[发明专利]纯化系统

说明书

本申请是申请号为200480036887.4(国际申请号为PCT/EP2004/014074)、申请日为2004年12月10日、发明名称为“纯化系统”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及用于纯化生物分子的层析法、系统和软件。

现有技术

层析分离系统通常用于从含有目的蛋白和一种或多种杂质的溶液中分离目的蛋白。典型地，层析蛋白质纯化系统包括许多各自具有不同性质的、使溶液在其中按特殊顺序流过的层析柱。例如，蛋白质纯化系统可依次使用下列4种柱型中一些或全部层析柱：亲和柱、脱盐柱、离子交换柱和凝胶过滤柱。可通过配备了合适软件的计算机或微处理机来控制该系统。

为了纯化含有目的蛋白的样品，操作者将会选择含有配备了特异性地但可逆性地结合目的蛋白的配体的介质的亲和柱。在有利于目的蛋白与配体结合的条件下将含有目的蛋白的样品加到层析柱。一旦含有目的蛋白的所有样品流过介质，就从柱洗去了未结合的物质，然后通过改变流过柱的缓冲液，例如可中断目的蛋白和配体之间结合的高盐浓度的缓冲液，将目的蛋白从介质洗脱到缓冲液中。通过检测器，例如检测离开柱的洗脱缓冲液中在特定波长(如280nm或254nm)下UV吸光度变化的UV检测器，检测从柱上洗脱的缓冲液中存在的目的蛋白，吸光度提供了该在给定的馏分中洗脱的总蛋白的粗略测量。当洗脱柱时，将流体收集在馏分收集器中。软件监控UV检测器的输出信号，该输出信号可指示包含目的蛋白的蛋白质流出柱的时间，并在存储器中记录该时间对应的馏分。在完全流过第一个柱后，操作者检查UV曲线并手动收集含有该蛋白的目的馏分。将手动收集的馏分手工汇集，并转入下一个柱。如果使用高盐浓度的洗脱缓冲液，那么可以让含有目的蛋白的洗脱缓冲液通过流过脱盐柱来将其脱盐。通过检测器，例如UV检测器，监控从脱盐柱输出的洗脱溶液，并将流出脱盐柱的、含有目的蛋白的该体积的脱盐溶液指向馏分收集器。操作者手工汇集目的馏分，并将汇集的馏分转入下一个柱。该体积的脱盐溶液仍然含有杂质，必须用离子交换柱来除去它们中的一些。如果那样，那么操作者使含有目的蛋白的该体积的脱盐液流过含有允许结合目的蛋白的介质的离子交换层析柱。一旦将含有目的蛋白的该体积的脱盐液加到柱上并且目的蛋白可逆地结合柱介质，则洗涤柱以除去未结合的物质。然后通过改变洗脱条件(其不利于目的蛋白的离子结合)从介质除去包含目的蛋白和可能的一些杂质的结合物质。通过检测器(例如UV检测器)监控洗脱液流出离子交换柱，并在馏分收集器中收集流出离子交换柱的、含有目的蛋白的该体积的洗脱液。该体积的离子交换溶液仍然含有杂质(如蛋白质分子聚集体)，必须使用凝胶过滤柱来除去它们中的一些。如果那样，那么操作者使含有目的蛋白的该体积的离子交换液流过凝胶过滤柱。在馏分收集器中收集流出凝胶过滤柱的滤液。如果在每个柱中已经正确选择了介质和洗脱条件来促进从溶液中分离目的蛋白，那么这时目的蛋白应当是在流过凝胶柱的离子交换液中具有最高浓度的物质。

以上纯化蛋白质的方法是费时费力的。需要操作者频繁的活动，例如评估每个柱的结果，并将洗脱液的馏分从一个柱移动到另一个柱。