CN212586291U - 注胶组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注胶组件，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。本实用新型的注胶组件简化了注胶系统的结构，降低了注胶组件的加工要求和生产成本，且注胶系统运行稳定流畅，工作效率高，使用寿命长；耗材便于更换，且耗材更加经济环保，同时能够减少实验过程中分离介质的使用量。

Description

注胶组件

技术领域

本实用新型涉及生化检测领域，尤其涉及一种毛细管电泳仪的注胶组件。

背景技术

毛细管电泳是以石英毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，充填多孔凝胶作为支持介质，当DNA分子的大小与凝胶孔径相当时，其淌度与尺寸大小有关，短片段受到的阻碍较小，从毛细管中涌动较快，长片段受到的阻碍较大，从毛细管中涌动较慢。因DNA分子带负电，在毛细管两端加上直流高压电后，标记了荧光基团的DNA会从毛细管阴极端口进入毛细管，向阳极涌动，不同长度的DNA分子会先后通过检测窗口，当某一DNA分子经过光学检测窗口时，通过激光激发DNA上的荧光基团而产生荧光，从而被CCD相机采集。通过分析采集到的数据，就可获得DNA分子的碱基序列或相对片段长度。

在进行毛细管电泳前，需要将分离介质灌装到毛细管内，由于毛细管的直径非常小，因此在灌装过程中，注胶系统需要承受数个兆帕的压力；同时，毛细管电泳过程中，还需要在毛细管的两端接入数千伏至数十千伏的电压，因此对注胶系统的密封性、耐高压性要求较高。

现有的毛细管电泳仪通常采用特殊工艺定制加工而成的一体式胶块结构，例如，通过深长孔加工、热压键合等工艺在胶块内形成管路或通道，再将注胶系统的各个部分综合在一起形成一体式的胶块结构。由于这种胶块结构内部结构复杂，导致系统的稳定性较差，且通常需要定制，加工要求高，成本也较高。此外，胶块结构整体是毛细管电泳仪的耗材，当需要更换耗材时，必须将整个胶块结构进行更换，不仅耗材成本高，同时会造成不必要的资源浪费，不利于环保。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种注胶组件，以简化毛细管电泳仪中注胶系统的结构，降低注胶组件的加工要求和生产成本，减少分离介质的使用量。

为实现上述目的，本实用新型的注胶组件的具体技术方案为：

一种注胶组件，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，第一阀门设置在第二管路上，第一阀门可控制阳极单元与分离介质单元、推进单元和毛细管之间的连通或阻断。

进一步，阀门组件包括单向阀，单向阀设置在第一管路上，分离介质单元中的分离介质可通过单向阀流出。

进一步，阀门组件包括四通，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。

进一步，第一阀门设置在四通的第二端口与阳极单元之间，单向阀设置在四通的第一端口与分离介质单元之间。

进一步，阀门组件包括第二阀门，第二阀门同时与分离介质单元、推进单元和毛细管连通设置，第二阀门可控制分离介质单元和毛细管与推进单元之间的连通或阻断。

进一步，第二阀门内设置有第一通路、第二通路、第三通路和通道结构，通道结构活动设置在第一通路、第二通路和第三通路之间。

进一步，阀门组件包括三通，三通的第一端口与分离介质单元和推进单元连通设置，三通的第二端口与阳极单元连通设置，三通的第三端口与毛细管连通设置。

进一步，第一阀门设置在三通的第二端口与阳极单元之间，第二阀门设置在三通的第一端口处。

本实用新型的注胶组件简化了注胶系统的结构，降低了注胶组件的加工要求和生产成本，且注胶系统运行稳定流畅，工作效率高，使用寿命长；耗材便于更换，且耗材更加经济环保，同时能够减少实验过程中分离介质的使用量。

附图说明

图1为本实用新型的注胶组件装配在毛细管电泳仪上的示意图；

图2为本实用新型的注胶组件的实施例一；

图3为本实用新型的注胶组件的实施例二；

图4为本实用新型的实施例二中第二阀门的内部结构示意图。

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，对本实用新型的注胶组件做进一步详细的描述。

在图1所示的毛细管电泳仪100内设置有安装板101，本实用新型的注胶组件固定安装在毛细管电泳仪100内的安装板101上。安装板101上还固定设置有毛细管组件200，注胶组件与毛细管组件200中的毛细管连通设置，以将注胶组件中的分离介质注入至毛细管中。

本实用新型的注胶组件包括分离介质单元310、阳极单元320、推进单元330和管路单元，其中，分离介质单元310用于存储和供给分离介质，如凝胶；阳极单元320用于存储阳极缓冲液，并将毛细管201的阳极端与实验电路的阳极接通；推进单元330能够为整个注胶组件提供推动力，推动分离介质单元310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201中提供推动力；管路单元用于连接分离介质单元310、阳极单元320和推进单元330，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200中的毛细管201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310、阳极单元320、推进单元330及毛细管201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。

具体的，如图2所示的本实用新型的实施例一，注胶组件包括分离介质单元310、阳极单元320和推进单元330，分离介质单元310、阳极单元320和推进单元330均固定设置在毛细管电泳仪100的安装板101上，并通过管路单元连接在一起。

进一步，管路单元中设置有阀门组件，阀门组件包括四通341，四通341设置在分离介质单元310、阳极单元320和推进单元330之间，四通341的第一端口与分离介质单元310通过第一管道连通设置；四通341的第二端口与阳极单元320通过第二管道连通设置；四通341的第三端口与推进单元330通过第三管道连通设置；四通341的第四端口与毛细管201的阳极端连通设置。

具体的，分离介质单元310包括介质袋311，分离介质盛装在介质袋311内，介质袋311与四通341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310还包括制冷装置312，制冷装置312贴靠介质袋311设置，为介质袋311内的分离介质制冷降温。

阳极单元320包括缓冲液盒321，缓冲液盒321内存储有阳极缓冲液322，阳极缓冲液322与四通341的第二端口通过管路连接；缓冲液盒321内还设置有阳极电极323，阳极电极323一端伸出至缓冲液盒321的外部，一端浸入至阳极缓冲液322中；缓冲液盒321上还设置有排气阀324，打开排气阀324可解除缓冲液盒321内的封闭状态，使缓冲液盒321内的环境连通大气。

推进单元330包括注射器331和推进杆332，注射器331的端口与四通341的第三端口通过管路连接，推拉推进杆332，能够控制注射器331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342和第一阀门343。单向阀342设置在第一管道上，当介质袋311中的分离介质通过第一管道流入四通341时，单向阀342可阻挡流入四通341的分离介质回流至介质袋311内，防止介质袋311中的分离介质被污染。第一阀门343设置在第二管道上，第一阀门343可控制缓冲液盒321与四通341之间的连通或阻断，进而控制阳极缓冲液322与注射器331或毛细管201之间的连通或阻断。

优选地，第一管道、第二管道和第三管道为聚四氟乙烯、硅胶、塑料等绝缘材料制成的连通管。

下面结合图2及以上关于实施例一的具体描述，对本实用新型的注胶组件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201中，并保证毛细管201的阳极端与阳极缓冲液322连通，形成导电回路。

1、关闭第一阀门343，使阳极单元320与四通341之间处于阻断状态；

2、向上抬起推进单元330的推进杆332，此时注射器331内会产生较大的吸力，将介质袋311内的分离介质吸进注射器331的筒体中，完成吸胶步骤；

虽然推进单元330通过四通341同时与介质袋311和毛细管201相连通，但由于毛细管201的内径非常非常的小，而连通介质袋311与推进单元330的第一管道内径较大，因此当注射器331内产生吸力时，四通341连接毛细管201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201被吸入至注射器331内；

3、下压推进杆332，使推进杆332挤压注射器331内存储的分离介质，由于第一管道上设置有单向阀342，因此分离介质无法沿第一管道流回介质袋311，只能通过四通341注入至毛细管201内，进而完成注胶步骤；

4、完成注胶步骤后，注射器331内仍剩有部分分离介质，此时控制第一阀门343打开，使缓冲液盒321与四通341相连通；

5、打开缓冲液盒321上的排气阀324，使缓冲液盒321连通大气；

6、下压推进杆332，挤压注射器331内的分离介质，此时分离介质通过四通341和第二管道流入至缓冲液盒321内的阳极缓冲液322中，进而使毛细管201与阳极缓冲液322连通，形成导电回路；

由于毛细管201的内径非常小，因此四通341与毛细管201连通处会产生很大的阻力，当第二管道处于打开的状态时，几乎不会有分离介质注入到毛细管201中；

7、在毛细管201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322与四通341之间已经有导电介质，只需要完成毛细管201的注胶步骤即可开始电泳实验。

1、关闭第一阀门343，使阳极单元320与四通341之间处于阻断状态；

2、抬起推进单元330的推进杆332，将介质袋311内的分离介质吸进注射器331的筒体中，完成吸胶步骤；

3、下压推进杆332，使分离介质通过四通341注入至毛细管201内，完成注胶步骤；

4、控制第一阀门343打开，使缓冲液盒321内的阳极缓冲液322与四通341相连通，连通导电回路；

5、在毛细管201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322与毛细管201的第二管道中存在气泡，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进行排气泡的步骤。

1、关闭第一阀门343，使阳极单元320与四通341之间处于阻断状态；

2、抬起推进单元330的推进杆332，将介质袋311内的分离介质吸进注射器331的筒体中；

3、控制第一阀门343打开，使缓冲液盒321与四通341相连通；

4、打开缓冲液盒321上的排气阀324，使缓冲液盒321连通大气；

5、下压推进杆332，使分离介质通过四通341和第二管道流入至缓冲液盒321内的阳极缓冲液322中，进而将第二管道中的气泡排净。

在本实用新型的实施例一中，第一阀门343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341所连通的分离介质单元310、阳极单元320、推进单元330和毛细管201，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330的推进杆332优选为电机驱动，电机组件设置在毛细管电泳仪100的安装板101上。

具体的，如图3和图4所示的本实用新型的实施例二，注胶组件包括分离介质单元310、阳极单元320和推进单元330，分离介质单元310、阳极单元320和推进单元330均固定设置在毛细管电泳仪100的安装板101上，并通过管路单元连接在一起。

进一步，管路单元中设置有阀门组件，阀门组件包括三通344，三通344的第一端口与分离介质单元310和推进单元330通过第一管道连通设置；三通344的第二端口与阳极单元320通过第二管道连通设置；三通344的第三端口与毛细管201的阳极端连通设置。

进一步，阀门组件还包括第一阀门343和第二阀门345。第一阀门343设置在第二管道上，第一阀门343可控制阳极单元320与三通344之间的连通或阻断。第二阀门345设置在第一管道上，同时，推进单元330与第二阀门345通过第三管道相连接，即第二阀门345同时与分离介质单元310、推进单元330和毛细管201连通设置。第二阀门345可控制分离介质单元310和毛细管201与推进单元330之间的连通或阻断。

优选地，第一管道、第二管道和第三管道为聚四氟乙烯、硅胶、塑料等绝缘材料制成的连通管。

进一步，分离介质单元310包括介质袋311，分离介质盛装在介质袋311内，介质袋311与第二阀门345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310还包括制冷装置312，制冷装置312贴靠介质袋311设置，为介质袋311内的分离介质制冷降温。

阳极单元320包括缓冲液盒321，缓冲液盒321内存储有阳极缓冲液322，阳极缓冲液322与第一阀门343通过管路连接；缓冲液盒321内还设置有阳极电极323，阳极电极323一端伸出至缓冲液盒321的外部，一端浸入至阳极缓冲液322中；缓冲液盒321上还设置有排气阀324，打开排气阀324可解除缓冲液盒321内的封闭状态，使缓冲液盒321内的环境连通大气。

推进单元330包括注射器331和推进杆332，注射器331的端口与第二阀门345通过管路连接，推拉推进杆332，能够控制注射器331进行抽吸运动，为整个注胶系统提供动力。

具体的，如图4所示，第二阀门345内设置有第一通路351、第二通路352和第三通路353，三个通路之间设置有可活动的通道结构354，通过移动通道结构354的位置可以控制三个端口之间的连通或阻断。当通道结构位于a位置时，第二阀门345处于关闭状态，推进单元330、分离介质单元310、三通344之间互不连通；当通道结构位于b位置时，分离介质单元310与推进单元330相连通；当通道结构位于c位置时，推进单元330与三通344相连通。

下面结合图3、图4及以上关于实施例二的具体描述，对本实用新型的注胶组件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201中，并保证毛细管201的阳极端与阳极缓冲液322连通，形成导电回路。

1、关闭第一阀门343，使阳极单元320与三通344之间处于阻断状态；

2、将第二阀门345调整至图4中的b位置，使分离介质单元310与推进单元330相连通；

3、向上抬起推进单元330的推进杆332，此时注射器331内会产生较大的吸力，将介质袋311内的分离介质吸进注射器331的筒体中，完成吸胶步骤；

4、将第二阀门345调整至图4中的c位置，使推进单元330与三通344相连通；

5、下压推进杆332，使推进杆332挤压注射器331内存储的分离介质，将分离介质注入毛细管201中，完成注胶步骤；

6、完成注胶步骤后，注射器331内仍剩有部分分离介质，此时控制第一阀门343打开，使缓冲液盒321与三通344相连通；

7、打开缓冲液盒321上的排气阀324，使缓冲液盒321连通大气；

8、下压推进杆332，挤压注射器331内的分离介质，此时分离介质流入至缓冲液盒321内的阳极缓冲液322中，使毛细管201与阳极缓冲液322相连通，形成导电回路；

9、在毛细管201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322与三通344之间已经有导电介质，只需要完成毛细管201的注胶步骤即可开始电泳实验。

1、关闭第一阀门343，使阳极单元320与三通344之间处于阻断状态；

2、将第二阀门345调整至图4中的b位置，使分离介质单元310与推进单元330相连通；

3、向上抬起推进单元330的推进杆332，此时注射器331内会产生较大的吸力，将介质袋311内的分离介质吸进注射器331的筒体中，完成吸胶步骤；

4、将第二阀门345调整至图4中的c位置，使推进单元330与三通344相连通；

5、下压推进杆332，使推进杆332挤压注射器331内存储的分离介质，将分离介质注入毛细管201中，完成注胶步骤；

6、控制第一阀门343打开，使缓冲液盒321与三通344相连通，连通导电回路；

7、在毛细管201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322与毛细管201之间的管道中存在气泡，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进行排气泡的步骤。

1、关闭第一阀门343，使阳极单元320与四通341之间处于阻断状态；

2、将第二阀门345调整至图4中的b位置，使分离介质单元310与推进单元330相连通；

3、向上抬起推进单元330的推进杆332，将介质袋311内的分离介质吸进注射器331的筒体中；

4、将第二阀门345调整至图4中的c位置，使推进单元330与三通344相连通；

5、控制第一阀门343打开，使缓冲液盒321中的阳极缓冲液322与三通344相连通；

6、打开缓冲液盒321上的排气阀324，使缓冲液盒321连通大气；

7、下压推进杆332，使分离介质从注射器331流入至缓冲液盒321内的阳极缓冲液322中，进而将管道中的气泡排净。

在本实用新型的实施例二中，第一阀门343和第二阀门345需要使用绝缘、耐腐蚀材料制成，可承受的工作压力大于6MPa。三通344所连通的分离介质单元310、阳极单元320和毛细管201，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330的推进杆332优选为电机驱动，电机组件设置在毛细管电泳仪100的安装板101上

进一步，本实用新型中的毛细管可设置为一根或多根，毛细管优选为石英材质，为内径数十至数百微米的微管。石英材质外包覆有聚酰亚胺薄膜，以提高毛细管的机械强度。

进一步，分离介质单元中的制冷装置可保证分离介质处于2-10度的环境下，制冷源优选为TEC。

现有的一体式胶块受加工工艺的限制，需要自行设计和加工胶块的密封组件，因此密封处容易出现泄漏，胶块的使用寿命只有数百次。本实用新型的注胶组件采用标准的三通或四通进行接口，管路之间不仅容易连接，且标准接头的密封效果好，不易发生泄漏，注胶组件的使用寿命可达数千次，使用寿命长。

在毛细管电泳实验中，耗材实际上为分离介质、缓冲液和毛细管，而现有的一体式胶块的注胶系统，在更换耗材时，必须将整个胶块拆卸更换，耗材的成本非常高，除分离介质、缓冲液和毛细管以外的注胶系统结构也必须一同更换，造成了资源和材料的浪费。本实用新型的注胶组件，在使用时仅需要根据消耗量更换或补充介质袋、缓冲液即可，耗材少，更加环保经济。

此外，现有的一体式胶块由于加工工艺的限制，胶块内用于容纳分离介质流动的孔道直径通常比较大，且孔道之间相互交错，结构复杂，使孔道的总体长度也比较长，这样会造成分离介质的大量浪费。本实用新型的注胶组件中，各单元之间的连通管直径较细，且管道的总体长度较短，有利于减少分离介质的使用量。

本实用新型的注胶组件简化了注胶系统的结构，降低了注胶组件的加工要求和生产成本，且注胶系统运行稳定流畅，工作效率高，使用寿命长；耗材便于更换，且耗材更加经济环保，同时能够减少实验过程中分离介质的使用量。

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)

1.一种注胶组件，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的注胶组件，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。

3.根据权利要求1所述的注胶组件，其特征在于，阀门组件包括第一阀门，第一阀门设置在第二管路上，第一阀门可控制阳极单元与分离介质单元、推进单元和毛细管之间的连通或阻断。

4.根据权利要求3所述的注胶组件，其特征在于，阀门组件包括单向阀，单向阀设置在第一管路上，分离介质单元中的分离介质可通过单向阀流出。

5.根据权利要求4所述的注胶组件，其特征在于，阀门组件包括四通，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。

6.根据权利要求5所述的注胶组件，其特征在于，第一阀门设置在四通的第二端口与阳极单元之间，单向阀设置在四通的第一端口与分离介质单元之间。

7.根据权利要求1至3中任一所述的注胶组件，其特征在于，阀门组件包括第二阀门，第二阀门同时与分离介质单元、推进单元和毛细管连通设置，第二阀门可控制分离介质单元和毛细管与推进单元之间的连通或阻断。

8.根据权利要求7所述的注胶组件，其特征在于，第二阀门内设置有第一通路、第二通路、第三通路和通道结构，通道结构活动设置在第一通路、第二通路和第三通路之间。

9.根据权利要求8所述的注胶组件，其特征在于，阀门组件包括三通，三通的第一端口与分离介质单元和推进单元连通设置，三通的第二端口与阳极单元连通设置，三通的第三端口与毛细管连通设置。

10.根据权利要求9所述的注胶组件，其特征在于，第一阀门设置在三通的第二端口与阳极单元之间，第二阀门设置在三通的第一端口处。

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