專利名稱：一種新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，更具體涉及一種新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置及其使 用方法。
背景技術(shù)：
釕配合物，特別是三聯(lián)吡啶釕及其衍生物具有檢測靈敏度高、發(fā)光條件簡單且試劑穩(wěn)定 性好等優(yōu)點，在分析化學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[Mark M. Richter. Chera. Rev. 2004, 104， 3003]。以釕配合為發(fā)光試劑的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測方法因其具有很高的分離效率和 非常微量的樣品消耗，在最近幾年得到了很快的發(fā)展[Gavin， P. F.， et al. J. Am. Chem. Soc. 1996， 118, 8932; Wang， J., et al. Anal. Chem. 1999, 71, 5436; W.-D. Cao, J.-B, et al. Electrophoresis, 23 (2002) 3692; Yan, J. L., et al. Anal. Chem.2005, 77,5385]。
因為電化學(xué)發(fā)光強度常常與發(fā)光試劑的濃度和共反應(yīng)試劑的濃度成正比，因此電化學(xué)發(fā) 光法即可以用來檢測樣品中發(fā)光試劑的含量，也可以用來檢測樣品中發(fā)光共反應(yīng)試劑的含量 [Mark M. Richter. Chem. Rev. 2004， 104, 3003]。羅氏公司研制成功了多種電化學(xué)發(fā)光 免疫分析裝置(RocheElecsysl010和2010等)，這些裝置直接以[Ru(bpy)^+標記抗體，當標記 抗體與抗原特異結(jié)合后，采用磁性微球技術(shù)進行分離，反應(yīng)時標記物直接發(fā)光。訖今為此這些 檢測裝置在全球范圍內(nèi)的醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。相比而言，檢測發(fā)光共反應(yīng)試劑的 方法會更簡便，因為這種方法不用標記。目前報導(dǎo)的所有毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測方法均 為檢測共反應(yīng)物。西安瑞邁電子科技公司與中科院長春應(yīng)化所合作研制成功了世界上第一臺 商品化的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置[Yin， X. B.， et al. Trends in Analytical Chemistry, 2004， 23 (6)， 432]。該裝置是通過在毛細管末端加入過量三聯(lián)吡啶釕，用來檢測電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng) 物。雖然這種檢測電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)物的方法具有操作簡單的優(yōu)點，但它同時具有以下兩方 面的缺陷首先是方法的靈敏度問題。該方法通常用來檢測一些烷基胺類化合物，然而只有 少數(shù)含有叔氨基的化合物能取得較高的檢測靈敏度，而在檢測大量的含伯氨基和仲氨基的化 合物時檢測靈敏度都不夠理想。該方法的另外一個問題是檢測對象受限。實際樣品中大多數(shù) 都不能作為電化學(xué)發(fā)光的共反應(yīng)物，因此也不能用該方法檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置及其使用方法。該裝置能 夠?qū)崿F(xiàn)對釕配合物及其標記物的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測，擴大毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光的 檢測對象，具有很高的檢測靈敏度，使用方法可操作性強，具有很高的實用價值。本發(fā)明的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，包括毛細管電泳緩沖液儲液池，高壓電 源，其特征在于所述電泳緩沖液經(jīng)分離毛細管進入檢測接口裝置，所述檢測接口裝置包括 基座，所述基座上開設(shè)有電泳緩沖液槽和電化學(xué)發(fā)光檢測槽；所述電泳緩沖液槽中設(shè)置有分 離毛細管導(dǎo)電接口和連接高壓電源的鉑電極；所述分離毛細管穿過電泳緩沖液槽進入電化學(xué) 發(fā)光檢測槽，所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽中還設(shè)置有三電極系統(tǒng)；所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽上還分 別設(shè)置有電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口和廢液出口；所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽發(fā)光檢測部分的基 座上開設(shè)有發(fā)光檢測窗口，所述發(fā)光檢測窗口正下方放置有用于采集待測物光信號的光電倍 增管，所述光電倍增管的輸出端經(jīng)微弱光檢測器與電腦連接；所述檢測接口裝置通過三電極 系統(tǒng)連接電化學(xué)工作站；所述電化學(xué)工作站還連接電腦；所述高壓電源兩端分別施加于毛細 管電泳緩沖液儲液池和電泳緩沖液槽。
本發(fā)明的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置采用常規(guī)的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測方 法進行檢測。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點為
本發(fā)明設(shè)計了一種新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，通過在電泳分離后引入高效的 電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)物，將釕配合物作為一種電化學(xué)發(fā)光標記試劑引入到毛細管電泳分析中， 該方法改變了原先毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光只能檢測電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)物的現(xiàn)狀,實現(xiàn)了對電 化學(xué)發(fā)光試劑本身(及其標記物)的毛細管電泳分離與檢測，從而擴大了毛細管電泳電化學(xué)發(fā) 光的檢測對象。同時，由于該裝置可實現(xiàn)在最佳的共反應(yīng)物及其最佳濃度條件下對發(fā)光試劑的 直接檢測，因此該方法具有很高的檢測靈敏度。


圖1是本發(fā)明的毛細管電泳電電化學(xué)發(fā)光裝置示意圖，其中1是高壓電源；2是毛細管 電泳緩沖液儲液池；3是分離毛細管；4是微量注射泵；5是電化學(xué)工作站；6是毛細管電泳
與電化學(xué)發(fā)光的檢測接口裝置；7是光電倍增管；8是微弱光檢測器；9是控制電腦；10是廢液池。
圖2是本發(fā)明的毛細管電泳與電化學(xué)發(fā)光檢測裝置接口俯視示意圖； 圖3是本發(fā)明的毛細管電泳與電化學(xué)發(fā)光檢測接口裝置前視示意圖;
圖2、圖3中3是分離毛細管ll是樹脂玻璃基座；12是電泳緩沖液池；13是分離毛 細管導(dǎo)電刻蝕接口； 14是鉑電極；15是分離毛細管對準裝置；16是電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑 入口； 17是發(fā)光檢測窗口； 18是廢液出口； 19是鉑對電極；20是銀參比電極；21是工作 電極對準裝置；22是鉑盤工作電極，23電化學(xué)發(fā)光檢測槽。
圖4是釕配合物標記蛋白質(zhì)的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，包括毛細管電泳緩沖液儲液池2，高壓電 源l:所述電泳緩沖液經(jīng)分離毛細管3進入檢測接口裝置6，所述檢測接口裝置6包括基座11, 所述基座11上開設(shè)有電泳緩沖液槽12和電化學(xué)發(fā)光檢測槽23;所述電泳緩沖液槽23中設(shè)置 有分離毛細管導(dǎo)電刻蝕接口 13和連接高壓電源的鉑電極14;所述分離毛細管穿過電泳緩沖液 槽12進入電化學(xué)發(fā)光檢測槽23,所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽23中還設(shè)置有三電極系統(tǒng)；所述電 化學(xué)發(fā)光檢測槽23上還分別設(shè)置有電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口 16和廢液出口 18;所述電化 學(xué)發(fā)光檢測槽發(fā)光檢測部分的基座上開設(shè)有發(fā)光檢測窗口 17,所述發(fā)光檢測窗口 17正下方放 置有用于采集待測物光信號的光電倍增管7，所述光電倍增管的輸出端經(jīng)微弱光檢測器8與電 腦9連接；所述檢測接口裝置6通過三電極系統(tǒng)連接電化學(xué)工作站5;所述電化學(xué)工作站5 還連接電腦9;所述高壓電源1兩端分別施加于毛細管電泳緩沖液儲液池2和電泳緩沖液槽 12。
電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口設(shè)置在電化學(xué)發(fā)光檢測槽上靠近分離毛細管進入部分；廢液 出口設(shè)置在電化學(xué)發(fā)光檢測槽上靠近工作電極進入部分，電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口和廢液 出口位于相互垂直的兩個面上。
電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口處還設(shè)置有發(fā)光輔助試劑輸送裝置；所述發(fā)光輔助試劑輸送裝 置由微量注射泵、注射器和輸液管道組成，試劑通過微量注射系經(jīng)注射器進入電化學(xué)發(fā)光檢 測管；所述的微量注射泵流速在0. lml/h至100ml/h連續(xù)可調(diào)。
所述檢測接口裝置上還設(shè)置有對準裝置和工作電極對準裝置對準位置，所述分離毛細管 對準裝置和工作電極對準裝置可以是固定在基座上的不銹鋼套管、塑料套管或玻璃套管。
所述的電化學(xué)工作站為一臺恒電位儀，工作電壓在-3V至+3V之間連續(xù)可調(diào)；所述三電極 系統(tǒng)的工作電極為直徑為200微米至500微米的鉑盤電極，參比電極為銀電極，輔助電極為 鉑電極。
所述檢測接口裝置上的電泳緩沖液槽為圓柱形，體積為150微升至300微升；所述的分 離毛細管導(dǎo)電接口為用氫氟酸刻蝕的無死體積的導(dǎo)電接口，刻蝕段長度在1. 5毫米至2. 5毫 米之間。
所述裝置采用常規(guī)的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測方法進行檢測。
使用的電化學(xué)發(fā)光標記試劑為釕配合物，比如三聯(lián)吡啶釕及其衍生物。所述的電泳條件 根據(jù)常規(guī)方法按照檢測對象選擇。
應(yīng)用本裝置檢測待測樣品包括以下幾個步驟
步驟一，待測樣品的衍生用帶有標記基團的釕配合物標記待測樣品。 步驟二，應(yīng)用本發(fā)明裝置對衍生后的待測樣品進行檢測。 步驟三，數(shù)據(jù)處理。
實施例
以下實施例結(jié)合附圖來敘述本發(fā)明的具體工作原理 毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測人血清白蛋白(HSA):
步驟一 待測樣品的衍生
用帶有羧基的釕配合物標記蛋白上的氨基,反應(yīng)步驟如圖4所示，反應(yīng)分三步進行，EDC
首先與釕配合物上的羧基反應(yīng)，形成氨基反應(yīng)活性的0-?；逯虚g體，該中間體立即與NHS
反應(yīng)生成氨基反應(yīng)活性NHS酯，這種NHS酯最后與HSA上的氨基反應(yīng)生成穩(wěn)定的酰胺鍵。
步驟二
將第一步標記后的HSA用本發(fā)明所述的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置進行檢測。電泳 條件如下分離毛細管總長度為400mm ,內(nèi)徑為75Mm;運行緩沖液為20rmol/L, pH=4. 0的 Tris-CH3C00H緩沖液(其中加入質(zhì)量分數(shù)為2. 5%的PVP);運行電壓:350V/cm;進樣電動進 樣5s;柱后共反應(yīng)試劑濃度為100毫摩爾的三正丙胺(用磷酸調(diào)pH值為8.0)，流速為 0. 3ml/h;微弱光檢測器高壓為900V。
步驟三結(jié)果分析
以不同濃度的HSA標準溶液的電化學(xué)發(fā)光的相對強度(峰高)的對數(shù)為縱坐標，以HSA標 準溶液濃度的對數(shù)為橫坐標作工作曲線，得檢測HSA的線性方程為y = 0. 5382x + 7. 2809 (R2 =0. 9911)，檢測限為2.16X 10—^mol/L。將待測樣品的發(fā)光值代入工作曲線即可求得待測樣品 中HSA含量。
權(quán)利要求
1.一種新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，包括毛細管電泳緩沖液儲液池，高壓電源，其特征在于所述的電泳緩沖液經(jīng)分離毛細管進入檢測接口裝置，所述檢測接口裝置包括基座，所述基座上開設(shè)有電泳緩沖液槽和電化學(xué)發(fā)光檢測槽；所述電泳緩沖液槽中設(shè)置有分離毛細管導(dǎo)電接口和連接高壓電源的鉑電極；所述分離毛細管穿過電泳緩沖液槽進入電化學(xué)發(fā)光檢測槽，所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽中還設(shè)置有三電極系統(tǒng)；所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽上還分別設(shè)置有電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口和廢液出口；所述電化學(xué)發(fā)光檢測槽發(fā)光檢測部分的基座上開設(shè)有發(fā)光檢測窗口，所述發(fā)光檢測窗口正下方放置有用于采集待測物光信號的光電倍增管，所述光電倍增管的輸出端經(jīng)微弱光檢測器與電腦連接；所述檢測接口裝置通過三電極系統(tǒng)連接電化學(xué)工作站；所述電化學(xué)工作站還連接電腦；所述高壓電源兩端分別施加于毛細管電泳緩沖液儲液池和電泳緩沖液槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述電化學(xué)發(fā) 光共反應(yīng)試劑入口設(shè)置在電化學(xué)發(fā)光檢測槽上靠近分離毛細管進入部分;廢液出口設(shè)置在 電化學(xué)發(fā)光檢測槽上靠近工作電極進入部分，電化學(xué)發(fā)光共反應(yīng)試劑入口和廢液出口位于 相互垂直的兩個面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述電化學(xué)發(fā) 光共反應(yīng)試劑入口處還設(shè)置有發(fā)光輔助試劑輸送裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述發(fā)光輔 助試劑輸送裝置由微量注射泵、注射器和輸液管道組成，試劑通過微量注射泵經(jīng)注射器 進入電化學(xué)發(fā)光檢測管；所述的微量注射泵流速在0. lml/h至100ml/h連續(xù)可調(diào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述檢測接口 裝置上還設(shè)置有分離毛細管對準裝置和工作電極對準裝置對準位置，所述分離毛細管對準 裝置和工作電極對準裝置是固定在基座上的不銹鋼套管、塑料套管或玻璃套管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述的電化 學(xué)工作站為一臺恒電位儀，工作電壓在-3V至+3V之間連續(xù)可調(diào)；所述三電極系統(tǒng)的工作 電極為直徑為200微米至500微米的鉑盤電極，參比電極為銀電極，輔助電極為鉑電極。
7. 據(jù)權(quán)利要求1所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述檢測接口裝 置上的電泳緩沖液槽為圓柱形，體積為150微升至300微升；所述的分離毛細管導(dǎo)電接口 為用氫氟酸刻蝕的無死體積的導(dǎo)電接口，刻蝕段長度在1. 5毫米至2. 5毫米之間。
8. —種如權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5、 6或7所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置的使 用方法，其特征在于所述裝置采用常規(guī)的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測方法進行檢測。
9.根據(jù)權(quán)利8所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置的使用方法，其特征在于使用的 電化學(xué)發(fā)光標記試劑為釕配合物，所述的電泳條件根據(jù)常規(guī)方法按照檢測對象選擇。 10.根據(jù)權(quán)利9所述的新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置的使用方法，其特征在于所述的 釕配合物為三聯(lián)吡啶釕及其衍生物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測裝置及其使用方法，該裝置包括毛細管電泳緩沖液儲液池、高壓電源、檢測接口裝置、光電倍增管、微弱光檢測器、電腦和電化學(xué)工作站；使用方法為常規(guī)的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測方法，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對釕配合物及其標記物進行檢測的毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光檢測，擴大毛細管電泳電化學(xué)發(fā)光的檢測對象，具有很高的檢測靈敏度，使用方法可操作性強，具有很高的實用價值。
文檔編號G01N27/447GK101349647SQ20081007166
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者彬 邱, 郭隆華, 陳國南 申請人:福州大學(xué)