微通道電泳定量分析裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及生物大分子檢測，具體涉及電泳分析檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]在分析物質(zhì)的過程中，我們往往采用電泳方法來分離所需物質(zhì)，電泳已日益廣泛地應(yīng)用于分析化學(xué)、生物化學(xué)、臨床化學(xué)、毒劑學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)、食品化學(xué)等各個領(lǐng)域。當(dāng)濾紙、聚丙烯酰胺凝膠等介質(zhì)相繼引入電泳以來，電泳技術(shù)得以迅速發(fā)展。豐富多彩的電泳形式使其應(yīng)用十分廣泛。
[0003]然而現(xiàn)有的電泳檢測系統(tǒng)無法對DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物分子進行精確的分離分析，而且方法繁瑣，不利于長期發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種微通道電泳定量分析裝置，解決以上技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種微通道電泳定量分析方法，解決以上技術(shù)問題。
[0006]一種微通道電泳定量分析裝置，包括一電泳檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電泳檢測系統(tǒng)包括待分析混合物、微通道和熒光檢測裝置，所述待分析混合物包括標(biāo)準(zhǔn)參照物和待分析組分；
[0007]所述微通道設(shè)有正極端和負(fù)極端，所述微通道的橫截面直徑在微米級，所述微通道內(nèi)充滿電解液；
[0008]所述待分析混合物位于所述負(fù)極端內(nèi)，所述微通道內(nèi)還設(shè)有一檢測區(qū)域，所述熒光檢測裝置朝向檢測區(qū)域。
[0009]本發(fā)明優(yōu)化了微通道聚合物電泳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，采用微管道實現(xiàn)了對生物大分子物質(zhì)進行分析分離。微通道為待分析混合物提供分離通道。電解液使待分析混合物在電泳過程中，按照分子量不同而分離。
[0010]所述標(biāo)準(zhǔn)參照物與所述待分析組分具有不同分子量。便于在電泳過程中分離。
[0011]所述標(biāo)準(zhǔn)參照物與所述待分析組分具有相同分子屬性，是同一種生物大分子。因此標(biāo)準(zhǔn)參照物與待分析組分具有相同的熒光染料結(jié)合率，便于從二者的熒光強度關(guān)系推倒為濃度/質(zhì)量關(guān)系。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述標(biāo)準(zhǔn)參照物和所述待分析組分同為DNA。
[0013]作為另一種優(yōu)選方案，所述標(biāo)準(zhǔn)參照物和所述待分析組分同為RNA。
[0014]作為另一種優(yōu)選方案，所述標(biāo)準(zhǔn)參照物和所述待分析組分同為蛋白質(zhì)。
[0015]作為另一種優(yōu)選方案，所述標(biāo)準(zhǔn)參照物和所述待分析組分同為酚類化合物。
[0016]作為一種方案，所述電解液內(nèi)混合有熒光染料。
[0017]作為另一種方案，所述待分析混合物中混合有熒光染料。
[0018]本發(fā)明通過熒光染料與待分析混合物在激發(fā)光下能夠發(fā)出熒光，使待分析混合物在激發(fā)光下能夠被檢出。
[0019]所述微通道可以是毛細(xì)管或芯片微通道。
[0020]所述微通道正極端和負(fù)極端還連接一高壓電源。為電泳分析提供均勻電場。
[0021]作為一種方案，所述電解液為TBE (Tris-硼酸)，由Tris 54g，27.5g硼酸，20ml
0.5mol/L EDTA(pH 8.0)混合，加蒸饋水定容至1L，高溫高壓滅菌制成。
[0022]作為另一種方案，所述電解液可為TAE、TPE或MOPS。
[0023]所述高壓電源還連接一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接一熒光激發(fā)裝置；所述熒光激發(fā)裝置是激光發(fā)生器、光譜儀或LED，所述熒光激發(fā)裝置朝向所述檢測區(qū)域。為待分析混合物和熒光的結(jié)合物提供激發(fā)光，控制系統(tǒng)用于收集和儲存來自熒光檢測裝置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0024]所述熒光檢測裝置包括一光電檢測器，所述光電檢測器將熒光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述光電檢測器包括CCD圖像傳感器、光電二極管、光電三極管、光電倍增管、電荷耦合器件中任意一種，優(yōu)選為光電倍增管。光電倍增管具有極高靈敏度和超快時間響應(yīng)的光探測器件，成本低。在檢測區(qū)域收集微通道內(nèi)發(fā)出的熒光信號。
[0025]所述熒光檢測裝置連接所述控制系統(tǒng)，所述熒光檢測裝置包括一光電傳感器，所述光電傳感器與所述毛細(xì)管內(nèi)的檢測區(qū)域之間設(shè)有第一光學(xué)裝置，所述第一光學(xué)裝置包括濾光片；
[0026]所述光電傳感器是一 (XD傳感器或PMT傳感器。
[0027]所述第一光學(xué)裝置還包括一變焦透鏡，所述變焦透鏡連接所述控制系統(tǒng)。通過變焦透鏡對圖像進行變焦處理。
[0028]所述熒光激發(fā)裝置包括一激發(fā)熒光的發(fā)光元件，用于調(diào)整發(fā)光元件發(fā)光強度的電流調(diào)節(jié)模塊；所述電流調(diào)節(jié)模塊可連接所述控制系統(tǒng)，所述電流調(diào)節(jié)模塊連接所述發(fā)光元件。便于調(diào)節(jié)發(fā)光元件的強弱。
[0029]作為一種方案，所述熒光激發(fā)裝置還包括第二光學(xué)裝置，所述第二光學(xué)裝置包括一準(zhǔn)直透鏡，以及至少四個反射鏡，所述反射鏡反射面朝向所述準(zhǔn)直透鏡，且反射面與所述準(zhǔn)直透鏡的主光軸呈45度角；所述反射鏡至少一條邊與所述準(zhǔn)直透鏡主光軸間的距離小于所述主光軸與所述準(zhǔn)直透鏡邊緣的距離；
[0030]所述準(zhǔn)直透鏡的入射方向上設(shè)有所述發(fā)光元件，以所述反射鏡的反射方向為所述熒光激發(fā)裝置的發(fā)光方向。增強熒光激發(fā)裝置的激發(fā)效果。
[0031]作為另一種方案，所述第一光學(xué)裝置包括一準(zhǔn)直透鏡，以及至少四個反射鏡，所述反射鏡反射面朝向所述準(zhǔn)直透鏡，且反射面與所述準(zhǔn)直透鏡的主光軸呈45度角；
[0032]所述反射鏡至少一條邊與所述準(zhǔn)直透鏡主光軸間的距離小于所述主光軸與所述準(zhǔn)直透鏡邊緣的距離。提高探測裝置收集數(shù)據(jù)的信噪比。
[0033]所述反射面為四邊形，至少四個所述反射面的一條邊分別位于同一平面上，且所述主光軸垂直于所述平面。
[0034]四個所述四邊形為全等的等腰梯形，四個所述等腰梯形圍成一倒置四錐臺，所述短底邊接近所述準(zhǔn)直透鏡。
[0035]所述控制系統(tǒng)還連接一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。用于分析編輯收集到的熒光信號數(shù)據(jù)。
[0036]所述微通道外壁還設(shè)有一溫控裝置，所述溫控裝置與所述控制系統(tǒng)連接。
[0037]本發(fā)明通過溫控裝置對微通道進行加溫與控溫的，使微通道保持在最適宜的反應(yīng)溫度。
[0038]所述溫控裝置包括用于改變微通道溫度的半導(dǎo)體溫控片，還包括用于測量微通道溫度的溫度傳感器；所述半導(dǎo)體溫控片和所述溫度傳感器均與所述控制系統(tǒng)相連。
[0039]所述控制系統(tǒng)連接一顯示屏。所述顯示屏能將采集到的熒光信號直接發(fā)送到顯示屏中便于觀察。
[0040]所述光電檢測器包括透鏡組、光電傳感器，所述透鏡組包括一濾光片；所述透鏡組后方設(shè)有所述光電傳感器，所述光電傳感器連接所述控制系統(tǒng)。
[0041]所述光電傳感器獲取檢測信號通過控制系統(tǒng)將圖像反饋到顯示屏中，控制系統(tǒng)能對得到的檢測信號進行分析。
[0042]所述透鏡組還包括一變焦透鏡，所述變焦透鏡連接所述控制系統(tǒng)。通過變焦透鏡對圖像進行變焦處理。
[0043]一種采用電泳檢測系統(tǒng)進行微通道電泳定量分析方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0044]步驟一:微通道內(nèi)添加待分析混合物，微通道正極端和負(fù)極端連接一高壓電源；
[0045]步驟二:電泳開始前，待分析混合物于微通道內(nèi)負(fù)極一端；電泳開始時，控制系統(tǒng)控制高壓電源開啟，微通道內(nèi)部形成電場，待分析組分在微通道內(nèi)部從負(fù)極向正極迀移，標(biāo)準(zhǔn)參照物與待分析組分電泳后互相分離；
[0046]步驟三:待分析組分與熒光染料結(jié)合，在激發(fā)光下發(fā)出熒光；
[0047]步驟四:待分析組分迀移到微通道檢測區(qū)域，發(fā)出的熒光被熒光檢測裝置檢測，控制系統(tǒng)收集并儲存檢測數(shù)據(jù)。
[0048]所述檢測數(shù)據(jù)包括一電泳圖譜。便于進行直觀分析。
[0049]標(biāo)準(zhǔn)參照物在待分析混合物中的質(zhì)量或濃度為已知，待分析混合物的電泳分析數(shù)據(jù)(即電泳圖譜)反應(yīng)其熒光強度，又由于毛細(xì)管電泳的在線檢測特點，其電泳峰面積與熒光強度的待分析混合物中待分析組分的質(zhì)量(或濃度)為其電泳峰面積乘以標(biāo)準(zhǔn)參照物的質(zhì)量-電泳峰面積比。
[0050]作為一種方案，若待分析混合物中標(biāo)準(zhǔn)參照物，其質(zhì)量(或濃度)已知，為Q1，則待分析混合物中待分析組分的質(zhì)量(或濃度)為Q2 = Q1*(A2/A1);其中Al為電泳圖譜中標(biāo)準(zhǔn)參照物對應(yīng)的電泳峰面積、A2為電泳圖譜中待分析組分對應(yīng)的電泳峰面積。
[0051]電泳圖譜上，代表待分析混合物中待