[发明专利]用于利用氢键在固相支持物的亲水表面上纯化核酸的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于利用氢键在固相支持物的亲水表面上纯化核酸的方法和设备。

背景技术

使用具有结合DNA倾向的材料进行从细胞分离DNA的方法。用于分离DNA的材料的实例包括二氧化硅(silica)、玻璃纤维、阴离子交换树脂和磁珠(Rudi，K.等，Biotechniqures 22，506-511(1997)；和Deggerdal，A.等，Biotechniqures 22，554-557(1997))。为了避免人工操作和消除操作员误差，已经开发了自动化的机器用于高通量的DNA提取。

高纯度双链质粒DNA、单链噬菌体DNA、染色体DNA和琼脂糖凝胶纯化的DNA片段的产生在分子生物学中是非常重要的。纯化DNA的理想步骤应是简单和快速的，并包括对样品的少量附加操作。使用这种方法获得的DNA可以用于进行直接转化、限制性内切酶分析、连接或测序。在DNA样品的自动化产生中这种方法是非常吸引人的，在研究和诊断实验室中是非常有利的。

通常，利用固相来纯化核酸的方法是已知的。例如，美国专利No.5,234,809公开了利用固相来纯化核酸的方法，核酸被结合到所述固相上，该方法包括：将起始材料、离液(chaotropic)材料和结合固相的核酸混合；从液体中分离结合了核酸的所述固相，和洗涤所述固相核酸复合物。然而，这种方法是费时和复杂的，因而不适合于芯片实验室(Lab-On-a-Chip，LOC)。该方法还存在的问题在于要使用离液材料。

美国专利No.6,291,166公开了利用固相基质来获得(archiving)核酸的方法。该方法有益在于，由于核酸不可逆地与固相基质结合，对核酸固相基质复合物的延迟的分析或重复的分析是可能的。然而，依据这种方法，具有带正电表面的氧化铝需要通过添加碱性材料，例如NaOH使其成为亲水性的，核酸不可逆地与亲水性氧化铝结合，因而不能从氧化铝上分离。

美国专利No.6,383,783公开了从样品分离核酸的方法，该方法包括：将含有目标核酸的样品施加到疏水性有机聚合物固相上以将目标核酸连接到固相上；以及向所述固相添加非离子表面活性剂并除去连接的目标核酸。这个术语在说明书的这一节中的描述不是通用的，因为在美国专利No.6,383,783中公开的发明使用了亲水的固相，但是本发明使用了具有亲水表面的固相和kosmotropic盐。

本发明的发明人根据如上所述的先有技术研究了纯化核酸的方法，证实了当将kosmotropic盐添加到在表面上具有亲水性功能基团的固相支持物上时，核酸可以连接到其上而与pH值无关。

发明内容

本发明提供了使用具有亲水表面的固相支持物来纯化核酸的方法，该方法包括：使含有核酸的样品和含有kosmotropic盐的溶液在表面具有亲水性功能基团的固相支持物上接触，来将所述核酸结合到所述固相支持物上。

本发明还提供了用于纯化核酸的设备，该设备包括：表面具有亲水性功能基团的固相支持物；通过微通道与所述固相支持物互连并向所述固相支持物提供kosmotropic盐的kosmotropic盐溶液存储部分。

本发明还提供了包括用于纯化核酸的设备的芯片实验室。

附图说明

通过参考附图详细地描述本发明的示范性的实施方案，本发明的上述及其他特征和优点将更为显而易见，在附图中：

图1是显示在存在kosmotropic盐的情况下核酸与固相支持物的亲水表面结合的示意图；

图2是显示根据pH值结合到二氧化硅基底的E.coli gDNA的结合效率的图；

图3是显示根据pH值以及kosmotropic盐和离液盐的浓度的E.coligDNA结合效率的图；

图4是显示根据基底表面的种类的E.coli gDNA结合效率的图；以及

图5是显示使用kosmotropic盐E.coli gDNA的结合和洗脱效率的图。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述本发明，在附图中显示了本发明的示范性的实施方案。

本发明提供了使用表面具有亲水性功能基团的固相支持物来纯化核酸的方法，该方法包括：使含有核酸的样品和含有kosmotropic盐的溶液在所述固相支持物上接触，来将所述核酸结合到所述固相支持物上。