[發明專利]一種連串進樣的高通量毛細管電泳方法

有效

• 申請號: 202011487819.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112710719B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 陳義;李宏亮;郭超;郭振朋
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

本發明公開了一種連串進樣的高通量毛細管電泳方法。它包括如下步驟：在一輪毛細管電泳未完成前，持續地實施連串進樣，進樣m次相同或不同的樣品，并分離得到全部樣品的電泳信號；其中，m≥1。本發明Sisi?CE通過采用連串進樣方法進，大幅度地提高了毛細管電泳的分析通量。目前已經達到每單次CE允許約50次進樣，可節約80％的分離時間或49根毛細管。Sisi?CE既簡便經濟，又廣泛可用，因此必有商業開發價值。

技術領域

本發明涉及一種連串進樣的高通量毛細管電泳方法，屬于分析化學中的分離分析領域。

背景技術

隨著生命科學、疾病診斷、藥物分析與開發、食品安全、環境保護研究的大規模展開和快速推進，尤其是各種組學研究的興起，如何快速有效地分析海量的復雜樣品已經成為這些領域的研究瓶頸，阻礙了它們研究的繼續推進，并對分析化學提出了前所未有的嚴峻挑戰，迫切需要發明出具有更高通量的低成本分離分析新方法。

目前針對復雜樣品的大規模高通量分析，主要走分離分析路線，常用加速分離和多維聯用兩大策略。多維分離源自平板凝膠電泳、色譜、毛細管電泳(capillaryelectrophoresis，CE)、質譜等，可自我或互相正交組合，是目前的主流方案和實用技術源頭。加速分離常見于CE等微量、高效分離分析方法。

CE以高速、高效、微量、經濟、綠色環保和可陣列化、可自動化操作而著稱。CE通量本來就很高，加上陣列技術，能解決許多高通量分析問題，曾為人類基因組測序計劃的提前完成作出過重大貢獻，在蛋白質等生物大分子及其代謝產物的分離分析中有獨特的優勢。在經過30多年的發展之后，CE的通量已經有了顯著的提升，主要采用了如下方法和技術：

1.陣列化方法。早在1999年Heller就提出了96根毛細管陣列電泳(CAE)法[Electrophoresis(1999)20:1492-1507]。CAE是通過同時使用多根毛細管做電泳來提高其分析通量的，是現有DNA自動測序的原型。原則上，CAE的容量可隨毛細管根數增加而無限提升；但實際上，并列過多毛細管，會復雜化儀器設計和操作，提升儀器制作成本?，F有的商品毛細管之間，還存在明顯差異，且可能相互干擾，難以保證各毛細管的分離的重現性和檢測結果的一致性。從而實際上限制了毛細管陣列的規模，降低了其實用性，增加了CAE向不同領域推廣的難度。

2.加速電泳過程?，F有三類措施：1)縮短進樣區段以提高分離效率，進而減少分離長度以縮短分離時間，如方群等人開發了一種平移自發進樣技術，通過減少樣品進樣量到100pL，可以在幾秒內完成一次電泳分離過程(Anal.Chem.(2009)81:3693-3698)；胡燦等人開發了一種針對樣品液膜或其干燥痕跡的接觸式進樣技術，進樣區帶長度可縮小至約10μm(Chem.J.Chinese Universities(2015)36:1681-1686)。該類方法能低成本實施，但以犧牲檢測靈敏度為代價，應用范圍因此受限。2)采用新型分離介質，如中科院化學研究所陳義課題組在2013年通過在微通道中組裝光子晶體，來實現氨基酸的秒級分離(Lab.Chip.(2013)13:706-713)。該方法所需分離長度僅厘米級甚至更短，不僅快速而且精密、重現，但組裝光子晶體需要專門技術。3)多段進樣技術，如Britz等人采用緩沖液間隔進樣區帶，可一次電泳分離7個人血清脂肪酸樣品(Anal.Chem.(2019)91:2329-2336)，大約等價于7根毛細管陣列電泳，其操作簡便，但分離長度會順次縮短，存在分離長度歧視的現象。

總體而言，現有CE的通量已經有很高且富有特色，但還有繼續提升空間。如何能低成本地繼續提升CE的分離通量，不僅具有現實需求，亦有重大的理論研究意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種連串進樣的高通量毛細管電泳方法。