JP2833093B2 - キャピラリー電気泳動装置 - Google Patents
キャピラリー電気泳動装置Info
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- JP2833093B2 JP2833093B2 JP2019904A JP1990490A JP2833093B2 JP 2833093 B2 JP2833093 B2 JP 2833093B2 JP 2019904 A JP2019904 A JP 2019904A JP 1990490 A JP1990490 A JP 1990490A JP 2833093 B2 JP2833093 B2 JP 2833093B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気泳動装置、特に、キャピラリーを用い
たキャピラリー電気泳動装置に関する。
たキャピラリー電気泳動装置に関する。
〔従来の技術〕 蛋白質，核酸等の生体高分子の高分離分析及び精製を
行う際、特に構造や性質が接近した成分の分離を行う際
に使用される電気泳動の高性能装置化技術として、近年
キャピラリー電気泳動法が盛んに研究されている。この
方法は、たとえば、J.W.JorgensonやB.L.Kargerらの総
説（それぞれ、Sience,222,266（1983）;Journal of Ch
romatography,492,585（1989））において開示されてい
るように、キャピラリーから効果的にジュール熱を除
去することによって高圧で泳動ができるため、高分離
能、迅速分析が実現可能、オン−カラム検出器によっ
て装置の自動化が可能等の利点を有している。すなわ
ち、この電気泳動法は、ペプチド，蛋白質，核酸の分離
分析及び精製をはじめとして、光学分割，同位体の分離
その他極めて酷似した成分間の分離に適した方法である
と言える。
行う際、特に構造や性質が接近した成分の分離を行う際
に使用される電気泳動の高性能装置化技術として、近年
キャピラリー電気泳動法が盛んに研究されている。この
方法は、たとえば、J.W.JorgensonやB.L.Kargerらの総
説（それぞれ、Sience,222,266（1983）;Journal of Ch
romatography,492,585（1989））において開示されてい
るように、キャピラリーから効果的にジュール熱を除
去することによって高圧で泳動ができるため、高分離
能、迅速分析が実現可能、オン−カラム検出器によっ
て装置の自動化が可能等の利点を有している。すなわ
ち、この電気泳動法は、ペプチド，蛋白質，核酸の分離
分析及び精製をはじめとして、光学分割，同位体の分離
その他極めて酷似した成分間の分離に適した方法である
と言える。
従来のキャピラリー電気泳動装置は、外面に不透明な
被膜を有しかつ長手方向の中途部に検出部を有するキャ
ピラリーと、検出部に光を照射する発光部と、検出部か
らの光を検出する受光部とを備えている。
被膜を有しかつ長手方向の中途部に検出部を有するキャ
ピラリーと、検出部に光を照射する発光部と、検出部か
らの光を検出する受光部とを備えている。
このキャピラリー電気泳動装置を使用する際には、キ
ャピラリーに高電圧（約30KV）が印加される。これによ
り、キャピラリー内の試料が電気泳動し、キャピラリー
内で分離される。そして、分離された試料が検出部を通
過する際に、その吸光度の変化が検出される。
ャピラリーに高電圧（約30KV）が印加される。これによ
り、キャピラリー内の試料が電気泳動し、キャピラリー
内で分離される。そして、分離された試料が検出部を通
過する際に、その吸光度の変化が検出される。
前記従来のキャピラリー電気泳動装置では、キャピラ
リーの外面の被膜を剥ぎ取って検出部が形成されてお
り、この検出部に発光部からスリット板を経てキャピラ
リーの長手方向と直角に光を入射して検出を行うように
なっている。
リーの外面の被膜を剥ぎ取って検出部が形成されてお
り、この検出部に発光部からスリット板を経てキャピラ
リーの長手方向と直角に光を入射して検出を行うように
なっている。
しかし、キャピラリーは一般に内径が数十μｍ程度で
あって、光路長が非常に短いため、従来の構成ではS/N
比が悪化し濃度感度が低くなるという問題がある。
あって、光路長が非常に短いため、従来の構成ではS/N
比が悪化し濃度感度が低くなるという問題がある。
また、逆に内径の大きなキャピラリーを使用すると、
光路長が長くなるので、S/N比は改善できるが、内径が
大きいために拡散が生じ、また電位勾配が減少するとい
う問題が生じる。
光路長が長くなるので、S/N比は改善できるが、内径が
大きいために拡散が生じ、また電位勾配が減少するとい
う問題が生じる。
本発明の目的は、光路長を長くしてS/N比を改善する
とともに、拡散の発生，電位勾配の減少を極力小さくで
きるキャピラリー電気泳動装置を提供することにある。
とともに、拡散の発生，電位勾配の減少を極力小さくで
きるキャピラリー電気泳動装置を提供することにある。
本発明に係るキャピラリー電気泳動装置は、外面に不
透明な被膜を有しかつ長手方向の中途部に検出部を有す
るキャピラリーと、検出部に対し光を照射する発光部
と、検出部からの光を検出する受光部とを備えている。
前記検出部は、キャピラリーが長手方向に所望間隔をお
いて分断され、かつこの分断部がその外面に嵌め込まれ
た光透過性の円筒部材で接続されることにより構成され
ている。
透明な被膜を有しかつ長手方向の中途部に検出部を有す
るキャピラリーと、検出部に対し光を照射する発光部
と、検出部からの光を検出する受光部とを備えている。
前記検出部は、キャピラリーが長手方向に所望間隔をお
いて分断され、かつこの分断部がその外面に嵌め込まれ
た光透過性の円筒部材で接続されることにより構成され
ている。
本発明に係るキャピラリー電気泳動装置が使用される
際には、キャピラリー内に試料が注入されるとともに、
電圧が印加される。これによって、試料はキャピラリー
内を電気泳動し、分離される。そして、キャピラリーの
検出部を通過した発光部からの光が受光部によって検出
される。
際には、キャピラリー内に試料が注入されるとともに、
電圧が印加される。これによって、試料はキャピラリー
内を電気泳動し、分離される。そして、キャピラリーの
検出部を通過した発光部からの光が受光部によって検出
される。
検出部では、不透明な外部被膜を有するキャピラリー
が長手方向に所望の間隔をおいて分断され、この分断部
がその外周に嵌め込まれた光透過性の円筒部材で接続さ
れているので、キャピラリーの分断部がスリットとして
機能し、長手方向のスリットが不要になる。また、検出
部の円筒部材はキャピラリー自体よりも内径が大である
ため、光路長が長くなりS/N比が向上する。しかも、内
径の大なる円筒部材は検出部のみに配置されているの
で、内径が大きいために生じる拡散及び電位勾配の減少
は極力小さくなる。
が長手方向に所望の間隔をおいて分断され、この分断部
がその外周に嵌め込まれた光透過性の円筒部材で接続さ
れているので、キャピラリーの分断部がスリットとして
機能し、長手方向のスリットが不要になる。また、検出
部の円筒部材はキャピラリー自体よりも内径が大である
ため、光路長が長くなりS/N比が向上する。しかも、内
径の大なる円筒部材は検出部のみに配置されているの
で、内径が大きいために生じる拡散及び電位勾配の減少
は極力小さくなる。
第１図は本発明の一実施例の概略図である。図におい
て、キャピラリー電気泳動装置１は、検出部37（後述）
を有するキャピラリー２と、キャピラリー２の検出部37
を保持する保持部３と、検出部37に対し光を照射する発
光部４と、検出部37からの光を検出する受光部５とを主
として備えている。
て、キャピラリー電気泳動装置１は、検出部37（後述）
を有するキャピラリー２と、キャピラリー２の検出部37
を保持する保持部３と、検出部37に対し光を照射する発
光部４と、検出部37からの光を検出する受光部５とを主
として備えている。
キャピラリー２は、透明なフューズドシリカから構成
されており、その曲げ強度を増大させるために外面にポ
リイミド被膜等の不透明な被膜38（第４図）がコーティ
ングされている。キャピラリー２は線状の部材であり、
両端が液体キャリアの収容されたリザーバ6,7内に配置
されている。
されており、その曲げ強度を増大させるために外面にポ
リイミド被膜等の不透明な被膜38（第４図）がコーティ
ングされている。キャピラリー２は線状の部材であり、
両端が液体キャリアの収容されたリザーバ6,7内に配置
されている。
検出部材37は、第４図に示すように、キャピラリー２
の中途部が長手方向に所望の間隔ｌ（たとえば、0.12m
m）をおいて分断され、この分断部のキャピラリー２の
端部同士がその外周に嵌め込まれたキャピラリー39によ
り接続されている。キャピラリー２には、たとえば内径
50μm,外径200μｍのものが使用される。また、キャピ
ラリー39には、たとえば内径200μm,外径300μｍ程度の
ものが使用される。このキャピラリー39の両端は、接着
剤40により液密状態でキャピラリー２に接着されてい
る。キャピラリー39は、キャピラリー２と同様、外面に
ポリイミド被膜等の不透明な被膜41がコーティングされ
た透明なフューズドシリカ製のものである。被膜41は、
少なくとも間隔ｌに対応する部分が光を通過するよう
に、その部分よりも若干長い範囲Ｌにわたって剥ぎ取ら
れている。なお、この場合、間隔ｌが光路幅を規定する
スリットの機能を有している。したがって、長手方向の
スリットは不要である。
の中途部が長手方向に所望の間隔ｌ（たとえば、0.12m
m）をおいて分断され、この分断部のキャピラリー２の
端部同士がその外周に嵌め込まれたキャピラリー39によ
り接続されている。キャピラリー２には、たとえば内径
50μm,外径200μｍのものが使用される。また、キャピ
ラリー39には、たとえば内径200μm,外径300μｍ程度の
ものが使用される。このキャピラリー39の両端は、接着
剤40により液密状態でキャピラリー２に接着されてい
る。キャピラリー39は、キャピラリー２と同様、外面に
ポリイミド被膜等の不透明な被膜41がコーティングされ
た透明なフューズドシリカ製のものである。被膜41は、
少なくとも間隔ｌに対応する部分が光を通過するよう
に、その部分よりも若干長い範囲Ｌにわたって剥ぎ取ら
れている。なお、この場合、間隔ｌが光路幅を規定する
スリットの機能を有している。したがって、長手方向の
スリットは不要である。
保持部３は、第２図及び第３図に示すように、上下１
対の部分からなるセル本体10を有している。セル本体10
は、プラスチック製であり、その一端にブラケット11を
有している。また、上下１対のセル本体10は４本のビス
12によって互いに固着されている。セル本体10の中央部
内には、測定室13が形成されている。測定室13には、セ
ラミック製のキャピラリー位置決め板14と、位置決め板
14上に積層されるニッケル製の押え板15とが収納されて
いる。位置決め板14及び押え板15は、３本のビス16によ
ってセル本体10に固定されている。位置決め板14の中央
部には、検出部37を含むキャピラリー２を嵌め込むため
の溝17が形成されている。また、位置決め板14の溝17の
部分及び溝17から所定距離離れた部分には、上下方向に
貫通するスリット18が設けられている。押え板15は、位
置決め板14のスリット18に対応する位置に貫通口19を有
している。
対の部分からなるセル本体10を有している。セル本体10
は、プラスチック製であり、その一端にブラケット11を
有している。また、上下１対のセル本体10は４本のビス
12によって互いに固着されている。セル本体10の中央部
内には、測定室13が形成されている。測定室13には、セ
ラミック製のキャピラリー位置決め板14と、位置決め板
14上に積層されるニッケル製の押え板15とが収納されて
いる。位置決め板14及び押え板15は、３本のビス16によ
ってセル本体10に固定されている。位置決め板14の中央
部には、検出部37を含むキャピラリー２を嵌め込むため
の溝17が形成されている。また、位置決め板14の溝17の
部分及び溝17から所定距離離れた部分には、上下方向に
貫通するスリット18が設けられている。押え板15は、位
置決め板14のスリット18に対応する位置に貫通口19を有
している。
セル本体10には、スリット18及び貫通口19の上方及び
下方に、それぞれ貫通口21,22が設けられている。下側
の貫通口21は、光の出射口であり、上側の貫通口22は光
の入射口である。また、ブラケット11には、キャピラリ
ー２を挿通するための１対の孔23が設けられている。そ
して、検出部37を含むキャピラリー２の中間部は、一方
の孔23から測定室13内を通り、他方の孔23を通過して外
部に導出されている。測定室13内では、キャピラリー２
は溝17に嵌め込まれており、これによってキャピラリー
２の検出部37がスリット18,19間に正確に配置されてい
ることになる。
下方に、それぞれ貫通口21,22が設けられている。下側
の貫通口21は、光の出射口であり、上側の貫通口22は光
の入射口である。また、ブラケット11には、キャピラリ
ー２を挿通するための１対の孔23が設けられている。そ
して、検出部37を含むキャピラリー２の中間部は、一方
の孔23から測定室13内を通り、他方の孔23を通過して外
部に導出されている。測定室13内では、キャピラリー２
は溝17に嵌め込まれており、これによってキャピラリー
２の検出部37がスリット18,19間に正確に配置されてい
ることになる。
第１図に示されるように、前記発光部４は、重水素ラ
ンプ30と、重水素ランプ30からの光を反射するミラー31
と、ミラー31からの光を受けて分光を行うグレーティン
グ32とを有している。そして、グレーティング32におい
て分光された光が、保持部３の貫通口22、貫通口19、キ
ャピラリー２の検出部37、スリット18、貫通口21（第２
図，第３図）を通過して受光部５に到達するようになっ
ている。この場合、キャピラリー２は２対の貫通口のう
ち一方にしか配置されておらず、キャピラリー２が配置
されていない方の光経路はリファレンス用となる。な
お、受光部５は、たとえばフォトセルから構成されてい
る。
ンプ30と、重水素ランプ30からの光を反射するミラー31
と、ミラー31からの光を受けて分光を行うグレーティン
グ32とを有している。そして、グレーティング32におい
て分光された光が、保持部３の貫通口22、貫通口19、キ
ャピラリー２の検出部37、スリット18、貫通口21（第２
図，第３図）を通過して受光部５に到達するようになっ
ている。この場合、キャピラリー２は２対の貫通口のう
ち一方にしか配置されておらず、キャピラリー２が配置
されていない方の光経路はリファレンス用となる。な
お、受光部５は、たとえばフォトセルから構成されてい
る。
１対のリザーバ6,7内には、それぞれ電極33が配置さ
れている。両電極33間には、高電圧電源34及びスイッチ
35が配置されている。また、一方のリザーバ６に隣接し
て、試料が収納された試料容器36が配置されている。
れている。両電極33間には、高電圧電源34及びスイッチ
35が配置されている。また、一方のリザーバ６に隣接し
て、試料が収納された試料容器36が配置されている。
次に、上述の実施例の動作を説明する。
まず、キャピラリー２の一端が試料容器36内に漬けら
れることにより、キャピラリー２の一端に試料が配置さ
れる。次に、キャピラリー２の端部をリザーバ６へ戻
し、スイッチ35を接続すれば、高電圧電源34によってキ
ャピラリー２の両端間に高電位差が生じる。この結果、
キャピラリー２内をリザーバ６側からリザーバ７側へ向
けて試料が移動する。試料は、キャピラリー２内を通過
する間に分離される。一方、重水素ランプ30からの光が
グレーティング32によって分光され、所望の波長の光
（たとえば紫外光）が貫通口22を通してリファレンス経
路あるいはキャピラリー２側経路に入射される。検出部
37を通過した光は受光部５に入射し、これによって通過
した光の強度が測定される。
れることにより、キャピラリー２の一端に試料が配置さ
れる。次に、キャピラリー２の端部をリザーバ６へ戻
し、スイッチ35を接続すれば、高電圧電源34によってキ
ャピラリー２の両端間に高電位差が生じる。この結果、
キャピラリー２内をリザーバ６側からリザーバ７側へ向
けて試料が移動する。試料は、キャピラリー２内を通過
する間に分離される。一方、重水素ランプ30からの光が
グレーティング32によって分光され、所望の波長の光
（たとえば紫外光）が貫通口22を通してリファレンス経
路あるいはキャピラリー２側経路に入射される。検出部
37を通過した光は受光部５に入射し、これによって通過
した光の強度が測定される。
ところで、キャピラリー電気泳動では、注入される試
料のゾーン長は通常数mmである。ここで、例えば、分断
しない内径50μｍのキャピラリー２中で2mmのゾーン
は、内径200μｍのキャピラリー39中では約2/16mmとな
る。したがって、本実施例において間隙ｌを2/16mmとす
れば、キャピラリー２を分断しない従来の構成と同等の
分解能が得られる。一方、分断しない従来の50μｍのキ
ャピラリーのスリット長を2mmとした場合（従来例）
と、200μｍのキャピラリー39を用いかつ間隔ｌを2/16m
mとした場合（本実施例）とを比較すると、本実施例の
場合は従来例の場合に比して、容量が同一であるにもか
かわらず、照射される光の強さは1/4倍（したがって、
ショットノイズは 光路長は４倍（したがって、信号の大きさは４倍）とな
る。したがって、S/N比は約２倍に改善される。このよ
うに、本実施例では、分解能を維持しつつ感度が向上す
る。また、逆にいえば、感度を維持しつつ分解能を向上
させることもできる。
料のゾーン長は通常数mmである。ここで、例えば、分断
しない内径50μｍのキャピラリー２中で2mmのゾーン
は、内径200μｍのキャピラリー39中では約2/16mmとな
る。したがって、本実施例において間隙ｌを2/16mmとす
れば、キャピラリー２を分断しない従来の構成と同等の
分解能が得られる。一方、分断しない従来の50μｍのキ
ャピラリーのスリット長を2mmとした場合（従来例）
と、200μｍのキャピラリー39を用いかつ間隔ｌを2/16m
mとした場合（本実施例）とを比較すると、本実施例の
場合は従来例の場合に比して、容量が同一であるにもか
かわらず、照射される光の強さは1/4倍（したがって、
ショットノイズは 光路長は４倍（したがって、信号の大きさは４倍）とな
る。したがって、S/N比は約２倍に改善される。このよ
うに、本実施例では、分解能を維持しつつ感度が向上す
る。また、逆にいえば、感度を維持しつつ分解能を向上
させることもできる。
なお、内径の大なる部分は試料の分離に悪影響を与え
るため、この部分をできるだけ短くすることが望まし
い。この実施例の場合には、キャピラリー２を分断し、
このキャピラリー２の分断部分の端部同士をキャピラリ
ー39で接続してスリットで構成しているので、内径の大
きい部分は検出に必要な部分にのみ限定される。したが
って、内径が大きいために生じる拡散，電位勾配の減少
を極力小さくすることができる。
るため、この部分をできるだけ短くすることが望まし
い。この実施例の場合には、キャピラリー２を分断し、
このキャピラリー２の分断部分の端部同士をキャピラリ
ー39で接続してスリットで構成しているので、内径の大
きい部分は検出に必要な部分にのみ限定される。したが
って、内径が大きいために生じる拡散，電位勾配の減少
を極力小さくすることができる。
（ａ）前記実施例では、外面に不透明な被膜41を有する
キャピラリー39を用い、その被膜41の一部を範囲Ｌにわ
たって剥ぎ取っているが、被膜のない透明なものを使用
してもよい。
キャピラリー39を用い、その被膜41の一部を範囲Ｌにわ
たって剥ぎ取っているが、被膜のない透明なものを使用
してもよい。
（ｂ）前記実施例では、キャピラリー２及び検出部37
は、保持部３内において押え板15により固定されている
が、この押え板15は省いてもよい。その場合には、位置
決め板14と上側のセル本体10とにより、キャピラリー２
を上下から挟んで固定する。
は、保持部３内において押え板15により固定されている
が、この押え板15は省いてもよい。その場合には、位置
決め板14と上側のセル本体10とにより、キャピラリー２
を上下から挟んで固定する。
本発明に係るキャピラリー電気泳動装置では、そのキ
ャピラリーの検出部が、キャピラリーが長手方向に所望
間隔をおいて分断され、かつこの分断部が外周に嵌め込
まれた光透過性のキャピラリーで接続されているので、
従来に比べて光路長が長くなりS/N比が改善されるとと
もに、内径が大きいために生じる拡散や電位勾配の減少
を極力小さくできる。
ャピラリーの検出部が、キャピラリーが長手方向に所望
間隔をおいて分断され、かつこの分断部が外周に嵌め込
まれた光透過性のキャピラリーで接続されているので、
従来に比べて光路長が長くなりS/N比が改善されるとと
もに、内径が大きいために生じる拡散や電位勾配の減少
を極力小さくできる。
第１図は本発明の一実施例の概略ブロック図、第２図は
その保持部の平面図、第３図は第２図のIII−III断面分
解図、第４図は検出部の縦断面図である。 １……電気泳動装置、2,39……キャピラリー、３……保
持部、４……発光部、５……受光部、37……検出部、3
8,41……被膜。
その保持部の平面図、第３図は第２図のIII−III断面分
解図、第４図は検出部の縦断面図である。 １……電気泳動装置、2,39……キャピラリー、３……保
持部、４……発光部、５……受光部、37……検出部、3
8,41……被膜。
Claims (1)
- 【請求項１】外面に不透明な被膜を有しかつ長手方向の
中途部に検出部を有するキャピラリーと、 前記検出部に対し光を照射する発光部と、 前記検出部からの光を検出する受光部とを備え、 前記検出部は、キャピラリーが長手方向に所望間隔をお
いて分断され、かつこの分断部がその外周に嵌め込まれ
た光透過性の円筒部材で接続されていることにより構成
されている、 キャピラリー電気泳動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019904A JP2833093B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | キャピラリー電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019904A JP2833093B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | キャピラリー電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223667A JPH03223667A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2833093B2 true JP2833093B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=12012201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019904A Expired - Fee Related JP2833093B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | キャピラリー電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833093B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378982A (en) * | 1993-02-25 | 1995-01-03 | Hughes Aircraft Company | Test probe for panel having an overlying protective member adjacent panel contacts |
| JP5051947B2 (ja) * | 2001-05-14 | 2012-10-17 | ヤマハファインテック株式会社 | 導通検査装置 |
| GB0304874D0 (en) * | 2003-03-04 | 2003-04-09 | Iatros Ltd | Radiation monitor |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019904A patent/JP2833093B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03223667A (ja) | 1991-10-02 |
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