CN116183707A - 一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置和分离方法 - Google Patents

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CN116183707A CN202310197661.7A CN202310197661A CN116183707A CN 116183707 A CN116183707 A CN 116183707A CN 202310197661 A CN202310197661 A CN 202310197661A CN 116183707 A CN116183707 A CN 116183707A
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Abstract

本发明适用于凝胶电泳纯化技术领域,提供了一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,包括:阴极板、电泳缓冲液、微孔阵列加样板、浓缩胶、分离胶、电泳缓冲液与阳极板,以及电源与外层的电泳池;本发明可兼容多种类型的分离样品。不仅允许对核酸或蛋白质溶液进行分析,也可以对来源于细胞、组织切片或其他生物样品内的核酸或蛋白质进行分析,因此具有极高的临床转化前景。

Description

一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置和分离方法
技术领域
本发明属于凝胶电泳纯化技术领域,尤其涉及一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置和分离方法。
背景技术
电泳是一种分离核酸和蛋白质分子的技术,它依赖于待分离的分子的大小、形状及净电荷。现有电泳技术依据原理,可分为区带电泳、界面电泳、等速电泳、等电聚焦电泳和毛细管电泳。区带电泳作为其中应用最为广泛的电泳技术,可以以滤纸、玻璃珠、纤维素粉和聚氯乙烯树脂等多种材料作为介质。随着电泳技术的发展,琼脂凝胶、琼脂糖凝胶、醋酸纤维素膜和聚丙烯酰胺凝胶等介质相继出现。目前技术主要侧重于使用琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶作为分离介质。
然而现有各种凝胶电泳装置难以实现大量生物样品的同步、快速分析。在一些领域中,例如单细胞分析,对其中核酸及蛋白质分子分离及分析时所面临的快速性与同步性不足亟待解决。
为了推动凝胶电泳技术的发展,使其应用于更广泛更复杂的生物样本分析,我们需要在设备和方法两方面进行改进与创新。一方面解决目前电泳装置通量较低的问题;另一方面充分配合三维凝胶电泳装置建立方法,提高分离及分析的效果,同时使其适用于更多的分析场景。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置和分离方法,旨在解决现有各种凝胶电泳装置难以实现大量生物样品的同步、快速分析。在一些领域中,例如单细胞分析,对其中核酸及蛋白质分子分离及分析时所面临的快速性与同步性不足亟待解决的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,所述快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置包括:
阴极板、电泳缓冲液、微孔阵列加样板、浓缩胶、分离胶、电泳缓冲液与阳极板,以及电源与外层的电泳池;
作为本发明更进一步的方案,所述阴极板、微孔阵列加样板和阳极板三者在水平方向上互相平行。
作为本发明更进一步的方案,所述微孔阵列加样板所包含的微孔数量为10-100个每平方厘米。
作为本发明更进一步的方案,用于分离样品的凝胶类型与浓度根据待分离样品的特征改变。
作为本发明更进一步的方案,用于分离样品的凝胶类型包括琼脂糖与聚丙烯酰胺,且琼脂糖的浓度范围为0.3%-2%,聚丙烯酰胺的浓度范围为4%-20%。
一种采用了如上述任一所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置的快速比对分析生物样本的分离方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1、在电泳池中对分离胶进行固化处理;
步骤2、在已固化的分离胶上层加入浓缩胶,并在其未固化时放入微孔阵列加样板,将浓缩胶溶液进入微孔中,对浓缩胶进行固化处理;
步骤3、在微孔阵列加样板内加入待分离样品,并在电泳池中加入电泳缓冲液;
步骤4、在电泳池上下平行放置阴极板与阳极板,并接通电源,且在电泳完成后,将样品沿z方向分离。
作为本发明更进一步的方案,步骤2中所述的将浓缩胶溶液进入微孔中,对浓缩胶进行固化处理,在加入浓缩胶时,浓缩胶进入微孔内的高度占微孔总高度的四分之三。
作为本发明更进一步的方案,步骤3中所述的在电泳池中加入电泳缓冲液,在进行DNA分子或RNA分子的分离时,电泳缓冲液为TAE(核酸电泳缓冲液)、TBE(Tris-硼酸电泳缓冲液)、TPE(Tris-磷酸电泳缓冲液)和MOPS电泳缓冲液;在进行蛋白质分子的分离时,电泳缓冲液为Tris-Glycine。
作为本发明更进一步的方案,步骤4中所述的在电泳池上下平行放置阴极板与阳极板,并接通电源,所述电源为恒压电源,电压为30伏。
本发明实施例提供的一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置和分离方法,具有以下有益效果:
本发明中开发的三维凝胶电泳装置制备成本低廉,电泳池、阳极板与阴极板材料均可灵活选择。
本发明允许在5-30分钟内完成对所有样品的电泳分离,而且通过微孔阵列加样板的规格调整分离通量,允许同时分离近千个样品,因此具有极高的分离、分析效率。
本发明中开发的三维凝胶电泳装置配备了浓度(或浓度梯度)可调的分离介质(琼脂糖或聚丙烯酰胺),因此很好地保证了对样品的分离分辨率。在1厘米的分离距离内,实现了对分子量范围为10-180千道尔顿的混合蛋白质样品的均匀分离,具有极高的分离分辨率。
本发明可以通过移液枪、定量毛细管手动加样,同时也易于与其他自动上样设备集成,例如通过程序控制的机械臂或点样机等。分离结束后的样品同样适用于现有其他凝胶电泳技术用到的分析设备,不受限制。
本发明可兼容多种类型的分离样品。不仅允许对核酸或蛋白质溶液进行分析,也可以对来源于细胞、组织切片或其他生物样品内的核酸或蛋白质进行分析,因此具有极高的临床转化前景。
附图说明
图1为本发明中三维凝胶电泳装置的各部分解构示意图(A)与实物图(B)。
图2为通过本发明中三维凝胶电泳装置及方法,对分子量范围为10-180千道尔顿的标准分子量蛋白质混合样品进行分离的效果图。
图3为通过本发明对两种标准分子量的混合样品进行阵列化分离的示意图。
图4为通过本发明对两种标准分子量的混合样品进行阵列化分离的效果图。
图5为基于常规电泳装置与基于三维凝胶电泳装置对多种标准分子量的混合样品进行阵列化分离的效果对比。
图6通过本发明对多种标准分子量的混合样品进行阵列化分离的示意图与效果图。
图7为通过本发明对两种标准分子量的纯蛋白进行图案化分离的编码示意图。
图8为通过本发明对两种标准分子量的纯蛋白进行图案化分离的分离效果图。
图9为通过本发明对多种标准分子量的纯蛋白进行图案化分离的编码示意图。
图10为通过本发明对多种标准分子量的纯蛋白进行图案化分离的分离效果图。
图11为通过三维凝胶电泳装置(不同通量)对组织切片来源的混合蛋白质样品进行分离与分析。
附图说明
1-阴极板;2-电泳缓冲液;3-微孔阵列加样板;4-浓缩胶;5-分离胶;7-阳极板,8-电泳池。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1所示,在本发明实施例中,
一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,包括:外接恒压电源,其特征在于,所述快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置还包括:
阴极板(1)和阳极板(7),所述阴极板(1)和阳极板(7)之间设置有微孔阵列加样板(3),阴极板(1)和阳极板(7)分别与所述恒压电源的负、正极相连;
浓缩胶(4)和分离胶(5),设置于所述阳极板(7)与微孔阵列加样板(3)之间,所述阴极板(1)和微孔阵列加样板(3)之间,以及阳极板(7)与微孔阵列加样板(3)之间均添加有电泳缓冲液(2);
电泳池(8),置于所述电泳缓冲液(2),微孔阵列加样板(3),浓缩胶(4)和分离胶(5)外层。
在本发明实施例中,所述阴极板1、微孔阵列加样板3与阳极板7在xy方向上互相平行;
在本发明实施例中,所述微孔阵列加样板3规格可根据分离样品调整;
在本发明实施例中,所述浓缩胶4与分离胶5类型及浓度可根据分离样品调整;
在本发明实施例中,核酸或蛋白质样品在三维凝胶电泳装置中沿电场方向(z方向)被分离。
在本发明实施例中,所述微孔阵列加样板3所包含的微孔数量为10-100个每平方厘米。
在本发明实施例中,用于分离样品的凝胶类型包括琼脂糖与聚丙烯酰胺,且琼脂糖的浓度范围为0.3%-2%,聚丙烯酰胺的浓度范围为4%-20%。
一种采用了如上述任一所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置的快速比对分析生物样本的分离方法,所述方法包括:
步骤1、在电泳池8中对分离胶5进行固化处理;
具体地,所述浓缩胶4与分离胶5可以为琼脂糖与聚丙烯酰胺凝胶。琼脂糖的浓度在0.3%-2%内可调,聚丙烯酰胺的浓度在4%-20%内可调。所述分离胶5可以由某一固定浓度的琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶直接固化制备,也可以由2-4不同浓度的凝胶逐层固化制备;
以8-15%的梯度分离胶5(聚丙烯酰胺凝胶)为例。取浓度为8%的分离胶5预聚体溶液4毫升于离心管中,加入40微升过硫酸铵引发剂,混匀后倒入电泳池8中,等待固化。固化完成后,取浓度为10%的分离胶5预聚体溶液4毫升于离心管中,加入40微升过硫酸铵引发剂,混匀后倒入电泳池8中已固化的浓度为8%分离胶5上层,等待固化。重复上述步骤,继续在上层依次固化浓度为12%与15%的分离胶5。
步骤2、在已固化的分离胶5上层加入浓缩胶4,并在其未固化时放入微孔阵列加样板3,将浓缩胶4溶液进入微孔中,对浓缩胶4进行固化处理;
具体地,取浓度为4%的浓缩胶4预聚体溶液7毫升于离心管中,加入75微升过硫酸铵引发剂,混匀后倒入电泳池8中已固化的8%-15%梯度分离胶5上层;
所述微孔阵列加样板3的规格根据样品数及样品量可调。微孔阵列加样板3所包含的微孔数量范围约为10-100个每平方厘米;
将微孔阵列加样板3置于电泳池8中,未固化的浓缩胶4溶液进入微孔中,将多余的浓缩胶4液体吸出,控制浓缩胶4液体进入微孔中的高度占微孔总高度的四分之三。
步骤3、在微孔阵列加样板3内加入待分离样品,并在电泳池8中加入电泳缓冲液2;
具体地,所述待分析样品可以为核酸分子、蛋白质分子或其他任何包含核酸分子与蛋白质分子的生物样品;
加入待分离样品的方式可以是通过移液枪、定量毛细管手动加入,也可以通过程序控制的机械臂或点样机等自动加入;
以标准分子量蛋白质混合样品(protein marker)的手动加样为例,通过移液枪取1微升的样品加入加样孔中;
所述电泳缓冲液2在进行DNA分子或RNA分子的分离时为TAE、TBE、TPE和MOPS等;在进行蛋白质分子的分离时,电泳缓冲液2为Tris-Glycine等;
在进行上述蛋白质样品分离时使用Tris-Glycine电泳缓冲液2,将其加满电泳池8。
步骤4、在电泳池8上下平行放置阴极板1与阳极板7,并接通电源,且在电泳完成后,将样品沿z方向分离。
具体地,所述阴极板1与阳极板7的材料包括但不限于铂、银、铜、铝等纯金属电极,钛合金、铜钨合金等合金电极,以及石墨等非金属电极;
在进行上述蛋白质样品分离时使用纯铝电极,确保阴极板1与阳极板7均充分与电泳液接触;
在进行上述蛋白质样品分离时,分离时间为10分钟;
对上述蛋白质样品的分离的最终效果如附图2所示,分子量范围为10-180千道尔顿的混合标准蛋白质样品以高通量、高效率、高分辨率被分离。
在本发明实施例中,步骤2中所述的将浓缩胶4溶液进入微孔中,对浓缩胶4进行固化处理,在加入浓缩胶4时,浓缩胶4进入微孔内的高度占微孔总高度的四分之三。
在本发明实施例中,步骤4中所述的在电泳池8上下平行放置阴极板1与阳极板7,并接通电源,所述电源为恒压电源,电压为30伏。
实施例1:
本实施例介绍了本发明对两种标准分子量的蛋白混合样品进行阵列化分离。具体为基于三维凝胶电泳装置,对分子量为66.4千道尔顿的牛血清蛋白(BSA)与分子量为18.4千道尔顿的β-乳球蛋白(β-LG)混合溶液进行分离。分离示意图如附图3所示。
为了更直观地观察本发明对样品的分离效果,发明人预先将两种蛋白质分别与花菁染料分子IR-780反应,并通过InGaAs相机与扫描仪作为后续成像设备。
具体地,以IR-780对BSA的标记为例。使用磷酸盐缓冲溶液(PBS)溶解BSA至浓度为10微摩每升。向上述蛋白溶液中加入浓度为2毫摩每升的IR-780的二甲基亚砜(DMSO)溶液,并确保IR-780与BSA的摩尔比为1:1,将该溶液在50摄氏度下反应2小时,得到染料标记的蛋白样品。并以同样的策略标记β-LG。
将标记后的BSA与β-LG混合样品经由三维凝胶电泳装置分离。分离结束后,使用InGaAs相机分别对整块凝胶的俯视与侧视两个方向成像。根据分子量位置对凝胶分层,使用扫描仪对两层凝胶分别成像。
具体地,配合手动加样,发明人选用的微孔阵列加样板3通量约为10个微孔每平方厘米。
具体地,InGaAs相机型号为Princeton Instruments,NIRvana-640,在功率密度为65毫瓦每平方厘米的808纳米激光器下进行成像;扫描仪型号为Azure,Sapphire,扫描时设置为800纳米通道,100微米分辨率。
如附图4所示,BSA与β-LG经由三维凝胶电泳装置在z方向上充分分离,并良好地维持了xy方向的位置,图4中A代表整块凝胶,B代表分层凝胶。
实施例2:
本实施例介绍了基于三维凝胶电泳装置对多种标准分子量的蛋白混合样品进行分离。发明人为了便于观察分离效果,同样预先使用花菁染料IR-780对转铁蛋白(Tf),牛血清蛋白(BSA),鸡卵清蛋白(OVA)及β-乳球蛋白(β-LG)均在不同温度下(30,40,50,60,70及80摄氏度)进行了标记。蛋白质的标记方法参考实施例1。将染料与蛋白的复合物依据标记温度分为6组,得到6组待分离的混合蛋白质样品。
将标记后的上述6组混合蛋白质混合样品按列加入微孔阵列加样板3中,并经由三维凝胶电泳装置分离。作为对照,发明人将上述6组混合蛋白质样品同样通过常规蛋白质垂直电泳槽(型号为biorad,1658001)分离。分离结束后,使用InGaAs相机分别对整块凝胶的俯视与侧视两个方向成像。根据分子量位置对凝胶分层,使用扫描仪对四层凝胶分别成像。
具体地,配合手动加样,发明人选用的微孔阵列加样板3通量约为10个微孔每平方厘米。
具体地,InGaAs相机型号为Princeton Instruments,NIRvana-640,在功率密度为65毫瓦每平方厘米的808纳米激光器下进行成像;扫描仪型号为Azure,Sapphire,扫描时设置为800纳米通道,100微米分辨率。
如附图5所示,图5中A表示常规电泳装置的分离效果,B表示三维凝胶电泳装置的分离效果,四种蛋白质经由三维凝胶电泳装置在z方向上充分分离,具体体现为,在更短的分离距离(1厘米)内实现了与常规垂直电泳槽6厘米的等同的分离效果。更重要的是,良好地维持了样品在xy方向的位置。如附图6所示,图6中A处为整体示意图,B处为侧视图,C处为俯视图,分离后的不同温度标记下的染料与蛋白质复合物的荧光信号变化与常规垂直电泳槽一致的变化规律。
实施例3:
本实施例介绍了通过三维凝胶电泳装置实现对蛋白质样品的图案化分离。参考实施例2,在不同温度下(30,40,50,60,70及80摄氏度)分别使用花菁染料IR-780对转铁蛋白(Tf),牛血清蛋白(BSA),鸡卵清蛋白(OVA)及β-乳球蛋白(β-LG)进行标记。
发明人通过IR-780与BSA的复合物(反应温度为50摄氏度)编码图案“3”,通过IR-780与β-LG的复合物(反应温度为70摄氏度)编码图案“D”。接下来将单一组分的染料与蛋白质复合物样品或两种染料与蛋白质复合物的混合样品手动加入到微孔阵列加样板3中。如附图7所示,具体位置由编码图案确定。
分离结束后,使用InGaAs相机分别对整块凝胶的俯视与侧视两个方向成像。根据分子量位置对凝胶分层,使用扫描仪对四层凝胶分别成像。
具体地,配合手动加样,发明人选用的微孔阵列加样板3通量约为10个微孔每平方厘米。
具体地,InGaAs相机型号为Princeton Instruments,NIRvana-640,在功率密度为65毫瓦每平方厘米的808纳米激光器下进行成像;扫描仪型号为Azure,Sapphire,扫描时设置为800纳米通道,100微米分辨率。
如附图8所示,图8中A代表整块凝胶,B代表分层凝胶。两种蛋白质经由三维凝胶电泳装置在z方向上充分分离。在BSA对应分子量位置的凝胶层观察到了图案“3”,在β-LG对应分子量位置的凝胶层观察到了图案“D”。其余非编码图案位置均未检测到荧光信号,证明三维凝胶电泳装置各加样孔内样品间不会产生污染和影响,良好地反映了xy方向的位置信息。
接下来,发明人基于该装置实现了更复杂的人工图案的分离。发明人通过IR-780与Tf的复合物编码图案“+”,通过IR-780与BSA的复合物编码图案“-”。发明人通过IR-780与OVA的复合物编码图案“+”,通过IR-780与β-LG的复合物编码图案“-”(反应温度均为50摄氏度)。如附图9所示,具体位置由编码图案确定。
分离结束后,使用InGaAs相机分别对整块凝胶的俯视与侧视两个方向成像。根据分子量位置对凝胶分层,使用扫描仪对四层凝胶分别成像。具体成像条件与本实施例中上述成像条件一致。
如附图10所示,图10中A代表整块凝胶,B代表分层凝胶。结果验证了三维凝胶电泳装置在z方向上以足够的分辨率完美分离混合蛋白,并在相应分子量的凝胶层中实现了所有预编码图案的可视化。
实施例4:
本实施例旨在展示通过三维凝胶电泳装置对组织切片来源的混合蛋白质样品进行分离与分析。
通过本发明分离组织切片内混合蛋白质样品的具体工作流程如附图11所示。利用4T1细胞建立了小鼠皮下瘤模型,并在第35天处死所有荷瘤小鼠,手术摘除4T1肿瘤。随后将肿瘤组织制成厚度为60微米的冰冻切片。在进行蛋白质分离前,为了方便观察,预先对组织切片进行裂解并对其中的蛋白质进行标记。
具体步骤如下:
在进行裂解和标记前,首先将组织切片黏附在微孔阵列加样板3上。
具体地,微孔阵列所包含的微孔数量范围约为10-100个每平方厘米。
将浓度为2毫摩每升的IR-780的二甲基亚砜(DMSO)溶液加入RIPA裂解液中,使IR-780的最终浓度为1微摩每升。为了同时对组织切片进行裂解和标记,将上述黏附于加样板上的组织切片在上述溶有IR-780的RIPA裂解液中孵育10分钟。
在电泳池8中固化分离胶5。取浓度为10%的分离胶5预聚体溶液15毫升于离心管中,加入150微升过硫酸铵引发剂,混匀后倒入电泳池8中,等待固化。
在固化完成的分离胶5上层加入未固化的浓缩胶4液体。取浓度为4%的浓缩胶4预聚体溶液7毫升于离心管中,加入75微升过硫酸铵引发剂,混匀后倒入电泳池8中已固化的10%分离胶5上层。
在电泳池8中放入上述黏有组织切片的微孔阵列加样板3,未固化的浓缩胶4液体进入微孔中。未固化的浓缩胶4溶液进入微孔中,将多余的浓缩胶4液体吸出,控制浓缩胶4液体进入微孔中的高度占微孔总高度的四分之三。
固化浓缩胶4。
在电泳池8内加入Tris-Glycine电泳缓冲液2,确保其加满电泳池8。
在电泳池8上下平行放置阴极板1与阳极板7(阴、阳极板平行于xy方向,均为纯铝电极),并确保阴极板1与阳极板7均充分与电泳液接触。
接通电源,使用恒压电源,电压设置为30伏。
电泳开始,对微孔阵列加样板3内所有样品的分离同时开始,并同时结束。分离时间为10分钟。
电泳完成后,样品沿z方向分离,兼具xy方向的位置信息。
对上述来源于组织切片的蛋白质样品的分离的最终效果如附图11所示。对于三种不同通量的三维凝胶电泳装置,在不同分子量位置对应的凝胶层内均检测到了与原始组织轮廓一致的蛋白图案。该结果体现了本发明在更广泛分离、分析场景中的应用潜力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,包括:外接恒压电源,其特征在于,所述快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置还包括:
阴极板(1)和阳极板(7),所述阴极板(1)和阳极板(7)之间设置有微孔阵列加样板(3),阴极板(1)和阳极板(7)分别与所述恒压电源的负、正极相连;
浓缩胶(4)和分离胶(5),设置于所述阳极板(7)与微孔阵列加样板(3)之间,所述阴极板(1)和微孔阵列加样板(3)之间,以及阳极板(7)与微孔阵列加样板(3)之间均添加有电泳缓冲液(2);
电泳池(8),置于所述电泳缓冲液(2)、微孔阵列加样板(3)、浓缩胶(4)和分离胶(5)外层。
2.根据权利要求1所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,其特征在于,所述阴极板(1)、微孔阵列加样板(3)和阳极板(7)三者在水平方向上互相平行。
3.根据权利要求1所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,其特征在于,所述微孔阵列加样板(3)所包含的微孔数量为10-100个每平方厘米。
4.根据权利要求1所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,其特征在于,用于分离样品的凝胶类型与浓度根据待分离样品的特征改变。
5.根据权利要求1所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置,其特征在于,用于分离样品的凝胶类型包括琼脂糖与聚丙烯酰胺,且琼脂糖的浓度范围为0.3%-2%,聚丙烯酰胺的浓度范围为4%-20%。
6.一种采用了如权利要求1-5任一所述的快速比对分析生物样本的三维凝胶电泳装置的快速比对分析生物样本的分离方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤1、在电泳池(8)中对分离胶进行固化处理;
步骤2、在已固化的分离胶上层加入浓缩胶,并在其未固化时放入微孔阵列加样板(3),将浓缩胶溶液进入微孔中,对浓缩胶进行固化处理;
步骤3、在微孔阵列加样板(3)内加入待分离样品,并在电泳池(8)中加入电泳缓冲液(2);
步骤4、在电泳池(8)上下平行放置阴极板(1)与阳极板(7),并接通电源,且在电泳完成后,将样品沿z方向分离。
7.根据权利要求6所述的分离方法,其特征在于,步骤2中所述的将浓缩胶溶液进入微孔中,对浓缩胶进行固化处理,在加入浓缩胶时,浓缩胶进入微孔内的高度占微孔总高度的四分之三。
8.根据权利要求6所述的分离方法,其特征在于,步骤3中所述的在电泳池中加入电泳缓冲液,在进行DNA分子或RNA分子的分离时,电泳缓冲液为核酸电泳缓冲液、Tris-硼酸电泳缓冲液、Tris-磷酸电泳缓冲液和MOPS电泳缓冲液;在进行蛋白质分子的分离时,电泳缓冲液为Tris-Glycine。
9.根据权利要求6所述的分离方法,其特征在于,步骤4中所述的在电泳池上下平行放置阴极板(1)与阳极板(7),并接通电源,所述电源为恒压电源,电压为30伏。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464307A (zh) * 2002-06-14 2003-12-31 赵翀 镶嵌式高通量三维立体生物检测技术及试剂盒
CN1560627A (zh) * 2004-02-26 2005-01-05 复旦大学 基于阵列毛细管等电聚焦的多维色谱-电泳分离与检测系统
US20130345085A1 (en) * 2011-02-10 2013-12-26 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Method for detecting nucleic acid
CN104764788A (zh) * 2015-03-11 2015-07-08 江苏大学 一种蛋白质电泳方法
CN107109487A (zh) * 2014-10-15 2017-08-29 赛琪科学股份有限公司 自动处理核酸和电泳样品制备的装置、方法和系统
CN114868004A (zh) * 2019-10-18 2022-08-05 小利兰·斯坦福大学董事会 临床和工业规模的完整组织测序
CN217133036U (zh) * 2022-04-25 2022-08-05 宁波天康生物科技有限公司 一种多维电泳仪
CN114854839A (zh) * 2022-04-08 2022-08-05 上海交通大学医学院附属仁济医院 基于三坐标空间定位的组织三维空间组学方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464307A (zh) * 2002-06-14 2003-12-31 赵翀 镶嵌式高通量三维立体生物检测技术及试剂盒
CN1560627A (zh) * 2004-02-26 2005-01-05 复旦大学 基于阵列毛细管等电聚焦的多维色谱-电泳分离与检测系统
US20130345085A1 (en) * 2011-02-10 2013-12-26 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Method for detecting nucleic acid
CN107109487A (zh) * 2014-10-15 2017-08-29 赛琪科学股份有限公司 自动处理核酸和电泳样品制备的装置、方法和系统
CN104764788A (zh) * 2015-03-11 2015-07-08 江苏大学 一种蛋白质电泳方法
CN114868004A (zh) * 2019-10-18 2022-08-05 小利兰·斯坦福大学董事会 临床和工业规模的完整组织测序
CN114854839A (zh) * 2022-04-08 2022-08-05 上海交通大学医学院附属仁济医院 基于三坐标空间定位的组织三维空间组学方法
CN217133036U (zh) * 2022-04-25 2022-08-05 宁波天康生物科技有限公司 一种多维电泳仪

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHAN JOO LEE ET AL.: "3D porous sol-gel matrix incorporated microdevice for effective large volume cell sample pretreatment", ANALYTICAL CHEMISTRY, vol. 84, no. 11, 5 July 2012 (2012-07-05), pages 4928 - 34 *
胡深, 黄波, 李培标, 程介克: "单细胞的毛细管电泳分析", 色谱, no. 01, 30 January 1997 (1997-01-30) *
陈克敏: "毛细管电泳研究进展", 免疫学杂志, no. 01, 15 January 1996 (1996-01-15) *

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