CN101614695B - 一种用于凝胶电泳的整体电泳装置 - Google Patents

Abstract

一种用于凝胶电泳的整体电泳装置，属于凝胶电泳技术领域，包括：阴极溶液槽、阳极溶液槽和至少一个凝胶槽，凝胶槽内至少装有一种分离胶：所述阴极溶液槽、阳极溶液槽和凝胶槽铸成一体，形成一个预制的即用型整体电泳装置，凝胶槽与阴极溶液槽、阳极溶液槽电流相通。本发明即用型电泳装置，制造成本低廉、便携、凝胶统一、快捷、简便省时。

Description

一种用于凝胶电泳的整体电泳装置

技术领域

本发明属于凝胶电泳技术领域，具体涉及即用性的凝胶电泳装置。

背景技术

聚丙烯酰胺凝胶电泳法(PAGE)是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质，为蛋白质分离和鉴定最常用的的电泳方法。为蛋白质分子量测定、序列分析、蛋白质纯度测定、蛋白质分离、抗体制备和蛋白质定性分析等方面提供了一种快捷有效的方法，聚丙烯酰胺凝胶电泳技术发展迅猛，被广泛应用于生物化学、分子生物学、免疫学、临床化学、药学等学科的研究。

现有技术聚丙烯酰胺凝胶电泳的操作需经过诸多步骤：配制胶液→制备分离胶→制备浓缩胶→配制电泳缓冲液→安装电泳槽→加入电泳液→上样→开始电泳→完成电泳后取出凝胶进行分析→清洗。其中配制胶液时需要用到试剂丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺具有神经毒性，可经皮肤、呼吸道等吸收，危害实验人员的健康；制备分离胶和浓缩胶时容易发生胶液泄漏，造成环境污染；由于胶液至少需要三十五分钟才能凝固，导致整个凝胶准备过程耗时久，现有电泳装置的电泳槽容积大而导致电泳缓冲液的需要量相应增加，增加了实验成本；取凝胶时时容易使胶破损，从而影响结果分析。现有技术中聚丙烯酰胺凝胶电泳槽使得工序繁琐，耗时长，易造成污染，实验效率低。

中国公开专利CN201222053Y“一次性电泳制胶板”由盖板、加样格和低板组成，盖板扣合低板上，盖板和底板周围设有凸边，盖板和底板的凸边内形成制胶槽，加样格模齿从盖板和底板一侧边之间，或从盖板上插入制胶槽内，正负导电装置分别相通制胶槽对应的两侧端。此技术方案将制胶槽弃用，省却了清洗制胶槽工序，带来一定便利性，但是制胶灌胶过程耗时费力，仍不能满足快速实验的需求。

在生物医药科技发展突飞猛进的今天，寻求快捷、简便、省时、高效、环保的凝胶电泳装置已成为社会要求和研究人员所致力追求的目标。

发明内容

本发明目的是为了克服上述现有技术工序繁琐，耗时长，易造成污染，实验效率低的缺陷，提供一种制造成本低廉、便携、凝胶统一、快捷、简便省时即用型的一次性聚丙烯酰胺凝胶电泳盒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于凝胶电泳的整体电泳装置，包括：阴极溶液槽、阳极溶液槽和至少一个凝胶槽，凝胶槽内至少装有一种分离胶：

所述阴极溶液槽、阳极溶液槽和凝胶槽铸成一体，形成一个预制的即用型整体电泳装置，凝胶槽与阴极溶液槽、阳极溶液槽电流相通。

进一步，所述凝胶槽内的预制凝胶直接和阳极溶液槽接触，预制凝胶和阴极溶液槽之间隔有一层封口胶，封口胶填充在凝胶槽和阴极溶液槽的底部，将凝胶槽和阴极溶液槽之间的开口封住。

本发明凝胶槽再增设有若干溶液槽，形成另一个阴极溶液槽或阳极溶液槽，同时可以加上若干个凝胶槽，每个凝胶槽内部填有预制的凝胶。每个凝胶槽的底部都和阴极溶液槽有开口相通，每个开口都被封闭胶封住。在恒定电场下，多个胶体可以同时电泳。

所述预制凝胶从下到上由封口胶、分离胶和浓缩胶三部分组成。

所述电泳装置的外壳体具有一个溶液体积刻度，用于标示灌注溶液的体积大小。

为方便使用，所述阴极溶液和阳极溶液预先加在电泳装置的溶液槽内。

预先加入的溶液为浓缩液，该浓缩液在使用前被稀释。

所述电泳装置还包括一个多齿加样孔，多齿加样孔和预制凝胶结合在一起。

电泳装置的顶部被封住，封口的材料为铝箔、塑料或胶片，通过粘接或焊接形成方便撕开或撬开的封口。

本发明整体电泳装置为垂直式电泳装置。

所述整体电泳装置的凝胶槽的顶部设有防止预制凝胶和预制溶液在使用前直接接触的封口装置。

凝胶槽封口装置包括加样梳子，梳子的多齿直接插入到凝胶中，在凝胶中形成多个加样槽，其上部为通过粘接或焊接形成方便撕开或撬开的膜或铝箔。

整体电泳装置包括与每个样品槽一一对应的序列号，样品序列号刻入或浮凸在凝胶槽的内面，所述序列号刻入或凸现在分离胶上。

本发明提供一种凝胶电泳系统，包括：

一个可重复使用的盒盖和一个预先制备好的整体电泳装置，一个电流连接系统使电流通过盒盖和所述整体电泳装置相通以进行凝胶电泳，

整体电泳装置包括：

(1)阴极溶液槽，装有电泳缓冲溶液；

(2)阳极溶液槽，装有电泳缓冲溶液；

(3)凝胶槽，位于阴极溶液槽和阳极溶液槽之间，凝胶槽内有预先制备好的电泳凝胶；

所述凝胶槽与阴极溶液槽、阳极溶液槽铸成一个整体。

上述盒盖包括至少一个阴极电极和至少一个阳极电极，以保证所述的电流连接，阴极电极浸入阴极溶液槽的电泳液中，阳极电极浸入阳极溶液槽的电泳液中。

上述盒盖上设有显示电泳溶液的即时温度显示器。

本发明还提供一种进行凝胶电泳的方法，由下述步骤组成：

(1)先提供一个整体电泳装置，该装置的顶部开口被封住，并包括

装有电泳缓冲液的阴极溶液槽、装有电泳缓冲液的阳极溶液槽和灌有预制凝胶的凝胶槽，凝胶槽位于所述阴极溶液槽和阳极溶液槽之间，并和这两个溶液槽构成一个整体，凝胶槽顶部被封口；

(2)、除去顶部封口和凝胶槽封口；

(3)、将样品加入整体电泳装置内；

(4)、将可以重复使用的盒盖置于整体电泳的顶部；

(5)、电流通过盖子传入整体电泳装置内开始电泳。

所述方法进一步包括步骤：当电泳过程完毕，从凝胶槽的两片板之间打开整体电泳装置将凝胶取出。

进一步，本发明凝胶电泳的方法还包括以下重复进行的步骤：组装电泳装置，加入凝胶和电解溶液。

凝胶槽顶部由封口装置封口，封口装置呈梳子状，梳子的多齿直接插入到凝胶中，在凝胶中形成多个加样槽，样品是被加入到整体电泳装置预制多个加样槽内。

本发明相比现有技术，有益效果主要表现在于

(1)现有技术步骤繁琐，本发明电泳盒中预制了胶体和电泳缓冲液，省却制胶和配置电泳溶液的过程，既能节省实验时间，同时避免了在制胶过程中丙烯酰胺对操作人员健康的侵害。

(2)现有市场上电泳槽容积大约为750ml，而电泳需用到的电泳液至少为300ml，本发明电泳盒，体积小，其厚度仅为3cm左右，电泳槽容积约为200ml，所需电泳液只有160ml，电泳缓冲液的用量减少，实验成本降低。

(3)现有技术电泳装置在电泳结束后，需要撬开玻璃板取出凝胶，容易使胶破损，电泳结束后需要清洗玻璃板以及电泳槽。而本发明电泳盒在电泳结束后将电泳盒两侧掰开便可取出凝胶，丢弃电泳槽，保证凝胶的完整性而且免去清洗工作，方便快捷。

(4)与现有技术的电泳装置相比，本发明省去制胶器、玻璃板、等电泳实验配件，制造成本低，可以通过塑料嵌板制备，原材料廉价来源广。

附图说明

图1为本发明即用型盒体和可重复使用的、带电极的电泳槽盖结构示意图。

图2为发明电泳槽盖立体示意图。

图3和图4为本发明用于顶部密封和形成加样槽的加样梳的两种实施例图。

图5为本发明整体电泳装置盒体的基本构成图。

图6a和图6b为凝胶槽的顶部封口的两种实施例。

图7为带电泳槽盖的整体电泳装置结构图。

图8a、图8b和图8c分别为多凝胶槽系统的几种实施例，

图9为标注有样品序列号的凝胶槽内面。

图10为本发明盒体由几块塑料嵌板构成的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示本发明凝胶电泳系统包括一个可重复使用的盒盖2和即用型整体电泳装置1组成，所述即用型整体电泳装置是因为其内预置有电泳所需要的胶体和电泳溶液，撕开密封袋即可进行电泳实验。

盒盖2内有电极丝分别与盖上部对应的电极接线柱连接，其一连接电源正极，另一连接电源负极。如图2和图7所示盒盖包括至少一个阴极电极和至少一个阳极电极，以保证所述的电流连接。阴极电极浸入阴极溶液槽中的电泳液中；阳极电极浸入阳极溶液槽中的电泳液中。盒盖子配备温度显示器以显示电泳溶液的即时温度。

盒体由透明材质的塑料制成，实验中便于观察，而且也有材料成本低，可制成一次性整体电泳装置。在盒体上还可以刻入实验记录和分析用的样品序列号，透明的盒体也易于实验溶液的配置，在盒体上标注溶液体积刻度，用于标示灌注溶液的体积大小，因此溶液槽预先加入的溶液也可以是浓缩液，该浓缩液在使用前被稀释到体积刻度线。

整体电泳装置由两个溶液槽和凝胶槽铸成一体形成，该整体电泳装置可以立即使用，本实施例中应用于垂直式电泳。电泳盒体总宽度为2～5cm，阳极腔和阴极腔的容积为100ml～500ml。

图5所示最简之单凝胶槽系统，其两个溶液槽为阴极电泳槽4和阳极电泳槽6，溶液槽内装相应的电泳缓冲溶液，凝胶槽位于阴极溶液槽和阳极溶液槽之间，凝胶槽内有预先制备好的电泳凝胶；本发明中使用的为保存6个月以上稳定的可作为蛋白质分析用的电泳的聚丙烯酰胺凝胶和蛋白质分析用的电泳缓冲溶液，进行DNA分离分析。

凝胶槽和溶液槽铸成一个整体；凝胶槽与上述的阴极溶液槽和阳极溶液槽电流相通。

凝胶直接和阳极溶液槽接触，预置的阳极缓冲液稍高于凝胶顶部。但凝胶和阴极溶液槽之间隔有一层封口胶。封口胶填充在凝胶槽和阴极溶液槽的底部将凝胶槽和阴极溶液槽之间的开口封住。

电泳装置中的预制凝胶从下到上由封口胶53、分离胶52和浓缩胶5 1三部分组成。

电泳装置的顶部被封住，封口的材料可以是铝箔、塑料、胶片或者其他类似的材料，封口通过粘接、焊接或类似方法实现，可以方便的撕开或撬开。

见图3和图4，本发明电泳装置还包括一个多齿加样梳3，与预制凝胶结合在一起，使用前拔出，加样梳3的齿31形成加样孔。加样梳3的基板上具有弧形突片，易于施力拔出加样梳。

见图6a和图6b，整体电泳装置的凝胶槽的顶部被封住，以防止预制凝胶和预制溶液在使用前直接接触。凝胶槽封口装置可以为加样梳，梳子的多齿直接插入到凝胶中，在凝胶中形成多个加样槽。

或可以被撕去或撬开的膜、铝箔或类似的材料用于凝胶槽的封口。

图7显示一种多凝胶槽的系统，即在单凝胶槽系统再加上第三个溶液槽形成另一个阴极溶液槽，同时可以加上多个凝胶槽，每个凝胶槽内部填有预制的凝胶，每个凝胶槽的底部都和阴极溶液槽有开口相通，上述每个开口都被封闭胶封住。

图8a、图8b和图8c分别为多凝胶槽系统的几种实施例，还可以根据本发明精神做等同等效替换，

图9所示本发明整体电泳装置将样品序列号刻入或浮凸在凝胶槽的内面，样品槽的序列号与每个样品槽一一对应。实验完毕取出胶片，序列号刻入或凸现在分离胶上，方便实验记录和描述。

本发明主要特征为可重复使用的带电极的电泳槽盖和一次性使用的预制凝胶电泳盒体(内含制备胶和电泳缓冲液)。将凝胶和电泳槽作一体化设计，即可盒体分为三部分：中间为凝胶腔，两侧分别为阳极缓冲液腔和阴极缓冲液腔。凝胶腔中存放制备胶，缓冲液腔中装有制备好的电泳液。制备胶分为基部封闭胶、分离胶和浓缩胶。因此省却了制胶和配置电极缓冲液的步骤，节省实验时间。而也由于板子由廉价的材料制备，成本低廉，可直接丢弃免于清洗，易于分离的板子便于实验后分析。

电泳盒顶端用封口膜封住防止缓冲液泄露。

见图10，本发明电泳装置可由四块板面，板之间焊接，形成溶液槽和凝胶槽，各个槽的三面密封牢固，使盒体至少保持三年时间不会渗透。

或将图5的结构通过两块板一次开模，两者以卡扣方式接合。

采用本发明进行聚丙烯酰胺凝胶电泳的步骤如下：

揭开电泳槽顶端的封口膜，拔掉加样梳或凝胶槽封口，胶体上留下加样凹槽，在各个凹槽内蛋白样品加样，将电泳槽盖与盒体扣合连接，连通正负极，接通电源，调节稳压输出，电流通过盖子传入整体电泳装置内开始电泳。

当所述的电泳过程完毕，从凝胶槽的两片板之间打开整体电泳装置将凝胶取出。

基于本发明型的精神，本发明电泳盒亦有多种变化，如盒体由相互嵌合玻璃板组成，盒体以密封条等使连接处密封又易于掰离，盒体外侧还可以设有弧形突片。凡此类种种的等效变化，皆应在本发明申请的专利范围内。

Claims (19)

1.一种用于凝胶电泳的整体电泳装置，包括：阴极溶液槽、阳极溶液槽和至少一个凝胶槽，凝胶槽内至少装有一种分离胶：

所述阴极溶液槽、阳极溶液槽和凝胶槽铸成一体，形成一个预制的即用型整体电泳装置，凝胶槽与阴极溶液槽、阳极溶液槽电流相通，所述凝胶槽内的预制凝胶直接和阳极溶液槽接触，预制凝胶和阴极溶液槽之间隔有一层封口胶，封口胶填充在凝胶槽和阴极溶液槽的底部，将凝胶槽和阴极溶液槽之间的开口封住。

2.如权利要求1所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于凝胶槽再增设有溶液槽形成另一个阴极溶液槽或阳极溶液槽，同时可以加上若干个凝胶槽，每个凝胶槽内部填有预制的凝胶，每个凝胶槽的底部都和阴极溶液槽有开口相通，每个开口都被封闭胶封住。

3.如权利要求1或2所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于预制凝胶从下到上由封口胶、分离胶和浓缩胶三部分组成。

4.如权利要求3所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于所述电泳装置的外壳体具有一个溶液体积刻度，用于标示灌注溶液的体积大小。

5.如权利要求4所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于阴极溶液和阳极溶液预先加在电泳装置的溶液槽内。

6.如权利要求5所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于预先加入的溶液为浓缩液，该浓缩液在使用前被稀释。

7.如权利要求6所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于电泳装置还包括一个多齿加样孔，多齿加样孔和预制凝胶结合在一起。

8.如权利要求1所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于电泳装置的顶部被封住，封口的材料为铝箔、塑料或胶片，通过粘接或焊接形成方便撕开或撬开的封口。

9.如权利要求1所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于整体电泳装置为垂直式电泳装置。

10.如权利要求1所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于整体电泳装置的凝胶槽的顶部设有防止预制凝胶和预制溶液在使用前直接接触的封口装置。

11.如权利要求10所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于凝胶槽封口装置包括加样梳子，梳子的多齿直接插入到凝胶中，在凝胶中形成多个加样槽，其上部为通过粘接或焊接形成方便撕开或撬开的膜或铝箔。

12.如权利要求11所述用于凝胶电泳的整体电泳装置，其特征在于整体电泳装置包括与每个样品槽一一对应的序列号，样品序列号刻入或浮凸在凝胶槽的内面，所述序列号刻入或凸现在分离胶上。

13.一种凝胶电泳系统，包括：

一个可重复使用的盒盖和一个预先制备好的整体电泳装置，一个电流连接系统使电流通过盒盖和所述整体电泳装置相通以进行凝胶电泳，

整体电泳装置包括：

（1）阴极溶液槽，装有电泳缓冲溶液；

（2）阳极溶液槽，装有电泳缓冲溶液；

（3）凝胶槽，位于阴极溶液槽和阳极溶液槽之间，凝胶槽内有预先制备好的电泳凝胶，所述凝胶槽内的预制凝胶直接和阳极溶液槽接触，预制凝胶和阴极溶液槽之间隔有一层封口胶，封口胶填充在凝胶槽和阴极溶液槽的底部，将凝胶槽和阴极溶液槽之间的开口封住；

所述凝胶槽与阴极溶液槽、阳极溶液槽铸成一个整体。

14.如权利要求13所述凝胶电泳系统，其特征在于所述盒盖包括至少一个阴极电极和至少一个阳极电极，以保证所述的电流连接，阴极电极浸入阴极溶液槽的电泳液中，阳极电极浸入阳极溶液槽的电泳液中。

15.如权利要求14所述凝胶电泳系统，其特征在于所述盒盖上设有显示电泳溶液的即时温度显示器。

16.一种进行凝胶电泳的方法，由下述步骤组成：

   （1）先提供一个整体电泳装置，该装置的顶部开口被封住，并包括

装有电泳缓冲液的阴极溶液槽、装有电泳缓冲液的阳极溶液槽和灌有预制凝胶的凝胶槽，凝胶槽位于所述阴极溶液槽和阳极溶液槽之间，并和这两个溶液槽构成一个整体，凝胶槽顶部被封口；  

凝胶槽与阴极溶液槽、阳极溶液槽电流相通，所述凝胶槽内的预制凝胶直接和阳极溶液槽接触，预制凝胶和阴极溶液槽之间隔有一层封口胶，封口胶填充在凝胶槽和阴极溶液槽的底部，将凝胶槽和阴极溶液槽之间的开口封住；

（2）、除去顶部封口和凝胶槽封口；

（3）、将样品加入整体电泳装置内；

（4）、将可以重复使用的盒盖置于整体电泳的顶部；

（5）、电流通过盖子传入整体电泳装置内开始电泳。

17.如权利要求16所述进行凝胶电泳的方法，其特征在于所述方法进一步包括步骤：当电泳过程完毕，从凝胶槽的两片板之间打开整体电泳装置将凝胶取出。

18.如权利要求17所述进行凝胶电泳的方法，其特征在于还包括以下重复进行的步骤：组装电泳装置，加入凝胶和电解溶液。

19.如权利要求16所述进行凝胶电泳的方法，其特征在于凝胶槽顶部由封口装置封口，封口装置呈梳子状，梳子的多齿直接插入到凝胶中，在凝胶中形成多个加样槽，样品是被加入到整体电泳装置预制多个加样槽内。

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