[发明专利]改进的垂直片式凝胶电泳池及其用法

说明书

本发明是专利申请200410006323.8，申请日为2004年2月25日，发明名称为“改进的垂直片式凝胶电泳池及其用法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及电泳装置的用法，特别涉及对垂直片式凝胶电泳装置的用法。

背景技术

年俄国物理学家Ferdinand Ruess观察到了黏土胶体颗粒在两个电极之间移动的现象。50年以后，瑞典化学家Arne Tiselius研究了蛋白质分子在电场中的移动，用一个他称之为自由界面电泳的装置演示了血清中蛋白质的复杂性，并因此赢得了1948年度的诺贝尔化学奖。如今电泳法在生物化学及相关的研究领域中已经成为一种不可缺少的得力的技术。它可以用来分离几乎所有的带电颗粒，从可电离的小分子到整个细胞。当电泳是在凝胶介质中进行时，称之为凝胶电泳。凝胶电泳具有非常高的分辨能力，它主要用于生物大分子，如DNA、RNA或蛋白质等的分离，分析。这是因为凝胶介质的网状结构如同一个分子筛，它能够按照生物大分子的大小和形状而阻迟它们的电泳迁移。此外，凝胶介质还可以在电泳过程中以及电泳后稳定已经分开的不同的区带，以便于后继的分析和研究。最广泛应用的两种凝胶介质是琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。后者适合灌注于垂直的管腔内，因为它能较好的附着在管腔的侧壁上。由于利用垂直片式聚丙烯酰胺凝胶电泳的高分辨能力成功地开拓了DNA中硷基顺序的测定技术，英国生物化学家Frederick Sanger和他的美国同行Walter Gilbert获得了1980年的诺贝尔化学奖。

在垂直片式凝胶电泳(以下简称为VSG电泳)中，电泳矢量是在一片直立于分别通以正负电的，上、下pH缓冲液槽之间的凝胶片之中向下运行的。通常所用的凝胶片只有0.2至2.0毫米厚。如此之薄的凝胶片是不可能自己直立于上、下缓冲液槽之间的，除非它被夹持于一个灌胶夹之中；而且如此薄的凝胶片也是不可能被正确的夹持在一个灌胶夹之中的，除非它是被直接地灌注并形成于该灌胶夹之中的。因此，也很显然，在全面设计任何一个VSG电泳池时，都必须回答以下三个基本问题：(i)如何构建一个左右封闭，而上下敞口的垂直片式灌胶夹(以下简称为灌胶夹)；(ii)如何确保向灌胶夹中灌胶时不致发生液体的泄漏；(iii)如何驱使灌胶夹与上缓冲液槽(以下简称为上槽)不漏地衔接，而且使得灌胶夹的上开口暴露于所形成的灌胶夹/上槽的复合体之中。一旦这样的复合体形成了，只需将它坐放到一个下缓冲液槽(以下简称为下槽)中去，于是一个垂直片式凝胶电泳池就已经造就了。至于说如何在上槽和下槽中安装电极，以及如何设计一个盖子等，这些都是愚者可及的事情。

关于尺寸大小：典型的VSG电泳池有三种不同的尺寸。但凡采用32×28cm 的凝胶片者往常多用于DNA序列分析电泳；但是如今在发达国家中，这种电泳设备已经被一些自动化的毛细管凝胶电泳仪器取代了，请参阅US Pat.5374527(1994)。早些年，14×12cm的凝胶片常被广泛地用于蛋白质分离分析，但是如今95％以上的几率都采用小型凝胶电泳池，也就是说在8×6cm或8× 8cm的凝胶片中进行电泳，因为它们的电泳时间短，操作也比较方便。

关于构筑风格：在背景技术中存在着若干种结构方式不同的VSG电泳池，请参阅US Pat.3719580(1973)，4224134(1980)，4574040(1986)等。然而最流行的VSG 电泳池都属于一种我们称之为三明治式的双凝胶电泳池。它的原型机是在1977年首先由Madjar等人设计的(1)。此后，虽然有各种不同改进的VSG电泳池获得了专利，但是其中多数在总体构筑风格上仍属于那种三明治式的双凝胶电泳池，请参阅USPat.4574040(1986)，5632877(1997)，5888369和6001233(1999)等。它们共同的结构方式是一方面在上槽上开有两个相对的U形侧开口，另一方面使每一个灌胶夹具有一个U形的上缺口；然后使用某种驱使机构来迫使两个灌胶夹将一个上槽夹持在它们两者之间(当然U形的橡胶密封条总是置于它们之间用以保证不漏地衔接的)于是一个灌胶夹/上槽复合体就形成了，而同时两个灌胶夹的U形上缺口也就自然地暴露于所形成的复合体的腔内了。但是，所有的双凝胶电泳池都有一个共同的小的缺点，那就是当只跑一片胶的时候，其上槽的另一个开口必须被封堵住。这样做不太方便，因为约有一半的几率是每次只跑一片凝胶。在CN Pat. 88106198.0(1988)中揭示了一种组合式的VSG电泳池，它允许任意多片凝胶并排地在其中同时进行电泳。