專利名稱：一種整體柱電洗脫裝置及其方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及分析化學技術(shù)領域，具體涉及的是ー種從凝膠中回收蛋白質(zhì)或核酸的整體柱電洗脫裝置及其方法。
背景技術(shù)：
樣品的純化回收是生化實驗室的一項常規(guī)操作，也是蛋白質(zhì)或核酸分析過程中的關鍵步驟。在蛋白質(zhì)或核酸分析過程中常常需要將特定的蛋白質(zhì)或核酸從凝膠中分離和提取出來，用于后續(xù)操作(如SDS-PAGE、LC-MS和MS分析鑒定等)。因此，凝膠電泳后蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的回收直接影響到整個蛋白質(zhì)或核酸分離分析過程的進程、結(jié)果好壞，甚至成敗等。 目前，電泳中蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶回收主要有四種洗脫方法。第一種是常規(guī)的擴散方法，即蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶或斑點從凝膠上切下并切碎放入透析袋中，之后加入洗脫液進行洗脫(Seelert, H. , Krause, F·，2008, Electrophoresis, 29, 2617-2636.)。這種方法簡單無需特殊裝置，但洗脫時間較長，且回收率低。第二種是基于高速離心的物理提取方法(Kurien, B. T. , Sco eld, R. H. , 2002, Anal. Biochem. , 302, 1-9.)。該方法操作簡單，但會導致凝膠污染相應的蛋白質(zhì)或核酸，回收損失嚴重。第三種是通過有機試劑溶解凝膠回收樣品(Horsten, H. H. , 2003, Anal. Biochem. , 316, 139-141.)。這種方法操作步驟繁瑣，對操作人員的技術(shù)和熟練程度有一定要求，且涉及有毒化學試劑，并存在樣品損失，不適于微量蛋白質(zhì)或核酸樣品的純化回收。第四種是蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的電洗脫方法，也是現(xiàn)在被研究者逐漸接受的方法(Mondal, S·，Mondal, A. K. , Mandal, S·，2007，Grana, 46，91 - 97.)。但常規(guī)電洗脫是將所含蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠碾碎，然后電洗脫；因此存在所需時間長、濃縮作用有限、操作繁瑣、回收率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對以上存在的洗脫時間長，低回收率和操作繁瑣等問題，提供ー種蛋白質(zhì)或核酸整體柱電洗脫裝置及其方法，實現(xiàn)最短時間得到最大回收率的同吋，也可對不同樣品進行洗脫。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
ー種蛋白質(zhì)或核酸整體柱電洗脫裝置，包括帶電極的電泳槽，該電泳槽中充滿電洗脫緩沖液，其特點在于還包括含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板、插槽、透析管以及框架；
所述的凝膠板放置在插槽中，透析管套設在該插槽外，且該透析管的兩端向上折疊，此插槽放置在所述的框架內(nèi)，且該插槽的長軸與框架外側(cè)的電極互相平行。所述的插槽包括上下兩層板和位于該上下兩層板之間的多個圓柱。所述的圓柱為5個，圓柱的直徑為2 mm,高度為2-5 mm。
所述圓柱的高度與含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板的厚度相適配。所述的透析管的長度比所述的插槽的長度長。所述框架的長軸前后設有多個孔道、長軸的左右兩側(cè)分別設有洗脫窗ロ，保證洗脫液的自由通過以及電泳洗脫時電流通過。電泳槽為商品化的常規(guī)瓊脂糖凝膠電泳儀等，也可根據(jù)實驗要求選擇合適大小的電泳槽。凝膠板可以是瓊脂糖凝膠，也可以是聚丙烯酰胺凝膠。本發(fā)明的具體操作步驟是經(jīng)凝膠電泳分離的含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板放于插槽中。隨后此插槽套上合適的透析管(長度約為150 mm,寬度約為25 mm),透析管
的長度比插槽稍長，在透析管中加入約2 ml洗脫液，插槽兩端的透析管向上折疊，放于電洗脫框架中。一個框架可用來進行五個插槽的洗脫，將此組裝好的框架放于電泳槽中。注意插槽的方向平行于電扱。只有這種安排才可使蛋白質(zhì)或核酸電泳遷移距離最短，從而能夠進行快速、高效的電洗脫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
(I)在最短時間得到最大回收率的同時，也可同時進行不同樣品的洗脫，而且洗脫時間大大縮短。(2)整個過程無需凝膠的切碎、融膠、抽提、溶解，離心等操作，簡化了蛋白質(zhì)或核酸純化回收的操作步驟，避免了操作中有毒化學試劑的使用，同時也避免了蛋白質(zhì)或核酸樣品提取、切碎等步驟中的樣品損失。(3)制作簡單，成本低廉，可以同時進行高通量以及多種蛋白質(zhì)或核酸的洗脫。


圖I是本發(fā)明插槽的主視圖。圖2是本發(fā)明插槽的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明插槽的剖視圖。圖4是本發(fā)明的操作示意圖。圖5是本發(fā)明整體柱電洗脫(A)與常規(guī)電洗脫(B)的原理圖。圖中1.含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板，2.凝膠，3.插槽，4.透析管，5.框架，6.洗脫窗ロ，7.孔道，8.電泳槽，9.正扱，10.負極，11.含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的碎凝膠顆粒。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖并列舉實例對本發(fā)明的相關內(nèi)容進行詳細闡述。下述的實驗內(nèi)容都是在以本發(fā)明的相關內(nèi)容為基礎進行試驗的，但是本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實例。在下列的實驗中未注明具體的實驗方案和過程，一般條件下需按照常規(guī)條件，或者是按照相關的儀器指標或廠商建議的進行操作。ー種蛋白質(zhì)或核酸電洗脫裝置，包括帶電極的電泳槽8，該電泳槽中充滿電洗脫緩沖液，還包括含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板I、插槽3、透析管4以及框架5 ;所述的凝膠板I放置在插槽3中，透析管4套設在該插槽3タト，且該透析管4的兩端向上折疊，插槽3放置在所述的框架5內(nèi)，且該插槽3的長軸與框架5外側(cè)的電極互相平行。
所述的透析管4的長度比所述的插槽的長度長。所述框架的長軸前后設有多個孔道7、長軸的左右兩側(cè)分別設有洗脫窗ロ 6。圖I是本發(fā)明插槽的主視圖，圖2是本發(fā)明插槽的側(cè)視圖，圖3是本發(fā)明插槽的剖視圖，如圖所示，本實施例的插槽3包括上下兩層板和位于該上下兩層板之間的5個圓柱。圓柱的直徑為2 mm，高度為2-5 mm，構(gòu)成大小為89X8X (2-5) mm的區(qū)室，圓柱的高度與含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板的厚度相適配。透析管規(guī)格可根據(jù)制作插槽的大小選擇不同的尺寸，本實施例中透析管的長度約為150 mm，寬度約為25 mm。透析管的長度比插槽稍長，在透析管中加入約2 ml洗脫液，插槽兩端的透析管向上折疊，放于電洗脫框架中。一個框架可用來進行五個插槽的洗脫，將此組裝好的框架放于電泳槽中。注意插槽的方向平行于電扱。只有這種安排才可使蛋白質(zhì)或核酸電泳遷移距離最短，從而能夠進行快速、高效的電洗脫。實施例I :從瓊脂糖凝膠電泳(AGE)中電洗脫目標蛋白質(zhì) 步驟一進行蛋白質(zhì)(如牛血清白蛋白)AGE· 用9 mM巴比妥緩沖液(pH 8. 6)制瓊脂糖凝膠(O. 8 %瓊脂糖，w/v)。樣品用標準的牛血清白蛋白5 mg溶解在5 ml的9 mM巴比妥緩沖液(pH 8. 6)中，通過攪拌使其完全溶解。然后加入160微升樣品溶液上樣進行瓊脂糖電泳，電泳電壓為100 V，實驗溫度為25°C，電泳時間是35 min0電泳結(jié)束后取出凝膠，凝膠兩邊切割下來進行快速考染，完成后放回原膠板處進行未染色蛋白質(zhì)區(qū)帶的定位。步驟ニ 切割含有目標蛋白質(zhì)(如白蛋白)區(qū)帶的凝膠板并放入插槽中
根據(jù)步驟一定位的目標蛋白質(zhì)(如白蛋白)的部位進行切割，切下的凝膠板完整移入插槽中，可多層放置，凝膠板的寬度及厚度與插槽吻合，緊貼在另ー側(cè)小圓柱上。步驟三插槽套上透析管并加入洗脫液
將準備好的透析管輕輕套在裝有含樣品凝膠板的插槽上，插槽兩端均多出少許，隨后一端按住，傾斜，在另一端加入2 ml 9 mM巴比妥緩沖液(pH 8. 6)，排盡氣泡。步驟四套有透析管的1-5個插槽放入框架中
將處理好的插槽放入框架中，透析管兩端出口向上，貼在框架上。制作的框架可同時進行含有1-5個插槽的洗脫。步驟五組裝好的框架放入電泳槽中進行電洗脫
隨后將其安裝好的框架放入有洗脫液的電泳槽中進行電泳，洗脫液是9 mM巴比妥緩沖液(pH 8. 6)，電泳電壓設置為100 V,溫度為25 oC,電泳時間為15-20 min。步驟六洗脫樣品收集
電泳洗脫結(jié)束后，取下插槽，倒出洗脫液，離心，取上清，測體積?？刹捎每捡R斯亮藍G-250染色法測回收蛋白質(zhì)濃度，可計算出回收率。本實施例得到蛋白質(zhì)回收率可達到83%，而相同條件下采用傳統(tǒng)方法僅為50%，顯示出巨大的優(yōu)勢。實施例2 :從聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)中電洗脫目標蛋白質(zhì) 步驟ー進行蛋白質(zhì)(如血清蛋白)PAGE
PAGE電泳條件聚丙烯酰胺分離膠(T 10%, C :2. 7%)，聚丙烯酰胺濃縮膠(T :4%，C
2.7%), 1500 mM Tris-Hcl 分離膠緩沖液(pH 8. 9),500 mM Tris-Hcl 濃縮膠緩沖液(pH6.8),25 mM Tris-Gly電極緩沖液(pH 8. 3)，血清樣品溶解于50 mM Tris-Hcl濃縮膠緩沖液(pH 6.8，含1%溴酚藍)中，10倍稀釋，每孔道10微升樣品上樣，60 V電泳直到溴酚藍進入分離膠，然后160 V電泳直至溴酚藍達到凝膠的下端，電泳時間是90 min。電泳結(jié)束后取出凝膠，凝膠兩邊切割下來進行快速考染，完成后放回原膠板處進行未染色蛋白質(zhì)區(qū)帶的定位。步驟ニ 切割含有目標蛋白質(zhì)區(qū)帶的凝膠板并放入插槽中
根據(jù)步驟一定位的目標蛋白質(zhì)的部位進行切割，切下的凝膠板完整移入插槽中，凝膠板的寬度及厚度與插槽吻合，緊貼在另ー側(cè)小圓柱上。步驟三插槽套上透析管并加入洗脫液
透析管實驗前處理好，長度約為150 mm，輕輕套在裝有含樣品膠條的插槽上，插槽兩端均多出少許，隨后一端按住傾斜，在另一端加入2 ml 25 mM Tris-Gly緩沖液(pH 8. 3)，如 有氣泡，排出。步驟四套有透析管的多個插槽放入框架中
將處理好的插槽放入框架中，透析管兩端出口向上，貼在框架上。制作的框架可同時進行含有1-5個插槽的洗脫，滿足大量的同類或不同類樣品洗脫的需要。步驟五組裝好的框架放入電泳槽中進行電洗脫
隨后將其安裝好的框架放入有洗脫液的電泳槽中進行電泳，洗脫液是25 mM Tris-Gly緩沖液(pH 8. 3)，電泳電壓設置為100V，溫度為25 oC,電泳時間為15-30 min。步驟六洗脫樣品收集
電泳洗脫結(jié)束后，取下插槽，倒出洗脫液，離心，取上清，測體積?？刹捎每捡R斯亮藍G-250染色法測回收蛋白質(zhì)濃度，并計算回收率。本實施例得到蛋白質(zhì)回收率可達到82%，而在相同條件下采用傳統(tǒng)方法僅為67%。實施例3 從瓊脂糖凝膠電泳(AGE )中電洗脫目標核酸 步驟ー進行核酸AGE
按照常規(guī)條件進行DNA瓊脂糖電泳，膠濃度為O. 5%，膠中含EtBr O. 5,g/ml,電極緩沖液為TAE (40 mM, pH 8. 0)，電壓為4V/cm。電泳完畢后，凝膠移至紫外燈下(360 nm)，用高壓滅菌過的無菌手術(shù)刀片迅速橫切出目的條帶，之后關閉紫外燈在可見光下進行后續(xù)操作。步驟ニ將切割好的含有核酸區(qū)帶的凝膠板并放入插槽中
根據(jù)步驟ー劃出的目標核酸條帶，移出并將完整的凝膠板放入插槽中，凝膠板的寬度及厚度與插槽吻合，緊貼在另ー側(cè)小圓柱上。步驟三插槽套上透析管并加入洗脫液
將準備好的透析管輕輕套在裝有含樣品凝膠板的插槽上，兩端均多出少許，隨后一端按住，傾斜，在另一端加入2 ml洗脫液TAE，排盡氣泡。步驟四套有透析管的1-5個插槽放入框架中
將處理好的插槽放入框架中，透析管兩端出口向上，緊貼于框架上。每個框架可同時進行含有1-5個插槽的洗脫。步驟五組裝好的框架放入電泳槽中進行電洗脫
隨后將其安裝好的框架放入有電極液的電泳槽中進行電泳，電泳電壓設置為8V/cm，溫度為25 oC,電泳時間為15-20 min。 步驟六洗脫樣品收集
電泳洗脫結(jié)束后，取下插槽，倒出洗脫液，低溫離心，取上清，測體積?？刹捎米贤夥止夤舛确y回收核酸濃度，可計算出回收率。·
權(quán)利要求
1.一種整體柱電洗脫裝置，包括帶電極的電泳槽(8)，該電泳槽中充滿電洗脫緩沖液，其特征在于還包括含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板(I)、插槽(3)、透析管(4)以及框架(5)； 所述的凝膠板(I)放置在插槽(3)中，透析管(4)套設在該插槽(3)外，且該透析管(4)的兩端向上折疊，插槽(3)放置在所述的框架(5)內(nèi)，且該插槽(3)的長軸與框架(5)外側(cè)的電極互相平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體柱電洗脫裝置，其特征在于所述的插槽(3)包括上下兩層板和位于該上下兩層板之間的多個圓柱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的整體柱電洗脫裝置，其特征在于所述的圓柱為5個，圓柱的直徑為2 mm，高度為2-5 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體柱電洗脫裝置，其特征在于所述圓柱的高度與含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板的厚度相適配。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體柱電洗脫裝置，其特征在于所述的透析管(4)的長度比所述的插槽的長度長。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體柱電洗脫裝置，其特征在于所述框架的長軸前后設有多個孔道(7)，框架的長軸的左右兩側(cè)分別設有洗脫窗口(6)。
7.利用權(quán)利要求1-6任一所述的整體柱電洗脫裝置的電洗脫方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 步驟一、將含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板放入插槽中； 步驟二、將透析管套在插槽上，并將透析管一端向上彎折；透析管向下斜； 步驟三、從透析管的另一端加入洗脫液后，使其向上彎折； 步驟四、將多個套有透析管的插槽放入框架中，使插槽的長軸與框架外側(cè)的電極平行； 步驟五、將框架放入電泳槽中進行電洗脫； 步驟六、電洗脫結(jié)束后，取出插槽，回收蛋白質(zhì)或核酸。
全文摘要
一種整體柱電洗脫裝置及其方法，包括帶電極的電泳槽、含有目標蛋白質(zhì)或核酸區(qū)帶的凝膠板、插槽、透析管以及框架；凝膠板放置在插槽中，透析管套設在該插槽外，且該透析管的兩端向上折疊，插槽放置在所述的框架內(nèi)，且該插槽的長軸與框架外側(cè)的電極互相平行。本發(fā)明通過對實驗用簡單材料的組裝完成了樣品回收這一難題，具有樣品回收率高，洗脫時間短的特點，且可同時進多種樣品的洗脫，操作簡單，可作為理想的洗脫和預富集方法。
文檔編號C07K1/24GK102816202SQ20121028713
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者曹成喜, 李國慶, 邵菁, 樊柳蔭, 郭陳剛, 劉小平 申請人:上海交通大學