JPH11142355A - 導電率測定装置 - Google Patents

導電率測定装置

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JPH11142355A
JPH11142355A JP9302477A JP30247797A JPH11142355A JP H11142355 A JPH11142355 A JP H11142355A JP 9302477 A JP9302477 A JP 9302477A JP 30247797 A JP30247797 A JP 30247797A JP H11142355 A JPH11142355 A JP H11142355A
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JP
Japan
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conductivity
conductivity measuring
electrode
flow path
sample
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JP9302477A
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English (en)
Inventor
Takashi Chiba
隆司 千葉
Akihiro Murata
明弘 村田
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプル液やバッファ液の滞留がなく、安定
に測定出来て精度が向上出来、小型化出来る導電率測定
装置を提供するにある。 【解決手段】 測定流体の導電率を測定する導電率測定
装置において、基板に設けられた液流路と、この液流路
の下流に設けられた少なくとも2個の分岐流路と、この
分岐流路の分岐部分からこの分岐流路内にかけてそれぞ
れ設けられ前記測定流体の導電率を測定する2個の導電
率測定電極とを具備したことを特徴とする導電率測定装
置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気泳動分析装置
や、イオンクロマト分析装置等のイオンを分析する液体
分析装置の導電率測定装置に関するものである。本発明
は、サンプル液やバッファ液の滞留がなく、安定に測定
出来て精度が向上出来、小型化出来る導電率測定装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、例えば、本願出願人が出願し
た、特願平9−28818号、発明の名称「導電率検出
形電気泳動装置」の図5、平成9年2月13日出願、に
示されている。
【0003】図7において、1はガラス基板である。2
はガラス基板1の一面を覆うカバーガラスである。
【0004】3は、ガラス基板1に溝が形成され、カバ
ーガラス2で覆われる事により形成された液流路であ
る。4はガラス基板1に液流路3に交差するように設け
られ試料液Bの注入時に使用される分流流路である。
【0005】5は、ガラス基板1に先端が対向して設け
られ、先端が液流路3に露出する2個の導電率測定電極
である。6は、液流路3の一端に接続されたバッファ液
槽である。7は、液流路3の他端に接続されたバッファ
廃液槽である。
【0006】8は、バッファ液槽6に設けられ、電気泳
動用の高電圧が印加されるバッファ液槽用電極である。
9は、バッファ廃液槽7に設けられ、電気泳動用の高電
圧が印加されるバッファ廃液用槽電極である。10は、
液流路3の下流側端に一端が接続された分離流路であ
る。分離流路10は試料Bを、成分毎に分離する流路で
ある。
【0007】11は、分流流路4の一端に接続されたサ
ンプル液槽である。12は、分流流路4の他端に接続さ
れたサンプル廃液槽である。13は、サンプル液槽11
に設けられたサンプル液槽用電極である。14は、サン
プル廃液槽12に設けられたサンプル廃液槽用電極であ
る。なお、電極8,9,13,14は白金電極が用いら
れている。
【0008】以上の構成において、バッファ液槽用電極
8とバッファ廃液槽用電極9との間に高電圧が印加さ
れ、液流路3にバッファ液Aが満たされる。次に、サン
プル液槽用電極13とサンプル廃液槽用電極14とに電
圧を印加することにより、分離流路10内に試料液Bが
自動的に導入される。
【0009】次に、電極8と電極9との間に、高電圧を
印加すると、試料液Bは、分離流路10内を、電気泳動
の原理により、成分分離されながら移動する。2個の導
電率測定電極5で導電率を測定し、試料液の成分分析が
可能となる。
【0010】図8は、図7実施例の基板1部分の製作工
程説明図である。ここで、(a)は正面図、(b)は側
面図を示す。ステップ1は、電気導電率測定電極5用の
溝形成工程を示す。ガラス基板101にエッチングによ
り、電極用溝102を形成する。この場合は、1μmの
溝深にする。
【0011】ステップ2は、液流路3の溝形成工程を示
す。ガラス基板101にエッチングにより、泳動用流路
のための流路溝103を形成する。この場合は、10μ
mの溝深さにする。
【0012】ステップ3は、電気導電率測定電極5の形
成工程を示す。電極用溝102に白金電極104を、こ
の場合は、スパッタにより形成する。白金電極104は
0.35μmの厚さにする。
【0013】ステップ4は、カバーガラス105の接合
と、樹脂による電極用溝102の隙間充填工程を示す。
ガラス基板101にカバーガラス105を接合する。カ
バーガラス105と白金電極104との隙間に、樹脂1
06を充填する。この場合は、エポキシ樹脂が使用され
ている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】この様な装置において
は、ガラス基板101にカバーガラス105を接合する
ため、電極用溝102が必要であった。
【0015】しかしながら、この様な装置においては、
流路溝103に露出する白金電極104の先端部分にお
いては、樹脂106が完璧に充填出来ず、白金電極10
4の先端部分には、たとえば、約0.65μmの窪みが
出来てしまう。
【0016】この窪みに、バッファ液Aやサンプル液B
の溶液が、どうしても侵入して滞留されやすい。
【0017】一旦侵入後は、溶液の置換がされづらいた
め、サンプル液Bの滞留によるクロマトピークの乱れ
や、導電率ベースラインの不安定性の要因になってい
た。このため、導電率が安定に測定出来ない。
【0018】本発明は、この問題点を解決するものであ
る。本発明の目的は、サンプル液やバッファ液の滞留が
なく、安定に測定出来て精度が向上出来、小型化出来る
導電率測定装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 (1)測定流体の導電率を測定する導電率測定装置にお
いて、基板に設けられた液流路と、この液流路の下流に
設けられた少なくとも2個の分岐流路と、この分岐流路
の分岐部分からこの分岐流路内にかけてそれぞれ設けら
れ前記測定流体の導電率を測定する2個の導電率測定電
極とを具備したことを特徴とする導電率測定装置。 (2)半導体プロセスにより形成された前記液流路と前
記分岐流路と前記2個の導電率測定電極とを具備したこ
とを特徴とする(1)記載の導電率測定装置。 (3)前記基板に設けられ前記液流路に一端が接続され
た分離流路を具備したことを特徴とする(1)又は
(2)記載の導電率測定装置。 (4)ガラス材よりなる基板を具備したことを特徴とす
る(3)記載の導電率測定装置。 (5)高分子樹脂材よりなる基板を具備したことを特徴
とする(3)記載の導電率測定装置。 (6)大部分がキャピラリーチューブで構成された液流
路を具備したことを特徴とする(1)又は(2)記載の
導電率測定装置。 を構成したものである。
【0020】
【作用】以上の構成において、サンプル注入用電源スイ
ッチをオンし、電気浸透流により、サンプル液槽内の未
知試料を分流流路中に注入する。サンプル注入用電源ス
イッチをオフにし、電気泳動用電源スイッチをオンにす
る。
【0021】試料のイオンの移動度の違いによって分離
され、移動度の早いイオン順に導電率測定電極上を通過
する。対向する導電率測定電極上をイオンが通過する際
の、導電率の変化を記録するとクロマトグラフが採取で
きる。以下、実施例に基づき詳細に説明する。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例の要部
構成説明図、図2は図1の要部詳細図、図3は図2の側
断面図である。図において、図7と同一記号の構成は同
一機能を表わす。以下、図7と相違部分のみ説明する。
【0023】21,22は、液流路3の下流に設けられ
た、少なくとも2個の分岐流路である。23,24は、
図2に示す如く、分岐流路21,22の分岐部分から、
分岐流路21,22内にかけて、それぞれ設けられ、測
定流体の導電率を測定する2個の導電率測定電極であ
る。
【0024】但し、分岐流路21,22内には、測定流
体が通過する隙間は、充分存在している。25は、分岐
流路21の終端部に連通し、カバーガラス2に設けられ
た第1のバッファ廃液槽である。
【0025】26は、第1のバッファ廃液槽25に設け
られた、第1のバッファ廃液槽用の電極である。27
は、分岐流路22の終端部に連通し、カバーガラス2に
設けられた第2のバッファ廃液槽である。
【0026】28は、第2のバッファ廃液槽27に設け
られた、第2のバッファ廃液槽用の電極である。29,
31は、バッファ液槽用電極8と第1のバッファ廃液槽
用電極26及び第2のバッファ廃液槽用電極28との間
に設けられた、電気泳動用高圧電源と電気泳動用高圧電
源スイッチである。
【0027】32,33は、サンプル液槽用電極13と
サンプル廃液槽用電極14との間に設けられた、サンプ
ル注入用電源とサンプル注入用電源スイッチである。3
4は、第1のバッファ廃液槽用電極26と第2のバッフ
ァ廃液槽用電極28との間に設けられた導電率検出器で
ある。導電率検出器34は、交流定電圧電源341と電
流検出器342とよりなる。
【0028】以上の構成において、サンプル注入用電源
スイッチ33をオンし、電気浸透流により、サンプル液
槽11内の未知試料Bを分離流路10中に注入する。サ
ンプル注入用電源スイッチ33をオフにし、電気泳動用
電源スイッチ31をオンにする。
【0029】試料Bのイオンの移動度の違いによって分
離され、移動度の早いイオン順に導電率測定電極23,
24上を通過する。対向する導電率測定電極23,24
上をイオンが通過する際の、導電率の変化を記録すると
クロマトグラフが採取できる。
【0030】導電率の測定は交流で行う。この場合は、
周波数2kHz程度で行う。導電率測定電極23,24
の直流電位を、電気泳動電圧の負側と一致させれば、分
離流路2から流れてきた電気浸透流の流れは、分岐流路
21,22にさしかかっても乱れず、均等に分かれて流
れるので、クロマトピークの乱れを生じない。
【0031】但し、電気浸透流を用いない、イオンクロ
マトグラフのような、分析装置では、必ずしも、2個の
導電率測定電極23,24の直流電位を、一致させる必
要はない。
【0032】この結果、 (1)従来例のように、別に、電極用溝22を必要とし
ないので、試料液Bやバッファ液Aの滞留による影響が
なく、安定に測定出来て精度が向上出来る導電率測定装
置が得られる。
【0033】(2)マイクロ加工技術を利用して、微細
な液流路3と微細な導電率測定電極23,24とが製作
出来るので、小型化出来る導電率測定装置が得られる。
【0034】(3)基板1に、分離流路10が組み込ま
れれば、分離流路10を別に設ける必要がなく、また、
分離流路10を取付る取付け工数も必要とせず、安価な
導電率測定装置が得られる。
【0035】(4)基板1に、分離流路10が組み込ま
れれば、装置全体として小型化が容易な電気泳動検出装
置が得られる。
【0036】(5)基板1にガラス材を使用すれば、市
販のガラキャピラリーチューブで使用されているよう
な、表面処理が容易であり、検出対象の試料液に最適な
測定装置が得られる。
【0037】(6)基板1に高分子樹脂材を使用すれ
ば、分離に適した化学修飾を容易に行うことが出来る導
電率測定装置が得られる。
【0038】図4は、図2の例の製作工程説明図であ
る。ここで、(a)は正面図、(b)は側面図を示す。
ステップ1は、流路3,4,10,21,22の溝形成
工程を示す。ガラス基板1に、エッチングにより、流路
3,4,10,21,22を形成する。この場合は、5
μmの溝深さにする。
【0039】ステップ2は、導電率測定電極23,24
の形成工程を示す。ガラス基板1の流路21,22に、
白金電極を、この場合は、スパッタにより形成し、導電
率測定電極23,24は0.35μmの厚さにする。
【0040】ステップ3は、カバーガラス2の接合工程
を示す。予め、バッファ液槽6、サンプル液槽11、サ
ンプル廃液槽12、第1のバッファ廃液槽25、第2の
バッファ廃液槽27に対応する孔が設けられたカバーガ
ラス2を、ガラス基板1に接合し、バッファ液槽6、サ
ンプル液槽11、サンプル廃液槽12、第1のバッファ
廃液槽25、第2のバッファ廃液槽27を形成する。
【0041】図5は本発明の他の実施例の要部構成説明
図、図6は図5の側断面図である。本実施例では、図1
実施例においては、液流路3と分離流路10と検出器本
体部分とを一体のチップで構成したが、検出器本体部分
41と分離流路10の一部分のみ半導体プロセスで製作
し、液流路3と分離流路10の大部分との代わりに、市
販のキャピラリチューブ42を使用したものである。
【0042】なお、図5においては、分かり易くするた
めに、カバーガラス2は、取り去った状態を示す。図6
においては、カバーガラス2が組み立てられた状態を示
す。検出器本体部分41と分離流路10の一部分のみ製
作すれば良いので、安価な電気泳動検出装置が得られ
る。また、分解能が悪化した場合には、キャピラリーチ
ューブ52を交換すれば良いので、メンテナンスコスト
が低減出来る電気泳動検出装置が得られる。
【0043】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項1によれば、 (1)従来例のように、別に電極用溝を必要としないの
で、試料液やバッファ液の滞留による影響がなく、安定
に測定出来て精度が向上出来る導電率測定装置が得られ
る。 (2)マイクロ加工技術を利用して、微細な液流路と微
細な導電率測定電極が製作出来るので、小型化出来る導
電率測定装置が得られる。
【0044】本発明の請求項2によれば、 (1)一般に広く使用されている半導体プロセスが使用
出来るので、安価で、微小、高精密な導電率測定装置が
得られる。 (2)半導体プロセスにより、精密に基板に作り込める
ので、導電率測定電極検出器部分の高度な組み立て精度
も不要となり、また、基板状であるので、基板の交換も
容易であり、安価な導電率測定装置が得られる。
【0045】本発明の請求項3によれば、 (1)基板に、分離流路が組み込まれたので、分離流路
を別に設ける必要がなく、また、分離流路を取付る取付
け工数も必要とせず、安価な導電率測定装置が得られ
る。
【0046】(2)基板に、分離流路が組み込まれたの
で、装置全体として小型化が容易な電気泳動検出装置が
得られる。
【0047】本発明の請求項4によれば、基板にガラス
材が使用されたので、市販のガラキャピラリーチューブ
で使用されているような、表面処理が容易であり、検出
対象の試料液に最適な測定装置が得られる。
【0048】本発明の請求項5によれば、基板に高分子
樹脂材を使用すれば、分離に適した化学修飾を容易に行
うことが出来る導電率測定装置が得られる。
【0049】本発明の請求項6によれば、 (1)導電率測定電極部分と液流路の一部分のみ製作す
れば良いので、安価な導電率測定装置が得られる。 (2)分解能が悪化した場合には、キャピラリーチュー
ブを交換すれば良いので、メンテナンスコストが低減出
来る導電率測定装置が得られる。
【0050】従って、本発明によれば、サンプル液やバ
ッファ液の滞留がなく、安定に測定出来て精度が向上出
来、小型化出来る導電率測定装置を実現することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1の要部構成説明図である。
【図3】図2の側面図である。
【図4】図2の製作工程説明図である。
【図5】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図6】図5の側断面図である。
【図7】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。
【図8】図7の製作工程説明図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 カバーガラス 3 液流路 4 分流流路 6 バッファ液槽 8 バッファ液槽用電極 10 分離流路 11 サンプル液槽 12 サンプル廃液槽 13 サンプル液槽用電極 14 サンプル廃液槽用電極 21 分岐流路 22 分岐流路 23 導電率測定電極 24 導電率測定電極 25 第1のバッファ廃液槽 26 第1のバッファ廃液槽用の電極 27 第2のバッファ廃液槽 28 第2のバッファ廃液槽用の電極 29 電気泳動用高圧電源 31 電気泳動用高圧電源スイッチ 32 サンプル注入用電源 33 サンプル注入用電源スイッチ 34 導電率検出器 341 交流定電圧電源 342 電流検出器 101 ガラス基板 102 電極用溝 103 流路溝 104 白金電極 105 カバーガラス 106 樹脂

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定流体の導電率を測定する導電率測定装
    置において、 基板に設けられた液流路と、 この液流路の下流に設けられた少なくとも2個の分岐流
    路と、 この分岐流路の分岐部分からこの分岐流路内にかけてそ
    れぞれ設けられ前記測定流体の導電率を測定する2個の
    導電率測定電極とを具備したことを特徴とする導電率測
    定装置。
  2. 【請求項2】半導体プロセスにより形成された前記液流
    路と前記分岐流路と前記2個の導電率測定電極とを具備
    したことを特徴とする請求項1記載の導電率測定装置。
  3. 【請求項3】前記基板に設けられ前記液流路に一端が接
    続された分離流路を具備したことを特徴とする請求項1
    又は請求項2記載の導電率測定装置。
  4. 【請求項4】ガラス材よりなる基板を具備したことを特
    徴とする請求項3記載の導電率測定装置。
  5. 【請求項5】高分子樹脂材よりなる基板を具備したこと
    を特徴とする請求項3記載の導電率測定装置。
  6. 【請求項6】大部分がキャピラリーチューブで構成され
    た液流路を具備したことを特徴とする請求項1又は請求
    項2記載の導電率測定装置。
JP9302477A 1997-11-05 1997-11-05 導電率測定装置 Pending JPH11142355A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009511886A (ja) * 2005-10-14 2009-03-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション ポイント・オブ・ケア・オスモル濃度検査のための方法および装置
US10018587B2 (en) 2016-04-27 2018-07-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for determining whether a capillary filled with an electrophoresis medium can be used suitably for electrophoresis
JP2021517247A (ja) * 2018-03-12 2021-07-15 コンセホ スペリオール デ インベスティガシオンス シエンティヒカス 流体の電解質電導度を検知する装置と方法

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