JP5315278B2 - 前処理器具 - Google Patents

Description

本発明は、前処理器具、より詳しくは、各種試薬等の前処理材料が封止されて電気泳動等の試料の処理に用いられる前処理器具に関する。

ヒトゲノムプロジェクトが終了した後、プロテオーム研究が盛んに行われている。この「プロテオーム」とは、特定の細胞、器官、臓器の中で翻訳生産されているタンパク質の総体を意味し、該プロテオームの研究としてはタンパク質のプロファイリングなどが挙げられる。

タンパク質をプロファイリングする手法の１つとして、タンパク質の２次元電気泳動が知られている。この２次元電気泳動は、タンパク質を電荷に依存して分離する等電点電気泳動と分子量に依存して分離するスラブゲル電気泳動（特に、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）との計２つの電気泳動ステップから構成されている（例えば、特許文献１参照）。

上記２次元電気泳動を行うサンプル分離装置の一例が、特許文献２に開示されている。このサンプル分離装置は、等電点電気泳動によって分離が行なわれる第１チップと、スラブゲル電気泳動を行う第２チップとを備えている。

第１チップは、支持板と該支持板に支持された第１ゲル（１次元目のゲル）とから構成されている。この第１チップにおいては、第１ゲルにサンプル（試料）が導入され、第１ゲルを膨潤させる工程を経た後、第１ゲルに電圧が印加されることでサンプルを第１方向に分離させる（１次元目分離）。そして、第１チップは、分離されたサンプルを染色する工程、第２チップの環境に平衡化する工程が施された後、第２チップに移送される。
第２チップは基板内に第２ゲル（２次元目のゲル）が収納されることで構成されており、該第２ゲルに第１チップの第１ゲルが接続される。この状態で第２ゲルに対して電圧を印加することでサンプルが上記第１方向とは異なる第２方向に分離される（２次元目分離）。

特許文献２には、２次元電気泳動の各プロセスを自動化することにより２次元電気泳動の利便性を高め、作業者依存度を低減し、さらには結果の再現性を高めることが記載されている。

特開平１１−３０６０５号公報 特開２００７−６４８４８号公報

ところで、１次元目分離を行う前に行われる試料の１次元目ゲルへの導入の工程や、１次元目分離の後、２次元目分離前に行われる必要な試薬との反応工程等は、通常、複数の溝構造を有する前処理器具を用いて行われる。複数の溝構造の各々には各種の試薬や洗浄剤等の前処理材料が単独あるいは調製されて配置され、第１チップが保持する第１ゲルが各溝内の前処理材料に順次接触されることにより各工程が進められる。

このような前処理器具においては、各溝が使用時まで封止材により封止されている。この封止材は、溝あるいは溝に封入された前処理材料の汚染防止や、２次元目ゲルとの一体包装を想定した場合には水分進入防止等を主な目的としている。
通常は、一方の面に粘着性の接着剤等を塗布したフィルム等が上記封止材として用いられることが多いが、粘着剤への試薬の付着やあるいは試薬溶液への粘着剤成分の滲出等により、電気泳動の結果が影響を受ける懸念もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、前処理材料への影響を低減して溝内を封止し、使用時には容易に開封および使用可能な前処理器具を提供することを目的とする。

本発明は、試料の前処理を行う前処理器具であって、上面に開口する複数の溝を有する基材と、前記複数の溝の少なくとも１つに配置された前処理材料と、一方の面に熱融着性材料からなる熱融着性層を有するフィルム材と、前記複数の溝のうちの少なくとも１つの溝の内部に設けられた凹部と、前記前処理材料とは異なる組成を有し前記凹部内に配置された第二前処理材料と、一部が前記フィルム材に固定され、前記溝内において前記凹部を封止する第二フィルム材と、を備え、前記フィルム材は、前記熱融着性層が前記基材の上面に熱融着されることにより前記前処理材料が配置された前記溝を封止し、前記第二フィルム材は、前記溝を封止する前記フィルム材が剥離されることにより前記第二フィルム材は、前記溝を封止する前記フィルム材が剥離されることにより前記フィルム材の剥離と同一工程において前記凹部の封止を解除し、前記前処理材料と前記第二前処理材料とが混合されるように前記凹部と前記溝とを連通させることを特徴とする。
また、前記第二フィルム材は、前記溝内の温度と湿度との少なくともいずれかを示す表示部を有していてもよい。

前記熱融着性層は、ポリオレフィン系、ポリプロピレン系バリヤー共押出系、ビニルポリマーで改質されたポリオレフィン系ポリマーアロイから選ばれたものでもよい。

前記熱融着性層は、ヒートシールラッカー組成物を含み、塗工によって前記フィルム材の一方の面に形成されてもよい。

本発明の前処理器具は、前記フィルム材を前記基材から剥離すると、界面剥離により剥離されるものでもよい。

本発明の前処理器具によれば、前処理材料への影響を低減して溝内を封止し、使用時には容易に開封および使用可能な前処理器具とすることができる。

本発明の第１実施形態の前処理器具における基材を示す平面図である。 図１のａ−ａ線における断面図である。 同前処理器具におけるフィルム材を示す図である。 完成した同前処理器具を示す図である。 同前処理器具の変形例を示す部分拡大図である。 同前処理器具の変形例を示す部分拡大図である。 本発明の第２実施形態の前処理器具における溝を示す断面図である。 同実施形態の変形例における溝を示す断面図である。 同実施形態の変形例における溝を示す断面図である。

以下、本発明の第１実施形態の前処理器具について、図１から図６を参照して説明する。
本実施形態の前処理器具は、２次元電気泳動に用いる第１チップに対して、試料導入前後の各種前処理工程を行う機能を有する器具であり、複数の溝が形成された基材と、当該基材の溝を封止するフィルム材とを備えている。

図１は、本実施形態の前処理器具１の基材１０を示す平面図であり、図２は、図１のａ−ａ線における断面図である。
図１および図２に示すように、基材１０は、一定の厚みを有して形成されており、上面１０Ａに開口して同一方向に延びる複数の溝１１を有する。基材１０の材質としては、後述するフィルム材の熱融着が可能であれば特に制限はなく、耐薬性等を考慮して各種樹脂等を適宜選択すればよい。

溝１１の本数や、幅、長さ、設置間隔等には特に制限はなく、挿入される第１チップの寸法や、行われる前処理の数や内容、前処理材料の必要量等に応じて適宜設定されてよい。したがって、例えば図１に示す溝１１Ａのように、一部の溝が他の溝と異なる幅に形成されても構わない。

図２に示すように、溝１１内には、各種前処理に使用される薬剤、試薬、溶媒等の前処理材料が複数種類配置されている。
本実施形態における前処理としては、サンプルの導入、第1ゲルの膨潤、第1ゲルの接地、洗浄、バッファによる置換、中間染色、タンパク質のＳＤＳ化処理、電極の洗浄などが挙げられ、これら各処理に必要な薬剤が適宜選択されて配置されている。前処理材料の形態等にも制限はなく、液体のほかにゲル状、粉末状等の固体等各種形態で配置されてよいし、必要に応じて複数種類の前処理材料が混合されて１本の溝１１内に配置されてもよい。

図２には、一例として、溝１１Ａを含む９つの溝１１にそれぞれ異なる前処理材料１２Ａないし１２Ｉが配置されている例を示しているが、すべての溝に前処理材料が配置される必要はなく、前処理材料を配置する溝の位置も各処理の順番等を考慮して適宜設定してよい。
例えば、前処理材料１２Ａを用いた処理と前処理材料１２Ｂとを用いた処理との間に、用時調製した別の試薬等を用いた処理が行われる場合は、前処理材料１２Ａを配置した溝と前処理材料１２Ｂを配置した溝との間に、前処理材料が配置されない空の溝を確保してもよい。

図３は、溝１１を封止するフィルム材２０を示す図である。フィルム材２０の一方の面には、熱融着性材料を含む熱融着性層２１が形成されている。
フィルム材２０としては、熱融着可能な程度の耐熱性を有する樹脂等の材料からなるものを、ガスバリア性等を考慮して適宜選択して使用することができる。

熱融着性層２１の材料は、常温において粘着性を示さず、所定の温度に加熱することにより粘着性を発揮して基材１０の上面１０Ａに融着される。融着後、常温まで冷却されると、熱融着性層２１は、再び粘着性を失い、溝１１内に配置された前処理材料に影響を与えない。

熱融着性層２１は、共押し出し法などの手法によってフィルム材２０上にまんべんなく積層されてもよいし、一方の面上の一部、たとえば基材１０の上面１０Ａに融着される部位のみに印刷等の手法により設けられてもよい。
このような形成方法に適した熱融着性材料としては、ポリオレフィン系、ポリプロピレン系バリヤー共押出系、ビニルポリマーで改質されたポリオレフィン系ポリマーアロイ系等の各種樹脂を挙げることができる。

熱融着性層２１は、上述の方法のほか、塗工法によって設けられてもよい。この場合は、ヒートシールラッカー組成物を好適に用いることができる。ヒートシールラッカー組成物の材料は特に限定されないが、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリオレフィン、ポリアミド、アクリル樹脂、飽和ポリエステル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂を単独又は混合したものをベース樹脂として用いることができる。
これらの材料を、さらにワックス、粘着付与剤、可塑剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、安定剤、硬化剤等の添加剤類と適宜配合することによりヒートシールラッカー組成物が構成されてもよい。

上記のように構成されたフィルム材２０を、前処理材料を配置した基材１０に合わせて適当な大きさにカットし、熱融着性層２１を基材１０の上面１０Ａに接触させた状態で公知の加熱圧着手段により熱融着性層２１を加熱すると、熱融着性層２１と基材１０の上面１０Ａとが一体に融着されて、図４に示す前処理器具１が完成する。

前処理器具１に熱融着されたフィルム材２０は、使用者が使用時に手で容易に剥離することができるイージーピール性を有する。したがって、使用前の流通段階等においては、前処理材料が配置された溝１１を封止して外部からの異物の侵入や前処理材料の蒸発、飛散、変質等を好適に防ぎ、使用時においては、容易に剥離されて好適に第１チップの前処理に使用することができる。

フィルム材２０の剥離態様は、熱融着性層２１の材料等によって、凝集剥離、層間剥離、界面剥離等の複数種類に分かれるが、いずれの態様であっても大きな問題はなく、好適に使用可能である。このうち、界面剥離の場合は、フィルム材２０の剥離後、基材１０側に熱融着性層２１が残存しないため、熱融着性層２１の微細な破片等が溝１１内に混入する等の事態の発生をより低減することができ、好ましい。

上記のように構成された本実施形態の前処理器具１について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例は、フィルム材の封止性能およびイージーピール性を確認するためのものであり、溝内には前処理材料を配置しなかった。
（実施例１）
アクリル樹脂を用いた射出成形により基材１０を作製した。基材１０の寸法は、横７０ミリメートル（ｍｍ）、縦７０ｍｍ、厚さ１０ｍｍとし、幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍ、深さ５ｍｍの溝１１を、５ｍｍ間隔で６本形成した。フィルム材２０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレン（ＰＥ）の２層からなるフィルムのＰＥ側の面にポリエチレン系の熱融着性層２１を押出積層により形成したフィルム材（ジェイフィルム（株）製、商品名ＳＭＸＺＨ４４）を使用した。

フィルム材２０の熱融着性層２１を基材１０の上面１０Ａに向けてフィルム材２０で溝１１が封止されるように基材１０の上面１０Ａを覆い、１５０℃１秒の条件で加圧熱融着を行った結果、フィルム材２０により溝１１が好適に封止された。融着されたフィルム材２０は、イージーピール性を有し、使用者が手で容易に剥離することができた。

（実施例２）
基材１０は実施例１と同一のものを用いた。フィルム材２０として、ポリプロピレン（ＰＰ）製のフィルム材の一面にＥＶＡをベース樹脂とするヒートシールラッカー組成物（東洋インキ製造（株）製、商品名ＰＰファインシール）を塗工乾燥して熱融着性層２１を形成したものを使用した。

実施例１と同様の条件でフィルム材２０を基材１０に加圧熱融着した結果、フィルム材２０により溝１１が好適に封止された。フィルム材２０はイージーピール性を有し、使用者が手で容易に剥離することができた。

以上説明したように、本実施形態の前処理器具１によれば、基材１０に形成された溝１１内に必要な前処理材料が配置された状態で、フィルム材２０により溝１１を封止している。したがって、使用時まで問題なく保存することができるとともに、使用時にはフィルム材２０を基材１０から容易に剥離して前処理に使用することが可能となり、使用者の利便性を著しく向上させることができる。

また、フィルム材２０は一方の面に熱融着性層２１を備え、熱融着性層２１が加熱されることによりフィルム材２０が溝１１を封止するため、常時粘着性を発揮する接着剤等を使用せずに溝１１を封止することができる。その結果、予め溝１１内に封入された前処理材料が当該接着剤等に付着することによる変質等を好適に防止することができる。さらにフィルム材２０はイージーピール性を有し、剥離した際に基材の貼付部位に粘着性物質が残存することもないため、前処理時に希少な試薬等の前処理材料が当該粘着性物質に付着する等のリスクも大きく軽減できる。

本実施形態においては、基材１０の上面全体を覆う大きさの１枚のフィルム材２０を用いてすべての溝が封止される例を説明したが、これに代えて、任意の１本以上の溝を覆う大きさにカットされたフィルム材を単数または複数使用することにより、前処理材料が配置された溝のみをフィルム材で封止した構成としてもよい。

また、フィルム材２０においては、図５に示す変形例のように、基材１０の上面１０Ａに対向する位置にのみ熱融着性層２１が形成されてもよい。この場合、溝内の前処理材料と熱融着性層２１の材料との接触が低減され、より好適に前処理材料の変質等を防止することができる。このような形状に熱融着性層２１を形成する場合は、上述した塗工法が適している。

さらに、図６に示す変形例のように、フィルム材２０に溝１１と平行に延びるミシン目やスリット等の易破壊部１３を形成してもよい。この場合、特定の溝のみを開封することができるため、各溝を封止するフィルム材をそれぞれ最適なタイミングで除去することができ、より好適な前処理を行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図７から図９を参照して説明する。本実施形態の前処理器具３１と第１実施形態の前処理器具１との異なるところは、第２部材を備える点である。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図７は、前処理器具３１の基材１０における溝３２を示す断面図である。溝３２の底面３２Ａは、その一部が一段深くなった凹部３３とされている。凹部３３には、たとえば前処理材料としての試薬４１が配置されており、第２フィルム材（第２部材）３５によって封止されている。

第２フィルム材３５は、フィルム材１０と同様、一方の面に熱融着性層３６を有し、熱融着性層３６が凹部３３周囲の底面３２Ａに熱融着されることにより凹部３３および試薬４１が封止されている。

溝３２内の空間のうち、第２フィルム材３５とフィルム材２０との間の領域には、試薬４１と混合して使用される前処理材料である試薬４２が配置されている。第２フィルム材３５の一方の端部３５Ａは、フィルム材２０に接着や溶着等により強固に接続されている。

上記のように構成された前処理器具３１においては、使用者がフィルム材２０を基材１０から剥離すると、まず溝３２の封止が解除される。使用者がさらにフィルム材２０を剥離すると、第２フィルム材３５の端部３５Ａが凹部３３から引き離され、第２フィルム材３５が溝３２の底面３２Ａから剥離されて凹部３３の封止が解除される。

凹部３３の封止が解除されると、試薬４１と試薬４２とが混合されて前処理可能な状態となる。使用者は、必要に応じて適宜試薬４１、４２を補助的に撹拌する等してから、第１チップを溝３２内に浸漬し、必要な前処理等を行う。

本実施形態の前処理器具３１においては、溝３２が凹部３３を有し、凹部３３が第２フィルム材３５によって封止されているため、２種類の前処理材料を混合せずに同一の溝に配置した状態で封止することができる。

また、第２フィルム材３５の端部３５Ａが、フィルム材２０に強固に接続されているため、フィルム材２０を剥離する操作だけで同時に第２フィルム材３５を基材１０から剥離することができる。したがって、溝の封止解除操作と前処理材料の調製操作とを意識せず同時かつ容易に行うことができる。

本実施形態では、溝３２に１つの凹部３３が形成された例を説明したが、溝３２に複数の凹部を形成し、３種類以上の前処理材料を用時調製可能な状態で１つの溝内に配置および封止してもよい。

また、本実施形態では、第２部材としての第２フィルム材３５により溝３２に設けられた凹部３３を封止する例を説明したが、第２部材の態様はこれには限定されず様々な変更が可能である。
例えば、図８に示す変形例のように、第２部材３６が、温度、湿度等を色、セグメント、文字等により表示する表示部３６Ａを有してもよい。これにより、使用者は溝１１内の温度や湿度を容易に知ることができるため、冷却保存箇所から前処理器具を取り出した後、溝１１内の結露を避けたり、前処理材料の用時調製に最適な温度等をねらったりしてより好適なタイミングでフィルム材２０を剥離することができる。なお、フィルム材２０にこのような表示部３６Ａを設けることも可能であるが、溝３２内に配置される第２フィルム材に設けた方が、より正確に溝１１内の温度等を反映することができるため、好ましい。

また、図９に示す変形例のように。溝１１内に湿気等に弱い前処理材料（例えば固形試薬４３）等が配置される場合は、第２部材として、乾燥剤３７等が溝１１内に配置されてもよい。この場合も、フィルム材２０を剥離することで第２部材をともに除去できるため、試薬４３等の品質を好適に保持するとともに、調製作業もより容易に行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態の構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。

１、３１ 前処理器具
１０ 基材
１１、１１Ａ、３２ 溝
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ、１２Ｈ、１２Ｉ 前処理材料
２０ フィルム材
２１ 熱融着性層
３５ 第２フィルム材（第２部材）
３６ 第２部材
３７ 乾燥剤（第２部材）
４１、４２、４３ 試薬（前処理材料）

Claims (5)

1. 試料の前処理を行う前処理器具であって、
   上面に開口する複数の溝を有する基材と、
   前記複数の溝の少なくとも１つに配置された前処理材料と、
   一方の面に熱融着性材料からなる熱融着性層を有するフィルム材と、
   前記複数の溝のうちの少なくとも１つの溝の内部に設けられた凹部と、
   前記前処理材料とは異なる組成を有し前記凹部内に配置された第二前処理材料と、
   一部が前記フィルム材に固定され、前記溝内において前記凹部を封止する第二フィルム材と、
   を備え、
   前記フィルム材は、前記熱融着性層が前記基材の上面に熱融着されることにより前記前処理材料が配置された前記溝を封止し、
   前記第二フィルム材は、前記溝を封止する前記フィルム材が剥離されることにより前記フィルム材の剥離と同一工程において前記凹部の封止を解除し、前記前処理材料と前記第二前処理材料とが混合されるように前記凹部と前記溝とを連通させる
   ことを特徴とする前処理器具。
2. 前記第二フィルム材は、前記溝内の温度と湿度との少なくともいずれかを示す表示部を有する請求項１に記載の前処理器具。
3. 前記熱融着性層は、ポリオレフィン系、ポリプロピレン系バリヤー共押出系、ビニルポリマーで改質されたポリオレフィン系ポリマーアロイから選ばれることを特徴とする請求項１または２に記載の前処理器具。
4. 前記熱融着性層は、ヒートシールラッカー組成物を含み、塗工によって前記フィルム材の一方の面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の前処理器具。
5. 前記フィルム材を前記基材から剥離すると、界面剥離により剥離されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の前処理器具。

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