本發(fā)明涉及分離裝置及分離方法，特別涉及一種生物分子分離裝置及分離方法。

背景技術：

生命科學的發(fā)展需對生物分子的研究，然而一般獲取的研究材料都是混合的生物分子，即使對混合的生物分子進行分離，得到同種類的生物分子，同種類的生物分子不同分子量的分離非常繁瑣且分離效果較差，無法滿足特定需求。現(xiàn)有技術中對混合生物分子分離方法主要有毛細管電泳技術(ce)和多維高效液相色譜技術。ce技術是一類以毛細管為分離通道，以高壓直流電場為驅動力的液相分離分析技術，毛細管電泳技術受限于處理量，多用于檢測，無法對樣品進行分離收集，需與質譜儀連用，但是仍然無法擺脫此種技術本身的缺陷，如重現(xiàn)性差、靈敏度低等。多維高效液相色譜，即利用兩個或更多的色譜柱對復雜樣品中的組分進行分離，在柱與柱之間利用切換閥將經(jīng)過初次分離的全部或部分組分選擇性的轉入另一根或多根不同類型的色譜柱中做進一步分離，使用多維高效液相色譜法的儀器因其內部壓力大，使用壽命相對較短，且以上兩種方法使用成本高，分析時間長。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是提供一種用于生物分子分離的裝置，該裝置可以高效的分離、純化和收集生物分子。本發(fā)明的另一目的是提供基于該裝置的生物分子分離方法。

技術方案：本發(fā)明所述一種生物分子分離裝置，包括至少一個容納樣品的噴射裝置，噴射裝置與電極相對設置，電極表面為弧形或斜面，噴射裝置和電極與電源相連。電極表面為弧形時，弧度可控，以實現(xiàn)不同的反射角度，達到不同的分離目的。噴射裝置為直徑為0.01-5微米的管狀結構，出口直徑為5-500納米。為提高分離效率，可設置多個噴射裝置，裝置平行排列或圓周陣列式排列。

噴射裝置內填充電解質溶液，電解質溶液為分離裝置接通電源時，作為導電介質。

本發(fā)明所述一種基于上述分離裝置的分離方法，包括以下步驟：a、噴射裝置內為待分離樣品，分離裝置接通電源，待分離樣品中的不同生物分子在電場的作用下向出口端運動，實現(xiàn)生物分子預分離；b、不同生物分子以不同速度從噴射裝置噴出，進入電場，在電場中進一步分離；c、不同生物分子通過電場后與電極表面發(fā)生碰撞，生物分子以不同的初速度向一側做拋物線運動，不同生物分子落點不同，實現(xiàn)樣品分離。

根據(jù)不同的分離樣品，選擇合適直徑的噴射裝置，以提高對生物分子的分離精確度。噴射裝置出口直徑為5-500納米，可直接過濾掉直徑過大的生物分子，進一步提高分離的精確度，尤其對于一些小分子量的生物分子，通過普通分離方法根本無法將其分離，或者需通過復雜的手段對其進行分離，工序繁瑣，成本很高，且效果并不理想。本發(fā)明通過生物分子的帶電量或者質量之間的差異，經(jīng)過噴射裝置使其具有一定的速度，在經(jīng)過電場進一步分離，擴大分子間的差異，在與電極碰撞后，做拋物線運動，進一步擴大不同生物分子之間的差異，從而實現(xiàn)低分子量生物分子的精準分離。此外，當電極表面為弧形，可以根據(jù)不同的分離目的對弧度的大小進行設計，增加生物分子分離的效果。

本發(fā)明所述不同生物分子包括不同種類的生物分子，也包括分子量不同的同類生物分子。

有益效果：可實現(xiàn)不同生物分子一次性純化分離，無需與其他設備進行聯(lián)用，減少了分離時間與步驟，分離的生物分子純度高、精度高。本發(fā)明中的噴射裝置的直徑是可控的，可以根據(jù)不同生物分子溶液，選用合適直徑的噴射裝置，提高分離精確度。

附圖說明

圖1為生物分子分離裝置結構示意圖；

圖2為圓周陣列式排列噴射裝置結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發(fā)明的生物分子分離裝置包括一個噴射裝置1，噴射裝置1由一個直徑為2微米的管狀結構組成，管狀結構出口端直徑為20納米，管狀結構內填充有電解質溶液。當然，噴射裝置管狀結構的直徑可以在0.01-5微米中選取任一范圍，出口直徑可以在5-500納米中選取任一范圍。噴射裝置1內部為待分離樣品2，噴射裝置1與電極3相對設置，兩者之間有一定間距。電極表面為弧形，噴射裝置1與電極3和電源4相連。

參見圖2，本發(fā)明的生物分子分離裝置，包括由四個圓周陣列式排列的噴射裝置，圖2中未畫出部分同圖1。

采用圖1所示的生物分子分離裝置，對待分離樣品2分離，噴射裝置1內填充電解質溶液，電解質溶液根據(jù)不同分離樣品進行選擇，接通分離裝置電源4，在電場的作用下，待分離樣品2內的不同生物分子開始向噴射裝置出口端運動，樣品在噴射裝置內預分離，隨后，不同生物分子以不同速度從噴射裝置1噴出進入電場，在電場中進一步分離，生物分子通過電場后與電極3表面發(fā)生碰撞，不同生物分子開始改變運動方向，以不同初速度向一側做拋物線運動，最終落入不同位置的收集器，將不同生物分子分離，收集。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種生物分子分離裝置及分離方法，本發(fā)明所述的生物分子分離裝置為包括至少一個容納樣品的噴射裝置，噴射裝置與電極相對設置，電極表面為弧形或斜面，噴射裝置和電極與電源連接。本發(fā)明所述的生物分子分離方法包括以下步驟：a、噴射裝置內為待分離樣品，不同生物分子在電場的作用下向出口端運動，實現(xiàn)生物分子預分離；b、不同生物分子以不同速度從噴射裝置噴出，進入電場，在電場中進一步分離；c、不同生物分子通過電場后與電極表面發(fā)生碰撞，生物分子以不同的初速度向一側做拋物線運動，實現(xiàn)樣品分離。本發(fā)明可以高效、精準實現(xiàn)生物分子分離，得到純度高、分子組成單一的樣品，滿足科研需要，可在生物醫(yī)學領域應用。

技術研發(fā)人員：沙菁*;張帥;莫景文;陳云飛;于弘陽;張仕昭
受保護的技術使用者：東南大學
技術研發(fā)日：2017.05.23
技術公布日：2017.10.31