保护免于接触氧的聚丙烯酰胺电泳凝胶的制作方法
【专利说明】保护免于接触氧的聚丙烯酰胺电泳凝胶
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求 2012 年 11 月 20 日提交的标题为"POLYACRYLAMIDEELECTROPHORESIS GELSWITHPROTECTIONAGAINSTOXYGENEXPOSURE(具有针对氧暴露的保护的聚丙烯酰胺 电泳凝胶）"的美国临时申请号61/728, 366的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文。 技术背景
[0003] 1.发明领域
[0004] 本发明涉及用于电泳的聚丙烯酰胺凝胶领域，特别是塑料盒中这类凝胶的浇制。
[0005] 2.现有技术说明
[0006] 聚丙烯酰胺凝胶电泳广泛地用于生物技术实验室，用于处理生物样品以分离样品 中的生物分子以进行鉴定，有时进行定量和分析。蛋白质混合物、肽混合物以及DNA、RNA和 DNA和RNA的片段的混合物都可在聚丙烯酰胺凝胶上分离。平板形凝胶特别有用，这考虑到 其在平行泳道中同时进行多种分离的能力，以及进行二维分离的能力，所述二维分离中可 对复杂的混合物依次使用两种不同的分离条件。平板形凝胶还有助于检测分离的物质，这 可通过观察或通过自动方法进行，可将凝胶从其保持结构中移除或不移除。平板凝胶通常 固定在盒中，其是透明的围绕物（enclosure)，向凝胶提供尺寸稳定性、促进样品加载至凝 胶上并允许进行电连接以进行电泳过程，所有步骤都无需用户接触凝胶。盒还可用于固定 预制凝胶，其可节约实验室中的时间并提供质量控制和均一性，特别是当预制凝胶是由供 应商而非用户制备时。
[0007] 典型的平板凝胶盒由两块平板组成，其沿两个相对边缘通过粘合剂、化学焊接、超 声波焊接或激光焊接连接在一起，在边缘处具有垫片以在凝胶的板之间形成平板形空腔。 在最初制造盒时，板由玻璃制成，玻璃的透明性和惰性使得容易监测电泳的过程并检测分 离的生物分子的条带。然而，玻璃是昂贵且易碎的，并且对盒的设计和形状施加了限制。这 导致塑料的使用，其不仅避免了这些问题，而且提供了通过注塑来容易地形成任何形状的 优势。然而，塑料的难点是塑料可渗透氧。可渗透大气氧的盒壁使得用以制造凝胶的单体 溶液接触氧气。这会抑制聚合，通常会产生有缺陷的凝胶，或者至少有很大风险造成跨平板 长度和宽度的凝胶孔隙度和密度的不均匀。
【发明内容】
[0008] 本文中，通过阻止氧接触盒空腔从而阻止其接触单体溶液，解决了塑料盒中丙烯 酰胺单体聚合的氧相关阻止的问题。这通过向盒中导入两种材料来实现，可作为替代物单 独导入或联合导入。第一种这类材料是置于盒壁上方的层形式的氧阻隔材料，第二种材料 是包埋在形成盒壁的基质塑料中的除氧剂物质。覆盖有氧阻隔层或含有包埋的除氧剂的盒 壁是在聚合期间被单体溶液润湿的所有壁，或者在本发明的某些实施方式中，是作为盒空 腔的边界的所有壁，所述空腔中放置单体溶液，包括被保留为单体溶液上方顶部空间（head spece)的空腔的任何部分。在其他实施方式中，整个盒使用氧阻隔材料覆盖或含有包埋的 除氧剂，包括不接触单体溶液或作为空腔边界的盒的部分，但其在电泳过程期间可用于支 持电泳槽中的盒、或用于电连接、或用于放置接触凝胶上边缘和下边缘的缓冲溶液（或其 中含有溶液的电极腔）。本文公开了符合这些描述的盒本身的结构和组成，以及在这类盒中 形成聚丙烯酰胺凝胶的方法，和在聚丙烯酰胺凝胶电泳（特别是SDS-PAGE)中使用这类盒 的方法。本文的描述对于塑料盒中的所有聚丙烯酰胺凝胶都有价值，特别是平板凝胶，且特 别是预制平板凝胶。
[0009] 提供了一种聚丙烯酰胺凝胶和其中含有聚丙烯酰胺凝胶的塑料盒的组合。该塑料 盒包括：围绕凝胶空腔并包含氧可渗透的基质塑料的盒壁；以及，阻止氧通过盒壁接触聚 丙烯酰胺凝胶的方法，该方法包括（i)覆盖盒壁的氧阻隔层、（ii)包埋在基质内的除氧剂， 或（iii)同时包括（i)和（ii)。
[0010] 在一些实施方式中，阻止氧通过盒壁接触聚丙烯酰胺凝胶的方法包括覆盖所述盒 的壁的氧阻隔层。在一个这类实施方式中，该氧阻隔层覆盖盒壁与聚丙烯酰胺凝胶接触的 所有表面。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层是一层聚偏二氯乙烯、低密度聚乙烯或丙 烯腈乙酸甲酯共聚物。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层在25°C和100%RH下的氧渗 透率是5xKncn^nJ/Tcn^GmHg)]或更小。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层是 置于聚丙烯酰胺凝胶和盒壁之间的片材。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层是与表面 粘附的膜。
[0011] 在一些组合的实施方式中，阻止氧通过盒壁接触聚丙烯酰胺凝胶的方法包括包埋 在基质中的除氧剂。该除氧剂可以是，例如，羟基官能化的聚丁二烯寡聚体、间二甲苯二胺 和己二酸的晶体缩聚反应产物，或者尼龙6纳米复合物。
[0012] 在一些实施方式中，该基质塑料是苯乙烯-丙烯腈聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇 酯、醇修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。
[0013] 还提供了另一种聚丙烯酰胺凝胶和其中含有聚丙烯酰胺凝胶的塑料盒的组合。在 另一种组合中，该塑料盒包括：围绕凝胶空腔并包含氧可渗透的基质塑料的盒壁；以及，包 含以下物质的材料：（i)覆盖盒壁的氧阻隔层、（ii)包埋在基质内的除氧剂，或（iii)同时 包含（i)和（ii)，该材料阻止氧通过盒壁接触聚丙烯酰胺凝胶。
[0014] 在一些实施方式中，该材料包括覆盖盒壁的氧阻隔层。在一个这类实施方式中，该 氧阻隔层覆盖盒壁与聚丙烯酰胺凝胶接触的表面。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层 是一层聚偏二氯乙烯、低密度聚乙烯或丙烯腈乙酸甲酯共聚物。在另一个这类实施方式中， 该氧阻隔层在25°C和100%RH下的氧渗透率是5x104°[0113011]/[0]128(〇11Hg)]或更小。在 另一个这类实施方式中，该氧阻隔层是置于聚丙烯酰胺凝胶和盒壁之间的片材。在另一个 这类实施方式中，该氧阻隔层是与盒壁表面粘附的膜。
[0015] 在一些材料包含氧阻隔层的实施方式中，盒壁通过注塑形成且氧阻隔层通过模内 装饰（in-molddecoration)施用于盒壁。在一些实施方式中，该氧阻隔层包含第一亚层和 第二亚层，第一亚层与盒壁接触且第二亚层与聚丙烯酰胺凝胶接触，且第二亚层阻止氧接 触聚丙烯酰胺凝胶。
[0016] 在另一种组合的一些实施方式中，该材料包含包埋在基质内的除氧剂。该除氧剂 可以是，例如，羟基官能化的聚丁二烯寡聚体、间二甲苯二胺和己二酸的晶体缩聚反应产 物，或者尼龙6纳米复合物。
[0017] 在一些实施方式中，该基质塑料是苯乙烯-丙烯腈聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇 酯、醇修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。
[0018] 本文中还提供了一种在具有盒壁的塑料盒中由丙烯酰胺单体浇制聚丙烯酰胺凝 胶的方法，该塑料盒包含氧可渗透的基质塑料，同时阻止丙烯酰胺单体接触会抑制聚合的 氧。该方法包括以下步骤：(a) (i)使用氧阻隔层覆盖盒壁并在具有如此覆盖的壁的盒中浇 制聚丙烯酰胺凝胶、（ii)使用其中混合有除氧剂的塑料材料作为基质塑料，或者（iii)同 时使用（i)和（ii);以及（b)在塑料盒中由丙烯酰胺单体溶液浇制聚丙烯酰胺凝胶。
[0019] 在一些实施方式中，该方法包括使用氧阻隔层覆盖将与丙烯酰胺单体接触的盒壁 的所有表面，之后将丙烯酰胺单体置于盒中，并在具有如此覆盖的表面的盒中浇制聚丙烯 酰胺凝胶。在一个这类实施方式中，该氧阻隔层是一层聚偏二氯乙烯、低密度聚乙烯或丙烯 腈乙酸甲酯共聚物。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层在25°C和100%RH下的氧渗透 率是5xKncn^nJ/Tcn^GmHg)]或更小。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层是置 于聚丙烯酰胺凝胶和表面之间的片材。在另一个这类实施方式中，该氧阻隔层是与表面粘 附的膜。
[0020] 在一些实施方式中，该方法包括使用其中混合有除氧剂的塑料材料作为基质塑 料。该除氧剂可以是，例如，羟基官能化的聚丁二烯寡聚体、间二甲苯二胺和己二酸的晶体 缩聚反应产物，或者尼龙6纳米复合物。
[0021] 在该方法的一些实施方式中，该基质塑料是苯乙烯-丙烯腈聚合物、聚对苯二甲 酸乙二醇酯、醇修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚碳酸酯。
[0022] 本文中还提供了另一种在具有盒壁的塑料盒中由丙烯酰胺单体浇制聚丙烯酰胺 凝胶的方法，该塑料盒包含氧可渗透的基质塑料，同时阻止丙烯酰胺单体接触氧。该方法包 括以下步骤：(a) (i)使用氧阻隔层覆盖盒壁、（ii)使用其中混合有除氧剂的塑料材料作为