专利名称：电泳设备和方法
技术领域：
本发明涉及电泳设备和方法，适合于电泳改变含有至少一个两性组分混合物的起始组成。
背景技术：
两性化合物例如氨基酸、缩氨酸、低聚缩氨酸、蛋白质等以低浓度存在于溶液中时，它们的电荷状态取决于它们环境的pH。在一定特性的pH值下，结果两性化合物的净电荷也即电泳迁移率变为零。所述的pH值称为两性化合物的pl值。当两性化合物具有不同的pl值时，它们的净电荷在不同的pH值下变为零。因此，如果在电场中形成了pH梯度，两性物种在不同的pH梯度点可达到净电荷为零，因而导致它们的分离。这样的分离称为等电子聚焦(IEF)分离。IEF分离可以通过如下方式实现(i)在恒定温度或空间变化的温度下从非两性缓冲液中人为产生pH梯度，(ii)从要分离混合物的组分中或两性载体电解质中自然地产生pH梯度，(自动聚焦)及(iii)固定的pH梯度。IEF分离通常依赖于抗对流装置以保持pH梯度的稳定性。IEF的原理已应用于两性组分的简单和复杂混合物的分析和制备规模的分离。可以在静态和流动的介质中通过薄层方式、柱方式和多隔室的方式得以实现IEF分离。在流动介质中，可以直通和循环的方式实现分离。IEF分离通常要耗用相当的时间，因为每一两性物种的电泳迁移率在它们接近pH梯度的等电点时变得很低。因此，需要IEF的分离方案和设备，其(i)使组分必须电泳迁移以实现分离的距离减少到最小，(ii)使引起电泳分离的电场强度最大而不引起损害的加热效果，(iii)使在单位分离空间和时间内获得最大的产品速率，及(iv)使电泳分离所需要使用的辅助试剂减少到最小。
本发明提供电泳设备和方法，其可电泳改变含有至少一个两性组分混合物的起始组成。
发明内容
在第一方面，本发明提供电泳设备，包括(a)第一电解质容器和第二电解质容器；(b)第一样品容器和第二样品容器；(c)分离装置具有第一电解质室与第一电解质容器以流体相连接，第二电解质室与第二电解质容器以流体相连接，第一样品室置于第一和第二电解质室之间，第二样品室置于邻近第一样品室及第一和第二电解质室之间的位置，第一样品室与第一样品容器以流体相连接，第二样品室与第二样品容器以流体相连接；(d)第一离子可透过阻挡层置于第一和第二样品室之间，第一离子可透过阻挡层基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(e)第二离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，第二离子可透过阻挡层基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(f)第三离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，第三离子可透过阻挡层基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合；(g)电极置于第一和第二电解质室内；(h)一种装置用于从第一电解质容器中将电解质提供给第一电解质室，及从第二电解质容器中将电解质提供给第二电解质室；及(i)一种装置用于从至少第一样品容器将样品或流体提供给第一样品室，或从第二样品容器将将样品或流体提供给第二样品室。
在一个优选的实施方式中，第一离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。在一个方式中，所有的离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。装置的构造基于负荷和/或大小适合于分离化合物。
在另一个实施方式中，第一离子可透过阻挡层是具有特性pl值的等电膜。优选等电膜具有的pl值为约2～12。
在另一个优选的实施方式中，第二和第三离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
在另一个优选实施方式中，第二或第三离子可透过阻挡层的至少一个是具有特性pl值的等电膜。优选至少一个等电膜具有的pl值为约2～12。
在另一个优选实施方式中，第二和第三离子可透过阻挡层每一个都是具有特性pl值的等电膜。优选等电膜具有的pl值为约2～12。当第二和第三离子可透过阻挡层是等电膜时，该膜可具有相同或不同的特性pl值。
等电位膜优选为Immobiline聚酰胺膜。但应理解其它的等电膜也适合于本发明。
合适的等电膜可由共聚丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和适当的弱电解质的丙烯酰胺基的衍生物制备，得到的等电膜的pl值为2～12，平均孔径或可促进或基本上防止选择尺寸组分穿越膜的输送。
在另一个优选的实施方式中，装置包括(h)一种装置从第一和第二电解质容器每一个中循环电解质通过相应的第一和第二电解质室，从而在相应的电解质室中形成第一和第二电解质物流；及(i)一种装置从第一和第二样品容器的每一个中循环样品通过相应的第一和第二样品室，从而在相应的样品室中形成第一和第二样品物流。
优选装置(h)和(i)是泵设备，分别控制电解质物流和样品物流的独立移动。
装置进一步包括(j)用于移出和置换在第一或第二样品容器中样品的装置。
装置还进一步包括(k)保持电解质和样品溶液温度的装置。
在另一个优选实施方式中，提供的分离装置，作为柱体或盒体与电解质容器和样品容器流动连接。
在一个优选方式中，提供的分离装置，作为柱体或盒体与电解质容器和样品容器连接。
本发明的装置适合于电泳、等电子聚焦和分子的电渗析，特别是生物分子包括蛋白质、赖氨酸、糖蛋白、核酸分子、重组分子、代谢物、药、营养药品、药物，微生物体包括病毒、细菌、真菌、酵母菌和蛋白感染素。
在使用中，要处理的的样品被置于第一和/或第二样品容器中，并被提供到第一和/或第二室，或循环通过第一/或第二室。电解质置于第一和第二电解质容器中，并被送到或循环通过相应的第一和第二电解质室，而基本上不引起两个电解质容器中电解质之间的混合。如果必要，电解质或其它流体可置于第一和/或第二样品容器中。给电极施加电压，其中使第一和/或第二样品室中的一种或多种组分移动通过扩散阻挡层达到第二和/或第一样品室，或到达第一和/或第二容器室。在第二和/或第一样品容器中收集处理的样品或产品。
在第二方面，本发明提供一种方法，用于从样品中通过电泳分离或去除至少一种组分，该方法包括如下步骤(a)提供根据本发明的第一方面的电泳设备；(b)将电解质加入第一和第二电解质容器中；(c)将样品加入第一和第二样品容器中的至少一个中；(d)任选的将流体加入第一和第二样品容器的至少一种中；(e)从第一和第二电解质容器中将电解质提供给第一和第二电解质室；(f)将第一和第二样品容器中的样品或流体提供给第一和第二样品室；(g)在电极之间施加电压使第一或第二样品室中的至少一种组分移动通过第一离子可透过阻挡层进入第一或第二样品室的另一个中，或通过第一和第二电解质室的至少一个，其中在第一和第二电解质室中的电解质与在第一和第二样品室的样品之间基本上没有发生对流混合。
优选，至少一个样品组分具有pl值。
在一个优选的方式中，来自第一和第二电解质容器至少一个中的电解质被循环通过第一或第二电解质室从而形成第一或第二电解质物流。
在第一和第二电解质室内电解质的选择取决于从一个样品室到另一个样品室，或到一个或两个电解质室的要处理、分离或输送化合物的pl。类似地，等电膜pl的选择也取决于给定样品的要处理、分离或输送化合物的pl值。
电解质例如乙酸或5-氨基己酸用盐酸调节到希望的pH作为阳极(电解)液，用NaOH将三乙醇胺或吗啉丙磺酸调节到希望的pH作为阴极(电解)液，已发现其适合用于从生物样品中分离大量组分。例如NaCl也可加入到电解质中有助于传质。但应理解，根据所希望的分离或处理其它的电解质也可使用。
在另一个优选的实施方式中，来自第一和第二电解质容器的电解质被循环通过第一和第二电解质室形成第一和第二电解质物流。
在另一个优选的实施方式中，第一或第二样品容器中的物质被循环通过第一或第二样品室形成第一或第二样品物流通过第一或第二样品室。
在另一个优选实施方式中，第一和第二样品容器中的物质被循环通过第一和第二样品室形成第一和第二样品物流通过第一和第二样品室。
在另一个优选的实施方式中，除去第一或第二样品容器中的样品或流体并用新鲜的样品或流体取代。
优选，一经施加电压即发生基本上所有穿越阻挡层的迁移。
在另一个优选的实施方式中，保持步骤(g)直到在第一或第二样品室或第一或第二样品容器中的至少一种所希望的组分达到所希望的纯度水平。
在第三方面，本发明提供电泳分离装置，包括(a)第一电解质室；(b)第二电解质室；(c)第一样品室置于第一电解质室和第二电解质室之间；(d)第二样品室置于邻近第一样品室及第一电解质室和第二电解质室之间；(e)置于第一和第二样品室具有pl特性值的等电膜，该膜基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(f)第一离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，可基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(g)第二离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，可基本上防止第二电解质室与第二样品室物质的对流混合；及(h)电极置于第一和第二电解质室内。
优选，等电膜具有的pl值为约2～12。
在一个优选实施方式中，第一和第二离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
在另一个优选实施方式中，第一或第二离子可透过阻挡层的至少一个是具有特性pl值的等电膜。优选等电膜具有的pl值为约2～12。
在另一个实施方式中，第一和第二离子可透过阻挡层每一个是具有特性pl值的等电膜。优选每一个等电膜具有的pl值为约2～12。每一个等电膜可具有相同或不同的特性pl值。
在第四方面，本发明提供一种方法，用于从样品中通过电泳分离或去除至少一种组分，该方法包括如下步骤(a)提供根据本发明第三方面的电泳装置；(b)将电解质加入第一和第二电解质容器中；(c)将样品加入第一和第二样品室中的至少一个中；(d)任选的将液体加入第一和第二样品室的至少一个中；(e)在电极之间施加电压使第一或第二样品室中的至少一种组分移动通过等电膜进入第一或第二样品室的另一个中，或通过至少一个分隔第一和第二样品室和第一和第二电解质室的离子可透过阻挡层，其中在第一和第二电解质室的电解质与在第一和第二样品室的样品或流体之间基本上没有发生对流混合。
优选，一经施加电压即发生基本上所有穿越膜或穿越阻挡层的迁移。
优选，至少一个样品组分具有pl值。
在一个优选的实施方式中，保持步骤(e)直到在第一或第二样品室中的至少一种所希望的组分达到所希望的纯度水平。
在第五方面，本发明提供根据本发明第一方面的装置的应用，以改变含有至少一种化合物样品的组成。
在第六方面，本发明提供按照本发明第二方面的方法得到的产品。
在第七方面，本发明提供按照本发明第三方面的电泳装置的应用，以改变含有至少一种化合物样品的组成。
在第八方面，本发明提供按照本发明第四方面的方法得到的产品。
本发明的优点在于该装置和方法可有效地高效地处理和分离样品中带电荷的分子及其它的组分。
本发明的另一个优点在于该装置和方法具有按比例放大的能力、增加的分离速度、低操作成本、增加的安全考虑、低电力需要及增加的容易使用性。
本发明的再一个优点在于该装置和方法具有改进的分离组分的产率、样品中分离组分或其它组分没有活性或可减少到最小及改进的分离组分的纯度。
通过阅读和理解本发明的说明书，本发明的这些和其他优点对于本领域的普通技术人员显而易见。
在整个说明书中，除非上下文另外指出，词“包括”或其各种变形应理解为暗示包括声称的要素、整体或步骤、或要素、整体或步骤的组，但不排除任何的其它要素、整体或步骤，或要素、整体或步骤的组。
本发明中包括讨论的任何文件、证据、材料、设备、制品等仅用来提供本发明的上下文。而不能认为任何的或所有的这些材料形成现有技术的基础或为与本发明领域相关的共有技术，因为在本发明的每一项权利要求的优先权日前它们已在澳大利亚存在。
为使本发明能够被更清楚地理解，参考如下的附图和实施例对本发明的优选实施方式进行描述。
附图简述
图1是本发明使用的分离装置的示意图。
图2是使用本发明图1分离装置的本发明设备的示意图。
图3是与图1的分离装置一起使用的柱体的展开图。
图4A是包含的作为分离装置柱体组件的格栅部件的平面图。
图4B是图4A格删部件的反面平面图。
图5是图4A的在X-X线方向的横截面图。
图6是图4A的在XI-XI线方向的横截面图。
图7是图4A的在XII-XII方向的横截面图。
图8包含的作为分离装置柱体组件的格栅部件的另一个实施方式的平面图。
图9是使用图1分离装置的设备。
图10是通过iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦设备从鸡蛋白样品中分离的蛋白谱带在280nm的图像，所述样品作为实施例1～3中描述的电泳分离实验的原料。编号为pl 3.52和9.61的峰分别对应于丹酰苯基丙氨酸和叔丁喘宁，作为等电点标记物。蛋白样品用去离子水以1∶25稀释并过滤，之后进行分析。分析条件设备iCE280全柱成像毛细管IEF系统，分离毛细管5cm长，内径100微米的熔融石英，聚焦介质在含水的0.1％甲基纤维素溶液中8％的载体两性电解质pH为3～10，聚焦时间5分钟，施加电压3000V。
图11是通过iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦设备从试样分离的蛋白谱带在280nm的图像，所述的试样在实验结束时从本发明中公开的及实施例1中描述的电泳设备的第一样品容器(底部板)和第二样品容器(顶部板)中收集。分离条件阳极电解液60mL 80mM的乙酸，pH＝2.9，阴极电解液60mL 8mM的三乙醇氨，pH＝9.9，样品60mL用去离子水1∶25稀释的含水蛋白样品，分离时间15分钟，施加电压250V，第一电解质室与第一样品室之间的第一离子可透过阻挡层pl＝4.0的等电膜，第一样品室与第二样品室之间的第二离子可透过阻挡层pl＝5.0的等电膜，第二样品室与第二电解质室之间的第三离子可透过阻挡层pl＝7.0的等电膜。编号为pl 3.52和9.61的峰分别对应于丹酰苯基丙氨酸和叔丁喘宁，作为等电点标记物。分析条件设备iCE280全柱成像IEF系统，毛细管5cm长，内径100微米的熔融石英，聚焦介质在含水的0.1％甲基纤维素溶液中8％的载体两性电解质pH为3～10，聚焦时间5分钟，施加电压3000V。
图12是通过iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦设备从试样分离的蛋白谱带在280nm的图像，所述试样在实施例2描述的实验结束时从在本发明公开的电泳设备的第一样品容器(底部板)和第二样品容器(顶部板)收集。分离条件阳极电解液60mL 2mM的乙酸，阴极电解液60mL 8mM的三乙醇氨，样品60mL用去离子水1∶25稀释的含水蛋白样品，分离时间15分钟，施加电压250V，第一电解质室与第一样品室之间的第一离子可透过阻挡层具有标称的分子量截取5000 Dalton的聚丙烯酰胺膜，第一样品室与第二样品室之间的第二离子可透过阻挡层pl＝5.0的等电膜，第二样品室与第二电解质室之间的第三离子可透过阻挡层具有标称分子量截取5000Dalton的聚丙烯酰胺膜。编号为pl 3.52和9.61的峰分别对应于丹酰苯基丙氨酸和叔丁喘宁，作为等电点标记物。分析条件设备iCE280全柱成像IEF系统，毛细管5cm长，内径100微米的熔融石英，聚焦介质在含水的0.1％甲基纤维素溶液中8％的载体两性电解质pH为3～10，聚焦时间5分钟，施加电压3000V。
图13是通过iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦设备从试样分离的蛋白谱带在280nm的图像，所述的试样在实施例3中描述的实验结束时从在本发明公开的电泳设备的第一样品容器(底部板)和第二样品容器(顶部板)中收集。分离条件阳极电解液60mL 2mM的乙酸，阴极电解液60mL 8mM的三乙醇氨，样品60mL用去离子水1∶25稀释的含水蛋白样品，分离时间15分钟，施加电压250V，第一电解质室与第一样品室之间的第一离子可透过阻挡层具有标称分子量截取1,000,000 Dalton的聚丙烯酰胺膜，第一样品室与第二样品室之间的第二离子可透过阻挡层pl＝5.0的等电膜，第二样品室与第二电解质室之间的第三离子可透过阻挡层具有标称分子量截取1,000,000 Dalton的聚丙烯酰胺膜。编号为pl 3.52的峰对应于丹酰苯基丙氨酸，作为等电点标记物。分析条件设备iCE280全柱成像IEF系统，毛细管5cm长，内径100微米的熔融石英，聚焦介质在含水的0.1％甲基纤维素溶液中8％的载体两性电解质pH为3～10，聚焦时间5分钟，施加电压3000V。
图14是用于分析试样中存在的蛋白带的SDS-PAGE凝胶的图像，所述的试样在由人类血浆中分离lgG期间从本发明公开及实施例4描述的电泳设备的第一和第二样品容器中收集。将分子量标记物(Sigma，St.Loius，MO，USA)施加到通道上，一种药物级的lgG制剂用作参考材料放于通道2上。样品从第一样品容器中分别间隔0、10、20和40分钟取出施加到通道3、4、5和6上。样品从第二样品容器中分别间隔0、10、20和40分钟取出施加到通道7、8、9和10上。分离条件阳极电解液2L 2mM的5-氨基己酸用盐酸调节到pH为4.8，也含有5mM Nacl，阳极电解液，2L 2mM MOPSO用NaOH调节到pH为6.8，也含有5mM Nacl，样品10mL用去离子水1∶3稀释的人类血浆，分离时间40分钟，施加电压250V，第一电解质室与第一样品室之间的第一离子可透过阻挡层具有标称分子量截取150,000Dalton的聚丙烯酰胺膜，第一样品室与第二样品室之间的第二离子可透过阻挡层pl＝5.8的等电膜，第二样品室与第二电解质室之间的第三离子可透过阻挡层具有标称分子量截取150,000 Dalton的聚丙烯酰胺膜。
优选实施方式在详细描述本发明的实施方式之前，首先描述该设备的操作原理。电场或电压施加于溶液中的离子这样引起离子向其中之一的电极移动。如果离子带有正电荷，其将向负极(阴极)移动。相反，带有负电荷的离子将向正极(阳极)移动。
在本发明的设备中，基本上可防止设备或装置相邻室之间对流混合的离子可透过阻挡层置于电场中，样品的组分选择性地输送通过阻挡层。对于不同的应用可改变使用的具体的阻挡层，其通常具有特性平均孔径和孔大小分布和/或等电点，允许或基本上防止不同组分的通过。
已列出本发明设备的一些操作原理，现描述装置本身。
参考图1，显示分离装置2的示意图，用于描述使用本发明技术分离设备的通用功能。分离装置2包括第一电解质进口4，第二电解质进口6，第一样品进口8，第二样品进口10，第一电解质出口12，第二电解质出口14，第一样品出口16和第二样品出口18。第一电解质进口4和第一出口12之间是第一电解质室22。同样，第二电解质进口6和第二电解质出口14之间是第二电解质室24。第一样品和第二样品进口和出口也具有连接室。第一样品室26延伸与第一电解质室22邻近将第一样品进口8连接到第一样品出口16。类似地，第二样品室28延伸与第二电解质室24邻近将第二样品进口10连接到第二样品出口18。离子可透过阻挡层30、32分别将电解质室22和24与第一和第二样品室26和28分隔。第一样品和第二样品室26和28之间是离子可透过阻挡层34。在一个实施方式中，当其使用时，第一和第二电解质36和38占据第一和第二电解质室22和24。应理解在操作期间，第一和第二电解质36和38及第一和第二样品56和66可以停滞于或流过相应的室。
图2中显示使用图1分离装置2的设备示意图，用于描述使用本发明技术的设备的通用功能。在该仅描述性实施例中，将4个室(第一电解质室22，第二电解质室24，第一样品室26和第二样品室28)连接到4个流动环路。第一电解质流动环路40包括第一电解质容器42，电解质装管44和电解质泵46。第二电解质流动环路41包括第二电解质容器43，电解质装管45和电解质泵47。在图2示意的构造中，电解质流动环路40和41彼此独立地运行，这样第一电解质36和第二电解质38的组成、温度、流速和体积可以彼此独立地进行适当地调节。
在示意的实施方式中，第一电解质36从第一电解质容器中通过装管44流到泵46再到第一电解质室22。第二电解质24从第二电解质容器中通过装管45流到泵47再到第二电解质室24。第一电解质36流过进口4，第二电解质38流过进口6。第一电解质36通过出口12离开分离装置2，及第二电解质38通过出口14离开分离装置2。离开分离装置2后，电解质36和38流过装管44和45返回相应的电解质容器42和43。在一个实施方式中，电解质36和38在分离期间停滞于电解质室22和24内。电解质36和38也可以作为冷却介质，有助于防止在电泳期间产生气体的累积。
第一样品流动环路48包括第一样品容器50、装管52和泵54。第一样品56从第一样品容器50中流过装管52到达泵54，再通过进口8进入第一样品室26。在一个实施方式中，在第一样品室26中的电解质36和38的与第一样品56流动方向相反。第一样品56于出口16离开分离装置2，流过装管52，然后通过流经第二电解质容器43的热交换器68，之后通过装管52返回第一样品容器50。在另一个实施方式中，热交换器68穿过第一电解质容器42。在另一个实施方式中，在第一样品室26中的电解质36和38与第一样品56的流动方向相同。
除了感兴趣的组分外，第一样品56可包括任何适合的本领域熟知的电解质或添加剂，所述的电解质或添加剂根据方法、应用确定，或满足这样的要求，即进行分离可基本上防止或引起选择组分迁移通过离子可透过阻挡层。在一个优选的实施方式中，从其中除去组分的样品被放入第一样品容器50中。但是，应理解在另外的实施方式中，从其中去除组分的样品被放入第二样品容器60中。
类似地，第二样品流动环路58包括第二样品容器60、装管62和泵64。第二样品66从第二样品容器60中流过装管62到达泵64，再通过进口10进入第二样品室28。在一个实施方式中，在第二样品室28中第二样品66和电解质36和38的流动方向相反。第二样品66于出口18离开分离装置2，流过装管62，然后通过流经第二电解质容器43的热交换器70，之后通过装管62返回第二样品容器60。在另一个实施方式中，热交换器70流经第一电解质容器43。
第二样品66可包括任何适合的本领域熟知的电解质或添加剂，所述的电解质或添加剂根据方法、应用确定，或满足这样的要求，即进行分离可基本上防止或引起所选择组分通过离子可透过阻挡层的迁移。在一个优选的实施方式中，从其中除去组分的样品被放入第二样品容器60中。但是，应理解在另外的实施方式中，从其中去除组分的样品被放入第一样品容器50中。
当使用时，独立调节第一样品、第二样品、第一电解质和第二电解质的流连对分离具有重要的影响。根据设备的构造、要处理样品的组成、量和体积，适当的流速可为0到几毫升/分钟，到几立升/分钟。在实验室规模的设备中，使用独立调节的流速为约0～约50,000mL/min，优选为0～约1000mL/min。但是根据泵装置和设备大小，更高的流速也是可能的。选择独立调节的流速取决于过程、要处理的组分、传质的效率及该过程与其它前面或随后过程的结合。
优选所有的装管44、52和62是蠕动装管，所述的管能经受压热器作用、耐化学腐蚀及生物惰性。这样的一种装管是MasterflexC-FLEX50A装管。同样，泵46、47、54和64优选蠕动泵不与电解质36和38，样品56和66接触。尽管可以使用其它的本领域熟知的合适的材料，在本发明的优选实施方式中，热交换器68和70由不锈钢建造。优选，热交换器68和70能经受压热器作用、耐化学腐蚀及生物惰性，而且能够促进热交换。
而且，优选第一样品流动环路48、第二样品流动环路58、第一电解质流动环路40和第二电解质流动环路41是完全封闭的，以防止污染或交叉污染。在一个优选实施方式中，容器50、60和70完全独立地与其余的装置封闭。
分离装置进一步包括电极88a和88b。优选相应的电极置于第一和第二电解质室，而且电离子可透过阻挡层使其与第一和第二样品室分隔。
电极88a和88b是适当的标准电极，或优选由铂涂布的钛扩展网形成，提供有利的机械性能、均匀的电场分布、长使用寿命和成本效益。电极88a和88b优选置于相对靠近离子可透过阻挡层30和32的位置，以更好利用施加的电压并减少热的产生。已经发现对于实验室规模的装置合适的距离为0.1～6mm。对于放大的情况，所述的距离取决于离子可透过阻挡层的数量和类型、电解质和样品室的大小和体积。优选的距离为约0.1～约10mm。
分离装置2也优选包括电极连接器78，其用于将分离装置2连接到电源72上。优选电源72在分离装置2的外部，但是，分离装置2可为这样的构造以容纳内部电源72。电极连接器78优选为能经受压热器作用。
当电压施加到分离装置2时可实现分离。电场强度(电压)的选择取决于分离。通常，电场强度为1V/cm～约5000V/cm，优选为10V/cm～2000V/cm，得到高达约1A的电流。优选将装置的总电力消耗保持为最低的水平，同时达到希望的分离和产品速度。
在一个实施方式中，施加的电压周期性地停止并反向以使进入离子可透过阻挡层的组分移动返回至少一种流体物流，同时基本上不使已进入其它流体物流中的任何组分的再进入。在另外的实施方式中，利用放置期。放置(流体保持流动但没有施加电压的一段时间)是一任选的步骤，适合于替换或被在任选的电压反向后包括这样的步骤。放置通常用于含有蛋白质的样品，作为使电压反向的另一种方法。
分离装置2可以用本领域熟知的各种方法例如置于一个或两个电解质容器42和43内的冰砖或冷却盘管(外部装置)进行适当地冷却，或任何其它能够控制电解质36和38温度适合的装置。由于第一样品流动环路48和第二样品流动环路58通过电解质容器42或43，在第一和第二样品和第一和第二电解质的一个或两个之间进行热交换。热交换有利于保持第一样品56和第二样品66的温度，优选通常在低温。
在另一方面，本发明提供电泳装置，该装置包括四个室(第一电解质室22、第二电解质室24、第一样品室26和第二样品室28)。离子可透过阻档层30和32分别将电解质室22和24与第一样品和第二样品室26和28分隔。在第一样品和第二样品室26和28之间是离子可透过阻档层34。电极被置于第一和第二电解质室中，样品和/或流体被置于第一样品室26和第二样品室28中。在使用中，在电极之间施加电压，引起第一样品室26或第二样品室28中的一种或多种组分移动到其它的样品室或到其中之一的电解质室。
图3是筒100的展开图，是优选的分离装置2的模组件。当被配置作为模装置时，筒100优选包括箱102，用于将筒100的组件置于应有的位置或装入该组件。在一个优选的实施方式中，筒100通常被加长并有宽壁104，所述的宽壁通常彼此平行并与筒100的长轴A平行。通常适合的筒为八角形、六角形或椭圆。在八角形构造中，筒100在侧壁104的每一个侧面上有三个端壁106形成八角形。但是在每一个侧面106上有两个端壁适于形成六角形，或在每一个侧面上有一个曲线形端壁适于形成一般的椭圆形。而且，端壁106可以是适当的直线或是一般的曲线。
围绕侧壁104和端壁106的基底延伸的是小凸缘，所述的凸缘通常与侧壁104和端壁106垂直，向内突向筒100的中心。沿侧壁104或端壁106的内部优选是把手110，以便于将筒100置于分离装置2中。凸缘108优选设置为与下部垫圈112接触。在一个优选实施方式中，下部垫圈112通常是平面的，而且被设置安装于筒100的侧壁104和106内。在本发明的优选实施方式中，下部垫圈112由硅橡胶制造。下部垫圈112也可以这样设置使其具有一个以延长方式延伸通过下部垫圈112中心的开孔114。同样，延伸通过下部垫圈112相邻的每一端的是定位孔116。在一个优选的实施方式中，定位孔116是圆形的，通常通过下部垫圈112形成圆柱体通道。但是，也可以预期适当的定位孔可以是三角形、正方形、长方形、六角形、八角形或类似的形状。
在下部垫圈112的上方一般是平面的下部离子可透过阻档层32。离子可透过阻档层32的外部形状通常与下部垫圈112和筒100的内部形状相同，这样离子可透过阻档层32可被设置安装在筒100内。和下部垫圈112一样，离子可透过阻档层32优选具有与在下部垫圈112中定位孔116相同位置和构型的两定位孔。离子可透过阻档层32可以基本上防止第一电解质室22和第一样品室26物质的对流混合，同时一经施加电压时，选择组分即可选择性地越过阻挡整层输送。
在一个实施方式中，离子可透过阻档层32是由具有特性平均孔径和孔径分布的膜形成的。选择膜的平均孔径和孔径分布以使特定组分越过膜输送，同时基本上防止其它组分越过膜的输送。
在另一个实施方式中，离子可透过阻档层32是等电离子可透过阻档层，这样等电膜可以基本上防止第一电解质室22和第一样品室26中物质的对流混合，同时一经施加电压时即可使选择组分选择性地越过阻挡层输送。适合的等电膜可以通过丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺及适当的弱电解质的丙烯酰氨衍生物进行共聚得到，得到的等电膜的pl值为2～12，平均孔径或者可以促进或者可以基本上防止选择尺寸组分越过膜的输送。
在下部离子可透过阻档层32的上方是下部格栅组件118，其通常是平面的，形状也类似下部垫圈112和筒100的内部，这样可将下部格栅组件设置安装到筒100内。下部格栅组件118的其中一个作用是将下部离子可透过阻档层32与离子可透过阻档层34分隔开。下部格栅组件118的另一个作用是提供第一样品56的流动路径。象下部离子可透过阻档层32和下部的垫圈112一样，下部格栅组件118也有适当的定位孔116。
在下部格栅组件118的上方通常是平面的离子可透过阻档层34。离子可透过阻档层34的外部形状通常与下部垫圈112和筒100的内部相同，这样离子可透过阻档层34可被设置安装到筒100内。离子可透过阻档层34基本上可以防止第一电解质室26和第二样品室28中物质的对流混合，同时一经施加电压即可使选择组分选择性地越过阻挡层输送。
在一个实施方式中，离子可透过阻档层34是由具有特性平均孔径和孔径分布的膜形成的。选择膜的平均孔径和孔径分布以使特定组分越过膜输送，同时基本上防止其它组分越过膜的输送。
在另一个实施方式中，离子可透过阻档层34是等电离子可透过阻档层，这样的等电膜可以基本上防止第一样品室26和第二样品室28中物质的对流混合，同时一经施加电压即可使选择组分选择性地越过阻挡层输送。适合的等电膜可以通过丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺及适当的弱电解质的丙烯酰氨衍生物进行共聚得到，得到的等电膜的pl值为2～12，平均孔径或者可以促进或者可以基本上防止选择尺寸组分越过膜输送。
在离子可透过阻档层34的上方是三个上部组件上部格栅组件120、上部离子可透过阻档层38和上部垫圈124。三个组件是这样放置的要使上部格栅组件120紧靠离子可透过阻档层34的上方，离子可透过阻档层38紧靠上部格栅组件120的上方，上部垫圈124紧靠在离子可透过阻挡层120的上方。适当的三个上部组件的构造与下部三个组件的构造成镜面对称。
在离子可透过阻档层34下方的具有定位孔116的组件利用扣件连接在一起，所述扣件是设置为与定位孔116作用而且便于第一样品56流过的任何类型的连接器。类似地，在离子可透过阻档层34下方的具有定位孔116的组件利用扣件连接在一起，所述扣件设置为与定位孔116作用而且便于第二样品66流过的任何类型的连接器。
筒100的组件被适当地通过夹子126夹持在筒100中。夹子126适当地围绕筒100的壁104和106的顶部用爪固定或胶合固定。
离子可透过阻档层38基本上可防止第二电解质室24和第二样品室28物质的对流混合，同时一经施加电压即可使选择组分选择性地越过阻挡层输送。
在一个实施方式中，离子可透过阻档层38是由具有特性平均孔径和孔径分布的膜形成的。选择膜的平均孔径和孔径分布以使特定组分越过膜输送，同时基本上防止其它组分越过膜输送。
在另一个实施方式中，离子可透过阻档层38是等电离子可透过阻档层，这样的等电膜可以基本上防止第二电解质室24和第二样品室28中物质对流混合，同时一经施加电压即可使选择组分选择性地越过阻挡层输送。适合的等电膜可以通过丙烯酰胺、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺及适当的弱电解质的丙烯酰氨衍生物进行共聚得到，得到的等电膜的pl值为2～12，平均孔径或者可以促进或者可以基本上防止选择尺寸组分越过膜输送。
优选的格栅组件118和120更详细地示意在图4～7中。图4A显示优选的格栅组件的平面图，其合并滋味作为分离装置2的筒100的组件。拉长的长方形切割部分128包括网格131被限定在格栅组件的中心。在格栅组件的每一端，提供适当的定位孔116与筒100其它组件定位。优选，三角形通道区域具有侧面和基底，从每一个定位孔116延伸并分散到切割部分128。直立肋板132、134和136(最好地示意在图6和图7中)被限定在通道区域130中。因此流过孔116的流体沿肋板132、134和136之间的三角形通道区域通过进入网格131。肋板132、134和136引导来自孔116流体的流动这样它们有助于保证流体沿网格131的横截面均匀地分布。肋板132、134和136也可支持置于格栅组件上方或下方的离子可透过阻档层。
网格131包括第一排间隔平行的组件138，其以与格栅长轴一定角度延伸，所述的格栅置于上方而且与第二下部的一套间隔平行的组件140整体形成，所述组件140以约二倍于第一排平行组件138与格栅长轴方向的角度延伸。在本发明的优选实施方式中，第一排平行组件138以约与长轴45°的角度延伸，第二排平行的组件140以约与第一排平行组件138 90°的角度延伸，但是其它适当的角度也可以使用。
参考图4B，示意了格栅组件的反面。反面除切割区域128和定位孔116外，适当的相对光滑和平坦。光滑和平坦的表面有利于保证离子可透过阻档层32和格栅组件118之间，及离子可透过阻档层38和格栅组件120之间各自的密封。
参考图5，第一和第二平行组件138和140的上部和下部优选被圆形化。当平行组件138和140被圆形化后，不存在任何的尖边这样有助于防止对离子可透过阻档层34的损害，并可提供额外的支承。网格131可使离子可透过阻档层34表面的流体流动均匀地分布。在第二套组件140上设置使用第一套组件138有助于保证物流中的流体被迫向上和向下移动，频繁地改变流动方向，这样有助于促进流体的混合因此有利于抑制静态流动区。
格栅组件的厚度优选相对地小。在本发明的一个优选实施方式中，组件的外部区域144的厚度为0.8mm厚。焊接肋板或脊顶142(同样示意于图4A和4B中)围绕网格131周围延伸以提高密封性。优选测量的脊顶142从格栅组件的一面到另一面大约为1.2mm厚。测量的从格栅的一面到另一面的格栅组件138和140的相对峰顶之间的距离优选大约为1mm。格栅相对小的厚度具有几个优点。首先，可得到离子可透过阻档层34上流体更加均匀的分布，因此有助于抑制微生物的污垢。
同样，通过使用相对薄的格栅可减少所需要的流体体积，这样可使用相对少的样品体积用于试验室规模的分离，是有别于现有技术分离设备明显的优点。
最后，如果电场强度保持恒定，使用相对更薄的格栅组件可以使要存储到流体中的电力更少。如果更少的热量被转移到流体中，流体的温度将保持更低。这是不利的，因为高温可破坏样品和希望得到的产品。
图8示意了用于本发明的另一个实施方式的格栅组件144。格栅组件144使用了具有比格栅组件118和120表面积更大的离子可透过阻档层。格栅组件144适当地操作原理，一般与更小表面积格栅组件的相同，尽管第一样品56或第二样品66通过的定位孔146被置于格栅144的两个对角上，而且有更多的通道148将物流从孔146加入到格栅144的中心部分150。筒-筒套和其它组件要增加尺寸和形状上以匹配格栅144的尺寸和形状。
图9是本发明使用的分离设备200的优选实施方式的示意图。分离设备包括配置可容纳筒100和夹具的分离装置2。一旦组件筒放于分离装置2中，使用夹具86将分离装置2固定到应有的位置。在本发明的优选实施方式中，夹具86由铝制造，而且优选作阳极化处理。夹具86优选是简单的螺旋夹具装置这样可以使用螺旋操作的旋钮以打开和关闭夹具86。分离设备显示第一样品容器50、第二样品容器60、及在电解质隔室202中的第一和第二电解质容器42和43。
为使本发明被更清楚地地理解，参考描述的分离工艺的优选实施方式描述分离工艺的实施例。实施例1本发明的设备示意于图9中，用于将鸡蛋白中存在的蛋白质分离为两部分。电泳分离筒示意于图3～7中，适合在该设备中使用。第一电解质室和第一样品室之间放置的第一离子可透过阻档层是pl为4.0的等电膜，所述的膜由Immobiline Chemicals的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(pharmacia，Sweden)制造。第一样品室和第二样品室之间放置的第二离子可透过阻档层是pl为5.0的等电膜，所述的膜由Immobiline Chemicals(pharmacia，Sweden)的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺制造。第二样品室和第二电解质室之间放置的第三离子可透过阻档层是pl为7.0的等电膜，所述的膜由Immobiline Chemicals的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(pharmacia，Sweden)制造。
将第一电解质容器用60mL pH为2.9的2mM乙酸溶液充满。将第二电解质容器用60mL pH为9.9的8mM三乙醇胺溶液充满。将第一和第二样品容器每一个用去离子水以1/25比例稀释的30mL过滤的鸡蛋白溶液充满。将阳极置于第一电解质室中，阴极置于第二电解质室中。施加的电压为250V，分离时间为15分钟。在分离前和分离结束时从样品容器室中取出样品进行分析。
使用iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦膜仪(ConvergentBioscience，Toronto，Canada)分析蛋白样品。熔融石英的分离毛细管5cm长，内径为100微米的。聚焦介质在含水的0.1％甲基纤维素溶液中含有8％的载体两性电解质以覆盖3～10的pH。75mL的待分析样品与150mL的聚焦介质混合，填充到毛细管中在电压3000V下聚焦5分钟。丹酰苯基丙氨酸(pl＝3.52)和叔丁喘宁(pl＝9.61)作为pl标记物。
图10显示了蛋白原料样品的结果。像素650和850之间的峰对应于卵清蛋白同分异构体，在像素1250和1350之间的峰对应于卵传铁蛋白同分异构体。
作为电泳分离的结果，在第一样品容器中累积的在pl＝5.0的等电膜(如图11的下图)阳极侧上的蛋白质的pl值低于5.0，例如卵清蛋白(pl＝4.7)。在第二样品容器中累积的在等电膜(如图11的上图)阴极侧上的蛋白质的pl值大于5.0，例如卵传铁蛋白(pl＝6.1)。实施例2如实施例1相同的设备用于将鸡蛋白中存在的蛋白质分离为两部分。电泳分离筒示意于图3～7中，适合在该设备中使用。第一电解质室和第一样品室之间放置的第一离子可透过阻档层是标称的分子量截取5000Dalton的聚丙烯酰胺膜。第一样品室和第二样品室之间放置的第二离子可透过阻档层是如实施例1的pl为5.0的等电膜，所述的膜由Immobiline Chemicals(pharmacia，Sweden)的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺制造。第二样品室和第二电解质室之间放置的第三离子可透过阻档层是标称的分子量截取5000dalton的聚丙烯酰胺膜。
将第一电解质容器用60mL pH为3.8的2mM乙酸溶液充满。将第二电解质容器用60mL pH为9.9的8mM三乙醇胺溶液充满。将第一和第二样品容器每一个用去离子水以1/25比例稀释的30mL过滤的鸡蛋白溶液充满。将阳极置于第一电解质室中，阴极置于第二电解质室中。施加的电压为250V，分离时间为15分钟。在分离结束时从样品容器室中取出样品进行分析。
使用iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦膜仪(ConvergentBioscience，Toronto，Canada)分析鸡蛋白样品。熔融石英的分离毛细管5cm长，内径为100微米。聚焦介质在含水的0.1％甲基纤维素溶液中含有8％的载体两性电解质以覆盖3～10的pH范围。75mL的待分析样品与150mL的聚焦介质混合，填充到毛细管中在电压3000V下聚焦5分钟。丹酰苯基丙氨酸(pl＝3.52)和叔丁喘宁(pl＝9.61)作为pl标记物。
作为电泳分离的结果，在第一样品容器中累积的在pl＝5.0的等电膜(如图12的下图)阳极侧上的蛋白质的pl值低于5.0，例如卵清蛋白(pl＝4.7)。在第二样品容器中累积的在pl＝5.0等电膜(如图11的上图)阴极侧上的蛋白质的pl值大于5.0，例如卵传铁蛋白(pl＝6.1)。尽管事实上第一和第三离子可透过阻档层不是如实施例1的等电膜，但是既没有卵清蛋白也没有卵传铁蛋白损失在第一或第二电解质室中。在分离结束时，在第一和第二样品容器中溶液的pH值分别为4.7和6.7。实施例3如实施例1相同的设备用于将鸡蛋白中存在的蛋白质分离为两部分。第一电解质室和第一样品室之间放置的第一离子可透过阻档层是标称的分子量截取1,000,000dalton的聚丙烯酰胺膜。第一样品室和第二样品室之间放置的第二离子可透过阻档层是如实施例1的pl为5.0的等电膜，所述的膜由Immobiline Chemicals(pharmacia，Sweden)的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺制造。第二样品室和第二电解质室之间放置的第三离子可透过阻档层是标称的分子量截取1,000,000dalton的聚丙烯酰胺膜。
将第一电解质容器用60mL pH为3.8的2mM乙酸溶液充满。将第二电解质容器用60mL pH为9.9的8mM三乙醇胺溶液充满。将第一和第二样品容器每一个用去离子水以1/25比例稀释的30mL过滤的鸡蛋白溶液充满。将阳极置于第一电解质室中，阴极置于第二电解质室中。施加的电压为250V，分离时间为15分钟。在分离结束时从样品容器室中取出样品进行分析，使用iCE280全柱成像毛细管等电子聚焦膜仪分析。
作为电泳分离的结果，在第一样品容器中累积的在pl＝5.0的等电膜(如图13的下图)阳极侧上的蛋白质的pl值低于5.0，例如卵清蛋白(pl＝4.7)。在第二样品容器中累积的在pl＝5.0等电位膜(如图13的上图)阴极侧上的蛋白质的pl值大于5.0，例如卵传铁蛋白(pl＝6.1)。尽管事实上第一和第三离子可透过阻档层的平均孔径足够大以致于使卵清蛋白和卵传铁蛋白通过它们的阻挡层，但是既没有卵清蛋白也没有卵传铁蛋白损失在第一或第二电解质室中。在分离结束时，在第一和第二样品容器中溶液的pH值分别为4.7和6.2。实施例4如实施例1相同的设备用于从人类血浆中精制免疫球蛋白G(lgG)。第一电解质室和第一样品室之间放置的第一离子可透过阻档层是标称的分子量截取150,000dalton的聚丙烯酰胺膜。第一样品室和第二样品室之间放置的离子可透过阻档层是pl为5.8的等电膜，所述的膜由Immobiline Chemicals(pharmacia，Sweden)的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺制造。第二样品室和第二电解质室之间放置的第三离子可透过阻档层是是标称的分子量截取150,000dalton的聚丙烯酰胺膜。
将第一电解质容器用HCl调节到pH为4.8 2L的2mM含有5mMNaCl的5-氨基己酸溶液充满。将第二电解质容器用NaOH调节到pH为6.8 2L的2mM也含有5mM NaCl的MOPSO溶液充满。将阳极置于第一电解质室中，阴极置于第二电解质室中。施加的电压为250V。起初，两个样品容器都用去离子水充满。施加电压2分钟以从膜中除去任何未聚合的材料。2分钟后，所有的容器都已排空，电解质容器重新充满新鲜的电解质，每一个样品容器用去离子水稀释1～3倍的15mL人类血浆充满。施加电压40分钟。在0、10、20和40分钟时分别从样品容器室中取出样品进行分析。
图14显示用于分析样品中存在的蛋白质谱带的SDS-PAGE凝胶的图像，所述的样品在从人类血浆中分离IgG期间从制备级的等电子聚焦设备的第一和第二样品容器中收集。分子量标记物(Sigma，St.Loius，MO，USA)被施加到通道1上，药物级的IgG制剂用作参考材料置于通道2上。分别在0、10、20和40分钟时从置于通道3、4、5和6上的第一样品容器中取样。分别在0、10、20和40分钟时从置于通道7、8、9和10上的第二样品容器中取样。在40分钟内精制IgG。
这些实施例表明使用本发明公开的设备和方法可以实现非常迅速的两性组分的分离。高的产品速度归因于该系统短的电泳迁移距离、高的电场强度和良好的热消散特性。
此处仅通过实施例对本发明进行了描述。本领域的普通技术人员应理解本发明可以有许多变化和/或修饰，因为在不背离本发明精神或范围的前提下，本发明具体实施方式
中描述的那些变化应作为广义的描述。通过阅读和理解本发明的公开，本领域的普通技术人员可理解本发明的其他特征和方面。很清楚，所报道结果和实施例的这些特征、方面和预期的变化和修饰在本发明的范围之内，而本发明仅由如下权利要求的范围所限定。
权利要求
1.电泳设备，包括(a)第一电解质容器和第二电解质容器；(b)第一样品容器和第二样品容器；(c)分离装置其中第一电解质室与第一电解质容器以流体相连接，第二电解质室与第二电解质容器以流体相连接，第一样品室置于第一和第二电解质室之间，第二样品室置于邻近第一样品室，并且在第一和第二电解质室之间的位置，第一样品室与第一样品容器以流体相连接，第二样品室与第二样品容器以流体相连接；(d)第一离子可透过阻挡层置于第一和第二样品室之间，第一离子可透过阻挡层基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(e)第二离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，第二离子可透过阻挡层基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(f)第三离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，第三离子可透过阻挡层基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合；(g)电极置于第一和第二电解质室内；(h)一种装置用于从第一电解质容器中将电解质提供给第一电解质室，及从第二电解质容器中将电解质提供给第二电解质室；及(i)一种装置用于从至少第一样品容器将样品或流体提供给第一样品室，或从第二样品容器将样品或流体提供给第二样品室。
2.如权利要求1的电泳设备，其中第一离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
3.如权利要求1或2的电泳设备，其中第一离子可透过阻挡层是具有特性pl值的等电膜。
4.如权利要求3的电泳设备，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
5.如权利要求1～4任一项的电泳设备，其中第二和第三离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
6.如权利要求1～5任一项的电泳设备，其中第二或第三离子可透过阻挡层的至少一个是具有特性pl值的等电膜。
7.如权利要求6的电泳设备，其中至少一个等电膜具有的pl值为约2～12。
8.如权利要求1～7任一项的电泳设备，其中第二和第三离子可透过阻挡层每一个都是具有特性pl值的等电膜。
9.如权利要求8的电泳设备，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
10.如权利要求8的电泳设备，其中第二和第三离子可透过阻挡层是具有不同特性pl值的等电膜。
11.如权利要求1～10任一项的电泳设备，电泳设备包括(h)一种装置用于从第一和第二电解质容器的每一个循环电解质通过相应的第一和第二电解质室，从而在相应的电解质室中形成第一和第二电解质物流；及(i)一种装置用于从第一和第二样品容器的每一个中循环样品通过相应的第一和第二样品室，从而在相应的样品室中形成第一和第二样品物流。
12.如权利要求11的电泳设备，其中装置(h)和(i)是泵设备，分别控制电解质物流和样品物流的独立移动。
13.如权利要求1～12任一项的电泳设备，电泳设备进一步包括(j)用于移出和置换在第一或第二样品容器中样品的装置。
14.如权利要求1～13任一项的电泳设备，电泳设备进一步包括(k)保持电解质和样品溶液温度的装置。
15.如权利要求1～14任一项的电泳设备，其中提供分离装置作为与电解质容器和样品容器流动连接的柱体或盒体。
16.从样品中通过电泳分离或去除至少一种组分的方法，该方法包括如下步骤(a)提供电泳设备，包括第一电解质容器和第二电解质容器；第一样品容器和第二样品容器；分离装置具有第一电解质室与第一电解质容器以流体相连接，第二电解质室与第二电解质容器以流体相连接，第一样品室置于第一和第二电解质室之间，第二样品室置于邻近第一样品室及第一和第二电解质室之间的位置，第一样品室与第一样品容器以流体相连接，第二样品室与第二样品容器以流体相连接；第一离子可透过阻挡层置于第一和第二样品室之间，第一离子可透过阻挡层基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；第二离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，第二离子可透过阻挡层基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；第三离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，第三离子可透过阻挡层基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合；电极置于第一和第二电解质室内；一种装置用于从第一电解质容器中将电解质提供给第一电解质室，及从第二电解质容器中将电解质提供给第二电解质室；及一种装置用于从至少第一样品容器将样品或流体提供给第一样品室，或从第二样品容器将样品或流体提供给第二样品室。(b)将电解质加入第一和第二电解质容器中；(c)将样品加入第一和第二样品容器的至少一个中；(d)任选的将流体加入第一和第二样品容器的至少一个中；(e)从第一和第二电解质容器中将电解质提供给第一和第二电解质室；(f)将在第一和第二样品容器中的样品或流体提供给第一和第二样品室；(g)在电极之间施加电压使第一或第二样品室中的至少一种组分移动通过第一离子可透过阻挡层进入第一或第二样品室另一个中，或通过第一和第二电解质室的至少一个，其中在第一和第二电解质室的电解质与第一和第二样品室的样品或流体之间基本上没有发生对流混合。
17.如权利要求16的方法，其中至少一种样品组分具有pl值。
18.如权利要求16或17的方法，其中第一离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
19.如权利要求16～18任一项的方法，其中第一离子可透过阻挡层是具有特性pl值的等电膜。
20.如权利要求19的方法，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
21.如权利要求16～20任一项的方法，其中第二和第三离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
22.如权利要求16～21任一项的方法，其中第二或第三离子可透过阻挡层的至少一个是具有特性pl值的等电膜。
23.如权利要求22的方法，其中至少一个等电膜具有的pl值为约2～12。
24.如权利要求16～23任一项的方法，其中第二和第三离子可透过阻挡层每一个都是具有特性pl值的等电膜。
25.如权利要求24的方法，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
26.如权利要求25的方法，其中等电膜具有不同的pl值。
27.如权利要求16～26任一项的方法，其中来自第一和第二电解质容器至少一个中的电解质被循环通过第一或第二电解质室从而形成第一或第二电解质物流。
28.如权利要求27的方法，其中来自第一和第二电解质容器的电解质被循环通过第一和第二电解质室形成第一和第二电解质物流。
29.如权利要求16～28任一项的方法，其中第一或第二样品容器中的物质被循环通过第一或第二样品室形成第一或第二样品物流通过第一或第二样品室。
30.如权利要求29的方法，其中第一和第二样品容器中的物质被循环通过第一和第二样品室形成第一和第二样品物流通过第一和第二样品室。
31.如权利要求16～30任一项的方法，其中除去第一或第二样品容器中的样品或流体并用新鲜的样品或流体取代。
32.如权利要求16～31任一项的方法，其中一经施加电压即基本上发生所有穿越阻挡层的迁移。
33.如权利要求16～32任一项的方法，其中保持步骤(g)直到在第一或第二样品室或在第一或第二样品容器中的至少一种所希望的组分达到所希望的纯度水平。
34.一种电泳分离装置，包括(a)第一电解质室；(b)第二电解质室；(c)第一样品室置于第一电解质室和第二电解质室之间；(d)第二样品室置于邻近第一样品室及第一电解质室和第二电解质室之间；(e)具有pl特性值的等电膜置于第一和第二样品室之间，该膜可基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(f)第一离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，可基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(g)第二离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，可基本上防止第二电解质室与第二样品室物质的对流混合；及(h)电极置于第一和第二电解质室内。
35.如权利要求34的装置，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
36.如权利要求34或35的装置，其中第一和第二离子可透过阻挡层是具有特性平均孔径和孔径分布的膜。
37.如权利要求34～36任一项的装置，其中第一或第二离子可透过阻挡层的至少一个是具有特性pl值的等电膜。
38.如权利要求37的装置，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
39.如权利要求34～38任一项的装置，其中第一和第二离子可透过阻挡层每一个是具有特性pl值的等电膜。
40.如权利要求39的装置，其中每一个等电膜具有的pl值为约2～12。
41.如权利要求40的装置，其中每一个等电膜具有不同的特性pl值。
42.从样品中通过电泳分离或去除至少一种组分的方法，该方法包括如下步骤(a)提供电泳装置包括第一电解质室；第二电解质室；第一样品室置于第一电解质室和第二电解质室之间；第二样品室置于邻近第一样品室及第一电解质室和第二电解质室之间；置于第一和第二样品室之间具有pl特性值的等电膜，该膜可基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；第一离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，可基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；第二离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，可基本上防止第二电解质室与第二样品室内物质的对流混合；电极置于第一和第二电解质室内；(b)将电解质加入第一和第二电解质容器中；(c)将样品加入第一和第二样品室的至少一个中；(d)任选的将流体加入第一和第二样品室的至少一个中；(e)在电极之间施加电压使第一或第二样品室中的至少一种组分移动通过等电膜进入第一或第二样品室的另一个中，或通过分隔第一和第二样品室和第一和第二电解质室的至少一个离子可透过阻挡层，其中在第一和第二电解质室的电解质与在第一和第二样品室的样品或流体之间基本上没有发生对流混合。
43.如权利要求42的方法，其中至少一个样品组分具有特性pl值。
44.如权利要求42或43的方法，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
45.如权利要求42～44任一项的方法，其中第一和第二离子可透过阻挡层是具有确定平均孔径和孔径分布的膜。
46.如权利要求42～45任一项的方法，其中第一或第二离子可透过阻挡层的至少一个是具有确定pl值的等电膜。
47.如权利要求42～46任一项的方法，其中等电膜具有的pl值为约2～12。
48.如权利要求42～47任一项的方法，其中第一和第二离子可透过阻挡层每一个都是具有确定pl值的等电膜。
49.如权利要求48的方法，等电膜具有的pl值为约2～12。
50.如权利要求49的方法，其中每一个等电膜具有不同的确定的pl值。
51.如权利要求42～50任一项的方法，其中一经施加电压，样品中基本上所有的组分即发生穿越膜或穿越阻挡层的迁移。
52.一种电泳设备，包括(a)第一电解质容器和第二电解质容器；(b)第一样品容器和第二样品容器；(c)分离装置具有第一电解质室与第一电解质容器以流体相连接，第二电解质室与第二电解质容器以流体相连接，第一样品室置于第一和第二电解质室之间，第二样品室置于邻近第一样品室及第一和第二电解质室之间的位置，第一样品室与第一样品容器以流体相连接，第二样品室与第二样品容器以流体相连接；(d)等电膜置于第一和第二样品室之间，等电膜置基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(e)具有确定平均孔径和孔径分布的第一膜，置于第一电解质室和第一样品室之间，第一膜基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(f)具有确定平均孔径和孔径分布的第二膜，置于第二样品室和第二电解质室之间，第二膜基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合；(g)电极置于第一和第二电解质室内；(h)一种装置用于从至少第一电解质容器中将电解质提供给第一电解质室，或从第二电解质容器中将电解质提供给第二电解质室；及(i)一种装置用于从至少第一样品容器将样品提供给第一样品室，或从第二样品容器将样品提供给第二样品室。
53.一种电泳设备，包括(a)第一电解质容器和第二电解质容器；(b)第一样品容器和第二样品容器；(c)分离装置具有第一电解质室与第一电解质容器以流体相连接，第二电解质室与第二电解质容器以流体相连接，第一样品室置于第一和第二电解质室之间，第二样品室置于邻近第一样品室及第一和第二电解质室之间的位置，第一样品室与第一样品容器以流体相连接，第二样品室与第二样品容器以流体相连接；(d)具有确定pl的第一等电膜置于第一和第二样品室之间，第一等电膜基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(e)具有确定pl的第二等电膜，置于第一电解质室和第一样品室之间，第二等电膜基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(f)具有确定平均孔径和孔径分布的膜，置于第二样品室和第二电解质室之间，所述的膜基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合；(g)电极置于第一和第二电解质室内；(h)一种装置用于从至少第一电解质容器中将电解质提供给第一电解质室，或从第二电解质容器中将电解质提供给第二电解质室；及(i)一种装置用于从至少第一样品容器将样品提供给第一样品室，或从第二样品容器将样品提供给第二样品室。
54.一种电泳设备，包括(a)第一电解质容器和第二电解质容器；(b)第一样品容器和第二样品容器；(c)分离装置具有第一电解质室与第一电解质容器以流体相连接，第二电解质室与第二电解质容器以流体相连接，第一样品室置于第一和第二电解质室之间，第二样品室置于邻近第一样品室及第一和第二电解质室之间的位置，第一样品室与第一样品容器以流体相连接，第二样品室与第二样品容器以流体相连接；(d)具有确定pl的第一等电膜置于第一和第二样品室之间，第一等电膜置基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；(e)具有确定pl的第二等电膜，置于第一电解质室和第一样品室之间，第二等电膜基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；(f)具有确定pl的第三等电膜，置于第二样品室和第二电解质室之间，第三等电膜基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合；(g)电极置于第一和第二电解质室内；(h)一种装置用于从至少第一电解质容器中将电解质提供给第一电解质室，或从第二电解质容器中将电解质提供给第二电解质室；及(i)一种装置用于从至少第一样品容器将样品提供给第一样品室，或从第二样品容器将样品提供给第二样品室。
55.如权利要求1的设备在从样品中分离或移动至少一种化合物中的应用。
56.由权利要求16的方法分离或得到的化合物。
57.如权利要求34的电泳装置在从样品中分离或移动至少一种化合物中的应用。
58.由权利要求42的方法分离或得到的化合物。
全文摘要
含有分离装置的电泳设备，具有第一电解质室和第二电解质室；第一样品室和第二样品室；第一离子可透过阻挡层置于第一和第二样品室之间，基本上防止第一和第二样品室内物质的对流混合；第二离子可透过阻挡层置于第一电解质室和第一样品室之间，基本上防止第一电解质室和第一样品室内物质的对流混合；第三离子可透过阻挡层置于第二样品室和第二电解质室之间，基本上防止第二电解质室和第二样品室内物质的对流混合。
文档编号G01N27/447GK1460034SQ01815894
公开日2003年12月3日 申请日期2001年9月24日 优先权日2000年9月22日
发明者久洛·维格, 戴维·奥格尔, 丹尼斯·布莱恩·赖莱特 申请人:得克萨斯A&M大学体系, 格拉迪普有限公司