一种自动梯度凝胶混合装置及其控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动梯度凝胶混合装置及其控制电路，其中混合装置包括形成梯度凝胶的控制器、第一电机、第二电机、第三电机和第四电机，且每个电机均与控制器电连接；控制电路包括单片机，第一控制电路，第二控制电路，第三控制电路、第四控制电路、搅拌电路、指示灯电路和稳压电路。本实用新型利用单片机和电机之间的配合，控制混合梯度凝胶形成的各个步骤，且将测试梯度凝胶的容器等间距排布，等时间运送形成的流水线控制使得整个装置的连续形成梯度混合凝胶；实现自动的连续混合，提高了液体混合的效率和可靠性，同时减少了人工成本。利用机械搅拌，使溶液混合的更加均匀。
【专利说明】一种自动梯度凝胶混合装置及其控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种生物领域的聚丙烯酰胺梯度凝胶的灌制生产混合装置，尤其涉及一种自动梯度凝胶混合装置及其控制电路。
【背景技术】
[0002]梯度凝胶电泳通常采用聚丙烯酰胺凝胶，但不是在单一浓度的凝胶上进行，而是形成梯度凝胶，从凝胶顶部到底部丙烯酰胺的浓度呈梯度变化，凝胶梯度是通过专用的梯度混合装置形成的市面上普遍是利用重力作用使两种不同的液体进入同一个容器，再在机械搅拌的作用下混匀，这种方法的弊端在于混合溶液不是完全线性的，混匀效果不够理想。
[0003]梯度凝胶电泳主要适用于测定球蛋白的分子量，而对纤维蛋白将产生较大的误差。由于分子量的测定必须是在未知和标准蛋白质分子到达完全被阻止迁移的孔径时才能成立，因此电泳时要使用较高的电压。
[0004]中国发明专利(申请号为:201210248118.7)，已经提出了一种利用流体力学的原理，使得梯度凝胶从下至上的浓度逐渐提高，但该装置采用的是人工推拉活塞杆的方式，耗时耗力，不是很方便，且该设置仅仅溶液的混合并没有体现混合溶液的机械搅拌，使该混合溶液的浓度还不够均匀。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种自动梯度凝胶混合装置以及实现自动控制该装置电路，具体技术方案如下:
[0006]一种自动梯度凝胶混合装置，包括盛溶液A的第一容器、盛放溶液B的第二容器，盛放混合溶液C的第三容器以及测试梯度凝胶的第四容器，且所述溶液A和溶液B之间有浓度差；还设置有第一活塞的第一活塞缸体、设置有第二活塞的第二活塞缸体，所述第一活塞缸体和第一容器之间连接第一连通管道，所述第一活塞缸体和第二活塞缸体与第三容器之间均通过第三连通管道连通，第三容器与第四容器之间设有第四连通管道；所述第一连通管道上设有第一阀门，第二连通管道上设有第二阀门、第三连通管道上设有第三阀门；其特征在于:还包括用于自动控制溶液A和溶液B混合且连续形成梯度凝胶的控制器以及分别用于控制溶液A进入第一活塞缸体的第一电机，用于控制溶液B进入第二活塞缸体的第二电机，用于控制溶液A和溶液B混合灌胶的第三电机以及用于控制第四容器等时间等间距移动的第四电机，且每个电机均与控制器电连接。
[0007]—种上述自动梯度凝胶混合装置的控制电路，其特征在于:包括单片机，用于控制第一电机的第一控制电路，用于控制第二电机的第二控制电路，用于控制第三电机的第三控制电路以及用于控制第四电机的第四控制电路，用于搅拌混合溶液的搅拌电路，指示灯电路以及用于给各个电路提供稳态工作电压的稳压电路，所述各个电机的控制电路、搅拌电路和指示灯电路均连至单片机，所述稳压电路分别提供3.3V和12V的工作电压。
[0008]进一步的，所述第一控制电路至第四控制电路均包括继电器、三极管和MOS管，控制电路的输入端连接单片机，且控制电路的输入端经电阻Rl连向第一三级管Ql的基极，第一三极管Ql的集电极连至继电器的线圈一端，第一三极管Ql的发射极接地；继电器的线圈另一端接12V电压，且继电器的线圈两端之间还并联有单向导通的第一二极管Dl极管的正极连第一三极管的集电极，第一二极管Dl极连12V电压，继电器的触点为常开触点，触点一端连电机启动电压，另一端连控制电路的输出端口；第二三极管Q2的基极经电阻R2连向单片机，同时第二三极管Q2的基极还经电阻R5连3.3V电压，第二三极管Q2的集电极经电阻R3连12V电压，第二三极管Q2的发射极接地；第二三极管Q2的集电极还连MOS管的栅极，MOS管的漏极连至输出端口的另一端，MOS管的源极接地；第三三极管Q3的基极经电阻R4连MOS管的漏极，第三三极管Q3的集电极经电阻R5连向单片机，第三三极管Q3的发射极接地，所述输出端口与对应阀门的电机；
[0009]当需要开启某一控制电路时，单片机会给予第一三极管Ql和第二三极管Q2触发信号，促使第一三极管Ql和第二三极管Q2的导通，第一三极管Ql导通后，继电器的线圈有电流流过，继电器的常开触点闭合，即与电机的启动电压导通，第二三极管Q2通促使MOS管的导通，从而输出端口与电机之间连通，同时第三三极管Q3导通，将输出端口的信号反馈给单片机。
[0010]进一步的，所述搅拌电路包括搅拌器和第四三极管Q4，第四三极管Q4的基极经电阻R6连向单片机，第四三极管Q4的集电极连搅拌器，第四三极管Q4的发射极接地，所述搅拌器的另一端接12V电压，搅拌机的两端还并联有电容Cl和第二二极管D2 ；
[0011]当溶液A和溶液B进入第三容器后，需要混匀混合溶液C，此时单片机给予第四三极管Q4触发信号，促使第四三极管Q4导通，从而启动搅拌器搅拌。
[0012]进一步的，所述稳压电路包括输出为3.3V电压的第一稳压芯片和输出为12V电压的第二稳压芯片，所述第一稳压芯片和第二稳压芯片的输入端均连向电源电压，第一稳压芯片和第二稳压芯片的使能端和接地端均接地，第一稳压芯片的输出端经第一电感LI后输出电压3.3V,第二稳压芯片的输出端经第二电感L2后输出电压12V,第一稳压芯片的反馈端和输出电压间并联有电阻R7和电容C2的并联电路，第二稳压芯片的反馈段和输出电压间并联有电阻R8和电容C3，且第一稳压芯片的反馈端还经电阻R9接地，第二稳压芯片的反馈端还经电阻RlO接地；在第一稳压芯片的输入端和接地端之间连接有电容C4，在第一稳压芯片的输出端和使能端之间连接有第三二极管D3，第三二极管D3的正极与使能端连接，负极与输出端连接，在电感LI的输出和使能端之间连接有电容C5 ;在第而稳压芯片的输入端和接地端之间连接有电容C6，在第一稳压芯片的输出端和使能端之间连接有第四二极管D4，第四二极管D4的正极与其使能端连接，负极与其输出端连接，在电感L2的输出和其使能端之间连接有电容C7 ；
[0013]进一步的，所述指示灯电路包括与每个控制电路对应设置的LED灯和LED驱动芯片，所述LED驱动芯片的驱动信号端与单片机连接，每个LED灯的管脚均与驱动芯片的管脚相连，LED灯和LED驱动芯片的接地端接地，LED驱动芯片的启动电压为3.3V ；
[0014]当某一控制电路后，单片机给予LED驱动芯片信号，从而使LED驱动芯片驱动相对应控制电路的LED灯亮。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:本实用新型利用单片机和电机之间的配合，控制混合梯度凝胶形成的各个步骤，且将测试梯度凝胶的容器等间距排布，等时间运送形成的流水线控制使得整个装置的连续形成梯度混合凝胶；实现自动的连续混合，提高了液体混合的效率和可靠性，同时减少了人工成本。利用机械搅拌，使溶液混合的更加均匀。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型装置的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型中各个电机的控制电路；
[0018]图3为本实用新型中搅拌电路；
[0019]图4为本实用新型中稳压电路；
[0020]图5为本实用新型中指示灯电路；
[0021]其中:第一容器100 ;第二容器200 ;第三容器300 ;第四容器400 ;第一活塞缸体500 ;第一活塞510 ;第一连通管道520 ;第一阀门521 ;第一电机530 ;第二活塞缸体600 ;第二活塞610 ;第二连通管道620 ;第二阀门621 ;第二电机630 ;第三连通管道700 ;第三阀门710 ;第三电机720 ;第四电机800 ;第四连通管道810 ;控制器900。
【具体实施方式】
[0022]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0023]如图1所示，一种自动梯度凝胶混合装置，包括盛溶液A的第一容器100，盛放溶液B的第二容器200，盛放混合溶液C的第三容器300以及测试梯度凝胶的第四容器400，且所述溶液A和溶液B之间有浓度差，还设置有第一活塞510的第一活塞缸体500、设置有第二活塞610的第二活塞缸体600,所述第一活塞缸体500和第一容器100之间连接第一连通管道520，所述第一活塞缸体500和第二活塞缸体600与第三容器300之间均通过第三连通管道700连通，第三容器300与第四容器400之间设有第四连通管道810 ;所述第一连通管道520上设有第一阀门521，第二连通管道620上设有第二阀门621、第三连通管道700上设有第三阀门710。
[0024]本实用新型装置还包括用于自动控制溶液A和溶液B混合且连续形成梯度凝胶的控制器900以及分别用于控制溶液A进入第一活塞缸体500的第一电机530，用于控制溶液B进入第二活塞缸体600的第二电机630，用于控制溶液A和溶液B混合灌胶的第三电机以及用于控制在流水线平台上等间距排布的第四容器400等时间移动的第四电机800，且每个电机均与与控制器900电连接。
[0025]另外，本实用新型提供一种上述自动梯度凝胶混合装置的控制电路，包括单片机，用于控制第一电机530的第一控制电路，用于控制第二电机630的第二控制电路，用于控制第三电机的第三控制电路以及用于控制第四电机800的第四控制电路，用于搅拌混合溶液的搅拌电路，指示灯电路以及用于给各个电路提供稳态工作电压的稳压电路，所述各个电机的控制电路、搅拌电路和指示灯电路均连至单片机，所述稳压电路分别提供3.3V和12V的工作电压。
[0026]如图2所示，第一控制电路至第四控制电路均包括继电器；三极管和MOS管，控制电路的输入端连接单片机，且控制电路的输入端经电阻Rl连向第一三级管Ql的基极，第一三极管Ql的集电极连至继电器的线圈一端，第一三极管Ql的发射极接地；继电器的线圈另一端接12V电压，且继电器的线圈两端之间还并联有单向导通的第一二极管Dl极管的正极连第一三极管的集电极，第一二极管Dl极连12V电压，继电器的触点为常开触点，触点一端连电机启动电压，另一端连控制电路的输出端口；第二三极管Q2的基极经电阻R2连向单片机，同时第二三极管Q2的基极还经电阻R5连3.3V电压，第二三极管Q2的集电极经电阻R3连12V电压，第二三极管Q2的发射极接地；第二三极管Q2的集电极还连MOS管的栅极，MOS管的漏极连至输出端口的另一端，MOS管的源极接地；第三三极管Q3的基极经电阻R4连MOS管的漏极，第三三极管Q3的集电极经电阻R5连向单片机，第三三极管Q3的发射极接地，所述输出端口电连接于对应控制电路的电机。
[0027]当需要开启某一控制电路时，单片机会给予第一三极管Ql和第二三极管Q2触发信号，促使第一三极管Ql和第二三极管Q2的导通，第一三极管Ql导通后，继电器的线圈有电流流过，继电器的常开触点闭合，即与电机的启动电压导通，第二三极管Q2通促使MOS管的导通，从而输出端口与电机之间连通，同时第三三极管Q3导通，将输出端口的信号反馈给单片机。
[0028]如图3所示，搅拌电路包括搅拌器和第四三极管Q4，第四三极管Q4的基极经电阻R6连向单片机，第四三极管Q4的集电极连搅拌器，第四三极管Q4的发射极接地，所述搅拌器的另一端接12V电压，搅拌机的两端还并联有电容Cl和第二二极管D2。
[0029]当溶液A和溶液B进入第三容器300后，需要混匀混合溶液C，此时单片机给予第四三极管Q4触发信号，促使第四三极管Q4导通，从而启动搅拌器搅拌。
[0030]如图4所不,稳压电路包括输出为3.3V电压的第一稳压芯片和输出为12V电压的第二稳压芯片，所述第一稳压芯片和第二稳压芯片的输入端均连向电源电压，第一稳压芯片和第二稳压芯片的使能端和接地端均接地，第一稳压芯片的输出端经第一电感LI后输出电压3.3V，第二稳压芯片的输出端经第二电感L2后输出电压12V，第一稳压芯片的反馈端和输出电压间并联有电阻R7和电容C2的并联电路，第二稳压芯片的反馈端和输出电压间并联有电阻R8和电容C3，且第一稳压芯片的反馈端还经电阻R9接地，第二稳压芯片的反馈端还经电阻RlO接地，在第一稳压芯片的输入端和接地端之间连接有电容C4，在第一稳压芯片的输出端和使能端之间连接有第三二极管D3，第三二极管D3的正极与使能端连接，负极与输出端连接，在电感LI的输出和使能端之间连接有电容C5 ;在第而稳压芯片的输入端和接地端之间连接有电容C6，在第一稳压芯片的输出端和使能端之间连接有第四二极管D4，第四二极管D4的正极与其使能端连接，负极与其输出端连接，在电感L2的输出和其使能端之间连接有电容C7 ；
[0031 ] 如图5所示，指示灯电路包括与每个控制电路对应设置的LED灯和LED驱动芯片，所述LED驱动芯片的驱动信号端与单片机连接，每个LED灯的管脚均与驱动芯片的管脚相连，LED灯和LED驱动芯片的接地端接地，LED驱动芯片的启动电压为3.3V。
[0032]当开启某一控制电路后，单片机给予LED驱动芯片信号，从而使LED驱动芯片驱动相对应控制电路的LED灯亮。
[0033]本装置的单片机上还可以电连接有用于人机操控的按键座和显示屏，按键座可以是对应于各个阀门的控制电路和搅拌电路的启动而设置的，在显示屏上可以设置显示溶液A ;溶液B和混合溶液的溶度以及溶液的容量等信息。
[0034]对于按键座或者显示屏可以都不设置，完全通过单片机的程序设定来实现电路的控制，这样就更加自动化，也可以只设置显示屏或者按键座或者用触摸屏代替显示屏和按键座，本实施例中采用在单片机并未连接按键或触摸屏。
[0035]本实用新型利用单片机和电机之间的配合，控制混合梯度凝胶形成的各个步骤，且将测试梯度凝胶的容器等间距排布，等时间运送形成的流水线控制使得整个装置的连续形成梯度混合凝胶；实现自动的连续混合，提高了液体混合的效率和可靠性，同时减少了人工成本，利用机械搅拌，使溶液混合的更加均匀。
[0036]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种自动梯度凝胶混合装置，包括盛溶液A的第一容器、盛放溶液B的第二容器，盛放混合溶液C的第三容器以及测试梯度凝胶的第四容器，且所述溶液A和溶液B之间有浓度差；还设置有第一活塞的第一活塞缸体、设置有第二活塞的第二活塞缸体，所述第一活塞缸体和第一容器之间连接第一连通管道，所述第一活塞缸体和第二活塞缸体与第三容器之间均通过第三连通管道连通，第三容器与第四容器之间设有第四连通管道；所述第一连通管道上设有第一阀门，第二连通管道上设有第二阀门、第三连通管道上设有第三阀门；其特征在于:还包括用于自动控制溶液A和溶液B混合且连续形成梯度凝胶的控制器以及分别用于控制溶液A进入第一活塞缸体的第一电机，用于控制溶液B进入第二活塞缸体的第二电机，用于控制溶液A和溶液B混合灌胶的第三电机以及用于控制第四容器等时间等间距移动的第四电机，且每个电机均与控制器电连接。
2.一种如权利要求1所述的自动梯度凝胶混合装置的控制电路，其特征在于:包括单片机，用于控制第一电机的第一控制电路，用于控制第二电机的第二控制电路，用于控制第三电机的第三控制电路以及用于控制第四电机的第四控制电路，用于搅拌混合溶液的搅拌电路，指示灯电路以及用于给各个电路提供稳态工作电压的稳压电路，所述各个电机的控制电路、搅拌电路和指示灯电路均连至单片机，所述稳压电路分别提供3.3V和12V的工作电压。
3.如权利要求2所述的一种自动梯度凝胶混合装置的控制电路，其特征在于:所述第一控制电路至第四控制电路均包括继电器、三极管和MOS管，控制电路的输入端连接单片机，且控制电路的输入端经电阻R1连向第一三级管Q1的基极，第一三极管Q1的集电极连至继电器的线圈一端，第一三极管Q1的发射极接地；继电器的线圈另一端接12V电压，且继电器的线圈两端之间还并联有单向导通的第一二极管D1极管的正极连第一三极管的集电极，第一二极管D1极连12V电压，继电器的触点为常开触点，触点一端连电机启动电压，另一端连控制电路的输出端口 ；第二三极管Q2的基极经电阻R2连向单片机，同时第二三极管Q2的基极还经电阻R5连3.3V电压，第二三极管Q2的集电极经电阻R3连12V电压，第二三极管Q2的发射极接地；第二三极管Q2的集电极还连MOS管的栅极，MOS管的漏极连至输出端口的另一端，MOS管的源极接地；第三三极管Q3的基极经电阻R4连MOS管的漏极，第三三极管Q3的集电极经电阻R5连向单片机，第三三极管Q3的发射极接地，所述输出端口与对应阀门的电机； 当需要开启某一控制电路时，单片机会给予第一三极管Q1和第二三极管Q2触发信号，促使第一三极管Q1和第二三极管Q2的导通，第一三极管Q1导通后，继电器的线圈有电流流过，继电器的常开触点闭合，即与电机的启动电压导通，第二三极管Q2通促使MOS管的导通，从而输出端口与电机之间连通，同时第三三极管Q3导通，将输出端口的信号反馈给单片机。
4.如权利要求2所述的一种自动梯度凝胶混合装置的控制电路，其特征在于:所述搅拌电路包括搅拌器和第四三极管Q4，第四三极管Q4的基极经电阻R6连向单片机，第四三极管Q4的集电极连搅拌器，第四三极管Q4的发射极接地，所述搅拌器的另一端接12V电压，搅拌机的两端还并联有电容C1和第二二极管D2 ； 当溶液A和溶液B进入第三容器后，需要混匀混合溶液C，此时单片机给予第四三极管Q4触发信号，促使第四三极管Q4导通，从而启动搅拌器搅拌。
5.如权利要求2所述的一种自动梯度凝胶混合装置的控制电路，其特征在于:所述稳压电路包括输出为3.3V电压的第一稳压芯片和输出为12V电压的第二稳压芯片，所述第一稳压芯片和第二稳压芯片的输入端均连向电源电压，第一稳压芯片和第二稳压芯片的使能端和接地端均接地，第一稳压芯片的输出端经第一电感LI后输出电压3.3V，第二稳压芯片的输出端经第二电感L2后输出电压12V，第一稳压芯片的反馈端和输出电压间并联有电阻R7和电容C2的并联电路，第二稳压芯片的反馈段和输出电压间并联有电阻R8和电容C3，且第一稳压芯片的反馈端还经电阻R9接地，第二稳压芯片的反馈端还经电阻RlO接地；在第一稳压芯片的输入端和接地端之间连接有电容C4,在第一稳压芯片的输出端和使能端之间连接有第三二极管D3，第三二极管D3的正极与使能端连接，负极与输出端连接，在电感LI的输出和使能端之间连接有电容C5 ;在第而稳压芯片的输入端和接地端之间连接有电容C6，在第一稳压芯片的输出端和使能端之间连接有第四二极管D4，第四二极管D4的正极与其使能端连接，负极与其输出端连接，在电感L2的输出和其使能端之间连接有电容C7。
6.如权利要求2所述的一种自动梯度凝胶混合装置的控制电路，其特征在于:所述指示灯电路包括与每个控制电路对应设置的LED灯和LED驱动芯片，所述LED驱动芯片的驱动信号端与单片机连接，每个LED灯的管脚均与驱动芯片的管脚相连，LED灯和LED驱动芯片的接地端接地，LED驱动芯片的启动电压为3.3V ； 当某一控制电路后，单片机给予LED驱动芯片信号，从而使LED驱动芯片驱动相对应控制电路的LED灯亮。
【文档编号】G01N27/447GK204166329SQ201420645971
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】郑华安 申请人:宁波市鄞州祥弘电子有限公司