JP5767839B2 - 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、予め溝内に前処理材料を充填しておき、使用時まで封止材により封止しておくことで利便性を高める試みがある。
しかしながら、発明者らは、前処理材料が液体である等の場合、使用時に封止材を剥離すると、封止材に付着した前処理材料が前処理器具外部に漏れ出したり、他の溝に混入したりする場合があり、実験に支障が出る可能性があることを検討により見出した。

この可能性に対し、封止材を、離型剤が塗布された表面シートと、基材に融着されるフィルム材と、表面シートとフィルム材とを接合する接合層とを備える構成とし、表面シート側から形成された第一のハーフカット部と、フィルム材側から形成された第二のハーフカット部とを有し、第二のハーフカット部は、前処理材料が配置された溝の幅よりも狭い間隔で延びる２本のハーフカットを有する構造とすることで、表面シート側より離型剤部で剥離して前処理材料が充填された溝を開封しながら、溝部の一部を覆う状態で封止材の一部を残し、前処理材料の漏れ出しを防ぐ試みがある。
しかしこの封止材は構成が複雑で、製作にやや手間がかかる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使用前は好適に溝内が封止され、使用時には容易に開封できて前処理材料の漏れ出しや混入を起こしにくい前処理器具を提供することを目的とする。

本発明の前処理器具は、試料の前処理を行う前処理器具であって、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とされ、
一定の厚みを有して形成されて上面に開口して同一方向に延びる複数の溝を有する基材と、
少なくとも一つの前記溝に配置され、前記前処理に用いられる前処理材料と、
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を含んで形成され、前記前処理材料が配置された前記溝を封止する封止材と、
を備え、
前記前処理材料が配置された前記溝の少なくとも一つは、前記溝の幅方向両側から幅方向内側に突出する壁部を有して開口の幅が前記溝幅よりも狭く形成されており、
前記封止材は、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ており、
前記封止材は、前記開口の幅よりも大きい間隔をあけて平行に延びる二本のカット部を有し、前記カット部が前記前処理材料の配置された溝と平行かつ平面視において開口を挟むように前記基材に熱融着されており、
前記封止材のうち前記カット部間の領域のみを前記基材から剥離可能とされ、前記封止材の剥離態様が界面剥離とされていることにより上記課題を解決した。
前記熱融着性層は、前記基材の上面と接触する部位にのみ形成されていることができる。
さらに、本発明の前処理器具は、２次元電気泳動に用いる第１チップに対して、前記試料導入前後の各種前処理工程を行う機能を有することがある。
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、少なくとも一つの前記溝に配置され、前記前処理に用いられる前処理材料と、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を含んで形成され、前記前処理材料が配置された前記溝を封止する封止材とを備え、前記前処理材料が配置された前記溝の少なくとも一つは、開口部の幅が溝幅よりも狭く形成されており、前記封止材は、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ていることができる。

前記封止材は、前記開口の幅よりも大きい間隔をあけて平行に延びる二本のカット部を有し、前記カット部が前記前処理材料の配置された溝と平行かつ平面視において開口を挟むように前記基材に熱融着されており、前記封止材のうち前記一対のカット部間の領域のみを前記基材から剥離可能とされてもよい。
前記封止材において、前記カット部間の領域は、長手方向の端部に使用者が把持するための把持部を有してもよい。

本発明の前処理器具によれば、使用前は好適に溝内が封止され、使用時には容易に開封できて前処理材料の漏れ出しや混入を起こしにくい構成を実現することができる。

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。 同基材の製造手順の一例を示す図である。 同基材の製造手順の一例を示す図である。 同前処理器具における封止材の層構造を示す図である。 完成した同前処理器具を示す断面図である。 同前処理器具の変形例を示す断面図である。 把持部を設けた前処理器具の変形例の平面図である。 （ａ）は、把持部を設けた前処理器具の変形例の平面図、（ｂ）は、同前処理器具の側面図である。 把持部を設けた前処理器具の変形例の平面図である。 把持部を設けた前処理器具の変形例の平面図である。

以下、本発明の一実施形態の前処理器具について、図１から図７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封止材とを備えている。

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、後述する封止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。

各溝１１において、開口部１１ａは、溝の幅方向両側から幅方向内側に突出する壁部１３を有している。このため、各溝１１において、開口部１１ａに形成された開口の幅寸法は、溝１１の他の部位の幅寸法よりも小さく設定されている。
開口の幅を規定する壁部１３の寸法は、挿入される第１チップの寸法等に応じて適宜設定されてよい。また、溝ごとに異なっていてもよい。

壁部１３を有する溝１１が形成された基材１０は、例えば、図３に示すように、複数のスロット１５を有し、上面１０Ａを形成する第一部材１４と、溝１１が形成された第二部材１６とを成形し、一体に接合することで製造することができる。また、図４に示すように、各溝の側壁１８と壁部１３とが形成された第一部材１７と、各溝の底面を形成する板状またはシート状の第二部材１９とを一体に接合してもよい。このように、基材の１０の形成方法には特に制限はない。

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７つの溝１１にそれぞれ異なる前処理材料１２Ａないし１２Ｇ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５は、溝１１を封止する封止材２０を示す断面図である。封止材２０は、フィルム材２１と、フィルム材２１の下面（一方の面）に形成された熱融着性層２２とを備えている。

フィルム材２１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２２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２２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２２は、共押し出し法などの手法によってフィルム材２１の下面上にまんべんなく積層されてもよいし、下面の一部、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２２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封止材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２２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２２を加熱すると、熱融着性層２２と基材１０の上面１０Ａとが一体に融着されて、前処理器具１が完成する。

本実施形態の前処理器具１において、基材１０に熱融着された封止材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、漏れ出し、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。

また、前処理材料が配置された各溝１１において、開口が溝幅より小さく形成されているため、封止材２０を除去した後も壁部１３が当該溝の上部を覆った状態となる。その結果、当該溝内の前処理材料が操作中に意図せず飛散したり、実験中に揮発したりする等の事態を好適に抑制して、効率よく前処理を行うことができる。

封止材２０の剥離態様は、熱融着性層２２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、封止材２０の剥離後、基材１０側に熱融着性層２２が残存しないため、熱融着性層２２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。

本発明の前処理器具においては、図７に示すように、封止材２０に、封止材２０を厚さ方向に貫通し、封止する溝の開口の幅よりも大きい間隔をあけて一方向に断続的に延びる二本のカット部２８を形成し、前処理器具の平面視においてカット部２８が封止する溝の開口を挟み、かつ当該溝と平行（略平行を含む。）に延びるように封止材２０を基材１０に取り付けてもよい。このようにすると、カット部２８間の領域のみを基材１０から剥離することにより、複数の溝１１のうち所望の溝（図７の場合は溝１１Ａ）だけを開封し、他の溝を封止したまま維持しておくことができる。このようなカット部は、封止対象となる溝の開口の幅よりも大きい間隔をあけて３本以上設けられ、複数の溝を独立して開封することができるようにしてもよい。

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、以下の実施例においては、溝内には前処理材料を配置せず、代替物質として水を用いた。

（実施例１）
アクリル樹脂を用いた射出成形により基材１０を構成する第一部材１４および第二部材１６を形成した。第二部材１６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。次に、横７０ｍｍ、縦７０ｍｍ、厚さ２ｍｍの外寸法で、第二部材１６の各溝上に適合する位置に幅３．５ｍｍ、長さ３８ｍｍの開口が６つ形成された、第一部材１４を作製した。第一部材１４および第二部材１６をＵＶ硬化樹脂により一体に接合し、基材１０を得た。

封止材２０は以下のように作製した。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材２１の、ＰＥ側の面にポリエチレン系の熱融着性層２２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。

基材１０に形成された溝１１の１つに水を充填し、封止材２０の熱融着性層２２を基材１０の上面１０Ａに向け、１５０℃、１秒の条件で加圧熱融着を行った。その結果、封止材２０により溝１１が好適に封止されて前処理器具１が完成した。

（実施例２）
実施例２は、上述のカット部を有する実施例である。
実施例１で用意した封止材２０に、封止材を貫通し、１０ｍｍの間隔を空けてそれぞれ断続的に平行に延びる一対のミシン目状のカット部２８を設けた。基材１０に形成された溝１１の１つに水を充填し、一対のカット部２８が当該溝の開口を挟むように封止材２０を基材１０に位置決めし、実施例１と同条件で加圧融着した。その結果、封止材２０により溝１１が好適に封止されて前処理器具１が完成した。

完成した前処理器具において、融着された封止材２０はイージーピール性を有し、カット部２８間の領域を、カット部２８に沿って使用者が手で容易に基材１０から剥離することができた。剥離する際に溝内に充填された水が飛散することはなかった。

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、封止材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、使用時には封止材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、前処理材料が配置された溝の少なくとも一つにおいて、開口が溝幅より狭く形成されているため、当該溝の開封時あるいは開封後も、当該溝に充填された前処理材料の飛散や揮発、漏れ出し等を好適に抑制することができる。
さらに、封止材にカット部を形成することにより、カット部間の領域で覆われた溝のみを開封して前処理作業を行うことができる。さらに、上述のように、当該溝の開封後も、当該溝に充填された前処理材料の飛散や揮発、漏れ出し等を好適に抑制することができる。

さらに、封止材２０は一方の面に熱融着性層２２を備え、熱融着性層２２が加熱されることにより封止材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。さらに封止材２０はイージーピール性を有し、剥離した際に基材の上面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。

以上、本発明の各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構成要素に種々の変更を加えたり、削除したり、各構成要素を組み合わせたりすることが可能である。

例えば、上述の実施形態においては、すべての溝において開口が狭く形成された例を説明したが、例えば固形であるために飛散や揮発等の恐れが低い前処理材料が配置された溝には壁部を設けないなど、一部の溝のみ開口を狭く形成した構成としてもよい。

また、封止材において、剥離される領域の長手方向端部に、使用者が剥離する際の持ち手となる把持部を設けて剥離操作を容易にしてもよい。以下、把持部を設けた封止材を備えた本発明の前処理器具の変形例を幾つか示す。

図８に示す変形例における封止材２０Ａは、面積が基材１０の上面よりも大きく形成され、カット部２８が外縁まで延びている。溝１１Ａや溝１１の開封時に剥離されるカット部２８間の領域（以下、「剥離領域」と称することがある。）の長手方向の一端は、カット部２８により他の領域から遊離し、把持しやすい把持部２３となっている。
図９（ａ）および図９（ｂ）に示す変形例における封止材２０Ｂでは、剥離領域の長手方向の一端に、把持部材２４Ａが取り付けられて把持部２４が設けられている。把持部材２４の材質、形状等には特に制限はなく、適宜決定されてよい。

図１０に示す変形例における封止材２０Ｃでは、カット部２８の態様を変更することにより、各剥離領域の長手方向一端を一体にして把持部２５を形成している。使用者は、把持部２５を把持して剥離操作を行うことにより、すべての剥離領域を一度に剥離して溝１１Ａおよび溝１１を開封することができる。
上述のように複数の剥離領域を一度に剥離可能な把持部は、図１１に示す封止材２０Ｄのように、各剥離領域の長手方向一端を接続するように長尺の把持部材２６Ａが固着された把持部２６として形成することも可能である。
なお、必ずしもすべての剥離領域を一体化する必要はなく、一度に剥離可能とする剥離領域の数は、適宜設定されてよい。

さらに、熱融着性層を、封止材の一方の面全面ではなく、基材と接触して融着される部位のみに形成し、残りの部位についてはフィルム材の樹脂を露出させたり、更なる処置を施したりして疎水性を高めてもよい。このようにすると、特に液体の前処理材料が封止材に付着しにくくなり、好ましい。このような熱融着性層は、印刷等により容易に形成することが可能である。

１ 前処理器具
１０ 基材
１０Ａ 上面
１１ 溝
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ、１２Ｇ 前処理材料
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 封止材
２１ フィルム材
２２ 熱融着性層
２３、２４、２５、２６ 把持部
２８ カット部

Claims (4)

1. 試料の前処理を行う前処理器具であって、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とされ、
   一定の厚みを有して形成されて上面に開口して同一方向に延びる複数の溝を有する基材と、
   少なくとも一つの前記溝に配置され、前記前処理に用いられる前処理材料と、
   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を含んで形成され、前記前処理材料が配置された前記溝を封止する封止材と、
   を備え、
   前記前処理材料が配置された前記溝の少なくとも一つは、前記溝の幅方向両側から幅方向内側に突出する壁部を有して開口の幅が前記溝幅よりも狭く形成されており、
   前記封止材は、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ており、
   前記封止材は、前記開口の幅よりも大きい間隔をあけて平行に延びる二本のカット部を有し、前記カット部が前記前処理材料の配置された溝と平行かつ平面視において開口を挟むように前記基材に熱融着されており、
   前記封止材のうち前記カット部間の領域のみを前記基材から剥離可能とされ、前記封止材の剥離態様が界面剥離とされていることを特徴とする前処理器具。
2. 前記封止材において、前記カット部間の領域は、長手方向の端部に使用者が把持するための把持部を有することを特徴とする請求項１に記載の前処理器具。
3. 前記熱融着性層は、前記基材の上面と接触する部位にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の前処理器具。
4. ２次元電気泳動に用いる第１チップに対して、前記試料導入前後の各種前処理工程を行う機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の前処理器具。

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