本发明专利技术公开一种生物复合物的分离与收集装置，包括一内部有溶液通道的流室，该流室溶液通道上游有进样口和电泳缓冲液填充口；流室下游有目的复合物收集口和空微纳米珠出口，流室溶液通道两侧有电极连接通道，在电极连接通道处安装正负电极对，正极与目的复合物收集口位于一侧，负极与空微纳米珠出口位于同一侧；所述电极对连接连续直流电源或单极性矩形脉冲电源。本发明专利技术在外加电场力作用下，使携带净负电荷的目的复合物进入目的复合物收集容器，获得的目的复合物纯度高、数量多，可简便地用于在单分子水平研究核酸与核酸、核酸与蛋白质的互作动力学，单分子核酸测序，以及新一代测序的样品制备等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物复合物，具体是一种生物复合物的分离与收集装置，尤其是一种单个微纳米珠携带单根多聚物分子的分离与收集装置。
技术介绍
经微纳米珠连接单根多聚物(DNA、RNA、蛋白质和肽核酸等)分子进行单分子操纵，可用于检测多种生命现象的单分子基本行为，包括核酸与核酸、核酸与相关蛋白相互作用动力学、抗体筛选、核酸单分子测序和新一代测序仪的样品制备等。比较常用的办法是采用光学镊和磁镊操纵连接单分子多聚物的微纳米珠，但如何快速和简便制备这种单个微纳米珠连接单根多聚物分子，一直没有很好解决。经对现有文献检索发现，Dapprich, J.& Nicklaus, N.等在《生物成像》上发表了 “通过监控珠子位移将DNA连接到被光学捕获在微结构的珠子上” 一文(Dapprich，J.&Nicklaus, N.DNA attachment to opticalIy trapped beads in microstructuresmonitored by bead displacement.Bioimaging, 6:25-32, 1998),文中称他们的研究结果可获得一个磁珠只连接一根DNA片段，但该方法需要光学镊，步骤比较繁琐，效率也较低。因此，本专利技术要解决的技术问题是提供快速、简便、大量制备并富集“单个微纳米珠携带单根多聚物分子”(以下称“目的复合物”)的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生物复合物的分离与收集装置，从连接单根多聚物分子的单个微纳米珠和空微纳米珠的混合物中，快速简便的得到大量单个微纳米珠携带单根多聚物分子的复合物。本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术提供一种生物复合物的分离与收集装置，包括:一内部有溶液通道的流室，该流室溶液通道上游有进样口和电泳缓冲液填充口，所述电泳缓冲液填充口设置为鞘流或侧流方式；所述流室溶液通道下游有目的复合物(即单个微纳米珠携带单根多聚物分子的复合物)收集口和空微纳米珠出口，所述目的复合物收集口和空微纳米珠出口分别连接有收集容器；在所述流室溶液通道下游两侧、且目的复合物收集口和空微纳米珠出口分叉处上方设有电极连接通道，电极连接通道处设置正、负电极对，正、负电极连接连续直流电源或单极性矩形脉冲电源。所述电泳缓冲液填充口设置为鞘流方式时，电源正极与目的复合物收集口位于同一侧，电源负极与空微纳米珠出口位于另一侧。所述电泳缓冲液填充口设置为侧流方式时，电源正极和目的复合物收集口的位置与填充电泳缓冲液进入流室通道时的位置位于同一侧，电源负极和空微纳米珠出口的位置与样品进入流室通道时的位置位于同一侧。所述的电泳缓冲液，是用于将溶液的pH值维持在近中性范围以分离目的复合物的溶液，可以是Good缓冲液，如25mM Hepes (pH7.5), IM KC1，或其他电泳缓冲液，如TriS-TAE、Tris-TPE、Tris-TBE或碱性缓冲液等。填充电泳缓冲液，起到屏蔽微纳米珠因布朗运动和扩散而进入目的复合物收集口的作用。所述的流室，是根据核酸在中性溶液携带负电荷，用核酸电泳和流体力学原理分离目的复合物的装置。样品在通过流室通道时，目的复合物因携带负电荷，在外加电力作用下，使溶液通道中样品溶液流内的目的复合物向正极偏离，在横向电场力与填充电泳缓冲液流的向前推力的共同作用下，目的复合物进入通往位于正电极下游的目的复合物收集口的液流并最终进入目的复合物收集容器，实现目的复合物的分离和收集，而空微纳米珠因填充电泳缓冲液的屏蔽流作用，不能因布朗运动和扩散混入目的复合物收集口，只能进入空微纳米珠出口，从而实现高纯度目的复合物的分离与富集。所述的多聚物分子，是核酸、核酸与蛋白质连接物或核酸与肽核酸连接物，在多聚物分子一端携带有活性基团，另一端或侧链携带有荧光分子；所述的微纳米珠，包被有能够与多聚物携带的活性基团发生连接反应的活性基团。所述的微纳米珠，用能够与多聚物携带的活性基团发生连接反应的活性基团包被，可以是中性、酸性或碱性，后两种情况下，在多聚物与微纳米珠完成连接反应后，用能使之中和的试剂钝化处理微纳米珠表面，使微纳米珠表面不携带净电荷。本专利技术中，所述电源可以是连续直流电源，也可以是单极性矩形脉冲电源；连续直流电源情况下将目的复合物牵引至目的复合物收集口所需的的最小外加电场电压Vniin和避免目的复合物进入电极连接通道的最大外加电场电压V_，以及单极性矩形脉冲电源情况下的电脉冲参数(脉冲电压、脉冲持续时间和脉冲间隔)，可以经计算得到，也可以通过在目的复合物收集口安装的成像系统装备的荧光显微镜观察和调节连续直流电源的电压和单极性矩形脉冲电源的电脉冲参数得到。本专利技术中，所述电极连接通道一端有用于插入电极的电极池，电极连接通道可以简化溶液通道制作工序和难度，电极所形成的电场力，可以拉动目的复合物偏离原来的涌动方向，离开样品溶液流而进入通往目的`复合物收集口的液流。本专利技术中，进样口和电泳缓冲液填充口的进样速度，用精量进样控制器控制，如注射泵、蠕动泵和鞘流泵等。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效益:得到的目的复合物纯度高、数量多，在单分子DNA与相关蛋白分析中，在光学显微镜或荧光显微镜辅助下，直接拾取目的复合物，准确、便捷，不再需要复杂而缓慢的光学镊、磁镊或原子力显微镜操作步骤；目的复合物经修饰可用于在单分子水平研究DNA与相关蛋白相互作用动力学、结合高灵敏纳米孔传感器测序DNA、检测免疫反应以及新一代DNA测序仪的样品制备等。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术一实施例采用的流室装置示意图，其中填充电泳缓冲液设置为鞘流，目的复合物收集与电源正极位于同一侧，空微纳米珠出口与电源负极位于另一侧；图2为本专利技术一实施例采用的流室装置示意图，其中填充电泳缓冲液设置为侧流，目的复合物和电源正极的位置与填充电泳缓冲液进入流室通道时的位置位于同一侧，空微纳米珠出口和电源负极的位置与样品进入流室通道时的位置位于另一侧。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造商所建议的条件进行。实施例1如图1所示，所述生物复合物的分离与收集装置，包括:一内部有溶液通道的流室I，该流室I溶液通道上游设有进样口 2和电泳缓冲液填充口 3，所述电泳缓冲液填充口 3设置为鞘流方式；所述流室I溶液通道下游有目的复合物收集口 6和空微纳米珠出口 7，所述目的复合物收集口 6和空微纳米珠出口 7分别连接有收集容器；在所述流室I溶液通道下游两侧、且目的复合物收集口 6和空微纳米珠出口 7分叉处之上方设有一对电极连接通道，电极连接通道处设置正电极4和负电极5，正极4与目的复合物收集口 6位于同一侧，负极5与空微纳米珠出口 7位于另一侧；正、负电极连接连续直流电源。上述装置使用时，将荧光标记的多聚物与微纳米珠按摩尔比1:10混合并连接后得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物复合物的分离与收集装置，其特征在于包括：一内部有溶液通道的流室，该流室溶液通道上游设有进样口和电泳缓冲液填充口，所述电泳缓冲液填充口设置为鞘流或侧流方式；所述流室溶液通道下游设有单个微纳米珠携带单根多聚物分子的目的复合物收集口和空微纳米珠出口，所述目的复合物收集口和空微纳米珠出口分别连接有收集容器；在所述流室溶液通道下游两侧、且目的复合物收集口和空微纳米珠出口分叉之上方设有电极连接通道，电极连接通道处设置正、负电极对，正、负电极连接直流电源或单极性矩形脉冲电源。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王志民，侯彩玲，黄伟东，王跃，张林霞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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