JPS6333661B2 - - Google Patents
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- JPS6333661B2 JPS6333661B2 JP55071154A JP7115480A JPS6333661B2 JP S6333661 B2 JPS6333661 B2 JP S6333661B2 JP 55071154 A JP55071154 A JP 55071154A JP 7115480 A JP7115480 A JP 7115480A JP S6333661 B2 JPS6333661 B2 JP S6333661B2
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- JP
- Japan
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- electrodes
- cell
- container
- solution
- electrophoresis
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-
- 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
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気泳動測定装置に関する。
可視的粒子の浮遊した液に電界を作用させて可
視的粒子の電気泳動による移動速度即ち易動度を
測定する場合、次のような点が問題になる。その
一つはジユール熱の発生による液の対流であり、
もう一つは後述する電気浸透流である。
視的粒子の電気泳動による移動速度即ち易動度を
測定する場合、次のような点が問題になる。その
一つはジユール熱の発生による液の対流であり、
もう一つは後述する電気浸透流である。
可視的粒子を浮遊させた溶液が電解質を含んで
いて導電性のある場合、可視的粒子に電気泳動を
行わせるため溶液に電界を作用させると電流が流
れてジユール熱が発生する。そのため電気泳動セ
ルの中心部と表面近くとでは液温が異り対流が形
成される。浮遊粒子はこの対流に乗つて流れなが
ら電気泳動を行うので浮遊粒子の運動が混乱して
電気泳動による運動だけを純粋に取出して測定す
ることが困難となる。このジユール熱による対流
は溶液の中心部と表面付近との温度差が小さけれ
ば減少するから、対流の影響を避けるためにはセ
ルを細い管状にして管軸方向に電界を作用させる
ようにしている。しかしこのようにすると今度は
前記電気浸透流の影響が顕著になつて来る。
いて導電性のある場合、可視的粒子に電気泳動を
行わせるため溶液に電界を作用させると電流が流
れてジユール熱が発生する。そのため電気泳動セ
ルの中心部と表面近くとでは液温が異り対流が形
成される。浮遊粒子はこの対流に乗つて流れなが
ら電気泳動を行うので浮遊粒子の運動が混乱して
電気泳動による運動だけを純粋に取出して測定す
ることが困難となる。このジユール熱による対流
は溶液の中心部と表面付近との温度差が小さけれ
ば減少するから、対流の影響を避けるためにはセ
ルを細い管状にして管軸方向に電界を作用させる
ようにしている。しかしこのようにすると今度は
前記電気浸透流の影響が顕著になつて来る。
電気浸透流と云うのは次のような現象である。
２種の誘電体が接すると接触面で誘電率の大なる
側が正、小なる側が負に帯電する。電気泳動セル
はガラスで溶液は通常水であるから水の方が誘電
率が高くセルと溶液の接触面で溶液側が正セル側
が負に帯電する。溶液側の正電荷は水素イオンが
セルとの接触面に集つたものである。第１図で１
は電気泳動セル、２，３は電極である。電極２，
３間に電圧をかけるとセル内の溶液のセルとの接
触面付近に集つた水素イオンは負電極２の方に引
かれ、それに伴つて溶液のセル内面に接する付近
は負電極２の方へ流動する。セル１は閉じた管で
管の任意断面を貫通する溶液量は０でなければな
らないから、第２図に示すように溶液の表面層が
電極２の方へ流動するのに応じて溶液の中心部は
電極３の方へ流動し、セル内には水平方向の対流
が生ずる。これが電気浸透流であつて、ジユール
熱による対流を軽減するためセルを細長くすると
電気浸透流が顕著になつて来る。浮遊粒子の電気
泳動と電気浸透流とは同じ方向であり、浮遊粒子
は電気浸透流に乗つて流れながら電気泳動を行つ
ているので、単に粒子の移動速度を測つても真の
易動度は求められない。そこで従来はセル内で電
気浸透流０の層に光学装置のピントを合せてその
層の浮遊粒子のみを光学的に選出して移動速度を
測定すると云う方法を採つていた。電気浸透流は
溶液の表面と中心とで向きが反対なので浸透流の
流速０の層が存在している。しかしこの方法では
観測される粒子数が少いから易動度測定の精度を
高めることが困難である。
２種の誘電体が接すると接触面で誘電率の大なる
側が正、小なる側が負に帯電する。電気泳動セル
はガラスで溶液は通常水であるから水の方が誘電
率が高くセルと溶液の接触面で溶液側が正セル側
が負に帯電する。溶液側の正電荷は水素イオンが
セルとの接触面に集つたものである。第１図で１
は電気泳動セル、２，３は電極である。電極２，
３間に電圧をかけるとセル内の溶液のセルとの接
触面付近に集つた水素イオンは負電極２の方に引
かれ、それに伴つて溶液のセル内面に接する付近
は負電極２の方へ流動する。セル１は閉じた管で
管の任意断面を貫通する溶液量は０でなければな
らないから、第２図に示すように溶液の表面層が
電極２の方へ流動するのに応じて溶液の中心部は
電極３の方へ流動し、セル内には水平方向の対流
が生ずる。これが電気浸透流であつて、ジユール
熱による対流を軽減するためセルを細長くすると
電気浸透流が顕著になつて来る。浮遊粒子の電気
泳動と電気浸透流とは同じ方向であり、浮遊粒子
は電気浸透流に乗つて流れながら電気泳動を行つ
ているので、単に粒子の移動速度を測つても真の
易動度は求められない。そこで従来はセル内で電
気浸透流０の層に光学装置のピントを合せてその
層の浮遊粒子のみを光学的に選出して移動速度を
測定すると云う方法を採つていた。電気浸透流は
溶液の表面と中心とで向きが反対なので浸透流の
流速０の層が存在している。しかしこの方法では
観測される粒子数が少いから易動度測定の精度を
高めることが困難である。
本発明は上述したジユール熱の発生による対
流、及び電気浸透流が少なく、その影響が無視で
きるような電気泳動測定用セルを得ようとするも
のである。
流、及び電気浸透流が少なく、その影響が無視で
きるような電気泳動測定用セルを得ようとするも
のである。
本発明は容器内の最も幅がせまい方向における
幅が対向間隔よりも大なる平板状電極を互に平行
に対向させて配置した電気泳動測定用セルを提供
する。こゝで最も幅がせまい方向の幅と云うのは
円板なら直径、楕円板なら短径、矩形なら短辺の
長さの意であり、平板状と云うのは平板の他対向
側が凹面になつている場合も含んでいる。以下実
施例によつて本発明を説明する。
幅が対向間隔よりも大なる平板状電極を互に平行
に対向させて配置した電気泳動測定用セルを提供
する。こゝで最も幅がせまい方向の幅と云うのは
円板なら直径、楕円板なら短径、矩形なら短辺の
長さの意であり、平板状と云うのは平板の他対向
側が凹面になつている場合も含んでいる。以下実
施例によつて本発明を説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す。４は直方体
の容器であり、円板形の電極２，３が互に平行に
対向させて容器４内に配置してある。電極間距離
ｄは電極２，３の直径Ｄの約1/2である。電極２，
３の中心位置には透孔５，６が穿設してあり、容
器４の外側から透孔５，６を通してレーザ光の光
束Ｌを導く。容器４内には溶液を充し、電極２，
３間に試料を注入し電極２，３間に電圧を印加
し、レーザ光束で照明されている粒子を電極２，
３の間でレーザ光束と直角の方向から光学的に観
測する。
の容器であり、円板形の電極２，３が互に平行に
対向させて容器４内に配置してある。電極間距離
ｄは電極２，３の直径Ｄの約1/2である。電極２，
３の中心位置には透孔５，６が穿設してあり、容
器４の外側から透孔５，６を通してレーザ光の光
束Ｌを導く。容器４内には溶液を充し、電極２，
３間に試料を注入し電極２，３間に電圧を印加
し、レーザ光束で照明されている粒子を電極２，
３の間でレーザ光束と直角の方向から光学的に観
測する。
第４図は上述実施例の平面図で電極２，３間に
は矢印で示したような電気力線が生じている。即
ち電界は対向している電極２，３間においては略
均一であり、電極周縁から外側では急速に弱くな
り、電極２，３の周縁から若干離れている容器４
の内壁面に沿う電界強度はきわめて低く、そのた
め発生する電気浸透流はきわめて弱く、容器内面
に沿う薄い層内の液が多少電気浸透流を起して
も、その流れとバランスする容器内の反対方向の
流れの断面積が広いから電極２，３間の空間にお
ける電気浸透流は実際上０とみなせる。この構造
でジユール熱の発生による対流を考えると容器４
は広い電極を収容しており、広さの割に電極２，
３間の距離が小さいから、容器４は偏平な形とな
り、肉容積に比して表面積が大きなつて冷却がよ
く効き、容器４内の溶液は場所による温度差が少
く従つて対流も微弱となる。
は矢印で示したような電気力線が生じている。即
ち電界は対向している電極２，３間においては略
均一であり、電極周縁から外側では急速に弱くな
り、電極２，３の周縁から若干離れている容器４
の内壁面に沿う電界強度はきわめて低く、そのた
め発生する電気浸透流はきわめて弱く、容器内面
に沿う薄い層内の液が多少電気浸透流を起して
も、その流れとバランスする容器内の反対方向の
流れの断面積が広いから電極２，３間の空間にお
ける電気浸透流は実際上０とみなせる。この構造
でジユール熱の発生による対流を考えると容器４
は広い電極を収容しており、広さの割に電極２，
３間の距離が小さいから、容器４は偏平な形とな
り、肉容積に比して表面積が大きなつて冷却がよ
く効き、容器４内の溶液は場所による温度差が少
く従つて対流も微弱となる。
電極２，３は第５図に示すように対向流を凹面
にすると、電気力線は矢印で示したようになり、
電極２，３の中心付近に集中する。電極２，３の
中心にはレーザ光束を通す透孔５，６があるため
平板電極の場合、透孔５，６を連ねる線上では電
界が弱くなつているが、電極２，３を凹面にする
と電気力線が電極２，３の中心を結ぶ線の付近に
集中するので、透孔５，６を穿つことによるその
付近の電界強度の低下が防がれる。
にすると、電気力線は矢印で示したようになり、
電極２，３の中心付近に集中する。電極２，３の
中心にはレーザ光束を通す透孔５，６があるため
平板電極の場合、透孔５，６を連ねる線上では電
界が弱くなつているが、電極２，３を凹面にする
と電気力線が電極２，３の中心を結ぶ線の付近に
集中するので、透孔５，６を穿つことによるその
付近の電界強度の低下が防がれる。
第６図は本発明をフローセルに適用した実施例
である。フローセルは試料浮遊液を流通させなが
ら浮遊粒子を観測できるようにした測定用容器で
ある。この場合溶液のフローセル内の流れの方向
は浮遊粒子の電気泳動の方向と直交するようにし
てこの流れの速さが粒子の電気泳動速度に重畳し
て観測されないようにする必要があり、液は容器
４の下方からセルに流入させ、上方から流出させ
るようにしてある。第７図は第６図の実施例のセ
ルの分解斜視である。２，３は円板形の電極で中
心部にレーザ光束を通す透孔５，６が設けてあ
り、７，８は電極板２，３の背後で容器壁となる
ガラス円板、９は電極２，３間のスペーサ兼容器
側壁となるガラス円筒で試料溶液注入口Io及び排
出口Exが形成してある。上述した各部は外套管
１１内に収納され、套管１１にキヤツプ１２を螺
合させることにより相互に圧接された密閉容器を
構成する。１３はガラス円板７，８と電極板２，
３との間及び電極２，３とガラス円板９間に介在
させたリング状のフツ素樹脂製パツキングであ
る。外套管１１には側面に浮遊粒子観測用の窓１
４が穿つてある。
である。フローセルは試料浮遊液を流通させなが
ら浮遊粒子を観測できるようにした測定用容器で
ある。この場合溶液のフローセル内の流れの方向
は浮遊粒子の電気泳動の方向と直交するようにし
てこの流れの速さが粒子の電気泳動速度に重畳し
て観測されないようにする必要があり、液は容器
４の下方からセルに流入させ、上方から流出させ
るようにしてある。第７図は第６図の実施例のセ
ルの分解斜視である。２，３は円板形の電極で中
心部にレーザ光束を通す透孔５，６が設けてあ
り、７，８は電極板２，３の背後で容器壁となる
ガラス円板、９は電極２，３間のスペーサ兼容器
側壁となるガラス円筒で試料溶液注入口Io及び排
出口Exが形成してある。上述した各部は外套管
１１内に収納され、套管１１にキヤツプ１２を螺
合させることにより相互に圧接された密閉容器を
構成する。１３はガラス円板７，８と電極板２，
３との間及び電極２，３とガラス円板９間に介在
させたリング状のフツ素樹脂製パツキングであ
る。外套管１１には側面に浮遊粒子観測用の窓１
４が穿つてある。
第８図は浮遊粒子の電気泳動をヘテロダインド
ツプラー光学系で観測するようにした本発明電気
泳動測定用セルを示す。これは構造的には第３図
に示した実施例のものと同じである。この実施例
においては電極板２，３に夫々２個のピンホール
５，６及び５′，６′が穿つてある。ピンホール
５，６を連ねる線と５′，６′を連ねる線は電極板
２，３間の丁度中心位置で交叉するようになつて
いる。ピンホール５，６を通してレーザ光束ｌで
試料液を照射する。ピンホール５′，６′を連ねる
方向上に受光素子Ｐを置いて上記レーザ光束の光
の浮遊粒子による散乱光を受光する。またピンホ
ール５′，６′を通して第２のレーザ光束l′を受光
素子Ｐに入射させる。第２のレーザ光束l′は減衰
器Anによりレーザ光束ｌの浮遊粒子による散乱
程度に減光してある。浮遊粒子の電気泳動による
移動方向はレーザ光束ｌとわづかの角をなすだけ
であるから浮遊粒子によるレーザ光束ｌの散乱光
の波長は浮遊粒子の移動速度に応じてきわめてわ
づかもとの光の波長と異つている。レーザ光束
ｌ，l′は互にコヒーレントであるので、l′と同方
向の散乱光と光束l′の光との干渉において散乱光
の波長がわづかずれているのでうなりを生じ、受
光素子Ｐの出力は周期的に変動する。浮遊粒子は
多数あるから受光素子Ｐの出力は種々な周期、位
相の交流の重畳した不規則な変動をしている。こ
の出力を周波数分析することにより浮遊粒子の易
動度の分布が求められる。
ツプラー光学系で観測するようにした本発明電気
泳動測定用セルを示す。これは構造的には第３図
に示した実施例のものと同じである。この実施例
においては電極板２，３に夫々２個のピンホール
５，６及び５′，６′が穿つてある。ピンホール
５，６を連ねる線と５′，６′を連ねる線は電極板
２，３間の丁度中心位置で交叉するようになつて
いる。ピンホール５，６を通してレーザ光束ｌで
試料液を照射する。ピンホール５′，６′を連ねる
方向上に受光素子Ｐを置いて上記レーザ光束の光
の浮遊粒子による散乱光を受光する。またピンホ
ール５′，６′を通して第２のレーザ光束l′を受光
素子Ｐに入射させる。第２のレーザ光束l′は減衰
器Anによりレーザ光束ｌの浮遊粒子による散乱
程度に減光してある。浮遊粒子の電気泳動による
移動方向はレーザ光束ｌとわづかの角をなすだけ
であるから浮遊粒子によるレーザ光束ｌの散乱光
の波長は浮遊粒子の移動速度に応じてきわめてわ
づかもとの光の波長と異つている。レーザ光束
ｌ，l′は互にコヒーレントであるので、l′と同方
向の散乱光と光束l′の光との干渉において散乱光
の波長がわづかずれているのでうなりを生じ、受
光素子Ｐの出力は周期的に変動する。浮遊粒子は
多数あるから受光素子Ｐの出力は種々な周期、位
相の交流の重畳した不規則な変動をしている。こ
の出力を周波数分析することにより浮遊粒子の易
動度の分布が求められる。
本発明電気泳動測定用セルは上述したような構
成で広い面積の電極がその電極の最小幅よりもせ
まい間隔で互に平行に対向させてあるので、電極
周縁部に近接している容器壁に接している溶液層
に電気浸透流が生じても、その層の全断面積に比
し電極間溶液の断面積は遥かに大であるから電極
間の反対方向の電気浸透流の流速は殆んど０であ
り、また容器が偏平となるため冷却効果大で容器
内各部の溶液温度差が小さく電極面積が大で電極
間距離が小さいので印加電圧が低くてよく、ジユ
ール熱の発生そのものが少くなく、従つて対流も
微弱で無視できる。電気浸透流が無視できるの
で、従来のように電気浸透流０の層においてのみ
浮遊粒子を観測していたのに比し観測できる粒子
数が増加し易動度測定の精度の向上ができる。
成で広い面積の電極がその電極の最小幅よりもせ
まい間隔で互に平行に対向させてあるので、電極
周縁部に近接している容器壁に接している溶液層
に電気浸透流が生じても、その層の全断面積に比
し電極間溶液の断面積は遥かに大であるから電極
間の反対方向の電気浸透流の流速は殆んど０であ
り、また容器が偏平となるため冷却効果大で容器
内各部の溶液温度差が小さく電極面積が大で電極
間距離が小さいので印加電圧が低くてよく、ジユ
ール熱の発生そのものが少くなく、従つて対流も
微弱で無視できる。電気浸透流が無視できるの
で、従来のように電気浸透流０の層においてのみ
浮遊粒子を観測していたのに比し観測できる粒子
数が増加し易動度測定の精度の向上ができる。
なお上述各実施例とも電極２，３は周縁形が円
板であるが正方形板とか矩形であつてもよいこと
は云うまでもない。
板であるが正方形板とか矩形であつてもよいこと
は云うまでもない。
第１図は従来の電気泳動測定用セルの側面図、
第２図は上記セルの模型化した側面図、第３図は
本発明の一実施例の斜視図、第４図は同実施例の
平面図、第５図は本発明の他の実施例の側面図、
第６図は本発明の更に他の実施例の縦断側面図、
第７図は同実施例の分解斜視図、第８図はヘテロ
ダインドツプラー光学系によつて易動度測定を行
う本発明の一実施例セルの平面図である。 ２，３……電極、４……容器、５，６……レー
ザ光束を通す透孔。
第２図は上記セルの模型化した側面図、第３図は
本発明の一実施例の斜視図、第４図は同実施例の
平面図、第５図は本発明の他の実施例の側面図、
第６図は本発明の更に他の実施例の縦断側面図、
第７図は同実施例の分解斜視図、第８図はヘテロ
ダインドツプラー光学系によつて易動度測定を行
う本発明の一実施例セルの平面図である。 ２，３……電極、４……容器、５，６……レー
ザ光束を通す透孔。
Claims (1)
- １ 広い面積を有し、その最小幅よりもせまい間
隔で互に平行に対向させた平面状或は対向側が凹
面になつている一対の電極を偏平な容器内に収納
し、上記両対向電極の中心付近を両対向電極を貫
通させるように照明光束を透過させ、両電極間に
おいて上記光束によつて照明される領域内の浮遊
粒子を観測するようにしたことを特徴とする電気
泳動測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7115480A JPS56166460A (en) | 1980-05-27 | 1980-05-27 | Cell for measuring electrophoresis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7115480A JPS56166460A (en) | 1980-05-27 | 1980-05-27 | Cell for measuring electrophoresis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56166460A JPS56166460A (en) | 1981-12-21 |
| JPS6333661B2 true JPS6333661B2 (ja) | 1988-07-06 |
Family
ID=13452406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7115480A Granted JPS56166460A (en) | 1980-05-27 | 1980-05-27 | Cell for measuring electrophoresis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56166460A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPQ529000A0 (en) * | 2000-01-28 | 2000-02-17 | Research Laboratories Of Australia Pty Ltd | Toner characterization cell |
| JP4334899B2 (ja) * | 2003-02-25 | 2009-09-30 | 大塚電子株式会社 | 電気泳動速度測定装置 |
| JP5363295B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2013-12-11 | 株式会社堀場製作所 | ゼータ電位測定セル及びゼータ電位測定装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5442797A (en) * | 1977-09-10 | 1979-04-04 | Senpaku Gijiyutsu Kaihatsu Kk | Device for preventing overrunning of generator driven mechanically by main engine of ship |
-
1980
- 1980-05-27 JP JP7115480A patent/JPS56166460A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56166460A (en) | 1981-12-21 |
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