CN103038624A - 一种新型的贮存、收集或分离用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置，其包括中空本体所述中空本体具有至少一个开口端和位于中空本体内部或末端的至少一个阻挡物，所述阻挡物在环境条件下不可透过液体和固体，但是通过对所述阻挡物施加外力如压力、拖曳力或驱动力时其可透过液体；所述装置在收集、贮存、处理或分离含有一种或多种生物分子的样品时的用途；所述装置的制备方法以及利用所述装置分离或纯化任何生物分子的方法。

Description

一种新型的贮存、收集或分离用装置

本发明涉及包含中空本体的装置，所述中空本体具有至少一个开口端和位于中空本体内部或末端的至少一个阻挡物，所述阻挡物在环境条件下不可透过液体和固体，但是在通过对所述阻挡物施加外力如压力、拖曳力或驱动力时其可透过液体；所述装置在收集、贮存、处理或分离含有一种或多种生物分子的样品中的用途；所述装置的制备方法以及利用所述装置分离或纯化任何生物分子的方法。

在处理生物样品的过程中，如从所述样品中分离或纯化生物分子的过程中，样品往往接触任一或多种液体，可选进行孵育以发生反应，此后将样品中感兴趣的部分跟其余部分分离。一般用移液管加入或转移所用液体，常常需经过多步步骤才能以所需形式获得感兴趣的生物分子。在任一步骤中都可能发生样品的污染，而且费时耗力。

现有技术已公开了多种生物分子分离的熟知方法，包括：生物分子与任意基质的结合，如DNA或RNA与核酸结合材料柱的结合；亲和结合，如与蛋白或低分子量分子的亲和结合；或根据生物分子的大小或体积进行分离的层析装置。另外，已知结合不需要的组分使其与所需生物分子分离开，例如Walsh等，BioTechniques第10卷第4期(1991)或Burkhart等J Biochem Biophys Methods52(2002)145-149中所述利用Chelex100分离DNA。

本发明的目的是提供一种方法和装置，将液体暂时滞留于所述装置内并用无需再进行移液的处理生物样品的方法及时递送所述液体。另一个目的是提供一种装置和方法，用于收集、贮存和/或处理含有液体的样品或使样品接触至少一种或多种液体，而采用较少的移液步骤并减少交叉污染的危险。

通过提供如下装置实现上述目的，所述装置包含：(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有至少一个开口端；(ii)位于所述中空本体(1)内部或末端的至少一个阻挡物(5)，所述阻挡物(5)在环境条件下不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加任何外力时其可透过液体，所述外力优选如压力、拖曳力或驱动力；(iii)可选地，位于所述中空本体(1)内部的至少一个液体可透过元件(4)，优选如多孔玻璃料、滤器、毛网或膜；(iv)可选地，用于封闭至少一个开口端的至少一个可移除封闭装置(6)。

所述装置可用于收集、贮存或处理任何含有液体的样品，例如含有感兴趣生物分子的样品，和/或用于从此类样品中分离感兴趣生物分子，或替代生物分子的分离或制备过程中的样品预处理、清理或其他步骤。

所述装置的中空本体(1)可由适用于样品收集、贮存或处理的任何材料制成，如塑料、金属、玻璃、瓷或类似物，优选所述主体由塑料制成。具体地，所述中空本体由热塑性树脂制成，如聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚交酯、乙烯-聚醋酸乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚缩醛、聚醚醇、醋酸乙烯共聚物或丙烯酸聚合物，但并不限于这些材料。

所述装置的中空本体/每个中空本体具有至少一个开口端，意味着至少有一端允许向所述中空本体内放入东西，如放入感兴趣的样品和/或任何液体，或从所述中空本体中移出东西。所述装置优选具有进口(2)和出口(3)，典型的，进口开口位于所述装置的“上”端而出口开口位于所述装置的“底”端。可选地，所述装置还包含至少一个可移除封闭装置，其可移除地关闭至少一个开口端，如所述出口(3)或进口(2)，或所述装置还包含多个封闭装置（形状可不同）用于所有开口。

根据本发明，所述装置的中空本体(1)内部含有至少一个阻挡物(5)，该阻挡物的材料在环境条件下不可透过液体和固体，但是通过对所述材料施力时其可透过液体，所述力优选压力、拖曳力或驱动力。所述至少一个阻挡物(5)接触所述中空本体(1)的所有内侧壁并与所述侧壁贴合，或置于一个与侧壁贴合的保持件(7)中。所述阻挡物(5)或保持件(7)间的任何剩余空隙可用适当的密封材料来密封。

本申请所述的“环境条件”是指阻挡物材料所处条件与装置所处环境相同，具体指没有外力施加于阻挡物材料上。外力可以是增压于阻挡物(5)的至少一个表面或任意侧面上，可以是拖曳力如真空或吸力，可以是驱动力如离心力、振荡或冲掷，所述后两种优选利用质量惯性，或是机械力如穿刺、切割、破裂或类似力。因此，在所述装置的常规操作中，如静置于桌上、移液步骤、孵育步骤、加热和/或冷却、振荡或类似操作中，所述材料处于“环境条件”下。“增压”是指外部施加至少两倍的环境压力于阻挡物材料上。“增压”不包括任何液体或固体基质施用至阻挡物材料所产生的轻微增压，例如，柱(如离心柱)由于被充填入液体或固体基质所产生的轻微增压。

“不可透过液体”是指液体如水溶液或水、醇或有机溶液，特别优选水溶液，在环境条件下保留于阻挡物表面而不能穿透所述阻挡物，优选液体甚至不能进入、渗入或浸入阻挡物材料。特别优选的是，无论液体接触阻挡物的时长，只要不施加外力，所述溶液都不能通过阻挡物。

通过施加上述任意外力，阻挡物(5)的材料可透过液体。这是指材料的阻隔特性变弱并允许至少任何液体，优选含所溶材料的溶液穿透所述材料。所述透过性在恢复环境条件后可以是可逆或不可逆的。优选所述透过性为不可逆。其示例如，所述阻挡物材料通过施加压力、拖曳力或驱动力变为多孔性，或所述阻挡物材料具有预定的孔，所述孔在环境条件下闭合，但通过施加压力、拖曳力或驱动力而开放。优选在获得多孔性或所述孔开放后，阻挡物由于所含开口而保持液体可透过性，即便在环境条件下也如此。阻挡物(5)还可以通过施加压力、拖曳力或驱动力而裂开，优选在预定的裂点裂开。

另一可能性是所述装置在中空本体(1)内部于阻挡物(5)上方或下方包含任何材料或构件，在对所述装置施加外力如压力、拖曳力或驱动力时刺穿、切割或破裂阻挡物材料。如果阻挡物材料被刺穿，则优选所述穿刺为微穿刺，这是指阻挡物材料中只产生很小的刺孔使其呈现多孔形，不导致阻挡物(5)的破裂，但使阻挡物(5)成多孔性。

“上方”是指，若装置以其使用模式放置，如柱子竖立放在保持件或杯子中，能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件在所述阻挡物材料的上侧。具体地，若装置所预期的使用中包括任何液体时，则能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件与液体处于同一侧，通过施加外力，特别是通过施加压力、拖曳力或驱动力，将所述材料或构件压至所述阻挡物材料同样接触液体的上表面。

若能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件位于阻挡物材料的“下方”，则通过外力将阻挡物材料的下表面压至能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件上。在后一种情况下，能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件与液体分别位于液体可透过元件(4)的两侧。

使阻挡物(5)变为可透过液体所施加外力的合适强度和类型取决于阻挡物(5)所用的材料，还可选地取决于用来刺穿、切割或破裂阻挡物材料的构件或材料。优选阻挡物(5)可以耐受外界压力至预定强度，由于所选材料的不同和所选材料的处理方法的不同，使阻挡物(5)变为液体可透过所需的强度会有所变化。本领域技术人员易通过标准实验来决定能使阻挡物(5)所选材料变为液体可透过性所需的外力类型和任何力量的强度。阻挡物材料可有不同材料或厚度，或者有不同的原理，这会导致使阻挡物变为可透过液体所需外力的强度不同。1×ｇ，优选至2×ｇ，更优选至5×ｇ，更优选至10×ｇ，尤其优选至20×ｇ、40×ｇ或50×ｇ。特别优选所述阻挡物耐受100×ｇ。具体来说，阻挡物需抵抗在移液、倒转、温和振荡和其它常用处理步骤过程中存在的力。

阻挡物(5)优选以如下形式提供：薄膜、箔片、涂层、隔膜、膜、疏水性熔结材料（疏水性玻璃料），通过化学或其他处理成为疏水性的材料或适用于作为有效阻挡物的任何其它合适形式。合适的阻挡物(5)材料如疏水性过滤材料；疏水性纤维网材料；塑料的膜、薄膜或箔片，特别是热塑性或热固性聚合物如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚交酯、乙烯-聚醋酸乙烯、氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚缩醛、聚醚醇、醋酸乙烯共聚物或丙烯酸聚合物；或硅胶；胶乳；多糖，特别是纤维素醚及其衍生物；金属薄层如铝箔或铜箔，或可作为薄膜、箔片、涂层、隔膜或膜提供的任何其它合适材料(优选膜形成材料)。作为薄膜或涂层，特别优选热塑性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯或聚酰胺。作为疏水性过滤材料，优选疏水化聚乙烯滤器。作为膜，优选疏水化纤维膜，如任一

纤维膜(菲尔创纳公司(Filtrona)，德国赖恩贝克)，以及

材料或类似物。同样优选任意斥水透气性膜。

能刺穿、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件的示例有：提供粗糙表面的任何多孔、有穴或穿孔的固体板，例如由惰性材料如二氧化硅或聚合物制成的多孔玻璃料；表面具有细针的金属筛；穿孔处有锐边的冲孔板；具有锐边或刺针的穿孔装置，沙子或其它颗粒性惰性材料。在优选实施方式中，若在对装置施加上述外力时所述阻挡物(5)被压至元件(4)，则用作液体可透过元件(4)的多孔玻璃料也作为穿刺阻挡物材料的组件。

如本发明最简单的实施方式之一所述，所述装置表现为具有至少一个开口端的中空本体(1)，在所述中空本体的一端或优选在其内部具有至少一个阻挡物(5)，所述阻挡物(5)包含材料可通过施加压力、拖曳力或驱动力而成为多孔性、具有预定的孔或裂开，优选在预定的裂点裂开。

本发明的优选实施方式中，所述装置的中空本体(1)还包含内部的至少一个液体可透过元件(4)，优选如多孔玻璃料、滤器、毛网或膜。所述液体可透过元件(4)的主要功能是保留中空本体腔中含有的固体材料而不洗脱，但是允许任何液体和所溶成分通过所述元件(4)。因此，比如可以将液体样品部分与任何固体样品部分分开，或者可以通过层析纯化液体样品，螯合、吸收、吸附或结合基质或过滤材料包含并保留在所述装置中。所述液体可透过元件(4)优选与中空本体(1)所有内部侧壁接触并与所述侧壁贴合，或者置于与内壁贴合的保持件(7)中，和/或采用合适的密封材料密封任何残留的缝隙。

至少一个液体可透过元件(4)可与阻挡物(5)中的至少一个毗邻，其中“毗邻”是指靠近阻挡物(5)但并不与其接触，或者与阻挡物(5)直接接触。如果阻挡物(5)为涂层，优选涂层位于液体可透过元件(4)的至少一个表面，特别优选位于玻璃料、滤器或膜的一个表面。无论何种情况，液体可透过元件(4)可以位于阻挡物(5)的上方或下方，其中“上方”和“下方”与上文就能穿刺、切割或破裂阻挡物材料的材料或构件所述含义一致。阻挡物(5)优选位于液体可透过元件(4)上方，这意味着若所述装置以使用模式放置时（进口(2)向上，出口(3)向下），所述阻挡物(5)毗邻液体可透过元件(4)的上表面。

所述装置特别优选包含(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有进口(2)和出口(3)；(ii)所述中空本体内部的至少一个阻挡物(5)，其位于出口(3)上方，或者若存在液体可透过元件(4)则毗邻至少其中一个液体可透过元件(4)；(iii)可选地，位于出口(3)上方的至少一个液体可透过元件(4)，如优选多孔玻璃料、滤器、毛网或膜；(iv)可选地，至少一个可移除封闭装置(6)，用于封闭中空本体的进口(2)和/或出口(3)；(v)可选地，至少一个收集管，用于收集通过出口(3)的流动相（洗出液）。

优选至少一个所述阻挡物(5)和可选的液体可透过元件(4)位于中空本体出口(3)侧附近，特别优选靠近装置的出口(3)。“靠近”是指在阻挡物(5)或元件(4)与出口之间不存在中空本体的反应空间，但由于装置的构造，可能会在阻挡物(5)或元件(4)与装置末端之间存在些许空间。图1显示一种实施方式，毗邻阻挡物(5)的元件(4)位于“靠近”装置的出口(3)处。

本发明所述的一个示例为下述实施方式，其中至少一个不可透过阻挡物(5)毗邻至少一个液体可透过元件(4)，特别是多孔玻璃料、滤器、毛网或膜，这是指阻挡物(5)靠近或直接接触中空本体(1)内的元件(4)。再比如，至少一个非可透过阻挡物(5)位于至少两个液体可透过元件(4)之间，直接接触至少其中一个所述元件(4)，所述元件(4)优选自玻璃料、滤器、毛网或膜。

实现优选性能的另一个实施方式是包含多个如上所述中空本体(1)的装置，其中每个中空本体的构造相似或者中空本体的装配彼此不同，但所述中空本体至少部分落入如上所述范围内。

虽然所述装置的形式并不限制本发明，但在优选实施例中，装置的中空本体至少部分呈圆柱形或至少部分呈圆锥形。本发明实施方式的非限制性示例为反应管、反应杯、收集管、收集器、柱体、离心管、微量离心管，特别是分隔式容器如管、杯、烧瓶、层析柱、离心柱、塑料注射器、多孔板、多孔底座、多孔柱板、烧瓶、瓶子、杯子、药瓶(phiol)、收集或离心器皿或类似物。

所述装置还可包含在至少一个开口端上的可移除封闭装置(6)。所述封闭装置的作用在于保持装置内部洁净和/或无菌，或可选地，将装置所含物质留于中空本体(1)内。封闭装置(6)可在装置使用之前、期间或之后方便地移去。当装置含有液体或可流动或可移动的固体物质时优选使用封闭装置(6)。例如，封闭装置(6)可以是盖子、塞子、盖板、薄膜或箔片，或其它任意合适的可移除封闭装置。封闭装置可以是能反复盖紧的或是一次性的。进口(2)和出口(3)侧的封闭装置(6)可以彼此不同，或者可以是相同类型。

本发明的装置还可在中空本体内包含任意液体、缓冲液或溶液，利用至少一个阻挡物(5)防止所述液体、溶液或缓冲液泄漏，这是指所述液体、溶液或缓冲液处于两个阻挡物(5)之间，或者被一个阻挡物(5)截留且所述装置含有至少一个封闭装置(6)。补充或替代地，所述装置可包含固体材料，其中“固体”是指所述材料不溶于液体但可能分散或悬浮于液体中。固体物质优选为颗粒性材料，更优选为可用于鳌合、结合、吸收、吸附、过滤、分子排阻或层析分离样品的颗粒性基质材料，下文详述纤维网或毛网。

本发明的装置可用于收集、贮存或处理样品，特别是含液体的样品。“液体样品”是指样品本身为液体、溶液、悬浮液或分散液，或任意胶体、固体或颗粒性样品或如下所述的生物样品与液体或溶液混合得到溶液、分散液或悬浮液。所述装置优选可用于收集、贮存或处理含有任意生物分子的液体样品，如从所述样品中分离至少一种生物分子。液体可（暂时性）滞留于装置内，并可在需要的时间通过如上所述对装置施加外力来释放所述液体。

所述液体或溶液可以是水基或有机基的液体或溶液，如水、任意水性缓冲液、细胞培养基、营养液、有机溶剂或任意反应溶液，或其混合液。溶液优选为水性缓冲液，所述缓冲液不限于特定某种缓冲液，但优选常用于细胞处理的任意缓冲液，或者所述溶液是细胞培养基或营养液。

本发明所述的生物分子是指生物样品中存有的任意分子。生物样品可以是人或动物包括昆虫的任意体液或组织，如血液、血浆、血清、血液成份如白细胞或暗黄层、尿液、血清、液剂、痰液、精液、唾液等，任意器官、大脑、皮肤、肌肉等的组织；皮屑；拭子；粪便；角质化样品如毛发、指甲、触角或茸角；甲壳或翅膀（特别是昆虫的）；细胞悬浮液或细胞培养物，细胞碎片或细胞器如叶绿体或线粒体、囊泡、核或染色体；包括细菌、真菌或酵母细胞或片段的样品，或含任意类型的病毒、类病毒或朊病毒的样品；组织样品如穿刺液或组织切片；组织培养物；植物；植物部分、细胞或组织；取自环境的样品，如水、灰尘、空气或泥土样品；食物样品；法医学样品，如香烟滤嘴、织物样品、牙刷；含有预纯化或预分离的生物分子的溶液等，但并不限于以上示例。

因此，生物分子是任何核酸如DNA或RNA，具体有线性的、分支的或环形的单链或双链核酸，更具体有mRNA、siRNA、miRNA、snRAN、tRNA、hnRNA或核酶，基因组、质粒或细胞器DNA；任何核苷酸、寡核苷酸或多核苷酸，甚至是合成的、修饰的或标记的寡核苷酸或多核苷酸；PCR引物，杂交用的短链DNA或RNA片段；PNA（肽核酸）；任何蛋白、肽或氨基酸，包括未标记或标记的抗体、受体、激素、生长因子以及修饰的蛋白，感染来源的肽和蛋白、核酸；代谢物、任何脂质；糖（单体、寡聚体、多聚体）；蛋白聚糖；任何低分子量的途径产物、信号分子、受体、酶激活剂或抑制剂；试剂、药物和药物代谢物，或任何其它感兴趣的生物分子。

本发明还包括从含有至少一类生物分子的样品中分离或纯化至少一种感兴趣的生物分子的方法，所述方法包括：

(a)将样品放入如上所述装置的中空本体(1)内，其中：所述样品为液体样品，或者在将样品放入中空本体之前或之后所述样品接触液体，或者所述中空本体包含液体，当所述样品放入装置中时该液体接触样品；

(b)可选地，孵育中空本体(1)内的样品；

(c)对所述装置含有样品的内侧施加外力，优选压力、拖曳力或驱动力；

(d)收集含感兴趣的生物分子的洗出液。

在步骤(a)中，将含有至少一种感兴趣的生物分子的样品放入本发明装置的中空本体(1)中。所述样品是液体样品，或者是含较少液体并在放入中空本体之前或之后接触液体的固体样品，如细胞、组织或上文所述的任何其它生物样品，或者中空本体包含液体，当所述样品放入装置中时该液体接触样品。放入本发明装置的样品可以是生物样品的裂解物。

在一种优选实施方式所述的方法中，在加入含生物分子的样品前，所述装置的中空本体(1)可含有固体基质材料或至少一种液体或两者均有。例如，所述装置含有用于层析分离样品的颗粒性树脂；或用于特异性或非特异性结合、吸收或吸附样品组分的结合、吸收、吸附或螯合基质；过滤材料；用于裂解细胞或结合细胞组分的珠子；或常用于分离或纯化生物分子的任意其它组分。一种优选的固体颗粒性基质是螯合树脂，其通过离子交换和螯合如金属离子特别是过渡金属离子来纯化化合物。此类熟知的树脂有含亚氨基二乙酸基团的苯乙烯－二乙烯基苯树脂，商品名称Chelex100（伯乐公司(BioRad)），其适用于分离DNA或RNA，其中核酸不结合于所述树脂。还可以采用任何惰性材料，如琼脂糖、丙烯葡聚糖树脂、硅酮；胶乳；多糖、纤维素醚及其衍生物、热固性或热塑性聚合物、金属或其它固体基质如珠子、薄膜、箔片、颗粒等。所述材料的表面可包括功能基团，可选择性结合不需要的污染物。另一优选的基质包括或由如下基质组成：离子交换基质或含生物化合物的特异性结合位点的基质。所述基质还可包括纺织或无纺纤维或如二氧化硅、多糖或任何其它适宜材料的毛网。

适用于将污染物与所需生物分子分离开的基质还可包括或由以下组分组成：HIC颗粒（疏水作用层析颗粒，美国戴安公司(Dionex Corp.)）；阴离子或阳离子交换材料；分子筛材料如琼脂糖；凝胶过滤材料；矿物质如羟基磷灰石、膨润土、沸石、高岭石、硅藻土或处理过的矿物质如二氧化硅；

(凯杰公司，德国希尔登)、IDA（亚氨基二乙酸）、NTA（氮川乙酸）、IDA和NTA的衍生物、含IDA或NTA基团及其衍生物的树脂或其它基质、EDTA、特异性抗体、两亲高分子（amphipol）；炭、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）；超吸附聚合物；脱脂牛奶混合物、名为BLOTTO（牛乳转移技术优化剂）（见S.H.De Boer，Nucleic Acids Research,1995,23卷第13期，2567-2568）；多糖，如壳聚糖、淀粉、糖原、纤维素或其衍生物；蛋白质，如特异性抗体或酶；但并不限于以上示例。

在所述方法中，特别优选所述装置包含能吸收、吸附、螯合或结合生物样品中下步处理所不需要的化合物，但基本不吸附、吸收或结合感兴趣生物分子的基质。下步处理所不需要的化合物是指在过程中不应被分离但作为抑制剂会干扰下游过程的生物分子。

补充或替代地，可以包含任何液体或溶液，如用于裂解细胞的裂解缓冲液、用于溶解组织的液体、有机溶剂、或常用于从样品中分离和/或纯化生物分子的任何其它液体或溶液。

所述方法包含可选的孵育步骤(b)，其中样品所包括的溶液或缓冲液的成分可以是有活性的或可以与生物样品发生反应。例如，若所述生物样品是含有细胞或含有组织的样品，并已有裂解缓冲液加至所述样品中，则可以在可选的孵育过程中发生细胞或组织的裂解。另一方面，如果中空本体含有固体基质，在孵育步骤中可能会发生样品成分的结合、螯合、吸收或吸附。

步骤(c)中，优选对装置进口(2)施加压力，将感兴趣的生物分子压至装置的出口侧；或对装置出口(3)施用真空，将感兴趣的生物分子吸至装置的出口侧；或对装置施用离心力，使感兴趣的生物分子移至装置的出口侧；或上述力量联合施加于所述装置。

本发明的方法中还包括在步骤(a)至(c)的过程中，在任一阶段还进行任何补充步骤。例如，在任一阶段，可添加任何额外液体至装置的中空本体(1)中，如将液体从进口(2)移液至中空本体(1)内。另外，如果适用于所需结果，可进行任何加热或冷却步骤。补充或替代地，采用混合步骤如翻转或振荡可能有助于所需结果。

步骤(d)中收集通过液体可透过元件(4)的至少一种洗出液。独立于步骤(c)和(d)之间的任何可选步骤，可以在对本发明的装置施加外力后获得感兴趣的生物分子。

取决于所用的分离或纯化过程及所述装置的中空本体(1)含有的基质，感兴趣的生物分子可能包含在通过液体可透过元件(4)的第一步洗出液中，或感兴趣的生物分子也可能包含在任何后续洗出液中。例如，如果所述基质是结合、吸收或吸附所述生物分子的基质而且分离/纯化过程中包含任何洗涤步骤，则感兴趣的生物分子包含在之后的洗出液中。这种情况下，所述洗出液可以通过对装置再次施加任何外力来获得，洗出液也能只借助于重力而通过液体可透过元件(4)。优选中空本体所含的基质不吸收、吸附或结合感兴趣的生物分子，从而所述生物分子包含在通过对本发明装置施加外力获得的第一步洗出液中。

本发明的装置通过以下方式制得：将至少一个阻挡物(5)置入具有至少一个开口端的中空本体(1)内，放置方式使得阻挡物(5)或每个阻挡物(5)与中空本体(1)内部侧壁直接接触且与所述侧壁贴合，或置于保持件(7)中，所述保持件(7)与中空本体(1)内部侧壁直接接触且与所述侧壁贴合。阻挡物(5)与侧壁或保持件(7)与侧壁之间的任何残留缝隙可以用粘合剂或密封材料填充。

在一种优选的实施方式中，除阻挡物(5)外，还将至少一个液体可透过元件(4)置入中空本体(1)内部，优选毗邻至少一个阻挡物(5)。所述液体可透过元件(4)可以先放入中空本体(1)内部然后放入阻挡物(5)，或者将阻挡物(5)先放入中空本体(1)内然后放入液体可透过元件(4)。在制备装置的优选方法中，先使至少一个液体可透过元件(4)接触至少一个阻挡物(5)材料，然后将液体可透过元件(4)与阻挡物(5)组成的“模块”放入中空本体内。例如，此类“模块”可包括一个液体可透过元件(4)，优选玻璃料、滤器、毛网或膜，以及一个阻挡物(5)材料，优选薄膜、箔片或涂层、膜、隔膜、疏水性烧结材料或疏水性纤维材料；或者该“模块”可包括两个液体可透过元件(4)，在这两个元件之间含有至少一个阻挡物(5)材料，犹如“三明治”结构。中空本体(1)可以包括一个或若干这样的模块，并可选另外包括至少一个分离的阻挡物(5)或液体可透过元件(4)。

优选所述阻挡物(5)和可选的液体可透过元件(4)或包括两者的所述模块的尺寸为能精确配合地装入中空本体内且与所述中空本体的所有侧壁贴合，或者被放入保持件(7)中或与其连接，而所述保持件的精确配合地装入中空本体内且与所述中空本体的所有侧壁贴合。任何残留缝隙可以用粘合剂或密封材料填充。可以通过在阻挡物(5)和/或可选的液体可透过元件(4)下方采用夹持环或格架将阻挡物(5)和可选的液体可透过元件(4)固定在预定位点。

倘若不使用保持件(7)，则优选中空本体包含针对任何液体可透过元件(4)和/或阻挡物(5)的至少一个凸缘或支撑元件，其上支撑所述元件(4)或阻挡物(5)，或者元件(4)或阻挡物(5)置于贯穿固定在中空本体(1)内或阻挡物(5)可承载的支撑元件上，或者阻挡物(5)和/或液体可透过元件(4)通过合适的粘合剂如硅胶粘合剂、交联树脂、树胶、热塑性或热固性聚合物等与中空本体侧壁接触。粘合剂的种类不限制本发明，只要本发明的装置按需应用时粘合剂不与加入装置内的任一成分发生反应即可。在另一实施方式中，中空本体(1)为锥形，且液体可透过元件(4)和/或阻挡物(5)的尺寸使其只能适宜固定于中空本体(1)内部的预定位置，通过向元件(4)或阻挡物(5)施压使其位于所述预定位置，通过张力作用固定在该位置。在任何实施方式中，用合适的密封材料密封液体可透过元件(4)和/或阻挡物(5)或保持件(7)之间的任何残留缝隙是有利的。合适的密封材料如硅酮聚合物、热塑性或热固性聚合物或树脂。

可选地，若相应的可获效果还未由例如液体可透过元件(4)提供，则中空本体(1)可额外加载有用于刺穿、切割或破裂阻挡物材料的构件或材料。

根据所需用途，如所需生物分子分离或纯化方法，中空本体(1)还可至少部分填有适用于此类分离或纯化方法的任何材料。在优选方法中，中空本体内加入任何层析、螯合、结合、吸收、吸附或过滤材料，如Chelex树脂、硅酸盐颗粒或纤维、离子交换材料或任何类似物。在特别优选的实施方式中，中空本体至少部分填有不结合感兴趣生物分子的螯合树脂，如用于分离核酸的Chelex树脂。

本发明还包括用于收集、贮存或处理生物样品或从生物样品中提取生物分子的试剂盒，其包含如上所述装置。

附图：

图1显示本发明装置的一种实施方式，该装置为离心柱，包括：中空本体(1)、进口(2)和出口(3)、多孔玻璃料(4)和聚苯乙烯薄膜(5)。聚苯乙烯薄膜(5)也可以位于多孔玻璃料(4)下方。

图2显示本发明装置的一种实施方式，该装置为离心柱，包括：中空本体(1)、进口(2)、出口(3)、多孔玻璃料(4)、聚乙烯薄膜(5)、保持件(7)和两个可移除封闭装置(6)，还包括颗粒性树脂(res)。

图3、图4和图5显示实施例所述的其它实施方式。

实施例：

实施例1：箔片作为阻挡物材料用于裂解

在初步测试中，将聚乙烯箔片（塑料包装或保鲜膜）用作离心柱内的阻挡物(5)材料。用两个夹持环作为保持件(7)来固定箔片。此外，用玻璃料作为液体可透过元件(4)（图3）。将离心柱放入收集管中，离心柱中装入500μl缓冲液ATL（含去污剂）或500μl缓冲液P1+25mg Chelex。然后将组合件于65℃、1000rpm振荡孵育1小时（使样品温度达到56℃）。在孵育过程中组合件仍为封闭。经3000×g离心1分钟后，箔片穿孔，液体能通过离心柱。

实施例2：聚乙烯箔片作为阻挡物用不同的裂解缓冲液孵育

为说明箔片对于裂解为防漏的，显示选用不同的裂解缓冲液的孵育。样品材料为唾液。

组合件如图4所示构造，有两种不同的玻璃料作为液体可透过元件，聚乙烯薄膜作为两种玻璃料之间的阻挡物。在样品的一半处，用两个夹持环作为保持件以固定组合件（如图5）。所用裂解液包括：ATL＋20μl蛋白酶Ｋ、G2＋20μl蛋白酶Ｋ、AL、MTL。样品于65℃孵育1h（使样品温度达到56℃）。在整个孵育过程中，样品/阻挡物处于封闭。13000rpm离心1分钟后，样品处于穿透液中。本实施例中，所述装置用作以二氧化硅提取核酸之前的预处理（裂解）。

实施例3：以不同离心转速为外力使阻挡物成为液体可透过

组合件如图4所示构造，包含两种不同玻璃料。采用400μl ATL缓冲液。本测试选用不同的较低离心转速。

编号	×g	rpm	样品是否穿透	穿透液体积
					1+2	6000	7516	是	400μl
3+4	5500	7196	是
					5+6	5000	6861	是
7+8	4000	6137	是
					9+10	2000	4339	是	360μl

可以看到，采用较低的离心转速时，箔片在受压至玻璃料的地方破裂。

实施例4

组合件如图5所示。使用含有唾液的样品材料拭子，在装置中用380μl ATL＋20μl蛋白酶Ｋ裂解，60℃、900rpm孵育过夜。孵育后样品仍密封，然后6000×g离心1分钟。穿透的样品用于二氧化硅制备。PCR测定得率，采用本装置的得率稍低于标准过程的得率。

Claims (17)

1.一种装置，其包括：

(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有至少一个开口端；

(ii)至少一个阻挡物(5)，所述阻挡物(5)在环境条件下外力不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加外力使其变得可透过液体，所述外力优选如压力、拖曳力或驱动力，所述阻挡物被放置于中空本体内部或一端；

(iii)可选地，位于中空本体内部的至少一个液体可透过元件(4)，优选如多孔玻璃料、滤器、毛网或膜；

(iv)可选地，用于封闭至少一个开口端的至少一个可移除封闭装置(6)。

2.如权利要求1所述的装置，其包括：

(i)至少一个中空本体(1)，每个中空本体(1)具有进口(2)和出口(3)；

(ii)置于中空本体内部的至少一个阻挡物(5),所述阻挡物(5)位于出口(3)上方，或当存在至少一个液体可透过元件(4)时毗邻该液体可透过元件(4)；

(iii)可选地，置于出口(3)上方的至少一个液体可透过元件(4)，优选如多孔玻璃料、滤器、毛网或膜；

(iv)可选地，至少一个可移除封闭装置(6)，用于封闭中空本体的进口(2)和/或出口(3)；以及

(v)可选地，至少一个收集管，用于收集经过出口(3)的流动相(洗出液)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个不可透过阻挡物(5)毗邻至少一个液体可透过元件(4)或直接接触元件(4)，元件(4)具体可以是多孔玻璃料、滤器、毛网或膜。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个非可透过阻挡物(5)位于至少两个液体可透过元件(4)之间与至少一个所述元件(4)直接接触，元件(4)优选独立选自玻璃料、滤器、毛网或膜。

5.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)是薄膜、箔片、涂层、隔膜、膜、疏水性熔结材料或疏水性纤维材料。

6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述中空本体至少部分呈圆柱形或圆锥形。

7.如权利要求6所述的装置，其表现为反应管、反应杯、收集管、收集器、柱体、离心柱、离心管、微量离心管，特别是分隔式容器，如管、杯、烧瓶、层析柱、离心柱、塑料注射器、多孔板、多孔底座、多孔柱板、烧瓶、瓶子、杯子、药瓶、收集或离心器皿。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述阻挡物(5)材料通过施加压力、拖曳力或驱动力变为多孔性，或含有通过施加压力、拖曳力或驱动力能打开的预定孔，或通过施加压力、拖曳力或驱动力裂开，优选在预定裂点裂开。

9.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置在中空本体内部所述阻挡物(5)上方或下方包括能在对所述装置施加压力、拖曳力或驱动力时刺穿、切割或破裂阻挡物(5)的任何材料或构件。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所获得的液体可透过性在撤去外力时是不可逆的。

11.一种装置在收集、贮存或处理含有液体的样品中，或在收集、贮存、处理或分离生物分子或含有生物分子的样品中，优选在从液体样品中分离和/或纯化生物分子中的用途，所述装置包括至少一个中空本体(1)和至少一个阻挡物(5)，所述阻挡物(5)在环境条件下不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加任何外力而使其变得可透过液体，所述外力优选如压力、拖曳力或驱动力。

12.如权利要求1至10中任一项所述的装置的制备方法，所述方法包括：将至少一个阻挡物(5)置于中空本体内部或末端，使中空本体内部或末端含有阻挡物(5)；所述阻挡物(5)在环境条件下不可透过液体和固体，但通过对所述阻挡物(5)施加压力、拖曳力或驱动力而变得可透过液体。

13.如权利要求12所述的装置的制备方法，所述方法还包括：将所述阻挡物(5)放入所述中空本体之前、期间或之后，使所述阻挡物(5)接触至少一个液体可透过元件(4)，所述元件(4)优选玻璃料、滤器、毛网或膜。

14.从包括至少一类生物分子的样品中分离或纯化至少一种感兴趣的生物分子的方法，所述方法包括：

(a)将所述样品放入如权利要求1至10中任一项所述装置的中空本体(1)内，其中，所述样品为液体样品，或者在将所述样品放入所诉中空本体之前或之后使所述样品接触任何液体，或者所述中空本体包括液体且该液体在所述样品放入装置时接触样品；

(b)可选地，孵育中空本体(1)内的样品；

(c)对含有样品的装置内侧施加压力、拖曳力或驱动力；

(d)收集包括感兴趣生物分子的洗出液。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在加入含生物分子的样品或裂解液之前，所述装置的中空本体(1)还包括固体基质和/或至少一种液体。

16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，对所述装置的进口(2)施加压力，将感兴趣的生物分子压至所述装置的出口侧；或对所述装置的出口(3)施用真空，将感兴趣的生物分子吸至装置的出口侧；或对装置施用离心力，使感兴趣的生物分子移至装置的出口侧；或上述力量联合施加于所述装置上。

17.用于收集、贮存或处理生物样品，或用于从生物样品中分离生物分子的试剂盒，所述试剂盒包括如权利要求1至10中任一项所述的装置。

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