DE60212620T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemischs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemischs Download PDF

Info

Publication number
DE60212620T2
DE60212620T2 DE60212620T DE60212620T DE60212620T2 DE 60212620 T2 DE60212620 T2 DE 60212620T2 DE 60212620 T DE60212620 T DE 60212620T DE 60212620 T DE60212620 T DE 60212620T DE 60212620 T2 DE60212620 T2 DE 60212620T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
separation mechanism
separation
fluid
detection
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60212620T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60212620D1 (de
Inventor
Klaus Witt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agilent Technologies Inc
Original Assignee
Agilent Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agilent Technologies Inc filed Critical Agilent Technologies Inc
Publication of DE60212620D1 publication Critical patent/DE60212620D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60212620T2 publication Critical patent/DE60212620T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • G01N27/44717Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44773Multi-stage electrophoresis, e.g. two-dimensional electrophoresis

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemisches. Ein solches Verfahren kann angewendet werden zum Identifizieren chemischer oder biochemischer Stoffe in einem Gemisch und zum Ermitteln der Konzentration dieser Stoffe. Das Verfahren kann zum Beispiel zum Analysieren von Proteinen verwendet werden.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Das Gebiet der analytischen Chemie und Biochemie befasst sich mit der Messung der Zusammensetzung, der Mengen und der Eigenschaften von Stoffen wie Lösungen von Chemikalien, biochemischen Stoffen oder anderen Analyten. Ein wichtiges biochemisches Projekt, welches in den letzten Jahren durchgeführt worden ist, ist das Projekt der Erforschung des menschlichen Genoms. Dieses Projekt hat ein neues Geschäftsfeld entstehen lassen, die Pharmakogenomik, welche es zum Ziel hat, die biologischen Funktionen zu verstehen und solche Funktionen durch spezifische Eingriffe mit pharmazeutischen Substanzen zu beeinflussen. Durch Vergleichen der Proteinexpression nach der Arzneimittelbehandlung mit der Proteinexpression in unbehandeltem Zustand ist es möglich, die beobachteten Veränderung mit den Wirkungen oder der Funktion des Arzneimittels in Beziehung zu setzen. Neue Arbeiten haben gezeigt, dass es eine mangelnde Korrelation zwischen den Transkriptionsprofilen und den tatsächlichen Proteinspiegeln in Zellen gibt. Die Proteinanalyse ist daher unentbehrlich und eine Ergänzung der Genomanalyse geworden, um ein genaues Bild der Zellfunktion und des Zellstoffwechsels zu erhalten.
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, um den Nachweis oder die Identifizierung von Analyten in immer geringeren Mengen oder unter zweckmäßigeren Bedingungen zu ermöglichen. Insbesondere erfordert die Proteinanalyse eine schnelle Ausführung und eine hohe Trennwirksamkeit, wenn sie als Prüfverfahren (screening method) für verschiedene Zell- und Gewebearten angewendet wird. Das etablierte Verfahren für die Überwachung der Proteinexpression ist die Gelelektrophorese auf Polyacrylamid (PAGE). Obwohl diese als präparatives Verfahren leistungsfähig ist, ist sie bei weitem zu langsam für Prüfanwendungen (screening applications). Sie erfordert einen großen Zeitaufwand für einen Laboranten, und häufig müssen die getrennten Flecken aus diesen Präparaten per Hand ausgeschnitten werden, damit sie in der Folge in einem Maldi-TOF-MS-System [Maldi: Matrixunterstützte Laser-Desorption/Ionisation (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization); TOF: Laufzeit (Time-of-Flight); MS: Massenspektrometrie] analysiert werden können.
  • Häufig ist es schwierig, eine genügende Trennung oder Peak-Kapazität zu erreichen, um jedes einzelne Fragment einer Probe in nur einem Durchlauf nachzuweisen und zu identifizieren. Diese Beschränkung ist gewöhnlich ein Grund dafür, zweidimensionale Trenneinheiten zu verwenden, wobei eine Mischung aus zwei Trennmechanismen gebildet wird. Beispiele für solche zweidimensionalen Trennungen sind: Ionenaustausch/Flüssigchromatographie mit umgekehrten Phasen oder isoelektrische Fokussierung (IEF)/SDS-PAGE, was als zweidimensionale Gelelektrophorese (2D-GE) bezeichnet wird. Hinsichtlich des Standes der Technik wird Bezug genommen auf den Artikel: „The dynamic range of protein expression: A challenge for proteomic research", G.L. Corthals u.a., Electrophoresis 2000, 21/6, Seite 1104–1115; und „Proteomic tools for biomedicine", V.C. Wasinger u.a., Journal of Chromatography B, 771 (2002), Seite 33 bis 48.
  • In der pharmazeutischen Industrie wird häufig ein Prüflauf mit hohem Durchsatz benötigt. Um auf statistisch relevante Parameter abzuprüfen (to screen), wird eine große Zahl von Analyseschritten parallel durchgeführt. Ein Prüflauf mit hohem Durchsatz erfordert Automatisierung, Geschwindigkeit und zuverlässige Bedienung. In dieser Hinsicht können häufig alle 2D-GE-Plattformen die Anforderungen nicht erfüllen.
  • Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, eine automatisierte zweidimensionale Trennanordnung zu erschaffen. In einem Ansatz wird die Flüssigchromatographie mit der Kapillarelektrophorese verbunden. In einem anderen Ansatz, offenbart in EP-A-977030, wird eine zweidimensionale Elektrophorese-Trenneinheit auf einem Mikrochip verwirklicht.
  • Die erwähnten Einheiten und Verfahren haben ihre Hauptanwendungen auf dem Gebiet der Proteomik. Es gibt eine derart breite Vielfalt von Proteinen, dass eine einfache eindimensionale Trennung schnell an ihre Grenzen stößt. Außerdem liegen die interessanten Proteine in einer Probe, welche bestimmte Störungen oder Krankheiten anzeigen, häufig nur in kleinen Mengen vor, während es einen wesentlich größeren Teil der Proteine in der Probe gibt, welche nicht von speziellem Interesse sind. Dies hat zur Folge, dass kleine, aber interessante Peaks in den Messergebnissen unter großen Peaks, welche für die aktuelle Analyse nicht von speziellem Interesse sind, verborgen sind, was dann wieder eine noch höhere Peak-Kapazität erforderlich macht, um klarere, schärfere Messergebnisse zu erhalten.
  • Zuverlässige Ergebnisse auf dem Gebiet der Proteomik sind derart wichtig, dass man sogar die Unannehmlichkeit von mehrtägigen Messungen hinnehmen muss, um ein klares scharfes zweidimensionales Muster zu erzeugen. Es ist üblich gewesen, eine zweidimensionale Gelelektrophorese durchzuführen, die entsprechenden Flecken auszuschneiden, um eine reine Fraktion zu extrahieren, und sie dann in ein Maldi-MS oder sogar einem Sequenzierungsautomaten zu geben, siehe auch Man F. Lopez: „Better approaches to finding the needle in a haystack: Optimizing proteome analysis through automation", Electrophoresis, Bd. 21, Ausgabe 6 (2000), Seite 1082 bis 1093.
  • Ein über Elektromobilitätsfokussierung gesteuertes Kanal-Elektrophoresesystem ist aus WO 01/71330 A1 bekannt. Eine Proteintrennung und Anzeigevorrichtung ist auch in US 2002/0098595 A1 beschrieben.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemisches bereitzustellen, welches) es ermöglicht, ähnliche oder bessere Trennergebnisse zu erzielen als die zweidimensionalen Verfahren des Standes der Technik, und welches leicht zu automatisieren ist und welches besser für einen Betrieb mit hohem Durchsatz geeignet ist.
  • Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen vorgestellt.
  • Es ist eine der Erfindung zugrunde liegende Idee, verschiedene Trennarten in einer Weise zu kombinieren, dass die letzte physische Trennung nicht wirklich perfekt sein muss, aber dass mit einer hoch entwickelten Erfassung mehrerer Parameter zusätzliche Daten hergeleitet werden können, welche die Berechnung sauberer Banden der Probenstoffe ermöglichen. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Identifizierung der Probenstoffe selbst dann möglich, wenn die Probenstoffe an den Stellen, wo sie nachgewiesen worden sind, nicht vollständig getrennt worden sind.
  • Ausführungsformen der Erfindung können den zusätzlichen Vorteil aufweisen, dass alle Probenkomponenten sich in Richtung auf einen einzigen physischen Ausgang bewegen, was ideal dafür ist, ein Massenspektrometer oder eine NMR-Vorrichtung anzuschließen. In den zweidimensionalen Anordnungen des Standes der Technik sind die Probenstoffe über mehrere Achsen verteilt, was ein Nachweisverfahren über die gesamte Fläche erfordert, während es die Erfindung ermöglicht, die Konzentration an einer bestimmten Stelle aufzuzeichnen. In dem Fall, dass ein Massenspektrometer mit einer Vorrichtung der Erfindung verbunden ist, kann diese Stelle die Atmosphärendruck-Ionisationsquelle (API-Quelle) sein.
  • In der Erfindung wird eine Zeitverlaufs- oder Geschwindigkeitsmessung durchgeführt, um zusätzliche Daten herzuleiten. Entweder wird die Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten an verschiedenen Nachweisstellen hergeleitet, oder es kann ein komplexerer Ansatz mit Fouriernachweis angewendet werden. Es kann auch ein Fotodiodenfeld benutzt werden, welches entlang der fluidleitenden Struktur angeordnet ist, um die Bewegung der Banden zu überwachen. Ein Fotodiodenfeld als solches ist in einem anderen Zusammenhang bekannt aus EP-A 840 113 mit dem Titel „Microchip Electrophoretic Method and Apparatus". Auf der Grundlage der geometrischen Gestaltung des Aufbaus ist der Weg der Bewegung der Probe bekannt. Aus der tatsächlichen Geschwindigkeit und der Gesamtzeit ist es möglich, die spezifischen Parameter für jede Dimension zu berechnen.
  • Die Erfindung stellt somit eine mechanisch einfache Vorrichtung bereit, die in einer Dimension arbeitet, welche aber ermöglicht, Trenndaten herzuleiten, die ansonsten nur durch eine zweidimensionale Trennung erhältlich wären.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 zeigt die Detektor-Ausgabesignale als Funktion der Zeit in der Ausführungsform der 1.
  • 3 ist eine grafische Darstellung der Konzentration als Funktion der Mobilität und dem Retentionsfaktor, hergeleitet in der Ausführungsform der 1.
  • 4 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kapillare mit Packungsmaterial 2 gepackt, und die Enden der Kapillare sind mit Hochspannungsquelle 3 verbunden. Das Packungsmaterial 2, mit welchem der linke Abschnitt der Kapillare 1 gefüllt ist, ist von der Art, wie es bei der Kapillarelektrochromatographie (CEC) benutzt wird. Die Probenstoffe wie z.B. Proteine, welche in die Kapillare eingegeben worden sind, werden mittels des elektrischen Feldes, welches die Spannungsquelle 3 liefert, durch die Kapillare bewegt. Die Bewegung aufgrund des elektrischen Feldes hängt von der Mobilität der jeweiligen Probenstoffe ab. Da es eine Wechselwirkung zwischen den Probenstoffen und dem Packungsmaterial 2 gibt, gibt es auch eine Retention in der Kapillare, welche von der speziellen Probensubstanz abhängt. Daher liegen in der Kapillare kombinierte Trennarten vor, nämlich Retention und Elektromigration.
  • Ein erster Detektor 11 ist nahe dem Ende der Packung 2 angeordnet, und ein zweiter Detektor 12 ist nahe dem Ende der Kapillare 1 angeordnet. Die Detektoren können von beliebigem Typ sein, zum Beispiel können für die Proteinanalyse Absorptionsdetektoren benutzt werden, für die DNA-Analyse können Fluoreszenzdetektoren benutzt werden. Für bestimmte Anwendungen können auch andere Detektoren wie z.B. Leitfähigkeitsdetektoren benutzt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die zwei Detektoren von gleicher Art, es ist aber auch möglich, verschiedenartige Detektoren zu benutzen.
  • In 1 sind die Detektoren nur schematisch dargestellt. Die Linien 11a und 12a bezeichnen die Stellen in der Kapillare, wo Probenstoffe nachgewiesen werden. Die Ausgangssignale der Detektoren 11 und 12 werden einer Datenverarbeitungseinheit 13 zugeführt, welche in einer Weise, welche im Folgenden beschrieben wird, aus den beiden Eingabesignalen verfeinerte Messergebnisse herleitet.
  • 1 zeigt als ein Beispiel zwei getrennte Probenstoffe 8 und 9. Diese beiden Probenstoffe passieren den ersten Detektor 11 zu verschiedenen Zeiten t1 bzw. t2. Dies ist in 2 veranschaulicht, wo das Detektor-Ausgangssignal des Detektors 11 als eine Funktion der Zeit als Kurve Nr. 1 und das Detektor-Ausgabesignal des Detektors 12 als Kurve Nr. 2 dargestellt ist. Die Fläche der Peaks ist ein Maß für die Probenkonzentration. Nachdem die Stoffe 8 und 9 von dem Detektor 11 nachgewiesen worden sind, bewegen sie sich unter dem Einfluss des elektrischen Feldes in der Kapillare zum Detektor 12, ohne dass eine Retention stattfindet. Die Stoffe 8 und 9 werden dann von dem Detektor 12 zu den Zeiten t3 und t4 gemessen. Aus den Zeitdifferenzen t3–t1 und t4–t2 werden die Mobilitäten der Stoffe 8 bzw. 9 durch die Datenverarbeitungseinheit 13 auf der Grundlage der bekannten elektrischen Feldstärke in der Kapillare und der bekannten Entfernung zwischen den beiden Detektoren ermittelt.
  • Aus den ermittelten Mobilitätswerten der Probenstoffe 8, 9 und aus den Messungen durch Detektor 11 können die Retentionsfaktoren der Probensubstanzen ermittelt werden. Das Endergebnis ist in 3 dargestellt, welche eine grafische Darstellung der Mobilitäten und Retentionsfaktoren für die verschiedenen Probenstoffe und der entsprechenden Konzentrationen ist. Auf der Grundlage des ermittelten Retentionsfaktors und der Mobilität eines bestimmten Probenstoffs ist eine genaue Identifizierung dieses Probenstoffs möglich, zum Beispiel durch Verwendung von Datenbanken bekannter Mobilitäten und Retentionsfaktoren.
  • Bei der Kapillarelektrophorese tritt typischerweise ein Phänomen auf, welches als elektroosmotischer Fluss (EOF) bezeichnet wird, welcher abhängig von Faktoren wie dem Material der inneren Kapillarwand usw. mehr oder weniger betont ist. Wenn in einer Vorrichtung der Erfindung (1, Bezugsziffer 7) EOF auftritt, trägt er nicht zur Trennung der Probenstoffe bei, aber er hat noch einen Einfluss auf die Zeiten, wann die Peaks am Nachweispunkt ankommen. Der EOF kann jedoch gemessen und berücksichtigt werden, wenn die Mobilitäten der Probenstoffe ermittelt werden, zum Beispiel durch Bereitstellen bekannter Markierungssubstanzen in der Flüssigkeit, welche durch die Kapillare befördert wird, siehe zum Beispiel US-Patentschrift 5 316 630 mit dem Titel „Methods for Chromatography Analysis". In einer Ausführungsform der Erfindung kann man auch einen prozessentkoppelten Ansatz der Art verwenden, wie er in der US-Patentschrift 5 009 760 mit dem Titel „Measuring Electrokinetic Properties" beschrieben ist, oder einen prozessgekoppelten Ansatz der Art, wie er in der US-Patentschrift 4 456 513 mit dem Titel „Measuring Electrophoretic Mobility" oder in US-5,441,613 mit dem Titel „Realtime Monitoring, Measurement and Control of EOF" beschrieben ist.
  • Eine zweite komplexere Ausführungsform der Erfindung ist in 4 dargestellt. Diese Ausführungsform ist in einer Technologie des „Labors auf einem Chip" (Iab-on-a-Ihip-technology) verwirklicht, wobei kleine Kanäle, durch welche Flüssigkeiten befördert werden können, auf einem Mikrofluid-Chip angeordnet sind. Der Chip kann zum Beispiel aus Glas oder Kunststoffmaterial hergestellt sein. 4 zeigt einen Hauptkanal 20 und zwei Seitenkanäle 21, 22 auf einem Mikrofluid-Chip. Die Anordnung ist so gestaltet, dass sie zwei Abschnitte aufweist, namentlich einen Abschnitt 23 zur Ausführung der isoelektrischen Fokussierung (IEF) und einen gelgefüllten Sortierungsabschnitt 24.
  • Mit Hilfe einer Hochspannungsquelle 25 werden die Probenstoffe durch den Seitenkanal 21 in den Hauptkanal 20 eingeführt und dann fokussiert. Verschiedene Probenstoffe in dem Kanal sind mit den Bezugsziffern 26 und 27 bezeichnet. Nach dem Einführen der Probe und dem Fokussieren wird mit einer zweiten Hochspannungsquelle 28 eine Hochspannung entlang des Kanals 20 angelegt. Diese Hochspannung setzt die Banden in Richtung auf den Abschnitt 24 in Bewegung, wo das Gel eine weitere Trennung gemäß der Größe der Probenstoffe bewirkt.
  • Eine Nachweisanordnung 29 wird benutzt, um die Absorption innerhalb des Gels zu überwachen, um Daten über die Konzentration und die Geschwindigkeit der Bewegung der Probenstoffe herzuleiten. Die Nachweisanordnung umfasst zwei oder mehr Nachweisstellen 29a, 29b, 29c usw. Die Nachweisanordnung kann zum Beispiel von der Art sein, wie sie in der US-Patentschrift 5 699 157 beschrieben ist, wobei ein Kanal durch eine optische Maske bestrahlt wird, während sich die Stoffe durch den Kanal bewegen, und wobei das Licht, welches mit einem Fotodetektor erfasst wird, z.B. durch Fourieranalyse analysiert wird. Alternativ könnten mehrere Lichtquellen und mehrere Fotodetektoren, welche gegenüber den Lichtquellen angeordnet sind, verwendet werden, um die Konzentration und die Geschwindigkeit der Probenstoffe zu ermitteln. Eine solche Anordnung ist in einem anderen Zusammenhang in der US-Patentschrift 5 303 021 mit dem Titel „Optical Detection for Capillary Chromatography" offenbart. Die Ausgangssignale der Nachweisanordnung 29 in 4 werden einer Signalverarbeitungseinheit 33 zugeführt, wo sie weiterverarbeitet werden, um verbesserte Trennungsdaten herzuleiten.
  • Zwei Banden, die im IEF-Abschnitt 23 getrennt worden sind, können immer noch zur selben Zeit am Detektor ankommen. Aber mit der Kenntnis der Geschwindigkeit am Nachweispunkt ist es möglich zu berechnen, an welchen Positionen diese Banden jeweils gestartet sind, d.h. die speziellen Positionen im ursprünglichen pH-Gradienten. Das Messen der Geschwindigkeit allgemein kann Daten über die Größe der Probenstoffe bereitstellen, aber das Messen der Geschwindigkeit zu speziellen Zeitpunkten ermöglicht es, Daten über den pI-Wert (isoelektrischen Punkt) herzuleiten. Der pH-Wert einer Lösung, in welcher eine bestimmte Aminosäure unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes nicht migriert, wird als isoelektrischer Punkt dieser bestimmten Aminosäure bezeichnet. An seinem pI-Wert verliert ein Protein seine Nettoladung aufgrund einer pH-induzierten Veränderung der Dissoziationsstufe.
  • Es versteht sich, dass andere Nachweisanordnungen als jene in Zusammenhang mit 1 und 4 beschriebenen benutzt werden können. Zum Beispiel könnte man eine Anordnung von Fotodioden, wie z.B. ein Fotodiodenfeld, entlang der Trennkapillare benutzen, um die Bewegung der Probenstoffe zu überwachen.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Analysieren eines Probenstoffgemisches, wobei sich die Probenstoffe im Wesentlichen in einer Dimension bewegen, welche durch eine fluidleitende Struktur definiert ist, bei der es sich um eine Kapillare (1) oder einen Kanal (20) oder ein Netzwerk von Kanälen (20, 21, 22) handelt, dadurch gekennzeichnet, dass: die Probenstoffe (8, 9; 26, 27) mindestens einem ersten Trennmechanismus und einem zweiten Trennmechanismus innerhalb der fluidleitenden Struktur unterliegen, wobei der erste und der zweite Trennmechanismus voneinander verschieden sind; die Probenstoffe nachgewiesen werden, um Nachweissignale bereitzustellen, wobei mindestens ein Parameter aus den Nachweissignalen hergeleitet wird, welcher zum Herleiten zumindest erster Trennergebnisse verwendet wird, welche mit dem ersten Trennmechanismus in Verbindung stehen, und zweiter Trennergebnisse, welche mit dem zweiten Trennmechanismus in Verbindung stehen, und wobei die Nachweissignale mindestens an zwei verschiedenen Nachweisstellen (11a, 12a) entlang der fluidleitenden Struktur (1) bereitgestellt werden, wobei Zeitdaten über die Zeitpunkte des Vorliegens der Probenstoffe (8, 9) an den mindestens zwei Nachweisstellen hergeleitet werden, und wobei die Zeitdaten verwendet werden, um den Parameter herzuleiten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Trennmechanismus um die Kapillarelektrochromatographie und bei dem zweiten Trennmechanismus um die Kapillarzonenelektrophorese handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Trennmechanismus um die isoelektrische Fokussierung und bei dem zweiten Trennmechanismus um die Gelelektrophorese handelt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die an den Nachweisstellen (29a, b, c) nachgewiesenen Signale unter Anwendung der Fourieranalysen verarbeitet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Probenstoffe Proteine umfassen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Probenstoffe durch Massenspektrometrie analysiert werden, nachdem sie an der zweiten Nachweisstelle nachgewiesen worden sind.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren in einem Screening mit hohem Durchsatz angewendet wird.
  8. Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemisches, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine fluidleitende Struktur, bei der es sich um eine Kapillare (1) oder einen Kanal (20) oder ein Netzwerk von Kanälen (20, 21, 22) handelt, wobei die Struktur so gestaltet ist, dass sich die Probenstoffe (8, 9; 26, 27) im Wesentlichen in einer Dimension entlang der Struktur bewegen, Mittel (2, 3) zum Ausführen eines ersten Trennmechanismus mit den Probenstoffen in der fluidleitenden Struktur, Mittel zum Ausführen eines zweiten Trennmechanismus in der fluidleitenden Struktur, wobei der erste und der zweite Trennmechanismus voneinander verschieden sind, Nachweismittel, welche mindestens zwei Detektoren (11, 12; 29) umfassen, die zum Bereitstellen von Nachweissignalen entlang der fluidleitenden Struktur angeordnet sind, und Signalverarbeitungsmittel (13; 33), welche zum Herleiten mindestens eines Parameters aus den Nachweissignalen mit den Nachweismittel verbunden sind, wobei der Parameter zum Herleiten mindestens erster Trennergebnisse verwendet wird, welche mit dem ersten Trennmechanismus in Zusammenhang stehen, und zweiter Trennergebnisse, welche mit dem zweiten Trennmechanismus in Zusammenhang stehen, wobei die Signalverarbeitungsmittel (13) und die Detektoren so wirken, dass sie Zeitdaten über die Zeitpunkte des Vorliegens der Probenstoffe an den Detektoren herleiten, und so wirken, dass sie aus den Zeitdaten und aus den Ausgabesignalen der Detektoren verbesserte Daten über die Trennung der Probensubstanzen aufgrund des ersten bzw. des zweiten Trennmechanismus herleiten.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Ausführen eines ersten Trennmechanismus eine Kapillarelektrochromatographie-Packung (2) und Hochspannungsmittel (3) zum Erzeugen eines elektrischen Feldes in der fluidleitenden Struktur (1) umfassen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel zum Ausführen eines ersten Trennmechanismus Mittel (21, 22, 23, 25) zum Ausführen der isoelektrischen Fokussierung umfassen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Nachweismittel einen Absorptionsdetektor umfassen.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Nachweismittel ein Feld von Fotodetektoren umfassen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die fluidleitende Struktur auf einem Mikrofluid-Chip angeordnet ist.
DE60212620T 2002-08-16 2002-08-16 Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemischs Expired - Lifetime DE60212620T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02018522A EP1391723B1 (de) 2002-08-16 2002-08-16 Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemisches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60212620D1 DE60212620D1 (de) 2006-08-03
DE60212620T2 true DE60212620T2 (de) 2006-11-02

Family

ID=30775809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60212620T Expired - Lifetime DE60212620T2 (de) 2002-08-16 2002-08-16 Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemischs

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7118660B2 (de)
EP (1) EP1391723B1 (de)
DE (1) DE60212620T2 (de)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051247A2 (en) * 2002-12-02 2004-06-17 Protasis Corporation Electrophoretic device comprising separation chamber, non-uniform electrode chamber, and a porous membrane between them
US20060124459A1 (en) * 2003-01-15 2006-06-15 Protassis Corporation Devices and methods for focusing analytes in an electric field gradient II
US8080145B2 (en) * 2003-01-15 2011-12-20 Protasis Corporation Method and apparatus determining the isoelectric point of charged analyte
WO2004113898A1 (en) * 2003-05-19 2004-12-29 Protasis Corporation Electrophoresis devices and methods for focusing charged analytes
US7291824B2 (en) * 2005-12-22 2007-11-06 Palo Alto Research Center Incorporated Photosensing throughout energy range and in subranges
US7522786B2 (en) * 2005-12-22 2009-04-21 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting light with photon energy information
US7433552B2 (en) * 2005-12-22 2008-10-07 Palo Alto Research Center Incorporated Obtaining analyte information
US7358476B2 (en) 2005-12-22 2008-04-15 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photons from objects in channels
US7420677B2 (en) * 2005-12-22 2008-09-02 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photon energies of optical signals
US7386199B2 (en) * 2005-12-22 2008-06-10 Palo Alto Research Center Incorporated Providing light to channels or portions
US7315667B2 (en) * 2005-12-22 2008-01-01 Palo Alto Research Center Incorporated Propagating light to be sensed
US7547904B2 (en) * 2005-12-22 2009-06-16 Palo Alto Research Center Incorporated Sensing photon energies emanating from channels or moving objects
US8437582B2 (en) * 2005-12-22 2013-05-07 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting light with lateral variation
DE602006018198D1 (de) 2006-02-10 2010-12-23 Agilent Technologies Inc Proteinanalyse mit einem polymethin-markerfarbstoff
US9164037B2 (en) 2007-01-26 2015-10-20 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system for evaluation of signals received from spatially modulated excitation and emission to accurately determine particle positions and distances
US8821799B2 (en) 2007-01-26 2014-09-02 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system implementing spatially modulated excitation or emission for particle characterization with enhanced sensitivity
US7633629B2 (en) 2007-02-05 2009-12-15 Palo Alto Research Center Incorporated Tuning optical cavities
US7554673B2 (en) * 2007-02-05 2009-06-30 Palo Alto Research Center Incorporated Obtaining information about analytes using optical cavity output light
US7817276B2 (en) * 2007-02-05 2010-10-19 Palo Alto Research Center Incorporated Distinguishing objects
US7936463B2 (en) * 2007-02-05 2011-05-03 Palo Alto Research Center Incorporated Containing analyte in optical cavity structures
US20090082552A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Magdalena Bynum Microfluidic protein assay
US20090087924A1 (en) * 2007-09-29 2009-04-02 Magdalena Bynum Microfluidic reverse affinity-blot device
US8320983B2 (en) 2007-12-17 2012-11-27 Palo Alto Research Center Incorporated Controlling transfer of objects affecting optical characteristics
US7811452B2 (en) 2008-01-30 2010-10-12 Agilent Technologies, Inc. Microfluidic device for sample analysis
US8629981B2 (en) 2008-02-01 2014-01-14 Palo Alto Research Center Incorporated Analyzers with time variation based on color-coded spatial modulation
US8373860B2 (en) 2008-02-01 2013-02-12 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting/reflecting emanating light with time variation
US8723140B2 (en) 2011-08-09 2014-05-13 Palo Alto Research Center Incorporated Particle analyzer with spatial modulation and long lifetime bioprobes
US9029800B2 (en) 2011-08-09 2015-05-12 Palo Alto Research Center Incorporated Compact analyzer with spatial modulation and multiple intensity modulated excitation sources
US20150001080A1 (en) * 2012-02-01 2015-01-01 The Regents Of The University Of California Electrophoresis Devices and Methods of Making and Using the Same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5167790A (en) * 1985-09-27 1992-12-01 Washington University Field-inversion gel electrophoresis
US5131998A (en) * 1990-11-13 1992-07-21 The University Of North Carolina At Chapel Hill Two-dimensional high-performance liquid chromatography/capillary electrophoresis
US6979424B2 (en) * 1998-03-17 2005-12-27 Cepheid Integrated sample analysis device
US6387234B1 (en) * 1998-08-31 2002-05-14 Iowa State University Research Foundation, Inc. Integrated multiplexed capillary electrophoresis system
AU2001236726A1 (en) * 2000-02-08 2001-08-20 The Regents Of The University Of Michigan Protein separation and display
US6749735B1 (en) * 2000-03-16 2004-06-15 David Le Febre Electromobility focusing controlled channel electrophoresis system
GB0019499D0 (en) * 2000-08-08 2000-09-27 Diamond Optical Tech Ltd system and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP1391723A1 (de) 2004-02-25
US20040031684A1 (en) 2004-02-19
US7118660B2 (en) 2006-10-10
EP1391723B1 (de) 2006-06-21
DE60212620D1 (de) 2006-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60212620T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Probenstoffgemischs
DE102017111067B4 (de) Isomeren-Analyse in TIMS-Q-q-TOF Massenspektrometern
DE69631417T2 (de) Methode zur identifizierung molekularer substanzen
DE60206937T2 (de) Vorrichtung und verfahren für die trennung von analyten
EP0653631A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur elektrophoretischen Trennung von fluiden Substanzgemischen
DE10392707B4 (de) Verfahren zur Verwendung von Datenbinning bei der Analyse von Chromatographie-/Spektrometriedaten
DE112015001072B4 (de) Fluoreszenzspektrometer
DE4445551A1 (de) Elektrophorese-Fraktionssammler für mehrere Proben
DE3513623A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines mikrobestandteils
WO2009129972A1 (de) Vorrichtung, verfahren und gelsystem zur analytischen und präparativen elektrophorese
DE69909148T2 (de) Trennen von Flüssigkeiten gewählte Titel weicht ab
DE2365386A1 (de) Verfahren zur potentiometrischen analyse einer reihe von fluessigkeitsproben auf eine interessierende substanz
DE69735745T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Elektrophorese auf einem Mikrochip
DE602004005843T2 (de) Vorkonzentrierende Verbindungstelle für die Kupplung von flüssiger Chromatographie und Kapillarelektrophorese
DE19826020C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur miniaturisierten, hochparallelen elektrophoretischen Trennung
DE60026363T2 (de) Elektroforetische trennungsvorrichtung und zugehöriges verwendungsverfahren
DE60124262T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur charakterisierung und sequenzierung von polymeren
EP0993609B1 (de) Verfahren zur bestimmung der anzahl von komponenten in peaks, banden und signalen von chromatogrammen, elektrogrammen und spektrogrammen aller art
Mikuš et al. Separation possibilities of three-dimensional capillary electrophoresis
DE102005029070B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines Analytgemisches und zur Detektion der Analytsubstanzen mittels kontinuierlicher trägerfreier Elektrophorese
DE102007013579A1 (de) Analytisches System und Verfahren
DE4313367C2 (de) Elektrophoresegerät
DE19612877C1 (de) Totalreflexions-Meßzelle zur Untersuchung von einer auf einem ATR-Kristall adsorbierten Materialschicht
CH673779A5 (de)
DE112018007805T5 (de) Biopolymer-Analyseverfahren und Biopolymer-Analysevorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: AGILENT TECHNOLOGIES, INC. (N.D.GES.D. STAATES, US