本發明專利技術公開一種生物復合物的分離與收集裝置，包括一內部有溶液通道的流室，該流室溶液通道上游有進樣口和電泳緩沖液填充口；流室下游有目的復合物收集口和空微納米珠出口，流室溶液通道兩側有電極連接通道，在電極連接通道處安裝正負電極對，正極與目的復合物收集口位于一側，負極與空微納米珠出口位于同一側；所述電極對連接連續直流電源或單極性矩形脈沖電源。本發明專利技術在外加電場力作用下，使攜帶凈負電荷的目的復合物進入目的復合物收集容器，獲得的目的復合物純度高、數量多，可簡便地用于在單分子水平研究核酸與核酸、核酸與蛋白質的互作動力學，單分子核酸測序，以及新一代測序的樣品制備等。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種生物復合物，具體是一種生物復合物的分離與收集裝置，尤其是一種單個微納米珠攜帶單根多聚物分子的分離與收集裝置。
技術介紹
經微納米珠連接單根多聚物(DNA、RNA、蛋白質和肽核酸等)分子進行單分子操縱，可用于檢測多種生命現象的單分子基本行為，包括核酸與核酸、核酸與相關蛋白相互作用動力學、抗體篩選、核酸單分子測序和新一代測序儀的樣品制備等。比較常用的辦法是采用光學鑷和磁鑷操縱連接單分子多聚物的微納米珠，但如何快速和簡便制備這種單個微納米珠連接單根多聚物分子，一直沒有很好解決。經對現有文獻檢索發現，Dapprich, J.& Nicklaus, N.等在《生物成像》上發表了 “通過監控珠子位移將DNA連接到被光學捕獲在微結構的珠子上” 一文(Dapprich，J.&Nicklaus, N.DNA attachment to opticalIy trapped beads in microstructuresmonitored by bead displacement.Bioimaging, 6:25-32, 1998),文中稱他們的研究結果可獲得一個磁珠只連接一根DNA片段，但該方法需要光學鑷，步驟比較繁瑣，效率也較低。因此，本專利技術要解決的技術問題是提供快速、簡便、大量制備并富集“單個微納米珠攜帶單根多聚物分子”(以下稱“目的復合物”)的裝置。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種生物復合物的分離與收集裝置，從連接單根多聚物分子的單個微納米珠和空微納米珠的混合物中，快速簡便的得到大量單個微納米珠攜帶單根多聚物分子的復合物。本專利技術是通過以下技術方案實現的:本專利技術提供一種生物復合物的分離與收集裝置，包括:一內部有溶液通道的流室，該流室溶液通道上游有進樣口和電泳緩沖液填充口，所述電泳緩沖液填充口設置為鞘流或側流方式；所述流室溶液通道下游有目的復合物(即單個微納米珠攜帶單根多聚物分子的復合物)收集口和空微納米珠出口，所述目的復合物收集口和空微納米珠出口分別連接有收集容器；在所述流室溶液通道下游兩側、且目的復合物收集口和空微納米珠出口分叉處上方設有電極連接通道，電極連接通道處設置正、負電極對，正、負電極連接連續直流電源或單極性矩形脈沖電源。所述電泳緩沖液填充口設置為鞘流方式時，電源正極與目的復合物收集口位于同一側，電源負極與空微納米珠出口位于另一側。所述電泳緩沖液填充口設置為側流方式時，電源正極和目的復合物收集口的位置與填充電泳緩沖液進入流室通道時的位置位于同一側，電源負極和空微納米珠出口的位置與樣品進入流室通道時的位置位于同一側。所述的電泳緩沖液，是用于將溶液的pH值維持在近中性范圍以分離目的復合物的溶液，可以是Good緩沖液，如25mM Hepes (pH7.5), IM KC1，或其他電泳緩沖液，如TriS-TAE、Tris-TPE、Tris-TBE或堿性緩沖液等。填充電泳緩沖液，起到屏蔽微納米珠因布朗運動和擴散而進入目的復合物收集口的作用。所述的流室，是根據核酸在中性溶液攜帶負電荷，用核酸電泳和流體力學原理分離目的復合物的裝置。樣品在通過流室通道時，目的復合物因攜帶負電荷，在外加電力作用下，使溶液通道中樣品溶液流內的目的復合物向正極偏離，在橫向電場力與填充電泳緩沖液流的向前推力的共同作用下，目的復合物進入通往位于正電極下游的目的復合物收集口的液流并最終進入目的復合物收集容器，實現目的復合物的分離和收集，而空微納米珠因填充電泳緩沖液的屏蔽流作用，不能因布朗運動和擴散混入目的復合物收集口，只能進入空微納米珠出口，從而實現高純度目的復合物的分離與富集。所述的多聚物分子，是核酸、核酸與蛋白質連接物或核酸與肽核酸連接物，在多聚物分子一端攜帶有活性基團，另一端或側鏈攜帶有熒光分子；所述的微納米珠，包被有能夠與多聚物攜帶的活性基團發生連接反應的活性基團。所述的微納米珠，用能夠與多聚物攜帶的活性基團發生連接反應的活性基團包被，可以是中性、酸性或堿性，后兩種情況下，在多聚物與微納米珠完成連接反應后，用能使之中和的試劑鈍化處理微納米珠表面，使微納米珠表面不攜帶凈電荷。本專利技術中，所述電源可以是連續直流電源，也可以是單極性矩形脈沖電源；連續直流電源情況下將目的復合物牽引至目的復合物收集口所需的的最小外加電場電壓Vniin和避免目的復合物進入電極連接通道的最大外加電場電壓V_，以及單極性矩形脈沖電源情況下的電脈沖參數(脈沖電壓、脈沖持續時間和脈沖間隔)，可以經計算得到，也可以通過在目的復合物收集口安裝的成像系統裝備的熒光顯微鏡觀察和調節連續直流電源的電壓和單極性矩形脈沖電源的電脈沖參數得到。本專利技術中，所述電極連接通道一端有用于插入電極的電極池，電極連接通道可以簡化溶液通道制作工序和難度，電極所形成的電場力，可以拉動目的復合物偏離原來的涌動方向，離開樣品溶液流而進入通往目的`復合物收集口的液流。本專利技術中，進樣口和電泳緩沖液填充口的進樣速度，用精量進樣控制器控制，如注射泵、蠕動泵和鞘流泵等。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效益:得到的目的復合物純度高、數量多，在單分子DNA與相關蛋白分析中，在光學顯微鏡或熒光顯微鏡輔助下，直接拾取目的復合物，準確、便捷，不再需要復雜而緩慢的光學鑷、磁鑷或原子力顯微鏡操作步驟；目的復合物經修飾可用于在單分子水平研究DNA與相關蛋白相互作用動力學、結合高靈敏納米孔傳感器測序DNA、檢測免疫反應以及新一代DNA測序儀的樣品制備等。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:圖1為本專利技術一實施例采用的流室裝置示意圖，其中填充電泳緩沖液設置為鞘流，目的復合物收集與電源正極位于同一側，空微納米珠出口與電源負極位于另一側；圖2為本專利技術一實施例采用的流室裝置示意圖，其中填充電泳緩沖液設置為側流，目的復合物和電源正極的位置與填充電泳緩沖液進入流室通道時的位置位于同一側，空微納米珠出口和電源負極的位置與樣品進入流室通道時的位置位于另一側。具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件或按照制造商所建議的條件進行。實施例1如圖1所示，所述生物復合物的分離與收集裝置，包括:一內部有溶液通道的流室I，該流室I溶液通道上游設有進樣口 2和電泳緩沖液填充口 3，所述電泳緩沖液填充口 3設置為鞘流方式；所述流室I溶液通道下游有目的復合物收集口 6和空微納米珠出口 7，所述目的復合物收集口 6和空微納米珠出口 7分別連接有收集容器；在所述流室I溶液通道下游兩側、且目的復合物收集口 6和空微納米珠出口 7分叉處之上方設有一對電極連接通道，電極連接通道處設置正電極4和負電極5，正極4與目的復合物收集口 6位于同一側，負極5與空微納米珠出口 7位于另一側；正、負電極連接連續直流電源。上述裝置使用時，將熒光標記的多聚物與微納米珠按摩爾比1:10混合并連接后得到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種生物復合物的分離與收集裝置，其特征在于包括：一內部有溶液通道的流室，該流室溶液通道上游設有進樣口和電泳緩沖液填充口，所述電泳緩沖液填充口設置為鞘流或側流方式；所述流室溶液通道下游設有單個微納米珠攜帶單根多聚物分子的目的復合物收集口和空微納米珠出口，所述目的復合物收集口和空微納米珠出口分別連接有收集容器；在所述流室溶液通道下游兩側、且目的復合物收集口和空微納米珠出口分叉之上方設有電極連接通道，電極連接通道處設置正、負電極對，正、負電極連接直流電源或單極性矩形脈沖電源。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王志民，侯彩玲，黃偉東，王躍，張林霞，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：
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