CN111344562A - 用于分子分析的组合物、方法、试剂盒和装置 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种电泳分离介质，其包含：(a)非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物；(b)一种或多种变性剂化合物，其量足以抑制单链多核苷酸的复性；(c)水性溶剂；(d)可选地，适合于抑制电渗流的壁涂层材料；和(e)可选地，可与水混溶的有机溶剂，例如DMSO或乙腈，其中该电泳分离介质在23℃下显示至少七天的功能稳定性。本文还提供了筛分组合物，包括聚合物基筛分组合物，其用于分子筛分，以及相关的试剂盒、装置和使用方法。这样的组合物可用于分离生物分子，例如核酸、蛋白质、糖蛋白和聚糖。

Description

用于分子分析的组合物、方法、试剂盒和装置

相关申请的参考

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2017年5月22日提交的美国临时申请序列号62/509,560和2018年5月22日提交的美国临时申请序列号62/675,057的优先权。出于所有目的，通过引用将上述申请的全部公开内容并入本文。

技术领域

本公开涉及包括电泳介质的筛分组合物及其制剂。本公开进一步涉及包含本文所述的介质、组合物和制剂的相关系统、试剂盒和组件，例如电泳毛细管。本公开还涉及在采用生物分子筛分的应用中使用本文所述的介质、组合物和制剂的方法，所述应用包括但不限于毛细管电泳。本公开还提供了电泳分离介质等等。本文所述的介质可用于分离，例如用于分离生物分子(包括但不限于核酸、蛋白质、糖蛋白和聚糖)，并且该介质表现出显著长于常规组合物(包括含有脲作为变性剂的组合物)的储存期限，特别是在室温或以上温度下。

背景技术

毛细管电泳(CE)仪器可用于分析DNA样品，并且应用于DNA测序、基因分型和法医遗传分析等等。用于CE的DNA分析介质包含溶解的水溶性聚合物，例如线性聚丙烯酰胺、聚N-取代的丙烯酰胺或聚N,N-二取代的丙烯酰胺，它们在适当的浓度下被设计成可形成缠结的聚合物网络，该网络根据它们在电泳过程中的大小和形状在物理上“筛分”DNA分子。通过毛细管电泳确定DNA链的长度和序列又产生许多有价值的信息。

感兴趣的DNA分子通常最初以双链螺旋形式(“dsDNA”)获得。然而对于许多应用，优选通过电泳以单链变性形式(“ssDNA”)分析DNA。通常，在分析之前，通过在注入电泳装置之前短暂(例如3分钟)暴露于高热(例如约95℃)下使dsDNA变性。如根据DNA链长进行有用分离所需的，在分析过程中，维持单链DNA片段、尤其是较长的DNA分子(长度>120个核苷酸)的变性通常需要在电泳介质中存在化学变性剂。

通常用于电泳的一种DNA变性剂是脲(Hutton，J.R.(1977)."Renaturationkinetics and thermal stability of DNA in aqueous solutions of formamide andurea."Nucleic Acids Research 4(10):3537-3555)。

这种包含聚合物网络的筛分介质也用于分离和鉴定其他分子，例如蛋白质、糖蛋白和聚糖。例如，可以通过毛细管电泳分离并鉴定此类分子。

毛细管阵列电泳是一个强大的概念，其允许在多个泳道中同时进行复杂样品的高分辨率分离，例如Sanger DNA测序和基于VNTR的片段分析。在这些应用中，通常采用径向聚焦激发激光束对阵列进行侧面照明的多色荧光检测。这种配置的一种挑战是阵列中所有毛细管的均匀照明。使用侧面照明，通过平面方式排列的并填充有分离介质的熔融石英毛细管阵列传播激光的效率可以取决于该阵列布置对激光束的光所产生的光学因素。此类因素包括但不限于毛细管比间距、毛细管曲率(毛细管内外径)和由空气、熔融石英和分离介质三相产生的激发光路径中许多界面处的折射率(RI)差。在本领域中已知各种策略来减小这些光学界面处的折射率差，以便消除或减小在界面处的透镜效应，例如正方形轮廓的CE毛细管、将阵列浸入“折射率匹配液”中以及使分离介质的折射率与构成毛细管壁的熔融石英材料的折射率尽可能接近。在许多当前可用的商业分离聚合物例如

-6和-7系列分离聚合物中，折光率的匹配主要取决于分离聚合物中高度浓缩(约8M)脲的存在。

但是，脲在pH 7-8的水性介质中具有一定程度的化学不稳定性。脲的降解可导致电泳介质的pH漂移和气泡的引入，这会阻碍电流并降低介质的功能和性能。脲在储存期间(尤其是在室温下)化学降解的趋势是通常将CE分离介质储存在4℃下的一个原因，并且是分离基质“保质期”缩短至(通常)少于6个月(甚至在冰箱中)的主要原因。此外，用脲制备的聚合物制剂在安装到仪器上之后具有约1-2周的有限使用时间。

DNA分离基质聚合物的自发水解降解或改变也可能在CE基质的不稳定性中起作用。用于DNA电泳的最常见类型的水溶性聚合物是线性聚丙烯酰胺，其通常是电荷中性聚合物。但是，聚丙烯酰胺在pH 8(用于DNA电泳的典型缓冲液pH)下易水解。如果将聚丙烯酰胺分离基质在室温下留置很长一段时间(24小时或更长)，或在4℃下保持约六个月以上，则聚合物侧链中的酰胺基可与水分子通过水解自发反应，将反应的侧链化学修饰成带负电荷的丙烯酸基团。聚合物上产生的负电荷使其成为劣质的DNA分离基质。水解的带负电荷的聚合物可以在施加的电场中迁移，或产生电泳缓冲液的局部电渗流；然后，用户将观察到更宽的DNA峰，这使得从分析性DNA分离中提取所需的数据和信息更加困难。

例如，如果已知的含脲制剂在室温下储存或在仪器上放置2周以上，则制剂开始降解。结果，在毛细管电泳期间观察到的分辨率开始下降，并且制剂的电导率增加。在37℃下老化含脲的聚合物制剂加速这种降解，并且在37℃下2周后，该制剂的电导率比未老化制剂高3-4倍。如果电导率随时间变化，则毛细管电泳过程中观察到的分辨率可能会降低。

生物分子(例如DNA)的其他化学变性剂包括N-甲基-2-吡咯烷酮、δ-己内酰胺和N-甲基-己内酰胺(Johnson等人的美国专利6,051,636，“Entrapment of Nucleic AcidSequencing Template In Sample Mixtures By Entangled Polymer Networks”(2000))，以及盐酸胍、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)。这些变性剂中的一些例如DMF在水溶液中随时间相对不稳定。

发明内容

在一个方面，本文公开了一种用于毛细管电泳，特别是用于DNA电泳的稳定的分离基质，其可以在室温或以上温度下储存更长的时间而其DNA分离性能不会遭受有害降低，其用于分析应用，例如DNA测序、基因分型或法医分析。该分离基质将对DNA的水解稳定的化学变性剂与溶解的DNA筛分聚合物或共聚物结合使用，所述聚合物或共聚物在pH 8下也能在较长的时间内稳定不水解。

在一个方面，本公开提供了一种电泳分离介质，其包括：(a)非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物；(b)一种或多种变性剂，其量足以抑制单链多核苷酸的复性；(c)水性溶剂；(d)任选地，适合于抑制电渗流的壁涂层材料；和(e)任选地，可与水混溶的有机溶剂，例如DMSO或乙腈，其中所述电泳分离介质在23℃下表现出至少七天的功能稳定性。在一个实施方案中，所述聚合物或共聚物包含单-N-取代的丙烯酰胺单体或二-N-取代的丙烯酰胺单体。在另一个实施方案中，所述聚合物或共聚物包含一种或多种选自二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖单体(NAGL)的丙烯酰胺单体。在另一个实施方案中，所述聚合物或共聚物包含聚乙烯吡咯烷酮。在另一个实施方案中，所述聚合物或共聚物包含羟乙基纤维素。在另一个实施方案中，所述变性剂选自脯氨酸、组氨酸、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶并)-1-丙磺酸盐和2-N,N,N-三正丁基乙酸铵。在另一个实施方案中，聚合物的重均摩尔质量为至少500,000g/mol，例如在3.5M g/mol至5M g/mol之间。在另一个实施方案中，介质包含的聚合物的量为约1.5％(w/v)至8.0％(w/v)，例如约5.5％(w/v)。在另一个实施方案中，聚合物或共聚物是线性聚合物。在另一个实施方案中，介质包含稀疏交联的聚合物，其包含1×10^-8摩尔％至约1×10^-3摩尔％的交联部分。在另一个实施方案中，从聚合混合物中包含小于约0.1％(w/v)的交联部分的混合物聚合所述介质。在另一个实施方案中，聚合物是一种或多种选自二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖(“NAG”)单体的N-取代的丙烯酰胺单体的均聚物或共聚物。在另一个实施方案中，聚合物至少包含以下任何一种：80％、85％、90％、95％、97％或99％w/w的二甲基丙烯酰胺单体。在另一个实施方案中，聚合物还包含约1％至20％w/w的二乙基丙烯酰胺单体。在另一个实施方案中，聚合物还包含约1％至约10％w/w的N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体或N-烯丙基葡萄糖单体(例如约3％w/w)。在另一个实施方案中，介质包含约1％至约10％w/w的二乙基丙烯酰胺单体。在另一个实施方案中，该聚合物是包含除二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖单体之外的至少一种丙烯酰胺单体的共聚物。在另一个实施方案中，介质包含聚合物共混物。在另一个实施方案中，共混物中的所有聚合物是选自二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖(“NAG”)单体的聚合物。在另一个实施方案中，介质包含选自脯氨酸、组氨酸、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶并)-1-丙磺酸盐以及2-N,N,N-三正丁基乙酸铵的多种变性剂化合物。在另一个实施方案中，介质包含约0.2M至5.5M，例如约2M的量的变性剂化合物。在另一个实施方案中，介质进一步包含SDS或其他离子或非离子表面活性剂。在另一个实施方案中，水性溶剂包含一种或多种pH缓冲盐。在另一个实施方案中，其中缓冲盐选自Tris、TAPS、CHES、EDTA；和Tris TAPS EDTA、Tris乙酸盐EDTA、Tris硼酸盐EDTA和Tris CHES EDTA。在另一个实施方案中，介质的pH在约7.0至8.5之间。在另一个实施方案中，介质进一步包含乙腈，例如4％-7％(v/v)。在另一个实施方案中，介质还包含例如0.3-5.0％(v/v)的DMSO。在另一个实施方案中，介质包括毛细管壁涂层材料。在另一个实施方案中，壁涂层材料选自pHEA、MCP-1以及第一和第二共聚单体，所述第一单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-单取代的丙烯酰胺、N-单取代的甲基丙烯酰胺、N,N-二取代的丙烯酰胺和N,N-二取代的甲基丙烯酰胺；所述第二单体选自含缩水甘油基的单体、含二醇基的单体和含烯丙基的碳水化合物单体。在另一个实施方案中，该介质在室温下储存至少至少一个月、六个月或一年的任一种之后，表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。在另一个实施方案中，该介质在室温下储存至少一天、一周、一个月或六个月中的任一种之后，具有不超过2％的表现出例如由水解产生的羧酸侧链部分的聚合物。在另一个实施方案中，介质不含、基本上不含或实质上不含生物分子(例如，核酸、DNA、RNA或多肽)。在另一个实施方案中，介质不含、基本不含或实质上不含脲、N-甲基-2-吡咯烷酮、δ-己内酰胺、N-甲基-己内酰胺、盐酸胍、二甲基甲酰胺(DMF)和/或二甲基亚砜(DMSO)。

对于其他实施方案，丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺单体的各种衍生物与各种含缩水甘油基的单体的共聚物，例如二甲基丙烯酰胺和烯丙基缩水甘油基醚-环氧聚(DMA)-，丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺的各种衍生物与各种含烯丙基的碳水化合物和各种含缩水甘油基的单体的共聚物，例如烯丙基β-D-吡喃糖苷(通常为β-D-吡喃葡萄糖苷)或烯丙基β-D-呋喃糖苷烯丙基缩水甘油基醚-环氧聚(AG-AA)，以及四种不同单体的共聚物，其包括各种丙烯酸和甲基丙烯酰胺、各种含烯丙基的碳水化合物、各种含缩水甘油基的单体和各种含二醇基的单体，例如丙烯酰胺、烯丙基β-D-吡喃糖苷(通常为β-D-吡喃半乳糖苷或N-烯丙基葡糖酰胺)或烯丙基β-D-呋喃糖苷、烯丙基缩水甘油醚和烯丙氧基-1,2-丙二醇-环氧聚(AGal-AA-APD)。这样的聚合物在美国专利号6,410,668中描述，其公开内容通过引用整体并入本文。

在另一方面，本文提供一种装置，其包括具有微通道的固体基底，该微通道填充有本文公开的分离介质。在一实施方案中，基底包括塑料、玻璃或熔融二氧化硅。在另一个实施方案中，基底包含在微流体装置中。在另一个实施方案中，基底是电泳毛细管。在另一个实施方案中，基底包括涂有动态吸附涂层或共价连接涂层的壁。在另一个实施方案中，该装置还包括与所述介质电连通的电极。在另一个实施方案中，该装置包括至少一个电泳毛细管。在另一个实施方案中，该装置包括多个电泳毛细管。

在另一方面，本文提供了一种装置，其包括注射器，该注射器包括具有内部空间的筒和安装在该空间中的柱塞，其中该空间包含本文公开的分离介质。在一实施方案中，柱塞还包括与内部空间连通的阳极或阴极。

在另一方面，本文提供了一种试剂盒，其包含容纳如本文公开的介质的容器和包含电泳缓冲液的容器。

在另一方面，本文提供了一种系统，其包括样品制备模块，其配置成执行DNA扩增或循环测序；和检测模块，其包括具有微通道的固体基底，所述微通道填充有本文公开的分离介质。

在另一方面，本文提供了一种方法，其包括使用本文公开的分离介质对生物分子分析物进行电泳分离。在一个实施方案中，该方法还包括在电泳前，将分离介质在15℃到40℃之间的温度下储存至少一天、一周、一个月、六个月或一年的任一种。在另一个实施方案中，该方法在以下中进行：护理环境、警察预约站或战斗区。在另一个实施方案中，该方法包括在20℃、25℃或30℃的至少任一温度下存储介质。在另一个实施方案中，分析物包括核酸(例如，DNA或RNA)、蛋白质或其复合物。在另一个实施方案中，分析物包含平均大小不超过约1300个核苷酸的DNA多核苷酸。在另一个实施方案中，分析物包含从一个或多个STR基因座例如法医位点扩增的DNA。在另一个实施方案中，分析物包括DNA梯带。在另一个实施方案中，该方法包括将介质注入微流体装置或电泳毛细管的微通道中。在另一个实施方案中，将介质存储在微流体装置或电泳毛细管的微通道中。

通过以下详细描述并通过本发明的实践，本发明的其他实施方案、特征和优点将显而易见。本公开内容的组合物、介质、方法、系统和试剂盒可以在以下列举的任何条款中作为实施方案进行描述。将理解的是，本文所描述的任何实施方案都可以与本文所描述的任何其他实施方案结合使用，只要这些实施方案彼此不矛盾。

1.一种电泳分离介质，其包括：

(a)筛分组分，其包含至少一种聚合物或共聚物；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述电泳分离介质在至少约23℃的温度下储存至少14天后对毛细管电泳表现出功能稳定性。

2.一种电泳分离介质，其包括：

(a)筛分组分，其包含至少一种聚合物或共聚物；

(b)可选地，一种或多种试剂，

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述电泳分离介质基本上不含脲。

3.一种电泳分离介质，其包括：

(a)筛分组分，其包含至少一种聚合物或共聚物；

(b)可选地，一种或多种试剂，

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述电泳分离介质不包含脲。

4.条款1-3中任一项所述的介质，其中所述至少一种聚合物或共聚物是非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物。

5.条款1-3中任一项所述的介质，其中至少一种聚合物或共聚物是交联的。

6.前述条款中任一项所述的介质，其中所述至少一种聚合物或共聚物是不带电荷的水溶性二氧化硅吸附性聚合物或共聚物、非交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物、纤维素聚合物或共聚物、聚(环氧烷)聚合物或共聚物、多糖或三嵌段共聚物。

7.前述条款中任一项所述的介质，其中所述至少一种聚合物或共聚物选自线性聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、聚-N-N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、碳氟化合物尾部封端的聚乙二醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚-N-丙烯酰基氨基丙醇、聚(N,N-二甲基丙烯酰胺-共-N,N-二甲基丙烯酰胺)、聚(N-(丙烯酰胺基乙氧基)乙基-β-D-吡喃葡萄糖)、葡甘露聚糖、葡聚糖、琼脂糖或聚-N-异丙基丙烯酰胺。

8.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种改变所述介质的物理性质或分离性质的试剂。

9.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种作为变性剂的试剂、能够调节所述介质的折射率的化合物、能够减缓单链DNA的复性动力学的化合物、或能够增强所述介质的分子分辨率的化合物。

10.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种为变性剂的试剂。

11.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种为能够调节所述介质的折射率的化合物的试剂。

12.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种为能够增强所述介质对分子的分辨率的化合物的试剂。

13.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种选自脯氨酸、组氨酸、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶并)-1-丙烷磺酸盐、2-N,N,N-三正丁基乙酸铵、1,3-二甲基脲、1,3-二乙基脲、乙基脲、甲基脲、1,1-二甲基脲和1,1-二乙基脲的试剂。

14.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种为糖或其衍生物、糖醇或多元醇或其衍生物、糖或糖异构体或其衍生物、戊糖、己糖、淀粉、碳水化合物、淀粉水解产物、氢化淀粉水解物、葡萄糖或其衍生物、半乳糖或其衍生物、蔗糖或其衍生物、果糖或其衍生物、乳糖或其衍生物、赤藓糖或其衍生物、阿拉伯糖或其衍生物、麦芽糖或其衍生物、甘露糖或其衍生物、鼠李糖或其衍生物、木糖或其衍生物、海藻糖或其衍生物、三氯蔗糖或其衍生物、纤维二糖或其衍生物、木糖醇或其衍生物、乳果糖或其衍生物、山梨糖醇或其衍生物、甘露糖醇或其衍生物、麦芽糖醇(maltitol)或其衍生物、乳糖醇或其衍生物、赤藓醇或其衍生物、甘油或其衍生物、糖原或其衍生物、低分子量葡聚糖或其衍生物或它们的组合的试剂。

15.条款14所述的介质，其中所述糖是单糖、二糖、三糖、寡糖或多糖。

16.条款14所述的介质，其中所述一种或多种试剂是果糖、半乳糖、葡萄糖、糖原、海藻糖、蔗糖、山梨糖醇、木糖醇或其组合。

17.条款10所述的介质，其中所述变性剂是SDS(十二烷基硫酸钠)、离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂。

18.条款1-17中任一项所述的介质，其中所述电泳分离介质选自表1、2A、2B或2C。

19.条款1-18中任一项所述的介质，其中所述电泳分离介质选自：1.5-2.5％LPA12.5％木糖醇115TES；和1.5-2.5％LPA 20％木糖醇80TES；1.5-2.5％LPA 20％木糖醇80TES；1.5-2.5％LPA 5％木糖醇150TES；1.5-2.5％LPA20％木糖醇150TES；1.5-2.5％LPA5％木糖醇150TES；1.5-2.5％LPA 20％木糖醇150TES；1.5-2.5％LPA 5％木糖醇80TES；1.5-2.5％LPA 5％木糖醇80TES；1.5-2.5％LPA 12.5％蔗糖115TES；1.5-2.5％LPA 20％蔗糖80TES；1.5-2.5％LPA20％蔗糖80TES；2.5％LPA 5％蔗糖150TES；1.5-2.5％LPA 20％蔗糖150TES；1.5-2.5％LPA 5％蔗糖150TES；1.5-2.5％LPA 20％蔗糖150TES；1.5-2.5％LPA5％蔗糖80TES；1.5-2.5％LPA 5％蔗糖80TES；1.5-2.5％LPA 12.5％半乳糖115TES；1.5-2.5％LPA 20％半乳糖150TES；1.5-2.5％LPA 5％半乳糖150TES；1.5-2.5％LPA 5％半乳糖150TES；1.5-2.5％LPA 20％半乳糖150TES；1.5-2.5％LPA20％半乳糖80TES；1.5-2.5％LPA 20％半乳糖80TES；1.5-2.5％LPA 5％半乳糖80TES和1.5-2.5％LPA 5％半乳糖80TES。

20.前述条款中任一项所述的介质，其中所述至少一种聚合物或共聚物的含量为所述介质的约1.0重量％至约8.0重量％。

21.前述条款中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种其存在量为所述介质的约10重量％至50重量％的试剂。

22.前述条款中任一项所述的介质，其还包含SDS或其他离子或非离子表面活性剂。

23.前述条款中任一项所述的介质，其中所述水性溶剂包含一种或多种pH缓冲盐。

24.条款23所述的介质，其中所述一种或多种pH缓冲盐选自Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)、TAPS(3-{[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙烷-2-基]氨基}丙烷-1-磺酸)、TES(2-{[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙烷-2-基]氨基}乙磺酸)、CHES(2-(环己基氨基)乙磺酸)、EDTA(乙二胺四乙酸)、TAPS/EDTA、TES/EDTA、Tris/TAPS/EDTA、Tris/TES/EDTA、Tris/乙酸盐/EDTA、Tris/硼酸盐/EDTA和Tris/CHES/EDTA。

25.前述条款中任一项所述的介质，其pH在约6.0至9.0之间。

26.前述条款中任一项所述的介质，其包含一种或多种可与水混溶的有机溶剂。

27.条款26所述的介质，其中所述可与水混溶的有机溶剂是乙腈、DMSO或2-吡咯烷酮。

28.前述条款中任一项所述的介质，其包括表面相互作用组分。

29.条款28所述的介质，其中所述表面相互作用组分选自pHEA、MCP-1以及第一和第二共聚单体，所述第一单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-单取代的丙烯酰胺、N-单取代的甲基丙烯酰胺、N,N-二取代的丙烯酰胺和N,N-二取代的甲基丙烯酰胺；第二单体选自含缩水甘油基的单体、含二醇基的单体和含烯丙基的碳水化合物单体。

30.条款1-29中任一项所述的介质，其中所述电泳分离介质在约23℃下存储至少一个月、至少两个月、至少六个月、至少一年、至少18个月、至少两年、大于两年后表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。

31.前述条款中任一项所述的介质，其中所述电泳分离介质在约23℃下储存至少30天后表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。

32.前述条款中任一项所述的介质，其中所述电泳分离介质在约23℃至约40℃之间储存至少14天后表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。

33.条款1或2所述的介质，其中所述电泳分离介质包含少于约5重量％的脲。

34.一种筛分聚合物组合物，其包含：

(a)筛分组分，其包含至少一种聚合物或共聚物；

(b)任选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述筛分聚合物组合物在至少23℃的温度下储存至少两周后表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。

35.一种筛分聚合物组合物，其包含：

(a)筛分组分，其包含至少一种聚合物或共聚物；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述筛分聚合物组合物基本上不含脲。

36.一种筛分聚合物组合物，其包含：

(a)筛分组分，其包含至少一种聚合物或共聚物；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述筛分聚合物组合物不包含脲。

37.条款34-36中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物是非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物。

38.条款34-36中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物是交联的。

39.条款34-38中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物是不带电荷的水溶性二氧化硅吸附聚合物或共聚物、非交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物、纤维素聚合物或共聚物、聚(环氧烷)聚合物或共聚物、多糖或三嵌段共聚物。

40.条款34-39中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物选自线性聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、聚-N-N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、碳氟化合物尾部封端的聚乙二醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚-N-丙烯酰基氨基丙醇、聚(N,N-二甲基丙烯酰胺-共-N,N-二甲基丙烯酰胺)、聚(N-(丙烯酰胺基乙氧基)乙基-β-D-吡喃葡萄糖)、葡甘露聚糖、葡聚糖、琼脂糖或聚-N-异丙基丙烯酰胺。

41.条款34至40中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种改变所述组合物的物理或筛分性质的试剂。

42.条款34-41中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种为变性剂、能够调节折射率的化合物或能够提高分辨率的化合物的试剂。

43.条款34-42中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种为变性剂的试剂。

44.条款34-43中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种为能够调节折射率的化合物的试剂。

45.条款34-44中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种为能够增强分辨率的化合物的试剂。

46.条款34-45中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种选自脯氨酸、组氨酸、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶并)-1-丙烷磺酸盐、2-N,N,N-三正丁基乙酸铵、1,3-二甲基脲、1,3-二乙基脲、乙基脲、甲基脲、1,1-二甲基脲和1,1-二乙基脲的试剂。

47.条款34-46中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种为糖或其衍生物、糖醇或多元醇或其衍生物、糖或糖异构体或其衍生物、戊糖、己糖、淀粉、碳水化合物、淀粉水解产物、氢化淀粉水解物、葡萄糖或其衍生物、半乳糖或其衍生物、蔗糖或其衍生物、果糖或其衍生物、乳糖或其衍生物、赤藓糖或其衍生物、阿拉伯糖或其衍生物、麦芽糖或其衍生物、甘露糖或其衍生物、鼠李糖或其衍生物、木糖或其衍生物、海藻糖或其衍生物、三氯蔗糖或其衍生物、纤维二糖或其衍生物、木糖醇或其衍生物、乳果糖或其衍生物、山梨糖醇或其衍生物、甘露糖醇或其衍生物、麦芽糖醇或其衍生物、乳糖醇或其衍生物、赤藓醇或其衍生物、甘油或其衍生物、糖原或其衍生物、低分子量葡聚糖或其衍生物或它们的组合的试剂。

48.条款47所述的组合物，其中所述糖为单糖、二糖、三糖、寡糖或多糖。

49.条款47所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种为果糖、半乳糖、葡萄糖、糖原、海藻糖、蔗糖、山梨糖醇、木糖醇或其组合的试剂。

50.条款34-49中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物的含量为所述介质的约1.0重量％至约8.0重量％。

51.条款34至50中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种试剂的量为所述介质的约10重量％至50重量％。

52.条款34-51中任一项所述的组合物，其进一步包含SDS或其他离子或非离子表面活性剂。

53.条款34-52中任一项所述的组合物，其中所述水性溶剂包含一种或多种pH缓冲盐。

54.条款53所述的组合物，其中所述一种或多种pH缓冲盐选自Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)、TAPS(3-{[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙烷-2-基]氨基}丙烷-1-磺酸)、TES(2-{[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙烷-2-基]氨基}乙磺酸)、CHES(2-(环己基氨基)乙磺酸)、EDTA(乙二胺四乙酸)、TAPS/EDTA、TES/EDTA、Tris/TAPS/EDTA、Tris/TES/EDTA、Tris/乙酸盐/EDTA、Tris/硼酸盐/EDTA和Tris/CHES/EDTA。

55.条款34至54中任一项所述的组合物，其pH在约6.0至9.0之间。

56.条款34-55中任一项所述的组合物，其包含一种或多种可与水混溶的有机溶剂。

57.条款56所述的组合物，其中所述可与水混溶的有机溶剂是乙腈、DMSO或2-吡咯烷酮。

58.条款34-57中任一项所述的组合物，其包括表面相互作用组分。

59.条款58所述的组合物，其中所述表面相互作用组分选自pHEA、MCP-1以及第一和第二共聚单体，所述第一单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-单取代的丙烯酰胺、N-单取代的甲基丙烯酰胺、N,N-二取代的丙烯酰胺和N,N-二取代的甲基丙烯酰胺；第二单体选自含缩水甘油基的单体、含二醇基的单体和含烯丙基的碳水化合物单体。

60.条款34-59中任一项所述的组合物，其中所述组合物在约23℃下储存至少一个月、至少两个月、至少六个月、至少一年、至少十八个月、至少两年、大于两年后表现出用于分子筛分的功能稳定性。

61.条款34-59中任一项所述的组合物，其中所述组合物在约23℃至约40℃之间储存至少14天后表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。

62.条款34或35所述的组合物，其中所述组合物包含少于约5重量％的脲。

63.一种毛细管电泳元件，其包括：

(a)未涂覆的毛细管；和、

(b)用于分离位于所述未涂覆的毛细管内的分析物的组合物，所述组合物包含根据条款1-62中任一项所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物。

64.条款63所述的毛细管元件，其中所述毛细管包括二氧化硅、熔融二氧化硅、石英、硅酸盐类玻璃、磷酸盐玻璃、含氧化铝的玻璃。

65.条款63所述的毛细管元件，其中所述毛细管是塑料通道毛细管。

66.一种分离分析物的方法，包括：使用根据条款1至62中任一项所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物分离所述分析物。

67.条款66所述的分离分析物的方法，其中所述分析物选自DNA、肽、蛋白质、核酸、糖蛋白和聚糖。

68.条款66所述的分离分析物的方法，其中所述DNA、肽、蛋白质、糖蛋白或聚糖基于大小分离，或基于大小鉴定。

69.条款66-68中任一项所述的分离分析物的方法，其中所述肽、蛋白质、糖蛋白或聚糖在变性条件下不使用脲进行分离。

70.条款66-68中任一项所述的分离分析物的方法，其中所述肽、蛋白质、糖蛋白或聚糖在天然条件下不使用脲进行分离。

71.条款66-68中任一项所述的分离分析物的方法，其中使用电泳图谱上的峰鉴定所述DNA、肽、蛋白质、糖蛋白或聚糖。

72.条款71所述的分离分析物的方法，其中所述鉴定可以是手动的，或使用合适的软件来检测峰。

73.条款66-71中任一项所述的分离分析物的方法，其与多个未涂覆的毛细管并行进行。

74.一种分离分析物的方法，包括：使用至少一个条款63所述的毛细管电泳元件通过毛细管电泳分离所述分析物。

75.条款66-72中任一项所述的分离分析物的方法，还包括向所述分离介质或筛分聚合物组合物施加电流，并使所述分析物迁移通过所述分离介质或所述筛分聚合物组合物。

76.根据条款66所述的分离分析物的方法，还包括基于尺寸、电荷、三级结构或配体结合来分离所述分析物。

77.根据条款66所述的分离分析物的方法，进一步包括基于在所述分离介质或所述筛分聚合物组合物中的迁移速率或位置来鉴定所述分析物。

78.条款66-77中任何一项所述的分离分析物的方法，其中所述分析物是核酸、蛋白质、肽、糖蛋白、聚糖、单糖或多糖。

79.条款66-77中任何一项所述的分离分析物的方法，其中分析物是作为寡核苷酸、多核苷酸、单链DNA、双链DNA、RNA或cDNA的扩增产物的核酸，并且所述方法还包括在分离前通过核酸产生扩增产物。

80.根据条款66-79中任何一项所述的分离分析物的方法，其中所述分析物是包括短串联重复序列(STR)的核酸。

81.一种电泳分离介质，其包括：

(a)非交联或稀疏交联的聚合物或共聚物；

(b)一种或多种变性剂混合物，其含量足以抑制单链多核苷酸的复性；

(c)水性溶剂；

(d)任选地，适合于抑制电渗流的壁涂层材料；和

(e)可选地，可与水混溶的有机溶剂，例如DMSO或乙腈，

其中所述电泳分离介质在23℃下表现出至少7天的功能稳定性。

82.条款81所述的介质，其中所述聚合物或共聚物包含单-N-取代的丙烯酰胺单体或二-N-取代的丙烯酰胺单体。

83.条款81所述的介质，其中所述聚合物或共聚物包含一种或多种选自二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖单体(NAGL)的丙烯酰胺单体。

84.条款81所述的介质，其中所述聚合物或共聚物包括聚乙烯吡咯烷酮。

85.条款81所述的介质，其中所述聚合物或共聚物包括羟乙基纤维素。

86.条款81所述的介质，其中所述变性剂选自脯氨酸、组氨酸、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶并)-1-丙磺酸盐和2-N,N,N-三正丁基乙酸铵。

87.条款81所述的介质，其中所述聚合物的重均摩尔质量为至少500,000g/mol，例如在3.5M g/mol至5M g/mol之间。

88.条款81所述的介质，其包含聚合物的量为约1.5％(w/v)至8.0％(w/v)，例如约5.5％(w/v)。

89.条款81所述的介质，其中所述聚合物或共聚物是直链聚合物。

90.条款81所述的介质，其包含稀疏交联的聚合物，该聚合物包含1×1o-s mol％至约1×10-3mol％的交联部分。

91.条款81所述的介质，其由混合物聚合，所述混合物包含在聚合混合物中小于约0.1％(w/v)的的交联部分。

92.条款81所述的介质，其中所述聚合物是一种或多种选自二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖(“NAG”)单体的N-取代的丙烯酰胺单体的均聚物或共聚物。

93.条款92所述的介质，其中所述聚合物包含至少以下任一种：80％、85％、90％、95％、97％或99％w/w的二甲基丙烯酰胺单体。

94.条款93所述的介质，其中所述聚合物还包含约1％至20％w/w的二乙基丙烯酰胺单体。

95.条款93所述的介质，其中所述聚合物进一步包含约1％至约10％w/w的N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体或N-烯丙基葡萄糖单体(例如，约3％w/w)。

96.条款93所述的介质，其包含约1％至约10％w/w的二乙基丙烯酰胺单体。

97.条款81所述的介质，其中所述聚合物是包含除二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖单体以外的至少一种丙烯酰胺单体的共聚物。

98.条款81所述的介质，其包含聚合物共混物。

99.条款98所述的介质，其中所述共混物中的所有聚合物是选自二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体和N-烯丙基葡萄糖(“NAG”)单体的聚合物。

100.条款81所述的介质，其包含多种选自脯氨酸(praline)、组氨酸、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶并)-1-丙烷磺酸盐和2-N,N,N-三正丁基乙酸铵的变性剂化合物。

101.条款81所述的介质，其包含约0.2M至5.5M例如约2M的量的所述变性剂化合物。

102.条款81所述的介质，其进一步包含SDS或其他离子或非离子表面活性剂。

103.条款81所述的介质，其中所述水性溶剂包含一种或多种pH缓冲盐。

104.条款103所述的介质，其中所述缓冲盐选自Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)、TAPS(3-{[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙烷-2-基]氨基}丙烷-1-磺酸)、TES(2-{[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙烷-2-基]氨基}乙磺酸)、CHES(2-(环己基氨基)乙磺酸)、EDTA(乙二胺四乙酸)、TAPS/EDTA、TES/EDTA、Tris/TAPS/EDTA、Tris/TES/EDTA、Tris/乙酸盐/EDTA、Tris/硼酸盐/EDTA和Tris/CHES/EDTA。

105.条款81所述的介质，其pH在约6.0至9.0之间。

106.条款81所述的介质，其进一步包含乙腈，例如4％-7％(v/v)。

107.条款81所述的介质，其还包含DMSO，例如0.3-5.0％(v/v)。

108.条款81所述的介质，其包含毛细管壁涂层材料。

109.条款108所述的介质，其中所述壁涂层材料选自pHEA、MCP-1以及第一和第二共聚单体，所述第一单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-单取代的丙烯酰胺、N-单取代的甲基丙烯酰胺、N,N-二取代的丙烯酰胺和N,N-二取代的甲基丙烯酰胺；所述第二单体选自含缩水甘油基的单体、含二醇基的单体和含烯丙基的碳水化合物单体。

110.条款81所述的介质，其在约室温下储存至少至少一个月、至少两个月、至少六个月、至少一年、至少十八个月、至少两年、超过两年后表现出用于毛细管电泳的功能稳定性。

111.条款81所述的介质，其在室温下储存至少一天、一周、一个月或六个月中的任何一种后具有不超过2％的展现出羧酸侧链部分的聚合物，例如由于水解产生的。

112.条款81所述的介质，其不含、基本上不含或实质上不含生物分子(例如，核酸、DNA、RNA或多肽)。

113.条款81所述的介质，其不含、基本上不含或实质上不含脲、N-甲基-2-吡咯烷酮、邻己内酰胺、N-甲基己内酰胺、盐酸胍、二甲基甲酰胺(DMF)和/或二甲基亚砜(DMSO)。

114.一种装置，其包括具有微通道的固体基底，所述微通道填充有条款81所述的介质。

115.条款114所述的装置，其中所述基底是电泳毛细管。

116.条款114所述的装置，其中所述基底包括涂覆有动态吸附涂层或共价附接涂层的壁。

117.条款114所述的装置，进一步包括与所述介质电连通的电极。

118.一种包括注射器的装置，所述注射器包括具有内部空间的筒和安装在所述空间中的柱塞，其中所述空间包含条款65所述的介质。

119.条款118所述的装置，其中所述柱塞还包括与所述内部空间连通的阳极或阴极。

120.试剂盒，其包括：包含条款1-33中任一项所述的介质或条款34-62中任一项所述的组合物的容器以及包含电泳缓冲液的容器。

121.条款120所述的试剂盒，其进一步包括用于蛋白质和/或聚糖分析的试剂。

122.条款120或121所述的试剂盒，进一步包括蛋白质标记染料、聚糖切割酶、缓冲液，以及用于蛋白质标记和纯化、用于聚糖标记和纯化的说明手册。

123.条款120-122所述的试剂盒，其中所述试剂盒中的电泳介质可以在室温下储存，并且对于毛细管电泳表现出以下功能稳定性：至少一个月、至少两个月、至少六个月、至少一年、至少十八个月、至少两年、大于两年。

124.一种系统，其包括样品制备模块，其被配置为执行DNA扩增或循环测序；以及检测模块，其包括具有微通道的固体基底，所述微通道填充有条款81所述的介质。

125.一种系统，其包括被配置为执行蛋白质分离和分析的样品制备模块，其中所述模块包括条款1-33中任一项所述的介质或条款34-62中任一项所述的组合物。

126.一种系统，其包括配置成执行聚糖分离和分析的样品制备模块，其中所述模块包括条款1-33中任一项所述的介质或条款34-62中任一项所述的组合物。

127.一种方法，其包括使用条款81所述的分离介质对生物分子分析物进行电泳分离。

128.条款127所述的方法，还包括在电泳前，将所述分离介质在至少15℃至40℃之间的温度下储存至少一天、一周、一个月、六个月、一年、十八个月、两年中的任一种。

129.条款127所述的方法，其在护理环境、警察预约站或战斗区中执行。

130.条款127所述的方法，其包括在至少20℃、25℃或30℃的温度的任一种下储存所述介质。

131.条款127所述的方法，其中所述分析物包括核酸(例如DNA或RNA)、蛋白质或其复合物。

132.条款127所述的方法，其中所述分析物包含平均大小不超过约1300个核苷酸的DNA多核苷酸。

133.条款127所述的方法，其中所述分析物包括从一个或多个STR基因座(例如法医基因座)扩增的DNA。

134.条款127所述的方法，其中所述分析物包括DNA梯带。

135.条款127所述的方法，其包括将所述介质注射到微流体装置或电泳毛细管的微通道中。

136.条款127所述的方法，其中所述介质存储在微流体装置或电泳毛细管的微通道中。

附图说明

本公开的新颖特征在所附权利要求书中具体阐述。通过参考阐述了利用本公开原理的说明性实施方案的下面详细描述以及附图，可以更好地理解本公开的特征和优点，附图中：

图1显示了可用于本公开的聚合物或共聚物的示例性N,N-取代的丙烯酰胺单体。

图2显示了聚乙烯吡咯烷酮和羟乙基纤维素。

图3显示了可用于在电泳过程中保持核酸变性状态的示例性化合物。

图4示出了示例性电泳组件。

图5示出了用于通过电泳进行样品分析的示例性系统。

图6a和6b：使用2％LPA与3M脲。图6a显示了该聚合物与脲的空间校准，表明在所有毛细管中均存在均匀的信号。图6b电泳图显示，由于存在脲，蛋白质片段没有明显分解，表明脲破坏了蛋白质的分辨率。电泳运行条件为18kV、1秒数据延迟和4000秒运行时间。

图6c和6d：仅使用2％LPA(不具有脲)。图6c显示了仅2％LPA的聚合物的空间校准，表明由于缺少脲，信号在所有毛细管中均不均匀。图6d电泳图显示，由于不存在脲，所有7种蛋白质的尖峰均得到很好的分辨。运行条件为18kV、1秒数据延迟和4000秒运行时间。

图7a和7b：使用2％LPA与20％半乳糖和150mM TES。图7a显示了聚合物与糖的空间校准，显示了在所有毛细管中均匀的信号。图7b电泳图显示蛋白质标准品得到很好的分辨。该制剂显示出出色的峰分离、均一的峰形和基线分辨率。电泳在25℃、18kV、1秒数据延迟和3000秒运行时间下进行。

图8a和8b：使用2.5％LPA与20％木糖醇和150mM TES。图8a显示了聚合物与糖的空间校准，显示了在所有毛细管中均匀的信号。图8b电泳图显示蛋白质标准品得到很好的分辨。该制剂显示出出色的峰分离、均一的峰形和基线分辨率。电泳在40℃、8kV、1秒数据延迟和4000秒运行时间下运行。

图9a和9b：使用2％LPA与30％蔗糖和150mM TES。图9a显示了聚合物与糖的空间校准，显示了在所有毛细管中均一的信号。图9b电泳图显示2％LPA与30％蔗糖能够很好地分辨所有蛋白质。电泳在40℃、18kV、250秒数据延迟和3000秒运行时间下进行。

图10：通过聚合物与半乳糖分离纯化的单克隆IgG。单克隆IgG由哺乳动物CHO细胞系表达。通过色谱法纯化IgG，并在伯胺基团上用荧光FQ染料标记。在变性条件下用SDS通过3500XL仪器的毛细管电泳分离未还原的蛋白质。纯化的蛋白质具有>90％的糖基化完整IgG(大峰)纯度，其通过将其面积除以电泳图中所有峰的总面积计算。HH：具有2条重链的蛋白质(约175.0分钟)。HHL：具有2条重链(～187.5分钟)和一条轻链(大约分钟)、IgG聚集体(～240.0分钟)的蛋白质。

图11显示了使用本公开的无脲制剂通过毛细管电泳获得的分辨率，该制剂由3.75重量％的聚二甲基丙烯酰胺和1.75M的1,3-二甲基脲制备。显示了Applied BiosystemsGeneScan^TM1200LIZ^TM染料尺寸标准染料标记的单链DNA片段的分辨率。使用标准条件，使用Applied Biosystems 3500基因分析仪进行测试。

图12A-C显示了在老化用3.75％聚二甲基丙烯酰胺和1.75M 1,3-二甲基脲制备的本公开的无脲制剂后的毛细管电泳的分辨率图的可再现性。显示在老化之前初始分辨率(图12A)、在37℃下老化27天(图12B)之后以及在37℃下老化56天之后(图12C)的分辨率。使用Applied Biosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料尺寸标准染料标记的单链DNA片段进行该测试。使用标准条件，使用Applied Biosystems 3500基因分析仪进行测试。

图13显示了使用本公开的制剂通过Applied Biosystems

Terminatorv3.1测序标准物的一部分的毛细管电泳获得的分辨率，该制剂由2.0％聚丙烯酰胺和1.75M1,3-二甲基脲制备。使用Applied Biosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。

图14显示了使用3.75重量％的聚二甲基丙烯酰胺和1.75M 1,1-二甲基脲制备的本公开的制剂在毛细管电泳期间获得的分辨率。显示了Applied BiosystemsGeneScan^TM1200LIZ^TM染料尺寸标准染料标记的单链DNA片段的分辨率。使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。

图15显示了使用由4.25重量％的聚二甲基丙烯酰胺和15重量％的乙基脲制备的制剂在毛细管电泳期间获得的分辨率。显示了Applied Biosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料尺寸标准染料标记的单链DNA片段的分辨率。使用Applied Biosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。

图16A和16B示出了使用标准含脲的制剂(图16A)和本公开的无脲制剂(图16B)的毛细管电泳对dsDNA的分析。标记为GS500尺寸标准的TAMRA的从39bp到200bp的扩展视图。

图17A和17B示出了使用标准含脲的制剂(图17A)和本公开的无脲制剂(图17B)的毛细管电泳对dsDNA的分析。标记为GS500尺寸标准的TAMRA的从300bp到500bp的扩展视图。在使用含脲的聚合物(POP7)的(图17A)中，340/350bp的片段未被解析，并且由于存在脲，峰显示出峰变宽。在使用无脲制剂的(图17B)中，解析了340/350bp的片段。

图18A-18D显示了4个STR标记物，如小图18A、18A-1、18B、18B-1、18C和18C-1所示，以及尺寸标准Liz1200(18D和18D-1)，其所含片段的尺寸从20至1,200个碱基。在18A、18A-1、18B、18B-1、18C和18C-1中圈出的等位基因相距1bp。在时间＝0(A)或在37℃下储存8周后(B)，在聚合物中分析DNA样品。

图19显示了使用本公开的无脲制剂通过毛细管电泳标记和分离大小在75至20,000bp范围内的所有15个GeneRuler dsDNA片段。所有片段均已用PicoGreen试剂有效标记，并在含蔗糖的聚合物中充分分离(图中峰标记为“b”)。图中标记为“a”的峰是用染料LIZ标记的单链DNA片段。这些单链DNA片段不与PicoGreen相互作用。

图20A和图20B示出了使用本公开的无脲制剂通过毛细管电泳对THO1STR标记物的分析(图20A：有或没有蔗糖的含2.8％LPA的聚合物；和图20B：有或没有蔗糖的含2.2％LPA的聚合物)。带圆圈的峰表示THO1 STR标记物的等位基因9.1/10，其大小相差1个碱基。

具体实施方式

本公开提供了电泳分离介质等等。该介质对分离单链DNA尤其有用，并且显示出特别是在室温下的储存期限显著长于包含脲作为变性剂的介质。还提供了使用所公开的电泳分离介质的装置、试剂盒、系统和方法。

在一些实施方案中，本公开提供了聚合物筛分组合物等等。该组合物可用于分子筛分。在一些实施方案中，该组合物可用于分离分子，包括但不限于生物分子，例如核酸、蛋白质、糖蛋白和聚糖。该组合物任选地可用于在变性条件下或在非变性条件下基于尺寸的生物分子分离。该组合物可以表现出特别是在室温下的储存期限明显长于包含脲作为变性剂的常规筛分组合物。还提供了使用所公开的筛分组合物的装置、试剂盒、系统和方法。

I.电泳分离介质

在一个方面，本公开提供了一种电泳分离介质，其包括：(a)非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物；(b)一种或多种变性剂，其量足以抑制单链多核苷酸的复性；(c)水性溶剂；(d)任选地，适合于抑制电渗流的壁涂层材料；和(e)任选地，可与水混溶的有机溶剂，例如DMSO或乙腈，其中电泳分离介质在23℃下表现出至少七天的功能稳定性。

在另一方面并且在一些实施方案中，本公开提供了一种筛分聚合物组合物，例如电泳分离介质，其包含：(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；(b)变性剂、变性抑制剂或分辨率增强剂中的一种或多种，(c)水性溶剂或水性缓冲液；(d)任选地，具有与筛分组分不同的聚合物化学组成的表面相互作用组分；和(e)任选地，可与水混溶的有机溶剂；其中电泳分离介质基本上不含脲。

在另一方面，本公开提供了一种电泳分离介质，其包括：(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；(b)变性剂、变性抑制剂或分辨率增强剂中的一种或多种，(c)水性溶剂或水性缓冲液；(d)任选地，具有与筛分组分不同的聚合物化学组成的表面相互作用组分；和(e)任选地，可与水混溶的有机溶剂；其中电泳分离介质不含脲。

A.聚合物

如本文所用，“聚合物”是指均聚物(通过单一单体物质的聚合形成)和共聚物(通过多种不同单体物质的聚合形成)，其包括线性聚合物和交联聚合物。在一些实施方案中，聚合物或共聚物可以是非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物。在一些实施方案中，聚合物或共聚物可以是交联的。在一些实施方案中，聚合物或共聚物可以是线性聚合物或共聚物。

表现出电泳功能稳定性的任何聚合物均可用于本文所述的组合物和方法中。这些包括但不限于各种N-取代的聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和羟乙基纤维素。在一些实施方案中，该聚合物或共聚物可以是不带电荷的水溶性二氧化硅吸附聚合物或共聚物、非交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物、纤维素聚合物或共聚物、聚(环氧烷)聚合物或共聚物、多糖或三嵌段共聚物。

在一些实施方案中，不带电荷的水溶性二氧化硅吸附聚合物用于抑制电渗流。在一个实施方案中，聚合物选自聚乙烯基内酰胺，例如聚乙烯基吡咯烷酮；N,N-二取代的聚丙烯酰胺；和N-取代的聚丙烯酰胺。在另一个实施方案中，聚合物是聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)。这样的聚合物描述在美国专利号5,552,028中，该专利的公开内容通过引用整体并入本文。

聚乙烯吡咯烷酮可以以250,000g/mol至1.5M g/mol的范围或可获得的更高的平均分子量包含在聚合物混合物中。通常，较高的平均分子量对于DNA筛分更有用。

羟乙基纤维素(HEC)也可用作聚合物。高MW的HEC可从Hercules,Inc.(Warrington,PA)或Aqualon Company,Wilmington,DE商购获得，药物级(即高纯度，对于此用途而言是优选的)。有用的平均分子量可以在100,000g/mol至2,000,000g/mol之间。

与未取代的丙烯酰胺聚合物相比，某些“N取代”丙烯酰胺聚合物(其具有侧链氮基的侧化学取代基；例如聚N,N-二甲基丙烯酰胺)对于自发水解相对稳定，即使在较高pH值例如pH 8下也是如此，并且可用于本文讨论的CE应用。本文提供的介质的聚合物优选是产生化学稳定的聚合物的任何N-或N,N-取代的丙烯酰胺单体的聚合物。这包括但不限于烷基、烯丙基或丙烯酰基可聚合单体的均聚物或共聚物。感兴趣的N-烷基丙烯酰胺取代的单体包括但不限于二甲基丙烯酰胺(“DMA”)和二乙基丙烯酰胺(“DEA”)。丙烯酰基丙烯酰胺取代的单体包括但不限于N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇丙烯酰胺(“NAEE”)。烯丙基取代的丙烯酰胺单体包括但不限于N-烯丙基葡萄糖(“NAGL”)单体。NAEE和NAGL单体比DMA、DEA或其他烷基丙烯酰胺更具亲水性，同时对水解仍然非常稳定，并且可用于提高水溶性和提高共聚物的DNA筛分能力。在一些实施方案中，在基本上基于多个DMA单体的聚合物中，在共聚物中DEA或N-烷基丙烯酰胺单体的有用百分比以摩尔计将小于20％；或者，对于亲水性更高的单体NAEE或NAGL，以摩尔计小于10％。

在进一步的实施方案中，聚合物可包含N-乙烯基酰胺型单体。这样的聚合物描述在美国专利号9,671,367中，其公开内容通过引用整体并入本文。在一些实施方案中，N-乙烯基酰胺型聚合物可以是聚(N-乙烯基乙酰胺)(PNVA)。

在一些实施方案中，聚合物或共聚物选自线性聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、聚-N-N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、被碳氟化合物尾部封端的聚乙二醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚N-丙烯酰基氨基丙醇、聚(N,N-二甲基丙烯酰胺-共-N,N-二甲基丙烯酰胺)、聚(N-(丙烯酸氨基乙氧基)乙基-β-D-吡喃葡萄糖)、葡甘露聚糖、葡聚糖、琼脂糖或聚N-异丙基丙烯酰胺。

通常，共聚物将是无规共聚物，即由不同单体的混合物的聚合反应形成，这些单体将以不特定的顺序无规地掺入正在生长的聚合物链中。然而，在一些实施方案中，共聚物可以是“嵌段”共聚物，即，聚合时共聚物包含并入特定类型单体的“嵌段”中的某些单体的小基团。

组合物的N-取代的聚丙烯酰胺可具有至少500,000g/mol的重均摩尔质量，并且通常具有显著更高的摩尔质量，例如在3.5Mg/mol至5Mg/mol之间。它们在组合物中的存在量可以为约1.5％(w/v)至8.0％(w/v)的量，例如，约5.5％(w/v)的共聚物溶解在电泳介质中。

适用于所公开的组合物的聚合物可以从商业来源获得，包括但不限于来自MCLAB的NANOPOP-4、NANOPOP-6和NANOPOP-7聚合物以及来自Thermo Fisher Scientific的POP-4、POP-6和POP-7聚合物。

组合物可以包含线性聚合物和/或交联聚合物。例如，稀疏交联的聚合物可包含1×10^-8摩尔％至约1×10^-3摩尔％的交联部分，例如双丙烯酰胺。或者，可以从在聚合混合物中包含少于约0.1％(w/v)的交联部分的溶液聚合交联的聚合物。

在一些实施方案中，介质用于在微通道中进行电泳。在某些实施方案中，微通道的至少一方面不大于120微米。通道的几何形状可以是圆柱形的，例如在玻璃或熔融石英毛细管中，也可以是矩形的形状，例如在玻璃、塑料或玻璃/塑料混合层状微流体装置中。在毛细管电泳的情况下，圆柱形通道的优选微通道尺寸是约75微米的内径。在基于微通道的电泳设备中，线性聚合物或稀疏交联的聚合物是优选的，因为它们会产生基本呈流体的电泳介质，其可以在适度施加正或负压的情况下被泵入微通道或从微通道中泵出，以迫使等分的消耗的介质从微通道中移出，并用等分的新鲜分离介质重新填充微通道。

在一些实施方案中，聚合物是选自DMA、DEA、NAEE和NAGL的一种或多种N-取代的丙烯酰胺单体的均聚物或共聚物，即，其仅包含选自该组的单体。一种示例性聚合物包含至少80％、85％、90％、95％、97％或99％(w/w)的二甲基丙烯酰胺单体中的任何一种。另一聚合物还包含约1％至约20％的二乙基丙烯酰胺单体。另一聚合物还包含约1％至约10％w/w的更亲水的单体，例如N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(NAEE)单体或N-烯丙基葡萄糖单体(例如约3％w/w)。

在其他实施方案中，提供了包括包含至少一种低粘度、高分子量非交联的丙烯酰胺聚合物的筛分组分和包含至少一种非交联的聚合物的表面相互作用组分的组合物。这样的聚合物在美国专利8,221,607、8,366,900、8,734,630、9,625,416和9,964,517中描述，其公开内容通过引用整体并入本文。

在另一个实施方案中，聚合物是包含DMA和不选自DEA、NAEE和NAGL的至少一种丙烯酰胺单体的共聚物。

在另一个实施方案中，组合物包含聚合物共混物。“共混物”是指两种或更多种在物理或化学聚合物性质或两者上可不同的聚合物的混合物。所述共混物可仅包括包含DMA的聚合物或包含DMA和DEA、NAEE或NAGL中的任何一种的共聚物，以及这些聚合物和其他聚合物(例如，包含DMA以及DEA、NAEE和NAGL之外的至少一种其他单体的共聚物，或不包含DMA的丙烯酰胺聚合物)。

在一些实施方案中，聚合物或共聚物用于本文所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物中的量可以为介质的约1.0重量％至约8.0重量％。聚合物或共聚物用于本文所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物中的量可以为介质或组合物的1.0重量％至8.0重量％。在一些实施方案中，聚合物或共聚物用于本文所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物中的量可以为介质或组合物的约2.0重量％至约7.0重量％。在一些实施方案中，聚合物或共聚物用于本文所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物中的量可以为介质或组合物的2.0重量％至7.0重量％。在一些实施方案中，聚合物或共聚物用于本文所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物中的量可以为介质或组合物的约3.0重量％至约6.0重量％。在一些实施方案中，聚合物或共聚物用于本文所述的电泳分离介质或筛分聚合物组合物中的量可以为介质或组合物的3.0重量％至3.0重量％。

B.核酸应用

筛分组合物和毛细管电泳(CE)组合物及相关仪器可用于分析核酸样品，并且可应用于核酸测序、基因分型和法医遗传分析等等。在一些实施方案中，使用这样的仪器对核酸样品的分析可以涉及通过测序、PCR或双链DNA(dsDNA)的变性来制备单链DNA(ssDNA)。在一些方法中，需要使dsDNA变性以提供ssDNA。在本领域已知的许多CE应用中，脲被用作变性剂。然而，如上所述，在毛细管电泳介质中使用脲作为变性剂导致某些局限性。因此，在一些实施方案中，本公开提供了包含非脲的变性剂的毛细管电泳介质。在一些实施方案中，本公开提供了基本上不含脲的毛细管电泳介质。

1.变性剂化合物

本公开的组合物包含一种或多种在电泳期间可引起dsDNA变性或抑制单链多核苷酸复性的化合物(如本文所用，“变性剂化合物”)。对于ssDNA应用中的电泳，DNA应该完全或基本上是单链的。通常，在高温电泳之前将双链DNA变性，以便可以分析单链多核苷酸。脲已用于在毛细管电泳中保持DNA单链性。但是，已知脲会迅速降解，并且除非在4℃下冷藏，否则含有脲的分离介质通常不能在配制后约一天后使用。相反，用于本公开的组合物中的变性剂化合物抵抗这种快速降解。因此，组合物可以包含一种或多种(例如多种)选自脯氨酸(例如L-脯氨酸、D-脯氨酸或其外消旋混合物)、组氨酸(例如L-组氨酸、D-组氨酸或其外消旋混合物)、甜菜碱、海藻糖、乙腈、咪唑、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶基)-1-丙磺酸盐和2-N,N,N-三正丁基乙酸铵的化合物。在一些实施方案中，本文所述的组合物可包含一种或多种式(I)的化合物

其中R¹、R²、R³和R⁴各自独立地为H或任选取代的C₁-C₆烷基，条件是R¹、R²、R³和R⁴中的至少一个不是H。在一些实施方案中，本文所述的组合物不包含脲(H₂NC(O)NH₂)。在一些实施方案中，变性剂可以是由式(I)描述的任何化合物，包括但不限于1,3-二甲基脲、1,1-二甲基脲、1,3-二乙基脲、1,1-二乙基脲、乙基脲、丙基脲等。

化合物的存在量可足以使双链DNA或其他核酸(包括DNA的衍生物或类似物)变性。但是，更典型地，化合物的存在量将足以抑制电泳分析期间双链(包含两链)DNA分子的重新形成，例如，从已经热变性的多核苷酸形成。在某些实施方案中，变性剂包括上述变性剂中的两种、三种、四种或多于四种的混合物。在一些实施方案中，化合物可以约0.2M至5.5M，例如约2M的量存在于分离介质中。在一些实施方案中，介质或组合物中的变性剂化合物的浓度可以在约1M至约4M之间。在一些实施方案中，介质或组合物中的变性剂化合物的浓度可以在约1.25M至约3M之间。在一些实施方案中，变性剂化合物在介质或组合物中的浓度可以在约1.5M至约2.5M之间。在一些实施方案中，变性剂化合物的量可以为介质或组合物的约10重量％和50重量％之间。在一些实施方案中，变性剂化合物的量可为介质或组合物的约20重量％至40重量％之间。在一些实施方案中，介质或组合物中的变性剂化合物的浓度可以在1M至4M之间。在一些实施方案中，介质或组合物中的变性剂化合物的浓度可以在1.25M至3M之间。在一些实施方案中，变性剂化合物在介质或组合物中的浓度可以在1.5M至2.5M之间。在一些实施方案中，变性剂化合物的量可以在介质或组合物的10重量％至50重量％之间。在一些实施方案中，变性剂化合物的量可为介质或组合物的约20重量％至40重量％之间。

在示例性实施方案中，变性剂可以是(a)约2M脯氨酸和海藻糖(例如，以约1：1混合物)；(b)甜菜碱和脯氨酸(例如约2M或约1：1混合物)；(c)甜菜碱、海藻糖和脯氨酸(例如约3M或约1：1混合物)；(d)乙腈(例如约6％v/v)；(e)乙腈和2M 2-N,N,N-三正丁基乙酸铵(例如约3％乙腈和约2M 2-N,N,N-三正丁基乙酸铵)；(f)脯氨酸和DMSO(例如约2M脯氨酸和1.3％DMSO)；(g)甜菜碱和DMSO(例如约2M甜菜碱和1.3％DMSO)。DMSO与水介质互溶，分子稳定，比水具有更高的粘度。可以不干扰CE的量使用。少量与水混溶的有机溶剂如DMSO或乙腈的添加可通过提高非脲变性剂或筛分聚合物或共聚物的溶解度来改善分离介质。本公开的组合物可以不含、“基本上不含”(即，不超过痕量)或实质上不含生物分子(例如，核酸、DNA、RNA或多肽)和/或脲、N-甲基-2-吡咯烷酮、δ-己内酰胺、N-甲基-己内酰胺、盐酸胍、二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)。“基本上不含”可意味着在样品制备例如通过PCR过程中携带的量。如本文所用，“基本上不含”是指仍允许分离介质保持功能稳定性的量。例如，“基本上不含”可包括至多约5重量％的所述组分，例如脲，或至多约4重量％、或至多约3重量％、或至多约2重量％、或至多约1重量％、或至多约0.5重量％。在进一步的实施方案中，“基本上不含”可包括至多5重量％的组分，例如脲，或至多4重量％、或至多3重量％、或至多2重量％、或至多1重量％、或不超过0.5重量％。

C.双链DNA应用

毛细管电泳(CE)仪器可用于分析DNA样品，并用于涉及dsDNA的应用，例如，分析用嵌入染料标记的RNA和DNA。在一些实施方案中，可以使用本文所述的组合物和方法分析用嵌入染料标记的PCR片段。在一些实施方案中，可以使用本文所述的组合物和方法分析用嵌入染料标记的DNA文库。在一些实施方案中，本文所述的系统和方法可在同一毛细管内使用多种荧光染料。在一些实施方案中，可以用以不同染料标记的单链大小标准物对用嵌入染料标记的dsDNA进行大小调整。

D.蛋白质应用

筛分组合物和毛细管电泳(CE)组合物及相关仪器也可用于分析蛋白质、肽、糖蛋白和聚糖样品。所述组合物可用于蛋白质或肽测序、聚糖分析和/或聚糖测序，或用于重组蛋白质分析、抗体分析或生物类似物分析，等等。在本领域已知的许多CE应用中，脲被用作变性剂。但是，如上所述，在用于蛋白质、肽、糖蛋白或聚糖的毛细管电泳介质中使用脲作为变性剂会导致某些局限性，例如分离不良。因此，在一些实施方案中，本公开提供了毛细管电泳介质，其包含不是脲的变性剂，例如SDS或任何相关的清洁剂。在一些实施方案中，本发明提供不含脲的物质。在一些实施方案中，用于蛋白质、糖蛋白、肽或聚糖的分析方法不含脲用于毛细管电泳介质。进一步对于该实施方案，在这种毛细管电泳(CE)无脲分析中，可需要在电泳期间用常见的变性剂如SDS或相关清洁剂使蛋白质、糖蛋白或肽变性。在其他方法中，可需要在没有清洁剂例如SDS等的情况下分析其天然状态的蛋白质、糖蛋白或肽。因此，在某些实施方案中，本文提供了电泳分离介质、筛分组合物，包括基于聚合物的筛分组合物，其不含脲，而是包含糖以提高分辨率。表1、2A、2B和2C中的实施例描述了用于毛细管电泳的示例性组合物，也称为电泳分离介质。该组合物用于分离和/或拆分生物分子，例如DNA、蛋白质、肽、糖蛋白、聚糖。

E.能够调节折射率的化合物和分辨率增强剂

脲在本领域中已知用于帮助使分离介质的折射率与构成CE系统中的毛细管壁的熔融二氧化硅材料的折射率匹配。浓度高达8M的脲可在CE应用中用于两个目的：(a)脲可为多核苷酸提供变性，以实现高精度/准确的DNA片段分离；和(b)脲可作为激光束穿过毛细管阵列束时重新聚焦激光束所需的试剂(导致整个阵列上的信号均匀分布；“光谱校准”)。对于双链DNA实验，脲的后一特性是必需的。但是，由于脲充当变性剂，因此用于分析dsDNA的系统的这种特性增强(in tension)。在没有脲的情况下，包括聚合物和缓冲液在内的制剂可在单毛细管CE仪器(例如Prism310)中使用，但相同的制剂在多个毛细管系统中的空间校正效果较差，因此在24个毛细管阵列的中心毛细管中可观察到非常低的信号。另外，出乎意料地发现，毛细管电泳介质中包含的某些试剂可以提供彼此之间接近1-bp之内的DNA片段的增加的分辨率。为了获得如此高的分辨率，本领域已经接受，在毛细管电泳介质中必须使用含有变性剂(例如脲)的聚合物。另外，发现通过降低电泳电压来减慢DNA片段的电泳迁移率没有显示出分辨率的改善，而在毛细管电泳介质中添加某些试剂则提供了改善的分辨率。此类方法和组合物可用于测序和STR片段大小确定(即HID)。

在一些实施方案中，糖可以用作惰性化学品，其不会使所分析的DNA变性，但是可以提供其他性质，例如调节折射率和/或用作分辨率增强剂。糖可以增加聚合物的粘度，并影响蛋白质的分离和检测。糖还可以增加聚合物的折射率并改善在多毛细管阵列(例如3500xL的24毛细管阵列或3500的8毛细管阵列)上的信号均匀性。糖的类型包括但不限于：任何糖及其衍生物，糖异构体及其衍生物，戊糖及其衍生物，己糖及其衍生物，糖及其衍生物，单糖及其衍生物，二糖及其衍生物，三糖及其衍生物，寡糖及其衍生物，多糖及其衍生物，淀粉，碳水化合物或淀粉水解产物，氢化淀粉水解产物，以下糖类或其任何衍生物：葡萄糖、半乳糖、蔗糖、果糖、乳糖、赤藓糖、阿拉伯糖、麦芽糖、甘露糖、鼠李糖、木糖、海藻糖、三氯蔗糖、纤维二糖；糖醇或多元醇及其任何衍生物：木糖醇、乳果糖、山梨糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、甘油；琼脂糖及其衍生物，糖原，低分子量右旋糖酐(60-1500kDa)及其衍生物。糖或糖醇可以单独使用，例如20％的半乳糖或30％的蔗糖，或组合使用，例如，糖的组合，例如10％的甘露糖与10％的蔗糖结合以制成最终20％的糖，或10％的葡聚糖与20％的甘露糖结合以制成最终30％的糖。糖或糖醇在最终聚合物组合物中的浓度优选为0-40％。

在一些实施方案中，能够调节折射率和/或用作分辨率增强剂的试剂包括但不限于糖、糖醇或其组合。在一些实施方案中，糖是单糖、二糖、寡糖或多糖。

应当理解，本文所述的某些试剂可以在本文所述的介质或组合物中发挥多种功能。例如，某些化合物可以充当变性剂和/或调节折射率和/或充当分辨率增强剂。在某些其他实施方案中，本文所述的试剂可用于调节折射率和/或用作分辨率增强剂。在其他实施方案中，试剂可以存在于组合物中，但是取决于主要的反应条件，可能无法观察到对变性、折射率或分辨率的预期效果。

F.水性溶液/缓冲液

如本文所用，水性溶液是其中主要溶剂是水的溶液，例如，至少92％、99％或100％的H₂O(v/v)中的任何一种。可以包含在水性溶液中的其他溶剂包括乙腈或DMSO，例如1％-6％(v/v)。通常，分离介质包含溶解的缓冲盐。例如，缓冲化合物可以包括三(羟甲基氨基甲烷)(“Tris”)、N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙烷磺酸(“TAPS”)、N-环己基-2-氨基乙烷磺酸(“CHES”)或二价金属离子螯合剂乙二胺四乙酸(“EDTA”)，例如Tris、TAPS、EDTA；Tris乙酸盐EDTA或Tris硼酸盐EDTA。在一些实施方案中，可以将组合物缓冲至约7.0至8.5之间的pH。在一些实施方案中，可以将组合物缓冲至约6.0至9.0之间的pH。在一些实施方案中，可以将组合物缓冲至7.0至8.5之间的pH。在一些实施方案中，可以将组合物缓冲至6.0至9.0之间的pH。

在一些实施方案中，pH缓冲盐可以选自Tris(三(羟甲基)氨基甲烷)、TAPS(3-{[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基}丙烷-1-磺酸)、TES(2-{[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基甲磺酸)、CHES(2-(环己基氨基)乙磺酸)、EDTA(乙二胺四乙酸)、TAPS/EDTA、TES/EDTA、Tris/TAPS/EDTA、Tris/TES/EDTA、Tris/乙酸盐/EDTA、Tris/硼酸盐/EDTA和Tris/CHES/EDTA。

G.毛细管壁涂层

电渗流现象可导致电泳过程中峰变宽或移动。这种现象可能导致DNA峰变形并在电泳过程中降低分离性能。一种解决方案是在内部微通道壁上包括动态吸附或共价施加的涂层，该涂层抑制电渗流和DNA分子与微通道壁的相互作用。因此，本公开的组合物可任选地包含壁涂层材料。在本领域中已知许多所谓的“动态”(自发自吸收)壁涂层材料。这些包括例如聚-N-羟乙基丙烯酰胺(pHEA)(“聚-N-羟乙基丙烯酰胺：用于通过毛细管电泳进行DNA测序的新型亲水性自涂覆聚合物基质”，M.N.Albarghouthi等人，Electrophoresis(2002)23，1429-1440)。其他涂料包括DMA和其他可与表面形成键的单体的共聚物，称为“MCP-1”。有用的涂料，包括MCP-1，描述于美国专利6,410,668(Chiari)和M.Chiari等人，“用于毛细管电泳的新吸附涂层”2001Electrophoresis 21：909-916中，在此引入作为参考。′668专利的涂层材料包括第一和第二类型的共聚单体，所述第一单体类型选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-单取代的丙烯酰胺、N-单取代的甲基丙烯酰胺、N,N-二取代的甲基丙烯酰胺和N,N-二取代的甲基丙烯酰胺；所述第二单体选自含缩水甘油基的单体、含二醇基的单体和含烯丙基的碳水化合物单体。涂层材料在分离介质混合物中可以以分离聚合物的不超过约2％w/w存在，优选总体上不超过1％w/w。通常，甚至更低浓度的溶解的壁涂层聚合物是有用的。

H.稳定性

本公开的组合物可用作毛细管电泳的DNA分离介质。该组合物表现出功能稳定性。如本文所用，如果使用内径为75微米、长度为约30cm的毛细管，分离介质提供高达200个核苷酸的单碱基DNA分子分辨率和高达450个核苷酸的4碱基分辨率，或蛋白质、肽、糖蛋白、聚糖分辨率，甚至在约23℃下储存至少一周、一个月、两个月、四个月或六个月、一年、十八个月、两年、大于两年中的任何一种之后，则该组合物对毛细管电泳显示“功能稳定性”。表1、2A、2B和2C中的实施例描述了用于毛细管电泳的示例性组合物，也称为电泳分离介质，用于分离和/或拆分生物分子，例如DNA、蛋白质、肽、糖蛋白、聚糖并且在约23℃下储存一个月、两个月、六个月、一年、十八个月、两年、两年以上后显示出毛细管电泳的功能稳定性。

通常，表现出化学和物理稳定性的凝胶随着时间呈现出澄清且均匀的溶液。如果在约23℃下储存至少一天、一周、一个月、两个月、四个月或六个月中的任何时间后，组合物中不超过5％、4％、3％或2％的聚合物表现出羧酸侧链部分，例如，如通过溶解的聚合物的NMR分析所评估的，则丙烯酰胺聚合物具有化学稳定性。因此，本文提供的分离介质不需要像其他分离介质那样在4℃下冷藏。

II.装置和系统

本公开还提供了采用本文提供的分离介质的装置和系统。

A.微通道装置

本文提供的装置包括具有一个或多个微通道的固体基底，该微通道填充有本发明的分离介质。此类装置可用于对生物分子(例如核酸)进行毛细管电泳分析。这样的装置可以由例如塑料或玻璃制成。毛细管电泳可以使用传统的毛细管或在包含一个或多个填充有分离介质的微通道的微流体装置中进行。毛细管通常具有芯或通道，其内径在约50微米至100微米之间，例如约75微米。可以用抑制电渗流的共价键合材料预涂微通道，作为在分离介质组合物中包括溶解的、可动态吸收的涂层材料的替代方法。

毛细管可以使用高压系统加载分离介质。例如，可以将凝胶容纳在包括针筒的装置的空间中，该针筒包括内部空间和装配在该空间中的柱塞，例如注射器，并且可以使毛细管的开口端例如经由导管与装置的开口尖端连通。这样的装置可以产生用粘性分离介质填充和清空毛细管所需的高压。在一些实施方案中，该装置可以包括与内部空间连通的电极，例如阳极或阴极。这样，在凝胶注入之后，注射器装置用作电泳的电极。参见例如美国专利5,635,050(Pentoney)。

在另一方面，本公开提供了一种试剂盒，其包括包含本公开的分离介质的容器和包含电泳缓冲液的容器。

B.系统

本公开的系统可以被配置为通过电泳分析分析物，例如DNA。进行毛细管电泳的系统是众所周知的。可获得许多描述基本设备的参考文献，并且几种毛细管电泳仪器是可商购的，例如，Thermo Fisher Scientific的3730型DNA分析仪、3730xl DNA分析仪、3500xL遗传分析仪、SeqStudio^TM遗传分析仪、3130遗传分析仪或310遗传分析仪仪器。描述毛细管电泳设备及其操作的示例性参考文献包括Jorgenson，Methods：A Companion to Methods inEnzymology，4：179-190(1992)；Colburn等，Applied Biosystems Research News,第1期(1990年冬)；Grossman等编辑,Capillary Electrophoresis(Academic Press,San Diego,1992)等等。

图4示出了示例性电泳组件。填充有本公开的组合物的微通道(例如毛细管)与阳极和阴极电连通。阳极和阴极本身与例如通过电源插座连接的电压源例如电池或电源电连通。分析物被输送到微通道的阴极端。在该实例中，该组件被配置用于交叉注射。阴极可以是叉状阴极，以将分析物聚焦到注入点。光学组件包括光源，例如激光器、光学器件，例如透镜，以及检测器，例如光谱仪。光学组件的位置应使光束穿过更靠近阳极的微通道，即与检测通过电泳分离的分析物一致的位置。

图5示出了用于通过电泳进行样品分析的示例性系统。该系统可以包括样品制备模块和样品分析模块。样品制备模块可以被配置为执行细胞裂解、分析物纯化(例如，生物分子分析物的分离)和生化反应例如核酸分析物的扩增中的任何一种。准备分离的分析物通过流体管线传输到样品分析模块。样品分析模块可以包括用于将分析物注射到微通道中的注射组件，以及用于收集未注射的样品和缓冲液的废物模块。注入分析物后，通过电泳在微通道中分离分析物。检测系统检测分离的分析物。该系统可以进一步包括计算机，以操作模块并收集和分析由分析模块产生的数据。例如在美国专利8,894,946(Nielsen等人)中示出了这样的装置，该专利通过引用并入本文。

III.方法

A.制备方法

二甲基丙烯酰胺和二乙基丙烯酰胺可从商业供应商获得，例如Sigma Aldrich或Monomer-Polymer and Dajac Labs(Trevose，PA)。

N-烯丙基葡萄糖和N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺单体可从加利福尼亚州桑尼维尔的Lucidant Polymers商购。

N-丙烯酰基-氨基乙氧基乙醇取代的丙烯酰胺(N-(2-羟基乙氧基)乙基-丙烯酰胺)的合成。如下获得单体：向120mL CH2Cl2中加入mL(0.278F mol)的氨基乙氧基乙醇和27.6mL(0.198mol)的三乙胺。向该溶液中逐滴加入16mL(0.198mol)的丙烯酰氯(约20℃)并在室温下继续搅拌约2小时。过滤沉淀的盐后，在NaCl的存在下，用pH 5.5磷酸盐缓冲液洗涤有机相(两次，每次100mL)。用Na₂SO₄干燥后，将有机溶剂的最后残留物在旋转蒸发仪中蒸发。通过TLC在作为洗脱剂的CHCl₃/CH₃OR(7：3，然后9：1)中分析产物。产量：约8克。将产物在硅胶柱上纯化，先用CH₂Cl₂/CH₃OH(95:5)洗脱，然后用CH₂Cl₂/CH₃OH(9:1)洗脱。(参见USP 5,470,916(Righetti等人))

甜菜碱、乙腈、脯氨酸、组氨酸、咪唑、DMSO、N-甲基-2-吡咯烷酮、3-(1-吡啶基)-1-丙磺酸盐和海藻糖可从例如Sigma Aldrich获得。2-N,N,N-三-正丁基乙酸铵的合成描述于Koumoto等人，Tetrahedron(64)2008，168-174中。

电泳分离介质可以按照许多出版物中公开的配制和溶解方法生产，例如：“通过在6.5分钟内产生600个碱基的杂交分离机制在微芯片上的超快DNA测序”，C.P.Fredlake等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(2008)105,476-481。PMCID：PMC2206561。可以根据下面论文中公开的方法，测定用于根据大小分离筛分DNA的筛分聚合物或共聚物的平均摩尔质量：“使用光散射对聚合物进行精确表征以通过毛细管电泳进行DNA测序”，B.A.Buchholz和A.E.Barron，Electrophoresis(2001)22，4118-4128]。

B.使用方法

本公开提供了使用本文公开的分离介质电泳分离生物分子分析物的方法。本公开的分离介质在诸如室温(约20℃至25℃，例如约23℃)的环境温度下表现出化学稳定性。因此，例如，在配制后(特别是在将变性化合物放入溶液中之后)，本发明的分离介质可以在高于4℃、高于15℃、高于20℃、高于25℃或高于30℃的温度下储存至少一天(即24小时)、一周、一个月、六个月或一年中的任何时间。例如该组合物可以在约15℃和40℃之间储存。因此，本公开的分离介质可用于远离完整实验室的环境。这样的环境包括例如其中用户实际上不能新鲜配制分离介质或将电泳介质存储在单独的冰箱中的那些环境。这些包括例如护理点环境(例如，医院、救护车)、警察局(例如，预约站)环境或战斗区(例如，战场或战区)。分离介质可以在使用时注入到微通道中，或者可以存储在装置(例如微流体装置或毛细管)的微通道中，以备将来使用。因此，该装置可以是在电泳仪器中替换的消耗性装置。

本公开的分离介质在核酸分析中特别有用。这包括DNA和RNA。通常，在将核酸引入分离介质之前，将其变性以分离DNA-DNA、DNA-RNA或RNA-RNA的双链体。分子内的双链区域(例如发夹或茎环结构)也可以在分析之前进行变性。通过电泳分离进行分析的多核苷酸的平均长度可以不超过约1300个核苷酸。

分离介质也可用于分离和检测肽、蛋白质、糖蛋白、聚糖或核酸(DNA或RNA)和蛋白质的复合物。这样的介质也可以用于脂蛋白分析。表1、2A、2B和2C中的实施例描述了用于毛细管电泳的示例性分离介质，在本公开中也称为电泳分离介质，并且这些用于分离和/或拆分生物分子，例如DNA、蛋白质、肽、糖蛋白、聚糖。

在一些实施方案中，使用公开的筛分组合物或电泳分离介质分离生物分子之前是样品制备。样品制备可以包括一个或多个步骤，例如细胞裂解、DNA或RNA提取、从RNA制备cDNA。任选地，可以在分离之前扩增核酸，包括经由聚合酶链反应(PCR)。核酸扩增可包括热循环或等温扩增。在一些实施方案中，使用靶特异性PCR，包括单重或多重PCR，扩增核酸。在一些实施方案中，使用非特异性PCR例如全基因组扩增(WGA)和/或用随机或简并引物引发来扩增核酸。在一些实施方案中，核酸扩增产物可以包括存在于用于扩增的引物中的通用序列。在一些实施方案中，可以例如通过连接将通用序列附加至扩增产物。在一些实施方案中，扩增产物可以包括识别扩增产物来源的短序列(条形码)。条形码可以可选地识别扩增产物所源自的组织或细胞样品。在一些实施方案中，条形码识别被复制以形成扩增产物的模板核酸分子(例如，分子或随机条形码)。

在一些实施方案中，用于蛋白质和/或糖蛋白分析的样品制备可包括一个或多个步骤，例如细胞裂解、蛋白质提取、以及使用合适的方法(例如抗体包被的微珠、絮凝剂、纯化柱等)的可选纯化步骤。样品制备可能涉及也可能不涉及使用合适的染料(包括但不限于荧光染料)进行蛋白质标记。用于聚糖分析的样品制备可以进一步涉及使用聚糖切割酶，例如糖苷内切酶，包括但不限于PNGase。样品制备可以是手动的或自动化的。

在一些实施方案中，分析涉及基于大小检测遗传等位基因。这样的一个例子是在一个或多个短串联重复序列(“STR”)基因座处的等位基因的检测。DNA可以经受多个STR基因座的多重扩增。该基因座可以是例如用于身份测试例如用于法医或亲子鉴定测试的STR基因座。CODIS系统中使用的十三个核心基因座包括CSF1PO、FGA、THO1、TPOX、VWA、D3S1358、D5S818、D7S820、D8S1179、D13S317、D16S539、D18S51、D21S11。在一些实施方案中，分析涉及非CODiS基因座的分离。任选地，分析包括确定或鉴定从其获得遗传材料的来源(例如，人类个体、动物或细胞培养物样品)。在一些实施方案中，分析包括鉴定已知个体或动物的父亲(例如，亲子鉴定)。

在其他实施方案中，扩增期望的基因座，然后进行测序反应，例如Sanger测序或Maxam-Gilbert测序。这些方法产生了DNA梯带，经毛细管电泳分析后，DNA梯带表明了末端碱基的身份，进而可以从其确定核苷酸序列。

例如，分离介质可以用于诊断等位基因的检测，例如测序。例如，等位基因可以来自MHC(主要组织相容性复合体)基因，例如用于在移植情况下进行组织匹配。或者，等位基因可以来自癌基因(肿瘤启动子或肿瘤抑制子)用于癌症诊断。在本说明书中提到的所有出版物和专利申请都通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指出通过引用并入一样。

尽管本文已经示出和描述了本公开的某些实施方案，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些实施方案仅通过示例的方式提供。在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变型、改变和替代。应当理解，在实践本公开中可以采用本文所述的本公开的实施方案的各种替代方案。意图在于以下权利要求限定本公开的范围，并且由此涵盖这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。

实施例

用于生物分子的毛细管电泳的糖聚合物制剂

诸如3500和3500xL的多毛细管电泳系统比单毛细管电泳系统具有优势，因为它们可以提供快速和高通量的DNA、肽、蛋白质、糖蛋白、聚糖等的分析。但是，由于当前的聚合物含有约7M的脲，因此在脲的存在下，肽、蛋白质、糖蛋白的分辨率大大降低。没有脲的情况下，我们研究的基础聚合物显示出良好的蛋白质分离。但是从聚合物中去除脲改变了折射特性，并导致毛细管之间的信号强度差异很大。因此，毛细管之间实验的比较会产生错误的结果。

我们研究了在电泳分离介质中用于分离DNA、蛋白质、肽、糖蛋白或聚糖的各种脲和非脲替代品。术语电泳分离介质、筛分聚合物、聚合物组合物/制剂或糖聚合物组合物/制剂可以互换使用。为了替代脲，我们发现在筛分聚合物/共聚物混合物中添加糖可以极大地纠正24个毛细管之间的折射率问题，并可以很好地分离蛋白质。因此，我们筛选了数百种不同百分比的聚合物/共聚物混合物以及不同的糖(同样以不同的百分比)，以生成电泳分离介质、筛分聚合物、聚合物组合物/制剂或糖聚合物组合物/制剂。糖聚合物制剂的选择是基于其在24个毛细管中提供均匀信号的能力以及其迅速拆分蛋白质/肽/糖蛋白/聚糖的能力。在分离过程中记录其他参数，这些参数有助于选择：最高和最低信号、信号高度、材料的溶解度、最终粘度、聚合物被吸收到阵列中、去除气泡的能力、运行时间、结果的可重复性等。我们发现添加糖不仅可以代替脲，而且可以纠正24个毛细管之间的折射率问题(见图6-10)。所研究的示例性糖聚合物制剂显示了蛋白质和糖蛋白的良好分离(有关制剂，请参见表1和2)。这些糖聚合物还可以用于分析其他生物分子，包括DNA、肽和聚糖。这些适用于各种毛细管电泳仪器，例如3130、3730和3500/3500xl。

由于在毛细管电泳的蛋白质分离中已报道了高分子量右旋糖酐、PEG和聚丙烯酰胺，我们决定在蛋白质分离中测试这些材料，以制备最终的糖聚合物制剂，其中使用的筛分聚合物/共聚物含量最高为6％，例如最高6％LPA，或最高6％的LPA+PMDA的组合，或最高6％的单独PMDA，或5-20％右旋糖酐(1500kDa)，等等。糖的掺入量为约1％至30％。示例性制剂示于下表1和表2A-C中。

糖被用作不与被分析蛋白质反应的惰性化学物质。糖可以增加聚合物的粘度，并影响蛋白质的分离和检测。糖还可以提高聚合物的折射率，并改善多毛细管阵列(例如3500xL的24毛细管阵列或3500的8毛细管阵列)上信号的均匀性。糖的类型包括但不限于：任何糖及其衍生物，糖异构体及其衍生物，戊糖及其衍生物，己糖及其衍生物，糖及其衍生物，单糖及其衍生物，二糖及其衍生物，三糖及其衍生物，寡糖及其衍生物，多糖及其衍生物，淀粉，碳水化合物或淀粉水解产物，氢化淀粉水解产物，以下糖类或其任何衍生物：葡萄糖、半乳糖、蔗糖、果糖、乳糖、赤藓糖、阿拉伯糖、麦芽糖、甘露糖、鼠李糖、木糖、海藻糖、三氯蔗糖、纤维二糖；糖醇或多元醇及其任何衍生物：木糖醇、乳果糖、山梨糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、乳糖醇、赤藓糖醇、甘油；琼脂糖及其衍生物，糖原，低分子量右旋糖酐(60-1500kDa)及其衍生物。糖或糖醇单独使用，例如20％的半乳糖或30％的蔗糖，或组合使用，例如，糖的组合，例如10％的甘露糖与10％的蔗糖结合以制成最终20％的糖，或10％的葡聚糖与20％的甘露糖结合以制成最终30％的糖。糖或糖醇在最终聚合物组合物中的浓度优选为0-40％。

表1.示例性糖聚合物制剂的筛选

聚合物	差(H-L)	％差H-L/H
			POP-7(LPA+脲)	1237	29.20％
LPA	1909	75.10％
			2％LPA+30％蔗糖150mm TES	1014	30.18％
2.5％LPA 20％木糖醇150mm TES	1039	35.96％
			2％LPA+20％半乳糖150mm TES	560	17.09％

表2A.示例性木糖醇组合物

聚合物	％Δ(H-L)/H
		POP-7(LPA类聚合物与7M脲)	20.50
1.5-2.5％LPA 12.5％木糖醇115mM TES	62.27
		1.5-2.5％LPA 20％木糖醇80mM TES	39.71
1.5-2.5％LPA 20％木糖醇80mM TES	38.83
		1.5-2.5％LPA 5％木糖醇150mM TES	64.05
1.5-2.5％LPA 20％木糖醇150mM TES	41.87
		1.5-2.5％LPA 5％木糖醇150mM TES	62.69
1.5-2.5％LPA 20％木糖醇150mM TES	35.96
		1.5-2.5％LPA 5％木糖醇80mM TES	64.20
1.5-2.5％LPA 5％木糖醇80mM TES	66.49

表2B.示例性蔗糖组合物

表2C.示例性半乳糖组合物

聚合物	％Δ(H-L)/H
		1.5-2.5％LPA 12.5％半乳糖115mM TES	50.80
1.5-2.5％LPA 20％半乳糖150mM TES	38.30
		1.5-2.5％LPA 5％半乳糖150mM TES	56.65
1.5-2.5％LPA 5％半乳糖150mM TES	36.40
		1.5-2.5％LPA 20％半乳糖150mM TES	29.10
1.5-2.5％LPA 20％半乳糖80mM TES	32.90
		1.5-2.5％LPA 20％半乳糖80mM TES	36.70
1.5-2.5％LPA 5％半乳糖80mM TES	62.10
		1.5-2.5％LPA 5％半乳糖80mM TES	32.70

表2A-C的图例

H：3500xL的相同毛细管阵列中的24个毛细管中的最高强度

L：3500xL的相同毛细管阵列中的24个毛细管中的最低强度

Δ(H-L)：最高和最低信号强度之间的差

％Δ(H-L)/H：强度差除以最高强度，以百分比表示。(更小的数字意味着同一阵列中24个毛细管之间的信号均匀性更好。)

为了进行以下实施例1-4中所述的实验，如下所述在Thermo Fisher 3500x-24毛细管仪器上进行运行。但是，也可以使用其他多毛细管仪器以及单毛细管仪器，例如ABSciex PA800 Plus或安捷伦的CE仪器。在这些实验中，使用包含11-155kDa(11、21、32、40、63、98和155kDa)的蛋白质片段的标准蛋白质混合物(LC 5928)评估聚合物的分离能力。结果显示在图6-10中，并且详细信息在附图说明中进行了描述。

实施例1.变性条件下的蛋白质分离：在清洁剂SDS存在下，基于分子量的蛋白质分离。

1.1聚合物组成

聚合物由主要的筛分材料(聚丙烯酰胺或聚二甲基丙烯酰胺)、变性剂(如SDS)、缓冲液以及有糖或无糖组成。对于不需要校正聚合物折射率的电泳系统，糖可能不是必需的，除非添加糖可以提高分辨率。蛋白质、糖蛋白、聚糖或肽的分辨率取决于每种成分的浓度、缓冲液的类型和pH值以及运行条件，例如温度、运行电压和运行缓冲液。

表3.聚丙烯酰胺用作主要筛分聚合物

聚丙烯酰胺(500–1500kDa)	1–4％
		聚二甲基丙烯酰胺(500–1500kDa)	0.06％-1.2％
SDS(变性剂)	0.04–0.2％
		缓冲液	TES或TAPS(50–150mM)
磷酸盐	6-9
		糖	0–40％
Milli-Q<sup>TM</sup>水

表4.聚二甲基丙烯酰胺用作主要筛分聚合物

聚二甲基丙烯酰胺(500–1500kDa)	2％-6％
			SDS(变性剂)	0.04–0.2％
缓冲液	TES、TAPS	50–150mM
			磷酸盐	6–9
糖	0–40％
			Milli-Q<sup>TM</sup>水

使用的示例性缓冲液：

TES:2-[[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基]乙磺酸

TAPS:3-{[1,3-二羟基-2-(羟甲基)丙-2-基]氨基}丙-1-磺酸

蛋白质的分离和拆分

在电泳图上，不同的蛋白质显示为峰(图6-10)；也参阅附图说明。分离分子量为～8至～250kDa的蛋白质。蛋白质的分辨率取决于LPA和PDMA的浓度、糖、缓冲液以及电泳的运行条件。为了更好地分离小蛋白质和肽，LPA或PDMA的浓度较高。

蛋白质大小测定

将已知大小的蛋白质校准为分子量标准以进行比较。使用迁移时间对分子量的图作为标准，根据图中的迁移时间确定未知蛋白质的大小。

蛋白质相对定量

峰面积通过数据分析程序(例如Chromeleon^TM)进行分析并获得。每个峰的相对定量代表特定分子量的蛋白质，通过将其面积除以总面积来计算。相对定量可以确定纯化的蛋白质样品的纯度。

聚合物的稳定性

糖在室温下是稳定的分子。表1、2A、2B、2C中描述的聚合物对于蛋白质分离可稳定几个月，并且即使在储存18个月之后在室温下仍保持稳定，表明糖聚合物中没有微生物生长。

1.2通过毛细管电泳分离和检测荧光染料标记的蛋白质的方法

将蛋白质用合适的荧光染料标记，该荧光染料可通过系统的激发和发射系统进行检测。对于Thermo Fisher 3500或3500xL毛细管电泳仪，染料包括(但不限于)FAM、Alexa400、LIZ、FQ等。将蛋白质标记在伯胺(例如N末端的氨基或赖氨酸残基)上，或标记在半胱氨酸的硫基上。

1.在注样缓冲液中制备标记的蛋白。注样缓冲液包括缓冲液和变性试剂。下表显示了注样缓冲液的实例。

表5

2.为了不减少蛋白质的分离，将混合样品在70℃下温育5分钟。为了减少蛋白质的分离，在注射缓冲液中加入还原剂，例如10mM的β-巯基乙醇或DTT(二硫苏糖醇)。然后将样品在70-90℃下温育10分钟。

3.将制备好的样品转移到试管或多孔板中。

4.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

5.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

表6

毛细管	22–80cm
		注射电压	5–10kV
注射温度	室温
		注射时间	10–40秒
运行缓冲液	50–150mM TES或TAPS
		运行缓冲液中的变性试剂	0.04–0.2％SDS
磷酸盐	6-9
		分离运行温度	20–60℃
分离运行电压	8–18kV
		分离运行时间	2000–5000秒

1.3通过毛细管电泳分离和检测未标记蛋白的方法

没有标记蛋白质，而是通过蛋白质中酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸氨基酸的固有荧光或通过214、220或280nm波长的紫外线来检测蛋白质。

1.将蛋白质与注样缓冲液混合。注样缓冲液如上表5所示，包括缓冲液和变性试剂。

2.为了不减少蛋白质的分离，添加甲基化试剂，如碘乙酰胺或N-乙基马来酰亚胺，浓度为10mM，并将混合后的样品在70℃下温育10分钟。

3.为了减少蛋白质的分离，在注射缓冲液中加入还原剂，例如10mM的β-巯基乙醇或DTT(二硫苏糖醇)。然后将样品在70-90℃下温育10分钟。

4.将制备好的样品转移到试管或多孔板中。

5.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

6.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。运行条件如上表6所述。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

实施例2.天然条件下的蛋白质分离：将蛋白质在无变性的情况下分离。

2.1聚合物组合物

聚合物组合物是相似的，除了在聚合物和任何试剂中不使用变性试剂如SDS。

2.2通过毛细管电泳分离和检测荧光染料标记蛋白的方法

将蛋白用合适的荧光染料标记，该荧光染料可以通过系统的激发和发射系统检测到。对于Thermo Fisher 3500或3500xL毛细管电泳仪，染料包括(但不限于)FAM、Alexa400、LIZ、FQ等。将蛋白质在伯胺例如N末端的氨基或赖氨酸残基上标记，或在胱氨酸的硫基上标记。

1.在室温下在注样缓冲液中制备标记的蛋白。注样缓冲液包括缓冲液和变性试剂。下表显示了注样缓冲液的实例。

表7

2.将制备好的样品转移到试管或多孔板中。

3.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

4.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

表8

毛细管	22–80cm
		注射电压	5–10kV
注射温度	室温
		注射时间	10–40秒
运行缓冲液	50–150mM TES或TAPS
		磷酸盐	6–9
分离运行温度	20–60℃
		分离运行电压	8–18kV
分离运行时间	2000–5000秒

2.3通过毛细管电泳分离和检测未标记蛋白的方法

蛋白质未标记，并且将通过蛋白质中酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸氨基酸的固有荧光或通过214、220或280nm波长的紫外线进行检测。

1.在室温下将蛋白质与注样缓冲液混合。注样缓冲液包括缓冲液和变性试剂。注样缓冲液如上表7所示。

2.将制备好的样品转移到试管或多孔板中。

3.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

4.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。运行条件如上表6所述。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

实施例3.在变性条件下分离肽：肽是由少量通过肽键共价连接的氨基酸组成的分子。分子量通常小于10kDa。肽的分离基于清洁剂SDS存在下的分子量。

3.1聚合物组合物

聚合物的组合物类似于用于蛋白质分离的组合物。由于分子量较小，聚合物如聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺、PEG或葡聚糖的浓度可能较高。

3.2通过毛细管电泳分离和检测荧光染料标记的肽的方法

将肽用合适的荧光染料标记，该荧光染料可以通过激发和发射来检测。对于Thermo Fisher 3500或3500xL毛细管电泳仪，染料包括(但不限于)FAM、Alexa400、LIZ、FQ等。将肽在伯胺例如N末端的氨基或在赖氨酸残基或在半胱氨酸的硫基处标记。

1.在注样缓冲液中制备标记的肽。注样缓冲液包括缓冲液和变性试剂。注样缓冲液如上表5所示。

2.为了防止肽与半胱氨酸的交联，在注射缓冲液中添加还原剂，例如10mM的β-巯基乙醇或DTT(二硫苏糖醇)。然后将样品在70-90℃下温育10分钟。

3.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

4.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。条件如上表6所述。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

3.3通过毛细管电泳分离和检测未标记蛋白的方法

肽未被标记，并且可通过蛋白质中酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸氨基酸的固有荧光或通过214、220或280nm波长的紫外线检测。

1.将肽与注样缓冲液混合。注样缓冲液包括缓冲液和变性试剂。注样缓冲液如上表5所示。

2.为了防止肽与半胱氨酸的交联，在注射缓冲液中添加还原剂，例如10mM的β-巯基乙醇或DTT(二硫苏糖醇)。然后将样品在70-90℃下温育10分钟。

3.将制备好的样品转移到试管或多孔板中。

4.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

5.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。条件如上表6所述。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

实施例4.聚糖的分离

4.1聚合物组合物：聚合物的组合物类似于蛋白质分离的组合物。

4.2分离和检测聚糖的方法

将肽用合适的荧光染料标记，该荧光染料可通过系统的激发和发射系统检测。对于Thermo Fisher 3500或3500xL毛细管电泳仪，染料包括(但不限于)APTS、TEAL和Turquoise。通过脱糖基化反应释放与蛋白质上天冬酰胺氨基酸相连的N-聚糖，并按照这些Thermo Fisher产品(GlycanAssure^TMAPTS Kit目录号A28676；GlycanAssure^TMTeal Kit目录号A28677；GlycanAssure^TMTurquoise Kit目录号A28678)的过程中描述的用这三种染料之一标记。

1.按照GlycanAssure^TM程序的说明，在样品注射缓冲液中制备标记的肽。

2.按照毛细管电泳仪的说明设置聚合物、运行缓冲液和样品板。

3.按照仪器的说明设置进样和分离运行方案。在以下条件下，使用正确的激发波长和发射检测滤光片进行蛋白质的分离和检测。

表9

毛细管	22–80cm
		注射电压	10–19.5kV
注射温度	室温
		注射时间	10–40秒
运行缓冲液	50–150mM TES或TAPS
		运行缓冲液中的变性试剂	0.04–0.2％SDS
pH	6-9
		分离运行温度	20–60℃
分离运行电压	8–18kV
		分离运行时间	2000–5000秒

实施例5

聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)的合成

向配备有氩气入口、温度探头和1个橡胶隔垫(配备有作为氩气出口的注射器针头)的500毫升3颈圆底烧瓶中添加325g水，然后添加12.0g N,N-二甲基丙烯酰胺。将烧瓶置于加热的油浴中，并开始用氩气吹扫混合物，同时用顶置式搅拌器(2英寸特佛龙叶片)以150rpm搅拌。用油浴将反应混合物的温度升至50℃，并用数字温度计监测。当反应混合物达到50℃时，通过注射器将1.75mL的2-丁醇和2.0g的4.0重量％过硫酸铵的水溶液样品添加到该溶液中。约35分钟后将温度升至约52℃，并使反应在氩气下搅拌。在反应的峰值放热后，将反应搅拌另外2小时。停止加热反应混合物，添加约50g去离子水，并将反应混合物快速搅拌以将空气混合到溶液中并淬灭反应。使用超滤除去未反应的或低分子量的杂质，并将溶液浓缩至约13重量％的聚合物。

实施例6

A.凝胶制剂和稳定性测试

在使用之前，将1,3-二甲基脲(东京化学工业)重结晶。如下制备适合用于毛细管电泳的凝胶制剂。向50mL烧瓶中加入8.59g的13.1重量％的聚二甲基丙烯酰胺溶液，5.40g的1,3-二甲基脲，2.4g的3730缓冲液(10X)(Applied Biosystems)和13.61g的水。将混合物搅拌2小时，以产生包含3.75重量％的聚二甲基丙烯酰胺和18重量％(1.75M)的1,3-二甲基脲的溶液。在使用前将1,1-二甲基脲(Chem-Impex)重结晶。如下制备适合用于毛细管电泳的凝胶制剂。向50mL烧瓶中添加8.59g的13.1重量％的聚二甲基丙烯酰胺溶液，5.40g的1,3-二甲基脲，2.4g的3730缓冲液(10X)(Applied Biosystems)和13.61g的水。将混合物搅拌2小时，以产生包含3.75重量％的聚二甲基丙烯酰胺和18重量％(1.75M)的1,1-二甲基脲的溶液。

使用上述方法，制备表10中的制剂。在37℃下储存后的第0天和第10天测试制剂的电导率。结果表明，尽管具有7M脲的制剂由于凝胶组合物的降解而显示出电导率的显著变化，但是本公开的无脲的制剂在37℃储存10天后显示出改善的稳定性。

表10

B.凝胶应用

使用AppliedBiosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料大小标准染料标记的单链DNA片段测试了使用如上所述的由3.75重量％的聚二甲基丙烯酰胺和1.75M1,3-二甲基脲制备的制剂在毛细管电泳中的分辨率。使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。结果示于图11。

测试了在如上所述用3.75％聚二甲基丙烯酰胺和1.75M 1,3-二甲基脲制备的本公开制剂的毛细管电泳期间以及在其老化后的分辨率图的再现性。对于老化之前的初始分辨率(图12A)，以及在37℃下老化27天之后(图12B)和在37℃下老化56天之后(图12C)的分辨率显示在图12A-12C中。AppliedBiosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料大小标准染料标记的单链DNA片段用于该测试。使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪进行测试。

表11列出了用3.75％聚二甲基丙烯酰胺和1.75M 1,3-二甲基脲制备的制剂在37℃老化最多56天之前和之后的毛细管电泳过程中500碱基对片段的交换值(value forcrossover)和迁移时间。在老化期间，观察到交叉和迁移时间的变化很小。使用AppliedBiosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料大小标准的染料标记单链DNA片段进行该测试。使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。

表11

使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪，在标准条件下，使用如上所述的由2.0％聚丙烯酰胺和1.75M 1,3-二甲基脲制备的本公开的无脲制剂，测试了在部分AppliedBiosystems

Terminator v3.1测序标准品的毛细管电泳过程中的分辨率。结果示于图13。

使用AppliedBiosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料尺寸标准染料标记的单链DNA片段，测试了使用如上所述由3.75重量％的聚二甲基丙烯酰胺和1.75M1,1-二甲基脲制备的本公开的无脲制剂进行毛细管电泳过程中的分辨率。使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。结果示于图14。

使用AppliedBiosystems GeneScan^TM1200LIZ^TM染料尺寸标准染料标记的单链DNA片段，测试了使用如上所述4.25重量％的聚二甲基丙烯酰胺和15重量％乙基脲制备的本公开的无脲制剂进行毛细管电泳过程中的分辨率。使用AppliedBiosystems 3500基因分析仪在标准条件下进行测试。结果示于图15。

实施例7

在10uL TE缓冲液中，将1uL用TAMRA末端标记的双链DNA(黑色峰)与1uL用Liz标记的单链大小标准品(橙色峰)混合。将样品混合物注入单毛细管CE仪(Prism310；ThermoFisher Scientific)中，并在40℃和15kV下进行电泳分离。分离聚合物由(A)2％LPA/0.08％pDMA/GA缓冲液/38％脲＝POP7)或(B)2％LPA/0.07％pDMA/GA缓冲液/10％蔗糖组成。

结果：在含有变性剂脲(16A和17A)的聚合物制剂的存在下，较小的峰显示峰分裂，340/350bp峰未解析出，并且较大尺寸的DNA片段显示峰变宽，表明变性。从引物峰未解析出两个最小的峰(39/50bp)。不含脲的聚合物制剂(16B和17B)在所分析的尺寸谱图上显示出对称、分辨良好的峰。

实施例8

将由4.0％pDMA、1x GA缓冲液和20％蔗糖组成的聚合物溶液保持在37℃，并在第0天(A)和8周后(B)(以及介于两者之间的其他时间点)安装在遗传分析仪3500xl(ThermoFisher Scientific)上。将一微升GlobalFiler与1微升Liz标记的标准液和10微升甲酰胺混合。将该混合物在95℃下变性5分钟，然后冷却至4℃。电泳在60℃和15kV的运行电压下进行。

结果：未观察到1bp等位基因分离的明显变化(带圆圈)，或作为分辨率降低指标的Liz1200尺寸标准品的各个峰的峰展宽(下图)。结果示于图18A-18D。

实施例9

将浓度为25ng/uL的一微升GeneRuler 1kb Plus DNA梯带(Thermo FisherScientific)与10微升的1：1400稀释Quant-iT PicoGreen dsDNA试剂(Thermo FisherScientific)混合。用由4％pDMA、1x GA缓冲液、20％蔗糖组成的分离聚合物进行分析；电泳在60℃和19kV下进行。

结果：用PicoGreen试剂有效标记了大小在75至20,000bp之间的所有15条GeneRuler dsDNA片段，并在含蔗糖的聚合物(标记为“b”的峰)中很好地分离。标记为“a”的峰显示了用染料LIZ标记的单链DNA片段；这些单链DNA片段不与PicoGreen相互作用。结果示于图19。

实施例10

在存在或不存在蔗糖的情况下，在本公开的无脲聚合物制剂中分离了STR标记物THO1。在(1)中，LPA聚合物浓度保持在2.8％(图20A小图A、B、C)，并且将蔗糖添加至10％(图20A小图D)、18％(图20A小图E)或20％(图20A小图F)。将一微升THO1 STR标记物与10微升甲酰胺混合。随后在95℃下变性5分钟，然后冷却至4℃。在65℃下在19.5kV(图20A小图A)、14kV(图20A小图B)和10kV(图20A小图C)的电场下，对不含蔗糖制剂中分离的样品进行电泳。在65℃和19.5kV下对含有蔗糖的制剂中的样品进行电泳(图20A小图D-F)。为了比较，使用可商购的POP7聚合物分离相同的样品(图20A小图G)。

在(图20B)中，LPA聚合物浓度保持在2.2％(图20B小图A和B)，并且添加蔗糖至19％(图20B小图C)或20％(图20B小图D)。在不存在蔗糖的情况下，在65℃，在19.5kV(图20B小图A)或9kV(图20B小图B)的电场下，或者在65℃和19.5下在两种含蔗糖制剂中，通过电泳用所述聚合物分离样品。注意：在不含蔗糖的制剂中降低了电场，以证明在蔗糖存在下观察到的电泳速度降低与蔗糖存在下观察到的分辨率提高无关。

结果示于图20A和20B。带圆圈的峰表示THO1 STR标记物的等位基因9.1/10的大小相差1个碱基。尽管在不存在蔗糖的情况下使用含2.2％LPA的聚合物(图20B)，未观察到两个等位基因的分离(图20B小图A和B)，但在19％或20％蔗糖的存在下，两个等位基因均很好地分离(图20B小图C和D)。使用2.8％LPA制剂(图20A)，观察到9.1/10等位基因的一些分辨率(图20A小图A-C)，在蔗糖存在下观察到明显更好的分离(图20A小图D-F)。在这里，两个等位基因的分离与利用含有脲作为变性剂的可商购的聚合物的分离(图20A小图G)相当。

实施例11

使用以下聚合物溶液在3500xl基因分析仪(Thermo Fisher Scientific)，在24毛细管阵列上进行空间校准：(A)含脲的商业聚合物制剂(POP7^TM)，(B)2.2％LPA、0.07％pDMA、1x GA缓冲液、0％蔗糖，(C)2.2％LPA、0.07％pDMA、1x GA缓冲液、10％蔗糖，(D)2.2％LPA、0.07％pDMA、1x GA缓冲液、16％蔗糖，(E)2.2％LPA、0.07％pDMA、1x GA缓冲液、18％蔗糖，(F)2.2％LPA、0.07％pDMA、1x GA缓冲液、20％蔗糖。

结果：表12显示了响应于测试的聚合物制剂(A)至(F)与阵列的24个毛细管中的每一个相关的相对信号强度。含有脲作为变性剂的市售聚合物(A)显示合格光谱的平均信号高于3000的配置最小值以及所有24个毛细管的相对均匀信号的％CV为10.6。但是，与(A)类似的没有脲的制剂无法通过所有合格标准，其中(1)测得的不止一个毛细管的峰高低于最低阈值2000，(2)测得的平均峰高1894低于配置的最小值3000；和(3)测得的信号不均匀度0.355高于配置的最大值0.2。以增加浓度(C)到(F)添加蔗糖，对于以10％(C)或16％(D)含蔗糖的溶液，仍显示出改善的空间校准，其中对于制剂(C)，不止一个毛细管的测量峰高低于最低阈值2000，(2)测得的平均峰高2239低于配置的最小值3000，和(3)测得的信号不均匀度0.252高于配置的最大值0.2。对于包含16％蔗糖的聚合物制剂(D)，仅测得的平均峰高2734低于配置的最小值3000。含有18％蔗糖(E)或20％蔗糖(F)的聚合物制剂显示，所有合格的空间校准的信号均一性(以％CV表示)明显好于商业制剂(A)。

表12

Claims (18)

1.一种电泳分离介质，其包含：

(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述电泳分离介质在至少约23℃的温度下储存至少14天后对毛细管电泳表现出功能稳定性。

2.一种电泳分离介质，其包含：

(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；

(b)可选地，一种或多种试剂，

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述电泳分离介质基本上不含脲。

3.一种电泳分离介质，其包含：

(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；

(b)任选地，一种或多种试剂，

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述电泳分离介质不包含脲。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的介质，其中所述至少一种聚合物或共聚物是非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的介质，其中至少一种聚合物或共聚物是交联的。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的介质，其中所述至少一种聚合物或共聚物是不带电荷的水溶性二氧化硅吸附性聚合物或共聚物、非交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物、纤维素聚合物或共聚物、聚(环氧烷)聚合物或共聚物、多糖或三嵌段共聚物。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种为变性剂的试剂、能够调节所述介质的折射率的化合物、能够减慢单链DNA的复性动力学的化合物、或能够增强所述介质的分子分辨率的化合物。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种选自下列的试剂：脯氨酸，组氨酸，甜菜碱，海藻糖，乙腈，咪唑，DMSO，N-甲基-2-吡咯烷酮，3-(1-吡啶基)-1-丙磺酸盐，2-N,N,N-三正丁基乙酸铵，1,3-二甲基脲，1,3-二乙基脲，乙基脲，甲基脲，1,1-二甲基脲和1,1-二乙基脲。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的介质，其中所述介质包括一种或多种以下试剂：糖或其衍生物，糖醇或多元醇或其衍生物，糖或糖异构体或其衍生物，戊糖，己糖，淀粉，碳水化合物，淀粉水解产物。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的介质，其中所述电泳分离介质选自表1、2A、2B或2C。

11.一种筛分聚合物组合物，其包含：

(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述筛分聚合物组合物在至少23℃的温度下储存至少两周后对于毛细管电泳表现出功能稳定性。

12.一种筛分聚合物组合物，其包含：

(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述筛分聚合物组合物基本上不含脲。

13.一种筛分聚合物组合物，其包含：

(a)包含至少一种聚合物或共聚物的筛分组分；

(b)可选地，一种或多种试剂，和

(c)水性溶剂或水性缓冲液；

其中所述筛分聚合物组合物不含脲。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物是非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物是不带电荷的水溶性二氧化硅吸附性聚合物或共聚物、非交联的丙烯酰胺聚合物或共聚物、纤维素聚合物或共聚物、聚(环氧烷)聚合物或共聚物、多糖、或三嵌段共聚物。

16.根据权利要求11至13中任一项所述的组合物，其中所述至少一种聚合物或共聚物选自线性聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、聚-N-N-二甲基丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、碳氟化合物尾部封端的聚乙二醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚N-丙烯酰基氨基丙醇、聚(N,N-二甲基丙烯酰胺-共-N,N-二甲基丙烯酰胺)、聚(N-(丙烯酰胺基乙氧基)乙基-β-D-吡喃葡萄糖)、葡甘露聚糖、右旋糖酐、琼脂糖或聚N-异丙基丙烯酰胺。

17.根据权利要求11至13中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含一种或多种以下试剂：变性剂、能够调节折射率的化合物、或能够提高分辨率的化合物。

18.一种电泳分离介质，其包含：

(a)非交联的或稀疏交联的聚合物或共聚物；

(b)一种或多种变性剂化合物，其量足以抑制单链多核苷酸的再变性；

(c)水性溶剂；

(d)可选地，适合于抑制电渗流的壁涂层材料；和

(e)可选地，可与水混溶的有机溶剂，例如DMSO或乙腈，

其中所述电泳分离介质在23℃下表现出至少七天的功能稳定性。

Images