專利名稱：多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物分離分析領(lǐng)域的分離檢測裝置，即一種可應(yīng)用于DNA片斷、蛋白質(zhì)和寡核苷的分析以及DNA突變檢測的多通道的多用加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀。
目前，應(yīng)用于生物樣品分析領(lǐng)域的分離分析儀器主要有以下幾種凝膠電泳、液相色譜、毛細(xì)管電泳和毛細(xì)管電色譜。傳統(tǒng)的凝膠電泳可以同時分析多個樣品，缺點(diǎn)是分離速度慢，分離效率較低，樣品回收困難，且受分離介質(zhì)的限制較大；液相色譜的優(yōu)點(diǎn)是分離選擇性好，但由于流動相受壓力驅(qū)動而在固定相上呈拋物線式前移，存在擴(kuò)散而造成柱效偏低，同時所需樣品量較大；毛細(xì)管電泳可以獲得較高的柱效，分離速度快，所需樣品量也較小，但其分離速度上的優(yōu)勢又部分地被單通道的設(shè)計所抵消，因此Edward S.Yeung等人開發(fā)出了多通道的毛細(xì)管電泳儀以彌補(bǔ)這一不足，但是其無法分離中性物質(zhì)以及定量重現(xiàn)性差的痼疾仍然存在；毛細(xì)管電色譜在具有毛細(xì)管電泳的高柱效的同時保持了液相色譜的高選擇性、高分辨率、分離速度快的優(yōu)勢，所需樣品量較小，但實(shí)用過程中常因產(chǎn)生氣泡而使電流中斷，同時單通道的設(shè)計也無法滿足現(xiàn)代。
中國專利(專利號99206093.1)公開了多用加壓電色譜裝置。
以上幾種分離分析手段在目前的生物樣品分析中都有所應(yīng)用，但隨著生命科學(xué)的發(fā)展，研究比現(xiàn)有技術(shù)更高通量、更高效率及更高速度的分離分析手段成為一個極為迫切的問題。
本實(shí)用新型的目的是提供一種多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，它既能保持毛細(xì)管電色譜的高柱效和高選擇性，又可以符合生物分析微量和高通量需求的多通道的多用加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，為“后基因組學(xué)”及“蛋白質(zhì)組學(xué)”的研究提供一種理想的分離分析工具。
本實(shí)用新型包括步進(jìn)電機(jī)、柱塞泵、混合器、電極、四通閥、微量定量進(jìn)樣閥、色譜柱、反壓閥、紫外可見光源、光纖、檢測窗口、電荷耦合檢測器、步進(jìn)電機(jī)控制器、自動進(jìn)樣器、廢液瓶、高壓電源、自動流分收集器、計算機(jī)、聚醚醚酮樹脂管、毛細(xì)管、透鏡、定量進(jìn)樣槽，貯液槽，定位螺母，通廢液瓶孔、通進(jìn)樣器孔、通色譜柱孔、通流動相孔、轉(zhuǎn)子、毛細(xì)管外壁、進(jìn)樣閥體構(gòu)成。
本實(shí)用新型結(jié)合附圖詳細(xì)描述如下

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的柱前分流方式示意圖；圖3是本實(shí)用新型的紫外可見光檢測器的光路示意圖；圖4是微量定量進(jìn)樣閥示意及剖面圖；圖5是本實(shí)用新型以加壓電色譜模式分離三種多環(huán)芳烴混合物的色譜圖；圖6是本實(shí)用新型以不同色譜條件同時分離DNA片斷樣品的色譜圖。
如圖所示，1-步進(jìn)電機(jī)、2-步進(jìn)電機(jī)、3-柱塞泵、4-柱塞泵、5-混合器、6-電極、7-四通閥、8-微量定量進(jìn)樣閥、9-色譜柱、10-反壓閥、11-紫外可見光源、12-光纖、13-檢測窗口、14-電荷耦合檢測器、15-步進(jìn)電機(jī)控制器、16-自動進(jìn)樣器、17-廢液瓶、18-高壓電源、19-自動流分收集器、20-計算機(jī)、21-聚醚醚酮樹脂管、22-聚醚醚酮樹脂管、23-毛細(xì)管、24-透鏡、25-定量進(jìn)樣槽，26-貯液槽，27-定位螺母，28-通廢液瓶孔、9-通進(jìn)樣器孔、30-通色譜柱孔、31-通流動相孔、32-轉(zhuǎn)子、33-聚醚醚酮樹脂管、34-毛細(xì)管外壁和35-進(jìn)樣閥體。
本實(shí)用新型由多條計算機(jī)控制下的分離通道(兩個以上)組成，其中一條通道的組成如下精密步進(jìn)電機(jī)連接柱塞泵及步進(jìn)電機(jī)控制器，柱塞泵通過輸液管聯(lián)通混合器，混合器連接毛細(xì)管，毛細(xì)管再與四通閥，四通閥分別連接電極、反壓閥、廢液瓶與微量定量進(jìn)樣閥；色譜柱與微量定量進(jìn)樣閥相連，微量定量進(jìn)樣閥連接自動進(jìn)樣器，色譜柱檢測窗口處設(shè)置紫外可見光檢測器，色譜柱連通自動流分收集器，高壓電源輸出的一端連接色譜柱；計算機(jī)分別連接步進(jìn)電機(jī)控制器、自動進(jìn)樣器、高壓電源與自動流分收集器；具體地講，在精密步進(jìn)電機(jī)1、2及步進(jìn)電機(jī)控制器15的控制下，兩臺柱塞泵3和4分別推動流動相A與流動相B以一定的流速進(jìn)入混合器5，充分混合后，混合液經(jīng)毛細(xì)管流入四通閥7，四通閥7的一端通過電極6接地，一端連接反壓閥10，尾端放空通入廢液瓶17，剩下一端通入微量定量進(jìn)樣閥8。色譜柱9與微量定量進(jìn)樣閥8相連，微量定量進(jìn)樣閥8由自動進(jìn)樣器16控制，樣品在色譜柱9中進(jìn)行分離，柱上經(jīng)紫外可見光檢測后進(jìn)入自動流分收集器19，計算機(jī)20采集處理檢測信號，同時控制自動流分收集器19收集流份。高壓電源18輸出的一端在色譜柱9的末端加電，另一端接地。
本實(shí)用新型的一個方面是在計算機(jī)的協(xié)同控制下，有多條上述通道組成的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其中每條通道的電壓、流速以及梯度程序可以分別設(shè)定、控制。
本實(shí)用新型的一個方面是一種能夠大大減小死體積的微量定量進(jìn)樣閥。其中通色譜柱孔30的直徑稍稍超過色譜柱9的外徑，這樣色譜柱9可以一直插入到與進(jìn)樣閥體35外表面平齊的位置，轉(zhuǎn)子32轉(zhuǎn)動后，樣品在流動相的帶動下通過定量進(jìn)樣槽25進(jìn)入色譜柱9。這樣，原先由于通色譜柱孔的直徑小于色譜柱的外徑而在進(jìn)樣閥體35處產(chǎn)生的死體積被消除，提高了儀器的柱效。
本實(shí)用新型的另一個方面是一種可以提高柱效的柱前分流方法。一根空毛細(xì)管23從四通閥7的一個入口插入，通過聚醚醚酮樹脂管22插至非常貼近進(jìn)樣閥8的位置，聚醚醚酮樹脂管22緊貼進(jìn)樣閥8的表面。毛細(xì)管23的另一端接反壓閥10，尾端放空。高速流體經(jīng)聚醚醚酮樹脂管21進(jìn)入四通閥7，沿聚醚醚酮樹脂管22內(nèi)壁、毛細(xì)管23外壁流至進(jìn)樣閥8處分流，部分流動相進(jìn)入進(jìn)樣閥8，其余部分進(jìn)入毛細(xì)管23，通過反壓閥10排出。
本實(shí)用新型的再一個方面是一種柱上檢測的方法，紫外光通過光纖12傳導(dǎo)，經(jīng)球面透鏡24轉(zhuǎn)變成平行光，打在色譜柱9燒去外涂層的檢測窗口13上，電荷耦合檢測器14收集透過窗口的光信號，轉(zhuǎn)化為電信號，計算機(jī)20采集并處理檢測信號。
所說的柱塞泵的數(shù)量可以是一臺以上。
所說的微量定量進(jìn)樣閥可以是一個以上。
所說的色譜柱可以是帶填料的毛細(xì)管色譜柱。
所說的色譜柱可以是空毛細(xì)管。
所說的光纖可以是一根以上。
所說的高壓電源所帶電極可以是一個以上。
所說的流分收集器具有一個或一個以上的通道。
所說的多通道色譜工作站，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及各個組件的自動控制器。
采用上述方案制成的多通道分離檢測裝置，由于自動柱塞泵的推動，可以保證分離過程中柱內(nèi)不產(chǎn)生氣泡，因此沒有電流中斷的現(xiàn)象。多通道的設(shè)計和優(yōu)化的分流方式、死體積極小的微量定量進(jìn)樣閥、高靈敏度的檢測方法大大提高了儀器的分離速度、柱效。此外，更換不同的色譜柱，本裝置可以分別以多通道毛細(xì)管電色譜、多通道毛細(xì)管電泳以及多通道微徑液相色譜的模式工作，而其性能又大大優(yōu)于現(xiàn)有設(shè)備。本設(shè)備的出色性能和多種工作模式既符合當(dāng)前生物分析高通量、高速度的要求，也使儀器更適應(yīng)復(fù)雜多變的生物體系。
本突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著效果可以從下述的實(shí)施例得以體現(xiàn)，但它們不是對本實(shí)用新型作任何限制。
實(shí)施例1.多通道加壓電色譜模式同時分離三種多環(huán)芳烴混合物實(shí)驗條件柱EP-50-30-3-C18流動相A乙腈B4mM四硼酸鈉水溶液配比A80％，B20％電壓-25kV進(jìn)樣量 20nL壓力1000psi檢測UV@254nm樣品芴、菲、蒽流動相A用乙腈，流動相B用4mM的四硼酸鈉水溶液，按照4∶1的比例混合。打開所有的柱塞泵1將毛細(xì)管電色譜柱10沖洗干凈，然后打開所有的柱塞泵2，按照梯度的初始配比使柱10達(dá)到平衡。對10根毛細(xì)管電色譜柱兩端分別加電壓，若電流平穩(wěn)，可以開啟檢測器，準(zhǔn)備進(jìn)行檢測。樣品用流動相溶解，自動進(jìn)樣器17同時將20nL的樣品注入所有色譜柱10，紫外可見光源11發(fā)出254nm的紫外光，經(jīng)光纖12通過檢測窗口13后打在電荷耦合檢測器14上，計算機(jī)20采集處理檢測的數(shù)據(jù)并控制流分收集器15收集不同流分。重復(fù)實(shí)驗三次，可見實(shí)驗的可靠性。實(shí)驗完畢后，關(guān)閉高壓電，用流動相A將毛細(xì)管電色譜柱10沖洗干凈。實(shí)驗譜圖見附圖5。圖5是以加壓電色譜模式分離三種多環(huán)芳烴混合物的色譜圖，圖中可見，色譜峰1雜質(zhì)、色譜峰2芴、色譜峰3菲、色譜峰4蒽。
2.多通道不同色譜條件同時分離DNA片斷樣品實(shí)驗條件柱EP-100-20-3-C18流動相 A0.05M TEAA水溶液B25％乙腈+0.05M TEAA梯度流動相B 35％-65％，10分鐘電壓 通道1-2.0kV通道2-5.0kV通道3-8.0kV通道4-10kV通道5-12kV通道6-15kV通道7-18kV
通道8-20kV通道9-22kV通道10-25kV進(jìn)樣量 20nL壓力 1000psi檢測 UV@254nm樣品 DNA片斷75bp、100bp、250bp流動相A用0.05M TEAA水溶液，流動相B用25％乙腈+0.05M TEAA水溶液。打開所有的柱塞泵2將毛細(xì)管電色譜柱10沖洗干凈，然后打開所有的柱塞泵1，按照梯度的初始配比使柱10達(dá)到平衡。對10根毛細(xì)管電色譜柱兩端分別加如上所示的不同電壓，若電流平穩(wěn)，可以開啟檢測器，準(zhǔn)備進(jìn)行檢測。樣品用流動相溶解，自動進(jìn)樣器17同時將20nL的樣品注入色譜柱10，計算機(jī)控制柱塞泵開始梯度曲線，10分鐘使流動相B的比例由35％升至65％。紫外可見光源11發(fā)出254nm的紫外光，經(jīng)光纖12通過檢測窗口13后打在電荷耦合檢測器14上，計算機(jī)20采集處理檢測的數(shù)據(jù)并控制流分收集器15收集不同流分。重復(fù)實(shí)驗三次，可見實(shí)驗的可靠性。實(shí)驗完畢后，關(guān)閉高壓電，用流動相B將毛細(xì)管電色譜柱10沖洗干凈。實(shí)驗譜圖見附圖6。圖6是多通道不同色譜條件同時分離DNA片斷樣品的色譜圖，圖中可見，色譜峰1DNA片斷75bp、色譜峰2DNA片斷100bp、色譜峰3DNA片斷250bp。
權(quán)利要求1.一種多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于它主要包括步進(jìn)電機(jī)、柱塞泵、混合器、電極、四通閥、微量定量進(jìn)樣閥、色譜柱、反壓閥、紫外可見光檢測器、步進(jìn)電機(jī)控制器、自動進(jìn)樣器、廢液瓶、高壓電源、自動流分收集器、計算機(jī)、毛細(xì)管、微量定量進(jìn)樣閥構(gòu)成；精密步進(jìn)電機(jī)連接柱塞泵及步進(jìn)電機(jī)控制器，柱塞泵通過輸液管聯(lián)通混合器，混合器連接毛細(xì)管，毛細(xì)管再與四通閥，四通閥分別連接電極、反壓閥、廢液瓶與微量定量進(jìn)樣閥；色譜柱與微量定量進(jìn)樣閥相連，微量定量進(jìn)樣閥連接自動進(jìn)樣器，色譜柱檢測窗口處設(shè)置紫外可見光檢測器，色譜柱連通自動流分收集器，高壓電源輸出的一端連接色譜柱；計算機(jī)分別連接步進(jìn)電機(jī)控制器、自動進(jìn)樣器、高壓電源與自動流分收集器；所述的紫外可見光檢測器的是由紫外可見光光源、光纖、檢測窗口、電荷耦合檢測器構(gòu)成；紫外可見光光源連接光纖，光纖再與檢測窗口相連，電荷耦合檢測器連接窗口的另一端接收光信號；所述的微量定量進(jìn)樣閥是由進(jìn)樣閥體、定位螺母、轉(zhuǎn)子、定量進(jìn)樣槽、貯液槽、通廢液瓶孔、通進(jìn)樣器孔、通色譜柱孔、通流動相孔構(gòu)成；轉(zhuǎn)子連接進(jìn)樣閥體，兩部分進(jìn)樣閥體通過定位螺母相連，使閥體上的通廢液瓶孔、通進(jìn)樣器孔與轉(zhuǎn)子上的定樣進(jìn)樣槽連接，閥體上的通色譜柱孔、通流動相孔與轉(zhuǎn)子上貯液槽連接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后通廢液瓶孔、通進(jìn)樣器孔與貯液槽連通，通色譜柱孔、通流動相孔與定量進(jìn)樣槽連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的微量定量進(jìn)樣閥通色譜柱孔直徑稍稍超過色譜柱的外徑，使色譜柱可以一直插入到與進(jìn)樣閥體外表面平齊的位置，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，樣品在流動相的帶動下通過定量進(jìn)樣槽進(jìn)入色譜柱。
3.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的毛細(xì)管從四通閥的一個入口插入，通過聚醚醚酮樹脂管插至非常貼近進(jìn)樣閥的位置，聚醚醚酮樹脂管緊貼進(jìn)樣閥的表面；毛細(xì)管的另一端接反壓閥，尾端放空；高速流體經(jīng)聚醚醚酮樹脂管進(jìn)入四通閥，沿聚醚醚酮樹脂管內(nèi)壁、毛細(xì)管外壁流至進(jìn)樣閥處分流，部分流動相進(jìn)入進(jìn)樣閥，其余部分進(jìn)入毛細(xì)管，通過反壓閥排出。
4.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的柱塞泵可以是一臺以上。
5.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的微量定量進(jìn)樣閥可以是一個以上。
6.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的色譜柱可以是帶填料的毛細(xì)管色譜柱；所述的色譜柱可以是空毛細(xì)管。
7.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的光纖可以是一根以上。
8.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的高壓電源所帶電極可以是一個以上。
9.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的流分收集器具有一個或一個以上的通道。
10.按照權(quán)利要求1所述的多通道加壓毛細(xì)管電色譜生物樣品分析儀，其特征在于所述的多通道至少兩個以上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及生物樣品分離檢測裝置，包括電機(jī)、柱塞泵、混合器、電極、四通閥、進(jìn)樣閥、色譜柱、反壓閥、檢測器、電機(jī)控制器、進(jìn)樣器、廢液瓶、電源、自動流分收集器、計算機(jī)、毛細(xì)管構(gòu)成；電機(jī)連接柱塞泵，柱塞泵聯(lián)通混合器，四通閥分別連接電極、反壓閥、廢液瓶與進(jìn)樣閥；計算機(jī)連接電機(jī)控制器、自動進(jìn)樣器、高壓電源與自動流分收集器；本實(shí)用新型可以保持毛細(xì)管電色譜的高柱效和高選擇性，又符合生物分析微量和高通量的要求，還可以以多通道毛細(xì)管電泳、多通道微徑液相色譜的模式工作。
文檔編號G01N30/02GK2476022SQ01219840
公開日2002年2月6日 申請日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者閻超 申請人:閻超