JPS6258460B2 - - Google Patents

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JPS6258460B2
JPS6258460B2 JP56118053A JP11805381A JPS6258460B2 JP S6258460 B2 JPS6258460 B2 JP S6258460B2 JP 56118053 A JP56118053 A JP 56118053A JP 11805381 A JP11805381 A JP 11805381A JP S6258460 B2 JPS6258460 B2 JP S6258460B2
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JP
Japan
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constant current
liquid electrode
detector
electrode tank
leading
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JP56118053A
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English (en)
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JPS5819550A (ja
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Shunei Mizuno
Shoichi Kobayashi
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Priority to EP82102577A priority patent/EP0070963B1/en
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Publication of JPS6258460B2 publication Critical patent/JPS6258460B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44743Introducing samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44717Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/4473Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by electric means

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気泳動分析装置に関し、特に、
尿、血液、海水のような試料中の微量成分を好適
に分析しうる電気泳動分析装置を提供するもので
ある。
例えば試料が海水である場合、海水は多量の塩
素イオン成分を含有しその塩素イオン成分は易動
度が大であるため、従来の電気泳動によれば、目
的の微量成分が検出される前に延々と塩素イオン
成分が検出されることとなる。これは換言すれ
ば、無駄な分析時間を要していることである。
この発明の発明者らは、このような事情に鑑み
て鋭意研究を行つた結果、電気泳動を2段階に分
けて第1段階の電気泳動で目的の微量成分と塩素
イオン成分とを粗分離し、先に出てくる塩素イオ
ン成分を除去したのち第2段階の電気泳動で目的
の微量成分を精密分離することとし、かつ第1段
階の電気泳動は管路径の大なるプレチユーブで大
電流を用いて行い、第2段階の電気泳動は管路径
の小なるキヤピラリチユーブで小電流を用いて行
うようにすれば、分析時間の短縮と微量成分の安
定検出とが一挙に実現できることを見出し、この
発明を完成した。
以下、この発明を図示の実施例に基いて詳細に
説明する。なお、これによりこの発明が限定され
るものではない。
第1図に示す1は、この発明の電気泳動分析装
置の一実施例である。
定電流電源回路2の一端がターミナル液電極槽
3に接続され、他の一端が切換回路16を介して
第1のリーデイング液電極槽4および第2のリー
デイング液電極槽5に接続されている。
これら電極槽3,4,5は管路にて連結され、
ターミナル液電極槽3と第1のリーデイング液電
極槽4の間の管路に試料注入部6と電気勾配検出
器7とが順に設けられている。
試料注入部6と検出器7の間の管路は、管路径
の太い(例えば1mm)プレチユーブ8と管路径の
細い(例えば0.3mm)キヤピラリチユーブ9とが
連結段部10を介して直列連結された2段チユー
ブ11であり、第2のリーデイング液電極槽5へ
の管路は、その電極槽5へ前記連結段部10から
分岐する引込みチユーブ12である。この引込み
チユーブ12は前記プレチユーブ8とほぼ同直径
である。
A―Dコンバータ13は定電流電源回路2から
の供給電圧V0をデジタル量に変換してマイクロ
コンピユータ14に出力する。マイクロコンピユ
ータ14は、内蔵するクロツクに基いて所定の短
時間ごとにA―Dコンバータ13の出力をサンプ
リングする。後に詳述するように、これらA―D
コンバータ13とマイクロコンピユータ14とさ
らに前記連結段部10とが、易動度の異なるイオ
ン成分区画の境界面が前記連結段部10を通過す
るとき出力を発する通過検知手段を構成する。
また、マイクロコンピユータ14は、定電流電
源回路2、切換回路16、検出器7および自ら構
成する通過検知手段を制御する演算制御手段であ
り、以下に詳述するように動作する。
まず、この電気泳動分析装置1において、通常
の手順により試料注入部6にターミナル液とリー
デイング液の境界面を作り、試料を注入しないで
すなわちブランクで操作卓15から“ブランク.
スタート”の指令を入力する。この指令によつて
マイクロコンピユータ14は、定電流電源回路2
と切換回路16とを制御して、ターミナル液電極
槽3と第1のリーデイング液電極槽4間に定電流
I1(例えば200〜300μA)を供給する。そしてそ
のまま定電流I1を維持すれば、第2図に示すよう
に、リーデイング液イオン成分区画Lとターミナ
ル液イオン成分区画Tは、電極槽3,4間で等速
電気泳動をする。このとき、第2図に示すよう
に、定電流電源回路2からの供給電圧V0は上昇
していくが、リーデイング液イオン成分区画Lの
後端境界面αが連結段部10を通過する前後でそ
の上昇勾配が著しく異なり、a,bに示すように
なる。これはリーデイング液イオン成分より電導
度のずつと小さいターミナル液イオン成分がキヤ
ピラリチユーブ9内に侵入してくるためである。
従つて、A―Dコンバータ13を介して供給電圧
V0をモニターしているマイクロコンピユータ1
4は、供給電圧V0の上昇勾配の変化から、境界
面αが連結段部10を通過するときの時刻t0をた
だちに検知する。そして、マイクロコンピユータ
14は、その時刻t0を記憶するとともに、定電流
電源回路2を制御して、供給する電流値を定電流
I2(例えば20〜100μA)に減少させる。減少さ
せる理由のひとつは、ターミナル液イオンの電導
度が小さいために値の大きな定電流I1を維持する
とジユール熱が過大になり、また供給電圧V0
高電圧になりすぎるためである。そこで供給電圧
V0の変化は実際には、第2図のcのようにな
る。リーデイング液イオン成分区画Lとターミナ
ル液イオン成分区画Tは、定電流I2の下で等速電
気泳動をつづけるので、結局、検出器7は第2図
のような信号を得ることになる。そこでマイク
ロコンピユータ14は、境界面αが検出器7に到
達するときの時刻t1を検知し、記憶する。電気泳
動の開始の時刻を0とすれば、前記t0は、リーデ
イング液イオン成分区画Lの後端境界面αが試料
注入口6から連結段部10まで定電流I1で電気泳
動する時間τに外ならず、前記t1は、境界面α
が連結段部10から検出器7まで定電流I2で電気
泳動する時間τと前記τとの和に外ならな
い。
次に、この電気泳動分析装置1において、通常
の手順により試料注入部6にターミナル液とリー
デイング液の境界面を作り、そこに所定量のn分
の1の量の試料を注入する。具体的には例えば試
料が尿であつて、それに含まれる微量成分を検出
するのに通常の場合1μを注入する必要がある
とすれば、その10分の1である0.1μの量の尿
を注入するか、又はターミナル液で10倍に稀釈し
た尿1μを注入する。そして操作卓15から
“n分の1・スタート”の指令を入力する。この
指令によりマイクロコンピユータ14は、“ブラ
ンク・スタート”時と同様にして電極槽3,4間
に定電流I1を供給するが、先に記憶したt0時間供
給後に電流値を定電流I2に変更する。検出器7は
この電気泳動により、第3図又はのような信
号を得る。ここでSは試料のイオン成分区画を示
し、そのほとんどが比較的に易動度の大きい非目
的成分の区画S′である。極くわずかに目的の微量
成分の区画S″があるが、これは極くわずかであ
るためほとんど検出されない。非目的成分のイオ
ン成分区画S′の電導度がリーデイング液イオン成
分区画Lよりはつきりと小さければ第3図のよ
うになり、同程度であれば第3図のようにな
る。マイクロコンピユータ14は、検出器7の出
力信号から、ターミナル液イオン成分区画Tの前
端境界面βが検出器7に到達するときの時刻t2
検知し、記憶する。このt2は、定電流I2を供給し
始めてから検出器7が境界面βを検出するまでの
時間τと前記τとの和に外ならない。ひきつ
づき、マイクロコンピユータ14は、予め操作卓
15から入力されていた1以下の適当な安全係数
C(例えば0.95)を用いて次式の演算を行う。
(イ) τ=t0 (ロ) τ=(t2−t1)×n×I/I (ハ) τ=C×(τ+τ) 次に、この電気泳動分析装置1において、通常
の手順により試料注入部6にターミナル液とリー
デイング液の境界面を作り、そこに所定量の試料
(例えば1μの尿)を注入し、操作卓15から
“測定・スタート”の指令を入力する。そうする
と、マイクロコンピユータ14は、定電流電源回
路2と切換回路6とを制御して、ターミナル液電
極槽3と第2のリーデイング液電極槽5間に定電
流I1をτ時間供給する。このτ時間は、前記演算
式(イ)で示すτと(ロ)で示すτの和より少し短い
時間であるが、τはリーデイング液イオン成分
区画Lの後端境界面αが連結段部10に到達する
時間であり、τは所定量の試料のイオン成分区
画Sが定電流I1で電気泳動したときに一点に到達
し通過してしまうのに要する時間であるから、結
局、試料のイオン成分区画Sの後端の少し前の部
分が連結段部10に到達するまでの時間を意味し
ている。そこで、マイクロコンピユータ14は、
τ時間の後、再び定電流電源回路2と切換回路1
6とを制御して、ターミナル液電極槽3と第1の
リーデイング液電極槽4間に定電流I2を供給する
が、これにより目的の微量成分のイオン成分区画
S″を主体に含む部分のみがキヤピラリチユーブ
9で精密に分離され検出されることとなる。
以上のように、この電気泳動分析装置1によれ
ば、試料の大部分をしめる非目的成分については
大電流で迅速に分析系外の引込みチユーブ12へ
泳動させ、目的の微量成分を主体にする部分のみ
をキヤピラリチユーブ9で小電流にてじつくりと
泳動させて検出しうるので、分析時間が短縮さ
れ、かつ高精度の分析が行える効果がある。
なお、上記実施例においては、τおよびt1
求めるために“ブランク・スタート”を行つた
が、試料の非目的成分のイオン成分区画S′の電導
度がリーデイング液イオン成分区画Lよりはつき
りと小さいことが予めわかつていれば、“ブラン
ク・スタート”を省略し、いきなり“n分の1・
スタート”から始めてもよい。この場合、マイク
ロコンピユータ14は、t0およびt1がセツトされ
ていないので、通過検知手段が初めて出力を発す
る時刻をt0とし、検出器7で検出したリーデイン
グ液イオン成分区画Lの後端検出時刻をt1とす
る。その他の動作は前記実施例と同じである。
一般に、この発明の電気泳動分析装置は、微量
の目的成分と、それより易動度の大きい多量の非
目的成分を含む試料の電気泳動分析に極めて有用
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の電気泳動分析装置の一実施
例の構成説明図、第2図Iはブランク時のイオン
成分区画の模式図、同は供給電圧の時間的変化
を示す図、同は検出器の出力信号図、第3図I
は試料注入時のイオン成分区画の模式図、同,
は検出器の出力信号図である。 1…電気泳動分析装置、2…定電流電源回路、
3…ターミナル液電極槽、4…第1のリーデイン
グ液電極槽、5…第2のリーデイング液電極槽、
6…試料注入部、7…検出器、8…プレチユー
ブ、9…キヤピラリチユーブ、10…連結段部、
11…2段チユーブ、12…引込みチユーブ、1
3…A―Dコンバータ、14…マイクロコンピユ
ータ、15…操作卓、L…リーデイング液イオン
成分区画、T…ターミナル液イオン成分区画、α
…リーデイング液イオン成分区画の後端境界面、
β…ターミナル液イオン成分区画の前端境界面、
S…試料のイオン成分区画、S′…試料中の非目的
成分のイオン成分区画、S″…試料中の目的の微
量成分のイオン成分区画、16…切換回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 定電流電源回路の一端にターミナル液電極槽
    が接続され、他端に切換回路を介して第1のリー
    デイング液電極槽と第2のリーデイング液電極槽
    とが接続され、前記ターミナル液電極槽と第1の
    リーデイング液電極槽の間に試料注入部と検出器
    とが順に管路にて連結され、その試料注入部と検
    出器の間の管路は、管路径の太いブレチユーブと
    細いキヤピラリチユーブとが連結部を介して直列
    に連結された2段チユーブであり、その連結部か
    ら管路径の太い引込みチユーブが分岐されて前記
    第2のリーデイング液電極槽に接続されており、 かつ、易動度の異なるイオン成分区画の境界面
    が前記連結部を通過するとき出力を発する通過検
    知手段、および演算制御手段を具備し、 その演算制御手段は、前記定電流電源回路と切
    換回路と検出器と通過検知手段とを制御して、 (i) リーデイング液イオン成分区画の後端境界面
    が、試料注入口から連結部まで定電流I1で電気
    泳動する時間τと、連結部から検出器まで定
    電流I2で電気泳動する時間τとを測定して記
    憶し、 (ii) 所定量のn分の1の試料を注入して定電流I1
    でτ時間電気泳動したのち定電流I2にて電気
    泳動したとき、定電流I2を供給し始めてから検
    出器がターミナル液イオン成分区画の前端境界
    面を検出するまでの時間τを測定して記憶
    し、Cを1より小なる適当な安全係数として τ=C×{τ+(τ−τ)×n×I/I の演算を行い、 (iii) 所定量の試料を注入したとき、ターミナル液
    電極槽と第2のリーデイング液電極槽間に定電
    流I1をτ時間供給し、その後ターミナル液電極
    槽と第1のリーデイング液電極槽間に定電流I2
    を供給して、電気泳動分析を行わしめる、 ものであることを特徴とする電気泳動分析装置。
JP56118053A 1981-07-27 1981-07-27 電気泳動分析装置 Granted JPS5819550A (ja)

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US06/361,738 US4459198A (en) 1981-07-27 1982-03-23 Electrophoretic apparatus
DE8282102577T DE3270957D1 (en) 1981-07-27 1982-03-26 Electrophoretic apparatus
EP82102577A EP0070963B1 (en) 1981-07-27 1982-03-26 Electrophoretic apparatus

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JPH0635499B2 (ja) * 1984-02-09 1994-05-11 電気化学工業株式会社 Abs系樹脂メッキ製品
EP1931979B1 (en) * 2005-10-04 2015-11-18 Headway Technologies, Inc. Microfluidic detection of analytes

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