定量高精度毛细管电泳仪制造技术

本实用新型专利技术属分离检测技术领域，具体为一种定量毛细管电泳仪。它由泵、混合器、定量进样阀、导电池、检测器、高压电源、分离毛细管、电极、缓冲液瓶、废液瓶及阀门和连接管路经连接组成。其中，采用二元溶剂系统进行输送操作，拓展了毛细管电泳的应用领域；采用定量阀与高压电场隔离，提高了系统稳定性；采用压力流与电渗流同时作为溶液的驱动力，可方便调节样品流出时间与顺序，改善分离效果。本电泳仪具有分离效率高、分离速度快、样品及溶剂用量少、原料成本低、污染少等特点。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属分离检测
，具体涉及一种定量毛细管电泳装置。
技术介绍
由于其高效、快速以及微量进样等特点，毛细管电泳技术自1981年问世以来就备受科研人员青睐，经过二十多年的发展，现在已经被广泛地应用于生物技术、制药、环保、食品及化学化工等多个领域。曾有专家预测，到上世纪末，毛细管电泳仪市场规模就可以达到6亿美元，这也使得自1985年Beckman Coulter(贝克曼)公司率先推出商品化毛细管电泳仪之后，又有十余家公司相继推出各自的毛细管电泳仪产品。然而，即便是2004年，全球毛细管电泳仪市场规模也不过1亿美元。无法获得满意的定量进样重复性和进样准确性是毛细管电泳技术市场拓展速度受限的最重要的原因。目前各商品化毛细管电泳仪定量试验误差都大大超过了相关行业标准。例如美国药品与食品监督管理局(FDA)规定，用于食品与药品检验的仪器，其峰面积和保留时间的相对标准偏差(RSD)应小于1％，然而目前市面上所有种类的毛细管电泳仪产品的RSD都在2％-5％之间，根本无法满足食品与制药两大产业质量控制部门的使用要求。定量进样准确性和重复性是毛细管电泳技术发展的“瓶颈”。传统的毛细管进样方法包括电动进样、压力进样和扩散进样三种方法，这三种方法均为“蘸入”法，即需要将毛细管进口端插入样品溶液中，进样后再放回缓冲液中。这种进样方法存在以下几个缺陷首先，蘸入法将会把样品带入溶剂瓶，这会导致溶剂污染，影响试验结果；其次，进样过程必然造成毛细管两端所加电压中断，操作复杂；再次，采用这类办法进样时毛细管进口外会有样品残留，而其残留量在很大程度上受不可控制的因素如溶液、表面张力、温度、风速等的影响，使进样重复性较差，难以满足定量分析的要求；最后，此种进样方式很难做到进样量的准确控制，即无法准确知道每次进样量多少。为了在不移动毛细管的情况下进样，Zare等(Zare RN，Tsuda T US Patent5141621，1992)设计了一个“界面装置”套在毛细管进口端，进样时将样品注入“界面装置”中，从而避免了毛细管的移动，但由于样品会向毛细管进口端周围的缓冲液中扩散，因而仍难以精确控制进样量。Virtanen等(Virtanen R.US Patent 6190521，2001)采用一段“进样毛细管”将样品引入分离毛细管，“进样毛细管”的内径比分离毛细管的内径稍大，其中充满样品溶液，进样时将“进样毛细管”套在分离毛细管进口端并维持一段时间，该法同样难以精确控制进样量。Recknor等(Recknor MW，Wolze DA.US Patent 5667657，1997)对压力进样进行了改进，采用两级压力调节单元使进样压差维持恒定，在一定程度上可提高进样重复性，连续5次进样的相对标准偏差可达2％以下，但该法仍属于“dip-in”法，进样过程会造成系统断电，进样重复性和准确性也难以满足实际需要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种定量高精度毛细管电泳仪，以克服现有技术的缺点，解决毛细管电泳进样重复性和准确性的问题。本技术提出的定量高精度毛细管电泳仪，由泵、混合器、定量进样阀、导电池、检测器、高压电源、分离毛细管、电极、缓冲液瓶、废液瓶及阀门和连接管路经连接组成，其结构如图1所示。其中，连接泵5、6的输液管分别插入缓冲液瓶1和2中，泵5、6的输出端与混合器9相连；混合器9的输出端和定量进样阀17相连，定量进样阀11与导电池13相连；导电池13的电隔离部分与电极14相连，导电池13的输液部分与分离毛细管17相连，在该毛细管上开有检测窗口，检测窗口与检测器18的光路相对；检测器18与输液管19连接，然后连接废液瓶20；电极14与高压电源15相连，并且接地，高压电源15的另一端与电极16相连，电极16与废液瓶20相连，为分离毛细管提供分离电压。本技术中所使用的导电池(示意图见图2)为传统毛细管电泳试验所常用，主要功能是将检测器从高压电场中隔离开。根据其制作材质及工艺可分为多孔玻璃类、Nafion离子交换膜类、多孔石墨类、醋酸纤维素类、钯类、烧结玻璃类以及腐蚀玻璃类等等。这些导电池属于电化学领域中的常用方法，可在相关参考文献中找到具体的制作工艺。本技术中利用这类导电池的主要作用是为电极提供电路接口的同时，阻止液体从接口流出。本技术中，所述电极可以为正电极，也可以是负电极。本技术中，所采用的泵可以是恒压泵、恒流泵或重力泵，泵可以是一个，也可以是两个。本技术采用的定量进样阀可以是专利ZL01219839.0中采用的旋转阀，也可以是专利申请号为200420020809.2中所采用的定量进样阀。这两个专利目前均已获得授权。本技术中采用的检测器，可以是在柱型检测器、离柱型检测器或柱端检测器(如质谱)。由于本装置中采用了两个泵，可以很方便的采用不同配比组成的电泳缓冲溶液体系进行梯度的试验条件优化。对于单一溶液的情况，则只须一个泵，并不需要混合器9。该装置中，分离毛细管17中缓冲液的流动受压力和电渗流的双重驱动，通过改变压力流、电渗流的相对比例，大小，以及通过改变电极14、16的正负极关系从而改变压力流与电渗流的相对方向，可以改变电渗流和电泳的方向，从而改善分离的选择性。本技术所述的定量毛细管电泳仪在保留了传统毛细管电泳仪产品高效、快速及微量进样的优点的基础上，实现了进样的定量化。具有分离效率高、分离速度快、样品及溶剂用量少、原料成本较低、污染少等特点；可以广泛的应用于医药、环保、生物工程等领域中基因、蛋白质及其他化合物的分离与分析。与传统的定量毛细管电泳仪相比，本技术具有以下优点1、本技术采用全新的设计理念实现了定量毛细管电泳，大大提高了进样的精确性(重复性)和准确性；2、进样时无需断电，实验环境稳定；3、由于采用二元溶剂系统进行输送操作，可以进行梯度洗脱，进而拓展了毛细管电泳的应用领域；4、压力流与定量阀的存在可以方便的与样品预处理等技术联用；5、定量阀与高压电场隔离，提高系统的稳定性；6、压力流与电渗流同时作为溶液的驱动力，通过调节其相对比例，调整样品的流出时间与顺序，从而改变分离效果。附图说明图1为本技术的结构图示。图2为醋酸纤维素导电池结构图示。图3和图4为使用本装置的两个色谱图。图中标号1、缓冲瓶，2、缓冲瓶，3、输液管，4、输液管，5、泵，6、泵，7、输液管，8、输液管，9、混合器，10、输液管，11、定量进样阀，12、毛细管，13、导电池，14、电极，15、高压电源，16、电极，17、分离毛细管，18、检测器，19、输液管，20、废液瓶。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步描述本技术。实施例1；导电池13采用的是醋酸纤维素导电池，缓冲液为10mM磷酸缓冲液，输液管径500μm，分离毛细管径75μm、有效长度为40cm，电压-10kV，检测波长为227nm，样品依次为苯胺和苯甲酸。图3是7次进样的重复峰，两个峰面积的相对标准偏差分别为0.38％和0.81％。实施例2，导电池13为烧结玻璃导电池，缓冲液为10mM磷酸缓冲液，输液管径为500μm，分离毛细管径为100μm，有效长度为30cm，电压为-15kV，检测波长为227nm，样品依次为苯胺、苯甲酸和对苯二甲酸，图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定量高精度毛细管电泳仪，其特征在于由泵、混合器、定量进样阀、导电池、检测器、高压电源、分离毛细管、电极、缓冲液瓶、废液瓶及阀门和连接管路经连接组成，其中，连接泵（５、６）的输液管分别插入缓冲液瓶（１）、（２）中，泵（５、６）的输出端与混合器（９）相连；混合器（９）的输出端和定量进样阀（１７）相连，定量进样阀（１１）与导电池（１３）相连；导电池（１３）的电隔离部分与电极（１４）相连，导电池（１３）的输液部分与分离毛细管（１７）相连，在该毛细管上开有检测窗口，检测窗口与检测器（１８）的光路相对；检测器（１８）与输液管（１９）连接，然后连接废液瓶（２０）；电极（１４）与高压电源（１５）相连，并且接地，高压电源（１５）的另一端与电极（１６）相连，电极（１６）与废液瓶（２０）相连，为分离毛细管提供分离电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎超，黄晓晶，
申请(专利权)人：上海通微分析技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]