DE69017283T2

DE69017283T2 - Elektroforetisches Kapillar mit eingebauter optischer Vorrichtung.

Info

Publication number: DE69017283T2
Application number: DE69017283T
Authority: DE
Inventors: Luis Aux Bons Soins Hernandez
Original assignee: Europhor SA
Current assignee: Europhor SA
Priority date: 1989-06-21
Filing date: 1990-06-15
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2010-06-16
Also published as: FR2649487B1; FR2649487A1; ATE119288T1; US5228969A; EP0404646B1; DE69017283D1; EP0404646A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrophoresekapillare mit eingebauter Optikvorrichtung.
Die Kapillarelektrophorese ist eine leistungsstarke Trenntechnik, die es gestattet, die Anwesenheit von Substanzen in Erfassungszonen mit sehr kleinem Volumen nachzuweisen. Diese Elektrophoresetechnik findet eine besonders interessante Anwendung auf medizinischem und biologischem Gebiet, wobei die elektrophoretische Wanderung entweder in einem Tampon oder auf Gel stattfindet.
Es können mehrere Nachweismethoden verwendet werden (UV- Spektrometrie, Leitfähigkeitsmessung, ...), jedoch hat sich der Nachweis durch Fluoreszenz als besonders empfindlich erwiesen. Fluoreszenz ist die Eigenschaft, die gewisse Substanzen besitzen, nach Erregung durch Licht mit einer bestimmten Wellenlänge eine Strahlung mit einer größeren Wellenlänge als derjenigen der einfallenden Strahlen zu emittieren.
Die Nachweisempfindlichkeit mittels Fluoreszenz rührt aus der Tatsache her, daß die Grundemission (außer der Fluoreszenz) praktisch Null ist, so daß man große Änderungen der Emission beobachtet. Dies steht im Gegensatz zur klassischen Absorptionserscheinung, wo der Unterschied zwischen der einfallenden Strahlung und derjenigen, die emittiert wird, sehr schwach ist. Aufgrund der Auswahl von zwei Wellenlängen (Erregungsenergie und Emissionsenergie) besitzt man außerdem eine erhöhte Selektivität: diese genaue Auswahl ermöglicht eine sehr große Selektivität.
In den konventionellen Fluoreszenzdetektoren wird das durch Fluoreszenz emittierte Licht im allgemeinen entweder in der Ebene der einfallenden Strahlen oder senkrecht zur Ebene der einfallenden Strahlen aufgefangen.
Aufgrund der geringen Menge der anwesenden Produkte ist das emittierte Licht schwach, und es ist außerdem erforderlich, Optikvorrichtungen vorzusehen, entweder um das einfallende Licht vom emittierten Licht zu trennen, oder um das emittierte Licht in eine bestimmte Richtung zu reflektieren.
Das Vorhandensein von derartigen Zusatzvorrichtungen zwingt dazu, die Beobachtung des Lichts in einem gewissen Abstand von der Kapillare unter einem Sensibilitätsverlust vorzunehmen. Zum Beispiel beschreibt die FR-A-2 558 262 derartige Vorrichtungen zum Filtern und Auswählen von Wellenlängen, um zwischen vier farbigen Indikatoren zu unterscheiden. Die Filter befinden sich im Abstand von der Elektrophoresekapillare.
Die EP-A-294 996 beschreibt ein System, das zwei Detektoren und zwei Wellenlängentrennfilter aufweist, mit der Möglichkeit einer reflektierenden Oberfläche auf einer Elektrophoresegel- Halteplatte.
Die US-A-2 748 074 kompensiert einen ungünstigen Brechungsindex eines Rohrs durch eine besondere Auswahl des Innen- und Außendurchmessers und des Brechungsindex des Elektrophoresemilieus.
Um diesem Mangel abzuhelfen, stellt die Erfindung eine Lösung bereit, die darin besteht, an der äußeren Oberfläche der Kapillare mindestens eine Optikvorrichtung auszubilden, die ein Farbtrennfilter oder ein Reflektor ist.
Die Fluoreszenz kann in der Ebene des einfallenden Lichtes jenseits der Kapillare beobachtet werden, und in diesem Fall ist die Optikvorrichtung ein Farbtrennfilter, der nur das Licht mit größerer Wellenlänge als derjenigen des einfallenden Lichtes hindurchtreten läßt.
Sie kann auch in der Ebene des einfallenden Lichtes, jedoch auf der gleichen Seite der Kapillare beobachtet werden, oder in einer Ebene, welche die Ebene des einfallenden Lichtes schneidet, in der Praxis zumeist mit 45º. Im ersten Fall ist die Optikvorrichtung ein Reflektor. Der Farbtrennfilter ist dann im Weg der reflektierten Strahlen angeordnet, gegebenenfalls sogar in die Kapillare selbst eingebaut. Im zweiten Fall kann die Vorrichtung ebenfalls ein Filter sein.
Verschiedene Arten von reflektierenden Materialien können verwendet werden, um diesen Reflektor zu verwirklichen, zum Beispiel eine Metallfolie, falls der Reflektor an der Oberfläche der Kapillare (im allgemeinen aus geschmolzenem Siliziumoxid) abgeschieden wird, oder ein durch Verdampfung, chemische Abscheidung, galvanische Abscheidung usw. entweder an der Außenseite oder an der Innenseite der Kapillare abgeschiedenes Metall oder Silbersalz.
Der Reflektor kann einen mehr oder weniger großen Teil der Kapillare bedecken, was zum Beispiel von einem halbzylindrischen Teil bis zu einer nahezu vollständigen Überdeckung reichen kann, welche das reflektierte Licht nur in der Beobachtungsrichtung hindurchtreten läßt, wobei der nichtreflektierende Teil einen Farbtrennfilter aufweisen kann.
Wenn man ein Verdampfungsverfahren verwendet, um die Kapillare entweder außen oder innen zu beschichten, wird auf die Oberfläche der Kapillare, die nicht beschichtet werden darf, ein Schutzfilm aufgebracht und nach einem Beschichten des zu behandelnden Teils entfernt.
Infolge des Vorhandenseins des Reflektors kann man das emittierte Licht ausrichten und/oder die Menge des aufgefangenen Lichtes vergrößern, was demzufolge die Wahrnehmungsschwelle absenkt.
Die beiliegende Figur ist eine schematische Darstellung einer Kapillare, bei der ein Teil der Erfassungszone einen Reflektor (oder einen Filter) gemäß der Erfindung aufweist.
Die Kapillare 1 ist in der Erfassungzone 3 auf einem Teil ihrer äußeren Oberfläche mit einem Reflektor 2 versehen, der das im Inneren der Kapillare emittierte Licht in die Beobachtungsrichtung (Pfeil A) reflektiert. Die mit dem Reflektor überzogene Oberfläche kann mehr oder weniger groß sein, und sie kann nur ein sehr schmales "Fenster" aufweisen, um das Licht in der Richtung A hindurchtreten zu lassen.
Der Reflektor kann durch eine zugeschnittene und an der Kapillare befestigte Metallfolie, zum Beispiel aus Aluminium, oder aus reflektierendem Polymer ausgebildet sein. Er kann vorteilhafterweise durch Abscheidung von Metall (Silber, Rhodium, ...), durch Verdampfung, galvanische Abscheidung usw. gebildet werden. Diese Abscheidungsverfahren sind in gleicher Weise für die Bildung eines Reflektors im Inneren der Kapillare anwendbar.
Für die Bildung eines Farbtrennfilters kann man zum Beispiel die Verfahren einer Pyrolyse oder einer Verspiegelung mit Metallsalzen von unterschiedlicher Art entsprechend der gewünschten Trennung verwenden.

Claims

1. Elektrophoresekapillare mit Fluoreszenzerfassung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine an der äußeren Oberfläche der Kapillare (1) in Höhe der Fluoreszenzerfassungszone (3) ausgebildete Optikvorrichtung aufweist, wobei die besagte Optikvorrichtung ein Farbtrennfilter oder ein Reflektor (2) ist.

2. Kapillare nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Optikvorrichtung nur einen Teil der Oberfläche der Erfassungszone (3) einnimmt.

3. Kapillare nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Optikvorrichtung ein von einem durch Verdampfen oder galvanisch abgeschiedenen Metall gebildeter Reflektor (3) ist.

4. Kapillare nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennnzeichnet, daß die Optikvorrichtung ein von einem reflektierenden Polymerfilm gebildeter Reflektor (3) ist.