[發明專利]凝膠電泳芯片

有效

• 申請號: 201410563444.6
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104359962A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 鮑堅斌
• 申請（專利權）人: 鮑堅斌
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術領域

本發明涉及蛋白質電泳領域，具體地，涉及一種凝膠電泳芯片。

背景技術

隨著人類基因組計劃的實施和推進，生命科學研究已進入了后基因組時代。在這個時代，生命科學的主要研究對象轉向蛋白質，全基因組的序列信息不足以解釋或推測各種生命現象，蛋白質是生理功能的執行者，是生命現象的直接體現者，對蛋白質結構和功能的研究將直接闡明生命在生理或病理條件下、藥物干預前后的變化機制。

生物樣品的蛋白質組學分析中，為了確定生物樣品中包含的蛋白質種類或尋找感興趣的靶蛋白，首先需要將生物樣品中的蛋白質進行分離。已有的雙向凝膠電泳分析法可以在兩個維度對生物樣品中的蛋白質進行分離，該方法通常包括先根據蛋白質等電點的差異通過等電聚焦電泳(第一向電泳)使蛋白質在第一維度進行分離，然后再根據蛋白質分子量的差異進行聚丙烯酰胺凝膠電泳(第二向電泳)使已在第一維度分離的蛋白質在第二維度分離。蛋白質經第二向凝膠電泳分離后，通過對凝膠上分離的蛋白質進行染色，使凝膠中的蛋白質以蛋白質斑點的形式顯現出來。不同的蛋白質由于等電點和分子量的差異將位于凝膠的不同位置。對于生物樣品來說，蛋白質斑點是成千上萬的，甚至更多。為了鑒定蛋白質斑點中的蛋白質，需要切割含有蛋白質斑點的凝膠(即切膠)，然后將蛋白質在凝膠內消化(即膠內消化)成肽段混合物，提取肽段混合物，最后對應不同的質譜離子化法，把肽段混合物制成樣品靶(即制靶)，進行質譜分析以獲得該蛋白質的質譜信息，如肽質量指紋譜和肽序列標簽等。因此，經所述第二向凝膠電泳分離后的蛋白質在進行質譜分析前需要經過包括如上所述的染色、切膠、膠內消化、提取肽段混合物和制靶的樣品制備。每一個待檢測的蛋白質斑點都要逐個地經歷切膠、膠內消化、肽段混合物提取和制靶的步驟，對少量蛋白質斑點檢測來說，這樣的操作是可行的。但由于生物樣品中包含的蛋白質斑點數量巨大，對每個蛋白質斑點進行樣品制備操作將是非常費時費力的。即便使用自動切膠儀、自動酶解儀和自動點靶儀，要將凝膠上所有的蛋白質斑點逐個進行處理依然很困難。因而簡化第二向電泳操作以及電泳后質譜分析前的預處理操作是生物樣品蛋白質組學所急需解決的問題。

生物微芯片技術提供了這種可能性，譬如微流控芯片技術在蛋白質組分析領域已有了大量的實踐：等電聚焦和毛細管電泳技術的組合(A.E.Herr?et?al.,Anal.Chem.,75,1180-1187,2003)，等電聚焦和毛細管凝膠電泳技術的組合(Y.Li?et?al.,Anal.Chem.,76,742-748,2004)，毛細管電泳、分區分離(fractionation)、固相萃取、和電噴霧離子化(ESI)技術的集成(Q.Y.Lu,J.-B.Bao,D.J.Harrison,11th?Int.Conf.Miniatur.Syst.Chem.Life?Sci.,p.44-46,2007)等。

然而，目前這些嘗試依舊不能滿足蛋白質組分析中大量樣品快速制備的需要，蛋白質組學需要一種更為實用的微芯片技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種凝膠電泳芯片，使生物樣品中的蛋白質分離、膠內消化、提取肽段混合物、和制靶等質譜分析樣品制備步驟完全在芯片內進行，免去現有技術樣品制備過程中染膠和切膠的步驟，使一個待測生物樣品中全部蛋白質的消化、肽段混合物提取和制靶所需要的時間與現有技術中一個蛋白質斑點的消化、提取和制靶的時間大致一樣。這極大地縮短了包含大量蛋白質的待測生物樣品的質譜分析樣品制備所需的時間和繁復的制樣操作，可實現蛋白質組學所需的大規模、高通量的樣品制備，完成生物樣品的蛋白質組學分析。

為達到本發明的目的，本發明的技術方案如下：

一種凝膠電泳芯片，該凝膠電泳芯片包括

第一基片；

形成在第一基片上的分別沿第一方向延伸且具有一定寬度的第一多個凝膠條，這些凝膠條是實現蛋白質分離的泳道；

形成在第一基片上，分別位于相鄰的凝膠條之間且沿不同于第一方向的第二方向延伸的第二多個隔離段，所述隔離段被布置為與所述凝膠條形成微孔陣列。

優選地，所述第二方向與所述第一方向垂直。

優選地，所述凝膠電泳芯片進一步包括位于所述凝膠條和所述隔離段上與所述凝膠條和所述隔離段接觸的第二基片。

優選地，所述凝膠電泳芯片進一步包括分別形成在各凝膠條同一側、與凝膠條接觸且厚度大致相同的多個隔離帶。