CN104359995A - 利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法，机理为先往分离柱内部充入表面经过改性的磁性纳米颗粒，然后施加外加电磁场，磁性纳米颗粒所受的磁场力方向需要与流动相的推力相反，当磁性纳米颗粒所受的磁场力与流动相的推力相当时，磁性纳米颗粒在柱子内部会达到一个力的动态平衡并在柱子内部往复流动，需要分离的目标生物大分子加入到柱子内部后与颗粒物表面的官能团发生吸附解吸作用，根据与磁性纳米颗粒作用力强弱不同，不同生物大分子分别从分离柱内流出，以此来达到分离的目的。本发明具有能够简单准确的快速分离自身性质不同生物样品的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种微尺度物质的分离方法及其专用设备，具体是将磁场分离技术与色谱技术融合于一体的一种利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法。
背景技术
目前，微尺度物质如蛋白质、细胞等生物大分子，其分离和筛选已成为各研究领域中一个优选的主要研究内容。传统的分离技术很难同时分离尺寸范围较宽的样本，而且很难获得单一尺寸的目标物质，这些都将给后续研究带来不便。为实现生物大分子的分离，一些无阻塞、非填充型分离系统被建立，且绝大多数都属于连续型分离技术，此类技术有诸多优势，比如可以实现样品的连续分离和筛选、可实现大量样品的快速分离等。然而此类技术的装置结构和制作过程均比较复杂，且设备制作精度要求高，对于多个组分的分离，装置制备更为困难。多出口设计特点很难实现样品的在线检测，故此不适用于未知或复杂样品的分离分析。另外，大部分微分离技术与现有的色谱技术相比，其分离度均较低。因此，连续型分离技术实际应用过程中必然面临一些挑战。基于以上局限，为更好的研究生物大分子的分离，需要开发一种高分辨率、装置制作和实验操作均较简单的技术。更为重要的是，要求方法易于实现样品的在线检测。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足而提供了一种能够简单准确的快速分离自身性质不同生物样品的利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：
选择合成表面进行修饰了的磁性纳米颗粒，磁性纳米颗粒的粒径为50nm-100nm；打开泵通入流动相，打开电源使线圈通电从而在分离柱内部形成电磁场；将经过修饰的磁性纳米颗粒注入到柱子内部，磁性纳米颗粒因为磁场的作用滞留在柱子内部，在流动相的推力和电磁场的磁场力作用下达到一个力的动态平衡从而在分离柱内部往复流动；将自身性质不同的生物样品通入分离柱内，自身性质不同的生物样品与柱内磁性纳米颗粒发生多次吸附解吸的色谱作用，以此来达到分离自身性质不同生物样品的目的。
所述的磁性纳米颗粒可以根据样品的不同修饰成不同的官能团。
所述的流动相可以根据目标生物大分子所需的条件进行选择。
本发明分离生物大分子的机理：首先往分离柱内部充入一定量的表面经过改性的磁性纳米颗粒，然后施加外加电磁场。此时，磁性纳米颗粒所受的磁场力方向需要与流动相的推力相反。当磁性纳米颗粒所受的磁场力与流动相的推力相当时，磁性纳米颗粒在柱子内部会达到一个动态平衡。最后，将需要分离的目标生物大分子如蛋白质、细胞等加入到柱子内部，目标生物大分子可以与颗粒物表面的官能团发生吸附解吸作用，与磁性纳米颗粒作用力弱的的生物大分子会先一步从分离柱内流出而作用力强的生物大分子则会后一步从分离柱内出，以此机理来达到分离的目的。
由于采用上述技术方案，本发明提供的利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法具有如下优点：能够快速分离非填充型分离系统中的自身性质不同生物大分子，且分离方法简单、方便、分离准确率高。
附图说明
图1为本发明分离柱内磁性纳米颗粒受外加电磁场作用时的状态示意图；
图2为本发明分离柱内注入不同种类生物大分子的初始状态示意图；
图3为本发明分离柱内不同种类生物大分子被分离后的状态示意图。
在图中，１、磁性纳米颗粒，２、正常血细胞，３、电源，４、线圈，5、分离柱，6、癌细胞。
具体实施方式
如图１至图3所示，本发明提供的利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法包括如下步骤：选择合成表面进行修饰了的磁性纳米颗粒1，磁性纳米颗粒1的粒径为50nm-100nm；打开泵通入流动相，打开电源3使线圈4通电从而在分离柱5内部形成电磁场；将经过修饰的磁性纳米颗粒1注入到分离柱5内部，磁性纳米颗粒1因为磁场的作用滞留在分离柱5内部，在流动相的推力和电磁场的磁场力作用下达到一个力的动态平衡从而在分离柱5内部往复流动；将自身性质不同的生物样品通入分离柱5内，自身性质不同的生物样品与柱内磁性纳米颗粒1发生多次吸附解吸的色谱作用，以此来达到分离自身性质不同生物样品的目的。所述的磁性纳米颗粒1可以根据样品的不同修饰成不同的官能团。
具体操作时，以癌细胞6和正常血细胞2及磁性纳米颗粒1表面修饰奥曲肽为例。首先选择颗粒表面修饰奥曲肽的磁性纳米颗粒。然后将磁性纳米颗粒通入到分离柱5内部并打开电源3生成电磁场使磁性纳米颗粒1在分离柱5内流动，再将正常血细胞2和癌细胞6两种细胞通入到分离柱5内部。分离柱5内的磁性纳米颗粒1由于表面修饰了奥曲肽对癌细胞6有特异性的吸附，而对正常血细胞2无相互作用。癌细胞6会与磁性纳米颗粒1产生多次的吸附解吸行为延长在分离柱内的保留时间，而正常血细胞2与磁性纳米颗粒1无相互作用。正常血细胞2会先癌细胞6一步从分离柱5内流出，从而达到了分离癌细胞6与正常血细胞2的目的。所述的流动相可以根据目标生物大分子所需的条件进行选择。
Claims (3)
1.一种利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法，其特征在于，它包括如下步骤：选择合成表面进行修饰了的磁性纳米颗粒，磁性纳米颗粒的粒径为50nm-100nm；打开泵通入流动相，打开电源使线圈通电从而在分离柱内部形成电磁场；将经过修饰的磁性纳米颗粒注入到柱子内部，磁性纳米颗粒因为磁场的作用滞留在柱子内部，在流动相的推力和电磁场的磁场力作用下达到一个力的动态平衡从而在分离柱内部往复流动；将自身性质不同的生物样品通入分离柱内，自身性质不同的生物样品与柱内磁性纳米颗粒发生多次吸附解吸的色谱作用，以此来达到分离自身性质不同生物样品的目的。
2.根据权利要求1所述的一种利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法，其特征在于，所述的磁性纳米颗粒可以根据样品的不同修饰成不同的官能团。
3.根据权利要求1所述的一种利用电磁场的柱内流动式固定相的生物大分子分离方法，其特征在于，所述电磁场的提供方式为直流电源或交流电源。
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