[发明专利]用于捕获大分子的设备及其制造和使用方法

说明书

本公开提供了一种用于从电泳凝胶捕获一个或更多个大分子的通路内过滤设备及其制造和使用方法。

在先申请的交叉参考

根据巴黎公约，本申请要求于2018年6月14日提交的美国临时专利申请62/685,056的优先权，其如同以其整体阐述的方式通过引用并入本文。

公开领域

本说明书主要涉及用于在凝胶电泳中使用的设备。更具体地，本说明书涉及用于从电泳凝胶回收一个或更多个大分子的设备及其制造和使用。

公开背景

凝胶电泳是基于分子的大小和/或电荷在混合样品中分离多个大分子的确定方法。可以通过凝胶电泳分离的大分子包括核酸(双链DNA、单链DNA、RNA)和多肽。琼脂糖凝胶电泳包括带负电的DNA分子通过多孔琼脂糖基质向带正电的电极的电场驱动迁移。当通过多孔琼脂糖基质迁移时，相比于较大的DNA分子，较小的DNA分子遇到更小的阻力，从而允许较小的DNA分子迁移得更快并与较大的DNA分子分离。这种分离有助于隔离限定长度的DNA分子，同时排除不期望长度的DNA分子。因此，琼脂糖凝胶电泳在分子生物学、临床生物学、遗传学、基因组学、生物化学和临床化学领域中被广泛用于DNA大小的选择。

从电泳凝胶中回收所选大小的DNA分子对于下游应用至关重要，下游应用尤其包括DNA克隆和DNA测序等。最佳地，回收的DNA将具有高纯度和高浓度，而不会显著损失初始混合样品中存在的DNA，并且不会引入任何污染物。

从电泳凝胶中回收DNA的当前方法包括：(1)切下对应于特定长度的DNA分子带的凝胶切片，然后从凝胶切片中提取DNA并沉淀DNA；(2)直接从电泳凝胶上在移液器可到达的凝胶点上(本领域中称为“提取井(extraction well)”)收集试样或试样系列，然后沉淀DNA。这两种方法都是费力、费时的，并且需要熟练的个人从业人员进行大量手动执行的步骤，这导致关于所回收的DNA的纯度和浓度的不同结果。此外，这两种方法都依赖于所选大小的DNA的沉淀，然后可以将其重新悬浮在减小的体积中，以便获得对于下游应用的适合浓度的最终DNA样品。除了需要进行另一步骤的成本外，通过这种沉淀还会损失一小部分DNA。

有一些设备的示例被设计成解决与从电泳凝胶回收DNA有关的上述挑战中的一项或更多项。先前已经描述了能够以固定的小体积试样回收目标范围的分子大小的大分子回收盒。该盒包括U形框架，该框架在一侧具有DNA可渗透膜，而在另一侧具有DNA不可渗透回收膜。通过在与DNA目标范围的第一部分的到达一致的时间点将盒插入提取井中，电泳可以连续进行以将整个目标范围驱动到盒的腔室中。随后，可以使用移液器经由搅动将DNA重新悬浮到固定体积中。然而，现有的大分子回收盒仍然存在一些不足，包括：(1)洗脱体积仍然相对较大(大约50μl)，并且具有由DNA可渗透膜的表面积要求对其设定的下限；(2)所述表面积应与DNA迁移所穿过的琼脂糖凝胶横截面面积相匹配，以提供电泳过程的最佳分辨率(resolution)并允许所有DNA进入回收盒的腔室中；(3)回收盒需要仔细的制造工艺(即粘附)，以防止形成将允许DNA绕过回收膜的电导管。

本公开的目的是减轻和/或消除上述缺陷中的一个或更多个。

公开的概述

本公开被广泛地概括为涉及用于从电泳凝胶回收一个或更多个大分子的设备和方法。

一方面，提供了一种用于从电泳凝胶捕获一个或更多个大分子的设备，该设备包括：基本上电阻性的支撑框架，该支撑框架具有顶部、底部、第一侧和第二侧，其限定第一开口区域和第二开口区域，第二开口区域与第一开口区域相对定位；基本上电阻性的孔膜，该孔膜具有定位在中心区域的通孔，该孔膜被配置成覆盖支撑框架的第二开口区域，并且被配置成具有的表面积小于由支撑框架的尺寸限定的或由电泳凝胶的横截面积限定的表面积；以及回收膜，其定位成与孔膜相邻并被配置成覆盖孔膜的通孔。