JP2964615B2 - キャピラリー電気泳動装置の試料注入装置 - Google Patents
キャピラリー電気泳動装置の試料注入装置Info
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- JP2964615B2 JP2964615B2 JP2287664A JP28766490A JP2964615B2 JP 2964615 B2 JP2964615 B2 JP 2964615B2 JP 2287664 A JP2287664 A JP 2287664A JP 28766490 A JP28766490 A JP 28766490A JP 2964615 B2 JP2964615 B2 JP 2964615B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアミノ酸、タンパク質、核酸など電荷をもつ
物質を分離分析するキャピラリー電気泳動装置におい
て、キャピラリーに試料を注入する試料注入装置に関す
るものである。
物質を分離分析するキャピラリー電気泳動装置におい
て、キャピラリーに試料を注入する試料注入装置に関す
るものである。
（従来の技術） キャピラリー電気泳動装置は高性能な電気泳動装置で
あり、高分離性能と高速定量という特色に加えて、試料
消費量が極微量ですむといった利点を有している。
あり、高分離性能と高速定量という特色に加えて、試料
消費量が極微量ですむといった利点を有している。
試料注入方法としては、電気泳動式の他に、サイフォ
ン式や圧力式がよく利用されている。
ン式や圧力式がよく利用されている。
（発明が解決しようとする課題） キャピラリーへの試料注入はオートサンプラーを用い
てインジェクタで自動的に注入されているが、試料注入
に際しては変数として注入時間の他にサイフォン式では
昇降高さなどもあり、定量分析のためには試料注入量の
目安を別に求める必要があり、操作が面倒である。具体
的には、特定の時間間隔で注入操作をしたときに、染料
か気泡の移動距離を顕微鏡で観察して注入体積の測定を
行なっている。しかし、キャピラリーを電気泳動装置に
充填したままで体積を観察するのは現実的に困難である
うえ、この煩雑な測定操作を粘性の異なる試料や、泳動
バッファ、内径及び製造ロットの異なるキャピラリー毎
にし直す必要がある。このようなことから、キャピラリ
ー電気泳動装置では、依然として分析条件として注入量
の代わりに注入方法と注入時間を明示することが多く、
客観性のある表現とは言えなかった。
てインジェクタで自動的に注入されているが、試料注入
に際しては変数として注入時間の他にサイフォン式では
昇降高さなどもあり、定量分析のためには試料注入量の
目安を別に求める必要があり、操作が面倒である。具体
的には、特定の時間間隔で注入操作をしたときに、染料
か気泡の移動距離を顕微鏡で観察して注入体積の測定を
行なっている。しかし、キャピラリーを電気泳動装置に
充填したままで体積を観察するのは現実的に困難である
うえ、この煩雑な測定操作を粘性の異なる試料や、泳動
バッファ、内径及び製造ロットの異なるキャピラリー毎
にし直す必要がある。このようなことから、キャピラリ
ー電気泳動装置では、依然として分析条件として注入量
の代わりに注入方法と注入時間を明示することが多く、
客観性のある表現とは言えなかった。
本発明はキャピラリー電気泳動装置において、試料注
入量を設定すれば自動的にその設定量の試料を注入する
ことのできる試料注入装置を提供することを目的とする
ものである。
入量を設定すれば自動的にその設定量の試料を注入する
ことのできる試料注入装置を提供することを目的とする
ものである。
（課題を解決するための手段） 第１図により本発明を説明する。
２はキャピラリー４に試料を注入するオートサンプラ
ー、６はキャピラリー４中を泳動又は移動してきた試料
成分やマーカを検出する検出部である。８は試料注入と
同じ条件でキャピラリー４にマーカを注入しキャピラリ
ー４中を検出部６まで移動させたときのマーカ注入時間
の測定値、マーカ注入後検出器までの移動に要する時間
の測定値及び試料注入端から検出器までのキャピラリー
４の寸法設定値から単位時間当りの注入量を算出する較
正部、10は設定された注入量と較正部８の算出結果とか
ら注入時間を決定し、オートサンプラー２による試料注
入時間を制御する注入制御部である。
ー、６はキャピラリー４中を泳動又は移動してきた試料
成分やマーカを検出する検出部である。８は試料注入と
同じ条件でキャピラリー４にマーカを注入しキャピラリ
ー４中を検出部６まで移動させたときのマーカ注入時間
の測定値、マーカ注入後検出器までの移動に要する時間
の測定値及び試料注入端から検出器までのキャピラリー
４の寸法設定値から単位時間当りの注入量を算出する較
正部、10は設定された注入量と較正部８の算出結果とか
ら注入時間を決定し、オートサンプラー２による試料注
入時間を制御する注入制御部である。
（作用） 圧力式やサイフォン式でキャピラリー４にマーカを注
入すれば、マーカがキャピラリー４内部を流体力学的流
れとなって移動する。マーカ注入時間をt1とする。同じ
注入条件で泳動バッファを注入してマーカゾーンを泳動
バッファで押し流せば、検出部６の信号によりマーカ注
入後検出部６まで移動するための所要時間tmが求められ
る。キャピラリー４の内部体積は（有効長さＬ×断面積
Ｓ）であるが、これは既知であるので較正部８に予め設
定しておくことができる。
入すれば、マーカがキャピラリー４内部を流体力学的流
れとなって移動する。マーカ注入時間をt1とする。同じ
注入条件で泳動バッファを注入してマーカゾーンを泳動
バッファで押し流せば、検出部６の信号によりマーカ注
入後検出部６まで移動するための所要時間tmが求められ
る。キャピラリー４の内部体積は（有効長さＬ×断面積
Ｓ）であるが、これは既知であるので較正部８に予め設
定しておくことができる。
検出されるピークは多くの場合、第３図のようなテー
リングを伴うものとなる。検出時間tmはピークの頂点に
対応するものである。一方、第２図のようにマーカは長
さｌだけキャビラリー４に入っている。したがって、長
さＬを移動するに要する時間は正確にはtmとは異なる。
マーカゾーンの拡散の中心はその中点Ｘにあり、その拡
散の中心が検出部６に到達するのに要する時間が近似的
にtmである。
リングを伴うものとなる。検出時間tmはピークの頂点に
対応するものである。一方、第２図のようにマーカは長
さｌだけキャビラリー４に入っている。したがって、長
さＬを移動するに要する時間は正確にはtmとは異なる。
マーカゾーンの拡散の中心はその中点Ｘにあり、その拡
散の中心が検出部６に到達するのに要する時間が近似的
にtmである。
一方、較正におけるマーカ注入において距離ｌだけ進
むのに要する時間はt1であるので、マーカの中心部分が
キャピラリーの先端から距離ｌの中心部分Ｘに進むのに
要する時間はt1/2である。したがって、マーカが距離Ｌ
進むのに要する時間tm′は近似的に、 tm′＝t1/2＋tm である。
むのに要する時間はt1であるので、マーカの中心部分が
キャピラリーの先端から距離ｌの中心部分Ｘに進むのに
要する時間はt1/2である。したがって、マーカが距離Ｌ
進むのに要する時間tm′は近似的に、 tm′＝t1/2＋tm である。
較正部８ではある注入方法を用いたときの単位時間当
りの注入体積Ｌ・S/tm′が算出される。注入制御部10で
任意の注入量Ｖが設定されると、較正部８で算出された
単位時間当りの注入体積を元にしてその注入量に必要な
注入時間ｔが ｔ＝Ｖ・tm′/L・Ｓ として決定され、オートサンプラー２によりその時間だ
けキャピラリー４に試料が注入される。
りの注入体積Ｌ・S/tm′が算出される。注入制御部10で
任意の注入量Ｖが設定されると、較正部８で算出された
単位時間当りの注入体積を元にしてその注入量に必要な
注入時間ｔが ｔ＝Ｖ・tm′/L・Ｓ として決定され、オートサンプラー２によりその時間だ
けキャピラリー４に試料が注入される。
（実施例） 第４図は一実施例の概略図である。
キャピラリー電気泳動装置はキャピラリー４、キャピ
ラリー４の一部を保持する検出部６、泳動バッファを収
容し、試料が注入されたキャピラリー４の試料注入端が
挿入されるリバーザ16、キャピラリー４の他端が挿入さ
れ、泳動バッファを収容している他方のリザーバ18、両
リザーバ16,18間に泳動電圧を印加する高圧電源部12、
キャピラリー４に試料を注入するオートサンプラー２な
どを備えている。例えば、高圧電源部12はリザーバ16に
接続され、リザーバ18はグランド電位に保たれる。オー
トサンプラー２はインジェクタ14によりキャピラリー４
に試料を自動的に注入したり、注入量を較正するための
マーカを注入したり、マーカや泳動バッファの入ってい
る容器間でキャピラリー４を移動させたり、測定試料の
入っている試料容器からリザーバ16へキャピラリー４を
移動させる。インジェクタ２は注入側キャピラリー端を
試料容器に入れ、試料容器ごと検出側のキャピラリー端
より規定の高さだけ持ち上げ、規定時間静止させて試料
注入を行なうサイフォン式か、密閉状態の試料容器を窒
素ガスなどで加圧する圧力式であるが、実施例としては
圧力式のインジェクタであるとして説明する。
ラリー４の一部を保持する検出部６、泳動バッファを収
容し、試料が注入されたキャピラリー４の試料注入端が
挿入されるリバーザ16、キャピラリー４の他端が挿入さ
れ、泳動バッファを収容している他方のリザーバ18、両
リザーバ16,18間に泳動電圧を印加する高圧電源部12、
キャピラリー４に試料を注入するオートサンプラー２な
どを備えている。例えば、高圧電源部12はリザーバ16に
接続され、リザーバ18はグランド電位に保たれる。オー
トサンプラー２はインジェクタ14によりキャピラリー４
に試料を自動的に注入したり、注入量を較正するための
マーカを注入したり、マーカや泳動バッファの入ってい
る容器間でキャピラリー４を移動させたり、測定試料の
入っている試料容器からリザーバ16へキャピラリー４を
移動させる。インジェクタ２は注入側キャピラリー端を
試料容器に入れ、試料容器ごと検出側のキャピラリー端
より規定の高さだけ持ち上げ、規定時間静止させて試料
注入を行なうサイフォン式か、密閉状態の試料容器を窒
素ガスなどで加圧する圧力式であるが、実施例としては
圧力式のインジェクタであるとして説明する。
キャピラリー電気泳動装置は温度を一定に保つために
恒温槽に入れられて温度制御されている。一点鎖線は温
度制御される範囲を表わしている。
恒温槽に入れられて温度制御されている。一点鎖線は温
度制御される範囲を表わしている。
20は検出部６からの検出信号を入力し、波形処理を行
なってピーク位置検出を行ない、マーカが検出部６に到
達するまでの時間tmや、分析にあたっては分離された各
成分が検出部６に到達するまでの保持時間を検出するデ
ータ処理部である。22はデータ処理部20からの信号を入
力し、キャピラリー４への試料注入動作を制御したり、
分析動作を制御したり、データ処理を行なったりするコ
ントローラであり、例えばマイクロコンピュータであ
る。第１図における較正部８と注入制御部10はデータ処
理部20とコントローラ22により実現される。
なってピーク位置検出を行ない、マーカが検出部６に到
達するまでの時間tmや、分析にあたっては分離された各
成分が検出部６に到達するまでの保持時間を検出するデ
ータ処理部である。22はデータ処理部20からの信号を入
力し、キャピラリー４への試料注入動作を制御したり、
分析動作を制御したり、データ処理を行なったりするコ
ントローラであり、例えばマイクロコンピュータであ
る。第１図における較正部８と注入制御部10はデータ処
理部20とコントローラ22により実現される。
第５図は検出部６の一例を表わしている。
キャピラリー４の一方の側から測定光24が照射され、
他方の側にはスリット26を介してフォトセル28が配置さ
れ、キャピラリー４の透過光がフォトセル28で検出され
る。
他方の側にはスリット26を介してフォトセル28が配置さ
れ、キャピラリー４の透過光がフォトセル28で検出され
る。
第６図、第７図及び第８図により本実施例の動作を説
明する。
明する。
第７図は較正の手順を表わしている。
コントローラ22にはキャピラリー４の有効長さと内径
を入力しておく。
を入力しておく。
第６図（Ａ）のようにマーカ32の入った試料容器30に
キャピラリー４の注入端を入れ、密閉されたその試料容
器30に一定圧の窒素ガスを一定時間t1だけ供給して加圧
し、マーカをキャピラリー４に注入する。マーカ検出部
６に応答し、キャピラリー４への吸着などが起こらない
ものであれば何でもよい。例えば、メタノール、アセト
ンなどを利用することができる。粘度が試料と同程度の
マーカを用いると、さらに正確な注入量を再現すること
ができる。注入時間t1はコントローラ22に取り込まれ
る。次いで、第６図（Ｂ）に示されるように、マーカが
注入されたキャピラリー端を泳動バッファ36の入った容
器34に移し、注入時と同一圧力で加圧し、マーカを押し
流す。32aはキャピラリー４を移動中のマーカゾーンで
ある。マーカゾーン32aがキャピラリー４を移動し、や
がて検出部６により検出される。検出部６の検出信号に
より、マーカが注入された後、検出部６まで移動するに
要する時間tmがデータ処理部20で解析され、コントロー
ラ22に取り込まれる。コントローラ22にはキャピラリー
４の有効長さと内径が入力されているので、時間tm′だ
け注入したときの注入量がわかり、それから単位時間
（単位は例えば秒）当りの注入量（単位は例えばnl）が
算出される。
キャピラリー４の注入端を入れ、密閉されたその試料容
器30に一定圧の窒素ガスを一定時間t1だけ供給して加圧
し、マーカをキャピラリー４に注入する。マーカ検出部
６に応答し、キャピラリー４への吸着などが起こらない
ものであれば何でもよい。例えば、メタノール、アセト
ンなどを利用することができる。粘度が試料と同程度の
マーカを用いると、さらに正確な注入量を再現すること
ができる。注入時間t1はコントローラ22に取り込まれ
る。次いで、第６図（Ｂ）に示されるように、マーカが
注入されたキャピラリー端を泳動バッファ36の入った容
器34に移し、注入時と同一圧力で加圧し、マーカを押し
流す。32aはキャピラリー４を移動中のマーカゾーンで
ある。マーカゾーン32aがキャピラリー４を移動し、や
がて検出部６により検出される。検出部６の検出信号に
より、マーカが注入された後、検出部６まで移動するに
要する時間tmがデータ処理部20で解析され、コントロー
ラ22に取り込まれる。コントローラ22にはキャピラリー
４の有効長さと内径が入力されているので、時間tm′だ
け注入したときの注入量がわかり、それから単位時間
（単位は例えば秒）当りの注入量（単位は例えばnl）が
算出される。
第８図はキャピラリー４に試料を注入するときの手順
を表わしている。
を表わしている。
ユーザが任意の注入量をコントローラ22に設定すれ
ば、コントローラ22では上記の適正処理で求めた単位時
間当りの注入体積から注入時間が算出される。注入量が
多すぎると分析に悪影響を与える（サンプルオーバーロ
ーディング）ため、コントローラ22では注入量が適当で
あるか否かが判定され、もし、注入量が適当でなければ
注入量を再設定するようにメッセージが表示される。注
入量が適当であれば、オートサンプラ２によってキャピ
ラリー４の注入端が測定試料の試料容器に挿入され、決
定された注入時間だけ試料注入が実行される。
ば、コントローラ22では上記の適正処理で求めた単位時
間当りの注入体積から注入時間が算出される。注入量が
多すぎると分析に悪影響を与える（サンプルオーバーロ
ーディング）ため、コントローラ22では注入量が適当で
あるか否かが判定され、もし、注入量が適当でなければ
注入量を再設定するようにメッセージが表示される。注
入量が適当であれば、オートサンプラ２によってキャピ
ラリー４の注入端が測定試料の試料容器に挿入され、決
定された注入時間だけ試料注入が実行される。
試料注入後、キャピラリー端はオートサンプラ２によ
って第６図（Ｃ）のようにリザーバ16に移された後、コ
ントローラ22の指示により泳動電圧が印加されて分析が
開始される。
って第６図（Ｃ）のようにリザーバ16に移された後、コ
ントローラ22の指示により泳動電圧が印加されて分析が
開始される。
上記の一連の較正動作及び試料注入、分析動作はオー
トサンプラ２により全自動で行なわれる。
トサンプラ２により全自動で行なわれる。
（発明の効果） 本発明の試料注入装置を用いると、任意の長さや内径
をもつキャピラリーを用い、任意の粘度の試料を分析す
る際に、任意の温度及び注入方法（サイフォン式又は圧
力式）において、注入時間に対する注入絶対量が較正さ
れ、設定した任意の注入量だけの試料が注入されるよう
になる。これにより、定量分析において常に必要量だけ
が注入され、操作性が高くなる。
をもつキャピラリーを用い、任意の粘度の試料を分析す
る際に、任意の温度及び注入方法（サイフォン式又は圧
力式）において、注入時間に対する注入絶対量が較正さ
れ、設定した任意の注入量だけの試料が注入されるよう
になる。これにより、定量分析において常に必要量だけ
が注入され、操作性が高くなる。
また、単位時間当りの試料注入量が自動的に較正され
ることによって、キャピラリーごとに、また、試料ごと
に正確な注入が容易に実現される。
ることによって、キャピラリーごとに、また、試料ごと
に正確な注入が容易に実現される。
第１図は本発明を示すブロック図、第２図はマーカ注入
状態を示すキャピラリー断面図、第３図はマーカ検出ピ
ークを示す波形図、第４図は本発明が適用されるキャピ
ラリー電気泳動装置の一例を示す概略図、第５図は第４
図における検出部の具体例を示す構成図、第６図は一実
施例におけるオートサンプラの動作を示す断面図、第７
図は一実施例による較正手順を示すフローチャート図、
第８図は一実施例による試料注入手順を示すフローチャ
ート図である。 ２……オートサンプラー、４……キャピラリー、６……
検出部、８……較正部、10……注入制御部、14……イン
ジェクタ、20……データ処理部、22……コントローラ。
状態を示すキャピラリー断面図、第３図はマーカ検出ピ
ークを示す波形図、第４図は本発明が適用されるキャピ
ラリー電気泳動装置の一例を示す概略図、第５図は第４
図における検出部の具体例を示す構成図、第６図は一実
施例におけるオートサンプラの動作を示す断面図、第７
図は一実施例による較正手順を示すフローチャート図、
第８図は一実施例による試料注入手順を示すフローチャ
ート図である。 ２……オートサンプラー、４……キャピラリー、６……
検出部、８……較正部、10……注入制御部、14……イン
ジェクタ、20……データ処理部、22……コントローラ。
Claims (1)
- 【請求項１】試料注入と同じ条件でキャピラリーにマー
カを注入しキャピラリー中を検出器まで移動させたとき
のマーカ注入時間の測定値t1、マーカ注入後検出器まで
の移動に要する時間の測定値tm、試料注入端から検出部
までのキャピラリー寸法設定値Ｌ・Ｓ（Ｌは長さ、Ｓは
断面積）から単位時間当りの注入量Ｌ・S/tm′（tm′＝
t1/2＋tm）を算出する較正部と、設定された注入量Ｖと
前記較正部の算出結果とから注入時間ｔ（＝Ｖ・tm′/L
・Ｓ）を決定し、オートサンプラーによる試料注入時間
を制御する注入制御部とを備えたキャピラリー電気泳動
装置の試料注入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287664A JP2964615B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | キャピラリー電気泳動装置の試料注入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2287664A JP2964615B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | キャピラリー電気泳動装置の試料注入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04160355A JPH04160355A (ja) | 1992-06-03 |
| JP2964615B2 true JP2964615B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=17720132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2287664A Expired - Lifetime JP2964615B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | キャピラリー電気泳動装置の試料注入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964615B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP2287664A patent/JP2964615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04160355A (ja) | 1992-06-03 |
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