JPH02114171A - 毛細管装置とその製造方法 - 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、一般的には毛細管装置に関するものであり、
とりわけ、毛細管電気泳動や毛細管クロマトグラフィに
有用な毛細管装置に関する。

（発明の背景） 微小毛細管内の毛細管ゾーン電気泳動法＜ＣＺＥ）は、
溶質の分離に有効な方法として有用であることが証明さ
れている。

溶質を含む電解質が導入される毛細管の両端間に電界が
印加される。電界によって電解物は、その管内を流れ出
す。ある溶質は、他の溶質より高い動電移動度を持って
いるので、溶質は、毛細管中を電解物が流れている間に
毛細管内に帯を作る。

電解物の内容を検出するために、電解物が流れる主毛細
管に接続された第２の毛細管に流体が導入される。これ
によって、第２の毛細管に導入された流体は、ＣＺＥ法
において分析、検出１分離のために、主毛細管の電解物
の一部と混合する。

主毛細管の電解物に他の液体を注入するために、主毛細
管は、第２の毛細管の両端の間の位置で接続される必要
がある。

ある１つの型の接続は、主毛細管を２つの部分に分け、
２つの部分をＴ字状の接続器を通して第３の管に接続す
ることによって作られる。電解物を混合するために別の
液体を注入するための、前述あるいは他の型の接続器に
は、欠点がある。

というのも、それらは、２つの毛細管の間の接続部に、
あまりにも多く無駄な空間を含んでいるからである。

電解物内の非常に微少量の化合物を検出する必要がしば
しばある。

このために、ＣＺＥ法では、電解物の他の成分から、そ
の目的化合物の分離を′増強させるために微細な毛細管
を用いて行われる。

そのような極微量物質は、電気泳動のグラフ（エレクト
ロホレオグラム）にあるピークが生じるときに検出され
る。

その極微量化合物が接続器を通過するとき、接続器の無
駄な空間は、極微量化合物と電解物の他の成分との混合
を生じさせる。

これは電気泳動のグラフにおけるピークの広がりに影響
する。このことは、極微量化合物の検出感度と分解能を
低下させるが故に望ましくない。それ故、電気泳動のグ
ラフのピークの広がり効果を減少させるＣＺＥ法におい
て、電解物が流れている間に、液体を電解物に注入でき
る装置が望ましい。

毛細管クロマトグラフィにおいて、その分析と分離は、
毛細管の液体が電界の代わりに圧力゛によって移動する
ことを除いて、ＣＺＥ法と類イ以の方法で達成される。

上述と同様な考察で、ピーク広がりの影響を低減させる
毛細管クロマトグラフィにおける主毛細管を通して第１
の液体の流れの中の任意の点において、第２の液体を導
入することができる毛細管装置が望ましい。

（発明の要約） 本発明による装置は、毛細管電気泳動や毛細管クロマト
グラフィへの使用のためのものである。

その装置は、約２００ミクロン以下の断面形状の第１の
空間を囲む第１の毛細管と約２００ミクロン以下の断面
形状の第２の空間を囲む第２の毛細管からなる。

第２の管は、第１の管の両端の間の点で第１の管と接続
され、それ故、第１の液体が第１の管を流れると、第２
の管を流れる第２の液体は、第１の管の液体と混合する
。ここで２つの管は、接続されているので、その接続部
では、実質上無駄な空間はない。

その装置は、第１の管の両端の間の選択された位置で穴
を開け、穴に延伸した案内部材を導入し、その部材を第
２の管が第１の管に接触するまで第２の管に通すことに
よって作られる。

第２の管は、第１の管に永久に接続され、案内部材は取
り除かれる。その結果、Ｔ字状の装置となる。好ましい
実施例において、第２の穴は、第１の穴に対して実質上
反対の位置において、第１の管に開けられ、案内部材は
、同様に第２の穴を通して導入される。第３の管は部材
と第１の管に対して移動され、したがって、その部材は
第３の管を通され、第３の管は第１の管と接触し、第１
と第２の管とともに、交叉形の配置を形成する。

また、第３の管は、第１の管に永久的に接続され、案内
部材は、同様に第３の管から取り除がれる。

したがって、第１．第２．第３の管によって形成される
交叉形の配置となる。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、発明の好ましい実施例を図示するために、装
置１０を用いてＣＺＥ法を実施するための電気泳動シス
テムの図解である。

第１図に示すように、装置１０は２つの部分１２１４を
含む主毛細管と、２つの部分１６．１８からなる第２の
毛細管からなる。２つの管は、第２の管を流れる第２の
液体が主毛細管を流れる第１の液体と混合するように、
接続部２０で接続される。主毛細管の２つのｆｉ１２’
、１４’はビー力である容器２２．２４に入れられてい
る。容器２２．２４には、それぞれ電界物２６．２８が
入れられている。電界は、第１図に示すように２つの電
界物の間に加えられ、電界物２６が、主毛細管の１２と
１４を通って、容器に流れ出す。流れている間に、電界
物２６の成分が検出器３４によって検出される。

ＣＺＥ法において分離と分析をするために、第２の液体
が導入され、第２の毛細管を用いて１４を通って流れて
いる間に電界物２６と混合される。

第２の毛細管の端１６′と１８’は、容器３６と３８に
それぞれ置かれる。液体４２は、容器３６に入れられ容
器３６は容器３８よりも高い位置に置かれる。容器３６
は容器３８よりも高い位置に置かれる。

液体４２が１６に導入された後、１８に向かって接続部
２０の方へ流れ出し、その後、容器３８に放出させる。

第２の毛細管によって囲まれた空間は、接続部２０で主
毛細管によって囲まれた空間とつながっているので、液
体４２のうちの少量は主毛細管の電解物の一部と混合す
るようになり、混合液体は、１４を通って流れる。それ
故、分離は増強され、その分離は検出器３４によって検
出される。

第１と第２の毛細管が、断面形状が２００ミクロン以下
の空間を囲み、２つの毛細管が接続され、したがって、
それに囲まれた空間は、また接続部で実質的に無駄な空
間を持たずに接続されているために、装置１０は従来の
装置と異なる。

これは従来の毛細管装置のピーク広がり効果を低減、も
しくは除去する。

主および第２の毛細管は断面形状が５から２００ミクロ
ンの空間を囲むことが好ましい。

上述の装置は、毛細管クロマトグラフィ　（ＧＣもしく
はＬＣ）やＣＺＥ法に有用である。

それ故、装置１０は以下の点で有用である。

■分析／分離するために主毛細管の成分のオンコラムの
分離を与えること。

■分離／分析するために主毛細管の内容変化、ＰＨの変
化とか、塩イオン濃度の変化を導入すること。

■電気化学検出を目的に、主毛細管の内容物と密接に接
触する参照電極を設置すること。

■放射性減衰を検出するために第２の毛細管を用いて、
主毛細管内にシンチレーション液体を導入する。

■接続部２０の付近で、第１の毛細管の内容物を選択的
に除去するのが可能であること。

好ましい実施例において、装置１０が交叉形状であるの
に対し、代わりに装置１０をＴ字状装置にすることもで
きる。

そのような形状において、装置１０は、部分１２１４を
持つ主毛細管と、部分１６のみをもつ第２の毛細管とい
う簡単な構造になる。

その装置がＣＺＥ法に使われると、第１図を参照して前
述したように、第２の毛細管１６に導入された液体４２
は、主毛細管１４にすべて流れる。

ある応用に対しては、第２の毛細管に導入された液体４
２の少量だけが、主毛細管の部分１４に導入されるので
、交叉形状の装置１０の方が丁字形状よりも有利である
。交叉形状であれ１丁字形状であれ、接続部２０では実
質的に無駄な堆積はないので、ピークの広がりは減少す
る。

第２図は、本発明を説明するための毛細管クロマトグラ
フィシステムの図解である。

第２図に示すように装置１０°は、丁字形状の前述した
型である。第１図と第２図の同一部分は同じ数字が付け
られている。第２図に示すように、電気的手段を用いる
代わりに、第２の毛細管の液体と同様に主毛細管の部分
１２．１４の液体は第１図の電気的手段の代わりに、ポ
ンプｐ、、ｐ２のような装置の発生する圧力によって移
動させられる。

装置１０゛は、接続部２０で無駄な空間や体積は実質的
にないので、バンドの広がりは低減される。

本発明の別の特徴は、第１図と第２図の装置１０と１０
°を作る方法に対して向けられる。

第１図の装置１０を作るための好ましい方法を説明する
ため、２つの毛細管を接続する際に用いた他の要素と同
様に、第１図の１２．１４，１６゜１８の部分的断面図
が第３Ａ図−第３Ｆ図である。

最初に、第３Ａ図のように、主毛細管の向かい合う管壁
に穴が開けられる。向かい合う壁の穴は互いに向かい合
った位置にある。

２つの毛細管はテフロン、ガラス、セラミックも使用で
きるが、溶融石英のような絶縁材料から成るのが好まし
い。穴は、ＸＹ移動台と顕微鏡を用いた二酸化炭素レー
ザによって開けることができる。もちろん、他のレーザ
や装置も代わりに使うことができる。

主毛細管は、内部径が５〜２００ミクロンが好ましい。

開けられた穴は、５−５０ミクロンの径が好ましい。穴
にうまく合う大きさの案内部品５０は、以下に述べるよ
うに、第２の毛細管を主毛細管に接続する案内として役
に立つ。十分な硬さを持つ金属線が案内部品として使わ
れる。

第３Ｂ図は、案内部品が穴の中に挿入された後の形状を
示している。第２の毛細管の１６．１８は、それが案内
線を通し、第３Ｃ図のように、１２．１４と接触するま
で、案内部品と部品１２゜１４に対して相対的に移動さ
せる。遮蔽薬剤が、部品をマスクするために導入される
。その薬剤は、ワックスであったり液体ポリエチレング
リコールでよい。

遮蔽薬剤は接続部２０に少量の薬剤を置き、薬剤を融け
るようにわずかに暖めることによって、簡単に使われる
。

したがって、薬剤は第３Ｄ図のように線と２つの毛細管
の内壁面の空間に拡散する。１２−１８の外表面に残る
余分な遮蔽薬剤は取り除かれる。その結果が第３Ｄ図に
示される。

部品１２，１４．１６．１８は永久に接続固定される。

これは、エポキシ樹脂や、他の化学不活性接着剤を用い
て行われる。これは第３Ｅ図に示される。固化後、線５
０は接続部２０をわずかに暖めて取り除かれる。案内部
品は、遮蔽薬剤によって、永久に２つの毛細管に固定さ
れるのを妨げるので、接続部２０を暖めると、案内部品
の引抜きを促進するように薬剤が融ける。

上述より、実質的に接続部２０には、無駄な空間や体積
はないことは明白である。

第２図の装置１０°のようなＴ字形状の装置が望まれる
ならば、上述の手順は次のようにわずかな修正が必要で
ある。穴は、主毛細管の一方の壁にのみ開けられ、案内
線は、その１個の穴に導かれる。管１６のような１本の
みの管が線を通す。

遮蔽薬剤は、上述と同じ方法で使われ、３本の管は、エ
ポキシによって一緒に固着させられ、案内部品は、上述
と同じ方法で引き抜かれる。

上述の方法は、満足すべきと考えられるが、より良い良
質の装置が、エポキシ樹脂のような接着剤ではなく、石
英やガラスのような２本の毛細管の材料が接続部で融け
るまで接続部２０を加熱することによって、２本の毛細
管を接続することによって形成される。

したがって、部品１２，１４．１６．１８は、融けた石
英やガラスが冷却したとき、永久に接続される。それ故
、好ましい実施例において、２本の毛細管は接着剤を用
いないで接続される。好ましい実施例において、接着剤
が用いられないので、案内部は管に固着しない。

したがって、遮蔽薬剤は必要ではない。これは、装置を
作る手順を簡単化する利点がある。

それ故、好ましい方法においては遮蔽薬剤を使用し、接
着剤を適用する工程と、案内部品を取り除くために接続
部を暖める工程は省略される。

実施例装置および方法の構成の詳細な記述は、単に発明
の例にすぎない。装置や方法の変形は、添付の特許請求
の範囲によってのみ制限される発明の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、発明を説明するための毛細管電気泳動装置１
の′図解である。 第２図は、発明を説明するための毛細管クロマトグラフ
ィ装置の図解である。 第３Ａ図ないし第３Ｆ図は、発明の好ましい実施例を説
明するために、２ないし３本の毛細管の接続における毛
細管と他の素子の一部における断面図である。 １２．１４，１６．１８・・・毛細管の部分１２°、１
４’、１６’、１８’・・・主毛細管の端２０・・・接
続部 ２２．２４・・・容器 ２６．２８・・・電解物 ３４・・・検出器 ３６．３８・・・容器 ４２・・・液体 ５０・・・線

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）毛細管電気泳動法や毛細管クロマトグラフィに用
   いる装置であって、 断面形状が２００ミクロン以下の第１の空間を囲む第１
   の毛細管と、 ２００ミクロン以下の断面形状の第２の空間を囲む第２
   の毛細管であり、この第２の管は第１の管に接続され、
   その結果、第１の液体が第１の管に流れるとき、第２の
   管に流れる第２の液体は第１の管の液体と混合され、こ
   こにおいて、２本の管は接続されているので接続部には
   実質的に無駄な空間は存在しない第２の毛細管と、 から構成された毛細管装置。
2. （２）請求項１記載の毛細管装置で、第１と第２の管の
   接続が第１の管に穴を作り、第２の管を案内部品を用い
   て穴部分で第１の管に取付けることによって形成される
   毛細管装置。
3. （３）請求項１記載の毛細管装置で、電界力で異なる速
   度で移動する多くの成分を含む第１の液体と、第１の空
   間に電界を加える手段と、 第１の管方向に第１の液体を流し、管に沿ってその成分
   を分離させる手段からなる装置であって、そこでは、第
   ２の管に導入された第２の液体が接続部に到達したとき
   に、接続部を通過する特定の成分と第２の液体が混合さ
   れる毛細管装置。
4. （４）請求項１記載の毛細管装置であって、第１と第２
   の管が電気的に絶縁された材料から成る毛細管装置。
5. （５）請求項１記載の毛細管装置において、接続部で第
   １と第２の管によって囲まれた空間が接続空間であって
   、さらに断面形状が２００ミクロン以下の第３の空間に
   囲まれた第３の管からなる装置であり、第３の管が接続
   部で第１の管と接続され、したがって、接続部に流れる
   第２の管に導入された第２の液体は、接続空間に入り、
   第３の空間を通って出て、したがって、わずかな量の第
   ２の液体が第１の管に流れる第１の液体に入って混合さ
   れる毛細管装置。
6. （６）請求項５記載の装置において、第３の空間の断面
   の大きさが５から２００ミクロンの間にある毛細管装置
   。
7. （７）請求項１記載の毛細管装置において、第１の空間
   の断面の大きさが５から２００ミクロンである毛細管装
   置。
8. （８）請求項１記載の装置において、第２の空間の断面
   の大きさが５から２００ミクロンである毛細管装置。
9. （９）毛細管装置の製造方法であり、この装置は電気泳
   動法や毛細管クロマトグラィ用に通しており、第１と第
   ２の毛細管からなる装置であり、前記第２の管が第１の
   管に接続され、第１の液体が第１の管を流れるとき、第
   ２の管を流れ第２の液体が第１の管内で液体と混合され
   、ここで、２本の管は、接続されているので接続部での
   無駄な空間は実質的にないものであり、 この製造方法は、 第１の管の選ばれた位置に穴を開け、 穴の中に延伸した案内部品を導入し、 第２の管が第１の管と接触するまで第２の管に部品を通
   し、 第２の管を第１の管と永久的に接続し、 ２本の管から部品を取り去る、 工程を含む毛細管装置を製造する方法。
10. （１０）請求項９記載の方法において、第１と第２の管
    を永久に接続する工程は、 遮蔽薬剤を用いて、部品をマスクし、 第２の管を第１の管に永久に接続するために接着剤を用
    い、そして、 除去工程は次のことを含む遮蔽薬剤を融かすため２本の
    管の間の接続部を加熱する、 工程を含む毛細管装置を製造する方法。
11. （１１）請求項９記載の方法で第１と第２の管を永久に
    接続する工程は、 少なくともその部分のいくらかが、２つの管を永久に接
    続させるために融けるまで、接続部で第１と第２の管部
    分を加熱することからなる、 工程を含む毛細管装置を製造する方法。
12. （１２）請求項９記載の方法で所謂その方法もまた交叉
    形状装置を形成するために第３の管を第１と第２の管に
    接続し、 第１の穴と実質的に反対の位置の第１の管に第２の穴を
    開け、 第２の穴を通して部品を導入し、 第３の管を部品と第３の管に対して移動させた結果、部
    品は第３の管を通り第３の管は第１の管に接触し第１と
    第２の管によって交叉形状の配置を形成し、 第３の管を第１の管に永久に接続し、 第３の管から部品を取り除く工程を含む毛細管装置を製
    造する方法。
13. （１３）請求項１２記載の方法で第１と第２の管を永久
    に接続し、第１と第３の管を永久に接続する工程は、 遮蔽薬剤を用いて、部品をマスクし、 第２と第３の管を第１の管に永久に接続するために接着
    剤を用い、部品を第３の管から取り除く工程は、 遮蔽薬剤を融かすため、第１と第３の管の間の接続部を
    加熱する工程を含む毛細管装置を製造する方法。
14. （１４）請求項１２記載の方法において、 前記第１と第２および第１と第３の管を永久に接続する
    工程に、 ３本の管を永久に接続するために、少なくとも、それら
    の部分のいくらかが融けるまで接続部で３本の管の一部
    を加熱することが含まれる毛細管装置を製造する方法。