专利名称：糖链切除装置的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于从复合碳水化合物如糖蛋白(glycoprotein)、糖脂(glycolipid)、蛋白聚糖(proteoglycan)等切除糖链的装置。
背景技术：
活体(living body)内超过一半的蛋白质在翻译后要经过用糖链进行的修饰，而近来发现上述用糖链进行的修饰在蛋白质功能的表达中起重要的作用。因此，糖链作为重要的生物分子，与核酸和蛋白质一起正在逐步引起人们的关注，而且糖链的结构分析或功能分析与集中在蛋白质的结构和功能上的后基因组研究同时亦在进展中。
当进行复合碳水化合物如糖蛋白、糖脂、蛋白聚糖等中的糖链的结构或功能分析时，需要首先从复合碳水化合物切除糖链。对于所述的切除糖链的方法而言，已经知道通过将复合碳水化合物在加热的条件下在碱溶液中反应从蛋白质等分离糖链的公知方法，而且正在开发用于自动进行所述糖链切除处理的装置。
日本已审查过的专利申请公开号7-11513。
当糖链的切除如此通过与碱溶液混合在加热条件下进行时，需要在该反应后进行样品溶液的中和处理。因此，在上述的相关领域的糖链切除装置中，通过由泵分别运输酸溶液和碱溶液，并在切除反应后将所述的溶液与样品溶液混合来进行中和处理。然而，难以通过调节酸溶液和碱溶液各自的运输量控制中和反应，于是可能无法适当地进行中和处理。
发明内容
下文的公开描述了糖链切除装置(apparatus)，该装置能够在使用碱进行糖链切除反应后对样品溶液进行简单而稳定的中和处理。
下面描述本发明的实施方案。用于从复合碳水化合物中切除糖链的糖链切除装置，其包括
a)糖链切除部分(sugar chain excising section)，其用于将含有复合碳水化合物的样品溶液与碱溶液在加热的条件下混合，以从样品溶液中的复合碳水化合物切除糖链。
b)中和部分(neutralizing section)，其用于在糖链切除部分的切除反应之后中和样品溶液，所述中和部分包括填充离子交换树脂的柱体(cartridge)；和c)柱体再生部分(cartridge regenerating section)，其用于通过将酸和水通过柱体使该柱体中的离子交换树脂再生。
在所述糖链切除装置中，中和部分可包括多个填充离子交换树脂的柱体，而此外，它可包括柱体选择部分(cartridge selecting section)，其用于在用于中和处理的柱体和再生的柱体之间切换。在该情况下，使用用于预先设定柱体使用时间的阈值(threshold value)、用于切除处理单元的阈值，或其组合，优选自动地进行通过柱体选择部分的柱体切换。也允许由使用者进行切换，或通过计时程序进行切换。
所述糖链切除装置还可包括置于所述中和部分的下游的pH计；和错误警报部分(error noticing section)，其用于当用所述pH计从所述中和部分运输的样品溶液所测量的pH值超过预定的阈值时，将错误通知使用者。此外，除了错误警报部分之外或代替错误警报部分，所述糖链切除装置可包括错误响应部分(error responding section)，其用于当从所述中和部分运输的样品溶液的pH值超过预定的阈值时，丢弃样品而不收集，并用于在通过柱体选择部分切换用于中和的柱体之后，将发生错误的样品再次经过切除处理。
所述糖链切除装置也可具有样品导入/收集部分(introducing/collectingsection)，其用于将含有复合碳水化合物的样品溶液导入糖链切除部分，以及用于在通过所述中和部分中和之后收集样品溶液。上述样品导入/收集部分可具有下述结构，其中样品的导入和收集全部使用置于针驱动单元(needledriving unit)的单针(single needle)来进行，例如在专利文献1中所述；然而，可具有下述结构，其中用于导入样品的取样针和用于收集样品溶液的收集针一起置于针驱动单元。
多个实施方案可包括一种或多种下述优势。例如，根据所述糖链切除装置，可通过将用碱进行糖链切除反应后的样品溶液通过以离子交换树脂填充的柱体来进行中和处理。因此，不需要在相关技术中实施的通过调节酸和碱的运输量来控制中和反应，而且中和处理可简单而稳定地进行。
在进一步包括多数个柱体和柱体选择部分的情况中，即使当一个用于中和的柱体的容量达到饱和时，可能使用柱体选择部分切换柱体并可能在再生所述柱体的同时用另一个柱体继续中和处理，由此可能改进处理量。
此外，在具有pH计和错误警报部分的情况中，可能确认是否适当地进行中和处理，而当无法适当地进行中和处理时，使用者可采取适当的行动响应，从而能减少样品或时间的不必要的消耗。当还包括如上所述的错误响应部分时，对于无法适当地进行中和处理的情况，所述装置自动采取响应的行动，因此，不需要使用者实施复杂的操作并可试图显著地减少使用者的工作。
此外，在包括样品导入/收集部分的情况中，与用于将含有复合碳水化合物的样品溶液导入糖链切除部分的部分和用于通过中和部分中和后收集样品溶液的部分的情况相比，可以减少设备费(installation cost)，而同时，可减少设备空间。
在如下的详细说明、附图和权利要求中，其他特点和优势可显而易见。
图1是显示本发明的糖链切除装置的实施方案的示意图。
发明详述在下文中，将参考实施例描述实施本发明的最优方式。
实施例图1表示了本发明的实施方案的糖链切除装置的示意性结构。所述糖链切除装置包括反应单元(reaction unit)10，其用于进行切除反应或中和处理，和样品导入/收集单元(sample introducing/collecting unit)20，其用于将样品导入反应单元10和从反应单元10收集样品溶液。每个单元的操作通过控制单元(control unit)30控制。
所述反应单元10包括容器(container)11a，其用于盛放用于糖链切除的碱溶液，容器11b和11c，其分别用于盛放用于柱体再生的酸溶液和水，两个运输泵(transport pump)13a和13b，两个流动通道切换阀(flow channel switchingvalve)16a和16b，脱气装置(degasser)12，反应槽(reaction tank)15，两个以离子交换树脂填充的柱体17a和17b，和pH计18。泵13a用于运输碱溶液，而泵13b用于运输酸或水。在泵13a和反应槽15之间提供样品入口(sampleinlet)14。
流动通道切换阀16a和16b都是6-口2-位阀(6-port 2-position valves)，而每个端口能置于两个位置如由实线所示的连接的位置，和由虚线所示的连接的位置。通过这些流动通道切换阀16a和16b平行(in parallel)连接柱体17a和17b，并通过切换每个流动通道切换阀的位置，可选择柱体17a和17b中哪个用于中和哪个柱体用于再生处理。
样品导入/收集单元20是所谓的自动采样器和级分收集器的集成元件(integrated element)，并包括样品架(sample rack)21，在该样品架上排列着含有处理前的样品溶液的样品瓶(sample bottle)21a-21c，收集架(collection rack)22，在该收集架上排列着收集瓶(collection bottle)22a-22c用于收集处理后的样品溶液，和针驱动单元25，其包含用于通过从样品瓶中吸入样品溶液进行取样的取样针(sampling needle)23和用于将处理后的样品溶液收集到收集瓶中的收集喷嘴(collecting nozzle)24。取样针23与反应单元10的样品入口14相连，而收集喷嘴24与反应单元10的pH计18的下游相连。在pH计18和收集喷嘴24之间放置电磁阀(electromagnetic valve)26。通常，设定流过pH计18的液体通过排放口(drain)排放，但是在处理后收集样品溶液的情况中，可将流动通道切换到收集喷嘴24一侧。
在下文中，将描述使用本发明的实施方案的糖链切除装置进行糖链切除的操作。首先，通过针驱动单元25将取样针23转移到样品架21上预定的样品瓶21a的上方，并通过吸入采得样品溶液。将所吸入的样品通过样品入口14导入反应单元10，与通过运输泵13a运输的碱溶液混合，然后送入反应槽15。将样品在反应槽15中加热，并从样品溶液中含有的复合碳水化合物切除糖链。
在本文中，阀16a和16b都处于由实线表示的位置，并将从反应槽15运输的碱样品溶液通过阀16a送入柱体17a进行中和。同时，如果需要的话，将酸溶液和水通过泵13b和切换阀16a顺序地运输到不用于中和处理的柱体17b，以使柱体17b中的离子交换树脂再生。
当如上所述进行糖链切除反应和中和处理时，用冲洗设备(rinsinginstrument)冲洗取样针23，所述冲洗设备未在图中显示，而且移动针驱动单元25以便将收集喷嘴24置于收集瓶22a的上方以收集处理过的样品。此时，需要将盛放待处理的样品的样品瓶21a在样品架上的位置排列成与收集上述溶液的收集瓶22a在收集架上的位置相对应，这样一来，当完成一系列的处理时，使用者可容易地理解样品架21上的每个样品与处理后收集架22上的每个样品之间的对应关系。
将通过柱体17a中和的样品溶液通过阀16b送至pH计18。在样品溶液的pH值低于预先设定的阈值的情况中，当样品溶液到达电磁阀26时，流动通道被切换到收集喷嘴24一侧，并将样品溶液收集在收集瓶22a中。样品到达电磁阀26的时间，基于运输的液体流过流动通道的体积和流速，通过控制单元30自动设定。此到达时间也可由使用者手动设定。
另一方面，在样品溶液的pH值高于阈值的情况中，不进行通过电磁阀26的流动通道的切换，而未适当中和的样品通过排放口排放。此后，将流动通道切换阀16a和16b切换到由虚线表示的位置，并将中和能力衰减的柱体17a再生，同时使通过已完成再生的柱体17b进行中和成为可能。对于多余的(wasted)样品而言，通过由取样针23吸入采得残留在样品瓶中的样品溶液，并在反应槽15中再次经过糖链切除反应，然后通过柱体17b进行中和处理。
当样品的糖链切除反应、中和处理，和处理后样品溶液的收集完成时，将取样针23移至含有将在下一个阶段处理的样品瓶21b的上方，并重复地进行上述操作。
根据前面的描述，可在一些实施方案中实现显示如下的多种优势。例如根据本发明的实施方案的糖链切除装置，不用顾及使用者的经验或知识水平，可通过简单的方法中和样品溶液，所述样品溶液已经过使用碱的糖链切除反应，并由此可能稳定而有效地进行糖链切除。
权利要求
1.糖链切除装置，其用于从复合碳水化合物中切除糖链，其包括糖链切除部分，其用于将含有复合碳水化合物的样品溶液与碱溶液在加热的条件下混合，以从样品溶液中的复合碳水化合物切除糖链。中和部分，其用于在糖链切除部分的切除反应之后中和样品溶液，所述中和部分包括填充离子交换树脂的柱体；和柱体再生部分，其用于通过将酸和水通过柱体使该柱体中的离子交换树脂再生。
2.权利要求1的糖链切除装置，其中所述中和部分包括多个填充离子交换树脂的柱体，和其中所述糖链切除装置包含柱体选择部分，其用于在用于中和处理的柱体和再生的柱体之间切换。
3.权利要求1的糖链切除装置，还包括在所述中和部分的下游提供的pH计；和错误警报部分，其用于当用所述pH计从所述中和部分运输的样品溶液所测量的pH值超过预定的阈值时，将错误通知使用者。
4.权利要求3的糖链切除装置，还包括错误响应部分，其用于当用所述pH计从所述中和部分运输的样品溶液所测量的pH值超过预定的阈值时，丢弃样品而不收集，并用于在通过柱体选择部分切换用于中和的柱体之后，将发生错误的样品再次经过切除处理。
5.权利要求1的糖链切除装置，还包括在所述中和部分的下游提供的pH计；和错误响应部分，其用于当用所述pH计从所述中和部分运输的样品溶液所测量的pH值超过预定的阈值时，丢弃样品而不收集，并用于在通过柱体选择部分切换用于中和的柱体之后，将发生错误的样品再次经过切除处理。
6.权利要求1的糖链切除装置，还包括样品导入/收集部分，其用于将含有复合碳水化合物的样品溶液导入糖链切除装置，并用于在通过所述中和部分中和之后收集样品溶液。
全文摘要
本发明提供了用于碱溶液中加热含有糖蛋白的样品溶液以分离糖链的反应槽(15)和两个填充离子交换树脂的柱体(17a)和(17b)，而且从反应槽(15)运输的样品溶液通过将该样品溶液通过所述柱体进行中和处理。所述柱体(17a)和(17b)通过两个流动通道切换阀(16a)和(16b)平行连接。通过开关阀(16a)和(16b)，选择用于中和处理的柱体，同时将酸和水流过未在使用的柱体以允许该柱体中的离子交换树脂再生。
文档编号B01D15/08GK1876798SQ200610084289
公开日2006年12月13日 申请日期2006年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者中村恭章, 尾坂裕辅, 挂樋一晃 申请人:株式会社岛津制作所