[發明專利]一種用于毛細管電泳的無膠篩分介質及其制備方法

有效

• 申請號: 201510481811.2
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN105367693B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 俞麗娟;聶燕釵;姜伯瑋
• 申請（專利權）人: 公安部第一研究所;北京中盾安民分析技術有限公司
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F2/38;C08F4/30;C12N15/10;C12Q1/68
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司11282
• 代理人: 徐金偉

技術領域

本發明涉及毛細管電泳的篩分介質技術領域，具體涉及一種用于毛細管電泳的無膠篩分介質及其制備方法。

背景技術

現有技術中，毛細管電泳(capillary electrophoresis，CE)又叫高效毛細管電泳(HPCE)，是近年來發展最快的分析方法之一。1981年Jorgenson和Lukacs首先提出在75μm內徑的毛細管柱內加高電壓進行分離，創立了現代毛細管電泳。1984年Terabe等建立了膠束毛細管電動力學色譜。1987年Hjerten建立了毛細管等電聚焦，Cohen和Karger提出了毛細管凝膠電泳。1988～1989年出現了第一批商品化的毛細管電泳儀。短短幾年內，由于毛細管電泳(CE)符合以生物工程為代表的生命科學各領域中對多肽、蛋白質(包括酶、抗體)、核苷酸乃至脫氧核糖核酸(DNA)的分離分析要求，從而得到了迅速的發展。

毛細管電泳(CE)是一類以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力，以樣品在電場下移動速率不同而達到分離目的的液相微分離分析技術，具有分離效率高、分析時間短、樣品消耗少等優點。毛細管電泳通常使用石英毛細管，內徑范圍在50μm至100μm，長度從25cm到75cm。在DNA分離過程中，分離介質起著非常重要的作用，它決定了DNA的遷移特性、分離度、讀出長度、重現性、注入時間、注入壓力以及毛細管壽命等，因此分離介質的研究是DNA分離與測序工作中最重要的組成部分之一。分離介質可分為凝膠篩分介質和無膠篩分介質(非交聯的高分子溶液)兩種。1989年首次報道了以水溶性高分子溶液為介質的毛細管電泳成功地分離了dsDNA，自此高分子溶液取代凝膠而作為DNA分離介質得到廣泛研究。

理想的DNA分離介質應具備：良好的篩分性能；自涂覆能力，以抑制電滲流以及消除DNA與毛細管管壁之間的吸附作用；良好的溶解能力和高親水性；高分子量、低粘度，以便于注入和更換介質，利于DNA分析和分離的自動化；在堿性條件下具有良好的化學穩定性。現已形成以聚丙烯酰胺(LPA)和聚二甲基丙烯酰胺(PDMA)為主，其他多種高分子聚合物為輔的無膠篩分體系。

STR分型及ssDNA測序分析使用的溶液通常以一定濃度的線性均聚物作為溶質。親水性聚合物以非共價方式吸附到毛細管內壁，抑制電滲流并能避免DNA與內壁的相互作用。LPA具有高親水性和優良的DNA分離能力。但是它還有高粘度、在高PH值條件下易于水解等缺點。我們在聚合丙烯酰胺時嚴格控制聚合反應溫度、時間等影響因素，通過控制分子量從而提高LPA的纏結熱穩定性，發揮其高親水性及良好的篩分能力。

中國專利CN102220599B公開了一種聚合物鏈的準互穿聚合物網絡，所述聚合物鏈包括:

(a)長鏈線性聚(N，N一二甲基丙烯酰胺)鏈，其粘均分子量在800kDa～1200kDa的范圍；(b)短鏈線性聚(N，N一二甲基丙烯酰胺)鏈，其粘均分子量在20kDa～60kDa的范圍；和(c)丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺的無規共聚物鏈，所述無規共聚物在所述長鏈線性聚(N，N一二甲基丙烯酰胺)鏈(a)和所述短鏈線性聚(N，N一二甲基丙烯酰胺)鏈(b)的存在下通過將丙烯酰胺單體和N，N二甲基丙烯酰胺單體進行氧化還原自由基聚合制備，所述無規共聚物的分子量大小在1MDa～10MDa的范圍，其中在所述丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺的無視共聚物鏈中，所述單體丙烯酰胺和所述單體N，N一二甲基丙烯酰胺的重量比為90：10～99.9：O.1；其中，所述長鏈、短鏈線性聚(N，N一二甲基丙烯酰胺)和所述丙烯酰胺和N，N一二甲基丙烯酰胺的無視共聚物鏈彼此纏結、互穿，形成聚合物鏈的準互穿聚合物網絡，并且其中，所述聚合物鏈的準互穿聚合物網絡無化學交聯，和其中所述無視共聚(丙烯酰胺-N，N-二甲基丙烯酰胺)與所述長鏈聚(N，N二甲基丙烯酰胺)和所述短鏈聚(N，N一二甲基丙烯酰胺)兩者之和的重量比是50：50～99：10。但是，該專利還存在分辨率低、穩定性差的問題。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，本發明提供制備的篩分介質可用于STR分型、ssDNA測序的毛細管電泳分離，本發明提供一種制備具有高分辨率、高穩定性、低粘度的毛細管電泳無膠篩分介質及其制備方法。