專利名稱：集成有可變換光源的電泳分離與分析裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及天然發熒光或與熒光標記物結合的帶電荷物質的凝膠電泳分離與分析裝置。具體而言，本實用新型涉及到一種高度集成的可以變換光源波長的多用途電泳分離與分析裝置。
背景技術：
熒光現象與熒光物質[1-4]；當某種波長的光線(入射光)照射到某些物質的時候，這些物質會發射出不同于入射光波長與強度的光(發射光)。當入射光停止照射時，被照射物質所發射的光線也隨之消失。由被照射物質所發射的光線稱為熒光。能夠發射熒光的物質稱為熒光物質。N.Monardes在1575年首次記錄到熒光現象。他在一種稱為“LignumNephriticum”的木頭切片的水溶液中，觀察到極為可愛的天藍色熒光。在17世紀，Boyle(1626-1691)和Newton(1624-1727)等著名科學家再次觀察到熒光現象，并且給予更詳細的描述。1852年Stokes在考察奎寧和葉綠素的熒光時，用分光計觀察到其熒光的波長比入射光的波長稍為長些，才判明這種現象是這些物質在吸收光能后重新發射不同波長的光，而不是由光的漫射作用所引起的，從而導入了熒光是光發射的概念，他還由發熒光的礦物“螢石”推演而提出“熒光”這一術語。他在1864年首次提出熒光作為一種分析手段。1867年，Goppelsrder)進行了歷史上首次的熒光分析工作，應用鋁—桑色素配合物的熒光進行鋁的測定。1880年，Liebeman提出了最早的關于熒光與化學結構關系的經驗法則，到19世紀末，人們已經知道了包括熒光素、曙紅、多環芳烴等600種以上的熒光化合物。20世紀以來，更對熒光現象進行了更深入的研究。
熒光分析方法的發展與儀器應用的發展分不開。19世紀以前，熒光的觀察靠肉眼進行，直到1928年，才由Jette和West提出了第一臺光電熒光計。早期的光電熒光計的靈敏度有限，1939年Zworykin和Rajchman發明光電倍增管以后，在增加靈敏度和容許使用分辨率更高的單色器等方面，是一個非常重要的階段。1943年Dutton和Bailey提出了一種熒光光譜的手工校正步驟，1948年由Studer推出了第一臺自動光譜校正裝置，到1952年才出現商品化的校正光譜儀器。近十幾年來，在其它學科迅速發展的影響下，隨著激光、微處理機和電子學的新成就以及新型熒光材料的發現于合成，大大促進了諸如同步熒光測定、導數熒光測定、時間分辨熒光測定、相分辨熒光測定、熒光偏振測定、熒光免疫測定、低溫熒光測定、固體表面熒光測定、熒光反應速率法、三維熒光光譜技術和熒光光纖化學傳感器等熒光分析方面的某些新方法、新技術的發展，并且相應地加速了各式各樣新型的熒光分析儀器的問世，使熒光分析法不斷朝著高效、痕量、微觀和自動化的方向發展，方法的靈敏度、準確度和選擇性日益提高，方法的應用范圍大大擴展，遍及于工業、農業、醫藥衛生、環境保護、公安情報和科學研究等各個領域中。如今，熒光分析法已經發展成為一種重要且有效的光譜化學分析手段。
電泳與電泳原理[5，6]；帶電的顆粒在電場作用下向著其電性相反的電極移動，稱為電泳。荷電顆粒在電場中移動的現象最早由瑞典Uppsal大學物理化學系Svedberg教授觀察到。1937年瑞典科學家Tiselius設計世界上第一臺電泳儀—移界電泳法。但由于“移界電泳法”電泳時自由溶液受熱后發生密度變化產生對流，分辨性不高且加上電泳儀器昂貴，沒能推廣。50年間，改進電泳儀及找尋濾紙、醋酸纖維生素薄膜、淀粉、瓊膠糖等做為支持介質，電泳技術得到推廣應用。60年間更找到聚丙烯酰胺凝膠為支持介質并發展了SDS-聚丙烯酰胺電泳、等電點電泳、雙向電泳和印跡轉移電泳等技術。這些技術具有設備簡單、操作方便、分辨率高等優點。電泳技術已成為生物化學、免疫學、分子生物學以及密切相關的醫學、農、林、牧、魚、制藥等領域必備的分析手段。
任何物質由于本身的解離作用或表面上吸附其它帶電質點，在電場中便會向一定的電極移動。帶電顆粒可以是小的離子，也可以是生物大生子，蛋白質、核酸、病毒顆粒、細胞器等。不同的帶電顆粒在同一電場的電泳移動速度不同。一般所帶凈電荷數越多，顆粒越小，越接近球形，則在電場中移動速度越快，反之則慢。此外，電泳速度還受到電場強度、溶液酸堿度、溶液的離子強度、溫度以及電泳支持物的影響。
電泳分類電泳種類很多，但基本原理相同。不同的電泳因不同的支持物或凝膠而有各自的特性。按分離原理分成區帶電泳、移界電泳、等速電泳和聚膠電泳。按有無固體支持物分成自由電泳、支持物電泳。按電泳槽的形式分成垂直的、水平的、柱狀的、毛細管的等不同電泳型態。
凝膠電泳在所有的電泳介質中，使用瓊脂糖和聚丙烯酰胺凝膠[5，6]為介質的凝膠電泳的最為普遍。
瓊脂糖是從瓊脂中提取出來的，由半乳糖和3.6-脫水-L-半乳糖相互結合的鏈狀多糖。瓊脂糖凝膠的孔徑較大、主要用于核酸或蛋白質等較大分子的電泳分離與分析，具有下列優點(1)液體量大，可達98-99％，近似自由電泳，但是樣品的擴散度比自由電泳小，對DNA、RNA與蛋白質的吸附極微。(2)瓊脂糖作為支持體有均勻，區帶整齊，分辨率高，重復性好等優點。(3)電泳速度快。(4)透光性好，可以直接用紫外或其他光源作定量測定。(5)區帶易染色，有利于制備。
聚丙烯酰胺凝膠是由丙烯酰胺和N，N’甲叉雙丙烯酰胺聚合而成的大分子。聚丙烯酰胺凝膠的孔徑相對較小、主要用于蛋白質以及小分子物質的電泳分離與分析，具有下列優點(1)聚丙烯酰胺凝膠沒有或很少帶有離子的側基，因而電滲作用小，不易和樣品相互作用。(2)由于聚丙烯酰胺凝膠是一種人工合成的物質，在聚合前可調節單體的濃度比，形成不同程度交鏈結構，其空隙度可在一個較廣的范圍內變化，可以根據要分離物質分子的大小，選擇合適的凝膠成分。一般說來，含丙烯酰胺7-7.5％的凝膠，機械性能適用于分離分子量范圍不1萬至100萬物質，1萬以下的則采用含丙烯酰胺15-30％的凝膠。(3)在一定濃度范圍聚丙烯酰胺對熱穩定。(4)凝膠無色透明、透光性極好，易觀察，可用檢測儀直接測定。
凝膠電泳的應用已經廣泛用于對各種帶電荷物質的分析。在實驗中，研究者通過電泳操作可以將所分析的物質按分子量大小和所攜帶電荷的差異進行有效分離。對照分子量標準，所分析的分子量可以被準確的估測，并能夠對多個樣本同時進行分析，分離與純化。
現有凝膠電泳裝置與技術比較凝膠電泳常用于對生物大分子如蛋白質、DNA和RNA的分析。常規DNA或RNA的凝膠電泳分析[6]見圖1。由于DNA或RNA本身不能發熒光，具體操作時需先制作瓊脂糖凝膠板，并在其中加入與DNA或RNA結合的熒光劑——溴化乙啶。將制好的凝膠板放于電泳槽中，加DNA或RNA樣品后進行電泳。DNA或RNA在電泳過程中與溴化乙啶結合，但被染色的樣品在可見光下不能顯現。必須在暗室中經紫外光(入射光)激發后顯現黃綠色的熒光帶譜。熒光帶譜可經適當的濾光板濾光后用光學或數碼相機照相存檔。盡管早已知道溴化乙啶為強致癌劑、紫外線對人體有害，但目前還沒有其他更好的替代方法。在互聯網搜索引擎搜索“凝膠電泳”一詞，可以查找到許多生產、銷售電泳槽、電泳儀、紫外光燈箱與成像或圖像系統的國內外廠家。但幾乎所有的裝置與儀器均是按這種傳統操作方法設計、生產的。
美國專利6512236公開了一種用可見藍色光顯現熒光材料的技術[7]，利用該技術制作的商品光源稱為Dark Reader[8]。國內廠家生產的相似裝置稱為藍盾系列可見光凝膠透射儀[9]。該技術利用藍色濾光片將普通熒光燈的雜色光過濾得到藍色光。藍色光激活采用藍光為入射光的熒光物質，熒光物質經另一片濾光板過濾后成為可為肉眼所觀察或為相機記錄。該裝置代替傳統的紫外線燈箱用于DNA或RNA電泳分析時可避免使用對人體有害的溴化乙啶和紫外線。但是該專利主要涉及的是藍色可見光燈箱的制作。在電泳時色帶是不可見的，需要將凝膠板轉移到藍色燈箱中觀察后才能決定是否繼續進行電泳或照相記錄。該裝置必須使用藍色與黃棕色兩種濾光板才能夠對需要以藍色光為入射光的熒光物質進行觀察與記錄，但不能顯現以除藍色光以外的光線為激發(入射)光的熒光材料。
對蛋白質的凝膠電泳分析通常采用垂直電泳分析裝置(圖2A)。當需要檢查熒光蛋白質(蛋白質本身發熒光)或用熒光標記的蛋白質或其它探針時，垂直電泳分析裝置本身不能夠顯現這些熒光物質，常常需要其它昂貴檢測裝置(圖2B)。因此，需要一種新型的電泳分析裝置用于分析熒光蛋白質或基于熒光技術的免疫分析或分子生物學分析。
發明內容
本實用新型的一個目的是提供一種可進行實時、連續監測的多用途凝膠電泳分析裝置，該裝置包括放置于透光分析板兩側的可換窄譜或純光譜光源，其中該光源發射的光線以與凝膠板水平的角度射入。
在一優選實施例中，該多用途凝膠電泳分析裝置還包括該電泳分析槽。
在一優選的實施例中，使用半導體發光二極管作為光源，產生光譜純度較高的光線。在另一優選實施例中，使用激光管產生窄譜或純光譜光源。用窄譜或純光譜光源代替傳統光源可以不使用濾光片。這樣的設計可以使熒光物質的激發光源的體積大大縮小，使其能夠整合到分析系統中。窄譜或純光譜光源為可以變換的光源的選擇可根據實際使用的熒光染料而定。
在一優選實施例中，所述透光分析板由透光材料制成，該透光材料可選自天然或人工合成的透光材料、凝膠或聚合物或透明液體。
在一優選實施例中，所述電泳分析槽選自水平分析電泳槽和垂直分析電泳槽。
在一優選實施例中，光源安裝在凝膠板兩側，光線以與凝膠板平行的方向射入，激活其中的熒光物質。這樣的設計有利于光線均勻分布于凝膠板，避免光線直對人眼與攝像裝置，提高檢測靈敏度并使激活的熒光肉眼可見。
在另一優選實施例中，本實用新型的凝膠電泳分析裝置還包括照相系統。在電泳結束后即可對電泳結果進行拍照。
在一優選實施例中，本發明的多用途凝膠電泳分析裝置是一種核酸電泳分析裝置，該裝置包括透光分析板和放置在該透光分析板兩側的窄譜或純光譜光源，其中，該光源發射的光線以與凝膠板水平的角度射入。
又一方面，本實用新型還提供一種實時、連續監測凝膠電泳的方法，該方法包括使用本實用新型提供的上述凝膠電泳分析裝置，使用與加入的熒光染料相配合的純光譜，以凝膠板水平的角度射入，該光激活該熒光染料，使樣品顯現出其在凝膠板中的位置，從而可對其進行實時、連續監測。
本實用新型方法還包括，在適當的時候，對滿足要求的凝膠板進行拍照。拍照用的圖像儀可與本實用新型的凝膠電泳分析裝置組合成一系統，如本實用新型上述凝膠電泳分析系統。圖像儀也可以是單獨的一個部分，視具體情況而定。
在一優選實施例中，所述熒光材料選自天然熒光物質、用熒光材料標記或與熒光材料結合的物質。
采用本實用新型裝置和方法進行DNA、RNA或蛋白質的電泳分析具有許多優點，包括(1)由于裝置自帶光源，不需暗室。并可以在電泳過程中連續實時觀察DNA、RNA或蛋白質電泳帶譜。(2)由于光源可以變換，因而該系統可以與許多新型DNA和RNA熒光染料配對、在電泳中顯現DNA或RNA，如使用美國Molecular Probes公司生產的SYBR Green I[10]，可以避免使用強致癌的溴化乙啶。(3)采用新型DNA和RNA熒光染料靈敏度較采用溴化乙啶的方法高5-10倍，達十毫微克(10ng)水平。(4)采用純光譜為激發光，可以消除紫外光對人體與樣品的有害影響。(5)較傳統電泳分析方法操作簡便、費用低。新裝置從各個方面均明顯優于現有的DNA與RNA凝膠電泳分析裝置(表1列出更多項目的比較)。
表1、傳統電泳裝置[6]與可變換光源電泳裝置的比較
本實用新型涉及的電泳分析裝置還很適合用于以下分析；(1)各種熒光蛋白(GFP)及其衍生物的分析。(2)基于熒光標記的抗原與抗體反應測定。(3)基于熒光標記的基因雜交反應測定。(4)以及核酸與蛋白質的相互反應測定。
此外，由于本實用新型涉及裝置的光源可以很容易換成其它波長的光源，因而可以用于其它沒有列出的物質的電泳分離與純化。
圖1顯示常用的DNA與RNA凝膠電泳分析示意圖。圖1中1表示電泳電源，2表示電泳槽，3表示紫外燈箱，4表示紫外光燈管，5表示數碼相機或光學相機，6表示凝膠板，7表示濾光片。A表示在進行電泳和染色，但是看不到色帶。B表示將凝膠板放到紫外燈箱中，在暗室中對其進行觀察，以決定是進一步電泳還是進行照相記錄。C表示進行照相記錄。
圖2顯示常用測定熒光蛋白質或與熒光探針結合蛋白的分析示意圖。圖中A表示垂直電泳裝置，B表示生物熒光測定儀或熒光掃描儀。在A中，1為電泳電源，2為熒光蛋白樣品，3為電泳上槽，4為凝膠板，5為電泳下槽，6為電泳液，7表示蛋白質轉印，8表示直接用儀器分析熒光蛋白樣品，9表示經針對特定蛋白的熒光探針探查后用儀器分析。
圖3顯示了本實用新型一個具體的集成有半導體光源、光源可變換的凝膠電泳分析裝置。其中虛線框1表示儀器箱，2表示數碼相機，3表示光學塑料蓋，4表示可以變換光源的多用途電泳槽。用此裝置進行試驗時，可用肉眼直接觀察膠上的DNA熒光帶，而且該觀察可連續進行，入射光光源可以變換，并可進行原位照相記錄。
圖4顯示了自帶光源的電泳裝置的組件與結構示意圖。A示意已經裝配好并正在進行電泳的裝置。B顯示揭開帶濾光片的蓋子后的裝置內部帶凝膠板的結構。C顯示已經取出凝膠板但仍保留光源的結構。D顯示取出凝膠板與光源板后的電泳槽。E為電泳電源。
圖5顯示水平凝膠電泳裝置中光源與凝膠板的結構關系與入射角度示意圖，其中1表示光源，2表示凝膠板，帶雙線的箭頭表示入射光的入射方向。
圖6顯示帶有可變換光源的垂直凝膠電泳裝置的結構示意圖。其中1為光源，2為凝膠板，3電泳下槽，4為電泳上槽，5為電泳緩沖液。帶有雙線的箭頭表示入射光源的入射方向。
圖7顯示了美國專利512236中所涉及制作的藍色可見光在DNA分析中的應用。圖中顯示，首先需要進行A常規方法電泳，然后染色，B將染好色的凝膠板轉移到該技術涉及到的藍色光可見光燈箱上，在暗室中對樣品可以進行觀察、分析，以決定是繼續電泳還是進行C照相記錄。圖中1表示凝膠板染色，2表示熒光燈管，3表示藍色可見光燈箱，4表示濾光片，5表示相機，6表示凝膠板。
圖8顯示本實用新型運用帶有可變換光源的凝膠電泳裝置進行DNA分析的實驗結果圖。該實驗采用8個不同來源的DNA樣品分別經核酸酶處理(A)或未經酶處理(B)。電泳時間45分鐘，實驗結果用數碼照相機拍照記錄。
圖9顯示了自帶光源的電泳裝置用于分離純化DNA片段的示意圖。A為凝膠板與純化板對位后的俯視圖。其中1為電泳分離后的DNA帶，以帶灰色的長方形表示，2與3分別表示凝膠板與分離板，a所示的虛線表示水平中線。B為凝膠板與純化板水平中線的截面圖、示意DNA帶的純化過程。其中，1示意裝配對位的情況；欲回收的DNA帶需與分離板中的開槽對齊，純化孔的下開口有半透膜5封住不讓DNA通過。2示意電洗脫過程，3示意DNA移動至純化孔時停止電轉運，4示意回收純化的DNA樣品。由于電泳裝置帶有光源，樣品的回收情況能夠進行實時觀察。
具體實施方式
電泳槽水平電泳槽及放置光源的部件可以參照圖3至圖4所列制作。電泳槽可以用透明或不透明材料制作，但要求絕緣并不滲漏。垂直電泳分析槽可以如圖2所示制作垂直分析電泳槽。
光源插框按照圖5所示用塑料模具制作。光源插框需置于透光分析板的兩側。放置光源的部件的朝向分析板的一面必須是透明的。
透光分析板分析板位于光源之間。分析板可以是天然透光材料如瓊脂制作的凝膠或人工聚合透光材料的固體，半固體或液體材料。
光源可換窄譜或純光譜光源位于光源插件內。所發射的光線必須與以分析(凝膠)板平行的角度射入。光源波長的選擇依所選擇的熒光染料或熒光標記物而定。現在已有許多廠家生產熒光染料或熒光標記物。有關熒光染料與何種波長光源相配對可以從生產廠家提供的產品資料[10]或商品參考手冊[3]中找到。本領域技術人員參考這些資料能夠熟練掌握何種熒光染料與何種波長光源相配對的知識。表2歸納列出了部分常用的熒光蛋白質與熒光化合物的入射與發射光的光譜。
制作本裝置需要采用窄譜或純光譜光源。隨著半導體技術與光學技術的發展，已經可以很容易通過發光二極管(LED)或激光技術獲得較純光譜光源。發光二極管技術現在已經能夠生產從紫外到紅外線所有光譜的產品[11]。因而很容易獲得各種波長的LED。但LED或激光管的發光面積較小，需要制作并測試特定形狀、發光角度與亮度的LED、并以一定距離成排裝配，以期獲得均勻的入射光線。
表2部分常用的熒光化合物與熒光蛋白質的入射與發射光[3，10]
濾色片(板)利用本實用新型涉及到的特殊設計，完全不需要使用濾色片或濾色板以獲得特定的入射光光源，用肉眼即可以觀察到熒光并對其進行照相記錄。但在熒光樣品與觀察者或相機之間使用只讓熒光(發射光)通過的濾色片或濾色板則可能提高靈敏度。濾色片可以是平板狀的蓋子，亦可以做成眼鏡狀，亦可以是置于相機的前面鏡頭狀。濾色鏡的顏色與濾光特性的選擇依選用的熒光染料或熒光標記物的發射光波長而定。選用原則是阻斷入射光通過但盡可能讓熒光通過。
本實用新型不僅適用于核酸的電泳分析，只要是基于熒光標記與熒光反應都可以利用本實用新型提到的原則制作檢測儀器。這里提到熒光標記與熒光反應包括天然發熒光物質，如各種熒光蛋白與各種衍生物，與人工合成的熒光化合物；如熒光素等。
運用本實用新型制作的水平凝膠電泳分析裝置的一個例子見圖3。圖中的虛線部分表示儀器箱，箱內的上部為數碼相機。當然也可使用光學相機替換該數碼相機。數碼相機的下面是一光學塑料蓋，之下為帶有可以變換光源的凝膠電泳分析裝置。
圖3至圖5顯示了本實用新型水平凝膠電泳分析裝置的一個例子及其工作原理。圖5其中E表示電泳電源，A表示帶光源的凝膠電泳裝置，B表示可將帶濾色片的蓋子揭開，C表示已移出凝膠的電泳槽，D表示已移出可變換光源的電泳槽。換言之，在具體操作時，電泳槽最先可以是以D所示的狀態存在。技術人員可先安裝上純光譜光源，然后放上凝膠板；或者也可先制膠，再裝上光源。然后加入電泳液、加樣。之后覆蓋帶濾色片的蓋子，最后接上電源進行電泳。
垂直凝膠電泳分析裝置的工作原理與垂直凝膠電泳分析裝置其類似。圖6顯示帶有可變換光源的垂直型凝膠電泳裝置的裝配示意圖與光源的入射方向。
在電泳期間，由純光譜光源發出的光線與凝膠板平行射入板中，并以凝膠板作為導光介質使光線在凝膠板中均勻分布。入射光在凝膠板中激活熒光物質即可顯現樣品在凝膠板中的位置。由此技術人員可實時、連續監測電泳的進展。合適的時候可停止電泳。需要的時候，可對該凝膠板進行拍照記錄。
以下將對本實用新型的裝置及其使用方法進行詳細的描述。應理解，這些具體實施方式
僅僅是闡述性的，并不應將其視為對本實用新型范圍的限定。
實施例1用于DNA的瓊脂糖凝膠電泳分析采用美國Molecular Probes公司出售的非致癌熒光染料SYBR Green I[10]進行DNA樣品分析，操作步驟如下；
1.系統的光源采用490納米的發光二極管光源。
2.按所分析分子的分子量大小制作不帶任何DNA染色劑的瓊脂糖凝膠板(傳統方法中需要在凝膠板或緩沖液中放入致癌的溴化乙啶作為DNA染色劑)。所選瓊脂糖凝膠板的濃度與欲分析DNA的分子量的關系可以從有關參考書籍中查到[12，13]，并是生物學領域的技術人員所熟知的。
3.將適當量的DNA與帶有SYBR Green I熒光染色劑的上樣液混合。
4.將電泳緩沖液加入電泳槽中。
5.將步驟3中混合液加入凝膠板的樣品孔中。
6.將電泳槽與電泳儀連接。加樣端為陰極端。按8-10伏/厘米長度進行電泳。
7.電泳過程中通過用肉眼或通過電泳蓋中間的濾色板可以實時觀察電泳進展狀態。
8.樣品電泳至所需距離時，記錄實驗結果。圖8顯示一典型DNA凝膠電泳分析結果。
實施例2用于DNA的電泳分離與純化(示意圖見圖9)每一個從事基因克隆、基因表達的實驗室都會從電泳分離的凝膠板中分離純化DNA片段。從凝膠中分離純化DNA片段一般都需要購買成套試劑，而且純化效率低下。由于利用本實用新型制作的電泳裝置是可以用肉眼或通過電泳蓋的濾色板實時觀察電泳進展狀態。因而純化DNA樣品非常簡單可靠。用帶有490納米的純化裝置分離純化DNA樣品的操作步驟如下1.系統的光源采用490納米的發光二極管光源。
2.按照分子生物學的普遍原則用適當的限制性內切酶消化DNA樣品[12，13]。
3.按照分子生物學領域內的普遍原則制作不帶任何染色劑的瓊脂糖凝膠板。
4.在消化后的樣品中加入1/10量的上樣液并混勻。上樣液中含有DNA熒光染色SRBR Green I。
5.將混合好的上樣液加入凝膠板的樣品孔中。
6.加電泳緩沖液于電泳槽中并與電泳儀連接。加樣端為陰極端。按8-10伏/厘米長度進行電泳。
7.用肉眼或通過電泳蓋的濾色板實時觀察電泳進展狀態。
8.達到所要求的DNA分離效果時，停止電泳，將凝膠板轉至分離板上。將需要回收的DNA帶譜移動并與純化板的開槽處對齊。
9.將純化板的上方接負電極、下方接陽電極。以按4-6伏/厘米膠長度運行電泳分離。用肉眼或通過濾色板可以實時觀察到電泳分離進展狀態。
l0.當帶熒光DNA帶的完全電泳進入分離孔后關掉電源。移開凝膠板、用移液器從分離孔中移取樣品至小試管。
11.直接加入連接酶與酶緩沖液連接DNA片段與載體，或將樣品用乙醇沉淀濃縮后再用連接酶連接。
12.后續操作按照分子克隆的標準程序進行[12，14]。
實施例3用于綠熒光蛋白405的電泳分析綠熒光蛋白作為報告基因已經在現代生物技術中使用相當普遍。綠熒光蛋白的表達通常經用熒光顯微鏡分析確定。傳統綠熒光蛋白的檢測需要405納米的入射光光源。由于一般的熒光顯微鏡中沒有配置該入射光光源而無法觀察到該型熒光蛋白的存在。然而，用本實用新型制作的電泳裝置則很容易觀察到。用帶有可變換光源的電泳分析系統用于分析、檢測傳統綠熒光蛋白405的具體操作步驟如下；1.將系統的入射光光源變換為波長為405納米的光源。
2.按照細胞生物學的標準程序制作非變性的細胞融胞液。
3.制作1％的不帶任何染色劑的瓊脂糖凝膠板或10％聚丙稀酰胺凝膠板。
4.將適當量的細胞融胞液(一般10-25微克)加入凝膠板的樣品孔中。
5.加電泳緩沖液于電泳槽中并與電泳儀連接。加樣端為陰極端。按8-10伏/厘米長度進行電泳。
6.電泳過程中可以用肉眼或通過濾色板實時觀察電泳進展狀態。
樣品電泳至所需距離時，用光學或數碼相機記錄實驗結果。實驗實施過程表明，采用本實用新型的裝置和方法可連續、實時地對電泳情況進行觀察，操作簡便。
實施例4由于分析DNA與蛋白質的結合反應由于DNA與蛋白質或RNA與蛋白質的相互結合反應在調節細胞的生長、分化與細胞功能有非常重要的作用，因而在體外常用測定DNA/蛋白質或RNA/蛋白質的結合反應為目前生物研究的熱點之一[15-17]。其測定原理為特異的DNA或RNA片段與蛋白質結合后其在聚丙稀酰胺凝膠中的遷移率將小于未結合的DNA片段，從而檢測到活化的與DNA或RNA結合的蛋白調節因子。常用測定技術需要用放射性同位素顯現與蛋白質結合的探針的存在，或用生物素或地高新標記DNA或RNA探針代替同位素法標記與蛋白質結合的探針。然而，用非同位素的方法需要一些后續的步驟才能夠顯現與蛋白質結合的探針的位置。這些后續的顯現步驟費時而且昂貴。采用本實用新型涉及的垂直電泳裝置(示意圖見圖6)結合使用熒光材料Cy5標記的探針，則可以在凝膠電泳分析的工程中對DNA/蛋白質的結合反應進行實時監測與直接測定，從而使測定大大簡化，節省費用。其具體操作步驟如下；1.制備或通過生物公司商業合成用熒光化合物Cy5標記的DNA探針。
2.將系統采用的入射光光源換成波長換為650納米的光源。
3.按照分子生物學領域內的普遍原則制作不帶任何染色劑的1.4-1.8％的瓊脂糖凝膠板或5-6％的聚丙稀酰胺凝膠板[12，16]。
4.按照有關產品的說明書或教科書介紹的標準方法在試管中讓細胞提取液與熒光探針進行結合反應[16]。
5.在反應管中加入1/10量的實驗室普遍使用的DNA上樣液并混勻。
6.將混合好的上樣液加入凝膠板的樣品孔中。
7.加電泳緩沖液于電泳槽中并與電泳儀連接。加樣端為陰極端。按8-10伏/厘米膠長度進行電泳。
8.通過肉眼或通過電泳蓋的濾色板實時觀察電泳進展狀態。
9.當樣品電泳至所需距離時，用光學或數碼相機記錄實驗結果。
實驗實施過程表明，采用本實用新型的裝置和方法可連續、實時地對電泳情況進行觀察，操作簡便。
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權利要求1.一種核酸電泳分析裝置，其特征在于，該裝置包括透光分析板和放置在該透光分析板兩側的窄譜或純光譜光源，其中，該光源發射的光線以與凝膠板水平的角度射入。
2.如權利要求1所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，所述窄譜或純光譜光源為發光二極管或激光管產生的光源。
3.如權利要求1所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，所述窄譜或純光譜光源為可以變換的光源。
4.如權利要求1所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，所述透光分析板由透光材料制成。
5.如權利要求4所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，所述透光材料選自天然或人工合成的透光材料、凝膠或聚合物或透明液體。
6.如權利要求1所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，所述裝置還包括照相裝置和濾光片。
7.如權利要求1所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，所述電泳分析槽選自水平分析電泳槽和垂直分析電泳槽。
8.如權利要求1所述的核酸電泳分析裝置，其特征在于，它還包括電泳分析槽。
專利摘要本實用新型涉及制作集成有可變換光源的電泳分析與分離裝置的技術。該裝置包括電泳槽、透光分析板、位于分析板兩側的窄譜或純光譜光源。在系統中使用窄譜或純光譜光源可以省掉濾色片而直獲得較純光源，使光源小型化并使之與電泳槽整合一體。利用該技術制作的裝置的特別之處為集成光源發出的光以與透光分析板平行方向射入。光線在透光分析板中運行使其中的熒光物質發光，因而可以對熒光樣品物質進行實時電泳分析與檢測。裝置中使用的光源可以變換，適用性強，因而可以用于各種熒光物質的電泳分離與分析。利用所制作的裝置用于核酸分析時，可以不需要暗室、避免使用對環境與人體有害的熒光染色劑與紫外光，并使測定的靈敏度大大提高。
文檔編號C12Q1/68GK2831112SQ200520040929
公開日2006年10月25日 申請日期2005年4月18日 優先權日2005年4月18日
發明者劉運康 申請人:寧波唯奧基因科技發展有限公司