[发明专利]一种可移动的具有双梯度调节功能的流动相控制系统及其处理方法和用途

说明书

本发明提供了一种可移动的具有双梯度调节功能的流动相控制系统及其处理方法和用途，所述系统包括依次连接的控制组件、注射泵组、梯度混合器和进样阀。本发明所述流动相控制系统适合作为生物材料研究中分析表征仪器的流动相系统，来模拟复杂固液界面环境，应用于界面分析表征检测领域。

技术领域

本发明属于液相泵领域，涉及一种流动相控制系统及其处理方法和用途，尤其涉及一种可移动的具有双梯度调节功能的流动相控制系统及其处理方法和用途，该流动相控制系统适合作为生物材料研究中分析表征仪器的流动相系统，来模拟复杂固液界面环境，应用于界面分析表征检测领域。

背景技术

近年来，界面分析检测技术不断发展，其主要的发展方向为提高扫描速率、提高检测精度以及提供更多种类的检测芯片。目前，在生物材料研究中应用比较广泛的界面分析仪器有原子力显微镜(AFM)、双偏振干涉界面分析系统(DPI)和石英晶体微天平分析仪(QCM)。AFM是典型的界面表征及力学测量工具，被广泛应用于表面成像、界面分子层力学表征、单分子力谱测量和界面电磁学表征等。在液体环境中，AFM能够保持良好的工作状态，因此可被用来研究固-液界面上生物大分子，甚至活体生物细胞以及它们之间的作用力。DPI是近年来发展的界面表征技术，依赖于特殊的检测芯片，可实时观测变化中的界面层。DPI检测原理为：两道偏振光平行穿过检测芯片中间的光学通道，在检测器上形成干涉条纹，芯片表面分子层变化会影响光路的界面波场(渐逝波场)，从而改变干涉条纹，通过比对、拟合，可推算出界面分子吸附量和吸附层厚度。DPI检测灵敏度<1pg/mm²，检测界面层厚度达100nm；除了吸附-解析行为，还可以获得吸附层的质量和厚度的数据。QCM具有同DPI类似的流动相控制系统，依赖于特殊的石英晶体片，能够实时观测变化中的界面层，能够获得界面分子层质量、厚度以及界面层粘弹性的数据。QCM的核心部件为石英晶体传感器，由石英晶体夹在两片电极中间构成。在电极两端加入交流电压，能引发传感器的微弱振动；当交流电压关闭后，振动呈指数衰减，界面分子层将改变衰减过程，通过比对、拟合，获得界面层结构信息与物理特性。相比基于光学的界面分析方法，QCM灵敏度相对较低约为20pg/mm²，但更适用于大尺度界面层的测量，并能够表征界面粘弹性等物理特性。上述界面分析仪器已被应用于研究固-液界面上生物大分子相互作用，为生物材料制备、纯化与剂型化的研究工作提供了有用的科研数据。

但面对生物材料研究领域的飞速发展，尤其是对复杂界面环境的分析表征的迫切需要，现有仪器还有很多不足。主要是在流动相控制方面，发展相对缓慢，DPI使用的是单元、双通道注射泵和六通阀进样器，无法进行流动相梯度变化；QCM使用一元蠕动泵，依靠管路切换实现进样；AFM只有液体样品池，没有泵系统，依靠手动注射器推进流动相。因此现有仪器设备的流动相控制系统均缺乏对液体环境的精确控制，无法实现对溶液组成的梯度改变，如离子强度和pH等，更无法实现对多种溶液参数的调节。而在生物材料研究领域中很多研究内容都涉及界面环境是动态变化的，如蛋白质分离纯化过程和蛋白药物制剂给药过程中，蛋白分子所处的界面环境是动态变化的，而现有的界面表征设备无法有效模拟实际体系中的固-液界面环境。

现有的一些液相控制系统如液相泵，其不仅死体积大，不能满足现有界面分析设备快速准确的进行流动相梯度变化；而且剪切力大容易造成生物大分子失活，因此不适合作为生物大分子表征设备的流动相控制系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可移动的具有双梯度调节功能的流动相控制系统及其处理方法和用途，以实现流动相的双梯度调节。所述流动相控制系统适合作为生物材料研究中分析表征仪器的流动相系统，来模拟复杂固液界面环境，应用于界面分析表征检测领域。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种具有双梯度调节功能的流动相控制系统，所述系统包括依次连接的控制组件、注射泵组、梯度混合器和进样阀。