CN115791347A - 一种用于透明化、荧光染色的装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物实验技术领域，具体公开了一种用于透明化、荧光染色的装置，包括：电泳槽，用以盛装电解液；电极组件，用以在所述电泳槽中形成电场；样品槽，可拆卸设置于所述电泳槽中，所述样品槽用以盛装孵育溶液和生物组织样品；驱动组件，用以驱动所述电极组件使其产生的电场绕所述样品槽运动，以使所述电解液中的带电粒子由所述样品槽的四周均匀的向所述样品槽的方向运动。本装置可以使生物组织样品在各个不同方向上受到均匀的电场强度，使荧光标记从生物组织样品的各个方向上进行均匀渗透，标记效果好，避免了荧光分子大量聚集导致生物组织样品的损坏，荧光标记的效率高。

Description

一种用于透明化、荧光染色的装置

技术领域

本申请涉及生物实验技术领域，特别是涉及一种用于透明化、荧光染色的装置。

背景技术

目前的生物组织免疫荧光标记是在组织切片层面上完成的，需要将组织切成几微米到几十微米厚的薄片，然后进行一抗二抗的孵育从而实现单张组织切片免疫荧光的标记。但是生物组织大体积样本，比如小鼠大脑，整体的荧光标记是非常困难的，因为组织是致密的，常规方法抗体很难进入组织内部。

近些年，出现了组织透明化技术，其中水凝胶灌注透明化技术可以从生物组织内部构建牢固的蛋白水凝胶系统，从而允许随后的脂质去除，从而实现组织的透明，同时该系统对可见光谱荧光分子和外源性大分子都是可渗透的。根据这一原理，人们研发了相关电泳技术，以加速外源性荧光分子向组织深层的渗透。其基本结构是在一个容器的左右两端施加正负电极，加入溶液并施加电场，使相关粒子相对运动而形成电泳。

实验开始前，大组织样本放置于正负电极之间，组织在电泳电场中要经过约7～10天的孵育。大量的实验结果表明，在实验结束后，在靠近正电极的一侧，组织出现了不同程度的破损乃至融化，究其原因，发现组织靠近正极的一侧集中受到长时间的电流，导致该侧组织严重损伤，而且荧光标记大量聚集在破损和融化的一侧，荧光标记分布不均匀，染色效果极差。

发明内容

基于此，提供一种用于透明化、荧光染色的装置，能够快速实现生物组织样品的荧光染色、透明化处理，均匀性好、效率高。

本申请提供的用于透明化、荧光染色的装置，包括：

电泳槽，用以盛装电解液；

电极组件，用以在所述电泳槽中形成电场；

样品槽，可拆卸设置于所述电泳槽中，所述样品槽用以盛装生物组织样品；

驱动组件，用以驱动所述电极组件使其产生的电场绕所述样品槽运动，以使所述电解液中的带电粒子由所述样品槽的四周均匀的向所述样品槽的方向运动。

在其中一个实施例中，所述电极组件包括至少一对正极电极和负极电极；

所述正极电极和所述负极电极对称设置于所述样品槽的两侧，所述驱动组件用于驱动所述正极电极和所述负极电极绕所述样品槽周向转动。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括电机以及与所述电机的输出轴固定连接的旋转架，所述正极电极和所述负极电极分别固定连接于所述旋转架的两侧。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括：

球形安装体，所述球形安装体内部具有用以容纳所述样品槽的容置腔，所述球形安装体表面均匀分布有若干连通所述容置腔与所述容置腔的外部的通孔，所述电极组件包括多对正极电极和负极电极，多对所述正极电极和所述负极电极均匀分布于所述球形安装体的表面上，且每对所述正极电极和所述负极电极之间的连线均过球心；

控制模块，与多对所述正极电极和所述负极电极电连接，所述控制模块用以控制所述正极电极和所述负极电极按次序和一定频率循环通断电。

在其中一个实施例中，所述样品槽包括支架以及包覆于所述支架上的隔离膜，所述隔离膜在所述支架上围成盛装孵育溶液和生物组织样品的容纳空间。

在其中一个实施例中，所述支架包括底板、支撑环以及若干连接于所述底板和所述支撑环之间的支撑杆，所述隔离膜周向缠绕于若干所述支撑杆的外侧。

在其中一个实施例中，所述样品槽内设置有定位组件，所述定位组件包括与所述支架可拆卸连接的第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件之间形成用以放置所述生物组织样品的放置位，所述放置位位于所述样品槽的中心处。

在其中一个实施例中，述球形安装体包括第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体均为半球体，且所述第一本体和所述第二本体之间设有闭合锁定结构。

在其中一个实施例中，所述球形安装体内表面根据碳60立体结构均匀设置有12个正五边形的第一安装位置和20个正六边形的第二安装位置，每两个距离最远的第一安装位置以及每两个距离最远的第二安装位置均设置一对所述正极电极和所述负极电极。

在其中一个实施例中，本装置还包括循环降温结构，所述循环降温结构包括两根循环管和降温模块，两根所述循环管的一端均插入所述电泳槽中，两根所述循环管的另一端分别与所述降温模块的进液口和出液口相连。

本方案的有益效果：

本申请驱动组件驱动电极组件使电场运动时会使电场的方向发生改变，由于电解液中的带电粒子会在电场的作用下朝电性相反的电极移动，因此，随着电场方向的改变，电解液中的带电粒子的运动方向也会随之改变，当电场绕样品槽周向运动时，使得样品槽中的生物组织样品在不同方向上受到均匀的电场强度，进而使电解液中的带电粒子由所述样品槽的四周均匀的向所述样品槽的方向运动，从而推动带有荧光标记的抗体分子从生物组织样品的各个方向上进行均匀渗透，标记效果好，避免了荧光分子大量聚集导致生物组织样品的损坏，运动的电场也可以驱动更多的带电粒子运动，加快生物组织样品荧光标记的速度。同理，进行透明化处理时也可以加快生物组织的透明化速度和效果。

附图说明

图1为本发明用于透明化、荧光染色的装置实施例1的示意图；

图2为本发明用于透明化、荧光染色的装置实施例1中支架的示意图；

图3为本发明用于透明化、荧光染色的装置实施例2的示意图；

图4为本发明用于透明化、荧光染色的装置实施例2的俯视图；

图5为本发明用于透明化、荧光染色的装置实施例2的球形安装体的示意图；

图6为本发明用实施例1提供的用于透明化、荧光染色的装置实验得到的荧光标记效果图；

图7为现有设备的荧光标记效果图。

说明书附图中的附图标记包括：电泳槽1、样品槽2、支架21、底板211、支撑杆212、支撑环213、第一限位件214、第二限位件215、隔离膜22、电极组件3、正极电极301、负极电极302、驱动组件4、旋转架401、电机402、导电滑环5、电极接线柱6、球形安装体7、第二安装位置701、第一安装位置702、第一本体703、第二本体704。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，亦仅为了便于简化叙述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中生物组织可以是动物组织、临床样本组织和植物组织，厚度从毫米量级至厘米量级以上，可以是透明化处理后的样品，也可以是未经过透明化的样品。下文中生物组织主要以大组织样品为例，例如，小鼠的脑、肝、肾、肺等组织。

本公开至少一实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置，包括电泳槽、电机组件、样品槽和驱动组件，其中，电泳槽用于盛装电解液；电极组件用以在所述电泳槽中形成电场；样品槽可拆卸设置于所述电泳槽中，所述样品槽用以盛装生物组织样品；驱动组件用以驱动所述电极组件并使其产生的电场绕所述样品槽运动，以使所述电解液中的带电粒子由所述样品槽的四周均匀的向所述样品槽的方向运动。

上述实施例提供的装置，驱动组件驱动电极组件使电场运动时会使电场的方向发生改变，由于电解液中的带电粒子会在电场的作用下朝电性相反的电极移动，因此，随着电场方向的改变，电解液中的带电粒子的运动方向也会随之改变，当电场绕样品槽周向运动时，使得样品槽中的生物组织样品在不同方向上受到均匀的电场强度，进而使电解液中的带电粒子由所述样品槽的四周均匀的向所述样品槽的方向运动，从而推动带有荧光标记的抗体分子从生物组织样品的各个方向上进行均匀渗透，标记效果好，避免了荧光分子大量聚集导致生物组织样品的损坏，运动的电场也可以驱动更多的带电粒子运动，加快生物组织样品荧光标记的速度。同样的，在进行透明化处理时也可以加快透明化的处理速度和效果。

下面，结合附图对本公开实施例提供的进行详细的说明。

实施例1

本实施例提供了一种用于透明化、荧光染色的装置。图1为本实施例提供的一种用于透明化、荧光染色的装置的示意图。如图1所示，用于透明化、荧光染色的装置包括电泳槽1、电极组件3、样品槽2和驱动组件4。

其中，本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置中，电泳槽1主要用于盛装电解液，为电泳提供基础。电泳槽1可以由3D打印或非金属加工工艺制成，其材料通常采用耐腐蚀不易磨损的非金属材料，例如合成树脂、有机玻璃、玻璃、塑料等。电泳槽1可以具有圆柱形或方形的容纳腔。

参见图1，在一具体示例中，电泳槽1由塑料制成，整体为顶部开口、内部具有圆柱形容纳腔的柱状结构，其直径为10cm左右，高度为5cm左右。

样品槽2可拆卸设置于所述电泳槽1中，样品槽2用以盛装孵育溶液和生物组织样品。样品槽2同样采用耐腐蚀不易磨损的非金属材料制成，例如塑料；样品槽2可以为柱形槽、球形槽或者方形槽等。

参见图1，在一具体示例中，样品槽2包括支架21以及包覆于所述支架21上的隔离膜22，所述隔离膜22在所述支架21上围成盛装孵育溶液和生物组织样品的容纳空间。

在本示例中，隔离膜22为纳米孔膜，其主要用于阻止样品槽2中的孵育溶液与电泳槽1中的电解液发生大物质交换，例如，阻碍孵育溶中的抗体分子外流，维持孵育溶液的浓度；阻碍电解液中的其他杂质流入抗体孵育溶中，避免造成污染。另外，隔离膜22不会阻碍带电粒子的流入，使电解液中的带电粒子可以进入样品槽2，加速抗体分子的扩散。

在一具体示例中，隔离膜22可以用再生纤维或者其它纤维类材料制成，隔离膜22的分子截流量可以在6～100kDa之间。

在本示例中，支架21的主要作用为支撑隔离膜22，隔离膜22包覆在支架21的表面则可以构成对应形状的样品槽2。例如，支架21为球形架体，隔离膜22包覆在支架21上则可以组合构成球形的样品槽2；又例如，支架21为方形架体，隔离膜22包覆在支架21上则可以组合构成方形的样品槽2。

参见图2，在一具体示例中，支架21为圆柱形支架21，其包括底板211、支撑环213以及若干连接于所述底板211和所述支撑环213之间的支撑杆212。其中，底板211为圆板，支撑环213为直径与底板211直径相同的圆环，支撑杆212有四根且其两端分别与底板211、支撑环213外边沿固定连接，构成图示的圆柱形支架21。在本示例中，圆柱形支架21与电极的圆周运动相对应，使带电粒子可以周向均匀的进入样品槽2中，荧光标记更好。

对应于上述的圆柱形支架21，在本示例中，隔离膜22为矩形结构，且隔离膜22的长度大于支架21的高度，包覆时使隔离膜22的一端超出支架21具有支撑环213一端，隔离膜22的另一端与底板211平齐，然后将隔离膜22绕四根支撑杆212缠绕一圈，即可使隔离膜22包覆在支架21上，形成一端封闭一端开口的样品槽2。参见图1，为避免物质交换，在样品槽2中加入生物组织样品和抗体孵育溶液后可将隔离膜22超出支撑环213的一端利用夹子或者扎带等封口。

参见图2，在一示例中，所述样品槽2内设置有定位组件，所述定位组件包括与所述支架21可拆卸连接的第一限位件214和第二限位件215，所述第一限位件214和所述第二限位件215之间形成用以放置所述生物组织样品的放置位，所述放置位位于所述样品槽2的中心处。在本示例中，第一限位件214和第二限位件215用于对生物组织样品的位置进行限定，使生物组织样品始终位于样品槽2的中心处，进而使生物组织样品始终位于电场的中心，在各个方向上受到均匀的电场强度，渗透效果更好。

参见图2，在一具体示例中，第一限位件214和第二限位件215均为多孔网，第一限位件214和第二限位件215均通过卡接、螺纹连接等可拆卸连接方式固定在四根支撑杆212的中部，例如，第一限位件214位于支架21的三分之一高度处，第二限位件215位于支架21的三分之二高度处，该种结构设计，可以使生物组织样品位于样品2的中心，使其受到均匀的电场强度，荧光标记效果好。在本示例中，多孔网的结构既能确保生物组织样品的定位精确，又不会阻碍抗体分子的运动。

本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置中，电极组件3用以在所述电泳槽1中形成电场，使电解液中的带电粒子可以在电场的作用下向电性相反的电极运动，带电粒子的运动可以推动抗体分子的运动，加速抗体分子的扩散速度。

参见图1，在一示例中，所述电极组件3包括至少一对正极电极301和负极电极302；所述正极电极301和所述负极电极302对称设置于所述样品槽2的两侧，所述驱动组件4用于驱动所述正极电极301和所述负极电极302绕所述样品槽2周向转动。

参见图1，在一具体示例中，样品槽2竖立在电泳槽1的中心处，例如，其可以通过卡接的方式将样品槽2的底板211与电泳槽1的底壁进行固定，以实现样品槽2与电泳槽1的固定。

其中，所述驱动组件4包括电机402以及与所述电机402的输出轴固定连接的旋转架401。

具体地，参见图1，电泳槽1上设置有盖体，电机402固定安装在该盖体的中心处，且电机402的输出轴向下伸入至电泳槽1中，旋转架401可以为一杆件，其中部与电机402的输出轴固定相连。电极组件3包括一对正极电极301和负极电极302，正极电极301和负极电极302分别固定在旋转架401的两端，并向下延伸至电泳槽1的底部。

参见图1，在本示例中，优选正极电极301和负极电极302对称设置于样品槽2的两侧，使样品槽2中的生物组织样品可以受到均匀的电场强度。

参见图1，在本示例中，正极电极301和负极电极302优选为铂金丝；正极电极301和负极电极302优选为线形，其结构简单，便于制作与更换。当然，在其他示例中，正极电极301和负极电极302的材料还可以采用金、银、导电玻璃、碳、石墨烯或其组合；正极电极301和负极电极302也可以根据电泳槽1的形状折成曲面形，增加电场宽度。

参见图1，电泳槽1内还设置有为正极电极301和负极电极302供电的导电组件，其具体包括导电滑环5和导线，导电滑环5固定安装在盖体的内侧，导电滑环5输出端引出有两根导线分别与正极电极301和负极电极302相连，而导电滑环5的输入端通过导线与正极电源和负极电源相连。在本示例中，导电滑环5可以提高系统性能，避免导线在旋转过程中造成扭伤。

随着电泳的进行，电泳槽1内的溶液的温度也会升高，为避免溶液温度升高对组织造成影响，在本示例中还设置有循环降温结构，例如，循环降温结构可以包括两根循环管（图中未示出），两根循环管的一端插入电泳槽1的电解液中，另一端分别接入降温模块的进液口和出液口，降温模块可以选用换热器，使用时，利用泵使其中一根循环管向外抽吸电泳槽1内的高温溶液，通过降温模块降温后再通过另一根循环管输送至电泳槽1中，实现溶液的降温循环。

基于上述本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置，其使用原理为，首先将隔离膜22和支架21组装为样品槽2并将其安装至电泳槽1中，然后将生物组织样品放置于样品槽2中，并利用第一限位件214和第二限位件215使生物组织样品位于样品槽2的中心处，再往样品槽2中注入抗体孵育溶液，将样品完全浸没，然后在样品槽2外部的电泳槽1中加入电解液。最后，盖上盖体，接通电源，设置电极的电压、电流强度，再设置电机402的旋转速度，正极电极301和负极电极302开始绕样品槽2周向转动，电泳开始，使带电粒子朝样品槽2中运动，推动抗体分子渗透至生物组织样品中，进行荧光标记。

本示例中，电极绕生物组织样品周向转动，可以使带电粒子由四周向中间运动，进而使荧光分子从各个方向均匀渗透至生物组织样品中，荧光标记效果好。

基于本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置，进行生物组织的荧光标记时，可以包括以下步骤：

S1、对生物组织样品进行前处理；

S2、将步骤S1处理完成后的生物组织样品放入样品槽2中，并向样品槽2中注入一抗及其缓冲液将所述生物组织样品浸没；然后将样品槽2放入电泳槽1中，并向电泳槽1中加入电解液；

S3、电极组件3接通电源，电泳槽1中形成电场，启动驱动组件4使电场绕所述样品槽2运动，进行一抗孵育；

S4、一抗孵育完成后，关闭电源，取下样品槽2，清除样品槽2内部的一抗及其缓冲液，并用PBS溶液洗净；

S5、向样品槽2中注入二抗及其缓冲液，将所述生物组织样品浸没，然后将样品槽2放入电泳槽1中，重复步骤S3，进行二抗孵育，二抗孵育完成后，取下样品槽2，清除样品槽2内部的二抗及其缓冲液，用PBS溶液洗净，并将生物组织样品放入装有PBS溶液的容器中暂存。

其中，步骤S1中生物组织样品前处理包括：生物组织样品的获取、组织固定和透明化处理等。

例如，以小鼠全脑神经元为例，生物组织样品前处理包括：

S11、对小鼠进行灌注，取完整鼠脑，并将其浸泡于PFA溶液中进行组织固定；

S12、利用Clarity法或CUBIC法对固定后的小鼠全脑进行透明化处理。

上述生物组织样品的获取、组织固定和透明化处理等均为现有技术，本实施例不再赘述。

步骤S2具体包括：

S21、先将样品槽2中的第二限位件215拆下，然后将步骤S1处理后的小鼠全脑放入样品槽2中，再重新装上第二限位件215，然后向样品槽2中注入预配制的一抗及其缓冲液将小鼠全脑浸没，利用夹子将样品槽2的顶部封口；

S22、将样品槽2放置于电泳槽1中并固定，然后向电泳槽1中注入电解液，电解液的高度至少高于小鼠全脑的高度。

步骤S3具体包括：

S31、电极组件3接通电源，设置电极的电压、电流强度；

S32、设置电机402的旋转速度使正极电极301和负极电极302开始绕样品槽2周向转动，进行一抗孵育；

步骤S4具体包括：

S41、一抗孵育完成后，关闭电源，取下样品槽2，清除样品槽2内部的一抗及其缓冲液，并用PBS溶液洗净；

步骤S5具体包括：

S41、向样品槽2中重新注入预配制的二抗及其缓冲液，浸没小鼠全脑；

S42、将样品槽2再次放入电泳槽1中，再次执行步骤S3，进行二抗孵育，二抗孵育完成后，取下样品槽2，清除样品槽2内部的二抗及其缓冲液，用PBS溶液洗净，并将生物组织样品放入装有PBS溶液的容器中暂存。

上述步骤完成后即实现了小鼠全脑的荧光染色。

需要说明的是，本实施例中PBS溶液为磷酸盐缓冲溶液；一抗及其缓冲液、二抗及其缓冲液、电解液等可采用本领域中常规的抗体和溶液，本实施例对此不做限定。例如，一抗可以采用小鼠抗Neun抗体，一抗缓冲液可以采用1M硼酸盐+0.1%Triton X-100溶液(pH8.5)，二抗可以采用羊抗小鼠—647抗体，二抗缓冲液可以采用1M硼酸盐+0.1%Triton X-100溶液(pH 8.5)，电解液可以采用1M硼酸盐溶液。

图6是通过共聚焦荧光显微镜拍摄采用本实施例的用于透明化、荧光染色的装置染色后的小鼠全脑横截面情况。如图6所示小鼠全脑的抗体染色非常均匀，颜色明亮且连续。

图7为在相同的条件下采用常规染色装置在相同的染色时间和抗体浓度对小鼠全脑组织进行染色后，小鼠全脑横截面的荧光图像。如图7所示，小鼠全脑标记的均匀性很差，染色效果差，而且在相同的时间内只在脑组织的外围形成了染色，染色的效率低，需要更长的时间荧光标记才能渗透至组织内部。

由此可以看出，本实施例采用运动电场的用于透明化、荧光染色的装置的成像效果远优于常规染色装置的成像效果，荧光标记效率高，也避免了荧光标记大量聚集导致生物组织样品损坏或熔化的问题。

基于本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置，进行生物组织的透明化处理时，包括以下步骤：

1）、生物组织样品前处理：将小鼠麻醉后用水凝胶混合溶液灌注，后取脑备用；将鼠脑在水凝胶溶液加温使其水凝胶聚合；

2）、将鼠脑清除干净后，放入样品槽2的中间位置，需要说明的是，在进行透明化处理需要将样品槽2上的隔离膜22取下，使透明化清除溶液能够进入样品槽2；

3）、将样品槽2放置于电泳槽1中并固定，然后向电泳槽1中注入透明化清除溶液，溶液组成为：20%SDS（十二烷基硫酸钠）+1M硼酸缓冲液，用氢氧化钠将pH调整到8.5，溶液的高度至少高于小鼠全脑的高度；

4）、电极组件3接通电源，设置电极的电压、电流强度，设置电机402的旋转速度使正极电极301和负极电极302开始绕样品槽2周向转动，开启电泳，直至组织透明。

实施例2

本实施例提供了一种用于透明化、荧光染色的装置。图3为本实施例提供的一种用于透明化、荧光染色的装置的示意图。如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的驱动组件4包括球形安装体7和控制模块。

其中，所述球形安装体7内部具有用以容纳所述样品槽2的容置腔，所述球形安装体7表面均匀分布有若干连通所述容置腔与所述容置腔的外部的通孔，所述电极组件3包括多对正极电极301和负极电极302，多对所述正极电极301和所述负极电极302均匀分布于所述球形安装体7的内表面上，且过每对所述正极电极301和所述负极电极302的中心的连线均过球心，应当理解，本示例中所述的过每对正极电极301和负极电极302的中心的连线是虚构的直线，旨在说明每对正极电极301负极电极302均对正设置。

具体地，球形安装体7由耐腐蚀不易磨损的非金属材料制成，例如塑料。参见图5，球形安装体7中部具有分割线，球形安装体7可沿该分割线打开和闭合。例如，球形安装体7由第一本体703和第二本体704组合构成，第一本体703和第二本体704均为半球体，第一本体703和第二本体704之间设有闭合锁定结构，闭合锁定结构可以是螺栓螺母组件。基于该结构设计，使用时，沿分割线将球形安装体7打开后可将样品槽2放入容置腔中，然后利用闭合锁定结构将第一本体703和第二本体704固定扣合于一体即可。

参见图4和图5，在一示例中，球形安装体7根据碳60的立体结构将其内表面划分为十二个正五边形的第一安装位置702和二十个正六边形的第二安装位置701，每两个距离最远的第一安装位置702以及每两个距离最远的第二安装位置701均放置固定一对电极，共十六对电极均匀分布于球形安装体7的内表面。该种结构设计能够使人更快速的确定电极的安装位置，也可使电极的定位更加精准，确保正极电极301和负极电极302对正设置。

另外，多对正极电极301和负极电极302的分布可以为第一本体703上设置的电极均为正极电极301，第二本体704上设置的电极均为负极电极302；也可以为不同对电极之间的正极电极301和负极电极302交错设置。

在本示例中，正极电极301和负极电极302的形状可以是线形，弯折形成的多边形或者圆形等；正极电极301和负极电极302可以通过粘接、缠绕等方式与球形安装体7进行固定。

其中，控制模块与每对电极均通过导线电连接，所述控制模块用以控制所述正极电极301和所述负极电极302按次序和一定频率循环通断电。

具体地，在本示例中，控制模块包括控制器和继电器。本示例中，继电器具有十六个控制电路，每对正极电极301和负极电极302的导线均通过继电器其中一对控制电路与电源连接，在本示例中，继电器相当于开关，用于控制每对正极电极301和负极电极302的通断电。控制器与继电器电性连接，控制器用于控制继电器中各个电路的通断，以此来控制各对正极电极301和负极电极302的通断电次序、时间和频率等，例如，需要第一对电极通电时，控制器控制继电器的第一组控制电路接通，其余十五个控制电路断开；需要第二对电极通电时，则控制第一组控制电路断开，第二组控制电路连通，其余控制电路维持断开状态。在本示例中，控制器可以选用PLC。

值得说明的是，在本示例中，控制器的控制逻辑应满足：一个循环内需要十六对电极均通电一次后才会进入下一个循环。该种控制方式，可以使电场在每一个循环内均沿球面运动了一周，使生物组织样品受到均匀的电场强度。

参见图4，在一示例中，电泳槽1上设置有十六对电极接线柱6，且该十六对电极接线柱6周向均匀分布在电泳槽1的顶部，使球形安装体7上的电极能够就近接通电源，使装置的走线更加清晰简明。

参见图3，在本示例中，电泳槽1内还设置有用于固定球形安装体7的定位结构，例如，定位结构可以为圆柱形支撑架，该支撑架底部与电泳槽1底壁卡接，该支撑架顶部为圆环结构，且该圆环结构的直径小于球形安装体7的直径，使用时，将球形安装体7放置在支撑架上即可完成定位。

参见图3，对应于上述的球形安装体7，在本示例中，样品槽2的直径和长度满足：样品槽2放置于球形安装体7中时，其两端均与球形安装体7的内表面相抵接。该种结构设计，可以使样品槽2稳定的位于球形安装体7内，也可使生物组织样品位于球形安装体7的球心处，提升荧光标记效果。

为了使样品槽2适用于球形安装体7，在本示例中，样品槽2的底板211为多孔板或者环状结构，如此设置可以使抗体分子从四周渗透至生物组织样品中。

另外，在本示例中，组装样品槽2时，需要将隔离膜22的两端分别超出支架21的两端，并在放置样品槽2时使隔离膜22的两端伸出至球形安装体7外侧，该种设置使第一本体703和第二本体704扣合时可以将隔离膜22的两端夹住进行封口，封闭效果更好。

基于上述示例提供的用于透明化、荧光染色的装置，其使用原理为，首先将隔离膜22和支架21组装为样品槽2并将生物组织样品放置于样品槽2中，再向样品槽2中注入抗体孵育溶液将样品完全浸没，然后打开球形安装体7将样品槽2放入，之后再将球形安装体7关闭并利用闭合锁定结构进行固定，最后在电泳槽1中加入电解液。接通电源，设置电极的电压、电流强度，再设置每对电极的工作时间和切换频率，电泳开始，使带电粒子朝样品槽2中运动，推动抗体分子渗透至生物组织样品中，进行荧光标记。本示例中，不同电极之间的切换相当于电极绕生物组织样品做球形运动，可以使带电粒子由四周向中心运动，进而使荧光分子从各个方向均匀渗透至生物组织样品中，荧光标记效果好。在本示例中，在实际使用过程中，可以通过控制器设置每对正极电极301和负极电极302的极性，即电泳一段时间后将正极电极301的极性调整为负极，负极电极302的极性调整为正极再工作相同时间，如此循环，可以保证抗体在全脑方向上渗透，荧光标记效果更好。

本实施例提供用于透明化、荧光染色的装置相较于实施例1而言，将电场的圆周运动变为了球形运动，使生物组织样品在水平方向和竖直方向上均受到均匀的电场强度，其荧光标记效果更好，效率也更高。

基于本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置，进行生物组织的荧光标记方法与实施例1中的荧光标记的原理相同，但是由于本实施例与实施例1的驱动组件不同，因此步骤S2-S5会略有不同，下面基于本实施例的装置对步骤S2-S5进行详细的阐述。

步骤S2具体包括：

S201、先将样品槽2中的第二限位件215拆下，然后将步骤S1处理后的小鼠全脑放入样品槽2中，再重新装上第二限位件215，然后向样品槽2中注入预配制的一抗及其缓冲液将小鼠全脑浸没，利用扎带对样品槽2两端封口；

S202、将样品槽2放入球形安装体7中，并使隔离膜22两端伸出至球体外侧，然后通过闭合锁定结构将球形安装体7关闭，关闭时利用第一本体703和第二本体704将隔离膜22两端夹住；

S203、向电泳槽1中注入电解液，电解液完全浸没球形安装体7。

步骤S3具体包括：

S301、电极组件3接通电源，设置电极的电压、电流强度，再设置每对电极的工作次序和切换频率，进行一抗孵育。

步骤S4具体包括：

S401、一抗孵育完成后，关闭电源，取下样品槽2，清除样品槽2内部的一抗及其缓冲液，并用PBS溶液将样品槽2洗净。

步骤S5具体包括：

S501、向样品槽2中重新注入预配制的二抗及其缓冲液，浸没小鼠全脑；

S502、将样品槽2再次放入球形安装体7中，再次执行步骤S3，进行二抗孵育，二抗孵育完成后，取下样品槽2，清除样品槽2内部的二抗及其缓冲液，用PBS溶液洗净，并将生物组织样品放入装有PBS溶液的容器中暂存。

上述步骤完成后即实现了小鼠全脑的荧光标记。

基于本实施例提供的用于透明化、荧光染色的装置，进行生物组织的透明化处理时，包括以下步骤：

1）、生物组织样品前处理：将小鼠麻醉后用水凝胶混合溶液灌注，后取脑备用；将鼠脑在水凝胶溶液加温使其水凝胶聚合；

2）、将鼠脑清除干净后，放入样品槽2的中间位置，需要说明的是，在进行透明化处理中需要将样品槽2上的隔离膜22取下，另外，在本示例中，相邻两个支撑杆212之间的距离小于鼠脑的宽度，使鼠脑能够稳定的位于样品槽2中；

3）、将样品槽2放入球形安装体7中，然后通过闭合锁定结构将球形安装体7关闭，然后向电泳槽1中注入透明化清除溶液，溶液组成为：20% SDS（十二烷基硫酸钠）+1 M硼酸缓冲液，用氢氧化钠将pH调整到8.5，溶液完全浸没球形安装体7；

4）、电极组件3接通电源，设置电极的电压、电流强度，再设置每对电极的工作次序和切换频率，开启电泳，直至组织透明。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应理解以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，包括：

电泳槽（1），用以盛装电解液；

电极组件（3），用以在所述电泳槽（1）中形成电场；

样品槽（2），可拆卸设置于所述电泳槽（1）中，所述样品槽（2）用以盛装生物组织样品；

驱动组件（4），用以驱动所述电极组件（3）使其产生的电场绕所述样品槽（2）运动，以使所述电解液中的带电粒子由所述样品槽（2）的四周均匀的向所述样品槽（2）的方向运动。

2.根据权利要求1所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述电极组件（3）包括至少一对正极电极（301）和负极电极（302）；

所述正极电极（301）和所述负极电极（302）对称设置于所述样品槽（2）的两侧，所述驱动组件（4）用于驱动所述正极电极（301）和所述负极电极（302）绕所述样品槽（2）周向转动。

3.根据权利要求2所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述驱动组件（4）包括电机（402）以及与所述电机（402）的输出轴固定连接的旋转架（401），所述正极电极（301）和所述负极电极（302）分别固定连接于所述旋转架（401）的两端。

4.根据权利要求1所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述驱动组件（4）包括：

球形安装体（7），所述球形安装体（7）内部具有用以容纳所述样品槽（2）的容置腔，所述球形安装体（7）表面均匀分布有若干连通所述容置腔与所述容置腔的外部的通孔，所述电极组件（3）包括多对正极电极（301）和负极电极（302），多对所述正极电极（301）和所述负极电极（302）均匀分布于所述球形安装体（7）的内表面，且过每对所述正极电极（301）和所述负极电极（302）的中心的连线均过球心；

控制模块，与多对所述正极电极（301）和所述负极电极（302）电连接，所述控制模块用以控制所述正极电极（301）和所述负极电极（302）按次序和一定频率循环通断电。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述样品槽（2）包括支架（21）以及包覆于所述支架（21）上的隔离膜（22），所述隔离膜（22）在所述支架（21）上围成盛装生物组织样品的容纳空间。

6.根据权利要求5所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述支架（21）包括底板（211）、支撑环（213）以及若干连接于所述底板（211）和所述支撑环（213）之间的支撑杆（212），所述隔离膜（22）周向缠绕于若干所述支撑杆（212）的外侧。

7.根据权利要求5所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述样品槽（2）内设置有定位组件，所述定位组件包括与所述支架（21）可拆卸连接的第一限位件（214）和第二限位件（215），所述第一限位件（214）和所述第二限位件（215）之间形成用以放置所述生物组织样品的放置位，所述放置位位于所述样品槽（2）的中心处。

8.根据权利要求4所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述球形安装体（7）包括第一本体（703）和第二本体（704），所述第一本体（703）和所述第二本体（704）均为半球体，且所述第一本体（703）和所述第二本体（704）之间设有闭合锁定结构。

9.根据权利要求4所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，所述球形安装体（7）内表面根据碳60立体结构均匀设置有12个正五边形的第一安装位置（702）和20个正六边形的第二安装位置（701），每两个距离最远的第一安装位置（702）以及每两个距离最远的第二安装位置（701）均设置一对所述正极电极（301）和所述负极电极（302）。

10.根据权利要求4所述的用于透明化、荧光染色的装置，其特征在于，还包括循环降温结构，所述循环降温结构包括两根循环管和降温模块，两根所述循环管的一端均插入所述电泳槽（1）中，两根所述循环管的另一端分别与所述降温模块的进液口和出液口相连。

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