JP3074355B2 - 電気泳動装置 - Google Patents
電気泳動装置Info
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- JP3074355B2 JP3074355B2 JP03060217A JP6021791A JP3074355B2 JP 3074355 B2 JP3074355 B2 JP 3074355B2 JP 03060217 A JP03060217 A JP 03060217A JP 6021791 A JP6021791 A JP 6021791A JP 3074355 B2 JP3074355 B2 JP 3074355B2
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気泳動装置に係り、特
にその電極材料に改良をく加えた電気泳動装置に関す
る。
にその電極材料に改良をく加えた電気泳動装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気泳動装置においては、正電極
および負電極の材料として白金など電気化学的に安定な
材料が用いられている。そして、電極からは水の電気分
解による酸素、水素などのガス、および水素イオン、水
酸化物イオンなどのイオンが生成される。このような電
気泳動装置では、電気泳動による分離室内の試料搬送液
(以下、緩衝液という)へのガスの混入、および被分離試
料液による電極の汚染を避けるために正電極および負電
極の付近に多孔質膜、半透膜、イオン交換膜などの隔壁
が設けられている。また、電流を通電し易くするなどの
目的のために、それらの隔壁で仕切られた正電極および
負電極付近の電解液の濃度、組成を緩衝液とは異なるも
のとするなどの工夫もなされている。
および負電極の材料として白金など電気化学的に安定な
材料が用いられている。そして、電極からは水の電気分
解による酸素、水素などのガス、および水素イオン、水
酸化物イオンなどのイオンが生成される。このような電
気泳動装置では、電気泳動による分離室内の試料搬送液
(以下、緩衝液という)へのガスの混入、および被分離試
料液による電極の汚染を避けるために正電極および負電
極の付近に多孔質膜、半透膜、イオン交換膜などの隔壁
が設けられている。また、電流を通電し易くするなどの
目的のために、それらの隔壁で仕切られた正電極および
負電極付近の電解液の濃度、組成を緩衝液とは異なるも
のとするなどの工夫もなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電気泳動装置は、通常の使用条件においては何ら問
題はないが、グロ−ブボックス、クリ−ンル−ム、宇宙
ステ−ションなどの特定の空間内で使用される場合には
重大な問題となる。すなわち、グロ−ブボックス、クリ
−ンル−ム、宇宙ステ−ションなどは閉鎖された空間で
あるため、電気泳動装置から酸素、水素などのガスが発
生すると、それらが閉鎖空間内に充満し雰囲気条件が変
化してしまうばかりでなく、安全性の点でも問題とな
る。この点に配慮して、特開昭６３−３０２３５２号公
報には、鉄などの卑金属で正電極を形成するとともに、
塩化銀などの可逆電極で負電極を形成して、ガスの発生
をほとんどゼロにするようにしたものが提案されてい
る。ところが、この公報例では、正電極で生成される鉄
イオンと負電極で生成される塩化物イオンをイオン交換
膜により分離することが困難であり、それらが被分離試
料液へ混入する恐れがあり、しかも、それらを除去する
ためには新たな装置が必要になるという欠点がある。ま
た、ガス発生のない無ガス化の構成にするため電極材料
と電解液の組合せが限定されており、電解液の選択の幅
が小さくなり、利用できる泳動法および条件が限られて
くるという欠点もある。
来の電気泳動装置は、通常の使用条件においては何ら問
題はないが、グロ−ブボックス、クリ−ンル−ム、宇宙
ステ−ションなどの特定の空間内で使用される場合には
重大な問題となる。すなわち、グロ−ブボックス、クリ
−ンル−ム、宇宙ステ−ションなどは閉鎖された空間で
あるため、電気泳動装置から酸素、水素などのガスが発
生すると、それらが閉鎖空間内に充満し雰囲気条件が変
化してしまうばかりでなく、安全性の点でも問題とな
る。この点に配慮して、特開昭６３−３０２３５２号公
報には、鉄などの卑金属で正電極を形成するとともに、
塩化銀などの可逆電極で負電極を形成して、ガスの発生
をほとんどゼロにするようにしたものが提案されてい
る。ところが、この公報例では、正電極で生成される鉄
イオンと負電極で生成される塩化物イオンをイオン交換
膜により分離することが困難であり、それらが被分離試
料液へ混入する恐れがあり、しかも、それらを除去する
ためには新たな装置が必要になるという欠点がある。ま
た、ガス発生のない無ガス化の構成にするため電極材料
と電解液の組合せが限定されており、電解液の選択の幅
が小さくなり、利用できる泳動法および条件が限られて
くるという欠点もある。
【０００４】本発明の目的は、塩化物イオン等の副生成
物除去装置を必要とせずに、ガス発生、被分離試料液へ
の異種成分混入を防止でき、かつ泳動法および電解液の
種類を幅広く選択できる電気泳動装置を提供することで
ある。
物除去装置を必要とせずに、ガス発生、被分離試料液へ
の異種成分混入を防止でき、かつ泳動法および電解液の
種類を幅広く選択できる電気泳動装置を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、分離室の両側に電解液室が配置され、一
方の電解液室に正電極が、他方の電解液室に負電極がそ
れぞれ設けられた電気泳動装置において、電解液に不溶
で且つ電気化学的酸化生成物も電解液に不溶である金属
酸化物または金属水酸化物で前記正電極を構成するとと
もに、電解液に不溶で且つ電気化学的還元生成物も電解
液に不溶である金属酸化物、金属水酸化物または金属オ
キシ水酸化物で前記負電極を構成したものである。
に、本発明は、分離室の両側に電解液室が配置され、一
方の電解液室に正電極が、他方の電解液室に負電極がそ
れぞれ設けられた電気泳動装置において、電解液に不溶
で且つ電気化学的酸化生成物も電解液に不溶である金属
酸化物または金属水酸化物で前記正電極を構成するとと
もに、電解液に不溶で且つ電気化学的還元生成物も電解
液に不溶である金属酸化物、金属水酸化物または金属オ
キシ水酸化物で前記負電極を構成したものである。
【０００６】また、本発明は、分離室の両側に電解液室
が配置され、一方の電解液室に正電極が、他方の電解液
室に負電極がそれぞれ設けられた電気泳動装置におい
て、電解液に不溶で電気化学的に酸化が可能であり、そ
の酸化電位が電極の使用される水素イオン濃度領域にお
いて酸素発生電位より低く、かつその酸化生成物も電解
液に対して不溶である金属酸化物または金属水酸化物
で、前記正電極を構成するとともに、電解液に不溶で電
気化学的に還元が可能であり、その還元電位が電極の使
用される水素イオン濃度領域において水素発生電位より
高く、かつその還元生成物も電解液に対して不溶である
金属酸化物、金属水酸化物または金属オキシ水酸化物
で、前記負電極を構成したものである。
が配置され、一方の電解液室に正電極が、他方の電解液
室に負電極がそれぞれ設けられた電気泳動装置におい
て、電解液に不溶で電気化学的に酸化が可能であり、そ
の酸化電位が電極の使用される水素イオン濃度領域にお
いて酸素発生電位より低く、かつその酸化生成物も電解
液に対して不溶である金属酸化物または金属水酸化物
で、前記正電極を構成するとともに、電解液に不溶で電
気化学的に還元が可能であり、その還元電位が電極の使
用される水素イオン濃度領域において水素発生電位より
高く、かつその還元生成物も電解液に対して不溶である
金属酸化物、金属水酸化物または金属オキシ水酸化物
で、前記負電極を構成したものである。
【０００７】また、本発明は、分離室の両側に電解液室
が配置され、一方の電解液室に正電極が、他方の電解液
室に負電極がそれぞれ設けられた電気泳動装置におい
て、酸化鉛(ＰbＯ)、水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)のう
ちの少なくとも一種類を主成分とする材料で前記正電極
を構成するとともに、二酸化鉛(ＰbＯ2)、二酸化マンガ
ン(ＭnＯ2)、酸化銀(Ａg2Ｏ)、二酸化スズ(ＳnＯ2)、酸
化水銀(ＨgＯ)、酸化銅(ＣuＯまたはＣu2Ｏ)、水酸化カ
ドミウム(Ｃd(ＯＨ)2)、水酸化亜鉛(Ｚn(ＯＨ)2)、オキ
シ水酸化ニッケル(ＮiＯＯＨ)のうちの少なくとも一種
類を主成分とする材料で前記負電極を構成したものであ
る。
が配置され、一方の電解液室に正電極が、他方の電解液
室に負電極がそれぞれ設けられた電気泳動装置におい
て、酸化鉛(ＰbＯ)、水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)のう
ちの少なくとも一種類を主成分とする材料で前記正電極
を構成するとともに、二酸化鉛(ＰbＯ2)、二酸化マンガ
ン(ＭnＯ2)、酸化銀(Ａg2Ｏ)、二酸化スズ(ＳnＯ2)、酸
化水銀(ＨgＯ)、酸化銅(ＣuＯまたはＣu2Ｏ)、水酸化カ
ドミウム(Ｃd(ＯＨ)2)、水酸化亜鉛(Ｚn(ＯＨ)2)、オキ
シ水酸化ニッケル(ＮiＯＯＨ)のうちの少なくとも一種
類を主成分とする材料で前記負電極を構成したものであ
る。
【０００８】また、本発明は、分離室の両側に電解液室
が配置され、一方の電解液室に正電極が、他方の電解液
室に負電極がそれぞれ設けられた電気泳動装置におい
て、層状に形成された黒鉛で前記正電極と負電極を構成
したものである。
が配置され、一方の電解液室に正電極が、他方の電解液
室に負電極がそれぞれ設けられた電気泳動装置におい
て、層状に形成された黒鉛で前記正電極と負電極を構成
したものである。
【０００９】また、本発明は、上述した各正電極と負電
極を、分離室と２つの電解液室がイオン交換膜で分離さ
れたタイプの電気泳動装置にも適用したものである。
極を、分離室と２つの電解液室がイオン交換膜で分離さ
れたタイプの電気泳動装置にも適用したものである。
【００１０】さらに、本発明の電気泳動装置用正電極
は、電解液に不溶で且つ電気化学的酸化生成物も電解液
に不溶である金属酸化物または金属水酸化物で構成され
たものである。
は、電解液に不溶で且つ電気化学的酸化生成物も電解液
に不溶である金属酸化物または金属水酸化物で構成され
たものである。
【００１１】また、本発明の電気泳動装置用負電極は、
電解液に不溶で且つ電気化学的還元生成物も電解液に不
溶である金属酸化物、金属水酸化物または金属オキシ水
酸化物でを構成されたものである。
電解液に不溶で且つ電気化学的還元生成物も電解液に不
溶である金属酸化物、金属水酸化物または金属オキシ水
酸化物でを構成されたものである。
【００１２】さらにまた、本発明の電気泳動装置用正電
極は、酸化鉛(ＰbＯ)、水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)の
うちの少なくとも一種類を主成分とする材料で構成され
たものである。
極は、酸化鉛(ＰbＯ)、水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)の
うちの少なくとも一種類を主成分とする材料で構成され
たものである。
【００１３】また、本発明の電気泳動装置用負電極は、
二酸化鉛(ＰbＯ2)、二酸化マンガン(ＭnＯ2)、酸化銀
(Ａg2Ｏ)、二酸化スズ(ＳnＯ2)、酸化水銀(ＨgＯ)、酸
化銅(ＣuＯまたはＣu2Ｏ)、水酸化カドミウム(Ｃd(Ｏ
Ｈ)2)、水酸化亜鉛(Ｚn(ＯＨ)2)、オキシ水酸化ニッケ
ル(ＮiＯＯＨ)のうちの少なくとも一種類を主成分とす
る材料で構成されたものである。
二酸化鉛(ＰbＯ2)、二酸化マンガン(ＭnＯ2)、酸化銀
(Ａg2Ｏ)、二酸化スズ(ＳnＯ2)、酸化水銀(ＨgＯ)、酸
化銅(ＣuＯまたはＣu2Ｏ)、水酸化カドミウム(Ｃd(Ｏ
Ｈ)2)、水酸化亜鉛(Ｚn(ＯＨ)2)、オキシ水酸化ニッケ
ル(ＮiＯＯＨ)のうちの少なくとも一種類を主成分とす
る材料で構成されたものである。
【００１４】さらに、本発明の電気泳動装置用電極は、
層状に形成された黒鉛で構成されたものである。
層状に形成された黒鉛で構成されたものである。
【００１５】
【作用】上記構成によれば、電極材料が電解液に不溶
で、またその酸化または還元生成物も電解液に不溶であ
り、しかもその電極材料が金属酸化物、金属水酸化物ま
たは金属オキシ水酸化物であるので、電極反応により生
成される可溶成分は水素イオンまたは水酸化物イオンの
みとなり、電解液および被分離試料液への異種成分の混
入の恐れがなくなる。
で、またその酸化または還元生成物も電解液に不溶であ
り、しかもその電極材料が金属酸化物、金属水酸化物ま
たは金属オキシ水酸化物であるので、電極反応により生
成される可溶成分は水素イオンまたは水酸化物イオンの
みとなり、電解液および被分離試料液への異種成分の混
入の恐れがなくなる。
【００１６】また、電気化学的に酸化が可能で、酸化電
位が電極の使用される水素イオン濃度領域において酸素
発生電位より低い正電極材料と、電気化学的に還元が可
能で、還元電位が電極の使用される水素イオン濃度領域
において水素発生電位より高い負電極材料を用いると、
電気泳動操作の通電において、酸素、水素などのガス発
生反応に優先して電極材料の酸化または還元反応が進行
する。このため、それらの反応物質が存在する限り、ガ
スが全く発生しなくなる。これを、正電極材料に水酸化
ニッケルを、負電極材料に酸化銀をそれぞれ用いた場合
を例にして示せば、電極反応は下記の(1)，(2)式のよう
になる。(1)式の反応はガス発生反応より低い電位であ
り、(2)式の反応はガス発生反応より高い電位であるた
め、ガス発生を回避することができる。
位が電極の使用される水素イオン濃度領域において酸素
発生電位より低い正電極材料と、電気化学的に還元が可
能で、還元電位が電極の使用される水素イオン濃度領域
において水素発生電位より高い負電極材料を用いると、
電気泳動操作の通電において、酸素、水素などのガス発
生反応に優先して電極材料の酸化または還元反応が進行
する。このため、それらの反応物質が存在する限り、ガ
スが全く発生しなくなる。これを、正電極材料に水酸化
ニッケルを、負電極材料に酸化銀をそれぞれ用いた場合
を例にして示せば、電極反応は下記の(1)，(2)式のよう
になる。(1)式の反応はガス発生反応より低い電位であ
り、(2)式の反応はガス発生反応より高い電位であるた
め、ガス発生を回避することができる。
【００１７】 正極：Ｎi(ＯＨ)2＋ＯＨ → ＮiＯＯＨ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ ……(1) 負極：Ａg2Ｏ＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ → ２Ａg＋２ＯＨ ……(2) また、上記の(1)，(2)式の反応は逆方向に酸化還元を
繰り返すことが可能であるから、電極仕様に応じた一定
量の電気泳動操作ののち正負両極の電極を交換すること
により、電気泳動運転を何回でも繰り返すことができ
る。下記にその反応式を示す。
繰り返すことが可能であるから、電極仕様に応じた一定
量の電気泳動操作ののち正負両極の電極を交換すること
により、電気泳動運転を何回でも繰り返すことができ
る。下記にその反応式を示す。
【００１８】 正極：２Ａg＋２ＯＨ → Ａg2Ｏ＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ ……(3) 負極：ＮiＯＯＨ＋Ｈ2Ｏ＋ｅ → Ｎi(ＯＨ)2＋ＯＨ ……(4) 本発明の電気泳動装置では上述したように被分離試料
液への異種成分混入の恐れがないので、正電極側の電解
液室と分離室並びに負電極側の電解液室と分離室をイオ
ン交換膜で分離する必要はないが、通電により電極近傍
の水素イオン濃度が変化するため、pＨ変化が問題にな
るような被分離試料液料液に対しては、正電極側の電解
液室と分離室並びに負電極側の電解液室と分離室をイオ
ン交換膜で分離することが必要となる。このようにイオ
ン交換膜で分離したタイプの電気泳動装置にも本発明は
適用できる。
液への異種成分混入の恐れがないので、正電極側の電解
液室と分離室並びに負電極側の電解液室と分離室をイオ
ン交換膜で分離する必要はないが、通電により電極近傍
の水素イオン濃度が変化するため、pＨ変化が問題にな
るような被分離試料液料液に対しては、正電極側の電解
液室と分離室並びに負電極側の電解液室と分離室をイオ
ン交換膜で分離することが必要となる。このようにイオ
ン交換膜で分離したタイプの電気泳動装置にも本発明は
適用できる。
【００１９】本発明の電気泳動装置により、分離室内に
pＨ勾配を形成し、試料の等電点を利用して分離する等
電点泳動法も効率よく実施できる。同様にして、ゾ−
ン、等速、およびフィ−ルドステップ泳動法も効率よく
実施できるようになる。
pＨ勾配を形成し、試料の等電点を利用して分離する等
電点泳動法も効率よく実施できる。同様にして、ゾ−
ン、等速、およびフィ−ルドステップ泳動法も効率よく
実施できるようになる。
【００２０】正電極の材料としては、使用される電解液
に対して不溶で、電気化学的に酸化が可能であり、しか
もその酸化電位が電極の使用される水素イオン濃度領域
において酸素発生電位より低く、その酸化生成物も使用
される電解液に対して不溶なもので、好ましくは繰返し
酸化還元が可能な金属酸化物または金属水酸化物がよ
い。具体的には酸化鉛(ＰbＯ)、水酸化ニッケル(Ｎi(Ｏ
Ｈ)2)などが使用可能である。
に対して不溶で、電気化学的に酸化が可能であり、しか
もその酸化電位が電極の使用される水素イオン濃度領域
において酸素発生電位より低く、その酸化生成物も使用
される電解液に対して不溶なもので、好ましくは繰返し
酸化還元が可能な金属酸化物または金属水酸化物がよ
い。具体的には酸化鉛(ＰbＯ)、水酸化ニッケル(Ｎi(Ｏ
Ｈ)2)などが使用可能である。
【００２１】また、負電極の材料としては、使用される
電解液に対して不溶で、電気化学的に還元が可能であ
り、しかもその還元電位が電極の使用される水素イオン
濃度領域において水素発生電位より低く、その還元生成
物も使用される電解液に対して不溶なもので、好ましく
は繰返し還元酸化が可能な金属酸化物、金属水酸化物ま
たは金属オキシ水酸化物がよい。具体的には二酸化鉛
(ＰbＯ2)、二酸化マンガン(ＭnＯ2)、酸化銀(Ａg2Ｏ)、
二酸化スズ(ＳnＯ2)、酸化水銀(ＨgＯ)、酸化銅(ＣuＯ
またはＣu2Ｏ)、水酸化カドミウム(Ｃd(ＯＨ)2)、水酸
化亜鉛(Ｚn(ＯＨ)2)、オキシ水酸化ニッケル(ＮiＯＯ
Ｈ)などが使用可能である。
電解液に対して不溶で、電気化学的に還元が可能であ
り、しかもその還元電位が電極の使用される水素イオン
濃度領域において水素発生電位より低く、その還元生成
物も使用される電解液に対して不溶なもので、好ましく
は繰返し還元酸化が可能な金属酸化物、金属水酸化物ま
たは金属オキシ水酸化物がよい。具体的には二酸化鉛
(ＰbＯ2)、二酸化マンガン(ＭnＯ2)、酸化銀(Ａg2Ｏ)、
二酸化スズ(ＳnＯ2)、酸化水銀(ＨgＯ)、酸化銅(ＣuＯ
またはＣu2Ｏ)、水酸化カドミウム(Ｃd(ＯＨ)2)、水酸
化亜鉛(Ｚn(ＯＨ)2)、オキシ水酸化ニッケル(ＮiＯＯ
Ｈ)などが使用可能である。
【００２２】さらに、上記材料の他に黒鉛などの層状物
質の層間にイオン、分子などを挿入するところのいわゆ
るインターカレーション反応を電荷の授受を伴う電気化
学反応として進行させることを利用する方式も可能であ
る。
質の層間にイオン、分子などを挿入するところのいわゆ
るインターカレーション反応を電荷の授受を伴う電気化
学反応として進行させることを利用する方式も可能であ
る。
【００２３】使用可能な電極材料は、もちろん上記の材
料に限定されるものではなく、不溶性、酸化還元電位、
生成物などの上記の条件に合致するものであれば、この
ほかの材料も適用できる。
料に限定されるものではなく、不溶性、酸化還元電位、
生成物などの上記の条件に合致するものであれば、この
ほかの材料も適用できる。
【００２４】これらの材料を用いた電極を作製するに
は、電極集電体となる金属製の電極基体の上に上述した
各材料を添着すればよい。添着方法には適当な結着剤と
ともに塗布する方法、電着により析出させる方法、ある
いは電極基体の表面を酸化処理などにより電極材料に変
換する方法などがある。結着剤とともに塗布する方法に
おいては、塗布層に十分な導電性を与えるために導電剤
として金属、炭素などの導電性物質を混合して塗布する
ことも可能である。以上の方法の他にも電極材料層が使
用・取扱に十分な強度を有し、電極基体と電極材料との
間に十分な固着強度と電気伝導性が得られるのであれ
ば、その他の作製方法も適用可能である。
は、電極集電体となる金属製の電極基体の上に上述した
各材料を添着すればよい。添着方法には適当な結着剤と
ともに塗布する方法、電着により析出させる方法、ある
いは電極基体の表面を酸化処理などにより電極材料に変
換する方法などがある。結着剤とともに塗布する方法に
おいては、塗布層に十分な導電性を与えるために導電剤
として金属、炭素などの導電性物質を混合して塗布する
ことも可能である。以上の方法の他にも電極材料層が使
用・取扱に十分な強度を有し、電極基体と電極材料との
間に十分な固着強度と電気伝導性が得られるのであれ
ば、その他の作製方法も適用可能である。
【００２５】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図１は本発明の電気泳動装置の概略構成を示してい
る。図において、分離室１の両側には正電極電解液室２
と負電極電解液室３が設けられ、正電極電解液室２と分
離室１は陽イオン交換膜４で、負電極電解液室３と分離
室１は陰イオン交換膜５でそれぞれ仕切られている。そ
して、分離室１内には緩衝液と試料原液からなる被分離
試料液６が充填され、また正電極電解液室２内および負
電極電解液室３内にはそれぞれ正電極電解液７および負
電極電解液８が充填されている。また正電極電解液室２
内には正電極９が、負電極電解液室３内には負電極１０
がそれぞれ固定されている。本発明はこの正電極９と負
電極１０の材料に改良を加えたものである。分離室１、
正電極電解液室２および負電極電解液室３は全体が電気
泳動槽１１の中に収納されている。正電極電解液室２に
は正電極電解液７を正電極電解液室２内に循環供給させ
るための液ポンプ１２が、負電極電解液室３には負電極
電解液８を負電極電解液室３内に循環供給させるための
液ポンプ１３がそれぞれ接続されている。また電気泳動
槽１１の外側にはウォ−タジャケット１４が設けられ、
このウォ−タジャケット１４に冷却水を流すことにより
電気泳動条件が一定に保たれている。
る。図１は本発明の電気泳動装置の概略構成を示してい
る。図において、分離室１の両側には正電極電解液室２
と負電極電解液室３が設けられ、正電極電解液室２と分
離室１は陽イオン交換膜４で、負電極電解液室３と分離
室１は陰イオン交換膜５でそれぞれ仕切られている。そ
して、分離室１内には緩衝液と試料原液からなる被分離
試料液６が充填され、また正電極電解液室２内および負
電極電解液室３内にはそれぞれ正電極電解液７および負
電極電解液８が充填されている。また正電極電解液室２
内には正電極９が、負電極電解液室３内には負電極１０
がそれぞれ固定されている。本発明はこの正電極９と負
電極１０の材料に改良を加えたものである。分離室１、
正電極電解液室２および負電極電解液室３は全体が電気
泳動槽１１の中に収納されている。正電極電解液室２に
は正電極電解液７を正電極電解液室２内に循環供給させ
るための液ポンプ１２が、負電極電解液室３には負電極
電解液８を負電極電解液室３内に循環供給させるための
液ポンプ１３がそれぞれ接続されている。また電気泳動
槽１１の外側にはウォ−タジャケット１４が設けられ、
このウォ−タジャケット１４に冷却水を流すことにより
電気泳動条件が一定に保たれている。
【００２６】（第１実施例）第１実施例では、正電極材
料に水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)を、負電極材料には、
酸化銀(Ａg2Ｏ)を用いて実験を行った。正電極、負電極
の形状を縦４mm、横４mm、長さ３００mmの棒状とし、正
電極は厚さ２mm、幅４m、長さ３００mmのニッケル棒の
表裏にそれぞれ気孔率８０％、厚さ１mmのニッケル焼結
体を形成し、その細孔内に水酸化ニッケルを析出させて
形成した。ニッケル焼結体の細孔内に水酸化ニッケルを
析出させるために、ニッケル塩の水溶液を含浸させたの
ち、アルカリ性の水溶液で処理した。負電極は、厚さ２
mm、幅４mm、長さ３００mmのニッケル棒の表裏に酸化銀
粉末と結着剤としてのポリ塩化ビニルからなるペ−スト
を塗布し、空気中８０℃で乾燥して形成した。陽イオン
交換膜には、徳山ソーダ製ＡＭ−３、陰イオン交換膜に
は、徳山ソーダ製ＣＭ−２を用いた。
料に水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)を、負電極材料には、
酸化銀(Ａg2Ｏ)を用いて実験を行った。正電極、負電極
の形状を縦４mm、横４mm、長さ３００mmの棒状とし、正
電極は厚さ２mm、幅４m、長さ３００mmのニッケル棒の
表裏にそれぞれ気孔率８０％、厚さ１mmのニッケル焼結
体を形成し、その細孔内に水酸化ニッケルを析出させて
形成した。ニッケル焼結体の細孔内に水酸化ニッケルを
析出させるために、ニッケル塩の水溶液を含浸させたの
ち、アルカリ性の水溶液で処理した。負電極は、厚さ２
mm、幅４mm、長さ３００mmのニッケル棒の表裏に酸化銀
粉末と結着剤としてのポリ塩化ビニルからなるペ−スト
を塗布し、空気中８０℃で乾燥して形成した。陽イオン
交換膜には、徳山ソーダ製ＡＭ−３、陰イオン交換膜に
は、徳山ソーダ製ＣＭ−２を用いた。
【００２７】電気泳動槽の外寸法は縦４６０mm、横１８
０mm、厚さ７０mmであり、分離室は縦１００mm、横６０
mm、厚さ０．８mmである。正電極と負電極の極間距離は
１０８mmである。被分離試料液は、酢酸トリエタノ−ル
アミン水溶液の緩衝液の中にインジゴカルビンおよびチ
トクロ−ムＣからなる模擬試料を溶解したものである。
それぞれの濃度は、酢酸トリエタノ−ルアミンが１m
Ｍ、インジゴカルビンとチトクロ−ムＣがともに２g／
リットルであり、被分離試料液全体のpＨは７．４であ
った。正電極電解液と負電極電解液はいずれも１０mＭ
の酢酸トリエタノ−ルアミン水溶液であり、そのpＨは
７．４であった。いずれの電解液も２００ ml／minの流
速で循環供給させ、さらに１５℃の冷却水を１リットル
／minの流速で流通した。
０mm、厚さ７０mmであり、分離室は縦１００mm、横６０
mm、厚さ０．８mmである。正電極と負電極の極間距離は
１０８mmである。被分離試料液は、酢酸トリエタノ−ル
アミン水溶液の緩衝液の中にインジゴカルビンおよびチ
トクロ−ムＣからなる模擬試料を溶解したものである。
それぞれの濃度は、酢酸トリエタノ−ルアミンが１m
Ｍ、インジゴカルビンとチトクロ−ムＣがともに２g／
リットルであり、被分離試料液全体のpＨは７．４であ
った。正電極電解液と負電極電解液はいずれも１０mＭ
の酢酸トリエタノ−ルアミン水溶液であり、そのpＨは
７．４であった。いずれの電解液も２００ ml／minの流
速で循環供給させ、さらに１５℃の冷却水を１リットル
／minの流速で流通した。
【００２８】そして、正、負両電極間に０〜２０００Ｖ
の電圧を印加して電気泳動を実験し、そのときの電流−
電圧特性を測定した。その結果を図２のＡに示す。ま
た、白金棒を正、負両電極材料に用いた従来技術につい
ても実験（これを比較実験１と呼ぶ）を行い、電流−電
圧特性を測定した。この場合、白金棒を正、負両電極材
料に用いた以外はすべて本実施例と同じ電気泳動装置を
製作して行った。比較実験１の結果を図２のＢに示す。
の電圧を印加して電気泳動を実験し、そのときの電流−
電圧特性を測定した。その結果を図２のＡに示す。ま
た、白金棒を正、負両電極材料に用いた従来技術につい
ても実験（これを比較実験１と呼ぶ）を行い、電流−電
圧特性を測定した。この場合、白金棒を正、負両電極材
料に用いた以外はすべて本実施例と同じ電気泳動装置を
製作して行った。比較実験１の結果を図２のＢに示す。
【００２９】本実施例によれば、図２より明らかなよう
に、本発明による電気泳動装置は従来技術とほぼ同等の
直線性を示しており、実用上、極めて良好な性能をもっ
ていることが分かる。
に、本発明による電気泳動装置は従来技術とほぼ同等の
直線性を示しており、実用上、極めて良好な性能をもっ
ていることが分かる。
【００３０】（第２実施例）第1実施例と同様にして電
気泳動装置を製作し、正、負両電極間に１０００Ｖの電
圧を印加して電気泳動実験をし、１時間の電気泳動にお
ける正、負両電極からのガス発生量を測定した。その
正、負両電極からのガス発生量をそれぞれ図３のＣおよ
びＤに示す。また、上記第1実施例で示した比較実験１
と同様の電極を用いて実験（これを比較実験２と呼ぶ）
を行った。比較実験２における正、負電両極からのガス
発生量の測定結果を図３のＧおよびＨにそれぞれ示す。
気泳動装置を製作し、正、負両電極間に１０００Ｖの電
圧を印加して電気泳動実験をし、１時間の電気泳動にお
ける正、負両電極からのガス発生量を測定した。その
正、負両電極からのガス発生量をそれぞれ図３のＣおよ
びＤに示す。また、上記第1実施例で示した比較実験１
と同様の電極を用いて実験（これを比較実験２と呼ぶ）
を行った。比較実験２における正、負電両極からのガス
発生量の測定結果を図３のＧおよびＨにそれぞれ示す。
【００３１】本実施例によれば、図３より明らかなよう
に、電気泳動操作によるガス発生は正、負両電極ともに
全くなく、従来技術による電気泳動装置に比べ、その優
位性は極めて大であることが分かる。
に、電気泳動操作によるガス発生は正、負両電極ともに
全くなく、従来技術による電気泳動装置に比べ、その優
位性は極めて大であることが分かる。
【００３２】また、本実施例において電解液中に異種成
分の混入のないことも確認でき、インジゴカルビンおよ
びチトクロ−ムＣからなる模擬試料の泳動分離性も従来
技術の場合と同等であり何ら問題のないことも、目視に
より確認できた。
分の混入のないことも確認でき、インジゴカルビンおよ
びチトクロ−ムＣからなる模擬試料の泳動分離性も従来
技術の場合と同等であり何ら問題のないことも、目視に
より確認できた。
【００３３】さらに、上記第１実施例の電極構成におい
て正電極材料を鉄に置換して実験（これを比較実験３と
呼ぶ）を行った。その他の実験条件は本実施例での上述
した条件と全て同じである。その結果、１時間の電気泳
動における正、負両電極からのガス発生量はそれぞれ図
３のＣおよびＤと同様にゼロであった。しかし、正電極
材料の鉄の反応による溶解があり、電解液の淡青緑色着
色が観測された。また、正電極電解液の分析から１時間
あたり、０．６mmoleの鉄が溶解したことが判明した。
これは通電電気量から予想される値とほぼ一致する。ま
た、被分析試料中に微量の鉄成分が混入していることも
分析により確認できた。
て正電極材料を鉄に置換して実験（これを比較実験３と
呼ぶ）を行った。その他の実験条件は本実施例での上述
した条件と全て同じである。その結果、１時間の電気泳
動における正、負両電極からのガス発生量はそれぞれ図
３のＣおよびＤと同様にゼロであった。しかし、正電極
材料の鉄の反応による溶解があり、電解液の淡青緑色着
色が観測された。また、正電極電解液の分析から１時間
あたり、０．６mmoleの鉄が溶解したことが判明した。
これは通電電気量から予想される値とほぼ一致する。ま
た、被分析試料中に微量の鉄成分が混入していることも
分析により確認できた。
【００３４】以上のことから、本発明の電極材料は、実
用的な電気泳動装置に適用しても、ガス発生がなく、泳
動分離性がよく、しかも異種成分の混入がない、従来技
術より優れた性能を有することが実証された。
用的な電気泳動装置に適用しても、ガス発生がなく、泳
動分離性がよく、しかも異種成分の混入がない、従来技
術より優れた性能を有することが実証された。
【００３５】（第３実施例）第３実施例では、正電極材
料に水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)を、負電極材料に二酸
化鉛(ＰbＯ2)を用いて実験を行った。正電極は第１実施
例の場合と同様にして作成した。負電極は二酸化鉛粉末
と結着剤としてのポリ塩化ビニルからなるペ−ストを２
mm、幅４m、長さ３００mmのニッケル棒の表裏に塗布
し、空気中８０℃で乾燥して形成した。第１実施例の場
合と同様にして電気泳動装置を製作し、第２実施例の場
合と同様に、正、負両電極間に１０００Ｖの電圧を印加
して電気泳動実験をし、正、負両電極からのガス発生量
を測定した。その結果をそれぞれ図３のＥ、およびＦに
示す。本発明による電気泳動操作ではガス発生は全くな
く、従来技術による電気泳動装置に比べ、その優位性は
極めて大である。さらにまた、本実施例において電解液
中に異種成分の混入のないことも確認でき、模擬試料の
分離性も従来技術の場合と同等であることも、上記第２
実施例と同様に確認できた。
料に水酸化ニッケル(Ｎi(ＯＨ)2)を、負電極材料に二酸
化鉛(ＰbＯ2)を用いて実験を行った。正電極は第１実施
例の場合と同様にして作成した。負電極は二酸化鉛粉末
と結着剤としてのポリ塩化ビニルからなるペ−ストを２
mm、幅４m、長さ３００mmのニッケル棒の表裏に塗布
し、空気中８０℃で乾燥して形成した。第１実施例の場
合と同様にして電気泳動装置を製作し、第２実施例の場
合と同様に、正、負両電極間に１０００Ｖの電圧を印加
して電気泳動実験をし、正、負両電極からのガス発生量
を測定した。その結果をそれぞれ図３のＥ、およびＦに
示す。本発明による電気泳動操作ではガス発生は全くな
く、従来技術による電気泳動装置に比べ、その優位性は
極めて大である。さらにまた、本実施例において電解液
中に異種成分の混入のないことも確認でき、模擬試料の
分離性も従来技術の場合と同等であることも、上記第２
実施例と同様に確認できた。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極から被分離試料液への異種成分の混入がないため、
簡単な構造で分離性のよい電気泳動装置を得ることがで
きる。
電極から被分離試料液への異種成分の混入がないため、
簡単な構造で分離性のよい電気泳動装置を得ることがで
きる。
【００３７】また、電極から酸素、水素などのガス発生
がないため、安全性、雰囲気条件が改善され、電気泳動
装置をグロ−ブボックス、クリ−ンル−ム、宇宙ステ−
ションなどの特定の閉鎖空間内で容易に使用することが
できると同時に、複数の泳動法(ゾ−ン、等電点、等
速、およびフィ−ルドステップ泳動法)を用いることも
可能なる。
がないため、安全性、雰囲気条件が改善され、電気泳動
装置をグロ−ブボックス、クリ−ンル−ム、宇宙ステ−
ションなどの特定の閉鎖空間内で容易に使用することが
できると同時に、複数の泳動法(ゾ−ン、等電点、等
速、およびフィ−ルドステップ泳動法)を用いることも
可能なる。
【００３８】さらに、一定量の電気泳動操作ののち、
正、負両電極を互いに交換することにより、電気泳動運
転を何回でも繰り返すことができ、少ない電極数で長時
間の電気泳動処理が可能となるという利点もある。
正、負両電極を互いに交換することにより、電気泳動運
転を何回でも繰り返すことができ、少ない電極数で長時
間の電気泳動処理が可能となるという利点もある。
【図１】電気泳動装置の概略構成図である。
【図２】本発明による電気泳動装置と従来技術による電
気泳動装置の電流−電圧特性の比較図である。
気泳動装置の電流−電圧特性の比較図である。
【図３】本発明による電気泳動装置と従来技術による電
気泳動装置の正、負両電極からのガス発生量の比較図で
ある。
気泳動装置の正、負両電極からのガス発生量の比較図で
ある。
１ 分離室 ２ 正電極電解液室 ３ 負電極電解液室 ４ 陽イオン交換膜 ５ 陰イオン交換膜 ６ 被分離試料液 ７ 正電極電解液 ８ 負電極電解液 ９ 正電極 １０ 負電極 １１ 電気泳動槽 １２ 液ポンプ １３ 液ポンプ １４ ウオータジャケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥沢 務 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 坪内 邦良 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 小島 ▲吉▼夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 高木 勇輔 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−83280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−79050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−79051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−79052（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172751（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−195358（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−45553（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/447 C25B 7/00 G01N 27/30 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (13)
- 【請求項１】 分離室の両側に電解液室が配置され、一
方の電解液室に正電極が、他方の電解液室に負電極がそ
れぞれ設けられた電気泳動装置において、電解液に不溶
で且つ電気化学的酸化生成物も電解液に不溶である金属
酸化物または金属水酸化物で前記正電極を構成するとと
もに、電解液に不溶で且つ電気化学的還元生成物も電解
液に不溶である金属酸化物、金属水酸化物または金属オ
キシ水酸化物で前記負電極を構成したことを特徴とする
電気泳動装置。 - 【請求項２】 分離室の両側に電解液室が配置され、一
方の電解液室に正電極が、他方の電解液室に負電極がそ
れぞれ設けられた電気泳動装置において、電解液に不溶
で電気化学的に酸化が可能であり、その酸化電位が電極
の使用される水素イオン濃度領域において酸素発生電位
より低く、かつその酸化生成物も電解液に対して不溶で
ある金属酸化物または金属水酸化物で、前記正電極を構
成するとともに、電解液に不溶で電気化学的に還元が可
能であり、その還元電位が電極の使用される水素イオン
濃度領域において水素発生電位より高く、かつその還元
生成物も電解液に対して不溶である金属酸化物、金属水
酸化物または金属オキシ水酸化物で、前記負電極を構成
したことを特徴とする電気泳動装置。 - 【請求項３】 分離室の両側に電解液室が配置され、一
方の電解液室に正電極が、他方の電解液室に負電極がそ
れぞれ設けられた電気泳動装置において、酸化鉛（Ｐｂ
Ｏ）、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）のうちの少な
くとも一種類を主成分とする材料で前記正電極を構成す
るとともに、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガン
（ＭｎＯ２）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、二酸化スズ（Ｓｎ
Ｏ２）、酸化水銀（ＨｇＯ）、酸化銅（ＣｕＯまたはＣ
ｕ２Ｏ）、水酸化カドミウム（Ｃｄ（ＯＨ）２）、水酸
化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、オキシ水酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯＯＨ）のうちの少なくとも一種類を主成分とする材
料で前記負電極を構成したことを特徴とする電気泳動装
置。 - 【請求項４】 分離室の両側に電解液室が配置され、一
方の電解液室に正電極が、他方の電解液室に負電極がそ
れぞれ設けられた電気泳動装置において、層状に形成さ
れた黒鉛で前記正電極と負電極を構成したことを特徴と
する電気泳動装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のうちいずれか１項に
記載の電気泳動装置において、前記分離室と両電解液室
がイオン交換膜で分離されたことを特徴とする電気泳動
装置。 - 【請求項６】 請求項１〜３、５のうちいずれか１項に
記載の電気泳動装置において、前記正電極と負電極は、
電極仕様に応じた一定量の電気泳動操作ののち、互いに
交換自在であることを特徴とする電気泳動装置。 - 【請求項７】 電解液に不溶で且つ電気化学的酸化生成
物も電解液に不溶である金属酸化物または金属水酸化物
で構成された電気泳動装置用の正電極。 - 【請求項８】 電解液に不溶で且つ電気化学的還元生成
物も電解液に不溶である金属酸化物、金属水酸化物また
は金属オキシ水酸化物で構成された電気泳動装置用の負
電極。 - 【請求項９】 電解液に不溶で電気化学的に酸化が可能
であり、その酸化電位が電極の使用される水素イオン濃
度領域において酸素発生電位より低く、かつその酸化生
成物も電解液に対して不溶である金属酸化物または金属
水酸化物で構成された電気泳動装置用の正電極。 - 【請求項１０】 電解液に不溶で電気化学的に還元が可
能であり、その還元電位が電極の使用される水素イオン
濃度領域において水素発生電位より高く、かつその還元
生成物も電解液に対して不溶である金属酸化物、金属水
酸化物または金属オキシ水酸化物で構成された電気泳動
装置用の負電極。 - 【請求項１１】 酸化鉛（ＰｂＯ）、水酸化ニッケル
（Ｎｉ（ＯＨ）２）のうちの少なくとも一種類を主成分
とする材料で構成された電気泳動装置用の正電極。 - 【請求項１２】 二酸化鉛（ＰｂＯ２）、二酸化マンガ
ン（ＭｎＯ２）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、二酸化スズ（Ｓ
ｎＯ２）、酸化水銀（ＨｇＯ）、酸化銅（ＣｕＯまたは
Ｃｕ２Ｏ）、水酸化カドミウム（Ｃｄ（ＯＨ）２）、水
酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、オキシ水酸化ニッケル
（ＮｉＯＯＨ）のうちの少なくとも一種類を主成分とす
る材料で構成された電気泳動装置用の負電極。 - 【請求項１３】 層状に形成された黒鉛からなる電気泳
動装置用の電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060217A JP3074355B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 電気泳動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060217A JP3074355B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04295757A JPH04295757A (ja) | 1992-10-20 |
| JP3074355B2 true JP3074355B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=13135779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03060217A Expired - Lifetime JP3074355B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 電気泳動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074355B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118688287B (zh) * | 2024-08-23 | 2025-09-09 | 四川富临新能源科技有限公司 | 一种磷酸铁锂粉末中单质铁的检测方法 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP03060217A patent/JP3074355B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04295757A (ja) | 1992-10-20 |
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