JPH02269952A - 試料注入装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、キャピラリー電気泳動（ｃａｐｉ　ｌ　１ａ
ｒｙｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　、　ＣＥ　）装
置、界面動電クロマｈグラフ　イー　（ｅｌｅｃｔｒｏ
ｋｔｎｅｔｉｃ　ｃｈｒｏｌｌａｔｏｇｒａｐｈｙ　。

ＥＫＣ）装置、電気浸透流を利用したキャピラリー液体
クロマトグラフィー　（ｃａｐｉｌｌａｒｙ　１ｉｑｕ
ｉｄ　ｃｈｒｏ＋１ａｔｏａｒａｏｈｙ　ｗｉｔｈ　ｅ
ｌｅｃｔｒｏｏｓｔｎｏｓｉｓ　）　２２．及びｍｌ管
式等速電気泳動（：５ＯｊａＣＩＴＯ１］１ＴＯｒｅｓ
！Ｓ、以下、「イソタコ」という）装置に共通して使用
できる試料注入装置に関する。

〈従来の技術〉 キャピラリー電気泳動、界面動電クロマトグラフィー、
電気浸透流を利用したキャピラリー液体クロマトグラフ
ィー、およびイソタコはいずれら高電場における被測定
試料の電気的な移動度の差異を利用して分離分析を行な
う電気泳動分析法の一種であるが、内径が数百μｍ以下
の中空のチューブ（キャピラリーチューブ）内で分離を
行なうところが他の電気泳動法と大きく異なる。これら
の手法は基本的には中空のキャピラリーカラムと高電圧
電源で成立ち、同一の装置でこれらの手法を使い分ける
ことかできる。

即ち、キャピラリー電気泳動は、緩衝液が満たされたキ
ャピラリーチューブに高電圧をかけ、被測定試料成分間
の電荷の差（イオン性の強さの差）を利用して分離を行
なう手法で、従来から行なわれているゾーンな気泳動法
か高性能化されたものである。

界面動電クロマトグラフィーは、広義では高電圧かかけ
られたキャピラリーチューブ内での界面動電現象を利用
して分離を行なう手法のことであるが、狭義では前部ら
により提案されたミセル可溶化手法を用いた界面動電ク
ロマ１−グラフィーのことをさし、Ｍ　Ｅ　ＣＣ（１ｉ
ｃｅｌｌｅｒ　ｅｌｃｃｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃ　ｃａｐ
ｉｌｌａｒｙ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）とも呼
ばれる。

このようなＡヤビラリー電気泳動と、界面動電クロマト
グラフィーとの大きな違いは、界面動電クロマトグラフ
ィーかキャピラリーデユープ表面のイオン性の基に起因
する電気浸透流を利用して分離を行なうことにある０、
！！ヤピラリー内に満たされる液はイオン性の界面活性
剤を含む緩衝溶液が用いられる。キャピラリー内に注入
された試料は溶媒中に含まれる界面活性剤のミセルに取
り込まれ、電気浸透流に乗ってキャピラリー内を移動し
て行く。同時に、試料が取り込まれたイオン性のミセル
は該ミセルの電荷と反対極性のほうに移動するが一雷気
漫透流とミセルの電気泳動の方向か逆向きであるとする
と、試料各成分を収り込んだミセル間における電気泳動
度の差は逆方向に流れる電気浸透流により拡大されるた
め高分離を得ることが出来る。この手法では非イオン性
の疎水性物質の分離も可能である。

電気浸透流を利用したキャピラリー液体りロマｌ〜グラ
フィーは、上記界面動電クロマ１〜グラフイーと同様電
気浸透流を積極的に利用して分離を行なう手法であるが
純粋な電気泳動法とは異なる。

このような電気浸透流を利用したキャピラリー液体クロ
マ１へグラフィーにおいて、電気浸透流の主な役割は液
体クロマトグラフィーにおける移動相の送液ポンプであ
る。試料は電気浸透流に乗ってキャピラリー内を移動し
、キャピラリー内面の官能基との相互作用により分離が
なされる。しかし、試料の性質や移動相の組合せによっ
てはキャピラリー電気泳動的もしくは界面動電クロマ１
−グラフィー的な分離が行なわれる。

一方、イソタコは純粋な電気泳動法の−っであるが上記
３つの手法とは大きく異なる点がある。

それは、上記３法では使用する溶媒（ｆＰ！Ｉ街液）は
１種類であるが、イソタコでは２種類の緩衝溶液を使用
する。即ち、第１の１１溶液は、リーディング液と呼ば
れ被測定イオンよりも移動度の大きいイオンより成り立
っており、試料注入以前に前もってキャピラリー内に充
填される。第二の＃Ｉｌ液は、テーリング液と呼ばれ先
のリーディング液と全く反対の性質つまりすべての被測
定イオンより移動度の小さいイオンより成り立っており
、試料注入後に試料のすぐ後ろにおかれる。試料は上記
２つの緩衝液に挟まれた状態で分析が行なわれ、分離も
この２つのＭ街液の間で行なわれる。

ところで、上述のような分析手法において再現性よく分
析を行なうなめには、キャピラリーチューブ内に常に一
定の極微量の試料が注入されることが必要である。従来
の注入法としては、試料溶液の水位の差（ヘッド差）を
利用して注入する方法、電気泳動及び電気浸透流を利用
して注入する方法、スプリットによる注入方法（例えば
、実開昭６３−１６１３５５　）　＄かある４試利溶液
の水位の差を利用して注入する方法は、手動で行なうに
は非常に簡便な方法であるか、ヘンド差のコンｌ−ロー
ルが雑しいため余りよい再現性が得られない。機械化す
ることで良好な再現性を得ることら可能であるがかなり
大規模な装置となってしまう、また、電気泳動及び電気
浸透流を利用して注入する方法は、試料により移動度が
異なるためキャピラリーチューブ内に注入された試料が
元の試料の組成と異なる可能性があり本質的に問題であ
る。更に、スプリットによる注入方法は、上記２法より
は良好な再現性を得ることができ自動化も簡単であるが
、試料粘度の大きな変化やスゲリフト部の汚れなどによ
り良好な再現性が得られないことがある。

一方、上記自動化と再現性に関する問題として可変容量
のマイクロバルブを利用して注入法が提案されて公知と
なっているいる（例えば特開昭６３−２５３２４７　）
　、この方法は自動化が容易で良好な再現性を示すため
現時点では最良の注入法である。しかし、このマイクロ
バルブのＲ槽上、初期充填液（リーディング液）を充填
するための流路がないなめイソタコ川として使用するこ
とができず、前記４つの手法すべてに利用することはで
きない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その
解決しようとする技術的課題は、前記４つの手法の装置
、即ち、キャピラリー電気泳動装置、界面動電クロマト
グラフィー装置、電気浸透流を利用したキャピラリー液
体クロマトグラフィー装置１およびイソタコ装置に共通
して使用でき自動化か容易で再現性よく極微量の試料の
注入が行える試料注入装置を提供することにある。

く問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決する本発明の特徴は、試料注入装置に
おいて、一対の固定の弁座と、該弁座に挟着されると共
に計量穴を有し回転軸を中心に回転するローターと、一
定水位でＭ街液を供給する手段と、初期充填液若しくは
洗浄液となる溶媒を供給する手段とを具備し、前記一方
の弁座から前記ローターを経て他方の弁座に流れるよう
に前記ＭＩ街液、前記溶媒、及び試料を流す３系統の流
路を設けると共に、前記一方の弁座に試料分離用のキャ
ピラリーチューブを接続したことするようにしたことに
ある く作用〉 前記の技術手段は次のように作用する。即ち、前記試料
が前記キャピラリーデユープに注入される前の状態では
、試料がマイクロシリンジ等によって前記一方の弁座か
ら注入され、前記ローターに設けられた前記計量穴を満
たした後、残余の試料は前記他方の弁座より排出される
。このとき、前記一方の弁座の前記初期充填液（溶媒Ｂ
、リーディング液）の導入口は、前記キャピラリーチュ
ーブの入口に接続されておりキャピラリーチューブの内
部液は前記初期充填液で置き換えられる。

前記試料を前記キャピラリーチューブに注入する状態で
は、前記ローターが回転し、試料が充填された計量穴が
前記キャピラリーチューブと前記緩衝液（溶媒Ａ、テー
リング液）の流路との間に接続され、前記計量穴に満た
された試料は前記緩衝液の液圧で前記キャピラリーチュ
ーブ内に圧送される。前記キャピラリーチューブ内に注
入される前記試料の量は、計量穴の内容量、計量穴が前
記ギヤピラリ−チューブに接続されている時間、及び前
記緩衝液のヘッド圧によって定まり、これらを一定にす
ることによって分析に必要な微少の試料を再現性よく注
入することかできる。

前記試料を前記キャピラリーチューブに注入した後、前
記ローターは再び回転し高電圧が印加され前記試料の分
離が行なわれる。このとき前記キャピラリーチューブの
入１コ部分は前記一方の弁座から導入された前記緩衝液
（溶媒Ａ）によって常に洗浄されている。これは、ゴミ
等によるキャピラリーチューブの閉塞を防ぎ、また高電
圧印加時の電気分解によって生ずる気体が前記キャピラ
リー内に侵入することがなく、発生した気体の流入によ
る計測の途切れが発生しないようにしたなめである。

上記説明はインタコについての説明であるが、池の３つ
の手法の場合では初期充填液の流路を使用しなければよ
く、本発明の試料注入装置かすべての手法に適応できる
ことが解る。また、初期充填液の流路を生かし、初期充
填液の代わりに洗浄液を使用することでキャピラリーチ
ューブ内の洗浄も可能である。

〈実施例〉 以下、図面に従い本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明実施例の構成説明図であり、図中、８は
定水位作成器であり、２本の管８ａ、８ｂが途中で接続
されると共に、管８ａの底部よりポンプ８ＣによってＭ
ｉＩｆｒ液タンク８ｄに貯留された［ｒ液が送り込まれ
るようになっている。また、管８ａでオーバ、−フロー
した溶媒が、管８ｂを経て再び緩衝液タンク８ｄに還流
されるようになっている。１７は初期充填液を貯留する
初期充填液タンクであり、試料注入バルブ１０を介して
初期充ＩＪ！ｌＩ：ａタンク１７からの流路がキャピラ
リーチューブ１と接続された時に、定水位作成器８の場
合と同様、キャピラリーチューブ１との間で生じるヘッ
ド差により初期充填液（／８媒Ｂ）が退治されるように
なっている。

また、９は試料を供給するマイクロシリンジ、１０は徽
小量の試料をキャピラリーチューブ１に注入する試料注
入バルブである。

一方、第２図は試料注入バルブ１０の分解斜視図であり
、図中、１０ａ、１０ｂはディスク状の弁座、１０ｃは
弁座１０ａ　、　１０ｂに挟まれた例えはセラミックス
製のディスク状計量穴を有するローターである。また、
弁座１０ａには穴１０ｄ〜１０９が設けられると共に、
Ｄ−ター１０ｃには穴１０１１〜１０ｋが設けられ、弁
座１０ｂには穴１０１　、１０１．１０ｎ　、　１ｏｐ
が設けられている。穴１０ｄ　、　１０ｈ　、　１０１
には軸（図示せず）か挿通される。弁座１０ａの穴１０
ｇにはローター１０ｃと接する面に円弧状の講１０Ｇが
形成され、ローター１０ｃには弁座１０ａと接する面に
大小二つの円弧状の溝１０ｓと１０ｒが形成されている
。

また、弁座１０ｂにはローター１０ｃと接する面に円弧
状の溝１０１が形成されている。これらの穴のうち、穴
１０ｇは緩衝液の導入口、穴１０ｐは緩衝液の排出口、
穴１０ｎは初期充填液の導入口、穴１０ｎ＋は試料の注
入穴−穴１０ｅは試料の排出穴−穴１０ｆはキャピラリ
ーデユープか接続される穴である。

第３図は上記試ｆ）注入バルブ１０の動作を説明するた
めの説明図であり、図（ａ）は測定時の状態を示し、図
（ｂ）は初期充填液をキャピラリーチューブ１に充填し
試料を計量穴に溝なすときの状態を示し、図（ｃ）は試
料注入時の状態を示している。以下、第１図及び第３図
を用いて本発明実施例の動作を説明する。

試料注入前の状態、即ち、初期充填液を満たしている状
態では、第３図（ｂ）から明らかなように穴１０ｎ　、
１０ｊが一直線に接続され、講１０ｒを介してキャピラ
リーチューブ１か接続される穴１０ｆに接続している。

また、穴１０ｉ　＝　１０ｉ　、１０ｅら同様に一直線
に接続している。この状態で、第１図の初期充填液タン
ク１７からの初期充填液がキャピラリーチューブ１に流
れ込み、マイクロシリンジ９から与えられた試料は第３
図（ｂ）の穴１０ＩＩｌを通って計量穴１０ｉに満たさ
れる。余剰の試料は穴１０ｅより排出される。この状態
で、ローター１０Ｃを第３図（ｃ）のように切り換える
と、計量穴１０ｉか穴１０ｆを経てキャピラリーデユー
プ１に接続され、計量穴１０１に満たされた試料が第３
図（Ｃ）の矢印のように流れる緩衝液によってキャピラ
リーチューブ１内に圧送される。尚、ローター　１０ｃ
の切り換えはシーケンサ（図示せず）からの制御信号に
基づきモーター等（図示せず）によって一定のタイミン
グで行なわれる。また、キャピラリーチューブ１には計
量穴１０ｉに満たされた試料の一部か注入されるか、こ
の量は計量穴１０１かキャピラリーチューブ１に接続さ
れている時間、及び榎ＷＩ液のヘッド圧に関連して決ま
る。

その後、ローター１０ｃを第３図（ａ）の状態にする。

このとき、緩衝液の導入口である穴１００と穴１０ｋ及
び１０１）は講１０ｑ、　１０ｓ　、及び１０ｔにより
接続されている。この状態で、第１図の定水位作成器８
からの緩衝液がキャピラリーチューブ１の入口を洗うよ
うにして流れている。ここで、図示しないスイッチを閉
じるとキャピラリーチューブ１の両端に高電圧Ｅが印加
され分離が行なわれるようになる。また−測定終了後に
上記スイツチをオフにして分析は終了する。

尚、キャピラリーチューブ１内に注入される試料は極微
少量（例えば、内径５０〜１００μｍのキャビラリーチ
ｌ−プの場合は、１〜１０ｎｌ）であるため、上述の本
発明実施例では計量穴１０１に満たされた試料の一部を
部分注入して上記微少量の試料を得るようにしている。

しかし、ローター１０Ｃの厚さを薄くし計量穴１０１の
穴径を小さくして、この計量穴１０ｈ部分で分析に必要
な最適量の試料が得られるように構成されている場合に
は、計量穴１０ｉに満たされた試料の全量をキャピラリ
ーチューブ１内に注入される。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明したような、本発明によれば、キャピラ
リーチューブに注入された試料は、計量穴がキャピラリ
ーチューブに接続されている時間、及び緩衝液のヘッド
圧によって定まり、これらを一定にすることによって分
析に必要な微少量の試料を再現性よく注入することがで
きる。また、前記キャピラリーチューブの接続部分は緩
衝液によって常に洗浄されているため、ゴミなどによっ
てキャピラリーチューブの閉塞が生ずることもなく、更
に、高電圧印加時の電気分解によって生ずる気体が前記
キャピラリーチューブ内に侵入することかなく、発生し
た気体の流入による計測の途切れが発生しない。

また−本発明実施例における試料注入装置は、第二の溶
媒（例えば、イソタコにおけるリーディング液）をギヤ
ピラリ−に充填するための流路を設けたものであり、キ
ャピラリー電気泳動装置や界面動電クロマトクラフィー
用装置以外に細管式等速電気泳動装置にも容易に使用す
ることが可能である。更に、電気浸透流を利用した液体
クロマ１〜クラフィーや通常のキャピラリー液体クロマ
１〜クラフイーなどの試料注入装置としても使用するこ
とか可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は試料注入
バルブの分解斜視図、第３図は試料注入バルブの動作説
明図である。 １・・・・・・キャピラリーチューブ、２・・・・・・
ｍｓ液タンク、５・・・・・・電極、６・・・・・・検
出器、８・・・・・・定水位作成器、９・・・・・・マ
イクロシリンジ、 １０・・・・・・試料注入バルブ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の固定の弁座と、該弁座に挟着されると共に計量穴
   を有し回転軸を中心に回転するローターと、一定水位で
   緩衝液を供給する手段と、初期充填液若しくは洗浄液と
   なる溶媒を供給する手段とを具備し、前記一方の弁座か
   ら前記ローターを経て他方の弁座に流れるように前記緩
   衝液、前記溶媒、及び試料を流す３系統の流路を設ける
   と共に、前記一方の弁座に試料分離用のキャピラリーチ
   ューブを接続したことを特徴とする試料注入装置。