JP2669226B2 - キャピラリ電気泳動装置 - Google Patents
キャピラリ電気泳動装置Info
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- JP2669226B2 JP2669226B2 JP3274673A JP27467391A JP2669226B2 JP 2669226 B2 JP2669226 B2 JP 2669226B2 JP 3274673 A JP3274673 A JP 3274673A JP 27467391 A JP27467391 A JP 27467391A JP 2669226 B2 JP2669226 B2 JP 2669226B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアミノ酸、蛋白質、核酸
など電荷をもつ物質を分離分析するキャピラリゾーン電
気泳動装置及びバッファ液に含まれる成分との相互作用
により中性物質を含めて分離分析する界面導電クロマト
グラフィーの両者を総称したキャピラリ電気泳動装置に
関するものである。
など電荷をもつ物質を分離分析するキャピラリゾーン電
気泳動装置及びバッファ液に含まれる成分との相互作用
により中性物質を含めて分離分析する界面導電クロマト
グラフィーの両者を総称したキャピラリ電気泳動装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】キャピラリ電気泳動装置ではキャピラリ
の両端に印加された電圧によってキャピラリ中を電気泳
動する物質及び電気浸透法により移動する中性物質を検
出器で検出し、その検出信号からデータ処理装置で各ピ
ークの溶出時間を検出し、その溶出時間から各ピークの
成分を同定する。各ピーク成分の移動度は成分の種類と
置かれている状況によって決まることから、保持時間は
クロマトグラフィの場合と同様に同定のための指標とな
る。キャピラリ電気泳動において各成分の移動速度Ｖｉ
は次のように与えられる。 Ｖi＝（Ｍi＋Ｍe.o）Ｅ ここでＥは電場の強さ、Ｍiはイオン種ｉのイオンとし
ての実効移動度、Ｍe.oはキャピラリ内面の電気二重層
による電気浸透流の移動度である。電気浸透流の移動度
Ｍe.oはキャピラリ内面の表面状態により変化する。Ｍ
e.oが変化するとイオン溶出時間が変化するので、キャ
ピラリ内面を充分に洗浄するために、その洗浄方法とし
てアルカリ溶液を用いた方法、水による方法、バッファ
液による方法などの各種の洗浄方法が提唱されている。
の両端に印加された電圧によってキャピラリ中を電気泳
動する物質及び電気浸透法により移動する中性物質を検
出器で検出し、その検出信号からデータ処理装置で各ピ
ークの溶出時間を検出し、その溶出時間から各ピークの
成分を同定する。各ピーク成分の移動度は成分の種類と
置かれている状況によって決まることから、保持時間は
クロマトグラフィの場合と同様に同定のための指標とな
る。キャピラリ電気泳動において各成分の移動速度Ｖｉ
は次のように与えられる。 Ｖi＝（Ｍi＋Ｍe.o）Ｅ ここでＥは電場の強さ、Ｍiはイオン種ｉのイオンとし
ての実効移動度、Ｍe.oはキャピラリ内面の電気二重層
による電気浸透流の移動度である。電気浸透流の移動度
Ｍe.oはキャピラリ内面の表面状態により変化する。Ｍ
e.oが変化するとイオン溶出時間が変化するので、キャ
ピラリ内面を充分に洗浄するために、その洗浄方法とし
てアルカリ溶液を用いた方法、水による方法、バッファ
液による方法などの各種の洗浄方法が提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】キャピラリの洗浄中は
キャピラリ内面の状態がわからないので、一定条件での
洗浄を行なってから実際に分析を行なって洗浄が十分で
あったかどうかを確認するという方法を採っている。そ
のため、洗浄の能率が悪い。もし、キャピラリの洗浄状
態を洗浄途中で知ることができれば、例えば洗浄状態が
規定の状態に達したら洗浄を終了して分析に入るという
ように操作することができるので、好都合である。そこ
で、本発明は洗浄状態を洗浄途中で知ることができるよ
うにして洗浄作業を能率的に行なうことのできるキャピ
ラリ電気泳動装置を提供することを目的とするものであ
る。
キャピラリ内面の状態がわからないので、一定条件での
洗浄を行なってから実際に分析を行なって洗浄が十分で
あったかどうかを確認するという方法を採っている。そ
のため、洗浄の能率が悪い。もし、キャピラリの洗浄状
態を洗浄途中で知ることができれば、例えば洗浄状態が
規定の状態に達したら洗浄を終了して分析に入るという
ように操作することができるので、好都合である。そこ
で、本発明は洗浄状態を洗浄途中で知ることができるよ
うにして洗浄作業を能率的に行なうことのできるキャピ
ラリ電気泳動装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明ではキャピラリ両
端間に圧力差を生じさせてキャピラリ中を送液させると
きに発生する流動電圧を測定することにより、送液中に
キャピラリ内面の表面状態を知り、それを洗浄動作にフ
ィードバックすることにより、常に安定した状態で分析
できるようにする。そのため、本発明では、キャピラリ
両端間の圧力差によりキャピラリ内に送液する手段と、
キャピラリ両端間に圧力差を生じさせた状態下でキャピ
ラリ中への送液によりキャピラリ両端間に発生する流動
電圧を測定する手段とを備える。
端間に圧力差を生じさせてキャピラリ中を送液させると
きに発生する流動電圧を測定することにより、送液中に
キャピラリ内面の表面状態を知り、それを洗浄動作にフ
ィードバックすることにより、常に安定した状態で分析
できるようにする。そのため、本発明では、キャピラリ
両端間の圧力差によりキャピラリ内に送液する手段と、
キャピラリ両端間に圧力差を生じさせた状態下でキャピ
ラリ中への送液によりキャピラリ両端間に発生する流動
電圧を測定する手段とを備える。
【０００５】
【作用】電気浸透流による流速Ｖe.o（＝Ｍe.o・Ｅ）
は、次のように表される。 Ｖe.o＝εζＥ／４πη ただし、ζは電気二重層のゼータ電位、ε，ηは電気二
重層を満たしている物質のそれぞれ誘電率及び粘性係数
である。オームの法則から Ｖ＝ＩＬ／ａｋ である。ここで、Ｖは電圧、Ｉは電流、Ｌは長さ、ａは
断面積、ｋは比伝導度である。故に Ｖe.o＝（εζ／４πη）（Ｖ／Ｌ） ＝（εζ／４πηｋ）（Ｉ／ａ） ……（１） となる。
は、次のように表される。 Ｖe.o＝εζＥ／４πη ただし、ζは電気二重層のゼータ電位、ε，ηは電気二
重層を満たしている物質のそれぞれ誘電率及び粘性係数
である。オームの法則から Ｖ＝ＩＬ／ａｋ である。ここで、Ｖは電圧、Ｉは電流、Ｌは長さ、ａは
断面積、ｋは比伝導度である。故に Ｖe.o＝（εζ／４πη）（Ｖ／Ｌ） ＝（εζ／４πηｋ）（Ｉ／ａ） ……（１） となる。
【０００６】一方、電気浸透とは逆の現象で毛管を通じ
て液を移動させるときに両端に生じる流動電位（Stream
ing Potential）Ｖstは Ｖst＝（εζ／４πηｋ）Ｐ ……（２） と表される。ここで、Ｐはキャピラリ両端間の圧力差で
ある。したがって、キャピラリ両端間の圧力差Ｐが一定
であれば流動電位Ｖstの変動によって係数（εζ／４π
ηｋ）の変動を知ることができ、またＰを変化させた場
合はＰを測定することにより係数（εζ／４πηｋ）の
変動を知ることができる。
て液を移動させるときに両端に生じる流動電位（Stream
ing Potential）Ｖstは Ｖst＝（εζ／４πηｋ）Ｐ ……（２） と表される。ここで、Ｐはキャピラリ両端間の圧力差で
ある。したがって、キャピラリ両端間の圧力差Ｐが一定
であれば流動電位Ｖstの変動によって係数（εζ／４π
ηｋ）の変動を知ることができ、またＰを変化させた場
合はＰを測定することにより係数（εζ／４πηｋ）の
変動を知ることができる。
【０００７】一方、（１）式で断面積ａはほぼ不変と考
えられ、また電気浸透によって生じる電流Ｉは Ｉ＝Ｖａｋ／Ｌ であり、泳動時の電圧Ｖは既知、Ｌは不変、電気二重層
内の比伝導度ｋは既知ではないが（εζ／４πηｋ）の
値が一定となればｋも一定と考えられることから、流動
電位Ｖstの測定により電気浸透に寄与するキャピラリ内
面の表面状態を知ることができる。
えられ、また電気浸透によって生じる電流Ｉは Ｉ＝Ｖａｋ／Ｌ であり、泳動時の電圧Ｖは既知、Ｌは不変、電気二重層
内の比伝導度ｋは既知ではないが（εζ／４πηｋ）の
値が一定となればｋも一定と考えられることから、流動
電位Ｖstの測定により電気浸透に寄与するキャピラリ内
面の表面状態を知ることができる。
【０００８】洗浄中に流動電位Ｖstを測定し、それが定
常値になったところで洗浄を終了することにより、電気
浸透が一定の状態で分析することができる。初めにキャ
ピラリを洗浄液で洗浄し、その後送液をバッファ液に代
えて流動電圧を測定していると、流動電圧が定常値にな
ったところで直ちに分析に入ることができる。
常値になったところで洗浄を終了することにより、電気
浸透が一定の状態で分析することができる。初めにキャ
ピラリを洗浄液で洗浄し、その後送液をバッファ液に代
えて流動電圧を測定していると、流動電圧が定常値にな
ったところで直ちに分析に入ることができる。
【０００９】
【実施例】図１は一実施例の全体を表わす概略構成図、
図２は送液部を詳細に示す断面図である。図１におい
て、一方のターンテーブル７に複数のバイヤル９が保持
されており、バイヤル９には試料、バッファ液、洗浄液
などが入れられている。他方のターンテーブル８にも複
数のバイヤル１０が保持されており、バイヤル１０には
バッファ液が入れられているか、空である。ターンテー
ブル７，８はそれぞれの回転軸によってテーブル１６に
回転可能に支持されている。ターンテーブル７の回転軸
の下端にはプーリ１３が取りつけられ、駆動用のステッ
ピングモータ１５の回転軸に取りつけられたプーリ１４
との間にベルト１２がかけられて、ターンテーブル７が
ステッピングモータ１５により駆動されて回転する。他
方のターンテーブル８も同様にして、その回転軸の下端
にはプーリ１３ａが取りつけられ、駆動用のステッピン
グモータ１５ａの回転軸に取りつけられたプーリ１４ａ
との間にベルト１２ａがかけられて、ターンテーブル７
がステッピングモータ１５ａにより駆動されて回転す
る。
図２は送液部を詳細に示す断面図である。図１におい
て、一方のターンテーブル７に複数のバイヤル９が保持
されており、バイヤル９には試料、バッファ液、洗浄液
などが入れられている。他方のターンテーブル８にも複
数のバイヤル１０が保持されており、バイヤル１０には
バッファ液が入れられているか、空である。ターンテー
ブル７，８はそれぞれの回転軸によってテーブル１６に
回転可能に支持されている。ターンテーブル７の回転軸
の下端にはプーリ１３が取りつけられ、駆動用のステッ
ピングモータ１５の回転軸に取りつけられたプーリ１４
との間にベルト１２がかけられて、ターンテーブル７が
ステッピングモータ１５により駆動されて回転する。他
方のターンテーブル８も同様にして、その回転軸の下端
にはプーリ１３ａが取りつけられ、駆動用のステッピン
グモータ１５ａの回転軸に取りつけられたプーリ１４ａ
との間にベルト１２ａがかけられて、ターンテーブル７
がステッピングモータ１５ａにより駆動されて回転す
る。
【００１０】テーブル１６には雌ねじが設けられ、その
雌ねじにはステッピングモータ１９の回転軸にカップリ
ング１８により取りつけられたボールねじ１７が噛み合
っており、ボールねじ１７の回転によりテーブル１６が
上下方向に移動し、その移動にともなって２つのターン
テーブル７，８も上下方向に移動する。ターンテーブル
７，８の上方には溶融石英にてなるキャピラリ１が保持
されている。キャピラリ１の一端は接近して配置された
電極２とともに保持部材３２に固定して保持され、キャ
ピラリ１の他端は接近して配置された電極３とともに他
の保持部材に固定して保持されており、キャピラリ１の
他端側には検出器４が配置されている。キャピラリ１の
一端と電極２はターンテーブル７に保持されたバイヤル
９に挿入される位置に配置されており、キャピラリ１の
他端と電極３は他方のターンテーブル８のバイヤル１０
に挿入される位置に配置されている。
雌ねじにはステッピングモータ１９の回転軸にカップリ
ング１８により取りつけられたボールねじ１７が噛み合
っており、ボールねじ１７の回転によりテーブル１６が
上下方向に移動し、その移動にともなって２つのターン
テーブル７，８も上下方向に移動する。ターンテーブル
７，８の上方には溶融石英にてなるキャピラリ１が保持
されている。キャピラリ１の一端は接近して配置された
電極２とともに保持部材３２に固定して保持され、キャ
ピラリ１の他端は接近して配置された電極３とともに他
の保持部材に固定して保持されており、キャピラリ１の
他端側には検出器４が配置されている。キャピラリ１の
一端と電極２はターンテーブル７に保持されたバイヤル
９に挿入される位置に配置されており、キャピラリ１の
他端と電極３は他方のターンテーブル８のバイヤル１０
に挿入される位置に配置されている。
【００１１】キャピラリ１内にその一端から洗浄液又は
バッファ液を加圧して送液するために、電極２とキャピ
ラリ１の一端をバイヤル９に挿入したときにバイヤル９
内を密閉できるように、図２に示されるように、保持部
材３２はバイヤル９のキャップになっており、バイヤル
９内を密閉するシール部材２７を備え、キャピラリ１を
シール２８で気密を保って保持し、電極２も気密を保っ
て保持している。バイヤル９内を加圧するために保持部
材３２のジョイント２９を介して配管３０が接続され、
配管３０は三方電磁弁３１によってガス圧源又は開放口
に接続されている。
バッファ液を加圧して送液するために、電極２とキャピ
ラリ１の一端をバイヤル９に挿入したときにバイヤル９
内を密閉できるように、図２に示されるように、保持部
材３２はバイヤル９のキャップになっており、バイヤル
９内を密閉するシール部材２７を備え、キャピラリ１を
シール２８で気密を保って保持し、電極２も気密を保っ
て保持している。バイヤル９内を加圧するために保持部
材３２のジョイント２９を介して配管３０が接続され、
配管３０は三方電磁弁３１によってガス圧源又は開放口
に接続されている。
【００１２】図１に戻ると、キャピラリ１の一端側には
電極２に高圧用接点２０又は流動電圧測定用接点２１を
接触させるために、接点２０と２１がラック２２に取り
つけられており、ラック２２はモータ２４の回転軸に取
りつけられたギヤ２３と噛み合っている。キャピラリ１
の他端側の電極３は切換え用リレー６に接続されてお
り、リレー６は高圧電源５と電圧測定器２５とに切り換
えて接続されるようになっている。高圧電源５の陽極は
高圧用接点２０に接続され、陰極は接地され、またリレ
ー６を介して電極３に接続される。流動電圧測定用接点
２１は電圧測定器２５と接続されており、電圧測定器２
５はリレー６を介して電極３に接続される。２６はコン
トローラであり、ターンテーブル７，８の回転やテーブ
ル１６の上下移動を制御し、また高圧電源５のオン・オ
フ動作や電圧測定器２５の測定動作を制御する。
電極２に高圧用接点２０又は流動電圧測定用接点２１を
接触させるために、接点２０と２１がラック２２に取り
つけられており、ラック２２はモータ２４の回転軸に取
りつけられたギヤ２３と噛み合っている。キャピラリ１
の他端側の電極３は切換え用リレー６に接続されてお
り、リレー６は高圧電源５と電圧測定器２５とに切り換
えて接続されるようになっている。高圧電源５の陽極は
高圧用接点２０に接続され、陰極は接地され、またリレ
ー６を介して電極３に接続される。流動電圧測定用接点
２１は電圧測定器２５と接続されており、電圧測定器２
５はリレー６を介して電極３に接続される。２６はコン
トローラであり、ターンテーブル７，８の回転やテーブ
ル１６の上下移動を制御し、また高圧電源５のオン・オ
フ動作や電圧測定器２５の測定動作を制御する。
【００１３】次に、本実施例の動作について説明する。
ターンテーブル７を回転させて任意のバイヤル９を選択
し、テーブル１６を上昇させることにより選択されたバ
イヤル９が保持部材３２のシール２７により密閉され、
そのバイヤル９内にキャピラリ１の一端と電極２が挿入
される。このとき、ターンテーブル８のバイヤル１０に
はキャピラリ１の他端と電極３が挿入される。キャピラ
リ１の洗浄を行なうときは、バイヤル９は洗浄液の入っ
たものを選択する。バイヤル９を密閉した状態で電極２
には流動電圧測定用接点２１を接触させ、三方電磁弁３
１をガス圧源側に切り換えてバイヤル９の中の洗浄液を
キャピラリ１の内部に流し、バイヤル１０側に排出させ
る。このときに、リレー６は電圧測定器２５側に切り換
えておき、電圧測定器２５により電極２，３間の電圧を
測定し、流動電圧を計ってコントローラ２６にその値を
送る。流動電圧が定常状態になった時点で洗浄動作を終
了する。
ターンテーブル７を回転させて任意のバイヤル９を選択
し、テーブル１６を上昇させることにより選択されたバ
イヤル９が保持部材３２のシール２７により密閉され、
そのバイヤル９内にキャピラリ１の一端と電極２が挿入
される。このとき、ターンテーブル８のバイヤル１０に
はキャピラリ１の他端と電極３が挿入される。キャピラ
リ１の洗浄を行なうときは、バイヤル９は洗浄液の入っ
たものを選択する。バイヤル９を密閉した状態で電極２
には流動電圧測定用接点２１を接触させ、三方電磁弁３
１をガス圧源側に切り換えてバイヤル９の中の洗浄液を
キャピラリ１の内部に流し、バイヤル１０側に排出させ
る。このときに、リレー６は電圧測定器２５側に切り換
えておき、電圧測定器２５により電極２，３間の電圧を
測定し、流動電圧を計ってコントローラ２６にその値を
送る。流動電圧が定常状態になった時点で洗浄動作を終
了する。
【００１４】他の洗浄方法として、洗浄を洗浄液で開始
し、途中でテーブル１６を一端下げ、ターンテーブル７
でバッファ液を選択し、再びテーブル１６を上昇させて
バイヤル９にキャピラリ１の一端と電極２を挿入して密
封し、バイヤル１０にキャピラリ１の他端と電極３を挿
入して、バイヤル９を加圧してキャピラリ１内にバッフ
ァ液を送り、キャピラリ両端間の流動電圧を測定する。
流動電圧が定常状態になった時点で洗浄動作を終了し、
直ちに測定動作に切り換えるようにすることもできる。
実施例ではキャピラリに送液するのに加圧しているが、
逆に電極２側のバイヤル９を開放し、電極３側のバイヤ
ル１０を密閉して減圧状態にすることによりキャピラリ
に送液することもできる。
し、途中でテーブル１６を一端下げ、ターンテーブル７
でバッファ液を選択し、再びテーブル１６を上昇させて
バイヤル９にキャピラリ１の一端と電極２を挿入して密
封し、バイヤル１０にキャピラリ１の他端と電極３を挿
入して、バイヤル９を加圧してキャピラリ１内にバッフ
ァ液を送り、キャピラリ両端間の流動電圧を測定する。
流動電圧が定常状態になった時点で洗浄動作を終了し、
直ちに測定動作に切り換えるようにすることもできる。
実施例ではキャピラリに送液するのに加圧しているが、
逆に電極２側のバイヤル９を開放し、電極３側のバイヤ
ル１０を密閉して減圧状態にすることによりキャピラリ
に送液することもできる。
【００１５】
【発明の効果】本発明ではキャピラリの洗浄途中で流動
電圧を検出することによりキャピラリ内面の洗浄状態を
知るようにしたので、従来は実際に試料を分析してみな
ければキャピラリの洗浄状態がわからなかったものが、
本発明では洗浄過程で洗浄状態を判断することができる
ようになり、常に同じ状態で分析を行なうことができる
ようになる。複数の液を用いて洗浄を行なう場合、従来
であればそれぞれの洗浄液で十分洗浄効果を発揮したか
どうかを判断しにくいが、本発明ではその判断が可能に
なる。したがって、洗浄工程に不必要に長時間を要する
ことがなくなり、キャピラリ内の状態に応じて最短時間
で洗浄が可能となる。
電圧を検出することによりキャピラリ内面の洗浄状態を
知るようにしたので、従来は実際に試料を分析してみな
ければキャピラリの洗浄状態がわからなかったものが、
本発明では洗浄過程で洗浄状態を判断することができる
ようになり、常に同じ状態で分析を行なうことができる
ようになる。複数の液を用いて洗浄を行なう場合、従来
であればそれぞれの洗浄液で十分洗浄効果を発揮したか
どうかを判断しにくいが、本発明ではその判断が可能に
なる。したがって、洗浄工程に不必要に長時間を要する
ことがなくなり、キャピラリ内の状態に応じて最短時間
で洗浄が可能となる。
【図１】一実施例の全体を示す概略構成図である。
【図２】同実施例における送液部の断面図である。
１ キャピラリ ２，３ 電極 ４ 検出器 ５ 高圧電源 ６ 切換え用リレー ７，８ ターンテーブル ９，１０ バイヤル ２０ 高圧用接点 ２１ 流動電位測定用接点 ２５ 電圧測定器 ３１ 三方電磁弁
Claims (1)
- 【請求項１】 キャピラリの両端に印加された電圧によ
ってキャピラリ中を電気泳動する物質及び電気浸透法に
より移動する中性物質を検出器で検出し、その検出信号
から各ピークの溶出時間を測定するキャピラリ電気泳動
装置において、キャピラリ両端間の圧力差によりキャピ
ラリ内に送液する手段と、キャピラリ両端間に圧力差を
生じさせた状態下でキャピラリ中への送液によりキャピ
ラリ両端間に発生する流動電圧を測定する手段とを備え
たキャピラリ電気泳動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274673A JP2669226B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | キャピラリ電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274673A JP2669226B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | キャピラリ電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587778A JPH0587778A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2669226B2 true JP2669226B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17544970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3274673A Expired - Fee Related JP2669226B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | キャピラリ電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669226B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3628358B2 (ja) * | 1994-05-09 | 2005-03-09 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | ゲーム機用コントローラ |
| CN106840825A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-06-13 | 上海通微分析技术有限公司 | 一种电隔离装置及其制作方法 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3274673A patent/JP2669226B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587778A (ja) | 1993-04-06 |
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