一种可替换的毛细管电泳装置的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域，特别是涉及一种可替换的毛细管电泳装置。

背景技术：

毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE)技术是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳一般采用石英毛细管柱，在毛细管外部高压电场作用下，一侧的分离介质由于带正电而向负极方向移动。于此同时，在分离介质中，带电生物分子在毛细管外部高压电场作用下，以各自不同速度，向与该带电生物分子所带电荷极性相反的电极方向移动，形成电泳。

传统的毛细管电泳检测系统内固定放置了用于检测样品的毛细管，通过毛细管电泳检测系统自身的转换装置可以调整注入毛细管中物质的种类，例如注入缓冲溶液、检测样品、清洗液等。当在毛细管电泳检测系统中对一个检测样品中所含的物质进行检测后，所检测的样本等会污染毛细管、样本槽等检测部件，为了能够进行下一次样本检测，需要对毛细管电泳检测系统中可能被上一次检测所污染的检测部件进行彻底清洗。清洗过程中，需要的各类清洗液会随着转换装置依次注入毛细管等检测部件，清洗完成后，还需要重新向毛细管进行一系列处理例如注入分离介质等以备下一次检测时使用。

可见，毛细管电泳检测系统在两次检测中需要对毛细管等检测部件进行工序复杂的清洗，以及重新处理毛细管以达到可以继续检测后续样本的要求，从而导致两次检测之间间隔过长，需要病人长时间等待，用户体验不好。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于提供一种可替换的毛细管电泳装置，从而在完成一次检测后，可以直接用新的毛细管电泳装置对使用过的毛细管电泳装置进行替换，无需清洗，缩短两次检测之间间隔时长，提高用户体验。

为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

本实用新型提供了一种可替换的毛细管电泳装置，所述装置包括：毛细管、固定结构和切换结构：

所述毛细管中预先灌注有分离介质，所述毛细管通过所述固定结构与所述切换结构固接；所述毛细管用于接收检测样品的进口端连接在所述切换结构的连接端口上，所述毛细管的出口端处于缓冲溶液中；

所述切换结构内包括预存有缓冲溶液的缓冲溶液空间和检测样品空间，所述切换结构在第一状态时，所述缓冲溶液空间通过所述连接端口与所述进口端连通，所述切换结构在第二状态时，所述检测样品空间通过所述连接端口与所述进口端连通；其中，在通过所述毛细管电泳装置对检测样品进行检测前，所述切换结构处于所述第一状态。

可选的，所述切换结构还包括进样口，所述进样口用于向所述检测样品空间注入检测样品；在将所述毛细管电泳装置插入毛细管电泳检测系统时，所述进样口位于所述毛细管电泳检测系统之外。

可选的，所述切换结构包括控制机构，通过触发所述控制机构将所述切换结构在所述第一状态和第二状态间切换，在将所述毛细管电泳装置插入毛细管电泳检测系统时，所述控制机构位于所述毛细管电泳检测系统之外。

可选的，若通过所述进样口向所述检测样品空间注入了检测样品，在所述毛细管电泳检测系统通过所述毛细管电泳装置对检测样品进行检测时，将所述切换结构切换到所述第二状态以便向所述毛细管中注入所述检测样品。

可选的，在向所述毛细管注入所述检测样品后，将所述切换结构切换至所述第一状态，以便利用所述缓冲溶液空间中的缓冲溶液带动所述检测样品在所述毛细管中移动。

可选的，所述装置还包括电极，所述电极设置在所述毛细管的两端，所述电极用于与所述毛细管电泳检测系统中的电源连接，以便所述电源可以提供电压推动所述检测样品在所述毛细管中移动。

可选的，所述装置还包括检测窗口，所述检测窗口设置在所述毛细管的近出口端处，以便通过所述检测窗口对处于所述检测窗口中的所述毛细管中的物质进行检测。

可选的，所述检测窗口为贯穿孔状或所述固定结构上透明区域。

可选的，所述固定结构为卡片状，所述毛细管固定在所述固定结构的内部。

可选的，所述毛细管的形状为U型。

通过上述技术方案可知，本实用新型有如下有益效果：

本实用新型提供了一种可替换的毛细管电泳装置，包括毛细管、固定结构和切换结构。切换结构内包括预存有缓冲溶液的缓冲溶液空间和检测样品空间，切换结构在第一状态时，缓冲溶液空间通过连接端口与进口端连通，切换结构在第二状态时，检测样品空间通过连接端口与进口端连通。由于在通过该装置对检测样品进行检测前，切换结构处于第一状态，这样，通过该切换结构与毛细管用于接收检测样品的进口端相连，该毛细管的出口端处于缓冲溶液中，可以使毛细管的进口端和出口端都处于缓冲溶液中，从而实现对毛细管中预先灌注的分离介质进行密封保存，使毛细管电泳装置可以独立于毛细管电泳检测系统存在，另外，毛细管中预先灌注有分离介质使得毛细管处于可使用状态，无需再对其进行预处理、活化等即可直接对样本进行检测。由于该装置上具有切换结构，且该切换结构同时具有缓冲溶液空间和检测样品空间，使得该装置可以独立的实现将切换结构在第一状态和第二状态之间进行切换，这样，在将该毛细管电泳装置置入毛细管电泳检测系统中进行样品检测时，由于分离介质、缓冲溶液和检测样品都存在于该毛细管电泳装置中，当完成一次检测时，为了防止新的检测样品被之前的检测样品或之前使用过的缓冲溶液污染，仅需将该毛细管电泳装置整个替换，无需对毛细管甚至是缓冲溶液空间和检测样品空间进行清洗，可以直接在毛细管电泳检测系统中置入一个新的毛细管电泳装置即可对新的检测样品开始下一次样品检测。由此可见，由于该毛细管电泳装置同时具有毛细管、固定结构和切换结构，使得该毛细管电泳装置在独立于毛细管电泳检测系统时，能够很好的保存毛细管和其中的分离介质，且能够进行缓冲溶液和检测样品的切换，使得毛细管电泳装置便于与毛细管电泳系统合理配合，并实现可替换性，也就是说，在完成一次检测后，可以直接用新的毛细管电泳装置对使用过的毛细管电泳装置进行替换，无需清洗，缩短两次检测之间间隔时长，提高用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种可替换的毛细管电泳装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的一种可替换的毛细管电泳装置的结构图；

图3为本实用新型实施例提供的一种切换结构的结构图；

图4为本实用新型实施例提供的一种切换结构的结构图；

图5为本实用新型实施例提供的一种可替换的毛细管电泳装置的结构图；

图6为本实用新型实施例提供的一种可替换的毛细管电泳装置的结构图；

图7为本实用新型实施例提供的一种可替换的毛细管电泳装置的结构图。

具体实施方式

为了给出提高毛细管电泳的检测速度的实现方案，本实用新型实施例提供了一种可替换的毛细管电泳装置，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。

传统的毛细管电泳检测系统清洗的工序比较复杂，清洗耗费时间较长，从而导致两次检测之间间隔过长，用户体验不好；另外，对毛细管等检测部件进行清洗所使用的清洗机器价格高，导致使用传统的毛细管电泳检测系统对检测样品中所含的物质进行检测的成本过高。

为此，本实用新型实施例提供了一种可替换的毛细管电泳装置，将毛细管、固定结构和切换结构等部件组合在一起形成毛细管电泳装置，从毛细管电泳检测系统中独立出来，实现毛细管电泳装置的可替换。该装置可以包括毛细管、固定结构和切换结构。其中，毛细管中预先灌注有分离介质，毛细管通过固定结构与切换结构固接；毛细管用于接收检测样品的进口端连接在切换结构的连接端口上，毛细管的出口端处于缓冲溶液中，以便对毛细管进行密封保存。切换结构内包括预存有缓冲溶液的缓冲溶液空间和检测样品空间，切换结构在第一状态时，缓冲溶液空间通过连接端口与进口端连通，切换结构在第二状态时，检测样品空间通过连接端口与进口端连通，以便切换结构可以在第一状态和第二状态之间进行切换，从而根据切换结构的不同状态向毛细管中注入相应的溶液，其中，在通过毛细管电泳装置对检测样品进行检测前，切换结构处于所述第一状态。

本实用新型通过将原本毛细管电泳检测系统中的部分组件有针对性的改进并选择出来进行组合，且新增了一些组件共同形成了本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测装置这一功能实体，使得毛细管电泳检测装置可以独立的存在于毛细管电泳检测系统之外，并可以独立保存、运输，同时可以与毛细管电泳检测系统简单、便捷的配合使用。

由于本实用新型实施例提供的装置在独立于毛细管电泳检测系统时，能够很好的保存毛细管和其中的分离介质，以及能够进行缓冲溶液和检测样品的切换；将该装置插入到毛细管电泳检测系统中，便可以利用该装置对检测样品进行检测。因此，将该装置应用于毛细管电泳检测系统时，该装置是可以替换的，即在完成一次检测后，可以直接用新的毛细管电泳装置对使用过的毛细管电泳装置进行替换，无需清洗，从而通过与毛细管电泳检测装置配合使用，不仅能够缩短电泳检测系统两次检测之间间隔时长，提高用户体验，而且可以大大简化毛细管电泳检测系统的结构复杂程度，例如与毛细管电泳检测装置配合使用的毛细管电泳检测系统可以不需设置清洗组件、对毛细管进行重新处理的组件等，有效的降低了毛细管电泳检测系统的制造成本。

需要说明的是，本实用新型实施例中所提到的分离介质可以是各类凝胶，例如聚丙烯酰胺、琼脂糖、葡聚糖等不同种类凝胶，也可以是各类缓冲溶液。

图1为本实用新型提供的一种可替换的毛细管电泳装置的结构示意图，所述装置可以包括：毛细管100、固定结构200和切换结构300。

在本实施例中，该可替换的毛细管电泳装置可以被插入到毛细管电泳检测系统，以便利用该可替换的毛细管电泳装置对检测样品中所含的物质进行检测。

其中，毛细管100中预先灌注有分离介质，毛细管100通过固定结构200与切换结构300固接；毛细管100用于接收检测样品的进口端连接在切换结构300的连接端口上，所述毛细管100的出口端处于缓冲溶液中。以图1为例，毛细管100的左端可以为进口端，毛细管100的右端可以为出口端，出口端处于预存有缓冲溶液的存储空间400中，从而使得出口端处于缓冲溶液中，以实现对毛细管中分离介质与外界的隔离。

切换结构300内可以包括预存有缓冲溶液的缓冲溶液空间301和检测样品空间302。切换结构300可以包括两种状态，当切换结构300在第一状态时，缓冲溶液空间301通过连接端口与毛细管100的进口端连通，如图1所示；当切换结构300在第二状态时，检测样品空间302通过连接端口与毛细管100的进口端连通，如图2所示。需要说明的是，在通过毛细管电泳装置对检测样品进行检测前，切换结构300处于第一状态。

由于在通过毛细管电泳装置对检测样品进行检测前，切换结构300处于第一状态，即毛细管100的进口端通过连接端口与缓冲溶液空间301连通，此时，进口端处于缓冲溶液中，且出口端处于缓冲溶液中，从而可以实现对毛细管100进行密封保存，保证毛细管100中的分离介质不被污染。

需要说明的是，在本实施例中，切换结构300中缓冲溶液空间301和检测样品空间302可以如图1-2所示，缓冲溶液空间301位于检测样品空间302的左边，当然，缓冲溶液空间301也可以位于检测样品空间302的右边，本实施例对此不做限定。

切换结构300中除了缓冲溶液空间301和检测样品空间302外，还可以包括其他空间，所述其他空间中可以用于储存检测时可能使用的其他物质。

本实施例提供的毛细管电泳装置同时包括了毛细管、固定结构和切换结构，毛细管、固定结构和切换结构所具有的特性，使得该毛细管电泳装置是可替换的，可以独立于毛细管电泳检测系统存在的。当需要使用该毛细管电泳装置对检测样本进行检测时，可以将该毛细管电泳装置插入到毛细管电泳检测系统，当检测完成时，可以将该毛细管电泳装置从毛细管电泳检测系统中拔出来，更换新的毛细管电泳装置，便可立刻进行下一次检测。

本实用新型提供了一种可替换的毛细管电泳装置，包括毛细管、固定结构和切换结构。切换结构内包括预存有缓冲溶液的缓冲溶液空间和检测样品空间，切换结构在第一状态时，缓冲溶液空间通过连接端口与进口端连通，切换结构在第二状态时，检测样品空间通过连接端口与进口端连通。由于在通过该装置对检测样品进行检测前，切换结构处于第一状态，这样，通过该切换结构与毛细管用于接收检测样品的进口端相连，该毛细管的出口端处于缓冲溶液中，可以使毛细管的进口端和出口端都处于缓冲溶液中，从而实现对毛细管中预先灌注的分离介质进行密封保存，使毛细管电泳装置可以独立于毛细管电泳检测系统存在，毛细管中预先灌注有分离介质使得毛细管处于可使用状态，无需再对其进行预处理、活化等。由于该装置上具有切换结构，且该切换结构同时具有缓冲溶液空间和检测样品空间，使得该装置可以独立的实现将切换结构在第一状态和第二状态之间进行切换，这样，在将该毛细管电泳装置置入毛细管电泳检测系统中进行样品检测时，由于分离介质、缓冲溶液和检测样品都存在于该毛细管电泳装置中，当完成一次检测时，为了防止新的检测样品被之前的检测样品或之前使用过的缓冲溶液污染，仅需将该毛细管电泳装置整个替换，无需对毛细管甚至是缓冲溶液空间和检测样品空间进行清洗，可以直接在毛细管电泳检测系统中置入一个新的毛细管电泳装置即可对新的检测样品开始下一次样品检测。由此可见，由于该毛细管电泳装置同时具有毛细管、固定结构和切换结构，使得该毛细管电泳装置在独立于毛细管电泳检测系统时，能够很好的保存毛细管和其中的分离介质，且能够进行缓冲溶液和检测样品的切换，使得毛细管电泳装置便于与毛细管电泳系统合理配合，并实现可替换性，也就是说，在完成一次检测后，可以直接用新的毛细管电泳装置对使用过的毛细管电泳装置进行替换，无需清洗，缩短两次检测之间间隔时长，提高用户体验。

需要说明的是，在毛细管电泳检测系统利用毛细管电泳装置对检测样品中包含的物质进行检测时，需要将检测样品注入到检测样品空间，进而通过毛细管电泳检测系统的电源所提供的电压将检测样品推动至毛细管中。在一些实施方式中，切换结构300还包括进样口303，如图3所示。进样口303用于向检测样品空间302注入检测样品，则进样口303应该对准检测样品空间302。

在将所述毛细管电泳装置插入毛细管电泳检测系统时，为了方便用户能够通过进样口303向检测样品空间302注入检测样品，进样口303可以位于毛细管电泳检测系统之外。

在所述毛细管电泳检测系统通过所述毛细管电泳装置对检测样品进行检测时，若已经通过进样口303向检测样品空间302中注入了检测样品，则将所述切换结构300切换到所述第二状态以便向毛细管100中注入检测样品。

在向毛细管100中注入检测样品后，可以将切换结构300切换至第一状态，以便利用缓冲溶液带动检测样品在毛细管100中移动。

为了实现将切换结构300在第一状态和第二状态间进行切换，在一种实现方式中，参见图4所示，切换结构300还包括控制机构304，通过触发控制机构304可以将切换结构300在第一状态和第二状态间进行切换，在将所述毛细管电泳装置插入毛细管电泳检测系统时，为了方便用户可以触发控制机构304，控制机构304可以位于毛细管电泳检测系统之外。

其中，用户触发控制机构304的方式可以是用户按动控制机构304，用户每按动一次，切换结构300在第一状态和第二状态间进行一次切换。

需要说明的是，在本实施例中，无论是向毛细管100中注入检测样品，还是利用缓冲溶液带动检测样品在毛细管100中移动，都可以利用到毛细管电泳检测系统的电源，电源可以提供电压推动检测样品在毛细管100中移动，或者，推动检测样品进入到毛细管100中。

毛细管电泳检测系统的电源可以通过与毛细管电泳装置位置的配合，将电压施加在毛细管电泳装置上的毛细管100的两端，从而为毛细管电泳装置提供电压，使得检测样品在电压的作用下向毛细管100中注入，或者，使得缓冲溶液在电压的作用下带动检测样品在毛细管100中移动。

但是，这种方式要求毛细管电泳装置插入到毛细管电泳检测系统后，毛细管100的两端与电源施加电压的位置匹配，在制作毛细管电泳装置时，对毛细管电泳装置与毛细管电泳检测系统配合精度要求较高。

为此，在本实施例的一种实施方式中，可以在毛细管电泳装置上设置电极，参见图5所示，在毛细管100的两端设置电极500，电极500用于与所述毛细管电泳检测系统中的电源连接，以便所述电源可以提供电压推动检测样品在毛细管100中移动，或者，推动检测样品进入毛细管100。通过在毛细管的两端设置电极，毛细管电泳检测系统的电源可以直接与两端的电极连接，从而为毛细管电泳装置提供电压。这样，在制作毛细管电泳装置时，不用过于考虑毛细管电泳装置上毛细管的两端与电源的位置配合，降低了毛细管电泳装置与毛细管电泳检测系统配合精度，提高了适用性，进而降低了制作毛细管电泳装置的难度。

需要说明的是，在本实施例中，根据电源作用的不同，电源提供的电压可以有所不同。若需要推动检测样品在毛细管100中移动，则电源提供的电压可以是第一类电压；若需要推动检测样品进入毛细管100，则电源提供的电压可以是第二类电压。在一些实施方式中，第一类电压和第二类电压可以均为电压范围不同的高电压。在一些实施方式中，第二类电压可以高于第一类电压。

在本实施例的一些实施方式中，参见图6，所述装置还可以包括检测窗口600，所述检测窗口600可以设置在毛细管的近出口端处，以便通过检测窗口600对处于检测窗口600中的毛细管100中的物质进行检测。

由于在近出口端处，缓冲溶液可以带动检测样品在毛细管中充分移动，从而使得检测样品中包含的各物质可以充分分离，这样，在近出口端设置检测窗口对检测样品进行检测，可以使检测的准确性更高。

由于通过检测窗口600对处于检测窗口600中的毛细管100中的物质进行检测时，一般是利用检测光在毛细管电泳装置的一侧进行对毛细管100进行照射，其中，该检测光可以为激光、LED、氘灯等；在毛细管电泳装置的另一侧使用探测器进行接收。因此，检测窗口600应该是能够透光的。在本实施例的一种实现方式中，检测窗口可以为贯穿孔状或为固定结构200上的透明区域。

检测窗口为贯穿孔状或为固定结构200上的透明区域可以根据固定结构200本身的材料确定。可以理解的是，若固定结构200为非透光材料，那么，为了实现对处于检测窗口600中的毛细管100中的物质进行检测，可以在固定结构200上设置一个贯穿固定结构200的孔，将该贯穿孔作为检测窗口。

在一些情况下，由于毛细管比较脆弱，受到外力容易损坏，因此，为了避免毛细管通过贯穿孔与外界接触，受到外力而损坏，可以在贯穿孔的两端覆盖上一层透明材料，例如玻璃，以对毛细管进行保护。

可以理解的是，若固定结构200为透光材料，例如玻璃，那么，检测窗口可以是将固定结构200除了近出口端区域外，利用非透明材料进行覆盖后，在毛细管的近出口端区域保留下的透光区域。

在一些实施例中，固定结构200可以为卡片状，毛细管100可以固定在固定结构200的内部。

将固定结构200设置为卡片状，可以减小毛细管电泳装置的体积，便于携带。将毛细管100固定在固定结构200的内部，可以对毛细管100进行保护，避免毛细管100由于外力的作用而损坏。

在本实施例中，毛细管100可以以任意的形状被固定结构100固定，例如直线型。在本实施例的一种实现方式中，毛细管100的形状可以为U形。通过将毛细管100的形状设置为U形，可以减小毛细管在固定结构200上所占用的面积，减小固定结构200的尺寸，进而减小毛细管电泳装置的尺寸，使得毛细管电泳装置更加便携。

当然，毛细管100的形状还可以为S型、M型等等，本实施对毛细管100的形状不做限定。

基于图1-图6对应的实施例，本实施例提供了一种毛细管电泳装置，参见图7，该装置包括毛细管100、固定结构200、切换结构300、预存有缓冲溶液的存储空间400、电极500和检测窗口600。其中，毛细管100中预先灌注有分离介质，毛细管100通过固定结构200与切换结构300固接；毛细管100用于接收检测样品的进口端连接在切换结构300的连接端口上，所述毛细管100的出口端处于存储空间400的缓冲溶液中。切换结构300包括缓冲溶液空间301、检测样品空间302、进样口303和控制机构304，其中，所述控制机构304为按键。电极500设置在毛细管100的两端。检测窗口600设置在毛细管100近出口端。

在通过毛细管电泳装置对检测样品进行检测前，切换结构300处于第一状态。当需要使用该毛细管电泳装置对检测样本进行检测时，可以将该毛细管电泳装置插入到毛细管电泳检测系统，将毛细管电泳装置的电极500与毛细管电泳检测系统的电源连接。然后，按动控制机构304，将切换结构300切换到第二状态，此时，可以通过进样口303向检测样品空间302中注入检测样品，利用电源提供的电压，将检测样本推动至毛细管100中，其中，该电压可以是第二类电压。接着，按动控制机构304，将切换结构300切换至第一状态，利用电源提供的电压，使缓冲溶液带动检测样品在毛细管100中移动，其中，该电压可以是第一类电压。毛细管电泳检测系统在检测窗口600对毛细管100中的检测样品进行检测，得到检测样品中所包含的物质。当检测完成时，可以将该毛细管电泳装置从毛细管电泳检测系统中拔出来，插入新的毛细管电泳装置，便可立刻进行下一次检测。

由此可见，由于该毛细管电泳装置同时具有毛细管、固定结构和切换结构，使得该毛细管电泳装置在独立于毛细管电泳检测系统时，能够很好的保存毛细管和其中的分离介质，且能够进行缓冲溶液和检测样品的切换，使得毛细管电泳装置便于与毛细管电泳系统合理配合，并实现可替换性；另外，毛细管中预先灌注有分离介质使得毛细管处于可使用状态，无需再对其进行预处理、活化等。也就是说，在完成一次检测后，可以直接用新的毛细管电泳装置对使用过的毛细管电泳装置进行替换，无需清洗，缩短两次检测之间间隔时长，提高用户体验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。