CN101484800A

CN101484800A - 包含表面活性剂释放装置的分离设备

Info

Publication number: CN101484800A
Application number: CNA2007800204914A
Authority: CN
Inventors: D·J·布勒尔; E·佩特斯; R·库尔特; R·彭特曼
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2009-07-15
Also published as: JP2009539099A; WO2007141690A2; EP2030008A2; WO2007141690A3; US20090205961A1

Abstract

本发明涉及一种用于分离、尤其是包含凝胶电泳步骤的2D分离的设备，其中，所述设备包含表面活性剂释放装置。

Description

包含表面活性剂释放装置的分离设备

技术领域

本发明涉及用于分离，尤其是生物分子的凝胶电泳的设备的领域。

背景技术

在生物分子，特别是可以包含大量生物分子的样品的分离中，已知为“2D”-分离的技术被广泛使用。例如，在蛋白质的分析中，首先，通过等电聚焦进行分离(＝通过等电点进行分离)和经由分子量通过电泳进行分离，从而产生性能上的高分离度。在第二步骤中，通常加入表面活性剂(其使蛋白质变性)，在大多数应用中为SDS，即十二烷基硫酸钠。

但是，在标准的凝胶电泳中，通常手动地进行二步分离步骤。而且，分离条件必须从第一分离(第一“维度”)至第二分离改变，其通常通过简单地改变分离材料溶胀在其中的溶液而完成。干燥分离材料然后加入第二分离溶液是不可能的，因为分离材料通常是由丙烯酸和二丙烯酸单体(用于蛋白质)或琼脂糖(用于核酸)制成的凝胶状聚合物。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供尤其是用于生物分子的2D分离的设备，其实现更高程度的自动化。

所述目的通过根据本发明权利要求1的分离手段实现。相应地，本发明提供一种用于分离、尤其是包含凝胶电泳步骤的2D分离的设备，其中所述设备包含表面活性剂释放装置。

在本发明中的术语“表面活性剂”尤其是指和/或包括能够进行至少一个如下过程的物质：

-使存在于待分析的样品中的生物分子带电或不带电，

-使存在于待分析的样品中的生物分子变性，

-破坏蛋白质中的二硫键以提高随机卷团(coils)的形成。

术语“表面活性剂释放装置”在本发明的意义上以尽可能最宽泛的方式理解。应该注意到，表面活性剂释放装置并不必然是某种“机械装置”，而是还可以包括某种类型的化合物，其能够在需要时释放表面活性剂。

通过使用这样的设备，在大多数应用中，能够实现至少一个如下的优点：

-分离可以被自动化至更大的程度，因为可以避免或者至少大大减少在两个分离程序之间的手动操作步骤，

-该设备在自动分析设备中可以更好地被安装，其例如可以应用在用于高筛选和高产出分析的芯片上，

-在大多数应用中，能够避免用户接触设备内部的液体和/或表面活性剂，其避免了用户和分析系统二者的污染，

-该设备可以在不同于其应用的位置被组合，即，其可以由终端用户制造、包装、运输和直接应用。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置能够释放每平方毫米分离区域≥0.0005μmol和≤5000μmol的表面活性剂。已经在实践中显示，在大多数应用中，该数量适于改变分离条件以使得第二分离步骤能够高精度地进行。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置能够释放≥0.001μmol和≤1000μmol，根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置能够释放≥0.002μmol和≤200μmol。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置能够释放每平方毫米分离区域≥0.001μmol/s和≤1000μmol/s的表面活性剂。在本发明的大多数应用中，这大大有助于减少分离程序所需的时间，从而进一步增加设备的自动化潜力。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置能够释放每平方毫米分离区域≥0.01μmol/s和≤20μmol/s的表面活性剂。根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置能够释放每平方毫米分离区域≥0.02μmol/s和≤4μmol/s的表面活性剂。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置是可光活化的。

术语“可光活化的”是指和/或包括如下的一种或多种：

-表面活性剂可以以“前体状”存在于分离介质中(或者在其附近的层中)，由此所述表面活性剂可以通过光化学或者光物理过程释放。根据本发明的一个优选实施方式，所述层距分离介质的距离是≤3毫米，优选≤1毫米，

-根据另一实施方式(其将在后面更详细解释)，还可以通过光化学或者光物理过程影响阻挡层，从而使得表面活性剂到达分离区域。根据本发明的一个优选实施方式，所述层距分离介质的距离是≤3毫米，优选≤1毫米。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置是可以通过波长≥250nm和≤450nm的光而被光活化的。对于大多数应用该波长范围是最适合于本发明的，因为其使得能够快速且精确地释放表面活性剂，而不会或仅稍微影响存在于样品中的生物分子，并且该设备对环境光也不是太敏感。

通用基团定义：在整个说明书和权利要求书中使用通用基团，例如烷基、烷氧基、芳基。除非另有说明，以下是可以应用于在此公开的化合物中的通用基团的优选的基团：

烷基：线性的和支化的C1-C8-烷基，

长链烷基：线性的和支化的C5-C20烷基，

亚烷基：选自以下基团：

亚甲基；1，1-亚乙基；1，2-亚乙基；1，1-亚丙基；1，2-亚丙基；1，3-亚丙基；2，2-亚丙基；丁-2-醇-1，4-二基；丙-2-醇-1，3-二基；1，4-亚丁基；环己烷-1，1-二基；环己烷-1，2-二基；环己烷-1，3-二基；环己烷-1，4-二基；环戊烷-1，1-二基；环戊烷-1，2-二基；和环戊烷-1，3-二基，

亚芳基：选自以下基团：1，2-亚苯基；1，3-亚苯基；1，4-亚苯基；1，2-亚萘基；1，3-亚萘基；1，4-亚萘基；2，3-亚萘基；1-羟基-2，3-亚苯基；1-羟基-2，4-亚苯基；1-羟基-2，5-亚苯基；和1-羟基-2，6-亚苯基，

杂芳基：选自如下基团：吡啶基；嘧啶基；吡嗪基；三唑基；哒嗪基；1，3，5-三嗪基；喹啉基；异喹啉基；喹喔啉基；咪唑基；吡唑基；苯并咪唑基；噻唑基；噁唑烷基；吡咯基；咔唑基；吲哚基和异吲哚基，其中所述杂芳基可以通过所选的杂芳基环中的任何原子连接至化合物，

杂亚芳基：选自如下基团：吡啶二基；喹啉二基；吡唑二基；吡唑啉二基；三唑二基；吡嗪二基和咪唑二基，其中所述杂亚芳基经由所选杂亚芳基环中的任何原子用作化合物中的桥连，更优选的是吡啶-2，3-二基；吡啶-2，4-二基；吡啶-2，5-二基；吡啶-2，6-二基；吡啶-3，4-二基；吡啶-3，5-二基；喹啉-2，3-二基；喹啉-2，4-二基；喹啉-2，8-二基；异喹啉-1，3-二基；异喹啉-1，4-二基；吡唑-1，3-二基；吡唑-3，5-二基；三唑-3，5-二基；三唑-1，3-二基；吡嗪-2，5-二基和咪唑-2，4-二基，-C1-C6-杂环烷基，其中-C1-C6-杂环烷基的杂环烷基选自：哌啶基；哌啶；1，4-哌嗪，四氢噻吩；四氢呋喃；1，4，7-三氮杂环壬烷；1，4，8，11-四氮杂环十四烷；1，4，7，10，13-五氮杂环十五烷；1，4-二氮杂-7-噻-环壬烷；1，4-二氮杂-7-氧-环壬烷；1，4，7，10-四氮杂环十二烷；1，4-二噁烷；1，4，7-三噻-环壬烷；吡咯烷和四氢吡喃，其中，杂环烷基可以经由所选杂环烷基环中的任何原子连接至-C1-C6-烷基，

杂环亚烷基：选自如下基团：哌啶-1，2-亚基；哌啶-2，6-亚基；哌啶-4，4-亚基；1，4-哌嗪-1，4-亚基；1，4-哌嗪-2，3-亚基；1，4-哌嗪-2，5-亚基；1，4-哌嗪-2，6-亚基；1，4-哌嗪-1，2-亚基；1，4-哌嗪-1，3-亚基；1，4-哌嗪-1，4-亚基；四氢噻吩-2，5-亚基；四氢噻吩-3，4-亚基；四氢噻吩-2，3-亚基；四氢呋喃-2，5-亚基；四氢呋喃-3，4-亚基；四氢呋喃-2，3-亚基；吡咯烷-2，5-亚基；吡咯烷-3，4-亚基；吡咯烷-2，3-亚基；吡咯烷-1，2-亚基；吡咯烷-1，3-亚基；吡咯烷-2，2-亚基；1，4，7-三氮杂环壬烷-1，4-亚基；1，4，7-三氮杂环壬烷-2，3-亚基；1，4，7-三氮杂环壬烷-2，9-亚基；1，4，7-三氮杂环壬烷-3，8-亚基；1，4，7-三氮杂环壬烷-2，2-亚基；1，4，8，11-四氮杂环十四烷-1，4-亚基；1，4，8，11-四氮杂环十四烷-1，8-亚基；1，4，8，11-四氮杂环十四烷-2，3-亚基；1，4，8，11-四氮杂环十四烷-2，5-亚基；1，4，8，11-四氮杂环十四烷-1，2-亚基；1，4，8，11-四氮杂环十四烷-2，2-亚基；1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4-亚基；1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，7-亚基；1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，2-亚基；1，4，7，10-四氮杂环十二烷-2，3-亚基；1，4，7，10-四氮杂环十二烷-2，2-亚基；1，4，7，10，13-五杂氮环十五烷-1，4-亚基；1，4，7，10，13-五氮杂环十五烷-1，7-亚基；1，4，7，10，13-五氮杂环十五烷-2，3-亚基；1，4，7，10，13-五氮杂环十五烷-1，2-亚基；1，4，7，10，13-五氮杂环十五烷-2，2-亚基；1，4-二氮杂-7-噻-环壬烷-1，4-亚基；1，4-二氮杂-7-噻-环壬烷-1，2-亚基；1，4-二氮杂-7-噻-环壬烷-2，3-亚基；1，4-二氮杂-7-噻-环壬烷-6，8-亚基；1，4-二氮杂-7-噻-环壬烷-2，2-亚基；1，4-二氮杂-7-氧环壬烷-1，4-亚基；1，4-二氮杂-7-氧-环壬烷-1，2-亚基；1，4二氮杂-7-氧-环壬烷-2，3-亚基；1，4-二氮杂-7-氧-环壬烷-6，8-亚基；1，4-二氮杂-7-氧-环壬烷-2，2-亚基；1，4-二噁烷-2，3-亚基；1，4-二噁烷-2，6-亚基；1，4-二噁烷-2，2-亚基；四氢吡喃-2，3-亚基；四氢吡喃-2，6-亚基；四氢吡喃-2，5-亚基；四氢吡喃-2，2-亚基；1，4，7-三噻-环壬烷-2，3-亚基；1，4，7-三噻-环壬烷-2，9-亚基；和1，4，7-三噻-环壬烷-2，2-亚基；

杂环烷基：选自吡咯啉基、吡咯烷基、吗啉基、哌啶基、哌嗪基、六亚甲基亚胺、1，4-哌嗪基、四氢苯硫基、四氢呋喃基、1，4，7-三氮杂环壬基、1，4，8，11-四氮杂环十四烷基、1，4，7，10，13-五氮杂环十五烷基、1，4-二氮杂-7-硫环壬烷基、1，4-二氮杂-7-氧-环壬基、1，4，7，10-四氮杂环十二烷基、1，4-二噁烷基、1，4，7-三硫环壬基、四氢吡喃基和噁唑啉基，其中杂环烷基可以通过所选的杂环烷基环中的任何原子连接至化合物，

卤代烷基：选自单、二、三-、聚和全卤代的线性和支化的C1-C8-烷基。

除非特别说明，如下是可以用于在此公开的如下化合物的更优选的基团：

烷基：线性和支化的C1-C6-烷基，

长链烷基：线性和支化的C5-C10烷基，优选线性的C6-C8烷基，

芳基：选自：苯基、联苯基、萘基、蒽基和菲基，

根据本发明的一个优选实施方式，该设备包含接近分离区域的层，其包括结构I的材料：

n是整数(n还可以是1)，R1选自以下基团：长链烷基硫酸盐、长链烯基硫酸盐、取代有季铵盐的长链烷基、长链烷基羧酸盐、长链烷基苯并硫酸盐、长链烷基高氯酸盐、长链烷基苯酚、长链烷基磷酸盐、长链烷基硫醇、长链烷基二硫酚、长链烷基二硫苏糖醇、长链烷基二硫赤藓糖醇及其混合物，R2选自烷基、烯基、卤代烷基、芳基，R3选自氢、卤素、硝基、磺酸盐、烷基、芳基。

实践已表明，上述材料可能通过自由基机理可以光活化以释放表面活性剂材料。但是，通常发现两种产品的混合物，在本发明中在大多数应用中这样的两种产品是适合的表面活性剂。

根据本发明的一个优选实施方式，该设备包含接近分离区域的层，其包括下面结构II的材料：

X是C，NH，O或S，R1选自如下：芳基、杂芳基、杂亚芳基、杂环亚烷基，R2选自如下：芳基、杂芳基、杂亚芳基、杂环亚烷基，和R3选自：长链烷基硫酸盐、长链烯基硫酸盐、取代有季铵盐的长链烷基、长链烷基羧酸盐、长链烷基苯硫酸盐、长链烷基高氯酸盐、长链烷基苯酚、长链烷基磷酸盐、长链烷基硫醇、长链烷基二硫酚、长链烷基二硫苏糖醇、长链烷基二硫赤藓糖醇。

结构II中的键

是指可以直接或通过间隔臂基团如烷基、醚、聚醚等连接至例如聚合物主链的结构。

实践已表明，结构II可以形成具有两种烯类的光化学驱动的平衡，大致如下：

在大多数应用中，可以通过在254nm照射使平衡向右移动，而通过暴露于365使平衡向左移动。

根据另一优选实施方式，表面活性剂释放装置包含具有结构II的材料的薄膜，作为具有分离区域的潜在表面活性剂层。通过暴露于254nm的光，表面活性剂释放。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3mm，优选≤1mm。

但是，因为反应能够通过暴露于365nm的光而可逆，因此，可以将释放的表面活性剂键合回至表面活性剂层。该实施方式的其它优点是在第二暴露过程中，键合的变性蛋白质或者DNA片断也可固定在表面上，从而产生分离物质的稳定图案。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3mm，优选≤1mm。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其通过光活化而降解。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3mm，优选≤1mm。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置是可热活化的。

术语“可热活化的”是指和/或包括以下的一种或多种：

-表面活性剂可以以“前体状”存在于分离介质中(或者在其附近的层中)，由此所述表面活性剂可以通过热化学或者热物理过程释放。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3毫米，优选≤1毫米。

-根据另一实施方式(其将在后面更详细的解释)，还可以通过热化学或者热物理过程影响阻挡层，从而使得表面活性剂到达分离区域。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3毫米，优选≤1毫米。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置可以通过加热至≥25℃且≤85℃的温度而热活化。这已经在大多数的应用中表明是最适合的温度范围，因为由此表面活性剂可以有效地释放，而不损害存在于样品中的生物分子。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置可以通过加热至≥35℃且≤75℃的温度而热活化。根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置可以通过加热至≥45℃且≤65℃的温度而热活化。

根据本发明的一个优选实施方式，可热活化的表面活性剂释放装置包含阻挡层，将在后面进行描述。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置是可机械活化的。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置包含中空聚合物球体，其中提供有待释放的表面活性剂。

本发明的各种应用已表明，由此通过以用户的手指或者拇指施加力，表面活性剂可以被释放。

根据本发明的一个优选实施方式，中空聚合物球体具有介于≥0.1且≤20μm之间的平均尺寸，更加优选地，具有≥1且≤10μm之间的尺寸。

根据本发明的一个优选实施方式，中空聚合物球体包含聚交酯材料。

根据本发明的一个优选实施方式，中空聚合物球体通过双乳化法制备。

术语“双乳化法”在本发明意义上尤其是指和/或包括将待被球体封装的表面活性剂材料的水溶液在有机溶液的超声浴中乳化，其优选地包含甲苯和/或四氢呋喃，更加优选的是70％甲苯和30％具有聚(甲基丙烯酸丁酯-嵌段-甲基丙烯酸)的四氢呋喃(优选地70/30)。之后，最初的油包水乳液再次分散于水中，形成双层水-油-水乳液；然后，除去有机溶剂混合物，形成填充有表面活性剂材料的中空聚合物球体。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置包含供能装置，优选地是以压电元件和/或通过超声施加能量的超声装置的形式。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置释放的表面活性剂包括选自以下的结构：长链烷基硫酸盐、长链烯基硫酸盐、取代有季铵盐的长链烷基、长链烷基羧酸盐、长链烷基苯并硫酸盐、长链烷基高氯酸盐、长链烷基苯酚、长链烷基磷酸盐、长链烷基硫醇、长链烷基二硫酚、长链烷基二硫苏糖醇、长链烷基二硫赤藓糖醇及其混合物，其中表面活性剂可以进一步被取代。

根据本发明的一个优选实施方式，该设备包含分离区域、在分离区域附近的至少一个阻挡层和至少一个表面活性剂储槽，由此表面活性剂释放装置通过活化破坏和/或影响至少一个阻挡层以使得表面活性剂可以从表面活性剂储槽到达分离区域。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3mm，优选≤1mm。

在本发明的意义上，术语“分离区域”尤其是指和/或包括在大多数应用中将是一些类似于层的基底材料的区域，其中进行待分析样品的分离。

根据本发明的一个优选实施方式，表面活性剂释放装置是至少一个阻挡层。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3mm，优选≤1mm。

根据本发明的一个实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其通过加热，优选地通过在≥35℃的温度，更加优选地≥45℃，最优选地，≥55℃加热而熔融。

根据本发明的一个实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其包括选自如下的材料：石蜡、聚己内酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或其混合物。

根据本发明的一个实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其通过光活化改变其可溶性和渗透性。根据本发明的一个优选实施方式，层距分离介质的距离是≤3mm，优选≤1mm。

根据本发明的一个实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其通过暴露于波长≥250nm且≤450nm，优选≥270nm且≤300nm的光而光活化降解。

根据本发明的一个实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其包含环α-重氮酮部分。这些化合物在本发明的大多数应用中能够例如根据下面的机理重组为羧酸衍生物：

烯酮化合物然后与亲核试剂例如胺、醇或者水反应为羧酸。应该注意，以上机理仅仅是示例性的。

根据本发明的一个实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其包含结构III的环α-重氮酮部分。

其中，R选自烷基、烷氧基、卤素、芳基和杂芳基，X独立地选自C、N、O和S。

应该注意，对于R的指示和/或注释的方式并不意味或者旨在于在每个芳环中只有一个取代基；而分子式将理解为通过该注释表示的所有可能的取代方式(从单-、双-至五取代)。这同样适合于在该申请中提及的所有其它结构。

术语“包括”是指和/或包括以下结构，其可以是聚合体主链中的一个分支或者具有该结构的分子可以存在于层中作为单独部件。

而且应当注意到，上述结构是根据本发明的一个实施方式(通过适当的R分支)连接到聚合物主链。

键

被认为表明可以存在单键或者双键。

根据本发明的另一实施方式，表面活性剂释放装置是阻挡层，其包含酚醛清漆和/或聚乙烯基苯酚材料，情况可以加入作为混合物或者与结构III的组分共聚合。

在本发明的意义上，术语“酚醛清漆”是指和/或包括尤其是具有以下通式结构的苯酚或者甲酚与甲醛的反应产物：

本发明还涉及通过使用根据本发明的设备分离样品的方法，包括以下步骤：

a)进行第一分离步骤，

b)活化表面活性剂释放装置以释放适当量的表面活性剂，

c)进行第二分离步骤，

应该注意到，在本发明的意义上，术语“分离”将作最广意义上的理解，并指和/或包括尤其是以下的一种或多种：

-通过吸收性差异用于分离混合物的方法，

-其中通过液体或者气体夹带的化学混合物被分离为各个组分的方法，这是作为溶质在静止的液相或固相周围或之上流动时溶质的不同分布的结果，

-用于分离物质混合物的各种技术，基于对于两种不同的介质，物质的相对亲和性不同的差异，一种(流动相)运动流体和另一种(静止相或吸附剂)多孔固体和/或凝胶和/或涂布于固体支持体上的液体，

-源于外力，特别是外部场和/或pH，如等电聚焦影响下使得不同的带电和/或质量的分离技术。

需要理解的是本发明的设备可以用于但不限于分离生物分子化合物，如但不限于核酸和相关化合物(例如，DNA、RNA、寡核苷酸或其类似物、PCR产物、基因组DNA、细菌人工染色体、质粒等)，蛋白质和相关化合物(如多肽、肽、单克隆或多克隆的抗体、可溶的或结合的受体、转录因子等)，抗原、配体、半抗原、碳水化合物和相关化合物(例如，多糖、低聚糖等)，细胞片段，如细胞膜片段、细胞器、完整细胞、细菌、病毒、原生质等。

根据本发明的设备和/或方法可以用于广泛的体系和/或应用，其中的一种或多种是：

-用于分子诊断的生物传感器，

-在复杂生物混合物，如血液或唾液中快速和灵敏地测定蛋白质和核酸，

-用于化学、医药学或分子生物学的高处理量的筛选设备，

-用于原位测试(医院中)、用于中心实验室或科研中的诊断，用于例如在犯罪学中对于DNA或蛋白质的测试设备，

-对于心脏病学、传染病和肿瘤学、食物和环境诊断的用于DNA或蛋白质诊断的工具，

-用于组合化学的工具，

-分析设备。

前述组分、权利要求书中的组分以及在上述实施方式中描述的本发明的所用的组分不限于尺寸、形状、材料选择和技术观点，相关领域中已知的选择标准可以不受限制地使用。

附图说明

本发明目的的其它细节、特征、特性和优点将在从属权利要求、附图和下述的附图解释和实施例中说明，以举例的方式显示了本发明分离介质和设备的几个优选实施方式。

图1显示了在待分离的样品注射前根据本发明的第一实施方式的分离区域的顶部示意图。

图2显示了在进行一个分离步骤之后的图1的分离区域的顶部示意图。

图3显示了在进行另一个分离步骤之后，图1和图2的分离区域的顶部示意图。

图4显示了在进行第一分离步骤之后，释放表面活性剂材料之前的设备的部分剖面图。

图5显示了在进行第一分离步骤之后，释放表面活性剂材料之后的设备的部分剖面图。

图1显示了在注射待分离的样品之前根据本发明的第一实施方式的分离区域10的顶部示意图。样品(在该实施方式中)在位置“x”附近注射。图2显示了在进行第一分离步骤，例如是等电聚焦之后的分离区域10。在样品含有蛋白质的情形中(而且可以以形成例如多组分络合物的多种蛋白质的超结构存在)，在第一分离步骤之后蛋白质将或多或少以它们本身折叠的状态，如圈100所示，例如生物分子存在。

图3显示了在进行另一分离步骤之后的图1和图2的分离区域的顶部示意图。在第二步骤中，进行例如通过其分子量分离分子的电泳。可以看出图2的一些“圈”包含多个生物分子，它们现在是分离的点。已经进行将先前连接的生物分子100分离为各组分。

图4显示了在进行第一分离步骤进行之后释放表面活性剂材料之前的的根据本发明的第一实施方式的设备1的部分剖面图。表面活性剂材料包含于层30中。阻挡层20(其用作表面活性剂释放装置)分开表面活性剂释放层30和分离区域，其中生物分子100以它们本身折叠的状态存在。

图5显示了在进行第一分离步骤之后释放表面活性剂材料之后的设备1的剖面图。表面释放装置(其为阻挡层)已经被活化。在该实施方式中，表面释放装置是受热熔融的阻挡层，由此使得表面活性剂材料从层30到达分离区域10。在与表面活性剂材料接触时，生物分子100变为未折叠的并因此以其变性的状态存在。现在可以进行第二分离步骤(如图3所示)。

上述具体实施方式中的组成和特性的特定结合仅是示例性的，在此可以用其它的教导互换和替换这些教导，并且本发明还包括通过引用加入本文的专利/申请。在不背离本发明的精神和范围下，本领域技术人员会认识到在此描述的各种改变、改进和其它的实施方式。因此，前述的说明书仅是示例性的而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书及其等同内容所限定。而且，本说明书中所用的附图标记并不限制本发明的范围。

Claims

1.用于分离、尤其是包含凝胶电泳步骤的生物分子的2D分离的设备，其中，所述设备包含表面活性剂释放装置。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述表面活性剂释放装置能够释放每mm²分离区域≥0.0005μmol和≤5000μmol的表面活性剂。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述表面活性剂释放装置能够释放每mm²分离区域≥0.001μmol和≤1000μmol的表面活性剂。

4.如权利要求1-3任一项所述的设备，其中，所述表面活性剂释放装置是可光活化的。

5.如权利要求1-4任一项所述的设备，其中，所述表面活性剂释放装置是可热活化的。

6.如权利要求1-5任一项所述的设备，其中，所述表面活性剂释放装置是可机械活化的。

7.如权利要求1-6任一项所述的设备，其中，通过所述表面活性剂释放装置释放的表面活性剂包括选自如下的结构：长链烷基硫酸盐、长链烯基硫酸盐、取代有季铵盐的长链烷基、长链烷基羧酸盐、长链烷基苯并硫酸盐、长链烷基高氯酸盐、长链烷基苯酚、长链烷基磷酸盐、长链烷基硫醇、长链烷基二硫酚、长链烷基二硫苏糖醇、长链烷基二硫赤藓糖醇和它们的混合物，其中，所述表面活性剂可以进一步被取代。

8.如权利要求1-7任一项所述的设备，其中所述设备包含分离区域、至少一个与所述分离区域邻近的阻挡层和至少一个表面活性剂储槽，其中，在活化时所述表面活性剂释放装置破坏和/或影响所述的至少一个阻挡层以使得所述表面活性剂能够从所述表面活性剂储槽到达所述分离区域。

9.利用如权利要求1-8任一项所述的设备对样品进行分离的方法，其包括如下步骤：

a)进行第一分离步骤，

b)活化所述表面活性剂释放装置以释放合适量的表面活性剂，

c)进行第二分离步骤。

10.包含如权利要求1-8任一项所述的设备的体系，和/或进行如权利要求9所述的方法的体系，所述体系用于如下一种或多种应用中：

-用于分子诊断的生物传感器，

-在复杂的生物学混合物如血液或唾液中快速且灵敏地检测蛋白质和核酸，

-用于化学、药物学或分子生物学的高处理量的筛选设备，

-用于原位测试(在医院中)、用于中心实验室或科学研究中的诊断、用于例如在犯罪学中对于DNA或蛋白质的测试设备，

-用于组合化学的工具，

-分析设备。