TW305935B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 305935 A? __B7_ 五、發明説明（1 ) [技術領域] 本發明係關於平行排列有複敝支_於玻璃细管之乞细管/ 之可同時分析複數試料之複式（多根）毛紐丨管電泳裝置者/。 [背景技術] 毛细管電泳裝置，係在毛细管内裝滿有泳動溶媒之下丨沿著 毛细管施加電位梯度之同時，將溶有試料成分之溶液從毛细 管之一端注入，以分離試料成分之裝置；而此毛姻管電泳裝 置之測定對象為離子，、生體高分子，、生體低分子，、藥物λ、 化成品等，，遍布很多領域，。 毛细管電泳裝置具有一種可對泳動中之試料成分之一部 分，照射光以檢出（檢測出）試料成分之螢光像，或吸光像之強 度分布之光檢測器，。藉此/可將毛灿管内之試料成分之移 動中之分布狀態，以高分解性能檢出，而據此求出試料成分之 存在或其濃度，。 其次·>近年來對毛细管電泳裝置要求的是/其處理之高 速化及處理量之墦大/ ύ( \_於是丨在習知技術有一植在并列配置有複敝毛细管之下 從排列方向之一端j對各毛細管照射光而由各別一對一地與 各毛细管相對應設置之受光元件來檢测之構成被倡讁（參 照日本專利實公平7 - 2 0 5 9 1號公報）：其宣稱V Μ較簡單構 成即可同時施行複數之分析處理/而可縮短處理時間J。 在前述公報之技術之情況，，必需與各毛细管相對應設置 受光元件，，而實際上,各受光元件之感度互相不同，*並且電 處理罨路之增益亦有變動，有必要胞行感度或增益之補正， 本紙張尺度適用中國國家梯準（C’NS ) Α4規格（2ΙΟΧ297公藶） 4 ---------私衣------1Τ------0 * * - * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標率局貝工消費合作社印裝 __B7 _ 五、發明説明（2 ) 為目的之調整作莱/ 其又有必要排列多數受光元件/同時亦有無法縮小檢測 部分之大小之間題，。 [發明之揭示] 本發明之目的，為提供一種不會發生受光元件之感度變動/ 及電處理罨路之增益變動之可縮小檢測部分之大小之複式 毛细管電泳裝置。 / 旨在達成上述目的之本發明之複式毛细管電泳裝置為具 備：，並列保持有透光部之複數毛细管丨各別對該等複數毛 细管之各透光部照射光之複數發光部，；將該等複數發光部 «各別不間之電信號成分予K驅動之發光驅動部4;將通過 該等透光部之光予以集束為一集束光之集束部，；所集束之 光之檢測用之光檢測部J將該光檢測部所檢測出之光所含 之各電信號成分予K分離之信號處理部K及對該等毛细 管施加電壓之電懕施加部者4(申請専利範圍第1項）。 Ψ 如此構成時/可將各別不同之電信號成分所驅動發光之 光予Μ照射於毛细管之各透光部上，。 另一方面，.在毛细管内裝滿有泳動溶媒之下沿著毛细管 施加«位梯度之同時將溶有試料成分之試料溶液從毛细管 參 之一端注入Μ施行轼料成分之電泳之埸合/各透光部則會 發生與試料成分之螢光像/或吸光像之強度分布相對應之光 強度之衰減/ 於是，，將通過上述透光部之光.予Μ集束為一集束光，。至 於將通過透光部之光予Κ集束為一集束光之手段/使用光 本紙張尺度遍用中國國家橾準（CNS > Λ4規格（2ΙΟΧ29·/公雄> -Γ) - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· ,-5¾ 305935 A7 B7 經濟部中央梯準局貝工消費合作社印製 五、 發明説明（3 ) 1 孅 束 即 可 0 然 後 檢 出 所 集 束 之 光 > 秦 而 分 離 其 檢 出 之 信 號 所 含 之 各 霣 信 號 成 分 〇 / 如 此 可 個 別 得 知 » 其 通 過 各 毛 细 管 透 1 I 光 部 而 受 到 光 強 衰 減 作 用 之 光 之 (光）強度衰減 量 0 ♦ 請 1 1 閲 I 從 而 » t 即 使 在 複 數 毛 细 管 並 未 各 別 具 m 光 m 測 部 之 情 況， 讀 1 I I 9 遒 祗 要 準 備 個 光 檢 測 部, 即 可 得 知 各 毛 细 管 之 光 強 度 衰 減 意 '1 〇 事 1 項 從 而 本 發 明 不 翕 發 生 迄 今 在 與 各 毛 细 管 相 對 應 設 有 受 η 填 1 光 元 件 及 設 有 電 路 之 埸 合 所 m 生 之 受 光 元 件 之 感 度 變 動 及 % 本 頁 裝 1 受 光 處 理 電 路 之 增 益 變 £1, 動 因 此 可 容 易 ϋ 行 調 整 作 業 ·〇 1 1 再 者 • 由 於 不 必 安 排 多 數 受 光 元 件 • 可 縮 小 檢 測 部 分 之 1 1 大 小 〇 • 1 訂 又 按 4 前 述 發 光 驅 動 部 所 產 生 之 電 信 UJ4 最 好 能 為 • Μ 可 1 I 藉 該 信 號 處 理 部 來 分 離 之 方 式 互 相 正 交 之 晶數 系 所 構 成 之 1 1 信 號 (申請專利範圍第2項）/ ) 1 此 厂 正 交 之 函 數 系 祗 要 為 習 知 之 正 交 函 數 糸 即 可) t 例 1 線 如 可 為 頻 率 不 同 之 正 弦 波 函 數 系 形 式 互 相 不 同 之 脈 波 函 1 I 數 系 等 〇 ! 為 脈 波 函 數 糸 之 一 例 可 舉 出 1 / 反 m 頻 率 互 相 有 偶 1 I 敝倍之闞係之脈»数糸 (參照第6_ ) £ ύι II a d am a r d 1 1 行 列 之 各 行 (各列）作 成 之 脈 波 正 交 函 數 糸 亦 靥 著 名 者 (參 1 1 照第7圆） 〇 再 者 > 時 間 分 割 之 脈 波 函 數 糸 亦 有 可 能 被 使 用. 1 1 (參照第8圆 )‘ 1 | 在 發 光 驅 動 部 所 產 生 之 堪 信 號 .為 由 互 相 正 交 之 函 敝 % 所 1 I 構 成 之 信 號 時 i 可 將 其 他 毛 畑 管 之 信 號 之 影 響 在 原 理 上 減 1 1 I 低 至0 (零 ) >因此不必擔心串擾 <;從而. 可提高測定之可 1 1 本紙张尺度適用中囷阖家橾準（CNS ) Λ4現格（2丨OX 297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 五、 發明説明（4 ) 1 搏 性 〇 . ；| 前 述信號處理部亦可以 » 為 包 括 各 電 信 號 分 離 用 之 間 步 整 1 流 霄路者、（申鏑専利範園第3項 ) 請 £ 1 1 再 者，前述發光驅 動部 所 產 生 之 電 信 號 亦 可 Μ 為 各 別 不 閱 讀 1 背 1 同 頻 率之正弦波信號 ，、而 前 述 信 號 處 理 部 亦 可 Κ 為 包 括 各 面 之 « 注 1 頻 率 成分分離用之頻 率漶 波 器 電 路 者（申請專利範圍第4項 意 舉 項 I ) i 再 1 1 填 1 該 裝置亦可K為，, 具備 有 可 將 複 數 發 光 部 之 光 U 各 別 不 % 本 頁 裝 1 同 之 電信號成分來調 變之 光 調 變 部 Μ 代 替 該 發 光 驅 動 部 者， 1 | (申誧専利範圃第5項 )° 1 I 例 如亦可Μ使用由 電光 學 元 件 或 液 晶 元 件 等 所 構 成 之 光 1 1 訂 閘來開放或遮斷各發光元 件 之 光 麥 而 亦 可 Μ 使 用 如 第9圓 1 所 示 之Μ可表示不同 糸列 之 脈 波 函 數 之 方 式 按 毛 细 管 數 之 1 1 段 數 穿孔之圓板Μ施 行機 械 性 斬 波 〇 « 1 以 下#照_式即會 清楚 瞭 解 本 發 明 之 上 述 0 的 及 其 他 θ 1 線 的 〇 > 1 I [圖式之簡單說明] 1 1 鬮 1為依照複式毛细管電泳珐乏测定糸統圖/ > 1 1 \ 圈2為顯示本發明之一構成之围 該構成乃使複數L E D光 1 I 源 所 照射之複式毛细管測定區之螢光像1或吸 光 像通 « 過 光 m 束 1 1 以 收 集於一個檢測器 〇 % 1 1 | 圔3為顧示以LED光 源之 光 聚 m 於 複 式 毛 细 管 之 測 定 區 而 1 1 將 從 測定區出去之蟹光像或吸 光 像 導 人 光 纖 之 集光备乏構成 1 1 之 圖 0 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) ,\4規格（2丨0X 297公趙） -7 - 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 ___B7_ 五、發明説明（5 ) 圖4為顯示本發明之一霣施形態有闞之對LED供姶發光驅 動信號之發光驅動部暨光檢測器之檢出信號處理用之信號 處理部之霣路方塊圖，。 /圈5為顧示另一實施形態有關之對L E丨）供給發光驅動信號 之發光驩動部暨光檢測器之檢出信號處理用之信號處理部 之霣路方塊圓，。 圃6為以正交函數糸之一例顯示反覆頻率互相有偶數倍 之醑係之脈波函数系之波肜跚，。 圓17為Μ正交函數系之另一例顧示脈波函數系之波形圃、。 圖8為Κ正交函數糸之另一例顯示時間分剌脈波函數糸 之波形圃、。 圖9為顥示一穿設有多段開口列之圓板被用以施行機械 性斬波而藉此作成函數糸之例子之圖，。 Ν圖1 0為顯示依照本發明之複式毛綑管電泳法之測定系統 被用Κ測定檢出信號強度時之測定結果之曲線圖/其中 (a)為綸示通道1之測定結果之曲線_ : (b)為繪示通道2之 測定结果之曲線圆.。 [實施發明之最佳形態] 以下·.在參照附圖之下詳细說明本發明之賁胞 肜態 画1為依照複式毛细管電泳法之測定系統圖/在熔融石 英製複式毛细管C内，注入有試料溶液之下，*對兩端施加有 高锺壓V?在複式毛细管C之终端附近.設有光所照射之測定 區2 *,此區Z所產生之轼料成分之螢光像，成吸光像，其強度分 布被光檢測器檢出後*.由信號處理部重琨之又按設置 本紙张尺度適用中國囤家梯率（CNS ) A4現格（210X297公t ) - 8 - ---------^------1T------Φ. - - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準扃員工消費合作社印裝 A7 __B7 _五、發明説明（β ) 電流計A之目的在於監視該複式毛细管C内，產生氣泡所致之 電流中斷。 * 圈2為對複式毛细管C,各別照射光之複敝發光部1暨光檢 測部1 0之放大圃i而發光部1具湖有：Μ色L fi D 2 可僅將 所指定波長範圆内之光予以取出之介電體多層膜通帶滹波 器3 可將光聚集於複式毛细管C之測定區Ζ之集光透鏡4/. 又按·，發光元件並未眼於Μ色L E D '亦有可掂使用其他顔 色之LED，，雷射二極體等：任選之發光元件/ 圖3為顯示複式毛细管C之集光部附近之構造之斷面_， 一 其具備有丨可將發光部1所照射之光聚集於毛迎管C之中心 之球透鏡6,;可遮斷多餘之光之狹縫5,; Μ及可將通過毛细管 C之中心而出去之光予Μ導入集束光纖9之二個球透鏡7 : 8 其等入集束光繼9之光·，如圖2所示；被匯總（b u md 1 e u p )，，而入射於光檢測部1 0。.光檢测部1 0具埔有可僅將所 指定波長範園内之光予Κ取出之銳截止滤波器1 I暨光檢測 器1 2。，為光檢測器1 2可使用光倍增器或光二極體。 圖4為顯示對L E D 2供給發光驅動信號之發光驅動部1 9暨 光檢測器1 2之檢出信號處理用之信號處理部2 0.。 發光驅動部1 9你由波形產生鑕路2 U:i丨)驅励器2 2所構 成，，其各波形產生電路2 ^產生不間頻率之正弦波信號.，而 L E D驅動器22,據此項正弦波信號施行I. E D2之發光驅動.。 [通過各複式毛细管q稱為通道）後進入光檢測器1 2之光 檢測信號乃被變換為罨信號.。在此電信號重蠱有多數正弦 波。.電信號通過D C截止漶波器1 3 %被輸人同步整流逭路2 4 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（2丨0X297公碰) -9 - I I 裝 、τ線 - * 一 -(請先閱讀背面之注意事項耳填'"本頁) 3u5935 A7 B7 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印装 五 、發明説明（7 ) 1 1 0 另 一 方 面 ，· 有 與 波 形 產 生 1 路 2 1所產生 之 正 弦 波 信 U出 rM 頻 I 率 相 同 之 矩 形 波 信 號 生 成 於 同 步 整流 電 路 2 3而 被 輸 入 同 步 1 整 流 電 路 24 1 同 步 整 流 電 路 2 4.在具體 上 m 於 乘 算 器 ， 採 取 1 先 1 上 述 電 信 號與 同 步 整 流 電 路 2 3所 產生 Z 矩 肜 波 信 號 之 積 0 閲 讀 1 背 1 藉 此 ，•可 僅 將 有 關 之 通 道 之 波 形 產生 電 路 2 1所 產 生 之 信 面 之 1 成 分 取 出 來 〇 1 此 輸 出 信 號 在 平 滑 電路25被 平 滑 ib 而 Μ 測 φ 項 | 定 資 料 被 輸 出 •。 I % 裝 1 利 用 以 上 所 述 之 功 能 即 可 從 平 滑電 路 2 5#僅 分 離 各 通 道 之 頁 信 號 成 分 而 予 取 出 〇 參 ·«_^ 1 | 又 按 信 號 處 理 部2 0,其處理 該 光檢 測 器 1 2之 罨 信 號 者 並 1 I 未 限 定 於 前 述 圖 4之電路、 雖然在前述圖4之 電 路 使 用 由 乘 1 1 訂 算 器 所 構 成 之 同 步 整 流 電 路 24 # 但亦 可 Μ 使 用 如圖5所示 1 之各別與各波形產生電路2 1所 產 生之 不 同 頻 率 之 正 弦 被 信 1 1 號 相 對 應 之 通 帶 m 波 器 電 路 2 6 〇 / 藉此 / 可 m 分 雛 苻 關 之 頻 1 率 信 號 而 予 以 取 出 〇 1 -線 雖 然 在 Μ 上 之 實 施 態 樣中>藉 各 波形 產 生 m 路 21產 生 不 同 1 | 頻 率 之 正 弦 波 信 號 但 佶 號 汲 肜 並未 限 定 於 此 » % 亦 可 Μ 使 1 1 用 矩 形 波 信 號 等· 以 代 替 正 弦 波 信 號·。 1 1 又 按 ， % 各波形產生電路2 1所產生之 信 號 最 好 能 為 正 交 者 1 1 〇 a 即 9 % 設 a ; (1 == 1 . 2 , 3 . )表示各信號/ 使信號亙 1 I 相 相 乘 而 在 某 一 段 時 間 予 Μ 槙 分 時可 滿 足 1 1 1 I Γ a i 2 dt= 1 > 1 1 | ， Γ a i a 1 dt = =0 (i ^ j ) 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4说格（2丨0X297公釐） 10 A7 B7 經濟部中央標準局属工消费合作社印製 五 、發明説明（ 8 ) 1 1 之 Μ 係 者 在 減 輕 其 他 通 道 之 信 號 之 妨 礙 上 較 為 正 交 之 函 數 系 > t 除 了 前 述 之 不 同 頻 率 之 正弦波信 號之 1 1 I 外 f % 亦 可 Μ 使 用 如 圖 6所示之反覆頻率互相宵偶數 倍之關 請 先 1 1 閱 I 係 (例如1 kH 2 ( 2kHz ,4 k II Z · 8kHz )之脈波 函數系. 背 1 I ιέ 1 I 1 而 亦 可 Μ 使 用 如 圈 7所示之由二值符號1 • 1所構 成之脈 之 注 | 波 函 數 糸 0 再 者 亦 可 Μ 使 用 如 圖 8所示之時間分 割之脈 意 事 1 項 波 函 數 % 0 再 填 1 再 者 • 前 述 例 子 依 VX LED2 驅 動 用 之 發 光 驅 勤部1 9之 階段 本 頁 裝 1 可 產 生 正 交 信 號 之 方 式 設 計 者 • ΙΠ 亦 可 以 設 計至可將 以一 1 1 定 強 度 從 LED2 發 出 之 光 II 互 相 不 同 之 電 倍 號 成分來調 變，。 1 1 例 如 亦 可 Μ 使 用 由 電 光 學 元 件 或 液 品 元 件 等所構成 之光 1 訂 閘 來 調 變 各 發 光 部 1之光，， 而亦可以如圖9所 示，使用 • 一稱 1 I 可 表 示 不 同 糸 列 之 脈 波 函 數 之 方 式 穿 設 有 多段開口 列之 1 1 圓 板 來 施 行 tije m 械 性 斬 波 • 0 1 其 次 利 用 前 述 依 照 複 式 毛 细 管 電 泳 法 之 測定系統 (圖1 1 線 圃 4) 使 用 螢 光 黃 (f ]U 0 Γ e s c e i η )水溶液為試料 Μ測定檢 1 I 出 信 號 強 度 〇 但 為 了 觀 察 信 號 波 形 拆 除 圆4之 平滑電 1 | 路 25後 m 行 測 定 0 1 1 在 開 始 測 定 之 際 在 方 之 容 器 裝 滿 水 而 密閉另一 方之 1 1 容 器 後 .用 泵 予 Μ 吸 引 以 使 複 式 毛 m 管 内 盛 滿 水·。琴、 ϋ後 .，沿 1 1 複 式 毛 细 管 C施加電位梯度之問時，將螢光黄水溶液 (5 > < 1 I 1 0 - 7 m 耳 )從複式毛细管之- -端注入Μ施行試料 成分之 1 I 泳 動 〇 * 1 1 I 毛 细 管 C之數目設定為2 • 在 —. 方 之 通 道 (稱為通 道1)使 1 1 -11 - 本紙張尺度適用中國阁家標华（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 305935 B7 五、發明説明（9 ) 用4k Hz之正弦波，而在另一方之通道（稱為通道2)使用 « 2 k Η z之正弦波，，藉以各別將L E D發光驅動。 * 争 由於上述正弦波之時間變化比螢光像或吸光像強度之時 間變化（通常為秒鈒）短得夠多可忽略螢光像或吸光像強 度之時間變動對信號處理部20之影響.。 按時間逐一測定通道1通道2之光倍增器Ρ ΜΤ之輸出.。 圖1 0之（a )為繪示通道1之測定結果.，而（b )為繪示通道2 之測定結果。《數值之單位為毫伏（P - P值） 在通道1之情況•《在複式毛细管C内祗裝滿水時.不會出琨 測定信號，_僅出琨發光驅動部19,或信號處理部20等所產生 之雜訊（2 m V )而已，在通道2之情況亦同樣，.在複式毛细管 C内祗裝滿水時.不會出現測定信號丨僅出琨發光驅動部1 9 或信號處理部20等所產生之雜訊（1.6mV)而已，，此項”2”與 "1 . 6 ”之差異可能係L E D 2之發光強度之差異或電路之放大 度之差異所致尸 在通道1有試料成分之泳動時：則有很大之信號（1 〇 〇 b V ) 出現於通道1 ?此時 通道2之雜訊成分亦增加至4 m V即 對100之振幅產生4之振幅之串播（混信）'此串播Μ為 -2 8dB *,係充分小之敝值.。 當通道1之試料成分移過去*.而在通道2有拔料成分之泳動 時、則有很大之信號（7 7 m V )出現於通道2 :此時 >通道1之雑 訊成分亦增加至4uiVi此時之串擾量為-26dB，.即為充分小乏 數值。. 又按，為测定使用之電路係拆除平滑電路2 5者，> 但可預 -1 2 - I n 裝 訂 線 (請先間請背向之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印裝 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) 規格（2丨OX'297公釐） 五、發明説明（10) A7 B7 其 將後響 ,, 可出影 時 時檢之 25置部道 路 裝測通 電 泳檢他 滑 電光其 平 管一到。 0 之 细單受分 數 毛藉不成 常 式而乎號 間 複光幾信 時 之 束在之 之 明集可現 化,°發一 此出 通少本為因上 最 減用束 ·•道 有步採集分通 具一*.光成之 一 進述之號闞 置會所道信有 設則上通霣定 際 fiK各各測 簧播如過離下 期串 通分之， I I I I I I I I 裝 I I I I 訂 I I I I I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印掣 本紙悵尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2Ι〇Χ 297公t )

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局β:工消費合作社印裝 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 / 一種複式（多根）毛细管電泳裝置，.其特徵為具偁並 列保持有透光部之複敝毛细管；各別對該等複数毛姻管之 各透光部照射光之複數發光部.；將該等複數發光部Μ各別 不同之電信號成分予Μ驅動之發光驅動部；將通過該等透 光部之光予Μ集束為一集束光之集束部；所集束之光之檢 測用之光檢測部；.將該光檢測部所檢測出之光所含之各電 信號成分予Κ分離之信號處理部.；以及對該等毛迎管胞加 電颳之電壓施加部者·。 2'如申請專利範圍第1項之裝置.，其中該發光驅動部所 產生之诹信號為，以可藉該信號處理部來分雛之方式互相 正交之函敝系所構成之信號者·。 3'如申謅專利範圍第1項之裝置_，其中該信號處理部係 包括各電信號分離用之同步整流電路者。 4\如申請專利範圍第1項之裝置.·其中該發光驅動部所 產生之電信號為各別不同頻率之正弦波信號.，而該信號處 理部係包括各頻率成分分離用之頻率濾波器電路者。 5'如申請專利範圍第1項之裝罝.，其中具阳嵙可將複數 發光部之光藉各別不同之電信號成分來調變之光調變部Μ 代替該發光驅動部者.。 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----------^------1Τ------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)