一種凝膠電泳用復合凝膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物分離用介質材料的制備領域，具體涉及一種凝膠電泳用復合凝膠 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 凝膠是一種通過單體和交聯劑相互交聯構成的具有三維網絡結構的材料。高分子 水凝膠材料由于其獨特的網格結構，在生物分離、分析、臨床診斷等領域有著廣泛的應用前 景。然而傳統的聚丙烯酰胺凝膠的性能較為單一，在一定程度上限制了其發展。目前，在改 善水凝膠性能多見于機械性能方面，而關于復合水凝膠在生物分離、分析、臨床診斷等領域 應用的報道非常少，更少見到采用復合凝膠用于凝膠電泳的報道。
[0003] 聚丙烯酰胺凝膠電泳是以聚丙烯酰胺凝膠作為支持介質的一種常用電泳技術，廣 泛應用于生物分離、分析、臨床診斷等領域。在電泳過程中，蛋白質能夠保持完整狀態，并根 據蛋白質的分子量大小逐漸呈梯度分開。為了增加凝膠對蛋白質的分離能力，通常采用增 加丙烯酰胺和甲叉丙烯酰胺的濃度的方法。但是單純的增加濃度的方法往往會導致凝膠的 力學性能變差，使得凝膠在電泳過程中容易破損甚至于不能完成整個電泳過程(一個完整 的電泳過程包括凝膠的電泳、固定、染色和脫色，任何一步都會造成凝膠的破損，從而導致 試驗的失敗。只有力學性能較好的凝膠才能在最大程度上避免這一點，即低濃度的凝膠。但 是低濃度的凝膠的分辨率較差，不能滿足試驗的要求）。同時，即使增加丙烯酰胺和甲叉丙 烯酰胺的濃度，往往也只能分離分子量在250~IOkDa的蛋白質。
【發明內容】
[0004] 針對上述傳統交聯水凝膠分辨率還有待提高的問題，本發明提供一種凝膠電泳用 復合凝膠及其制備方法，具體為:在丙烯酰胺中加入的丙烯酸或甲基丙烯酸具有雙鍵結構， 能夠和丙烯酰胺發生聚合反應，同時丙烯酸或甲基丙烯酸上的羧基和丙烯酰胺的胺基發生 反應，由于丙烯酸或甲基丙烯酸充當交聯點，可以改善復合凝膠的分辨率和力學性能。復合 凝膠的出現則在很大程度上改善了上述技術問題。復合凝膠在改善其力學性能的同時，能 較好的提高對蛋白質的分離能力，尤其是分子量大于250kDa的蛋白質。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
[0000]第一方面，本發明提供一種交聯結構，如下式1所不：
[0007]
[0008] 式I;
[0009] 其中，e、f、g、h、i、」、1^、1、111、11、〇4所代表的數值相同或不同，均為大于零或等于零 的值；
[0010] R代表喊甲基。
[0011] 第二方面，本發明提供一種所述交聯結構的制備方法，所述制備方法具體為:在緩 沖液條件下，丙烯酰胺與單體、交聯劑反應即得；
[0012] 其中，所述單體為丙烯酸或甲基丙烯酸;所述交聯劑為N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺。 [0013] 優選地，所述緩沖液為1.5M Tris-HCl溶液，pH 8.8。
[0014] 第三方面，本發明提供含有所述交聯結構的凝膠電泳用復合凝膠。
[0015] 第四方面，本發明提供一種所述凝膠電泳用復合凝膠的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 將丙烯酰胺、交聯劑加入水中，混勻后加入單體、緩沖液、變性劑、引發劑、催化劑 得復合凝膠體系；
[0017] 將所述復合凝膠體系灌入凝膠架中，液封反應，即得復合凝膠；
[0018] 其中，所述單體為丙烯酸或甲基丙烯酸;所述交聯劑為N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺；
[0019] 所述體系中除丙烯酰胺、交聯劑、單體、緩沖液、變性劑、引發劑、催化劑外的部分 均為水。
[0020] 優選地，所述丙烯酰胺的質量占體系總質量的6~15% ;所述交聯劑的質量占體系 總質量的〇. 15~0.5% ;所述單體的質量占體系總質量的0.06~3%。
[0021] 優選地，所述緩沖液為1.5M TriS-HCl溶液，pH 8.8;所述緩沖液的體積占體系總 體積的20~40 %。
[0022]優選地，所述變性劑為濃度10 %的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液;所述變性劑的體積 占體系總體積的0.5~1.5 %。
[0023] 優選地，所述引發劑為濃度10%的過硫酸銨(APS)溶液;所述引發劑的體積占體系 總體積的0.5~2 %。
[0024] 優選地，所述催化劑為四甲基乙二胺(TEMED);所述催化劑的體積占體系總體積的 0.03 ~0.1%〇
[0025] 優選地，所述水為超純水。
[0026]優選地，所述混勻的方式為攪拌。
[0027]優選地，所述加入為依次加入。
[0028] 優選地，所述反應的時間為2~5小時。
[0029] 本發明制備所得凝膠與傳統凝膠的機理不同：
[0030]傳統丙烯酰胺凝膠制備中反應式如下反應式A:
[0032]本發明丙烯酰胺復合凝膠制備中反應式（以丙烯酸為例)如下反應式B:
[0034]通過比較可知本發明復合凝膠含有如下四種交聯結構單元(下述結構單元式為上 述交聯結構的拆分），而傳統的聚丙烯酰胺凝膠只有式d-種交聯結構單元：
[0036] 其中，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o、p所代表的數值相同或不同，均為大于零 或等于零的值；
[0037] 本發明丙烯酰胺中加入的丙烯酸或甲基丙烯酸具有雙鍵結構，能夠和丙烯酰胺發 生聚合反應，同時丙烯酸或甲基丙烯酸上的羧基和丙烯酰胺的胺基發生反應，由于丙烯酸 或甲基丙烯酸充當交聯點，可以改善復合凝膠的分辨率和力學性能。
[0038] 與現有技術相比，本發明具備如下的有益效果：
[0039] 1、通過在丙烯酰胺中加入丙烯酸或甲基丙烯酸，可以改善復合凝膠的分辨率和力 學性能；
[0040] 2、復合凝膠與傳統的凝膠相比，力學性能提高5~10倍(通常在8倍左右），分辨率 提高5~10倍；
[0041] 3、本發明提供的凝膠電泳用復合凝膠的制備方法，該方法簡單，原料選擇范圍大。
【附圖說明】
[0042]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、 目的和優點將會變得更明顯：
[0043] 圖1、圖2均為本發明復合凝膠與傳統的聚丙烯酰胺凝膠的對比效果圖；
[0044] 圖3為含有本發明交聯結構的復合凝膠與傳統凝膠紅外譜圖。
【具體實施方式】
[0045]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明 的保護范圍。
[0046] 實施例1
[0047] 本實施例提供一種凝膠電泳用復合凝膠及其制備方法，具體如下：
[0048] 將0.6g丙烯酰胺與0.016g N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶解于5.3ml超純水中，充分 攪拌后依次加入〇.〇3g丙烯酸、2.5ml Tris-HCl(pH8.8)、0.1ml SDS(10%)、0.1ml APS (10% )、0.008ml TEMED，攪拌均勻并定容至IOml后，灌入制膠架上的玻片模具中，液封，經2 小時結束反應，即可獲得凝膠電泳用復合凝膠。
[0049] 實施例2
[0050] 將0.6g丙烯酰胺與0.016g N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺溶解于5.3ml超純水中，充分 攪拌后依次加入〇.〇6g丙烯酸、2.5ml Tris-HCl(pH8.8)、0.1ml SDS(10%)、0.1ml APS (10% )、0.008ml TEMED，攪拌均勻并定容至IOml后，灌入制膠架上的玻片模具中，液封，經3 小時結束反應，即可獲得凝膠電泳用復合凝膠。
[0051 ] 實施例3
[0052] 將0.6g丙烯酰胺與0.0