产生液体电喷射的方法技术

本发明专利技术提供一种电喷射装置（１００），该电喷射装置（１００）包括一基片（１０２），其限定有在一入注表面（１０８）上的入口（１０６）和一在排出表面（１１２）上的出口（１０６）之间的孔道（１０４），一个由从包围出口的排出表面（１１２）凹陷的部分（１１４）限定的喷口（１１０），和一电极，用于向基片（１０２）施加电压以理想化和产生电喷射。本发明专利技术还提供一种产生液体电喷射的方法，其利用上述电喷射装置，通过施加或者保持引出电极处于不同于施加于液体上的第一势电压的第二势电压使液体经孔道喷出。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及一种用微电动机械系统(MEMS)技术制造的集成小型化学分析系统。本专利技术特别涉及一种集成整体式微结构电喷射及液相色谱装置。与传统系统相比，其在例如药品发现中使用的通过质谱法进行高通过量的分析方面且有显著的优点。
技术介绍
药品的发现和开发的新发展对于分析技术产生了新的需求。例如，经常采用组合化学发现新的先导化合物，或者产生先导化合物的变种。组合化学技术可以在相对短的时间(在日或者周的数量级)内产生数以千计或者百万计的化合物(组合库)。及时有效地检测这样大量的化合物的生物学活性需要高通过量的筛选方法，这些方法对每种待选化合物的特性都能够进行快速的分析。常常针对某种分子目标同时检测组合库中的化合物。例如可以在一个96孔的酶标板中进行酶标比色测量。每个孔中的等分试样的酶与数十或者数千化合物结合。有效的酶抑制剂可以防止因正常的酶反应显现的颜色，从而能够快速得到光谱(或者视觉)的检测结果分析。如果在每个孔中有十种化合物，那么整个酶标板上可以筛选960种化合物，在105个酶标板上常常可以筛选数十万种化合物，从而可以快速自动地检测化合物。然而，往往由于组合库的合成方式难于确定在一个组合库中的某些部分存在的化合物。例如美国专利5,182,366中的随机的肽合成“分裂-和-结合”方法说明了一种产生肽库的方法，库中每个树脂珠均承载一个唯一的肽链。在96孔酶标板的每个孔中设置十个树脂珠，接着从树脂珠上分离液体，然后去掉分离剂，在板的各个孔中得到十个(或者以下)肽。可以在板孔中进行酶标分析，在105个酶标板中可以筛选100,000个肽。然而，由于还不知道肽的个性，因此这就需要分析每个孔中的内容物。肽可以通过从每个孔中去除一部分溶液，然后把这些内容物注入到分离装置，例如与质谱仪耦联的液相色谱或者毛细管电泳仪中。假如这种方法每个试样分析要5分钟，假定方法是完全自动化的并且每天工作24小时，那么分析105个96孔酶标板的内容要一个月以上。这个例子表明迫切需要一种快速分析大量化合物或者化合物复杂混合物的方法，特别是在高通过量筛选方面。产生大数量化合物，例如通过组合化学的技术已经形成了。对于大范围的目标，正研制过量筛选方法，而某些类型的筛选，例如上述比色酶标和ELISA(酶联免疫吸附测定)技术，已经良好地建立了。如上例中指出，瓶颈往往发生在必须分析化合物的混合物，甚至多重单一化合物的性质时。当考虑当前的分子生物技术发展时会进一步理解这一需要。通过新的DNA顺序分析产生了巨量的基因序列的库。这个新的信息宝库产生了对疾病过程机制的新的深入了解。特别是，基因组的发展领域允许快速地辨识药物开发工作的新目标。测定个体之间的遗传差异开辟了按个体的特殊基因形式针对个体为目标的药物的可能性。取代通过用昂贵的动物实验和临床试验检验细胞毒性，特异性，及其它的药理学应当可用高通过量测定进行。在药物研发的早期详细地定性潜在药物或者先导成分，因此能大大节省时间和金钱。对于这些新目标所需的至关重要的筛选方法的开发常常取决于可否得到快速分离和分析检测结合的分析技术。例如测定候选药物的毒性代谢以既辨识候选药物也辨识该候药物的代谢产物。测定特异性需要辨识不同地结合至两个目标分子，例如病毒蛋白酶和哺乳动物蛋白酶的化合物。因此提供有效地进行蛋白筛选的方法以便在评估早期得到药品的药物动力学轮廓是有优越性的。了解一种新的化合物如何在身体中吸收及如何代谢，可使人们能够预测提高药性或者缺乏药性的可能性。由于每天产生大量的化合物，因此对于药品发现来说，用于识别药物价值的分子量的改进系统也是迫切需要的。还希望提供与基因或者在有关疾病中起一定作用的基因产物相互作用的化合物的快速顺序分析和识别。快速的顺序分析可以克服低效率和费时间的逐个分析化合物的瓶颈。因此，迫切需要高通过量的筛选和辨识化合物目标反应，以识别潜在的候选药物。已经开发了用于快速分析大量样品的微片基的分离装置。与其它常规的分离装置比较，这些微片基的分离装置有较高的样品通过量，较低的样品和试剂用量，以及产生较少的化学废物。对于大量应用，微片基分离装置的液体流速范围为大约1-300nL/分钟。微片基分离装置包括那些用于毛细电泳(CE)，毛细电色谱(CEC)和高效液相色谱(HPLC)的装置。见Harrison et al，Science 1993，261，859-897；Jacobson et al.Amal.Chem.1994，66，1114-1118；Jacobson et al.Amal.Chem.1994，66，2369-2373。与常规的分析仪器比较，这些分离装置能够快速分析并且改进了准确性和可靠性。液相色谱(LC)是分离液体成分以作顺序分析和/或辨识的良好可行的分析方法。传统上，液相色谱使用一种分离柱，诸如一种圆柱形管，填充以紧密包裹的小珠、凝胶或者其它适当的分离用特殊材料以提供较大的表面积。较大表面积有助于液体与所述特殊材料相互作用，并且紧密包装的、特殊材料的随机间隔迫使液体流过比柱长度长得多的有效路径。特别地，液体的成分与静态相(色谱柱中的颗粒)及活动相(流经液相色谱柱的液体洗提液体液)根据每个成分的分离系数进行相互作用。分离系统被定义为被分析物和静态相相互作用所用的时间与它和活动相相互作用所用的时间的比。被分析物和静态相相互作用所用的时间越长，分离系数越高，被分析物滞留在液相色谱柱中的时间越长。在从液相色谱柱洗提之后，可以通过把柱的出口连接到柱后检测器而用色谱法检测成分。色谱检测器根据排出液的折光率、紫外线和/或可见光的吸收率的改变，或者用适当波长激发后的荧光，以检测分离的成分。另外，分离的成分可以从液相色谱柱通过进入到其它类型的分析仪器进行分析。分析的结果取决于由液相色谱柱分离的成分的相继到达，因此是时间依赖性的。最好使从液相色谱柱到检测器之类的分析仪器的液体传输长度达到最小以使扩散最小从而使分离效率和分析灵敏度达到最大。所述传输长度称为无效容量或者柱外容量。毛细电泳是利用分子的电泳特性和/或液体在细毛细管中的电渗透流分离液体的成分。通常，具有100微米内径或更细的熔合硅毛细管填充以含电解质的缓冲溶液。毛细管的每个末端均位于含有缓冲电解质的分离液中。将一个势电压施加在一个缓冲池中，使第二个势电压处于另一个缓冲池中。带正电荷和带负电荷的物质在由施加于支缓冲池上的势电位所建立的电场影响下沿相反的方向迁移。电渗透流被定义为由于带电物质从缓冲液的迁移产生的沿毛细管壁的液流。当在溶剂中时，一些分子作为带电物质存在且将迁移通过基于摩尔物质的荷质比的毛细管。这种迁移定义为电泳的运动性。液体的每个成分的电渗透流和电泳的运动性决定了每个液体成分的总迁移。因沿分离孔道壁的磨擦牵拉减少，因此由电渗透得到的液流分布图是扁平的。这使在整个液相色谱上的分离得到改善，这里流动分布图是由加压驱动流动产生的抛物线。毛细管电色谱是混合技术，它在以典型液相色谱的固体静态相填充的毛细管柱内利用了电泳分离法的电驱动流动特性。它把反相液相色谱的分离能力与毛细电泳的高效率相结合。在液相色谱上毛细管电色谱分离可以得到高效率，因为与由压力驱动流动得到的抛物线分布图相比较，因沿分离孔道壁的磨擦牵拉的减少，由电渗透得到的液流分布图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生液体电喷射的方法，包括：提供通道，其在限定于基片的入注表面上的入口和限定于此基片排出表面上的喷口之间延伸；经入口将液体导入所述孔道；提供与液体电接触的第一电极；对液体施加第一势电压；使喷口邻接 引出电极设置；及通过向引出电极施加或者保持不同于第一势电压的第二势电压而从孔道经喷口排出液体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯E穆恩，加里A舒尔茨，托马斯N科索，蒂莫西J戴维斯，格雷格里J高尔文，斯蒂芬洛斯，
申请(专利权)人：阿德文生物系统公司，基奥尼斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]