[發(fā)明專利]芯片凝膠電泳及其在線UV-VIS成像檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010596037.0
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111812091B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹成喜;薛靜晶;張強(qiáng);李紅根;王宇興;劉偉文;肖華;劉小平;黃琳;劉天
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N27/447
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種芯片凝膠電泳及其在線UV?VIS成像檢測裝置，包括：由上而下依次設(shè)置的上電極室、具有UV?VIS通透的凝膠電泳芯片和下電極室、設(shè)置于凝膠電泳芯片一側(cè)的光源和依次設(shè)置于凝膠電泳芯片另一側(cè)的濾光片、CCD成像檢測器，下電極室設(shè)置于電控移動平臺上，CCD成像檢測器輸出采集圖像至控制分析模塊進(jìn)行在線成像分析。本發(fā)明基于集成化凝膠電泳芯片和UV?VIS檢測裝置，實現(xiàn)了凝膠快速制備、樣品電泳分離、UV?VIS成像和結(jié)果分析的一體化，各步驟可自動化完成，避免現(xiàn)有電泳時制膠、電泳、掃描過程中多次轉(zhuǎn)移凝膠的手工操作，提高分離效率和檢測靈敏度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種凝膠電泳領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種芯片凝膠電泳-在線UV-VIS成像分析裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有平板聚丙烯酰胺凝膠電泳(polyacrylamide?gel?electrophoresis,PAGE)操作繁雜、耗時長達(dá)數(shù)小時甚至一天、無法實現(xiàn)自動化，而現(xiàn)有蛋白質(zhì)電泳芯片、核酸電泳芯片以及毛細(xì)管PAGE電泳雖然具備一定的自動化、檢測通量和速度，但仍存在以下問題限制其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用：需要使用復(fù)雜的衍生技術(shù)進(jìn)行熒光檢測，不具有蛋白質(zhì)和核酸檢測的普適性，而大多數(shù)蛋白和核酸本身具有紫外吸收，但是目前缺少與普適性的紫外-可見光(ultra-violet?visible?light，UV-VIS)成像檢測兼容的蛋白質(zhì)/核酸凝膠電泳分離的關(guān)鍵技術(shù)和核心部件；第二，雖然現(xiàn)有的在線熒光/化學(xué)發(fā)光檢測技術(shù)可以與芯片凝膠電泳兼容，但因PMMA、PC和PDMS等電泳芯片的高分子基質(zhì)材料不具備紫外透過性，仍然缺少針對芯片電泳的在線UV-VIS成像裝置；第三，紫外檢測靈敏度一般較熒光/化學(xué)發(fā)光檢測低2～4個數(shù)量級，而毛細(xì)管/芯片通道的尺寸一般小于50μm，造成UV-VIS光程短，導(dǎo)致蛋白質(zhì)/核酸毛細(xì)管/芯片電泳的紫外檢測靈敏度低；第四，因所用材料導(dǎo)熱性能低，散熱問題一直困擾現(xiàn)有/芯片凝膠電泳，顯著降低了凝膠電泳穩(wěn)定性和分離速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有平板凝膠電泳操作繁瑣、費(fèi)工費(fèi)時、分離效率低且無法實現(xiàn)普適性的在線UV-VIS成像檢測的問題，以及現(xiàn)有毛細(xì)管/芯片電泳使用UV-VIS檢測光程短、靈敏度低、兼容性差、熱穩(wěn)定性低的問題，提出一種芯片凝膠電泳及其在線UV-VIS成像檢測裝置，可以實現(xiàn)芯片凝膠電泳對蛋白、核酸的高效、快速、穩(wěn)定、靈敏的分離分析，和芯片的實時動態(tài)UV-VIS成像檢測和分析，同時微型化的電泳芯片裝置使用簡單、消耗低、實現(xiàn)分離分析自動化，通過獨(dú)立泳道、導(dǎo)熱隔離脊和電極液熱容緩沖解決現(xiàn)有凝膠/毛細(xì)管/芯片電泳高效并行散熱問題，進(jìn)而提高芯片凝膠電泳穩(wěn)定性和分離分析速度。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種芯片凝膠電泳-在線UV-VIS成像分析裝置，包括：由上而下依次設(shè)置的上電極室、具有UV-VIS通透的凝膠電泳芯片和下電極室、設(shè)置于凝膠電泳芯片一側(cè)的光源和依次設(shè)置于凝膠電泳芯片另一側(cè)的濾光片、CCD成像檢測器，其中：下電極室設(shè)置于電控移動平臺上，CCD成像檢測器輸出采集圖像至控制分析模塊進(jìn)行在線成像分析。

所述的凝膠電泳芯片包括：垂直框架、水平框架以及豎直設(shè)置于其中的若干獨(dú)立電泳通道，其中：相鄰電泳通道之間設(shè)有通道隔離脊，若干電泳通道的前后側(cè)分別設(shè)有石英玻璃。

所述的獨(dú)立電泳通道依次包括：上樣通道、分離通道、分離通道狹縫、連接通道。

所述的下電極室包括：下電極以及設(shè)置于其上的下電極框和芯片卡槽。

所述的上電極室包括：上電極以及分別設(shè)置于其上下的上電極框和密封環(huán)。

所述的光源包括但不限于氘燈、鎢燈、LED紫外燈、LED可見光譜燈、激光光源，包括但不限于點光源、線光源和面光源；

所述的CCD成像檢測器包括但不限于UV?CCD成像分析儀或可見光CCD成像分析儀；