一种生物大分子的分离技术及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种从凝胶块中分离生物大分子的分离装置,以及该分离装置的使用方法；进一步的,本发明专利技术提供了所述分离装置和分离方法在生物大分子分离中的应用,利用所述分离方法和装置,能够快速、高效地分离凝胶块中含有的生物大分子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
,具体涉及一种从凝胶块中分离生物大分子的分离装置、方法及其应用。
技术介绍
电泳是指带电颗粒在电场的作用下,向着与其电性相反的电极移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度的不同,而使其得到分离的技术被称为电泳技术。1937年瑞典科学家蒂塞利乌斯首次设计制造了移动界面电泳仪,利用电泳技术对马血清中3种白蛋白进行了分离。目前应用的电泳技术大致可分为显微电泳、自由界面电泳和区带电泳三类,其中又以区带电泳、尤其是琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳的应用最为广泛。在生物大分子分离纯化过程中,琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳是两种最常见的电泳技术,用于分离纯化包括核酸、蛋白质和糖在内的多种生物大分子物质。在蛋白质或核酸分析过程中,经常需要将被分离的特定成分从凝胶中提取出来,用于后续的研究工作,因此获得经过凝胶分离的大分子物质不仅是一项常规的实验操作,也是核酸、蛋白质研究中的一项关键步骤。从凝胶中获得经电泳分离的生物大分子是分子生物学实验中常用的技术手段和重要的操作步骤,常用的方案大体分为利用化学方法的样本纯化技术和利用物理方法的电洗脱技术。以Qiagen为代表的公司采用有机试剂溶解琼脂肪凝胶,可进一步分离纯化其中的核酸成分。虽然该类技术通过简单的有机试剂溶胶、纯化柱分离就能获得所需的核酸样本,但回收率较低,尤其是对分子量比较大的核酸分子,极大地制约了相关研究的发展；该技术的另一个缺陷是由于使用了高浓度的化学试剂,不适合活性蛋白质样本的纯化。电洗脱技术是一项应用广泛的凝胶分离技术,可用于不同凝胶中多种生物大分子物质的分离。透析袋电洗脱法是其中最简单的一种技术方案,其步骤是首次将含有所待分离样本的凝胶区带切下,装入透析袋内并加入缓冲液浸泡,再将透析袋浸入缓冲液中进行电泳；凝胶中带电荷的生物大分子成分就会依其电性,分别向正、负电极方向迁移,离开凝胶进入透析袋内的缓冲液中,从而实现从凝胶中分离生物大分子成分的目的。虽然透析袋电洗脱法所需设备简单,但操作较为复杂,技术的稳定性不好,同时存在洗脱后样品体积较大,回收效率较低的缺陷。为了简化电洗脱技术的操作难度、提高样本回收率,许多生物技术和仪器公司东开发了相关技术和产品,市场上具有代表性的产品有G-Biosciences公司的G-Capsule、Gerardbiotech公司的GeBAflex tube、Novagen公司的D-Tube、Whatman公司的Elutrap、以及Bio-Rad公司的Whole Gel Eluter and Mini Whole Gel Elute系统。这些设备通常依赖具有不同孔径的半透膜,除了价格昂贵以外,半透膜的切割和安装过程较为复杂,一旦失误易发生样本泄露。此外,与周围电解质溶液环境相比,凝胶样本的电阻较大；在相同的电场条件下,大多数电流会通过电阻率较低的周围电解质溶液传递,只有极少量的电流会流经凝胶,从而使得样品从凝胶中游离的速度非常缓慢。这一方面极大地延长了电洗脱时间,不利于生物大分子的活性保持,另一方面也影响了电洗脱效率,降低了样本的回收率。因此,迫切需要建立一种快速、高效地从凝胶中回收生物大分子样本的电洗脱技术。
技术实现思路
从以上分析可以看出,现有电洗脱技术中最主要的问题是为了克服目前存在的洗脱时间长、回收效率低和操作繁琐的问题,本专利技术使含有待分离样本的凝胶在电场中形成一个能够完全阻挡电流通路的凝胶层,使所有电流均通过该凝胶层传递,从而极大地降低了电洗脱的时间,提高了样本的回收率。本专利技术涉及以下按顺序编号的段落中定义的主题：1、一种电分离槽,该电分离槽包括分离的阳极区域和阴极区域、以及设置在阳极区域和阴极区域之间的凝胶区域,阳极区域中装置有正电极,阴极区域中装置有负电极。2、段落1所述的分离槽,其特征在于所述电分离槽阳极区域的容积为0.01-10mL。3、段落1所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽由内、外两个嵌套的垂直套管组成,阳极区域位于外套管中,阴极区域位于内套管中,凝胶区域位于内套管中的与外套管交界的区域,内套管底部为可通透的。4、段落1所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽由内、外两个嵌套的垂直套管组成,阳极区域位于内套管中,阴极区域位于外套管中,凝胶区域位于内套管中的与外套管交界的区域,内套管底部为可通透的。5、段落1-4任一项所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽的凝胶区域为上宽下窄的漏斗形结构。6、段落1-5任一项所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽的凝胶区域下端具有支持性的且不影响电流通过的结构。7、段落1-6任一项所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽的述凝胶区域下端设置有可拆卸的封闭装置。8、段落7所述的电分离槽,其特征在于所述的可拆卸的封闭装置为可拆除的锡箔纸。9、段落1-8任一项所述的电分离槽,其特征在于所述的电分离槽还包括冷却装置。10、一种电分离装置,其特征在于包括段落1-9任一项所述的电分离槽和电源系统。11、一种从凝胶块中分离生物大分子的方法,该方法包括以下步骤：1)获得段落1-9任一项所述的电分离槽；2)获得含有待分离生物大分子的凝胶块,利用该凝胶块制备凝胶层,使其能够在电分离槽的阳极区域和阴极区域之间形成完整的分隔层,完全阻断阳极区域缓冲液和阴极区域缓冲液之间的接触；3)使待分离的生物大分子在电场作用下从凝胶层中迁移出来；4)收集分离的生物大分子。12、段落11所述的方法,其特征在于步骤2中制备所述凝胶层的方法为：熔解含有待分离生物大分子的凝胶块,将凝胶熔液加入到电分离槽的凝胶区域中,凝固后形成所述凝胶层。13、段落11所述的方法,其特征在于步骤2中制备所述凝胶层的方法为：将含有待分离生物大分子的凝胶块与一定量不含有生物大分子的凝胶熔液加入到电分离槽的凝胶区域中,使其共同凝固形成所述凝胶层。14、段落11所述的方法,其特征在于所述凝胶块选自琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶。15、段落11所述的方法,其特征在于分离电压为5-50伏,优选为10-20伏。16、段落11所述的方法,其特征在于分离电流为1-10mA,优选为2-4mA。17、段落11所述的方法,其特征在于所述的待分离生物大分子选自核酸、蛋白质和多糖。一方面,本专利技术提供了一种用于从凝胶中分离生物大分子的电分离槽,该电分离槽包括分离的阳极区域和阴极区域、以及设置在阳极区域和阴极区域之间的凝胶区域,阳极区域中装置有正电极,阴极区域中装置有负电极,其特征在于凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电分离槽,该电分离槽包括分离的阳极区域和阴极区域、以及设置在阳极区域和阴极区域之间的凝胶区域,阳极区域中装置有正电极,阴极区域中装置有负电极。

【技术特征摘要】
1.一种电分离槽,该电分离槽包括分离的阳极区域和阴极区域、以及设置在阳极区域
和阴极区域之间的凝胶区域,阳极区域中装置有正电极,阴极区域中装置有负电极。
2.权利要求1所述的分离槽,其特征在于所述电分离槽阳极区域的容积为0.01-10mL。
3.权利要求1所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽由内、外两个嵌套的垂直套
管组成,阳极区域位于外套管中,阴极区域位于内套管中,凝胶区域位于内套管中
的与外套管交界的区域,内套管底部为可通透的。
4.权利要求1所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽由内、外两个嵌套的垂直套
管组成,阳极区域位于内套管中,阴极区域位于外套管中,凝胶区域位于内套管中
的与外套管交界的区域,内套管底部为可通透的。
5.权利要求1-4任一项所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽的凝胶区域为上宽
下窄的漏斗形结构。
6.权利要求1-5任一项所述的电分离槽,其特征在于所述电分离槽的述凝胶区域下端
设置有可拆卸的封闭装置,所述可拆卸的封闭装置优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜权，
申请(专利权)人：杜权，
类型：发明
国别省市：北京;11