[發(fā)明專利]一種高通量蛋白質(zhì)樣品預(yù)處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210517241.4
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103852527A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張麗華;袁輝明;戴忠鵬;蔣好;楊開廣;張玉奎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種高通量蛋白質(zhì)樣品預(yù)處理裝置，包括：依次串連的高溫變性和還原器（A），溶劑置換器（B）以及酶反應(yīng)器（C）；

其特征在于：

所述高溫變性和還原器包括管狀中空纖維膜、變性和還原反應(yīng)腔體；以中空纖維膜為蛋白質(zhì)傳輸載體，中空纖維膜固定于變性和還原反應(yīng)腔體中，中空纖維膜兩端穿過變性和還原反應(yīng)腔體側(cè)壁面伸出腔體外，于變性和還原反應(yīng)腔體上設(shè)有物料進口和出口；

所述溶劑置換器包括管狀中空纖維膜、緩沖液置換腔體；以中空纖維膜為蛋白質(zhì)傳輸載體，中空纖維膜固定于緩沖液置換腔體中，中空纖維膜兩端穿過緩沖液置換腔體側(cè)壁面伸出腔體外，于緩沖液置換腔體上設(shè)有物料進口和出口；

高溫變性和還原器上的中空纖維膜的物料流出端與溶劑置換器上的中空纖維膜的物料流入端相連通；

所述酶反應(yīng)器由柱溫箱和酶柱組成，酶柱被放置于柱溫箱中，溶劑置換器上的中空纖維膜的物料流出端與酶柱的物料入口相連，產(chǎn)物由酶柱的物料出口流出，蛋白質(zhì)通過酶柱被迅速切割成多肽，實現(xiàn)蛋白質(zhì)到多肽的快速轉(zhuǎn)化。

2.按照權(quán)利要求1所述的預(yù)處理裝置，其特征在于：

所述高溫變性和還原器由中空纖維膜，變性和還原反應(yīng)腔體，溫控系統(tǒng)以及溶劑輸送系統(tǒng)組成，以中空纖維膜為蛋白質(zhì)傳輸載體，并固定于變性和還原反應(yīng)腔體中，通過溶劑輸送系統(tǒng)將高濃度變性劑和還原劑輸送至變性和還原反應(yīng)腔體，并與蛋白質(zhì)充分混合，在溫控系統(tǒng)作用下加熱并完成變性還原反應(yīng)；

所述溫控系統(tǒng)由數(shù)顯控溫器，保溫石英棉、加熱套以及內(nèi)襯加熱管組成，其中內(nèi)襯加熱管被置于加熱套內(nèi)，加熱套被保溫石英棉包裹，以防止熱量擴散，加熱溫度通過熱電偶傳輸至數(shù)顯控溫器，并實時控制；

所述溶劑輸送系統(tǒng)溶劑輸送系統(tǒng)為液相色譜泵或蠕動泵，

其物料入口與溶劑儲存罐相連，其物料出口與變性和還原反應(yīng)腔體上設(shè)有物料進口相連；變性和還原反應(yīng)腔體上設(shè)有物料出口與溶劑收集容器相連。

3.按照權(quán)利要求2所述的預(yù)處理裝置，其特征在于：

液相色譜泵或蠕動泵的流量范圍0.1mL/min-5mL/min，溫控裝置的加熱溫度范圍25-100℃；

變性和還原反應(yīng)腔體的制作材料可以為石英管或耐高溫的玻璃管，內(nèi)徑尺寸為5-15mm；

溶劑為20-50mM碳酸氫銨，變性劑的種類可以為鹽酸胍或尿素，濃度為4-8M。

4.按照權(quán)利要求1所述的預(yù)處理裝置，其特征在于：

所述溶劑置換器由中空纖維膜，緩沖液置換腔體以及強制對流系統(tǒng)組成，以中空纖維膜為蛋白質(zhì)傳輸載體，并固定于緩沖液置換腔體中，通過強制對流系統(tǒng)將低濃度弱堿性緩沖溶液輸送至緩沖液置換腔體，使蛋白質(zhì)溶劑與交換液發(fā)生置換，從而達到蛋白質(zhì)除鹽的目的；

所述強制對流系統(tǒng)由輸液泵或蠕動泵、儲液罐和連接管線組成，其物料入口通過連接管線與溶劑儲存罐相連，其物料出口與溶劑交換器腔體上設(shè)有物料進口相連；溶劑置換器腔體上設(shè)有物料出口與溶劑收集容器相連。

5.按照權(quán)利要求4所述的預(yù)處理裝置，其特征在于：

緩沖液置換腔體的制作材料可以為聚四氟管或玻璃管，內(nèi)徑尺寸2-10mm；強制對流系統(tǒng)采用的緩沖溶液可以為碳酸氫銨或醋酸銨溶液，濃度范圍10-100mM,pH范圍為7.5-8.5。

6.按照權(quán)利要求1所述的預(yù)處理裝置，其特征在于：

制備酶反應(yīng)器的基質(zhì)材料為有機基質(zhì)的整體材料、有機-無機雜化的整體材料或有機基質(zhì)的顆粒材料；蛋白酶通過共價鍵合或物理吸附的方式，固定在材料表面，所述酶為胰蛋白酶，酶液濃度范圍為1-10mg/mL；

柱溫箱的控溫范圍可以為25-40℃。

7.一種權(quán)利要求1所述預(yù)處理裝置的應(yīng)用，其特征在于：

采用權(quán)利要求1所述預(yù)處理裝置將蛋白質(zhì)變性和還原、除鹽以及蛋白質(zhì)酶解的樣品預(yù)處理過程集成化；

具體過程如下：蛋白質(zhì)樣品被注射進入高溫變性和還原器（A）中，在高溫變性和化學還原的同時作用下，蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)被徹底破壞，蛋白質(zhì)鏈舒展，二硫鍵斷裂，為后續(xù)的蛋白質(zhì)完全酶解提供前提；變性后的蛋白質(zhì)樣品通入溶劑置換器（B），在強制對流作用力下，高濃度的變性劑和還原劑得以去除，為后續(xù)的蛋白質(zhì)酶解提供有利條件；最后蛋白質(zhì)樣品通過固定酶反應(yīng)器（C），實現(xiàn)在線酶解，酶解產(chǎn)生的肽段通過質(zhì)譜或液質(zhì)聯(lián)用平臺進行分離檢測。