CN115993388A - 用于分离分析物的微阵列芯片、***、方法及用途 - Google Patents

Abstract

一种用于分离分析物的微阵列芯片、***、方法及用途，其中，用于分离分析物的微阵列芯片包括基板上且呈阵列排布的包含pH传感器和控制电极的阵列单元，以及在阵列单元与上盖板之间包含两性电解质的介质。该微阵列芯片用于分离包含带电离子或基团的分析物，可以通过改变施加在控制电极上的电压或电流，在两性电解质的作用下，形成可调的稳定的pH梯度，从而提高电泳的分辨率。并且具有高通量、微量化、自动化、重复性好等一系列优点。

Description

用于分离分析物的微阵列芯片、***、方法及用途

技术领域

本文涉及微阵列芯片，尤指一种用于分离包含带电离子或基团的分析物的微阵列芯片及其使用方法和用途。

背景技术

一种常用电泳技术以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质称为聚丙烯酰胺凝胶电泳(简称PAGE)。在变性聚丙烯酰胺凝胶电泳中，样品介质或丙烯酰胺凝胶中加入离子表面活性剂(SDS，即十二烷基硫酸钠是阴离子去表面活性剂，作为变性剂和助溶试剂，它能够断裂分子内和分子间的氢键，使其分子去折叠，也就是破坏蛋白分子的二、三级结构)，强还原剂如巯基乙醇，二硫苏糖醇能使半胱氨酸残基间的二硫键断裂，使得电泳迁移率主要只取决于分子量的大小。而非变性凝胶里面没加变性剂，跑出来的蛋白依旧保持其活性可以用做功能试验，如凝胶迁移实验(EMSA)。非变性胶电泳时电泳迁移率除了与蛋白分子量有关也会受都电荷的影响。一般蛋白进行非变性凝胶电泳要先分清是碱性还是酸性蛋白。分离碱性蛋白时候，要利用低pH凝胶***，分离酸性蛋白时候，要利用高pH凝胶***。酸性蛋白通常在非变性凝胶电泳中采用的pH是8.8的缓冲***，蛋白会带负电荷，蛋白会向阳极移动；而碱性蛋白通常电泳是在微酸性环境下进行，蛋白带正电荷，这时候需要将阴极和阳极倒置才可以电泳。

从目前已有的PAGE的效果中不难看出，SDS-PAGE为了达到基本分离效果简单且可重复，却破坏了蛋白分子的二、三级结构，只能简单做到区分分子量大小。而蛋白质的主要的结构域和空间结构又决定了其生理功能，这种结构破坏还可能是不可逆的，为下一步的功能结构解析造成了很大的障碍。而现有的非变性凝胶电泳不能保证电泳的双向性同时维持稳定电场。如果既能不使用变性剂最大程度保留原始结构域的同时，又能达到相当高的分离分辨率，这将会是一个更优的方法选择。

发明内容

基于上述相关的技术背景和问题，本申请提供了一种用于分离分析物的微阵列芯片和其应用于分离分析物的方法。

在本申请的一个方面，提供了一种用于分离分析物的微阵列芯片，包括：

基板；

在基板上且呈阵列排布的多于一个阵列单元，所述阵列单元包含一个或更多个pH传感器和一个或更多个控制电极；

盖板；以及

位于所述阵列单元和所述盖板之间的介质，所述介质包含两性电解质。

另一方面，本申请还提供了一种用于分离分析物的***，包括：

本文描述的微阵列芯片；以及

控制模块，所述控制模块包含存储器、运算器或电源中的一种或更多种。

另一方面，本申请还提供了一种分离分析物的方法，包括以下步骤：

a)通过外部信号控制本文描述的微阵列芯片：向每个所述阵列单元中的所述控制电极施加不同的电流或电压，并通过所述pH传感器反馈的数值调整电流或电压的大小，使得相邻的所述阵列单元对应区域中所述介质内的所述两性电解质形成不同的pH值梯度，最终在整个轴向上形成不同pH值梯度的分布；

b)将所述分析物放入所述微阵列芯片的任何位置，进行电泳；

c)电泳结束后，对所述分析物进行后续的操作或分析。

另一方面，本申请还提供了本文描述的微阵列芯片在用于分子诊断、生物样品分析、化学样品分析、食品分析和环境分析中的至少一种的用途。

本申请中的微阵列芯片可用于分离包含带电离子或基团的分析物。在本申请中，在分离包含带电离子或基团的分析物时，芯片阵列单元中的控制电极可以依据设定参数转移两性电解质中的电荷形成局部特定pH值环境后，梯度pH造成的电势差驱使包含带电离子或基团的分析物运动，直至包含带电离子或基团的分析物达到整体的电中和而停止运动。

本申请中的pH梯度由不同梯度的恒定电流和两性电解质共同作用形成，不会随着时间的推移而出现偏移的现象，反而会使相同的pI点的分析物样品趋于集中在同一区域，使结果更加明晰可读。如果分析物样品中含有极小差异的分析物样品也可以通过开路传感器的反馈来控制电流或是电压值大小来生成更小细分的pH梯度，提高电泳的分辨率。整块芯片由不同数量的像素阵列组成，可以分割成不同的泳道，每个泳道可以单独设置不同梯度的电流或是电压组合形成非线性电泳。甚至，可以设置成拥有XY轴的2D电泳装置。

本申请可以形成稳定的pH梯度，并且可以通过外部信号自行控制pH梯度之间的差值，所形成的pH梯度可以为等距均匀梯度或非等距不均匀梯度，可以是线性的或非线性的，增加了在电泳分离过程中的主观能动性。另外通过将阵列单元集成在芯片上，并由薄膜晶体管控制电压或电流的大小，可以具有高通量、微量化、自动化、重复性好等一系列优点。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请的一种实施方案中的微阵列芯片的阵列单元及电路结构示意图；

图2为本申请的一种实施方案中的微阵列芯片结构的剖面示意图；

图3为本申请的一种实施方案中的微阵列芯片的俯视图。

附图标记

100 半导体阵列芯片

101 阵列单元

102 带负电离子

103 带正电离子

201 传感器测量电极

202 控制电极

具体实施方式

基于带电荷离子或基团在不同pH的介质中迁移的特性，本申请旨在提供一种可调pH的微阵列芯片及方法。利用本申请提供的芯片，可以实现芯片上每个像素点区域中pH的精确控制，进而在芯片的一定区域内使pH值以任意形态分布，以达到分离分析物或其他细胞样品的目的。

在一方面，本申请提供了一种用于分离分析物的微阵列芯片，包括：

基板；

在基板上且呈阵列排布的多于一个阵列单元，阵列单元包含一个或更多个pH传感器和一个或更多个控制电极；

盖板；以及

位于阵列单元和盖板之间的介质，在介质中包含两性电解质。

在一些实施方案中，基板和盖板的材质可以相同或不同，基板和盖板可以由多种材料制成，如石英、玻璃，高分子聚合物(PI、PEN、PET)、PCB板材等。

在一些实施方案中，控制电极耦合至薄膜晶体管。在一些实施方案中，控制电极可以是薄膜晶体管的一部分构成部件；也可以是单独的电极然后连接到控制电压(电流)信号的薄膜晶体管输出端，作为薄膜晶体管的延伸。在一些实施方案中，根据本公开的实施方案的控制电极可以以各种构造布置，并且控制电极可以具有许多形状。例如，控制电极可以具有多边形形状(例如，正方形、矩形、三角形等)、圆形、卵圆形等。该构造可以是棋盘构造或其他几何构造。

在一些实施方案中，控制电极由外部信号线连接输入信号直接控制，或者通过有源寻址的方式间接控制，使得电极上可以独立且按照预设的条件施加电压(电流)信号。

在一些实施方案中，pH传感器包括开路电位传感器，开路电位传感器是指能显示不带负载时工作电极和参比电极之间的电位差的传感器。开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。实际计算时，可视为开路处连有一个伏特表，伏特表读数，即为开路电压。在一些实施方案中，pH传感器检测到相应阵列单元区域中的pH值变化，并反馈到控制***，由控制***调整施加在相应相应阵列单元区域的控制电极上的电流或电压。在一些实施方案中，pH传感器包含传感器测量电极与传感器参比电极，该参比电极为Ag/AgCl参比电极。

在一些实施方案中，介质选自水溶液、胶质液或凝胶中的一种或更多种。凝胶可以选自琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶中的一种或更多种。

在一些实施方案中，两性电解质包括Ampholine^TM。Ampholine^TM两性电解质是600-700种不同同系物在一个确定的等电点范围内的混合物。由脂肪族低聚胺与丙烯酸反应制备了氨酚类产品。分子量一般<1kda。由于它们的亲水性，它们不会与蛋白质结合。两性电解质用于在电场作用下产生pH值梯度。在各自的等电点(pl)，化合物具有较高的缓冲能力。通常被称为载体两性电解质，这些化合物通常用于在确定的pH值范围内对两性物质混合物(如蛋白质)进行选择性分辨。

在另一方面，本申请还提供了一种用于分离分析物的***，包括：

本文描述的微阵列芯片；以及

控制模块，控制模块包含存储器、运算器或电源中的一种或更多种。

在一些实施方案中，微阵列芯片与控制控制电极和pH传感器的模块连接，该控制模块可以接受pH传感器的信号并向控制电极输入所需的电信号。在一些实施方案中，控制模块可以包含存储器、运算器、电源等组件。

在另一方面，本申请还提供了一种分离分析物的方法，包括以下步骤：

a)通过外部信号控制本文描述的微阵列芯片：向每个阵列单元中的控制电极施加不同的电流或电压，并通过pH传感器反馈的数值调整电流或电压的大小，使得相邻的阵列单元对应区域中介质内的两性电解质形成不同的pH值梯度，最终在整个轴向上形成不同pH值梯度的分布；

b)将分析物放入微阵列芯片的任何位置，进行电泳；

c)电泳结束后，对分析物进行后续的操作或分析。

在一些实施方案中，在步骤b)中，分析物包括蛋白质、多肽、核酸。

在一些实施方案中，可以通过本文描述的微阵列芯片进行分离的分析物样品可以是但不限于：生物分子及化合物，如蛋白质和相关化合物(如多肽、肽、单克隆或多克隆的抗体、可溶的或结合的受体、转录因子等)；核酸和相关化合物(例如DNA、RNA、寡核苷酸或其类似物、PCR产物、基因组DNA、细菌人工染色体、质粒等)；抗原、配体、半抗原、碳水化合物和相关化合物(例如多糖、低聚糖等)；细胞片段，如细胞膜片段、细胞器、完整细胞、细菌、病毒、原生质等；药物；受体等。

在一些实施方案中，在步骤a)中，通过外部信号的控制，形成的pH值梯度为等距均匀梯度或非等距不均匀梯度。

在一些实施方案中，在步骤b)中，当分析物完成电泳后，移除施加在控制电极上的电流或电压，并根据需要在阵列单元中施加另外的电流或电压，使得pH值梯度增加或减小，分析物在新形成的pH值梯度中继续进行电泳。

在一些实施方案中，在步骤b)中，当分析物完成电泳后，移除施加在控制电极上的电流或电压，并根据需要在阵列单元中施加另外的电流或电压，使得在与轴向垂直的纵向形成另外的pH值梯度的分布，分析物在新形成的pH值梯度中继续进行电泳。在一些实施方案中，可以根据需要，在电泳的任意时间点施加横向或纵向的任意的线性或非线性梯度，或者施加任意的等距均匀梯度或非等距不均匀梯度。在一些实施方案中，可以根据需要，任意改变一些阵列单元中的电流(电压)，以形成所期望的pH值梯度的分布。

在一些实施方案中，在步骤c)中，操作或分析包括：将介质浸泡在5％的三氯醋酸中去除两性电解质，然后以适当的方法染色。在一些实施方案中，在步骤c)中，操作或分析包括：局部收集分析物样品，纯化回收做下游的结构分析或功能性实验。在一些实施方案中，在步骤c)中，操作或分析包括：加入荧光染料，用荧光信号检测仪检测荧光信号。

在另一方面，本申请还提供了本文描述的微阵列芯片在用于分子诊断、生物样品分析、化学样品分析、食品分析和环境分析中的至少一种的用途。

在本申请中，在分离带电离子(基团)时，芯片阵列单元中的控制电极可以依据设定参数转移两性电解质中的电荷形成局部特定pH值环境后，梯度pH造成的电势差驱使带电离子(基团)运动，直至带电离子(基团)达到整体的电中和而停止运动。

本申请中的芯片阵列单元可以按照不同需求进行参数设置，既可以均匀分布pH值，也可以非均匀分布。通常的电泳实验中只有一对正负极形成的电场，两极距离较大且电荷趋于集中在异性电极周围，整个电场无法完全呈现完全线性的场域分布，所以电泳产生的条带随着时间的推移表现出弥漫扩散的趋势。即使不同分析物样品的电泳起始点保持一致，且加入标准长度的分子ladder，随着泳动距离增加，最终极有可能出现模拟两可的结果，甚至导致无法判读。本申请中的pH梯度由不同梯度的恒定电流和两性电解质共同作用形成，不会随着时间的推移而出现偏移的现象，反而会使相同的pI点的分析物样品趋于集中在同一区域，使结果更加明晰可读。如果分析物样品中含有极小差异的分析物样品也可以通过开路传感器的反馈来控制电流或是电压值大小来生成更小细分的pH梯度，提高电泳的分辨率。整块芯片由不同数量的像素阵列组成，可以分割成不同的泳道，每个泳道可以单独设置不同梯度的电流或是电压组合形成非线性电泳。甚至，可以设置成拥有XY轴的2D电泳装置。

本申请可以形成稳定的pH梯度，并且可以通过外部信号自行控制pH梯度之间的差值，所形成的pH梯度可以为等距均匀梯度或非等距不均匀梯度，可以是线性的或非线性的，增加了在电泳分离过程中的主观能动性。另外通过将阵列单元集成在芯片上，并由薄膜晶体管控制电压或电流的大小，可以具有高通量、微量化、自动化、重复性好等一系列优点。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征可以与任何其它实施例中的任何其他特征结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征的组合。本申请已经公开的实施例和特征也可以与任何常规特征组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征也可以与来自其它发明方案的特征组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

本发明实施方案中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

图1为本申请的一种实施方案中的微阵列芯片的俯视图。图中，在半导体阵列芯片100上呈阵列排布有阵列单元101，在施加到阵列单元的电流(电压)以及位于阵列单元上方的两性电解质的共同作用下，形成了从左至右的pH2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12的pH梯度。在pH梯度下，pH值小于7处聚集正电荷为正极，pH值大于7处聚集负电荷为负极；位于介质中的带负电离子102向正极移动，直至在某一pH带中时因电荷中和而停止移动，带正电离子103向负极移动，直至某一pH带时中和电荷而停止移动。

图2为本申请的一种实施方案中的微阵列芯片结构的剖面示意图。两条虚线之间为一个阵列单元区域，每个阵列单元中都包含传感器凹槽内及上方充满包含两性电解质的介质，在不同的阵列单元中通过施加到控制电极202(A_A1-A_An)上的电压来控制电流大小，两性电解质在不同电流(电压)作用下，其带电状态发生相应的变化，进而达到控制每个单元(A1、A2、A3、...)中pH值的目的，最终形成图1中pH2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12的阵列，也即在覆盖于芯片上介质中形成不同的pH值梯度。pH梯度也不一定是线性分布，可以根据传感器测量电极201反馈局部调整pH带场的分布，甚至是方向，形成更加灵活的pH带场环境。不论是带正电还是负电离子(蛋白质或是核酸分子)在pH场中只要存在电势差就会向相反方向移动到等电点处停止。

图3为本申请的一种实施方案中的微阵列芯片的阵列单元及电路结构示意图。芯片阵列单元包括中心的pH值传感器S和***的由TFT开关控制的电极(如图1)。每个电极(A_A1-A_An)和电极(C_A1-C_An)可以组成相互独立的电路，其中，每个电路的开合独立控制，开关闭合形成独立电路来控制电流的方向以及电流量。传感器传感器参比电极Ag/AgCl接地，传感器测量电极(S_A1-S_An)可以读取局部pH值，反馈调节独立单元中的电流值，从而形成在每个阵列单元(A1–An)处对应且独立的pH值。

理论上施加在控制电极上的电流越大pH变化值越大，且电流反向则pH值变化也反向。例如，如果起始pH值为5，正向电流使该单元的pH值小于5，而反向电流却可以使pH值大于5，通过改变电流的大小和方向，进而可以对该单元的pH值进行精确的控制。

电泳开始前两性电解溶液需要先平衡一段时间，同时，开路电位传感器接收到电势差值的信号，可以处理为所在条带对应的pH值。由于两性电解质具有一定的缓冲能力，使其周围一定的区域内介质的pH保持在其等电点范围。这样，经过一定时间后，具有不同等电点的两性电解质按各自的等电点依次排列，由低到高的线性pH梯度或是非线性pH梯度。两性电解质载体与支持介质理想的两性电解质载体应在pI处有足够的缓冲能力及电导，前者保证pH梯度的稳定。

分析物样品混合物上样可以放入芯片场中的任何位置，在电势差的驱使下相同等电点的分子(基团)会聚集在相同的区域，经过染料的染色可以显示出不同斑点或是条带，而且随着时间的延长条带或是斑点会进一步集中，结果清晰可见。如果前期实验结果显示分析物样品差异极小，可以适当缩小梯度宽度，拉大不同组分间的迁移距离，进一步提高分离的分辨率。甚至可以在某一个像素阵列的垂直方向设置新的pH梯度阵列，即图1中横向A至K设置为梯度，1至6也可以设置为梯度，最终形成拥有XY轴的2D电泳场。电泳时，可以在横向电泳结束后，移除横向pH梯度，再在纵向施加另外的pH梯度。在一些实施方案中，也可以根据需要，在电泳的任意时间点施加横向或纵向的任意的线性或非线性梯度，或者施加任意的等距均匀梯度或非等距不均匀梯度。

电泳后，不可用染色剂直接染色，因为常用的蛋白质染色剂也能和两性电解质结合，因此应先将支撑介质浸泡在5％的三氯醋酸中去除两性电解质，然后再以适当的方法染色。

示例性实施方案1

蛋白质(基团)在这个均匀的pH带场中也同样具有两性电离特性。某一蛋白质的pI大小是特定的，与该蛋白质结构有关，不会随环境pH而改变。在某一pH带中当pH>pI时该蛋白质(基团)带负电荷，反之pH<pI时该蛋白质(基团)带正电荷，pH＝pI时该蛋白质(基团)不带电荷。在pH带场中动态平衡运动的过程可以分离出不同pI的蛋白质分子或是同工酶类。在等电点时，蛋白质分子(基团)颗粒在溶液中因没有相同电荷的相互排斥，分子相互之间的作用力减弱，极易因凝聚而产生沉淀，或是许多物理性质如黏度、膨胀性、渗透压等物理特性的改变。蛋白质到达等电点极大可能改变紧密折叠的结构，此时SYPRO Orange(一种荧光染料，是一种自然猝灭的染料)能够高效地结合到暴露出来的蛋白质疏水核心，进而发生荧光信号的增强(激发波长为470nm，发射波长为570nm)，最终可形成不同的显色条带。根据不同蛋白质停留的位置可以从传感器中读取相对应pH值，依据pH值可以分辨出不同结构或是长度的蛋白质。如果未知长度或结构的条带分割界面清晰，可以局部收集蛋白质分析物样品纯化回收做下游的结构分析实验。

示例性实施方案2

因为DNA或是RNA含有磷酸残基，而磷酸残基带负电。不同长度DNA或是RNA还有不同形态，如超螺旋、双链、单链、环形、线性等等。SYBR Green I染料(是一种结合于所有dsDNA双螺旋小沟区域的具有绿色激发波长的染料，最大吸收波长约为497nm，发射波长最大约为520nm)，在游离状态下发出微弱的荧光，但一旦与双链DNA结合后，荧光大大增强。因此，SYBR Green I的荧光信号强度与双链DNA的数量相关，可以根据荧光信号检测出分析物样品中存在的双链DNA数量或是种类。SYBR Green II染料是一种高敏感的核酸染色试剂，可以对RNA或者是单链的DNA进行染色。

不同长度或是结构核苷酸分子带有不同的电荷数，在电势差的驱使下运动，核苷酸分子停留在不同的pH带，被染料染色的不同类型的分子也能呈现出不同的荧光条带。根据不同核苷酸分子停留的位置可以从传感器中读取相对应pH值，根据不同的pH值分辨出不同结构或是长度的核苷酸分子。依据综上所述，还有一个特别之处在于，双链DNA有可能随着进入不同环境pH值出现不同程度的解旋现象，由双链结构变成单链结构，或是其他特殊的结构转换行为，应该也会在最终的荧光条带组成中有所体现。如果未知长度或结构条带分割界面清晰，可以局部收集分析物样品纯化回收做下游的结构序列分析实验。

Claims (13)

1.一种用于分离分析物的微阵列芯片，包括：

基板；

在基板上且呈阵列排布的多于一个阵列单元，所述阵列单元包含一个或更多个pH传感器和一个或更多个控制电极；

盖板；以及

位于所述阵列单元和所述盖板之间的介质，所述介质包含两性电解质。

2.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述控制电极耦合至薄膜晶体管。

3.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述pH传感器包括开路电位传感器。

4.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述介质选自水溶液、胶质液或凝胶中的一种或更多种。

5.根据权利要求1所述的微阵列芯片，其中，所述两性电解质包括Ampholine^TM。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的微阵列芯片，其中，所述分析物包含带电离子或基团，所述分析物选自蛋白质、多肽、核酸、碳水化合物中的一种或更多种。

7.一种用于分离分析物的***，包括：

权利要求1至5中任一项所述的微阵列芯片；以及

控制模块，所述控制模块包含存储器、运算器或电源中的一种或更多种。

8.一种分离分析物的方法，包括以下步骤：

a)通过外部信号控制权利要求1-6中任一项所述的微阵列芯片：向每个所述阵列单元中的所述控制电极施加不同的电流或电压，并通过所述pH传感器反馈的数值调整电流或电压的大小，使得相邻的所述阵列单元对应区域中所述介质内的所述两性电解质形成不同的pH值梯度，最终在整个轴向上形成不同pH值梯度的分布；

b)将分析物放入所述微阵列芯片的任何位置，进行电泳；

c)电泳结束后，对所述分析物进行后续的操作或分析。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤a)中，通过外部信号的控制，形成的所述pH值梯度为等距均匀梯度或非等距不均匀梯度。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤b)中，当所述分析物完成电泳后，移除施加在所述控制电极上的电流或电压，并根据需要在所述阵列单元中施加另外的电流或电压，使得pH值梯度增加或减小，所述分析物在新形成的pH值梯度中继续进行电泳。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤b)中，当所述分析物完成电泳后，移除施加在所述控制电极上的电流或电压，并根据需要在所述阵列单元中施加另外的电流或电压，使得在与轴向垂直的纵向形成另外的pH值梯度的分布，所述分析物在新形成的pH值梯度中继续进行电泳。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，在步骤c)中，所述操作或分析包括：将所述介质浸泡在5％的三氯醋酸中去除所述两性电解质，然后以适当的方法染色。

13.权利要求1-5中任一项所述的微阵列芯片在用于分子诊断、生物样品分析、化学样品分析、食品分析和环境分析中的至少一种的用途。

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