旋转柱系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种低床容量的旋转柱系统及使用方法。该系统包括旋转柱与填充床(17)、用于保持所述旋转柱(10)的支架(50)、附接到所述支架(50)并具有与保持在所述支架(50)中的所述旋转柱(10)配准的孔井(40)的接收器孔板(30)、附接到所述接收器孔板(30)并对所述旋转柱(10)进行密封的盖子(70)、以及容放所述接收器孔板(30)的孔井(40)并对填充床(17)进行培养的培养器块体(80)的各种组合。所述盖子(10)、旋转柱(10)、支架(50)、接收器孔板(30)和培养器块体(80)优选地能够以嵌套构型进行组装。在本发明专利技术的优选形式中，所述支架(50)与常规96孔井的微孔板(20)兼容并且可附接到该微孔板(20)。本发明专利技术进一步提供了利用该旋转柱系统的方法，包括：对分析物进行定量提纯和分析，除去在所述填充床(17)之内滞留的空气并防止空气在其内滞留，并且在防止所述填充床变干的同时对所述填充床进行培养。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及被设计来进行测定的低床容积(low bed-volume)的旋转柱(spincolumn)系统，这些测定可以涉及定量结合(binding)和从固相载体洗脱和/或温度 受控的化学反应。
技术介绍
在医药品、食品和饮料制造、临床诊断和生命科学研究的领域中的许多应用需要准确且精确地确定特殊目标分析物的浓度。目标分析物经常与许多其它种类的相似分子一起包含在非常复杂的混合物中。包含目标分析物的常见样品包括血液、细胞溶菌、细胞培养介质、处理流等。对于分析物在这种复杂样品中的准确且精确的定量需要一种高选择性的测定。用于这种类型的分析物的常见测定是免疫测定。在免疫测定中，使用抗体结合目标物并将其固定在固相表面上。这样的结合通过将未结合的分子洗掉而使得目标物与液体样品中的其它分子分离。在该分离之后，利用诸如酶、荧光染料等标记标记的对于目标物的第二种抗体用来产生信号，以便灵敏地指示结合到固相的目标物的量。在某些形式中，目标分析法本身可以进行标记以产生可探测的信号。免疫测定是选择性的，即，能够在目标物和样品中的其它分子种类之间进行识别。它们还可以是高选择性的，即，能够测量ng/mL范围内或更低范围内的浓度。然而，免疫测定对于某些应用具有严重的缺点。免疫测定相对复杂，需要复杂且昂贵的试剂。其对于自动操作存在困难。在诸如生物制药学的制造的大量领域中，在制造应用中极大地需要高精确度以跟踪制造过程中的的产量或质量平衡。目标分析物可以是在处理流中的蛋白质产物本身。在这样的制造应用中的产物浓度通常可能在yg/mL至mg/mL的范围内。因此，免疫测定的高灵敏度(典型地在ng/mL范围内或更低范围内)就是问题所在。通常需要进行数个量级的稀释来使样品浓度达到测定的范围内。这实质上增加了测定的复杂性，并且使其难以实现所需的精确度或再现性。用于这种类型的应用的一种通常的方法是使用填充有树脂的高性能色谱(HPLC)柱，该树脂以高选择性的方式结合目标分析物。典型的树脂包括选择性地结合目标分析物的固定化亲和配体。可替代地，可以使用更为常规的色谱树脂(例如离子交换或倒相)来选择性地分离目标物。在将样品注入到HPLC柱内之后，对该柱进行洗涤，并且利用从固定化配体释放分析物的试剂对分析物进行洗脱。可以利用HPLC检测器中的紫外线(UV)吸收率来确定分析物的数量。这种处理的实例是利用蛋白质A HPLC柱来测量来自细胞培养产物系统的样品中的治疗性单克隆抗体(IgG)的浓度。这样的测试对于目标物(在此情况下为IgG)是高选择性的，在不进行样品稀释的条件下在Ug-mg/mL的范围内进行操作，并且具有非常高的精确度(通常具有<5%的变异系数(CV))。然而，亲和HPLC需要复杂且昂贵的仪器系统。该系统每次只能够运行一个样品，并且每个样品的运行典型地花费5-15分钟。因此，该系统上的吞吐量被限制为每小时4-12个样品。提高样品吞吐量的一种方法是同时运行多个柱和样品。利用常规HPLC系统进行大规模多路复用是困难且昂贵的，这是因为对于每个样品通道或柱都需要单独的泵、注射器、柱和检测器。然而，通过能够应用到这种类型的定量测定的固相萃取，已经开发出了用于样品制备的大量相对高吞吐量的设备和方法。一种这样的设备是移液吸头柱，其利用空气位移移液管来将液体经过一次性吸头(tip)移入及移出，该一次性吸头填充有选择性结合树脂。对于高吞吐量的应用能够使用多通道移液管系统(高达96甚至384个通道)。然而，移液吸头柱具有几点不利之处。高吞 吐量的平台需要昂贵的自动的机器人系统。此外，液体经过移液吸头柱中的填充床的流动受限于在吸头的远端处进入和离开的单一端口。因此，由于在移液吸头本身以及包含样品或洗涤缓冲液的孔井(well)两者中发生的混合而极难从填充床获得定量的洗涤和稀释。最后，移动液体的空气位移方法会极难控制样品的流速，特别是在需要相对低的流速来获得定量结合时更是如此。因此，在对于定量样品制备有用的同时，移液吸头设备已证明对于目标分析物的定量分析是不可用的。替代类型的高吞吐量的提纯设备使用真空歧管来使液体经过多个填充床而在向下方向上移动。这样的设备通常用于固相萃取。如同移液吸头柱一样，对流速的控制是困难的，特别是在对于定量萃取所需的低流速下更是如此。另外，这样的歧管必须具有存在于所有可用真空位置中的柱，否则所产生的真空泄漏将使设备无效。这就使得难以改变正在一批中运行的样品的数量。使用重力来经过填充床向下汲取液体是另一种提纯方法。对于许多应用而言，这种方法慢的不合实际。为了加速处理，可以将柱设置在离心机中来将有效g场升高到提供预期流速的水平。这样的“旋转柱”广泛地用于在各种应用中从样品萃取目标物，这是因为这些“旋转柱”不需要大大地超出可用的实验室离心机之外的复杂仪器或装备。事实上，所有可商用的旋转柱设计为与通用的微型离心机管道协作，该微型离心机管道的内径(ID)为9mm,且容积为I. 5或2. OmL。这些设备的最大外径必须远远大于9mm,以便防止包含树脂的设备被驱动进入管道内。这些设备的树脂床柱典型地为100 UL或更大。对于大数量的相对小的样品的高吞吐量的分析以及便利的处理，非常希望能够在生物分子科学协会/美国国家标准学会(the Society for Biomolecular Sciences/American National Standards Institute) (SBS/ANSI)微孔板格式标准之内进行工作。许多不同类型的标准微孔板可作为成型的塑料部件而以低成本得到。诸如移液管的液体处理设备也设计为在该标准之内工作。常规SBS/ANSI 96孔井的微孔板具有中心隔开9mm的孔井。其通常设计用于利用广泛可得的测光板(optical plate reader)来快速地读取所有孔井的吸光度。常规旋转柱设备具有数个缺点。设计为与微型离心机管道单独地工作的目前可得到的设备体积过大而不能与微孔板作用，无论是对于配合到9_间隔内而言还是对于具有适合于微孔板孔井的容积的床柱而言都是如此。大量多柱旋转柱设备已经以在每个孔井中具有容积的微孔板的形式设立。如果使用者有96个样品要运行，则这些旋转柱的孔板工作良好。然而，如果有少于96个样品要运行，则旋转柱孔板在首次运行之后被丢弃，并且浪费了未使用的孔井。可替代地，在二次运行中使用在旋转柱的孔板上的未使用的孔井，但是其具有交叉污染的风险。其有利之处在于，每个样品仅耗费一个旋转柱，但是能够在用于分析的常规微孔板的孔井中收集洗出液。常规旋转柱设备的另一个缺点在于，这些设备易掺气。掺入旋转柱之内的空气会具有数个有害后果。这些有害后果包括流速降低并且结合能力丧失，流速降低导致流速在给定的“x g”力下在柱管之间出现变化性，结合能力丧失是由于填充床的空气阻塞部分引起的。这两个问题导致分析结果中的变化性极大地升高，并且在极端情况下，会导致柱管的气阻，其完全阻止了样品的加载。拂过捕获的气泡足够大，则这些气泡还会减少或阻塞在离心的过程中经过床的流动，特别是在定量结合所需的低g场下更是如此。因此需要一种不易掺气的旋转柱设备。 常规旋转柱设备的又一个缺点在于，这些设备易干燥。某些类型的固相载体的旋转柱设备必须在湿润条件下存储和运送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：罗伯特·萨科夫斯基，斯科特·富尔顿，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：