一种通过从生物学样品中提取在其中发现的生物组分而纯化该生物组分的方法。采用含有至少一个用于接受所述生物学样品的孔和用于引入与至少一个排出流体的通道的微流体装置实施该方法。将多个含有对所述生物组分有亲和力的因子的磁珠与合适的生物学样品一起引入所述孔中。操作该生物学样品，使之在磁珠附近释放生物组分，然后将所述磁珠隔离在孔中，同时除去所述生物学样品。在所述孔中引入所述生物组分的洗脱液，随后同时抽出所述孔中的洗脱液和所述生物组分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生物学样品中感兴趣组分的分离。更具体说，本发朋的实 施方式是在微流体装置中纯化制备生物学样品中的感兴趣组分，以作进一 步加工。专利技术背景微流体装置指一套包括使流体在至少一个内腔直线尺寸(如深度或半径)不到lmm的多个通道中流动的技术装置。有可能在微流体装置通道内 建立台式实验室设备如烧杯、移液器、培养箱、电泳槽和分析仪器的微小 同等装置。由于一个微流体装置也可能组合几种部件的功能，因而一个微 流体装置可执行通常需要采用几种实验室设备才能进行的全部分析。设计 用于执行全部化学或生化分析的微流体装置通常称为micro-Total Analysis System(y-TAS，微量全面分析系统)或"lab-on-achip，芯片实验室"。芯片实验室类型的微流体装置可简称为"芯片"，在仪器中通常用作 可替换性部件，如筒件或盒件。芯片和仪器组成了完整的微流体系统。可 设计仪器与用于执行不同试验的微流体装置接口，从而赋予此系统广泛功 能。例如，可简单在仪器中安置相应类型的芯片，从而将市售的Agilent (安 杰伦)2100生物分析系统构建成与四种不同类型的试验一 即DNA (脱氧核 糖核酸)、RNA (核糖核酸)、蛋白质和细胞试验一接口相连的形式。在一典型的微流体系统中，所有的微流体通道都在芯片的内部。此仪 器可与执行多种不同功能的芯片接口从而提供驱动力推进流体流过芯片 中的通道，监测和控制芯片中的条件(如温度)，收集芯片发出的信号， 引导流体流入流出芯片，和可能的其它许多功能。此仪器通常由计算机控 制，使其能通过编程与不同类型的芯片接口相连，和与特定芯片接口相连 的方式应能进行所需分析。设计用于执行复杂分析的微流体装置常常具有复杂的交叉通道网络。 在这种芯片上进行所需试验常常涉及分别控制流体流经某些通道，和选择 性引导流体从某些通道流入通道交叉点。可通过在芯片中构建显微泵和阀 门，或通过向通道施加联合的驱动力实现流体流过复杂的互连通道网络。具有组装泵和阀门的微流体装置的例子描述可见美国专利6,408,878 ，此专 利是加州技术学院的Stephen Quake博士的工作。加州南旧金山的福卢德母 公司(Fluidigm Corporation)将Quake博士的技术商品化。采用多道电驱动力 来控制流体流经微流体装置中的复杂的交叉通道网络的描述可参见美国专 利6,010,607，此专利是J. Michael Ramsey博士在Oak Ridge国家实验室中 进行的工作。采用多道加压驱动力来控制流体流经微流体装置中的复杂交 叉通道网络的描述可参见美国专利6,915,679，此专利是马萨诸塞州霍普金 顿(Hopkinton, MA)的凯里伯生命科学公司(Caliper Life Sciences)开发的技 术。采用多道电驱动力或加压驱动力来控制流体在芯片上流动就不需要在 芯片本身中制作阀门和泵，从而简化了芯片设计和降低了芯片成本。芯片实验室类型的微流体装置本身具有许多优于常规实验室加工的优 点，例如可减少样品和试剂的消耗，易于自动化，表面容积比大，反应时 间较快速。因此，微流体装置有潜力更快、重复性更好地执行诊断试验， 成本比常规装置低。早在开发微流体技术时就认识到微流体技术在诊断应 用中具有优点。宾夕法尼亚州立大学的Peter Wilding和Larry Kricka博士 在美国专利5，587，128中描述了能执行复杂诊断试验的一些微流体系统。例 如Wilding和Kricka描述的微流体系统中，可在一块芯片上进行样品制备、 PCR (聚合酶链式反应)扩增和分析检测。对于大部分样品，基于微流体技术的诊断系统不能达到它们的潜力， 因此目前市场上只有少数这类系统在销售。目前微流体诊断装置的二个主 要缺点是成本高和样品制备困难。提出成本相关问题是因为加工成芯片的 材料，如常用的聚合物不贵，但它们不一定是足以适合诊断应用的化学惰 性材料或透光材料。为解决成本问题，已开发了技术使较昂贵材料制作的 微流体芯片可重复使用，从而降低每次应用的成本。参见美国公开的申请 号2005/0019213。然而可发生交叉污染先前加工样品的问题，但如果每块芯片只用一次可完全消除这些问题，因此提出最好的解决办法可能是克服 目前可购买到的聚合物材料的局限性，从而制作足够便宜的芯片一次性使 用后丢弃。在微流体中加工原始生物学样品如血液或其它体液，可能是个问题。 例如，原始生物学样品可能阻塞微流体装置中的狭窄通道，特别是通道中 也存在小珠时。因此，在现有技术的微流体装置中，在将样品引入该装置 前常常要求先处理原始生物学样品。改进的微流体诊断系统将完全自动化， 由此系统制备样品，由此系统完全自动执行试验。如果样品中感兴趣组分的浓度低也可能有困难。因为微流体通道的横 截面积小，样品通过微流体通道流动的体积流速低。因此，如果需要加工 大体积的样品来提取足量的低浓度样品，这种提取加工可能非常费时。原 始生物学样品中存在的感兴趣遗传物质浓度常很低，因此在微流体装置中 提取样品的足够遗传物质作PCR扩增极其费时，有时需要数小时。已采用购得的磁珠在微流体系统(如试管、小瓶和微量滴定板)中提 取原始生物学样品的感兴趣组分。已良好建立了基于这些样品纯化系统的 原理。此样品纯化系统中的磁珠含有磁核，该磁核用能特异性结合感兴趣 组分的配体包被。因此将原始生物学样品加入装有磁珠的微量滴定板孔或 小瓶中后，感兴趣组分粘附在珠外面。因为珠有磁性，可用永磁或电磁体 产生的磁场将它们原位保持在小瓶或孔中。这样含感兴趣组分的磁珠维持 在小瓶或孔中，而除去样品中不要的组分。有许多供应商，例如英杰公司(Invitrogen)的代钠(Dynal )生物技术分 公司(Biotech division)销售磁珠样品纯化试剂盒。代钠⑧生物技术公司营 销品牌名为代钠珠(Dynabeads)DNA DIRECTtm的一系列磁珠，此种磁珠能 分离各种原始生物学样品，包括血液、漱口水、口颊刮液、尿液、胆汁、 粪便、脑脊液、骨髓、白细胞层和冻存血液中的易于进行PCR的DNA (PCR-ready DNA)。设计在装有强永磁体的专门适配容器中安置的各种 标准尺寸试管中采用代钠⑧生物技术公司的代钠珠产品进行样品纯化加工， 所述强永磁体能将磁珠原位保持在试管中。也已将磁珠与微流体装置联用。M.A.M.Gijs关于磁珠在微流体装置中应用的最近综述显示，在微流体装置中采用磁珠的最常用方法是在流过装 置通道的流体中输送磁珠，和从周围流体中将感兴趣组分捕获在珠上。参见M.A.M. Gijs,芯片上的磁珠操作分析应用的新机遇(Magnetic bead handling on-chip: new opportunities for analytical applications) ， Microfluid Nanofluid (2004) 1 :22-40。 一旦感兴趣组分被珠捕获，即用磁场捕获珠本身。 将捕获的珠移动到芯片中可检测感兴趣组分的区域，或使感兴趣组分从珠 上释放的区域作进一步加工。在另一篇参考文献PCT公开号WO 2004/078316中，Gijs描述了采用永磁或电磁体在微流体装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过从生物学样品中提取在其中发现的生物组分而纯化该生物组分的方法，所述方法在具有至少一个用于接受所述生物学样品的孔和至少一个用于引入与排出流体的通道的微流体装置中进行，所述方法包括：提供含有对所述生物组分有亲和力的因子的多个磁珠；将所述磁珠与所述生物学样品一起引入所述孔中；操纵所述生物学样品使之在所述磁珠附近释放所述生物组分；用磁力将所述磁珠隔离在所述孔中；除去所述孔中的所述生物学样品；在所述孔中引入所述生物组分的洗脱液；和取出所述孔中的所述洗脱液和生物组分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J穆勒，P福曼，
申请(专利权)人：卡钳生命科学股份有限公司，佳能美国生命科学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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