[发明专利]过滤出口注射器内分散多孔颗粒与液体的相互作用和分离

说明书

技术领域

本发明涉及一种在带有过滤出口的注射器里实现的分散多孔颗粒与液体批次相互作用和分离的方法，特别适合于生物大分子如蛋白质和核酸的亲和纯化制备。

背景技术

基于固相介质和液体相互作用和分离的分析和制备技术在分子科学中已经得到广泛的应用。生物大分子尤其是蛋白质不宜用温度和溶剂等物理方法进行纯化，因为它敏感的活性很容易被这些纯化手段所破坏。因此，在保持活性状态的要求下，液态生物大分子和它的固相化配体的亲和结合及分离成为常用的一种纯化它的方法。

为了提高固液相互作用的效率，固相介质可以采用高比表面积的多孔颗粒结构。对蛋白质和核酸一类的生物大分子纯化应用来说，最常用的多孔颗粒材料是琼脂糖、纤维素和二氧化硅。基于堆积介质的柱层析是经典的纯化体系，但它有固相介质和液体相互作用和分离的效率低并不易进行作用时间及程度控制的缺点，造成诸如过程缓慢、层析柱易被引入的气泡或杂物或粘性所堵塞、介质用量大而成本高以及最终纯化产品被稀释等一系列问题。基于磁性固相介质的纯化技术可以实现分散颗粒与液体的高效、无堵塞和可控的批次相互作用和分离，克服了上述堆积介质层析柱的缺点，但因为普通磁铁吸引力的有效范围有限，能可靠处理的样品体积实际上仅为几毫升。

我们注意到，带过滤出口的注射器可以高效方便地实现并控制分散固相介质与液体的批次相互作用和分离(Analyst，2014，139，6266)。该方法实现了固相萃取，其目的是对目的分子进行定性或定量检测，不是以产量为基本要求的纯化制备，因而它采用了低结合效率的实心固相介质，没有注意到在制备需求中多孔介质在有限注射器空间里降低介质使用量并提高可制备样品体积或总量的优势和重要性。事实上，即使固相萃取以检测为目的，使用分散的多孔颗粒作为与目的分子进行批次结合和分离的固相介质有大幅提高萃取效率的好处(Trends in Analytical Chemistry，2017，90，142)。

发明内容

本发明提供一种简便、高效和可控的分散多孔颗粒与液体的批次相互作用和分离的方法，并以此为反应单元实现液样目的分子的亲和纯化制备。该反应单元基于带过滤出口的注射器，其针筒内装有分散多孔颗粒，利用芯杆的来回运动从滤膜出口吸入和推出液体样品，方便、高效并可控地分别实现了分散多孔颗粒和样品液体的批次相互作用和分离。此反应单元根据其性质和效果可以构成针对分散多孔颗粒与样品目的分子之间的结合、封闭、清洗和洗脱等反应，而这些反应单元的单独或组合使用可特别方便、高效并可控地实现了液体样品目的分子的亲和纯化。本发明克服了经典堆积介质柱层析方法的固体和液体相互作用和纯化的低效、堵塞和不可控等缺点，也避免了分散磁性颗粒批次相互作用和纯化方法可处理样品体积偏小的问题。

本发明特别适用于蛋白质和核酸等目的生物大分子的亲和纯化。相应的优选分散多孔颗粒材料包括但不限于琼脂糖、纤维素和二氧化硅。作为优选亲和纯化体系之一，配体分子通过共价或非共价的方式固化在分散多孔颗粒上，得到可用于亲和纯化的固相介质；作为优选亲和纯化体系之二，分散多孔颗粒与样品中的杂质分子结合，被纯化的目的分子液体即可被芯杆分离排出而收集；作为优选亲和纯化体系之三，分散多孔颗粒与样品中目的分子结合并与相应的产物液体分离后，再执行分散多孔颗粒与目的分子之间的清洗和洗脱反应，最终由芯杆排出的液体即为纯化的目的分子。

本发明还提供一种特别适用于蛋白质和核酸等生物大分子样品亲和纯化的分散多孔颗粒与液样批次相互作用和分离的试剂盒。该试剂盒由下列组员的部分或全部构成：带滤膜出口的注射器、分散多孔颗粒、结合液、清洗液、封闭液、洗脱液。

附图说明

图1.特别适用于生物大分子亲和纯化的带有过滤膜出口的注射器系统，内含被滤膜拦截的分散多孔颗粒，其芯杆来回运动可以吸取液体实现它与分散多孔颗粒固相介质发生批次相互作用，或排出液体以实现它与该固相介质的批次分离，实现一个固液相互作用和分离的反应单元。

具体实施方式

狭义上的纯化是把目的分子从多分子的混合样中分离出来，比如单克隆抗体从含各种杂蛋白的杂交瘤细胞培养液中的提取纯化；广义上的纯化是把目的分子从一个状态转移到另一个目的状态，比如把游离于液相的Protein G蛋白分子通过共价偶联固化到琼脂糖颗粒上，就是一种分子聚集状态改变的纯化。