JP2537447B2 - キャピラリ―電気泳動における蛍光検出用オンキャピラリ―間隙ジャンクション - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般にキャピラリー電気
泳動に関し、さらに、特に電界ラインが試料流を含むの
に適し、溶質ゾーンの広がりを最小にする間隙を有する
キャピラリーの使用に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図１
は電気泳動分離と電気クロマトグラフィーのための装置
を示す図である。第１の緩衝溶液11はビーカー13のよう
な容器に含まれ、第２の緩衝溶液12はビーカー14のよう
な第２の容器に含まれる。キャピラリー15の入口端部19
をビーカー13に浸し、キャピラリー15の出口端部110 を
ビーカー14に浸す。第１の緩衝溶液に浸した高電圧電極
17と第２の緩衝溶液に浸した接地電極18をもつ電圧源16
は、５〜30kV程度の電圧差をこれらの溶液間に生ずる。
この電圧差は、１〜150 μA程度のキャピラリー15を通
る電流を生じさせる。キャピラリー15は２〜200 μm程
度の内径と、一般に５cm〜２メートルの範囲の長さをも
つ。キャピラリーの直径の代表的な範囲は２〜200 μm
であるが、他の直径も使用できる。

【０００３】図２は、キャピラリー１５の小さい部分を
詳細に示すものである。キャピラリー１５の内側空洞２
０は、「支持電解液」と呼ばれる伝導性液体で充填され
る。キャピラリー１５の壁２１の内側表面はシランと珪
酸群２２からなり（この例では、正であるが、他の支持
電解液と壁２１を選ぶときは、負にすることができ
る）、これによって、壁近くの支持電解液の本体２４内
に正に荷電したイオン２３を過剰に残す。電圧源１６
は、電圧源１６のカソードに対して、正に荷電した液体
本体２４を駆動する電界Ｅ（→）を生ずる。さらに正に
荷電した粒子をカソードに駆動し、粒子２５のような負
に荷電した粒子を電圧源１６のアノードに駆動する。キ
ャピラリー１５の出口端部１１０に真空機を取りつける
ことによって、または試料を含むガラス瓶にキャピラリ
ーの入口端部を浸し、この試料の若干量をキャピラリー
に引き出すように一時的に電界をオンにすることによっ
て、試料をキャピラリー１５に装填する。次いで、キャ
ピラリーの入口端部１９をビーカー１３に再び浸し、ビ
ーカー１３からキャピラリー１５を通って試料イオンを
引き出すように電界をオンにする。

【０００４】多くの生物学上の分子は両性であり、支持
電解液のｐＨを選択して、選択された試料成分の荷電記
号を調整することができる。試料成分の荷電を調整する
この能力のために、試料成分の荷電の調整によって、試
料成分の分離を行うことができる。しかし、生物学上の
分子の分離では、との分子は荷電よりも大きさと形状の
方の変化が大きいので、主たる分離法として選択された
試料の成分を分離するように、選ばれたポアサイズをも
つゲルを用いて、キャピラリー１５の内部空洞２０を充
填すると有利である。

【０００５】試料成分の検出は、ＵＶ吸収、蛍光、屈折
率、導電率または電気化学的検出を含めて、種々の機構
によって行うことができる。これは、一般的にはキャピ
ラリー１５内にある間に、またはキャピラリー１５の出
口端部１１０から現れる際に、電解液の測定を行うこと
によって達成される。キャピラリー内の流体の検出は、
検出セル１１１がキャピラリーの一部であり、従って、
単純なので、一般に好ましく、代表的には試料が出口端
部１１０から現れる際に生じる溶質ゾーンの広がりが避
けられる。

【０００６】ＵＶ吸収測定では、ＵＶビームはキャピラ
リー15を通って試料の吸収スペクトルを記録するための
光検出器に向かう。代表的にはキャピラリー15は、キャ
ピラリーを通る光の伝達を干渉しないように、検出セル
111 の領域で焼散するポリアミド保護コーティングをも
つ。一般にキャピラリーは代表的には内径が１〜700ミ
クロン、外径が0.16センチメートルのチューブである。

【０００７】測定のノイズ比に対し信号を最大にするた
め、ＵＶ光のほとんど全部が電解液を通過することが重
要である。これにはＵＶ光ビームをキャピラリー１５に
集中させ、ビーム径をキャピラリー１５の内径よりも小
さくする必要がある。キャピラリーの直径が小さいため
に、ＵＶビームの精密な調整が要求される。キャピラリ
ー壁が湾曲し、キャピラリーの内径よりもさらに厚いの
で、光ビームの僅かな調整不良が光ビームを屈曲させる
ことができ、これによって、この調整不良を目立たせ
る。これは、電解液の流れの外側を通るビームが、かな
り細分されることになる。

【０００８】蛍光検出では、蛍光「標識」を試料分子に
取りつける。標識は成分の電気泳動分離の前または後に
取りつけられる。しかし、標識は、その取りつけ位置の
電荷状態を変えることができ、これによって電気泳動分
離に影響を与えるので、分離工程を妨げないように分離
後に取りつけることが好ましい。これは特に多様な標識
取りつけ位置を持つ試料に対して重要である。また、ア
ミノ基を標識するために使用されるｏ−フタルジアルデ
ヒド（ＯＰＡ）のような若干の標識はアミノ酸に依存す
る速度で分解する。従って検出セル111 に入る直前に試
料を標識すると有利である。

【０００９】蛍光検出器の直前に蛍光標識を導入するの
に適しているポストキャピラリー反応器が刊行物に記載
されている (ドナルド・ジェー・ローズとジェームス・
ダブリュ・ジョルゲンソン、ｏ−フタルジアルデヒドを
用いるキャピラリーゾーン電気泳動におけるポストキャ
ピラリー蛍光検出器、ジャーナル・オブ・クロマトグラ
フィ、447 (1988) 117〜131)。この反応器は、図３に示
されており、この反応器を組み込む試験装置は、図４に
示されている。この反応器30は、それぞれキャピラリー
15の出口端部110 、反応キャピラリー35の入口端部34お
よび試薬キャピラリー37の端部36を収容する一組の３個
のフェルール31〜33を有するＴ字管41の形状である。

【００１０】高分解に対しては、試料溶質ゾーンは出来
る限り狭いことが重要である。これらのゾーンの広がり
を避けるため、電気泳動キャピラリー15の外径Ｄe は、
キャピラリー15を短い距離でキャピラリー35に挿入でき
るように、反応キャピラリー35の内径 d_r よりも小さ
い。キャピラリーの直径が小さいため、この挿入工程に
は顕微鏡を使用する必要がある。標識試薬貯蔵器42は、
反応キャピラリー35の端部34に静水圧が標識試薬を押す
ように、貯蔵器13と14を超える高さΔｈにある。

【００１１】他の例では、電気泳動キャピラリー15の出
口端部110 を、その外径を減らすように腐食液に浸す。
これは電気泳動キャピラリー15の鈍い出口端部110 を超
えて試薬の乱流によって生じるゾーンの広がりを減らす
ために行われる。この端部を反応キャピラリー35に挿入
するため、顕微鏡を使用する必要性、出口端部110 を注
意深くエッチングするために必要な時間、およびこのエ
ッチングされた端部の脆性は、この反応器の製造組立時
間をかなり長くする。

【００１２】ステフェンらの論文（マイクロカラム用オ
ンラインコネクタ：キャピラリーゾーン電気泳動によっ
て分離されたアミノ酸のオンカラムｏ−フタルジアルデ
ヒド派生化への応用、Anal. Chem., 2625 〜2629、60巻
(1988))では、直径75μm のキャピラリーの向側を通っ
て一対の整列した孔を作るためにレーザーを使用するマ
イクロカラムコネクターが示されている。一対のさらに
直径が小さいキャピラリーをこの孔に挿入し、キャピラ
リーゾーン電気泳動（ＣＺＥ）装置からの流体のための
入口及び出口路をつくる。化学物質の流体は75μm のキ
ャピラリーに流入し、例えばＣＺＥによって分離された
化学物質に蛍光標識を取りつけるため、さらに直径が小
さいキャピラリー内にＣＺＥ流を引き出す。

【００１３】これらの文献に示されるように、ＣＺＥ流
の成分（ピーク）ゾーンの分離を低下することなく、派
生用の他の化学物質にＣＺＥ流をさらすための機構をも
つことが望ましい。不幸にも、これらのコネクタは両方
共、顕微鏡下に脆いコネクタ部品を整列させて組み立て
る必要があるので、製造するには時間が比較的不経済で
時間浪費となる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】好適例によれば、ジャン
クション反応器は、電気泳動およびミセルクロマトグラ
フィー分離を用いて、キャピラリー上の試薬緩衝液を混
合するために特に有用であることが示される。この反応
器は緩衝液を充填した間隙によって分離される２つのキ
ャピラリーを機能的に結合する。この反応器は、電気泳
動およびミセル分離で顕著な分散や減成なしに、間隙を
介して試薬を混合することができる。また、解放管状被
覆キャピラリーおよびゲル充填キャピラリーのような２
つの異なる機能タイプのキャピラリーを連続使用するこ
とができ、これによって、これら２つのタイプのプロセ
スの分離能力を、所定の試料に連続して適用することが
できる。

【００１５】この反応器において、第１のキャピラリー
の出口端部を縦につないで、第２のキャピラリーの入口
端部と実質的に同一線上に整列させ、これら２つの端部
を小さい間隙によって分離する。このジャンクション内
のこれら２つのキャピラリーの一部を、電気泳動または
ミセル分離を用いて混合される試薬を供給できる緩衝液
に浸す。

【００１６】２つのキャピラリー内の流体の流速を調整
し、調整された分量の流体を第２のキャピラリー内に引
き入れることができる。流速の調整はキャピラリーの内
径、各キャピラリー全域での圧力低下、キャピラリーの
内面のコーティング、キャピラリーの一方または両方へ
の充填材料の封入、および各キャピラリーのポテンシャ
ル低下と長さ等の、多くのパラメーターを調整して行う
ことができる。これに対して、キャピラリーゾーン電気
泳動では、流れＦ_eoは印加電圧、緩衝液のイオンの強
さ、緩衝液の粘度、およびキャピラリー壁の内面領域に
よって主として決定される。

【００１７】試料成分を蛍光検出できるように、試料成
分に蛍光標識を取りつけるため試薬を選択できる。この
反応のオンキャピラリーの性質は幾つかの理由から有利
である。標識を取りつけてから、検出器に達する前に減
衰する標識に対して蛍光測定を行うまでの間の時間がわ
ずかであるように、試料成分に蛍光検出器の直前で標識
を付けることができる。また、標識の存在は、電気泳動
またはミセル分離プロセスを有意に行うことができる。
従って、標識した試料が検出器に達する前に移動する距
離を最短にすると有利である。

【００１８】電気泳動分離に対しては、これら２つのキ
ャピラリーの第１の入口端部での緩衝液と、これら２つ
のキャピラリーの第２の出口端部での緩衝液との間に、
電圧差Ｖ₁ を印加する。この電圧差は、第１のキャピラ
リーの入口端部に供給される試料の成分を電気泳動によ
り分離するために使用できるイオンの電気泳動による移
動を、２つのキャピラリー内に生じさせる。

【００１９】また、吸光度と蛍光の検出において光ビー
ムを用いて試料液体を照射するための改良された機構の
一部として、緩衝液を充填した間隙を用いることができ
る。吸光度検出の場合には、第１の光学ファイバーは、
この間隙を通って、第２の光学ファイバーに光を向け、
第２の光学ファイバーは、光検出器に、この光を向け
る。蛍光検出では、緩衝液を充填した間隙を光が通過す
ると、従来技術において一般的であるような試料運搬キ
ャピラリーの表面による光の散乱を避ける。この散乱源
を除去することによって、この機構は背景のノイズを減
らし、これによって、このような測定のための信号対ノ
イズの比率が有意に増加する。

【００２０】

【発明の効果】試験的結果では、間隙は試料成分ゾーン
を有意に広げないことを示している。第１のキャピラリ
ーの出口端部から第２のキャピラリーの入口端部までの
電界ラインは、間隙内の試料の放射状の流れを束縛し、
間隙を横切る際に溶質ゾーンの広がりを実質的に排除す
ることできる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例につき図面を参照して
説明する。しかし、これに限定されるものではない。図
５は、キャピラリー電気泳動およびミセル界面動電クロ
マトグラフィーに特に有用なオンキャピラリー間隙ジャ
ンクション反応器50を示す図である。この反応器は、プ
レクシガラスまたはポリメチルペンテンのような透明で
不伝導性物質の、幅 2.5cm、高さ 2.5cm、および厚さ１
cmのボディ51、レンズ52および一対のプラスチック取付
部品53と54から成る。ポリメチルペンテンは特に透明で
化学的に不活性のため、ボディ用材料として選択使用さ
れる。これは、使用者が、この反応器の内側を見ること
ができ、この反応器を通過する試薬とボディの反応を避
けることができる。

【００２２】取付部品５３と５４は、オプチマイズ・テ
クノロジー（Ｏｐｔｉｍｉｚｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）から入手でき、ヘッド５５、ねじ山部５６、および
この取付部品をボディ５１の孔５８に固定させる際にフ
ェルールとして働く先細端部５７を含む。孔５８は取付
部品のねじ山部５６を収容するようにねじが切られてお
り、フェルールとして働くように取付部品の端部５７に
加圧するための先細端部５９を有する。孔５８および一
組の直径０．１６ｃｍのチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）
５１０をボディ５１に器械加工する。それぞれ取付部品
５３と５４によって挿入された一対のキャピラリー５１
３と５１４の間の小さい間隙５１２を調整できるよう
に、これらのチャンネルの交差点５１１を拡大するため
のレンズ５２をボディ５１の側に接着する。間隙５１２
の長さは、一般に１〜４００ミクロンの範囲であり、好
ましくは２０〜５０ミクロンの範囲である。

【００２３】各キャピラリー５１３と５１４は、外径が
３７５ミクロンであり、内径は２〜２００ミクロンの範
囲で選ぶことができる。これらのキャピラリーの各々
は、外径が０．１６ｃｍで、内径が２７５ミクロンのテ
フロン（登録商標）チューブ５１５に滑り込ませ、各テ
フロン（登録商標）チューブがキャピラリーの周りにう
まくフィットするようにする。キャピラリーをさらに小
さいテフロン（登録商標）チューブに通して押し込むこ
とができるように、針のような張り出した道具をテフロ
ン（登録商標）チューブの端部に押し込み、僅かに張り
出させる。テフロン（登録商標）は充分に弾力があり、
さらに大きい直径のキャピラリーを、テフロン（登録商
標）チューブの他端をこえて約１〜２ｍｍ伸びるよう
に、このチューブに通して容易に滑り込ませる。

【００２４】各キャピラリーのテフロン（登録商標）ジ
ャケット部を次に連結した取付部品を介して０．１６ｃ
ｍのボア５１６を介して押し込み、取付部品を僅かにボ
ディ５１に固定させて、キャピラリーに対して張り出し
た端部５７を気密になるように良くフィットさせる。こ
れらの取付部品を孔５８にねじ込む際にテフロン（登録
商標）ジャケットキャピラリーはチャンネル５１０に延
在する。少量のテフロン（登録商標）スリーブの摩擦に
より、それぞれキャピラリー５１３と５１４をさらに取
付部品５３と５４を介して押し込み、間隙５１２を使用
者の選択した値、一般に１〜１００ミクロンの範囲に調
整できる。間隙を調整する工程の間に、拡大ガラスをレ
ンズ５２の正面に保持し、所望の間隙を選択できるよう
に、チャンネルの交差点５１１の像を充分に拡大させ
る。

【００２５】取付部品53と54のみをもつ反応器は、キャ
ピラリー513 を介して、キャピラリー514 に移動する試
験液を合わせるために使用できる。しかし、空気泡を交
差点511 から除くことができ、間隙512 を越えてキャピ
ラリー514 を通過するように試験液を流すことができる
ように、追加の取付部品と連結孔を反応器50に含ませ
る。図５の実施例では、２つの追加の孔58と取付部品51
7 と518を含み、追加の一対のキャピラリーまたは直径
が0.16cmのプラスチックチューブ519 と520 を反応器に
連結する。「キャピラリー」は内径が一般的に１〜700
ミクロンの範囲にあり、外径が0.16cmのチューブであ
る。これら追加のキャピラリーの有用性を図６に示す。
この図は蛍光検出用のオンキャピラリー間隙ジャンクシ
ョンを利用する電気泳動装置を示す。

【００２６】キャピラリー513 の入口端部を、少量の試
料溶液に引き入れるように、試料溶液に少し浸し、次い
で入口端部を緩衝液貯蔵器61のアノード緩衝液に浸す。
高電圧源62からの正電圧を、アノード緩衝液にこれも浸
した電極63によって、アノード緩衝液に印加する。キャ
ピラリー514 の出口端部を、接地した緩衝液貯蔵器64内
のカソード緩衝液に浸す。この印加電圧は、キャピラリ
ー513 と514 内に充填した緩衝液分子の電気泳動流を生
じ、試料溶液の異なる成分を分離する。キャピラリー51
4 は、試料液の電気的に分離された成分を蛍光検出する
ための蛍光検出器60を通過する。

【００２７】これらの成分を蛍光検出できるように、蛍
光標識を成分に取りつける必要がある。この標識は一般
に崩壊時間が短く、電気泳動分離に干渉するので、この
標識を直接蛍光検出器の直前に取りつけると都合がよ
い。これは、蛍光標識を取りつけるため試料液と反応で
きる試薬を含有する試薬貯蔵器65に連結する追加のキャ
ピラリー519 を含ませることによって行われる。蛍光検
出器は反応器50から近いので（５〜８センチメートル程
度) 、標識試料が蛍光検出器を通過する前に、極少量の
蛍光減少が起きるのみである。

【００２８】キャピラリー520 のような追加のキャピラ
リー、およびバルブ66を反応器50に連結し、この電気泳
動装置をさらに融通がきくようにする。例えば、キャピ
ラリー519 を追加の緩衝液貯蔵器68に連結し、追加の試
薬を試料または試料を希釈するための追加の緩衝液に当
てるように、バルブ67を作動させる。バルブ66も、ま
た、廃物貯蔵器に連結し、反応器50から廃液を引き出
す。真空ポンプ610 または反応器50よりも低い位置の貯
蔵器68によって、貯蔵器69内の液体に負のヘッド圧をか
けることができる。このようにして、反応器50は緩衝液
および試薬を試料液に対しオンキャピラリーに応用する
ことができ、電気泳動分離および検出工程を容易にす
る。

【００２９】遠隔電源 (図には示していない) に連結し
たヒーター部材521 は、反応を早くするため、一般に10
〜30度のジャンクション温度に上げるために用いられ
る。反応の多くは、極めて温度に依存しており、極僅か
の温度変化でも、反応速度に有意に影響することができ
る。これは特に、蛍光検出器が交差点511 から近い距離
にのみ位置するので、蛍光標識をつける反応に有利であ
り、その結果、標識試料が検出器に達する前の蛍光の減
少が極小さくなる。

【００３０】反応器50は、また、試料溶液の分光測光を
行うために利用することもできる。吸光度測定には、こ
れは取付部品517 と518を介して、一対の光学ファイバ
ー71と72（図７に示したように）をキャピラリー519 と
520 の代わりに挿入して行うことができる。光学ファイ
バー71は光源に連結した入力端を有し、光学ビーム73を
間隙512 を介してファイバー72に供給し、この光を光検
出器に送る。この構造は、蛍光検出器60のようなキャピ
ラリーの湾曲した側を光学ビームが通過する他の光学装
置と比較して、光散乱が減少する利点がある。蛍光測定
では、キャピラリー側を通って光を投影する装置と比較
して、光学ビームがレンズ52を通して間隙512 に投影さ
れ、再び光散乱が減少する。これは、光学ビームの強度
と比較して、はるかに蛍光の光強度を減らすので、蛍光
測定に特に重要である。溶質分子から蛍光放出までの散
乱光 (第１の信号）は、全体の蛍光測定の感度を減らす
働きをする。

【００３１】図８は、キャピラリー513 の電気浸透流速
Ｆ_e01 をキャピラリー514 の電気浸透流速Ｆ_e02 よりも
小さいように、装置のパラメーターを選択できることを
示している。従って、キャピラリー513 からの液体に加
えて、チューブ517 からの緩衝液または試薬を流体矢印
81（Ｆ_reagent ) で示したように、キャピラリー514に
引き出す。この状態では、多数のパラメーターの選択を
行うことができる。即ち、(1) キャピラリー514 の内径
をキャピラリー513 のそれよりも大きくして、キャピラ
リー514 の内側の表面積が大きいため、キャピラリー51
3 で生じた電気浸透流速Ｆ_e01 よりも大きい電気浸透流
速Ｆ_e02 が生じることを除いては、キャピラリー513 と
514 は同じである。(2)キャピラリー513 をキャピラリ
ー514 よりも密に束ねる。または、(3) キャピラリー51
7 内の流体が、キャピラリー517からの流体注入がない
場合よりも交差点511 の圧力を高める。反応器50は電気
泳動分離の分離能を有意に低下しないことが重要であ
る。実験結果から、この場合について実際に確認した。
キャピラリー513 の出口端部からキャピラリー514 の入
口端部まで伸びている電界ライン91（図９に示した）
は、キャピラリー513 に存在する試料成分イオンを、間
隙512 を介してキャピラリー514 に押し込む。

【００３２】図10Ａ、10Ｂ、11Ａと11Ｂは、間隙を電気
泳動路に導入することによって生じた試料ピークゾーン
の広がりを示す。これらの図は、交差点511 にて意図的
横方向の片より（intentional lateral offset) をキャ
ピラリーの間に導入するときにも、ピークが有意に低下
しないことを示している。図10Ａは内径が100 ミクロン
の単一の電気泳動キャピラリーの場合の電気泳動データ
を示し、図10Ｂは注意して折り、125 ミクロンの間隙と
50ミクロンの横方向の片よりで反応器50内に連結した後
の、同じキャピラリーの場合の電気泳動データを示す。
図11Ａは内径が50ミクロンの単一の電気泳動キャピラリ
ーの場合の電気泳動データを示し、図11Ｂは注意して折
り、20ミクロンの意図的横方向の片よりで反応器50内に
連結した後の、同じキャピラリーの場合の電気泳動デー
タを示す。基線信号に著しい効果があるが、３本の主ピ
ークは極めてはっきりと残っており、主ピークは約４の
ファクターでのみ広がっている。

【００３３】図12Ａと12Ｂは、内径が50ミクロンの第１
のキャピラリーの出口端部が反応器50内で内径が100 ミ
クロンの第２のキャピラリーの入口端部に連結されてい
る場合の、間隙の大きさの効果を示す図である。内径の
差のために、交差点511 内の緩衝液の若干は、第１のキ
ャピラリーからの試料液体の流れと共に第２のキャピラ
リーに引き入れられる。図12Ａでは、キャピラリーに50
ミクロンの間隙と25ミクロンの片よりがある。図12Ｂで
は、間隙が400 ミクロンまで増加し、得られたピークは
振幅が約１／２のファクターで減少し、ピーク半幅が２
のファクターで増加していることを示す。

【００３４】図13Ａと13Ｂは、緩衝液貯蔵器68の高さの
効果を、緩衝液貯蔵器61と64と比較した結果を示してい
る。図13Ａでは、これら３つの緩衝液貯蔵器は同じ高さ
であった。図13Ｂでは、貯蔵器68は貯蔵器61と64よりも
５cm高かった。反応器50内の追加の圧力は、キャピラリ
ー514 を通る試料の流速を減らし、ジャンクションを通
過する際の試料の希釈を増加することになる。これは、
図13Ａと比較して図13Ｂのピーク高をかなり減らすこと
になる。これらの図面において、上のトレースは蛍光検
出器のものであり、下のトレースはＵＶ吸収検出器のも
のである。図13Ｃは、貯蔵器68が他の２つの貯蔵器より
も２cm低い場合の結果を示す。

【００３５】図14Ａと14Ｂは、電気泳動により分離され
たトリプトファンとヒスチジンのオルトフタルアルデヒ
ド（ＯＰＡ）ポストカラム誘導用反応器50の使用を示
す。これらの図は、これらの試料についてのＵＶ吸収デ
ータを示す。図14Ａでは、ＵＶ光波長は 200nmであり、
図14Ｂでは、ＵＶ光波長は 230nmであった。トリプトフ
ァンとヒスチジンのピークを両方の図に示す。

【００３６】図15Ａと15Ｂは、ＯＰＡ誘導反応速度と、
付随した蛍光の増加について、温度が10℃上昇したとき
の効果を示す。これらの図は反応器の温度が30℃（図13
Ａ）に保持されたときよりも、40℃（図13Ｂ）に保持さ
れたとき、有意に強い蛍光ピークを示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電気泳動分離クロマトグラフィー用の従来の
装置を示す図である。

【図２】 図１の装置のキャピラリーの断面の詳細図で
ある。

【図３】 第１のキャピラリーが第２のキャピラリーに
伸びている従来技術のＴ字形反応器を示す図である。

【図４】 電気泳動分離装置における図３の反応器の使
用を示す図である。

【図５】 Ａは、キャピラリー電気泳動とミセル界面動
電クロマトグラフィーに特に有用であるオンキャピラリ
ー間隙ジャンクション反応器を示す図である。Ｂは間隙
ジャンクションに隣接する反応器の一部を詳細に示す間
隙ジャンクション反応器の拡大図である。

【図６】 図５の反応器を用いるキャピラリーゾーン電
気泳動装置を示す図である。

【図７】 キャピラリー間の間隙によって光学検出する
ための反応器の使用を示す図である。

【図８】 第１のキャピラリーが第２のキャピラリーの
電気浸透流速Ｆ_e02 よりも小さい電気浸透流速Ｆ_e01 を
持つ際の流体浴のエントレインメントを示す図である。

【図９】 図５の反応器内の間隙を横切る電界と流体流
ラインを示す図。

【図１０】 Ａは、単一の内径50ミクロンの電気泳動キ
ャピラリーの場合の電気泳動データを示す図、Ｂは、注
意して折り、20ミクロンの意図的な横方向の片よりで反
応器50内に連結した後の同じキャピラリーの場合の電気
泳動データを示す図である。

【図１１】 Ａは、キャピラリーが50ミクロンの間隙と
25ミクロンの片よりをもつときの蛍光データを示す図、
Ｂは、キャピラリーが400 ミクロンの間隙をもつときの
蛍光データを示す図である。

【図１２】 Ａは、50ミクロンの間隙と25ミクロンの片
よりをもつキャピラリーの電気泳動データを示す図、Ｂ
は、間隙が400 ミクロンまで増加して得られたスペクト
ルのファクターが、大きさで１／２減少し、ピークの半
幅で２増加した電気泳動データを示す図である。

【図１３】 Ａ〜Ｃは、緩衝液貯蔵器61と64に対する緩
衝液貯蔵器68の高さの効果を示す図である。

【図１４】 ＡとＢは、トリプトファンとヒスチジンの
分離のための反応器50の使用を示す図である。

【図１５】 ＡとＢは、トリプトファンとヒスチジンを
用いたオルトフタルアルデヒドのポストカラム反応中の
10℃の温度上昇によって生じた蛍光応答の変化を示す図
である。

【符号の説明】

１１・・・第１の緩衝溶液 １２・・・第２の緩衝溶液 １３・・・ビーカー １４・・・ビーカー １５・・・キャピラリー １６・・・電圧源 １７・・・高電圧電極 １８・・・接地電極 １９・・・入口端部 １１０・・・出口端部 １１１・・・検出セル ２０・・・内側空洞 ２１・・・キャピラリー壁 ２２・・・シランと珪酸群 ２３・・・正に荷電したイオン ２４・・・液体本体 ２５・・・粒子 ３０・・・反応器 ３１・・・フェルール ３２・・・フェルール ３３・・・フェルール ３４・・・入口端部 ３５・・・反応キャピラリー ３６・・・端部 ３７・・・試薬キャピラリー ４１・・・Ｔ字管 ４２・・・標識試薬貯蔵器 ５０・・・オンキャピラリー間隙ジャンクション反応器 ５１・・・ボディ ５２・・・レンズ ５３・・・取付部品 ５４・・・取付部品 ５５・・・ヘッド ５６・・・ねじ山部 ５７・・・先細端部 ５８・・・孔 ５９・・・先細端部 ５１０・・・チャンネル ５１１・・・チャンネルの交差点 ５１２・・・間隙 ５１３・・・キャピラリー ５１４・・・キャピラリー ５１５・・・テフロンチューブ ５１６・・・ボア ５１７・・・取付部品 ５１８・・・取付部品 ５１９・・・プラスチックチューブまたはキャピラリー ５２０・・・プラスチックチューブまたはキャピラリー ５２１・・・ヒーター部材 ６０・・・蛍光検出器 ６１・・・緩衝液貯蔵器 ６２・・・高電圧源 ６３・・・電極 ６４・・・緩衝液貯蔵器 ６５・・・試薬貯蔵器 ６６・・・バルブ ６７・・・バルブ ６８・・・貯蔵器 ６９・・・貯蔵器 ６１０・・・真空ポンプ ７１・・・光学ファイバー ７２・・・光学ファイバー ８１・・・流体矢印 ９１・・・電界ライン

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）第１のキャピラリーの出口端部を間
   隙ジャンクション反応器を通って延在する第１のチャン
   ネルの第１の端部に挿入し、このキャピラリーを第１の
   取付部品を用いる前記間隙ジャンクション反応器に取り
   つけ； （ｂ）第２のキャピラリーの入口端部を前記第１のチャ
   ンネルの第２の端部に挿入し、このキャピラリーを第２
   の取付部品を用いる前記間隙ジャンクション反応器に取
   りつけ、前記第１と第２の取付部品は、これらの取付部
   品が第１のキャピラリーの出口端部と第２のキャピラリ
   ーの入口端部にて実質的に同一線上に整列するように位
   置し、これらのキャピラリーの各々は第１のキャピラリ
   ーの出口端部を前記間隙によって第２のキャピラリーの
   入口端部から分離しこれらのキャピラリーがオーバーラ
   ップしないような深さまで反応器内に挿入され； （ｃ）これら２つの端部とそれらの間の間隙を第１の緩
   衝液に浸漬し；そして （ｄ）第１のキャピラリーの出口端部から第２のキャピ
   ラリーの入口端部まで横切る電界ラインを生じるよう
   に、第１のキャピラリーの出口端部の液体と第２のキャ
   ピラリーの入口端部の液体との間にゼロでない電圧差を
   生じさせ、これによって間隙を通過する間に広がる試料
   成分ゾーンを、この電圧差がゼロである場合よりも小さ
   くする、 各工程から成る、第１のキャピラリーの出口端部から第
   ２のキャピラリーの入口端部に液体をつなぐ方法。
2. 【請求項２】 さらに、(e) 前記反応器の温度を調整し
   て、これによってこの反応器内の反応速度を調整する工
   程を含む請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記第１と第２のキャピラリーが異なる
   内径を有する請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 第１のキャピラリーの出口端部と第２の
   キャピラリーの入口端部が、これら二つのキャピラリー
   の一方の内径程度の距離で分離されている請求項１記載
   の方法。
5. 【請求項５】 第１のキャピラリーの出口端部と第２の
   キャピラリーの入口端部を連結して整列する工程の間
   に、(f) 間隙を含む領域を、この領域を拡大する光学映
   像デバイスによって検分し、これによって、これら二つ
   の端部の間の所望の距離を選択する際に精度を増すこと
   ができる、請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 間隙を横切る前記電圧が、第１のキャピ
   ラリーの入口端部の液体と第２のキャピラリーの出口端
   部の液体との電圧差を生じることによって生成される請
   求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 さらに、(g1)前記間隙を通る光ビームを
   映像する工程を含む請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 さらに、(h1) 前記間隙から進む光ビー
   ムを集めるため、第１の光学ファイバーを用いる工程を
   含む請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】さらに、工程（ｇ１）の前に、（ｇ０）前
   記第１の光学ファイバーの入口端部を第１のチャンネル
   を横切る第２のチャンネルに挿入し、そして （ｇ０’）このキャピラリーを前記間隙ジャンクション
   反応器に取りつけ、この光学ファイバーの第１の入口端
   部を前記間隙から光を受けるような位置に配向するよう
   に、第３の取付部品を用いる、各工程を含む請求項８記
   載の方法。
10. 【請求項１０】 前記間隙を通して光ビームを映像する
    前記工程が、前記間隙ジャンクション反応器に第４の取
    付部品によって取りつけられる第２の光学ファイバーの
    出口端部から前記ビームを通すことから成り、 前記第１の光学ファイバーの前記入口端部が、前記光ビ
    ームが間隙をこの第１の光学ファイバーまで通過するよ
    うに、実質的に同一線上に並び、これによって本方法が
    吸光度測定に特に適している、請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記光が、第１または第２のキャピラ
    リーを有意に照らすことなく、前記間隙を通って映像さ
    れ、これによって、このようなキャピラリーからの散乱
    が実質的に減らされる請求項７記載の方法。
12. 【請求項１２】 第１の光学ファイバーの前記入口端部
    を、前記光ビームから直接光を実質的に受けないように
    配向する請求項８記載の方法。
13. 【請求項１３】第１のキャピラリーの出口端部が第２の
    キャピラリーの入口端部と実質的に同一線上にあるよう
    に第１のキャピラリーと第２のキャピラリーを連結する
    ための間隙ジャンクション反応器が、 第１の取付部品と第２の取付部品との間に通じる第１の
    チャンネルを有するボアイ； 第１のキャピラリーの出口端部が、前記第１のチャンネ
    ルの第１の端部に挿入され、前記第１の取付部品によっ
    て第１の位置にクランプされ； 第２のキャピラリーの入口端部が、前記出口端部と入口
    端部が実質的に同一線上に並ぶように、前記第１のチャ
    ンネルの第２の端部に挿入され、前記第２の取付部品に
    よって第２の位置にクランプされ、これらのキャピラリ
    ーの各々が、これら二つの端部を間隙によって分離され
    るように、このチャンネル内の深さまで挿入され；そし
    て 電源が第１のキャピラリーの出口端部と第２のキャ
    ピラリーの入口端部との間の電圧差を生じるように、前
    記第１と第２のキャピラリー内に流れるように連結する
    ため適合させて成る間隙ジャンクション反応器。
14. 【請求項１４】 さらに、前記ボディに取りつけたヒー
    ターを含む請求項１３記載の間隙ジャンクション反応
    器。
15. 【請求項１５】 前記第１と第２のキャピラリーが異な
    る内径をもつ間隙ジャンクション反応器。
16. 【請求項１６】 第１のキャピラリーの前記出口端部と
    第２のキャピラリーの前記入口端部が、一つのキャピラ
    リーの内径程度の距離によって分離されている請求項１
    ３記載の間隙ジャンクション反応器。
17. 【請求項１７】さらに、前記第１のチャンネルの区画を
    光学的に拡大するようにレンズを通して使用者が凝視す
    ることができるように前記反応器の側にレンズを取りつ
    けて成る請求項１３記載の間隙ジャンクション反応器。
18. 【請求項１８】 前記ボディが、ポリメチルペンテンで
    あり、これによってこのボディが高度の透明さと化学的
    不活性をもつ請求項１３記載の間隙ジャンクション反応
    器。
19. 【請求項１９】 さらに、前記間隙に映像する光学ビー
    ム源を含む請求項１３記載の間隙ジャンクション反応
    器。
20. 【請求項２０】 さらに、第１と第２のキャピラリーの
    間の前記間隙から移動する光を受けるため、前記間隙ジ
    ャンクション反応器内の位置に配向した第１の光学ファ
    イバーを含む請求項１３記載の間隙ジャンクション反応
    器。
21. 【請求項２１】さらに、第３の取付部品が前記間隙ジャ
    ンクション反応器に対し位置し、前記第１の光学ファイ
    バーを配向させる請求項２０記載の間隙ジャンクション
    反応器。
22. 【請求項２２】 さらに、第２の光学ファイバーが間隙
    を通して前記光ビームに配向するように第４の取付部品
    によって前記反応器に対し位置しクランプされている請
    求項２１記載の間隙ジャンクション反応器。
23. 【請求項２３】 前記光ビームが、実質的に重なること
    なく、前記第１と第２のキャピラリーに間隙を通して配
    向しており、これによって、前記キャピラリーからの散
    乱を減らす、請求項１９記載の間隙ジャンクション反応
    器。
24. 【請求項２４】 さらに、第１と第２のキャピラリーと
    の間に前記間隙から移動する光を受けるように前記間隙
    ジャンクション反応器内に位置し配向する第１の光学フ
    ァイバーを含む請求項２３記載の間隙ジャンクション反
    応器。