JPH0387647A - 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、−膜内なキャピラリー電気泳動（ｃａｐｉｌ
ｌａｒｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　、　ＣＥ
　）装置において２つのカラムを用いて微量の試料を同
時に分析する場合に用いて好適な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は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１０〜数百μｍ程度の
中空のカラムである所謂キャピラリーカラムの内部で被
測定成分の分離を行なうところが他の電気泳動法と大き
く異なっている、このようなキャピラリー電気泳動分析
の為に使用する装置（所謂キャピラリー電気泳動装置）
は、通常、中空のキャピラリーチューブ、高電圧電源、
検出器、試料注入器等で構成されている。

また、上述のようなキャピラリー電気泳動分析手法に用
いられる装置においては、キャピラリーカラムの一方に
は試料注入装置が設置され、他端には検出器が設置され
る。そして、キャピラリーカラムの両端に直流の高電圧
をかけて分離・検出を行なう、しかし、試料はそれ自身
が有する電荷（極性）と反対の極性を持つ電極の方に移
動するため、必ずしも下流側（検出器ｆＦｌ）に移動す
るとは限らず、試料注入器間にも移動する場合もある。

このため、試料中の極性の相反するイオンを一回の測定
で完全に検出することは不可能である。但し、電気浸透
流を利用したつ、ポンプなどを用いて強制送液を行いな
がら測定を行なう場合には、移動方向が異なるイオンを
ある程度（移動度が小さい試料のみ）まで検出・測定す
ることは可能である。しかし、この場合であっても、移
動度の大きいイオンの測定は不可能である。また、試料
中の極性の相反するイオンをすべて測定するには、高電
圧の極性を反転させて２回の測定を行なわなければなら
ないという不便さがある。

このような問題の解決法としては、キャピラリーカラム
と検出器を２セツト用意し、キャピラリーカラムを２本
束ねて試料溶液中に差込み、試料溶液の水位の差（ヘッ
ド差）を利用して試料注入を行い、その後キャピラリー
カラムを２本束ねたまま緩衝液タンクに差し込み、高電
圧を印加すれば可能となることは容易に考えられる。し
かし、このような方法は、手動で行なうには非常に簡便
な方法であるが、ヘッド差のコントロールが難しいため
あまりよい再現性が得られないという欠点がある。勿論
、機械化することで良好な再現性を得ることも可能であ
るがかなり大げさな装置となってしまうという欠点があ
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明において解決しようとする技術的課題は、キャピ
ラリー電気泳動装置において使用することが可能なうえ
自動化が容易で、再現性−よく極微量の試料を２つのカ
ラムに同時に注入が行えるような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〉 本発明は、試料注入装置において、一対の固定された弁
座と、この弁座に挟まれ計量穴を有し回転軸を中心に同
時に回転する一対のローターと、このローターを一定の
シーケンスで回転させる手段と、一定水位で緩衝液を供
給する手段とを設け、前記一方の弁座から前記ローター
を経て他方の弁座に緩衝液と試料を流す２系統の流路を
設けると共に、前記一対の弁座に試料分離用の２つのキ
ャピラリーカラムをそれぞれ接続し、前記試料が前記キ
ャピラリーカラムに注入される前の状態では、前記試料
を前記一方の弁座から導入し前記計量穴を経て他方の弁
座から排出させ、且つ、前記試料を前記キャピラリーカ
ラムに注入する状態では、前記ローターの試料が充填さ
れた計量穴を前記２つのキャピラリーカラムに接続する
と共に、一対のローターで形成されるこの穴の中央部を
前記緩ｔｒ液に＃触させ、前記一定水位を作成する手段
により生ずる前記緩衝液の液圧によって前記２つのキャ
ピラリーカラム内に前記試料を微少量注入し、前記試料
を前記２つのキャピラリーカラムに注入後前記試料の分
離を行なう状態では、前記一方の弁座から導入した前記
緩衝液を前記２つのキャピラリーカラムの入口に接続さ
せてこの部分を洗浄しながら排出することによって前記
課題を解決したものである。

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カラム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、前記一対の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。

前記試料を前記２つのキャピラリーカラムに注入する状
態では、前記一対のローターが回転し、試料が充填され
た計量穴が前記２つのキャピラリーカラムの間に接続さ
れ、計量穴の中央部は前記緩衝液の流路と接続され、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２
つのキャピラリーカラム内に圧送される。前記２つのキ
ャピラリーカラム内に注入される前記試料の量は、計量
穴の内容量、計量穴が前記キャピラリーカラムに接続さ
れている時間、及び前記Ｍ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ができる。

前記試料を前記２つのキャピラリーカラムに注入した後
、前記一対の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２つのキャピ
ラリーカラムの入口部分は前記一方の弁座から導入され
た前記Ｍｉ液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カラムの閉塞を防ぎ、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ためである。

〈実施例〉 以下、本発明について図を用いて詳しく説明する。第１
図は本発明実施例の使用例説明図であり、本発明に係わ
る試料注入装置をキャピラリー電気泳動装置に組み込ん
だ時の構成及び流路を示している。この図において、８
は一定水位作成器であり、キャピラリーカラム１．１′
との間で生じるヘッド差により緩衝液が送液される。こ
の一定水位作成器が組込まれた２本の管８ａ、８ｂは途
中で接続され、管８ａの底部よりポンプ８ＣによってＭ
荷液タンク８ｄに貯留されたＭ荷液が送り込まれる。管
８ａでオーバーフローした溶媒は管８ｂを経て再び緩衝
液タンク８ｄに還流されている。

９は試料を供給するマイクロシリンジ、１０は一定の微
小量の試料をキャピラリーカラム１に注入する試料注入
バルブである。

１１はキャピラリーカラム１．１′の高電圧電源Ｅを印
加するスイッチで、後出のシーケンサからの制御信号に
よって動作する。

１２は所定のシーケンスに従い制御信号を試料注入バル
ブ１０、スイッチ１１、信号処理部１３に与えるシーケ
ンサである。尚、１４は電流計、１５は記録計、１６は
恒温槽である。

試料注入器１０を第２図の分解斜視図に従い詳しく説明
する。１０１．１０２はディスク状の弁座（ステータ）
、１０３．１０４はこれら弁座に挟まれた、例えばセラ
ミックス製のディスク状のローターで、２つのディスク
が同時に回転する。

この一対のローターには、２つのディスクが重なりあう
ことで計量穴が形成される。弁座１０１には穴１０１ａ
〜１０１ｄが設けられ、ローター１０３には穴１０３ａ
　〜１０３ｃｌが設けられ、ローター１０４には穴１０
４ａ　〜１０４ｄが設けられ、弁座１０２には穴１０２
ａ〜１０４ｄが設けられている。

穴１０１ａ　、１０３ａ　、１０４ａ　、１０２ａには
軸が挿通される。ローター１０３の穴１０３ｄには、弁
座１０１と接する面に円弧状の溝１０３ｅが形成され、
ローター１０４には、ローター１０３と接する面に円弧
状の涌１０４ｅが形成され、また、弁座１０２と接する
面に円弧状の溝１０４ｆが形成されている。

このうち、穴１０２ｄは緩衝液の導入口、穴１０１ｄは
緩衝液の排出口、穴１０１ｂは試料の注入穴、穴１０２
ｂは試料の排出穴である。また、穴１０１ｃ　、１０２
ｃはキャピラリーカラムが接続される穴である。

第３図はこのように′Ｎ４戒された試料注入器の動作を
説明するための説明図で、図（イ）は測定時の状態を示
し、図（會）は試料注入時の状態を示す、以下、試料注
入器の動作を第３図に従って説明する。

試料注入前の状態つまり測定時の状態では、図（イ）で
解るように穴１０１ｂ、１０３ｂ、１０４ｂ、１０２ｂ
が一直線に接続されている。この状態で、マイクロシリ
ンジ９から与えられた試料は穴１０１ｂを通って計量穴
（１０３ｂと１０４ｂを結ぶ流路〉に満たされる。余剰
の試料は穴１０２ｂより排出される。

ローター１０３，１０４を図（ロ）のように切り換える
と、計量穴（１０３ｂと１０４ｂを結ぶ流路）か穴１０
１Ｃ，１，０２Ｃを経てキャピラリーカラム１，１′に
接続され、計量穴（１０３ｂと１０４ｂを結ぶ流路）に
満たされた試料が図のように流れる緩衝液によってキャ
ピラリーカラム１．１′内に圧送される。尚、ローター
１０３゜１０４の切り換えはシーケンサ１２からの制御
信号に基づき図示されていないモーター等によって一定
のタイミングで行なわれる。キャピラリーカラム１．１
′には計量穴＜１０３ｂと１０４ｂを結ぶ流路）に満た
された試料の一部が注入されるが、この量は計量穴（１
０３ｂと１０４ｂを結ぶ流路）がキャピラリーカラム１
，１°に接続されている時間とｙ１衝液のヘッド圧に関
連して決まる。

この後、ローター１０３．１０４を図〈イ）の状態にす
る。このとき、ｌｌｊ液の導入口である穴１０２ｄと穴
１０４ｄ　、１０３ｄ　、Ｍ荷液の導出口である穴１０
１ｄは溝１０４ｆ、１０３ｅにより接続されている。こ
の状態で定水位作成器８からの緩衝液がキャピラリーカ
ラム１，１°の入口を洗うようにして流れている。ここ
で、スイッチ１１を閉成することによりキャピラリーカ
ラム１゜ｌ゛の両端に高圧電源Ｅが印加され分離が行な
われる。測定終了後スイッチ１１をオフにして分析は終
了する。

尚、キャピラリーカラム１．１°内に注入される試料は
極微少量（１〜１０ｎｌ）であるため、上記本発明の実
施例では上記計量穴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１０３，１０４の厚さを薄くし計量穴の穴径を
小さくして、この計量大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、計量穴に
満たされた試料の全量をキャピラリーカラム１゜１°内
に注入される。

〈発明の効果〉 本発明によれば、前記２つのキャピラリーカラムに極微
少量の試料を同時に注入することが可能となり、それぞ
れのキャピラリーの下流間に検出器を設置することによ
り、移動方向の異なる試料（極性が反対の試料）の同時
測定が可能となる。

また、本発明の試料注入装置における試料注入量は、前
記計量穴が前記キャピラリーカラムに接続されている時
間や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量の試料を再現
性よく注入することができる。また、これらを変化させ
ることで可変容量の試料注入器となる。

更に、測定中は前記キャピラリーカラムの接続部分は前
記１１’ｒ液によって常に洗浄されているので、ゴミな
どによるキャピラリーカラムの閉塞が生ぜず、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という特長も兼ね備えてい
るため、再現性の良い測定を行なうことができるという
利点もある。

極性の異なる成分の同時分析を行なう必要のない場合に
は、本発明実施例の試料注入器の一方のキャピラリー接
続ボートに盲栓をつけることで、通常のキャピラリー電
気泳動装置のように分析を行なえる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の使用例説明図、第２図は微量試
料注入バルブの分解斜視図、第３図は微量試料注入バル
ブの動作説明図である。 １．１−・・・・・・キャピラリーカラム、３・・・・
・・緩衝液タンク、４・・・・・・廃液切り換えバルブ
、８・・・・・・一定水位作成器、１０・・・・・・試
料注入器、１１・・・・・・スイッチ、１２・・・・・
・シーケンサ、１４・・・・・・電流計、１５・・・・
・・記録計、１６・・・・・・恒温槽、第 ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一対の固定された弁座と、この弁座に挟まれ計量穴を
   有し回転軸を中心に同時に回転する一対のローターと、
   このローターを一定のシーケンスで回転させる手段と、
   一定水位で緩衝液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緩衝液と試
   料を流す２系統の流路を設けると共に、前記一対の弁座
   に試料分離用の２つのキャピラリーカラムをそれぞれ接
   続し、前記試料が前記キャピラリーカラムに注入される
   前の状態では、前記試料を前記一方の弁座から導入し前
   記計量穴を経て他方の弁座から排出させ、且つ、前記試
   料を前記キャピラリーカラムに注入する状態では、前記
   ローターの試料が充填された計量穴を前記２つのキャピ
   ラリーカラムに接続すると共に、一対のローターで形成
   されるこの穴の中央部を前記緩衝液に接触させ、前記一
   定水位を作成する手段により生ずる前記緩衝液の液圧に
   よって前記２つのキャピラリーカラム内に前記試料を微
   少量注入し、前記試料を前記２つのキャピラリーカラム
   に注入後前記試料の分離を行なう状態では、前記一方の
   弁座から導入した前記緩衝液を前記２つのキャピラリー
   カラムの入口に接続させてこの部分を洗浄しながら排出
   するようにしたことを特徴とする試料注入装置。