[发明专利]质粒DNA碱裂解设备及其使用方法

说明书

本发明公开了一种质粒DNA碱裂解设备，包括菌液管道；缓冲液管道；菌液悬浮循环装置，包括首尾相连构成回路的循环管道，连接所述的菌液管道和缓冲液管道；所述循环管道上设置有泵和阀门；碱裂解液预配管道；溶胞反应器；中和反应器；酸液管道；收集装置。还公开了一种使用本发明提取质粒DNA的方法，包括菌液悬浮循环装置重悬菌体、预配碱裂解液、破碎细胞、酸溶液输入、中和菌液等步骤。本发明能使菌液在菌液悬浮循环装置内反复循环，并且提高流量提升菌液重悬效果，调整流量使得菌液达到目标流量，便于与碱裂解的混合。

技术领域

本发明涉及生产生物分子，特别涉及多核苷酸如质粒DNA领域。

背景技术

现有技术中，质粒DNA的碱裂解包含三个阶段：第一阶段是细胞再悬浮，其通常利用手动搅拌或磁力搅拌器，将细胞重悬于重悬浮缓冲液中；第二阶段是细胞裂解，裂解通常通过手动旋转或磁力搅拌进行，以使重悬浮的细胞与裂解溶液（由稀释的碱（碱）和洗涤剂组成）混合;然后将混合物保持在室温（20-25摄氏度）或冰上一段时间，例如5分钟，以完成裂解；第三阶段是中和以及宿主污染物的沉淀。来自第二阶段的裂解物通常通过温和旋转或磁力搅拌与冷中和溶液混合以酸化裂解物，然后在冰中放置10-30分钟以促进高分子量染色体DNA，宿主蛋白和其他的变性和沉淀。

WO 2004/085643，公开了能够实现自动连续模式的方法和设备。包括:以改进的碱裂解方法作为细胞破碎步骤、中和步骤、澄清步骤、以及任选调节步骤和/或在纯化生物分子之后的浓缩步骤。进行所述澄清，通过使包含中和过程中得到的沉淀物和溶胞产物的混合物、温和地分散并且在澄清反应器中分离，所述澄清的溶胞产物经由反应器底部的出口连续地聚集。尽管该方法和该设备可以规模化，但是该设备不能实现细菌重悬的连续化，碱溶液的预配以及酸溶液的预启动，因此不能按照工艺实现溶液的（菌液、酸、碱液）的配置，从而不能实现自动化连续生产以及适配与不同的工艺参数，因此不能缩短生产周期，提高生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种质粒DNA碱裂解设备及其使用方法，能够实现细胞的连续化重悬浮，碱裂解液预配以及酸溶液的启动从而实现质粒DNA的工业化、规模化、连续化提取分离。

根据本发明的一个方面，提供了一种质粒DNA碱裂解设备，包括菌液管道，用于输送菌液；缓冲液管道，用于输送缓冲液；菌液悬浮循环装置，包括首尾相连构成回路的循环管道，连接所述的菌液管道和缓冲液管道；所述循环管道上设置有泵和阀门；碱裂解液预配管道，连接所述缓冲液管道；溶胞反应器，其进口端管道与所述的碱裂解液预配管道和菌液悬浮循环装置连接；中和反应器，其进口端第一进口与所述溶胞反应器出口端连接，所述中和反应器出口端连接收集装置；酸液管道，用于输送酸溶液，其出口连接所述中和反应器进口端第二进口。

在一些实施方式中，所述菌液悬浮循环装置还包括搅拌容器，所述循环管道连接所述搅拌容器第三进口与第四进口构成回路；所述循环管道上设置有压力传感器和流量传感器中的至少一种。搅拌容器可提高细胞悬浮效果，使其均匀分布。循环管道能够提高流体流量实现细胞的连续化重悬浮，进一步提升重悬效果，并保持一定流量，有助于与碱裂解液的完全混合。

在一些实施方式中，还包括吹气管道，其出口连接中和反应器进气口，所述中和反应器为气吹柱。通过气吹柱中和菌液，有助于溶胞反应液和酸溶液的低剪切混合，并能更有效地去除基因组DNA和宿主细胞蛋白等杂质。在某些实施例中，气吹柱还可以填充滤芯，以实现中和菌液中絮凝物和溶胞产物的分离，可作为预澄清。

在一些实施方式中，所述的碱裂解液预配管道，包括碱液输送管道、表面活性剂输送管道以及碱裂解液管道，所述碱裂解液管道一端连接所述的表面活性剂输送管道和碱液输送管道，所述碱裂解液管道另一端分别连接所述溶胞反应器进口端管道以及排废管道。通过碱裂解液预配管道，可根据预设目标比例预配碱裂解液，并保持一定流量后与悬浮菌液充分混合，以实现更好的细胞裂解效果。此外，也能根据工艺参数调整流量。