてもよい。なお、電極移動制御部Ａ１４は、報知部１１１に対して、電圧電流情報取得部Ａ１２から入力された電圧情報又は電流情報をモニター等に表示させるように制御してもよい（図２３参照）。
報知から予め定めた時間の経過後、又は、除去部分の除去や吸着体４６ａ、４６ｂの取り外しが完了したことを示す情報がユーザから入力された後、電極移動制御部Ａ１４は、再印加可能信号を再印加部Ａ１６へ出力する。
【００８５】
再印加部Ａ１６は、電極移動制御部Ａ１４から再印加可能信号を入力されると、スイッチ１１７をＯＮにすることで、再印加を開始する。つまり、再印加部Ａ１６は、初期印加後に陰電極及び陽電極の位置が変更された後、再印加を開始する。
再印加部Ａ１６は、予め定められた時間の経過後、スイッチ１１７をＯＦＦにすることで、再印加を停止する。なお、再印加部Ａ１６は、電圧電流情報取得部Ａ１２から入力された電圧情報又は電流情報のいずれか一方或いは両方に基づいて、スイッチ１１７をＯＦＦにしてもよい。
【００８６】
温度制御部Ａ１７は、温度センサ１１２から入力された温度情報に基づいて、温度が予め定められた温度になるように、冷却手段１０を制御する。
湿度制御部Ａ１８は、湿度センサ１１３から入力された温度情報に基づいて、湿度が予め定められた湿度になるように、保湿手段１１４を制御する。
【００８７】
以下、初期印加部Ａ１３及び再印加部Ａ１６が行う電圧印加に関する制御（印加制御という）の一例について説明をする。
図２３は、上記各実施形態に係る印加制御の一例を説明するための概略図である。この図は、第２の実施形態に係る印加制御の一例を示す。符号２３Ａを付した図２３Ａは、陰電極と陽電極との間の電圧を示す。この図において、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。
図２３Ａは、初期印加部Ａ１３が、「００：００−００：０５」分の期間において、初期印加部Ａ１３が、「２００Ｖ」の一定電圧を印加していることを示す。初期印加部Ａ１３が、「００：０５−００：１０」分の期間にかけて、電圧を緩やかに「１０００Ｖ」まで上げたことを示す。この図は、「００：１０−００：１５」分の期間において、初期印加部Ａ１３が、「１０００Ｖ」の一定電圧を印加していることを示す。これらの「００：００−００：１５」分の期間の電圧印加が初期印加である。
図２３Ａは、再印加部Ａ１６が、「００：１５−００：２５」分の期間にかけて電圧を「６０００Ｖ」まで上げ、「００：２５」分以降に「６０００Ｖ」の一定電圧を印加することを示す。
【００８８】
符号２３Ｂを付した図２３Ｂは陰電極と陽電極との間の電流を示す。この図において、縦軸は電流を示し、横軸は時間を示す。
図２３Ｂは、「００：００−００：０５」分の期間にかけて、荷電性の物質が、帯電している電荷と異符号の電極へ向かって導電媒体６内を移動し、電流が流れていることを示す。ここで、移動が大きい物質は、比較的分子の総電荷が大きい小物質（荷電性またはイオン性物質という）のうち、質量の極小さい小物質である。この図は、「００：０５−００：１０」分の期間にかけて、荷電性物質が移動し、電流が大きくなることを示す。この図は、「００：１０−００：１５」分の期間において、電極近傍に荷電性物質や塩が集まることで電極周りの抵抗が上昇し、また、電極へ流れる荷電性の小物質の総数も減少していくので、電流値が減少に転じることを示す。
【００８９】
図２３Ｂは、「００：１５」分以降に、比較的総電荷の小さいサンプルや両性担体（電気泳動の対象物質）、例えば、タンパク質が移動する。ここで、上記各実施形態では、電極を移動させて、又は吸着体や除去部分を除去して、再印加を行うので、サンプルをより正確に分離できる。
なお、「００：２５」以降において、サンプルがｐＨ勾配を形成したゲル状の導電媒体６上で固有の等電点に落ち着く割合が増えるに従って電流が減少し、電流の減少時の傾きが０に近くなった状態で各タンパク質の分離が完了したことを表す。
【００９０】
上記の図２３において、初期印加部Ａ１３は電流の極小値（００：１５分）を検出した場合に初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は再印加を開始する。なお、初期印加部Ａ１３及び再印加部Ａ１６は、電流の時間に対する傾きが予め定めた閾値以下になった場合に、初期印加を停止し、再印加を開始してもよい。つまり、初期印加部Ａ１３は電流の時間に対する傾きに基づいて初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は電流の時間に対する傾きに基づいて再印加を開始する。
しかし、本発明はこれに限らず、初期印加部Ａ１３は電流の時間に対する傾きの変化が正から負に変わった場合（図２３Ｂでは例えば、００：１２５付近）に、初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は再印加を開始してもよい。つまり、初期印加部Ａ１３は電流の時間に対する傾きの変化に基づいて初期印加を停止し、再印加部Ａ１６は電流の時間に対する傾きの変化に基づいて再印加を開始してもよい。また、再印加部Ａ１６は、再印加後に極小値を検出した場合に、再印加を停止してもよい。
なお、上記の第１、３、４の実施形態では、駆動装置Ａ１は、「００：１５」分の後に初期印加を停止し、電極を移動した後又は吸着体４６ａ、４６ｂ或いは除去部分を除去した後、再印加を開始する。
【００９１】
図２４は、上記各実施形態に係る電気泳動装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
（ステップＳ１０１）電気泳動装置１は、電極部４及び誘電媒体６を設置する。その後、ステップＳ１０２へ進む。
（ステップＳ１０２）電気泳動装置１は、初期印加を行う。その後、ステップＳ１０３へ進む。
【００９２】
（ステップＳ１０３）電気泳動装置１は、初期印加を停止する。その後、ステップＳ１０４へ進む。
（ステップＳ１０４）電気泳動装置１は、陰電極及び陽電極の位置を変更する。その後、ステップＳ１０５へ進む。ここで、第１の実施形態に係る電気泳動装置１は、初期印加を停止してから陰電極及び陽電極を移動させるので、電極に付着した荷電性物質や塩が付着したまま電極を移動させてしまうことを防止できる。
【００９３】
（ステップＳ１０５）電気泳動装置１は、再印加を行う。その後、ステップＳ１０６へ進む。
（ステップＳ１０６）再印加の停止後、誘電媒体６が電極反応槽３から取り出される。その誘電媒体６内で分離されたサンプルの位置に基づいて、分析が行われる。
【００９４】
このように、本実施形態によれば、初期印加部Ａ１３は、ゲル状の誘電媒体６に挿入された陰電極４５ａと陽電極４５ｂの電極対に電圧を印加する。初期印加部Ａ１３は、電圧情報又は電流情報に基づいて、初期印加を停止する。再印加部Ａ１６は、初期印加位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対（陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’）に、再印加を開始する。つまり、本実施形態によれば、再印加される電極対（陰電極４５ａ’と陽電極４５ｂ’）は、初期印加が停止された後に、初期印加位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対である。
電気泳動装置１は、初期印加位置から再印加位置へ移動する際には、初期印加位置に集まって塩化した塩および一部塩化せずに電荷を帯びたまま滞在している荷電性物質を、可能な限り初期印加位置に隔離するため、移動時直前に電圧印加を停止する。これにより、電気泳動装置１では、塩のみならず一部塩化せずに残っている荷電性物質が移動する電極に電気的に引き寄せられることなく、初期印加位置に留まり、隔離した状態を維持できる。
【００９５】
また、電気泳動装置１は、移動時直前に電圧印加を僅かの時間、逆方向にかけて停止してもよい。これにより、電気泳動装置１では、電極に付着している一部塩化せずに残っている荷電性物質を確実に初期印加位置に留めることができる。また、電気泳動装置１は、印加地点を移動する手法を複数回繰り返し行うことで、確実かつ安定的に導電媒体６中の荷電性物質または隔離した塩および一部塩化せずに残っている荷電性物質の電極に与える影響を除くことができる。
【００９６】
また、電気泳動装置１において、陰電極及び陽電極の移動は初期印加位置に隔離された塩および一部塩化せずに残っている荷電性物質が、再印加位置の電極に対し影響を与えなければよく、例えば、その距離はμｍオーダーでよい。隔離された塩および一部塩化せずに残った荷電性物質は、電圧のかかる電極間の外に外れているので、移動後の電極とほぼ等電位にあり、（導電媒体の周りが空気に覆われており、）また電極へ向かう電気力線の密度が電極間のそれに比べ極端に低く、また誘電媒体６のため移動抵抗も大きいので電気作用の受けない塩はもちろん塩化せずに残った一部の荷電性物質も、再印加位置の電極に再度移動するのは容易ではない。例えば、電気泳動装置１は、再印加位置で与える電位差よりも絶対的により大きい電位差を、Ｚ軸に沿って再印加位置間を内包するより広い区間で与え続ける電極を、補助的に備えてもよい。例えば、電気泳動装置１ａは、再印加を行う場合に、陰電極４５ａ’及び陽電極４５ｂ’（第２の電極対の電極）間の電位差よりも大きい電位差を、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ（第１の電極対の電極）間に与える。
上記構成によれば、初期印加位置に隔離された一部塩化せずに残った荷電性物質が再印加位置とは逆方向への力を確実に受け、再印加位置間でのサンプル分離へ及ぼす影響をより確実に取り除くことができる。
また、上記第２の実施形態において、再印加時に、初期印加位置にある電極（陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂ’）を、上述した「再印加位置間に与える電位差よりも絶対的により大きい電位差を与え続ける電極」として利用しても良い。
【００９７】
なお、上記各実施形態において、陰電極及び陽電極は、金属などの導電性を有する材料から形成される。陰電極及び陽電極を形成する材料としては、例えば、電極のイオン化を抑制する観点から、白金が好ましい。また、陰電極及び陽電極の形状は、ＸＹ平面で広がりを持ってもよく、電極のＸＹ断面積／導電媒体のＸＹ断面積を１に近づけるような形状であってもよい。これにより、塩および一部塩化せずに残った荷電性物質を隔離されている初期印加位置から再印加位置の電極へ向かわせる、電気力線の密度をさらに減少できる。
図２５は、各実施形態に係る陰電極及び陽電極の別の一例を示す概略図である。この図において、陰電極及び陽電極は、平板状である。図２５と図１Ｂとを比較すると、図２５の方が、電極近傍６ａ、６ｂの電界が少なくなっている。
【００９８】
上記の各実施形態に係るおける電気泳動装置１は、複合混合物中の分子を分離することに応用される。ここで、電気泳動装置１では、分離対象物に固有の独立した複数の性質に基づいて、高次元（この次元は一般に、各次元に対して直行的または垂直的である）に分離する。例えば、電気泳動装置１は、ポストゲノム研究の中心的位置を担っているプロテオーム解析において、最も良く選択される手法である二次元電気泳動法（２ＤＥ）に適用できる。具体的に、電気泳動装置１は、タンパク質の２つの物理的性質（電荷および分子量）を利用して、二次元のマップ上に分離を行い、移動位置からタンパク質の同定すること及び特徴付けることができる。
【００９９】
例えば、電気泳動装置１では、タンパク質の二次元電気泳動としては、分離能、再現性において非常に優れた二次元ポリアクリルアミドゲル電気泳動（２Ｄ−ＰＡＧＥ）が用いられてもよい。この場合、電気泳動装置１では、一次元目には、ゲル（導電媒体６）にｐＨ勾配を作製し、その中をタンパク質に等電点電気泳動（ＩＥＦ）させ、電場からの力を受けなくなる、タンパク質の総電荷がゼロとなるｐＨ（ｐＩ値）にそれぞれのタンパク質を収束させ、分離させる。なお、ｐＨ勾配の作製は、様々な等電点を持つ両性担体（キャリアアンフォライト）をゲルに添加して電場をかけてｐＨ勾配を形成する手法と、様々なｐＩの側鎖を持つアクリルアミド誘導体（イモビライン）を添加して、ポリアクリルアミドマトリックスに共有結合させてｐＨ勾配を形成する手法（ＩＰＧ法： Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｐＨ ｇｒａｄｉｅｎｔ）とがあるが、そのどちらを用いても良い。
【０１００】
また、電気泳動装置１では、二次元目は、ＩＥＦゲル内のタンパク質をドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）で変性させ、負電荷を帯びたＳＤＳ-タンパク質複合体としてもよい。この場合、どのタンパク質もほぼ同程度の分子量/電荷比を持つことになるので、このＩＥＦゲルをポリアクリルアミドゲルの上に積層して電気泳動を行い、主としてポリアクリルアミドゲルから受ける抵抗力の大きさの違い（分子量の違い）によって分離させる。
【０１０１】
なお、上記各実施形態において、電気泳動装置１で分離されるサンプルは限定されることはないが、例えば、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、市販の試薬などが挙げられる。例えば、タンパク質などのポリペプチドまたはＤＮＡなどのポリヌクレオチドが挙げられる。
また、上記各実施形態において、カセット２の形状は図２のものに限られない。なお、電極反応槽や各種試薬槽、洗浄槽の槽３を単一の絶縁体に形成してもよい。例えば、カセット２は、アクリルや、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック、ガラス等の絶縁体が形成されたものである。
なお、槽３には、電極反応槽の他に乾燥ゲルを膨潤させる膨潤液槽や、サンプル溶液を入れるサンプル槽、蛍光色素などを格納した染色槽、過剰な蛍光色素を除いたり、電極を洗浄するための洗浄槽、平衡化を行う平衡化槽などがある。
また、槽３は、カバー等を用いて閉鎖空間としてもよい。これにより、電気泳動装置１では、温度、湿度共に外部環境に左右されない恒温恒湿状態を維持できる。
【０１０２】
また、上記各実施形態において、電極部は、可動部４２ａ、４２ｂを固定する固定部を備えてもよい。例えば、電圧印加時には、電極部は、可動部４２ａ、４２ｂを固定する。なお、電極部は、電圧が印加されていないときは、可動部４２ａ、４２ｂを固定しないようにしてもよい。これにより、電圧印加時に、陽電極及び陰電極が引力によって可動してしまうことを防止できる。
また、上記各実施形態において、誘電媒体６は、粘性を持つ物質であってもよいし、液体であってもよい。例えば、導電媒体６は、熱対流が起こりにくい媒体（環境下）であってもよく、キャピラリーのような極めて微小管で電気泳動を行ってもよい。
また、上記各実施形態において、再印加を行う陽電極および陰電極は、初期印加で用いた電極を交換したものでも、そのままのものであってもよい。
【０１０３】
（実施例）
上記第１の実施形態に係る電気泳動装置１を、以下のように作製した。
まず、カセット２を幅７０ｍｍ×長さ４０ｍｍ×厚７ｍｍの寸法でガラスから形成し、その内部には、電極反応槽３とし幅６２ｍｍ×長５ｍｍ×深さ６．８５ｍｍの溝およびサンプルや各実験工程に用いる試薬および洗浄のための試薬槽３を形成した。
電極反応槽３には、白金線からなる陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが一体となった電極部４が、電源と接続するための差込口（電極接続部５ａ、５ｂ）がＺ方向側壁に設けられている。また、電極反応槽３には、アクリルからなる支持板７に接着した導電媒体６を固定するための溝（サイズ）が底面に彫られている。なお、電極部４には、Ｙ方向から支持板に固定された導電媒体６を直接底面の溝へセットできるスリットを形成した。このスリットにより電極反応槽底面の溝だけでなく、上方でも支持板を支えることができる。また、電極部４の陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂの先は、導電媒体６に挿入されるようＬ字型に屈曲されている。また、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂは、電極部４本体に対して陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが本体内でＺ軸方向に移動（スライド）できる構造をとった。
【０１０４】
導電媒体６は、膨潤させた際に０．５ｍｍ厚となる乾燥タイプのポリアクリルアミドを主成分とする固定化ｐＨ勾配ゲルで、幅１．１５ｍｍ×長さ５２ｍｍ×厚０．３５ｍｍのサイズに切断したものを用いた。このような導電媒体に対して、支持板のサイズを、幅１．２ｍｍ×長さ５３ｍｍ×高さ１４ｍｍとし、幅１．２ｍｍ×長さ５３ｍｍの面にて両者を固定した。
【０１０５】
カセット２を、駆動アームを備えたアクリル製のステージ上に固定した。駆動アームはステッピングモータ駆動のＸ軸およびＹ軸ステージにより構成した。Ｘ軸ステージについてストローク８５ｍｍ（分解能１μｍ／パルス）、Ｙ軸ステージについてストローク１５ｍｍ（分解能１μｍ／パルス）とし、汎用の多軸ステッピングモータコントローラを介してＧＰＩＢ接続したパソコン（駆動装置Ａ１）にて制御した。さらに検出装置などの複数の機器との統合制御を行った。
【０１０６】
また、予め電圧印加時の発熱防止のために、ペルチェ素子を用いた冷却装置１０を、ステージ１１下部に取り付けておいた。ペルチェ素子は容量５１．４Ｗ、サイズ４０ｍｍ×４０ｍｍであり、Ｋタイプの熱電対を温度センサとして接続した温度調節器により設定温度に制御されている。ペルチェ素子の放熱面側には放熱フィンを配置し、空冷用ＤＣファンをさらに配置した。
導電媒体６に電圧を印加するための電圧印加手段として、パソコン制御可能なモジュールタイプの高電圧ユニットを使用した。電圧印加手段の制御を、駆動手段の制御と連動して行った。
【０１０７】
最大電圧６ｋＶ、最大電流１．７ｍＡの１０Ｗ仕様の高電圧ユニットを用いた。このユニットは、ＡＤ／ＤＡ変換ボードをインストールしたパソコンにより制御した。これにより、出力電圧設定、電圧および／または電流をモニタリング可能となった。
上記構成において、試薬槽３に、導電媒体膨潤液（電気泳動用緩衝液）、サンプルとして前処理したマウス肝臓サンプル、染色工程に必要な染色液、過剰な染色液及び使用後の電極を洗浄するための洗浄液を充填した。
【０１０８】
以上の準備を行った後、電極部４を、ステージ上の所定の保管場所（図示せず）から駆動アームの保持部８に保持させた状態で、電極反応槽３の電極接続部５ａ、５ｂに自動搬送、設置させた。続いて、支持板７に固定された導電媒体６を、ステージ１１上の所定の保管場所（図示せず）から駆動アームの保持部８に保持させた状態で、試薬槽３にてサンプルを導入し、次に膨潤させた。その後、電極反応槽３上方から電極部４のスリットを通り底面の溝上へ自動搬送、設置されることを持って、導電媒体６にＬ字に屈曲した陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが挿入され、電圧印加が開始されて電気泳動分離が行われた。
なお、２００Ｖ定電圧５分、２００〜１０００Ｖへの単調増加直線傾斜電圧５分、１０００Ｖ定電圧、１０００〜６０００Ｖ単調増加直線傾斜電圧１０分、６０００Ｖ定電圧の５段階で電圧印加を行った。１０００Ｖ定電圧および６０００Ｖ定電圧の終点時間は１μＡ/１分以下の変動率に収束した時点とした。
【０１０９】
上記モニタリングされる情報に基づいて、１０００Ｖ定電圧終了時点で、電圧印加が一旦停止し、駆動アームの保持部８によって導電媒体６が固定された支持板７が保持されつつ、駆動アームの押込部８１ａ、８１ｂによって、陰電極４５ａ及び陽電極４５ｂが電極部４本体内をＺ軸方向にそれぞれ１００μｍスライドさせ（電極間距離が互いに２００μｍ狭まり）、電極移動が行われた。塩および一部塩化せずに残った荷電性物質が初期印加位置に隔離できた状態で、再印加が行われた。そして、６０００Ｖ定電圧終了時点では、サンプル中の各タンパク質固有の等電点に基づいて、固定化ｐＨ勾配ゲル上への分離展開が完了していた。
【０１１０】
その後、駆動アームの保持部８に保持された状態で、染色へ進み過剰な染色液を洗浄槽３ですすいだ後、ステージ上の所定の初期保管場所に導電媒体６が固定された支持板７が搬送格納された。次に、電極部４も電極反応槽３から駆動アームの保持部８で保持され、試薬槽３の洗浄部で洗浄された後、ステージ上の所定の初期電極保管場所へ搬送格納された。
【０１１１】
なお、上述した実施形態における電気泳動装置の一部、例えば、駆動装置Ａ１をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、電気泳動装置に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における電気泳動装置の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。電気泳動装置の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【０１１２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ・・・電気泳動装置、２、２ａ、２ａ’・・・カセット、４、４ａ、４ｂ・・・電極部、５ａ、５ｂ・・・電極接続部、６・・・誘電媒体、７・・・支持板、８・・・保持部、９・・・駆動部、１０・・・冷却部、１１・・・ステージ、４１ａ、４１ｂ・・・導電部、４２ａ、４２ａ’、４２ａ’’、４２ｂ’’、４２ｂ、４２ｂ’・・・可動部、４３ａ、４３ｂ・・・バネ、４４ａ、４４ｂ・・・電極支持部、４５ａ、４５ａ’、４５ａ’’・・・ 陰電極、４５ｂ、４５ｂ’、４５ｂ’’・・・ 陽電極、８１・・・保持部、８１ａ、８１ｂ・・・押込部、１１０・・・位置センサ、１１１・・・報知部、１１２・・・温度センサ、１１３・・・湿度センサ、１１４・・・保湿手段、１１５・・・電圧センサ、１１６・・・電流センサ、１１７・・・スイッチ、Ａ１・・・駆動装置、Ａ１１・・・保持部移動制御部、Ａ１２・・・電圧電流情報取得部、Ａ１３・・・初期印加部、Ａ１４・・・電極移動制御部、Ａ１５・・・切断具制御部、Ａ１６・・・再印加部、Ａ１７・・・温度制御部、Ａ１８・・・湿度制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法。
【請求項２】
前記再印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法。
【請求項３】
前記誘電媒体は、等電点電気泳動で用いられる媒体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気泳動方法。
【請求項４】
前記電極対は、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項５】
前記電極対は、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする請求項４に記載の電気泳動方法。
【請求項６】
前記電極対は、電圧が印加された後に逆電圧が印加され、その後、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする電気泳動方法。
【請求項７】
第１の電極対に電圧が印加された後、第１の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられている第２の電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項８】
再印加を行う場合に、第２の電極対の電極間の電位差よりも大きい電位差を、第１の電極対の電極間に与えることを特徴とする請求項７に記載の電気泳動方法。
【請求項９】
電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項１０】
電圧が印加されている電極対が前記誘電媒体から引き抜かれることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項１１】
前記電極対に装着された吸着体を取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動方法。
【請求項１２】
前記誘電媒体が切断されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動方法。
【請求項１３】
前記誘電媒体に障壁が挿入されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動方法。
【請求項１４】
ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対と、
前記電極対に、電圧を再印加する再印加部と、
を備えることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１５】
ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対に電圧を印加する初期印加部と、
前記誘電媒体を流れる電流量に基づいて、前記初期印加部によって電圧が印加された電極の位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧の再印加を開始する再印加部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電気泳動装置。
【請求項１６】
前記電極対を移動させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電気泳動装置。
【請求項１】
ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法。
【請求項２】
前記再印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする電気泳動方法。
【請求項３】
前記誘電媒体は、等電点電気泳動で用いられる媒体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気泳動方法。
【請求項４】
前記電極対は、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項５】
前記電極対は、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする請求項４に記載の電気泳動方法。
【請求項６】
前記電極対は、電圧が印加された後に逆電圧が印加され、その後、電圧の印加が停止された後に、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置へ移動された電極対であることを特徴とする電気泳動方法。
【請求項７】
第１の電極対に電圧が印加された後、第１の電極対の電極の位置から電極間の中心に近い位置に設けられている第２の電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項８】
再印加を行う場合に、第２の電極対の電極間の電位差よりも大きい電位差を、第１の電極対の電極間に与えることを特徴とする請求項７に記載の電気泳動方法。
【請求項９】
電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項１０】
電圧が印加されている電極対が前記誘電媒体から引き抜かれることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧を再印加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気泳動方法。
【請求項１１】
前記電極対に装着された吸着体を取り除くことで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動方法。
【請求項１２】
前記誘電媒体が切断されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動方法。
【請求項１３】
前記誘電媒体に障壁が挿入されることで、電圧が印加された位置付近に位置する物質が隔離された後、電圧を再印加することを特徴とする請求項９に記載の電気泳動方法。
【請求項１４】
ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対であって、電圧が印加された位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対と、
前記電極対に、電圧を再印加する再印加部と、
を備えることを特徴とする電気泳動装置。
【請求項１５】
ゲル状の誘電媒体に挿入された陽電極と陰電極の電極対に電圧を印加する初期印加部と、
前記誘電媒体を流れる電流量に基づいて、前記初期印加部によって電圧が印加された電極の位置から電極間の中心に近い位置に位置する電極対に、電圧の再印加を開始する再印加部と、
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電気泳動装置。
【請求項１６】
前記電極対を移動させる駆動部を備えることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の電気泳動装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
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【図６】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−２４２０８４（Ｐ２０１２−２４２０８４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８７０９（Ｐ２０１１−１０８７０９）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
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