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專利名稱：多室連續(xù)流式電泳儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種采用電泳法分析和制備樣品材料的儀器和方法。
區(qū)帶電泳是電泳的一種形式，根據(jù)有無阻滯的支持物可分為自由流式區(qū)帶電泳和支持物區(qū)帶電泳。自由流式區(qū)帶電泳是一種連續(xù)制備性電泳，緩沖液被連續(xù)注入電泳儀內(nèi)形成一個(gè)緩沖液幕布，樣品也連續(xù)注入到這個(gè)幕布中。電極位于緩沖液液流兩側(cè)，電場(chǎng)的作用方向與緩沖液流方向垂直，樣品中的帶電顆粒在兩種力的作用下，根據(jù)其顆粒大小和電荷順其合力方向運(yùn)動(dòng)，因而樣品得以分離。自由流式區(qū)帶電泳的最大特點(diǎn)是能夠連續(xù)進(jìn)樣，連續(xù)分離，連續(xù)收集，可進(jìn)行大規(guī)模制備。但缺點(diǎn)是由于對(duì)流的作用難于防止擴(kuò)散，因而樣品的分離純度較差。而在支持物區(qū)帶電泳，特別是在聚丙烯酰胺凝膠為支持物的電泳中，其分辨率得到極大的改善，成為目前分析和小量制備的常用手段，但缺點(diǎn)是不能連續(xù)進(jìn)樣，只能用于小量分離。
本發(fā)明的目的是提供一種多室連續(xù)流式電泳儀及其方法，是置自由流式區(qū)帶電泳和支持物區(qū)帶電泳為一體，集二者電泳的優(yōu)點(diǎn)，在保持高分辨率的前題下，交替進(jìn)行兩種電泳，可以進(jìn)行連續(xù)進(jìn)樣，連續(xù)分離和連續(xù)收集分離樣品，從而提高了分離效果，并可以大規(guī)模制備和分析樣品。
本發(fā)明的要點(diǎn)是，這種多室連續(xù)流式電泳儀的電泳池是由多個(gè)獨(dú)立的電泳室組成，室壁是由凝膠，膜或其它用于分離目的的材料構(gòu)成，每個(gè)電泳室有個(gè)出口和入口。在這種電泳儀上進(jìn)行電泳，可以交替進(jìn)行自由流式區(qū)帶電泳和支持物區(qū)帶電泳，因而提高了分離效果。
下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1為多室連續(xù)流式電泳儀的電泳池主視2為多室連續(xù)流式電泳儀的電泳池側(cè)視3為多室連續(xù)流式電泳儀的電泳池俯視4為多室連續(xù)流式電泳儀的工作示意圖多室連續(xù)流式電泳儀是由絕緣材料制成的電泳池、緩沖液供給裝置，樣品供給裝置，收集裝置、以及用于連通上述的緩沖液供給裝置、樣品供給裝置、電泳池的入口、電泳池的出口，上述的收集裝置的管道和泵組成的。如圖1、圖2、圖3所示，所述的電泳池1是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電泳室2組成，每個(gè)電泳室2有一個(gè)入口3和出口4，所有的入口3都在電泳池1的一側(cè)，所有的出口4都在電泳池1的與入口3相對(duì)的另一側(cè)，電極5在電泳池1的另外兩側(cè)，所述電泳室1的兩室之間的室壁6是由分離材料制成的。
分離材料有凝膠、膜和其它用于分離目的的材料，室壁是由上述分離材料中的一種或上述這些材料中的幾種組成的復(fù)合材料制成。
電極是由鉑鎳合金制成。
制成電泳池(室壁除外)的絕緣材料可采用塑料、有機(jī)玻璃、尼龍等絕緣材料，小批量可以機(jī)械加工、大量可采用鑄塑制造。
如圖1所示，樣品按粗箭頭7所示方向注入電泳室內(nèi)，緩沖液按細(xì)箭頭8所示方向注入其它電泳室內(nèi)，樣品和緩沖液的液流方向可由下向上或由上向下，電場(chǎng)方向與液流方向垂直，在不同的電泳室的出口得到分離的樣品組分。樣品在分離過程中交替經(jīng)電泳室進(jìn)行自由流式區(qū)帶電泳和經(jīng)室壁進(jìn)行支持物區(qū)帶電泳而達(dá)到分離的。室壁具有分離作用。室壁的分離作用是兩個(gè)方向的，當(dāng)樣品中的帶電顆粒沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，由緩沖液到由凝膠，膜或其它用于分離的材料制成的室壁過渡時(shí)，帶電顆粒按其大小和電荷多少，進(jìn)入室壁的速度不一樣，同時(shí)仍受到緩沖液液流的作用，因而遷移角不同于緩沖液中的情況，當(dāng)帶電顆粒進(jìn)入室壁后，在分子篩的作用下，帶電顆粒主要受到電場(chǎng)方向的作用力。室壁的另一個(gè)作用是隔離作用，是防止緩沖液對(duì)流，保持PH，避免已分離的組分又重新混合。
電泳室的大小、數(shù)量依據(jù)分離的需求而定，電泳室的數(shù)量決定分辨率。在電泳池大小限定的前題下，電泳室的數(shù)量越多，分離純度也越高。
電泳室的形狀依據(jù)分離的需求而定電泳泳室的形狀一般為長(zhǎng)方形或者正方形。
電泳室的寬度與室壁的厚度成一定的比例，如1∶1或1∶2等。其比例關(guān)系也是依分離的條件而定。電泳室越窄，其分辨率越高，室壁越厚，其分離效果越好，但電泳時(shí)間也長(zhǎng)。這是因?yàn)槭冶谥械哪z是提高分離效果的主要因素，因凝膠具有分子篩作用，被分離物質(zhì)在室壁中要好于緩沖液中的分離效果。而緩沖液中的分離作用是改變被分離的物質(zhì)的遷移角。
多室連續(xù)流式電泳儀自身的構(gòu)造形成一個(gè)自然合理的散熱系統(tǒng)，為去除電泳過程中產(chǎn)生的熱提供了良好的自身冷卻條件。因此小型電泳池不考慮外加冷卻設(shè)備，大型電泳池需外加冷卻設(shè)備。凝膠為板式凝膠、顆粒性凝膠，是由聚丙烯酰胺、葡聚糖、瓊脂糖、右旋糖苷中的一種或它們的復(fù)合材料制成的。
室壁的凝膠材料采用顆粒性凝膠時(shí)，如有由交聯(lián)丙烯酰胺構(gòu)成的顆粒性凝膠、由交聯(lián)葡聚糖構(gòu)成的顆粒性凝膠、由交聯(lián)瓊脂糖構(gòu)成的顆粒性凝膠、由交聯(lián)右旋糖苷構(gòu)成的顆粒性凝膠。使用上述同種材料，可以是同一分子分段范圍的同種材料，也可以是不同分子分段范圍的同種材料;使用上述多種材料，可以是同一分子分段范圍的多種材料，也可以是不同分子分段范圍的多種材料。使用不同分子分段范圍及顆粒大小不同的材料時(shí)，可按分離材料分子分段范圍和顆粒大小作有序排列和梯度排列。
室壁的凝膠材料采用板式凝膠時(shí)，如由聚丙烯酰胺、瓊脂糖中的一種或它們的復(fù)合材料制成的板式凝膠。使用上述一種或它們的復(fù)合材料作室壁時(shí)，其凝膠濃度變化有下述三種方式(1)所有室壁同一凝膠濃度，(2)所有室壁按一定凝膠濃度排列，(3)單一室壁用梯度濃度凝膠。
室壁的膜是由纖維素、聚碳纖維、醋酸纖維素、硝基纖維中的一種或幾種制成的具有一定分子截留的膜。
室壁的其它用于分離的材料有海沙、玻璃珠、硅膠等材料，以及具有分子篩功能的材料。
選用上述凝膠、膜和其它分離材料作為室壁要根據(jù)被分離的樣品需求而定。室壁可以用相同的分離材料，相同的濃度制成;也可以用相同的分離材料，不同的濃度制成。室壁還可以用不同的分離材料或者復(fù)合材料制成(如聚丙烯酰胺和瓊脂糖制成的復(fù)合材料)，并有相同或者不同的濃度和孔徑。從每個(gè)電泳池的室壁的角度上說，分離材料的濃度可以采用梯度濃度。
上述凝膠、膜和其它分離材料作為室壁時(shí)，要采用不同方式的襯墊支持上述分離材料。
在多室連續(xù)流式電泳儀上進(jìn)行樣品分離，可以是一種連續(xù)進(jìn)樣，連續(xù)分離和連續(xù)收集分離樣品的方法，如圖4所示，將緩沖液通過泵9和管道從緩沖液供給裝置10注入到除作為樣品室以外的電泳室中，然后將樣品通過泵11和管道從樣品的供給裝置12注入到作為樣品室的電泳室中，緩沖液的注入和樣品的注入連續(xù)進(jìn)行，并連續(xù)分離，通過連通各出口的收集裝置13連續(xù)收集分離的樣品。緩沖液可以采用連續(xù)緩沖系統(tǒng)，即注入各個(gè)電泳室的緩沖液的組分、濃度和PH都相同。
緩沖液也可以采用不連續(xù)緩沖系統(tǒng)，由于室壁的“隔離”作用，可以穩(wěn)定每個(gè)電泳室中的緩沖液流和PH，因而電泳時(shí)，可用不連續(xù)緩沖系統(tǒng)，以提高分離效果，可以用有相同組分、不同濃度和不同PH的緩沖液，或者用有不同的組分，不同的濃度和不同PH的緩沖液注入到不同電泳室中。
緩沖液注入的速度可以同于樣品注入的速度。
緩沖液注入的速度也可以不同于樣品注入的速度所有電泳室的緩沖液注入的速度相同而不同于樣品的注入的速度。或者是每個(gè)電泳室的緩沖液注入的速度不相同而只有部分電泳室的緩沖液的注入速度同于樣品的注入速度。
就每個(gè)電泳室的緩沖液注入的速度而言，可以進(jìn)行有序調(diào)整，也可以進(jìn)行無序調(diào)整，有序調(diào)整是指按電泳室的次序成一定比例增加緩沖液注入的速度。
緩沖液注入各個(gè)電泳室中的液流和PH的穩(wěn)定性取決于室壁所用的分離材料的性質(zhì)，液流通透性差的室壁能維持較好的液流和PH。此外在緩沖液中提高蔗糖、甘油的濃度也可以防止對(duì)流，維持較好的液流和PH。
在多室連續(xù)電泳儀上進(jìn)行電泳，所使用的樣品為天然樣品或經(jīng)過部分處理的樣品，對(duì)樣品的要求同于普通區(qū)帶電泳對(duì)樣品的要求，處理樣品的方法也同于進(jìn)行普通區(qū)帶電泳時(shí)對(duì)樣品處理的方法。
樣品注入于電泳池中的電泳室的位置，即作為樣品室的電泳室的位置，取決于分離的條件和對(duì)分離組分的要求。
樣品注入的速度取決于分辯率、電泳室的大小和分離材料。
所用的樣品為蛋白質(zhì)、肽、核酸、亞細(xì)胞顆粒和細(xì)胞。
在多室連續(xù)流式電泳儀上進(jìn)行一次性進(jìn)樣電泳，其過程為將緩沖液通過泵和管道從緩沖液供給裝置注入到除作為樣品室以外的電泳室中，然后將樣品通過泵和管道從樣品的供給裝置注入到作為樣品室的電泳室中，當(dāng)各電泳室都充滿液體后，停止進(jìn)液，開始電泳，樣品得到分離后，再將緩沖液注入到各電泳室中，通過連通各出口的收集裝置收集分離的樣品。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以得到高純度的分離組分，重復(fù)進(jìn)行電泳和在收集過程中去除凝膠中的樣品。
綜上所述，多室連續(xù)流式電泳儀的室壁有多種分離材料、及其不同的濃度和孔徑，緩沖液有多種組分、及其不同的PH和流速，以及電泳室的大小和數(shù)量，進(jìn)樣的位置和速度等諸因素和電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行排列組合可形式多種的分離條件，以滿足各種不同樣品的分離需求，可根據(jù)樣品的性質(zhì)和要求，很容易調(diào)整上述諸因素制定的特定的分離條件。并且在多室連續(xù)流式電泳儀中進(jìn)行分離，可以獲得較寬的分離譜帶(即蛋白質(zhì)、肽、核酸、亞細(xì)胞和細(xì)胞)，高分辯率和大規(guī)模分離制備。這些都是在多室連續(xù)流式電泳儀進(jìn)行電泳的顯著特點(diǎn)，是自由流式區(qū)帶電泳和支持物區(qū)帶電所不能比擬的。本電泳儀不僅適用于實(shí)驗(yàn)室，也適用于工業(yè)、實(shí)際應(yīng)用中，可以單機(jī)作業(yè)，多機(jī)聯(lián)機(jī)作業(yè)，或者單機(jī)循環(huán)作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種多室連續(xù)流式電泳儀是由絕緣材料制成的電泳池、緩沖液供給裝置、樣品供給裝置、收集裝置、以及用于連通上述的緩沖液供給裝置、樣品供給裝置、電泳池的入口、電泳池的出口、上述的收集裝置的管道和泵組成的，其特征在于所述的電泳池是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電泳室組成，每個(gè)電泳室有一個(gè)入口和出口，所有的入口都在電泳池的一側(cè)，所有的出口都在電泳池的與入口相對(duì)的另一側(cè)，電極在電泳池的另外兩側(cè)，所述的兩電泳室之間的室壁是由分離材料制成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多室連續(xù)流式電泳儀，其特征在于所述的分離材料有凝膠、膜和其它用一地分離目的的材料，室壁是由上述分離材料中的一種或上述這些材料中的幾種組成的復(fù)合材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多室連續(xù)流式電泳儀，其特征在于所述的凝膠為板式凝膠、顆粒性凝膠，是由聚丙烯酰胺、葡聚糖、瓊脂糖、右旋糖苷中的一種或它們的復(fù)合材料制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多室連續(xù)流式電泳儀，其特征在于所述的膜是由纖維素、聚碳纖維、醋酸纖維素、硝基纖維中的一種或幾種制成的具有一定分子截留的膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多室連續(xù)流式電泳的儀一種分離方法，其特征在于是一種連續(xù)進(jìn)樣、連續(xù)分離和連續(xù)收集分離樣品的方法其過程為將緩沖液通過泵和管道從緩沖液供給裝置注入到除作為樣品室以外的電泳室中，然后將樣品通過泵和管道從樣品的供給裝置注入到作為樣品室的電泳室中，緩沖液的注入和樣品的注入連續(xù)進(jìn)行，樣品在分離過程中，交替經(jīng)電泳室進(jìn)行自由流式區(qū)帶電泳和經(jīng)室壁進(jìn)行支持物區(qū)帶電泳而達(dá)到分離的，并通過連通各出口的收集裝置連續(xù)收集分離的樣品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種分離方法，其特征在于緩沖液采用連續(xù)緩沖系統(tǒng)，或采用不連續(xù)緩沖系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種分離方法，其特征在于緩沖液注入速度同于樣品注入的速度，或不同于樣品注入的速度，并且各室的緩沖液的注入速度是進(jìn)行有序調(diào)整，或無序調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多室連續(xù)流式電泳儀的一種分離方法，其特征在于是一種一次性加樣法，其過程為將緩沖液通過泵和管道從緩沖液供給裝置注入到除作為樣品室以外的電泳室中，然后將樣品通過泵和管道從樣品的供給裝置注入到作為樣品室的電泳室中，當(dāng)各電泳室都充滿液體后，停止進(jìn)液，開始電泳，樣品在分離過程中，交替經(jīng)電泳室進(jìn)行自由流式區(qū)帶電泳和經(jīng)室壁進(jìn)行支持物區(qū)帶電泳而達(dá)到分離的，樣品得到分離后，再將緩沖液注入到各電泳室中，通過連通各出口的收集裝置收集分離的樣品。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的一種分離方法，其特征在于在緩沖液中提高蔗糖、甘油的濃度，以防止對(duì)流，維持較好的液流和PH。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種分離方法，其特征在于所用的樣品為蛋白質(zhì)、肽、核酸、亞細(xì)胞顆粒和細(xì)胞。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種采用電泳法分析和制備樣品材料的儀器和方法。本儀器的電泳池是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電泳室組成，每個(gè)電泳室有一個(gè)入口和出口，兩電泳室之間的室壁由凝膠、膜和用于分離目的的材料制成。可在本儀器中交替進(jìn)行自由流式區(qū)帶電泳和支持物區(qū)帶電泳。連續(xù)進(jìn)樣，連續(xù)分離和連續(xù)收集分離的組分。也可一次性進(jìn)樣，得到高純度分離組分。本儀器還具有高分辨率、能大規(guī)模性制備，易調(diào)整分離條件，進(jìn)行循環(huán)電泳和多機(jī)聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/447GK1092524SQ9310176
公開日1994年9月21日 申請(qǐng)日期1993年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月9日
發(fā)明者劉田民 申請(qǐng)人:劉田民