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4−2−1CEにおけるIJ試料導入のための装置
4−3液滴測定法
液滴の重量の測定では試料の気化の影響を抑えることが重要である。液滴重 量の測定法は［311を参考にburst gravity法によって試料の気化の影響を補正し た。測定法を図4−3−1に示す。
まず電子天秤に測定する液滴溶液と同じ溶液を満たしたスクリュー管を置く。
液滴の蒸発の効果を軽減するためIJをスクリュー管のすぐ上部に設置する。電 子天秤の値はサルトリウスタイマー（サルトリウス社）というソフトウェアによ りPCに記録される。電子天秤の値が10秒毎に記録されるようにサルトリウス タイマーを設定する。
はじめにスクリュー管に入った溶液の蒸発率を知るために40秒間静置する
（図4−3−1−a）。その後1kHzで10000滴の液滴を滴下する（図4−3−1−b）。
電子天秤の値が安定させるため液滴を滴下し始めてから30秒後から再び40秒 スクリュー管に入った溶液の蒸発を読み取る。
得られた値からO〜40秒と80〜110秒における重量／時間の検量線を求める。各 検量線から液滴重量は液滴吐出前後の中間である50秒における重量値を求める。
これを各M1，M2とする。滴下した液滴数をNとおくと1滴あたりの重量mは
M2−M1
m＝ … （4−3−1）
N
と求められる。
また同時に測定する溶液の10011Lの重量を測定し，密度を算出する。
mと密度から1滴あたりの体積が算出できる。
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4−3−1burstgravity法
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4−4実験
4−4−1引き打ち法における駆動波形の検討
パ ル ス 幅
パルス継続時間 A B
4−4−1引打法の駆動波形
試料は純水を用いた。駆動波形を図4−4
−1のようにはじめのパルス幅が6V，次の パルス幅が38Vでパルス継続時間を変化 させた。パルス幅はCEに応用するために は液滴がキャピラリー端面ではじかれな いように充分に小さく，液滴が直進するの に必要な駆動波形を検討した結果38Vと
決定された。
パルス時継続時間は装置で変更できる 幅の中で変化させた。はじめのパルス継続 時間を20〜8011s，次のパルス継続時間を 40〜12011sまで変化させたときの重量測定 の結果を図4−4−2に示す。括弧の中はRSD／％を示す（n＝4）。パルス継続時間 Aは重量にほとんど影響がなく，パルス継続時間Bは40〜80psまでは重量は増 加する傾向があるがそれ以降はほとんど一定の値になった。またパルス継続時 間Aが2011s，Bが4011sの時サテライトが生成されなかったが，液滴の直進性 が悪く吐出が不安定であった。RSDの値はBのパノレス継続時間が4011sのとき 以外は1．5以下と良好な結果が得られた。Bパルス継続時間が40psの時に再現 性が低下したのは，液滴が小さく液滴速度も遅いため液滴が電子天秤上の溶液 に到達する前に気化することによる誤差と考えられる。
液滴重量／10・9g（RSD）
B／A 20 40 60 80 213 239 26440
（1．4） （2．1） （O−8）
・・謂満閲歴山
80
菱、
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ﾚ国固60
⑦主液滴が不安宕
（三）サテライトが生成
■液滴が・滴以上に分裂する
② ③
徽
4−4−2駆動波形とその時の吐出の様子に対する液滴重量
4−4−2押し打ち法における駆動波形の検討
引き打ち方式では水をサテライトなし
パルス継続時間 に安定して吐出することが不可能である
パ
ル ス 幅
4−4−3押打法の駆動波形
ことが分かった。そこで新しく図4−4−3 に示すような押し打ち方式の駆動波形を
適用した。
引き打ち法と同様にパルス幅はCEに応用 するためには液滴がキャピラリー端面で はじかれないように充分に小さく，液滴が 直進するのに必要な駆動波形を検討した 結果43Vと決定された。
パルス継続時間を10〜40psまで変化させ たところ2011s以下，38｝s以上ではburst graVity法を用いた液滴重量測定が不可能であることが分かった。これはパルス 継続時間が大きい時はIJ内に気泡が生成しやすくなるため多量の液滴の吐出を 行うことができないためである。パルス幅の変化による改善が難しいためパル ス継続時間は充分小さくする必要がある。パノレス幅が43Vでパルス継続時間が 2011s以下では吐出の勢いが充分でないため液滴が吐出されない。ただしパルス 幅を大きくすることで安定な吐出を行うことができる。よってパルス幅が43V の時パルス継続時間が20〜3211sの間で検討を行った。またハイスピードカメラ の映像からパルス継続時間が20〜26psの時主液滴のみが生成されるが（4−4−4
−b），20psの時は液滴の直進性が悪いことが分かった（4−4−4−a）。また28
〜3211sの時はサテライトが生成された。（図4−4−4−c）。また液滴がIJの吐出 口外に付着し溶液が吐出口近くに残りやすい。（図4−4−4−c）
（a）△ （b）o （c）×
O：nosatellitex19eneratesate11ite
△二no sate・1ite，not good injection
4−4−4駆動波形とその時の液滴吐出の様子
4−4−3押し打ち法における体積測定，CZEによる駆動波形の比較 4−4−3−1液滴体積測定による駆動波形の比較
パルス継続時間を変化させBurst gravity法を用いて液滴体積を測定した
（n＝4）。試料溶液はBGSに溶解させた2mMのカフェイン溶液である。結果を 図4−4−5に示す。パルス継続時間が20〜2611sの時は直進的に液滴体積が増 加した。RSDは1．4〜4．4％であった。また28只s以降は明らかに直線から外れ，
期待される値よりも低いことが分かる。RSDは1．9〜7．8％であった。
4−4−3−2CZEによる駆動波形の比較
次にパルス継続時間を変化させ試料導入量はいずれも10滴としCZEを行っ た。印加電圧は10kV，キャピラリ｝は全長50cm（有効長43cm）とした。試料溶 液はBGSに溶解させた2mMのカフェイン溶液を用いた。結果を図雀一4−6に 示す。図4−4−5と同様にパルス継続時間が20〜26岬の時は直進的にピーク 面積が増加した。RSDは2．7〜五3％。28畔以降は明らかに直線から外れ期待さ れる値よりも低かった。RSDは通．ト17％。
4−4−3−3駆動波形の比較についての考察
液滴体積測定とCZEの結果はいずれもサテライトが生成される駆動波形を用 いた時液滴体積，ピーク面積が減少した。液滴測定のように多量の試料を導入 する際，溶液がIJの吐出口外に付着すると（図4−4−7），図4−4−8に示すよ
うに吐出口近くに付着した溶液が液滴の吐出を阻害する。
CZEの時生成したサテライトは周りの気流の影響を受けやすいためキャピラ リー端面から外れやすいため再現性の低下やピーク面積の減少が起こったと考 える（図4−4−9）。またパルス継続時間が20岬の時液滴体積測定の時は再現性 が1．8％と良好であるにもかかわらずCZEの結果ではRSDが13％と悪いのは主 液滴自体の直進性が悪いために再現性が低下したと考えられる。よってこれ以 降主液滴のみが生成される駆動波形を最適化された波形とする。
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4−4−5パルス継続時間を変化させたときの液滴体積
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