CN210863623U - 一种全自动电泳用灌胶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动电泳用灌胶装置，由原料胶容器、胶料输送部件、胶板卡槽、废液容器、混胶部件、驱动部件以及控制系统组成，还包括一外壳，外壳上设有一显示屏，显示屏与位于外壳内部的控制系统信号线连接，外壳的侧面设置有机械臂，机械臂上固定有混胶部件，机械臂与驱动部件连接，混胶部件的底部固定有喷头；还包括一支撑座，与驱动部件连接，胶料输送部件设置在外壳的顶部，胶板卡槽和废液容器分别固定在支撑座上，本实用新型中的灌胶过程由电脑自动控制，可精确调整灌胶体积和速度，且灌制的电泳胶浓度均匀；配套不同方案可以灌制不同类型的梯度胶或固定浓度胶，操作简单，可规模化生产。

Description

一种全自动电泳用灌胶装置

技术领域

本实用新型属于生物化学仪器技术领域，具体涉及一种全自动凝胶电泳用灌胶装置。

背景技术

凝胶电泳（英语：Gel electrophoresis）或称胶体电泳是一大类技术，被科学工作者用于分离不同物理性质（如大小、形状、等电点等）的分子。其中聚丙烯酰胺凝胶电泳简称为PAGE（Polyacrylamide gel electrophoresis），是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的一种常用电泳技术，在种子科学技术领域被广泛应用于种子活力的QTL定位、种子纯度检测等方面。

聚丙烯酰胺凝胶的制备主要通过丙烯酰胺单体以及一种交联的单体N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的共聚作用完成，凝胶形成的机制是烯类加成聚合，受由引发剂过硫酸铵和加速剂四甲基乙二胺组成的自由基发生系统催化；带有双官能团的亚甲基双丙烯酰胺与其相邻的聚丙烯酰胺链交联成纤维孔，而凝胶的筛分性能便是由凝胶纤维孔的三维网状结构所决定的；在一定范围内，随着凝胶中丙烯酰胺的浓度的增加，其凝胶孔隙减小。影响跑胶结果的因素很多，其中制胶的好坏是直接影响跑胶结果的重要因素，拥有简单实用的灌胶装置非常重要。

目前实验室使用的灌胶装置多为玻璃烧杯。它存在易滑落、易破损、灌胶时易将胶溶液灌至胶板外、碎胶清除不方便等问题，给相关科研、教学工作的顺利开展造成困难。为获得准确的科研结果及方便科研工作，必须根据凝胶电泳过程中的实际需求对灌胶装置等进行不断创新改进。专利CN203894190U公开了一种凝胶电泳灌胶装置包括塑料顶盖（1）、透明塑料罐体（6）、塑料棒（10）；塑料顶盖（1）有盖防滑纹（2）；透明塑料罐体（6）有罐口螺纹（3）、标签区（4）、罐防滑纹（5）、小灌胶口（7）、大灌胶口（8）、标准量筒刻度（9）；所述的塑料棒（10）有方形端（11）、圆形端（12），该技术方案结构简单、操作方便，在一定程度上克服了手动灌胶存在的缺陷，但其自动化程度低，灌制时间长，一次只能灌注一种浓度比例的凝胶，不适用于梯度胶的灌制。

发明内容

为解决以上技术问题，本实用新型提出一种全自动电泳用灌胶装置，灌胶过程由电脑自动控制，可精确调整灌胶体积和速度，且灌制的电泳胶浓度均匀；配套不同方案可以灌制不同类型的梯度胶或固定浓度胶，操作简单，可规模化生产。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种全自动电泳用灌胶装置，由一个或一个以上数量的原料胶容器、胶料输送部件、胶板卡槽、废液容器、混胶部件、驱动部件以及控制系统组成，还包括一外壳，驱动部件和控制系统设置在外壳内部，外壳上设有一显示屏，显示屏与控制系统信号线连接，外壳的侧面设置有机械臂，机械臂上固定有混胶部件，机械臂与驱动部件连接，驱动部件驱动机械臂和混胶部件运动，混胶部件的底部固定有喷头；还包括一支撑座，与混胶部件设置在同一侧，支撑座与驱动部件连接，驱动部件带动支撑座运动，胶料输送部件设置在外壳的外部，分别与原料胶容器、混胶部件管路连接，胶板卡槽和废液容器分别固定在支撑座上，混胶部件、胶料输送部件、驱动部件分别与控制系统信号线连接。

优选地，驱动部件由X轴步进电机和Z轴步进电机组成，机械臂与Z轴步进电机连接，Z轴步进电机通过驱动机械臂上下移动从而带动混胶部件上下移动；支撑座与X轴步进电机连接，X轴步进电机带动支撑座水平移动，X轴步进电机和Z轴步进电机分别与控制系统信号线连接。

优选地，混胶部件上设有一个或一个以上的原料胶入口，混胶部件内部设置有原料胶管路和混胶管路，原料胶入口分别连通一个原料胶管路，原料胶经过原料胶管路进入混胶管路；还包括静态螺旋混合器，其两端分别与混胶管路、喷头连接。

更优选地，所述胶料输送部件为输液泵，每个原料胶容器对应连接一个或一个以上输液泵，每个输液泵与分别控制系统信号连接，可控制输液泵的蠕动速度。

更优选地，混胶部件的数量为一个或一个以上，混胶部件之间呈并联关系固定在机械臂上，并分别与输液泵管路连接。

更优选地，胶板卡槽内平行设置有一个或若干个以上的胶板，胶板的数量呈为混胶部件数量的一倍或一倍以上的倍数关系设置。

优选地，静态螺旋混合器底部连接有一个或一个以上的喷头，喷头之间呈并联关系设置。

更优选地，胶板卡槽内平行设置有一个或若干个以上的胶板，胶板的数量呈为喷头数量的一倍或一倍以上的倍数关系设置。

优选地，还包括一封堵口，与混胶管路相通，封堵口上设有密封盖。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术优势：

（1）本实用新型由电脑自动控制灌胶质量和速度，可根据技术需求对原料胶的比例进行准确控制，降低了梯度电泳的实验成本和劳动强度，且灌制的电泳胶浓度均匀；配套不同方案可以灌制不同类型的梯度胶或固定浓度胶，操作简单，可小规模化生产；同时，本实用新型可根据需要，安装多个混胶部件或喷头，有效提高灌胶的速率；

（2）本实用新型设置有废液容器，混胶部件在灌完一块胶板后需重新灌制另一块胶板时，控制系统会使废液容器移至混胶部件正下方，并控制混胶部件排除其管路中残留的制作上一胶板的浓度胶原料，可有效保证梯度胶的灌胶质量；

（3）本实用新型在混胶管路与喷头之间设有静态螺旋混合器，胶原料流体沿着其内部的螺旋结构时而左旋，时而右转旋，不断改变流动混合方向，不仅将中心流体推向周边，还可周边流体推向中心，使得混合胶原料能够充分混合均匀。

附图说明

图1为本实用新型中实施例1的立体结构示意图

图2为本实用新型中实施例1的电路结构示意图

图3为本实用新型中实施例1的混胶部件的部分剖视图

图4为本实用新型中实施例1的立体结构示意图（无外壳）

图5为本实用新型中实施例2的立体结构示意图

图6为本实用新型中实施例3的混胶部件的结构示意

其中：1.外壳 2.重胶容器2 3.轻胶容器3 4.输液泵A 5.输液泵B 6.胶板卡槽7.废液容器 8.混胶部件A 9.X轴步进电机 10.Z轴步进电机 11.胶板 12.显示屏 13.支撑座14.密封盖 15.机械臂 16.喷头A 17.原料胶入口A 18.原料胶入口B 19.混胶管路 20.静态螺旋混合器 21.输液泵C 22.输液泵D 23.混胶部件B 24.喷头B。

具体实施方式

现结合具体实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1

如图1、图3和图4所示，本实用新型公开了一种全自动电泳用灌胶装置，由外壳1、重胶容器2、轻胶容器3、输液泵A4、输液泵B5、胶板卡槽6、废液容器7、混胶部件A8、X轴步进电机9、Z轴步进电机10以及控制系统组成，胶板卡槽6内装有十个胶板11；外壳1上设有一显示屏12，控制系统位于外壳1内部，主要包括单片机和驱动芯片，显示屏12与单片机信号线连接，单片机（图中为标出）与驱动芯片（图中为标出）信号线连接，外壳1的侧面垂直设置有机械臂15，机械臂15的顶部通过螺丝固定有混胶部件A8，机械臂15与位于外壳1内部的Z轴步进电机10连接，Z轴步进电机10通过驱动机械臂15上下移动从而带动混胶部件A8上下移动；如图3所示，混胶部件A8的底部固定有喷头A 16，混胶部件A8的侧面设有原料胶入口A17和原料胶入口B18，原料胶入口A17和原料胶入口B18分别连通一个原料胶管路，两个原料胶管路混合后进入混胶管路19，两个原料胶管路和混胶管路19设置在混胶部件A8内部；还包括一个静态螺旋混合器20，其两端分别与混胶管路19、喷头A 16连接；还包括一支撑座13，与混胶部件A8设置在同一侧，并与混胶部件A8呈垂直关系设置，支撑座13一端伸入外壳1内，并与位于外壳1内部的X轴步进电机9连接，胶板卡槽6和废液容器7沿着外壳1呈直线位置关系固定在支撑座13的另一端，X轴步进电机9带动支撑座13水平移动；输液泵A4和输液泵B5设置在外壳1的顶部，输液泵A4分别与原料胶入口A17、重胶容器2管路连接，输液泵B5分别与原料胶入口B18、轻胶容器3管路连接，输液泵A4、输液泵B5、X轴步进电机9和Z轴步进电机10分别与驱动芯片信号线连接，输液泵A4、输液泵B5、X轴步进电机9和Z轴步进电机10与总电源线电线连接。

本实用新型还设置了一个封堵口（图中未标出），与混胶管路19相通，封堵口上设有密封盖14，该封堵口可用于，在灌胶结束后，能更好地对混胶部件A8的内部结构进行清洗。

如图2所示，本实用新型中的显示屏12与单片机连接，可在显示屏12上手动设置重胶和轻胶的体积、时间、分段次数、段间延时、结束后延时以及胶板卡槽6的选择加样位等参数，单片机接收到上述控制指令，并传送至驱动芯片，驱动芯片通过控制输液泵A4和输液泵B5各自的转速以调节重胶和轻胶的比例，驱动芯片通过控制X轴步进电机9以完成支撑座13的水平移动，驱动芯片通过控制Z轴步进电机10以完成机械臂15的垂直移动，同时，X轴步进电机9可通过LTX向单片机发送其位置信息，Z轴步进电机10可通过LTZ向单片机发送其位置信息，以更好的控制支撑座和机械臂的移动时间和移动距离。

在实际操作时，在显示屏12上设置好各项参数后，混胶部件A8沿着机械臂15下移，重胶液经过输液泵A4进入原料胶入口A17，轻胶液经过输液泵B5进入原料胶入口B18，两者进入混胶管路19后混合，再经静态螺旋混合器20充分混合后，经喷头A 16流入胶板11中，应用虹吸原理，由下往上灌制电泳用凝胶板，当一块胶板11灌制结束后，混胶部件A8沿着机械臂15上移，单片机控制支撑座13上的废液容器7移至混胶部件A8的正下方，并控制混胶部件A8排除其管路中残留的制作上一胶板11的浓度胶原料，单片机再控制胶板卡槽6中的待灌制胶板11移至混胶部件A8的正下方，混胶部件A8沿着机械臂15下移，开始灌制，以此类推，完成设定的胶板11灌制工作。

实施例2

作为本实用新型的一种优选方案，如图5所示，在实施例1已有技术特征的基础上，本实用新型还包括输液泵C21、输液泵D22和混胶部件B23，混胶部件A8和混胶部件B23的结构相同，二者呈并联关系固定在机械臂15上，并分别与驱动芯片信号线连接，输液泵A4分别与混胶部件A8上的原料胶入口A17、重胶容器2管路连接，输液泵B5分别与混胶部件A8上的原料胶入口B18、轻胶容器3管路连接，输液泵C21分别与混胶部件B23上的原料胶入口A17、重胶容器2管路连接，输液泵D22分别与混胶部件B23上的原料胶入口B18、轻胶容器3管路连接，输液泵A4、输液泵B5、输液泵C21、输液泵D22、X轴步进电机9和Z轴步进电机10分别与驱动芯片信号线连接，输液泵A4、输液泵C21、输液泵D22、输液泵B5、X轴步进电机9和Z轴步进电机10与总电源线电线连接。

本实施例中的工作原理与实施例1中的相同，在此不做重复描述，在实际操作中，在显示屏12上设置好各项参数后，混胶部件A8和混胶部件B23沿着机械臂15同时下移，重胶液经过输液泵A4和输液泵C21分别进入混胶部件A8和混胶部件B23上的原料胶入口A17，轻胶液经过输液泵B5和输液泵D22分别进入混胶部件A8和混胶部件B23上的原料胶入口B18，两者进入混胶管路19后混合，再经静态螺旋混合器20充分混合后，经喷头A 16流入胶板11中，应用虹吸原理，由下往上灌制电泳用凝胶板，当两块胶板11同时灌制结束后，混胶部件A8和混胶部件B23沿着机械臂15同时上移，单片机控制支撑座13上的废液容器7移至混胶部件A8和混胶部件B23的正下方，并控制混胶部件A8和混胶部件B23排除其管路中残留的制作上两块胶板11的浓度胶原料，单片机再控制胶板卡槽6中的待灌制胶板11移至混胶部件A8和混胶部件B23的正下方，混胶部件A8和混胶部件B23沿着机械臂15同时下移，开始灌制，以此类推，完成设定的胶板11灌制工作，本实施例可单次完成两块胶板11的制作，节省了时间，提高了装置的操作效率。

实施例3

作为本实用新型的另一种优选方案，如图6所示，在实施例1已有技术特征的基础上，本实用新型可以在静态螺旋混合器底部并联连接有喷头A和喷头B。

本实施例中的工作原理与实施例1中的相同，在此不做重复描述，在实际操作中，在显示屏12上设置好各项参数后，混胶部件A8沿着机械臂15下移，重胶液经过输液泵A4进入原料胶入口A17，轻胶液经过输液泵B5进入原料胶入口B18，两者进入混胶管路19后混合，再经静态螺旋混合器20充分混合后，分别经过喷头A 16和喷头B流入相邻的两块胶板11中，应用虹吸原理，由下往上灌制电泳用凝胶板，当两块胶板11灌制结束后，混胶部件A8沿着机械臂15上移，单片机控制支撑座13上的废液容器7移至混胶部件A8的正下方，并控制混胶部件A8排除其管路中残留的制作上两块胶板11的浓度胶原料，单片机再控制胶板卡槽6中的待灌制胶板11移至混胶部件A8的正下方，混胶部件A8沿着机械臂15下移，开始灌制，以此类推，完成设定的胶板11灌制工作，本实施例可单次完成两块胶板11的制作，节省了时间，提高了装置的操作效率。

需要说明的是，本实用新型中的静态螺旋混合器是市场上的常见产品，为现有技术，故本实用新型不对其具体结构进行说明。

Claims (9)

1.一种全自动电泳用灌胶装置，由一个或一个以上数量的原料胶容器、胶料输送部件、胶板卡槽、废液容器、混胶部件、驱动部件以及控制系统组成，其特征在于：还包括一外壳，驱动部件和控制系统设置在外壳内部，外壳上设有一显示屏，显示屏与控制系统信号线连接，外壳的侧面设置有机械臂，机械臂上固定有混胶部件，机械臂与驱动部件连接，驱动部件驱动机械臂和混胶部件运动，混胶部件的底部固定有喷头；还包括一支撑座，与混胶部件设置在同一侧，支撑座与驱动部件连接，驱动部件带动支撑座运动，胶料输送部件设置在外壳的外部，分别与原料胶容器、混胶部件管路连接，胶板卡槽和废液容器分别固定在支撑座上，混胶部件、胶料输送部件、驱动部件分别与控制系统信号线连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：驱动部件由X轴步进电机和Z轴步进电机组成，机械臂与Z轴步进电机连接，Z轴步进电机通过驱动机械臂上下移动从而带动混胶部件上下移动；支撑座与X轴步进电机连接，X轴步进电机带动支撑座水平移动，X轴步进电机和Z轴步进电机分别与控制系统信号线连接。

3.根据权利要求1所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：混胶部件上设有一个或一个以上的原料胶入口，混胶部件内部设置有原料胶管路和混胶管路，原料胶入口分别连通一个原料胶管路，原料胶经过原料胶管路进入混胶管路；还包括静态螺旋混合器，其两端分别与混胶管路、喷头连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：所述胶料输送部件为输液泵，每个原料胶容器对应连接一个或一个以上输液泵，每个输液泵与分别控制系统信号连接，可控制输液泵的蠕动速度。

5.根据权利要求4所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：混胶部件的数量为一个或一个以上，混胶部件之间呈并联关系固定在机械臂上，并分别与输液泵管路连接。

6.根据权利要求5所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：胶板卡槽内平行设置有一个或若干个以上的胶板，胶板的数量呈为混胶部件数量的一倍或一倍以上的倍数关系设置。

7.根据权利要求3所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：静态螺旋混合器底部连接有一个或一个以上的喷头，喷头之间呈并联关系设置。

8.根据权利要求7所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：胶板卡槽内平行设置有一个或若干个以上的胶板，胶板的数量呈为喷头数量的一倍或一倍以上的倍数关系设置。

9.根据权利要求3所述的一种全自动电泳用灌胶装置，其特征在于：还包括一封堵口，与混胶管路相通，封堵口上设有密封盖。

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