供在层析中使用的分离介质的利记博彩app

专利名称：供在层析中使用的分离介质的利记博彩app
供在层析中使用的分离介质本发明针对用于层析，尤其是用于生物分子的凝胶电泳的设备的领域。层析，尤其是生物分子的电泳通常发生在凝胶状基片介质中，在大多 数情况下，凝胶状基片介质例如是通过将水介质中的丙烯和双丙烯进行聚 合且未发生分离的很短时间内"现场"制成的。然而，尤其对于凝胶电泳而言，层析的结果有时由于分离介质的非结 构性质而缺乏可靠性。在分析期间，物质往往不能表现成定义明确的波段， 而是有"突出部分"和"边缘"，这些"突出部分"和"边缘"降低了分析 精确度，尤其在将要对例如在等电位点或重量中只有很小差别的数个生物 分子进行分离时。因此，本发明的目的是提供一种分离介质，其能够对生物分子进行更 可靠地层析。这一目的是通过根据本发明权利要求1所述的分离介质解决的。因此， 本发明提供了 一种供在层析中使用，尤其供在凝胶电泳中使用的分离介质， 其中分离介质基本上为两维材料，其至少部分具有这样的结构，使得在优 选流动方向上的流动速率要比垂直于所述优选流动方向的大。通过使用这样的分离介质，对于大部分应用而言能够实现至少一个如 下优点-层析更易于控制，因此层析的可靠性得到增强。 -能够减少层析所需要的材料量并且提高分辨率。-被分离物种的位置得到更好的界定。因此，诸如CCD照相机等像 素化电光系统的读出变得更好的界定。换言之，层析介质中的体素 (=体积像素)与照相机传感器上的像素相互关联。 术语"两维材料"尤其是指和/或包括分离介质在一维中的厚度与在其 它维度中的任一相比> 0%且《35%。4根据本发明的一个实施例，分离介质为多孔和/或弹性材料。术语"多孔材料"尤其是指和/或包括材料的类型为可透过的以供进行 材料流动或材料扩散，使得与待分离材料进行的交互作用对于不同物种而 言是具体物种给出的不同流动速率。根据本发明的一个实施例，多孔材料可以为聚合物凝胶状结构，使得 聚合物链在诸如水的液体中膨胀，并在聚合物链之间留有空间或孔以允许 材料迁移。根据本发明的一个实施例，聚合物的交联密度及其与液体的物 理作用的组合在这种情况下确定了孔的大小。根据本发明的一个实施例，多孔材料为预先结构化的聚合物或无机材 料，该材料的孔借助于光刻来确定。根据本发明的一个实施例，多孔材料为具有诸如聚合物小球的结构的 装配，该结构彼此紧密接触使得孔的大小得以通过该结构的形状和大小来 确定。术语"流动速率"尤其是指和/或包括迁移速率，例如用m/s表示，物 种以该迁移速率穿过多孔介质。应当注意的是，这可以是指和/或包括各种 原因的迁移，例如由流动液体(洗脱剂)(通过毛细力填充介质)的水动力， 或者由在压力下经由膜泵出液体引起的物种迁移。在本发明的意义上，术语"流动速率"尤其是指和/或包括(至少对于) 生物物种在分离介质中穿行的速率，用ms"表示。对于本发明内的大多数应用而言， 一种测量和/或获得平均流动速率 (或者对于被分析物中最快流动部分的速率)的方法可借助于示踪染料， 例如有机荧光染料来获得。这种染料可等量地加入到凝胶或者可以是生物 样品中的一部分。例如，该染料可掺入DNA样品。染料的流动对于大多数 应用而言可通过如下不同方式进行记录-通过眼睛和标尺；这仅仅通过测量染料穿行典型距离例如lcm花费 的时间来提供一种易于实现流动速率的指示。这尤其适合于测量在 设备的优选方向上的流动速率。 -通过例如具有目镜下的距离指示的显微镜。这便于测量在非优选方 向上的流动速率，以测量前向和侧向流动的比率。简单的实验将可 看出染料是否已通过通道之间的屏障。-通过CCD照相机。这当然是最方便的方法，这是因为它是可自动运行的数字化方法。 在文献中描述了各种示踪染料。举例如溴酚蓝、溴酚蓝钠盐和溴甲酚绿。在一些应用中，它还易于测量在优选流动方向和垂直于它的方向之间 的流动速率，使得还可应用两种(或更多种)不同的测试液体。如果例如 对于流动而言在第一通道中加入红色染料而在相邻通道中加入绿色染料， 则人们能够测量混合这两种液体(观察到黄色区域)所花费的时间(或者 已知优选方向上的流动速率时的横向距离)。同样的原则还可应用于使用相 应于第二流动中猝灭粒子的荧光团。根据本发明的一个实施例，流动至少部分是由电场的存在而引起的， 电场由于物种表面的电荷而强迫物种流动(电泳)。在这种情况下，物种将 在静态液体内流动。同样能够想到效应的组合并且该组合在本发明的范围 内。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比垂直所述优选流 动方向的大。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比垂直所述优选流 动方向的大。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比垂直所述优选流 动方向的大。根据本发明的一个实施例，分离介质基本上为两维材料，其至少部分 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的>60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85°且《95°角度的任何方向上的大。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》2倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85°且《95°角度的任何方向上的大>2倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大^2倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》2倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》2倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》2倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60°/。且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》2倍且《10000倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的>70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》2倍且《10000倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流动方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》2倍且《10000倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85°且《95°角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大^4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80°/。且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大^4倍且《100倍。丰艮据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流动方向呈^25。且《155。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大^4倍且《100倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的〉60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70°/。且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的>70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈^75。且《105。角度的任何方向上的大^10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》70%且《100%中具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流动方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈^55。且《125。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》60%且《100°/。中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的>70%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈^25。且《155。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质在其总面积的》80%且《100%中 具有这样的结构，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流 动方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根据本发明的一个实施例，分离介质具有这样的结构，使得在与所述 优选流动方向呈》85°且《95°角度的方向上交替提供具有》10%且《99%的高孔隙率的面积和域具有》0°/。且《60%的低孔隙率的面积。根据本发明的一个实施例，分离介质具有这样的结构，使得在与所述 优选流动方向呈》75°且《105°角度的方向上交替提供具有》10%且《99%的高孔隙率的面积和/或具有>0%且《60%的低孔隙率的面积。在本发明的意义上，术语"孔隙率"尤其是指和/或包括材料中所有孔 或空隙的体积与整个体积的比率。换言之，孔隙率为材料的非固体体积与 总体积的比例。在本发明的意义上，孔隙率尤其为在0%到100%之间的分 数。根据本发明的一个实施例，分离介质具有这样的结构，使得在与所述 优选流动方向呈》85°且《95°角度的方向上交替提供具有》40%且《99%的高孔隙率的面积和/或具有》5%且《40%的低孔隙率的面积。根据本发明的一个实施例，分离介质具有这样的结构，使得在与所述 优选流动方向呈》85°且《95。角度的方向上交替提供具有》60%且《99°/。的高孔隙率的面积和域具有》10%且《30%的低孔隙率的面积。根据本发明的一个实施例，分离介质具有这样的结构，使得在与所述优选流动方向呈>75°且《105°角度的方向上交替提供具有》40%且《99% 的高孔隙率的面积和/或具有》5%且《40%的低孔隙率的面积。根据本发明的一个实施例，分离介质具有这样的结构，使得在与所述 优选流动方向呈》75°且《105°角度的方向上交替提供具有》609/。且《99% 的高孔隙率的面积和域具有》10%且《30%的低孔隙率的面积。根据本发明的一个实施例，具有高孔隙率的面积形成基本上平行的通 道和/或具有低孔隙率的面积形成隔壁。根据本发明的一个实施例，通道的宽度为》l^im且《1000^m。根据本 发明的一个实施例，通道的宽度为》10^im且《500Kim。根据本发明的一个 实施例，通道的宽度为》50Mm且《20(^m。根据本发明的一个实施例，通道的高度为》0.5^mi且《500Min。根据本 发明的一个实施例，通道的宽度为》2拜且《250pm。根据本发明的一个 实施例，通道的宽度为》5Mm且《100^im。根据本发明的一个实施例，通道在横截面视图中具有矩形剖面。应当注意到的是，在通道在横截面视图中具有非矩形和/或基本上不是 矩形的剖面的情况下，术语"宽度"和"高度"尤其是指或包括通道的最 大宽度和高度。根据本发明的一个实施例，通道在横截面视图中具有三角形剖面，根 据本发明的一个实施例，通道在在横截面视图中具有锥形剖面，根据本发 明的一个实施例，通道在在横截面视图中具有梯形剖面。根据本发明的一个实施例，隔壁的厚度为》100nm且《200拜。根据 本发明的一个实施例，隔壁的厚度为》lMm且《100nm。根据本发明的一 个实施例，隔壁的厚度为》l(Him且《50Mm。根据本发明的一个实施例，分离介质在沿与优选流动方向呈>85°且《 95。角度的横截面视图中每mm的通道数为》2且《500。根据本发明的一个实施例，分离介质在沿与优选流动方向呈^85。且《 95。角度的横截面视图中每mm的通道数为^4且《300。根据本发明的一个实施例，分离介质在沿与优选流动方向呈^85。且《 95。角度的横截面视图中每mm的通道数为》5且《200。根据本发明的一个实施例，分离介质包括聚丙烯材料。根据本发明的一个实施例，分离介质包括由至少一个丙烯酸单体和至 少一个多官能丙烯酸单体的聚合反应制成的聚丙烯材料。根据一个实施例单体选自一个范围，使得由其形成的聚合物易于吸收 水以便形成膨胀介质。根据本发明的一个实施例，丙烯酸单体选自下列各项组成的组丙烯 酰胺、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸卡必酯或它们的混合物。根据本发明的一个实施例，多官能丙烯酸单体为双丙烯和/或三丙烯和 /或四丙烯和/或五丙烯单体。根据本发明的一个实施例，多官能丙烯酸单体选自下列各项组成的组 双丙烯酰胺、三丙二醇、二丙烯酸酯、季戊四醇、三丙烯酸酯或它们的混 合物。根据本发明的一个实施例，在具有低孔隙率的面积中的交联密度为》0.05且《1和/或在具有高孔隙率的面积中的交联密度为》0.0001且《0.5。在本发明的意义上，术语"交联密度"尤其是指或包括如下的定义 交联密度&在这里定义为&二y^，其中X为多官能单体的摩尔分数而L为直链(=非多官能)形成单体的摩尔分数。在线型聚合物中&=0，在完全交联体系中^"。根据本发明的一个实施例中，分离介质包括线型聚合物，并且凝胶的 形成由于聚合物链之间的二次作用而被物理交联所增强。像琼脂糖这样的 天然聚合物表明了这种性能并且因此通常用于凝胶化材料。在这种情况下， 网格大小或孔的大小更易于通过聚合物在其缓冲溶液中的浓縮来确定。根据本发明的一个实施例，分离介质包括预先结构化的聚合物或无机 材料，该材料的孔是借助于光刻来确定的。根据本发明的一个实施例，分离介质包括具有诸如聚合物小球的结构 的装配，该结构彼此紧密接触使得孔的大小得以通过该结构的形状和大小 来确定。根据本发明的一个实施例，小球的内径为》0.2nm且《10^m，根据本 发明的一个实施例，小球的内径为》0.5jim且《5^m。12根据本发明的一个实施例，小球的表面进行这样的修改，使得在生物 分子之间发生特殊的交互作用并且在这一具体的交互作用上发生分离。在 本说明书的意义上，术语生物分子包括适于层析并至少部分具有生物学特 性的物质或基于生物物质制造的物质。该术语并不局限于在化学领域通常 给出的定义中的分子。此外，本发明还可应用于化学物质。根据本发明的一个实施例，提供具有高孔隙率的面积作为互连的储液 器(Wdl)。在本发明的意义上，术语"储液器"尤其是指和/或包括这样的 面积，其中被分离材料组分在这里浓缩自己的概率高于它周围的面积。根据本发明的一个实施例，储液器具有》lnm且《200pm的平均宽度， 根据一个实施例具有》l(Him且《100Mm的平均宽度，根据一个实施例具有 》20pm且《50jim的平均宽度。根据本发明的一个实施例，储液器具有》lMm且《200Mm的平均宽度， 根据一个实施例具有》10拜且《100拜的平均宽度，根据一个实施例具有 》20拜且《50nm的平均宽度。本发明还涉及一种用于生产根据本发明的分离介质的方法，包括如下 步骤a) 提供至少一种单体物质b) 使单体物质能够在规定区域发生聚合，以便获得具有这样结构的 材料，使得在优选流动方向上的流动速率要比在与所述优选流动 方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的流动速率大》2倍。根据本发明的一个实施例，步骤a)中的单体选自包括以下各项的组 丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰 胺及其混合物。根据本发明的一个实施例，聚合的实现包括uv引发。uv引发是通过存在少量(<6重量°/。；优选0.01-3重量°/。；更优选介于0.1-1.5重量％之 间)光引发剂来激活的。本发明还涉及一种包括如上所述的分离介质的设备。根据本发明的一个实施例，该设备具有至少一个另外的玻璃基片。根据本发明的一个实施例，该玻璃基片具有电极。根据本发明的一个实施例，该设备包括至少一个盖玻片，其中根据本13发明的一个实施例该至少一个盖玻片具有电极。根据本发明的一个实施例，该设备还包括具有至少一个盖玻片的至少一个弹性层，其中该弹性层用于补偿分离介质的储液器高度的公差。根据本发明的一个实施例，该弹性层包括一种选自下列各项组成的组的材料有机聚合物、硅聚合物或它们的混合物。根据本发明的一个实施例，该设备还包括CCD照相机。 根据本发明的一个实施例，分离介质包括储液器，其中该储液器在水平间距和垂直间距之间的比率方面一定程度上对应于诸如电荷耦合器件(CCD)照相机的自动化分析仪的形状。CCD照相机是用于记录图像的传 感器，其由包含连接或耦合的电容器(像素)阵列的集成电路构成。在外 部电路的控制下，每个电容器都可将它的电荷转移给它相邻的一个或其它 电容器，从而最终提供有关最初为每个像素充电的光强的信息。电容器阵 列形成例如1280x1024像素的矩阵，其在一个周期内排列为水平行为ph且 垂直列为pv。优选地，通道中储液器的位置是这样的，使得若通道的周期 性为Pv，则储液器的周期性由下式给出(等式l)这样，储液器的位置对应于CCD照相机中像素的位置。在具体情况下， A-A且A-A。在这种情况下，分离设备中的体素以1:1与照相机的像素 匹配。但是，只要满足等式l， A^A且A^A也是可能的。在后面的情况 下，体素借助于透镜系统与像素相关联。根据本发明的分离介质、方法和/或设备可以用于各种各样的系统和/ 或应用中，其中包括如下各项中的一个或多个-用于分子诊断的生物传感器-对在诸如血液或唾液的复杂生物混合物中的蛋白质和核酸进行快速灵敏的检测 -用于化学、制药或分子生物学的高通量筛选设备 -例如用于在例如犯罪学中的DNA或蛋白质测试设备、用于(在医院中)现场测试的测试设备、用于在中央实验室或在科学研究中进行诊断的测试设备-用于对心脏病、感染性疾病和肿瘤学的DNA或蛋白质诊断，食品，以及环境诊断的工具 -用于组合化学的工具 -分析设备上面提及的部件，以及权利要求保护的部件和根据本发明要在所述实 施例中使用的部件关于它们的大小、形状、材料选择和技术构思并不受任 何具体例外，这样能够在没有限制的情况下应用相关领域中公知的选择标 准。


本发明目的的附加细节、特性、特征和优点公开在子权利要求、附图 以及相应附图和实例的说明书中，相应附图和实例以举例方式说明根据本 发明的分离介质以及设备的几个优选实施例。图1示出了在注射待层析样品之前根据本发明第一实施例的分离介质 的非常示意性顶视图；图2示出了在执行一次电泳步骤之后图1的分离介质的非常示意性顶 视图；图3示出了在执行另一次电泳步骤之后图1和图2的分离介质的非常 示意性顶视图；图4示出了根据本发明第二实施例的分离介质的非常示意性图案顶视图；图5示出了使用根据本发明一个实施例的分离介质的设备的非常示意 性图案顶视图，其中该设备还包括盖玻片和弹性层。图1示出了在注射待层析样品之前根据本发明第一实施例的分离介质 1的非常示意性顶视图。分离介质1包括具有高孔隙率的面积10，其大 约以通道形式提供；具有低孔隙率的面积20，其大约以隔壁形式提供。然 后将待层析样品注射到用"x"标记的位置附近的分离介质中。应当注意到 的是，此实施例仅是举例说明性的，并且通道和隔壁的数目对于大多数实 施例而言将相当高。图2示出了在执行一次电泳步骤之后图1的分离介质的非常示意性顶 视图。可以看出，样品中不同设置的生物分子在通道10的"入口"之前理 想情况下都靠右排列。图3示出了在执行另一次电泳步骤之后图1和图2的分离介质的非常 示意性顶视图。在图3中，可以看出， 一旦进入特定通道的生物分子受限 于该同一通道，因此电泳的可靠性得到极大提高。图4示出了根据本发明第二实施例的分离介质l'的非常示意性图案顶 视图。在该实施例中，具有高孔隙率的面积10'是以互连的储液器形式提供 的。当执行如图3所示的电泳时，生物分子最终将更有可能终止于储液器， 即在分离介质内规定的侧向位置。理想情况下，储液器的间距等于CCD照 相机的间距，因而能够捕获到分离介质的图片并对其进行自动分析。图5示出了使用根据本发明一个实施例的分离介质的设备l'的非常示 意性图案顶视图，其中该设备还包括盖玻片100和弹性层110。弹性层用于 补偿储液器20的公差，从而进一步减少在通道10之间的流动。举例I本发明还通过下面的例子1来进行说明，例子1仅以举例方式说明制 造根据本发明的一个实施例的分离介质。在玻璃基片上，施加一层固态的50mhi厚膜的具有光引发剂的多官能 环氧树脂。非常适于我们目的的环氧材料的例子是从MicroChem Inc.购买 的名叫SU-8的环氧材料。SU-8基本上是一种负性、环氧型、近UV光刻 胶，它基于最初已经开发出的EPONSU-8环氧树脂(来自Shell Chemical)， 并由IBM取得专利权(美国专利No,4882245 (1989)和其它)。该玻璃板 用水/表面活性剂进行清洁。50Mm的环氧树脂膜是通过以3000 rpm的旋转 速度，将SU-8 50 (MicroChemlnc.;由供应商溶解掉环氧化物并调整粘度) 旋涂长达30s来实现的。剩余的溶剂通过在95。C进行15分钟的软烤来去除，并且样品在室温下 暴露于来自光刻机的165mJ.cm-2 UY光。掩模中的开放面积确定出将在哪 里形成通道的隔壁(负性抗蚀剂)。在UV暴露之后，在95。C进行15分钟 的后烤。通过用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)进行5分钟的冲洗去除未暴露的 面积。PGMEA随后通过用2-丙醇进行1分钟的冲洗来去除。举例II在此例子中，使用如上描述的具有弹性层的盖玻片。 玻璃板具有用于用分离介质填充通道并用被分析物加载的洞。为了有 效地将玻璃板粘结到隔壁和构造面积，用薄膜SU-8进行覆盖，薄膜SU-8 是通过以2000 rpm的旋转速度，将SU-8旋涂长达一分钟来获得的。该玻 璃板用SU-8平面进行加压(5000N.m-2)，并用UV光GOOmJ.cm-2)进行 暴露，从而在压力下保持整体布置，其中SU-8平面在150'C的温度下与隔 壁接触，远高于未处治材料的软化点。更佳的触点粘结是通过将少量的双 酚A的縮水甘油醚添加到SU-8来获得的，这样使得将其在粘结到SU-8的 隔壁前SU-8能有更佳的流动。上面详细实施例中的部件和特征的特定组合仅仅是举例说明性的；还 可以清楚地预见到本专利/申请和以引用方式并入本文中的专利/申请中的 这些教导和其它教导的互换和替代。本领域普通技术人员应当认识到，在 不脱离要求权利保护的本发明的精神和保护范围的情况下，本领域普通技 术人员能够想到本文描述内容的变更、修改及其它实现方案。因此，前面 的说明书仅仅通过举例说明的方式且并不旨在作为限制。本发明的保护范 围由权利要求书及其等价内容进行限定。此外，说明书和权利要求书中使 用的参考标记并不限制要求权利保护的本发明的范围。
权利要求
1、一种供在层析尤其是凝胶电泳中使用的分离介质，其中，所述分离介质基本上为两维材料，其具有的结构使得优选流动方向上的流动速率要比垂直于所述优选流动方向的大。
2、 根据权利要求1所述的分离介质，其中，所述分离介质具有的结构使得在与所述优选流动方向呈》85°且《95°的方向上交替提供具有》10% 且《99%的高孔隙率的面积和具有》0%且《60%的低孔隙率的面积。
3、 根据权利要求1或2所述的分离介质，其中，所述具有高孔隙率的 面积形成基本上平行的通道，并且/或者，所述具有低孔隙率的面积沿着所 述通道形成隔壁。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的分离介质，其中，所述通道的 宽度》lpm且《100(Him。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的分离介质，其中，所述隔壁的 厚度》100nm且《200miti。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的分离介质，其中，分离介质在 沿着与所述优选流动方向呈》85。且《95。角度的横截面视图中每mm的通 道数为》10且《500。
7、 根据权利要求1至6中任一项所述的分离介质，其中，所述分离介 质包括聚丙烯酸材料。
8、 一种包括根据权利要求1至7中任一项所述的分离介质的设备，其 中，所述具有低孔隙率的面积中的交联密度为》0.05且《1，并且/或者， 所述具有高孔隙率的面积中的交联密度为》0.0001且《0.5。
9、 一种用于制备根据权利要求1至8中任一项所述的分离介质的方法，包括如下步骤a) 提供至少一种单体物质，b) 使所述单体物质在规定区域中发生聚合，从而获得具有以下结构的材料，该结构使得优选流动方向上的流动速率要比与所述优选流动方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大^2倍。
10、 一种系统，其包括根据权利要求1至8中任一项所述的分离介质 和/或根据权利要求9制成的分离介质，并且用在一项或多项以下应用中-用于分子诊断的生物传感器-对在诸如血液或唾液之类的复杂生物混合物中的蛋白质和核酸进行快速灵敏的检测 -用于化学、制药或分子生物学的高通量筛选设备 -例如用于在例如犯罪学中的DNA或蛋白质测试设备、用于(在医院中)现场测试的测试设备、用于在中央实验室或在科学研究中进行诊断的测试设备 -用于对心脏病、感染性疾病和肿瘤学的DNA或蛋白质诊断，食品，以及环境诊断的工具 -用于组合化学的工具 -分析设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于层析的分离介质，其具有如下结构在一个预选方向上的流动速率要比垂直于该方向的大。
文档编号B01D15/20GK101325993SQ200680046486
公开日2008年12月17日 申请日期2006年11月28日 优先权日2005年12月12日
发明者D·J·布勒尔, E·佩特斯, R·库尔特, R·彭特曼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司