JPH11230941A - 電気泳動試料導入容器 - Google Patents

電気泳動試料導入容器

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JPH11230941A
JPH11230941A JP10051493A JP5149398A JPH11230941A JP H11230941 A JPH11230941 A JP H11230941A JP 10051493 A JP10051493 A JP 10051493A JP 5149398 A JP5149398 A JP 5149398A JP H11230941 A JPH11230941 A JP H11230941A
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JP
Japan
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sample
sample introduction
introduction hole
electrophoresis
capillary electrophoresis
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Pending
Application number
JP10051493A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihide Hayashizaki
良英 林崎
Junichi Akiyama
純一 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
Shimadzu Corp
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャピラリー泳動管の長さを短くし、かつ、
電気泳動時に印加する電圧を小さくして効率的なサンプ
ルの分離を行なう。 【構成】 容器34に円筒状の凹部が設けられており、
その凹部は上部円筒部である導入口36と下部円筒部で
あるサンプル導入孔38にて構成されている。導入口3
6の内径はキャピラリー泳動管32の外径と一致してお
り、サンプル導入孔38の内径はキャピラリー泳動管3
2の内径と一致している。サンプル導入孔38の底部に
は試料導入時に負の電位が印加されるサンプル導入用電
極40が備えられている。サンプル導入孔38には、負
の荷電物質であるサンプルを含むサンプル液8が蓄えら
れており、キャピラリー泳動管32には電解質や泳動溶
媒である泳動ゲル30が充填されている。泳動ゲル30
及びサンプル液8の等電位面28は平行に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はDNA関連産業、ラ
イフサイエンス産業、DNA診断や治療などの分野で用
いられる電気泳動装置において、泳動管に試料を導入す
るための試料導入容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は従来のキャピラリー電気泳動装置
の一例を表す概略構成図であり、(A)は試料導入時の
状態、(B)は電気泳動時の状態である。このキャピラ
リー電気泳動装置には3つの容器が備えられており、そ
の内の1つであるサンプルセル6にはサンプル液8が蓄
えられており、残りの2つの容器である電極槽4,20
にはバッファ液が備えられている。管内に電解液や泳動
ゲルが充填されたキャピラリー泳動管2の一端は試料導
入時にも電気泳動時にも電極槽4のバッファ液に浸され
ており、他端は試料導入時にはサンプルセル6のサンプ
ル液8に、電気泳動時には電極槽20のバッファ液に浸
される構造になっている。
【0003】電極槽4のバッファ液には電極10が浸さ
れており、その電極10は電源装置12の+側に接続さ
れている。サンプルセル6の底部にはサンプル液8に接
触する電極14が備えられており、電極14はスイッチ
16を介して電源装置12の−側に接続される。電極槽
20のバッファ液には電極24が浸されており、電極2
4はスイッチ7の接点20を介して電源装置12の−側
に接続される。サンプルセル6の内側断面積はキャピラ
リー泳動管2の内側断面積に比べてはるかに大きくなっ
ており、キャピラリー泳動管2の先端がサンプルセル6
のサンプル液8に浸される。
【0004】試料導入の際、図1(A)に示すように、
キャピラリー泳動管2の一端はサンプルセル6のサンプ
ル液8に浸され、他端は電極槽4のバッファ液に浸され
る。スイッチ16により、接点18を介して電源装置1
2の−側と電極14が接続される。これにより、電極槽
4のバッファ液、キャピラリー泳動管2内の泳動ゲル又
は電解液、及びサンプル液8を介して電極10と電極1
4間に電圧を印加し、サンプル液8に含まれる測定物質
である負の電荷物質をキャピラリー泳動管に電気的に導
入する。
【0005】次に、電気泳動の際、図1(B)に示すよ
うに、キャピラリー泳動管2のサンプルセル6側の端を
電極槽20に移す。スイッチ16により、接点22を介
して電源装置12の−側と電極14が接続される。これ
により、電極槽4のバッファ液、キャピラリー泳動管2
内の泳動ゲル又は電解液、及び電極槽20のバッファ液
を介して電極10と電極24間に電圧を印加し、キャピ
ラリー泳動管2に導入された測定物質である負の電荷物
質を電気泳動する。図2は、図1(A)におけるサンプ
ル導入のキャピラリー泳動管2内の泳動ゲル及びサンプ
ルセル6内のサンプル液に形成される等電位面を模式的
に表したものである。キャピラリー泳動管2側に+の電
位が印加され、サンプルセル6側に−の電位が印加され
ると、サンプル液8内の負の荷電物質であるサンプル2
6a,26bは等電位面28に対して垂直な方向に移動
しながらキャピラリー泳動管2内の泳動ゲル30に導入
される。
【0006】一方、サンプル液8が蓄えられているサン
プルセル6の水平断面積が、キャピラリー泳動管2の水
平断面積よりも大きいため、サンプルセル6内のサンプ
ル液8に形成される等電位面28は、キャピラリー泳動
管2の先端とサンプル液8の接触面近傍で湾曲する。例
えば、サンプルセル6の内径が3mm、キャピラリー泳
動管2の内径が0.3mmの場合、断面積で100倍の
差がある。したがって、サンプル液8と泳動ゲル30が
同一電解液の場合、泳動ゲル30の電位勾配は、サンプ
ル液8のそれの100倍となるからである。
【0007】試料導入時、サンプル液8内のサンプル2
6a,26bは等電位面28に対して垂直な方向に移動
する。サンプル液8内で、キャピラリー泳動管2の直線
延長上にあるサンプル26aはキャピラリー泳動管2に
向かって直進し、その軌跡は直線を示す。一方、キャピ
ラリー泳動管2の直線延長上から外れた位置にあるサン
プル26bは、キャピラリー泳動管2の先端とサンプル
液8の接触面近傍の等電位面28が湾曲しているため、
キャピラリー泳動管2に直進できず、その軌跡は曲線を
示す。その結果、サンプル26bをキャピラリー泳動管
2に導入するには余計な時間がかかる。そのため、ジュ
ール熱などを考慮して、泳動電流、泳動ゲル30、バッ
ファ液8を調製することにより、泳動ゲル30とバッフ
ァ液8との電位勾配差をできるだけ少なくすることがな
されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】測定に必要な量のサン
プルをキャピラリー泳動管2内に導入する時間が長くな
ると、先にキャピラリー泳動管2内に導入されたサンプ
ルはキャピラリー泳動管2内の泳動ゲル30を矢印の方
向にどんどん泳動するのでサンプルゾーンは長くなり、
サンプルに含まれる成分を完全に分離するにはサンプル
を長い距離で泳動させなければならない。その結果、キ
ャピラリー泳動管1の長さを長くする必要が生じ、ま
た、サンプル成分の分離に時間がかかる。さらに、キャ
ピラリー泳動管1の長さが長くなると電解液の電気抵抗
が大きくなるので、電気泳動を行なう際、印加する電圧
を大きくする必要が生じるので非効率である。
【0009】本発明は、キャピラリー泳動管内に必要量
のサンプルを導入する時間を短縮し、かつ試料導入時に
キャピラリー泳動管内でサンプル荷電物質が占める長さ
を短くすることにより、サンプルを泳動させる距離を短
くし、キャピラリー泳動管の長さを短くし、かつ、電気
泳動時に印加する電圧を小さくして効率的なサンプルの
分離を行なうことを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の試料導入用容器
の第1の局面は、容器に円筒状の凹部を設け、その内部
に電極を設けて試料導入孔とし、その試料導入孔に試料
液を入れ、断面が円形の孔をもつ泳動管の一端面をその
試料液に接触させて試料を電気泳動的に泳動管に導入す
るための電気泳動用試料導入容器において、試料導入孔
の断面積を泳動管の内面断面積と同一としたものであ
る。試料導入時に泳動電圧を印加したとき、容器の試料
導入孔と泳動管の水平断面形状及び水平断面積が同一で
あるので、泳動管内の泳動溶媒の等電位面と試料液の等
電位面とが平行になる。
【0011】本発明の試料導入用容器の第2の局面は、
第1の局面に比べて、試料導入孔の断面積を泳動管の内
面断面積よりも小さくしている。試料導入時に泳動電圧
を印加したとき、容器の試料導入孔が泳動管の水平断面
形状及び水平断面積より小さいので、泳動管内の泳動溶
媒の等電位面と試料液の等電位面とが平行になり、さら
に、試料導入孔での等電位面の間隔が短くなるので、試
料導入孔での試料の泳動速度は速くなる。
【0012】
【実施例】図3に本発明による電気泳動試料用容器の一
実施例の概略断面図を示す。(A)はキャピラリー泳動
管の内径と同じ内径を持つサンプル導入孔を備えた実施
例及びキャピラリー泳動管の概略断面図であり、試料泳
動用容器にキャピラリー泳動管を装着する前の状態を表
すものである。(B)はキャピラリー泳動管を装着後の
同実施例の概略断面図である。(C)は同実施例におけ
るサンプル導入のキャピラリー泳動管内の泳動ゲル及び
サンプル導入孔のサンプル液に形成される等電位面を模
式的に表したものである。
【0013】図3(A),(B)に示すように、容器3
4に円筒状の凹部が設けられており、その凹部は上部円
筒部である導入口36と下部円筒部であるサンプル導入
孔38にて構成されている。導入口36の内径はキャピ
ラリー泳動管32の外径と一致しており、サンプル導入
孔38の内径はキャピラリー泳動管32の内径と一致し
ている。サンプル導入孔38の底部には試料導入時に負
の電位が印加されるサンプル導入用電極40が備えられ
ている。サンプル導入孔38には、負の荷電物質である
サンプルを含むサンプル液8が蓄えられており、キャピ
ラリー泳動管32には電解質や泳動溶媒である泳動ゲル
30が充填されている。サンプル導入時にサンプル導入
電極40に負の電位、キャピラリー泳動管側の図示しな
い電極には正の電位が印加され、サンプル液8のサンプ
ルはキャピラリー泳動管32に導入される。
【0014】図3(C)に示すように、泳動ゲル30及
びサンプル液8の等電位面28は平行に形成される。負
の荷電物質であるサンプル26は平行に整列した等電位
面28に垂直な方向に移動し、キャピラリー泳動管32
内の泳動ゲル30に導入される。その結果、サンプル液
8のサンプル26は最短距離を泳動して泳動ゲル30に
導入されるので、サンプル26のキャピラリー泳動管3
2内で占める長さが従来形に比べ短くなる。
【0015】図4に電気泳動試料用容器の他の実施例の
概略断面図を示す。(A)はキャピラリー泳動管の内径
より小さい内径を持つサンプル導入孔を備えた実施例及
びキャピラリー泳動管の概略断面図であり、試料泳動用
容器にキャピラリー泳動管を装着後の状態を表すもので
ある。(B)は同実施例におけるサンプル導入のキャピ
ラリー泳動管内の泳動ゲル及びサンプル導入孔のサンプ
ル液に形成される等電位面を模式的に表したものであ
る。図3と同じ部分には同一符号を付す。
【0016】図4(A)に示すように、容器34aに円
筒状の凹部が設けられており、その凹部は上部円筒部で
ある導入口36aと下部円筒部であるサンプル導入孔3
8aにて構成されている。導入口36aの内径はキャピ
ラリー泳動管32の外径と一致しており、サンプル導入
孔38aの内径はキャピラリー泳動管32の内径より小
さい。サンプル導入孔38aの底部には試料導入時に負
の電位が印加されるサンプル導入用電極40が備えられ
ている。サンプル導入孔38aには、負の荷電物質であ
るサンプルを含むサンプル液8が蓄えられており、キャ
ピラリー泳動管32には電解質や泳動溶媒である泳動ゲ
ル30が充填されている。サンプル導入時にサンプル導
入電極40に負の電位、キャピラリー泳動管側の図示し
ない電極には正の電位が印加され、サンプル液8のサン
プルはキャピラリー泳動管32に導入される。
【0017】図4(B)に示すように、泳動ゲル30及
びサンプル液8の等電位面28は平行に形成され、サン
プル液8の等電位面28の間隔は泳動ゲル30のそれよ
り狭くなる。負の荷電物質であるサンプル26は平行に
整列した等電位面28に垂直な方向に移動し、キャピラ
リー泳動管32内の泳動ゲル30に導入されるが、その
ときのサンプル液8でのサンプル26の泳動速度は、図
3の実施例のときより速くなる。その結果、図3の実施
例と比較して、一定時間に泳動ゲル30に導入されるサ
ンプル26の量は多くなるので、サンプル26のキャピ
ラリー泳動管32内で占める長さがさらに短くなり、サ
ンプルがキャピラリー泳動管32内で濃縮される。
【0018】図5(A)は、4つのサンプル導入孔に共
通の1本の電極を備えた他の実施例の断面構成図であ
る。容器34bのブロックの4つの面にそれぞれ導入口
36b及びサンプル導入孔38bが設けられており、4
つのサンプル導入孔38bに共通の電極40bが備えら
れている。サンプル導入孔38bにはサンプル液8が満
たされている。サンプル導入孔38bの断面積は小さい
ので、サンプル導入孔38bが下を向いても毛管現象に
よりサンプル液8がこぼれることはない。所定のサンプ
ル導入孔38bを上に向け、上を向いた導入口36bに
キャピラリー泳動管を挿入して電極40bに電圧を印加
する動作を各サンプル導入孔38bについて繰り返すこ
とにより、4本のキャピラリー泳動管に順次試料を導入
することができる。図5(B)は、一つの容器の同じ面
に4つのサンプル導入孔を設け、それぞれのサンプル導
入孔に備えられた電極の配線を共通の電源に接続した実
施例の断面構造図である。容器34cの1つの面に4つ
の導入口36c及びサンプル導入孔38cが設けられて
おり、それぞれの導入口36cにはキャピラリー泳動管
32が接続されており、それぞれのサンプル導入孔38
cにはサンプル液が満たされている。それぞれのサンプ
ル導入孔38cには電極40cが備えられており、その
4つの電極40cは共通の電源(図示略)に接続されて
いる。サンプル導入孔38cとは反対側のキャピラリー
泳動管32の一端と電極40cに電圧を印加することに
より、同時に4つのキャピラリー泳動管32にサンプル
を導入することができる。
【0019】
【発明の効果】試料導入孔の断面積を泳動管の内面の断
面積と同一にすることにより、試料導入時に泳動電圧を
印加したとき、泳動管内の泳動溶媒の等電位面と試料液
の等電位面とが平行になり、試料が最短距離を泳動して
泳動管に導入されるので、試料が泳動管内で占める長さ
が短くなり、試料導入時間が短くすることができる。試
料が泳動管内で占める長さが短くなると、試料を泳動さ
せる距離を短くすることができるので、泳動管の長さを
短くすることができ、電気泳動時に印加する電圧も小さ
くすることができ、効率的な試料の分離が可能となる。
【0020】また、試料導入孔の水平断面積が泳動管の
水平断面積よりも小さくすることにより、試料導入孔で
の等電位面の間隔が短くなり、試料導入孔での試料の泳
動速度は速くるので、試料導入時間がさらに短くなり、
試料の泳動管内で占める長さがさらに短くなって試料が
濃縮されるため、泳動管の長さをさらに短くすることが
できる。その結果、さらに効率的な試料の分離を行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のキャピラリー電気泳動装置の一例を表す
図であり、(A)は試料導入時の同例の概略構成図であ
り、(B)は電気泳動時の同例の概略構成図である。
【図2】同従来例におけるサンプル導入のキャピラリー
泳動管内の泳動ゲル及びサンプルセル内のサンプル液に
形成される等電位面を模式的に表したものである。
【図3】一実施例の概略断面図を示したものであり、
(A)はキャピラリー泳動管を装着する前の同実施例の
概略断面図であり、(B)はキャピラリー泳動管を装着
後の同実施例の概略断面図、(C)は同実施例における
サンプル導入のキャピラリー泳動管内の泳動ゲル及びサ
ンプル導入孔のサンプル液に形成される等電位面を模式
的に表したものである。
【図4】 他の実施例の概略断面図を示すものであり、
(A)はキャピラリー泳動管を装着後の同実施例の概略
断面図であり、(B)は同実施例におけるサンプル導入
のキャピラリー泳動管内の泳動ゲル及びサンプル導入孔
のサンプル液に形成される等電位面を模式的に表したも
のである。
【図5】(A),(B)は、それぞれ他の実施例の概略
断面図である。
【符号の説明】
8 サンプル液 26 サンプル 28 等電位面 30 泳動ゲル 32 キャピラリー泳動管 34 容器 36 導入口 38 サンプル導入孔 40 サンプル導入用電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器に円筒状の凹部を設け、その内部に
    電極を設けて試料導入孔とし、その試料導入孔に試料液
    を入れ、断面が円形の孔をもつ泳動管の一端面をその試
    料液に接触させて試料を電気泳動的に泳動管に導入する
    ための電気泳動用試料導入容器において、 前記試料導入孔の断面積が前記泳動管の内面断面積と同
    一であることを特徴とする試料導入用容器。
  2. 【請求項2】 容器に円筒状の凹部を設け、その内部に
    電極を設けて試料導入孔とし、その試料導入孔に試料液
    を入れ、断面が円形の孔をもつ泳動管の一端面をその試
    料液に接触させて試料を電気泳動的に泳動管に導入する
    ための電気泳動用試料導入容器において、 前記試料導入孔の断面積が前記泳動管の内面断面積より
    も小さいことを特徴とする試料導入用容器。
JP10051493A 1998-02-16 1998-02-16 電気泳動試料導入容器 Pending JPH11230941A (ja)

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