一種毛細管電泳生物大分子檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種毛細管電泳生物大分子檢測方法及裝置，屬于生化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。包括如下步驟：自動高壓泵機在毛細管中泵入新分離膠液，毛細管中分離膠液放入處理好的待分離大分子生物樣本托盤（96孔）樣品中電泳上樣，使得待分析的大分子生物樣本至于毛細管一端，毛細管兩端接通高壓電源將待分離的生物大分子在毛細管中分離，分離結(jié)完成后，安裝在毛細管一端的大分子自動檢測裝置開始來回掃描檢測，當檢測到生物大分子之后停止電泳，并且將信號傳遞到處理器，系統(tǒng)分析毛細管中生物大分子樣本的成分以及含量。所述裝置安裝于毛細管一端，實現(xiàn)對生物大分子物的連續(xù)性在線檢測，檢測到生物大分子時，停止電泳，并將數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)。
【專利說明】一種毛細管電泳生物大分子檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種利用毛細管電泳技術(shù)對生物大分子檢測裝置，屬于生化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在直流電場中，帶電粒子向帶符號相反的電極移動的現(xiàn)象稱為電泳(electropho-resis)。1809年俄國物理學家Pe H ce首先發(fā)現(xiàn)了電泳現(xiàn)象，但直到1937年瑞典的Tiselius建立了分離蛋白質(zhì)的界面電泳(boundary electrophoresis)之后，電泳技術(shù)才開始應用。本世紀60-70年代，當濾紙、聚丙烯酰胺凝膠等介質(zhì)相繼引入電泳以來，電泳技術(shù)得以迅速發(fā)展。豐富多彩的電泳形式使其應用十分廣泛，除了用于小分子物質(zhì)的分離分析外，最主要用于蛋白質(zhì)、核酸、酶，甚至病毒與細胞的研究，由于電泳設(shè)備簡單，操作方便，具有高分辨率及選擇性特點，已成為醫(yī)學檢驗中常用的技術(shù)。
[0003]生物多聚物如肽、蛋白質(zhì)、核酸、寡糖等，或者其混合物通過凝膠電泳分析，通常目的樣品被裝載在一個介質(zhì)中，如聚丙烯酰胺凝膠，根據(jù)分子大小、電荷和其他物理性質(zhì)的差異，在電場中遷移得到不同的帶，電泳后條帶通過生物大分子與染色試劑結(jié)合后被檢測或者將這些生物多聚物轉(zhuǎn)移到NC、PVDF或者尼龍膜上進行下一步的分析實驗。其中，在生物多聚物染色方面，大量染色方法和試劑被開發(fā)出來用于染色如凝膠這樣的介質(zhì)中的生物大分子，這些試劑可以分為四種:第一種染色試劑包括結(jié)合到聚合物上的有機染料，如考馬斯亮藍染色試劑，使蛋白帶變成藍色從而可通過肉眼被觀察到；第二種染色試劑包括結(jié)合到聚合物上的熒光染料，如EB結(jié)合DNA或RNA，當紫外線照射時，使DNA或RNA呈紅色；第三種染色試劑包括銀染試劑；第四種是染色背景的試劑，即被稱為負染。這些染料大多亦帶有電荷，可在直流電場中移動。由于影響電泳遷移率的因素主要有電場強度、溶液的PH值及溶液的離子強度等有關(guān)，因此生物大分子與染料在施加電場的介質(zhì)中的遷移率并不相同，生物大分子分子較大，在電場中移動緩慢，在限定的時間內(nèi)不會從介質(zhì)中移出，有機染料分子相對生物大分子分子來的小得多，未與生物大分子分子結(jié)合的染料分子可迅速從介質(zhì)中移出，因此可以在同一電場中通過使染料從介質(zhì)中移出而生物大分子(結(jié)合了染料)保留在介質(zhì)中的方式實現(xiàn)生物大分子的顯色，從而可以在短時間內(nèi)得到高分辨率、背景影響小甚至無背景的生物大分子的分析圖像，但若染料與生物大分子僅經(jīng)過一次的相遇結(jié)合，對一些靈敏度要求比較高的實驗，則難以滿足要求，甚至在檢測中容易出現(xiàn)漏檢的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)當中電泳技術(shù)檢測生物大分子操作步驟繁瑣、生物大分子移動受到限制、無法快速檢測分離的問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，操作簡便，易于實現(xiàn)的具有自動化電泳技術(shù)檢測生物大分子方法，采用了如下的技術(shù)方案:
一種毛細管電泳技術(shù)檢測大生物分子的處理方法，包括如下步驟:在毛細管中泵入新分離膠液，放入緩沖液中預電泳，之后將預電泳后的分離膠液放入處理好的待分離大分子生物樣本中進行上樣，使得待分析的大分子生物樣本至于毛細管一端；然后將毛細管兩端施加電壓，進行電泳，當在毛細管的另一端檢測到生物大分子之后停止電泳，檢測裝置在毛細管上移動并進行掃描檢測，對檢測信息進行分析。
[0005]作為對上述方法的改進，在每次檢測之前，通過輸送泵將自動注入新分離膠液到毛細管中，將使用過的廢膠液排至廢液槽。
[0006]作為對上述方法的改進，自動進樣端接收到新分離膠液后，將新分離膠液放入水槽中進行潤洗，潤洗后的分離膠液放入緩沖液中進行預電泳，通過這樣的改進手段，可以在加樣前去除雜質(zhì)、聚合物等。
[0007]作為對上述方法的改進，進過潤洗、預電泳過的毛細管內(nèi)分離膠液放入大分子生物樣品托盤，托盤內(nèi)進行電泳，使得待分析的分離膠液至于毛細管一端，之后托臺移動，使得毛細管進樣端位于水槽中潤洗，潤洗過的毛細管進樣端移動至移動到緩沖液槽中，毛細管兩端通過設(shè)定的電壓，電泳，在毛細管兩端加載梯度電壓，使得待分析分離膠液在梯度電壓下大分子得以分離，緩沖液可選擇弱酸及其鹽的混合溶液(如HAc與NaAc)，弱堿及其鹽的混合溶液(如NH3.H20與NH4C1)等。
[0008]檢測裝置可以安裝于毛細管中間段，也可以安裝于毛細管的出口處，這樣就可以實現(xiàn)對生物大分子物的連續(xù)性在線檢測，無需傳統(tǒng)的染色脫色等步驟，檢測到生物大分子時，停止電泳，并將數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)，系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)并且給出數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式。
[0009]作為對上述方法的改進，
作為對上述方法的改進，經(jīng)過檢測的毛細管上樣端內(nèi)分離膠液移出緩沖液槽，插入廢液槽，同時，毛細管另一端的高壓泵將新鮮的膠液注入毛細管中，取代使用過的膠。使用過的膠被壓入廢液槽中。
[0010]本發(fā)明的另一個目的是提供一種基于毛細管電泳的生物大分子檢測裝置，包括有毛細管和檢測器，毛細管的一端設(shè)置有毛細管進樣端，另一端設(shè)置有高壓泵，在毛細管外部設(shè)置有可沿毛細管滑動的光學掃描部件，還包括有架臺，托臺的上方設(shè)置有樣本托盤、水槽、緩沖液槽、廢液槽，在架臺的下方還設(shè)置有托臺驅(qū)動電機。
[0011]進一步改進，所述的緩沖液槽、廢液槽、水槽和樣本托盤在托臺上依次排布。
[0012]進一步改進，所述的樣本托盤是96孔板。
[0013]進一步改進，所述的檢測裝置包括全波段光譜發(fā)生器，光電二極管陣。
[0014]作為對上述裝置的改進，所述的毛細管的材質(zhì)可以選自玻璃、不銹鋼、銅中的一種，管徑優(yōu)選是0.5 mm?5mm。
[0015]技術(shù)效果
本發(fā)明提供的毛細管電泳生物大分子檢測方法和裝置避免了傳統(tǒng)的電泳分離方式需要大量樣品，染色脫色的問題，并采用自動掃描收取數(shù)據(jù)形式提高了工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是裝置的整機結(jié)構(gòu)視圖。
[0017]圖2是裝置一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是裝置的光學掃描部件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，1、上蓋；2、泵狀態(tài)觀察窗口 ；3、樣品托盤進入口 ；4、高壓泵電機；5、高壓泵；
6、光學掃描部件；7、光學掃描部件驅(qū)動電機；8、托臺驅(qū)動電機；9、毛細管進樣端；10、大分子生物樣本托盤(96孔)；11、毛細管；12、水槽；13、廢液槽；14，緩沖液槽。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
上述的裝置可以如圖1和圖2這樣安裝成一體機，其中包括上蓋1，泵狀態(tài)觀察窗口 2，樣品托盤進入口 3等部件；
上述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，是由高壓泵電機4，高壓泵5，光學掃描部件6，光學掃描部件驅(qū)動電機7，托臺驅(qū)動電機8，毛細管進樣端9，大分子生物樣本托盤(96孔)10，毛細管11，水槽12，廢液槽13，緩沖液槽14組成。
[0021]在主機的底部是機架，在機架上設(shè)置有可以移動的托臺，托臺與驅(qū)動電機8連接，驅(qū)動電機可以使托臺在機架上來回移動，在托臺上部依次設(shè)置有緩沖液槽14、廢液槽13、水槽12、大分子生物樣本托盤(96孔)10，毛細管11 一端連接高壓泵5泵入新膠液，另一端做為進樣端9置于托臺上放；光學掃描部件6與光學部件驅(qū)動電機7連接,高壓泵電機4、高壓泵5安置在機架上與托臺連接。
[0022]上述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中光學掃描部件結(jié)構(gòu)如圖3所示，全波段光譜發(fā)生器15，光電二極管陣16。
[0023]儀器工作之前，將毛細管進樣端9至于毛細管進樣端14中，工作時，托臺驅(qū)動電機8帶動托臺移動，將毛細管進樣端9至于廢液槽13中。
[0024]工作時，由高壓泵電機4、高壓泵5泵入新鮮的分離膠液到毛細管11中，取代毛細管11中之前留下的使用過的膠液，使用后的膠液廢液至廢液槽13中。這一過程完成之后，托臺移動使毛細管進樣端9移動到水槽12中，潤洗5秒鐘，再將毛細管進樣端9移動到緩沖液槽14中，預電泳5分鐘，之后托臺移動，使毛細管進樣端9插入預先放有大分子生物樣本托盤(96孔)10中(其中一排)，電泳上樣，使得待分析的樣品至于毛細管11 一端，之后托臺移動，使得毛細管進樣端9位于水槽12中潤洗5秒鐘，再將毛細管進樣端9移動到緩沖液14中，毛細管11兩端通過設(shè)定的電壓，電泳。在上述的方法中，采用毛細管電泳方式。毛細管電泳所用的毛細管柱中，在特定的酸堿值的情況下，其內(nèi)表面帶負電，與緩沖液接觸時形成雙電層，在高壓電場作用下，形成雙電層一側(cè)的緩沖液由于帶正電而向負極方向移動，從而形成電滲流。同時，在緩沖液中，帶電粒子在電場作用下，以各自不同速度向其所帶電荷極性相反方向移動，形成電泳。帶電粒子在毛細管緩沖液中的遷移速度等于電泳和電滲流的矢量和。各種粒子由于所帶電荷多少、質(zhì)量、體積以及形狀不同等因素引起遷移速度不同而實現(xiàn)分離。
[0025]在毛細管進樣端上還設(shè)置有檢測裝置，掃描部件從毛細管11的一端向另一端來回掃描，(在電泳期間，這個掃描部件是不運動的，只留在出口的地方進行檢測；當它發(fā)現(xiàn)有樣本出現(xiàn)的時候，就停止電泳，然后再來回掃描，得到毛細管全長范圍內(nèi)的樣品信息)毛細管11中有生物大分子到達掃描部件時，電泳結(jié)束；全波段光譜發(fā)生器15中根據(jù)需求發(fā)射相應的波長的光波，光波被光電二極管陣所接收。在掃描過程中，生物樣本會對光波吸收，在接收器光電二極管陣16中會產(chǎn)生相應的信號，軟件對其進行收集分析。
【權(quán)利要求】
1.一種生物大分子檢測方法，其特征在于，包括如下步驟:在毛細管中泵入新分離膠液，放入緩沖液中預電泳，之后將預電泳后的分離膠液放入處理好的待分離大分子生物樣本中進行上樣，使得待分析的大分子生物樣本至于毛細管一端；然后將毛細管兩端施加電壓，進行電泳，當在毛細管的另一端檢測到生物大分子之后停止電泳，檢測裝置在毛細管上移動并進行掃描檢測，對檢測信息進行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物大分子檢測方法，其特征在于:所述毛細管中的新分離膠液上樣至毛細管進樣端，經(jīng)過水潤洗，分離膠液放入緩沖液中進行預電去除出雜質(zhì)聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物大分子檢測方法，其特征在于:所述的待分析的大分子神武樣本電泳上樣至于毛細管一端，毛細管兩端接通梯形電壓，使得所述樣本在毛細管中得以分離。
4.一種生物大分子檢測裝置，其特征在于:所述裝置安裝于毛細管一端，實現(xiàn)對生物大分子物的連續(xù)性在線檢測，檢測到生物大分子時，停止電泳，并將數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)。
5.一種基于毛細管電泳的生物大分子檢測裝置，其特征在于:包括有毛細管和檢測器，毛細管的一端設(shè)置有毛細管進樣端，另一端設(shè)置有高壓泵，在毛細管外部設(shè)置有可沿毛細管滑動的光學掃描部件，還包括有架臺，托臺的上方設(shè)置有樣本托盤、水槽、緩沖液槽、廢液槽，在架臺的下方還設(shè)置有托臺驅(qū)動電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于毛細管電泳的生物大分子檢測裝置，其特征在于:所述的緩沖液槽、廢液槽、水槽和樣本托盤在托臺上依次排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于毛細管電泳的生物大分子檢測裝置，其特征在于:所述的樣本托盤是96孔板。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于毛細管電泳的生物大分子檢測裝置，其特征在于:所述的檢測裝置包括全波段光譜發(fā)生器，光電二極管陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于毛細管電泳的生物大分子檢測裝置，其特征在于:所述的毛細管的材質(zhì)可以選自玻璃、不銹鋼、銅中的一種，管徑是0.5 mm?5mm。
【文檔編號】G01N27/447GK103822959SQ201410042598
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】楊錦宇, 管雷 申請人:楊錦宇