专利名称：带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物材料分析类仪器领域，尤其涉及一种微纳米颗粒表面的生 物大分子修饰及分子杂交需要的液相颗粒孵育及杂交仪。
背景技术：
纳米颗粒是生物医学中研究最多、应用最广的纳米材料，拥有诸如小尺寸效 应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、体积效应等许多独特的性质，因而 被广泛的应用于代替现有的芯片检测技术的病原体检测、肿瘤的标志物早期诊断、疾病 的体外可视检测等各个方面。将纳米颗粒应用于生物医学领域，首要解决的问题就是对纳米颗粒表面进行必 要的化学和生物大分子的修饰，如蛋白质、糖类和寡核苷酸探针修饰等。利用修饰的 这些生物大分子与其特异性识别的其它分子的作用，发挥识别这一类分子的功能。由于 分子生物学实验的特殊性，纳米颗粒表面的化学反应需要在特定的温度下进行，然而对 于诸如蛋白质和核酸等生物大分子本身，很容易被外界的微生物分解或由于温度的作用 而失去活性功能；再者诸如抗体与抗原、核酸杂交等生物大分子之间具有的特异结合能 力，与其所处环境温度的高低密切相关，因此纳米颗粒的这些修饰需要在能精确控温的 人工环境中进行。另一方面，传统的固相杂交是将变性的DNA固定于固体基质上，再与探针进 行杂交，故也称为膜上印迹杂交，其杂交是在一个平面上进行的杂交过程，体积较大， 所需要的杂交液多，常置于50mL的杂交瓶中。在市售的杂交炉中以不停的转动借助液 体自身的重力作用促使杂交液不断混合，均勻杂交。区别于上述杂交条件，纳米材料表 面的生物大分子修饰及杂交所需的杂交反应液体积多在IOOyL以内。其反应容器多为 200μ L IOOOyL的离心管，目前市面上没有基于200 μ L 1000 μ L的离心管的专用杂 交装置。且目前市售的分子杂交装置中杂交管与电机轴平行，且分子杂交装置无震动功 能，旋转杂交过程中小体积的杂交液自身重力较小，或毛细现象的作用不能利用自身重 力流动，纳米颗粒很快就会沉降，此外由于纳米粒子的表面效应，在反应过程中很可能 会团聚，从而导致混合不均勻，严重影响到了颗粒的修饰或杂交效率。
发明内容本实用新型目的是针对现有技术的不足，提供一种带震动装置的全温液相颗 粒孵育及杂交仪，不仅可以对温度进行精确控制以符合纳米材料表面化学及生物分子修 饰和杂交的各种温度需求，又可以周期性颠倒加间断性震动的方式使液体充分地流动从 而分散纳米颗粒，使其混合均勻。本实用新型的技术方案是一种带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，包 括可封闭隔热的箱腔和由制冷压缩机、冷风风扇、热风风扇、加热器和温度传感器组成 的温度控制系统，所述冷风风扇、热风风扇和温度传感器设置在所述箱腔内，还包括震
3动台、震动电机、电机、圆盘和控制器；所述圆盘设置在箱腔内，且圆盘的转动轴通过 箱腔的隔热层从箱腔壁伸出，和所述电机相连，所述圆盘上沿着圆盘半径且垂直于电机 轴的方向设置有若干可插放各种不同容量的离心管的圆孔；震动电机和电机固定设置在 震动台上，所述控制器连接温度控制系统、电机和震动电机，控制箱腔内的温度、圆盘 转速、圆盘转向和震动模式。进一步的，带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪还包括安装在震动台底座 上的减震装置。进一步的，带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪还包括设置在箱腔外部的 箱体，所述箱腔、制冷压缩机、加热器、震动台、电机和震动电机均设置在箱体内。更进一步的，为了加快内部散热，所述箱体壁上还设置有散热装置。更进一步的，所述箱腔的靠近箱体的一个侧面上设置有双层隔热玻璃门，所述 双层隔热玻璃门穿过所述箱体与外界相连，方便放置离心管。进一步的，所述电机为步进电机。进一步的，所述圆盘上设置有防止离心管脱落、包裹在所述圆盘外的弹力带。进一步的，带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪还包括和控制器相连的输 入输出模块。本实用新型的优点是1.提供了更广泛的温度范围，给纳米材料表面的化学和生物大分子修饰及杂交 提供适宜的温度，保证了生物大分子的活性和杂交的精度；2.适用于小体积反应液体系的孵育及杂交，节约了试剂和成本；3.在杂交过程中进行间断性的震动，使液体与纳米材料更加充分混勻，因此特 别适用于纳米材料在小体积液相环境中的混勻悬浮状态，保证了溶液中的试剂与纳米材 料表面的充分接触；4.本实用新型将填补基于液相颗粒孵育和杂交仪器的市场空白。以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
图1为本实用新型实施例的内部结构示意图。其中1冷风风扇；2箱腔；3双层隔热玻璃门；4制冷压缩机；5控制器；6热 风风扇；7温度传感器；8圆盘；9弹力带；10箱体；11减震装置；12震动台；13电 机；14震动电机；15散热装置；16加热器。
具体实施方式
实施例本实施例的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪包括箱腔2和包 裹在箱腔2外的箱体10，箱腔2的内壁上设置有冷风风扇1、热风风扇6和温度传感器 7,用于对箱腔内的温度进行检测和控制。箱腔2内的冷风风扇1、热风风扇6和温度传 感器7，以及箱体10内的加热器16、制冷压缩机4一同构成温度控制系统，受控制器5的 控制，温度可调范围为0°C 99.9°C，温度控制精度为士0.1 °C，温度均一性为士0.2°C。箱体10将箱腔2包裹在其内部，箱腔2靠近箱体10的一面上设置有双层隔热玻璃门3，双层隔热玻璃门3穿过所述箱体10使箱腔2与外界相连，操作员可以打开该玻璃 门，将圆盘8放入箱腔2内。箱腔2内还设置有放置离心管、可旋转的圆盘8，圆盘8的转动轴从箱腔壁伸 出，连接到设置在箱腔2外的电机13，电机13带动圆盘8转动，本实施例中的电机13采 用步进电机。在圆盘8上沿着圆盘半径、且垂直于电机轴的方向设置有若干可插放各种 不同容量的离心管的圆孔，在圆盘8上还设置有防止离心管脱落、包裹在圆盘外的弹力 带9。在使用时，将装有纳米材料和待修饰或杂交的溶液倒入离心管，然后将离心管以管 身垂直于电机轴、沿圆盘半径的方向插入圆盘上的圆孔中，在装有离心管的圆盘外面固 定弹力带9，用以防止离心管转到低位时从圆盘8上落下。在箱腔2外、箱体10内设置有制冷压缩机4、控制器5、散热装置15、加热器 16、电机13、震动电机14、震动台12和减震装置11。电机13和震动电机14固定安装 在震动台12上，减震装置11安装在震动台12的底座上。控制器5连接温度控制系统的 各个电器元件、震动电机14和电机13，控制箱腔内的温度、圆盘转速、圆盘转向和震动 模式。当电源接通后，由温度传感器检测箱腔2内的温度，根据用户设定的温度值，控 制器控制冷风风扇1、热风风扇6、加热器16、制冷压缩机4的工作，对温度进行精确调 节。同时，控制器根据用户设定的转速和转向，通过驱动器对步进电机13进行控制， 从而控制圆盘的转速和转向；根据用户设定的震动模式，控制震动电机14，从而控制全 温液相颗粒孵育及杂交仪的震动幅度以及震动频率。为了方便对本杂交仪进行相关的设 置，本实施例还包括和控制器5相连的输入输出模块(图中未示出)，操作员可以在输入 输出模块上输入设定的温度值、圆盘转速、圆盘转向、震动幅度和频率值，并可由输入 输出模块实时显示当前工作的温度值、圆盘转速、圆盘转向、震动幅度和频率值。电机 13带动圆盘8缓慢勻速转动，离心管就会周期性颠倒，并在转动的过程中按照一定的规 律震动。离心管中的液体及纳米材料就会由于重力作用和间断的震动不断变换流向，达 到液体充分与纳米材料充分混勻完成修饰和杂交的目的。以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，并不能以此限定本实用新型实施的 范围，凡依本实用新型权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本实用新 型的保护范围。
权利要求1.一种带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，包括可封闭隔热的箱腔⑵和由制 冷压缩机(4)、冷风风扇(1)、热风风扇(6)、加热器(16)和温度传感器(7)组成的温度 控制系统，所述冷风风扇(1)、热风风扇(6)和温度传感器(7)设置在所述箱腔(2)内， 其特征在于还包括震动台(12)、震动电机(14)、电机(13)、圆盘(8)和控制器(5)； 所述圆盘(8)设置在箱腔(2)内，且圆盘的转动轴通过箱腔(2)的隔热层从箱腔壁伸出， 和所述电机(13)相连，所述圆盘(8)上沿着圆盘半径且垂直于电机轴的方向设置有若 干可插放各种不同容量的离心管的圆孔；震动电机(14)和电机(13)固定设置在震动台 (12)上，所述控制器(5)连接温度控制系统、电机(13)和震动电机(14)，控制箱腔(2) 内的温度、圆盘转速、圆盘转向和震动模式。
2.根据权利要求1中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，其特征在于 还包括安装在震动台(12)底座上的减震装置(11)。
3.根据权利要求1或2中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，其特征 在于还包括设置在箱腔⑵外部的箱体(10)，所述箱腔(2)、制冷压缩机(4)、加热器 (16)、震动台(12)、电机(13)和震动电机(14)均设置在箱体(10)内。
4.根据权利要求3中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，其特征在于 所述箱体(10)上还设置有散热装置(15)。
5.根据权利要求3中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，其特征在于 所述箱腔⑵的靠近箱体(10)的一个侧面上设置有双层隔热玻璃门(3)，所述双层隔热玻 璃门(3)穿过所述箱体(10)与外界相连。
6.根据权利要求1至5中任意一项中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交 仪，其特征在于所述电机(10)为步进电机。
7.根据权利要求1至5中任意一项中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交 仪，其特征在于所述圆盘(8)上设置有防止离心管脱落、包裹在所述圆盘(8)外的弹力 带(9)。
8.根据权利要求1至5中任意一项中所述的带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交 仪，其特征在于还包括和控制器(5)相连的输入输出模块。
专利摘要本实用新型公开了一种带震动装置的全温液相颗粒孵育及杂交仪，包括可封闭隔热的箱腔和由制冷压缩机、冷风风扇、热风风扇、加热器和温度传感器组成的温度控制系统，还包括震动台、震动电机、步进电机、圆盘和控制器，所述圆盘设置在箱腔内，且其转动轴和步进电机相连，圆盘上沿着圆盘半径方向设置有若干可插放离心管的圆孔；震动电机和步进电机固定在震动台上，所述控制器连接温度控制系统、步进电机和震动电机，控制箱腔的温度、圆盘转速、圆盘转向和震动模式。本实用新型不仅对温度进行精确控制以符合纳米材料表面化学及生物分子修饰和杂交的各种温度需求，又可以间断性震动使液体充分地流动从而分散纳米颗粒，使其混合均匀。
文档编号C12M1/00GK201796032SQ20102017489
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者何农跃, 刘宾, 李智洋 申请人:东南大学