CN102120754B - 用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物化工技术领域的用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置。由阵列式电泳槽和微型毛细管组成，阵列式电泳槽设置成两个对称的结构，阵列式电泳槽上刻有凹槽阵列，微型毛细管架设于凹槽阵列。本发明中的阵列装置可根据需要选择一对或多对同时进行IEF，蛋白质样品分离通量可多达几十到上百管。装置上架设的微型毛细管直径和长度较短，能有效减少IEF时间和成本。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种生物化工技术领域的阵列装置，特别是一种用于等电聚焦电泳(Isoelectric Focusing Electrophoresis，IEF)的微型毛细管阵列装置。
背景技术
等电聚焦电泳技术为蛋白质分离中最有效同时也是最基本的一项技术，其方法是在施加的电场力作用下，溶液中的蛋白质和多肽根据自身等电点的不同进行分离。自1950年代以来，IEF已广泛应用于蛋白质、多肽等物质的分离和分析。如现有技术文献中：
1、申请号：02108371.1，名称：一种电泳聚焦浓缩装置，该技术涉及的装置设有2个电解槽，电解槽之间用管状物连接，用固态离子导体把电解槽与管状物隔开。利用聚集电泳浓缩原理设计而成，以聚焦浓缩制备为目的。
2、申请号：200610024274.X名称：用于多肽兴奋剂检测的等电聚焦电泳装置，该技术中的阳极和阴极与直流电源的正极和负极连接，阳极和阴极放置于阳极管和阴极管中，阳极管和阴极管经隔膜分别与阳极样品管和阴极样品管连接，无外涂层石英毛细管的两端分别连接阳极样品管和阴极样品管；操作平台连接于箱体底座上，箱体底座与箱体连接，箱体上部连接箱顶，在箱体上有一个操作窗口，操作窗口连接门窗；紫外灯放置于无外涂层石英毛细管两侧，紫外灯上侧方设有紫外光反光板，成像时紫外光均匀的照射于无外涂层石英毛细管上；CCD数字成像仪连接于箱顶上，CCD数字成像仪通过数据线与计算机连接。
3、申请号：200610024275.4，名称：无电渗流的抗微生物繁殖的无外涂层石英毛细管，该技术包括无外涂层石英毛细管、双功能材料、两性电解质载体、防腐剂和密封石蜡，双功能材料均匀键合于无外涂层石英毛细管内表面的硅羟基，两性电解质载体和防腐剂均匀的分布于毛细管内腔，石蜡密封于无外涂层石英毛细管的两端。
IEF有许多优点，如分离效果极高，理论上能分离等电点差异为0.01的不同蛋白质或多肽，但仍然存在不少问题：
第一、通量低。在IEF中，传统的装置仅有6-8管的分离通道或胶条板(崔黎明.刘建.李淑红等，中国实验动物学杂志，1997，7，85；周勇.王军志.黄培堂等，中国生化药物杂志，2007，28，397)。由于实际处理中蛋白质样品的种类多数量大；因此IEF对样品的多通道分离和大批量处理要求越来越高。而传统IEF装置分离通道过少，这在很大程度上导致IEF分离蛋白质的通量很低。但如采用多套IEF传统装置，准备工作繁杂，实验成本骤增，因此传统装置很难用于IEF中的高通量分离和分析。
第二、分离时间长以及分辨率低。为了蛋白质样品达到较好的分离效果，传统IEF装置中分离通道多使用大玻璃管以及长胶条。在新近的研究中(Xu，Y.-J.，Li，S.，Zhang，W.，et al.Journal of Separation Science，2009，32，585)，我们注意到这种传统方法在蛋白质样品进行IEF时需要相当长的分离时间，并且得到的蛋白质分离条带不清晰、分辨率较低。若要快速高效的完成蛋白质分离，需要对现行的大管分离通道进行改进。
第三、重现性差。传统IEF方法对大管进行逐一注胶的方式(Righetti，P.G.，Bossi，A.Analytica Chimica Acta，372，1)，制备步骤繁琐且凝胶由于注入时间不同导致每管之间凝胶标准不一，使得在进行IEF时，形成的pH梯度不均一，相同的蛋白质条带最终分离位置出现偏差，因此需要对传统大管分离进行改进。
第四、稳定性差。电极液的浓度和种类的选择是形成稳定IEF的重要因素(Cao，C.-X.Journal of Chromatography A，813，153；Cao，C.-X.，Fan，L.-Y.，Zhang，W.Analyst，2008，133，1139)。传统IEF装置和方法中，此类因素往往被忽略。因此产生的pH梯度线性关系差、阴极漂移等现象严重影响着IEF的稳定性。需要对现行的IEF电极液浓度和种类进行优化。
发明内容
本发明的目的就是针对以上存在的问题，设计提供一种用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置，能够很好地解决上述问题，使蛋白质样品分离能在最短的时间达到高通量的有效分离。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明由微型毛细管、阵列式电泳槽组成，阵列式电泳槽设置成两个对称的结构，
阵列式电泳槽上刻有12个凹槽阵列，微型毛细管架设于凹槽阵列。
所述的微型毛细管经由硅胶软管首尾相连，由凝胶溶液注入连接所有微型毛细管。
所述的微型毛细管内径为：500-600微米，长度为：20-30毫米。
本发明有效地增加了蛋白质样品多通道分离的通量，将传统的IEF装置单批次6-8管的分离通量提高到数十到上百管；采用的微型毛细管作为分离通道，将传统IEF所需时间从8-12小时缩短到30分钟以内；采用的毛细管减少了IEF成本；批量处理方法制备的统一标准的微型毛细管为阵列IEF提供了良好的重现性；极大地提高了IEF的分辨率，使蛋白质样品分离的精确度更高。
本发明批量处理的微型毛细管为蛋白质样品IEF分离减少了大量准备工作和时间；利用本发明可对蛋白质样品的IEF进行单组1-12管、多组数十管甚至上百管的同时分离；利用本发明可在30分钟内快速完成蛋白质样品的IEF，并且能够利用数码相机对蛋白质样品分离进行动态的实时检测。
附图说明
图1为本发明水平式微型电泳阵列装置的结构示意图。
图中：1为电极槽、2为电极丝、3为齿状阵列挡板、4为凹槽阵列、5为上样孔、6为电极端口、7为微型毛细管阵列。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例由阵列式电泳槽1、微型毛细管7组成，阵列式电泳槽1设置成两个对称的结构，阵列式电泳槽1上刻有12个凹槽阵列4，微型毛细管7架设于凹槽阵列4。
所述的阵列式电泳槽1中设置上样孔5
所述的阵列式电泳槽1上设置齿状阵列挡板3，齿状阵列挡板3上刻有凹槽阵列4；
所述的微型毛细管7两端对准齿状阵列挡板3。
所述的微型毛细管7由硅胶软管首尾相连，由凝胶溶液注入连接所有微型毛细管7，确保各个微型毛细管7中凝胶的均一性。
所述的微型毛细管7内径在500-600微米范围内任选，外径在1-1.2毫米范围内任选，长度在20-30毫米范围内任选。
电极丝2与电极端口6连接，电极丝2与电极端口6均分别设置在两个对称的阵列式电泳槽1上。
本实施例工作时，一对水平式微型装置对称且平稳放置，彼此间的距离根据所用微型毛细管的长短确定，在将预先准备好的微型毛细管7两端对准齿状阵列挡板3，放入凹槽阵列4中之后，再将配置好的酸碱电极液倒入阵列式电泳槽1中，液面高度覆盖住上样孔5以及微型毛细管的管口。通过利用电极液中的水溶液具有的表面张力，齿状阵列挡板3可以很好的防止电极液从空隙中渗出。蛋白质样品的上样通过预上样方式即将样品预先注入微型毛细管7或者点样方式即将样品用微量上样器加入上样孔5或者毛细管管口。架设好装置后，将电源的正负极接口插入电极端口6中，启动电源进行电泳。
本实施例中单组阵列装置可供1-12根微型毛细管7同时进行IEF，独特的微型设计可以将相机安装在装置正上方进行实时检测，便利的多套装置间的组合可以为IEF提供多达数十到上百根微型毛细管7的快速稳定的高通量分离。
Claims (5)
1.一种用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置，其特征在于，由阵列式电泳槽和微型毛细管组成，阵列式电泳槽设置成两个对称的结构，阵列式电泳槽上刻有凹槽阵列，微型毛细管架设于凹槽阵列；微型毛细管由硅胶软管首尾相连，由凝胶溶液注入连接所有微型毛细管；所述的微型毛细管内径在500-600微米，外径在1-1.2毫米，长度在20-30毫米。
2.根据权利要求1所述的用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置，其特征是，所述的阵列式电泳槽中设置上样孔。
3.根据权利要求1所述的用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置，其特征是，所述的阵列式电泳槽，两个对称的阵列式电泳槽上分别设置电极丝与电极端口，电极丝与电极端口连接。
4.根据权利要求1或者2或者3所述的用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置，其特征是，所述的阵列式电泳槽上设置齿状阵列挡板，齿状阵列挡板上刻有凹槽阵列。
5.根据权利要求4所述的用于等电聚焦电泳的微型毛细管阵列装置，其特征是，所述的微型毛细管两端对准齿状阵列挡板。
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