本发明专利技术的［课题］利用毛细管进行微量分析的方法，装置，可以用于复杂的环境样品，生化样品的直接分析，不需任何预处理。［解决手段］将毛细管的保护层除掉一微小部分，然后用化学侵蚀法将其微小部分做成多孔体，在高分子膜涂层覆盖，并设置在一容器里。容器里的样品中的成分通过涂层覆盖的高分子膜注入毛细管内。大小离子先在该微小涂层覆盖的高分子膜分离，再进行毛细管电泳或电色谱或液相色谱分离。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于利用毛细管进行微量成分分析的方法和仪器装置仪器的专利技术。特别是关 于不需要分析前样品的预处理操作，复杂样品可以直接用于分析的简单快速的毛细管微量成 分分析方法和装置仪器的专利技术。
技术介绍
分析对象很微量时，要求在稀释较少的细毛细管内进行分离分析。如毛细管电泳分析 (CE)，毛细管高效液相色谱(HPLC)分析。可是，因为毛细管的内径很细，样品的复杂成 分会导致毛细管内壁的吸附和堵塞等问题。因而，在分析复杂样品，像泥水这样的很复杂的环境样品，或血样，尿样，牛奶这样的 生物样品中的微量成分(如氯化物离子，金属离子等)时，通常至少先需把样品过滤，然后 再用溶剂萃取，固相萃取，膜分离等样品预处理方法处理后，再用高效液相色谱(HPLC)， 或毛细管电泳分析(CE)等方法进行分析。可是，这样的样品预处理往往导致样品变质，污 染，或损失，使得样品中的微量成分难以正确测量。为了解决这个问题，在HPLC里通常用阀把预处理柱和毛细管分离柱相连，这种情况， 连接部分产生死体积，也产生样品的扩散和吸附等问题。在CE分析里，本作者曾报道过在毛细管的一端接上一段细透析膜，先在细透析膜上浓 縮蛋白质再进行CE分析。也报道过在细透析膜上注样，小离子能直接注入而大分子注不进 去的报道。因为细透析膜的内径和毛细管的内径不一样，这样也存在着死体积的问题。还有， 细透析膜和毛细管的相接比较困难(参考文献l， 2)。也有把两根毛细管相接的报道，相接处也存在着死体积的问题(参考文献4， 5)。还有，把离毛细管一端几厘米的地方的polyimide高分子膜烧掉lmm左右，然后用HF 侵蚀成多孔膜，在此多孔膜处浓縮蛋白质进行CE的报道。这种做法得到的多空膜很脆弱， 一碰就断，实际上不实用(参考文献3)。本专利技术想解决的课题 单而且高效率的分析微量成分的毛细管分析技术和仪器。该技术和仪器包括利用本专利技术中的新型毛细管的液相色谱(HPLC)，毛细管电泳(CE)，毛细管电色谱 (CEC)等毛细管分析技术。更详细地说，本专利技术提供一种不需过滤等任何样品预处理，也不需微小阀门等任何连接部 件的毛细管分离技术和仪器装置。在本毛细管分析技术里，样品是通过毛细管的微小局部处 的分离膜注样于毛细管内，或通过该分离膜将样品中的某分析对象浓縮在毛细管内的。该微 小局部内的分离膜是在毛细管微小处经过化学处理而形成的，其耐久性高，也可通过选择膜 的构造做成高选择性的分离膜，以便用于生物样品的分析。课题的解决手段在毛细管管壁上开一微小孔，并在微小孔内形成分离膜的同时，使含该微小孔的毛细管部 分同样品溶液或分离用溶出液或缓冲溶液相接触，这样样品中的成分通过分离膜被导入或 浓縮在毛细管内后再进行分析为特征。还有，毛细管外表皮的微小剥落处形成后，含该剥 落处的毛细管部分被纳入一小容器内，然后该剥落处做成多孔质或贯穿孔后，用高分子膜 涂层等化学处理覆盖住为特征。专利技术的效果本专利技术是在毛细管管壁的 一个或复数个微小处设置高分子膜和多孔膜，使得预处理部分和 分离管一体化而无死体积。这样传统的预处理引起的死体积问题完全解决。毛细管的多孔膜 处的机械强度也没有问题。使得本法能用于毛细管电泳以外，也可以用于HPLC和CEC的在 线预处理。因为不需样品预处理，使得本毛细管分析技术操作特别简单，大大縮小分析时间。实施专利技术的方法例子本专利技术的技术方案是先在毛细管外表面的保护树脂膜开一个微小孔。保护树脂膜不只是 为了保持毛细管的机械强度，对下一步的防止侵蚀也起重要作用。正因为这样，只是将没 有树脂保护膜的微小剥离处侵蚀处理成多孔质才有可能。作为树脂保护膜，polyimide Teflon, Peek等能耐侵蚀处理的树脂材料都行。 为了侵蚀处理成多孔质，毛细管的内部只要是含氧化硅骨骼的材料，什么都行。石英玻 璃管或Monolith毛细管柱等可以用来做毛细管。填充有填充剂的毛细管也可以用于此。剥离毛细管外表面微小局部的树脂保护膜的方法可以是用火烧掉该树脂膜，然后用Epoxy 树脂涂层覆盖住大部分烧掉的部分，只剩下直径lmm左右的小孔。在本专利技术中，多孔质部 越小越好。为了多孔质部尽量小，本专利技术用激光照射树脂膜，这样，激光聚焦点可以小到 IO个微米以下。然后将此微小孔下面的毛细管用HF (调整适当的浓度和温度)侵蚀处理，溶解掉二氧化 硅骨骼，最后成很薄的多孔膜。或可用高压电场击穿的方法将微小剥落处制成导电性膜(同 时检测电流)。然后，将该微小多孔处进行化学处理涂层，增加其机械强度和耐用性和选 择性。Methylsilane, Octylsilane等疏水性硅烷化试剂在水溶液中安定性好，可以起多孔膜 的保护作用。而且，用非水溶剂时，可以利用无机盐析出来改变特性。进一步地用diol， aminopr叩yl, cellulose acetate等材料进行高分子膜化，可以使多孔膜表面被高分子膜 包层，大大增加耐用性。另外，如果使用分子量2000以上的oligomer材料的话，10微米以下的小孔的话，即使 不是多孔质而是贯穿孔，也能形成高分子膜而涂层于微小孔处。Polyethylenglycol, polyvinylalcohl， silica sol-gel等材料均可以用于此覆盖涂层目的。具体实施例图l-4所示是本专利技术中的毛细管的构造和制造工程的一个例子。毛细管通常是石英玻璃的毛细管。在该毛细管1的外表层的树脂保护膜(如polyimide) 2上用激光照射或其他手段剥离成一微小孔3 (附图说明图1)。微小孔3处的保护膜被剥离掉，大 小在10微米以下。也可用其他方法剥离，如烧掉后再用高分子膜覆盖其余部，剩下一小 孔。下一步是将微小孔处3固定在容器4内。固定方法可以是将毛细管1放置在玻璃片5 (或 其他塑料板或其它材料)上后再放置容器4，然后用胶或结合剂6固定(图2)。容器4 可以是玻璃或塑料或其他非导电性材料做成的小容器。下面是容器4里加HF水溶液7，对微小剥离部3进行侵蚀。同时，毛细管的两端相接 的容器8， 12和毛细管l内填充电泳用缓冲液或无机盐NaCl等的水溶液5，并在容器4 和8里分别插入电极101和102，接上电源10,在容器4和8间加电压(几百伏或几千伏)， 并同时观察电流计100上的电流(图3)。在毛细管剥离处成多孔膜前，毛细管是绝缘体， 不会有电流观察到。 一旦观察到电流，马上除去容器1中的HF水溶液，再用水清洗容器4。这时微小剥离处3已形成多孔质膜或导电性膜，然后滴入一定浓度的cellulose acetate 的丙酮溶液或其他高分子材料的溶液。待丙酮或其他有机溶剂蒸发后，微小剥离处3上形 成cellulose acetate或其他高分子材料的涂层覆盖膜11 (图4)。这样微小剥离处的涂层覆盖膜具有导电性，缓冲溶液中的小离子能穿透，蛋白质等大分 子不能透过它。此剥离处的涂层覆盖膜处的容器里放样品溶液，同时在毛细管内填充缓冲 溶液并在毛细管的一端的容器里放缓冲溶液；通过适当形式加电场，可以使样品中的小离 子通过分离膜注入毛细管内而大分子和微粒不会注入。相反，如果在毛细管的一端的容器 里放样品溶液，剥离处的涂层覆盖膜处的容器里放缓冲溶液，通过适当形式加电场，蛋白 质等大分子从毛细管的一端本文档来自技高网...
【技术保护点】
毛细管管壁有一个或几个微小孔，该微小孔内充满分离膜或一部分是分离膜覆盖或涂层的侵蚀多孔管壁，该微小孔和分析样品溶液或分析缓冲溶液接触，分析样品中的分析对象通过分离膜或分离膜覆盖或涂层的多孔管壁，被注入毛细管内或在毛细管内浓缩后进行分析为特征的毛细管微量成分分析方法。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴行正，
申请(专利权)人：吴行正，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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