CN103869075A - 实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用多种调节和控制技术的毛细管电泳点样加紫外实时监控制备蛋白质芯片装置。该装置包括三维移动模块、电路电泳模块、紫外实时监测模块。通过改变样品池以及毛细管中注入蛋白的种类或浓度，达到制作所需要的芯片的目的。通过改变基板的配比和浓度，可得到直径不同的样点。紫外光通过光纤照射到基板的样点上发出350nm的激发光，光电倍增管将这种光信号转换成电信号通过控制器实时显示出蛋白的点样量。该装置提供一种高通量、快速、廉价的蛋白质芯片制作方法，并集紫外实时监控为一体，该装置可以使用不同的蛋白、不同的基底、控制点样的时间和位置得到所需的蛋白质芯片。
Description
技术领域：
本发明涉及一种采用多种调节和控制技术毛细管电泳点样加紫外实时监控制备蛋白质芯片装置。
背景技术：
生物芯片已经成为21世纪发展最快的生物技术之一，在生命科学和医学的研究和应用领域发挥着越来越重要的作用。传统的点样式生物芯片制造技术已经越来越不能够满足各种复杂生物芯片的技术要求，而近年来迅速发展的高效毛细管电泳技术为蛋白质芯片的制作提供了新的思路。
科学家们用蛋白芯片进行蛋白活性的整体分析，其中朱衡等人以酵母的蛋白质组为例，制作了高密度的酵母蛋白微阵列的蛋白芯片，科学家在此基础上进行不断地创新和发展，John D.B等人发明了多成分的蛋白阵列芯片；通过改变基板使用3D的纳米涂层实现了检测信号增强的蛋白质芯片技术；哈佛大学的Macbeath和SchreiberL利用点样装置将蛋白质固定在t3SA表面上，制作成蛋白质微阵列。然而这些蛋白质芯片制作点阵的速度慢，保持蛋白质的活性及稳定性过程复杂，成本较高，不具备实时监测功能。
发明内容：
本发明要解决的问题在于提供一种高通量、快速、廉价的蛋白质芯片制作方法，并集紫外实时监控为一体，该装置可以使用不同的蛋白、不同的基底、控制点样的时间和位置得到所需的蛋白质芯片。
为解决以上问题，本发明采用模块化组合设计毛细管电泳点样加紫外实时监控制备蛋白质芯片装置：三维移动模块、电路电泳模块、紫外实时监测模块。
电路电泳模块是核心部分包括：(1)高压直流电源、(2)高压电极、(3)毛细管、(4)样品池、(5)超声振荡器、(6)蛋白液、(7)耦合器、(10)凝胶基板、(11)缓冲液池、(13)基板夹。高压电源的利用电位器连接成稳压电路，通过调节电位器的度数来实现高压直流电压调节；高压电源的正极和电泳毛细管都插入到样品池中，样品池至于超声振荡器上减少池中电解产生的微小气泡，以防气泡进入毛细管产生断路；通过改变样品池以及毛细管中注入蛋白的种类或浓度，达到制作所需要的芯片的目的。通过改变基板的配比和浓度，可得到直径不同的样点。
紫外实时监控模块包括：(8)紫外光纤、(9)紫外光源为特定的280nm紫外光源、(12)光电倍增管等组成。280nm的紫外光通过光纤照射到基板的样点上，经过蛋白的吸收发出350nm左右的激发光，光电倍增管将这种光信号转换成电信号通过控制器实时显示出蛋白的点样量。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
附图是毛细管电泳点样加紫外实时监控制备蛋白质芯片装置结构性示意图的正视图。
具体实施方式：
在样品池中注入特定种类和浓度的蛋白液，用无缝对接的针管向电泳毛细管中注入同样的蛋白液，确保注入时无气泡的导通状态，降低毛细管使其与缓冲液相接触，将万用表的红黑表笔深入到样品液和缓冲液中测量毛细管两端的电阻，发现其电阻约为50-90MΩ时即为导通状态，若大于该数值则需重复注入蛋白液直至达到该电阻值。
调节三维移动台的高度，装入凝胶基板，调节高度使点样笔中的毛细管扎入至凝胶基地中。打开高压直流电源的开关，蛋白即时电泳开始计时，设置时间间隔水平使用三维移动台移动毛细管的高度和基板的水平位置。超声振荡器置于样品液的下方，随时振荡出电解产生的微小气泡，以防止气泡进入毛细管发生短路。基板夹用来固定凝胶基板，置于缓冲液池中，保持凝胶的湿润状态和电路的导通。基板夹为C型绝缘耐高压玻璃特制而成，卡住上附凝胶的载玻片，在凝胶与C型绝缘耐高压玻璃之间有一层铜片该铜片上连接螺钉，C型绝缘耐高压玻璃的外壳上开两个孔，螺丝在孔1中抵住下面的铜片，确保铜片和凝胶充分接触，铜片上的螺钉穿过C型绝缘耐高压玻璃外壳的孔2可与负极接通。
点样开始时紫外实时监测系统打开，紫外光纤检测系统位于基板周围，紫外光纤固定在可调节检测支架上，对准样点，发射280nm的紫外光。加滤镜的光电倍增管位于基板正下方，吸收350nm的激发光。该紫外光纤检测系统的准确定量点样中蛋白的含量。
Claims (9)
1.实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，包括(1)高压直流电源、(2)高压电极、(3)毛细管、(4)样品池、(5)超声振荡器、(6)蛋白液、(7)耦合器、(8)紫外光纤、(9)紫外光源、(10)凝胶基板、(11)缓冲液池、(12)光电倍增管、(13)基板夹等各部件集成度高，共同组成几何参数均可独立调节的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置。
2.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：蛋白质芯片的点阵间距盒疏密程度由三维控制移动台控制，X\Y\Z方向的步长可调，精确到微米级，三维控制移动台带动毛细管(3)移动从而精确控制点样。
3.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：高压直流电源(1)电压可调，范围为0-30kV，其与样品池(4)、毛细管中的样品液、基板(10)、基板夹(13)、缓冲液(11)、导线等形成接地的闭合回路，使蛋白液在电场的作用下发生移动，点样至基板上。
4.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：样品池(4)为绝缘性能极好的玻璃材料制成，顶部有池盖密封，样品池(4)放置于超声振荡器(5)上，驱赶电泳过程中偶尔形成的微小气泡至样品池顶部，避免微小气泡进入毛细管导致断路。
5.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：毛细管(3)为用弹性石英毛细管，内径为50μm和75μm两种，允许施加较高电压。毛细管进样端至基板点样处的长度为有效长度，根据特定蛋白的要求，可调节20～100cm长度。毛细管装在特定的毛细管(3)内，毛细管(3)固定在三维控制移动台上。毛细管的位置和高度可以通过调节毛细管(3)和三维控制移动台精确度高，对测定的重复性很重要。
6.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：基板夹(13)由玻璃材质无缝粘接为骨架，其右端装有可上下移动的金属块，该金属块向下移动可固定住基板，向上移动可更换拆卸基板。金属块上方与电源负极相连，确保电路的导通。
7.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：缓冲液池(11)和基板夹(13)结合紧密，为基板的保湿和蛋白的活性提供环境。
8.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：紫外光纤检测系统(9)位于基板周围，紫外光纤(8)固定在可调节检测支架上，对准样点，发射280nm的紫外光。加滤镜的光电倍增管(12)位于基板正下方，吸收350nm的激发光。该紫外光纤检测系统(9)的准确定量点样中蛋白的含量。
9.按照权利要求1所述的实时定量检测毛细管电泳蛋白质芯片制备装置，其特征在于：紫外光纤(8)和毛细管之间通过耦合器(7)连接，紫外即可在毛细管内传输至蛋白质实现实时检测。
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