層析柱組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用液體層析法提純細胞組分，諸如蛋白質和/或縮氨酸。更具體而言，本發明涉及一種層析柱及用于提純一種或多種細胞組分的套件，以及其使用方法。
【背景技術】
[0002]生物技術方法在蛋白質、縮氨酸、核酸和其它生物實體的研究中用于日益增加的范圍。由于其通用性和對實體的靈敏度，故在此背景下，層析法通常是優選的提純方法。層析法基于通過將混合物溶解在流動相(例如，如緩沖液的液體)中且使其穿過固定相(例如，可為珠/樹脂的層析基質)來分離混合物的原理。更具體而言，包括目標實體(例如，化學/生物分子)的混合物引入移動相中，移動相然后與也稱為層析基質的固定相接觸。目標實體在其由移動相傳送穿過固定基質時，然后將經歷固定相與移動相之間的一系列相互作用。相互作用利用了混合物中的目標實體和其它組分的物理或化學性質的差異。
[0003]層析方法可在不同操作模式中運行。最簡單的模式是批層析法，其中移動相添加到包含固定相的容器中；在適合時段內允許目標實體與固定相之間的相互作用；取回移動相；以及添加洗脫劑來釋放目標實體。另一方面，在柱層析法中，包含樣本(混合物)的移動相加入包含固定相的柱的頂部。通過打開柱的下端處的出口，移動相穿過柱，在此期間，樣本與固定相相互作用。通常通過在頂部應用少量洗脫劑且又允許洗脫劑由重力或使用層析法系統穿過柱來執行洗脫。
[0004]—旦在固定相上獲得目標實體的適合負載，則液流從移動相變到洗脫劑，可選地具有一種或多種中間洗液，且在柱的出口處從洗脫劑回收目標部分。洗脫劑通常包括梯度，諸如鹽或pH梯度。為了避免較大污染物的污染且獲得柱各處的有利液體分布，入口通常配備有過濾器和機械液體分送器器件。更常見的是，出口將類似地存在過濾器和一些機械液體分送器器件。
[0005]執行蛋白質提純的許多研究者使用基本層析法系統或通過人工方法。由于工作流的強制性，故這些使用者中的大多數采用自裝填的空柱，對其自己的柱裝填其選擇的介質。許多銷售者在此領域提供空柱。B1-Rad提供Econo品牌下的低壓層析柱。這些是具有流接合器的玻璃柱，且經得起小于I巴的低操作壓力。PalI Corporat1n提供LRC柱，其可經得起10到30巴的操作壓力。其螺紋鎖系統允許活塞的快速粗略調整，隨后精細調整(這給予了各種底座高度的覆蓋)。
[0006]選擇裝填其自己的柱的使用者在低壓柱節段中的有限壓力規格、可承受性、易用性、具有接合器的端蓋的復雜設計和柱的尺寸/規模的限制方面面臨不斷的挑戰。存在對于更加用戶友好且可經得起較高柱壓力的良好的層析柱設計的需要。
【發明內容】
[0007]本文公開了新穎層析柱設計和使用此的方法。因此，本發明的第一方面在于提供結合新穎端蓋設計的自裝填的層析柱組件，其適用于生物分子(諸如蛋白質和/或縮氨酸)從初始生物材料的提純。
[0008]本發明的特定方面提供了一種用于柱組件的新穎端蓋，其為卡扣配合端蓋。此柱可采用達到2巴的背壓。
[0009]本發明的另一個特定方面提供了一種用于柱組件的新穎端蓋，其為具有使用固持件或卡簧的栓接設計。此柱可采用達到5巴的背壓。
[0010]本發明的第二方面在于提供一種使用包括根據本發明的某些實施例的新穎端蓋的自裝填層析柱組件對生物分子層析分離的方法。
[0011]本發明的第三方面提供了一種用于制作層析柱組件的套件，該套件包含根據本發明的某些實施例的新穎端蓋構件。
[0012]本發明的進一步的細節和優點將從以下描述和權利要求中呈現。
【附圖說明】
[0013]圖1示出了根據本發明的一個實施例的層析柱組件的一部分的示意圖，示出了端蓋、接合器軸、銷止擋件，以及柱管的一部分。
[0014]圖2示出了根據本發明的一個實施例的層析柱組件的一部分的示意圖，示出了端蓋、固持件/彈性擋圈以及柱管的一部分的栓接設計。
【具體實施方式】
[0015]本發明涉及一種層析柱組件，其提供了用于執行層析分離的可承受的自我裝填的柱，包括但不限于親和力、離子交換、凝膠過濾、脫鹽和使用層析系統或通過重力流的生物分子(諸如蛋白質)的緩沖交換。層析柱組件的模塊化設計提供了某些優點，例如，易用性、自組裝選擇，以及耐高壓加熱性。
[0016]在第一方面中，本發明涉及液體層析柱組件，其包括具有在大致相對的端部處的第一開口和第二開口的柱管，以及根據本發明的某些方面的包圍第一開口的端蓋。可選地，柱組件還包括接合器軸，其從第一開口插入柱中以用于實現期望的底座容積。柱組件還可包括包圍第二開口的第二端蓋。在某些實施例中，第二端蓋為根據任何現有技術設計的端蓋。在其它實施例中，第二端蓋為根據本發明的某些實施例的端蓋，且可選的接合器軸通過第二端蓋插入柱中，允許底座容積的進一步調整。
[0017]在一個實施例中，本發明提供了具有卡扣配合設計的端蓋。卡扣配合端蓋的使用允許層析柱組件經得起高于某些現有技術的端蓋的柱壓力。該柱可采用達到2巴的背壓。卡扣配合設計還使柱組裝過程容易完成，且因此很用戶友好。在接合器軸存在時，該層析柱組件可結合任何層析系統使用；不考慮接合器軸的存在，新穎層析柱組件允許使用者執行重力流操作。
[0018]在實施例的變型中，本發明提供了具有內螺紋的卡扣配合設計的端蓋，以及具有互補螺紋的可動接合器軸。包括可動接合器(一個或兩個的組合或沒有)允許使用者產生不同的底座容積，且在層析系統上或通過重力流方法使用柱。
[0019]在實施例的另一變型中，除具有內螺紋的卡扣配合設計的端蓋(22)和具有互補螺紋的可動接合器軸(21)之外，包括了隱藏的銷(S卩，止擋件)(24)，其在第一開口端(圖1)附近穿過柱管(23)的邊沿的一部分。隱藏的銷防止接合器軸與端蓋一起旋轉(由于摩擦)，因此允許了底座高度的容易的調整。作為備選，O形環可用于在接合器軸與柱管之間引入摩擦(以防止接合器旋轉)。
[0020]端蓋的卡扣配合設計使得柱組件極為用戶友好，且可在達到2巴的背壓下操作。該設計允許使用者利用一個或兩個接合器的組合實現各種底座高度。其還允許使用者將該柱用于重力流應用，而不使用層析系統。
[0021]在另一個實施例中，本發明提供了具有栓接設計的端蓋(圖2)。端蓋(42)利用螺栓
(44)栓接在第一開口端附近的柱(45)的邊沿上，因此包圍第一開口。具有內螺紋的端蓋螺母(41)與具有互補螺紋的接合器軸(46)接合。可動接合器軸的使用(一個或兩個的組合或沒有)允許使用者調整底座容積。可選的銷止擋件(43)可包括在端蓋(42)上。止擋件防止接合器在端蓋螺母旋轉時旋轉，因此允許底座高度的容易的調整。端蓋螺母借助于彈性擋圈或任何類型的固持件[47 ]裝固到栓接端蓋。
[0022]端蓋的栓接設計允許使用者與層析系統一起使用這些柱組件。這些柱組件可經得起達到5巴的背壓。該設計允許使用者利用一個或兩個接合器的組合實現各種底座高度。
[0023]柱管可由對生物分子的常規提純期間使用的大部分化學制品提供抵抗力的任何生物相容材料制成。因此，例如，層析管可由適合的塑料材料、鋼或玻璃制成。在某些實施例中，柱管由丙烯酸或聚丙烯材料制成。作為優選，柱管為透明的。柱管還可包括常規元件，諸如過濾器、分配器件、管路、配件、袋等。
[0024]柱管可具有不同高度和內徑，以便端蓋、接合器和相關構件制作成具有匹配尺寸。在某些實施例中，層析柱組件提供從I到170mL的柱底座容積。作為優選，具有卡扣配合端蓋的層析柱組件具有從I到70mL的柱底座容積。還作為優選，具有栓接端蓋的層析柱組件具有從2到130mL的柱底座容積。
[0025]在某些實施例中，柱管的內徑在5到50mm之間，而柱管的長度在50到100mm之間。在某些優選實施例中，用于具有卡扣配合端蓋的柱組件的柱管具有1mm的直徑和相應地100、200或400mm的長度。在某些其它實施例中，用于具有卡扣配合端蓋的柱組件的柱管具有16mm的直徑和200_的長度。在某些其它優選實施例中，用于具有栓接端蓋的柱組件的柱管具有60mm的直徑和相應地200、400或700 mm的長度。
[0026]在某些實施例中，接合器軸可由對生物分子的常規提純期間使用的大部分化學制品提供抵抗力的任何生物相容材料制成。因此，例如，接合器軸可由適合的塑料材料制成。在某些實施例中，用于具有卡扣配合端蓋的柱組件的接合器軸由聚丙烯材料制成。在某些實施例中，用于具有栓接端蓋的柱組件的接合器軸由高強度材料制成，以便經得起操作壓力。例如，Grivory GVX-5H natural可為適合材料。Grivory GVX-5H natural為基于半晶質聚酰胺與部分芳香共聚酰胺的組合的50%玻璃纖維增強的工程熱塑性材料。Grivory GVX-5H natural具有優化的流動性，且適用于注射模塑技術零件，甚至在吸濕之后呈現出優異的特征:高硬度和強度;高的尺寸穩定性、很低的翹曲；良好的化學抵抗性；以及很好的表面光潔度。另一示例性材料為PEEK 450G，尤其是在需要高強度時。此外，材料也可為任何數目的其它玻璃/碳填充的生物相容塑料。
[0027]在某些實施例中，在插入柱中的一端處的接合器軸可包括分配板。分配板允許進入液體在柱中均勻分配，因此提供了提高的柱性能。
[0028]在某些實施例中，端蓋可由不會很快侵蝕接合器材料的任何材料制成。
[0029]