CN212263215U - 凝胶自动制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了凝胶自动制备装置，属于凝胶制作领域，包括固定架、试剂瓶、凝胶托盘和出片组件，固定架上设有至少一个注射针头，用于吸取试剂瓶内的液体后注射到凝胶托盘内；出片组件，固定在固定架上，提供凝胶制备用的试剂片到凝胶托盘内；凝胶托盘相对固定架移动，用来与注射针头和出片组件对应，并完成凝胶托盘内的液体混合；固定架上还设有对凝胶托盘供应溶液的溶液瓶；凝胶托盘的下方设有加温组件。本实用新型结构紧凑，占用空间小，而且工艺流程简单，提高了制胶效率，同时制胶过程所有操作都在装置内完成，进一步减少了人员与有毒试剂的接触，提升了安全性。

Description

凝胶自动制备装置

技术领域

本实用新型属于凝胶制作领域，涉及凝胶自动制备装置。

背景技术

琼脂糖核酸凝胶电泳是分离、鉴定、纯化核酸分子的常用技术，是核酸研究工作中不可缺少的重要分析手段，广泛应用于基础理论研究、农业科学、医学卫生、工业生产、国防科研、法医学和商检等多个领域，在生物化学和分子生物学的教学和科研中具有重要作用。

琼脂糖核酸凝胶电泳可以使带负电荷的核酸分子在电泳时向正极迁移，在电泳过程中需要使用琼脂糖凝胶作为电泳支持介质，发挥分子筛功能，使得大小和构象不同的核酸分子的迁移率出现较大差异，从而达到分离的目的，所以琼脂糖凝胶的质量决定着整个凝胶电泳实验的成功进行，是核酸研究的基础。

传统的琼脂糖凝胶制作基本程序主要包括：选好模具、配置胶液、溶胶、加入核酸染色剂、倒胶、静置凝固，虽然制作的原理、方法简单，但其操作过程中仍存在着的一些问题需要克服和解决：(1)操作过程中加入的核酸染色剂具一定毒性，实验人员长期接触核酸染料，具有较高的致癌风险，严重影响实验人员身体健康，污染环境；(2)由于实际过程中凝胶粉加入的多少、液体量的多少，温度控制等方面都存在人为的主观因素，缺乏标准化，也导致实验电泳图像，出现差别，影响数据分析；(3)整个制作过程都是由人工操作，费时、费力、而且人为的失误往往还会影响实验的整体进展。

之前我司申请过凝胶自动制备的装置，是将溶液加入凝胶瓶中，凝胶瓶固设在夹持架中，夹持架固设在旋转电机上，设在移动架上且相对所述移动架上下滑动连接，移动架远离所述旋转电机的一侧设有升降电机，升降电机通过丝母丝杠机构驱动所述旋转电机与所述移动架上下滑动连接，所述升降架的下端通过连接板与支撑柱滑动左右滑动连接，所述支撑柱的一侧设有移动电机，所述移动电机通过丝母丝杠结构驱动所述连接板移动，凝胶瓶通过这一套装置移动到加热板，加热完成后，又通过上述装置移动到凝胶托盘上方完成凝胶的倾倒，可实现凝胶的自动制备，但是结构比较复杂，相对制造的成本比较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是在于提供凝胶自动制备装置，结构紧凑，占用空间小，而且工艺流程简单，提高了制胶效率，同时制胶过程所有操作都在装置内完成，进一步减少了人员与有毒试剂的接触，提升了安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：凝胶自动制备装置包括固定架、试剂瓶、凝胶托盘和出片组件，所述固定架上设有至少一个注射针头，用于吸取所述试剂瓶内的液体后注射到所述凝胶托盘内；

所述出片组件，固定在所述固定架上，提供凝胶制备用的试剂片到所述凝胶托盘内；

所述凝胶托盘相对所述固定架移动，用来与所述注射针头和出片组件对应，并完成所述凝胶托盘内的液体混合；

所述固定架上还设有对所述凝胶托盘供应溶液的溶液瓶；

所述凝胶托盘的下方设有加温组件。

进一步，所述凝胶托盘通过横向电机模组相对所述固定架在X轴方向移动，所述凝胶托盘下端面的高度高于所述试剂瓶下极限位置的上端面，所述凝胶托盘通过纵向电机模组相对所述固定架在Y轴方向移动。

进一步，所述横向电机模组包括横向电机和横向滑块，所述横向电机通过丝母丝杠结构驱动所述横向滑块在X轴移动，所述纵向电机模块设在所述横向滑块的上方，所述纵向电机模块包括纵向电机和纵向滑块，所述纵向电机通过丝母丝杠结构驱动所述纵向滑块在Y轴方向移动，所述凝胶托盘设在所述纵向滑块的上端。

进一步，所述横向滑块的数量为两个且平行设置，其中远离所述横向电机的横向滑块下方设有配合设置的丝杠，两个横向滑块对称且分散设置在所述纵向电机模组的两端。

进一步，所述试剂瓶通过升降模组相对所述固定架上下移动，所述升降模组固定在所述固定架上，所述升降模组包括升降电机、升降滑块和升降板，所述升降电机通过丝母丝杠结构驱动所述升降滑块运动，所述升降板与所述升降滑块固定连接，所述升降板水平设置且远离所述升降滑块的一端上方设有定位筒，所述试剂瓶设在所述定位筒内，所述试剂瓶和定位筒通过磁吸结构固定。

进一步，所述溶液瓶通过溶液管对所述凝胶托盘提供凝胶用溶液，所述溶液管上设有输送液体的泵，所述溶液管固定在所述固定架上，所述溶液管的下端与所述注射针头平行设置。

进一步，所述注射针头设在支撑架上，所述支撑架固定在所述固定架上，所述注射针头的针筒部分通过T形槽结构设在所述支撑架的下端，所述支撑架的上端设有驱动电机，所述驱动电机的出力轴竖直向下设置，所述驱动电机的出力轴下端设有驱动块，所述注射针头的活塞通过T形槽结构设在所述驱动块上。

进一步，所述出片组件包括壳体，和设在所述壳体内的试剂片转盘、步进电机、舵机和滑板，所述步进电机驱动所述试剂片转盘旋转，所述试剂片转盘上设有多个出片孔，所述舵机通过曲柄连杆结构驱动所述滑板移动，所述滑板上设有出口，出片状态下，所述出片孔与所述出口对应设置。

进一步，所述舵机的出力轴上端连接曲柄的一端，所述曲柄的另一端铰接所述连杆的一端，所述连杆的另一端与所述滑板的一端铰接，所述出口的下端设有滑道，所述滑道倾斜向下设置，所述滑道的上端设有挡板。

进一步，所述壳体为圆柱形，所述壳体的外部设有控制面板，所述挡板上设有对掉落的试剂片进行计数的光电开关。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型直接将溶液加入凝胶托盘中，同时通过凝胶托盘下方的加热元件，直接完成凝胶的加入，与原有装置比较，去除了凝胶瓶、夹持架、旋转电机、升降电机、连接板、支撑柱等结构，装置成本将降低10％～15％，不需要凝胶瓶的上下、左右移动完成加热、加液，减小装置体积5％～10％，节省装置的包装、运输成本5％～10％，本申请更加经济、高效,功能合并，降低成本、提高效率；

2、原有设备未有自动加试剂片功能，制胶所用的琼脂粉仍需手动加入，现有装置通过设计出片组件，根据凝胶的量出相应数量的凝胶片，相比人工操作，提高了制胶效率，同时制胶过程所有操作都在装置内完成，进一步减少了人员与有毒试剂的接触；

3、凝胶托盘在X轴和Y轴方向的移动，保证移动到不同的位置，承接不同的液体和试剂片，方便凝胶的制备，横向电机模组和纵向电机模组可直接采用市场上的现有模组结构，成本更低，而且精度高。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型凝胶自动制备装置俯视的结构示意图；

图2是本实用新型图1的A部详图；

图3是本实用新型凝胶自动制备装置侧视的结构示意图；

图4是本实用新型凝胶自动制备装置后视的结构示意图；

图5是本实用新型图4的B部详图；

图6是本实用新型出片组件的结构示意图；

图7是本实用新型出片组件不含壳体仰视的结构示意图；

图8是本实用新型出片组件不含壳体俯视的结构示意图；

图9是本实用新型出片组件的工作流程图。

附图标记：

1、固定架；2、试剂瓶；21、定位筒；22、升降板；23、升降滑块；24、升降电机； 3、凝胶托盘；4、注射针头；41、支撑架；42、驱动电机；43、驱动块；5、出片组件； 51、壳体；52、试剂片转盘；521、出片孔；53、步进电机；54、舵机；541、曲柄；542、连杆；543、滑板；545、出孔；55、挡板；56、滑道；58、光电开关；6、横向电机模组； 61、横向电机；62、横向滑块；7、纵向电机模组；71、纵向电机；72、纵向滑块；8、溶液管；81、溶液瓶；82、泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在本申请中，采用标准的笛卡尔坐标系。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1～图9所示，本实用新型为凝胶自动制备装置，包括固定架1、试剂瓶2、凝胶托盘3和出片组件5，固定架1上设有至少一个注射针头4，用于吸取试剂瓶2内的液体后注射到凝胶托盘3内；

出片组件5，固定在固定架1上，提供凝胶制备用的试剂片到凝胶托盘3内；

凝胶托盘3相对固定架1移动，用来与注射针头4、出片组件5、溶液管8的出水口对应，并完成液体在凝胶托盘3内的混合；

固定架1上还设有对凝胶托盘3供应溶液的溶液瓶81；

凝胶托盘3的下方设有加温组件，对混合后的液体进行加温，保证凝胶所需的温度，加温组件可为加热棒或加热片，加热棒或者加热片占用空间小，而且可与凝胶托盘制作为一体，嵌设在凝胶托盘内部的下端，采用通电加热的结构即可，本结构采用其他可实现加温的等效结构均可实现本申请的技术方案。

优选地，凝胶托盘3通过横向电机模组6相对固定架1在X轴方向移动，凝胶托盘3下端面的高度高于试剂瓶2下极限位置的上端面，凝胶托盘3通过纵向电机模组7相对固定架1在Y轴方向移动，优选地，横向电机模组6包括横向电机61和横向滑块62，横向电机61通过丝母丝杠结构驱动横向滑块62在X轴移动，纵向电机模组7设在横向滑块62的上方，纵向电机模组7包括纵向电机71和纵向滑块72，纵向电机71通过丝母丝杠结构驱动纵向滑块72在Y轴方向移动，凝胶托盘3设在纵向滑块72的上端，凝胶托盘3在X轴和Y轴方向的移动，保证移动到不同的位置，承接不同的液体和试剂片，方便凝胶的制备，横向电机模组6和纵向电机模组7可直接采用市场上的现有模组结构，成本更低，而且规格和精度可根据实际情况选定。

优选地，横向滑块62的数量为两个且平行设置，其中远离横向电机61的横向滑块62下方设有配合设置的丝杠，两个横向滑块62对称且分散设置在纵向电机模组7的两端，这样可保证纵向电机模组7移动的稳定性，不会发生振动，容易保证凝胶混合。

优选地，试剂瓶2通过升降模组相对固定架1上下移动，升降模组固定在固定架1上，升降模组包括升降电机24、升降滑块23和升降板22，升降电机24通过丝母丝杠结构驱动升降滑块23运动，升降板22与升降滑块23固定连接，升降板22水平设置且远离升降滑块23的一端上方设有定位筒21，试剂瓶2设在定位筒21内，试剂瓶和定位筒通过磁吸结构固定，磁吸结构可以是磁铁块，磁铁块可以设置在试剂瓶2的底部，也可以嵌设在定位筒的内部，在进行放置的时候，二者通过磁铁块进行吸附和固定，结构简单，稳定可靠，在实际应用的过程中，升降电机24动作，带动升降滑块23上下运动，进行带动升降板22上下移动，进而带动升降板22上的定位筒21上下移动，方便向上与注射针头4对应，方便注射针头4对液体的吸取，液体吸取完成后，再下降到最下端，方便凝胶托盘3移动，避免与定位筒21干涉，然后注射针头4将液体注射到凝胶托盘3 上，与此同时，凝胶托盘3接受溶液管8注射的液体。

优选地，溶液瓶81通过溶液管8对凝胶托盘3提供凝胶用溶液，溶液管8上设有输送液体的泵82，溶液管8固定在固定架1上，溶液管8的下端与注射针头4平行设置，溶液瓶81内的液体是凝胶制备过程中，用量比较大的液体，采用泵82的形式进行传送，保证量的供应，实现了多种液体混合的需求。

优选地，注射针头4设在支撑架41上，支撑架41固定在固定架1上，注射针头4 的针筒部分通过T形槽结构设在支撑架41的下端，支撑架41的上端设有驱动电机42，驱动电机42的出力轴竖直向下设置，驱动电机42的出力轴下端设有驱动块43，驱动电机42通过丝母丝杠结构带动驱动块43上下移动，注射针头4的活塞通过T形槽结构设在驱动块43上，T形槽的结构，方便进行连接和固定，驱动电机42可通过丝母丝杠结构带动驱动块43上下以后，也可采用以下结构，驱动电机42采用微型气缸或油缸，在本结构中，也可采用电动推杆代替微型气缸，或者其他等效结构也可以，实现了微量液体的定量添加。

优选地，出片组件5包括壳体51，和设在壳体51内的试剂片转盘52、步进电机53、舵机54和滑板543，步进电机53驱动试剂片转盘52旋转，试剂片转盘52上设有多个出片孔521，舵机54通过曲柄541连杆542结构驱动滑板543移动，滑板543上设有出口，出片状态下，出片孔521与出口对应设置；更优选地，舵机54的出力轴上端连接曲柄541 的一端，曲柄541的另一端铰接连杆542的一端，连杆542的另一端与滑板543的一端铰接，即曲柄541分别与舵机54轴以及连杆542转动副连接，连杆542分别与曲柄541 以及滑板543转动副连接，滑板543与机器本体用直线副连接，实现了将舵机54的转动转化为自身的直线运动；滑板543能够挡住出片孔521，由内部舵机54驱动，在没有出片需求时，自动关闭出片孔521，防止试剂片受外界抖动掉落；出口的下端设有滑道56，滑道56倾斜向下设置，滑道56的上端设有挡板55，挡板的上端设有水平设置的光电开关58，试剂片掉落的过程中，经过光电开关，对掉落的试剂片进行计数，更优选地，壳体51为圆柱形，在实际工作的过程中，试剂片转盘52用于盛放试剂片，并由内部步进电机53驱动，可以根据输入数量转动一定角度，达到出片至指定数量的目的，步进电机 53带动试剂片转盘52转动，通过脉冲控制，可实现固定角度的旋转，舵机54转轴通过一个曲柄连杆机构将舵机54的角度转动转化为滑板543的直线运动，进而实现控制滑板 543的直线运动，最终达到堵住或开启出片孔521的目的，同时光电开关58放置在出片孔521正下方，实现对出片数量的稳定计数，实现了整个系统的闭环控制。

整个结构运行的过程中，驱动电机42控制注射针头4，吸取试剂瓶2中的液体，吸取完成后，后面备用，根据制胶规格，以凝胶托盘3其中一个区制胶为例，横向电机模组6和纵向电机模组7将凝胶托盘3移动出片组件5下方，通过出片组件5将凝胶片输出入凝胶托盘3中，然后横向电机模组6和纵向电机模组76将凝胶托盘3托盘的植被区移动到溶液管8下方,溶液瓶81中液体，通过泵82和溶液管8加入到凝胶托盘3中，凝胶托盘3下方安装有加热组件，加热组件开始加热，待升温至80～150度，停止加热，横向电机模组6和纵向电机模组7将凝胶托盘3托盘的制备区移动到注射针头4下方,注射针头4吸取试剂瓶2中的液体，滴入凝胶托盘3的制备区，纵向电机模组7通过移动，实现试剂混匀，凝胶凝结后，通过纵向电机模组7将凝胶盘推出，整个凝胶过程自动化完成。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.凝胶自动制备装置，其特征在于：包括固定架、试剂瓶、凝胶托盘和出片组件，所述固定架上设有至少一个注射针头，用于吸取所述试剂瓶内的液体后注射到所述凝胶托盘内；

所述出片组件，固定在所述固定架上，提供凝胶制备用的试剂片到所述凝胶托盘内；

所述凝胶托盘相对所述固定架移动，用来与所述注射针头和出片组件对应，并完成所述凝胶托盘内的液体混合；

所述固定架上还设有对所述凝胶托盘供应溶液的溶液瓶；

所述凝胶托盘的下方设有加温组件。

2.根据权利要求1所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述凝胶托盘通过横向电机模组相对所述固定架在X轴方向移动，所述凝胶托盘下端面的高度高于所述试剂瓶下极限位置的上端面，所述凝胶托盘通过纵向电机模组相对所述固定架在Y轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述横向电机模组包括横向电机和横向滑块，所述横向电机通过丝母丝杠结构驱动所述横向滑块在X轴移动，所述纵向电机模块设在所述横向滑块的上方，所述纵向电机模块包括纵向电机和纵向滑块，所述纵向电机通过丝母丝杠结构驱动所述纵向滑块在Y轴方向移动，所述凝胶托盘设在所述纵向滑块的上端。

4.根据权利要求3所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述横向滑块的数量为两个且平行设置，其中远离所述横向电机的横向滑块下方设有配合设置的丝杠，两个横向滑块对称且分散设置在所述纵向电机模组的两端。

5.根据权利要求1所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述试剂瓶通过升降模组相对所述固定架上下移动，所述升降模组固定在所述固定架上，所述升降模组包括升降电机、升降滑块和升降板，所述升降电机通过丝母丝杠结构驱动所述升降滑块运动，所述升降板与所述升降滑块固定连接，所述升降板水平设置且远离所述升降滑块的一端上方设有定位筒，所述试剂瓶设在所述定位筒内，所述试剂瓶和定位筒通过磁吸结构固定。

6.根据权利要求1所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述溶液瓶通过溶液管对所述凝胶托盘提供凝胶用溶液，所述溶液管上设有输送液体的泵，所述溶液管固定在所述固定架上，所述溶液管的下端与所述注射针头平行设置。

7.根据权利要求1所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述注射针头设在支撑架上，所述支撑架固定在所述固定架上，所述注射针头的针筒部分通过T形槽结构设在所述支撑架的下端，所述支撑架的上端设有驱动电机，所述驱动电机的出力轴竖直向下设置，所述驱动电机的出力轴下端设有驱动块，所述注射针头的活塞通过T形槽结构设在所述驱动块上。

8.根据权利要求1所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述出片组件包括壳体，和设在所述壳体内的试剂片转盘、步进电机、舵机和滑板，所述步进电机驱动所述试剂片转盘旋转，所述试剂片转盘上设有多个出片孔，所述舵机通过曲柄连杆结构驱动所述滑板移动，所述滑板上设有出口，出片状态下，所述出片孔与所述出口对应设置。

9.根据权利要求8所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述舵机的出力轴上端连接曲柄的一端，所述曲柄的另一端铰接所述连杆的一端，所述连杆的另一端与所述滑板的一端铰接，所述出口的下端设有滑道，所述滑道倾斜向下设置，所述滑道的上端设有挡板。

10.根据权利要求9所述的凝胶自动制备装置，其特征在于：所述壳体为圆柱形，所述壳体的外部设有控制面板，所述挡板上设有对掉落的试剂片进行计数的光电开关。

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