CN103604684B - 样品分离装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种样品分离装置及方法，根据本发明的样品分离装置包括至少一个分离介质区，其中设置有分离介质，待分离样品位于分离介质内；至少一个收集区，每个收集区内设置有缓冲液，并沿外力场的施力方向设置在相应的一个分离介质区的下游侧，以收集在外力场的作用下运动到收集区内的样品。本发明在分离介质中引入收集区，利用外力控制待分离样品的移动方向，当待分离样品移动至收集区内，即可进行导流或收集。

Description

样品分离装置及方法

技术领域

本发明涉及生物样品的分离与提纯领域，特别地，涉及一种样品分离装置及方法。

背景技术

生物样品的分离和提纯在分子生物学研究中起到重要作用，目前常用分离方式有高效液相色谱（HPLC）、层析、电泳等，然而上述几种分离方法各有优缺点。

高效液相色谱分离优点是：分离效率高，选择性好，检测灵敏度高，可操作自动化，应用范围广，不受样本的挥发性和热稳定性限制，应用范围广；流动相种类多，可通过优化流动相的组分达到高的分离效率，室温下操作即可，不需高柱温。高效液相色谱分离的缺点是：分析成本高，价格及日常维护费用昂贵，分析时间一般比气相色谱更长。

层析分离比较稳定，重复利用，但一般填料较贵，且分离后需要将色谱柱洗脱以去除残留样品。

电泳的优点是装置简单，成本低，对带电生物分子分离效果好；缺点是样品回收时操作比较繁琐，需要进行切胶回收。

发明内容

本发明目的在于提供一种样品分离装置及方法，以解决生物样品的分离与提纯过程中操作繁琐且成本高等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种样品分离装置，包括至少一个分离介质区，其中设置有分离介质，待分离样品位于分离介质内；至少一个收集区，每个收集区内设置有缓冲液，并沿外力场的施力方向设置在相应的一个分离介质区的下游侧，以收集在外力场的作用下运动到收集区内的样品。

进一步地，样品分离装置还包括导流装置，导流装置与每个收集区相连通。

进一步地，至少一个分离介质区和至少一个收集区均为多个，并沿外力场的施力方向依次间隔设置在收集区内。

进一步地，外力场为重力场、电场或磁场。

进一步地，分离介质为一种均匀介质或多种均匀介质的组合。

进一步地，待分离样品为多种。

进一步地，分离介质区与收集区的体积为a，1/99≤a≤99。

本发明还提供了一种样品分离装置，包括套管，套管中容纳有分离介质，待分离样品位于分离介质内；外套管，套设在套管外，外套管与套管容纳有缓冲液；收集管，其中容纳有缓冲液，收集管设置在分离介质管的下方，以收集在重力场作用下运动到收集管内的样品，并与套管通过通孔连通，下方设置有导流装置。

本发明还提供了一种样品分离的方法，利用外力场的力将分离介质区内的分离介质内的待分离样品运动至收集区的缓冲液中，以收集待分离样品。

进一步地，收集区为空隙结构，其中含有缓冲液，沿外力施力场方向位于分离介质区的下游，当待分离样品运动至空隙结构中时，通过导流装置引流或用移液器吸取以实现收集。

本发明具有以下有益效果：

本发明在分离介质中引入收集区，利用外力控制待分离样品移动方向，当待分离样品移动至收集区内，即可进行导流或收集；操作简便、成本低、样品易分离与回收。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还具有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的样品分离装置的示意图；

图2是具有多个收集区的本发明的样品分离装置示意图；以及

图3是根据本发明的样品分离装置的实施例的示意图。

附图中的附图标记如下：1、分离介质区；2、收集区；2'、第二收集区；3、进样口；4、套管；5、缓冲液；6、外套管；7、通孔；8、收集管；9、导流装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图3，根据本发明的样品分离装置，包括至少一个分离介质区1，其中设置有分离介质（如琼脂糖凝胶等），待分离样品位于分离介质内；至少一个收集区2，每个收集区2内设置有缓冲液5（如硼酸缓冲液或Tris-Gly缓冲液等），并沿外力场的施力方向设置在相应的一个分离介质区1的下游侧，以收集在外力场作用下运动到收集区2内的样品。本发明在分离介质中引入收集区，利用外力控制待分离样品移动方向，当待分离样品移动至收集区内，即可进行导流或收集；操作简便、成本低、样品易于分离与回收。

参见图3，分离装置还包括导流装置，所述导流装置与所述收集区2相连通。

分离介质可以是一种均匀的介质或多种均匀介质的组合，种类包括凝胶、薄膜、纸、粉末、丝线等，数量可以是上述几种介质中的一种或几种。例如，分离介质可以是凝胶+纸的组合，一共有两种介质，而每种介质本身（凝胶、纸）都是均匀的。具体地，分离介质可以是琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶或高分子薄膜。

收集区2可以位于分离介质末端或中间区域，可以使待分离样品运动至分离介质外或通过外接结构引流。收集区2可以与分离介质结构相同或具有特殊结构，收集区2可以是正方体、长方体、圆锥、圆柱、三角锥、棱台等独立结构或组合结构，数量可以是一个或多个，体积可以占装置总体积的1%～99%。外力可以是重力场、分离带电分子的电场或分离磁性颗粒的磁场，其中电场和磁场分别通过电极或磁铁施加于装置上。待分离样品为多种，或者所述待分离样品为一种或多种生物大分子，待分离样品可以是蛋白质、DNA、高分子、纳米粒子及联结物、磁性物质。

根据本发明的样品分离方法，利用外力场的力将待分离样品运动至所述收集区2；在所述收集区2收集待分离样品。

参见图1，本发明方法的原理示意图——一种分离样品的方法，在分离介质中形成收集区2，利用外力控制待分离样品移动方向，并在收集区2处收集分离样品。当待分离样品从进样口3加入到分离介质区1后，样品在外力作用下沿分离介质向收集区2处移动。当样品进入到收集区2处时，即暴露于介质外。此时可以直接将样品分离，或外接引流结构将样品导出。若最先移动至收集区2的不是所需样品，则不用对其进行任何操作，样品仍保持先前的运动方向运动至下一段分离介质区1。因此，根据待分离样品的不同组分，可以将收集区2置于分离介质的末端或中间区域，数量可以是一个或多个。

参见图1，凝胶分离装置分离蛋白质混合物，其中含有一种待分离产物。当待分离样品由进样口3加入后，蛋白质样品在电场作用下由进样口3处向收集区2处移动。当待收集产物移动至收集区2时，可以用移液器将样品取出。当其他组分样品移动至收集区2时，若不对其进行任何操作，此组分将继续沿原方向移动，最终运动至凝胶中。

参见图2，凝胶分离装置分离蛋白质混合物，其中含有两种待收集产物。当样品由进样口3加入后，蛋白质样品在电场作用下由进样口3处向收集区2处移动。当移动速度快的第一种待收集产物移动至收集区2时，不对其进行任何操作，使之继续运动至分离介质2'中。当移动速度相对较慢的第二种待收集产物移动至收集区2时，可以用移液器将样品取出。当第一种待收集产物移动至第二收集区2'时，可以用移液器将样品取出。对其余组分不进行任何操作。

参见图3，根据本发明的样品分离装置的实施例，装置具有一个圆柱形套管4，其中装有分离介质；一个样品槽，其中装有缓冲液5；一个外套管6，其中同样装有缓冲液5；一个锥形收集管8，其中具有收集区2，并有开口与外套管6连通；一个导流装置9，将所需样品导出装置外。装置利用外力控制待分离样品的移动方向，并在收集区2处收集分离样品。

装置带有一个圆柱形套管4，其中装有分离介质区1，缓冲液5。套管4外有外套管6，其中同样装有缓冲液5。套管4下方连接锥形收集管8，作为收集区2，并有通孔7与外套管6连通。收集管下方连接导流装置9，将所需样品导出。

使用时，待分离样品由样品槽加入到分离介质区1内，在外力作用下沿分离介质向下移动。当样品移动至收集区2，即可在导流装置9处连接泵阀结构，将样品抽出。一旦收集管中液体减少，即可通过通孔7由外套管6向收集管内补充缓冲液5，避免液体断流。若待分离样品含有多种组分，可以通过分批次收集，将各个组分分离。

利用具有所示结构的凝胶分离装置分离蛋白质混合物，其中含有一种待收集产物，且此组分在分离装置中移动速度最快。当样品加入到套管4的凝胶上层后，蛋白质样品在重力场作用下随着流动相向下方收集区2处移动。当待收集产物移动至收集区2时，可以沿导流装置9导流出。对其他组分样品不进行操作。

从以上描述可看出，本发明的上述实施例实现了如下技术效果：

本发明在分离介质中引入收集区，利用外力控制待分离样品移动方向，当待分离样品移动至收集区内，即可进行导流或收集。本发明所提供的分离方法及根据这种方法制作的装置可以将在重力场、电场或磁场作用下的样品分离和收集集成到一个装置内，减少了工作量，降低了成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种样品分离装置，其特征在于，包括：

套管(4)，所述套管(4)中容纳有分离介质，待分离样品位于所述分离介质内；

外套管(6)，套设在所述套管(4)外，所述外套管(6)与所述套管(4)容纳有缓冲液(5)；

收集管(8)，其中容纳有缓冲液(5)，所述收集管(8)设置在所述分离介质的下方，以收集在重力场作用下运动到所述收集管(8)内的样品，并与外套管(6)通过通孔(7)连通，所述收集管(8)的下方设置有导流装置(9)。

2.一种样品分离的方法，其特征在于，应用权利要求1所述的样品分离装置对待分离样品进行分离，利用外力场的力将分离介质内的待分离样品运动至收集管(8)内的缓冲液中，以收集所述待分离样品。