專利名稱：樣品制備用澆鑄膜結(jié)構(gòu)物的制作方法
背景技術(shù)：
在生物化學(xué)技術(shù)方面已經(jīng)開發(fā)了許多分析程序，其中要求去除肽溶液中的溶劑，以期得到可以有效地進(jìn)行分析的更高濃度肽樣品，或要求去除低分子量離子或溶質(zhì)。也已經(jīng)開發(fā)了很多不僅涉及肽而且也涉及一般大分子物種的其它分析程序，其中有必要使液體樣品中的大分子成分濃縮和/或“脫鹽”，因?yàn)樯锘瘜W(xué)/醫(yī)藥化學(xué)中通常需要沒有鹽類、洗滌劑及其它污染物的純分析物。這些物質(zhì)的存在可能是有害的，原因在于它們往往干擾隨后的化學(xué)分析。環(huán)境技術(shù)上和化學(xué)分析中存在類似情況。
美國專利No.4,755,301公開了一種無需過濾至干的大分子濃縮用離心方法和裝置。一張半透過性超濾膜將樣品池與濾液杯隔離開，該膜下面的濾液導(dǎo)管從該膜外沿向里被充分抵銷，因此，當(dāng)該裝置在一個(gè)固定角離心轉(zhuǎn)子上使用時(shí)，一旦滯留物彎液面達(dá)到最外濾液導(dǎo)管的最外沿的離心徑向水平，過濾就停止。
這樣的超濾裝置通常用于生物分子和天然產(chǎn)品的“純化”和/或樣品制備。為了使這樣一種工藝能夠成功，膜必須加以選擇，使之能截留有益的分子但能讓雜質(zhì)通過。盡管這種情景對(duì)于大于約10,000分子量的分析物來說是相當(dāng)直截了當(dāng)?shù)?，但?duì)于小于約5000分子量的物質(zhì)來說問題就越來越多。理由是由于如下事實(shí)截留約5000分子量分析物所需要的膜孔率是如此低，以致透水性(流量率)變得不良且加工時(shí)間太長(zhǎng)。例如，使用了適合于30,000或更大的分子量的分析物的膜的裝置，其典型的離心“自旋時(shí)間”是大約1小時(shí)，而對(duì)于約1000分子量的分析物則可能需要多達(dá)6小時(shí)。進(jìn)而，對(duì)高g力的如此長(zhǎng)期暴露經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)備損壞。
目前技術(shù)上常見的樣品量在0.01～10μg范圍。在如此低的負(fù)荷時(shí)，高效率樣品處理對(duì)于避免損失來說是重要的。慣用的樣品制備方法與裝置對(duì)于處理如此小樣品體積的“微量分離”來說是不實(shí)用的。此外，超濾只能有效地濃縮和脫鹽，因而，這種規(guī)模的吸附技術(shù)的應(yīng)用是微質(zhì)量樣品制備的一種全新思路。
制作樣品制備裝置的一種慣用方法，是首先把一個(gè)從諸如一種纖維性玻璃或纖維素片材得到的預(yù)開多孔塞插入一支移液管的尖端部，隨后添加松散顆粒和第二個(gè)多孔塞，如

圖1中所示。這些塞子用來把這些顆粒保持固定在該移液管尖端部。然而，這些塞子也截留過量液體，從而造成死空間或體積(即未被介質(zhì)或聚合物占據(jù)的空間，這會(huì)導(dǎo)致不良樣品回收率、諸如樣品帶出引起的污染等)。然而，對(duì)于像移液管尖端部這樣極小的液體輸送裝置無法使用這些程序，因?yàn)闆]有任何一種實(shí)用方法可用來要么裝填塞子要么裝填顆粒，以獲得一種要用于以上提到的極小樣品負(fù)荷的、含有10毫克或更少吸附劑的微量吸附裝置。
此外，也可以通過把介質(zhì)裝入并固定于毛細(xì)管式移液管中來制作一種微量樣品制備裝置。然而，通過此類裝置的流動(dòng)通常是緩慢的。
進(jìn)而，盡管從質(zhì)量吸附觀點(diǎn)來看，吸收性粉末提供最高的能力，但它們難以或確實(shí)不可能以毫克量操作。盡管基于聚合物的吸附膜片材相對(duì)容易操作，但它們的能力作為相對(duì)低的亞結(jié)構(gòu)表面積的結(jié)果是較差的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能使樣品溶液中的分子濃縮、純化和/或脫鹽的樣品制備裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能使非常少量樣品溶液中的分子濃縮，純化和/或脫鹽的樣品制備裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種能使樣品溶液中的分子濃縮、純化和/或脫鹽、呈各種各樣幾何形狀的樣品制備裝置。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步目的是提供一種能使非常少量樣品溶液中的分子濃縮、純化和/或脫鹽、呈各種各樣幾何形狀的樣品制備裝置。
本發(fā)明的一個(gè)更進(jìn)一步目的是提供一種制造起來簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的樣品制備裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)進(jìn)一步目的是提供一種在一種有各種各樣殼體尺寸或幾何形狀的殼體中澆鑄顆粒的方法。
本發(fā)明的又一個(gè)進(jìn)一步目的是提供一種呈現(xiàn)它澆鑄于其中的殼體的形狀而且不使用多孔塞就能保持在該殼體中的可澆鑄膜。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供有支撐體或基質(zhì)的可澆鑄膜。
發(fā)明概述本發(fā)明克服了先有技術(shù)的問題，它提供可用作吸附性或反應(yīng)性介質(zhì)或用于基于尺寸的分離的復(fù)合型(有填料)和/或非填充型結(jié)構(gòu)的一種就地澆鑄方法。在一種實(shí)施方案中，這些結(jié)構(gòu)是整體式的和/或連續(xù)式的。本發(fā)明適用于各種各樣特定殼體尺寸和構(gòu)型，并提供一種在各種各樣體積的殼體中添加介質(zhì)的手段。本發(fā)明使得大量介質(zhì)(相對(duì)于所析出結(jié)構(gòu)的表面積增加而言)能包含在該聚合物中，同時(shí)仍保持三維聚合物結(jié)構(gòu)。
在第一種較好實(shí)施方案中，該復(fù)合結(jié)構(gòu)包含截留于象圖2B中所示那樣的一種多孔聚合物基質(zhì)內(nèi)的顆粒，并就地澆鑄到諸如圖2A中所示的移液管尖端部等各種各樣尺寸的殼體中，從而提供一種有效的微質(zhì)量操作平臺(tái)。隨著顆?；瘜W(xué)的適當(dāng)選擇，實(shí)際上可以對(duì)少數(shù)幾微升體積中小于1微米的樣品質(zhì)量負(fù)荷以及更大的質(zhì)量負(fù)荷和體積進(jìn)行任何分離或純化操作，包括選擇性結(jié)合/洗脫色譜法操作。本發(fā)明也涵蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)，以及含有該復(fù)合結(jié)構(gòu)的樣品制備裝置。
在第二種較好實(shí)施方案中，可以自保持和/或自支撐的無填充結(jié)構(gòu)就地澆鑄在一個(gè)適用殼體中，而且可以用于基于尺寸的分離，其中該澆鑄結(jié)構(gòu)充當(dāng)一種半滲透阻擋層或用于吸附。本發(fā)明也涵蓋這些結(jié)構(gòu)以及含有這些結(jié)構(gòu)的殼體，例如圖3中所示那種。圖3中的裝置是一種離心裝置，有一個(gè)液池、一個(gè)基礎(chǔ)和一個(gè)密封于該液池與基礎(chǔ)之間的多孔性織物。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是就地澆鑄在該多孔性織物上的。該裝置在操作期間置于一個(gè)適用管形瓶中，該裝置的通量受離心力驅(qū)動(dòng)。
附圖簡(jiǎn)要說明圖1是在兩個(gè)多孔塞之間裝配了顆粒的一種吸附性移液管尖端部的示意圖；圖2A是按照本發(fā)明用一種就地澆鑄工藝制備的一種吸附性移液管尖端部的示意圖；圖2B是一種填充了顆粒的就地澆鑄結(jié)構(gòu)的掃描電鏡微觀照片；圖3是一種向其中添加了就地澆鑄結(jié)構(gòu)的殼體的一種進(jìn)一步實(shí)施方案；圖4是一種用球形硅膠和聚礬粘結(jié)劑制備的顆粒填充膜的掃描電鏡微觀照片；
圖5A說明作為本發(fā)明就地澆鑄結(jié)構(gòu)的一種適用殼體的一種多孔陣列；圖5B是一種可以與圖5A的多孔陣列一起使用的集水系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖5C是圖5A多孔陣列的一個(gè)單孔的頂視圖；圖5D是圖5B集水系統(tǒng)的一個(gè)孔的橫截面視圖；圖6是一種5肽混合物的逆相色譜圖；圖7是一種結(jié)合于含有就地澆鑄C18二氧化硅的移液管尖端部并洗脫下來的5肽混合物的逆相色譜圖；圖8是一種結(jié)合于含有就地澆鑄涂有苯乙烯磺鹽的二氧化硅的移液管尖端部并洗脫下來的5肽混合物的逆相色譜圖；圖9是細(xì)胞色素C的逆相色譜圖；圖10是對(duì)一種含有就地澆鑄固定的胰蛋白酶珠的移液管尖端部暴露15分鐘后細(xì)胞色素C的逆相色譜圖；圖11是一種結(jié)合于含有就地澆鑄固定的蛋白A珠的移液管端部并洗脫下來的兔免疫球蛋白-g樣品的電泳凝膠；圖12是結(jié)合于含有就地澆鑄二氧化硅的1000μl移液管尖端部并洗脫下來的超卷曲質(zhì)粒DNA的電泳凝膠；圖13是結(jié)合于含有就地澆鑄二氧化硅的200μl移液管尖端部并洗脫下來的、范圍為200～1000bp的線型DNA碎片的電泳凝膠；圖14是結(jié)合于含有就地澆鑄超微細(xì)二氧化硅的200μl移液管尖端部并洗脫下來的PCR放大DNA的電泳凝膠；圖15是結(jié)合于含有松散二氧化硅和就地澆鑄膜阻擋層的200μl移液管尖端部并洗脫下來的線型DNA碎片的電泳凝膠；圖16A是一種含有用球形硅膠和聚砜粘結(jié)劑制備的就地澆鑄填充顆粒的膜的移液管尖端部的一個(gè)縱向剖面的掃描電鏡微觀照片；圖16B是一種含有用球形硅膠和聚砜粘結(jié)劑制備的就地澆鑄填充顆粒的膜的移液管尖端部的一個(gè)橫截面的掃描電鏡微觀照片；圖17是一種含有就地澆鑄無填充未切割膜的移液管尖端部的一個(gè)縱向剖面的掃描電鏡微觀照片。
本發(fā)明的詳細(xì)說明本文中使用的“膜”這一術(shù)語包括有適合于預(yù)期用途的孔率、有或無顆粒的透過性和半透過性三維結(jié)構(gòu)物。本文中使用的“復(fù)合結(jié)構(gòu)”這一術(shù)語包括填充膜。
在本發(fā)明的第一種較好實(shí)施方案中，熟悉本門技術(shù)的人員將認(rèn)識(shí)到，很多不同的顆?？梢杂糜趶?fù)合結(jié)構(gòu)，這取決于所得到裝置的預(yù)期目標(biāo)。在吸收性裝置的情況下，理想的裝置將有迅速的吸附動(dòng)力學(xué)、與用途相稱的容量和選擇性，而且能用適當(dāng)脫附劑洗脫所結(jié)合的分析物。適用的吸附性復(fù)合結(jié)構(gòu)是用聚合物粘結(jié)、填充了顆粒的吸附性膜結(jié)構(gòu)，例如，那些包含用一種粘結(jié)劑粘合在一起的色譜珠的膜結(jié)構(gòu)。圖4中說明了一種適用的、用聚合物粘結(jié)、填充了顆粒的吸附膜。這種膜包含約80％(重量)二氧化硅和20％(重量)聚礬粘結(jié)劑，而且是Millipore公司生產(chǎn)的。圖16A中顯示一種就地澆鑄于移液管尖端部50的類似膜。包含用其它官能團(tuán)衍生的其它微米級(jí)(例如1～30微米)樹脂顆粒的功能性復(fù)合結(jié)構(gòu)也是有益的，其中包括基于苯乙烯-二乙烯基苯的介質(zhì)(不改性或用諸如磺酸、季胺等衍生)；基于二氧化硅的介質(zhì)(不改性或用C2、C4、C6、C8或C18或離子交換官能團(tuán)衍生)，以容納對(duì)肽、蛋白質(zhì)、核酸及其它有機(jī)化合物的各種各樣應(yīng)用。熟悉本門技術(shù)的人員將認(rèn)識(shí)到，也可以使用有替代選擇性(例如疏水相互作用、親合力等)的其它基體，尤其用于除肽以外的分子類別。本文中使用的“顆?！边@一術(shù)語意在涵蓋有規(guī)則形狀(如球形)或無規(guī)則形狀的顆粒，以及碎片、纖維和粉末，包括金屬粉、塑料粉(如粉末狀聚苯乙烯)、正相二氧化硅、氣相法二氧化硅和活性炭。例如，氣相二氧化硅向聚砜聚合物中的添加導(dǎo)致增加活性表面積，而且適合于各種應(yīng)用。Amoco公司以UDEL P3500和P1700名稱銷售的聚礬，從所形成復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)包括聚丙烯、聚乙烯及其混合物在內(nèi)的聚烯烴殼體的粘合程度這一點(diǎn)來看，是特別好的。其它適用的聚合物粘結(jié)劑包括聚醚礬、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、丙烯腈PVC共聚物(商業(yè)上以“DYNEL”名稱銷售)、聚偏二氟乙烯(PVDF，商業(yè)上以“KYNAR”名稱銷售)、聚苯乙烯和聚苯乙烯/丙烯腈共聚物等。對(duì)殼體的粘合可以用熟悉本門技術(shù)的人員已知的手段來加強(qiáng)，或用這些復(fù)合結(jié)構(gòu)達(dá)到類似效果，所述手段包括殼體刻蝕，例如用等離子體處理或化學(xué)氧化；殼體內(nèi)部的環(huán)等機(jī)械輔助手段；以及把能促進(jìn)這樣的粘合的添加劑摻入殼體中。粘合使得在澆鑄期間能均勻沉降。
按照本發(fā)明的裝置可以包含多種有不同官能團(tuán)的樹脂材料的復(fù)合材料，以便對(duì)因電荷、尺寸、親合力和/或疏水性而異的分析物進(jìn)行分級(jí)；此外，還可以組合使用多種含有不同個(gè)體功能膜的裝置來達(dá)到類似結(jié)果。類似地，可以在一種適用殼體中澆鑄一種或多種膜，而且可以在澆鑄前后增加官能度。
按照本發(fā)明，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)物可以用聚合物換相(phase inversion)工藝、空氣澆鑄(蒸發(fā))和熱反轉(zhuǎn)(thermal inversion)來成形。對(duì)于那些只有微小粘合力或無粘合力的系統(tǒng)，所形成的結(jié)構(gòu)物可以單獨(dú)制備、插入適當(dāng)殼體中、用機(jī)械手段固定。在較好的方法中，所形成的結(jié)構(gòu)物就地澆鑄于合意的殼體中。這導(dǎo)致在聚合物基體中既能包含大量介質(zhì)又能依舊保持三維多孔結(jié)構(gòu)。這種膜亞結(jié)構(gòu)充當(dāng)一種兜住顆粒的支撐網(wǎng)絡(luò)，從而消除對(duì)玻璃料或多孔塞的需要，因而最大限度減少或甚至消除死體積(該膜的吸附性可以或可不參與吸附過程)。然而，如果合意，也可以加多孔玻璃料塞子。較好的是，所形成的膜或復(fù)合結(jié)構(gòu)的形態(tài)比(平均直徑與平均厚度之比)為小于約20、更好的是小于約10、特別是小于1。例如，對(duì)于吸附性移液管尖端部來說，較好的是形態(tài)比為2或更小、更好的是小于1、特別是約0.005～0.5之間。這一范圍內(nèi)的形態(tài)比能提供操作期間樣品在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的適用滯留時(shí)間。
在聚合物換相工藝中，該聚合物的溶劑必須能與驟冷相或反轉(zhuǎn)相混溶。例如，N-甲基吡咯烷酮是聚砜、聚醚礬和聚苯乙烯的一種適用溶劑。在后一種情況下，聚苯乙烯粒料可以溶于N-甲基吡咯烷酮中和就地澆鑄。所形成的結(jié)構(gòu)顯示出對(duì)聚烯烴基殼體的壁的良好粘合力，而且有類似于聚礬的吸附特征。二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺、丁酸丙酯和環(huán)丁砜也是適用溶劑。N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)是PVDF的適用溶劑。水是較好的沉淀劑。聚合物換相工藝一般來說導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)膨脹到它在該殼體中的澆鑄溶液體積的大約2～3倍。
在空氣澆鑄工藝中，使用了聚合物粘結(jié)劑的揮發(fā)性溶劑。例如，在乙酸纖維素的情況下，丙酮是一種適用的揮發(fā)性溶劑。空氣澆鑄一般來說導(dǎo)致一種比澆鑄溶液體積小的結(jié)構(gòu)。用這種方法，填充結(jié)構(gòu)中的顆粒應(yīng)當(dāng)是至少約30μm，以便不必施加較高的推動(dòng)力就能流過收縮后的間隙空間。
顆粒數(shù)量的上限受澆鑄溶液粘度制約。因顆粒類型而異，可以向該聚合物中添加多達(dá)40％(重量)的顆粒而不導(dǎo)致澆鑄溶液太粘，以致無法抽進(jìn)該殼體中。用較高的溫度，可以達(dá)到較高的顆粒添加量。適用的粒度包括有或無孔率、平均直徑范圍為約100納米到約100微米的顆粒。
適用的殼體材料沒有特別限定，而且包括塑料(例如聚乙烯和聚丙烯)、玻璃和不銹鋼。當(dāng)含有聚砜、尤其可購自Amoco公司的UDELP3500和P1700聚砜的復(fù)合材料就地澆鑄于其中時(shí)，從與該復(fù)合結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的化學(xué)粘合力的觀點(diǎn)來看，聚烯烴、尤其聚丙烯是較好的殼體材料。圖16B用一種具有用球形硅膠和聚砜制備的、就地澆鑄于其中的膜的聚丙烯移液管尖端部說明了這樣的粘合力。
適用的殼體構(gòu)型也沒有特別加以限制，而且包括移液管尖端部、孔、多孔陣列、塑料和玻璃空腔、樣品制備器具，例如可購自Millipore公司的MICROCON微量濃縮器，等。較好的殼體構(gòu)型是大體上圓柱形的，因?yàn)椴僮髌陂g的流動(dòng)向量大體上是直的，類似于色譜法，因而最大限度減少或避免對(duì)于非圓形構(gòu)型可能發(fā)生的稀釋性沖洗。雖然體積介于約0.1μl與約5ml之間的殼體可以用于就地澆鑄，但較好的是小于約100μl的體積，更好的是約0.1～50μl的體積，特別好的是約0.2～20μl的體積。可以使用體積小至約5微升的移液管尖端部幾何形狀。當(dāng)復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)殼體壁的化學(xué)粘合是合意的但不顯著或不存在時(shí)，可以用機(jī)械手段來把該復(fù)合結(jié)構(gòu)保持在殼體中，例如使殼體或其一部分壓扁、壓裝、熱收縮，對(duì)殼體或其一部分進(jìn)行等離子體處理，或者對(duì)殼體或其一部分進(jìn)行化學(xué)處理，例如刻蝕，以促進(jìn)粘合。與殼體壁粘合的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無需機(jī)械手段就能使該復(fù)合結(jié)構(gòu)與殼體“密封”。這樣的密封(無論用哪種方法)能防止樣品在操作期間形成溝流或繞過該復(fù)合材料。較好的是，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)物的最終床高為約0.05～約5mm。這考慮了良好洗滌、每單位體積的良好密度、和導(dǎo)致塞子形成期間的均勻沉淀。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)物也可以就地澆鑄于有適用幾何形狀的慣用多孔陣列中。此外，如同圖5A～5D中所示，多孔陣列10可以用來作為殼體，例如，通過在孔12中就地澆鑄本發(fā)明的結(jié)構(gòu)物11這樣進(jìn)行。此外，圖5B顯示一個(gè)集水系統(tǒng)亞組件13，后者有多個(gè)孔12(圖5D中予以放大)，以及其中包含的就地澆鑄結(jié)構(gòu)物。集水系統(tǒng)13可以進(jìn)行適配，以通過任何適用手段永久性地或可拆卸地耦合到液池陣列10上，例如通過快速裝卸設(shè)計(jì)，從而形成含有本發(fā)明結(jié)構(gòu)物的可脫下“靴子”組件。為方便起見，每個(gè)集水系統(tǒng)13都可以含有一種有不同化學(xué)性質(zhì)的顆粒的聚合物基體，從而用戶可因用途而異來選擇適當(dāng)集水系統(tǒng)13。替而代之或除此之外，填充了顆粒的聚合物基體可以因孔而異。液池殼體10可以是多個(gè)開口孔，也可以包括一種膜。
復(fù)合結(jié)構(gòu)物和含有復(fù)合結(jié)構(gòu)物的本發(fā)明微量樣品制備裝置有種類繁多的應(yīng)用，這取決于顆粒選擇。例如，用途包括肽和蛋白質(zhì)分析前樣品制備，碳水化合物中肽的脫除，氨基酸分析前凈化，微體積反應(yīng)用固定酶，微親合力色譜法用固定配體，超卷曲和切割質(zhì)粒的分離，PCR和DNA產(chǎn)物的凈化，RNA分離用固定寡dT，染料終止區(qū)脫除，元素分析用樣品制備等。熟悉本門技術(shù)的人員將能困所希望的用途而異來選擇適當(dāng)顆粒、聚合物粘結(jié)劑、顆粒化學(xué)性質(zhì)和幾何形態(tài)。在一些情況下，可以在相同的裝置中使用顆?；旌衔?。替而代之或除此之外，多孔裝置中每個(gè)獨(dú)立的孔都可以有不同的化學(xué)性質(zhì)。
在本發(fā)明結(jié)構(gòu)物沒有填充顆粒的實(shí)施方案中，對(duì)稱或不對(duì)稱的半滲透結(jié)構(gòu)物，或者對(duì)稱和不對(duì)稱的半滲透結(jié)構(gòu)物的組合，均可形成。在這種實(shí)施方案中，較好的成形方法是就地澆鑄于適當(dāng)殼體中，形成一種適用于基于尺寸或吸附作用的分離(取決于聚合物同一性)的自保持、自支撐結(jié)構(gòu)?？梢越o這樣一種膜加上官能度，從而不使用顆粒就能執(zhí)行吸附分離。例如，乙酸纖維素可以用堿處理以形成纖維素，隨后用一種氧化劑處理以使之有反應(yīng)性。
在就地成形工藝(要么有填充要么無填充的結(jié)構(gòu))中，較好的成形方法包括借助于溶劑交換的沉淀，例如，利用任何適用手段(例如在壓力是推動(dòng)力的情況下利用毛細(xì)管作用或利用真空源)把澆鑄溶液引進(jìn)殼體中。在殼體是移液管尖端部的實(shí)施方案中，較好的推動(dòng)力是一種手持移液管管理器。一旦殼體中所希望的體積充滿了澆鑄溶液，就讓殼體中的澆鑄溶液接觸一種聚合物不溶于其中的液體、較好是水，從而使該聚合物在殼體中析出。這可以通過把該殼體浸入該液體中，和/或用一種推動(dòng)力例如借助于真空把該液體吸進(jìn)該殼體中來實(shí)現(xiàn)。通過用水交換出溶劑，該結(jié)構(gòu)物便析出。熟悉本門技術(shù)的人員將會(huì)知道，用來制備澆鑄溶液的溶劑和非溶劑可以含有各種各樣的添加劑。
在聚合物與沉淀劑剛一接觸時(shí)，實(shí)際上有瞬時(shí)沉淀，從而形成一種半滲透屏障或“皮層”。圖17中把這樣一種屏障圖示為殼體62中的元件60。這一屏障減慢了該亞結(jié)構(gòu)進(jìn)一步沉淀的速度。一旦沉淀完成，就可以諸如通過在該屏障以上的一點(diǎn)切斷該殼體或通過磨蝕露出的聚合物，取下最初的半滲透屏障60。該半滲透屏障60可以任選地留在原位，以便用無填充結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于尺寸的分離，因?yàn)樵撈琳蠈悠鸬揭环N微濾膜的作用。
這種就地澆鑄結(jié)構(gòu)取該殼體的形狀，而且導(dǎo)致一種類似于色譜柱的自保持均勻結(jié)構(gòu)，提供適用于結(jié)合/洗脫色譜法(例如，當(dāng)聚合物基體中包括顆粒時(shí))或適用于其它分析技術(shù)或生物化學(xué)技術(shù)的大表面積。適用的推動(dòng)力包括離心作用、重力、壓力或真空。
下列實(shí)例非限制性地說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)例120μl移液管尖端部中的強(qiáng)陽離子交換(SCX)二氧化硅在一個(gè)適用小容器中，用N，N-二甲基乙酰胺制備5克7％(重量)PVDF溶液(Pennwalt公司，KYNAR 761)。向此溶液中添加1克SCX、200、15μl(Millipore，PN 85864)球形二氧化硅，用刮鏟充分混合。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支20μl有槽紋的聚丙烯一次性移液管尖端部插入一個(gè)常用P-20 Pipetman(Gilson，Ranin等)中，把體積調(diào)整設(shè)定到20μl。將活塞推到底，把該移液管的尖端部放進(jìn)澆鑄溶液中。一邊仔細(xì)觀察，一邊緩緩提升活塞，以使尖端部充滿約0.5～1μl澆鑄溶液。一旦該尖端部含有足夠液體，就保持等壓，并將移液管尖端部取下、在60℃的去離子水浴中浸漬約5秒鐘。在這個(gè)短暫時(shí)期之后，釋放活塞上壓力，讓水吸進(jìn)尖端部中以使聚合物沉淀。當(dāng)水位達(dá)到聚合物高度以上約0.5cm處時(shí)，把該尖端部推入該浴中，并使溶劑交換能進(jìn)行約5分鐘。從水浴中取出該尖端部，磨去位于外部的任何沉淀聚合物。把該尖端部重新插入吸移管管理器中，排出液體。如果流動(dòng)差，就用一把鋒利的剃刀片切掉端部約0.25mm。為了確保除去所有溶劑，把約5～20μl去離子水吸進(jìn)和排出若干次。
實(shí)例2普通200μl移液管尖端部中的C18二氧化硅在一種適用小容器中，用N-甲基-2-吡咯烷酮制備5克6％(重量)聚砜溶液(Amoco，P3500)。向此溶液中添加2克C18、200、15μm球形二氧化硅(Millipore，PN 85058)，用刮鏟充分混合。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支200μl有槽紋的聚丙烯一次性移液管插入一個(gè)普通P-200 Pipetman(Gilson，Ranin等)中，并將體積調(diào)整設(shè)定到200μl。把活塞推到底部，把移液管端部放進(jìn)澆鑄溶液中。一邊仔細(xì)觀察一邊緩緩提升活塞，使該尖端部充滿約2～5μl澆鑄溶液。一旦尖端部含有足夠液體，就保持等壓，并把尖端部取出、浸入處于室溫的去離子水浴中約5秒鐘。在這一短暫時(shí)期之后，釋放活塞上的壓力，將水抽進(jìn)該尖端部分中使聚合物沉淀。當(dāng)水位達(dá)到該聚合物高度以上約0.5～1cm時(shí)，把該尖端部推入該浴中，使溶劑交換能進(jìn)行約5分鐘。把尖端部從水浴中取出，擰掉位于外部的任何沉淀聚合物。把尖端部重新插入吸移管管理器中、排出液體。如果流動(dòng)差，則可以用一把鋒利的剃 刀片切掉端部約0.5mm。為確保除去所有溶劑，把約50～200μl去離子水吸進(jìn)、排出若干次。
實(shí)例3大膛孔1000μl移液管尖端部中的60、10μm正相二氧化硅在一個(gè)適用的小容器中，用N-甲基-2-吡咯烷酮制備6克6％(重量)乙酸纖維素溶液(伊斯門·柯達(dá)公司，398-60)。向此溶液中添加1克60、10μl粒狀硅膠(Davison，Grade 710)，用一把刮鏟充分混合。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支大膛孔1000μl聚丙烯移液管插入一個(gè)常用P-1000 Pipetman(Gilson，Ranin等)中并將體積調(diào)整設(shè)定到1000μl。把活塞壓到底，將移液管端部放進(jìn)澆鑄溶液中。一邊仔細(xì)觀察，一邊緩緩提升活塞，以使該尖端部充滿約10～25μl澆鑄溶液。一旦該尖端部含有足夠的液體，就保持等壓力，并將尖端部移出、浸入去離子水浴中約5秒鐘。在這個(gè)短暫時(shí)期之后，釋放活塞上的壓力，使水吸進(jìn)該尖端部以使該聚合物沉淀。當(dāng)水位達(dá)到聚合物高度以上約1cm處時(shí)，把尖端部推入水浴中，使溶劑交換能進(jìn)行約5分鐘。把尖端部從水浴中取出，擦掉位于外部的任何沉淀聚合物。把尖端部重新插入吸移管管理器中，排出液體。如果流動(dòng)差，就用一把鋒利的剃刀片切掉端部約0.5mm。為確保除去所有溶劑，要吸進(jìn)、排出約200～1000μl去離子水。
實(shí)例4大膛孔200μl移液管尖端部中的氣相法二氧化硅在一個(gè)適用的小容器中，用N-甲基-2-吡咯烷酮制備8克7.5％(重量)聚砜溶液(Amoco，P3500)。向此溶液中添加0.5克氣相法二氧化硅(Degussa，Aerosil 200)，用一把刮鏟充分混合。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支200μl大膛孔聚丙烯移液管插入一個(gè)常用P-200 Pipetman(Gilson，Ranin，等)中并將體積調(diào)整設(shè)定到200μl。把活塞壓到底，將移液管端部放進(jìn)澆鑄溶液中。一邊仔細(xì)觀察一邊緩緩提升活塞，使該尖端部充滿約10～25μl澆鑄溶液。一旦該尖端部含有足夠液體，就保持等壓，并將該尖端部移出、浸入去離子水浴中約5秒鐘。在這一短暫時(shí)期之后，釋放活塞上的壓力，讓水吸進(jìn)該尖端部以使該聚合物沉淀。當(dāng)水位達(dá)到聚合物高度以上約1cm處時(shí)，把該尖端部推進(jìn)水浴中，讓溶劑交換進(jìn)行約5分鐘。把該尖端部從水浴中取出，擦掉位于外部的任何沉淀聚合物。把該尖端部重新插入吸移管管理器上，將液體排出。如果流動(dòng)差，就用一把鋒利的剃刀片切掉端部約0.5mm。為了確保除去所有溶劑，吸進(jìn)、排出了約200～1000μl去離子水。
實(shí)例5填充了C18、15μm二氧化硅顆粒的就地澆鑄膜在一個(gè)小容器中，用N-甲基-2-吡咯烷酮制備5克6％(重量)聚礬溶液(Amoco，P3500)。向此溶液中添加2克C18、200、15μm二氧化硅(Millipore，PN 85864)，用一把刮鏟充分混合。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。用一支移液管或眼藥水滴管，把25～50μl澆鑄溶液分配到適用的器具中。這樣的器具實(shí)例包括(但不限于)Millipore Microcon或96孔過濾板的孔。當(dāng)用這種方法制備器具時(shí)，每個(gè)室都必須含有一個(gè)能截留溶液的半滲透阻擋層(例如聚丙烯纖維、膜等)。一旦添加，該單元就會(huì)緩緩排液，以確保該溶液覆蓋整個(gè)阻擋層表面。該器具浸入水中約2小時(shí)，而且每15分鐘輕輕攪拌一次，以促進(jìn)溶劑交換。在這一時(shí)期之后，把這些單元取下來，視情況而定，或者放進(jìn)離心機(jī)中或者放進(jìn)抽真空裝置中。這種就地澆鑄結(jié)構(gòu)物用500～1000μl去離子水沖洗，以確保溶劑脫除。
實(shí)例6含有松散30μl二氧化硅的大膛孔1000μl移液管尖端部中的澆鑄多孔端塞在一個(gè)適用小容器中，用N-甲基-2-吡咯烷酮制備5克7.5％(重量)聚礬溶液(Amoco，P3500)。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支1000μl大膛孔聚丙烯移液管插入一個(gè)常用P-1000 Pipetman(Gilson，Ranin等)中并將體積調(diào)整設(shè)定到1000μl。把活塞壓到底，并將移液管端部放進(jìn)澆鑄溶液中。一邊仔細(xì)觀察一邊緩緩提升活塞，使其尖端部充滿約2～10μl澆鑄溶液。一旦尖端部含有足夠液體，就保持等壓，將該尖端部移出、浸入去離子水浴中約5秒鐘。在這一短暫時(shí)期之后，釋放活塞上的壓力，讓水吸進(jìn)該尖端部中以使聚合物沉淀。當(dāng)水位達(dá)到聚合物高度以上約0.5cm處時(shí)，將該尖端部推入水浴中，讓溶劑交換能進(jìn)行約5分鐘。把該尖端部從水浴中取出，擦掉位于外表的任何沉淀聚合物。該尖端部再次插入吸移管管理器中，將液體排出。如果流動(dòng)差，則用一把鋒利的剃刀片切掉端部約0.5mm。為確保去除所有溶劑，吸進(jìn)、排出約100～500μl去離子水。撥下移液管，用棉簽除去上室中任何過量的水。稱取5～10mg(250)30μm硅膠，小心添加到該移液管的后端中。讓移液管放流，從而使二氧化硅停留在就地澆鑄阻擋層頂上。如有必要，在上室中配一個(gè)適用多孔塞(棉花或聚丙烯)，以防顆粒損失。
實(shí)例7過濾用澆鑄半滲透膜塞在一個(gè)適用容器中，用N-甲基-2-吡咯烷酮制備5克7.5％(重量)聚砜溶液(Amoco，P3500)。讓混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支1000μl大膛孔聚丙烯移液管插入一個(gè)常用P-1000Pipetman吸移管管理器(Gilson，Ranin等)中并將體積調(diào)整設(shè)定到1000μl。把活塞壓到底，并將移液管端部放進(jìn)澆鑄溶液中。一邊仔細(xì)觀察一邊緩緩提升活塞，使該尖端部充滿約2～10μl澆鑄溶液。一旦該尖端部含有足夠的液體，就保持等壓，并把該尖端部移出、拭去過量聚合物溶液，再把該尖端部浸入去離子水浴中約5秒鐘。在這一短暫時(shí)期之后，釋放活塞上的壓力，讓水吸進(jìn)該尖端部中以使聚合物沉淀。當(dāng)水位達(dá)到聚合物高度以上約0.5cm處時(shí)，把該尖端部推入水浴中，讓溶劑交換進(jìn)行約5分鐘。將該尖端部再次插入吸移管管理器中，把液體排出、用100～200μl去離子水洗滌。當(dāng)以這種方式澆鑄時(shí)，沉淀的聚合物在移液管出口處形成一個(gè)半滲透皮膜，這可以用來作為過濾介質(zhì)。
實(shí)例8蒸發(fā)法制備的多孔30μl二氧化硅塞子在一個(gè)適用容器中，用丙酮制備5克10％(重量)乙酸纖維素溶液(伊斯門·柯達(dá)，398-60)。向此溶液中添加1克甲醇、0.5克去離子水和1克250、30μm二氧化硅。讓該混合物在室溫平衡2小時(shí)，然后再次混合。把一支1000μl大膛孔聚丙烯移液管插入一個(gè)常用P-1000 Pipetman吸移管管理器(Gilson)中并將體積調(diào)整設(shè)定到1000μl。把活塞壓到底，將移液管端部放進(jìn)澆鑄溶液中。然后緩緩提升活塞，使該尖端部充滿約5～10μl澆鑄溶液。一旦該尖端部含有足夠液體，就保持等壓，并將該尖端部移去、拭去過量流體、把該尖端部放到一個(gè)支架上，使溶劑蒸發(fā)約16小時(shí)。在這段時(shí)間之后，該尖端部用約10μl蒸餾水洗滌。
實(shí)例9熱換相法制備的多孔聚乙烯中30μl二氧化硅端塞在一個(gè)適用容器中，添加5克珠狀聚乙烯和100克礦物油?；旌衔镌谝粔K加熱板上攪拌加熱到250℃。當(dāng)該塑料液化時(shí)，添加4克250、30μm二氧化硅，充分混合。用一支有填料泡的1ml刻度玻璃移液管吸進(jìn)50～100μl該熔體。一旦該尖端部含有足夠液體，就保持等壓，并將該尖端部移出、拭去過量塑料、讓該尖端部冷卻到室溫。把移液管轉(zhuǎn)移到二氯甲烷浴中1小時(shí)，以提取礦物油。然后將其移出、把二氯甲烷排出、使之風(fēng)干。
實(shí)例10肽樣品制備用C18二氧化硅200μl移液管尖端部由GlyTyr(1)、ValTyrVal(2)、甲硫氨酸腦啡肽(3)、亮氨酸腦啡肽(4)和血管緊張素II(5)組成的混合物(在100μl 0.1％TFA中)中每種肽各約2.5μg吸附到一支含有約5μl澆鑄C18、200、15μm球狀二氧化硅的P200移液管尖端部。將該溶液吸進(jìn)、排出4次。然后，該尖端部用200μl 0.1％TFA洗滌。結(jié)合的肽用80％乙腈的0.1％TFA/水溶液洗脫。洗脫的肽用4份0.1％TFA稀釋，用逆相HPLC(20分鐘時(shí)間的線性乙腈梯度為5～30％)分析。然后，把得到的色譜圖與原混合物的色譜圖比較(見圖6和7)。如所預(yù)料的，較小且相對(duì)親水的GlyTyr、ValTyrVal并沒有結(jié)構(gòu)到C18上。其余3種(吸附)肽洗脫后的回收率范圍為70～85％。
實(shí)例11強(qiáng)陽離子交換二氧化硅200μl移液管尖端部由5種肽(見實(shí)例10)組成的混合物(100μl 10％冰醋酸溶液)中每種溶質(zhì)各約2.5μg吸附到一支含有約5μl澆鑄、包覆了苯乙烯磺酸鹽、300、15μm球形二氧化硅的P 200移液管尖端部上。吸附是在4個(gè)完整的吸進(jìn)-退出循環(huán)期間進(jìn)行的，隨后用100μl 20％甲醇/10mMHCl沖洗。結(jié)合的樣品用2×25μl體積的1.4N氫氧化銨/50％甲醇洗脫。洗脫的樣品用逆相HPLC分析，得到的色譜圖與原混合物的色譜圖加以比較(見圖6和8)。強(qiáng)陽離子交換的尖端部結(jié)合了除GlyTyr外的所有樣品成分。這樣的表現(xiàn)是與磺酸離子交換樹脂的選擇性一致的。
實(shí)例12200μl移液管尖端部中的固定酶胰蛋白酶以共價(jià)方式偶合到一種醛活化的300、15μm球形二氧化硅上，并就地澆鑄(20μl)到蛋白質(zhì)消解用P 200尖端部中。該尖端部?jī)?nèi)的胰蛋白酶活性是通過用HPLC監(jiān)測(cè)細(xì)胞色素的消解來評(píng)價(jià)的。在15分鐘內(nèi)使細(xì)胞色素C的樣品(100μl 100mM Tris、1mMCaCl2、37℃pH8溶液中10μg)吸收到該尖端部中，利用對(duì)一支Eppendorf管的排出/吸進(jìn)循環(huán)，使反應(yīng)物混合4次。消解物用HPLC分析，采用了在30分鐘內(nèi)5～45％乙腈的線性梯度(見圖10)。得到的色譜圖顯示，15分鐘后消解了細(xì)胞色素C的90％以上(未消解細(xì)胞色素C的情況見圖9)。
實(shí)例13200μl移液管尖端部中的固定蛋白質(zhì)A將重組體蛋白質(zhì)A偶合到預(yù)澆鑄的、含有醛活化的300、15μm球形二氧化硅、兔免疫球蛋白(IgG)分離用的P 200尖端部中。RIP緩沖劑(150mM NaCl，1％NP-40，0.5％DOC，0.1％SDS，50mMTris，pH8.0)中1mg/ml IgG和BSA的樣品100μl，通過一支含有40μl含有蛋白質(zhì)A固定珠的澆鑄體積的尖端部循環(huán)6次。然后，該尖端部在洗脫前用4倍體積的RIP緩沖劑洗滌。結(jié)合的IgG的脫附是用(2×25μl體積)的6M脲進(jìn)行的。脫附的樣品用50μl 2×SDS Laemmli樣品緩沖劑稀釋，并在電泳分析之前煮沸3分鐘。這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案也對(duì)只含有聚砜而不含有珠子、起背景對(duì)照作用的空白尖端部進(jìn)行。電泳是在所示的10～16％丙烯酰胺凝膠(見圖11)進(jìn)行的。樣品如下道9(分子量刻度)；道1～4蛋白質(zhì)A尖端部洗脫樣品的數(shù)量遞增；和道5～8從空白聚礬尖端部洗脫的IgG/BSA的數(shù)量遞增。這些結(jié)果表明IgG對(duì)蛋白質(zhì)A尖端部的選擇性結(jié)合有微不足道的非專一性吸附。進(jìn)而，在洗滌劑(RIP緩沖劑)的存在下，空白尖端部(道5～8)無論對(duì)IgG還是對(duì)BSA都不顯示吸附作用。
實(shí)例14超卷曲DNA用60、10μm 1000μl移液管尖端部含有質(zhì)粒pUC 19的大腸桿菌株JM 109在3～5ml含有100μg/ml氨芐青霉素的Luria液體培養(yǎng)基中在37℃生長(zhǎng)12～16小時(shí)。1.5ml過夜培養(yǎng)物在室溫下在以最大g力旋轉(zhuǎn)的微型離心分離管中沉降30秒鐘。除去殘余生長(zhǎng)介質(zhì)，而保持細(xì)菌性片狀沉淀物原封不動(dòng)。然后，利用改進(jìn)的Birnboim和Doly的堿性溶菌程序(Birnboim，H.C.and Doly，J.(1979)，Nucleic Acids Res 7.，1513)分離質(zhì)粒DNA。簡(jiǎn)而言之，這種細(xì)菌性片狀沉淀物通過渦旋重新懸浮于50μl 50mM葡萄糖、25mM Tris-HCl(pH8.0)、10mM EDTA和10μg/ml核糖核酸酶A中。其次添加100μl 0.2N NaOH、1％硫酸十二烷酯鈉。得到的懸浮液在室溫下溫育2小時(shí)。在添加100μl 3M乙酸鈉溶液(pH4.8)之后，懸浮液通過渦旋混合，然后在微型離心分離管中以最大g力旋轉(zhuǎn)2分鐘。把清澈的溶菌產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到一支新的微型離心管中，向其中添加pH5.6、在200mM 2-(N-嗎啉代)乙烷磺酸(MES)中的7M鹽酸胍(GuHCl)，使最終濃度和體積分別為4.4M和700μl。把所得到的溶液用吸移管管理器吸進(jìn)一支有約60μl含有約60、10μm硅膠的澆鑄膜的1000μl聚丙烯移液管尖端部中。用2～2.5分鐘時(shí)間將該溶液吸進(jìn)-排出，以使DNA溶液與二氧化硅膜基體之間有長(zhǎng)時(shí)間相互作用。然后，該尖端部用400μl 80％試劑級(jí)醇沖洗一次。殘留的醇通過重復(fù)驅(qū)趕到紙巾上來去除。用100μl 10mM Tris-HCl(pH 8.0)、1mMEDTA(TE)，通過吸進(jìn)-排出三遍，從該尖端部上洗脫質(zhì)粒DNA。洗脫液級(jí)分用TE調(diào)整到最終體積為100μl。評(píng)估了6個(gè)尖端部。為了定量質(zhì)粒DNA回收率，用瓊脂糖凝膠電泳(見圖12)分析了20％的洗脫液以及20％的未結(jié)合濾液。該凝膠上包括的是已知濃度的pUC 19質(zhì)粒DNA樣品(道1～4)。這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，平均回收了2.5mg超卷曲質(zhì)粒(道5、7、9、11)。
實(shí)例15線型DNA用大膛孔200μl移液管尖端部中的60、10μm二氧化硅評(píng)價(jià)了含有約20μl澆鑄的、填充了60、10μm二氧化硅的膜的200μl聚丙烯大膛孔移液管尖端部結(jié)合線性化DNA碎片(pBR 322或者用BstNI或者用MspI消解，以產(chǎn)生DNA碎片梯子)或者用PstI和HamHI限制的質(zhì)粒pBR 322 DNA(產(chǎn)生大的線性限制碎片)的能力。5μg線性化質(zhì)粒DNA與MES中的GuHCl，pH5.6合并，達(dá)到最終濃度為0.5M，體積為150μl。使用前，含有二氧化硅膜的P-200尖端部用(2％)200μl MES中0.5M GuHCl，pH5.6預(yù)平衡。把DNA/GuHCl溶液吸進(jìn)移液管尖端部，并且吸進(jìn)-排出循環(huán)1.5～2.0分鐘，使得在DNA結(jié)合混合物與二氧化硅填充膜基體之間能長(zhǎng)時(shí)間相互作用。然后，這些尖端部用125μl 80％試劑級(jí)醇洗滌，以除去鹽及其它污染物。結(jié)合的DNA是用100μl TE通過吸進(jìn)-排出3遍而從尖端部基體洗脫下來的。為了測(cè)定DNA回收率，用瓊脂糖凝膠電泳(見圖13)分析洗脫液和濾液。為了定量DNA的回收量，在道1～4中測(cè)定了代表起始原料的100％、75％、50％和25％的樣品。道5、7、9和11是洗脫液。帶強(qiáng)度的估計(jì)值表明回收率超過95％。
實(shí)例16PCR放大DNA用大膛孔200μl移液管尖端部中的氣相法二氧化硅評(píng)價(jià)了PCR放大的DNA(500bp)純化用的、含有約20μl固定于聚砜基體中的氣相法二氧化硅的200μl大膛孔聚丙烯移液管尖端部的能力。使用前，尖端部用100μl TE緩沖劑沖洗2遍，然后與500μl200mM MES緩沖劑(pH6.4)中的3M NaI平衡。然后，把取自所收集的PCR料液的50μl樣品(約3μg DNA)與7M NaI合并，使最終NaI濃度為3.0M。添加NaI溶液后的總體積是150μl。用2～3分鐘時(shí)間，將此樣品吸進(jìn)和排出含有填充了氣相法二氧化硅的澆鑄膜的P-200尖端部，使得能與該基體長(zhǎng)時(shí)間接觸。然后，每個(gè)尖端部用125μl80％試劑級(jí)醇洗滌，以除去鹽及其它污染物。通過把尖端部?jī)?nèi)容物排到紙巾上，除去殘留的醇。結(jié)合的PCR產(chǎn)物用50μl TE(pH8.0)洗脫。為了估計(jì)DNA回收率，用瓊脂糖凝膠電泳(見圖14)分析了洗脫液和濾液。作為對(duì)照，在道1～4中顯示了代表起始原料的100％、75％、50％生25％的負(fù)荷。請(qǐng)注意，較低帶的存在表明輕微的引物二聚體污染。固定的氣相法二氧化硅與NaI一起使用顯然使放大的DNA回收率超過90％。此外，顯然引物二聚體污染物也減少了(見道5、7、9、11)。
實(shí)例17DNA分離用200μl移液管尖端部中含有松散30μl二氧化硅的澆鑄多孔端塞含有約5～10μl澆鑄(7.5％)聚砜作為多孔端塞和2～4mg松散250、30μm二氧化硅的200μl移液管尖端部，進(jìn)行了其結(jié)合線型和超卷曲質(zhì)粒DNA的能力的試驗(yàn)。關(guān)于線型DNA，大約5μg pBR 322首先在45μl TE(10mM Tris-HCl，1mM EDTA)、pH8.0溶液中用MspI消解，然后與100μl 200mM MES緩沖劑(pH5.6)中的7M鹽酸胍(GuHCl)合并。該溶液中GuHCl的最終濃度是4.7M。所得到的溶液(一次)吸進(jìn)200μl移液管尖端部中，通過使吸移管管理器與插入的尖端部顛倒約2分鐘，使之能長(zhǎng)時(shí)間接觸二氧化硅。然后，如同實(shí)施例15中所述，使吸附到尖端部上的DNA洗滌和洗脫下來。作為對(duì)照，在道1～4中做了代表起始原料的100％、75％、50％和25％的負(fù)荷。利用這種格式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明可以達(dá)到75％以上的DNA回收率(見圖15道5和7)。
權(quán)利要求
1.一種界定某一體積的殼體，所述殼體在所述體積的一部分中含有一種三維結(jié)構(gòu)，其中包含許多截留在一種多孔聚合物基體中的吸附性顆粒，所述結(jié)構(gòu)的形態(tài)比小于約10。
2.權(quán)利要求1的殼體，其中所述殼體有第一個(gè)開口端和與所述第一個(gè)開口端隔開的第二個(gè)開口端，且其中所述三維結(jié)構(gòu)是與所述第二開口端鄰接的。
3.權(quán)利要求1的殼體，其中所述形態(tài)比小于5。
4.權(quán)利要求1的殼體，其中含有所述結(jié)構(gòu)的所述體積的所述部分是約0.1微升～約10毫升。
5.權(quán)利要求1的殼體，其中所述殼體是一支移液管尖端部，該端部有一個(gè)第一端和一個(gè)與所述第一端隔開的第二端以及介于兩者之間的所述結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求5的殼體，其中所述第一端的內(nèi)徑大于所述第二端的內(nèi)徑。
7.權(quán)利要求1的殼體，其中所述聚合物是從聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、乙酸纖維素、聚苯乙烯、聚苯乙烯/丙烯腈共聚物和PVDF組成的一組中選擇的。
8.權(quán)利要求7的殼體，其中所述聚合物是聚砜、且其中所述殼體包含一種聚烯烴。
9.權(quán)利要求8的殼體，其中所述聚烯烴是聚丙烯。
10.權(quán)利要求1的殼體，其中所述顆粒是從聚苯乙烯-二乙烯基苯珠、官能化聚乙烯-二乙烯基苯珠、二氧化硅、氣相法二氧化硅、衍生化二氧化硅和活性炭組成的一組中選擇的。
11.權(quán)利要求1的殼體，其中所述三維結(jié)構(gòu)包含一個(gè)半滲透阻擋層(屏障)。
12.在一個(gè)殼體中澆鑄一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括形成一種聚合物溶液；把顆粒添加到所述溶液中，形成一種澆鑄溶液；把所述澆鑄溶液引進(jìn)所述殼體中；和使所述澆鑄溶液發(fā)生換相，從而使所述聚合物形成一種包含所述顆粒的多孔聚合物基體。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述溶液是通過使所述聚合物溶解在一種溶劑中形成的。
14.權(quán)利要求12的方法，其中所述溶液是通過使所述聚合物溶解在所述聚合物的一種溶劑和非溶劑的混合物中形成的。
15.權(quán)利要求12的方法，其中所述換相是通過使所述殼體中的所述澆鑄溶液接觸一種所述聚合物不溶于其中的液體引起的。
16.權(quán)利要求12的方法，其中所述換相是通過所述溶劑的蒸發(fā)引起的。
17.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括人所述殼中取出所述多孔聚合物基體，并將所述多孔聚合物基體引進(jìn)到第二個(gè)殼體中。
18.在一個(gè)殼體中澆鑄一種膜的方法，所述方法包括形成一種聚合物溶液；把所述溶液引進(jìn)所述殼體中；和使所述溶液發(fā)生換相，從而使所述聚合物在所述殼體中沉淀。
19.權(quán)利要求18的方法，其中所述溶液是通過使所述聚合物溶解在一種溶劑中形成的。
20.權(quán)利要求18的方法，其中所述換相是通過使所述殼體中的所述溶液接觸一種所述聚合物不溶于其中的液體引起的。
21.權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括取出在所述沉淀期間形成的任何半滲透阻擋層。
22.一種界定某一體積的殼體，所述殼體在所述體積的一部分中含有一種三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含一種多孔聚合物基體，所述結(jié)構(gòu)的形態(tài)比小于約10。
23.權(quán)利要求22的殼體，其中所述殼體有一個(gè)第一開口端和一個(gè)與所述第一開口端隔開的第二開口端，且其中所述結(jié)構(gòu)是與所述第二開口端鄰接的。
24.權(quán)利要求22的殼體，其中所述形態(tài)比小于5。
25.權(quán)利要求22的殼體，其中含有所述結(jié)構(gòu)的所述體積的所述部分是約0.1微升～約10毫升。
26.權(quán)利要求22的殼體，其中所述殼體是一支移液管尖端部，該端部有一個(gè)第一端和一個(gè)與所述第一端隔開的第二端以及介于兩者之間的所述結(jié)構(gòu)。
27.權(quán)利要求26的殼體，其中所述第一端的內(nèi)徑大于所述第二端的內(nèi)徑。
28.權(quán)利要求22的殼體，其中所述聚合物是從聚砜、聚醚礬、聚四氟乙烯、乙酸纖維素、聚苯乙烯、聚苯乙烯/丙烯腈共聚物和PVDF組成的一組中選擇的。
29.權(quán)利要求28的殼體，其中所述聚合物是聚砜，且其中所述殼體包含一種聚烯烴。
30.權(quán)利要求29的殼體，其中所述聚烯烴是聚丙烯。
31.權(quán)利要求22的殼體，其中所述三維結(jié)構(gòu)包含一種半滲透阻擋層。
全文摘要
可用作吸附性介質(zhì)或反應(yīng)性介質(zhì)或者用于基于尺寸的分離的復(fù)合結(jié)構(gòu)和/或非填充結(jié)構(gòu)(11)的就地澆鑄方法?？墒褂萌魏翁囟ǖ臍んw尺寸或構(gòu)型,而且在實(shí)現(xiàn)在聚合物中包含大量吸附性顆粒的同時(shí)仍能保持膜三維結(jié)構(gòu)。在第一較好的實(shí)施方案中,該復(fù)合結(jié)構(gòu)包含截留于一種多孔聚合物基質(zhì)內(nèi)的顆粒,而且就地澆鑄到一種殼體例如移液管尖端部中,從而提供一種有效的微質(zhì)量操作平臺(tái)。隨著顆粒化學(xué)的適當(dāng)選擇,實(shí)際上可以對(duì)各體積中低于1微克的樣品質(zhì)量負(fù)荷進(jìn)行任何分離或純化操作,包括選擇性結(jié)合/洗脫色譜法操作。本發(fā)明也涵蓋這些復(fù)合結(jié)構(gòu)以及含有這些復(fù)合結(jié)構(gòu)的樣品制備裝置。在第二較好實(shí)施方案中,自保持、自支撐的結(jié)構(gòu)就地澆鑄于適用殼體(12)中,而且可用于基于尺寸的分離,其中澆鑄結(jié)構(gòu)(11)起到一種半滲透膜阻擋層的作用。本發(fā)明也涵蓋這些結(jié)構(gòu)以及含有這些結(jié)構(gòu)的殼體。
文檔編號(hào)G01N35/10GK1248926SQ98802852
公開日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1998年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月26日
發(fā)明者W·科普斯維茨, D·G·舍爾, T·E·阿諾德, V·戈?duì)?申請(qǐng)人:米利波爾有限公司