利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法，機理為先往分離柱內(nèi)部充入表面經(jīng)過改性的磁性納米顆粒，然后施加外加電磁場，磁性納米顆粒所受的磁場力方向需要與流動相的推力相反，當磁性納米顆粒所受的磁場力與流動相的推力相當時，磁性納米顆粒在柱子內(nèi)部會達到一個力的動態(tài)平衡并在柱子內(nèi)部往復流動，需要分離的目標生物大分子加入到柱子內(nèi)部后與顆粒物表面的官能團發(fā)生吸附解吸作用，根據(jù)與磁性納米顆粒作用力強弱不同，不同生物大分子分別從分離柱內(nèi)流出，以此來達到分離的目的。本發(fā)明具有能夠簡單準確的快速分離自身性質(zhì)不同生物樣品的優(yōu)點。
【專利說明】利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微尺度物質(zhì)的分離方法及其專用設(shè)備，具體是將磁場分離技術(shù)與色譜技術(shù)融合于一體的一種利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，微尺度物質(zhì)如蛋白質(zhì)、細胞等生物大分子，其分離和篩選已成為各研究領(lǐng)域中一個優(yōu)選的主要研究內(nèi)容。傳統(tǒng)的分離技術(shù)很難同時分離尺寸范圍較寬的樣本，而且很難獲得單一尺寸的目標物質(zhì)，這些都將給后續(xù)研究帶來不便。為實現(xiàn)生物大分子的分離，一些無阻塞、非填充型分離系統(tǒng)被建立，且絕大多數(shù)都屬于連續(xù)型分離技術(shù)，此類技術(shù)有諸多優(yōu)勢，比如可以實現(xiàn)樣品的連續(xù)分離和篩選、可實現(xiàn)大量樣品的快速分離等。然而此類技術(shù)的裝置結(jié)構(gòu)和制作過程均比較復雜，且設(shè)備制作精度要求高，對于多個組分的分離，裝置制備更為困難。多出口設(shè)計特點很難實現(xiàn)樣品的在線檢測，故此不適用于未知或復雜樣品的分離分析。另外，大部分微分離技術(shù)與現(xiàn)有的色譜技術(shù)相比，其分離度均較低。因此，連續(xù)型分離技術(shù)實際應(yīng)用過程中必然面臨一些挑戰(zhàn)?；谝陨暇窒蓿瑸楦玫难芯可锎蠓肿拥姆蛛x，需要開發(fā)一種高分辨率、裝置制作和實驗操作均較簡單的技術(shù)。更為重要的是，要求方法易于實現(xiàn)樣品的在線檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供了一種能夠簡單準確的快速分離自身性質(zhì)不同生物樣品的利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟:
選擇合成表面進行修飾了的磁性納米顆粒，磁性納米顆粒的粒徑為50nm-100nm ;打開泵通入流動相，打開電源使線圈通電從而在分離柱內(nèi)部形成電磁場；將經(jīng)過修飾的磁性納米顆粒注入到柱子內(nèi)部，磁性納米顆粒因為磁場的作用滯留在柱子內(nèi)部，在流動相的推力和電磁場的磁場力作用下達到一個力的動態(tài)平衡從而在分離柱內(nèi)部往復流動；將自身性質(zhì)不同的生物樣品通入分離柱內(nèi)，自身性質(zhì)不同的生物樣品與柱內(nèi)磁性納米顆粒發(fā)生多次吸附解吸的色譜作用，以此來達到分離自身性質(zhì)不同生物樣品的目的。
[0005]所述的磁性納米顆?？梢愿鶕?jù)樣品的不同修飾成不同的官能團。
[0006]所述的流動相可以根據(jù)目標生物大分子所需的條件進行選擇。
[0007]本發(fā)明分離生物大分子的機理:首先往分離柱內(nèi)部充入一定量的表面經(jīng)過改性的磁性納米顆粒，然后施加外加電磁場。此時，磁性納米顆粒所受的磁場力方向需要與流動相的推力相反。當磁性納米顆粒所受的磁場力與流動相的推力相當時，磁性納米顆粒在柱子內(nèi)部會達到一個動態(tài)平衡。最后，將需要分離的目標生物大分子如蛋白質(zhì)、細胞等加入到柱子內(nèi)部，目標生物大分子可以與顆粒物表面的官能團發(fā)生吸附解吸作用，與磁性納米顆粒作用力弱的的生物大分子會先一步從分離柱內(nèi)流出而作用力強的生物大分子則會后一步從分離柱內(nèi)出，以此機理來達到分離的目的。
[0008]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法具有如下優(yōu)點:能夠快速分離非填充型分離系統(tǒng)中的自身性質(zhì)不同生物大分子，且分離方法簡單、方便、分離準確率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明分離柱內(nèi)磁性納米顆粒受外加電磁場作用時的狀態(tài)示意圖；
圖2為本發(fā)明分離柱內(nèi)注入不同種類生物大分子的初始狀態(tài)示意圖；
圖3為本發(fā)明分離柱內(nèi)不同種類生物大分子被分離后的狀態(tài)示意圖。
[0010]在圖中，1、磁性納米顆粒，2、正常血細胞，3、電源，4、線圈，5、分離柱，6、癌細胞。

【具體實施方式】
[0011]如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供的利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法包括如下步驟:選擇合成表面進行修飾了的磁性納米顆粒1，磁性納米顆粒I的粒徑為50nm-100nm ;打開泵通入流動相,打開電源3使線圈4通電從而在分離柱5內(nèi)部形成電磁場；將經(jīng)過修飾的磁性納米顆粒I注入到分離柱5內(nèi)部，磁性納米顆粒I因為磁場的作用滯留在分離柱5內(nèi)部，在流動相的推力和電磁場的磁場力作用下達到一個力的動態(tài)平衡從而在分離柱5內(nèi)部往復流動；將自身性質(zhì)不同的生物樣品通入分離柱5內(nèi)，自身性質(zhì)不同的生物樣品與柱內(nèi)磁性納米顆粒I發(fā)生多次吸附解吸的色譜作用，以此來達到分離自身性質(zhì)不同生物樣品的目的。所述的磁性納米顆粒I可以根據(jù)樣品的不同修飾成不同的官能團。
[0012]具體操作時，以癌細胞6和正常血細胞2及磁性納米顆粒I表面修飾奧曲肽為例。首先選擇顆粒表面修飾奧曲肽的磁性納米顆粒。然后將磁性納米顆粒通入到分離柱5內(nèi)部并打開電源3生成電磁場使磁性納米顆粒I在分離柱5內(nèi)流動，再將正常血細胞2和癌細胞6兩種細胞通入到分離柱5內(nèi)部。分離柱5內(nèi)的磁性納米顆粒I由于表面修飾了奧曲肽對癌細胞6有特異性的吸附，而對正常血細胞2無相互作用。癌細胞6會與磁性納米顆粒I產(chǎn)生多次的吸附解吸行為延長在分離柱內(nèi)的保留時間，而正常血細胞2與磁性納米顆粒I無相互作用。正常血細胞2會先癌細胞6—步從分離柱5內(nèi)流出，從而達到了分離癌細胞6與正常血細胞2的目的。所述的流動相可以根據(jù)目標生物大分子所需的條件進行選擇。
【權(quán)利要求】
1.一種利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法，其特征在于，它包括如下步驟:選擇合成表面進行修飾了的磁性納米顆粒，磁性納米顆粒的粒徑為50nm-100nm ;打開泵通入流動相，打開電源使線圈通電從而在分離柱內(nèi)部形成電磁場；將經(jīng)過修飾的磁性納米顆粒注入到柱子內(nèi)部，磁性納米顆粒因為磁場的作用滯留在柱子內(nèi)部，在流動相的推力和電磁場的磁場力作用下達到一個力的動態(tài)平衡從而在分離柱內(nèi)部往復流動；將自身性質(zhì)不同的生物樣品通入分離柱內(nèi)，自身性質(zhì)不同的生物樣品與柱內(nèi)磁性納米顆粒發(fā)生多次吸附解吸的色譜作用，以此來達到分離自身性質(zhì)不同生物樣品的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法，其特征在于，所述的磁性納米顆粒可以根據(jù)樣品的不同修飾成不同的官能團。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用電磁場的柱內(nèi)流動式固定相的生物大分子分離方法，其特征在于，所述電磁場的提供方式為直流電源或交流電源。
【文檔編號】G01N30/10GK104359995SQ201410725648
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】李東浩, 樸吉壽, 王思宏 申請人:延邊大學