種溶劑或溶劑混合 物是不混溶的。
[0054]本發(fā)明的一個或多個相界面基本上不受膜或包含中空纖維的任意其它裝置支持。 相反,在整個方法期間,相保持為液體,不由膜、凝膠或中空纖維懸浮或保持在其位置上,并 且相分離僅基于方法條件下的溶解度、體系中至少一個相的流動以及一個或多個相引導(dǎo)的 存在。因此,相是相互直接接觸的液體,但是由于兩種液體的不混溶性而保持分離;相引導(dǎo) 優(yōu)選將一個或多個界面保持在適當(dāng)?shù)奈恢茫⒃试S保持界面的形狀。
[0055]可以多種方法構(gòu)建相引導(dǎo)。一種技術(shù)涉及構(gòu)建銳邊(sharp edge)。在這樣的銳邊 上前進需要改變液-液彎月面的主半徑,導(dǎo)致在彎月面上較高的壓力下降,由此代表壓力屏 障。這一概念也稱作"彎月面固定"(meniscus pinning)。
[0056] 因此,代表性的相引導(dǎo)是沿著彎月面整個長度突出伸入液體內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)。將彎 月面固定在所得的延長的突出物需要液體彎月面跨越額外的能量,因此液體被限制,除非 向液體施加額外的能量。另一種代表性的相引導(dǎo)是突出伸入整體材料(bulk material)內(nèi) 的隆起物。在這一情況下,在相引導(dǎo)前產(chǎn)生固定。此外,相引導(dǎo)可包括通常是有意設(shè)計的 (deliberate)弱位置,在此位置跨越相引導(dǎo)所需的能量較低。在這樣的位置,如果適當(dāng)?shù)卦O(shè) 計相引導(dǎo),液體可跨越相引導(dǎo)。這一有意設(shè)計的弱位置也限定了相引導(dǎo)的"穩(wěn)定性",這確定 了在彎月面前進或后退期間,大量液體同時面對多個相引導(dǎo)時,相引導(dǎo)溢流的順序或優(yōu)先 性。
[0057] 當(dāng)面對相引導(dǎo)的基底比相引導(dǎo)本身更親水時,則創(chuàng)建特別通用的相引導(dǎo)。這樣的 應(yīng)用導(dǎo)致彎月面的伸長,并增加角及其半徑對于相引導(dǎo)穩(wěn)定性的作用。
[0058] 因此,取決于相引導(dǎo)的準(zhǔn)確設(shè)計,其可以完全限制液體;或者可以僅在優(yōu)選的位置 處允許液體前進或后退,使得液體沿著所選的路線,填充或排空體積中的特定空間,或者采 用特定的形狀。
[0059] 代替構(gòu)建為突出的屏障,相引導(dǎo)可由具有不同程度可濕性的體積的內(nèi)表面面積限 定。另外,這樣的面積可導(dǎo)致需要能量輸入,以促進液體彎月面前進跨越它們。
[0060] 在W02010/086179 A2中公開很多相引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
[0061]供體相會具有足夠高的導(dǎo)電性,以便在施加電場時,帶電荷的分析物化合物能夠 離子轉(zhuǎn)移。這可通過例如將相用一種或多種提供導(dǎo)電性的溶劑飽和來方便地實現(xiàn),例如通 過使用用水飽和的乙酸乙酯作為供體相。用受體相中一種或多種溶劑將供體相飽和還限制 受體相或供體相中的溶劑損失。適合在供體相中使用的溶劑取決于其它兩種相的性質(zhì)和組 成,即必須維持三相體系。
[0062] 在將極性和/或水性相用作供體相時,適合的受體相包括但不限于非極性至中等 極性溶劑,例如線性或支化的環(huán)狀或非環(huán)狀烷烴或烯烴,例如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、 環(huán)己烷、石油醚,其可任選地被鹵素(特別是氯)取代;環(huán)狀或非環(huán)狀線性或支化的醚,例如 乙醚、叔丁基甲基醚、叔丁基乙基醚、四氫呋喃;伯、仲或叔醇,特別是烷醇,例如正丁醇、叔 丁醇、環(huán)己醇;短鏈羧酸與短鏈醇的酯,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯;酮,例如丙酮、 甲基異丁基酮;芳族溶劑,例如甲苯和二甲苯,以及至少兩種上述溶劑的混合物。
[0063] 在至少供體相為水性相,特別是供體相和受體相均為水性相時,申請人發(fā)現(xiàn)短鏈 羧酸與短鏈醇的酯(特別是乙酸乙酯)在萃取一些代謝產(chǎn)物時是非常有效的。
[0064] 本發(fā)明的受體相和供體相的選擇取決于分離方法。
[0065] 本發(fā)明不限于兩相體系,但是體系可包含其它相。優(yōu)選的實施方案包含至少另外 的含有電極的受體相,其中該相與供體相或受體相導(dǎo)電接觸。在另一優(yōu)選的實施方案中,包 含第一電極的第一受體相與供體相直接接觸,夾在第一和第二受體相之間的供體有效地起 隔離相的作用,并且第二受體相包含第二電極。圖2描繪這樣的體系;這里,將兩個受體相鄰 單個供體相設(shè)置,在此,兩個受體相也分別與兩個電極接觸。這一排列可允許將同時萃取并 富集到不同受體相的陽離子和陰離子化合物分離,并因此提供高度選擇性和綜合性的分 析。
[0066] 在另一優(yōu)選的實施方案中,以將各受體相包含在例如毛細(xì)管中的方式形成電極, 從而使陽離子和陰離子分析物均富集到各自的受體流體中。
[0067] 本發(fā)明的方法可涉及萃取陽離子分析物、陰離子分析物,還有利地涉及萃取中性 物質(zhì)。在后一種情況中,通過相界面的分離可在不施加場的情況下進行,并因此簡單地基于 分布萃取。
[0068] 不希望受任何特定理論限制,相信小的受體相體積可允許選擇性地從供體相移出 化合物,甚至在無電場的情況下,但是后一種情況顯著提高方法的效率。分布萃取可有利地 通過優(yōu)化相(例如在微流體芯片中)的表面與體積的比率來優(yōu)化。
[0069] 分析物化合物的離子化可通過調(diào)節(jié)PH、加入絡(luò)合劑或相轉(zhuǎn)移劑(例如對于碳水化 合物(糖)代謝物來說加入硼酸鹽,其可起相轉(zhuǎn)移劑的作用)來實現(xiàn),或者簡單地通過在電極 上施加足夠高的電流來實現(xiàn)。相的界面優(yōu)選起濾器的作用,確保蛋白質(zhì)的過濾,并移除相界 面處的粉塵。
[0070] 可有利地調(diào)節(jié)相,以實現(xiàn)對于一些分析物期望的選擇性。這可有利地通過改變相 的組成來實現(xiàn)。供體相還可包含添加劑,例如離子對,其可起相轉(zhuǎn)移催化劑的作用,或者將 極性提高至期望的水平。電場也可是交替的或交流的。
[0071 ]可通過本發(fā)明的方法分離的分析物的實例包括有機化合物,例如藥品、藥物、著色 劑、毒物、污染物、食品添加劑和代謝產(chǎn)物;核苷酸,例如DNA或RNA;蛋白質(zhì)、肽、氨基酸、碳水 化合物、脂質(zhì)、多糖、脂肪酸和磷脂。申請人發(fā)現(xiàn),由于供體相和受體相之間溶解性的差異, 例如可阻止高度帶電荷的較大分子的轉(zhuǎn)移,使得較小且更易運動的化合物在受體相中選擇 性濃縮。
[0072]供體相可為直接從生物源取的樣品,其中分析物化合物已經(jīng)是溶解的狀態(tài)。這可 例如是來自人的生物流體之一的樣品、來自飲用水或廢水的水樣品、飲料、來自制備或工業(yè) 生物化學(xué)、有機或發(fā)酵方法的樣品。生物樣品的實例為血、血清、尿、唾液(salvia)、痰、精 液、細(xì)胞裂解液、胚胎裂解液、細(xì)胞流體、母乳或(腦)脊髓液。其它樣品包括分離方法(例如 LC或HPLC)的餾分。
[0073]本發(fā)明的方法優(yōu)選以使得供體相或受體相是可移動的(即可將它們從體系移除) 的方式實施。其實例為使用芯片,所述芯片包含在腔中并排的以流體連接的方式存在的受 體流體和供體流體,其中通過至少一個相引導(dǎo)將相邊界維持在合適的位置。
[0074]可以多種方法構(gòu)建相引導(dǎo)。一種技術(shù)涉及構(gòu)建銳邊(sharp edge)。在這樣的銳邊 上前進需要改變液-液彎月面的主半徑,導(dǎo)致在彎月面上較高的壓力下降,由此代表壓力屏 障。這一概念也稱作"彎月面固定"(meniscus pinning)。
[0075]因此,代表性的相引導(dǎo)是沿著彎月面整個長度突出伸入液體內(nèi)的三維結(jié)構(gòu)。將彎 月面固定在所得的延長的突出物需要液體彎月面跨越額外的能量,因此液體被限制,除非 向液體施加額外的能量。另一種代表性的相引導(dǎo)是突出伸入整體材料(bulk material)內(nèi) 的隆起物。在這一情況下,在相引導(dǎo)前產(chǎn)生固定。此外,相引導(dǎo)可包含通常是有意設(shè)計的弱 位置,在此位置跨越相引導(dǎo)所需的能量較低。在這樣的位置,如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計相引導(dǎo),液體 可跨越相引導(dǎo)。這一有意設(shè)計的弱位置也限定了相引導(dǎo)的"穩(wěn)定性",這確定了在彎月面前 進或后退期間,大量液體同時面對多個相引導(dǎo)時,相引導(dǎo)溢流的順序或優(yōu)先性。
[0076] 當(dāng)面對相引導(dǎo)的基底比相引導(dǎo)本身更親水時,則創(chuàng)建特別通用的相引導(dǎo)。這樣的 應(yīng)用導(dǎo)致彎月面的伸長,并增加角及其半徑對于相引導(dǎo)穩(wěn)定性的作用。
[0077] 因此,取決于相引導(dǎo)的準(zhǔn)確設(shè)計,其可以完全限制液體;或者可以僅在優(yōu)選的位置 處允許液體前進或后退,使得液體沿著所選的路線,填充或排空體積中的特定空間,或者采 用特定的形狀。
[0078] 代替構(gòu)建為突出的屏障,相引導(dǎo)可由具有不同程度可濕性的體積的內(nèi)表面面積限 定。另外,這樣的面積可導(dǎo)致需要能量輸入,以促進液體彎月面前進跨越它們。
[0079] 但是,可設(shè)置相引導(dǎo)(操作其以限定液體)以允許液體受控地穿越由相引導(dǎo)代表的 屏障;和/或混合限制在相引導(dǎo)或相引導(dǎo)組合(其限定插入的屏障結(jié)構(gòu))的相對側(cè)的兩種液 體。在W02010/086179A2中描述實現(xiàn)這些效果的設(shè)置,其中詳細(xì)說明"限制性相引導(dǎo)"的概 念,其在本文中描述的本發(fā)明的實施方案中特別有用。
[0080] 該管可包含一個或多個所采用的相。
[0081 ]在從供體相轉(zhuǎn)移組分時,富集有所述組分的受體相可通過將相從腔移除來有利地 并且簡單地從受體相移出。因此,然后可使由此獲得的富集的受體