[发明专利]用于蛋白分离的电泳槽及采用其的柱状凝胶电泳装置

说明书

一种用于蛋白分离的电泳槽及采用其的柱状凝胶电泳装置，该电泳槽包括正极侧的缓冲溶液槽、负极侧的缓冲溶液槽、位于中间的冷却水槽和位于正极侧的洗脱溶液槽；所述电泳槽中设置有安放柱状凝胶管的位置。所述电泳槽通过3D打印技术制造，例如采用高分子聚合物材料制成，优选由PLA塑料制成。本发明的电泳槽及采用其的柱状凝胶电泳装置根据所填充的聚丙烯酰胺的不同以及结合ICP‑MS等仪器可用于不同分子量蛋白的离线分离和在线分离及检测，且具有分析时间短，成本低，制造过程简单，死体积小，分离条件选择范围广，分离度高，可根据实际需要进行改装等特点，并具有不断优化的可能。

技术领域

本发明属于生物化学检测分析技术领域，更具体地涉及一种用于蛋白分离的电泳槽及采用其的柱状凝胶电泳装置。

背景技术

蛋白质作为生物体的基本组成物质，是生物体各种重要功能的执行者，对蛋白质组成、结构和功能的研究具有重要的研究意义和实际价值。其中电泳技术是蛋白质分离测定中应用最广泛和最有效的方法。

电泳技术主要包括等电聚焦电泳(IEF)和聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)，PAGE是以具有网状立体结构的聚丙烯酰胺凝胶为支持介质，在电场作用下，待分离的蛋白质分子根据分子荷电量、大小及形状不同被分离成许多条明显的区带。PAGE又可分为变性(SDS-PAGE)与非变性凝胶电泳(Native-PAGE)。变性凝胶电泳(SDS-PAGE)通过十二烷基磺酸钠(SDS)与蛋白反应而使蛋白失活，可将蛋白质转化成分子量不同而结构相似的物质，因此无论蛋白的性质如何，均可根据分子量的不同而得到分离，质荷比小的蛋白移动得快、远，质荷比大的蛋白移动得慢。SDS-PAGE操作简单灵活，分辨率高，重现性好，是使用最为广泛的蛋白质分离技术。

根据支持物的装置形式不同，凝胶电泳又可分为平板式电泳、垂直板式电泳和柱状电泳。其中柱状凝胶更有利于样品的浓缩和分离后的收集以及与后续检测系统的联用。柱状凝胶电泳可以根据需求选择不同内径和长度的玻璃管，玻璃管内填充琼脂糖可用于分离核酸，填充聚丙烯酰胺凝胶可用于分离蛋白质。经过柱状电泳分离后的蛋白质通过洗脱装置进行洗脱，并与电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)技术联用进行分析和检测。柱状凝胶电泳与ICP-MS技术联用已被成功应用于在线分离DNA、RNA和小分子物质。

然而现有的商业化柱状凝胶电泳装置虽然可以用于多肽、RNA、DNA以及蛋白等多种物质的分离和检测，普适性好，但也导致其凝胶柱的内径较大，洗脱装置死体积较大，因此整个柱状电泳装置对蛋白的分离效率和分析灵敏度都较低，并且造价高昂，操作较复杂。如何对柱状电泳装置进行优化和改进是影响蛋白质分析和检测的重要因素。

3D打印技术是一种与传统的材料加工方法截然相反的技术，该技术基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式来快速构造物体。其采用直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法并通过数字技术材料打印机来实现打印过程。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品，并且免除了传统工艺需要多道加工程序的烦琐过程，制造周期短，成本低。近几年来，3D打印技术作为一项前沿性的先进制造技术迅猛发展，在工业制造、生物医学、建筑制造、文化艺术等领域逐步发挥了重要的作用。不过目前尚未有将3D打印技术应用于柱状凝胶电泳装置的先例。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于蛋白分离的电泳槽及采用其的柱状凝胶电泳装置，以解决上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种用于蛋白分离的电泳槽，其特征在于，包括正极侧的缓冲溶液槽、负极侧的缓冲溶液槽、位于中间的冷却水槽和位于正极侧的洗脱溶液槽；所述电泳槽中设置有安放柱状凝胶管的位置。

其中，所述电泳槽通过3D打印技术制造。

其中，所述电泳槽采用高分子聚合物材料制成，优选由PLA塑料制成。