JPH04232456A - 分離カラムの調製方法及び分離カラム調製システム - Google Patents
分離カラムの調製方法及び分離カラム調製システムInfo
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- JPH04232456A JPH04232456A JP3169181A JP16918191A JPH04232456A JP H04232456 A JPH04232456 A JP H04232456A JP 3169181 A JP3169181 A JP 3169181A JP 16918191 A JP16918191 A JP 16918191A JP H04232456 A JPH04232456 A JP H04232456A
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-
- 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
-
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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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は分析化学に関し、詳細に
はゲル電気泳動に用いられるゲル・カラムの調製に関す
る。
はゲル電気泳動に用いられるゲル・カラムの調製に関す
る。
【0002】医学および生命に対する我々の理解の進歩
を堅く拘束するバイオテクノロジーにおける最近の発展
の大部分は、生命体の成分を分析する能力を基礎にして
いる。多くの場合には、例えばタンパク質等の成分を識
別し、サンプル中の相対的な濃度を測定するために成分
を分離することが必要である。
を堅く拘束するバイオテクノロジーにおける最近の発展
の大部分は、生命体の成分を分析する能力を基礎にして
いる。多くの場合には、例えばタンパク質等の成分を識
別し、サンプル中の相対的な濃度を測定するために成分
を分離することが必要である。
【0003】ゲルカラム電気泳動(gel−colum
n electrophoresis)は、重要な分
離方法論の一つである。電気泳動ではゲル充てんカラム
の一方の端部にイオン化サンプルが導入される。イオン
化成分は長さ方向に印加された電界の影響下でカラムの
他方の端部に向って長さ方向に移動する。イオンの移動
速度はその電荷とバルク(体積、bulk)の関数であ
る。異なる化学種は異なるバルクおよび電荷を有し、こ
のため異なる速度で移動するという特徴を有する。異な
る化学種は異なる速度で移動するのでカラムに沿って明
瞭なバンドに分離することができる。
n electrophoresis)は、重要な分
離方法論の一つである。電気泳動ではゲル充てんカラム
の一方の端部にイオン化サンプルが導入される。イオン
化成分は長さ方向に印加された電界の影響下でカラムの
他方の端部に向って長さ方向に移動する。イオンの移動
速度はその電荷とバルク(体積、bulk)の関数であ
る。異なる化学種は異なるバルクおよび電荷を有し、こ
のため異なる速度で移動するという特徴を有する。異な
る化学種は異なる速度で移動するのでカラムに沿って明
瞭なバンドに分離することができる。
【0004】異なる化学種の幾つかの方法によって識別
することができる。ある場合には、カラム中の最終の位
置だけで化学種を識別するのに十分である。同様に化学
種はバンドがカラムから溶離する時間によって識別する
ことができる。他の場合には、分離されたバンドの化学
化合物成分は分光測定法などの技術によって測定するこ
とができる。代替的には、ゲルをスライスすることがで
き、バンドはさらに集中的な分析を受けることができる
。
することができる。ある場合には、カラム中の最終の位
置だけで化学種を識別するのに十分である。同様に化学
種はバンドがカラムから溶離する時間によって識別する
ことができる。他の場合には、分離されたバンドの化学
化合物成分は分光測定法などの技術によって測定するこ
とができる。代替的には、ゲルをスライスすることがで
き、バンドはさらに集中的な分析を受けることができる
。
【0005】ゲルカラムは典型的にはフューズド・シリ
カ管中でモノマーを重合させることによって形成する。 管の内壁を二官能性試薬によって前処理することが好ま
しい。一方の官能基は管壁に結合する能力を有し、他方
の官能基はゲルに対する結合部位になるように残る。管
をこのようにして調製すると、モノマー溶液を導入し、
重合が開始する。生成したゲルは管に固着する。この結
合は、不純物まはた部分加水分解モノマー官能基による
ゲル中の電荷に起因して、電気泳動中において管からの
ゲルの移動を阻止する。加えて、この結合は重合に伴う
収縮に起因して起り得る管壁近くでの非ふるい孔(no
n−sieving holes)の生成を最小化す
る。しかしながら、二官能性試薬がゲルの管壁からの分
離を防止するとき、重合中の収縮はゲルの内部で気泡の
形態で空孔(ボイド、void)を形成してしまう。こ
のような空孔は、カラム内における電界およびイオンの
移動を妨げ、分離をそこなわせる。
カ管中でモノマーを重合させることによって形成する。 管の内壁を二官能性試薬によって前処理することが好ま
しい。一方の官能基は管壁に結合する能力を有し、他方
の官能基はゲルに対する結合部位になるように残る。管
をこのようにして調製すると、モノマー溶液を導入し、
重合が開始する。生成したゲルは管に固着する。この結
合は、不純物まはた部分加水分解モノマー官能基による
ゲル中の電荷に起因して、電気泳動中において管からの
ゲルの移動を阻止する。加えて、この結合は重合に伴う
収縮に起因して起り得る管壁近くでの非ふるい孔(no
n−sieving holes)の生成を最小化す
る。しかしながら、二官能性試薬がゲルの管壁からの分
離を防止するとき、重合中の収縮はゲルの内部で気泡の
形態で空孔(ボイド、void)を形成してしまう。こ
のような空孔は、カラム内における電界およびイオンの
移動を妨げ、分離をそこなわせる。
【0006】モノマー溶液を最終ゲルの密度に近い密度
まであらかじめ圧縮すると、米国特許4,810,45
6に教示されるように、重合中の収縮、したがって収縮
によって生ずる空孔を防止する。しかしながら、予備圧
縮に必要な圧力、好ましくは8200lb/inch2
程度の圧力を作用させることは困難である。さらに、
結果得たカラムは、マイクロキャピラリ・ゲル電気泳動
において用いられる適切な電界強度、例えば200V/
cmの印加の下で、ゲルの不均一性あるいは空孔が発生
する傾向がある。
まであらかじめ圧縮すると、米国特許4,810,45
6に教示されるように、重合中の収縮、したがって収縮
によって生ずる空孔を防止する。しかしながら、予備圧
縮に必要な圧力、好ましくは8200lb/inch2
程度の圧力を作用させることは困難である。さらに、
結果得たカラムは、マイクロキャピラリ・ゲル電気泳動
において用いられる適切な電界強度、例えば200V/
cmの印加の下で、ゲルの不均一性あるいは空孔が発生
する傾向がある。
【0007】空孔のないゲルカラムを生成するためのも
う一つのアプローチは、米国特許4,865,707に
開示されているように第1級モノマー溶液に親水性ポリ
マーを添加することが実施されている。原理は生成した
ゲルはより弾性であり、したがって、ポリマーの収縮に
生ずる応力を調節し易くなることである。しかしながら
、混合された親水性ポリマーは電気泳動中において成分
の分離に悪影響を及ぼす可能性がある。さらにこのアプ
ローチは効率的な分離カラムを確実に生成していなかっ
た。
う一つのアプローチは、米国特許4,865,707に
開示されているように第1級モノマー溶液に親水性ポリ
マーを添加することが実施されている。原理は生成した
ゲルはより弾性であり、したがって、ポリマーの収縮に
生ずる応力を調節し易くなることである。しかしながら
、混合された親水性ポリマーは電気泳動中において成分
の分離に悪影響を及ぼす可能性がある。さらにこのアプ
ローチは効率的な分離カラムを確実に生成していなかっ
た。
【0008】したがって、電気泳動ゲルカラムを調製す
るための改良された方法及び装置が要求される。この方
法はゲル分離特性に悪影響を及ぼす他のポリマー成分の
添加を必要とするものであってはならない。過剰の圧力
その他の過剰な周囲条件が必要であってはならない。結
果得たゲルは、空孔のないものでなければならず、マイ
クロキャピラリ電気泳動に用いられる高い電圧が印加さ
れても移動を阻止しなければならない。
るための改良された方法及び装置が要求される。この方
法はゲル分離特性に悪影響を及ぼす他のポリマー成分の
添加を必要とするものであってはならない。過剰の圧力
その他の過剰な周囲条件が必要であってはならない。結
果得たゲルは、空孔のないものでなければならず、マイ
クロキャピラリ電気泳動に用いられる高い電圧が印加さ
れても移動を阻止しなければならない。
【0009】
【発明の目的】本発明の目的は、以上の問題点を解消し
、実質的に空孔のない、カラムからのゲルの移動を阻止
することにある。
、実質的に空孔のない、カラムからのゲルの移動を阻止
することにある。
【0010】
【発明の概要】本発明によれば、ゲルの生成は、長さ方
向に伸長するチャネルを画定する管等の構造の長さに沿
って徐々に進行する。管は生成されるゲルの管内壁への
結合を助長するために前処理が施される。ゲル前駆体(
precursor)、主としてモノマー溶液を含む物
質が管に導入される。ここで「プラグ(plug)」と
呼ばれるポリマー構造が管の開始部分内に生成されるか
、あるいは配置される。この部分は管の長さのある一部
分にだけ延長し、管のその他の部分は実質的にこの点に
おいてポリマーを含まない状態のままである。プラグは
、管の所望の長さにわたって延びるように成長している
。ここでいう「成長」は結晶の成長に関して用いられる
意味で使用する。
向に伸長するチャネルを画定する管等の構造の長さに沿
って徐々に進行する。管は生成されるゲルの管内壁への
結合を助長するために前処理が施される。ゲル前駆体(
precursor)、主としてモノマー溶液を含む物
質が管に導入される。ここで「プラグ(plug)」と
呼ばれるポリマー構造が管の開始部分内に生成されるか
、あるいは配置される。この部分は管の長さのある一部
分にだけ延長し、管のその他の部分は実質的にこの点に
おいてポリマーを含まない状態のままである。プラグは
、管の所望の長さにわたって延びるように成長している
。ここでいう「成長」は結晶の成長に関して用いられる
意味で使用する。
【0011】本発明では、光その他のエネルギ源とこの
光に対して相対的に管を移動させる手段とを含むシステ
ムを使用して実施することができる。管は前処理され、
リボフラビンなどの光重合開始剤を含むモノマー溶液を
充てんする。光はポリマーの生成が開始されるまで管の
一端部付近で管に供給される。選択された部分内で重合
が開始された後、管の他端部に向って重合が進行できる
ように管を光に対して相対的に移動する。所望の長さの
ゲルが得られると移動を停止する。
光に対して相対的に管を移動させる手段とを含むシステ
ムを使用して実施することができる。管は前処理され、
リボフラビンなどの光重合開始剤を含むモノマー溶液を
充てんする。光はポリマーの生成が開始されるまで管の
一端部付近で管に供給される。選択された部分内で重合
が開始された後、管の他端部に向って重合が進行できる
ように管を光に対して相対的に移動する。所望の長さの
ゲルが得られると移動を停止する。
【0012】管の移動は開始ポリマー・プラグが成長す
ることのできる速度を超えてはならない。そうでなけれ
ば、「ポリマー・フロント(polymer fro
nt)」すなわちポリマーとモノマーとの境界は管に対
して相対的に移動する照射(illuminated)
領域よりも遅れる。この場合には照射領域はモノマーの
みを含み、重合されるとモノマー溶液によって開始プラ
グから分離される第2のゲルプラグが生成される。ゲル
・プラグ間の間隙中のモノマー溶液がその結果として重
合すると収縮が起り、この収縮はモノマー溶液中の引張
りによって軽減することができない。したがって、プラ
グが生成する位置の間には空孔が生成する可能性がある
。
ることのできる速度を超えてはならない。そうでなけれ
ば、「ポリマー・フロント(polymer fro
nt)」すなわちポリマーとモノマーとの境界は管に対
して相対的に移動する照射(illuminated)
領域よりも遅れる。この場合には照射領域はモノマーの
みを含み、重合されるとモノマー溶液によって開始プラ
グから分離される第2のゲルプラグが生成される。ゲル
・プラグ間の間隙中のモノマー溶液がその結果として重
合すると収縮が起り、この収縮はモノマー溶液中の引張
りによって軽減することができない。したがって、プラ
グが生成する位置の間には空孔が生成する可能性がある
。
【0013】だから、本システムは光源を通過したばか
りの管の部分における重合を監視する重合監視装置を備
えていてもよい。監視装置の出力は管の速度を調節する
ためのコントローラに送られる。
りの管の部分における重合を監視する重合監視装置を備
えていてもよい。監視装置の出力は管の速度を調節する
ためのコントローラに送られる。
【0014】本発明はゲル・カラムを生成するための多
様なシステムと方法を提供するものである。通常の成分
が重合され、この重合はチャネルの開始部のポリマー構
造から長さ方向に進行する。この進行は管の一端部から
他端部までの一方向であってもよいし、管の中央部から
両端部までの二方向であってもよい。
様なシステムと方法を提供するものである。通常の成分
が重合され、この重合はチャネルの開始部のポリマー構
造から長さ方向に進行する。この進行は管の一端部から
他端部までの一方向であってもよいし、管の中央部から
両端部までの二方向であってもよい。
【0015】このようにして、極端な圧力の他の極端な
条件を用いないで空孔のないゲル・カラムが調製される
。さらには、実験によれば本発明に従って調製されたカ
ラムは予備圧縮を利用して調製されたカラムよりもはる
かに強力な電界強度に耐えることが示された。特に、1
000V/cmもの高い電界強度が印加されてもキャピ
ラリからのゲルの移動は起きなかった。本発明のこれら
のおよびその他の特徴および利点は、以下の図面を参照
した以下の詳細な説明から明らかである。
条件を用いないで空孔のないゲル・カラムが調製される
。さらには、実験によれば本発明に従って調製されたカ
ラムは予備圧縮を利用して調製されたカラムよりもはる
かに強力な電界強度に耐えることが示された。特に、1
000V/cmもの高い電界強度が印加されてもキャピ
ラリからのゲルの移動は起きなかった。本発明のこれら
のおよびその他の特徴および利点は、以下の図面を参照
した以下の詳細な説明から明らかである。
【0016】
【発明の実施例】本発明によれば、マイクロキャピラリ
・ゲル電気泳動カラムを調製する方法100は、図1に
示すような段階を含む。段階101において、キャピラ
リ管の内壁を処理し、そこに結合するゲルが生成される
。段階102において、管はモノマー溶液で充てんされ
る。段階103において、管の「開始部分」で重合が始
まる。そして段階104において、管の長さに沿って、
ここで「プラグ(plug)」と呼ばれる開始ポリマー
構造からポリマー構造が成長する。所望の長さのゲルが
生成されると、段階105において重合の促進が停止さ
れる。随意に段階104中に、段階106のポリマーの
成長をモニタすることができる。もし重合が最適の速度
でおこなわれていないならば、段階107において適切
な成長パラメータを調節することができる。
・ゲル電気泳動カラムを調製する方法100は、図1に
示すような段階を含む。段階101において、キャピラ
リ管の内壁を処理し、そこに結合するゲルが生成される
。段階102において、管はモノマー溶液で充てんされ
る。段階103において、管の「開始部分」で重合が始
まる。そして段階104において、管の長さに沿って、
ここで「プラグ(plug)」と呼ばれる開始ポリマー
構造からポリマー構造が成長する。所望の長さのゲルが
生成されると、段階105において重合の促進が停止さ
れる。随意に段階104中に、段階106のポリマーの
成長をモニタすることができる。もし重合が最適の速度
でおこなわれていないならば、段階107において適切
な成長パラメータを調節することができる。
【0017】本発明に係る分離カラムの調製方法100
についての一実施例を図2の分離カラムの調製方法20
0として示す。段階201において、二官能性試薬をゲ
ルに対する結合部位を与えるために、管の内壁に供給す
る。段階202において、アクリルアミド、ビスアクリ
ルアミド架橋剤および光重合開始剤のリボフラビンを含
むモノマー溶液を管に充てんする。段階203において
この溶液を近紫外線の光を照射する。光は管全体の小さ
な光重合部分に供給される。この部分は管の一方端部に
向っている。光はこの部分においてのみポリマー構造を
生成させる。
についての一実施例を図2の分離カラムの調製方法20
0として示す。段階201において、二官能性試薬をゲ
ルに対する結合部位を与えるために、管の内壁に供給す
る。段階202において、アクリルアミド、ビスアクリ
ルアミド架橋剤および光重合開始剤のリボフラビンを含
むモノマー溶液を管に充てんする。段階203において
この溶液を近紫外線の光を照射する。光は管全体の小さ
な光重合部分に供給される。この部分は管の一方端部に
向っている。光はこの部分においてのみポリマー構造を
生成させる。
【0018】段階204において管を光源に対して相対
的に移動させる。これは光重合開始部分外において重合
を促進させる。しかしながら、重合は開始部分から管の
長さ方向に沿って規則的に間隔をあけて生じる。さらに
、重合はあらかじめ存在していたプラグとの共有結合を
含むことが好ましい。この結果、開始プラグが成長し、
ポリマー・フロントは光源に隣接した状態で残る。 いったん所望の長さの管に重合が起きると、段階205
に示されるように管の移動を停止する。
的に移動させる。これは光重合開始部分外において重合
を促進させる。しかしながら、重合は開始部分から管の
長さ方向に沿って規則的に間隔をあけて生じる。さらに
、重合はあらかじめ存在していたプラグとの共有結合を
含むことが好ましい。この結果、開始プラグが成長し、
ポリマー・フロントは光源に隣接した状態で残る。 いったん所望の長さの管に重合が起きると、段階205
に示されるように管の移動を停止する。
【0019】段階206において随意にポリマーの成長
を監視することができる。光源は管を通してポリマー・
フロントに照射する。管を通る光の強度を測定するため
に適切な検出器を用いることが可能である。ポリマーは
モノマーよりも光をより多く散乱させるので、重合が起
きると光の強度が低下する。このため検出された光の強
度は重合の程度に対応する。もし重合がかなり遅く起き
ているならば、重合の緩かな進行を確実にするために管
の移動をゆっくり行うことができる。
を監視することができる。光源は管を通してポリマー・
フロントに照射する。管を通る光の強度を測定するため
に適切な検出器を用いることが可能である。ポリマーは
モノマーよりも光をより多く散乱させるので、重合が起
きると光の強度が低下する。このため検出された光の強
度は重合の程度に対応する。もし重合がかなり遅く起き
ているならば、重合の緩かな進行を確実にするために管
の移動をゆっくり行うことができる。
【0020】図2に示す分離カラムの調製方法は、光重
合開始サブシステム302、重合監視サブシステム30
4および機械サブシステム306から構成する分離カラ
ム調製システム300を用いて実施することができる。 機械サブシステム306は、光重合開始サブシステム3
02および重合監視サブシステム304に関連させてフ
ューズド・シリカ管11を移動する。光重合開始サブシ
ステム304は、管11中に含まれるモノマー溶液13
の重合を開始させる。重合は管11を移動するにつれて
ポリマー・プラグ15を成長させる。重合監視サブシス
テム304は管11中の重合の程度を監視し、よって、
コントローラ308がスループットとゲル品質を最適化
するように管11が移動する速度を制御することができ
る。
合開始サブシステム302、重合監視サブシステム30
4および機械サブシステム306から構成する分離カラ
ム調製システム300を用いて実施することができる。 機械サブシステム306は、光重合開始サブシステム3
02および重合監視サブシステム304に関連させてフ
ューズド・シリカ管11を移動する。光重合開始サブシ
ステム304は、管11中に含まれるモノマー溶液13
の重合を開始させる。重合は管11を移動するにつれて
ポリマー・プラグ15を成長させる。重合監視サブシス
テム304は管11中の重合の程度を監視し、よって、
コントローラ308がスループットとゲル品質を最適化
するように管11が移動する速度を制御することができ
る。
【0021】ゲル生成中には管11は第1の貯蔵容器1
7と第2の貯蔵容器19の間で支持される。貯蔵容器1
7、19は水を有し、管からの水の蒸発、すなわち乾燥
を防止する。管11はそれぞれに含まれるシリコーンゴ
ム隔膜(septa)を介して各貯蔵容器中に伸びてい
る。管11と貯蔵槽17、19は実質的に剛体構造であ
る管アセンブリを構成する。
7と第2の貯蔵容器19の間で支持される。貯蔵容器1
7、19は水を有し、管からの水の蒸発、すなわち乾燥
を防止する。管11はそれぞれに含まれるシリコーンゴ
ム隔膜(septa)を介して各貯蔵容器中に伸びてい
る。管11と貯蔵槽17、19は実質的に剛体構造であ
る管アセンブリを構成する。
【0022】機械サブシステム306はトラック310
、レール312、ラック314、ピニオン316および
モータ318より成る。モータ318を駆動すると、モ
ータはモータのシャフト320にかたく連結されるピニ
オン316を回転させる。ピニオン316はラック31
4とかみ合い、並進移動をさせる。ラック314はレー
ル312に固着する。このようにして図3において時計
回り(右回り)に回転するモータ318はレール312
を左へ移動させる。左方向移動の目的は、管11の含有
成分を光重合開始サブシステム302によって提供され
る光のビーム(電磁放射)の後に順次的に移動させるこ
とである。光重合開始サブシステム302は水銀アーク
・ランプ322、コリメート・レンズ324、ファイバ
・カプラー326および一組の光ファイバ328より構
成される。光ファイバ328はファイバ・カップラー3
26の入口で結合するので、2本のファイバの光束(t
wo−fiber optical bundle
)として機能する。光ファイバ328の出力端はファイ
バ光学マウント330を使用してトラック310に対応
する位置に固定される。ファイバの出力はマウント33
0によって固定されているので対向する光ビームを管1
1の隣接部に指向する。このように、管11の左方向の
縦移動はファイバ328からの光ビームを提供し、管1
1の含有成分を左から右へ走査させる。
、レール312、ラック314、ピニオン316および
モータ318より成る。モータ318を駆動すると、モ
ータはモータのシャフト320にかたく連結されるピニ
オン316を回転させる。ピニオン316はラック31
4とかみ合い、並進移動をさせる。ラック314はレー
ル312に固着する。このようにして図3において時計
回り(右回り)に回転するモータ318はレール312
を左へ移動させる。左方向移動の目的は、管11の含有
成分を光重合開始サブシステム302によって提供され
る光のビーム(電磁放射)の後に順次的に移動させるこ
とである。光重合開始サブシステム302は水銀アーク
・ランプ322、コリメート・レンズ324、ファイバ
・カプラー326および一組の光ファイバ328より構
成される。光ファイバ328はファイバ・カップラー3
26の入口で結合するので、2本のファイバの光束(t
wo−fiber optical bundle
)として機能する。光ファイバ328の出力端はファイ
バ光学マウント330を使用してトラック310に対応
する位置に固定される。ファイバの出力はマウント33
0によって固定されているので対向する光ビームを管1
1の隣接部に指向する。このように、管11の左方向の
縦移動はファイバ328からの光ビームを提供し、管1
1の含有成分を左から右へ走査させる。
【0023】機械サブシステム306はレール312が
左方向に移動すると同時に管アセンブリ21がレール3
12に関係して右方向に移動することを防止するための
ストップ332を含む。もし管11がマウント330に
対向するように引張られるならば、違う結果を得る。機
械サブシステム306は、いつレール312がトラック
310の左側端部に到達するかを検出するマイクロスイ
ッチ334も含むものである。検出はコントローラ30
8に運ばれ、コントローラ308は次に水銀ランプ32
2およびモータ318をオフにする。
左方向に移動すると同時に管アセンブリ21がレール3
12に関係して右方向に移動することを防止するための
ストップ332を含む。もし管11がマウント330に
対向するように引張られるならば、違う結果を得る。機
械サブシステム306は、いつレール312がトラック
310の左側端部に到達するかを検出するマイクロスイ
ッチ334も含むものである。検出はコントローラ30
8に運ばれ、コントローラ308は次に水銀ランプ32
2およびモータ318をオフにする。
【0024】最初に管11はモノマー溶液で充てんされ
る。レール312および管アセンブリ21は開始時には
最も右側に配置される。光重合開始サブシステム302
は管11の左側端部付近で重合を開始させるように活性
化され、このためポリマー「シード(seed)」また
は「プラグ」が生成される。管11の左方向の移動は、
プラグの右側に重合を生じさせる。モータ318の速度
はコントローラ308によって設定する。管11の移動
は合理的なスループットに十分な、そしてマウント33
0の右側で自発的な重合を防止するために十分速くなけ
ればならない。管11はポリマー部分間における長さ方
向のモノマー・ギャップが最小になるように十分遅く移
動しなければならない。その結果、重合はプラグの成長
として生じる。
る。レール312および管アセンブリ21は開始時には
最も右側に配置される。光重合開始サブシステム302
は管11の左側端部付近で重合を開始させるように活性
化され、このためポリマー「シード(seed)」また
は「プラグ」が生成される。管11の左方向の移動は、
プラグの右側に重合を生じさせる。モータ318の速度
はコントローラ308によって設定する。管11の移動
は合理的なスループットに十分な、そしてマウント33
0の右側で自発的な重合を防止するために十分速くなけ
ればならない。管11はポリマー部分間における長さ方
向のモノマー・ギャップが最小になるように十分遅く移
動しなければならない。その結果、重合はプラグの成長
として生じる。
【0025】モータ318の速度は経験に基づいてあら
かじめ決定することができるが、分離カラム調製システ
ム300は管11および光重合開始源302の相対的な
移動の閉ループ制御を与える。重合監視サブシステム3
04はタングステン・ランプ340、コリメート・レン
ズ342、ファイバ・光学カプラー344、伝送光ファ
イバ、受信光ファイバ348、フィルタ350および光
センサ352から構成される。タングステンはレンズ3
42によってコリメートする広帯域の光を放射する。コ
リメートされた光は光学カプラ344を経由してファイ
バ346の入力端と連結する。伝送光ファイバ346の
出力は光源ファイバ328の出力の縦方向位置の左側す
なわち「ダウンストリーム」の位置でマウント330に
よって固定されている。受信光ファイバ348の入力は
、伝送光ファイバ346の出力と反対の位置でマウント
330によって固定されている。シリコン・フォトダイ
オードを有するフィルタ350は、600nm付近の波
長における光を選び、水銀ランプ322からの迷光をろ
過する。
かじめ決定することができるが、分離カラム調製システ
ム300は管11および光重合開始源302の相対的な
移動の閉ループ制御を与える。重合監視サブシステム3
04はタングステン・ランプ340、コリメート・レン
ズ342、ファイバ・光学カプラー344、伝送光ファ
イバ、受信光ファイバ348、フィルタ350および光
センサ352から構成される。タングステンはレンズ3
42によってコリメートする広帯域の光を放射する。コ
リメートされた光は光学カプラ344を経由してファイ
バ346の入力端と連結する。伝送光ファイバ346の
出力は光源ファイバ328の出力の縦方向位置の左側す
なわち「ダウンストリーム」の位置でマウント330に
よって固定されている。受信光ファイバ348の入力は
、伝送光ファイバ346の出力と反対の位置でマウント
330によって固定されている。シリコン・フォトダイ
オードを有するフィルタ350は、600nm付近の波
長における光を選び、水銀ランプ322からの迷光をろ
過する。
【0026】管11中の重合生性物質の重合形態のもの
はモノマー形態のものよりも光の散乱量が多い。したが
って、重合の進行とともにセンサ352によって検出さ
れる光の強度は減少する。コントローラ308はセンサ
352の出力をアクセスし、極めて少ない重合のときは
、モータ318の速度を遅くし、重合が所望以上に速く
進行しているときにはこの速度を増加させることができ
る。
はモノマー形態のものよりも光の散乱量が多い。したが
って、重合の進行とともにセンサ352によって検出さ
れる光の強度は減少する。コントローラ308はセンサ
352の出力をアクセスし、極めて少ない重合のときは
、モータ318の速度を遅くし、重合が所望以上に速く
進行しているときにはこの速度を増加させることができ
る。
【0027】分離カラムの調製システム300は規則的
に間隔をあけた位置で進行する重合を与える。重合は光
重合開始光源の位置を追跡するポリマー。「フロント」
における成長として生じる。これは、管に沿った実質的
にランダムな位置で重合が起こる従来の「モノリシック
」なゲル形成アプローチと異なる。従来においては、ポ
リマー・プラグ間にモノマーが残る可能性があり、プラ
グの両方がモノマーをプラグの方に引寄せようとする。 このモノマーから生成するポリマーは大抵は避けれない
張力下におかれ、その結果収縮空孔が生じる。
に間隔をあけた位置で進行する重合を与える。重合は光
重合開始光源の位置を追跡するポリマー。「フロント」
における成長として生じる。これは、管に沿った実質的
にランダムな位置で重合が起こる従来の「モノリシック
」なゲル形成アプローチと異なる。従来においては、ポ
リマー・プラグ間にモノマーが残る可能性があり、プラ
グの両方がモノマーをプラグの方に引寄せようとする。 このモノマーから生成するポリマーは大抵は避けれない
張力下におかれ、その結果収縮空孔が生じる。
【0028】本発明では、重合はプラグの成長として起
きる。重合に起因する収縮は、残留モノマーをプラグに
向かって引張るだけである。収縮空孔を生じさせる可能
性のある張力はほとんど蓄積する機会がない。本願発明
の最終結果は、ポリマー分子に対して無視できる量の張
力を備えるゲルを有するカラムである。このようにして
収縮空孔は最小化される。
きる。重合に起因する収縮は、残留モノマーをプラグに
向かって引張るだけである。収縮空孔を生じさせる可能
性のある張力はほとんど蓄積する機会がない。本願発明
の最終結果は、ポリマー分子に対して無視できる量の張
力を備えるゲルを有するカラムである。このようにして
収縮空孔は最小化される。
【0029】管11は内径100μm、外径300μm
で長さが30cmのフューズド・シリカ・キャピラリで
ある。ポリイミド・コーティングを管の各端部の2cm
を除いて燃焼させる。残りのポリイミドは管の端部が貯
蔵容器17、19のシリコーンゴム隔膜を介して伸長す
るところに強度を与える。
で長さが30cmのフューズド・シリカ・キャピラリで
ある。ポリイミド・コーティングを管の各端部の2cm
を除いて燃焼させる。残りのポリイミドは管の端部が貯
蔵容器17、19のシリコーンゴム隔膜を介して伸長す
るところに強度を与える。
【0030】管11は二官能性試薬で前処理する。この
試薬は管11の内壁と結合し、そしてポリマーに対する
結合部位を提供する。二官能性試薬の目的は、電気泳動
中に電圧を印加したときに、生成するゲルが管からの移
動を阻止することを保証する。二官能性試薬はまた管の
内壁付近の非ふるい孔の存在を最小化する。
試薬は管11の内壁と結合し、そしてポリマーに対する
結合部位を提供する。二官能性試薬の目的は、電気泳動
中に電圧を印加したときに、生成するゲルが管からの移
動を阻止することを保証する。二官能性試薬はまた管の
内壁付近の非ふるい孔の存在を最小化する。
【0031】前処理はトルエンに3−アクリロキシプロ
ピルトリクロロシランを1%(体積)溶解した溶液を管
11に充てんすることを含む。キャピラリ管11の充て
んは、一方の端部から真空吸引しながら他方の端部に含
有成分となるものを挿入することによって実施される。 一方の端部に隔膜を結合させた管11はキャピラリ管中
に入れられるべき様々な流体を収容したボトルに連結さ
れるだけである。試薬を約10分間放置する。それから
管11をトルエンで5分間、次にメタノールで5分間洗
浄する。そして管11を5分間空気で乾燥させる。
ピルトリクロロシランを1%(体積)溶解した溶液を管
11に充てんすることを含む。キャピラリ管11の充て
んは、一方の端部から真空吸引しながら他方の端部に含
有成分となるものを挿入することによって実施される。 一方の端部に隔膜を結合させた管11はキャピラリ管中
に入れられるべき様々な流体を収容したボトルに連結さ
れるだけである。試薬を約10分間放置する。それから
管11をトルエンで5分間、次にメタノールで5分間洗
浄する。そして管11を5分間空気で乾燥させる。
【0032】前処理の後、管11にモノマー溶液を充て
んし、図4に最も良く見られるように孔462を介して
マウント330のベース460に挿入される。孔462
は図5に示すように挿入中に管11を保持することを助
けるために両端に円錐部を有する。この孔は500μm
の内径を有する。隔膜は管11の両端部に設置されてそ
れぞれの貯蔵容器17、19に押込まれる。これにより
、図3に示す管アセンブリを完成する。
んし、図4に最も良く見られるように孔462を介して
マウント330のベース460に挿入される。孔462
は図5に示すように挿入中に管11を保持することを助
けるために両端に円錐部を有する。この孔は500μm
の内径を有する。隔膜は管11の両端部に設置されてそ
れぞれの貯蔵容器17、19に押込まれる。これにより
、図3に示す管アセンブリを完成する。
【0033】モノマー溶液は、モノマー、架橋剤、化学
光重合開始剤および緩衝剤を含んでいる。モノマーおよ
び架橋剤の濃度は、最終ゲルの所望の多孔度を得るため
に選択される。これらの濃度はそれぞれ%Tおよび%C
として以下のように表わされる。
光重合開始剤および緩衝剤を含んでいる。モノマーおよ
び架橋剤の濃度は、最終ゲルの所望の多孔度を得るため
に選択される。これらの濃度はそれぞれ%Tおよび%C
として以下のように表わされる。
【0034】%T=(アクリルアミド(g)+ビスアク
リルアミド(g))/溶媒100ml
リルアミド(g))/溶媒100ml
【0035】%C=(ビスアクリルアミド(g)×10
0)/(ビスアクリルアミド(g)+アクリルアミド)
0)/(ビスアクリルアミド(g)+アクリルアミド)
【0036】管11中に使用されるモノマー溶液は、1
0%Tおよび2.6%Cである。リボフラビンの濃度は
約10−5モル(M)である。リボフラビン分子が水銀
ランプ322によって放射される近紫外波長(400〜
500nm)の光子を吸収すると、これらの分子は励起
し、遊離基となる。遊離基はモノマーと直接に相互作用
させ、および水分子から中間遊離基を生成させることに
よって重合を開始する。緩衝剤は2ミリモルのpH7の
リン酸ナトリウム溶液である。重合がゆるやかのままな
場合、重合を促進するためにテトラエチレンメチレンジ
アミン(TEMED)などの触媒を添加することも可能
である。
0%Tおよび2.6%Cである。リボフラビンの濃度は
約10−5モル(M)である。リボフラビン分子が水銀
ランプ322によって放射される近紫外波長(400〜
500nm)の光子を吸収すると、これらの分子は励起
し、遊離基となる。遊離基はモノマーと直接に相互作用
させ、および水分子から中間遊離基を生成させることに
よって重合を開始する。緩衝剤は2ミリモルのpH7の
リン酸ナトリウム溶液である。重合がゆるやかのままな
場合、重合を促進するためにテトラエチレンメチレンジ
アミン(TEMED)などの触媒を添加することも可能
である。
【0037】真空を解除して、開口端部を水を含む貯蔵
容器17の頂部にびったり適合するもう一つの隔膜に挿
入する。モノマーを含む貯蔵容器が水を含む貯蔵容器1
9と交換する。
容器17の頂部にびったり適合するもう一つの隔膜に挿
入する。モノマーを含む貯蔵容器が水を含む貯蔵容器1
9と交換する。
【0038】管アセンブリ21が正規の位置にあるなら
ば、マウント330にキャップ464をねじ込む。すな
わち、図5に示されるように、ねじはキャップ464の
円錐形穴466内で、そしてベース460のねじ穴46
7と嵌合する。水銀ランプ322からの光ファイバをキ
ャップ464のどちらかの側で横方向の孔468に挿入
する。各ファイバ328を管11に触れるまで挿入する
。そして、キャピラリ管孔462を見おろすときに光が
管11とファイバの間に見えるまでファイバを引っぱる
。この手順によって管11とファイバ328との間に約
0.2〜0.5mmの間隔が生ずる。ファイバ328は
約600μmのコアを有する。ファイバを剛性とするた
めにステンレス鋼で被覆し、約1500μmの外径を有
する。孔462は約1800μmの内径を有する。それ
ぞれのファイバ328について所望の間隔が得られると
、キャップ464の各孔460に配置されたねじを締め
付けることによって間隔が正規の位置に維持される。 センサ・ファイバ346、348はファイバに使用され
る孔の2〜10mm下流(図3の左側、図4の手前側)
のキャップ464の孔を使用して同様に取付けられる。
ば、マウント330にキャップ464をねじ込む。すな
わち、図5に示されるように、ねじはキャップ464の
円錐形穴466内で、そしてベース460のねじ穴46
7と嵌合する。水銀ランプ322からの光ファイバをキ
ャップ464のどちらかの側で横方向の孔468に挿入
する。各ファイバ328を管11に触れるまで挿入する
。そして、キャピラリ管孔462を見おろすときに光が
管11とファイバの間に見えるまでファイバを引っぱる
。この手順によって管11とファイバ328との間に約
0.2〜0.5mmの間隔が生ずる。ファイバ328は
約600μmのコアを有する。ファイバを剛性とするた
めにステンレス鋼で被覆し、約1500μmの外径を有
する。孔462は約1800μmの内径を有する。それ
ぞれのファイバ328について所望の間隔が得られると
、キャップ464の各孔460に配置されたねじを締め
付けることによって間隔が正規の位置に維持される。 センサ・ファイバ346、348はファイバに使用され
る孔の2〜10mm下流(図3の左側、図4の手前側)
のキャップ464の孔を使用して同様に取付けられる。
【0039】図4に示されるように、マウント330の
ベース460はレール312の18cm伸長する溝を通
って延びる。溝472は少なくとも最終ゲル・カラムの
所望の長さを有する。この場合、30インチの長さの管
11から15cmのゲルカラムが生成される。レール3
12はトラック310の四方形の溝474内に配置され
る。レール112は管11を調節するためにV形の溝を
有する。図3のトラック314は金属製で、トラック3
10、レール312およびピニオン316はポリカーボ
ネードである。
ベース460はレール312の18cm伸長する溝を通
って延びる。溝472は少なくとも最終ゲル・カラムの
所望の長さを有する。この場合、30インチの長さの管
11から15cmのゲルカラムが生成される。レール3
12はトラック310の四方形の溝474内に配置され
る。レール112は管11を調節するためにV形の溝を
有する。図3のトラック314は金属製で、トラック3
10、レール312およびピニオン316はポリカーボ
ネードである。
【0040】図3では、レール312はその最も右側の
移動位置から始まり、貯蔵容器17はマウント330の
すぐ左側の位置にある。水銀ランプ322はファイバ3
28の出力端付近の管11の部分において重合が完結す
るまでオンの状態に維持される。重合は一定量の時間の
経過によって推定することができるか、または目視ある
いは監視サブシステム304の利用によって検出するこ
とができる。いったん重合が始まると、モータ318は
管11に対して右方向へ進行し、好ましくは、マウント
330に対して移動しないポリマー・プラグ・フロント
においてゆるやかな成長を促進するために選択するか、
速度で管11を左の方へ移動させることができる。
移動位置から始まり、貯蔵容器17はマウント330の
すぐ左側の位置にある。水銀ランプ322はファイバ3
28の出力端付近の管11の部分において重合が完結す
るまでオンの状態に維持される。重合は一定量の時間の
経過によって推定することができるか、または目視ある
いは監視サブシステム304の利用によって検出するこ
とができる。いったん重合が始まると、モータ318は
管11に対して右方向へ進行し、好ましくは、マウント
330に対して移動しないポリマー・プラグ・フロント
においてゆるやかな成長を促進するために選択するか、
速度で管11を左の方へ移動させることができる。
【0041】管11のほぼ中央の18cmのところは、
いったんマイクロスイッチ334の活性化によって示さ
れるように光重合開始を受けると、コントローラ308
は水銀ランプ322およびモータ318のスイッチをオ
フにする。管11は十分な硬化(curing)を生じ
させるため、ある位置に放置され、よって、ゲルを乱さ
ないでカラムを取扱うことができる。硬化が完了すると
管11のどちらかの端部から約7.5cmが切断されて
所望のゲルの充てんしたカラムを得ることができる。
いったんマイクロスイッチ334の活性化によって示さ
れるように光重合開始を受けると、コントローラ308
は水銀ランプ322およびモータ318のスイッチをオ
フにする。管11は十分な硬化(curing)を生じ
させるため、ある位置に放置され、よって、ゲルを乱さ
ないでカラムを取扱うことができる。硬化が完了すると
管11のどちらかの端部から約7.5cmが切断されて
所望のゲルの充てんしたカラムを得ることができる。
【0042】図6には、本発明の他の実施例を示し、特
にマイクロキャピラリ・ゲル電気泳動カラムを調製する
。本システム600は、重合を開始させるために光の代
りに熱を利用する。システム600はシステム300の
改良型で、同様の部品には同じ参照番号を付す。熱重合
開始サブシステム602が光重合開始サブシステム30
2と置換れる。除去された構成素子は、水銀ランプ32
2、光源コリメートレンズ324、ファイバ・カプラー
326および光源ファイバ328である。これらの代り
に、電源622、ニクロム抵抗加熱体624および電源
622と加熱体624との間のリード線628である。 リード線628と加熱体624を調節するために改良マ
ウント630が使用される。加えて、ペルチエ冷却体6
78が管11に沿って加熱体624へ導かれ、加熱体6
24の右側への熱伝導にする重合を最小化する。モノマ
ー溶液は光開始剤の代りに熱開始剤が使用される以外は
同様のものであってよい。システム300で使用したり
ボフラビンの代りに10−2〜10−4モル濃度の過硫
酸アンモニウムを使用する。必要に応じて重合速度を増
加させるためにTEMEDなどの触媒を添加することが
できる。
にマイクロキャピラリ・ゲル電気泳動カラムを調製する
。本システム600は、重合を開始させるために光の代
りに熱を利用する。システム600はシステム300の
改良型で、同様の部品には同じ参照番号を付す。熱重合
開始サブシステム602が光重合開始サブシステム30
2と置換れる。除去された構成素子は、水銀ランプ32
2、光源コリメートレンズ324、ファイバ・カプラー
326および光源ファイバ328である。これらの代り
に、電源622、ニクロム抵抗加熱体624および電源
622と加熱体624との間のリード線628である。 リード線628と加熱体624を調節するために改良マ
ウント630が使用される。加えて、ペルチエ冷却体6
78が管11に沿って加熱体624へ導かれ、加熱体6
24の右側への熱伝導にする重合を最小化する。モノマ
ー溶液は光開始剤の代りに熱開始剤が使用される以外は
同様のものであってよい。システム300で使用したり
ボフラビンの代りに10−2〜10−4モル濃度の過硫
酸アンモニウムを使用する。必要に応じて重合速度を増
加させるためにTEMEDなどの触媒を添加することが
できる。
【0043】本発明は上述の実施例に対して多様な代替
手段を用意している。異なる内径を有する管が用意され
る。例えば本発明は25〜500μmの内径を有するマ
イクロキャピラリ・カラムの製造に適用する。さらに、
本発明は0.5〜5.0mmの直径を有する非キャピラ
リ・カラムに適用することもできる。他の内径のカラム
も使用することができる。また、異なる長さのカラムが
用意される。本発明は50〜500mmの長さのカラム
を用意している。
手段を用意している。異なる内径を有する管が用意され
る。例えば本発明は25〜500μmの内径を有するマ
イクロキャピラリ・カラムの製造に適用する。さらに、
本発明は0.5〜5.0mmの直径を有する非キャピラ
リ・カラムに適用することもできる。他の内径のカラム
も使用することができる。また、異なる長さのカラムが
用意される。本発明は50〜500mmの長さのカラム
を用意している。
【0044】本発明に係る分離カラムの調製方法は、ゲ
ルが生成されるチャネルを画定する伸長手段に適用する
ことができる。幾つかの実施例はゲルを有する伸長され
る溝およびプレートを準備する。正方形、長方形、平板
形、円形その他の形状のカラムの断面は本発明の範囲内
のものである。結果得られた生成物は、電気泳動または
ゲルを有する伸長された構造のための他の用途に利用す
ることができる。チャネルの調製は、少なくとも二つの
官能基を有する試薬よりなる二官能性試薬を結合するこ
とを含む。適当な場合には、この調製はチャネル壁の清
浄または研摩を含んでいてもよい。
ルが生成されるチャネルを画定する伸長手段に適用する
ことができる。幾つかの実施例はゲルを有する伸長され
る溝およびプレートを準備する。正方形、長方形、平板
形、円形その他の形状のカラムの断面は本発明の範囲内
のものである。結果得られた生成物は、電気泳動または
ゲルを有する伸長された構造のための他の用途に利用す
ることができる。チャネルの調製は、少なくとも二つの
官能基を有する試薬よりなる二官能性試薬を結合するこ
とを含む。適当な場合には、この調製はチャネル壁の清
浄または研摩を含んでいてもよい。
【0045】好適な実施例においては、モノマーがゲル
の前駆体(Precurser)として役立つ。しかし
ながらこの前駆体はモノマーである必要はなく、また溶
液である必要もない。例えばオリゴマーの前駆体が利用
できる。一般には重合性のゲル前駆体を含む物質が管に
充てんされなければならない。
の前駆体(Precurser)として役立つ。しかし
ながらこの前駆体はモノマーである必要はなく、また溶
液である必要もない。例えばオリゴマーの前駆体が利用
できる。一般には重合性のゲル前駆体を含む物質が管に
充てんされなければならない。
【0046】前述のように、光開始および熱開始が重合
を始めるために利用される。X線、γ線、粒子線、磁界
、超音波などを含む他のエネルギー形態も利用すること
ができる。利用されるエネルギー形態に対する化学的な
応答を中間的な遊離基源として利用することができ、リ
ボフラビンが光開始において利用される。そうでなけれ
ば、エネルギーがゲル前駆体から直接に遊離基を生成す
ることができるならば化学的な手段は省略することがで
きる。
を始めるために利用される。X線、γ線、粒子線、磁界
、超音波などを含む他のエネルギー形態も利用すること
ができる。利用されるエネルギー形態に対する化学的な
応答を中間的な遊離基源として利用することができ、リ
ボフラビンが光開始において利用される。そうでなけれ
ば、エネルギーがゲル前駆体から直接に遊離基を生成す
ることができるならば化学的な手段は省略することがで
きる。
【0047】幾つかの実施例においては、開始は放射エ
ネルギー源を必要としない。例えば遊離基を有するポリ
マーが管の一端部から導入される。この場合にはポリマ
ー・プラグはモノマーが管に引込まれる前か後かに導入
することができる。そうでなければ、開始剤または促進
剤は管の一端部のみにおいて導入することができる。ゲ
ルが生成される長さの一部分のみに延びる一つの部分に
ポリマーが形成されて、管の残りの部分は実質的にポリ
マーを含まないということである。
ネルギー源を必要としない。例えば遊離基を有するポリ
マーが管の一端部から導入される。この場合にはポリマ
ー・プラグはモノマーが管に引込まれる前か後かに導入
することができる。そうでなければ、開始剤または促進
剤は管の一端部のみにおいて導入することができる。ゲ
ルが生成される長さの一部分のみに延びる一つの部分に
ポリマーが形成されて、管の残りの部分は実質的にポリ
マーを含まないということである。
【0048】どこにポリマーが生成しないかということ
は、どこにポリマーが生成するかということと同様に重
要である。本発明の利点はプラグの成長より得られる。 開始プラグが管そのものと同じ長さであるか、ほぼ同じ
長さであるならば、長さ方向の成長は無視される。開始
プラグは長くても管の長さの4分の1でなければならな
い。一般に開始プラグは管の長さの10%以下である。 さらに、複数のプラグが生成される場合にはモノマー溶
液はプラグの間に閉じ込められたモノマーが重合すると
きに残った空孔を充てんすることができない。だから、
重合は重合開始部分の内部およびプラグ・フロントのと
ころ以外は避けなければならない。
は、どこにポリマーが生成するかということと同様に重
要である。本発明の利点はプラグの成長より得られる。 開始プラグが管そのものと同じ長さであるか、ほぼ同じ
長さであるならば、長さ方向の成長は無視される。開始
プラグは長くても管の長さの4分の1でなければならな
い。一般に開始プラグは管の長さの10%以下である。 さらに、複数のプラグが生成される場合にはモノマー溶
液はプラグの間に閉じ込められたモノマーが重合すると
きに残った空孔を充てんすることができない。だから、
重合は重合開始部分の内部およびプラグ・フロントのと
ころ以外は避けなければならない。
【0049】いったんポリマー構造が生成されると、こ
の構造は近辺のモノマー分子と結合することによって成
長できるシードとして利用できる。好ましい実施例にお
いては、重合開始に利用される同じ光源に対して管を移
動させることによって重合が進行する。しかしながら、
ある実施例では開始中に利用されるものと異なるエネル
ギー源が前進的重合のために利用できる。例えば光開始
の後に熱で促進された前進的(Progressive
)重合を行うことができる。
の構造は近辺のモノマー分子と結合することによって成
長できるシードとして利用できる。好ましい実施例にお
いては、重合開始に利用される同じ光源に対して管を移
動させることによって重合が進行する。しかしながら、
ある実施例では開始中に利用されるものと異なるエネル
ギー源が前進的重合のために利用できる。例えば光開始
の後に熱で促進された前進的(Progressive
)重合を行うことができる。
【0050】特定の環境の下では局部的なエネルギ導入
を追加しなくても重合がポリマー・フロントで起きるこ
とがある。このような場合には、開始源はオフにし、重
合を進めることができる。代わりに、ポリマー・シード
構造を物理的に導入した後で前進的な重合を促進するた
めに外部エネルギを適用することができる。さらに別の
選択においては、重合に影響を及ぼす要因の促進によっ
て重合が進行する。例えば管によって伝導される熱を長
さ方向の前進的重合を促進するために利用することがで
きる。同様に、当初からの局部的な化学的開始剤または
促進剤の拡散が長さ方向の前進的な重合を促進すること
ができる。
を追加しなくても重合がポリマー・フロントで起きるこ
とがある。このような場合には、開始源はオフにし、重
合を進めることができる。代わりに、ポリマー・シード
構造を物理的に導入した後で前進的な重合を促進するた
めに外部エネルギを適用することができる。さらに別の
選択においては、重合に影響を及ぼす要因の促進によっ
て重合が進行する。例えば管によって伝導される熱を長
さ方向の前進的重合を促進するために利用することがで
きる。同様に、当初からの局部的な化学的開始剤または
促進剤の拡散が長さ方向の前進的な重合を促進すること
ができる。
【0051】好ましい実施例においては、前進的な重合
を促進するために局部的なエネルギ源を通して移動させ
る。あるいはエネルギ源を静止した管を通して移動させ
ることができる。移動は虚像的なものであっても物理的
なものであってもよい。例えば熱源または光源はダイオ
ードよりなる直線状のアレイであってもよい。エネルギ
源の移動は任意の所定の時間に活性化されるダイオード
の選択によって行われる。同様に管のどの部分に光源が
照射されるかを選択するために液晶シャッターを使用す
ることができる。他の実施例では、管はエネルギ源を通
して移動するのではなくエネルギ源の方に向って移動す
る。エネルギ源は熱トンネルあるいは光トンネルであっ
てもよい。管はゆっくりとトンネルに挿入することがで
きるので、トンネルに導入される管の各部分にエネルギ
ーが供給され続ける。この解決方法は波面の背後の重合
が重合または硬化を完了するためにエネルギの増強を必
要とする場合に好ましい。重合が局部的なエネルギの導
入なしに進行する実施例においては、管とエネルギー源
の相対的な移動は行われない。
を促進するために局部的なエネルギ源を通して移動させ
る。あるいはエネルギ源を静止した管を通して移動させ
ることができる。移動は虚像的なものであっても物理的
なものであってもよい。例えば熱源または光源はダイオ
ードよりなる直線状のアレイであってもよい。エネルギ
源の移動は任意の所定の時間に活性化されるダイオード
の選択によって行われる。同様に管のどの部分に光源が
照射されるかを選択するために液晶シャッターを使用す
ることができる。他の実施例では、管はエネルギ源を通
して移動するのではなくエネルギ源の方に向って移動す
る。エネルギ源は熱トンネルあるいは光トンネルであっ
てもよい。管はゆっくりとトンネルに挿入することがで
きるので、トンネルに導入される管の各部分にエネルギ
ーが供給され続ける。この解決方法は波面の背後の重合
が重合または硬化を完了するためにエネルギの増強を必
要とする場合に好ましい。重合が局部的なエネルギの導
入なしに進行する実施例においては、管とエネルギー源
の相対的な移動は行われない。
【0052】前述のように重合は管の一端部の近くで開
始されて管の他端部に向って進行されることができる。 エネルギ源の虚像的な移動を利用する幾つかの実施例お
よびポリマーの成長を促進するための局部的なエネルギ
源を必要としない幾つかの実施例は管の長さ方向の中心
の近辺での重合開始を可能にする。そして重合は管の両
端部に向って同時に進行する。虚像的な移動が可能なフ
ォトダイオードアレイなどのエネルギ源は2個の対向す
る照明シーケンスが管の両端部に向って同時に重合を進
行させるように操作することができる。「虚像的」移動
とは、順次エネルギ源を活性化および非活性化すること
によって生ずる見かけの運動のことである。
始されて管の他端部に向って進行されることができる。 エネルギ源の虚像的な移動を利用する幾つかの実施例お
よびポリマーの成長を促進するための局部的なエネルギ
源を必要としない幾つかの実施例は管の長さ方向の中心
の近辺での重合開始を可能にする。そして重合は管の両
端部に向って同時に進行する。虚像的な移動が可能なフ
ォトダイオードアレイなどのエネルギ源は2個の対向す
る照明シーケンスが管の両端部に向って同時に重合を進
行させるように操作することができる。「虚像的」移動
とは、順次エネルギ源を活性化および非活性化すること
によって生ずる見かけの運動のことである。
【0053】重合を監視することは随意に行われる。監
視は散乱あるいは監視および前駆体からの所定のポリマ
ーの区別が可能な任意の他の特徴に基づいて行うことが
できる。フィードバックは前進的な重合のリアルタイム
制御のために利用することができる。局部的あるいはト
ンネル・エネルギ源に関する実施態様においては、管と
エネルギ源の相対的移動の速度を調節するためにフィー
ドバックが利用できる。速度を調節することの他に、あ
るいは移動速度の代りに他の重合速度パラメーターを調
節することができる。例えば温度、周囲光源、化学的開
始剤または促進剤の濃度を調節することができる。これ
らの変数のあるものとは閉ループ制御に適している。一
つの運転の結果が次の運転のための設定値を決定するた
めに利用される試行錯誤法にとっては他の変数がもっと
適している。
視は散乱あるいは監視および前駆体からの所定のポリマ
ーの区別が可能な任意の他の特徴に基づいて行うことが
できる。フィードバックは前進的な重合のリアルタイム
制御のために利用することができる。局部的あるいはト
ンネル・エネルギ源に関する実施態様においては、管と
エネルギ源の相対的移動の速度を調節するためにフィー
ドバックが利用できる。速度を調節することの他に、あ
るいは移動速度の代りに他の重合速度パラメーターを調
節することができる。例えば温度、周囲光源、化学的開
始剤または促進剤の濃度を調節することができる。これ
らの変数のあるものとは閉ループ制御に適している。一
つの運転の結果が次の運転のための設定値を決定するた
めに利用される試行錯誤法にとっては他の変数がもっと
適している。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、カラム内壁に結合
するにおけるゲルの移動もなく、空孔のない分離カラム
を調製することができる。
するにおけるゲルの移動もなく、空孔のない分離カラム
を調製することができる。
【図1】本発明に係る分離カラムの調製方法を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図2】本発明の一実施例である分離カラムの調製方法
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図3】本発明に係る分離カラムの調製システム概略図
。
。
【図4】図3の部分正面図。
【図5】図4の部分詳細図。
【図6】本発明の他の実施例である分離カラム調製シス
テムの概略図。
テムの概略図。
11:フューズド・シリカ管
17,19:貯蔵容器
21:管アセンブリ
302:光重合開始サブシステム
304:重合監視サブシステム
306:機械サブシステム
350:フィルタ
352:センサ
308コントローラ
602:熱重合開始サブシステム
624:加熱体
Claims (3)
- 【請求項1】二官能性試薬で管を前処理し、前記管に、
エネルギが与えられると重合を開始させる化学的開始剤
を含むモノマー溶液を充填させ、前記管のある部分の開
始剤を活性化させるようにエネルギ源からエネルギを前
記管に与え、よって前記管の前記部分にのみポリマーを
形成させ、前記管を前記エネルギ源に対して移動させる
ことから成る分離カラムの調製方法。 - 【請求項2】請求項第1項記載の分離カラムの調製方法
はさらにポリマーの成長を観測し、前記観測の結果に応
答して前記エネルギ源に対する前記管の移動する速度を
調整することを含む分離カラムの調製方法。 - 【請求項3】管を含む縦方向に延びる管アセンブリを保
持する保持手段と、前記管にエネルギを与えるエネルギ
源と、前記エネルギの放射を連続的に前記管の部分毎に
調整する手段と、前記管内の重合の進行を観測する手段
と、前記観測手段に応答して前記エネルギ放射調整手段
を制御する手段とから成る分離カラム調製システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/538,348 US5061355A (en) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | Preparation of gel-filled separation columns |
US538348 | 1990-06-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04232456A true JPH04232456A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=24146546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3169181A Pending JPH04232456A (ja) | 1990-06-14 | 1991-06-14 | 分離カラムの調製方法及び分離カラム調製システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5061355A (ja) |
EP (1) | EP0461352A2 (ja) |
JP (1) | JPH04232456A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008501961A (ja) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | 連結層を有する開管状毛細管 |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6008156A (en) * | 1996-02-01 | 1999-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heat sensitive color developing material and heat sensitive element using the same |
US5989462A (en) | 1997-07-31 | 1999-11-23 | Q2100, Inc. | Method and composition for producing ultraviolent blocking lenses |
AUPP290298A0 (en) * | 1998-04-09 | 1998-05-07 | Life Therapeutics Limited | Improved electrophoresis gel and gel-forming apparatus |
US6478990B1 (en) * | 1998-09-25 | 2002-11-12 | Q2100, Inc. | Plastic lens systems and methods |
US6419873B1 (en) * | 1999-03-19 | 2002-07-16 | Q2100, Inc. | Plastic lens systems, compositions, and methods |
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