板型电泳用聚丙烯酰胺凝胶的生产技术及灌胶装置 本发明涉及聚丙烯酰胺凝胶的生产技术及其灌胶装置,专用于临床医学、农学、病毒学、微生物学和免疫学、基因工程及其他高科技生物技术领域生化分析中的板型电泳。
聚丙烯酰胺凝胶电泳是快速低廉的生化分析技术,聚丙烯酰胺凝胶是一种透明而不溶于水并有韧性的凝胶,是由丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺聚合而且具有三维网状结构的凝胶,电泳时兼具有分子筛效应和电荷效应,从而比其他电泳的分辨力大为提高。由其为基础又发展了SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,聚丙烯酰胺递度胶电泳等其他电泳技术。除用于蛋白电泳外还广泛用于同工酶电泳,核酸电泳分析,还可用于测定蛋白质核酸等分子的分子量,所以聚丙烯酰胺凝胶电泳是目前使用最广泛的生化分析技术。
现有的聚丙烯酰胺凝胶,一种是根据所制胶液的浓度按常规比例(见参考文献:人民教育出版社,1981年第一版《生化实验方法和技术》p.109)将丙烯酰胺(Acr)-甲叉双丙烯酰胺(Bis)液、四甲基乙二胺(TEMED)液、过硫酸铵(AP)等配成新鲜的胶液,并且缓冲液是固定的,使用不便,连玻璃包转出售,价格昂贵,另一种是由电泳操作者根据所需现场配制胶液,但是,在使用过程中都需现场制胶,而且制胶难度甚大,(1)需要专门的制胶设备,增加了电泳槽的售价。(2)灌胶时极易渗漏,一旦渗漏灌胶失败,既损失了时间又浪费了化学试剂。专业人员操作,渗漏率达20%左右。(3)从洗涤灌胶设备,配凝胶试剂,到成胶和预电泳要耗费整个电泳操作过程的一半时间,也使试验的复杂性加大,所以使聚丙烯酰胺电泳的使用受到限制,除生化专业本科生外普通大学本科生中很少开设平板聚丙烯酰胺电泳试验。(4)PH酸性时凝胶不易聚合,所以做酸性电泳难度较大。鉴于以上原因,研究工作者极希望有现成聚丙烯酰胺凝胶以提高工作的效率,但是到目前为止国内外尚未见到聚丙烯酰胺凝胶成品出售。
本发明的目的是提供聚丙烯酰胺成品干胶的制作技术,设计灌胶装置,可批量生产板型电泳用聚丙烯酰胺凝胶的成品干胶系列,所提供的干胶在电泳操作中不需制胶程序,直接进行电泳分析,大幅度提高生化研究工作者的工作效率,使同一试验节约一半以上时间。
本发明所提供的技术方案为:
板型电泳用聚丙烯酰胺凝胶的生产技术,其特征在于:
1)根据所制胶液的浓度,按常规比例量取丙烯酰胺-甲叉丙烯酰胺溶液、过硫酸铵溶液、四甲基乙二胺液,蒸馏水加足100份(体积),混匀配制成胶液,
2)将胶液减压抽气后,倒入灌胶盒1内,灌胶盒中间平行相隔放入两根细绳3,将胶模板2一块一块地平放入制胶液中,胶模板有制胶框架4及样品槽模5的一面朝上放置,每放入一块胶模板后,用一干净试管刷沿胶膜板上制胶框架内侧刷一遍,再放入另一块胶模板,
3)拉两根细绳,从而将胶模板取出灌胶盒,放置0.5~1小时待胶液凝固后,从胶模板上取出凝胶片6,
4)将凝胶片浸泡于50~70%的醇类或酮类脱水剂内3~5小时,取出将凝胶片再置于无水醇类或酮类脱水剂中浸泡2~3小时,然后将凝胶片置于30℃温箱内3~5小时,
5)取出干胶,装袋封口。
上述所用醇类或酮类脱水剂可以为:甲醇、乙醇、丙醇或丙酮、丁酮。涉及上述生产技术的灌胶装置,其特征在于:
灌胶盒1内装有胶液8,两根细绳3平行相隔放于灌胶盒1地中间,并且绳的两端在灌胶盒外,胶模板2平放于灌胶盒1内、细绳3上面,胶模板向上侧面粘贴有制胶框架4以及5~20个横向单行排列的样品槽模5,样品槽模5位于胶模板宽度的1/5处,胶模板的四周与灌胶盒之间留有1~2mm空隙,样品槽模5与所制成凝胶片6的样品槽7相对应。
本发明与现有技术相比有如下优点:
1)可批量生产电泳用聚丙烯酰胺凝胶的成品干胶系列,如不同规格、不同厚度的凝胶,从分析用凝胶到制备用凝胶,从普通胶到梯度胶等,使用者权需将所要求的规格的干胶片浸于电泳所需的缓冲液1~1.5小时即可直接进行电泳,不需进行灌胶,使用单位不需准备灌胶设备如框模固定架、灌胶玻璃等。
2)使用过程中,由于不需灌胶所以可避免灌胶失败所造成的时间和试剂的浪费和损失。
3)由于不需灌胶,也大大简化了电泳操作程序,节约使用者大量宝贵的时间,普通中学生就可操作。本来每天只能做一次电泳试验现在每天可进行四次试验,大大提高了工作效率。
4)规模生产后的干胶质量和孔径一致化了,避免了使用人员在不同时间和温度聚胶的质量差异,研究工作的可比性和重复性都大为提高。
5)扩大了酸性电泳的使用范围,酸性电泳时仅需将干胶浸泡于酸性缓冲液中就可电泳。
6)干胶制作过程中将凝胶中没聚合的丙烯酰胺和游离的其他物质同水一起脱出,所以使用干胶可不需预电泳,节省了时间和预电泳的试剂费。从而大大提高生化工作的工作效率并降低了试剂成本。
图1、聚丙烯酰胺凝胶干胶片生产工艺流程图
图2、灌胶装置示意图
图3、胶模板2结构示意图
图4、凝胶片6结构示意图
下面结合附图详细说明本发明的实施例及其使用方法:
1、制胶设备
(1)灌胶盒1,由有机玻璃制成,盒长19cm,宽15cm,高度由需一次制多少块胶而定,10cm高的灌胶盒一次能制得20块以上的凝胶片。
(2)胶模板2,由平板玻璃或有机玻璃制成,长18.8cm,宽14.8cm,厚0.3cm,板的一面周围贴上1cm宽0.1cm厚的有机玻璃条构成制胶框架4,有机玻璃条的厚度即为制好的凝胶片的厚度。选择14条长0.7cm、宽0.2cm、厚0.05cm的塑料小条作为凝胶的样品槽模5。这样,制出的凝胶片6上就有14个长0.7cm、宽0.2cm、深0.05cm样品槽7,最大加样量可达7微升。
2、制胶试剂
制备7.5%的标准胶液100升配比为:含有30g/100ml Acr和0.8g/100ml Bis溶液25升,含0.14g/100mlAP溶液12.5升,TEMED溶液40μl,蒸馏水加足100升。
3、制凝胶片
将配制好的制胶液混匀后减压抽气,抽出溶液内的气泡,小心倒入灌胶盒1内,灌胶盒内平行相隔放入两根细绳3,细绳3的两端在盒外,将胶模板2一块一块地平放入制胶液8中、细绳3上,胶膜板2有制胶框架4和样品槽模5的一面朝上,每放入一块胶模板2后,用一干净的试管剧沿胶模板上制胶框架4内侧刷一遍,赶去可能存在的气泡,再放入一块胶模板。胶模板2放置完毕,拉两根细绳3,从而取出胶膜板2,0.5~1小时后凝胶成型,用镊子取出凝胶片,这样每次可制数十块聚丙烯酰胺凝胶片6。
4、制干胶片
将凝胶片浸泡于50%的乙醇内脱水3~5小时,此时凝胶片由透明变成了乳白色,体积缩小50%,取出凝胶片再置于无水乙醇内继续脱水2~3小时,此时,凝胶片已基本成为乳白色的干胶片,再将其置于30℃温箱内3~5小时,干胶片形成,取出装袋封口,可长期保存,运输。
用甲醇、丙醇、丁醇或丙酮、丁醇及其他醇类脱水剂分别代替上述乙醇脱水剂,其他工艺相同,是普通技术人员能够实现的。
5、使用方法
本发明所提供的干胶片使电泳操作中主要省去了制胶程序,其他使用步骤与现有技术基本相同,所用试剂也是现有技术中通用的(见参考文献),步骤如下:
(1)、恢复
在一只白瓷盘内装300ml凝胶缓冲液,并放入一张聚酯膜(普遍投影膜)将干胶放于聚酯膜上(样品槽面朝上)按入缓冲液中,使缓冲液浸没干胶,1.5小时后干胶即恢复成透明凝胶。取胶时连聚酯膜一起取出,以避免凝胶破损。
(2)、电泳
将凝胶连同聚酯膜放于一玻璃上,用滤纸将胶面、加样槽内及胶四周的缓冲液吸干,连同玻璃放于电泳槽内。用微量加样器吸取样品3~5微升加于样品槽内,胶两端搭上4层电极液浸湿的滤纸,加电极液于电泳槽内就可通电。
(3)、染色及保存
蛋白电泳可用考马斯亮兰R250和G250染色,也可用氨基黑10B染色。染色后脱色至透明时可直接进行光密度扫描,也可泡于7%乙酸内长期保存,或直接进行光密度扫描。
根据发明人用干胶与鲜胶所做的猪血清蛋白区带电泳的对比试验,电泳条件:
胶缓冲液:PH7.6Tris-HCl缓冲液
电极液:PH8.7NaOH-硼酸缓冲液
电泳时间:2小时(稳流15毫安)
考马斯亮兰G250染色
结果显示,干胶的电泳效果比现灌制的鲜胶电泳效果更好,扫描峰更集中,尤其4条前白蛋白比鲜胶更明显,鲜胶仅分出3条前白蛋白,白蛋白的峰也比鲜胶集中。
根据发明人用干胶与鲜胶进行鹅血清酯酶区带电泳的对比试验,电泳条件同上述对比试验,采用α-萘乙酸酯为底物,Fast BlueBB为显色剂,反应时间5分钟,结果表明,干胶的电泳效果也比鲜胶为好,干胶的光密度峰值更集中、更高,说明干胶的区带峰更窄,分离效果好于鲜胶。