一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口

摘要

本发明公开了一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，包括套管模块和观测模块，套管模块包括分离毛细管、高压电极、发光试剂室、反应毛细管和水浴加热腔，分离毛细管用于待测物注入与分离，其在套管模块一侧插入，反应毛细管在套管模块另一侧插入，高压电极与分离毛细管的插入始端相邻；套管模块内的分离毛细管插置于反应毛细管内，两毛细管内外壁间留有间隙；发光试剂室设有发光试剂入口，反应毛细管始端与发光试剂室相通以导出发光试剂，中段穿过水浴加热腔，水浴加热腔内设有热水入口和热水出口；分离毛细管末端出口之后的反应毛细管部位是反应区，反应区固接于观测模块处。本发明易于装配制作，以套管结构实现对化学发光检测的温度控制。

权利要求

1.一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，其特征在于：所述毛细管电泳接口包括套管模块和观测模块，所述套管模块包括分离毛细管、高压电极、发光试剂室、反应毛细管和水浴加热腔，所述分离毛细管用于待测物的注入与分离，其在套管模块一侧插入，反应毛细管在套管模块另一侧插入，所述高压电极与分离毛细管的插入始端相邻；套管模块内的分离毛细管插置于反应毛细管内，分离毛细管外壁与反应毛细管内壁间留有供发光试剂流动的间隙；所述发光试剂室设有发光试剂入口，所述反应毛细管始端与发光试剂室相通以导出发光试剂，中段穿过水浴加热腔，所述水浴加热腔内设有热水入口和热水出口；在所述反应毛细管内部的发光试剂流动方向上，位于分离毛细管末端出口之后的反应毛细管部位是反应区，所述反应区固接于观测模块处；

所述接口的制作依次分为以下步骤；

A1、首先在有机玻璃上钻孔Ⅰ，钻有孔Ⅰ的有机玻璃为套管模块的壳体，孔Ⅰ直径为3-

5mm；然后在套管模块壳体两侧面分别钻孔Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ；Ⅱ为发光试剂入口，Ⅲ为高压电极孔，Ⅳ为水浴加热腔热水进口，Ⅴ为水浴加热腔热水出口；然后在与孔Ⅰ垂直的面上，钻孔a和b；在另一块有机玻璃上钻孔Ⅵ作为观测模块，与孔Ⅵ垂直的面上钻孔c；

A2、用橡皮塞作四个圆形胶垫，直径与孔Ⅰ相当；胶垫中心钻小孔，使其刚好穿过反应毛细管；将胶垫都穿在反应毛细管上后插入孔Ⅰ，使第一胶垫和第二胶垫刚好位于孔a两侧，与孔Ⅰ内壁配合以形成第一胶腔，第三胶垫和第四胶垫位于孔b两侧；与孔Ⅰ内壁配合以形成第二胶腔；在第一胶腔灌入混合好的AB胶形成第一AB胶塞，在第二胶腔中灌入混合好的AB胶形成第二AB胶塞，两胶塞共同固定反应毛细管；此时第一AB胶塞与第二AB胶塞间的孔Ⅰ内腔形成水浴加热腔；

A3、将反应毛细管的反应区插入孔Ⅵ，在孔c中灌入混合好的AB胶，固定反应毛细管；将套管模块和观测模块用玻璃胶固定在一块载玻片上；在载玻片上正对反应毛细管反应区检测部位的区域钻一透光孔；

A4、取直径小于反应毛细管内管径的分离毛细管，将其穿置于一锥形塞中心并裁用合适的毛细管长度，把锥形塞插入孔Ⅰ，使分离毛细管插置于反应毛细管中，此时锥形塞与第一AB胶塞间的孔Ⅰ内腔形成发光试剂室。

2.根据权利要求1所述的一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，其特征在于：所述反应毛细管为直径约1mm的标准熔点毛细管。

3.根据权利要求1所述的一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，其特征在于：所述观测模块与套管模块相邻。

4.根据权利要求1所述的一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，其特征在于：所述步骤A4，具体操作为，取一锥形塞，用一注射器针头在其中心穿过，再把分离毛细管从注射器针头中穿过，裁用合适长度的分离毛细管后，拔出针头，使分离毛细管留置于锥形塞中心；然后把塞子塞入孔Ⅰ并塞紧，此时分离毛细管与孔Ⅰ同轴设置，自动插置于与孔Ⅰ同轴设置的反应毛细管内。

5.根据权利要求1所述的一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，其特征在于：所述发光试剂室内的发光试剂由外部医用双道微量注射泵注入。

6.根据权利要求1所述的一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，其特征在于：所述水浴加热腔内的水为加热循环水，由外部恒温水浴锅提供。

说明书

一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口

技术领域

[0001] 本发明涉及化学反应器械，尤其是一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口。

背景技术

[0002]  化学发光(chemiluminescence, CL)检测无需外加光源，背景噪声小，具有灵敏度高（可以得到和激光诱导荧光相媲美的高灵敏度）、线性范围广、分析速度快、仪器设备简单等优点，是一种有效的痕量分析技术，已用于生物样品分析。然而，生物样品的成分复杂，化学发光法固有的选择性差的缺点限制了这一方法的应用。CL和高分离效率的毛细管电泳（capillary electrophoresis, CE）结合,直接用于复杂样品中痕量成分的分离与测定,可同时解决选择性差和灵敏度低的问题, 给CL研究和CE技术提供了发展机会。CE-CL联用技术已被应用于生物样品、食品和环境样品分析中，分析对象已涉及蛋白质、氨基酸、生物碱、糖类和金属离子等。但到目前为止CL在CE 的检测方式中运用的相对较少，主要是因为将二者联用仍然存在着一些困难，因此CE-CL检测接口的研制仍是CE-CL分析领域的研究热点。

[0003] 在CE-CL联用技术中，分析物和化学发光试剂混合模式的接口设计是一个非常关键的因素。依据流体混合的模式和检测位置，接口装置通常可分为离柱合并流型、在柱同轴流型、离柱同轴流型和柱端液池型等四种。近年来，国内外研究者也不断设计出一些新型CE-CL 接口。Zhike He 等开发了一种在柱狭缝/柱后反应接口。该接口可同时引入两种以上发光试剂，解决了CE分离和发光条件的兼容性问题，且发光反应与电场隔离，有效防止了发光试剂的电化学分解和迁移，具有离柱和在柱接口的优点。Jieke Cheng 等对柱端液池型进行改进，设计了旋转池型的CE-CL接口, 通过旋转检测池，分离毛细管出口端的化学发光试剂得到及时更新，解决了常规同轴流接口中因气泡形成而使电泳中断的问题。Dumke 等通过把鲁米诺和辣根过氧化物酶固定在毛细管内, 将广泛使用的商品化CE仪器进行改造用于CL 在线检测，虽然提高了CE-CL检测的可操作性，但是灵敏度比大多数CE-CL检测低了2-3个数量级，且毛细管内固定CL试剂也较困难，重现性也不够好。

[0004] 尽管研究者已开发出各种不同的CE-CL联用接口，但这些接口装置仍处于实验室自行加工阶段，有各自的优缺点，都不能同时解决由于CL试剂的引入而造成分离效率、灵敏度和稳定性降低等问题；氢氟酸刻蚀后毛细管容易碎，不易操作；所设计的接口都未考虑温度对CL反应的影响，基本没有控温装置对CL反应进行温度控制，造成CL检测的重现性较差，也无法通过提高CL反应温度来提高检测的灵敏度。因此在还没有十分成熟的CE-CL联用仪器出现之前，开发控温、高灵敏、高稳定和方便的CE-CL检测接口，扩大CE-CL技术在生物样品分析中的应用，对生命科学和生物医学的发展具有重要意义。

发明内容

[0005] 本发明提出一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，易于装配制作，以套管结构实现了对化学发光检测的温度控制。

[0006] 本发明采用以下技术方案。

[0007] 一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，所述毛细管电泳接口包括套管模块和观测模块，所述套管模块包括分离毛细管、高压电极、发光试剂室、反应毛细管和水浴加热腔，所述分离毛细管用于待测物的注入与分离，其在套管模块一侧插入，反应毛细管在套管模块另一侧插入，所述高压电极与分离毛细管的插入始端相邻；套管模块内的分离毛细管插置于反应毛细管内，分离毛细管外壁与反应毛细管内壁间留有供发光试剂流动的间隙；所述发光试剂室设有发光试剂入口，所述反应毛细管始端与发光试剂室相通以导出发光试剂，中段穿过水浴加热腔，所述水浴加热腔内设有热水入口和热水出口；在所述反应毛细管内部的发光试剂流动方向上，位于分离毛细管末端出口之后的反应毛细管部位是反应区，所述反应区固接于观测模块处。

[0008] 所述反应毛细管为直径约1mm的标准熔点毛细管。

[0009] 所述观测模块与套管模块相邻。

[0010] 所述接口的制作依次分为以下步骤:

[0011] A1、首先在有机玻璃(聚甲烯酸甲酯)上钻孔Ⅰ，钻有孔Ⅰ的有机玻璃为套管模块的壳体，孔Ⅰ直径约为3-5mm；然后在套管模块壳体两侧面分别钻孔Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ；Ⅱ为发光试剂入口，Ⅲ为高压电极孔，Ⅳ为水浴加热腔热水进口，Ⅴ为水浴加热腔热水出口（水浴加热腔的长度约为1.5cm）；然后在与孔Ⅰ垂直的面上，钻孔a和b；在另一块有机玻璃上钻孔Ⅵ作为观测模块，与孔Ⅵ垂直的面上钻孔c。

[0012] A2、用橡皮塞作四个圆形胶垫，直径与孔Ⅰ相当；胶垫中心钻小孔，使其刚好穿过反应毛细管；将胶垫都穿在反应毛细管上后插入孔Ⅰ，使第一胶垫和第二胶垫刚好位于孔a两侧，与孔Ⅰ内壁配合以形成第一胶腔，第三胶垫和第四胶垫位于孔b两侧；与孔Ⅰ内壁配合以形成第二胶腔；在第一胶腔灌入混合好的AB胶形成第一AB胶塞，在第二胶腔中灌入混合好的AB胶形成第二AB胶塞，两胶塞共同固定反应毛细管；此时第一AB胶塞与第二AB胶塞间的孔Ⅰ内腔形成水浴加热腔。

[0013] A3、将反应毛细管的反应区插入孔Ⅵ，在孔c中灌入混合好的AB胶，固定反应毛细管；将套管模块和观测模块用玻璃胶固定在一块载玻片上；在载玻片上正对反应毛细管反应区检测部位的区域钻一透光孔。

[0014] A4、取直径小于反应毛细管内管径的分离毛细管，将其穿置于一锥形塞中心并裁用合适的毛细管长度，把锥形塞插入孔Ⅰ，使分离毛细管插置于反应毛细管中，此时锥形塞与第一AB胶塞间的孔Ⅰ内腔形成发光试剂室。

[0015] 所述步骤A4，具体操作为，取一锥形塞，用一注射器针头在其中心穿过，再把分离毛细管从注射器针头中穿过，裁用合适长度的分离毛细管后，拔出针头，使分离毛细管留置于锥形塞中心；然后把塞子塞入孔Ⅰ并塞紧，此时分离毛细管与孔Ⅰ同轴设置，自动插置于与孔Ⅰ同轴设置的反应毛细管内。

[0016] 所述发光试剂室内的发光试剂由外部医用双道微量注射泵注入。

[0017] 所述水浴加热腔内的水为加热循环水，由外部恒温水浴锅提供。

[0018] 本发明采用在化学发光试剂到达检测区前先将发光试剂进行加热，然后再与待测物混合后反应产生化学发光的策略，以套管式结构接口装置来实现对化学发光检测的温度控制，易于制作和装配，能有效提升CL检测的重现性，还能在实际应用中，通过提高CL反应温度来提高检测的灵敏度。

[0019] 本发明采用直径约为1mm标准熔点毛细管为反应毛细管，透光性好,内径大,发光面也大,提高了发光强度，组装方便,接口耐用，在装配时采用同轴方式与分离毛细管进行套接，易于实现，而且能有效避免反应接口组装较麻烦,毛细管壁易碎,在管间隙中易滞留气泡等问题。

[0020] 本发明采用水浴方式对发光试剂加热，能在毛细管这类微环境中对试剂进行均匀加热，而且易于精确控温。

[0021] 本发明中，反应毛细管在水浴加热腔中受热，而分离毛细管插置于反应毛细管内腔中，这使得分离毛细管与水浴加热腔间有热隔离结构，当化学发光试剂受热时，分离毛细管内的待测物电泳分离过程不易受热量影响，这样即可以提升化学发光反应的灵敏度，也使得电泳分离不易被温升所影响。

[0022] 本发明中，发光试剂室内的发光试剂由外部医用双道微量注射泵注入，该注入方式的注入速度可调且调节精度高，注入速度不易突变，使得反应毛细管内的发光试剂流速易于同电泳速度匹配，提升化学发光反应的效果。

附图说明

[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

[0024] 附图1是本发明所述一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口的结构示意图；

[0025] 附图2是本发明所述接口制作过程A1步骤中的示意图；

[0026] 附图3是本发明所述接口制作过程A2步骤内套有四个圆形胶垫的反应毛细管的示意图；

[0027] 附图4是本发明所述接口在具体应用时，不同温度下化学发光强度的对比示意图；

[0028] 附图5是槐米样品及标准样品在图4环境中的毛细管电泳图；

[0029] 图中：1-套管模块的孔Ⅰ；2-发光试剂入口；3-高压电极孔、4-水浴加热腔的热水入口；5-水浴加热腔的热水出口；6-反应毛细管；7-高压电极；8-观测模块；9-分离毛细管；10-发光试剂室；11-水浴加热腔；12-反应区；13-套管模块；14-第一胶垫；15-第二胶垫；16-第三胶垫；17-第四胶垫；19-孔a；20-孔b；21-孔c；22-锥形塞。

具体实施方式

[0030] 如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种化学发光反应的控温毛细管电泳接口，所述毛细管电泳接口包括套管模块13和观测模块8，所述套管模块13包括分离毛细管9、高压电极7、发光试剂室10、反应毛细管6和水浴加热腔4，所述分离毛细管9用于待测物的注入与分离，其在套管模块13一侧插入，反应毛细管6在套管模块13另一侧插入，所述高压电极7与分离毛细管9的插入始端相邻；套管模块13内的分离毛细管9插置于反应毛细管6内，分离毛细管9外壁与反应毛细管6内壁间留有供发光试剂流动的间隙；所述发光试剂室10设有发光试剂入口2，所述反应毛细管6始端与发光试剂室10相通以导出发光试剂，中段穿过水浴加热腔11，所述水浴加热腔11内设有热水入口4和热水出口5；在所述反应毛细管6内部的发光试剂流动方向上，位于分离毛细管9末端出口之后的反应毛细管部位是反应区12，所述反应区
12固接于观测模块处。

[0031] 所述反应毛细管6为直径约1mm的标准熔点毛细管。

[0032] 所述观测模块8与套管模块13相邻。

[0033] 所述接口的制作依次分为以下步骤:

[0034] A1、首先在有机玻璃(聚甲烯酸甲酯)上钻孔Ⅰ（1），钻有孔Ⅰ（1）的有机玻璃为套管模块的壳体，孔Ⅰ（1）直径约为3-5mm；然后在套管模块壳体两侧面分别钻孔Ⅱ（2）、Ⅲ（3）、Ⅳ（4）和Ⅴ（5）；Ⅱ（2）为发光试剂入口2，Ⅲ（3）为高压电极孔3，Ⅳ（4）为水浴加热腔热水进口4，Ⅴ（5）为水浴加热腔热水出口5（水浴加热腔的长度约为1.5cm）；然后在与孔Ⅰ（1）垂直的面上，钻孔a（19）和b（20）；在另一块有机玻璃上钻孔Ⅵ作为观测模块8，与孔Ⅵ垂直的面上钻孔c21。

[0035] A2、用橡皮塞作四个圆形胶垫，直径与孔Ⅰ（1）相当；胶垫中心钻小孔，使其刚好穿过反应毛细管6；将胶垫都穿在反应毛细管6上后插入孔Ⅰ（1），使第一胶垫和第二胶垫刚好位于孔a19两侧，与孔Ⅰ（1）内壁配合以形成第一胶腔，第三胶垫和第四胶垫位于孔b20两侧；与孔Ⅰ（1）内壁配合以形成第二胶腔；在第一胶腔灌入混合好的AB胶形成第一AB胶塞，在第二胶腔中灌入混合好的AB胶形成第二AB胶塞，两胶塞共同固定反应毛细管6；此时第一AB胶塞与第二AB胶塞间的孔Ⅰ（1）内腔形成水浴加热腔11。

[0036] A3、将反应毛细管6的反应区插入孔Ⅵ，在孔c21中灌入混合好的AB胶，固定反应毛细管6；将套管模块13和观测模块8用玻璃胶固定在一块载玻片上；在载玻片上正对反应毛细管6反应区12检测部位的区域钻一透光孔。

[0037] A4、取直径小于反应毛细管内管径的分离毛细管9，将其穿置于一锥形塞22中心并裁用合适的毛细管长度，把锥形塞22插入孔Ⅰ（1），使分离毛细管9插置于反应毛细管6中，此时锥形塞22与第一AB胶塞间的孔Ⅰ内腔形成发光试剂室10。

[0038] 所述步骤A4，具体操作为，取一锥形塞22，用一注射器针头在其中心穿过，再把分离毛细管9从注射器针头中穿过，裁用合适长度的分离毛细管后，拔出针头，使分离毛细管9留置于锥形塞22中心；然后把塞子22塞入孔Ⅰ（1）并塞紧，此时分离毛细管9与孔Ⅰ（1）同轴设置，自动插置于与孔Ⅰ（1）同轴设置的反应毛细管（6）内。

[0039] 所述发光试剂室10内的发光试剂由外部医用双道微量注射泵注入。

[0040] 所述水浴加热腔11内的水为加热循环水，由外部恒温水浴锅提供。

[0041] 实施例：

[0042] 操作者启动高压电极7，把含待测成分的电泳缓冲液作为待测物注入分离毛细管9，在电泳效应的作用下，待测成分从待测物中分离并在电场作用下朝分离毛细管9的末端出口移动，进入毛细管的套管结构部分；操作者把热水注入水浴加热腔，把发光试剂注入发光试剂室10，发光试剂经发光试剂室10进入反应毛细管6，在管腔内继续移动至水浴加热腔
11被充分加热；待测物由于在分离毛细管中移动，因此不被加热，其电泳分离作业不受影响，待测成分在电场作用下被充分分离，由于分离毛细管9末端出口位于反应毛细管内腔，因此当待测成分从分离毛细管9末端出口流出时，直接与被加热的发光试剂产生化学反应而发光，操作者根据化学反应中产生的光，来对待测成分进行检验。