JP3259032B2 - キャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間−実効移動度変換法 - Google Patents
キャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間−実効移動度変換法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャピラリーゾー
ン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時
間ー実行移動度変換法に関し、特に、キャピラリーゾー
ン電気泳動法の再現性を向上させる計算法に関する。
ン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時
間ー実行移動度変換法に関し、特に、キャピラリーゾー
ン電気泳動法の再現性を向上させる計算法に関する。
【０００２】
【従来の技術】キャピラリーゾーン電気泳動が広く普及
するには、ピークポジションの再現性が高いことが必要
である。なぜなら、それは直接定性指標として用いられ
るからである。横軸として時間を用いたとき、再現性の
良い横軸を得るために最も重要となるファクターは泳動
電圧（電流）、分離チャンバーの温度、および、電気浸
透流のコントロールである。しかしながら、同じ条件下
で、前者２つを完全にコントロールしても、セパレーシ
ョンチューブの温度上昇はジュール熱によって避けられ
ず、電気浸透流の制御は容易ではない。これらの理由に
より時間軸を持つ通常のＣＺＥフェログラムの分析再現
性はＨＰＬＣほど高くない。
するには、ピークポジションの再現性が高いことが必要
である。なぜなら、それは直接定性指標として用いられ
るからである。横軸として時間を用いたとき、再現性の
良い横軸を得るために最も重要となるファクターは泳動
電圧（電流）、分離チャンバーの温度、および、電気浸
透流のコントロールである。しかしながら、同じ条件下
で、前者２つを完全にコントロールしても、セパレーシ
ョンチューブの温度上昇はジュール熱によって避けられ
ず、電気浸透流の制御は容易ではない。これらの理由に
より時間軸を持つ通常のＣＺＥフェログラムの分析再現
性はＨＰＬＣほど高くない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最も困難な問題は電気
浸透流がキャピラリー内部の状態や履歴により変化する
ことである。分離キャピラリーの内壁をコーティングす
ることは、電気浸透流が変化するという問題を解決す
る。しかしながら、カチオン分析ではＥＯＦの欠如は泳
動時間を長引かせる。そこで、実際に迅速分析を行うに
は、内壁のコートは行わず、何らかの方法で浸透流の速
度を測定し、その値を用いて試料イオンの速度を補正す
る方が有効であると考えられる。
浸透流がキャピラリー内部の状態や履歴により変化する
ことである。分離キャピラリーの内壁をコーティングす
ることは、電気浸透流が変化するという問題を解決す
る。しかしながら、カチオン分析ではＥＯＦの欠如は泳
動時間を長引かせる。そこで、実際に迅速分析を行うに
は、内壁のコートは行わず、何らかの方法で浸透流の速
度を測定し、その値を用いて試料イオンの速度を補正す
る方が有効であると考えられる。
【０００４】短い時間で十分に物質を分離させるには高
い印加電圧が必要なので、ジュール熱によるキャピラリ
ー内部の温度上昇は避けられない。Grushkaと共同研究
者らは、キャピラリー中の温度分布の解析解を導いた。
彼らはキャピラリーの中心と外側の温度差は２〜１０Ｋ
にも達することがあることを証明した。移動度の温度係
数は約２％なので、４％〜２０％も泳動速度が変化す
る。その結果、泳動時間の再現性は測定条件の微妙な変
化により損なわれる。
い印加電圧が必要なので、ジュール熱によるキャピラリ
ー内部の温度上昇は避けられない。Grushkaと共同研究
者らは、キャピラリー中の温度分布の解析解を導いた。
彼らはキャピラリーの中心と外側の温度差は２〜１０Ｋ
にも達することがあることを証明した。移動度の温度係
数は約２％なので、４％〜２０％も泳動速度が変化す
る。その結果、泳動時間の再現性は測定条件の微妙な変
化により損なわれる。
【０００５】さらに、我々はコンピューターシミュレー
ションプログラムを使って電位勾配の緩和（ＲＰＧ）を
発見した。これは異常に高い電位勾配を持つゾーンが注
入プラグ付近に発生・消滅するために、定電圧モードで
はすべてのサンプルイオンがある一定時間遅延する現象
である。従って、泳動時間を横軸として持つエレクトロ
フェログラムは再現性がない。
ションプログラムを使って電位勾配の緩和（ＲＰＧ）を
発見した。これは異常に高い電位勾配を持つゾーンが注
入プラグ付近に発生・消滅するために、定電圧モードで
はすべてのサンプルイオンがある一定時間遅延する現象
である。従って、泳動時間を横軸として持つエレクトロ
フェログラムは再現性がない。
【０００６】ＥＯＦの利用と高電圧の印加は迅速分析に
は必要である。さらに、多くの場合ＣＺＥは定電圧で行
われる。この条件下では再現性を低下させる上述の３つ
の原因を何らかの方法で取り除かなければならない。冷
却の有無に関わらず、たとえ大電流であっても、泳動速
度は泳動電流に対してリニアであることが多数報告され
た。Hjertenは定電流では物質の泳動速度はほとんど温
度に依らないことを確認した。そこで、LeeとYeungは電
流の時間積分をキャピラリー長で割った値を泳動指標
（migration index, ＭＩ）とし、さらに浸透流の影響
を補正した値である調節泳動指標（adjusted migration
index, ＡＭＩ）を定性指標として用いることにより、
再現性を低下させる上述の前者２つの原因を取り除くこ
とに成功している。さらに、ＲＰＧの影響も、その発生
メカニズムから考えて、除去できていると考えられる。
しかしながら、得られた値の意味が不明瞭な点が問題で
ある。
は必要である。さらに、多くの場合ＣＺＥは定電圧で行
われる。この条件下では再現性を低下させる上述の３つ
の原因を何らかの方法で取り除かなければならない。冷
却の有無に関わらず、たとえ大電流であっても、泳動速
度は泳動電流に対してリニアであることが多数報告され
た。Hjertenは定電流では物質の泳動速度はほとんど温
度に依らないことを確認した。そこで、LeeとYeungは電
流の時間積分をキャピラリー長で割った値を泳動指標
（migration index, ＭＩ）とし、さらに浸透流の影響
を補正した値である調節泳動指標（adjusted migration
index, ＡＭＩ）を定性指標として用いることにより、
再現性を低下させる上述の前者２つの原因を取り除くこ
とに成功している。さらに、ＲＰＧの影響も、その発生
メカニズムから考えて、除去できていると考えられる。
しかしながら、得られた値の意味が不明瞭な点が問題で
ある。
【０００７】このように、従来技術によれば、印加電圧
を上昇させると、ジュール熱によりキャピラリー内温度
が上昇するため、実効移動度が大きく見積もられる。従
って、印加電圧を変えたときには、未知試料の同定が困
難になる。即ち、未知試料に含まれていると思われる物
質を含んだ溶液を精密に測定するために印加電圧を５ｋ
Ｖでキャピラリーゾーン電気泳動を行い、未知試料は迅
速分析のために３０ｋＶでキャピラリー電気泳動を行っ
たとすると、未知試料に含まれるイオンの移動度が大き
くなるために誤同定してしまう問題がある。
を上昇させると、ジュール熱によりキャピラリー内温度
が上昇するため、実効移動度が大きく見積もられる。従
って、印加電圧を変えたときには、未知試料の同定が困
難になる。即ち、未知試料に含まれていると思われる物
質を含んだ溶液を精密に測定するために印加電圧を５ｋ
Ｖでキャピラリーゾーン電気泳動を行い、未知試料は迅
速分析のために３０ｋＶでキャピラリー電気泳動を行っ
たとすると、未知試料に含まれるイオンの移動度が大き
くなるために誤同定してしまう問題がある。
【０００８】そこで本発明は、キャピラリーゾーン電気
泳動法において、ジュール熱による温度上昇に伴う移動
度の増加を除去し、再現性の高い定性指標を得る手法を
提供することを目的とする。
泳動法において、ジュール熱による温度上昇に伴う移動
度の増加を除去し、再現性の高い定性指標を得る手法を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第1
のキャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流
を用いた電気泳動時間ー実効移動度変換方法は、未知試
料に標準物質を添加してキャピラリーゾーン電気泳動を
実行し、標準物質の泳動時間を求めるステップと、浸透
流の速度が時間に直線的に依存していると仮定して、前
記標準物質の泳動時間から実効移動度に変換するステッ
プと、を具備することを特徴とする。
のキャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流
を用いた電気泳動時間ー実効移動度変換方法は、未知試
料に標準物質を添加してキャピラリーゾーン電気泳動を
実行し、標準物質の泳動時間を求めるステップと、浸透
流の速度が時間に直線的に依存していると仮定して、前
記標準物質の泳動時間から実効移動度に変換するステッ
プと、を具備することを特徴とする。
【００１０】上記目的を達成する第２のキャピラリーゾ
ーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動
時間ー実効移動度変換方法は、移動度がmA，mBである2
つの標準物質の泳動時間tA、tBから、仮想的浸透流の速
度veof,hypを時間の一次関数 veof,hyp＝at+bとして求
めるステップと、未知試料の泳動時間tから未知試料の
速度を求めて、前記仮想的浸透流の速度v eof,hypとの差
を求めるステップと、前記差をキャピラリーの平均電位
勾配Ｅで割るステップと、を具備することを特徴とす
る。
ーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動
時間ー実効移動度変換方法は、移動度がmA，mBである2
つの標準物質の泳動時間tA、tBから、仮想的浸透流の速
度veof,hypを時間の一次関数 veof,hyp＝at+bとして求
めるステップと、未知試料の泳動時間tから未知試料の
速度を求めて、前記仮想的浸透流の速度v eof,hypとの差
を求めるステップと、前記差をキャピラリーの平均電位
勾配Ｅで割るステップと、を具備することを特徴とす
る。
【００１１】上記目的を達成する第３のキャピラリーゾ
ーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動
時間ー実効移動度変換方法は、遅延時間τを導入して、
移動度がmA，mB,mCの３つの標準物質の泳動時間tA、
t B、tCから、仮想的浸透流の速度veof,hypを時間の一次
関数 veof,hyp＝a（t-τ）+bとして求めるステップ
と、未知試料の泳動時間tと遅延時間τとから未知試料
の速度を求めて、前記仮想的浸透流の速度veof,hypとの
差を求めるステップと、前記差をキャピラリーの平均電
位勾配Ｅで割るステップと、を具備することを特徴とす
る。
ーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動
時間ー実効移動度変換方法は、遅延時間τを導入して、
移動度がmA，mB,mCの３つの標準物質の泳動時間tA、
t B、tCから、仮想的浸透流の速度veof,hypを時間の一次
関数 veof,hyp＝a（t-τ）+bとして求めるステップ
と、未知試料の泳動時間tと遅延時間τとから未知試料
の速度を求めて、前記仮想的浸透流の速度veof,hypとの
差を求めるステップと、前記差をキャピラリーの平均電
位勾配Ｅで割るステップと、を具備することを特徴とす
る。
【００１２】上記の本発明に係るキャピラリーゾーン電
気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間ー
実効移動度変換方法は、得られた泳動時間からある参照
温度での実効移動度を得る方法である。
気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間ー
実効移動度変換方法は、得られた泳動時間からある参照
温度での実効移動度を得る方法である。
【００１３】参照温度、たとえば２５度、での実効移動
度が得られれば、系のｐＨやイオン強度を変えて測定す
ることによって、その温度での絶対移動度の測定が可能
になり、すでに報告されたテーブルから未知物質の定性
を行うことすら可能になる。
度が得られれば、系のｐＨやイオン強度を変えて測定す
ることによって、その温度での絶対移動度の測定が可能
になり、すでに報告されたテーブルから未知物質の定性
を行うことすら可能になる。
【００１４】従来の泳動時間−移動度変換法では、キャ
ピラリーの内部温度に応じた移動度しか得られなかっ
た。そのため、移動度はキャピラリーの長さや太さおよ
び熱的特性、及び印加電圧（駆動電流）によって変化す
る。また、電位勾配を簡単に得るためには、定電圧で実
験を行わなくてはならない。そのため、ＲＰＧの影響も
考慮する必要があった。
ピラリーの内部温度に応じた移動度しか得られなかっ
た。そのため、移動度はキャピラリーの長さや太さおよ
び熱的特性、及び印加電圧（駆動電流）によって変化す
る。また、電位勾配を簡単に得るためには、定電圧で実
験を行わなくてはならない。そのため、ＲＰＧの影響も
考慮する必要があった。
【００１５】そこで、我々は泳動時間から実効移動度に
変換するのに簡単なモデル、時間により速度が変化する
仮想的浸透流、を導入した。このモデルでは試料の移動
度を決定するのにいくつかのパラメーターが必要であ
る。これらのパラメーターの決定のために、実効移動度
が既知の物質を用いる、ＨＥＯＦ法とＨＥＤＴ法を提案
する。
変換するのに簡単なモデル、時間により速度が変化する
仮想的浸透流、を導入した。このモデルでは試料の移動
度を決定するのにいくつかのパラメーターが必要であ
る。これらのパラメーターの決定のために、実効移動度
が既知の物質を用いる、ＨＥＯＦ法とＨＥＤＴ法を提案
する。
【００１６】（１）泳動時間から実効移動度への変換法
（従来法） 浸透流についてのみ考慮した従来の方法について簡単に
記述する。
（従来法） 浸透流についてのみ考慮した従来の方法について簡単に
記述する。
【００１７】イオンの泳動速度ｖはイオンの電気泳動速
度ｖion と電気浸透流veof の和で表される。
度ｖion と電気浸透流veof の和で表される。
【００１８】
【数１】
【００１９】したがって泳動時間ｔは
【００２０】
【数２】
【００２１】となる。ここで、ｌはキャピラリー有効長
である。従って、平均電位勾配Ｅ＝Ｖ／Ｌを用いて、実
効移動度ｍは以下のようにして求められる。
である。従って、平均電位勾配Ｅ＝Ｖ／Ｌを用いて、実
効移動度ｍは以下のようにして求められる。
【００２２】
【数３】
【００２３】ここでＶは印加電圧、Ｌはキャピラリー全
長である。
長である。
【００２４】また、ｖeof は移動度０の物質のピークも
しくはシステムピークの泳動時間ｔ eof を用いて以下の
式から得られる。
しくはシステムピークの泳動時間ｔ eof を用いて以下の
式から得られる。
【００２５】
【数４】
【００２６】さらに、電位勾配の緩和効果を考慮すると
これらの式は以下のように誘導される。
これらの式は以下のように誘導される。
【００２７】
【数５】
【００２８】ここで、τは電位勾配の緩和効果による泳
動時間の遅れを示す。
動時間の遅れを示す。
【００２９】（２）時間により流速の変化する仮想的浸
透流を導入した変換法（HypotheticalElectro osmotic
flow（ＨＥＯＦ）法） 水溶液系でのイオンの移動度は温度に依存する。そこ
で、図１に示すように、この温度上昇による移動度の変
化を除去する方法として「時間により流速の変化する仮
想的浸透流」を考えた。この方法では、温度上昇による
実効移動度の変化を浸透流の時間変化として見積もり、
その評価を用いて補正する。ここでは、電気浸透流の速
さが泳動時間の一次の関数で表されると仮定したうえ
で、実効移動度を算出する。
透流を導入した変換法（HypotheticalElectro osmotic
flow（ＨＥＯＦ）法） 水溶液系でのイオンの移動度は温度に依存する。そこ
で、図１に示すように、この温度上昇による移動度の変
化を除去する方法として「時間により流速の変化する仮
想的浸透流」を考えた。この方法では、温度上昇による
実効移動度の変化を浸透流の時間変化として見積もり、
その評価を用いて補正する。ここでは、電気浸透流の速
さが泳動時間の一次の関数で表されると仮定したうえ
で、実効移動度を算出する。
【００３０】今、仮に電気浸透流の速さが時間ｔに対し
て、ｖeof,hyp ＝ａ×ｔ＋ｂという１次式で表されるも
のとする。このとき、
て、ｖeof,hyp ＝ａ×ｔ＋ｂという１次式で表されるも
のとする。このとき、
【００３１】
【数６】
【００３２】ここで、ｖeof,s ，ｖeof,0 はそれぞれ標
準物質の泳動時間における浸透流速度と移動度０の物質
（もしくはシステムピーク）の泳動時間から得られる浸
透流速度、ｔs,ｔ0はそれぞれ既知の移動度を持つ標準
物質の泳動時間と移動度０の物質（もしくはシステムピ
ーク）の泳動時間である。
準物質の泳動時間における浸透流速度と移動度０の物質
（もしくはシステムピーク）の泳動時間から得られる浸
透流速度、ｔs,ｔ0はそれぞれ既知の移動度を持つ標準
物質の泳動時間と移動度０の物質（もしくはシステムピ
ーク）の泳動時間である。
【００３３】ｖeof,0は、(４)式を用いて求められる。
【００３４】ｖeof,s は泳動時間と基準温度での標準物
質の実効移動度ｍ0,s を用いて、以下のように表され
る。
質の実効移動度ｍ0,s を用いて、以下のように表され
る。
【００３５】
【数７】
【００３６】式（１）で見たように、サンプルイオンの
泳動速度は電気泳動による速度ｖと電気浸透流速度の代
数和で表されるから、サンプルの泳動時間ｔは、
泳動速度は電気泳動による速度ｖと電気浸透流速度の代
数和で表されるから、サンプルの泳動時間ｔは、
【００３７】
【数８】
【００３８】となり、ゆえにサンプルの実効移動度は次
のようになる。
のようになる。
【００３９】
【数９】
【００４０】この計算の過程でｔs ，t0 およびｔは実
験により求まる値であり、ｍo,s は既知であるものとし
て、サンプルの実効移動度を求める。これを仮想的浸透
流による補正（Hypothetical Electro osmotic flow me
thod（ＨＥＯＦ））法と呼ぶ。
験により求まる値であり、ｍo,s は既知であるものとし
て、サンプルの実効移動度を求める。これを仮想的浸透
流による補正（Hypothetical Electro osmotic flow me
thod（ＨＥＯＦ））法と呼ぶ。
【００４１】（３）仮想的浸透流と遅延時間による補正
法（Hypothetical Electro osmotic flow and delay ti
me（ＨＥＤＴ）法） ＨＥＯＦ法に加えて、電位勾配の緩和効果を考慮するこ
とでより再現性を向上させることが期待できる。この方
法では、式（１１）の泳動時間ｔから遅延時間τを減ず
ることで以下のような補正式を得ることができる。
法（Hypothetical Electro osmotic flow and delay ti
me（ＨＥＤＴ）法） ＨＥＯＦ法に加えて、電位勾配の緩和効果を考慮するこ
とでより再現性を向上させることが期待できる。この方
法では、式（１１）の泳動時間ｔから遅延時間τを減ず
ることで以下のような補正式を得ることができる。
【００４２】
【数１０】
【００４３】となる。（この補正式では高濃度試料に含
まれる大きな移動度を持つイオンの移動度の評価に特に
有効である。）この式には未知数が３個（ａ、ｂ、τ）
含まれるため、浸透流の指標と既知の移動度を持つ２つ
の標準イオンが試料中に含まれている必要がある。ま
た、これらのパラメーターを解析的に得ることは困難な
ため、コンピューターを用いて最適なパラメーターを求
める必要がある。
まれる大きな移動度を持つイオンの移動度の評価に特に
有効である。）この式には未知数が３個（ａ、ｂ、τ）
含まれるため、浸透流の指標と既知の移動度を持つ２つ
の標準イオンが試料中に含まれている必要がある。ま
た、これらのパラメーターを解析的に得ることは困難な
ため、コンピューターを用いて最適なパラメーターを求
める必要がある。
【００４４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図２に示
す。図2は、ＨＥＯＦ法を示している。
す。図2は、ＨＥＯＦ法を示している。
【００４５】キャピラリーゾーン電気泳動法において、
実効移動度がｍＡ，ｍＢで、かつｍＡ＞ｍＢとして既知
である２つの標準物質Ａ，Ｂをステップ１において試料
に添加して、キャピラリー内に導入する。そしてステッ
プ２において、キャピラリーゾーン電気泳動を実行す
る。
実効移動度がｍＡ，ｍＢで、かつｍＡ＞ｍＢとして既知
である２つの標準物質Ａ，Ｂをステップ１において試料
に添加して、キャピラリー内に導入する。そしてステッ
プ２において、キャピラリーゾーン電気泳動を実行す
る。
【００４６】次にステップ３において、キャピラリーゾ
ーン電気泳動で得られたフェログラムから、標準物質の
泳動時間を計測し、それぞれの泳動時間をｔＡ，ｔＢと
する。
ーン電気泳動で得られたフェログラムから、標準物質の
泳動時間を計測し、それぞれの泳動時間をｔＡ，ｔＢと
する。
【００４７】更に、ステップ４において、浸透流の速度
が仮想的に下記の時間の一次関数
が仮想的に下記の時間の一次関数
【００４８】
【数１１】
【００４９】で表されるとして、その時間の係数ａを下
記の式
記の式
【００５０】
【数１２】
【００５１】より求め、係数ｂを
【００５２】
【数１３】
【００５３】又は
【００５４】
【数１４】
【００５５】から求める。
【００５６】そして、ステップ５において、下記の式を
用いて試料の泳動時間を実効移動時間に変換する。
用いて試料の泳動時間を実効移動時間に変換する。
【００５７】
【数１５】
【００５８】次にＨＥＤＴ法の実施形態を説明する。
【００５９】このＨＥＤＴ法を実行するには、図2のｔ
をｔ−τに置き換えればよい。なお、未知数がa,b,τの
3つになるので、上記に加えて、第3の移動度ｍＣを有す
る標準物質の泳動時間を用いる。
をｔ−τに置き換えればよい。なお、未知数がa,b,τの
3つになるので、上記に加えて、第3の移動度ｍＣを有す
る標準物質の泳動時間を用いる。
【００６０】
【実施例】キャピラリー電気泳動装置はＣＡＰＩ−３１
００Ｓ（Otsuka electric Co., Osaka, Japan）を用い
た。試料は１４種希土類イオン（Ｌａ−Ｌｕ）４０ ppm
に標準物質としてＫ，Ｌｉを添加した。支持電解液はク
レアチニン３０ｍＭ、錯形成剤としてＨＩＢＡ ４ｍ
Ｍ、酢酸を用いてｐＨ４．８に調節した。
００Ｓ（Otsuka electric Co., Osaka, Japan）を用い
た。試料は１４種希土類イオン（Ｌａ−Ｌｕ）４０ ppm
に標準物質としてＫ，Ｌｉを添加した。支持電解液はク
レアチニン３０ｍＭ、錯形成剤としてＨＩＢＡ ４ｍ
Ｍ、酢酸を用いてｐＨ４．８に調節した。
【００６１】印加電圧は３０，２５，２０，１５，１
０，５ｋＶと変化させた。キャピラリーは内径７５μｍ
全長７０ｃｍ（有効長５７．７ｃｍ）であった。設定
温度は２５℃、注入は落差法（２ｃｍ ６０ｓｅｃ）で
行った。検出は波長２２０ｎｍのクレアチニンの吸収を
測定する間接吸収法により行った。パラメーターを求め
るにはMicrosoft Excel（Microsoft, ＵＳＡ）を用い
た。
０，５ｋＶと変化させた。キャピラリーは内径７５μｍ
全長７０ｃｍ（有効長５７．７ｃｍ）であった。設定
温度は２５℃、注入は落差法（２ｃｍ ６０ｓｅｃ）で
行った。検出は波長２２０ｎｍのクレアチニンの吸収を
測定する間接吸収法により行った。パラメーターを求め
るにはMicrosoft Excel（Microsoft, ＵＳＡ）を用い
た。
【００６２】以下のようにしてコンピューターによるＨ
ＥＤＴパラメーターを決定した。（１）はじめにτを０
と仮定して、Ｋの泳動時間とシステムピーク（移動度０
のピークとして利用する）の泳動時間の２点を用いてａ
とｂを計算し、（２）この結果得られるＬｉの移動度と
Ｌｉの移動度の理論値(35.6x10-5cm２／Vs）との差を求
める。
ＥＤＴパラメーターを決定した。（１）はじめにτを０
と仮定して、Ｋの泳動時間とシステムピーク（移動度０
のピークとして利用する）の泳動時間の２点を用いてａ
とｂを計算し、（２）この結果得られるＬｉの移動度と
Ｌｉの移動度の理論値(35.6x10-5cm２／Vs）との差を求
める。
【００６３】（３）この差が小さくなるようにτをわず
かに変化させ、もう一度ａとｂを計算する。
かに変化させ、もう一度ａとｂを計算する。
【００６４】（４）Ｌｉの移動度が理論値と等しくなる
まで（３）を繰り返した。
まで（３）を繰り返した。
【００６５】なお、ＨＥＯＦ法のパラメータは上記
（１）の段階で得られる。
（１）の段階で得られる。
【００６６】図３に各印加電圧における試料のエレクト
ロフェログラムを示す。それぞれのフェログラム中の最
初の二つのピークは標準物質であるＫとＬｉであり、最
後の最も大きなピークはシステムピークである。試料
は、本発明の変換法を比較するのに十分よく分離されて
いた。
ロフェログラムを示す。それぞれのフェログラム中の最
初の二つのピークは標準物質であるＫとＬｉであり、最
後の最も大きなピークはシステムピークである。試料
は、本発明の変換法を比較するのに十分よく分離されて
いた。
【００６７】図から明らかなように泳動時間は単純に印
加電圧には比例しなかった。表１にそれぞれの泳動時間
を示す。
加電圧には比例しなかった。表１にそれぞれの泳動時間
を示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】図４は古典的な変換法によって得られた移
動度を横軸とするエレクトロフェログラムである。予想
されたように、印加電圧が高いほどキャピラリー内温度
が高く、移動度が大きくなっていた。
動度を横軸とするエレクトロフェログラムである。予想
されたように、印加電圧が高いほどキャピラリー内温度
が高く、移動度が大きくなっていた。
【００７０】図５と図６にそれぞれＬｉを標準物質とす
るＨＥＯＦ法およびＬｉとＫを標準物質とする仮想的浸
透流と遅延時間を考慮した補正ＨＥＤＴ法による変換後
のフェログラムを示す。
るＨＥＯＦ法およびＬｉとＫを標準物質とする仮想的浸
透流と遅延時間を考慮した補正ＨＥＤＴ法による変換後
のフェログラムを示す。
【００７１】図５，６におけるＳｍの移動度を見ると、
ＨＥＯＦでは１５ｋＶ以上では移動度がやや遅く見積も
られたが、このフェログラムを用いれば印加電圧を変化
させても物質の同定に問題がない程度であった。さらに
詳細に比較するために表２、表３にそれぞれの方法で計
算した移動度とそのばらつき及び補正に用いられたパラ
メーターを示す。期待されたとおり、どちらの変換法も
古典的な変換法と比較して、移動度のばらつきが大きく
改善された。
ＨＥＯＦでは１５ｋＶ以上では移動度がやや遅く見積も
られたが、このフェログラムを用いれば印加電圧を変化
させても物質の同定に問題がない程度であった。さらに
詳細に比較するために表２、表３にそれぞれの方法で計
算した移動度とそのばらつき及び補正に用いられたパラ
メーターを示す。期待されたとおり、どちらの変換法も
古典的な変換法と比較して、移動度のばらつきが大きく
改善された。
【００７２】
【表２】
【００７３】
【表３】
【００７４】ここで、各変換法の中で印加電圧５ｋＶの
時の値がもっとも確からしいと仮定する。前述のように
従来法では印加電圧が上昇するに従って、キャピラリー
内温度が上昇するため、移動度は大きく見積もられる。
時の値がもっとも確からしいと仮定する。前述のように
従来法では印加電圧が上昇するに従って、キャピラリー
内温度が上昇するため、移動度は大きく見積もられる。
【００７５】前述のようにＨＥＯＦ法では、ほとんどが
小さく見積もられる傾向がみられた。特に高電圧印加時
にはその影響が強くみられた。これは、仮想的浸透流が
大きく見積もられたためであると考えられる。一方Ｋの
移動度が大きく見積もられていることからも、Ｋの泳動
時間では仮想的浸透流は実際の浸透流よりも小さく見積
もられている。すなわち、式（１１）のｂを大きく、ａ
を小さく見積もりすぎていると考えられる。
小さく見積もられる傾向がみられた。特に高電圧印加時
にはその影響が強くみられた。これは、仮想的浸透流が
大きく見積もられたためであると考えられる。一方Ｋの
移動度が大きく見積もられていることからも、Ｋの泳動
時間では仮想的浸透流は実際の浸透流よりも小さく見積
もられている。すなわち、式（１１）のｂを大きく、ａ
を小さく見積もりすぎていると考えられる。
【００７６】ＨＥＤＴ法では遅延時間が負になった。電
位勾配の緩和効果のメカニズムから考えて、本来、遅延
時間は正になるはずである。しかしながら、仮想的浸透
流が実際よりも大きく見積もられるため、それを和らげ
るように遅延時間を負に見積もる必要が生じたと考えら
れる。その結果、ＨＥＤＴ法ではＨＥＯＦ法からさらに
２５％〜７４％ばらつきが減少した。
位勾配の緩和効果のメカニズムから考えて、本来、遅延
時間は正になるはずである。しかしながら、仮想的浸透
流が実際よりも大きく見積もられるため、それを和らげ
るように遅延時間を負に見積もる必要が生じたと考えら
れる。その結果、ＨＥＤＴ法ではＨＥＯＦ法からさらに
２５％〜７４％ばらつきが減少した。
【００７７】
【発明の効果】このように、本発明のＨＥＯＦ法及びＨ
ＥＤＴ法によれば、容易にキャピラリー内温度上昇の影
響を除去し、再現性を向上させることができる。
ＥＤＴ法によれば、容易にキャピラリー内温度上昇の影
響を除去し、再現性を向上させることができる。
【図１】本発明の仮想的浸透流を説明する図である。
【図２】本発明の第1の実施形態を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図３】エレクトロフェログラムの印加電圧依存性を説
明する図である。
明する図である。
【図４】従来の変換法により得られたエレクトロフェロ
グラムを示す図である。
グラムを示す図である。
【図５】本発明のＨＥＯＦ法により選られた変換後のエ
レクトロフェログラムを示す図である。
レクトロフェログラムを示す図である。
【図６】本発明のＨＥＤＴ法により選られた変換後のエ
レクトロフェログラムを示す図である。
レクトロフェログラムを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/447 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】未知試料に標準物質を添加してキャピラリ
ーゾーン電気泳動を実行し、標準物質の泳動時間を求め
るステップと、 浸透流の速度が時間に直線的に依存していると仮定し
て、前記標準物質の泳動時間から実効移動度に変換する
ステップと、 を具備することを特徴とするキャピラリーゾーン電気泳
動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間ー実効
移動度変換方法。 - 【請求項２】移動度がmA，mBである2つの標準物質の泳
動時間tA、tBから、仮想的浸透流の速度veof,hypを時間
の一次関数 veof,hyp＝at+bとして求めるステップと、 未知試料の泳動時間tから未知試料の速度を求めて、前
記仮想的浸透流の速度v eof,hypとの差を求めるステップ
と、 前記差をキャピラリーの平均電位勾配Ｅで割るステップ
と、 を具備することを特徴とするキャピラリーゾーン電気泳
動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間ー実効
移動度変換方法。 - 【請求項３】遅延時間τを導入して、移動度がmA，mB,m
Cの３つの標準物質の泳動時間tA、t B、tCから、仮想的
浸透流の速度veof,hypを時間の一次関数 veof,hyp＝a
（t-τ）+bとして求めるステップと、 未知試料の泳動時間tと遅延時間τとから未知試料の速
度を求めて、前記仮想的浸透流の速度veof,hypとの差を
求めるステップと、 前記差をキャピラリーの平均電位勾配Ｅで割るステップ
と、 を具備することを特徴とするキャピラリーゾーン電気泳
動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間ー実効
移動度変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25160499A JP3259032B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | キャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間−実効移動度変換法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25160499A JP3259032B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | キャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間−実効移動度変換法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001074694A JP2001074694A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3259032B2 true JP3259032B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=17225302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25160499A Expired - Lifetime JP3259032B2 (ja) | 1999-09-06 | 1999-09-06 | キャピラリーゾーン電気泳動法における仮想的浸透流を用いた電気泳動時間−実効移動度変換法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259032B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3709123B2 (ja) * | 2000-06-20 | 2005-10-19 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 電気泳動分析方法 |
| JP4951752B2 (ja) * | 2005-11-17 | 2012-06-13 | 国立大学法人高知大学 | 易動度の正規化装置、正規化方法、正規化プログラムおよび自己組織化マップ、並びに、物質の検出方法、検出プログラム、検出ルール生成方法およびデータ構造 |
| JP4919236B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2012-04-18 | 国立大学法人高知大学 | 泳動波形を用いた検査値予測装置、予測方法および予測プログラム |
-
1999
- 1999-09-06 JP JP25160499A patent/JP3259032B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001074694A (ja) | 2001-03-23 |
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