专利名称：无电歧视的新型毛细管电泳进样装置的制作方法
无电歧视新型毛细管电泳进样装置属于分析化学中的毛细管电泳装置。
毛细管电泳是近几年内迅速发展起来的分离，分析新技术。它使用内径20-100微米的毛细管，在最高达5万伏电压下进行样品的电泳分离，可以很方便地实现高效(每米几十至几百万理论塔板)，快速(一般仅需几分钟)，灵敏(使用紫外检测器时，最小检测量达10-14～10-16mol)且自动化的分离分析。由于毛细管电泳管柱体积极小(一般仅数微升)，样品进样量为纳升级(10-9l)，所以，对进样技术要求很高。目前，一般使用以下三种进样方法，即(1)电动进样(又称为动电进样，电迁移进样等)，利用电渗流和离子电迁移的共同作用，将样品导入毛细管电泳系统。这一方法简便，但有电歧视现象，造成样品中荷质比不同的离子进样量的差异。
(2)流体力学进样包括以真空，压力或位差等方式将样品引入电泳系统。没有电歧视现象，但结构复杂且控制较难。
(3)微注射器进样因体积太小，难以控制，通常采用分流进样方式。要求有高度精密的机械结构，且较难控制。
在商品毛细管电泳仪上，一般同时采用电动进样和流体力学进样两种方式。
本发明的目的是为了克服现有技术中的电歧视视现象、结构复杂和难以控制的缺点而提出一种采用三电极体系的毛细管电泳进样装置。简单装置如图1。
从图1可看出本发明的毛细管电泳进样装置除有电极E1和E2外还有第三电极E3，通过毛细管柱C将三个电极相连接。一个检测窗口W位于E1和E3之间，在E1和E2之间装有可调主高压直流电源V1，V1可产生1～50000伏电压为电泳电压，在E2与E3之间装有可调辅高压直流电源V2，V2可产生1～5000伏电压为进样电压，通常电极E3距E2为1-100厘米，较好为10-30厘米，检测窗W距电极E1为10-150厘米，较好为10～30厘米，检测窗W旁装有紫外或其它适用检测器D。
当进行操作时，在电极槽E1处放置样品池，在电极E2和E3之间施加电压V2，V2为100-5000伏，较佳为600-3000伏，E3为正极，E2为负极，在毛细管E2-E3区段内便会产生电渗流，其方向为E3→E2。由于E1-E2之间毛细管为一整体，则E2-E3间的电渗流便会产生泵吸作用，将E1处的样品吸入毛细管内，完成进样。当体系几何参数固定时，进样量与施加电压，电压作用时间及样品溶液浓度呈正比。完成进样后，将E1处的样品池换成电极液池，在E1-E2间施加电压100-50000伏，较佳100-30000伏，使样品通过紫外检测进行毛细管电泳分析，以记录峰高或峰面积值进行定量计算，通常电极液为电解质水溶液。
以上进样方式可用于毛细管电泳的各种分离模式，但对毛细管凝胶电泳不适用。在毛细管凝胶电泳中，可利用E1，E2两电极或E1，E3两电极进行普通的电动进样操作。
电极E1，E2与一般毛细管电泳装置相同，且最好处于相同高度上，以避免因高度差带来的流动，第三电极处于E1和E2之间，最好采用垂直立式安装方式。
该系统的毛细管柱通常可以使用内径为20-200微米，长度为10-200厘米的弹性石英毛细管，E1-E3间的毛细管也可以使用其它绝缘材料制成的毛细管，电极E1和E2与普通毛细管电泳中所用的相同。电极E3具有特殊结构，其基本形式可以是固定式的，亦可以是可拆卸的，它们的区别仅在于对接套管的不同，固定式采用胶粘剂密封，而可拆卸式的是利用弹性高分子密封圈代替了胶粘剂，从而可以反复多次更换E1-E3间的毛细管。图2示意了固定式结构图，两段磨平断口的弹性石英毛细管(2、10)对接，接口外套以一段对接套管(7)并以胶粘剂将套管两端与毛细管的缝隙封住(6)，接好的毛细管装入电极槽(5)内，其下端加上弹性胶垫(8)并与电极槽下盖(9)压紧以防电极液外泄。电极丝(1)穿过上盖(3)置入电极槽(5)，整个第三电极最好垂直安装，使用时电极槽内充入电极液并令其没过对接套管，电极液自(11)进入电极槽，而通过出液口(4)引出。
石英毛细管为内径20-200微米弹性石英毛细管;对接套管可以用可控孔径玻璃或可控孔径陶瓷中空纤维、高分子材料超滤中空纤维或空心离子交换膜等材料;胶粘剂可以采用环氧树脂，有机硅胶粘剂等胶粘剂，但它们必须能长时间在电极溶液浸泡时，不被破坏且不释放可溶性杂质，电极丝可选用铂丝、金丝、石墨细棒或其它适用电极材料，电极槽主体、上下盖等，可以采用有机玻璃，聚苯乙烯或其它任何工程塑料或玻璃制成;下盖密封胶垫可用天然橡胶，硅橡胶，氟橡胶或其它有机弹性体制成。无电歧视的新型毛细管电泳进样装置也可以由三个以上多电极组成的体系完成进样。利用本发明的新型三电极毛细管电泳进样装置，可以避免因样品中荷质比不同的离子使用电动力进样时产生的电歧视现象，达到与流体力学进样法相同的均衡进样的效果，同时具有进样简便，易于控制的优点。例如，以丹酰基赖氨酸和丹酰基谷氨酸的重量比1∶1的混合溶液为样品，在电动进样时，丹酰基赖氨酸与丹酰基谷氨酸峰高之比为1∶0.620;而用三电极进样时则为1∶0.951，后者不表现普通电动进样时的电歧视现象。
实施例1用长50厘米，内径75微米，外径375微米的弹性石英毛细管，配以100-30000伏可调直流电源(V1)及1-3000伏可调直流电源(V2)两个电源，在距E220厘米处安装第三电极E3，构成三电极毛细管电泳系统。在距E120厘米处开一检测窗口W，以254nm紫外检测器D进行检测。套管材料为可控孔径玻璃(微孔径30nm)中空纤维，其内径为500微米。以峰高值定量，笔式记录仪记录。
当以丹磺酰基丙氨酸为样品(1.5mg/ml)时，进样电压V2＝3000伏，电泳电压V1＝15000伏，进样时间t＝7秒，取样本数为n＝8即测量8次，其峰高平均值为6.07cm，相对标准偏差RSD＝1.75%。
实施例2实验装置与条件同例(1)，但改变进样电压，以测定进样量与进样电压的关系。峰高值h(厘米)对进样电压呈线性关系。
实施例5其实验条件及装置同例1，以丹酰基赖氨酸和丹酰基谷氨酸的重量比1∶1的混合溶液为样品，在电动进样时，丹酰基赖氨酸与丹酰基谷氨酸峰高之比为1∶0.620;而用三电极进样时则为1∶0.951，后者不表现进样时的电歧视现象。
图1、无电歧视新型毛细管电泳进样装置示意图E1第一电极E2第二电极E3第三电极V1可调主高压直流电源V2可调辅高压直流电源C毛细管W检测窗D检测器图2、第三电极结构图(1)电极丝(2)弹性石英毛细管(3)上盖(4)出液口(5)电极槽(6)缝隙密封胶(7)对接套管(8)弹性胶垫(9)下盖(10)弹性石英毛细管(11)进液口
权利要求
1.一种无电歧视的新型毛细管电泳进样装置，其特征在于(1)体系包括E1，E2和E3三个电极，毛细管，主高压电源，辅高压电源，样品检测窗，及检测器系统。(2)第三电极的特殊结构(3)整个装置的连接和操作方式是在电极槽E1处放置样品池，在电极E2，E3为正极，E2为负极，在毛细管E2-E3区段内产生电渗流，其方向为E3→E2，由于E1→E2之间毛细管为一整体，则E2-E3间的电渗流产生泵吸作用将E1处的样品吸入毛细管内，完成进样。所述的三个电极含有电极液，毛细管采用弹性石英毛细管，主高压电源V1产生的可调直流电压V1为1-50000伏，辅高压电源V2产生的可调直流电压V2为1-50000伏，样品检测窗W旁放置检测器，例如254nm紫外检测器D。所述的三个电极及装置各部件的排列方式和位置可以是E1和E2具有同一高度，E3呈垂直立式安装，E3距E2为1-100厘米，较佳为10-30厘米，视察窗W距电极E1为10-150厘米，较佳10-30厘米。所述的第三电极E3的特殊结构是该电极由电极槽，对接的二段毛细管，对接套管，电极槽的上盖和下盖，及穿过上盖插入电极槽的第三电极丝所组成。
2.根据权利要求1所述的无电歧视新型毛细管电泳进样装置，其特征在于主直流高压V1为100-50000伏，较佳100-30000伏，辅直流电压V2为100-5000伏，较佳600-3000伏。
3.根据权利要求1所述的一种无电歧视的新型毛细管电泳进样装置，其特征在于所述的第三电极E3中含有可固定式和可拆卸式对接套管，固定式采用胶粘剂密封，可拆卸式采用弹性高分子密封圈密封。在电极槽下端有一弹性胶垫与电极槽下盖压紧，电极槽内充入的电极液需没过对接套管。
4.根据权利要求1所述的一种无电歧视的新型毛细管电泳进样装置，其特征在于所述的电极丝可采用铂丝、金丝、石墨细棒为电极材料。
5.根据权利要求3所述的一种无电歧视的新型毛细管电泳进样装置，其特征在于所述的对接套管可以用可控孔径玻璃、可控孔径陶瓷、中空纤维、高分子超滤中空纤维、空心离子交换膜等材料。
全文摘要
无电歧视新型毛细管电泳进样装置属于分析化学中的毛细管电泳装置领域，它是在电极E
文档编号G01N27/447GK1100200SQ93117119
公开日1995年3月15日 申请日期1993年9月7日 优先权日1993年9月7日
发明者刘国诠, 张婷婷, 林启山 申请人:中国科学院化学研究所