RU2547597C1 - Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides - Google Patents

Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides Download PDF

Info

Publication number
RU2547597C1
RU2547597C1 RU2013143783/10A RU2013143783A RU2547597C1 RU 2547597 C1 RU2547597 C1 RU 2547597C1 RU 2013143783/10 A RU2013143783/10 A RU 2013143783/10A RU 2013143783 A RU2013143783 A RU 2013143783A RU 2547597 C1 RU2547597 C1 RU 2547597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
glass
multichannel
hexagonal
capillaries
Prior art date
Application number
RU2013143783/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013143783A (en
Inventor
Юлия Сергеевна Скибина
Валентин Иванович Белоглазов
Валерий Викторович Тучин
Дмитрий Валерьевич Капустин
Анна Игоревна Простякова
Original Assignee
Юлия Сергеевна Скибина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юлия Сергеевна Скибина filed Critical Юлия Сергеевна Скибина
Priority to RU2013143783/10A priority Critical patent/RU2547597C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2013143783A publication Critical patent/RU2013143783A/en
Publication of RU2547597C1 publication Critical patent/RU2547597C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: group of inventions relates to multi-channel devices, modified by nanocarriers of aniline-containing polymers. Claimed are: a multi-channel nozzle for the extraction of nucleic acids, proteins, peptides and a method of production of a multi-channel element, included in the composition of the multi-channel nozzle. The nozzle consists of a glass hexagonal multi-channel array, which includes multi-channel elements from a multitude of parallel capillaries. A sorption layer, which consists of one to three polymeric nanolayers, is applied on the internal surface of the capillaries. A multi-channel element is made with a protective framing from several rows of glass rods. The glass hexagonal multi-canal array consists of the laid repeatedly extended single multi-channel elements with the diameter of capillaries from 1 mcm and more, working surface to 500 cm2, volume to 500 mcl. The method of the multi-channel element production includes the assembly of glass tubes into a multi-channel pack, fastening one of its ends in a supply unit grip, heating of the other end in a furnace with the formation of a bulb and extension to a required size. In order to obtain the structures with the diameter of the channel of the order and less than 1 mcm in the process of moulding the repeated extension of the multi-channel elements, preliminarily formed by laying the elements of the hexagonal shape, is realised.
EFFECT: inventions ensure carrying out the express-extraction and purification of both nucleic acids and proteins, peptides, as well as ensure the high reproducibility of results.
5 cl, 6 dwg, 3 tbl, 9 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной биологии, к аналитической химии, фармакологической биотехнологии, а именно к многоканальным устройствам, модифицированным нанослоями анилинсодержащих полимеров, и к технологии твердофазной экстракции нуклеиновых кислот, белков, пептидов на основе многоканальных структур, модифицированных слоями полимеров, и может быть использовано в процедурах одностадийного разделения смесей, содержащих нуклеиновые кислоты, белки, пептиды при выделении указанных компонентов из биологических образцов для последующего проведения молекулярно-биологических исследований в лабораториях молекулярно-генетического профиля.The invention relates to the field of molecular biology, to analytical chemistry, pharmacological biotechnology, in particular to multichannel devices modified by nanolayers of aniline-containing polymers, and to the technology of solid-phase extraction of nucleic acids, proteins, peptides based on multichannel structures modified by polymer layers, and can be used in single-stage separation procedures for mixtures containing nucleic acids, proteins, peptides when these components are isolated from biological samples A subsequent conduct molecular biological research in the laboratories of molecular genetic profile.

Известны различные микроколоночные методы биосепарации, основанные на использовании спин-колонок или картриджей, пропускание через которые мобильной фазы (т.е. элюента) осуществляют за счет воздействия центробежной силы в центрифуге. Такие микроколонки содержат немодифицированные кремнеземы, модифицированные кремнеземы (с использованием низкомолекулярных и высокомолекулярных модификаторов), синтетические мембраны, полимерные монолиты, полимерные или стеклянные капилляры и т.д.Various microcolumn bioseparation methods are known based on the use of spin columns or cartridges, through which the mobile phase (i.e., the eluent) is transmitted through the action of centrifugal force in a centrifuge. Such microcolumns contain unmodified silica, modified silica (using low molecular weight and high molecular weight modifiers), synthetic membranes, polymer monoliths, polymer or glass capillaries, etc.

Как правило, способы разделения и выделения биополимеров основаны на различной растворимости нуклеиновых кислот, белков и полисахаридов. Несмотря на их эффективность, большинство методов разделения многостадийны, трудоемки и часто сопровождаются потерями выделяемого компонента. Это является следствием того, что такие методы основываются на концепции «улавливания» и «удерживания» целевого биополимера сорбентом из смеси на первом этапе разделения с последующей отмывкой от примесей и элюцией целевого компонента из сорбционного материала на последующих этапах.Typically, methods for separating and isolating biopolymers are based on different solubilities of nucleic acids, proteins, and polysaccharides. Despite their effectiveness, most separation methods are multi-stage, time-consuming and often accompanied by losses of the excreted component. This is a consequence of the fact that such methods are based on the concept of “capture” and “retention” of the target biopolymer by the sorbent from the mixture at the first separation stage, followed by washing from impurities and elution of the target component from the sorption material at the subsequent stages.

Известен способ и устройство для молекулярной сепарации и экстракции нуклеиновых кислот US 7.943.393 В2 и US 6.451.260 В1, в котором используют спин-колонки, в виде полипропиленовой трубки с одним или несколькими слоями адсорбента (стекловолокна, стеклянных шариков, полимерных гранул, частиц кремнезема, модифицированных силанами или полимерами и т.д.). В этом патенте представлена реализация классического многостадийного принципа сепарации биомолекул на основе спин-колонок (картриджей), содержащих сорбционный материал, обратимо удерживающий целевой сорбат. Пропускание образца и элюентов (буферных растворов) через спин-колонку (следующим за этапом инкубации) осуществляется путем ее раскручивания на центрифуге до определенной скорости или под действием пониженного или избыточного давления. Процесс выделения, очистки нуклеиновой кислоты в этих случаях основан на способности нуклеиновых кислот обратимо адсорбироваться на поверхности сорбента. Таким образом, спин-колонки имеют, по крайней мере, два существенных недостатка: необходимость использования центрифуги (или специального насоса) и дороговизна автоматизации процесса выделения (очистки) вследствие многостадийности процесса. Кроме того, следует отметить, что такой традиционный подход к выделению нуклеиновых кислот исключает возможность одновременного выделения суммарной белковой фракции (тем более отдельных фракций белков или пептидов) из образца (за счет низкой в этих случаях селективности поверхности адсорбента).A known method and device for molecular separation and extraction of nucleic acids US 7.943.393 B2 and US 6.451.260 B1, which use spin columns in the form of a polypropylene tube with one or more layers of adsorbent (glass fiber, glass beads, polymer granules, particles silica modified with silanes or polymers, etc.). This patent describes the implementation of the classical multi-stage principle of separation of biomolecules based on spin columns (cartridges) containing sorption material that reversibly holds the target sorbate. The passage of the sample and eluents (buffer solutions) through the spin column (following the incubation step) is carried out by spinning it in a centrifuge to a certain speed or under the influence of reduced or excess pressure. The process of isolation and purification of nucleic acid in these cases is based on the ability of nucleic acids to be reversibly adsorbed on the surface of the sorbent. Thus, spin columns have at least two significant drawbacks: the need to use a centrifuge (or a special pump) and the high cost of automating the separation (cleaning) process due to the multi-stage process. In addition, it should be noted that such a traditional approach to the isolation of nucleic acids excludes the possibility of simultaneous isolation of the total protein fraction (especially of individual fractions of proteins or peptides) from the sample (due to the low selectivity of the adsorbent surface in these cases).

Изготовление многоканальных структур реализуется по волоконной технологии, классические моменты которой описаны в ряде книг [В.Б. Вайнберг, Д.К. Саттаров «Волоконная оптика», Москва, 1965; Н.С. Капани «Волоконная оптика, принципы и применения», Лондон, 1967]. Известные способы волоконной технологии включают изготовление многоканальных структур за счет вытяжек стеклянных трубок, укладки и вновь перетяжки до уменьшения диаметров каналов с последующим спеканием, например GB-PS 1.064.072. В устройстве по патенту US-PS 4.127.398 изложен способ изготовления многоканальных трубчатых структур, где описывается сборка трубок в пакет определенного поперечного сечения, многократная перетяжка в гексагональную структуру до требуемых геометрических размеров, заполнение газом с одновременной запайкой торцов и спекания в трубке. В US-PS 4.010.019, US-PS 4.127.398 описываются сборка трубок, нагрев, перетяжка и формование гексагональной структуры. Известен способ изготовления патент РФ RU№2096353 и DE 4.411.330 А1, в котором изложен способ изготовления многоканальной жесткой структуры или элемента. Способ включает сборку стеклотрубок в пакет-заготовку, закрепление одного конца в захвате узла подачи, нагревание в печи другого конца с образованием луковицы, и формование, отличающийся тем, что в процессе формования осуществляется образование цилиндрической части структуры или элемента путем герметизации пакета стеклотрубок с последующей усадкой при разрежении, а затем вытягивание стекломассы вверх или вниз в зависимости от заданной формы боковой поверхности.The manufacture of multichannel structures is implemented using fiber technology, the classical moments of which are described in a number of books [V. B. Weinberg, D.K. Sattarov "Fiber Optics", Moscow, 1965; N.S. Kapani "Fiber optics, principles and applications", London, 1967]. Known methods of fiber technology include the manufacture of multichannel structures by extracting glass tubes, laying and again constricting to reduce the diameter of the channels, followed by sintering, for example GB-PS 1.064.072. The device according to US-PS 4.127.398 describes a method for manufacturing multichannel tubular structures, which describes the assembly of tubes into a bag of a certain cross section, repeated hauling into the hexagonal structure to the required geometric dimensions, filling with gas while sealing the ends and sintering in the tube. US-PS 4.010.019, US-PS 4.127.398 describes tube assembly, heating, hauling and molding of a hexagonal structure. A known method of manufacturing a patent of the Russian Federation RU№2096353 and DE 4.411.330 A1, which sets forth a method of manufacturing a multi-channel rigid structure or element. The method includes assembling the glass tubes into a preform bag, securing one end in the gripper of the feed unit, heating the other end in the furnace with the formation of the bulb, and molding, characterized in that in the molding process the cylindrical part of the structure or element is formed by sealing the glass tube package with subsequent shrinkage during rarefaction, and then stretching the glass up or down, depending on the given shape of the side surface.

Недостатками известных технических решений являются: технологические проблемы в получении однородных структур с высокой степенью регулярности укладки. Не решены проблемы пограничной деформации капилляров в пакете. При перетяжках возникают разрывы структуры, что недопустимо для многих применений. Технология изготовления, описанная выше, не позволяет получать структуры с диаметрами каналов менее 1 мкм из-за проблем с укладкой шестигранных элементов, сторона которых The disadvantages of the known technical solutions are: technological problems in obtaining homogeneous structures with a high degree of regularity of laying. The problems of the boundary deformation of capillaries in a packet are not solved. With constrictions, breaks in the structure occur, which is unacceptable for many applications. The manufacturing technology described above does not allow to obtain structures with channel diameters less than 1 μm due to problems with laying hexagonal elements, the side of which

становится рифленой, и укладывать такие структуры с соблюдением условий регулярности невозможно, поскольку появляется сдвиг укладываемых структур.becomes corrugated, and it is impossible to lay such structures in compliance with regularity conditions, since a shift of stacked structures appears.

В патенте US 7.118.671 В2 описана поликапиллярная хроматографическая колонка и способ ее изготовления. Согласно этому патенту, поликапиллярная хроматографическая колонка содержит множество изолированных друг от друга параллельных каналов, стенки которых с внутренней стороны покрыты сорбентом, а наружными сторонами сплавлены со стенками соседних каналов. Особенностью колонки является то, что она выполнена в виде совокупности модулей различного уровня, при этом модуль самого низкого уровня представляет собой гексагонально упакованную и имеющую в поперечном сечении вид правильного шестиугольника совокупность каналов, являющуюся результатом совместного вытягивания пучка капилляров в размягченном состоянии. Модуль каждого более высокого уровня представляет собой гексагонально упакованную и имеющую в поперечном сечении вид правильного шестиугольника совокупность модулей предыдущего уровня, являющуюся результатом их совместного вытягивания в размягченном состоянии. Способ изготовления колонок заключается в осуществлении нескольких стадий вытягивания пакетов заготовок, каждая из которых является результатом вытягивания на предыдущей стадии и разрезания получаемого при вытягивании изделия на части определенной длины - заготовки. Недостатком этой конструкции и технологии являются низкие пористость и прочность структуры.US Pat. No. 7,118,671 B2 describes a multicapillary chromatographic column and a method for its manufacture. According to this patent, a multicapillary chromatographic column contains a plurality of parallel channels isolated from each other, the walls of which are coated with a sorbent on the inside and fused with the walls of adjacent channels on the outside. The peculiarity of the column is that it is made in the form of a set of modules of various levels, while the module of the lowest level is hexagonally packed and having a cross section of the shape of a regular hexagon, a set of channels resulting from joint stretching of the capillary beam in a softened state. The module of each higher level is a hexagonally packed and having in cross section the form of a regular hexagon, the set of modules of the previous level, which is the result of their joint stretching in a softened state. A method of manufacturing columns consists in the implementation of several stages of drawing packages of blanks, each of which is the result of drawing in the previous stage and cutting obtained when pulling the product into parts of a certain length - the workpiece. The disadvantage of this design and technology is the low porosity and strength of the structure.

Вышеизложенные способы не позволяют получать однородные структуры с хорошими границами спекания, в структурах наблюдаются деформации каналов, сдвиг укладки, низкая пористость из-за наличия множества обрамлений единичных блоков и отсутствие гарантированной защитной оболочки структуры в целом.The above methods do not allow to obtain homogeneous structures with good sintering boundaries, channel deformations, stacking shear, low porosity due to the presence of many frames of single blocks and the absence of a guaranteed protective shell of the structure as a whole are observed in the structures.

В патенте РФ RU№2300024 описано устройство, которое может быть использовано в средствах для перекачивания малых количеств жидкости, без движущихся механических частей, использующих электрокинетический эффект. Микронасос содержит In the patent of the Russian Federation RU№2300024 a device is described that can be used in means for pumping small amounts of liquid without moving mechanical parts using the electrokinetic effect. The micropump contains

поликапиллярную структуру из неэлектропроводного материала со сквозными микроканалами, входы и выходы которых образуют входной и выходной торцы структуры. Такая структура, может быть изготовлена, например, по технологии, описанной в патентах RU №2096353, DE 4.411.330, US 3.923.426, RU №31859.polycapillary structure of non-conductive material with through microchannels, the inputs and outputs of which form the input and output ends of the structure. Such a structure can be made, for example, according to the technology described in patents RU No. 2096353, DE 4.411.330, US 3.923.426, RU No. 31859.

Наиболее близкими к предлагаемому решению является United States Patent Application Publication US 2007/0017870 A1 и US 2011/0092686 A1, в которых представлены наиболее эффективные методы разделения/выделения/очистки биополимеров, основанные на применении мультикапиллярных систем, модифицированных нанопокрытиями специфических полимеров или низкомолекулярных модификаторов.Closest to the proposed solution is the United States Patent Application Publication US 2007/0017870 A1 and US 2011/0092686 A1, which presents the most effective methods for separation / isolation / purification of biopolymers based on the use of multicapillary systems modified with nanocoatings of specific polymers or low molecular weight modifiers.

В них для разделения и очистки нуклеиновых кислот на внутренние поверхности стенок каждого капилляра наносят нерастворимый сорбционный материал, а затем монолитный капиллярный элемент устанавливают в соответствующий корпус полимерного наконечника. Для работы мультикапиллярное устройство используют со стандартными пипетками, шприцами или аналогичными аналитическими инструментами.In them, for the separation and purification of nucleic acids, insoluble sorption material is deposited on the inner surfaces of the walls of each capillary, and then a monolithic capillary element is installed in the corresponding housing of the polymer tip. For operation, a multicapillary device is used with standard pipettes, syringes, or similar analytical instruments.

Однако в указанных патентах представлены конструкции мультикапиллярных устройств и методы выделения, основанные на классической концепции связывания, т.е. на первой стадии нуклеиновые кислоты сорбируются на поверхности сорбента (в данном случае на внутренней поверхности капилляров), модифицированной различными стационарными фазами (в основном, неполимерными), затем проводится отмывка (элюция) нуклеиновых кислот. Согласно приведенным примерам пептиды, белки и другие биологические компоненты смеси удаляются на первой стадии, а нуклеиновые кислоты, которые осаждены на стенки капилляров, смываются соответствующим буфером на второй стадии.However, in these patents, the designs of multicapillary devices and isolation methods based on the classical concept of binding, i.e. at the first stage, nucleic acids are sorbed on the surface of the sorbent (in this case, on the inner surface of the capillaries) modified by various stationary phases (mainly non-polymer), then the nucleic acids are washed (eluted). According to the above examples, peptides, proteins and other biological components of the mixture are removed in the first stage, and nucleic acids that are deposited on the walls of the capillaries are washed off with an appropriate buffer in the second stage.

Задачей данного изобретения является получение многоканального биосепарирующего элемента на основе стеклянной многоканальной системы, впаянной в наконечник для The objective of the invention is to obtain a multi-channel bio-separating element based on a glass multi-channel system soldered to the tip for

механического дозатора, шприца или другого устройства, причем внутренние поверхности капилляров в указанной системе модифицированы нанопокрытием на основе полианилина или сополимера анилина с замещенным анилином, что обеспечивает разделение и очистку смесей нуклеиновых кислот и белков в одну стадию. Сорбционный слой состоит от одного до трех полимерных нанослоев, образующихся в результате проведения осадительной окислительной полимеризации анилина или его сополимеризации с 3-аминобензойной кислотой и имеющих толщину от 3 до 10 нм, а многоканальный элемент выполнен с защитным обрамлением из нескольких рядов стеклянных стержней, при этом единичный стеклянный шестигранный стержень имеет оболочку из легкоплавкого стекла, а стеклянный гексагональный многоканальный массив состоит из уложенных многократно вытянутых единичных многоканальных элементов с диаметром капилляров от 1 мкм и более, рабочей поверхностью до 500 см2, объемом до 500 мкл и дополнительных поверхностей в виде межканальных отверстий меньшего диаметра, при этом защитное обрамление может быть также выполнено в виде трубки, внутренняя геометрия которой выполнена под размеры и форму многоканального элемента.mechanical dispenser, syringe or other device, the inner surfaces of the capillaries in the specified system modified by nanocoating based on polyaniline or a copolymer of aniline with substituted aniline, which ensures the separation and purification of mixtures of nucleic acids and proteins in one stage. The sorption layer consists of one to three polymer nanolayers formed as a result of the precipitation oxidative polymerization of aniline or its copolymerization with 3-aminobenzoic acid and having a thickness of 3 to 10 nm, and the multichannel element is made with a protective frame of several rows of glass rods, while a single glass hexagonal rod has a shell of low-melting glass, and a glass hexagonal multichannel array consists of stacked repeatedly elongated single multichannels elements with a capillary diameter of 1 μm or more, a working surface of up to 500 cm 2 , a volume of up to 500 μl and additional surfaces in the form of interchannel holes of smaller diameter, while the protective frame can also be made in the form of a tube, the internal geometry of which is dimensioned and the shape of the multi-channel element.

Для получения полимермодифицированных многоканальных систем для одностадийного разделения биополимеров в качестве носителей изготавливают стеклянные многоканальные структуры с диаметрами каналов от 1 до 100 мкм, путем перетяжки гексагонального пакета многоканальных капилляров, по периметру которого укладывают один-три ряда стеклянных стержней обрамления, причем диаметр стержней сопоставим с размером по двойной апофеме многоканальных капилляров, единичный стеклянный стержень имеет оболочку из легкоплавкого стекла.To obtain polymer-modified multichannel systems for one-stage separation of biopolymers, glass multichannel structures with channel diameters from 1 to 100 μm are made as carriers by constricting a hexagonal packet of multichannel capillaries, along the perimeter of which one or three rows of glass framing rods are laid, the diameter of the rods being comparable with the size of the rods according to the double apothem of multichannel capillaries, a single glass rod has a shell of low-melting glass.

Заявляемая технология позволяет осуществлять укладку и перетяжку элементов с микроразмерами в структуре и наружными макроразмерами, что отличает ее от всех известных технологий, которые позволяют производить лишь две перетяжки, причем укладку The inventive technology allows for the laying and hauling of elements with micro-sizes in the structure and external macro-sizes, which distinguishes it from all known technologies that allow only two hauling, and styling

последней осуществляют из элементов с размером по двойной апофеме 0.4-0.6 мм. Для изготовления многоканальных структур с диаметрами каналов порядка и меньших 1 микрона основные трудности возникают именно из-за проблем с укладкой шестигранных элементов, сторона которых из-за многочисленных перетяжек становится рифленой, укладывать такие структуры с соблюдением условий регулярности очень сложно, обязательно появляется сдвиг структур в общем многоканальном массиве, а размер укладываемых многоканальных заготовок, меньших 1 мм, приводит к проблемам прямолинейности и закрутки элементов в пакете.the latter is carried out from elements with a double apofem size of 0.4-0.6 mm. For the manufacture of multichannel structures with channel diameters of the order of less than 1 micron, the main difficulties arise precisely because of problems with laying hexagonal elements, the side of which becomes corrugated due to numerous constrictions, it is very difficult to lay such structures in compliance with regularity conditions, a shift of structures in general multichannel array, and the size of stacked multichannel blanks smaller than 1 mm leads to problems of straightness and twisting of elements in the package.

Поэтому, учитывая вышеизложенные трудности, разработана принципиально новая технология изготовления многоканальных заготовок с микро- и наноразмерами каналов, изложенная в заявке. Главное отличие состоит в том, что она позволяет изготавливать промежуточные многоканальные элементы с наружными размерами, позволяющими без проблем сдвига и закрутки собирать пакеты с соблюдением всех требований укладки для следующих перетяжек. Многоканальные элементы получают укладкой элементов шестигранной формы, граничащих друг с другом диагональю, в углах которых располагают трехгранные заготовкиTherefore, taking into account the above difficulties, a fundamentally new technology for the manufacture of multichannel blanks with micro- and nanoscale channels, developed in the application, was developed. The main difference is that it allows the manufacture of intermediate multichannel elements with external dimensions, which make it possible to collect packages without any shear and twist problems in compliance with all the laying requirements for the following constrictions. Multichannel elements are obtained by laying hexagonal elements bordering each other with a diagonal, in the corners of which are located trihedral blanks

Техническим результатом изобретения является биосепарирующий элемент, содержащий модифицированную анилинсодержащим полимером стеклянный многоканальный массив, впаянный в наконечник для механического дозатора, шприц или другое устройство.The technical result of the invention is a bio-separating element containing a glass multichannel array modified with an aniline-containing polymer, soldered to a tip for a mechanical dispenser, a syringe or other device.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что стеклянный многоканальный элемент, состоящий из регулярного гексагонального многокапиллярного массива, по периметру которого уложены от одного до нескольких рядов стеклянных стержней обрамления, а в углах гексагонального массива вместо многоканальных капилляров размещены стержни обрамления, перетягивают до требуемых параметров каналов и наружного размера наконечника.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the glass multi-channel element, consisting of a regular hexagonal multi-capillary array, along the perimeter of which are laid one to several rows of glass framing rods, and framing rods are placed in the corners of the hexagonal array instead of multi-channel capillaries, are pulled to the required channel parameters and outer tip size.

Такое решение обрамления позволяет гарантированно получать защитное покрытие структуры без разрывов и обеспечивать герметичное впаивание стеклянного многоканального элемента без его перегрева и деформации в стандартный полипропиленовый наконечник или шприц. Таким образом, получают герметично впаянную в полипропиленовый наконечник многоканальный массив с воспроизводимыми геометрическими параметрами (длиной от 10 мм и более, диаметром канала от 1 мкм и более, объемом до 500 мкл и площадью поверхности до 500 см2).This solution to the frame allows you to guaranteedly obtain a protective coating of the structure without tearing and to ensure the tight soldering of the glass multi-channel element without overheating and deformation in a standard polypropylene tip or syringe. Thus, a multichannel array sealed in a polypropylene tip is obtained with reproducible geometric parameters (length from 10 mm or more, channel diameter from 1 μm or more, volume up to 500 μl and surface area up to 500 cm 2 ).

Также технический результат достигается способом получения структур с диаметром канала до 1 мкм, который включает многократные перетяжки структур, предварительно сформированных укладкой элементов шестигранной формы, граничащих друг с другом диагональю, в углах которых располагают трехгранные заготовки, а количество элементов на стороне трехгранника m=(n-1)/2, где n - количество элементов на диагонали шестигранника, причем все пакеты первой или многократной перетяжки с изоляцией торца силиконовым герметиком или клеем. Заданный профиль поперечного сечения многоканального элемента определяется профилем вытягиваемого пакета. При этом сначала вытягивают капилляры необходимого профиля и необходимой пористости. Затем из них формируют пакеты трехгранной и шестигранной формы. Геометрическое подобие профиля сохраняется в процессе вытягивания пакета, чему способствует гексагональная в сечении укладка капилляров. Многоканальный элемент представляет собой множество отверстий, причем как форма отверстий, так и наружная геометрия могут быть цилиндрическими, гексагональными, прямоугольными, треугольными и т.д. Из многоканальных элементов, полученных в результате вытягивания пакета, может быть сформирован новый пакет трехгранной и шестигранной формы, и этот процесс повторяется. В результате формируют необходимые по размеру и форме каналы, например структуру со следующими характеристиками: длиной от 10 мм и более, Also, the technical result is achieved by the method of obtaining structures with a channel diameter of up to 1 μm, which includes multiple constrictions of structures previously formed by laying hexagonal elements bordering each other with a diagonal, in the corners of which are trihedral blanks, and the number of elements on the side of the trihedron is m = (n -1) / 2, where n is the number of elements on the diagonal of the hexagon, moreover, all packets of the first or multiple constriction with the insulation of the end face with silicone sealant or glue. The predetermined cross-sectional profile of the multichannel element is determined by the profile of the drawn package. In this case, the capillaries of the required profile and the necessary porosity are first pulled out. Then they form packages of trihedral and hexagonal shapes. The geometric similarity of the profile is maintained during the process of drawing the package, which is facilitated by the hexagonal laying of the capillaries. A multichannel element is a plurality of holes, both the shape of the holes and the external geometry can be cylindrical, hexagonal, rectangular, triangular, etc. From the multichannel elements obtained by pulling the packet, a new triangular and hexagonal packet can be formed, and this process is repeated. As a result, channels, necessary in size and shape, are formed, for example, a structure with the following characteristics: a length of 10 mm or more,

диаметром канала от 1 мкм и более, объемом до 500 мкл и площадью поверхности до 500 см2).a channel diameter of 1 μm or more, a volume of up to 500 μl and a surface area of up to 500 cm 2 ).

Также технический результат достигается способом нанесения полимерного нанопокрытия на внутреннюю поверхность капилляров в многоканальном элементе, заключающимся в нанесении от одного до трех полимерных нанослоев, образующихся в результате проведения осадительной окислительной полимеризации анилина или его сополимеризации с 3-аминобензойной кислотой, и имеющих толщину от 3 до 10 нм соответственно. В результате проведения указанной процедуры изменяют сорбционные свойства поверхности капилляров за счет образования устойчивого равномерного бездефектного биосовместимого полимерного покрытия на внутренней поверхности стенок капилляров, обеспечивающего высокую селективность в процессах разделения компонентов смесей биополимеров (нуклеиновых кислот, белков и пептидов) в одну стадию с одновременной их очисткой от примесей.The technical result is also achieved by the method of applying a polymer nanocoating on the inner surface of capillaries in a multichannel element, which consists in applying from one to three polymer nanolayers formed as a result of precipitating oxidative polymerization of aniline or its copolymerization with 3-aminobenzoic acid, and having a thickness of 3 to 10 nm, respectively. As a result of this procedure, the sorption properties of the surface of the capillaries are changed due to the formation of a stable, uniform, defect-free biocompatible polymer coating on the inner surface of the walls of the capillaries, which provides high selectivity in the processes of separation of components of mixtures of biopolymers (nucleic acids, proteins and peptides) in one stage with their simultaneous purification from impurities.

Указанные отличительные признаки существенны.These distinguishing features are significant.

Применение анилинсодержащего полимерного модификатора позволяет проводить быстрое одностадийное выделение и очистку нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), а также разделять компоненты белковой природы в зависимости от значения их пьезоэлектрической точки (pi) без добавления дополнительных органических компонентов в подвижную фазу и без использования дополнительного оборудования (насосы, центрифуги и т.д.). Нанослои биосепарирующего полимера обратимо удерживают белки, пептиды или другие органические молекулы, а выделяются лишь нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), при этом нуклеиновые кислоты не удерживаются поверхностью материала (исключается стадия элюции при выделении нуклеиновых кислот) за счет изменения структуры макромолекулы полимера при изменении pH среды. Более того, белки и пептиды затем могут быть последовательно десорбированы в The use of aniline-containing polymer modifier allows for quick one-step isolation and purification of nucleic acids (DNA, RNA), as well as the separation of protein components depending on the value of their piezoelectric point (pi) without adding additional organic components to the mobile phase and without the use of additional equipment (pumps centrifuges, etc.). Nanolayers of the bioseparating polymer reversibly retain proteins, peptides, or other organic molecules, and only nucleic acids (DNA and RNA) are secreted, while the nucleic acids are not retained by the surface of the material (the elution stage is eliminated when nucleic acids are isolated) due to a change in the structure of the polymer macromolecule with changing pH Wednesday. Moreover, proteins and peptides can then be sequentially stripped in

результате элюции буфером с повышенным значением pH без добавления дополнительных органических компонент в подвижную фазу.the result of elution with a buffer with a high pH value without adding additional organic components to the mobile phase.

Таким образом, предлагаемый биосепарирующий элемент является простым, экономически эффективным устройством, позволяющим проводить экспресс-выделение и очистку как нуклеиновых кислот, так и белков и пептидов, не требующим использования дорогих материалов или специального оборудования, а также обеспечивающим высокую воспроизводимость результатов, единообразие, согласованность и практически идентичные пути прохождения образца.Thus, the proposed bio-separating element is a simple, cost-effective device that allows for the rapid isolation and purification of both nucleic acids and proteins and peptides, does not require the use of expensive materials or special equipment, and also provides high reproducibility of results, uniformity, consistency and almost identical sample paths.

Таким образом, указанные отличительные признаки находятся в единой неразрывной связи, обеспечивая наличие причинно-следственной связи с техническим результатом, который достигается сочетанием указанных признаков.Thus, these distinguishing features are in a single inextricable relationship, providing a causal relationship with the technical result, which is achieved by a combination of these features.

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

1. Изготавливаем круглые стеклянные капилляры с наружным диаметром 1,2 мм и внутренним диаметром 1 мм в количестве 2107 штук и запаиваем один торец.1. We make round glass capillaries with an outer diameter of 1.2 mm and an inner diameter of 1 mm in the amount of 2107 pieces and seal one end.

2. Укладываем стеклянные капилляры с наружным диаметром 1,2 мм и внутренним диаметром 1 мм в пакет гексагональной формы. На стороне шестигранника располагаем 27 капилляров, на диагонали 53 капилляра, размер стороны 32,4 мм, размер диагонали 63,5 мм, размер по двойной апофеме 55,2 мм (выбирают такие размеры исходя из размеров нагреваемого пространства печи <75 мм), количество капилляров в пакете 2107 штук.2. We place glass capillaries with an outer diameter of 1.2 mm and an inner diameter of 1 mm in a hexagonal shape package. We have 27 capillaries on the hexagon side, 53 capillaries on the diagonal, 32.4 mm side size, 63.5 mm diagonal size, 55.2 mm double apofee size (choose such sizes based on the dimensions of the heated space of the furnace <75 mm), number capillaries in a package of 2107 pieces.

3. Нагреваем до температуры размягчения стекла и перетягиваем пакет в 10 раз в шестигранные заготовки с размером диагонали 6,4 мм, размером стороны 3,2 мм, размером по двойной апофеме 5,5 мм, количество каналов 2107 диаметром 100 мкм.3. Heat to glass softening temperature and drag the bag 10 times into hexagonal blanks with a diagonal size of 6.4 mm, a side size of 3.2 mm, a double apofem size of 5.5 mm, the number of channels 2107 with a diameter of 100 microns.

4. Запаиваем один торец 91 шестигранной заготовки.4. Solder one end face 91 of the hexagonal workpiece.

5. Укладываем полученные шестигранные заготовки в шестигранный пакет, количество шестигранников на диагонали 11, на стороне 6. Размер полученного пакета по диагонали 60,5 мм, по двойной апофеме 52,6 мм, количество шестигранников в пакете 91.5. We put the obtained hexagonal blanks in a hexagonal packet, the number of hexagons on the diagonal 11, on the side 6. The size of the received packet on the diagonal is 60.5 mm, on the double apofee 52.6 mm, the number of hexagons in the packet is 91.

6. Нагреваем до температуры размягчения стекла и перетягиваем пакет 10 раз в шестигранные заготовки с размером диагонали 6,0 мм, размером стороны 3 мм, размером по двойной апофеме 5,3 мм, количеством каналов (2107×91=191737), диаметром 10 мкм.6. Heat to glass softening temperature and drag the bag 10 times into hexagonal blanks with a diagonal size of 6.0 mm, a side size of 3 mm, a double apofee size of 5.3 mm, the number of channels (2107 × 91 = 191737), and a diameter of 10 μm .

7. Укладываем полученные (в пункте 3) шестигранные заготовки в трехгранный пакет, общее количество шестигранников в пакете 15, на стороне трехгранника 5 шестигранников, рассчитывается исходя из укладки предыдущего (пункт 5) шестигранного пакета, у которого на диагонали 11 шестигранников, тогда на стороне трехгранного пакета будет (11-1)/2=5 шестигранников, размер стороны 27,5 мм, размер высоты трехгранного пакета 23,8 мм.7. We put the hexagonal blanks received (in paragraph 3) into a trihedral packet, the total number of hexagons in a packet of 15, on the side of the trihedron is 5 hexagons, calculated on the basis of laying the previous (paragraph 5) hexagonal packet, which has 11 hexagons on the diagonal, then on the side the trihedral packet will be (11-1) / 2 = 5 hexagons, the side size is 27.5 mm, the height size of the trihedral packet is 23.8 mm.

8. Нагреваем до температуры размягчения стекла и перетягиваем пакет 10 раз в трехгранные заготовки с размером стороны 2,7 мм и высоты 2,4 мм, количеством каналов 31605, диаметром 10 мкм.8. Heat to the glass softening temperature and drag the bag 10 times into trihedral blanks with a side size of 2.7 mm and a height of 2.4 mm, the number of channels 31605, and a diameter of 10 μm.

9. 3апаиваем один торец 91 шестигранника, полученного в пункте 6, и 180 трехгранников, полученных в пункте 8.9. 3 solder one end face 91 of the hexagon obtained in paragraph 6, and 180 trihedrons obtained in paragraph 8.

10. Укладываем окончательный пакет: 11 шестигранников на диагонали выстроены диагоналями друг к другу, 6 шестигранников на стороне, всего в пакете 91 шестигранник и 180 трехгранников, которые уложены в углы шестигранников, образуя укладку в виде «звезды Давида», шестиконечной звезды, или гексаграммы. Таким образом, получен шестигранный пакет с размером по диагонали 6×11=66 мм, размером по двойной апофеме 57,2 мм, количеством каналов (191737×91=17448067) в шестигранниках (31605×180=5688900), общим количеством 23136967, диаметром 10 мкм. Собранный пакет помещают в стеклянную трубку наружным диаметром 70 мм и внутренним 67 мм.10. Putting the final package: 11 hexagons on the diagonal are lined up diagonally to each other, 6 hexagons on the side, there are 91 hexagons and 180 trihedra in the package, which are laid in the corners of the hexagons, forming a “star of David”, six-pointed star, or hexagram . Thus, we obtained a six-sided packet with a diagonal size of 6 × 11 = 66 mm, a double apofee size of 57.2 mm, the number of channels (191737 × 91 = 17448067) in the hexagons (31605 × 180 = 5688900), the total number of 23136967, diameter 10 microns. The assembled bag is placed in a glass tube with an outer diameter of 70 mm and an inner 67 mm.

11. Перетягиваем собранный пакет, например 10 раз, получая структуру для МК наконечника, наружным диаметром 7 мм, диаметром каналов 1 мкм, количеством 25602157. Если необходимо получить, например диаметр канала 500 нм, структуру перетягивают 20 раз - наружный диаметр при этом становится 3,5 мм. Для получения 100 нм диаметра канала пакет перетягивают 100 раз, наружный диаметр при этом будет составлять 700 мкм.11. Tighten the assembled bag, for example 10 times, obtaining a structure for the MK tip, with an outer diameter of 7 mm, a channel diameter of 1 μm, an amount of 25602157. If you need to obtain, for example, a channel diameter of 500 nm, the structure is pulled 20 times - the outer diameter becomes 3 5 mm. To obtain 100 nm diameter of the channel, the package is pulled 100 times, the outer diameter will be 700 microns.

Пример 2Example 2

Стеклянную многоканальную структуру с размером по двойной апофеме 50 мм и диаметром каналов 650 мкм, обложенную одним рядом обрамления, причем в углах капиллярной структуры вместо многоканальных капилляров вставлены три стеклянных стержня обрамления, перетягивают до диаметра каналов 40 мкм и наружного размера 3.35 мм. В регулярной гексагональной капиллярной структуре три угловых капилляра заменены на стеклянные стрежни, что позволяет предельно предохранить структуру от деформации при перетяжке. Получают многоканальный наконечник, содержащий 4417 капилляров с диаметром 40 мкм, толщина многоканальной системы при этом составляет 3.35 мм, длина 50 мм.A glass multichannel structure with a double apofem size of 50 mm and a channel diameter of 650 μm, lined with one row of frames; moreover, in the corners of the capillary structure, instead of multi-channel capillaries, three glass framing rods are inserted, pulled to a channel diameter of 40 μm and an external size of 3.35 mm. In a regular hexagonal capillary structure, three angular capillaries are replaced by glass rods, which allows the structure to be extremely protected from deformation during hauling. A multi-channel tip is obtained containing 4417 capillaries with a diameter of 40 μm, the thickness of the multi-channel system being 3.35 mm, and a length of 50 mm.

Пример 3Example 3

Блок стекла обертывают термостойкой тканью, устанавливают на фильерный узел, который находится в печи. Далее блок разогревают до температуры размягчения. Затем через фильерный узел размягченное стекло продавливается под собственным весом и направляется вниз, где изделие зажимают в механизм вытяжки. Таким образом, производится вытягивание трубки (причем внутренние размеры трубки соответствуют геометрии и размерам многоканального элемента). Форма поперечного сечения изделия и его размеры определяются геометрией фильерного узла, скоростью вытягивания и температурой размягчения стекла. Стабильность и точность поддержания температуры в печи и скорости вращения привода вытяжки во многом определяют стабильность и точность геометрических размеров, поперечного сечения получаемого изделия. The glass block is wrapped with a heat-resistant fabric, mounted on a spinneret assembly, which is located in the furnace. Next, the block is heated to a softening temperature. Then, through the spinneret assembly, the softened glass is pressed under its own weight and goes down, where the product is clamped into the hood. Thus, the tube is pulled (and the internal dimensions of the tube correspond to the geometry and dimensions of the multichannel element). The cross-sectional shape of the product and its dimensions are determined by the geometry of the spinneret assembly, the drawing speed and the softening temperature of the glass. The stability and accuracy of maintaining the temperature in the furnace and the rotation speed of the exhaust drive largely determine the stability and accuracy of the geometric dimensions and the cross section of the resulting product.

Пример 4Example 4

Для модификации капилляров длиной 30 мм с диаметром капилляров 30 мкм полианилиновым покрытием 1.3 моля анилина растворяли в 8 мл 1М HCl. Отбирали 200 мкл полученного раствора и охлаждали до 10-11°C. Добавляли 60 мкл водного раствора окислителя (персульфата аммония, 5% мас). В многоканальный наконечник набирали реакционную смесь и инкубировали 20 мин при комнатной температуре. По окончании полимеризации наконечник промывали водой, этанолом и сразу же высушивали в сушильном шкафу при 80°C в течение 4 ч.To modify capillaries with a length of 30 mm and a capillary diameter of 30 μm with a polyaniline coating, 1.3 moles of aniline were dissolved in 8 ml of 1M HCl. 200 μl of the resulting solution was taken and cooled to 10-11 ° C. 60 μl of an aqueous solution of an oxidizing agent (ammonium persulfate, 5% wt) was added. The reaction mixture was collected in a multi-channel tip and incubated for 20 min at room temperature. At the end of the polymerization, the tip was washed with water and ethanol and immediately dried in an oven at 80 ° C for 4 hours.

Пример 5Example 5

Проводили модификацию как в примере 2. После промывки водой процедуру нанесения полимерного покрытия повторяли еще дважды. По окончании полимеризации многоканальные наконечники промывали водой, этанолом и сразу же высушивали в сушильном шкафу при 80°C в течение 4 ч.The modification was carried out as in Example 2. After washing with water, the polymer coating procedure was repeated twice more. At the end of the polymerization, the multichannel tips were washed with water, ethanol and immediately dried in an oven at 80 ° C for 4 hours.

Пример 6Example 6

Для модификации капилляров покрытием сополимера анилина с 3-аминобензойной кислотой мономеры (0.975 моль и 0.325 моль, соответственно) растворяли в 8 мл 1М HCl. Раствор охлаждали до 10-11°C и добавляли 60 мкл водного раствора окислителя (персульфата аммония, 5% мас). В каждый многоканальный наконечник набирали реакционную смесь и инкубировали 20 мин при комнатной температуре. По окончании полимеризации многоканальные наконечники промывали водой, этанолом и сразу же высушивали в сушильном шкафу при 80°C в течение 4 ч.To modify capillaries, a coating of aniline-3-aminobenzoic acid copolymer with monomers (0.975 mol and 0.325 mol, respectively) was dissolved in 8 ml of 1 M HCl. The solution was cooled to 10-11 ° C and 60 μl of an aqueous solution of an oxidizing agent (ammonium persulfate, 5% wt) was added. The reaction mixture was drawn into each multichannel tip and incubated for 20 min at room temperature. At the end of the polymerization, the multichannel tips were washed with water, ethanol and immediately dried in an oven at 80 ° C for 4 hours.

Пример 7Example 7

Модифицированные полимерами многоканальные наконечники использовали для одностадийной очистки и выделения ДНК из клинического образца крови. 100 мкл крови с ЭДТА (100 мкл) вносили в микропробирку типа Eppendorf. Добавляли 100 мкл лизирующего буфера, перемешивали и инкубировали 15 мин при 95°C. Лизат центрифугировали 10 мин при 10000 об/мин (3.584 kg), затем в многоканальный наконечник отбирали супернатант и инкубировали 2 мин при комнатной температуре. Элюат из многоканального наконечника переносили в чистую пробирку и затем анализировали методом ПЦР в реальном времени. Лизис пробы, процедуры очистки ДНК с помощью коммерческих колонок и наборов для ПЦР проводили как в [D.V. Kapustin, A.I. Prostyakova, D.Yu. Ryazantcev, V.P. Zubov. Novel composite matrices modified with nanolayers of fluoropolymers as perspective materials for separation of biomolecules and bioanalysis. Nanomedicine. Vol. 6(2), (2011). P. 241-255.].Polymer-modified multichannel tips were used for one-step purification and DNA extraction from a clinical blood sample. 100 μl of blood with EDTA (100 μl) was added to an Eppendorf type microtube. 100 μl of lysis buffer was added, mixed and incubated for 15 min at 95 ° C. The lysate was centrifuged for 10 min at 10,000 rpm (3.584 kg), then the supernatant was taken into the multichannel tip and incubated for 2 min at room temperature. The eluate from the multichannel tip was transferred to a clean tube and then analyzed by real-time PCR. Sample lysis, DNA purification procedures using commercial columns and PCR kits were performed as in [D.V. Kapustin, A.I. Prostyakova, D.Yu. Ryazantcev, V.P. Zubov. Novel composite matrices modified with nanolayers of fluoropolymers as perspective materials for separation of biomolecules and bioanalysis. Nanomedicine Vol. 6 (2), (2011). P. 241-255.].

Результаты ПЦР представлены в таблице 1.PCR results are presented in table 1.

Пример 8Example 8

100 мкл модельной смеси, содержащей ДНК тимуса теленка (10 мкг) и бычий сывороточный альбумин (550 мкг) вносили в пластиковую микропробирку объемом 1.5 мл. Многоканальный наконечник промывали несколько раз аликвотой модельной смеси (100 мкл в пробирке Eppendorf), затем набирали аликвоту в носик и инкубировали при комнатной температуре 3 мин. Элюат из многоканального наконечника переносили в чистую пробирку и анализировали электрофоретически. Результаты электрофореза представлены на фиг. 1 (фиг. 1 - электрофорез в 0.8% агарозном геле. 1 - маркер, 2 - исходная смесь ДНК-белок, 3 - элюат из многоканального наконечника без инкубирования (только двухкратное промывание), 4 - элюат из многоканального наконечника после промывания и инкубации (3 мин). Полученные элюаты также анализировали спектрофотометрически, определяя поглощение при 260 и 280 нм. Полученные данные приведены в таблице 2. Видно, что очищенная от белка ДНК практически полностью содержится в элюате.100 μl of a model mixture containing calf thymus DNA (10 μg) and bovine serum albumin (550 μg) were added to a 1.5 ml plastic microtube. The multichannel tip was washed several times with an aliquot of the model mixture (100 μl in an Eppendorf tube), then an aliquot was collected in the nozzle and incubated at room temperature for 3 min. The eluate from the multichannel tip was transferred to a clean tube and analyzed electrophoretically. The results of electrophoresis are presented in FIG. 1 (Fig. 1 - electrophoresis in 0.8% agarose gel. 1 - marker, 2 - the initial mixture of DNA-protein, 3 - eluate from the multichannel tip without incubation (only twice washing), 4 - eluate from the multichannel tip after washing and incubation ( 3 min.) The obtained eluates were also analyzed spectrophotometrically, determining the absorbance at 260 and 280 nm. The data obtained are shown in Table 2. It can be seen that the DNA purified from the protein is almost completely contained in the eluate.

Пример 9Example 9

Предварительно определяли емкость капиллярного наконечника по белку (БСА), которая составила 400±10 мкг. Для демонстрации эффекта обратимого удерживания белков в многоканальный наконечник длиной 5 см с капиллярами с диаметром 30 мкм с помощью механического дозатора втягивали 100 мкл раствора БСА (550 мкг) в ТЭ-буфере (pH 7.2). Затем аликвоту переносили в пластиковую пробирку и анализировали спектрофотометрически, определяя по калибровочной кривой содержание белка в пробе. После этого в многоканальный наконечник втягивали 100 мкл ТЭ-буфера (pH 10.0) и снова переносили полученный элюат и анализировали спектрофотометрически. Полученные результаты представлены в таблице 3. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что удерживаемый при нейтральных значения pH среды белок практически полностью десорбируется с поверхности капилляра при повышении pH.Preliminarily, the capillary tip capacity for protein (BSA) was determined, which was 400 ± 10 μg. To demonstrate the effect of reversible retention of proteins, 100 μl of a BSA solution (550 μg) in TE buffer (pH 7.2) was drawn into a 5-cm multichannel tip with capillaries with a diameter of 30 μm using a mechanical dispenser. Then an aliquot was transferred to a plastic tube and analyzed spectrophotometrically, determining the protein content in the sample from the calibration curve. After that, 100 μl of TE buffer (pH 10.0) was drawn into the multichannel tip and the resulting eluate was again transferred and analyzed spectrophotometrically. The results obtained are presented in table 3. Analysis of the data indicates that the protein held at neutral pH is almost completely desorbed from the surface of the capillary with increasing pH.

При использовании модифицированного наконечника от 48% до 71% ДНК сохраняется. Препарат существенно очищается от примесей по сравнению с исходным образцом. Значение 260 нм/280 нм равно в среднем 1,64 (у исходного препарата - 1,38). Препарат выделенной ДНК очень чистый. Требуется увеличить время экспозиции в наконечнике для большей очистки.When using a modified tip from 48% to 71% of the DNA is retained. The drug is significantly purified from impurities compared with the original sample. The value of 260 nm / 280 nm is on average 1.64 (1.38 for the initial preparation). The preparation of isolated DNA is very clean. It is necessary to increase the exposure time at the tip for greater cleaning.

При использовании традиционной методики при высокой чистоте препарата выделенной ДНК (в среднем значение 260 нм/280 нм равно 1,83) наблюдались большие потери препарата в результате двух отмывок - в среднем сохраняется 33%-43% ДНК. Кроме того, процедура выделения более длительная и требует дополнительного оборудования и ресурсов (реактивов из набора) по сравнению с использованием модифицированных МК-наконечников.When using the traditional technique with high purity of the extracted DNA preparation (on average, 260 nm / 280 nm is equal to 1.83), large losses of the drug were observed as a result of two washes - on average, 33% -43% of DNA is retained. In addition, the isolation procedure is longer and requires additional equipment and resources (reagents from the kit) compared to using modified MK tips.

Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фигуре 1 изображен электрофорез в 0.8% агарозном геле. 1 - маркер, 2 - исходная смесь ДНК-белок, 3 - элюат из многоканального наконечника без инкубирования (только 2-х кратное промывание), 4 - элюат из многоканального наконечника после промывания и инкубации (3 мин).The figure 1 shows the electrophoresis in 0.8% agarose gel. 1 - marker, 2 - initial mixture of DNA-protein, 3 - eluate from a multichannel tip without incubation (only 2-fold washing), 4 - eluate from a multichannel tip after washing and incubation (3 min).

На фигуре 2 изображен многоканальный массив, имеющий защитное обрамление из нескольких рядов стеклянных стержней.The figure 2 shows a multi-channel array having a protective frame of several rows of glass rods.

На фигуре 3 изображен многоканальный массив, в котором защитное обрамление может быть выполнено в виде трубки.The figure 3 shows a multi-channel array in which the protective frame can be made in the form of a tube.

На фигуре 4 изображен многоканальный массив, в защитном обрамлении которого три-шесть угловых мультикапиллярных элементов в массиве заменены на стеклянные стержни.The figure 4 shows a multi-channel array, in the protective frame of which three or six angular multicapillary elements in the array are replaced by glass rods.

На фигуре 5 изображен многоканальный массив из предварительно сформированных укладкой элементов шестигранной формы, граничащих друг с другом диагональю, в углах которых располагают трехгранные заготовки.The figure 5 shows a multi-channel array of pre-formed by laying elements of a hexagonal shape, bordering each other with a diagonal, in the corners of which are located trihedral blanks.

На фигуре 6 представлен фрагмент многоканального массива, демонстрирующий расчет элементов на стороне трехгранных заготовок, связанных с количеством элементов на диагонали в шестигранных заготовках.The figure 6 presents a fragment of a multi-channel array, showing the calculation of the elements on the side of the trihedral blanks associated with the number of elements on the diagonal in the hexagonal blanks.

Изобретение проиллюстрировано следующими таблицами.The invention is illustrated in the following tables.

В таблице 1 приведена концентрация ДНК в элюатах после выделения на многоканальном наконечнике.Table 1 shows the concentration of DNA in the eluates after isolation on a multi-channel tip.

В таблице 2 приведено относительное содержание ДНК и белка в элюатах.Table 2 shows the relative content of DNA and protein in the eluates.

В таблице 3 приведено содержание белка в полученных элюатах.Table 3 shows the protein content in the obtained eluates.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (5)

1. Многоканальный наконечник для выделения нуклеиновых кислот, белков, пептидов, расположенный в корпусе полипропиленового наконечника для пипеток, состоящий из стеклянного гексагонального многоканального массива, включающего многоканальные элементы из множества параллельных капилляров, на внутренней поверхности которых нанесен сорбционный слой, отличающийся тем, что сорбционный слой состоит из от одного до трех полимерных нанослоев, образующихся в результате проведения осадительной окислительной полимеризации анилина или его сополимеризации с 3-аминобензойной кислотой и имеющих толщину от 3 до 10 нм, а многоканальный элемент выполнен с защитным обрамлением из нескольких рядов стеклянных стержней, при этом единичный стеклянный шестигранный стержень имеет оболочку из легкоплавкого стекла, а стеклянный гексагональный многоканальный массив состоит из уложенных многократно вытянутых единичных многоканальных элементов с диаметром капилляров от 1 мкм и более, рабочей поверхностью до 500 см2, объемом до 500 мкл и дополнительных поверхностей в виде межканальных отверстий меньшего диаметра, при этом защитное обрамление выполнено в виде трубки, внутренняя геометрия которой выполнена под размеры и форму многоканального элемента.1. A multi-channel tip for the isolation of nucleic acids, proteins, peptides, located in the body of a polypropylene pipette tip, consisting of a glass hexagonal multi-channel array, including multi-channel elements of many parallel capillaries, on the inner surface of which a sorption layer is deposited, characterized in that the sorption layer consists of one to three polymer nanolayers resulting from the precipitation oxidative polymerization of aniline or its polymerization with 3-aminobenzoic acid and having a thickness of 3 to 10 nm, and the multi-channel element is made with a protective frame of several rows of glass rods, while a single glass hexagonal rod has a shell of low-melting glass, and the glass hexagonal multi-channel array consists of stacked repeatedly elongated single multichannel elements with capillary diameter of 1 m or more, the working surface 500 cm 2, the volume to 500 .mu.l and additional surfaces form openings interchannel smaller diameter, wherein the protective frame is designed as a tube, the internal geometry which is formed to the size and shape of the multi-channel element. 2. Многоканальный наконечник по п. 1, отличающийся тем, что в гексагональном многоканальном массиве от трех до шести угловых многоканальных элементов заменены на стеклянные шестигранные стержни.2. The multichannel tip according to claim 1, characterized in that in the hexagonal multichannel array, from three to six angular multichannel elements are replaced by glass hexagonal rods. 3. Многоканальный наконечник по п. 1, отличающийся тем, что трубка, внутренняя геометрия которой соответствует размерам и форме многоканального элемента, получена вытяжкой из расплава из более легкоплавкого стекла, чем многоканальный элемент, причем коэффициент термического расширения трубки соответствует коэффициенту термического расширения многоканального элемента.3. The multichannel tip according to claim 1, characterized in that the tube, the internal geometry of which corresponds to the size and shape of the multichannel element, is obtained by melt extraction from more easily melted glass than the multichannel element, the thermal expansion coefficient of the tube corresponding to the coefficient of thermal expansion of the multichannel element. 4. Способ изготовления многоканального элемента входящего в состав многоканального наконечника по п. 1, включающий сборку стеклянных трубок в многоканальный пакет, закрепление одного его конца в захвате узла подачи, нагревание в печи другого конца с образованием луковицы и вытяжку до требуемого размера, отличающийся тем, что в процессе формования для получения структур с диаметром канала порядка и меньше 1 мкм осуществляют многократную вытяжку многоканальных элементов, предварительно сформированных укладкой элементов шестигранной формы, граничащих друг с другом диагональю, в углах которых располагают трехгранные элементы, количество капилляров на стороне трехгранника m=(n-1)/2, где n - количество капилляров на диагонали шестигранника.4. A method of manufacturing a multi-channel element included in the multi-channel tip according to claim 1, comprising assembling glass tubes in a multi-channel package, securing one end thereof in a gripper of a feed unit, heating the other end in an oven with the formation of a bulb, and drawing to the desired size, characterized in that in the process of molding to obtain structures with a channel diameter of the order of and less than 1 μm, multiple stretching of multi-channel elements preformed by laying elements of a hexagonal shape is carried out s bordering each other diagonal corners which have a triangular elements, the number of capillaries on the side of the trihedron m = (n-1) / 2, where n - the number of capillaries on the diagonal of the hexagon. 5. Способ изготовления многоканального элемента по п. 4, отличающийся тем, что для предотвращения схлопывания капилляров во время вытяжки все пакеты первой или многократной вытяжки изолируют с одного торца силиконовым герметиком или клеем, или запаивают. 5. A method of manufacturing a multi-channel element according to claim 4, characterized in that in order to prevent the capillaries from collapsing during drawing, all packets of the first or multiple drawing are insulated from one end with silicone sealant or glue, or sealed.
RU2013143783/10A 2013-09-27 2013-09-27 Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides RU2547597C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143783/10A RU2547597C1 (en) 2013-09-27 2013-09-27 Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143783/10A RU2547597C1 (en) 2013-09-27 2013-09-27 Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013143783A RU2013143783A (en) 2015-04-10
RU2547597C1 true RU2547597C1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53282314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013143783/10A RU2547597C1 (en) 2013-09-27 2013-09-27 Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2547597C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070017870A1 (en) * 2003-09-30 2007-01-25 Belov Yuri P Multicapillary device for sample preparation
RU2321638C2 (en) * 2006-05-23 2008-04-10 Закрытое акционерное общество "Молекулярно-медицинские технологии" Method for preparing multifunctional multichip, multichip for successive or parallel screening biopolymers, method for analysis of biopolymers and set for realization of method
US20110092686A1 (en) * 2008-03-28 2011-04-21 Pelican Group Holdings, Inc. Multicapillary sample preparation devices and methods for processing analytes
RU2476889C2 (en) * 2009-07-29 2013-02-27 Динекс Текнолоджиз, Инк. Sample dish

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070017870A1 (en) * 2003-09-30 2007-01-25 Belov Yuri P Multicapillary device for sample preparation
RU2321638C2 (en) * 2006-05-23 2008-04-10 Закрытое акционерное общество "Молекулярно-медицинские технологии" Method for preparing multifunctional multichip, multichip for successive or parallel screening biopolymers, method for analysis of biopolymers and set for realization of method
US20110092686A1 (en) * 2008-03-28 2011-04-21 Pelican Group Holdings, Inc. Multicapillary sample preparation devices and methods for processing analytes
RU2476889C2 (en) * 2009-07-29 2013-02-27 Динекс Текнолоджиз, Инк. Sample dish

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАПУСТИН Д.В., ЗУБОВ В.П. Синтез Многоцелевых Фторполимер- и Полианилин- Содержащих Нанокомпозитов и их Применение в Биосепарации, Биоанализе и Диагностике // кафедра Химии и Технологии Высокомолекулярных Соединений им. С.С. Медведева МИТХТ им. М.В. Ломоносова // Вестник МИТХТ, 2011, т.6, N5, стр.28-30, 31-36, 41-43. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013143783A (en) 2015-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6416716B1 (en) Sample preparation device with embedded separation media
Vicente et al. Separation and purification of biomacromolecules based on microfluidics
US8574923B2 (en) Sample preparation device
EP2274099B1 (en) Sample preparation devices and methods for processing analytes
CN1137761C (en) Cast membrane structures for sample preparation
WO2005114145A2 (en) Devices and methods to immobilize analytes of interest
EP0753143B1 (en) Method of forming a polyvinyl alcohol (pva) based covalently bonded stable hydrophilic coating for capillary electrophoresis
EP2274098B1 (en) Multicapillary sample preparation devices and methods for processing analytes
WO1996023220A9 (en) Polyvinyl alcohol (pva) based covalently bonded stable hydrophilic coating for capillary electrophoresis
US20140179909A1 (en) Microfluidic device for nucleic acid extraction and fractionation
WO2003004164A1 (en) Pipette tips
JP2007512509A (en) Iterative affinity separation and its use
WO2020118655A1 (en) Nucleic acid synthesis and purification device, use thereof, and nucleic acid synthesis and purification method
US20020090637A1 (en) Differential phage capture proteomics
RU2547597C1 (en) Multi-channel nozzle for extraction of nucleic acids, proteins and peptides
EP1244507B1 (en) Capillary columns employing monodispersed particles
EP1217367A1 (en) Radial electrophoresis apparatus and method
US9486717B2 (en) Purification columns and methods
Liu et al. Extraction of genomic DNA using a new amino silica monolithic column
US11680080B2 (en) Purification columns and methods
JP6849974B2 (en) Sugar chain concentration column and sugar chain concentration method
JP2007529309A (en) Materials, methods, and systems for separating and identifying proteins from mixtures
WO2015138850A1 (en) Purification columns and methods
JPH11295282A (en) Tip for pipet
US20060099720A1 (en) Methods for performing differential capture proteomics

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160928

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180503

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190928