专利名称：梯度形成器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生化实验领域的一种梯度形成器，它输出组份上变化的液流。梯度形成器广泛地应用于液相柱层分析、超速离心和凝胶电泳等三项技术中，它们是生物化学研究工作中所用的三种最基本的分析技术。本实用新型涉及Bock-Ling[Bock，R.M.and Ling，N.S.(1954)Anal.Chem.26，1543.]1954年所揭示的技术，而本实用新型是加以明显革新的梯度形成器。
现今最广泛应用着的梯度形成器是Parr的混合式腔式梯度形成器[Parr，C.W.(1954)Biochem.J.56，XXVII.]，它也揭示于1954年。Parr式梯度形成器的优点在于它结构简单；而且无论当它是充满液体时，或者部份充以液体时，都能开始工作。也就是说它的容量是可变的，尽管它是用刚性材料制成的。但是，Parr式仪器只能形成简单的梯度，它输出梯度液流的速度也相对的低，它还需要不断地用动力搅拌。
Bock-Ling式仪器则能形成并输出以任何预先设定形式变化的液流。这种仪器尚未被广泛采用，其原因在于任何一个给定的Bock-Ling式仪器的容量都是预先固定的毫无变动的余地(因为只有当它的所有隔室都充满液体时，它才能开始工作，而它又是用刚性材料制成的)。但是在日常实验中，即使是对于一个给定的梯度形成器的容量要求也是常常变动的。再说，Bock-Ling式仪器也相对地比较难制造，用后也较难清洗。在1977年，Anderson和Anderson[Anderson，N.L. and Ande-rson，N.G.(1978)Anal.Biochem.85，341.]第一次对Bock-Ling式仪器作了简单的改进，以改变其中障板的倾斜度，来使得其容量在不大的范围内是可调的。但是这种仪器自80年代以来只有一种，一般见于某些公司的产品样本中[Catalog(1994)p.69 of Hoefer Scientific Ins-trument，U.S.A.]。
当用形成梯变的两种液体之间存在较大的比重差异时，无论是Parr或是Bock-Ling式仪器，都难以工作得好。
Allington的U.S.3,398,698号专利揭示了一个双泵式的梯度形成器。这种仪器后来被发展成用微处理机控制了，其价格十分昂贵。即使如此，它也只能形成简单的梯度，如线性梯度、台阶式梯度，或是两者的交替，不能形成更复杂的梯度形式。
Lorentz[Lorcntz，K.(1976)Anal.Biochcm.76，214.]在1976年介绍了种方法，这种方法能在玻璃管中原位将阶梯式变化的浓度梯度转变成线性变化的浓度梯度。十年后Coombs用微处理机控制的电动机来做同样的事，而得到了U.S.4,753,893号专利。
当所需形成梯度的液体的总体积十分小时，尚不知有哪种梯度形成器能胜此任。
本实用新型的目的是，提供一种能形成并输出组份上以任何预先设定形式变化的液流的，而其梯度液体总量又是比较容易大幅度调节的梯度形成器。
本实用新型的又一目的是，提供一种能以较快的速度和较高的精度形成并输出组份上以任何预先设定形式变化的液流的，尽管用来形成梯度的液体间存在着较大的比重上的差异，尽管所要形成梯度的液体的总积很小，而工作精确性依然的梯度形成器。
本实用新型再一个目的是，提供一种结构简单、制造容易、售价不高、无需动力搅拌、用后可以无需清洗的梯度形成器。
本实用新型的技术方案是一种梯度形成器，它的主体是由多个腔室并列组成的容器复合体，每个腔室各有出液口连通于一个共同的排液管，所述的多个腔室并列组成的容器复合体，是用非刚性薄膜制成的袋式容器复合体，袋式容器复合体夹在一对平行板的间隙之中，并且在袋式容器复合体上设有一个挤压机构。
本实用新型进一步的技术方案是一种梯度形成器，它的主体是由多个腔室并列组成的容器复合体，每个腔室各有出液口连通于一个共同的排液管，所述的多个腔室并列组成的容器复合体，是用非刚性薄膜制成的袋式容器复合体，袋式容器复合体夹在一对平行板的间隙之中，并且在袋式容器复合体上设有一个挤压机构；所述的一对平行板由前板和后板组成，袋式容器复合体夹在前板和后板的间隙中，后板的上部设有两个悬挂孔，两侧设有两个支钩，支钩上架有上横梁，所述的袋式容器复合体挂在上横梁下，所述的前板被四个螺栓保持在后板上，螺栓上设有链轮螺母，链轮螺母上围绕有链条，所述的出液口上设有液体释放阀门。
本实用新型的技术方案也可以是一种梯度形成器，它的主体是由多个腔室并列组成的容器复合体，每个腔室各有出液口连通于一个共同的排液管，所述的多个腔室并列组成的容器复合体，是用非刚性薄膜制成的袋式容器复合体，袋式容器复合体夹在一对平行板的间隙之中，并且在袋式容器复合体上设有一个挤压机构；所述的一对平行板由前板和后板组成，袋式容器复合体夹在前板和后板的间隙中，后板的上部设有两个悬挂孔，两侧设有两个支钩，支钩上架有上横梁，所述的袋式容器复合体挂在上横梁下，所述的前板被四个螺栓保持在后板上，螺栓上设有链轮螺母，链轮螺母上围绕有链条，所述的出液口上设有液体释放阀门；所述的一对平行板由前板和后板组成，它的截面为U形，间隙是固定的，袋式容器复合体夹在前板和后板的间隙中，平行板固定在底架上，平行板下端设有一对轧辊，轧辊与一对啮合的齿轮轴联，轧辊支承在底架上，轧辊支承在铰接于底架上的U形杠杆上，U形杠杆的下端设有弹簧拉紧，使轧辊始终压紧，所述轧辊上设有手柄。
特征之一在于，所述的多个腔室的容器复合体，是用非刚性薄型材料制成的袋式实体，袋式容器复合体的腔室可以根据需要做成各异的；特征之二是，所述的多腔室袋式容器复合体是夹在一对直立的平行板之间运作的，平行板之间的间隙是固定的；特征之三是，平行板之间的间隙是可以调节的，所述的调节作用是使得梯度形成器的容积可以得到数倍的大幅度地调整，当所述的各个出液口位于底部时，所述的梯度形成器与通常的一样，靠重力排出液体，当所述的各个出液口位于顶部时，其液体的排出方式则是特征之四，它是由一个外力驱动的压出机构自下而上平行地逐渐压瘪所述的袋式容器复合体的各个腔室而实现的，这种主动挤出方式，较那种靠重力排液的方式能更快地输出梯度液流，即使各个腔室中所灌注的液体间存在着较大的比重上的差异，在挤出时也不会形成所不希望形成的各腔室液体的相互渗透。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述
图1是本实用新型的第一可行实施例的透视图解。图中多腔室袋式容器复合体是夹在一对直立平行板的可调节的间隙之中的；容器各腔室的共同排液管位于底部。
图2是本实用新型的第二可行实施例的透视图解。图中多腔室袋式容器复合体是夹在一对直立的平行板的固定的间隙之中的；容器各腔室的共同排液管位于顶部。
图3是塑胶袋式容器复合体式样1的正视图，它由两个形状不同的腔室组成，它们的共同排液管位于底部。
图4是塑胶袋式容器复合体式样2的正视图，它由两个形状不同的腔室组成，它们的进液口兼作它们的出液口位于顶部。
图5是塑胶袋式容器复合体式样3的正视图，它由两个形状不同的腔室组成，它们的共同排液管位于顶部。
图6是塑胶袋式容器复合体式样4的正视图，它由两个形状不同的腔室组成，它们共同的排液管位于顶部。
图1表明的是本实用新型的第一可行实施例。图中3是用非刚性薄膜材料制成的袋式容器复合体(参见图3)，它挂在上横梁7下，并夹在一对直立的平行板9和10之间的间隙8中，前板10可以用透光材料(如有机玻璃板)做成。11是一条围绕四个链轮--螺母12、13、14和15的链条，当链条11被拉动时，它同步地将四个链轮--螺母旋紧或旋松，以此来调节两板间的间隙8，这样，夹在其中的袋式容器复合体3的容量也就得到了调节(仅以这种方式就可以使本实施例的容量无级地调节数倍之多。当然，替换不同尺寸的袋式容器复合体也是另一种调节本实施例容量的正常方法)。参与调节间隙8的还有16、17、18和19，它们是从后板9上伸出来的四条螺栓，螺栓上各套有一个螺旋状弹簧(图1中未表示出来)，弹簧夹在板9和10之间。20是一个液体释放阀门，它同时控制袋状容器两个腔室的出液口39和40(参见图3)；41是它们的共同排液管用以输出在其中形成的梯度变化的液流。21和22是两个支钩用来支持上横梁7。23和24是两个悬挂孔。
本实施例适用于液相色层分析的梯度洗脱，通常柱层析要历经数小时，或动行过夜；本实施例虽然形成和输出梯度液流的速度相对地慢一些，但不必靠动力输出液流是它的优点。
图2表明的是本实用新型的第二可行实施例。图中4是袋式容器复合体实样2(参见图4，但也可以是任何其它相应的袋或容器复合体，例如象图5或图6所表示的那种式样的)，它被夹在一对直立的平行板26和27的间隙25之中。所述的间隙25在本实施例中被做成是固定的，它也可以被做成是可调节的，就象在图1中所表示的那样。在操作开始时所述的袋式容器复合体4的下端被夹在那对轧辊28和29之间，所述的轧辊28和29与一对啮合的齿轮30和31轴联；当手柄32转动时轧辊28和29将夹在它们之间的袋式容器复合体4向下拉动，在拉动的过程中将两个并列的腔室自下而上逐步地压瘪，于是两个腔室中的液体被迫从它们的顶部出液口排出(参见图4)并汇合于它们共同的排液管52(它不象图2中所画的那样短)，在那里混合成梯度变化的液流输出。此外，33是一个底架，它支撑着平行板26和27以及那对轧辊28和29。34是一个U形杠杆，它与拉簧35和36合作使得那对轧辊28和29相互压紧。根据需要，所述的轧辊可以被做成是由马达驱动的；所述的马达可以做成是由微处理机控制的。
本实施例较前面所述的靠重力来排出液流的实施例形成和输出梯度液流要快，因此它对于灌注电泳用的梯度凝胶片，对于灌注超速离心用的密度梯度介质都是很理想的工具。
图3、4、5和6表示四种不同式样，由两层非刚性薄膜(如聚乙烯膜，它价廉物美，因而使得制成的袋式容器复合体可以用后随意弃置，当然也可以洗后再用)制成的袋式容器复合体。在图3至图6中那些黑色的宽实线和那些黑色的区域表示所述的两层薄膜是融合或胶合在一起的。
图3所示的是为本实用新型的第一实施例所设计的袋式容器复合体的一种式样。例如当它用来形成梯度液流为柱层析出洗脱时，腔室37应充当以低盐缓冲液，而38则应充以高盐缓冲液。39和40是两个出液口，41是它们的共同排液管，42和43是进液口。在运作过程中，腔室37和38中的液面同步由上向下逐步扫移。在扫移中，区段44为样品进入层析柱提供了一个不变低盐缓冲液液流；然后区段45为把样品中各成份依次从柱中洗脱出来，提供了一个由低盐至高盐凹形梯度变化的缓冲液液流；区段46让层析柱在高盐状态下保持一段时间，以便洗去尽量多的沾染物，而使离子交换树脂得以再生；最后区段47使柱子回复到底盐状态，为下一个样品的进样作好准备。
图4、图5、图6所示的是为本实用新型的第二实施例所设计的袋式容器复合体的三种不同的式样。
图4表示袋式容器复合体式样2。它形成线性梯度液流。在灌注操作时用注射器经进液管兼作出液管50、51分别响腔室48和49中注入组份不同的液体。在梯度形成操作时，一个作为共用排液管的Y形软管52(参见图2)与所述的两个出液管50和51连接。图4中进出液管50和51是硬管，因此Y形软管52可以用软材料做成；但反过来如果进出液管是软管，Y形管可用硬管。图4这样的袋式容器复合体可以做成象纪念邮票那样大小而无损其形成梯度的精确性。此种袋式容器复合体可以由厂商做成预先充以溶液的形式再供应市场，但未见到任何别种梯度形成器可以这样作。
图5表示袋式容器复合体式样3。它形成阶梯形梯度液流。图中53是一个腔室，54是它的进液喷口，55是另一个腔室，56是它的进液喷口，57则是一个与腔室53和55顶部出液口相连的共同排液管。当排液操作时，进液喷口54和56自动地被轧辊28和29(参见图2)压瘪而关闭；58和59是两个灌液用的漏斗状开口。
图6表示袋式容器复合体式样4。它可以十分理想地用来为凝胶电泳灌注梯度凝胶片。在这样应用时，腔室60和61应当分别充以高浓度和低度的用以形成凝胶的单体和双体溶液，而腔室62则应充以含的聚合反应引发剂和促进剂的酸碱缓冲液。图中63、64和65分别是各腔室的进液喷口，66、67和68则是三个灌液用的漏斗状开口，69是与三个腔室顶部的出液口相连的共用排液管。用这样的袋式容器复合体来灌注梯度凝胶片的优点在于，在组合体中催化剂(本例中是引发剂和促进剂)与形成凝胶用的单体、双体是隔离的，即使凝胶灌注过程有什么滞延或耽误，也不会致使凝胶的单体和双体溶液在梯度形成器中聚合而凝胶化，而这种情况在别种梯度形成器中是时有发生的。
至此，我们已经将本实用新型的两个可行实施例表示出来并描述清楚了，显然这样的实施例仅是举例表达本实用新型而已，它们并未限制本实用新型的实质在多方位实施。问题的另一面是，利用本实用新型的实质，各式各样的变体、改变、替代都可能由有关领域中的行家们作出。于是必须强调的是，本实用新型的实质，在权利要求书覆盖的范围内是受到保护的。
权利要求1.一种梯度形成器，它的主体是由多个腔室并列组成的容器复合体，每个腔室各有出液口连通于一个共同的排液管，其特征在于所述的多个腔室并列组成的容器复合体，是用非刚性薄膜制成的袋式容器复合体，袋式容器复合体夹在一对平行板的间隙之中，并且在袋式容器复合体上设有一个挤压机构。
2.根据权利要求1所述的梯度形成器，其特征在于所述的一对平行板由前板10和后板9组成，袋式容器复合体3夹在前板10和后板9的间隙8中，后板9的上部设有两个悬挂孔23和24，两侧设有两个支钩21和22，支钩21和22上架有上横梁7，所述的袋式容器复合体3挂在上横梁7下，所述的前板10被四个螺栓16、17、18、19保持在后板9上，螺栓16、17、18、19上设有链轮螺母12、13、14、15，链轮螺母12、13、14、15上围绕有链条11，所述的出液口39和40上设有液体释放阀门20。
3.根据权利要求1所述的梯度形成器，其特征在于所述的一对平行板由前板27和后板26组成，它的截面为U形，间隙25是固定的，袋式容器复合体4夹在前板27和后板26的间隙25中，平行板固定在底架33上，平行板下端设有一对轧辊28和29，轧辊28和29与一对啮合的齿轮30和31轴联，轧辊29支承在底架33上，轧辊28支承在铰接于底架33上的U形杠杆34上，U形杠杆34的下端设有弹簧35和36拉紧，使轧辊28和29始终压紧，所述轧辊28上设有手柄32。
专利摘要一种梯度形成器，由多个形状各异的腔室并列所组成的容器复合体。所述的多个腔室可以分别灌以不同的液体；每个腔室各有的出液口连通于一个共同的排液管，用以输出梯度液流。所述的多腔室容器复合体是用非刚性薄膜材料制成的袋式实体。这种多腔室袋式容器复合体是夹在一对直立的平行板之间而动作的。当所述的各出液口位于顶部时，则有一个挤出机构从下向上平行地逐渐挤出容器复合体中的液体。
文档编号G01N37/00GK2240726SQ9524378
公开日1996年11月20日 申请日期1995年4月14日 优先权日1995年4月14日
发明者周德明 申请人:周德明