专利名称：一种微型多用途生物大分子分离纯化装置的制作方法
技术领域：
本发明属于生物器械领域；更具体地，本发明涉及一种多用途的生物大分子纯化装置
背景技术：
在生物医药领域的基础和应用研究中存在大量的分离纯化操作，特别是在制备蛋 白质、核酸等过程中。传统的分离纯化操作使用蠕动泵作为流体动力来源的层析操作繁琐复杂，而高效 液相层析等技术需要投入大量的资金，而且使用更加复杂。对于一些实验室的常规操作，采 用高效液相层析装置成本高且操作复杂。因此，本领域还需要开发一些简便的用于生物大分子分离纯化的装置，以在经济 实用的基础上达到分离纯化的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供多用途的生物大分子分离纯化装置，其操作简单、方便，实 用性良好。本发明的目的还在于提供所述生物大分子分离纯化装置的使用方法。在本发明的第一方面，提供一种生物大分子纯化装置，该装置包括一层析柱，包括柱体、上口和内径小于柱体的下口，下口末端包括一可密封或开 启的密封接头；一盖子，包括上盖端、下盖端和内部空腔，下盖端与层析柱的上口可拆分地相套 接，上盖端包括一可密封或开启的密封接头；一套管，所述套管的内径大于层析柱的柱体的外径，可拆分地套于层析柱之外。在一个优选例中，所述的生物大分子纯化装置可置于离心机中离心，无需更换盖 子或去除盖子。在另一优选例中，所述的生物大分子包括但不限于蛋白质或核酸。在另一优选例中，所述的套管为离心套管，其外径与离心装置内装载离心套管用 的孔洞相匹配。在另一优选例中，所述的层析柱的柱体的外表面接近上口处还设置一圈凸起，所 述凸起的外径大于套管的内径，从而可固定层析柱与套管的相对位置。在另一优选例中，所述的密封接头为与盖子整体一体成形的形式，在密封接头与 盖子的上盖端的分界处设置一圈凹槽。在需要去除密封接头时，沿着凹槽切除密封接头。在另一优选例中，所述的盖子中，还设置一密封圈，从而盖体与层析柱的上口可密 封地套接。在另一优选例中，盖体与层析柱套接的方式包括但不限于螺旋套接。在另一优选例中，所述的层析柱的柱体的下部还设置至少一个过滤砂芯。
在另一优选例中，所述的层析柱的柱体的下部还设置一多孔支撑板。在另一优选例中，所述的多孔支撑板位于过滤砂芯的下方。在另一优选例中，该装置还包括一加样器，用于向层析柱内加入样品。在另一优选例中，所述的加样器是注射器。在另一优选例中，所述的加样器的加样端的外径与盖子的内部空腔相匹配。在另一优选例中，所述的加样器的加样端的外径与盖子的内部空腔密封。在另一优选例中，所述的层析柱的柱体内还装有层析介质。在另一优选例中，所述的层析介质包括但不限于分子筛层析树脂，亲和层析树 脂。在本发明的第二方面，提供所述的装置的用途，用于纯化生物大分子。在一个优选例中，所述的装置用于离心方式分离纯化生物大分子(如蛋白质或核 酸)或更换缓冲溶液。在另一优选例中，所述的装置用于注射加压方式分离纯化生物大分子(如蛋白质 或核酸)或更换缓冲溶液。在另一优选例中，所述的装置用于除去生物大分子(如蛋白质或核酸)溶液中多 余的标记生物大分子所用的探针(如荧光探针)等。在本发明的第三方面，提供一种用于生物大分子分离纯化的盖子，所述盖子包括 上盖端、下盖端和内部空腔，上盖端包括一可密封或开启的密封接头。在一个优选例中，所述的密封接头为与盖子整体一体成形的形式，在密封接头与 盖子的上盖端的分界处设置一圈凹槽。在一个优选例中，所述的盖子可与层析柱和套管相配套，直接用于离心机。在另一优选例中，在需要去除密封接头时，沿着凹槽切除密封接头。在另一优选例中，所述的内部空腔包括两个部分(含231，232)，一个部分(231)用 于与加样器的加样端相匹配(可紧密配合)，用于注射加压方式分离纯化样品；另一个部分 (232)用于与层析柱的上口相套接(可密封套接)。在另一优选例中，所述的盖子中，还设置一密封圈，从而盖体与层析柱的上口可密 封地套接。在本发明的第四方面，提供一种利用所述的装置纯化生物大分子样品(包括蛋白 或核酸等)的方法，包括(a)在层析柱的柱体内装入层析介质，所述的层析介质可通过层析作用去除生物 大分子样品中的杂质；(b)开启层析柱的下口末端的密封接头；(c)开启盖子的上盖端的密封接头，将盖子的下盖端与层析柱的上口相套接；和(d)将样品由层析柱的上口加入到柱体内，将套管套于层析柱之外，离心，从而流 经柱体内的层析介质的样品(被纯化的样品)通过层析柱的下口被收集入套管内。在一个优选例中，步骤(d)中，在加入样品前，还包括离心去除层析介质中多余 的液体。更优选地，将层析柱放进套管中，离心去除多余的液体。在另一优选例中，步骤(d)中，在加入样品前，还包括对层析介质进行至少一次的平衡。在另一优选例中，在步骤(d)获得样品后，重复进行步骤(d) 1-10次，从而进一步 提高样品的纯度。在本发明的第五方面，提供一种利用所述的装置纯化生物大分子样品(包括蛋白 或核酸等)的方法，包括(i)在层析柱的柱体内装入层析介质，所述的层析介质可吸附生物大分子样品中 的杂质；(ii)开启盖子的上盖端的密封接头，将盖子的下盖端与层析柱的上口相套接，将 加有样品的加样器的加样端经由内部空腔插入层析柱的上口；(iii)开启层析柱的下口末端的密封接头，用加样器向层析柱内加入样品；和(iv)收集从层析柱的下口流出的样品(被纯化的样品)。在一个优选例中，步骤(ii)中，在加入样品前，还包括对层析介质进行至少一次 的平衡。在另一优选例中，在步骤(iv)获得样品后，重复进行步骤(iii)-(iv)l_10次，从 而进一步提高样品的纯度。在本发明的第六方面，提供一种利用所述的装置更换生物大分子样品(包括蛋白 或核酸等)的缓冲液的方法，所述的样品的缓冲液由缓冲液A更换为缓冲液B，所述方法包 括(al)在层析柱的柱体内装入层析介质；(bl)开启层析柱的下口末端的密封接头；(cl)开启盖子的上盖端的密封接头，将盖子的下盖端与层析柱的上口相套接；(dl)将缓冲液B由层析柱的上口加入到柱体内，将套管套于层析柱之外，离心，从 而以缓冲液B平衡层析介质；(el)将样品由层析柱的上口加入到柱体内，待样品渗进层析介质后，在层析介质 上表面覆盖一层缓冲液B，将套管套于层析柱之外，从而流经柱体内的层析介质的样品通过 层析柱的下口被收集入套管内，且样品的缓冲液由缓冲液A更换为缓冲液B。在一个优选例中，步骤(dl)中，在加入样品前，还包括离心去除层析介质中多余 的液体。更优选地，将层析柱放进套管中，离心去除多余的液体。在本发明的第七方面，提供一种利用所述的装置纯化生物大分子样品(包括蛋白 或核酸等)的方法，包括(a2)在层析柱的柱体内装入层析介质，所述的层析介质可吸附生物大分子样品；(b2)开启层析柱的下口末端的密封接头；(c2)开启盖子的上盖端的密封接头，将盖子的下盖端与层析柱的上口相套接；和(d2)将待处理的样品由层析柱的上口加入到柱体内，将套管套于层析柱之外，离 心，从而样品被截留在层析介质上，而含杂质的溶液被收集于套管中；(e2)用洗脱液从层析介质上将样品洗脱，获得经纯化的样品。在一个优选例中，步骤(d2)中，在加入样品前，还包括离心去除层析介质中多余 的液体。更优选地，将层析柱放进套管中，离心去除多余的液体。在另一优选例中，步骤(d2)中，在加入样品前，还包括对层析介质进行至少一次的平衡。在另一优选例中，步骤(d2)中，将收集于离心套管中的所述含杂质的溶液多次 (如2-10次)从层析柱的上口加入到柱体内，将套管套于层析柱之外，离心，从而进一步提 高样品截留在层析介质上的比例。本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见 的。
图1显示了实施例1的装置的示意图。图2显示了实施例1的装置中盖子的横截面图。图3显示了实施例1的装置的去除与层析柱下口连接的密封接头以及去除与盖子 的上盖端连接的密封接头后的示意图。图4显示了一种加样器的示意图。图5显示了加样器与盖子的连接状态示意图。图6显示了一种较佳的生物大分子纯化装置。其中上图为盖子的示意图，下图是 盖子、层析柱以及外套管组合后的示意图。上述附图中，各附图标记说明如下1，层析柱；11，柱体；12，上口 ；13，下口 ；14，密封接头；15，过滤砂芯；16，多孔支 撑板；17，层析介质；18，凸起；19，外螺纹。2，盖子；21，上盖端；22，下盖端；23 (含231，232)，内部空腔；24，密封圈；25，密封 接头；26，凹槽；27，内螺纹。3，套管。4，加样器；41，加样端。
具体实施例方式为了克服现有技术中生物大分子分离纯化装置操作复杂、成本高等缺陷，本发明 人开发了一种新型多功能的生物大分子分离纯化装置，所述的装置集多种用途于一体，可 采用离心方式或注射加压方式来分离生物大分子，并且操作简单方便、成本低廉。更佳地， 所述的生物大分子纯化装置可置于离心机中离心，无需更换盖子或去除盖子。本发明中，对于所述的“生物大分子”没有特别的限制，可以是各种需要分离或纯 化的生物材料。例如，所述的生物大分子包括但不限于蛋白质、核酸等。本发明中，除非另外说明，所述的“样品”是广义的，其可以各种生物大分子、洗涤 液、缓冲液、平衡液、洗脱液等。生物大分子纯化装置本发明的生物大分子纯化装置包括层析柱、与层析柱的上口可套接的盖子、以及 与层析柱的柱体可套接的套管。更优选地，还包括用于向层析柱内加入样品的加样器。层析柱所述的层析柱包括柱体、上口和下口，且下口的末端包括一可密封或开启的密封 接头。所述的层析柱的柱体可用于装载层析介质，用于生物大分子的纯化。层析介质的类型没有特别的限制，通常根据所需纯化的生物大分子的种类而定，这是本领域技术人员易于 作出选择的。例如，所述的层析介质包括但不限于分子筛层析树脂，亲和层析树脂等。所 述的层析介质的体积所占层析柱体积的比例没有特别的限制，可以根据本领域技术人员的 经验而定。优选地，还可在层析介质上面覆盖一层砂芯，从而防止层析过程中介质的扰动。对于层析柱的直径和长度没有特别的限制，一般可以根据所需要纯化的生物大分 子的规模而定。所述的上口用于加样，使得样品流经柱体(通常包含层析介质)后流至下口。所 述的下口的内径(或横截面积)小于柱体。为了便于层析介质的装柱或便于在下口密封状态下加样，所述的下口末端还设置 密封接头。只要能够起到密封的作用，对所述的密封接头没有特别的限制，其可以是与层 析柱一体成形的，或者是与层析柱的下口末端相匹配的盖子或活塞等。当密封接头为与层 析柱一体成形的形式，通常在密封接头与层析柱下口的分界处设置便于将密封接头从层析 柱下口分离(如折断或切割)的部分，例如该部分的材料厚度或牢固程度低于其它的部分 (如设置凹槽)。作为本发明的优选方式，所述的层析柱的柱体的下部还设置至少一个过滤砂芯， 生物大分子可以流过砂芯孔径，而树脂颗粒无法通过。更优选地，过滤砂芯的直径与柱体的 内径相同或略小于柱体的内径。设置的过滤砂芯的个数可以根据实际需要而定，例如可以 是1-10个，较佳地1-5个。过滤砂芯的型号或规格是本领域技术人员所熟知的，且本领域 技术人员易于根据实际需求来作出选择，本发明对此没有特别的限制。作为本发明的优选方式，所述的层析柱的柱体的下部还设置一多孔支撑板，用于 直接支撑层析介质，或者支撑过滤砂芯(在设置过滤砂芯的情况下，所述的多孔支撑板位 于过滤砂芯的下方)。采用多孔支撑板加以支撑，可以保证过滤砂芯或层析介质的强度，防 止它们在纯化操作(如离心或注射)过程中因液体压力而造成离散、破裂或变形。作为本发明的优选方式，所述的层析柱的柱体的外侧接近上口处还设置一圈凸 起，所述凸起的外径大于套管的内径，从而当层析柱进入套管后，可固定层析柱与套管的相 对位置，便于操作。盖子所述的盖子包括上盖端、下盖端和内部空腔。所述的下盖端可与层析柱的上口可拆分地相套接，从而起到密封层析柱上口的目 的。本发明对于盖体与层析柱套接的方式没有特别的限制，包括但不限于螺旋套接。优选 地，为了实现良好地密封，在盖子内与层析柱上口接合的地方还设置一密封圈，从而实现密 封地套接。所述的上盖端包括一可密封或开启的密封接头。只要能够起到密封的作用，对所 述的密封接头没有特别的限制，其可以是与盖子整体一体成形的，或者是与层盖子的上盖 端相匹配的第二盖子、活塞、密封条或密封胶带等。当密封接头为与盖子整体一体成形的形 式，通常在密封接头与盖子的上盖端的分界处设置便于将密封接头从上盖端分离(如折断 或切割)的部分，例如该部分的材料厚度或牢固程度低于其它的部分(如设置凹槽)，在需 要去除密封接头时，沿着该部分切除密封接头。所述的密封接头可起到密封的作用，方便运 输，其开启后方便离心式和注射式层析操作。
位于所述上盖端的密封接头开启后，空腔被暴露，从而样品可通过该空腔被加入 到层析柱内。当样品通过加样器加入时，所述的空腔可设置成与加样器的加样端的外径相 匹配的大小，从而当加样器的加样端41插入空腔后，空腔可被密闭。所述的盖子在与层析柱以及套管装配后，可以直接置于离心机中离心，无需额外 地去除盖子或更换盖子，从而便于操作。套管所述的套管可拆分地套于层析柱之外，用于盛接从层析柱的下口流出的样品。所 述的套管的直径和长度没有特别的限制，只要其内径大于层析柱的柱体的外径，且与所述 的层析柱相匹配。作为本发明的优选方式，为了便于直接用于离心，所述的套管为离心套管，其外径 与离心装置内装载离心套管用的孔洞相匹配。加样器作为本发明的优选方式，所述的纯化装置还包括加样器，用于向层析柱内加入样品。本发明对加样器的大小和长度没有特别的限制，通常根据层析柱或盖子的大小、 长度而定，或根据待加样的样品的规模而定。为了在加样时方便操作或形成密封的效果，所述的加样器的加样端41的外径与 盖子的内部空腔相匹配，优选地它们之间可以密封。更优选地，所述的加样器是注射器。 [ο ο ] MM本发明的装置可用于分离或纯化生物大分子。例如其用途包括但不限于蛋白质 及核酸的纯化、蛋白质溶液除盐、更换缓冲液、去除荧光标记后的自由荧光探针等。采用本发明的装置可以实现离心和注射加压两种方式完成分离过程，使用简单方 便，可根据不同的需要中选择其一进行层析操作。本发明的装置也可制作成预装柱。纯化方法本发明还涉及利用所述的装置来分离或纯化生物大分子的方法。作为本发明的优选方式，一种利用所述的装置纯化生物大分子样品的方法是离心 法，包括(a)在层析柱的柱体内装入层析介质；(b)开启层析柱的下口末端的密封接头，将 样品由层析柱的上口加入到柱体内；(C)开启盖子的上盖端的密封接头，将盖子的下盖端 与层析柱的上口相套接；和(d)将套管套于层析柱之外，离心，从而流经柱体内的层析介质 的被纯化的样品通过层析柱的下口被收集入套管内。作为本发明的优选方式，另一种利用所述的装置纯化生物大分子样品的方法是注 射法，包括(i)在层析柱的柱体内装入层析介质；(ii)开启盖子的上盖端的密封接头，将 盖子的下盖端与层析柱的上口相套接，将加有样品的加样器的加样端经由内部空腔插入层 析柱的上口 ；(iii)开启层析柱的下口末端的密封接头，用加样器向层析柱内加入样品；和 (iv)收集从层析柱的下口流出的被纯化的样品。在进行样品的分离或纯化时或之前，通常还需要对层析柱内的层析介质进行适当 的预处理(如柱平衡、洗涤等)，这些方法是本领域技术人员所熟知的，均可实施于本发明 的方法中。例如，在前述步骤(b)中，在加入样品前，还包括对层析介质进行至少一次的平
作为本发明的一种实施方式，层析过程包括如下把预处理的层析介质加入到层 析柱中，自然沉降；开启层析柱下端密封接头，用适当的缓冲液平衡层析介质；加入需要处 理的样品溶液；开启盖子的密封接头，盖好盖子；层析柱放到套管中离心，或用注射器吸取 所需的缓冲液放进盖子的接口进行操作。应理解，在获得了本发明的装置后，本领域技术人员可以方便地设计分离或纯化 生物大分子的方法，并对所述方法进行适当的变通，这些方法均包含在本发明内。装配和拆分在使用前，所述的生物大分子纯化装置的层析柱、盖子、套管和加样器可以是拆分 放置的，这样易于包装和存放。当使用时，可上述各个部件装配起来，例如将盖子套设于层析柱的上口上，将套 管套设于层析柱的柱体之外和/或将加样器加样器的加样端插入到盖子的空腔内。本发明的装置可以制成一次性使用的形式(抛弃式)，便于使用且不易于污染；也 可以制成反复使用的形式，节约成本。MM本发明对于制作所述的生物大分子纯化装置的材料没有特别的限制，任何可制成 所述的层析柱、盖子、套管和加样器并且可使上述各部件装配为完整的生物大分子纯化装 置的材料都是可用的。所述的材料包括但不限于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的合成物(ABS)、橡胶(如聚异戊二烯)、玻璃、或金属。此外，也可以采用两种以上的材料来制作所述的生物大分子纯化装置的各部件， 比如可以采用橡胶制作所述的盖子；采用玻璃、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)来制作所述的层 析柱、套管或加样器。本发明的主要优点(1)本发明的装置既可以用于离心机，也可以用于注射，不用更换盖子，操作简单 方便，成本低廉，克服了现有技术中生物大分子分离纯化装置操作复杂、成本高等缺陷。(2)本发明的装置还进行了多种优化设计，特别是在层析柱的底端设置支撑板，可 以保证砂芯或层析介质的强度，防止离心或注射时液体压力造成变形或破裂。下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域 熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用 于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。实施例1、生物大分子纯化装置的基本结构参照图1和图2所示，所述的装置结构如下层析柱1，包括柱体11、上口 12和内径小于柱体的下口 13，下口 13末端包括一 可密封或开启的密封接头14 ；一盖子2，包括上盖端21、下盖端22和内部空腔23，下盖端22与层析柱1的上 口 12可拆分地相套接，上盖端21包括一可密封或开启的密封接头25 ；一套管3，所述套管3的内径大于层析柱1的柱体11的外径，可拆分地套于层析柱 1之外。所述套管用于离心方法完成层析过程。此外，在所述的层析柱1的柱体11的下部还设置一个过滤砂芯15以及一多孔支撑板16。所述的多孔支撑板16位于过滤砂芯15的下方。此外，所述的盖子2中，还设置一密封圈24，从而盖体与层析柱1的上口 12可密封 地套接。此外，所述的层析柱1的柱体11的外表面接近上口 12处还设置一圈凸起18，所述 凸起18的外径大于套管3的内径，从而可固定层析柱1与套管3的相对位置。盖体与层析柱通过螺旋方式套接。即在盖体的下盖端22内侧设置内螺纹，在层析 柱的上口 12设置与所述内螺纹相匹配的外螺纹。所述的密封接头14可被从其与下口 13的交界处切除，切除后的下口 13如图3中 所示。所述的密封接头25可被从盖子的上盖端21上切除，切除后的上盖端21如图3中 所示。优选地，所述的层析柱在使用时可以装入层析介质，和参照图1右图所示，层析柱 的柱体内装载有层析介质17。实施例2、带有注射器生物大分子纯化装置的结构本实施例中，在实施例1的装置基础上，所述的装置还配有加样器4，用于向层析 柱1内加入样品。所述的加样器是注射器，如图4所述。所述的注射器的加样端41的外径 与盖子2的内部空腔23相匹配并且可以密封。所述盖子的上盖端切除后，将注射器的加样端41插入到盖子2的内部空腔23内， 如图5所示。从而可以使用注射的方法完成层析过程。实施例3、一种较佳的生物大分子纯化装置本实施例中，提供一种较佳的生物大分子纯化装置，其适合于Beckman JEJSE09B28离心机(转头为24X 1. 5ml角转头)或装载离心套管用的孔洞与该离心机相同 的其它各种型号的离心机。所述的纯化装置不需要更换盖子，在携带盖子的情况下可以用 于离心机离心。所述的纯化装置的盖子2参见图6上图，上盖端21的直径为8mm，下盖端22的外 径为12mm，内径为10mm。上盖端21包括一可密封或开启的密封接头25，为了便于密封接 头25的切除，在密封接头25顶面以下约0. 6mm处设置凹槽26，所述凹槽的深度为0. 5mm, 宽度为0. 2mm。所述的盖子2的内部空腔23分为空腔231与232，空腔231的上部直径约为 4. 5mm，下部直径约为4. 0mm，也即空腔的横截面为倒梯形，侧面构成适当的坡度(如图中斜 向箭头所示)，该坡度与注射器的加样端41可紧密配合。空腔232用于与层析柱1的上口 12相套接。所述的盖子2的下盖端22内壁设置内螺纹27。所述纯化装置的层析柱1和套管3参见图6下图，所述的层析柱1的柱体11的内 径为8mm，层析柱1的管壁厚度0.5mm。下口 13长度为3mm，内径为4mm。密封接头14长 4mm,直径 6mm ο层析柱1的柱体11的下部还设置一个过滤砂芯15，其厚度为1mm。层析柱1的柱体11的下部还设置一个多孔支撑板16，其厚度为1mm。层析柱1的柱体11的外表面距离上口 12最上端约20mm处还设置一圈凸起18，凸起18凸出于外表面1. 5mm。层析柱1的上口 12的外侧设置外螺纹19，该外螺纹19与盖子2下盖端22内壁的 内螺纹27可密合。套管3内径为10mm，长度为42mm，其管壁的厚度为0. 5mm。上述的盖子2与层析柱1以及外套管3相组装后，可以直接放入到离心机中进行 离心，不需要去除盖子或换掉盖子。在使用时，可通过凹槽26处切除盖子2的密封接头25， 从而将注射器的加样端41插入到内部空腔23中，且注射器的加样端41与内部空腔23密 合。也即，通过一组装置(带一个盖子)即可实现多种的功能，包括离心和注射。实施例4、装置使用例1-离心方式纯化样品本实施例中，采用离心方式去除蛋白质溶液中的小分子物质。待处理的样品为含有荧光探针分子A(分子量低于1000)的蛋白B溶液。也即 本实施例的目的为除去蛋白B溶液(溶于PBS缓冲液)中的荧光探针分子A。操作步骤如下1)层析柱1的柱体11的内径8mm，容积800 μ L ；2)将溶胀好的S印hadeX-G25(层析介质17)加入到层析柱1的柱体11中，沉降后 的柱床体积在200 300 μ L ；3)拧断与层析柱1的下口 13连接的密封接头14，切断盖子2上盖端的密封接头 25或者将盖子2旋松，在层析柱1的上口 12盖上盖子2，将层析柱1放进套管3中，1500g 离心lmin，丢弃套管3，更换新的套管3 ；4)在层析介质17柱床上表面中间位置加入待处理的样品(体积不超过100 μ L)， 待样品渗进树脂后，在柱床上表面覆盖一层15 μ L的PBS溶液；将套管3套于层析柱1外；5) 1500g离心lmin，荧光探针分子A被截留在柱床中，蛋白B流入套管3中。经测定，经过上述纯化步骤，蛋白B纯化效果良好，其中95%以上的荧光探针分子 A被去除，至少90 %的蛋白B被回收。上述实施例中，荧光探针分子A为FITC，蛋白B为BSA。实施例5、装置使用例2—注射加压方式纯化样品本实施例中，采用注射加压方式去除蛋白质溶液中的小分子物质。待处理的样品为含有荧光探针分子A(分子量低于1000)的蛋白B溶液。也即 本实施例的目的为除去蛋白B溶液(溶于PBS缓冲液)中的荧光探针分子A。操作步骤如下1)层析柱1的柱体11的内径8mm，容积800 μ L ；2)将溶胀好的S印hadeX-G25(层析介质17)加入到层析柱1的柱体11中，沉降后 的柱床体积在600 μ L ；3)切断与盖子2的上盖端21连接的密封接头25，将盖子2盖紧在层析柱1的上 口 12上，在层析介质17中不能留有气泡；4)平衡注射器4吸入3mL 3. 5mL的PBS溶液，注射器4的加样端41穿过盖子 1上盖端21进入内部空腔23，并与之密合，拧断与层析柱1下口 13连接的密封接头14，将 PBS溶液勻速缓缓注入到层析柱中；5)拧开盖子2，树脂上面液层下降到接近层析介质17时，在层析介质17上面液层中加入待处理的样品(体积不超过100 μ L)，盖紧盖子2，层析介质17内不能留有气泡。6)注射器4吸入1. 5mL的PBS溶液，注射器4的加样端41穿过盖子1上盖端21 进入内部空腔23，并与之密合，将PBS溶液缓慢勻速(流速不超过0. 3ml/min)缓缓注入到 层析柱中；收集流出溶液，完成分离过程。经测定，经过上述纯化步骤，蛋白B纯化效果良好，其中95 %以上的自由荧光探针 分子A被去除，至少90%的蛋白B被回收。上述实施例中，荧光探针分子A为FITC，蛋白B为BSA。实施例6、装置使用例3—离心方式更换蛋白质的缓冲溶液本实施例中，采用离心方式更换蛋白质的缓冲溶液。待处理的样品为溶于缓冲液A的蛋白B溶液。也即本实施例的目的为将缓冲液 A更换为缓冲液C。操作步骤如下1)层析柱1的柱体11的内径8mm，容积800 μ L ；2)将溶胀好的S印hadeX-G25(层析介质17)加入到层析柱1的柱体11中，沉降后 的柱床体积在200 300 μ L ；3)拧断与层析柱1的下口 13连接的密封接头14，切断盖子2上盖端的密封接头 25或者将盖子2旋松，在层析柱1的上口 12盖上盖子2，将层析柱1放进套管3中，1500g 离心lmin，丢弃套管3，更换新的套管3 ；4)用Iml 1. 5mL的缓冲液C平衡(可通过离心实现每次加入与柱床体积相等 的缓冲液C，1500g离心lmin,离心3-5次)；5)在层析介质17柱床上表面中间位置加入待处理的样品(体积不超过100 μ L)， 待样品渗进树脂后，在柱床上表面覆盖一层15 μ L的缓冲液C ；6) 1500g离心2min，缓冲液A更换为缓冲液C。经测定，经过上述纯化步骤，至少95%以上的缓冲液A组分被去除，至少95%的蛋 白B被回收。上述实施例中，缓冲液A为TBS (Tris-Buffered Saline)，蛋白B为BSA，缓冲液C % PBS(Phosphate Buffered Saline)。实施例7、装置使用例4一离心方式纯化抗体本实施例中，采用离心方式纯化血清中的抗体。待处理的样品为含有IgG抗体的人血清样本。也即本实施例的目的为纯化血清 中的IgG抗体，去除血清中的其余生物大分子组分。操作步骤如下1)层析柱1的柱体11的内径8mm，容积800 μ L ；2)将溶胀好的蛋白G(Protein G，可以与IgG抗体特异性结合)亲和层析树脂(层 析介质17)加入到层析柱1的柱体11中，沉降后的柱床体积在400 500μ L ；3)拧断与层析柱1的下口 13连接的密封接头14，切断盖子2上盖端的密封接头 25或者将盖子2旋松，在层析柱1的上口 12盖上盖子2，将层析柱1放进套管3中，1500g 离心lmin，丢弃套管3中收集的废液；4)用Iml 1. 5mL的平衡液A进行平衡(可通过离心实现每次加入与柱床体积相等的平衡液A，1500g离心Imin,离心3-5次)；5)在层析介质17柱床上表面中间位置加入待处理的样品(体积不超过100 μ L， IgG含量不超过3mg)，待样品渗进树脂后，在柱床上表面覆盖一层15 μ L的平衡液A ；6)重复步骤4) 一次，丢弃套管3中收集的废液；7)用4ml 5mL的洗脱液B进行洗脱(可通过离心实现每次加入与柱床体积相 等的洗脱液B，1500g离心lmin，离心10-15次)，套管3中收集液即已纯化的IgG抗体；经测定，经过上述纯化步骤，IgG纯化效果良好，其中95%以上的杂蛋白等组分被 去除，至少90%的IgG被回收。上述实施例中，平衡液A 含有100mmol/L Tris-HCl，100mmol/L NaCl，pH7. 5。洗 脱液 B 含有100mmol/L glycine-HCl，pH2. 5。在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独 引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可 以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求
一种生物大分子分离纯化装置，其特征在于，该装置包括一层析柱(1)，包括柱体(11)、上口(12)和内径小于柱体的下口(13)，下口(13)末端包括一可密封或开启的密封接头(14)；一盖子(2)，包括上盖端(21)、下盖端(22)和内部空腔(23)，下盖端(22)与层析柱(1)的上口(12)可拆分地相套接，上盖端(21)包括一可密封或开启的密封接头(25)；一套管(3)，所述套管(3)的内径大于层析柱(1)的柱体(11)的外径，可拆分地套于层析柱(1)之外。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的盖子(2)中，还设置一密封圈(24)， 从而盖体与层析柱(1)的上口(12)可密封地套接。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的层析柱(1)的柱体(11)的下部还设 置至少一个过滤砂芯(15)。
4.如权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述的层析柱(1)的柱体(11)的下部 还设置一多孔支撑板(16)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括一加样器(4)，用于向层析柱⑴内加入样品。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的加样器(4)的加样端(41)的外径与 盖子(2)的内部空腔(23)相匹配。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的层析柱(1)的柱体(11)内还装有层 析介质(17)。
8.权利要求1-7任一所述的装置的用途，用于分离纯化生物大分子。
9.一种用于生物大分子分离纯化的盖子，其特征在于，所述盖子包括上盖端(21)、下 盖端(22)和内部空腔(23)，上盖端(21)包括一可密封或开启的密封接头(25)。
10.如权利要求9所述的盖子，其特征在于，所述的密封接头(25)为与盖子整体一体成 形的形式，在密封接头(25)与盖子的上盖端(21)的分界处设置一圈凹槽(26)。
11.一种利用权利要求1所述的装置分离纯化生物大分子样品的方法，包括(a)在层析柱(1)的柱体(11)内装入层析介质(17)，所述的层析介质(17)可吸附生 物大分子样品中的杂质；(b)开启层析柱(1)的下口(13)末端的密封接头(14)；(c)开启盖子(2)的上盖端(21)的密封接头(25)，将盖子(2)的下盖端(22)与层析 柱(1)的上口 (12)相套接；和(d)将样品由层析柱⑴的上口(12)加入到柱体(11)内，将套管(3)套于层析柱⑴ 之外，离心，从而流经柱体(11)内的层析介质的样品通过层析柱(1)的下口(13)被收集入套管⑶内。
12.一种利用权利要求1或5所述的装置分离纯化生物大分子样品的方法，包括(i)在层析柱(1)的柱体(11)内装入层析介质(17)，所述的层析介质(17)可吸附生 物大分子样品中的杂质；( )开启盖子⑵的上盖端(21)的密封接头(25)，将盖子⑵的下盖端(22)与层析 柱(1)的上口(12)相套接，将加有样品的加样器(4)的加样端(41)经由内部空腔(23)插 入层析柱(1)的上口(12)；(iii)开启层析柱⑴的下口(13)末端的密封接头(14)，用加样器(4)向层析柱⑴ 内加入样品；和(iv)收集从层析柱(1)的下口(13)流出的样品。
13.一种利用权利要求1所述的装置更换生物大分子样品的缓冲液的方法，所述的样 品的缓冲液由缓冲液A更换为缓冲液B，所述方法包括(al)在层析柱⑴的柱体(11)内装入层析介质(17)； (bl)开启层析柱(1)的下口(13)末端的密封接头(14)；(cl)开启盖子(2)的上盖端(21)的密封接头(25)，将盖子⑵的下盖端(22)与层析 柱(1)的上口 (12)相套接；(dl)将缓冲液B由层析柱⑴的上口(12)加入到柱体(11)内，将套管(3)套于层析 柱(1)之外，离心，从而以缓冲液B平衡层析介质(17)；(el)将样品由层析柱(1)的上口(12)加入到柱体(11)内，待样品渗进层析介质(17) 后，在层析介质(17)上表面覆盖一层缓冲液B，将套管(3)套于层析柱(1)之外，从而流经 柱体(11)内的层析介质的样品通过层析柱⑴的下口(13)被收集入套管(3)内，且样品 的缓冲液由缓冲液A更换为缓冲液B。
14.一种利用权利要求1所述的装置分离纯化生物大分子样品的方法，包括(a2)在层析柱(1)的柱体(11)内装入层析介质(17)，所述的层析介质(17)可吸附生 物大分子样品；(b2)开启层析柱(1)的下口(13)末端的密封接头(14)；(c2)开启盖子(2)的上盖端(21)的密封接头(25)，将盖子(2)的下盖端(22)与层析 柱(1)的上口 (12)相套接；和(d2)将待处理的样品由层析柱(1)的上口(12)加入到柱体(11)内，将套管(3)套于 层析柱(1)之外，离心，从而样品被截留在层析介质(17)上，而含杂质的溶液被收集于套管 ⑶中；(e2)用洗脱液从层析介质(17)上将样品洗脱，获得经纯化的样品。
全文摘要
本发明涉及一种微型多用途生物大分子纯化装置，包括层析柱、与层析柱的上口可套接的盖子、与层析柱的柱体可套接的套管以及用于向层析柱内加入样品的加样器。本发明的装置集多种用途于一体，可采用离心方式或注射加压方式来分离生物大分子，分离效果好，并且操作简单方便、成本低廉。
文档编号C07K1/16GK101993472SQ200910056640
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月19日 优先权日2009年8月19日
发明者阮康成, 陈越 申请人:中国科学院上海生命科学研究院