TW505790B - Simplified electrophoresis apparatus - Google Patents

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505790 A7 ____ B7____ 五、發明說明（1 ) 技術領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於一種簡化電泳裝置，其可使用於固定， 檢索，和提練由活體所抽取之樣本》以由電泳分析DNA 和蛋白質*電泳已廣泛的使用當成分子生物學，生物化學 *和醫療化學之基本科技· 背景技藝 日本新型專利公開第6 3 — 3 9 6 3 9號案所揭示之 電泳裝置爲已知之習知簡化電泳裝置•此種電泳裝置只由 保險絲，整流機構和開關構成•而開關使用以啓始和停止 操作並改變輸出波形，此電泳裝置亦可依照電泳載體之阻 抗而供應電流· 但是•由上述日本專利所揭示之電泳裝置直接連接至 通用AC電源加（如AC 1 0 0V電源）且在電泳載體之 阻抗急遽的下降或多數的電泳裝置短路時*仍允許具有大 電容之電流之供應· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然具有大電容之電流對人體相當有害•此種電泳裝 置只藉由使內建保險絲斷裂和容納電子電路之殼之保護功 能而提供電絕緣•因此，使用者必需始終注意由於頻繁的 操作和長時間之使用而引起之開關機構之機械機構之破壞 和飛濺之電泳膠體對操作開關之黏著•另一方面，對於保 險絲之容許電流而言*由於電泳裝置只允許需用於實驗之 電流，電泳裝置會限制電路電流在一限制內•因此•在實 際使用時需要極費心的照顧以操控和解決極嚴重的問題· -4 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公茇） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505790 A7 B7_ 五、發明說明（2 ) 本發明之揭示 因此，本發明之主要目的乃在提供一種簡化電泳裝置 ，其可穩定的操作，而不會對使用者加上過多的負擔*構 造精巧且重量輕，且可和習知裝置般的執行良好的電泳* 爲了完成此目的，依照本發明之簡化電泳裝置包含： 整流機構用以整流和輸出來自通用A C電源之A C電流； 一電泳胞；和一電控制器用以應用來自整流電路之電輸出 至位在電泳胞中之載體中，其中該電控制器包含控制機構 ，其可間接的控制一驅動部份*該驅動部份依照外部輸入 而控制來自整流電路之電輸出*以構成安全的介面*如此 充許電泳依需要的執行而不會造成對驅動部份之破壞•該 驅動部份直接的控制電泳輸出》因此•電泳裝置可穩定的 使用· 依照本發明之簡化電泳裝置之構造如下所述·電控制 器乃構造成只要電泳胞未由一蓋保護時，電控制器不會連 接或充能，且用於電泳胞之蓋具有半圓柱或半球表面以防 止水滴附著在位在蓋之頂表面上之觀察表面，以利於觀察 ，和形成在蓋中之具有通氣孔之通氣構造以防止電泳胞變 模糊· 執行本發明之最佳模式 以下參考圖1說明依照本發明之電控制器· 關於整流電路方面，以二極體和二極體橋構成半波整 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ . 505790 A7 ____B7________ 五、發明說明（3 ) 流波產生器1和全波整流波產生器2 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此兩整流波產生器連接至一轉換開閉3，因此，整流 波產生器可由外部輸入開關，轉換開關3由一繼電器，一 E F T ’ 一電晶體或其結合構成•關於開關元件方面，由 於繼電器在啓動時具有較低的電阻且具有較髙的絕緣特性 ，繼電器是較佳的· 開關3之輸出連接至極性開關繼電器4，因此'其依 照射部輸入而轉換•如同開關3 · 用以驅動轉換開閉3和極性開關繼電器4之訊號由输 入機構6所驅動，該輸入機構6輸出相關於手動控制之開 關驅動訊號*該手動控制由控制機構5所致動•用以輸出 一 D C電壓，該D C電壓由通用A C電源轉換而來，用以 驅動低壓型驅動元件（如低壓I C)和一外部輸入I N ( 如由例如無線電波或紅外線之傳輸介質所傳輸之訊號）· 參考數字7表示一保險絲，其斷開以在過電流時保護 電路和操作者•亦可使用例如小電路斷路器之可再使用元 件以取代不可再使用之保險絲· 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 圖中•參考符號AP表示AC 1 00V至3 00V之 通用AC連接器，和MP 1和MP 2爲電泳輸出點，其連 接至白金電極或類似構件•參考符號G表示用於電泳之載 體》如通常使用之瓊脂糖膠或聚丙烯醯胺膠· 假設轉換開閉3設定在其連接半波整流波產生器1至 極性開關繼電器4之狀況•和極性開關繼電器4連接以設 定MP 1和MP 2分別在正方向和負方向· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) I " 505790 A7 _____B7 ______ 五、發明說明（4 ) A P連接器連接至例如插座之通用A C電出口 •通用 AC電流經由保險絲7供應至半波整流波產生器1，全波 整流波產生器2 »和控制機構5 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸入通用A C電流由半波整流波產生器1轉換成半波 整流波（圖3a)，並經由轉換開閉3和極性開關繼電器 4而供應至電泳輸出點MP 1和MP 2 · 由於當啓動時，轉換開閉和極性開關繼電器4具有非 常低的電阻*由半波整流波產生器1所產生之半波整流波 乃有效的供應至電泳輸出點MP 1和MP 2 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當壓下按鈕開關或相似的構件時*產生一輸入當成外 部輸入I N *和輸入機構6根據此输入產生一控制訊號當 成D C脈衝•同時*如果產生一控制訊號至選擇當成目的 地之開關部份時，轉動轉換開關3以連接全波整流波產生 器2至極性開關繼電器4 ·以輸出全波整流波（圖3 b ) 至電泳輸出點MP1和MP2 · 當外部輸入1產生用 以改變極性開關繼電器4之極性之輸入時*輸入機構6輸 出相似的訊號至極性開關繼電器4，藉以提供整流輸出以 設定分別在正方向和負方向中之電泳輸出點MP 2和Μ P 1 · 依照本發明上述之電控制器可獲得電泳輸出，其效果 如同習知的輸出》但操作非常的安全•此乃由於其在藉由 以控制機構5控制通用AC電壓而得之低壓位準下操作· 且可輕易的提供計時器和其它功能之連接•再者，即使使 用者粗略的操控構件*電控制器亦可避免直接操控之構件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 505790 A7 B7____ 五、發明說明（5 ) 受到破壞，且由於直接準備電泳電輸出之開關部份保持在 間接電控制下•電控制器使開關部份安全且穩定的受到控 制· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔第一實施例〕 以下參考圖2說明更具體的實施例· 參考數字2 1表示一整流器•其由二極體橋所構成， 且提供半波或全波整流輸出•繼電器2 2以來自輸入端 2 2 a之訊號執行開關操作•極性開關繼電器2 3以來自 輸入端2 3 a之電訊號執行開關操作•兩輸出開關繼電器 2 7依照饋至輸入點2 7 a之輸入而提供或遮斷到達或來 自電泳輸出機構或輸入機構之輸出· 控制電路2 4準備一低D C電壓和包含一電路*該電 路在輸入過電流或過電壓時*建立起電屏蔽狀況· 參考數字2 4 1表示一整流器》其具有和上述之整流 器2 1相似之組成· 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 參考數字PUT242表示負電阻元件和s i da c 2 4 3亦爲負電阻元件•參考數字2 4 4表示一閘流體· 參考符號S A表示一突波吸收器，其用以吸收電感L之反 電動勢· 輸入機構2 5包含一手動控制開關並使用以輸出一訊 號•該訊號藉由按壓該開關至繼電器22 * 23和27而 產生·在此實施例中*用以輸出控制訊號至轉換開閉3之 2 5 1 ，252，251a ，251b» 252a ，和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 505790 A7 B7 五、發明說明（6 ) 2 5 2 b爲例如薄膜按壓開關，其在壓下時電連接，而在 釋放時，電斷開· 253，253a和253b爲正反器 電路，其由NAND電路之組合所構成· (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁) 2 54，254a，254b，254c，和 254 d爲開關電晶體，其藉由來自位在前級上之正反器電路之 輸出而開啓或關閉· 255，255d，255b，255c 和 255d 爲用以顯示電路操作之L E D · 以下說明此實施例之操作· 輸入端AP連接至AC 1 〇 0V之通用AC電源，以 供應通用AC電流至控制電路24和繼電器27· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在控制電路24中，通用AC電流輸入整流器24 1 並全波整流·PUT242操作當成如同振盪器電路之電 路之一部份，以接收全波整流波和在波之上升時間時*輸 出一觸發脈衝至閘流體2 4 4之閘·根據觸發脈衝•閘流 體2 4 4啓動或關閉以控制全波整流波之相位》藉以降低 欲供應至輸入機構2 5之電壓•電壓降低之比例約爲 1/3至1/4 ·如果輸入電壓爲1 2 0 V，則壓降之比 例約爲4 Ο V ·當然亦可根據組成輸入機構2 5之零件之 額定而以選擇之比例降低電壓· 當正反器電路2 5 3之輸出設定在輸入機構2 5之低 位準上時，正反器電路2 5 3之輸出設定在髙位準•且開 關電晶體2 5 4藉由按壓開關2 5 1而啓動· L ED 2 5 5發光且電流供應至繼電器2 7之控制輸入點2 7 a 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 「 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 505790 A7 _____ B7____ 五、發明說明（7 ) ，藉以啓動繼電器2 7 · 正反器電路2 5 3保持在此狀況直到開關2 5 2壓下 時·當開關2 5 2壓下時•正反器電路2 5 3之輸出設定 在低位準且LED255熄滅，藉以關閉繼電器27· 當繼電器2 7啓動時，通用AC電流供應至整流器 2 1 *整流器2 1輸出全波整流波和半波整流波，和繼電 器2 2以輸入至繼電器控制輸入點2 2 a之輸入而切換電 連接介於此兩輸出和極性開關繼電器2 3之間· 再者，繼電器2 3作用以切換藉由繼電器2 2連接之 整流器之輸出之極性*並提供输出至電泳輸出端MP 1和 MP 2 ·首先，連接繼電器2 3以提供一整流輸出，該整 流輸出分別設定MP 1和MP 2在正方向和在負方向•在 此狀況中，在正方向中之半.波整流輸出和在負方向中之半 波整流输出分別提供至電泳輸出端Μ P 1和MP 2 ·在此 狀況中•正反器電路2 5 3 a之開關電晶體2 5 4 a開關 以提供在低位準上之輸出·和開關電晶體2 5 4 b啓動以 由相反側提供在髙位準上之输出· L ED 2 5 5 b發光以 指示提供了半波整流輸出· 當壓下開關2 5 1 a時》正反器電路2 5 3 a之輸出 反向以啓動電晶體2 5 4 a並使LED 2 5 5 a發光*另 一方面，L ED 2 5 5 b熄滅且電流供應至繼電器控制輸 入端22a，和切換繼氰器之選擇狀況*藉此•可提供全 波整流輸出，以分別設定電泳輸出端MP 1和MP 2在正 方向和負方向•當開關2 5 2 a壓下時*正反器電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公藿） -----------裝--------訂--------- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -10 - 505790 A7 B7_____ 五、發明說明（8 ) 253a之輸出再度反向，且電流不再供應至繼電器控制 輸入端2 2a，藉以轉換繼電器22 · <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用於正反器電路2 5 3 b之開關電晶體2 5 4 c關閉 以提供位在低位準上之一輸出*開關電晶體2 5 4 b啓動 以提供在相反側位在高位準之一輸出•和L ED 2 5 5 d 發光以指示MP1提供輸出在正方向上· 當開閉2 5 1 b壓下時•正反器電路2 5 3 b之輸出 反向，電晶體254c啓動且LED255C發光，而當 L ED 2 5 5 d熄滅時*電流供應至繼電器控制输入端 23a，繼電器23之極性選擇狀況轉換和提供全波整流 輸出以分別設定電泳輸出端MP 1和MP 2在負方向和正 方向中* 當壓下開關2 5 2 a時，正反器電路2 5 3 a之輸出 再度反向，且供應至繼電器控制端2 2 a之電流停止，藉 以轉換繼電器2 2 · 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 以下說明由於異常而發生過電流或異常電壓時執行之 操作·當過電流供應至環境整流器2 1之主電路時，保險 絲2 6受熱和燃燒*藉以打開主電路和停止電泳輸出· 當過電流或異常電壓由於在控制電路中之電阻R之損 壞而產生時》thydac2 4 3啓動以供應過電流至保險絲 26，藉以打開電路· 由於如上述實施例具體說明之電控制器（除了電泳胞 外）乃由只消耗小量的電能之構件構成•且構造成通用晶 片*其可組裝以容納在約4 0公分深X 8 0公分寬X 2 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公茇） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505790 A7 B7________ 五、發明說明（9 ) 公分髙之容納量器中•或構造成重量相當輕巧· 〔第二實施例〕 電控制器A具有輸入部份4 0 · —極性開關繼電器 41，整流波選擇開關42，電源輸入開關43，和一輸 出端構造成一插座且設置在電控制器A之外殼中·位在電 泳胞單元B上之一突出端乃插入輸出端以電連接電控制器 至電泳胞單元B，且具有一撞入部份4 5，該插入部份 4 5始終由以彈簧4 9而在電控制器A之外殻外受進囱下 之快門4 4叛Μ閉•當電控制器A設定在電泳胞單元B中 時，快門4 4由下便f推動》因此》形成在快門44中之延 長槽4 6乃和快門4 4之插入部份一致，以開啓延長槽· 關於用以上推快門4 4之機構方面•突出肋形成在電 泳胞單元B上，在用以將電泳胞單元B插在用於電控制器 A之設定位置之方向上*且電控制器用以使快門4 4由此 出肋所上推· 再者》爲了使用安全起見》依照本發明之電泳裝置乃 構造成在電泳胞單元未以一蓋C保護下*不會允許介於電 泳胞單元B和電控制器A間之電連接·

爲了在此實施例中構成一安全機構，電泳胞單元B之 端並未構造成如上所述之突出端*而是電控制器具有一插 座，其構造成當設定在胞單元中時·未電連接至電泳胞單 元B，且一突出端4 7形成在介於電極間之電泳胞蓋C上 當成導電連接器*因此•突JH端4 7之一插入璽控制器A 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ -12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505790 A7 B7 五、發明說明（1Q) 之插座內，和另一突出端4 7和電泳姐單SB之端接觸以 建立電連接· 因此，只要電泳胞單元未受到蓋C之保護•電流便無 法供應至電泳胞單元•再者•蓋C乃構造成具有半圓柱或 半球型式（圖6)，因此，由電泳液體所產生通常加熱至 4 0°C之露珠可沿著傾斜表面移除•再者，在側表面中形 成通氣槽4 8 *且蓋C藉由以適當間隔形成之凸體而嵌合 電泳胞單元B *藉以形成介於構件間之空氣通孔或通風構 造*藉此*可觀察到電泳處理而不會受到水滴之阻礙· 產業上之利用性 由前述之說明可知》可發明可獲得一電泳裝置，其可 提供良好的電泳輸出•且由於該裝置可以具有數毫米之尺 寸之元件構成，而無需特別的零件，該裝置之重量和當輕 巧•且本發明之電泳裝置可以一安全的介面穩定的操作· 該介面藉由間接的電的或機械的驅動和控制用以控制使用 者介面和電泳之控制器•由於此種控制乃藉由控制機構在 由調整一通用A C電屋而得之低電壓下執行，此種控制非 常安全· 圖式簡單說明 圖1爲依照本發明之簡化電泳裝置之實施例之方塊圖 9 圖2爲依照本發明之簡化電泳裝置之另一實施例之電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13 - 505790 A7 B7___ 五、發明說明（11 ) 路圖； 圖3 a和3 b爲整流波形之圄； 圖4爲電控制器之立體圖； 圖5爲用於電控制器之快門之立體圖；和 圖6爲蓋之立體圖· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 505790 第88110252號專利申請案|一—一―两：：、 中文申請專利範圍修正本|民,9¾年 六、申請專利範圍 1 . 一種簡化電泳裝置，包含·· 一電泳胞單元，其具有一段以設置一電子控制器和一 輸入端未構造成一突出端； 一蓋可拆離的嵌合該電泳胞單元，該蓋覆蓋電泳胞且 具有一端部，其一部份延伸在用以設定電子控制器之段和 輸入端間，和突出端設置在該部份上；和 電子控制器，其以商用電源電非絕緣的整流和輸出， 且具有構造成一插座之輸出端， 其中蓋之突出端之一藉由使輸入端和蓋之另一突出端 接觸而插入電子控制器之插座中，而蓋設定在電泳胞單元 上以覆蓋電泳胞，藉以允許電連接β 2·如申請專利範圍第1項之簡化電泳裝置，其中電 控制器之插座由以彈簧迫動之快門所關閉，且在電控制器 設定在電泳胞單元中下，該快門打開。 3 ·如申請專利範圍第2項之簡化電泳裝置，其中當 電控制器設在電泳胞單元中時，該快.門由設置在電泳胞單 元上之突出肋而上推並開啓。 4 ·如申請專利範圍第1項之簡化電泳裝置，其中用 於電泳胞單元之蓋具有半圓柱或半球曲面，且在水平方向 ，在蓋中之通風孔是開啓的。 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 絲 一 1 -