【2021年版】キャピラリ メーカー13社一覧

キャピラリのメーカー13社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


キャピラリとは

キャピラリ

キャピラリとは、毛細管現象または毛細管現象が発生するような狭い管のことを指す。

毛細管現象は、重力のような外力の助けを借りずに、あるいは、狭い空間を流れる液体によって発生する能力です。

この効果は、絵筆の毛の間の液体の描画、細いチューブ、紙や石膏などの多孔質材料、砂や液化炭素繊維などのいくつかの非多孔質材料、または生物細胞の中で見ることができます。

これは、液体と周囲の固体表面(例えばガラス)との間の分子間力のために発生します。

チューブの直径が十分に小さい場合は、液体の表面張力と液体と容器の壁の間の接着力のバランスが液体を推進するように作用する。

キャピラリの使用用途

毛細管現象は、私たちの日常生活においてあらゆる形で実用的に働いてくれています。

基本的な特性は、キッチンタオルで水を吸収することと同じです。

凝集性と粘着性により、キッチンタオルの中に液体は引き込まれ一定の速度でキッチンタオルの中に染み込みます。

クロマトグラフィーと呼ばれる技術では、毛細管現象を利用して、液体が層を成して流れる層流の特性を使って混合物と物質を分離します。

毛細管現象は、目の中の涙液をポンプで送り出すことで、眼内の不純物を自然な働きで除去してくれています。

キャピラリの原理

水に浸した毛細管(細く狭い管)は、水と管の壁との接触角の結果としてメニスカスを形成します。

このメニスカスの曲率は、管が細いほど大きく(すなわち、曲率半径が小さく)なります。

曲率の発生により、液体と気体の界面に圧力差が生じます。

鋭角な接触角を持つ液体(例えば、ガラス上の水)は、凹状のメニスカスを形成するため、メニスカスの下の液体圧力は大気圧よりも小さくなります。

したがって、管内の水は、管外の水(すなわち、水平な空気-水界面の下での大気圧の水)のより大きな圧力によって、その初期位置から、同じレベルで管内を上昇するように駆動されます。

チューブ内の水とチューブ外の平面下の水との間の圧力差が、キャピラリーチューブ内の水柱によって発揮される静水圧によって打ち消されると、上向きの動きは停止します。

このため、管外の水よりも管内の水位が高く、管の周りを水分子が吸着して重量に相反してその水位で留まることができています。

キャピラリの作り方

キャピラリは、ガラス管などの細長いガラス製品の中心をガスバーナーで加熱して軟化させた後、炎から素早く取り出し、両手で勢いよく伸ばして作ります。ガラス管を伸ばした直後はまだ熱いので、加熱部周辺をよく冷まします。ガラス管が室温に戻ったのを確認してから、アンプルカッターなどの切削工具を使用して、不要な部分を切り取ります。最後に、使用しやすい長さに調整して、割れないように適切な容器に入れて保管します。

ガラス管以外に、パスツールピペットを代用して作製することができます。ガラスでの切削や火傷をする恐れがありますので、保護具を着用した上で、注意して作業をする必要があります。

キャピラリ電気泳動の仕組み

キャピラリ電気泳動とは、溶融シリカ製のキャピラリチューブ内に試料溶液を注入し、電気泳動を行うことで微量成分を分離する分析法のことです。

この方法では、まずキャピラリの両端をそれぞれ陽極と陰極が接続された電解質緩衝液に浸した状態にします。キャピラリの内壁には無数のシラノール基(-SiOH)が存在しており、緩衝液と接触することでイオン化して、マイナスの電荷(ゼータ電位)を帯びます。このマイナスの電荷は緩衝液からプラスの電荷を引きつけ、内壁の表面に電気二重層を形成します。この状態で電圧をかけることで、電気二重層の外側の移動相中のプラスの電荷が陰極に向かって移動します。これにより、緩衝液が移動し、電気浸透流が生じます。

キャピラリ電気泳動では、小さいイオンや、プラスの電荷を帯びている物質が迅速に移動するので、最初に検出されます。一方で、大きいイオンやマイナスの電荷を帯びている物質がゆっくりと移動するので、遅く検出されます。電荷を帯びていない中性の物質は、加速も減速もしないので電気浸透流の速さで移動します。

使用するキャピラリについては、一般的に内径20~100μmのものが使用されます。内径が大きいと検出感度が高くなるので、微量成分でも鋭敏に検出することができます。一方で、内径が小さいと分解能が向上すると同時に、電気泳動によるジュール熱の発生を抑制することができます。

参考文献
https://www.fia-sims.com/p40-interface-science.html
https://www.hyogo-c.ed.jp/~rikagaku/jjmanual/manual/i3204.htm
https://www.jsac.or.jp/bunseki/pdf/bunseki2017/201701nyuumon.pdf

キャピラリのメーカー情報

キャピラリのメーカー13社一覧


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