[发明专利]毛细管电泳-柱上激光诱导荧光偏振检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种毛细管电泳-柱上激光诱导荧光偏振检测装置，该装置将毛细管电泳-柱上激光诱导荧光检测和荧光偏振检测技术结合为一体，不仅具有高效分离和高灵敏检测的优点，还为研究分子间的相互作用提供了荧光偏振的信息。

背景技术

毛细管电泳是现今一种高效快速的分析分离手段，并在化学、生物、环境、医药等多个领域都有广泛的应用：包括有机和无机小分子的检测、多肽和蛋白质的分离、DNA序列和手性分离等方面。而激光诱导荧光检测方法(LIF)是一种高灵敏的检测方法，其检测灵敏度甚至可以达到单分子的水平。二者结合产生的分析仪器毛细管电泳-激光诱导荧光检测分析仪器(CE-LIF)是目前灵敏度较高、发展较快的分离检测技术之一。并且具有高灵敏度、高分辨率、高速度、样品用量少、成本低和易于自动化等优点。

荧光偏振是指当荧光分子受到平面偏振光激发时，荧光分子发射偏振光。当荧光标记物分子质量相对较小时，在溶液中旋转运动较快，该分子受到偏振光激发时产生的荧光发射几乎是消偏振的；当其与另一个大分子物质结合后，其体积发射了很大的变化，荧光体的旋转运动受到抑制，荧光偏振会显著增大。因此，荧光偏振的测定利用了荧光物质分子在溶液中旋转速度于分子大小呈反比的特点，是一种特别适用于研究分子间相互作用(如蛋白质-蛋白质作用、蛋白质-DNA键合、抗原-抗体免疫反应等)的技术。

本发明将毛细管电泳-柱上激光诱导荧光检测与荧光偏振检测技术结合，不仅具有高效分离和高灵敏检测的优点，还可同时得到荧光偏振的信息，为研究生物大分子之间的相互作用提供了一种新的分析方法和仪器平台。

发明内容

本发明涉及一种毛细管电泳-柱上激光诱导荧光偏振检测装置，该装置集合了高效、快速分离的毛细管电泳和高灵敏的激光诱导荧光检测的优点，荧光偏振还可为研究生物大分子(蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA、抗原-抗体)之间的相互作用提供了一种新的分析方法和仪器平台。

本发明提出的是一种毛细管电泳-柱上激光诱导荧光偏振检测装置，主要是由毛细管电泳分离单元、荧光激发单元、光路调整与校准单元、荧光偏振检测单元、信号转换与记录单元和数据处理单元，六部分所组成。装置中关键器件主要包括：偏振激光光源、光路调节透镜、缓冲液瓶、Pt电极、石英毛细管、高压电源、针孔、荧光偏振分光光学器件、滤光片、荧光探测元件和信号转换器(见附图1)。其基本工作原理为：石英毛细管和Pt电极分别插入两端的缓冲液瓶中，并由高压电源提供电泳分离所需的高电压。偏振激光经光路调节系统聚焦后，照射到石英毛细管的检测窗口上激发毛细管内的荧光物质。激发的荧光经光学透镜聚焦进入检测系统，偏振荧光被偏振片分为垂直偏振光和水平偏振光，分别经过滤光片后，荧光信号被两个荧光探测元件收集，经过信号转换器记录在计算机中，进行数据分析和处理。

该装置中，采用线性偏振的激光光源，使受激发的荧光体所发出的荧光将保留偏振特性。由荧光体所发出的荧光经荧光偏振分光光学器件分离为两束光，分别为垂直偏振光和水平偏振光(见附图1)。两束偏振光经两个荧光检测元件，分别进行记录，并由此得到荧光物质的荧光偏振信息。装置中使用的荧光探测元件，可以是光电倍增管，也可以是电荷耦合数字成像器件。

该装置中，检测窗口可以是通过去除毛细管表面涂层的柱上检测窗口，也可以在毛细管柱后连接石英鞘流池。激光光源经过光路调节透镜(2)，使激发光聚焦到毛细管检测窗上，光斑直径小于20μm，从而有效地降低了光散射，提高仪器的灵敏度。激发光与荧光检测系统呈90°角垂直排列，有效的避免了激发光散射对弱荧光的检测所造成的干扰，显著提高检测的灵敏度。荧光检测单元的光学透镜(7)距离毛细管检测窗口小于0.5mm，可有效地避免环境中的杂散光进入检测系统，减小对荧光检测干扰。

该装置中，所述高压电源可以提供正、负高电压。靠近检测窗口处电极接地，实验较为安全。通过改变电源输出的电压极性，可实现毛细管电泳的正、负分离模式。

本发明将毛细管电泳-柱上激光诱导荧光检测与荧光偏振技术相结合，使之不仅具有高效、快速分离和高灵敏检测的优点，还为研究生物大分子之间的相互作用提供了荧光偏振的信息。

附图说明

图1为毛细管电泳-柱上激光诱导荧光偏振检测装置结构示意图；

图2为DNA高灵敏检测的毛细管电泳图；

图3为DNA加合物荧光探针与抗体相互作用的毛细管电泳荧光偏振图；

图4为凝血酶与凝血酶适配体相互作用的毛细管电泳荧光偏振图。

具体实施方式