微型凝胶梳的制作方法_4

文档序号:9620677阅读:来源:国知局
搁置于盒壁211的顶边缘213上并且防止模具进一步向 下移动到盒内。
[0075] 应认识到其它方案,作为上文所讨论的那些方案的替代或补充,可以用于将模具 定位于盒中。例如,模具和盒可以具有机械突起或凹陷(例如,球形凸块或凹槽),在某些情 况下,具有彼此互补或联锁的形状,便于或防止模具相对于盒在某些方向上移动。
[0076] 图3A至图3C示出了模具完全组装在盒内,其中盒壁联结在一起。在图3A中,窗 口板130朝向观察者并且可以通过透明盒壁121看到。梳110和大部分窗口板120由窗口 板130遮挡。泳道腔的顶端和由梳齿形成的孔结构、窗口板130和孔层219全都在盒壁211 的顶边缘上方突伸,但被横架221遮挡。窗口板120的把手部分123可以看到在模具的其 它部件和转接器上方,并且在窗口板215的前方。在图3B中,窗口板120朝向观察者并且 可以通过透明盒壁215看到。此处,窗口板120遮挡模具的其它部件和转接器。
[0077] 如图3所示,梳和窗口板的组合厚度大致等于在盒壁的内面之间的距离(~1_)。 因此,模具贴合地装配于盒内。通过改变梳的厚度,和因此在盒壁的内面之间的距离,可以 改变浇制于模具内侧的凝胶带的厚度。这能影响样品通过模具窗口转移的动态。孔层和横 架的组合厚度大致等于盒壁211的厚度,使得在图3A中看到的横架的外面与盒壁211外面 齐平。
[0078] 在图2A至图2C和图3A至图3C中示出的盒被设计用于微型平板凝胶,并且例如 在盒壁211的顶边缘213与底边缘214之间比模具或泳道腔更长。替代地,盒和模具可以 被设计成具有相当的长度。
[0079] 在窗口板120、130中的窗口跨每个泳道腔彼此对准,并且在盒壁21U215之间提 供自由通路。当凝胶带浇制于模具中时,并且模具封闭于盒中时,凝胶带填充泳道腔并且通 过窗口出来,因此接触盒壁。窗口并不像泳道腔那样长或那样宽以减小在凝胶带与盒壁之 间的接触表面积。这减小了在凝胶带与盒壁之间的摩擦,这在模具从盒移除或者在盒内在 侧向滑动时,可能导致对凝胶带的机械破坏。在某些实施例中,朝向泳道腔的窗口板的表面 被纹理化以减轻这种破坏。在其它实施例中,清洁剂或其它化学物质添加到凝胶前体,或者 涂层(例如,疏水性的)涂布到盒壁的内表面上,以减小在凝胶带与盒之间的摩擦,并且改 进密封。涂层也可以施加到与盒壁接触的模具表面上。
[0080] 作为图1A至图1C中年示出的结构、形状和布置的替代,图2A-C和3A-C包括使用 具有圆形截面的泳道腔、由单件固体材料制成的模具和延伸泳道腔的整个长度的窗口。包 括泳道腔的一维阵列的模具和用于容纳这些模具的盒的另外的变型将对于本领域技术人 员显然。 B.包括泳道腔的二维阵列的模具
[0081] 在模具中的细长泳道腔阵列也可以是二维的。例如,泳道腔可以以行和列布置于 模具中。可以使用基质的任何配置来实现这种布置,并且在每个泳道腔周围的基质的部分 可以根据需要连接到彼此。因为泳道腔彼此平行定向,在每一行或每一列中的泳道腔可以 全都基本上在一个平面中。当从端部观看时,在每一行或每一列中的泳道腔可以看起来在 基质的一个面或边缘上的一根直线上,类似于一维阵列的泳道腔。
[0082]在这些实施例中,具有泳道腔的二维阵列的模具可以构造成保持在微量滴定板 中。可以存在任何数量的泳道腔,尽管在优选实施例中,这个数量匹配在标准微量滴定板 中所用的孔的数量,例如6、24、96、384或1536。在某些实施例中,泳道腔布置为矩形阵列, 使得在一行和一列中的泳道腔的相应数量具有2:3或3:2比例。通过使泳道腔间隔开以匹 配标准微量滴定板的几何形状,可以使用被设计用于这种板的设备的部件诸如多顶端移液 管,机器人液体分配系统和机器人板搬运器来操纵模具。模具可以被设计成使得封闭每个 泳道腔的基质的部分可以插入于微量滴定板的一个孔内。微量滴定板然后用于在模具中浇 制凝胶带,例如保持模具所浸没的凝胶前体。
[0083]模具也可以结合包含电极的微量滴定板使用。在这样的微量滴定板中,每个孔可 以包含安置于底部内侧表面上的电极,使得可以通过使电流竖直穿过孔和泳道腔来执行电 泳。作为替代或作为补充,构造成接纳模具的微量滴定板可以具有在每个孔的壁上的两个 电极,与一个泳道腔相关联的窗口对准。这些电极可以用于在电泳之后将样品分子从保持 在泳道腔中的凝胶带转移出来。取决于电极的配置,微量滴定板因此可以用来执行电泳、电 洗脱/电印迹或二者。将模具保持在微量滴定板中可以允许在所有泳道中的样品同时加 工,或者比样品同时一行或一列加工的情况更快地加工。
[0084]在某些实施例中,包含泳道腔的二维阵列的模具可以分成泳道腔的一个或多个子 阵列,其中每个子阵列对应于模具中的一行泳道腔。应认识到将泳道腔分配给一行而不是 一列在某种程度上是任意的,并且大致排列在一根直线上的任何成组的泳道腔可以构成一 行。将模具分成子阵列允许在每个子阵列中的泳道腔和它们所包含的凝胶片作为一组来加 工。这可以是方便的,如果例如用来执行电泳的设备能容纳整个模具,但是用来执行电洗脱 或电印迹的设备能容纳仅一个子阵列。可断裂的模具也可以方便地用于将凝胶带浇制于泳 道腔中,即使在断裂后发生样品的施加和操纵。模具可以在任何时间分裂,并且可以包括穿 孔或其它结构特点以便于分裂。
[0085] 在可分裂模具的某些实施例中,窗口中的某些在相邻行中的泳道腔对之间形成内 通路。将模具分成一个或多个子阵列会平分这些内部通路,并且与每个子阵列的泳道腔相 关联的窗口然后形成从泳道腔到子阵列外侧空间的通路。以此方式构造模具从制造观点而 言可以是方便的,因为一个孔可以形成于基质中以用作相邻行中两个泳道腔的窗口。基质 的一个部件也可以用于分隔这些泳道腔,而不是使用以间隙分开的两个部件(每个需要窗 口孔)。使模具分成子阵列允许窗口传递电流用于电洗脱或电印迹。
[0086] 上文所描述的盒也可以在某些情况下容纳由于使具有泳道腔的二维阵列的模具 断裂而形成的子阵列。可以设想到用来容纳泳道腔的完全二维阵列的其它盒。
[0087] 也可以制备细长泳道腔的二维阵列,各泳道腔大致布置成圆,如图4所示。此处, 基质具有内壁和外壁,内壁和外壁限定每个泳道腔的两侧。各壁被成形和定位成同心圆柱 壳,其中每个泳道腔占据各壳之间的环形空间的一部分或"楔部"。固体材料部件使泳道腔 彼此分隔并且连接内壁和外壁。在内壁中的各窗口横过位于模具的中心处的整个圆筒形空 间上面向彼此。在外壁中的窗口朝向外。能通过移除任何窗口覆盖物,将单个电极放置于 模具中心并且将一个或多个电极放置于外壁周围来实现电洗脱或电印迹。在向这些电极施 加电位差时,电流可以通过窗口并且沿着其中布置泳道腔的圆的半径流动。加载到泳道腔 内并且通过电泳分离的样品因此可以在正交于分离方向的方向上转移到基质外壁外部空 间。膜可以绕外壁包裹以接纳用于电印迹的样品或者膜的条带可以放置于窗口上,在外壁 中,如下文所讨论。若需要,模具可以封闭于具有与模具壁的形状互补形状的盒中。例如, 盒可以具有管状形状并且接触基质的外壁。在转移样品之前,这种盒可以用作外壁中窗口 的窗口覆盖物。 III.分离分析物和分析样品的方法
[0088] 上文所描述的方法中的任何方法可以用来执行电泳。一般而言,凝胶带浇制于模 具的泳道腔中,并且样品施加到凝胶带上。在凝胶带的两端施加电位差并且使电流通过凝 胶带时,样品分子(也被称作分析物)以不相等的速率迀移通过凝胶带并且变得彼此分离。 如将认识到那样,适用于平板或毛细管凝胶电泳的许多考虑也适用于使用本模具的凝胶带 电泳。
[0089] 还提供使用如上文所讨论的模具来分离样品的分析物的方法。模具保持一个或多 个凝胶带。该方法可以包括将样品加载到保持于模具的一个泳道腔中的电泳凝胶带的第一 端上并且使电流通过在凝胶带的第一端与第二端之间的一个泳道腔的步骤,从而将样品抽 吸到凝胶带内并且通过电泳分离样品的分析物。凝胶带的第一端设于泳道腔的顶端附近并 且凝胶带的第二端设置于泳道腔底端附近。
[0090] 待经受电泳的生物样品可以从任何来源获得。可能来源的示例包括细胞、细胞组、 组织或整个有机体,活的或死的。样品可以是细胞裂解物、组织匀浆或血液、唾液、尿、脑脊 液或任何其它体液的样品,以及其它可能。应认识到来自不同来源的样品的数量、身份和它 们所包含的生物样品的丰富度可能不同,并且这些参数中的许多参数将在采集样品时是不 知道的。众所周知,凝胶电泳可以用来分析复杂生物样品并且使这些样品彼此比较。可以 在来自不同生物来源诸如不同的成年人、不同年龄的人、患病和健康的人、不同种族或族裔 的或来自世界的不同地方的人、经历疾病的不同治疗的人、经历治疗的人相对于不经历治 疗的人、人相对于非人哺乳动物或任何变量相对于对照的样品之间进行比较。其它示例将 对于本领域技术人员显而易见。样品可以包含蛋白质、DNA、RNA或其混合物,并且这些生物 分子种类中的任何或全部可以使用本发明的方法分离或分析。
[0091]在获得后,在生物样品在电泳凝|父带上跑动之前,生物样品可能需要制备。这种制 备可以包括,例如离心或过滤样品以移除组织片段、膜结构或其它较大污染物;通过施加压 差而将样品浓缩为更小的体积;或者将化学品添加到样品诸如蛋白酶抑制剂或缓冲剂。特 别地,在某些实施例中,样品添加于或者重新悬浮于缓冲剂,缓冲剂类似于凝胶带所浸没的 缓冲剂,或者浇制凝胶带所用的凝胶带,在pH或盐浓度方面。这能确保样品分子将进入凝 胶带并且在凝胶带内以高效、可再现的方式迀移。其它制备步骤对于本领域技术人员显而 易见。应认识到某些制备步骤可以减小加载到凝胶带内并且最终表征的样品分子的数量。 [0092]样品可以根据需要加载到凝胶带上,例如使用微量移液管。在某些实施例中,转接 器或孔结构安置于凝胶带的第一端或者泳道腔的顶端附近并且可以便于加载。在某些实施 例中,在电泳之前和电泳期间,凝胶带的第一端和第二端浸没于缓冲剂中。这提供用于使电 流在两个电极之间并且通过凝胶带传递的传导路径,并且也可以保持凝胶带水合。
[0093]可以使用电泳中完善的技术使电流根据需要通过泳道腔。单独成对的电极放置于 每个泳道腔的端部附近,使得在泳道腔中的电泳可以独立地受到控制,或者单个成对的电 极可以用于所有泳道腔。在电极之间施加的电压和电流可以呈现任何值,但应认识到在电 泳期间实现的分离量取决于这些值。可以施加电流持续任何时间长度。任何电源或其它设 备可以联接到电极并且用来施加电流。
[0094]加载到凝胶带上的分析物可以在电泳期间或电泳之后可视。在电泳期间可视通过 参考加载到凝胶带上并且随着样品一起迀移穿过凝胶带的跟踪染料诸如二甲苯蓝或溴酚 蓝来实现。作为替代或作为补充,染色的标记诸如承载荧光或着色部分的蛋白质或核酸分 子可以添加到样品上并且在电泳期间跟踪。优选地,染色标记(例如标准)具有已知的重 量或电荷,并且以可预测的速率穿过凝胶带迀移。加载到不同凝胶带上的标记可以用来确 定分析物是否以不同速率穿过凝胶带迀移,并且使凝胶带彼此对准。另一替代是直接染色 样品分子,诸如通过将携带反应性化学基团的分子共价偶联到染色部分。
[0095]在某些实施例中,样品的分析物通过与保持凝胶带的一个泳道腔相关联的窗口之 一可视。如果在窗口上的任何覆盖物,诸如上文所讨论的盒壁至少是半透明的或透明的,这 也是可行的。在电泳期间可视允许从业者计量分析物通过凝胶带迀移的速率和/或识别相 关分析物是否存在于样品中。
[0096]使用上文所描述的方法,或者使用其它标准方法,来实现电泳后使分析物可视, 例如查阅Sambrook和Russell,MolecularCloning:ALaboratoryManual(3rd),New York:ColdSpringHarborLaboratoryPress, 2001(纽约,美国冷泉港实验室出版社,《分 子克隆实验指南》第三版,2001年)。首先,模具的窗口可以揭开,例如,通过从盒移除模具, 从而使凝胶带向模具所浸没的任何缓冲剂暴露。通过将染色剂溶解于这个缓冲剂中,可以 使凝胶带中的分析物可见。染色剂的示例包括考马
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