JPS6146780B2 - - Google Patents
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- JPS6146780B2 JPS6146780B2 JP55040048A JP4004880A JPS6146780B2 JP S6146780 B2 JPS6146780 B2 JP S6146780B2 JP 55040048 A JP55040048 A JP 55040048A JP 4004880 A JP4004880 A JP 4004880A JP S6146780 B2 JPS6146780 B2 JP S6146780B2
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- electrode
- electrophoresis tube
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- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
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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
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
- G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可視的な浮遊粒子の電気泳動速度を測
定する装置に関する。
定する装置に関する。
細胞の浮遊液に電界を作用させると細胞は電界
の作用で移動する。この移動速度を測定すると例
えば医療診断上の情報が得られる。このため可視
的浮遊粒子の電気泳動を測定する装置が既に提案
されている。
の作用で移動する。この移動速度を測定すると例
えば医療診断上の情報が得られる。このため可視
的浮遊粒子の電気泳動を測定する装置が既に提案
されている。
所で浮遊粒子の電気泳動を測定する場合次のよ
うな問題がある。第１図において１は電気泳動
管、２，３は電極で管１内に充たした溶液に粒子
を浮遊させ電極２，３間に電圧を印加して粒子に
電気泳動を行わせ、粒子の移動を光学的に観測す
る。電気泳動管はガラスで溶液は水溶液である。
２種の透電体が接触すると接触面には誘電率の大
なる方に正、反対側に負の電荷が現われる。今の
場合水の方がガラスより誘電率が大であるから電
気泳動管１の内面には負電荷が、水溶液の電気泳
動管１に接している面には正の電荷が現われる。
この正の電荷は水が一部解離して生じたH+イオ
ン（正確にはH+がH2O分子と結合したH3O+）が
溶液の電気泳動管１内面に接している付近に集る
ことによつて現われる。こゝで電極２，３間に電
圧をかけると上記した正イオンは負電極２の方に
引かれ、それに伴つて溶液の電気泳動管１内面に
接している層内の溶液は左方に流動する。電気泳
動管１の任意断面において溶液の総移動量は０で
なければならぬから管１の中心付近では右方への
流れが形成され、管１内の溶液は図示矢印のよう
な対流を行う。この対流を電気浸透流と云う。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、正しい電気泳動速度を測定するには光
学系のピントを管１内で電気浸透流の流速０の層
に合せて電気泳動を観測する必要がある。しかし
この層は具体的に見えるわけではないので、その
層の位置を適当な仮定のもとに計算で推定し、そ
の位置に光学系のピントを合せている。この計算
は例えば管１の断面が円のとき電気浸透流の左向
きの流れと右向きの流れの部分の断面等が等しい
と云うような仮定で行う。しかしこのような仮定
によつて定めた層が真に電気浸透流の流速０であ
るかどうかは不詳であり、管の断面が円形でない
ときは計算のための適当な仮定を設けることも容
易でない。
うな問題がある。第１図において１は電気泳動
管、２，３は電極で管１内に充たした溶液に粒子
を浮遊させ電極２，３間に電圧を印加して粒子に
電気泳動を行わせ、粒子の移動を光学的に観測す
る。電気泳動管はガラスで溶液は水溶液である。
２種の透電体が接触すると接触面には誘電率の大
なる方に正、反対側に負の電荷が現われる。今の
場合水の方がガラスより誘電率が大であるから電
気泳動管１の内面には負電荷が、水溶液の電気泳
動管１に接している面には正の電荷が現われる。
この正の電荷は水が一部解離して生じたH+イオ
ン（正確にはH+がH2O分子と結合したH3O+）が
溶液の電気泳動管１内面に接している付近に集る
ことによつて現われる。こゝで電極２，３間に電
圧をかけると上記した正イオンは負電極２の方に
引かれ、それに伴つて溶液の電気泳動管１内面に
接している層内の溶液は左方に流動する。電気泳
動管１の任意断面において溶液の総移動量は０で
なければならぬから管１の中心付近では右方への
流れが形成され、管１内の溶液は図示矢印のよう
な対流を行う。この対流を電気浸透流と云う。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、正しい電気泳動速度を測定するには光
学系のピントを管１内で電気浸透流の流速０の層
に合せて電気泳動を観測する必要がある。しかし
この層は具体的に見えるわけではないので、その
層の位置を適当な仮定のもとに計算で推定し、そ
の位置に光学系のピントを合せている。この計算
は例えば管１の断面が円のとき電気浸透流の左向
きの流れと右向きの流れの部分の断面等が等しい
と云うような仮定で行う。しかしこのような仮定
によつて定めた層が真に電気浸透流の流速０であ
るかどうかは不詳であり、管の断面が円形でない
ときは計算のための適当な仮定を設けることも容
易でない。
本発明は上述した電気浸透流の問題を解決する
方法を提供することを目的としてなされた。
方法を提供することを目的としてなされた。
本発明は電気泳動管の外面に電極層を形成し、
この電極層に印加する電圧を変えることにより管
内面、溶液との接触面に現れる電荷量を変えて電
気浸透流の強さを変化させ、この変化の前後に
夫々電気泳動管内の色々な層において浮遊粒子の
移動速度を測定し、上記電極層の電圧を変える前
後における同じ層の粒子移動速度の比を計算し、
この比が１になる層の移動速度を求めるものであ
る。電気浸透流の流速分布の形は電気浸透流の強
さには無関係に一定なので、電気浸透流の速さを
変える前後の粒子移動速度の比が１になる層は電
極層印加電圧を変える前後で電気浸透流の流速が
変らない層であり、電気浸透流の流速が変らない
のは電気浸透流０の層であるから、この層におけ
る移動速度は真の電気泳動速度である。以下実施
例によつて本発明を説明する。
この電極層に印加する電圧を変えることにより管
内面、溶液との接触面に現れる電荷量を変えて電
気浸透流の強さを変化させ、この変化の前後に
夫々電気泳動管内の色々な層において浮遊粒子の
移動速度を測定し、上記電極層の電圧を変える前
後における同じ層の粒子移動速度の比を計算し、
この比が１になる層の移動速度を求めるものであ
る。電気浸透流の流速分布の形は電気浸透流の強
さには無関係に一定なので、電気浸透流の速さを
変える前後の粒子移動速度の比が１になる層は電
極層印加電圧を変える前後で電気浸透流の流速が
変らない層であり、電気浸透流の流速が変らない
のは電気浸透流０の層であるから、この層におけ
る移動速度は真の電気泳動速度である。以下実施
例によつて本発明を説明する。
第２図は本発明の一実施例装置を示す。１は電
気泳動管、２，３は浮遊粒子に電気泳動を起させ
るための電極、４は電気泳動管１の外面に形成し
た透明電極層で管１の外面を覆つている。５はレ
ーザ光源、６は集光レンズで管１内にレーザ光束
を管軸方向に長い線状に収束させる。７は投影レ
ンズで上記レーザ光束の収束線にピントを合せて
その点の像を格子８上に結像する。レーザ光源５
から格子８までの各部は一つの架台上９上に取付
けられ、レーザ光束の収束線が電気泳動管１内で
一つの半径方向に移動できるようになつている。
電極４に印加する電圧はスイツチＳによつて０と
一定値の２種に切換えられる。格子８の後方には
受光素子１０が置かれ、その出力は周波数分析回
路１１に送られ、受光素子１０の出力のスペクト
ル分布が求められる。このスペクトル分布はメモ
リＭに記憶せられる。
気泳動管、２，３は浮遊粒子に電気泳動を起させ
るための電極、４は電気泳動管１の外面に形成し
た透明電極層で管１の外面を覆つている。５はレ
ーザ光源、６は集光レンズで管１内にレーザ光束
を管軸方向に長い線状に収束させる。７は投影レ
ンズで上記レーザ光束の収束線にピントを合せて
その点の像を格子８上に結像する。レーザ光源５
から格子８までの各部は一つの架台上９上に取付
けられ、レーザ光束の収束線が電気泳動管１内で
一つの半径方向に移動できるようになつている。
電極４に印加する電圧はスイツチＳによつて０と
一定値の２種に切換えられる。格子８の後方には
受光素子１０が置かれ、その出力は周波数分析回
路１１に送られ、受光素子１０の出力のスペクト
ル分布が求められる。このスペクトル分布はメモ
リＭに記憶せられる。
格子８上にはレーザ光束の収束線にあつて照明
されている浮遊粒子の像が輝いた点として形成さ
れており、粒子の移動に従つて格子上を移動して
いる。このため格子８を透過する光の量は粒子像
が格子線にかくされたり格子線間に現れることに
より周期的に変化する。浮遊粒子像は一つでなく
多数あり、かつ移動速度は若干のばらつきを持つ
ているから受光素子１０の出力は単一周期の波形
ではなく、色々の周期の波形が重なつた不規則な
形をしているから、周波数分析回路で周波数分布
のスペクトルを求めると、それが浮遊粒子の移動
速度分布を表わしている。
されている浮遊粒子の像が輝いた点として形成さ
れており、粒子の移動に従つて格子上を移動して
いる。このため格子８を透過する光の量は粒子像
が格子線にかくされたり格子線間に現れることに
より周期的に変化する。浮遊粒子像は一つでなく
多数あり、かつ移動速度は若干のばらつきを持つ
ているから受光素子１０の出力は単一周期の波形
ではなく、色々の周期の波形が重なつた不規則な
形をしているから、周波数分析回路で周波数分布
のスペクトルを求めると、それが浮遊粒子の移動
速度分布を表わしている。
架台９を移動させながら一定移動量毎に上の測
定動作を行い、そのときの観測されたスペクトル
をメモリＭに記憶させ、同じ操作をスイツチＳを
開閉させて２回行い同じ架台位置に対応する前後
２回のスペクトルをメモリから読出しその形を比
較し、最も良く一致するものを見出せば、それが
浮遊粒子の真の電気泳動速度分布を示すものであ
る。
定動作を行い、そのときの観測されたスペクトル
をメモリＭに記憶させ、同じ操作をスイツチＳを
開閉させて２回行い同じ架台位置に対応する前後
２回のスペクトルをメモリから読出しその形を比
較し、最も良く一致するものを見出せば、それが
浮遊粒子の真の電気泳動速度分布を示すものであ
る。
上述装置における測定結果処理の別の方法とし
て、浮遊粒子の移動速度を求める位置を電気泳動
管１内の半径方向の３位置のみとし、電極４に電
圧をかける前後夫々の上記３位置における粒子移
動速度から内挿又は外挿によつて両方の場合にお
ける粒子移動速度の一致する点における移動速度
を求める。第３図はその操作を図式に行う場合の
要領を示す。ｐ１，ｐ２，ｐ３は電極４に電圧を
かける前の３位置の浮遊粒子移動速度（平均）、
ｑ１，ｑ２，ｑ３は同じく電極４に電圧をかけた
ときの同位置における移動速度である。ｐ１〜ｐ
３を連ねる一本のカーブとｑ１〜ｑ３を連ねる一
本のカーブとの交点ｆを求めると、ｆに対する速
度ｖが真の電気泳動速度である。この操作は計算
によつても行える。ｐ１〜ｐ３及びｑ１〜ｑ３を
連ねる線は夫々２次曲線であるから、各々は３点
によつて決定できる。点数をもう一つ増せば最小
２乗法を適用できるから更に精度が上り、これら
の演算はコンピユータで行えばよい。
て、浮遊粒子の移動速度を求める位置を電気泳動
管１内の半径方向の３位置のみとし、電極４に電
圧をかける前後夫々の上記３位置における粒子移
動速度から内挿又は外挿によつて両方の場合にお
ける粒子移動速度の一致する点における移動速度
を求める。第３図はその操作を図式に行う場合の
要領を示す。ｐ１，ｐ２，ｐ３は電極４に電圧を
かける前の３位置の浮遊粒子移動速度（平均）、
ｑ１，ｑ２，ｑ３は同じく電極４に電圧をかけた
ときの同位置における移動速度である。ｐ１〜ｐ
３を連ねる一本のカーブとｑ１〜ｑ３を連ねる一
本のカーブとの交点ｆを求めると、ｆに対する速
度ｖが真の電気泳動速度である。この操作は計算
によつても行える。ｐ１〜ｐ３及びｑ１〜ｑ３を
連ねる線は夫々２次曲線であるから、各々は３点
によつて決定できる。点数をもう一つ増せば最小
２乗法を適用できるから更に精度が上り、これら
の演算はコンピユータで行えばよい。
上述実施例では電気泳動管１の外面の電極４は
透明電極であるが、これをメツキによる金属電極
とするときは照明及び観測のための小窓を設けて
おけばよい。
透明電極であるが、これをメツキによる金属電極
とするときは照明及び観測のための小窓を設けて
おけばよい。
本発明電気泳動測定装置は上述したような構成
で単なる推定でなく真に電気浸透流０の層におけ
る浮遊粒子の移動速度が求められるので、正確な
電気泳動速度を知ることができる。
で単なる推定でなく真に電気浸透流０の層におけ
る浮遊粒子の移動速度が求められるので、正確な
電気泳動速度を知ることができる。
第１図は電気泳動管の側面図、第２図は本発明
の一実施例装置を示す斜視図、第３図は測定結果
処理法を説明するグラフである。 １……電気泳動管、２，３……電極、４……電
気泳動管外面の電極層、５……レーザ光源、６…
…集光レンズ、７……投影レンズ、８……格子、
９……架台、１０……受光素子、１１……周波数
分析回路、Ｍ……メモリ。
の一実施例装置を示す斜視図、第３図は測定結果
処理法を説明するグラフである。 １……電気泳動管、２，３……電極、４……電
気泳動管外面の電極層、５……レーザ光源、６…
…集光レンズ、７……投影レンズ、８……格子、
９……架台、１０……受光素子、１１……周波数
分析回路、Ｍ……メモリ。
Claims (1)
- １ 電気泳動管の外面を電極層で覆い、この電極
層に印加される電圧を変えられるようにし、電気
泳動管内の浮遊粒子観測光学装置の電気泳動管内
の視点位置を電気泳動管の管軸に直角の方向に移
動可能とした電気泳動測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4004880A JPS56137143A (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | Measuring device for electrophoresis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4004880A JPS56137143A (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | Measuring device for electrophoresis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56137143A JPS56137143A (en) | 1981-10-26 |
| JPS6146780B2 true JPS6146780B2 (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=12570023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4004880A Granted JPS56137143A (en) | 1980-03-27 | 1980-03-27 | Measuring device for electrophoresis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56137143A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151164A (en) * | 1990-02-09 | 1992-09-29 | The University Of Maryland | Enhanced capillary zone electrophoresis and apparatus for performance thereof |
| US5092972A (en) * | 1990-07-12 | 1992-03-03 | Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Field-effect electroosmosis |
| US5322607A (en) * | 1992-07-14 | 1994-06-21 | Hewlett-Packard Company | Electrical potential configuration for an electrophoresis system |
-
1980
- 1980-03-27 JP JP4004880A patent/JPS56137143A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56137143A (en) | 1981-10-26 |
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