[发明专利]凝胶电泳芯片

说明书

技术领域

本发明涉及蛋白质电泳领域，具体地，涉及一种凝胶电泳芯片。

背景技术

随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代，生命科学的主要研究对象转向蛋白质，全基因组的序列信息不足以解释或推测各种生命现象，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下、药物干预前后的变化机制。

生物样品的蛋白质组学分析中，为了确定生物样品中包含的蛋白质种类或寻找感兴趣的靶蛋白，首先需要将生物样品中的蛋白质进行分离。已有的双向凝胶电泳分析法可以在两个维度对生物样品中的蛋白质进行分离，该方法通常包括先根据蛋白质等电点的差异通过等电聚焦电泳(第一向电泳)使蛋白质在第一维度进行分离，然后再根据蛋白质分子量的差异进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(第二向电泳)使已在第一维度分离的蛋白质在第二维度分离。蛋白质经第二向凝胶电泳分离后，通过对凝胶上分离的蛋白质进行染色，使凝胶中的蛋白质以蛋白质斑点的形式显现出来。不同的蛋白质由于等电点和分子量的差异将位于凝胶的不同位置。对于生物样品来说，蛋白质斑点是成千上万的，甚至更多。为了鉴定蛋白质斑点中的蛋白质，需要切割含有蛋白质斑点的凝胶(即切胶)，然后将蛋白质在凝胶内消化(即胶内消化)成肽段混合物，提取肽段混合物，最后对应不同的质谱离子化法，把肽段混合物制成样品靶(即制靶)，进行质谱分析以获得该蛋白质的质谱信息，如肽质量指纹谱和肽序列标签等。因此，经所述第二向凝胶电泳分离后的蛋白质在进行质谱分析前需要经过包括如上所述的染色、切胶、胶内消化、提取肽段混合物和制靶的样品制备。每一个待检测的蛋白质斑点都要逐个地经历切胶、胶内消化、肽段混合物提取和制靶的步骤，对少量蛋白质斑点检测来说，这样的操作是可行的。但由于生物样品中包含的蛋白质斑点数量巨大，对每个蛋白质斑点进行样品制备操作将是非常费时费力的。即便使用自动切胶仪、自动酶解仪和自动点靶仪，要将凝胶上所有的蛋白质斑点逐个进行处理依然很困难。因而简化第二向电泳操作以及电泳后质谱分析前的预处理操作是生物样品蛋白质组学所急需解决的问题。

生物微芯片技术提供了这种可能性，譬如微流控芯片技术在蛋白质组分析领域已有了大量的实践：等电聚焦和毛细管电泳技术的组合(A.E.Herr et al.,Anal.Chem.,75,1180-1187,2003)，等电聚焦和毛细管凝胶电泳技术的组合(Y.Li et al.,Anal.Chem.,76,742-748,2004)，毛细管电泳、分区分离(fractionation)、固相萃取、和电喷雾离子化(ESI)技术的集成(Q.Y.Lu,J.-B.Bao,D.J.Harrison,11th Int.Conf.Miniatur.Syst.Chem.Life Sci.,p.44-46,2007)等。

然而，目前这些尝试依旧不能满足蛋白质组分析中大量样品快速制备的需要，蛋白质组学需要一种更为实用的微芯片技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种凝胶电泳芯片，使生物样品中的蛋白质分离、胶内消化、提取肽段混合物、和制靶等质谱分析样品制备步骤完全在芯片内进行，免去现有技术样品制备过程中染胶和切胶的步骤，使一个待测生物样品中全部蛋白质的消化、肽段混合物提取和制靶所需要的时间与现有技术中一个蛋白质斑点的消化、提取和制靶的时间大致一样。这极大地缩短了包含大量蛋白质的待测生物样品的质谱分析样品制备所需的时间和繁复的制样操作，可实现蛋白质组学所需的大规模、高通量的样品制备，完成生物样品的蛋白质组学分析。

为达到本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一种凝胶电泳芯片，该凝胶电泳芯片包括

第一基片；

形成在第一基片上的分别沿第一方向延伸且具有一定宽度的第一多个凝胶条，这些凝胶条是实现蛋白质分离的泳道；

形成在第一基片上，分别位于相邻的凝胶条之间且沿不同于第一方向的第二方向延伸的第二多个隔离段，所述隔离段被布置为与所述凝胶条形成微孔阵列。

优选地，所述第二方向与所述第一方向垂直。

优选地，所述凝胶电泳芯片进一步包括位于所述凝胶条和所述隔离段上与所述凝胶条和所述隔离段接触的第二基片。

优选地，所述凝胶电泳芯片进一步包括分别形成在各凝胶条同一侧、与凝胶条接触且厚度大致相同的多个隔离带。