CN102648309A - 电泳凝胶盒以及电泳梳 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于凝胶电泳的装置，其包括盒以及具有至少一个楔形齿的电泳梳。

Description

电泳凝胶盒以及电泳梳

引用的相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)主张之前于2009年8月26日提交的No.61/237287、2009年8月26日提交的No.61/237195、2009年8月25日提交的No.61/236795以及2009年8月24日提交的No.61/236293等美国临时申请的权益，其全部内容通过援引加入本申请。

发明领域

本发明涉及凝胶耗材。

发明背景

凝胶电泳是分离诸如DNA、RNA、多肽和蛋白质等生物分子的一般步骤。在凝胶电泳中，根据施加电场引起的穿过过滤凝胶的迁移率将分子分成条带。

在本技术中使用的基本单元由封装入玻璃管的凝胶或夹于玻璃板或塑料板之间作为平板的凝胶组成。凝胶具有开放式分子网络结构，其界定充满导电性缓冲溶液的孔隙。这些孔隙大到足以容许迁移高分子穿过凝胶。

将该凝胶放置在与缓冲溶液接触的槽(chamber)内，该缓冲溶液使凝胶与电源的阴极或阳极之间形成电接触。将含有高分子和示踪染料的样品放置于凝胶顶部。向凝胶施加电势，使样品高分子与示踪染料向凝胶的底部迁移。在示踪染料到达凝胶端部之前停止电泳。然后确定被分离的高分子条带的位置。通过比较与示踪染料和已知大小的高分子相比的具体条带所移动的距离，可确定其他高分子的大小。

聚丙烯酰胺凝胶通常用于电泳。适合电泳的其他凝胶包括琼脂糖凝胶和淀粉凝胶。聚丙烯酰胺凝胶电泳(或PAGE)较为普及，因为这些凝胶光学透明、电中性并且可制成具有一系列孔径。

众所周知制备PAGE凝胶的方法。参见例如B.Hames and D.Rickwood，Gel Electrophoresis of Proteins(蛋白质凝胶电泳)(第二版，Oxford University Press，1990)以及A.Andrews，Electrophoresis(电泳)(第二版，Oxford University Press，1986)。通常，制备含有丙烯酰胺单体、诸如双丙烯酰胺的交联剂、凝胶缓冲液以及诸如十二烷基硫酸钠(SDS)的改性剂的储备溶液。在需要凝胶前可贮存这些储备溶液。为了制备凝胶，按照所希望的各种成分的最终浓度，将储备溶液与水成比例混合。

通常使用玻璃制作电泳凝胶的模具。然而，玻璃具有易碎、难形成特殊形状和昂贵的缺点。用塑料材料通过注塑成型等工艺形成凝胶模具更容易、更经济。然而，使用塑料模具浇注电泳凝胶可导致分离的高分子条带的分辨率降低。所述高分子条带分辨率的降低可能由高分子在与模具接触的凝胶表面上的移动速度比在凝胶内部的移动速度更快造成。在凝胶表面和内部迁移率之间的变化可导致高分子条带拖尾。

除凝胶可发生分辨率的降低外，生成和使用诸如SDS-PAGE胶的凝胶的通用方法的另一个缺点是，凝胶的使用受到可装载到凝胶内的样品量的限制。可能期望具有在凝胶上加载更多体积的样品的能力。因此可能期望产生更厚的凝胶，或产生其增加的孔容积与凝胶增加的厚度成比例的凝胶。然而，对于给定的电场强度，这可能导致凝胶需要成比例增大的电流。对于给定电场强度，更大电流可导致更多的热量积聚在凝胶内，从而可降低分辨率和性能。可能随着较厚凝胶出现的另一个问题是，在诸如免疫印迹(western blotting)的下游应用中，蛋白条带的转移效率可能下降。

在凝胶内增加样品量的一个解决方案可以是，增加具有特定宽度与凝胶厚度的孔的深度。然而，增加的容积可能会引起凝胶上方增加的样品高度，导致较厚的蛋白条带启动区(starting zone)和较低的分辨率。如果堆积凝胶(stacking gel)的高度成比例增大，则分离凝胶(resolving gel)的长度将成比例地减小，也导致给定凝胶盒的分辨率降低。

因此，开发可产生具有特定厚度凝胶的凝胶盒将是有益的，该凝胶的孔可容纳的样品体积是通用方法的孔容量的至少两倍，同时保持与具有特定宽度和厚度的标准孔的凝胶上方相同的样品高度。

发明概述

本申请提供了用于凝胶电泳的装置(apparatus)，其包括：凝胶盒(gelcassette)；以及具有至少一个楔形齿(wedge-shaped tooth)的电泳梳(comb)。在某些实施方案中，所述凝胶盒可包括固定板(retainer plate)和分隔板(divider plate)。所述凝胶盒包括从分隔板或固定板中至少一个的外表面延伸的凸边(lip)。在某些实施方案中，所述楔形齿的体积为至少40uL。在某些实施方案中，该盒具有至少一个可涂有涂层的内表面。在某些实施方案中，所述涂层为氧干扰涂层，比如，诸如SiO或SiO₂中至少之一。在某些实施方案中，所述电泳梳还包括电泳梳上的凹陷区域，其中，所述凹陷区域经设置而防止在凝胶形成过程中形成凝胶皮。

本申请还提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置可在1mm凝胶内产生样品孔，其中所述样品孔的尺寸比具有标准电泳梳所产生的样品孔的凝胶的尺寸大至少10％。

本申请提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置在1mm凝胶内产生样品孔，其中样品孔的尺寸比具有标准电泳梳所产生的样品孔的凝胶的尺寸大至少100％。在某些实施方案中，标准十齿微型凝胶电泳梳所产生的样品孔的容积为37.5μL。

本申请还提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的十齿微型凝胶电泳梳，所述楔形齿经设置可在1mm凝胶内产生样品孔，其中加样孔的容积为至少70μL。

用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置可产生被设置为比标准凝胶样品孔多容纳至少10％样品的样品孔。在某些实施方案中，所述装置经设置生成具有清晰条带的凝胶。在某些实施方案中，所述装置经设置生成具有高分辨率的凝胶。

本申请提供了用于凝胶电泳的装置，其包括凝胶盒和电泳梳，所述凝胶盒具有从所述盒的至少一个外表面成角度延伸的凸边，且所述电泳梳具有至少一个楔形齿。

本申请还提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有腔的凝胶盒；电泳梳；以及至少一个位于电泳梳上的齿，所述至少一个齿具有至少一个倾斜的侧面，其中所述至少一个齿距所述腔的边缘至少0.335英寸。

本申请提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置可产生被设置为比标准凝胶样品孔多容纳至少10％样品的样品孔。在某些实施方案中，所述设备(device)经设置生成凝胶，所述凝胶将期望得到的成分分离成清晰条带、高分辨率条带或清晰和高分辨率条带。

援引加入

将本说明书所提到的所有出版物、专利和专利申请通过援引加入本申请中，其加入的程度，如同特别且单独指出，将每一出版物、专利或专利申请通过援引加入本申请。

附图简要说明

在所附权利要求中特别陈述了本发明的某些新颖特征。参考下列通过示例性实施方案陈述的具体说明以及实施方案的附图，所述实施方案运用了本发明的原理，可更好地了解本发明的特征和优点：

图1显示根据本教导的各种实施方案的组装的凝胶盒的实施方案；

图2A显示根据本教导的各种实施方案的分隔板的实施方案；

图2B显示根据本教导的各种实施方案的固定板的实施方案；

图3显示根据本教导的各种实施方案的组装的凝胶盒的实施方案；

图4显示根据本教导的各种实施方案的凝胶盒的实施方案与电泳梳的实施方案；

图5A-5C显示电泳梳的实施方案的各种视图；

图6A和6B显示凝胶图像；

图7显示两种不同凝胶类型的结果比较；

图8A-8C分别是根据本教导的各种实施方案的单孔电泳梳的侧视图、横截面图和底视图；

图9A-9C分别是根据本教导的各种实施方案的九孔电泳梳的侧视图、横截面图和底视图；

图10A-10C分别是根据本教导的各种实施方案的十孔电泳梳的侧视图、横截面图和底视图；

图11A-11C分别是根据本教导的各种实施方案的十二孔电泳梳的侧视图、横截面图和底视图；

图12A-12C分别是根据本教导的各种实施方案的十五孔电泳梳的侧视图、横截面图和底视图；和

图13A-13C分别是根据本教导的各种实施方案的十七孔电泳梳的侧视图、横截面图和底视图。

发明的详细描述

本申请提供了用于凝胶电泳的装置，其包括凝胶盒以及具有至少一个楔形齿的电泳梳。所述凝胶盒可包括固定板和分隔板。所述板可通过诸如注塑成型的方法形成。任何合适的塑料均可用于形成所述板，例如，仅供举例的诸如聚乙烯对苯二甲酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基聚丙烯以及醋酸纤维素或各种共聚物的多聚体。在某些实施方案中，所述塑料可以是透明塑料，这样可观察到所述组装的盒内的凝胶。在某些实施方案中，该盒可由玻璃板、或一块玻璃板和一块塑料板构成。在某些实施方案中，所述设备经设置可以生成平铺于各种表面的预制凝胶。生成平铺的预制凝胶的能力可有益于产品的运输和存贮，以及用户的常规处理。此外，在凝胶制备中，凝胶盒可平铺在自动装载机械内。

在某些实施方案中，分隔板具有位于沿该板任一侧长度方向、沿该板底部长度方向或沿该板底部与侧面方向的一系列特征(feature)、突起(bump)或柱子(post)。在组装过程中，这些柱子可作为导能器(energydirector)围绕该板产生均匀的密封。在某些实施方案中，槽孔(slot)可位于分隔板的底部，而在某些实施方案中，该槽孔可以或不可以贯穿该板厚度延伸。该槽孔可使盒内的凝胶暴露于缓冲液，例如阳极缓冲液，以完成或协助完成电泳过程中的电气电路。在凝胶形成过程中，该槽孔可由诸如胶带、环氧树脂、多聚体、导电多聚体或任何其他适合的密封剂的密封剂密封，以防止凝胶材料在凝胶定型之前逸出该组装的盒。在某些实施方案中，分隔板可包括与固定板上的垫片(spacer)一起形成凝胶腔的凸条(ridge)。在某些实施方案中，在组装该盒之前，密封剂可存在于分隔板上，或在用凝胶材料填充组装的盒之前，用户可将密封剂置于组装的盒上的槽孔之上。凝胶形成后，如果使用的是非导电密封剂，可去除密封剂，以便将凝胶暴露于缓冲液来完成或协助完成电气电路。在分隔板的顶端，顶面可包括握柄(grip)或弯曲表面以方便组装的盒的处理。在某些实施方案中，所述板中至少有一块板，例如，固定板可具有位于其内表面上的垫片。所述垫片可以是任何合适形状的垫片，例如，位于所述内表面上的通常为U形的凸起的垫片。在某些实施方案中，所述垫片可位于一块板的内表面上，并与另一块板的内表面相接触。在某些实施方案中，垫片可位于两块板的内表面上，且当所述盒形成时，两个垫片相互接触。当连接所述板形成凝胶盒时，一个或多个所述垫片还可以帮助维持所述分隔板和所述固定板之间的空间。当固定板和分隔板连接在一起时，所述板的内表面形成可被所述凸起的垫片密封的平板状腔。在某些实施方案中，位于分隔板上的凸条在分隔板与固定板之间形成密封。在某些实施方案中，垫片和凸条密封凝胶腔。在某些实施方案中，可将固定板和分隔板制作成单一塑料件。在某些实施方案中，固定板和分隔板可以是两个连接在一起的独立部件。这两个独立部件可以通过任何用来将这些板连接在一起的合适机构连接在一起，包括仅供举例的胶水、压接、焊接、粘合剂、夹具、夹子或任何其他合适的机制。腔的厚度可由垫片的高度确定。在某些实施方案中，由分隔板和固定板形成的腔能容纳可形成1mm厚的凝胶的凝胶材料。

在某些实施方案中，凸边成角度延伸远离多块板中一块板的外表面，形成开口。凝胶材料可通过开口进入盒内。另外，可通过开口将在凝胶内形成样品孔的结构引入凝胶材料。在某些实施方案中，凸边可从多块板中一块板的外表面上成角度延伸，例如，与垂直于所述板外表面的平面成大约70度角延伸，或与该板的表面成20度延伸。在某些实施方案中，角度可在大约15度到大约25度之间，约10度和30度之间，约5度和35度之间，或任何其他合适的角度。在某些实施方案中，凸边可从所述板的外表面以小于约45度角延伸。突出部分(projection)可位于固定板的外表面以支撑所述凸边。在某些实施方案中，突出部分还可有利于在软片盒(magazine)内堆积焊接的盒，从而有助于制造过程。在某些实施方案中，组装的盒在至少一侧可具有至少一个凸边，从而产生能容纳在电泳梳呈楔形处的凝胶内生成孔的电泳梳的开口，例如在本申请所述的任意电泳梳。在某些实施方案中，凸边可位于所述开口的两侧，从而产生容纳电泳梳上的V-形齿的V-形开口。在某些实施方案中，盒的开口可以具有双侧呈扁平的开口，但所述开口足够宽，可不需要从所述板表面之一延伸的凸边就可容纳电泳梳上的楔形齿或V-形齿。

在所述设备的某些实施方案中，所述盒具有可涂有涂层的至少一个内表面。涂层可以是氧干扰涂层(形成减少从塑料板表面到凝胶的扩散的氧气屏障，从而防止氧气扩散率显著的局部变化的涂层)，例如仅供举例，包含SiOx、SiO或SiO₂的涂层。在某些实施方案中，涂层可基本上是透明的。可人工或机械涂布所述内表面，且在两块分离的板形成所述盒的某些实施方案中，可在将所述板连接成所述盒之前或之后进行涂布。在某些实施方案中，可在真空条件下利用蒸镀或气相沉积、溅射沉积、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积或其任意组合涂布所述盒的内表面。在某些实施方案中，沉积的涂层厚度可小于约5000埃。

凝胶的制备过程中，可密封隔离板的槽孔。槽孔可通过任何合适的密封剂密封，密封剂包括胶带、环氧树脂、胶水、多聚体化合物或任何其他合适的密封剂。密封剂可以是或可以不是导电密封剂。在某些实施方案中，密封剂可以是永久性密封剂或可去除的密封剂。一旦槽孔被密封，则可垂直保持所述盒，且经由该开口将形成凝胶的混合物灌浇到在固定板与分隔板之间所形成的腔内。凝胶混合物可与分隔板和固定板的内表面接触。

本申请还提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置可在1mm凝胶内产生样品孔，其中该样品孔尺寸比具有标准电泳梳所产生的样孔品的凝胶大至少10％左右。在某些实施方案中，标准电泳梳所产生的样品孔尺寸是37.5μL。在某些实施方案中，楔形孔电泳梳所产生的样品孔尺寸可为至少41μL。在某些实施方案中，楔形孔所产生的样品孔尺寸可为至少约50μL，至少60μL，至少约70μL或至少约75μL。

本申请提供了用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置可产生比标准凝胶样品孔多容纳至少10％样品的样品孔。品样量的增加可允许将更多的样品装载于凝胶内而不对凝胶造成破坏，且仍然产生清晰的高分辨率的条带。此外，大样品孔开口可有助于用标准移液器吸头而不是专用延长式凝胶加样移液器吸头装载样品。

一旦将形成凝胶的凝胶材料灌浇于组装的盒的开口内，可将电泳梳插入到组装的盒的开口并插进凝胶材料中。电泳梳的插入深度可能会受到电泳梳边缘和位于所述盒上的开口的肩部的限制。在某些实施方案中，电泳梳的插入深度可能还会受到位于所述凸边前缘上的电泳梳的限制。一旦浇注完凝胶，则可移除电泳梳，从而在凝胶中在每一梳齿的位置留下空隙。每个空隙形成具有一定样品容积的样品孔。

在某些实施方案中，电泳梳可具有楔形齿。具有楔形齿的电泳梳能在凝胶内产生楔形孔。在某些实施方案中，楔形齿在齿的尖端具有平的表面。齿的平底面产生具有平底的样品孔。样品孔的平底成为堆积样品条带的导缘(leading edge)，所述堆积样品条带可最终分解成扁平且类似于标准电泳梳所生成的条带。通过将带有楔形齿的电泳梳插入凝胶材料而生成的楔形孔可在样品孔顶部为孔提供更大的开口，从而使得使用单移液器上或多通道移液器上的标准移液器吸头更容易接近孔。此外，所述楔形孔允许将更多的样品装载到更薄的凝胶(例如，约1mm厚的凝胶)内。电泳梳可与之前本申请所述的任意盒一起使用，或可与用于产生凝胶的任何其他合适的盒一起使用。

在凝胶内由楔形齿所产生的楔形孔的容积可比使用标准电泳梳产生的孔的容积大至少10％。在某些实施方案中，标准电泳梳可产生容积为约37.5μL的孔。在某些实施方案中，楔形孔的容积比使用标准电泳梳产生的孔的容积大至少20％、至少50％、至少100％、至少150％、至少175％、至少200％或至少250％。在某些实施方案中，楔形孔电泳梳所产生的样品孔尺寸可为至少41μL。在某些实施方案中，楔形孔所产生的样品孔尺寸可为至少约45μL、至少约55μL、至少有60μL、至少约70μL、至少约75μL、至少约90μL、至少约100μL、至少约110μL或至少约130μL。

此外，在电泳中保持或提高条带清晰度和分辨率而降低边缘效应的同时，楔形孔可允许装载更多的样品。在保持样品远离凝胶侧面的同时，由楔形齿电泳梳的齿所形成的孔的楔形设计，允许将更多的样品装载于孔内。位于朝向凝胶端的样品可能不形成同样清晰的条带或具有高分辨率的条带。所述孔在这些位置处的定位降低在凝胶内形成的条带在条带端部向上弯或“微笑”或在条带边缘向下弯或“皱眉”的可能。此外，使用本申请所述的装置产生的楔形孔在样品孔顶部的横截面积比在样品孔底部的横截面积大。在任何给定的恒定电压、电流或功率下，横截面积的增加在样品孔顶部产生的电压降比在样品孔底部更低。所述区域较低的电压降或磁场强度可使样品堆积比在孔和/或凝胶的较薄段更好，或比在带有相同厚度孔的凝胶中更好。

在某些实施方案中，凝胶盒是约10cm×10cm的微型凝胶盒。容纳在凝胶盒内的凝胶长约7cm(行程长度)、宽约8cm。凝胶盒与在凝胶盒中运行的凝胶可为任何适合长度。在某些实施方案中，凝胶盒宽度可足够大，从而降低具有至少10个孔的凝胶内的边缘效应。在某些实施方案中，组装的盒可包括围绕所述盒的外周长运行的间隙。所述间隙可便于打开所述盒，以回收凝胶。在某些实施方案中，可用凝胶刀或手打开凝胶盒。

在某些实施方案中，电泳梳可以是十齿电泳梳，即用于在凝胶内形成十个样品孔的电泳梳。在某些实施方案中，该电泳梳可以是至少单齿电泳梳、至少两齿电泳梳、至少五齿电泳梳、至少七齿电泳梳、至少九齿电泳梳、至少十齿电泳梳、至少十二齿电泳梳、至少十五齿电泳梳、至少十七齿电泳、至少二十齿电泳梳或任何其他具有适当齿数的电泳梳。在某些实施方案中，电泳梳可使用任何合适的塑料塑造，包括但不限于诸如聚乙烯对苯二甲酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基聚丙烯、醋酸纤维素、共聚物、聚碳酸酯或任何其他合适材料的多聚体。在某些实施方案中，齿沿电泳梳长度方向的尺寸一致，或梳齿沿电泳梳长度方向的尺寸不同。齿的形状可与所述盒的楔形开口的形状相同或不同。

在某些实施方案中，与梳齿相对的电泳梳边缘可作为可便于将所述梳插入和移出所述盒的把手(handle)。在某些实施方案中，该边缘可以是弯曲的。所述电泳梳还可包括后表面和前表面。在某些实施方案中，所述前表面和后表面是实心的。在某些实施方案中，所述梳的前表面具有方便用户握住该电泳梳的凹陷空间，从而便于将所述电泳梳插入在所述盒内，以及一旦形成凝胶与孔，便于从所述盒移出所述电泳梳。

I.盒

图1显示组装的凝胶盒100的实施方案。该组装的凝胶盒100包括两块塑料板：固定板104和分隔板102。可通过如注塑成型工艺形成这些板。任何合适的塑料可用于形成板102和104。用于形成电泳凝胶模具的合适塑料包括诸如聚乙烯对苯二甲酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基聚丙烯、醋酸纤维素或各种共聚物的多聚体。在某些实施方案中，所述塑料可以是透明塑料，从而可观察组装的盒100内部的凝胶。在某些实施方案中，该盒100可由玻璃板构造，或由一块玻璃盘和一块塑料板构造。

参照图2A，显示具有内表面206的分隔板202的一个实施方案。在某些实施方案中，分隔板具有位于沿着板204侧面的长度方向上和沿着所述板底部长度方向上的一系列的特征、突起或柱子。所述柱子240可从分隔板202突出，且一旦分隔板202附到固定板(图2B中204)上，则柱子240可与固定板连接。如图2A所示，分隔板202可额外包括沿着分隔板202的侧面且穿过分隔板202底部延伸的凸条241。所述凸条可用于密封所述组装的盒上的凝胶腔。在某些实施方案中，槽孔214可位于分隔板202的底部，并且在某些实施方案中，所述槽孔可穿过或可不穿过该板204的厚度延伸。所述槽孔214可将盒内的凝胶暴露于缓冲液如阳极缓冲液，以完成或协助完成电泳过程中的电气电路。所述板后表面的沟槽242可有可无。此外，凹口(cut-out)244和246可位于板的后表面248上，以便于清除阻塞所述槽孔的任何密封剂。在分隔板202的顶端，顶面252可包括握柄或弯曲表面，如图2A所示，以便于组装的盒的处理。

图2B显示具有内表面208的固定板204的实施方案。在某些实施方案中，固定板204可具有位于内表面208上的通常为U形的凸起垫片210，所述凸起垫片210可与分隔板202接触。当将所述板连接在一起形成盒时，U形垫片210还可用来帮助指示固定板204与分隔板202之间的间距或维持固定板204与该分隔板202之间的空间。当将分隔板202与固定板204连接在一起，所述板的内表面206和208形成可被凸起的垫片210限制的平板状腔。在组装过程中，垫片210、分隔板204上的凸条241(图2B中)或者垫片210和该凸条241均可密封所述腔。所述腔的厚度由U形垫片210的高度决定。在某些实施方案中，分隔板202和固定板204所形成的腔能容纳并限制可形成1mm厚凝胶的凝胶材料。

在某些实施例中，凸边216从所述板中一块板的外表面以某一角度延伸出，以形成开口，例如，如图2B所示，从固定板204的外表面217延伸。所述凸边还分别包括第一肩部236和第二肩部238，以及前缘258。突出部分254和256可位于固定板的外表面217，以支撑凸边216。在某些实施方案中，突出部分254和256可有利于在软片盒内堆积焊接的盒，从而有助于制备过程。在某些实施方案中，组装的盒可在至少一侧具有至少一个凸边，以产生能容纳用来在电泳梳是楔形处的凝胶内产生孔的电泳梳的开口，例如本申请所述的任何电泳梳。在某些实施方案中，凸边可位于该开口两侧，从而产生V形开口。

由固定板304和分隔板302组成的组装的盒300如图3所示。通过连接固定板304和分隔板302产生的开口312可位于组装的盒300的顶部。在某些实施方案中，由固定板304和分隔板302形成的开口312一侧扁平，而所述开口另一侧经设置使组装的盒的开口可容纳具有楔形齿或V形齿的电泳梳。

在某些实施方案中，可将固定板304和分隔板302制成单片塑料。在某些实施方案中，固定板304和分隔板302可以是连接在一起的两个单独的部件。这两个单独的部件可通过将所述板附着在一起的任何适合把机构连接在一起，包括仅供举例的胶水、压接、焊接、粘接剂、夹具、夹子或其他任何合适机构。

在凝胶的制备过程中，分隔板302内的槽孔314可被密封。槽孔314可通过任何合适的密封剂密封，包括胶带、环氧树脂、胶水、多聚体化合物或任何其他合适的密封剂。密封剂可以是或可以不是导电密封剂。在某些实施方案中，密封剂可以是永久密封剂或可除去的密封剂。一旦该槽孔314密封，盒300可垂直保持且通过开口312将凝胶形成混合物灌浇到形成于固定板304与分隔板302之间的腔362中。浇注凝胶后，通过导电密封剂材料可形成电路，或者作为选择，可将盒外部的密封剂去除，从而将盒内的凝胶暴露于缓冲溶液并从而完成电路通路。

凝胶混合物可分别与分隔板302的内表面306和固定板304的内表面308接触。在某些实施方案中，可分别涂布分隔板302和固定板304的内表面306和308。在某些实施方案中，所述板内表面306和308中的一个或两个可涂布有氧干扰涂层，例如SiOx，例如SiO或SiO₂，或其任何组合或任何其他合适的涂层，其可形成减少从塑料板表面到凝胶的扩散，从而防止氧气扩散率显著的局部变化的氧气屏障。可在美国专利第5685967号中找到涂布塑性凝胶模具的方法，其在此通过援引全部并入。在某些实施方案中，涂层可基本上是透明的。可手工或机械涂布内表面306和308，在凝胶盒是由两块单独的板形成的某些实施方案中，可在将所述板连接成盒之前或之后进行涂布。在某些实施方案中，真空条件下使用蒸镀或气相沉积、溅射沉积、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积或其任何组合，涂布所述盒的内表面306和308。在某些实施方案中，沉积的涂层厚度可小于约5000埃。

在某些实施方案中，凝胶盒是约10cm×10cm的微型凝胶盒，容纳在凝胶盒内的凝胶长约7厘米(行程长度)、宽约8厘米。凝胶盒与在凝胶盒中运行的凝胶可为任何适合长度。在某些实施方案中，组装的盒可包括绕所述盒300外周长运行的间隙360。该间隙360可有利于打开该盒，以回收凝胶。

在凝胶装载有样品后，可将孔内含有样品的凝胶盒放在电泳装置中，所述电泳设备可在固定板与分隔板的外边缘之间形成液密密封。放置在电泳设备内以后，将电极缓冲液置入阳极槽(形成于密封的分隔板后面)和阴极槽(形成于密封的固定板后面)内。当向电泳设备施加电压，来自阴极槽的阴离子向下穿过样品孔和凝胶流入阳极槽，而来自阳极槽的阳离子流进底部并穿过凝胶。凝胶盒可与任何合适的电泳设备或系统一起使用，包括在2009年8月26日提交的美国临时申请第61/237287号所述的系统，其内容全部通过援引并入。

II.电泳梳

如图4所示，一旦已将凝胶材料灌浇于组装的盒400的开口内，则可将电泳梳420插入组装的盒的开口内，从而使电泳梳的齿接触凝胶材料的顶部。电泳梳420的插入深度可受电泳梳420边缘432和434以及位于盒400开口的肩部436和438的限制。在某些实施方案中，电泳梳420的插入深度还可受位于凸边416的前缘458的电泳梳420的限制。一旦已浇注凝胶，则可移除电泳梳，从而在每个齿的位置留下空隙。电泳梳的齿所形成的空隙即凝胶内的样品孔。

图5A-5C显示与本申请所提供的凝胶盒一起使用的电泳梳520的实施方案的不同视图。在某些实施方案中，该电泳梳520可具有楔形齿522，如图5A-5C所示。具有楔形齿522的电泳梳520能在凝胶内产生楔形孔。通过将带有楔状齿的电泳梳插入凝胶材料而产生的楔状孔可为顶部的孔提供更大的开口，从而使用单移液器或多通道移液器上的标准移液器吸头更容易进入孔。此外，楔形孔允许将更大量的样品装载到更薄的凝胶(例如，大约1mm厚的凝胶)内。电泳梳520可与本申请先前所述的任何盒一起使用，或可与任何其他合适的盒一起使用，用于产生凝胶。

楔形齿在凝胶内所产生的楔形孔的容积比使用标准电泳梳产生的孔的容积大至少10％。在某些实施方案中，楔形孔的容积比使用标准电泳梳产生的孔大至少20％、至少50％、至少100％、至少150％、至少175％、至少200％或至少250％。此外，楔形孔允许装载更大量的样品，同时在电泳过程中，保持或提高条带的清晰度和分辨率。

在某些实施方案中，电泳梳520是九齿梳，如图5A及5C所示。在某些实施方案中，电泳梳可以是至少单齿电泳梳、至少两齿电泳梳、至少五齿电泳梳、至少七齿电泳梳、至少九齿电泳梳、至少十齿电泳梳、至少十二齿电泳梳、至少十五齿电泳梳、至少十七齿电泳梳、至少二十齿电泳梳或任何其他具有适当齿数的电泳梳。在某些实施方案中，电泳梳可以使用任何合适塑料塑造，包括但不局限于诸如聚乙烯对苯二甲酸酯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基聚丙烯、醋酸纤维素、共聚物、聚碳酸酯或任何其他合适的材料的多聚体。在某些实施方案中，沿电泳梳长度方向的齿的尺寸可以一致或不同。齿522的形状可与盒的楔形开口相同或不同。

在某些实施方案中，位于齿522对面的该电泳梳的边缘520可以是弯曲的边缘524。弯曲的边缘524可便于将电泳梳520插入盒以及从盒移除。电泳梳520还可包括后表面526和前表面528。在某些实施方案中，前表面528和后表面526是实心的。电泳梳520的后表面526可与分隔板402的内表面406平齐(图4)，且电泳梳520的前表面可与固定板404的凸边416前缘458对齐(图4所示)。在某些实施方案中，电泳梳520的前表面528具有凹陷空间558，所述凹陷空间558联合电泳梳520的后表面526便于握持电泳梳520，从而便于用户将所述电泳梳插入盒内。凹陷空间558还可协助用户在形成凝胶和孔后将电泳梳520从所述盒移除。在所述电泳梳的某些实施方案中，电泳梳在其背面具有电泳梳与凝胶盒接触的凹陷区域。在某些实施方案中，该凹陷区域有助于消除电泳凝胶样品孔中的聚合凝胶形成。由于该凹陷区域消除了几何感应毛细力，所以其有助于在凝胶浇注过程中防止在样品孔内形成“皮”。此外，当将样品装载进孔内时，通过防止移液器吸头将任何凝胶材料推入样品孔，所述凹陷区域有助于解决样品装载问题。

如图5A及5C所示，在某些实施方案中，电泳梳520上的齿522可这样制作：使得所述电泳梳上的第一个孔和最后一个孔与所述梳边缘的距离合适。通过将所述齿放置在距所述梳边缘合适的距离，可在位于所述距凝胶侧面合适距离定位孔的地方生成凝胶，从而提高条带质量、分辨率和清晰度。孔的这种定位降低在凝胶内形成的条带在其端部向上弯或“微笑”、在其边缘向下弯或“皱眉”或者偏离水平直度且变成更有角度的可能性。

图5B显示了图5A及5C的电泳梳520的横截面侧视图。从图5B看出，楔形齿522沿齿的长度逐渐变细，结果由楔形梳522所形成的齿在凝胶顶端较宽而在孔的底端较窄或逐渐变细。形成于凝胶内的样品孔的深度与从梳尖端到所述边缘532的齿522的成角度部分的高度一样长，并且由角面齿(angled-surface tooth)之间的空间进一步界定。

在某些实施方案中，楔形的底面534的深度(如箭头所示)可为约0.04cm。在某些实施方案中，底面534的范围可在约0.03英寸到约0.05英寸之间。齿535的顶部可为约0.18英寸。在某些实施方案中，齿535的顶部范围可在约0.15英寸到约0.2英寸之间。楔形的至少一个表面533可从平行于该齿底面的平面以70度角延伸。在某些实施方案中，至少一个表面533可从底面平面以约45度到约90度之间的角度延伸。

图8A-8C分别是根据本发明教导的各实施方案的单孔电泳梳的侧视图、横截面视图和底视图，并显示可用于这种结构的以英寸计的各种尺寸和角度。图8B是沿如图8A所示的线A-A获得的横截面视图。

图9A-9C分别是根据本发明教导的各实施方案的九孔电泳梳的侧视图、横截面视图和底视图，并显示可用于这种结构的以英寸计的各种尺寸和角度。图9B是沿如图9A所示的线A-A获得的横截面视图。

图10A-10C分别是根据本发明教导的各实施方案的十孔电泳梳的侧视图、横截面视图和底视图，并显示可用于这种结构的以英寸计的各种尺寸和角度。图10B是沿如图10A所示的线A-A获得的横截面视图。

图11A-11C分别是根据本发明教导的各实施方案的十二孔电泳梳的侧视图、横截面视图和底视图，并显示可用于这种结构的以英寸计的各种尺寸和角度。图11B是沿如图11A所示的线A-A获得的横截面视图。

图12A-12C分别是根据本发明教导的各实施方案的十五孔电泳梳的侧视图、横截面视图和底视图，并显示可用于这种结构的以英寸计的各种尺寸和角度。图12B是沿如图12A所示的线A-A获得的横截面视图。

图13A-13C分别是根据本发明教导的各实施方案的十七孔电泳梳的侧视图、横截面视图和底视图，并显示可用于这种结构的以英寸计的各种尺寸和角度。图13B是沿如图13A所示的线A-A获得的横截面视图。

III.实施例

使用标准

1.5mm的微型盒和电泳梳以及使用测试用的如本文图1-4和10A-10C所述的1.0mm楔形孔盒和电泳梳浇注如2009年8月24日提交的美国临时申请第61/236293号所述的4-12％的凝胶，将该申请全部通过援引加入。

盒内的凝胶用标准(扁平)1.5nm十孔梳浇注。测试盒内的凝胶用十孔楔形电泳梳浇注。每个

盒凝胶和测试盒凝胶的五个泳道都装载有5μL用

样品缓冲液稀释至最终体积为37.5μL的MARK12^TM未染色标准品。在每块凝胶的五个泳道中每个泳道中装载37.5μL稀释的标准品，从而能够通过比较装载于凝胶的标准品体积评估凝胶的性能。每块凝胶在150mA下单独电泳。楔形孔凝胶电泳15分钟而1.5mm凝胶电泳21分钟。在电泳完成后，随即用SIMPLY BLUE SAFESTAIN将凝胶染色，并在平板扫描仪上成像，并使用NonLinear Dynamics Total Lab Software Version TL 100进行分析。使用该软件以分析条带清晰度。使用生成峰的自动功能测量条带的清晰度，其中该软件确定峰的起始点和结束点。峰结束点和起始点的差异与条带清晰度相互关联并以毫米报道。结果表明，1.0mm楔形孔凝胶上的条带(图6A)与1.5mm标准微型凝胶上的条带(图6B)具有相同的清晰度。在某些实施方案中，样品可通过任何合适的染色剂和染色步骤进行染色，包括在2008年5月16日提交的美国专利申请第12/122607号和2009年8月25日提交的美国临时申请第61/236795号所描述的那些，所述申请的全部内容通过援引加入本申请。

图7显示使用1.5mm微型盒凝胶和标准电泳梳与楔形孔盒和电泳梳得到的稀释MARK12标准品的条带清晰度的比较结果。虽然MARK12标准品包含12个条带，但是只对每一泳道内的前十个条带进行分析或比较。MARK12标准品的某些条带在1.5mm的凝胶上呈现波浪状，特别是在凝胶边缘。被比较的条带如图6A及6B所示。y轴上显示穿过全部五个孔(n＝5)的条带的清晰度和标准偏差，条带位置沿x轴显示。图7显示，与使用

盒比较，使用测试盒的性能普遍提高。

虽然本发明的优选实施方案已在本文做了显示和描述，但对领域技术人员而言显而易见的是，提供这些实施方案仅仅作为示例。本领域技术人员目前可以想到的众多变形、改变及替代均不脱离本发明。应当理解，在本发明的实践中可采用本文所述的本发明的实施方案的各种替换。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，且藉此应涵盖这些权利要求及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims (19)

1.用于凝胶电泳的装置，其包括：

凝胶盒；以及

具有至少一个楔形齿的电泳梳。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述凝胶盒包括固定板和分隔板。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述凝胶盒包括从所述分隔板或所述固定板中至少之一的外表面延伸的凸边。

4.根据权利要求1所述的装置，其中楔形齿的体积为至少40μL。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述盒具有至少一个内表面。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一个内表面涂有涂层。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述涂层是氧干扰涂层。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述氧干扰涂层选自SiO或SiO₂中至少之一。

9.用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置在1mm的凝胶内产生样品孔，其中所述样品孔的尺寸比具有标准电泳梳所述产生的样品孔的凝胶大至少10％。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述样品孔的尺寸比具有标准电泳梳所产生的样品孔的凝胶大至少100％。

11.根据权利要求10所述的装置，其中标准微型凝胶十齿电泳梳所产生的样品孔的容积为37.5μL。

12.用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的微型凝胶十齿电泳梳，所述楔形齿经设置在1mm凝胶内产生样品孔，其中所述样品孔的容积为至少70μL。

13.用于凝胶电泳的装置，其包括具有楔形齿的电泳梳，所述楔形齿经设置可产生被设置为比标准凝胶样品孔多容纳至少10％样品的样品孔。

14.根据权利要求13的所述的装置，其中所述装置经设置产生有清晰条带的凝胶。

15.根据权利要求13的所述的装置，其中，所述装置经设置产生具有高分辨率的凝胶。

16.根据权利要求1的所述的装置，其包括所述电泳梳上的凹陷区域。

17.根据权利要求16的所述的装置，其中，所述凹陷区域经设置防止在凝胶形成过程中形成皮。

18.用于凝胶电泳的装置，其包括：

凝胶盒，其具有从所述盒的至少一个外表面成角度延伸的凸边；以及

电泳梳，其具有至少一个楔形齿。

19.用于凝胶电泳的装置，其包括

具有腔的凝胶盒；以及

电泳梳，

其中，所述电泳梳包括位于所述梳上的至少一个齿，所述至少一个齿具有至少一个倾斜的侧面，并且所述至少一个齿距所述腔的边缘至少0.335英寸。

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