JP3023793B2 - 毛管電気泳動方法及びその装置 - Google Patents
毛管電気泳動方法及びその装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ この発明は、慣例に従えば「毛管領域電気泳動」（CZ
E）と呼ばれている毛管電気泳動に関するものであり、
一層詳しくは、サンプルを毛管分離管に導入すると共に
これら毛管分離管の温度制御を行うことによって分離作
用を改善する自動化した方法および装置に関する。
E）と呼ばれている毛管電気泳動に関するものであり、
一層詳しくは、サンプルを毛管分離管に導入すると共に
これら毛管分離管の温度制御を行うことによって分離作
用を改善する自動化した方法および装置に関する。
近年において、微細分離管技術はかなりの進歩を遂げ
た。このような技術の主たる利点はきわめて少ない量の
サンプルの分析、たとえば、マイクロリットルあるいは
ァアブマイクロリットルのサンプルの分析に適している
ことにある。これほど少ない量のサンプルを分析できる
ということは、生物学の分野で研究の急増に伴い非常に
重要になった。生物学的サンプルが非常に小さいことが
多いからである。
た。このような技術の主たる利点はきわめて少ない量の
サンプルの分析、たとえば、マイクロリットルあるいは
ァアブマイクロリットルのサンプルの分析に適している
ことにある。これほど少ない量のサンプルを分析できる
ということは、生物学の分野で研究の急増に伴い非常に
重要になった。生物学的サンプルが非常に小さいことが
多いからである。
毛管技術に伴う重要な問題の１つは毛管内へのサンプ
ルの導入にある。毛管電気泳動で用いられる１つの技術
はサンプル注入と呼ばれるエレクトロミグレーションで
あり、この用語は電気泳動と電気浸透の両方の効果を含
む（Jorgenson,J.W.,and Lukacs,K.D.,J.Chromatograph
y,1981,Vol.218,pp.209−216;Jorgenson,J.W.,and Luka
cs,K.D.,Science,1983,Vol.222,pp.266−272;Wallingfo
rd,R.A.and Ewing,A.G.,Anal.Chem.,1987,Vol.59,pp.68
1−684参照） この技術では、毛管の一端と電気泳動陽極がサンプル
内に置かれ、簡単に電圧を印加し、小帯域のサンプルを
毛管内に電気泳動させる。このサンプル注入法はサンプ
ル内の相違によって満足に行われないことがある。これ
はより高い移動度を持つ溶質が優先的に電気泳動分離管
内に移行し、サンプルの相対組成を変えてしまうからで
ある。この問題を回避すべく、物理的にサンプルを注入
する試みも報告されている（Jorgenson and Lukacs,Sci
ence,ibid）。しかしながら、これら直接的な注入技術
は明らかに注入中に導入される層流分布による帯域拡大
を生じさせる。
ルの導入にある。毛管電気泳動で用いられる１つの技術
はサンプル注入と呼ばれるエレクトロミグレーションで
あり、この用語は電気泳動と電気浸透の両方の効果を含
む（Jorgenson,J.W.,and Lukacs,K.D.,J.Chromatograph
y,1981,Vol.218,pp.209−216;Jorgenson,J.W.,and Luka
cs,K.D.,Science,1983,Vol.222,pp.266−272;Wallingfo
rd,R.A.and Ewing,A.G.,Anal.Chem.,1987,Vol.59,pp.68
1−684参照） この技術では、毛管の一端と電気泳動陽極がサンプル
内に置かれ、簡単に電圧を印加し、小帯域のサンプルを
毛管内に電気泳動させる。このサンプル注入法はサンプ
ル内の相違によって満足に行われないことがある。これ
はより高い移動度を持つ溶質が優先的に電気泳動分離管
内に移行し、サンプルの相対組成を変えてしまうからで
ある。この問題を回避すべく、物理的にサンプルを注入
する試みも報告されている（Jorgenson and Lukacs,Sci
ence,ibid）。しかしながら、これら直接的な注入技術
は明らかに注入中に導入される層流分布による帯域拡大
を生じさせる。
他のあまり普遍性のない注入法としては、重力流注入
法（Tsuda,A.,et al,J.Chromatography,1983,Vol.264,p
p.385−392参照）、サイフォン注入法（Honda,S.et al
J.Chromatography,1987,Vol.404,pp.313−320参照）お
よび電子サンプル・スプリッタ注入法（Deml,M.et al.
J.Chromatography,1985,Vol.320,pp.159−165参照）が
ある。これらの注入技術は、それぞれ、帯域拡大を最小
限に抑えながらサブナノリットルのサンプルを電気泳動
分離管に送ることができる。しかしながら、重力源注入
法あるいはサイフォン注入法は不正確であり、サンプル
抽出で変化するサンプル・レベルに信頼性がないために
絶対体積量を得る際の精度を欠いている。この欠点は当
初のサンプル体積が注入した体積に比べて大きい場合に
は無視し得る。電子スプリッタの場合には、分離管に必
要な小さいサイズまで分割できるようにすることはより
大きい初期サンプル体積を必要とする。したがって、若
干のサンプルを無駄にすることもあるし、分離を実施す
るのに十分なサンプルがない場合もある。また、この後
者の技術は付加的な制御式電源またはスプリッタの種々
の脚にある電気抵抗の非常に注意深い制御を必要とする
ために複雑となる。さらに、初期に大きなサンプル体積
を使用する必要があるということは使用できる用途が限
られていることを意味する。
法（Tsuda,A.,et al,J.Chromatography,1983,Vol.264,p
p.385−392参照）、サイフォン注入法（Honda,S.et al
J.Chromatography,1987,Vol.404,pp.313−320参照）お
よび電子サンプル・スプリッタ注入法（Deml,M.et al.
J.Chromatography,1985,Vol.320,pp.159−165参照）が
ある。これらの注入技術は、それぞれ、帯域拡大を最小
限に抑えながらサブナノリットルのサンプルを電気泳動
分離管に送ることができる。しかしながら、重力源注入
法あるいはサイフォン注入法は不正確であり、サンプル
抽出で変化するサンプル・レベルに信頼性がないために
絶対体積量を得る際の精度を欠いている。この欠点は当
初のサンプル体積が注入した体積に比べて大きい場合に
は無視し得る。電子スプリッタの場合には、分離管に必
要な小さいサイズまで分割できるようにすることはより
大きい初期サンプル体積を必要とする。したがって、若
干のサンプルを無駄にすることもあるし、分離を実施す
るのに十分なサンプルがない場合もある。また、この後
者の技術は付加的な制御式電源またはスプリッタの種々
の脚にある電気抵抗の非常に注意深い制御を必要とする
ために複雑となる。さらに、初期に大きなサンプル体積
を使用する必要があるということは使用できる用途が限
られていることを意味する。
必要とするのは微小体積に適すると共に精密なサンプ
ル体積を得ることができ、帯域拡大を最小限に抑えるこ
とのできる簡単で自動化可能なサンプル注入技術であ
る。
ル体積を得ることができ、帯域拡大を最小限に抑えるこ
とのできる簡単で自動化可能なサンプル注入技術であ
る。
［発明の概要］ この発明の好ましい実施例によれば、毛管電気泳動を
行う装置は毛管の端に作用させた真空によってサンプル
を毛管内へ自動的に導入できる電子制御式弁装置を包含
する。サンプルを吸引するこの方法は非常に正確であ
り、再現性があり、帯域拡大を最小限に抑えることがで
きる。さらに、毛管電気泳動装置全体を容易に自動化す
ることができる。
行う装置は毛管の端に作用させた真空によってサンプル
を毛管内へ自動的に導入できる電子制御式弁装置を包含
する。サンプルを吸引するこの方法は非常に正確であ
り、再現性があり、帯域拡大を最小限に抑えることがで
きる。さらに、毛管電気泳動装置全体を容易に自動化す
ることができる。
本装置は互いに電気的に絶縁された、電気泳動媒質を
入れた第1,第２の溜めと、第１溜めに接近して配置して
あり、電気泳動させようとしているサンプルを入れたサ
ンプル溜めと、第1,第２溜めの間に接続した高電圧電源
とを包含する。第１の既知の圧力（普通は、周囲空気圧
力）を有する第１ガスの第１圧力源が用いられて第１溜
めおよびサンプル溜めのための環境を与え、第１溜め内
の電気泳動媒質およびサンプル溜め内のサンプルを第１
の圧力下に置く。本装置は第１圧力よりも低い第２圧力
を有する第２のガス（これも空気であることが普通であ
る）を入れた圧力溜めを包含する。サンプルを電気泳動
させる毛管も設けてある。第1,第２の溜めと、圧力溜め
と高電圧電源と、サンプル溜めを保持し、かつ、毛管の
一端を第２溜め内に保持するラック装置が設けてある。
ガス接続装置が第２端溜めを圧力溜めに接続しており、
このガス接続装置はそれを第１圧力源に通じさせると共
にこの状態を保ちながら第２溜めの圧力溜めとの連通を
阻止する弁を有する。本装置は、また、毛管の反対端を
サンプル溜め内に、そして、第１溜め内に挿入するため
の挿入要素も有する。好ましい実施例では、本装置は挿
入要素および弁を制御するコンピュータ装置を包含して
おり、毛管の反対端がサンプル溜め内にあるとき、弁が
第２溜めの圧力耐えとの連絡を或る制御期間にわたって
許し、サンプルを毛管内に吸引させるようになってい
る。さらに、好ましい実施例では、コンピュータ装置は
毛管へのサンプルの吸引後に毛管の反対端を第１溜めに
移動させる。サンプルが毛管内に導入され、毛管が第１
溜めに移動させられた後、電気泳動が開始させられる。
入れた第1,第２の溜めと、第１溜めに接近して配置して
あり、電気泳動させようとしているサンプルを入れたサ
ンプル溜めと、第1,第２溜めの間に接続した高電圧電源
とを包含する。第１の既知の圧力（普通は、周囲空気圧
力）を有する第１ガスの第１圧力源が用いられて第１溜
めおよびサンプル溜めのための環境を与え、第１溜め内
の電気泳動媒質およびサンプル溜め内のサンプルを第１
の圧力下に置く。本装置は第１圧力よりも低い第２圧力
を有する第２のガス（これも空気であることが普通であ
る）を入れた圧力溜めを包含する。サンプルを電気泳動
させる毛管も設けてある。第1,第２の溜めと、圧力溜め
と高電圧電源と、サンプル溜めを保持し、かつ、毛管の
一端を第２溜め内に保持するラック装置が設けてある。
ガス接続装置が第２端溜めを圧力溜めに接続しており、
このガス接続装置はそれを第１圧力源に通じさせると共
にこの状態を保ちながら第２溜めの圧力溜めとの連通を
阻止する弁を有する。本装置は、また、毛管の反対端を
サンプル溜め内に、そして、第１溜め内に挿入するため
の挿入要素も有する。好ましい実施例では、本装置は挿
入要素および弁を制御するコンピュータ装置を包含して
おり、毛管の反対端がサンプル溜め内にあるとき、弁が
第２溜めの圧力耐えとの連絡を或る制御期間にわたって
許し、サンプルを毛管内に吸引させるようになってい
る。さらに、好ましい実施例では、コンピュータ装置は
毛管へのサンプルの吸引後に毛管の反対端を第１溜めに
移動させる。サンプルが毛管内に導入され、毛管が第１
溜めに移動させられた後、電気泳動が開始させられる。
好ましい実施例の付加的な重要な特徴は、電気泳動中
に毛管（それ故、溶媒／溶質系）の温度を制御できるよ
うにした自動温度制御装置を設けたことにある。これは
多くの緩衝剤にとってpHが強力な温度関数であり、それ
故、温度制御がそのままpHの制御になるという点で特に
有利である。さらに、pHは電気泳動移動度、したがっ
て、分離効率に直接影響する。
に毛管（それ故、溶媒／溶質系）の温度を制御できるよ
うにした自動温度制御装置を設けたことにある。これは
多くの緩衝剤にとってpHが強力な温度関数であり、それ
故、温度制御がそのままpHの制御になるという点で特に
有利である。さらに、pHは電気泳動移動度、したがっ
て、分離効率に直接影響する。
この発明の別の実施例では、毛管は予め洗浄され、毛
管壁面における電荷をほぼゼロにするように平衡化さ
れ、それによって、電気浸透流をほぼ排除し、かなり分
析能力を改善できる。
管壁面における電荷をほぼゼロにするように平衡化さ
れ、それによって、電気浸透流をほぼ排除し、かなり分
析能力を改善できる。
［実施例］ 第１図はこの発明による自動毛管電気泳動（以下、CZ
Eとする）装置の好ましい実施例の部分断面図である。
Eとする）装置の好ましい実施例の部分断面図である。
この好ましい実施例において、本装置はアクセス開口
（図示せず）を有する周囲囲い11と、この囲いの外側に
ある要素に接続しなければならない要素のための、囲い
の壁を貫く種々のフィードスルーと包含する。電気泳動
は囲いの中の毛管13内で行われる。この毛管は融合シリ
カで作ってあると好ましく、たとえば、高感度液体また
は気体クロマトグラフィーのために用いられる。毛管13
の一端は第１の容器21内に保持された緩衝剤溶液13内に
浸漬されており、反対端は第２容器17内の緩衝剤溶液15
中に浸漬されている。緩衝剤溶液15,19は普通は同じ溶
液であるが、その多くはこの分野では周知のものであ
る。従来は実施されつつある特定の実験に依存して種々
の緩衝剤のために種々のpHが用いられているが、この好
ましい実施例では、毛管電気泳動にとって比較的低いpH
が最良であることがわかった。この好ましい実施例で
は、最良の分離を行うべく、pHは緩衝剤・毛管の組合せ
の電荷がゼロになる点、すなわち、毛管壁面上に電荷が
ない点まで調節する。後に説明するように、電荷ゼロの
点は使用する緩衝剤と分離管前処理に依存して変わる。
しかしながら、実際には約2.5より低いpHで十分であ
る。また、後述するように、時には、温度依存性のあ
る、即ち、温度に従って大きくpHが変化する、もっとも
別の表現では、dpk/dTが比較的大きい特別の緩衝剤が用
いられる。
（図示せず）を有する周囲囲い11と、この囲いの外側に
ある要素に接続しなければならない要素のための、囲い
の壁を貫く種々のフィードスルーと包含する。電気泳動
は囲いの中の毛管13内で行われる。この毛管は融合シリ
カで作ってあると好ましく、たとえば、高感度液体また
は気体クロマトグラフィーのために用いられる。毛管13
の一端は第１の容器21内に保持された緩衝剤溶液13内に
浸漬されており、反対端は第２容器17内の緩衝剤溶液15
中に浸漬されている。緩衝剤溶液15,19は普通は同じ溶
液であるが、その多くはこの分野では周知のものであ
る。従来は実施されつつある特定の実験に依存して種々
の緩衝剤のために種々のpHが用いられているが、この好
ましい実施例では、毛管電気泳動にとって比較的低いpH
が最良であることがわかった。この好ましい実施例で
は、最良の分離を行うべく、pHは緩衝剤・毛管の組合せ
の電荷がゼロになる点、すなわち、毛管壁面上に電荷が
ない点まで調節する。後に説明するように、電荷ゼロの
点は使用する緩衝剤と分離管前処理に依存して変わる。
しかしながら、実際には約2.5より低いpHで十分であ
る。また、後述するように、時には、温度依存性のあ
る、即ち、温度に従って大きくpHが変化する、もっとも
別の表現では、dpk/dTが比較的大きい特別の緩衝剤が用
いられる。
丸印23は毛管13の拡大横断面を示している。毛管の内
径D1はサンプルの種類や他の理由に応じて異なる。D1の
代表的な値は0.05mmであり、一般的には、ゼロと200ミ
クロンの間で変化する。毛管13の壁厚はそれが可撓性を
有し、破断することなく取り扱えるに十分なほどの小さ
な値となっている。また、直径が小さいと、熱伝達が効
率良く行える。
径D1はサンプルの種類や他の理由に応じて異なる。D1の
代表的な値は0.05mmであり、一般的には、ゼロと200ミ
クロンの間で変化する。毛管13の壁厚はそれが可撓性を
有し、破断することなく取り扱えるに十分なほどの小さ
な値となっている。また、直径が小さいと、熱伝達が効
率良く行える。
第２容器17は気密頂部25を有する。毛管13は気密シー
ルを維持するストップ27を貫いて第２容器に入ってい
る。中空の管29がストッパ31を貫通しており、電極33が
別のストッパ35を貫通している。ストッパ35は普通は非
導電性材料で作ってある。電極33からは電線37が電気的
フィードスルー39まで延びており、これは電気信号また
は電力が囲いと短絡することなく囲いの壁を通過できる
ようにしている。外側では、電線41が高電圧電源43の端
子まで延びている。
ルを維持するストップ27を貫いて第２容器に入ってい
る。中空の管29がストッパ31を貫通しており、電極33が
別のストッパ35を貫通している。ストッパ35は普通は非
導電性材料で作ってある。電極33からは電線37が電気的
フィードスルー39まで延びており、これは電気信号また
は電力が囲いと短絡することなく囲いの壁を通過できる
ようにしている。外側では、電線41が高電圧電源43の端
子まで延びている。
電源43の他方の端子からは別の電線45が別のフィード
スルー47まで延びている。内側では、囲い内電線49が第
１容器の緩衝剤溶液19内に浸漬した電極51まで延びてい
る。毛管内に緩衝剤溶液およびサンプルが入っており、
毛管の端が２つの容器の緩衝剤葉得内に浸漬してあると
き、毛管内の材料を横切って電位を維持するように電
線，フィードスルーおよび電極を通して電源43を使用で
きる。
スルー47まで延びている。内側では、囲い内電線49が第
１容器の緩衝剤溶液19内に浸漬した電極51まで延びてい
る。毛管内に緩衝剤溶液およびサンプルが入っており、
毛管の端が２つの容器の緩衝剤葉得内に浸漬してあると
き、毛管内の材料を横切って電位を維持するように電
線，フィードスルーおよび電極を通して電源43を使用で
きる。
第２容器17は支持体53上に載っており、この第２容器
と支持体53の間には電気絶縁剤55が設けてある。第２容
器17と支持体53が導電性の場合であれば絶縁剤が必要で
ある。第１容器21は可動支持体57と絶縁剤59上に載って
いる。
と支持体53の間には電気絶縁剤55が設けてある。第２容
器17と支持体53が導電性の場合であれば絶縁剤が必要で
ある。第１容器21は可動支持体57と絶縁剤59上に載って
いる。
毛管13に対して検出器61が設置してあり、これは毛管
13内の電気泳動の結果を測定する。このような検出器61
は従来周知であり、たとえば、Applied Biosystems Mod
el 783 Spectroflow UV/Visible Detectorがある。これ
はオンカラム検出を特に行うようになっている可変波長
プログラマブル検出器である。フィードスルー63を通る
電線は機器に対して電力、信号を運ぶ。図示した２本の
電線よりも多い電線があることもある。
13内の電気泳動の結果を測定する。このような検出器61
は従来周知であり、たとえば、Applied Biosystems Mod
el 783 Spectroflow UV/Visible Detectorがある。これ
はオンカラム検出を特に行うようになっている可変波長
プログラマブル検出器である。フィードスルー63を通る
電線は機器に対して電力、信号を運ぶ。図示した２本の
電線よりも多い電線があることもある。
電気泳動過程が１つのサンプルについて完了し、別の
サンプルを分析のために毛管13に入れたいときには、新
しいサンプルを人為的な干渉や環境囲いを乱すことなく
装填できる。フィードスルー67を通った電線によって付
勢され、ブラケット部材によって支持されたモータ65を
リード・スクリュー71を回転させるように駆動させ得
る。ナット73が毛管13をしっかりと保持するクランプ77
を有する部材75に取り付けてある。その結果、リード・
スクー71が回転すると、止め79,81の間の距離にわたっ
て毛管13を昇降させることになる。この距離は、毛管13
の下端が第１の容器21のリムの上方まで上昇し、再び下
降するに十分なようにセットされる。
サンプルを分析のために毛管13に入れたいときには、新
しいサンプルを人為的な干渉や環境囲いを乱すことなく
装填できる。フィードスルー67を通った電線によって付
勢され、ブラケット部材によって支持されたモータ65を
リード・スクリュー71を回転させるように駆動させ得
る。ナット73が毛管13をしっかりと保持するクランプ77
を有する部材75に取り付けてある。その結果、リード・
スクー71が回転すると、止め79,81の間の距離にわたっ
て毛管13を昇降させることになる。この距離は、毛管13
の下端が第１の容器21のリムの上方まで上昇し、再び下
降するに十分なようにセットされる。
毛管13が容器21のリムの上方へ上昇したとき、モータ
83がフィードスルー85を通る電線によって付勢されてリ
ード・スクリュー87を回転させ、可動支持体57を支持体
89に沿って移動させる。内部に一列に配置した微小体積
部93を持ったサンプル容器91が予め用意してあり、可動
支持体57上の容器21に隣接して設置してある。各微小体
積部93は分析しようとしているサンプルを収容できる。
代表的な注入体積はこの好ましい実施例では１ナノリッ
トル〜10ナノリットルであるが、サンプルを保持するの
に使用するためのサイズや分離管のサイズに依存して他
のサイズのサンプルも選ぶことができるのはもちろんで
ある。可動支持体57を移動させるモータ83を制御するこ
とによって、サンプル容器91の微小体積部93の任意の１
つを動かして毛管13の端のすぐ下に移す。次に、毛管13
をモータ65の制御によって微小体積部93の中に下降させ
る。新しいサンプルが毛管13に吸引された後、毛管13を
再び上昇させ、容器21を所定位置に戻し、毛管13を下降
させることによってその端を緩衝剤19に再び浸漬させ
る。
83がフィードスルー85を通る電線によって付勢されてリ
ード・スクリュー87を回転させ、可動支持体57を支持体
89に沿って移動させる。内部に一列に配置した微小体積
部93を持ったサンプル容器91が予め用意してあり、可動
支持体57上の容器21に隣接して設置してある。各微小体
積部93は分析しようとしているサンプルを収容できる。
代表的な注入体積はこの好ましい実施例では１ナノリッ
トル〜10ナノリットルであるが、サンプルを保持するの
に使用するためのサイズや分離管のサイズに依存して他
のサイズのサンプルも選ぶことができるのはもちろんで
ある。可動支持体57を移動させるモータ83を制御するこ
とによって、サンプル容器91の微小体積部93の任意の１
つを動かして毛管13の端のすぐ下に移す。次に、毛管13
をモータ65の制御によって微小体積部93の中に下降させ
る。新しいサンプルが毛管13に吸引された後、毛管13を
再び上昇させ、容器21を所定位置に戻し、毛管13を下降
させることによってその端を緩衝剤19に再び浸漬させ
る。
新しいサンプルを注入すると共に毛管13の一端をサン
プル材料の微小体積部93の１つに入れるべく、環境囲い
を出た中空管29によって第２容器17に相対真空を作用さ
せる。モータ95を制御して３方向回転弁97を回転させ、
中空管29を真空溜め99に通じさせる。この真空溜め99は
隔離弁103を通して真空ポンプ101によって所望の真空レ
ベルに維持される。プログラマブル信号点を備えた真空
検知ゲージ115が真空溜め99内の真空レベルを監視して
いる。真空ポンプ101はモータ105によって駆動される。
タイミングと真空レベルを注意深く制御することによっ
て、毛管13内に所定量のサンプル材料を吸引させる非常
に精密な方法と他の利点を得ることができる。たとえ
ば、真空溜め99と囲い11の間の5.0インチ（12.7cm）Hg
の差圧を利用し、内径50ミクロン、長さ65cmの融合シリ
カ毛管を用い、三方向回転弁97の開放時間を２秒間とす
ることによって、５ナノリットルの水溶液を噴出するこ
とができる。
プル材料の微小体積部93の１つに入れるべく、環境囲い
を出た中空管29によって第２容器17に相対真空を作用さ
せる。モータ95を制御して３方向回転弁97を回転させ、
中空管29を真空溜め99に通じさせる。この真空溜め99は
隔離弁103を通して真空ポンプ101によって所望の真空レ
ベルに維持される。プログラマブル信号点を備えた真空
検知ゲージ115が真空溜め99内の真空レベルを監視して
いる。真空ポンプ101はモータ105によって駆動される。
タイミングと真空レベルを注意深く制御することによっ
て、毛管13内に所定量のサンプル材料を吸引させる非常
に精密な方法と他の利点を得ることができる。たとえ
ば、真空溜め99と囲い11の間の5.0インチ（12.7cm）Hg
の差圧を利用し、内径50ミクロン、長さ65cmの融合シリ
カ毛管を用い、三方向回転弁97の開放時間を２秒間とす
ることによって、５ナノリットルの水溶液を噴出するこ
とができる。
この発明による装置の別の重要な特徴は、環境囲い11
内の温度を制御できることにある。加熱要素107はフィ
ードスルー109を通して付勢され、感熱要素111が電線11
3を通して温度を監視している。後に説明するように、
このような温度制御設備は非常に有用である。なんとな
れば、或る種の緩衝剤は温度依存pHを有し、このような
緩衝剤にとってpHは温度を制御することによって自動的
に制御できるからである。また、分離作業を通じて均一
な温度を用いる場合に他の種類の変化が回避されるの
で、温度制御はより一般的なケースでも重要である。た
とえば、粘度、したがって、移動度が温度の大きな関数
となることが最も多く、再現性については温度制御が必
要である。
内の温度を制御できることにある。加熱要素107はフィ
ードスルー109を通して付勢され、感熱要素111が電線11
3を通して温度を監視している。後に説明するように、
このような温度制御設備は非常に有用である。なんとな
れば、或る種の緩衝剤は温度依存pHを有し、このような
緩衝剤にとってpHは温度を制御することによって自動的
に制御できるからである。また、分離作業を通じて均一
な温度を用いる場合に他の種類の変化が回避されるの
で、温度制御はより一般的なケースでも重要である。た
とえば、粘度、したがって、移動度が温度の大きな関数
となることが最も多く、再現性については温度制御が必
要である。
好ましい実施例の装置に組合せた全ての電気機器のた
めの電力用，制御用の電線は電気導管121によって制御
インターフェース119まで運ばれる。この制御インター
フェース119は制御の目的のために電力端子と信号切り
換えを提供する。制御インターフェースはコンピュータ
117に接続してあり、それによって操作される。このコ
ンピュータ117は予めプログラムを組んでおいて重要な
パラメータを維持し、分析シーケンスを自動的に実行で
きるようにする。たとえば、所望の真空レベルを制御デ
ータとして入力し、制御インターフェース119を通して
コンピュータ117が真空ゲージ115からの信号を監視し、
真空隔離弁103を開閉し、所望の真空レベルを精密に維
持する。
めの電力用，制御用の電線は電気導管121によって制御
インターフェース119まで運ばれる。この制御インター
フェース119は制御の目的のために電力端子と信号切り
換えを提供する。制御インターフェースはコンピュータ
117に接続してあり、それによって操作される。このコ
ンピュータ117は予めプログラムを組んでおいて重要な
パラメータを維持し、分析シーケンスを自動的に実行で
きるようにする。たとえば、所望の真空レベルを制御デ
ータとして入力し、制御インターフェース119を通して
コンピュータ117が真空ゲージ115からの信号を監視し、
真空隔離弁103を開閉し、所望の真空レベルを精密に維
持する。
別の例としては、コンピュータ117は感熱要素である
温度センサ111を監視し、プログラムした温度を維持す
る必要に応じて加熱要素107への電力を制御することに
よって環境囲い内の温度を制御するのに使用することが
できる。また、コンピュータ117はサンプル容器91の微
小体積部93に予め充填したいくつかのサンプルを用い、
必要なシーケンスで電気装置を制御してなすべき分析シ
ーケンスを可能とするようにプログラムすることができ
る。プログラム微小体積サンプルのすべてについて順次
に分析を実行したり、あるいは、各分析の間での人為的
な緩干渉や始動を可能とするようにセットすることがで
きる。
温度センサ111を監視し、プログラムした温度を維持す
る必要に応じて加熱要素107への電力を制御することに
よって環境囲い内の温度を制御するのに使用することが
できる。また、コンピュータ117はサンプル容器91の微
小体積部93に予め充填したいくつかのサンプルを用い、
必要なシーケンスで電気装置を制御してなすべき分析シ
ーケンスを可能とするようにプログラムすることができ
る。プログラム微小体積サンプルのすべてについて順次
に分析を実行したり、あるいは、各分析の間での人為的
な緩干渉や始動を可能とするようにセットすることがで
きる。
コンピュータ117の別の重要な特徴は、コンピュータ1
17が毛管13の極性を電子的に反転させることができると
いうことにある。それ故、反対極性の電荷を持った溶質
の場合に、溶質粒子の移行方向を逆転させ、一定位置で
UV検出器を使用することができる。コンピュータ117の
プログラム構造についての詳細は後記付録Ａに記載して
ある。
17が毛管13の極性を電子的に反転させることができると
いうことにある。それ故、反対極性の電荷を持った溶質
の場合に、溶質粒子の移行方向を逆転させ、一定位置で
UV検出器を使用することができる。コンピュータ117の
プログラム構造についての詳細は後記付録Ａに記載して
ある。
pHの制御 遊離溶液および或る種のゲルにおける毛管電気泳動で
は、異なって電荷（絶対値）を持った溶質は異なった電
気泳動移動度を有し、したがって、分離され得る。２つ
またはそれ以上の溶質間の選択性（すなわち、電気泳動
移動度の相対差）が電気泳動実行時に変化し得るならば
分離効率は改善され得る。これを達成する１つの方法と
しては、分離しようとしている種の有効電荷における相
対差を変ることがある。多くの場合、毛管内の溶液（た
いていは緩衝剤）のpH（より良好には、pK）は酸／塩基
平衡の結果に従う溶質の変化を決める。たとえば、水中
のCHES（シクロヘキシル・アミノエタン・サルフォン
酸）の場合、化学平衡状態は以下の式で表わされるよう
に特定の温度に依存して定められる。
は、異なって電荷（絶対値）を持った溶質は異なった電
気泳動移動度を有し、したがって、分離され得る。２つ
またはそれ以上の溶質間の選択性（すなわち、電気泳動
移動度の相対差）が電気泳動実行時に変化し得るならば
分離効率は改善され得る。これを達成する１つの方法と
しては、分離しようとしている種の有効電荷における相
対差を変ることがある。多くの場合、毛管内の溶液（た
いていは緩衝剤）のpH（より良好には、pK）は酸／塩基
平衡の結果に従う溶質の変化を決める。たとえば、水中
のCHES（シクロヘキシル・アミノエタン・サルフォン
酸）の場合、化学平衡状態は以下の式で表わされるよう
に特定の温度に依存して定められる。
pH＝9.55で、CHESの50％はツイテリオン形態にあり、50
％はアニオン形態にある。pHを10.55まで高めることに
よって、アニオン（ROS3 -）濃度は、ツイテリオンのそ
れの10倍になり、11.55まで高めることによって、アニ
オン側に平衡状態がほぼ完全に達成される。この時点
で、CHESのほんの１％がツイテリオンとして存在するこ
とになる。アニオンは或る種の電気泳動移動度を所有す
ることになり、電気的に中性であるツイテリンは電気泳
動度を持たないことになる。これが意味することは、約
7.55pHでは、CHSESの溶質は実際に電気泳動移動度を持
たず、約11.55pHの場合には、アニオンの移動度に近い
を持つことになるということである。それ故、溶液のpH
を変えることによって、溶質の移動度が表れることにな
る。
％はアニオン形態にある。pHを10.55まで高めることに
よって、アニオン（ROS3 -）濃度は、ツイテリオンのそ
れの10倍になり、11.55まで高めることによって、アニ
オン側に平衡状態がほぼ完全に達成される。この時点
で、CHESのほんの１％がツイテリオンとして存在するこ
とになる。アニオンは或る種の電気泳動移動度を所有す
ることになり、電気的に中性であるツイテリンは電気泳
動度を持たないことになる。これが意味することは、約
7.55pHでは、CHSESの溶質は実際に電気泳動移動度を持
たず、約11.55pHの場合には、アニオンの移動度に近い
を持つことになるということである。それ故、溶液のpH
を変えることによって、溶質の移動度が表れることにな
る。
先に述べたように、多くの場合、緩衝剤溶液のpH（p
K）はそれらの温度の関数であり、緩衝剤が変われば、
温度特性も変わる。（CALBIOCHEMCATALOG,Table IV,16
頁参照。）時間毎、あるいはスペース毎に緩衝剤の温度
を変えることによって、時間毎、スペース毎の異なった
pH値が生じ、或るサンプルの移動度を管理することがで
きる。一般的に、溶液のpKは次の式で与えられる。すな
わち、 pK＝pH−log｛RSO3 -｝／｛R+sSO3 -｝ ここで、｛RSO3 -｝はアニオンRSO3 -の濃度であり、多く
の場合pKは大きな温度依存度を有する。分離実行中にこ
の温度依存度をどのように使用するかの例として、分離
が３種の溶質A,B,Cについて行われることになってお
り、A,Bの分離が最初に送られてくる溶質Ａについての
第１温度T1で最も良く行われ、B,Cの分離が温度T2で最
も良く行われると仮定する。分離は温度T1で最初の時間
にわたって実行され、ＡがＢから分離され、次いで温度
がT2に変えられてＢとＣが分離される。同様に、より複
雑な温度分布を分離されつつある特定の溶質に依存して
用いることができ、たとえば、連続的なプログラミング
が所望に応じて使用され得る。
K）はそれらの温度の関数であり、緩衝剤が変われば、
温度特性も変わる。（CALBIOCHEMCATALOG,Table IV,16
頁参照。）時間毎、あるいはスペース毎に緩衝剤の温度
を変えることによって、時間毎、スペース毎の異なった
pH値が生じ、或るサンプルの移動度を管理することがで
きる。一般的に、溶液のpKは次の式で与えられる。すな
わち、 pK＝pH−log｛RSO3 -｝／｛R+sSO3 -｝ ここで、｛RSO3 -｝はアニオンRSO3 -の濃度であり、多く
の場合pKは大きな温度依存度を有する。分離実行中にこ
の温度依存度をどのように使用するかの例として、分離
が３種の溶質A,B,Cについて行われることになってお
り、A,Bの分離が最初に送られてくる溶質Ａについての
第１温度T1で最も良く行われ、B,Cの分離が温度T2で最
も良く行われると仮定する。分離は温度T1で最初の時間
にわたって実行され、ＡがＢから分離され、次いで温度
がT2に変えられてＢとＣが分離される。同様に、より複
雑な温度分布を分離されつつある特定の溶質に依存して
用いることができ、たとえば、連続的なプログラミング
が所望に応じて使用され得る。
当業者には明かなように、分離しようとしている溶質
は酸／塩基平衡の法則にも従うことができ、その結果、
温度に従うイオン化程度を変えることができる。この溶
質効果は溶質（緩衝剤）のpH変化を重ねることができ、
それ故、緩衝剤と溶質の組合せに依存して、移動度の差
を強調したり、その差を減らしたり、移動度の差にまっ
たく変化を生じさせないようにしたりすることができ
る。したがって、緩衝剤と溶質の種々の組合せは所望の
効果を得るように選ばなければならない。
は酸／塩基平衡の法則にも従うことができ、その結果、
温度に従うイオン化程度を変えることができる。この溶
質効果は溶質（緩衝剤）のpH変化を重ねることができ、
それ故、緩衝剤と溶質の組合せに依存して、移動度の差
を強調したり、その差を減らしたり、移動度の差にまっ
たく変化を生じさせないようにしたりすることができ
る。したがって、緩衝剤と溶質の種々の組合せは所望の
効果を得るように選ばなければならない。
温度を変える、従って、pHを変えることによる効果の
或る特定の例として、２種の蛋白質、ミオグロビン（ws
m）とミオグロビン（hh）の相対的な電気泳動移動度を
調べるべく実験を行なった。このとき、検出器までの長
さが55cm、全長70cm、内径0.050mmの融合シリカ毛管を
使用した。10mM Tris−HCL緩衝剤と、20kV電位を用い
て、２種類の蛋白質の電気泳動（すなわち、選択性）の
相対差の変化を26.9℃（pH＝8.90）と62.4℃（pH＝7.9
0）の温度の間で測定し、マイナス45％であることがわ
かった。
或る特定の例として、２種の蛋白質、ミオグロビン（ws
m）とミオグロビン（hh）の相対的な電気泳動移動度を
調べるべく実験を行なった。このとき、検出器までの長
さが55cm、全長70cm、内径0.050mmの融合シリカ毛管を
使用した。10mM Tris−HCL緩衝剤と、20kV電位を用い
て、２種類の蛋白質の電気泳動（すなわち、選択性）の
相対差の変化を26.9℃（pH＝8.90）と62.4℃（pH＝7.9
0）の温度の間で測定し、マイナス45％であることがわ
かった。
上述したように、特に蛋白質が分離で高選択性を得る
際のこの発明の別の重要な特徴は毛管壁面から電荷を排
除することにある。この目的は電気浸透流を除き、実行
中に分離管が掃剥されず、分離管により長い分離管（分
離しようとしているサンプルのより低い平均速度）を与
え、それ故、分析をより良好にすることにある。また、
壁面の電荷を除くことで、壁面が負極に電荷されている
普通のケースと異なり、正極のイオン（例えば、蛋白
質）が壁面に衝突することがない。壁面の電荷をゼロに
する１つの方法はpHの制御によってなされる方法であ
る。一般的に、電気浸透速度はゼータ電位掛ける印加し
た電界割る粘度に比例する。ゼータ電位というのは２つ
の位相間の対面する二重層における静電浄力を意味す
る。なかでも、イオン吸収差の関数である。電気移動体
の流れがない場合、ゼータ電位はゼロあり、毛管壁面に
は電荷はない。それ故、電気泳動移動度、すなわち、電
気浸透速度割る印加電界を測定することによってpHが変
化して移動度がゼロに近づくにつれての壁面におけるゼ
ロ電荷点を決めることができる。
際のこの発明の別の重要な特徴は毛管壁面から電荷を排
除することにある。この目的は電気浸透流を除き、実行
中に分離管が掃剥されず、分離管により長い分離管（分
離しようとしているサンプルのより低い平均速度）を与
え、それ故、分析をより良好にすることにある。また、
壁面の電荷を除くことで、壁面が負極に電荷されている
普通のケースと異なり、正極のイオン（例えば、蛋白
質）が壁面に衝突することがない。壁面の電荷をゼロに
する１つの方法はpHの制御によってなされる方法であ
る。一般的に、電気浸透速度はゼータ電位掛ける印加し
た電界割る粘度に比例する。ゼータ電位というのは２つ
の位相間の対面する二重層における静電浄力を意味す
る。なかでも、イオン吸収差の関数である。電気移動体
の流れがない場合、ゼータ電位はゼロあり、毛管壁面に
は電荷はない。それ故、電気泳動移動度、すなわち、電
気浸透速度割る印加電界を測定することによってpHが変
化して移動度がゼロに近づくにつれての壁面におけるゼ
ロ電荷点を決めることができる。
pHが変化から生じる電気振動移動度についての効果お
よび毛管分離における差からの或る種の驚くべき結果の
例が第２図の表と第３図に示してある。これらの実験に
おいて、一般的な法則としていかなる緩衝剤もpH値の有
用であるが、比較的限られた範囲を有するために、広い
範囲のpHレベルを網羅するために多数の緩衝剤を使用し
た。ここで用いた毛管はPalymtcre Thecnorogisの供給
する融合シリカ毛管であり、30cmの出現器までの長さ
と、より50cmの全長と、0.050mmの内径とを持ってい
た。印加電界は360V/cmであった。実施番号４（ここで
は基準順序が逆になってい反対性についてチェックして
いる。すなわち、ステップ4,5,6が先に行われ、ステッ
プ1,2,3が後に行われている）を除いて、毛管準備のプ
ロトコルは次の通りである。
よび毛管分離における差からの或る種の驚くべき結果の
例が第２図の表と第３図に示してある。これらの実験に
おいて、一般的な法則としていかなる緩衝剤もpH値の有
用であるが、比較的限られた範囲を有するために、広い
範囲のpHレベルを網羅するために多数の緩衝剤を使用し
た。ここで用いた毛管はPalymtcre Thecnorogisの供給
する融合シリカ毛管であり、30cmの出現器までの長さ
と、より50cmの全長と、0.050mmの内径とを持ってい
た。印加電界は360V/cmであった。実施番号４（ここで
は基準順序が逆になってい反対性についてチェックして
いる。すなわち、ステップ4,5,6が先に行われ、ステッ
プ1,2,3が後に行われている）を除いて、毛管準備のプ
ロトコルは次の通りである。
1. 1M NaOOHで３分間毛管を除去する。
2. ５分間緩衝剤で平衡化する。
3. 中立マーカとしての酸化メシチルで流し、このマ
ーカについての溶離時間を測定する。
ーカについての溶離時間を測定する。
4. 1M HCLで３分間毛管を洗浄する。
5. 緩衝剤で５分間平衡化する。
6. 酸化メシチルで流し、溶離時間を測定する。
使用した緩衝剤は、CAPS（但し、３−（シクロヘキシ
ルアミノ）プロパンスルンフォン酸）、BICINE（即ち、
N,N−ビス（２−ハイドロキシエチル）グリシン）、MES
（即ち、２−（Ｎ−モルフォリノ）エタンスルフォン酸
のナトリウム円）およびクエン酸であった。
ルアミノ）プロパンスルンフォン酸）、BICINE（即ち、
N,N−ビス（２−ハイドロキシエチル）グリシン）、MES
（即ち、２−（Ｎ−モルフォリノ）エタンスルフォン酸
のナトリウム円）およびクエン酸であった。
第３図には示す電気泳動移動度のグラフはpHを低下さ
せた結果を概略的に示しでいる。これにより明らかなよ
うに、pHが低下するのにつれて、壁面の電荷が急速にゼ
ロに近づきつつあることを示す急な移動度の低下があ
る。NaOH処理した管の場合、約2.50より低いpHは壁面上
のゼロ電荷にほぼ一致する（基線ノイズが電流に比例す
るので、実際には、低い電流と低いpHの緩衝剤を使用す
ることが重要である）。しかしながら、一層大きな緩衝
は予洗浄の影響である。NaOHはガラスを洗浄するのに普
通使用される典型的な強い塩基であるが、HCLのような
強酸の方が、毛管壁面の電荷を排除するのが目的なら
ば、予め洗浄に一層良いことは明かである。たとえば、
毛管良洗浄をHCLで行った場合、約4.0のpHが毛管壁画上
の電荷の約97％を除き、それで生じた電気泳動移動度は
NaOHでの予洗浄に2.5のpHを使用した場合よりもかなり
低くなる。さらに、種々の予洗浄の効果は互いにほぼ独
立していることは明かである。これは２種類の予洗浄の
順序を逆にした４番目の実験でも結果がほぼ同じだから
である。実際には、毛管壁面上の電荷の95％以上の除去
が使用する予洗浄と無関係に高い分解能の毛管電気泳動
を行う際に重要であると思われる。しかしながら、毛管
を実験前に塩基の代わりに酸を用いて予洗浄したならば
電荷の除去が一層容易に行え、より一層高く、より一層
容易に得られるpHレベルの使用を可能とすると思われ
る。
せた結果を概略的に示しでいる。これにより明らかなよ
うに、pHが低下するのにつれて、壁面の電荷が急速にゼ
ロに近づきつつあることを示す急な移動度の低下があ
る。NaOH処理した管の場合、約2.50より低いpHは壁面上
のゼロ電荷にほぼ一致する（基線ノイズが電流に比例す
るので、実際には、低い電流と低いpHの緩衝剤を使用す
ることが重要である）。しかしながら、一層大きな緩衝
は予洗浄の影響である。NaOHはガラスを洗浄するのに普
通使用される典型的な強い塩基であるが、HCLのような
強酸の方が、毛管壁面の電荷を排除するのが目的なら
ば、予め洗浄に一層良いことは明かである。たとえば、
毛管良洗浄をHCLで行った場合、約4.0のpHが毛管壁画上
の電荷の約97％を除き、それで生じた電気泳動移動度は
NaOHでの予洗浄に2.5のpHを使用した場合よりもかなり
低くなる。さらに、種々の予洗浄の効果は互いにほぼ独
立していることは明かである。これは２種類の予洗浄の
順序を逆にした４番目の実験でも結果がほぼ同じだから
である。実際には、毛管壁面上の電荷の95％以上の除去
が使用する予洗浄と無関係に高い分解能の毛管電気泳動
を行う際に重要であると思われる。しかしながら、毛管
を実験前に塩基の代わりに酸を用いて予洗浄したならば
電荷の除去が一層容易に行え、より一層高く、より一層
容易に得られるpHレベルの使用を可能とすると思われ
る。
また、当業者には明かなように、溶媒／溶質系の温度
を制御するにはいくつかの方法がある。たとえば、既に
述べたように、環境囲い11のためのヒータ装置を用いる
方法がある。別の方法としては、毛管のまわりに１本ま
たはそれ以上の本数の電気ヒータを巻き付ける方法もあ
るし、毛管に１つまたはそれ以上の絶縁片を巻き付け方
法もある。当業者であれば、温度制御を行って電気泳動
度を変えるのに他の同様な方法を思い付けることは明か
である。また、当業者であれば、いくつかの例で、囲11
内に構成要素のすべてを設けない方が好ましいことは理
解できよう。たとえば、検出器61には、時には、UV検出
を行なおうとしている毛管13の対応部分と一緒に囲いの
外部に設置してもよい。この方法によれば、UV検出器の
修理が容易に行える。また、毛管を昇降させる代わり
に、可動支持体57を昇降させて毛管13をサンプル溜め，
緩衝剤溜めに挿入したり、取り出したりしてもよい。ま
た、水溶液以外の電気泳動媒質を使用してもよく、たと
えば、有機流体（特殊な例としてはアセトニトリル）を
使用してもよいことは明かであろう。
を制御するにはいくつかの方法がある。たとえば、既に
述べたように、環境囲い11のためのヒータ装置を用いる
方法がある。別の方法としては、毛管のまわりに１本ま
たはそれ以上の本数の電気ヒータを巻き付ける方法もあ
るし、毛管に１つまたはそれ以上の絶縁片を巻き付け方
法もある。当業者であれば、温度制御を行って電気泳動
度を変えるのに他の同様な方法を思い付けることは明か
である。また、当業者であれば、いくつかの例で、囲11
内に構成要素のすべてを設けない方が好ましいことは理
解できよう。たとえば、検出器61には、時には、UV検出
を行なおうとしている毛管13の対応部分と一緒に囲いの
外部に設置してもよい。この方法によれば、UV検出器の
修理が容易に行える。また、毛管を昇降させる代わり
に、可動支持体57を昇降させて毛管13をサンプル溜め，
緩衝剤溜めに挿入したり、取り出したりしてもよい。ま
た、水溶液以外の電気泳動媒質を使用してもよく、たと
えば、有機流体（特殊な例としてはアセトニトリル）を
使用してもよいことは明かであろう。
第１図はこの発明による装置を示す図である。第２図は
電気泳動移動度についての毛管予洗浄の影響を示す表図
である。第３図は第２図の結果を示すグラフである。 11……環境囲い、13……毛管、15……緩衝剤溶液、17…
…第２容器、19……緩衝剤溶液、21……第１容器、27…
…ストッパ、29……中空管、31……ストッパ、33……電
極、35……ストッパ、39……電気的フィードスルー、41
……電線、43……高電圧電源、45……電線、47……フィ
ードスルー、51……電極、53……支持体、55……電気絶
縁材、57……可動支持体、61……検出器、65……モー
タ、69……ブラケット部材、71……リード・スクリュ
ー、83……モータ、85……フィードスルー、87……リー
ド・スクリュー、89……支持体、91……サンプル容器、
93……微小体積部、95……モータ、97……３方向回転
弁、99……真空溜め、101……真空ポンプ、103……隔離
弁、105……モータ、107……加熱要素、109……フィー
ドスルー、111……感熱要素、113……電線、115……真
空ゲージ、117……コンピュータ、119……制御インター
フェース、121……電気導管。
電気泳動移動度についての毛管予洗浄の影響を示す表図
である。第３図は第２図の結果を示すグラフである。 11……環境囲い、13……毛管、15……緩衝剤溶液、17…
…第２容器、19……緩衝剤溶液、21……第１容器、27…
…ストッパ、29……中空管、31……ストッパ、33……電
極、35……ストッパ、39……電気的フィードスルー、41
……電線、43……高電圧電源、45……電線、47……フィ
ードスルー、51……電極、53……支持体、55……電気絶
縁材、57……可動支持体、61……検出器、65……モー
タ、69……ブラケット部材、71……リード・スクリュ
ー、83……モータ、85……フィードスルー、87……リー
ド・スクリュー、89……支持体、91……サンプル容器、
93……微小体積部、95……モータ、97……３方向回転
弁、99……真空溜め、101……真空ポンプ、103……隔離
弁、105……モータ、107……加熱要素、109……フィー
ドスルー、111……感熱要素、113……電線、115……真
空ゲージ、117……コンピュータ、119……制御インター
フェース、121……電気導管。
フロントページの続き (72)発明者 ポール ディー．グロスマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94065 レッドウッド シティ アヴォ セット ドライブ ナンバー720 590 (72)発明者 デニス イー．ミード アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95008 キャンプベル マックベイン アベニュー 1495 (56)参考文献 特開 昭63−253247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−144253（ＪＰ，Ａ) Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．59（1987），44 −49 Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．59（1987）1021 −1027 Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．59（1987）678 −681 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/447
Claims (12)
- 【請求項１】第１の電気泳動溶液を入れた第１の溜め
と、この第１の溜めから電気的に絶縁されており、第２
の電気泳動溶液を入れた第２の溜めと、前記第１の溜め
の近くに設置してあり、電気泳動にかけようとしている
サンプルを入れたサンプル溜めと、第１と第２の溜めの
間に接続した高電圧電源と、前記第１の溜めおよび前記
サンプル溜めのための、第１の既知圧力を有する第１ガ
ス環境を与え、前記第１の溜め内の前記第１電気泳動溶
液と前記サンプル溜め内のサンプルを前記第１圧力の下
に置く第１圧力源手段と、前記第１圧力よりも低い第２
圧力を有する第２のガスを入れた圧力溜めと、前記サン
プルを中で電気泳動にかける毛管と、前記第1,第２の溜
めを保持し、前記圧力溜めを保持し、前記高電圧電源を
保持し、前記サンプル溜めを保持し、前記第２の溜め内
に前記毛管の一端を保持する保持手段と、前記第２の溜
めを前記圧力溜めに接続する接続手段であって、この接
続手段を前記第１圧力源に通じさせると共にこの状態の
まま前記第２の溜めの前記圧力溜めとの連絡を阻止する
ことのできる弁手段を包含する接続手段と、前記毛管の
反対端を前記サンプル溜めおよび前記第１の溜め内に挿
入する挿入手段とを包含することを特徴とする毛管電気
泳動装置。 - 【請求項２】請求項１記載の毛管電気泳動装置におい
て、前記挿入手段と前記弁手段を制御して、前記毛管の
反対端が前記サンプル溜め内にあるときに、前記弁手段
が前記第２の溜めの前記圧力溜めとの連絡を或る期間に
わたって許して前記サンプルを前記毛管内に吸引させる
ようにするコンピュータ手段をさらに包含することを特
徴とする毛管電気泳動装置。 - 【請求項３】請求項２記載の毛管電気泳動装置におい
て、前記コンピュータ手段が前記サンプルが前記毛管内
に吸引された後に前記毛管の前記反対端を前記第１の溜
め内に移させることを特徴とする毛管電気泳動装置。 - 【請求項４】請求項３記載の毛管電気泳動装置におい
て、前記コンピュータ手段が前記高電圧電源を制御して
前記毛管の前記反対端が前記第１の溜めに移った後に前
記毛管内で電気泳動を生じさせる手段を包含することを
特徴とする毛管電気泳動装置。 - 【請求項５】請求項１記載の毛管電気泳動装置におい
て、前記毛管の温度を制御する温度制御手段をさらに包
含することを特徴とする毛管電気泳動装置。 - 【請求項６】請求項５記載の毛管電気泳動装置におい
て、前記温度制御手段が前記コンピュータ手段に接続し
てあり、前記コンピュータ手段が前記温度制御手段を制
御する手段を包含することを特徴とする毛管電気泳動装
置。 - 【請求項７】毛管電気泳動を実施する方法であって、酸
を用いて毛管を予め洗浄する工程と、この毛管を電気泳
動媒質で平衡させて毛管内のpHを4.0未満になるように
調節する工程と、毛管内にサンプルを導入する工程と、
毛管に電界を与えて電気泳動を生じさせる工程と、毛管
内に導入されたサンプルを検出する工程とを包含するこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項８】請求項７記載の方法において、平衡時に、
pHが2.5未満になるように調節することを特徴とする方
法。 - 【請求項９】毛管電気泳動を実施する方法において、電
気泳動媒質を毛管内に導入する工程と、サンプルを毛管
に導入する工程と、毛管に電界を加えて電気泳動を生じ
させる工程と、毛管内の温度を調節してpHを変え、電気
泳動中にサンプルに差動分離を生じさせる工程と、毛管
に導入したサンプルを検出する工程とを包含することを
特徴とする方法。 - 【請求項１０】請求項９記載の方法において、調節工程
が第１の温度で第１の期間にわたって電気泳動を続行さ
せ、次いで、第２の温度で第２の期間にわたって続行さ
せる工程を包含することを特徴とする方法。 - 【請求項１１】請求項９記載の方法において、調節工程
が所定の温度分布に従って電気泳動中の毛管内温度を変
化させる工程を包含することを特徴とする方法。 - 【請求項１２】サンプルを毛管に導入する方法であっ
て、前記毛管の一端を前記サンプルの入っているサンプ
ル溜め内に入れる工程を包含し、前記サンプル溜め内の
前記サンプルが第１圧力となっており、前記毛管の反対
端が前記第１温度にある第２の溜め内に置かれており、
前記第１圧力よりも低い第２圧力を有するガスを収容し
た圧力溜めに前記第２の溜めを制御期間にわたって接続
して前記サンプルの一部を前記毛管に吸い込ませる工程
を包含することを特徴とする方法。
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