EP2622338A1 - Kapillarröhrchen für die elektrophorese - Google Patents

Kapillarröhrchen für die elektrophorese

Info

Publication number
EP2622338A1
EP2622338A1 EP11764145.6A EP11764145A EP2622338A1 EP 2622338 A1 EP2622338 A1 EP 2622338A1 EP 11764145 A EP11764145 A EP 11764145A EP 2622338 A1 EP2622338 A1 EP 2622338A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
capillary tube
plastic
hole
capillary
μιη
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11764145.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Mueller
Karsten Pinkwart
Jens Tuebke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2622338A1 publication Critical patent/EP2622338A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44791Microapparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44713Particularly adapted electric power supply
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60Specific applications or type of materials
    • G01N2223/628Specific applications or type of materials tubes, pipes

Definitions

  • the present invention relates to a capillary for capillary electrophoresis and a chemical separation and analysis device containing this capillary.
  • the electrophoretic separation is caused by the application of a voltage.
  • Charged particles migrate in the electric field to the corresponding poles, e.g. negatively charged particles to the positive pole.
  • Each charged particle shows different speeds in the electric field due to different mobilities.
  • the mobility depends on the charge number, the radius and the forming hydrate layer of the particle.
  • EEF electroosmotic flow
  • Optical detectors can thus be used "on-column" without coming into contact with the live fluid, but only compounds that absorb in the appropriate wavelength range can be detected, eg, mono- and oligosaccharides have no chromophore
  • These devices must be used with other sensitive detectors, such as mass selective and electrochemical detectors, but these detectors come into contact with the live fluid, resulting in significant degradation or failure of these detectors Lead out separating line, before the fluid reaches the detector.
  • the fluid passes through an interface to the mass spectrometer, where a liquid (sheath liquid) is fed into the interface in order to be able to remove the voltage from the capillary, an undesirable effect of which is the dilution with the fluid from the capillary, thereby significantly reducing the detection sensitivity.
  • a liquid sheath liquid
  • the glass separation channel is not coated, which results in a high EOF.
  • This difference in the EOF leads to an indirect hydrodynamic flow after branching to the end of the canal. This flow is assisted by increasing the flow resistance in the side arm by making the length of the side arm longer than the distance from the branch to the end of the channel.
  • Electrochemical detection is referred to as "off-channel detection” when the voltage is to be taken out prior to electrochemical detection.
  • a “decoupler” is described in the above publication and by H. Chen et al. in Trends in Analytical Chemistry, Vol. 26, No. 2, 2007, several variants are presented. J.S. Rossier et al, Journal of Electroanalytical Chemistry, 492 (2000), 15, describes a construction in which microholes are integrated at the end of the separation channel, which are made of a different polymer material. This construction allows the voltage before electrochemical detection from the separation channel
  • the invention consists in the provision of a suitable chemical separation and analysis device containing the capillary according to the invention and a chemical separation and analysis method using the
  • this object is achieved by providing a plastic capillary tube for the
  • the plastic capillary tube has an inlet and an outlet opening and further comprises at least one hole in the Kapillarrschreibchenwand and the diameter of the hole on the inside of the Kapillarrschreibchenwand thin ) in the range of 0.5 ⁇ to 30 ⁇ .
  • the capillary tube of the invention is a polymer capillary tube, i. one out of one
  • Plastic capillary tubes show less surface adsorption than conventional glass capillary tubes for compounds that tend to have a strong tendency due to their chemical structure. Examples are proteins and oligosaccharides. For such classes of compounds, the electrophoretic separation in plastic capillary tubes has a favorable effect. Furthermore, chemically and mechanically stable plastic capillary tubes can be produced more cheaply. As discussed above, the use of sensitive and selective
  • the plastic capillary tube has at least one hole in the capillary tube wall and the diameter of the hole on the inside of the capillary tube wall thin) in the range of 0.5 ⁇ to 30 ⁇ . Due to the selected diameter of the hole in the capillary wall, it is made possible on the one hand to bring out the tension, but on the other hand leakage of the fluid from the hole in the capillary tube wall is prevented as far as possible under given experimental conditions.
  • the diameter of the hole is located on the inside of the hole
  • Capillary tube wall thin in the range of 1 ⁇ to 20 ⁇ , more preferably 2 ⁇ to 12 ⁇ .
  • the determination of the hole diameter may e.g. carried out via optical evaluation of light microscopy images.
  • the hole or bore diameter is determined manually by inserting circles via the 3-point method or by determining the center point and radius in the light microscope image. The hole must be positioned in the middle.
  • the diameter of the hole on the inside of the capillary tube wall is thin) smaller than the diameter of the hole on the outside of the capillary tube wall dL (outer).
  • a hole whose cross-sectional opening is not circular eg.
  • the hole has a conical or conical shape.
  • a conical shape of the hole can be e.g. by laser drilling, i.e., "burning in” a hole in the capillary wall by laser action.
  • the ratio of the hole diameter at the inside of the hole diameter is the ratio of the hole diameter at the inside of the hole diameter
  • Capillary tube wall dL (inside) dL (outside) in the range of 1/2 to 1/7, more preferably 1/3 to 1/5.
  • the ratio dL (inside) / dL (outside) can be determined by means of a lateral
  • the axis of the hole extends at an angle in the range of 90 ° ⁇ 20 °, more preferably in the range of 90 ° ⁇ 10 ° to the longitudinal axis of the
  • the plastic capillary tube of the present invention may have only one or alternatively two or more holes in the capillary tube wall.
  • plastic capillary tube only one hole in the
  • Capillary tube wall has.
  • the plastic capillary tube has further holes in the capillary tube wall, with respect to the properties of these additional holes, reference may be made to the above statements regarding the first hole. If the plastic capillary tube has two holes in the capillary tube wall, it is preferable for the two holes in the capillary tube wall to be as close as possible to each other, ie, to be on the same axis or uniaxial.
  • Plastic capillary tube for capillary electrophoresis can be varied accordingly.
  • the outer diameter of the plastic capillary tube is outside ) in the range of 50 ⁇ to 200 ⁇ , more preferably from 75 ⁇ to 170 ⁇ and the
  • Inner diameter of the plastic capillary tube inside is preferably in the range of 10 ⁇ to 150 ⁇ , more preferably from 50 ⁇ to 125 ⁇ .
  • the thickness of the Kapillarrschreibchenwand in the range of 1 ⁇ to 25 ⁇ .
  • the total length L 0 of the Kunststoffkapillarrschreibchens may vary depending on the type of sample to be analyzed and the required separation conditions.
  • a suitable total length L 0 of the plastic capillary tube may be, for example, in the range of 40 cm to 150 cm, more preferably 55 cm to 100 cm.
  • Plastic capillary tubes of such dimensions are commercially available.
  • the hole having a diameter which is in the above-indicated diameter range can be mounted in the capillary tube wall by methods generally known to those skilled in the art. Exemplary in this
  • the laser drilling for example, a microchip laser with a wavelength of 532 nm can be used.
  • the spot irradiation technique is used.
  • the laser beam is focused in this way that a focal point arises on the capillary surface.
  • the desired inner diameter of the hole can ultimately be determined.
  • the capillary tube at its respective ends, ie the capillary tube has at one end an inlet opening for receiving the sample liquid and at the other end an outlet opening.
  • the hole in the capillary tube wall is as close as possible to the outlet opening of the tube.
  • the hole is at a distance Li from the end of the capillary tube having the outlet opening and the total length of the plastic capillary tube is L 0 and the ratio Li / L 0 is in the range of 1/8 to 1/500, more preferably 1 / 20 to 1/100.
  • Plastic capillary tube can be made, e.g. polyimide,
  • the present invention provides a chemical separation and analysis apparatus comprising
  • the capillary electrophoresis unit comprises a receptacle for a sample or electrolyte liquid in the region of the end of the capillary tube having the inlet opening, so that the liquid can easily enter the capillary tube
  • Capillary tube can be injected, e.g. by hydrodynamic or electrokinetic injection.
  • an electrode E2 is mounted in the region of the receptacle so that it can be immersed in the sample or electrolyte liquid when the receptacle is filled or can be in electrically conductive contact therewith.
  • the capillary electrophoresis unit comprises a device element for establishing an external pressure in the plastic capillary tube.
  • a device element for establishing an external pressure in the plastic capillary tube.
  • the liquid is conducted into the capillary at a different flow rate.
  • a liquid pump is preferably positioned in front of the voltage inlet.
  • the chemical separation and comprises
  • the detection unit is preferably an electrochemical detector, mass-selective detector, conductivity detector, AOW or SAW sensors (AOW: surface acoustic waves or SAW: surface acoustic
  • Impendanzspektroskopiesensor or impedance sensor provides optically based detectors, such as UV, VIS, fluorescence, and refractive index detectors, or combinations of these detectors.
  • optically based detectors such as UV, VIS, fluorescence, and refractive index detectors, or combinations of these detectors.
  • the present invention provides a chemical separation and analysis method comprising introducing one
  • Plastic capillary tubes may be made in a conventional manner known to those skilled in the art, e.g. by hydrodynamically or electrokinetically performed injection.
  • Buffer liquid is, in which an electrode El dips or which is in electrically conductive contact with an electrode El.
  • Buffer liquid is in contact. In this container can then be embedded in the electrode El.
  • Another electrode E2 preferably dips into a
  • Sample liquid or is in electrically conductive contact with this, wherein the sample liquid is present in a vessel, preferably in the field of
  • Inlet opening of the capillary tube is positioned.
  • the voltage across the hole in the tube wall is effectively led out of the capillary tube, so that the sample liquid after passing through the hole is no longer under tension and thus can be fed to a downstream detection unit.
  • the sample liquid introduced into the plastic capillary tube is subjected to a pressure in the range of 1 to 500 mbar, more preferably 5 mbar to 150 mbar.
  • a pressure in the range of 1 to 500 mbar, more preferably 5 mbar to 150 mbar.
  • the sample liquid is supplied after passing the hole in the Kapillarrschreibchenwand a downstream detection unit.
  • the detection unit is preferably an electrochemical detector, mass-selective detector, conductivity detector, AOW or SAW sensors (AOW: surface acoustic waves or SAW: surface acoustic waves), impedance spectroscopy sensor or impedance sensor, optically based Detectors, such as UV, VIS, fluorescence, and refractive index detectors, or combinations of these detectors.
  • Figure 1 shows schematically a preferred embodiment, which will be described in more detail below.
  • the preferred chemical separation and analysis apparatus shown in Figure 1 includes the plastic capillary tube 1 described above having a hole 2 in the capillary tube wall.
  • the inlet opening having the end of
  • Sample liquid 3 a In this liquid, an electrode 4 is also attached.
  • a buffer vessel 5 is placed at the hole 2 in the capillary tube wall.
  • the second electrode 6 In this buffer or electrolyte vessel 5, the second electrode 6 is attached.
  • a DC voltage is applied between the electrodes (voltage between 1 and 30kV). The voltage is passed through the plastic capillary tube 1 between the capillary inlet opening and the hole 2 in the capillary tube wall and closes the circuit. In this capillary section electrophoretic separation takes place.
  • the first buffer or electrolyte vessel is exchanged with the sample vessel 3. The injection is carried out hydrodynamically or electrokinetically.
  • the polarity of the electrodes 4, 6 can be switched to negative-positive or vice versa, depending on the analytical question. If negatively charged analytes are to be detected, the electrode in the first buffer or electrolyte vessel 3 is contacted negatively and positive in the second buffer or electrolyte vessel 5. In the electrophoretic separation section, the negatively charged analytes migrate to the positive pole and are separated due to their different mobility. A second electrophoretic effect is the electroosmotic flow EOF already discussed above, which transports the entire bulk part in the capillary tube in the direction of the positive pole. As a result, negatively charged analytes are accelerated and positively charged analytes are slowed down by the capillary tube 1. Neutral particles, on the other hand, migrate with the electroosmotic flow. Since, when using the capillary tube 1 according to the invention, the voltage is led out through the hole 2 in the capillary tube wall, there is no space after the hole 2
  • a commercially available polyimide capillary tube having an outer diameter of 168 ⁇ m and an inner diameter of 122 ⁇ m was used. The wall thickness was therefore 23 ⁇ .
  • Such a plastic capillary tube is commercially available, e.g. from Goodfellow.
  • the capillary tube had a total length of 60 cm. At a distance of 7 cm from the end of the capillary having the outlet opening were two opposite holes in the
  • the detection unit used was a UV detector from Dionex with a flow cell, which was connected to the plastic capillary tube via a transfer line.
  • a commercially available aqueous borate solution was used as a buffer.
  • Nitrate was used as the UV-active test substance.
  • a voltage of U 15 kV was applied. Furthermore, an external pressure of 4 psi was applied. At the point of the two holes in the
  • Capillary tube wall flows a current of 55 ⁇ . In other places of the capillary, the flow of current is interrupted. Further, despite an external pressure of 4 psi, there is no drop formation due to leaking buffer liquid from the holes in the capillary wall. The example shows that stress can escape at the location of the holes in the capillary wall, but at a given pressure, the buffer liquid is retained in the capillary tube.
  • inventive chemical separation and analysis device realize, inter alia, the following advantages:
  • Detection sensitivity is maintained, no sheath fluid is used, and the sample (injection volume) is not diluted.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoffkapillarröhrchen für die Kapillarelektrophorese, wobei das Kunststoffkapillarröhrcheneine Einlass-und eine Auslassöffnung aufweist und weiterhinmindestens ein Loch in der Kapillarröhrchenwand aufweist und der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der Kapillarröhrchenwand dL(innen) im Bereich von 0,5µm bis 30 µm liegt.

Description

Kapillarröhrchen für die Elektrophorese
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kapillare für die Kapillarelektrophorese sowie eine chemische Trenn- und Analysevorrichtung, die diese Kapillare enthält. Die elektrophoretische Auftrennung wird durch Anlegen einer Spannung verursacht. Geladene Teilchen wandern im elektrischen Feld zu den entsprechenden Polen, z.B. negativ geladene Teilchen zum Pluspol. Jedes geladene Teilchen zeigt dabei im elektrischen Feld unterschiedliche Geschwindigkeiten aufgrund unterschiedlicher Mobilitäten. Die Mobilität hängt von der Ladungszahl, vom Radius und der ausbildenden Hydratschicht des Teilchens ab. Die Viskosität des Puffers
beeinträchtigt ebenfalls die Mobilität der geladenen Teilchen. Somit können geladene Teilchen mit unterschiedlichen Mobilitätskonstanten voneinander getrennt werden. Ein weiterer elektrophoretischer Effekt, der die Auftrennung im elektrischen Feld beeinflusst, ist der elektroosmotische Fluss (EOF). Erzeugt wird dieser gleichmäßige und gerichtete Fluss durch Oberflächenladungen auf der inneren Kapillaroberfläche. Kapillarmaterialien mit einer großen Dichte an Ladungen erzeugen einen hohen EOF. Eine negative Oberfläche wie sie z.B. bei Glas ausgebildet wird, ergibt einen Fluss in Richtung Pluspol. Durch den EOF werden negativ geladene Teilchen beschleunigt und positiv geladene Teilchen gebremst. Neutrale Teilchen hingegen wandern mit dem EOF durch die Kapillare. Der pH- Wert hat auf die
Oberflächenladung und somit auf den EOF ebenfalls einen signifikanten Einfluss. Routinemäßig werden Glaskapillaren eingesetzt, da sie einfach und kostengünstig hergestellt werden können. Ein weiterer großer Vorteil ist die optische
Durchlässigkeit für Licht im UV/VIS -Bereich. Optische Detektoren können dadurch „on-column" eingesetzt werden, ohne mit der unter Spannung stehenden Flüssigkeit in Kontakt zu kommen. Allerdings können nur Verbindungen, die im geeigneten Wellenlängenbereich absorbieren, nachgewiesen werden. So weisen z.B. Mono- und Oligosaccharide kein Chromophor auf. Für diese Verbindungen müssen andere sensitive Detektoren wie massenselektive und elektrochemische Detektoren eingesetzt werden. Diese Detektoren kommen aber mit der unter Spannung stehenden Flüssigkeit in Kontakt, was zu einer signifikanten Verschlechterung bzw. zum Ausfall dieser Detektoren führt. Somit ist es unbedingt erforderlich, die Spannung aus der Trennstrecke herauszuführen, bevor das Fluid den Detektor erreicht.
Ein weiterer Nachteil von Glaskapillaren ist die hohe Adsorptionstendenz von Verbindungen, die sich an der negativen Oberfläche irreversibel anlagern können. Eine Inertisierung der inneren Oberfläche kann durch eine dünne Beschichtung mit einem Polymer herbeigeführt werden. Allerdings kann die intensive UV-Strahlung des Detektors die feine Polymerschicht leicht irreversibel beschädigen. Bisher wurde das Problem der nachgeschalteten Detektion z.B. durch ein sog.
„Sheath Interface" gelöst. Nach der elektrophoreti sehen Auftrennung gelangt das Fluid über ein Interface zum Massenspektrometer. Im Interface wird eine Flüssigkeit (Sheath Liquid) zugeführt, um die Spannung aus der Kapillare herausführen zu können. Ein unerwünschter Effekt der Zuführung ist die Verdünnung mit dem Fluid aus der Kapillare. Dadurch wird die Nachweisempfindlichkeit deutlich herabgesetzt. Um die Nachweisempfindlichkeit bei der nachgeschalteten Detektion nicht zu verschlechtern, wird in neueren Entwicklungen versucht, auf das Sheath Liquid zu verzichten und stattdessen ein sog.„Sheathless Interface" zu verwenden. Neue Entwicklungen werden von Zamfir et al. in Journal of Chromatograph)? A, 1159 (2007), 2-13, beschrieben. Leitfähige sog. Emitter bestehen aus einer speziell hergestellten Glaskapillare und einem leitfähigen Material, das auf die Außenseite der Glaskapillare aufgebracht wird. Der Emitter wird dann mit der Trennkapillare verbunden und elektrisch kontaktiert. Die Anforderungen an das Design und Material des Emitters sind sehr hoch, um eine exzellente und reproduzierbare Sprüheigenschaft für die Massenspektrometrie zu erhalten. Weiterhin darf der Emitter keinen negativen Einfluss auf die Trennqualität und somit auf die analytische Performance haben. Das Design hat den Vorteil, dass der Emitter flexibel auf verschiedene Trennsäulen aufgebracht werden kann, Trennkapillare und Emitter müssen aber sauber miteinander verbunden werden. Laut Veröffentlichung bestehen aber Schwierigkeiten, die genannten Anforderungen zu realisieren.
In einem Workshop für Kapillarelektrophorese von Beckman/Coulter, der im
September 2009 in Basel stattgefunden hat, wurde in einer Präsentation ein neu entwickelter Emitter vorgestellt. Dabei werden die letzten 4 cm einer Glaskapillare an einem Ende geätzt, bis die Wand der Glaskapillare porös wird und dadurch die Spannung aus der Kapillare herausgeführt werden kann. Der poröse Teil wird in ein Metallgehäuse (= Elektrode) eingebracht und elektrisch kontaktiert. Zwischen poröse Kapillare und Metallgehäuse wird eine leitfähige Flüssigkeit gespült, um gebildete Gasblasen durch Elektrolyse des wässrigen Puffers an der Elektrode
abzutransportieren. Allerdings kann der poröse Teil der Kapillare zu einer deutlich höheren Oberflächenadsorption von Verbindungen führen, die eine deutliche Verschlechterung der analytischen Performance zur Folge haben kann. Nachteilig kann auch das sehr schlagempfindliche Design der behandelten Kapillare sein. Ein weiterer bekannter Ansatz besteht in der Anwendung der Chip-Technologie. A. Rios et al. beschreiben in„Miniaturization of Analytical Systems", ISBN- 10: 0-470- 06110-3, S. 237 Lösungen auf Mikrochips mit integrierter Kapillarelektrophorese, die es ermöglichen, die Spannung vor der Detektion aus der Trennstrecke heraus zu führen.
In der Chiptechnologie spricht man nicht mehr von Trennkapillaren, sondern von Mikrotrennkanälen, die durch Ätzprozesse in den Chip eingebracht wurden. In obiger Veröffentlichung wird eine Variante vorgestellt, die auf einem Chip, abgehend vom eigentlichen Trennkanal, einen Seitenarm aufweisen, in dem sich auch die zweite Kontaktelektrode befindet. Dieser Seitenarm wird mit Polyacrylamid beschichtet, um den elektroosmotischen Fluss deutlich zu erniedrigen. Der
Trennkanal aus Glas hingegen ist nicht beschichtet, wodurch ein hoher EOF erreicht wird. Dieser Unterschied in den EOF führt nach der Abzweigung bis zum Kanal ende zu einem indirekten hydrodynamischen Fluss. Unterstützt wird dieser Fluss durch Erhöhen des Flusswiderstandes im Seitenarm, indem die Länge des Seitenarms länger als die Strecke von der Abzweigung bis zum Kanalende ist. Als
Detektionstechnik wird hier die Massenspektrometrie beschrieben. Bei der elektrochemischen Detektionen spricht man von„Off-channel Detektion", wenn die Spannung vor der elektrochemischen Detektion herausgeführt werden soll. Mit Hilfe eines„Decouplers" werden in obiger Veröffentlichung und von H. Chen et al. in Trends in Analytical Chemistry, Band 26, Nr. 2, 2007, mehrere Varianten vorgestellt. J.S. Rossier et al, Journal of Electroanalytical Chemistry, 492 (2000), 15, beschreibt eine Konstruktion, bei der Mikrolöcher am Ende des Trennkanals integriert werden, die aus einem anderen Polymermaterial bestehen. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Spannung vor der elektrochemischen Detektion aus dem Trennkanal
herauszuführen. Osbourne et al., Analytical Chemistry, 75 (2003), 2710, beschreiben ebenfalls ein Design mit Löchern am Ende des Trennkanals. Die Löcher sind mit einer Celluloseacetat-Membran verschlossen. Die Membran ist durchlässig genug, um den elektrischen Kontakt zur Elektrode herstellen zu können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer geeigneten Kapillare für die Kapillarelektrophorese, die den Einsatz von sensitiven, nicht-optischen Detektoren wie z.B. massenselektiven oder elektrochemischen Detektoren ermöglicht und den Verlust an Analysat (z.B. durch irreversible
Immobilisierung) möglichst minimiert. Weitere Aufgaben der vorliegenden
Erfindung bestehen in der Bereitstellung einer geeigneten chemischen Trenn- und Analysevorrichtung, die die erfindungsgemäße Kapillare enthält sowie eines chemischen Trenn- und Analyseverfahrens unter Anwendung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die Bereitstellung eines Kunststoffkapillarröhrchens für die
Kapillarelektrophorese, wobei das Kunststoffkapillarröhrchen eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung aufweist sowie weiterhin mindestens ein Loch in der Kapillarröhrchenwand aufweist und der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der Kapillarröhrchenwand dünnen) im Bereich von 0,5 μπι bis 30 μπι liegt.
Wie oben dargelegt, handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Kapillarröhrchen um ein Polymer- bzw. Kunststoffkapillarröhrchen, d.h. ein aus einem
Polymermaterial gefertigtes Kapillarröhrchen. Kunststoffkapillarröhrchen zeigen gegenüber herkömmlichen Glaskapillarröhrchen weniger Oberflächenadsorptionen für Verbindungen, die aufgrund ihrer chemischen Struktur stark dazu tendieren. Beispiele sind Proteine und Oligosaccharide. Für solche Verbindungsklassen wirkt sich die elektrophoretische Auftrennung in Kunststoffkapillarröhrchen günstig aus. Weiterhin können chemisch und mechanisch stabile Kunststoffkapillarröhrchen kostengünstiger hergestellt werden. Wie bereits oben diskutiert, setzt der Einsatz von sensitiven und selektiven
Detektoren voraus, dass die für die elektrophoretische Trennung angelegte Spannung vor Erreichen des Detektors möglichst wirksam herausgeführt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dies ermöglicht, indem das Kunststoffkapillarröhrchen mindestens ein Loch in der Kapillarröhrchenwand aufweist und der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der Kapillarröhrchenwand dünnen) im Bereich von 0,5 μπι bis 30 μπι liegt. Durch den gewählten Durchmesser des Lochs in der Kapillarwand wird es ermöglicht, dass einerseits die Spannung herausgeführt, aber andererseits ein Austreten des Fluids aus dem Loch in der Kapillarröhrchenwand bei gegebenen Versuchsbedingungen möglichst weitgehend verhindert wird.
Bevorzugt liegt der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der
Kapillarröhrchenwand dünnen) im Bereich von 1 μπι bis 20 μπι, bevorzugter 2 μπι bis 12 μιη.
Im Fall eines Lochs, dessen Querschnittsöffnung nicht kreisförmig ist (z.B.
elliptisch), entspricht dünnen) dem maximalen Durchmesserwert. Die Bestimmung des Lochdurchmessers kann z.B. über optische Auswertung von Lichtmikroskopiebildern erfolgen. Der Loch- bzw. Bohrungsdurchmesser wird manuell durch das Hineinlegen von Kreisen über das 3 -Punkt- Verfahren bzw. durch die Bestimmung von Mittelpunkt und Radius im Lichtmikroskopbild bestimmt. Dabei muss das Loch mittig positioniert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der Kapillarröhrchenwand dünnen) geringer als der Durchmesser des Lochs an der Außenseite der Kapillarröhrchenwand dL(außen)- Im Fall eines Lochs, dessen Querschnittsöffnung nicht kreisförmig ist (z.B.
elliptisch), entspricht dL(außen) dem maximalen Durchmesserwert.
Bevorzugt weist das Loch eine konische bzw. kegelförmige Form auf. Wie nachfolgend noch erläutert wird, lässt sich eine solche konische Form des Lochs z.B. durch Laserbohrung, d.h.„Einbrennen" eines Lochs in die Kapillarwand durch Lasereinwirkung verwirklichen.
Bevorzugt liegt das Verhältnis des Lochdurchmessers an der Innenseite der
Kapillarröhrchenwand zu dem Lochdurchmessers an der Außenseite der
Kapillarröhrchenwand dL(innen) dL(außen) im Bereich von 1/2 bis 1/7, bevorzugter 1/3 bis 1/5. Das Verhältnis dL(innen)/dL(außen) kann mit Hilfe einer seitlichen
Lichtmikroskopieaufnahme des Kapillarröhrchens bestimmt werden. Bevorzugt verläuft die Achse des Lochs in einem Winkel im Bereich von 90° ± 20°, bevorzugter im Bereich von 90° ± 10° zur Längsachse des
Kunststoffkapillarröhrchens.
Das erfindungsgemäße Kunststoffkapillarröhrchen kann nur ein Loch oder alternativ zwei oder mehr Löcher in der Kapillarröhrchenwand aufweisen.
Um jeglichen Analysat- bzw. Probenverlust möglichst zu minimieren, kann es bevorzugt sein, dass das Kunststoffkapillarröhrchen nur ein Loch in der
Kapillarröhrchenwand aufweist.
Sofern das Kunststoffkapillarröhrchen weitere Löcher in der Kapillarröhrchenwand aufweist, kann hinsichtlich der Eigenschaften dieser zusätzlichen Löcher auf die obigen Ausführungen hinsichtlich des ersten Lochs verwiesen werden. Weist das Kunststoffkapillarröhrchen zwei Löcher in der Kapillarröhrchenwand auf, ist es bevorzugt, dass sich die beiden Löcher in der Kapillarröhrchenwand möglichst genau gegenüber liegen, d.h. möglichst auf gleicher Achse liegen bzw. einachsig vorliegen.
In Abhängigkeit von der zu untersuchenden Probe und den optimalen
Trennbedingungen können die Abmessungen des erfindungsgemäßen
Kunststoffkapillarröhrchens für die Kapillarelektrophorese entsprechend variiert werden.
Bevorzugt liegt der Außendurchmesser des Kunststoffkapillarröhrchens draußen) im Bereich von 50 μιη bis 200 μιτι, bevorzugter von 75 μιη bis 170 μιη und der
Innendurchmesser des Kunststoffkapillarröhrchens drinnen) liegt bevorzugt im Bereich von 10 μιη bis 150 μιτι, bevorzugter von 50 μιη bis 125 μιη.
Bevorzugt liegt die Dicke der Kapillarröhrchenwand im Bereich von 1 μιη bis 25 μιη.
Die Gesamtlänge L0 des Kunststoffkapillarröhrchens kann je nach Art der zu analysierenden Probe und den erforderlichen Trennbedingungen variieren. Eine geeignete Gesamtlänge L0 des Kunststoffkapillarröhrchens kann z.B. im Bereich von 40 cm bis 150 cm, bevorzugter 55 cm bis 100 cm liegen.
Kunststoffkapillarröhrchen mit solchen Abmessungen sind kommerziell erhältlich. Das Loch mit einem Durchmesser, der im oben angegebenen Durchmesserbereich liegt, kann über Verfahren, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind, in der Kapillarröhrchenwand angebracht werden. Beispielhaft kann in diesem
Zusammenhang die Laserbohrung genannt werden. Bei der Laserbohrung kann z.B. ein Mikrochiplaser mit einer Wellenlänge von 532 nm verwendet werden. Eingesetzt wird z.B. die Spotbestrahlung-Technik. Dabei wird der Laserstrahl so fokussiert, dass ein Brennpunkt auf der Kapillaroberfläche entsteht. Durch Variation von Bestrahlungsparametern kann letztendlich der erwünschte Lochinnendurchmesser festgelegt werden. Bevorzugt befinden sich Einlass- und Auslassöffnung des
Kunststoffkapillarröhrchens an seinen jeweiligen Enden, d.h. das Kapillarröhrchen weist an einem Ende eine Einlassöffnung für die Aufnahme der Probenflüssigkeit und am anderen Ende eine Auslassöffnung auf. Bevorzugt befindet sich das Loch in der Kapillarröhrchenwand möglichst nahe an der Auslassöffnung des Röhrchens. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Loch in einem Abstand Li von dem die Auslassöffnung aufweisenden Ende des Kapillarröhrchens und die Gesamtlänge des Kunststoffkapillarröhrchens beträgt L0 und das Verhältnis Li/L0 liegt im Bereich von 1/8 bis 1/500, bevorzugter 1/20 bis 1/100.
Als geeignete Polymermaterialien, aus denen das erfindungsgemäße
Kunststoffkapillarröhrchen gefertigt sein kann, können z.B. Polyimid,
Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polystyrol, Polypropylen, Polyether-ether- keton, Fluorpolymere u.a., sowie deren Gemischen genannt werden. Auch können weitere Substanzen, wie z.B. Keramikpartikel in das Polymermaterial zugefügt werden, um z.B. den elektroosm otischen Fluss beeinflussen zu können.
Gemäß eines weiteren Aspekts stellt die vorliegende Erfindung eine chemische Trenn- und Analysevorrichtung bereit, umfassend eine
Kapillarelektrophoreseeinheit, die das oben beschriebene erfindungsgemäße Kunststoffkapillarröhrchen enthält.
Bevorzugt steht die Außenseite der Kapillarröhrchenwand im Bereich des Lochs in Kontakt mit einer Elektrolytflüssigkeit, in die eine Elektrode El eintaucht. Bevorzugt umfasst die Kapillarelektrophoreseeinheit ein Aufnahmegefäß für eine Proben- bzw. Elektrolytflüssigkeit im Bereich des die Einlassöffnung aufweisenden Endes des Kapillarröhrchens, so dass die Flüssigkeit problemlos in das
Kapillarröhrchen injiziert werden kann, z.B. durch hydrodynamische oder elektrokinetische Injektion. Bevorzugt wird eine Elektrode E2 im Bereich des Aufnahmegefäßes so angebracht, dass sie bei gefülltem Aufnahmegefäß in die Proben- bzw. Elektrolytflüssigkeit eintauchen oder mit dieser in elektrisch leitendem Kontakt sein kann.
Bevorzugt umfasst die Kapillarelektrophoreseeinheit ein Vorrichtungselement zum Aufbau eines externen Drucks in dem Kunststoffkapillarröhrchen. Möglich wird dies z.B. durch Anlegen eines Gasdruckes über der Flüssigkeit. Die Flüssigkeit wird abhängig vom externen Druckes mit unterschiedlicher Fließgeschwindigkeit in die Kapillare geleitet. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer flüssigkeitsfördernden Pumpe. Diese wird bevorzugt vor dem Spannungseinlass positioniert.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die chemische Trenn- und
Analysevorrichtung eine Detektionseinheit, die nach der
Kapillarelektrophoreseeinheit angebracht ist.
Bevorzugt handelt es sich bei der Detektionseinheit um einen elektrochemischen Detektor, massenselektiven Detektor, Leitfähigkeitsdetektor, AOW- bzw. SAW- Sensoren (AOW: akustische Oberflächenwellen bzw. SAW: Surface Acoustic
Waves), Impendanzspektroskopiesensor bzw. Impedanzsensor, optisch basierende Detektoren, wie UV-, VIS-, Fluoreszenz-, und Brechungsindex-Detektoren, oder Kombinationen dieser Detektoren. Gemäß eines weiteren Aspekts stellt die vorliegende Erfindung ein chemisches Trenn- und Analyseverfahren bereit, umfassend das Einbringen einer zu
analysierenden Probenflüssigkeit in das Kunststoffkapillarröhrchen der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung und die elektrophoretische
Auftrennung durch Anlegen einer Spannung.
Das Einbringen der zu analysierenden Probenflüssigkeit in das
Kunststoffkapillarröhrchen kann in üblicher, dem Fachmann bekannten Weise erfolgen, z.B. durch hydrodynamisch oder elektrokinetisch durchgeführte Injektion.
Wie bereits oben diskutiert, ist es bevorzugt, dass die Außenseite des
Kapillarröhrchens im Bereich des Lochs in Kontakt mit einer Elektrolyt- bzw.
Pufferflüssigkeit steht, in die eine Elektrode El eintaucht bzw. die in elektrisch leitendem Kontakt mit einer Elektrode El steht. Beispielsweise wird das
Kapillarröhrchen im Bereich des Lochs in der Kapillarwand durch einen die
Elektrolyt- bzw. Pufferflüssigkeit enthaltenden Behälter geführt, so dass die
Außenseite des Röhrchens in diesem Bereich mit der Elektrolyt- bzw.
Pufferflüssigkeit in Kontakt steht. In diesen Behälter kann dann auch die Elektrode El eingelassen sein. Eine weitere Elektrode E2 taucht bevorzugt in eine
Probenflüssigkeit ein bzw. steht in elektrisch leitendem Kontakt mit dieser, wobei die Probenflüssigkeit in einem Gefäß vorliegt, das bevorzugt im Bereich der
Einlassöffnung des Kapillarröhrchens positioniert ist. In dieser Anordnung wird die Spannung über das Loch in der Röhrchenwand wirksam aus dem Kapillarröhrchen herausgeführt, so dass die Probenflüssigkeit nach dem Passieren des Lochs nicht mehr unter Spannung steht und somit einer nachgeschalteten Detektionseinheit zugeführt werden kann.
Bevorzugt wird die in das Kunststoffkapillarröhrchen eingebrachte Probenflüssigkeit mit einem Druck im Bereich von 1 bis 500 mbar, bevorzugter 5 mbar bis 150 mbar beaufschlagt. Indem die in das Kunststoffkapillarröhrchen eingebrachte Probenflüssigkeit einem externen Druck ausgesetzt wird, kann die Verweilzeit des Analyten im Bereich des Lochs in der Kapillarröhrchenwand minimiert werden. Dies verringert auch die Wahrscheinlichkeit, dass geringe Mengen des Analyten durch das Loch aus dem Röhrchen herausdiffundieren und in Richtung Elektrode El wandern. Dieser externe Druck bewirkt vielmehr, dass der Analyt nach dem Passieren des Lochs unter Einwirkung eines hydrodynamischen Flusses im Kapillarröhrchen in Richtung der Auslassöffnung weiterbewegt wird.
Bevorzugt wird die Probenflüssigkeit nach dem Vorbeiführen an dem Loch in der Kapillarröhrchenwand einer nachgeschalteten Detektionseinheit zugeführt. Wie oben bereits ausgeführt, handelt es sich bei der Detektionseinheit bevorzugt um einen elektrochemischen Detektor, massenselektiven Detektor, Leitfähigkeitsdetektor, AOW- bzw. SAW-Sensoren (AOW: akustische Oberflächenwellen bzw. SAW: Surface Acoustic Waves), Impendanzspektroskopiesensor bzw. Impedanzsensor, optisch basierende Detektoren, wie UV-, VIS-, Fluoreszenz-, und Brechungsindex- Detektoren, oder Kombinationen dieser Detektoren. Figur 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform, die nachfolgend eingehender beschrieben wird.
Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte chemische Trenn- und Analysevorrichtung enthält das oben beschriebene Kunststoffkapillarröhrchen 1 mit einem Loch 2 in der Kapillarröhrchenwand. Das die Einlassöffnung aufweisende Ende des
Kapillarröhrchens taucht in eine Puffer- bzw. Elektrolytflüssigkeit oder
Probenflüssigkeit 3 ein. In dieser Flüssigkeit ist auch eine Elektrode 4 angebracht. Ein Puffer- bzw. Elektrolytgefäß 5 wird an dem Loch 2 in der Kapillarröhrchenwand platziert. In diesem Puffer- bzw. Elektrolytgefäß 5 wird die zweite Elektrode 6 angebracht. Zwischen den Elektroden wird eine Gleichspannung angelegt (Spannung zwischen 1 und 30kV). Die Spannung wird durch das Kunststoffkapillarröhrchen 1 zwischen Kapillareinlassöffnung und dem Loch 2 in der Kapillarröhrchenwand geleitet und schließt den Stromkreis. In diesem Kapillarabschnitt findet die elektrophoretische Auftrennung statt. Um die Probe in die Kapillare zu bekommen, wird das erste Puffer- bzw. Elektrolytgefäß mit dem Probengefäß 3 ausgetauscht. Die Injektion wird hydrodynamisch oder elektrokinetisch durchgeführt.
Die Polung der Elektroden 4, 6 kann je nach der analytischen Fragestellung negativpositiv oder umgekehrt geschaltet werden. Sollen negativ geladene Analyten nachgewiesen werden, wird die Elektrode im ersten Puffer- bzw. Elektrolytgefäß 3 negativ und im zweiten Puffer- bzw. Elektrolytgefäß 5 positiv kontaktiert. In der elektrophoretischen Trennstrecke wandern die negativ geladenen Analyten zum Pluspol und werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Mobilität aufgetrennt. Ein zweiter elektrophoretischer Effekt ist der bereits oben diskutierte elektroosmotische Fluss EOF, der den gesamten Bulk-Teil im Kapillarröhrchen in Richtung Pluspol transportiert. Das hat zur Folge, dass negativ geladene Analyten beschleunigt und positiv geladene Analyten verlangsamt durch das Kapillarröhrchen 1 bewegt werden. Neutrale Teilchen hingegen wandern mit dem elektroosmotischen Fluss. Da beim Einsatz des erfindungsgemäßen Kapillarröhrchens 1 die Spannung durch das Loch 2 in der Kapillarröhrchenwand herausgeführt wird, liegt nach dem Loch 2 keine
Spannung mehr an. Die Folge ist eine Veränderung vom elektroosmotischen in einen hydrodynamischen Fluss HDF. Nach dem Loch 2 in der Kapillarröhrchenwand befinden sich die negativ geladenen Analyten außerhalb der elektrophoretischen Trennstrecke und werden hydrodynamisch zu einem nachgeschalteten Detektor 7 geleitet. Um die Verweilzeit des Analyten im Bereich des Lochs 2 zu minimieren, ist es bevorzugt, dass zusätzlich zur Spannungsaufgabe ein hydrodynamischer Fluss HDF auf die Kapillare angewendet wird. Der externe Druck auf die Kapillare beträgt bevorzugt <500 mbar und kann als Ersatz für den EOF betrachtet werden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels eingehender erläutert. Beispiel
Verwendet wurde ein kommerziell erhältliches Polyimidkapillarröhrchen mit einem Außendurchmesser von 168 μιη und einem Innendurchmesser von 122 μιη. Die Wanddicke betrug folglich 23 μιη. Ein solches Kunststoffkapillarröhrchen ist kommerziell erhältlich, z.B. von Goodfellow. Das Kapillarröhrchen wies eine Gesamtlänge von 60 cm auf. Im Abstand von 7 cm von dem die Auslassöffnung aufweisende Kapillarende wurden zwei gegenüberliegende Löcher in der
Kapillarröhrchenwand angebracht. Dies erfolgte durch Laserbohrung unter
Verwendung eines Mikrochiplasers mit einer Wellenlänge von 532 nm. Eingesetzt wurde die sog. Spotbestrahlung-Technik, wobei der Laserstrahl so fokussiert wird, dass ein Brennpunkt auf der Kapillaroberfläche entsteht. An der Innenseite der Kapillarröhrchenwand betrug der Lochdurchmesser 10 μιη. Das Loch wies eine konische Form auf. Der Lochdurchmesser an der Wandaußenseite war größer als der Lochdurchmesser an der Wandinnenseite.
Als Detektionseinheit wurde ein UV-Detektor von Dionex mit Durchflussküvette eingesetzt, die mit dem Kunststoffkapillarröhrchen über eine Transferline verbunden war. Eine kommerziell erhältliche wässrige Boratlösung wurde als Puffer eingesetzt. Als UV-aktive Testsubstanz wurde Nitrat verwendet.
Es wurde eine Spannung von U = 15 kV angelegt. Weiterhin wurde ein externer Druck von 4 psi angelegt. An der Stelle der beiden Löcher in der
Kapillarröhrchenwand fließt ein Strom von 55 μΑ. An anderen Stellen der Kapillare ist der Stromfluss unterbrochen. Weiter zeigt sich trotz eines externen Drucks von 4 psi keine Tropfenbildung durch austretende Pufferflüssigkeit aus den Löchern in der Kapillarwand. Das Beispiel zeigt, dass an der Stelle der Löcher in der Kapillarwand Spannung austreten kann, hingegen aber bei gegebenem Druck die Pufferflüssigkeit in dem Kapillarröhrchen zurückgehalten wird. Wie bereits oben erwähnt, wurde Nitrat als Analyt injiziert. Bei einer Spannung von U = -15 kV und zusätzlich einem hydrodynamischen Druck von 4 psi resultierte aus dem Elektropherogramm eine Retentionszeit von 2,3 min für das Nitrat.
Wie oben diskutiert, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen
Kunststoffkapillarröhrchen und der dieses Kapillarröhrchen umfassenden
erfindungsgemäßen chemischen Trenn- und Analysevorrichtung unter anderem folgende Vorteile realisieren:
Oberflächenladungen in Kunststoffkapillarröhrchen sind in Vergleich zu Glaskapillaren deutlich herabgesetzt. Der positive Effekt dadurch ist, dass große geladene Moleküle (insbesondere Biomoleküle) durch die Oberflächenladungen nicht adsorbiert werden und elektrophoretisch aufgetrennt werden kann.
Anbindung von Detektoren, die mit der Pufferflüssigkeit in Kontakt kommen. Durch das in der Kapillarröhrchenwand angebrachte Loch kann die Spannung für die elektrophoretische Auftrennung herausgeführt werden, ohne dass die Detektoren dadurch negativ beeinflusst werden.
Nachweisempfindlichkeit bleibt erhalten, es wird keine„Sheath-Flüssigkeit" eingesetzt. Die Probe (Injektionsmenge) wird nicht verdünnt.
Die Gasbildung durch Elektrolyse des Puffers hat durch den gegeben Aufbau keinen Einfluss auf die elektrophoretische Bedienung.

Claims

Ansprüche
Ein Kunststoffkapillarröhrchen für die Kapillarelektrophorese, wobei das Kunststoffkapillarröhrchen eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung aufweist und weiterhin mindestens ein Loch in der Kapillarröhrchenwand aufweist und der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der
Kapillarröhrchenwand dünnen) im Bereich von 0,5 μιη bis 30 μιη liegt.
Das Kunststoffkapillarröhrchen gemäß Anspruch 1, wobei der Durchmesser des Lochs an der Innenseite der Kapillarröhrchenwand dünnen) geringer ist als der Durchmesser des Lochs an der Außenseite der Kapillarröhrchenwand dL(außen) und das Loch bevorzugt eine konische Form aufweist.
Das Kunststoffkapillarröhrchen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Außendurchmesser des Kunststoffkapillarröhrchens draußen) im Bereich von 50 μπι bis 200 μιη und/oder der Innendurchmesser des
Kunststoffkapillarröhrchens drinnen) im Bereich von 10 μιη bis 150 μιη liegt.
Das Kunststoffkapillarröhrchen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich das Loch in der Kapillarröhrchenwand in einem Abstand Li von dem die Auslassöffnung aufweisenden Ende des Kunststoffkapillarröhrchens befindet, die Gesamtlänge des Kunststoffkapillarröhrchens L0 beträgt, und das
Verhältnis Li/Lo im Bereich von 1/8 bis 1/500 liegt.
Das Kunststoffkapillarröhrchen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kunststoffkapillarröhrchen aus Polyimid, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polystyrol, Polypropylen, Polyether-ether-keton, Fluorpolymer, oder deren Gemischen gefertigt ist.
Eine chemische Trenn- und Analysevorrichtung, umfassend eine
Kapillarelektrophoreseeinheit, die das Kunststoffkapillarröhrchen gemäß einem der Ansprüche 1-5 enthält. Die chemische Trenn- und Analysevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Außenseite der Kapillarröhrchenwand im Bereich des Lochs in Kontakt mit einer Elektrolytflüssigkeit steht, in die eine Elektrode El eintaucht.
Die chemische Trenn- und Analysevorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Kapillarelektrophoreseeinheit ein Vorrichtungselement zum Aufbau eines externen Drucks in dem Kunststoffkapillarröhrchen aufweist.
Die chemische Trenn- und Analysevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6-8, wobei die chemische Trenn- und Analysevorrichtung eine
Detektionseinheit umfasst, die nach der Kapillarelektrophoreseeinheit angebracht ist.
Ein chemisches Trenn- und Analyseverfahren, umfassend das Einbringen einer zu analysierenden Probenflüssigkeit in das Kunststoffkapillarröhrchen der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6-9 und die elektrophoretische Auftrennung durch Anlegen einer Spannung.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die in das
Kunststoffkapillarröhrchen eingebrachte Probenflüssigkeit mit einem Druck im Bereich von 1 bis 500 mbar beaufschlagt wird.
12. Das Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Probenflüssigkeit nach dem Durchlaufen der Kapillarelektrophoreseeinheit einer Detektionseinheit zugeführt wird.
EP11764145.6A 2010-09-27 2011-09-23 Kapillarröhrchen für die elektrophorese Withdrawn EP2622338A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010041433A DE102010041433A1 (de) 2010-09-27 2010-09-27 Kapillarröhrchen für die Elektrophorese
PCT/EP2011/066551 WO2012041767A1 (de) 2010-09-27 2011-09-23 Kapillarröhrchen für die elektrophorese

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2622338A1 true EP2622338A1 (de) 2013-08-07

Family

ID=44735901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11764145.6A Withdrawn EP2622338A1 (de) 2010-09-27 2011-09-23 Kapillarröhrchen für die elektrophorese

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9410925B2 (de)
EP (1) EP2622338A1 (de)
JP (1) JP5685651B2 (de)
KR (1) KR101516098B1 (de)
CA (1) CA2811109A1 (de)
DE (1) DE102010041433A1 (de)
WO (1) WO2012041767A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11899294B2 (en) 2020-09-03 2024-02-13 Lg Innotek Co., Ltd. Light path control member and display device comprising same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060057556A1 (en) * 2002-10-21 2006-03-16 The Government Of The United States Of America Department Of Health And Human Services Contiguous capillary electrospray sources and analytical devices

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223114A (en) 1987-06-17 1993-06-29 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University On-column conductivity detector for microcolumn electrokinetic separations
CA1339779C (en) * 1987-06-17 1998-03-24 Xiao-Hua Huang On-column conductivity detector for microcolumn electrokinetic separations
EP0356160A3 (de) * 1988-08-24 1991-09-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Kapillarvorrichtung
US5298134A (en) * 1988-08-24 1994-03-29 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Capillary device
US4908116A (en) * 1989-06-01 1990-03-13 The Board Of Trustees At The Leland Stanford Junior University Capillary electrophoretic device employing structure permitting electrical contact through ionic movement
EP0475533B1 (de) * 1990-09-11 1997-02-05 Prince Technologies B.V. Verfahren und Vorrichtung zur Einführung mindestens eines Flüssigkeitsvolumens in eine Röhre, insbesondere für kapillare Elektrophoresesysteme und Verfahren und Vorrichtung zur Trennung und/oder Analyse eines fluiden Materials
JPH0650938A (ja) * 1992-08-03 1994-02-25 Nakano Vinegar Co Ltd 毛細管式電気泳動法の泳動電極及びこれを用いた電気泳動法
US5409586A (en) * 1992-08-26 1995-04-25 Hitachi, Ltd. Method for analyzing nucleic acid or protein and apparatus therefor
US5582705A (en) * 1995-05-19 1996-12-10 Iowa State University Research Foundation, Inc. Multiplexed capillary electrophoresis system
US6863790B1 (en) * 1997-02-06 2005-03-08 Board Of Regents University Of Texas System Sheathless interface for capillary electrophoresis/electrospray ionization-mass spectrometry using an in-capillary electrode
JPH1158342A (ja) 1997-05-23 1999-03-02 Sekisui Chem Co Ltd アルカリ性材料の成形型及びアルカリ性材料の成形方法
US6676819B1 (en) * 1999-09-14 2004-01-13 Yaoqing Diana Liu Methods and apparatus for automatic on-line multi-dimensional electrophoresis
JP2008241244A (ja) * 2005-07-11 2008-10-09 Osaka Univ Ce/msによる陰イオン性化合物の定量分析法
JP4139829B2 (ja) * 2005-08-03 2008-08-27 独立行政法人科学技術振興機構 分析方法、及び該分析方法に用いる装置
JP2007078429A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Univ Of Fukui キャピラリー微量成分分析方法及び装置
WO2008089143A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-24 Board Of Regents, The University Of Texas System Interfacing low-flow separation techniques
JP5018138B2 (ja) 2007-03-02 2012-09-05 Jnc株式会社 発光材料およびこれを用いた有機電界発光素子
JP5135430B2 (ja) * 2008-03-25 2013-02-06 株式会社島津製作所 電気泳動/エレクトロスプレイイオン化装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060057556A1 (en) * 2002-10-21 2006-03-16 The Government Of The United States Of America Department Of Health And Human Services Contiguous capillary electrospray sources and analytical devices

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MEHDI MOINI: "Design and Performance of a Universal Sheathless Capillary Electrophoresis to Mass Spectrometry Interface Using a Split-Flow Technique", ANALYTICAL CHEMISTRY, vol. 73, no. 14, 1 July 2001 (2001-07-01), US, pages 3497 - 3501, XP055246767, ISSN: 0003-2700, DOI: 10.1021/ac010189c *
See also references of WO2012041767A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP5685651B2 (ja) 2015-03-18
US20140034496A1 (en) 2014-02-06
DE102010041433A1 (de) 2012-03-29
CA2811109A1 (en) 2012-04-05
JP2013537973A (ja) 2013-10-07
WO2012041767A1 (de) 2012-04-05
KR20130110173A (ko) 2013-10-08
US9410925B2 (en) 2016-08-09
KR101516098B1 (ko) 2015-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3789182T2 (de) Sonde für Elektrophorese-Massenspektrometrie.
DE69124305T2 (de) Funkenstrecke zwischen zwei kapillaren elektroden zur fluoreszenzfeststellung bei der kapillarelektrophorese
DE69104775T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen der Kapillarelektroforese.
DE69333601T2 (de) Verfahren zur Steuerung der Probeneinführung bei Mikrosäulentrennungstechniken und Probenentnahmevorrichtungen
DE69120058T2 (de) Verbesserte kapillarzonenelektrophorese und geräte zur durchführung des verfahrens
DE69405233T2 (de) Biochemisches mehrfach-kapillaranalysegerat
DE4422801A1 (de) Elektroosmotische Flußsteuerung unter Verwendung von Gegendruck bei der Kapillarelektrophorese
DE202016008838U1 (de) Vorrichtungen zur Probencharakterisierung
WO2010072509A1 (de) Referenzelektrode
DE3888878T2 (de) Leitfähigkeitsdetektor in einer Säule, zur elektrokinetischen Trennung in einer Mikrosäule.
DE19616824C2 (de) Mikrosäulen-Analysesystem mit Lichtleitfasersensor
DE60223684T2 (de) Einrichtung zur laserinduzierten fluoreszenzanalyse und trennvorrichtung damit
DE10063096C1 (de) Elektrophoresevorrichtung, Elektrophoreseverfahren unter Verwendung einer Elektrophoresevorrichtung und Verwendung der Elektrophoresevorrichtung
DE69117622T2 (de) Am Ende eines Kapillarrohres gelegener elektrischer und elektrochemischer Fühler für Kapillarelektroforese
DE112007001257T5 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Sensieren eines zeitvarianten Ionenstroms in einem elektrolytischen System
DE60026363T2 (de) Elektroforetische trennungsvorrichtung und zugehöriges verwendungsverfahren
DE69124883T2 (de) Vorrichtung zur Probeneinspritzung in einem Gerät zur Kapillarelektrophorese
WO2012041767A1 (de) Kapillarröhrchen für die elektrophorese
EP0928418B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur isoelektrischen teilchentrennung
DE60220921T2 (de) Vorrichtung zur elektrophoretischen trennung auf mikrokanälen und zum laserinduzierten fluoreszenznachweis
DE2324521C3 (de)
DE60221979T2 (de) Energiestrahlführung für ein elektrophoresesystem
WO2000077511A1 (de) Vorrichtung zur probenvorbereitung
DE69814895T2 (de) Dosiereinheit und methode zur kontinuierlichen einführen von proben flüssiger lösungen in ein system
US10121645B2 (en) Sheathless interface for capillary electrophoresis/electrospray ionization-mass spectrometry

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20130412

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: TUEBKE, JENS

Inventor name: PINKWART, KARSTEN

Inventor name: MUELLER, DOMINIK

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWAN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170518

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170929