CN113567526B - 一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪及其显影方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪及其显影方法，包括显影槽、试剂供给装置、双向齿轮泵以及控制装置；所述试剂供给装置包括蒸馏水桶和若干试剂桶，所述蒸馏水桶和若干所述试剂桶汇集连通到第一管路上，且所述蒸馏水桶和每个所述试剂桶分别与所述第一管路之间设置有电动阀，所述电动阀与所述控制装置电连接，所述第一管路的一端与所述双向齿轮泵连通，另一端连接有残液收集装置；所述显影槽上设置有与所述控制装置电连接的液面传感器；本发明通过设置双向齿轮泵与不同的试剂桶和蒸馏水桶进行连通，之间设置有电动阀，并利用控制装置进行控制，实现不同试剂的自动输出和回收，并能降低不同溶液通过同一管路造成的相互污染。

Description

一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪及其显影方法

技术领域

本发明涉及电脉装置技术领域，特别是涉及一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪及其显影方法。

背景技术

随着人们对生命现象的深入研究，越来越多的遗传标记被开发出来，主要包括形态标记、细胞学标记、生化标记和DNA分子标记。DNA分子标记由于适应性广、标记种类多得到了越来越广泛的应用，包括法医鉴定、基因定位、进化研究、分子标记辅助育种等领域。DNA分子标记的检测主要有三种技术方案：基于测序的技术、基于凝胶电泳、基于芯片技术等。基于凝胶电泳分辨DNA分子片段大小的方案，由于操作简便、成本低得到了广泛的应用。凝胶电泳技术目前主要包括毛细管凝胶电泳、传统聚丙烯酰胺凝胶电泳，传统聚丙烯酰胺凝胶电泳相比毛细管电泳，需要的设备更简单、耗材成本更低，是目前实验室大批量检测分子标记的常用手段。通过将沾附在玻璃板上的凝胶染色，由于凝胶和DNA的染色特性不同，DNA所在位置被染上特定颜色，根据不同泳道中DNA显色条带所在的相对位置，达到分辨DNA分子大小的目的。但是该技术由于需要使用有毒和刺激性化学试剂(甲醛、乙酸)，人工直接操作具有一定的风险性，并且在显影阶段需要多次移动玻璃板，消耗大量人力。

申请公布号为CN 112206659 A的中国专利公开了一体式聚丙烯酰胺凝胶电泳装置，将两块玻璃板分别固定在塑料支架上，保护玻璃的同时，也解决了凝胶长期存放的问题，可以一次性配制多面凝胶，不用为需要提前多久配胶或需要配几块胶而发愁，在电泳时，玻璃板的两侧是电泳液，可以充分散热，电泳的电压可以高一些，缩短电泳过程，还可以灵活调节凝胶的数量，做到最多同时进行4面凝胶的电泳，虽然该方案介绍了电泳过程的一些优点，但是并没有针对染色阶段进行说明和改进，也无法进行自动化的染色过程，对于有毒和刺激性化学试剂如何避免并没有启示。

申请公布号为CN 103234799 A的中国专利公开了一种核酸聚丙烯酰胺凝胶电泳用染色装置，用于对PAGE胶板上平面上的PAGE胶进行染色，该染色装置包括由前、后、左、右四条侧边框围隔而成的矩形箱框，箱框的中间为中空的箱腔，箱框的底部沿四条侧边框各自向外分别形成有箱边，侧边框与箱边呈垂直设置，箱边与PAGE胶板的上平面密封接触，该方案通过导流管可以将箱腔中剩余的固定液、染色液和显色液等试剂向外引出并且回收利用，但并没有进行蒸馏水冲洗，也没有形成统一控制自动运行的方式，需要人工操作，具有一定的危险性。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪及其显影方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过设置双向齿轮泵与不同的试剂桶和蒸馏水桶进行连通，之间设置有电动阀，并利用控制装置进行控制，实现不同试剂的自动输出和回收，并能降低不同溶液通过同一管路造成的相互污染。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，包括显影槽、试剂供给装置、连通所述显影槽和所述试剂供给装置的双向齿轮泵以及与所述双向齿轮泵电连接的控制装置；

所述试剂供给装置包括蒸馏水桶和盛装有不同试剂溶液的若干试剂桶，所述蒸馏水桶和若干所述试剂桶汇集连通到第一管路上，且所述蒸馏水桶和每个所述试剂桶分别与所述第一管路之间设置有电动阀，所述电动阀与所述控制装置电连接，所述第一管路的一端与所述双向齿轮泵连通，另一端连接有残液收集装置；

所述显影槽上设置有液面传感器，所述液面传感器与所述控制装置电连接。

优选地，所述残液收集装置通过蠕动泵与所述另一端连通，所述蠕动泵与所述控制装置电连接。

优选地，所述显影槽相对的侧壁上对称设置有用于卡放含有聚丙烯酰胺凝胶的玻璃板的U型槽。

优选地，所述显影槽底部设置有与所述双向齿轮泵连通的第二管路，所述第二管路的管壁上均匀设置有若干溶液进出孔。

优选地，所述溶液进出孔与所述玻璃板的最低端具有缓冲间距。

优选地，所述第二管路设计为斜坡式，所述第二管路由入口处向远离所述入口处逐渐升高。

优选地，所述试剂桶包括固定液桶、银染液桶和显影液桶。

本发明还提供一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪的显影方法，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯酰胺凝胶电泳结束后的玻璃板放置在显影槽内；

(2)向所述显影槽内输入所需的试剂溶液，待所述试剂溶液应用完毕后进行回收；

(3)利用蒸馏水对所述试剂溶液流经的管路以及所述玻璃板进行冲洗，并将冲洗液排出；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)直到按照设定的程序应用完成所需的试剂溶液。

优选地，步骤(2)中输入和回收所述试剂溶液以及步骤(3)中蒸馏水冲洗均采用双向齿轮泵，所述双向齿轮泵与控制装置电连接实现按照设定程序自动运行。

优选地，步骤(3)中排出时采用蠕动泵，所述蠕动泵与所述控制装置电连接实现自动运行。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)本发明通过设置双向齿轮泵与不同的试剂桶和蒸馏水桶进行连通，之间设置有电动阀，并利用控制装置进行控制，实现不同试剂的自动输出和回收，并能降低不同溶液通过同一管路造成的相互污染；将显影阶段自动化，将最易接触有毒物质的阶段自动化，大大降低了人体接触有毒物质的风险，并且大大减轻研究人员的体力劳动，节约时间，提升劳动效率；

(2)本发明显影槽底部的第二管路，即液体输入排出显影槽的管路设计为斜坡式，更方便溶液流出显影槽，配合蠕动泵连通残液收集装置，能够有效减少液体循环过程中不同试剂间的交叉污染，提升试剂的使用循环次数；

(3)本发明显影槽内的第二管路管壁上均匀设置有若干溶液进出孔，用于溶液进出显影槽，能够降低溶液进入显影槽时试剂溶液的冲击力度，并且降低形成对流的风险，使得溶液平稳流入显影槽，另外，玻璃板的低端距离溶液进出孔有一定间距，能够进一步的防止溶液初进入显影槽时对玻璃板上的凝胶产生冲击作用，避免导致凝胶脱离玻璃板。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

其中，1、试剂供给装置；2、显影槽；3、控制装置；4、液面传感器；5、双向齿轮泵；6、第一管路；7、蠕动泵；8、电动阀；9、连接口；10、玻璃板；11、第二管路；12、显示面板。

具体实施方式

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。

本发明的目的是提供一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪及其显影方法，以解决现有技术存在的问题，通过设置双向齿轮泵与不同的试剂桶和蒸馏水桶进行连通，之间设置有电动阀，并利用控制装置进行控制，实现不同试剂的自动输出和回收，并能降低不同溶液通过同一管路造成的相互污染。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，包括显影槽2、试剂供给装置1、连通显影槽2和试剂供给装置1的双向齿轮泵5以及与双向齿轮泵5电连接的控制装置3，其中，控制装置3可以采用单片机的形式，配合编写的系统程序，可以灵活调整各步骤的先后顺序及反应时间，使显影效果更稳定，控制系统3还可以是电脑系统，具有更灵活的控制方式；试剂供给装置1用以提供各种显影所需的试剂溶液或蒸馏水等，并且试剂供给装置1内可以安装有双向齿轮泵5以及控制装置3等部件并连通电源，试剂供给装置1的顶部还可以设置有显示面板12，显示面板12用于显示各种控制信息，包括液面位置、采用的试剂溶液、阀开启状态和泵运行状态等参数内容；也就是说，试剂供给装置1可以相当于控制主机，并有管路向外连通到显影槽2，当连通不同的显影槽2时可以完成不同的显影操作。显影槽2可以放置于试剂供给装置1的正前方，而且，显影槽2可以采用现有技术中常用的显影槽2，显影槽2内可以竖向放置多块含有聚丙烯酰胺的玻璃板10，是所有化学反应进行的场所，每个显影槽2能够放置1、2或4块玻璃板10(可以根据需要决定显影槽2的尺寸)。

试剂供给装置1包括蒸馏水桶和盛装有不同试剂溶液的若干试剂桶，蒸馏水桶和若干试剂桶通过不同的连接口9连接在第一管路6上，并且蒸馏水桶和试剂桶可以安装在试剂供给装置1内部或者外部。为了便于连接，可以将蒸馏水桶和试剂桶汇集连通到同一根第一管路6上，第一管路6的一端与双向齿轮泵5连通，也就是说，不同的蒸馏水或试剂溶液经过同一根第一管路6、同一个双向齿轮泵5后进入到显影槽2内。蒸馏水桶和每个试剂桶分别与第一管路6之间设置有电动阀8，电动阀8与控制装置3电连接，通过控制不同的电动阀8的开启和关闭，可以实现不同的蒸馏水桶或试剂桶与双向齿轮泵5连通，从而能够控制进入显影槽2的溶液种类，利用不同的试剂溶液进行显影，利用蒸馏水进行冲洗。第一管路6的另一端连接有残液收集装置，蒸馏水清洗残留后的溶液通过第一管路6回收到残液收集装置，残液收集装置可以是残液收集桶、收集槽或收集管路等形式，并且可以通过倾斜第一管路6的方式使得残液靠重力流入到残液收集装置，或者设置有输送泵，通过输送泵将残液泵送入残液收集装置。

显影槽2上设置有液面传感器4，液面传感器4能够检测显影槽2内的液面高度，液面传感器4与控制装置3电连接，通过将检测到的液面高度信息传递给控制装置3，再通过控制装置3控制电动阀8和双向齿轮泵5的运行。当然，液面传感器4的设置，还可以通过感应液面高度，控制进入显影槽2的溶液量，避免溶液溢出。本发明通过设置双向齿轮泵5与不同的试剂桶和蒸馏水桶进行连通，之间设置有电动阀8，并利用控制装置3进行控制，实现不同试剂的自动输出和回收，利用蒸馏水进行冲洗，降低不同溶液通过同一管路造成的相互污染；本发明将显影阶段自动化，将最易接触有毒物质的阶段自动化，大大降低了人体接触有毒物质的风险，并且大大减轻研究人员的体力劳动，节约时间，提升劳动效率。

残液收集装置可以通过蠕动泵7与第一管路6的另一端连通，蠕动泵7与控制装置3电连接，通过控制装置3控制蠕动泵7的运行，从而能够将第一管路6中的残留液体尽可能的排出到残液收集装置，而避免下一次向显影槽2内输入试剂溶液所造成的相互污染。

显影槽2相对的侧壁上对称设置有用于卡放含有聚丙烯酰胺凝胶的玻璃板10的U型槽，玻璃板10能够竖向放置在U型槽内而保持竖向状态不倾斜，因此，能够避免玻璃板10之间相互干涉，且能够保证试剂溶液沾附在玻璃板10上的聚丙烯酰胺凝胶进行染色，最终完成染色过程。另外，需要说明的是，玻璃板10可以不放置到显影槽2的内底面，也就是说，U型槽(或导向槽)的最低端并不是显影槽2的内底面，可以利用U型槽将玻璃板10相对于显影槽2的内底面抬高一定高度，该高度空间内可以形成进出溶液的缓冲空间，避免溶液进入显影槽2时对于玻璃板10上的聚丙烯酰胺凝胶的冲击影响。

显影槽2底部设置有与双向齿轮泵5连通的第二管路11，也就是说，双向齿轮泵5泵送出的试剂溶液或蒸馏水会进入到第二管路11，通过第二管路11进入显影槽2内部。在第二管路11的管壁上可以均匀设置有若干溶液进出孔，溶液进出孔用于溶液进出显影槽2，当溶液由第二管路11通过溶液进出孔进入到显影槽2时，可以降低试剂溶液的冲击力度，并且降低形成对流的风险，使得溶液平稳流入显影槽2。第二管路11可以由耐腐蚀的材料制作，优选采用圆形亚克力管，其上可以均匀钻取16个溶液进出孔，根据实际第二管路11的直径和长度可以进行增加或减小溶液进出孔的数量和大小。

第二管路11上的溶液进出孔与玻璃板10的最低端具有缓冲间距，也就是说，第二管路11输入的溶液要经过一段缓冲空间后才会进入玻璃板10的上部空间，而此时，溶液的冲击力度已经变的十分缓和，也就是说，显影槽2内的液面会缓慢上升，而不会造成对聚丙烯酰胺凝胶的冲击或减缓冲击影响。对于缓冲间距的大小可以根据溶液进入的速度和流量大小以及显影槽2的尺寸大小进行合理设置，例如可以有4cm的间距。

第二管路11可以设计为斜坡式，也就是说，第二管路11由入口处向远离入口处逐渐升高，需要说明的是，此处所说的入口处指的是第二管路11穿过显影槽2侧壁并进入显影槽2内部的入口位置，当溶液向显影槽2内流入时，是溶液的进口，当溶液向显影槽2外流出时，是溶液的出口。第二管路11的这种设计方式能够更方便溶液流出显影槽2，配合蠕动泵7，能够有效减少液体循环过程中不同试剂间的交叉污染，提升试剂的使用循环次数。

试剂桶可以包括固定液桶、银染液桶和显影液桶，其中，分别盛装有固定液、银染液和显影液，上述试剂均是常用的试剂，具体的染色原理，此处不再赘述。

本发明还提供一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪的显影方法，可以应用前文所记载的显影仪，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯酰胺凝胶电泳结束后的玻璃板10放置在显影槽2内，由显影槽2内设置的U型槽进行导向和定位放置，放置好玻璃板10后，玻璃板10与显影槽2内底面之间可以有一定的间距，以能够减缓或避免进入的溶液流对于聚丙烯酰胺凝胶的冲击作用；

(2)向显影槽2内输入所需的试剂溶液(固定液、银染液和显影液的其中一种)，为了实现能够选择其中一种试剂溶液，可以在通向不同的试剂桶之间设置电动阀8，利用控制装置3控制电动阀8来实现控制不同的试剂溶液进行输送；并且，输入时可以采用泵体(便于控制装置3的统一控制)进行输送，待试剂溶液应用完毕后进行回收，回收时同样可以采用泵体进行输送；

(3)在某一试剂溶液应用完毕后，利用蒸馏水对试剂溶液流经的管路以及玻璃板10进行冲洗，并将冲洗液排出；蒸馏水或者试剂溶液是通过第二管路11进出显影槽2的，并且，第二管路11可以设置成一定的倾斜状态，能够便于蒸馏水或试剂溶液的进出；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)直到按照设定的程序应用完成所需的试剂溶液；需要说明的是，蒸馏水的每次清洗和管路内残留的液体通过双向齿轮泵5和/或蠕动泵7排入残液收集装置，由于每个染色循环都会消耗掉一定量的溶液有效成分，为达到最佳的染色效果，一般进行15-20个循环以后，需要更换溶液或者延长染色时间达到预期效果。

步骤(2)中输入和回收试剂溶液以及步骤(3)中蒸馏水冲洗均可以采用双向齿轮泵5，双向齿轮泵5与控制装置3电连接实现能够按照设定程序自动运行。

步骤(3)中排出冲洗液时可以采用蠕动泵7，蠕动泵7与控制装置3电连接实现按照程序自动运行。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：包括显影槽、试剂供给装置、连通所述显影槽和所述试剂供给装置的双向齿轮泵以及与所述双向齿轮泵电连接的控制装置；

所述试剂供给装置包括蒸馏水桶和盛装有不同试剂溶液的若干试剂桶，所述蒸馏水桶和若干所述试剂桶汇集连通到第一管路上，且所述蒸馏水桶和每个所述试剂桶分别与所述第一管路之间设置有电动阀，所述电动阀与所述控制装置电连接，所述第一管路的一端与所述双向齿轮泵连通，另一端连接有残液收集装置；所述显影槽底部设置有与所述双向齿轮泵连通的第二管路；

所述显影槽上设置有液面传感器，所述液面传感器与所述控制装置电连接；

所述显影槽底部设置有与所述双向齿轮泵连通的第二管路。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：所述残液收集装置通过蠕动泵与所述另一端连通，所述蠕动泵与所述控制装置电连接。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：所述显影槽相对的侧壁上对称设置有用于卡放含有聚丙烯酰胺凝胶的玻璃板的U型槽。

4.根据权利要求3所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：所述第二管路的管壁上均匀设置有若干溶液进出孔。

5.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：所述溶液进出孔与所述玻璃板的最低端具有缓冲间距。

6.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：所述第二管路设计为斜坡式，所述第二管路由入口处向远离所述入口处逐渐升高。

7.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，其特征在于：所述试剂桶包括固定液桶、银染液桶和显影液桶。

8.一种聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪的显影方法，其特征在于，应用如权利要求1-7任一项所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯酰胺凝胶电泳结束后的玻璃板放置在显影槽内；

(2)向所述显影槽内输入所需的试剂溶液，待所述试剂溶液应用完毕后进行回收；

(3)利用蒸馏水对所述试剂溶液流经的管路以及所述玻璃板进行冲洗，并将冲洗液排出；

(4)重复步骤(2)和步骤(3)直到按照设定的程序应用完成所需的试剂溶液。

9.根据权利要求8所述的聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪的显影方法，其特征在于：步骤(2)中输入和回收所述试剂溶液以及步骤(3)中蒸馏水冲洗均采用双向齿轮泵，所述双向齿轮泵与控制装置电连接实现按照设定程序自动运行。

10.根据权利要求9所述的 聚丙烯酰胺凝胶电泳显影仪的显影方法，其特征在于：步骤(3)中排出时采用蠕动泵，所述蠕动泵与所述控制装置电连接实现自动运行。

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