一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置及方法与流程

1.本发明涉及电泳技术领域，具体涉及一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置及方法。


背景技术：

2.聚丙烯酰胺凝胶电泳是一种在电场下，利用带电离子在聚丙烯酰胺凝胶中移动速度的差异，来分离目标样品中不同成分的技术。聚丙烯酰胺凝胶是丙烯酰胺和甲叉双丙烯酰胺聚合后形成的多孔状高分子结构，其空隙的大小与凝胶的浓度相关，浓度越高，空隙越小，筛分能力也更强。用凝胶电泳来分离不同长度的寡核苷酸是寡核苷酸合成后的常用操作，其纯化的寡核苷酸可用于绝大多数对寡核苷酸纯度要求很高的下游操作，比如用作一代/二代测序时的引物。
3.现有的凝胶电泳装置通常只能一次做十几个到几十个样品的纯化。一面凝胶的胶孔数量决定其能同时纯化的样品数，通常这个数在10-20之间。两面胶一次可以纯化20-40个样品。对于差距较小的电泳迁移率的寡核苷酸原料液，分离难度大。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置，所述的纯化寡核苷酸的电泳装置包括：
5.外桶；
6.内桶，转动设置在外桶的内部，内桶的内壁开设有多个外槽；
7.原液桶，同轴固定连接在内桶的内部，其用于盛放寡核苷酸原料液，原液桶的外壁开设有多个内槽，内槽和外槽一一对应且配合的处于同一半径上，内槽和外槽用于嵌套在电泳板的两端边部，原液桶的侧壁开设有贯穿的通槽，通槽与内槽一一对应；
8.电泳电极，相对设置通槽和内槽的内部，电泳电极连接电源；
9.转动驱动件，与内桶连接，其用于驱动内桶转动；
10.速度感应件，其用于感应外桶转动的角速度ω；
11.成分获取模块，其用于获取寡核苷酸原料液的其他成分ci，此处的寡核苷酸为c0；
12.行程分析模块，其用于分析获得各个成分ci对应的电泳迁移率vi，电泳迁移率v0，并判断寡核苷酸的电泳迁移率v0是否大于电泳迁移率vi与一个预先设置的差值v’之和，如果是，则通过控制器控制进行电泳，如果否，则计算获得内桶的转动速度ω，则控制器控制内桶转动为ω和进行电泳。
13.优选的：所述外桶的底部设置有支撑架，支撑架的底部固定连接有垫板，垫板上开设有透孔，螺栓穿过透孔将外桶固定在地面上完成固定。
14.优选的：所述外桶的底部设置有支撑架，支撑架的底部设置有滚轮、万向轮中的一种或者两者的组合，滚轮和/或万向轮上设置有用于制动的卡板。
15.优选的：所述电泳板包括玻璃板、框架和电泳凝胶，玻璃板设置有两个，两个玻璃板相对设置，两个玻璃板之间相对的设置有框架，两个框架之间形成开口，框架和玻璃板内
部形成填装空间，电泳凝胶填充在填充空间的内部，两个框架之间开口处与通槽对应。
16.优选的：所述外桶的顶部转动设置有盖板，盖板边缘处设置有连接件；原液桶的顶部可拆卸设置有顶盖。
17.优选的：所述其中m为离子的有效迁移率，e为电场强度，f为介质的摩擦阻力，r为成分半径，η为介质粘度。
18.优选的：所述转动速度其中，β为介质阻力系数，t为分离时间，r为电泳半径。
19.优选的：所述转动驱动件同轴固定连接有丝杆，丝杆转动连接在内桶的底部且端部转动连接在原液桶的底部，内桶的内部可升降的设置有升降件，升降件配合嵌套在丝杆上，外槽和内槽是上端宽度和底部窄的槽状结构。
20.优选的：所述的升降件包括连接盘、支撑杆、夹持板和支撑凸出，连接盘为圆环结构，连接盘配合嵌套在丝杆上，连接盘的外延径向固定连接有多个支撑杆，支撑杆与外槽、内槽一一对应，支撑杆的两侧转动设置有夹持板，内桶的底部固定设置有多组支撑凸出，每组支撑凸出与外槽、电泳板一一对应；每组支撑凸出至少设置有两个，且处于支撑杆的两侧，当升降件处于内桶的底部时，支撑凸出顶起夹持板转动夹住电泳板底部的两侧，完成电泳板的夹持。
21.本发明还提供一种用于纯化寡核苷酸的电泳方法，应用于上述所述的一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置，所述纯化寡核苷酸的电泳方法包括：
22.s1、将寡核苷酸原料液加入到原液桶的内部，且使寡核苷酸原料液面高度漫过通槽顶部；
23.s2、获取寡核苷酸原料液的其他成分ci，寡核苷酸为c0；
24.s3、获得各个成分ci和寡核苷酸对应的电泳迁移率vi和v0；
25.s4、判断寡核苷酸的电泳迁移率v0是否大于最大电泳迁移率max{vi}与一个预先设置的差值v’之和；如果是，则执行s5，如果否，则执行s6；
26.s5、控制进行电泳；
27.s6、获得内桶的转动速度ω，控制内桶转动为ω和进行电泳。
28.本发明的技术效果和优点：通过离心加增加电泳分离效率和分离能力，加快了分离速度、分离能力强、分离质量高。
附图说明
29.图1为本发明提出的一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置的立体结构示意图。
30.图2为本发明提出的一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置的俯视结构示意图。
31.图3为图2的a-a截面的局部剖视结构示意图。
32.图4为本发明提出的一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置中升降件的立体结构示意图。
33.图5为图3中a的放大结构示意图。
34.图6为本发明提出的一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置中电泳板的结构示意图。
35.图7为本发明提出的一种用于纯化寡核苷酸的电泳方法的流程示意图。
36.附图标记说明：外桶1，支撑架2，内桶3，外槽4，电泳板5，内槽6，原液桶7，通槽8，盖板9，转动驱动件10，连接件11，丝杆12，升降件13，电机14，主动皮带轮15，从动皮带轮16，连接盘17，支撑杆18，夹持板9，内嵌块20，支撑凸出21，玻璃板22，框架23，电泳凝胶24。
具体实施方式
37.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
38.实施例1
39.参考图1-图3，在本实施例中提出了一种用于纯化寡核苷酸的电泳装置，用于对寡核苷酸电泳并配合离心力作用进行分离，所述的纯化寡核苷酸的电泳装置包括：
40.外桶1，外桶1可以是圆桶结构，外桶1内部形成作业空间，外桶1的底部还可以设置有支撑架2，支撑架2的底部固定连接有垫板，垫板上开设有透孔，螺栓穿过透孔可以将外桶1固定在地面上完成固定。当然所述的支撑架2的底部还可以设置有滚轮、万向轮中的一种或者两者的组合，滚轮和/或万向轮上设置有用于制动的卡板。从而方便外桶1的移动与固定。
41.内桶3，可以是圆桶结构，内桶3可以同轴转动设置在外桶1的内部，内桶3的内壁开设有多个外槽4，内桶3的内部同轴固定连接有原液桶7，原液桶7可以是桶装结构，也可以是多棱桶结构。原液桶7的内部用于盛放寡核苷酸原料液，具体在此不做赘述。原液桶7的外壁开设有多个内槽6，内槽6和外槽4一一对应且配合的处于同一半径上，电泳板5的两端边部可拆卸的嵌入到外槽4和内槽6的内部，从而可以完成电泳板5的嵌入安装。原液桶7的侧壁开设有贯穿的通槽8，通槽8与内槽6一一对应。
42.电泳电极，可以相对设置通槽8或者内槽6的内部，电泳电极连接电源，电泳电极的正负极可以根据寡核苷酸电性进行设计，原液桶7的内部可以设置负极，内槽6的内部设置有正极，具体在此不做赘述。参考图6，所述电泳板5可以包括玻璃板22、框架23和电泳凝胶24，玻璃板22设置有两个，两个玻璃板22相对设置，两个玻璃板22之间相对的设置有框架23，框架23为杆状结构，且两个框架23之间形成开口，框架23和玻璃板22内部形成填装空间，电泳凝胶24填充在填充空间的内部，两个框架23之间开口处与通槽8对应。
43.转动驱动件，可以安装在外桶1上，并与内桶3连接，用于驱动内桶3转动。所述的转动驱动件10可以安装在外桶1的底部，转动驱动件10可以与内桶3的底部连接，用于驱动内桶3和原液桶7转动。所述的转动驱动件10可以包括电机14、主动皮带轮15和从动皮带轮16，电机14固定安装外桶1上，电机14的输出轴同轴固定有主动皮带轮15，内桶3的底部同轴固定连接有从动皮带轮16，从动皮带轮16处于外桶1的底部。在电机14的驱动下，主动皮带轮15带动从动皮带轮16转动，从而使内桶3转动。外桶1的顶部可以转动设置有盖板9，盖板9边缘处设置有连接件11，通过连接件11可以将盖板9固定连接在外桶1上，从而将盖板9固定住。原液桶7的顶部可拆卸设置有顶盖。顶盖可以盖在原液桶7的顶部，从而使原液桶7的内
部形成相对密封空间，避免了原液桶7转动造成其内部的寡核苷酸原料液顷洒。
44.速度感应件，可以安装在外桶1的内部，用于感应外桶1转动的速度，所述的转动速度可以是转动的角速度ω，具体在此不做赘述。
45.成分获取模块，用于获取寡核苷酸原料液的其他成分ci，此处的i为1
…
n，此处的寡核苷酸可以为c0，成分ci的获取可以通过人工直接输入，也可以连接检测设备，具体在此不做赘述。
46.行程分析模块，用于分析获得各个成分ci对应的电泳迁移率vi，电泳迁移率v0，可以通过查表获得，还可以通过计算获得其中m为离子的有效迁移率，是一个由许多因素(包括离子半径、溶剂化作用、介电常数、溶剂粘度、离子形状和电荷、ph、解离度和温度等)决定的物化系数，可以通过查表获得，e为电场强度，可以为固定值也可以根据实际需要进行设计，f为介质的摩擦阻力，与速度有关，可以进行转化，具体在此不做赘述，r为成分半径，η为介质粘度，具体在此不做赘述。并判断寡核苷酸的电泳迁移率v0是否大于最大电泳迁移率max{vi}与一个预先设置的差值v’之和，如果是，则通过控制器控制进行电泳，如果否，则计算获得内桶3的转动速度ω，则控制器控制内桶3转动为ω，所述的转动速度其中，β为介质阻力系数，t为分离时间，r为电泳半径，在计算离子迁移力f＝f
离-f
阻
＝mω2r-mβ＝m(ω2r-β)，具体在此不做赘述。当然还可以同时使用离心和电泳协调作业，转动速度可以根据实际操作经验或者查表获得，具体在此不做赘述。通过离心加增加电泳分离效率和增加分离能力，加快了分离时间和分离速度、分离能力强、分离质量高。
47.实施例2
48.参考图3-图5，所述的从动皮带轮16可以同轴固定连接有丝杆12，丝杆12转动连接在内桶3的底部且端部转动连接在原液桶7的底部，内桶3的内部可升降的设置有升降件13，升降件13配合嵌套在丝杆12上。在转动驱动件10的驱动下，丝杆12转动，带动升降件13升降，升降件13抬升可以使电泳板5抬升，电泳板5顶部滑出外槽4和内槽6，便于电泳板5取出，转动驱动件10反向驱动使升降件13下降，当升降件13下降的内桶3底部时升降件13无法下降，外桶丝杆12带动升降件13转动从而使内桶3转动，以此可以驱动电泳板5升降和内桶3转动，操作方便快捷。此时的外槽4和内槽6可以是上端宽度和底部窄的槽状结构，当电泳板5抬升时方便拿取，电泳板5进入到外槽4和内槽6的底部，便于电泳板5的固定。所述的升降件13可以包括连接盘17、支撑杆18、夹持板19和支撑凸出21，连接盘17为圆环结构，连接盘17配合嵌套在丝杆12上，连接盘17的外延径向固定连接有多个支撑杆18，支撑杆18与外槽4、内槽6一一对应，支撑杆18的两侧转动设置有夹持板19，内桶3的底部固定设置有多组支撑凸出21，每组支撑凸出21与外槽4、电泳板5一一对应；每组支撑凸出21至少设置有两个，且处于支撑杆18的两侧，当升降件13处于内桶3的底部时，支撑凸出21可以顶起夹持板19转动夹住电泳板5底部的两侧，从而完成电泳板5的夹持。所述的支撑杆18的外端固定连接有内嵌块20，内嵌块20可以滑动嵌入到外槽4的内部，从而完成升降件13的可升降且不能转动的设置在内桶3的内部，当然还有其他的方法，例如内桶3为多棱桶结构，具体在此不做赘述。
49.实施例3
50.参考图7，本发明还提供一种用于纯化寡核苷酸的电泳方法，所述纯化寡核苷酸的电泳方法包括：
51.s1、将寡核苷酸原料液加入到原液桶7的内部，且使寡核苷酸原料液面高度漫过通槽8顶部；
52.s2、获取寡核苷酸原料液的其他成分ci，寡核苷酸为c0；
53.s3、分析获得各个成分ci对应的电泳迁移率vi和v0；
54.s4、判断寡核苷酸的电泳迁移率v0是否大于电泳迁移率vi与一个预先设置的差值v’之和；如果是，则执行s5，如果否，则执行s6；
55.s5、控制进行电泳；
56.s6、获得内桶的转动速度ω，控制内桶转动为ω和进行电泳。
57.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。