DE112012001898T5

DE112012001898T5 - Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle und Messvorrichtung und -verfahren, welche diese verwenden

Info

Publication number: DE112012001898T5
Application number: DE112012001898.2T
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Hamao; Hidehiro ATAGI; Mayumi Ikegami; Katsuhiro Morisawa
Original assignee: Otsuka Electronics Co Ltd
Current assignee: Otsuka Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2014-01-30
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: US8999131B2; WO2012147426A1; GB2504861B; GB201316852D0; GB2504861B8; TWI596337B; US20140027286A1; GB2504861A; JP5805989B2; DE112012001898B4; TW201248144A; JP2012230004A; GB2504861A8

Abstract

Eine elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle weist auf: einen Behälter mit einem rechteckigen Parallelepipedinnenraum 11 zum Einführen einer Probelösung, zwei Elektroden 14, die innerhalb des Behälters und integral mit dem Behälter und dazu ausgebildet sind, ein elektrisches Feld an den Innenraum 11 anzulegen, einen rohrförmigen Probeneinspritzabschnitt 17, der mit dem Innenraum 11 in Verbindung steht, einen rohrförmigen Probeentnahmeabschnitt 18, der mit dem Innenraum 11 in Verbindung steht, einen ersten Deckel 21 zum Überdecken des Probeeinspritzabschnitts 17 und Abdichten des Innenraums 11, und einen zweiten Deckel 22 zum Überdecken des Probeentnahmeabschnitts 18 und Abdichten des Innenraums 11, wobei der erste Deckel 21 eine erste Seitenfläche 21b aufweist, die mit einer Innenseitenfläche 17a des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts 17 in Kontakt steht, wenn der Deckel angebracht ist, wobei die Innenseitenfläche 17a so ausgebildet ist, dass der Querschnittsbereich des Rohrs mit einem Abstand zu dem Innenraum 11 zunimmt, und der Bereich des Querschnitts der ersten Seitenfläche 21b in der Richtung einer Einführung des ersten Deckels 21 graduell abnimmt. Die Zelle und Elektrodenabschnitte sind integral ausgebildet, wobei die Elektrodenabschnitte gemeinsam mit der Zelle verfügbar sind, und es unwahrscheinlich ist, dass während dem Einspritzen der Probelösung Blasen zurückbleiben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle und ein elektrophoretisches Beweglichkeitsmessverfahren, welches die Zelle verwendet.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Eine Vorrichtung, welche die elektrophoretische Beweglichkeit und das ζ (Zeta)-Potenzial von Teilchen misst, welche in einem Probezellbehälter enthalten sind und sich unter dem Einfluss eines elektrischen Felds bewegen, wird als eine elektrophoretische Beweglichkeitsmessvorrichtung bezeichnet.
Bei dieser Messvorrichtung wird eine Flüssigkeit (Probelösung), in der eine Dispersion von Teilchen suspendiert ist, in einem Zell-Typ-Testbehälter mit transparenten Wänden (hiernach einfach als „Probenzellbehälter” bezeichnet) aufgenommen, Licht wird auf die Probelösung eingestrahlt, aus einem bestimmten Bereich des Probenzellbehälters emittiertes gestreutes Licht wird mittels eines Fotodetektors erfasst, die Geschwindigkeit der Teilchen wird durch Analysieren der Frequenzkomponenten des gestreuten Lichts berechnet, und eine Teilchengeschwindigkeitsverteilung oder eine elektrophoretische Beweglichkeitsverteilung der Teilchen wird berechnet.
10 ist ein Diagramm, das ein Elektroosmose-Phänomen innerhalb eines konventionellen Probenzellbehälters zeigt. Eine elektroosmotische Fluss ist eine Bewegung der Flüssigkeit, welche die Teilchendispersion trägt, infolge der Präsenz von Ionen. Die Ionen werden durch das elektrische Feld transportiert. Die Verteilung der Ionen wird durch Ladungen beeinflusst, die auf den Wänden des Probenzellbehälters vorhanden sind.
Die Flüssigkeit strömt bei Positionen in der Nähe der Innenumfangswände des Probenzellbehälters in eine Richtung und strömt bei einem zentralen Bereich des Probenzellbehälters in die entgegengesetzte Rücklaufrichtung. Dies wird als der elektroosmotische Fluss U_osm bezeichnet.
„Up” in 10 stellt den Nettofluss der Teilchen dar, die in der Flüssigkeit dispergiert und suspendiert sind. Es existieren Ebenen, bei denen jeweils eine Randströmung (eine Strömung in der Nähe einer Zellwand, die in einer Richtung strömt) des elektroosmotischen Flusses U_osm und eine zentrale Gegenströmung (eine Strömung, die bei einer zentralen Abschnitsseite in der entgegengesetzten Richtung strömt, wenn aus einem Querschnitt der Zelle betrachtet) in Kontakt stehen und sich vermischen, so dass die Geschwindigkeit der Flüssigkeit Null wird. Diese Ebenen werden „stationäre Ebenen” genannt. In einem elektrophoretischen Beweglichkeitsmessverfahren wird es als bevorzugt erachtet, zu versuchen, eine Teilchengeschwindigkeitsverteilung bei der Position einer stationären Ebene auszuführen (s. Patentdokument 1).
Beim Einspritzen einer Probelösung in eine konventionelle elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle wird eine Elektrode in eine Öffnung an einer Seite der Zelle eingesetzt, und die Öffnung wird abgedeckt. Die Zelle wird dann umgedreht, und eine vorgegebene Menge der Probelösung wird mittels einer Pipette etc. eingespritzt, von einer Öffnung bei der anderen Seite, während die Zelle geneigt wird, um das Eintreten von Blasen zu verhindern. Eine Elektrode wird dann in die Öffnung bei der anderen Seite eingeführt, und die Öffnung wird abgedeckt.
Andererseits werden für Proben, hauptsächlich in Biobezogenen Gebieten und Pharmazie-bezogenen Gebieten, Einwegzellen eingesetzt, die nach dem Messen weggeworfen werden, aufgrund von Adsorption von Proben und Anhaften von Verunreinigungen an den Glaszellen.
STAND DER TECHNIK

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2002-5888
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. Sho 52-145291

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFIDNUNG
Obwohl eine elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle wie diejenige, die vorstehend beschrieben wurde, nach dem Einspritzen abgedichtet werden muss, so dass die Probelösung nicht leckt, entstehen innerhalb der Zelle bei dem Verfahren der Abdichtung leicht Blasen. Wenn Blasen zurückbleiben, treten Fehler bei dem Messen der elektrophoretischen Beweglichkeit und des ζ (Zeta)-Potenzials auf.
Die Zelle und die Elektroden werden ebenfalls als separate Teilchen hergestellt, und es erfordert Bemühungen, diese zusammenzubauen. Darüber hinaus werden die Elektroden entfernt und wiederholt verwendet, und die Zelle muss daher auseinandergebaut werden, um die Elektroden nach dem Ende einer Messung zurückzugewinnen.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle bereitzustellen, bei welcher die Zelle und der Elektrodenabschnitt integral ausgebildet sind, wobei die Elektrodenabschnitte gemeinsam mit der Zelle verfügbar zu machen sind, und es unwahrscheinlich ist, dass während dem Einspritzen der Probelösung Blasen zurückbleiben, und eine Messvorrichtung und ein Messverfahren bereitzustellen, welche die Zelle verwenden.
Eine elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Behälter mit einem rechteckigen Parallelepipedinnenraum zum Einführen einer Probelösung, mindestens zwei Elektroden, die in dem Inneren des Behälters ausgebildet sind und zum Anlegen eines elektrischen Felds an den Innenraum ausgebildet sind, einen rohrförmigen Probeeinspritzabschnitt, der mit dem Innenraum in Verbindung steht, einen rohrförmigen Probeentnahmeabschnitt, der mit dem Innenraum in Verbindung steht, einen ersten Deckel zum Überdecken des Probeeinspritzabschnitt und Abdichten des Innenraums, und einen zweiten Deckel zum Überdecken des Probeentnahmeabschnitts und Abdichten des Innenraums, wobei der erste Deckel eine erste Seitenfläche aufweist, die mit einer Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts in Kontakt steht, wenn der erste Deckel angebracht ist, wobei die Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts so ausgebildet ist, dass der Querschnittsbereich des Rohrs mit einem Abstand zu dem Innenraum zunimmt, und der Bereich des Querschnitts der ersten Seitenfläche in der Richtung der Einführung des ersten Deckels graduell abnimmt.
Da der erste Deckel hineingedrückt wird, strömt die Probelösung, die den Innenraum füllt, bei der vorliegenden Anordnung von zwischen der ersten Seitenfläche und der Innenseitenfläche des Probeeinspritzabschnitts heraus, und es kann einer Bildung einer Luftblase zwischen den ersten Deckel und der Wasserfläche der Probelösung daher vorgebeugt werden. Dem Einmischen von Blasen in die Probelösung wird daher vorgebeugt, und das Bilden von Blasen während dem Probeeinspritzen kann daher unterdrückt werden.
Die Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts kann in Bezug auf eine Mittellinie des Rohrs in einer Seitenschnittansicht einen festen Neigungswinkel ausbilden, und die erste Seitenfläche des ersten Deckels kann den festen Neigungswinkel in Bezug auf eine Mittellinie des ersten Deckels in einer Seitenschnittansicht ausbilden. In diesem Fall strömt die den Innenraum füllende Probelösung, wenn der erste Deckel hineingedrückt wird, frei und gleichmäßig zwischen der ersten Seitenfläche und der Innenseitenfläche des Probeeinspritzabschnitts heraus.
Obwohl Anordnungsmerkmale in Bezug auf den ersten Deckel vorstehend beschrieben wurden, kann dieselbe Anordnung auch in Bezug auf den zweiten Deckel ausgeführt werden, der an dem Probeentnahmeabschnitt angebracht ist.
Zwischen dem Probeeinspritzabschnitt und dem ersten Deckel können Gewinde ausgebildet sein, und in diesem Fall kann die Befestigungskraft verstärkt werden, und die Bildung von Blasen während dem Einspritzen einer Probe kann unterdrückt werden.
Zwischen dem Probeentnahmeabschnitt und dem zweiten Deckel können Gewinde ausgebildet sein.
Indem die zwei Elektroden in dem Behälter so ausgebildet werden, dass sie mit dem Behälter integral sind, wird die Bemühung des Zusammenbaus der Elektroden, das in Bezug auf den Stand der Technik beschrieben wurde, eliminiert, und eine integrale Elektrodentypzelle, die vollständig verfügbar ist, kann bereitgestellt werden.
Ein elektrophoretisches Beweglichkeitsmessverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei dem ein Profil von Mittenfrequenzen von Heterodyn-Spektren gemessen wird, während der Abstand von einer Wand zu dem Innenraum verändert wird, eine Parabel an das Profil angenähert wird, eine stationäre Ebene innerhalb des Innenraums spezifiziert wird, bei welcher die elektroosmotische Flusssgeschwindigkeit Null beträgt, und auf Basis eines angelegten elektrischen Felds die wahre Wanderungsgeschwindigkeit der Teilchen bei der stationären Ebene ermittelt wird.
Eine elektrophoretische Beweglichkeitsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle auf, die vorstehend beschrieben wurde, ein Mittel zum Anlegen eines elektrischen Felds, das ein elektrisches Feld an die Elektroden der elektrophoretischen Beweglichkeitsmesszelle anlegt, eine Lichtquelle, ein Mittel zum Teilen eines Lichtwegs, das das Licht von der Lichtquelle teilt, ein Fokussiermittel, das eines der Lichter auf die Probelösung fokussiert, die aus dem Teilen durch das Mittel zum Teilen des Lichtwegs resultieren, ein automatisches Bühnenbewegungsmittel zum Bewegen der Brennpunktposition, ein Phasenmodulationsmittel zum Ausführen einer Phasenmodulation an dem anderen Licht, das aus dem Teilen durch das Mittel zum Teilen des Lichtwegs resultiert, ein Spektralmessmittel, das ein Interferenzlicht des phasenmodulierten Referenzlichts und von der Probelösung ausgegebenes gestreutes Licht empfängt und ein Spektrum des Interferenzlichts misst, und ein Analysemittel zum Berechnen der elektrophoretischen Beweglichkeit der Teilchen auf Basis des Interferenzlichtspektrums, das durch das Spektralmessmittel gemessen wurde.
Mit der elektrophoretischen Beweglichkeitsmesszelle gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Einmischen von Blasen und das wiederholte Verwenden von Elektroden, welches die Probleme der konventionellen Einwegzellen darstellten, eliminiert, und die Form des Probeeinspritzanschlusses wird zu einer konischen Form gemacht, um die Bildung von Blasen in der Zelle zu unterdrücken.
Die vorstehenden und andere Vorteile, Merkmale, und Wirkungen der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform klar werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Grundriss einer elektrophoretischen Beweglichkeits-Messvorrichtung zum Messen elektrophoretischer Beweglichkeit gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Berechnen der elektrophoretischen Beweglichkeit.
3 ist eine Grafik mit einer z-Koordinate eines Messpunkt als Ordinate und einer Frequenz als der Abszisse, und bei der eine Reihe von Heterodyn-Spektren von Interferenzlicht aufgetragen ist.
4 ist eine Grafik mit der z-Koordinate eines Messpunkts als der Ordinate und der Frequenz als der Abszisse, und bei der eine Reihe von Heterodyn-Spektren aufgetragen sind.
5A ist ein Grundriss einer Struktur eines Probenzellbehälters.
5B ist eine Vorderschnittansicht der Struktur des Probenzellbehälters.
5C ist eine Seitenansicht (C) der Struktur des Probenzellbehälters.
6 ist eine Perspektivansicht einer Form eines Deckels, der einen Einspritzabschnitt oder einen Extraktionsabschnitt überdeckt.
7 ist eine Perspektivansicht einer Mikropipette und des Probenzellbehälters zum Beschreiben eines Verfahrens zur Verwendung des Probenzellbehälters.
8 ist eine Perspektivansicht eines Deckels, der an einem Seitenflächenabschnitt konisch ausgebildet ist und eine darauf ausgebildete Gewindenut (Außengewinde) aufweist.
9 ist eine Schnittansicht einer modifizierten Form einer Elektrode.
10 ist ein Diagramm eines Elektroosmosephänomens innerhalb eines konventionellen Probenzellbehälters.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Grundriss einer elektrophoretischen Beweglichkeits-Messvorrichtung zum Messen elektrophoretischer Beweglichkeit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Messvorrichtung weist einen transparenten Probenzellbehälter C, eine Wechselstrom-Leistungszufuhr 32, die dem Probenzellbehälter C ein elektrisches Feld zuführt, eine Lichtemissionsquelle 1 zum auf eine Probelösung Einstrahlen mit Licht, die in einem rechteckigen Parallelepipedinnenraum (Kammer) 11, der im Innenraum des Probenzellbehälters C ausgebildet ist und in dem Probeteilchen dispergiert sind, eingeschlossen ist, einen Fotodetektor 6 zum Detektieren von gestreutem Licht, das von einem bestrahlten Punkt der Probelösung ausgesandt wird, einen Modulator 7 zum Aufbringen einer Dopplerverschiebung auf Basis eines verzweigten Lichts unter dem von der Lichtemissionsquelle 1 ausgestrahlten Licht, und eine bewegliche Bühne 9 auf, zum Bewegen des Probenzellbehälters C in irgendeiner Richtung innerhalb einer x-y-Ebene (horizontale Ebene) und in einer z-Richtung senkrecht zu der x-y-Ebene.
Als die Lichtemissionsquelle der elektrophoretischen Beweglichkeits-Messvorrichtung wird beispielsweise eine Laserdiode verwendet. Das Licht der Laserdiode wird zum Einfallen auf einen Halbspiegel 2 gebracht und durch den Halbspiegel 2 in zwei Lichter gespalten. Ein Licht (hiernach als das „Probenlicht” bezeichnet) unter den Lichtern, die durch das Spalten entstehen, wird durch ein Spiegel 3 reflektiert, durch eine Linse 4 fokussiert, und wird zum Einfallen auf die Probelösung innerhalb des Innenraums 11 des Probenzellbehälters C gebracht. Von der Probelösung gestreutes Licht läuft durch einen Halbspiegel 5 und wird durch den Fotodetektor 6 detektiert. Als der Fotodetektor 6 wird beispielsweise ein Fotomultiplier verwendet. Die bewegliche Bühne 9 weist einen Bewegungsmechanismus auf, der den Probenzellbehälter C bewegt und dazu ausgebildet ist, den Fokuspunkt des Laserlichts automatisch zu einem zuvor vorgegebenem Messpunkt der Probelösung in dem Probenzellbehälter C zu bewegen.
Das andere Licht, das aus dem Spalten durch den Halbspiegel 2 resultiert, wird als das „Referenzlicht” bezeichnet. Das Referenzlicht wird durch einen Spiegel 7 reflektiert, ferner durch einen Spiegel 8 reflektiert, und dann durch den Halbspiegel 5 reflektiert. Das durch den Halbspiegel 5 reflektierte Referenzlicht und das Probenlicht, das durch den Halbspiegel 5 übertragen wird, propagieren in derselben Richtung und werden dadurch synthetisiert (als das „Interferenzlicht” bezeichnet) und danach durch den Fotodetektor 6 detektiert.
Ein vibrierendes Element, das den Spiegel 7 in Vibrationen versetzt, zum dem Referenzlicht Zuführen einer Modulation, ist auf dem Spiegel 7 angebracht. Durch die Vibration des vibrierenden Elements wird der Spiegel 7 dazu gebracht, mit einer vorgegebenen Amplitude und Frequenz sinusförmig zu vibrieren. Das vibrierende Element kann beispielsweise aus einem piezoelektrischen Wandler (PZT) ausgebildet sein.
Das Interferenzlicht des Referenzlichts und des gestreuten Lichts, das zum Einfallen auf den Halbspiegel 5 gebracht wird, wird zum Einfallen auf den Fotodetektor 6 gebracht, und aus einem Ausgabesignal des Fotodetektors 6 wird durch einen Spektralanalysator 31 ein Leistungsspektrum der Interferenzintensität des Lichts detektiert. Dieses Spektrum wird als das „Heterodyn-Spektrum” bezeichnet.
Durch Beobachtung der Wellenform (Spitzenfrequenz, Halbbreite, etc.) des Heterodyn-Spektrums kann die elektrophoretische Beweglichkeit der Probenteilchen gemessen werden.
Ein Verfahren zum Berechnen der elektrophoretischen Beweglichkeit wird nun unter Verwendung eines Flussdiagramms (2) beschrieben. Zuerst wird die Probelösung, in der die Probeteilchen dispergiert sind, in den Innenraum 11 des Probenzellbehälters C eingespritzt, und in einem Zustand, in dem ein elektrisches Feld nicht angelegt wird, wird die Lichtmenge der Laserdiode auf eine Lichtmenge angepasst, die zum Messen geeignet ist, indem Lichtabschwächer MD1 und MD2, etc. verwendet werden, die zwischen dem Halbspiegel 2 und den Spiegeln 3 und 7 eingefügt sind (Schritt S1). Dann wird Vibration auf das vibrierende Element ausgeübt und eine Messung der von dem Fotodetektor 6 empfangenen Lichtintensität (in Funktion der Zeit) ausgeführt (Schritt S2). Die gemessene Lichtintensität drückt eine „Autokorrelationsfunktion” des gestreuten Lichts aus. Die Autokorrelationsfunktion wird einer Fourier-Transformationsanalyse durch den Spektralanalysator 31 unterworfen, um das Heterodyn-Spektrum zu berechnen und aufzuzeichnen (Schritt S3).
Dann wird der Brennpunkt des Probelichts in der Probelösung unter Verwendung der beweglichen Bühne 9 bewegt und bei einer vorgegebenen Position gestoppt. Wie später unter Verwendung von 3 und 4 beschrieben werden wird, werden mehrere Punkte in der z-Richtung von einer oberen Wand zu einer unteren Wand hin des Innenraums 11, der innerhalb des Probenzellbehälters C ausgebildet ist, als Stopppositionen festgelegt, und unter diesen mehreren Punkten wird ein einzelner Punkt (die z-Koordinate, die z1 sein wird), bei welcher eine Messung zuerst durchzuführen ist, ausgewählt, und der Brennpunkt wird bei dieser Position gestoppt (Schritt S4).
Ein vorgegebenes Wechselstromfeld wird dann unter Verwendung der Wechselstrom-Leistungszufuhr 32 an den Innenraum 11 angelegt, um die Probenteilchenelektrophorese auszuführen (Schritt S5). Das vibrierende Element wird dann vibriert, um die Autokorrelationsfunktion zu messen (Schritt S6) und das Heterodyn-Spektrum wird mittels des Spektralanalysators 31 gemessen und aufgezeichnet (Schritt S7). Im Vergleich zu dem in Schritt S3 berechneten Heterodyn-Spektrum ist das vorliegende Heterodyn-Spektrum in der Mittenfrequenz infolge des osmotischen Flusses, der durch die Bewegung der Probeteilchen erzeugt wird, verschoben. Diese Verschiebung Δf kann gemessen werden.
Danach wird der Messpunkt verändert (z1 → s2), und das Verfahren der Schritte S5–7 wird wiederholt (Schritt S8). Wenn Messungen für alle Messpunkte abgeschlossen sind (z. B. z1 bis z5), die vorgängig festgesetzt wurden, kann eine Reihe von Heterodyn-Spektren ausgegeben werden, mit der z-Koordinate des Messpunkts als die Ordinate und der Frequenz als der Abszisse, wie in 3 und 4 gezeigt.
Die durch die Abszisse von jeder der Grafiken von 3 und 4 repräsentierte Frequenz entspricht einer scheinbaren Wanderungsgeschwindigkeit der Probeteilchen. Die scheinbare Wanderungsgeschwindigkeit ist eine Summe der wahren Wanderungsgeschwindigkeit der Probenteilchen auf Basis des elektrischen Felds und der elektroosmotischen Strömungsgeschwindigkeit, und die elektroosmotische Flussgeschwindigkeit unterscheidet sich je nach der z-Koordinate des Messpunkts, wie nachstehend beschrieben werden wird. Daher kann durch Analysieren des Geschwindigkeitsprofils der elektroosmotischen Strömung, die sich je nach der z-Koordinate unterscheidet, eine stationäre Ebene angegeben werden, bei welcher die elektroosmotische Flussgeschwindigkeit Null beträgt, und die wahre Wanderungsgeschwindigkeit der Probenteilchen der stationären Ebene kann ermittelt werden.
Hier sind, zur Beschreibung des elektroosmotischen Flusses, die Wandflächen des Innenraums innerhalb des Probenzellbehälters negativ geladen. Positiv geladene Ionen und Teilchen versammeln sich daher in der Nähe der Wandflächen, und wenn ein parallel zu den Wandflächen verlaufendes elektrisches Feld angelegt wird, tritt eine Strömung in Richtung der negativen Elektrodenseite in der Nähe der Wandflächen auf, infolge dieser Ionen, und um für diese Strömung zu kompensieren, tritt bei einem zentralen Abschnitt eine Strömung in der entgegengesetzten Richtung des Innenraums auf. Diese Strömung ist der elektroosmotische Fluss, und es existiert eine Ebene, die in einem bestimmten Abstand von einer Wandfläche des Innenraums angeordnet ist und eine Ebene darstellt, bei welcher die elektroosmotische Flusssgeschwindigkeit Null beträgt. Diese Ebene ist die stationäre Ebene, und die Wanderungsgeschwindigkeit der Probenteilchen bei dieser stationären Ebene drückt die wahre Wanderungsgeschwindigkeit der Probeteilchen des elektrischen Felds aus.
Auf Basis eines Profils der elektroosmotischen Strömungsgeschwindigkeiten, die sich je nach der z-Koordinate unterscheiden, wird durch die folgende Berechnung die z-Koordinate der stationären Ebene ermittelt, bei welcher die elektroosmotische Flusssgeschwindigkeit Null beträgt.
Die folgende Formel (1) gilt, weil die scheinbare Wanderungsgeschwindigkeit die Summe der wahren Wanderungsgeschwindigkeit der Probeteilchen auf Basis des elektrischen Felds und der elektroosmotischen Flussgeschwindigkeit ist. U_obs (z) = U_p + U_osm(z) (1)

z:: Abstand von dem Zentrum des Innenraums
U_obs(z):: scheinbare Wanderungsgeschwindigkeit, die bei der Position z gemessen wird
U_p:: wahre Wanderungsgeschwindigkeit der Teilchen
U_osm(z):: elektroosmotische Geschwindigkeit bei der Position (z)

In einem rechteckigen Parallelepipedinnenraum kann die scheinbare Wanderungsgeschwindigkeit U_obs(z) durch die folgende Formel zweiter Ordnung (2) in Bezug auf z angenähert werden. U_obs(Z) = AU₀(z/b)² + ΔU₀(z/b) + (1 – A)U₀ + U_p (2)
Hier wird der Koeffizient A ausgedrückt durch A = 1/[(2/3) – (0.420166/k)] (3) und k ist ein Verhältnis von Längen a und b von jeweiligen Seiten eines Querschnitts des Innenraums senkrecht zu der Wanderungsrichtung, d. h. k = a/b (a > b). U₀ ist ein Durchschnittswert von Strömungsgeschwindigkeiten der Lösung bei den oberen und unteren Wandflächen und ΔU₀ ist eine Differenz der Strömungsgeschwindigkeiten der Lösung bei den oberen und unteren Wandflächen der Zelle.
Die stationäre Ebene ist bei der Position angeordnet, bei der U_obs = U_p, und die Wanderungsgeschwindigkeit, die bei der stationären Ebene beobachtet wird, ist die wahre Wanderungsgeschwindigkeit der Teilchen. Die wahre Wanderungsgeschwindigkeit U_p der Teilchen kann durch Messen von scheinbaren Wanderungsgeschwindigkeiten U_obs(z) bei unterschiedlichen Positionen ermittelt werden, indem die Messpunkte vertikal bewegt werden, mit einer Methode der kleinsten Quadrate auf Basis der Daten eine Parabel angenähert wird, und ein Koeffizientenvergleich durchgeführt wird.
3 und 4 sind Grafiken, in denen tatsächlich gemessene Reihen von Heterodyn-Spektren aufgetragen sind. In Bezug auf die Ordinate wird die z-Koordinate der oberen Wand des Innenraums als „1” ausgedrückt, die z-Koordinate der unteren Wand des Innenraums wird als „–1” ausgedrückt, und die z-Koordinate der Mittelposition zwischen der oberen Wand und der unteren Wand des Innenraums wird als „0” ausgedrückt. Die Abszisse repräsentiert die Frequenz der Heterodyn-Spektren, und die Mittenfrequenz des Heterodyn-Spektrums, das in dem Zustand gemessen wurde, in dem das elektrische Feld nicht an den Probenzellbehälter C angelegt wird, wird als 0 [Hz] ausgedrückt.
3 ist eine Grafik für den Fall, in dem die Probelösung durch Mischen von Polystyrollatex von 262 nm Durchmesser (Konzentration: 0.001%) in einer 10 mM (Millimolar) wässrigen Natriumchloridlösung bereitgestellt wird. Die Messbedingungen sind: Brechungsindex der Lösung: 1.3328; Viskosität der Lösung: 0.8878; und die elektrische Konstante der Lösung: 78.3.
4 ist eine Grafik für den Fall, in dem die Probelösung durch Mischen eines Polystyrollatex von 262 nm Durchmesser (Konzentration: 0.001%) in einer 100 mM (Millimolar) wässrigen Natriumchloridlösung bereitgestellt wird. Die Messbedingungen sind: Brechungsindex der Lösung: 1.3328; Viskosität der Lösung: 0.8878; und die elektrische Konstante der Lösung: 78.3.
In 3 beträgt die elektrische Feldstärke –10.64 [V/cm]. In 4 beträgt die elektrische Feldstärke –8.04 [V/cm]. Sowohl in 3 als auch in 4 ist das Profil der Mittenfrequenzen der Heterodyn-spektren im Wesentlichen eine Kurve zweiter Ordnung (Parabel).
Eine Parabel wurde mit der Methode der kleinsten Quadrate an jedes Profil angepasst, und ein Vergleich wurde mit den Koeffizienten von Formel (2) vorgenommen. Im Ergebnis wurden in dem Fall von 3 die Ebene bei z = 0.6017 und die Ebene bei z = –0.6936 als die stationären Ebenen aufgefunden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Probeteilchen bei der stationären Ebene wurde ermittelt, und auf Basis der Strömungsgeschwindigkeit wurde die elektrophoretische Beweglichkeit als –5.643 × 10^–4 [cm²/Vs] ermittelt, und das ζ-Potenzial der Teilchen wurde als –72.36 mV ermittelt.
In dem Fall von 4 wurde die Ebene bei z = 0.6078 und die Ebene bei z = –0.6867 als die stationären Ebenen aufgefunden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Probeteilchen bei der stationären Ebene wurde ermittelt, und auf Basis der Strömungsgeschwindigkeit wurde die elektrophoretische Beweglichkeit als –5.335 × 10^–4 [cm²/Vs] ermittelt, und das ζ-Potenzial der Teilchen wurde als –68.41 mV ermittelt.
Die wahre Strömungsgeschwindigkeit auf Basis des angelegten elektrischen Felds der Teilchen bei der stationären Ebene kann daher unter der Prämisse, dass der Innenraum ein rechteckiges Parallelepiped ist, ermittelt werden, indem das Profil der zentralen Frequenzen der Heterodyn-Spektren gemessen wird, während der Abstand von einer Wand verändert wird, eine Parabel an das Profil angelegt wird, und die Formel (2) verwendet wird, um die stationäre Ebene zu spezifizieren, bei welcher die elektroosmotische Geschwindigkeit Null beträgt. Die stationäre Ebene kann auch anhand der elektroosmotischen Flussmessung unter Verwendung der automatischen Bühnenbewegungsfunktion der beweglichen Bühne 9 ermittelt werden, um eine genaue Messung der elektrophoretischen Beweglichkeit zu realisieren.
Die Struktur des auf die vorliegende Erfindung bezogenen Probenzellbehälters C ist in 5A bis 5C, 6 und 7 gezeigt. Die Richtung der Anwendung eines elektrischen Felds wird durch x angegeben und die Richtung senkrecht dazu wird durch y angegeben. Eine horizontale Ebene wird durch x-y definiert. Die Richtung des Laserstrahls ist parallel zu der y-Richtung. Die z-Richtung ist eine Richtung senkrecht zu x und y. Die bewegliche Bühne 9 wird so betätigt, dass sich der Probenzellbehälter C entlang der z-Richtung bewegt.
Der Probenzellbehälter C ist aus einem durchsichtigen Harz einer rechteckigen Parallelepipedform geformt. Als das durchsichtige Harz kann beispielsweise Polystyrol eingesetzt werden. In dem Innenraum des rechteckigen Parallelepipeds (als der „Probenzellbehälterhauptkörper 10” bezeichnet) ist der abgedichtete Raum (Innenraum) 11 ausgebildet, der mit der Probelösung zu füllen ist. So wie die äußere Form des Probenzellbehälterhauptkörpers 10 ist auch die Form des Innenraums 11 ein rechteckiges Parallelepiped. Eine Seitenfläche 12 senkrecht zu der y-Richtung des Probenzellbehälterhauptkörpers 10, der in 5A gezeigt ist, und eine Seitenfläche 13 senkrecht zu der y-Richtung des Innenraums 11, sind die Flächen, bei denen der Laserstrahl eintritt und austritt, und diese Flächen sind mit spezieller Vorsicht hochglanzpoliert. Ein Paar von eingebetteten Elektroden 14, die zum Erzeugen eines elektrischen Felds ausgebildet sind und eingebettet sind in und dadurch integral mit dem Probenzellbehälterhauptkörper 10, sind in Zuständen angeordnet, in denen sie den Innenraum 11 bei jeweiligen Enden in der x-Richtung des Probenzellbehälterhauptkörpers 10 ausgesetzt sind. Jede eingebettet Elektrode 14 ist aus vergoldetem Kupfer oder Messing ausgebildet und weist, wie aus 5B klar wird, die eine Vorderschnittansicht zeigt, einen U-förmigen Querschnitt auf und ist in dem Probenzellbehälterhauptkörper 10 eingebettet.
Um ein Beispiel für Abmessungen zu geben, beträgt die Größe des Innenraums 11 in einem y-z Querschnitt betrachtet, 1 × 5 mm, und der Abstand zwischen Elektroden beträgt 24 mm. Das berechnete Raumvolumen beträgt 120–130 μLiter. Eine konventionelle elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle ist von großer Zellgröße (beispielsweise 2 × 10 mm) und benötigt ein gewisses Probenvolumen, da die Probeneinspritzung mit einer Spritze etc. durchgeführt wird. Hauptsächlich in Bio-bezogenen Feldern und Pharmazie-verwandten Feldern gilt für Proben jedoch (Proben mit einem hohen Grad an Gefahr oder einer Mikroquantität oder einer wertvollen Probe) etc., dass es umso bevorzugter ist, je weniger Probemenge benötigt wird. Daher wird es durch Auswahl einer kleinen Größe des Probenzellbehälters C und des Abstands zwischen Elektroden, möglich, um ein Minimalvolumen für eine vollständig verfügbare Zelle zu realisieren.
Ein Einspritzanschluss 15 und ein Entnahmeanschluss 16 für die Probelösung sind bei oberen Flächen der jeweiligen Enden in der x-Richtung des Probenzellbehälterhauptkörpers 10 ausgebildet, ein zylindrischer rohrförmiger Einspritzabschnitt 17 ist so errichtet, dass er den Einspritzanschluss 15 umgibt, und ein zylindrischer rohrförmiger Entnahmeabschnitt 18 ist so errichtet, dass er den Entnahmeanschluss 16 umgibt. Eine Innenseitenfläche 17a des Einspritzabschnitts 17 und eine Innenseitenfläche 18a des Entnahmeabschnitts 18 sind jeweils in rohrförmigen Formen ausgebildet und stehen mit dem Innenraum 11 in Verbindung. Sowohl der Einspritzabschnitt 17 und der Entnahmeabschnitt 18 sind aus demselben durchsichtigen Harz wie der Probenzellbehälterhauptkörper 10 ausgebildet.
Die Innenseitenfläche 17a des Einspritzabschnitts 17 ist geneigt ausgebildet, so dass der Querschnittsbereich des Rohrs mit dem Abstand von dem Probenzellbehälterhauptkörper 10 zunimmt. Die Innenseitenfläche 18a des Entnahmeabschnitts 18 ist auch geneigt ausgebildet, so dass der Querschnittsbereich des Rohrs mit dem Abstand von dem Probenzellbehälterhauptkörpers 10 zunimmt.
Ein Deckel 21, der den Innenraum überdeckt und abdichtet, ist bereitgestellt, um Leckage der Probelösung von dem Einspritzabschnitt 17 zu verhindern, nachdem der Innenraum 11 mit der Probelösung gefüllt worden ist, und der Deckel 22, der den Innenraum überdeckt und abdichtet, ist bereitgestellt, um Leckage der Probelösung von dem Entnahmeabschnitt 18 zu verhindern. Wenn die Formen des Einspritzabschnitts 17 und des Entnahmeabschnitts 18 dieselben sind, sind die Formen der Deckel 21 und 22 ebenfalls dieselben. Es ist dienlich, die Deckel in derselben Form auszubilden, weil dies die Notwendigkeit eliminiert, die Deckel gemäß der Einspritzung und Entnahme zu managen.
In der folgenden Beschreibung wird vorausgesetzt, dass die Formen des Einspritzabschnitts 17 und des Entnahmeabschnitts 18 dieselben sind und die Formen der Deckel 21 und 22 dieselben sind, und nur die Formen des Einspritzabschnitts 17 und des Deckels 21 werden beschrieben werden.
6 ist eine Perspektivansicht der Form des Deckels 21, der den Einspritzabschnitt 17 überdeckt. Der Deckel 21 ist aus einem Harz ausgebildet, so wie Polytetrafluorethylen, etc., und ist aus einem Griffabschnitt 21a zum Halten mit einer Hand, einem Seitenflächenabschnitt 21b zum Kontaktieren der Innenseitenfläche 17a des zylindrischen Rohrs des Einspritzabschnitts 17 oder der Innenseitenfläche 18a des zylindrischen Rohrs des Entnahmeabschnitt 18, und einem Bodenflächenabschnitt 21c ausgebildet. Ein hypothetischer Querschnitt des Seitenflächenabschnitts 21b, der durch das senkrechte Schneiden entlang einer Mittellinie des Deckels 21 resultiert, wird durch „S” angegeben. Der Deckel 21 ist so ausgebildet, dass der Bereich des Querschnitts S entlang einer Richtung der Einführung von dem Griffabschnitt 21a zu dem Bodenflächenabschnitt 21c graduell abnimmt. Andererseits ist die Innenseitenfläche 17a des Einspritzabschnitts 17 so ausgebildet, dass er im Querschnittsbereich mit dem Abstand von dem Einspritzanschluss 15 zunimmt.
Spezifisch ist der Seitenflächenabschnitt 21b des Deckels 21 in einer geschnittenen Seitenansicht konisch ausgebildet. Ein Neigungswinkel, der durch die Seitenfläche 21b und die Mittellinie gebildet wird, wird durch „θ” repräsentiert. Die Innenseitenfläche 17a des Einspritzabschnitts 17 ist auch geneigt ausgebildet, mit einem in einer Seitenschnittansicht fixierten Neigungswinkel in Bezug auf die Mittellinie. Dieser „fixierte Neigungswinkel” ist ebenfalls mit dem Winkel θ des Seitenflächenabschnitts 21b des Deckels 21 identisch. Ein Verfahren zum Verwenden des Probenzellbehälters C wird nun unter Verwendung von 7 beschrieben. In einem Zustand, in dem die Deckel 21 und 22 entfernt sind, wird eine vorgegebene Menge der Probelösung von dem Einspritzabschnitts 17 unter Verwendung einer Mikropipette 23 eingespritzt. Die vorgegebene Menge wird auf der Mikropipette 23 markiert, und indem die vorgegebene Menge eingespritzt wird, wird ein Zustand erreicht, in dem der Innenraum 11 mit der Probelösung gefüllt ist, und Abschnitte innerhalb der zylindrischen Rohre des Einspritzabschnitts 17 und des Entnahmeabschnitts 18 sind ebenfalls mit der Probelösung gefüllt.
Wenn eine große Menge der Probelösung, welche die vorgegebene Menge überschreitet, in der Mikropipette 23 platziert ist, läuft die Probelösung von dem Einspritzabschnitt 17 oder dem Entnahmeabschnitt 18 über, oder ein Zustand nahe dazu wird erreicht, und die Probelösung wird verschwenderisch verloren, wenn die Deckel 21 und 22 angebracht werden. Daher wird durch Einhalten der vorgegebenen Menge der Mikropipette 23 eine Probeeinspritzung einer vorgegebenen Menge ermöglicht, und ein Verschwenden der eingespritzten Probemenge kann eliminiert werden.
Wenn die Deckel 21 und 22 eingedrückt werden, läuft überschüssige Lösung von dem Einspritzabschnitt 17 und dem Entnahmeabschnitt 18 über, weil der Seitenflächenabschnitt 21b des Deckels 21 konisch ausgebildet ist, mit dem zu dem Neigungswinkel der Innenseitenfläche 17a des zylindrischen Rohrs des Einspritzabschnitts 17 identischen Winkel, und der Seitenflächenabschnitt 22b des Deckels 22 konisch ausgebildet ist, mit dem zu dem Neigungswinkel der Innenseitenfläche 18a des zylindrischen Rohrs des Entnahmeabschnitts 18 identischen Winkel.
Wenn der Seitenflächenabschnitt 21b des Deckels 21 nicht konisch ausgebildet ist, d. h. wenn der Deckel 21 so ausgebildet ist, dass der Bereich des Querschnitts S des Seitenflächenabschnitts 21b des Deckels 21 von dem Griffabschnitt 21a in Richtung des Bodenflächenabschnitts 21c uniform ausgebildet ist und die Innenseitenfläche 17a des zylindrischen Rohrs des Einspritzabschnitts 17 auch im Querschnittsbereich uniform ausgebildet ist, wird zwischen dem Bodenflächenabschnitt 21c des Deckels 21 und der Wasserfläche der Probelösung Luft beibehalten, wenn der Deckel 21 in den Einspritzabschnitt 17 gedrückt wird. Dasselbe gilt, wenn der Deckel 22 in den Einspritzabschnitt 18 gedrückt wird. Die beibehaltene Luft wird in der Probelösung mitgeführt, wenn der Druck der Probelösung in dem Innenraum 11 zunimmt, und dabei werden leicht Blasen gebildet. Wenn sich einmal Blasen bilden, beginnen die Blasen an den inneren Wandflächen des Innenraums 11 zu haften, und es wird schwierig, diese zu entfernen.
Mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, indem dafür gesorgt wird, dass der Seitenflächenabschnitt 21b des Deckels 21 und die Innenseitenfläche 17a des zylindrischen Rohrs des Einspritzabschnitts 17 mit gleichen Winkeln geneigt ausgebildet sind, das Zurückbehalten von Luft zwischen dem Bodenflächenabschnitt 21c und der Wasserfläche der Probelösung während dem Anbringen des Deckels 21 verhindert werden. Ähnlich dazu kann das Zurückbehalten von Luft zwischen dem Bodenflächenabschnitt 22c und der Wasserfläche der Probelösung während dem Anbringen des Deckels 22 verhindert werden. Es wird daher dagegen vorgebeugt, dass sich Blasen mit der Probelösung mischen, und das Formen von Blasen während der Probeneinspritzung kann unterdrückt werden.
Ebenfalls möglich ist eine Ausführungsform, bei welcher der Deckel 21 dazu ausgebildet ist, ausschließlich für den Einspritzanschluss verwendet zu werden, der Deckel 22 dazu ausgebildet ist, ausschließlich für den Entnahmeanschluss verwendet zu werden, der Seitenflächenabschnitt von einem der Deckel konisch ausgebildet ist, der Seitenflächenabschnitt des Einspritzanschlusses oder des Entnahmeanschlusses, auf dem der Deckel angebracht ist, ebenfalls konisch ausgebildet ist, der Seitenflächenabschnitt des anderen Deckels nicht konisch ausgebildet ist, und der Seitenflächenabschnitt des Einspritzanschlusses oder des Entnahmeanschlusses, an dem der Deckel nicht montiert ist, auch nicht konisch ausgebildet ist. Mit dieser Anordnung kann dem Formen von Blasen komplett vorgebeugt werden, zumindest bei dem Deckel, der konisch ausgebildet ist, und dem Einspritzanschluss oder Entnahmeanschluss, an welchen der konische Deckel angebracht ist.
Wie in 8 auch gezeigt ist, ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher ein Seitenflächenabschnitt 21'b oder ein Seitenflächenabschnitt 22'b eines Deckels 21' oder 22' konisch ausgebildet ist und eine darauf ausgebildete Gewindenut (Außennut) aufweist, eine geneigte Gewindenut (Innengewinde) auf der Innenseitenfläche des Einspritzabschnitts oder der Innenseitenfläche des Entnahmeabschnitts ausgebildet ist, auf dem der Deckel angebracht ist, und der Deckel während dem Drehen hereingedrückt wird. In diesem Fall läuft überschüssige Lösung von dem Einspritzanschluss 19 oder dem Entnahmeanschluss 20 über, wenn der Deckel 21' oder 22' eingeschraubt wird. Durch Verwendung des Gewindeanschlusses kann eine starke Kopplung des Deckels 21' oder 22' mit dem Einspritzabschnitt oder dem Entnahmeabschnitt realisiert werden.
Obwohl vorstehend bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf diejenigen, die vorstehend beschrieben wurden, beschränkt. Beispielsweise die Form der eingebetteten Elektrode 14 ist nicht auf diejenige eines U-förmigen Querschnitts, wie in 5B gezeigt, beschränkt, und irgendeine Form, sowie ein „S”-förmiger Querschnitt ein „I”-förmiger Querschnitt etc. können eingesetzt werden. 9 zeigt die Form einer eingebetteten Elektrode 14a, die dazu ausgebildet ist, einen „S”-förmigen Querschnitt aufzuweisen, indem eine Metallplatte zwei Mal gebogen wurde. Abgesehen von dem vorstehenden können verschiedene Abwandlungen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.

Claims

Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle mit: einem Behälter mit einem rechteckigen Parallelepipedinnenraum zum Einführen einer Probelösung; mindestens zwei Elektroden, die innerhalb des Behälters und zum an den Innenraum Anlegen eines elektrischen Felds ausgebildet sind; einem rohrförmigen Probeeinspritzabschnitt, der mit dem Innenraum in Verbindung steht; einem rohrförmigen Probeentnahmeabschnitt, der mit dem Innenraum in Verbindung steht; einem ersten Deckel zum Überdecken des Probeeinspritzabschnitts und Abdichten des Innenraums; und einem zweiten Deckel zum Überdecken des Probeentnahmeabschnitts und Abdichten des Innenraums; und wobei der erste Deckel eine erste Seitenfläche aufweist, die mit einer Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts in Kontakt steht, wenn der erste Deckel angebracht ist, wobei die Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts so ausgebildet ist, dass der Querschnittsbereich des Rohrs mit Abstand zu dem Innenraum zunimmt, und der Bereich des Querschnitts der ersten Seitenfläche in der Richtung der Einführung des ersten Deckels graduell abnimmt.
Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle nach Anspruch 1, bei welcher die Elektroden integral mit dem Behälter ausgebildet sind.
Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts in einer Seitenschnittansicht einen festen Neigungswinkel in Bezug auf eine Mittellinie des Rohrs bildet, und die erste Seitenfläche des ersten Deckels in einer Seitenschnittansicht den Neigungswinkel in Bezug auf eine Mittellinie des ersten Deckels bildet.
Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle nach einem der Ansprüche 1–3, bei der eine Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeentnahmeabschnitts so ausgebildet ist, dass der Querschnittsbereich des Rohrs mit Abstand zu dem Innenraum zunimmt, und der zweite Deckel eine zweite Seitenfläche aufweist, die mit der Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeentnahmeabschnitts in Kontakt steht, und der Bereich des Querschnitts der zweiten Seitenfläche in der Richtung der Einführung des zweiten Deckels graduell abnimmt.
Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle nach Anspruch 4, bei welcher die Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeentnahmeabschnitts in einer Seitenschnittansicht einen festen Neigungswinkel in Bezug auf eine Mittellinie des Rohrs bildet, und die zweite Seitenfläche des zweiten Deckels in einer Seitenschnittansicht den Neigungswinkel in Bezug auf eine Mittellinie des zweiten Deckels bildet.
Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle nach einem der Ansprüche 1–5, bei welcher auf der Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeeinspritzabschnitts ein Außengewinde ausgebildet ist, und auf der ersten Seitenfläche des ersten Deckels ein Außengewinde ausgebildet ist, das zu dem Innengewinde passt.
Elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher auf der Innenseitenfläche des rohrförmigen Probeentnahmeabschnitts ein Innengewinde ausgebildet ist, und an der zweiten Seitenfläche des zweiten Deckels ein Außengewinde ausgebildet ist, das zu dem Innengewinde passt.
Elektrophoretisches Beweglichkeitsmessverfahren, das umfasst: Bereitstellen der elektrophoretischen Beweglichkeitsmesszelle nach einem der Ansprüche 1–7; Messen eines Profils an Mittenfrequenzen von Heterodyn-Spektren, während der Abstand zu einer Wand des Innenraums verändert wird; Annähern einer Parabel an das Profil; Spezifizieren einer stationären Ebene innerhalb des Innenraums, bei welcher die elektroosmotische Flusssgeschwindigkeit Null beträgt; und auf Basis eines angelegten elektrischen Felds Ermitteln der wahren Wanderungsgeschwindigkeit der Teilchen bei der stationären Ebene.
Elektrophoretisches Beweglichkeitsmessverfahren nach Anspruch 8, bei dem die elektrophoretische Beweglichkeitsmesszelle auf eine bewegliche Bühne gesetzt wird und durch eine automatische Bühnenbewegungsfunktion der beweglichen Bühne aus der elektroosmotischen Strömungsmessung die stationäre Ebene ermittelt wird, um eine genaue Messung der elektrophoretischen Beweglichkeit zu realisieren.
Vorrichtung zum Messen der elektrophoretischen Beweglichkeit von Teilchen in einer Probelösung, mit: der elektrophoretischen Beweglichkeitsmesszelle nach einem der Ansprüche 1–7; einem Mittel zum Anlegen eines elektrischen Felds, das ein elektrisches Feld an die Elektroden der elektrophoretischen Beweglichkeitsmesszelle anlegt; einer Lichtquelle; einem Mittel zum Teilen eines Lichtwegs, welches das Licht von der Lichtquelle teilt; einem Fokussiermittel zum auf die Probelösung Fokussieren eines der Lichter, die aus dem Teilen durch das Mittel zum Teilen eines Lichtwegs resultieren; einem automatischen Bühnenbewegungsmittel zum Bewegen der Brennpunktposition; einem Phasenmodulationsmittel, das Phasenmodulation bei dem anderen Licht, das aus dem Teilen durch das Mittel zum Teilen eines Lichtwegs resultiert, durchführt; einem Spektralmessmittel, das ein Interferenzlicht des phasenmodulierten Referenzlichts und durch die Probelösung ausgesandtes gestreutes Licht empfängt und ein Spektrum des Interferenzlichts misst; und einem Analysemittel zum auf Basis des Interferenzlichtspektrums, das durch das Spektralmessmittel gemessen wurde, Berechnen der elektrophoretischen Beweglichkeit der Teilchen.