专利名称：安全型核酸电泳荧光仪的制作方法
技术领域：
概括而言，本发明涉及核酸的分离检测。更具体地说，本发明涉及这样一种系统，其通过凝胶电泳对核酸进行分离并检测中，使用无毒环保型荧光染料，从而使检测过程变得安全环保，检测的灵敏度得到提高。更具体地说，本发明还涉及这样一种系统，其产生的波长450～510nm的光激发染料与核酸的复合物产生520～580nm的荧光，标示核酸的泳动位置，观测过程中涉及的各种波长的光对人体是安全无害的。
背景技术：
溴乙锭(EB)是核酸分离检测的传统染料，核酸样品与EB结合并经琼脂糖凝胶电泳后，可以通过紫外光激发核酸-EB复合物发出的荧光观察和确定核酸片段的大小或纯度。由于溴乙啶结合在DNA链的碱基对上，因而具有很高的毒性和致癌性，对人体及周围环境都有很大危害。紫外光是观察核酸电泳结果，切胶回收核酸片段的必需手段，操作中极易伤害人的眼睛和身体。实验室通常把核酸检测集中在一个危险的平台或者区域，造成研究工作极大不便。
现有的核酸检测仪器或系统的一个主要缺点是用于检测核酸的染料EB有高的毒性和致癌性，对操作者的操作过程和废料处理均有严格要求，并且对核酸的检测灵敏度不高。
现有仪器的另一个主要缺点是电泳后的凝胶须在紫外透射仪上观察核酸的分离效果，而紫外线对人体皮肤和眼睛有很大的危害。
现有系统的另一个重要缺点是检测过程复杂，凝胶经电泳槽电泳后，取出置于UV透射仪上检测，不能做到实时检测。
核酸的凝胶电泳是生命科学必不可少的研究手段。其中一个基本的工作是分离和纯化感兴趣的核酸，而在核酸分离纯化的过程中，快速、方便、高灵敏度，无毒、无污染的核酸检测仪器或装置显得尤为重要。
发明内容
本发明的一个主要目的是提供一种核酸凝胶电泳装置，其使用的核酸染料对人体无毒，对环境无害。
本发明的另一个目的是提供一种核酸凝胶电泳检测装置，其采用的激发光为波长450～510nm的蓝光，激发出的荧光波长为520～580nm，对人体无害。
本发明的另一个目的是提供一种核酸凝胶电泳检测装置，其结构包括凝胶电泳槽、产生激发光的部件、观测电泳结果的部件，实现实时观测，简化检测过程。
本发明的原理是这样的，均光板将节能灯发出的比较集中的白光变成分布均匀的白色面光，该白色面光经激发光板后，只有450～510nm波长的光透射出来，这个波长范围的光即激发光，其它波长的光均被滤掉。450～510nm波长的光激发核酸-荧光染料后产生520～580nm的荧光，用透射波长520～580nm的滤光片将激发光滤掉后即可用肉眼观察核酸在凝胶中的泳动位置。本发明由于采用无毒染料，对操作人员及环境不产生有害影响，并极大提高核酸检测的灵敏度，对人体无损伤。本发明将电泳槽与荧光检测制成一体，简化了操作过程，实现了实时检测。450～510nm和520～580nm的光对人体无害。
本发明的特征在于该荧光仪含有凝胶电泳槽，该槽底板的中部有开口，在该开口上有环边，该环边的各边均平行于该电泳槽各壁面；激发光板，安装在所述凝胶电泳槽底板开口处的环边上，该激发光板的透射光的波长范围为450nm～510nm；样品托板，通过两端的限位块安装于所述激发光板上在该样品托板上，有核酸和无毒环保型荧光染料的复合物；荧光观察板，呈“凹”字形，反盖在所述电泳槽上，在该荧光观察板中心位置凹面内粘接着一块“凹”字形的压板，粘接处是该压板的环边；该荧光观察板透射光的波长范围为520nm～580nm，即荧光；光源室，位于所述凝胶电泳槽底板的下方，该光源室和所述凝胶电泳槽制成一体，该光源室的顶部即所述凝胶电泳槽的底板，该光源室通过所述凝胶电泳槽底板的开口处向所述激发光板发射分布均匀的白色面光；一对电极托板，该托板上的电极线与所述光源室内的电极电源相连；所述一对电极托板分别位于所述凝胶电泳槽的底板左、右两侧。
基本而言，本发明装置被设计成对无毒染料与核酸的复合物进行凝胶电泳后，通过观测部件直接观测波长520～580nm的荧光，从而将电泳和观测两个环节合二为一，实现了实时观测。观测部件透射光的波长为520～580nm。
使用证明本发明具有环保、安全、高效、简单且实时地完成核酸的分离与观测的优点。
图1是根据本发明仪器的结构剖面立体图。
图2是根据本发明仪器的图1的后端俯视立体图。
图3是本发明的另一种结构形式，表示了电泳槽与光源室分开制造的结构和电泳槽与光源室的装配关系。
图4及图5是电泳槽结构立体图。
图6是电极座及电极线结构及安装立体图。
图7是样品托板三角形限位块结构立体图。该图截取了样品托板一部分，截取方向同附图1。
图8是均光板与光源室顶板粘接结构示意图。
图9是节能灯及电路与光源室底板安装结构示意图。
图10是观察盖板结构示意图。
图11是观察盖板中的压板结构示意图。
具体实施例方式
本发明的目的是这样实现的，一种无毒环保型实时观测核酸荧光电泳仪，包括电泳槽，光源室和观察盖板。电泳槽位于光源室的上方，电泳槽的底板即光源室的顶板，观察盖板位于电泳槽上方。电泳槽包括电泳槽底板，激发光板，电极，样品托板，电泳槽底板中部为激发光板，样品托板放置在激发光板上，槽底一对边有一对电极座，两根电极线平行安装在电极座的凹槽内，电极线的一端穿过电泳槽底板进入光源室，与电泳电源插座及电泳开关相联接；光源室包括光源室顶板，均光板，节能灯及电路，节能灯电源插座，电泳电源插座，节能灯电泳保险管。观察盖板包括荧光观察板及压板，压板位于荧光观察板中部下方。
电泳槽由不透光的普通热塑性塑料、热固性塑料、工程塑料或有机玻璃制成。在电泳槽底板中部开一个长方形的开口，该开口的环边与激发光板粘接，构成密封的电泳槽底板。在底板的一个对边处有一对直径数毫米，高数毫米的小圆柱，用来粘接电极座。在小圆柱上有一个与圆柱轴线平行的小孔，直透底板，通入光源室，用来将电极线通入光源室。在电泳槽四壁的顶部开有数个凹槽，用来排出电泳过程中产生的蒸汽。
激发光板是由有机玻璃或光学滤光片或热塑性塑料制成，厚度数毫米，形状为长方形，透射光波长450～510nm，与电泳槽底板中部的环边用胶粘接。
光源室由不透光的普通热塑性塑料、热固性塑料、工程塑料或有机玻璃制成，与电泳槽可制成整体，也可分别制作，用螺钉连接。在光源室顶板中部开一长方形的开口，该开口的环边与均光板粘接。
均光板是由有机玻璃或光学滤光片制成，透射光为白光，厚度数毫米，形状为长方形，大小与激发光板相同，位于激发光板正下方。
观察盖板由荧光观察板和压板粘接而成。荧光观察板由有机玻璃或光学滤光片制成，可滤掉450～510nm的光。压板由透明白色有机玻璃制成凹字型，其凹字型四边粘接在荧光观察板中部。使用时，用荧光观察板凹字型的四边盖在电泳槽顶部，压板则浸入电泳液中，压板位于激发光板和样品托板正上方。即可通过压板观察样品电泳情况，又可防止电泳产生的蒸汽凝结在荧光观察板上。
参考附图1和图2，本发明仪器总体上优选地呈长方体，包括有电泳槽1、光源室2、观察盖板3、面板4、样品托板8，并且优选地将电泳槽与光源室从外观上制成一体。该仪器观察面板3盖在电泳槽1的四壁顶部，在观察面板3的下面是样品托板8，光源室2位于电泳槽1的下面。
参考附图3，本发明的另一种优选结构是电泳槽与光源室是分开的，二者依靠法兰边19和一组孔20用螺纹连接。
电泳槽1包括有激发光板5、槽体6、电极线及电极线托板7。
参考附图4和图5，槽体6包括有在底板中部有一个长方形开口，在该开口上有环边29，用来安装激发光板5，槽体底面角落处有一对安装电极托板7的圆柱22，槽体四壁顶端一组通汽槽28，槽体较长一对槽壁的顶端放置槽32。电极托板7的限位块24放置槽体底板的限位槽23中。槽体6优选地用热塑性塑料注塑方法制造，也可以用工程塑料制造，或有机玻璃制造。圆柱22也可以是四边形或三角形柱体。环边29宽数毫米，高出槽体底面5～15mm。一对圆柱22的边壁有0.4～1mm大小的孔21，该孔直接通到光源室2中。
参考附图6，电极托板7的结构包括安装环25，限位块24和电极线安装槽26。电极线拉直放入电极线安装槽26中，电极线另一端穿过孔21，进入光源室2中。电极托板7通过安装环25用胶套接在圆柱22上，并压紧在槽体6的底面上，限位块24置于限位槽23中，以保持托板7与槽体壁面31平行。
激发光板5透射光的波长为450～510nm，由透明有机玻璃或玻璃滤光片制成，厚度2～8mm，呈长方形。激发光板5用胶粘接在槽体6的环边29上。
参考附图2，面板4包括有节能灯11的开关15，电极7的开关16。两个开关均为防水开关。
参考附图1、图8和图9，光源室2包括光源室腔9、均光板10、底板14、节能灯及电路11、节能灯电源保险管12、电极电源插座13。
光源室腔9与槽体6优选地制成一体，也可按附图3分开制造。光源室腔9的顶板即为槽体6的底板。在光源室腔9的顶板中部有一个长方形开口，在该开口上有环边37，位于环边29正下方，用来安装均光板10。
均光板10透射光为白光，由有机玻璃或玻璃滤光片制造，厚度1～5mm，呈长方形。均光板10用胶粘接在光源室腔9的环边37上。
底板14用螺钉与光源室腔9连接。在底板14上开有散热孔33，节能灯及电路11安装胶柱34。散热孔33优选地为一组或多组长方形的孔，也可以是一组或多组圆孔。节能灯及电路11用胶柱34通过螺钉固定，也可以将胶柱烫倒来固定节能灯及电路11。节能灯和电路11也可用位于光源室腔9顶板上的胶柱35来固定。
两根电极线穿入光源室的一端连接在电极电源插座13上。
参考附图7，样品托板8由白色透明有机玻璃或白色透明热塑性塑料制造，在两个端面各有两个三角形限位块27，限位块27与槽体6上的放置槽32一起限制样品托板8在平面方向的窜动。
参考附图10和图11，观察盖板3包括荧光观察板17和压板18。荧光观察板17用透明有机玻璃或热塑性塑料制成凹字型，其透射光波长为520～580nm，盖在电泳槽6上。压板18用白色透明有机玻璃或白色透明热塑性塑料制成凹字型。压板18的环边36与荧光观察板17的凹面粘接在一起，位置在荧光观察板18的正中部。
使用时，将样品托板8连同其上的凝胶置于电泳槽1中，盖上观察盖板3，插上节能灯11的电源线和电泳电源线，摁下面板4上的电极开关16，开始对样品电泳，电泳结束后，摁起开关16，关闭电泳，然后摁下开关15，即可从观察盖板3的上方直接观察或拍照样品中核酸。操作过程简单、安全、高效，对环境无污染，操作者无需作任何安全防护。从而根据本发明，提供了一种仪器，可以安全、高效、环保、简单、实时地完成核酸的电泳及观测过程，满足前面所述的目的。可以理解这里使用的所有术语只是为了解释说明而不会限制本发明。虽然前面所述的一具体实施方案说明本发明，但是根据上面所述，本领域技术人员可以很明显地设想出许多可替换的实施方案、变形和改进。所以本发明包括所有在本发明范围和构思内以及下面的权利要求中的可替换方案、实施方案、变形和改进。
权利要求
1.安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，该荧光仪含有凝胶电泳槽，该槽底板的中部有开口，在该开口上有环边，该环边的各边均平行于该电泳槽各壁面；激发光板，安装在所述凝胶电泳槽底板开口处的环边上，该激发光板的透射光的波长范围为450nm～510nm；样品托板，通过两端的限位块安装于所述激发光板上在该样品托板上，有核酸和无毒环保型荧光染料的复合物；荧光观察板，呈“凹”字形，反盖在所述电泳槽上，在该荧光观察板中心位置凹面内粘接着一块“凹”字形的压板，粘接处是该压板的环边；该荧光观察板透射光的波长范围为520nm～580nm，即荧光；光源室，位于所述凝胶电泳槽底板的下方，该光源室和所述凝胶电泳槽制成一体，该光源室的顶部即所述凝胶电泳槽的底板，该光源室通过所述凝胶电泳槽底板的开口处向所述激发光板发射分布均匀的白色面光；一对电极托板，该托板上的电极线与所述光源室内的电极电源相连；所述一对电极托板分别位于所述凝胶电泳槽的底板左、右两侧。
2.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述电极托板包括位于端部的安装环、限位块和位于中间的电极线的安装槽，该安装环用胶套接在柱体上，而该柱体又位于所述凝胶电泳槽的底板上该安装槽中的电极线通过该柱体上开的线孔进入所述光源室；该限位块置于一个与所述凝胶电泳槽槽体侧板壁面平行且开在所述凝胶电泳槽底板上的限位槽中。
3.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述光源室含有光源室腔、均光板、光源室底板、节能灯及电路、节能灯电源保险管以及电极电源插座，该均光板位于所述激发光板下且粘接在所述凝胶电泳槽底板开口处的环边底面上。
4.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述光源室与凝胶电泳槽是分立的，中间用法兰边通过连接件连接。
5.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述凝胶电泳槽呈长方体形，用热塑性塑料、或工程塑料、或有机玻璃制造。
6.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述激发光板呈长方形，用透明有机玻璃、或热塑性塑料、或光学滤光片制造。
7.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述荧光观察板用透明有机玻璃、或玻璃滤光片、或热塑性塑料制成。
8.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述的压板用白色透明有机玻璃、或热塑性塑料、或玻璃制成。
9.根据权利要求3所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述均光板呈长方形，用乳白式有机玻璃、或乳白色玻璃滤光片制造，以提供白色面光。
10.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述凝胶电泳槽槽体的四壁顶端有一组通气槽，用以排出电极加热电溶液而产生的蒸汽。
11.根据权利要求1所述的安全型核酸电泳荧光仪，其特征在于，所述凝胶电泳槽较长一对槽壁上有放置所述荧光观察板的放置槽。
全文摘要
本发明涉及核酸的分离和检测技术领域，其特征在于，该荧光仪含有凝胶电泳槽和光源室，该电泳槽底板中部开口处的环边上，上端安装激发光板，下端粘接着光源室中的均光板，该激发光板上安装样品托板，在该样品托板上有无毒环保型荧光染料和核酸的复合物，在该电泳槽体各壁的顶部扣有一个荧光观察板，在该电泳槽底板上左、右二侧安装有电极托板，它的两根电极线与光源室的电极电源插座相连。光源室的白光经过激发光板产生波长为450nm～510nm的激发光，结合在核酸上的荧光染料在激发光作用下发出波长为520nm～580nm的荧光，经荧光观察片滤光后，可实时观察核酸泳动的位置。本发明具有快速、方便、高灵敏度和安全无毒的优点。
文档编号B01D57/02GK1766581SQ200510086789
公开日2006年5月3日 申请日期2005年11月4日 优先权日2005年11月4日
发明者刘士德, 黄虹宾, 黄秋梅 申请人:深圳大学