分析物注射系统技术方案

本发明专利技术提供了将分析物注射入分离通道进行分离和检测的方法和系统。可在检测电压触发注射之前，用等速电泳（ＩＴＰ）预处理和浓缩样品。采用倾斜通道ＩＴＰ促进分析物与其它样品成分相分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求2006年9月5日提交的美国临时申请号60/500,387和2003年11月7日提交的美国临时申请号60/518,169的优先权。
技术介绍
专利
本专利技术涉及分析性电泳系统和方法领域。本专利技术可包括高分辨率和高灵敏度的等速电泳(ITP)和毛细管电泳(CE)测定。相关领域描述总的来说，电泳是带电荷的分子在电场中的移动。基于电泳的分析方法具有广泛用途，尤其是在蛋白和核酸分析领域。可将含有感兴趣带电分析物分子的样品置于选择性介质，如大小排阻介质、离子交换介质或具有pH梯度的介质中，在介质中它们可因差别性迁移而与其它样品分子高分辨。可检测分离的分子进行鉴定和定量。毛细管和微流体级电泳分离在需要小体积样品或高通量的分析中尤其常用。例如，可制作含有微米级加样通道、分离通道和检测通道的塑料或玻璃基材芯片。可通过机器人操纵的样品收集管将样品从微孔板中转移到加样通道中。电势可引导诸样品成分通过分离通道中的选择性介质移动，而顺序检测从分离通道洗脱到检测通道中的诸成分。该试验系统的微米级尺寸可提供采用微米级或纳米级样品体积的快速分析。然而，对于复杂样品或稀释样品而言，其分辨率或灵敏度可能不够。提高毛细管电泳(CE)方法的分辨率和灵敏度的一种方法是在CE分离之前用等速电泳(ITP)预分解和预浓缩样品。在ITP中，将样品加到电泳迁移率大于样品的先行电解质(LE)和电泳迁移率小于样品的拖尾电解质(TE)之间的通道中。在电场影响下，感兴趣分析物可通过样品团(bolus)迁移，在LE和/或TE溶液的界面上累积。以这种方式，可将感兴趣分析物与某些其它样品成分相分离，并浓缩至较高的检测水平。因此，可浓缩样品并脱盐，以提供改进的注射材料，用于进一步以高分辨率进行高灵敏度检测的毛细管电泳分离。例如，在Vreeland等的“通过碱介导的去堆积进行串联等速电泳-区带电泳提高微流体系统的检测灵敏度”(TandemIsotachophoresis-Zone Electrophoresis via Base-Mediated Destacking forIncreased Detection Sensitivity in Microfluidic Systems)，Anal.Chem.(2003)ASAP文章中，用毛细管区带电泳(CZE)进一步分解和检测经ITP浓缩的样品。在Vreeland文章中，将样品在电泳迁移率受Tris缓冲液的pH控制的TE和LE之间进行ITP。在通过ITP浓缩分析物的同时，分离通道的阴极端处的水解作用形成羟基离子(-OH)。该羟基离子通过分离通道迁移最终可中和Tris缓冲液而消除了LE和TE溶液之间的迁移率差异。Tris中和将ITP分离介质转变成CZE分离介质。然后，由于样品有效体积减少和ITP试验步骤引起的分析物浓缩，可以比相同样品标准CZE方法更高的灵敏度和分辨率来分离分析物。Vreeland方法受限于相容性样品的基于pH的ITP，可能由于中和步骤而很耗时，和由于缓冲液制备或羟离子产生中的变化而前后不一致。在ITP与CE相结合的另一方案中，将电场切换到分离通道进行分析物的毛细管电泳分离之前，感兴趣分析物以ITP模式迁移，直到它们达到与CE分离通道的交界点。例如，在Wainright等的“在微流体装置中通过等速电泳预浓缩样品”(SamplePre-concentration by Isotachophoresis in Microfluidic Devices)，J.Chromat.A979(2002)第69-80页中，在ITP通道中预浓缩样品，直到它们到达与CE通道的交界点。通过聚焦于该交界点的共聚焦物镜接受光线的光电倍增管(PMT)用显微镜监测该交界点。可通过，例如荧光或光吸收检测到进入交界点的分析物，手动切换电场将分析物注入CE通道中。然而，问题在于手动切换可能前后不一致，一些分析物用PMT可能检测不到，微米级的PMT检测可能麻烦而昂贵。如上所述，需要提高毛细管和微米级电泳方法的灵敏度、一致性和分辨率。需要可以在电泳模式之间自动一致地切换的系统。通过阅读以下内容可将会明白本专利技术提供的这些和其它特征。专利技术概要本专利技术提供，例如，基于触发电压将分析物连贯一致地注射入分离介质的系统和方法。可在其通道中通过等速电泳(ITP)堆积预处理和浓缩分析物，然后当该通道中检测到电压时，将堆积的分析物施加于分离通道区段。本专利技术方法可提供具有高灵敏度、速度和分辨率的高度可重复的分析结果。该方法可包括，例如，在堆积通道区段中堆积一种或多种分析物进行分析物注射，检测该通道中的电势，和当检测到所选电压时，通过沿分离通道区段施加电场或压差将堆积的分析物施加到分离通道区段中。该通道可以是，例如具有构成加样通道区段、堆积通道区段和/或分离通道区段的交叉或共同通道区段的微米级通道。堆积分析物可发生在堆积通道区段中，该区段中可将感兴趣分析物夹在所选缓冲液之间，使分析物在ITP期间聚集成浓缩条带。典型的注入分析物包括例如蛋白质、核酸、碳水化合物、糖蛋白、离子等。堆积通道区段可含有迁移率不同的拖尾电解质和/或先行电解质。例如，在电场影响下先行电解质的迁移率可以比拖尾电解质或感兴趣分析物更快。在许多实施方式中，拖尾电解质和先行电解质的pH、粘度、电导率、大小排阻、离子强度、离子组成、温度和/或可影响电解质的相对迁移的其它参数可以不同。可调整拖尾电解质的迁移率，使其小于分析物，以致在ITP期间分析物累积在拖尾界面上。任选地，可调整先行电解质的迁移率，使其大于一种或多种分析物，以致在ITP分离期间它们累积在先行界面上。通过狭窄地调整拖尾和先行电解质的迁移率，可将分析物集中在先行和拖尾电解质之间，而不感兴趣样品成分迁移到堆积通道区段的其它区带。即，可调整拖尾电解质的迁移率，使其大于一种或多种不感兴趣样品成分，或可调整先行电解质的迁移率，使其小于一种或多种不感兴趣样品成分，以使它们不会与感兴趣分析物一起聚集在电解质之间。当分析物注射方法的通道包括分开的堆积和分离通道区段时，可通过把电场从堆积通道区段切换到分离通道区段而从堆积通道切换到分离通道区段，例如，当堆积的分析物进入堆积和分离通道区段的交界点时。例如，将电场施加于分离通道区段可包括从分离通道区段中缺少实质电流而堆积通道区段中有电流，切换到分离通道区段中有电流而堆积通道区段中电流切断。可通过施加浮动电压以防止电流在该通道区段流动，或仅通过在该通道区段中提供高电阻(例如，不允许从该通道区段输出任何明显电流)切断该通道区段的电流。任选地，可通过施加跨分离通道区段的压差进行切换。注射方法中的分离通道区段可分辨分析物与其它分析物或样品成分。这种分辨能力可鉴定或定量测定感兴趣分析物。分离通道区段可具有选择性条件或分离介质，以影响分析物和样品成分的迁移。例如，分离通道可含有pH梯度、大小选择性介质、离子交换介质、提高粘度的介质、疏水介质等。可检测分离通道区段中被分辨的分析物，以鉴定和/或定量。可使检测器集中监测分离通道区段中的分析物或当其从分离通道区段中洗脱时检测分析物。可通过监测分析物的相关参数，例如电导率、荧光、吸光度、折射指数等来检测分析物。例如，可用各种技术将样品溶液加样到这些方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将堆积的分析物施加于通道区段的方法，所述方法包括：在通道中堆积一种或多种分析物；检测该通道中的电压电势；和，在检测到所选电压时沿通道区段施加电场或压差；　从而将堆积的分析物施加到该通道区段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C帕克斯，P克切佳，M斯佩蒂，M詹森，IG卡扎科娃，J穆勒，
申请(专利权)人：卡钳生命科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]