Аппарат для разделения высокомолекулярных днк с помощью пульс-электрофореза

(505 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ Изобрете гии, в частно анализа выс ров методом использовано нетике, биохиедицине и сельЦелью иэобие эффективномолекулярным мии, биофизике, а также в ском хозяйстве,ретения является повышести разделения смесейНК и весами более 1,510 О в ние относится ксти к областикомолекулярныэлектрофореза,в молекулярно биотехнолоазделения и биополимеможет быть биологии и ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Институт молекулярной биологии АН СССР(56) Остерман Л.А, Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и центрифугирование, М.: Наука, 1981, с, 96.Авторское свидетельство СССР М 1394117, кл, С 01 й 27/26, 14,04,86, (54) АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ДНК С ПОМОЩЬЮ ПУЛЬС-ЭЛ ЕКТРОФОРЕЗА(57) Изобретение относится к биотехнологии, касается разделения и анализа высокомолекулярных биополимеров методом электрофореза, Целью изобретения является повышение эффективности разделения смесей ДНК с мол. массами более 1,5 10 О в широком диапазоне молекулярных масс и повышение производительности процесса разделения. Аппарат для разделения высокомолекулярных ДНК с помощью пульсэлектрофо реза содержит корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю (электрофоретическую) и нижнюю камеры, систему создания скрещенных пульсирующих электрических полей, расположенную в верхней камере и включающую группу электродов, установленных компланарно блоку геля с помощью фиксаторов на держателе по сторонам четырехугольника и электрически соединенных с источником питания, систему охлаждения электрофоретической камеры, включающую циркуляционный контур, расположенный в нижней камере с приспособлениями для подключения к источнику хладагента, и систему контроля рабочих параметров процесса, причем держатель выполнен съемным, электроды установлены на держателе по линиям сторон ромба и продолжениям этих линий, с возможностью изменения угла при его вершине, число электродов на противоположных сторонах ромба и их продолжениях одинаково и установлены они напротив друг друга, причем длина линий, продолжающих стороны ромба, определяется выражением 1=Ь 9 а, где и - расстояние между противолежащими сторонами ромба; а- угол между смежными сторонами ромба; циркуляционный контур системы охлаждения образован горизонтальной перегородкой, днищем корпуса и дополнительными вертикальными перегородками, задающими направление потока хладагента. Устройство позволяет разделять вещества с молекулярной массой более 1,5 10 О за счет изменения угла при7вершине ромба и повысить производительность процесса разделения молекул ДНК. 2 з.п,ф-лы, 4 ил.широкол 1 диапазоне молекулярных масс иповышение производительности процессаразделения.На фиг. 1 показана блок-схема аппарата; на фиг, 2 - выполнение электродной ромбической системы; на фиг. 3 - устройство,вид сбоку, на фиг. 4 - то же, вид сверху,Аппарат для разделения смесей высокомолекулярных ДНК содержит корпус 1,разделенный горизонтальной сплошной перегородкой 2 на верхнюю электрофоретическую камеру 3 и нижнюю камеру 4циркуляционного контура хладагента, связанную с термостатом 5, Система созданияскрещенных пульсирующих электрическихполй расположена над электрофоретическои камерой 3 и содержит съемный держатель 6 с закрепленной на нем группой,электродов, установленных компланарноблоку агарозного геля 7 с помощью фиксатооов В, электрически соединенных черезтаймер-коммутатор 9 с источником питания 10.Система охлаждения состоит иэ нижней камеры 4, соединяемой с насосом-термостатом 5 и содержащей циркуляционныйконтур синусоидальной формы, образованный вертикальными перегородками 11.Сисгемы контроля рабочих параметровпро есса разделения (измерители и задатчики премени переключения полей, рабочихтп ь напряжения) находятся в блоке таимера-коммутатора 9 (на чертежах не показаны),Электроды установлены в фиксаторах8, эакрепляемых на сьемном держателе 6,представляющем собой, например, пластину с отверстиями А для фиксаторов, расположенными по линиям, образующимнесолько ромбов с различными углами привершинах, и продолжениями этик линий законтур ромба на длину 1= Ьт 9 а (на фиг.2 представлена конфигурация отверстий, соответствующих ромбу с углом 120 ). Такаяпластинка может быть изготовлена в видеплат ы печатного люнтажа (с металлизациейсверху), в этом случае все электрическиесоединения л 1 ежду электродами выполняюгся непосредственно на верхней (внешней) поверхности держателя,Держатель может быть выполнен в видедвух пар (фиг. 3) направляющих ,2 и 13,имеюших отверстия А для установки фиксаторов, причем эти направляющие шарнирносвязаны др с друол 1, обеспечивая изменение угла при вершине ромба а.Третий вариант исполнения держателя разделни деря ателя на две не связанные друг г, др л 1 части (фиг 4). На днеэлектрофоретической камеры 3 установлены две параллельные направляющие с фиксаторами 14 электродов, над камерой 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 имеется съемный держатель 6 с группой от. верстий для фиксаторов 8, также находящихся вдоль двух параллельных линий, причем сьемный держатель б имеет возможность поворота вокруг центра электрофоретической камеры. а фиксаторы электродов 8, введенные в ее отверстия, имеют заданную длину, что обеспечивает компланарность электродов, закрепленных в фиксаторах 14 и фиксаторах 8 сьемного держателя б и поверхности блока геля, Поворот съемного держателя б обеспечивает заданное изменение угла ромба. образуемого нижними и верхними линиями электродов.Аппадат оаботает следующим образом.Один или несколько блоков агарозного геля 7 с внесенными на один из его концов порциями разделяемой смеси высокомолекулярных ДНК (фиг, 1) устанавливают в камере 3 компланарно электродам, установленным в фиксаторах 8 на съемном держателе б. Угол при вершине ромба определяется параметрами разделяемой смеси ДНК, и фиксаторы устанавливаются на линиях, образующих ромб с требуемым углом при вершине. В камеру 3 заливают буферный раствор электролита до уровня, покрывающего верхнюю плоскость блока геля 7.Затем включают систему охлаждения, Насос с холодильником прокачивают по циркуляционному контуру нижней камеры 4, хладагент охлаждает перегородку 2, на которой лежит блок гелия 7,Система охлаждения обеспечивает поддержание заданной температуры блока геля 7 и буферного раствора,Электроды, установленные с помощью фиксаторов 8 (фиг. 1), подключают к выходам таймера-коммутатора 9. вход которого связан с выходом источника питания 10. После включения источника питания 10 и таймера коммутатора 9 напряжение питания через заданный интервал времени переключается с одной пары параллельных линий электродов на другую, создавая между соответствующими линиями однородные электрические поля, скрещенные под заданным углом а и заставляющие молекулы ДНК двигаться в геле. разделяясь на индивидуальные фракции вследствие различий во временах поворота при изменении направления электрического поля.За счет неоднородности разделяющих полей молекулы при каждой смене направления поля оказываются в полях разной напряженности, что приводит к искривлению траекторий движения индивидуальныхфракций ДНК и их фронтов, выполнение держателя электродов съемным, расположение электродов по сторонам ромба и их продолжением с возможностью изменения угла при вершине ромба, а также установка одинакового числа электродов напротив друг друга при длине выступающих продолжений сторон ромба, равной= йд а, позволяет проводить процесс разделения смесей высокомолекулярных ДНК в условиях, когда траектории движения индивидуальных фракций ДНК в геле прямолинейны, а их фронты, т,е. места группирования молекул одинакового мол, веса, также линейны, Это дает возможность использовать в одном эксперименте несколько блоков геля одинакового или разного размеров, или один блок с большим числом исходных порций разделяемой смеси, процесс в которых будет проходить в одинаковых условиях, что в прототипе принципиально невозможно, Кроме того, при линейности движения фракций ДНК появляется воэможность повышения точности определения мол. масс разделенных фракций путем введения маркера с известной мол, массой.Все это приводит к повышению эффективности разделения ДНК с мол.мас. более 1,510 О в широком диапазоне мол.мас. за счет возможности изменения угла при вершине ромба, повышения производительности процесса разделения молекул ДНК размерами более 51 О п.о. Формула изобретения1, Аппарат для разделения высокомолекулярных ДНК с помощью пульс-электрофо реза, содержащий камеру, источникипитания, систему охлаждения и циркуляции буферного раствора, четыре идентичные группы электродов, установленные на направляющих, образующих две пары пересе О кающихся прямых, расположенных однанапротив другой симметрично относительноцентракамеры.отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения смесей ДНК с молекулярными мас сами более 1,5 10 О в широком диапазонемолекулярных масс и повышения производительности процесса разделения, направляющие установлены во внутренней полости камеры вдоль сторон ромба и их 20 продолжений с возможностью измененияуглов ромба.2. Аппарат по п.1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что длина продолжений сторон ромба 25 определяется выражением 1=Ьщ а, где ирасстояние между противолежащими сторонами ромба;- длина продолжений сторон ромба; а - угол между смежными сторонами ромба.30 З.Аппаратпо пп.1 и 2, отличающ и й с я тем, что обе пары направляющих установлены с возможностью вращения.1670563 Ф Фиг 4 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 Редактор Н, Заказ 2746ВНИИПИ оставитель Е, Анисимовехред М,Моргентал Корректор Н. Король Тираж 379 Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5