CN212586290U - 毛细管电泳仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种毛细管电泳仪，其中，该毛细管电泳仪包括毛细管组件，毛细管组件中设置有毛细管，毛细管的阴极端可与阴极反应液体相连，毛细管的阳极端可与阳极反应液体相连，阳极反应液体中设置有阳极电极，阳极电极与高压接地线之间设置有电流检测组件，以用于测量毛细管电泳电流。本实用新型的毛细管电泳仪能够通过测量毛细管电泳电流，实现对仪器高压绝缘性以及毛细管液路内是否有气泡的检测，提高了毛细管电泳仪的检测精度。

Description

毛细管电泳仪

技术领域

本实用新型涉及生化检测领域，尤其涉及一种方便检测毛细管电泳电流的毛细管电泳仪。

背景技术

毛细管电泳检测技术作为现今一种主要的分析技术，凭借其高效、灵敏、快速、设备简单、适用性强等特点，广泛应用于各个领域。它是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。

传统毛细管电泳仪中采用的高压电源大多有负载电流测量功能，在高压系统绝缘良好的条件下，泄漏电流等于零，负载电流等于毛细管电泳电流，所以在一些毛细管电泳装置中，将测量的负载电流作为毛细管电泳电流。但是在高压系统绝缘损坏的条件下，则无法得到准确的毛细管电泳电流，若依然将负载电流作为毛细管电泳电流则必然影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种检测精度高的毛细管电泳仪。

为实现上述目的，本实用新型的毛细管电泳仪的具体技术方案为：

一种毛细管电泳仪，其中，包括毛细管组件，毛细管组件中设置有毛细管，毛细管的阴极端可与阴极反应液体相连，毛细管的阳极端可与阳极反应液体相连，阳极反应液体中设置有阳极电极，阳极电极与高压接地线之间设置有电流检测组件，以用于测量毛细管电泳电流。

进一步，电流检测组件包括采样电阻，采样电阻连接在阳极电极与高压接地线之间。

进一步，还包括注胶组件，注胶组件与毛细管组件为分体式结构，阳极反应液体设置在注胶组件中。

进一步，毛细管组件包括毛细管盒，毛细管盒中设置有毛细管单元和加热单元，加热单元呈带状，沿毛细管的走向设置。

进一步，加热单元为柔性加热膜。

进一步，注胶组件包括分离介质单元、阳极单元、推进单元和管路单元，管路单元包括第一管路、第二管路和第三管路，分离介质单元与推进单元通过第一管路连通设置，阳极单元与推进单元通过第二管路连通设置，推进单元与毛细管通过第三管路连通设置，管路单元中设置有阀门组件，阀门组件可控制第一管路、第二管路和第三管路的连通或阻断。

进一步，第一管路、第二管路和第三管路由多根连通管组成，分离介质单元、阳极单元、推进单元和阀门组件之间通过多根连通管相互连接。

进一步，阀门组件包括第一阀门、单向阀和四通，四通的第一端口与分离介质单元连通设置，四通的第二端口与阳极单元连通设置，四通的第三端口与推进单元连通设置，四通的第四端口与毛细管连通设置；第一阀门设置在四通的第二端口与阳极单元之间，可控制阳极单元与分离介质单元和推进单元之间的连通或阻断；单向阀设置在四通的第一端口与分离介质单元之间，分离介质单元中的分离介质可通过单向阀流出。

进一步，还包括胶块组件，胶块组件与毛细管组件为一体式结构，阳极反应液体设置在胶块组件中。

进一步，包括卡夹壳体，卡夹壳体包括阳极区域、检测窗口区域、容置腔室区域和阴极区域，卡夹壳体的阳极区域集成有胶块组件，毛细管的阳极端与胶块组件相连；检测窗口区域靠近阳极区域设置，检测窗口区域集成有窗口安装座，毛细管上的检测窗口安装在窗口安装座上；容置腔室区域位于检测窗口区域和阴极区域之间，容置腔室区域形成有毛细管容置腔室，毛细管的主体部分安装在毛细管容置腔室中；阴极区域形成有开口，毛细管上的阴极组件集成在阴极区域，毛细管的阴极端从阴极区域处伸出。

本实用新型的毛细管电泳仪具有以下优点：

1)能够通过测量毛细管电泳电流，实现对仪器高压绝缘性以及毛细管液路内是否有气泡的检测，提高了毛细管电泳仪的检测精度；

2)毛细管组件具有均衡稳定的加热功能，能够保证毛细管在电泳过程中各区域受热温度的均一性，传热效率高。

附图说明

图1为本实用新型的毛细管电泳仪的打开状态示意图一；

图2为本实用新型的毛细管电泳仪的打开状态示意图二；

图3为本实用新型的毛细管电泳仪中的毛细管组件的结构示意图；

图4为本实用新型的毛细管电泳仪中的注胶组件的结构示意图；

图5为本实用新型的毛细管电泳仪中的电流检测组件的实现原理图；

图6为本实用新型的毛细管电泳仪的另一实施例的内部结构图；

图7为本实用新型的毛细管电泳仪中的卡夹组件的立体图一；

图8为本实用新型的毛细管电泳仪中的卡夹组件的立体图二；

图9为本实用新型的毛细管电泳仪中的卡夹组件的内部结构示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种毛细管电泳仪做进一步详细的描述。

如图1至图5所示，本实施例中，毛细管电泳仪包括壳体组件100，壳体组件100为毛细管电泳仪的外部罩壳，主要起到防护的作用；壳体组件100内部形成容置腔室，容置腔室为毛细管电泳仪各组件的安装空间；容置腔室中设置有支架组件200，支架组件200为毛细管电泳仪中各组件的承载结构。

进一步，支架组件200上设置有毛细管组件300、注胶组件400和上样组件500，毛细管组件300的阴极端与上样组件500相连，上样组件500为毛细管电泳提供样本、阴极反应所需材料等，毛细管组件300的阳极端与注胶组件400相连，注胶组件400为毛细管电泳提供凝胶、阳极反应所需材料等。

进一步，支架单元上对应毛细管组件300的检测窗口的位置处设置有光学检测组件，光学检测组件与毛细管组件300的检测窗口相连，用于完成毛细管电泳的数据采集和分析。应注意的是，毛细管电泳仪还包括其他辅助组件，如电源组件、散热组件等，本发明中对于其他辅助单元不做进一步限定，具体形式可参考现有毛细管电泳仪。

具体来说，本实施例中，毛细管组件300包括毛细管盒，毛细管盒由盒体301和盒盖302组成，盒盖302扣设在盒体301上，盒体301与盒盖302之间形成有容纳腔室。容纳腔室内设置有毛细管单元310和加热单元320，毛细管单元310包括一根毛细管或多根毛细管，加热单元320在毛细管进行电泳时对其进行稳定加热。

进一步，毛细管盒为矩形的扁平状盒体结构，竖直设置在毛细管电泳仪内，毛细管盒的盒体301与支架组件200固定连接，盒盖302的一边与盒体301通过转轴相连接，可相对于盒体301转动，以打开或闭合壳体内的容纳腔室。当盒盖302闭合时，毛细管盒内可形成封闭的容纳腔室，该容纳腔室为毛细管提供了一个封闭的加热空间，在这个加热空间内对毛细管进行加热，可减少热量散失，提高加热效率，降低能量损耗。

进一步，加热单元320可以为柔性加热膜，柔性加热膜贴合设置在毛细管盒内的容纳腔室的底面上，柔性加热膜为细长的带状结构，沿毛细管的走向弯曲设置，以对毛细管进行精准加热。与传统的热风加热等方法相比，这种加热方式有利于保证毛细管的各个位置具有均一的加热温度，且加热温度易于控制，不易发生波动，加热效果稳定，因此有利于降低实验数据的误差，使实验结果更加准确可靠。同时，该加热方式的整体加热面积小，所需要的功率和产生的能耗低，更加节能环保。

进一步，本实施例中，注胶组件400固定安装在毛细管电泳仪内的支架组件200上，注胶组件400包括分离介质单元410、阳极单元420、推进单元430和管路单元，其中，分离介质单元410用于存储和供给分离介质；阳极单元420用于存储阳极缓冲液，并将毛细管的阳极端与高压电路的阳极接通；推进单元430能够为整个注胶组件400提供推动力，推动分离介质单元410中的分离介质在管路系统中流动，也能够为分离介质注入至毛细管中提供推动力；管路单元用于连接分离介质单元410、阳极单元420和推进单元430，并控制各单元之间的连通或阻断。

此外，管路单元还与毛细管组件300中的毛细管阳极端连通设置。管路单元中设置有阀门组件，通过开闭阀门组件中的各个阀门，能够控制分离介质单元410、阳极单元420、推进单元430及毛细管之间连接管道的连通或阻断，进而实现注胶、排气泡等实验操作。

具体来说，本实施例中，阀门组件包括四通441，四通441设置在分离介质单元410、阳极单元420和推进单元430之间，四通441的第一端口与分离介质单元410通过第一管道442连通设置；四通441的第二端口与阳极单元420通过第二管道443连通设置；四通441的第三端口与推进单元430通过第三管道444连通设置；四通441的第四端口与毛细管的阳极端连通设置。

进一步，分离介质单元410包括介质袋，分离介质盛装在介质袋内，介质袋与四通441的第一端口通过管路连接，为整个注胶系统提供分离介质；分离介质单元410还包括制冷装置，制冷装置贴靠介质袋设置，为介质袋内的分离介质制冷降温。阳极单元420包括缓冲液盒，缓冲液盒内存储有阳极缓冲液，阳极缓冲液与四通441的第二端口通过管路连接；缓冲液盒内还设置有阳极电极，阳极电极一端伸出至缓冲液盒的外部，一端浸入至阳极缓冲液中；缓冲液盒上还设置有排气阀，打开排气阀可解除缓冲液盒内的封闭状态，使缓冲液盒内的环境连通大气。推进单元430包括注射器和推进杆，注射器的端口与四通441的第三端口通过管路连接，推拉推进杆，能够控制注射器进行抽吸运动，为整个注胶系统提供动力。

进一步，阀门组件还包括单向阀445和第一阀门446。单向阀445设置在第一管道442上，当介质袋中的分离介质通过第一管道442流入四通441时，单向阀445可阻挡流入四通441的分离介质回流至介质袋内，防止介质袋中的分离介质被污染。第一阀门446设置在第二管道443上，第一阀门446可控制缓冲液盒与四通441之间的连通或阻断，进而控制阳极缓冲液与注射器或毛细管之间的连通或阻断。优选地，第一管道442、第二管道443和第三管道444为聚四氟乙烯、硅胶、塑料等绝缘材料制成的连通管。

下面对注胶组件400的工作流程进行详细说明。

工作流程一：在进行毛细管电泳实验前，需要将分离介质注入到毛细管中，并保证毛细管的阳极端与阳极缓冲液连通，形成导电回路。

1、关闭第一阀门446，使阳极单元420与四通441之间处于阻断状态；

2、向上抬起推进单元430的推进杆，此时注射器内会产生较大的吸力，将介质袋内的分离介质吸进注射器的筒体中，完成吸胶步骤；

虽然推进单元430通过四通441同时与介质袋和毛细管相连通，但由于毛细管的内径非常非常的小，而连通介质袋与推进单元430的第一管道442内径较大，因此当注射器内产生吸力时，四通441连接毛细管的一端抵抗吸力的阻力非常大，几乎处于封闭状态，不会有气体或物质通过毛细管被吸入至注射器内；

3、下压推进杆，使推进杆挤压注射器内存储的分离介质，由于第一管道442上设置有单向阀445，因此分离介质无法沿第一管道442流回介质袋，只能通过四通441注入至毛细管内，进而完成注胶步骤；

4、完成注胶步骤后，注射器内仍剩有部分分离介质，此时控制第一阀门446打开，使缓冲液盒与四通441相连通；

5、打开缓冲液盒上的排气阀，使缓冲液盒连通大气；

6、下压推进杆，挤压注射器内的分离介质，此时分离介质通过四通441和第二管道443流入至缓冲液盒内的阳极缓冲液中，进而使毛细管与阳极缓冲液连通，形成导电回路；

由于毛细管的内径非常小，因此四通441与毛细管连通处会产生很大的阻力，当第二管道443处于打开的状态时，几乎不会有分离介质注入到毛细管中；

7、在毛细管的阴极端完成上样等操作步骤，即可进行毛细管电泳实验。

工作流程二：若阳极缓冲液与四通441之间已经有导电介质，只需要完成毛细管的注胶步骤即可开始电泳实验。

1、关闭第一阀门446，使阳极单元420与四通441之间处于阻断状态；

2、抬起推进单元430的推进杆，将介质袋内的分离介质吸进注射器的筒体中，完成吸胶步骤；

3、下压推进杆，使分离介质通过四通441注入至毛细管内，完成注胶步骤；

4、控制第一阀门446打开，使缓冲液盒内的阳极缓冲液与四通441相连通，连通导电回路；

5、在毛细管的阴极端完成上样等操作步骤，即可进行毛细管电泳实验。

工作流程三：在实验时，如果连通阳极缓冲液与毛细管的第二管道443中存在气泡，会影响电路的导电效果，导致实验数据不准确或实验失败，因此常会对注胶组件400进行排气泡的步骤。

1、关闭第一阀门446，使阳极单元420与四通441之间处于阻断状态；

2、抬起推进单元430的推进杆，将介质袋内的分离介质吸进注射器的筒体中；

3、控制第一阀门446打开，使缓冲液盒与四通441相连通；

4、打开缓冲液盒上的排气阀，使缓冲液盒连通大气；

5、下压推进杆，使分离介质通过四通441和第二管道443流入至缓冲液盒内的阳极缓冲液中，进而将第二管道443中的气泡排净。

其中，第一阀门446需要使用绝缘、耐腐蚀材料制成，可承受的工作压力大于6MPa。四通441所连通的分离介质单元410、阳极单元420、推进单元430和毛细管，可根据设备装配或设计的需要调整连接方式，不做顺序和位置的特殊限定。推进单元430的推进杆优选为电机驱动，电机组件设置在毛细管电泳仪的支架组件200上。

进一步，毛细管电泳仪中还设置电流检测组件900，电流检测组件900连接在注胶组件400的阳极电极和高压接地线之间，以测量毛细管电泳电流，优选的是，电流检测组件900包括采样电阻，由此，通过测量采样电阻的电压，即可测量毛细管电泳电流。本实施例能够通过判定毛细管电泳电流的大小和稳定性，判定毛细管液路系统内是否存在气泡以及缓冲液质量是否稳定；通过判定负载电流和毛细管电泳电流的差值，判定高压系统是否存在绝缘损坏，提高毛细管电泳仪的检测精度。当然，可以理解的是，电流检测组件也可以连接在毛细管的阴极电极和高压接地线之间，并不局限于图中所示。

如图6至图9所示，其为本实用新型的毛细管电泳仪的另一实施例。该实施例中，毛细管电泳仪的支架组件200上设置有一体化的卡夹600，卡夹600中设置有毛细管组件610和胶块组件620，卡夹600为毛细管电泳的反应场所。

其中，支架组件200上对应毛细管组件610的阴极端的位置处设置有上样组件700，毛细管组件610的阴极端与上样组件700相连，上样组件700为毛细管电泳提供样本、阴极反应所需材料等；毛细管组件610的阳极端与胶块组件620相连，胶块组件620为毛细管电泳提供凝胶、阳极反应所需材料等；支架组件200上对应卡夹600中的胶块组件620的位置处设置有灌胶组件800，灌胶组件800与胶块组件620相连，灌胶组件800为胶块组件620的控制单元。

进一步，本实施例中，卡夹600包括卡夹壳体610，卡夹壳体610包括阳极区域、检测窗口区域、容置腔室区域和阴极区域，其中，卡夹壳体610的阳极区域集成有胶块组件620，毛细管的阳极端与胶块组件620相连；检测窗口区域靠近阳极区域设置，检测窗口区域集成有窗口安装座，毛细管上的检测窗口安装在窗口安装座上；容置腔室区域位于检测窗口区域和阴极区域之间，容置腔室区域形成有毛细管容置腔室，毛细管的主体部分安装在毛细管容置腔室中；阴极区域形成有开口，毛细管上的阴极组件集成在阴极区域，毛细管的阴极端从阴极区域处伸出，以与上样组件700相连。

进一步，就卡夹壳体610的阳极区域中的胶块组件620来说，胶块组件620中设置有毛细管电泳所需的阳极缓冲液和凝胶，其中，胶块组件620可包括常规的阳极缓冲液盒、胶袋、注射器、凝胶阀、缓冲液阀等部件。当卡夹壳体610与支架组件200固定后，注射器、凝胶阀、缓冲液阀可与灌胶组件800相连，通过灌胶组件800控制他们的开闭，其中，灌胶组件800可包括常规的电机、滑轨、滑动叉等部件，以控制胶块组件620中的注射器、凝胶阀、缓冲液阀等。上述胶块组件620和灌胶组件800的结构均可采用本领域中现有的结构，不再详述。

进一步，本实施例中，电流检测组件可连接在胶块组件620上的阳极电极和高压接地线之间，以测量毛细管电泳电流，优选的是，电流检测组件包括采样电阻，由此，通过测量采样电阻的电压，即可测量毛细管电泳电流。

本实用新型的毛细管电泳仪具有以下优点：能够通过测量毛细管电泳电流，实现对仪器高压绝缘性以及毛细管液路内是否有气泡的检测，提高了毛细管电泳仪的检测精度；毛细管组件具有均衡稳定的加热功能，能够保证毛细管在电泳过程中各区域受热温度的均一性，传热效率高。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种毛细管电泳仪，其特征在于，包括毛细管组件，毛细管组件中设置有毛细管，毛细管的阴极端可与阴极反应液体相连，毛细管的阳极端可与阳极反应液体相连，阳极反应液体中设置有阳极电极，阳极电极与高压接地线之间设置有电流检测组件，以用于测量毛细管电泳电流。

2.根据权利要求1所述的毛细管电泳仪，其特征在于，电流检测组件包括采样电阻，采样电阻连接在阳极电极与高压接地线之间。

3.根据权利要求1或2所述的毛细管电泳仪，其特征在于，还包括注胶组件，注胶组件与毛细管组件为分体式结构，阳极反应液体设置在注胶组件中。

4.根据权利要求3所述的毛细管电泳仪，其特征在于，毛细管组件包括毛细管盒，毛细管盒中设置有毛细管单元和加热单元，加热单元呈带状，沿毛细管的走向设置。

5.根据权利要求4所述的毛细管电泳仪，其特征在于，加热单元为柔性加热膜。

6.根据权利要求3所述的毛细管电泳仪，其特征在于，注胶组件包括分离介质单元、阳极单元、推进单元和管路单元，管路单元包括第一管路、第二管路和第三管路，分离介质单元与推进单元通过第一管路连通设置，阳极单元与推进单元通过第二管路连通设置，推进单元与毛细管通过第三管路连通设置，管路单元中设置有阀门组件，阀门组件可控制第一管路、第二管路和第三管路的连通或阻断。

7.根据权利要求6所述的毛细管电泳仪，其特征在于，第一管路、第二管路和第三管路由多根连通管组成，分离介质单元、阳极单元、推进单元和阀门组件之间通过多根连通管相互连接。

8.根据权利要求7所述的毛细管电泳仪，其特征在于，阀门组件包括第一阀门、单向阀和四通，四通的第一端口与分离介质单元连通设置，四通的第二端口与阳极单元连通设置，四通的第三端口与推进单元连通设置，四通的第四端口与毛细管连通设置；第一阀门设置在四通的第二端口与阳极单元之间，可控制阳极单元与分离介质单元和推进单元之间的连通或阻断；单向阀设置在四通的第一端口与分离介质单元之间，分离介质单元中的分离介质可通过单向阀流出。

9.根据权利要求1或2所述的毛细管电泳仪，其特征在于，还包括胶块组件，胶块组件与毛细管组件为一体式结构，阳极反应液体设置在胶块组件中。

10.根据权利要求9所述的毛细管电泳仪，其特征在于，包括卡夹壳体，卡夹壳体包括阳极区域、检测窗口区域、容置腔室区域和阴极区域，卡夹壳体的阳极区域集成有胶块组件，毛细管的阳极端与胶块组件相连；检测窗口区域靠近阳极区域设置，检测窗口区域集成有窗口安装座，毛细管上的检测窗口安装在窗口安装座上；容置腔室区域位于检测窗口区域和阴极区域之间，容置腔室区域形成有毛细管容置腔室，毛细管的主体部分安装在毛细管容置腔室中；阴极区域形成有开口，毛细管上的阴极组件集成在阴极区域，毛细管的阴极端从阴极区域处伸出。

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