CN103308369B - 全自动银染显影仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种适用于生物科研人员进行自动银染显影处理的全自动银染显影仪，包括卡槽升降机构，银染显影箱，液体提取和排出装置，振荡器，触摸屏和PLC控制器。银染显影箱内分别设有液体进口管和液体出口管，液体提取和排出装置包括液体提取泵和液体排出阀。卡槽升降机构的固定支架一侧安装两个接近开关，接近开关信号线连接PLC控制器输入端。卡槽升降机构、液体提取和排出装置、振荡器的信号线连接PLC控制器输出端。本发明能高效率、全自动的完成银染显影的处理过程，为生物科研人员提供高效省时的工作方式。

Description

全自动银染显影仪

技术领域

本发明涉及一种适用于生物科研人员实现自动银染显影处理的全自动银染显影仪。

背景技术

从事生物研究的科研工作者尤其是从事基因组测序或基因标记等方面的科研工作者常常要采用分子标记技术来标记检测对象的基因序列，而凝胶银染显影技术是传统的且使用面广泛的检测手段。采用凝胶银染显影技术处理的玻璃板在经过电泳后的具体处理流程为蒸馏水洗涤、银染液浸泡、蒸馏水洗涤、显影液浸泡、蒸馏水洗涤。上述流程目前基本由科研人员手工完成，而银染时间和显影时间较长，处理一块玻璃板的总时长大约在一小时左右，所以相关科研人员在对玻璃板进行银染显影上要花费大量时间和精力，且要时时注意对每一个步骤的时间把控，因此如何对整个流程进行一键式全自动控制具有很明显的使用意义。

在此背景前提下，国内外尚无同时对多块玻璃板进行全自动银染显影处理且不造成溶液之间相互干扰的仪器和产品。为了对整个过程实现一键式控制，使科研人员省时省心，就必须设计和制造出一种能自动控制整个银染显影流程的仪器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动银染显影仪，利用可编程控制器和触摸屏来实现整个银染显影过程的自动化，为用户提供一种高效省心的工作方式。

本发明所述的全自动银染显影仪，其特征在于，包括支架，卡槽，卡槽升降机构，银染显影箱，振荡器和PLC控制器；

所述银染显影箱固定安装在所述振荡器上，所述支架安装在银染显影箱上方，所述卡槽升降机构安装在支架上，卡槽升降机构连接所述卡槽，所述卡槽用于放置银染显影玻璃板，卡槽能上下进出所述银染显影箱，所述银染显影箱上分别设有连接液体进口管和液体出口管，

所述卡槽升降机构和振荡器分别连接所述PLC控制器，卡槽升降机构在所述PLC控制下带动所述卡槽升降，所述振荡器在所述PLC控制器控制下进行振荡。

进一步的，所述全自动银染显影仪，还包括上、下接近开关，感应金属片，所述上、下接近开关分别固定在支架的一侧，所述感应金属片安装在所述卡槽上端靠近所述上、下接近开关的一侧，所述上、下接近开关的输出信号线连接所述PLC控制器。

所述液体进口管连接提取泵，用于提取溶液进入所述银染显影箱；所述液体出口管连接电磁阀，用于控制溶液的排出；所述提取泵、电磁阀分别连接所述PLC控制器。

更进一步的，所述银染显影箱下端为凹面设计，保证溶液能完全排出箱体。溶液提取泵采用自吸泵，不用将泵放置在溶液中，通过装配箱实现系统的一体化。

更进一步的，所述全自动银染显影仪还包括触摸屏，所述触摸屏通过通信电缆与所述PLC控制器连接，将预先编制好的所述触摸屏程序和PLC程序分别载入，使整个银染显影过程通过所述触摸屏达到一键式控制。

本发明的使用方法为：将待处理的玻璃板插入卡槽，启动电源开关，根据需要选择液位，根据需要选择银染和显影过程所需时间，点击开始键，所述银染显影仪将按设定值工作。

本发明提供的全自动银染显影仪能够自动完成整个银染显影过程，可以根据用户需要来选择银染、显影时间以及蒸馏水冲洗时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制示意图；

图3是本发明卡槽的结构示意图；

图4是本发明的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，在装配箱3内，直线电机7作为卡槽升降机构，固定在支架6上，两个接近开关4分别固定在支架6的右上端和中部，感应金属片5固定在卡槽的右上端，通过感应金属片5来触发接近开关4，接近开关的信号线接PLC控制器1的输入端，从而控制直线电机正反转。支架6安装在固定板11上。银染显影箱9通过固定板11固定在振荡器12上，用于实现银染显影箱的平稳振荡；卡槽8固定在直线电机7的拉杆上，根据需求的不同，卡槽8可以插入多块玻璃板，卡槽8的具体结构如图3所示。从溶液的化学性质和时间控制上考虑，本自动银染显影仪银染显影箱和卡槽的材质为有机玻璃。

提取泵13包括三个液体提取泵14、15、16均采取自吸泵，分别安装于装配箱3下端，每个液体提取泵的一端通过溶液管与银染显影箱9的液体进口管相连，另一端的溶液管浸入不同的溶液中；四个电磁阀17、18、19、20分别安装在银染显影箱9的左下端，连接液体出口管10用以控制溶液的排出。银染显影箱下端为凹面设计，保证溶液能完全排出箱体。控制线路板包括24V电源、继电器、空气开关，PLC控制器安装在控制线路板上，24V电源用于给PLC控制器和继电器提供24V直流电；继电器信号线连接PLC控制器输出端，用于控制电磁阀、振荡器和溶液提取泵；空气开关用于保护控制线路。触摸屏2通过通信电缆与PLC控制器连接，将预先编制好的触摸屏程序和PLC程序分别载入，用于控制整个银染显影过程。

如图2所示，PLC控制器1输出端分别接入直线电机7、银染液提取泵14、显影液提取泵15、蒸馏水提取泵16、振荡器12和四个电磁阀17、18、19、20，触摸屏2与PLC控制器通过通信电缆连接。需要说明的是，由于银染液可以回收再利用，而其他两种溶液使用过后不回收，因此银染液的排出和显影液、蒸馏水的排出需要分开处理。由于电磁阀的通量限制，为了加快溶液的排出，因此将电磁阀17、电磁阀18并行使用，同时开启，用来控制显影液和蒸馏水的排出；电磁阀19和电磁阀20并行使用，同时开启，用来控制银染液的排出。

具体工作流程如图4所示，首先将电泳后的待处理玻璃板插入卡槽8中，然后点击电源开关，通过触摸屏2界面选择银染和显影的浸泡时间，根据待处理的玻璃板数量选择所需液位，然后点击开始键，所述全自动银染显影仪按预先编制的PLC程序开始工作，工作过程中所需的直线电机、溶液提取泵、溶液排出阀、振荡器均由PLC控制器控制。具体控制过程为：首先直线电机开始工作，卡槽8下降至感应金属片5触发支架中端的接近开关4，直线电机7停止工作，此时卡槽8的下端已经接近银染显影箱9的底部，然后开始银染显影的过程，第一步蒸馏水提取泵16开启，设定量的蒸馏水进入银染显影箱，冲洗一段时间，蒸馏水和显影液排出阀17、18开启，蒸馏水排出；第二步银染液提取泵14工作，设定量的银染液进入银染显影箱，按设定时间对玻璃板进行浸泡，银染液排出阀19、20开启，溶液排出；第三步蒸馏水提取泵16开始工作，设定量的蒸馏水进入银染显影箱，冲洗一段时间，蒸馏水和显影液排出阀17、18开启，蒸馏水排出；第四步显影液提取泵15开启，设定量的溶液进入银染显影箱，按设定时间对玻璃板进行浸泡，蒸馏水和显影液排出阀17、18开启，溶液排出；第五步蒸馏水提取泵16开始工作，设定量的蒸馏水进入箱体，冲洗一段时间，蒸馏水和显影液排出阀17、18开启，蒸馏水排出。在整个控制过程中，振荡器在第一步、第三步、第五步工作，使玻璃板能够得到蒸馏水充分的冲洗；第二步的银染过程和第四步的显影过程停止工作，此时玻璃板浸泡于溶液中。待银染显影的处理过程完毕之后，直线电机7开始工作，将卡槽8拉升，卡槽8上升至感应金属片5触发支架上端的接近开关4，直线电机7停止工作，此时卡槽8的下端已经超出银染显影箱9。触摸屏上的指示灯亮起，提醒操作人员处理过程结束。

实施例

实验材料：20块待处理玻璃板

实验方法：将20块待处理玻璃板分为两组，10块人工处理，10块用本发明处理，在处理时间、所需溶液量、实验人员工作量、处理效果四方面做出对比。其中，人工处理可以准备两个振荡器，同时进行银染和显影两个过程，以加快效率。以下是对人工处理所做的统计：

表1人工处理时间

序号	处理时间（min）	处理效果
			1	50	正常读出
2	53	正常读出
			3	49	正常读出
4	56	正常读出
			5	52	正常读出
6	53	正常读出
			7	53	正常读出
8	48	正常读出
			9	54	正常读出
10	47	正常读出

实验总共分五个处理过程，在实验过程中，操作人员同时使用两个振荡器，将不同玻璃板的处理过程同时进行，缩短整个处理时间，但由于处理流程过多，实验人员需要连续不间断的工作。最后统计总时间，由于不同玻璃板处理过程的重合，10块玻璃板总处理时间为432min；总银染液使用量为5L左右,总显影液使用量为10L左右；处理效果为均能显现清晰连续的基因条带。

使用本发明进行处理，将10块玻璃板分为两次进行。以插入第一块玻璃板的时间开始计时，第一次处理时间为51min,第二次处理时间为51min，10块玻璃板的总处理时间为102min，实验人员在整个试验过程中只需插入玻璃板，开启本发明电源，在触摸屏上设置合适的液位，点击开始即可；总银染液使用量为3.5L左右,总显影液使用量为5L，需要说明的是，按最大处理量8块来算，所需银染液和显影液均为4L，而银染液可回收；根据实验结果，10块玻璃板的处理效果为均能显现清晰连续的基因条带。

表2不同处理方式对比

通过实验结果来看，在同等处理效果下，本发明在处理时间、溶液使用量和实验人员工作量上具有明显的优势，且处理的玻璃板数量越多，本发明仪器的优势越明显。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.全自动银染显影仪，其特征在于，包括支架，卡槽，卡槽升降机构，银染显影箱，振荡器和PLC控制器；

所述银染显影箱固定安装在所述振荡器上，所述支架安装在银染显影箱上方，所述卡槽升降机构安装在支架上，卡槽升降机构连接所述卡槽，所述卡槽用于放置银染显影玻璃板，卡槽能插入多块银染显影玻璃板，卡槽能上下进出所述银染显影箱，所述银染显影箱上分别设有连接液体进口管和液体出口管，

所述卡槽升降机构和振荡器分别连接所述PLC控制器，卡槽升降机构在所述PLC控制下带动所述卡槽升降，所述振荡器在所述PLC控制器控制下进行振荡；

所述液体进口管连接提取泵，用于提取溶液进入所述银染显影箱；所述液体出口管连接电磁阀，用于控制溶液的排出；所述提取泵、电磁阀分别连接所述PLC控制器；

所述提取泵包括三个液体提取泵，分别为蒸馏水提取泵(16)，银染液提取泵(14)，显影液提取泵(15)，每个液体提取泵的一端通过溶液管与银染显影箱的液体进口管相连，另一端的溶液管浸入不同的溶液中。

2.根据权利要求1所述的全自动银染显影仪，其特征在于，还包括上、下接近开关，感应金属片，所述上、下接近开关分别固定在支架的一侧，所述感应金属片安装在所述卡槽上端靠近所述上、下接近开关的一侧，所述上、下接近开关的输出信号线连接所述PLC控制器。

3.根据权利要求2所述的全自动银染显影仪，其特征在于，所述银染显影箱下端为凹面，保证箱内液体能完全排出箱体外。

4.根据权利要求2所述的全自动银染显影仪，其特征在于，所述提取泵为自吸泵。

5.根据权利要求1至4之一所述的全自动银染显影仪，其特征在于，还包括触摸屏，所述触摸屏通过通信电缆与所述PLC控制器连接，将预先编制好的所述触摸屏程序和PLC程序分别载入，使整个银染显影过程通过所述触摸屏达到一键式控制。