CN107085029A - 一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置 - Google Patents

Abstract

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，通过在原有装置中增加电极旋转轴、在电极端设置放置电极旋转轴的电极端内部通孔，有效避免了设备运行过程中电极端的水平摆动；通过在电极端接触系统内多个部位设置弹性部件，有效缓冲设备运行时产生的上下震动，保证了电极端与聚焦槽内胶条胶面的有效接触；通过电极端接触系统的卡扣式连接,电极端接触系统于电泳槽工作台间的反扣式连接，减少电极端与电源接触摩擦引起的装置寿命问题，也降低安装时聚焦槽振动引起的胶条扭曲现象。上述的创新设置在一定程度上保证了电泳电流的稳定性，提升物质聚焦纯化效果。

Description

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置

技术领域

本发明涉及生物技术分离检测设备领域，具体为等电聚焦电泳的电泳槽装置。

背景技术

目前，双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis，2DE)是一种等电聚焦(isoelectric focusing，IEF)电泳与十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodiumdodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE)相结合，分辨率更高的蛋白质电泳检测技术(Cai,Z.,Chiu，J.F.,He,Q.Y.，2005,Current Proteomics，4(2)，259-268)；在IEF的电泳中，等电聚焦电泳使蛋白质的分离形成了一个线性排布并可完成对样品检测和分析的目的,在某些情况下可量化蛋白质样品。

目前，等电聚焦实验通常在含固定化pH梯度胶条(“IPG胶条”)上进行,可以进行双向电泳的第一向分离,也可作为单一的蛋白质的分离过程；IPG胶条已商业化多年，购买的等电聚焦胶条实验前首先要进行水化处理，完成后方可进行正常等电聚焦实验；其中，IPG胶条的凝胶面与仪器电源的链接是至关重要的一个环节；但在常规商业化的等电聚焦仪器中，常采用铂金丝以及附属结构作为IPG胶条凝胶面与仪器电源的接触装置，虽然这种接触装置结构简单，但由于该装置中的电极没有缓冲装置，加之铂金丝自身与IPG胶条接触面积小，使这种没有弹性的铂金丝与IPG胶条凝胶面直接接触，极易导致铂金丝与IPG胶条凝胶面接触不稳定，致使实验电压电流表现为时断时续，蛋白质聚焦效果变差，最终导致实验工作失败。再次实验需重复上述过程，这在时间和物力上都是很大的损失；造成该问题的关键在于装置中的电极没有缓冲装置以及接触装置中铂金丝与IPG胶条接触面积较小所致。

目前,市场上出现了一种新型等电聚焦电泳胶条的电泳槽装置，它是用一种新型材料代替铂金丝作为电极端与等电聚焦电泳胶条接触(Evelio Perez,Richmond,Isoelectric Focusing Tray and Electrode Assembly for Alternate Gel StripOrientations,US,8,282,803 B2,2012-10-9)。虽然大大提高了电极端与等电聚焦电泳胶条的接触面积，使通电接触不良状况有所改善，但电极端易左右摆动会导致等电聚焦电泳胶条电场不均问题；在实验操作上，繁琐的配件组装及实验后装置的清洗引起了新的烦恼；这不仅大大的增加了研究人员的工作量、耗费了大量的时间，也会由于接触装置接触不良会出现异常而进入误区。

为了解决上述技术问题，以同时运行12根胶条的等电聚焦电泳的电泳槽设备为例，本发明提出了一种新型等电聚焦电泳胶条的电泳槽装置，有效阻止正负电极端水平摆动且使电极端上下移动更加柔和，有效地与等电聚焦电泳胶条的胶面接触；减少了电极端与电源接触摩擦引起的装置寿命问题，同时大大降低安装时聚焦槽振动引起的胶条扭曲现象。

发明内容

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，包括正极电极端接触系统1、负极电极端接触系统2、聚焦槽3和电源系统4形成回路，所述正极电极端接触系统1安装在聚焦槽3的前端；所述负极电极端接触系统2安装在聚焦槽3的尾端，电极端接触系统(正、负极电极端接触系统的总称)包括一个电极架上板11、六个电极架下板12、十二个电极端19、十二个固定下板螺丝13，所述正极电极端接触系统1与所述负极电极端接触系统2中分别设有一组用于实现电极水平旋转的电极旋转轴5，正、负极电极端中分别设置电极端内部通孔6，电极旋转轴5放入电极端内部通孔6中，其中电极端内部通孔6的直径略大于电极旋转轴5的直径。

通过电极旋转轴5与电极端内部通孔6的组合结构，旋转轴5是通过电极架下板12和下板螺丝13固定在电极架上板11上的，电极端19是沿着旋转轴5作旋转运动的，从侧面看，在竖直于旋转轴5方向的面上表现为上下旋转运动，在沿着旋转轴方向的垂直于水平面上是不能运动的。有效阻止正、负极电极端接触系统(以下简称电极端接触系统)在沿着旋转轴方向的垂直于水平面上发生摆动，在实验运行过程中不会因振动导致电极与胶条在水平方向发生错位，保证了电流持续性流通，提升物质聚焦纯化效果。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置中，所述电极架上板11的侧面设有电极弹片插槽16、电极插片17，电极插片17安装在电极弹片插槽16内，其中，电极插片17的端部设有一个长方形开口，电极棒18插在长方形的开口中；电极棒18的上端部套有弹性部件，其中，电极端19的形状为“L”型。

上述电极插片17与电极棒18之间以及电极插片17与电极端之间均为弹性接触，进一步加强了电极端接触系统与聚焦槽3底部胶条胶面的有效接触，保证设备运行中上下震动被有效的缓和，缓冲作用更加明显，物质的聚焦纯化效果进一步优化。电极端19的具体形状与电源系统的接线方式有关，电极电极端接触系统中的“L”型电极端的一端与聚焦槽3底部的胶条表面接触，另一端与电极插片17接触，电压是一样的，适用于相同电压下的电泳实验。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，电极端19的形状为“U”型。电极端19的具体形状与电源系统的接线方式有关，同一个电极电极端接触系统中的每一个“U”型电极端都可设定电压值，多个“U”型电极端可设置使用不同的电压。因此，本电极端系统可以选择多种不同电压供电，也可选择同一种电压供电。该装置可同时运行多个电压下的电泳实验，提高了同一条件下不同电压所得实验结果的可比性。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，增设有十二个电极端弹性部件14，所述电极端19上相应设有弹性部件连接座15，为弹性部件固定位，所述电极端弹性部件14安装在该弹性部件固定位上。

当等电聚焦电泳运行过程产生振动时，电极端会产生上下振动而脱离放置在聚焦槽3底部的胶条面，导致电流中断降低物质聚焦纯化效果，上述电极端接触系统中设置了弹性部件装置，当上下振动时，弹性部件会发生弹性变形来抵消电极端的上下震动，起到良好的振动缓冲效果，使电极端与等电聚焦电泳胶条的胶面有效接触，保证电泳过程持续高效运行。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，正极电极端接触系统1与所述负极电极端接触系统2中设有电极旋钮7、电极旋钮挂钩8、电极旋钮弹性部件9各两个，其中电极旋钮弹性部件9套在电极旋钮7的杆上，用螺丝穿过电极端接触系统上的电极旋钮杆通孔10，将电极旋钮7、电极旋钮挂钩8卡扣式连接在一起，电极旋钮7恰好可放置于旋转凹槽内。设备运行过程中电极端上下振动，这种可旋转的卡扣式连接中的弹性部件使电极端上下移动更加柔和，在拆装过程中振动明显减小，缓冲作用增强；该卡扣式连接稳固性较好，且可通过旋转电极旋钮7调节卡扣面积，灵活可变度高。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置中，电泳槽工作台靠近聚焦槽3的两端各固定安装两个聚焦槽卡扣20，电极端接触系统1,2中的电极旋钮挂钩8与聚焦槽卡扣20构成反扣式旋钮连接。通过旋转电极端接触系统的电极旋钮7改变电极旋钮挂钩8与电泳槽工作台上的聚焦槽卡扣20形成部分或全部反扣式旋钮连接。

从聚焦槽3上安装或拆卸电极端接触系统1,2时，会产生振动和摩擦，振动会造成聚焦槽3内胶条的扭曲，反复摩擦会过多消耗装置的使用寿命，上述反扣式连接结构使安装或拆卸过程简单平稳化，只需要轻松按压转动电极旋钮7即可使电极旋钮挂钩8脱离聚焦槽卡扣20的束缚，大大减少振动和装置构件之间的摩擦。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置中，电极旋钮挂钩8的上表面或电极聚焦槽卡扣20的下表面中，至少有一个表面设有防滑结构。防滑结构可以增大反扣式旋钮连接的牢固性，在设备运行过程中防止由于振动造成反扣旋钮装置脱扣现象。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置中，防滑结构为点状突起或条纹状突起。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置中涉及的弹性部件为弹簧部件。弹簧在现实生活中应用普遍，成本低廉，同时弹性缓冲效果较好。

优选的，所述等电聚焦电泳的电泳槽装置中，上述结构的电泳槽装置适用于不同胶条个数的设备使用。聚焦槽3内设有放置胶条的胶条槽，聚焦槽内胶条槽的个数是可变的。当聚焦槽内胶条槽数量不等于12时，上述电极端接触系统结构及其与聚焦槽之间的连接结构同样适用，只需相应增加或减少部件的数量即可。

附图说明：

下面结合附图对具体实施方式作进一步的说明，其中：

图1是本发明各系统连接关系示意图

图2是本发明各部件连接关系的爆炸示意图；

图3是本发明正极电极端接触系统爆炸结构示意图；

图4是本发明负极电极端接触系统爆炸结构示意图；

图5是本发明中聚焦槽及聚焦槽卡扣爆炸结构示意图；

图6是本发明中正极电极端接触系统剖面结构示意图，左为弹簧伸长状态，右为弹簧压缩状态；

图7是本发明中负极电极端接触系统剖面结构示意图，左为弹簧伸长状态，右为弹簧压缩状态；

图8是本发明中聚焦槽卡扣与正负极旋钮挂钩剖面结构示意图；

主要结构序号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施案例1：

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，包括：正极电极端接触系统1、负极电极端接触系统2、聚焦槽3和电源系统4形成回路，所述正极电极端接触系统1安装在聚焦槽3的前端；所述负极电极端接触系统2安装在聚焦槽3的尾端，所述正极电极端接触系统1与所述负极电极端接触系统2中分别设有一组用于实现电极端19旋转的电极旋转轴5，正、负极电极端中分别设置电极端内部通孔6，电极旋转轴5放入电极端内部通孔6中。电极端接触系统包括一个电极架上板11、二个电极架下板12、四个固定下板螺丝13，四个电极端弹性部件14，四个电极端19，其中电极旋转轴5的直径为2mm；

电极端内部通孔6直径为2.3mm，这种结构尺寸设计使电极旋转轴5易插入电极端内部通孔6，且电极端19只能围绕电极旋转轴5垂直转动，有效限制电极端19在平行于电极旋转轴5方向上的水平运动,避免了电极端19脱离聚焦槽3底部胶条的胶面接触，提升了蛋白质聚焦纯化过程的连续性。电极端19的形状为“U”型，可选择使用电源系统的不同电压，增加了同一条件下不同电压的实验对比效果。实验失败率降低21％，节省了反复实验的人力、物力。

具体实施案例2：

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，包括：正极电极端接触系统1、负极电极端接触系统2、聚焦槽3和电源系统4形成回路，所述正极电极端接触系统1安装在聚焦槽3的前端；所述负极电极端接触系统2安装在聚焦槽3的尾端，所述正极电极端接触系统1与所述负极电极端接触系统2中分别设有一组用于实现电极端旋转的电极旋转轴5，正、负极电极端中分别设置电极端内部通孔6，电极旋转轴5放入电极端内部通孔6中。其中电极旋转轴5的直径为2mm；电极端内部通孔6直径为2.3mm，这种结构尺寸设计使电极旋转轴5易插入电极端内部通孔6，且电极端19只能围绕电极旋转轴5垂直转动，有效限制电极端19在平行于电极旋转轴5方向上的水平运动。电极端的形状为“U”型，可选择使用电源系统的不同电压，增加了同一条件不同电压的实验对比效果。电极端接触系统包括一个电极架上板11、六个电极架下板12、十二个固定下板螺丝13、十二个电极端弹性部件14、十二个电极端19，所述电极端19上相应设有弹性部件连接座15，为弹性部件固定位，所述电极端弹性部件14安装在该弹性部件固定位上，上下震动时，弹性部件会发生弹性变形来抵消电极端的上下震动，使电极端与等电聚焦电泳胶条的胶面有效接触，保证电泳过程持续高效运行有效避免了电极端左右摆动脱离聚焦槽底部胶条的胶面接触，提升了蛋白质聚焦纯化过程的连续性。实验失败率降低35％，进一步节省了反复实验的人力、物力。

具体实施案例3：

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，包括：正极电极端接触系统1、负极电极端接触系统2、聚焦槽3和电源系统4形成回路，所述正极电极端接触系统1安装在聚焦槽3的前端；所述负极电极端接触系统2安装在聚焦槽3的尾端，所述正极电极端接触系统1与所述负极电极端接触系统2中分别设有一组用于实现电极端旋转的电极旋转轴5，正、负极电极端中分别设置电极端内部通孔6，电极旋转轴5放入电极端内部通孔6中。其中电极旋转轴5的直径为2mm；电极端内部通孔6直径为2.3mm,这种结构尺寸设计使电极旋转轴5易插入电极端内部通孔6，且电极端只能围绕电极旋转轴垂直转动，有效限制电极端在平行于电极旋转轴方向上的水平运动。电极端接触系统包括一个电极架上板5、三个电极架下板12、六个固定下板螺丝13、六个电极端弹性部件14、六个电极端19，所述电极端19上相应设有弹性部件连接座15，为弹性部件固定位，所述电极端弹性部件14安装在该弹性部件固定位上，上下震动时，弹性部件会发生弹性变形来抵消电极端的上下震动，使电极端与等电聚焦电泳胶条的胶面有效接触，保证电泳过程持续高效运行，提升了蛋白质聚焦纯化过程的连续性。负极电极架上板11的侧面设有电极弹片插槽16、电极电极插片17，电极电极插片17安装在电极弹片插槽内16，其中，电极电极插片17的端部设有一个长方形开口，电极电极棒18插在长方形的开口中；电极电极棒18的上端部套有弹性部件。电极电极端接触系统的优化设置进一步提高了电泳系统的缓冲作用。其中，正极电极端的形状为“U”型，负极电极端的形状为“L”型，可选择使用电源系统的不同电压，增加了同一条件下不同电压的实验对比效果。实验失败率降低50％，进一步节省了反复实验的人力、物力。电极接触系统与电泳工作台之间通过聚焦槽卡扣20与正、负电极端接触系统1,2为反扣式旋钮连接，且聚焦槽卡扣20下表面与电极旋钮挂钩8的上表面均设有防滑区，电极端接触系统安装、拆卸过程中时震动明显减小，胶条扭曲率降低70％，装置装卸过程中设备磨损率大大降低。

具体实施案例4：

一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，包括：正极电极端接触系统1、负极电极端接触系统2、聚焦槽3和电源系统4形成回路，所述正极电极端接触系统1安装在聚焦槽3的前端；所述负极电极端接触系统2安装在聚焦槽3的尾端，所述正极电极端接触系统1与所述负极电极端接触系统2中分别设有一组用于实现电极端旋转的电极旋转轴5，正、负极电极端中分别设置电极端内部通孔6，电极旋转轴5放入电极端内部通孔6中。其中电极旋转轴5的直径为2mm；电极端内部通孔6直径为2.3mm,这种结构尺寸设计使电极旋转轴5易插入电极端内部通孔6，且电极端只能围绕电极旋转轴5垂直转动，有效限制电极端在平行于电极旋转轴方向上的水平运动。电极端接触系统除包括一个电极架上板5、八个电极架下板12、十六个固定下板螺丝13、十六个电极端弹性部件14，十六个电极端19，所述电极端19上相应设有弹性部件连接座15，为弹性部件固定位，所述电极端弹性部件14安装在该弹性部件固定位上，上下震动时，弹性部件会发生弹性变形来抵消电极端的上下震动，使电极端与等电聚焦电泳胶条的胶面有效接触，保证电泳过程持续高效运行，提升了蛋白质聚焦纯化过程的连续性。正、负极电极架上板11的侧面均设有电极弹片插槽16、电极电极插片17，电极电极插片17安装在电极弹片插槽内16，其中，电极电极插片17的端部设有一个长方形开口，电极电极棒18插在长方形的开口中；电极电极棒18的上端部套有弹性部件。电极电极端接触系统的优化设置进一步提高了电泳系统的缓冲作用。电极端19均设置为“L”型，“L”型电极端安装拆卸较方便且适用于同一电压下的电泳聚焦实验。实验失败率降低50％，进一步节省了反复实验的人力、物力。电极接触系统与电泳工作台之间通过聚焦槽卡扣20与正、负电极端接触系统1,2为反扣式旋钮连接，且聚焦槽卡扣20下表面与电极旋钮挂钩8的上表面均设有防滑区，电极端接触系统安装、拆卸过程中时震动明显减小，胶条扭曲率降低70％，装置装卸过程中设备磨损率大大降低。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于等电聚焦电泳的电泳槽装置，包括正极电极端接触系统、负极电极端接触系统、聚焦槽和电源系统形成回路，所述正极电极端接触系统安装在聚焦槽的前端；所述负极电极端接触系统安装在聚焦槽的尾端，电极端接触系统还包括电极架上板、电极架下板、固定下板螺丝、电极端，其特征在于：电极端接触系统中分别设有一组用于实现电极端旋转的电极旋转轴，电极端中分别设置电极端内部通孔，电极旋转轴放入电极端内部通孔中，其中电极端内部通孔的尺寸略大于电极旋转轴的直径。

2.如权利要求1所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：电极电极端接触系统的电极架上板的侧面设有电极弹片插槽、电极插片、电极棒，电极插片安装在电极弹片插槽内，其中电极插片的端部设有一个长方形开口，电极棒插在长方形的开口中，电极棒的上端部套有弹性部件，且电极端的形状为“L”型。

3.如权利要求1所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：电极端的形状为“U”型。

4.如权利要求1所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：电极端接触系统设有电极端弹性部件，所述电极端上相应设有弹性部件连接座，为弹性部件固定位，所述电极端弹性部件安装在该弹性部件固定位上。

5.如权利要求1所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：电极端接触系统中设有电极旋钮、电极旋钮挂钩、电极旋钮弹性部件，其中电极旋钮弹性部件套在电极旋钮的杆上，用螺丝穿过电极端接触系统上的电极旋钮杆通孔，将电极旋钮、电极旋钮挂钩卡扣式连接在一起，电极旋钮放置于旋转凹槽内。

6.如权利要求5所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：电泳槽工作台靠近聚焦槽的两端各固定安装两个聚焦槽卡扣，电极端接触系统中的电极旋钮挂钩与聚焦槽卡扣构成反扣式旋钮连接。通过旋转电极端接触系统中的电极旋钮改变电极旋钮挂钩与电泳槽工作台上的聚焦槽卡扣形成部分或全部反扣式旋钮连接。

7.如权利要求6所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：电极旋钮挂钩的上表面或电极聚焦槽卡扣的下表面中，至少有一个表面设有防滑结构。

8.如权利要求7所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：防滑结构为点状突起或条纹状突起。

9.如权利要求2、4、5中任一所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：弹性部件为弹簧部件。

10.如权利要求1～8中任一所述等电聚焦电泳的电泳槽装置，其特征在于：调整电泳槽装置中的部件数量后，适用于运行不同胶条个数的电泳设备使用；每增加或减少一个胶条需要相应增加或减少两个电极端、四个固定下板螺丝、一个电极板下架。