JPH04264253A - 膜上での毛細電気泳動留分の収集のための装置 - Google Patents
膜上での毛細電気泳動留分の収集のための装置Info
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- JPH04264253A JPH04264253A JP3240239A JP24023991A JPH04264253A JP H04264253 A JPH04264253 A JP H04264253A JP 3240239 A JP3240239 A JP 3240239A JP 24023991 A JP24023991 A JP 24023991A JP H04264253 A JPH04264253 A JP H04264253A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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- G01N27/4473—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by electric means
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多孔質基材上への留分収
集を伴う毛細電気泳動のための装置に関し、詳しくは、
毛細電気泳動による溶質分離の後、この溶質を溶液から
多孔質基材上へと分離可能とする改良毛細電気泳動のた
めの装置に関する。
集を伴う毛細電気泳動のための装置に関し、詳しくは、
毛細電気泳動による溶質分離の後、この溶質を溶液から
多孔質基材上へと分離可能とする改良毛細電気泳動のた
めの装置に関する。
【0002】
【従来技術】毛細電気泳動(以下CEと称する)は微量
サンプルを分析するための有効な分析分離技法である。 CEによる分離は、キャリヤー電解質と称される導電性
媒体を充填した小直径の毛細管に於て為される。毛細管
の2つの端部間に電界が適用されそれにより、サンプル
中のスペシーズ(species)が一方の電極から他
方の電極へと移動する。この移動の速度は各々のスペシ
ーズの電気泳動運動性並びに毛細管における全流体移動
速度に依存する。CEは、毛細管内におけるゲル或いは
液体を使用して為され得る。ある液体使用モードはフリ
ーゾーン電気泳動分離として知られ、サンプルスペシー
ズの拘束されない溶液運動性の差が利用される。他の液
体使用モードでは疎水性の差に基く分離を為すためにミ
セルが使用される。これはMicellar Ele
ctrokineticCapillary Chr
omatographyとして知られる。毛細ゲル電気
泳動に於ては毛細管には液体電解質では無くむしろ導電
性ゲルが充填される。この導電性ゲルはサンプルの帯状
拡散を最小限とするための抗−対流性支持体として作用
する。フリーゾーン毛細電気泳動では、導電性ゲルによ
って提供されるそれと類似のセイヴィング(seivi
ng)効果を提供させるべく、酸化ポリエチレン或いは
ハイドロキシメチルセルロースの如き高分子重量溶質を
追加し得る。
サンプルを分析するための有効な分析分離技法である。 CEによる分離は、キャリヤー電解質と称される導電性
媒体を充填した小直径の毛細管に於て為される。毛細管
の2つの端部間に電界が適用されそれにより、サンプル
中のスペシーズ(species)が一方の電極から他
方の電極へと移動する。この移動の速度は各々のスペシ
ーズの電気泳動運動性並びに毛細管における全流体移動
速度に依存する。CEは、毛細管内におけるゲル或いは
液体を使用して為され得る。ある液体使用モードはフリ
ーゾーン電気泳動分離として知られ、サンプルスペシー
ズの拘束されない溶液運動性の差が利用される。他の液
体使用モードでは疎水性の差に基く分離を為すためにミ
セルが使用される。これはMicellar Ele
ctrokineticCapillary Chr
omatographyとして知られる。毛細ゲル電気
泳動に於ては毛細管には液体電解質では無くむしろ導電
性ゲルが充填される。この導電性ゲルはサンプルの帯状
拡散を最小限とするための抗−対流性支持体として作用
する。フリーゾーン毛細電気泳動では、導電性ゲルによ
って提供されるそれと類似のセイヴィング(seivi
ng)効果を提供させるべく、酸化ポリエチレン或いは
ハイドロキシメチルセルロースの如き高分子重量溶質を
追加し得る。
【0003】CEは幾つかの理由から有益である。それ
らの理由には、分析速度が早いこと、分解能が高く且つ
サンプルサイズが小さいことが含まれる。例えば、CE
を使用しての分析速度は従来からのゲル電気泳動の10
倍から20倍は早い。部分的には高分解能は、毛細管に
よる熱の拡散が早いことから高電圧を使用することによ
り得られる。更には、対流による帯状拡散は毛細管の内
径が狭小であることによって最小限化される。CEの大
抵の形態に於て、抗−対流性ゲル媒体が無いことにより
、帯状拡散によって生じるものとしての曲折する種々の
サンプル通路が排除される。電気泳動に於ては電気浸透
或いは電気浸透性流れ(EOF)現象が生じる。これは
、毛細管内部をどの方向にも移動しそれによって電荷に
関わらずサンプル分子の全てに影響を及ぼし得る液体の
塊状流れである。EOFはフリーゾーンCEにおける改
良分解能或いは分離に貢献し得る。
らの理由には、分析速度が早いこと、分解能が高く且つ
サンプルサイズが小さいことが含まれる。例えば、CE
を使用しての分析速度は従来からのゲル電気泳動の10
倍から20倍は早い。部分的には高分解能は、毛細管に
よる熱の拡散が早いことから高電圧を使用することによ
り得られる。更には、対流による帯状拡散は毛細管の内
径が狭小であることによって最小限化される。CEの大
抵の形態に於て、抗−対流性ゲル媒体が無いことにより
、帯状拡散によって生じるものとしての曲折する種々の
サンプル通路が排除される。電気泳動に於ては電気浸透
或いは電気浸透性流れ(EOF)現象が生じる。これは
、毛細管内部をどの方向にも移動しそれによって電荷に
関わらずサンプル分子の全てに影響を及ぼし得る液体の
塊状流れである。EOFはフリーゾーンCEにおける改
良分解能或いは分離に貢献し得る。
【0004】現時点では、CEのための留分収集は一般
に、毛細管の出口端を電解質溶液を入れたバイアルに挿
入することによって為される。バイアルには電極もまた
挿入され、分離電圧が加えられて溶質が毛細管からバイ
アルへと移動される。一定時間経過の後、毛細管は別の
バイアルに移されプロセスが反復される。このプロセス
はサンプルがバイアル中の電解質によって希釈されるこ
とから望ましく無い。加えて、一般的に、特にサンプル
の帯が近接状態で離間している場合は、サンプル部分が
完全に毛細管から排出し終ったことを監視し得ないこと
から、毛細管出口端を別のバイアルに移す時点の判断が
難しい。この問題を解決するための一つの方策が199
0年1月の高性能毛細電気泳動シンポジウムに於てHu
ang及びZareによって報告された。それによれば
、毛細管の出口端は毛細管壁を孔開けし、この孔を多孔
質フリット化し、この多孔質フリットを電解質を充填し
たリザーバで包囲する改変が為される。このリザーバ内
の電極により、多孔質フリット化された孔を介して毛細
管の電気的接触が為される。毛細管の出口端はろ紙でカ
バーした回転ドラムと接触される。毛細管内の殆どの液
体はろ紙への電界浸透流れにより多孔質フリットを通し
て搬送される。この方策は、フリット孔形成が困難であ
り且つ時間浪費的であることから望ましく無い。しかも
、サンプルの一部が多孔質フリットを介して失われ、ま
たリザーバへと失われてしまう。また、この方策は毛細
管出口に向けて電界浸透流れが生じた場合にだけ機能す
る。
に、毛細管の出口端を電解質溶液を入れたバイアルに挿
入することによって為される。バイアルには電極もまた
挿入され、分離電圧が加えられて溶質が毛細管からバイ
アルへと移動される。一定時間経過の後、毛細管は別の
バイアルに移されプロセスが反復される。このプロセス
はサンプルがバイアル中の電解質によって希釈されるこ
とから望ましく無い。加えて、一般的に、特にサンプル
の帯が近接状態で離間している場合は、サンプル部分が
完全に毛細管から排出し終ったことを監視し得ないこと
から、毛細管出口端を別のバイアルに移す時点の判断が
難しい。この問題を解決するための一つの方策が199
0年1月の高性能毛細電気泳動シンポジウムに於てHu
ang及びZareによって報告された。それによれば
、毛細管の出口端は毛細管壁を孔開けし、この孔を多孔
質フリット化し、この多孔質フリットを電解質を充填し
たリザーバで包囲する改変が為される。このリザーバ内
の電極により、多孔質フリット化された孔を介して毛細
管の電気的接触が為される。毛細管の出口端はろ紙でカ
バーした回転ドラムと接触される。毛細管内の殆どの液
体はろ紙への電界浸透流れにより多孔質フリットを通し
て搬送される。この方策は、フリット孔形成が困難であ
り且つ時間浪費的であることから望ましく無い。しかも
、サンプルの一部が多孔質フリットを介して失われ、ま
たリザーバへと失われてしまう。また、この方策は毛細
管出口に向けて電界浸透流れが生じた場合にだけ機能す
る。
【0005】米国特許第4631120号及び第463
1122号にはゲル或いは紙の如き多孔質基材を通して
電気泳動を実施するための方法及び装置が記載される。 液体ではない多孔質基材は抗−対流媒体であることが要
求される。あるモードでは多孔質基材は縦方向に位置決
めされ、1つの液体電解質リザーバが多孔質基材の上方
に位置決めされそして第2の液体電解質リザーバが多孔
質基材の下方に位置決めされる。このモードでは、媒体
は電極を差込む電解質と混合してしまうことから、液体
搬送媒体を使用出来ない。この方法及び装置の欠点は毛
細管を使用しないゲル電気泳動に於て遭遇されるそれと
同じである。即ち、電気泳動プロセス中に発生される熱
放出量が少ないこと、分離拡散の速度が遅いこと、ゲル
内部のサンプル通路が曲がりくねっていることによって
帯状拡散が生じること、そしてサンプル装填を手動で行
なう必要があることである。加えて、何れの場合にも液
体搬送媒体は電解質中に浸されそれにより、収集膜に移
動するサンプルの一部が電解質中に失われてしまう。更
には、検出手段はオフライン式でありしかも通常は非定
量的である。
1122号にはゲル或いは紙の如き多孔質基材を通して
電気泳動を実施するための方法及び装置が記載される。 液体ではない多孔質基材は抗−対流媒体であることが要
求される。あるモードでは多孔質基材は縦方向に位置決
めされ、1つの液体電解質リザーバが多孔質基材の上方
に位置決めされそして第2の液体電解質リザーバが多孔
質基材の下方に位置決めされる。このモードでは、媒体
は電極を差込む電解質と混合してしまうことから、液体
搬送媒体を使用出来ない。この方法及び装置の欠点は毛
細管を使用しないゲル電気泳動に於て遭遇されるそれと
同じである。即ち、電気泳動プロセス中に発生される熱
放出量が少ないこと、分離拡散の速度が遅いこと、ゲル
内部のサンプル通路が曲がりくねっていることによって
帯状拡散が生じること、そしてサンプル装填を手動で行
なう必要があることである。加えて、何れの場合にも液
体搬送媒体は電解質中に浸されそれにより、収集膜に移
動するサンプルの一部が電解質中に失われてしまう。更
には、検出手段はオフライン式でありしかも通常は非定
量的である。
【0006】米国特許第4735697号には、プロテ
イン或いは核酸の如き生物分子の複雑な混合物を2ステ
ージに於て分離するための方法及び装置が記載される。 第1のステージでは混合物は高性能液体クロマトグラフ
ィー(HPLC)によって分離される。このHPLCス
テージからの流出物は、洗浄剤との接触による如きによ
って成分が均一な表面電荷を提示するよう処理される。 そのように処理された流出物は次いで電気的に多遺伝さ
れた分離ゲルの表面上に沈殿される。このシステムは、
分離ゲル内の電界がHPLC塔出口に集中されないこと
から、サンプルを高分解能下で空間収集することが出来
ない。
イン或いは核酸の如き生物分子の複雑な混合物を2ステ
ージに於て分離するための方法及び装置が記載される。 第1のステージでは混合物は高性能液体クロマトグラフ
ィー(HPLC)によって分離される。このHPLCス
テージからの流出物は、洗浄剤との接触による如きによ
って成分が均一な表面電荷を提示するよう処理される。 そのように処理された流出物は次いで電気的に多遺伝さ
れた分離ゲルの表面上に沈殿される。このシステムは、
分離ゲル内の電界がHPLC塔出口に集中されないこと
から、サンプルを高分解能下で空間収集することが出来
ない。
【0007】ウエスタンブロッティング(weater
n blotting)法は、従来通りの電気泳動段
階中にゲル内で分離されたサンプルが膜に移送される技
法である。膜及びゲルは2枚のプレート間に位置決めさ
れ、また膜は膜と接触状態に位置決めされた湿った吸着
層の如き電解質で湿らされる。ゲル中のサンプルは2枚
のプレートの電極に印加された電圧により膜に移動せし
められる。
n blotting)法は、従来通りの電気泳動段
階中にゲル内で分離されたサンプルが膜に移送される技
法である。膜及びゲルは2枚のプレート間に位置決めさ
れ、また膜は膜と接触状態に位置決めされた湿った吸着
層の如き電解質で湿らされる。ゲル中のサンプルは2枚
のプレートの電極に印加された電圧により膜に移動せし
められる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】サンプルを希釈せずし
かもサンプルの損失を回避する、毛細電気泳動プロセス
から分離されたサンプルを回収するための手段を提供す
ることであり、製造及び走査の簡単なそうした手段を提
供することであり、アミノ酸シーケンシング、放射性免
疫学的検定方法、ELISAその他のような現在の分析
技法と比較し得るフォーマットに於てサンプルを収集す
るための手段を提供することであり、そして、回収した
分離サンプルスペシーズにおけるCEプロセスの空間分
解能を保持する手段を提供することである。
かもサンプルの損失を回避する、毛細電気泳動プロセス
から分離されたサンプルを回収するための手段を提供す
ることであり、製造及び走査の簡単なそうした手段を提
供することであり、アミノ酸シーケンシング、放射性免
疫学的検定方法、ELISAその他のような現在の分析
技法と比較し得るフォーマットに於てサンプルを収集す
るための手段を提供することであり、そして、回収した
分離サンプルスペシーズにおけるCEプロセスの空間分
解能を保持する手段を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、現在入
手し得る任意のCE移送媒体を使用するCEを使用可能
なCE収集方法及び装置が提供される。そうしたCE移
送媒体には、分離されたサンプルを現在の収集技法にお
ける濃度よりもずっと高い濃度に於て多孔質基材上に収
集可能とする、サンプル分析のための液体或いはゲルが
含まれる。中実表面を含む電極構造部が設けられる。該
中実表面は、非多孔質表面或いはスクリーンの如き多孔
質表面であり得る。電極構造部にはまた、前記中実表面
と接触状態に位置決めされた水性或いは非水性の電解質
溶液によって湿らされた多孔質基材と、多孔質基材と接
触状態とされた電気泳動毛細管の出口端部とを含んでい
る。導電性電解質溶液によって湿潤化された吸着材層を
多孔質基材及び導電性手段間に介在させ、もって多孔質
基材への溶液中のイオンの供給源とし得る。別様には、
イオンを含む溶液をスプレーの如き任意の従来手段によ
って多孔質基材に直接塗布可能である。導電性の中実表
面及び毛細管の入り口端部位置或いはそこに隣り合う位
置間に電気的電圧を加えるための手段が設けられる。使
用に際し、電極構造部は毛細電気泳動チューブの出口端
部に位置決めされる。本発明の電極構造部は、毛細管出
口が浸されるキャリヤー電解質溶液を含む現在使用され
る容器に代替されるものである。毛細電気泳動チューブ
の入り口端部は一般に、電解質溶液並びに第2の電極を
収容する容器の内部に位置決めされる。CE分析を実行
するためにある量のサンプルが毛細管入り口内部に導入
される。これは毛細管の入り口端部をサンプル溶液を収
容する容器内に移動し、そして、差、即ちサンプル溶液
と接する電極によって創生された電界或いは静水圧の差
を使用してサンプル分子を毛細管内部に移動させる。毛
細管の入り口端部は次いで電解質溶液及び第2の電極を
収容する容器に戻され、この容器の毛細管の入り口端部
位置における第2の電極から毛細管の出口端部に位置決
めされた電極構造部へと高電圧が印加される。サンプル
分子は、各電極に加えられた電圧によって創生された電
界の影響下に毛細管を貫いて移動する。毛細管を出るに
際しサンプルは電極構造部の多孔質基材部分に保持され
る。本発明を使用することによりサンプルは多孔質基材
上に直接沈殿されつつサンプル損失を生じ得る環境が回
避されることから、毛細電気泳動後にその全てを回収可
能である。加うるに、サンプルが多孔質基材上に沈殿さ
れることからアミノ酸シーケンシング、放射性免疫学的
検定方法、ELISA、複合物分析に伴う加水分解、化
学ルミネッセンス、酵素汚水分解、生物検定その他を含
む、現在入手し得る種々の技法による爾後の分析を可能
とする形態にある。
手し得る任意のCE移送媒体を使用するCEを使用可能
なCE収集方法及び装置が提供される。そうしたCE移
送媒体には、分離されたサンプルを現在の収集技法にお
ける濃度よりもずっと高い濃度に於て多孔質基材上に収
集可能とする、サンプル分析のための液体或いはゲルが
含まれる。中実表面を含む電極構造部が設けられる。該
中実表面は、非多孔質表面或いはスクリーンの如き多孔
質表面であり得る。電極構造部にはまた、前記中実表面
と接触状態に位置決めされた水性或いは非水性の電解質
溶液によって湿らされた多孔質基材と、多孔質基材と接
触状態とされた電気泳動毛細管の出口端部とを含んでい
る。導電性電解質溶液によって湿潤化された吸着材層を
多孔質基材及び導電性手段間に介在させ、もって多孔質
基材への溶液中のイオンの供給源とし得る。別様には、
イオンを含む溶液をスプレーの如き任意の従来手段によ
って多孔質基材に直接塗布可能である。導電性の中実表
面及び毛細管の入り口端部位置或いはそこに隣り合う位
置間に電気的電圧を加えるための手段が設けられる。使
用に際し、電極構造部は毛細電気泳動チューブの出口端
部に位置決めされる。本発明の電極構造部は、毛細管出
口が浸されるキャリヤー電解質溶液を含む現在使用され
る容器に代替されるものである。毛細電気泳動チューブ
の入り口端部は一般に、電解質溶液並びに第2の電極を
収容する容器の内部に位置決めされる。CE分析を実行
するためにある量のサンプルが毛細管入り口内部に導入
される。これは毛細管の入り口端部をサンプル溶液を収
容する容器内に移動し、そして、差、即ちサンプル溶液
と接する電極によって創生された電界或いは静水圧の差
を使用してサンプル分子を毛細管内部に移動させる。毛
細管の入り口端部は次いで電解質溶液及び第2の電極を
収容する容器に戻され、この容器の毛細管の入り口端部
位置における第2の電極から毛細管の出口端部に位置決
めされた電極構造部へと高電圧が印加される。サンプル
分子は、各電極に加えられた電圧によって創生された電
界の影響下に毛細管を貫いて移動する。毛細管を出るに
際しサンプルは電極構造部の多孔質基材部分に保持され
る。本発明を使用することによりサンプルは多孔質基材
上に直接沈殿されつつサンプル損失を生じ得る環境が回
避されることから、毛細電気泳動後にその全てを回収可
能である。加うるに、サンプルが多孔質基材上に沈殿さ
れることからアミノ酸シーケンシング、放射性免疫学的
検定方法、ELISA、複合物分析に伴う加水分解、化
学ルミネッセンス、酵素汚水分解、生物検定その他を含
む、現在入手し得る種々の技法による爾後の分析を可能
とする形態にある。
【0010】
【実施例】”毛細管”とは内径が約1及び500マイク
ロメーターのものを言う。本発明の装置は入り口端部及
び出口端部を具備する毛細管を含む。電極が毛細管の各
端部に隣り合って位置決めされる。毛細管に導入されそ
して毛細管を貫いて通過する溶質サンプルを収集するた
めに、出口端部に電極構造部が設けられる。該電極構造
部は溶質サンプルを保持し且つ溶質サンプルのための溶
媒がそこを通過可能とする多孔質層を具備する。出口端
部の電極構造部は、電気エネルギー源に電気的に接続さ
れた導電層とこの導電層及び毛細管の出口端部間に位置
決めされた多孔質層とを含んでいる。多孔質層は導電層
に直接接触させ得或いは塩橋或いは電解質の溶液による
等して導電層と電気的に接続し得る。別態様に於ては、
電解質溶液を含んだ吸収層が導電層及び多孔質層間に介
在され、サンプル溶液を保持するために使用される。こ
の吸収層は多孔質層に対する水性或いは非水性の電解質
供給源を提供しそれにより、導電層及び毛細管の出口端
部間に導電性のブリッジを提供する。吸収層は、その材
料が電解質を吸収し多孔質層内の導電性を維持しつつサ
ンプルを収集するための電解質の供給源を提供すること
が可能な限りに於て、限外ろ過膜或いは微孔質膜、フィ
ルターペーパー、ファイバーグラス、織った繊維その他
とし得る。
ロメーターのものを言う。本発明の装置は入り口端部及
び出口端部を具備する毛細管を含む。電極が毛細管の各
端部に隣り合って位置決めされる。毛細管に導入されそ
して毛細管を貫いて通過する溶質サンプルを収集するた
めに、出口端部に電極構造部が設けられる。該電極構造
部は溶質サンプルを保持し且つ溶質サンプルのための溶
媒がそこを通過可能とする多孔質層を具備する。出口端
部の電極構造部は、電気エネルギー源に電気的に接続さ
れた導電層とこの導電層及び毛細管の出口端部間に位置
決めされた多孔質層とを含んでいる。多孔質層は導電層
に直接接触させ得或いは塩橋或いは電解質の溶液による
等して導電層と電気的に接続し得る。別態様に於ては、
電解質溶液を含んだ吸収層が導電層及び多孔質層間に介
在され、サンプル溶液を保持するために使用される。こ
の吸収層は多孔質層に対する水性或いは非水性の電解質
供給源を提供しそれにより、導電層及び毛細管の出口端
部間に導電性のブリッジを提供する。吸収層は、その材
料が電解質を吸収し多孔質層内の導電性を維持しつつサ
ンプルを収集するための電解質の供給源を提供すること
が可能な限りに於て、限外ろ過膜或いは微孔質膜、フィ
ルターペーパー、ファイバーグラス、織った繊維その他
とし得る。
【0011】多孔質層は親水性或いは疎水性の、微孔質
膜或いは限外ろ過膜を具備し得、或いはポリアクリルア
ミド或いは水性ゲル膜の如きゲルを含み得る。乾燥時に
疎水性の膜であって、湿潤化させるとその厚みを通して
水性液体を移送し得る様になる膜を使用することが、そ
うした膜はプロテインの如き分子を結合し得ることから
有益であり得る。別様には、プロテインを結合するため
に好ましい膜として親水性ポリアミド或いは親水性ニト
ロセルロースがある。一般に、水性の電解質と共に使用
するためには疎水性膜は、エタノール、メタノール、ア
セトン、アセトニトリルその他の如き水混和性有機溶媒
と接触させ、そして引き続き水性液体と接触させること
によって湿潤化させ得る。代表的な膜には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンその他の如き
ポリオレフィン;ポリスチレン或いは置換されたポリス
チレン;ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリビニリ
デンフルオライト、その他を含むフッ素化ポリマー;ポ
リスルホン、ポリエチルスルホンその他;ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレートその他を
含むポリエステル;ポリアミドニトロセルロース、ポリ
塩化ビニルの如きビニルポリマー及びポリアクリロニト
リルから形成したものが含まれる。ブタジエン及びスチ
レンのコポリマー、フッ素化エチレン−プロピレンコポ
リマー、エチレン−クロロトリ−フルオロエチレンコポ
リマーその他をも使用出来る。一般に、微孔質膜は約0
.001及び10ミクロン間、そしてもっと通常的には
約0.1及び5.0ミクロン間の平均孔寸法を有する。 限外ろ過膜は、斯界に知られるように、比較的開いた多
孔質の下部構造及び小径孔を具備する薄皮を有する膜を
含む。
膜或いは限外ろ過膜を具備し得、或いはポリアクリルア
ミド或いは水性ゲル膜の如きゲルを含み得る。乾燥時に
疎水性の膜であって、湿潤化させるとその厚みを通して
水性液体を移送し得る様になる膜を使用することが、そ
うした膜はプロテインの如き分子を結合し得ることから
有益であり得る。別様には、プロテインを結合するため
に好ましい膜として親水性ポリアミド或いは親水性ニト
ロセルロースがある。一般に、水性の電解質と共に使用
するためには疎水性膜は、エタノール、メタノール、ア
セトン、アセトニトリルその他の如き水混和性有機溶媒
と接触させ、そして引き続き水性液体と接触させること
によって湿潤化させ得る。代表的な膜には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンその他の如き
ポリオレフィン;ポリスチレン或いは置換されたポリス
チレン;ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリビニリ
デンフルオライト、その他を含むフッ素化ポリマー;ポ
リスルホン、ポリエチルスルホンその他;ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレートその他を
含むポリエステル;ポリアミドニトロセルロース、ポリ
塩化ビニルの如きビニルポリマー及びポリアクリロニト
リルから形成したものが含まれる。ブタジエン及びスチ
レンのコポリマー、フッ素化エチレン−プロピレンコポ
リマー、エチレン−クロロトリ−フルオロエチレンコポ
リマーその他をも使用出来る。一般に、微孔質膜は約0
.001及び10ミクロン間、そしてもっと通常的には
約0.1及び5.0ミクロン間の平均孔寸法を有する。 限外ろ過膜は、斯界に知られるように、比較的開いた多
孔質の下部構造及び小径孔を具備する薄皮を有する膜を
含む。
【0012】導電層は金属或いは導電性グラファイト或
いはカーボンその他から形成したスクリーンの如き、非
多孔質或いは多孔質の中実層を含み得る。図1を参照す
るに、電極構造部が本発明におけるサンプル収集に使用
されている。電極構造部8は、電線12に接続された導
電性プレート10と、液体吸収層14及び溶質サンプル
を保持するようになっている多孔質層16とを含んでい
る。毛細管15の出口端部13は多孔質層16と接触さ
れる。液体吸収層14は重力によって導電性プレート1
0に対して保持される。液体吸収層は導電性電解質を含
む液体によって湿潤化されている。多孔質層16は液体
吸収層と接触されそれによりその内部に含まれる液体に
よって湿った状態に保たれる。
いはカーボンその他から形成したスクリーンの如き、非
多孔質或いは多孔質の中実層を含み得る。図1を参照す
るに、電極構造部が本発明におけるサンプル収集に使用
されている。電極構造部8は、電線12に接続された導
電性プレート10と、液体吸収層14及び溶質サンプル
を保持するようになっている多孔質層16とを含んでい
る。毛細管15の出口端部13は多孔質層16と接触さ
れる。液体吸収層14は重力によって導電性プレート1
0に対して保持される。液体吸収層は導電性電解質を含
む液体によって湿潤化されている。多孔質層16は液体
吸収層と接触されそれによりその内部に含まれる液体に
よって湿った状態に保たれる。
【0013】図2を参照するに、電極構造部18は筒形
態を有し、電線22に接続された中実或いは中空の筒状
導電性プレート20と、吸収層24とそして多孔質層2
6とを含んでいる。多孔質層26は毛細管21の出口端
部19と接触している。図3を参照するに、フリーゾー
ン毛細電気泳動、毛細ゲル電気泳動或いはミセラー動電
学的毛細クロマトグラフィーに於て使用し得る基本的シ
ステムが示されている。図3に例示されるように、毛細
管30はその一端がキャリヤー電解質を含むリザーバ3
2内に位置決めされ、他端が電極構造部8と接触される
。電源36からの電圧がリザーバ32内の電極31及び
電極構造部8間に加えられる。サンプルは毛細管30内
を検出器42を通過して電極構造部8へと移動する。 電極構造部8は支持体44上に配置される。この支持体
44は電極構造部8を、分離されたサンプルのパターン
が多孔質層の露出表面上に形成されるよう並進的に移動
させ或いは回転状態で移動させることが出来る。図1に
示されるへん平な電極構造部は図2に示される筒状構造
と代替し得る。その場合には筒状構造を、毛細管30の
出口端部と接触させた状態で軸方向に回転させ及び或い
は並進させる。検出体42は、UV吸収検出器、蛍光検
出器、導電性検出器その他の如き、サンプルを分析し得
る任意のもので良い。サンプルを毛細管に導入するため
に、毛細管30の入り口端部40及び電極31が、サン
プル溶液38を収容する容器35内部に配置される。次
いで電極及び電極構造部8に短時間電圧が印加されサン
プルが毛細管の入り口端部40に移動される。別様には
、サンプル溶液を毛細管の入り口端部40に移動させる
ために静水学的圧力或いはガス差圧を容器35に加え得
る。
態を有し、電線22に接続された中実或いは中空の筒状
導電性プレート20と、吸収層24とそして多孔質層2
6とを含んでいる。多孔質層26は毛細管21の出口端
部19と接触している。図3を参照するに、フリーゾー
ン毛細電気泳動、毛細ゲル電気泳動或いはミセラー動電
学的毛細クロマトグラフィーに於て使用し得る基本的シ
ステムが示されている。図3に例示されるように、毛細
管30はその一端がキャリヤー電解質を含むリザーバ3
2内に位置決めされ、他端が電極構造部8と接触される
。電源36からの電圧がリザーバ32内の電極31及び
電極構造部8間に加えられる。サンプルは毛細管30内
を検出器42を通過して電極構造部8へと移動する。 電極構造部8は支持体44上に配置される。この支持体
44は電極構造部8を、分離されたサンプルのパターン
が多孔質層の露出表面上に形成されるよう並進的に移動
させ或いは回転状態で移動させることが出来る。図1に
示されるへん平な電極構造部は図2に示される筒状構造
と代替し得る。その場合には筒状構造を、毛細管30の
出口端部と接触させた状態で軸方向に回転させ及び或い
は並進させる。検出体42は、UV吸収検出器、蛍光検
出器、導電性検出器その他の如き、サンプルを分析し得
る任意のもので良い。サンプルを毛細管に導入するため
に、毛細管30の入り口端部40及び電極31が、サン
プル溶液38を収容する容器35内部に配置される。次
いで電極及び電極構造部8に短時間電圧が印加されサン
プルが毛細管の入り口端部40に移動される。別様には
、サンプル溶液を毛細管の入り口端部40に移動させる
ために静水学的圧力或いはガス差圧を容器35に加え得
る。
【0014】図5を参照するに、別態様の方法の配列構
成が示される。金属化された可撓性の層56及び膜58
をロール60及び毛細管62間で移動させるために送給
ロール52及びテークアップロール54が使用される。 スポンジ63が、膜58を湿潤化せ、また電気的コネク
ター64を介してのロール60との間の電気的接続を提
供するための水性電解質のためのリザーバとして、そし
て先に説明した如き毛細管の入り口端部位置の溶質リザ
ーバ(図示せず)として作用する。電解質で膜を湿潤化
させるための、電解質リザーバその他と接触させたスプ
レー手段を含む任意の手段を使用し得る。図6を参照す
るに、膜58が送給ロール52からテークアップロール
54にかけて、毛細管62及びスポンジ65間を送通さ
れている。スポンジ65は電線70に接続された金属プ
レート68上に位置決めされている。電圧が、先に説明
された態様で毛細管62に加えられる。
成が示される。金属化された可撓性の層56及び膜58
をロール60及び毛細管62間で移動させるために送給
ロール52及びテークアップロール54が使用される。 スポンジ63が、膜58を湿潤化せ、また電気的コネク
ター64を介してのロール60との間の電気的接続を提
供するための水性電解質のためのリザーバとして、そし
て先に説明した如き毛細管の入り口端部位置の溶質リザ
ーバ(図示せず)として作用する。電解質で膜を湿潤化
させるための、電解質リザーバその他と接触させたスプ
レー手段を含む任意の手段を使用し得る。図6を参照す
るに、膜58が送給ロール52からテークアップロール
54にかけて、毛細管62及びスポンジ65間を送通さ
れている。スポンジ65は電線70に接続された金属プ
レート68上に位置決めされている。電圧が、先に説明
された態様で毛細管62に加えられる。
【0015】図7を参照するに、膜シート72が送給ロ
ール74からテークアップロール76へと送通され、毛
細管78との接触状態とされ、容器82内の電極80及
び電極84は電解質80内部に位置決めされている。サ
ンプルは毛細管78から出、そして先に説明した態様に
於て膜72上に保持される。図8を参照するに、電解質
を収容する吸収層43が支持体45上に位置決めされて
いる。電解質によって湿潤化された膜47が吸収層43
上に位置決めされ、且つ毛細管53の出口端部51との
接触状態とされ且つ電極55とも接触されている。サン
プルを膜上に沈殿させるのに引き続き、サンプルは入手
し得るアッシー或いは検出技術に於て使用される従来通
りの試薬と反応させ得る。そうした試薬の例には、抗原
或いは抗体の如き放射線同位体置換試薬或いは蛍光同位
体置換試薬;Coomassie Blue、Ami
do Black、 SilverStain或い
はXylene Cynaide 或いはorth
ophthaldehydeの如き染料試薬が含まれる
。以下の例は本発明を例示するものであり、これに限定
するものではない。
ール74からテークアップロール76へと送通され、毛
細管78との接触状態とされ、容器82内の電極80及
び電極84は電解質80内部に位置決めされている。サ
ンプルは毛細管78から出、そして先に説明した態様に
於て膜72上に保持される。図8を参照するに、電解質
を収容する吸収層43が支持体45上に位置決めされて
いる。電解質によって湿潤化された膜47が吸収層43
上に位置決めされ、且つ毛細管53の出口端部51との
接触状態とされ且つ電極55とも接触されている。サン
プルを膜上に沈殿させるのに引き続き、サンプルは入手
し得るアッシー或いは検出技術に於て使用される従来通
りの試薬と反応させ得る。そうした試薬の例には、抗原
或いは抗体の如き放射線同位体置換試薬或いは蛍光同位
体置換試薬;Coomassie Blue、Ami
do Black、 SilverStain或い
はXylene Cynaide 或いはorth
ophthaldehydeの如き染料試薬が含まれる
。以下の例は本発明を例示するものであり、これに限定
するものではない。
【0016】例1
この実験のために、図3に示される実験装置を使用して
連続的に移動する表面上への流出物の直接的収集が為さ
れた。毛細管は内径が100マイクロメーター、外径が
360マイクロメーター、そして長さが80センチメー
トルであった。210ナノメーターの波長に於てUV検
出器が使用された。検出領域は毛細管の出口端部から2
0センチメートルのところであった。この検出器のため
の減衰は0.05AUFSに調整された。ストリップチ
ャートレコーダー速度が毎分0.25センチメートルに
設定された。図1に示されるへん平な電極構造部を含む
収集カルーセルが2.254RPM(毎時回転数)で旋
回された。表面速度は収集カルーセルの中心から2.8
センチメートルの位置で毎分0.55ミリメートルであ
ることが算出された。1mg/mlのミオグロビン貯蔵
液及び1mg/mlのβ−ラクトグロブリン貯蔵液が2
5mMのpH7.14のリン酸塩緩衝溶液内で調整され
た。等容積のこれら2つのプロテイン溶液がCEのため
の電気泳動注入に先立って混合された。
連続的に移動する表面上への流出物の直接的収集が為さ
れた。毛細管は内径が100マイクロメーター、外径が
360マイクロメーター、そして長さが80センチメー
トルであった。210ナノメーターの波長に於てUV検
出器が使用された。検出領域は毛細管の出口端部から2
0センチメートルのところであった。この検出器のため
の減衰は0.05AUFSに調整された。ストリップチ
ャートレコーダー速度が毎分0.25センチメートルに
設定された。図1に示されるへん平な電極構造部を含む
収集カルーセルが2.254RPM(毎時回転数)で旋
回された。表面速度は収集カルーセルの中心から2.8
センチメートルの位置で毎分0.55ミリメートルであ
ることが算出された。1mg/mlのミオグロビン貯蔵
液及び1mg/mlのβ−ラクトグロブリン貯蔵液が2
5mMのpH7.14のリン酸塩緩衝溶液内で調整され
た。等容積のこれら2つのプロテイン溶液がCEのため
の電気泳動注入に先立って混合された。
【0017】染料試薬が、1.25gのブリリアントブ
ルーR250( Coomassie Brill
iant Blue R、 B 0630
Sigma )を500mlのフィクサチブ溶液(
200mlのメタノール、35mlの氷酢酸、及び2
65mlの逆浸透性処理水)内に溶解させることによっ
て調整された。この溶液は室温できつく蓋を締めた茶色
の瓶内に貯蔵された。CoomassieBrilli
ant BlueはNH+3グループとの静電結合を
形成し、プロテイン内の非−極性領域との非−共有結合
を形成する。90%(v/v)メタノール溶液が染料除
去溶液として水中で調整された。
ルーR250( Coomassie Brill
iant Blue R、 B 0630
Sigma )を500mlのフィクサチブ溶液(
200mlのメタノール、35mlの氷酢酸、及び2
65mlの逆浸透性処理水)内に溶解させることによっ
て調整された。この溶液は室温できつく蓋を締めた茶色
の瓶内に貯蔵された。CoomassieBrilli
ant BlueはNH+3グループとの静電結合を
形成し、プロテイン内の非−極性領域との非−共有結合
を形成する。90%(v/v)メタノール溶液が染料除
去溶液として水中で調整された。
【0018】ポリビニリデンジフルオライデ疎水性膜(
マサチューセッツ州ベドフォードのミリポア社から入手
し得るImmobilon−P )が留分収集媒体と
して使用された。ホワットマンろ紙(3MM Chr
)が、膜及びステンレススチール製の電極間の吸収層と
して使用された。この吸収層は25mM ph7.1
4のリン酸塩緩衝剤を含みそれにより緩衝材リザーバと
して作用する。電極構造部は以下のように組み立てられ
た。 先ず第1に、2層のホワットマンろ紙が緩衝材溶液中に
沈められ、そして第2に、湿潤化されたろ紙が回転カル
ーセルとしても作用するスチール製の電極の上部に組み
付けられた。そして第3にimmobilon−Pが約
5秒間緩衝材溶液中に沈められた。そして第4に、こう
して処理された膜が緩衝材リザーバ上にアセンブリー中
に空気が捕捉されないことを補償する態様に於て載置さ
れた。第5に、組み立てられた膜収集装置が起立され毛
細管の出口端部と接触された。第6に、サンプル溶液が
非−導電性容器から8kvを15秒間加えることによっ
て毛細管の入口端部内に導入された。次で、サンプルを
入れた容器が緩衝材溶液を満たした別の容器と代替され
、18kvの電圧が印加され、約30分間電気泳動分離
が為された。最後に、膜が染料試薬内で約15分間染色
され次で染料除去溶液中で2度染料除去された。Coo
massieBrilliant Blue を使
用しての染色の後、2本の細長いスポットが観察された
。 一方のスポットはミオグロビンのそして他方はβ−ラク
トグロブリンによるものであった。各々のスポットはこ
れらプロテインのナノグラム数の数十倍量に相当した。
マサチューセッツ州ベドフォードのミリポア社から入手
し得るImmobilon−P )が留分収集媒体と
して使用された。ホワットマンろ紙(3MM Chr
)が、膜及びステンレススチール製の電極間の吸収層と
して使用された。この吸収層は25mM ph7.1
4のリン酸塩緩衝剤を含みそれにより緩衝材リザーバと
して作用する。電極構造部は以下のように組み立てられ
た。 先ず第1に、2層のホワットマンろ紙が緩衝材溶液中に
沈められ、そして第2に、湿潤化されたろ紙が回転カル
ーセルとしても作用するスチール製の電極の上部に組み
付けられた。そして第3にimmobilon−Pが約
5秒間緩衝材溶液中に沈められた。そして第4に、こう
して処理された膜が緩衝材リザーバ上にアセンブリー中
に空気が捕捉されないことを補償する態様に於て載置さ
れた。第5に、組み立てられた膜収集装置が起立され毛
細管の出口端部と接触された。第6に、サンプル溶液が
非−導電性容器から8kvを15秒間加えることによっ
て毛細管の入口端部内に導入された。次で、サンプルを
入れた容器が緩衝材溶液を満たした別の容器と代替され
、18kvの電圧が印加され、約30分間電気泳動分離
が為された。最後に、膜が染料試薬内で約15分間染色
され次で染料除去溶液中で2度染料除去された。Coo
massieBrilliant Blue を使
用しての染色の後、2本の細長いスポットが観察された
。 一方のスポットはミオグロビンのそして他方はβ−ラク
トグロブリンによるものであった。各々のスポットはこ
れらプロテインのナノグラム数の数十倍量に相当した。
【0019】追加的実験が、基準CE状況(完全な回路
を形成するための容器を毛細管の両端に具備する状況)
下で、留分収集電極構造の無い状況に於て実施された。 図4は、ミオグロビン(0.5mg/ml)及びβ−ラ
クトグロブリン(0.5mg/ml)を含む2成分混合
物の注入の基準CEから得られた電気泳動図である。ピ
ークAはミオグロビンであり、ピークBはβ−ラクトグ
ロブリンである。観察された電流は規定CE並びに膜収
集における電気泳動分離中は96マイクロアンペアで一
定していた。
を形成するための容器を毛細管の両端に具備する状況)
下で、留分収集電極構造の無い状況に於て実施された。 図4は、ミオグロビン(0.5mg/ml)及びβ−ラ
クトグロブリン(0.5mg/ml)を含む2成分混合
物の注入の基準CEから得られた電気泳動図である。ピ
ークAはミオグロビンであり、ピークBはβ−ラクトグ
ロブリンである。観察された電流は規定CE並びに膜収
集における電気泳動分離中は96マイクロアンペアで一
定していた。
【0020】
【発明の効果】サンプルを希釈せずしかもサンプルの損
失を回避する、毛細電気泳動プロセスから分離されたサ
ンプルを回収するための手段が提供され、製造及び走査
の簡単なそうした手段が提供され、アミノ酸シーケンシ
ング、放射性免疫学的検定方法、ELISAその他のよ
うな現在の分析技法と比較し得るフォーマットに於てサ
ンプルを収集するための手段が提供され、そして、回収
した分離サンプルスペシーズにおけるCEプロセスにお
ける間隔を置いての分離を保持する手段が提供される。
失を回避する、毛細電気泳動プロセスから分離されたサ
ンプルを回収するための手段が提供され、製造及び走査
の簡単なそうした手段が提供され、アミノ酸シーケンシ
ング、放射性免疫学的検定方法、ELISAその他のよ
うな現在の分析技法と比較し得るフォーマットに於てサ
ンプルを収集するための手段が提供され、そして、回収
した分離サンプルスペシーズにおけるCEプロセスにお
ける間隔を置いての分離を保持する手段が提供される。
【図1】本発明に使用される電極構造部の斜視図である
。
。
【図2】本発明に於て使用される電極構造部の別態様の
斜視図である。
斜視図である。
【図3】本発明で使用する毛細電気泳動方法の該略図で
ある。
ある。
【図4】例1のプロセスによるサンプルの電気泳動図で
ある。
ある。
【図5】連続する多孔質基材を使用する本発明の毛細電
気泳動方法の該略図である。
気泳動方法の該略図である。
【図6】連続する多孔質器材を使用する本発明の毛細電
気泳動方法の別態様の該略図である。
気泳動方法の別態様の該略図である。
【図7】沈めた電極を使用する本発明の方法の別態様の
該略図である。
該略図である。
【図8】本発明の装置の別態様の該略図である。
8:電極構造部
10:導電性プレート
13:出口端部
14:液体吸収層
15:毛細管
16:多孔質層
Claims (7)
- 【請求項1】 サンプルを収集するための装置であっ
て、入口端部及び出口端部を具備し、前記入口端部が試
料溶液を含む液体中に位置決めされるようになっている
毛細管にして、サンプルがそこを通り抜けし得るように
なっている導電性複合物を含む前記毛細管と、前記入口
端部に隣り合う第1の電極にして、前記毛細館内の導電
性複合物と電気的接触状態にある前記第1の電極と、前
記サンプル溶液を保持するようになっている多孔質層に
して、前記出口端部と接触状態にあり且つ液体電解質を
含んでいる前記多孔質層と、該多孔質層と電気的接触状
態にある第2の電極と、から構成される前記装置。 - 【請求項2】 多孔質層は微孔質膜である請求項1の
装置。 - 【請求項3】 微孔質膜は限外ろ過膜である請求項1
の装置。 - 【請求項4】 第2の電極は中実の金属層である請求
項1、2或いは3の何れかに記載の装置。 - 【請求項5】 第2の電極は金属スクリーンによって
多孔質層と電気的に接触される請求項1、2或いは3の
何れかに記載の装置。 - 【請求項6】 電解質によって湿潤化された吸収層が
多孔質層と接触される請求項1、2或いは3の何れかに
記載の装置。 - 【請求項7】 導電性複合物はグラファイトである請
求項1の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/575,111 US5126025A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Method and apparatus for effecting capillary electrophoresis fraction collection on a membrane |
| US575111 | 1990-08-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04264253A true JPH04264253A (ja) | 1992-09-21 |
| JPH087188B2 JPH087188B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=24298999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240239A Expired - Lifetime JPH087188B2 (ja) | 1990-08-30 | 1991-08-28 | 膜上での毛細電気泳動留分の収集のための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5126025A (ja) |
| EP (1) | EP0477541B1 (ja) |
| JP (1) | JPH087188B2 (ja) |
| DE (1) | DE69124897T2 (ja) |
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| JP2009080083A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Toppan Printing Co Ltd | 電気泳動兼転写用積層体、電気泳動兼転写用チップ、電気泳動兼転写装置、電気泳動兼転写方法、電気泳動兼転写用積層体の製造方法 |
| WO2010001675A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | シャープ株式会社 | サンプル分離吸着器具 |
| JP2011080842A (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-21 | Sharp Corp | サンプル分離吸着器具 |
| JP2011085535A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Sharp Corp | サンプル分離吸着器具 |
| JP2011102721A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Sharp Corp | サンプル分離吸着器具 |
| US9103781B2 (en) | 2011-09-12 | 2015-08-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Sample separation and adsorption appliance |
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| WO1993017321A1 (en) * | 1992-02-25 | 1993-09-02 | Unisearch Limited | Electrothermal atomic absorption and preconcentration device |
| US5384024A (en) * | 1992-03-13 | 1995-01-24 | Applied Biosystems, Inc. | Capillary electrophoresis |
| JPH0674937A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-03-18 | Nakano Vinegar Co Ltd | 細管式電気泳動方法およびその装置並びにこれらに用いられるカラム |
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| US5935793A (en) | 1996-09-27 | 1999-08-10 | The Chinese University Of Hong Kong | Parallel polynucleotide sequencing method using tagged primers |
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| EP0477541A2 (en) | 1992-04-01 |
| DE69124897T2 (de) | 1997-07-31 |
| DE69124897D1 (de) | 1997-04-10 |
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