一种微量制备型凝胶电泳装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物分析和生物医药研宄领域，特别是关于一种微量制备型凝胶电泳装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术作为胶体电泳技术的一种模式，被广泛应用于生物化学、鉴识科学、分子生物学、蛋白质组学和蛋白质药物等研宄和分析领域。SDS-PAGE技术的原理是利用蛋白质分子量大小的不同，使其在电泳的凝胶中分离。目前最常用的蛋白质分离分析和制备技术便是凝胶电泳和电泳洗脱。其中，制备型凝胶电泳不仅可以在样品分析前降低样品的复杂程度、富集低丰度蛋白质、去除高丰度蛋白质以及分离富集翻译后修饰蛋白质，提高蛋白质和蛋白质组质谱分析的灵敏度、准确性和覆盖率，还可以用于一些蛋白质药物的分离纯化或整体蛋白质从上到下(Top-down)质谱分析前的高效分离，因而受到广泛关注。
[0003]目前，制备型凝胶电泳系统多采用圆柱形或环柱形装置，以水冷解决散热问题，在凝胶和正极之间放置半透膜，并在凝胶和半透膜之间留出一定空间，利用泵推动电极液不断带走从凝胶中分离出的蛋白质并对其进行收集，从而达到蛋白制备的目的。例如，陈金海发明的制备电泳系统以及日本科学家镇雄赤岩设计的多套制备电泳设备。为了达到较高的分离度，这些设备普遍采用较长的分离部件，因而其体积一般比较庞大，同时为了带走凝胶中产生的热量，往往需要较大体积的水冷却系统。另外，在实际操作中，操作人员还需要每隔一段时间开关一次泵，将凝胶和正极之间分离的蛋白馏分收集起来。以镇雄赤岩的制备电泳系统为例，制备一次血红样品蛋白需要收集至少80次馏分，整个收集时间需要12个小时以上。这些缺点限制了大体积制备型凝胶电泳系统在一般生物样品分离分析和蛋白质组学中的应用。最近，英国Expedeon公司推出的商品化GELFREE 8100制备电泳仪也利用凝胶电泳技术分离和收集馏分实现电泳制备的目的，但是其仪器本身也存在分离凝胶太短，分离度低以及洗脱时间长以及一次性凝胶成本高等缺点。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种装置体积小、操作简便、分离和收集效率高的微量制备型凝胶电泳装置及其使用方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种微量制备型凝胶电泳装置，其特征在于:它包括制备型凝胶电泳分离装置和制备型凝胶电泳洗脱收集装置；所述制备型凝胶电泳分离装置包括第一夹板、第二夹板、第一制胶玻璃板、第二制胶玻璃板、一底座和一制冷装置；所述第一制胶玻璃板和第二制胶玻璃板分别设置在所述第一夹板和第二夹板内侧面设置的凹槽内，且两所述凹槽的深度均小于所述第一制胶玻璃板和第二制胶玻璃板的厚度；所述第一夹板和第二夹板内侧面相对放置并通过若干螺钉锁紧，且所述第一夹板和第二夹板底部设置的凸台插设在所述底座中；所述制冷装置包括两制冷片，两所述制冷片分别设置在所述第一夹板和第二夹板的外侧，并与所述第一夹板和第二夹板的竖直面平行；所述制备型凝胶电泳洗脱收集装置包括第三夹板、第四夹板、一电极盖和一收集槽；所述第三夹板和第四夹板的内侧面相对放置并通过若干螺钉锁紧；所述电极盖设置在所述第三夹板和第四夹板的上方，所述收集槽设置在所述第三夹板和第四夹板的下方。
[0006]所述第一夹板顶部设置有第一负极电极液槽，所述第一负极电极液槽底部设置有两第一导线柱，两所述第一导线柱上缠绕有第一铂电极丝，且所述第一铂电极丝与设置在所述第一夹板上表面的第一负极电极柱相连；所述第一负极电极液槽的内侧面设置有第一开口，所述第一开口外围设置有第一“U”型硅橡胶条；所述第一“U”型硅橡胶条部分嵌入于所述第一夹板的内侧面，且所述第一 “U”型硅橡胶条所围面积略大于所述第一开口 ；所述第一制胶玻璃板上端设置有一与所述第一负极电极液槽上所述第一开口相应的第二开口。
[0007]所述底座为封闭箱体结构，其内部设置有两第二导线柱，两所述第二导线柱上缠绕有第二铂电极丝，且所述第二铂电极丝与设置在所述底座上表面的第一正极电极柱相连；所述底座的上表面还设置有第三开口，所述第三开口的宽度应满足能够放下所述第一夹板、第二夹板、第一制胶玻璃板和第二制胶玻璃板。
[0008]所述第三夹板顶部并排设置有若干洗脱室，各所述洗脱室的内侧面均设置有第四开口 ；每一所述洗脱室下方均设置有一直通所述第三夹板底部的纵向圆柱形通道；且各所述洗脱室下方还设置有一横向圆柱形的收集槽开关，所述收集槽开关上设置有与各所述纵向圆柱形通道匹配的孔洞，用于控制各所述洗脱室内液体的排出；所述第三夹板内还设置有第三铂电极丝，所述第三铂电极丝贯穿所有所述洗脱室，并与设置在所述第三夹板表面的第二正极电极柱相连。
[0009]所述第四夹板顶部设置有第二负极电极液槽，所述第二负极电极液槽底部设置有第四铂电极丝，且所述第四铂电极丝与设置在所述第四夹板表面的第二负极电极柱相连；所述第二负极电极液槽的内侧面上设置有若干第五开口，且各第五开口分别与所述第三夹板的各所述洗脱室内侧面的所述第四开口相对应；所述第二负极电极液槽的内侧面还设置有第二“U”型硅橡胶条，所述第二“U”型硅橡胶条部分嵌入于所述第四夹板内侧面，且所述第二 “U”型硅橡胶条所围面积略大于所述第二负极电极液槽；所述电极盖上设置有两个分别与所述第三夹板和第四夹板上的所述第二正、负极电极柱相匹配的母件；所述收集槽上设置有与所述第三夹板中各所述洗脱室相匹配的凹槽，用于对各所述洗脱室内洗脱的蛋白馏分进行收集。
[0010]一种微量制备型凝胶电泳装置的使用方法，包括以下步骤:
[0011]I)将第一、第二制胶玻璃板分别插入到第一夹板和第二夹板对应的凹槽后，用螺钉锁紧；2)配制所需浓度的相应溶液，并将其灌入制备型凝胶电泳分离装置的第一制胶玻璃板和第二制胶玻璃板之间，静置片刻后形成固态的凝胶；3)从底座表面的第三开口向底座内加入电极缓冲液，并将第一夹板、第一制胶玻璃板、第二制胶玻璃板和第二夹板插入第三开口内；4)向第一负极电极液槽中加入电极缓冲液，直到电极缓冲液通过第一制胶玻璃板上方的开口浸入到第一制胶玻璃板和第二制胶玻璃板之间；向第一制胶玻璃板和第二制胶玻璃板之间加入样品蛋白；5)通过导线将第一正极电极柱和第一负极电极柱与电源的正负极连接，根据具体实验要求，确定合适的电源参数完成样品蛋白在凝胶上的分离；分离完成后，关闭电源，取出凝胶；6)将取出的凝胶平铺在制备型凝胶电泳洗脱收集装置的第三夹板的内侧面上，然后将第四夹板的内侧面向下，盖在第三夹板上，并用螺钉锁紧；7)分别向各洗脱室和第二负极电极液槽内加入电极缓冲液，盖上电极盖，并关闭收集槽开关；通过导线将第二正极电极柱和第二负极电极柱与电源的正负极连接，选择合适的电源参数，使得凝胶中的蛋白在垂直于凝胶厚度方向上被洗脱至各洗脱室中；8)洗脱完毕后，关闭电源并打开收集槽开关，使得各洗脱室内的溶液分别进入到下方的收集槽内，采用移液枪将收集槽内的溶液吸至样品管中即可完成收集，以待后续分析和使用。
[0012]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明由于制备型凝胶电泳分离装置中正、负电极液槽分别位于凝胶的上、下方，正、负电极缓冲液与凝胶形成垂直