JPH08261987A - 電気泳動法に使用される毛細管の形成方法及び電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動法に使用される毛細管の形成方法及び電気泳動装置Info
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- JPH08261987A JPH08261987A JP8061975A JP6197596A JPH08261987A JP H08261987 A JPH08261987 A JP H08261987A JP 8061975 A JP8061975 A JP 8061975A JP 6197596 A JP6197596 A JP 6197596A JP H08261987 A JPH08261987 A JP H08261987A
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- 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】
【課題】 毛細管電気泳動法における電界分布４８の均
一性を向上させて精度を向上させるのに使用される毛細
管１１の形成方法を提供する。 【解決手段】 毛細管の形成方法は、内径、内外表面、
及び該内外表面と一般に直角をなす端面を有する、毛細
管の入口端末部分１５を選択するステップ；前記入口端
末部分が前記端面への接近とともに内径を拡大させる平
滑な輪郭を有するよう該入口端末部分の前記内表面４７
ａ，４７ｂから材料を除去するステップ；から成る。
一性を向上させて精度を向上させるのに使用される毛細
管１１の形成方法を提供する。 【解決手段】 毛細管の形成方法は、内径、内外表面、
及び該内外表面と一般に直角をなす端面を有する、毛細
管の入口端末部分１５を選択するステップ；前記入口端
末部分が前記端面への接近とともに内径を拡大させる平
滑な輪郭を有するよう該入口端末部分の前記内表面４７
ａ，４７ｂから材料を除去するステップ；から成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料の電気泳動分
離のための装置と技法に関する。
離のための装置と技法に関する。
【０００２】
【技術背景】電気泳動法、即ち、試料中の生物学的に重
要な分子を分離する分析技術、の諸用途には、試料の均
一性を決めること、タンパク質及び核酸の分子量を決定
すること、核酸の一次構造のマッピング、即ち、ＤＮＡ
及びＲＮＡの配列解析をすること、及びタンパク質の表
現型分散（ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ ｖａｒｉａｎｃｅ）
を分子レベルで定めることが含まれる。電気泳動の技法
は、各分子種は、質量、大きさ、形状、電荷、密度、及
びサブユニット構造の特異的組合せを有しており、その
特異的組合せが電界に応答する易動度の差異を生ずる、
という事実を拠り所としている。種々の電気泳動の技法
は、これらの性質の１つ以上を使って、不変又は可変電
界の下で分子種のマイグレーション（ｍｉｇｒａｔｉｏ
ｎ）を媒介として分子の分離度に変化を与えるものであ
る。
要な分子を分離する分析技術、の諸用途には、試料の均
一性を決めること、タンパク質及び核酸の分子量を決定
すること、核酸の一次構造のマッピング、即ち、ＤＮＡ
及びＲＮＡの配列解析をすること、及びタンパク質の表
現型分散（ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ ｖａｒｉａｎｃｅ）
を分子レベルで定めることが含まれる。電気泳動の技法
は、各分子種は、質量、大きさ、形状、電荷、密度、及
びサブユニット構造の特異的組合せを有しており、その
特異的組合せが電界に応答する易動度の差異を生ずる、
という事実を拠り所としている。種々の電気泳動の技法
は、これらの性質の１つ以上を使って、不変又は可変電
界の下で分子種のマイグレーション（ｍｉｇｒａｔｉｏ
ｎ）を媒介として分子の分離度に変化を与えるものであ
る。
【０００３】毛細管電気泳動法は、ゲル又は緩衝流体の
ような分離マトリックスが充填される毛細管を使用する
技術である。小量の試料を毛細管の１端に入れ、管に沿
って電位差を加える。種々の分子の電気泳動易動度の差
によって、毛細管の出口端に試料フラクション（ｆｒａ
ｃｔｉｏｎ）を分離現出させる。種々のフラクションの
鮮明なバンド（ｂａｎｄ）としてのマイグレーション及
び比較的短かくて明確に限定された時間に渡ってのそれ
らの現出は、分離及び後の同定の目的のためには望まし
いものである。それとは対照的に、もし試料構成成分が
毛細管の中で広く分散されるようなら、成分を同定し且
つ計量化することが困難となる。
ような分離マトリックスが充填される毛細管を使用する
技術である。小量の試料を毛細管の１端に入れ、管に沿
って電位差を加える。種々の分子の電気泳動易動度の差
によって、毛細管の出口端に試料フラクション（ｆｒａ
ｃｔｉｏｎ）を分離現出させる。種々のフラクションの
鮮明なバンド（ｂａｎｄ）としてのマイグレーション及
び比較的短かくて明確に限定された時間に渡ってのそれ
らの現出は、分離及び後の同定の目的のためには望まし
いものである。それとは対照的に、もし試料構成成分が
毛細管の中で広く分散されるようなら、成分を同定し且
つ計量化することが困難となる。
【０００４】適切な電界を設定することは、試料の正確
な分析を達成するための１つの要件である。管に沿って
加えられる電位差によって、管の縦軸方向に電界が作り
出される。例えば、２５ｃｍの長さをもつ毛細管は、５
ｋＶの電位差が毛細管に沿って印加されると、２００Ｖ
／ｃｍの電界強度を有することになる。縦軸方向の電界
を変化させれば、試料成分、即ち、フラクションのマイ
グレーション速度が変化する。
な分析を達成するための１つの要件である。管に沿って
加えられる電位差によって、管の縦軸方向に電界が作り
出される。例えば、２５ｃｍの長さをもつ毛細管は、５
ｋＶの電位差が毛細管に沿って印加されると、２００Ｖ
／ｃｍの電界強度を有することになる。縦軸方向の電界
を変化させれば、試料成分、即ち、フラクションのマイ
グレーション速度が変化する。
【０００５】縦軸方向の電界に加えて、半径方向の電界
も存在する。内側の管表面における電荷の蓄積は、毛細
管のマイグレーション経路を満たしている緩衝溶液由来
のアニオンの優先吸収に起因するものである。アニオン
の負の電荷は、正に帯電した移動緩衝イオンの薄層を引
きつける。半径方位の電界は、“ゼータ（ζ）電位”と
呼ばれるものである。
も存在する。内側の管表面における電荷の蓄積は、毛細
管のマイグレーション経路を満たしている緩衝溶液由来
のアニオンの優先吸収に起因するものである。アニオン
の負の電荷は、正に帯電した移動緩衝イオンの薄層を引
きつける。半径方位の電界は、“ゼータ（ζ）電位”と
呼ばれるものである。
【０００６】毛細管を横切る不均一な電界分布の１つの
重要な効果は、特定の試料成分の個々の分子が種々の速
度で加速される可能性があるということである。加速度
の変化は、試料の成分バンドを広げ、従ってその処理の
分離効率を低下させることになる。このことは毛細管の
容積状況で特に問題となることもある：何故なら、試料
は、しばしば非常に限定された容量で得られ、しかも電
気泳動分離の前にしばしば他の実験処理に供されるから
である。試料成分の電気泳動分散は、それらの分析を妨
げ、試料損失を来すことさえある。
重要な効果は、特定の試料成分の個々の分子が種々の速
度で加速される可能性があるということである。加速度
の変化は、試料の成分バンドを広げ、従ってその処理の
分離効率を低下させることになる。このことは毛細管の
容積状況で特に問題となることもある：何故なら、試料
は、しばしば非常に限定された容量で得られ、しかも電
気泳動分離の前にしばしば他の実験処理に供されるから
である。試料成分の電気泳動分散は、それらの分析を妨
げ、試料損失を来すことさえある。
【０００７】本発明の出願人に譲渡された、Ｙｏｕｎｇ
等に対する米国特許第５，２９０，５８７号では、電気
的不均一に対する管の感受性（ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌ
ｉｔｙ）を低減するように毛細管を作製する方法が記載
されている。毛細管の外壁に沿って抵抗性コーティング
が形成される。コーティングの抵抗性はコーティングの
長さ方向に均一であり、その結果、そのコーティングへ
電位差を印加すれば概して均一な電界が発生する。外部
から印加される電位差は、所望のゼータ電位が得られる
よう管のマイグレーション経路に沿う縦軸方向の電界に
ベクトル的に結合される。Ｙｏｕｎｇ等の毛細管組立法
は、電気泳動分離の精度を高めるのに用いてよい。しか
し、他の改良によってさらに精度を向上させることがで
きる。
等に対する米国特許第５，２９０，５８７号では、電気
的不均一に対する管の感受性（ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌ
ｉｔｙ）を低減するように毛細管を作製する方法が記載
されている。毛細管の外壁に沿って抵抗性コーティング
が形成される。コーティングの抵抗性はコーティングの
長さ方向に均一であり、その結果、そのコーティングへ
電位差を印加すれば概して均一な電界が発生する。外部
から印加される電位差は、所望のゼータ電位が得られる
よう管のマイグレーション経路に沿う縦軸方向の電界に
ベクトル的に結合される。Ｙｏｕｎｇ等の毛細管組立法
は、電気泳動分離の精度を高めるのに用いてよい。しか
し、他の改良によってさらに精度を向上させることがで
きる。
【０００８】必要とされるものは、毛細管電気泳動法に
おける電界分布の均一性を向上させる方法とシステムで
ある。
おける電界分布の均一性を向上させる方法とシステムで
ある。
【０００９】
【発明の目的】本発明は、上記した先願とは異なる手法
により、毛細管電気泳動法の精度を向上させる技術を提
供することを目的とする。
により、毛細管電気泳動法の精度を向上させる技術を提
供することを目的とする。
【００１０】
【発明の概要】本発明は、管の端末で、少なくとも管の
内表面から管の端末への移行部に関して、平滑な輪郭を
与えられるように、毛細管を形成する方法と装置を提供
するものである。材料を管の入口の端末部分から化学エ
ッチングによるなどして除去し、その結果、内表面に対
する鋭利なエッジ（ｅｄｇｅ）を除去する。好ましい具
体例では、材料の除去により、管の端末への接近をもっ
てその部分で管の内径を大きくする入口端末部分が与え
られる。
内表面から管の端末への移行部に関して、平滑な輪郭を
与えられるように、毛細管を形成する方法と装置を提供
するものである。材料を管の入口の端末部分から化学エ
ッチングによるなどして除去し、その結果、内表面に対
する鋭利なエッジ（ｅｄｇｅ）を除去する。好ましい具
体例では、材料の除去により、管の端末への接近をもっ
てその部分で管の内径を大きくする入口端末部分が与え
られる。
【００１１】毛細管電気泳動分離中の毛細管の電界分布
をモデル化することにより、端末部分の形状がその分布
に著しく影響を及ぼすことが見い出された。従来の毛細
管に沿って電位差が印加される時、電界密度の差は、端
末部分の鋭利なコーナー（ｃｏｒｎｅｒ）で限定される
傾向にちである。端末部分の不均一性のため、その両端
末を通って移動するイオンは、毛細管の中心軸に対する
イオンの位置によって様々に加速される可能性がある。
その結果として管へ挿入中、試料の分散が増大されるこ
ともあり、全体的分離処理効率に悪い影響を与えること
になる。試料の“分離”は、混合成分の試料のフラクシ
ョンを生ずる電気泳動の望ましい結果である。しかし、
“分散”は、成分分子の散乱に該当し、通常は、本技法
の好ましい帰結ではない。慣用的に形成された各毛細管
はそれ自体の電界密度を限定するという理由から、複数
の毛細管が連結される用途ではその悪効果は増大する。
をモデル化することにより、端末部分の形状がその分布
に著しく影響を及ぼすことが見い出された。従来の毛細
管に沿って電位差が印加される時、電界密度の差は、端
末部分の鋭利なコーナー（ｃｏｒｎｅｒ）で限定される
傾向にちである。端末部分の不均一性のため、その両端
末を通って移動するイオンは、毛細管の中心軸に対する
イオンの位置によって様々に加速される可能性がある。
その結果として管へ挿入中、試料の分散が増大されるこ
ともあり、全体的分離処理効率に悪い影響を与えること
になる。試料の“分離”は、混合成分の試料のフラクシ
ョンを生ずる電気泳動の望ましい結果である。しかし、
“分散”は、成分分子の散乱に該当し、通常は、本技法
の好ましい帰結ではない。慣用的に形成された各毛細管
はそれ自体の電界密度を限定するという理由から、複数
の毛細管が連結される用途ではその悪効果は増大する。
【００１２】本発明による毛細管の入口の端末部分の輪
郭を平滑にすることによって、挿入中試料の分散が減少
する。好ましい具体例では、内面から出口の端末表面へ
の移行部を平滑にするために、材料は、また出口端末部
分でも除去される。もし毛細管が互いに接合される場
合、各管は、平滑な輪郭を得るため両端末で処理され
る。
郭を平滑にすることによって、挿入中試料の分散が減少
する。好ましい具体例では、内面から出口の端末表面へ
の移行部を平滑にするために、材料は、また出口端末部
分でも除去される。もし毛細管が互いに接合される場
合、各管は、平滑な輪郭を得るため両端末で処理され
る。
【００１３】操作では、入口及び出口端末部分は分離緩
衝液容器へ挿入される。電気泳動分離を開始すべく毛細
管に沿って電位差を印加するために電極が用いられる。
端末部分において鋭利なエッジを除去することにより、
毛細管はその口径の端末部分が押し広げられ（フレアー
《ｆｌａｒｅ》され）、半径方向の電界分布が均一にな
る。平滑な輪郭は、フッ化水素を使用する化学エッチン
グ方法で得ることもできるが、他の技術も採用して得る
こともできる。
衝液容器へ挿入される。電気泳動分離を開始すべく毛細
管に沿って電位差を印加するために電極が用いられる。
端末部分において鋭利なエッジを除去することにより、
毛細管はその口径の端末部分が押し広げられ（フレアー
《ｆｌａｒｅ》され）、半径方向の電界分布が均一にな
る。平滑な輪郭は、フッ化水素を使用する化学エッチン
グ方法で得ることもできるが、他の技術も採用して得る
こともできる。
【００１４】本発明の利点は、試料分散が減少するこ
と、即ち、電気泳動処理中に分離される試料フラクショ
ンのバンドが狭められ、フラクションの同定および定量
化を容易にすることである。
と、即ち、電気泳動処理中に分離される試料フラクショ
ンのバンドが狭められ、フラクションの同定および定量
化を容易にすることである。
【００１５】
【発明の好ましい実施の形態】図１を参照して、入口端
末１４と出口端末１６を有する毛細管１２を含む従来の
電気泳動システム１０を示す。毛細管は、従来技術で知
られている種類のものである。その毛細管は、５０ミク
ロンの内径と１４０〜５００ミクロンの範囲にある外径
を有する溶融シリカの部材であってよいが、これらの寸
法は決定的なものではない。
末１４と出口端末１６を有する毛細管１２を含む従来の
電気泳動システム１０を示す。毛細管は、従来技術で知
られている種類のものである。その毛細管は、５０ミク
ロンの内径と１４０〜５００ミクロンの範囲にある外径
を有する溶融シリカの部材であってよいが、これらの寸
法は決定的なものではない。
【００１６】オン・カラム検出器１８は、毛細管１２の
長手方向に沿って配置される。紫外線吸収、蛍光、化学
発光、屈折率、又は伝導率検出器が一般に用いられる。
検出器を毛細管に光学的に結合することにより、毛細管
内部の移動の検出ができる。
長手方向に沿って配置される。紫外線吸収、蛍光、化学
発光、屈折率、又は伝導率検出器が一般に用いられる。
検出器を毛細管に光学的に結合することにより、毛細管
内部の移動の検出ができる。
【００１７】毛細管１２の入口端末１４が緩衝液容器２
２ａに挿入される。検出器１８の反対側では、管１２の
出口１６が緩衝液容器２２ｂに挿入される。緩衝液容器
２２ａ〜ｂは、管１２の内容物と流通状態にある。緩衝
液容器２２ａ〜ｂは、それぞれ保持具２０ａ〜ｂの内部
に示されている。２つの保持具２０ａ〜ｂと検出器１８
は、テーブル２８上に搭載した形で示されている。
２ａに挿入される。検出器１８の反対側では、管１２の
出口１６が緩衝液容器２２ｂに挿入される。緩衝液容器
２２ａ〜ｂは、管１２の内容物と流通状態にある。緩衝
液容器２２ａ〜ｂは、それぞれ保持具２０ａ〜ｂの内部
に示されている。２つの保持具２０ａ〜ｂと検出器１８
は、テーブル２８上に搭載した形で示されている。
【００１８】高圧電源３４は、緩衝液容器２２ａ〜ｂに
接続される。第一のリード線３２は、容器２２ａに第一
の電極３３を付けるために用いられる。同様に、第二の
リード線３６は、容器２２ｂに第二の電極３８を付ける
ために用いられる。電源３４は、管１２の両端末間に電
位差を与える。電気泳動される試料のマイグレーション
は、矢印３０に沿って、即ち、管１２の入口１４から出
口１６に向かって流れる。試料フラクションは、管１２
の長手方向に沿って１つ以上の次の因子：電荷、質量、
大きさ、形状、密度、及びサブユニット構造に応じて分
離する。
接続される。第一のリード線３２は、容器２２ａに第一
の電極３３を付けるために用いられる。同様に、第二の
リード線３６は、容器２２ｂに第二の電極３８を付ける
ために用いられる。電源３４は、管１２の両端末間に電
位差を与える。電気泳動される試料のマイグレーション
は、矢印３０に沿って、即ち、管１２の入口１４から出
口１６に向かって流れる。試料フラクションは、管１２
の長手方向に沿って１つ以上の次の因子：電荷、質量、
大きさ、形状、密度、及びサブユニット構造に応じて分
離する。
【００１９】図２は、従来型毛細管１２の端末部分を長
手断面で示すとともに、入口１４における電界分布を示
すものである。電界強度は、ライン群４０と領域４５ａ
〜ｂのように目視できる。各々のラインは、一定の電界
強度を表す。１７ａ〜ｂで示す鋭利なコーナーは、管１
２のその使用のための作製法の故に、管１２の内径の形
で存在する。典型的には、毛細管は、切断されるか、さ
もなければ比較的長い管材から分割されて、一般的には
管の内外表面と直角をなす端面を作り出す。
手断面で示すとともに、入口１４における電界分布を示
すものである。電界強度は、ライン群４０と領域４５ａ
〜ｂのように目視できる。各々のラインは、一定の電界
強度を表す。１７ａ〜ｂで示す鋭利なコーナーは、管１
２のその使用のための作製法の故に、管１２の内径の形
で存在する。典型的には、毛細管は、切断されるか、さ
もなければ比較的長い管材から分割されて、一般的には
管の内外表面と直角をなす端面を作り出す。
【００２０】管１２に沿って印加される電位差によって
生ずる電界は、半径方向に不均一であり、管１２のコー
ナー１７ａ〜ｂで特に高強度の領域４５ａ〜ｂを有す
る。この不均一性は、同一の分子が管１２の鋭利なコー
ナー１７ａ〜ｂ又は中心軸１９へ近接しているかによっ
て、同一分子の示差分離の原因となる。例えば、図２の
線Ｘ−Ｘで表される面Ｘでは、半径方向に存在する電界
強度が極めて変化するため、その面上の分子の位置に応
じて、分子群は異なった別々の速度で移動することにな
る。面Ｘは、一定の電界強度の多くのラインと交差し、
従って、その面に沿って不均一な電界強度を示す。分離
処理におけるこのズレは、試料フラクションの分散の一
因となる。
生ずる電界は、半径方向に不均一であり、管１２のコー
ナー１７ａ〜ｂで特に高強度の領域４５ａ〜ｂを有す
る。この不均一性は、同一の分子が管１２の鋭利なコー
ナー１７ａ〜ｂ又は中心軸１９へ近接しているかによっ
て、同一分子の示差分離の原因となる。例えば、図２の
線Ｘ−Ｘで表される面Ｘでは、半径方向に存在する電界
強度が極めて変化するため、その面上の分子の位置に応
じて、分子群は異なった別々の速度で移動することにな
る。面Ｘは、一定の電界強度の多くのラインと交差し、
従って、その面に沿って不均一な電界強度を示す。分離
処理におけるこのズレは、試料フラクションの分散の一
因となる。
【００２１】図３は、本発明に従って、押し広げられた
毛細管１１を表す。管１１の内部は、入口端末又は終端
にあるその鋭利なエッジを削除し、その表面を平滑な輪
郭を成すよう処理される。フッ化水素を使う化学エッチ
ングは、管１１を成形する好ましい方法であるが、熟練
した当業者には明かなように、他の技法を利用してもよ
い。得られる管１１の入口開口部１５は押し広げられ、
即ち、トランペット型になり、好ましくは、図３の４７
ａ〜ｂで示すように、端面に対して鋭角の内面を有する
ことになる。管１１は、好ましくは、破損して新しい鋭
利なコーナーを作り出す原因となり得る故、その外エッ
ジに対して極度に押し広げない。管の元の内径の２〜３
倍の範囲にある内径のフレア（ｆｌａｒｅ）端末が望ま
しい。管１１の形状は、均一な内径が望まれる毛細管電
気泳動法の機械的な配慮と、鋭利なエッジが除去されな
ければならない電気的な配慮との間の妥協案を表すもの
である。前述の管１２を用いた場合のように、管１１に
おける試料のマイグレーションの方向は、矢印３０に沿
っている。
毛細管１１を表す。管１１の内部は、入口端末又は終端
にあるその鋭利なエッジを削除し、その表面を平滑な輪
郭を成すよう処理される。フッ化水素を使う化学エッチ
ングは、管１１を成形する好ましい方法であるが、熟練
した当業者には明かなように、他の技法を利用してもよ
い。得られる管１１の入口開口部１５は押し広げられ、
即ち、トランペット型になり、好ましくは、図３の４７
ａ〜ｂで示すように、端面に対して鋭角の内面を有する
ことになる。管１１は、好ましくは、破損して新しい鋭
利なコーナーを作り出す原因となり得る故、その外エッ
ジに対して極度に押し広げない。管の元の内径の２〜３
倍の範囲にある内径のフレア（ｆｌａｒｅ）端末が望ま
しい。管１１の形状は、均一な内径が望まれる毛細管電
気泳動法の機械的な配慮と、鋭利なエッジが除去されな
ければならない電気的な配慮との間の妥協案を表すもの
である。前述の管１２を用いた場合のように、管１１に
おける試料のマイグレーションの方向は、矢印３０に沿
っている。
【００２２】押し広げられた管１１を用いて得られる電
界４８は、より均一である。面Ｙを表し且つ線Ｙ−Ｙの
位置で管１１の直径を与える図３の線Ｙ−Ｙは、電界強
度の多くのラインとは交差せず、このことは面Ｙに沿う
半径方向では電界強度分布は比較的均一であることを示
唆する。それ故、本発明によるシステムにおいて電気泳
動する試料は、入口でほとんど分散されるようなことは
なく、且つそのフラクションはシャープな識別可能なバ
ンドとしてマイグレートする傾向がより強くなる。管１
１は、図１に示すシステム１０の鋭利なコーナーを持つ
管１２の代わりに、押し広げられた管１１を使うことに
より、電気泳動システムに組合せてよい。本発明の教示
は、大寸法の管又はレーン（ｌａｎｅ）での電気泳動の
ような、より大きい様式にも適用できることである。
界４８は、より均一である。面Ｙを表し且つ線Ｙ−Ｙの
位置で管１１の直径を与える図３の線Ｙ−Ｙは、電界強
度の多くのラインとは交差せず、このことは面Ｙに沿う
半径方向では電界強度分布は比較的均一であることを示
唆する。それ故、本発明によるシステムにおいて電気泳
動する試料は、入口でほとんど分散されるようなことは
なく、且つそのフラクションはシャープな識別可能なバ
ンドとしてマイグレートする傾向がより強くなる。管１
１は、図１に示すシステム１０の鋭利なコーナーを持つ
管１２の代わりに、押し広げられた管１１を使うことに
より、電気泳動システムに組合せてよい。本発明の教示
は、大寸法の管又はレーン（ｌａｎｅ）での電気泳動の
ような、より大きい様式にも適用できることである。
【００２３】管１１は、入口１５とは反対側のその出口
端末でも同様に押し広げてよく、その結果、電界は、出
口端末の鋭利なコーナーによって影響を受けず、代わり
に出口領域で均一性を維持することができる。このこと
は、もし試料が出口領域まで電気泳動される場合、例え
ば、検出器１８が出口領域近くに配置されるか、又は試
料フラクションが管１１の出口端末で捕集されるかもし
くは管１１に既に接合された他の類似管を通過すること
になっている場合、重要である。図４に、複数の押し広
げられた管１１ａ〜ｃが示されている。各管は、その入
口端末１５とその出口端末２１の両方で押し広げられて
いる。管群１１ａ〜ｃは、軸調整、即ち、端末と端末を
接した様式に、されている。次いで、それらは、連結器
４４などで、共に繋ぎ合わされ且つ接合される。フラク
ションされる試料は、管１１ａの入口１５ａへ導入さ
れ、そして、前述したように、電気泳動が矢印３０の方
向に管１１ｃの出口２１ｃに向かって進行する。以前の
実施においては、毛細管が電気泳動用に軸調整された時
は、管が接合される所が鋭利なコーナーのため、電界は
不均一であった。
端末でも同様に押し広げてよく、その結果、電界は、出
口端末の鋭利なコーナーによって影響を受けず、代わり
に出口領域で均一性を維持することができる。このこと
は、もし試料が出口領域まで電気泳動される場合、例え
ば、検出器１８が出口領域近くに配置されるか、又は試
料フラクションが管１１の出口端末で捕集されるかもし
くは管１１に既に接合された他の類似管を通過すること
になっている場合、重要である。図４に、複数の押し広
げられた管１１ａ〜ｃが示されている。各管は、その入
口端末１５とその出口端末２１の両方で押し広げられて
いる。管群１１ａ〜ｃは、軸調整、即ち、端末と端末を
接した様式に、されている。次いで、それらは、連結器
４４などで、共に繋ぎ合わされ且つ接合される。フラク
ションされる試料は、管１１ａの入口１５ａへ導入さ
れ、そして、前述したように、電気泳動が矢印３０の方
向に管１１ｃの出口２１ｃに向かって進行する。以前の
実施においては、毛細管が電気泳動用に軸調整された時
は、管が接合される所が鋭利なコーナーのため、電界は
不均一であった。
【００２４】本発明は、小容量の試料、また時には入手
困難な試料、の分析で進歩をもたらす電気泳動分離効率
を改善する有効な方法を提供する。
困難な試料、の分析で進歩をもたらす電気泳動分離効率
を改善する有効な方法を提供する。
【００２５】おそらく、本発明は、毛細管ゾーン又は毛
細管ゲル電気泳動の用途に最も容易に適用されるが、本
発明は、毛細管が用いられる他の電気泳動技法と共に用
いてよい。例えば、本発明は、毛細管の全長に渡って形
成されるｐＨ勾配の等電点による試料成分の分離法を採
用している毛細管等電点集束法（ｃａｐｉｌｌａｒｙｉ
ｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）と共に用い
てよい。
細管ゲル電気泳動の用途に最も容易に適用されるが、本
発明は、毛細管が用いられる他の電気泳動技法と共に用
いてよい。例えば、本発明は、毛細管の全長に渡って形
成されるｐＨ勾配の等電点による試料成分の分離法を採
用している毛細管等電点集束法（ｃａｐｉｌｌａｒｙｉ
ｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）と共に用い
てよい。
【００２６】以上のように、本発明は、〔１〕毛細管電
気泳動法に使用される毛細管を形成する方法であって：
前記毛細管（１１）の入口端末部分（１５）を選択する
ステップ、この入口端末部分（１５）は、内径、内外表
面、及び該内外表面と一般に直角をなす端面を有する；
前記入口端末部分（１５）が前記端面への接近とともに
内径を拡大させる平滑な輪郭を有するよう該入口端末部
分（１５）の前記内表面から材料を除去するステップ；
から成ることを特徴とし、次のような好ましい実施態様
を有する。
気泳動法に使用される毛細管を形成する方法であって：
前記毛細管（１１）の入口端末部分（１５）を選択する
ステップ、この入口端末部分（１５）は、内径、内外表
面、及び該内外表面と一般に直角をなす端面を有する；
前記入口端末部分（１５）が前記端面への接近とともに
内径を拡大させる平滑な輪郭を有するよう該入口端末部
分（１５）の前記内表面から材料を除去するステップ；
から成ることを特徴とし、次のような好ましい実施態様
を有する。
【００２７】〔２〕さらに、平滑な輪郭が前記内表面か
ら前記入口端末部分（１５）の前記端面に対向する第二
の端面まで限定されるよう、前記毛細管（１１）の出口
端末部分（２１）においても材料を除去することを特徴
とする〔１〕記載の方法。
ら前記入口端末部分（１５）の前記端面に対向する第二
の端面まで限定されるよう、前記毛細管（１１）の出口
端末部分（２１）においても材料を除去することを特徴
とする〔１〕記載の方法。
【００２８】〔３〕前記材料を除去することが、前記入
口端末部分もしくは前記出口端末部分の前記端面の内径
を２〜３倍の範囲の量だけ拡大できるよう前記毛細管
（１１）の内径において材料を除去するステップである
〔１〕又は〔２〕記載の方法。
口端末部分もしくは前記出口端末部分の前記端面の内径
を２〜３倍の範囲の量だけ拡大できるよう前記毛細管
（１１）の内径において材料を除去するステップである
〔１〕又は〔２〕記載の方法。
【００２９】〔４〕前記材料を除去することが、前記入
口端末部分もしくは前記出口端末部分を化学エッチング
することを含む〔１〕又は〔２〕記載の方法。
口端末部分もしくは前記出口端末部分を化学エッチング
することを含む〔１〕又は〔２〕記載の方法。
【００３０】〔５〕さらに、前記出口端末部分（２１）
を同様の輪郭を有する第二の毛細管へ接続することから
成る〔２〕記載の方法。
を同様の輪郭を有する第二の毛細管へ接続することから
成る〔２〕記載の方法。
【００３１】また、本発明は、〔６〕電気泳動装置であ
って：内径、入口端末部分（１５）及び出口端末部分
（２１）を有し、該入口端末部分（１５）の内部が押し
広げられ、この内部は該入口端末部分（１５）の終端で
平滑な輪郭を有する、管（１１）；それぞれが管の入口
端末及び出口端末のうちの１つを保持する少なくとも２
つの緩衝液容器（２２ａ、２２ｂ）；及び緩衝液容器
（２２ａ、２２ｂ）のうちの１つに配置され且つ電源
（３４）に接続されて、管（１１）の入口端末（１５）
に導入された試料を通して管の出口端末の方向（３０）
へ電界（４８）を通過させる少なくとも２つの電極（３
３、３８）；を含むことを特徴とし、次のような好まし
い実施態様を有する。
って：内径、入口端末部分（１５）及び出口端末部分
（２１）を有し、該入口端末部分（１５）の内部が押し
広げられ、この内部は該入口端末部分（１５）の終端で
平滑な輪郭を有する、管（１１）；それぞれが管の入口
端末及び出口端末のうちの１つを保持する少なくとも２
つの緩衝液容器（２２ａ、２２ｂ）；及び緩衝液容器
（２２ａ、２２ｂ）のうちの１つに配置され且つ電源
（３４）に接続されて、管（１１）の入口端末（１５）
に導入された試料を通して管の出口端末の方向（３０）
へ電界（４８）を通過させる少なくとも２つの電極（３
３、３８）；を含むことを特徴とし、次のような好まし
い実施態様を有する。
【００３２】〔７〕管（１１）が、出口端末（２１）の
終端で平滑な輪郭を有する、該出口端末の内部で押し広
がられる〔６〕記載の電気泳動装置。
終端で平滑な輪郭を有する、該出口端末の内部で押し広
がられる〔６〕記載の電気泳動装置。
【００３３】〔８〕管（１１）が、前記入口端末（１
５）もしくは前記出口端末（２１）の前記終端における
その内径を２〜３倍の範囲の量だけ拡大できるよう押し
広げられる〔６〕又は〔７〕記載の電気泳動装置。
５）もしくは前記出口端末（２１）の前記終端における
その内径を２〜３倍の範囲の量だけ拡大できるよう押し
広げられる〔６〕又は〔７〕記載の電気泳動装置。
【００３４】
〔９〕管（１１）が、フッ化水素で化学エ
ッチング処理により押し広げられる〔６〕又は〔７〕記
載の電気泳動装置。
ッチング処理により押し広げられる〔６〕又は〔７〕記
載の電気泳動装置。
【００３５】〔１０〕さらに、端末と端末を接した様式
に調整され且つ接合される複数の押し広げられた管（１
１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を含む〔７〕記載の電気泳動装
置。
に調整され且つ接合される複数の押し広げられた管（１
１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を含む〔７〕記載の電気泳動装
置。
【００３６】
【発明の効果】本発明による毛細管を使用すれば、毛細
管電気泳動法における電界を均一化することができると
ともに、試料フラクションを最小化することができる。
この結果、分離延いては同定の精度を向上することがで
きるばかりか、試料量が少量であっても、高精度での分
離延いては同定を行うことができる。
管電気泳動法における電界を均一化することができると
ともに、試料フラクションを最小化することができる。
この結果、分離延いては同定の精度を向上することがで
きるばかりか、試料量が少量であっても、高精度での分
離延いては同定を行うことができる。
【図１】従来の電気泳動装置を示す。
【図２】在来の毛細管の端末における電界分布を示す。
【図３】本発明による押し広げられた毛細管の端末にお
ける電界分布を示す。
ける電界分布を示す。
【図４】本発明による軸調整された押し広げられた毛細
管を示す。
管を示す。
１０ 電気泳動システム １２ 従来の毛細管 １４ 毛細管１２の入口端末 １６ 毛細管１２の出口端末 １８ オン・カラム検出器 ２０ａ，２０ｂ 保持具 ２２ａ，２２ｂ 緩衝液容器 ２８ テーブル ３０ 試料のマイグレーションの方向 ３４ 電源 ３２，３６ リード線 ３３，３８ 電極 １７ａ，１７ｂ 毛細管１２の鋭利なコーナー １９ 毛細管１２の中心軸 ４０ 電界強度を示すライン群 ４５ａ，４５ｂ 電界強度を示す領域 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 本発明の毛細管 １５，１５ａ，１５ｂ 毛細管１１の入口端末 ２１，２１ａ，２１ｃ 毛細管１１の出口端末 ４４ 連結器 ４７ａ，４７ｂ 毛細管１１の内面 ４８ 電界
Claims (2)
- 【請求項１】 毛細管電気泳動法に使用される毛細管を
形成する方法であって：前記毛細管（１１）の入口端末
部分（１５）であり、内径、内外表面、及び該内外表面
と一般に直角をなす端面を有する該入口端末部分（１
５）を選択するステップ；前記入口端末部分（１５）が
前記端面への接近とともに内径を拡大させる平滑な輪郭
を有するよう該入口端末部分（１５）の前記内表面から
材料を除去するステップ；から成ることを特徴とする毛
細管の形成方法。 - 【請求項２】 電気泳動装置であって：内径、入口端末
部分（１５）及び出口端末部分（２１）を有し、該入口
端末部分（１５）の内部が押し広げられ、この内部は該
入口端末部分（１５）の終端で平滑な輪郭を有する、管
（１１）；それぞれが管の入口端末及び出口端末のうち
の１つを保持する少なくとも２つの緩衝液容器（２２
ａ、２２ｂ）；及び緩衝液容器（２２ａ、２２ｂ）のう
ちの１つに配置され且つ電源（３４）に接続されて、管
（１１）の入口端末（１５）に導入された試料を通して
管の出口端末の方向（３０）へ電界（４８）を通過させ
る少なくとも２つの電極（３３、３８）；を含むことを
特徴とする電気泳動装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US395268 | 1995-02-28 | ||
| US08/395,268 US5512158A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Capillary electrophoresis method and apparatus for electric field uniformity and minimal dispersion of sample fractions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261987A true JPH08261987A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=23562350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8061975A Pending JPH08261987A (ja) | 1995-02-28 | 1996-02-23 | 電気泳動法に使用される毛細管の形成方法及び電気泳動装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5512158A (ja) |
| EP (1) | EP0730150A2 (ja) |
| JP (1) | JPH08261987A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014407A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Sharp Corp | キャピラリー可動器具およびこれを用いたキャピラリー電気泳動装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7235056B2 (en) * | 1996-05-17 | 2007-06-26 | Amira Medical | Body fluid sampling device and methods of use |
| US7828749B2 (en) | 1996-05-17 | 2010-11-09 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Blood and interstitial fluid sampling device |
| GB2322562B (en) * | 1996-05-17 | 2001-03-28 | Mercury Diagnostics Inc | Disposable element for use in a body fluid sampling device |
| EP1862116A3 (en) | 1996-05-17 | 2009-02-25 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Disposable element for use in a body fluid sampling device |
| US20020010406A1 (en) | 1996-05-17 | 2002-01-24 | Douglas Joel S. | Methods and apparatus for expressing body fluid from an incision |
| EP1579814A3 (en) | 1996-05-17 | 2006-06-14 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Methods and apparatus for sampling and analyzing body fluid |
| US6706000B2 (en) | 1997-11-21 | 2004-03-16 | Amira Medical | Methods and apparatus for expressing body fluid from an incision |
| US6913679B1 (en) | 1999-02-11 | 2005-07-05 | The Regents Of The University Of California | Apparatus and methods for high resolution separation of sample components on microfabricated channel devices |
| US6372106B1 (en) * | 1999-07-26 | 2002-04-16 | Applera Corporation | Capillary electrophoresis method and apparatus for reducing peak broadening associated with the establishment of an electric field |
| US20020188223A1 (en) | 2001-06-08 | 2002-12-12 | Edward Perez | Devices and methods for the expression of bodily fluids from an incision |
| KR20030093683A (ko) * | 2002-06-05 | 2003-12-11 | 삼성전자주식회사 | 호환형 광픽업 |
| CA2682914A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Massachusetts Institute Of Technology | System for electrophoretic stretching of biomolecules using micro scale t-junctions |
| DE102008012798A1 (de) * | 2008-03-05 | 2009-09-10 | Dionex Softron Gmbh | Kapillarartige Verbindung für die Flüssigkeitschromatographie, insbesondere für die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mit verminderter Dispersion und verbesserten thermischen Eigenschaften |
| GB2491603B (en) * | 2011-06-07 | 2013-08-21 | Univ Dublin City | Capillary column curing system |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782078A (en) * | 1972-02-14 | 1974-01-01 | J Jerpe | Apparatus for chromatographic separations |
| US5324413A (en) * | 1989-03-06 | 1994-06-28 | Hewlett-Packard Company | Electrophoresis capillary with dispersion-inhibiting cross-section |
| JPH0477663A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Hitachi Cable Ltd | 石英キャピラリカラムのジョイント管の製造方法 |
| US5180479A (en) * | 1991-02-01 | 1993-01-19 | Hewlett-Packard Company | Electro-kinetic separation with enlarged input mixing capillary |
| US5209834A (en) * | 1992-03-09 | 1993-05-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Ordered transport and identification of particles |
| US5296116A (en) * | 1992-06-17 | 1994-03-22 | Beckman Instruments, Inc. | Capillary electrophoresis using time-varying field strength |
| US5290587A (en) * | 1992-07-14 | 1994-03-01 | Hewlett-Packard Company | Method of making an electrophoretic capillary tube |
| DE69321110T2 (de) * | 1993-07-12 | 1999-03-04 | Hewlett Packard Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Kapillarrohres, Kapillarrohr für eine Elektrophoresevorrichtung und Elektrophoresevorrichtung mit einem solchen Kapillarrohr |
-
1995
- 1995-02-28 US US08/395,268 patent/US5512158A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-14 EP EP96301007A patent/EP0730150A2/en not_active Withdrawn
- 1996-02-23 JP JP8061975A patent/JPH08261987A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014407A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Sharp Corp | キャピラリー可動器具およびこれを用いたキャピラリー電気泳動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0730150A3 (ja) | 1996-09-11 |
| EP0730150A2 (en) | 1996-09-04 |
| US5512158A (en) | 1996-04-30 |
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