CN115487881A - 一种微流控蛋白纯化芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纯化蛋白技术领域，尤其为一种微流控蛋白纯化芯片，包括软管接头、待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口、洗脱液入口、混合通道和出口，所述待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口、洗脱液入口上均设置有软管接头，本发明通过微流控结构设计，利用磁微粒对收集液进行蛋白纯化，经过给液，反应，清洗，洗脱等步骤，可以在10‑20分钟内获得高浓度高纯度的蛋白纯化液，且配套仪器体积下成本低，作为耗材的芯片及试剂获得便利成本极低，操作简单无需对操作员进行复杂的培训，不需要操作者具有高深的背景知识。同时可实现多纯化单元阵列化，实现高通量的阵列化操作。
Description
技术领域
本发明涉及纯化蛋白技术领域，具体为一种微流控蛋白纯化芯片。
背景技术
蛋白质：是组成人体一切细胞及组织的重要成分，与生命现象相关，是生命的物质基础，生命活动的主要承担者。在催化生化反应进行，免疫诊断及免疫治疗，调节人体生长发育等方面具有重要作用及广泛应用场景。
蛋白质表达：对于目的蛋白的获取，根据蛋白质种类的不同，会有不同的获得方式。目前多数蛋白的获取来自于基因工程的分子表达，依靠构建模式细胞，如细菌、酵母或动植物细胞，通过插入外源基因的方式，在细胞生命周期中进行表达，并分泌到外界环境。
蛋白质纯化：现有的蛋白质表达，通常借助生物体活动产生，因为生物体活动过程中需产生一系列维持生命活动的物质，在表达目的蛋白的同时，还会产生副反应蛋白及各种代谢废料，此时需要对收集物进行纯化，才能获得功能明确，性质稳定的高纯产物。
现有技术：凝胶过滤色谱：凝胶是一类具有三维空间结构的多孔网状结构，当被分离物质通过凝胶柱，根据被分离物质的分子大小不同，通过路程的时间不同。通过不同时相收集不同时相的洗脱液，即可得到纯化物质。
亲和色谱：利用大分子之间的亲和性不同，把可亲和的一对分子中的一方固定于不溶于水的化合物上作为固相，另一方作为流动相，流经固定相，双方发生特异性集合，然后通过洗涤将固定相上捕获的蛋白。
现有技术存在的问题：现有通过色谱进行纯化蛋白的方法，通常需要大型的配套设备进行配合，操作工艺复杂，纯化柱及填料作为耗材的价格昂贵，货期长，纯化作业时间通常在若干小时操作时间长，纯化操作需要对具有专业背景知识的操作人员进行专业培训。
综上所述，本发明通过设计一种微流控蛋白纯化芯片来解决存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微流控蛋白纯化芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微流控蛋白纯化芯片，包括软管接头、待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口、洗脱液入口、混合通道和出口，所述待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口、洗脱液入口上均设置有软管接头，所述出口通过混合通道分别连通在待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口和洗脱液入口上，其中待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口和洗脱液入口与混合通道之间的连接通道的尺寸小于或者等于混合通道通道尺寸。
一种微流控蛋白纯化芯片的检测系统，包括蠕动泵、软管和芯片本体，所述芯片本体上设有混合通道，混合通道一端设有待纯化样品入口、磁珠入口、清洗液入口和洗脱液入口，并且可以依次或同时通入溶液。
作为本发明进一步优选的方案，所述芯片本体一端设有出口，出口上方具有软管接头，软管通过软管接头与芯片本体连接，软管与蠕动泵连接。
一种双纯化单元芯片，所述进样口上方有缓冲池，其中缓冲池内部暂存部分液体，A混合通道其一端连接有A出口，A出口上端有软管接头。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过微流控结构设计，利用磁微粒对收集液进行蛋白纯化，经过给液，反应，清洗，洗脱等步骤，可以在10-20分钟内获得高浓度高纯度的蛋白纯化液，且配套仪器体积下成本低，作为耗材的芯片及试剂获得便利成本极低，操作简单无需对操作员进行复杂的培训，不需要操作者具有高深的背景知识，同时可实现多纯化单元阵列化，实现高通量的阵列化操作。
附图说明
图1为本发明微流控蛋白浓度检测芯片结构示意图；
图2为本发明芯片检测系统结构示意图；
图3为本发明双纯化单元芯片结构示意图。
图中：101-软管接头、102-待纯化样品入口、103-磁珠入口、104-清洗液入口、105-洗脱液入口、106-混合通道、107-出口、201-蠕动泵、202-软管、203-芯片本体、301-进样口、302-A混合通道、303-A出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种微流控蛋白纯化芯片，包括软管接头101、待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104、洗脱液入口105、混合通道106和出口107，待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104、洗脱液入口105上均设置有软管接头101，出口107通过混合通道106分别连通在待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104和洗脱液入口105上，其中待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104和洗脱液入口105与混合通道106之间的连接通道的尺寸小于或者等于混合通道106通道尺寸。
一种微流控蛋白纯化芯片的检测系统，包括蠕动泵201、软管202和芯片本体203，芯片本体203上设有混合通道106，混合通道106一端设有待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104和洗脱液入口105，并且可以依次或同时通入溶液。
作为本发明进一步优选的方案，芯片本体203一端设有出口107，出口107上方具有软管接头101，软管202通过软管接头101与芯片本体203连接，软管202与蠕动泵201连接。
一种双纯化单元芯片，包括进样口301、A混合通道302、A出口303软管接头304，进样口301上方有缓冲池，其中缓冲池内部暂存部分液体，A混合通道302其一端连接有A出口303，A出口303上端有软管接头304。
施例一：
一种微流控蛋白纯化芯片及检测系统建立，下称芯片，如图1、图2及图3所示，图3为双纯化单元芯片，不意味着只能集成两个纯化单元：
软管接头101、待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104、洗脱液入口105、混合通道106和出口107；
蠕动泵201或其他动力源、软管202和芯片本体203；
进样口301、A混合通道302、A出口303、软管接头304；
如图1图2及图3所示，芯片本体203上设有混合通道106，通道一端设有102待纯化样品入口102，103磁珠入口103，104清洗液入口104，105洗脱液入口105，可以依次或同时通入溶液；
具体的，待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104、洗脱液入口105上方具有101软管接头101；
具体的，待纯化样品入口102、磁珠入口103、清洗液入口104、洗脱液入口105与106混合通道之间的连接通道的尺寸小于等于106通道尺寸；
具体的，芯片本体203一端设有出口107，出口上方具有软管接头101；
具体的，软管202通过101软管接头101与芯片本体203连接；
具体的，软管202与蠕动泵201连接；
具体的，加样口301，上方有缓冲池，可以暂存部分液体；
具体的，A混合通道302，其一端连接有A出口303；
具体的，A出口303上端有软管接头。
实施例二：
一种微流控蛋白纯化芯片的使用流程，以图1结构为例，下称芯片，如图1及图2所示：
步骤1：按照图2将软管202与软管接头101；
步骤2：从待纯化样品入口102及磁珠入口103分别通入50-200ul的样本及磁珠；
步骤3：在泵的作用下，磁珠及样本的混合液在混匀通道106内做往复运动，持续5-20分钟；
步骤4：磁力单元运动到芯片混匀通道106下，静置2-5分钟，泵开始工作，将混匀液从出口107抽走；
步骤5：在泵的作用下，50-100ul清洗液从清洗液入口104内，清洗液在混匀通道106内做往复运动，持续0.5-1分钟；
步骤6：磁力单元运动到芯片混匀通道106下，静置2-5分钟，泵开始工作，将清洗液从107抽走；
步骤7：在泵的作用下，50-100ul洗脱液从清洗液入口105内，洗脱液在混匀通道106内做往复运动，持续1-3分钟；
步骤8：磁力单元运动到芯片混匀通道106下，静置2-5分钟，泵开始工作，将洗脱液从出口107抽走。
实施例三：利用实施例一所述的芯片，对标准溶液进行纯化，对回收率进行测试。
使用纯化后的目的蛋白，精确配置浓度为0.5，1，2mg/ml的液体,待纯化样品体积为100ul，磁珠体积为100ul,
清洗液体积为200ul,洗脱液体积为50ul，进行纯化作业，反应阶段时间为10分钟，输出结果如下表1所示：
表1，一种微流控蛋白纯化芯片回收率测试
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种微流控蛋白纯化芯片，包括软管接头(101)、待纯化样品入口(102)、磁珠入口(103)、清洗液入口(104)、洗脱液入口(105)、混合通道(106)和出口(107)，其特征在于：所述待纯化样品入口(102)、磁珠入口(103)、清洗液入口(104)、洗脱液入口(105)上均设置有软管接头(101)，所述出口(107)通过混合通道(106)分别连通在待纯化样品入口(102)、磁珠入口(103)、清洗液入口(104)和洗脱液入口(105)上，其中待纯化样品入口(102)、磁珠入口(103)、清洗液入口(104)和洗脱液入口(105)与混合通道(106)之间的连接通道的尺寸小于或者等于混合通道(106)通道尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种微流控蛋白纯化芯片的检测系统，包括蠕动泵(201)、软管(202)和芯片本体(203)，所述芯片本体(203)上设有混合通道(106)，混合通道(106)一端设有待纯化样品入口(102)、磁珠入口(103)、清洗液入口(104)和洗脱液入口(105)，并且可以依次或同时通入溶液。
3.根据权利要求2所述的一种微流控蛋白纯化芯片的检测系统，其特征在于：所述芯片本体(203)一端设有出口(107)，出口(107)上方具有软管接头(101)，软管(202)通过软管接头(101)与芯片本体(203)连接，软管(202)与蠕动泵(201)连接。
4.一种双纯化单元芯片，包括进样口(301)、A混合通道(302)、出口(303)软管接头(304)，其特征在于：所述进样口(301)上方有缓冲池，其中缓冲池内部暂存部分液体，A混合通道(302)其一端连接有A出口(303)，A出口(303)上端有软管接头(304)。
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