JP3486981B2 - 液体試料の濃縮方法及び液体試料の濃縮装置 - Google Patents
液体試料の濃縮方法及び液体試料の濃縮装置Info
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Description
液体試料の濃縮装置に係り、特に、電荷を有する溶質を
目的物質として含有する液体試料を陽極及び陰極を備え
る容器内に収容し、該陽極及び陰極に対し直流電圧を印
加して、前記溶質を該陽極及び陰極のいずれか一方に向
けて電気泳動させることにより、該溶質の濃縮を行う方
法(以下「電場濃縮法」と称す。)において、目的物質
を高濃度に濃縮することができる濃縮方法及びそのため
の濃縮装置に関する。
予め濃縮することが必要となる。この場合の濃縮手段と
して、電場を利用した濃縮法があり、具体的には、電
着、電気透析、等速電気泳動、電気クロマトグラフィ
ー、向流電気濃縮などの方法が公知である。
液を満たし細管の両端間に電圧を印加し、溶質の電気移
動度により、電気泳動的に濃縮を行う方法も知られてい
る。この方法では、例えば濃縮目的物質が陰イオンであ
れば、経時的に目的物質は陽極付近に濃縮される。逆
に、陰極付近の目的物質濃度は低くなる。電場濃縮法に
よれば、比較的小さな電場(40〜60v/cm)を用
い、例えば40μlという微小体積中の微少試料を簡易
に濃縮することができる。
の如く、時間の経過につれて目的物質が一方の電極(以
下、「濃縮側電極」と称する場合がある。)付近に濃縮
され、他方の電極(以下「反濃縮側電極」と称する場合
がある。)付近の目的物質の濃度は低下するが、該反濃
縮側電極付近の目的物質濃度が低くなり効率よく捕集す
るには難しい濃度(以下、「最低限界濃度」と称する場
合がある。)に達すると、当該濃度よりも目的物質濃度
の低下は起きにくい。換言すると、濃縮側電極において
は、目的物質の濃縮効率が時間とともに低下してゆくの
で濃縮としては有効に働かない。
解決し、電場濃縮法により、目的物質を高濃度に効率よ
く濃縮することができる濃縮方法及びそのための濃縮装
置を提供することを目的とする。
縮方法は、電荷を有する溶質を含有する液体試料を陽極
及び陰極を備える容器内に収容し、該陽極及び陰極に対
し直流電圧を印加して、前記溶質を該陽極及び陰極のい
ずれか一方の電極に向けて電気泳動させることにより該
溶質の濃縮を行う方法において、溶質の濃縮が起こらな
い他方の電極を、連続的又は断続的に該一方の電極に向
けて移動させることを特徴とする。
料を収容するための容器と、該容器内に配置された陽極
及び陰極と、該陽極及び陰極に対し直流電圧を印加する
電源とを備えてなり、該陽極及び陰極の少なくとも一方
が他方に向って接近方向に移動可能であることを特徴と
する。
する。
な濃縮装置の実施例を示す断面図である。
1等の細管の両端に電極2,3を差し込み、一方を陽
極、他方を陰極としたものである。
目的物質を濃縮する場合には、この目的物質を含有する
試料溶液4をシリコンチューブ1内に充填し、電極2,
3に直流電圧を印加する。そして、濃縮側電極である陽
極側電極2を固定し、連続的又は断続的に反濃縮側電極
の陰極側電極3を陽極側電極2に向けて移動させる。こ
れにより目的物質は、図1に示す如く、陽極側電極2の
近傍に移動し、高濃度に濃縮される。
する場合には、濃縮側電極となる陰極側電極3は固定
し、反濃縮側電極となる陽極側電極2を連続的又は断続
的に陰極側電極3に向けて移動させる。これにより、目
的物質は、陰極側電極3の近傍に移動し、高濃度に濃縮
される。
料溶液中の目的物質の濃縮に好適であり、例えば、直径
0.5〜2.0mm,長さ20〜100mm,内容量4
〜300μlのチューブを用いて簡易な構成で効率的な
濃縮を行える。
5と、この容器5内の上記開口部付近に設けられた固定
電極6と、容器5内の底面近傍から固定電極6へ向けて
移動可能な移動電極7とを備え、固定電極6を直流電源
のプラス(又はマイナス)に、移動電極7をマイナス
(又はプラス)に各々接続するようにしたものである。
液4内を上昇する際の液抵抗を小さくするために、編み
目構造等の液透過性のものとするのが好ましく、図示の
如く、平板状の二次元編み目構造や、断面V字形状等の
三次元編み目構造等を採用するのが好ましい。
リード線8は絶縁材料で被覆するなどして絶縁構造とす
る。
溶液中の目的物質の濃縮に好適であり、濃縮側電極とな
る側を固定電極6とし、反濃縮側電極となる側を移動電
極7として、固定電極6側に目的物質を高濃度に濃縮す
ることができる。
は何ら制限はなく、容器底部に設けた固定電極に対し
て、上方から移動電極を下降させて近づけて行くもので
あってもよい。また、固定電極及び移動電極を水平方向
に対向して設け、固定電極に対して、水平方向に移動さ
せて移動電極を近づける構成とすることもできる。ま
た、水平及び垂直方向への同時移動や、三次元的な移動
を行うこともできる。
動させる反濃縮側電極の移動方法は目的物質の移動速度
や濃縮効率に応じて適宜決定され、一定の速度で連続的
に移動させても良く、また、所定の間隔で段階的に移動
させても良い。
最低濃度限界領域と反濃縮側電極を重ね合せて連続的に
移動させることが望ましいが、技術的にこのような移動
を実現することは困難である。
に対して、1/2〜1/10の電極間距離となるよう
に、段階的に移動を行うのが好適である。
側電極を濃縮側電極に近づけて、電極間距離を小さくし
た場合、電位勾配は大きくなるが、電位勾配の増大によ
り、一般には濃縮効率がより一層高められるため、印加
電圧は変えることなく電極の移動を行うのが好ましい。
しかし、電気勾配の増大が目的物質に好ましくない場合
には、適宜、印加電圧を下げ、電位勾配を一定に保つよ
うにするのが好ましい。
は、目的物質の電荷や装置の規模、要求される濃縮効率
によっても異なるが、通常の場合、印加電圧50〜10
00V,電位勾配10〜20V/cm,で1〜10分程
度実施される。
的物質としては、後掲の実施例で例示するピロロキノリ
ンキノン、ピリドキサミン二塩酸塩のような電荷を有す
る物質の他、無電荷の物質を、電荷を有する物質で物理
的に結合した複合物質などが挙げられる。この複合物質
としては、例えば無電荷物質を陽イオン又は陰イオン界
面活性剤で処理したミセルなどが挙げられる。このミセ
ルは当然プラスの電荷を有している。従って、電場濃縮
法を適用することが可能となる。
定に保つことができる溶液中に溶解ないし分散させるこ
とが重要であり、そのために、電場濃縮に供する試料溶
液には、当該目的物質の電荷安定化に好適なpH調整剤
等を必要に応じて添加する。
縮側電極を濃縮側電極に向けて移動させると、当該領域
内で反濃縮側電極周辺の目的物質濃度の低下が起こり、
従って、濃縮側電極では、更に目的物質の濃縮が進行
し、目的物質が高濃度に濃縮された試料を得ることがで
きる。
サミン(Pyridoxamine:PM)二塩酸塩の濃縮を行った実
施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
ず比較例を挙げる。
た。図1に示す装置は、シリコンチューブ(直径1.0
mm,長さ50mm,内容量約40μl)1をU字型に
曲げ、両端に白金電極2,3を取り付け、一方の電極を
高圧電源装置のプラス電源に、他方の電極をそのマイナ
ス電源に接続したものである。4は試料溶液を示す。
ロキノリンキノン(Pyrroloquinoline Quinone:PQQ)
を含む、15μM PQQの10体積%ピリジン水溶
液。PQQは負の電荷を帯びているので図1に示す如
く、陽極2に向かい電気泳動を行う。なお、試料溶液と
してPQQを10体積%ピリジン水溶液に溶解させたの
は、PQQが電荷を保ち続けるようにpHコントロール
を行うためであり、10体積%ピリジン水溶液はこのp
H調整能に優れる。
00V(60V/cm)とし、濃縮時間は4分とした。
縮部のPQQモル量及び全試料溶液中のPQQモル量
(15μM×40μl)に対する割合を求め、結果を表
1に示した。
ューブ全体の長さの10%の長さ)の位置1Aをクリッ
プで挟み、濃縮部1Bの濃縮液をマイクロシリンジで吸
い上げ(液量は4μl)、液体クロマトグラフィー(溶
離液:50mMほう酸−ほう砂緩衝溶液(pH7.4)
でPQQ濃縮を測定した。
にして濃縮及び分析を行い、結果を表1に示した。
た。
において、300Vで2分間濃縮を行った後、電極3を
電極2側へ移動させ、電極間距離を3cmとし、300
Vで2分間濃縮を行った。(この場合、電位勾配は60
V/cmで2分間,100V/cmで2分間となってい
る。)
て濃縮を行った。
持つピリドキサミン二塩酸塩(Pyridoxamine・2HCl:
PX・HCl)を含む、19.5μMピリドキサミン二
塩酸塩−1体積%酢酸水溶液。PQQの濃縮ではPQQ
にマイナスの電荷を保ち続けさせるために10体積%ピ
リジン水溶液でpHの調整を行ったが、ピリドキサミン
は1体積%酢酸水溶液を用いることによりプラスの電荷
を維持させた。ピリドキサミンはそのプラスの電荷のた
めに陰極の方向へと電気泳動を行い濃縮される。
m)とし、濃縮時間は4分とした。また、液体クロマト
グラフィー分析の溶離液には0.1Mリン酸カリウム
(リン酸によりpH3.2に調整):メタノール=9
8:2の液を用いた。
後、陽極側電極を移動させ、電極間距離を3cmとし、
200V(67V/cm)で2分濃縮を行ったこと以外
は、比較例1と同様にして濃縮及び分析を行い、結果を
表2に示した。
法によれば、目的物質を高濃度に濃縮することができ
る。
濃縮方法によれば、電場濃縮法により試料溶液中の目的
物質を著しく高濃度に濃縮することができ、従来法に比
べて電場濃縮法の濃縮効率は大幅に改善される。
す断面図である。
示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 電荷を有する溶質を含有する液体試料を
陽極及び陰極を備える容器内に収容し、該陽極及び陰極
に対し直流電圧を印加して、前記溶質を該陽極及び陰極
のいずれか一方の電極に向けて電気泳動させることによ
り該溶質の濃縮を行う方法において、溶質の濃縮が起こ
らない他方の電極を、連続的又は断続的に該一方の電極
に向けて移動させることを特徴とする液体試料の濃縮方
法。 - 【請求項2】 液体試料を収容するための容器と、該容
器内に配置された陽極及び陰極と、該陽極及び陰極に対
し直流電圧を印加する電源とを備えてなり、 該陽極及び陰極の少なくとも一方が他方に向って接近方
向に移動可能である液体試料の濃縮装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23517594A JP3486981B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 液体試料の濃縮方法及び液体試料の濃縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23517594A JP3486981B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 液体試料の濃縮方法及び液体試料の濃縮装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08101163A JPH08101163A (ja) | 1996-04-16 |
JP3486981B2 true JP3486981B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=16982184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23517594A Expired - Fee Related JP3486981B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 液体試料の濃縮方法及び液体試料の濃縮装置 |
Country Status (1)
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JP2012002771A (ja) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Hitachi Chem Co Ltd | 環境分野での簡易微量分析に供する抽出液のイオン物質を濃縮する方法と、それに用いる抽出液濃縮用キット |
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1994
- 1994-09-29 JP JP23517594A patent/JP3486981B2/ja not_active Expired - Fee Related
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