專利名稱：供在層析中使用的分離介質(zhì)的制作方法
供在層析中使用的分離介質(zhì)本發(fā)明針對(duì)用于層析，尤其是用于生物分子的凝膠電泳的設(shè)備的領(lǐng)域。層析，尤其是生物分子的電泳通常發(fā)生在凝膠狀基片介質(zhì)中，在大多 數(shù)情況下，凝膠狀基片介質(zhì)例如是通過(guò)將水介質(zhì)中的丙烯和雙丙烯進(jìn)行聚 合且未發(fā)生分離的很短時(shí)間內(nèi)"現(xiàn)場(chǎng)"制成的。然而，尤其對(duì)于凝膠電泳而言，層析的結(jié)果有時(shí)由于分離介質(zhì)的非結(jié) 構(gòu)性質(zhì)而缺乏可靠性。在分析期間，物質(zhì)往往不能表現(xiàn)成定義明確的波段， 而是有"突出部分"和"邊緣"，這些"突出部分"和"邊緣"降低了分析 精確度，尤其在將要對(duì)例如在等電位點(diǎn)或重量中只有很小差別的數(shù)個(gè)生物 分子進(jìn)行分離時(shí)。因此，本發(fā)明的目的是提供一種分離介質(zhì)，其能夠?qū)ι锓肿舆M(jìn)行更 可靠地層析。這一目的是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述的分離介質(zhì)解決的。因此， 本發(fā)明提供了 一種供在層析中使用，尤其供在凝膠電泳中使用的分離介質(zhì)， 其中分離介質(zhì)基本上為兩維材料，其至少部分具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu) 選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比垂直于所述優(yōu)選流動(dòng)方向的大。通過(guò)使用這樣的分離介質(zhì)，對(duì)于大部分應(yīng)用而言能夠?qū)崿F(xiàn)至少一個(gè)如 下優(yōu)點(diǎn)-層析更易于控制，因此層析的可靠性得到增強(qiáng)。 -能夠減少層析所需要的材料量并且提高分辨率。-被分離物種的位置得到更好的界定。因此，諸如CCD照相機(jī)等像 素化電光系統(tǒng)的讀出變得更好的界定。換言之，層析介質(zhì)中的體素 (=體積像素)與照相機(jī)傳感器上的像素相互關(guān)聯(lián)。 術(shù)語(yǔ)"兩維材料"尤其是指和/或包括分離介質(zhì)在一維中的厚度與在其 它維度中的任一相比> 0%且《35%。4根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)為多孔和/或彈性材料。術(shù)語(yǔ)"多孔材料"尤其是指和/或包括材料的類型為可透過(guò)的以供進(jìn)行 材料流動(dòng)或材料擴(kuò)散，使得與待分離材料進(jìn)行的交互作用對(duì)于不同物種而 言是具體物種給出的不同流動(dòng)速率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多孔材料可以為聚合物凝膠狀結(jié)構(gòu)，使得 聚合物鏈在諸如水的液體中膨脹，并在聚合物鏈之間留有空間或孔以允許 材料遷移。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，聚合物的交聯(lián)密度及其與液體的物 理作用的組合在這種情況下確定了孔的大小。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多孔材料為預(yù)先結(jié)構(gòu)化的聚合物或無(wú)機(jī)材 料，該材料的孔借助于光刻來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多孔材料為具有諸如聚合物小球的結(jié)構(gòu)的 裝配，該結(jié)構(gòu)彼此緊密接觸使得孔的大小得以通過(guò)該結(jié)構(gòu)的形狀和大小來(lái) 確定。術(shù)語(yǔ)"流動(dòng)速率"尤其是指和/或包括遷移速率，例如用m/s表示，物 種以該遷移速率穿過(guò)多孔介質(zhì)。應(yīng)當(dāng)注意的是，這可以是指和/或包括各種 原因的遷移，例如由流動(dòng)液體(洗脫劑)(通過(guò)毛細(xì)力填充介質(zhì))的水動(dòng)力， 或者由在壓力下經(jīng)由膜泵出液體引起的物種遷移。在本發(fā)明的意義上，術(shù)語(yǔ)"流動(dòng)速率"尤其是指和/或包括(至少對(duì)于) 生物物種在分離介質(zhì)中穿行的速率，用ms"表示。對(duì)于本發(fā)明內(nèi)的大多數(shù)應(yīng)用而言， 一種測(cè)量和/或獲得平均流動(dòng)速率 (或者對(duì)于被分析物中最快流動(dòng)部分的速率)的方法可借助于示蹤染料， 例如有機(jī)熒光染料來(lái)獲得。這種染料可等量地加入到凝膠或者可以是生物 樣品中的一部分。例如，該染料可摻入DNA樣品。染料的流動(dòng)對(duì)于大多數(shù) 應(yīng)用而言可通過(guò)如下不同方式進(jìn)行記錄-通過(guò)眼睛和標(biāo)尺；這僅僅通過(guò)測(cè)量染料穿行典型距離例如lcm花費(fèi) 的時(shí)間來(lái)提供一種易于實(shí)現(xiàn)流動(dòng)速率的指示。這尤其適合于測(cè)量在 設(shè)備的優(yōu)選方向上的流動(dòng)速率。 -通過(guò)例如具有目鏡下的距離指示的顯微鏡。這便于測(cè)量在非優(yōu)選方 向上的流動(dòng)速率，以測(cè)量前向和側(cè)向流動(dòng)的比率。簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)將可 看出染料是否已通過(guò)通道之間的屏障。-通過(guò)CCD照相機(jī)。這當(dāng)然是最方便的方法，這是因?yàn)樗强勺詣?dòng)運(yùn)行的數(shù)字化方法。 在文獻(xiàn)中描述了各種示蹤染料。舉例如溴酚藍(lán)、溴酚藍(lán)鈉鹽和溴甲酚綠。在一些應(yīng)用中，它還易于測(cè)量在優(yōu)選流動(dòng)方向和垂直于它的方向之間 的流動(dòng)速率，使得還可應(yīng)用兩種(或更多種)不同的測(cè)試液體。如果例如 對(duì)于流動(dòng)而言在第一通道中加入紅色染料而在相鄰?fù)ǖ乐屑尤刖G色染料， 則人們能夠測(cè)量混合這兩種液體(觀察到黃色區(qū)域)所花費(fèi)的時(shí)間(或者 已知優(yōu)選方向上的流動(dòng)速率時(shí)的橫向距離)。同樣的原則還可應(yīng)用于使用相 應(yīng)于第二流動(dòng)中猝滅粒子的熒光團(tuán)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，流動(dòng)至少部分是由電場(chǎng)的存在而引起的， 電場(chǎng)由于物種表面的電荷而強(qiáng)迫物種流動(dòng)(電泳)。在這種情況下，物種將 在靜態(tài)液體內(nèi)流動(dòng)。同樣能夠想到效應(yīng)的組合并且該組合在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比垂直所述優(yōu)選流 動(dòng)方向的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比垂直所述優(yōu)選流 動(dòng)方向的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比垂直所述優(yōu)選流 動(dòng)方向的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)基本上為兩維材料，其至少部分 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的>60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85°且《95°角度的任何方向上的大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85°且《95°角度的任何方向上的大>2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大^2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60°/。且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》2倍且《10000倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的>70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》2倍且《10000倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》2倍且《10000倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85°且《95°角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大^4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80°/。且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大^4倍且《100倍。豐艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈^25。且《155。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大^4倍且《100倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的〉60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70°/。且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的>70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈^75。且《105。角度的任何方向上的大^10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》70%且《100%中具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈》55。且《125。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈^55。且《125。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》60%且《100°/。中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的>70%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈^25。且《155。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在其總面積的》80%且《100%中 具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流 動(dòng)方向呈》25。且《155。角度的任何方向上的大》10倍且《50倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在與所述 優(yōu)選流動(dòng)方向呈》85°且《95°角度的方向上交替提供具有》10%且《99%的高孔隙率的面積和域具有》0°/。且《60%的低孔隙率的面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在與所述 優(yōu)選流動(dòng)方向呈》75°且《105°角度的方向上交替提供具有》10%且《99%的高孔隙率的面積和/或具有>0%且《60%的低孔隙率的面積。在本發(fā)明的意義上，術(shù)語(yǔ)"孔隙率"尤其是指和/或包括材料中所有孔 或空隙的體積與整個(gè)體積的比率。換言之，孔隙率為材料的非固體體積與 總體積的比例。在本發(fā)明的意義上，孔隙率尤其為在0%到100%之間的分 數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在與所述 優(yōu)選流動(dòng)方向呈》85°且《95°角度的方向上交替提供具有》40%且《99%的高孔隙率的面積和/或具有》5%且《40%的低孔隙率的面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在與所述 優(yōu)選流動(dòng)方向呈》85°且《95。角度的方向上交替提供具有》60%且《99°/。的高孔隙率的面積和域具有》10%且《30%的低孔隙率的面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈>75°且《105°角度的方向上交替提供具有》40%且《99% 的高孔隙率的面積和/或具有》5%且《40%的低孔隙率的面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)具有這樣的結(jié)構(gòu)，使得在與所述 優(yōu)選流動(dòng)方向呈》75°且《105°角度的方向上交替提供具有》609/。且《99% 的高孔隙率的面積和域具有》10%且《30%的低孔隙率的面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，具有高孔隙率的面積形成基本上平行的通 道和/或具有低孔隙率的面積形成隔壁。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道的寬度為》l^im且《1000^m。根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道的寬度為》10^im且《500Kim。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例，通道的寬度為》50Mm且《20(^m。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道的高度為》0.5^mi且《500Min。根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道的寬度為》2拜且《250pm。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例，通道的寬度為》5Mm且《100^im。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道在橫截面視圖中具有矩形剖面。應(yīng)當(dāng)注意到的是，在通道在橫截面視圖中具有非矩形和/或基本上不是 矩形的剖面的情況下，術(shù)語(yǔ)"寬度"和"高度"尤其是指或包括通道的最 大寬度和高度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道在橫截面視圖中具有三角形剖面，根 據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通道在在橫截面視圖中具有錐形剖面，根據(jù)本發(fā) 明的一個(gè)實(shí)施例，通道在在橫截面視圖中具有梯形剖面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，隔壁的厚度為》100nm且《200拜。根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，隔壁的厚度為》lMm且《100nm。根據(jù)本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例，隔壁的厚度為》l(Him且《50Mm。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在沿與優(yōu)選流動(dòng)方向呈>85°且《 95。角度的橫截面視圖中每mm的通道數(shù)為》2且《500。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在沿與優(yōu)選流動(dòng)方向呈^85。且《 95。角度的橫截面視圖中每mm的通道數(shù)為^4且《300。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)在沿與優(yōu)選流動(dòng)方向呈^85。且《 95。角度的橫截面視圖中每mm的通道數(shù)為》5且《200。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)包括聚丙烯材料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)包括由至少一個(gè)丙烯酸單體和至 少一個(gè)多官能丙烯酸單體的聚合反應(yīng)制成的聚丙烯材料。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例單體選自一個(gè)范圍，使得由其形成的聚合物易于吸收 水以便形成膨脹介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，丙烯酸單體選自下列各項(xiàng)組成的組丙烯 酰胺、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸卡必酯或它們的混合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多官能丙烯酸單體為雙丙烯和/或三丙烯和 /或四丙烯和/或五丙烯單體。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多官能丙烯酸單體選自下列各項(xiàng)組成的組 雙丙烯酰胺、三丙二醇、二丙烯酸酯、季戊四醇、三丙烯酸酯或它們的混 合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在具有低孔隙率的面積中的交聯(lián)密度為》0.05且《1和/或在具有高孔隙率的面積中的交聯(lián)密度為》0.0001且《0.5。在本發(fā)明的意義上，術(shù)語(yǔ)"交聯(lián)密度"尤其是指或包括如下的定義 交聯(lián)密度&在這里定義為&二y^，其中X為多官能單體的摩爾分?jǐn)?shù)而L為直鏈(=非多官能)形成單體的摩爾分?jǐn)?shù)。在線型聚合物中&=0，在完全交聯(lián)體系中^"。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，分離介質(zhì)包括線型聚合物，并且凝膠的 形成由于聚合物鏈之間的二次作用而被物理交聯(lián)所增強(qiáng)。像瓊脂糖這樣的 天然聚合物表明了這種性能并且因此通常用于凝膠化材料。在這種情況下， 網(wǎng)格大小或孔的大小更易于通過(guò)聚合物在其緩沖溶液中的濃縮來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)包括預(yù)先結(jié)構(gòu)化的聚合物或無(wú)機(jī) 材料，該材料的孔是借助于光刻來(lái)確定的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)包括具有諸如聚合物小球的結(jié)構(gòu) 的裝配，該結(jié)構(gòu)彼此緊密接觸使得孔的大小得以通過(guò)該結(jié)構(gòu)的形狀和大小 來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，小球的內(nèi)徑為》0.2nm且《10^m，根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，小球的內(nèi)徑為》0.5jim且《5^m。12根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，小球的表面進(jìn)行這樣的修改，使得在生物 分子之間發(fā)生特殊的交互作用并且在這一具體的交互作用上發(fā)生分離。在 本說(shuō)明書的意義上，術(shù)語(yǔ)生物分子包括適于層析并至少部分具有生物學(xué)特 性的物質(zhì)或基于生物物質(zhì)制造的物質(zhì)。該術(shù)語(yǔ)并不局限于在化學(xué)領(lǐng)域通常 給出的定義中的分子。此外，本發(fā)明還可應(yīng)用于化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供具有高孔隙率的面積作為互連的儲(chǔ)液 器(Wdl)。在本發(fā)明的意義上，術(shù)語(yǔ)"儲(chǔ)液器"尤其是指和/或包括這樣的 面積，其中被分離材料組分在這里濃縮自己的概率高于它周圍的面積。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)液器具有》lnm且《200pm的平均寬度， 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例具有》l(Him且《100Mm的平均寬度，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例具有 》20pm且《50jim的平均寬度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)液器具有》lMm且《200Mm的平均寬度， 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例具有》10拜且《100拜的平均寬度，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例具有 》20拜且《50nm的平均寬度。本發(fā)明還涉及一種用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的分離介質(zhì)的方法，包括如下 步驟a) 提供至少一種單體物質(zhì)b) 使單體物質(zhì)能夠在規(guī)定區(qū)域發(fā)生聚合，以便獲得具有這樣結(jié)構(gòu)的 材料，使得在優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比在與所述優(yōu)選流動(dòng) 方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的流動(dòng)速率大》2倍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟a)中的單體選自包括以下各項(xiàng)的組 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。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，聚合的實(shí)現(xiàn)包括uv引發(fā)。uv引發(fā)是通過(guò)存在少量(<6重量°/。；優(yōu)選0.01-3重量°/。；更優(yōu)選介于0.1-1.5重量％之 間)光引發(fā)劑來(lái)激活的。本發(fā)明還涉及一種包括如上所述的分離介質(zhì)的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備具有至少一個(gè)另外的玻璃基片。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該玻璃基片具有電極。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備包括至少一個(gè)蓋玻片，其中根據(jù)本13發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例該至少一個(gè)蓋玻片具有電極。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備還包括具有至少一個(gè)蓋玻片的至少一個(gè)彈性層，其中該彈性層用于補(bǔ)償分離介質(zhì)的儲(chǔ)液器高度的公差。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該彈性層包括一種選自下列各項(xiàng)組成的組的材料有機(jī)聚合物、硅聚合物或它們的混合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備還包括CCD照相機(jī)。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分離介質(zhì)包括儲(chǔ)液器，其中該儲(chǔ)液器在水平間距和垂直間距之間的比率方面一定程度上對(duì)應(yīng)于諸如電荷耦合器件(CCD)照相機(jī)的自動(dòng)化分析儀的形狀。CCD照相機(jī)是用于記錄圖像的傳 感器，其由包含連接或耦合的電容器(像素)陣列的集成電路構(gòu)成。在外 部電路的控制下，每個(gè)電容器都可將它的電荷轉(zhuǎn)移給它相鄰的一個(gè)或其它 電容器，從而最終提供有關(guān)最初為每個(gè)像素充電的光強(qiáng)的信息。電容器陣 列形成例如1280x1024像素的矩陣，其在一個(gè)周期內(nèi)排列為水平行為ph且 垂直列為pv。優(yōu)選地，通道中儲(chǔ)液器的位置是這樣的，使得若通道的周期 性為Pv，則儲(chǔ)液器的周期性由下式給出(等式l)這樣，儲(chǔ)液器的位置對(duì)應(yīng)于CCD照相機(jī)中像素的位置。在具體情況下， A-A且A-A。在這種情況下，分離設(shè)備中的體素以1:1與照相機(jī)的像素 匹配。但是，只要滿足等式l， A^A且A^A也是可能的。在后面的情況 下，體素借助于透鏡系統(tǒng)與像素相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的分離介質(zhì)、方法和/或設(shè)備可以用于各種各樣的系統(tǒng)和/ 或應(yīng)用中，其中包括如下各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)-用于分子診斷的生物傳感器-對(duì)在諸如血液或唾液的復(fù)雜生物混合物中的蛋白質(zhì)和核酸進(jìn)行快速靈敏的檢測(cè) -用于化學(xué)、制藥或分子生物學(xué)的高通量篩選設(shè)備 -例如用于在例如犯罪學(xué)中的DNA或蛋白質(zhì)測(cè)試設(shè)備、用于(在醫(yī)院中)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的測(cè)試設(shè)備、用于在中央實(shí)驗(yàn)室或在科學(xué)研究中進(jìn)行診斷的測(cè)試設(shè)備-用于對(duì)心臟病、感染性疾病和腫瘤學(xué)的DNA或蛋白質(zhì)診斷，食品，以及環(huán)境診斷的工具 -用于組合化學(xué)的工具 -分析設(shè)備上面提及的部件，以及權(quán)利要求保護(hù)的部件和根據(jù)本發(fā)明要在所述實(shí) 施例中使用的部件關(guān)于它們的大小、形狀、材料選擇和技術(shù)構(gòu)思并不受任 何具體例外，這樣能夠在沒有限制的情況下應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域中公知的選擇標(biāo) 準(zhǔn)。


本發(fā)明目的的附加細(xì)節(jié)、特性、特征和優(yōu)點(diǎn)公開在子權(quán)利要求、附圖 以及相應(yīng)附圖和實(shí)例的說(shuō)明書中，相應(yīng)附圖和實(shí)例以舉例方式說(shuō)明根據(jù)本 發(fā)明的分離介質(zhì)以及設(shè)備的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。圖1示出了在注射待層析樣品之前根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的分離介質(zhì) 的非常示意性頂視圖；圖2示出了在執(zhí)行一次電泳步驟之后圖1的分離介質(zhì)的非常示意性頂 視圖；圖3示出了在執(zhí)行另一次電泳步驟之后圖1和圖2的分離介質(zhì)的非常 示意性頂視圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的分離介質(zhì)的非常示意性圖案頂視圖；圖5示出了使用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分離介質(zhì)的設(shè)備的非常示意 性圖案頂視圖，其中該設(shè)備還包括蓋玻片和彈性層。圖1示出了在注射待層析樣品之前根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的分離介質(zhì) 1的非常示意性頂視圖。分離介質(zhì)1包括具有高孔隙率的面積10，其大 約以通道形式提供；具有低孔隙率的面積20，其大約以隔壁形式提供。然 后將待層析樣品注射到用"x"標(biāo)記的位置附近的分離介質(zhì)中。應(yīng)當(dāng)注意到 的是，此實(shí)施例僅是舉例說(shuō)明性的，并且通道和隔壁的數(shù)目對(duì)于大多數(shù)實(shí) 施例而言將相當(dāng)高。圖2示出了在執(zhí)行一次電泳步驟之后圖1的分離介質(zhì)的非常示意性頂 視圖?？梢钥闯?，樣品中不同設(shè)置的生物分子在通道10的"入口"之前理 想情況下都靠右排列。圖3示出了在執(zhí)行另一次電泳步驟之后圖1和圖2的分離介質(zhì)的非常 示意性頂視圖。在圖3中，可以看出， 一旦進(jìn)入特定通道的生物分子受限 于該同一通道，因此電泳的可靠性得到極大提高。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的分離介質(zhì)l'的非常示意性圖案頂 視圖。在該實(shí)施例中，具有高孔隙率的面積10'是以互連的儲(chǔ)液器形式提供 的。當(dāng)執(zhí)行如圖3所示的電泳時(shí)，生物分子最終將更有可能終止于儲(chǔ)液器， 即在分離介質(zhì)內(nèi)規(guī)定的側(cè)向位置。理想情況下，儲(chǔ)液器的間距等于CCD照 相機(jī)的間距，因而能夠捕獲到分離介質(zhì)的圖片并對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)分析。圖5示出了使用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的分離介質(zhì)的設(shè)備l'的非常示 意性圖案頂視圖，其中該設(shè)備還包括蓋玻片100和彈性層110。彈性層用于 補(bǔ)償儲(chǔ)液器20的公差，從而進(jìn)一步減少在通道10之間的流動(dòng)。舉例I本發(fā)明還通過(guò)下面的例子1來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，例子1僅以舉例方式說(shuō)明制 造根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的分離介質(zhì)。在玻璃基片上，施加一層固態(tài)的50mhi厚膜的具有光引發(fā)劑的多官能 環(huán)氧樹脂。非常適于我們目的的環(huán)氧材料的例子是從MicroChem Inc.購(gòu)買 的名叫SU-8的環(huán)氧材料。SU-8基本上是一種負(fù)性、環(huán)氧型、近UV光刻 膠，它基于最初已經(jīng)開發(fā)出的EPONSU-8環(huán)氧樹脂(來(lái)自Shell Chemical)， 并由IBM取得專利權(quán)(美國(guó)專利No,4882245 (1989)和其它)。該玻璃板 用水/表面活性劑進(jìn)行清潔。50Mm的環(huán)氧樹脂膜是通過(guò)以3000 rpm的旋轉(zhuǎn) 速度，將SU-8 50 (MicroChemlnc.;由供應(yīng)商溶解掉環(huán)氧化物并調(diào)整粘度) 旋涂長(zhǎng)達(dá)30s來(lái)實(shí)現(xiàn)的。剩余的溶劑通過(guò)在95。C進(jìn)行15分鐘的軟烤來(lái)去除，并且樣品在室溫下 暴露于來(lái)自光刻機(jī)的165mJ.cm-2 UY光。掩模中的開放面積確定出將在哪 里形成通道的隔壁(負(fù)性抗蝕劑)。在UV暴露之后，在95。C進(jìn)行15分鐘 的后烤。通過(guò)用丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)進(jìn)行5分鐘的沖洗去除未暴露的 面積。PGMEA隨后通過(guò)用2-丙醇進(jìn)行1分鐘的沖洗來(lái)去除。舉例II在此例子中，使用如上描述的具有彈性層的蓋玻片。 玻璃板具有用于用分離介質(zhì)填充通道并用被分析物加載的洞。為了有 效地將玻璃板粘結(jié)到隔壁和構(gòu)造面積，用薄膜SU-8進(jìn)行覆蓋，薄膜SU-8 是通過(guò)以2000 rpm的旋轉(zhuǎn)速度，將SU-8旋涂長(zhǎng)達(dá)一分鐘來(lái)獲得的。該玻 璃板用SU-8平面進(jìn)行加壓(5000N.m-2)，并用UV光GOOmJ.cm-2)進(jìn)行 暴露，從而在壓力下保持整體布置，其中SU-8平面在150'C的溫度下與隔 壁接觸，遠(yuǎn)高于未處治材料的軟化點(diǎn)。更佳的觸點(diǎn)粘結(jié)是通過(guò)將少量的雙 酚A的縮水甘油醚添加到SU-8來(lái)獲得的，這樣使得將其在粘結(jié)到SU-8的 隔壁前SU-8能有更佳的流動(dòng)。上面詳細(xì)實(shí)施例中的部件和特征的特定組合僅僅是舉例說(shuō)明性的；還 可以清楚地預(yù)見到本專利/申請(qǐng)和以引用方式并入本文中的專利/申請(qǐng)中的 這些教導(dǎo)和其它教導(dǎo)的互換和替代。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在 不脫離要求權(quán)利保護(hù)的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員能夠想到本文描述內(nèi)容的變更、修改及其它實(shí)現(xiàn)方案。因此，前面 的說(shuō)明書僅僅通過(guò)舉例說(shuō)明的方式且并不旨在作為限制。本發(fā)明的保護(hù)范 圍由權(quán)利要求書及其等價(jià)內(nèi)容進(jìn)行限定。此外，說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使 用的參考標(biāo)記并不限制要求權(quán)利保護(hù)的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種供在層析尤其是凝膠電泳中使用的分離介質(zhì)，其中，所述分離介質(zhì)基本上為兩維材料，其具有的結(jié)構(gòu)使得優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比垂直于所述優(yōu)選流動(dòng)方向的大。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離介質(zhì)，其中，所述分離介質(zhì)具有的結(jié)構(gòu)使得在與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈》85°且《95°的方向上交替提供具有》10% 且《99%的高孔隙率的面積和具有》0%且《60%的低孔隙率的面積。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分離介質(zhì)，其中，所述具有高孔隙率的 面積形成基本上平行的通道，并且/或者，所述具有低孔隙率的面積沿著所 述通道形成隔壁。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì)，其中，所述通道的 寬度》lpm且《100(Him。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì)，其中，所述隔壁的 厚度》100nm且《200miti。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì)，其中，分離介質(zhì)在 沿著與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈》85。且《95。角度的橫截面視圖中每mm的通 道數(shù)為》10且《500。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì)，其中，所述分離介 質(zhì)包括聚丙烯酸材料。
8、 一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì)的設(shè)備，其 中，所述具有低孔隙率的面積中的交聯(lián)密度為》0.05且《1，并且/或者， 所述具有高孔隙率的面積中的交聯(lián)密度為》0.0001且《0.5。
9、 一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì)的方法，包括如下步驟a) 提供至少一種單體物質(zhì)，b) 使所述單體物質(zhì)在規(guī)定區(qū)域中發(fā)生聚合，從而獲得具有以下結(jié)構(gòu)的材料，該結(jié)構(gòu)使得優(yōu)選流動(dòng)方向上的流動(dòng)速率要比與所述優(yōu)選流動(dòng)方向呈》75。且《105。角度的任何方向上的大^2倍。
10、 一種系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的分離介質(zhì) 和/或根據(jù)權(quán)利要求9制成的分離介質(zhì)，并且用在一項(xiàng)或多項(xiàng)以下應(yīng)用中-用于分子診斷的生物傳感器-對(duì)在諸如血液或唾液之類的復(fù)雜生物混合物中的蛋白質(zhì)和核酸進(jìn)行快速靈敏的檢測(cè) -用于化學(xué)、制藥或分子生物學(xué)的高通量篩選設(shè)備 -例如用于在例如犯罪學(xué)中的DNA或蛋白質(zhì)測(cè)試設(shè)備、用于(在醫(yī)院中)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的測(cè)試設(shè)備、用于在中央實(shí)驗(yàn)室或在科學(xué)研究中進(jìn)行診斷的測(cè)試設(shè)備 -用于對(duì)心臟病、感染性疾病和腫瘤學(xué)的DNA或蛋白質(zhì)診斷，食品，以及環(huán)境診斷的工具 -用于組合化學(xué)的工具 -分析設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于層析的分離介質(zhì)，其具有如下結(jié)構(gòu)在一個(gè)預(yù)選方向上的流動(dòng)速率要比垂直于該方向的大。
文檔編號(hào)B01D15/20GK101325993SQ200680046486
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者D·J·布勒爾, E·佩特斯, R·庫(kù)爾特, R·彭特曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司