专利名称：自动蛋白印迹分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蛋白印迹实验装置，特别是涉及一种自动蛋白印迹
(WesternBlot)分析仪。
背景技术：
蛋白免疫印迹法是一种借助特异性抗体鉴定抗原的有效方法，该方法是 在凝胶电泳和固相免疫测定技术基础上发展起来的一种新的免疫生化技术。 蛋白免疫印迹法是把电泳分离的蛋白质组分从凝胶转移至一种固相支持体， 通过抗体与附着于固相支持物的靶蛋白所呈现的抗原表位发生特异性免疫 反应进行检测，整个过程包括蛋白质电泳分离，电转移，免疫学检测和信 号检测四部分。目前，现有的蛋白印迹实验中免疫检测部分包括如下过程 封闭，第一抗体结合，清洗，第二抗体结合，清洗。在该部分实验流程中需 要处理的试剂为封闭液，第一抗体稀释液，清洗缓冲液，第二抗体稀释液， 清洗缓冲液。目前采用的是手工操作的方法来更换不同的试剂，频繁的换液 操作增加了实验者的工作强度并且浪费时间。
同时，蛋白印迹检测传统方法是采用手工将各个操作步骤连续成完整检 测，缺点是繁琐而复杂，人与具潜在性感染血物品的接触多，人为操作差异 和环境变化而造成的试验结果差异，工作强度高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种自 动蛋白印迹分析仪，该分析仪能自动地完成配液、吸液、孵育、冲洗和加底 物液等一系列操作，批量处理各个蛋白印迹检测分析，可以减少操作者工作强度和节省时间。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的 一种自动蛋白 印迹分析仪，其特征在于，其包括孵育摇床、加液臂部件、移位电机、吸液 臂部件、吸液电机、带报警负压吸液泵和复数个加液数字泵，孵育摇床具有 复数个孵育槽，加液臂部件和吸液臂部件安装于一滑动机械装置上并分别对 孵育摇床中的孵育槽进行加试液和吸废液，加液臂部件和移位电机、加液数 字泵连接，吸液臂部件和吸液电机、带报警负压吸液泵连接。
优选地，所述自动蛋白印迹分析仪还包括一隔离罩，该隔离罩完全罩住 摇床部件、加液臂部件、吸液臂部件和滑动机械装置。
优选地，所述加液数字泵与一洗液瓶或一试剂瓶连接。
优选地，所述加液臂部件包括加液咀和加液胶管，加液咀连接加液胶管 的一端，加液胶管的另一端与数字加液泵连接。
本实用新型的积极进步效果在于本实用新型自动蛋白印迹分析仪是在 计算机控制下自动将各个操作步骤连续成完整检测分析，操作简单，自动报 警，自动化程度高，可无人值守，蛋白印迹分析标准化。而且，本实用新型 把人与具潜在性感染血物品的接触减少到最低程度，使免疫印迹分析标准 化，有效地减少了因实验室环境变化而造成的分析结果差异，其精确的配液 和吸液系统确保分析结果的一致性，并防止样品槽间的交叉污染。
图1为本实用新型自动蛋白印迹分析仪的模块框图。
图2为本实用新型自动蛋白印迹分析仪的结构示意图。
图3为本实用新型中的孵育摇床的结构示意图。
图4为本实用新型中的加液臂部件和吸液臂部件的结构示意图。
图5为本实用新型中的滑动机械装置的结构示意图。 图6为本实用新型中的加液数字泵的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技 术方案。
如图1所示，本实用新型自动蛋白印迹分析仪主要包括孵育摇床l、加
液臂部件4、移位电机5、吸液臂部件6、吸液电机7、带报警负压吸液泵8 和复数个加液数字泵9 (本实用新型中采用六个)，孵育摇床1为具有三十六 个孵育槽的摇床，其包括相互连接的摇床电机2和摇床部件3，孵育摇床l 的功能是在软件控制下，对敷在摇床表面一次性孵育槽内加试液的试膜条均 匀摇摆，以便槽内试液均匀覆盖试膜条，摇床平面具有加温功能。加液臂部 件4为六通道加液臂部件，其具有对孵育摇床l中三十六孵育槽(一次性) 分槽加试液的功能，加液臂部件4和六个加液数字泵9连接并组合，在软件 控制下，最多有达六种不同试液选择和50-3000uL之内数字定量加液选择。 加液臂部件4包括加液支臂、加液咀和加液胶管，加液胶管可与加液数字泵 9连接，加液臂部件4与移位电机5连接，并由移位电机5给加液臂部件4 提供动力。吸液臂部件6的功能是对摇床中三十六孵育槽内试膜条加的试液 反应后，在软件控制下，吸液臂部件6和带报警负压吸液泵8组成的负压吸 液装置对槽内反应后的废液迅速吸去，吸液电机7与吸液臂部件6连接并提 供动力。加液臂部件4和吸液臂部件6是安装在一滑动机械装置上，在软件 控制下，可精确对准孵育盘三十六槽，以便加试液和吸废液。
如图2所示，本实用新型还包括加液数字泵电机10、洗液瓶ll、试剂 瓶12、废液瓶13和零位传感器14，每个加液数字泵电机10对应一个加液 数字泵9并给加液数字泵9提供动力， 一个加液数字泵9与洗液瓶11连接， 其余五个加液数字泵9分别与试剂瓶12连接来抽取试剂，废液通过吸液臂 部件6由带报警负压吸液泵8吸入废液瓶13内，零位传感器14用于检测吸 液电机7的转动角度。当然，本实用新型还可以包括一隔离罩，该隔离罩可以完全罩住摇床部件、加液臂部件、吸液臂部件和滑动机械装置，起到工作 面与外部安全隔离，隔离罩可开合。如图3所示，摇床部件3包括摇床平台31、加热模块32、传感器33、 偏心机构34、平台托座和偏心支架构成，摇床平台31固定于平台托座上， 摇床平台31和平台托座的中间夹住加热模块32，加热模块32可为摇床平台 31提供三种恒温温度，平台托座两端分别安装于两摇床支架上，摇床支架固 定于大平台上，摇床平台31可沿摇床支架左右摆动，偏心支架固定于平台 托座下部一端，偏心支架下端Y 口插入大平台背面的偏心机构34,偏心机 构34由摇床电机2提供动能，摇床电机2转动带动偏心机构34转动，偏心 机构34转动带动偏心支架Y 口作上下曲轴运动，使摇床平台31作左右摆动， 实现摇床功能。在摇床平台3上1覆盖一次性孵育三十六槽(塑制)，所有 蛋白印迹检测，加液、孵育、结合、加样、清洗等都在槽内进行，可同时进 行三十六样品检测。如图4和图5所示，加液臂部件4和吸液臂部件6安装在一滑动机械 装置上，滑动机械装置包括滑动长轴81、长轴支架、移动电机82、同步轮、 移动托架部件、同步带83、移动电机82侧位于第一传感器84和位于吸液臂 部件6侧的第二传感器85。移动托架部件中具有轴套，轴套在滑动长轴内， 移动托架部件可在滑动长轴内滑动，加液臂部件4和吸液臂部件6是固定在 移动托架部件上，长轴支架将长轴支撑在台面上，在长轴两端同步轮套入移 动电机82出轴，装上同步带83，同步带83—边与移动托架部件固定，当控 制移动电机82转动，即带动同步轮和同步带83移动，使托架部件直线来回 移动，也就是加液臂部件4和吸液臂部件6来回移动，从而实现对孵育盘一 至三十六槽加液和吸液分槽定位功能，第一传感器84和第二传感器85反馈 定位状态。加液臂部件4包括加液支臂41、加液胶管和六个成一线排列的加 液咀42，加液臂部件4固定于滑动机械装置的移动托架部件上，加液咀42 的上部可连接加液胶管一端，加液胶管另一端与数字加液泵9连接，由数字加液泵9向加液咀42提供设定试液，加液咀42的下部为出液口，六个加液 咀42组成六通道加试液通道。吸液臂部件6包括相互配合的吸液支臂61和 滑槽支臂62以及吸液咀和吸液胶管，吸液支臂61的中轴滑套于滑动机械装 置的滑动长轴81内，可上下沿轴芯移动，作为伸入孵育槽吸液工作要求。 吸液咀固定于吸液支臂61的一端，吸液咀上部可连接吸液胶管一端，吸液 胶管另一端与负压废液瓶相通。吸液臂部件的滑槽支臂62通过中心轴孔固 定于吸液电机7的出轴上，吸液电机7转动一定角度，带动滑槽支臂62转 动，使得在滑槽支臂62上滑槽，带动与之相配合的吸液支臂61中轴沿着滑 套于滑动机械装置的滑动长轴81作上下运动，控制吸液电机7转动角度， 这样就控制吸液臂部件6的运动轨迹。零位传感器14固定于滑槽支臂62 — 端，用于检测吸液电机7的转动角度。如图6所示，加液数字泵9包括泵轮、压臂91、弹性扣92、泵管93、 进液管94、出液管、安装板和泵电机，泵轮套入泵电机出轴中，泵电机固定 于安装板上，压臂91 一端用连轴连接于安装板右下端，使压臂91可沿连轴 作转动，在安装板左端，将弹性扣92—端另件固定在安装板上，弹性扣92 另一端可左右沿上端移动，以便压臂91一端的开口切入定位。当泵管93放 入泵轮上，将压臂91 一端开口切入弹性扣92内锁紧，则使泵管93在压臂 91作用下被压扁于泵轮上，泵管93右端套上进液管94一端，进液管94另 一端伸入试剂瓶12，泵管93左端套上出液管一端，另一端与加液臂的加液 咀连接，当控制泵电机转动，带动泵轮对泵管93的挤压，在产生负压，从 试剂瓶12通过管路吸上试液，从出液B 口将试液输送到加液臂的加液咀上， 泵电机是数字化步进电机，控制泵电机转动，使泵的出液量，由软件控制， 加液数字泵理论上可从l-3000uL任意设定，其精确度可每泵分别标定。加 液数字泵不但可以顺时转，作为正常工作，也可逆时转，作为回收管路内试 液。本实用新型具有自动配液、吸液、孵育、冲洗、加底物液、加结合物和自动清洗功能，本实用新型进行免疫蛋白印迹检测(WesternBlotting)方法 检测时，本实用新型可对蛋白印迹检测的配液、吸液、孵育、冲洗、加底物 液、加结合物、循环次数和自动清洗等功能，通过本实用新型配置应用软件， 由操作者根据各种蛋白印迹(Western Blotting)试剂盒的标明参数，输入本 实用新型配置应用软件中，编制各种测试项目，各种测试项目可以长期储存， 也可修改。测试项目最多包含二十个独立步骤，可对各独立步骤内孵育时间、 加试液量、吸不吸液、工步报警及循环次数和步骤名称进行设定。本实用新 型配有加液臂部件，通过编程控制，根据蛋白印迹(WesternBlotting)试验 要求，在同一测试中，可最多单独分别加入六种不同试液。在每次蛋白印迹 试膜条和某种试液反应后，其废试液需收集于本实用新型特配废液装置中， 本实用新型配有专门吸液和废液收集装置。本实用新型的操作平台是一摇床 部件，摇床部件具有三种摇摆速率选择，由本实用新型的软件控制a本实用 新型在摇床上覆一塑制一次性三十六孵育槽，试液和蛋白印迹膜条都加入或 放入孵育槽内孵育和反应，摇床部件具有三种不同加温功能。本实用新型的 加液臂部件和吸液臂部件安装于同一滑动机械装置上，控制滑动机械装置上 的移位电机，就能使加液臂和吸液臂对准摇床表面覆盖一次性孵育盘一至三 十六槽中的任意槽位，并且加液臂和吸液臂前后安装位置只差一个槽位，吸 液臂在前，加液臂在后，当吸液臂的吸咀对准后一槽位，则加液臂的加液咀 对准前一个槽位，当吸液臂吸咀吸后一槽位内Pl反应后废弃试液时，加液 臂同时对前一个槽位加入程序来设定P2试液。综上所述，本实用新型是由 摇床部件、加液臂部件、吸液和废液收集部件装置、移位机械部件装置和电 子软件系统等构成。加液臂部件和吸液臂部件安装于滑动机械装置上，只需 数字化控制步进电机，就能精确控制加液臂组件和吸液臂组件定位，适宜个 别、批量任意选择，吸液和加液前后同时进行，縮短操作过程。加液臂部件 是由六个单独加液数字泵和加液臂及胶管组成，加液数字泵是机电一体化设 计部件，抽取数字化，易清洗。吸液和废液收集是在全封闭状态下，无污染。本实用新型进入洗液步骤后，软件控制滑动机械上的移位电机，使之滑 动机械上的加液臂移动对准摇床上三十六孵育槽设定槽上，软件控制其中一 个设定加液数字泵转动，加液数字泵从设定的Pl试剂瓶内，定量泵出设定 试液，通过连接管路输送到加液臂上六个通道中设定加液咀，加入摇床上设 定孵育槽内，加完试液，加液数字泵停止转动。软件继续控制滑动机械上移 位电机，使之滑动机械上的加液臂移动至孵育盘下一槽位置上，软件再控制 加液数字泵转动，加液数字泵从设定的P1试剂瓶内，定量泵出设定试液，加入摇床孵育盘下一槽内。如此加试液，直至加之设定N槽为止。如果本步 骤中工步设定需要在步骤运行结束排液，则在摇床摇摆孵育后，软件控制滑 动机械上的移位电机，使之滑动机械上的吸液臂移动对准摇床上三十六孵育 槽设定槽内，同时启动带报警负压吸液泵，使与之连接废液瓶内建立负压， 使吸液臂上吸咀口处于负压状态，将孵育槽内的反应后废液吸入废液瓶内。 本实用新型特点是在吸液过程中，同时执行下一步骤的加液工步，这是因为 吸液臂和加液臂安装在同一轴滑动机械上，并只差一个槽位，所以吸液臂吸 去本步骤废液后，紧随其后加液臂同时执行下一步骤加液工步。这二个工步 同时进行，本步骤循环次数可以设定。本实用新型进入样品步骤后，软件控制蜂鸣报警，提示"加入样品"， 揭开摇床上隔离罩，加入血样。按"YES"键，提示"关闭隔离罩"，再按 "YES"键，摇床带动孵育盘，在设定的摇摆速率下，进入孵育时间，摇床 平面由软件控制温度。在孵育时间结束时，软件控制滑动机械上的移位电机， 6使之滑动机械上的吸液臂移动对准摇床上三十六孵育槽设定槽内，同时启 动负压泵，使与之连接废液瓶内建立负压，使吸液臂上吸咀口处于负压状态， 将孵育槽内的反应后废液吸入废液瓶内。在吸液同时，加液装置启动执行下 一步骤加液工步。本实用新型进入结合物步骤后，软件控制滑动机械上的移位电机，使之 滑动机械上的加液臂移动对准摇床上三十六孵育槽设定槽上，软件控制设定加液数字泵转动，加液数字泵从设定的P5试剂瓶内，定量泵出设定试液， 通过连接管路输送到加液臂上六个通道中设定加液咀，加入摇床上设定孵育 槽内，加完试液，加液数字泵停止转动。软件继续控制滑动机械上移位电机， 使之滑动机械上的加液臂移动至孵育盘下一槽位置上，软件再控制加液数字 泵转动，加液数字泵从设定的P5试剂瓶内，定量泵出设定试液，加入摇床 孵育盘下一槽内。如此加试液，直至加之设定N槽为止。在摇床摇摆孵育后， 软件控制滑动机械上的移位电机，使之滑动机械上的吸液臂移动对准摇床上 三十六孵育槽设定槽内，同时启动负压泵，使与之连接废液瓶内建立负压， 使吸液臂上吸咀口处于负压状态，将孵育槽内的反应后废液吸入废液瓶内。 在吸液同时，加液装置启动执行下一步骤加液工步。本实用新型进入底物步骤后，软件控制滑动机械上的移位电机，使之滑 动机械上的加液臂移动对准摇床上三十六孵育槽设定槽上，软件控制设定加 液数字泵转动，加液数字泵从设定的P3试剂瓶内，定量泵出设定试液，通 过连接管路输送到加液臂上个六通道中设定加液咀，加入摇床上设定孵育槽 内，加完试液，加液数字泵停止转动。软件继续控制滑动机械上移位电机， 使之滑动机械上的加液臂移动至孵育盘下一槽位置上，软件再控制加液数字 泵转动，加液数字泵从设定的P3试剂瓶内，定量泵出设定试液，加入摇床 孵育盘下一槽内。如此加试液，直至加之设定N槽为止。在摇床摇摆孵育后， 软件控制滑动机械上的移位电机，使之滑动机械上的吸液臂移动对准摇床上 三十六孵育槽设定槽内，同时启动负压泵，使与之连接废液瓶内建立负压， 使吸液臂上吸咀口处于负压状态，将孵育槽内的反应后废液吸入废液瓶内。 在吸液同时，加液装置启动执行下一步骤加液工步。本实用新型进入mo (水)步骤后，软件控制滑动机械上的移位电机， 使之滑动机械上的加液臂移动对准摇床上三十六孵育槽设定槽上，软件控制 设定加液数字泵转动，加液数字泵从设定的P2试剂瓶内，定量泵出设定试 液，通过连接管路输送到加液臂上六个通道中设定加液咀，加入摇床上设定孵育槽内，加完试液，加液数字泵停止转动。软件继续控制滑动机械上移位 电机，使之滑动机械上的加液臂移动至孵育盘下一槽位置上，软件再控制加液数字泵转动，加液数字泵从设定的P2试剂瓶内，定量泵出设定试液，加 入摇床孵育盘下一槽内。如此加试液，直至加之设定N槽为止。在摇床摇摆 孵育后，软件控制滑动机械上的移位电机，使之滑动机械上的吸液臂移动对 准摇床上三十六孵育槽设定槽内，同时启动负压泵，使与之连接废液瓶内建 立负压，使吸液臂上吸咀口处于负压状态，将孵育槽内的反应后废液吸入废 液瓶内。根据设定的H20步骤内工步，可以设定循环次数和结束提示报警。 本实用新型是在一孵育摇床上覆一次性孵育槽板，按Western Blotting 蛋白印迹分析的步骤，在分析仪上编辑蛋白印迹分析参数要求，由加液臂 部件对孵育摇床上一次性孵育槽板内蛋白印迹膜条自动加入各种不同试 剂，定量分液试剂由复数个加液数字泵控制，按编辑参数要求，分别由从 试剂瓶通过复数个加液数字泵按程序加入定量WASH(洗涤)试剂、CONJ1 (酶结合物1 conjugation)试剂、CONJ2 (酶结合物2)试剂、SUBST (底 物液Substrate)试剂和DIH20 (蒸馏水)，通过对蛋白印迹膜条的浸泡-洗涤-加样品-样本孵育-酶结合-加底物-洗涤等生化反应后，对蛋白分子的 定性分析。本实用新型最多一次可进行三十六样本同时检测分析，最小间 隔3S的加试剂和吸废液。孵育摇床可选择高中低三种不同摇床摆动速度， 保整蛋白印迹膜条在整个Western Blotting蛋白印迹分析过程中保持浸湿， 不产生干膜现象，使蛋白印迹膜的背景清晰。本实用新型的孵育摇床提供 四种孵育温度(室温，25°C、 30°C、 37°C)选择。本实用新型的加液臂部 件最多可设置六个试剂通道口。本实用新型的复数个加液数字泵由六个数 字泵组成，具有50-3000uL之内数字定量加液选择功能。本实用新型在蛋 白印迹分析中产生反应后废液由吸液臂部件和带报警负压吸液泵处理，废 液通过吸液臂部件由吸液泵部件产生负压吸入P1全封闭废液瓶内，在P1 废液瓶内有废液溢流报警装置。本实用新型编制专用软件，软件功能具有项目编辑、自动运行、自动管路清洗、校准、设置功能。本实用新型可同 时进行三十六样本检测分析，适宜批量标准化蛋白印迹分析。 综上所述，本实用新型的主要特点包括如下(1) 本实用新型采用数字管道泵技术，使试液加液技术易控、精确，加 液从50uL 3000uL数字无级，可正反抽吸控制管道泵，远优于现有的应用正 压压力控制试液加液技术，正压压力控制试液加液技术易受压力波动干扰， 特别是稳定正压的建立在储气容器形状大小、密封程度和时间及传感元件的 制约，这些因数将影响试液加液的精度，而且现有技术的控制还需电磁阀。(2) 本实用新型采用数字管道泵试液加液技术，其管道系统易清洗，易 更换，无死角，便于自动化清洗。而现有的正压压力控制加液技术装置由于 有压力容器存在和其控制还需电磁阀，不易清洗，更不便于自动化清洗，存 有清洗死角。(3) 本实用新型的加液臂和吸液臂安装在滑动机械装置上，在软件控制 下，可对摇床上的1 三十六孵育槽的任意槽位加液和吸液，适宜自动批量同 时处置标本。而现有技术的加液臂和吸液臂安装于固定位置，只适于单个标 本处理。(4) 本实用新型的摇床技术采用偏心轮和可控电机结构，可提供3种 摇摆速率选择，摇床温控技术采用低压安全薄膜加热，并提供3种温控温度， 来适应工作需要。现有技术通常采用电阻丝和湿热等技术加热，体积大，温 控不易。摇摆速率一般只提供单速率，适应性不足。(5) 本实用新型采用新型吸液咀结构，该新型吸液咀结构在吸液过程 中，对处于同槽的试验膜条永不吸附，只吸试液，在整个试验中，各标本间 交叉污染接近为0，安全可靠。现有技术在吸液上，对于质轻的试验膜条， 其被吸附的可能性在1-10%左右。将使个别标本试验失败，引起标本间交叉 污染。(6) 本实用新型在摇床上新设计放一成三十六条槽型的一次性使用孵育盘，以供蛋白印迹样本的孵育、洗液、结合、底物等步骤的工作平台，一 次性使用，避免标本间交叉污染和蛋白印迹样本的可靠性。这不同于现有技 术重复使用带来的标本间交叉污染和检测的可靠性。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应 当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下， 可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由 所附权利要求书限定。
权利要求1、一种自动蛋白印迹分析仪，其特征在于，其包括孵育摇床、加液臂部件、移位电机、吸液臂部件、吸液电机、带报警负压吸液泵和复数个加液数字泵，孵育摇床具有复数个孵育槽，加液臂部件和吸液臂部件安装于一滑动机械装置上并分别对孵育摇床中的孵育槽进行加试液和吸废液，加液臂部件和移位电机、加液数字泵连接，吸液臂部件和吸液电机、带报警负压吸液泵连接。
2、 如权利要求1所述的自动蛋白印迹分析仪，其特征在于，所述自动 蛋白印迹分析仪还包括一隔离罩，该隔离罩完全罩住摇床部件、加液臂部件、 吸液臂部件和滑动机械装置。
3、 如权利要求1所述的自动蛋白印迹分析仪，其特征在于，所述加液 数字泵与一洗液瓶或一试剂瓶连接。
4、 如权利要求1所述的自动蛋白印迹分析仪，其特征在于，所述加液 臂部件包括加液咀和加液胶管，加液咀连接加液胶管的一端，加液胶管的另 一端与数字加液泵连接。
专利摘要本实用新型公开了一种自动蛋白印迹分析仪，其包括孵育摇床、加液臂部件、移位电机、吸液臂部件、吸液电机、带报警负压吸液泵和复数个加液数字泵，孵育摇床具有复数个孵育槽，加液臂部件和吸液臂部件安装于一滑动机械装置上并分别对孵育摇床中的孵育槽进行加试液和吸废液，加液臂部件和移位电机、加液数字泵连接，吸液臂部件和吸液电机、带报警负压吸液泵连接。本实用新型的分析仪能自动地完成配液、吸液、孵育、冲洗和加底物液等一系列操作，批量处理各个蛋白印迹检测分析，可以减少操作者工作强度和节省时间。
文档编号G01N33/53GK201417275SQ20092007616
公开日2010年3月3日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者周洵荣, 章卫华 申请人:上海迅达医疗仪器有限公司