JPS5819550A - 電気泳動分析装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発ＩｊＩは電気泳動分析装置に関し、４１に、尿、
血液、海水のような試料中の微量成分を好適に分析しう
る電気泳動分析装置を提供するものである。

例えば試料が海水である場合、海水は多量の塩素イオン
成分を含有しその塩素イオン成分は易動度が大である大
め、従来の電気線１１１によれば、目的の微量成分が検
出される前ＫＫ々と塩素イオン成分が検出されることと
な、る。これは換言すれば、無駄な分析時間を要してい
ることである。

この発明の発明者らは、このような事情に鑑みて鋭意研
究を行った結果、電気泳動を２段階に分けて第１段階の
電気泳動で目的の微量成分と塩素イオン成分とを粗分離
し、先Ｋｍでくる塩素イオン成分を除去したのち＠２段
階の電気泳動で目的の微量成分を精密分離することとし
、かりＩ１１段階の電気泳動は管路径の大なるプレチュ
ーブで大電流を用−て行ｉ％纂２段階の電気泳動は管路
径の小なるキャビラリチェーブで小電流を用いて行うよ
うにすれば、分析時間の短縮と微量成分の安定検出とが
一挙に実現できることを見出し、この発明を完成した。

以下、この発明を図示の実施例に基いて詳細に説明する
ａｔお、これによりこの発明が限定されるものではない
。

１１１図に示す（１）は、この発明の電気泳動分析装置
の一実施例である。

定電流電源回路（２１の一端がターギナル液電極榴の）
に接続され、他の一端が切換回路−を介して謳１のリー
ディング液電極槽（４）および＄２のリーディング液電
極槽（５）に接続されて−る。

これら電極槽（３）（４）（５）ｉｆ管路にて連結され
、ターンナル液電極槽（３）と＠１のリーディング液電
極槽（４）の間の管路に試料注入ＩＩ　１６）と電位勾
配検出器（１）とが願に設けられてｉる。

試料注入ＩＩ（６１と検出器（７）の間の管路框、管路
径の太い（例えばｌ　ｓｗ　）プレチューブ（８）と管
路径の細い（例えば０．３劇）中ヤビラリチェープ悸）
とが連結段部−を介して直列に連結された２段チェーブ
■であり、１１ＫＨのダーデイｙダ筐電極−（６）への
管路は、その電極槽（５）へ前記連結段５（２）かも分
銃する引込みチューブυである。　この引込みチェーブ
ａｓは前記プレチューブＩ）とほぼ同直径である。

ムーＤコンバータａｓは定電流電源回路悸）からの供給
電圧（Ｖ・）をデジメル量に変換してマイクロコンピュ
ータａ４に出力する。　マイクロコンビエータ軸は、内
蔵するターツタに基−で所定の短時間ごとにムーＤコｙ
パータ（２）の出力をナツツリングす′る。　後に詳述
するように、これらム−Ｄ；。

ンバータ（２）とマイクロコンビエータ軸とさらに前記
連結段Ｓ（転）とが、易動度の異なるイオン成分区画の
境界面が前記連結段部−を通過するとき出力を発する通
過検知手段を構成する。

また、マイクロコンピュータｏ４は、定電流電源回路（
２）、切換回路−、検出器（ｎおよび自ら構成すゐ通過
検知手段を制御する演算制御手段でＴｏ！、以下に詳述
するようＫＴｏ作する。

まず、この電気泳動分析装置（１）において、通常の手
ＪＩＫ！Ｉ試料注入ｍ樽）Ｋ７−ンナル液とり一ダイン
ダ液の境界面を作多、試料を注入しないですなわちプラ
ンタで操作卓（至）から　−プランタ、スタート”の指
令を入力する。　この指令によりてマイタ１２：Ｉ７ビ
エーメーは、定電流電源回路体）と切換回路曽とを制御
して、ターセｔ＃撒電極ＩＩ（３１と謳ｌの讐−デイン
ダ液電極槽（４）間に定−電流ＩＳ（例えば■］〜３・
・Ｉム）を供給する。

そしてそのまま定電流１．を維持すれば、ＩＩ！ｌｉＫ
示すように、リーディング液イオン成分区画（へ）とタ
ー建ナル液イオン成分区画ωは、電極槽■θ）閏で轡速
電気泳−をする。　このとき、ｓ；５ａｉ（２）に率す
ように、定電流電源回路（２）からの供給電圧へ）は上
昇していくが、リーディング液イオン成分区画（２）の
後端境界面（ロ）が連結段部（至）を通過する前後でそ
の上昇勾配が著しく異な９、−）（ロ）に示すようにな
る。　これはリーディング液イオン成分より電導度のず
っと小さ一ターンナル液イオン成分がキャピラリチュー
ブ（９１内に侵入してくるためである。　従って、Ａ−
Ｄ：ｌンバータ（２）を介しそ供給電圧■・）をモニタ
ーしているマイタロコンビエータＯは、供給電圧■、）
の上昇勾配の変化から、境界ｍ（−が連結段Ｓ＠を通過
するときの時刻ｔ・をただちに検知する。　そして、マ
イクロコンビエータｏ４は、その時ｌｌ５ｔ・を記憶す
るとともに、定電流電源回路口）ｔ−制御して、供給す
る電流値を定電流ＩＩ（例えば２　＠　＃１　ｅ　ｅＪ
ＩＡ　）に減少させる。減少させる理由のひとつは、タ
ー建すｋｉ［イオンの電導ｌＩ！が小さい大めに値の大
匙！定電流１１を維持するとジュール熱が過大Ｋ［）、
まえ供給電圧■ａも高電圧に１に多すぎるためである。

圧■・）の変化は実際には、＠’ａ図（至）の（Ｃ）の
ようになる、　Ｖ−デインダ液イオて成分区画（２）と
ターンナル液イオン成分区画ωは、定電流ｌｐｌて等速
電気泳動をつづけるので、結局、検出器（７）ハ富２図
（■のような信号を得る−とになる。　そこでマイクロ
コンビエータａ４は、境界面（ロ）が検出器（７）に到
達するときの時刻ｔ１を検知し、記憶する。

電気泳動の開始の時刻をＯとすれば、前記りは、リーデ
ィング液イオン成分区画υの後端境界面（ロ）が試料注
入口１６）から連結段１ｌｓ（２）まで定電流１１で電
気泳動する時間Ｔ＠に外ならず、前記ｔ１ｒｊ、境界面
に）が連結段部鱒から検出器（７）まで定電流！、で電
気泳動する時間τ重と前記Ｔ・との和に外ならない。

次に、この電気泳動分析装置（１）において、通常の手
Ｊｊ［により試料注入部感）にターミナル液とリーディ
ング液の境界面を作り、そこに所定量のｎ分の１の量の
試料を注入する。　具体的にη例えば試料が尿であって
、それに含まれる微量成分を検出するのに通常の場合ｌ
ｐｊを注入する必要があるとすれば、その１０分の１で
ある０、１メＩの量の尿を注入するか、又はターンナル
液で１０倍に稀釈した尿ｌｐｌを注入する。そして操作
卓（２）から１ｎ分のｌ・スタート”の指令を入力する
。　この指令によりマイクロコンピュータｏ４は、１プ
ランタ−スタート”時と同様にして電極槽■（４）関に
定電流１１を供給するが、先に記憶したｔ＠待時間供給
後電流値を定電流ｌ、に変更する。　検出器（１）はこ
の電気泳動により、謳３図（ｎ）又は（１）のような信
号を得る。　ここで＠は試料のイオン成分区画を示し、
そのはとんどが比較的に易動度の大き一非目的成分の区
画（８”）である、　極〈わずかに目的の微量成分の区
画（Ｓつがあるが、これは極（わずかである大めはとん
と検出されない、　非目的成分のイオン成分区画（Ｓつ
の電導度がリーディング液イオン成分区画υよりはつき
やと小さければｇｓ図（ＩＩ）のようにな多、同程度で
あれば［３図（膳）のようＫなる。　マイクロコンピュ
ータ−は、検出器（７）の出力信号から、ターミナル液
イオン成分区画（１）の前端境界面（Ａが検出器（７）
Ｋ到達するときの時刻ｔ、を検知し、記憶する。　この
ｔｌは、定電流■、を供給し始めてから検出器（７）が
境界−（至）を検出するまでの時間τ冨と前記τ・との
和に外ならない、　ひきつづき、マイクロコンピュータ
−は、予め操作卓（２）から入力されてｖｈたｌ以下の
適当な安全係数Ｃ（例えば０１５）を用いて次式の演算
を行う。

頓　τ・＝ｔ・ （ハ）　　τ＝Ｃ×（ず・＋ｆｍ） 次に、この電気泳動分析装置（１）にお―で、通常の手
順により試料注入ＩＩ（６）にターミナル液とリーディ
ング液の境界面を作夛、そこに所定量の試料（例えばｌ
ｐｌの尿）を注入し、操作卓（至）から１測定・スター
）１０指令を入力する。　そうす為と、マイクロコンビ
エータ−は、定電流電源回路（２ｖ切換回路１にとを制
御して、ターζナル液電極槽（３１と謳２のリーディン
グ波電極機（Ｓ）閏に定電流１１を１時間供給する。　
この１時間は、前記演算式（へ）で示すτ・と←）で示
すτ１の和よ〕少し短一時間であるが、τ・はリーディ
ング液イオン成分区画（２）の後端境界ａ＆４が連結段
Ｓ−に到達する時間で６９、τ１は所定量の試料のイオ
ン成分区画（６）が定電流１１で電気泳動したときに一
点に到達し通過してしまうのに要する時間であるから、
結局、試料のイオン成分区画（６）の後端の少し前の部
分が連結段ｓａＯに到達するまでの時間を意味している
。　そこで、マイクロコンピュータａ４は、７時間の後
、再び定電流電源回路（２）と切換回路（２）とを制御
して、ター建ナル液電極檜（３）と第１ｆ）９−ディン
グ液電極−（４）間に定電ｊｉｌＩｍを供給するが、こ
れによシ目的の微量成分のイオン成分区画（Ｓつを主体
く含む部分のみがキャピラリチューブｍて精密“に分離
され検出されることとなる。

以上のように、この電気泳動分析装置（１）によれば、
試料の大部分をしめる非目的成分にりｉでは大電流で迅
速に分析系外の引込みチューブ（２）へ泳動させ、目的
の微量成分を主体にする部分のみをキャピラリチューブ
（９１で小電流にてじつ〈）と泳動させて検出しうるの
で、分析時間が短縮され、かつ高Ｎ度の分析が行える効
果がある。

なお、上記実施例においては、Ｔ・およびｔｌを求める
ために＠ブランク・スタート１を行ったが、試料の非目
的成分のイオン成分区画（Ｓｏ）の電導度がリーディン
グ液イオン成分区画υよ５ＨつｌｉＧと小さいことが予
めわかっていれば、１プランクースタート”を省略し、
いきなｐ＠ｎ分の１・スタート”から始めてもよい、　
この場合、マイクロコンピュータ（財）は％電、および
ｔｌがセットされて−ないので、通過検知手段が初めて
出力を発する時刻をｔ・とし、検出器（ｎで検出したリ
ーディング液イオン成分区画υの後端検出時刻をｔｌと
する。

その他の動作は前記実施例と同じぞある。

一般に、この発明め電気泳動分析装置は、微量の目的成
分と、それより易動度の大きい多量の非目的成分を含む
試料の電気線１会析に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

纂ｌ”図はこの発明の電気泳動分析装置の一実施例の構
成説明図、謳意図（Ｄはブラシク時のイオン成分区画の
模式図、同（ＩＩ）ｔｉｔ供給電圧の時間的変化を示す
図、同（１）は検出器の出力信号図、９３図（Ｄは試料
注入時のイオン成分区画の模式図、同（ＩＩ）　（Ｉ）
は検出器の出力信号図である。 （１）−・・電気泳動分析装置、（２ト・・定電流電源
回路、■・・・ターミナル液電極檜、（４）−・・第１
のり一ダインダ液電極檜、（５）・・・第２のリーディ
ング液電極檜、１６）・・・試料注入部、（７）・・−
検出器、（８）−・プレチェーブ、（９１・・・キャピ
ラリチューブ、０１）−・連結段部、■・・・３段チュ
ーブ、＠−・引込みチューブ、（２）・・・Ａ−Ｄ：１
ンパータ、Ｑ４・・・マイクロコンピュータ、（至）−
！Ｉ　外車、υ・・・リーディング液イオン成分区画％
■−・ターンナル液イオン成″分区画、（ロ）−・リー
ディング液イオン成分区画の後端境界面、（至）−ター
建ナル液イオン成分区画の前端境界面、■・・・試料の
イオン成分区画、（Ｓｏ）・・・試料中の非目的成分の
イオン成分区画、（Ｓつ・・・試料中の目的の微量成分
のイオン成分区画、＠・・・切換回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　定電流電源回路の一端にターずナル液電極曽が接続
   され、他端に切換回路を介して謳１の譬−デインダ液電
   極−と冨２のリーディング液電極槽とが接続され、前記
   ター電すＡ−液電極槽と謳ｌのリーディング液電極槽の
   関に試料注入部と検出器、とかｌＩＫ管路にて連結され
   、その試料注入部と検出器の閏の管路は、管路径の太い
   ルチェープと細いキャビ５ｖチエープとが連結部を介し
   て直列に連結されえ！段チューブであり、その連結部か
   ら管路径の太−引込みチェープが分岐されて前記ＩＩ＝
   のリーディング液電極槽に接続されてお〕、 かつ、ａｒｍ変の異なるイオン成分区画の境界面が前記
   連結部を通過するとき出力を発する通過検知手段、およ
   び演算制御手段ｔＡ備し、そめ演算制御手段ば、’ｌｌ
   ｌ１ｅ定電流電源回路と切換回路と検出器と通過検知手
   段とを制御して、０）リーディング波イオン成分区画の
   後端境界面が、試料注入口から連結部まで定電流１重で
   電気線−゛すゐ時間ｆ・と連結部から検出器まで定電ｍ
   １．で電気泳動する時間τ１とを測定して記憶し、 （−）所定量の勤分の１の試料を注入して定電流ｘ１で
   丁−関電気泳動したのち定電流！、にて電気泳動したと
   き、定電＃１１婁を供給し始めてから検出器がター建ナ
   ル液イオン成分区画の前端境界面を検出するまでの時間
   τｇを測定して記憶し、Ｃを１よ〕小なる適ａｔ安全係
   数として の演算を行−１ （１）所定量の試料を注入し大とき、ター、ンナル液電
   極−と纂３のリーディング液電極槽関に定電流Ｉｎを丁
   時間供給し、２その後ター電ナル撒電極槽とａｌｌのリ
   ーディング液電極槽関に定電流Ｉ、を供給して、電気線
   −分析を行わしめる、 ものであることを特徴とする電気泳動分析装置。