[发明专利]一种用于阵列毛细管电泳的自动进样装置

说明书

技术领域

本发明涉及毛细管电泳分析，特别针对阵列毛细管电泳这种高通量的 分析设备，可为其提供压差式自动进样功能，具体地说是一种用于阵列毛 细管电泳(CAE)的自动进样装置。本发明可在蛋白质组学研究、药物分 析和环境分析等领域得到广泛应用。

背景技术

阵列毛细管电泳(Capillary Array Electrophoresis，CAE)是基于单根毛细 管电泳技术，利用多根毛细管一次性分析多个样品，实现高通量、快速、 低溶剂消耗的分析。阵列毛细管电泳仪首先由美国的Mathies(Xiaohua C.， Mathies，et al.Anal.Chem.1992，64：967)等人提出，采用多通道毛细管凝胶电 泳技术对DNA进行了测序。随着CAE荧光检测技术的完善，科学家们能 同时检测的毛细管数量不断得到提高，人类基因组计划得以提前完成。进 入“后基因组”时代后，随着其他物种的DNA测序和基因组之间关系研究 的开展、药物筛选和组合化学领域中超巨量的样品分析任务使CAE成为重 要的分析手段，发挥着重要的作用。

CAE的进样技术和单根毛细管电泳进样技术相似，包括电迁移进样 (Huang X，Zare R.et al，Anal.Chem.1988，60：375)、压差进样(U.S.Pat. No.5326445、U.S.Pat.No.5217590)和扩散进样。

电迁移进样也称电动力学进样，是指在样品溶液中，很短时间内施加 进样电压，在电场作用下使样品进入毛细管。这种方法对样品中的不同组 分存在“歧视效应”，即电迁移速率大的组分进样量大，电迁移率小的组分进 样量小。目前用于DNA测序的毛细管凝胶阵列电泳的进样技术都采用该方 法。

压差进样是利用毛细管两端的压力差将样品压入或吸入毛细管中，有 三种形式：进样端形成正压，出口端抽负压，调节进样端和出口端之间相 对高度产生虹吸作用。根据流体动力学，进入毛细管的进样量可由以下公 式描述：

Q=πr4·c·ti8η·Lt·ΔP]]>

其中Q为进样量，r为毛细管内径，c为样品浓度，t_i为进样时间，η 为样品溶液粘度，L_t为毛细管总长，ΔP为毛细管两端的压力差。对于确定 的毛细管电泳系统，在进样时保证样品溶液粘度η不变(一般控制温度)， 只要控制ΔP和t_i两个参数，即可控制进样量。压差进样不存在歧视效应， 能保证样品的原始成分，易实现自动操作。

扩散进样是利用浓度差原理，在毛细管端面将样品引入毛细管。扩散 进样只能控制进样时间，因此变化较少；同时由于样品之间的扩散系数不 同，各样品成分的进样量即使在相同进样时间下也不同。

以上技术在进样时都是将毛细管直接浸入样品溶液，因此样品溶液有 可能在毛细管外壁残留。这部分残留样品在随后的电泳分离所需高电压的 驱动下，进入毛细管，成为影响进样重复性的不确定因素之一。最好的办 法是在进样之后去除毛细管外壁的样品，然后再进行电泳分离。