JPH04244955A - 毛細管ゾーン電気泳動法用のカラム端における電気および電気化学検出器 - Google Patents
毛細管ゾーン電気泳動法用のカラム端における電気および電気化学検出器Info
- Publication number
- JPH04244955A JPH04244955A JP3259591A JP25959191A JPH04244955A JP H04244955 A JPH04244955 A JP H04244955A JP 3259591 A JP3259591 A JP 3259591A JP 25959191 A JP25959191 A JP 25959191A JP H04244955 A JPH04244955 A JP H04244955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capillary
- electrode
- detection
- separation
- electrophoresis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005515 capillary zone electrophoresis Methods 0.000 title claims description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 claims description 7
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 5
- 238000000835 electrochemical detection Methods 0.000 claims description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 2
- 238000007693 zone electrophoresis Methods 0.000 claims description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 abstract description 9
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 abstract description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 abstract 1
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 10
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- JCLFHZLOKITRCE-UHFFFAOYSA-N 4-pentoxyphenol Chemical compound CCCCCOC1=CC=C(O)C=C1 JCLFHZLOKITRCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 5
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 2-(N-morpholiniumyl)ethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CC[NH+]1CCOCC1 SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 4
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 3
- JWZZKOKVBUJMES-UHFFFAOYSA-N (+-)-Isoprenaline Chemical compound CC(C)NCC(O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 JWZZKOKVBUJMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CFFZDZCDUFSOFZ-UHFFFAOYSA-N 3,4-Dihydroxy-phenylacetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 CFFZDZCDUFSOFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000233805 Phoenix Species 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229940039009 isoproterenol Drugs 0.000 description 2
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000984 420 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-M benzoate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 238000001818 capillary gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000000533 capillary isoelectric focusing Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003943 catecholamines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N chloric acid Chemical compound OCl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005991 chloric acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- -1 sodium saturated calomel Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229940070710 valerate Drugs 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
- G01N27/4473—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by electric means
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
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】本発明は毛細管電気輸送的装置,
さらに詳しくいえば電気的または電気化学的測定におい
て、電気輸送的に分離されたものを検出するための改良
されたシステムに関する。米国政府はこの発明について
NSF契約No. CHE−8657193に準じて権
利を有している。
さらに詳しくいえば電気的または電気化学的測定におい
て、電気輸送的に分離されたものを検出するための改良
されたシステムに関する。米国政府はこの発明について
NSF契約No. CHE−8657193に準じて権
利を有している。
【0002】
【従来の技術】毛細管を用いたゾーン電気泳動法は液体
分離の分野における重要な技術となるに至っている。ヨ
ルゲンソン等のサイエンス222(1983)266−
272、ゴードン等のサイエンス242(1988),
224−228、ユーイング等のアナリティカル ケ
ミストリ61(1989),292A−303A、ウォ
ーリングフォード等のアドバンセス イン クロマ
トグラフィ29(1989),1−76と、クールのア
ナリティカル ケミストリ62(1990)403R
−414Rを参照されたい。毛細管電気泳動法は小さい
ものから大きい分子に至るまでのものを分離するために
利用されてきたが、いくつかの下位の技術分野を持つも
のであって、それらは毛細管ゾーン電気泳動法(CZE
)、毛細管ゲル電気泳動法、ミセル電気輸送毛細管電気
泳動法および毛細管アイソ電気収束法である。CZE法
は極端に高い電界、例えば典型的には300V/cmを
利用するものであるから、イオンを含む溶液の分離に高
い効率を示している。
分離の分野における重要な技術となるに至っている。ヨ
ルゲンソン等のサイエンス222(1983)266−
272、ゴードン等のサイエンス242(1988),
224−228、ユーイング等のアナリティカル ケ
ミストリ61(1989),292A−303A、ウォ
ーリングフォード等のアドバンセス イン クロマ
トグラフィ29(1989),1−76と、クールのア
ナリティカル ケミストリ62(1990)403R
−414Rを参照されたい。毛細管電気泳動法は小さい
ものから大きい分子に至るまでのものを分離するために
利用されてきたが、いくつかの下位の技術分野を持つも
のであって、それらは毛細管ゾーン電気泳動法(CZE
)、毛細管ゲル電気泳動法、ミセル電気輸送毛細管電気
泳動法および毛細管アイソ電気収束法である。CZE法
は極端に高い電界、例えば典型的には300V/cmを
利用するものであるから、イオンを含む溶液の分離に高
い効率を示している。
【0003】CZE法においては新しい検出の技術が要
請されており、特に効果的に検出量中のサンプル要素の
極めて少量の検出に対応できる検出器が絶対的に要求さ
れている。現在までに開発された検出システムとしては
、直接および間接UV吸収によるもの、(ハジャーテン
のジャーナル オブ クロマトグラフィ347(1
985),191−198とハジャーテン等によるジャ
ーナル オブ クロマトグラフィ,403(198
7),47−61)、蛍光法によるものユルゲンソン等
のアナリティカル ケミストリ53(1981),1
298−1302とクール等のアナリティカル ケミ
ストリ60(1988)、2642−2644)と、ラ
ジオアイソトープによるもの(ペントニー等のアナリテ
ィカル ケミストリ61(1989),1642−1
647)および質量分析スペクトル法によるもの(スミ
ス等のアナリティカル ケミストリ60(1988)
,436−441、リー等のバイオメッドエンバイロン
、マススペクトラム18(1989),844−850
、モーズレイ等のクロマトグラフィ480(1989)
,197−210、カプリオリ等のジャーナル オブ
クロマトグラフィ,480(1989),247−
258)と、電気測定では(ミッカーズ等,ジャーナル
オブ クロマトグラフィ169(1979),11−
20、ハング等のアナリティカル ケミストリ59(
1987),2747−2749と、ウォーリングフォ
ード等によるアナリティカル ケミストリ,59(1
987),1762−1766)の検出器がある。
請されており、特に効果的に検出量中のサンプル要素の
極めて少量の検出に対応できる検出器が絶対的に要求さ
れている。現在までに開発された検出システムとしては
、直接および間接UV吸収によるもの、(ハジャーテン
のジャーナル オブ クロマトグラフィ347(1
985),191−198とハジャーテン等によるジャ
ーナル オブ クロマトグラフィ,403(198
7),47−61)、蛍光法によるものユルゲンソン等
のアナリティカル ケミストリ53(1981),1
298−1302とクール等のアナリティカル ケミ
ストリ60(1988)、2642−2644)と、ラ
ジオアイソトープによるもの(ペントニー等のアナリテ
ィカル ケミストリ61(1989),1642−1
647)および質量分析スペクトル法によるもの(スミ
ス等のアナリティカル ケミストリ60(1988)
,436−441、リー等のバイオメッドエンバイロン
、マススペクトラム18(1989),844−850
、モーズレイ等のクロマトグラフィ480(1989)
,197−210、カプリオリ等のジャーナル オブ
クロマトグラフィ,480(1989),247−
258)と、電気測定では(ミッカーズ等,ジャーナル
オブ クロマトグラフィ169(1979),11−
20、ハング等のアナリティカル ケミストリ59(
1987),2747−2749と、ウォーリングフォ
ード等によるアナリティカル ケミストリ,59(1
987),1762−1766)の検出器がある。
【0004】電気的な検出器は電気化学検出器より優れ
たものとして区別されている。電気化学的な検出器は検
出領域に入った粒子とかスペシース(種)が受ける化学
的変化に対応する電気的な効果を含むものである。電気
的な検出器は検出領域に入った粒子とかスペシースの電
流または電流のコンダクタンスまたは抵抗の変化に応答
するものである。電気的検出器においては、化学的な反
応は不必要であり、要求されない。CZEのために現存
する電気的または電気化学的な検出器はカラム中または
オンカラムまたはポストカラム検出法が使用された高い
電圧から検出プロセスが干渉されないように用いられる
。
たものとして区別されている。電気化学的な検出器は検
出領域に入った粒子とかスペシース(種)が受ける化学
的変化に対応する電気的な効果を含むものである。電気
的な検出器は検出領域に入った粒子とかスペシースの電
流または電流のコンダクタンスまたは抵抗の変化に応答
するものである。電気的検出器においては、化学的な反
応は不必要であり、要求されない。CZEのために現存
する電気的または電気化学的な検出器はカラム中または
オンカラムまたはポストカラム検出法が使用された高い
電圧から検出プロセスが干渉されないように用いられる
。
【0005】ある方法はレーザを用いて毛細管の中に4
0μm直径の孔を構成する。その後に小さな白金線の電
極がそれらの孔の中でオンカラム導電率を実行するため
に配置される。分離のために設けられる高い電界からの
背景雑音を最小にするためにはこれらの電極を毛細管の
反対側に正確に位置させることが臨界的に要求されてい
ることが示されている(ハング等のアナリティカル
ケミストリ59(1987),2747−2749)。 米国特許出願番号NO. 443,059号、1989
年11月28日出願によるザーレ等によるオンカラム導
電検出器が示されており、そこにおいてオンカラム検出
電極は分離マイクロカラムの出口に接して配置されてい
る。 電極はそれらの端部だけで導電率が測定されるように電
極の側面は電気的絶縁材料により覆われている。他の方
法は毛細管における毛細管を多孔性のガラスの毛細管で
覆い、オフカラムの電気検出を行うものである。(ウォ
ーリングフォード等のアナリティカル ケミストリ5
9(1989),1762−1766)。
0μm直径の孔を構成する。その後に小さな白金線の電
極がそれらの孔の中でオンカラム導電率を実行するため
に配置される。分離のために設けられる高い電界からの
背景雑音を最小にするためにはこれらの電極を毛細管の
反対側に正確に位置させることが臨界的に要求されてい
ることが示されている(ハング等のアナリティカル
ケミストリ59(1987),2747−2749)。 米国特許出願番号NO. 443,059号、1989
年11月28日出願によるザーレ等によるオンカラム導
電検出器が示されており、そこにおいてオンカラム検出
電極は分離マイクロカラムの出口に接して配置されてい
る。 電極はそれらの端部だけで導電率が測定されるように電
極の側面は電気的絶縁材料により覆われている。他の方
法は毛細管における毛細管を多孔性のガラスの毛細管で
覆い、オフカラムの電気検出を行うものである。(ウォ
ーリングフォード等のアナリティカル ケミストリ5
9(1989),1762−1766)。
【0006】電流検出システムにおいては良い結果が得
られているが、それらはそこに用いられる構造の製造が
難しいこと,高価であること,しばしば信頼性を欠くこ
とにおいて不満足である。これによりこれらはCZEに
おける電気化学的検出の両モードの良く知られている応
用にのみ制限的に用いられている。ユーイング等のアナ
リティカル ケミストリ61(1989),292A
−303A、クールのアナリティカル ケミストリ6
2(1990),403R−414R、ハング等のアナ
リティカル ケミストリ61(1989),766−
770、ハング等のジャーナル オブ クロマトグ
ラフィ425(1988),385−390、ハング等
のジャーナル オブ クロマトグラフィ480(1
989),285−288、ウォーリングフォード等の
アナリティカル ケミストリ60(1988),19
72−1975、ウォーリングフォード等のアナリティ
カル ケミストリ60(1988),258−263
、ウォーリングフォード等のジャーナル オブクロマ
トグラフィ441(1988),299−309、とウ
ォーリングフォード等のアナリティカル ケミストリ
61(1989)98−100を参照されたい。
られているが、それらはそこに用いられる構造の製造が
難しいこと,高価であること,しばしば信頼性を欠くこ
とにおいて不満足である。これによりこれらはCZEに
おける電気化学的検出の両モードの良く知られている応
用にのみ制限的に用いられている。ユーイング等のアナ
リティカル ケミストリ61(1989),292A
−303A、クールのアナリティカル ケミストリ6
2(1990),403R−414R、ハング等のアナ
リティカル ケミストリ61(1989),766−
770、ハング等のジャーナル オブ クロマトグ
ラフィ425(1988),385−390、ハング等
のジャーナル オブ クロマトグラフィ480(1
989),285−288、ウォーリングフォード等の
アナリティカル ケミストリ60(1988),19
72−1975、ウォーリングフォード等のアナリティ
カル ケミストリ60(1988),258−263
、ウォーリングフォード等のジャーナル オブクロマ
トグラフィ441(1988),299−309、とウ
ォーリングフォード等のアナリティカル ケミストリ
61(1989)98−100を参照されたい。
【0007】
【発明の目的】本発明の第1の目的はCZE法において
有効な検出量中の極めて少ないサンプル要素に対応する
ことができる信頼性が高く、比較的に安価なオフカラム
の電気的および電気化学的検出器を提供することにある
。本発明の他の目的はCZE分離に用いられる毛細管に
発生する高い電圧降下に関連する検出上の問題を除去す
ることができるカラム端の導電率または電流測定電極を
提供することにある。
有効な検出量中の極めて少ないサンプル要素に対応する
ことができる信頼性が高く、比較的に安価なオフカラム
の電気的および電気化学的検出器を提供することにある
。本発明の他の目的はCZE分離に用いられる毛細管に
発生する高い電圧降下に関連する検出上の問題を除去す
ることができるカラム端の導電率または電流測定電極を
提供することにある。
【0008】
【発明の要約】これらおよびその他の目的はCZEのた
めの導電率測定または電流測定検出器において達成され
るものであって、それらの検出用のマイクロ電極は分離
用毛細管の出口に配置される。これらの“出口端検出器
”は製造が容易である。それらはCZE分離の間に印加
される高い電圧によって発生する電気的な干渉の影響を
受けない。さらにエンドカラム(カラム端検出器)は既
に存在するオンカラム導電率測定法およびポストカラム
電流電極法に匹敵する検出感度を持ちうるものであって
、この解決にほとんど犠牲を払っていない(ユーイング
等のアナリティカル ケミストリ61(1989),
292A−303A、ハング等のアナリティカル ケ
ミストリ59(1987),2747−2749、とハ
ング等のアナリティカル ケミストリ61(1989
),766−770)。典型的な動作条件においてエン
ド−カラム式CZE導電率測定器の使用においてはオン
カラムCZE導電率測定器と比較して25%だけ余分な
領域を持つ必要があることが見出されている。カラム端
電流測定法においては検出リミットは56アトモル(a
mol)ほど低く、そして効率はカテコールについて論
理段は143,000であった。
めの導電率測定または電流測定検出器において達成され
るものであって、それらの検出用のマイクロ電極は分離
用毛細管の出口に配置される。これらの“出口端検出器
”は製造が容易である。それらはCZE分離の間に印加
される高い電圧によって発生する電気的な干渉の影響を
受けない。さらにエンドカラム(カラム端検出器)は既
に存在するオンカラム導電率測定法およびポストカラム
電流電極法に匹敵する検出感度を持ちうるものであって
、この解決にほとんど犠牲を払っていない(ユーイング
等のアナリティカル ケミストリ61(1989),
292A−303A、ハング等のアナリティカル ケ
ミストリ59(1987),2747−2749、とハ
ング等のアナリティカル ケミストリ61(1989
),766−770)。典型的な動作条件においてエン
ド−カラム式CZE導電率測定器の使用においてはオン
カラムCZE導電率測定器と比較して25%だけ余分な
領域を持つ必要があることが見出されている。カラム端
電流測定法においては検出リミットは56アトモル(a
mol)ほど低く、そして効率はカテコールについて論
理段は143,000であった。
【0009】
【実施例】図1はカラム端導電率検出器を用いたCZE
分離装置を示す図である。分離用の毛細管100は内径
が80μm,外径が354μmであって、溶融珪素のマ
イクロカラムであって、その長さは60cmである(ポ
リマイクロ テクノロジー社,フェニックス アリ
ゾナ)。反転可能な高電圧電力供給装置110(R50
B形,ニューヨーク ブルスターのヒポトロニクス社
)は接地電圧に対して分離用毛細管の出口において0〜
30KVの可変電圧を提供することができる。
分離装置を示す図である。分離用の毛細管100は内径
が80μm,外径が354μmであって、溶融珪素のマ
イクロカラムであって、その長さは60cmである(ポ
リマイクロ テクノロジー社,フェニックス アリ
ゾナ)。反転可能な高電圧電力供給装置110(R50
B形,ニューヨーク ブルスターのヒポトロニクス社
)は接地電圧に対して分離用毛細管の出口において0〜
30KVの可変電圧を提供することができる。
【0010】この毛細管は支援用の電解液が充填されて
おり、プラスチックジャケット200の中の検出用のマ
イクロ電極の近くで終わりになっている。このジャケッ
トはほぼ25mmの長さであって、その直径はほぼ6.
4mmである。入口容器120と出口容器130にも同
様に支援用電解液が入っており、その結果、液体が充填
されている毛細管100はそれらの間に連続する溶液お
よび電気的な接続を作り出している。後述するように毛
細管の中に存在する電解質はプラスチックジャケット2
00に設けられた孔290により出口側の容器に流れ込
む。前記ジャケットは出口容器の1つの壁から部分的に
内部に挿入されて、そこで支持されている。効果的な電
気輸送の電圧が電源110から導線140と150と接
地電極170と電極160を介して供給されている。検
出用のマイクロ電極(後述する)はプラスチックジャケ
ット290の内部の毛細管100の出口に位置させられ
ている。カラム端導電率検出器の出力は電解質の中の材
料の関数と変わるものであるが、その出力は配線20を
介して導電率系180に導かれ、そこで記録される。導
電率の計測は検出用のマイクロ電極と接地電極170と
の間において成される。
おり、プラスチックジャケット200の中の検出用のマ
イクロ電極の近くで終わりになっている。このジャケッ
トはほぼ25mmの長さであって、その直径はほぼ6.
4mmである。入口容器120と出口容器130にも同
様に支援用電解液が入っており、その結果、液体が充填
されている毛細管100はそれらの間に連続する溶液お
よび電気的な接続を作り出している。後述するように毛
細管の中に存在する電解質はプラスチックジャケット2
00に設けられた孔290により出口側の容器に流れ込
む。前記ジャケットは出口容器の1つの壁から部分的に
内部に挿入されて、そこで支持されている。効果的な電
気輸送の電圧が電源110から導線140と150と接
地電極170と電極160を介して供給されている。検
出用のマイクロ電極(後述する)はプラスチックジャケ
ット290の内部の毛細管100の出口に位置させられ
ている。カラム端導電率検出器の出力は電解質の中の材
料の関数と変わるものであるが、その出力は配線20を
介して導電率系180に導かれ、そこで記録される。導
電率の計測は検出用のマイクロ電極と接地電極170と
の間において成される。
【0011】図2はプラスチックジャケット組立の断面
図である。リード線270は長さ1cmの溶融シリカの
毛細管220の中に位置させられており(150μm内
径,355μm外径,ポリマイクロ テクノロジー社
)、プラスチックジャケットの中の中間位置まで延びて
いる。同様に分離用毛細管100はプラスチックジャケ
ットの中間に他の方向から延びてきている。エポキシ樹
脂210とテフロン(登録商標)のワッシャー240が
毛細管220の支持体を形成している。同様にしてエポ
キシ250とテフロン(登録商標)のワッシャー260
が分離用毛細管100の支持体を形成している。プラス
チックジャケットの中間部の回りには毛細管220と分
離用毛細管100が位置させられているチャンネル28
0が形成されている。このチャンネルはその両端をそれ
ぞれテフロン(登録商標)のワッシャー240と260
で密封されている。孔290がプラスチックジャケット
の一面に設けられており、検出用マイクロ電極に沿って
前記溶液が分離用毛細管100から流れ出て容器130
に流れ込むように設けられている。
図である。リード線270は長さ1cmの溶融シリカの
毛細管220の中に位置させられており(150μm内
径,355μm外径,ポリマイクロ テクノロジー社
)、プラスチックジャケットの中の中間位置まで延びて
いる。同様に分離用毛細管100はプラスチックジャケ
ットの中間に他の方向から延びてきている。エポキシ樹
脂210とテフロン(登録商標)のワッシャー240が
毛細管220の支持体を形成している。同様にしてエポ
キシ250とテフロン(登録商標)のワッシャー260
が分離用毛細管100の支持体を形成している。プラス
チックジャケットの中間部の回りには毛細管220と分
離用毛細管100が位置させられているチャンネル28
0が形成されている。このチャンネルはその両端をそれ
ぞれテフロン(登録商標)のワッシャー240と260
で密封されている。孔290がプラスチックジャケット
の一面に設けられており、検出用マイクロ電極に沿って
前記溶液が分離用毛細管100から流れ出て容器130
に流れ込むように設けられている。
【0012】図3は検出用のマイクロ電極300を拡大
して示した図であって、そのマイクロ電極は50μm直
径の白金線(カリフォルニア ファイン ワイヤ社
,カリフォルニア州 グローバー市)製である。マイ
クロ電極は毛細管220の中心に設けられており、エポ
キシ310(トールシール,マサチュセッツ州 レキ
シントン,バリアン社)によって保持固定させられてい
る。マイクロ電極の表面は分離電極の出口に対面させら
れており、砂磨きにより平坦にされている。
して示した図であって、そのマイクロ電極は50μm直
径の白金線(カリフォルニア ファイン ワイヤ社
,カリフォルニア州 グローバー市)製である。マイ
クロ電極は毛細管220の中心に設けられており、エポ
キシ310(トールシール,マサチュセッツ州 レキ
シントン,バリアン社)によって保持固定させられてい
る。マイクロ電極の表面は分離電極の出口に対面させら
れており、砂磨きにより平坦にされている。
【0013】毛細管220の端部は分離用毛細管に対面
しており、短いがより大きな支持用の溶融シリカ毛細管
320(ほぼ355μmの内径を持っている)により位
置させられており、それはリングまたはカラー構造をし
ている。毛細管220の外表面は毛細管320の内表面
にエポキシにより密封固定されている。毛細管320の
他端は分離用毛細管100の出力口から1乃至2mm離
れており、ほぼ検出用電極300に対して僅かに突き出
している。これにより、分離用の毛細管100と毛細管
220の間に壁状で1〜5μmの空隙、より好ましくは
1〜2μmの空隙、をもつ1乃至2mmの長さをもち、
出口容器に開口290を介して放出される溶出液用のた
めの、ギャップ330が残される。溶質ギャップの形状
は何はともあれ、分析のために分離用毛細管に注入され
た試料の量に依存する。本発明による導電検出器では、
各々の要素領域または帯域の抵抗は各々の前記帯域が前
記溶質ギャップを流れるときの抵抗として測定される。 もしギャップの長さが長すぎて1つのバンドを越えると
きには溶質ギャップを通過する時間によって測定に干渉
が発生する。壁の分離距離を減少させることによってギ
ャップの長さを短くすることができるが、付随して死容
量(デッドボリューム)の増加をもたらすという欠点が
現れる。
しており、短いがより大きな支持用の溶融シリカ毛細管
320(ほぼ355μmの内径を持っている)により位
置させられており、それはリングまたはカラー構造をし
ている。毛細管220の外表面は毛細管320の内表面
にエポキシにより密封固定されている。毛細管320の
他端は分離用毛細管100の出力口から1乃至2mm離
れており、ほぼ検出用電極300に対して僅かに突き出
している。これにより、分離用の毛細管100と毛細管
220の間に壁状で1〜5μmの空隙、より好ましくは
1〜2μmの空隙、をもつ1乃至2mmの長さをもち、
出口容器に開口290を介して放出される溶出液用のた
めの、ギャップ330が残される。溶質ギャップの形状
は何はともあれ、分析のために分離用毛細管に注入され
た試料の量に依存する。本発明による導電検出器では、
各々の要素領域または帯域の抵抗は各々の前記帯域が前
記溶質ギャップを流れるときの抵抗として測定される。 もしギャップの長さが長すぎて1つのバンドを越えると
きには溶質ギャップを通過する時間によって測定に干渉
が発生する。壁の分離距離を減少させることによってギ
ャップの長さを短くすることができるが、付随して死容
量(デッドボリューム)の増加をもたらすという欠点が
現れる。
【0014】図4は電流計測のためのCZEシステムの
略図である。分離用毛細管400は溶融シリカの毛細管
で5μmの内径と140μmの外径を持っており、ポリ
マイクロテクノロジー社(アリゾナ,フェニックス)の
ものである。この毛細管(50から70cmの長さ)で
プラスチック容器410を形成するステンレス製の金具
420(形状を誇張して示してある)により固定され、
その金具は容器の一方の壁にエポキシで固定されている
。この容器は電気化学的なセルとして機能する。前記金
具は電気泳動のためのカソードとして機能する。高い直
流電圧供給装置430が電気泳動のための電解を提供す
る。電極440はバッファ容器470中に配置されてお
り、電源に導線450により接続されている。同様に鋼
の口金420は電源に導線460により接続されている
。検出器480のマイクロ電極530(後述する)の端
部はプラスチック容器410の反対側に設けられている
切溝を介して操作させられ、顕微鏡で観察しながらマイ
クロマニュピュレータ(ニューポート422形)によっ
て、分離用毛細管400の端部に対向させられる。
略図である。分離用毛細管400は溶融シリカの毛細管
で5μmの内径と140μmの外径を持っており、ポリ
マイクロテクノロジー社(アリゾナ,フェニックス)の
ものである。この毛細管(50から70cmの長さ)で
プラスチック容器410を形成するステンレス製の金具
420(形状を誇張して示してある)により固定され、
その金具は容器の一方の壁にエポキシで固定されている
。この容器は電気化学的なセルとして機能する。前記金
具は電気泳動のためのカソードとして機能する。高い直
流電圧供給装置430が電気泳動のための電解を提供す
る。電極440はバッファ容器470中に配置されてお
り、電源に導線450により接続されている。同様に鋼
の口金420は電源に導線460により接続されている
。検出器480のマイクロ電極530(後述する)の端
部はプラスチック容器410の反対側に設けられている
切溝を介して操作させられ、顕微鏡で観察しながらマイ
クロマニュピュレータ(ニューポート422形)によっ
て、分離用毛細管400の端部に対向させられる。
【0015】図5は電流検出器の略図的な平面図である
。検出器を構成するために1本の炭素ファイバ,10μ
mの直径で南カリフォルニア州のグリーンビルのアムコ
パフォーマンス製作所製がガラスファイバのガラス
の毛細管500の中に吸い込まれている。この毛細管は
ファイバ530のまわりに垂直にマイクロ電極プーラー
によって引き延ばされている。このファイバ530はマ
イクロ電極として使用される。光学顕微鏡で観察しなが
ら一滴のエポキシ540が前記ファイバがガラスの毛細
管に入っているところに適用される。硬化した後にファ
イバは手術用のメスで0.1乃至1mmの長さを露出し
た状態で切断される。ガラスの毛細管の開口端には水銀
が充填され、ニクロム線590のある長さのものがその
中に挿入されてディーユーシーオー(DUCO)セメン
トを滴下して固める。
。検出器を構成するために1本の炭素ファイバ,10μ
mの直径で南カリフォルニア州のグリーンビルのアムコ
パフォーマンス製作所製がガラスファイバのガラス
の毛細管500の中に吸い込まれている。この毛細管は
ファイバ530のまわりに垂直にマイクロ電極プーラー
によって引き延ばされている。このファイバ530はマ
イクロ電極として使用される。光学顕微鏡で観察しなが
ら一滴のエポキシ540が前記ファイバがガラスの毛細
管に入っているところに適用される。硬化した後にファ
イバは手術用のメスで0.1乃至1mmの長さを露出し
た状態で切断される。ガラスの毛細管の開口端には水銀
が充填され、ニクロム線590のある長さのものがその
中に挿入されてディーユーシーオー(DUCO)セメン
トを滴下して固める。
【0016】炭素繊維の検出器は顕微鏡スライド510
にその繊維の一端がスライドの端から突出するように固
定されている。全体の検出器の組立はコネチカット州の
オリエール社のマイクロマニュピュレータ520に乗せ
られる。炭素繊維の先端が分離用毛細管の400の孔に
一致させられる。炭素繊維の先端の分離用毛細管の間の
距離はほぼ1乃至5μmである。炭素繊維電極530と
分離用毛細管400の出口は電気化学セル410のバッ
ファ液の中に沈められ、そこには参照電極550が配置
されている。参照電極550はポテンシオスタット57
0に配線560により接続されている。ニクロム線59
0はポテンシオスタットに配線580により配線されて
いる。
にその繊維の一端がスライドの端から突出するように固
定されている。全体の検出器の組立はコネチカット州の
オリエール社のマイクロマニュピュレータ520に乗せ
られる。炭素繊維の先端が分離用毛細管の400の孔に
一致させられる。炭素繊維の先端の分離用毛細管の間の
距離はほぼ1乃至5μmである。炭素繊維電極530と
分離用毛細管400の出口は電気化学セル410のバッ
ファ液の中に沈められ、そこには参照電極550が配置
されている。参照電極550はポテンシオスタット57
0に配線560により接続されている。ニクロム線59
0はポテンシオスタットに配線580により配線されて
いる。
【0017】(実 験)導電率検出 導電率の測定
のためにカラム端導電率検出器はCZE毛細管(図3参
照)の出口に直接に配置される。試料は毛細管の陰極側
または陽極側から入口を知られている高さ(7乃至12
cm)だけ出口に対してある一定の時間(5乃至10秒
)だけ高くすることにより重力によって導入された。
のためにカラム端導電率検出器はCZE毛細管(図3参
照)の出口に直接に配置される。試料は毛細管の陰極側
または陽極側から入口を知られている高さ(7乃至12
cm)だけ出口に対してある一定の時間(5乃至10秒
)だけ高くすることにより重力によって導入された。
【0018】電流検出 電流検出測定のためにセルは
0.1Mの塩化カリウムが支持電解液として導入された
。検出はナトリウム飽和カロメル参照電極(SSCE)
の2電極形状によって実行された。電気化学的検出は0
.8VSSCEで実行された。測定されるべき電流が低
い場合は装置の検出間を外界の雑音源の影響を極小にす
るためにファラデイケージの中に入れる必要があった。 注入は電気泳動により行われた。
0.1Mの塩化カリウムが支持電解液として導入された
。検出はナトリウム飽和カロメル参照電極(SSCE)
の2電極形状によって実行された。電気化学的検出は0
.8VSSCEで実行された。測定されるべき電流が低
い場合は装置の検出間を外界の雑音源の影響を極小にす
るためにファラデイケージの中に入れる必要があった。 注入は電気泳動により行われた。
【0019】化学物質 全ての化学物質はシグマ
ケミカル コーポレイション(ミズリー州,セントル
イス)から求めたものであって、さらに純化する必要は
ないのでそのまま精製しないで用いられた。導電率検出
は20mMのモルホリノエタンスルホン酸(MES)/
ヒスチジンpH6.0でそれに陽イオン界面活性剤,テ
トラジルトリメチル臭化アンモニウム(TTAB)より
なるバッファバッファ溶液を用いて,そこに添加される
(1mMの最終密度)。溶液として用いられる水は水浄
化装置(LD−2A形 メガピュア コーニング
ガラス社 ニューヨーク)のものが用いられた。電
流検出はMESを用いて行われた。しかしこれらのバッ
ファは固体の水酸化ナトリウムを添加することによって
希望するpHに調節された。カテコールアミンと貯蔵溶
液は0.1Mの可塩素酸中に0.01M溶液として準備
され、操作用のバッファを用いて希望する濃度に希釈さ
れた。
ケミカル コーポレイション(ミズリー州,セントル
イス)から求めたものであって、さらに純化する必要は
ないのでそのまま精製しないで用いられた。導電率検出
は20mMのモルホリノエタンスルホン酸(MES)/
ヒスチジンpH6.0でそれに陽イオン界面活性剤,テ
トラジルトリメチル臭化アンモニウム(TTAB)より
なるバッファバッファ溶液を用いて,そこに添加される
(1mMの最終密度)。溶液として用いられる水は水浄
化装置(LD−2A形 メガピュア コーニング
ガラス社 ニューヨーク)のものが用いられた。電
流検出はMESを用いて行われた。しかしこれらのバッ
ファは固体の水酸化ナトリウムを添加することによって
希望するpHに調節された。カテコールアミンと貯蔵溶
液は0.1Mの可塩素酸中に0.01M溶液として準備
され、操作用のバッファを用いて希望する濃度に希釈さ
れた。
【0020】結果および議論
カラム端導電率測定 図6は電気泳動のグラフを
示すものであってこれは6種類の異なる5×10−5M
の各カルボン酸が図1から図3に示されるCZE装置に
導入されて得られる。それらの酸はギ酸塩(ピーク1)
、酢酸塩(ピーク2)、プロピオン酸塩(ピーク3)、
酪酸塩(ピーク4)、吉草酸塩(ピーク5)、およびカ
プロン酸塩(ピーク6)である。バッファ液はMES/
HIS(それぞれ20mM)でpH6で1mMのTTA
Bを用いた。注入は重力により成された。感度と分解は
先に実験が成されたもの(アナリティカル ケミスト
リ61(1989),766−770のハング等による
実験結果を示す図1を参照)と極めて類似するものであ
る。バッファ液中のTTABは電気浸透圧,浸透圧流れ
の方向を逆転させるものであるから、電力供給の方向も
また最も動きやすいアニオンが最初に検出器にくるよう
に反転させた。
示すものであってこれは6種類の異なる5×10−5M
の各カルボン酸が図1から図3に示されるCZE装置に
導入されて得られる。それらの酸はギ酸塩(ピーク1)
、酢酸塩(ピーク2)、プロピオン酸塩(ピーク3)、
酪酸塩(ピーク4)、吉草酸塩(ピーク5)、およびカ
プロン酸塩(ピーク6)である。バッファ液はMES/
HIS(それぞれ20mM)でpH6で1mMのTTA
Bを用いた。注入は重力により成された。感度と分解は
先に実験が成されたもの(アナリティカル ケミスト
リ61(1989),766−770のハング等による
実験結果を示す図1を参照)と極めて類似するものであ
る。バッファ液中のTTABは電気浸透圧,浸透圧流れ
の方向を逆転させるものであるから、電力供給の方向も
また最も動きやすいアニオンが最初に検出器にくるよう
に反転させた。
【0021】このカラム端導電検出はオンカラム導電率
検出器よりも、より多くの死容量(デッドボリューム)
を持つ。この付加的なデッドボリュームは図3に示され
ている毛細管100,220,320間の溶質ギャップ
330から5乃至6nLに相当するだけのものであると
推定される。このデッドボリュームが分離効率に与える
効果を調べるために以下のような実験が行われた。安息
香酸陰イオン(C6 H5 COO− )が1×10−
5Mで注入されたときのピーク形状がオンカラムUV吸
収とカラム端導電率検出を用いて記録された。UV吸収
検出はカラム端の、導電率検出器位置よりも9cm上流
のところであるから、移動による追加される帯域幅の増
加は極小である(ハング等のジャーナル オブ ク
ロマトグラフィ480,(1984),95−110)
。カラム端導電率検出器から得られたピークはVU吸収
検出から得られたものよりも23%広いものであり、そ
れは23nLの注入によるものである。カラム端導電率
検出器の追加されるデッドボリュームに原因する余分な
帯域の拡大は予想される余分な拡大と比較することがで
きる。
検出器よりも、より多くの死容量(デッドボリューム)
を持つ。この付加的なデッドボリュームは図3に示され
ている毛細管100,220,320間の溶質ギャップ
330から5乃至6nLに相当するだけのものであると
推定される。このデッドボリュームが分離効率に与える
効果を調べるために以下のような実験が行われた。安息
香酸陰イオン(C6 H5 COO− )が1×10−
5Mで注入されたときのピーク形状がオンカラムUV吸
収とカラム端導電率検出を用いて記録された。UV吸収
検出はカラム端の、導電率検出器位置よりも9cm上流
のところであるから、移動による追加される帯域幅の増
加は極小である(ハング等のジャーナル オブ ク
ロマトグラフィ480,(1984),95−110)
。カラム端導電率検出器から得られたピークはVU吸収
検出から得られたものよりも23%広いものであり、そ
れは23nLの注入によるものである。カラム端導電率
検出器の追加されるデッドボリュームに原因する余分な
帯域の拡大は予想される余分な拡大と比較することがで
きる。
【0022】典型的な注入量(20nL)で80μmの
内径の毛細管において、この追加される領域拡大は25
%以下であり、これは非常に簡単な構成から得られる利
益に比較して適当な量であると思われる。さらに、カラ
ム端導電率検出器はどのような毛細管電気泳動システム
の排出口にも容易に適用されるものであり、それは極め
て簡単で一般的なCZEの用途を示唆するものである。 さらにくわえて、この発明による導電率検出器は内部の
基準が利用されるときにおいて、絶対的な基準における
量的な計測をすることができる。
内径の毛細管において、この追加される領域拡大は25
%以下であり、これは非常に簡単な構成から得られる利
益に比較して適当な量であると思われる。さらに、カラ
ム端導電率検出器はどのような毛細管電気泳動システム
の排出口にも容易に適用されるものであり、それは極め
て簡単で一般的なCZEの用途を示唆するものである。 さらにくわえて、この発明による導電率検出器は内部の
基準が利用されるときにおいて、絶対的な基準における
量的な計測をすることができる。
【0023】カラム端電流検出 前述したように、C
ZE装置の電流検出は、実質的に溶融シリカの毛細管と
炭素繊維のマイクロ電極を含むものである。本発明によ
るカラム端電流検出においては、電気泳動のために検出
電極を高い電解から分離する必要はないのであって、そ
の理由は分離用毛細管の孔の開口の外側における電圧降
下は無視できるほど小さいからである。マイクロ電極は
毛細管の開口に対面させられ、それと突き合わされてい
るが毛細管の中に挿入されるものではない。それにより
、毛細管の出力において薄い層のセルが形成される。こ
の実施例におけるマイクロ電極の直径は毛細管の内径の
ほぼ2倍であるから良好な酸化効率が得られる。検出器
の感度は円筒状の図5に示す炭素繊維電極が用いられる
ときは、円板状の電極が用いられる場合に比べてほぼ一
桁程度増加させられる。毛細管からの溶出は電極の回り
に鞘形状の流れを明確に形成するから、検出器において
より効果的な溶液の酸化が行われる。図7および図8に
おける電気泳動の分離の条件は分離電圧が20KV,電
気化学的検知機能電圧が0.7Vで注入は20KVで5
分間であった。
ZE装置の電流検出は、実質的に溶融シリカの毛細管と
炭素繊維のマイクロ電極を含むものである。本発明によ
るカラム端電流検出においては、電気泳動のために検出
電極を高い電解から分離する必要はないのであって、そ
の理由は分離用毛細管の孔の開口の外側における電圧降
下は無視できるほど小さいからである。マイクロ電極は
毛細管の開口に対面させられ、それと突き合わされてい
るが毛細管の中に挿入されるものではない。それにより
、毛細管の出力において薄い層のセルが形成される。こ
の実施例におけるマイクロ電極の直径は毛細管の内径の
ほぼ2倍であるから良好な酸化効率が得られる。検出器
の感度は円筒状の図5に示す炭素繊維電極が用いられる
ときは、円板状の電極が用いられる場合に比べてほぼ一
桁程度増加させられる。毛細管からの溶出は電極の回り
に鞘形状の流れを明確に形成するから、検出器において
より効果的な溶液の酸化が行われる。図7および図8に
おける電気泳動の分離の条件は分離電圧が20KV,電
気化学的検知機能電圧が0.7Vで注入は20KVで5
分間であった。
【0024】図7に示されている電気泳動図は等モル(
1×10−5M)の濃度のドーパミン(ピーク7)、イ
ソプロテレノール(ピーク8)、カテコール(ピーク9
)と3,4−ディハイドロオキシフェニル酢酸(ピーク
10)が5μmの内径の毛細管であって、56.6cm
の長さにおいて得られたものである。カチオンと中性物
質とアニオンはこの技術をもってしても容易に分離され
ない。
1×10−5M)の濃度のドーパミン(ピーク7)、イ
ソプロテレノール(ピーク8)、カテコール(ピーク9
)と3,4−ディハイドロオキシフェニル酢酸(ピーク
10)が5μmの内径の毛細管であって、56.6cm
の長さにおいて得られたものである。カチオンと中性物
質とアニオンはこの技術をもってしても容易に分離され
ない。
【0025】図8はこの検出システムの直線性の別の研
究によって得られたものである。等モル(5×10−6
)のドーパミンの混合物(ピーク11)と、イソプロテ
ノール(ピーク12)と、カテコール(ピーク13)は
内径5μmで長さ56.6cmの毛細管に注入された。 ピークは960アトモル(amol)ドーパミン、87
0アトモル(amol)イソプロテレノールと560ア
トモル(amol)カテコールに対応する。この分離を
最適化するために特別の配慮はしていない。実験溶液の
ための較正曲線(カリブレーションカーブ)が計算され
た。一組の実験においてカテコールの検出は注入全量が
1.13フェムトモル(fmol)から0.113ピコ
モル(pmol)(10−5から10−3)に渡って行
われた。直線回帰分析により、傾斜と相関係数について
、それぞれ7.7×10−3と0.991を得た。
究によって得られたものである。等モル(5×10−6
)のドーパミンの混合物(ピーク11)と、イソプロテ
ノール(ピーク12)と、カテコール(ピーク13)は
内径5μmで長さ56.6cmの毛細管に注入された。 ピークは960アトモル(amol)ドーパミン、87
0アトモル(amol)イソプロテレノールと560ア
トモル(amol)カテコールに対応する。この分離を
最適化するために特別の配慮はしていない。実験溶液の
ための較正曲線(カリブレーションカーブ)が計算され
た。一組の実験においてカテコールの検出は注入全量が
1.13フェムトモル(fmol)から0.113ピコ
モル(pmol)(10−5から10−3)に渡って行
われた。直線回帰分析により、傾斜と相関係数について
、それぞれ7.7×10−3と0.991を得た。
【0026】他の実験において、ドーパミン、イソプロ
テノールとカテコールの検出によって、平均全注入量が
80アトモル(amol)から4.0フェムトモル(f
mol)(5.0×10−7から2.5×10−5M)
において行われた。直線回帰分析により、相関係数につ
いて0.998がDAについて,0.999がIPにつ
いて、0.993がCATについて得られた。これらの
化合物のための検出の電解はDAについては64アトモ
ル(amol)、IPについては70アトモル(amo
l)、CATについては56アトモル(amol)(S
/N=2,ピークツウピークの雑音は10個以上のピー
クの幅により評価された)であった。これらの値は最も
少ない注入量により行われ、それは5×10−7M(8
0アトモル)である。
テノールとカテコールの検出によって、平均全注入量が
80アトモル(amol)から4.0フェムトモル(f
mol)(5.0×10−7から2.5×10−5M)
において行われた。直線回帰分析により、相関係数につ
いて0.998がDAについて,0.999がIPにつ
いて、0.993がCATについて得られた。これらの
化合物のための検出の電解はDAについては64アトモ
ル(amol)、IPについては70アトモル(amo
l)、CATについては56アトモル(amol)(S
/N=2,ピークツウピークの雑音は10個以上のピー
クの幅により評価された)であった。これらの値は最も
少ない注入量により行われ、それは5×10−7M(8
0アトモル)である。
【0027】本発明は前述した好適な実施例について特
定の実施例を示してなされたものであり、実施例は例示
のために示されたもので、発明の範囲を限定するもので
はなく、発明の範囲は添付の特許請求の範囲により規定
されるべきものであると理解されたい。
定の実施例を示してなされたものであり、実施例は例示
のために示されたもので、発明の範囲を限定するもので
はなく、発明の範囲は添付の特許請求の範囲により規定
されるべきものであると理解されたい。
【図1】カラム端導電率検出器を用いたCZE分離装置
の略図である。
の略図である。
【図2】プラスチックジャケット組立の断面図である。
【図3】カラム端検出用のマイクロ電極の拡大図である
。
。
【図4】カラム端電流検出器を用いたCZE分離装置の
略図である。
略図である。
【図5】電流検出方式によるカラム端の略図を示してい
る。
る。
【図6】カラム端導電率検出によって得られた電気泳動
図である。
図である。
【図7】カラム端電流検出法によって得られた電気泳動
図である。
図である。
【図8】カラム端電流検出法によって得られた電気泳動
図である。
図である。
100 分離用毛細管
110 電源
120 入口容器
130 出口容器
140,150 導線
160 電極
170 接地電極
180 導電率計
200 プラスチックジャケット
210 エポキシ
220 毛細管
240 テフロンのワッシャ
250 エポキシ樹脂接着剤
260 テフロンのワッシャ
270 導線
280 チャンネル
290 孔
300 マイクロ電極
310 エポキシ樹脂接着剤
320 毛細管
330 隙間
400 分離用毛細管
410 プラスチック容器
420 ステンレスの止め金
430 高圧直流電源
440 電極
450 導線
470 バッハァ用の容器
480 検出器
500 ガラス毛細管
510 顕微鏡のスライド
520 マイクロマニュピュレータ
530 マイクロ電極(炭素繊維電極)550 参
照用電極 560 リード線 590 ニクロム線
照用電極 560 リード線 590 ニクロム線
Claims (12)
- 【請求項1】 出口端をもちそこから電気泳動的に分
離された溶質液が流れ出す出口をもつ分離用毛細管と、
バッファ溶液を前記分離用毛細管の出口端がそのバッフ
ァ領域に浸積されている容器と前記分離用毛細管の出口
端から離れてバッファ領域内に前記分離用毛細管から流
出する流出物に応答するように配置されている検出電極
を含む、毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項2】 前記検出電極と出口間の距離は流出液
が分離用電極からの流出する液がバッファ液によって実
質的に希釈されないような小さな距離である請求項1記
載の毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の装置において、さらに
検出用電極が挿入されている第2の毛細管がもうけられ
ており、前記第2の毛細管は前記分離用毛細管の出口か
ら離れて配置され,流出液が流れ出す流出ギャップを規
定するものである毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の装置において、さらに
溶質が流れ出す溶質ギャップを形成するための手段が配
置されている毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の装置において、前記容
器内に接地電極が設けられており、前記接地電極と検出
電極は溶液の抵抗を検出するための電極対を形成する毛
細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項6】 請求項3記載の装置において、容器中
にはさらに接地電極を用いられており、前記接地電極と
前記検出電極は溶質電気の抵抗を検出するための対の電
極を形成する毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項7】 請求項4記載の装置において、容器中
に接地電極が設けられており、前記接地電極と前記検出
電極は溶質電気の抵抗を検出するための対の電極を形成
するものである毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項8】 請求項1記載の装置において、前記検
出電極と前記出口端との距離は前記分離用毛細管から流
出する流出液が前記検出電極に実質的に連続的に接触す
るように十分小さいものである毛細管ゾーン電気泳動法
用の装置。 - 【請求項9】 請求項1記載の装置はさらに参照電極
を容器中に含み、前記参照電極と検出電極は検出電極位
置において、電気化学的な反応を検出するための電極対
を形成する毛細管ゾーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項10】 請求項8記載の装置において、容器
中に参照電極が設けられており、前記参照電極と前記検
出電極は検出用電極位置における電気化学的反応を検出
するために1つの電極対を形成するものである毛細管ゾ
ーン電気泳動法用の装置。 - 【請求項11】 毛細管電気泳動法用の電気的な検出
方法であって、バッファ溶液容器中に分離用の毛細管出
口を配置する工程と、分離用毛細管の出口から十分小さ
な距離であり,分離用毛細管から流出した流出液がバッ
ファ液によって実質的に希釈されない程度の短い距離内
に検出電極を配置する工程と、バッファ溶液中に接地用
電極を配置する工程と、前記検出用の電極と接地電極間
に電流を流す工程と、溶出液が流れる溶出ギャップを形
成する工程と、電気泳動法による分離のために,前記分
離用毛細管に沿って,一方が出口である2点間に電圧を
印加する工程とを含む毛細管電気泳動法用の電気的な検
出方法。 - 【請求項12】 毛細管電気泳動法用の電気化学的な
検出方法であって、分離用毛細管の出口をバッファ溶液
の容器内に位置させる工程と、検出電極を前記流出口か
ら十分に短い距離で,前記流出物から溶質液が前記分離
用毛細管から流れ出したときに前記流出液が実質的に前
記検出電極に連続的に接触するような距離に検出電極を
配置する工程と、バッファ溶液中に参照電極を配置する
工程と、検出電極と参照電極間に電圧を設定する工程と
、前記毛細管の前記1点は前記出口である2点間に電圧
を印加する工程を含む、毛細管電気泳動法用の電気的な
検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/580,259 US5126023A (en) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | End-column electrical and electrochemical detector for capillary zone electrophoresis |
US07/580,259 | 1990-09-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04244955A true JPH04244955A (ja) | 1992-09-01 |
Family
ID=24320367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3259591A Withdrawn JPH04244955A (ja) | 1990-09-10 | 1991-09-10 | 毛細管ゾーン電気泳動法用のカラム端における電気および電気化学検出器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5126023A (ja) |
EP (1) | EP0475713B1 (ja) |
JP (1) | JPH04244955A (ja) |
CA (1) | CA2051006A1 (ja) |
DE (1) | DE69117622T2 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5244560A (en) * | 1992-12-29 | 1993-09-14 | The Regents Of The University Of California | Method of fabrication for capillary electrophoresis and electrochemical detector for the same |
US5417925A (en) * | 1993-04-16 | 1995-05-23 | Beckman Instruments, Inc. | Capillary and capillary retaining system |
US5605666A (en) * | 1993-04-16 | 1997-02-25 | Beckman Instruments, Inc. | Capillary retaining system |
US5342492A (en) * | 1993-09-01 | 1994-08-30 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | System for electrokinetic separation and detection where detection is performed at other than separation electric field |
GB9320286D0 (en) * | 1993-10-01 | 1993-11-17 | Drew Scient Ltd | Electro-chemical detector |
US5480525A (en) * | 1994-04-29 | 1996-01-02 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Machine-accessible electrochemical detector for capillary electrophoresis |
US5580435A (en) * | 1994-06-10 | 1996-12-03 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | System for detecting components of a sample in electrophoretic separation |
US5453170A (en) * | 1994-09-26 | 1995-09-26 | Ati Orion | Off-column detector for ion separation techniques |
US5545304A (en) * | 1995-05-15 | 1996-08-13 | Battelle Memorial Institute | Ion current detector for high pressure ion sources for monitoring separations |
KR0139245B1 (ko) * | 1995-06-05 | 1998-06-15 | 신재인 | 수직형 순환식 모세관형 수은 다발체 전극을 사용하는 전해방법과 그 장치 |
AU7170298A (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-24 | Orion Research Inc. | Capillary electrophoretic separation system |
DE19857627C2 (de) * | 1998-12-14 | 2001-08-16 | Univ Leipzig | Elektrochemischer Detektor für die Kapillarelektrophorese |
JP2000284447A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 自動現像機の処理補充液検出装置 |
EP1371975A1 (en) * | 2002-06-13 | 2003-12-17 | Stichting Voor De Technische Wetenschappen | Electrophoretic apparatus with protection for its detectors |
US7820020B2 (en) * | 2005-02-03 | 2010-10-26 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for plasma-enhanced physical vapor deposition of copper with RF source power applied through the workpiece with a lighter-than-copper carrier gas |
US9651520B2 (en) | 2010-02-25 | 2017-05-16 | Mettler-Toledo Thornton, Inc. | Microfluidic interface for a microchip |
CN112315464A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-05 | 东莞华贝电子科技有限公司 | 穿戴设备和电解质含量的检测方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI41214B (ja) * | 1968-03-27 | 1969-06-02 | Pekka Kivalo | |
CA1339779C (en) * | 1987-06-17 | 1998-03-24 | Xiao-Hua Huang | On-column conductivity detector for microcolumn electrokinetic separations |
US4909919A (en) * | 1988-11-22 | 1990-03-20 | The Regents Of The University Of Michigan | Velocity modulated capillary electrophoresis analysis system |
-
1990
- 1990-09-10 US US07/580,259 patent/US5126023A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-09 CA CA002051006A patent/CA2051006A1/en not_active Abandoned
- 1991-09-10 EP EP91308231A patent/EP0475713B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-10 DE DE69117622T patent/DE69117622T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-10 JP JP3259591A patent/JPH04244955A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69117622D1 (de) | 1996-04-11 |
US5126023A (en) | 1992-06-30 |
EP0475713A1 (en) | 1992-03-18 |
EP0475713B1 (en) | 1996-03-06 |
CA2051006A1 (en) | 1992-03-11 |
DE69117622T2 (de) | 1996-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ewing et al. | Electrochemical detection in microcolumn separations | |
JPH04244955A (ja) | 毛細管ゾーン電気泳動法用のカラム端における電気および電気化学検出器 | |
Ye et al. | Amperometric detection in capillary electrophoresis with normal size electrodes | |
Jin et al. | Determination of diclofenac sodium by capillary zone electrophoresis with electrochemical detection | |
Moini | Capillary electrophoresis mass spectrometry and its application to the analysis of biological mixtures | |
Wallingford et al. | Amperometric detection of catechols in capillary zone electrophoresis with normal and micellar solutions | |
US4908116A (en) | Capillary electrophoretic device employing structure permitting electrical contact through ionic movement | |
EP0260635B1 (en) | Electrophoresis-mass spectrometry probe | |
Kappes et al. | Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species | |
Nann et al. | Potentiometric detection of anions separated by capillary electrophoresis using an ion-selective microelectrode | |
CN106999797B (zh) | 用于分离分子的设备和方法 | |
Curry Jr et al. | Electrochemical detection for capillary electrophoresis | |
US5169510A (en) | Ion-permeable polymer joint for use in capillary electrophoresis | |
Chen et al. | Capillary electrophoresis with amperometric detection using a porous cellulose acetate joint | |
Huang et al. | Determination of sugars by capillary electrophoresis with electrochemical detection using cuprous oxide modified electrodes | |
US5472584A (en) | Method and apparatus for improved detection of ionic species by capillary electrophoresis | |
Matysik | End‐column electrochemical detection for capillary electrophoresis | |
US5571398A (en) | Precise capillary electrophoretic interface for sample collection or analysis | |
US5614073A (en) | Method and apparatus for detection of underivatized amines and amino acids utilizing end column addition of Ru(bpy)32+ | |
Tüdös et al. | An electrochemical detector cell for open tubular liquid chromatography and capillary electrophoresis | |
Jin et al. | A new method of quantification of pipemidic acid by capillary zone electrophoresis with end‐column amperometric detection | |
Chiu et al. | Coaxial capillary and conductive capillary interfaces for collection of fractions isolated by capillary electrophoresis | |
USRE35102E (en) | Capillary electrophoretic device employing structure permitting electrical contact through ionic movement | |
JPH0894578A (ja) | キャピラリー電気泳動装置 | |
EP0558742B1 (en) | Electrophoresis with chemically suppressed detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |