CN1580756A - 毛细管电泳的样品引入装置和进样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于毛细管电泳的样品引入装置及样品引入方法，该装置由至少一个试样和缓冲液的引入导管(1)，至少一个能供液滴停留和多余液滴引出的载液台(2)，停留在载液台上的液滴(3)，至少一根进行毛细管电泳的石英毛细管(4)，以及至少一个导电电极(5)五部分构成。本发明进样系统可实现毛细管电泳自动化的高效率的连续液体引入，换样速度快，换样所需试样量小，换样和分离过程中使用缓冲液量少；系统结构简单，容易制作，便于推广。
Description
技术领域
本申请涉及的领域为毛细管电泳分析。
背景技术
毛细管电泳(Capillary Electrophoresis，CE)是目前分析化学中的前沿技术之一。毛细管电泳的进样方法，按照进样所采用的动力原理分类，常用的有：虹吸进样，压力进样，真空进样和电动力进样。其中，电动力进样是依据电泳和电渗原理而被普遍应用于CE进样的一种方法。
方肇伦等人发展了流动注射与毛细管电泳的联用技术，提出在电动力或流体动力的作用下毛细管电泳分流进样方法(Fang Z-L，Liu Z-S and Shen Q，Anal.Chim.Acta，1997，346：135)。为实现进样系统和分离系统电隔绝，提出滴液式进样方法(Fu C-G and Fang Z-L，Anal.Chim.Acta，2000，422：71)，但试样消耗量较大，试样在毛细管口停留时间较长。有文献报道另一种滴液式的进样方法(Liu H-H，Dasgupta P.K.，Anal.Chem.，1997，69：1211)，试样在毛细管口停留时间较短，但缓冲液需连续流动，消耗量较大。另有文献报道(VegwariA.，Hgerten S.，Electrophoresis，2002，23：3479)基于载液台的毛细管电泳进样方法，但采用手工法操作，不具有连续换样功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有连续换样功能的用于毛细管电泳的液体引入接口装置和进样方法。该装置功能上具有液体引入引出和贮存缓冲液两个功能。该装置既可以用于毛细管电泳上试样的贮存和更换，还可以用于微分析芯片和其他领域的进样部分。
本发明的装置部分由至少一个试样和缓冲液的引入导管，至少一个能供液滴停留和多余液滴引出的载液台，至少一滴停留在载液台上的液滴，至少一根进行毛细管电泳的石英毛细管，以及至少一个导电电极五部分构成。
根据本发明装置，其进样方法的特征在于，(A)充满缓冲液的石英毛细管水平插入载液台上的缓冲液液滴中；(B)样品液滴从引入导管滴落至载液台，冲洗替换缓冲液液滴，空气对进样无影响；(C)留在载液台上的样品依靠表面张力的作用形成液滴，并在电极电迁移作用下进入毛细管中；(D)缓冲液的液滴冲洗样品液滴，缓冲液及多余样品的液滴沿载液台侧壁流下至废液池，更为有利的是在载液台侧面加引流装置，使废液以液滴状滴入废液池，更有效的防治漏电现象。
根据本发明装置，载液台的特征在于，载液台为竖立柱状体，有利于废液沿侧面流入废液池，本发明的载液台采用圆柱状玻璃柱；上表面的截面积0.8至20平方厘米，始终能供一定体积的液体留存，定期用0.1M的NaOH溶液清洗可以及时除去表面的污垢，增强换样效率。载液台的侧面经表面处理，多余的液滴在重力作用下，沿载液台的侧壁被垂直导入废液池；更为有利的是，载液台的上表面水平，截面为圆形。载液台上表面截面为圆形，有利于液滴滴落后形成均匀的半球状，换样过程中缓冲液与样品液滴均匀作用。
根据本发明装置的结构，其特征在于，电极插入液滴中，电极紧贴石英毛细管入口上方，方向与石英毛细管垂直，并且水平于载液台的上表面，电极和毛细管垂直方向摆放。利用电极参与形成液滴的上沿，在分析过程中，当液滴体积在一定范围内的变化时，能保持液滴的液位高度的恒定。
根据本发明装置，其特征在于，液体的引入口，液滴下落的轨迹，以及载液台上表面的中心均在一条沿重力作用的直线上。目的是简化液滴的引入过程，更好的控制液滴每次精确的停留在载液台的同一位置，保证多次进样过程和换样的过程的重现性。
根据本发明的装置和方法，在电泳分离的过程中，通过设置流动注射分析仪中采样阀的转向，依靠缓冲液的自由落体运动，每隔一定时间补充一定量缓冲液来消除液体电泳和蒸发对液面高度的影响。
根据本发明的装置和方法，石英毛细管两端分别有一个用于分离的电极，进样端的电极同时用于石英毛细管电泳的进样。两个电极均浸在缓冲液中，电极分别接电源的正极和负极。
根据本发明装置所采用的方法，在进样过程中，电源不输出电压时，依靠扩散作用，停留在载液台上的样品可以进入到石英毛细管中，实现进样，此种进样方法有更小的进样量和试样区带宽度，有利于提高电泳的分离效率。扩散进样的操作方式是：进样时刻采用零电压，分离时采用高电压。
本发明的优点是，可实现毛细管电泳自动化的高效率的连续液体引入，换样速度快，换样所需试样量小，换样和分离过程中使用缓冲液量少，适合用于价格较昂贵的缓冲液的分析体系；利用电极、毛细管、载液台三者相互作用，保证液滴液位的基本稳定，换样与分离操作可同时进行，互不干扰；采用液滴式的进样方式，实现了的换样体系和分离体系的电隔离；进样系统结构简单，容易制作，便于推广。
附图说明
图1.是根据本发明的优选实施例1的连续试样引入装置的示意图。
图2.是根据本发明优选实施例1的H通道简易芯片分析系统示意图。
图3.显示在装有图2实施例的系统上分离两种氨基酸的电泳记录图。
图4.显示在装有图2实施例的系统上定量分析三个药厂生产的复方磺胺甲噁唑片(复方新诺明)的电泳记录图。
图5.是根据本发明的另一个优选实施例2的示意图。
具体实施方式
以下参照附图详细描述本发明。
实施例1
参见图1，液体引入导管1中流出的缓冲液液滴或样品液滴3呈半球状停留在载液台2的上表面，石英毛细管4中充满了缓冲液。导电电极5的横切面垂直于载液台2上表面紧贴石英毛细管4放置。
参见图2，液体引导管1是与流动注射分析仪相连的聚四氟乙烯管(内径为0.5毫米)，与圆柱状玻璃柱载液台2在同一直线上，高出载液台14毫米，保证样品和缓冲液的液滴3落在载液台2表面不进溅。使用46×20×2mm的PVC塑料片作为基质，长6.5厘米、内径75微米、外径375微米的石英毛细管4作为分离通道，一侧水平放置于一个外径3.5毫米的载液台2光滑的上表面，另一侧插入内径3毫米，外径5毫米，长15毫米的泵管7，插入深度为1毫米。泵管7同时连接接地电极8，一端用大头针封住，除清洗外不打开；另一端为废液出口，它的液面与滴液式液体引入界面的玻璃柱载液台2上表面保持同一液面高度。电极5，作为分离部分的阳极，贴于石英毛细管4前端的上方。
将石英毛细管4距泵管7端23毫米的一段(约5毫米)，除去聚酰亚胺薄层，放置于两石英透镜之间构成紫外/可见光度检测窗口。
进样过程中，样品液滴3滴落至玻璃柱载液台的表面，在玻璃柱载液台2表面停留，后滴落的缓冲液液滴3将载液台上停留的样品液滴3冲入废液池6。
如图3，显示了应用装有图2优选实施例1的装置，即基于短毛细管的简易的微流控分析芯片，获得的氨基酸分析的电泳图。在紫外/可见光检测器波长490纳米处，实现异硫氰酸荧光素(FITC)标记的精氨酸(Arg)和苯丙氨酸(Phe)两种氨基酸的分离。
如图4，显示了用装有图2优选实施例1获得的复方药物片剂的成分分析电泳图。对三个药厂生产的复方磺胺甲噁唑片(复方新诺明片)的有效成分进行定量分析。图中试样1、2、3分别为三种厂家生产的复方磺胺甲噁唑片剂(复方新诺明片)两种有效成分的电泳峰，运行缓冲溶液为5mmol/L醋酸缓冲液(HAc-NaAc溶液，pH＝5.5)。按分离的先后顺序，两种成分分别为甲氧苄氨嘧啶(TMP)和磺胺甲噁唑(SMZ)。
实施例2
参见图5.图左侧进样端的装置与图2所示相同，右侧分离出口端由另一个载液台2、出口电极9、出口缓冲液液滴10以及石英毛细管4的末端构成。电极9和石英毛细管4的摆放与进样端的装置一致。
Claims (8)
1.一种用于毛细管电泳的样品引入装置，该装置由至少一个试样和缓冲液的引入导管(1)，至少一个能供液滴停留和多余液滴引出的载液台(2)，停留在载液台上的液滴(3)，至少一根进行毛细管电泳的石英毛细管(4)，以及至少一个导电电极(5)五部分构成。
2.根据权利要求1所述的毛细管电泳的样品引入装置，其特征在于，引入导管可按一定程序连续或者间歇的向载液台引入不同体积，或者不同浓度，或者同不种类的试样。
3.根据权利要求1所述的毛细管电泳的样品引入装置，其特征在于，载液台的侧面经表面处理，多余的液滴在重力作用下，沿载液台的侧壁被垂直导入废液池；更为有利的是，载液台的上表面为水平平面，横截面为圆形。
4.根据权利要求1所述的毛细管电泳的样品引入装置，其特征在于，导电电极插入液滴中，电极紧贴石英毛细管入口上方，并且水平于载液台的上表面，从而保持液滴高度基本不变；更为有利的是，电极与石英毛细管呈垂直方向放置。
5.根据权利要求1所述的毛细管电泳的样品引入装置，其特征在于，导管出口，液滴下落的轨迹，以及载液台上表面的中心均在一条沿重力作用的直线上。
6.权利要求1所述的毛细管电泳的样品引入装置的进样的方法，其特征在于，充满缓冲液的石英毛细管水平插入载液台上的缓冲液液滴中；样品液滴从引入导管滴落至载液台，冲洗、替换载液台上的缓冲液液滴，多余样品液沿载液台侧壁流下至废液池；留在载液台上的样品形成液滴，并在电场作用下迁移进入毛细管中；缓冲液的液滴冲洗样品液滴，缓冲液及多余样品的液滴沿载液台侧壁流下至废液池，在载液台上形成缓冲液液滴。
7.根据权利要求6所述的毛细管电泳的样品引入装置的进样的方法，其特征在于，在电泳分离的过程中，定时补充载液台上的缓冲液的液滴，使电泳分离的电流恒定。
8.根据权利要求6所述的毛细管电泳的样品引入装置的进样的方法，其特征在于，在进样过程中，电源不输出电压时，依靠扩散作用，停留在载液台上的样品可以进入到石英毛细管中，实现进样。
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