二维或多维毛细管电泳分离生物大分子的方法技术

本发明专利技术涉及毛细管电泳技术，具体地说是一种二维或多维毛细管电泳分离生物大分子的方法及所用接口。它在第一维毛细管电泳分离完成后生物大分子组分流经接口进入第二维毛细管电泳分离操作，实现二维毛细管电泳，而小分子物质可以通过扩散自由透过接口中的中空纤维，并在其达到平衡；所述生物大分子组分流经接口时在线向接口内的中空纤维中添加／脱除含低分子量物质的缓冲溶液，在缓冲溶液连续地流经接口同时实现动态冲洗，同时给正在分离的或已分离过的毛细管柱上同时施加电压，以调整从中空纤维中通过的生物大分子的带电性能。它柱效、峰容量更高、适于复杂样品要求，并具有高柱数、进样样品连续及不同毛细管电泳模式间联用的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毛细管电泳技术，具体地说是一种二维或多维毛细管电泳分离生物大分子的方法及所用接口。
技术介绍
毛细管电泳(CE)是一类简便、高效的分离、分析方法。与平板电泳方法相比，具有快速、样品用量少、易于自动化等诸多优点，在蛋白质、抗体、临床样品等生命活性物质的分离分析方面已得到越来越广泛的应用。尽管毛细管电泳方法具有较高的柱效，但是普遍是一维模式，由于应用电压的限制，制约了所采用的分离柱长度，因而也限制了实际柱效和可能达到的峰容量。此外，毛细管柱过细的内径使得其光谱检测光程过小，对检测灵敏度产生很大影响。这些限制和影响在复杂生化样品、环境样品分析中尤为突出。因此发展具有较大峰容量和较高检测灵敏度的毛细管电泳仪器和方法对于进一步拓宽其应用和研究领域具有十分重要意义。Gidding等(文献1Gidings L C，Unified Seperation Sciecc，John Wilev& Sons，New York)首先提出将两种分离模式结合构成多维体系用于复杂样品的分离的思想。采用多维分离技术可以极大地提高系统的峰容量，也可以更方便地与高灵敏检测器联用，更好地完成复杂样品的分离分析任务。目前，二维气相色谱已商品化，并成功用于炼厂气等的分离，达到了非常好的效果。二维凝胶电泳是目前蛋白组研究的重要工具，二维液相色谱的研究也有人进行了尝试性的工作。根据毛细管中流体的输运特征，采用电切换的方法进行多维分离的技术在毛细管芯片分离中已有应用，尤其在在人类基因组研究中得到了较好的发展，关亚风等(文献2孙玉娥，关亚风，分析化学，25(7)，745-749，1997；文献3孙玉娥，关亚风，色谱，15(2)，106-109，1997)曾经尝试过在芯片上实现不同模式CE的组合。但由于芯片的分离柱长太短，并不能满足对于复杂样品峰容量的要求，同时这种方法也不适于大分子活性蛋白等样品，检测灵敏度较低也限制了其对痕量组分的分离分析。近几年来实现了CE和其他分离方式包括液相色谱(LC)的联用(文献4Hooker，Thomas F.；Jeffery，Dorothea J.；Jorgenson，James W，Cherm.Anal.，146，581-612 1998；文献5Hooker，T.F.，Jorgenson，J.W.，Anal.Chem.1997，69，4134-4142；文献6Moore，A.W.Jr.，Jorgenson，J.W.，Anal.Chem.1995，67，3456-3463；文献7Liu，Zaiyou；Lee，Milton L.J.Microcolumn Sep.，12(4)，241-254 2000；文献8Manabe，Takashi，Electrophoresis，21(6)，1116-1122，2000；文献9Neuhoff，Volker，Electrophoresis，21(1)，3-11，2000；文献10Bushey，Michelle M.；Jorgenson，James W，Anal.Chem.，62(10)，978-84，1990；文献11Tang，Qing；Harrata，A.Kamel；Lee，Cheng S.，Anal.Chem.，69(16)，3177-3182，1997)，得到了与传统二维电泳谱图类似的结果，对于毛细管电泳-毛细管电泳的二维联用也有人做了初步的尝试，这些方法基于柱间电动或机械切换实现样品由一根毛细管柱进入另一根毛细管柱，可以使峰容量得到较大的提高。二维分离在毛细管电泳用于复杂生物样品分离、分析具有非常重要的意义，近来人们已逐渐注意到多维分离的优势，预期将成为分离科学中新的研究热点。但目前为止，高柱数的二维或多维毛细管电泳以及不同模式间的联用还未见报道。
技术实现思路
为了克服上述不足，本专利技术的目的是提供一种柱效、峰容量更高、适于复杂样品要求的二维或多维毛细管电泳分离生物大分子的方法及所用接口，它具有高柱数、进样样品连续及不同毛细管电泳模式间联用的特点。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为在第一维毛细管电泳分离完成后生物大分子组分流经接口进入第二维毛细管电泳分离操作，实现二维毛细管电泳，而小分子物质可以通过扩散自由透过接口中的中空纤维，并在其达到平衡；所述生物大分子组分流经接口时在线向接口内的中空纤维中添加/脱除含低分子量物质的缓冲溶液，在缓冲溶液连续地流经接口同时实现动态冲洗，同时给正在分离的或已分离过的毛细管柱上同时施加电压，以调整从中空纤维中通过的生物大分子的带电性能；将通过上述处理的生物大分子组分通过下一接口进入下一维毛细管柱作进一步分离，从而实现多维毛细管电泳，同样小分子物质可以通过扩散自由透过中空纤维，并在其内外达到平衡；所述生物大分子组分流经接口时在线向接口内的中空纤维中添加/脱除含低分子量物质的缓冲溶液，在缓冲溶液连续地流经接口同时实现动态冲洗，同时给正在分离的或已分离过的毛细管柱上同时施加电压，以调整从中空纤维中通过的生物大分子的带电性能；所述加压方式为在第一维毛细管电泳分离时只向第一维毛细管柱上施加电压，在第一、二维毛细管电泳分离时向第一、二维毛细管柱上同时施加电压，以此类推，即给予在分离的或分离过的毛细管柱上同时施加电压；所述施加的电压控制在5000～30kV范围内；所述在线向生物大分子组分流经的中空纤维中添加/脱除含低分子量物质的缓冲溶液的接口不包括第一维毛细管进样端接口；所述低分子量物质为表面活性剂、盐类；所述毛细管电泳分离模式分别可以是毛细管等电聚焦电泳(CIEF)、毛细管区带电泳(CZE)、毛细管电动力学色谱(MEKC)或毛细管电色谱(CEC)；采用电渗流驱动二维分离系统，通过第一维毛细管柱进样端电极、接口电极和第二维毛细管柱的出口端的电极构成三电极体系，维持二维毛细管柱中的电势梯度，达到优化的分离效果；采用压力驱动的分离过程，通过密封毛细管柱之间的接口，保持中空纤维内外压力相同，然后在第一维毛细管柱进口端施加0.001到10MPa的压力，使第一维分离的生物大分子组分进入第二维毛细管柱；采用电渗流驱动多维分离系统，通过前一维毛细管柱进样端电极、接口电极和下一维毛细管柱的出口端的电极构成多电极体系，维持多维毛细管柱中的电势梯度，达到优化的分离效果；采用压力驱动的分离过程，通过密封毛细管柱之间的接口，保持中空纤维内外压力相同，然后在前一维毛细管柱进口端施加0.001到10MPa的压力，使前一维分离的生物大分子组分进入下一维毛细管柱；其所用接口具有接口池体，在接口池体上设有电极插口、入口、出口，安装中空纤维于接口池体两端的连接口之间，毛细管柱通过连接口与中空纤维两端的端口内、外径相匹配密封对接，电极插口上插有电极并伸入接口池体，与中空纤维之间留有距离。本专利技术具有如下优点1.具有不同毛细管电泳模式间联用的特点。本专利技术根据中空纤维接口具有半通透的性质，在截留生物大分子的同时，允许小分子溶质、溶剂自由通过，可以通过它向分离系统中添加小分子成分例如阴、阳离子表面活性剂，也可以通过连续进样和冲洗的办法从系统中脱去多余的表面活性剂或盐分，从而方便各种CE模式的自由组合，即多种分离模式的便利连接。2.柱效高。本专利技术采用的中空纤维和毛细管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维或多维毛细管电泳分离生物大分子的方法，其特征在于：在第一维毛细管电泳分离完成后生物大分子组分流经接口进入第二维毛细管电泳分离操作，实现二维毛细管电泳，而小分子物质可以通过扩散自由透过接口中的中空纤维，并在其达到平衡； 所述生物大分子组分流经接口时在线向接口内的中空纤维中添加／脱除含低分子量物质的缓冲溶液，在缓冲溶液连续地流经接口同时实现动态冲洗，同时给正在分离的或已分离过的毛细管柱上同时施加电压，以调整从中空纤维中通过的生物大分子的带电性能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉奎，杨春，张凌怡，张维冰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]