無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置的製作方法

2023-08-03 02:39:11 2

專利名稱：無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置的製作方法
無電歧視新型毛細管電泳進樣裝置屬於分析化學中的毛細管電泳裝置。
毛細管電泳是近幾年內迅速發展起來的分離，分析新技術。它使用內徑20-100微米的毛細管，在最高達5萬伏電壓下進行樣品的電泳分離，可以很方便地實現高效(每米幾十至幾百萬理論塔板)，快速(一般僅需幾分鐘)，靈敏(使用紫外檢測器時，最小檢測量達10-14～10-16mol)且自動化的分離分析。由於毛細管電泳管柱體積極小(一般僅數微升)，樣品進樣量為納升級(10-9l)，所以，對進樣技術要求很高。目前，一般使用以下三種進樣方法，即(1)電動進樣(又稱為動電進樣，電遷移進樣等)，利用電滲流和離子電遷移的共同作用，將樣品導入毛細管電泳系統。這一方法簡便，但有電歧視現象，造成樣品中荷質比不同的離子進樣量的差異。
(2)流體力學進樣包括以真空，壓力或位差等方式將樣品引入電泳系統。沒有電歧視現象，但結構複雜且控制較難。
(3)微注射器進樣因體積太小，難以控制，通常採用分流進樣方式。要求有高度精密的機械結構，且較難控制。
在商品毛細管電泳儀上，一般同時採用電動進樣和流體力學進樣兩種方式。
本發明的目的是為了克服現有技術中的電歧視視現象、結構複雜和難以控制的缺點而提出一種採用三電極體系的毛細管電泳進樣裝置。簡單裝置如圖1。
從圖1可看出本發明的毛細管電泳進樣裝置除有電極E1和E2外還有第三電極E3，通過毛細管柱C將三個電極相連接。一個檢測窗口W位於E1和E3之間，在E1和E2之間裝有可調主高壓直流電源V1，V1可產生1～50000伏電壓為電泳電壓，在E2與E3之間裝有可調輔高壓直流電源V2，V2可產生1～5000伏電壓為進樣電壓，通常電極E3距E2為1-100釐米，較好為10-30釐米，檢測窗W距電極E1為10-150釐米，較好為10～30釐米，檢測窗W旁裝有紫外或其它適用檢測器D。
當進行操作時，在電極槽E1處放置樣品池，在電極E2和E3之間施加電壓V2，V2為100-5000伏，較佳為600-3000伏，E3為正極，E2為負極，在毛細管E2-E3區段內便會產生電滲流，其方向為E3→E2。由於E1-E2之間毛細管為一整體，則E2-E3間的電滲流便會產生泵吸作用，將E1處的樣品吸入毛細管內，完成進樣。當體系幾何參數固定時，進樣量與施加電壓，電壓作用時間及樣品溶液濃度呈正比。完成進樣後，將E1處的樣品池換成電極液池，在E1-E2間施加電壓100-50000伏，較佳100-30000伏，使樣品通過紫外檢測進行毛細管電泳分析，以記錄峰高或峰面積值進行定量計算，通常電極液為電解質水溶液。
以上進樣方式可用於毛細管電泳的各種分離模式，但對毛細管凝膠電泳不適用。在毛細管凝膠電泳中，可利用E1，E2兩電極或E1，E3兩電極進行普通的電動進樣操作。
電極E1，E2與一般毛細管電泳裝置相同，且最好處於相同高度上，以避免因高度差帶來的流動，第三電極處於E1和E2之間，最好採用垂直立式安裝方式。
該系統的毛細管柱通常可以使用內徑為20-200微米，長度為10-200釐米的彈性石英毛細管，E1-E3間的毛細管也可以使用其它絕緣材料製成的毛細管，電極E1和E2與普通毛細管電泳中所用的相同。電極E3具有特殊結構，其基本形式可以是固定式的，亦可以是可拆卸的，它們的區別僅在於對接套管的不同，固定式採用膠粘劑密封，而可拆卸式的是利用彈性高分子密封圈代替了膠粘劑，從而可以反覆多次更換E1-E3間的毛細管。圖2示意了固定式結構圖，兩段磨平斷口的彈性石英毛細管(2、10)對接，接口外套以一段對接套管(7)並以膠粘劑將套管兩端與毛細管的縫隙封住(6)，接好的毛細管裝入電極槽(5)內，其下端加上彈性膠墊(8)並與電極槽下蓋(9)壓緊以防電極液外洩。電極絲(1)穿過上蓋(3)置入電極槽(5)，整個第三電極最好垂直安裝，使用時電極槽內充入電極液並令其沒過對接套管，電極液自(11)進入電極槽，而通過出液口(4)引出。
石英毛細管為內徑20-200微米彈性石英毛細管;對接套管可以用可控孔徑玻璃或可控孔徑陶瓷中空纖維、高分子材料超濾中空纖維或空心離子交換膜等材料;膠粘劑可以採用環氧樹脂，有機矽膠粘劑等膠粘劑，但它們必須能長時間在電極溶液浸泡時，不被破壞且不釋放可溶性雜質，電極絲可選用鉑絲、金絲、石墨細棒或其它適用電極材料，電極槽主體、上下蓋等，可以採用有機玻璃，聚苯乙烯或其它任何工程塑料或玻璃製成;下蓋密封膠墊可用天然橡膠，矽橡膠，氟橡膠或其它有機彈性體製成。無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置也可以由三個以上多電極組成的體系完成進樣。利用本發明的新型三電極毛細管電泳進樣裝置，可以避免因樣品中荷質比不同的離子使用電動力進樣時產生的電歧視現象，達到與流體力學進樣法相同的均衡進樣的效果，同時具有進樣簡便，易於控制的優點。例如，以丹醯基賴氨酸和丹醯基穀氨酸的重量比1∶1的混合溶液為樣品，在電動進樣時，丹醯基賴氨酸與丹醯基穀氨酸峰高之比為1∶0.620;而用三電極進樣時則為1∶0.951，後者不表現普通電動進樣時的電歧視現象。
實施例1用長50釐米，內徑75微米，外徑375微米的彈性石英毛細管，配以100-30000伏可調直流電源(V1)及1-3000伏可調直流電源(V2)兩個電源，在距E220釐米處安裝第三電極E3，構成三電極毛細管電泳系統。在距E120釐米處開一檢測窗口W，以254nm紫外檢測器D進行檢測。套管材料為可控孔徑玻璃(微孔徑30nm)中空纖維，其內徑為500微米。以峰高值定量，筆式記錄儀記錄。
當以丹磺醯基丙氨酸為樣品(1.5mg/ml)時，進樣電壓V2＝3000伏，電泳電壓V1＝15000伏，進樣時間t＝7秒，取樣本數為n＝8即測量8次，其峰高平均值為6.07cm，相對標準偏差RSD＝1.75%。
實施例2實驗裝置與條件同例(1)，但改變進樣電壓，以測定進樣量與進樣電壓的關係。峰高值h(釐米)對進樣電壓呈線性關係。
實施例5其實驗條件及裝置同例1，以丹醯基賴氨酸和丹醯基穀氨酸的重量比1∶1的混合溶液為樣品，在電動進樣時，丹醯基賴氨酸與丹醯基穀氨酸峰高之比為1∶0.620;而用三電極進樣時則為1∶0.951，後者不表現進樣時的電歧視現象。


圖1、無電歧視新型毛細管電泳進樣裝置示意圖E1第一電極E2第二電極E3第三電極V1可調主高壓直流電源V2可調輔高壓直流電源C毛細管W檢測窗D檢測器圖2、第三電極結構圖(1)電極絲(2)彈性石英毛細管(3)上蓋(4)出液口(5)電極槽(6)縫隙密封膠(7)對接套管(8)彈性膠墊(9)下蓋(10)彈性石英毛細管(11)進液口
權利要求
1.一種無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置，其特徵在於(1)體系包括E1，E2和E3三個電極，毛細管，主高壓電源，輔高壓電源，樣品檢測窗，及檢測器系統。(2)第三電極的特殊結構(3)整個裝置的連接和操作方式是在電極槽E1處放置樣品池，在電極E2，E3為正極，E2為負極，在毛細管E2-E3區段內產生電滲流，其方向為E3→E2，由於E1→E2之間毛細管為一整體，則E2-E3間的電滲流產生泵吸作用將E1處的樣品吸入毛細管內，完成進樣。所述的三個電極含有電極液，毛細管採用彈性石英毛細管，主高壓電源V1產生的可調直流電壓V1為1-50000伏，輔高壓電源V2產生的可調直流電壓V2為1-50000伏，樣品檢測窗W旁放置檢測器，例如254nm紫外檢測器D。所述的三個電極及裝置各部件的排列方式和位置可以是E1和E2具有同一高度，E3呈垂直立式安裝，E3距E2為1-100釐米，較佳為10-30釐米，視察窗W距電極E1為10-150釐米，較佳10-30釐米。所述的第三電極E3的特殊結構是該電極由電極槽，對接的二段毛細管，對接套管，電極槽的上蓋和下蓋，及穿過上蓋插入電極槽的第三電極絲所組成。
2.根據權利要求1所述的無電歧視新型毛細管電泳進樣裝置，其特徵在於主直流高壓V1為100-50000伏，較佳100-30000伏，輔直流電壓V2為100-5000伏，較佳600-3000伏。
3.根據權利要求1所述的一種無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置，其特徵在於所述的第三電極E3中含有可固定式和可拆卸式對接套管，固定式採用膠粘劑密封，可拆卸式採用彈性高分子密封圈密封。在電極槽下端有一彈性膠墊與電極槽下蓋壓緊，電極槽內充入的電極液需沒過對接套管。
4.根據權利要求1所述的一種無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置，其特徵在於所述的電極絲可採用鉑絲、金絲、石墨細棒為電極材料。
5.根據權利要求3所述的一種無電歧視的新型毛細管電泳進樣裝置，其特徵在於所述的對接套管可以用可控孔徑玻璃、可控孔徑陶瓷、中空纖維、高分子超濾中空纖維、空心離子交換膜等材料。
全文摘要
無電歧視新型毛細管電泳進樣裝置屬於分析化學中的毛細管電泳裝置領域，它是在電極E
文檔編號G01N27/447GK1100200SQ93117119
公開日1995年3月15日 申請日期1993年9月7日 優先權日1993年9月7日
發明者劉國詮, 張婷婷, 林啟山 申請人:中國科學院化學研究所