[發明專利]用于分離分子的設備和方法

有效

• 申請號: 201580064899.6
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN106999797B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 黃鐵民
• 申請（專利權）人: 先進電泳方案有限公司;愛培美德有限公司
• 主分類號: B01D17/06
• 分類號: B01D17/06;G01N27/26;G01N30/60
• 代理公司: 11440 北京京萬通知識產權代理有限公司
• 代理人: 許天易;徐小琴

本發明公開用于全柱成像檢測(WCID)毛細管等電聚焦(CIEF)的設備和方法。設備包括具有分離內徑和分離外徑的分離毛細管；基座，其中分離毛細管附接到基座；具有入口內徑和入口外徑的入口傳送毛細管；以及具有出口內徑和出口外徑的出口傳送毛細管。入口傳送毛細管、分離毛細管和出口傳送毛細管經配置彼此流體連通。分離內徑大于出口內徑。

相關專利申請的交叉引用

本申請要求于2014年12月5日提交的名稱為“用于全柱成像檢測毛細管等電聚焦的設備和方法(Apparatus and Method for Whole Column Imaging DetectionCapillary Isoelectric Focusing)”的美國臨時申請No.62088353的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開總體涉及用于分離諸如蛋白質或其他兩性生物分子的分子的毛細管等電聚焦的技術領域，并且更具體地涉及用于全柱成像檢測(WCID)毛細管等電聚焦(CIEF)的設備和方法。

背景技術

蛋白質和其他兩性生物分子的分離和表征在生命科學研究和工業中是重要的。等電聚焦(IEF)是高分辨率和高濃度分離技術。IEF基于蛋白質和其他生物分子的表面電荷分離蛋白質和其他生物分子。在IEF中，兩性化合物在電場下沿著載體兩性電解質混合物產生的pH梯度遷移，直到它們的表面凈電荷接近于零，并聚焦到局部pH等于它們的等電點(pI)的區帶中。IEF用于蛋白質分離并且用作二維復合蛋白質分離的第一維。例如，IEF結合十二烷基硫酸鈉(SDS)凝膠電泳(分離機制基于其分子量)，稱為二維凝膠電泳(2-DE)，已被用于蛋白質組學中的蛋白質分離和定量。結合兩種正交分離技術的二維凝膠電泳(2-DE)增加了復合生物分子的分離分辨率。然而，通常在聚丙烯酰胺板凝膠中實行2-DE，這是勞動密集、耗時且難以重現的。

基于全柱成像檢測(WCID)的毛細管等電聚焦(CIEF)有助于將等電聚焦從傳統的勞動密集且耗時的板凝膠形式演變為自動和高通量的自由溶液毛細管形式。根據檢測方案，存在兩種CIEF技術。當在接近分離毛細管的一個末端的點處檢測時，其是單點檢測(SPD)。當在全部的分離毛細管上檢測時，其是WCID。毛細管等電聚焦(CIEF)在單點檢測(SPD)中分兩步進行。首先，在整個分離毛細管長度中注入蛋白質和載體兩性電解質混合物。將分離毛細管的一個端部和高壓電源的陽極浸入裝注有酸性溶液的小瓶中，并且將分離毛細管的另一個端部和陰極浸入裝注有堿溶液的小瓶中。在該第一聚焦步驟中，分離并聚焦兩性分子。然后，在聚焦完成后，使聚焦的穩定的兩性分子轉移以通過檢測點進行檢測。可以通過向電解液小瓶施加壓力或通過改變陽極電解液或陰極電解液來實現轉移。將陽極電解液改變為非純酸性溶液將引起聚焦的區帶朝向陽極遷移，并且將陰極電解液改變為非純堿溶液將引起聚焦的區帶朝向陰極遷移。然而，在利用SPD的常規CIEF中，轉移步驟經常在聚焦步驟中干擾建立的pH梯度。另外，利用慢轉移和較小的內徑毛細管以最小化在聚焦步驟中實現的分辨率的損失，這降低了分析通量和光學檢測靈敏度。

與SPD CIEF相比，WCID CIEF簡化了方法開發，并且提高了分析通量，而無需轉移。然而，目前WCID CIEF不可以通過將分離的蛋白質洗脫直接引入諸如質譜(MS)的分析工具提供直接異構蛋白質峰表征。另外，可用的膜毛細管的內徑(id)限制了分離毛細管的選擇。這些缺點限制了WCID CIEF在蛋白質分離和定量中的更廣泛的應用，并且妨礙其在蛋白質組學中的應用。

UV吸收檢測器通常在WCID CIEF中作為檢測裝置使用。UV吸收檢測器的靈敏度與檢測波長處的樣品吸光度和光路長度成正比。通常在280nm進行檢測，其中蛋白質或其他生物兩性分子具有相對弱的吸收性。由于檢測靈敏度低，常規的WCID CIEF需要高的樣品濃度。高蛋白質樣品濃度不僅會導致更多的樣品消耗，而且會導致更快速的蛋白質沉淀。

發明內容