减少电渗流的表面制造技术

提供一种有利于区分溶质的制造产品，例如可应用于电泳分离。其中一个实施例的产品是一种毛细管，在所述毛细管内附有聚合物。该聚合物可有效减少不利的相互作用，并且，所述聚合物最好包括一种聚乳胺，在表面暴露于溶质之前吸附于表面。优选的聚乳胺包括聚乙烯基吡咯烷酮，并且其平均分子量至少大约１，０００，０００道尔顿。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及有效地暴露于流动溶质的固体表面，尤其涉及毛细管或微型薄片等表面吸附有聚合物的制品，当这些制品用于电泳分离时，可有效地减少电渗流。与本专利技术相关的
技术介绍
电泳是一种众所周知的分离带电物质的技术，其原理是利用电场影响下带电物质在迁移速率上的差别。毛细管电泳的优点有许多，用非常小的样本量就可以获得定量信息，并且凝胶或缓冲剂的消耗量很小。伴随毛细管电泳会产生某些现象，这些现象在传统的平板凝胶电泳中并不存在。其中之一是现在熟知的电渗流现象，电渗流现象的特征是大量缓冲溶液向某一电极移动。对许多电泳应用来说，并不希望有电渗流，而希望消除或显著减少大量流动。一般而言，当电渗流被减少到最低限度时，电泳的试样组分仅借助于电泳迁移而移动，这改善了分析再现性和试样组分的物质回收。Jorgenson和Lukacs已经注意到，用未处理过的熔凝氧化硅毛细管及pH值为7的磷酸盐缓冲溶液对模型蛋白质，如细胞色素、溶菌酶和核糖核酸酶A进行分离时，伴随着很强的谱尾。他们认为，这种现象可能是由带正电荷蛋白质和带负电荷毛细管壁之间的库仑力相互作用所引起。(Jorgenson等，Science,222,1983,pp.266-272)作者报告了对聚四氟乙烯毛细管的研究，研究发现聚四氟乙烯毛细管对蛋白质也显示出显著的吸附性。他们试图用三甲基硅烷、八癸基硅烷、氨基丙基硅烷和交联的甲基纤维素之类的基团来钝化熔凝氧化硅的表面，但明显地并不成功。然后他们转向于把含有乙二醇的基团结合到表面上。Lauer和McManigill(Analytical Chemistry,58,1986,p.166)报道说，蛋白质和硅石毛细管壁之间的库仑排斥力可以克服蛋白质与毛细管壁的吸附倾向。他们说明了通过改变与蛋白质的等电点(pI)有关的溶液pH值来改变其净电荷，从而分离模型蛋白质(分子量范围是从13,000到77,000)。然而，这种方法的缺点是，当pH值高于7时，硅石开始溶解，这会缩短柱体寿命和降低性能，并且仅能分析等电点小于缓冲溶液pH值的蛋白质。美国专利4,680,201(专利技术者是Hjerten,1987年7月14日发布)描述了另一种方法，来解决不希望发生的蛋白质与毛细管壁之间的相互作用问题。该专利提供了一种方法，用于制备电泳分离所需的薄壁、小直径毛细管。具体做法是，利用二官能化合物，该二官能化合物的一个基团特定地和玻璃壁起反应，而另一个基团和参与聚合过程的单体起反应。自由基过程导致聚合物涂层，如聚丙烯酰胺涂层。另有其他被建议采用的涂覆聚合物，如聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮。其后描述了其他以共价键结合的物质。美国专利5,605,613(1997年2月25日发布，专利技术者是Shiel)披露了在内壁表面具有中性交联亲水性涂层的毛细管柱，据说它减少了与内表面的分析物相互作用。涂层柱包括一种以共价键结合到内表面的聚合物。美国专利5,840,388(1998年11月24日发布，专利技术者是Karger等)，描述了一种用于高性能电泳的涂层微毛细管柱，通过使一种有机化合物(如聚乙烯醇)与柱表面聚合，从而形成聚合物涂层。美国专利5,792,331(1998年8月11日发布，专利技术者是Srinivasan等)，披露了一种涂覆毛细管或层析衬垫的方法，即把一种聚合物，如聚乙烯基吡咯烷酮(“PVP”)，共价结合到毛细管壁上。虽然涉及到化学键结合(即共价结合)的毛细管处理能减少电渗流，但其处理过程相对而言是费时和昂贵的，并且也倾向于在毛细管柱的内部产生相对较厚的涂层。用于毛细管电泳的毛细管柱，其内径通常在25μm至200μm的数量级，因而共价连结涂层会显著增加完成电泳分离的时间。美国专利5,552,028(1996年9月3日发布，专利技术者是Madabhushi等)，披露了一种分离多核苷酸混合物的方法，其中分离介质的一种组分，包括一种吸附硅石的聚合物。美国专利5,567,292(1996年10月22日发布，专利技术者是Madabhushi等)，披露了一种能抑制电渗流的方法，用这种方法提供一种分离介质，该分离介质含有吸附硅石的聚合物，浓度大约占分离介质的0.001％到10％重量/体积(wt./v)。Madabhushi等人的两个专利，披露了一种动态涂覆方法，此方法中洗提液或分离介质自身含有在分离期间所需涂覆添加剂，从而屏蔽表面电荷。然而，这些添加剂可能会与分析物相互作用，导致不可预料和不期望的结果，因而，理想方案被限制于使用某些特定的分离基质。专利技术简述本专利技术的目标是提供有利于电泳分离的固体表面，如毛细管。这种表面相当程度上减少了与流经表面的溶质间的相互作用，而这种表面的制备是简便、快捷和相对便宜的，并且具有长期的稳定性。在阅读了本专利技术的说明书和权利要求之后，本领域技术人员会明白本专利技术的进一步目标和优越之处，及如何运用本专利技术。本专利技术的目的之，是提供一种制造成品，该成品在电泳分离期间暴露于溶质流时，有利于区分溶质。所述溶质包括带电物质，如蛋白质和低聚核苷酸。本专利技术特别优选的成品是毛细管，在DNA序列分析、DNA片断分析和筛分，以及蛋白质分离和分析中，这种毛细管非常有用。本专利技术的成品具有带聚合物的固体表面。聚合物被吸附到表面，其作用是减少溶质与表面的相互作用。所述的聚合物，优选的是聚乳胺(polylactam)，最好是聚乙烯基吡咯烷酮，也称为PVP；其分子量最好是大于1,000,000道尔顿(平均重量)。在引入分离介质之前，通过吸附，这种聚合物已被简便、快速地涂覆到毛细管的内壁上。依据本专利技术进行处理过的表面，减少了电渗流，并实际上可以应用于任何毛细管电泳分离，消除其电渗流，或把电渗流降至最小程度。本专利技术的表面，特别适用于作为电泳分离系统的涂覆的毛细管柱，如CEQ 2000、P/ACE MDQ和Paragon CZE 1000电泳分离系统。这些电泳分离系统由Beckman Coulter公司(Fullerton,Califomiia)制造和出售，它们应用于DNA序列分析、DNA片断分析和筛分，以及蛋白质的分离和分析等。优选实施例的详细描述在本专利技术的一个优选实施例中，对由熔凝硅石制成的毛细管的处理是把聚合物(最好是聚乳胺)吸附到内孔上。依据特定的分析应用，被处理的毛细管在长度和直径上可以变化。相信其他不是由硅石制成的成品材料，也可按照本专利技术进行适当处理。在本专利技术的另一个优选实施例中，用于小型仪器或装在小型仪器上的微孔道(如微薄片)的处理，是把聚合物吸附到孔道上。微薄片在微量分析系统中很有用。例如，在《化学和工程新闻》1999年2月22目的一篇文章中，描述了典型的用于小型化学系统的微薄片，在这里对2或3平方厘米的硅、玻璃、石英或塑料进行蚀刻或用容器对其进行模塑，孔道的横截面可以低到50μm。在色层分析、电泳分离柱、聚合链反应容器、泵和阀门等方面，小型部件很有用，所有这些都使用厘米大小的微薄片。柱子(如毛细管或小型孔道)的长度可以是从大约5cm至2000cm，而内径(如使用孔道则是宽度)可以是从大约5μm至大约200μm。虽然是在小型仪器中使用，薄片通常是大约2至3cm2。虽然微薄片上的毛细管柱和微孔道适用于电泳分离样品，特别适用于生命分子组分(如蛋白质和低聚核苷酸)，但对其他在使用中暴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，通常暴露于溶质流，用于区分或分离目的，包括： 附有聚合物的固体表面，当溶质流过时，聚合物可有效降低表面与溶质的相互作用，所述的聚合物在固体表面暴露于溶质之前被吸附到固体表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄栋梁，帕拉米索拉瑞迪M，
申请(专利权)人：拜克门寇尔特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]