電気泳動用カセット
【課題】本発明は、複雑な外部形状、例えばバッファー溶液槽などの外部空間を備えた電気泳動用カセットにゲルを充填する際に、外部の凹凸にゲルが入り込んで除去が困難となるのを防ぐことである。特に、電気泳動用カセットをゲル前駆溶液を満たした浸漬層に浸漬し、カセット底部の開口部からゲル前駆溶液をカセット内に導入する際に、カセットの外部空間にゲルが付着することのない電気泳動用カセットを提供することを課題とする。
【解決手段】 上記課題を解決するために、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセットとする。
【解決手段】 上記課題を解決するために、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセットとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲルを充填し、ゲルにタンパク質等の試料を導入して電圧をかけ、当該タンパク質等の分析に用いる電気泳動用カセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子や蛋白質を分離するための方法として、電気泳動法が知られている。特に、電解質を含むゲル媒体中に分離試料を導入し、ゲル媒体の両端に電圧をかけることで分離する方法が一般的である。
【０００３】
蛋白質混合物を分離する際に広く普及している方法のひとつとしてＳＤＳ−ＰＡＧＥと呼ばれるゲル電気泳動法がある。分離試料をＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）でコートすることで蛋白質に電荷を与え、これをポリアクリルアミドゲルに導入し、ゲル媒体に電圧をかけることでゲル中を移動させる（電気泳動）。蛋白質のサイズにより移動距離が異なるため、種類の異なる蛋白質を分離することができるという方法である。
【０００４】
ＳＤＳ−ＰＡＧＥは分離試料（サンプル）をゲル媒体に導入後、陰極とゲル媒体の一方の端、陽極とゲル媒体の他方の端とをバッファー溶液を介してそれぞれ接触させ、両電極間に電流を流すことにより行われる。ゲル媒体に電流を流し始めると蛋白質は陰極から陽極に向かってゲル中を移動し始め、その分子量が小さいほど速く移動する。
【０００５】
ＳＤＳ−ＰＡＧＥに使用するゲルプレートは、２枚の平板な支持体（プレート）と、これの間に設けられ、ゲルを保持する空間を作り出す支持枠（スペーサ）と、これらの部材によって作り出された内部空間に充填されたゲル媒体からなる。その作成は、実験者自身が平板なガラス板（プレート）の間にゲル作成のための溶液（ゲル前駆溶液）を流し込み、これを重合させるのが一般的であった。しかし近年では、利便性、再現性のため既製品としてのプレキャストゲルプレートの需要が大きくなってきている。プレキャストゲル（プレート）も基本的にはガラスや樹脂などの平板な透明基材によってゲル媒体を挟み込んだ構造となっており、電気泳動時にはゲル媒体の一方の端部と他方の端部とをそれぞれバッファー溶液に触れさせ電圧をかける。
【０００６】
特許文献１には電気泳動のためのバッファー溶液槽をプレキャストゲルプレートに一体化して設けた電気泳動用カセット（以下、単にカセットとする）が記載されている。この電気泳動用カセットは２枚の平板の間にゲルを挟みこんだ従来のゲルプレートとは異なり、カセット外部にカセットと一体化した電気泳動用のバッファー溶液を保持できる空間（外部空間）を予め設けたものである。このカセットは、カセットの他にバッファー溶液槽を用意しなくても電気泳動が可能であるので非常に便利である。
【０００７】
ところで、（空の）電気泳動用カセットは、内部空間に電気泳動用の（ポリアクリルアミド）ゲルを充填して電気泳動用ゲルカセット（以下、単にゲルカセットとする場合がある）として用いる。この充填には、従来、カセットひとつひとつに上部のカセット開口部からゲル前駆溶液を注ぎ、固まるのを待つという方法がとられていた。
しかし、この方法ではカセット１つの充填に対し１以上のゲル前駆溶液供給のためのノズルが必要であり、個別に充填していかなくてはならないので、ゲルの充填量や組成など品質にバラツキが生じる可能性がある。また、時間がかかり大量処理に向かないという問題があった。
【０００８】
この問題を解決するために、複数個の空のカセット（ゲルプレート）全体をゲル前駆溶液に浸漬し、カセット底部の開口からカセット内部にゲル前駆溶液を充填するという方法が提案されている（特許文献２）。カセット底部の開口は電気泳動時にゲルがバッファー溶液と接触するための開口部でもあるため、カセット自体に特別な構造は必要としない。
この方法によれば、複数の電気泳動用ゲルカセットを一度に作成することができる。複数個のカセットが入る大きさの浸漬槽を準備すればよいだけなので、設備が簡素化でき、かつ、浸漬槽を大きくすれば大量処理に向くという利点がある。また、同じ品質の電気泳動用ゲルカセットを大量に得ることができるという利点がある。
【０００９】
しかしながら、複数のカセットをゲル前駆溶液に浸漬してゲルを充填する方法では、ゲル硬化の際に熱が発生するが、この熱の逃げ場がなく、カセット及び浸漬槽が高熱になるという問題があった。また、特許文献２の方法ではカセットとカセットの間に間隔を空けてあるが、カセット間に挟まったゲルの除去のためにカセットが壊れてしまうという問題があった。
【００１０】
さらに、外部空間を備えたカセットは、先に述べたカセットを浸漬槽に浸漬し、底部開口部からゲル前駆溶液を充填するという方法には向いていない。なぜなら、外部空間にも不要なゲルが付着し、除去が非常に困難となってしまうからである。従って、外部空間を備えた複雑な形状のカセットについては、従来どおりの上方開口部からの充填しか、ゲルの充填方法がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−６４８４８号公報
【特許文献２】特許第３０７１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、複雑な外部形状、例えばバッファー溶液槽などの外部空間を備えた電気泳動用カセットにゲルを充填する際に、外部の凹凸にゲルが入り込んで除去が困難となるのを防ぐことである。特に、電気泳動用カセットをゲル前駆溶液を満たした浸漬層に浸漬し、カセット底部の開口部からゲル前駆溶液をカセット内に導入する際に、カセットの外部空間にゲルが付着することのない電気泳動用カセットを提供することを課題とする。
【００１３】
また、本発明のもう一つの課題は、複数のカセットにゲル前駆溶液を一度に充填するバッチ処理においても、カセットが高熱にならない構造のカセットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために成された第１の発明は、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【００１５】
さらに、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【００１６】
また、上記課題を解決するために成された第２の発明は、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、
前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【００１７】
さらに、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【発明の効果】
【００１８】
上記第１の発明及び第２の発明によれば、外部空間を備えた複雑な構造の電気泳動用カセットであっても、同じ構造の電気泳動用カセットを複数個並べてゲル前駆溶液を充填することで、当該電気泳動用カセットの備える外部空間を、隣接する他の電気泳動用カセットが覆うため、外部空間にゲル前駆溶液が入り込むことがない。従ってゲルを除去する必要がなく、また、複数のカセットに対し一度に（バッチ処理で）ゲル前駆溶液充填処理を行うことができる。また、複数のカセットを密接してゲル充填を行うので、カセット同士の間に挟まったゲルの除去をする必要がなくなる。そして、複数のカセットを一度に処理するとゲル化の際に発生する熱が問題となるが、本発明によれば、カセットに備わった外部空間が断熱層となり、ゲル硬化時にカセット全体が高熱になるのを抑えることができる。
【００１９】
さらに、第１の発明及び第２の発明について、前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備えたものとし、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセットとすることで、前記第３の開口部から前記内部空間にゲル前駆溶液を充填し、前記内部空間内の気体は排出することができるので、外部空間にゲルを付着させることなく、カセットにゲル前駆溶液の充填を行うことができる。特に、電気泳動用カセットごとゲル前駆溶液浸漬槽に浸漬し、ゲル前駆溶液充填予定位置より下方にある開口部からゲル前駆溶液を充填する下方充填法においても、外部空間へのゲルの付着を防ぐことができる。
【００２０】
さらに、第１の発明と第２の発明を組み合わせることで、ゲル前駆溶液充填処理が必要な電気泳動用カセットが複数でも偶数でも一度の処理で対応することができる。
【００２１】
このように、本発明の電気泳動用カセットを用いれば、機能的な外部空間を備えた電気泳動用カセットであっても大量処理に向く下方充填法を効率よく行うことができ、かつゲル硬化時の発熱の影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）本発明の電気泳動用カセットを、外部空間形成面から見た図である。（ｂ）図１（ａ）のＡＢ線における断面図である。（ｃ）図１（ａ）をＣ方向から見た側面図である。（ｄ）図１（ａ）をＤ方向から見た側面図である。
【図２】本発明の電気泳動用カセットのいくつかの例を示す側面の断面図である。
【図３】本発明の電気泳動用カセットを複数重ねた様子を示す説明図である。
【図４】本発明の電気泳動用カセットにゲルを充填した電気泳動用ゲルカセットを示す断面図である。
【図５】本発明の電気泳動用ゲルカセット内にゲル前駆溶液を充填する一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を図１から５に基づいて説明する。
本発明の電気泳動用カセットは、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、電気泳動用カセット外部に設けられた外部空間とを備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっている。あるいは、前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっている。
すなわち、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）で示すとおり、複数のカセットを密着させて並べた際に、一のカセットが他のカセットの蓋となることが可能な構造である。
【００２４】
外部空間、とは、カセット外部が平坦ではなく、当該カセット外部に、機能を付加するための凹凸が設けられ、これによって空間が形成されている状態。ゲル取り出しのため、カセット内部へ外気を送るための機構（くぼみや空気穴）や、指の引っ掛かりを良くし、取り扱いを容易にするための加工（凹凸や滑り止め）を挙げることができる。特には、図１及び図２に示すように、バッファー溶液を保持するための空間（バッファー溶液槽）を挙げる事ができる。
【００２５】
電気泳動用カセットは開口部を少なくとも２つ有している。第１電極と接続されたバッファー溶液に触れるための第１開口部と、第２電極と接続されたバッファー溶液に触れるための第２開口部である。
外部空間は少なくとも二つに区分されている。第１電極と接続されたバッファー溶液槽となる第１外部空間と、第２電極と接続されたバッファー溶液槽となる第２外部空間である。
【００２６】
電気泳動用カセットにゲルを充填する際には、第１の方法として、いずれか一方の開口部を封止し、封止された開口部を他方の開口部よりも下方になるようにカセットを配置し、他方の開口部から（すなわち、ゲル前駆溶液の充填予定位置よりも上方の開口部から）ゲル前駆溶液を充填していく方法が挙げられる（上方充填法）。本発明の電気泳動用カセットであれば、単数、あるいは複数のカセットにゲル前駆溶液を充填する際に、カセットの外部にゲル前駆溶液が付着しても、カセット外部の複雑な凹凸は他のカセットによって封止されているので容易に不要なゲルを除去することができる。
【００２７】
あるいは第１外部空間及び第２外部空間を全て他のカセットで封止し、すなわち第１開口部及び第２開口部も封止し、第３の開口部を設け、ここからゲル前駆溶液を注ぐ方法も考えられる。
【００２８】
電気泳動用カセットにゲルを充填する第２の方法として、ゲル前駆溶液の充填予定位置の下方に配置された開口部からゲル前駆溶液を充填する方法が挙げられる（下方充填法）。
外部空間を備えないカセットであれば、特許文献２に記載されたように、一方の開口部を下方に、他方の開口部を上方になるように配置し、カセット全体をゲル前駆溶液に浸漬することで、下方の開口部からカセット内部にゲル前駆溶液を充填することができる。しかし、本発明のカセットでは、第１開口部及び第２開口部はいずれも内部空間と外部空間を接続するものであるので、従来の方法をそのまま適用してしまうと下方となった外部空間にまでゲルが充填されてしまう。
【００２９】
従って、外部空間を備えたカセットに下方充填法を適用するためには、第１及び第２の開口部とは別に、内部空間にゲル前駆溶液を導入することのできる第３の開口部が必要になる。第３の開口部は内部空間に接触可能であるが外部空間とは接続しない。第３の開口部は１またはそれ以上設けてもよい。
【００３０】
第１の開口部を上方、第２の開口部を下方としてゲル前駆溶液を充填すると仮定すると、少なくとも１つ以上の第３開口部はゲル前駆溶液の充填を必要とする位置より下にあることが好ましい。この位置であれば、ゲル前駆溶液の充填量は、（電気泳動用カセットを浸漬する）ゲル充填槽の水位により調節ができ、ゲル前駆溶液の充填量を減じることも可能である。第３開口部の位置がゲル前駆溶液の充填予定位置よりも上にあると、ゲル前駆溶液の充填は可能であるが、充填しすぎた際に廃棄することができなくなってしまう。
【００３１】
このように下方の開口部からゲル前駆溶液を充填する際は、空気抜きのために、ゲル前駆溶液の充填予定位置よりも上方に内部空間と外部とを接続する開口部が必要となる。この開口部は、第１の開口部を上方、第２の開口部を下方としてゲル前駆溶液を充填する場合は第１の開口部でもよいし、他の開口部を設けてもよい。第１の開口部を空気抜きの開口部として使用する場合は、第１の開口部及び第１の開口部と接続されている第１の外部空間が完全に密閉されてしまわないように、すなわち内部空間と外部との通気が可能であるようにする。
【００３２】
具体的には、図１で示すように、外部空間を区分する仕切りに切り欠きを設け、通気孔として機能するようにすることができる。図１で示す通気孔７ａは内部空間の排気のために設けられた切り欠きである。図１及び図２（ｂ）の通気孔７ｂ及び７ｃは蓋となった他の電気泳動用カセットによって外部空間が封止された際に、内部に気体が閉じ込められることになるが、ゲル硬化の際には熱が発生するため外部空間内での圧力が高まる可能性がある。その場合に、高まった圧力を逃がすことのできるように設けられた通気孔である。
なお、切り欠きの形状は外部空間の機能を損なわなければ半円状や貫通孔でもよく、通気の機能が維持できれば複数でも単数でもよい。
【００３３】
また、蓋となる他方の面に段差やくぼみを設け、外部空間が設けられた面をふさぐように配置された際に、内部空間との通気が可能な構造をすることもできる（図２（ｃ））。
この電気泳動用カセット１０ｃによれば、第１の外部空間及び第２の外部空間をバッファー溶液層として用いる際に、外部空間を区分する仕切りに切り欠きがないので、溶液の保持に支障を来たすことがなく好ましい。
このような通気孔はゲル前駆溶液に接触しない位置に設ける必要がある。特に、外部空間同士を区分する仕切りではなく、外部空間と外部とを区分する仕切りに設けられた通気孔である７ａや７ｄは、ゲル前駆溶液の充填予定位置より上方に来るように設計を行う。
【００３４】
例えば、図３（ａ）から（ｄ）に示す電気泳動用カセット１０ａから１０ｃでは、同じ構造の電気泳動用カセットが複数隣り合うように配置され、隣接する電気泳動用カセットにより第２外部空間３は全て覆われているが、第１外部空間２は完全には封止されていない。このような電気泳動用カセット１０ａから１０ｄの内部空間１に下方充填法によってゲルを充填する例を電気泳動用カセット１０ｂを例にとって説明する。
【００３５】
図５に示すように、電気泳動用ゲルカセットの第１開口部４を上方、第２開口部５を下方とし、第３の開口部６が第１開口部４よりも下方にくるようにゲル前駆溶液浸漬槽１１に浸漬する。このとき、電気泳動用カセット１０ｂは同じ向き、あるいは外部空間形成面同士を対向するように配置され、隣接するカセットにより外部空間を封止した状態で前記ゲルとなるゲル前駆溶液が前記内部空間に充填される。
【００３６】
ゲル前駆溶液浸漬槽にゲル前駆溶液１２が充填されるにつれて、第３の開口部６から内部空間１内にゲル前駆溶液１２も充填される（図５）。このとき、第１外部空間２は完全には封止されていないので、内部空間１の気体は第１開口部４及び通気孔７ａを通じて外部に排出される。また、外部空間と外部とを区分する仕切りに設けられた通気孔７ａはゲル前駆溶液１２の水面よりも上にあるので、第１外部空間２にゲル前駆溶液１２が入り込むことはない。
【００３７】
図５のように、複数の外部空間を備えた電気泳動用カセットを同じ向きに、あるいは外部空間が対抗するように配置して、下部充填法によって内部空間にゲル前駆溶液を充填する際には、カセット同士がゲル前駆溶液の充填中に離れてしまわないように密着させる。カセット自体にお互いに密着状態を保てるように凹凸を設けてもよいが、カセット事態への加工は行わずに全体を結束するほうが、ゲル前駆溶液の充填及び硬化が済んだら全体を分割しやすいため好ましい。
【００３８】
複数のカセットを同じ向きに配置し、外部空間が対向するようには配置しない場合には、そのままだと端に配置されるカセットの外部空間にゲルが入り込んでしまうので、外部空間を封止し、かつ内部空間の排気が可能であるように封止材を配置する。
この場合の封止材は単なる樹脂板でも、金属板でも、外部空間をふさぐことのできる大きさであればよい。また、カセットに封止材を貼り付けない場合は適度な厚みのある基材が好ましい。
【００３９】
カセット同士を結束することによって、隣接するカセットが外部空間に押し付けられるので、ゲル前駆溶液の充填中に外部から外部空間へのゲル前駆溶液の流入が起きにくい一方で、図２（ａ）、（ｃ）や図３（ａ）、（ｃ）に示す電気泳動用カセット１０ａ、１０ｃの構造であると外部空間に封止された気体が膨張しても逃げ場がなく、最悪の場合は第２の開口部の封止材を破って気体がゲルを破壊してしまう可能性がある。その場合、外部空間同士を区分する凹凸に切り欠きなどの通気孔７ｂ、７ｃを設け、外部空間の気体を排出できるようにするとよい。このとき、外部空間の機能（特にバッファー溶液槽としての）を損なわないように留意が必要である。
【００４０】
第３開口部を複数設ける場合は、電気泳動用カセットの同じ面に設けると、ゲル硬化後にカセットからゲルを除去するのが容易である。複数の第３開口部を電気泳動用カセットの異なる面に設けることで、カセット内でのゲル前駆溶液の組成が均一化しやすくなり、品質のよい電気泳動用ゲルカセットを製造することができる。
【００４１】
ゲルを複層にする場合は、上方充填法においては、下層のゲル前駆溶液が硬化した後、上層のゲル前駆溶液を必要量注いて硬化させる。下方充填法においては、上層のゲル前駆溶液を必要な量まで充填し、このゲル前駆溶液が硬化する前に下層のゲル前駆溶液を静かに充填する。このとき、上層のゲル前駆溶液に比べて下層のゲル前駆溶液の比重を大きくすることで、硬化の前であっても層構成を崩さずに多層構成に充填することができる。この際、ゲル前駆溶液の充填に用いる第３の開口部の形成位置は、ゲルと外気の界面を上方とした際に下方であるほど好ましく、上層のゲル前駆溶液の充填量を調整するとともに、上層のゲル前駆溶液の層構成を壊さないために、上層のゲル前駆溶液の厚みよりも低い位置であることが好ましい。
【００４２】
複数の組成のゲルを充填する際は、均一な組成のゲル前駆溶液を充填し、途中で切り替える方法でも、濃度変化をもたせながら充填する方法でもよい。例えば、濃度勾配を有するポリアクリルアミドゲルを充填したい場合には、高濃度アクリルアミドゲル前駆溶液と低濃度アクリルアミドゲル前駆溶液を別々に用意し、経時的に混合比率を変えながら充填する方法をとることができる。この際も、一方の溶液にグリセリンなどの比重の高い物質を添加し溶液に比重差をつけて充填することができる。
【００４３】
なお、本発明のカセットへのゲル前駆溶液の充填は、第１開口部に、サンプルスロット作成のためにコーム等を取り付けて行ってもよい。
カセットにゲル前駆溶液を充填した後、ゲル前駆溶液の界面に、ゲル前駆溶液と空気との接触を防ぐために水または有機溶媒を重層してもよい。このとき、カセットの上方に開口した開口部から一つ一つカセット内に注いでもよいし、例えば、図３で示す下方充填法においては、ゲル前駆溶液より比重の軽い溶媒をゲル前駆溶液充填層に注ぎ、電気泳動用カセットに内部空間の排気のために設けられていた通気孔及び開口部からカセット内部に流入するようにすることもできる。ここで、溶媒は硬化してしまうことはないので、ゲルの硬化後は容易に除去して次の工程（他のゲルの重層や分析など）を行うことができる。
【００４４】
このようにカセットの内部空間に充填されたゲル前駆溶液は、重合が進行しゲル化するまで十分な時間静置し、その後カセットをゲル前駆溶液浸漬槽から取り出す。その後、第３の開口部をフィルムまたは樹脂基材で封止する。
【００４５】
内部空間に充填されるゲル前駆溶液は公知のものを用いることができる。例えば、電気泳動法解説書に記載されたアクリルアミドゲル作成溶液を用いることができる。アクリルアミド系モノマー。Ｎ，Ｎ‘−メチレンビスアクリルアミド等の架橋剤、ｐＨ緩衝剤、また必要によりＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）などの変性剤からなるモノマー溶液に重合開始剤を添加したものを挙げることができる。
【００４６】
これらのゲル前駆溶液は、ゲル化の際に発熱し、しばしばゲル化の妨げになることがあり、この問題はカセットの周囲をゲルで囲まれた状態で硬化を行う下方充填法の場合に顕著であるが、本発明の電気泳動用カセットを用いれば、外部空間が熱伝導を和らげるため、熱の発生が穏やかである。また、複数のカセットを重ねて一時にゲル前駆溶液の充填を行うと、隣接したカセットのゲル前駆溶液から発生する熱がこもってやはり同様の問題が起きるが、本発明の電気泳動用カセットではカセットとカセットの間に外部空間が挟まれるため、このような問題はおきにくい。
【００４７】
内部空間にゲル前駆溶液を充填する際には、内部空間と外部空間を接続し、かつゲル前駆溶液の充填予定位置よりも下方に位置する開口部は、内部空間から外部空間へゲル前駆溶液が流入しないように封止しなくてはならない。さらに、当該開口部によって内部空間と接続された外部空間を電気泳動のためのバッファー溶液槽として用いる場合には、開口部を封止した封止材は外部空間側から除去可能でなくてはならない。
【００４８】
このような開口部用封止材としては、外部空間にゲル前駆溶液が入り込むのを防ぐことができる基材であれば何でも良い。例えば、フィルムや樹脂版の貼り付け、適度な弾性と耐薬品性を有する樹脂を開口部の形状に合わせて嵌め込んだ栓状のものを挙げることができる。適度な弾性を備えた樹脂であれば、開口部に押し付けることでカセットに張り付き、封止材の役目を果たすことができる。また、外部空間を別に封止する場合の封止材と同じものを用いることもできる。
【００４９】
なお、ここでは外部と外部空間を区分する仕切り以外に外部空間同士を区分する仕切りにも通気孔７ｂ、７ｃを設けた電気泳動用カセット１０ｂを例にとって説明したが、通気孔７ａだけを設けた電気泳動用カセット１０ａや、外部空間及び第１開口部、第２開口部の設けられた面とは対向する他の面に段差やくぼみを設けることで通気孔７ｄとした電気泳動用カセット１０ｃでも同様に下方充填法によってゲル前駆溶液を充填することができる。また、異なる構造の電気泳動用カセットを組み合わせて充填を行うこともできる。
【００５０】
以上、本発明によれば、カセットへのゲルの充填の際に、外部空間にゲルが入り込むのを防ぐことができる。特に、ゲルを充填するカセットが複数の場合には特に効率よくゲルの充填を行うことができる。
また、電気泳動用カセットごとゲル前駆溶液浸漬槽に浸漬し、ゲル前駆溶液充填予定位置より下方にある開口部からゲル前駆溶液を充填する下方充填法においても、外部空間へのゲルの付着を防ぐことができ、かつ、ゲル硬化時の発熱の影響を最小限に抑えることができる。また、大量処理に向く下方充填法を効率よく行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 内部空間
２ 第１外部空間
３ 第２外部空間
４ 第１開口部
５ 第２開口部
６ 第３の開口部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 通気孔
８ 封止材
９ ゲル
１０ 電気泳動用カセット
１１ ゲル前駆溶液浸漬槽
１２ ゲル前駆溶液
１３ ゲル前駆溶液の進行方向
１４ 通気孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲルを充填し、ゲルにタンパク質等の試料を導入して電圧をかけ、当該タンパク質等の分析に用いる電気泳動用カセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子や蛋白質を分離するための方法として、電気泳動法が知られている。特に、電解質を含むゲル媒体中に分離試料を導入し、ゲル媒体の両端に電圧をかけることで分離する方法が一般的である。
【０００３】
蛋白質混合物を分離する際に広く普及している方法のひとつとしてＳＤＳ−ＰＡＧＥと呼ばれるゲル電気泳動法がある。分離試料をＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）でコートすることで蛋白質に電荷を与え、これをポリアクリルアミドゲルに導入し、ゲル媒体に電圧をかけることでゲル中を移動させる（電気泳動）。蛋白質のサイズにより移動距離が異なるため、種類の異なる蛋白質を分離することができるという方法である。
【０００４】
ＳＤＳ−ＰＡＧＥは分離試料（サンプル）をゲル媒体に導入後、陰極とゲル媒体の一方の端、陽極とゲル媒体の他方の端とをバッファー溶液を介してそれぞれ接触させ、両電極間に電流を流すことにより行われる。ゲル媒体に電流を流し始めると蛋白質は陰極から陽極に向かってゲル中を移動し始め、その分子量が小さいほど速く移動する。
【０００５】
ＳＤＳ−ＰＡＧＥに使用するゲルプレートは、２枚の平板な支持体（プレート）と、これの間に設けられ、ゲルを保持する空間を作り出す支持枠（スペーサ）と、これらの部材によって作り出された内部空間に充填されたゲル媒体からなる。その作成は、実験者自身が平板なガラス板（プレート）の間にゲル作成のための溶液（ゲル前駆溶液）を流し込み、これを重合させるのが一般的であった。しかし近年では、利便性、再現性のため既製品としてのプレキャストゲルプレートの需要が大きくなってきている。プレキャストゲル（プレート）も基本的にはガラスや樹脂などの平板な透明基材によってゲル媒体を挟み込んだ構造となっており、電気泳動時にはゲル媒体の一方の端部と他方の端部とをそれぞれバッファー溶液に触れさせ電圧をかける。
【０００６】
特許文献１には電気泳動のためのバッファー溶液槽をプレキャストゲルプレートに一体化して設けた電気泳動用カセット（以下、単にカセットとする）が記載されている。この電気泳動用カセットは２枚の平板の間にゲルを挟みこんだ従来のゲルプレートとは異なり、カセット外部にカセットと一体化した電気泳動用のバッファー溶液を保持できる空間（外部空間）を予め設けたものである。このカセットは、カセットの他にバッファー溶液槽を用意しなくても電気泳動が可能であるので非常に便利である。
【０００７】
ところで、（空の）電気泳動用カセットは、内部空間に電気泳動用の（ポリアクリルアミド）ゲルを充填して電気泳動用ゲルカセット（以下、単にゲルカセットとする場合がある）として用いる。この充填には、従来、カセットひとつひとつに上部のカセット開口部からゲル前駆溶液を注ぎ、固まるのを待つという方法がとられていた。
しかし、この方法ではカセット１つの充填に対し１以上のゲル前駆溶液供給のためのノズルが必要であり、個別に充填していかなくてはならないので、ゲルの充填量や組成など品質にバラツキが生じる可能性がある。また、時間がかかり大量処理に向かないという問題があった。
【０００８】
この問題を解決するために、複数個の空のカセット（ゲルプレート）全体をゲル前駆溶液に浸漬し、カセット底部の開口からカセット内部にゲル前駆溶液を充填するという方法が提案されている（特許文献２）。カセット底部の開口は電気泳動時にゲルがバッファー溶液と接触するための開口部でもあるため、カセット自体に特別な構造は必要としない。
この方法によれば、複数の電気泳動用ゲルカセットを一度に作成することができる。複数個のカセットが入る大きさの浸漬槽を準備すればよいだけなので、設備が簡素化でき、かつ、浸漬槽を大きくすれば大量処理に向くという利点がある。また、同じ品質の電気泳動用ゲルカセットを大量に得ることができるという利点がある。
【０００９】
しかしながら、複数のカセットをゲル前駆溶液に浸漬してゲルを充填する方法では、ゲル硬化の際に熱が発生するが、この熱の逃げ場がなく、カセット及び浸漬槽が高熱になるという問題があった。また、特許文献２の方法ではカセットとカセットの間に間隔を空けてあるが、カセット間に挟まったゲルの除去のためにカセットが壊れてしまうという問題があった。
【００１０】
さらに、外部空間を備えたカセットは、先に述べたカセットを浸漬槽に浸漬し、底部開口部からゲル前駆溶液を充填するという方法には向いていない。なぜなら、外部空間にも不要なゲルが付着し、除去が非常に困難となってしまうからである。従って、外部空間を備えた複雑な形状のカセットについては、従来どおりの上方開口部からの充填しか、ゲルの充填方法がなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−６４８４８号公報
【特許文献２】特許第３０７１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、複雑な外部形状、例えばバッファー溶液槽などの外部空間を備えた電気泳動用カセットにゲルを充填する際に、外部の凹凸にゲルが入り込んで除去が困難となるのを防ぐことである。特に、電気泳動用カセットをゲル前駆溶液を満たした浸漬層に浸漬し、カセット底部の開口部からゲル前駆溶液をカセット内に導入する際に、カセットの外部空間にゲルが付着することのない電気泳動用カセットを提供することを課題とする。
【００１３】
また、本発明のもう一つの課題は、複数のカセットにゲル前駆溶液を一度に充填するバッチ処理においても、カセットが高熱にならない構造のカセットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために成された第１の発明は、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【００１５】
さらに、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【００１６】
また、上記課題を解決するために成された第２の発明は、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、
前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【００１７】
さらに、電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセットである。
【発明の効果】
【００１８】
上記第１の発明及び第２の発明によれば、外部空間を備えた複雑な構造の電気泳動用カセットであっても、同じ構造の電気泳動用カセットを複数個並べてゲル前駆溶液を充填することで、当該電気泳動用カセットの備える外部空間を、隣接する他の電気泳動用カセットが覆うため、外部空間にゲル前駆溶液が入り込むことがない。従ってゲルを除去する必要がなく、また、複数のカセットに対し一度に（バッチ処理で）ゲル前駆溶液充填処理を行うことができる。また、複数のカセットを密接してゲル充填を行うので、カセット同士の間に挟まったゲルの除去をする必要がなくなる。そして、複数のカセットを一度に処理するとゲル化の際に発生する熱が問題となるが、本発明によれば、カセットに備わった外部空間が断熱層となり、ゲル硬化時にカセット全体が高熱になるのを抑えることができる。
【００１９】
さらに、第１の発明及び第２の発明について、前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備えたものとし、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセットとすることで、前記第３の開口部から前記内部空間にゲル前駆溶液を充填し、前記内部空間内の気体は排出することができるので、外部空間にゲルを付着させることなく、カセットにゲル前駆溶液の充填を行うことができる。特に、電気泳動用カセットごとゲル前駆溶液浸漬槽に浸漬し、ゲル前駆溶液充填予定位置より下方にある開口部からゲル前駆溶液を充填する下方充填法においても、外部空間へのゲルの付着を防ぐことができる。
【００２０】
さらに、第１の発明と第２の発明を組み合わせることで、ゲル前駆溶液充填処理が必要な電気泳動用カセットが複数でも偶数でも一度の処理で対応することができる。
【００２１】
このように、本発明の電気泳動用カセットを用いれば、機能的な外部空間を備えた電気泳動用カセットであっても大量処理に向く下方充填法を効率よく行うことができ、かつゲル硬化時の発熱の影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）本発明の電気泳動用カセットを、外部空間形成面から見た図である。（ｂ）図１（ａ）のＡＢ線における断面図である。（ｃ）図１（ａ）をＣ方向から見た側面図である。（ｄ）図１（ａ）をＤ方向から見た側面図である。
【図２】本発明の電気泳動用カセットのいくつかの例を示す側面の断面図である。
【図３】本発明の電気泳動用カセットを複数重ねた様子を示す説明図である。
【図４】本発明の電気泳動用カセットにゲルを充填した電気泳動用ゲルカセットを示す断面図である。
【図５】本発明の電気泳動用ゲルカセット内にゲル前駆溶液を充填する一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を図１から５に基づいて説明する。
本発明の電気泳動用カセットは、電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、電気泳動用カセット外部に設けられた外部空間とを備え、前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっている。あるいは、前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっている。
すなわち、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）で示すとおり、複数のカセットを密着させて並べた際に、一のカセットが他のカセットの蓋となることが可能な構造である。
【００２４】
外部空間、とは、カセット外部が平坦ではなく、当該カセット外部に、機能を付加するための凹凸が設けられ、これによって空間が形成されている状態。ゲル取り出しのため、カセット内部へ外気を送るための機構（くぼみや空気穴）や、指の引っ掛かりを良くし、取り扱いを容易にするための加工（凹凸や滑り止め）を挙げることができる。特には、図１及び図２に示すように、バッファー溶液を保持するための空間（バッファー溶液槽）を挙げる事ができる。
【００２５】
電気泳動用カセットは開口部を少なくとも２つ有している。第１電極と接続されたバッファー溶液に触れるための第１開口部と、第２電極と接続されたバッファー溶液に触れるための第２開口部である。
外部空間は少なくとも二つに区分されている。第１電極と接続されたバッファー溶液槽となる第１外部空間と、第２電極と接続されたバッファー溶液槽となる第２外部空間である。
【００２６】
電気泳動用カセットにゲルを充填する際には、第１の方法として、いずれか一方の開口部を封止し、封止された開口部を他方の開口部よりも下方になるようにカセットを配置し、他方の開口部から（すなわち、ゲル前駆溶液の充填予定位置よりも上方の開口部から）ゲル前駆溶液を充填していく方法が挙げられる（上方充填法）。本発明の電気泳動用カセットであれば、単数、あるいは複数のカセットにゲル前駆溶液を充填する際に、カセットの外部にゲル前駆溶液が付着しても、カセット外部の複雑な凹凸は他のカセットによって封止されているので容易に不要なゲルを除去することができる。
【００２７】
あるいは第１外部空間及び第２外部空間を全て他のカセットで封止し、すなわち第１開口部及び第２開口部も封止し、第３の開口部を設け、ここからゲル前駆溶液を注ぐ方法も考えられる。
【００２８】
電気泳動用カセットにゲルを充填する第２の方法として、ゲル前駆溶液の充填予定位置の下方に配置された開口部からゲル前駆溶液を充填する方法が挙げられる（下方充填法）。
外部空間を備えないカセットであれば、特許文献２に記載されたように、一方の開口部を下方に、他方の開口部を上方になるように配置し、カセット全体をゲル前駆溶液に浸漬することで、下方の開口部からカセット内部にゲル前駆溶液を充填することができる。しかし、本発明のカセットでは、第１開口部及び第２開口部はいずれも内部空間と外部空間を接続するものであるので、従来の方法をそのまま適用してしまうと下方となった外部空間にまでゲルが充填されてしまう。
【００２９】
従って、外部空間を備えたカセットに下方充填法を適用するためには、第１及び第２の開口部とは別に、内部空間にゲル前駆溶液を導入することのできる第３の開口部が必要になる。第３の開口部は内部空間に接触可能であるが外部空間とは接続しない。第３の開口部は１またはそれ以上設けてもよい。
【００３０】
第１の開口部を上方、第２の開口部を下方としてゲル前駆溶液を充填すると仮定すると、少なくとも１つ以上の第３開口部はゲル前駆溶液の充填を必要とする位置より下にあることが好ましい。この位置であれば、ゲル前駆溶液の充填量は、（電気泳動用カセットを浸漬する）ゲル充填槽の水位により調節ができ、ゲル前駆溶液の充填量を減じることも可能である。第３開口部の位置がゲル前駆溶液の充填予定位置よりも上にあると、ゲル前駆溶液の充填は可能であるが、充填しすぎた際に廃棄することができなくなってしまう。
【００３１】
このように下方の開口部からゲル前駆溶液を充填する際は、空気抜きのために、ゲル前駆溶液の充填予定位置よりも上方に内部空間と外部とを接続する開口部が必要となる。この開口部は、第１の開口部を上方、第２の開口部を下方としてゲル前駆溶液を充填する場合は第１の開口部でもよいし、他の開口部を設けてもよい。第１の開口部を空気抜きの開口部として使用する場合は、第１の開口部及び第１の開口部と接続されている第１の外部空間が完全に密閉されてしまわないように、すなわち内部空間と外部との通気が可能であるようにする。
【００３２】
具体的には、図１で示すように、外部空間を区分する仕切りに切り欠きを設け、通気孔として機能するようにすることができる。図１で示す通気孔７ａは内部空間の排気のために設けられた切り欠きである。図１及び図２（ｂ）の通気孔７ｂ及び７ｃは蓋となった他の電気泳動用カセットによって外部空間が封止された際に、内部に気体が閉じ込められることになるが、ゲル硬化の際には熱が発生するため外部空間内での圧力が高まる可能性がある。その場合に、高まった圧力を逃がすことのできるように設けられた通気孔である。
なお、切り欠きの形状は外部空間の機能を損なわなければ半円状や貫通孔でもよく、通気の機能が維持できれば複数でも単数でもよい。
【００３３】
また、蓋となる他方の面に段差やくぼみを設け、外部空間が設けられた面をふさぐように配置された際に、内部空間との通気が可能な構造をすることもできる（図２（ｃ））。
この電気泳動用カセット１０ｃによれば、第１の外部空間及び第２の外部空間をバッファー溶液層として用いる際に、外部空間を区分する仕切りに切り欠きがないので、溶液の保持に支障を来たすことがなく好ましい。
このような通気孔はゲル前駆溶液に接触しない位置に設ける必要がある。特に、外部空間同士を区分する仕切りではなく、外部空間と外部とを区分する仕切りに設けられた通気孔である７ａや７ｄは、ゲル前駆溶液の充填予定位置より上方に来るように設計を行う。
【００３４】
例えば、図３（ａ）から（ｄ）に示す電気泳動用カセット１０ａから１０ｃでは、同じ構造の電気泳動用カセットが複数隣り合うように配置され、隣接する電気泳動用カセットにより第２外部空間３は全て覆われているが、第１外部空間２は完全には封止されていない。このような電気泳動用カセット１０ａから１０ｄの内部空間１に下方充填法によってゲルを充填する例を電気泳動用カセット１０ｂを例にとって説明する。
【００３５】
図５に示すように、電気泳動用ゲルカセットの第１開口部４を上方、第２開口部５を下方とし、第３の開口部６が第１開口部４よりも下方にくるようにゲル前駆溶液浸漬槽１１に浸漬する。このとき、電気泳動用カセット１０ｂは同じ向き、あるいは外部空間形成面同士を対向するように配置され、隣接するカセットにより外部空間を封止した状態で前記ゲルとなるゲル前駆溶液が前記内部空間に充填される。
【００３６】
ゲル前駆溶液浸漬槽にゲル前駆溶液１２が充填されるにつれて、第３の開口部６から内部空間１内にゲル前駆溶液１２も充填される（図５）。このとき、第１外部空間２は完全には封止されていないので、内部空間１の気体は第１開口部４及び通気孔７ａを通じて外部に排出される。また、外部空間と外部とを区分する仕切りに設けられた通気孔７ａはゲル前駆溶液１２の水面よりも上にあるので、第１外部空間２にゲル前駆溶液１２が入り込むことはない。
【００３７】
図５のように、複数の外部空間を備えた電気泳動用カセットを同じ向きに、あるいは外部空間が対抗するように配置して、下部充填法によって内部空間にゲル前駆溶液を充填する際には、カセット同士がゲル前駆溶液の充填中に離れてしまわないように密着させる。カセット自体にお互いに密着状態を保てるように凹凸を設けてもよいが、カセット事態への加工は行わずに全体を結束するほうが、ゲル前駆溶液の充填及び硬化が済んだら全体を分割しやすいため好ましい。
【００３８】
複数のカセットを同じ向きに配置し、外部空間が対向するようには配置しない場合には、そのままだと端に配置されるカセットの外部空間にゲルが入り込んでしまうので、外部空間を封止し、かつ内部空間の排気が可能であるように封止材を配置する。
この場合の封止材は単なる樹脂板でも、金属板でも、外部空間をふさぐことのできる大きさであればよい。また、カセットに封止材を貼り付けない場合は適度な厚みのある基材が好ましい。
【００３９】
カセット同士を結束することによって、隣接するカセットが外部空間に押し付けられるので、ゲル前駆溶液の充填中に外部から外部空間へのゲル前駆溶液の流入が起きにくい一方で、図２（ａ）、（ｃ）や図３（ａ）、（ｃ）に示す電気泳動用カセット１０ａ、１０ｃの構造であると外部空間に封止された気体が膨張しても逃げ場がなく、最悪の場合は第２の開口部の封止材を破って気体がゲルを破壊してしまう可能性がある。その場合、外部空間同士を区分する凹凸に切り欠きなどの通気孔７ｂ、７ｃを設け、外部空間の気体を排出できるようにするとよい。このとき、外部空間の機能（特にバッファー溶液槽としての）を損なわないように留意が必要である。
【００４０】
第３開口部を複数設ける場合は、電気泳動用カセットの同じ面に設けると、ゲル硬化後にカセットからゲルを除去するのが容易である。複数の第３開口部を電気泳動用カセットの異なる面に設けることで、カセット内でのゲル前駆溶液の組成が均一化しやすくなり、品質のよい電気泳動用ゲルカセットを製造することができる。
【００４１】
ゲルを複層にする場合は、上方充填法においては、下層のゲル前駆溶液が硬化した後、上層のゲル前駆溶液を必要量注いて硬化させる。下方充填法においては、上層のゲル前駆溶液を必要な量まで充填し、このゲル前駆溶液が硬化する前に下層のゲル前駆溶液を静かに充填する。このとき、上層のゲル前駆溶液に比べて下層のゲル前駆溶液の比重を大きくすることで、硬化の前であっても層構成を崩さずに多層構成に充填することができる。この際、ゲル前駆溶液の充填に用いる第３の開口部の形成位置は、ゲルと外気の界面を上方とした際に下方であるほど好ましく、上層のゲル前駆溶液の充填量を調整するとともに、上層のゲル前駆溶液の層構成を壊さないために、上層のゲル前駆溶液の厚みよりも低い位置であることが好ましい。
【００４２】
複数の組成のゲルを充填する際は、均一な組成のゲル前駆溶液を充填し、途中で切り替える方法でも、濃度変化をもたせながら充填する方法でもよい。例えば、濃度勾配を有するポリアクリルアミドゲルを充填したい場合には、高濃度アクリルアミドゲル前駆溶液と低濃度アクリルアミドゲル前駆溶液を別々に用意し、経時的に混合比率を変えながら充填する方法をとることができる。この際も、一方の溶液にグリセリンなどの比重の高い物質を添加し溶液に比重差をつけて充填することができる。
【００４３】
なお、本発明のカセットへのゲル前駆溶液の充填は、第１開口部に、サンプルスロット作成のためにコーム等を取り付けて行ってもよい。
カセットにゲル前駆溶液を充填した後、ゲル前駆溶液の界面に、ゲル前駆溶液と空気との接触を防ぐために水または有機溶媒を重層してもよい。このとき、カセットの上方に開口した開口部から一つ一つカセット内に注いでもよいし、例えば、図３で示す下方充填法においては、ゲル前駆溶液より比重の軽い溶媒をゲル前駆溶液充填層に注ぎ、電気泳動用カセットに内部空間の排気のために設けられていた通気孔及び開口部からカセット内部に流入するようにすることもできる。ここで、溶媒は硬化してしまうことはないので、ゲルの硬化後は容易に除去して次の工程（他のゲルの重層や分析など）を行うことができる。
【００４４】
このようにカセットの内部空間に充填されたゲル前駆溶液は、重合が進行しゲル化するまで十分な時間静置し、その後カセットをゲル前駆溶液浸漬槽から取り出す。その後、第３の開口部をフィルムまたは樹脂基材で封止する。
【００４５】
内部空間に充填されるゲル前駆溶液は公知のものを用いることができる。例えば、電気泳動法解説書に記載されたアクリルアミドゲル作成溶液を用いることができる。アクリルアミド系モノマー。Ｎ，Ｎ‘−メチレンビスアクリルアミド等の架橋剤、ｐＨ緩衝剤、また必要によりＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）などの変性剤からなるモノマー溶液に重合開始剤を添加したものを挙げることができる。
【００４６】
これらのゲル前駆溶液は、ゲル化の際に発熱し、しばしばゲル化の妨げになることがあり、この問題はカセットの周囲をゲルで囲まれた状態で硬化を行う下方充填法の場合に顕著であるが、本発明の電気泳動用カセットを用いれば、外部空間が熱伝導を和らげるため、熱の発生が穏やかである。また、複数のカセットを重ねて一時にゲル前駆溶液の充填を行うと、隣接したカセットのゲル前駆溶液から発生する熱がこもってやはり同様の問題が起きるが、本発明の電気泳動用カセットではカセットとカセットの間に外部空間が挟まれるため、このような問題はおきにくい。
【００４７】
内部空間にゲル前駆溶液を充填する際には、内部空間と外部空間を接続し、かつゲル前駆溶液の充填予定位置よりも下方に位置する開口部は、内部空間から外部空間へゲル前駆溶液が流入しないように封止しなくてはならない。さらに、当該開口部によって内部空間と接続された外部空間を電気泳動のためのバッファー溶液槽として用いる場合には、開口部を封止した封止材は外部空間側から除去可能でなくてはならない。
【００４８】
このような開口部用封止材としては、外部空間にゲル前駆溶液が入り込むのを防ぐことができる基材であれば何でも良い。例えば、フィルムや樹脂版の貼り付け、適度な弾性と耐薬品性を有する樹脂を開口部の形状に合わせて嵌め込んだ栓状のものを挙げることができる。適度な弾性を備えた樹脂であれば、開口部に押し付けることでカセットに張り付き、封止材の役目を果たすことができる。また、外部空間を別に封止する場合の封止材と同じものを用いることもできる。
【００４９】
なお、ここでは外部と外部空間を区分する仕切り以外に外部空間同士を区分する仕切りにも通気孔７ｂ、７ｃを設けた電気泳動用カセット１０ｂを例にとって説明したが、通気孔７ａだけを設けた電気泳動用カセット１０ａや、外部空間及び第１開口部、第２開口部の設けられた面とは対向する他の面に段差やくぼみを設けることで通気孔７ｄとした電気泳動用カセット１０ｃでも同様に下方充填法によってゲル前駆溶液を充填することができる。また、異なる構造の電気泳動用カセットを組み合わせて充填を行うこともできる。
【００５０】
以上、本発明によれば、カセットへのゲルの充填の際に、外部空間にゲルが入り込むのを防ぐことができる。特に、ゲルを充填するカセットが複数の場合には特に効率よくゲルの充填を行うことができる。
また、電気泳動用カセットごとゲル前駆溶液浸漬槽に浸漬し、ゲル前駆溶液充填予定位置より下方にある開口部からゲル前駆溶液を充填する下方充填法においても、外部空間へのゲルの付着を防ぐことができ、かつ、ゲル硬化時の発熱の影響を最小限に抑えることができる。また、大量処理に向く下方充填法を効率よく行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 内部空間
２ 第１外部空間
３ 第２外部空間
４ 第１開口部
５ 第２開口部
６ 第３の開口部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 通気孔
８ 封止材
９ ゲル
１０ 電気泳動用カセット
１１ ゲル前駆溶液浸漬槽
１２ ゲル前駆溶液
１３ ゲル前駆溶液の進行方向
１４ 通気孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、
前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、
前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項２】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、
前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、
さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、
前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項３】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、
前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、
前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項４】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、
前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、
さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、
前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項１】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、
前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、
前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項２】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、
前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、
さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、
前記一方の面と対向する当該電気泳動用カセットの他方の面は前記外部空間に対応し、同じ構造を備えた他の電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項３】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間を備え、
前記電気泳動用カセットの一方の面には外部空間を備え、
前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造となっていることを特徴とする電気泳動用カセット。
【請求項４】
電気泳動用ゲルを内包するための電気泳動用カセットであって、
電気泳動用ゲルを保持するための内部空間と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に設けられ、前記内部空間に接触できる第１開口部、第２開口部と、
前記電気泳動用カセットの一方の面に備えられ、液体を保持可能な第１及び第２外部空間とを備え、
前記第１開口部は前記第１外部空間に、前記第２開口部は前記第２外部空間にそれぞれ接続し、
さらに前記第１及び第２の外部空間とは接続せず、前記内部空間に接触可能な第３の開口部を備え、
前記外部空間は他の前記電気泳動用カセットの外部空間形成面と対向状態で配置した際に、当該電気泳動用カセットの外部空間によって、同じ構造を備えた他の前記電気泳動用カセットの外部空間をふさぐことのできる蓋構造であり、かつ当該電気泳動用カセットで前記他の電気泳動用カセットの外部空間をふさいだ際に当該電気泳動用カセットが備える内部空間との通気が可能であることを特徴とする電気泳動用カセット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１８５７５１（Ｐ２０１１−１８５７５１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１４７８（Ｐ２０１０−５１４７８）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
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