JPH04502960A - 自動毛管電気泳動装置 - 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】 自動毛管電気泳動装置 関連出願の相互参照 この出願は、１９８７年１１月２５日に出願された出願連続番号第１２５，５８ ４号の部分継続である。

発明の背景 電気泳動は、それを介して静電電位差が印加される導電性の緩衝媒体または流体 で荷電粒子が動く現象である。泳動は粒子のそれと反対の電荷を搬送する電極に 向かう。

電気泳動は、生物材料の調査のために利用可能な最も重要な方法、かつ蛋白質お よび他の物質の分離および検出のためのおそらく最も効率的な手順のうちの１つ である。

電気泳動分離は、電界において異なって荷電された粒子の泳動の差動速度に依存 する。泳動速度は、主として粒子の電荷と、印加された電界強度との関数であり 、かつ粒子の電荷は緩衝媒体のｐＨにより決定される。生医学研究および臨床化 学研究所におけるこの技術の最も重要な応用は、リポタンパク質のような合成高 分子と同様に蛋白質、核酸、それらの成分ペプチドおよびオリゴヌクレオチドの 電気泳動分離にある。

電気泳動分離を行なうためのいくつかの異なるシステムが知られ、かつ帯状手順 として知られる１つのシステムは利点を有するがそれはまたある制限をも有する 。最も一般的の制限のいくつかは、共通の着色手順によって成分を明らかにする ために必要とされるサンプルの量は常に大きく、電気泳動分離に含まれる装置お よび完全なシステムの準備は一般に長たらしく、かつ時間を消費し、成分の完全 な分離を得るために必要とされる時間はしばしば何時間もかかり、成分を明らか にし、かつ分離された物質のある計量を得るために必要とされる時間はまた一般 に何時間もかかり、生物活性物質としての成分の回復の歩留りはほとんどの場合 非常に低く、電気泳動分離の再現性は１００％正確ではなく、かつ全体のシステ ム動作を行なうための自動化はほとんど不足しているということである。

毛管電極泳動は高い分離効率を得るための技術であることが示されてきた。ある 蛋白質および小さなペプチドに対して、およそ１００万から約数１００万の分離 効率が示された。一般に、この技術は、内部の直径がおよそ２５ミクロンからお よそ２００ミクロンの範囲で、長さがおよそ１０センチメートルからおよそ１０ ０センチメートルの範囲の溶融シリカ（石英）毛管を利用する。カラムの全体の 体積はたった０、５から約３０ミクロリツトルであるので（おそらくカラムクロ マトグラフィの最も小さい総表面積を生ずる）、注入体積は常に低いナノリット ル範囲にある。

結果として、この技術の感度は非常に高く、かつ蛍光、電気化学、レーザ誘起さ れた蛍光および質量分光検出器を使用しピコモル（およびおそらくフェムトモル またはアトモル）のオーダで計量を得、かつ紫外線検出器を使用しナノモルのオ ーダで計量を得ることが可能である。

毛管電気泳動において、小さい直径の毛管からの効率的な熱転送は、およそ１０ マイクロアンペアからおよそ９０マイクロアンペアの範囲の低い電流を維持する 一方で、およそ５，０００ボルトからおよそ３０，０００ボルトの範囲の常に高 い電圧の印加を許容する。高電圧の印加はより効果的な分離を促進し、かつ分析 の速度をおよそ５〜４０分の記録時間に増加させる。

高い分離効率（理論上の板）、かなり高い分解能、高い感度計量、かつ小さい泳 動（保持）時間に加えて、毛管電気泳動は、従来の電気泳動、一般的に、他のク ロマトグラフィの手順よりさらにいくつかの利点を提供する。これらの利点のう ちのいくつかは、ａ）本質的に同じカラムおよびおそらく電気泳動分離の同じ条 件を使用することによる小さなイオンから（ＤＮＡ切片、ウィルスおよび細胞レ ベル以下の粒子のような）およそ２９０．０００ドルトンまたはそれより高いも のの分子量の蛋白質または他の高分子に及ぶ様々な種類のサンプルへの応用、ｂ ）毛管は、特に高い疎水性の物質で非水溶性媒体を調査する理想的なシステムを 提供するはずであること、Ｃ）毛管は、多くの回数再使用可能で電気泳動分離シ ステムを非常に実際的で、かつ経済的なものにすること、ｄ）オンライン電子検 出は、良い計量を許容し、かつさらに完全に自動の動作に対する可能性を向上さ せ従来の方法より高い分解能、速い速度およびより良い精度の毛管電気泳動シス テムをなすこと、である。

先行技術において、分析されるべき物質の混合物を含む材料は印加電圧の影響の 下で毛管に沿って、かつ検出器を通して通され得ることが一般に知られる。印加 電圧は物質を荷電し、かつ物質の電荷は毛管に沿った通路のそれらの間隔および それらの速度を決定する。

先行技術、米国特許番号第３．６２０，９５８．３，９４８．７５３および４， ４５９．１９８は、分析されるべき物質を含むための２つの容器の間で接続され る毛管を含み、かつ２つの容器の間で、かつ毛管に電位が印加される電気泳動装 置を示す。これらの特許に示される様々な形状の装置は明らかに有用であるが、 それらは分析されるべきサンプルの高濃度を必要とし、自動化され得るものはな く、または自動化に関する教示を提供するものはない。　この発明は、高電圧毛 管電気泳動装置を提供し、それは、特に、毛管へ低濃度のサンプル材料を与え、 自動的に適当な電圧を印加しサンプルの成分が荷電され、かつ、成分が検出され 、かつ印字された記録が作られる検出器を通して毛管に沿って流れるようにする ための手段を含む。装置は、次に多重サンプルの分析のための工程を自動的に繰 返すことができる。

この発明の基本的な装置は、毛管部分を含むその様々な部分での多くの変更が可 能である。さらに、サンプルの検出の方法は変えられてもよく、かつサンプルの 収集は変更されることができる。この発明はまた毛管の電気浸透流を測定するよ うに適合されることができる。

図面の説明 第１図は、この発明を実施する装置の後部の斜視図である。

第２図は、第１図の線２−２に沿った断面図である。

第３図は、第１図に示される装置の部分の斜視図である。

第４図は、第１図の装置の部分の斜視図である。

第５図は、第１図の装置の部分の断面立面図である。

第６図は、第１図の装置の部分の拡大斜視図である。

第７図は、第１図の装置の部分の正面図である。

第８図は、その部分が断面の第１図の装置の部分の変更の側面図である。

第９図は、第１図に示される装置の部分の変更の正面図である。

第１０図は、この発明で使用される電子制御システムの略図である。

第１１図は、第１図の装置の毛管部分の変更の断面図である。

第１２図は、第１１図の装置で第１図に使用される検出器の部分の平面図である 。

第１３図は、第１図に示されるタイプの装置の多数の部分を作動するモードの略 図である。

第１４Ａ図および第１４Ｂ図は、ともにこの発明のベース支持の変更の底面図で ある。

第１５図は、この発明の変更の正面斜視図である。

第１６図は、この発明の装置で使用可能な変更された毛管カートリッジの斜視図 である。

第１７図は、この発明の変更を実施する装置の斜視図である。

第１８図は、第１７図の装置で使用されるスイッチの拡大斜視図である。

第１９図は、その変更を図示するこの発明の装置の部分　”の正面図である。

第２０図は、第１９図で示される装置の変更の正面図である。

第２１図は、電気浸透流を分析するために使用される毛管および拡大鏡の部分の 正面図である。

第２２図は、この発明を実施する装置の変更の斜視図である。

第２３図は、この発明で使用される毛管の変更の図である。

第２４図は、この発明の装置で使用されることができる付加的な装置を図示する 正面図である。

第２５図は、第２４図の装置の一部で使用されるこの発明の変更の斜視図である 。

第２６図は、第２５図の装置の変更の斜視図である。

第２７図は、その動作のモードを図示するこの発明の装置の部分の正面図である 。

第２８図は、第２７図の方法により検出されるパルスを示す。

第２９図は、第２８図のパルスから抽出される曲線を示す。

第３０図は、毛管を洗浄するための手段を含む変更された毛管の側面図である。

発明の説明 第１図の後部から示されるこの発明の自動電気泳動装置１０は、動作装置の様々 な部分が固定されるベース支持部材を含む。支持部材２０はボックス状であり、 かつ頂部壁３０と、前部壁４０と、後部壁５０と、端部壁６０および７０とを含 み、それらすべては頂部壁から下方に延びる。

底部カバー板８０（第１図および第２図）は支持部材２０に固定され、かつ装置 １０のための偏平な支持面を提供する。

支持部材２０は、金属またはプラスチックでできており、第１図でみられるよう に頂部壁３０上で左ボックス９０および右ボックス１００を担持する。左ボック ス９０は金属またはプラスチックでできており、頂部壁３０に固定される絶縁ベ ース板１１０と、プレキシガラスまたはそのようなものの透明な囲いとを含み、 左および右側部壁１２０および１３０と、前部および後部壁１４０および１５０ と、頂部壁１６０とを含む（第１図および第２図）。頂部壁１６０はボックス９ ０のためのカバーであり、ノブ１６２によってボックスから持上げられるように 適合されその内部へのアクセスを提供する。ボックス９０のための囲いはベース １１０に適当に固定される。

ボックス９０には、流体サンプルカップ１９０が据付けられる穴またはアパーチ ャ１８０の円形アレイを有する回転可能水平テーブル１７０が設けられる。テー ブルは、異なる数の穴または異なる寸法の穴または他の特徴を伴うテーブルが柱 に固定されることができるように、縦柱２００の上部端部に取外し可能に固定さ れる。柱２００は支持部材２０の頂部壁３０を通って、かつその下で延び（第２ 図および第３図）そこでそれは柱２００およびテーブル１７０を回転するように 使用される小さなモータ２１０へ適当に接続される。モータ２１０は頂部壁３０ の下部表面３２へ固定され、柱２００またはその延長がそれを通って延びそれに よって駆動されることを許容するタイプのものである。

柱２００の下部端部は、水平ディスク２０３を担持しく第３図）、それは柱とと もに回転し、かつそれに隣接して位置決めされた光学センサ２１２で作動するよ うに適合されるスロット２０５を含む。

第１図、第２図および第６図を参照すると、回転可能なテーブル１７０に隣接し てアパーチャまたはスロット２３０をその側部壁に有する中空の管状垂直柱２２ ０がある。

水平アーム２４０は一方の端部が柱２２０内部にあり、かつそれが垂直に上下に 駆動されることができるように適当に装着される垂直棒２５０に固定される。垂 直棒２５０またはその延長の下部端部は、頂部壁３０の下部表面３２に固定され る小さなモータ２６０を通る。棒２５０の下部端部は横に突出するアーム２６３ を担持し、それはそこに隣接して位置決めされる光学センサ２８０で作動するよ うに位置決めされる。

再び水平アーム２４０（第１図、第２図および第６図）を参照すると、その外部 端部は小さい中実シリンダ２４３で終端し、それは垂直に配向され、テーブル１ ７０の穴１８０およびそこのサンプルカップに整列され中実シリンダから下方に 延びる中空管２４８と連通ずる２つのスルーホール２４７および２４９が設けら れる。中空管２４８は直径が小さく、それがサンプルカップ１９０に入り、その 底部あたりまで延びそこの流体に入ることができるような寸法に作られる。

ボックス１００は上に説明されたようにボックス９０と同じ装置を含む。ボック ス１００の対応する部分はボックス９０の部分と同じであるがダッシュを付けら れた参照番号を有する。

ボックス９０および１００は装置１０に電位を印加するための手段を含む。この 手段は一方の端部が電源入力端子３６３に固定され（第１図および第２図）、後 部は上に向かって垂直棒２５０に隣接する中空管２２０中にあり、側部壁の開口 ２３０から出て、シリンダ２４３の穴２４９を通り、下に管２４８を通ってその 端部までいく第１のワイヤ電極３６０を含み、その結果それは装置１０が動作中 のときサンプルカップの中の流体で休止することができる。

電気手段はまた、装置１０の後部壁５０の電源入力端子３６５に固定される同様 のワイヤ電極３６０′を含む。この電極は、サンプルカップへの終局の挿入のた めに管２５０′およびシリンダ２４３′を通ってそれに関連する管２４８′へと 同様の経路に追従する。電極３６０および３６０′は好ましくはプラチナまたは そのようなものであり、この発明の動作で使用される電圧を搬送するように適合 される。電源３６７は必要な電圧を提供するために端子３６３および３６５を電 極３６０および３６０′に接続するために設けられる。電源３６７はまたモータ ２１０．２１０’および２６０．２６０′のためのような装置１０により必要と される他の電力は何でも供給することができる。他の補助電源は所望のように設 けられることができる。

第２図に図示されるこの発明の１つの実施例において、電源３６７は、装置１０ が手動で、またはコンピュータで制御されることができるそれ自身の内蔵の電源 を有するように、それが任意の適当な位置で支持部材２０中に装着されることが できるような小さい寸法であってよい。

第７図を参照すると、嵌込み電源が設けられるとき、電圧計３７６および電流計 ３７８は電圧計に示される動作電圧を調整するための可変抵抗器とともに支持部 材２０の前部壁４０に固定される。

高電圧が電極３６０に印加されるときに電気的安全を保証するための垂直柱２５ ０．２５０′に対する好ましい構造が第８図に示される。構造の容易さのための この実施例は、構造において両方とも包括的に正方形または長方形である外部柱 ４２０および摺動可能な内部柱４２２を含む。

外部柱はその側部壁にスロット４２６を含み、水平アーム４２８は内部柱４２２ からそこを通って延びる。アーム４２８はシリンダ２４３で終端する。ケーブル ３６０は端子３６３から繋がり、外部柱４２０内部を通り、たぶん柱の中間から そのスロット４２６のわずかに下に位置決めされる頑丈な比較的広い面積の偏平 な金属の電極４３０で終端する。

同様に、摺動可能な内部柱４２２はその外部表面に、内部柱が動作位置に下げら れるとき２つの電極４３０および４３２がお互いに接触するように適当に位置決 めされる比較的広い面積の電極４３２を担持する。薄いプラチナ４３４は、上で 説明されたように電極４３２から水平アーム４２８を通りシリンダ２４３および 中空管２４８へ延びる。

第１図および第２図を参照すると、検出器を通って延びる毛管を通る材料を検出 する際の使用のための光学検出器２９０は、ボックス１００に隣接した支持部材 ２０の頂部壁３０に固定される支持フレーム３００上に据付けられる。

装置１０は、検出工程で紫外線光または蛍光を使用するタイプのオンカラム検出 器として知られる検出器を使用するように設計される。そのような検出器はネブ ラスヵ州、リンカーンのｌ５ＣＯおよびニューシャーシー州、チェリーヒルのＥ Ｍ　サイエンス（ＥＭ　５ＣＩＥＮｃＥ）によって作られる。

この発明の装置１０での使用のために、市販の検出器の変更はそのキュベツト（ ｃｕｖｅ　ｔ　ｔ　ｅ）で作られた。他の変更もまたなされることができるであ ろう。

検出器２９０は検出動作の記録を提供するための他の装置２９４へ結合され、か つ１つのそのような装置はストリップチャートレコーダおよび／または積分器を 含むｌ５ＣＯＵＡ−５／Ｖ４吸光度／蛍光可変−波長検出器またはＥＭ　５ＣＩ ＥＮＣＥ　Ｌ−４２００／Ｌ−４０００ＵＶ／可視可変−波長検出器である。

剛性のホルダ３０８はボックス９０とボックス１００との間の装置１０のための 毛管を支持するために設けられる（第１図および第２図）。このホルダは、検出 器２９０の光学ユニットのキュベツトの一方の端部に螺着されて固定され、かつ ボックス９０の側部壁１３０の穴３２０でのその長さに沿って支持され、ボック ス９０へ延びる第１の中空剛性管３１０を含む。第２の中空剛性管３３０は検出 器２９０のキュベツトの他方の端部に螺着されて固定され、ボックス１００の側 部壁１３０の穴３２０でその長さに沿って支持され、かつボックス１００へ延び る。管３１０および３３０はお互いに整列しており、かつ検出器２９０中に配置 された光学感知素子に整列している。

好ましくは、毛管ホルダ３０８には、取囲む剛性管３０９が設けられ（第９図） 、それを通して任意の適当なタイプの冷却または加熱流体が任意の適当な態様で 循環させられることができ、毛管ホルダおよびその中の毛管の温度を制御する。

装置１０は、検出器２９０で使用される紫外線光または蛍光が通過することがで きる小さい直径の溶融シリカの曲げやすい石英管３１０を利用する。上に示され たように毛管は内部直径がおよそ２５ミクロンからおよそ２００ミクロンの範囲 で、かつ長さがおよそｌＯセンチメートルからおよそ１００センチメートルの範 囲であってよい。毛管３５０は中空剛性ホルダ３０８で支持され、オンカラム検 出器２９０を通って、かつ光学感知素子またはその中のキュベツトを通って延び る（第１２図）。少なくともキュベツトを通る毛管の部分が検出器で使用される タイプの光に透明である。ボックス９０の毛管３１０の入力端部はシリンダ２４ ３の穴２４７を通って（第６図）、その端部への管２４８へ延び、その結果毛管 はテーブル１７０のサンプルカップへ挿入されることができる。ボックス１００ の毛管２５０の出０端部はシリンダ２４３′の穴２４７′を通って、中空管２４ ８′へ延びる。

この発明の装置を作動する際に高電圧が使用されるので、毛管と、電極３６０お よび３６０′とは間隔を開けられ、互いに絶縁されるべきであるということは明 らかである。

装置１０は説明される目的のためのタイマ制御装置３７０を含む。タイマ制御装 置は支持部材２０の前部壁に装着され（第７図）、かつそれはそれぞれがＯから ９までを保持する２つの回転可能な制御ホイール３７２および３７４を含む。タ イマ制御装置は以下に説明される装置１０への動作電圧の印加の時間の制御のた めに使用され、それは手動でまたはコンピュータで制御されることができる。

開いた管状の毛管電気泳動において、およそ５ＫＶからおよそ３０ＫＶの静電電 位差を使用して緩衝液の電気浸透流は溶質分子（分析物）を検出システムに向か って輸送する小さい内径の毛管で発生される。荷電分析物はまた、それらの移動 度および電気浸透流の強さに依存して、この流れで、またはこの流れに反して泳 動する。ある場合において、電気浸透流効果を除去することが望ましく、これは メチルセルロースまたはある電解質またはポリアクリルアミドゲルのようなある 物質を毛管のキャリア媒体に与えることにより達成されることができる。電気浸 透流効果の除去は印加電圧の効果による荷電粒子泳動を許容する。

この発明の詳細な説明において、制御可能な分離を得るために電気浸透流を減少 させる予防措置がとられる。

装置１０で実施されるような電気泳動工程において一般的にいうと、毛管３１０ は、分析されているサンプルの中の蛋白質または他の構成要素の最も高いｐＨよ り高いｐＨを有する緩衝溶液で満たされる。これは毛管および分析されるべきサ ンプルの所望の負の荷電と、正の電位が印加される毛管の端部に向かう負に荷電 されたサンプル粒子の所望の結果として生じる流れとを提供する。装置１０の動 作において、接地電位は、電極３６０′に印加され、正電位は電極３６０に印加 される。毛管は所望の緩衝溶液で満たされ、次に成る量のサンプルは（もし正の 高電圧電源が使用されるならば）毛管３５０の高電圧の正の端部へ注入される。

サンプルの成分は電気的に負に荷電されるようになり、各成分は緩衝溶液のｐＨ により決定されるように異なる大きさの電荷を帯び、泳動は電気浸透流の方向で 起こる。

サンプルの荷電された成分は毛管中で間隔が開けられるようになり、かつ適当な 電位が印加された状態で、より高く負に荷電された成分はオンカラム検出器２９ ０を通し毛管に沿ってより速く通過する。検出器は荷電粒子の通路を感知し、レ コーダ２８４は、パルスが流動ストリームの粒子の位置と、そこでの粒子の量と を表わす状態で、各荷電粒子に対するパルスを印字する。

より特定的に、装置１０の動作において、以下の段階が行なわれる。

１、　第１の柱２５０は毛管３１０の自由端へのアクセスを提供するために上げ られ、かつ毛管は、プラスチック管コネクタを通し一方の端部を吸上げポンプに 接続し、穏やかな吸引を与えることにより選択されたｐＨの緩衝溶液で満たされ る。緩衝溶液の正しい電気的動作を保証するために、それは攪拌および真空、超 音波方法によりまたは酸素を吸収する窒素またはヘリウムの導入により脱ガスさ れ、かつ付加された利点はバクテリアの成長を防ぐ。またすべてのサンプルおよ び緩衝液は０．２２ミクロメータのフィ、ルタを通しブ濾過され、毛管を塞ぐか もしれない大きな粒子を除去する。

２、　次に、緩衝液が充填された毛管が中空管２４８に正しく位置決めされた状 態で、柱２５０およびアーム２４０は上げられ、かつテーブル１７０は、分析さ れるべきサンプルを含む第１のサンプルカップが管の下に配置される位置へ回転 させられ、かつ管がサンプルカップのサンプルへと下げられる。

３、　電源は電極３６０の端子３６３でその正の８力と接続され、他方の端部は 接地される。タイマ３７０は、所望の量のサンプルを毛管の入力端部へ界面動電 的に引出すために必要とされる必要秒数のために手動で、またはコンピュータ制 御によって設定され、かつおよそ５．０００から１０，０００ボルトの範囲の電 圧が印加される。設定された秒数が経過した後、検査されるべき成る量のサンプ ルは毛管の入力端部に存在する。

４、　次に、電圧はゼロまで減少され、かつ次にアーム２９０は上げられ、テー ブル１７５は回転させられ、その結果緩衝流体を含む次のサンプルカップはアー ムの下に位置決めされ、かつアームは管２４８がこのサンプルカップに入るよう に下げられる。

５、　次に、サンプルの成分上に存在し、全体のサンプルが毛管を通ることを保 証すると想定される最も小さい電荷に依存して、電圧はおよそ３０，０００ボル トまで増加され、かつこの電圧はおそらく１０〜４０分間印加される。

サンプルは、毛管を通って、かつオンカラム検出器２９０を通って毛管の他方の 端部でサンプルカップへ引かれる。

同じ動作は、次に分析されるべき他のサンプルで行なわれてもよい。

この発明の装置１０および前述の方法は第１０図に示されるシステムにおいて自 動化され、かつコンピュータ制御される。第１０図に示される装置は中央プロセ ッサＣＰＵ４０４を有するコンピュータ４０４と、この発明の様々な動作部分を 相互接続するための通路を提供するバス４１０とを含む。

電源３６７の出力は電極３６０．３６０′に接続され、それはバス４１０とＣＰ Ｕとに接続される。タイマ３７０もまたバスと、電力が電源により電極３６０お よび３６０′へ印加される時間の長さを制御するＣＰＵとに接続される。

前に示されたように、これはまた手動でなされることもできる。

回転モータ２１０および２１０′と、関連するセンサ２１２および２１２′とは バスと、このようにＣＰＵとに連結される。同様に、アップダウンモータ２６０ および２６０′と、それらのセンサとはバスおよびＣＰＵに連結される。さらに 、オンカラム検出器２９０はバスと、ＣＰＵと、レコーダとに連結される。

コンピュータ４００およびＣＰＵ４０４へ設定されたプログラムにより制御され る装置１０の自動動作において、最初は、電力はアップダウンモータ２６０．２ ６０′を含むシステムの構成要素へ印加され、柱２５０および２５０′は上げら れ、プログラムへ設定されたように所望の高さへテーブル１７０および１７０′ 上で管２４８および２４８′を上げる。次に、電力は回転モータ２１０および２ １０′に印加され、その結果テーブル１７０および１７０′は回転し、ディスク ２０３および２０３′は、そのスロット２０５．２０５′がセンサ２１２．２１ ２′に到達し、かつ光学センサ２１２および２１２′を介し光経路を完成する位 置へ回転させられる。これは選択された第１の穴１８１を伴うテーブルと、その サンプルカップとを管２４８および２４８′の下に置く。これは装置１０の標準 化されたまたは開始位置と見なされる。

次に、オペレータは、たとえば一方の端部を吸引ポンプに装着し、かつ脱ガスさ れた緩衝溶液をゆっくりと毛管へ引くことにより毛管３５０を緩衝溶液で満たす 。毛管が緩衝溶液で満たされた後、端部は管２４８または２４８′の決まった位 置に再び設定される。このとき、管２４８は任意に指定された第１のカップ上に 位置決めされ、かつこのカップは分析されるべき第１のサンプルを含む。

もしサンプルが次のカップの中にあれば、モータ２１０は、管２４８の下にサン プルを含む次のカップを自動的に置くプログラムにより制御された距離テーブル を動かすように付勢される。

次に、モータ２６０はアーム２４０と、管２４８を含む装置とをサンプル材料を 含むカップの中へ下げるように付勢される。電源は手動でまたは自動的にオンに され、電極３６０′が接地された状態でおよそ５，０００〜１０，０００ボルト の電位を電極３６０へ印加し、この電位はタイマ３７０により設定され、かつ必 要であると見積もられた秒数の間印加される。

この時間の間、ある量のサンプルは毛管の端部へ引かれる。選択された時間の終 わりに、電力は機械的に、または自動的にオフにされ、毛管へ引かれる付加的な サンプルはなくなる。流れの通常の通路に逆に作用するかもしれない緩衝液中の 泡の形成またはどのような他の現象をも避けるように注意されなければならない 。サンプル中の分析物は緩衝溶液中で荷電されるようになる。

次に、アップダウンモータ２６０は柱２４０および関連する装置を上げるために 付勢され、かつ管２４８はテーブル１７０上で上げられる。次に、モータ２１０ はオンにされ、かつテーブル１７０は自動的に回転され、その結果緩衝溶液を含 む次のカップ１８０は管２４８の下に位置決めされる。次に、モータ２６０は、 ちょうど管２４８の先端部がカップ１９０の底部辺りにある、または緩衝溶液中 で適当に位置決めされる地点でそのセンサ２６３によりモータが停止されるまで 柱２４０を下げるように付勢される。

次に、電源３６７は手動で、または自動的にオンにされ、およそ３０，０００ボ ルトの正電位を電極３６０に印加し、かつこれは荷電された成分または分析物が 、毛管を通る、かつオンカラム検出器２９０を通る電気浸透流の方向に流れるよ うにする。レコーダ１９４はそれを通る各成分に対するパルスを記録する。

サンプルが検出器を通るとき、適当な信号はシステムを通り、サンプルを受け、 次にテーブル１７０′をもしそのようなものが必要とされれば別の位置へ回転さ せるボックス１００の適当な構成要素を付勢する。

第１のサンプルが流された後、第２のサンプルは同じ態様で流されてもよい。

第１１図および第１２図に図示されるこの発明の変更において、複数個の同じ直 径の毛管３１０はホルダ３０８に設けられ、それらはより大きいサンプル処理能 力を提供するために並列に、または束になって作動される。第１２図は検出器キ ュベツト３１１中の多重毛管３１０を示す。

第１３図に図示されるように、コンピュータおよびマイクロプロセッサは数個の 装置１０の動作を同時に制御することができる。

毛管へのサンプルの注入に関して、もし所望ならば、サンプルは手動で、または 他の適当な態様で注入されてもよい。１つの配置において、カップ１９０および １９０′はカップ１９０′がより低い状態で異なる高さに位置決めされ成る量の サンプルまたは他の流体が毛管のサンプル端部に流動するのを許容することがで きる。

この発明の変形として、装置１０は、それによって柱２５０および２５０′と、 それらの関連する装置とを上げ、かつ下げるよりもむしろそれが特定のサンプル カップのみか全体のテーブル１７０および１７０′かのどちらかを上げ、かつ下 げる手段を含むように適合されることができる。

この発明のこの実施例において、モータ２１０および２１０′はどちらも柱２０ ０および２００′を回転させ、テーブル１７０および１７０′を上げ、かつ下げ るのに必要ときれるように垂直にそれらを上げ、かつそれらを下げるように構成 されるであろう。代替的に、別個のアップダウンモータ２０７．２０７’　（第 ３図）はテーブル柱２００．２００′へ連結されるであろう。

比較的高電圧がこの発明の装置で使用されるので、万一オペレータが高電圧にさ らされた場合電力を遮断するための手段が設けられる。これはオペレータがボッ クス９０または１００のカバー１６０および１６０′のうちの１つを除去すれば 起るかもしれない。このように、ボックス９０に関して第２図に図示される１つ の配置における安全処置として、スイッチ１６３は、側部壁のうちの１つ、たと えば壁１２０上のボックスの中で、かつカバー１６０の近くに位置決めされ、か つ電力インタロックとしてカバーで作動するように適合される。このように、た とえばスイッチ１６３がカバーの近くに装着された状態で、カバーは、カバーが 決まった場所にあるときスイッチを閉じ、かつカバーが除去されたときスイッチ を開け、このように装置からの高電圧を遮断するピンまたはアームを担持する。

さらに、クランプ１６４はカバー１６０および１６０′の各々に連結され、側部 壁にヒンジ結合されカバーを係合するように位置決めされる。クランプはカバー が除去され得る前に動かされなければならない。このように、所望ならば、スイ ッチ１６３は、それがクランプにより作動されるように装着されてもよく、また は所望ならば、クランプに関連する補助スイッチ（図示せず）があってもよい。

回路へのスイッチの接続は当業者によって容易に達成されることができるので、 この発明の装置で使用されるスイッチおよび電源の電気接続のすべてが示される わけではない。導線１６６はスイッチから電源回路への接続を表す。

小さな直径の毛管（２５−２００ミクロン）の使用は毛管内の温度（ジュール熱 ）差の大きさを低減し、２００ミクロンより大きいより大きい直径の毛管で通常 みられる領域広がり効果を最小化する。

第１４Ａ図および第１４Ｂ図に、かつ第１図に部分的に示されるこの発明の変更 において、ボックス９０およびそれによって担持される部分は、２つのボックス ９０および１００の間の間隔が異なる長さの毛管で装置の動作を許容するように 調節され得るように、支持部材２０の頂部壁３０上で摺動するように適合される 。

この発明のこの実施例において、支持部材２０の頂部壁３０には、その上でボッ クス９０のベースが位置決めされるスロット５００が設けられる。モータ２１０ および２６０はボックス９０のベース１１０の下部表面３２に固定され、スロッ ト５００の下であり、第１４Ａ図および第１４Ｂ図を参照すると事実上装置のベ ースの中にあり、垂直絶縁板５１０はベース１１０の下部表面に固定され、かつ そこから下方に延びる。この板５１０は２つのモータ２１０および２６０の間に 配設され、それは一方の表面上でモータ２１０のためのセンサ２１２を担持し、 かつそれは他方の表面上でモータにより担持されるディスクのためのセンサを担 持する。

異質の材料が支持部材の中に落ち得ないようにスロット５００を塞ぐために、ベ ロー。タイプ部材５２０は支持部材の頂部表面下の場所で固定される。ベローを 支持するために、２つの端部板５５０および５６０で支持部材２０の下部表面へ 固定され容器を完成する２つのＬ形の細長いストリップ５３０および５４０から なる容器が設けられる。

ボックス９０を駆動するためのモータ５７０は支持部材２０の壁３０の下部表面 に固定される。モータ５７０は、駆動ベルト５８０によってそこから遠隔に配置 された第２のホイール５８２へ連結される駆動ホイール５７２を担持する。モー タ５７０はボックス１００の下の壁３０の端部近くに位置決めされ、ホイール５ ８２はボックス９０の下の壁３０の対向端部の近（に位置決めされる。ホイール ５７２は壁３０または支持部材２０の別の壁土で適当に支持される。駆動ベルト ５８０は、ベルトが垂直板とクランプ板との間にある状態でクランプ板５９０に よって垂直板５１０に固定される。この連結配置で、モータ５７０がオンにされ るとき、それはベルト５８０が、それが固定される垂直板５１０およびボックス ９０のベース１１０を動かすようにする。モータはボックス９０を前後に駆動す るので、ベロー５２０は覆われるスロット５００を維持するのに必要とされるよ うに圧縮し、かつ拡張する。

この発明の前述の実施例の変更は第１５図に図示される。

第１５図において、毛管電気泳動装置６００は、装置の長さを変えるように容易 に組立てられ、かつ分解されることができるモジュールまたは部分で構成される 。このように、第１５図に図示されるように、装置は、ボックス９０および１０ ０と、それらの関連する装置とを含む端部部分６１０および６２０と、すべての 部分がともに混ざるように端部部分と同じ大きさおよび形を有する補助部分６３ ０とを含む。任意の所望数での補助部分６３０は連結が任意の適当な態様で達成 された状態で端部部分の間に挿入されることができる。１つの連結配置において 、様々な部分６１０．６２０および６３０は、それらが結合されるべき部分の隣 接する端部表面の穴６５０に入るそれらの端部表面のピン６４０を担持してもよ い。

第１５図に示される装置において、必要電気接続は任意の適当な態様でなされる 。たとえば、電源および制御装置はそれゆえすべて一方の端部部分に装着されて もよく、または所望ならば電源および制御装置は各端部部分に設けられてもよい 。さらに、所望ならばピン６５４およびソケット６５６のような手段は、部分が ともに連結されるとき電気接続が同時に隣接する接触表面の間で自動的になされ るように、各部分の端部表面に設けられてもよい。

装置６００は様々なモジュールの処理を簡略化する利点を有する。数個の小さな モジュールの搬送または運送は単一の比較的大きい装置の搬送または運送より便 利である。

さらに、補助部分は装置が異なる長さの毛管で作動するのを許容する。

この発明の装置はまた第１６図で示されるように毛管カートリッジ７１１を含む 変更された毛管を使用してもよい。

カートリッジは金属、ガラス、プラスチックまたはそのようなものの本体に嵌込 まれた巻かれた毛管７１３を含む毛管カセットを含む。巻かれた形状で、毛管は 任意の適当な長さであってよく、かつそれは様々な化学的性質を含むことができ る。毛管カセットはねじまたはそのようなものによって連結される金属、ガラス 、プラスチックまたはそのようなものの２つの板からなるハウジング７２１で保 持される。加熱され、または冷却されることができる温度制御流体は、入口およ び出口管７２３および７２５によってハウジングを通し循環させられ得る。毛管 カセットは、ハウジング７２１から容易に除去され、かつ異なる大きさまたは他 の特徴の別のカセットにより取替えられることができるということが注目される 。

異なる長さおよび化学的性質の毛管を提供することができる容易に取替え可能な カートリッジとしての毛管アセンブリ７１１の効用は当業者には明らかになるで あろう。毛管アセンブリまたはカートリッジ７１１に対する装着配置は第１７図 で図示される。

この発明の変更において、電気装置は変更され、動作電圧は予め設定されること ができ、その結果３位置スイッチを作動することにより、所望の予め設定された 低電圧が印加されサンプルを毛管へ引くことができ、かつそれから予め設定され た高電圧が印加されサンプルが毛管を通るようにすることができる。第３の位置 において、ゼロ電圧が印加され、システムはオフになり電流は流れない。

第１７図および第１８図に示されるようにこの発明のこの実施例において、上述 の毛管電気泳動装置１０の前部パネルは、装置の電源へ接続され、かつ選択され た低電圧へと設定されるように適合される第１のポテンショメータ６０４を含む ように変更され、第２のポテンショメータ６０８は選択された高電圧へ設定され るように装置の電源へ接続される。ポテンショメータで設定された電圧を印加す るための単一の３位置制御スイッチ６１０はまた、装置の動作において、オペレ ータへアクセス可能な前部パネル上に装着される。第１８図で概略的に示される スイッチ６１０は、スイッチアーム６１８と、低電圧端子６１６と、高電圧端子 ６１２と、ゼロ電圧端子６１３とを含む。

このように、第１７図および第１８図で示される装置の動作において、毛管を介 した低電圧の印加により毛管３１０にサンプルを引くことが望まれるとき、スイ ッチ６１０は端子６１６に設定されてポテンショメータ６０４で設定された低電 圧を毛管に印加する。この動作は常に何秒かの動作時間を必要とする。サンプル に毛管を流動させるように電圧を印加することが望まれるとき、スイッチ６１０ は接触端子６１２に設定されてポテンショメータ６０８により設定された高電圧 を印加する。この動作は常に時間で何分かかかる。スイッチ６１０は、もし自動 動作のためにそのようなものが設けられるならば、コンピュータ制御システムで 実施されてもよい。スイッチの端子６１３はゼロボルトを印加し、その結果シス テムは事実上オフにされ、電流は流れない。

第１９図に図示されるこの発明の別の変更において、オペレータが毛管の中への および毛管に沿った緩衝溶液の流れを観察し、かつガス泡が緩衝溶液中に存在す るかどうか決定するのを許容する毛管３１０に連結される拡大鏡６１４が設けら れる。それはまたオペレータが毛管を通る液体の通常の流れがあるかどうか決定 するのを許容する。もし流れが非常に遅いかまたはもし流れが全くなければ、こ れはおそらく流れの封鎖による非機能カラムの現われである、なぜならば大きな 高分子または凝集体は毛管の壁に吸着されるからであり、または塩溶液は蒸発し て、塩の凝集体は流体の通常の流れを停止させる壁のような境界面を形成したか らである。

第１９図に示される変更において、拡大鏡６１４はユーザにアクセス可能なよう にハウジング２ｏの端部壁４ｏ上に装着される。毛管３１０はその左端部が拡大 鏡の後ろの金属、ガラス、プラスチックまたはそのようなものの接続管６１９へ のプラスチックコネクタ６１７を通って真空または膿動ポンプ６３５へ連結され 、緩衝溶液またはそこを通る他の流体の流れが観察されることができる。

好ましい配置において、真空または膿動ポンプ６３５は、第２０図に図示される ようなハウジング２０中に装着されることができる小型ポンプである。

毛管が満たされた後、管６１９は除去され、かつ毛管は第１図および第１７図に 示されるような上述のホルダの、または任意の他の選択された装置のその動作位 置に設定される。

第１９図および第２０図において、ビー力８００は分析目的のために毛管からサ ンプルを受ける装置の出口端部で示される。

電気化学検出のために開発された多孔性ガラスジヨイントアセンブリはサンプル を収集し、かつ電気浸透流を計算するために使用されることができる。上述のよ うに、正の高電圧の印加は接地された電極の方向で緩衝液および分析物の巨大な 流れを発生する。

この発明の別の変更において、２つの異なる方法で電気浸透流を計算することが 可能である。１つの方法は、検出毛管（多孔性ガラスジヨイントの後の毛管）の 先端で１滴を生じる時間を測定することである。次に顕微鏡の下で滴は毛管カラ ムの一片へ毛管現象により吸引される。形成された２つのメニスカスの間の距離 はノギスにより測定されることができるので、毛管の一片へ積載された総体積は 、次に毛管の内部直径を知り、シリンダの体積の式で計算されることができる（ 以下参照）。

第２１図を参照すると、このモードの動作のための、検出毛管７２７の終端部に 配置される高倍率の拡大鏡または顕微鏡またはそのようなものである拡大鏡６１ ４でサンプルにより形成されたメニスカスを観察することによって電気浸透流を 測定することもまた可能である。システムにおいて電気浸透流が起こるとき、も しメニスカスが２つの地点（ＰＬおよびＰ２）の間を動（距離が知られれば、シ リンダに対する方程式を使用することによりサンプルの体積を計算することがで きる。

■＝πＸ　（ｄ２／４）　Ｘ　１ ここでＶ；シリンダの体積、π＝定数＝３．１４１６、ｄ＝シリンダの直径、お よび１＝２地点（ＰＬおよびＰ２）の間の距離である。さらに、メニスカスが毛 管７２７の２地点の間を動くのに必要とされる時間が知られれば、方程式を使用 することにより流れの電気浸透速度を計算することができる。

電気浸透流＝Ｖ／ｌ ここでＶ；シリンダの体積、かつｔ；メニスカスが地点Ｐ１とＰ２との間を動く のに必要とされる時間である。

いくつかのセットのシステムのパラメータに対する電気浸透流は以下の表に示さ れる。

表、様々な内部直径の溶融シリカ毛管を使用した注入体積および電気浸透流の理 論決定。結果は６０秒のメニスカス泳動時間に対する７５μｍｘｌｏＯｃｍ毛管 カラムで経験的に決定された値に基づいた。印加電圧はｌ０ＫＶ（１００Ｖ／ｃ ｍ）であった。

内部直径　総正味体積　注入の体積　電気浸透流（μｍ）　（μｌ）　（ｎｌ／ ６０５ｅｃ）　（ｎ、／１５　ｔｅＣ）　（ｎｌ／ｍｍ／ｓｘ　１０Ｊ）２５　 ０．５　１．６８　０．４２　３３．３５０　２．０　６．７２　１．６８　８ ．３７５　４．４　１４．８０　３．７０　３．８１００　７．９　２６．５４ 　６．６４　２．１２００　３１．４　１０５．５０　２６．３８　０．５この 計算は、システムのパラメータ、すなわち一定の温度、一定の緩衝液組成、一定 の毛管カラム寸法、一定の電圧および電流量のパルスなどのために１回なされた 。

代替的に、メニスカスが地点Ｐ１とＰ２との間を動く距離および時間はまた電子 センサシステムを使用して計算されることもできる。

第２２図に図示される緩衝溶液を脱ガスするために使用されるこの発明のまた別 の変更において、ヘリウム、窒素、アルゴンまたはそのようなもののような不活 性ガスの源６４０が設けられ、多岐管６４１と、多岐管６４１から回転可能なテ ーブル１７０へ垂直に延びる管６４３とを通って連結される。毛管中の泡の存在 は電子の流れを停止させるであろうし、システムは作動しないであろう。このよ うに緩衝液およびサンプルの脱ガスは欠くことができない。テ−プル１７０が回 転させられるとき、脱ガスはサンプルカップ１９０の各々に送られる。マイクロ インジェクタ管６４３は、研究中のサンプルまたは電気泳動動作に必要な緩衝液 を乱したり、または汚染したすせずにできるだけ穏やかな脱ガスシステムを行な うために少量の制御可能な量のガスを保持する。

第２３図を参照すると、この発明を実行する際に使用される毛管の別の変形にお いて、毛管６４５はその各々が異なる内部コーティングを有してもよい毛管のい くつかの部分または切片６４７．６４９および６５０を含む。様々なコーティン グは毛管壁への高分子の吸着を防ぐために、かつサンプルの成分を分離しそれに よってより効率的なサンプル分析が達成され得るために選択される。シラン誘導 体は適当なコーティング材料のうちの１つである。

管部分の隣接端部はスリーブ６５２によって端部と端部を当接され、ともに連結 されてもよく、それらはエポキシのような適当な接合剤によって毛管部分の外部 壁に固定される。

第２４図で概略的に図示されるこの発明の別の変更において、毛管７１９の入口 端部（分離毛管）は緩衝溶液の容器７２３中にあり、かつ出口端部（検出毛管） は緩衝溶液の容器７２３′に置かれる多孔性ガラススリーブ７２５へと挿入され る。溶融シリカ毛管７２７は緩衝液容器からの毛管７１９の端部から延び、かつ サンプルはそれが回復される毛管の端部からの小滴として流動する。

多孔性ガラス管７２５は、イオンが漏れ出るのを許容する選択的なメンブレンで あるが、分析されるべきサンプルは収集されるべきチュービングを通る。

元来、溶質域の電気化学的検出のための炭素繊維電極の検出毛管の開いた端部へ の挿入のために使用されるこの発明の原理は、留分コレクタを提供するために使 用されることができる。第２５図に概略的に図示されるように、毛管７２７の自 由端部は、水平アーム７３３に連結され、かつ回転可能なテーブル７３７のサン プルカップ７３５の上に位置決めされる垂直ホルダ７３１を通って向けられる。

第１７図および第２５図に示される装置の動作において、高い正電位はボックス ９０のサンプルカップ７３５の電極に印加され（オートサンプラまたはオートイ ンジェクタ側）、かつ接地電位は緩衝液容器７２６の電極に印加される（留分コ レクタ側）。接地電位は容器７２６の緩衝液の中にあるので、電位はなく、かつ ボックス１００のテーブル７３７のサンプルカップ７３５において必要とされる 緩衝液はな（、かつ全体の装置のこれらの部分は電気ショックの心配なしに扱わ れることができる。

最後に説明され、かつ第２６図で図示されるこの発明のまた別の変更において、 光センサ７３９は回転可能なテーブルの上の管の端部に連結され、光学ガラス繊 維７４１またはそのようなものはセンサから検出器７４３に連結される。この装 置で、センサはサンプル７４５の通路を感知し、かつこれはテーブルが回転させ られるべきときを決定するのに使用される検出器によって検出され単一のサンプ ルは各サンプルカップ７３５において析出されることができる。

上述のように装置１０を作動する方法は多くの応用に対して満足なものであり、 かつ適当な感度が達成される一方で、動作の別の方法は改良されたスペクトル分 析と、完全なスペクトル分析を提供することによりサンプルを同定するより大き な能力とを提供する。１または２ｍｍはどの小さい波長増分の変化は感度を最大 化し、かつ全体のスペクトル範囲をカバーするために使用されることができる。

第２７図に図示されるこのモード動作において、検出器は動作の第１の波長に対 し設定され、かつサンプル６３０が毛管を左へ、検出器２９０へと流動し、検出 器を通り、かつ第１の波長で検出器から出力パルスを与えた後、高電圧極性は反 転され、かつ緩衝液の流れの方向は反転され、それゆえサンプルの方向は反転さ れ、かつ検出器は第２の波長に設定された状態でサンプルは再び右へと検出器を 通る。これは第２のパルスが検出により与えられるようにする。次に、極性は再 び反転され、かつサンプルの流れは左への最初の方向であり、かつ検出器が光の 第３の波長を与え得るように設定された状態で出力を与える。第２のピークがサ ンプルの正確な同定を与える状態で、プロットされたときに２つのピークの波長 を与える一連のパルスが得られるまで、電位の反転およびサンプルの前後の循環 のこの動作は光の異なる検出器波長で繰返される。はとんどすべての純物質はそ の同定を許容するそのような一連のパルスを与える。

サンプルのための完全なスペクトルを与えるように得られるかもしれない典型的 な一連のパルス６４３は、第２９図に図示される波長対吸光度のプロットととも に第２８図に図示される。

装置の前部パネルの上の第１７図に示される光またはランプ７００および７０２ は任意の瞬間にどの方向で流れが起きているか示すために使用されることができ る。さらに、スイッチ７１０は高電圧極性を反転し上述の循環動作を達成するた めに設けられる。

サンプル、特に漿液または他の生物流体のような毛管カラムの壁に粘着する傾向 がある物質を含むものの多くの注　。

入の後、毛管カラムを回復することが必要である。商業的に入手可能な溶融シリ カ毛管はあまり高価でないので、毛管カラムを回復する１つの方法はそれをそっ くりそのまま取替えることである。

別の代替の代替例は、洗浄手順により毛管カラムを再生利用することである。第 ３０図にみられるように、Ｔ形の接続７４７は金属、ガラス、プラスチック、テ フロンまたはそのようなもののような材料の小さな管で毛管カラムの端部近くに 作られる。この接続はこれで毛管カラムの一部となる。接続管は弁７５０および 真空ポンプ７５２に装着される。このシステムは、調整された態様でカラムが洗 浄されることを許容するコンピュータ制御を通して、すなわち回転可能なテーブ ル１７０または他の装置のカップから吸引され、かつ流体トラップに繋がるテフ ロンポートを経て捨てられた脱イオン水および緩衝液が後に続く水酸化カリウム での掃流によって作動され得る。そして、毛管カラムは新しい分離検査の用意が できる。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、　４　ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、８ Ｆ（Ｇ、９ ＦＩＧ、１６ ＦＩＧ、旧 １鷹１＾ ＦＩＧ、２１ ＦＩＧ、２３ ＦＩＧ、２４ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　２５ ＦＩＧ、２９ ＦＩＧ、３０ 国際調査報告 １ｌＩｌ＃＋ｔ■ｒ１１−−一・ｒｌ−一トー＾ｅｏｋａ１ｉ−”喝＝−ＰＣＴ １０５８８１０４２２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電気的に荷電されることができるタイプの毛管を含む毛管電気泳動装置であ って、前記毛管は第１および第２の端部を有し、 緩衝溶液の源と、分析されるべきサンプル物質の源とを与える、前記毛管の前記 第１の端部での第１の手段と、前記装置に連結され前記毛管に電位を印加し、そ れによってサンプルが前記毛管を通って、かつ前記検出器を通り過ぎて流動する ための第２の手段とをさらに含み、さらに前記第１の手段が、複数個のサンプル カップを担持する回転可能なテーブルと、前記カップのうちの１つと動作的な関 係で前記毛管の端部を保持するためのホルダとを含み、前記カップは緩衝溶液ま たは分析されるべきサンプルのどちらかを含む、毛管電気泳動装置。 ２．前記テーブルはサンプルカップが据付けられる穴の環状アレイを含む、請求 項１記載の装置。 ３．前記ホルダは、前記毛管の前記第１の端部が常に前記サンプルカップのうち の１つの上に位置決めされるように配設される、請求項２記載の装置。 ４．前記ホルダは、前記毛管の端部を受けるように適合されたアパーチャを有す る円筒形部分と、前記円筒形部分から下方に延びかつ前記中空の管状部分へ挿入 されるように適合される中空の管とを含む、請求項１記載の装置。 ５．前記毛管の前記第２の端部にあり、回転可能なテーブルと、それによって担 持される複数個の第２のサンプルカップとを含む第３の手段と、前記第２のサン プルカップのうちの１つと動作的関係で前記毛管の前記第２の端部を保持するた めの第２のホルダとを含む、請求項１記載の装置。 ６．前記毛管の前記第１の端部と動作的な関係の第１の電極と、前記毛管の前記 第２の端部と動作的な関係の第２の電極と、前記第１および第２の電極の間に電 位を印加するための手段とを含む、請求項１記載の装置。 ７．前記電位は、前記毛管の前記第１および第２の端部が緩衝溶液に据付けられ て印加される、請求項２記載の装置。 ８．前記ホルダは、その側部壁にスロットを有する中空管と、 前記ホルダ内部にあり、かつ垂直に上下に動くように連合された垂直柱と、 前記スロットを通して前記垂直柱から横に延びる水平アームと、 前記回転可能なテーブル上で前記水平アームの外部端部から下方に延びる垂直管 と、 前記垂直柱の外部壁上の第１の電極と、前記水平アームに沿って前記第１の電極 から延びる導線と、 前記中空管中に配設され、かつ電源に結合される導線を含む第２の電極とを含み 、 前記第１の電極および前記第２の電極は、前記垂直柱が予め定められた距離を動 くとき、前記第１および第２の電極が互いに接触するように位置決めされる、請 求項１記載の装置。 ９．第１の電極はフィルム電極である、請求項８記載の装置。 １０．前記第１および第２のホルダの間の間隔およびその間の毛管の動作長を変 えるための手段を含む、請求項５記載の装置。 １１．前記毛管は２５ミクロンからおよそ２００ミクロンの範囲の内部直径を有 する、請求項１記載の装置。 １２．電気的に荷電されることができる毛管を含む毛管電気泳動装置であって、 前記毛管は第１および第２の端部を有し、 前記毛管に隣接する光学検出器と、 緩衝溶液の源と、分析されるべきサンプル物質の源とを与える、前記毛管の前記 第１の端部での第１の手段と、前記装置に連結され、前記毛管に電位を印加し、 それによってサンプルが毛管を通って、かつ前記検出器を通り過ぎて流動するた めの第２の手段とをさらに含み、前記第１の手段は複数個のサンプルカップを担 持する回転可能なテーブルと、前記カップのうちの１つと動作的な関係で前記毛 管の端部を保持するためのホルダとを含み、前記カップは、緩衝溶液または分析 されるべきサンプルのどちらかを含み、カップと動作的な関係へ前記ホルダを下 げるための、かつカップと動作的な関係から前記ホルダを上げるためのホルダ駆 動手段をさらに含む、毛管電気泳動装置。 １３．前記ホルダに関し前記テーブルを回転させるためのテーブル駆動手段を含 む、請求項１２記載の装置。 １４．動作の連続において、前記ホルダは前記テーブルの上に上げられ、かつ次 に前記テーブルは選択されたかップが前記ホルダの下にある位置へ回転させられ 、かつそれから前記ホルダは前記毛管の前記第１の端部が前記カップの中にある ように下げられるように、前記ホルダ駆動手段および前記テーブル駆動手段の動 作を自動的に同期させるための電子回路を含む、請求項１３記載の装置。 １５．複数個の第１のサンプルカップを担持する第１の回転可能なテーブルおよ び前記第１の回転可能なテーブルを回転させるための第１の手段と、 複数個の第２のサンプルカップを担持する第２の回転可能なテーブルおよび前記 第２の回転可能なテーブルを回転させるための第２の手段と、 前記第１のサンプルカップのうちの１つで分析されるべき或る量のサンプル物質 と、 前記第１および第２の回転可能なテーブルの間に連結され、第１の端部が第１の サンプルカップに挿入されるように適合され、かつ第２の端部が第２のサンプル カップに挿入されるように適合された毛管と、 前記毛管の前記第１の端部を上げ、かつ下げるための第１の手段と、 前記毛管の前記第２の端部を上げ、かつ下げるための第２の手段と、 電気的に荷電されることができる前記毛管の中の溶液と、電位を前記毛管の前記 溶液に印加するための手段と、前記毛管に連結され、前記毛管を通る前記サンプ ル物質の通路を感知するためのセンサとを含む、自動毛管電気泳動装置。 １６．電気泳動システムとしてのシステムの動作を制御するためのコンピュータ と、 前記コンピュータに接続されたバスと、分析されるべき物質のサンプルを受ける ための入力端部および出力端部を有する毛管と、 それによって分析されるべき前記サンプルの要素の通路を検出するための前記毛 管に隣接する検出器と、前記毛管の前記入力端部にあり、それと、かつそこに含 まれる流体と動作的関係の第１の電極と、前記毛管の前記出力端部にあり、それ と、かつそこに含まれる流体と動作的関係の第２の電極と、端子が複数個の出力 電圧を与えるように適合された電源とを含み、前記端子はその間に電圧を印加す るために前記電極に結合され、 前記電源はまた前記バスと前記コンピュータとに接続され、それによってその動 作および前記電極への選択された電圧の印加は制御され、かつシーケンス化され ることができ、 前記バスおよび前記コンピュータヘ連結され、前記電源による前記電極への動作 電圧の印加の時間の持続時間を制御するためのタイマ制御装置と、 前記毛管の前記入力端部のための第１のホルダと、前記毛管の前記出力端部のた めの第２のホルダと、前記第１のホルダへ機械的に連結され、前記第１のホルダ および前記毛管の前記入力端部を垂直に上下に駆動するための第１のホルダ駆動 手段とをさらに含み、前記第１のホルダ駆動手段は前記バスおよび前記コンピュ ータに電気的に結合され、それによってその動作は自動的に制御されることがで き、 その動きを制御するための前記第１のホルダ駆動手段と動作的関係の第１のホル ダ駆動センサ手段と、前記第２のホルダに機械的に連結され、前記第２のホルダ および前記毛管の前記出力端部を垂直に上下に駆動するための第２のホルダ駆動 手段とをさらに含み、前記第２のホルダ駆動は前記バスおよび前記コンピュータ に電気的に結合され、それによってその動作は自動的に制御されることができ、 その上下の動きを制御する前記第２のホルダ駆動手段と動作的関係の第２のホル ダ駆動センサ手段と、前記第１のホルダに隣接し、かつ前記毛管の前記入力端部 を受けるように位置決めされたカップを担持する第１の回転可能なテーブルと、 前記第２のホルダに隣接し、かつ前記毛管の前記出力端部を受けるように位置決 めされたカップを担持する第２の回転可能なテーブルと、 前記第１の回転テーブルに機械的に、かつ前記バスおよび前記コンピュータに電 気的に結合された第１のテーブル駆動手段と、 その動作を制御する前記第１のテーブル駆動手段に関連する第１のテーブル駆動 センサ手段と、前記第２の回転テーブルに機械的に、かつ前記バスおよび前記コ ンピュータに電気的に結合された第２のテーブル駆動手段と、 その動作を制御する前記第２のテーブル駆動手段に関連する第２のテーブル駆動 センサ手段と、前記コンピュータのクロック制御手段とをさらに含み、前記コン ピュータは、 １．前記第１および第２のホルダ駆動手段をオンにし、前記第１および第２のホ ルダをそれぞれ前記第１および第２の回転テーブル上に前記第１および第２のホ ルダを上げる予め定められた量上げ、 ２．前記第１および第２のテーブル駆動手段をオンにし、前記第１および第２の テーブルを前記第１および第２のテーブル駆動センサ手段の制御の下で開始位置 へ回転させ、 ３．前記第１および第２のホルダ駆動手段をオンにし、前記第１および第２のホ ルダを、前記ホルダと、緩衝溶液で満たされた前記毛管の前記入力および出力端 部とを、分析されるべきサンプル物質を含む第１のカップに置く前記第１および 第２のホルダ駆動センサ手段により定められた量下げ、 ４．サンプル流体が前記毛管へ注入されるようにし、かつ ５．前記サンプルが前記毛管に沿って流動するようにするために作動する、自動 毛管電気泳動システム。 １７．頂部壁と、前部および後部壁と、左および右端部壁とを有するボックス状 の支持部材と、前記支持部材の一方の端部にある第１のボックス囲いと、前記支 持部材の対向端部にある第２のボックス囲いとを含み、 前記ボックス囲いは各々ベース部材、左および右側壁、前部および後部壁および 除去可能なカバーを含み、前記第１のボックス囲いの中に配設され、かつそのベ ース部材上に回転可能に支持される第１の回転可能なテーブルと、 前記第１のテーブルの複数個のアパーチャおよび前記アパーチャの各々に据付け られるサンプルカップと、前記第１のテーブルに隣接して配設され、かつ前記第 １のテーブルの前記アパーチャ上でそこから下方に延びる第１の中空管を含む垂 直に可動の第１の柱とをさらに含み、前記第１の中空管は前記第１のアームが上 下に動くときサンプルカップヘおよびサンプルカップから動かされるように適合 され、 前記第１の中空管へ延びる第１の電極と、前記第２のボックス囲いの中に配設さ れ、かつそのベース部材上で回転可能に支持される第２の回転可能なテーブルと 、 前記第２のテーブルの複数個のアパーチャおよび前記アパーチャの各々に据付け られるサンプルカップと、前記第２のテーブルに隣接して配設され、かつ前記第 ２のテーブルの前記アパーチャ上でそこから下方に延びる第２の中空管を含む垂 直に可動の第２の柱とをさらに含み、前記中空管は前記第２のアームが上下に動 くときサンプルカップヘおよびサンプルカップから動かされるように適合され、 前記第２の中空管へ延びる第２の電極をさらに含み、前記第１および第２の電極 は電力に結合されるように適合され、 前記第１のボックス囲いから前記第２のボックス囲いへ延び、かつ一方の端部が 前記第１の管の中に配設され、かつ前記毛管の他方の端部が前記第２の中空管の 中に配役される毛管と、 そこを通る荷電粒子の通路を検出するための前記毛管に隣接して配設される検出 器とをさらに含む、毛管電気泳動装置。 １８．前記回転可能なテーブルは前記支持部材の頂部壁下で延びる垂直柱上で支 持され、かつそこで下部柱部分を含み、 前記支持部材の前記頂部壁下で前記下部柱部分へ連結されるモータと、 前記下部柱部分へ固定され、かつそれによって回転させられるように適合される 水平センサディスクと、前記水平ディスクに連結され、かつ前記センサに関し前 記センサディスクの位置に応答して前記モータを作動するように適合された光学 センサとを含む、請求項１７記載の装置。 １９．前記モータは前記支持部材の前記頂部壁の下部表面上で支持される、請求 項１８記載の装置。 ２０．カバーが除去されるとき電力を遮断するための前記ボックスのカバーに関 連する電力インターロック手段を含む、請求項１７記載の装置。 ２１．前記垂直に可動の第１の柱がその中に配設されてその壁にスロットを有す る第１の中空、管状垂直柱と、前記スロットを通して前記垂直に可動の第１の柱 から延び、かつその外部端部で前記第１の中空柱を担持する第１の水平アームと を含み、 前記垂直に可動の第１の柱は前記第１のボックスのベース部材を通って前記支持 部材の前記頂部壁下へ下方に延びる下部柱部分を有し、 前記下部柱位置へ連結されそれを上下に駆動する第１のモータと、 前記下部柱位置に隣接して位置決めされる第１の光学センサと、 前記下部柱位置に担持され、かつ前記第１のモータの動作を制御するように前記 第１の光学センサで作動するように位置決めされる第１の手段と、 その中に配設された前記垂直に可動の第２の柱でその壁のスロットを有する第２ の中空管状垂直柱と、その外部端部で前記第２の中空管を担持する前記垂直に可 動の第２の柱から延びる第２の水平アームとをさらに含み、 前記垂直に可動の第２の柱は前記第２のボックスのベース部材を通って前記支持 部材の前記頂部壁下へ下方に延びる下部部分を有し、 前記垂直に可動の第２のアームの前記下部柱部分に連結されそれを上下に駆動す る第２のモータと、前記垂直に可動の第２のアームの前記下部柱部分に隣接５て 位置決めされる第２の光学センサと、前記垂直に可動の第２のアームの前記下部 柱部分上に担持され、かつ前記第２のモータの動作を制御するように前記第２の 光学センサで作動するように位置決めされる第２の手段とをさらに含む、請求項 １７記載の装置。 ２２．電気的に荷電されることができるタイプの毛管を含む毛管電気泳動装置で あって、前記毛管は第１および第２の端部を有し、 前記毛管に隣接する検出器と、 分析されるべきサンプル物質の源を与える前記毛管の前記第１の端部での第１の 手段と、 前記装置に連結され、前記毛管に電位を印加しそれによってサンプルが前記毛管 を通って、かつ前記検出器を通り過ぎて流動するための第２の手段とをさらに含 み、前記第１の手段は複数個のサンプルカップを担持する回転可能なテーブルと 、前記カップのうちの１つに動作的な関係で前記毛管の端部を保持するためのホ ルダとを含み、前記毛管の前記端部がサンプルカップとの動作的な関係へ、かつ サンプルカップとの動作的関係から動かされ得るように前記テーブルおよび前記 ホルダをお互いに関し動かすための手段をさらに含む、毛管電気泳動装置。 ２３．前記テーブルは前記ホルダに関し垂直に上下に可動で、かつ前記ホルダに 関し回転可能である、請求項２２に記載の装置。 ２４．前記テーブルに固定され、かつそこから下方に延びる垂直柱と、前記テー ブルを回転させ、かつ前記テーブルを垂直に上下に駆動ずるために前記垂直柱へ 連結されるモータ手段とを含む、請求項２２記載の装置。 ２５．頂部壁と、前部および後部壁と、左および右端部壁とを有するボックス状 の支持部材を含む毛管電気泳動装置であって、 前記頂部壁は頂部表面および底部表面を有し、前記支持部材の一方の端部にある 第１のボックス囲いと、前記支持部材の他方の端部にある第２のボックス囲いと をさらに含み、 前記ボックス囲いは各々ベース部材と、左および右側部壁と、前部および後部壁 と、除去可能なカバーとを含み、前記ボックス状の支持部材の前記頂部壁のアパ ーチャをさらに含み、前記アパーチャは前記頂部壁の長さの部分に沿って延び、 前記第１のボックス囲いの中に配設され、かつそのベース部材上で回転可能に支 持される第１の回転可能なテーブルと、 前記第１のテーブルの複数個のアパーチャおよび前記アパーチャの各々に据付け られるサンプルカップと、前記第２のボックス囲いの中に配設され、かつそのベ ース部材上で回転可能に支持される第２の回転可能なテーブルと、 前記第２のテーブルの複数個のアパーチャおよび前記アパーチャの各々に据付け られるサンプルカップと、前記第１のボックス囲いから前記第２のボックス囲い へ延び、かつ一方の端部が前記第１のテーブルと動作的な関係で配設され、かつ 前記毛管の他方の端部が前記第２のテーブルと動作的な関係で配設される毛管と 、前記毛管に隣接して配設され、そこを通る荷電粒子の通路を検出するための検 出器とをさらに含み、前記第１のボックスは前記頂部壁上に装着され、前記第２ のボックスは前記頂部壁上に摺動可能に装着され、かつ前記頂部壁の下でかつ前 記ボックス状の支持部材の中に配設される装着手段に固定される、毛管電気泳動 装置。 ２６．前記最後に示された手段は、 第１の回転可能なホイールおよび前記第１の回転可能なホイールから間隔を開け られた第２の回転可能なホイールと、 前記回転可能なホイールに連結された駆動ベルトと、前記第１の回転可能なホイ ールに連結された駆動モータと、 前記ベルトおよび前記第２のボックスに連結され、それによって前記駆動モータ の動作および前記駆動ベルトの動きは、前記第２のボックスが前記頂部壁に沿っ て摺動し、前記第１のボックスからの異なる間隔を保証するようにする手段とを 含む、請求項２５記載の装置。 ２７．異質の物体が前記ボックス状の支持部材へ落ちるのを防ぐために前記頂部 壁の前記アパーチャに沿って配設されたべロータイプのスクリーンを含む、請求 項２６記載の装置。 ２８．頂部壁と、前部および後部壁と、左および右端部壁とを有するボックス状 の支持部材を含む毛管電気泳動装置であって、 前記頂部壁は頂部表面および底部表面を有し、前記支持部材の前記頂部壁の一方 の端部での第１のボックス囲いと、 前記支持部材の前記頂部壁の対向端部での第２のボックス囲いと、 前記第１のボックスと前記第２のボックスとの間に毛管を支持する手段と、 前記第１のボックスと前記第２のボックスとの間の間隔を変え、それによって異 なる長さの毛管がその間で支持され得るための前記ボックス状の支持部材に関連 する手段とをさらに含む、毛管電気泳動装置。 ２９．前記毛管に連結される除去可能な巻かれた毛管カートリッジを含む、請求 項１記載の装置。 ３０．前記毛管を通る流体の流れを見るための前記毛管に連結された拡大鏡を含 む、請求項１記載の装置。 ３１．．前記毛管の出力端部へ連結されるポンプを含む、請求項３０記載の装置 。 ３２．前記毛管の出力端部に連結されるポンプを含み、前記ポンプは前記ハウジ ングの内部に装着される小型ポンプを含む、請求項１７記載の装置。 ３３．前記拡大鏡は前記毛管のサンプルメニスカスの観察がそこでの電気浸透流 を決定するのを許容する、請求項３０記載の装置。 ３４．前記回転可能なテーブルヘの酸素吸収性気体の源を含み、そこから空気泡 を除去するためにサンプルカップヘの前記気体を導入する、請求項１記載の装置 。 ３５．前記気体はヘリウム、窒素およびアルゴンを含む気体のグループから選択 される気体である、請求項３４記載の装置。 ３６．前記第２の手段を作動し、前記電位が周期的に反転されるようにし、前記 サンプルが最初に前記検出器を通って１つの方向に動くようにし、サンプルの同 定のための一連の検出器パルスを与えるための手段を含む、請求項１記載の装置 。 ３７．毛管電気泳動によって物質のサンプルの性質を検出する方法であって、 検出器を通し１つの方向で分析されるべき物質を通し、前記サンプルの光学波長 を表わすパルスを得る段階と、前記検出器を通し反対の方向に前記物資を通し、 前記サンプルの光学波長を表わす第２のパルスを得る段階と、前記検出器を通し 前記物質を前後に通す工程を継続し、サンプルの正確な同定を提供するように結 合する一連のパルスを得る段階とを含む、方法。 ３８．毛管と、 前記毛管への、かつサンプル材料が前記毛管に沿って、かつ前記検出器を通ると き出力検出器パルスを提供するように適合された検出器と、 前記検出器へ前記管を通されるべき前記毛管の一方の端部にあるサンプル材料の 源と、 前記毛管を介して接続され、前記サンプル材料が前記検出器を通って前記毛管に 沿って第１の方向に通るようにし、第１の検出器パルスを与えるための電気手段 とを含み、前記電気手段は反転可能で、前記サンプル材料が前記第１の方向と反 対の方向に流動するようにして前記サンプル材料が前記検出器を通るようにして 、第２の検出器パルスを与え、 前記電気手段をトグル継手で止め、前記サンプル物質が前記検出器を前後に通る ようにし、かつそれによって多重検出器パルスを与えるための手段とをさらに含 む、サンプル材料を分析するための装置。 ３９．前記毛管はガラスのチュービングのコイルの形状である、請求項１記載の 装置。 ４０．ガラスのチュービングの前記コイルは支持部材に固定される、請求項３９ 記載の装置。 ４１．前記毛管は端部と端部をともに連結された複数個の部分を含み、前記部分 の内部表面は異なる化学薬品でコーティングされる、請求項１記載の装置。 ４２．前記化学薬品は毛管に沿ったサンプル材料の流れを変更するのに役立つ、 請求項４１記載の装置。 ４３．前記部分の隣接する端部は、前記毛管部分の外部表面に固定される周囲ス リーブによってともに当接され、かつともに固定される、請求項４１記載の装置 。 ４４．同定されるべきサンプルを受けるための、かつ毛管の長さに沿ってサンプ ルを通すための入口端部および出口端部を有する毛管を含む毛管電気泳動装置で あって、前記毛管の出口端部を受ける多孔性ガラス管と、一方の端部が前記毛管 の出口端部に隣接し、かつ前記毛管からサンプルを受けるように適合された前記 多孔性ガラス管中の補助管とをさらに含み、前記補助管はそこからサンプルが収 集手段へ出る出口端部を有する、毛管電気泳動装置。 ４５．前記補助管の出口端部は前記補助管からのサンプルを受けるために回転可 能なテーブル上に位置決めされる、請求項４４記載の装置。 ４６．前記補助管の出口端部にあるセンサと、一方の端部で前記センサに連結さ れ、かつ他方の端部で検出器に連結されて、前記補助管を通るサンプルの通路を 検出しそれによって各サンプルが見えるとき前記回転可能なテーブルの回転が行 なわれ得るための、光学ガラス繊維とを含む、請求項４５記載の装置。 ４７．そこのサンプルカップヘの付加のための前記回転可能なテーブルへ連結さ れる不活性ガスの源を含む、請求項１記載の装置。 ４８．そこを通るサンプルの通路を検出するための前記毛管の出力端部へ連結さ れる検出器を含む、請求項１記載の装置。 ４９．前記毛管に挿入され、かつ前記毛管を洗浄するのに使用可能な洗浄流体の 源へ連結される毛管のＴ形の部分を含む、請求項１記載の装置。