[发明专利]一种空间生物样品微处理集成装置

说明书

本发明提供了一种空间生物样品微处理集成装置，装置由样品处理单元、大小分子分离单元、蛋白核酸分离单元、DNA/RNA分离单元依次连接，样品处理单元用于将样品细胞清洗、裂解和除杂；大小分子分离单元用于分离裂解液中的大分子和小分子物质；蛋白核酸分离单元用于将大分子分离液中分离出蛋白质和核酸；DNA/RNA分离单元用于从核酸分离液中分离出DNA和RNA。本发明采用一体化、集成化的装置，能够在航天微重力的条件下完成生物样品的分离、分析，所有环节均在封闭液路环境下进行操作，并且具有较强抗震效果适合地面及航空环境下的分离分析。

技术领域

本发明属于生物样品微处理的研究领域，具体涉及一种空间生物样品微处理的集成装置。

背景技术

在生命科学和航天技术日益发达的今天，空间生命科学已经成为越来越重要的研究领域。目前，欧美发达国家纷纷将实验室搬向太空，已经开展了许多领域的空间试验，如：细胞培养，生物反应器装置，PCR等。我国空间站也将在2022年建成，但我们国家针对空间微重力环境下，生物样品分离特别是细胞样品的在线处理及各种大分子小分子分离方面，还没有一套完整的装置系统能够独立完成。

因此有必要根据一定的技术原理，既能满足地面自动化、集成化的生物研究需求，又能针对载人航天等国家重大科技工程的需求，应用新技术新方法并充分考虑空间环境适应性要求，研制开发一种能对空间细胞等生物样品进行自动化、一体化分离的装置。

发明内容

为了克服现有技术上的问题，本发明提供一种能够在空间微重力环境下运行的，从生物样品中分离生物小分子，蛋白质，DNA和RNA的微处理集成装置。

本发明提供以下技术方案：

一种空间生物样品微处理集成装置，所述装置由样品处理单元、大小分子分离单元、蛋白核酸分离单元、DNA/RNA分离单元依次连接，所述样品处理单元用于将样品细胞清洗、裂解和除杂；所述大小分子分离单元用于分离裂解液中的大分子和小分子物质；所述蛋白核酸分离单元用于将大分子分离液中分离出蛋白质和核酸；所述DNA/RNA分离单元用于从核酸分离液中分离出DNA和RNA。

进一步地，所述装置设有信息处理单元，用于控制各个单元中的管路通断和液体流动。

进一步地，所述样品处理单元包括上下连接的处理池和除杂池，处理池的上部由第一过滤膜封闭，第一过滤膜上设有管路接口，在处理池中对样品进行清洗、裂解；除杂池的上部由第二过滤膜封闭，第二过滤膜上设有管路接口，通过第二过滤膜对裂解液进行除杂，除杂池的下游连接所述大小分子分离单元。

进一步地，所述第一过滤膜的孔径为5-20μm，第二过滤膜的孔径为0.3-0.5μm。

进一步地，所述大小分子分离单元设有超滤池，所述超滤池上部通过超滤膜封闭，超滤膜上设有管路接口，在超滤池的上游分别设有柱塞泵和大分子收集池，所述柱塞泵对裂解液加压，由超滤膜分离大小分子物质。

进一步地，在所述超滤池下游连接缓冲液进入管，大分子反向流向大分子收集池，大分子收集池下游连接所述蛋白核酸分离单元。

进一步地，所述柱塞泵提供压强为0.5-1Mpa，所述超滤膜的孔径为5-15KD。

进一步地，所述蛋白核酸分离单元设有自由流电泳芯片，所述芯片两侧设有正、负电极，在电极之间设有电极液通道和分离通道，在芯片上部中间位置设有大分子分离液入口，在芯片下部的等电点相应位置分别设有蛋白质、核酸出口，所述核酸出口处与DNA/RNA分离单元相连接。

进一步地，在所述自由流电泳芯片上设有若干固定螺孔，在自由流电泳芯片两侧还设有两个带有卡槽的固定块，在固定块上与芯片的固定螺孔对应位置上设有卡槽固定螺孔，能够将固定块与自由流电泳芯片通过卡槽和螺孔固定连接。