微型凝胶梳的制作方法_2

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泳的样品。 在本发明的某些实施例中,梳是用来在泳道腔的阵列中浇制和保持凝胶带的模具的部分。 此处,梳齿使泳道腔彼此隔离。在其它实施例中,模具并不包括梳,但是包括执行相同功能 的其它结构。模具可以在每个泳道腔的顶部和底部打开,并且放置于电极附近,使得电流 能通过保持在泳道腔中的凝胶带用于电泳。模具还包括沿着每个泳道腔的侧部的窗口,电 流能通过窗口用于电洗脱或电印迹。因此电流可以在正交方向上穿过凝胶带,而无须打开 模具或者搬运凝胶带。在某些情况下,模具可以在电泳期间封闭于标准平板凝胶盒中,盒壁 覆盖模具的窗口并且防止电流或样品分子通过窗口。在某些情况下,膜条带可以放置于窗 口上用于电印迹。每个膜条带可以覆盖窗口并且从位于窗口另一侧上的凝胶带接收样品分 子。膜条带可以针对于这些特定的样品分子进行制备或加工,并且利用比从多种样品接收 分子的膜所需的试剂更少量的试剂。一般而言,模具允许比利用平板凝胶的可能的情况更 方便地结合电洗脱或电印迹来执行电泳,具有更少量的样品和试剂并且以更低的成本。 Π.模具
[0039] 如在本文中所描述,并不需要用于浇制和保持电泳凝胶带的模具合并凝胶梳或类 似结构,并且在任何情况下绝不受这种结构限制。模具至少包括细长泳道腔的阵列、基质和 多个窗口。这些特点在下文中描述,在本发明的某些实施例中也包括额外的特点。
[0040] 在细长泳道腔的阵列中,每个泳道腔具有顶端、底端和两侧或更多侧,并且泳道腔 平行于彼此定向。(本发明并不限于其中每个泳道腔垂直于地面定向的实施例。术语"顶 部"和"底部"是为了方便使用并且并不需要泳道腔的顶端位于离地面比底端更远的位置)。 在该阵列中的泳道腔的数量可以是例如1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、16、18、20、24、96、384 或1536。泳道腔可以使用任何几何形状根据需要排列于模具中。例如,腔可以在一行彼此 紧邻放置使得腔的顶端看起来沿着一根直线安置。替代地,腔可以布置成行和列使得腔的 顶端形成平面网格。该阵列可以是一维的或二维的。如在本文中使用的术语,"一维"和"二 维"指当朝向端部观看时泳道腔的布置。例如,在一维阵列中,垂直于每个泳道腔的纵向轴 线的线可以认为连接所有泳道。在二维阵列中,垂直于泳道腔的纵向轴线的平面可以被认 为与所有泳道腔相交。泳道腔可以根据需要在该阵列中间隔开,以有规律或无规律的间隔, 并且可以在任何两个泳道腔之间实现任何距离。
[0041] 泳道腔在每个泳道腔的长度上沿着其纵向轴线是"细长的",即在顶端与底端之间 的距离大于泳道腔的宽度,如在泳道腔的侧部上彼此相对的两个点之间测量。需要细长几 何形状来实现占据泳道腔的凝胶带中的样品分子的电泳分离,因为样品在加载时通常在泳 道腔的整个宽度上摊开。这种几何形状反映了在长度大于宽度的典型平板凝胶泳道中使用 的几何形状。泳道腔可以具有任何截面形状(例如,圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形) 并且经受拉长任何尺寸。圆柱形泳道腔可以具有例如10cm的长度和lcm的直径。具有矩 形截面的泳道腔可以具有例如5cm的长度和1mm与5mm的宽度。关于具体实施例提供下面 的其它尺寸。
[0042] 每个泳道腔的顶端和底端为其中泳道腔连接到模具外侧的空间的位点。然而这些 端部被覆盖例如以在施加样品之前防止污染在泳道腔中浇制的凝胶片。在优选实施例中, 泳道腔的顶端和底端限定电泳期间样品迀移的方向,其中样品加载到顶端并且朝向底端迀 移。因此,电流在顶端与底端之间传递,并且结合用于电泳的模具使用的电极安置于顶端和 底端附近。在某些实施例中,特别是在其中模具的泳道腔全都具有相同长度的情况下,泳道 腔的顶端和/或底端彼此对准,使得加载到相邻泳道腔中并且以相同速率迀移的样品彼此 紧邻地迀移。
[0043] 每个泳道腔的侧部表示并未被顶端和底端限定的泳道腔的边界。除了下文所讨论 的沿着窗口之外,侧部表示在泳道腔与泳道腔所在的基质之间的界面。因此,基质包括至少 一种固体材料并且沿着泳道腔的侧部设置,使泳道腔彼此分开并且使泳道腔与模具外部空 间分开。每个泳道腔的侧部的数量由其截面几何形状确定。例如,具有矩形截面的泳道腔 具有四个侧部。具有圆形、椭圆形或其它非多边形截面的泳道腔认为具有两个侧部,每一个 对应于截面周边的一半,使得两个侧部彼此相对,形成腔。
[0044]模具的基质为其中形成泳道腔和窗口(大体上为空的空间)的一种或多种固体。 基质可以由固体材料的单个整体件或者联结在一起的多个部件形成。基质的部件可以根 据需要利用塑料、陶瓷、金属或任何其它材料,使用任何过程例如激光切割、热成型、注射模 制、吹塑模制、旋转模制、挤压或机械加工而制成。当基质包括多于一个部件时,这些部件 根据需要联结在一起,例如通过使用粘合剂、溶剂粘结、超声焊接或热粘结等方式联结在一 起。
[0045]模具还包括多个窗口。两个窗口与每个泳道腔相关联并且安置于泳道腔的相对侧 上,每个窗口沿着泳道腔在长度方向上延伸并且穿入基质。在模具的某些实施例中,诸如泳 道腔布置成一维阵列的那些实施例中,窗口形成从泳道腔到模具外侧空间的通路。当泳道 腔保持凝胶带时,电流可以通过窗口以造成分子在与用于电泳的方向正交的方向上跨泳道 腔的宽度迀移。窗口因此用于通过电洗脱或电印迹用来将样品分子从凝胶带转移出来。
[0046] 在模具的其它实施例中,泳道腔布置成为二维阵列,并且在某些情况下,窗口形成 在相邻泳道腔之间的内部通路。这些通路可以通过在模具中泳道腔的致密装填而形成并且 可能并不计划用于在泳道腔之间转移材料。在这些情况下,模具可以分成泳道腔的子阵列, 如下文所讨论。以此方式断裂模具可能使相邻泳道腔之间的内部通路断裂,使得子阵列的 所有窗口形成到模具外侧的空间的通路。子阵列的窗口然后可以用于电洗脱或电印迹。
[0047] 在模具中的窗口可以具有任何形状或尺寸。例如,窗口可以在其关联的泳道腔的 整个长度上延伸,或者仅在这个长度的部分长度上延伸,并且与其所安置的泳道腔的侧部 一样宽,或宽度更小。在其中模具仅包含单个泳道腔的实施例中,窗口可以具有与这个泳道 腔或整个模具近似相同的宽度。窗口也可以具有均匀宽度,或者具有沿着泳道腔的长度不 同的宽度(例如,在泳道腔的底端附近缩窄或呈锥形)。本领域技术人员将认识到更长和更 宽的窗口可以导致电洗脱或电印迹更高效地转移样品分子,和转移具有更大重量或电荷的 分子。然而,这个窗口,如果在电泳期间并未被覆盖,也可能导致泳道腔的顶端与底端之间 电场更大的扭曲,和在电泳期间更不可预测的分子迀移。更长或更宽的窗口也导致凝胶更 大的表面积向模具外侧暴露。最靠近泳道腔顶端的窗口的端部可以有斜面或以其它方式雕 刻以在浇制凝胶带时遏制窗口中气泡形成。
[0048]在某些实施例中,窗口的最大宽度是窗口所关联的泳道腔最大宽度的至多1%、 2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、或 99%。在某些实施 例中,窗口的最大宽度是窗口所关联的泳道腔最大宽度的至少1 %、2%、5%、10%、20%、 30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、或99%。在某些实施例中,窗口的长度是 窗口所关联的泳道腔长度的至多1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、 80 %、90 %、95 %、或99 %。在某些实施例中,窗口的长度是窗口所关联的泳道腔长度的至多 1%、2%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、或 99%。
[0049]在某些实施例中,模具还包括可移除的基座,以从模具外侧的空间来密封泳道腔 的底端。基座可以形成为基质的一个或多个部件的部分,或者可以在其形成和组装之后施 加到基质上。在后一种情况下,基座可以在基质制造时施加或者由模具的终端使用者来施 加。基座可以防止电泳导致电流通过泳道腔和样品分子通过保持在泳道腔中的凝胶带迀 移。因此在大部分情况下在执行电泳之前移除基座。基座可以适用于在加载样品分子之前 防止凝胶带干燥或污染。当在模具中浇制凝胶带时,基座也是适用的,用于防止凝胶前体在 其能凝固之前从泳道腔底部泄漏出来。基座可以由任何材料制成并且可以具有任何结构。 例如,基座可以是覆盖泳道腔底端的固体塑料片或者膜或胶片。
[0050] 在某些实施例中,模具包括可移除的窗口覆盖物,可移除的窗口覆盖物接触基质 并且与至少一个窗口对准。窗口覆盖物防止物质或电流通过窗口覆盖物所对准的(一个或 多个)窗口。窗口覆盖物通常固结到基质外侧。类似于可移除的基座,窗口覆盖物防止在 模具内侧浇制的凝胶带干燥或污染,或者在浇制期间凝胶前体从泳道腔泄漏出来。窗口覆 盖物也防止电流或样品分子在电泳期间穿过窗口,并且因此能促使泳道腔中更均匀的电场 和样品分子可预测的迀移。根据需要,窗口覆盖物可以与模具的一个窗口或多个窗口(例 如,在模具的一个面上的所有窗口)对准。同样,一个窗口覆盖物或多个窗口覆盖物可以固 结到模具上。窗口覆盖物可以根据需要从模具施加和移除,使用手动、机动化或自动化手 段。如本文中所讨论,窗口覆盖物可以从任何适宜材料制备,诸如塑料、聚合物薄膜和粘合 剂,并且可以是刚性的或柔性的。
[0051 ] 在某些实施例中,模具还包括转接器。转接器可以包括多个孔并且安置于泳道腔 的顶端附近,使得转接器的孔与泳道腔对准。这些孔可以构造成便于凝胶前体倾倒至泳道 腔内用于浇制凝胶带或者将在浇制后将样品加载到凝胶带上。因此,转接器的孔可以成角 度或者为漏斗形,以将承载凝胶前体的器皿或承载样品的移液管端引导至泳道腔。转接器 可以适用于确保凝胶前体或样品递送到适当泳道腔,并且减小或排除这种液体在泳道腔顶 端的溢流。转接器可以根据需要附连到模具的基质上,搁置于基质的顶部上,或者给基质的 一部分。孔可以与泳道腔形成密封连接,或者简单地位于泳道腔的顶端附近或者用作泳道 腔顶端的延伸部。转接器可以具有任何形状或结构,由单件或多件制成,并且使用任何所希 望的技术或材料制成。
[0052] 在模具的某些实施例中,至少一个泳道腔在顶端呈锥形以便于凝胶前体倾倒至泳 道腔内用于浇制凝胶带,或者在浇制后将样品加载到凝胶带上。这个锥形可以被设计成便 于转接器放置,或者可以补充转接器的功能。替代地,至少一个泳道腔的顶端可以呈锥形以 允许在不存在转接器的情况下更易于使用模具。可以根据需要通过加宽在顶端的泳道腔和 /或缩窄邻近顶端的基质的一部分实现锥形。例如,泳道腔的宽度可以在顶部大于泳道腔的 平均宽度。或者,对于使泳道腔与相邻泳道腔分离的基质的第一部分,这个第一部分在泳道 腔顶端的厚度可以小于第一部分的平均厚度。或者对于使泳道腔与模具外侧的空间分隔的 基质的第二部分,这个第二部分在泳道腔顶端的厚度可以小于第二部分的平均厚度。如将 认识到,这些可能性未必是彼此互相排斥的。为了形成或者表征锥形,模具的部分的宽度或 厚度应沿着泳道腔例如在泳道腔的相同的两侧之间以一致的方式测量。在制备基质期间或 者在后来,使用任何所希望的技术,泳道腔可以加宽,或者基质的一部分的厚度可以减小。
[0053] 模具还可包括储器,储器可以安置于泳道腔的顶端附近并且构造成保持液体。在 这种液体是包含电解质的缓冲剂时,储器可以用来便于电泳。例如,储器可以被设计成使得 其所保持的缓冲剂浸没电极并且也覆盖泳道腔的顶端。因此缓冲剂用于从电极向保持在泳 道腔中的凝胶带传导电流,并且进一步向安置于泳道腔底端附近的相反极性的电极传导电 流。储器可以适用于保持液体以便于将样品加载到凝胶带上或者防止例如凝胶带干燥或污 染。对于起到这些目的中一种目的的储器,储器的液体容量可以根据需要较大或较小。储 器可以由模具基质形成(例如,为该基质的延伸部)或者单独地附连到基质上。以任一方 式,储器可以由任何材料制成并且具有任何形状或结构。
[0054] 本文所描述的模具中的任何模具可以设有一个或多个电泳凝胶带。每个凝胶带保 持在一个泳道腔中,基本上填充这个泳道腔和与这个泳道腔相关联的窗口,并且具有第一 端和第二端,第一端设于这个泳道腔的顶端附近,并且第二端设于这个泳道腔的底端附近。 凝胶带可以根据需要浇制,例如通过将凝胶前体倾倒
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