CN110687300A - 一种全自动蛋白印迹处理装置及处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蛋白印迹处理系统的处理技术领域，具体公开了一种全自动蛋白印迹处理装置；包括机架，所述机架上设有样品台，所述样品台上设有多个孵育盒，所述孵育盒用于盛装实验样品；每个孵育盒与外部实验液之间形成一个加样通道，所述外部实验液通过加样通道流动至所述孵育盒内进行实验；所述加样通道包括液路，所述液路包括液路管道、驱动泵和液路监测模块；所述加样通道还包括前端针头和后端针头，所述前端针头的一端连接液路管道，另一端插入在外部试剂瓶中，所述后端针头的一端连接液路管道，另一端连接于所述孵育盒；本发明还公开了一种处理系统，应用上述处理装置；本发明可实现自动加样、自动回收、自动清洗、自动孵育等功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种蛋白印迹处理系统的处理技术领域，具体涉及一种全自动蛋白印迹处理装置及处理系统。
背景技术
蛋白免疫印迹(Western Blot)是将电泳分离后的细胞或组织中蛋白质从凝胶转移到固相支持物NC膜或PVDF膜上，然后用特异性抗体检测某特定抗原的一种蛋白质检测技术，现已广泛应用于基因在蛋白水平的表达研究、抗体活性检测和疾病早期诊断等多个方面。
蛋白转印之后，底物孵育之前的流程中尚无自动化设备，均需要人工操作,需要手动添加样液，实验后，手动操作倒掉实验试剂并手动清洗，整个流程操作非常繁琐，不便，自动化程度低，而且有时由于手动操作不彻底，导致有残留液或加样不均衡，导致实验数据不精准；因此，存在很多缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动加样、洗涤和孵育的多通道蛋白印迹处理装置及系统，可实现自动加样、自动回收、自动清洗、自动孵育等功能。
上述目的是通过如下技术方案来实现的：一种全自动蛋白印迹处理装置，包括机架，所述机架上设有样品台，所述样品台上设有多个孵育盒，所述孵育盒用于盛装实验样品；
每个孵育盒与外部实验试剂之间形成一个加样通道，所述外部实验试剂通过加样通道流动至所述孵育盒内进行实验；
所述加样通道包括液路，所述液路包括液路管道、驱动泵和液路监测模块；所述加样通道还包括前端针头和后端针头，所述前端针头的一端连接液路管道，另一端插入在外部试剂瓶中，所述后端针头的一端连接液路管道，另一端连接于所述孵育盒；
所述全自动蛋白印迹处理装置还包括触控面板，所述机架上还设有电机，所述触控面板控制所述驱动泵和液路监测模块的工作状态。
进一步的是，所述样品台上设有翻转座，所述翻转座包括翻转座基座和翻转盖，翻转座基座上设有孵育盒位，用于放置孵育盒；所述翻转座的翻转盖翻转后，带动后端针头翻转，将后端针头翻转出孵育盒，便于取放孵育盒。
进一步的是，所述机架上还设有曲柄连杆装置，所述曲柄连杆装置与电机和翻转座连接，所述电机驱动所述曲柄连杆装置运动，带动所述翻转座翻转。
进一步的是，所述外部试剂瓶包括封闭液瓶、一抗液瓶、二抗液瓶、清洗液瓶和废液瓶；每个孵育盒均与所述封闭液瓶、一抗液瓶、二抗液瓶、清洗液瓶和废液瓶连接。
进一步的是，所述全自动蛋白印迹处理装置还包括位置传感器和主控板，所述位置传感器用于所述样品台的位置检测。
本发明还提供了一种处理系统，包括设置模块、启动模块、加样模块、实验模块和清洗模块；
所述设置模块与每个加样通道相连接；可设置每个加样通道的通道参数；
所述启动模块包括启动或暂停实验、启动或暂停清洗；
所述加样模块启动后，所述外部试剂瓶中的试剂液通过加样通道流至所述孵育盒内，或所述孵育盒内的液体通过加样通道流至外部试剂瓶中；
所述清洗模块启动，所述孵育盒内开始自动清洗。
进一步的是，所述通道参数包括加样参数，所述加样参数包括加样时间、加样体积、加样次数。
进一步的是，所述通道参数还包括清洗参数，所述清洗参数包括清洗体积、清洗时间和清洗次数。
进一步的是，所述设置模块对不同的加样通道，设置不同的加样参数。
进一步的是，所述处理系统还包括存储模块和查询模块；所述设置模块设置每个加样通道的通道参数后，形成实验方案，所述存储模块存储所述实验方案，所述查询模块查询所述实验方案。
有益效果：
1.本发明实现从完全手工到全机械自动化的转变，带来了解放了实验人员的优点，而且实现实验参数的精准控制，带来了重复实验稳定性的优点。
2.由于采用了每一个液路使用一个驱动泵的方案，使每一个液路可以单独工作，每个通道能独立工作，可平行比较六种不同的杂交条件，如不同的封闭液、抗体稀释浓度，孵育时间，洗涤次数等，带来了仪器的高度灵活性的优点
3.本发明可实现多通道同时显示，灵活的自定义方案，单个通道设置多个步孵育/洗涤流程，同时可以选择任意数量、任意步骤的孵育/洗涤流程，带来了实验方案与客户需求高度兼容性的优点。
4.本发明通过存储模板保存自定义方案，进行预先设置方案且加载，实现预制方案与自定义方案的快速加载，带了快速实验，操作简便的优点。
附图说明
图1示出了本发明的一种全自动蛋白印迹处理装置的结构示意图；
图2示出了本发明的一种全自动蛋白印迹处理装置的另一视角的结构示意图；
图3示出了本发明中加样通道的液路的结构示意图；
图4示出了本发明的一种处理系统的结构示意图；
图5示出了本发明的一种处理系统的软件操作流程示意图；
图6示出了本发明的一种处理系统的软件主界面示意图；
图7示出了本发明的一种处理系统的软件设置界面示意图；
图8示出了本发明的一种处理系统的软件设置另一界面示意图。
图9示出了本发明的一种处理系统的方案设置模块的界面示意图；
图10示出了本发明的一种处理系统的高级设置模块的界面示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明的一种全自动蛋白印迹处理装置的结构示意图；如图2所示，为本发明的一种全自动蛋白印迹处理装置的另一视角的结构示意图；本发明的全自动蛋白印迹处理装置，包括机架1，所述机架1上设有样品台，所述样品台上设有多个孵育盒4。
示例性的，所述样品台上有多个翻转座，每个翻转座上设置一个孵育盒位；翻转座分为两个部分，分别是翻转座基座2和翻转盖3，翻转座基座2上设置有孵育盒位，用于放置孵育盒；所述翻转座的翻转盖3翻转后，带动后端针头翻转，将后端针头翻转出孵育盒，便于取放孵育盒。
所述孵育盒4用于盛装实验样品；每个孵育盒4与外部实验试剂之间形成一个加样通道，所述外部实验试剂通过加样通道流动至所述孵育盒4内进行实验；示例性的，本发明中设有六个孵育盒，即设有六条加样通道。
如图3所示，为本发明中加样通道的液路的结构示意图；本发明中，所述加样通道包括液路，所述液路包括液路管道、驱动泵6和液路监测模块7；所述加样通道还包括前端针头和后端针头，所述前端针头的一端连接液路管道，另一端插入在外部试剂瓶中，所述后端针头的一端连接液路管道，另一端连接于所述孵育盒4，其中，固定在翻转座的翻转盖上，将翻转盖转开，然后放置孵育盒于仪器的孵育盒位上，再将翻转盖转回，后端针头的前端刚好触碰到孵育盒后部的底面。
本发明中，每个液路包括五个分支路，分别为封闭液加样/回收液路、一抗加样/回收液路、二抗加样液路、清洗液加样液路，以及废液排出液路，每个液路有单独的液路及驱动系统，可独立工作，单个程序可设置多达七个孵育/洗涤流程，因此可根据实际情况，任意组合孵育/洗涤流程。
示例性的，本发明中，针头可为不锈钢管或塑料管如PS管、PC管等，液路管路为硅胶管，亦可为PC、PS等塑料管，液路管道用于传输试剂或废液等。
本发明中，所述全自动蛋白印迹处理装置还包括触控面板5，所述机架1上还设有电机8，所述触控面板5控制所述驱动泵6和液路监测模块7的工作状态；
本发明中，液路监测模块包含液路驱动泵状态监测和管道液路监测两个部分，液路驱动泵状态监测部分位于仪器主控制板上，用于监测泵驱动电机的工作状态，通过在电机电流回路增加采样电阻，再经过比较器与阈值比较，以判断电机工作电流是否正常，进而判断电机工作是否正常。管道液路监测安装在仪器壳体内部，驱动泵与后端针头之间液路管道上，用于监测管道内是否有液体流过。液路监测有两种方案，分别是光电开关传感器方案和电容式液位监测方案，光电传感器方案是采用光电开关与结构设计相结合，通过结构件将液路管道固定在光电开关上，这种方案要求检测部位的管路是透明的，有液体通过管路时，管路的透明度发生变化，进而触发光电传感器；电容式液位检测方案采用电极片作为液路管道的固定结构，也可以单独使用结构件进行固定，其原理是将液路管道固定在电容两个电极片之间，以液路管路作为电容电极片间的绝缘介质，无液体通过时，管道内为空气，有液体通过时管道内有液体，由于二者的介电常数的不同，电容的容值也不相同，电容外围电路利用电容的容值变化辨别管道内是否有液体通过，本方案对管路透明度无要求，但要求通过液路的液体与空气的介电常数有一定的偏差。两个监测部分共同监测液路的工作状态，以保证实验流程的正常执行。
本发明中，所述位置传感器用于样品台的位置检测，仪器停止工作时，样品台处于水平状态，试剂回收或废液排出时，样品台后倾，使试剂/废液向孵育盒的后部流动，汇集于液路后端针头处，便于试剂/废液排出。
本发明中，驱动泵6包括封闭液泵、一抗泵、二抗泵、清洗液泵、废液泵，驱动泵可为单通道驱动泵或多通道驱动泵，驱动泵可为蠕动泵、注射泵、柱塞泵等，为液路中液体移动提供动力支持。
由于一抗特异性高的原因，导致一抗的价格比较高，因此一抗需要多次使用以降低实验成本，所以一抗液路系统不但可将一抗从试剂瓶中加入到孵育盒中，而且在一抗孵育完成之后可将孵育盒中的一抗回收到试剂瓶中。另外，也有部分封闭液需要回收，因此封闭液液路与一抗液路具有相同的功能。而其余如二抗、清洗液价格比较便宜，为避免交叉污染，不做试剂回收。实验过程中，不需要回收的试剂，全部通过废液泵排出到废液瓶中。
本发明中，为便于对孵育盒4进行操作，所述样品台上设有翻转座，所述孵育盒4设置于所述翻转座上；示例性的，示例性的，所述样品台上有多个翻转座，每个翻转座上设置一个孵育盒位；翻转座分为两个部分，分别是翻转座基座2和翻转盖3，翻转座基座2上设置有孵育盒位，用于放置孵育盒；所述翻转座的翻转盖3翻转后，带动后端针头翻转，将后端针头翻转出孵育盒，便于取放孵育盒。
示例性的，所述机架1上还设有曲柄连杆装置9，所述曲柄连杆装置与电机8和翻转座基座2连接，所述电机8驱动所述曲柄连杆装置运动9，带动所述翻转盖3翻转。
本发明中，所述全自动蛋白印迹处理装置还包括位置传感器10和主控板11，示例性的，所述位置传感器10为光电开关，所述位置传感器用于检测所述样品台的水平度，安装在连杆的转动轨迹上，可检测样品台水平及后倾两种状态。
作为优选，孵育盒为蛋白印迹膜孵育/洗涤容器，置于样品台之上。孵育盒为PP、PC等塑料注塑而成，尺寸依据标准聚丙烯酰胺胶电泳槽的尺寸以及实际应用而定，共有3中规格，分别是单格88*68mm、单格150*88mm和双格88*68mm(双格按1:2比例分割)，亦可是其他尺寸规格；样品台通过下部的转轴及轴承与仪器壳体连接，用于放置孵育盒及固定翻转座；翻转座固定在样品台上，用于固定后端针头，通过翻转座将后端针头转动，便于孵育盒的安装/取出。而且在孵育盒安装后，翻转座转动后端针头，以使后端针头接触孵育盒底部，便于液路系统汲取试剂/废液；动力部分由直流减速电机、连杆及传感器组成，直流减速电机或步进电机和传感器固定在仪器壳体里面底部，连杆用于连接电机转轴和样品台，电机转动通过连杆带动样品台摆动，以实现印迹膜的孵育/洗涤工作。传感器共有两路，一路用于保证样品台水平，便于安装或取出孵育盒，另一路用于样品台最大角度向后倾斜，使孵育盒内的液体集中到孵育盒的后端针头部，便于液路系统汲取试剂/废液。
本发明中还提供一种处理系统；应用所述全自动蛋白印迹处理装置，如图4所示，为本发明的一种处理系统的结构示意图，所述处理系统包括设置模块10、启动模块20、加样模块30、实验模块40和清洗模块50；
本发明中，所述设置模块10与每个加样通道相连接；可设置每个加样通道的通道参数；
所述启动模块包括启动或暂停实验、启动或暂停清洗；所述加样模块启动后，所述外部试剂瓶中的试剂液通过加样通道流至所述孵育盒4内，或所述孵育盒4内的液体通过加样通道流至外部试剂瓶中；所述清洗模块启动，所述孵育盒4内开始自动清洗。
本发明中，所述通道参数包括加样参数，所述加样参数包括加样时间、加样体积、加样次数等；所述通道参数还包括清洗参数，所述清洗参数包括清洗体积、清洗时间和清洗次数。
所述设置模块对不同的加样通道，设置不同的加样参数，所述处理系统还包括存储模块和查询模块；所述设置模块设置每个加样通道的通道参数后，形成实验方案，所述存储模块存储所述实验方案，所述查询模块查询所述实验方案。
如图6所示，为本发明的一种处理系统的软件主界面示意图；如图7所示，为本发明的一种处理系统的软件设置界面示意图；如图8所示，为本发明的一种处理系统的软件设置另一界面示意图；本发明中，仪器开机之后，进入开机界面，功能按键分别是“管路清洗”和“开始实验”，管路清洗是用于实验前，对六通道中任意管路进行清洗，为可选项；选择“开始实验”后，进入主页面。进入主页面后，默认加载上次实验方案，如果用户不做任何修改，准备好孵育盒和相关试剂之后，可直接按“启/停”开始实验。“启/停”的主要功能是开始和暂停当前实验，便于用户在已有通道实验进行中，增加新通道实验或者修改当前实验通道的参数，以及在部分通道完成实验后，取走已完成孵育盒，继续未完成实验。
在任意通道完成实验之后，将液路的前端针头从试剂瓶中取出，插入到清洗液中，并开启管路清洗，将管路内残余试剂清洗掉。以避免管路残留试剂变性，污染或堵塞管路。
在设置页面，可以在设置页面自定义实验方案，任意设置通道参数，如实验步骤，组合方案，任意步骤的参数等，设置完之后可以保存方案，并自定义方案名称，便于以后查找并加载方案。也可直接进入加载方案页面，查找预制标准实验方案或保存的自定义实验方案，加载实验方案之后，直接进行实验。另外也可以进入高级设置页面，校正仪器当前参数，或更换管道等耗材之后校准仪器参数。
本发明中，为更加有效设置和控制，还设有加载方案模块、高级设置模块等功能模块，如图9所示，为本发明的一种处理系统的方案设置模块的界面示意图；如图10所示，为本发明的一种处理系统的高级设置模块的界面示意图，所述加载方案模块，用于预制实验方案和自定义方案的加载；所述高级设置模块，用于仪器出厂设置参数等，所述仪器出厂参数设置，包括管路流速、管路注满时间、当前步骤时间以及样品台状态控制等。
本发明中，实验过程中所用试剂如封闭液、一抗、二抗均为蛋白质，常温下会慢慢变性。整个实验过程长达几个小时，如果不对蛋白试剂进行温控处理，蛋白质变性可能影响实验结果。同时昂贵的试剂如一抗等，也无法重复使用。
考虑到仪器采购成本，我们将试剂放置及温度控制模块设计为三种方案，客户可以根据自己的需要选择任意一种，分别是无温度控制的试管架方案、带试管架的冰槽方案和半导体制冷设备方案。无温度控制的试管架方案依据实验需求，按标准实验用试管进行配备，如多孔的50ml离心管架，也可以是其他规格的试管架，无任何温度控制模块。如果客户不回收试剂，或者将仪器整体放进温控装置里面，可考虑无温控方案。带试管架的冰槽方案，冰槽可以是塑料或者金属槽，能放得下试管架即可，实验时将试管架和冰块放入到冰槽内，利用冰块为试管中的试剂降温，达到温度控制的目的；半导体制冷设备方案采用半导体制冷片作为温度控制模块，可手动设置控制温度，并通过数码管显示当前温度值，制冷温度最低可达环境温度下-30℃，温度控制精度可达±0.5℃。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全自动蛋白印迹处理装置，包括机架，其特征在于，所述机架上设有样品台，所述样品台上设有多个孵育盒，所述孵育盒用于盛装实验样品；
每个孵育盒与外部实验试剂之间形成一个加样通道，所述外部实验试剂通过加样通道流动至所述孵育盒内进行实验；
所述加样通道包括液路，所述液路包括液路管道、驱动泵和液路监测模块；所述加样通道还包括前端针头和后端针头，所述前端针头的一端连接液路管道，另一端插入在外部试剂瓶中，所述后端针头的一端连接液路管道，另一端连接于所述孵育盒；
所述全自动蛋白印迹处理装置还包括触控面板，所述机架上还设有电机，所述触控面板控制所述驱动泵和液路监测模块的工作状态。
2.根据权利要求1所述的全自动蛋白印迹处理装置，其特征在于，所述样品台上设有翻转座，所述翻转座包括翻转座基座和翻转盖，翻转座基座上设有孵育盒位，用于放置孵育盒；所述翻转座的翻转盖翻转后，带动后端针头翻转，将后端针头翻转出孵育盒，便于取放孵育盒。
3.根据权利要求2所述的全自动蛋白印迹处理装置，其特征在于，所述机架上还设有曲柄连杆装置，所述曲柄连杆装置与电机和翻转座连接，所述电机驱动所述曲柄连杆装置运动，带动所述翻转座翻转。
4.根据权利要求2所述的全自动蛋白印迹处理装置，其特征在于，所述外部试剂瓶包括封闭液瓶、一抗液瓶、二抗液瓶、清洗液瓶和废液瓶；每个孵育盒均与所述封闭液瓶、一抗液瓶、二抗液瓶、清洗液瓶和废液瓶连接。
5.根据权利要求2所述的全自动蛋白印迹处理装置，其特征在于，所述全自动蛋白印迹处理装置还包括位置传感器和主控板，所述位置传感器用于所述样品台的位置检测。
6.一种处理系统，所述处理系统应用所述全自动蛋白印迹处理装置，其特征在于，所述处理系统包括设置模块、启动模块、加样模块、实验模块和清洗模块；
所述设置模块与每个加样通道相连接；可设置每个加样通道的通道参数；
所述启动模块包括启动或暂停实验、启动或暂停清洗；
所述加样模块启动后，所述外部试剂瓶中的试剂液通过加样通道流至所述孵育盒内，或所述孵育盒内的液体通过加样通道流至外部试剂瓶中；
所述清洗模块启动，所述孵育盒内开始自动清洗。
7.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述通道参数包括加样参数，所述加样参数包括加样时间、加样体积、加样次数。
8.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述通道参数还包括清洗参数，所述清洗参数包括清洗体积、清洗时间和清洗次数。
9.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述设置模块对不同的加样通道，设置不同的加样参数。
10.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括存储模块和查询模块；所述设置模块设置每个加样通道的通道参数后，形成实验方案，所述存储模块存储所述实验方案，所述查询模块查询所述实验方案。
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