一种核酸高效控温电泳纯化仪的制作方法

本实用新型属于生物耗材技术领域，尤其涉及一种提纯核酸的装置。

背景技术：

核酸高效率电泳纯化仪，是在生物实验或化学合成实验中经常用到的仪器之一。现在市面上或实验室中的核酸纯化仪器有个大缺点，即纯化装置的双电极位置固定，需要较高的固定电压，而为保证电泳顺利进行，需要确保通电后样本溶液中有足够的电流，这样带来了两个缺陷：

1.整个系统热能逸散严重，需要较大成本投入在散热系统，否则系统会过热，甚至着火。

2.外接电源功率很高，绝大部分以热能形式逸散，加快分子扩散速度，致使整个分离和纯化过程的分辨率低下，纯化效果不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种核酸高效控温电泳纯化仪，其通过电路的改进，提高了纯化的效果，并降低了能耗，保证了装置的正常运行。

本实用新型采用如下技术方案：

一种核酸高效控温电泳纯化仪，由中央纯化管、底部收集座、开关盖组成。

其中，中央纯化管由两层管嵌套组成，内层管为纯化管，外层管为恒温管套，纯化管与恒温管套之间通过连接杆相接，纯化管内为电泳区域，恒温管套内通入可控温的循环剂，并且在纯化管的管壁内等间距嵌入有4个电极圈，电极圈引出端线顺着内壁至纯化管的管顶，引线绕管顶圆环区域均匀导出5个电极插头，4个电极圈按照顺序依次命名为1号电极圈、2号电极圈、3号电极圈、4号电极圈，其中3号电极圈引出两个电极插头。恒温管套下端留设有出水孔，用于可控温的循环剂的导入，恒温管套内壁上设计有内螺纹，纯化管下端设计为插头。

底部收集座，具有与纯化管配合连接的插口，插口内安装有放射状电极，其一端汇集在一处，此放射状电极命名为5号电极，通过纯化管上的引线连接布置在纯化管顶部的电极插头。中部外缘具有与恒温管套配合的外螺纹，内部通设有呈“丿”字状的缓冲液通道，buffer出液口位于插口位置，另一侧出液口位于底部收集座外螺纹下部，与进液口相对布置。

开关盖，顶部中央安装有旋钮开关，开关盖顶部外缘设置有与旋钮开关对应的三角状档位标识，共有三个档位分别布置在0°、60°、120°，下部外缘开设有与纯化管管顶的电极插头对应的电极头插口，电极接头安装于旋钮开关底部，电极接头设置于电极头插口内时与电极插头电路连接，并且底端中部凹槽与纯化管配合连接。

本实用新型的电路为，电极圈通过引线依次连接至纯化管顶部的电极插头，电极插头均分在纯化管顶部圆周上，其中3号电极引出2个电极接头。

右侧为开关盖内部电路，旋钮开关一端连接电阻r1一端，电阻r1另一端连接电源正极和电阻r2一端，电阻r2另一端连接二极管正极，电源负极与一开关一端连接，开关另一端连接二极管负极、可调变阻器r3一端，并接地，可调变阻器另一端连接旋钮开关另一端。

本实用新型更进一步的是，纯化装置由纯化仪、恒温管套，缓冲液容器、蠕动泵、检测装置、收集装置组成，合成的核酸在纯化仪内经过处理后，在buffer缓冲液作用下，通过蠕动泵送入缓冲液容器内，带入检测装置，经过检测处理后送入收集装置内，恒温管套设置于纯化仪的外部，提供持续的冷却水，为纯化仪的正常工作提供保障。

优选的技术方案是，buffer液进液口通过底部收集座呈“乁”状通道连通至放射状电极上侧，放射状电极呈凹状，中部留有buffer液通过的通孔，其下部布置buffer液缓冲液通道。

或者另一种优选方案是，底部收集座内还包括玻璃砂隔层，其位于放射状电极上部，且放射状电极为平直形，buffer液进液口通过底部收集座呈“乁”状通道连通至放射状电极上侧，buffer液缓冲液通道的进口与位于平直形放射状电极上侧与呈“乁”状通道出口相对布置。

一种核酸高效控温电泳纯化仪的使用方法，将旋钮开关调制o档，3号电极圈的电极插头与旋钮开关正极一端连接，1号电极圈的电极插头与旋钮开关负极一端连接，电泳作用发生于1、3号电极圈之间，待电泳进行一段时间后，核酸分离物将聚集在3号电极附近，此时，将旋钮开关调至60°档位，此时2号电极圈电极插头与旋钮开关的的负极一端连接，4号电极圈的电极插头一端与旋钮开关的正极一端连接，再次等待电泳进行一段时间，核酸分离物聚集在4号电极圈附近，旋钮开关再次旋转60度，3号电极圈的电极插头与旋钮开关的负极端连接，5号放射状电极的电极插头与旋钮开关的正极端连接，等待电泳进行，最终核酸分离物聚集在5号放射状电极附近，即最下端的电极，此时在buffer缓冲液冲刷作用下，使其进入了检测装置。

本实用新型的有益效果：电泳的核心原理是在纯化管内填充胶体，让待分离物质由胶体上移动到胶体下。以前的纯化仪器只有两极有电极，为了进行纯化，必须保证胶体内的电流达到某一阈值，这就必须加大两级的电压，这样一来使得一大部分的能量都以热能的方式逸散，致使能量利用率低下并且需要更精密的冷凝系统。而此时5级电极圈就可以使得同等电离情况下每两级电极圈之间的电压值仅为之前的四分之一。大大改善了热逸散的状况。

电路通过不同电极通电位置的变换，使得纯化仪器不需要太高功率驱动，保证了装置运行时的安全，也使得热能逸散减轻，并且分段电泳、旋钮切换，使得操作方便明了，提高了便捷性。

附图说明

图1为纯化收集系统工作原理图；

图2为纯化仪爆炸图；

图3为中央纯化管结构示意图；

图4为中央纯化管顶部的结构示意图；

图5为中央纯化管底部的结构示意图；

图6为底部收集座的等轴测图；

图7为底部收集座的主视图；

图8为底部收集座实施例1的剖视图；

图9为底部收集座实施例2的剖视图；

图10为开关盖的等轴测图；

图11为开关盖的俯视图；

图12为开关盖的底部示意图；

图13为纯化仪整体电路图。

图中：1-纯化仪、2-缓冲液容器、3-泵、4-检测装置、5-收集装置；

10-中央纯化管、11-底部收集座、12-开关盖；

101-恒温管套、102-纯化管、103-电极圈、104-电极插头、105-连接杆、106-出水孔、107-内螺纹、108-插头、放射状电极-109；

110-外螺纹、112-插口、113-缓冲液通道；

120-旋钮开关、121-电极头插口、122-电极接头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图2所示，本实用新型的一种核酸高效控温电泳纯化仪，由中央纯化管10、底部收集座11、开关盖12组成。

其中，如图3所示，中央纯化管10包括两层管，外层管为恒温管套101、内层为纯化管102，恒温管套101内通入可控温的循环剂，纯化管102内为合成的核酸的电泳区域。

纯化管102壁内上等间距嵌入有4个电极圈103，且与其连接底部收集座11上还设置有一个放射状电极109，电极圈103及放射状电极109引出端引线顺内壁至纯化管102顶部，并绕管顶圆环均匀分出6个电极插头104。4个电极圈103及一个放射状电极109按从上到下依次命名为1号电极圈、2号电极圈、3号电极圈、4号电极圈、5号放射状电极，3号电极圈引出两根，因此为6个电极插头104。

电极插头104的作用有两个，其一是用于连接开关用以换挡，其二是配合连接顶部旋钮开关120。

进一步的技术方案是，电极插头104形状为凸起状，所述的纯化管102与恒温管套101的内管壁通过连接杆105连接，实现外层管壁支撑内层管壁，具体如图4所示。

如图5所示，恒温管套101下端留设有出水孔106，用于可控温的循环剂导入，并且恒温管套101下端内壁设计有内螺纹107，内螺纹107用于与底部收集座11连接，保证恒温管套101的密封性，纯化管102底部设计为插头状，实现与底部收集座11的插口112配合连接，用于导通底部收集座11阳电极的放射状电极109。

如图6-8所示，底部收集座11，其上端部外缘设置有外螺纹110，用于和恒温管套101内壁上的内螺纹107实现螺纹连接，其顶端插口112，用于和纯化管102底部的插头108配合连接，插口112内部设有阳电极放射状电极109(该电极只与电源正极相接)，此外底部收集座11通有缓冲液通道113，呈丿字型，buffer进液口位于底部收集座11外螺纹110下部，另一侧出液口也位于底部收集座11外螺纹110下部，与进液口相对布置。

buffer液进液口通过底部收集座呈“乁”状通道连通至放射状电极109上侧，放射状电极呈凹状，中部留有buffer液通过的通孔，其下部布置buffer液缓冲液通道113。

通常情况下，缓冲液从位于底部收集座下部位置的buffer出液口通入，纯化后的产物在放射状电极109上部聚集，在buffer液导流下通过发射状电极中心处低凹处的孔，从缓冲液通道113内流出，在位于底部收集座外螺纹110下部的出液口流出，经过蠕动泵的作用，送入接下来的检测装置4和收集装置5。

如图9所示，开关盖12，其顶部外侧为旋钮开关120，下端部为电极头插口121，开关盖12作用是密封待纯化物、切换电极档位。

本实用新型进一步的技术方案是，开关盖11顶部外侧旋钮开关的圆周上布置有6个三角状的档位标识，分别位于0°、60°、120°，具体如图10所示。

如图11所示，开关盖12，其底部外沿布置有电极接头122，电极接头122安装在旋钮开关120底部，其设置于电极头插口121内时，不同档位实现分别与纯化管上的6个电极插头104接触，开关盖12中部的凹槽，用于连接纯化管102，用于形成完整的纯化仪1。

如图12所示，本装置的电路图。左侧为布置在纯化管102上的电路，电极圈103通过引线依次连接与纯化管102顶部的电极插头104，电极插头104均分在纯化管102顶部圆周上，其中3号电极引出2个电极插头，1号电极圈的电极插头与3号电极圈其中某一个电极插头对应呈180度布置，2号电极圈的电极插头与4号电极圈的电极插头对应呈180度布置，3号电极圈的另一电极插头与5号放射状电极的电极插头对应呈180°布置。

右侧为开关盖12内部电路，旋钮开关(负极)一端连接电阻r1一端，电阻r1另一端连接电源正极和电阻r2一端，电阻r2另一端连接二极管正极，电源负极与一开关一端连接，开关另一端连接二极管负极、可调变阻器r3一端，并接地，可调变阻器另一端连接旋钮开关(正极)另一端。

实施例2

如图2所示，本实用新型的一种核酸高效控温电泳纯化仪，由中央纯化管10、底部收集座11、开关盖12组成。

其中，如图3所示，中央纯化管10包括两层管，外层管为恒温管套101、内层为纯化管102，恒温管套101内通入可控温的循环剂，纯化管102内为合成的核酸的电泳区域。

纯化管102壁内上等间距嵌入有4个电极圈103，且与其连接底部收集座11上还设置有一个放射状电极109，电极圈103及放射状电极109引出端引线顺内壁至纯化管102顶部，并绕管顶圆环均匀分出6个电极插头104。4个电极圈103及一个放射状电极109按从上到下依次命名为1号电极圈、2号电极圈、3号电极圈、4号电极圈、5号放射状电极，3号电极圈引出两根，因此为6个电极插头104。

电极插头104的作用有两个，其一是用于连接开关用以换挡，其二是配合连接顶部旋钮开关120。

进一步的技术方案是，电极插头104形状为凸起状，所述的纯化管102与恒温管套101的内管壁通过连接杆105连接，实现外层管壁支撑内层管壁，具体如图4所示。

如图5所示，恒温管套101下端留设有出水孔106，用于可控温的循环剂导入，并且恒温管套101下端内壁设计有内螺纹107，内螺纹107用于与底部收集座11连接，保证恒温管套101的密封性，纯化管102底部设计为插头状，实现与底部收集座11的插口112配合连接，用于导通底部收集座11阳电极的放射状电极109。

如图6、7、9所示，底部收集座11，其上端部外缘设置有外螺纹110，用于和恒温管套101内壁上的内螺纹107实现螺纹连接，其顶端插口112，用于和纯化管102底部的插头108配合连接，插口112内部设有阳电极放射状电极109(该电极只与电源正极相接)，此外底部收集座11通有缓冲液通道113，呈丿字型，buffer进液口位于底部收集座11外螺纹110下部，另一侧出液口也位于底部收集座11外螺纹110下部，与进液口相对布置。

底部收集座内11还包括玻璃砂隔层，其位于放射状电极109上部，且放射状电极109为平直形，buffer液进液口通过底部收集座呈“乁”状通道连通至放射状电极上侧，buffer液缓冲液通道的进口与平直形放射状电极上侧与呈“乁”状通道出口相对布置。

通常情况下，缓冲液从位于底部收集座位置的buffer出液口通入，纯化后的产物在玻璃砂隔层上聚集，在buffer液导流下，从缓冲液通道113内流出，在位于底部收集座外螺纹110下部的出液口流出，经过蠕动泵的作用，送入接下来的检测装置4和收集装置5。

如图10所示，开关盖12，其顶部外侧为旋钮开关120，下端部为电极头插口121，开关盖12作用是密封待纯化物、切换电极档位。

本实用新型进一步的技术方案是，开关盖11顶部外侧旋钮开关的圆周上布置有6个三角状的档位标识，分别位于0°、60°、120°，具体如图10所示。

如图12所示，开关盖12，其底部外沿布置有电极接头122，电极接头122安装在旋钮开关120底部，其设置于电极头插口121内时，不同档位实现分别与纯化管上的6个电极插头104接触，开关盖12中部的凹槽，用于连接纯化管102，用于形成完整的纯化仪1。

如图13所示，本装置的电路图。左侧为布置在纯化管102上的电路，电极圈103通过引线依次连接与纯化管102顶部的电极插头104，电极插头104均分在纯化管102顶部圆周上，其中3号电极引出2个电极插头，1号电极圈的电极插头与3号电极圈其中某一个电极插头对应呈180度布置，2号电极圈的电极插头与4号电极圈的电极插头对应呈180度布置，3号电极圈的另一电极插头与5号放射状电极的电极插头对应呈180°布置。

右侧为开关盖12内部电路，旋钮开关(负极)一端连接电阻r1一端，电阻r1另一端连接电源正极和电阻r2一端，电阻r2另一端连接二极管正极，电源负极与一开关一端连接，开关另一端连接二极管负极、可调变阻器r3一端，并接地，可调变阻器另一端连接旋钮开关(正极)另一端。

一种核酸高效控温电泳纯化仪的使用方法，当旋钮开关处于o档时，3号电极圈的电极插头与旋钮开关正极一端连接，1号电极圈的电极插头与旋钮开关负极一端连接，电泳作用发生于1、3号电极圈之间，待电泳进行一段时间后，核酸分离物将聚集在3号电极附近，此时，将旋钮开关调至60°档位，此时2号电极圈电极插头与旋钮开关的的负极一端连接，4号电极圈的电极插头一端与旋钮开关的正极一端连接，再次等待电泳进行一段时间，核酸分离物聚集在4号电极圈附近，旋钮开关再次旋转60度，3号电极圈的电极插头与旋钮开关的负极端连接，5号放射状电极的电极插头与旋钮开关的正极端连接，等待电泳进行，最终核酸分离物聚集在5号放射状电极附近，即最下端的电极，此时在buffer缓冲液冲刷作用下，使其进入了检测装置4。

在buffer液进液口通入buffer缓冲液，buffer缓冲液通过底部收集座呈“乁”状通道通至内凹放射状电极109上侧，并通过内凹状放射电极109中部通孔，核酸分子连同buffer流入下侧的buffer缓冲液113通道，最后从buffer液出液口排出。

或者玻璃砂隔层暂时存放从胶柱里纯化后的核酸分子，在buffer液进液口通入buffer缓冲液，buffer缓冲液通过底部收集座呈“乁”状通道连通入平直放射状电极109上侧玻璃砂隔层内，buffer液连同核酸分子从相对一侧的出液口进入buffer缓冲液通道113，最后从buffer液出液口排出。

开关盖12内部电路中r1与r2为保护电阻，其中开关为按键型或者船型，二极管为发光二极管，主要用于通电提示，r3为一个可变电阻器，可以根据需要随时调节纯化器的输入电压，减少了热能逸散有节能、高效的作用。

电路通过不同电极通电位置的变换，使得纯化仪器不需要太高功率驱动，保证了装置运行时的安全，也使得热能逸散减轻，并且分段电泳、旋钮切换，使得操作方便明了，提高了便捷性。

如图1所示，本实用新型的纯化是按照如下方式工作的，纯化装置由纯化仪1，缓冲液容器2、蠕动泵泵3、检测装置4、收集装置5组成，合成的核酸在纯化仪内经过处理后，在buffer缓冲液作用下，通过蠕动泵3的作用，带入检测装置4，经过检测处理后送入收集装置5内，恒温管套101设置于纯化仪1的外部，通入可控温的循环剂，具有循环泵和控温模块，为纯化仪1的正常工作提供保障。

检测装置4为现有设备，使用紫外分光光度计原理进行；

收集装置5为现有设备，收集装置为一套以流量传感为核心的，自动收集转盘。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。