專利名稱：一種用于陣列毛細(xì)管電泳的自動(dòng)進(jìn)樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及毛細(xì)管電泳分析，特別針對(duì)陣列毛細(xì)管電泳這種高通量的分析設(shè)備，可為其提供壓差式自動(dòng)進(jìn)樣功能，具體地說(shuō)是一種用于陣列毛細(xì)管電泳(CAE)的自動(dòng)進(jìn)樣裝置。本發(fā)明可在蛋白質(zhì)組學(xué)研究、藥物分析和環(huán)境分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
背景技術(shù)：
陣列毛細(xì)管電泳(Capillary Array Electrophoresis, CAE)是基于單根毛細(xì)管電泳技術(shù)，利用多根毛細(xì)管一次性分析多個(gè)樣品，實(shí)現(xiàn)高通量、快速、低溶劑消耗的分析。陣列毛細(xì)管電泳儀首先由美國(guó)的Mathies(Xiaohua C. ，Mathies，et al. Anal. Chem. 1992,64 :967)等人提出，采用多通道毛細(xì)管凝膠電泳技術(shù)對(duì)DNA進(jìn)行了測(cè)序。隨著CAE熒光檢測(cè)技術(shù)的完善，科學(xué)家們能同時(shí)檢測(cè)的毛細(xì)管數(shù)量不斷得到提高，人類基因組計(jì)劃得以提前完成。進(jìn)入"后基因組"時(shí)代后，隨著其他物種的DNA測(cè)序和基因組之間關(guān)系研究的開(kāi)展、藥物篩選和組合化學(xué)領(lǐng)域中超巨量的樣品分析任務(wù)使CAE成為重要的分析手段，發(fā)揮著重要的作用。 CAE的進(jìn)樣技術(shù)和單根毛細(xì)管電泳進(jìn)樣技術(shù)相似，包括電遷移進(jìn)樣(Huang X，Zare R. et al， Anal. Chem. 1988,60 :375)、壓差進(jìn)樣(U. S. Pat. No. 5326445、 U. S. Pat-No. 5217590)和擴(kuò)散進(jìn)樣。 電遷移進(jìn)樣也稱電動(dòng)力學(xué)進(jìn)樣，是指在樣品溶液中，很短時(shí)間內(nèi)施加進(jìn)樣電壓，在電場(chǎng)作用下使樣品進(jìn)入毛細(xì)管。這種方法對(duì)樣品中的不同組分存在"歧視效應(yīng)"，即電遷移速率大的組分進(jìn)樣量大，電遷移率小的組分進(jìn)樣量小。目前用于DNA測(cè)序的毛細(xì)管凝膠陣列電泳的進(jìn)樣技術(shù)都采用該方法。 壓差進(jìn)樣是利用毛細(xì)管兩端的壓力差將樣品壓入或吸入毛細(xì)管中，有三種形式進(jìn)樣端形成正壓，出口端抽負(fù)壓，調(diào)節(jié)進(jìn)樣端和出口端之間相對(duì)高度產(chǎn)生虹吸作用。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)，進(jìn)入毛細(xì)管的進(jìn)樣量可由以下公式描述 Q^.".AP 其中Q為進(jìn)樣量，r為毛細(xì)管內(nèi)徑，c為樣品濃度，ti為進(jìn)樣時(shí)間，n為樣品溶液粘度，Lt為毛細(xì)管總長(zhǎng)，AP為毛細(xì)管兩端的壓力差。對(duì)于確定的毛細(xì)管電泳系統(tǒng)，在進(jìn)樣時(shí)保證樣品溶液粘度n不變( 一般控制溫度)，只要控制AP和ti兩個(gè)參數(shù)，即可控制進(jìn)樣量。壓差進(jìn)樣不存在歧視效應(yīng)，能保證樣品的原始成分，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。 擴(kuò)散進(jìn)樣是利用濃度差原理，在毛細(xì)管端面將樣品引入毛細(xì)管。擴(kuò)散進(jìn)樣只能控制進(jìn)樣時(shí)間，因此變化較少；同時(shí)由于樣品之間的擴(kuò)散系數(shù)不同，各樣品成分的進(jìn)樣量即使在相同進(jìn)樣時(shí)間下也不同。 以上技術(shù)在進(jìn)樣時(shí)都是將毛細(xì)管直接浸入樣品溶液，因此樣品溶液有可能在毛細(xì)管外壁殘留。這部分殘留樣品在隨后的電泳分離所需高電壓的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)入毛細(xì)管，成為影響進(jìn)樣重復(fù)性的不確定因素之一。最好的辦法是在進(jìn)樣之后去除毛細(xì)管外壁的樣品，然后再進(jìn)行電泳分離。 毛細(xì)管電泳中一般使用內(nèi)徑在100 m以下的毛細(xì)管，其進(jìn)樣量為nL級(jí)，如采用手工進(jìn)樣，進(jìn)樣量很難控制，其進(jìn)樣重復(fù)性誤差RSD —般大于5%。而一種分析方法要用于定量分析則要求最后分析結(jié)果的RSD小于3X。由于這個(gè)原因，毛細(xì)管電泳(包括陣列毛細(xì)管電泳)的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)不如高效液相色譜法廣泛。進(jìn)樣的準(zhǔn)確性和重復(fù)性正是影響毛細(xì)管電泳技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。利用機(jī)電自動(dòng)化原理和技術(shù)可以控制電泳分析過(guò)程中各動(dòng)作和裝置的各種參數(shù)，可消除了人為操作造成的誤差和電遷移進(jìn)樣對(duì)樣品的歧視效應(yīng)，使分析結(jié)果的重復(fù)性和可靠性得到大大提高，同時(shí)也可拓展陣列毛細(xì)管電泳的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于陣列毛細(xì)管電泳的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，適用于毛細(xì)管電
泳分析，在進(jìn)樣過(guò)程中既能準(zhǔn)確控制進(jìn)樣壓力、進(jìn)樣時(shí)間，又能消除毛細(xì)管外壁樣品殘留問(wèn)
題；同時(shí)能實(shí)現(xiàn)樣品位、電泳位的準(zhǔn)確定位以及緩沖液的自動(dòng)更換。本發(fā)明使CAE的進(jìn)樣在
無(wú)人為因素干擾的情況下重復(fù)性高，減少人為操作造成的誤差，可用于定量分析。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 —種用于陣列毛細(xì)管電泳的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，包括一組進(jìn)樣端相互平行的毛細(xì)管陣列和設(shè)置于同一平臺(tái)上的毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽、清洗槽和樣品盤(pán)，毛細(xì)管陣列的進(jìn)樣端設(shè)置于平臺(tái)的上方；在平臺(tái)下方設(shè)置有用于調(diào)節(jié)平臺(tái)垂直方向高度的電控升降臺(tái)，在電控升降臺(tái)下方設(shè)置有用于調(diào)節(jié)平臺(tái)水平方向位置的電控位移臺(tái)；電控升降臺(tái)和電控位移臺(tái)分別與步進(jìn)電機(jī)相連，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電連接；毛細(xì)管陣列的出口端插入一密封槽內(nèi)。 在密封槽上設(shè)有負(fù)壓氣體接口，其通過(guò)管路與一氣體壓力控制器相連；氣體壓力控制器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)導(dǎo)線經(jīng)由一數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連。 所述緩沖液槽和清洗槽均采用具有良好絕緣性能的高分子材料或無(wú)機(jī)材料加工而成；它們?yōu)樯隙碎_(kāi)口的敞口槽體，方便毛細(xì)管和電泳所用電極的插入與離開(kāi)。
密封槽由上蓋和槽體構(gòu)成，上蓋和槽體之間設(shè)有一彈性密封墊，通過(guò)固定螺絲將上蓋和槽體壓緊，使彈性密封墊變形從而密封整個(gè)槽體。 在所述密封槽的槽體側(cè)壁上設(shè)置有用于指示槽內(nèi)緩沖液液面高度的液位傳感器；
在密封槽內(nèi)放置有鉑電極，用于實(shí)施CAE，電極與高電壓輸出模塊的地線連接。 在密封槽上方設(shè)置有緩沖液瓶，其經(jīng)由二通電磁閥通過(guò)管路與設(shè)置于密封槽的槽
體側(cè)壁上的緩沖液輸入接口相連；一廢液瓶經(jīng)由二通電磁閥通過(guò)管路與設(shè)置于密封槽的槽
體底部的緩沖液排出接口相連。 毛細(xì)管陣列固定于密封槽的上蓋上；上蓋設(shè)有帶螺紋的毛細(xì)管固定接口，其數(shù)目與毛細(xì)管數(shù)量相同；毛細(xì)管固定接口內(nèi)壁攻有內(nèi)螺紋，并與一通孔螺帽的外螺紋匹配；毛細(xì)管穿過(guò)通孔螺帽和一硅橡膠卡套，用手?jǐn)Q緊通孔螺帽可使硅橡膠卡套微小形變，即可實(shí)現(xiàn)固定毛細(xì)管；由于通孔螺帽的下平面與硅橡膠卡套緊密接觸以及卡套的形變，該接口處于密封狀態(tài)。 在毛細(xì)管陣列的軸向方向上設(shè)置有陣列檢測(cè)器。 所述氣體壓力控制器由微型真空泵、1個(gè)氣用二通電磁閥、2個(gè)氣用三通電磁閥、壓力緩沖腔、壓力傳感器及管路組成，其功能是準(zhǔn)確控制毛細(xì)管出口端密封槽內(nèi)部氣壓，為進(jìn)樣提供準(zhǔn)確的壓力源； 其管路連接順序?yàn)槲⑿驼婵毡玫某闅舛伺c二通電磁閥的a端連接，二通電磁閥
的b端與壓力緩沖腔的左接口連接，右接口與第一個(gè)三通電磁閥的a端連接，第一個(gè)三通電
磁閥的c端與第二個(gè)三通電磁閥的c端連接，第二個(gè)三通電磁閥的a端連接管成為氣體接
口 ；其中壓力緩沖腔的上接口與壓力傳感器連接，三通電磁閥的b端與大氣相通。 由于電控位移臺(tái)和電控升降臺(tái)是步進(jìn)電機(jī)控制，因此在操作過(guò)程中可精確控制毛
細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽、清洗槽和樣品溶液與陣列毛細(xì)管進(jìn)樣端端面的相對(duì)位置，還可控制
二維方向(Z軸方向和X軸方向)的運(yùn)動(dòng)速度、加速度和運(yùn)動(dòng)方向；氣體壓力控制器采用微
型真空泵替代商品化毛細(xì)管電泳儀中使用的注射泵，和壓力緩沖腔配合使用，在保證進(jìn)樣
壓力得到準(zhǔn)確控制的同時(shí)降低成本、減小體積；壓力緩沖腔內(nèi)部容積為50-1000mL ;壓力傳
感器為差壓式壓力傳感器，其有效測(cè)量范圍l-100kPa。 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新點(diǎn)是 1、為CAE提供可重復(fù)的壓差進(jìn)樣技術(shù)，消除"樣品歧視"效應(yīng)。以往用于DNA測(cè)序的CAE由于其毛細(xì)管內(nèi)灌滿凝膠，都采用電驅(qū)動(dòng)進(jìn)樣，而壓差進(jìn)樣在CAE的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道。同時(shí)采用低成本、小體積的微型真空泵和壓力緩沖腔組合，代替商品化儀器所使用的注射泵，不僅可以提供穩(wěn)定的負(fù)壓源，而且提高了儀器的穩(wěn)定性。另外進(jìn)樣過(guò)程都采用自動(dòng)控制技術(shù)，不存在人為因素，因此重復(fù)性好，自動(dòng)化程度高； 2、商品化毛細(xì)管電泳儀是手動(dòng)添加緩沖溶液，無(wú)法保證每次添加相同體積的溶液。不同的液面高度將影響壓差進(jìn)樣的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。而本裝置中的毛細(xì)管出口端密封槽中，安放有液位傳感器用于指示液面，不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換該槽內(nèi)的緩沖溶液，而且能保證每次更換溶液之后液面高度相同，消除了這個(gè)不穩(wěn)定因素。 3、進(jìn)樣后，毛細(xì)管進(jìn)樣端快速進(jìn)入盛有干凈緩沖溶液的清洗槽中，隨之快速脫離，在保證樣品不被帶出毛細(xì)管的情況下，減少或基本消除了樣品殘留，同時(shí)減少或基本消除了陣列毛細(xì)管之間的交叉污染，將影響進(jìn)樣量的不穩(wěn)定因素減至最低。因此利用該進(jìn)樣裝置可為陣列毛細(xì)管電泳提供可靠的分析數(shù)據(jù)；
4、整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠。


圖1是本發(fā)明專利的整體裝置示意圖； 其中，100-陣列毛細(xì)管；201-毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽；202-清洗槽；203_96孔板(或其他盛放多個(gè)樣品容器)；300-毛細(xì)管出口端密封槽；400-氣體壓力控制部分；501-電控位移臺(tái)；502-電控升降臺(tái)；503-步進(jìn)電機(jī)；504-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；600-計(jì)算機(jī)；700-CAE檢測(cè)器，可以是陣列式紫外-可見(jiàn)光檢測(cè)器，也可以是陣列式熒光檢測(cè)器；800-數(shù)據(jù)采集卡。 圖2是毛細(xì)管出口端密封槽示意圖； 其中，301-上蓋；302-密封橡膠墊；303-槽體；304-毛細(xì)管固定接口 ；305-通孔螺帽；306-硅橡膠卡套；307-液位傳感器；308-緩沖液輸入接口 ；309-緩沖液排出接口 ；310-液用二通電磁閥；311-處于相對(duì)高度的緩沖液瓶，內(nèi)裝新鮮緩沖液；312-負(fù)壓接口，與氣體壓力控制部分的407接口相通；313-鉑電極；314-廢液瓶；315-通孔螺帽的下平面；
316-毛細(xì)管固定接口內(nèi)螺紋；317-通孔螺帽外螺紋。
圖3是本發(fā)明專利中氣體壓力控制器中的管路示意圖； 其中，401-微型真空泵；402-兩位二通電磁閥；403_1和403_2_兩位三通電磁閥；404-壓力緩沖腔；405-壓力傳感器；406-氣體管路；407-負(fù)壓氣體接口 ；408-壓力緩沖腔左接口 ；409-壓力緩沖腔右接口 ；410-壓力緩沖腔上接口。
圖4是二維運(yùn)動(dòng)控制部分示意圖； 其中，501_電控位移臺(tái)(X軸)；502-電控升降臺(tái)(Z軸)；503-步進(jìn)電機(jī)；504-步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；204-平臺(tái)。 圖5是抽負(fù)壓時(shí)氣體壓力控制器的氣體通路示意圖； 圖6是進(jìn)樣時(shí)氣體壓力控制器的氣體通路示意圖； 圖3-圖6中，管路相通的用黑色表示，不相通的則用灰色表示。 圖7是利用本裝置進(jìn)樣，在5根毛細(xì)管陣列上實(shí)現(xiàn)的電泳譜圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明裝置可分為以下幾個(gè)部分，具體操作如下。
1 、毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽、清洗槽和樣品盤(pán) 毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽201和清洗槽202采用絕緣性能良好的高分子材料或無(wú)機(jī)
材料，根據(jù)毛細(xì)管的多少及其間隔確定長(zhǎng)度加工而成。裝置運(yùn)行之前，在毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖
液槽和清洗槽內(nèi)分別加入一定體積的緩沖溶液。毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽為陣列毛細(xì)管電泳
提供緩沖溶液；清洗槽為進(jìn)樣后清洗陣列毛細(xì)管外壁提供干凈的清洗液。兩個(gè)槽都是個(gè)開(kāi)
口的槽體，方便毛細(xì)管和高壓電極的插入與離開(kāi)。樣品盤(pán)203用于裝載樣品，其每排的數(shù)目
與毛細(xì)管數(shù)目相同。 2、毛細(xì)管出口端密封槽 毛細(xì)管出口端密封槽300主體部分是上蓋301和槽體303，它們之間有一彈性密封墊302，通過(guò)固定螺絲(圖中未畫(huà)出)將兩者壓緊實(shí)現(xiàn)密封。上蓋設(shè)計(jì)有帶螺紋的毛細(xì)管固定接口 304，其數(shù)目與毛細(xì)管數(shù)量相同。毛細(xì)管穿過(guò)通孔螺帽305(螺紋與毛細(xì)管固定接口適配)和硅橡膠卡套306，用手?jǐn)Q緊通孔螺帽即可實(shí)現(xiàn)固定毛細(xì)管；同時(shí)由于通孔螺帽的下平面315與硅橡膠卡套緊密接觸和卡套的形變使該接口處于密封狀態(tài)(如該接口不接毛細(xì)管時(shí)，則用無(wú)通孔的硅橡膠卡套代替原卡套，用通孔螺帽擰緊)。 槽體的壁上安放液位傳感器307，用于指示緩沖液高度。槽壁上還有緩沖液輸入接口 308、排出接口 309。緩沖液輸入接口通過(guò)二通電磁閥310與緩沖液瓶連通。緩沖液的排出接口通過(guò)二通電磁310閥連接至廢液瓶。電磁閥和液位傳感器的使用可以實(shí)現(xiàn)緩沖液自動(dòng)更換功能。該功能保證了每次進(jìn)樣時(shí)密封槽內(nèi)液面高度相同，確保了進(jìn)樣時(shí)壓力的重復(fù)性。 毛細(xì)管出口端密封槽上還設(shè)有負(fù)壓氣體接口312，與氣體壓力控制器連接。槽內(nèi)放置有鉑電極313，用于實(shí)施CAE，電極與高電壓輸出模塊的地線連接。
3、氣體壓力控制器 該部分由微型真空泵401、 l個(gè)二通電磁閥402、2個(gè)三通電磁閥403-1和403-2、壓力緩沖腔405、壓力傳感器406及管路407組成。其中微型真空泵401可抽取壓力緩沖腔中的氣體，代替了商品化儀器中的注射泵。壓力緩沖腔是為了克服微型真空泵脈沖式抽氣而造成的氣壓不穩(wěn)定性，為負(fù)壓進(jìn)樣提供一個(gè)穩(wěn)定的負(fù)壓源。壓力傳感器為差壓式，用于測(cè)量壓力緩沖腔中與外界大氣壓的的壓力差值，保證每次進(jìn)樣時(shí)都處于所設(shè)定的進(jìn)樣壓力。
本部分管路連接順序可見(jiàn)圖3。 電磁閥在管路中的連接可保證各部件之間的密封性能；電磁閥和微型真空泵不同的動(dòng)作組合(開(kāi)啟和關(guān)閉)使該部分按照順序執(zhí)行不同的功能。
4、二維運(yùn)動(dòng)控制部分 該部分由電控位移臺(tái)501、電控升降臺(tái)502、步進(jìn)電機(jī)503、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器504組成。電控升降臺(tái)安裝于電控位移臺(tái)上，電控升降臺(tái)上分別放置清洗槽、毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽和樣品盤(pán)。電控位移臺(tái)在毛細(xì)管的延長(zhǎng)方向(即X軸方向)上移動(dòng)，電控升臺(tái)在垂直方向(即Z軸方向)上移動(dòng)。電控位移臺(tái)和電控升降臺(tái)分別移動(dòng)，可使毛陣列毛細(xì)管進(jìn)樣端分別處于進(jìn)樣位、電泳位和清洗位。 本發(fā)明裝置在運(yùn)行過(guò)程中需要?dú)怏w壓力控制器和二維運(yùn)動(dòng)控制部分依次進(jìn)行動(dòng)作，互相配合，在軟件程序的控制下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣、毛細(xì)管進(jìn)樣端清洗和自動(dòng)更換緩沖溶液的功能。 每次啟動(dòng)本裝置時(shí)，先在毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽和清洗槽內(nèi)加入一定體積的樣品，然后固定并密封好陣列毛細(xì)管。在毛細(xì)管出口端密封槽固定毛細(xì)管的具體操作時(shí)，可先量好毛細(xì)管插入毛細(xì)管出口端密封槽的所需深度，在毛細(xì)管外壁上標(biāo)記出，然后將硅橡膠卡套置于該標(biāo)記處，將通孔螺帽擰緊于毛細(xì)管固定接口 。在固定毛細(xì)管和密封接口的同時(shí)，保證陣列毛細(xì)管的出口端面在運(yùn)行過(guò)程中，都浸沒(méi)于毛細(xì)管出口端密封槽的緩沖溶液液面之下。最后按以下步驟進(jìn)行進(jìn)樣操作 1、X軸501移動(dòng)到進(jìn)樣位(即陣列毛細(xì)管100進(jìn)樣端位于相應(yīng)樣品孔203上方)；
2、給微型真空泵401、閥402、閥403-1供電，此時(shí)整個(gè)壓力緩沖腔右接口 409處于密封狀態(tài)，左接口 408與微型真空泵401的抽氣口相通。氣體壓力控制器400執(zhí)行抽負(fù)壓功能。在微型真空泵401的工作下，壓力緩沖腔404的壓力不斷減小。壓力傳感器405實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力緩沖腔404中與外界氣壓的壓力差值。此時(shí)相通的氣路如圖5中黑色管線部分，氣流方向如圖中箭頭所示； 3、當(dāng)壓力傳感器405指示的壓力達(dá)到所設(shè)定的進(jìn)樣壓力P時(shí)，關(guān)閉微型真空泵401、閥402，壓力緩沖腔404中的壓力保持不變； 4、Z軸502向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)樣品盤(pán)向上移動(dòng)，使陣列毛細(xì)管100進(jìn)樣端插入相應(yīng)的樣品孔中，Z軸上升的高度保證每次插入樣品溶液的深度相同； 5、給閥403-2供電，此時(shí)毛細(xì)管出口端密封槽300與壓力緩沖腔404連通，該動(dòng)作保持一定時(shí)間tp即進(jìn)樣時(shí)間，待分析樣品在負(fù)壓的作用下進(jìn)入毛細(xì)管。氣體壓力控制器400執(zhí)行進(jìn)樣功能。此時(shí)相通的氣路如圖6中黑色管線部分； 6、關(guān)閉閥403-1、閥403-2，壓力緩沖腔404和毛細(xì)管出口端密封槽300都與大氣相通，進(jìn)樣結(jié)束； 7、Z軸502向下運(yùn)動(dòng)，使陣列毛細(xì)管100脫離樣品盤(pán)；X軸501運(yùn)動(dòng)，使陣列毛細(xì)管100對(duì)準(zhǔn)清洗槽202 ;Z軸502快速向上運(yùn)動(dòng)，隨后又以相同速度快速向下運(yùn)動(dòng)，使陣列毛細(xì)管100的進(jìn)樣端外壁在干凈的緩沖溶液中得到清洗。由于毛細(xì)管內(nèi)徑較為細(xì)小和陣列毛細(xì) 管100進(jìn)樣端與清洗槽202內(nèi)溶液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)較快(大于15mm/s)，在消除殘留在毛細(xì) 管外壁的樣品的同時(shí)，毛細(xì)管內(nèi)部的樣品不會(huì)被帶出；另外還減少或基本消除毛細(xì)管之間 樣品的交叉污染，確保了每根毛細(xì)管獲得可靠的電泳數(shù)據(jù)； 8、 X軸501運(yùn)動(dòng)，使陣列毛細(xì)管100對(duì)準(zhǔn)毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽201 ;Z軸501運(yùn) 動(dòng)使陣列毛細(xì)管100插入毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽201 ;
9、開(kāi)始電泳和數(shù)據(jù)采集； 10、電泳結(jié)束后，Z軸502和X軸501分別運(yùn)動(dòng)至初始位置，等待下次進(jìn)樣。
執(zhí)行緩沖溶液自動(dòng)更換功能時(shí)，操作步驟如下 1、給毛細(xì)管出口端密封槽排口處的二通電磁閥310供電，在重力作用下，槽體內(nèi) 的廢液排入到廢液瓶中； 2、待廢液排盡，開(kāi)啟入口處的二通電磁閥310，新鮮的緩沖溶液進(jìn)入槽內(nèi)，在一定 時(shí)間內(nèi)沖洗槽內(nèi)壁； 3、關(guān)閉排口處的二通電磁閥310，液面逐漸上升； 4、待液位傳感器307指示槽內(nèi)液面到達(dá)液面時(shí)，關(guān)閉入口處二通電磁閥310，完成 自動(dòng)更換緩沖液。 圖7是利用本裝置的進(jìn)樣功能，采用陣列化的熒光檢測(cè)器同時(shí)檢測(cè)5根毛細(xì)管陣 列所得到的電泳分離譜圖。其中數(shù)據(jù)采集卡800為美國(guó)NI公司的PCI-6221型數(shù)據(jù)采集卡， 控制程序由LabVIEW編制；計(jì)算機(jī)600為普通個(gè)人電腦。進(jìn)樣參數(shù)為進(jìn)樣壓力P二5. OkPa， 進(jìn)樣時(shí)間^ = 5s ;電泳分離電壓為15kV;毛細(xì)管50iim/52cm/30cm(毛細(xì)管內(nèi)徑/總長(zhǎng)/ 有效長(zhǎng)度)；分析樣品為5X 10—6mol/L熒光素溶液；電泳所采用的緩沖溶液為硼砂-氫氧化 鈉緩沖液(Na2B407-NaOH)，其中硼砂濃度為6. 25mmol/L，pH = 9. 30。重復(fù)進(jìn)樣5次，其中毛 細(xì)管1的熒光素峰保留時(shí)間RSD = 0. 8X，峰高RSD = 1. 1%。
權(quán)利要求
一種用于陣列毛細(xì)管電泳的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于包括一組進(jìn)樣端相互平行的毛細(xì)管陣列(100)和設(shè)置于同一平臺(tái)上的毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽(201)、清洗槽(202)和樣品盤(pán)(203)，毛細(xì)管陣列(100)的進(jìn)樣端設(shè)置于平臺(tái)的上方；在平臺(tái)下方設(shè)置有用于調(diào)節(jié)平臺(tái)垂直方向高度的電控升降臺(tái)(502)，在電控升降臺(tái)(502)下方設(shè)置有用于調(diào)節(jié)平臺(tái)水平方向位置的電控位移臺(tái)(501)；電控升降臺(tái)(502)和電控位移臺(tái)(501)分別與步進(jìn)電機(jī)(503)相連，步進(jìn)電機(jī)(503)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(504)電連接；毛細(xì)管陣列(100)的出口端插入一密封槽(300)內(nèi)；在密封槽(300)上設(shè)有負(fù)壓氣體接口(312)，其通過(guò)管路與一氣體壓力控制器(400)相連；氣體壓力控制器(400)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(504)通過(guò)導(dǎo)線經(jīng)由一數(shù)據(jù)采集卡(800)與計(jì)算機(jī)(600)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于所述緩沖液槽(201)和清洗槽(202)均采用具有良好絕緣性能的高分子材料或無(wú)機(jī)材料加工而成；它們?yōu)樯隙顺诘牟垠w，方便毛細(xì)管和電泳所用電極的插入與離開(kāi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于密封槽(300)由上蓋(301)和槽體(303)構(gòu)成，上蓋(301)和槽體(303)之間設(shè)有一彈性密封墊(302)，通過(guò)固定螺絲將上蓋(301)和槽體(303)壓緊，使彈性密封墊(302)變形從而密封整個(gè)槽體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于在所述密封槽(300)的槽體(303)側(cè)壁上設(shè)置有用于指示槽內(nèi)緩沖液液面高度的液位傳感器(307);在密封槽(300)內(nèi)放置有鉑電極(313)，用于實(shí)施陣列毛細(xì)管電泳，電極與高電壓輸出模塊的地線連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于在密封槽(300)上方設(shè)置有緩沖液瓶(311)，其經(jīng)由二通電磁閥(310)通過(guò)管路與設(shè)置于密封槽(300)的槽體(303)側(cè)壁上的緩沖液輸入接口 (308)相連；一廢液瓶(314)經(jīng)由二通電磁閥(310)通過(guò)管路與設(shè)置于密封槽(300)的槽體(303)底部的緩沖液排出接口 (309)相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于毛細(xì)管陣列(100)固定于密封槽(300)的上蓋(301)上；上蓋設(shè)有帶螺紋的毛細(xì)管固定接口 (304)，其數(shù)目與毛細(xì)管數(shù)量相同；毛細(xì)管固定接口內(nèi)壁攻有內(nèi)螺紋(316)，并與一通孔螺帽(305)的外螺紋(317)匹配；毛細(xì)管穿過(guò)通孔螺帽和一硅橡膠卡套(306)，用手?jǐn)Q緊通孔螺帽可使硅橡膠卡套微小形變，即可實(shí)現(xiàn)固定毛細(xì)管；由于通孔螺帽的下平面(315)與硅橡膠卡套緊密接觸以及卡套的形變，該接口處于密封狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于所述氣體壓力控制器(400)由微型真空泵(401)、l個(gè)氣用二通電磁閥(402)、2個(gè)氣用三通電磁閥(403-1和403-2)、壓力緩沖腔(404)、壓力傳感器(405)及管路(406)組成，其功能是準(zhǔn)確控制毛細(xì)管出口端密封槽內(nèi)部氣壓，為進(jìn)樣提供準(zhǔn)確的壓力源；其管路連接順序?yàn)槲⑿驼婵毡?401)的抽氣端與二通電磁閥(402)的a端連接，二通電磁閥(402)的b端與壓力緩沖腔(404)的左接口 (408)連接，右接口 (409)與第一個(gè)三通電磁閥(403-1)的a端連接，第一個(gè)三通電磁閥(403-1)的c端與第二個(gè)三通電磁閥(403-2)的c端連接，第二個(gè)三通電磁閥(403-2)的a端連接管(407)成為氣體接口 ；其中壓力緩沖腔(404)的上接口 (410)與壓力傳感器連接，三通電磁閥(403)的b端與大氣相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)進(jìn)樣裝置，其特征在于在毛細(xì)管陣列(100)的軸向方向上設(shè)置有陣列檢測(cè)器(700)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于陣列毛細(xì)管電泳的自動(dòng)進(jìn)樣裝置。該裝置分為毛細(xì)管進(jìn)樣端緩沖液槽和清洗槽、毛細(xì)管出口端密封槽、氣體壓力控制器和二維運(yùn)動(dòng)控制部分。該裝置可實(shí)現(xiàn)以下功能利用微型真空泵和壓力緩沖腔組合，精確控制陣列毛細(xì)管兩端的壓力差和進(jìn)樣時(shí)間，保證進(jìn)樣量的重復(fù)性；同時(shí)能在進(jìn)樣后對(duì)毛細(xì)管外壁進(jìn)行清洗，消除樣品殘留；還可實(shí)現(xiàn)緩沖溶液的自動(dòng)更換和樣品位、緩沖液位、清洗位的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。利用該進(jìn)樣裝置可為CAE提供全自動(dòng)的、可靠的、重復(fù)的進(jìn)樣方法，消除人為誤差，為CAE獲得準(zhǔn)確有效的定量數(shù)據(jù)提供必要的前提。
文檔編號(hào)G01N27/453GK101750450SQ200810229878
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者關(guān)亞風(fēng), 夏金偉, 徐靜, 朱道乾, 陳士恒 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所