具有延长的保质期和高性能的电泳凝胶的制作方法

文档序号:15050648发布日期:2018-07-31 15:29阅读:250来源:国知局
本申请根据35u.s.c.§119(e)要求2015年10月14日提交的美国临时申请号62/241,642的优先权,其与本申请共同拥有,并且其特此以全文引用的方式明确并入,如同在本文中完全阐述一样。本公开涉及用于凝胶电泳的制剂、系统和技术。更具体地说,本公开涉及表现出近似中性ph的聚丙烯酰胺凝胶的制剂,以及相关的系统和方法。
背景技术
:凝胶电泳是分离生物分子如脱氧核糖核酸(dna)、核糖核酸(rna)、多肽和蛋白质的常用程序。在凝胶电泳中,大分子根据外加电场使它们通过过滤凝胶迁移的速率而分离成条带。此技术中使用的设备可以包括封装在玻璃管中或以厚块形式包夹在玻璃或塑料板之间的凝胶,有时称为凝胶盒。凝胶具有开放的分子网络结构,所述结构限定了用盐的导电缓冲溶液饱和的孔。通过凝胶的这些孔足够大以允许迁移的大分子通过。将凝胶盒或其它设备放置在与缓冲溶液接触的腔室中,所述缓冲溶液提供凝胶与电源的阴极或阳极之间的电接触。含有大分子和示踪染料的样品置于凝胶的顶部。对凝胶施加电势,使得样品大分子和示踪染料向凝胶底部迁移。在示踪染料即将到达凝胶末端之前电泳停止。然后确定分离的大分子条带的位置。通过与已知大小的示踪染料和大分子相比来比较特定条带移动的距离,可以确定其它大分子的大小。大分子通过凝胶的迁移速率取决于四个主要因素:载体基质(即凝胶的孔隙率);大分子的大小和形状;大分子的电荷密度;和施加场强。电泳系统通常试图控制这些因素以便从凝胶到凝胶和从样品到样品可重现。然而,保持凝胶之间的均匀性是困难的,因为这些因素中的每一个都对凝胶系统化学中的许多变量敏感。通常用于电泳的两种载体基质是聚丙烯酰胺和琼脂糖。载体基质充当多孔介质并表现得像分子筛。琼脂糖具有相对较大的孔径,并且通常用于分离核酸和蛋白质复合物。聚丙烯酰胺具有相对较小的孔径,并且通常用于分离大多数蛋白质和较小的核酸。聚丙烯酰胺凝胶是通过丙烯酰胺单体的聚合产生的。这些单体通过添加双官能化合物如n,n,-亚甲基双丙烯酰胺(“双丙烯酰胺”)而交联成长链,所述双官能化合物与链端的游离官能团反应。丙烯酰胺和双丙烯酰胺的总组合浓度(以%t=x%表示,其中x是凝胶中丙烯酰胺的总浓度)影响凝胶的孔径。举例来说,对于给定的交联剂浓度(%c),增加的丙烯酰胺浓度(%t)提供减小的孔径,这产生分子量较低的分子的解析度,反之亦然。聚丙烯酰胺凝胶电泳(page)提供了期望的电泳特征,因为凝胶是光学透明的、电中性的,并且可以制成一定范围的孔径。例如,可以使用阴离子洗涤剂如十二烷基硫酸钠(sds)在变性条件下进行电泳。当聚丙烯酰胺凝胶电泳与十二烷基硫酸钠一起使用(即作为sds-page)时,通过将sds添加至系统中来控制大分子电荷密度。sds分子与大分子缔合并且赋予其均匀电荷密度,基本上消除任何固有分子电荷的作用。所得sds-大分子复合物高度带负电并且在凝胶中基于其大小解析。历史上,sds-page凝胶通常在碱性ph下浇注和运行。用于分离蛋白质的最常见的page缓冲系统是由ornstein和davis(ornstein,l.(1964)《纽约科学院年报(ann.nyacad.sci.)》,121:321和davis,b.j.(1964)《纽约科学院年报(ann.nyacad.121:404)开发,并且由laemmli(laemmli,1970,《自然(nature),》227,680-686)修改以便与sds一起使用。laemmli缓冲系统由分离凝胶中的0.375m三(羟甲基)氨基甲烷(“tris”)组成,用hcl滴定至ph8.8。积层凝胶由0.125mtris组成,滴定至ph6.8。阳极和阴极运行缓冲液含有0.024mtris、0.192m甘氨酸、0.1%sds(即作为“tris-甘氨酸缓冲液”)。尽管已经开发了各种缓冲系统,但tris-甘氨酸相对便宜,由于其广泛使用而使行业从业者熟悉,并且提供了具有质量差异的大分子条带和泳道形状。此外,下游应用(如银染色)与tris-甘氨酸缓冲系统相容。关于银染色,已报道tris-甘氨酸凝胶比用tricine或bicine缓冲的凝胶提供更低的背景染色(rabilloud,t.等人,《细胞分子生物学(cellmol.biol.)》,40:57-75(1994))。使用具有上述碱性ph值的传统(例如tris-甘氨酸)缓冲液的聚丙烯酰胺凝胶的缺点是凝胶趋于随时间水解成聚丙烯酸盐阴离子和铵阳离子。聚丙烯酸盐阴离子的负电荷干扰大分子(例如样品的带负电荷的蛋白质)的适当迁移,其中凝胶中大分子的迁移距离减小。这种迁移干扰会引起不希望的“微笑效应”,其中凝胶边缘附近的低分子量蛋白质条带趋于向上弯曲,从而难以精确确定分离。水解也会降低大分子条带的解析度。具有高ph缓冲液的未冷藏凝胶由于水解可能会在几天内降解。然而,即使在约4℃的温度下保存的这种类型的冷藏凝胶在制造后的两到三个月内也可能开始劣化。因此,需要具有中性ph的电泳凝胶缓冲制剂,由此提供具有延长的保质期的聚丙烯酰胺凝胶。此外,需要这样的制剂,其能够在电泳期间提供大分子的有效分离,使得分离的分子的解析度的清晰度保持在可接受的水平,并且表现出相对较大的缓冲能力。还需要一种与经济的tris-甘氨酸运行和样品缓冲液相容的电泳凝胶缓冲液,以及该行业具有某种程度熟悉度的运行和样品缓冲液。此外,需要与tris-甘氨酸凝胶常见的下游应用具有相容性的这种中性ph缓冲制剂。技术实现要素:本文公开了解决上述一个或多个问题的凝胶组合物和凝胶缓冲液。根据本公开的各种示例性实施例的用于凝胶电泳的聚丙烯酰胺凝胶具有包含凝胶胺缓冲剂、主要凝胶两性电解质和可以选自苏氨酸和丝氨酸的共轭凝胶两性电解质的凝胶缓冲液。根据本公开的另一方面,公开了通过电泳分离样品中的分子的方法。所述方法可以包括以下步骤:形成聚丙烯酰胺凝胶,用样品加载聚丙烯酰胺凝胶,并且在凝胶两端施加电压差以使得分子以随着质量和/或电荷而变化的迁移速率迁移通过所述凝胶。本文公开的通过电泳分离样品中的分子的方法的聚丙烯酰胺凝胶可以包括凝胶胺缓冲剂、主要凝胶两性电解质和共轭凝胶两性电解质。共轭凝胶两性电解质可以选自苏氨酸和丝氨酸。根据本公开的另一方面,聚丙烯酰胺凝胶缓冲液包含凝胶胺缓冲剂、主要凝胶两性电解质和选自苏氨酸和丝氨酸的共轭凝胶两性电解质。凝胶缓冲液的ph可以在约6.5至约7.5的范围内。其它目的和优点将部分在下面的描述中阐述,部分将从描述中显而易见,或者可以通过本教导的实践而了解。本公开的目的和优点将通过所附权利要求书中特别指出的要素和组合及其等同物来实现和获得。应理解,前面的一般性描述和下面的详细描述仅仅是示例性和解释性的,并不限制所要求保护的主题。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的示例性实施例并且与说明书一起用于解释本公开的各种原理。附图说明根据与其一致的示例性实施例的以下详细描述,本公开的至少一些特征和优点将变得显而易见,所述描述应参照附图考虑,其中:图1a示出了具有ph为8.7并且包含400mmtris和0mm甘氨酸的对照聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)(赛默飞世尔科技公司(thermofisherscientific,inc.))的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1b示出了具有ph为6.3并且包含125mmtris和125mmtricine的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1c示出了具有ph为7.5并且包含125mmtris和125mmtricine的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1d示出了ph为7.1并且具有包含125mmtris、125mm甘氨酸和50mm天冬酰胺的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1e示出了ph为7.3并且具有包含125mmtris、125mm甘氨酸和50mm牛磺酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1f示出了ph为7.1并且具有包含125mmtris、125mm甘氨酸和75mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1g示出了ph为7.1并且具有包含125mmtris、125mm甘氨酸和25mm丝氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图1h示出了ph为7.1并且具有包含125mmtris、125mm甘氨酸和50mm丝氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图2a示出了ph为7.1并且具有包含75mmtris、125mm甘氨酸和10mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图2b示出了ph为约6.5并且据信包含浓度未知的tris、甘氨酸和牛磺酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即tgxtm凝胶(%t=10%)(bio-radlaboratories,inc.)的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图2c示出了ph为约6.3并且据信包含浓度未知的tris、甘氨酸和甘油的聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即precisetmtris-甘氨酸凝胶(%t=10%)(赛默飞世尔科技公司)的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图3a示出了ph为7.1并且具有包含75mmtris、125mm甘氨酸和10mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=4-20%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图3b示出了ph为6.5并且据信包含浓度未知的tris、甘氨酸和牛磺酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售梯度聚丙烯酰胺凝胶,即tgxtm凝胶(%t=4-20%)(bio-radlaboratories,inc.)的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图3c示出了ph为约6.3并且据信包含浓度未知的tris、甘氨酸和甘油的聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即precisetmtris-甘氨酸凝胶(%t=4-20%)(赛默飞世尔科技公司)的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图4a示出了ph为7.1并且具有包含117mmtris、195mm甘氨酸和15.6mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的梯度聚丙烯酰胺凝胶(t=8-16%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图4b示出了ph为约6.5并且据信包含浓度未知的tris、甘氨酸和牛磺酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售梯度聚丙烯酰胺凝胶,即tgxtm凝胶(t=8-16%)(bio-radlaboratories,inc.)的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图5示出了在凝胶用于进行电泳分离后拍摄的六种非梯度聚丙烯酰胺凝胶的负载pagerulertmplus预染蛋白质梯、负载大肠杆菌、负载bsa和负载igg的泳道的并排注释灰度照片,其中一种凝胶是具有ph为8.7并且包含400mmtris和0mm甘氨酸的对照聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)(赛默飞世尔科技公司),并且五种凝胶是ph为7.1并且具有不同浓度的苏氨酸的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)的示例性实施例。图6a示出了ph为7.1并且具有包含78.5mmtris、131mm甘氨酸和10.5mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=6%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图6b示出了ph为7.1并且具有包含150mmtris、250mm甘氨酸和20mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(%t=6%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图6c示出了ph为7.1并且具有包含135mmtris、217mm甘氨酸和17.3mm苏氨酸的聚丙烯酰胺凝胶制剂的梯度聚丙烯酰胺凝胶(t=4-20%)的示例性实施例的注释灰度照片,其在凝胶用于进行电泳分离后拍摄;图7示出了在凝胶用于进行电泳分离后拍摄的六种非梯度聚丙烯酰胺凝胶的负载pagerulertmplus预染蛋白质梯、负载大肠杆菌、负载bsa和负载igg的泳道的并排注释灰度照片,其中一种凝胶是具有ph为8.7并且包含400mmtris和0mm甘氨酸的对照聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)(赛默飞世尔科技公司),并且五种凝胶是ph为7.1并且具有不同浓度的甘氨酸的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)的示例性实施例;和图8示出了在凝胶用于进行电泳分离后拍摄的六种非梯度聚丙烯酰胺凝胶的负载pagerulertmplus预染蛋白质梯、负载大肠杆菌、负载bsa和负载igg的泳道的并排注释灰度照片,其中一种凝胶是具有ph为8.7并且包含400mmtris和0mm甘氨酸的对照聚丙烯酰胺凝胶制剂的市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶,即novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(t=10%),并且五种凝胶是ph为7.1并且具有不同浓度的苏氨酸的非梯度聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)的示例性实施例。尽管以下详细描述参考了示例性说明性实施例,但是它们的许多替代方案、修改和变化形式对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此,意图广泛地看待所要求保护的主题。具体实施方式本说明书通篇使用的术语在本发明的上下文中以及在使用每个术语的具体上下文中通常具有其在本领域中的普通含义。以下或在说明书的其它地方讨论了某些术语,以向从业者在描述本公开的制剂、系统和方法以及如何制造和使用它们时提供额外的指导。应了解,相同的事物可以用不止一种方式陈述。因此,替代语言和同义词可以用于本文讨论的任何一个或多个术语,无论是否在此详细阐述或讨论术语也没有任何特别的意义。提供了某些术语的同义词。叙述一个或多个同义词并不排除使用其它同义词。本说明书中任何地方的实例(包括本文讨论的任何术语的实例)的使用仅是说明性的,并且决不限制本文阐述的任何实施例或任何示例性术语的范围和含义。如本文所用,术语“不连续缓冲液”、“不连续系统”和“不连续缓冲系统”通常指在聚丙烯酰胺凝胶电泳系统中使用的两种含水缓冲系统中的一种。不连续缓冲系统在功能和化学上与连续缓冲系统不同。通常,连续系统只有单一分离凝胶,并且在储罐和凝胶中使用相同的缓冲液。在不连续系统中,一种称为积层凝胶的非限制性大孔凝胶常常层叠在分离凝胶(有时称为“解析凝胶”)上。每个凝胶可以用相同或不同的缓冲液制成,并且储罐缓冲液不同于凝胶缓冲液。不连续性是由较快移动的前导离子(例如氯离子)和较慢移动的尾随离子(甘氨酸、苏氨酸和/或丝氨酸)的离子迁移率的差异产生的。在不连续系统中获得的解析度远远高于使用含有稀释的分析物溶液的样品的连续系统获得的解析度,这是由于不连续系统的集中效应产生分析物分子的尖锐起始区。连续缓冲系统和不连续缓冲系统之间的区别对于本发明所属领域的技术人员而言是众所周知的。术语“条带清晰度”是一个相对术语,用于比较各种凝胶制剂中出现的迁移条带的清晰度。所述术语特别用于比较两种或更多种不同凝胶制剂之间的相对条带清晰度。可以使用各种方法来确定条带清晰度。举例而言,取决于所获得的解析度的程度,条带清晰度或条带清晰度改善的程度可以通过视觉检查来确定。为了获得条带清晰度更定量的估计,可以使用凝胶成像和分析软件。本领域通常使用的示例性但非限制性的凝胶成像和分析软件是例如totallabtm软件(nonlineardynamicsltd,durham,nc)、gel-protm分析仪(mediacybernetics,bethesda,md)或1dl300凝胶分析软件(lablmage,莱比锡,德国)。条带清晰度可以通过测量凝胶中每个分离条带的面积并将所述面积除以每个孔的宽度(其通常是恒定的)来确定。确定条带清晰度的另一种方法可以是直接测量由凝胶图像和分析软件检测到的各个峰的宽度。更锐利的条带增加了检测目标蛋白的可能性,因为蛋白质质量分布在较小的区域。在一个示例性实施例中,本公开预期包括凝胶和缓冲系统的电泳系统,其中分离在近似中性的ph下发生。如本文所用,近似中性的ph通常可以是约6.5至约7.5的ph,例如约6.9至约7.5的ph,或者例如约7.0至约7.2的ph。不受任何特定理论或机制的束缚,认为使用近似中性的ph电泳系统确保样品内正在进行电泳的生物分子(例如蛋白质、核酸、碳水化合物等)保持完全或大大减少和不水解。有利地,在近似中性的ph下,蛋白质的伯氨基与未聚合的丙烯酰胺的反应性较小,由此允许更高的解析度和改善的条带清晰度。此外,巯基比在常规进行sds-page的更碱性条件下更不易氧化。具有通常以百分比表示的均匀丙烯酰胺浓度的凝胶被称为非梯度凝胶。在非梯度凝胶中,均匀的丙烯酰胺浓度在整个凝胶上提供均匀的分子筛。或者,在整个凝胶长度上具有不均匀丙烯酰胺浓度的凝胶被称为梯度凝胶。通常,在梯度凝胶中,丙烯酰胺浓度沿凝胶的向下长度逐渐或逐步增加。因此,在梯度凝胶中,渐变的丙烯酰胺浓度在整个凝胶上提供越来越密的分子筛,从而在凝胶内提供比相同尺寸的非梯度凝胶可以提供的更大范围的大分子的分离。凝胶可以包括或不包括积层部分。无积层部分的凝胶是在整个电泳凝胶设备例如凝胶盒中由单一丙烯酰胺溶液形成的凝胶,而具有积层部分的凝胶由至少两种丙烯酰胺溶液形成:(1)小的低浓度积层凝胶,其中存在大分子孔,和(2)较大部分的凝胶,其中发生蛋白质分离。在传统的tris-甘氨酸电泳凝胶系统中,大分子堆积在高度流动的前导氯离子(在凝胶缓冲液中)和较慢的尾随甘氨酸离子(在运行缓冲液中)之间的积层凝胶中。使用积层凝胶的原因是为了提高凝胶中条带的解析度。堆积的大分子条带一旦到达分离凝胶就会进行筛分。如上所述,分离凝胶可以是非梯度凝胶或梯度凝胶。在一些实施例中,形成本公开的基础的凝胶制剂在用作不连续缓冲系统的一部分时可以提供期望的性能特征。不连续缓冲系统是在阳极室、阴极室或阳极室和阴极室中使用与凝胶中存在的缓冲液不同的含水缓冲液。含水运行缓冲液的浓度可以不同于电泳凝胶的缓冲液浓度。在一些实施例中,根据本公开的凝胶制剂可以包含积层凝胶和解析凝胶。在一些实施例中,凝胶制剂可以包含积层凝胶和解析凝胶(即分离凝胶)。积层凝胶与解析凝胶比(也表示为s:r)的非限制性实例可以是约0.5:9.5、约1:9、约1.5:8.5、约2:8、约2.5:7.5、约3:7、约3.5:6.5、约4:6、约4.5:5.5或约1:1。通常,积层与解析凝胶的比率可以根据各种因素而变化,例如分离和样品要求。当用于不连续凝胶电泳系统时,术语积层和解析凝胶的含义是本领域普通技术人员所熟知的。通常,存在于积层凝胶中的聚丙烯酰胺和/或交联剂(例如双丙烯酰胺)的百分比可以小于存在于解析凝胶中的聚丙烯酰胺和/或交联剂的百分比。在一些实施例中,存在于积层凝胶中的聚丙烯酰胺的百分比将小于约6%、小于约5%、小于约4%、小于约3%。在一些实施例中,存在于积层凝胶中的聚丙烯酰胺的百分比可以为约2.5%或更少。在电泳系统和制剂的一个实施例中,范围介于约2.5%至约25%丙烯酰胺(%t)的解析聚丙烯酰胺凝胶是使用约1%至约6%的合适交联剂(%c)例如双丙烯酰胺聚合的。在一个实施例中,凝胶是在凝胶缓冲液存在下使用约2%至约5%交联剂(%c)聚合的。在一个实施例中,聚丙烯酰胺凝胶可以包含25%丙烯酰胺、24%丙烯酰胺、23%丙烯酰胺、22%丙烯酰胺、21%丙烯酰胺、20%丙烯酰胺、19%丙烯酰胺、18%丙烯酰胺、17%丙烯酰胺、16%丙烯酰胺、15%丙烯酰胺、14%丙烯酰胺、13%丙烯酰胺、12%丙烯酰胺、11%丙烯酰胺、10%丙烯酰胺、9%丙烯酰胺、8%丙烯酰胺、7%丙烯酰胺、6%丙烯酰胺、5%丙烯酰胺、4%丙烯酰胺、3%丙烯酰胺或2.5%丙烯酰胺。在某些非限制性实施例中,sds可以基本上不存在于电泳凝胶制剂中。相反,可以在运行缓冲液和/或上样缓冲液中提供sds。根据各种示例性实施例的聚丙烯酰胺凝胶可以包括一级有机胺或一或二取代的胺缓冲剂。凝胶胺缓冲剂的pka范围也可以是约中性的,通常在约5至约10的范围内、约5.5至约10的范围内、约6至约9的范围内、约7至约8.5的范围内、约7.9至约8.2的范围内或约8.0至约8.1的范围内。适用于本文所述的电泳系统和方法的示例性但非限制性的凝胶胺缓冲剂可以包括双(2-羟乙基)-亚氨基-三(羟甲基)-甲烷(以下称为“bis-tris”)、1,3-双(三(羟甲基)甲基氨基)丙烷(以下称为“bis-tris丙烷”)、三(羟甲基)氨基甲烷(以下称为“tris”)、三乙醇胺或其任何衍生物或盐,其pka值为约5.5至约10.0。然而,在实施目前描述的实施例的过程中,可以使用具有至少一种伯胺或取代胺并且进一步具有约7.9至约9.8的pka的任何凝胶胺缓冲剂,而不脱离其精神和范围。在一些实施例中,存在于凝胶中的凝胶胺缓冲剂的浓度可以小于约150mm,例如约40mm至约150mm或约70mm至约140mm。较低浓度的凝胶胺缓冲剂,例如约80mm或更低,通常可以更适用于非梯度凝胶。更高浓度的凝胶胺缓冲剂,例如约80mm或更多,通常可以更适用于梯度凝胶。在一些实施例中,凝胶具有浓度小于150mm的凝胶胺缓冲剂,凝胶胺缓冲剂是tris。通常,具有较低tris浓度(例如低于150mm)的凝胶制剂可以减少电泳分离运行时间并降低电泳期间产生的热量。在各种示例性实施例中,凝胶胺缓冲剂可以在其它含水组分组合时并在聚合反应开始之前,以水溶液形式直接加入到解析凝胶中、加入到积层凝胶中,或加入到解析凝胶和积层凝胶中。或者,可以将凝胶胺缓冲剂掺入凝胶基质中,例如通过将聚合凝胶浸泡在含有所需浓度的凝胶胺缓冲剂的水溶液中并使凝胶胺缓冲剂渗透聚合凝胶基质。形成电泳系统基础的聚丙烯酰胺凝胶可以包括如上所述的主要凝胶两性电解质与凝胶胺缓冲剂的组合。根据本公开的示例性实施例,适用于凝胶制剂的主要凝胶两性电解质可以包括但不限于具有胺基并且能够在水溶液中形成两性离子的任何生物缓冲剂。在一些实施例中,非常适合与本发明凝胶制剂一起使用的主要凝胶两性电解质将具有比凝胶胺的pka值高至多约2.0个ph单位的pk值。作为非限制性实例,以下的示例性凝胶两性电解质被考虑作为主要凝胶两性电解质用于当前描述的实施例:2-氨基乙酸(以下称为“甘氨酸”)、n-(三(羟甲基)甲基)甘氨酸(以下称为“tricine”)、n,n-双(2-羟乙基)甘氨酸;二乙醇甘氨酸(以下称为“bicine”)、哌嗪-n,n'-双(2-乙磺酸)(以下称为“pipes”)、3-(n-吗啉基)-2-羟基丙磺酸(以下称为“mopso”)、n-(2-乙酰胺基)-2-氨基乙磺酸(以下称为“aces”)、n,n-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸(以下称为“bes”)、n-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸(以下称为“tes”)、-(2-羟乙基)-l-哌嗪乙磺酸(以下称为“hepes”)、2-氨基-甲基-1,3-丙二醇3-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]丙磺酸(以下称为“hepps”)和n-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙磺酸(以下称为“taps”)。当然,对于本领域技术人员来说显而易见的是,任何具有至少一种胺或取代胺并且进一步具有比选择用于凝胶中的凝胶胺高约1至约2个ph单位的pka的凝胶两性电解质可以用于目前描述的实施例的实践中,而不脱离其精神和范围。主要两性电解质可以约25mm至约250mm或约100mm至约250mm范围内的浓度存在于凝胶制剂中。在各种示例性实施例中,用于电泳系统的聚丙烯酰胺凝胶制剂可以包括共轭凝胶两性电解质与上述凝胶胺和主要凝胶两性电解质的组合。作为非限制性实例,以下示例性共轭凝胶两性电解质被考虑用于当前描述的实施例:(2s,3r)-2-氨基-3-羟基丁酸(以下称为“苏氨酸”)、(2s)-2-氨基-3-羟基丙酸(以下称“丝氨酸”)、2-氨基乙磺酸(以下称为“牛磺酸”)和(2s)-2,4-二氨基-4-氧代丁酸(以下称为“天冬酰胺”)。共轭两性电解质可以约0.1mm至约200mm范围内、约0.1mm至约50mm范围内或约10mm至约50mm范围内的浓度存在于凝胶制剂中。在一些示例性实施例中,凝胶胺缓冲剂充当碱和缓冲剂,主要两性电解质充当尾随离子,并且共轭两性电解质充当附加尾随离子。主要两性电解质是一种领先的尾随离子,落后于由hcl提供的cl-离子,随后是其它尾随离子。关于鉴定待用于本公开范围内的缓冲制剂中的特定共轭两性电解质,苏氨酸和丝氨酸出乎意料地提供了定性优越的蛋白质条带分离和解析。在一些实施例中,凝胶两性电解质可以例如在其它含水组分组合时并在聚合反应开始之前,以水溶液形式直接加入到解析凝胶中、加入到积层凝胶中,或加入到解析凝胶和积层凝胶中。或者,可以通过将聚合凝胶浸泡在含有所需浓度的凝胶两性电解质的水溶液中并使凝胶两性电解质渗透聚合凝胶基质而将凝胶两性电解质掺入凝胶基质中。在一个非限制性示例性实施例中,凝胶胺缓冲剂可以是tris,主要两性电解质/尾随离子可以是甘氨酸,并且共轭两性电解质/辅助尾随离子可以是苏氨酸。在另一个非限制性示例性实施例中,凝胶胺缓冲剂可以是tris,主要两性电解质/尾随离子可以是甘氨酸,并且共轭两性电解质/辅助尾随离子可以是丝氨酸。这些制剂中的tris浓度可以小于约150mm,例如约70mm至约140mm,甘氨酸可以为约100mm至约250mm,并且苏氨酸或丝氨酸可以为约10mm至约50mm。这些制剂的ph可以为约6.5至约7.5,可以为约6.9至约7.5,或者约7.0至约7.2,或者这些制剂的ph可以为约7.1。包括以下实例以证明根据本公开的示例性实施例的各种有效制剂。然而,根据本公开,本领域技术人员应理解,可以在公开的具体实施例中做出一个或多个改变,并且仍然获得相同或类似的结果,而不脱离本文阐述的实施例的精神和范围。实例1这一实例说明了聚丙烯酰胺凝胶的性能,每种凝胶已经在本公开的范围内用不同的基于tris的凝胶缓冲液制备。图1a的凝胶是对照凝胶100,即市售novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)(赛默飞世尔科技公司),其包含400mm和0mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂并且ph为8.7。使用10%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=10%),将单独在图1b-1h中示出的一系列聚丙烯酰胺凝胶制剂101-107浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。产生的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。每个凝胶盒形成为具有十个平行泳道1-10。对照凝胶100和每个制备的凝胶制剂101-107也具有3.3%t、2.6%c的积层凝胶部分。尽管凝胶100-107具有各种凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。将每种凝胶缓冲液用6nhcl调节至以下描述中指示的ph。ph为6.8的63mmtrishcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与每种凝胶制剂100-107一起使用。ph为8.3的由25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds组成的运行缓冲液与每种凝胶制剂100-107一起使用。对于每种凝胶,所有十个泳道1-10都装载有样品蛋白质混合物。装载在各自泳道中的样品蛋白质混合物对于对照凝胶100和各制备的凝胶制剂101-107是相同的。表1中确定了装载到每个泳道1-10中的样品蛋白质混合物。表1.对于图1a至1h中的每种凝胶,装载在泳道1-10中的样品蛋白质混合物的鉴定。泳道#样品量1pagerulertm5μl2mark12tm5μl3大肠杆菌10μg4牛血清白蛋白6μg5pagerulertm5μl6mark12tm5μl7人类免疫球蛋白g(igg)6μg8大肠杆菌10μg9mark12tm5μl10pagerulertm5μl电泳分离在225v的恒定电压下进行,运行时间为49分钟至58分钟,具体运行时间反映在图1a至1h中的每一个中。结果如下:如图1a所示的对照凝胶制剂100,提供了可接受的蛋白质条带分离和解析的实例,其中比较了本公开范围内形成的凝胶的性能。值得注意的是,对照凝胶制剂100具有相对较高的ph8.7,因此根据本公开在认为近似中性的范围之外。如图1b所示的凝胶制剂101,ph为6.3并且包含作为凝胶胺缓冲剂的125mmtris和作为主要两性电解质的125mmtricine的凝胶缓冲液。如图1c所示的凝胶102,ph为7.5并且包含作为凝胶胺缓冲剂的125mmtris和作为主要两性电解质的125mmtricine的凝胶缓冲液。与图1a的相同区域相比,如在图1b和1c的标识区域中可以看到的,凝胶101和102都表现出不希望的蛋白质分离压缩。如图1d所示的凝胶制剂103,ph为7.1并且包含作为凝胶胺缓冲剂的125mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸以及作为共轭两性电解质的50mm天冬酰胺的凝胶缓冲液。与图1a的相同区域相比,如在图1d的标识区域中可以看到的,特别是在泳道4、5和6中,凝胶103表现出不希望的蛋白质分离压缩。如图1e所示的凝胶制剂104,ph为7.3并且包含作为凝胶胺缓冲剂的125mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸以及作为共轭两性电解质的50mm牛磺酸的凝胶缓冲液。与图1a的相同区域相比,如在图1e的标识区域中可以看到的,特别是在泳道4和7中,凝胶104表现出不希望的蛋白质分离压缩。如图1f所示的凝胶制剂105,ph为7.1并且包含作为凝胶胺缓冲剂的125mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸以及作为共轭两性电解质的75mm苏氨酸的凝胶缓冲液。当与图1a相比时,如在图1e中可以看到的,凝胶105没有表现出不希望的蛋白质分离压缩。因此,基于获得的结果,使用具有苏氨酸作为附加尾随离子的tris-甘氨酸缓冲液的这种凝胶制剂出乎意料地使得用于page的凝胶缓冲液在质量上优异,同时还具有近似中性的ph。如图1g所示的凝胶制剂106,ph为7.1并且包含作为凝胶胺缓冲剂的125mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸以及作为共轭两性电解质的25mm丝氨酸的凝胶缓冲液。如图1h所示的凝胶制剂107,ph为7.1并且包含125mmtris、125mm甘氨酸和50mm丝氨酸的凝胶缓冲液。当与图1a相比时,如在图1g和1h中可以看到的,凝胶制剂106和107都没有表现出不希望的蛋白质分离压缩。因此,基于获得的结果,用丝氨酸取代苏氨酸作为附加尾随离子的tris-甘氨酸缓冲液也出乎意料地使得用于page的凝胶缓冲液在质量上优异,同时还具有近似中性的ph。实例2这一实例示出了本公开范围内的非梯度聚丙烯酰胺凝胶与两种市售非梯度聚丙烯酰胺凝胶的性能的比较。使用10%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=10%),将单独在图2a中示出的聚丙烯酰胺凝胶制剂200浇铸在平板凝胶电泳盒中用于分离凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。产生的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。制备的凝胶制剂200另外具有3.3%t、2.6%c的积层凝胶部分。凝胶制剂200的ph为7.1,并且包含作为凝胶胺缓冲剂的75mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸和作为共轭两性电解质的10mm苏氨酸的凝胶缓冲液。用6nhcl将凝胶缓冲液调节至ph7.1。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂200一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂200一起使用。如图2b所示的凝胶制剂201是市售凝胶,即tgxtm(t=10%)凝胶(bio-radlaboratories,inc.),其被认为包含浓度未知的tris、甘氨酸和牛磺酸的凝胶缓冲液,其ph为6.5。由制造商提供的ph为6.8的65.8mmtris-hcl、26.3%(w/v)甘油、2.1%sds和0.01%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂201一起使用。由制造商提供的ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂201一起使用。如图2c所示的凝胶制剂202是另一种市售凝胶,即precisetmtris-甘氨酸(t=10%)凝胶(赛默飞世尔科技公司),其被认为包含浓度未知的tris、甘氨酸和甘油的缓冲液并且ph为约6.3。由制造商提供的ph为7.6的0.2m三乙醇胺-cl、1%lds、10%甘油、1%ficolltm400、0.006%酚红、0.006%考马斯g250和0.5mmedta二钠的样品缓冲液与凝胶制剂202一起使用。由制造商提供的ph为8.5的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂202一起使用。含有凝胶制剂200-202的每个凝胶盒具有十个平行泳道1-10。对于每个凝胶盒,所有十个泳道1-10都装载有样品蛋白质混合物,每个泳道具有在上表1中鉴定的样品。尽管凝胶200-202具有各种凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。电泳分离在185v或225v的恒定电压下进行,运行时间为29分钟至78分钟,如图2a-2c所示。结果如下:在三种凝胶制剂200-202中,凝胶200提供了观察到的最佳蛋白质分离和条带清晰度。相比之下,凝胶制剂201的较高负荷条带更加弯曲,这是不希望的。例如,如图2b所示,凝胶201的泳道3不合需要地弯向凝胶的左边缘。类似地,凝胶202的泳道7和8不合需要地弯向凝胶的右边缘。如图2a所示,凝胶200的泳道3、7和8比较直,并且不显示不希望的弯曲。关于凝胶制剂202,如图2c所示,在泳道1、2、9和10中展现出不希望的“微笑效应”,其中在凝胶202的左边缘和右边缘附近的低分子量蛋白质条带向上弯曲或向上倾斜。如图2a所示,凝胶200的泳道1、2、9和10比较平坦并且不显示不希望的弯曲或倾斜。另外,当比较凝胶200-202的泳道3、4、7和8时,特别明显的是,凝胶200产生比凝胶201和202更锐利的条带。实例3这一实例示出了本公开范围内的梯度聚丙烯酰胺凝胶与两种市售梯度聚丙烯酰胺凝胶的性能的比较。使用4-20%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=4-20%),将单独在图3a中示出的聚丙烯酰胺凝胶300浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(c=2.6%)。制备的凝胶制剂300另外具有3%t、2.6%c的积层凝胶部分。产生的凝胶300为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。凝胶300的ph为7.1,并且包含作为凝胶胺缓冲剂的75mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸和作为共轭两性电解质的10mm苏氨酸的凝胶缓冲液。请注意,在梯度凝胶中,凝胶中的凝胶缓冲液浓度可能因不同浓度的丙烯酰胺而异,因此此处提供的凝胶缓冲液值为平均值。用6nhcl将凝胶缓冲液调节至ph7.1。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂300一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂300一起使用。如图3b所示,凝胶301是市售梯度聚丙烯酰胺凝胶,即tgxtm(%t=4-20%)凝胶(bio-radlaboratories,inc.),其被认为包含浓度未知的tris、甘氨酸和牛磺酸的凝胶缓冲液,其ph为约6.5。由制造商提供的ph为6.8的65.8mmtris-hcl、26.3%(w/v)甘油、2.1%sds和0.01%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂201一起使用。由制造商提供的ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂201一起使用。如图3c所示,凝胶302是另一种市售梯度聚丙烯酰胺凝胶,即precisetris-甘氨酸(%t=10%)凝胶(nusepholdingsltd.),其被认为包含浓度未知的tris、甘氨酸和甘油的缓冲液并且ph为约6.3。由制造商提供的ph为7.6的0.2m三乙醇胺-cl、1%lds、10%甘油、1%ficolltm400、0.006%酚红、0.006%考马斯g250和0.5mmedta二钠的样品缓冲液与凝胶制剂302一起使用。由制造商提供的ph为8.5的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂302一起使用。(确认凝胶标记为302)含有不同凝胶制剂300-302的每个凝胶盒具有十个平行泳道1-10。对于每种凝胶,所有十个泳道1-10都装载有样品蛋白质混合物,每个泳道具有在上表1中鉴定的样品。尽管凝胶300-302具有各种凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。电泳分离在185或225v的恒定电压下进行,运行时间为28分钟至68分钟,如图3a-3c中所反映。结果如下:在三种凝胶300-302中,凝胶300提供了观察到的最佳蛋白质分离和条带清晰度。当比较凝胶300-302的泳道3、4、7和8时,特别明显的是,凝胶300产生比凝胶301和302更锐利的条带。另外,如凝胶301的泳道1和10以及凝胶302的泳道3和4特别显示的,凝胶301和302都具有表现出不希望的微笑效应的泳道,而凝胶300的所有泳道1-10相对平坦。实例4这一实例示出了本公开范围内的梯度聚丙烯酰胺凝胶与一种市售梯度聚丙烯酰胺凝胶的性能的比较。使用8-16%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=8-16%),将单独在图4a中示出的聚丙烯酰胺凝胶400浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(c=2.6%)。制备的凝胶制剂400另外具有3.5%t、2.6%c的积层凝胶部分。凝胶400的ph为7.1,并且包含117mmtris、195mm甘氨酸和15.6mm苏氨酸的凝胶缓冲液。请注意,在梯度凝胶中,凝胶中的凝胶缓冲液浓度随着丙烯酰胺的浓度类似地变化,因此提供的凝胶缓冲液值为平均值。用6nhcl将凝胶缓冲液调节至ph7.1。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂400一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂400一起使用。如图4b所示,凝胶401是市售梯度聚丙烯酰胺凝胶,即tgxtm(t=8-16%)凝胶(bio-radlaboratories,inc.),其被认为包含浓度未知的tris、甘氨酸和牛磺酸的凝胶缓冲液,其ph为约6.5。由制造商提供的ph为6.8的65.8mmtris-hcl、26.3%(w/v)甘油、2.1%sds和0.01%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂201一起使用。由制造商提供的ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂201一起使用。装载有凝胶制剂400-401的每个凝胶盒具有十个平行泳道1-10。对于每种凝胶,所有十个泳道1-10都装载有样品蛋白质混合物,每个泳道具有在上表1中鉴定的样品,除了凝胶400中的泳道8装载有20μg大肠杆菌样品(而不是10μg)。尽管凝胶400-401具有各种凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。电泳分离在225v的恒定电压下进行,运行时间范围从27分钟至45分钟,如图4a和4b所反映。结果如下:与凝胶401相比,凝胶400表现出更好的蛋白质分离和条带清晰度。当比较凝胶400-401的泳道2、3、4和7时,特别明显的是,凝胶400产生比凝胶401更锐利的条带。另外,如凝胶401的泳道1和10特别显示的,凝胶401具有表现出不希望的微笑效应的泳道,而凝胶400的所有泳道1-10相对平坦。实例5如图5所示,这一实例说明了在本公开范围内的五种聚丙烯酰胺凝胶的性能,其中包括具有各种浓度的tris的凝胶缓冲液以鉴定本公开的凝胶缓冲液的所需tris浓度范围。还将每种凝胶的性能与对照凝胶比较,即市售novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)(赛默飞世尔科技公司),其包含400mm和0mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂,并且ph为8.7。使用10%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=10%),将五种制备的聚丙烯酰胺凝胶浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。五种制备的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。制备的凝胶另外具有3.3%t、2.6%c的积层凝胶部分。五种制备的凝胶各自具有ph为7.1的凝胶缓冲制剂,其包含作为主要两性电解质的125mm甘氨酸和作为共轭两性电解质的75mm苏氨酸。此外,五种制备的凝胶中的每一种均具有作为凝胶胺缓冲剂的具有不同tris浓度(范围从40mm至150mm)的凝胶缓冲液。用6nhcl将凝胶缓冲液调节至ph7.1。每个凝胶盒形成为具有多个平行的泳道,其分别装载有样品蛋白质混合物。虽然对照凝胶和制备的凝胶中的每一种具有不同的凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。每个制备的凝胶和对照凝胶的四条泳道分别装载有5μlpagerulertmplus预染蛋白质梯、10μg大肠杆菌、6μgbsa和6μg人类免疫球蛋白g(igg)。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与图5中的每种凝胶制剂一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与图5中的每种凝胶制剂一起使用。电泳分离在225v的恒定电压下进行,运行时间为34分钟至59分钟,具体运行时间反映在图5中。图5和表2中显示的结果如下:表2.实例5的凝胶运行时间、电流和温度数据。为了便于比较,图5并排示出了六种凝胶中的每一种的负载pagerulertmplus预染蛋白质梯、负载大肠杆菌、负载bsa和负载igg的泳道的影像。如所有四种样品可以看出,随着凝胶缓冲液中tris的浓度降低,tris-甘氨酸-苏氨酸(tgt)凝胶中的蛋白质条带向上移动并变得更平坦和更宽。较低的tris浓度也提供了在电泳期间较短的运行时间、较低的电流和较低的温度。如在装载有bsa的泳道的比较中可以最清楚地看到,具有tris浓度范围介于70mm至80mm的缓冲液的制备的凝胶在比对照凝胶更低的运行时间、电流和温度下产生了尖锐的蛋白质条带。另外,具有70mm至80mmtris的缓冲液的制备凝胶产生的蛋白质条带没有像40mmtris缓冲凝胶那样向上移动到凝胶的远处。此外,具有70mm至80mmtris的缓冲液的制备凝胶产生比125mmtris和150mmtris缓冲液凝胶更清晰的蛋白质条带。因此,这些结果表明范围介于约70mm至约80mm的tris浓度产生对于在非梯度聚丙烯酰胺凝胶中的凝胶缓冲液的期望的分离特征,其中所述凝胶缓冲液还包含作为主要两性电解质的甘氨酸和作为共轭两性电解质的苏氨酸实例6如图6a-6c所示,这一实例示出了在本公开范围内的三种聚丙烯酰胺凝胶的性能。使用6%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=10%),将分别在图6a和6b中单独示出的非梯度聚丙烯酰胺凝胶制剂600-601浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。制备的凝胶制剂600和601另外具有4%t、2.6%c的积层凝胶部分。使用4-20%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=4-20%),将单独在图6c中示出的梯度聚丙烯酰胺凝胶602浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。制备的凝胶制剂602另外具有3%t、2.6%c的积层凝胶部分。产生的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。含有凝胶制剂600-602的每个凝胶盒形成为具有十个平行泳道1-10。用6nhcl将凝胶缓冲液调节至ph7.1。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与凝胶制剂600-602一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与凝胶制剂600-602一起使用。尽管凝胶600-602中的每一种具有各种凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。对于每种凝胶600-602,所有十个泳道1-10都装载有样品蛋白质混合物,每个泳道具有在上表1中鉴定的样品。如图6a所示,凝胶600的ph为7.1,并且包含78.5mmtris、131mm甘氨酸和10.5mm苏氨酸的凝胶缓冲液。如图6b所示,凝胶601的ph为7.1,并且包含150mmtris、250mm甘氨酸和20mm苏氨酸的凝胶缓冲液。每个凝胶600和601的泳道10的放大部分的比较显示凝胶601的至少一个蛋白质条带具有裙边,而凝胶600中的相同条带没有裙边。裙边是观察到的凝胶和盒之间的界面区域中运行的条带边缘领先的现象,产生蛋白质的低密度部分,其稍微超出主带。裙边实际上是将蛋白质扩展到更广泛的区域,降低了其在条带内的密度和条带清晰度,并且可能降低了蛋白质的可检测性。因此,凝胶600和601的比较表明,在本公开的范围内,对于非梯度聚丙烯酰胺凝胶,约70mm至约80mm的tris浓度产生了期望的电泳分离特性,其中%t=6%并且凝胶缓冲液还包括作为主要两性电解质的甘氨酸和作为共轭两性电解质的苏氨酸。如图6c所示,凝胶602的ph为7.1,并且包含135mmtris、217mm甘氨酸和17.3mm苏氨酸的凝胶缓冲液。图6c示出了梯度凝胶602提供可接受的蛋白质条带清晰度和解析度。因此,凝胶602显示对于本公开范围内的梯度聚丙烯酰胺凝胶,约125mm至约150mm的较高tris浓度是可接受的,其中凝胶缓冲液还包括作为两性电解质/尾随离子的甘氨酸和作为辅助两性电解质/尾随离子的苏氨酸。实例7如图7所示,这一实例说明了在本公开范围内的五种聚丙烯酰胺凝胶的性能,其中包括各种浓度的甘氨酸的凝胶缓冲液以鉴定本公开的凝胶缓冲液的最佳甘氨酸浓度范围。还将每种凝胶的性能与对照凝胶比较,即市售novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(%t=10%)(赛默飞世尔科技公司),其包含400mm和0mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂,并且ph为8.7。使用10%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=10%)将五种制备的聚丙烯酰胺凝胶浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(c=2.6%)。五种制备的凝胶各自具有ph为7.1的凝胶缓冲制剂。五种制备的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。第一种制备的凝胶具有75mmtris和200mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂。第二种制备的凝胶具有75mmtris和125mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂。第三种制备的凝胶具有75mmtris和50mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂。第四种制备的凝胶具有75mmtris、25mm苏氨酸和200mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂。第五种制备的凝胶具有75mmtris、25mm苏氨酸和125mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂。因此,五种制备的凝胶中的每一种都具有范围从50mm到200mm的不同甘氨酸浓度的凝胶缓冲液。虽然对照凝胶和制备的凝胶中的每一种具有不同的凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。每个凝胶形成为具有多个平行的泳道,其分别装载有样品蛋白质混合物。每个制备的凝胶和对照凝胶的四条泳道分别装载有5μlpagerulertmplus预染蛋白质梯、10μg大肠杆菌、6μgbsa和6μgigg。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与图7中的每种凝胶制剂一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与图7中的每种凝胶制剂一起使用。电泳分离在225v的恒定电压下进行,运行时间为34分钟至59分钟,具体运行时间反映在图7中。如图7和表3所示的结果如下:表3.实例7的凝胶运行时间、电流和温度数据。为了便于比较,图7并排示出了六种凝胶中的每一种的负载pagerulertmplus预染蛋白质梯、负载大肠杆菌、负载bsa和负载igg的泳道的影像。如所有四种样品可以看出,随着凝胶缓冲液中甘氨酸的浓度增加,tris-甘氨酸-苏氨酸(tgt)凝胶中的蛋白质条带向上移动并变得更平坦和更宽。较高的甘氨酸浓度也提供了较短的运行时间。如在装载有bsa的泳道的比较中可以最清楚地看到,具有较高甘氨酸浓度的缓冲液的制备凝胶比对照凝胶在较低运行时间、电流和温度下产生了尖锐的蛋白质条带。因此,这些结果表明,对于聚丙烯酰胺凝胶中的凝胶缓冲液,约100mm至约250mm范围内的甘氨酸浓度产生凝胶缓冲液期望的分离特征,其中所述凝胶缓冲液还包含作为凝胶胺缓冲剂的tris和作为共轭两性电解质的苏氨酸。实例8如图8所示,这一实例说明了在本公开范围内的五种聚丙烯酰胺凝胶的性能,其中包括各种浓度的苏氨酸的凝胶缓冲液以鉴定本公开的凝胶缓冲液的最佳苏氨酸浓度范围。还将每种凝胶的性能与对照凝胶比较,即市售novextmtris-甘氨酸聚丙烯酰胺凝胶(t=10%)(赛默飞世尔科技公司),其包含400mm和0mm甘氨酸的凝胶缓冲制剂,并且ph为8.7。使用10%丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液(%t=10%)将五种制备的聚丙烯酰胺凝胶浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。五种制备的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。五种制备的凝胶各自具有包含75mmtris和125mm甘氨酸的ph为7.1的凝胶缓冲制剂。另外,五种制备的凝胶中的每一种都具有范围从0mm到200mm的不同苏氨酸浓度的凝胶缓冲液。虽然对照凝胶和制备的凝胶中的每一种具有不同的凝胶缓冲制剂,但在每个单独凝胶的解析凝胶部分和积层凝胶部分内使用的凝胶缓冲液是相同的。每个凝胶形成为具有多个平行的泳道,其分别装载有样品蛋白质混合物。每个制备的凝胶和对照凝胶的四条泳道分别装载有5μlpagerulertmplus预染蛋白质梯、10μg大肠杆菌、6μgbsa和6μgigg。ph为6.8的63mmtris-hcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与图8中的每种凝胶制剂一起使用。ph为8.3的25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds的运行缓冲液与图8中的每种凝胶制剂一起使用。电泳分离在225v的恒定电压下进行,运行时间为40分钟至54分钟,具体运行时间反映在图7中。图8和表4中显示的结果如下:表4.实例8的凝胶运行时间,电流和温度数据。为了便于比较,图8并排示出了六种凝胶中的每一种的负载pagerulertmplus预染蛋白质梯、负载大肠杆菌、负载bsa和负载igg的泳道的影像。如所有四种样品可以看出,随着凝胶缓冲液中苏氨酸的浓度增加,tris-甘氨酸-苏氨酸(tgt)凝胶中的蛋白质条带向上移动。苏氨酸浓度的增加也提供了更短的运行时间和更低的电流。另外,苏氨酸的增加与一些但不是全部蛋白质条带的清晰度增加相关。如在装载有bsa和大肠杆菌的泳道的比较中可以最清楚地看到,具有苏氨酸浓度为10mm的缓冲液的制备的凝胶在比对照凝胶和缓冲液中不含苏氨酸的制备的凝胶更低的运行时间、电流和温度下产生了尖锐的蛋白条带。此外,具有10mm至50mm苏氨酸的缓冲液的制备凝胶产生的蛋白质条带没有像凝胶缓冲液中具有200mm苏氨酸的那些一样过度向上移动到凝胶的远处。此外,如图8中覆盖的箭头所示,具有10mm苏氨酸的缓冲液的制备凝胶产生的蛋白质条带比缓冲液中不含苏氨酸的制备凝胶的蛋白质条带更尖锐。因此,这些结果表明,约10mm至约50mm的苏氨酸浓度对于非梯度聚丙烯酰胺凝胶中的凝胶缓冲液实现了改善的结果,其中所述凝胶缓冲液还包括作为胺凝胶缓冲剂的tris和作为两性电解质/尾随离子的甘氨酸。实例9这一实例说明在本公开的范围内的四种聚丙烯酰胺凝胶的延长的保质期性能。使用具有不同聚丙烯酰胺浓度的丙烯酰胺/双丙烯酰胺水溶液,将所述系列的四种聚丙烯酰胺凝胶制剂浇铸在平板凝胶电泳盒中用于解析凝胶部分,其中双丙烯酰胺占单体混合物的2.6%(%c=2.6%)。凝胶包括具有8%聚丙烯酰胺浓度(%t=8%)的非梯度聚丙烯酰胺凝胶、具有10%聚丙烯酰胺浓度(%t=10%)的非梯度聚丙烯酰胺凝胶、具有4-12%聚丙烯酰胺浓度(%t=4-12%)的梯度聚丙烯酰胺凝胶和具有4-20%聚丙烯酰胺浓度(%t=4-20%)的梯度聚丙烯酰胺凝胶。四种凝胶中的每一种都具有作为凝胶胺缓冲剂的75mmtris、作为主要两性电解质的125mm甘氨酸和作为共轭两性电解质的10mm苏氨酸的凝胶制剂。产生的凝胶为1mm厚,约8cm长和约8cm宽。每个凝胶盒形成为具有十个平行泳道。将每种凝胶缓冲液用6nhcl调节至以下描述中指示的ph。ph为6.8的63mmtrishcl、10%甘油、2%sds和0.0025%溴酚蓝的样品缓冲液与每种凝胶制剂100-107一起使用。ph为8.3的由25mmtris、192mm甘氨酸和0.1%sds组成的运行缓冲液与四种凝胶制剂中的每一种一起使用。对于每种凝胶,所有十个泳道都装载有样品蛋白质混合物。对于每种制备的凝胶制剂,装载在各自泳道中的样品蛋白质混合物是相同的。除了将高蛋白负荷装载到每种凝胶的不同泳道中以用于凝胶鉴定目的之外,将样品蛋白质混合物装载到表5中鉴定的泳道1-10中。表5.对于在实验9中测试的每种凝胶,装载在泳道1-10中的样品蛋白质混合物的鉴定。泳道#样品量1mark12tm5μl2高蛋白负荷3μl3mark12tm5μl41xtg样品缓冲液5μl5mark12tm5μl6pagerulertm或benchmarktm5μl7mark12tm5μl81xtg样品缓冲液20μl91xtg样品缓冲液10μl10mark12tm5μl四种制备的凝胶制剂中的每一种制备十个。在制备凝胶的当天,在四种制备的凝胶制剂中的每一种上进行上述鉴定样品的电泳分离。此外,在制备凝胶之后,以每周间隔在四种制备的凝胶制剂中的每一种上进行上述鉴定的样品的电泳分离持续至多70天,其中凝胶在制备凝胶时和在凝胶上进行电泳分离时之间的时间段期间在环境、室温条件下储存。通过将储存的凝胶的分离性能与它们制备当天测试的凝胶的性能相比较,使用定性和定量分析来评估储存的凝胶何时不能提供足够的蛋白质分离。所有电泳分离均在225v的恒定电压下进行。结果如表6所示。表5.对于在实验9中测试的每种凝胶,装载在泳道1-10中的样品蛋白质混合物的鉴定。如三种凝胶制剂可以看出,在室温下储存70天后,在室温下储存的tris-甘氨酸-苏氨酸(tgt)凝胶中没有观察到不能提供充分的电泳分离。对于这一实验,基于以下评估为失效:(1)电泳设定时间后条带迁移的显著变化(即迁移),(2)整个凝胶宽度上的等带迁移损失(即直线性),(3)条带清晰度的损失(即分裂),和/或(4)低分子量条带的显著倾斜(即曲率)。用4-20%聚丙烯酰胺制备的凝胶在56天显示失效。将相似聚丙烯酰胺凝胶制剂的室温储存与4℃储存之间的已知相关性应用于四种制备凝胶制剂的室温结果,以获得当在冷藏条件下储存时这种凝胶制剂将失效的预测值。基于这些估计,预计四种制备的凝胶制剂中的任何一种在制备后在约4℃下储存时预计至少约12个月不失效。上述实例表明,具有包含作为凝胶胺缓冲剂的tris、作为主要两性电解质的甘氨酸以及作为共轭两性电解质的苏氨酸或丝氨酸的凝胶制剂的聚丙烯酰胺凝胶可以提供期望的大分子如蛋白质的电泳分离。这些实例进一步表明,低于约150mm,或约70mm至约140mm,或约70mm至约80mm的tris浓度可能是合乎需要的;约25mm至约250,或约100mm至约250mm的甘氨酸浓度可能是合乎需要的;约0.1mm至约50mm的苏氨酸或丝氨酸浓度,约10mm至约50mm,或约10mm至约20mm的苏氨酸或丝氨酸浓度可能是合乎需要的;并且约6.5至约7.5的近似中性ph,约6.9至约7.5的近似中性ph,约7.0至约7.2的近似中性ph或约7.1的ph可能是合乎需要的。此外,所述实例表明,在凝胶制造后约12个月,可以在具有上述凝胶制剂的凝胶上进行电泳,其中凝胶在约4℃的冷藏条件下储存。对于本说明书和所附权利要求书的目的,除非另外指明,否则在说明书和权利要求书中使用的所有表示数量、百分比或比例的数字以及其它数值应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此,除非有相反说明,否则在书面描述和权利要求书中提出的数字参数是近似值,其可以根据本发明试图获得的期望性质而变化。至少,而不是试图限制等同原则对权利要求范围的应用,每个数字参数至少应根据所报告的有效数字的数量和通过应用普通舍入技术来解释。尽管阐述本教导宽泛范围的数值范围和参数是近似值,但是在具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而,任何数值固有地含有必然由它们各自测试测量中发现的标准偏差导致的某些误差。此外,本文公开的所有范围应被理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。应注意,如在本说明书和所附权利要求中所使用,除非明确且肯定地限于一个指示物,否则单数形式“一(a/an)”和“所述”包括复数指示物。如本文所用,术语“包括”及其语法变化形式旨在是非限制性的,使得清单中项目的叙述不是排除可被替换或添加到所列项目的其它类似项目。对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离其教导的范围的情况下,可以对本公开的组合物和方法进行各种修改和变化。考虑到本文公开的教导的说明和实践,本公开的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。意图在此描述的说明书和实施例仅被认为是示例性的。当前第1页12
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