[发明专利]通过双向电泳同时分离生物分子的方法和仪器

说明书

技术领域：

本发明涉及一个双向电泳分离生物分子的方法，特别是包含在生物样品中的蛋白质和/或多肽和/或肽组分，这是通过应用具有非平行力线的电场以及合适的仪器来实现的。

背景技术：

如今已经有很多技术用于分离生物分子，特别是蛋白质。事实上，许多电泳技术(如聚丙烯酰胺凝胶电泳、毛细管电泳和等电聚焦(isoelectrofocalization))和色谱技术(如离子交换色谱、亲和色谱、凝胶过滤色谱)都在应用。已知，现在可以同时分离上千蛋白质的最有效的方法就是双向电泳(2-D PAGE)。该工艺包括：

-等电聚焦(IEF，第一向电泳)，就是根据蛋白质等电点在聚丙烯酰胺基质上将它们分离；

-平衡，这样得到恒定的蛋白质的电荷/质量比；

-在十二烷基硫酸钠(SDS)中的聚丙烯酰胺基质电泳(SDS PAGE，第二向电泳)，在其中蛋白质基于其分子量而分离；

-凝胶染色以使点上所含的蛋白质可视化；

-加工所得数据；

-点取样。

后续的样品蛋白质的鉴定通过质谱或其他已知的技术进行分析。

关于这项技术的详细说明参见美国专利4088561。其它有关该技术的更优化的改进方式参见近期的专利：JP58193446；US4874490；WO 0226773。

蛋白质组学的目的是检测细胞中表达的全套蛋白质，而双向电泳技术是蛋白质组学研究的基础。目标是比较健康细胞与疾病细胞之间蛋白质组，以确定后者的病理状态，从而促进新的特异性治疗试剂的发展。

已知，该项技术在分离生物样品中的不同组分时存在缺陷，这些组分的数量很大；而该技术的首要限制就是分离混合物中数量较小的组分的可见性问题。这一缺陷产生的原因是存在蛋白质和/或多肽和/或肽具有相似的分子量(MW)和等电点(pI)，但相对丰度却不同，也就是说，能检测到的含量不同。这意味着可也识别测试样品的大部分的小可能性以及未充分分离的单个样品点手工测定量的难度。

该技术还有一个缺陷是，当一种蛋白质不能与其他组分充分分离时，表征和鉴定该蛋白就变得十分困难，也就是说，似乎是包含一个单独蛋白质分子的斑点通常由具有相似特征的不同蛋白形成。表征并鉴定这些斑点(其由本领域普通技术人员通过质谱等常规手段进行鉴定)还不可行，或者说在某些情况下只能鉴定出含量高的蛋白质组分。

本发明主要的但不是唯一的目的是克服所述的缺陷，从而使显著提高生物分子的分离效率成为可能，特别是分离蛋白质和/或多肽和/或肽组分。

本发明的另一个目的是提供一种如上所述的电泳技术，此电泳技术能够确保提供更好的分离效果，在工艺末端从初始样品中提取单个组分的更好的操作性，继而使得更快地表征这些组分。

本发明的又一个目的是提供一种能够更准确地从初始样品中鉴定单个组分的电泳技术。

本发明的再一个目的是提供了一种经济的、便于使用的并且可循环使用的电泳技术。而且本发明还有一个目的是，提供了一种使预先的纯化/富集样品的步骤减到最少从而降低样品损失的电泳技术。

本发明的电泳技术还有其他目的，可用于分离生物样品中的生物分子，特别是基于特定的化学和/或物理特性预先整理的蛋白质和/或多肽和/或肽组分。

发明内容：

根据发明者的经验，从仪器的角度已经被认知的是，在分离生物样品，特别是其中具有相似的特征(如分子量和/或等电点)的不同的蛋白质组分，的分离效率的限制的主要原因是使用了特征是具有平行力线的电场，典型为双向电泳(2-D PAGE)。

此项发明是一种具有非平行力线的电场，在基质B(matrix B)上转移并分离生物样品中的蛋白质和/或多肽和/或肽组分的双向电泳技术类型。而这些组分已预先根据其化学和/或物理特性在基质A(matrix A)上被整理。

因此，这项发明的目的是提供了一种可以将包含在至少一个生物样品中的生物分子同时分离的双向电泳方法，至少包括以下的步骤：

从至少一个第一基质(其中所述生物分子被包含在所述生物样品中并基于化学和/或物理特性而整理)转移到至少一个第二基质(其中所述生物分子被彼此分离)，并且转移和分离所述生物分子是通过具有非平行力线的电场来实现的。