一种生物大分子纯化回收的方法及装置制造方法及图纸

一种生物大分子纯化回收的方法及装置，所述的方法是利用电泳电极的选择性切换通过电泳方式将待回收纯化的生物大分子导入收集池，从而完成生物大分子的回收纯化。首先在位于主泳道两端的电极上加载电压，使得样品在主泳道上得以分离。同时通过光学检测方法监测泳动生物大分子条带的位置，当待回收纯化的生物大分子条带到达适当的位置后，通过适当地切换电极，将待回收纯化的生物大分子引入最近的分支管道，并最终导入对应的收集池。本发明专利技术提供了一种将生物大分子的分离和纯化一次完成的装置，具有结构简单，易于操作，容易实现集成化和自动化的特点。本发明专利技术可应用于分子生物学中核酸、蛋白质以及核酸－蛋白质复合物等的纯化回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物大分子纯化回收的方法及其装置。此方法及装置可应用于分子生物学的领域。
技术介绍
DNA、蛋白质、DNA-蛋白复合物等生物大分子的切胶回收是生物实验室的一项常规操作，比如PCR产物、酶切产物、标记产物等的纯化，表达蛋白质、DNA-蛋白复合物、RNA-蛋白复合物等的分离纯化等。目前，DNA分子纯化回收的方法主要有两种，一种是常规的实验室方法电泳→切胶→融胶→酚氯仿抽提→乙醇沉淀→溶解，这种方法操作步骤繁琐，对操作人员的技术和熟练程度有一定要求，且涉及有毒化学试剂，并存在一定量的样品损失，因而不适于微量样品的纯化回收。另一种方法是商品试剂盒方法电泳→切胶→融胶→离心过柱→洗脱溶解，这种方法同样也对操作人员有一定技术要求，同样存在一定量的样品损失，对微量样品的纯化回收不利，而且现有的试剂盒价格较昂贵，不易普及。目前，蛋白质分子的纯化回收方法主要有沉淀法、凝胶过滤法、电泳法、离子交换层析法、亲和层析法等多种方法，这些方法有的操作复杂，耗时较长，有的回收效率低，且容易导致蛋白变性，有的需要低温条件。缺乏一种操作简便，快速有效的蛋白回收纯化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物大分子纯化回收的方法和依此方法设计的将生物大分子的分离和纯化一次完成的装置，简化生物大分子纯化回收的操作步骤，避免操作中有毒化学试剂的使用，同时提高样品的回收率，降低样品回收成本，并提供一种结构简单，成本低廉，操作简便，易于实现自动化，并可用于微型系统的生物大分子纯化回收装置。本专利技术提供的一种生物大分子纯化回收的方法，其特征在于该方法利用电泳电极的选择性切换，通过电泳方式首先将生物大分子分离，然后将待回收纯化的生物大分子导入收集池，从而实现生物大分子的回收纯化。具体而言，实施样品纯化回收时，首先在位于主泳道两端的电极上加载电压，使得样品在主泳道上得以分离。同时通过光学检测方法监测泳动生物大分子条带的位置，当待回收纯化的生物大分子条带与其它条带完全分离开以后，通过选择性地切换电极，将待回收纯化的生物大分子引入最近的分支管道，并最终导入对应的收集池，完成样品的纯化回收。整个电泳过程涉及两个以上的电极和电极的选择性切换；电极的切换是由待纯化回收的生物大分子的电泳条带位置决定的。在电泳管道中填充固态筛分介质，如琼脂糖凝胶；管道终端的加样池和收集池中充入电泳缓冲溶液，如TBE。本专利技术还提供了一种实施上述生物大分子纯化回收方法的装置，该装置包括加工有分支形状管道和若干电极的电泳部件，监测生物大分子电泳条带位置的监测部件和控制电极开关控制电路部件。其特征在于其电泳部件包含一个主分离管道和一个或一个以上的分支管道，在每个管道终端的小池内均有电极；电极可以通过插入方式与小池中的缓冲液接触，也可通过溅射或电镀加工工艺固定于小池底部直接与小池中的缓冲液接触。位于收集池内的电极或者外面包覆一层半透膜，或者与分支管道之间隔离一层半透膜的物质。本专利技术与目前常用的生物大分子纯化回收方法相比，简化了生物大分子纯化回收的操作步骤，避免了操作中有毒化学试剂的使用，同时提高了样品的回收率，降低了样品纯化回收的成本。另外，本专利技术装置结构简单，易于操作，易于实现集成化和自动化。附图说明图1为本专利技术装置示意图。图2为本专利技术实施例的电泳部件立体结构视图。图3为图2所示的电泳部件底层电极基片平面视图。图4为图2所示的电泳部件中间管道和腔体的中间层平面视图。图5为图2所示的电泳部件上层盖片平面视图。具体实施例方式下面结合附图进一步说明本专利技术的实质性特点和显著的进步。图1为本专利技术装置示意图，该装置利用具有分支形状电泳管道和特定排布电极的电泳部件1驱动样品中生物大分子的泳动分离，通过监测部件2监控电泳部件1中电泳条带的位置，并反馈给控制部件3，利用控制部件3中的控制电路控制电泳部件1上各电极的开关和所加电压的大小。图2为本专利技术实施例的电泳部件立体结构视图。该部件包含三层结构，加工有特定排布电极的基片4位于底层，中间层为加工有分支形状电泳管道和腔体的管道层5，最上层为加工有相应小孔的盖片6。图3为本专利技术实施例的电泳部件底层电极基片平面视图。基片中间区域排布有实现分离和收集的各个电极，依次为加样电极7、条带整形电极8、回收样品的定位电极9、收集电极10和主分离电极12。外围是各电极引出的与控制电路相连接的连接电极11。图4为本专利技术实施例的电泳部件加工有分支形状电泳管道和腔体的管道层平面视图。根据功能不同，纯化回收电泳管道14和参考电泳管道15具有不同形状。参考电泳管道15为单一直管道，两端分别有加样池13和废液池17；纯化回收电泳管道14除了主分离管道两端的加样池13和废液池17外，则比参考电泳管道15多一些分支管道和收集池16，如图所示本实施例中主分离管道有三个分支管道和相应的收集池。图5为本专利技术实施例的电泳部件上层盖片平面视图。盖片层包含便于加样和取样的加样孔18，收集孔19和废液孔20。加样孔18的位置应对应于管道层5中的加样池13，收集孔19应对应于纯化回收电泳管道14上的分支管道和收集池16，而废液孔20应对应于管道层3上的废液池17。实施样品纯化回收时，首先在电泳部件1的两个加样孔18中分别加入样品，与纯化回收电泳管道14相通的加样孔中加入待纯化回收的样品液，与参考电泳管道15相通的加样孔中加入参考样品液，然后在加样电极7和样品条带整形电极8之间加载适当方向和强度的电压，使样品液中的生物大分子迅速富集在样品条带整形电极8上，形成一条细长狭窄易于分辨的样品条带。完成样品条带整形后，切换电极，在加样电极7和主分离电极12之间加载适当方向和强度的电压，使得样品在主泳道上得以分离。同时通过光学检测方法监测泳动的生物大分子条带的位置，当待回收纯化的生物大分子条带到达适当的位置后，通过选择性地切换电极，将待回收纯化的生物大分子富集于距离最近的定位电极9上。最后在定位电极9和对应分支收集管道终端的回收电极10之间加载适当方向和强度的电压，将富集于定位电极9上的待回收生物大分子条带导入对应的收集池，完成样品的纯化回收。该过程完成生物大分子的分离后，直接将待回收的生物大分子导入缓冲液中，省去了常规实验方法中切胶、融胶，然后去胶纯化的步骤。所收集的生物大分子样品，可直接用于后续的分子生物学操作，如测序、克隆、标记、扩增、限制性酶切及体外转录翻译等。显然本专利技术提供的回收装置将分离和纯化一次完成，优于现有的方法和装置。权利要求1.一种生物大分子纯化回收的方法，其特征在于所述的方法是利用电泳电极的选择性切换通过电泳方式将待回收纯化的生物大分子导入收集池，从而实现生物大分子的纯化回收。2.按照权利要求1所述的生物大分子纯化回收的方法，其特征在于所述的回收方法首先在位于主泳道两端的电极上加载电压，使得样品在主泳道上得以分离；同时通过光学检测方法监测泳动生物大分子条带的位置，当待回收纯化的生物大分子条带与其它条带完全分离开以后，通过选择性地切换电极，将待回收纯化的生物大分子引入最近的分支管道，并最终导入对应的收集池，完成样品的纯化回收。3.按照权利要求1或2所述的生物大分子纯化回收的方法，其特征在于电泳管道中填充固态筛分介质，管道终端的加样池和收集池中均充入电泳缓冲液。4.按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物大分子纯化回收的方法，其特征在于所述的方法是利用电泳电极的选择性切换通过电泳方式将待回收纯化的生物大分子导入收集池，从而实现生物大分子的纯化回收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建龙，李刚，冉瑞，金庆辉，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]