Способ электрофоретического разделения биологических макромолекул

 

Изобретение относится к экспериментальной физико-химической биологии , а именно к электрофоретическому методу определения белков и нуклеиновых кислот. Цель изобретения - повышение разрешающей способности процесса разделения макромолекул с массой до 10 тысяч пар нуклеотидов и макромолекул с массой более 10 тысяч пар нуклеотидов,, В случае разделения болео легких макромолекул разделение осуществляют в электрическом поле, создаваемом асимметричным по амплитуде синусоидальным напряжением промышленной частоты, а в случае разделения тяжелых макромолекул поле создается пакетами синусоидальных полуволн прямой и обратной полярности, причем как и в первом случае амплитуда полуволн обратной полярности составляет 20-50% от амплитуды прямых полуволн, длительность пакета обрату ных полуволн составляет 20-50% от длительности пакета прямых полуволн, а время промежутка между пакетами составляет 0-100% от длительности пакета прямых полуволн. Параметры амплитуд полуволн синусоидального напряжения и пакетов напряжения выбирают в зависимости от конкретного объекта анализа. Изобретение позволяет эффективно разделять белки н нуклеиновые кислоты с любыми размерами макромолекул. (Л о ел оо о ОЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . 1

<и ип 1

А1 (S1)S С 01 11 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4434572/25 (22) 31.05.88 (46) 23.06.91. Бкл . Р 23 (71) Институт молекулярной генетики АН СССР (72) А,Н.Рекеш, Л.С.Попов, С.P„IIàëхосьян, 1О.А.Панченко и С.Н.Егоренков (53) 543.257(088 .8) (56) Y„I(adokami Analyt Biochem.

1984, v.137, р.155-160.

Г.Garle, Electrophoreric зерагаtion of large DNA molecules by periodic unversion of electric field, Science, 1986, v.232, р.65-68. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕС1 ОГО РАЭДЕЛЕНИЛ БИОЛОГИЧЕСКИХ HAKPONOJIFКУЛ (57) Изобретение относится к экспериментальной физико-химической биологии, а именно к электрофоретическому методу определения белков и нуклеиновых кислот. Цель изобретения — повышение разрешающей способности процесса разделения макромолекул с массой до 10 тысяч пар нуклеотидов и макромолекул с массой более 10 тысяч пар

Изобретение относится к экспериментальной физико-химической биологии, а именно к электрофоретическому методу определения белков и нуклеинов.ж кислот.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности процесса разделения макромолекул с массой до 10 тысяч пар нуклеотидов и макромолекул с массой более 10 тысяч пар нуклеоти2 нуклеотидов. В случае разделения более легких макромолекул разделение осуществляют в электрическом поле, создаваемом асимметричным по амплитуде синусоидальным напряжением промышленной частоты, а в случае разделения тяжелых макромолекул поле создается пакетами синусоидальных полуволн прямой и обратной полярности, причем как и в первом случае амплитуда полуволн обратной полярности составляет 20-50% от амплитуды прямых полуволн, длительность пакета обрат-", ных полуволн составляет 20-50% от длительности пакета прямых полуволн, а время промежутка между пакетами составляет 0-100% от длительности пакета прямых полуволн. Параметры амплитуд полувопн синусоидального напряжения и пакетов напряжения вы- С„ бирают в зависимости от конкретного объекта анализа. Изобретение позволяет эффективно разделять белки

H нуклеиновые кислоты с любыми размерами макромолекул. дов, Для определения микромолекул с массой до 10 тысяч пар нуклеотидов гель с макромолекулами помещают в электрическое поле, создаваемое синусоидальным напряжением промьппленной частоты с амплитудой обратной полуволны, составляющей 20-50% от амплитуды прямой полуволны, а для pasделения макромолекул с массой более

l0 тысяч ц нуклеотидов гель с мак1658060 ромолекулами помещают в электрическое поле, Lоэдаваемое переменным напряжением, представляющим собой пакеты с п усоид льных полуволн прямой и об5 ратной полярности с временным промежутком между пакетами, причем пакет полуволн обратной полярности содержит полуволны с амплитудами, составляющими 20-50Х от амплитуд полуволн пакета 10 полуволн прямой полярности, длительность пакета обратных полуволн составляет 20-50% от длительности пакета прямых полуволн, а время промежутка между пакетами составляет 0-100% от длительности пакета прямых полуволн.

Такие виды напряжений приводят к раскачке молекул и обеспе п1нают для них поиск доступных пор в геле. В результате селективно выделяются мо" лекулы с одинаковой массой в виде резко выраженного пласта. Эксперименты показывают, что если макромолекулы имеют массу до 10 тысяч пар нуклеотидов, то для раскачки достаточ- 25 но энергии создаваемой асимметричным по амплитуде переменным синусоидальныи напряженнем промышленной частоты с амплитудой прямой волны в диапазоне 120-240 В (5-10 в/см) при асимметрии порядка 20-50%. Величина асимметрии выбирается в зависимости от конкретного анализируемого объекта с учетом массы его макрочолекул. Реализолать способ можно с помощью устройства с источниками постоянного и переменного напряжения промышленной частоты, содержащие регуляторы величины постоянного напряжения и ампли-iуды переменного напряжения. Для

40 раскачки макромолекул с массой более

10 тысяч пар нуклеотидов энергия, получаемая вышеприведенным способом недостаточна, поэтому раскачку макромолекул создают пакетом нолуволн 45 синусоидалъного напряжеиия прямой и

<:братной полярности с регулируемыми амплитудой полуволн в пакете, длительностью пакета и временным промежутком между пакетами. Величина ре50 гулируеиьгл параметров зависит от массы конкретного объекта анализа и выбирается в процессе эксперимента.

Способ реализуется с помощью устройства с источниками двухполупериодноro выпрямления, создающих периодические импульсы прямой и отдельно обратной полярности, системами управляемых ключей, обеспечивающих следование пакетов с устанавливаемой длительностью и временным интервалом.

Способ позволяет эффективно разделять любые белки и ДНК с применением надежной, простой в эксплуатации и дешевой аппаратуры.

Формула изобретения

1. Способ электрофоретического разделения биологических макромолекул в геле, помещаемого в переменное электрическое поле с периодическим инвертированием полярности напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса разделения молекул с массой до 10 тысяч пар нуклеотидов, для создания электрического поля используют синусоидальное напряжение промышленной частоты с амплитудой обратной полуволны, составляющей 20-50% от амплитуды прямой полуволны.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса разделения макромолекул ДНК с массой более 10 тысяч пар нуклеотидов для создания электрического поля используют переменное напряжение, представляющее собой пакеты синусоидальных полуволн прямой и обратной полярности с промежутками между пакетами, причем пакет полуволн обратной полярности содержит полуволны с амплитудами, составляющими 20-50% от амплитуд полуволн пакета полуволн прямой полярности, длительность пакета обратных полуволн составляет

В

20-50Х от длительности пакета пряьых полуволн, а длительность промежутка межпу пакетами составляет 0-100Х от длительности пакета прямых полуволн.