一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置，所述装置包括：圆盘形样品支架、扇形样品盘、样品池和磁棒。本发明的磁性分离装置使用便捷方便，可以用于快速分离管状容器内的磁性物质，在免疫细胞分离、蛋白组学分离、固定酶、重金属分离、生物医药工程以及环境保护等研究领域具有重要的应用价值。
【专利说明】
一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置
【技术领域】
[0001]本发明属于分离【技术领域】，具体地说，是关于一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置。
【背景技术】
[0002]生物标记物(b1marker)是指可供客观测定和评价的一种生理、病理或治疗过程中的某种特征性的生化指标，可从分子水平研究发病机制，在准确、敏感地评价早期、低水平的损害方面有着独特的优势，可提供早期预警，很大程度上为临床医生提供了辅助诊断的依据。DNA、RNA、蛋白质、小分子多肽和糖类化合物作为分子标记物已经大量应用于基础研究和疾病诊断研究。在生命体中承担重要生命活动的蛋白质类生物标记物往往是低丰度蛋白，但极低的含量给后续分析和检测带来极大困难，限制了对其的研究和认识，具有生物标记物功能的低丰度蛋白的分析与鉴定已经成为蛋白组学研究的重点和难点内容。因此蛋白质组和肽组的分离技术，特别是从高度复杂和动态氛围生物样品中提取具有生物标志物功能的低丰度的磷酸化、糖基化、甲基化等修饰性蛋白或内源性肽段，是蛋白质组学和肽组学研究的首要关键性步骤。
[0003]固定金属离子亲和色谱(IMAC)技术和金属氧化物亲和色谱(MOAC)技术因其特有的选择性富集能力，在修饰蛋白、肽段的富集和分离领域飞速发展，但血样、尿样、淋巴、脊髓、乳汁、组织提取物、植物种子等复杂基体样品处理后的PH值、离子浓度、氨基酸以及高浓度蛋白掩盖等因素的存在，使得IMAC技术和MOAC技术在修饰蛋白、肽段的富集和分离过程中受到限制。研究表明二者之间有很大的互补性，而且洗脱液的PH等因素对于洗脱效果有明显影响，例如在IMAC上洗脱时，单磷酸化肽段在pH=l.0时均被洗脱下来，而多磷酸化肽段需要在碱性环境下洗脱。
[0004]具有超顺磁性的Fe3O4微球，基于其自身特性已应用于生物医学中的许多领域，如磁共振成像、药物靶向输送、细胞及蛋白质分离、免疫检测及癌症治疗等。迄今为止，已报道多种将磁球表面修饰不同的螯合基团或者包覆不同的金属氧化物，然后采用IMAC或者MOAC技术原理用于修饰性蛋白、免疫细胞等的富集与分离。
【发明内容】
[0005]本申请的发明人发明了一种基于磁性材料实现微量样品中不同目标物质的顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置，该分离装置使用便捷方便，可以用于快速分离管状容器内的磁性物质，在免疫细胞分离、蛋白组学分离、固定酶、重金属分离、生物医药工程以及环境保护等研究领域具有重要的应用价值。
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置。
[0007]本发明由以下技术方案实现。
[0008]一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置，所述装置包括:圆盘形样品支架、扇形样品盘、样品池和磁棒。
[0009]根据本发明，所述扇形样品盘均匀、稳定地固定排列于所述圆盘形样品支架中，并可方便取下。
[0010]根据本发明，所述扇形样品盘为6组。
[0011]根据本发明，所述样品池以所述圆盘形样品支架的中心为中心，呈辐射状排列。
[0012]根据本发明，每个所述扇形样品盘上均匀分布4组样品池，任何相邻的两个扇形样品盘的两组样品池间的辐射角度完全相同。
[0013]根据本发明，所述磁棒含套管。
[0014]根据本发明，所述套管的底部为锥体状。
[0015]根据本发明，所述磁棒为3组。
[0016]根据本发明，所述磁棒间呈60°和120°排列，分别对应着不同萃取材料所在扇形样品盘的初始位置。
[0017]根据本发明，所述圆盘形样品支架和所述磁棒由步进马达控制，实现所述扇形样品盘和所述磁棒间的360°相对旋转。
[0018]有益效果:本发明所述的基于磁性材料实现微量样品中不同目标物质的顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置特别适用于免疫细胞分离、蛋白组学分离、固定酶、重金属分离、生物医药工程中通常只有50-500μ L样品、需要鉴定多种指标的生化分析的分离领域，避免样品多次转移所引起的样品丢失和交叉污染。在蛋白组学研究中，可以用于磷酸化修饰等同一类蛋白质和肽段的互补性富集与单磷酸化肽段和多磷酸化肽段的连续洗脱，也可用于磷酸化、糖基化、甲基化等不同种类修饰蛋白和肽段的富集与洗脱，还可用于根据蛋白质的分子量分布完成分段式富集与洗脱。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为圆盘形样品支架、扇形样品盘、样品池的布局图；
[0020]图2为同一平面、福射状排列三排磁棒的局部不意图；
[0021]图3为样品池、磁棒及套管的示意图；
[0022]图4为转移磁性富集材料流程的示意图；
[0023]图5为初始上样位置的示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
[0025]本发明的装置的技术原理:通过圆形样品盘和三组磁棒的相对旋转，分别完成微量样品中的目标物的顺序萃取和连续洗脱。
[0026]实施例1、顺序萃取、连续洗脱装置
[0027]如图1所示，本发明的顺序萃取、连续洗脱装置主要由四部分组成:圆盘形样品支架、扇形样品盘、样品池和三排磁棒(含套管)。其中，圆盘形样品支架(或者三排磁棒)需要步进马达控制，实现扇形样品盘和磁棒间的360°相对旋转。扇形样品盘为塑料材质，可以稳定地固定在圆盘形样品支架上，并可方便取下。样品池需选用聚四氟乙烯等不会引起细胞、蛋白质、生物酶等变性的硬质材质，样品池内径约为6-10mm，深度约为5_8cm，并可以无缝插入扇形样品盘中，圆形样品支架、扇形样品盘和样品池三者要能够紧密、稳定的嵌套在一起，不能晃动。
[0028]如图2所示，三排磁棒的排列位置分别呈60°和120°辐射状排列，分别对应富集材料的初始位置。
[0029]如图3所示，磁棒(含套管)的外径应较样品池内径细2mm，机械控制磁棒(含套管)插入样品池最大深度以距离样品池底部l_2mm为宜；磁棒套管材质要求和样品池材质相同，厚度不超过0.3mm,底部为椎体状，椎体部分高度l_2mm，磁棒表面磁场>1500高斯，磁棒要求磁性均匀，形状和套管内径相同，能轻松在套管内上下移动，二者之间的缝隙应小于0.5mm，机械控制磁棒能够完全移出套管，或者磁棒和套管一起同步移出样品池。使用时，将磁棒置于套管内，套管置于样品池中，富集材料被磁棒吸附于套管底部的锥体部位。
[0030]如图4所示，吸附材料在不同样品池间的转移流程见图4，首先将吸附材料置于装有样品的样品池中富集目标物质，然后转移到装有清洗液的样品池中进行吸附后、萃取前的清洗，最后转移到装有洗脱液的洗脱瓶中将样品洗脱下来。
[0031]实施例2、应用
[0032]三种富集材料(a、b、c)顺序萃取、各自用两种洗脱液连续洗脱的磁性分离方法如下。
[0033]2.1、上样
[0034]如图5所示，各样品池分别按照下列要求上样。
[0035]S:样品位，用于放置原始样品；
[0036]Al、B1、Cl:富集材料 a、b、c ;
[0037]A2:样品缓冲液，用于萃取前的洗涤；
[0038]B2、C2:样品缓冲液或者去离子水；
[0039]EAO:a富集材料对应的洗涤液，用于萃取后、洗脱前的洗涤；
[0040]EAl、EA2:a富集材料对应的两种洗脱液，用于连续洗脱；
[0041]EBO:b富集材料对应的洗涤液，用于萃取后、洗脱前的洗涤；
[0042]EBU EB2:b富集材料对应的两种洗脱液，用于连续洗脱；
[0043]ECO:c富集材料对应的洗涤液，用于萃取后、洗脱前的洗涤；
[0044]EC1、EC2:c富集材料对应的两种洗脱液，用于连续洗脱；
[0045]上样量要求磁棒套管完全插入样品池后液面不超过样品池高度的75%。
[0046]2.2、顺序萃取、连续洗脱
[0047]2.2.1、a富集材料萃取，b富集材料准备
[0048]通过步进马达控制a富集材料顺序经过上样缓冲液A2活化后，进入样品位S，经磁棒套管反复震荡，选择性富集完成后，磁棒插入，将选择性吸附目标物质的a富集材料吸附至套管底部椎体部位。此时b富集材料进入B区域准备。
[0049]2.2.2、a富集材料洗脱，b富集材料萃取，c富集材料准备
[0050]步进马达控制磁棒和圆形样品盘相对转动，使吸附有目标物质的a富集材料进入EA区域，同步b富集材料进入A区域，反复2.2.1的操作，使a富集材料吸附的目标物质先后在两个EAO位完成两次清洗，然后根据性质的不同先后在EAl和EA2中顺序完成洗脱；同时b富集材料完成针对样品中目标物质的萃取。此时c富集材料进入EC区域准备。
[0051]2.2.3、b富集材料洗脱，c富集材料萃取
[0052]步进马达控制磁棒和圆形样品盘相对转动，使吸附有目标物质的b富集材料进入EB区域，同步c富集材料进入A区域，反复2.2.1的操作，使b富集材料吸附的目标物质先后在两个EBO位完成两次清洗，然后根据性质的不同先后在EBl和EB2中顺序完成洗脱；同时c g集材料完成针对样品中目标物质的卒取。
[0053]2.2.4、c富集材料洗脱
[0054]步进马达控制磁棒和圆形样品盘相对转动，使吸附有目标物质的c富集材料进入EC区域，反复2.2.1的操作，使c富集材料吸附的目标物质先后在两个ECO位完成两次清洗，然后根据性质的不同先后在ECl和EC2中顺序完成洗脱；同时a富集材料和b富集材料分别回到EA区域和A区域，随着磁棒的同步操作，不会影响EA区域的洗脱结果。
[0055]至此，经过三种材料的顺序萃取、连续洗脱过程全部完成。
[0056]如果仅采用两种萃取剂顺序萃取、连续洗脱，只需将C、EC两个扇形样品盘中放入去离子水或者样品缓冲液即可。
【权利要求】
1.一种顺序萃取、连续洗脱微量物质的磁性分离装置，其特征在于，所述装置包括:圆盘形样品支架、扇形样品盘、样品池和磁棒。
2.根据权利要求1所述的磁性分离装置，其特征在于，所述扇形样品盘均匀、稳定地固定排列于所述圆盘形样品支架中，并可方便取下。
3.根据权利要求2所述的磁性分离装置，其特征在于，所述扇形样品盘为6组。
4.根据权利要求1所述的磁性分离装置，其特征在于，所述样品池以所述圆盘形样品支架的中心为中心，呈辐射状排列。
5.根据权利要求4所述的磁性分离装置，其特征在于，每个所述扇形样品盘上均匀分布4组样品池，任何相邻的两个扇形样品盘的两组样品池间的辐射角度完全相同。
6.根据权利要求1所述的磁性分离装置，其特征在于，所述磁棒含套管。
7.根据权利要求1所述的磁性分离装置，其特征在于，所述套管的底部为锥体状。
8.根据权利要求6所述的磁性分离装置，其特征在于，所述磁棒为3组。
9.根据权利要求6所述的磁性分离装置，其特征在于，所述磁棒间呈60。和120。排列，分别对应着不同萃取材料所在扇形样品盘的初始位置。
10.根据权利要求1所述的磁性分离装置，其特征在于，所述圆盘形样品支架和所述磁棒由步进马达控制，实现所述扇形样品盘和所述磁棒间的360°相对旋转。
【文档编号】G01N1/40GK104344985SQ201310347133
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】尚春庆, 戚大伟, 邓春晖 申请人:英芮诚生化科技（上海）有限公司