JPH02168154A - 試料中の成分検出装置 - Google Patents
試料中の成分検出装置Info
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- JPH02168154A JPH02168154A JP1221844A JP22184489A JPH02168154A JP H02168154 A JPH02168154 A JP H02168154A JP 1221844 A JP1221844 A JP 1221844A JP 22184489 A JP22184489 A JP 22184489A JP H02168154 A JPH02168154 A JP H02168154A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44752—Controlling the zeta potential, e.g. by wall coatings
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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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。
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）
本発明は電気泳動分離に関し、特に、電気浸透により駆
動される付加バルク流を伴なう管形電気体動に関する。
動される付加バルク流を伴なう管形電気体動に関する。
（従来の技術）
多くの管形電気泳動システム、特に細管を含む電気泳動
システムでは、複数の溶質の電気泳動に加えて前記溶質
にバルク流（ｂｕｌｋ ｆｌｏｗ）が付与される。バル
ク流は前記システムに応じていくつかの結果を提供する
。前記溶質が正の電荷および負の電荷の双方を含むシス
テムでは、前記バルク流は全ての溶質領域が同じ方向に
移動することを保証する。成るシステムでは、バルク流
は分析速度を増大させ、また、領域の広大化の発生を最
小にするうえで効果的である。さらに、バルク流はカラ
ムへの試料注入および溶質の検出を容易にするために用
いられ、また、さらに、自動化された器具の使用による
操作を可能とすべくこれらの特徴を利用するために用い
られる。
システムでは、複数の溶質の電気泳動に加えて前記溶質
にバルク流（ｂｕｌｋ ｆｌｏｗ）が付与される。バル
ク流は前記システムに応じていくつかの結果を提供する
。前記溶質が正の電荷および負の電荷の双方を含むシス
テムでは、前記バルク流は全ての溶質領域が同じ方向に
移動することを保証する。成るシステムでは、バルク流
は分析速度を増大させ、また、領域の広大化の発生を最
小にするうえで効果的である。さらに、バルク流はカラ
ムへの試料注入および溶質の検出を容易にするために用
いられ、また、さらに、自動化された器具の使用による
操作を可能とすべくこれらの特徴を利用するために用い
られる。
バルク流を得る一方法は、電気浸透（電気浸透流とも称
される）を生じさせる運動電位の利用を介して行なわれ
る。電気浸透流は、一般に、ポンプまたは外部装置の必
要性を回避する。また、管内で直接に駆動力を発生させ
ることにより、電気浸透流は、流体流伝達に固有の問題
、例えば放物流形や、壁のずれおよび死容積のような妨
害力の影響を回避する。
される）を生じさせる運動電位の利用を介して行なわれ
る。電気浸透流は、一般に、ポンプまたは外部装置の必
要性を回避する。また、管内で直接に駆動力を発生させ
ることにより、電気浸透流は、流体流伝達に固有の問題
、例えば放物流形や、壁のずれおよび死容積のような妨
害力の影響を回避する。
周知のように、電気浸透流は前記細管の内壁に現われた
表面電荷の結果であり、前記バルク流体から１１１記壁
に向けて反対電荷の種を引き、前記壁の表面電荷と同し
極性の実効電荷を有する前記バルク流体のコア領域を残
す。この実効電荷は電気泳動の間に付５された電界に応
答して前記バルク流を生しさせる。しかし、前記壁のこ
の表面電荷の適切でない特性は、前記バルク流体中の荷
電溶質を引き付け、このために前記壁への吸着を生じさ
せる、その傾向にある。これは電気泳動の過程の間続き
、次第に電気浸透力の大きさ、また、したがって前記バ
ルク流を減じる。バンドの広がりは、しばしば、分析の
感度および正確性からそわる結果である。加えて１種の
吸着はそれらの検出を妨害または阻害し、前記試料中の
そわらの存在に関する結果をｌ；って教える結果となる
。荷電不純物は実際には全く検出されない。前記吸着作
用は少しづつ生じ、多くの場合逆行できないものであり
、分析における不明確および不正確だけでなく細管材料
の有効寿命を短縮する結果におわる。
表面電荷の結果であり、前記バルク流体から１１１記壁
に向けて反対電荷の種を引き、前記壁の表面電荷と同し
極性の実効電荷を有する前記バルク流体のコア領域を残
す。この実効電荷は電気泳動の間に付５された電界に応
答して前記バルク流を生しさせる。しかし、前記壁のこ
の表面電荷の適切でない特性は、前記バルク流体中の荷
電溶質を引き付け、このために前記壁への吸着を生じさ
せる、その傾向にある。これは電気泳動の過程の間続き
、次第に電気浸透力の大きさ、また、したがって前記バ
ルク流を減じる。バンドの広がりは、しばしば、分析の
感度および正確性からそわる結果である。加えて１種の
吸着はそれらの検出を妨害または阻害し、前記試料中の
そわらの存在に関する結果をｌ；って教える結果となる
。荷電不純物は実際には全く検出されない。前記吸着作
用は少しづつ生じ、多くの場合逆行できないものであり
、分析における不明確および不正確だけでなく細管材料
の有効寿命を短縮する結果におわる。
（課題を解決するための手段、発明の作用および効果）
溶質吸着の有害な結果はその全部ではないかその多くが
減じられ、また、多くの場合、前記電気泳動分離が起こ
るシステムの一部からの少なくとも部分的な電気浸透力
の除去によって除去されることが発見された。したがっ
て、前記分離細管は二つの領域、すなわち１重要な寄与
が表面電荷の影響というよりもむしろ電気泳動分離であ
る−の領域と、前記壁の表面電荷が全システムのための
前記バルク流の全てではないがそのほとんどを生じさせ
る他の領域とに分離される。
減じられ、また、多くの場合、前記電気泳動分離が起こ
るシステムの一部からの少なくとも部分的な電気浸透力
の除去によって除去されることが発見された。したがっ
て、前記分離細管は二つの領域、すなわち１重要な寄与
が表面電荷の影響というよりもむしろ電気泳動分離であ
る−の領域と、前記壁の表面電荷が全システムのための
前記バルク流の全てではないがそのほとんどを生じさせ
る他の領域とに分離される。
別の表現をすれば、本発明は、−の長さの細管が前記試
料中の溶質の少なくとも一部に関して不活性（すなわち
、前記細管材料が、静電気の、親和性ベースの、疎水性
の、または他のタイプの相互作用によってこれらの溶質
と相互作用しない。）であり、また、他の長さの細管が
両長さの細管を経る前記バルク流を駆動するために十分
な運動電位を生じさせるシステムに属する。電気浸透流
か発生される細管を通過することなしに分１ｉ１（不活
性の〉細管内に形成された領域を検出するため、検出器
か配置される。
料中の溶質の少なくとも一部に関して不活性（すなわち
、前記細管材料が、静電気の、親和性ベースの、疎水性
の、または他のタイプの相互作用によってこれらの溶質
と相互作用しない。）であり、また、他の長さの細管が
両長さの細管を経る前記バルク流を駆動するために十分
な運動電位を生じさせるシステムに属する。電気浸透流
か発生される細管を通過することなしに分１ｉ１（不活
性の〉細管内に形成された領域を検出するため、検出器
か配置される。
市ｆ記分離は全く不活性、すなわち全ての溶質および溶
媒に関して不活性、特定の溶質／溶媒システムに関して
のみ不活性、または、親和性ベースの若しくは他のタイ
プの相互作用を介して一部を選択的に拘束するｎη記フ
システム要素残部のみに関して不活性である。後者のタ
イプのシステムは電気泳動分離をクロマトグラフ分離と
結合するうえで有用である。
媒に関して不活性、特定の溶質／溶媒システムに関して
のみ不活性、または、親和性ベースの若しくは他のタイ
プの相互作用を介して一部を選択的に拘束するｎη記フ
システム要素残部のみに関して不活性である。後者のタ
イプのシステムは電気泳動分離をクロマトグラフ分離と
結合するうえで有用である。
二つの長さの細管は、電気浸透細管内で発生した流れが
分離細管に送られるように流体流動６■能に１妾続され
ている。流動方向に関する二つの細管長さの相対位置は
、前記システムのパラメータに従って、試料注入端の位
置および検出器と同様、変化する。これらのパラメータ
は、分離される溶質のタイプおよびそれらが含まれてい
る試料の性質のほか所望の分離タイプをも含む。
分離細管に送られるように流体流動６■能に１妾続され
ている。流動方向に関する二つの細管長さの相対位置は
、前記システムのパラメータに従って、試料注入端の位
置および検出器と同様、変化する。これらのパラメータ
は、分離される溶質のタイプおよびそれらが含まれてい
る試料の性質のほか所望の分離タイプをも含む。
本発明の他の有利性および実施例は以下の記載から明ら
かとなろう。さらに他の方法で表現すれば、本発明は、
二つの長さまたは領域の細管であって一方か他方の表面
電荷密度よりも実質的に大きい表面電荷密度を有する細
管の使用にある。
かとなろう。さらに他の方法で表現すれば、本発明は、
二つの長さまたは領域の細管であって一方か他方の表面
電荷密度よりも実質的に大きい表面電荷密度を有する細
管の使用にある。
方の優位の影響はしたがって電気浸透力であり、また、
他方の優位の影響は電気泳動の変動性である。
他方の優位の影響は電気泳動の変動性である。
（実施例）
前記システムの二つの領域の表面特性が、毛細管のよう
な細管の形成材料により、少なくとも幾分確立される。
な細管の形成材料により、少なくとも幾分確立される。
電気浸透領域は、電解質の極性溶液と接触するように配
置されるときに運動電位か形成さねかつ電気的二重層を
生じさせやすいいがなる材料からも形成される。シリカ
含有材料、特にガラス、石英および石英ガラスが特に重
要であるが、しかし、この特性を打する他の材料もまた
使用ｉｉ（能である。
置されるときに運動電位か形成さねかつ電気的二重層を
生じさせやすいいがなる材料からも形成される。シリカ
含有材料、特にガラス、石英および石英ガラスが特に重
要であるが、しかし、この特性を打する他の材料もまた
使用ｉｉ（能である。
ｒＩカ記細管の形状は決定的なものではなく、広い範囲
に及ぶ。電気浸透流は直径数ミクロンから数千ミクロン
の範囲の細管内で生し得る。本発明の［１的のために最
も１「要なことは、一般に、内径で約２ミクロンから約
５００ミクロンの範囲に収まることである。
に及ぶ。電気浸透流は直径数ミクロンから数千ミクロン
の範囲の細管内で生し得る。本発明の［１的のために最
も１「要なことは、一般に、内径で約２ミクロンから約
５００ミクロンの範囲に収まることである。
生しる電気浸透流の大きさは少なくとも幾分かか使用線
管長に依存するが、電気浸透領域を形成１−る細管の長
さもまた変化する。最良の通用のために、約１０ｍｍか
ら約１１０００ａまで、好ましくは約３０ｍｍから約３
００１１１＋ｅまでの範囲が最良の結果を提供する。
管長に依存するが、電気浸透領域を形成１−る細管の長
さもまた変化する。最良の通用のために、約１０ｍｍか
ら約１１０００ａまで、好ましくは約３０ｍｍから約３
００１１１＋ｅまでの範囲が最良の結果を提供する。
分離領域に使用される材料は、上述したことを考慮して
選択され、使用のシステムおよび求める分離のタイプに
応して変わる。一般に不活性の高分子材料から成る表面
のために、特に、電気的に不活性な高分子材料が用いら
れる。例としてポリフルオロカーボンおよびポリオレフ
ィンがある。
選択され、使用のシステムおよび求める分離のタイプに
応して変わる。一般に不活性の高分子材料から成る表面
のために、特に、電気的に不活性な高分子材料が用いら
れる。例としてポリフルオロカーボンおよびポリオレフ
ィンがある。
このような不活性材料の表面は、特定のシステムに望ま
しい適当な相互作用の能力を与えるべ〈従来の技術に従
って修正することができる。このような修ＩＦは、例と
して、様々な種類の化学的デリバタイゼーシ＝Ｊ ：／
（ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ） 、触媒作用およ
びＸ線照射処理、および、蛋白質または他の生物学的に
活性な分子への結合を含む。
しい適当な相互作用の能力を与えるべ〈従来の技術に従
って修正することができる。このような修ＩＦは、例と
して、様々な種類の化学的デリバタイゼーシ＝Ｊ ：／
（ｄｅｒｉｖａｔｉｚａｔｉｏｎ） 、触媒作用およ
びＸ線照射処理、および、蛋白質または他の生物学的に
活性な分子への結合を含む。
前記システムの残部は、？”気泳動および電気浸透シス
テムで使用される従来の要素から成る。こわらの要素は
、電界を形成するために必要な複数の電極、緩衝溶液お
よび電圧源と、オンラインの検出：咎および別の検出器
と、複数の試料注入ボート、装置または方法と、温度ｒ
＆制御システムとを含む。これらの要素の適当な選択は
当業者にと７ては１」学的な選択事項である。
テムで使用される従来の要素から成る。こわらの要素は
、電界を形成するために必要な複数の電極、緩衝溶液お
よび電圧源と、オンラインの検出：咎および別の検出器
と、複数の試料注入ボート、装置または方法と、温度ｒ
＆制御システムとを含む。これらの要素の適当な選択は
当業者にと７ては１」学的な選択事項である。
第１図は細管領域電気泳動を達成するためのシステムを
示す。このシステムは二つの長さの細管１１．１２を含
む。一方の長さの細管に対する他方の長さの細管に関し
て、搬送液体１４の全通道を＋＋Ｊ能とする接合点１３
で接合されている。
示す。このシステムは二つの長さの細管１１．１２を含
む。一方の長さの細管に対する他方の長さの細管に関し
て、搬送液体１４の全通道を＋＋Ｊ能とする接合点１３
で接合されている。
二つの長さの細管の一方１１は不活性の表面を有する高
分子材料、すなわち典型的には、電気浸透流または搬送
液体１４からの荷電線の吸収を生しさせる表面電荷をほ
とんどまたは全く含まない材料である。第２の長さの細
管１２は運動電位を生しやすい材料から成り、最も重要
なものはシリカおよび関連材料である。二つの長さの細
管の開放端１５．１６はそれぞれ緩衝溶液１７．１８に
浸されており、＋ｆｆ記緩衝液は電位が電圧源２１によ
って付がされた電極１９．２０を含む。図示の装：、ｙ
、＋では、電気浸透領域である第２の細管１２内で生じ
る電気浸透流が矢印２２の方向を向く。したかって、前
記電気浸透の駆動力は分離領域である第１の長さの管１
１の下流におかれ、分間細管すなわち第１の長さの細管
１１を介して搬送液体１４を引く。搬送液体１４が分離
細管１１を介して溶質を接合点１３に向けて引くとき、
それらは電気詠動分腑のために複数の領域に分離する。
分子材料、すなわち典型的には、電気浸透流または搬送
液体１４からの荷電線の吸収を生しさせる表面電荷をほ
とんどまたは全く含まない材料である。第２の長さの細
管１２は運動電位を生しやすい材料から成り、最も重要
なものはシリカおよび関連材料である。二つの長さの細
管の開放端１５．１６はそれぞれ緩衝溶液１７．１８に
浸されており、＋ｆｆ記緩衝液は電位が電圧源２１によ
って付がされた電極１９．２０を含む。図示の装：、ｙ
、＋では、電気浸透領域である第２の細管１２内で生じ
る電気浸透流が矢印２２の方向を向く。したかって、前
記電気浸透の駆動力は分離領域である第１の長さの管１
１の下流におかれ、分間細管すなわち第１の長さの細管
１１を介して搬送液体１４を引く。搬送液体１４が分離
細管１１を介して溶質を接合点１３に向けて引くとき、
それらは電気詠動分腑のために複数の領域に分離する。
これらの領域は検出器２４で検出され、この場合、 ２
６０ ｎｒｒＩのような波長での直接細管光路検出器の
ようなオンライン検出器である。前記検出器で発生され
た信号は記録および計算のための従来の丁８段に従って
処理される。
６０ ｎｒｒＩのような波長での直接細管光路検出器の
ようなオンライン検出器である。前記検出器で発生され
た信号は記録および計算のための従来の丁８段に従って
処理される。
第２図に示す実施例は第１図に示す例の変形である。こ
こでは、第１の長さの細管である不活性の細管３１およ
び第２の長さの細管であるシリカ細管３２が第１図にお
ける対を成す双方と同様に配置され、同タイプの接合点
３３により接合されている。また、第１図におけるよう
に、これらの細管の開放端が緩衝溶液３４．３５中に浸
されており、これらの間に電位が付与される。しかし、
この場合、前記電位は反対方向に付与され、矢印３６の
方向に電気浸透流が生じる。その結果、前記細管システ
ムの第２の長さの細管３２内の電気浸透領域が上流にあ
り、また、搬送流体３７が前記電気浸透領域に向けてと
いうよりはむしろ前記電気浸透領域から流れ去る。現時
点では１流端である第１の長さの細管３１すなわち分離
細管の端部に向けて試料注入点３８が移動され、また、
検出器３９は、第１図の実施例の試料注入点２３が配置
されているところの近傍に配置される。この特別な配列
は、第１の長さの細管３１内の分離領域における分離に
伴なって溶質が前記電気浸透領域を通ることなしに前記
システムから直接に流れ、後者の表面汚染の全ての可能
性を回避するという有利性をもつ。
こでは、第１の長さの細管である不活性の細管３１およ
び第２の長さの細管であるシリカ細管３２が第１図にお
ける対を成す双方と同様に配置され、同タイプの接合点
３３により接合されている。また、第１図におけるよう
に、これらの細管の開放端が緩衝溶液３４．３５中に浸
されており、これらの間に電位が付与される。しかし、
この場合、前記電位は反対方向に付与され、矢印３６の
方向に電気浸透流が生じる。その結果、前記細管システ
ムの第２の長さの細管３２内の電気浸透領域が上流にあ
り、また、搬送流体３７が前記電気浸透領域に向けてと
いうよりはむしろ前記電気浸透領域から流れ去る。現時
点では１流端である第１の長さの細管３１すなわち分離
細管の端部に向けて試料注入点３８が移動され、また、
検出器３９は、第１図の実施例の試料注入点２３が配置
されているところの近傍に配置される。この特別な配列
は、第１の長さの細管３１内の分離領域における分離に
伴なって溶質が前記電気浸透領域を通ることなしに前記
システムから直接に流れ、後者の表面汚染の全ての可能
性を回避するという有利性をもつ。
第１図は本発明に従う分層システムの一例の概要図、第
２図は本発明に従う分離システムの第２の例の概要図で
ある。 １１．３１：第１の長さの細管、 １２．３２：第２の長さの細管、 ２１：電圧源、 ２４．３９：検出器。
２図は本発明に従う分離システムの第２の例の概要図で
ある。 １１．３１：第１の長さの細管、 １２．３２：第２の長さの細管、 ２１：電圧源、 ２４．３９：検出器。
Claims (6)
- （１）流体が流通可能であるように互いに接合された第
１の長さの細管および第２の長さの細管であって前記第
２の長さの細管が前記第１の長さの細管よりも実質的に
大きい表面電荷密度を有する、第１および第２の長さの
細管と、前記第１および第２の長さの細管を横切って電
位を付与するための手段と、前記第１の長さの細管の内
部を軸線方向に移動する化学種を検出するための手段と
を含む、試料中の個々の成分を検出するための装置。 - （２）前記第１の長さの細管は運動電位を形成されにく
い、請求項（１）に記載の検出装置。 - （３）前記第１および第２の長さの細管は毛細管である
、請求項（１）に記載の検出装置。 - （４）前記検出手段は前記第１の長さの細管上に配置さ
れたオンライン検出器である、請求項（１）に記載の検
出装置。 - （５）前記第１の細管は電気的に不活性の高分子材料で
形成され、また、前記第２の細管はシリカで形成されて
いる、請求項（１）に記載の検出装置。 - （６）前記電位を付与するための手段は、前記第１の長
さの細管の領域に前記試料の成分の電気泳動分離を生じ
させまた前記第２の長さの細管に電気浸透流を生じさせ
、前記電気浸透流は前記第１の長さの細管にバルク流を
生じさせる、請求項（１）に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US238,676 | 1988-08-30 | ||
| US07/238,676 US4859301A (en) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | Separation of zone formation from electroosmotic impulse in tubular electrophoretic systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168154A true JPH02168154A (ja) | 1990-06-28 |
| JPH0760145B2 JPH0760145B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=22898863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221844A Expired - Lifetime JPH0760145B2 (ja) | 1988-08-30 | 1989-08-30 | 試料中の成分検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4859301A (ja) |
| EP (1) | EP0357255A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0760145B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
| ATE136368T1 (de) * | 1987-11-25 | 1996-04-15 | Norberto A Guzman | Selbsttätige kapillare elektrophorese-vorrichtung |
| US5378334A (en) * | 1988-08-24 | 1995-01-03 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | System for measuring and controlling electroosmosis in separation techniques |
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Family Cites Families (3)
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-
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- 1988-08-30 US US07/238,676 patent/US4859301A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-08-07 EP EP19890308010 patent/EP0357255A3/en not_active Ceased
- 1989-08-30 JP JP1221844A patent/JPH0760145B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760145B2 (ja) | 1995-06-28 |
| EP0357255A2 (en) | 1990-03-07 |
| US4859301A (en) | 1989-08-22 |
| EP0357255A3 (en) | 1991-10-09 |
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