裂解液加10微升PMSF(苯甲基磺酰氟)，即Iml RIPA+10 μ I PMSF。取I毫升该裂解液体系经液体输送部件24进入细胞样品处理池25中。细胞被裂解液浸润在膜表面，并与裂解体系充分接触。
[0058]改变液体输送部件24的电极，使液体输送部件24按照预定的频率进行正反向切换，使得细胞样品处理池25的膜材料表面的细胞样品反复振荡过滤。
[0059]通过对液体输送部件24电极进行改变，使液体输送部件24的流向按照预定频率进行正反向切换，使得细胞样品反复振荡过滤，充分裂解，提高细胞的裂解效率。
[0060]打开液体输送部件28、开关26，将反复振荡过滤后的裂解体系经过微滤池27进行过滤，并经过膜分离池29对大分子物质进行截留，将透过膜分离池29的小分子物质送入小分子样品存储区34。
[0061]打开液体输送部件28和开关26后，裂解体系进入微滤池27过滤。可选的，微滤池27的膜材料的膜孔径为0.22微米。通过过滤滤去未裂解的细胞碎片等杂质，保证提取物纯度并防止管路堵塞。之后，在膜分离池29中，生物大分子蛋白被截留在膜上。可选的，该膜材料的MWCO不小于5KD。
[0062]本实用新型实施例中，对细胞样品处理池25的膜材料表面的细胞样品的裂解时间为20-40分钟(优选为30分钟)。液体输送部件24的电极每隔3-5分钟(优选为3分钟)转换方向，每次转换方向后运行10-15秒(优选为10秒)，流速为1-3毫升/分钟(优选为I晕升/分钟)。
[0063]打开液体输送部件32、开关33、开关30，使缓冲液存储区31的缓冲液将膜分离池29截留的大分子物质送入大分子样品存储区3。
[0064]第二阶段，获得蛋白样品和核酸样品:
[0065]打开开关5和液体输送部件8，将缓冲液存储区一 2的缓冲液注入自由流电泳芯片。将电源调整至预定电压。该预定电压的的范围在100-600V，具体可以是500V。
[0066]将大分子样品存储区3收集的大分子样品注入自由流电泳芯片11，使大分子样品中的蛋白质和核酸在电压作用下分离并分别进入蛋白收集区15和核酸收集区17。其中，大分子样品注入自由流电泳芯片11的流速为0.048-0.1晕升/分钟，具体可选择0.08晕升/分钟。由于自由流电泳芯片11内已经被注入了一定PH值的缓冲液，大分子样品注入到自由流电泳芯片11后由于等电位的差异带上不同的正负电荷，蛋白质带正电荷，核酸带负电荷，在电场作用下蛋白质和核酸开始分离，分别经蛋白出口 2708和核酸出口 2710(参考图5)流出。通过调整大分子样品和缓冲液的注入速度以及电压大小来对蛋白质和核酸的分离进行调节。
[0067]第三阶段，分离DNA和RNA:
[0068]在将核酸物质收集到核酸收集区17之后，关闭开关一 48和开关二 52，并将流动相存储区41中的流动相注入色谱柱46。关闭开关一 48和开关二 52后，打开开关43，开关45，并开启液体输送部件44和液体输送部件42，将流动相存储区41中的流动相注入色谱柱46。在用流动相平衡色谱柱46的过程中，废液流入废液存储区16。此后，控制温控部件47将色谱柱46的温度降至第一预设温度。
[0069]流动相为30% -90%的乙腈水溶液或甲醇水溶液，本领域技术人员可在此范围内任意选择。
[0070]将核酸存储区17的核酸样品注入所述色谱柱46。具体的，温度达到第一预设温度(第一预设温度的范围是8-12摄氏度，优选10摄氏度)后，关闭连接废液收集区16的液体输送部件13，关闭开关45，开启液体输送部件42使核酸样品以0.1毫升/分钟的流速进入色谱柱46。可以开启开关56和液体输送部件57来对流速进行配合调整。色谱柱内填充有硼酸色谱材料固定相，这些材料属于温敏材料，在10摄氏度左右将核酸样品中的RNA样品捕获，从而使DNA样品流出色谱柱46。
[0071]开启开关一 48，将DNA样品收集至DNA收集区49。
[0072]关闭开关一 48，控制温控部件47将色谱柱46的温度升至第二预设温度(第二预设温度的范围是45-55摄氏度，优选为50摄氏度)。
[0073]在此温度下，色谱柱46失去对RNA样品的捕获能力，RNA样品流出色谱柱46。开启开关二 52，将RNA样品收集至RNA收集区53。
[0074]通过上述步骤流程，小分子物质被收集到小分子样品存储区34，蛋白分子被收集到蛋白收集区15，DNA和RNA分别收集到DNA收集区49和RNA收集区53。本实用新型实施例提供的装置实现了对生物样品的一体化处理和分离，得到了四种分离物质。该装置结构清晰，原理简单，集细胞预处理、大分子小分子分离、核酸蛋白质分离、DNA与RNA分离于一身，具有较高的处理效率，对大分子物质裂解回收效率高，无需过多的人工介入，即适用于在普通重力环境下运行，也可用于空间微重力环境。且自动化运行程度高，便于大规模一体化工业应用。
[0075]虽然已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【主权项】
1.一种蛋白质核酸分离装置，其特征在于，包括: 大分子样品存储区、缓冲液存储区、自由流电泳芯片、蛋白收集区、核酸收集区、电源； 所述自由流电泳芯片内部设置有电泳通道，在所述电泳通道两侧设置电极，所述电源的正负极分别连接在两侧电极上；所述电泳通道的流入端设置样品入口和缓冲液入口，所述电泳通道的流出端靠近两侧电极的位置分别设置蛋白出口和核酸出口； 所述样品入口连接所述大分子样品存储区，所述缓冲液入口连接所述缓冲液存储区；所述蛋白出口连接所述蛋白收集区，所述核酸出口连接所述核酸收集区。
2.根据权利要求1所述的蛋白质核酸分离装置，其特征在于，所述电泳通道的流出端还设置有废液出口，所述废液出口连接废液收集区。
3.根据权利要求2所述的蛋白质核酸分离装置，其特征在于，所述样品入口与所述大分子样品存储区之间、所述缓冲液入口与所述缓冲液存储区之间、所述蛋白出口与所述蛋白收集区之间、所述核酸出口与所述核酸收集区之间分别连接有液体输送部件。
4.根据权利要求3所述的蛋白质核酸分离装置，其特征在于，所述装置还包括机箱，所述机箱包括箱体底板、竖立隔板和中层隔板，中层隔板水平固定在所述机箱的内壁上，竖立隔板竖直固定在所述机箱的内壁并接触所述箱体底板； 所述液体输送部件和所述电源固定在所述箱体底板上；所述大分子样品存储区、缓冲液存储区、自由流电泳芯片、蛋白收集区、核酸收集区和废液收集区固定在所述中层隔板上。
【专利摘要】本实用新型涉及生物设备制造工程领域，一种蛋白质核酸分离装置，包括：大分子样品存储区、缓冲液存储区、自由流电泳芯片、蛋白收集区、核酸收集区、电源；所述自由流电泳芯片内部设置有电泳通道，在所述电泳通道两侧设置电极，所述电源的正负极分别连接在两侧电极上；所述电泳通道的流入端设置样品入口和缓冲液入口，所述电泳通道的流出端靠近两侧电极的位置分别设置蛋白出口和核酸出口；所述样品入口连接所述大分子样品存储区，所述缓冲液入口连接所述缓冲液存储区；所述蛋白出口连接所述蛋白收集区，所述核酸出口连接所述核酸收集区。本实用新型的蛋白质核酸分离装置结构小巧简单，操作易行，可实现蛋白质和核酸的高效快速分离。
【IPC分类】C12Q1-68, G01N1-34
【公开号】CN204346798
【申请号】CN201420858297
【发明人】吕芳, 石宇, 代胜平, 戴荣继, 邓玉林
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月30日