JPH04136563U

JPH04136563U - キヤピラリー電気泳動装置用検出部

Info

Publication number: JPH04136563U
Application number: JP4303791U
Authority: JP
Inventors: ▲吉▼雄渡辺; 佳苗中山; 守滝
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1992-12-18

Abstract

(57)【要約】【目的】キャピラリー電気泳動装置において、高分離能
を維持しつつ超高感度化を図る検出部を提供することに
ある。【構成】円形断面の細管のキャピラリー１、該細管より
長辺の矩形断面のフローセル５、及び両者をスムースに
繋ぐ接続部３の設置により達成される。【効果】円形断面の細管キャピラリーを用いるので高分
離能であり、さらに光路長の長い矩形断面フローセルと
スムースな接続をするので、高分離能で高感度検出がで
きる効果がある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はキャピラリー電気泳動装置の検出器に関し、特にフローセルを設置し、該フローセルをキャピラリーとスムースに接続することにより、キャピラリー電気泳動の特長である高分離状態を劣化させることなく超高感度に分離成分を検知できる検出部を提供することに関する。

【０００２】

【従来の技術】

キャピラリー電気泳動装置は高分離能で高速に液体中成分を分離検出する方法として知られており、アナリティカル・ケミストリー，６２（１９９０年）第４０３Ｒ頁から４１４Ｒ頁(Analytical Chemistry ６２（１９９０）ｐｐ４０３Ｒ〜４１４Ｒ）を始めとして多くの総説や論文に述べられている。この装置の検出法については米国特許４，３７５,１６３号(1983年）に開示されている液体クロマトグラフ用のオン・カラム検出法を転用して、ポリイミドなどの補強層でフューズドシリカ管を外面被覆した分離用キャピラリーの一部の被覆層を除いて検出光を照射させる方式が一般に採用されている。これに対し、アナリティカル・ケミストリー，６２（１９９０年）第２１４９頁から２１５２頁（Analytical Chemistry ６２（１９９０）ｐｐ２１４９〜２１５２）に記載されているように、断面が矩形の１本の非被覆ガラスキャピラリーを分離部と検出部の両方に採用する方法も提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

米国特許4,375,163 号では、液体クロマトグラフ用分離部に補強層被覆円形断面キャピラリーが用いられており、検出部では前記補強層を剥離したキャピラリーに検出光を垂直に通過させる断面図が開示されている。しかし、試料が通過するキャピラリー内部の光路長、即ちキャピラリー内径は５００μｍ以下であり、微量試料に対する検出下限や高精度測定に対する検出感度については考慮されていない。さらに、キャピラリー電気泳動ではキャピラリー両端に高電圧を印加して発生するジュール熱によるキャピラリー内での分離能低下を防ぐために、内径１００μｍ以下のキャピラリーを用いるのが一般的であるため、短い光路長は感度の点で大変不利となる問題点があった。一方、矩形断面のキャピラリーを用いると、５０μｍ×１０００μｍの内寸法までの製品が市販されており、光路長が１０００μｍまで取れるので高感度検出には有効であるが、矩形管では試料注入法が複雑で、さらに断面積の増大に伴うジュール熱の増加と矩形管からの熱放出が悪いために円形断面キャピラリーのような高分離能が得られないという問題点があった。このように分離部と検出部に同じキャピラリーを用いると、分離能と感度が相反するという大きな問題点が存在していた。

【０００４】本考案の目的は、液体クロマトグラフよりも極めて細い管を用いるキャピラリー電気泳動装置において、円形断面キャピラリーを分離部に、矩形断面のフローセルを検出部に使用し、両者をスムースに接続することにより、高分離能でかつ超高感度のキャピラリー電気泳動装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、機械的強度の高い円形断面キャピラリー、外面非被覆部を少なくとも有する矩形断面フローセル、及び両者をスムースに繋ぐ接続部をキャピラリー電気泳動装置に設置することにより達成される。

【０００６】

【作用】

キャピラリーに注入された試料は、該キャピラリーの両端に印加される高電圧により電気泳動の原理に基づき各成分に分離され、検出部のフローセルを通過する。この時、円形断面のキャピラリーと矩形断面のフローセルをテーパ状の接続部でスムースに繋ぐことにより、内径１００μｍ以下の円形断面キャピラリーで高理論段数で高性能分離された試料各成分は分離能の低下を来さず、フローセルに流入する。また、該フローセルは断面矩形であり、光路長をキャピラリー内径の数倍から数千倍に取れ、さらにフローセル表面が平面のため入射光のフローセル面での散乱が少ないために超高感度に検出できる。なお本考案は、吸光式検出器のみならず、蛍光方式検出器にも適用でき、蛍光の高感度化にも応用できることは自明である。

【０００７】

【実施例】

図１に本考案によるフローセルとキャピラリーの接続部を含む検出部の一実施例を示す。本考案の検出部はキャピラリー１，接続部３、該接続部３と前記キャピラリー１の接続面２，フローセル５、該フローセル５と接続部３の接続面４，フローセル５からの流出部６，検出用の入射光９，検出用の出射光１０で構成されるが、動作の説明用に試料流入方向７，試料流出方向８も図示してある。キャピラリー１には、フューズドシリカキャピラリーやフッ素樹脂キャピラリーなどを用い、フローセルにはアナリティカル・ケミストリー，６２（１９９０年）第２１４９頁から２１５２頁に記載されているホウケイ酸ガラスキャピラリーを切断して用いた。接続部３とキャピラリー１の接続面２、及びフローセル５と接続部３の接続面４は、フューズドシリカキャピラリーの場合には溶融により接続した。このように製作した検出部は、キャピラリー電気泳動装置の検出器に組み込まれ、次のように動作する。即ち、キャピラリー１で電気泳動により分離された試料成分は試料流入方向７から接続面２を通過して接続部３に導入される。そこで、接続部３の流路部は例えばテーパ状のような流れに対してスムースな形状であるために、分離成分はキャピラリー１で得られた高分離能を乱すことなく接続面４に到達し、フローセル５に流入して該フローセル５の流出部６からドレイン側の電極層に流入する。フローセル５の内部に分離成分が存在する間に、フローセル５に照射されている入射光９により、フローセル５の長辺方向の光路長で試料成分に応じた減衰光量を出射光１０として検出する。光学検出後の流路は、本実施例では矩形断面キャピラリーとしたが、フローセル流入側と同じ構造として円形断面キャピラリーを用いても問題はない。また、本実施例では吸光検出方式を示したが、本考案は吸光式検出器のみならず蛍光方式検出器にも適用できる。さらに、ここではキャピラリーゾーン電気泳動について述べたが、ゲル充填キャピラリー電気泳動など他の分離モードの電気泳動にも適用できる。

【０００８】従って、本実施例によればテーパ状の接続部３をキャピラリー１とフローセル５の間に設けることにより内径の小さいキャピラリー内で高分離能で分けられた試料成分を長い光路長のフローセルに滑らかに導入することができるので、高分離能を維持したまま超高感度の検知が可能な検出部を提供できる効果がある。

【０００９】図２に２種類のキャピラリーでのエレクトロフェログラムの比較例を示す。（ａ）は分離部にポリイミド被覆円形断面キャピラリーを、検出部に該キャピラリーのポリイミド剥離部を用いた従来例、（ｂ）は分離部にポリイミド被覆円形断面キャピラリーを、検出部に矩形断面ホウケイ酸ガラスキャピラリーの切断部を用いた本発明の例である。円形断面キャピラリーは内径５０μｍのものを、矩形断面キャピラリーは内寸法５０μｍ×３００μｍのものを用いた。キャピラリー電気泳動装置はベックマン社製キャピラリー電気泳動システムＰ／ＡＣＥシステム２０００の検出部を改造して実験に供した。測定条件としては、緩衝液には０.１Ｍリン酸塩，ｐＨ２.５を用い、試料にはアルブミンとフィブリノーゲンの混合溶液（濃度は各１０μＭ）を用いた。また、分離用キャピラリーは内径５０ μｍ×実行長（試料注入部から検出器までの長さ）５０ｃｍ，電界強度２００Ｖ／ｃｍ、検出器は波長２００ｎｍの紫外吸収検出である。理論段数は（ａ）と（ｂ）ともに１００万段程度であり矩形断面キャピラリーでは得られない円形断面キャピラリーの特有の高分離能である。ここで注目すべきは、（ｂ）に示した本考案では（ａ）の従来法に比べて検出の高感度化が達成できている点である。

【００１０】

【考案の効果】

本考案によれば、細管円形断面キャピラリーを分離部に使用し、さらに該細管より長辺の矩形断面のフローセルを検出部に使用して両者をスムースに接続できるので、高分離能でかつ超高感度のキャピラリー電気泳動装置用検出部を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】フローセルとキャピラリーの接続部を示す図で
ある。

【図２】エレクトロフェログラムの比較を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…キャピラリー、３…接続部、５…フローセル、６…
流出部、９…入射光、１０…出射光。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】試料を入れた容器、試料が電気泳動するた
めのキャピラリー、該キャピラリーの一端に試料を注入
する機構、前記キャピラリー両端に設置する溶液を保持
した２個のリザーバ、該２個のリザーバ中の溶液に各々
浸漬する印加電極、該印加電極間に電圧を印加する高電
圧電源、及び前記キャピラリーで分離された試料を検知
する検出器などからなるキャピラリー電気泳動装置にお
いて、前記検出器の内部にフローセル、該フローセルと
前記キャピラリーの接続部を設けたことを特徴とするキ
ャピラリー電気泳動装置用検出部。
【請求項２】試料を入れた容器、試料が電気泳動するた
めのキャピラリー、該キャピラリーの一端に試料を注入
する機構、前記キャピラリー両端に設置する溶液を保持
した２個のリザーバ、該２個のリザーバ中の溶液に各々
浸漬する印加電極、該印加電極間に電圧を印加する高電
圧電源、及び前記キャピラリーで分離された試料を検知
する検出器などからなるキャピラリー電気泳動装置にお
いて、前記検出器の内部に透明部材を有するフローセ
ル、該フローセルと前記キャピラリーを繋ぐテーパ形状
の接続部を設けたことを特徴とするキャピラリー電気泳
動装置用検出部。
【請求項３】フローセルが吸光方式検出器用であり、該
フローセルを通過する検出光の光軸を含み、かつ流路に
直交する該フローセル断面形状が矩形であり、該断面に
おいて流路部断面の長辺の長さが１００μｍ以上３００
０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載のキャピラリー電気泳動装置用検出部。
【請求項４】フローセルが蛍光方式検出器用であり、該
フローセルに入射する励起光の光軸を含み、かつ流路に
直交する該フローセル断面形状が矩形であり、該断面に
おいて流路部断面の長辺の長さが１００μｍ以上３００
０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載のキャピラリー電気泳動装置用検出部。
【請求項５】フローセルの材質は石英、又はガラスであ
り、波長１９５ｎｍから３５０ｎｍ、又は波長２２０ｎ
ｍから７３０ｎｍにおいて光の吸収が極めて低いことを
特徴とする請求項１から請求項４記載のキャピラリー電
気泳動装置用検出部。
【請求項６】キャピラリーとして、石英製キャピラリー
の外面に保護層を設けて機械的強度を確保したキャピラ
リー、又はフッ素樹脂製キャピラリーを用いることを特
徴とする請求項１から請求項５記載のキャピラリー電気
泳動装置用検出部。