适用于空间生物样品分离分析的全自动化毛细管电泳装置的制造方法

本发明属于空间生命化学分析领域，具体涉及一种适用于空间生物样品分离分析的全自动化毛细管电泳装置。

背景技术：
带电颗粒在电场作用下，向着与其带电性质相反的电极移动，称为电泳现象(Electrophoresis,EP)。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。1807年，由俄国莫斯科大学的Reuss最早发现。1937年Tisus成功地研制了界面电泳仪进行血清蛋白电泳，它是在U型管的自由溶液中进行的，电泳后用光学系统使各种蛋白所形成折光率差别成为曲线图象，将血清蛋白分为白蛋白、α1-球蛋白、α2-球蛋白、β-球蛋白和γ-球蛋白，随后，Wielamd和Kanig等于1948年采用滤纸条做载体，成功地进行了纸上电泳。20世纪60-70年代，滤纸、聚丙烯酰胺凝胶等介质相继引入电泳，电泳技术得以迅速发展。丰富多彩的电泳形式使其应用十分广泛。电泳技术除了用于小分子物质的分离分析外，最主要用于蛋白质、核酸、酶，甚至病毒与细胞的研究。由于某些电泳法设备简单，操作方便，具有高分辨率及选择性特点，已成为医学检验中常用的技术。毛细管电泳技术走向成熟的标志是其分析仪器的不断完善和商品仪器的出现，自1989年出现商品仪器以来，在世界范围内已推出几十种型号的商品化仪器，包括不少自动化程度都较高的仪器，其检测方法也在不断地发展，从广泛使用的紫外可见检测，到二极管阵列检测、激光诱导荧光检测，部分仪器还提供了质谱接口。包括安培检测在内的电化学检测也得到了广泛的应用。由于毛细管具有良好的散热性能，允许在毛细管两端加上高至30kV的电压，分离毛细管的纵向电场强度可达到500V/cm，因而在样品能在很短的时间内实现分离，分离效率高(理论塔板数达到400,000/m，最高达1,000,000/m数量级)。由于毛细管内径小(一般小于100μm)，对于内径50μm，长度为50㎝的毛细管来说，容积不足1μl，进样体积在nl机，样品浓度可低于10-4mol/L。因此毛细管电泳技术具有分析仪器所要求的高效、快速、样品用量少等最基本和最优异的特点。此外，毛细管电泳技术还有容易自动化、操作简便、溶剂消耗少、环境污染少的优点。我国进行了多次动物细胞搭载、空间蛋白质结晶实验、微生物培养箱实验以及二元和三元微生态系统的搭载实验。随着空间生命科学的开展，实验目的不断深化、实验对象不断扩展、实验方法日趋复杂，需要强有力的研究工具支持大量的空间生命科学实验，因此对空间生命科学实验仪器提出了直接而又迫切的需求。对于生命科学实验来说，空间环境与地面环境相比更为复杂，这为开展载荷发射过程中的超重、高辐射、微重力等条件对细胞和组织等生物研究提供了天然的实验条件。离线分析只能获取实验的初态和末态，开发在线分析仪器能对细胞反应过程中有用产物进行定性定量分析。毛细管电泳系统以其试样消耗少、结构简单、分析高效快速以及自动化程度高等突出优势在生物分离分析领域应用广泛。由于空间实验舱允许的实验载荷体积、质量有限，航天员的空间实验任务繁重，适用于空间实验的毛细管电泳装置必须具备体积小、质量轻、抗震能力强、自动化程度高、性能稳定的基本特点。目前商业化毛细管电泳装置自动化程度较高、性能比较稳定，但是体积较大，重达数十千克，因此在保证毛细管电泳装置自动化程度、性能的基础上要解决小型化的问题，以适应空间生物实验载荷的要求。

技术实现要素：
针对商品化毛细管电泳仪结构、尺寸、重量不满足空间生化分析实际需求的问题，本发明提供一种适用于空间生物样品分离分析的全自动化毛细管电泳装置，只需航天员装载样品并按下仪器电源键，仪器将全自动执行包括清洗、取样、电泳分离、数据采集及分析、实验数据存储的操作流程，实现空间生物样品的高效、快速分析。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于空间生物样品分离分析的全自动化毛细管电泳装置，包括进样及清洗单元、恒温单元、光学检测单元、电动位移单元、高压电源、光电转换单元、信号处理单元；其中：所述的进样及清洗单元，两端分别连接两个三通电磁阀公共端的电泳分离毛细管，实现正反转的蠕动泵为取样和清洗提供流体驱动力和改变流体方向，电动多位选择阀的公共端与所述的蠕动泵的进口端相连；所述的恒温单元包括四个电泳分离毛细管卡盒固定螺纹孔、毛细管放置槽和控温组件；所述的光学检测单元为共聚焦型激光诱导荧光检测装置，激发光源经透镜准直后经过激发光滤光片，滤波后的激发光经二向色镜的反射通过物镜聚焦至检测窗口，激发光诱导产生的荧光经物镜收集透过二向分色片，经共轴放置的滤光片过滤、凸透镜聚焦、孔径光阑后到达光电转换单元；所述的电动位移单元包括垂直方向位移台和旋转位移台，所述的垂直方向位移台通过螺钉固定于4U机柜的内侧板，所述的旋转位移台平台上通过螺钉固定一体化试剂托盘；所述的高压电源两端分别与电极相连，一极插入盛装缓冲液的标准液相样品瓶中，另一极通过电隔离装置连接与电泳分离毛细管相连的三通电磁阀，为电泳分离提供高压电场；所述的光电转换单元由光电倍增管以及增益控制电路组成；所述的信号处理单元由数据采集卡和计算机组成，采集和处理光信号，实现样品的定性和定量分析。进...