本發(fā)明專利技術(shù)公開一種生物技術(shù)領(lǐng)域的制備與富集單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子的裝置，包括一內(nèi)部有溶液通道的流室，流室溶液通道上游設(shè)有進(jìn)樣口和電泳緩沖液填充口；流室溶液通道下游設(shè)有單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子的目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口；所述目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口分別連接收集容器，其中連接復(fù)合物收集口的目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，與所述復(fù)合物收集容器相對(duì)的流室溶液通道另一處連接電源負(fù)極。本發(fā)明專利技術(shù)獲得的目的復(fù)合物純度高、數(shù)量多，可用于單分子水平的核酸-蛋白質(zhì)相互作用動(dòng)力學(xué)、免疫學(xué)觀察、單分子測(cè)序以及新一代測(cè)序儀的樣品制備等。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種生物
的多聚物制備與富集裝置，具體是一種制備與富集單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子的裝置。
技術(shù)介紹
經(jīng)微納米珠連接單根多聚物(DNA、RNA、蛋白質(zhì)和肽核酸等)分子進(jìn)行單分子操縱，可用于檢測(cè)多種生命現(xiàn)象的單分子基本行為，包括核酸與核酸、核酸與相關(guān)蛋白相互作用動(dòng)力學(xué)、抗體篩選、核酸單分子測(cè)序和新一代測(cè)序儀的樣品制備等。比較常用的辦法是采用光學(xué)鑷和磁鑷操縱連接單分子多聚物的微納米珠，但如何快速和簡(jiǎn)便制備這種單個(gè)微納米珠連接單根多聚物分子，一直沒(méi)有很好解決。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Dapprich, J.&Nicklaus, N.等在《生物成像》上發(fā)表了“通過(guò)監(jiān)控珠子位移將DNA連接到被光學(xué)捕獲在微結(jié)構(gòu)的珠子上”一文(Dapprich, J.&Nicklaus, N.DNA attachment to opticalIy trapped beads inmicrostructures monitored by bead displacement.Bioimaging6:25-32，1998),文中稱他們的研究結(jié)果可獲得一個(gè)磁珠只連接一根DNA片段，但該方法需要光學(xué)鑷，步驟比較繁瑣，效率也較低。因此，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供快速、簡(jiǎn)便制備并富集大量的“單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子”(以下稱“目的復(fù)合物”)的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速、簡(jiǎn)便制備與富集單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子的裝置，用于在單分子水平研究核酸與相關(guān)蛋白分子相互作用動(dòng)力學(xué)、遺傳診斷、抗體篩選、核酸單分子測(cè)序和新一代測(cè)序儀的樣品制備等。本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的: 本專利技術(shù)提供一種制備與富集單個(gè)微納米珠連接單根多聚物分子的裝置，該裝置包括一內(nèi)部有溶液通道的流室，所述流室溶液通道上游設(shè)有進(jìn)樣口和電泳緩沖液填充口 ；所述流室溶液通道下游設(shè)有目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口 ；所述目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口分別連接收集容器，其中連接復(fù)合物收集口的目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，與所述目的復(fù)合物收集容器相對(duì)的流室溶液通道另一處連接電源負(fù)極。本專利技術(shù)上述裝置中，電泳緩沖液流的設(shè)置方式可以是側(cè)流方式，也可以是鞘流方式，側(cè)流方式(即填充流)在樣品流一側(cè)形成屏蔽液流，鞘流方式則在樣品流的四周形成屏蔽液流，目的是確保從進(jìn)樣口進(jìn)入的溶液經(jīng)過(guò)溶液通道后完全從對(duì)應(yīng)的空微納米珠出口流出，并防止空微納米珠因布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散而進(jìn)入目的復(fù)合物收集口。填充電泳緩沖液設(shè)置為測(cè)流時(shí)，目的復(fù)合物收集口及空微納米珠出口的位置分別對(duì)應(yīng)于填充緩沖液進(jìn)入流室溶液通道時(shí)的位置以及樣品溶液進(jìn)入流室溶液通道時(shí)的位置；設(shè)置為鞘流時(shí)，目的復(fù)合物出口與空微納米珠出口分叉即可，不受上游樣品和填充電泳緩沖液入口的位置影響。填充電泳緩沖液可部分進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器，目的復(fù)合物收集容器也可以事先加滿電泳緩沖液，流室通道的溶液不進(jìn)入容器，只允許電拉動(dòng)的目的復(fù)合物進(jìn)入。本專利技術(shù)上述裝置中，所述進(jìn)樣口和電泳緩沖液填充口設(shè)有進(jìn)樣控制器，如注射泵、蠕動(dòng)泵或鞘流泵，用于控制進(jìn)樣速度。本專利技術(shù)用于制備與富集單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子時(shí)，多聚物一端用活性基團(tuán)標(biāo)記，另一端或測(cè)鏈用熒光分子標(biāo)記，微納米珠用能夠與多聚物攜帶的活性基團(tuán)發(fā)生連接反應(yīng)的活性基團(tuán)包被；包被微納米珠的活性基團(tuán)可以是中性、酸性或堿性，包被中性基團(tuán)時(shí)，直接按下述步驟分離與富集目的復(fù)合物，包被酸性或堿性基團(tuán)時(shí)，連接反應(yīng)的產(chǎn)物用能與所述的的包被活性基團(tuán)中和的試劑鈍化微納米珠表面，純化并懸浮于電泳緩沖液。將所得的連接單根多聚物分子的單個(gè)微納米珠(目的復(fù)合物)和空微納米珠的混合物，通過(guò)進(jìn)樣口注入流室，同時(shí)將電泳緩沖液通過(guò)電泳緩沖液填充口注入流室，流室溶液通道下游分叉后分別經(jīng)目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口連接目的復(fù)合物收集容器和空微納米珠收集容器。樣品在通過(guò)流室溶液通道時(shí)，目的復(fù)合物因攜帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)作用下被拉向與其電性質(zhì)相反的收集容器，實(shí)現(xiàn)分離和收集目的復(fù)合物，空微納米珠進(jìn)入空微納米珠出口。目的復(fù)合物收集口與空微納米珠出口的分叉處，安裝高靈敏成像系統(tǒng)裝備的光學(xué)顯微鏡，待進(jìn)樣控制器啟動(dòng)時(shí)，從小向大調(diào)節(jié)連接流室正負(fù)電極間的電壓，使目的復(fù)合物進(jìn)入收集口，觀察并記載目的復(fù)合物進(jìn)入收集口的過(guò)程。本專利技術(shù)是根據(jù)核酸在中性溶液攜帶負(fù)電荷、微納米珠本身不攜帶電荷，用核酸電泳和流體力學(xué)原理分離目的復(fù)合物的裝置。在外加電場(chǎng)下，使目的復(fù)合物離開溶液通道中的樣品溶液流，進(jìn)入目的復(fù)合物收集口。流室通道的溶液可以進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器，也可以不進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效益:得到的目的復(fù)合物純度高、數(shù)量多，在單分子DNA與相關(guān)蛋白分析中，在光學(xué)顯微鏡或熒光顯微鏡輔助下，直接拾取目的復(fù)合物，準(zhǔn)確、便捷，不再需要復(fù)雜而緩慢的光學(xué)鑷、磁鑷或原子力顯微鏡操作步驟；目的復(fù)合物經(jīng)修飾可用于研究DNA與相關(guān)蛋白相互作用動(dòng)力學(xué)、結(jié)合高靈敏納米孔傳感器測(cè)序DNA、檢測(cè)免疫反應(yīng)以及新一代DNA測(cè)序 儀的樣品制備等。附圖說(shuō)明圖1為流室通道溶液可以進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器的裝置，其中電泳緩沖液流采用側(cè)流方式，目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，溶液通道相對(duì)一側(cè)連接電源負(fù)極；圖2為流室通道溶液可以進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器的裝置，其中電泳緩沖液流采用側(cè)流方式，目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，進(jìn)樣口連接電源負(fù)極；圖3為流室通道溶液不能進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器的裝置，其中電泳緩沖液流采用側(cè)流方式，目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，溶液通道相對(duì)一側(cè)連接電源負(fù)極；圖4為流室通道溶液不能進(jìn)入目的復(fù)合物收集容器的裝置，其中電泳緩沖液流采用側(cè)流方式，目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，進(jìn)樣口連接電源負(fù)極；圖5為電泳緩沖液流采用鞘流方式的實(shí)施示意圖。具體實(shí)施例方式以下實(shí)例將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例在以本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1-2所示，為本專利技術(shù)一實(shí)施例涉及的制備與富集單個(gè)微納米珠連接帶熒光標(biāo)記的單根多聚物分子的裝置，該裝置包括一內(nèi)部有溶液通道的流室1，所述流室溶液通道上游設(shè)有進(jìn)樣口 2和電泳緩沖液填充口 3 ;所述流室I溶液通道下游設(shè)有目的復(fù)合物收集口4和空微納米珠出口 5，兩者的位置分別對(duì)應(yīng)于流室溶液通道上游的電泳緩沖液填充口 3添加的電泳緩沖液和進(jìn)樣口 2添加的樣品溶液進(jìn)入流室溶液通道時(shí)的位置；連接復(fù)合物收集口 4的目的復(fù)合物收集容器安裝電源正極，與目的復(fù)合物收集容器相對(duì)的流室溶液通道另一處(如圖1或其他位置如圖2)安裝電源負(fù)極。該裝置中，電泳緩沖液流采用側(cè)流方式，從進(jìn)樣口 2進(jìn)入的溶液完全從對(duì)應(yīng)的空納米珠出口 5流出，目的復(fù)合物從復(fù)合物收集口 4進(jìn)入收集容器。目的復(fù)合物收集口 4與空納米珠出口 5分叉處，安裝用于控制正極和負(fù)極間的電壓的高靈敏成像系統(tǒng)裝備的光學(xué)顯微鏡，待進(jìn)樣控制器啟動(dòng)時(shí)，利用外加電場(chǎng)使目的復(fù)合物進(jìn)入收集口，觀察并記載目的復(fù)合物進(jìn)入收集口的過(guò)程。如圖3-4所示，為本專利技術(shù)另一實(shí)施例涉及的裝置，該裝置中連接復(fù)合物收集口 4的目的復(fù)合物收集容器安裝電源正極，與目的復(fù)合物收集容器相對(duì)的流室溶液通道另一處(如圖3或者其他位置本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制備與富集單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子的裝置，其特征在于，該裝置包括一內(nèi)部有溶液通道的流室，所述流室溶液通道上游設(shè)有進(jìn)樣口和電泳緩沖液填充口；所述流室溶液通道下游設(shè)有單個(gè)微納米珠攜帶單根多聚物分子的目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口；所述目的復(fù)合物收集口和空微納米珠出口分別連接收集容器，其中連接目的復(fù)合物收集口的目的復(fù)合物收集容器連接電源正極，與所述復(fù)合物收集容器相對(duì)的流室溶液通道另一處連接電源負(fù)極。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王志民，黃偉東，侯彩玲，王躍，張林霞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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