微型凝胶梳的制作方法_5

文档序号:9620677阅读:来源:国知局
斯亮蓝、SYPR0Ruby和溴化乙锭。将认 识到必须选择适当染色剂用于在样品中存在的特定类型的生物分子,并且也可以通过除了 染色之外的方法实现可视。方便地,可以通过模具中的窗口使分析物可视,而无需从模具移 除凝胶带。
[0097] 特别地使用无染色的化学方法使蛋白质分析物可视。方便地,这些实施例中的某 些示例并不需要露出模具窗口或者以其它方式使凝胶带向模具外侧的空间暴露。根据这些 实施例,卤素取代的有机化合物合并到凝胶带内并且与电泳分离的蛋白质接触。凝胶带向 紫外线辐射暴露引起卤素取代的有机化合物与蛋白质的色氨酸残基之间起反应。反应共价 地修饰色氨酸残基并且使得它们发出荧光,使得可以利用紫外光激发残基并且发出可见范 围的光。在凝胶带持续或重复地向紫外光暴露时,可以检测在凝胶带中的蛋白质。合适卤 素取代的有机化合物的示例在本领域中也被称作'卤代烷,是三氯化合物,诸如氯仿、三氯 乙酸和三氯乙醇。一个或多个卤素取代的有机化合物可以当凝胶带在模具中形成时合并到 凝胶带内,作为凝胶前体的组分。卤素取代的有机化合物也可以在后来合并到凝胶带内,例 如通过在包含化合物的溶液中孵育凝胶带并且允许化合物扩散到凝胶带内。可以使用无染 色的检测来量化和/或标准化样品内和样品之间的蛋白质量(例如,特定蛋白质或所有蛋 白质)。关于无染色蛋白质量化和标准的进一步公开见于共同转让的、共同未决的美国专利 申请第13/870,710号中,该专利申请以引用的方式并入到本文中。
[0098] 在某些实施例中,保持凝胶带的泳道腔是泳道腔的一维阵列的部分,并且与这个 阵列中每个泳道腔相关联的窗口形成从泳道腔穿过基质到模具外侧的空间的通路。此处, 这些方法还可包括将分析物从保持在一个泳道腔中的凝胶带转移出来。首先,在电泳之后, 移除与这个泳道腔相关联的窗口上的任何密封剂或窗口覆盖物。这可以涉及从保持模具的 盒移除模具,或者使盒内的模具移位以对准窗口与盒壁中的通孔。之后,使电流在与用于 电泳的方向正交的方向上穿过与这个泳道腔相关联的窗口,从而将分析物从凝胶带转移出 来。可以转移分析物,而无需打开模具或者搬运凝胶带。
[0099]可以使用定位于泳道腔相对侧上和在与泳道腔相关联的窗口附近的电极来根据 需要在正交方向上施加电流。关于电泳,个别成对的电极可以用于每个泳道腔,或者一对电 极(例如,板电极)可以用于所有泳道腔。可以使用任何所希望的电流、电压和电源。
[0100] 在某些情况下,在被称作电洗脱的技术中,分析物被转移到凝胶带的表面上。然后 可以通过在缓冲剂中洗涤凝胶带并且收集缓冲剂来收集分析物。可以在凝胶带仍保持在泳 道腔中时执行这个操作。电洗脱的变型是本领域技术人员已知的。
[0101] 在某些情况下,在被称作电印迹的技术中,分析物转移到由纳米纤维素、尼龙、聚 二氟乙烯或类似材料形成的膜上。分析物通过与保持凝胶带的泳道腔相关联的窗口之一在 凝胶带与膜之间直接转移。在使电流通过窗口之前,将膜放置于这个窗口附近。各种电印 迹是本领域中已知的并且已经付诸实践。当分析物是DNA片段时,转移根据其创始人英国 生物学家EdwinM.Southern命名为Southern印迹法。类似地,RNA片段的转移被命名为 Northern印迹法,并且蛋白质或多肽的转移被称作Western印迹法。另外的示例是用于翻 译后修饰的"Eastern"印迹法,和用于蛋白质相互作用的"FarWestern"印迹法。所有类 型的电印迹法在本发明方法的范围内。
[0102] 能以湿、干或半干形式来执行电印迹。在湿印迹法中,凝胶带和膜在堆叠中彼此 层叠,该堆叠浸没到槽中的转移缓冲溶液中,在槽壁上安装线或板电极。然后给电极加电 以造成溶质从凝胶带迀移到膜。在半干印迹法中,用转移缓冲溶液湿润的滤纸放置于堆叠 的顶部和底部上,凝胶带和膜夹在中间以形成"印迹夹心"。然后将电极放置成与湿润滤 纸的暴露表面直接接触。在干电印迹中,并不使用除了在凝胶带中存在的缓冲液之外的缓 冲液。湿、干和半干电印迹和相关联的材料和设备的描述见于Margalit等人(英杰公司 (Invitrogen))的美国专利申请公开号US2006/0272946Α1(2006年12月7日公开),US 2006/0278531A1 (2006 年 12 月 14 日公开)和US2009/0026079A1 (2009 年 1 月 29 日公 开)山:11:1:1611&168(美国伯内特公司(厶11161';^&1113;[01161:;^8)),美国专利第 4,840,714 号 (I989年6月20日授权);Dyson等人(阿莫仙国际公司(AmershamInternational)) 美国专利第4, 889, 606号(1989年12月26日授权);Schuette(生命科技公司(Life Techn0l0gies,Inc·))的美国专利第5,013,420号(1991年5月7日授权);Chan等人 (雅培实验室(AbbottLaboratories))的美国专利第5, 356, 772号(1994年10月8日 授权);Camacho(胡夫科学仪器公司(HoeferScientificInstruments))的美国专利 第5,445,723号(2005年8月29日授权);Boquet(BC公司(Bertin&Cie))的美国专利 第5, 482, 613号(1996年1月9日授权);以及Chen(威泰克企业股份有限公司(Wealtec EnterpriseCo.,Ltd))的美国专利第6, 592, 734号(2003年7月15日授权)。所有这些 类型的电印迹法能利用保持在模具的泳道腔中的凝胶带来执行。
[0103] 无论电印迹形式如何,常常在转移之后利用检测试剂来处理膜以使得在膜上的分 析物可检测。这些检测试剂可以是分析物的结合伴侣。在Southern和Northern印迹法 中,例如,检测试剂是荧光或显色染料跟踪的杂交探针。在Western印迹法中,检测试剂是 使用检测抗体的常规标记技术跟踪的抗体。生物化学家已知的相似或类似的过程利用Far Western印迹法和Eastern印迹法来执行。
[0104] 在某些实施例中,膜条带被切割成适合装配在模具的每个窗口上。每个膜条带因 此可以从单个凝胶带接收分析物。膜条带可以被单独处理,例如利用不同检测试剂来孵育。 这种布置允许使用更少的检测试剂体积并且在一个实验中检测不同类型的分析物。使用膜 条带也可以保留关于加载到模具中凝胶带上的样品位置的信息,并且便于自动化。在某些 实施例中,使用多孔性底物(例如,纸)将抗体或其它检测试剂递送到膜条带上,其中检测 试剂印刷到多孔性底物上。这种递送方法例如描述于共同未决的、共同转让的美国专利申 请第13/950, 590号和第14/340, 364号中。底物片被切割成与膜条带相同大小。
[0105] 在其中模具装配于盒中并且通孔在盒壁中切割以与模具窗口对准的实施例中,每 个膜条带可以切割成装配到通孔内侧,或者覆盖在模具与盒壁之间的界面处的通孔。能通 过使模具在盒内在侧向滑动来使膜条带与凝胶带接触,如上文所描述。一组膜条带也可以 制备为卡,其中卡具有形状和间距与通孔互补的凹陷。卡可以在电印迹法期间压靠到盒外 部上使得下凹的部分装配到通孔内侧并且可以用于从模具中的凝胶带接收分析物。如果膜 条带是同一^^的部分,或者以其它方式物理地联接在一起,它们可以被方便地搬运以与检 测试剂一起处理。
[0106] 具有泳道腔的二维阵列的模具也可以用于本方法中。当模具被配置成断裂成泳道 腔的一个或多个子阵列,每个子阵列对应于一行泳道腔时,那么该方法还包括使模具断裂 使得子阵列之一包含一个相关的泳道腔。样品可以加载到这个泳道腔中保持的凝胶带上, 如上文所描述,并且能执行电泳。如果与这个泳道腔相关联的窗口形成从泳道腔穿过基质 到模具外侧的空间的通路,然后也可以依序执行电洗脱或电印迹。如在包含泳道腔的一维 阵列的模具的情况下,方法可以包括移除与相关泳道腔相关联的窗口上的任何密封剂或窗 口覆盖物的步骤。这步骤涉及从保持子阵列的盒移除子阵列。
[0107] 本发明的方法还包括在执行电泳之前,在模具的一个泳道腔,例如相关泳道腔中 形成电泳凝胶带的步骤。这可以通过将模具浸没于凝胶前体中并且允许凝胶带在泳道腔中 凝固来进行,如在上文中所描述。替代地,可以通过将凝胶前体倾倒至泳道腔内并且允许凝 胶带凝固来形成凝胶带。在某些实施例中,在模具保持在盒中时,形成一个或多个凝胶带。 在包括具有盒壁中切出的通孔的盒的实施例中,由橡胶、泡沫或类似物制成的一个或多个 可移除的垫圈可以插入于通孔中。当模具的泳道腔被填充凝胶前体时,垫圈可以防止泄漏 并且可选地在电泳期间留在适当位置。这些方法的变型对于本领域技术人员显然。 IV. 用于执行电泳、电洗脱和电印迹的系统
[0108] 本申请还提供使用上文所描述的模具和方法来执行电泳、电洗脱和电印迹的系 统。
[0109] -种这样的系统包括用于保持模具的盒以及第一电极和第二电极。盒和电极被布 置成使用模具来进行电泳。电极具有相反的极性,并且被定位成驱动电流通过在模具的泳 道腔中保持的一个或多个凝胶带。具体而言,当模具保持在盒中时,第一电极定位于模具的 泳道腔的顶端附近,并且当模具保持在盒中时,第二电极定位于泳道腔的底端附近。
[0110]另一系统可以用于具有细长泳道腔的一维阵列的模具,其中,与每个泳道腔相关 联的窗口形成从泳道腔穿过基质到模具外侧的空间的通路。此处,该系统包括用于保持这 种模具的盒以及第一分离电极、第二分离电极、马达、第一转移电极和第二转移电极。当模 具保持在盒中时,第一分离电极和第二分离电极分别定位于模具的泳道腔的顶端和底端附 近。这些电极具有相反极性并且用于电泳。第一转移电极和第二转移电极也具有相反极性 并且用于电洗脱或电印迹。为了使用转移电极,模具必须从盒和发生电泳的位置移除。因 此,马达被配置成从盒移除模具并且将模具放置于第一转移电极和第二转移电极附近。在 模具重新就位的情况下,第一转移电极和第二转移电极定位于泳道腔的相对侧,在与泳道 腔相关联的窗口附近。
[0111] 在这些系统的某些实施例中,当模具保持在盒中时,盒接触模具的基质并且与泳 道腔相关联的窗口对准,从而防止物质或电流通过与泳道腔相关联的窗口。盒因此允许发 生电泳,但不允许发生电洗脱或电印迹。
[0112] 模具、盒、电极和这些系统的其它部件能使用适用于实现部件之间规定关系的任 何支承结构。例如,盒可以保持在凝胶电泳池中,凝胶电泳池将电极放在所描述的模具附 近。其它材料和设备,例如缓冲剂、电源和液体分配系统可以根据需要合并到这些系统内。 V. 示例 A.示例1.着色蛋白质的电泳和电印迹标准
[0113] 根据本发明的一实施例来构造模具。模具包括:排列成一维阵列的八个细长的泳 道腔;基质,其使泳道腔彼此和与模具外侧的空间分隔;以及,多个窗口,其中两个窗口与 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并且 垂直于基质在长度方向上延伸,从而形成从泳道腔穿过基质到模具外侧的空间的通路。
[0114] 8%聚丙烯酰胺凝胶带在模具的泳道腔中浇制,并且不同体积的PrecisionPlus Protein?双色标准(Bio-RadLaboratories,Inc.,Hercules,California,USA)被加载到 凝胶带上,同时模具封闭于盒中。标准的蛋白质通过电泳分离并且随后在凝胶带保持在模 具中时可视(图5,顶部)。
[0115] 在从盒移除模具之后,硝化纤维膜放置于模具附近并且使电流穿过模具的窗口。 使用Trans-BlotTurbo设备(Bio-Rad),通过电印迹法,使蛋白质通过窗口转移到膜上。然 后蛋白质在膜上可视(图5,底部)。图5的顶部和底部的比较示出了蛋白质高效地从凝胶 带转移到膜。 B.示例2.来自HeLa裂解物的蛋白质的Western印迹法
[0116] 如在示例中,根据本发明的一实施例构造模具。聚丙烯酰胺凝胶带在模具的泳道 腔中浇制,并且HeLa裂解物样品一
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