JPH11337520A - 電気泳動装置 - Google Patents

電気泳動装置

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JPH11337520A
JPH11337520A JP10141275A JP14127598A JPH11337520A JP H11337520 A JPH11337520 A JP H11337520A JP 10141275 A JP10141275 A JP 10141275A JP 14127598 A JP14127598 A JP 14127598A JP H11337520 A JPH11337520 A JP H11337520A
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JP
Japan
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electrolytic solution
electrolyte
separation column
tank
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP10141275A
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English (en)
Inventor
Takashi Chiba
隆司 千葉
Akihiro Murata
明弘 村田
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解液槽の位置や内部の液レベルに左右され
ることなく、簡単な構成の電気泳動析装置を提供する。 【解決手段】 分離カラムと、この分離カラムの両端に
設けられた電解液が入れられた電解液槽と、前記分離カ
ラムの両端の電解液間に電圧を印加して前記分離カラム
の中を前記電解液が移動するようにした電気泳動装置に
おいて、前記電解液槽と分離カラムの間に前記電解液の
ヘッド差に基づく前記カラム内の電解液の移動を緩和す
るための流体抵抗を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体中に含まれる
成分を分析するための電気泳動装置に関し、分離カラム
中に電解液を流すに際し両端の電解液槽内の電解液のヘ
ッド差に起因する電解液の移動を緩和した電気泳動装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は電気泳動分析装置の原理を示す構
成図である。図4において、電解液槽1,4間は細管等
からなる分離カラム3によって結合されている。電解液
槽4の電解液流出部と分離カラム3の接続部にはマイク
ロシリンジ5が設けられ、分離カラム3の終端近傍には
検出器2が設けられている。
【0003】電解液槽1の電解液には高電圧電源8の正
極が挿入され、電解液槽4の電解液には高電圧電源8の
負極が挿入されており、分離カラム3と検出器2は恒温
槽内に配置されている。
【0004】以上の構成において、分離カラム3内を電
解液で満たした後マイクロシリンジ5にて一定量の試料
を注入する。その後、電解液槽1,4の電解液に高電圧
電源8から高電圧を印加すると試料が等速度で分離カラ
ム内を移動するようになる。
【0005】その場合、分離された試料成分の移動度の
違いによって分離カラム3内で各成分が分離される。分
離された試料の検出強度が試料成分の濃度に比例するた
め定量分析が可能となり、移動時間の違い(検出時間)
によって定性分析も可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】ところで、この様な電気泳動装置を用いる
場合、両端の電解槽の高さ(位置)の違いがヘッド差と
なり、その圧力によって泳動電圧による移動時間との関
連性に乱れが生じるので、正確な成分の濃度や定性分析
ができないという問題があった。なお、電解液のヘッド
差は時間の経過により解決するが、電気泳動装置に用い
る分離カラムの容積は5×100μm×100mmと5
0nl程度しかなく、この分離カラムの中の液体が置換
するためには数時間を要する。従って、両電解液槽の位
置決めや、液槽内に入れる電解液の量は熟練を要すると
いう問題があった。
【0008】本発明は上述の問題を解決するためになさ
れたもので、電解液槽の位置や内部の液レベルに左右さ
れることなく、簡単な構成の電気泳動析装置を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、請求項1においては、分離カラム
と、この分離カラムの両端に設けられた電解液が入れら
れた電解液槽と、前記分離カラムの両端の電解液間に電
圧を印加して前記分離カラムの中を前記電解液が移動す
るようにした電気泳動装置において、前記電解液槽と分
離カラムの間に前記電解液のヘッド差に基づく前記カラ
ム内の電解液の移動を緩和するための流体抵抗を設けた
ことを特徴としている。請求項2においては、請求項1
記載の電気泳動装置において流体抵抗は基板にフォトリ
ソグラフィとエッチングにより形成されたことを特徴と
している。請求項3においては、請求項1記載の電気泳
動装置において、基板の材質はガラスまたはシリコンま
たは高分子樹脂であることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。はじめに本発明の前提となる「電解液のヘッ
ド差に基づく分離カラム内の電解液の移動を緩和するた
めの流体抵抗」について、図3を用いて説明する。図3
において、1,4は電解液槽であり、それぞれヘッドh
a,hbを有している。Δhはヘッド差である。Rおよ
びrは大抵抗および小抵抗であり、A−B間に分離カラ
ム3が形成されているものとする。
【0011】図において、A点の圧力はA=r/(R+
r)・haであり、B点の圧力はB= r/(R+r)
・hbである。従って、A−B間のヘッド差Δh(a−
b)= r/(R+r)・Δhとなる。即ち、Rとrの比
を大きく(R>>r)することによりヘッド差Δhを少
なくすることができる。
【0012】図1(a)、(b)は本発明の実施の形態
の1例を示すもので、(a)図は装置の正面図、(b)
図は基板の斜視図である。これらの図において、10a
は上部ガラス板、10bは下部ガラス板であり、これら
のガラス板には3つのバッファ液注入穴11a〜11c
および一つのサンプル注入穴12がそれぞれの板を貫通
して形成されている。
【0013】13aは孔11aと11bを結んで形成さ
れた溝で、この溝は2枚のガラス板の合わせ面の少なく
とも一方に例えば深さ5μm、幅100μm、長さ10
mm程度に形成されている。13bは同じく電解液注入
孔11cとサンプル液注入様孔12を結んで形成された
同様の断面積の溝であり、図では、13aの溝より僅か
に短く、例えば5mm程度の長さに形成されている。な
お、溝13aは図4で示す分離カラムとして機能し、溝
13bは図4で示すシリンジとして機能する。
【0014】15は電解液が入れられた電解液槽、16
は同じく電解液が入れられた電解液槽、17はサンプル
槽であり、図では省略するがb図に示す電解液注入穴1
1cに電解液を注入するための電解液槽が設けられてい
る。18aはそれぞれの電解液槽に入れられた電解液を
電解液注入穴に流すための高抵抗チューブで、例えば直
径0.1mm、長さ20cm程度に形成されており、電
解液の落下に対する大きな抵抗(R)となっている。
【0015】19aはチューブ18と電解液注入穴(1
1a〜11c)およびサンプル液注入穴12を接続する
コネクタ、20は電解液およびサンプル液に電圧を印加
するための電極である。18bは例えば内径1mm、長
さ2cm程度の低抵抗チューブで電解液の落下に対して
小さな抵抗(r)となっている。この低抵抗チューブ1
8bはコネクタ19bにより一端が下部ガラス板10b
に固定され他端は大気開放とされている。22は廃液受
け皿である。なお、溝13aの電解液層15の近傍には
図示しない検出部が配置されているものとする。
【0016】上記の構成において、電解液槽15に入っ
ている電解液のヘッドをhaとすると、 a点の圧力P
aは、 Pa=r/(R+r)・haとなり、電解液槽
16に入っている電解液のヘッドをhbとすると、b点
の圧力Pbは、Pb=r/(R+r)・hbとなり、ヘ
ッド差がΔhあったとすると、分離カラムを構成する溝
13の両端のヘッド差ΔhはΔh(a−b)= r/(R+
r)・Δhとなる。即ち、Rとrの抵抗値の比が大きい
ほどヘッド差の影響を受けない様になる。なお、サンプ
ル液槽17およびこれに対向する電解液槽(図示省略)
を結ぶ溝13bの両端のヘッド差も同様にそのヘッド差
を少なくすることができる。
【0017】なお、実際の測定に際しては、11a→1
1b間の溝13aおよび11c→12間の溝13bに電
解液を満たした状態で電解液注入穴11c→12間に電
圧を印加してサンプル液を12側から11c側に流し、
サンプル液が溝13aを横切った状態とする。次に電解
液注入穴11a側から11bに向って電解液が流れるよ
うに電圧を印加する。このことによりサンプル液を取込
んだ電解液が電解液槽11b側に流れ、サンプル液に含
まれる複数の成分がその移動時間の違いにより分離す
る。検出器は分離したそれぞれの成分を同定し、その信
号強度から成分の含有率を測定することができる。
【0018】図2(a)、(a‘)(b)は他の実施例
を示すもので、図(a)はガラス板を2枚積層して直交
する溝23a、23bを形成した平面図、(a‘)は
(a)図の断面図、(b)は図(a)の基板に電解液槽
25、26、27を組み付けた状態を示す図である。こ
の例では図1に示す高抵抗チューブの代わりにガラス基
板にフォトリソグラフィとエッチングの技術を用いて液
に対する抵抗体として機能する例えば深さ2.5μm、
幅50μm、長さ10mm程度の高抵抗パターン(溝)
28aを形成したものである。
【0019】上部ガラス板10aの表面には電解液注入
穴25a、26a、27aのそれぞれが3箇所の高抵抗パ
ターン28aの一端に連通するように形成されており、
更にこれらの電解液注入穴の上部には底部にそれぞれの
電解液注入穴に連通する穴を有する電解液槽25、2
6、27が設けられている。同様にサンプル注入穴32
aの上部にはサンプル液槽32が電解液槽と同様な構成
で形成されている。
【0020】上記の構成において、装置の動作は図1に
示すものと同様であり、ここでは高抵抗パターン28a
を上下のガラス基板10a,10b中に形成した点のみ
が異なっている。20は一端が電解液およびサンプル液
に接するようにガラス基板10a上に形成された電極で
ある。この様な構成によれば、分離カラム23aを基板
に形成する工程で同じ工程で高抵抗パターンを形成する
ことができ、部品点数や組立て工数も少なくすることが
できる。
【0021】本発明の以上の説明は、説明および例示を
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えばガ
ラス基板の代りにシリコン基板やプラスチック樹脂等を
用いてもよく、各部品の配置や形状も図示の例に限るも
のではない。特許請求の範囲の欄の記載により定義され
る本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含する
ものとする。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、分
離カラムと、この分離カラムの両端に設けられた電解液
が入れられた電解液槽と、前記分離カラムの両端の電解
液間に電圧を印加して前記分離カラムの中を前記電解液
が移動するようにした電気泳動装置において、前記電解
液槽と分離カラムの間に前記電解液のヘッド差に基づく
前記カラム内の電解液の移動を緩和するための流体抵抗
を設けたので、電解液槽の位置や内部の液レベルに左右
されることなく、簡単な構成の電気泳動析装置を実現す
ることができる。また、流体抵抗をフォトリソグラフィ
とエッチングにより形成すれば部品点数や組立て工数を
少なくすることができる。更に、基板の材質としてシリ
コン基板や高分子樹脂を用いることによりサンプル液の
成分に冒されない電気泳動装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す図である。
【図3】従来の電気泳動装置の一例を示す図である。
【図4】本発明の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
10a 上部ガラス板 10b 上部ガラス板 11a〜11c 電解液注入穴 12 サンプル注入穴 13a、13b 溝 15、 16、25、26 電解液槽 32 サンプル液槽 18a 高抵抗チューブ 18b 低抵抗チューブ 19a、19b コネクタ 20 電極 22 廃液受皿 23a 溝(分離カラム) 23b 溝(シリンジ) 27 電解液槽 27a 電解液注入穴 28a 高抵抗パターン 28b 電解液(サンプル液)廃液穴

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】分離カラムと、この分離カラムの両端に設
    けられた電解液が入れられた電解液槽と、前記分離カラ
    ムの両端の電解液間に電圧を印加して前記分離カラムの
    中を前記電解液が移動するようにした電気泳動装置にお
    いて、前記電解液槽と分離カラムの間に前記電解液のヘ
    ッド差に基づく前記カラム内の電解液の移動を緩和する
    ための流体抵抗を設けたことを特徴とする電気泳動装置
  2. 【請求項2】前記流体抵抗は基板にフォトリソグラフィ
    とエッチングにより形成されたことを特徴とする請求項
    1記載の電気泳動装置。
  3. 【請求項3】基板の材質はガラスまたはシリコンまたは
    高分子樹脂であることを特徴とする請求項1記載の電気
    泳動装置。
JP10141275A 1998-05-22 1998-05-22 電気泳動装置 Pending JPH11337520A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017022305A1 (ja) * 2015-08-05 2017-02-09 アルプス電気株式会社 流路構造体、測定ユニット、測定対象液体の測定方法、および測定対象液体の測定装置

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