[發明專利]通過電解控制PH梯度以及它們在等電聚焦中的用途

有效

• 申請號: 201210450797.6
• 申請日: 2008-08-26
• 公開（公告）號: CN103134843A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: U.西萬;E.布羅德
• 申請（專利權）人: 技術研究及發展基金有限公司
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447;C07K1/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 杜娟娟;盧江

相關申請?

該申請要求2007年8月27日提交的美國臨時專利申請60/935,698和2008年3月25日提交的美國臨時專利申請61/039,257的權益，它們的內容通過引用結合于本文就像在本文中完全闡述那樣。?

技術領域

在一些實施例中本發明涉及分子間相互作用的領域，并且特別地涉及在包含電解質的環境(例如，溶液、凝膠或其類似物)中產生質子的局部濃度、質子濃度梯度和期望的質子濃度形貌中有用的方法和裝置。本發明的一些實施例還涉及分析物分離和等電聚焦(isoelectricfocusing)的領域。本發明的一些實施例還涉及數據顯示的領域。?

背景技術

等電聚焦是用于通過利用分子的不同的離子性質在分析物樣品中分離分子的分析技術。?

等電聚焦在具有固定化質子濃度梯度(一般質子濃度梯度在給定方向上從較高PH變化到較低pH)的凝膠(通常例如polyarylamide、聚丙烯酰胺、淀粉或瓊脂糖等材料的凝膠)中進行。?

分析物裝載到凝膠上的某個位置上。每個不同的分子的電荷根據分子的各種官能團的酸度(pKa)響應于周圍的質子濃度而變化。?

平行于質子濃度梯度在等電聚焦陽極和等電聚焦陰極之間施加電勢。具有凈正電荷的分子通過凝膠朝陽極遷移同時具有凈負電荷的分子通過凝膠朝陰極遷移。相反的，帶正電的離子(陽離子)朝陰極遷移而帶負電的離子(陰離子)朝陽極遷移。?

當分子遷移時，周圍的pH變化以減小分子上的凈電荷直到分子達到等電點(pI)，其中由于周圍的pH，分子上的凈電荷是零使得分子停止由于電勢引起的遷移。如果分子“越過”等電點，則分子倒轉方向。?

以這樣的方式，等電聚焦將具有相同pI的分子聚焦至凝膠的非常窄的明確限定的體積內。?

等電聚焦對于蛋白質的分析是格外有用的，因為蛋白質特征在于具有許多不同酸度的官能團。?

等電聚焦面臨許多缺點。為了具有足夠的溶解，使許多不同的凝膠具有跨越質子濃度梯度的不同范圍的不同的質子濃度梯度常常是必要的，這增加成本并且產生邏輯問題。脆弱的凝膠的自動化操作難于實施。具有固定化質子濃度梯度的凝膠一般是昂貴的并且可能面臨批次間可重現性。一些分析物的分析可能面臨篩孔效應，因為大蛋白質遷移通過凝膠中的孔隙可能有困難。由于分析物分子的緩慢遷移，等電聚焦可能是緩慢的。?

能夠進行等電聚焦而具有較少現有技術中已知方法的缺點將是有利的。?

發明內容

在一些實施例中本發明涉及分子間相互作用的領域，并且特別地涉及質子濃度形貌、在包含電解質的環境中產生指定的質子局部濃度和指定的質子濃度形貌中有用的方法和裝置，這些指定的質子局部濃度和指定的質子濃度形貌在一些實施例中是易變的并且可如期望的那樣變化或它們是暫時可變的。?

本發明的一些實施例提供等電聚焦，其沒有本領域內已知的方法的缺點中的至少一些。?

本發明的一些實施例提供用于數據顯示。?

在一些實施例中，本發明提供包括多個獨立可控單元(例如采用?一維或二維陣列設置)的裝置和包含電解質的環境。每個單元配置成在環境的關聯體積中獨立地產生指定的質子濃度。當裝置激活時，用戶可以使用這些單元以在環境中產生期望的一維或二維質子濃度形貌，其中環境的每個體積具有指定的質子濃度，其基本上不依賴于在相鄰體積中的質子濃度。?

在一些實施例中，質子濃度形貌是易變的。在一些這樣的實施例中，用戶可通過控制這些單元而選擇改變這些體積的一些或所有中的質子濃度，并且因此改變質子濃度形貌。在一些實施例中，用戶可選擇作為時間的函數改變這些體積的一些或所有中的質子濃度，并且因此作為時間的函數改變質子濃度形貌。?

從而，根據本發明的一些實施例的方面，提供有質子濃度形貌，包括：a)包含電解質的環境，該環境分為多個相鄰的離散體積；b)在任意兩個相鄰體積之間的界面體積；和c)具有指定質子濃度的每個體積。?

依賴于實施例，這些體積設置在一個維度上，例如構成一維體積陣列，設置在兩個維度上，例如構成二維體積陣列，或設置在三個維度上，構成三維陣列。?

根據一些實施例，在通過環境的給定方向上，相鄰體積之間的質子濃度的變化率是基本上單調的。?

根據一些實施例，在通過環境的給定方向上，相鄰體積之間的質子濃度的變化率變化。?

根據一些實施例，質子濃度形貌是可控易變的。根據一些實施例，質子濃度形貌是作為時間的函數可控易變的。?