CN103748208A

CN103748208A - 生物分子分离中的过滤器模块

Info

Publication number: CN103748208A
Application number: CN201280031951.4A
Authority: CN
Inventors: M·希辛格; K·舒尔特
Original assignee: Qiagen GmbH
Current assignee: Qiagen GmbH
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-04-23
Also published as: JP2014518074A; WO2013004366A1; EP2726595A1

Abstract

本发明涉及用于从细胞裂解液和其他包含颗粒材料的液体混合物中快速分离靶标分子的装置，使用所述装置分离靶标分子(尤其是核酸)的方法，以及用于进行包括所述装置的所述方法的试剂盒。

Description

生物分子分离中的过滤器模块

本发明涉及用于从细胞裂解液和其他包含颗粒材料的液体混合物中快速分离靶标分子的装置，使用所述装置分离靶标分子(尤其是核酸)的方法，以及用于进行包含所述装置的所述方法的试剂盒。

在生物化学和生物过程中，经常需要从包含颗粒或絮凝材料的液体混合物或样品中分离和收集特定类型的分子。这能够例如通过将混合物过滤从而将固体或絮凝材料截留在过滤材料上/过滤材料中来实现。能够将流通液与选择性结合所需分子的材料接触，从而使得将所需分子从过滤的液体中捕获。然后可以从结合材料上洗脱并收集所需分子。

例如，从细菌中纯化质粒通常涉及产生细胞裂解液，所述细胞裂解液包含可溶性质粒材料和不溶性细胞碎片、蛋白和基因组DNA颗粒。

裂解液通过将不溶性颗粒材料除去来澄清，所述除去通常通过离心或过滤装置来进行。然后将澄清的裂解液转移到核酸结合固体材料上，所述核酸结合固体材料结合所需要的质粒DNA。在任选的洗涤步骤之后，然后从结合材料上洗脱并收集靶标DNA。

细胞裂解液的澄清和质粒DNA的洗脱在本领域中被广泛使用和描述，其中在数个不同的实施方式中的过滤步骤是通过将过滤器装置与DNA结合柱的联用来进行。这样的解决方法描述于，例如WO95/02049A1、KR2004/085927A、DE202005010007U1、WO2008/121121A2、WO2008/150838A1、WO2009/157679A1或WO2010/075116A2。

描述了其他的解决方法，其中在一个柱中包含用于沉淀截留的过滤器和DNA结合材料的，因此不能除去所述过滤器。这样的一个实施方式示于例如WO2008/150826A1。

在几个现有技术装置中，含有两种不同类型的、用于将固体、颗粒或絮凝物截留的过滤器，例如前置过滤器(pre-filter)和深度过滤器。所述前置过滤器通常是将例如未裂解细胞、细胞碎片和其他颗粒截留的粗过滤器，而所述深度过滤器是将较细的沉淀或絮凝物截留。所述前置过滤器通常是由刚性材料制成，所述刚性材料如烧结的多孔聚乙烯或聚丙烯(例如WO2008/50838A1、WO2008/50826A1、WO2005/12521A1或US2006252142A)、玻璃(WO2009/58414A1)、金属丝网(WO2003/46178A1)或沸石(WO2009/60847A1)。所述深度过滤器最常见地是由膜或层形式的纤维材料(包含纸)来制备，其中所述材料选自多糖如纤维素、乙酸纤维素，塑料如聚乙烯、聚丙烯、特氟隆(Teflon)(PTFE)、聚丙烯酸酯、聚酰胺或聚偏二氟乙烯或包含砜基的聚合物如聚苯基砜(polyphenylsulfone)、聚醚砜、聚砜、聚芳基砜或聚苯基砜。

其他所述用于将固体、沉淀和絮凝物截留的材料是玻璃、金属或塑料的珠或丝网。

在两个现有技术文件中，讨论了用于将碎片和沉淀截留的水凝胶柱的应用(WO2009/157679A1和WO2009/157680A1)。使用的材料是琼脂糖，使得核酸通过但是将裂解液的大部分污染物截留。

细胞裂解液包含基因组DNA代表的高分子量生物分子，其对于剪切力是非常敏感的。在现有技术中使用的大多数过滤材料是相当刚性的。因此，如果对基因组DNA施加高作用力，例如在高速离心期间施加高压力，这种刚性材料会将该基因组DNA剪切。然后基因组DNA的片段能够通过过滤器，并且结合到DNA结合基质上，产生所需要的质粒DNA的污染物。

在另一方面，当琼脂糖或另一种水凝胶被用作过滤材料时，所述材料本身对于外部作用力是非常敏感的。如WO2009/157680A1中所讨论的，含有琼脂糖作为过滤器的柱必须在使用前不久制备，但是然后该柱仅仅能够以1000rpm-3000rpm范围内的离心旋转。如果使用较低的rpm，DNA没有穿过琼脂糖柱；如果使用较高的rpm，会破坏琼脂糖。

因此，本发明的一个目的是开发某种方法和装置，所述方法和装置用于将包含至少一种类型分子(所述分子对剪切力敏感)的液体混合物澄清，然后选择性结合该混合物中所需分子并且收集所述经结合的材料，其中将所需分子的污染物最小化。

该目标通过包含过滤器模块的澄清/结合装置、所述装置在靶标分离方法中的应用以及用于靶标分离的、包含这种装置的试剂盒来满足，其中所述过滤器模块包含弹性过滤材料。

按照本发明的澄清/结合装置代表了某种装置，所述装置将包含液相和固体颗粒、沉淀和/或絮凝物的悬浮液澄清，所述澄清能够通过例如过滤从液相中将颗粒、沉淀和/或絮凝物分离和/或截留来实现，并且所述装置还能够结合通过澄清器件(例如过滤器)的液相成分中的至少一种靶标分子，从而从剩余的液相中将所述靶标分离。

在一个优选实施方式中，本发明提供了用于从样品中分离至少一种靶标分子的澄清/结合装置，所述装置包含过滤器模块和靶标结合柱。所述澄清/结合装置能够是单柱澄清/结合装置，其中所述过滤器模块包含于柱中，所述柱还包含靶标结合材料。优选地，所述过滤器模块可从所述柱中除去。在另一个实施方式中，所述澄清/结合装置是双柱澄清/结合装置，其中所述过滤器模块是插入到所述结合柱中的附加柱(further column)的形式。包含所述过滤材料的柱的形式的过滤器模块优选被配制用于接受裂解液。

所述过滤器模块包含至少一种过滤材料，所述过滤材料是基本避免过滤器堵塞的“深度床过滤”材料。所述材料优选是弹性的，其表示例如手动下可变形的，优选其是松软的和柔性的。所述材料优选选自具有开放孔(开放孔道)的任意泡沫(发泡材料)或海绵。这样的材料的示例为发泡的聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯(包括基于聚酯的聚氨酯)、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、三聚氰胺，或其他具有开放孔道的塑料聚合物或天然海绵如Porifera、动物纤维海绵或植物纤维海绵。所述材料为本领域已知，例如用于空气过滤器，例如用于医疗设备、绷带缓冲、清洁应用等。

弹性材料(优选泡沫或海绵)的孔，应该优选在10μm-1000μm的范围内，更优选在25-500μm的范围内，并且最优选在50-200μm的范围内。所述泡沫优选具有每厘米5-50的孔道的数量，优选20-40孔道/cm。

所述泡沫或海绵优选是“自支承(self-supporting)”的泡沫或海绵。这表示所述泡沫或海绵是弹性材料，由压力变形，然而当除去所施加的压力时，基本恢复到其原始的形状。在特别优选的实施方式中，所述弹性材料是柔软材料，其可易于由人手指的力量变形。

这样的弹性也能够通过称为压缩硬度(或所述泡沫的压缩力度)来测定，例如通过DIN EN ISO3386来测量。能够通过将所述泡沫的标准尺寸片压缩至预定的量(常至40％)并且测量得到所述压缩需要的力(kPa或N/m²)。优选的材料的压缩硬度(至40％)在0.5-50kPa的范围内，优选1-30kPa的范围内，更优选1-20kPa并且特别优选2-10kPa。

由于使用的过滤材料的弹性和柔性特性，与不使用过滤器的方法例如离心相比，减少了剪切敏感的分子(如基因组DNA)的剪切并且在洗脱液中基因组DNA片段的量非常低。

过滤器模块还优选包含一层或两层第二过滤器，优选在弹性过滤器之下。优选地，所述第二过滤器也不应该由刚性材料制备，所述材料在高速离心中将敏感分子如基因组DNA剪切。所述第二过滤器能代表常用的深度过滤器，其优选由纤维材料来制备。所述第二过滤器可以是膜或层的形式，其中所述材料可选自多糖如纤维素，包括纸、乙酸纤维素，塑料如聚乙烯、聚丙烯、

(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚酰胺、尤其是

聚偏二氟乙烯，包含砜基的聚合物如聚苯基砜、聚醚砜、聚砜、聚芳基砜或聚苯基砜或非DNA结合二氧化硅。

第二过滤器的孔小于弹性过滤器的孔，并且优选在0.1-50μm的范围内、优选0.5-30μm的范围内，最优选1-10μm的范围内。只要本文所述的弹性过滤器和第二过滤器的孔径在其所述的范围内重叠，应该清楚的是所述第二过滤器的孔径应该小于所述弹性过滤器的孔径。

所述弹性过滤器的厚度和所述一个或多个第二过滤器的厚度并不限于本发明，然而，优选弹性过滤器的厚度为例如1-10mm，优选2-8mm，更优选3-5mm。由于所述一个或多个第二过滤器相比弹性过滤器有意地截留较少的物质，所述一个或多个第二过滤器的厚度优选低于所述弹性过滤器的厚度。因此，所述一个或多个第二过滤器的厚度可各自在0.1-1mm的范围内。

所述一个或多个过滤器允许液相通过并且基本截留全部的固体/颗粒/絮凝材料。所述一个或多个过滤器以某种方式安装在过滤器模块中，所述方法使得裂解液必须通过所述一个或多个过滤器而不允许绕过。因此，例如，如果使用过滤柱，所述一个或多个过滤器与所述柱的侧壁接触或被置于与所述侧壁接触的固定器中。例如，所述弹性过滤器能够依尺寸定制以符合所述柱的内部，并与该柱的侧壁接触，尤其是当其湿润时，例如与柱的内径相比，所述过滤器“尺寸变大(oversizing)”。在这种情况下，所述过滤器“抓住”所述柱的内部。另外，所述过滤器能够通过在所述过滤器下和/或其上的环来固定。如果将环置于所述过滤器之上，这样具有其他优势，即所述液体裂解液直接通过所述弹性过滤器并且阻碍裂解液通过流下柱壁而绕过所述过滤器。

为了提供本发明的过滤器模块，将弹性过滤器(例如泡沫或海绵)置于具有入口和出口的容器内，所述容器例如管、柱、注射器等。所述容器能够由塑料、金属、复合材料、玻璃或其任意组合制成，或者任意其他非反应性或生物可容性材料制成。所述容器能够使用可注塑材料来制造，所述可注塑材料能够耐受由离心或中等真空压力造成的力。如果需要，第二过滤器也置于所述容器的内部，优选在所述弹性过滤器之下。过滤器中的至少一种可在容器内被支承起来，所述支承例如通过下列方式设计所述容器，其在底部代表液体可透过性的支承结构例如丝网、围栏或任意相似的支承结构如交联、轮状等，或包括端面的通道，或者所述过滤器通过支承器件在容器内被支承起来，所述支承器件例如固定器、环、丝网、围栏或任意相似的支承结构如交联、轮状等，或包括端面的通道，或者过滤器可通过例如胶水、胶、密封或相似粘合剂粘附在所述容器的壁上。另外，所述支承元件能够是对结合柱的内表面的改进，例如在内部孔的内表面上形成的环形脊状物(annular ridge)。在优选的实施方式中，第二过滤器置于柱中的泡沫或海绵之下，其中所述第二过滤器可被支承。所述第二过滤器本身然后能用作弹性过滤器的支承物。如此制备的柱形式的过滤器模块能够插入到附加柱中，获得双柱装置，所述附加柱中具有针对所需要靶标的结合材料。

所述结合柱优选配制成接受来自过滤器模块的经过滤的样品。所述结合柱包含用于结合至少一种靶标分子的结合材料。所述结合柱可由任意在本领域中已知的、用于结合所需靶标的柱来代表，所述靶标尤其是通过弹性过滤器或过滤器模块的核酸如质粒DNA或RNA，或者蛋白。除非另有说明，本文所用的所有技术术语和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员所理解的通常含义相同。通常，本文所用的命名在本领域熟知并常用。方向的术语如“上”和“下”，“顶部”和“底部”，“以上”和“以下”或“上部”或“下部”等在装置使用中指部件的方向。在术语以单数形式提供的情况下，也考虑该术语的复数形式。

本文中使用的术语“小量制备”或“小量准备”是指来自约0.5-5m1的起始培养体积的纯化规模。在小量制备纯化中使用的柱或其他装置也能在从约0.5ml-约5ml的范围内。术语“中量/大量制备”或“中量/大量准备”是指从5-100ml的培养体积开始的纯化规模。在中量制备纯化中使用的柱或其他装置能够在约5ml-约15ml或约5ml-约25ml的范围内，而在大量制备纯化中使用的柱或其他装置能够在约25ml-约100ml的范围内。

本文中使用的术语“柱”和“柱子”是指具有入口和出口并且能够容纳液体的装置或容器。虽然柱通常是指具有大约圆柱形形状的装置和容器，可以理解的是本文使用的术语“柱”能够指代具有任意形状的装置或容器，尤其是圆柱形，或其他形状，包括但不限于主要是球形、锥形、长方形、不规则形状或其组合。

术语“靶标生物分子”或“靶标分子”可包含核酸、蛋白、脂质、糖脂、通路产物或糖，其中优选的靶标分子是核酸或蛋白，特别优选核酸。

本文使用的术语“蛋白”或“蛋白质”包含全长蛋白、蛋白片段、天然状态的蛋白或变性的蛋白。蛋白的混合物能够是全长蛋白的混合物、蛋白片段的混合物或全长蛋白与蛋白片段的混合物。

本文使用的术语“核酸”包含DNA和RNA，与分子量或来源无关。核酸包含单链或双链核苷酸的聚合物的全部范围，包括化学修饰的核苷酸，其如本领域已知的能够形成碱基配对、与其他核酸可连接并且可被内切核酸酶或外切核酸酶切割。核酸可以来自任意天然来源或可以被修饰。DNA分子是任意大小，来自任意来源的任意DNA分子，包含来自病毒、原核生物和真核生物的DNA，以及合成DNA及其变体、衍生物和类似物。DNA可以是基因组DNA或染色体外DNA。RNA分子是任意大小，来自任意来源的任意RNA分子，包含来自病毒、原核生物和真核生物的RNA，以及合成RNA及其变体、衍生物和类似物。RNA和DNA可以是单链或双链、线形或环形或超螺旋形。优选的核酸被称为“靶标核酸”。

按照本发明，“靶标核酸”，优选包含染色体外DNA，例如质粒及其片段、载体及其片段、噬菌粒、粘粒、BAC、PAC、YAC、线粒体核酸分子、叶绿体核酸分子或其组合。具体地，优选任意的载体和/或质粒。它们可以是市售可得的、或合成的、或工程改造的或其衍生物。这种载体和/或质粒可以被用于克隆或亚克隆感兴趣的核酸分子或由克隆或亚克隆感兴趣的核酸分子衍生，并且因此也可以按照本发明来分离含有插入段、核酸片段或基因的重组载体。特别感兴趣的载体的一般分类包含原核和/或真核克隆载体、表达载体、融合载体、双杂交载体或反向双杂交载体、用于不同宿主的穿梭载体、突变载体、转录载体、短发夹载体、用于接受大插入片段(酵母人工染色体(YAC)、细菌人工染色体(BAC)和P1人工染色体(PAC))的载体等。其他感兴趣的载体包含病毒来源载体(M13载体、细菌噬菌体载体、杆状病毒载体、腺病毒载体和逆转录病毒载体)，高、低或可调节拷贝数的载体、具有用于在单宿主中结合的相容复制子的载体(例如pACYC184和pBR322)以及真核附加体复制载体(例如pCDM8)。本发明考虑的载体包含含有插入的或额外的核酸片段或序列的载体(例如重组载体)以及本文所述的任意载体的衍生物或变体。按照本发明的有用的表达载体包含染色体衍生的载体、附加体衍生的载体和病毒衍生的载体，例如衍生自细菌质粒或细菌噬菌体的载体，以及衍生自其组合的载体，如粘粒和噬菌粒。

任意细胞、组织或生物体可被用作需要分离的靶标分子的来源，从而将所述细胞、组织或生物来源(或其部分)中包含的所述靶标分子从所述细胞、组织或生物体中释放。细胞可以是原核或真核。生物体可以是原核、真核或病毒等，并且通常是指任意包含靶标分子(例如感兴趣核酸)的细胞。术语“宿主”或“宿主细胞”可在本文中互换使用。这样的宿主的例子参见Maniatis等，″Molecular Cloning：A Laboratory Manual(分子克隆：实验室手册)″，冷泉港实验室，纽约州冷泉港.(1982)。优选的原核宿主包括但不限于埃希氏菌属(Escherichia)(例如大肠杆菌(E.coli))、杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、土壤杆菌属(Agrobacter)(例如根癌土壤杆菌(A.tumefaciens))、链霉菌属(Streptomyces)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙门菌属(Salmonella)、沙雷氏菌属(Serratia)、显核菌属(Caryophanon)等的细菌。最优选的原核宿主是大肠杆菌。在本发明中特别感兴趣的细菌宿主包含大肠杆菌菌株K12、DH10B、DH5α、HB101、JM109、X11blue、Top10、Top10F和QIAGEN EZ。优选的真核宿主包括但不限于真菌、鱼类细胞、酵母细胞、植物细胞和动物细胞，特别是昆虫细胞和哺乳动物细胞包含人细胞、CHO细胞、VERO细胞、Bowes黑色素瘤细胞、HepG2细胞等。细胞可以是转化的细胞、建立的细胞系、癌症细胞系或正常细胞。示例性的动物细胞是昆虫细胞如果蝇(Drosophila)细胞、夜蛾(Spodoptera)Sf9、Sf21细胞和粉纹夜蛾(Trichoplusa)High-Five细胞；线虫细胞如秀丽隐杆线虫(C.elegans)细胞；以及哺乳动物细胞如COS细胞、CHO细胞、VERO细胞、293细胞、PERC6细胞、BHK细胞和人细胞。按照本发明，也可使用任意病毒作为生物大分子(尤其是核酸分子)的细胞来源。还适于用作生物大分子来源的是血液或哺乳动物器官的组织，例如衍生自脑、肾、肝、胰腺、血液、骨髓、肌肉、神经、皮肤、泌尿生殖系统、循环系统、淋巴、胃肠道和相关组织来源以及衍生自哺乳动物(包括人)的胚胎或胎儿的那些。这些细胞、组织和器官可以是正常的、转化的或建立的细胞系，或它们可以是病变的，如涉及(由细菌、真菌或酵母、病毒(包含AIDS)或寄生虫引起的)感染性疾病、遗传或生物化学病变(例如囊性纤维化病、血友病、阿尔茨海默病、精神分裂症、肌营养不良或多发性硬化)或癌症和癌变过程的那些。本领域普通技术人员所熟悉的其他细胞、组织、病毒、器官和生物体也可作为生物大分子的来源使用，所述生物大分子的来源用于制备按照本发明的生物大分子。按照本发明，宿主或宿主细胞可用作需要分离的大分子的细胞来源。

本文中使用的“细胞破坏”或“细胞裂解”是指使用组合物或组合物的组分将细胞打开，所述组合物或组合物的组分将用作所需分离的生物大分子来源的细胞、组织或生物体裂解、断裂或打孔，，从而在所述细胞、组织或生物来源(或其部分)中包含的生物大分子从所述细胞、组织或生物体中释放。按照本发明，所述细胞、组织或生物体不需要完全裂解、断裂或打孔，并且不需要将在来源细胞、组织或生物体中包含的所有感兴趣的大分子从其中释放出来。优选地，细胞破坏或细胞裂解化合物或组合物产生至少25％、50％、75％、80％、85％、90％、95％、97％、99％或更多的释放效果，所述释放是将所述细胞、组织或生物体中含有的总的感兴趣生物大分子释放出来。

按照本发明，可以通过将细胞与造成或辅助细胞裂解或破坏的组合物或化合物接触以使所述细胞裂解或破坏，尽管按照本发明可以使用机械力或物理力(例如压力、超声、温度(加热、冷冻)和/或冻融等)。另外，可使用机械力、物理力或裂解组合物/化合物的任意组合来破坏/裂解细胞，只要所述的方法基本不破坏感兴趣的生物大分子。

使用的细胞破坏或细胞裂解化合物或组合物并不限制本发明。在裂解组合物中包含的组分优选适于要分离或纯化的所需靶标生物分子。对于哪种类型的所需生物分子优选包括哪种组分为本领域技术人员所知，并且不限制本发明。可以包含一种或多种去污剂，例如十二烷基硫酸钠(SDS)、肌氨酰、曲通X-100、吐温20、NP-40、N烷基葡糖苷、N-烷基麦芽糖苷、葡糖酰胺、地高辛、脱氧胆酸盐、3-[(3-胆酰胺丙基)-二甲基铵基(dimethylammonio)]-1-丙烷磺酸酯(CHAPS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或Brij35。浓度可以是任意合适的，例如约0.01％-10％(w/v)，更优选地约0.1％-5％。可以存在一种或多种离液剂，例如碘化钠、高氯酸钠、胍或其盐或尿素。另外，可以存在一种或多种酶，如溶菌酶、溶细胞酶、酵母裂解酶(zymolyase)、神经氨酸酶、Novozym234、链球菌溶血素、绿木酶(cellulysin)、变溶菌素或溶葡球菌酶。可以约1mM-5M的浓度存在的一种或多种无机盐如氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锂或氯化镨。可以存在一种或多种有机溶剂，如甲苯、苯酚、丁醇、异丙醇、异戊醇、乙醇、醚(例如二乙醚、二甲醚或乙基甲基醚)或氯仿，只要它们对于任意按照本发明使用的过滤器没有负面影响。可以存在破坏生物大分子(例如多粘菌素B)细胞来源的细胞膜和/或细胞壁的完整性(例如裂解或造成孔的形成)的任意其他化合物，或任意前述的组合。所述组合物可以包含其他组分，例如螯合剂(例如乙二胺四乙酸二钠(Na EDTA)、EGTA、CDTA)、一种或多种蛋白酶(蛋白酶K、链霉蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶)或前述的任意组合。裂解/破坏组合物的活性成分的所需浓度和组合限制本发明，并且可以由本领域技术人员使用常规实验容易测定。

本文使用的术语“澄清”是指从液体混合物(例如细胞裂解液)中除去不需要的固体、沉淀或絮凝材料(例如细胞碎片和/或大的不溶性分子)的过程。澄清细胞裂解液的常用方法包含离心和过滤。优选地，在过滤器模块中基本截留不需要的碎片，使得基本澄清的裂解液通过含有结合材料的结合柱。

本文使用的术语“洗脱”是指通过溶剂的方式将由结合基质所结合的所需靶标分子释放。术语“洗脱溶液”、“洗脱缓冲液”和“洗脱溶剂”是指用于从所述材料上释放分子的溶剂。术语“洗脱液”是指洗脱得到的并且包含所需分子的液体溶液。

“洗脱液”可以包含被认为是“分离的”核酸。在本文中使用的术语“分离的”(如在“分离的生物大分子”中)表示所述分离的材料、组分或组合物等已经从其他材料、污染物等中至少部分纯化出来，所述材料、污染物等不是已经分离的所述物质、组分或组合物的部分。例如，“分离的生物大分子”是已经以某种方式处理的生物大分子，所述方式除去至少一些其他的、与细胞、组织、器官或生物体相关的大分子和细胞组分。具体地，术语“分离的生物大分子”、“分离的核酸分子”或“分离的质粒”是指大分子制品或质粒制品，所述大分子制品或质粒制品含有约10％、20％、30％、40％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％和93％(重量％)的感兴趣的生物大分子，优选超过95％、97.5％和98％，并且最优选超过99％、99.5％和99.9％。然而，如普通技术人员会理解的，包含分离的大分子的溶液可以包含其他成分，例如一种或多种缓冲盐和/或溶剂，例如水或有机溶剂等，并且相对于起始材料，所述大分子仍然被认为是“分离的”大分子。

通过本发明所述的装置、方法和试剂盒来分离的核酸分子还可以通过扩增、克隆、测序、标记、转染、转化、体外转录、体外翻译、核酸合成、内切核酸酶消化、其他酶修饰等进行表征或操作，这些方法是本领域技术人员常规使用的方法。

本发明提供了某种装置和方法，所述装置和方法适于澄清或过滤包含剪切敏感的大分子的液体混合物或样品，然后从经澄清的或经过滤的液体或样品中将所需分子结合到结合材料中。所需分子的分离还能够包含后续从所述结合材料洗脱所需分子。在一个优选的实施方式中，本发明提供了包含过滤器模块的双装置，所述过滤器模块以澄清/过滤柱的形式至少部分插入到结合柱中，其中所述澄清柱将来自液体混合物的固体、沉淀或絮凝材料截留，而所述结合柱结合来自过滤的液体中的一种或多种所需靶标分子。如果需要，能够从所述结合材料上洗脱所结合的靶标分子。

在本发明的另一个实施方式中，所述过滤器模块被插入到与所述结合材料相同的柱中。在这种实施方式中，所述过滤器模块不是柱，而是例如盘，所述盘包封上述的弹性过滤器和任选的第二过滤器，其能够置于结合柱内部的预先的网格(intended lace)上。在这种情况下，所述结合柱优选以如下方式来设计，即所述过滤器模块通过上述的方式固定在其预先的位置上。按照本发明，优选在样品经过过滤器之后除去所述过滤器模块。因此，所述过滤器模块优选是从结合柱上可除去的。

所述澄清/结合装置能用于样品的澄清和从所述样品中后续分离至少一种靶标分子，其中使得剪切敏感分子的片段的污染物最小化。所述样品能够是液体样品或是已经在液体中悬浮的干样品。例如，本文所述装置能够澄清细胞裂解液样品并且从澄清的裂解液中分离核酸分子。在将样品(例如裂解液)过滤并且一种或多种靶标分子被结合材料捕获之后，能够除去并且丢弃内部过滤器模块(和不需要的碎片)。然后能够任选地洗涤和洗脱结合到所述结合材料的核酸或一种或多种其他靶标分子。

在上述的双柱实施方式中，所述过滤器模块对应澄清/过滤柱。所述内部澄清/过滤柱和所述结合柱两者都能够由塑料、金属、复合材料、玻璃或其任意组合，或任意其他合适的非反应性或生物相容性材料来制成，能够耐受由使用所述装置的离心而产生的力。

在优选的实施方式中，其中所述过滤器模块是以能够被插入到结合柱中的柱的形式，所述过滤器模块/澄清柱的入口或上部开口端与所述结合柱的入口或上部开口端取向相同的方向，并且所述过滤器模块/澄清柱的出口与所述结合柱的出口取向相同的方向。所述过滤器模块/澄清柱能够沿着所有的方向扩展穿过内部孔，从而使得所述过滤器模块/澄清柱的出口与在所述结合柱中的结合材料邻接。或者，所述过滤器模块/澄清柱仅能部分扩展穿过内部孔，从而使得在所述过滤器模块/澄清柱的出口和所述结合材料之间存在间隙。

优选地，当插入到结合柱中，甚至在离心时，所述过滤器模块包含用于将所述过滤器模块固定在其预先位置的任意方式。所述方式可以是例如环、曲柄、肩部等，所述方式优选让所述过滤器模块的周围大于结合柱的周围，使得所述过滤器模块不能更深地插入到结合柱中，或将过滤器模块置于其对应的结合柱内部的曲柄或肩部上。

两个柱都具有肩部的双柱装置的例子示于图1(在所述外柱中的结合材料未显示)。在所述的图中，所述结合柱(结合材料未显示)示作(1)，插入到所述结合柱中的所述过滤器模块示作(2)。所述弹性过滤器(3)置于第二过滤器(4)之上。

另外所述过滤器模块(例如以澄清柱的形式)可以如下方式设计，即其能够插入到所述结合柱中(而不用任何用于将所述柱固定在适当位置(in place)的方式)，但其能够在过滤步骤之后被移去。

如果需要，所述结合柱的内径能够依尺寸定制以容纳澄清柱的尺寸，从而使得所述澄清柱的至少一部分外表面与所述结合柱的一部分内表面接触并且提供所述澄清柱和结合柱之间的紧密匹配。这种紧密匹配能是两个表面之间的连接，其能通过表面之间互相接触之后的摩擦力来实现。紧密匹配也能够通过定制所述澄清柱和结合柱的形状，从而使得一个或另一个(或两个)柱在尺寸上轻微偏离标称尺寸来实现，或者通过所述两个柱的圆锥形状来实现。另外，紧密匹配能够通过定制所述柱的曲柄或肩部的形状来获得，所述曲柄或肩部用肩部或曲柄互相紧密接触的方式来将所述澄清柱固定在适当位置。在所述澄清柱和结合柱之间的匹配能够是足够气密的，从而使得施加于所述结合柱的出口的负压会在双柱体系中产生真空。通常，当位于所述结合柱内时，所述澄清柱会是某种尺寸，从而使所述澄清柱的至少部分外表面与所述结合柱的至少部分内表面接触，并且当施加负压时形成与所述结合柱的真空密封。在所述外柱和澄清柱之间的匹配不会妨碍在不施加负压时，将所述澄清柱从所述结合柱中移去。

所述结合柱包含用于结合所需靶标的结合材料。所述结合材料能够是用于捕获靶标分子的任意合适的材料，包括但不限于纤维、基质、树脂、膜、盘或过滤器或任意其他合适的材料或其组合。所述结合材料能够捕获至少一种类型的靶标分子，包括但不限于核酸。在一个优选的实施方式中，所述结合材料是DNA或RNA结合材料，尤其是能够结合质粒DNA的材料。合适的DNA结合材料包含二氧化硅和非二氧化硅DNA结合材料或其组合。所述DNA结合材料还能够是任意合适的色谱材料，包括但不限于硅胶、氧化铝、二氧化钛、多孔玻璃、聚合物或其任意组合。另外，所述结合材料能够是电荷开关膜(charge switch membrane)，包含玻璃纤维或硝酸纤维素，或阴离子交换基质，包含衍生的玻璃纤维。所述结合材料还能够是几种类型的例如在不同层中的所述材料的组合。所述结合材料能够位于结合柱的内部的出口或出口附近。所述结合材料能够位于任意合适的位置，从而使得通过所述结合柱并且从出口孔离开的样品必须通过所述结合材料。

所述结合材料优选包含合适尺寸的孔，以提供足够的液体或澄清的样品流穿过所述装置，同时提供能够将分子结合的高表面积，并且从而提供对至少一种靶标分子的优良产率。所述孔的尺寸能够是任意合适的、使得能够将至少一种靶标分子结合的尺寸，例如在约0.5μm和约5μm之间的范围内。

所述结合柱能够包含一种或多种所述结合材料的支承元件，或其能够通过例如胶水、胶、密封或相似粘合剂粘附于容器的壁上。所述支承元件能够将结合材料保持在柱内部的位置上。所述一种或多种支承元件能够是物理上限制所述结合材料移动的任意结构。合适的支承元件包括但不限于固定器、环、丝网或玻璃料。另外，所述支承元件能够是对结合柱的内表面的改进，例如在内部孔的内表面上形成的环形脊状物。

本发明还提供用于澄清包含至少一种靶标分子和固体颗粒、沉淀和/或絮凝物的悬浮液的方法，其中所述悬浮液还可以包含剪切敏感的分子，所述方法包括涉及如上述定义的、用于从靶标分子中将所述固体颗粒、沉淀和/或絮凝物分离的过滤器模块的过滤步骤，其中所述靶标分子保留在溶液中。尤其是所述的方法适合用于从这种悬浮液中将所需靶标分子分离和/或纯化，其中所述悬浮液还可以包含剪切敏感的分子，如高分子量分子，包括涉及如上述定义的过滤器模块的过滤步骤。所得的流通液包含溶液中所需的靶标分子，基本不含颗粒材料如固体、沉淀和悬浮物。另外，所得的溶液优选基本不含剪切敏感大分子的片段或其自身的片段。所述流通液可与靶标结合材料接触，以从所述流通液中将所述靶标分离/分开。

在按照本发明的优选方法中，分离或纯化核酸，所述核酸优选DNA，最优选质粒DNA。

优选地，所述核酸的分离和/或纯化包括将所述核酸结合到核酸结合材料上的步骤，所述步骤优选在结合柱中进行。

在一个特别优选的实施方式中，本发明提供了用于分离和/或纯化核酸的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)将包含核酸的样品与包含至少一种由如上述弹性材料制成的过滤器接触

(ii)向所述样品施加外力以使得所述样品通过所述过滤器模块

所述方法优选还包括以下步骤：

(iii)将步骤(ii)的流通液与核酸结合材料接触

(iv)任选地洗涤所述结合的核酸

(v)从所述结合材料中将所述核酸洗脱。

所述样品优选是细胞裂解液，特别是包含基因组DNA和靶标生物分子的细胞裂解液。优选的靶标生物分子是靶标核酸或蛋白，尤其是质粒DNA。

能够向包含所述过滤器模块的柱中加入含有所需分子的样品。如果所述过滤器模块是以上述澄清柱的形式，所述样品通过所述澄清柱的开口端加入到澄清柱中。

优选地，施加离心力或负压(真空)使得样品通过所述过滤器模块/澄清柱。

优选地，所述流通液穿过进入结合柱。由于所述样品通过澄清柱，所包含的过滤器能够防止大的不溶性分子通过所述澄清柱的出口。由于所述弹性过滤器(优选泡沫或海绵)的弹性性质，甚至在向所述样品施加高离心速度的情况下，也基本不会将剪切敏感的分子如基因组DNA剪切。因此，将剪切敏感分子的片段的量最小化。

所述过滤的样品优选与位于所述结合柱中的结合材料接触。所述结合材料能够结合一种或多种所需分子，同时离心力或真空使得剩余液体通过所述结合柱的出口离开所述装置。然后能够除去所述过滤器模块/澄清柱。任选地可以加入一种或多种洗涤溶液，并且通过离心或真空使其通过所述结合材料并且离开所述装置。所述洗涤通过除去来自结合材料的未结合的分子、杂质或其他碎片来增加所需分子的纯度。然后能够向所述结合柱中加入洗脱液以从所述结合材料中将所需分子洗脱。优选收集洗脱液。能够使用多等份的洗脱溶液。

在所述方法的优选实施方式中，所述悬浮液或液体混合物是细胞裂解液，并且所述过滤器模块以澄清柱的形式操作。澄清的裂解液通过所述结合材料，所述结合材料结合感兴趣的核酸，优选质粒DNA。然后能够移去所述澄清柱并且洗脱和收集所述结合的质粒DNA。本发明的双柱装置使得能够在单个短(1-3分钟)离心或真空步骤中澄清和结合。

在一个特别优选的实施方式中，本发明提供了用于分离和/或纯化质粒DNA的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)将包含基因组DNA和质粒DNA的细胞裂解液与过滤器模块接触，所述过滤器模块包含至少一种由自支承的泡沫或海绵制成的过滤器

(ii)向所述样品施加外力以使得所述样品通过所述过滤器模块

(iii)将步骤(ii)的流通液与DNA结合材料接触

(iv)任选地洗涤所述结合的DNA

(v)从所述结合材料中将所述DNA洗脱。

本文还提供了用于从样品中将感兴趣的靶标分子分离的试剂盒。用于将感兴趣的靶标分子分离的试剂盒包含至少一种如本文所述的过滤器模块。

优选地，所述试剂盒包含用于从样品中将至少一种靶标分子分离的澄清/结合装置，所述装置包括：配制成用于接受样品的过滤器模块/澄清柱，所述澄清柱包含至少一种由如上述的弹性过滤器材料(优选自支承的泡沫或海绵)制成的过滤器，其配制为从所述样品中过滤至少一种非靶标分子，以及配置成用于接受来自过滤器模块/澄清柱的经过滤样品的结合柱，所述结合柱包含用于结合至少一种靶标分子的结合材料。

在另一个优选的实施方式中，所述试剂盒包含含有过滤器模块和结合材料的柱，所述过滤器模块包含至少一种由如上述的弹性材料(优选泡沫或海绵)制成的过滤器，，其中优选所述过滤器模块可从柱中除去。

所述试剂盒还包括至少一种选自以下的其他成分：至少一种裂解缓冲液；至少一种RNA酶储液；至少一种重悬缓冲液；至少一种中和缓冲液；至少一种洗涤缓冲液；至少一种洗脱缓冲液；进行所述靶标分离/纯化方法的说明书。

附图：

图1显示在离心柱中用于将过滤和结合联用的过滤器模块，其中在离心柱中的结合材料未显示。(1)离心柱(结合材料未显示)，(2)过滤器模块，(3)柔软、弹性的上部过滤材料，(4)压实第二过滤器。

图2显示过滤器模块的可能设计，其中柱的底部代表支承方式(过滤材料未显示)。

图3显示了在琼脂糖凝胶上按照实施例2分离的质粒制剂。

1过滤器，所述过滤器具有非结合二氧化硅作为下部过滤材料，和多孔玻璃料，PE，10μm作为上部过滤材料

2过滤器，所述过滤器具有多孔玻璃料PE7-12μm作为下部过滤材料，和Gaze PET，20μm作为上部过滤材料

3过滤器，所述过滤器具有非结合二氧化硅作为下部过滤材料，和多孔玻璃料，PE，20-60μm作为上部过滤材料

4过滤器，所述过滤器具有非结合二氧化硅作为下部过滤材料，和多孔玻璃料，PE，10-20μm作为上部过滤材料

(5)参比：代替过滤的10分钟离心将沉淀球团化

图4显示了在琼脂糖凝胶上按照实施例3的小量制备，包含(1)针刺的毛毡(needle punched felt)和(2)参比：10分钟离心将沉淀球团化。

图5显示的琼脂糖凝胶表示按照实施例1使用包含泡沫的过滤器模块进行的质粒制备结果(1)，和按照参比(10分钟离心将沉淀球团化)的制备结果(2)。

图6显示根据用于裂解液澄清的过滤器的类型，与按照实施例5分离的质粒相比基因组DNA的含量。小量制备如下所示。(1)参比：代替过滤的10分钟离心以将沉淀球团化，(2)使用泡沫作为过滤材料分离的质粒，以及(3)使用针刺毛毡作为过滤材料分离的质粒。

图7显示根据用于裂解液澄清的过滤器的类型，与按照实施例5分离的质粒相比基因组DNA的含量。显示了两种小量制备。(1)参比：10分钟离心将沉淀球团化，(2)使用泡沫作为过滤材料分离的质粒，以及(3)使用针刺毛毡作为过滤材料分离的质粒。

实施例

实施例1：

按照以下方案从细菌细胞中分离质粒DNA。通过将细胞球团化的离心在1.5ml Eppendorf管中从细菌细胞培养基中收获细胞。使用的缓冲液、溶液和DNA结合柱来自市售可得的QIAprep试剂盒(德国希尔登的恰根公司(Qiagen))，其设计用于质粒DNA的分离。

离心方案

所有的离心步骤在13.000rpm下进行。

1.在250μl的缓冲液P1中重悬球团化的细菌细胞并且转移至微量离心管中。

2.加入250μl缓冲液P2并且通过将管颠倒4-6次来彻底混合。

3.加入350μl缓冲液N3并且立即通过将管颠倒4-6次来彻底混合。

4.通过倾析或移液将包含来自步骤4沉淀的整个样品体积加到过滤器模块，所述过滤器模块是插入QIAprep离心柱中的柱的形式中。所述过滤器模块包含聚氨酯泡沫和非结合的二氧化硅膜(例如不结合核酸的二氧化硅膜)。

5.整个组件离心1分钟，弃去流通液。

6.从QIAprep离心柱中除去并且丢弃所述过滤器模块。

7.通过加入0.5ml缓冲液PB并且离心30-60秒来洗涤所述QIAprep离心柱。弃去流通液。

8.通过加入0.75ml缓冲液PE并且离心30-60秒来洗涤所述QIAprep离心柱。

9.弃去流通液，并且将柱再离心1分钟以除去残余的洗涤缓冲液。

10.QIAprep柱置于干净的1.5ml微量离心管中。为了洗脱DNA，向各个QIAprep离心柱的中心加入50μl缓冲液EB(10mM Tris·Cl，pH8.5)，放置1分钟，并且离心1分钟。收集洗脱液。

真空方案

1.按照QIAprep Miniprep手册中的详细内容准备真空歧管和QIAprep离心柱。

2.在250μl的缓冲液P1中重悬球团化的细菌细胞，并且转移至微量离心管中。

3.加入250μl缓冲液P2并且通过将管颠倒4-6次来彻底混合。

4.加入350μl缓冲液N3并且立即通过将管颠倒4-6次来彻底混合。

5.通过倾析或移液将包含来自步骤4沉淀的整个样品体积加到过滤器模块，所述过滤器模块是插入到真空歧管上的QIAprep离心柱中的柱的形式。所述过滤器模块包含聚氨酯泡沫和非结合的二氧化硅膜。

6.打开真空源以将溶液抽吸通过所述过滤器模块和QIAprep离心柱，然后关闭真空源。

7.从QIAprep离心柱中除去并且丢弃所述过滤器模块。

8.通过加入0.5ml缓冲液PB来洗涤所述QIAprep离心柱。打开真空源以将洗涤溶液抽吸通过所述柱，然后关闭真空源。

9.通过加入0.75ml缓冲液PE来洗涤所述QIAprep离心柱。打开真空源以将洗涤溶液抽吸通过所述柱，然后关闭真空源。

10.所述QIAprep离心柱置于2ml的收集管中并且转移至微量离心管中。在13.000rpm下进行1分钟离心以除去残留的洗涤缓冲液。

11.所述QIAprep柱置于干净的1.5ml微量离心管中。为了洗脱DNA，向各个QIAprep离心柱的中心加入50μl缓冲液EB(10mM Tris·Cl，pH8.5)，放置1分钟，并且在13.000rpm下离心1分钟。收集洗脱液。

如在QIAprep Miniprep手册(2005年6月)第22-23页所述的作为参比的方案

2.加入250μl缓冲液P2并且通过将管颠倒4-6次来彻底混合。

3.加入350μl缓冲液N3并且立即通过将管颠倒4-6次来彻底混合。

4.将样品在台式微量离心机中在13,000rpm下离心10分钟。

5.来自步骤4的上清被转移至QIAprep离心柱。

6.将所述QIAprep离心柱离心60秒。弃去流通液。

10.所述QIAprep柱置于干净的1.5ml微量离心管中。为了洗脱DNA，向各个QIAprep离心柱的中心加入50μl缓冲液EB(10mM Tris·Cl，pH8.5)或水，放置1分钟，并且离心1分钟。收集洗脱液。

作为“参比”，分别通过相同的方法处理样品，除了代替过滤步骤，通过离心(10分钟，13.000rpm)球团化来除去固体、沉淀和絮凝物，并且所述上清被转移到新的管中并进一步加工。

实施例2

使用用于裂解液澄清的过滤(包含刚性上部过滤材料的过滤器模块)所实施的质粒小量制备或作为参比的离心(球团化)所实施的质粒小量制备的比较：

按照实施例1中所述的离心方案从大肠杆菌TOP10F细胞的5ml LB培养基中分离质粒pUC19。在过滤器模块中使用四种不同类型的过滤材料作为上部过滤器。

1过滤器，所述过滤器具有非结合二氧化硅作为下部过滤材料，和多孔玻璃料，PE，10μm作为上部过滤材料，

2过滤器，所述过滤器具有多孔玻璃料PE，7-12μm作为下部过滤材料，和Gaze PET，20μm作为上部过滤材料，

3过滤器，所述过滤器具有非结合二氧化硅作为下部过滤材料，和多孔玻璃料，PE，20-60μm作为上部过滤材料，

4过滤器，所述过滤器具有非结合二氧化硅作为下部过滤材料，和多孔玻璃料，PE，10-20μm作为上部过滤材料。

所有的样品在琼脂糖凝胶上分析。所述胶示于图3。在琼脂糖凝胶上运行根据各个洗脱液的OD₂₆₀的150ng DNA，所述洗脱液包含各自的质粒DNA。能够看到，与通过将粗裂解液(5)离心的制备相比，所有烧结的材料(1-4)产生了明显较高的所需质粒DNA的gDNA污染物。

实施例3

用刚性上部过滤材料的过滤与作为参比的球团化的比较：图4

按照实施例1中所述的离心方案，分别从大肠杆菌DH10B细胞的5mlLB培养基中分离质粒pUC19或从大肠杆菌DH5α细胞的5ml LB培养基中分离质粒pCMVβ。作为过滤器模块中的上部过滤材料，使用针刺毛毡(1)(刚性过滤材料)与参比(2)进行比较。所有样品均一式三份地进行分析。在琼脂糖凝胶上运行根据各个洗脱液的OD₂₆₀的150ng DNA，所述洗脱液包含各自的质粒DNA。所述凝胶显示与由球团化澄清的样品相比，用针刺毛毡过滤的样品包含明显较多的(片段化的)基因组DNA。

实施例4

用弹性/柔软上部过滤材料的过滤与作为参比的球团化的比较：图5

按照实施例1中所述的离心方案，分别从大肠杆菌DH10B细胞的5mlLB培养基中分离质粒pUC19或从大肠杆菌DH5α细胞的5ml LB培养基中分离质粒pCMVβ。作为过滤器模快中的上部过滤器，聚氨酯、聚乙烯或聚苯乙烯泡沫用于与沉淀的参比球团化进行比较。所有样品均一式三份地进行分析。在琼脂糖凝胶上运行根据各个洗脱液的OD₂₆₀的150ng DNA，所述洗脱液包含各自的质粒DNA。按照图5所示的凝胶分析，两种类型的样品中都没有可见的基因组DNA。

实施例5

基因组DNA污染物的定量

为了再次定量在样品中基因组DNA污染物的差异，按照实施例1的方案分离质粒，所述质粒是来自TOP10F细胞的5ml LB培养基的pUC19和来自DH5α细胞的5ml LB培养基的pBRCMVβ。使用如实施例4中的聚氨酯泡沫或如实施例3中的针刺毛毡作为上部过滤材料。在质粒DNA的洗脱之后，使用125ng的质粒DNA作为实时PCR的模版。为了测定基因组DNA污染物的量，使用对于染色体丙酮酸激酶基因退火的引物和DNA探针。所述引物和探针的序列如下：

引物A Tcg taa gcg ttc tga cgt tat c

引物B Cat gat gcc gtc aga ggc ttc gag

探针 FAM-acc tga aag cgc acg gcg gcg aa

通过具有已知量的基因组DNA的标准系列方式来定量污染的基因组DNA的量。

如图6和图7所示，在用刚性材料来过滤的样品中基因组DNA的污染物远高于用按照本发明的泡沫来过滤的样品。作为参比，将质粒制备用作模版，所述质粒制备是使用将裂解液中的沉淀进行球团化来制备的。分别在图6和图7中，样品(1)表示参比：10分钟离心以球团化沉淀，样品(2)表示使用过滤器模块分离的质粒，所述过滤器模块含有泡沫作为上部过滤材料和非结合二氧化硅作为下部过滤器，以及样品(3)表示使用过滤器模块分离的质粒，所述过滤器模块包含针刺毛毡(更刚性的材料)作为上部过滤材料和非结合二氧化硅作为下部过滤器。

Claims

1.一种包含过滤器模块的澄清/结合装置，其中所述过滤器模块包含弹性过滤材料。

2.包含弹性过滤材料的过滤器模块在用于分离核酸的方法中的应用。

3.如权利要求1所述的澄清/结合装置或如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述弹性过滤材料是开孔的泡沫或海绵。

4.如权利要求3所述的澄清/结合装置或应用，其特征在于，所述过滤器是由发泡的聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酯、聚醚、聚苯乙烯、三聚氰胺、天然海绵、动物纤维海绵或植物纤维海绵制成。

5.如权利要求1-4中任一项所述的澄清/结合装置或应用，其特征在于，所述过滤器模块还包含由纤维材料制成的第二过滤器。

6.如权利要求1-5中任一项所述的澄清/结合装置或应用，其特征在于，所述第二过滤器置于流动方向上的弹性过滤器之下或之后，并且所述第二过滤器的孔径小于所述弹性过滤器的孔径。

7.如权利要求1-6中任一项所述的澄清/结合装置或应用，其特征在于，所述装置是单柱澄清/结合装置，所述装置中的柱包含所述过滤器模块，还包含靶标结合材料，或者所述装置是双柱澄清/结合装置，其中所述过滤器模块是插入到所述结合柱中的附加柱的形式。

8.如权利要求1-7中任一项所述的澄清/结合装置或应用，其特征在于，所述过滤器模块可从所述结合柱中除去。

9.一种用于澄清悬浮液的方法，所述悬浮液包含至少一种靶标分子和固体颗粒、沉淀和/或絮凝物，其中所述悬浮液还任选地可以包含剪切敏感的分子，所述方法包括涉及如权利要求1-8中任一项所定义的过滤器模块的过滤步骤，所述过滤器模块用于从所述靶标分子中将所述固体颗粒、沉淀和/或絮凝物分离，其中所述靶标分子保留在溶液中。

10.如权利要求9所述的用于分离和/或纯化核酸的方法，所述核酸作为靶标分子，所述方法包括以下步骤：

(i)将包含核酸的样品悬浮液与如权利要求1-8中任一项所定义的过滤器模块接触

(ii)向所述样品施加外力以使得所述样品通过所述过滤器模块。

11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

(iii)将步骤(ii)的所述流通液与核酸结合材料接触

(iv)任选地洗涤所述结合的核酸

(v)从所述结合材料中将所述核酸洗脱。

12.如权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述靶标分子是质粒DNA或RNA。

13.如权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(ii)中施加的外力是离心力或真空。

14.如权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，通过使用双柱装置将步骤(iii)中的所述流通液与核酸结合材料接触。

15.一种用于进行如权利要求9-14中任一项所述方法的试剂盒，所述试剂盒包含如权利要求1-8中任一项所述的过滤器模块或澄清/结合装置，并且任选地包含任意其他组分，所述组分选自：至少一种裂解缓冲液；至少一种RNA酶储液；至少一种重悬缓冲液；至少一种中和缓冲液；至少一种洗涤缓冲液；至少一种洗脱缓冲液；和/或进行所述靶标分离/纯化方法的说明书。