[发明专利]用于制备型自由流电泳的分离室装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物化工的装置技术领域，具体涉及一种用于制备型自由流电泳（Free-flow electrophoresis, 以下简称：FFE）的分离室装置。

背景技术

由于电泳（Electrophoresis）技术能够分离许多的生物分子，如蛋白质、多肽和细胞等，所以在生物化学领域得到了广泛地应用。随着电泳技术的发展，电泳过程中的支撑介质由最初的滤纸和醋酸纤维素膜逐渐被凝胶所取代。凝胶作为支持介质的引入大大促进了电泳技术的发展，使电泳技术成为分析蛋白质、核酸等生物大分子的重要手段之一。然而，固体介质填充的电泳有很多的缺点。首先，其处理样品的含量不大，主要应用于分析以及小规模的分离纯化，而很少用于大规模的制备。其次，固体物质对样品的性质会产生一定的影响，如迁移距离、带电能力的改变。最后，有些固体填充料还会引起样品的吸附、变性，导致对样品的分离纯化以及大规模的制备都有很大的影响。

科学技术的日益发展以及生物样本对温和分离条件的苛刻要求，迫切需要电泳技术在创新理念上做出革新。正是在这样的背景下，FFE应运而生。至今，FFE已经发展成为一种水相制备技术，具有可连续分离、多种分离模式、无固体支持介质和分离条件温和等优势，特别适用于生物材料的分离纯化和制备，且有着极高的回收率。其基本形式就是在一个薄的分离腔中，背景缓冲液和样液以不同的流速流动，通过垂直于背景缓冲液流速方向的电场实现物质的分离、富集。由于可以连续进样，所以这种电泳可以进行连续制备。 （屈锋, 韩彬, 邓玉林等. 色谱, 2003, 26(3): 274-279 ）

通常，FFE的原理可以简述如下：在两块平行板构成的薄的电泳室中，电场与溶液流向垂直，电泳迁移率不同的各种组分在电场力作用下与液流方向形成不同的偏转角，在电泳室中表现出抛物线流型，在电泳室末端不同出口处流出并进行收集。（Roman M C, Brown P R. Anal Chem, 1994, 66: 86A ）

较之传统的以固体介质为依托的电泳形式，FFE不再需要固体介质，而是在一个水相条件下进行各种样本的分离甚至制备，并显现出以下优势：效率高、设备操作简单、分辨率好、过程和条件可控、对产物损伤小。同时又由于FFE是一种全液相的电泳模式，分离速度快以及样品回收率高也是其主要的特征。

FFE有着极其广泛的应用前景。根据相关的报道，小到药物小分子，大到动物细胞甚至器官组织都可以用自由流电泳对其成功地进行分离。同时FFE分辨率也能够达到很高的标准，利用该技术已经分离出了很多化学结构上只有细微差别的物质。FFE在蛋白质组分析，尤其在分离低丰度蛋白过程中起到了十分重要的作用。而且，FFE的优点能使其在分离一些特殊物质时发挥无比的优越性，例如组织纤溶酶激活剂（t-PA）的分离。FFE在细胞的分离上也有广泛的前途。目前，FFE也被广泛地运用到制药中去，其中用处最大的莫过于手性药物的分离。（Lanz M, Caslavska J, Thormann W. Electrophoresis,1998, 19, 1081–1090; Valery C, Boris B, Sergey P.R, Andreas C. Electrophoresis, 1998, 19, 1211-1214; Hoffmann P, Hong J, Moritz R.L, Connoly L.M et al. Proteomics, 2001, 1, 807-818; Hannig K. Electrophoresis, 1982, 3, 235-243; 夏其昌，宋金芳，蛋白质化学研究技术与进展：连续自由流电泳，科学出版社，1997, 151-158; 刘韬, 王升年. 《生物化学与生物物理学报：英文版》1999, 31, 5, 590-593; Hoffmann P, Wagner H, Weber G, Lanz M, Caslavska J, Thormann W.  Anal. Chem, 1999, 71, 1840-1850; Wind M, Hoffmann P, Wagner H, Thormann W. J. Chromatogr. A, 2000, 895, 51–65; ）。