[发明专利]基于pI的蛋白质分级

说明书

提供了用于基于pI分级检测并收集分析物，通过电泳和pI分离分析物，和使用pI聚焦和后续的结晶纯化目标分子的方法和装置。

相关专利申请的交叉引用

本申请请求美国临时专利申请编号61/555,564、61/555,592和61/555,674的优先权，全部于2011年11月4日递交，且均通过引用全文纳入本文用于全部目的。

背景技术

目前基于等电聚焦的蛋白质/肽分级技术有至少两种缺陷。首先，样品在固定或有限的pH范围内分离，导致各样品的分级效果未能达到最优。其次，样品分级所需的pH梯度是由化学品(两性电解质)建立的，导致经分离的样品受到化学品污染和(潜在的)对下游分析的干扰。

发明内容

在一些实施方式中，本发明提供了一种分离和检测样品中分析物的装置，所述装置包括用于沿一条轴线盛放含多种分子分析物的溶液的腔室，在腔室的轴线的第一末端有样品注射端口且在轴线的第二末端有出口；用于在腔室内沿轴线施加电场的电源；通过双极膜与所述腔室分离的一个或多个离子源，用于通过注射离子流在所述腔室中沿所述轴线建立pH梯度，能够在pH梯度中形成一级或多级pH；操纵所述一个或多个离子源以调节pH梯度来使得所述分子分析物沿轴线分别迁移的控制器；以及一个或多个出口，以允许通过所述出口将一种或多种分析物收集至容器或分析仪器(如质谱仪或其他检测系统)内。在一些实施方式中，所述一个或多个离子源是质子注射器或氢氧根注射器。

在一些实施方式中，本发明提供了一种从样品中分离一种或多种目标蛋白质的方法。在一些实施方式中，所述方法包括向腔室中加入样品，所述样品含有包含一种或多种目标蛋白质(或其他目标分子，包括但不限于核酸)的蛋白质混合物，其中所述腔室包含第一和第二电极以及至少一个位于腔室壁上电极之间的质子注射器或氢氧根注射器，通过双极膜与腔室中的样品分离；使用质子注射器或氢氧根注射器在腔室内产生pH梯度，并施加跨电极的电压，从而基于蛋白质等电点(pI)对腔室内的蛋白质进行定位；通过与通道流体连通的端口捕获一种或多种蛋白质；并且对一种或多种捕获的蛋白质进行凝胶电泳。

在一些实施方式中，所述电泳为聚丙烯酰胺凝胶电泳。在一些实施方式中，所述方法进一步包括从电泳凝胶中收集一种或多种蛋白质。

在一些实施方式中，本发明提供了一种从样品中分离一种或多种目标蛋白质(或其他目标分子，包括但不限于核酸)的方法，所述方法包括，向腔室中加入样品，所述样品含有包含一种或多种目标蛋白质的蛋白质混合物，其中所述腔室与一个或多个离子源相连，所述离子源通过双极膜与所述腔室分隔，用于通过注射离子流在所述腔室内沿所述轴线建立pH梯度，能够在pH梯度中形成一级或多级pH；对腔室内蛋白质进行电泳；并且随后使用质子和/或氢氧根注射器在腔室内建立pH梯度，从而基于蛋白质等电点(pI)对腔室内的蛋白质进行定位。

在一些实施方式中，在产生pH梯度期间继续进行电泳。在一些实施方式中，所述从样品中分离一种或多种目标蛋白质的方法也包括收集一种或多种目标蛋白质。

在一些实施方式中，本发明提供了一种同时根据等电点和电泳迁移率分离多种分子分析物的装置，所述装置包括，用于沿一条轴线盛放含多种分子分析物的溶液的腔室，其中所述腔室包含一个或多个与腔室流体连通的端口，端口可位于腔室内以根据分析物的pI捕获所需的分析物，或者能够移动以将一个或多个端口定位在一个或多个所需的位置处；用于在腔室内沿轴线施加电场的电源；通过注射离子流在所述腔室内沿所述轴线建立pH梯度、且能够在pH梯度中形成一级或多级pH的一个或多个质子/氢氧根源；操纵所述一个或多个离子源以调节pH梯度来使得所述分子分析物沿轴线分别迁移的控制器；以及一个或多个与所述一个或多个端口流体连通的电泳通道，从而允许对所述一个或多个端口中捕获的分析物进行电泳。在一些实施方式中，所述质子或氢氧根源是通过双极膜与腔室分隔的质子注射器或氢氧根注射器。