[发明专利]用来向毛细管电泳装置中馈送样品的方法和装置

说明书

本发明涉及用来向毛细管电泳装置的毛细管中馈送液体样品的方法和装置。

电泳是一种通过它可以电分离一电解液中带电粒子、且通过某些特殊方法也可以分离不带电粒子的电化学方法，这些粒子的大小从最小的离子与分子到胶体粒子。这些粒子以取决于它们的电荷与其他特性的不同速率在一电场中移动。在区带电泳法中，把待分离样品作为一狭窄区带放入电解液即本底(background)溶液中。在电场中，样品的不同成分分离成分离区带。为使这些区带不过度扩展，必须防止本底溶液的对流。在区带电泳法中，是通过例如纸、凝胶或其他支持介质稳定该溶液来做此事。

电泳发展的最新阶段是毛细管电泳，它是分析化学中进步最快的应用领域之一。在该方法中，本底溶液在一很细的毛细管中以致于液体的粘滞力会抑制对流。该毛细管的内径范围通常从20到100μm。这样，在一自由溶液中进行电泳，由此消除了由支持介质造成的扰动。还易于从毛细管中消除由电流产生的热能，因此就可施加一高压电场，从而加速分离。另外，还易于进行毛细管电泳的自动化操作。

在毛细管区带电泳中，用一装有样品溶液的毛细管将两个装有本底电解液的槽互连。每个槽都装有一个电极。把待分析的样品作为一短的区带引入毛细管的一端。为了引入样品，通常把毛细管的这一端输送到一个槽中，并把所需量的样品溶液注入毛细管，之后再把毛细管的该端送回本底溶液中。用这些槽中的电极把一范围通常从200到1000V/Cm的电场施加在毛细管上，在该电场的作用下带电粒子将开始在毛细管中运动。如果不同的粒子在电场中具有不同的速率，则它们会相互分离。粒子的区带将在不同时间通过毛细管另一端的检测器，并且测量它们的信号。

毛细管电泳具有许多优点，例如高分离速度、高分辨率和所需样品尺寸小。为了达到高分辨率，重要的是能把样品作为尽可能短的区带引入毛细管。毛细管其自身内部的容积非常小，而且样品体积必须只是毛细管容积的一小部分。毛细管电泳中注入样品的问题尚未令人满意地解决。目前有两种用于加样的方法：流体动力学法和电动力学法。在这两种方法中，首先使毛细管装满本底溶液，在加样时，把毛细管接收样品的一端输送到样品溶液中，样品溶液的量必须足以使毛细管的这一端全部浸入其中。

按照流体动力学方法，通过一压差将样品注入毛细管中。该压差要么通过把毛细管端部置于不同液位从而产生一液体静压差来产生，要么用气体在一可密封样品槽中产生过压来产生，该过压将样品溶液注入毛细管中。通过选择压差及其有效作用时间来控制进入毛细管中的样品量。

在电动力学加样中，将一毛细管端放入样品槽，并且将电泳电流加在电极之间，于是样品中的带电粒子将开始以取决于其特定迁移率的速率移入毛细管。另外，在电渗的作用下，整个样品溶液将开始流入毛细管。所转移的样品量是电场与时间的函数，它对于具有不同电迁移率的物质来说是不同的。

这些已知的加样法的先决条件是：把毛细管的接收样品端从本底溶液输送到样品溶液中，在取样之后再将其返回到本底溶液中，以及要有足够的样品量。这些转送步骤很麻烦并且影响所注入样品的量，另外它们在某种程度上不可控制。只把毛细管在样品溶液中浸一下将会注入少量的样品。为了能精确地控制加样，必须不把毛细管移到本底溶液外面而进行加样。

美国专利5141621公开了一种毛细管电泳系统，其中把该电泳系统的加样毛细管和分离毛细管固定连接到一界面室上。很难构造该界面并且该固定界面使例如加样毛细管和/或分离毛细管的更换复杂化。另外，在该美国专利的系统中，必须通过加样毛细管用抽吸法将样品溶液抽入界面室或分离毛细管中。在这种情况下，需要比加入分离毛细管中样品量更多的样品量。

本发明的目的是提供一种用来将样品引入毛细管区带电泳装置分离毛细管中的新颖的方法和装置。本发明的具体目的在于提供一种用其可将样品注入毛细管而无需将毛细管移到本底溶液外部的方法和装置。另外，本发明的目的在于提供一种其应用无需大量样品的方法和装置。为实现这一目的，本发明的特征在于权利要求1和9的特征项中所述的内容。

本发明的优点在于无需将分离毛细管的样品接收端移到本底溶液的外部，由此加速并简化了加样，并可精确地控制所加入样品的量。另外，所需样品量非常少。