KR970007071B1

KR970007071B1 - 화학적 억제 검출 수단을 가진 전기 영동 방법 및 장치

Info

Publication number: KR970007071B1
Application number: KR1019930701500A
Authority: KR
Inventors: 케이. 다스겁타 퍼넨두; 리-유안 바오; 디. 록린 로이; 에이. 폴 크리스토퍼; 스틸리안 존; 아브다로빅 네보이사
Original assignee: 더 다우 케미칼 캄파니; 리챠드 지. 워터맨
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 1997-05-02
Also published as: EP0558742B1; JPH06501107A; EP0558742A1; AU2680392A; DE69229827T2; FI932337A; ATE183584T1; DE558742T1; BR9205467A; FI932337A0; CA2096823A1; AU658453B2; JPH087189B2; WO1993006475A1; CA2096823C; DE69229827D1

Abstract

내용없음

Description

화학적 억제 검출 수단을 가진 전기 영동 방법 및 장치.

모세관 전기영동은 작은 구멍의 모세관에 있어서 전기영동을 포함하는 공지된 기술이다. 상기 기술은 거대분자를 포함하는 이온 종류(ionic species)의 효과적인 분석분리를 위한 방법을 제공한다. 전형적인 모세관 전기영동 시스템은 제1도에 도시되어 있다. 도시된 바와같이, 모세관은 전해질을 함유하는 2개의 용매저장소 사이에 위치된다. 각 저장소에 있고 모세관 100cm당 30KV로 상향 전달될 수 있는 전원장치(power supply)에 결합된 전극은 모세관 구멍을 통해 충전된 종류를 구동시키도록 전압 경사를 제공한다. 검출기는 모세관으로 이동하는 다양한 이온 종류의 검출을 허용하도록 2개의 고전압 전극 사이의 지점에 위치된다. 이렇게 위치된 검출기는 종종 온-칼럼(on-column)검출기로 참조된다.

여러 기술방법들이 검출된 용질의 특질에 따라 모세관 전기영동에 의해 분리된 용질을 검출하도록 개발되어여 왔다. UV 흡수 및 형광이 검출방식으로 통상 사용되었다. 대량 분광계, 복사계 및 전기 화학적 검출방법도 사용되었다. 전기 화학적 검출과 관련하여, 전류게 및 전도성 방법이 사용되었다.

모세관의 균열을 커버하도록 다공성 유리 모세관을 사용하는, 오프-칼럼(off-column) 전류계 검출기가 월링포드, 알. 에이. 등의 Anal. chem. (1987) 59, 1762-1766; 에윙, 에이. 지. 등의 Anal chem.(1989)61, 292A-303A 등에 기술되어 있다. 엔드-칼럼(End-Column) 전류계 및 전동성 검출기 또한 후앙등의 Anal chem.(1991), 63, 189-192에 기술되어 있다. 전기 화학적 기술을 사용하는 온-칼럼 및 엔드-칼럼에 나타나는 주 문제점은 모세관을 가로지르는 전압등급을 발생시키도록 전극에 적용된 고전압의 영향에 있다. 고전압 경사(전형적으로 20 내지 30KV의 범위)의 작은 변동은 이러한 검출 시스템의 1볼트 이하를 사용하는 전류계 검출기 및 전도성 검출기를 위해 사용된 전압에 중대한 영향을 준다.

오프-칼럼 전기 화학적 검출기에서, 소음문제에 대한 주 신호는 모세관 구멍의 길이를 가로지르는 전압경사를 발생시키도록 용리액에 요구되는 비교적 고농도의 전해질이 존재하므로써 발생한다. 이는 상기 측정이 검출전극의 산화환원 반응의 검출에 근간을 둔 전류계 검출보다 전해질 농도에 의해 보다 중대하게 영향을 미치기 때문에, 전도성을 사용하는 검출에 복잡한 문제를 제기한다.

전해질 억제가 전도성 검출기(예를들어, 미국 특허 제3,897,213호, 제3,920,397호, 제3,925,019호, 제3,956,559호, 제4,474,664호, 제4,751,004호, 제4,459,357호, 및 제4,999,098호)와 관련하여, 이온 교환 색층분석에서 사용되었을 지라도, 이러한 억제제는 모세관 전기영동으로 사용하기에 적합치않다.

상기 언급된 참조문헌은 본 출원의 출원일 이전에 제공된 것이다. 다른 관점에서 본 배경기술분야가 후술된다.

전기영동은 개발된 화학분석 기술이다. 상기점에 대해서, 1983년 엘세비어 사이언티픽 퍼블리성 캄파니(Elsevier Scientifitc Publishing Company)의 이. 헤프트만에 의해 편집된 원리 및 기술 파트 A인 색층분석 및 전기영동 방법의 적용과 색층분석-원리의 9장이 반복 참조된다. 모세관 전기영동(CE)은 분석화학 1298(1981) 및 222 사이언스 266(1983)에 보고된 조젠슨과 루카스(Jorgenson and Lukacs)에 의해 개척된 전기영동의 중요한 진전이다. 소경 모세관이 CE로 사용된으로써 비교적 고전압이 모세관의 미정의 열경사도의 발생없이 사용될 수 있다. CE의 분리효율은 다른것들 사이에서 적용전압의 함수이다. CE효율은 비교적 높은 400,000 이상의 이론 플레이트(theoretical plates)이다.

전형적인 CE 실험에 대한 설명이 후술된다. 50 내지 100 마이크로미터 내경 실리가 모세관은 적절한 전도 충전체로 충전된다. 모세관의 출구단부는 전극과 충전제를 포함하는 저장소에 감겨있다. 샘플함유 형광성 이온은 모세관의 입구단부로 도입되고, 모세관의 입구단부는 완충제 및 다른 전극을 함유하는 다른 저장소로 위치된다. 전극 사이에는 30,000볼트의 전압이 가해진다. 형광성 검출기는 이온을 검출하도록 모세관의 출구단부 부근에 위치된다.

샘플 이온의 운동은 2개의 인자 즉, 전기영동 이동 및 전기 삼투압 흐름에 의해 조절된다. 전기영동 이동은 전기장의 영향하의 대향 충전전극 쪽으로의 이온의 이동이다. 전기 삼투압 흐름은 완충제와 접촉하는 모세관의 내연이 고정 충전 위치를 포함하고 완충제의 대응 가동 카운터-이온을 가질때, 모세관의 완충제의 부피 흐름이다. 변경되지 않은 실리카 모세관 표면은 완충제의 pH가 약 2보다 클때 마이너스 충전(Si-O^-)되고 완충제의 pH가 2보다 적을 때 플라스 충전(Si-OH₂ ⁺)되는 실라놀(Si-OH)그룹을 포함한다.

표면이 마이너스 충전될때, 마이너스 충전표면의 대응 가동 카운터-이온 즉, 나트륨 이온(Na⁺)은 전기장의 영향하에 이동되고, 이 공정에서 이들로 부피 용매가 이동된다. 그래서, 전기 삼투압 흐름 방향은 표면이 마이너스 충전시 양전극에서 음전극으로 향한다.

표면이 플라스 충전될 때 플라스 충전표면의 대응 가동 카운터-이온 즉, 비포스페이트 이온(HPO₄-²)은 전기장의 영항하에 이동되고, 이 공정에서 이들로부터 용매가 이동된다. 그래서, 전기 삼투압 흐름 방향은 표면이 플라스 충전시 음전극에서 양전극으로 향한다. 플라스 충전된 표면도 예를들어, 모세관의 내면상의 소수성 앙이온을 흡수함으로써 얻어질 수 있다.

표면이 충전되지 않을 때, 전기 삼투압 흐름은 없다. 이온의 충전(음 또는 양)에 이존하여, 모세관 표면충전의 크기와 적용전압의 양극성, 전기 삼투압은 전기영동 이동을 증가, 방해 또는 무시할 수 있다. 결정된 샘플 성분이 모세관의 입구단부로부터 모세관의 출구단부 부근에 위치된 검출기로 이동되야 하기 때문에, 이들은 소망의 방향으로 이동되는 것이 필요하다.

캘리포니아, 써니베일의 디오넥스 코포레이선(Dionex Corpooration)과 매사츄세츠의 밀포드의 밀리포어의 워터스 색층분석 디비젼(Waters Chromatography Division)은 공통 이온의 분석을 위한 CE 기구의 선도적인 국산제조업자이다.

워터스 기구는 예를 들어 1991년 9월 발행된 잔딕등의 LC GC매거진 634페이지의 기술된 간접 광도 측정 검출기를 사용한다.

디오넥스 시스템은 예를 들어, 1991년 9월 발행된 LC GC 매거진 639페이지의 디오넥스 광고에서 볼 수 있는 광도측정 검출기 또는 형광서 검출기를 사용한다. 현재, 공통 이온의 결정을 위한 CE의 적합한 검출 방법은 간접 광도측정 검출법이다.

CE가 많은 장점을 가질지라도 개량에 필요한 여러 특징을 갖고 있다. 예를 들면, CE의 농도 검출 리미트는 개량될 수 있다.

(발명의 설명)

본 발명은 모세관 전기영동에 의해 분리된 이온 종류의 검출을 위한 검출기의 감지성을 증가시키는 방법 및 장치를 제공한다. 상기 장치는 모세관 전기영동 분리수단, 억제수단 및 검출수단을 포함한다. 모세관 전기영동 분리수단은 전형적으로 제 1 전극수단을 포함하는 제 1 전해질 저장소와 연통된 제 1 단부를 가진 적은 구멍 모세관을 포함한다. 또한, 모세관은 제2 전극 수단을 포함하는 제2 전해질 저장소와 연통된 이온전도 수단을 가진 제2 단부를 갖는다. 모세관의 제 1 단부는 모세관의 전 구멍에 걸쳐 있는 제1 저장소로부터 전해질을 수용할 수 있다. 모세관의 제 2 단부의 이온전도 수단은 전해질의 모세관과, 제1 및 제2저장소에 존재하고 전압이 선극에 적용될 때, 제1 및 제2 전극사이에 발생된 전류를 전도시킬 수 있다. 이 구조는 2개의 전극 사이에 발생된 고전압 경사와 전류로부터 검출기 및 억제수단을 격리시킨다.

억제수단은 입 출구단부를 가진 하나 이상의 모세관 유출 격막을 포함한다. 입구단부는 모세관 전기영동 분리수단에서 모세관의 제2 단부와 연통된다. 또한, 억제수단은 재생격막 수단과 모세관 유출 격막 수단을 분할하는 하나이상의 교환부재와 하나이상의 재생 격막 수단을 포함한다. 이온 교환 피막은 분리될 이온 종류의 카운터 이완과 같은 전하(즉, 음 또는 양)의 이온이 침투될 수 있고, 분리될 이온 종류와 같은 전하의 이온이 침투될 수 없다.

장치의 검출수단은 억제수단의 출구단부와 연통되고, 결정된 이온 종류를 검출하기에 적합하다.

작동중, 샘플의 이온 종류의 전극을 지니는 전압을 적용시킴으로써 발생된 전압경사에 의해 전기영동 분리수단의 모세관 구멍과 분리된다. 분리수단으로 부터의 유출량은 억제수단 특히, 모세관 유출 격막수단으로 흐른다. 재생 격막수단은 양이온 및 음이온으로 분리된 재생제를 포함한다. 재생격막과 모세관 유출 격막을 분리하는 이온교환 피막이 검출될 이온 종류의 카운터 이온과 같은 전하(즉, 음 또는 양)의 이온으로 침투될 수 있기 때문에, 카운터 이온은 재생 격막으로 피막을 가로지를 수 있다. 동일 전하의 재생 이온은 재생 격막으로부터 모세관 유출 격막의 유출물은 피막을 가로지를 수 있다. 이온 종류의 카운터 이온을 교환하는 것은 순효과(net effect)이다.

예를 들어, 음이온이 검출되고 전해질이 수산화나트륨 이면, 일반적인 재생제는 황산이다. 전해질의 각 분자를 위해, 나트륨 이온이 물을 형성하도록 재생 황산에서 하이드로니움 이온으로 대체된다. 유사하게는 음이온 종과 합체된 나트륨 이온이 재생용액에서 하이드로니움 이온으로 대체된다. 용리액의 전 전도성이 감소되고 이온 종류와 카운터 이온의 전 전도성은 증가된다. 전해질의 전 통도는 감소되기 때문에 전도성을 검춤하는 감지성이 증가된다.

다른 관점에서 본 발명의 설명이 후술된다. 본 발명은 CE용 억제 검출기를 제공한다. 본 발명의 주장점은 향상된 검출 리미트이다. 본 발명에 따른 장치는 일반적으로 샘플 입구, 출구부를 가진 모세관, 모세관의 입구와 전기연통된 제1 전극, 모세관의 출구부와 전기 연통된 제2 전극 및, 제1 및 제2 전극과 전기연통된 전원장치를 포함하는, 형태의 향상된 모세관 전기 영동장치이다. 이는 모세관에 액체 연통되고 고정되어 있는 이온교환 수단을 포함한다.

본 발명의 다른 장치는 샘플 입, 출구부를 가진 모세 다공성 도관 수단, 모세관과 액체 연통된 다공성 도관 수단의 채널, 모세관의 입구와 전기연통된 제1 전극, 다공성 도판과 전기 연통된 제2 전극, 제1 및 제2 전극과 전기 연통된 전원장치를 포함하는 형태의 향상된 모세관 전기영동 장치이다. 이는 다공성 도관수단의 채널과 액체연통되고 고정되어 있는 이온교환 수단을 포함한다.

본 발명은, 완충제용액의 전기영동에 의한 음이온의 분리 단계와, 억제된 완충제를 만들도록 완충제의 전기전도성을 감소시키기 위해 양이온 교환 고정 수단을 사용하여 재생 양이온을 위한 완충제의 양이온을 교환하는 단계와 분리된 음이온으 결정하도록 억제된 완충제의 전기전도성을 측정하는 단계를 포함하는 전기영동 음이온 분석방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 완충제용액의 전기영동에 의한 양이온의 분리단계와, 억제된 완충제를 만들도록 완충제의 전기전도성을 감소시키기 위해 음이온 교환 고정수단을 사용하여 재생 양이온을 위한 완충제의 음이온을 교환하는 단계와, 분리된 양이온을 결정하도록 억제된 완충제의 전기전도성을 측정하는 단계를 포함하는 전기영동 양이온 분석방법을 제공하는 것이다.

(본 발명을 수행하기 위한 방법)

본 발명의 시스템은 음이온 또는 양이온으로 존재하는 용질에 있어서 다량의 용질을 결정하기 의해 사용된다. 적절한 샘플은 표층수 및 다른 액체 즉 산업화학 폐기물, 체액, 과일 및 와인 및 음료수와 같은 음료들을 포함한다. 본원에 사용되는 "이온 종류(ionic species)"라는 용어는 주어진 시스템 조건하에서 이온화 가능한 분자성분과 이온형태의 종류를 포함하는 것이다.

일반적으로, 본원에 기재된 장치와 방법에 의한 검출에 특히 영향을 받기 쉬운 이온성 종류는 오직 약한 가시선 또는 자외선만을 흡수하는 종류이고, 그에 의해서 광도 흡수 검출기에 의해 빈약하게 검출된다. 약한 흡수종류의 예로는 아세테이트, 호박산염 및 트리메틸아민(trimethyl amine)와 같은 많은 유기성 종류로서의 염화물, 유황 나트륨 및 칼륨과 같은 공통 무기성 이온이 있다.

본원에서 사용되는 바로서, "모세관 전기영동 분리수단"은 전해질이 지나갈 수 있고 제1 및 제2 전해질 저장소와 접촉하여 배치될 수 있는 단부를 가진 길고 협소한 구멍을 함유하는 이온 종류를 분할하기 위한 수단과 관계한다. 양호한 실시예에서, 종래 기술기구에 일반적으로 사용되는 전형적인 협소한 구멍 모세관 현상이 사용될지라도, "모세관"은 상기 모세관 현상에 한정받지 않는다. 더우기, 본원에서 사용되는 바로서, 모세관은 종래기술의 모세관기구의 내부치수 크기정도에 치수를 가진 고체 지지부내의 종래기술의 모세관 기구의 내부치수 크기정도에 치수를 가진 고체 지지부내의 긴 구멍과 관계한다. 상기 모세관은 1 내지 1000μm보다, 양호하게는 25 내지 100μm 범위의 흡수가능한 구멍 직경을 가지고 있다. 일반적으로, 상기 모세관의 길이는 약 1cm 내지 10미터이고 양호하게는 20cm 내지 100cm이다. 이들 매개변수에 기초하여서, 본 발명을 실행하는데 사용하기 위한 모세관은 상기 모세관 현상을 포함할 수 있거나 또는 에칭이나 기계가공에 의해 실리카와 같은 고체 지지부에 형성되는 비일정 형태 또는 일정형태의 채널을 포함하고 있다. 몇몇 경우에는 그후에 온전한 모세관을 형성하도록 연결될 수 있는 고체지지 물질로된 두개의 분할 블럭내에서 모세관의 한 측부를 형성하도록 요구되기도 한다. 일반적으로는 상기 비표준 모세관의 단면 구역은 대체로 종래의 모세판의 단면구역과 유사하다.

제2도를 참고하여보면, 본 발명을 수행하기 위한 간략화된 장치를 볼 수 있다. 시스템은 전해질 자장소(14)내에 함유된 제 1 단부를 함유하고 있는 모세관(100)을 포함하고 있다. 또한 제1 전극(16)과 전해질(18)이 이러한 저장 소내에 함유되어 있다. 이러한 제1 전극(16)은 고전압 공급 유니트(20)에 접속된다. 모세관(10)의 제2 단부는 그에 부착된 이온 전도 수단(22)을 구비하고 있다. 이러한 이온 전도 수단은 모세관(10)을 통하여 전극(16, 22) 사이에 발생되는 고전압 전류로부터 초래되는 전류의 전도를 허영하는 임의의 전도기구일 수 있다. 이온 전단 수단으로부터 하양호흡 검출기와 억제수단의 사용 때문에 상기 전도 수단은, 모세관(10)을 통하여 대체로 량으 흐름이 억제트브(34)쪽으로 이온 전도수단(22)에 의해 지나가도록 선택되게 요구한다. 전도 수단의 한 실시예느 한개 이상의 전도 구멍을 가진 절연 슬리브가 있는 모세관 사이에 갭을 포함하고 있다. 선택적으로, 절연 슬리브는 느슨하게 끼워져 모세관과 슬리브 사이에 용리제 갭(eluent gap)을 형성한다. 이온 전도 수단의 다른 실시예에서는 그안에 함유된 기공(pore)을 통하는 전도 이온으 다고성 슬리브 성질을 가진 모세관 갭을 포함하고 있다. 상기 갭, 기공 또는 구멍을 사용하여 적어도 약 50%의 매스흐름이 하향흐름 매스 흐름 채널(26내에 유지되게 상기 전도수단을 지나가도록 선택되어지고 제2전극(24)과 모세판(10)의 제2단부에 지나가도록 선택되어지고 제2전극(24)와 모세관(10)의 제2단부에 지나가도록 선택되어지고 제2잔극(24)외 모세관(10)의 제2단부에 용리제사이에 이온성 전류용 채널을 제공한다. 일반적으로, 상기 갭, 구멍 또는 용리제사이에 이온성 전류용 채널을 제공한다. 일반적으로, 상기 갭, 구멍 또는 기공의 성질은 고전압 회로를 완성하기에 충분한 이온성 전류를 제공하거나 충분한 크기이지만, 저장소(30)내로 용리제가 돌려지게 허용할만한 크기는 아니다.

양호한 실시예에서, 이온 전도 수단(22)에는 하향흐름 도관(28)의 단부와 모세관(10)의 제2단부를 결합시킬 수 있는 양성막(amphoteric membracne), 양호하게는 슬리브가 있다. 양성막 슬리브와 같은 것을 생산하기 위한 특정방법이 예1에 기재되어 있다. 다른 방법은 음이온 및 양이온 기능 그룹 모두를 가진 막을 유도하는 것을 기본적으로 포함하고 있으며 본원기술분야의 기술인에 의해 용이하게 드러날 것이다.

또한, 제2저장소(30)는, 제2전극(24)과 이온 전도 수단(22)와 접촉하여 고전압 회로를 완성하는 전해질(32)도 함유하고 있다. 결과적으로, 검출기로의 잔유 흐름통로를 따르는 전압강하는 미미한 것이 된다.

일반적으로 적어도 제1 저장소와 모세관 구멍내에 주어진 전해질은 검출되는 이온 종류에 따르게 된다. 이온 종류가 음이온이며, 전해질은 양호하게 약산의 염 형태이다. 예들은 붕산 나트륨, 탄산 나트륨 및 수산화 나트륨을 포함한다. 검출되는 이온 종류는 양이온이면, 전해질은 양호하게 악 염기의 형태이다. 그러한 경우에 전해질의 예는 염화수소이다.

그런데, 본 발명을 실행하는 중요한 한면은 적당한 전압 선택을 포함하여 전기영동 전극(16, 24)을 가로질러 적용되게 한다. 고전압 회로가 이온성 전도수단(22)과 전해질 용액(32)을 경유하여 전극(16)과 전극(24)사이에 생성되므로, 억제 수단내로 이온성 종류와 전해질을 몰아넣도록 하는 이온성 전도수단으로부터의 전압전위 하향흐름은 없다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 전압은 제1 저장소로부터 검출기 방향으로의 전기 침수성 흐름을 감소하도록 선택된다. 전기 침수성 흐름은 전해질 용액과 모세관의 내측면과의 사이 간극에 존재하는 로칼 전압 때문에 주로 발생된다. 때때로 제트 전위로서 참고 되는 이러한 전위는 이러한 표면과 접촉하는 용액과 모세관의 내측표면을 형성하는 물질에 종속된다.

실리카 모세관에서, 모세관의 내측벽사의 충전은 음성이고, 전기 침수성 흐름방향은 양성 전극으로부터 멀어지거나 또는 음성 전극쪽으로 향한다. 벽(wall)상의 충전은 음성 대신에 양성이 되도록 실리카 모세관의 벽을 피복 또는 유도하여 전기 침수성 흐름방향을 역으로 할 수 있다. 검출기에 대한 전기침수성 흐름을 보장하는 그러한 분위기 하에서, 제1 저장소내의 전극의 극성은 역으로 되어야만 한다. 또한, 표면충전을 전혀 갖지 않은 폴리에틸렌 또는 폴리스틸렌과 같은 물질로 만들어진 모세관을 사용하는 것도 가능하다. 다음에, 이들 물질을 예를들면 공지된 화학성질을 각각 사용하는 퀀터니제이션(quanternization) 또는 술톤화에 의해 양성 또는 음성 충전을 발생하게 하는 기능이 있을 수 있다. 전기 치수성 흐름을 조절하기 위한 주 이유는 분할 이온성 종의 분할 분해를 조설하는 것이다. 만일 전기 침수성 흐름이 이온성 종류의 전기영동 방향과 같이 동일한 방향이라면, 분할 분해는 전기침수성 흐름이 전기영동성 방향의 대향 방향으로 있을때 보다 적다.

하향 흐름 도관(28)은 재생 구획실(36)내에 함유된 억제튜브(34)와 접속된다. 재생 구획실(36)은 모세관 전기 영동을 위해 사용되는 전해질과 검출되는 이온 종류용으로 적절한 재싱제(38)를 함유하고 있다.

억제 뉴브(34)는 모세관(10)으로부터의 폐수(effluent)를 함유하도록 구획실을 형성하는 내부 구멍을 가지고 있다. 이러한 모세관 폐수 구획실의 유입부는 하향흐름 도관(28)에 접속된다. 이온 교환막은 이러한 모세관 폐수와 재생 구획식 사이에 위치된다. 일반적으로, 억제 튜브(34)는 이온 교환막을 포함하여 재생 구획실과 모세관 폐수 구획실 사이에 이온 전달을 용이하게 한다. 이온 교환막은 이온 종류의 역이온에 양호하게 투과(permable)되도록 선택된다. 따라서 만일 이온 종류가 음이온일 경우 그 역 이온은 양이온이다. 이온 교환막은 양이온에 투과되도록 선택된다. 그 역은 또한 실현된다. 상기 관형막은 뉴져지주 톰스 리버에 소재하는 폐마 푸어 프로덕츠(Perma Pure Products)에서 생산되는 양이온 교환막 튜브 나피온^R과 같은 상업적으로 판매되고 있다. 그런데, 억제수단에는 관형상의 이온교환막이 필요하지 않다. 다른 실시예는 본원에서 참고로 기술된 미국 특허 제4,999,098호에 개재된 것과 같은 평평막(flat membrances)을 포함하고 있다.

하향 흐름 도관(28)의 단면영역이 모세관(10)의 구멍의 단면영역과 동일하고 모세관 폐수 구획실(34)의 단면은 대체로 동일한 단면영역을 가지는 것이 양호할지라도, 상기 단면 영역이 동일하게 있을 필요는 없다. 유용한 결과는 원형 구멍모세관(10)의 내경이 75 미크론이고 나피온^R양이온 교환막 튜브의 내경이 400 미크론인 곳에서 얻어진다. 그런데, 이러한 결과들은 350μm 직경 플러그가 이온 억제기의 유효 단면 흐름영역을 저하하도록 나피온^R튜브 내측부에 삽입될 때 부가적으로 향상될 수 있다(예1을 참고).

억제제 길이는 폐수내의 양이온 또는 음이온을 교환하기에 충분하여야 하지만 대체로 밴드가 확장하는 결과를 초래하도록 길어서는 않된다. 상기 억제 길이는 100μm 내지 10cm 인데, 양호하게는 1mm 내지1cm이다.

상기 내용은 전해질 농도를 감소시키기 위한 패시브 디퓨전 억제수단을 기술하고 있다. 그런데, 억제 시스템은, 다르게 디퓨젼 한정된 교환 동력하에 의해 획득하는 그 이상으로 이온 교환율이 증가하도록 이온 교환막을 가르지르는 전기장의 적용을 활용하는 것을 포함하는 본 발명에 실제적으로 사용될 수 있다. 예를들면 본원에 참고로 기술된 미국 특허 제4,999,098호를 참고한다.

이온 교환막이 지나간 후에, 그에 따라 다루어지는 폐수는 대체로 전해질과 역이온에서 관련이온 종류에 고갈된다. 상기 처리 폐수는 이온 종의 존재를 검출하기 위한 전도성 셀을 통하는 흐름부까지 항햐게 된다. 다르게는, 한개 또는 양쪽의 검출 전극(42, 44)이 억제수단을 빠져 나가는 처리되는 페수 흐름부내로 삽입될 수 있다. 이러한 방식을 사용하면, 전극이 제공딘 재생용액(38)내에 유지될 수 있는 억제수단의 유출구는, 폐수흐름부내로의 재생 이온의 디퓨전에 의해 역적인 영향을 받지않는 전도성이도록 이러한 단부영역내에 양호하게 배치된다. 일반적으로, 한개 또는 그 이상의 전극이 억제수단 유출구내로 삽입되면, 폐수의 선형 흐름율은, 억제수단의 목적을 다르게 해치는 폐수 흐름부로 재생이온의 전위 디퓨전젼을 옵셋하기에 충분해야만 한다.

전술된 바가 개방 튜브 모세관 지대 전기영동의 전후관계 내에서 주로 본 발명이 기술되었지만, 모세간 전기영동의 다른 모드가 본 발명을 사용하는데 실질적으로 있을 수 있음이 인식될 것이다. 상기 다른 모드는 이소테코포레시스(Isotachophoresis), 미셀 일렉트로카이네틱 모세관 크로마토그라피, 모세관겔 전기영동 및 등전기적 포거커싱을 포함한다.

다음은 본 발명의 특정 실시예를 전술하는 것이며, 본원에 첨부된 청구범위의 한정과 같이 구성하고 있지는 않다.

본 발명은 이온 억제 및 모세관 전기영동(electrophoresis)을 사용하여 음이온 또는 양이온을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

제1도는 에윙 등의 Anal. Chem. (1989), 61, 292A-303A의 제1도로부터 구동되는 모세관 전기영동을 수행하기 위한 종래 장치의 계략 다이어그램.

제1A도는 본 발명의 한 장치 실시예의 개략도.

제2도는 본 발명의 한 실시예의 개략 다이어그램.

제2A도는 본 발명의 한 억제 실시예의 측단면도.

제3는 예1에 사용된 이온 전도 수단고 억제수단의 개략 다이어그램.

제3A도는 본 발명의 한 전기성 전도 셀 실시예의 측단면도.

제4도는 본 발명의 실시예에 사용하는 전도성 측정으로 다양한 음이 온성 종을 분할 및 검출을 설명하는 전기 페로그램.

제4A도는 본 발명의 다른 전기성 전도 셀 실시예의 측단면도.

제5A는 본 발명의 다른 장치 실시예의 개략도.

제6A도는 본 발명의 한 완충제 브릿지 실시예의 측단면도.

제3도에서 분할 모세관(10)은 75μm 내경, 375μm 외경 및 75cm 길이의 치수를 갖는 융합 실리카 모세관이다. 이것은 동일한 내경 및 외경이지만 약 6mm 길이의 제2융합 실리카 모세관(28)에 대항하여 위로 맞닿아 있다.

내경이 대략 400μm이고 외경이 대략 800μm이며 길이가 대략 1cm인 양성(amphoteric) 이온교환막 튜브(22)는 또한 두개의 모세관(10, 28)을 함께 유지하기 위한 슬리브로서 작용한다. 상기 양성막 슬리브는 그 주위에 나일론 모노필라멘트(적경 75μm)를 타이트하게 결합시키므로써 모세관에 부착된다. 양성막 슬리브는 폴리에틸렌/폴리비닐 아세테이트 재질의 기판 튜브로부터 형성될 수 있다. 이 튜브(아미크롤린^R)는 뉴저지주 웨렌 소재의 써멀 플라스틱 사이언티픽사 제품이다. 이는 대략 50 중량%의 비닐벤질클로라이드(VBC)와 복사결합(radiation graft)된다. 결합된 튜브는 메탄올내의 디메틸아 미노아세토니트릴 용액 1M에 14시간동안 역류되며 6시간 동안 냉각된다. 메탄올 및 물위에 행켜진후 튜브는 1M의 수산화 나트륨 용액에서 90분간 대략 60℃까지 가열된다. 이 반응을 -CN-을 -CP₂로 가수분해한다. 그 결과 얻어지는 튜브는 막내에서 VBC분자에 공유결합되는 -N⁺(CH₃)CH₂CO₂와 같은 작용기를 갖는다.

모세관(28)의 타단부를 억제제(34)로서 작용하는 내경이 대략 400μm이고 외경이 대략 800μm이며 길이가 대략 1cm인 긴 양이온 교환 튜브 나피온^R(뉴저지 탐스 리버 소재의 페르마 퓨어 프로덕츠사 제품)에 삽입된다. 상기 억제제는 나일론 모노필라멘트로 결합되므로써 모세관(28)상에 유지된다. 억제제 내부공간의 대부분은 단부가 에폭시 수지로 밀봉되는 모세관으로 제조된 외경이 350μm이고 깅리가 5mm인 플러그가 차지한다. 튜브(28)의 출구에서 편향 전극(44)까지의 억제제의 길이는 대략 6mm이다.

편향 전극(44)중의 하나는 127μm의 백금 와이어중 내경 150μm, 외경 350μm, 길이 2cm인 모세관안에 삽입하고 잔여 공간을 에폭시 수지로 충전시키므로써 만들어진다. 모세관의 면은 백금 와이어의 단부에 노출되도록 폴리싱된다. 이 전극을 억제재 내부에 대략 1mm 삽입되고 와이어의 타단부는 전도성 편향 케이불에 연결된다. 제2편향 전극(42)을 재생제(38)내에 위치한다.

제1전해액 저장조와 제2전해액 저장조내에 들어있는 전해액온 pH9.1의 봉사 용액 10nM이다. 재생제(38)는 황산 용액 15mM이다. 인가돐는 고전압은 20KV이며, 이 결과 20.5μA의 전류가 흐른다. 귀닌산염, 벤조에이트, 벤젠술폰산염, 아세테이트, 프탈레산, 인산, 포름산, 플루오르화물 각각 20μm의 샘플을 분사하는데 전기영동분사가 5초간 사용된다. 그 결과는 제4도에 도시되어 있다.

본 발명을 실시하기 위한 다음과 같은 형태들이 여러 관점에서 초래한다. 제1A도에는 융합된 실리카 모세관(10a)을 포함하는 본 발명 장치의 실시예가 개략 도시되어 있다. 모세관(10a)의 유입부는 제1완충제 저장조(12a)에 저장돤 완충제(11a)내에 침지되는 것으로 도시되어 있다. 완충제(11a)는 대개 물을 기초로 한 것이지만 알콜, 아세토니트릴, 테트라하이드로푸란, 글리클과 같은 다른 용매를 기초로 할 수 있다. 전원(13a)은 전선(15a)을 통해 제1 전극(14a)에 소정의 전압(또는 전류)을 공급한다. 분석될 샘플(16)은 샘플 저장조(17a)내에 저장된다. 분석될 샘플(16a)은 관심대상의 이온을 함유한다. 모세관(10a)의 유출부는 억제제(18a)에 연결된다. 고전압 전원(13a)은 와이어(19a)를 통해 억제제(18a)로 연결된다. 재생제(20a)는 재생제 저장조(21a)내에 지장된다. 튜브(22a)는 저장조(21a)를 억제제(18a)와 연결한다. 재생제(21a)는 억제제(18a)와 튜브(23a)를 통해 폐기물로 유동한다. 상세히 후술되듯이, 억제제(18a)는 이온교환 재료 또는 수단을 포함하며, 이 이온교화 재료 또는 수단을 재생시키기 위해 재생제가 사용된다. 튜브(24a)는 억제제(18a)를 전기 전도성 편향기(25a)에 연결한다. 튜브(26a)는 전도성 편향기(25a)를 광학식 편향기 또는 전자기 편향기와 같은 선택적인 부가의 편향기(27a)에 연결한다. 튜브(28a)는 제2완충제 저장조(29a)에 저장된 완충제(11a)내에 침지되고 편향기(27a)에 연결되는 것으로 도시된다. 상기 튜브(28a)는 후술된 이유로 인해 일반적으로는 내경이 비교적 크다. 샘플(16s)의 약수는 모세관(10a)의 유입부를 저장조(12a)로부터 들어올리고 이를 샘플 저장조(17a)내에 잠정적으로 위치시키며 이후 이를 저장조(12a)로 되돌리므로써 모세관(10a)의 유입부에 도입될 수 있다. 이는 수동으로 될 수 있으나 통상은 기술분야에서 공지되어 있는 자동화 수단에 의해 이루어진다. 물론, 이같이 모세관(10a)의 유입부내로 도입되는 샘플(16a) 체적은 샘플(16a) 레벨이 제2완충제 저장조(29a) 내의 완충제(11a) 레벨보다 높으므로 모세관(10a)의 유입구가 샘플내부로 침지되는 시간에 종속된다. 이와 달리 샘플(16a)은 전기영동 원자이동 또는 전기 삼투압 유동에 의해 모세관(10a)의 유입두로 도입될 수 있고, 샘플분자 밸브를 사용하는 것도 가능하다. 융합된 실리카 모세관(10a)은 공지되어 있는 그 탁월한 열전도 특성으로 인해 본 발명에서 선호된다. 그러나, 이같은 모세관은 본 발명에 있어서 중요치 않으며, 모세관(10a)은 거의 모든 재료로 제조될 수 있다. 또한 모세관(10a)의 단면이 통상원형이더라도 이 역시 중요치 않다. 본 발명에서는 단일 모세관(10a)이 바람직하지만 이 역시 중요치 않다. 따라서, 가장 넓은 범위의 본 발명의 모세관은 하기 정의되는 도관이다.

본 발명의 모세관의 유입부는 분석될 샘플이 도입되는 부분이다. 본 발명의 모세관의 유출부는 전기영동 영역이 모세관을 따라 억제제로 진입하는 부분이다. 즉, 모세관의 유입부와 유출부는 모세관의 대향 단부이다. 그러나, 이는 본 발명에 있어서 중요하지 않다. 따라서 예를 들어 본 발명에 있어서 샘플은 그 관심대상 양이온이 모세관의 일단부를 향해 이동하고 관심대상 음이온이 모세관의 타단부를 향해 이동하면서 모세관의 중앙으로 도입될 수 있다.

이제 제2A도에는 억제제(18A)가 상세하게 도시되어 있다. 예를들어 실리콘 고무나 가소화 염화 플리비닐과 같은 것으로 제조된 튜브형 재킷(30a)이, 나피온^tm술포화 플루오로폴리머 이온교환 재료로 제조된 긴 튜브(31a)를 둘러싼다. 모세관(10a)의 유출부는 튜브(31a)의 일단부내로 삽입된다. 튜브(24a)는 튜브(31a)이 타단부로 삽입된다. 모형 티(tee, 32a)는 자켓(30a)의 일단부로 삽입된다. 모세관(10a)은 실온 가황처리한 실리콘 고무와 같은 밀봉제(34a)에 의해 티(32a)내에 밀봉된다. 배금 와이어(19a)는 자켓(30a)을 통해 삽입되며, 자겟(30a)내의 와이어(19a) 단부는 제2전극(36a)이다. 이와 달리 전극(36a)은 튜브(31a)내로 합침될 수 있지만, 통상은 튜브(31a) 외부에 위치한다. 일부 경우에 있어서, 전극(36a)은 모세관(10a)에 연결되는 튜브(31a) 단부 부근에 위치한다. 물론 전극은 저장조(21a)내에 위치할 수 있다.

튜브(31a)의 내경은 보통 모세관(10a)의 내경과 대략 같다. 이같은 소경 이온교환 재료는 시중에서 구할 수 없다. 최소 내경의 나피온^Tm튜브는 대략 400마이크로미터의 내경을 갖는다. 그러나, 이같은 재료의 내경은 (1) 나피온^Tm튜브를 알콜중에서 팽창시켜 연산시키는 기술, (2) 상기 나피온^Tm튜브를 가열하여 연사시키는 기술, (3) 상기 (1)과 (2)의 조합, (4) 예를들어 직경이 75마이크로미터인 텅스텐 와이어와 증착된 나피온^Tm을 열경화 처리하여 이 와이어를 이렇게 형성된 나피온^Tm튜브로부터 후퇴시키므로써 내경이 작은 나피온^Tm튜브를 제조하는 기술(그 내용이 본원에 완전히 참조로 합체되고 그로트에게 허여된 미국 특허 제4,731,263호에는 본원에 완전히 참조로 합체된 분석화학 1969(1982)에서 마틴이 행한 바와 같이 나피온^Tm의 콜로이드 분산이 기재되어 있다), (5) 팽창된 이온교환 재료의 단단한 부분에 드릴링이나 천공에 의해 작은 구멍을 형성하고 이를 건조시켜 모세관(10a) 및 튜브(24a)내로 수축시키는 기술과 같은 여러가지 기술에 의해 보다 소형으로 제조될 수 있다.

본원에서 도관은 하나이상의 관통채널을 갖는 구조로 정의된다. 튜브(31a)는 이온교환 재료를 갖는 도관의 한 예이다. 그러나, 본 발명은 튜브형상의 도관에 한정되지 않는다. 예를들어, 도관은 이온교환 재질의 구멍형성된 덩어리 형상 즉, DOWEX^tm50W 또눈 DOWEX^tm2 이온 교환 수지(DOWEX^tm은 다우 케미컬 캄파니의 상표명)와 같은 종래의 이온교환 수지로 된 구멍형성된 비어드 형상일 수 있다. 본 발명의 도관에는 이온교환 재료로된 시트가, 적절한 체널과 개구를 갖는 판사이에 고정되므로써 사용될 수 있다. 본 발명의 도관은 보통, 채널에서 도관 외부로 연장되는 이온교환 재교를 갖는다. 그러나, 본 발명은 또한 도관이 이온을 전도시키는 재료만을 포함하거나 셀룰로스 아세테이트 막 또는 균일 다공성 유리와 같은 이온을 전도시키도록 제조될 수 있을때도 작용을 한다. 다공성 도관을 후술되는 액체 이온 교환기로 흡수될 수 있다.

제3A도는 전기 전도성 편향기(25a)셀의 일 실시예를 상세히 도시하는 단면도이다. 상기 셀은 예를들어 125마이크로 미터와 같은 적절히 작은 내경을 갖는 짧은 가용성 튜브(36b)를 갖는다. 가는 백금 와이어(37a)는 튜브(36b)를 관통한다. 다른 가는 백금 와이어(38a) 역시 튜브(36a)를 판통한다. 상기 와이어(37a, 38a)는 먼저 예를 30게이지와 같은 가는 피하 주사기로 튜브(36b)구멍을 뚫고, 피하 주사가 내부로 백금 와이어를 삽입한 후 백금 와이어를 적소에 유지시킨패로 주사기를 빼내므로써 상기와 같이 위치할 수 있다. 이들 와이어(37a, 38s)는 접촉하지 않고 가능한한 밀접하게 예를들어 100-300마이크로미터 간격을 배치된다. 와이어(37a, 38s)는 전도성 편향 전극이며, 물론 이온 색층분석 전기 전도성 편향기와 같은 적절한 전기 전도성 편향기의 전자(electronics) 부분에 연결된다.

제4A도는 전기 전도성 편향기(25a) 셀의 제2 실시예의 상세한 단면도이다. 상기 셀은 예를들어 125마이크로미터와 같이 적절히 작은 내경을 갖는 짧은 가요성 튜브(39a)를 갖는다. 스테인레스 스틸 와이어(40a)는 튜브(39a)를 관통하는 것으로 도시되어 있다. 다른 스테인레스 스틸 와이어(41a)는 튜브(39a)의 대항측부상에서 튜브(39a)를 관통하는 것으로 도시되어 있다. 와이어(40a, 41a)의 단부는 튜브(39a)내에서 접촉하지 않고 밀접하게 예를들어 100마이크로미터의 간격으로 위치한다. 와이어(40a, 41a)는 전도성 편향 전극이며 물론 이온 색층분석 전기 전도성 편향기와 같은 적절한 전기 전도성 편향기의 전자부분에 연결된다.

통상, 모세관(10a) 유출부 이후의 직렬 소자들의 유동에 대한 저항은 모세관(10a)내에서 정면이 편평한 유동 프로파일을 유지하기 위해 상당히 낮다. 이러한 이상이 완벽히 얻어지지는 않으므로, 저장조(12a)내의 완화제 레벨을 저장조(29a)내의 완화제 레벨보다 약간 높이는 것이 유리하다.

제5A도는 제1A도에 실시된 실시예와 유사한 본 발명의 다른 장치 실시예의 개략 도시도이다. 제1A도에 도시된 부재와 동일한 제5A도의 부재에는 동일한 도면부호가 사용된다. 그러나 제5A도에서 와이어(19a)는 더이상 억제제(18a)를 향하지 않는다. 그 대신 와이어(19a)는 완충제 브리지(42a)를 향한다. 제 3 완충제 저장조(43a)에는 완충제(11a)가 저장되어 있다. 튜브(44a)는 저장조(43a)를 완충제 브리지(42a)와 연결한다. 저장조(43a)내의 완충제(11a)는 완충제 브리지(42a), 튜브(45a)를 거쳐 폐기통으로 유동한다. 상세히 후술되는 바와같이, 완충제 브리지(42a)는 완충제 브리지내의 완충제와 모세관(10a) 유출부내의 완충제 사이를 전기적으로 연결시키는 다공성 재료 또는(본원에 참조로 완전히 합체되는 분석화학 2076(1991)어 있는 린하르크스 및 키싱거 식의) 단순히 부서진 모세관과 같은 기타 수단을 포함한다. 상기 완충제 브리지는 튜브(46a)에 의해 억제제(18a)에 연결된다.

제6A도에는 완충제 브리지(42a)가 상세히 도면 도시되어 있다. 제6A도와 제2A도를 비교해 보면 완충제 브리지(42a)는 여러가지 점에서 억제제(18a)과 유사하다. 예를들어 실리콘 고무와 가소화 염화폴리비닐은 제조된 튜브형 재킷(47a)은 다공성 유리와 같은 다공성 재질의 긴 튜브를 둘러싼다. 모세관(10a)의 유출부는 튜브(48a)의 일단부로 삽입된다. 튜브(46a)는 튜브(48a)의 타단부로 삽입된다. 모형 xl(49a)는 자켓(47a)의 일단부내로 삽입되고 다른 모형 티(50a)는 자켓(47a)의 타단부로 삽입된다. 모세관(10a)은 실온 가항처된 실리콘 고무와 같은 밀봉제(52a)에 의해 티(49a)내에 밀봉된다. 백금와이어(19a)는 자켓(47a)을 통해 삽입되고 자켓(47a)내의 와이어(19a) 단부는 제2전극(36a)이다.

이와 달리, 전극(36a)은 튜브(48a)내에 끼워질 수 있으나, 통상은 튜브(48a)외부에 위치한다. 물론, 전극(36a)은 저장조(43a)에 위치할 수 있다. 완충제 브리지(42a)는 소금 용액(염화나트륨)이 다공성 배리어를 통과할 수 없는 적절한 농도의 용액이나 다이온 용액으로 대체되는 것을 제외하고, 월링포드미 에윙의 솔트 브리지와 유사하다. 제1A도의 튜브(24a, 26a)와 제5A도의 튜브(46a, 24a, 26a)는, 튜브의 유동 프로파일이 보통 모세관(10a) 내에서의 정면이 편평한 유동 프로파일과 반대로 포물선 형상이므로 보통 가능한한 짧다. 이온을 교환하는 수단은 양이온을 받고 반대로 양이온을 주는 어떠한 수단, 음이온을 받고 반대로 음이온을 주는 어떠한 수단과 금속이온 교환재료와 용액 이온 교환재료를 포함하는 소금(용액에서 질산구리를 흡수하는 DOWE^Tm4 이온 교환 수지의 자유 기저형태, 또는 용액에서 소금을 습수하는 크라운에테르)을 흡수하는 어떠한 수단으로 정의된다. 이온을 교환하는 일정의 수단은 억제제(18a)를 포함하고 또한 완충제 브리지(42a)와 같은 장치를 포함한다. 완충제 브리지에는 비록 완충제에 놓인 장치를 통하여 용액 이온 교환기기 흐를지라도, 즉 다시말해서 용액 이온 교환기는 이동될지라도 장치는 이동되지 않는 용액이온 교환기가 자켓(47a)내에 자리잡고 있다.

유사하게 포로스 튜브(48a)는 용액이온을 흡수하고 재생계는 완충제에 놓인 장치를 통하여 흐를 수 있다. 이온 교환 수지를 포함하는 튜브는 이온을 교환하는 일정한 수단이다. 반면, 완충제가 전도성 검출기(알라 제르데와 센슨, 유럽 특허 출원 제89110394,7호, 공고 제0 345 782 A2호, 참고로 구체화된)를 통하여 르르기 전에 CE 시스템의 가는 튜브에서 유출완충제로 이온교환 입자의 부유물을 삽입하는 것은 이온 교환의 이동 수단, 즉, 바꿔말하면 이온 교환 입자는 완충제내에서 완충제들과 같이 이동한다. 따라서, 본 발명에서 이온 교환의 또다른 특징적인 수단은 본 발명의 이온교환의 수단이 ''비침략적"이라는 것이다. 이온 교환의 비 침략적 수단은 완충제 흐름에서 소개되지 않은 수단이며, 바꿔말하면 완충제 흐름에 의해 완전히 포위되지 않는 수단이며, 양호하게 완충제 흐름을 재생 양이온 또는 재생 음이온의 분리원료에서 분할시킨다.

음이온 분석에 관한 본 발명의 방법 실시예는 제5A도를 참고로 이해된다. 모세관 튜브(10a)는 일시적으로 샘플(16a)을 모세관 튜브(10a)로 인도하기 위해 샘플(16a)에 잠겨있다. 샘플은 주 음이온을 포함한다. 완충제(11a)는 봉산염 완충제와 같은 약산의 소금을 포함하다. 억제제(18s)의 이온 교환 재료는 듀폰사의 나피온^TM브랜드 이온 교환 재료와 같은 양이온 교환기이다. 재생제(20a)는 증류 황산이나 수소 이온 형태로 이온 교환 입자의 부유물과 같은 수도이온의 원료이다.

파워 공급(13a)은 켜져서 자기장이 완충제 브리지(42a)에서 모세관(10a) 구멍을 따라 펼쳐진다. 만약에 모세관(10a)이 상술된 바와 같이 음으로 대전되면 전극(14a)은 양전되고 전극(36a)은 음전되어 전기 삼투압 흐름은 억제제(18a)의 양이온 교환 재료를 향하게 된다. 게다가, 모세관(10a)이 음전되면, 주 음이온은 모세관(10a)의 입구에서 저장기(12a)로 이동하려고 한다. 이러한 경향은 많은 주 음이온을 억제제(18a)를 향하는 보다 신속한 전기 삼투압 흐름으로 압도한다. 만약 모세관(10a)이 상술된 바와같이 양으로 대전되면, 전극(14a)은 음전되고 전극(36a)은 양전되어 전기 삼투압 흐름은 억제제(18a)의 양이온 교환 재료를 향하게 된다. 게다가, 모세관(10a)이 양으로 대전되면 주 음이온은 전기 삼투압 흐름과 같은 방향, 즉 억제제(18a)를 향하여 이동하려는 경향이 있다. 따라서, 본 실시예에서 양으로 대전된 모세관 튜브(10a)를 사용하는 것은 독특한 잇점이 있다. 그러나 이것은 결정적이지 않으며 본 실시예에서 음으로 대전된 모세관 튜브(10a)를 사용함으로 잇점이 있다. 억제제(18a)에서, 제2A도에서 다른, 완충제의 양이온 이온 교환 튜브(31a)의 내부표면에서 수도 이온을 교환하여 완충제(11a)가 압축된 완충제 용액을 형성하기 위하여 양산 용액으로 전환다. 압축된 완충제 용액은 전기적전도성 검출기(25a)를 통하여 흐른다. 검출기(25a)에 의하여 정해진대로 압축된 완충제의 전도성은 완충제의 전도성은 완충제(11a)의 전도성과 비교해서 비교적 낮다. 주 이온이 검출기(25a)를 통하여 흐를때, 그것들은 압축된 완충제의 후면에서 민감하게 검출된다. 이와 같은 관점에서, 본 발명은 이온 색층분석에서의 압축된 검출와 유사하다. 희망스럽게 물론 주 이온은 이전의 모세관 튜브(10a)내의 일렉트로포레스에 의해 검출된 분리지대로 분해된다. 억제제(18a)의 이온 교환재료는 튜브의 외부(31a) 주위를 흐르는 증류 황산 재생제(20a)에 의해 재싱된다. 상기에서 논의된대로, 완충제는 약산의 소금을 포함한다. 그러나 본 발명은 약간의 소금으로 구성된 완충제에 제한받지 않으며 예를들면, 강 염기는 억제제로 인해 물로 전환되는 수산화나트륨으로서 사용될 수 있다. 전도성 검출기가 사용되고 완충제의 양이온이 재생제 양이온과 교환될 때, 완충제는 전기적 전도성을 줄이는 용액으로 전환되어야만 한다. 이와 같은 관점에서, 압축 검출를 참고로 이온 색층분석 기술은 다른 완충제나 본 발명에서 사용되는 재생제 양이온을 지시할 것이다. 다른 검출기가 전도성 검출기 대신 사용되고 완충제의 양이온이 재생제 양이온으로 교환될때, 완충제는 검출기 반응을 줄이는 용액으로 전환되어야 한다. 매우 양호하게, 완충제의 음이온은 주음이온으로서 거의 같은 일렉트로포레틱 이동성을 가진다.

음이온 분석에 관한 본 발명의 다른 방법 실시예는 제1A도와 제2A도를 참고로 이해된다. 모세관 튜브(10a)는 샘플(16a)을 모세관 튜브(10a)를 인도하기 위해 일시적으로 샘플(16a)에 잠겨있다. 샘플은 주 음이온을 포함한다. 완충제(11a)는 붕산염 완충제와 같은 약산의 소금을 포함한다. 억제제(18a)의 이온 교환 재료는 듀론사의 나피온^tm이온 교환 재료와 같은 양이온 교환기이다. 재생제(20a)는 중류황산 또는 수소 이온 형태의 이온 교환 입자 부유물과 같은 수소 이온의 원료이다. 파워공급(13a)은 켜져서 자기장은 이온 교환 튜브(31a)를 건너 모세관(10a)의 구멍을 따라 펼져있다. 만약 모세관(10a)이 상술되 바와같이 음대전되면 전극(14a)은 양전되고, 전극(36a)은 음전되어 전기 삼투압 흐름이 억제제(18s)의 양이온 교환재료를 향하게 된다. 게다가 모세관(10a)이 음으로 대전되면 주 음이이온은 모세관(10a)의 입구에서 저장소(12a)로 이동하려고 한다. 이 경향은 많은 주 양이온을 억제제(18a)를 향하는 보다 빠른 전기 삼투압 흐름으로 압도시킨다. 만약 모세관(10a)이 상기에서 논한대로 양으로 대전되면, 전극(14a)은 음전되고 전극(36a)은 양전되어 전기 삼투압 흐름이 억제제(18a)의 양이온 교환 재료를 향한다. 게다가, 모세관(10a)이 양으로 대전되면, 주 음이온은 전기 삼투압 흐름과 동일한 방향으로, 즉 바꿔 말하면, 억제제(18a)를 향하여 이동하려고 한다. 따라서, 본 실시예에서 양으로 대전된 모세관 튜브(10a)를 사용하는 것은 독특한 잇점이 있다. 그러나 이것은 결정적인 것이 아니며 본 실시예에서 음으로 대전된 모세관 튜브(10a)에서 잇점이 있다. 억제제(18a)에서 완충제의 양이온은 이온 교환 튜브(31a)의 내부 표면에서 수소이온과 교환하여 완충제(11a)가 압축된 완충제 용액을 형성하기 위해 약산 용액으로 전환된다. 만약, 전극(36a)이 음으로 대전되면 억제제의 효율은 증가된다. 압축된 완충제 용액은 전기 전도성 검출기(25a)를 통하여 하른다. 검출기(25a)로 결정된대로 압축된 완충제의 전도성은 완충제(11a)의 전도성에 비하여 비교적 낮다. 주 이온이 검출기(25a)를 통하여 흐를때, 그것들은 압축된 완충제의 후면에서 민감하게 검출된다. 이와같은 관점에서, 본 발명은 이온 색층분석의 압축된 검출과 유사하다. 희망스럽게도, 물론 주 이온은 모세관 튜브(10a)내의 이전의 전기영동에 의해 검출된 분리지대로 분해된다. 억제제(18a)의 이온 교환 재료는 튜브(31a)의 외부주위를 흐르는 증류황산 재생제(20a)에 의해 재생된다. 제1A도를 참고로 상기에서 논한 음이온 분석용 방법실시예는 보다 단순하고 아마도 보다 효과적으로 제5A도를 참고로 상기에서 논한 음이온 분석용 방법 실시예보다 선호된다. 상기 논의에서, 완충제는 약간의 소금을 포함한다. 그러나 본 발명은 약산의 소금을 포함하는 완충제에 한정되지 않으며, 예를들면, 강 염기도 억제제에서 물론 전환되는 수산화나트륨으로 사용된다. 전도성 검출기가 사용되고 양이온이 재생제 양이온과 교환될때, 완충제는 전기 전도성을 줄이는 용애긍로 전환되어야 한다. 이와 같은 관점에서, 압축된 검출을 참고로 이온 색층분석 기술은 다른 완충제와 본 발명에서 사용되는 재싱제 양이온을 지시할 것이다. 다른 검출기가 전도성 검출기 대신 사용되고 양이온이 재생제 양이온과 교환할 때 완충제는 줄어진 검출기 반응을 가진 용액으로 전환되어야 한다. 매우 양호하게, 완충제의 음이온은 주 음이온으로서 거의 같은 전기 영동 이동성을 가진다.

음이용 분석에 관한 본 발명의 방법 실시예는 제5A도를 참고로 이해된다. 모세관 튜브(10a)는 샘플(16)을 모세관 튜브(10a)로 인도하기 위해 샘플(16a)안에 필사적으로 잠겨있다. 샘플은 주 양이온을 포함한다. 완충제(11a)는 아닐린 염산염 용액같은 약염기의 소금이나 글리시니엄 염산염과 같은 양이온성 혼합물의 소금을 포함한다. 억제제(18a)의 이온 교환 재료는 다우사의 DOWEX^TM2 이온 교환 재료 같은 음이온 교환기이다. 재생제(20a)는 증류수산화나트륨이나 수소이온 형태에서 이온 교환 입자의 부유물과 같은 수소이온의 원료이다. 전원(13a)은 켜져서 자기장은 완충제 브릿지(42a)에서 모세관(10a)의 구멍을 따라 펼쳐있다. 만약 모세관(10a)가 상기 논한대로 양으로 대전되면 전극(14a)은 음전되고 전극(36a)은 양전되어 전기 삼투압 흐름은 억제제(18a)의 음이온 교환 재료를 향한다. 게다가, 모세관(10a)의 양으로 대전되면 주 양이온은 모세관(10s)의 입구에서 저장소(12a)로 이동하려고 한다. 이와같은 경향은 많은 주 양이온을 억제제(18a)를 향하고 보다 빠른 전기 삼투압 흐름으로 압도한다. 모세관(10a)이 상술된 바와같이 음으로 대전되면, 전극(14a)은 양전되고 전극(36a)은 음전되어 전기삼투압 흐름은 억제제(18s)의 음이온 교환재료를 향한다. 게다가, 모세관(10a)이 음으로 대전되면, 주음이온은 전기 삼투압 흐름과 같은 방향으로, 즉 바꿔말하면, 억제제(18a)를 향하여 이동하려 한다. 따라서 본 실시예에서 음으로 대전되 모세관 튜브(10a)를 사용하면 독특한 잇점이 있다. 그러나 이것은 결정적인 것은 아니며 보 ㄴ실시예에서 양으로 대전된 모세관 튜브(10a)를 사용해도 잇점이 있다. 억제제(18a)에서 제2A도를 참고로, 완충제의 음이온은 이온 교환 튜브(31a)의 내부 표면에서 수소이온과 교환되어 완충제(11a)는 압축된 완충제용액을 형성하기 위하여 약 염기성용액으로 전환된다. 이 압축된 완충제 용액은 전기 전도성 검출기(25a)를 통하여 흐른다. 검출기(25a)에서 결정된 대로, 압축된 완충제의 전도성은 완충제(11a)의 전도성과 비교할 때 다소 낮은 편이다. 만약 주양이온이 검출기(25a)를 통하여 흐를때, 그것들은 압축된 완충제의 후면에서 민감하게 검출된다. 이런 관점에서 본 발명은 이온 색층분석의 압축된 검출오가 유사하다. 희망스럽게 물론 주 양이온은 모세관 튜브(10a)에서 이전 전기영동에 의해 검출된 분리지대로 분해된다. 억제제(18a)의 이온 교환재료는 튜브(31a)의 외부주위를 흐르는 증류 수산화나트륨 재생제(20a)의 흐름에 의해 재생된다. 상기 논의에서, 완충제는 약 염기의 소금을 포함한다. 그러나 본 발명은 약염기의 소금을 포함하는 완충제에 제한받지 않으며, 예를들면 강 산은 억제제에 의해 물로 전환된 황산같은 것으로서 사용될 수 있다. 전도성 검출기가 사용되고 완충제의 음이온이 재생제 음이온으로 대체될 때, 완충제는 전기 감도성이 감소된 용액으로 전환되어야 한다. 이러한 과점에서 압축된 검출을 참고로한 이온 색층분석 기술은 다른 완충제와 본 발명에서 사용되는 재생제 양이온을 지시할 것이다. 다른 검출기가 전도성 검출기 대신 사용되고, 완충저의 음이온이 재생제 음이온으로 교환될 때, 완충제는 둘어든 검출기 반응을 가진 용액으로 전환되어야 한다. 매우 양호하게, 완충제의 양이온 주양이온으로서 거의 같은 전기영동 이동성을 가진다.

양이온 분석에 관하여, 본 고안의 다른 방법실시예는 제1A도와 제2A도를 참고로 이해된다. 모세과 튜브(10a)는 샘플(16a)를 모세관 튜브(10a)로 인도하기 위해 샘플(16a)안에 일시적으로 잠겨있다. 샘플은 주 양이본을 포함한다. 완충제(11a)는 아닐린 염산염 용액과 같은 염기의 소금이나 클리시니엄 염산염과 같은 양이온성 혼합물의 소금을 포함한다. 억제제(18a)의 이온 교환 재료는 다우사의 DOWEX^TM2 이온 교환 재료와 같은 음이온 교환기이다. 재생제(20a)는 증류 수산화나트륨이나 수소이온 형태에서 이온 교환입자의 부유물과 같은 수소이온의 원료이다. 파워고급(13a)은 켜져서 자기장은 이온교환 튜브(31A)을 건너 모세관(10a)의 구멍을 따라 필쳐진다. 만약 모세관(10a)이 상기에서 논한대로 야응로 대전되면, 전극(14a)은 음전되고, 전극(36a)는 양전되어 전기 삼투압 흐름은 억제제(18a)의 음이온 교환 재료를 향한다. 게다가 모세관(10a) 이 양으로 대전되면, 주 영이온은 모세관(10a)의 입구에서 저장소(12a)로 이동하려고 한다. 이와 같은 경향은 많은 주 음이온을 억제제(18a)를 향하는 보다 전기영동 삼투압 흐름으로 압도한다. 만일 모세관(10a)이 상기에 언급한 바와 같이 음전기로 부하된다면, 전기 삼투압 유체가 억제제(l8a)의 음이온 교환 재료쪽으로 유동하도록 전극(14a)은 양극이고 전극(36a)은 음극이다. 또한, 모세관(10a)이 음전기로 부하된다면, 중요한 음이온은 전기 삼투압 유체와 동인한 방향으로 즉, 억제제(18a)쪽으로 이동한다. 따라서, 이러한 실시예에서 음전기로 부하된 모세관 튜브(10a)를 사용하는 명백한 장점이 있다. 그러나, 이것은 비판적이지 않으며, 이 실시예에서 양전기를 부하된 무세관 튜브(10a)를 사용하는 잇점이 있다. 억제제(18a)에서 완충제의 음이온은 이온교환 튜브(31a)의 내부면에서 수산화 이온을 위해 교환되는데, 이제 역제된 완충액을 형성하도록 완충제(11a)가 역한 염기 용액으로 변환되도록 하기 위함이다. 만일 전극(36a)이 양전기로 부하된다면, 억제제의 효과는 향상된다.

다음에, 억제된 완충액온 전기 전도 검출기(25a)를 통해 유동하다. 검출기(25a)에 의해 결정되는 것과 같이, 억제된 완충제의 전도성은 완충제(11a)의 전도성에 비해 비교적 낮다. 중요한 양이온이 검출기(25a)를 통해 유통할때, 양이온은 억제된 완충제의 배경에서 민감하게 감지된다. 이러한 관점에서 본 발명은 이온 색층부석에서 억제 감지와 유사하다. 바라건대, 중요한 양이온은 모세관 튜브(10a)에서 종래의 전기영동법에 의해 감지된 각 영역내로 용해된다. 억제제(18a)의 이온 교환 재료는 튜브(31a)의 외부 둘레를 유동하는 붉은 수산화나트륨 재생계(20a)의 유동에 의해 재생된다. 제1도를 참조하여 상기에 설명한 양이온 분석을 위한 방법 실시예는 제5도를 참조하여 상기에 설명한 양이온 분석을 위하 방법실시예 보다 간단하고 보다 효과적이다. 상기 설명에서, 완충제는 묽은 염기의 소금을 포함한다. 그러나, 본 발명은 묽은 염기의 소금을 포함한 완충제로 제한되지 않는데, 즉 강산은 억제제에 의해 물로 변환되는 유황산과 같은 것으로 사용될 수 있다. 전도성 검출기가 사용되고 그 음이이온이 재생 음이온을 위해 교환될 때, 완충제는 감소된 전기 전도성을 가진 용액으로 변환되어야 한다. 이러한 점에서, 억제된 이온 색층분석 기술의 참조는 본 발명에 사용된 다른 완충제 및 재생제를 나타낼 것이다. 다른 검출기가 사용되고 그 음이온이 재생 음이온을 위해 교환될 때, 완충제는 감소된 검출기 반응에 따라 용액으로 변환되어야 한다. 특히 완충제의 양이온은 중요한 양이온과 동일한 전기영동성을 가진다.

만일 중성 모세관이 사용된다면, 모세관에 전기 삼투압 유동체가 없다. 모세관에 전기 삼투압 유동체가 없다면, 각 이온을 검출기로 운반하는 수단이 없다. 이러한 문제점은 본 발명에 의해 극복되는데, 즉 모세관의 출구부내로 완충제, 물 또는 솔벤트이 유동체를 도입함으로서 극복된다. 이제 제5A도를 참조하면, 티자관이 모세관(10a)의 배출부와 완충제 브리지(42a) 사이에 위치된다. 제1A도를 참조하면, 티자관이 모세관(10a)의 배출부와 억제제(18a)사이에 위치된다. 모세관의 흡입부쪽으로의 완충제의 이러한 유동체의 역류가 방지되는데, 즉 완충제(11a)로의 저장기(12a)를 완전히 충전하고 저장기(12a)를 밀봉함으로서 방지된다.

전기 전도성 검출기는 본 발명에서 양호하다. 그러나, 전기 전도성 검출기는 본 발명에서 임계적이지 않다. 예컨대, 광도계 검출기가 사용될 수 있다. 사용할 수 있는 다른 검출기는 많은 분광계, 굴절 표시 검출기 및 절연성 계수 검출기를 포함한다. 따라서 완충제가 억제될때 검출기는 보다 잘 이온을 검출하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 모세관은 상기에 설명한 바와 같이 음전기로, 양전기로 또는 중성으로 부하된다. 모세관이 양전기로 부하되고 중요한 이온이 음이온을 포함하거나, 모세관이 음전기로 부하되고 중요한 이온이 양이온을 포함한다면, 중요한 이온의 전기영동 뿐만 아니라 중요한 이온의 이온 교환 색층분석을 할 수 있다. 토상, 본 발명의 석출의 대부분은 전기영동에 의한 것이다. 그러나, 본 발명의 모세관이 이온 교환 재료(이온 교환 수지를 구비한 모세관 튜브의 코팅 또는 이온 교환 비드(beads), 박막 이온 교환기 또는 마이크로입자 이온 교환기를 가진 모세관 튜브를 팩킹하는 것과 같은)를 포함한다면, 이온 교환 색층분석은 본 발명의 중요한 석출 모드가 될 수 있다는 것을 알 수 있다.

[실시예 1A]

제1A도에 도시된 것과 같은 시스템은 조립되어 있다. 모세관(10a)은 길이가 60cm이면 내경이 75마이크로미터인 융합된 실리카 모세관이다. 제2A도의 튜브(31a)는 길이가 5mm이며, 내경이 125마이크로미터인 가열된 부분 솔벤트 나피온^TM튜브를 스트래치함으로서 제조된다. 전극(36a)은 그 극성이 억제제(18a)의 효과에 영향을 미지기 때문에 제2A도에 도시된 것과 같이 위치된다. 재생제(20a)는 분당 100마이크로리터(micloliter)의 유동율로 억제제(18a)를 통해 유동하는 5밀리몰라(millimolar) 유황산이다. 완충제(11a)는 pH 8.4에서 1밀리몰라의 봉사이다. 따라서 모세관(10a)의 내부면은 음전기로 부하된다. 샘플(16a)은 모노클로르아세테이트, 디클로로아세테이트 및 트라이클로로아세테이트의 각각이 리터(liter)당 10밀리그램(milligram)을 포함한다. 샘플은 샘플(16a)내로 그 단부를 잠기게 하고 30초동안 저장기(29a)위에서 저장기(17a)를 10cm 들어올리고, 모세관(10a)을 저장기(12a)내로 재위치시킴으로서 모세관(10a)내로 도입된다.

2000볼트이 양전기가 전극(14a)에 가해진다. 와이어(19a)는 접지된다. 스트립 챠트 레코더는 전도성 검출기(25a)에 결합되며, 약 3.9분에 트리클로르아세테이트용 피크와 약 4.1분에 디클로르아세테이트용 피크와, 약 4.3분에 모노클로르아세테이트용 피크를 도시한 페로그램(pherogram)을 기록한 것이다.

[실시예 2A]

실시예 1A의 실험은, 재생제(2a)가 순수하게 탈이온화한 물로된 것은 제외하여 반복된다. 페로그램(pherogram)은 3.9분동안 모노클로로아세테이트용 피크와 4.1분동안 디클로르아세데이트용 피크 및 4.3분동안 트라이클로르아세테이트용 피크를 도시했다. 이러한 예는 물이 본 발명에서 재생 수소원으로 될 수 있다.

[실시예 3A]

제1A도에 도시한 것과 같은 시스템이 조립되어 있다. 모세관(10a)은 길이가 40cm이며 내경이 150마이크로미터인 융합된 실리카 모세관이다. 모세관의 내부면은 하기단계에 의해 양전기로 부하되도록 제조된다; (a) 모세관은 100% 가수분해된 1%의 폴리비닐 알코올과, 2%의 인산과 96%의 물로 구성된 용액으로 충전하는 단계와, (b) 모세관이 2시간 동안 90℃로 가열하는 단계와, (c) 모세관이 1시간 동안 완충제로 냉각되고 린스된다. 모세관에서 코팅한 변형된 폴리비닐 알코올의 두께는 약 1마이크로미터이다. 제2A도의 튜브(31a)는 길이가 5밀리미터이고, 부분 솔벤트 나피온(NAFFION^TN)의 블럭은 드릴하고 이것을 모세관(10a) 및 튜브(24a) 상으로 수축되도록 함으로서 제조된다. 나피온(NAFFION^TN)을 통한 채널의 내경은 약 70마이크로미터이다. 전극(36a)은 모세관(10a)에 결합된 나퍼온(나피온^TN)블럭의 단부 근처에 위치되는데, 이는 억제제의 효과의 영향이 최소화하기 위함이다. 재생제(20a)는 분당 100마이크로미터의 유동율로 억제제(18a)를 통해 유동하는 5밀리몰라 유황산이다. 완충제(11a)는 pH8.4에서 1.5밀리몰라의 봉사이다. 샘플(16a)은 아질상념, 질산염, 황산염 및 아세테이트의 각각 이 리터당 10밀리그램을 포함한다. 샘플은 샘플(16a)내로 그 단부를 잠기게 하고, 30초동인 저장기(29a) 위에서 10cm 들어올리고, 모세관(10a)을 저장기(12a)내로 재위치시킴으로서 모세관(10a) 내로 도입된다. 2000볼트의 음전기가 전극(14a)에 가해진다. 와이어(19a)는 접지된다. 스트립 챠트 레코더는 전도성 검출기(25a)에 결합되며, 약 4.5분동안 황산염을 위한 피크와, 약 5분동안 아질산염을 위한 피크와, 약 5.3분동안 질산염을 위한 파크다. 6분동안 아세테이트를 위한 파크를 도시한 페로그램을 기록한 것이다. 아질산염 및 질산염의 석출은 이러한 두개 이온의 전기영동 가동성으로부터 기대된 것보다 크며 모세관(10a)에 이온 교환 석층분석으로 되는 것과 같이 여기에 설명한다.

양호한 실시예에 기재한 바와 같이 다양한 변형이 상기 실시예로 제조될 수 있고 그러한 변형은 본 발명의 정신내에서 이뤄진다는 것을 본 분야에 숙련된 자들에 의해 분명해진다.

Claims

제1전극 수단(16)을 갖는 제 1 전해질 지장소(14)와 연통되어 있는 제1 단부(12)와 제2 단부를 구비한 모세관(10)을 포함하는 이온의 종류를 분리하기 위한 모세관 전기영동 분리 수단과, 상기 모세관(10)의 제2단부와 연통되어 있는 입구측 단부와 출구측 단부를 갖는 하나 이상의 모세관 유출물 구획실 수단(30)과 하나 이상의 재생제 구획실 수단(36)을 격리시키는 하나 이상의 이온 치환막(34)을 포함하는, 모세관 전기영동 분리 수단으로부터 유출된 유출물을 처리하는 억제 수단(34) 및 용해된 이온들을 검출하는데 적합한, 상기 억제 수단의 출구측 단부와 연통되어 있는 검출 수단(40, 42, 44)을 포함하며, 상기 제2단부는 제2전극 수단(24)을 갖는 제2전해질 저장소(30)와 연통되어 있는 이온 안내 수단(22)를 가지며, 전해질이 상기 모세관과 제1 및 제2전해질에 저장소가 존재하고 전압이 상기전극에 가해질 때, 상기 모세관의 제1단부는 제1전해질 저장소로 부터 전해질을 수용할 수 있고 상기 모세관의 제2단부에는 상기 이온 안내 수단(22)은 제1 및 제2 전극(16, 24) 사이에서 발생된 전류를 안내할 수 있는 것을 특징으로 하는 이온 분석 장치.
제1항에 있어서, 상기 검출 수단은 이격되 제1 및 제2검출 전극을 포함하며, 상기 하나 이상의 검출 전극 수단은 상기 억제 수단의 출구측 단부로부터 유출된 유출물과 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 이온 분석 장치.
제2항에 있어서, 용해된 이온들의 검출에는 상기 억제 수단의 출구측 단부로부터 유출된 유출물의 전도율 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 분석 장치.
제1항에 있어서, 상기 억제 수단내의 이온 치환 막과 상기 모세관 유출물 구획실은 동일한 횡단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 분석 장치.
제4항에 있어서, 상기 모세관과 상기 선택적인 이온 치환 막 튜브는 동일한 직경의 원형 횡단면을 갖는 것을 톡정으로 하는 이온 분석 장치.
제1항에 있어서, 상기 이온 안내 수단은 양성의 이온 치환 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이온 분석 장치.
이온 종류에 대향하는 전하의 횡단막 전해질 이온을 포함하며, 전해질 용액에 이온 종류를 함유하는 샘플을 상기 이온 종류가 분리되는 모세관전기영동 분리 수당을 통해 통과하는 단계와, 하나 이상의 모세관 유출물 구획실 수단(30)과 재싱계(38)를 함유하는 하나 이상의 재생제 구획실 수단(36) 및 상기 재생제 구획실 수단을 격리하는 하나 이상의 이온 치환 막(34)을 갖는 억제 수단을 통해 상기 모세관 전기영동 분리 수단으로부터 유출되는 유출물을 유동시키는 단계 및, 처리된 유출물의 전도율을 특정함으로써 분리된 이온 종류가 검출되는 검출 수단을 통해 상기 모세관 재생제 구획실의 출구로부터 유출되어 상기 억제 수단내에서 처리된 유출물을 유동시키는 단계를 포함하며, 상기 모세관 전기영동 분리 수단은 제1 및 제 2 단부를 갖는 모세관(10)을 포함하며, 상기 제 1단부는 전해질(18)과 제 1 전극 수단(16)을 함유하는 제1전해질 저장소와 접촉하며, 상기 제2단부는 전해질(32)와 제2전극 수단(24)을 함유하는 제2전해질 저장소(30)과 연통되어 있는 이온 안내 수단(22)을 포함하며, 상기 제1 제2전극 수단은 상기 이온 종류를 분리하도록 가해지는 전압을 갖는 것과, 상기 이온 치환 막은 상대 이온이 상기 재생체 구획실 수단 내부의 상기 막을 횡단하게 하고 동일 저하의 재생제 이온이 유출물 내부의 상기 막을 퉁과하게 하도록 상기 이온들의 상대 이온을 우선적으로 투과시키는 것을 특징으로 하는 이온 분석 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 수단에 가해진 전압은 전기 삼투압의 유동이 상기 모세관을 충분히 통과하게 하는 것을 특징으로 하는 이온 분석 방법.
제8항에 있어서, 전기 삼투압의 유동은 상기 모세관의 제1단부로부터 제2단부로 진행되며, 상기 모세관의 내면은 음전하를 갖고 상기 제1 전극은 제 1 전극에 비해 양극성을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 분석 방법.
제8항에 있어서, 전기 삼투압의 유동은 상기 모세관의 제1단부로부터 제2단부로 진행되며, 상기 모세관의 내면은 음전하를 갖고 상기 제1 전극은 제1전극에 비해 양극성을 갖는 것을 특징으로 하는 이온 분석 방법.
샘플 입구와 출구부를 갖는 모세관(10s)과, 상기 모세관의 입구와 전기 접속되어 있는 제1전극(14a)과, 상기 모세관의 출구부와 전기 접속되어 있는 제2전극과(36a), 상기 제1 및 제2전극과 전기접속되어 있는 동력 공급원(13a) 및 모세관의 출구부와 액체 유통되는 검출기(25a)를 포함하는 모세관 전기영동 장치에 있어서, 상기 장치는 모세관의 출구부 및 검출기와 액체 유통되고 정적인 이온치환 수단(31a)을 갖는 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
제11항에 있어서, 상기 이온 치환 수당는 이온 치환 물질을 포함하는 도관이며, 상기 도관의 채널은 모세관의 출구부와 액체 유통되는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 사이에 있는 전기 유통로는 도관을 횡단하는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
샘플 입구와 출구부를 갖는 모세관(10a)과, 채널이 상기 모세관의 출구부와 액체 유통되는 다공도관 수난(48a)과 상기 모세관의 입구와 전기 접속되어 있는 제1 전극(14a)과, 다공 도관을 가로질러 상기 모세관의 출구부와 전기 접속되어 있는 제2전극(36a)과, 상기 제1 및 제2전극과 전기 접속되어 있는 동력 공급원(13a) 및, 다공 도관과 액체 유통되는 검출기(25a)를 포함하는 모세관 전기영동 장치에 있어서, 상기 장치는 다공 도관 수단의 체널과 액체 유통되고 정적인 이온 치환 수단(31a)을 갖는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
제14항에 있어서, 상기 이온 치환 수단은 이온 치환 물질을 포함하는 이온 치환 도관이며, 이온치환 도관의 체널은 다공 도관의 채널과 액체 유통되는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
가) 전기영동에 의해 유입된 완충 용액 내부의 음이온을 분리하는 단계와, 나) 억제된 완충제를 생성하도록 검출기(25a)에 대한 완충제의 반응을 감소시킴으로써, 정적인 양이온 치환용 수단(31a)을 사용하여 재생 양이온 완충제의 양이온을 치환하는 단계와, 다) 분리된 음이온을 결정하도록 억제된 완충제의 반응을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 분석 방법.
제16항에 있어서, 상기 나) 단계에서는 완충제의 전기 전도율이 감소되고 상기 다) 단계에서는 억제된 완충제의 전기 전도율이 측정되는 것을 특징으로 하는 음이온 분석 방법.
가) 전기영동에 의해 유입된 완충 용액 내부의 음이온을 분리하는 단계와, 나) 억제된 완충제를 생성하도록 검출기(25a)에 대한 완충제의 반응을 감소시킴으로써, 정적인 양이온 치환용 수단(31a)을 사용하여 재생 양이온용 완충제의 양이온을 치환하는 단계와, 다) 분리된 음이온을 결정하도록 억제된 완충제의 반응을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 양이온 분석 방법.
제18항에 있어서, 상기 나) 단계에서는 완충제의 전기 전도율이 감소되고 상기 다) 단계에서는 억제된 완충제의 전기 전도율이 측정되는 것을 특징으로 하는 양이온 분석 방법.
유입 양이온을 포함하는 샘플(16a)을 전기영동 완충제(11a)를 함유하고 있는 모세관(10a) 내부로 도입하는 단계와, 나) 전기영동 완충제가 전기 삼투압의 유동에 의해 양이온 치환 물질쪽으로 유동하다록 전기장을 모세관의 채널을 따라 가하는 단계와, 다) 전기영동 완충제의 전기 전도율이 억제된 전기 이동 완충제를 형성하도록 감소시킴으로써 재생 양이온용 전기 이동 완충제의 양이온을 양이온 친환 물질(31a)로 치환하는 단계와, 라) 분리된 음이온을 결정하도록 억제 완충제의 전기 전도율을 측정하는 단계를 포함하며, 상기 전기 영동 완충제는 양이온 치환 물질(31a)과 접촉하며, 상기 양이온 치환 물질은 재생 양이온(20a)의 공급원으로부러 전기 영동 완충제를 차단시키는 것을 특징으로 하는 음이온 분석 방법.
제20항에 있어서, 상기 나) 단계에서, 전기장은 모세관의 채널을 따라 그리고 양이온 치환 물질을 횡단하게 가해지는 것을 특징으로 하는 음이온 분석 방법.
가) 유입 양이온을 포함하는 샘플(16a)을 전기영동 완추어제(11a)를 함유하고 있는 모세관(10a)내부로 도입하는 단계와, 나) 전기영동 완충제가 전기 삼투압의 유동에 의해 양이온 치환 물질쪽으로 유동하도록 전기장을 모세관의 채널을 따라 가하는 단겨이, 다) 전기영동 완충제의 전기 전도율이 억제된 전기 이동 완충제를 형성하도록 감소시킴으로써 재생 양이온용 전기 이동 완충제의 양이온을 양이온 치환 물질로 치환하는 단계와, 라) 분리된 음이온을 결정하도록 억제 완충제의 전기 전도율을 측정하는 단계를 포함하며, 상기 전기 영동 완충제는 양이온 치환 물질(31a)과 접촉하며, 상기 양이온 치환 물질은 재생 양이온(20a)의 공급원으로부터 전기 영동 완충제를 차단시키는 것을 특징으로 하는 양이온 분석 방법.
제22항에 있어서, 상기 나) 단계에서 전기장은 모세관으 채널을 따라 그리고 양이온 치환 물질을 횡단하게 가해지는 것을 특징으로 하는 양이온 분석 방법.
샘플 입구와 출구브를 갖는 모세관(10a)과, 상기 모세관의 입구와 전기 유통되는 제 1 전극(14a)과, 상기 모세관의 출구부와 전기 유통돠는 제2전극(36a)과, 상기 제1 및 제 2전극과 전기 유통되는 동력 공급원(13a) 및, 상기 모세관의 출구부와 액체 유통 되는 검출기(25a)를 포함하는 모세관 전기 영동 장치에 있어서, 상지 모세관의 출구부로부터 상기 검출기로 액체를 유동시키는 도관은 이온 치환막 수단(31a)을 포함하며, 상기 이온 치환 막 수단은 상기 모세관의 출구부를 전해질 유지 수단에 의해 한정된 전해질 유지 공간과 격리시키는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
제24항에 있어서, 상기 제1 및 제 2 전극 사이에 있는 전기 유통로는 상기 이온 교환 막 수단을 횡단하는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
제25항에 있어서, 상기 전해질 유지 공간은 상기 이온 치환 막 수단과 접촉하는 전해질을 함유하는 것을 특징으로 하는 모세관 전기 이동 장치.
제26항에 있어서, 상기 전해질 유지 공간은 상기 이온 치환 막 수단을 재생하기 위한 재생제를 함유하는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이온 치환 막 수단은 재생 이온용 전기영동 완충제의 이온을 치환함으로써 억제된 완충제를 생성하도록 완충제에 대한 검출기의 반응을 감소시키는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.
전기영동 영역 내부로 도입된 샘플(16a)의 성분들을 분리하도록 동력 공급원(13a)에 접속된 이격 전극(14a, 36a)에 의해 전기장이 내부에 유포되어 있는 완충액(11a)을 함유하는 전기영동 영역을 한정하기 위한 전기영동 모세관(10a)과, 상기 전기영동 영역 내부에 분리되어 있는 샘플 성분들을 검출하기 위해 상기 모세관의 구멍과 액체 유동되어 있는 검출기(25a)를 포함하고 있는 모세관 전기영동 장치에 있어서, 억제된 완충액을 생성하도록 완충액에 대한 검출기의 반응을 감소킴으로서 재생 이온(20a)용 완충액의 이온을 치환하는 이온 치환 수단(31a)을 재생제 유지 수단에 의해 한정돤 재생 공간과 모세관의 구멍 사이에 격벽을 형성하는 이온 치환 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 모세관 전기 영동 장치.
제29항에 있어서, 상기 전극들 사이에 있는 전기 유통로는 상기 이온 치환 막(31a)을 횡단하는 것을 특징으로 하는 모세관 전기영동 장치.