[發(fā)明專利]一種用于毛細(xì)管電泳的聚合物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110115233.2
• 申請(qǐng)日: 2011-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102286125A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙興春;葉健;畢萬(wàn)里
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 公安部物證鑒定中心
• 主分類(lèi)號(hào): C08F120/56
• 分類(lèi)號(hào): C08F120/56;C08J3/075;G01N27/447;B01D57/02
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;任鳳華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于毛細(xì)管電泳的聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)

毛細(xì)管電泳是一類(lèi)以毛細(xì)管為分離通道，以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，以樣品在電場(chǎng)下移動(dòng)速率不同而達(dá)到分離目的的液相微分離分析技術(shù)，具有分離效率高，分析時(shí)間短，樣品消耗少等優(yōu)點(diǎn)。毛細(xì)管電泳包括毛細(xì)管凝膠電泳(CGE)和毛細(xì)管無(wú)膠篩分電泳(NGS)。前者使用的是交聯(lián)的聚合物凝膠，而后者使用的是親水性線性高分子溶液(也有叫做非交聯(lián)的高分子溶液)作為篩分介質(zhì)，故稱之為無(wú)膠篩分電泳。無(wú)膠篩分電泳避免了復(fù)雜的凝膠制備過(guò)程和對(duì)毛細(xì)管柱內(nèi)壁的預(yù)處理，所使用的高分子溶液易于注入和洗出毛細(xì)管，對(duì)毛細(xì)管柱的損耗小，可重復(fù)利用次數(shù)增加，更重要的是它能實(shí)現(xiàn)DNA片段的有效分離。目前在法醫(yī)學(xué)中主要使用無(wú)膠篩分+光柵+CCD成像進(jìn)行DNA片段的STR分析。

毛細(xì)管凝膠電泳是分離大分子物質(zhì)最有效方法之一，如生物大分子蛋白質(zhì)，多肽，RNA和DNA等。毛細(xì)管凝膠電泳通常使用石英毛細(xì)管，內(nèi)徑范圍在50微米至200微米，長(zhǎng)度從10cm到100cm。為保護(hù)被分析物不被吸附，同時(shí)消除毛細(xì)管的電滲流，毛細(xì)管內(nèi)壁通常涂有一保護(hù)層。最常用的涂層是聚丙烯酰胺涂層。毛細(xì)管凝膠電泳分離介質(zhì)性質(zhì)決定大分子物質(zhì)的分離度。例如，聚丙烯酰胺凝膠對(duì)DNA片段的分離效果較好。

高分子量聚丙烯酰胺是目前所有聚合物中DNA分離度最好的介質(zhì)。可以分離DNA片段達(dá)1200堿基數(shù)。但聚丙烯酰胺須在毛細(xì)管內(nèi)壁上加涂層，消除毛細(xì)管內(nèi)壁對(duì)DNA的吸附和電滲流，才能有效的分離DNA片段。利用聚丙烯酰胺作為篩分介質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)是：重復(fù)性好，分離能力強(qiáng)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。但是聚丙烯酰胺的篩分性質(zhì)與其它物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)與其分子量的大小有著密切的關(guān)系。如不能有效控制聚合物的分子量大小，將不能保證凝膠的篩分性質(zhì)的穩(wěn)定以及其它物理性質(zhì)的穩(wěn)定。由于篩分介質(zhì)的分子量對(duì)DNA分子的遷移特性、分離度、讀出長(zhǎng)度、重現(xiàn)性以及注入時(shí)間、注入壓力等有直接影響，這些方面能反映篩分介質(zhì)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，因此篩分介質(zhì)的分子量控制是凝膠制備工作中最重要的組成部分之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于毛細(xì)管電泳的篩分介質(zhì)的制備方法。

本發(fā)明提供的制備方法包括如下步驟：將聚合物單體、溶劑和引發(fā)劑混合，在無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述篩分介質(zhì)；所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為10-35分鐘，聚合反應(yīng)的溫度為45-65℃；所述聚合物單體、溶劑和引發(fā)劑的配比是∶(25-35)g∶(50-70)ml∶(0.1-0.2)g。

上述聚合物單體、溶劑和引發(fā)劑的配比具體可以是∶30g∶60ml∶0.15g。

上述聚合反應(yīng)的時(shí)間為10-25分鐘，優(yōu)選是15min；所述聚合反應(yīng)的溫度為55℃。

進(jìn)一步講，上述聚合物單體是N，N-二甲基丙烯酰胺單體，所述溶劑是二氧六環(huán)，所述引發(fā)劑是偶氮二異丁腈；所述篩分介質(zhì)是聚N，N-二甲基丙烯酰胺。

上述無(wú)氧環(huán)境是在反應(yīng)容器中通入稀有氣體或氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)的，所述稀有氣體優(yōu)選是氬氣。

更近一步講，上述制備方法還包括所述聚合反應(yīng)之后的純化和干燥。

根據(jù)本發(fā)明的方法，足夠量的聚合物吸附在硅表面建立一個(gè)硅表面的高粘度區(qū)，它能夠阻礙電場(chǎng)作用下雙電層的移動(dòng)，以及防止分析物貼壁。

本發(fā)明的聚合物主要涉及以二氧六環(huán)為溶劑偶氮二異丁腈為引發(fā)劑合成聚N，N-二甲基丙烯酰胺，反應(yīng)式如下：

上述純化包括如下步驟：往所述聚合反應(yīng)后的溶液中加入沉淀劑，得到粗產(chǎn)物沉淀；將所述粗產(chǎn)物沉淀溶于二氯甲烷中，再次加入沉淀劑，得到另一粗產(chǎn)物沉淀；將所述另一粗產(chǎn)物沉淀溶于二氯甲烷中，再次加入沉淀劑，得到所述篩分介質(zhì)。

上述沉淀劑可以為正己烷。

上述的方法制備得到的篩分介質(zhì)也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

上述篩分介質(zhì)的重均分子量為300kDa-2000kDa，優(yōu)選為1249kDa。

用上述的篩分介質(zhì)配制得到的凝膠也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

上述篩分介質(zhì)或上述的凝膠在毛細(xì)管電泳中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。