特許 7529221 ゲル電気泳動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-29

(45)【発行日】2024-08-06

(54)【発明の名称】ゲル電気泳動装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/447 20060101AFI20240730BHJP

【ＦＩ】

G01N27/447 315A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022195922

(22)【出願日】2022-12-07

(65)【公開番号】P2024082160

(43)【公開日】2024-06-19

【審査請求日】2023-11-06

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、「開発途上国・新興国等における医療技術等実用化研究事業」「現場使用可能な新型コロナウイルス変位株ＲＮＡ検出システムの開発と開発途上国・新興国での性能評価」委託研究開発、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000231073

【氏名又は名称】日本航空電子工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519164415

【氏名又は名称】ＢｉｏＳｅｅｄｓ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117341

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】國方 亮太

(72)【発明者】

【氏名】須田 篤史

(72)【発明者】

【氏名】マニシュ ビヤニ

(72)【発明者】

【氏名】宇野 宗則

(72)【発明者】

【氏名】ラディカ ビヤニ

【審査官】大瀧 真理

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０１７４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５２２２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５０４３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３１５３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５０２０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０７９０４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５９８９４００（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／４４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲルカセットと、台座と、維持部と、第１電極と、第２電極とを備えるゲル電気泳動装置であって、
前記ゲルカセットは、絶縁性のケースと、前記ケースに保持されたゲルとを備えており、
前記ゲルには、第１接続領域と、第２接続領域と、サンプル設置領域とが設けられており、
前記第１接続領域と、前記第２接続領域と、前記サンプル設置領域とは、前記ケースから露出しており、
所定方向において、前記サンプル設置領域は、前記第１接続領域と前記第２接続領域との間に位置しており、
前記所定方向において、前記サンプル設置領域は、前記第１接続領域に隣接する一方、前記第２接続領域から離れており、
前記ゲルカセットは、前記第１接続領域及び前記第２接続領域にそれぞれ対応する位置において、所定厚みを有しており、
前記台座には、前記ゲルカセットを搭載することが可能であり、
前記維持部は、前記台座に対して、組み合わせられ固定されることが可能であるとともに、前記台座から分離可能であり、
前記第１電極と前記第２電極は、両方とも前記維持部及び前記台座の一方に設けられており、
前記維持部と前記台座の残りの一方には、前記第１電極と前記第２電極にそれぞれ対応する第１対向部と第２対向部とが設けられており、
前記ゲルカセットを前記台座に搭載せずに前記維持部を前記台座に固定した未搭載状態において、前記第１電極及び前記第２電極は、前記所定方向と直交する上下方向において前記第１対向部及び前記第２対向部とそれぞれ対向しているとともに所定距離以下だけ離れることが可能であり、
前記所定距離のサイズは、前記所定厚みのサイズより小さいものであり、
前記第１電極及び前記第２電極を前記第１接続領域及び前記第２接続領域にそれぞれ直接接触させつつ前記ゲルカセットを前記台座に搭載して前記維持部を前記台座に固定した搭載状態において、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１接続領域及び前記第２接続領域を前記上下方向において直接押圧する
ゲル電気泳動装置。

【請求項2】

請求項１に記載のゲル電気泳動装置であって、
前記ゲルカセットの前記ゲルは、前記第１接続領域及び前記第２接続領域のそれぞれにおいて、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の厚みを有しており、
前記ゲルカセットの前記ゲルは、ポリアクリルアミドゲルからなるものであり、
前記ゲルカセットが前記台座に搭載された搭載状態において、前記第１接続領域及び前記第２接続領域は、前記第１電極及び前記第２電極にそれぞれ押圧されて０．１ｍｍ以上変位している
ゲル電気泳動装置。

【請求項3】

請求項１に記載のゲル電気泳動装置であって、
前記ゲル電気泳動装置は、さらに押圧機構を備えており、
前記ゲルカセットが前記台座に搭載された搭載状態において、前記押圧機構は、前記第１電極及び前記第１接続領域の一方を残りの一方に向けて押圧するとともに、前記第２電極及び前記第２接続領域の一方を残りの一方に向けて押圧する
ゲル電気泳動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゲル電気泳動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１は、緩衝液（バッファー）の層を介して電極とゲルとを接触させる構造を有するゲル電気泳動装置を開示している。

【0003】

非特許文献２は、バッファーを必要としないバッファーレスゲル電気泳動チップを開示している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】Toshifumi Tshukahara、外２名、“A Nonsequencing Approach for the Rapid Detection of RNA Editing”、Journal of Visualized Experiments、２０２２年３月５日発行、インターネット＜https://www.jove.com/t/63591＞、ＤＯＩ：１０．３７９１／６３５９１

【文献】Seriy Oleksandrov、外７名、“Development of bufferless gel electrophoresis chip for easy preparation and rapid DNA separation” ２０１７年９月２７日発行、Wiley Analytical Science、ＤＯＩ：１０．１００２/ｅｌｐｓ.２０１７００３２６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

緩衝液を用いるゲル電気泳動装置において、予めゲルに混入させた緩衝液以外の緩衝液（付加的緩衝液）を用いた場合、使用後に付加的緩衝液の廃液処理が必要となりコストがかかる。また、廃液としての付加的緩衝液は、環境への負荷が少なくない。そのため、付加的緩衝液を用いることなく、適切に電気泳動を行えるゲル電気泳動装置が求められている。

【0006】

非特許文献２のバッファーレスゲル電気泳動チップ（ゲルカセット）は、付加的緩衝液を必要としない。しかしながら、このバッファーレスゲル電気泳動チップは、電極を備えているため、高コストである。ゲルカセットは、使い捨て部材なので、低コストのゲルカセットが求められ、ひいては、低コストのゲルカセットを使用できるゲル電気泳動装置が求められている。

【0007】

本発明は、予めゲルに混入させた緩衝液以外の緩衝液を用いることなく、適切に電気泳動を行うことができるゲル電気泳動装置を提供することを目的とする。

【0008】

また、本発明は、低コストのゲルカセットを使用できるゲル電気泳動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

ゲル電気泳動測定に用いられるゲルとしてポリアクリルアミドゲルを使用すると、アガロースゲルを使用した場合と比較してより小さなＤＮＡやＲＮＡなどの測定が可能である。しかし、付加的緩衝液を用いることなく電極とポリアクリルアミドゲルとを接触させて電気泳動を行うと、同一種のサンプル対して同一条件で電気泳動が行われたとしても観測結果にばらつきが生じる。本発明の発明者らは、このばらつきがゲル表面に存在する凹凸に起因していることを突き止めた。すなわち、ゲル表面に凹凸が存在すると、ゲル表面に電極を接触させたとき、ゲルの凸部と電極は接触するもののゲルの凹部と電極との間には隙間が生じる。そのためゲル上に一様な電界を形成することができない。このような問題は、ゲルに反りが生じた場合にも起こり得る。

【0010】

なお、観測結果にばらつきが生じる現象は、非特許文献２のバッファーレスゲル電気泳動チップにおいてアガロースゲルの代わりにポリアクリルアミドゲルを用いた場合にも生じる。非特許文献２のバッファーレスゲル電気泳動チップは、電極を備えた樹脂容器にアガロース溶液を注ぎ込み、その状態でゲル化することで、アガロースゲルの成型体を得ている。ところが、同様の手順をポリアクリルアミドゲルにて実施すると、電極との界面に空隙が形成され、ゲル化された領域とゲル化されていない領域が不均一に混交する層が形成される。その結果、電場が弱まったり不均一となったりして、観測結果にばらつきを生じる。

【0011】

そこで、本発明は、電極をゲルに押し付けることにより、電極とゲルとを隙間なく接触させることとし、それによってゲル上に一様な電界を形成させることとした。なお、ゲルの反りは、ポリアクリルアミドゲルだけでなく、アガロースゲルの場合にも起こり得るものであるので、本発明はアガロースゲルの場合にも適用可能である。

【0012】

詳しくは、本発明の一の側面は、第１のゲル電気泳動装置として、ゲルカセットと、台座と、維持部と、第１電極と、第２電極とを備えるゲル電気泳動装置であって、
前記ゲルカセットは、絶縁性のケースと、前記ケースに保持されたゲルとを備えており、
前記ゲルには、第１接続領域と、第２接続領域と、サンプル設置領域とが設けられており、
前記第１接続領域と、前記第２接続領域と、前記サンプル設置領域とは、前記ケースから露出しており、
所定方向において、前記サンプル設置領域は、前記第１接続領域と前記第２接続領域との間に位置しており、
前記所定方向において、前記サンプル設置領域は、前記第１接続領域に隣接する一方、前記第２接続領域から離れており、
前記ゲルカセットは、前記第１接続領域及び前記第２接続領域にそれぞれ対応する位置において、所定厚みを有しており、
前記台座には、前記ゲルカセットを搭載することが可能であり、
前記維持部は、前記台座に対して、組み合わせられ固定されることが可能であるとともに、前記台座から分離可能であり、
前記第１電極と前記第２電極は、両方とも前記維持部及び前記台座の一方に設けられており、
前記維持部と前記台座の残りの一方には、前記第１電極と前記第２電極にそれぞれ対応する第１対向部と第２対向部とが設けられており、
前記ゲルカセットを前記台座に搭載せずに前記維持部を前記台座に固定した未搭載状態において、前記第１電極及び前記第２電極は、前記所定方向と直交する上下方向において前記第１対向部及び前記第２対向部とそれぞれ対向しているとともに所定距離以下だけ離れることが可能であり、
前記所定距離のサイズは、前記所定厚みのサイズより小さいものであり、
前記第１電極及び前記第２電極を前記第１接続領域及び前記第２接続領域にそれぞれ直接接触させつつ前記ゲルカセットを前記台座に搭載して前記維持部を前記台座に固定した搭載状態において、前記第１電極及び前記第２電極は、前記第１接続領域及び前記第２接続領域を前記上下方向において直接押圧する
ゲル電気泳動装置を提供する。

【0013】

また、本発明は、第２のゲル電気泳動装置として、第１のゲル電気泳動装置であって、
前記ゲルカセットの前記ゲルは、前記第１接続領域及び前記第２接続領域のそれぞれにおいて、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の厚みを有しており、
前記ゲルカセットの前記ゲルは、ポリアクリルアミドゲルからなるものであり、
前記ゲルカセットが前記台座に搭載された搭載状態において、前記第１接続領域及び前記第２接続領域は、前記第１電極及び前記第２電極にそれぞれ押圧されて０．１ｍｍ以上変位している
ゲル電気泳動装置を提供する。

【0014】

さらに、本発明は、第３のゲル電気泳動装置として、第１のゲル電気泳動装置であって、
前記ゲル電気泳動装置は、さらに押圧機構を備えており、
前記ゲルカセットが前記台座に搭載された搭載状態において、前記押圧機構は、前記第１電極及び前記第１接続領域の一方を残りの一方に向けて押圧するとともに、前記第２電極及び前記第２接続領域の一方を残りの一方に向けて押圧する
ゲル電気泳動装置を提供する。

【発明の効果】

【0015】

本発明のゲル電気泳動装置は、第１電極及び第２電極をゲルに押し付けてゲルを変形させるので、予めゲルに混入させた緩衝液以外の緩衝液を用いることなく、ゲルに均一の電界を生じさせ、適切に電気泳動を行うことができる。また、緩衝液を廃液処理する必要がなく、低コストかつ低環境負荷である。加えて、本発明のゲル電気泳動装置において、ゲルカセットは電極を備えていないので、さらに低コスト化できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施の形態によるゲル電気泳動装置を示す第１の断面概略図である。上部筐体は開いており、ゲルカセットは、台座に搭載されていない。

【図2】図１のゲル電気泳動装置を示す第２の断面概略図である。ゲル電気泳動装置は、搭載状態にある。搭載状態において、ゲルカセットは台座に搭載され、上部筐体は閉じておりかつ下部筐体に固定されている。

【図3】図２のゲル電気泳動装置を示す第３の断面概略図である。維持部、第１電極、第２電極は、省略されている。

【図4】図１のゲル電気泳動装置に含まれるゲルカセットを示す上面図である。第１接続領域における第１電極が接触する領域と、第２接続領域における第２電極が接触する領域とが、それぞれ破線で示されている。

【図5】図４のゲルカセットをＶ－Ｖ線に沿って示す断面図である。

【図6】図１のゲル電気泳動装置におけるゲルと第１電極との関係を示す背面概略図である。ゲルには反りが生じている。

【図7】図６のゲルと第１電極との関係を示す別の背面概略図である。ゲルの反りは解消されている。

【図8】図６のゲルと第１電極に加え、第２電極を示す斜視概略図である。

【図9】本発明の第２の実施の形態によるゲル電気泳動装置を示す第１の断面概略図である。上部筐体は開いており、ゲルカセットは、台座に搭載されていない。

【図10】図９のゲル電気泳動装置を示す第２の断面概略図である。ゲル電気泳動装置は、搭載状態にある。搭載状態において、ゲルカセットは台座に搭載され、上部筐体は閉じておりかつ下部筐体に固定されている。

【図11】本発明の第３の実施の形態によるゲル電気泳動装置を示す第１の断面概略図である。上部筐体は開いており、ゲルカセットは、台座に搭載されていない。

【図12】図１１のゲル電気泳動装置を示す第２の断面概略図である。ゲル電気泳動装置は、搭載状態にある。搭載状態において、ゲルカセットは台座に搭載され、上部筐体は閉じておりかつ下部筐体に固定されている。

【図13】図１１のゲル電気泳動装置に含まれるゲルカセットを示す上面図である。

【図14】図１３のゲルカセットをＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿って示す断面図である。

【図15】図１３のゲルカセットを示す底面図である。第１接続領域における第１電極が接触する領域と、第２接続領域における第２電極が接触する領域とが、それぞれ破線で示されている。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（第１の実施の形態）
図１を参照すると、本発明の第１実施の形態によるゲル電気泳動装置１０は、ゲルカセット１２と、台座１４と、維持部１６、第１電極２２と、第２電極２４とを備えている。また、ゲル電気泳動装置１０は、下部筐体３２と、上部筐体３４と、加熱冷却機構３６とを備えている。ゲル電気泳動装置１０は、さらに電気及び光学機器２６を備えている。電気及び光学機器２６には、第１電極２２と第２電極２４との間に駆動電圧を供給するドライバ（図示せず）や撮像機器（図示せず）が含まれる。

【0018】

図１に示されるように、本実施の形態において、台座１４は、下部筐体３２に取り付けられている。また、本実施の形態において、維持部１６は、上部筐体３４に取り付けられている。さらに、本実施の形態において、第１電極２２及び第２電極２４は、維持部１６に取り付けられている。ただし、本発明は、これに限られない。本発明において、台座１４は、下部筐体３２とは別体であってもよい。また、維持部１６は、上部筐体３４とは別体であってもよい。さらには、本発明において、上部筐体３４及び下部筐体３２は必須ではない。

【0019】

図１及び図２から理解されるように、台座１４は、ゲルカセット１２を搭載できるように構成されている。本実施の形態において、台座１４はフレーム形状を有している。ただし、本発明は、これに限られない。台座１４は、ゲルカセット１２を搭載できるように構成されていればよく、たとえば、複数の部材で構成されていてもよい。ゲルカセット１２が搭載されたとき、台座１４は、ゲルカセット１２の縁部を下方から支持する。本実施の形態において、上下方向はＺ方向である。＋Ｚ方向が上方であり、－Ｚ方向が下方である。

【0020】

図１及び図２から理解されるように、上部筐体３４は、下部筐体３２に対して開閉可能である。また、上部筐体３４は、下部筐体３２に対して固定可能である。本実施の形態において、上部筐体３４は、ヒンジ３８を用いて下部筐体３２に取り付けられている。また、上部筐体３４には、パチン錠４０の受け金具４０１が取り付けられ、下部筐体３２には、パチン錠４０の本体４０３が取り付けられている。ヒンジ３８のおかげで、上部筐体３４は、下部筐体３２に対して回動可能又は開閉可能である。また、ヒンジ３８及びパチン錠４０のおかげで、上部筐体３４は、下部筐体３２に対して固定可能である。ただし、本発明はこれに限られない。上部筐体３４は、下部筐体３２に対して開閉可能又は着脱可能であり、かつ固定可能であればよく、その構成は特に限定されない。たとえば、上部筐体３４は、下部筐体３２に対して一方向にスライド可能に取り付けられていてもよい。

【0021】

図１及び図２から理解されるように、上部筐体３４を開閉させると、台座１４と維持部１６との相対位置が変化する。また、上部筐体３４を下部筐体３２に固定すると、台座１４に対する維持部１６の相対位置が固定される。このように、本実施の形態において、維持部１６は、台座１４に対して、組み合わせられ固定可能であるとともに、台座１４から分離可能である。しかも、上部筐体３４の開閉操作に連動して台座１４に対する維持部１６の固定分離操作が可能である。つまり、上部筐体３４の開閉操作とは別に、維持部１６の固定分離操作を行う必要がない。ただし、本発明は、これに限られない。台座１４と維持部１６とは、上部筐体３４及び下部筐体３２を用いることなく、直接または間接に互いに固定可能かつ分離可能に構成されてもよい。いずれの場合においても、台座１４に対して維持部１６が固定されたとき、維持部１６は台座１４に直接接触していてもよいし、直接接触していなくてもよい。本実施の形態において、維持部１６は台座１４に直接接触していない。

【0022】

図１及び図２から理解されるように、維持部１６は、板状の基部１６１と、基部１６１から突出する一対の突条部１６３とを有している。突条部１６３は、上下方向と直交する第１方向へ延びている。上部筐体３４が下部筐体３２に固定されたとき、突条部１６３は、基部１６１から下方へ突出している。突条部１６３の頂部には、第１電極２２及び第２電極２４がそれぞれ設けられている。本実施の形態において、第１方向は、Ｘ方向である。

【0023】

図１及び図２から理解されるように、台座１４には、第１電極２２及び第２電極２４にそれぞれ対応する第１対向部１４１と第２対向部１４３が設けられている。ここで、ゲルカセット１２を台座１４に搭載せずに維持部１６を台座１４に固定した状態を「未搭載状態」と称する。未搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は、上下方向において第１対向部１４１及び第２対向部１４３とそれぞれ対向する。本実施の形態において、未搭載状態のとき、第１電極２２及び第２電極２４は、上下方向において第１対向部１４１及び第２対向部１４３から所定距離Ｄだけ離れている。ただし、本発明は、これに限られない。未搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は、第１対向部１４１及び第２対向部１４３にそれぞれ接していてもよい。ただし、第１電極２２及び第２電極２４は、未搭載状態において、第１対向部１４１及び第２対向部１４３から離れることが可能であることを条件とする。換言すると、未搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は、上下方向において第１対向部１４１及び第２対向部１４３から所定距離Ｄ以下だけ離れることが可能であればよい。

【0024】

図３を参照すると、加熱冷却機構３６は、加熱機構３６１と、冷却機構３６３と、伝熱板３６５とを備えている。加熱機構３６１及び冷却機構３６３は、たとえば、ペルチェ素子を用いて構成される。本実施の形態において、冷却機構３６３には、ヒートシンク３６７が設けられている。また、本実施の形態において、上部筐体３４には通気口３４１が設けられており、通気口３４１の一つに対応するようにファン３６９が上部筐体３４に取り付けられている。本発明において、加熱冷却機構３６は、必須ではない。しかし、加熱冷却機構３６を作動させることで、電気泳動速度の温度に対する変化を検出することが可能である。

【0025】

図４及び図５を参照すると、ゲルカセット１２は、矩形の略板状の形状を有している。ゲルカセット１２のサイズは、特に限定されないが、たとえば、幅５０ｍｍ、長さ３６ｍｍ、厚み３ｍｍである。ここで、幅は、第１方向のサイズ、長さは、上下方向及び第１方向の両方と直交する第２方向のサイズ、厚みは、上下方向のサイズである。本実施の形態において、第２方向は、Ｙ方向である。

【0026】

図４及び図５に示されるように、ゲルカセット１２は、絶縁性のケース１２１と、ゲル１２３とを備えている。ケース１２１は、ベース１２１１と、フレーム１２１３と、トップカバー１２１５とを有している。ゲル１２３は、ケース１２１に保持され、ケース１２１から部分的に露出している。本実施の形態において、ケース１２１は、樹脂製である。ケース１２１は、サンプルに加えられた蛍光標識を観測できるように、励起光や蛍光に対して透明であってよい。ただし、本発明はこれに限られない。ケース１２１は、一部又は全部がガラス製であってよい。

【0027】

図４に示されるように、ゲル１２３には、第１接続領域１２３１と、第２接続領域１２３３と、サンプル設置領域１２３５とが設けられている。第１接続領域１２３１と、第２接続領域１２３３と、サンプル設置領域１２３５は、ケース１２１から露出している。詳しくは、第１接続領域１２３１と、第２接続領域１２３３と、サンプル設置領域１２３５は、フレーム１２１３から上方へ露出している。第１接続領域１２３１、第２接続領域１２３３及びサンプル設置領域１２３５のそれぞれは、第１方向に長い矩形の領域である。第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３は、第１電極２２及び第２電極２４にそれぞれ対応する領域である。第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３は、その面積が互いに等しくなるように形成されている。

【0028】

図４に示されるように、第１接続領域１２３１、第２接続領域１２３３及びサンプル設置領域１２３５は、第２方向（所定方向）において、この順に並んでいる。換言すると、第２方向において、サンプル設置領域１２３５は、第１接続領域１２３１と第２接続領域１２３３との間に位置している。また、第２方向において、サンプル設置領域１２３５は、第１接続領域１２３１に隣接する一方、第２接続領域１２３３から離れている。なお、本実施の形態において、第１電極２２は、アノードであり、第２電極２４は、カソードである。第１電極２２及び第２電極２４の材料は特に限定されないが、たとえば、白金、金、アルミニウム、ステンレス、銅、グラッシーカーボン等の炭素等を用いることができる。また、本実施の形態において、第１電極２２及び第２電極２４のそれぞれの形状は、断面が円形のワイヤー状である。ただし、本発明は、これに限られない。第１電極２２及び第２電極２４のそれぞれの形状は、板状、角柱状、または円柱状であってもよい。なお、第１電極２２及び第２電極２４のそれぞれの形状は、変形しにくいという理由で板状であることが好ましい。

【0029】

図４及び図５から理解されるように、サンプル設置領域１２３５には、複数のウェル１２５が形成されている。ウェル１２５は、全て同一形状、同一のサイズとなるように形成されている。また、ウェル１２５は、第１方向に所定の間隔で配置されている。本実施の形態において、ウェル１２５の数は１０個である。ただし、本発明は、これに限られない。ウェル１２５の形状、サイズ及び数は、任意に設定することができる。ウェル１２５は、少なくとも一つあればよい。

【0030】

図１及び図２から理解されるように、ゲルカセット１２が台座１４に搭載された状態で、上部筐体３４が閉じられると、ゲルカセット１２は、台座１４と維持部１６とによって保持される。ここで、ゲルカセット１２が台座１４に搭載され、維持部１６が台座１４に固定された状態を「搭載状態」と称する。搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ直接押し付けられる。また、加熱冷却機構３６は、ゲルカセット１２に接触する。加熱冷却機構３６が必要以上にゲルカセット１２を押圧することがないように、加熱冷却機構３６と上部筐体３４との間に緩衝機構を設けてもよい。

【0031】

図５に示されるように、ゲルカセット１２は、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ対応する位置において、所定厚みＴを有している。一方、第１電極２２及び第２電極２４は、前述したように、未搭載状態において、上下方向において第１対向部１４１及び第２対向部１４３から所定距離Ｄだけ離れている。ここで、所定距離Ｄのサイズは、所定厚みＴのサイズよりも小さい（Ｄ＜Ｔ）。したがって、図２に示される搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３に押し付けられ、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３を変形させる。こうして、第１電極２２及び第２電極２４は、搭載状態において第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３を上下方向において直接押圧する。このとき、第１電極２２が第１接続領域１２３１を押圧する力と、第２電極２４が第２接続領域１２３３を押圧する力とは、本実施の形態においては等しい。また、第１電極２２が第１接続領域１２３１に接する面積と、第２電極２４が第２接続領域１２３３に接する面積とは等しい。これを実現するため、本実施の形態において、第１電極２２と第２電極２４とは、互いに同一の表面積を有している。

【0032】

図２に示される搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は、上述したように、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３に押し付けられ、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３を変形させる。その結果、ゲル１２３の表面に凹凸が存在していても、その影響を除去又は低減することができる。すなわち、第１電極２２及び第２電極２４は、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ一様に接触する。これにより、予めゲル１２３に混入させた緩衝液以外の緩衝液（付加的緩衝液）を用いることなく、ゲル１２３に対して均一に電圧を印加し、ゲル１２３に均一な電場を生じさせることができる。

【0033】

本実施の形態において、ゲルカセット１２のゲル１２３は特に限定されないが、弾性を有するゲル、たとえば、ポリアクリルアミドゲル又はアガロースゲルであってよい。たとえば、ゲル１２３として、ゲル濃度４～８［％Ｔ］のアクリルアミド／ビスアクリルアミド（１９：１）溶液にＴＢＥ緩衝液を９０［ｍＭ］混入させたプレキャストゲルを用いることができる。ここで、％Ｔ＝総モノマー濃度＝（アクリルアミドの総重量＋ビスアクリルアミドの総重量）／総液量[ｍｌ]×１００であり、ｍＭ＝ミリモーラー＝ミリモル／リットルである。

【0034】

ゲル１２３としてポリアクリルアミドゲルを用いる場合、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３のそれぞれにおいて、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の厚み（所定厚みＴ）を有していることが好ましい。また、所定距離Ｄは、搭載状態において、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３が第１電極２２及び第２電極２４にそれぞれ押圧されて０．１ｍｍ以上変位するように設定される。ゲル１２３の表面の凹凸の影響を低減して、第１電極２２及び第２電極２４を第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ一様に接触させるためである。ゲル１２３の表面の凹凸の影響を一層低減するため、第１電極２２及び第２電極２４にそれぞれ押圧されたときの第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３の変位量は、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。

【0035】

図６に示されるように、ゲル１２３は、時間経過とともに乾燥して反りを生じることがある。本実施の形態によるゲル電気泳動装置１０によれば、第１電極２２及び第２電極２４がゲル１２３を下方へ押圧するので、図７及び図８に示されるように、ゲル１２３の反りによる影響を除去又は低減できる。すなわち、ゲル１２３に反りが生じたとしても、ゲル電気泳動装置１０は、ゲル１２３に対して均一に電圧を印加し、ゲル１２３の第１接続領域１２３１と第２接続領域１２３３との間に均一な電場を生じさせることができる。

【0036】

以上のように、本実施の形態によるゲル電気泳動装置１０は、付加的緩衝液を用いることなく、ゲルカセット１２のゲル１２３に一様な電圧を印加することができ、適切に電気泳動を行うことができる。詳しくは、ゲル電気泳動装置１０は、複数の電気泳動レーンに対して一様な電界を発生させることができる。また、ゲル電気泳動装置１０は、再現性良く電気泳動を行うことができる。しかも、ゲル電気泳動装置１０は、ゲルカセット１２に電極を要しないので、低コストである。さらに、付加的緩衝液の廃液処理が不要なので、コストのより一層の低減が可能であるとともに、環境負荷の低減が図れる。加えて、付加的緩衝液による電圧降下がないので、印加電圧を下げて消費電力を低減することもできる。

【0037】

（第２の実施の形態）
図９及び図１０を参照すると、本発明の第２の実施の形態によるゲル電気泳動装置１０Ａは、維持部１６に代わる維持部１６Ａを備えている点で、第１の実施の形態によるゲル電気泳動装置１０と異なっている。その他の点については、ゲル電気泳動装置１０Ａはゲル電気泳動装置１０と同じなので、その説明を省略する。

【0038】

図９及び図１０に示されるように、維持部１６Ａは、基部１６１Ａと、一対の支持部１６５と、一対の押圧機構１６７とを有している。支持部１６５は、基部１６１Ａに移動可能に取り付けられている。上部筐体３４を閉じた状態で、押圧機構１６７は、上下方向に移動可能となるように、基部１６１Ａに取り付けられている。押圧機構１６７は、上部筐体３４を閉じた状態で、支持部１６５を下方へ押圧している。本実施の形態において、押圧機構１６７のそれぞれは、少なくとも一つのスプリングバネである。また、本実施の形態において、押圧機構１６７は、上部筐体３４に対して支持部１６５を押圧している。ただし、本発明は、これに限られない。押圧機構１６７は、板バネ、トーションバー、皿バネ等のバネ、もしくはゴムブロック等の弾性体であってもよい。また、押圧機構１６７は、基部１６１Ａに対して支持部１６５を押圧するものであってよい。

【0039】

図１０から理解されるように、搭載状態において、押圧機構１６７は、支持部１６５を下方へ押圧する。これにより、第１電極２２及び第２電極２４は、ゲルカセット１２の第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ押し付けられる。これにより、第１電極２２及び第２電極２４は、第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ一様に接触し、ゲル１２３に均一な電場を生じさせることができる。

【0040】

本実施の形態によるゲル電気泳動装置１０Ａにおいて、支持部１６５は基部１６１Ａに対して移動可能でありかつ押圧機構１６７により付勢されている。それゆえ、ゲル電気泳動装置１０Ａは、ゲル１２３の第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３における厚みが所定範囲内にあれば、第１電極２２及び第２電極２４を第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ一様に押し付けることができる。換言すると、ゲル電気泳動装置１０Ａは、ゲル１２３の厚みのばらつきにかかわらず、第１電極２２及び第２電極２４を第１接続領域１２３１及び第２接続領域１２３３にそれぞれ一様に押し付けることができる。

【0041】

（第３の実施の形態）
図１１及び図１２を参照すると、本発明の第３の実施の形態によるゲル電気泳動装置１０Ｂは、台座１４に第１電極２２及び第２電極２４が設けられている点で、第１の実施の形態によるゲル電気泳動装置１０と異なっている。また、維持部１６Ｂには、第１電極２２及び第２電極２４にそれぞれ対応する第１対向部１６３１及び第２対向部１６３３が設けられている。さらに、ゲル電気泳動装置１０Ｂは、ゲルカセット１２に代わるゲルカセット１２Ｂを備えている。

【0042】

図１３から図１５を参照すると、ゲルカセット１２Ｂは、絶縁性のケース１２１Ｂと、ゲル１２３Ｂとを備えている。ケース１２１Ｂは、ベース１２１１Ｂと、フレーム１２１３Ｂと、トップカバー１２１５とを有している。ゲル１２３Ｂは、ケース１２１Ｂに保持され、ケース１２１Ｂから部分的に露出している。詳しくは、第１接続領域１２３１Ｂと、第２接続領域１２３３Ｂは、ベース１２１１Ｂから下方へ露出し、ゲル１２３のサンプル設置領域１２３５は、フレーム１２１３Ｂから上方へ露出している。

【0043】

図１２から理解されるように、搭載状態において、第１電極２２及び第２電極２４は第１接続領域１２３１Ｂ及び第２接続領域１２３３Ｂにそれぞれ一様に押し付けられる。これにより、ゲル１２３Ｂに均一な電場を生じさせることができる。このように、第１電極２２及び第２電極２４は、維持部１６ではなく、台座１４に設けられてもよい。すなわち、第１電極２２と第２電極２４は、両方とも維持部１６及び台座１４の一方に設けられていればよい。なお、維持部１６及び台座１４の残りの一方には、第１電極２２と第２電極２４にそれぞれ対応する第１対向部１４１又は１６３１と第２対向部１４３又は１６３３が設けられる。

【0044】

以上、本発明について、実施の形態を掲げて説明してきたが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能である。

【0045】

たとえば、第３の実施の形態によるゲル電気泳動装置１０Ｂに、第２実施の形態の維持部１６Ａを組み合わせてもよい。その場合、押圧機構１６７は、ゲルカセット１２Ｂを第１電極２２及び第２電極２４へ向かって押圧する。また、第３の実施の形態によるゲル電気泳動装置１０Ｂの台座１４に、第２の実施の形態の支持部１６５と押圧機構１６７とを組み合わせて、第１電極２２及び第２電極２４を第１接続領域１２３１Ｂ及び第２接続領域１２３３Ｂへそれぞれ押圧するようにしてもよい。このように、本発明において、押圧機構１６７は、搭載状態において、第１電極２２及び第１接続領域１２３１（又は１２３１Ｂ）の一方を残りの一方に向けて押圧するとともに、第２電極２４及び第２接続領域１２３３（又は１２３３Ｂ）の一方を残りの一方に向けて押圧するものであればよい。

【0046】

また、上記実施の形態のそれぞれにおいて、上部筐体３４を下部筐体３２に固定するための固定機構としてパチン錠４０を用いたが、パチン錠４０以外の固定機構、たとえば、打掛、ネジ止めなどの機械式機構、磁力を用いた磁気式機構を用いてもよい。

【0047】

また、上記実施の形態のそれぞれにおいて、電気及び光学機器２６は、下部筐体３２に収容されているが、電気及び光学機器２６は、下部筐体３２に収容されていなくてもよい。たとえば、電気及び光学機器２６の一部又は全部は、上部筐体３４に収容されてもよいし、下部筐体３２及び上部筐体３４の外部に配置されてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０、１０Ａ、１０Ｂ ゲル電気泳動装置
１２、１２Ｂ ゲルカセット
１２１、１２１Ｂ ケース
１２１１、１２１１Ｂ ベース
１２１３、１２１３Ｂ フレーム
１２１５ トップカバー
１２３、１２３Ｂ ゲル
１２３１、１２３１Ｂ 第１接続領域
１２３３、１２３３Ｂ 第２接続領域
１２３５ サンプル設置領域
１２５ ウェル
１４ 台座
１４１ 第１対向部
１４３ 第２対向部
１６、１６Ａ、１６Ｂ 維持部
１６１、１６１Ａ 基部
１６３ 突条部
１６３１ 第１対向部
１６３３ 第２対向部
１６５ 支持部
１６７ 押圧機構
２２ 第１電極
２４ 第２電極
２６ 電気及び光学機器
３２ 下部筐体
３４ 上部筐体
３４１ 通気口
３６ 加熱冷却機構
３６１ 加熱機構
３６３ 冷却機構
３６５ 伝熱板
３６７ ヒートシンク
３６９ ファン
３８ ヒンジ
４０ パチン錠
４０１ 受け金具
４０３ 本体

【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】