CN117619144A - 几种基于电场力除杂仪器或仪器核心部件设计及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供几种电场力除杂仪器或仪器核心部件设计其应用。仪器的优点如下：1、快速，可以瞬间去除杂电解质；2、被分离的物质纯度高；3、操作简单；4、外部条件易于控制，有利于生物大分子物质活性的保持；5、把目标物的分离和/或富集集于一体；6、大批量分离和/或富集目标物；7、降低对目标物的分离和/或富集的成本。其具体应用如下：在Pulldown实验、免疫沉淀实验(Immunoprecipitation，IP)、免疫共沉淀实验(Co‑Immunoprecipitation，Co‑IP)、染色质免疫沉淀法(Chromatin immunoprecipitation，ChIP)、RNA结合蛋白免疫沉淀法(RNA Binding Protein Immunoprecipitation，RIP)等实验中，有着广泛的应用；广泛用于蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)等的分离和/或富集。
Description
【技术领域】
本发明属于电场力除杂仪器或仪器核心部件设计及其应用，具体地提供几种基于电场力除杂分离和/或富集仪器或仪器核心部件设计。其应用包含但不限于：蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)分离和/或富集；在Pulldown实验、免疫沉淀实验(Immunoprecipitation，IP)、免疫共沉淀实验(Co-Immunoprecipitation，Co-IP)、染色质免疫沉淀法(Chromatin immunoprecipitation，ChIP)、RNA结合蛋白免疫沉淀法(RNABinding Protein Immunoprecipitation，RIP)等实验中，也有广泛的应用。
【背景技术】
随着基因组测序技术的发展，生物基因组的序列、结构和功能研究飞速发展，而获得高纯度、高含量和高完整度的生物基因组DNA是基因组测序技术得以应用的首要前提。随着生物学的发展基因的转录产物RNA的研究也越来越受到研究者们的青睐。
越来越多的DNA、RNA以及两者共提的仪器被开发出来。具体来说，一些以功能化的磁性纳米材料为仪器设计基础开发出一些半自动化和/或自动化的核酸提取仪器，并被市场化。其优点：1、自动化，节省人力成本；2、一次可以处理多个生物样本。但是也存在缺点：1、步骤繁琐耗时；2、成本高；3、不能大批量提取核酸。
近年来，随着人类基因组计划的完成，解析庞大的人类基因组信息的工作也被提到日程上。蛋白质作为基因转录和翻译的产物，也拥有巨大的生物学信息，开展蛋白质组学的研究，获取蛋白质表达水平的信息备受研究者的青睐与重视。作为蛋白质组学研究的前提和基础，蛋白质的分离纯化具有非常重要的生物学意义。目前，研究者利用蛋白质分子自身的性质差异开发出一系列的蛋白质分离和/或富集的仪器。现有的用于分离纯化蛋白质的装置主要采用层析柱来完成，层析柱主要有两种材质：有机玻璃和玻璃，前者使用较多，后者使用较少，直径从几厘米到几十厘米，体积从几十毫升到几百升不等，中间根据用途不同，装载不同的颗粒填料，通常配以硅胶管、硬质塑料管和蠕动泵，通过蠕动泵的压力输送，将溶液泵过层析柱，从而达到层析目的。但是这些仪器也存在缺点：1、容易出现干柱问题，由于溶液输送是通过蠕动泵送到层析柱上端进液管路中而实现，这种方式容易出现因溶液用完而蠕动泵未停止出现干柱现象。2、成本高，因为每个层析柱都需要一个蠕动泵。3、耗时长，效率低。4、操作繁复，不利于集成化。
在Pulldowr实验、IP实验、Co-IP实验、ChIP实验、RIP等实验中都需要制备纯的微球(Beads)或纳米材料与抗体或蛋白质分子探针复合物，以及分子探针结合到目标物后，由于微球或纳米材料表面的化学基团性质和/或非常大的比表面积存在非专一性的吸附而让实验止步不前。
本发明克服传统仪器的缺点，而且还能解决一些实验中遇到的困难，其原理是基于带电荷离子在电场内受电场力作用而去除杂电解质，提供一些价廉、快速、操作简便的去除非特异性吸附杂电解质的仪器或仪器的核心部件及其应用。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有仪器中存在的不足，提供几种通过电场力去除非专一性吸附杂电解质质的仪器或仪器的核心部件以及其应用：在蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)分离和/富集方面有着广泛的应用；在Pulldown实验、IP实验、Co-IP实验、ChIP实验、RIP等实验中，也有广泛的应用等。
如权利要求1所述，几种基于电场力除杂的仪器或仪器的核心部件设计及其应用，其特征在于：
a)把结合目标物的基质控制在一定的区域内，通过电场力让带电荷的杂质离开该区域；
b)制备纯的基质-和/或(连接物1)-和/或(连接物2))-和/或......-和目标物；
c)和/或基质-和/或(连接物1)-和/或(连接物2))-和/或......-和分子探针与底物作用后，通过调节电场力大小，让被吸附的杂质，按照吸附力由小到大依次脱离；
d)和/或用洗脱液将目标物从基质上洗脱下来。
出于本发明的目的，术语“基质”表示能够特异性结合目标物的固态物质，包含但不限于：各种商业化分离和/或富集DNA、RNA、蛋白质的微球、磁性微球、纳米材料等。
出于本发明的目的，术语“目标物”表示需要分离和/或富集的物质，如：核酸(DNA和RNA等)、蛋白质、糖类等。
出于本发明的目的，术语“核酸”表示包含但不限于：天然，优选分离的、线性、支化或环状核酸如RNA，具体是mRNA、siRNA、miRNA、snRNA、tRNA、hnRNA、microRNA或核酶，DNA质粒DNA，线粒体DNA等。
出于本发明的目的，术语“分子探针”表示被固定在基质上的生物大分子且能识别底物并与之结合。
如权利要求2所述，为了实现目标物和杂电解质的分离，实现形式包含但不限于：
i)在电场力的作用下，结合目标物的基质(直径D1)保留在胶(孔径D2)外，杂电解质(直径D3)进入胶内，其中，D1＞D2＞D3；
ii)在电场力的作用下，结合目标物的基质(直径D1)保留在带有很多小孔(孔径D4)口袋内，杂电解质(直径D3)离开口袋，其中，D1＞D4＞D3；
iii)在电场力的作用下，结合目标物的基质吸附在磁铁或产生磁力的装置上，如电磁铁等，带电荷杂质向电场的两级方向移动。
假设目标物与基质的结合力为F1，电场给杂质的电场力为F2，杂质的吸附力为F3，当目标物和基质结合后，被固定在一定的区域内，在电场力的作用下，满足F1＞F2＞F3，杂质会被驱离这个特定的区域内，而让结合目标物的基质还停留在特定的区域内。
更具体的来说，如，把目标蛋白从混合蛋白中分离出来。首先，把含有目标蛋白的混合蛋白和商业化的微球(D约为45微米)孵育，让目标蛋白和微球结合在一起，离心，去除上清，并清洗微球。其次，把含有目标蛋白的微球放在10％非变性凝胶之间或孔径D约为3微米的小袋子里面，在电场力的作用下，目标蛋白和基质被保留在非变性凝胶之间或小袋子内，而杂电解质运动到凝胶内或小袋子外面，获得纯的目标蛋白和基质。最后，用洗脱液把目标蛋白洗脱下来或用于进一步实验。
如权利要求3所述，传递电场力的介质包含但不限于：液体、真空或稀薄空气等和权利要求4所述，提供电场力的电场：匀强电场或非匀强电场，以及权利要求2中所述的3中情况，可以自由组合成新的仪器和/或仪器的核心部件。如，液体、非匀强电场和凝胶组合成图1的仪器。
如权利要求5所述，其特征在于：进行1次或1次以上的电场力除杂。当杂电解质组成比较简单的时候，可以通过一次电场力除杂就可以除去杂电解质；当杂电解质比较复杂的时候，尤其是杂电解质为混合蛋白质，则需要进行2次电场力除杂，而且2次用的传递电场力的溶液PH不能相同，而且当2次电场力除杂的时候，2次液体的PH值在容许的范围内，差距越大，杂质被清除的越彻底。
如权利要求6所述，应用包含但不限于：蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)分离和/富集。可以把蛋白质、核酸、糖等结合到商业化的微球上，在电场力的作用下，把其他杂电解质除去。
目标物通过分子标签结合到商业化的微球上，包含但不限于：蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)分离和/富集。更具体的说，目标物含有的标签包含但不限于：糖蛋白或糖肽的糖链、磷酸化蛋白质或磷酸化肽的磷酸基团、泛素化蛋白的泛素基团、糖上的羟基、核酸包括DNA、RNA等上的羟基、HIS标签(6个组氨酸残基组成的融合标签)、Flag-tag标签(8个氨基酸的亲水性多肽(DYKDDDDK)组成的融合标签)、AviTag重组蛋白标签(15个氨基酸的短肽组成的融合标签)、SNAP-Tag重组蛋白标签(是从人的O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移(O6-alkylguanine-DNA-alkyltransferase)获得)、GST重组蛋白标签(谷胱甘肽标签)标签、C-Myc重组蛋白标签(含有11个氨基酸的小标签)等。目标物通过标签结合到微球或是磁性纳米材料上，形成新的复合物。
更具体来说，与本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件可用于糖肽或糖蛋白的分离和/富集。与本发明相关的糖肽和/或糖蛋白富集方法包含但不限于：凝集素亲和层析法、酰肼法、硼酸法、二氧化钛(TiO2)富集法、亲水作用液相色谱(HILIC)等。
凝集素亲和层析法，通常将凝集素固定在琼脂糖、二氧化硅或多羟基聚合物等支持物上，凝集素会特异性的识别底物糖蛋白或糖肽上的糖链，并结合，经过层析柱去除吸附的非糖蛋白和/或非糖肽。
酰肼法，聚糖的顺式二羟基被高碘酸盐氧化，然后与固定有酰肼基团的树脂发生共价偶联。与凝集素亲和法相反，酰肼捕获是非特异性的，可以富集所有糖缀合物。
硼酸法，硼酸能够与含1-2和1-3顺式二羟基的糖类(例如甘露糖、葡萄糖和半乳糖)发生共价但可逆的化学反应，进而形成稳定的环酯。硼酸识别聚糖是非特异性的，即可以识别有各种分支的聚糖，也可以识别线性聚糖，还可以识别单糖，从而能够无偏嗜地富集各种N-和O-连接的糖肽。
能够分离和/或富集糖蛋白或糖肽的微球、磁性微球、纳米材料也可以用来分离和/或富集糖类。同样也可以用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件去除非特异性吸附的杂蛋白或核酸等。
二氧化钛(TiO2)富集法，TiO2因其对唾液酸的亲和力而被用于糖肽富集。由于磷酸肽和糖肽都与TiO2结合，因此通过磷酸酶(NEB提供Lambda蛋白磷酸酶可用于蛋白去磷酸化)预处理去除磷酸修饰有利于提高糖肽的富集效率。
亲水作用液相色谱(HILIC)法是一种很有前景的分离及富集方法，能分离糖蛋白及来源于糖蛋白的的糖肽和聚糖。HILIC的特点是使用基于阳离子交换、阴离子交换、两性离子相互作用和琼脂糖凝胶的亲水固定相，和相对疏水的有机流动相。由于结构中具有亲水性的碳水化合物部分的影响，糖肽能够被更牢固地结合在HILIC柱上，从而与糖蛋白水解消化产物中的非糖基化肽发生分离。糖肽中寡糖的亲水性使其成为HILIC分离的绝佳对象。
如上所述的各种糖蛋白或糖肽分离和/或富集法有共同的特点：糖蛋白或糖肽能结合到功能化的基质上，也都存在非特异性的吸附。可以用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件除去非特异性吸附的非糖蛋白。
更具体来说，与本发明相关的磷酸化蛋白或磷酸化肽的分离和/富集方法包含但不限于：固相金属离子亲和色谱法(immobilized metal affinity chromatograph，IMAC)和金属氧化物亲和色谱法(metal oxide affinity chromatography，MOAC)。
IMAC：利用过渡态金属阳离子，如Fe3+、Ga3+、Zr4+等，作为亲和试剂，与阴离子结合。Ti4+离子是该类试剂中新兴的应用。这些金属阳离子通过螯合作用，固定在具有磁性的磁珠或硅颗粒上，从而在去除非磷酸化肽段的过程中能够保留磷酸化的肽段。
MOAC：利用氧化金属可以和磷酸根基团中的氧结合的特性进行磷酸化肽段的富集。钛的氧化物(TiO、Ti2O3、TiO2)是最常用的MOAC试剂，此外Fe3O4也比较常见。
如上所述的2种磷酸化蛋白或磷酸化肽分离和/或富集法有共同的特点：磷酸化蛋白或磷酸化肽能结合到功能化的基质上，也都存在非特异性的吸附。可以用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件除去非特异性吸附的杂蛋白。
更具体来说，与本发明相关的核酸分离和/富集方法包含但不限于：功能化的微球、磁性微球和纳米材料能特异性识别和高效结合核酸(DNA、RNA等)，从而分离和/富集核酸。但是也会产生非特异性的吸附，尤其是吸附蛋白质。可以用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件除去非特异性吸附的蛋白质。
更具体来说，与本发明相关的存在抗体蛋白分离和/富集方法包含但不限于：功能化的微球、磁性微球和纳米材料结合抗体，然后，含有底物蛋白的蛋白质提取混合物孵育，形成新的功能化的微球或纳米材料-蛋白A/G或二抗-抗体-蛋白质复合物。可以用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件除去非特异性吸附的杂蛋白。其中，传统泛素化蛋白分离和/或富集方法也属于抗体和抗原特异性识别免疫反应的原理。
如权利要求7所述，其应用包含但不限于：Pulldown实验、免疫沉淀实验(Immunoprecipitation，IP)、免疫共沉淀实验(Co-Immunoprecipitation，Co-IP)、染色质免疫沉淀法(immunoprecipitation，ChIP)、RNA结合蛋白免疫沉淀法(RNABinding Protein Immunoprecipitation，RIP)等。
在Pulldown实验中，需要预先制备纯的微球或纳米材料与带有分子标签的蛋白质A形成的复合物而不能让杂蛋白吸附在复合物上。具体的来说，通过基因分子重组工程把连接微球或纳米与蛋白质A的标签添基因连接到表达系统基因组内(四大蛋白质表达系统：大肠杆菌表达系统、酵母表达系统、昆虫细胞表达系统和哺乳动物表达系统)，表达重组蛋白，非变性地裂解细胞或是收集表达在上清中的重组蛋白，把功能性的微球或纳米材料加入被裂解细胞的混合物或是含有重组蛋白的上清中，孵育，形成微球或纳米材料与蛋白质A的复合物。用本发明提供的去除杂电解质的方法去除杂蛋白，从而制备纯的微球或纳米材料与蛋白质A复合物。如果，杂蛋白没有去除干净，会让实验止步不前或极大降低后续的分析工作和/或实验工作。然后，把该复合物加入待分析的蛋白质提取混合物中孵育，使与蛋白质A相互作用的蛋白质B、和/或蛋白质C、和/或蛋白质D......等结合形成新的复合物，再次用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件，去除被吸附的杂蛋白质。这样会极大降低后续的分析和验证工作。
在IP实验中，抗体与细胞裂解液或表达上清中相应的蛋白结合后，再与蛋白A/G(ProteinA/G)或二抗偶联的微球或纳米材料孵育，通过离心得到微球或纳米材料-蛋白A/G或二抗-抗体-目的蛋白复合物，和/或沉淀经过洗涤后，用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件去除被吸附的杂蛋白。这样会极大降低后续的分析和验证工作。
在Co-IP实验中，当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质-蛋白质间的相互作用被保留了下来。当用预先固化在功能性的微球或纳米材料上的蛋白质A的抗体免疫沉淀A蛋白，那么与A蛋白在体内结合的B蛋白也能一起沉淀下来。再通过蛋白变性分离，对B蛋白进行检测，进而证明两者间的相互作用。形成新的微球或纳米材料-蛋白质A抗体-蛋白质A-蛋白质B的复合物上也会吸附一些杂蛋白，用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件去除被吸附的杂蛋白。这样会极大降低后续的分析和验证工作。
在ChIP实验中，其基本原理是在活细胞状态下固定蛋白质-DNA复合物，并将其随机切断为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过免疫学方法沉淀此复合物，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。形成新的微球或纳米材料-蛋白A/G或二抗-抗体-蛋白质-DNA的复合物上也会吸附一些杂蛋白，用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件去除被吸附的杂蛋白。这样会极大降低后续的分析和验证工作。
在RIP实验中，其基本原理是在细胞内蛋白质-RNA复合物，然后通过免疫学方法沉淀此复合物，特异性地富集目的蛋白结合的RNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得蛋白质与RNA相互作用的信息。形成新的微球或纳米材料-蛋白A/G或二抗-抗体-蛋白质-RNA的复合物上也会吸附一些杂蛋白，用本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件去除被吸附的杂蛋白。这样会极大降低后续的分析和验证工作。
如权利要求8所述，从实现形式、传递电场力的介质和电场的性质中，分别任选其中的一种情况和/或一种以上情况可以自由组合成新仪器和/或新仪器的核心部件。
举一个具体的例子来说明自由组合形成的新仪器或新仪器的核心部件，从把结合目标物的基质固定在3种特定的区域内：1、凝胶之间；2、带有微孔的小袋子内；3、磁性装置的磁场范围内，之中选出一种，如选择2。再从传递电场力的介质中选出液体和真空或稀薄空气组合，最后，选择匀强电场。从电场向看，从正极-真空或稀薄空气-液体-真空或稀薄空气-负极的传递顺序。把吸附杂电解质的结合目标物的基质放入带有微孔的小袋子内，在接通电源时，杂电解质向两级方向移动，而结合目标物的基质被保留在小袋子内，把小袋子从液体中取出就可以把杂电解质除去了。此种新的仪器可以大批量去除被吸附的杂电解质。因为电场力在某个点上，电场力大小是恒定的，尤其是在匀强电场里面，每个位置所受电场力大小是相同的。
如权利要求9所述，其特征在于：胶包含但不限于：琼脂糖凝胶、变性聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)、非变性聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)等。凝胶的作用：1、吸收被电场力去除的杂质，防止杂质再次吸附到目标物和基质的复合物上；2、把基质和目标物阻挡在凝胶外。如果，胶的浓度太大，胶的孔径小，杂质进入胶内需要的时间长；如果，胶的浓度小，孔径大，容易让杂质扩散到胶外，再次吸附到目标物和基质的复合物上，更甚至，能把目标物和基质的复合物也进入凝胶内。
所以，凝胶的浓度需要在一个合适的范围内，0.5％～3％的琼脂糖凝胶、5％～20％SDS-PAGE、5％～20％非变性SDS-PAGE等。更优选的凝胶浓度分别为：1％～2％的琼脂糖凝胶、10％～12％SDS-PAGE、10％～12％非变性SDS-PAGE等。
如权利要求10所述，其特征在于：当目标物为活性蛋白质的时候，其分离条件如下：
-液体中不能含有超过让生物大分子活性降低的变性剂的浓度，如：液体中不含有十二烷基磺酸钠(SDS)，或使其含量极低；
-和/或液体中含有蛋白质抑制剂，如：苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonylfluoride or phenylmethylsulfonyl fluorid，PMSF)、胃蛋白酶抑制剂(pepstantin)、亮抑蛋白酶肽(leupeptin)、胰蛋白酶抑制剂(aprotinin)、混合蛋白酶抑制剂、EDTA、乙二胺四乙酸二钠等；
-和/或液体中含有蛋白质保护剂，如：一元醇为甲醇或乙醇，二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇，三元醇为丙三醇，二醇聚合物为聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇于丙二醇的共聚物，多羟基单糖为葡萄糖、果糖、甘露糖、木糖，二糖为蔗糖、乳糖、麦芽糖，多糖为淀粉、葡聚糖等。优选的是甘油；
-和/或温度控制在0℃-25℃，温度最优为4℃；
-和/或用琼脂糖凝胶或非变性PAGE等吸收杂电解质。
如根据权利要求11所述，一种自动化去除杂质装置，所述装置包含：液体加注/吸移组件、温控组件、检测器及检测系统检测器、测量系统和信号处理系统、以及与上述组件连接的控制器等。
本发明提出的除杂仪器或仪器核心部件及其应用至少能产生如下有益效果：
1.操作简单，省时，杂电解质可以瞬间去除；
2.被分离和/富集的目标物纯度高；
3.外部条件易于控制，有利于生物大分子活性的保持；
4.把目标物的分离和/富集过程集于一体；
5.大批量分离和富集目标物；
6.降低分离和/富集的目标物的成本；
7.分离和/或富集蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)等；
8.在Pulldown实验、IP实验、Co-IP实验、ChIP实验、RIP实验中等，有着广泛的应用。
【附图说明】
图1是基质和目标物置于凝胶之间的仪器示意图；
图2是电场力除杂后，DNA和RNaseA的凝胶电泳图；
图3是基质和目标物保留在带有微孔的袋子里的仪器示意图；
图4是电场力除杂后，蛋白质凝胶电泳图；
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述，这些描述仅用于帮助理解本发明。
实施例1——目标物和基质留在胶外，杂质进入胶内，液体传导电场力的除杂仪器设计
如前所述，取200ul Boric Acid Beads 4FF(常州天地人和生物科技有限公司，粒径：45um～165um)加到200ul含有50mM NH4HCO3、225ng/ul DNA和5ng/uL RNase A(非糖蛋白)溶液中，室温，孵育2小时，3000rpm离心1分钟，弃上清，将基质和DNA复合物置于如图1所示的SLS-PAGE胶之间，120V，电泳2分钟后，分别取2份5ul被电场力除杂后的Boric AcidBeads 4FF，沸水煮10分钟，分别跑1％的琼脂糖凝胶和10％的SDS-PAGE胶。
由图2结果可见，DNA被保留在Beads上，RNaseA没有任何残留。说明：本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件能把DNA和RNase A分离。
实施例2——目标物和基质留在口袋内，杂质移向两极，液体传导电场力的除杂仪器设计
如前所述，取20ul Ni NTABeads 6FF(常州天地人和生物科技有限公司，粒径：45um～165um)加到200ul含有50mM NH4HCO3、831ng/uL表达纤连蛋白的大肠杆菌蛋白提取物中，4℃，孵育2小时。在4℃时，3000rpm离心1分钟，弃上清，将沉淀物加入孔径为3um尼龙滤膜(上海兴亚净化材料厂)的口袋内，把口袋置于PH 8.0电泳液中，整体放入400伏特的仪器中(见图3)除杂，大约5秒钟。再把口袋置于PH 9.0电泳液中，整体放入400V的仪器中除杂，大约5秒钟。取1份被电场力除杂后的Ni NTA Beads 6FF，沸水煮10分钟，跑10％的SDS-PAGE胶。
由图4结果可见，纤连蛋白被保留在Beads上，其他杂蛋白没有残留。说明：本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件能把非特异性吸附的蛋白质去除。
由上述实验结果可知，本发明提供的除杂仪器或仪器核心部件具有除杂效果好、操作简单，省时、外部条件易于控制、有利于保持生物大分子的生物活性等优点，且有广泛的应用。
Claims (11)
1.几种基于电场力除杂仪器或仪器的核心部件设计及其应用，其特征在于：
a)把结合目标物的基质控制在一定的区域内，通过电场力让带电荷的杂质离开该区域；
b)制备纯的基质-和/或(连接物1)-和/或(连接物2))-和/或......-和目标物；
c)和/或基质-和/或(连接物1)-和/或(连接物2))-和/或......-和分子探针与底物作用后，通过调节电场力大小，让被吸附的杂质，按照吸附力由小到大依次脱离；
d)和/或用洗脱液将目标物从基质上洗脱下来。
2.根据权利要求1 a)所述，为了实现目标物和杂电解质的分离，实现形式包含但不限于：
i)在电场力的作用下，结合目标物的基质(直径D1)保留在胶(孔径D2)外，杂电解质(直径D3)进入胶内，其中，D1＞D2＞D3；
ii)在电场力的作用下，结合目标物的基质(直径D1)保留在带有很多小孔(孔径D4)口袋内，杂电解质(直径D3)离开口袋，其中，D1＞D4＞D3；
iii)在电场力的作用下，结合目标物的基质吸附在磁铁或产生磁力的装置上，如电磁铁等，带电荷杂质向电场的两级方向移动。
3.根据权利要求1 a)所述，传递电场力的介质包含但不限于：液体、真空或稀薄空气等。
4.根据权利要求1 a)所述，提供电场力的电场：匀强电场或非匀强电场。
5.根据权利要求1 a)所述，其特征在于：进行1次或1次以上的电场力除杂，其中，当1次以上电场力除杂时，每次所用液体的PH值都不能相等。
6.根据权利要求1 b)所述，应用包含但不限于：蛋白质、核酸(DNA、RNA等)、糖(单糖、寡糖和多糖等)分离和/富集。
7.根据权利要求1 c)所述，应用包含但不限于：Pulldown实验、免疫沉淀实验(Immunoprecipitation，IP)、免疫共沉淀实验(Co-Immunoprecipitation，Co-IP)、染色质免疫沉淀法(Chromatin immunoprecipitation，ChIP)、RNA结合蛋白免疫沉淀法(RNABinding Protein Immunoprecipitation，RIP)等。
8.根据权利要求1-4所述，从实现形式、传递电场力的介质和电场的性质中，分别任选其中的一种情况和/或一种以上情况可以自由组合成新仪器和/或新仪器的核心部件。
9.根据权利要求2所述，其特征在于：胶包含但不限于：琼脂糖凝胶、变性聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)、非变性聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)等，更优选的分别为：1％～2％的琼脂糖凝胶、10％～12％SDS-PAGE、10％～12％非变性SDS-PAGE等。
10.根据权利要求6所述，其特征在于：当目标物为活性蛋白质的时候，其分离条件如下：
-液体中不能含有超过让生物大分子活性降低的变性剂的浓度，如：液体中不含有十二烷基磺酸钠(SDS)，或使其含量极低；
-和/或液体中含有蛋白质抑制剂，如：苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonylfluoride or phenylmethylsulfonyl fluorid，PMSF)、胃蛋白酶抑制剂(pepstantin)、亮抑蛋白酶肽(leupeptin)、胰蛋白酶抑制剂(aprotinin)、混合蛋白酶抑制剂、EDTA、乙二胺四乙酸二钠等；
-和/或液体中含有蛋白质保护剂，如：一元醇为甲醇或乙醇，二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇，三元醇为丙三醇，二醇聚合物为聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇于丙二醇的共聚物，多羟基单糖为葡萄糖、果糖、甘露糖、木糖，二糖为蔗糖、乳糖、麦芽糖，多糖为淀粉、葡聚糖等。优选的是甘油；
-和/或温度控制在0℃-25℃，温度最优为4℃；
-和/或用琼脂糖凝胶或非变性PAGE等吸收杂电解质。
11.一种自动化去除杂质装置，所述装置包含：液体加注/吸移组件、温控组件、检测器及检测系统检测器、测量系统和信号处理系统、以及与上述组件连接的控制器等。
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