CN110799837A - 凝胶盒开启器 - Google Patents

Abstract

提出了凝胶盒开启装置和用于开启凝胶盒的方法。

Description

凝胶盒开启器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月26日提交的美国临时专利申请62/524,902号的权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。

背景技术

蛋白质印迹是广泛用于蛋白质分析的技术。在该技术中，通过凝胶电泳分离蛋白质，将蛋白质转移到疏水膜上，并且然后使用各种标记方法使其可视化。

为了对通过凝胶电泳分离的蛋白质带进行蛋白质印迹分析，使用者手动开启凝胶盒，轻轻提起易碎的凝胶并且将凝胶置于印迹膜上。在将凝胶放置在印迹膜上的过程中，凝胶可能被撕裂、扭曲和/或拉伸而损坏。一旦将凝胶放置在膜上，使用者轻轻地使凝胶与膜边缘对齐。然后，使用者将具有凝胶的膜放置于蛋白质印迹装置中以进行转移步骤。因此，从盒中手动移出凝胶以及将凝胶放置在膜上而不损坏凝胶是挑战性的，并且需要具有技术技能的有经验的使用者。

发明内容

本文提出了用于开启凝胶盒的装置和使用这种装置的方法。

在一个实施例中，凝胶盒开启器包括抽屉，抽屉可滑动地安装在壳体中，并且可沿滑动方向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，抽屉的至少一部分伸出壳体的前开口外部，而在第二位置中，抽屉容纳在壳体内，其中，抽屉包括用于将凝胶盒和膜支承在水平并置位置中的两个细长的支承轨道；可移动地安装在壳体中的第一真空吸盘和第二真空吸盘，每个吸盘包括具有真空孔口和流体孔口的平面支承件，其中，第一真空吸盘位于抽屉的平面下方，而第二真空吸盘位于抽屉的平面上方；真空源，真空源可操作地连接到每个真空吸盘中的真空孔口；流体(例如，空气、氮气、水或油)源，流体源可操作地连接到每个真空吸盘中的流体孔口；及控制电路，用于控制凝胶盒开启器的运行。

在一些实施例中，凝胶盒开启器还包括第三真空吸盘，第三真空吸盘位于抽屉的平面下方并且可移动地安装在壳体内。在一些实施例中，凝胶盒开启器还包括第四真空吸盘，第四真空吸盘位于抽屉的平面上方并且可移动地安装在壳体内。在某些实施例中，第四真空吸盘包括凹部，凹部的尺寸设计成使得当凝胶被第四真空吸盘真空抓持时，凝胶的边缘位于凹部外部。在某些实施例中，边缘为约1-5毫米宽。在一些实施例中，凹部具有约0.25-0.75毫米的深度。在一些实施例中，凹部具有约0.5毫米的深度。在一些实施例中，第一、第二、第三和/或第四真空吸盘沿X、Y和/或Z方向可动。在某些实施例中，真空源通过每个真空吸盘内的真空通道连接到真空孔口。在一些实施例中，空气源或水源通过每个真空吸盘内的真空通道连接到空气孔口。

在一个实施例中，开启凝胶盒的方法包括提供凝胶盒，凝胶盒包括夹在上壁和下壁之间的凝胶；从上壁移出凝胶，同时用下壁支承凝胶；以及真空抓持凝胶的露出侧，同时从下壁移出凝胶。在一些实施例中，方法还包括将凝胶移动到膜上方的位置并且将凝胶置于膜上。在一些实施方案中，通过将流体(例如，空气、氮气、水或油)注射穿过上壁中的第一孔而从上壁移出凝胶。在一些实施例中，通过将流体注射通过下壁中的第二孔而从下壁移出凝胶。

在一些实施例中，开启凝胶盒的方法包括提供凝胶盒，凝胶盒包括夹在下壁和上壁之间的凝胶；从下壁移出凝胶，同时用上壁支承凝胶；将凝胶的暴露侧与膜配合；以及从上壁移出凝胶，同时凝胶保持配合到膜。在一些实施例中，通过将流体注射通过下壁中的第二孔而从下壁移出凝胶。在某些实施例中，通过将流体注射通过上壁中的第一孔而从上壁移出凝胶。在一些实施例中，方法还包括在注射流体通过上壁中的第一孔时从下方对凝胶施加真空。

在某些实施例中，在注射流体通过第一孔和第二孔中的每一个之前，从第一孔和第二孔中移除塞子。在一些实施例中，第一孔基本上位于上壁的中心，并且第二孔基本上位于下壁的中心。在一些实施例中，膜附连到框架。在一些实施例中，框架包括凸起的尖锐内边缘，其在压抵凝胶时切割贯穿凝胶。在某些实施例中，凝胶盒的上壁或下壁包括在接触凝胶的内表面上的沟槽，并且沟槽以平行于上壁或下壁的边缘的连续线延伸。在一些实施例中，上壁和下壁不附连到彼此。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的凝胶盒开启器的示意立体侧视图。为了更容易观察各部件，在该图片和所有后续凝胶盒开启器图片中都已移除了壳体。

图2A-图2N是处于各种运行阶段中的图1所示的凝胶盒开启器的示意立体侧视图和剖切侧视图。

图3是根据本发明的另一实施例的凝胶盒开启器的示意立体侧视图。

图4A-图4K是处于各种运行阶段中的图3所示的凝胶盒开启器的示意立体侧视图和剖切侧视图。

图5A-图5I是根据本发明的另一实施例的凝胶盒开启器的示意剖切侧视图。装置示出为处于各种运行阶段中

图6是根据本发明的一实施例的真空吸盘的示意立体图，其中，真空吸盘包括凹部，凹部用于在图2A-图2N所示的过程中真空抓持一部分凝胶。该视图是从包括凹部的真空吸盘的表面观察的。

图7A-图7C是能由根据本发明的开启器开启的凝胶盒的各种视图。图7A是剖过凝胶盒的每个壁中的空气注射孔的示意剖切侧视图。图7B是图7A所示的横截面的立体图。图7C是具有透明的壁的凝胶盒的示意立体图，并且示出基本上在每个壁中心的空气注射孔。在图7A-图7C中的每个视图中，空气孔塞子都已被移除。

图8是剖过图7A-图7C所示的凝胶盒的盒壁中的被塞住的空气孔的示意剖切侧视图。

图9是在下壁已被移除之后具有凝胶的盒的照片。矩形的沟槽平行于盒的下壁的边缘延伸。在上壁上的凝胶具有对应于下壁中的沟槽的脊部。

图10是用于膜的框架的示意立体图，其可在根据本发明的各实施例的方法中使用。该框架具有凸起的尖锐内边缘，其在压抵凝胶时能剖切贯穿凝胶。

图11A和图11B是没有膜附连的情况下(图11A)的框架和有膜附连到框架的情况下(图11B)的框架的照片。图11B示出了在图4A-图4K所示的方法中已经从上盒壁移出凝胶之后的膜上的框架内的凝胶。

具体实施方式

本文中描述了自动化凝胶盒开启器和用于使用这种装置的方法。已经发现凝胶盒开启器是“不用手触摸(hands-off)”的，并且在支承脆弱的凝胶的同时自动地移除凝胶盒的每个壁。盒开启器可以用作独立系统或作为蛋白质印迹工作流程一部分。

除非内容另有明确说明，本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数的指代。当在本文中使用时，术语“约”是指所记载的数字和在所记载的数字的10％内的任何值。因此，“约5”是指4.5和5.5之间的任何值，包括4.5和5.5。

I.装置

图1-5I示出了用于开启凝胶盒的装置的实施例。在一个实施例中，凝胶盒开启器100、200、300包括抽屉102、202、302，抽屉可滑动地安装在壳体中，并且可沿滑动方向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，抽屉的至少一部分伸出壳体的前开口外部，而在第二位置中，抽屉被容纳在壳体内。抽屉102、202、302包括两个细长的支承轨道104、204、304，用于将凝胶盒106、206、306和膜108、208、308支承在水平的并置位置中。开启器100、200、300还包括可移动地安装在壳体中的至少两个真空吸盘。每个吸盘包括具有真空孔口110、210、310和流体孔口112、212、312的平面支承件。在一实施例中，第一真空吸盘114、214、314位于抽屉平面的下方，而第二真空吸盘116、216、316位于抽屉平面的上方(图5A-图5I)。在一些实施例中，凝胶盒开启器还包括第三真空吸盘118、218，第三真空吸盘位于抽屉的平面下方并且可移动地安装在壳体内(图2E-图4K)。在一些实施例中，盒开启器还包括第四真空吸盘120，第四真空吸盘位于抽屉的平面上方并且可移动地安装在壳体内(图1-图2N)。

真空源可操作地连接到每个真空吸盘中的真空孔口110、210、310。在一些实施例中，真空源通过每个真空吸盘内的真空通道122、222、322连接到真空孔口。在某些实施例中，真空通道从真空吸盘的上表面延伸至真空吸盘的下表面。流体(例如，空气、氮气、水或油)源也可操作地连接到一个或多个真空吸盘中的流体孔112、212、312。在一些实施例中，流体源通过一个或多个真空吸盘内的流体通道124、224、324连接到流体孔口112、212、312。在一些实施例中，流体通道从真空吸盘的上表面延伸至下表面。真空源和流体源可通过例如柔性管连接到吸盘，并且可由阀控制。盒开启器还具有用于控制凝胶盒开启器的运行的控制电路。

在一些实施例中，第一真空吸盘和第二真空吸盘包括内O形圈126、226、326和外O形圈127、227、327，内O形圈和外O形圈各自位于吸盘的接触盒壁的表面上的凹陷中。各O形圈与盒壁配合。内O形圈和外O形圈之间的区域被抽真空以夹住壁。内O形圈126、226、326内的区域被加压以注射流体通过盒壁中的孔，从而将凝胶与壁分离。在一些实施例中，可以使用其它类型的弹性密封件(例如，波纹管抽吸盖或真空垫)代替O形圈以便于夹住不平坦的表面。

在某些实施例中，第三吸盘118、218包括与膜配合并且压抵于凝胶的边缘的凸起的边缘。参照图2E和图3，第三吸盘也可以在与膜108、208配合的表面上具有沟槽128、228。沟槽128、228可以是任何型式的(例如，正方形、圆形等)。沟槽128、228连接到真空孔口，并有助于在膜上均匀地施加真空。在一些实施例中，沟槽128、228沿着第三吸盘118、218上表面的周界延伸，并穿过该上表面的中间相交。

在具有第四真空吸盘120的凝胶盒开启器的实施例中，第四真空吸盘120可包括凹部130，凹部130的尺寸设计成使得当第四真空吸盘真空抓持凝胶时，凝胶的边缘位于凹部外部(图6)。在某些实施例中，凹部的尺寸设计为使得当第四真空吸盘真空抓持凝胶时，约1-5毫米宽的边缘位于凹部的外部。在一些实施例中，凹部130具有约0.25-0.75毫米的深度。在某些实施例中，凹部具有约0.5毫米的深度。

在一些实施例中，第一、第二、第三和/或第四真空吸盘能沿X、Y和/或Z方向运动。在一些实施例中，位于抽屉的平面下方的一个或多个真空吸盘可以沿Z方向运动，而位于抽屉的平面上方的一个或多个真空吸盘可沿X方向运动(图1-图4I)。在某些实施例中，真吸盘可沿X和Z方向运动(图5A-图5I)。

在一些实施例中，真空吸盘各自由马达132、232驱动(图1-图4K)。在两个真空吸盘位于抽屉的平面上方和/或下方的实施例中，各真空吸盘可以一起运动或独立地运动。

盒开启器100、200、300的抽屉可尺寸设计成保持单个小型或中型尺寸的凝胶盒和膜。

II.方法

提供了使用本文中描述的装置开启凝胶盒的方法。在一实施例中，方法包括提供凝胶盒，凝胶盒包括夹在上壁136、236、336和下壁138、238、338之间的凝胶134、234、334。在一些实施例中，盒的下壁和上壁不附连到彼此。在某些实施例中，下壁和上壁借助(表)面密封件和将两个壁保持在一起的外部的夹子密封。盒的上壁136、236、336在其中具有第一孔140、240、340，而下壁138、238、338在其中具有第二孔142、242、342。在一些实施例中，第一孔和第二孔分别基本上位于第一壁和第二壁的中心(图7A-图7C)。每个孔可以用可移除的塞子144(图8)塞住。在开启盒之前，先移除塞子。同样在开启盒之前，对凝胶134、234、334进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，其根据生物分子的电泳淌度将生物分子(例如，蛋白质或核酸)分离成带。电泳淌度是取决于分子量、电荷和分子构象的。

在某些实施例中，凝胶盒的下壁或上壁包括在接触凝胶的内表面上的浅沟槽146，并且该浅沟槽以平行于上壁或下壁的边缘的连续线延伸(图9)。在一些实施例中，沟槽146约0.1-1毫米深。在一些实施例中，沟槽146约0.5毫米深。在浇铸凝胶期间，凝胶填充该沟槽，在凝胶中形成脊部148。凝胶中的脊部148用作对空气流的障碍物，使得当空气通过壁上的孔注入时，空气在通过边缘泄漏之前基本上散布在凝胶的整个区域上。这有利于凝胶从盒壁分离。

在一些实施例中，将凝胶盒106、206、306和蛋白质印迹膜108、208、308在抽屉102、202中的轨道上放置在水平并置的位置中(图2A、图4A)，并且将抽屉102、202、302插入盒开启器100、200、300的壳体中，使得至少一个真空吸盘位于盒106、206、306上方和下方(图2A–图2F、图4B-图4D、图5A)。

接着，在抽屉102、202、302的平面下方的第一真空吸盘114、214、314沿Z方向向上移动，与盒的下壁配合，并且将盒推向第二真空吸盘116、216、316(图2G、图4E、图5B)。在第一和第二真空吸盘具有内O形圈126、226、326和外O形圈127、227、327的实施例中，在第一和第二真空吸盘中的内O形圈126、226、326在盒的相应的上壁和下壁中的第一孔和第二孔周围形成密封。在具有在抽屉的平面下方并且与第一真空吸盘呈并置关系的第三真空吸盘118、218(图2G、图4E)的实施例中，第一真空吸盘114、214和第三真空吸盘118、218两者一起移动，使得当第一真空吸盘114、214向上移动时，第三真空卡盘118、218也向上移动。

方法的下一步骤包括在用剩余的壁支承凝胶的同时移除盒的一个壁。

在具有四个真空吸盘的实施例中(图2H)，首先使用在抽屉的平面上方的第二真空吸盘116通过上壁136中的孔注射流体而从上壁136移出凝胶134，与此同时用下壁138支承凝胶134。在一些实施例中，当第二真空吸盘116注射流体通过第一孔140时，第一真空吸盘114可以将真空施加到盒的下壁138以帮助移出凝胶。接着，位于抽屉的平面上方的第二和第四真空吸盘116、120向左移动。第二真空吸盘116通过真空保持盒的上壁136，并且第四真空吸盘120位于凝胶134上方(图2I)。该方法的下一步包括用第四真空吸盘120真空抓持凝胶134的露出侧，同时用第一真空吸盘114注射流体通过下壁138中的第二孔142，以从下壁138移出凝胶134(图2J-图2K)。在一些实施例中，凝胶134被真空抓持在第四真空吸盘120的凹部130中。然后，凝胶134被第四真空吸盘120移动到膜108上方的位置(图2L)，并且真空抓持上壁136的第二真空吸盘116在下壁138上运动，下壁138搁置在抽屉轨道上。膜108下方的第一真空吸盘114和第三真空吸盘118向上移动，使得第一真空吸盘114支承下壁138，并且膜108直接位于凝胶134下方(图2M)。然后关闭第二真空吸盘和第四真空吸盘116、120中的真空，使得盒的上壁136放置在下壁138上，并且凝胶134放置在膜108上(图2N)。然后，可以通过从盒开启器的壳体中弹出抽屉而将其上具有凝胶134的膜108从盒盖开启器100移出，以供进行进一步处理(例如，用于蛋白质印迹)。盒的下壁136和上壁138也可以被丢弃。

在具有两个真空吸盘(图5A-图5I)或三个真空吸盘(图3-图4K)的实施例中，第一真空吸盘214、314沿Z方向上移动以压抵盒的下壁238、338，并且真空抓持盒的下壁238、338，而同时第二真空吸盘216、316真空抓持盒的上壁236、336。然后通过用第一真空吸盘214、314注射流体通过盒的下壁238、338中的第二孔242、342而从下壁238、338去除凝胶234、334(图4F、图5C)。该方法的下一步包括将第二真空吸盘216、316移动到膜208、308上方的位置(图4G、图5D)，而同时第二真空吸盘216、316真空抓持其上具有凝胶的的上壁236、336。在一些实施例中，膜208下方的第三真空吸盘218向上移动，使得膜208与凝胶234配合(图4H)。在某些实施例中，第二真空吸盘316向下移动到膜308，直到凝胶334的露出侧与膜308配合为止(图5E)。在将膜安装到具有凸起的尖锐内边缘的框架的一些实施例中(图10)，当膜与凝胶配合时(图11A-11B)，尖锐的边缘切割凝胶。然后通过用第二真空吸盘216、316注射流体通过盒的上壁236、336中的第一孔216、342而从上壁236、336移出凝胶234、334(图4I、图5E)。当凝胶234、334从上壁236、336被释放时，上壁236、336保持被第二真空吸盘216、316真空抓持。上壁236、336被第二真空吸盘216、316向左移动，使得上壁236、336位于搁在抽屉轨道上的下壁238、338上方(图4J、图5F-图5G)。在一些实施例中(图5H)，第二真空吸盘316沿Z方向向下移动，直到其靠近下壁338为止。然后关闭第二真空吸盘216、316中的真空以释放上壁236、336，使得上壁236、336靠在下壁238、338上(图4K、图5I)。然后可以丢弃盒壁，并且可以将其上具有凝胶的膜从盒开启器中移出以供进一步处理。在一些实施例中，抽屉从盒开启器100的壳体中弹出，使得盒壁和其上具有凝胶的膜可以从抽屉中移出。

附加的公开和能要求保护的对象

第1项：一种开启凝胶盒的方法，所述方法包括：

提供包括夹在上壁与下壁之间的凝胶的凝胶盒；

从所述上壁移出所述凝胶，而同时用所述下壁支承所述凝胶；以及

真空抓持所述凝胶的露出侧，同时从所述下壁移出所述凝胶。

第2项：如第1项所述的方法，其中，通过将流体注射通过所述上壁中的第一孔而从所述上壁移出所述凝胶。

第3项：如第2项所述的方法，进一步地，其中，通过将流体注射通过所述下壁中的第二孔而从所述下壁移出所述凝胶。

第4项：如第2项或第3项所述的方法，其中，所述流体选自由空气、氮气、水和油组成的组。

第5项：如第1-4项中任一项所述的方法，还包括将所述凝胶移动到膜上方的位置并且将所述凝胶置于所述膜上。

第6项：如第3项所述的方法，其中，在注射流体通过所述第一孔和所述第二孔中的每一个之前，从所述第一孔和所述第二孔中移除塞子。

第7项：如第6项所述的方法，其中，所述第一孔基本上位于所述上壁的中心，并且所述第二孔基本上位于所述下壁的中心。

第8项：如第5项所述的方法，所述膜附连到框架。

第9项：如第8项所述的方法，其中，框架包括凸起的尖锐内边缘，其在压抵所述凝胶时切割贯穿所述凝胶。

第10项：如第1-9项中任一项所述的方法，其中，凝胶盒的上壁或下壁包括在接触所述凝胶的内表面上的沟槽，并且所述沟槽以平行于所述上壁或所述下壁的边缘的连续线延伸。

第11项：如第1-10项中任一项所述的方法，其中，所述上壁和所述下壁不附连到彼此。

在本说明书中引用的所有专利、申请以及其它已公开的参考材料以参见的方式以它们的全文纳入本文。

Claims (22)

1.一种凝胶盒开启器，包括：

抽屉，所述抽屉可滑动地安装在壳体中，并且能沿滑动方向在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述抽屉的至少一部分伸出所述壳体的前开口外部，而在所述第二位置中，所述抽屉被容纳在所述壳体内，其中，所述抽屉包括两个细长的支承轨道，用于将凝胶盒和膜支承在水平并置的位置中；

第一真空吸盘和第二真空吸盘，所述第一真空吸盘和所述第二真空吸盘可运动地安装在所述壳体中，每个吸盘包括具有真空孔口和流体孔口的平面支承件，其中，所述第一真空吸盘位于所述抽屉的平面下方，而所述第二真空吸盘位于所述抽屉的平面上方；

真空源，所述真空源可操作地连接到每个所述真空盘吸中的所述真空孔口；

流体源，所述流体源可操作地连接到每个所述真空盘吸中的所述流体孔口；以及

控制电路，用于控制所述凝胶盒开启器的运行。

2.如权利要求1所述的凝胶盒开启器，其特征在于，还包括第三真空吸盘，所述第三真空吸盘位于所述抽屉的平面下方并且可移动地安装在所述壳体内。

3.如权利要求2所述的凝胶盒开启器，其特征在于，还包括第四真空吸盘，所述第四真空吸盘位于所述抽屉的平面上方并且可移动地安装在所述壳体内。

4.如权利要求3所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述第四真空吸盘包括凹部，所述凹部的尺寸设计成使得当凝胶被所述第四真空吸盘真空抓持时，所述凝胶的边缘位于所述凹部外部。

5.如权利要求4所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述边缘约1-5毫米宽。

6.如权利要求3-5中任一项所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述第一真空吸盘、所述第二真空吸盘、所述第三真空吸盘和/或所述第四真空吸盘能沿X、Y和/或Z方向运动。

7.如权利要求4所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述凹部深约0.25-0.75毫米。

8.如权利要求4所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述凹部深约0.5毫米。

9.如权利要求1-8中任一项所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述真空源通过在每个所述真空吸盘内的真空通道连接到所述真空孔口。

10.如权利要求1-9中任一项所述的凝胶盒开启器，其特征在于，所述流体源通过在每个所述真空吸盘内的流体通道连接到所述流体孔口。

11.如权利要求1-10中任一项所述的凝胶盒开启器，其特征在于，流体选自由空气、氮气、水和油组成的组。

12.一种开启凝胶盒的方法，所述方法包括：

提供包括夹在下壁与上壁之间的凝胶的凝胶盒；

从所述下壁移出所述凝胶，同时用所述上壁支承所述凝胶；

使所述凝胶的露出侧配合到膜；以及

在所述凝胶保持配合到所述膜时，从所述上壁移出所述凝胶。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，从下壁移出凝胶的步骤包括将流体注射通过在所述下壁中的第二孔。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，从上壁移出凝胶的步骤包括将流体注射通过在所述上壁中的第一孔。

15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述流体选自由空气、氮气、水和油组成的组。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括在注射流体通过所述上壁中的所述第一孔时，从下方对所述凝胶施加真空。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在注射流体通过所述第一孔和所述第二孔中的每一个之前，从所述第一孔和所述第二孔中移除塞子。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一孔基本上位于所述上壁的中心，并且所述第二孔基本上位于所述下壁的中心。

19.如权利要求12-18中任一项所述的方法，其特征在于，所述膜附连到框架。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述框架包括凸起的尖锐内边缘，所述边缘在压抵所述凝胶时切割贯穿所述凝胶。

21.如权利要求12-20中任一项所述的方法，其特征在于，所述凝胶盒的所述下壁或所述上壁包括在接触所述凝胶的内表面上的沟槽，并且所述沟槽以平行于所述下壁或所述上壁的边缘的连续线延伸。

22.如权利要求12-21中任一项所述的方法，其特征在于，所述下壁和所述上壁不附连到彼此。

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