JPH04160355A - キャピラリー電気泳動装置の試料注入装置 - 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） 本発明はアミノ酸、タンパク質、核酸など電荷をもつ物
質を分離分析するキャピラリー電気泳動装置において、
キャピラリーに試料を注入する試料注入装置に関するも
のである。

（従来の技術） キャピラリー電気泳動装置は高性能な電気泳動装置であ
り、高分離性能と高速定量という特色に加えて、試料消
費量が極微量ですむといった利点を有している。

試料注入方法としては、１！気泳動式の他に、サイフオ
ン式や圧力式がよく利用されている。

（発明が解決しようとする課題） キャピラリーへの試料注入はオートサンプラーを用いて
インジェクタで自動的に注入されているが、試料注入に
際しては変数として注入時間の他にサイフオン式では昇
降高さなどもあり、定量分析のためには試料注入量の目
安を別に求める必要があり、操作が面倒である。具体的
には、特定の時間間隔で注入操作をしたときに、染料か
気泡の移動距離を顕微鏡で観察して注入体積の測定を行
なっている。しかし、キャピラリーを電気泳動装置に装
填したままで体積を観察するのは現実的に困難であるう
え、この煩雑な測定操作を粘性の異なる試料や、泳動バ
ッファ、内径及び製造ロフトの異なるキャピラリー毎に
し直す必要がある。このようなことから、キャピラリー
電気泳動装置では、依然として分析条件として注入量の
代わりに注入方法と注入時間を明示することが多く、客
観性のある表現とは言えなかった。

本発明はキャピラリー電気泳動装置において、試料注入
量を設定すれば自動的にその設定量の試料を注入するこ
とのできる試料注入装置を提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 第１図により本発明を説明する。

２はキャピラリー４に試料を注入するオートサンプラー
、６はキャピラリー４中を泳動又は移動してきた試料成
分やマーカを検出する検出部である。８は試料注入と同
じ条件でキャピラリー４にマーカを注入しキャピラリー
４中を検出部６まで移動させたときのマーカ注入時間の
測定値、マーカ注入後検出器までの移動に要する時間の
測定値及び試料注入端から検出器までのキャピラリー４
の寸法設定値から単位時間当りの注入量を算出する較正
部、１０は設定された注入量と較正部８の算出結果とか
ら注入時間を決定し、オートサンプラー２による試料注
入時間を制御する注入制御部である。

（作用） 圧力式やサイフオン式でキャピラリー４にマーカを注入
すれば、マーカがキャピラリ−４内部を流体力学的流れ
となって移動する。マーカ注入時間を１１とする。同じ
注入条件で泳動バッファを注入してマーカゾーンを泳動
バッファで押し流せば、検出部６の信号によりマーカ注
入後検出部６まで移動するための所要時間ｔｍが求めら
れる。

キャピラリー４の内部体積はく有効長さＬＸ断面積Ｓ）
であるが、これは既知であるので較正部８に予め設定し
ておくことができる。

検出されるピークは多くの場合、第３図のようなテーリ
ングを伴うものとなる。検出時間ｔｍはピークの頂点に
対応するものである。一方、第２図のようにマーカは長
さＱだけキャピラリ−４に入っている。したがって、長
さしを移動するに要する時間は正確にはｔｍとは異なる
。マーカゾーンの拡散の中心はその中点Ｘにあり、その
拡散の中心が検出部６に到達するのに要する時間が近似
的にｔｍである。

一方、較正におけるマーカ注入において距離氾だけ進む
のに要する時間はｔ□であるので、マーカの中心部分が
キャピラリーの先端から距離Ｑの中心部分Ｘに進むのに
要する時間はｔ１／２である。したがって、マーカが距
離り進むのに要する時間ｔｍ−は近似的に、 ｔ　ｍ　＝　＝　ｔ　１　／　２　＋ｔ　ｍである。

較正部８ではある注入方法を用いたときの単位時間当り
の注入体積Ｌ・Ｓ／ｔｍ′（ｔｍ′＝ｔ１ｍ−が算出さ
れる。

注入制御部１０で任意の注入量Ｖが設定されると、較正
部８で算出された単位時間当りの注入体積を元にしてそ
の注入量に必要な注入時間ｔがｔ　＝　■・ｔ　ｍ　−
／　Ｌ−３ として決定され、オートサンプラー２によりその時間だ
けキャピラリー４に試料が注入される。

（実施例） 第４図は一実施例の概略図である。

キャピラリー電気泳動装置はキャピラリー４、キャピラ
リー４の一部を保持する検出部６、泳動バッファを収容
し、試料が注入されたキャピラリー４の試料注入端が挿
入されるリザーバ１６、キャピラリー４の他端が挿入さ
れ、泳動バッファを収容している他方のりザーバ１８、
両リザーバ１６．１８間に泳動電圧を印加する高圧電源
部１２、キャピラリー４に試料を注入するオートサンプ
ラー２などを備えている。例えば、高圧電源部１２はリ
ザーバ１６に接続され、リザーバ１８はグランド電位に
保たれる。オートサンプラー２はインジェクタ１４によ
りキャピラリー４に試料を自動的に注入したり、注入量
を較正するためのマーカを注入したり、マーカや泳動バ
ッファの入っている容器間でキャピラリー４を移動させ
たり、測定試料の入っている試料容器からリザーバ１６
ヘキャピラリ−４を移動させる。インジェクタ２は注入
側キャピラリ一端を試料容器に入れ、試料容器ごと検出
側のキャピラリ一端より規定の高さだけ持ち上げ、規定
時間静止させて試料注入を行なうサイフオン式か、密閉
状態の試料容器を窒素ガスなどで加圧する圧力式である
が、実施例としては圧力式のインジェクタであるとして
説明する。

キャピラリー電気泳動装置は温度を一定に保つために恒
温槽に入れられて温度制御されている。

−点鎖線は温度制御される範囲を表わしている。

２０は検出部６からの検出信号を入力し、波形処理を行
なってピーク位置検出を行ない、マーカが検出部６に到
達するまでの時間ｔｍや、分析にあたっては分離された
各成分が検出部６に到達するまでの保持時間を検出する
データ処理部である。

２２はデータ処理部２０からの信号を入力し、キャピラ
リー４への試料注入動作を制御したり、分析動作を制御
したり、データ処理を行なったりするコントローラであ
り、例えばマイクロコンピュータである。第１図におけ
る較正部８と注入制御部１０はデータ処理部２０とコン
トローラ２２により実現される。

第５図は検出部６の一例を表わしている。

キャピラリー４の一方の側から」り足先２４が照射され
、他方の側にはスリット２６を介してフォトセル２８が
配置され、キャピラリー４の透過光がフォトセル２８で
検出される。

第６図、第７図及び第８図により本実施例の動作を説明
する。

第７図は較正の手順を表わしている。

コントローラ２２にはキャピラリー４の有効長さと内径
を入力しておく。

第６図（Ａ）のようにマーカ３２の入った試料容器３０
にキャピラリー４の注入端を入れ、密閉されたその試料
容器３０に一定圧の窒素ガスを駆足時間ｔ１だけ供給し
て加圧し、マーカをキャピラリー４に注入する。マーカ
は検出部６に応答し、キャピラリー４への吸着などが起
こらないものであれば何でもよい。例えば、メタノール
、アセトンなどを利用することができる。粘度が試料と
同程度のマーカを用いると、さらに正確な注入量を再現
することができる。注入時間ｔ１はコントローラ２２に
取り込まれる。次いで、第６図（Ｂ）に示されるように
、マーカが注入されたキャピラリ一端を泳動バッファ３
６の入った容器３４に移し、注入時と同一圧力で加圧し
、マーカを押し流す。３２ａはキャピラリー４を移動中
のマーカゾーンである。マーカゾーン３２ａがキャピラ
リー４を移動し、やがて検出部６により検出される。

検出部６の検出信号により、マーカが注入された後、検
出部６まで移動するに要する時間ｔｍがデータ処理部２
０で解析され、コントローラ２２に取り込まれる。コン
トローラ２２にはキャピラリー４の有効長さと内径が入
力されているので、時間ｔｍ−だけ注入したときの注入
量がわかり、それから重信時間（単位は例えば秒）肖す
の注入量（単位は例えばｎ１２）が算出される。

第８図はキャピラリー４に試料を注入するときの手順を
表わしている。

ユーザが任意の注入量をコントローラ２２に設定すれば
、コントローラ２２では上記の較正処理で求めた単位時
間当りの注入体積から注入時間が算出される。注入量が
多すぎると分析に悪影響を与える（サンプルオーバーロ
ーディング）ため、コントローラ２２では注入量が適当
であるか否かが判定され、もし、注入量が適当でなけれ
ば注入量を再設定すごようにメソセージが表示される。

注入量が適当であれば、オートサンプラ２によってキャ
ピラリー４の注入端が測定試料の試料容器に挿入され、
決定された注入時間だけ試料注入が実行される。

試料注入後、キャピラリ一端はオートサンプラ２によっ
て第６図（Ｃ）のようにリザーバ１６に移された後、コ
ントローラ２２の指示により泳動電圧が印加されて分析
が開始される。

上記の一連の較正動作及び試料注入、分析動作はオート
サンプラ２により全自動で行なわれる。

（発明の効果） 本発明の試料注入装置を用いると、任意の長さや内径を
もつキャピラリーを用い、任意の粘度の試料を分析する
際に、任意の温度及び注入方法（サイフオン式又は圧力
式）において、注入時間に対する注入絶対量が較正され
、設定した任意の注入量だけの試料が注入されるように
なる。これにより、定量分析において常に必要量だけが
注入され、操作性が高くなる。

また、犀位時間当りの試料注入量が自動的に較正される
ことによって、キャピラリーごとに、また、試料ごとに
正確な注入が容易に実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図はマーカ注入
状態を示すキャピラリー断面図、第３図はマーカ検出ピ
ークを示す波形図、第４図は本発明が適用されるキャピ
ラリー電気泳動装置の一例を示す概略図、第５図は第４
図における検出部の具体例を示す構成図、第６図は一実
施例におけるオートサンプラの動作を示す断面図、第７
図は一実施例による較正手順を示すフローチャート図、
第８図は一実施例による試料注入手順を示すフローチャ
ート図である。 ２　　オートサ〉ブラー、４　　キャピラリー。 ６　・・・検出部、８　　較正部、ｌＯ注入制御部、１
４　　インジェクタ、２０　　データ処理部、２２・・
・・・・コントローラ。 特許出願人　株式会社島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料注入と同じ条件でキャピラリーにマーカを注
   入しキャピラリー中を検出器まで移動させたときのマー
   カ注入時間の測定値ｔ＿１マーカ注入後検出器までの移
   動に要する時間の測定値ｔｍ、試料注入端から検出部ま
   でのキャピラリー寸法設定値Ｌ・Ｓ（Ｌは長さ、Ｓは断
   面積）から単位時間当りの注入量Ｌ・Ｓ／ｔｍ′（ｔｍ
   ′＝ｔ＿１／２＋ｔｍ）を算出する較正部と、設定され
   た注入量Ｖと前記較正部の算出結果とから注入時間ｔ（
   ＝Ｖ・ｔｍ′／Ｌ・Ｓ）を決定し、オートサンプラーに
   よる試料注入時間を制御する注入制御部とを備えたキャ
   ピラリー電気泳動装置の試料注入装置。