[发明专利]匀速升温-变性梯度凝胶多功能电泳系统

说明书

技术领域

本发明涉及DNA电泳领域，特别是一种匀速升温-变性梯度凝胶多功能电泳系统。

背景技术

微生物群落是广泛存在于生态系统中的结构和功能单位，群落中不同的微生物以有规律的方式共处，它们具有各自的营养途径和代谢类型。微生物群落结构研究是生态学和环境科学研究的热点，涉及土壤及根际微生物、肠道微生物、浮游微生物等多个领域，对于开发微生物资源，阐明微生物群落与生境的关系，揭示群落结构与功能的联系，引导微生物群落功能的定向调控具有重要意义。

微生物群落结构分析技术分为三个发展阶段：① 20世纪70年代以前主要通过传统的分离培养方法，依靠形态学和生理特性进行分类鉴定和计数。② 在70-80年代，研究者通过对微生物进行化学分析建立了微生物分类和定量的方法。③ 在80-90年代，开始以DNA序列为分子标记，通过电泳指纹图谱和DNA测序方法，比较精细地揭示了微生物种类和遗传的多样性，给出了微生物群落结构的直观信息。

综合已有文献，DGGE（Denatured Gradient Gel Electrophoresis，变性梯度凝胶电泳）和TGGE（Temperature Gradient Gel Electrophoresis，温度梯度凝胶电泳）电泳技术可以直接展示微生物DNA图谱。其中，DGGE电泳系统出现最早，应用也较广。DGGE是由Fischer等（1979）最先提出用于检测DNA突变的一种电泳技术。Muyzer等（1993）首次将DGGE用于微生物生态学研究，完整精确地描述了微生物群落结构、相对比例和系统进化关系。

DGGE在灌制凝胶时设置变性剂浓度梯度，仪器只设置一个目标温度（一般为60℃），在电泳前预热电泳槽，不控制升温速度和时长，达到目标温度后才放入样品进行电泳，控温槽的功能是加热并维持恒温，与水浴锅功能类似。DGGE出现最早，仪器较普遍，相关的研究论文最多。

TGGE利用半导体Peltier效应实现空间温度梯度，电泳时温度不随时间变化，PCR产物在模块表面的凝胶中由低温区泳动到高温区。TGGE空间温度梯度所需的半导体模块造价偏高，并且大尺寸半导体模块受功率限制（功率为200-500W），难以实现稳定的空间温度梯度，所以TGGE温控区面积较小，导致电泳凝胶也较小，限制了上样数和分辨率。由于价格、分辨率、可重复性等原因，TGGE使用得不多，相关论文较少。DGGE和TGGE都使用恒定单体浓度的聚丙烯酰胺凝胶（即凝胶孔径一致），这影响了凝胶的分离效果，降低了分辨率（Cremonesi et al., 1997; Petri & Imhoff, 2001）。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可以在时间上的升温过程叠加空间上的凝胶梯度，缩短了电泳时间，提高了凝胶分辨率、可以进行匀速升温-变性梯度凝胶电泳、变性梯度凝胶电泳、普通聚丙烯酰胺凝胶电泳，还可以外接恒温冷槽进行单链构象多态性分析的匀速升温-变性梯度凝胶多功能电泳系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：匀速升温-变性梯度凝胶多功能电泳系统，包括控温槽、电泳支架、电泳仪和梯度混合器，所述的控温槽和电泳支架通过导线连接在电泳仪上，所述的控温槽和电泳支架间设有缓冲液循环管，所述的梯度混合器用于制作孔径梯度凝胶和变性剂梯度凝胶，所述的控温槽用于温度控制和提供缓冲液环境，所述的电泳支架用于安放凝胶、提供电场，所述的电泳仪提供恒压电源，所述的控温槽内设有循环泵，所述的控温槽内充满有缓冲液。

采用以上技术方案后，本发明具有以下有益效果：使用时间温度梯度代替TGGE的空间温度梯度，在凝胶中引入孔径梯度，设计匀速升温-变性梯度凝胶多功能电泳系统，实现“一机多用”。可以在时间上的升温过程叠加空间上的凝胶梯度，缩短了电泳时间，提高了凝胶分辨率、可以进行匀速升温-变性梯度凝胶电泳、变性梯度凝胶电泳、普通聚丙烯酰胺凝胶电泳，还可以外接恒温冷槽进行单链构象多态性分析。

附图说明

图1：A表示湖水总DNA样品（100 V，6 小时）TTGG图谱，

B表示湖水总DNA样品（100 V，16小时）DGGE图谱

具体实施方式

下面根据附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。