JPH04175655A - キャピラリ電気泳動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はペプチド、蛋白質および核酸などの分離分析法
であるキャピラリ電気泳動法（ＣＺＥ）の再現性、信頼
性の向上法に関する。

〔従来の技術〕

従来のキャピラリ電気泳動法（ＣＺＥ法）はアプリティ
カルケミストリー５９巻、１０２１頁から１０２７頁（
１９８７年（Ａｎａｌ、Ｃｈｅｍ、　５９　、　ｐｐ１
０２１−１０２７　（１９８７））において論ぜられて
いる。すなわち、内径５０μｍ程度のガラス製中空細管
（キャピラリ）中に電解質水溶液を満たし、細管の両端
を電解質水溶液に浸す。細管の一端に分析したい試料を
注入した後、両端の間に数万ボルト程度の高電圧を付与
し試料を電気泳動分離する。細管の中間に適当な検出器
、例えば、紫外領域での吸光度計測器、を設け、細管中
を通過する物質の濃度を計測すれば試料を分析できる。

高電圧の付与によりジュール熱が発生するので細管は、
一般に、恒温槽中に置かれ、細管の冷却が試みられてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では細管内の温度が計測されていないので
、得られた分析結果がいかなる温度でのデータが不明で
あり、結果の厳密な理解で不可能である。たとえ細管を
恒温槽内に置いても、付与した高電圧により細管的温度
は設定した恒温槽の温度よりも相当に上昇するという問
題がある。

ＣＺＥ法のような無担体泳動法では一般に物質の泳動速
度は１℃の温度変化に対して４パ一セント位変化する。

したがって、泳動速度を計測したとき同時に泳動液の温
度も計測しておかないと５得られた泳動速度を他の測定
結果と比較できないことになり、したがって、泳動速度
の値から当該物質を同定することもむずかしくなる。

本発明は泳動速度の計測時に泳動媒体の温度も同時に計
測する手段を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明では細管内にサーモク
ロミック色素、すなわち、温度により光吸収スペクトル
の変化する色素の溶液を注入し、当該色素の吸光度を計
ることにより細管内の温度を計測した。

〔作用〕

ＣＺＥ法における細管は内径が２５〜１００μｍ程度と
非常に細く、その内部の温度を計るには、サーモクロミ
ックの色素の溶液のような液状の温度検知器を用いるの
が最良である。これにより、泳動分離している物質の妨
害とならずに細管内部の温度を計測できる。他の、例え
ばサーミスタのような温度検知器は、その径をＣＺＥ用
細管程度に小さくすることも困難であるが、たとえ小さ
くできたとしても、サーミスタの存在それ自体が泳動分
離の妨害となるので用いることはできない。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。まず第２図にて、内径１００μｍのガラス製中
空細管１に３１ｍＭの濃度でｐ　Ｈ７、０のリン酸バッ
ファを満たし、一端を減圧装置２に接続し、他端をサー
モクロミック色素。

ポリ（３−トコシルチオフェン）の塩化メチレン溶液の
入った容器３に入れ、減圧操作によりサーモクコミック
色素溶液を少量細管に注入する。次に、容器３の内容を
分析対象、例えば血清蛋白トランスフェリンを含む上記
リン酸バッファに入れ変え、ふたたび減圧操作により蛋
白質水溶液を少量細管に注入する。この細管を第１図の
キャピラリ電気泳動装置に設置する。つまり、リン酸バ
ッファ１２の入った電極槽１３と５の間の細管１を設定
する。この際、サーモクロミック色素および蛋白質を注
入した細管の端を正極４の側電極槽１３に配置し、他端
を負極６の側電極槽５に配する。７は電気泳動用の高圧
電源を示し、１１は恒温槽を示す。細管の中間に２２０
ｎｍおよび５００ｎｍの２つの波長で細管の吸光度を計
測する検出器８を配する。２２０ｎｍの波長の光は蛋白
質の濃度を測定するためであり、５００ｎｍの光はサー
モクロミック色素の吸光度、すなわち、温度を計測する
ためである。検出器の出力は分離図形（電気泳動図）を
記録するための装置９および細管的温度の表示装置１０
に導かれる。細管的温度の信号を記録計９に導いて記録
計」二に温度を表示してもよいことは勿論である。サー
モクロミック色素の吸光度を温度に換算するには、電気
泳動する前にあらかじめ細管を色素溶液で満たし、細管
を温度既知の恒温槽に入れて吸光度を電圧をかけずに計
測して温度と吸光度の関係を調へておけばよい。さらに
、恒温槽の温度制御器１５に上記検出器８で検出される
サーモクロミック色素の吸光度の値を温度検出値として
入力し、１５により検出値が一定になるように恒温槽の
温度を制御する植成とすれば、電気泳動中もキャピラリ
内の温度を一定に保つことができる。

さて、電気泳動を始めるに先立って、細管、検出器２両
電極槽を恒温槽１１の中に入れ２６℃に保って１両電極
４，６間に２２０ボルト／　ｃｍの電界強度を付与した
ところ、３．２０分後にサーモクロミック色素が検出器
に到達し、温度４２℃の値が計測された。恒温槽の設定
温度よりも１６℃もジュール熱によって細管内の温度が
上昇していることがわかった。９．３４　分後にはトラ
ンスフェリンが検出器に到達した。サーモクロミック色
素の到達時間、すなわち、保持時間から、細管内の電気
滲透流速は４２°Ｃで２．２０×１Ｏ−２ｃｘ＋Ｔ　／
ボルト・分と計算され、トランスフェリンの保持間から
この蛋白の泳動速度は４２℃で７．５４Ｘ１０−’ｃｎ
／ボルト・分と計算された。

以上、本発明によれば恒温槽の設定温度に比して細管内
の温度は大幅に上昇していることがわかった、また、泳
動温度と泳動速度を組みにして同時に計測することがで
きるようになり、計測された泳動速度のデータの信頼性
が高まった。恒温槽の温度を変化させてトランスフェリ
ンの泳動速度の温度依存性を求めたところ、１℃の温度
上昇により約３．５％速度が上昇することがわかった。

この数値からも細管内温度の計測の重要性は明らかであ
る。細管内温度を計測しない場合、泳動速度は恒温槽の
設定温度で計測されたものとみなされ、たとえば細管内
温度と恒温槽温度の差が１０℃あれば泳動速度は約３５
％もの誤差を含むことになる。

また、細管内温度の計測は泳動速度計測の信頼性を上昇
させるのみでなく、泳動電圧の最適化にも有効である。

一般に、泳動電圧を高めるとＣＺＥの分離能は上昇され
るが、これは温度上昇が抑制された場合のみである。実
際には細管内温度が上昇してしまうので、用いうる泳動
電圧には限界がある。例えば、内径１００μｍの細管に
３１ｍＭのリン酸バッファを満たして用いた場合、恒温
槽温度を３０″Ｃに設定すると、用いつる最高電界強度
は約３００ボルト／―となる。これ以上の電界強度では
細管内のバッファ温度は沸点近くとなり乱流が生じ、正
常な泳動図が得られなくなった。

また、高温で泳動すると蛋白質が変性し、泳動速度が変
化する可能性がある。

なお、本発明に用いうるサーモクロミック色素としては
ポリ（３−アルキルチオフェン）類、および、スピロピ
ラン類などがある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＣＺＥ法における細管内の温度が計れ
るので被分析物質の保持時間の測定の信頼性が高まり、
また、印加電圧の最適化を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＣＺＥ装置の構成図である
。第２図はＣＺＥ用細管の充填法を示す構成図である。 １・・・中空細管、８・・・検出器、４，６・・電極、
５゜１３・・・電極槽、７・・・高圧電源、９・・・記
録計、１０め ￥Ｊ　ｉ　図 Ｙ　ｚ　団 誠五装置　　　・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ふたつのバッファ溶液槽の間に中空細管が設置され
   、該中空細管の一端に注入された試料を前記ふたつのバ
   ッファ溶液槽の間に印加する電界で移動せしめるキャピ
   ラリ電気泳動装置において、前記中空細管の内部温度を
   計測する温度計測手段を設けたことを特徴とするキャピ
   ラリ電気泳動装置。 ２、前記中空細管にはサーモクロミック色素が注入され
   、前記温度計測手段は、前記中空細管での前記サーモク
   ロミック色素の吸光度変化を検出することを特徴とする
   請求項１に記載のキャピラリ電気泳動装置。 ３、前記中空細管は恒温槽の中に設置され、前記温度計
   測手段の出力が一定となるよう前記恒温槽の温度を制御
   する温度制御器をさらに有することを特徴とする請求項
   １に記載のキャピラリ電気泳動装置。