[发明专利]靶式凝胶电泳分离微纳尺度物质的方法

说明书

本发明公开了一种靶式凝胶电泳分离微纳尺度物质的方法，该方法以中心电极和外部环电极形成的非均匀电场为依托，利用靶式电泳装置对凝胶上的目标物进行电泳分离。根据靶式装置的圆环特性，可以实现对不同种类样品高效电泳分离，也可以对同种样品进行高度分离浓缩。因凝胶具有空间网络结构，在确定的非均匀电场条件下，根据目标物自身大小、所带净电荷数量及介电常数的不同，在通过凝胶时因自身尺寸差异及电泳迁移率不同从而迁移距离不同形成初步靶式分布条带。通过调节所施加的电参数使不同种类或同种目标物实现完全分离和浓缩。该方法可对蛋白质、DNA等微纳尺度物质进行高通量、快速浓缩和纯化，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种靶式凝胶电泳分离微纳尺度物质的方法，具休利用靶式凝胶电泳对多种细胞、蛋白质、DNA、和核酸等微纳尺度物质进行高效分离、浓缩的方法。

背景技术

目前，针对微纳尺度物质如细胞、蛋白质、DNA和核酸等物质的分离以及浓缩在生物医疗领域以及化学领域一直是研究热点。根据微纳尺度物质表面的带电特性，从而利用电泳技术将其进行分离已成为分析化学、生物化学、临床医学等领域常用的技术。其中凝胶电泳是利用电泳来对不同蛋白质以及不同DNA分子按照相对分子质量大小不同来检测其数量和质量的技术，是一种分离鉴定蛋白质和DNA分子的重要实验手段，其中琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶电泳是最主要的方式，根据目标物通过凝胶时因自身尺寸差异及电泳迁移率不同，从而实现分离。该技术能够用于分离、鉴定和纯化DNA片段，操作简单而迅速，已经成为许多通用的分子生物学研究方法，如DNA重组、DNA核苷酸序列分析、DNA限制性内切酶分析及限制性酶切作图等的技术基础。然而传统的水平板琼脂糖凝胶以及聚丙烯酰胺凝胶电泳装置难以实现多种物质的快速分离和高度浓缩，此外对于样品的纯化解析需要繁冗复杂的后续样品处理步骤，因此在传统的凝胶电泳基础上，利用凝胶作为电介质开发一种新型凝胶电泳装置实现对微纳尺度物质的一步分离和浓缩尤为必要。。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统水平板凝胶电泳上样量低、难以在同一个凝胶上实现对微纳尺度物质的一步分离浓缩、纯化的步骤复杂等缺点，从而提出的一种靶式凝胶电泳分离微纳尺度物质方法。

为了实现上述目的，提供如下技术方案：

1、一种靶式凝胶电泳分离微纳尺度物质的方法，包括如下步骤：

①提供靶式凝胶分离装置槽，将一定浓度的凝胶放入制备好的圆盘配胶板中，插入样品槽模具，凝胶自然冷却形成圆盘型凝胶，然后拔掉样品槽模具；

②在制备好的圆盘型凝胶中放置外环电极和中心电极，电极与电源连接，使圆盘凝胶中形成非匀强电场；

③加入电泳缓冲溶液后，进行上样并电泳分离，微纳尺度物质在碱性缓冲溶液条件下表面带负电荷，在凝胶中向中心正电极运动；

④调节所施加的电参数调控目标物的泳动速度及路径，较小分子量的目标分子将率先到达中心电极附近进行浓缩，较大分子量的目标分子将最后到达中心电极处浓缩；调节凝胶浓度调控分离条带展宽；调节加电时间实现样品组分分步在圆心处进行浓缩；调节缓冲溶液浓度来调控离子强度控制目标分子的带电量及运动速度。

进一步的，所述的非均匀电场，在圆盘凝胶圆心处的电场强度最大。

进一步的，所述的圆盘配胶板的直径范围在1 cm-30 cm。

进一步的，外环电极和中心电极材质为铂、银或铜材质。

进一步的，凝胶为琼脂糖凝胶，凝胶浓度在0.5-3.0％。

进一步的，所述的样品槽模具是圆环形状样品槽模具或者是锯齿形样品槽模具。

进一步的，电参数为：电源为直流电源或交流电源，直流电压1-200 V，交流电压0-200V、频率0-100Hz、Duty值1-99％、时间1-90 min。