CN102656449A - 用于分离生物大分子的可逆电流凝胶电泳装置 - Google Patents

用于分离生物大分子的可逆电流凝胶电泳装置 Download PDF

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    • G01N33/6803—General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins

Abstract

与电泳装置一起使用的盒体可以用一块经模塑或机械加工的塑料制成。这种盒体包括多条从近端到远端通过所述盒体的渠道。这些渠道界于上室和下室之间。上室可通过半透膜与第一缓冲液池流体相通，下室与第二缓冲液池流体相通。可以使电流通过第一缓冲液池和第二缓冲液池，然后反向，以进行可以从游离探针中分离出目标生物分子的电泳操作，并使得方便收集所述目标生物分子。

Description

用于分离生物大分子的可逆电流凝胶电泳装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年9月1日提交的名称为“用于分离生物大分子的可逆电流凝胶电泳装置”的美国临时专利申请No.61/239,017的优先权益，该临时申请的公开文本在此以引用的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于电泳纯化生物大分子的装置，以及该装置的使用方法。
背景技术
电泳是一种用于分离和分析包括蛋白质、DNA、RNA或其复合体在内的生物大分子的方法。已经开发出包括毛细管电泳、凝胶电泳、纸电泳和免疫电泳在内的多种电泳技术。
最常见的电泳方法是凝胶电泳。在凝胶电泳中，使用诸如琼脂糖或聚丙烯酰胺等化合物制成凝胶。含有目标化合物的混合物被放置(或加样)到凝胶的一端，然后将凝胶放置与缓冲液接触。该缓冲液中含有的盐溶解后在缓冲液内形成离子。
当生物分子例如与电泳缓冲液接触时，通常是带电荷的。例如，DNA在常用电泳缓冲液中带负电荷，这是由于其骨架中的磷酸基团造成的。所以当将电流加到凝胶末端后，生物分子就会从一端到另一端移动通过凝胶。根据其大小、形状和电荷，一些分子比另一些分子更快地移动通过凝胶。当混合物移动通过凝胶时，一个大小、形状或电荷的分子就会与不同大小、形状和/或电荷的分子分开。分子通过凝胶的速度以及各种类型分子的分离还取决于凝胶的浓度和类型。总得说来，在高浓度的凝胶中分子移动地较慢，在低浓度凝胶中分子移动地较快，但是高浓度凝胶通常提供更好的分离。
可以水平和/或竖直方式跑胶。当以水平方式电泳时，凝胶一般被浸没在缓冲液中。将样品混合物加样到一端，并使其向另一端移动。当以竖直方式电泳时，将样品混合物加样在凝胶的顶端，并使其朝底端移动。竖直凝胶通常不浸在缓冲液中。相反，其在凝胶的顶端和底端含有缓冲液槽的电泳装置上跑胶。
常规电泳装置包含通常为由隔板分开的两个平行玻璃板的盒。在电泳凝胶中分离生物分子是比较容易的，但是随后收集用于进一步分析的分离分子却是比较困难和低效的。特别是当各生物分子或含有生物分子的复合体具有不同的诸如分子量和/或电荷等物理特性的时候，情况尤为如此。例如，在传统的凝胶电泳中，当生物分子混合物移动通过凝胶时，一个大小、形状或电荷的分子会与不同大小、形状和/或电荷的分子分开。因此，目标生物分子会分散在交联的凝胶中而不易获得。所以，需要改良电泳装置来解决这类问题和其他问题。
发明内容
为了解决常规凝胶电泳分离和纯化装置中存在的问题，本文公开了使复合体中的目标生物分子与游离生物分子分离的装置以及使用该装置的方法。尽管通过述及目标生物分子的复合体的分离对装置进行了描述，但是本领域普通技术人员会理解，任一组大分子均可通过所公开的方法和装置与一组较小分子分离。
与电泳装置一起使用的盒的一个实施方案包括：
近端和与所述近端相对的远端、前表面和与所述前表面基本平行的后表面、以及界于所述前表面和所述后表面之间的至少一个室，所述室具有上部和下部，其中所述上部包括在所述盒的近端或其附近的上开口，所述下部包括在所述盒的远端或其附近的下开口，并且其中所述前表面包含至所述室的上部中的至少一个窗口开口。
在一些实施方案中，所述盒可以进一步包含覆盖所述至少一个窗口开口的至少一部分的半透膜。所述半透膜可以可移去地固定于所述盒的前表面。可以配置半透膜来使所述盒的至少一部分周围的缓冲液通过，并且至少部分地阻止所述至少一个室的上部内所含的生物分子通过。在一些实施方案中，半透膜能够可以基本阻止目标生物分子通过，从而基本阻止其通过所述窗口开口离开所述室。
本公开的盒的一些实施方案包含丙烯酸类物质；盒的一些实施方案包括单一体。本公开的盒可以与一个或者多个其它组件整合形成电泳装置。
电泳装置的一个实施方案包含盒，其中所述盒包含近端和与所述近端相对的远端、前表面和与所述前表面基本平行的后表面、界于所述前表面和所述后表面之间的至少一个室，所述室具有上部和下部，其中所述上部包含在所述盒的近端或其附近的上开口，所述下部包含在所述盒的远端或其附近的下开口，并且其中所述前表面包含至所述室的上部中的至少一个窗口开口。该电泳装置还可以包含与所述下部的下开口流体接触的第一缓冲液、与所述上部的窗口开口流体接触的第二缓冲液、和与所述第一和第二缓冲液的每一个电偶联的至少一个电极。流体接触可以包括直接和间接的流体接触两种。例如，流体接触可以包括通过膜比如半透膜的流体接触。
在电泳装置的一些实施方案中，所述盒进一步包含覆盖所述上部的窗口开口的至少一部分的半透膜，比如含有纤维素或玻璃纸的膜。
所公开装置可以用于进行可逆电流电泳，从而当电流在第一方向时，游离分子洗脱到所述装置远端的缓冲液中。然后将盒体放到新的槽中，使电流反向，然后目标生物分子可以以相反的方向移动离开凝胶，回到所述盒体近端的缓冲液中，在此它们随后可以很容易地从所述装置收集。
例如，一种从样品分离目标生物分子的方法包括提供样品，其中所述样品含有目标生物分子和游离探针，将所述样品加样到盒体的下部中的凝胶上，通过施加电压对样品进行电泳，持续足以将几乎所有的游离探针从所述下部的远端洗脱出，进入第一缓冲液容器中的第一缓冲液，使得目标生物分子保留在凝胶中，除去所述第一缓冲液，提供新缓冲液与所述盒体的下部流体接触，使电流相对于凝胶反向，并对所述样本进行电泳，持续足以使几乎所有的目标生物分子从所述下部的远端洗脱出，进入所述盒体的上部。
所公开方法可以进一步包括收集目标生物分子。收集目标生物分子可以包括从所述盒体的上部取出一个体积含有目标生物分子的缓冲液。收集目标生物分子可以包括将半透膜固定于所述上部的至少一部分上，以防止几乎所有的目标生物分子通过所述半透膜进入与所述盒的上部流体接触的第二缓冲液中。
在一些方法中，使所述电流相对于所述凝胶反向包括分别改变与所述第一和第二缓冲液电接触的第一和第二电极的极性。在一些方法中，使所述电流相对于所述凝胶反向包括改变所述凝胶相对于分别与所述第一和第二缓冲液电接触的第一和第二电极的方向。
取走所述第一缓冲液可以包括从缓冲液容器引出所述第一缓冲液。提供与所述盒的下部流体接触的新缓冲液可以包括用所述新缓冲液重新注入所述缓冲液容器。在其他方法中，取走所述第一缓冲液包括从含有所述第一缓冲液的第一缓冲液容器取出所述盒，提供与所述盒的下部流体接触的新缓冲液包括将所述盒放入装有所述新缓冲液的第二缓冲液容器中。
以下结合附图进行的详细描述会使本发明的上述以及其它的目的、特征和优点更为明显。
附图说明
图1为本公开电泳盒体的一个实施方案的正前视图。
图2为电泳盒体的一个实施方案的透视图。
图3为电泳盒体的一个实施方案的另一透视图。
图4为沿图2中横过线4-4的横剖面图。
图5为可与本公开盒体一起使用的梳子一个实施方案的透视图。
图6为显示梳子置入盒体中的透视图。
图7为本公开一个实施方案的带有膜的盒体的透视图。
图8为盒体放在缓冲液槽中的横截面示意图。
图9为图8的盒体和缓冲液槽在施加电流后的横截面示意图。
图10为图8和9的盒体放在新缓冲液槽中的横截面示意图。
图11为电极插入件的透视图。
图12为电极插入件的一个实施方案的正前视图。
图13为实施凝胶电泳一种方法的框图。
图14为本公开的电泳盒体的另一实施方案的背面透视图。
图15为图14的电泳盒体的前面透视图。
图16为图14的电泳盒体的分解透视图。
图17为图15的电泳盒体的分解透视图。
图18为图14的电泳盒体沿图15的线18-18的横截面。
图19为图14的电泳盒体的俯视图。
具体实施方式
I.术语
除非另有说明，否则依据常规用法使用技术术语。分子生物学中的常用术语的定义可以从Benjamin Lewin著的《基因VII》(Genes VII，牛津大学出版社出版，2000(ISBN 019879276X))；Kendrew等人(编著)的《分子生物学百科全书》(The Encyclopedia of Molecular Biology，Blackwell出版社出版，1994(ISBN 0632021829))；Robert A.Meyers(编著)的《分子生物学与生物技术：一本全面的工具书》(MolecularBiology and Biotechnology：a Comprehensive Desk Reference，Wiley，John & Sons公司出版，1995(ISBN 0471186341))和George P.Rédei著的《遗传学、基因组学和蛋白质组学百科辞典》(EncyclopedicDictionary of Genetics，Genomics，and Proteomics第二版，2003(ISBN：0-471-26821-6))中查到。
下述术语和方法的解释是用于更好地描述本发明以及指导本领域普通技术人员实施本发明。除非文中另有清楚表述，否则单数形式“a”、“an”和“the”表示一个或超过一个。例如，术语“包含一种探针”包括一种或多种探针，其意思等同于“包含至少一种探针”。除非文中另有清楚说明，术语“或”表示所述可选要素中的一种，或者两种或多种要素的组合。文中所用“包含”意为“包括”。所以，“包含A或B”表示“包括A、B或者A和B”，不排除另外的要素。
虽然与本文描述相类似或等同的方法和材料也可以用于实施或测试本发明，但是下文将描述合适的方法和材料。所述材料、方法和实例仅供示例，无意于进行限制。
为方便理解本发明的各实施方案，提供了以下具体术语的解释：
抗体：包含至少一条轻链或重链免疫球蛋白可变区并可特异性结合抗原表位的多肽配体。抗体可以包括单克隆抗体、多克隆抗体或抗体片段。
术语“特异性结合”是指，就抗原而言，抗体或其它配体整体或部分地与特定多肽的优先缔合，所述特定多肽例如特定的双链DNA结合蛋白，比如转录因子，如激活型的转录因子。特异性结合剂基本只会与确定的靶标相结合。应认识到，在某个分子比如特异性结合剂和非目标多肽之间也可能会发生较轻程度的非特异性相互作用。但是，特异性结合的特征可在于通过对抗原的特异性识别介导。虽然选择反应性抗体会结合抗原，但是他们仅能以低亲和力结合。例如与非靶多肽相比，特异性结合通常会导致与靶多肽结合的抗体或者其他配体的量(每单位时间)增加大于两倍、比如大于5倍、大于10倍或大于100倍。许多免疫测定形式都可以用来选择与特定蛋白发生特异性免疫反应的抗体。例如，固相ELISA免疫测定通常用来挑选与蛋白发生特异性免疫反应的单克隆抗体。参见Harlow和Lane著的《抗体--实验操作手册》(Antibodies，A Laboratory Manual)，冷泉港出版社，纽约(1988)对可用于确定特异性免疫反应性的免疫测定形式和条件的描述。
抗体可包括重链和轻链，每条链都有可变区，称为重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)。重链可变区和轻链可变区一起负责结合被抗体识别的抗原。这包括完整的免疫球蛋白及本领域所熟知的其变体或部分，比如Fab′片段、F(ab)′2片段、单链Fv蛋白(“scFv”)和二硫化物稳定的Fv蛋白(“dsFv”)。单链Fv蛋白是其中免疫球蛋白的轻链可变区和免疫球蛋白的重链可变区通过接头结合到一起的融合蛋白，而在dsFv中，所述链被突变为引入二硫键，从而稳定链的缔合。该术语还包括重组形式如嵌合抗体(如人源化的鼠抗体)，异源缀合抗体(heteroconjugate)(如双特异抗体)。也可参考《Pierce目录和手册》(Pierce Catalog and Handbook，1994-1995(Pierce化学制品公司，Rockford，IL))；Kuby著《免疫学》(Immunology，第三版，W.H.Freeman & Co.，纽约，1997)。
“单克隆抗体”是由单克隆的B淋巴细胞或由单一抗体的轻链和重链基因被转染到其中的细胞产生的抗体。单克隆抗体可通过本领域技术人员已知的方法产生，例如通过将骨髓瘤细胞和免疫脾细胞融合产生杂合的抗体形成细胞。这些融合的细胞和其后代称为“杂交瘤”。单克隆抗体包括人源化的单克隆抗体。
适体：结合诸如靶生物分子或者目标生物分子等特定靶分子的的核酸或肽分子。
结合或稳定结合：两种物质或分子之间的缔合，比如一个核酸分子与它本身或另一个核酸分子的杂交；抗体与多肽的缔合；一种蛋白与另一种蛋白的缔合(比如转录因子和辅因子的结合)或与核酸分子的缔合(比如转录因子与部分双链的核酸探针的结合)。
结合可以用本领域技术人员熟知的任一方法来检测，比如用分子复合体的物理或功能特性来检测。例如，可以通过确定结合是否有可观察到的对基因表达、DNA复制、转录、翻译等生物合成过程的影响进行功能性检测。
检测核酸分子的互补链的结合的物理方法包括但不限于DNase I或化学足迹法，凝胶转移(gel shift)和亲和切割测定(affinity cleavageassays)，RNA印迹，点印迹和光吸收检测方法。比如，该方法可以包括检测存在于一种或两种核酸分子(或抗体或蛋白——如果合适)上的信号，如可检测标记物等。
寡聚体和其靶核酸之间的结合可以用50％的寡聚体与其靶标熔解的温度(Tm)来表征。较高(Tm)意味着该复合体比较低Tm的复合体更牢固或更稳定。
生物分子：可来自于生命生物体的分子，比如多肽、碳水化合物、脂质、小分子等。有些实例中，在述及诸如多肽和核酸等生物分子多聚体时，多聚体的序列不需要是自然界中存在的，而是可以由单体构造件比如核苷酸和氨基酸产生。另外，这些单体也不需要是自然界中存在的。生物分子可以来自于活的或者死的生物体，比如分离自生物体的核酸、多肽、碳水化合物、脂质、小分子等。生物分子也可以是人工制造的分子，比如重组多肽、核酸、碳水化合物、脂质、小分子等。例如，生物分子可以通过合成或重组产生。在一些实例中，生物分子是核酸，比如RNA、DNA或其组合。在一些实例中，生物分子是肽，比如蛋白质。
结合位点：在蛋白质、核酸(如DNA、RNA或其组合)上其它分子稳定结合的区域。在一个实例中，结合位点是指如部分双链的核酸探针等DNA分子上的诸如转录因子等双链DNA结合蛋白结合的位点(在转录因子的情况下称为转录因子结合位点)。
缓冲溶液：是指由弱酸及其共轭碱或者由弱碱及其共轭酸组成的水溶液。它的特点是当加入少量的酸或碱到其中时，溶液的pH值变化很小。在多种化学应用中，缓冲液可将pH值保持为基本恒定的值。
互补和百分比互补：双链DNA或RNA链包括两条互补的碱基对链(或一条具有发夹结构的链)。当一个核酸分子的碱基与另一个核酸分子的碱基形成氢键时出现互补结合。通常情况下，碱基腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)互补，而胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)互补。例如，一个单链DNA分子的序列5′-ATCG-3′能够与另一个单链DNA分子的序列3′-TAGC-5′键合形成双链DNA。在这个例子中，序列5′-ATCG-3′是3′-TAGC-5′的反向互补序列。
核酸分子可以彼此互补，即便每个分子的所有碱基没有完全形成氢键。比如，与互补核酸序列的杂交可以在不同的严谨程度下发生，其中互补序列会在一些而不是全部核苷酸位置结合。
当链通过形成Watson-Crick、Hoogsteen或反向Hoogsteen碱基对而互相结合(杂交)时，分子与互补核酸形成稳定的双链体或三链体。当在所要求的条件下，寡核苷酸分子与靶核酸序列保持可检测到的结合时，出现稳定结合。
互补性是指一条核酸链上的碱基与第二条核酸链上的碱基形成碱基对的程度。互补性通常用百分比来表示，也就是在两条链之间或者在两条链具体区域或结构域内形成碱基对的核苷酸的比例。比如，如果一条15个核苷酸的寡核苷酸中的10个核苷酸与某个DNA分子的靶向区域形成碱基对，就认为这个寡核苷酸与靶向的DNA的该区域有66.67％的互补性。
本公开中，“足够的互补性”是指在寡核苷酸分子和靶核酸序列之间存在足够数目的碱基对，以实现可检测的结合。当以形成的碱基对的百分比来表示或测量时，满足这一目的的互补性百分比的范围可以少到约50％互补到完全(100％)互补。总的来说，足够的互补性至少是约50％互补，例如至少约75％互补、至少约90％互补、至少约95％互补、至少约98％互补或者甚至至少约100％互补。
Beltz等人在“酶学方法”(Beltz et al.Methods Enzymol.100：266-285，1983)上和Sambrook等人(编著)的《分子克隆：实验操作指南》(Sambrook et al.(ed.)，Molecular Cloning：A LaboratoryManual，2nd ed.，vol.1-3，Cold Spring Harbor Laboratory Press，ColdSpring Harbor，NY，1989)提供了对在建立结合条件中涉及到的质量和数量考虑因素的详尽论述，使得本领域技术人员能够设计适合的寡核苷酸，从而在所需条件下使用。
接触：以直接物理缔合方式的放置，比如二者都以固态形式和/或液态形式(例如使探针与样品接触的放置或者使电泳凝胶与诸如电泳缓冲液等溶液相接触的放置)。在一些实例中，接触可在体外发生于分离的细胞或者基本不含细胞的提取物，比如细胞核提取物。
对应：术语“对应”是一个相对的词语，表示在位置、目的或结构方面的相似性。例如，对应基因启动子的核酸序列是指与某生物体中存在的启动子相似的核酸序列。
交联聚合物：单体和交联剂的化学反应形成的三维网络。
双链核酸结合蛋白：与双链核酸的区域特异性结合的蛋白，所述双链核酸比如双链DNA，比如部分双链的核酸探针的双链区域。转录因子是双链核酸结合蛋白的一个具体例子，比如原核生物中的δ因子。
发射光或者发射信号：由光源产生的特定波长的光。在具体例子中，在荧光团吸收了其激发波长的光后，荧光团发出发射信号。
电磁辐射：通过相同周期变化的电场和磁场强度传播的系列电磁波，其包括无线电波、红外光、可见光、紫外光、X-射线和γ-射线等。在具体的例子中，电磁辐射由激光器发出，其可具有单色性、定向性、相干性、偏振性和强度等特性。激光器能够发出某个特定波长的光(或者相对窄波长范围的光)，比如使得来自激光器的能量能够激发一荧光团但是不激发另一荧光团。
电泳：基于带电分子对所施加电流的不同的移动性来分离这些带电分子的混合物的过程。一个具体的电泳类型是凝胶电泳。分子的移动性主要涉及带电分子的诸如大小、形状和表面电荷等特性。分子的移动性也会受到电泳介质比如电泳凝胶的组成的影响。例如，当电泳介质是交联的丙烯酰胺(聚丙烯酰胺)时，增加凝胶中丙烯酰胺的百分比就会减小凝胶中形成的孔径，并且与较低百分比的丙烯酰胺凝胶(较大孔径)相比，会阻碍分子的移动性。凝胶电泳可以进行用于分析的目的，也可以用作制备性技术来部分纯化分子，然后使用诸如质谱、PCR、克隆、DNA测序、阵列分析和免疫印迹等其它方法。
激发光或激发信号：激发电子向较高能级跃迁所必需的和/或充足的特定波长的光。在具体例子中，激发光是指激发荧光团到某一状态所必需的和/或充足的特定波长的光，从而使得该荧光团发射出波长不同(比如更长)于来自所述激发信号的光的波长的光。
充足的时间段：用来表述所需活动发生的时间段的短语，例如生物分子或生物分子的复合体(分子复合体或生物分子复合体)在外加电流的影响下通过部分电泳凝胶所用的时间。例如，游离生物分子从凝胶的近端移动到远端并且从电泳凝胶的远端洗脱所用的时间。在另一个实例中，它是分子复合体比如包含目标生物分子的复合体从电泳凝胶中的某个位置移动到电泳凝胶的末端并且从该末端洗脱所用的时间。本领域普通技术人员理解，游离生物分子从电泳凝胶的一端移动到另一端的充足时间段，或诸如包含目标生物分子等的分子复合体从电泳凝胶内的某个位置移动到电泳凝胶的末端并从所述末端洗脱出所用的时间取决于诸如凝胶的组成、电流的强度和生物分子或复合体的物理特性等因素。还理解，所述时间段可由操作者根据需要来改变。
发夹或核酸发夹：由单链核酸形成的核酸结构。这种链具有自身互补性，使得该核酸与自己杂交并在一端形成环。
杂交：互补的单链DNA或RNA形成双链分子(也称为杂交复合体)的能力。核酸杂交技术可以用于在探针比如部分双链核酸探针的单链部分和标示探针之间形成杂交复合体。
形成具体严谨程度的杂交条件依赖于杂交方法的性质以及杂交核酸序列的组成和长度而变化。一般来说，杂交的温度和杂交缓冲液的离子强度(比如钠离子浓度)对杂交的严谨度起决定作用。萨姆布鲁克等人著的《分子克隆》第二版(Sambrook et al.，(1989)Molecular Cloning，second edition，Cold Spring Harbor Laboratory，Plainview，NY(chapters 9 and 11))详细记载了用于达到具体严谨程度的杂交条件的计算方法。如下提供了一组示例性杂交条件，但不限于此：
很高严谨度(检测有至少90％同一性的序列)
杂交：5×SSC，65℃，16小时
洗涤两次：2×SSC，室温(RT)，每次15分钟
洗涤两次：0.5×SSC，65℃，每次20分钟
高严谨度(检测有至少80％同一性的序列)
杂交：5×至6×SSC，65至70℃，16至20小时
洗涤两次：2×SSC，室温，每次5至20分钟
洗涤两次：1×SSC，55至70℃，每次30分钟
低严谨度(检测有至少50％同一性的序列)
杂交：6×SSC，室温至55℃，16至20小时
洗涤至少两次：2×至3×SSC，室温至55℃，每次20至30分钟
分离的：“分离的”生物组分(比如蛋白质、分子复合体、核酸探针或游离生物分子)与该组分天然存在的生物体的细胞中的其他生物组分例如染色质外DNA和RNA、蛋白质和细胞器基本分离或者纯化开。该术语还包括通过宿主细胞中的重组表达制得的核酸和蛋白以及化学合成的核酸。可以理解，术语“分离”并不意味着所述生物组分不含痕量污染物，并且可以包括为至少50％分离的(例如至少75％、80％、90％、95％、98％、99％或甚至100％分离的)核酸分子、蛋白质或分子复合体。
标记物：一种能够例如通过分光光度法、流式细胞术或显微术检测的试剂。例如，可以将标记物连接至具体结合剂，比如抗体或蛋白质、核酸等，由此可以检测所述具体结合剂或者结合于所述具体结合剂的生物分子。标记物的非限制性具体例子包括：荧光团、酶联接物和放射性同位素以及纳米粒子，如半导体纳米晶体。例如，萨姆布鲁克等人著《分子克隆：实验操作指南》(Molecular Cloning：A Laboratory Manual，Cold Spring Harbor，New York，1989)和Ausubel等人著在《现代分子生物学实验手册》(Current Protocols in Molecular Biology，John Wiley& Sons，New York，1998)中讨论了进行标记的方法。
分子复合体：稳定结合在一起的两个或多个分子如生物分子，例如，核酸结合蛋白和核酸分子，抗体和抗原，配体和该配体的受体等。在一些实例中，分子复合体是指结合到具有转录因子结合位点的核酸的转录因子。
突变：DNA序列相对于天然或野生型序列的改变，比如在基因的启动子中的改变。某些情况下，突变会改变DNA序列的特性，比如双链结合蛋白与DNA序列的结合。突变包括碱基替换的点突变、缺失和插入以及其组合。突变可以例如通过分子生物学技术引入。在一些实例中，突变，比如基因启动子序列中的突变，是在寡核苷酸例如为部分双链核酸探针的一部分的寡核苷酸的合成过程中引入的。
核酸分子(或序列)：脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸多聚体，包括但不限于cDNA、mRNA、基因组DNA和合成(比如化学合成)DNA或RNA或者DNA和RNA的组合。核酸分子可以是双链(ds)也可以是单链(ss)或者甚至是部分双链。如果是单链，所述核酸分子可以是正义链或反义链。核酸分子可以包括天然核苷酸(比如A、T/U、C和G)，也可以包括天然核苷酸的类似物。在一个实施方案中，核酸分子是适体。
核苷酸：核酸分子的基本单位。核苷酸包括连接到戊糖单糖的含氮碱基，一个、两个或三个磷酸基团通过酯键连接到所述糖部分。
DNA的主要核苷酸为脱氧腺苷5’-三磷酸(dATP或A)，脱氧鸟苷5’-三磷酸(dGTP或G)，脱氧胞苷5’-三磷酸(dCTP或C)，脱氧胸腺苷5’-三磷酸(dTTP或T)。RNA的主要核苷酸为腺苷5’-三磷酸(ATP或A)，鸟苷5’-三磷酸(GTP或G)，胞苷5’-三磷酸(CTP或C)，尿苷5’-三磷酸(UTP或U)。
核苷酸包括含有修饰碱基、修饰糖部分和修饰磷酸骨架的那些核苷酸，例如如Nazarenko等人的美国的专利No.5,866,336所述。
可用于在其结构上的任何位置修饰核苷酸的修饰碱基部分的实例包括但不限于5-氟尿嘧啶、5-溴尿嘧啶、5-氯尿嘧啶、5-碘尿嘧啶、次黄嘌呤、黄嘌呤、乙酰胞嘧啶、5-羧羟甲基尿嘧啶(5-(carboxyhydroxylmethyl)uracil)、5-羧甲基氨甲基-2-硫尿苷(5-carboxymethylaminomethyl-2-thiouridine)、5-羧甲基氨甲基尿嘧啶(5-carboxymethylaminomethyluracil)、二氢尿嘧啶(dihydrouracil)、β-D-半乳糖基辫苷(beta-D-galactosylqueosine)、肌苷(inosine)、N6-异戊烯基腺嘌呤(N～6-sopentenyladenine)、1-甲基鸟嘌呤(1-methylguanine)、1-甲基肌苷(1-methylinosine)、2，2-二甲基鸟嘌呤(2，2-dimethylguanine)、2-甲基腺嘌呤(2-methyladenine)、2-甲基鸟嘌呤(2-methylguanine)、3-甲基胞嘧啶(3-methylcytosine)、5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine)、N6-腺嘌呤(N6-adenine)、7-甲基鸟嘌呤(7-methylguanine)、5-甲氨甲基尿嘧啶(5-methylaminomethyluracil)、甲氧氨甲基-2-硫尿嘧啶(methoxyarninomethyl-2-thiouracil)、β-D-甘露糖基辫苷(beta-D-mannosylqueosine)、5-甲氧羧甲基尿嘧啶(5′-methoxycarboxymethyluracil)、5-甲氧基尿嘧啶(5-methoxyuracil)、2-甲硫基-N6-异戊烯基腺嘌呤(2-methylthio-N6-isopentenyladenine)、尿嘧啶-5-氧乙酸(uracil-5-oxyacetic acid)、假尿嘧啶(pseudouracil)、辫苷(queosine)、2-硫胞嘧啶(2-thiocytosine)、5-甲基-2-硫尿嘧啶(5-methyl-2-thiouracil)、2-硫尿嘧啶(2-thiouracil)、4-硫尿嘧啶(4-thiouracil)、5-甲基尿嘧啶(5-methyluracil)、尿嘧啶-5-氧代乙酸甲酯(uracil-5-oxyacetic acid methylester)、尿嘧啶-S-氧代乙酸(uracil-S-oxyacetic acid)、5-甲基-2-硫尿嘧啶(5-methyl-2-thiouracil)、3-(3-氨基-3-N-2-羧丙基)尿嘧啶(3-(3-amino-3-N-2-carboxypropyl)uracil)和2，6-二氨基嘌呤(2，6-diaminopurine)。
可用于在其结构上的任何位置修饰核苷酸的修饰糖部分的实例包括但不限于阿拉伯糖、2-氟阿拉伯糖、木糖和己糖；或磷酸骨架的修饰组分，例如硫代磷酸酯(phosphorothioate)、二硫代磷酸酯(phosphorodithioate)、硫代氨基磷酸酯(phosphoramidothioate)、氨基磷酸酯(phosphoramidate)、二氨基磷酸酯(phosphordiamidate)、甲基磷酸酯(methylphosphonate)、烷基磷酸三酯(alkylphosphotriester)或它们的甲缩醛形式(formacetal)或类似物。
寡核苷酸或“oligo”：多个核苷酸(即，包括连接到磷酸基团并连接到可替换的有机碱基的糖(例如核糖或脱氧核糖)的分子，所述有机碱基可以是取代的嘧啶(Py)(例如，胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)或尿嘧啶(U))或者是取代的嘌呤(Pu)(例如腺嘌呤(A)或鸟嘌呤(G))。本文所用的“寡核苷酸”是指寡核糖核苷酸和寡脱氧核糖核苷酸两者。寡核苷酸可以获自于已有的核酸源(如基因组DNA或cDNA)，但更优选是合成的(即，通过寡核苷酸合成产生)。
部分双链的核酸探针：包括单链区域和双链区域或部分两者的核酸探针。部分双链的核酸探针具有双链部分和单链部分，其中所述双链和单链部分被连接在一起，比如共价连接在一起。在一些例子中，双链部分包含双链核酸结合蛋白例如转录因子的结合位点。
肽/蛋白质/多肽：所有这些术语是指通过肽键或肽键类似物连接的氨基酸和/或氨基酸类似物的多聚体。二十种天然氢基酸及它们的单字母和三字母命名法都是本领域所熟知的。
聚合：单体分子一起在化学反应中反应形成直链或者聚合物链的三维网络。在一个实施方案中，聚合物聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺在交联剂的存在下聚合形成的，在一些实施方案中，所述交联剂为N’，N-亚甲双丙烯酰胺(BIS)。一旦加入催化剂，丙烯酰胺和BIS通过自由基机制进行聚合。最常见的催化启动体系涉及在四脂肪胺N，N，N’，N’-四甲基乙二胺(TEMED)的存在下由过硫酸铵(APS)产生氧自由基，但是也可以使用其他自由基生成剂。
多糖：是共价连接的糖的多聚体。形成多糖的糖可以是相同的糖或不同的糖。
启动子：核酸控制序列的排列，其指导核酸转录。通常，真核生物的启动子包括转录起始点附近的必需核酸序列，比如聚合酶II型启动子中的TATA元件。启动子还任选地包括远端增强子或抑制子元件，其位置可以与转录起始点相距几千个碱基对，所述元件例如为已知为转录因子的蛋白所识别的特异性DNA序列。
在原核生物中，启动子是被RNA聚合酶和关联的δ因子所识别，所述RNA聚合酶和δ因子随后由结合于其自身DNA序列附近的激活子蛋白带到所述启动子DNA。
反向：改变方向使之与原来的方向相反。例如，如果一个生物分子从位置A转移到位置B，反向就表示生物分子从位置B移动到位置A。使生物分子在电泳凝胶中的移动反向，可以通过使电泳装置的极性反向来实现，例如使电流的方向反向，而凝胶相对于电泳装置的位置不变，或者使所述凝胶相对于施加电流的方向反向。
样品：可用于本文公开方法的任何数量的包括生物分子(例如核酸和蛋白质，比如双链核酸结合蛋白)的物质。样品可以是生物样品，也可以是提取自来源于人、动物、植物、真菌、酵母、细菌、组织培养物、病毒培养物或其组合的生物样品。
序列同一性/相似性：两个或多个核酸序列或两个或者多个氨基酸序列之间的同一性/相似性用序列之间的同一性或相似性表述。序列同一性可以用同一性百分比来度量，百分比越高，序列之间的同一性越大。当用标准方法进行比对时，核酸或氨基酸序列的同源物或直系同源物具有相对较高程度的序列同一性/相似性。
用于比较的序列比对方法是本技术领域所熟知的。多种程序和比对算法描述于：Smith和Waterman，应用数学进展(Adv.Appl.Math.)2：482，1981；Needleman和Wunsch，分子生物学杂志(J.Mol.Biol.)48：443，1970；Pearson和Lipman，美国科学院院刊(Proc.Natl.Acad.Sci. USA)85：2444，1988；Higgins和Sharp，基因(Gene)73：237-44，1988；Higgins和Sharp，CABIOS 5：151-3，1989；Corpet等人，核酸研究(Nuc.Acids Res.)16：10881-90，1988；Huang等人，Computer Appls.in theBiosciences 8，155-65，1992和Pearson等人，Meth.Mol.Bio.24：307-31，1994。Altschul等人，分子生物学杂志(J.Mol.Biol.)215：403-10，1990提供了序列对比方法和同源性计算的详细解释。
NCBI Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)(Altschul等人，分子生物学杂志(J.Mol.Biol.)215：403-10，1990)能够从多个来源获得，包括美国国家生物信息学中心(National Center for BiologicalInformation)(NCBI，National Library of Medicine，Building 38A，Room 8N805，Bethesda，MD 20894)和在互联网上，与序列分析程序blastp、blastn、blastx、tblastn和tblastx联用。Blastn用于比较核酸序列，而blastp用于比较氨基酸序列。其它信息可以从NCBI网站获得。
比对时，匹配数目通过对两个序列中都存在相同核苷酸或者氨基酸残基的位置数计数来确定。序列同一性百分比通过以下方式确定：用匹配数目除以鉴别序列中给出的序列长度或者除以共有长度(例如来自鉴别序列中给出的序列的100个连续核苷酸或氨基酸残基)，然后将所得数值乘以100。例如，在与有1554个核苷酸的测试序列比对时，有1166个匹配的核酸序列与所述测试序列有75.0％同一性(1166÷1554×100＝75.0)。将序列同一性百分数的值按四舍五入的原则保留小数点后一位。比如75.11、75.12、75.13和75.14会舍去最后一位得75.1；而75.15、75.16、75.17、75.18和75.19则将最后一位进位得75.2。长度值总是为整数。两个核酸分子密切相关的一个指标是这两个分子在严谨条件下彼此杂交。严谨条件是序列依赖的，并且在不同环境参数下不同。
靶生物分子或目标生物分子：希望获得其信息的生物分子。靶生物分子或目标生物分子可以是或曾经是生命生物体一部分的或合成产生的任何分子。在几个非限制性例子中，靶生物分子是多肽、核酸、配体或小分子。在一个例子中，希望获得的信息是生物分子在细胞(例如生物样本中的细胞)上或内的位置。另一个例子中，希望获得的信息是生物分子是否存在于比如样品中，比如生物样品中。在另一个例子中，希望获得的信息是生物分子是否存在于凝胶例如电泳凝胶中，和/或在其中的位置。
转录因子：调节转录的蛋白。特别地，转录因子可调节RNA聚合酶的结合和转录的启动。转录因子可结合到基因的上游或者下游，以通过帮助或者阻止RNA聚合酶的结合而增强或者抑制基因转录。术语转录因子包括失活转录因子和激活的转录因子二者。
转录因子通常是影响基因表达调节的模块蛋白(modularprotein)。示例性转录因子包括AAF、abl、ADA2、ADA-NF1、AF-1、AFP1、AhR、AIIN3、ALL-1、α-CBF、α-CP1、α-CP2a、α-CP2b、αHo、αH2-αH3、Alx-4、aMEF-2、AML1、AML1a、AML1b、AML1c、AML1δN、AML2、AML3、AML3a、AML3b、AMY-1L、A-Myb、ANF、AP-1、AP-2αA、AP-2αB、AP-2β、AP-2γ、AP-3(1)、AP-3(2)、AP-4、AP-5、APC、AR、AREB6、Arnt、Arnt(774M型)、ARP-1、ATBF1-A、ATBF1-B、ATF、ATF-1、ATF-2、ATF-3、ATF-3δZIP、ATF-a、ATF-aδ、ATPF1、Barhl1、Barhl2、Barx1、Barx2、Bcl-3、BCL-6、BD73、β-连环蛋白、Bin1、B-Myb、BP1、BP2、brahma、BRCA1、Brn-3a、Brn-3b、Brn-4、BTEB、BTEB2、B-TFIID、C/EBPα、C/EBPβ、C/EBPδ、CACC结合因子、Cart-1、CBF(4)、CBF(5)、CBP、CCAAT结合因子、CCMT-结合因子、CCF、CCG1、CCK-1a、CCK-1b、CD28RC、cdk2、cdk9、Cdx-1、CDX2、Cdx-4、CFF、ChxlO、CLIM1、CLIM2、CNBP、CoS、COUP、CP1、CP1A、CP1C、CP2、CPBP、CPE结合蛋白、CREB、CREB-2、CRE-BP1、CRE-BPa、CREMα、CRF、Crx、CSBP-1、CTCF、CTF、CTF-1、CTF-2、CTF-3、CTF-5、CTF-7、CUP、CUTL1、Cx、细胞周期蛋白A、细胞周期蛋白T1、细胞周期蛋白T2、细胞周期蛋白T2a、细胞周期蛋白T2b、DAP、DAX1、DB1、DBF4、DBP、DbpA、DbpAv、DbpB、DDB、DDB-1、DDB-2、DEF、δCREB、δMax、DF-1、DF-2、DF-3、Dlx-1、Dlx-2、Dlx-3、DIx4(长的同种型)、Dlx-4(短的同种型)、Dlx-5、Dlx-6、DP-1、DP-2、DSIF、DSIF-p14、DSIF-p160、DTF、DUX1、DUX2、DUX3、DUX4、E、E12、E2F、E2F+E4、E2F+p107、E2F-1、E2F-2、E2F-3、E2F-4、E2F-5、E2F-6、E47、E4BP4、E4F、E4F1、E4TF2、EAR2、EBP-80、EC2、EF1、EF-C、EGR1、EGR2、EGR3、EIIaE-A、EIIaE-B、EIIaE-Cα、EIIaE-Cβ、EivF、EIf-1、EIk-1、Emx-1、Emx-2、Emx-2、En-1、En-2、ENH-结合蛋白、ENKTF-1、EPAS1、epsilonF1、ER、Erg-1、Erg-2、ERR1、ERR2、ETF、Ets-1、Ets-1δVil、Ets-2、Evx-1、F2F、因子2、因子名称、FBP、f-EBP、FKBP59、FKHL18、FKHRL1P2、Fli-1、Fos、FOXB1、FOXC1、FOXC2、FOXD1、FOXD2、FOXD3、FOXD4、FOXE1、FOXE3、FOXF1、FOXF2、FOXG1a、FOXG1b、FOXG1c、FOXH1、FOXI1、FOXJ1a、FOXJ1b、FOXJ2(长的同种型)、FOXJ2(短的同种型)、FOXJ3、FOXK1a、FOXK1b、FOXK1c、FOXL1、FOXM1a、FOXMlb、FOXM1c、FOXN1、FOXN2、FOXN3、FOX01a、FOX01b、FOXO2、FOXO3a、FOXO3b、FOXO4、FOXP1、FOXP3、Fra-1、Fra-2、FTF、FTS、G因子、G6因子、GABP、GABP-α、GABP-β1、GABP-β2、GADD 153、GAF、γCMT、γCAC1、γCAC2、GATA-1、GATA-2、GATA-3、GATA-4、GATA-5、GATA-6、Gbx-1、Gbx-2、GCF、GCMa、GCN5、GF1、GLI、GLI3、GRα、GRβ、GRF-1、Gsc、Gscl、GT-IC、GT-IIA、GT-IIBα、GT-IIBβ、H1TF1、H1TF2、H2RIIBP、H4TF-1、H4TF-2、HAND1、HAND2、HB9、HDAC1、HDAC2、HDAC3、hDaxx、热诱导因子、HEB、HEB1-p67、HEB1-p94、HEF-1B、HEF-1T、HEF-4C、HEN1、HEN2、Hesxl、Hex、HIF-1、HIF-1α、HIF-1β、HiNF-A、HiNF-B、HINF-C、HINF-D、HiNF-D3、HiNF-E、HiNF-P、HIP1、HIV-EP2、Hlf、HLTF、HLTF(Metl23)、HLX、HMBP、HMG I、HMG I(Y)、HMG Y、HMGI-C、HNF-1A、HNF-1B、HNF-1C、HNF-3、HNF-3α、HNF-3β、HNF-3γ、HNF4、HNF-4α、HNF4α1、HNF-4α2、HNF-4α3、HNF-4α4、HNF4γ、HNF-6α、hnRNP K、HOX11、HOXA1、HOXA10、HOXA10PL2、HOXA11、HOXA13、HOXA2、HOXA3、HOXA4、HOXA5、HOXA6、HOXA7、HOXA9A、HOXA9B、HOXB-1、HOXB13、HOXB2、HOXB3、HOXB4、HOXB5、HOXB6、HOXA5、HOXB7、HOXB8、HOXB9、HOXC10、HOXC11、HOXC12、HOXC13、HOXC4、HOXC5、HOXC6、HOXC8、HOXC9、HOXD10、HOXD11、HOXD12、HOXD13、HOXD3、HOXD4、HOXD8、HOXD9、Hp55、Hp65、HPX42B、HrpF、HSF、HSF1(长)、HSF1(短)、HSF2、hsp56、Hsp90、IBP-1、ICER-II、ICER-liγ、ICSBP、Id1、Id1H′、Id2、Id3、Id3/Heir-1、IF1、IgPE-1、IgPE-2、IgPE-3、IκB、IκB-α、IκB-β、IκBR、II-1RF、IL-6RE-BP、II-6RF、INSAF、IPF1、IRF-1、IRF-2、irlB、IRX2a、Irx-3、lrx-4、ISGF-1、ISGF-3、ISGF3α、ISGF-3γ、lsl-1、ITF、ITF-1、ITF-2、JRF、Jun、JunB、JunD、kappay因子、KBP-1、KER1、KER-1、Kox1、KRF-1、Ku自身抗原、KUP、LBP-1、LBP-1a、LBX1、LCR-F1、LEF-1、LEF-1B、LF-A1、LHX1、LHX2、LHX3a、LHX3b、LHX5、LHX6.1a、LHX6.1b、LIT-1、Lmo1、Lmo2、LMX1A、LMX1B、L-My1(长型)、L-My1(短型)、L-My2、LSF、LXRα、LyF-1、LyI-1、M因子、Mad1、MASH-1、Max1、Max2、MAZ、MAZ1、MB67、MBF1、MBF2、MBF3、MBP-1(1)、MBP-1(2)、MBP-2、MDBP、MEF-2、MEF-2B、MEF-2C(433AA型)、MEF-2C(465AA型)、MEF-2C(473M型)、MEF-2C/δ32(441AA型)、MEF-2D00、MEF-2D0B、MEF-2DA0、MEF-2DA′0、MEF-2DAB、MEF-2DA′B、Meis-1、Meis-2a、Meis-2b、Meis-2c、Meis-2d、Meis-2e、Meis3、Meox1、Meox1a、Meox2、MHox(K-2)、Mi、MIF-1、Miz-1、MM-1、MOP3、MR、Msx-1、Msx-2、MTB-Zf、MTF-1、mtTF1、Mxi1、Myb、Myc、Myc 1、Myf-3、Myf-4、Myf-5、Myf-6、MyoD、MZF-1、NC1、NC2、NCX、NELF、NER1、Net、NF III-a、NF III-c、NF III-e、NF-1、NF-1A、NF-1B、NF-1X、NF-4FA、NF-4FB、NF-4FC、NF-A、NF-AB、NFAT-1、NF-AT3、NF-Atc、NF-Atp、NF-Atx、NfβA、NF-CLE0a、NF-CLE0b、NFδE3A、NFδE3B、NFδE3C、NFδE4A、NFδE4B、NFδE4C、Nfe、NF-E、NF-E2、NF-E2p45、NF-E3、NFE-6、NF-Gma、NF-GMb、NF-IL-2A、NF-IL-2B、NF-jun、NF-κB、NF-κB(-样)、NF-κB1、NF-κB1前体、NF-κB2、NF-κB2(p49)、NF-κB2前体、NF-κE1、NF-κE2、NF-κE3、NF-MHCIIA、NF-MHCIIB、NF-muE1、NF-muE2、NF-muE3、NF-S、NF-X、NF-X1、NF-X2、NF-X3、NF-Xc、NF-YA、NF-Zc、NF-Zz、NHP-1、NHP-2、NHP3、NHP4、NKX2-5、NKX2B、NKX2C、NKX2G、NKX3A、NKX3A v1、NKX3A v2、NKX3Av3、NKX3A v4、NKX3B、NKX6A、Nmi、N-Myc、N-Oct-2α、N-Oct-2β、N-Oct-3、N-Oct-4、N-Oct-5a、N-Oct-5b、NP-TCII、NR2E3、NR4A2、Nrf1、Nrf-1、Nrf2、NRF-2βl、NRF-2γ1、NRL、NRSF 1型、NRSF2型、NTF、O2、OCA-B、Oct-1、Oct-2、Oct-2.1、Oct-2B、Oct-2C、Oct-4A、Oct4B、Oct-5、Oct-6、Octa-因子、八聚体结合因子、oct-B2、oct-B3、Otx1、Otx2、OZF、p107、p130、p28调制子、p300、p38erg、p45、p49erg，-p53、p55、p55erg、p65δ、p67、Pax-1、Pax-2、Pax-3、Pax-3A、Pax-3B、Pax-4、Pax-5、Pax-6、Pax-6/Pd-5a、Pax-7、Pax-8、Pax-8a、Pax-8b、Pax-8c、Pax-8d、Pax-8e、Pax-8f、Pax-9、Pbx-1a、Pbx-1b、Pbx-2、Pbx-3a、Pbx-3b、PC2、PC4、PC5、PEA3、PEBP2α、PEBP2β、Pit-1、PITX1、PITX2、PITX3、PKNOX1、PLZF、PO-B、Pontin52、PPARα、PPARβ、PPARγ1、PPARγ2、PPUR、PR、PR A、pRb、PRD1-BF1、PRDI-BFc、Prop-1、PSE1、P-TEFb、PTF、PTFα、PTFβ、PTFδ、PTFγ、Pu盒结合因子、Pu盒结合因子(BJA-B)、PU.1、PuF、Pur因子、R1、R2、RAR-α1、RAR-β、RAR-β2、RAR-γ、RAR-γ1、RBP60、RBP-Jκ、Rel、RelA、RelB、RFX、RFX1、RFX2、RFX3、RFX5、RF-Y、RORα1、RORα2、RORα3、RORβ、RORγ、Rox、RPF1、RPGα、RREB-1、RSRFC4、RSRFC9、RVF、RXR-α、RXR-β、SAP-1a、SAP1b、SF-1、SHOX2a、SHOX2b、SHOXa、SHOXb、SHP、SIII-p110、SIII-p15、SIII-p18、SIM1、Six-1、Six-2、Six-3、Six-4、Six-5、Six-6、SMAD-1、SMAD-2、SMAD-3、SMAD-4、SMAD-5、SOX-11、SOX-12、Sox-4、Sox-5、SOX-9、Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、Sph因子、Spi-B、SPIN、SRCAP、SREBP-1a、SREBP-1b、SREBP-1c、SREBP-2、SRE-ZBP、SRF、SRY、SRP1、Staf-50、STAT1α、STAT1β、STAT2、STAT3、STAT4、STAT6、T3R、T3R-α1、T3R-α2、T3R-β、TAF(I)110、TAF(I)48、TAF(I)63、TAF(II)100、TAF(II)125、TAF(II)135、TAF(II)170、TAF(II)18、TAF(II)20、TAF(II)250、TAF(II)250δ、TAF(II)28、TAF(II)30、TAF(II)31、TAF(II)55、TAF(II)70-α、TAF(II)70-β、TAF(II)70-γ、TAF-I、TAF-II、TAF-L、Tal-1，Tal-1β、Tal-2、TAR因子、TBP、TBX1A、TBX1B、TBX2、TBX4、TBX5(长的同种型)、TBX5(短的同种型)、TCF、TCF-1、TCF-1A、TCF-1B、TCF-1C、TCF-1D、TCF-1E、TCF-1F、TCF-1G、TCF-2α、TCF-3、TCF-4、TCF-4(K)、TCF-4B、TCF-4E、TCFβl、TEF-1、TEF-2、tel、TFE3、TFEB、TFIIA、TFIIA-α/β前体、TFIIA-α/β前体、TFIIA-γ、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIE-α、TFIIE-β、TFIIF、TFIIF-α、TFIIF-β、TFIIH、TFIIH＊、TFIIH-CAK、TFIIH-细胞周期蛋白H、TFIIH-ERCC2/CAK、TFIIH-MAT1、TFIIH-MO15、TFIIH-p34、TFIIH-p44、TFIIH-p62、TFIIH-p80、TFIIH-p90、TFII-I、Tf-LF1、Tf-LF2、TGIF、TGIF2、TGT3、THRA1、TIF2、TLE1、TLX3、TMF、TR2、TR2-11、TR2-9、TR3、TR4、TRAP、TREB-1、TREB-2、TREB-3、TREF1、TREF2、TRF(2)、TTF-1、TXRE BP、TxREF、UBF、UBP-1、UEF-1、UEF-2、UEF-3、UEF-4、USF1、USF2、USF2b、Vav、Vax-2、VDR、vHNF-1A、vHNF-1B、vHNF-1C、VITF、WSTF、WT1、WT1I、WT1I-KTS、WT1I-del2、WT1-KTS、WT1-del2、X2BP、XBP-1、XW-V、XX、YAF2、YB-1、YEBP、YY1、ZEB、ZF1、ZF2、ZFX、ZHX1、ZIC2、ZID、ZNF174等。
激活的转录因子是已经被引起转录因子状态发生可测量变化的刺激物激活的转录因子，所述刺激物比如翻译后修饰，例如磷酸化、甲基化等。转录因子的激活可以导致与特定DNA序列或特定蛋白质如另一转录因子和/或辅因子的亲和力的改变。
在可以结合的条件下：用来表述一切可以达到期望活性的环境的短语，例如，在其下两个或者多个分子例如核酸分子和/或蛋白质分子可以结合的条件。这些条件可以包括特定浓度的盐和/或其它促进分子结合的化学物。在一些例子中，可以结合的条件类似于细胞核中的条件，比如真核细胞，或者原核细胞的细胞质。这种条件是可以模仿的，比如通过使用细胞核提取物。
单一的：是指具有不可分割特征的一个单元。比如，单一体可包括单个的本体，没有可分开的组件。
II.几个实施方案的详细描述
A.装置
图1-4展示了本发明的电泳盒体100的一个实施方案。如图8-10所示及下文进一步详述，盒体100可以与一个或多个缓冲液槽联合使用，以实施多种进行凝胶电泳的方法。
回到图1-4，盒体100可以包括一个或多个与隔板106相邻的上室102和一个或多个下室104，每一个下室104都与一个或多个上室102流体相通。所用“上”与“下”只是为了表述附图的方便，不代表任何限定意义。
每一个上室102和相应下室104形成各自的从盒体100的近端108处的隔板106通至远端110的渠道或者贯通孔。每一个上室102在盒体100的近端108处或附近包括开口112，每一个下室104在盒体100的远端110处或附近包括开口114。上室102还包括窗口116，使得上室102的一部分向盒体100外部的空间开放。在一些实施方案中，盒体100可以是一个整体，从而前表面132和后表面134形成在一起，并且前表面132不可以从后表面134取下。上室102和下室104可以界于前表面132和后表面134之间。
上室102和下室104可以具有基本相同的大小、形状和/容积，也可以有不同的大小、形状和/或容积。例如，在图1-3所示的实施方案中，下室104可以略小于例如略窄于上室102。
盒体的实施方案可以经机械加工、塑形或者模塑，从而与一个或者多个其他组件啮合形成电泳装置。例如，盒体100可以在边缘部分120、122上有凸起唇边118。边缘部分120、122可以有一个或多个凸起124或凹陷126。盒体的一些实施方案可以经模塑而成或以其它方式形成，使得多个盒体可被彼此背向叠放在一起，或者一个在另一个之上叠放在一起。在完整的电泳装置中，盒体可以单独使用，或者可以与一个或者多个其他盒体一起使用。
图5展示了可以与盒体100使用的梳子500的透视图。如图6所示，可以对梳子500塑形从而与盒体100啮合。例如，梳子500可以包括挡板502，延伸部分504和突起506。挡板502可以倚靠于盒体100的隔板106内，使得梳子的表面508倚靠于盒体100的表面510。在这种构造中，延伸部分504可以位于上室102内，突起506可以延伸到下室104之中。在图6所示的实施方案中，延伸部分504的体积或尺寸与上室102的体积或尺寸基本相同。突起506的体积显著小于下室104的体积，但是突起506与下室104的宽度基本相同。但是，其它的排布也是可行的。在可选实施方案中，延伸部分504和突起506分别比上室102和下室104相对较小或者较大。
梳子500的尺寸可以使挡板502基本填充盒体100的隔板106的空间。例如，在一些实施方案中，当梳子500插入到上室102和下室104中时，相邻梳子500的挡板502可彼此基本平齐或者至少非常接近，使得相邻梳子的边缘512、514互相接触。当梳子500插入到上室102中时，梳子边缘516、518也可以分别与隔板边缘128、130相接触。在可选实施方案中，梳子边缘512、514之间以及/或者梳子边缘516、518和隔板边缘128、130之间也可以分别留有空间或者间隙。
在使用本公开的盒如图1-4所示的盒体100准备进行凝胶电泳的过程中，诸如琼脂糖或者聚丙烯酰胺等化合物可以被引入在下室104中。一个或者多个梳子，例如图5所示的梳子500，可以随后被放置在如图6所示的上室102和下室104中，使得突起506位于在下室104中，因而置换与突起504的体积相等的体积的所述化合物。一旦所述化合物变成凝胶，就可以将梳子500从盒100中移走。因此，在下室104中就形成了交联的凝胶，其具有由突起504在上部形成的缺口，该缺口邻近上室102，在其中可以上样。
本公开的盒体可以与其它组件比如膜和/或电极整合，目的是有助于将电流提供至加载至所述盒体的室内的样品。
在图7所示，在一些实施方案中，膜700可以贴于盒体702。在一些实施方案中，膜700可以覆盖提供于上室706中的至少一个窗口704的至少一部分。膜700也可以基本覆盖每一个上室706的整个窗口704。或者，为每一窗口704提供单独的膜700。在使用多张膜700的一些实施方案中，每一张膜700可以具有基本相同的厚度，并且可包含相同的材料。在使用多张膜700的其他实施方案中，一张或几张膜700可以与一张或者多张其它的膜700有所不同，比如具有不同的厚度和/或包含不同的材料。
虽然图7示出，膜700基本覆盖盒体702的整个前表面708，但在另一些实施方案中，膜700可以仅覆盖盒体702的前表面708的一部分。例如，在一些实施方案中，膜700的尺寸可以使其从盒体702的近端716向盒体702的远端718延伸，但并不到达远端718。膜700的尺寸可以使其基本不延伸超过窗口704的远端720。膜可以被设置，使得其基本完全地倚靠于盒体702的前表面708。在可选实施方案中，膜700的至少一部分可以与盒体边缘710、712中的一个或者两个接触和/或固定于此。
一张或多张膜700可以以任何合适的方式可取下地或者永久地附着或贴附于盒702的任何部分。例如，可以用例如胶带或其他粘合剂将膜700固定于盒体702。在另外的实施方案中，可以用螺丝、夹具、热粘合、静电力或任何合适的方法将一张或多张膜700固定于盒体702。膜700可以用于将样品和盒体外面的缓冲液池中的电极物理地隔开，从而基本避免目标生物分子的降解，如果样品与电极直接接触或非常接近，所述降解可能会出现。
膜700可以包含适合具体应用的任何材料。在一些实施方案中，膜700可以是半透膜，能够允许缓冲液通过膜700并进入上室706中，但是不允许诸如目标生物分子等其它化合物通过膜700进入上室706外的缓冲液中。例如，在一些实施方案中，膜700可以包括具有允许小分子通过但是阻留诸如游离生物分子或目标生物分子等较大分子的分子量阈的半透膜。所述分子量阈可以从大约1千道尔顿(kDa)到大约300kDa或者更大。例如，适宜的膜材料包括透析过滤材料，例如再生的纤维素、玻璃纸或纤维素酯。
除了膜之外或者代替膜，本公开的电泳装置的一些实施方案还可以包括电极插入件，例如图11-12所示的电极插入件1100。电极插入件1100可以包含一个或多个可放置线1106的延伸部1102、1104。螺丝1108可以作为电极末端和/或可以将线1106固定到电极插入件1100。图11-12所示的实施方案包括两个延伸部1102、1104。但是另外的实施方案中可以包括多于或者少于两个延伸部。在图示实施方案中，线1106进入电极插入件1100的第一侧1112附近的通道1110。通道1110可使线1106从电极插入件1100的近端1114穿至中间表面1116，并进一步围绕第一延伸部1102，从而线1106通过电极插入件1110的远端1118附近的第一延伸部1102中提供的槽1120。然后线1106可穿过第二通道1122，返回到所述电极插入件的近端1114，并且可以继续通过第三通道1124，通过第二延伸部1104的槽1120，最后通过第四通道1126，从而在近端1114处离开电极插入件1100，由电极插入件1100的第二侧1128附近的螺丝1108固定。
电极插入件1100的线1106可以电偶联到诸如电池或电源等电力(例如电流)源上。在一些实施方案中，线1106可以在电极插入件1100一侧连接至正极柱，并且在电极插入件1100对侧接地或者连接到负极柱。所述电连接的极性是可以反向的。电极插入件1100可以由诸如描述用于盒体的那些材料等材料经模塑或者机械加工而成。可以对电极插入件塑形，从而与所公开的盒体相互连接或者匹配，使得例如延伸部1102、1104凸进盒体的上室中，中间表面1116倚靠于盒体的隔板或者近端之上或之中。
线1106可以包含任何合适的导电材料。例如，线1106可以包含任何金属或者金属合金。在一些实施方案中，线1106可以被涂层以基本防止含有样品的缓冲液直接与电极相接触。例如，电极可以被铂、钛、钽、Nafion和/或其结合物涂层。
图14-19示出了本公开的电泳盒体1400的另一个实施方案。如图8-10所示以及下文所述，盒体1400可以与一个或多个缓冲液槽联合使用，目的是进行多种进行凝胶电泳的方法。使用膜和盒体1400可以使样品和电极之间物理分离，从而防止与电极接触可导致的样品降解。
盒体1400可以包括从盒体1400的近端1408处或附近的近开口1412到盒体1400的远端1410处或附近的远开口1414的一个或多个室或渠道1402(图16和18中最清楚示出)。室1402还包括窗口1416，其使室1402的上部1404向盒体1400的外部空间开放。例如，窗口1416使室1402和邻近盒体前表面1422的缓冲液流体相通。
与前表面1422相对，后表面1424可包括与盒体1400的远端1410相邻的钻孔部1418。这个钻孔部1418可以使液体绕室1402的下部1432的整个外围流动。在一些实施方案中，钻孔部1418可使得热条件更好，例如使室1402内的内容物比在不允许液体绕室1402的下部1432的整个外围流动的情况下更冷。
所示的室1402是基本呈圆筒状或者管状的室1402，但是可以为其它构造。例如，可以有横截面基本呈椭圆形、正方形、矩形、三角形或者其它形状的室。
如图14和16最为清楚地示出，一个或多个梳子1440和帽1420可以任选地与盒体1400一块使用，以在室1402中形成凝胶。梳子1440可以包括挡板部1442、延伸部1444和突起1446。可以使梳子1440的形状与盒体1400啮合。例如，挡板部1442的位置可以使梳子1440的表面1450的至少一部分倚靠于盒体1400的凹进表面1406和/或凸出表面1448之上。在这种构造中，延伸部1444和突起1446可以位于室1402中。在所示的实施方案中，延伸部1444的直径与室1402有基本相同的体积或尺寸。突起1446的体积要显著小于室1402的体积，并且通常可以与准备在盒中电泳的样品的体积相对应。其它配置也是可行的。
可以放置帽1420和在帽1420的远端1430附近的密封件，使得帽1420关闭室1402的远开口1414。在应用盒体1400准备进行凝胶电泳的时候，诸如琼脂糖或者聚丙烯酰胺等化合物可以被引入到室1402中。然后将一个或多个梳子1440放置进室1402内，这样突起1446会置换与突起1446体积相等的体积的化合物。一旦化合物变成凝胶，梳子1440和帽1420就可以从盒1400移走。如图18所示，因此，会在室1402中形成交联的凝胶1426，其具有由突起1446在上部形成的缺口1428，在其中可以加样。当帽1420被移走以后，室1402的远开口1414就可以与缓冲液槽流体相通进行电泳。或者，也可以将预制凝胶插入室1402中，在这种情况下将不使用梳子1440和帽1420。
如图17-18最为清楚地所示，一张或多张膜1452可以贴附于盒体1400。膜1452可以用于将样品与在盒体外的缓冲液池中的电极物理地分离，从而基本避免目标生物分子的降解，如果样品与电极直接接触或靠近，所述降解可能会出现。在一些实施方案中，一张或多张膜1452可以覆盖提供于室1402中的至少一个窗口1416的至少一部分。在另外的实施方案中，一张或多张膜1452可以基本覆盖每一室1402的整个窗口1416。或者，如图示实施方案所示，可以为每一窗口1416提供单独的膜1452，最好其大小超过整个窗口。在一些使用多张膜1452的实施方案中，每张膜1452可以具有基本相同的厚度，并且可包含相同的材料。在另外一些使用多张膜1452的实施方案中，一张或多张膜1452可以与一张或者多张其他的膜1452不同，比如具有不同的厚度和/或包含不同的材料。
一张或多张膜1452可以以任何合适的方式可取下地或者永久地附着或贴附于盒1400的任何部分。例如，可以用例如胶带或者其他粘合剂将膜1452固定于盒体1400。在另外的实施方案中，可以用螺丝、夹具、热粘合、静电力或任何合适的方法将一张或多张膜1452固定于盒体1400。
密封件1454，比如硅树脂密封件，可以紧贴膜1452放置，从而防止膜1452周围的渗漏。例如，在所示的具体实施方案中，可在盒体1400的前表面1422中靠近每一窗口1416处提供凹槽1456。膜1452可以放置在每个凹槽1456中，这样它完全盖住窗口1416。如图17-18所示，密封件1454(如薄的硅酮橡胶密封件)可以放在膜1452和窗口1416之间。密封件1454可以以任何合适的方式固定于盒体中。仅举例说明，在一个实施方案中，密封件1454可由密封帽1458保持。可以通过焊接或粘合到盒体，或者必要时使用可取下的固定夹1460，将密封帽1458固定在其位置。
膜1452可以包含用于具体应用的任何适合材料。在一些实施方案中，膜1452可以是半透膜，能允许缓冲液通过膜1452并进入到室1402中，但是不允许诸如目标生物分子等其它化合物通过膜1452进入到室1402外的缓冲液中。例如，在一些实施方案中，膜1452可以包括具有允许小分子通过但阻留诸如游离生物分子或目标生物分子等较大分子的分子量阈的半透膜。所述分子量阈可以从大约1千道尔顿(kDa)至大约300kDa或者更大。例如，合适的膜材料包括透析过滤材料，例如再生的纤维素、玻璃纸或纤维素酯。
盒体的实施方案可以经机械加工、塑形或者模塑，从而与一个或者多个组件啮合形成电泳装置。例如，盒体可以提供有紧固件、凸起唇边、支架、凸起隆起或凹槽，从而紧紧地啮合缓冲液槽。盒体的一些实施方案可以经模塑而成或者以其它方式形成，使得多个盒体可被彼此背向叠堆一起，或者一个在另一个之上叠放在一起。在完整的电泳装置中，盒体可以单独使用，或者可以与一个或几个其他盒体一起使用。
虽然图1-4中所示的装置包含两个上室102和两个下室104，图14-18所示的装置包含两个室1402，但是合适盒体的其它实施方案可以包含更多或者更少的室，每一室可以单独放置凝胶，以对样品单独进行电泳。例如，盒体的可选实施方案可以只包含一个室(或者一个上室和一个下室)。类似地，盒体的其他实施方案可以包含三个或者更多室。盒体可以被设置用于垂直电泳和/或水平电泳。
盒体可以用多种材料构建，比如玻璃和塑料，比如丙烯酸类物质(acrylic)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚苯乙烯(polystyrenes)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚乙烯聚氟乙烯(polyethylene polyfluoroethylene)、聚丙烯聚氨酯(polypropylenepolyurethane)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)等。在一些实施方案中，盒体可以由适合具体应用的树脂或者硬塑料经模塑、机械加工或者其他方式形成。尽管传统的电泳装置包含两块平行的玻璃板，但是本本发明的盒体可以包含单一的或整体的玻璃体或者塑料体，比如经机械加工而成的丙烯酸类物质体，这可以提供诸如制造简单的优点，并且还可以使盒体容易转移，比如从一个缓冲液槽到另一个缓冲液槽中。
盒体可以与电源以及一个或多个缓冲液槽相组合，从而提供电泳装置。本公开的盒体和电泳装置可以被应用于跑电泳凝胶的方法中，以比如分离和纯化目标生物分子。
B.方法
图8-10中和图13的框图中图示地概述了进行凝胶电泳操作的方法的实施方案。盒体800(它是盒体100或盒体1440的示意表示)可以包含具有被半透膜804覆盖的窗口开口的上室部802。半透膜804可以将上室部802与第一容器808中包含的第一缓冲液806分开。盒体800还可以包括下室部810，含有交联的非变性聚丙烯酰胺凝胶812，样品814加样在邻近上室部802的凝胶812顶部(比如在凝胶的近端处的缺口中)。在下室部810中的凝胶812可以与第二缓冲液容器818中包含的第二缓冲液816流体接触，例如经由邻近下室部810的容器808底部的小开口。第二缓冲液816与凝胶812流体接触，但另外与容器808中的内含物包括第一缓冲液806分开。
通过浸没在溶液806和816中的电极828、830(如线)，电路可以将第一缓冲液806和第二缓冲液816连接起来。例如，可以将负电荷施加至第一缓冲液806，将正电荷施加至第二缓冲液816。可以将所述电荷施加足够长的一段时间，从而将样品814中的任何游离探针820与诸如DNA/蛋白质复合体等任何目标生物分子822分开。例如，电荷可以施加大约30分钟。如图9所示，在这段时间中，游离探针820可以被洗脱出下室部810的远开口，并迁移到第二缓冲液816中，而DNA/蛋白质复合体822可以保留在盒体800的下室部810中包含的凝胶812中。
当游离探针820被分离掉后，含有这些游离探针820的第二缓冲液816就可以被弃掉。例如，可以排出第二缓冲液容器818中的第二缓冲液816，然后可以将新的缓冲液加至第二缓冲液容器818。在可选实施方案中，盒体800和第一缓冲液容器808可以与第二缓冲液容器818脱离连接，并与装有新缓冲液的新缓冲液容器建立连接。在另外的实施方案中，第二缓冲液不需要被弃掉，而是在使电流反向时可以重新使用，如下文所述。
图10显示新的缓冲液824，盛在新的缓冲液容器826中。一旦盒体800被安排来使第一缓冲液806与半透膜804流体接触，并且下室部810与新的缓冲液824流体接触，就可以使电荷的极性反向。例如，可以向第一缓冲液施加正电荷，向新的缓冲液824施加负电荷，持续足以使DNA/蛋白质复合体822从下室部810向上迁移出凝胶并进入到上室部802中的一段时间(例如，DNA蛋白质/复合体822可以向盒体800的近端迁移)。例如，反向电流可以施加大约40分钟。控制器840(如图8)可以用来自动控制电流极性。例如，可以设置控制器840的程序，以在第一预设时间段内施加一个方向的电流，然后在第二时间段内施加相反方向的电流。类似地，也可以根据使用者的需要设置控制器840的程序，以在规定的间隔内改变电流极性。控制器840可以包括例如处理器、显示器和一个或多个用于改变参数的控制开关。
如图10所示，DNA/蛋白质复合体822可以包含在盒体800的上室802内的一些缓冲液806内，基本上不通过半透膜804。在一些实施方案中，缓冲液806可以自由地通过膜804，而目标生物分子822基本上不能通过膜804。因而，DNA/蛋白质复合体822可以包含在相对比较小体积的上室802中，其相对于大体积的缓冲液池之一。与传统的电泳方法相比，这可以使得目标生物分子的收集更容易并同时进行浓缩。例如，不再需要像典型的传统电泳装置所需的必须移走平行的玻璃板和切割交联的凝胶以获得目标生物分子，应用本发明的盒体和电泳装置的实施方案，目标生物分子可以简单地包含在上室中小体积的缓冲液中。DNA/蛋白质复合体822的该定位也是盒体所容许的(容易到达盒体的近端附近)。这样，目标生物分子就可以容易地被收集，例如，比如通过使用微量移液器经由沿盒体上边缘的开口从盒体的上室吸取大约500微升溶液。
缓冲液806、816和824可以是任何能够进行电泳的溶液。在一些实施方案中，溶液806、816和/或824可以是盐溶液。在一些实施方案中，溶液806、816和/或824可以是缓冲液。盐溶液的实例包括：NaCl、KCl等。缓冲液的实例包括：Tris、HEPES、MOPS、PBS、EDTA、Tris缓冲盐水、Tris-硼酸-EDTA(TBE)、TAE、TGE、甘油、甘氨酸等，及其混合物。在一些实施方案中，第一缓冲液806(称为收集缓冲液)包括：甘油、Tris、甘氨酸和EDTA。在一个具体的实施方案中，第一缓冲液806包括5％甘油(按体积)、0.75M Tris pH8.4、38mM甘氨酸和2mM EDTA。
尽管图8-10所示的实施方案展示的盒体有覆盖上室部的开口的膜，但是除了膜804外或者代替膜804，其它的实施方案还可以包含电极插入件，所述电极插入件将至少部分线浸没在盒体的上室中。示例性电极插入件如上文所述。
图13图示了使用本公开的电泳装置和盒体进行电泳操作的一种方法的框图。该方法可以包括：将含有游离生物分子和包含目标生物分子的复合体(其可以包括可检测标记物)的样品加样到(例如安放在缓冲液中的盒体中的)电泳凝胶的近端，如上文所述(步骤1300)。可以对样本进行电泳，持续足以使得游离生物分子从电泳凝胶的远端洗脱的一段时间，从而该时间段的长度不足以使含有目标生物分子的复合体从电泳凝胶的远端洗脱，并因此保留在电泳凝胶中(步骤1302)。这样，含有目标生物分子的复合体就与游离生物分子分离开。游离生物分子通过凝胶所需的时间与诸如外加电流、缓冲液条件、凝胶的浓度和凝胶长度以及生物分子的物理特性等因素有关。游离生物分子可以被弃掉，比如使它们从凝胶的远端洗脱到周围的缓冲液中；或者游离生物分子也可以收集起来，比如用附着在凝胶末端的收集器，比如带有可以允许缓冲液通过但将游离生物分子保留下来的半透膜的收集器(步骤1304)。
一旦含有游离生物分子的缓冲液被移走，就可以提供干净的缓冲液(步骤1306)来替代含有游离生物分子的缓冲液。移走游离生物分子污染的缓冲液可以在电流反向时基本上防止游离生物分子往上迁移回到凝胶和盒的上室中。因此，分离出来的目标生物分子就可以被收集起来。但是，在可选实施方案中，缓冲液不需要被弃掉或者更换。为了收集含有目标生物分子的复合体，可以使电流相对于电泳凝胶反向，保留在凝胶中的生物分子可以相对电泳凝胶改变其移行方向(步骤1308)。
使电流相对于电泳凝胶反向可以通过使电泳装置的极性反向实现，比如使电流的方向反向，而使凝胶保持相对于电泳装置的相同方向。在可选实施方案中，凝胶的方向可以相对于所施加电流反向，而不使电流方向反向。然后，将凝胶电泳足以将结合的目标生物分子的复合体从电泳凝胶的近端洗脱出来的第二时间段(步骤1310)。然后目标生物分子就可以收集起来，比如用附着在凝胶末端的收集器，比如带有可以使缓冲液通过但是将目标生物分子保留下来的半透膜的收集器(步骤1312)。在一些实施方案中，收集器可以是盒体的组成部分，如上文所述，也可以是装在凝胶上的独立部分。在一些实施方案中，目标生物分子可以从盒体的上室中被收集，比如用微量移液器。
任何目标生物分子都可以应用所公开的方法进行纯化。比如本文公开的方法可以用于纯化目标核酸或目标多肽。因此，在一些实例中，目标生物分子是多肽，比如肽或者蛋白质，比如受体、受体配基、抗体、抗原、可溶性蛋白或者不溶性蛋白等。在一些实例中，目标多肽包括一种或多种抗体。在一些实施方案中，目标多肽包括一种或者多种抗原。在一些实例中，目标生物分子是核酸分子，比如DNA、RNA或其组合。
在一些实施方案中，目标生物分子是双链的、单链的或者是它们的结合的核酸。在一些实施方案中，目标生物分子是部分双链的核酸探针，比如国际专利公开文本WO2008/147899中描述的那些，该文献通过引用全文纳入本文。国际专利公开文本WO2008/147899要求美国临时申请No.60/939,826的优先权，这份临时申请也通过引用全文纳入本文。更详细的内容，包括合适的凝胶材料、合适的膜材料以及合适的缓冲液材料，可参见PCT申请PCT/US09/35689，该专利申请因此通过引用全文纳入本文。
所公开方法的一个应用是快速有效地确定给定双链核酸结合蛋白的序列结合要求，所述双链核酸结合蛋白例如双链DNA结合蛋白，例如转录因子，例如激活的转录因子。比如，通过构建不同双链序列的文库，并确定哪些序列与具体的转录因子相结合，就可以高通量的方式快速确定给定转录因子的序列要求。使用所公开方法，这些与转录因子相结合的双链序列可以从非结合的双链序列中快速纯化出来。
在一些实例中，部分双链的核酸探针包括两个部分：双链部分和单链部分。单链部分包括与指示序列相对应的核苷酸序列，比如但不限于国际专利公开文本WO2008/147899中所述的指示序列(indexsequence)，所述专利公开文本通过引用全文纳入本文。国际专利公开文本WO2008/147899要求美国临时申请No.60/939,826的优先权，所述临时申请也通过引用全文纳入本文。
部分双链的核酸探针的第二部分是双链部分，该部分被选择使得其含有一个或多个可能的双链核酸结合蛋白比如转录因子的结合位点。例如，部分双链的核酸探针可以包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或甚至更多个可能的双链核酸结合蛋白比如转录因子比如激活的转录因子的结合位点。所公开的部分双链的核酸探针的双链部分的长度一般大于约8个核苷酸碱基对，比如长度大于约8个、约9个、约10个、约11个、约12个、约13个、约14个、约15个、约20个、约25个、约30个、约35个、约40个、约45个、约50个、约60个、约70个、约80个、约90个、约100个、约120个、约140个、约160个、约180个、约200个、约250个、约300个或甚至大于约350个碱基对，比如长度为8-50个核苷酸、8-100个核苷酸、8-200个核苷酸、8-300个核苷酸、8-500个核苷酸或者甚至大于500个核苷酸。
为了检测和/或分离目标生物分子，目标生物分子可以包含标记物。目标生物分子的结合伴侣可以包含标记物。因而，在一些实施方案中，目标生物分子和/或它们的结合伴侣由本领域所熟知的同位素标记或非同位素标记可检测地标记。例如，非同位素标记物可以包括：荧光或发光分子、生物素、酶或者酶的底物或化学物。例如，同位素标记物可以包括：35S、14C、32P、125I、3H同位素等。例如，萨姆布鲁克等人的《分子克隆：实验操作指南》(Sambrook et al.Molecular Cloning：ALaboratory Manual，Cold Spring Harbor，New York，1989)和Ausubel等人在《现代分子生物学实验手册》(Ausubel et al.Current Protocolsin Molecular Biology，John Wiley & Sons，New York，1998)中等详细记载了标记方法以及选择合适多种目的的分子标记物的指导。
上述方法在图8-10中有所概述。再次参见图8，样品814被加样到电泳凝胶812的近端832。参见图9，由于通过将电场施加于电泳凝胶812而施加了电流，生物大分子(如游离生物分子和含有目标生物分子的复合体)以时间为函数移行通过凝胶的距离分开(箭头836所示为迁移方向)。再参见图9(其中游离生物分子具有较低的分子量)，与含有目标生物分子的分子复合体相比，游离生物分子会以时间为函数移行地更远，因为分子复合体具有更大的分子量。
将含有游离生物分子820和分子复合体822的样品814进行电泳，持续足以使游离生物分子820从电泳凝胶812的远端834洗脱出来进入缓冲液816中的一段时间。该时间段的长度不足以使包含目标生物分子822的复合体从电泳凝胶812的远端834洗脱，而是将目标生物分子822保留在电泳胶812中。游离生物分子820可以被丢弃，例如，通过使它们流到周围的缓冲液816中；或者游离生物分子820也可以被收集，比如用收集器，其可以含有分子量阈允许缓冲液通过但是保留游离生物分子820的半透膜(示例性半透膜在上文有述)。
参见10，随后使电泳的方向反向，例如通过使电极828、830的极性反向。目标生物分子822随后以与其原来移行的方向相反的方向移行(如箭头838所示)。继续进行电泳，持续足以使结合的目标生物分子822的复合体从电泳凝胶812的近端832洗脱的一段时间。结合的目标生物分子822的分子复合体可以被收集，例如用收集器，其可以含有允许缓冲液806通过但是保留分子复合体822的分子阈的半透膜(示例性半透膜上文有述)。在另外的实施方案中，目标生物分子可以从上室802中被收集，比如用微量移液器。
目标生物分子和分离的分子复合体可以被收集并用于任何目的，比如用于进一步分析。在一些实例中，目标生物分子是核酸分子，比如转录因子结合的核酸分子。因此，该方法可以被用于分离转录因子结合的核酸分子与转录因子未结合的核酸分子。含有所述转录因子的复合体可以被收集和分析，比如用国际专利公开文本WO2008/147899所述的方法，该专利公开文本通过引用全文纳入本文。国际专利公开文本WO2008/147899要求美国临时申请No.60/939,826的优先权，该临时申请也通过引用全文纳入本文。在其它实例中，本文所公开的方法用于从游离蛋白中分离蛋白复合体，例如从游离抗原或者逆向从游离抗体中分离抗原和抗体的复合体。
因此，本公开的盒体可以用于进行电泳方法，以从样品中分离和/或纯化目标生物分子，而避免电极与样品的接触，从而基本上避免目标生物分子被破坏或变性的风险。
C.电泳凝胶
本文公开的方法和装置包括使用电泳凝胶分离和/或纯化目标生物分子，比如分子复合体中的目标生物分子。适合于所公开方法的电泳凝胶包括：由一种或几种多糖(比如琼脂糖)、交联的聚合物(可以通过交联剂例如N，N’-亚甲双丙烯酰胺聚合的可交联单体例如丙烯酰胺的结合物)和它们的混合体制成的凝胶。
所公开方法所使用的电泳凝胶可以由至少一种多糖制成，比如由至少1种、至少2种、至少3种、至少4种或更多种多糖制成。在一些实施方案中，多糖是琼脂糖或者琼脂糖衍生物，比如含有羟乙基的琼脂糖衍生物(如美国专利3,956,273和4,319,975公开的那些琼脂糖衍生物；或者从市场上购得的那些琼脂糖衍生物，如
Figure BDA0000158883990000331
或
Figure BDA0000158883990000332
)等。在另外的实施方案中，多糖是纤维素或者纤维素衍生物，例如羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素等。琼脂糖和纤维素的相似之处是它们都是线状聚合物。它们的不同之处在于其糖组成、糖苷键以及形成凝胶的能力。虽然衍化的纤维素在高温和低温保持溶液形式，但是琼脂糖聚合物形成热逆变的凝胶。在其它实施方案中，多糖是半乳甘露聚糖、右旋糖酐(dextran)、淀粉、果聚糖、葡聚糖(glucan)、甘露聚糖、木聚糖或者其它多糖。在具体实施方案中，多糖是琼脂糖、琼脂糖衍生物或者它们的结合物。
可用于所公开方法中的电泳凝胶一般含有大约0.1％多糖至大约7％多糖，比如大约0.1％，大约0.2％，大约0.3％，大约0.4％，大约0.5％，大约0.6％，大约0.7％，大约0.8％，大约0.9％，大约1.0％，大约1.1％，大约1.2％，大约1.3％，大约1.4％，大约1.5％，大约1.6％，大约1.7％，大约1.8％，大约1.9％，大约2.0％，大约2.1％，大约2.2％，大约2.3％，大约2.4％，大约2.5％，大约2.6％，大约2.7％，大约2.8％，大约2.9％，大约3.0％，大约3.0％，大约3.1％，大约3.2％，大约3.3％，大约3.4％，大约3.5％，大约3.6％，大约3.7％，大约3.8％，大约3.9％，大约4.0％，大约4.1％，大约4.2％，大约4.3％，大约4.4％，大约4.5％，大约4.6％，大约4.7％，大约4.8％，大约4.9％，大约5.0％大约5.1％，大约5.2％，大约5.3％，大约5.4％，大约5.5％，大约5.6％，大约5.7％，大约5.8％，大约5.9％，大约6.0％大约6.1％，大约6.2％，大约6.3％，大约6.5％，大约6.5％，大约6.6％，大约6.7％，大约6.8％，大约6.9％或者大约7.0％多糖。百分比的选择取决于诸如所要求的分辨率和所使用的多糖等因素。
所公开方法中使用的由交联聚合物制成的电泳凝胶可以包括来自至少一种单体(比如至少1种、至少2种、至少3种、至少4种或者更多种单体)和足以交联所述单体的至少一种交联剂(比如至少1种、至少2种、至少3种、至少4种或者更多种交联剂)的混合物的自由基聚合反应产物的反应混合物。适合的可交联单体包括丙烯酰胺；丙烯酰胺衍生物(例如N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-(羟甲基)丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺(diacetonacrylamide)、N-羟丙基丙烯酰胺和美国专利5,185,466中所述的丙烯酰胺衍生物)；其它单体，比如美国专利5,840,877所述的单体(例如，N-丙烯酰-三(羟甲基)氨基甲烷或N-丙烯酰-1-氨基-1-脱氧-D-半乳糖醇)或者它们的结合物。其它可用于所公开方法的单体包括美国专利5,185,466和5,202,007中公开的糖醇基丙烯酸单体以及美国专利5,319,046中所公开的单体。考虑到的是，本文所述的任何单体可以以任何组合的方式用于所公开方法中，从而使所得聚合物凝胶能够分离生物分子。在一些实施方案中，单体是：丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-(羟甲基)丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟丙基丙烯酰胺、N-丙烯酰-三(羟甲基)氨基甲烷、N-丙烯酰-1-氨基-1-脱氧-D-半乳糖醇或其结合物。在具体实施方案中，单体是丙烯酰胺。交联剂，如Gelfi和Righetti(Gelfi and RighettiElectrophoresis 2：213-219，1981)所述的交联剂或者本领域技术人员所熟知的交联剂，可以用于形成交联的聚合物凝胶，用于所公开方法中。适用于所公开方法的交联聚合物凝胶中包含能够交联本文所述单体的交联剂。在一些实施方案中，交联剂为N，N′-亚甲双丙烯酰胺、N，N′-亚丙双丙烯酰胺(N，N′-propylenebisacrylamide)、双丙烯酰胺二甲醚(diacrylamide dimethylether)、1，2-双丙烯酰胺乙二醇(1，2-diacrylamide ethyleneglycol)、亚乙基脲双丙烯酰胺(ethylenureabisacrylamide)、二丙烯酸乙二醇酯(ethylene diacrylate)、N，N′-二烯丙基酒石酸二酰胺(N，N′-diallyltartardiamide)、N，N′-二丙烯酰基胱胺(N，N′-bisacrylylcystamine)、N，N′-1，2-二羟基亚乙基双丙烯酰胺(N，N′-1，2-dihydroxyethylene-bisacrylamide)、N，N-二丙烯酰基胱胺(N，N-bisacrylyl cystamine)、三丙烯酰基六氢三嗪(trisacryloyl-hexahydrotriazine)、二羟基亚乙基双丙烯酰胺(dihydroxyethylene-bis-acrylamide)、哌嗪二丙烯酰胺(piperazine-di-acrylamide)或其结合物。在某些实施方案中，交联剂是N，N′-亚甲双丙烯酰胺(BIS)。交联剂的常用量为单体(比如丙烯酰胺)和交联剂总重量的大约2％至约30％(以重量计)，优选大约3％至约15％(以重量计)。较高百分比的交联剂通常会得到浑浊度增加的凝胶，这是由于交联剂百分比增加。
在一些实例中，可用于所公开方法的交联的聚合物电泳凝胶包含大约0.1％交联的单体至约15％交联的单体，比如大约0.1％、大约0.5％、大约1.0％、大约1.5％、大约2.0％、大约2.5％、大约3.0％、3.5％、大约4.0％、大约4.5％、大约5.0％、大约6.0％、大约7.0％、大约7.5％、大约8.0％、大约8.5％、大约9.0％、大约9.5％、大约10.0％、10.5％、大约11.0％、大约11.5％、大约12.0％、大约12.5％、大约13.0％、13.5％、大约14.0％、大约14.5％或者大约15.0％交联的单体。百分比的选择可以依据诸如所需要的分辨率和所选择的单体等因素决定。例如，选择能够解析目标生物分子和游离生物分子的单体百分比。
交联聚合可在过氧化物的存在下和/或紫外线的辐射下引发。该反应还可通过加热和紫外线辐射进一步加快。作为聚合催化剂，可以使用已知的低温催化聚合引发剂，比如Gelfi和Righetti(Gelfi and RighettiElectrophoresis 2：213-219，1981；Gelfi and Righetti Electrophoresis2：220-228，1981)以及Aoki和Nagai编辑的《现代电泳技术》(ModernElectrophoresis edited by Aoki and Nagai(Hirokawa Shoten，1973))所提到的低温催化聚合引发剂。引发剂的实例包括：β-二甲胺丙腈和过氧二硫酸铵(ammonium peroxodisulfate)的混合物；N，N，N′，N′-四甲基乙二胺(TEMED)和过氧二硫酸铵的混合物；TEMED和核黄素的混合物；TEMED、核黄素和过氧化氢的混合物和紫外线辐射的组合。最常见的催化引发体系包括在脂肪族叔胺TEMED存在下由过硫酸铵(APS)产生氧自由基。
本公开的凝胶基电泳实施方案可以以任何合适的形式进行，比如标准尺寸的凝胶、管状胶、微型胶、带状胶、毛细管胶以及为微量滴定板和其它高通量(HTS)应用设计的凝胶等。凝胶形式包括以下文献中描述的凝胶形式：美国专利5,578,180、5,922,185、6,057,106、6,059,948、6,096,182、6,143,154、6,162,338、6,562,213；美国专利公开文本20020134680、20030127330和20030121784；公开的PCT申请WO95/27197、WO99/37813、WO02/18901和WO02/071024。
D.样品
适合用于本文所公开方法的样品包括任何想要对其分离和/或纯化目标生物分子的常规生物样品。在一些实例中，样品可以是纯化的生物分子的样品，所述生物分子比如经重组或合成产生的生物分子或者从诸如生物体等生物来源中纯化的生物分子。在一些实例中，样品包括从任何生命生物体(不管生物体是活的还是死的)获得的、由其排泄或分泌的样品，所述生物体比如原核生物或真核生物，包括但不限于多细胞生物(比如植物和动物，包括从健康的或看起来健康的人受试者或患有待诊断或研究的疾病或症状(如癌症)的病人)；从人或兽医受试者获得的临床样品，例如血液或血液级分、活检组织。目前已经有获取这些样品的标准技术。参见，例如Schluger等人(Schluger et al.，J.Exp.Med.176：1327-33，1992)、Bigby等人(Bigby et al.，Am.Rev.Respir.Dis.133：515-18，1986)、Kovacs等人(Kovacs et al.，NEJM 318：589-93，1988)和Ognibene等人(Ognibene et al.，Am.Rev.Respir.Dis.129：929-32，1984)。
生物样品可以从任何器官或组织中获得(包括活检组织或尸检标本，比如肿瘤活检组织)，或者可以包括细胞(原代细胞或者培养细胞)或者由任何细胞、组织或器官条件化的培养基。在一些实施方案中，生物样品是细胞核提取物。细胞核提取物包含细胞核中含有的许多蛋白质，并且包括比如转录因子，比如激活的转录因子。获取细胞核提取物的方法是本领域技术人员所熟知的，并且可见于例如Dignam，NucleicAcids Res，11；11(5)：1475-89，1983。
考虑到所公开发明的原则可以适用的诸多可能的实施方案，应认识到，所示例的实施方案仅仅是本发明的优选实例，不应用其限制本发明的范围。相反，本发明的范围由随附权利要求书限定。因此，我们要求所有落入这些权利要求的范围和主旨内的发明作为我们的发明。

Claims (18)

1.一种与电泳装置一起使用的盒，包括：
近端和与所述近端相对的远端；
前表面和后表面；和
界于所述前表面和所述后表面之间的至少一个室，所述室具有上部和下部，其中所述上部包括在所述盒的近端或其附近的近开口，并且所述下部包括在所述盒的远端或其附近的远开口，并且其中所述前表面包含至所述室的上部中的至少一个窗口开口。
2.根据权利要求1所述的盒，进一步包括覆盖所述至少一个窗口开口的至少一部分的半透膜。
3.根据权利要求2所述的盒，其中所述半透膜可移去地固定于所述盒前表面。
4.根据权利要求3所述的盒，其中所述半透膜被配置来使所述盒外的缓冲液通过所述半透膜进入到所述室的上部，并阻止所述至少一个室的上部内所含的生物分子通过。
5.根据权利要求1所述的盒，其中所述盒包括玻璃。
6.根据权利要求1所述的盒，其中所述盒包括单一体。
7.根据权利要求1所述的盒，其中所述室的内面是基本呈圆柱形。
8.根据权利要求1所述的盒，进一步包括在所述后表面形成的钻孔部分，其中所述钻孔部分被配置来使液体绕所述室的下部的至少一部分的整个外围流动。
9.一种电泳装置，包括：
盒，其中所述盒包括近端和与所述近端相对的远端，前表面和后表面，以及界于前表面和后表面之间的室，所述室具有上部和下部；其中所述上部包括在所述盒的近端或其附近的上开口，并且所述下部包括在所述盒的远端或其附近的下开口；并且其中所述前表面包括至所述室的上部中的至少一个窗口开口；
与所述下部的下开口流体接触的第一缓冲液；
与所述上部的窗口开口流体接触的第二缓冲液；和
与所述第一缓冲液和所述第二缓冲液的每一个电偶联的至少一个电极。
10.根据权利要求9所述的电泳装置，其中所述盒进一步覆盖所述上部的窗口开口的至少一部分的半透膜。
11.一种从样品中分离目标生物分子的方法，包括：
提供样品，其中所述样品包含目标生物分子和游离探针；
将所述样品加样到盒体的下部中的凝胶上；
通过施加电流对所述样品进行电泳，持续足以使几乎所有的所述游离探针洗脱出所述下部的远端进入第一缓冲液容器中的第一缓冲液并使所述目标生物分子保留在所述凝胶内的一段时间；
取走所述第一缓冲液；
提供与所述盒的下部流体接触的新缓冲液；
使所述电流相对所述凝胶反向；并
对所述样本进行电泳，持续足以使几乎所有的所述目标分子洗脱出所述下部的近端进入所述盒体的上部的一段时间。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括收集目标生物分子。
13.根据权利要求12所述的方法，其中收集所述目标生物分子包括从所述盒体的上部吸取一个体积含有所述目标生物分子的缓冲液。
14.根据权利要求12所述的方法，其中收集所述目标生物分子包括将半透膜固定覆盖于所述上部的至少一部分上，以阻止几乎所有的所述目标生物分子通过所述半透膜进入与所述盒的上部流体接触的第二缓冲液中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中使所述电流相对于所述凝胶反向包括改变分别与所述第一缓冲液和所述第二缓冲液电接触的第一电极和第二电极的极性。
16.根据权利要求14所述的方法，其中使所述电流相对于所述凝胶反向包括改变所述凝胶相对于分别与所述第一缓冲液和所述第二缓冲液电接触的第一电极和第二电极的方向。
17.根据权利要求11所述的方法，其中取走所述第一缓冲液包括从缓冲液容器中引出所述第一缓冲液；并且其中提供与所述盒的下部流体接触的新缓冲液包括用所述新缓冲液重新注入所述缓冲液容器。
18.根据权利要求11所述的方法，其中取走所述第一缓冲液包括从含有所述第一缓冲液的第一缓冲液容器取出所述盒；并且其中提供与所述盒的下部流体接触的新缓冲液包括将所述盒放入含有所述新缓冲液的第二缓冲液容器中。
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