JPH01158342A - マイクロカラムによる動電分離用のオンカラム式電導度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は粒子検出器に関する。さらに詳細には。

本発明は微小量の粒子がマイクロカラムの参照点を動電
学的に通過することを検出する検出器に関する。

（従来の技術） 流体試料を径の小さなマイクロカラムに通過させて、該
流体試料中に含有される各種の粒子や化学種を２寸法、
形状、電荷、粘度、移動度、極性。

溶媒−溶質量相互作用などに基づいて分離および／また
は単離する多くの分析的方法論が発展してきた。充填カ
ラムに基づくこれら方法論の２つは。

等速回転電気泳動および高性能液体クロマトグラフィー
である。重要性が増大している他の方法は。

動電分離法（これは、普通、開管式電気泳動分離法また
はキャピラリーゾーン電気泳動分離法とも呼ばれる）で
ある。

動電分離法を用いる場合には、他の分離法を用いる場合
と同様に２粒子または化学種がカラムを通過すること、
および／または分離が行われた後に粒子または化学種が
カラムの所定位置に到達することを検出する手段が必要
である。広範囲にわたる検出器が知られているが、これ
ら検出器は粒子または化学種が検出ゾーンを通過する際
に起こり得る多くの特性変化のいずれかに基づいている
。

これらの特性変化には１例えば光学的特性の変化（例え
ば、屈折率検出器だけでなく、紫外光検出器、可視光線
検出器または赤外光検出器）、電気的特性の変化（例え
ば、コンダクタンスまたは抵抗に基づく検出器）、ある
いは電気化学反応により生じる変化（例えば、電流滴定
検出器、電量滴定検出器、または電圧滴定検出器）が含
まれる。

本発明は、マイクロカラムによる動電分離システムで用
いる改良型の電気的検出器に関する。電・気的検出器は
電気化学的検出器と区別することができる。電気化学的
検出器は９粒子または化学種が検出ゾーンに入った場合
に起こる化学的変化による電気的効果を伴う。電気的検
出器は９粒子または化学種が検出ゾーンに入った場合に
生じるコンダクタンスの変化または抵抗の変化に応答す
る。

電気的検出器を用いれば、必ずしも化学反応は関与せず
、あるいは必要とされない。

マイクロカラムによる何らかの動電分離法と。

これらの検出器に関する方法論のいずれかとを用いた場
合には、感度が増大することに関心が持たれる。感度が
増大することにより、用いる試料の寸法を小さくするこ
と、あるいは試料中に存在するわずかな微量成分を検出
することが可能になる。

数多くの研究者が、様々な形式のカラムに用いる小容量
で高感度の各種検出器を提案している。

例えば、　Ｊｏｒｇｅｎｓｏｎらは、内径１５μ輪の開
管状カラムに用いるオンカラム式の電気化学的検出器を
構築した（Ｋｎｅｃｈｔ、　Ｌ、Ａ−＋　Ｇｕｔｈｒｉ
ｅ、　Ｅ、Ｊ、、およびＪｏｒｇｅｎｓｏｎ、Ｊ、Ｗ、
　Ａｎａｌ、　Ｃｈｅｍ、、　　１９８Ｌ　ｇ、　　４
７９−８２；Ｓｔ、Ｃ１ａｉｒｅ、　Ｒ，Ｌ、、　ＩＩ
Ｉ＋およびＪｏｒｇｅｎｓｏｎ＋　Ｊ、Ｈ。

Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏ　ｒ、ｓｃｉ、＋　１９８５＋
　２３＋　１８６−９１）　ｅ　このシステムでは２作
用電極は５μ鋼または９μ翔の炭素繊維であり、マイク
ロポジショナ−を用いてキャピラリーの端部に挿入され
た。Ａｄｌｅｒらは。

電導度／誘電率の組み合わせによる検出器について述べ
ている（Ａｄｌｅｒ、　Ｊ、Ｐ、、Ｆｉｅｌｄｅｎ、　
Ｐ、Ｒ，、およびＣ１ａｒｋ、　Ａ、Ｊ、　Ａｎａｌ、
　Ｃｈｅｎ＋、、　１９８４．５６．９８５−９８８）
。

この検出器は、単一セル内において、これら２つの特性
を同時に測定することができた。この検出器は、イオン
クロマトグラフィーシステムに応用された。塩素イオン
に関して４ｏｐｐｂの検出限界が報告された。このシス
テムは一対の円錐形電極を検出セルとして用いたもので
あった。Ｄｏｕｒｙ−Ｂｅｒｔｈｏｄらは、電導度で検
出を行う２重カラムクロマトグラフィーの理論的記述を
与えた（Ｄｏｕｒｙ−Ｂｅｒｔｈｏｄ。

Ｍ、、　Ｇｉａｍｐｏｌｉ、　Ｐｏｔ　Ｐｉｔｓｃｈ＋
　８．＋　５ｅｌｌａ、　Ｃ０＋およびＰｏ１ｔｒｅｎ
ａｕｄ、　Ｃ，Ａｎａｌ、　Ｃｈｅｗ、、　１９８５．
５７＋　２２５７−２２６３）。この方法における分析
応答は、溶質と溶出液との電導度への寄与の和であるよ
うである。

Ｋａｎｉａｎｓｋｙらは９等速回転電気泳動における電
極として、　０．０１ｍｎ＋のＰｔ−１ｒ合金線を用い
ている（Ｋａｎｉａｎｓｋｙ＋　Ｄ、＋　Ｋｏｖａｌ＋
　Ｌｌ　および５ｔａｎｋｏｖｉａｎｓｋｙ。

Ｓ、Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏ　ｒ、、　１９８３．２６
７　、６７−７３）。キャピラリーは０．１ｍｍ程度の
細さであり、フッ素ポリマー　（ＰＴＦＥ、　ＦＥＰ）
製であった。これらの合金線は、加熱して、キャピラリ
ーの壁に突き通された。Ｔ、Ｔｓｕｄａはまた。正に荷
電した小さな金属イオンを分析するキャピラリーの外部
で市販の電導度検出器を使用することを述べている（　
５ｕｚｕｋｅｎ　　ＭｅｍｏｒｉａｌＦｏｕｎｄａｔｉ
ｏｎ　３　、３３（１９８４））。。

Ｍｉｋｋｅｒｓらによる多くの論文（Ｍｉｋｋｅｒｓ、
　ｐ、ｐ、ｐ、ＩＥｖｅｒａｅｒｔｓ、　Ｆ、Ｍ、、お
よびＰｅｅｋ、　Ｊ、Ａ、Ｆ、、ム」虹竺旦■ム。

１９７９、１６Ｌ　３１７−３３２；　Ｍｉｋｋｅｒｓ
＋　Ｆ、Ｅ、Ｐ、、　ｇＶｅｒａｅｆｔｓｌＦ、Ｍ、、
およびＶｅｒｈｅｇｇｅｎ＋　Ｔｈ、　Ｐ、Ｅ、Ｍ、　
Ｊ、　Ｃｈｒｏ＋ｍａｔｏム１９７９＋　１６９　＋　
１−１０；　Ｍｉｋｋｅｒｓ、　ｐＪ、ｐ、ｌ　Ｅｖｅ
ｒａｅｒｔｓ。

Ｆ、Ｍ、、およびＶｅｒｈｅｇｇｅｎ＋　Ｔｈ、　Ｐ、
Ｅ、Ｍ、ムＣｈｒｏｍａｔｏ　ｒ。

１９７９、１６９．１ｌ−２０）は、すべてＥｖｅｒａ
ｅｒｔｓおよび共同研究者らの研究（Ｅｖｅｒａｅｒｔ
ｓ＋　Ｆ、Ｍ、＋およびＶｅｒｈｅｇｇｅｎ、　　Ｔｈ
、　　Ｐ、Ｂ、Ｍ、　　Ｊ　　Ｃｈｒｏａ＋ａｔｏ　ｒ
　　１９７２＋１３゜１９３−２１０；　Ｉ！ｖｅｒａ
ｅｒｔｓ、　Ｆ、Ｍ、＋およびＶｅｒｈｅｇｇｅｎ＋Ｔ
ｈ、　Ｐ、Ｂ、Ｍ、Ｊ、　Ｃｈｒｏｎ＋ａｔｏ　ｒ、、
　　１９７４．９１．８３７−８５１；Ｂｖｅｒａｅｒ
ｔｓ、　Ｆ、Ｍ、、およびＲｏｓｕｗｅｒｓ、　Ｐ、Ｊ
、　Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏ　ｒ、。

１９７４＋　９Ｌ　８０９−８１８：Ｅｖｅｒａｅｒｔ
ｓ、　　Ｆ、Ｍ、、　Ｇｅｕｒｔｓ、　Ｍ、。

Ｍｉｋｋｅｒｓ＋　Ｆ、　ａ、ｐ、ｌ　およびＶｅｒｈ
ｅｇｇｅｎ、　Ｔｈ、　Ｐ、ｆ！、Ｍ。

Ｊ、　Ｃｈｒｏｍａｔｏ　ｒ、、　　１９７６＋旦９　
＋１２９−１１５；Ｋａｎｉａｎｓｋｙ。

Ｄ、、およびＥｖｅｒａｅｒｔｓ、　Ｆ、Ｍ、　Ｊ、　
Ｃｈｒｏｍａ上ＩＬ、　１９７８゜１４８　＋４４１−
４４６；Ｅｖｅｒａｅｒｔｓ、　Ｆ、Ｍ、Ｂｅｃｋｅｒ
ｓ、　Ｊ、Ｌ、、およびＶｅｒｈｅｇｇｅｎ＋　Ｔｈ、
　Ｐ、ｔ！、Ｍ、“［５ｏｔａｃｈｏｐｈｏｒｅｓｉｓ
：Ｔｈｅｏｒｙ＋　　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ
　　　ａｎｄ　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ″。

１９７６＋　Ｂ１５ｅｖｉｅｒ、　Ｎｅｖ　Ｙｏｒｋ＋
ｐ、　１３６）に基づくキャピラリー電気泳動法におけ
る等速回転電気泳動用の電導度検出器に言及した。　Ｉ
！ｖｅｒａｅｒｔｓの装置は。

内径が０．４〜０．６ｍ、および外径が０．７〜ＩＩＩ
Ｉｍのガラス製またはＰＴＦＥ製のキャピラリーチュー
ブから構成されている。キャピラリーチューブの２個の
ブロックは、それぞれの両端の一方を固定して一体化さ
れており、２個のブロックを互いに締め付けることがで
きる。締め付ける前に２両面に白金が放電メツキされた
ｏ、ｏｏｓ　ｍｍ厚の絶縁物質から。

なり、平らな絶縁物質のディスクにより互いに隔てられ
た２枚のディスクの中心に、キャピラリーの内径に適合
する穴があけられる。これらのディスクは２個のブロッ
クの間に置かれ、そして漏れが生じないように締め付け
られる。

Ｂｏｃｅｋらは、キャピラリーゾーン電気泳動用の電導
度セルを開発した（Ｆｏｒｅｔ＋Ｆ、、Ｄｅｍｌ、＋　
Ｍ、＋Ｋａｈｌｅ＋ｖ、、およびＢｏｃｅｋ＋　ｐ、ｌ
　Ｉ！１ｅｃｔｒｏ　ｈｏｒｅｓｉｓ　１９８６＋　７
　。

４３０−４３２）。彼らは内径が約０．３ｍｍのキャピ
ラリーを用いた。白金電極は、キャピラリーの内径に等
しい円形の断面を有するチャンネルを含むポリエステル
ブロック内に形成された。ブロックの両端にあるより大
きな開口部は、挿入されたキャピラリーと緊密に適合し
た。εｖｅｒａｅｒｔｓおよびＢｏｃｅｋの両セルでは
、電極がキャピラリーの外側にあること、およびガラス
製またはＰＴＦＨ製のチューブの内面が連続ではないこ
とに注目することが重要である。チューブ表面における
このような不連続性は、特にカラム電気泳動システムま
たは等速回転電気泳動システムに関係するものである。

これらのシステムでは、充分な電圧がカラム方向に沿っ
て印加される。カラムの断面積が増加するか、またはカ
ラム表面が不連続になれば、流れが乱れることになる。

これにより３分析結果の精度および再現性が低下し得る
。特に、断面がまずます小さなカラムを用い、駆動電圧
をますます大きくしようとすれば、この問題が深刻にな
る。検出器の感度を低下させ得るデッドボリュームまた
はボイドボリュームのために、検出器における断面が増
大する場合には別の問題が生じる。これらの理由により
、これらの装置の設定においては、不連続性が存在する
ことなく、あるいは断面が増大することなく、内側表面
ができる限り連続であることが最も大きな利点を有する
ことを見い出した。

（以下余白） （発明の要旨） マイクロカラムによる動電分離システム用改良型電導度
検出器が見い出された。この電導度検出器はｒオンカラ
ム式」、すなわち該検出器はカラム本体に基づき、該カ
ラムは内側断面の最大寸法が５００μ伺またはそれ以下
、好ましくは２００　ｕ　ｒａまたはそれ以下、さらに
好ましくは１１００ｕまたはそれ以下であること、およ
び１個またはそれ以上のセンサ電極を備えており、該セ
ンサ電極の断面の最大寸法は該カラムの最大内部寸法の
約０．０１〜約０．７５倍であり、これらの電極はカラ
ムの壁にさし込まれて直接カラム上に設置されるか、あ
るいはカラムで出口端部に接触した状態で固定されて分
析物の流れと接触し、該電極は連続的な壁面を呈してい
て、流体の流れに対し断面積が増加することがないとい
うことを特徴とする。

本発明の動電分離ゾーンは、直径が約２５〜約２００μ
ｍの流体流動ゾーンを定める壁部分を有する一般的には
円筒管状の動電分離用マイクロカラムと。

該壁部分と少なくとも同一平面で境をなし、かっ該カラ
ム内の該流体流動ゾーンの断面積を増加させない、少な
くとも１つのオンカラム式電導度電極と、を包含する。

ある実施態様において、この電導度検出器は単一のオン
カラム式電極を有し、該電極は該カラムの出口端部か、
あるいは出口端部に直接隣接して設置される。この実施
態様において、第２の電極は流体流出物と電気的に接続
されるように配設されている。

好ましい実施態様においては、この電導度検出器は１組
またはそれ以上のオンカラム式電極を有し、これらの組
をなす電極はマイクロカラム上に該カラムをまっすぐ横
切って対向するように設置されていて、電極間の電位お
よびそれに付随して起こる電気化学的反応を最小限に抑
える。

他の面においては９本発明はこれらの検出器を動電分離
システムと組み合わせて用いる改良型の分離システムを
提供する。

加えてさらに他の面においては１本発明はレーザでマイ
クロカラムに穴を開けてセンサ電極の位置を定め、該電
極の所望通り正確な位置設定および配置を行うことによ
って、このような電導度検出器の数例の実施態様を製造
するための改良された製造法を提供する。

本発明の電導度検出器は極めて高感度であり。

１０−’ｍｏｌ／　ｌよりも低い濃度の分析溶液で電導
度を変化させる化学種を検出することが可能である。

該電導度検出器の検出量はごく微量であり、これが該検
出器の最少デッドボリュームと結びつき。

高感度であるため、ごく少数のイオンまたは他の化学種
が検出され得る。

（発明の構成） 本発明はマイクロカラムによる動電分離システムに用い
られるオンカラム式電導度検出器を提供するものである
。流体の吸い上げるのに電気浸透を用いた例が１９７４
年にＰｒｅｔｏｒｉｕｓらによって記述サレタ（去、旦
回旦４Ｉ」「ユ、鎚、２３）。この過程においては、接
線方向に印加された電場の影響の下に固体の表面と接触
して液体が流れている。液体の流れは固体／液体境界面
に電気二重層が形成されたことに起因する電気浸透によ
る流れであり。

液体全体を荷電させる。この移動過程は第１図を参照し
て説明されうる。第１図においては、小径で両端部が開
いたマイクロカラムまたはチューブ１０の切欠断面が示
されている。該チューブは、ここでは「支持電解質ｊと
も称される電導性の液体１１で満たされている。チュー
ブｌＯの壁部には陽イオン１２が含まれる。（チューブ
１０の材料によっては、電荷が正ではなく負になること
もありうる。）陽イオン１２は電導性の液体１１から陰
イオン１３を引きつけ、電気二重層１３を形成する。こ
のように優先的に陰イオンを管壁に引き寄せられた結果
として、液体１１の本体は正味の超過正電荷を帯びる。

従って、第１図に記されている３０ｋＶのような電位が
、チューブ１０内に含まれる液体１１のカラムの両端部
に位置する電極１５および１６間に印加されると。

正電荷を帯びた液体１１は陰極に向かって移動する。

動電分離過程は上述の電気浸透効果、および液体媒質中
の溶質または懸濁粒子が正電荷を帯びているか、負電荷
を帯びているか、あるいは電荷を帯びていないかによっ
て、電場が示差的にそれらの動きに及ぼす効果に依存し
ている。これらの関連効果は第２図を参照して説明され
得る。第２図は第１図のコピーであるが、液体１１中の
電荷を帯びた種々の化学種１８および１９が描き加えら
れている。陽イオンの化学種１８は電気泳動によって陰
極１６に引き寄せられる。陰イオンの化学種１９は電気
泳動によって陰極にはね返される。第２図に示されてい
るように、一般的には液体１１の速度は溶液中の化学種
の電気泳動速度よりも早く、そのため全ての化学種が電
気浸透の流れと同方向に、しかしながら異なった速度で
移動する様子が観察され得る。これらの化学種１８およ
び１９．あるいは電荷を帯びていない化学種も、電極２
１および２２から成る検出器の間を通過する際に、これ
らの電極間で測定され、バックグラウンドと試料との差
に依存する電導特性を変化させる。

電極２１および２２は本検出器の高感度特性をもたらす
数個の特徴を備えている。第１の特徴は画電極が「オン
カラム」式であることである。ずなわち、これら電極は
別個の検出単位ではなく、カラム全体の一部となってい
る。第２の特徴は９両端がチューブ１０の管壁と少なく
とも同一平面上まで伸びており、そのためカラムを流れ
る液体１１に対して連続した内部面が与えられるという
ことである。［少な（とも同一平面上まで」という表現
は。

電極が同一平面上まで延びているか、あるいは液体の中
まで延びているかのいずれかを意味してい□る。電極が
流れから引っ込んでいることはない。

第２図において、電極はカラムの両縁部と同じ平面上に
あり、平坦に切り取られていて、カラムの軸と垂直であ
る。第３の特徴は、２つの電極がマイクロカラムの軸と
垂直な同一平面上にあるということである。これによっ
て、カラムに印加される動電圧に起因する電極間の電位
が最小限に抑えられ、よって電極における電気化学反応
も最小限に抑えられる。第４の特徴は、マイクロカラム
の内径もしくは最大の断面寸法が５００μｍ未満、好ま
しくは２００μｍ未満、より好ましくは約２５μｍ〜約
８０μｍであることであり、かつ電極の直径がこの内径
もしくは最大の断面寸法の約０．０１倍〜約０．７５倍
、特に約０．０１倍〜約０．６０倍であることである。

これらの寸法によって、マイクロカラムによる動電分離
に本来備わっている高分解能が低下することはない。第
５の特徴は電極２１および２２が、炭素。

または該電解質液において見い出される状態においては
不活性な金属１例えばプラチナ、プラチナ／イリジウム
、金、銀、およびステンレス鋼などの導電性材料から製
造されることである。

第７図および第８図を参照して９本発明の検出器の他の
実施態様を説明する０本実施態様において、検出器は１
個の「オンカラム」大型極を有し。

第２の電極は流体流出容器に配設される。本実施態様に
おいて、単一のオンカラム式電極は他方の電極と径方向
に対向するという特徴を除いて、上述の特徴は全て備え
ている。

カラムの管壁を貫通する電極の検出器内での位置設定は
、比較的正確を要する事柄である。これは、レーザドリ
ル、イオンビームドリル、放電加工、または化学エツチ
ングなどを用いて、最小限ではあるが適量の接着剤／充
填剤と共に電極を受は入れるのに適する大きさの出入口
をカラム１０に正確に開けることによって達成される。

ＨＦエツチング（ガラス製もしくは他の無機シリカ製カ
ラムの場合）あるいは有機カラムに対する他の化学エツ
チングなどのような他の穿孔方法も用いることができる
。好ましい実施態様においては、開けられる出入口の直
径は、挿入される電極の直径よりも約５μｍ〜約２５μ
ｍ大きく、これらの穴に電極がはめ込まれる。エポキシ
樹脂、シアノアクリレート接着剤および同様の物質が電
極を所定のｒオンカラム」位置にはめ込むために通常用
いられる。

これらの物質は５通常用いられる主として水性の支持液
体とは反応せず、電極およびカラム壁の素材に対して強
力に接着する。

本発明のセンサ電極は、マイクロカラム１０の最端部、
すなわち分離した化学種が最後に通過する端部に設置さ
れる。このマイクロカラム１０は、用いられる動電分離
条件下において化学種を要求どおりに分離するのに効果
的な長さでなければならない。カラムが長ければ長いほ
ど、試料がカラムを通過するのに要する時間も長くなり
２種々の化学種が互いに分離される距離も長くなること
が理解される。動電分離の場合には、同時に幅も広くな
り、カラムを長くすることによって分離能が高めること
はできない。これらの要素によって、マイクロカラムの
長さに実際的な制約が提示される。

例えば、カラムの長さが約５ｃｍと短ければ良好な結果
が得られる。同様に、カラムの長さが数ｍよりも長いと
、カラムを通過する移動時間が長くなり、ルーチン分析
の設定にとっては不都合となる。

一般に、カラムの長さは約１０Ｃ１１〜約２００ＣＩ＋
１．特に約４０ｃｍ〜約１５０ｃｍが好ましい、無給、
それより長いカラムおよびそれより短いカラム、例えば
最高で４ｍまたは５ｍのカラムや最低で約５Ｃ１Ｏカラ
ムも本発明の検出器と組み合わせて使用できる。

断面が円形のカラム、すなわち「キャピラリーチューブ
型」カラムは構築しやすいため好ましい。

マイクロカラムは耐久性に優れ、動電分離条件下におい
ても物理的に完全な状態を保持するという特性を備えた
物質によって構築される。これらの特性には、支持電解
質との適合性；動電位がマイクロカラムに印加されると
、ごくわずかしか電流が流れず、そしてごくわずかしか
熱を発生しない実質的な非導電性：ならびにカラムの内
面を正または負に荷電することができることが含まれる
。

石英、ガラス、お・よびシリカガラスなどの無機物なら
びにテフロン（ポリラトラフルオロエチレンおよびフッ
化エチレン／プロピレンポリマー）。

ポリクロロトリフルオロエチレン、アラミド、ナイロン
（ポリアミド）、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、
ポリスチレン、ポリエチレン、およびポリカーボネート
などの有機物も使用できる。

ここで指摘したように、電気浸透による流れはマイクロ
カラムの内面が荷電された化学種を保持するか、あるい
は吸着するときに起こる。マイクロカラムの内面は２表
面を酸性の液体と接触させてより大きな正電荷を付与す
るか、または表面を塩基性の物質と接触させてより大き
な負電荷を付与するか、あるいは表面をシリレート化剤
（ｓｉｌｙｌａｔｉｎｇａｇｅｎｔ）と接触させて電荷
数を減少させることによって、電荷が変化するように改
変され得る。（Ａｎａｌ　ｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔ
ｒ　＋　５３．　ｈｋＬ８．　Ｊｕｌｙ　　１９８１＋
１２９８の狭いチャネルの電気泳動ゾーンの壁の電荷密
度を低下させることによって該ゾーンを通過する移動を
変化させるトリノチルシランの使用に関する記述を参照
されたい。）当該分野に公知の他の表面改変技術もまた
使用することが可能である。

第２図に加えて、第３図および第４図を参照すると、第
２図の検出器がマイクロカラム１０の構造的支柱３０に
組み込まれているところが示されている。第３図におい
ては、電極２１および２２が電導度メーター（図外）と
の接続のために接続リード３１および３２に接続されて
いるところが示されている。

第３図に示されている支柱３０は多数の付加的構成要素
を有する。これらの構成要素は本発明を実施するには必
ずしも必要ではなく、支柱を構造的に補強し１本発明を
実施するための実用的な装置を構成するための優れた態
様を例示するものである。

これらの構成要素には、マイクロカラム支柱３０から延
びてカラムの破損を防ぐ可撓性の支持チューブ３４が含
まれる。このチューブは通常、テフロンなどのプラスチ
ック物質である。製造中にチューブを中央に寄せる支持
体３５および３６もまたプラスチック製である。支柱本
体部３７．３９および４０は通常、支柱の他の構成要素
の周囲を取り囲み固定するよう鋳造される。キャップ４
１は支柱３０を電気泳動装置あるいは動電装置中に設置
するためめものである。

第５図にこのような装置が模式的に示されている。該装
置は、典型的に全長が７５ｃｍで内径が５０μ−のシリ
カガラス製のキャピラリー１０を備えている。

該キャピラリーは支持電解質液で満たされ、第３図に示
されているように本発明の検出器を含む支柱３０の中ま
で続いている。注入容器５１および流出容器５２は支持
電解質も有しているので、液体で満たされたキャピラリ
ー１０によって、注入容器５１と流出容器５２との間に
は絶えず液体および電気による接触が起こっている。有
効な動電圧は、電源５４から導線５７および５９と、容
器５１および５２中の電解質液と接触している電極５５
および５６とを通じて印加され、完全な電気回路が得ら
れる。

電源５４によってカラム１０中の試料に印加される電圧
は、過度に加熱することなく、識別可能な動電的運動を
引き起こすのに有効な電圧でなくてはならない。約１０
００Ｖ以下の電圧は一般に低過ぎ。

約１００ｋＶ以上の電圧は通常、従来の高圧電源に見い
出されない。これらの実際的な制約に基づき。

約３ｋｖ〜約９０ｋＶ、特に約５ｋＶ〜約６０ｋＶ１７
）電圧が好ましい。電位の極性によって荷電した化学種
および荷電した支持電解質が移動する方向が決定される
。安全のため１分析システムのできる限り多くの部分を
接地電位とすることが一般に好ましい。

第５図において、　３０ｋＶの電圧が説明のため示され
ている。カラム１０の内面は、イオン、例えば負のイオ
ン（陰イオン）を引きつけ、よって拡散二重層の形成を
引き起こし２次に正味の正電荷をカラム１０中の支持電
解質自体に付与するようにできている。３０ｋＶの電位
が電極５５によって流出容器５１に印加される場合、こ
の正電荷を帯びた液体は３０ｋＶの電位によって電気浸
透的にカラム１０から容器５２中に引き入れられ、追加
の電解質を容器５５からカラム１０中に引き入れる。

（以下余白） 典型的な電流は１０〜１００９　Ａである。典型的な動
電システムにおいては、キャピラリー１０を流れる液体
の速度は約０．２から約５１１ＩＩｌ／秒である。

第１図〜第４図に示すように、キャピラリー１゜は２つ
の電極を有する検出器３０を通る。２つの電極の間を流
れる物質の関数として変化する検出器３０の出力は、導
線３１および３２を通って電導度メーター６１に流れ、
この出力はライン６２を介してチャート紙レコーダー６
３に送られる。この出力は集積され得るが、そうでなけ
ればコンピューターなどで処理され得ることが考えられ
る。

使用に際して、試料はキャピラリー１０に注入される。

これは、電極６５に導線５７を接続し１例えば５〜１０
秒という短時間に約６ｋＶのような動電的に有効な高い
電圧をかけて、カラムに試料を機械的もしくは重力によ
り注入することによるが、または容器６４に入れた液体
試料にキャピラリー１０の入口端部を浸すことにより行
われ得る。このことにより、試料の１〜５ｍｍの一定の
長さの“プラグ゛がカラム１０に流れ込む。次いで、入
口端部を容器５１の支持電解質に入れ９本発明の検出器
で種々の化学種検出のための分離を行うために電極５５
を介して回路を完成させることにより、この試料は動電
的分離作用を受ける。

本発明の検出器で測定されるコンダクタンス値は、読み
取り可能な形に変換し１表示するか、あるいは使用され
る。第６図はＡＣ電導度メーターの１つの型を示す図で
あり、該メーターは電極とともに用いた場合に読み取り
可能な電導度シグナルを発生することができる。このメ
ーター回路は。

Ｅｖｅｒａｅｒ　ｔｓらｒｌｓｏｔａｃｈｏｐｈｏｒｅ
ｓｉｓ」（前出、　１４８）に述べられたメーターを改
良したものである。この回路は高インピーダンス人力Ｉ
ＣであるＬＦ３５１およびＬＦ３５５を採用している。

また、全てのダイオードはｌＮ４１４８を用いている。

変圧器６９はセンサ電極と電子回路との間のガルヴァー
ニ絶縁体として用いられる。この電極は示されておらず
、グランドに対して高いＤＣ電位を有する。周波数は３
．５ｋＨｚに設定するが、他の周波数も使用し得る。電
気的ノイズを最小にするために、低域フィルターまたは
ハードプリントアウト装置のいずれかで表示するために
マイクロコンビエータ−に転送する前に増幅させる（ゲ
イン：１０または２０）。

その他の実施態様では１本発明の検出器は単一の「オン
−カラム」大型極を有し、第２の電極を供給するために
流出液体容器中の流体と電気的に接触される。この実施
態様を第７図および第８図に示す。第７図の検出器７０
は、単一のオンカラム式電極２１で上述したように、マ
イクロカラム１０を有する。この電極は、カラムｌＯ端
部に非常に近いところに配置される。好ましくは、距離
りはカラムの断面の大きさ（例えば、カラムの断面が円
の場合には直径）と同程度である。Ｌは５００μｍまた
はそれ以下であることが好ましく、より好ましくはＬは
３００μｍまたはそれ以下である。この電位は距離りの
直接の関数であるので、これは電極２１に生じるＤＣ電
位を最小にする。

検出器７０が、第８図に示されるシステム８０のような
総合分離システムに含まれる場合には、付加的な電極８
１が存在することを除いてＩ′ｔ、第５図について記述
した（従って第８図で同じであると確認された）のと同
じ装置の構成が使用され得る。

この電極は容器５２で液体と接触する。次いで、この液
体はカラム１０の開口端部に接触し、このようにして電
導度測定のために電機回路を完成する。

その他、電極５６に接続することにより、第２の電極と
することができる。この装置の構成において。

検出は９粒子または化学種が電極２１とカラム端部との
間のカラムの領域に入る時、すなわちｒｌ、Ｊ領域にあ
る時に行われる。化学種の粒子が一度容器５２の領域に
入ると、該粒子の存在は検出不可能である。

本発明のセンサ電極の１組以上が、一つの分離カラムに
存在し得る。例えば、２組またはそれ以上の電極を使用
し得る。これは、カラム上のいろいろな点を粒子が通過
するときに、多重読み取りの使用を可能にする。これは
、検出器の性能をできるだけ能率的に利用するための、
検出器の回路などに行われる調整を可能にする。必要な
らば。

多数の単一電極が使用され得る。

第９図によると、２組のオンカラム式電極９１と９２．
および９３と９４を有するカラムが示されている。

上で示したように、これらの電極は少なくとも管１０の
表面と同一平面上にある。電極９１および９２は液体の
流れの中に延長されており、カラム内にいかなるデッド
ボリュームも生じさせない。電極９３および９４は上記
電極９Ｉおよび９２と僚ているが、その円筒状の側面に
絶縁コーティング９５および９６を有するので、該電極
の端部のみが流体に接触し。

電導度の変化を検出する。この配置は非常に感度の良い
検出を可能としている。

第１０図によると、１ｍのオンカラム式センサ電極１０
１および１０２を有するカラムが示されている。

電極１０１および１０２は、マイクロカラムｌＯの出口
端部１００に隣接して配置され、その位置に成形された
粘着バンド１０６により保持される。電極１０１および
１０２は、電気絶縁体１０４および１０５でその側面を
被覆されているので、電導度は画電極の端部間のみで測
定される。カラム端部に隣接するこのオンカラム式電極
の配置は、簡単な構造および耐久性という利点を有する
。

扶１器至適朋 本発明の検出器およびこれを用いた分析システムは、溶
液中の荷電されたおよび荷電されていない化学種および
粒子を検出するために使用され得る。溶液の液相は電導
性であり、電気浸透により注入しうる支持液である。液
体は、それが電解質の場合、すなわち、該液体が電流を
伝導するのに充分に電気的に荷電した化学種である場合
、電気浸透により注入しうる。典型的な電気浸透により
注入しうる支持液は１例えば、少なくとも約０．０００
５ｍｏｌ／／！のイオン種、および好ましくは約０．０
０１から約１０ｍｏｌ／ｆのイオン種を含有する。この
ようなレベルは、動電的に移動するほどよい速度を与え
る。最も一般的には、支持液は水を基本とした液系また
は水−有機溶媒混合物を基本とした液系である。混合液
系は、水のみには溶解性に限界がある有機性の標的物質
を、可溶化または懸濁するのを助けるのに有効であり得
る。電気伝導性の有機溶媒も希釈せずに使用し得る。支
持電解質に使用するための代表的な物質は、水および混
合溶媒を含有する。この混合溶媒は、水と１つまたはそ
れ以上の水和しうる以下のような有機物質とを混合して
調製される：酢酸、プロピオン酸、クロロ酢酸などのよ
うな低級アルカン酸（例えば、１〜４個の炭素原子）；
メチルアミンのような低級箱１および第２アルキルアミ
ン；エタノール、メタノールおよびプロパツールのよう
な低級アルコール；低級アルカンジオールのような低級
ポリオール；アセトニトリル、ピリジン、ピペリジンお
よびキノリンを包含する窒素含有液体；アセトンおよび
メチルエチルケトンのような低級ケトン、　ＤＭＦ。

Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ
−エチルアセトアミドなどのような低級アルキルアミド
。支持液は、これらの液のいずれかとともに以下のよう
なイオン性物質をさらに含有し得る：塩、キレート化合
物および他の錯体、酸。

塩基、緩衝液など。界面活性剤または他のミセル化を促
進する物質も含有され得る。液体が動電チャンネルを通
過する際のｐＨにおいて両性イオンであるようなイオン
種を添加して用いることは、しばしば好ましいことであ
る。代表的な金属は以下のものを包含する：無機酸のア
ルカリ金属およびアルカリ土金属塩および遷移金属塩；
有機酸の同様の塩；このような酸のアンモニウムおよび
有機塩基性塩；ハロゲンの酸、有機酸、およびその他の
酸；金属の酸および水酸化物、アミンおよびその他の塩
基など。典型的な両性イオンは、アミノ酸およびグツド
バッフｙ　−（Ｓｉｇ＋ｗａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ
ｍｐａｎｙ＋Ｓｔ、　Ｌｏｕｉｓ＋　ＭＯ，から市販さ
れている）を含む。これらの添加されたイオン性物質ま
たはイオン化しうる物質は、その主な作用が支持電解質
の電導度を増加させるような試料および支持電解質の他
の成分と適合する限りは１通常任意にこれらの広範囲の
種類から選択し得る。

本発明の検出器で検出しうる化学種または粒子は、支持
液に懸濁または溶解し得る物質から、事実上制限される
ことなく選択できる。これらの物質は、ナトリウム、カ
リウム、リチウム、セレニウム、ベリリウム、銅、銀、
鉄およびマグネシウムイオンのような単純なイオン；塩
化物、臭化物。

硫酸アンモニウム、硝酸塩、リン酸塩などから。

しばしば生物学的または生態学的または化学的に関心が
あるような多くの複雑な物質までを包含し得る。

標的となる化学種はこのように、ポリアミノ酸（すなわ
ち、ポリペプチドおよびタンパク）　、　ＲＮ＾。

ＤＮＡおよびＤＮＡ断片のような核酸およびオリゴヌク
レオチド、およびこれらの組み合わせのような高分子で
あり得る。このような集合体の組み合わせは、バクテリ
ア、ウィルス、染色体、遺伝子。

ミトコンドリア、核、細胞膜などを包含する。

広い範囲の様々なタンパクおよびポリペプチドは、同様
の構造的な特徴により、特定の生物学的機能を有するタ
ンパク、特に病気を引き起こす微生物である特定の微生
物に関連するタンパクなどに分類される。

以下に示すのは、構造により関係づけられるタンパクの
種類である：プロタミン、ヒストン、アルブミン、グロ
ブリン、スクレロプロテイン（硬タンパク）、リンタン
パク、ムコタンパク、色素タンパク、リポタンパク、核
タンパク、Ｉ！タンパク、プロテオグリカン、分類され
ないタンパク（例えば、ソマトトロピン、プロラクチン
、インスリンおよびペプシン）。

もちろん、ヒト血漿中に臨床上重要な多くの可能性のあ
る標的タンパクが見い出され、該タンパクは以下のもの
を包含する：プレアルプミン、アルブミン、α１−リポ
タンパク、チロキシン結合グロブリン、　　Ｇｃ−グロ
ブリン（Ｇｃ　ｌ−１，Ｇｃ　２−１．　Ｇｃ２−２）
　、コリンエステラーゼ、ミオグロビン、トランスフェ
リン、フィブロネクチン、免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）
、免疫グロブリン＾（ＩｇＡ）　、免疫グロブリンＭ（
ＩｇＭ）、免疫グロブリンＥ（ＩｇＢ）またはｇＥグロ
ブリン（ｇＥ）　、補体因子、血液凝固因子、ペプチド
およびタンパクホルモン〔例えば、副甲状腺ホルモン（
パラトルモン）、インスリン、グルカゴン。

ソマトトロピン（成長ホルモン）、卵胞刺激ホルモン、
黄体形成ホルモン（間質細胞刺激ホルモン）。

ゴナドトロピン、セクレチン、およびガストリンを包含
する］。

その他の関心のある高分子標的物質は、以下のような微
生物由来または微生物に存在するムコ多糖類および多Ｐ
ｉ類である二大腸菌型バクテリア。

サルモネラ、赤痢菌、プロテウス種、パスツレラ。

プルセラ、好気性胞子形成杆状菌、嫌気性胞子形成杆状
菌、ミコバクテリア、放線菌（真菌様バクテリア）、ス
ピロヘータ、マイコプラズマなど。

他の標的化学種は、リケッチア（バクテリア様寄生菌）
、クラミジア、真菌、およびウィルス（アデノウィルス
、ポックスウィルス、ミクソウィルス、レオウィルス１
−３型、肝炎ウィルス、および腫瘍ウィルス）；薬剤１
代謝産物、殺虫剤。

汚染物質などを包含する。これらに含まれるものとして
は９モルヒネアルカノイド（モルヒネ、コデイン、ヘロ
イン、コカイン、ペンゾイルエクゴニンなど）、変角ア
ルカノイド、ステロイドアルカノイドなどのアルカノイ
ドである。その他の関心のある薬剤は以下のものを包含
する：エストロゲンおよびアンドロゲンを包含するステ
ロイド：副腎皮質ステロイド；胆汁酸；強心性のグリコ
シド；およびアグリコン（ジゴキシンおよびジゴキシゲ
ニンを包含する）；パルピッレート（例えば。

フェノバルビタールおよびセコバルビクール）；アミノ
アルキルベンゼン（アンフェタミンを包含する）；カン
ナビノールおよびテトラヒドロカンナビノール、ビタミ
ン、プロスタグラシン、抗生物質、ヌクレオシドおよび
ヌクレオチド。

その他の標的化合物は以下のものを包含する：ポリョー
ドチロニン（例えば、チロキシンおよびトリョードチロ
ニン）、オキシトシン、　ＡＣＴＨ，アンジオテンシン
、メチオニンエンケファリンおよびロイシンエンケファ
リン、これらの代謝産物および誘導体である。アミノ酸
および小さなペプチド。

（以下余白） 本発明を９次の実施例によりさらに詳細に説明する。こ
れらの実施例は本発明を実施する方法の例を示すもので
あり９本発明を限定するものではない。

ス肩１ム（碧１ ２個のオンライン大型導度セルを２次のようにして構成
した。つまり、シリカガラスキャピラリー管の５０μｍ
または７５μｍ内径の直径方向に対向する穴にプラチナ
ワイヤを固定することにより構成した（Ｐｏｌｙｍｉｃ
ｒｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、　ＩｎｃｌＰｈｏｅｎｉ
ｘ。

ＡＸおよびＳＧＥ、　Ａｕ５ｔｉｎ＋　ＴＸ）。これら
の内径４０μｍの穴は、コンピューターで制御されたＣ
Ｏ□レーザーであけた。外径２５μｍのプラチナワイヤ
（ＣａｌｉｆｏｒｎｉａＦｉｎｅ　Ｗｉｒｅ　Ｃｏ、、
Ｇｒｏｖｅｒ　Ｃ１ｔｙ＋　Ｃ＾）２本は、高電界がか
けられたときにこれらの電極間の電位差を最少とするた
めに、顕微鏡を用いてお互いに全く反対側に位置させた
。ワイヤは、連続的な内面を形成するように位置させた
。これらの電極をとり囲む領域に液体ポリエチレングリ
コール（ＰＥＧ）　（ＭＷｌｏｏＯ。

Ｊ、Ｔ、Ｂａｋｅｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ、）を付
与し、電極をその場所に仮に保持するようにした。ＰＥ
Ｇが固化したら。

それをキャピラリー外表面から注意深く除去した。

次に、エポキシ（Ｍｉｌｌｅｒ　５ｔｅｐｈｅｎｓｏｎ
　９０７）を使用し、上記電極をキャピラリー中に恒久
的に密封した。ワイヤ（１３０ｗｉｒｅ　Ｗｒａｐ＋　
Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉｎｃ、）をプラチナ電極にハンダづ
けし、電導度セル全体をプレキシグラスジャケット内に
密封した。この電導度セルの全体の構造を第２図〜第４
図に示す。

次に、この電導度セルを、溶液の電導度を測定するのに
利用した。溶液の電導度は、該溶液が。

第５図に示すように動電分離ゾーンを通り過ぎるときに
測定される。第６図に示すＡＣＣ電導度合用いた。発振
周波数は３．５ＫＨｚにセットした。電気、的ノイズを
最少とするため８回路の終わりにローパスフィルターを
設置した。電導度肝からの出力は。

デイスプレー用のＩＢＭ　ＸＴマイクロコンピュータ−
のデータ収集ボード（ＤＴ８０１．Ｄａｔａ　Ｔｒａｎ
ｓｌａｔｉｏｎ　Ｉｎｃ、。

Ｍａｒ２ｂｏｒｏｕｇｈ、　ＭＡ）に送られる前に増幅
（ゲイン：１０または２０）される。

試料は５ｋＶにて５秒間電気的に泳動させるか。

または、３０秒間、キャピラリーの一端を他端よりも１
０ｃｍ高（６１重力により流入させることにより導入す
る。推定注入容量は、電気的に泳動させた場合には約Ｉ
ｏｎ　１　、そして重力による注入の場合には約５　ｎ
ｌであった。各回ごとにキャピラリーを緩衝液で洗浄し
た。

イオンを含む試料は、　２０ｍＭのモルフォリノエタン
スルホン酸（ＭＥＳ）を含みヒスチジンによりｐｌ（６
，１に調整された緩衝液に溶解させた。化学物質は。

すべてＳ　ｉ　μｍａ社（Ｓｔ、　Ｌｏｕｉｓ、　ＮＯ
）から入手し、さらに精製を行うことなく使用した。血
清試料についてもまた。試験を行った。これらはスタン
フォード大学メディカルセンターから入手し、必要に応
じて緩衝液により希釈した。希釈した血清試料は、フィ
ルター膜（Ｔｏｙａ　５ｏｄａ、日本）を用い、遠心分
離により脱タンパクを行なった。

結果および考案 第１１図に＊　Ｒｂ”　＋に’　＋Ｎａ＋およびＬｉ’
″の電気泳動による分離と検出とを示す。それぞれのイ
オン濃度は、２Ｘ１０−’Ｍである。この濃度における
シグナル対ノイズ比は４００である。シグナル対ノイズ
比２に基づいて検出限界を算出すると、　Ｌｉ”につい
ては約１０−’Ｍである。セル定数（電極の断面積を電
極間の距離で割った値）の決定に基づく有効な検出容量
は約３０ｐｌである。上記決定は、規知のＫＣＩ溶液の
コンダクタンスを測定し、特定のコンダクタンスの文献
値をこの溶液に対して使用することによりなされ葛。こ
の容量の推定により、電極は５０μｍ（キャピラリーチ
ューブの内径）だけ離れていることが推定される。得ら
れた値は、電極の断面積と電極間の距離とに基づく幾何
学的な容量と１．５倍以内で合致する。このことは、検
出しうる実際の値はＩＱ−Ｉ　１１モルであること、そ
してそれは約１０ｈ個のイオンに相当することを意味す
る。各イオンの保持時間は、その移動度の逆数にほぼ比
例する。第１１図に示すピークはすべて「正」のピーク
である。つまり、これらのイオンが検出電極を通過する
と、それらの電導度は、緩衝溶液のバックグラウンド電
導度よりも大きく、ベースラインから正の偏位を示す。

つまり、ピーク領域は、検出ゾーンのイオンと電解質中
の対イオン（ヒスチジン）との移動度の相違を示す。ベ
ースラインから負の偏位を示す「負の」ピークを観察す
ることもまた。可能である。これらは、バックグラウン
ドよりも小さい電導度を有する液が、センサ電極を通過
する場合に起こる。

ピーク領域は、イオン濃度に直線的に比例する。

０．００２５ｍＭから２．０１まで３桁のオーダーにわ
たる１８種類のＬｉ”濃度のレベルでの２回帰分析を行
なった。各濃度のレベルについて３回連続して実験を行
なった。Ｌｉ゛のピーク領域は、全範囲にわたり直線的
であり、相関係数０．９９３が得られた。Ｎａ”につい
ても同様の結果が得られた。

テトラメチルアンモニウム、トリエチルアミン。

アルギニンおよびヒスチジンの分離を示す電気泳動チャ
ートを第１２図に示す。緩衝液中で対イオンとして用ら
れるに゛は、試料成分よりも移動度が大きいため、ピー
クは「負」である。つまり、ピークはベースラインより
も下方へ突出する。このデータにより１本法がある有機
カチオンを分離するのに、使用され得るということが示
される。緩衝液の条件を変化させることにより、有機ア
ニオンもまた検出され得る。

通常のヒト血清試料も同様に分析された。その結果を第
１３図（ａ）に示す。最初のピークはに＋であり。

非常にブロードな第２のピークはＮａ”である。ピーク
のクリッピングは、測定機器の飽和に起因して発生する
。なぜなら血清中のＮａ＋濃度は非常に高い（約１４０
ｍＭ　）ためである。Ｎａ＋に近い移動度を有するＣａ
”およびｈｌ＋は、　Ｎａ”のピークが大きいため、結
果的に不明瞭となっている。第１３図（ｂ）は、リチウ
ム治療を行なっている患者の血清試料の電気泳動チャー
トである。この図では第３のピーク（Ｌｉ’）はＮａ＋
のピークから完全に分離している。これにより、リチウ
ムを投与して治療を行なっている患者の臨床モニターに
本性が有用であることが示唆される。

この新規電導度検出器はいくつかの優れた性質を有する
。この検出器では、キャピラリ一方向における電極間距
離の偏位を１０μｍ未満まで調節することができる。つ
まり、２つの電極間の電位差は、　３００　Ｖ／ｃｍの
電界において０．３ｖ未満にまで小さくし得ることを意
味する。この特徴により、電極で起こるほとんどすべて
の電気化学反応が排除される。この構造の他の利点は、
非常に小さい断面の電極により優れた分解能を得るのが
可能であるということである。検出器内には本質的にデ
ッド容量が存在せず、そして検出容量は非常に小さい。

このシステムは、荷電粒子を検出するだけでなく、電気
泳動により分離し得る中性物質のいずれをも検出するこ
とができる。電導度の変化は電気信号であるため、デー
タ収集システムを接続することが容易である。この装置
は、コストおよびエネルギーのいずれにおいても経済的
である。電導度セルおよびそれに関連する回路を構成す
るのに必要なすべての材料のコストは、安価であり。

そして必要とされるパワーは数ワットであり、これは、
バッテリーにより供給され得る。従って。

系全体は、容易に携帯用とされる。もちろん、サイズを
小さくすることは、インビボのサンプリングに適するよ
うにすることを示唆する。この検出器の感度は、非目視
系のシステムとしては非常に顕著である。

実施■ユ キャピラリーゾーン電気泳動分離を第７図および第８図
の検出器を用いて行なった。この検出器は、キャピラリ
ーチューブ中に単一の電極を有し。

そして、キャピラリーチューブの外に他の電極を有する
。７５μｍの内径で７３．５ＣＴ１１の長さのシリカガ
ラスキャピラリーを使用した。オンカラム式電極はキャ
ピラリーの外末端から約１５０μｍの距離にあった。試
料は、　１０ｍＭ　Ｉ（ＥＰＥＳ　（Ｎ−２−ヒドロキ
シエチルピペラジン−Ｎ゛−２−エタンスルホン酸）緩
衝液。

ｐＨ７，５，中にアミノ酸であるアルギニンを５Ｘ１０
−’Ｍの濃度で含有する。試料をキャピラリーチューブ
に導入するために動電的注入を用いた。導入を５ｋＶで
５秒間行なった。分離は２４ｋＶ、　　３マイクロアン
ペアで行なった。

この実施例の結果を第１４図に示す。電導度の変化を示
す記録計のチャートの曲線は２本発明の検出品により検
出された。試料は０分のところで注入された。４．２分
における負のピークは中性物質に基づき、そして５．５
１分における正のピークは塩素イオンである。

（以下余白） （発明の要約） マイクロカラムによる動電分離システムに用いるオンカ
ラム式電導度検出器が開示されている。

該検出器はカラム自体に基づいている。該カラムは内側
断面の最大寸法が５００　ａ　ｍまたはそれ以下であり
、１個またはそれ以上のセンサ電極を有する。該センサ
電極は１分析物の流れと接触するカラムの壁部分の真上
に位置するか、あるいは該壁部分に直接隣接して（すな
わち、接触して）位置している。従って、流体の流動に
デッドボリュームが発生せず、断面積も増加しない。あ
る実施態様では、この電導度検出器は単一のオンカラム
式電極であり、カラムの出口端部に直接隣接して位置し
ている。好ましい実施態様では、この電導度検出器は、
１組またはそれ以上のオンカラム式センサ電極を有する
。これらの組になった電極は。

マイクロカラム上に、該カラムをまっすぐ横切るように
互いに対向して位置しているため、該電極間の電位およ
びそれに付随して起こる電気化学反応が最小限に抑えら
れる。

１１．　　の〜　な云゛口 本発明の詳細な説明においては、添付の図面により説明
が行なわれる。本文中に付された番号は図面中の番号に
対応する。

第１図は液体が満たされたチューブの断面図を示し、こ
れにより電気浸透性の注入工程が説明される。

第２図は液体が満たされたチューブの断面図を示し、こ
れにより動電的分離の工程、およびそのような工程に本
発明の検出器を適用することが説明される。

第３図は、２つの電極を存し、電導度を測定する本発明
の検出器の断面図である。

第４図は、第３図に示す検出器の電極領域の拡大断面図
である。

第５図は、第３図および第４図に示す２電極式検出器を
用いた装置のひとつのタイプを示す模式ブロック図であ
る。

第６図は２本発明の検出器から送られる信号を測定する
のに有用なメーター回路のひとつの形を示す電気回路図
である。

第７図は、第４図に対応し、単一のオンカラム式電極の
みを有する本発明の他の検出器の電極領域の拡大断面図
である。

第８図は、第５図に対応し、第７図の単一電極検出器を
用いた装置の模式ブロック図である。

第９図は９本発明の検出器の他の実施態様を示す断面図
である。

第１０図は１本発明の検出器のさらに他の実施態様を示
す断面図である。

第１１図、第１２図、第１３図（ａ）　（ｂ）　、およ
び第１４図は。

本発明により分離され、検出された状況をそれぞれ独立
して示す電気泳動チャートである。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直径が約２５〜約２００μｍの流体流動ゾーンを定
   める壁部分を有する一般的には円筒管状の動電分離用マ
   イクロカラムと、 該壁部分と少なくとも同一平面で境をなし、かつ該カラ
   ム内の該流体流動ゾーンの断面積を増加させない、少な
   くとも１つのオンカラム式電導度電極と、 を包含する動電分離ゾーン。 ２、１組のオンカラム式電導度電極を包含する、特許請
   求の範囲第１項に記載の動電分離ゾーン。 ３、前記１組の電極が前記カラムの軸に垂直な単一平面
   上に存在する、特許請求の範囲第２項に記載の動電分離
   ゾーン。 ４、前記１組のオンカラム式電極が前記マイクロカラム
   の壁部分を貫通している、特許請求の範囲第２項に記載
   の動電分離ゾーン。 ５、前記１組のオンカラム式電極が前記マイクロカラム
   の出口端部に接触している、特許請求の範囲第２項に記
   載の動電分離ゾーン。 ６、前記電極が、その側部表面の少なくとも一部分が絶
   縁され、かつ前記流体流動が接触する導電性の端部表面
   を含む、特許請求の範囲第５項に記載の動電分離ゾーン
   。 ７、複数組のオンカラム式電導度電極を包含する、特許
   請求の範囲第１項に記載の動電分離ゾーン。 ８、前記複数組のオンカラム式電極が前記マイクロカラ
   ムの壁部分を貫通している、特許請求の範囲第７項に記
   載の動電分離ゾーン。 ９、前記複数組のオンカラム式電極の１組が前記マイク
   ロカラムの出口端部に接触している、特許請求の範囲第
   ７項に記載の動電分離ゾーン。 １０、前記複数組のオンカラム式電導度電極の各組が前
   記カラムの軸方向に配列され、所定の組のメンバーが該
   カラムの軸に垂直な単一平面内に存在する、特許請求の
   範囲第７項に記載の動電分離ゾーン。 １１、単一のオンカラム式電導度電極を包含する、特許
   請求の範囲第１項に記載の動電分離ゾーン。 １２、前記単一のオンカラム式電導度電極が前記カラム
   の出口端部から５０００μｍ以内に位置している、特許
   請求の範囲第１１項に記載の動電分離ゾーン。 １３、前記単一のオンカラム式電極が前記マイクロカラ
   ムの壁部分を貫通している、特許請求の範囲第１１項に
   記載の動電分離ゾーン。 １４、前記単一のオンカラム式電極が前記マイクロカラ
   ムの出口端部に接触している、特許請求の範囲第１１項
   に記載の動電分離ゾーン。 １５、前記オンカラム式電極が前記壁部分と同一平面で
   境をなしている、特許請求の範囲第１項に記載の動電分
   離ゾーン。 １６、前記オンカラム式電極が前記壁部分を通って伸び
   ており、前記流体流動ゾーン内で終結している、特許請
   求の範囲第１項に記載の動電分離ゾーン。 １７、前記壁部分を通って伸びているオンカラム式電極
   が、前記流体流動ゾーン内に伸びているその側部表面の
   少なくとも一部が絶縁されている、特許請求の範囲第１
   ６項に記載の動電分離ゾーン。 １８、前記少なくとも１つのオンカラム式電導度電極を
   保護する手段をさらに包含する、特許請求の範囲第１項
   に記載の動電分離ゾーン。 １９、化学種が通過することを検出する電導度検出器手
   段を含む動電分離ゾーンであって、 最大の内径が５００μｍより小さく、両端が開放されて
   おり、液体が通過し得る小径の円筒状カラムと、 該カラムの内容物と電気的に接触する接触表面を有し、
   断面の最大寸法が該カラムの最大内径の約０．０１〜約
   ０．７５倍であり、該円筒状カラムの断面積を増加させ
   ない、少なくとも１つのオンカラム式電極と、 を包含する動電分離ゾーン。 ２０、前記カラムの出口端部から５００μｍ以内に位置
   する単一のオンカラム式電極を有する、特許請求の範囲
   第１９項に記載の動電分離ゾーン。 ２１、前記マイクロカラム上に、該カラムをまっすぐ横
   切るように互いに対向して位置する、少なくとも１組の
   オンカラム式電極を有する、特許請求の範囲第１９項に
   記載の動電分離ゾーン。