电泳凝胶染色、脱色与移动装置制造方法

电泳凝胶染色、脱色与移动装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电泳凝胶染色、脱色与移动装置，包括染色脱色盒和电泳胶铲，染色脱色盒由盒体和盒盖组成，盒盖与盒体后壁通过铰链相连紧密地覆盖在盒体上，盒体中间通过隔板隔开将染色脱色盒分成染色盒和脱色盒，电泳胶铲由托盘和手柄组成，托盘上分布着孔隙，使托盘呈镂空结构，手柄由水平柄和垂直柄连接而成，盒体的隔板两侧、外侧壁内侧、前壁内侧或后壁内侧靠近盒底位置设有胶铲支架，盒体外侧壁和前壁顶部设有与手柄水平柄大小适配的凹槽，本实用新型具有安全性、简便性、实用性、通用性、经济性等性能特点，经不同实验室实际应用证明其染色、脱色效果良好，能安全、便捷地移动电泳凝胶，特别适合于核酸和糖的琼脂糖凝胶电泳。
【专利说明】电泳凝胶染色、脱色与移动装置

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物、医药、食品、化学等研究中的电泳实验装置，尤其涉及一种电泳凝胶染色、脱色与移动装置。

【背景技术】
[0002]电泳是生物、医药、食品、化学等研究的重要实验技术。核酸、蛋白质、酶、糖等的电泳实验皆需要对电泳凝胶进行染色、脱色(漂洗)处理，同时还需要多次移动凝胶(如将凝胶从染色、脱色容器移至观察或拍照平台)。电泳凝胶的染色、脱色属于电泳实验的后期处理和结果分析环节，染色、脱色的效果或质量直接影响到电泳实验的成败优劣。电泳凝胶由琼脂糖或丙烯酰胺、N，N’-甲叉双丙烯酰胺等单体聚合而成，容易破裂，经过染色、脱色处理的凝胶还可能具有毒性甚至致癌性(见下文)，不易移动，因此设计、开发一种能够安全、便捷地移动凝胶的专门装置对于电泳实验的圆满完成具有至关重要的意义。电泳凝胶染色、脱色与移动装置是电泳实验的核心仪器之一，它的设计和改进对于核酸、蛋白质、酶、糖等重要生物大分子的分析以及生物、医药、食品、化学等的研究均具有一定的积极意义。
[0003]琼脂糖凝胶电泳是一种快速、简便的常规实验技术，常用来检测、分离、纯化和鉴定DNA和RNA，在生物学、医学、药学等领域研究中具有广泛的用途。核酸经电泳分离后必须采用核酸染料染色方能显示出条带用于观察。目前应用最广泛的核酸染料为溴化乙锭即溴乙锭(Ethidium bromide, EB),具有灵敏度高、稳定性好、成本低等优点。溴化乙锭分子中含有一个三环平面基团，能嵌入核酸碱基分子中，在紫外光激发下可以发出橙红色荧光。现有的溴化乙锭染色方法大致分为两种:一种是在制作琼脂糖凝胶时直接向电泳缓冲液或凝胶中加入一定比例的溴化乙锭，电泳分离结束后直接在紫外光下观察；另一种是在电泳分离后将凝胶放入溴化乙锭染色液中染色，再用蒸馏水脱色后置紫外光下观察。由于溴化乙锭是一种强诱变剂，具有中等毒性和高致癌作用，因此，第一种染色方法虽然简便，节省了染色、脱色时间，但是电泳槽等实验设备受到了溴化乙锭污染，电泳缓冲液等试剂中也存在溴化乙锭残留，污染范围大，不利于实验室环境的维护和实验者健康的保障；另外，这种染色方法也不适于某些DNA片段(如DNA限制性酶切片段)大小的精确测定。第二种染色方法为大多数实验室所采用，但是缺乏安全、简便、实用、规范的电泳凝胶染色、脱色和移动设备。据本实用新型发明人调研，我国和俄罗斯的很多实验室采用白搪瓷盘、玻璃培养皿、塑料盒、有机玻璃盒等作为电泳凝胶染色、脱色装置，采用普通塑料、有机玻璃、玻璃板或者塑料、橡胶手套移动凝胶。实验者在将电泳凝胶放入、取出白搪瓷盘等容器过程中，很可能使手或皮肤接触到染色液或者使染色液溅洒到衣服或实验台上，对实验者的人身安全构成严重威胁。另一方面，由于溴化乙锭易被紫外线降解，因此采用普通的有机玻璃盒、塑料盒或玻璃培养皿等透明容器存放溴化乙锭染色液极易造成溴化乙锭光解，从而增加试剂消耗、降低染色质量。近年来，国际上开发出了吖啶染料和花菁染料等多种新型核酸染料(如 Goldview> SYBR Green 1、Gelred、Gelgreen、Evagreen 和 Genefinder)，藉以替代溴化乙锭。然而，初步研究暗示Goldview染料灵敏度较低,对皮肤、眼睛具有一定的刺激作用并且荧光容易淬灭。SYBR Green I染料虽然灵敏度和信噪比较高，但是价格昂贵、稳定性差、容易降解，同溴化乙锭一样需要避光保存。蒋玲艳等在2006年的《生物技术通报》上撰文指出，将SYBRGreen I直接加入电泳凝胶中进行染色时可能造成DNA条带的扭曲、加大。Gelred虽然毒性低且染色效果与溴化乙锭相当，但是价格昂贵，大部分实验室难以接受。总体上看，目前推出的新型核酸染料存在染色效果欠佳、安全性不确切或价格昂贵等缺点，难以完全替代溴化乙锭。事实上，无论采用溴化乙锭常规染料还是Goldview等新型染料对琼脂糖凝胶(核酸)进行染色，为保障实验者的人身安全、保护实验室的环境、实现实验室的规范化管理起见，设计、开发一种安全、简便、实用、通用、经济的电泳凝胶染色、脱色与移动装置都显得十分重要和必要。在设计、开发凝胶染色、脱色与移动装置时，对于以溴化乙锭等紫外光敏感物质为染料或者以紫外光敏感物质为脱色液的电泳而言，应当充分考虑制造材料的紫外光阻隔性能。
[0004]同琼脂糖凝胶电泳一样，筛分型琼脂糖凝胶电泳、脉冲场凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、等电聚焦电泳、双向电泳等也是重要的实验技术，在生物、医药、食品、化学等领域研究中具有一定的用途。但是，这些电泳技术也普遍缺乏规范化的凝胶染色、脱色与移动装置，影响了电泳实验质量与效率的提高。特别需要指出的是，近年来糖生物学(Glycob1logy)、糖组学(Glycomics)研究受到了国际学术界的重视,糖电泳技术的应用也日益广泛，但是糖电泳实验同样也缺乏规范化的凝胶染色、脱色与移动装置。据检索，国内外迄今未见有关糖电泳凝胶染色、脱色与移动一体化设备的报道。
[0005]电泳技术诞生以来，国内外学者的研究兴趣主要集中于电泳仪器在核酸、蛋白质、酶等生物大分子分析中的应用，对电泳仪器本身的研究主要限于电泳槽(电泳仪)、电源、电泳检测装置(如凝胶成像系统)、电泳印迹仪(电泳转移仪)、电泳洗脱仪和电泳凝胶干燥仪，而对电泳凝胶染色、脱色装置的设计和改进仅开展了少量研究工作，对凝胶移动装置的设计和开发也很少进行研究，对凝胶染色、脱色或移动装置的制造材料(尤其是材料的光学性质或要求)、生产方法亦很少研究或报道，对适用于糖电泳实验的凝胶染色、脱色与移动装置则尚未开展研究工作。某些厂商虽然设计、生产了能够自动加注染色液和脱色液的电泳凝胶染色、脱色装置，但是往往只装备了染色容器、脱色容器、泵(电力驱动)和电动机，而普遍缺乏移动凝胶的专用装置，在将凝胶从染色、脱色容器移至电泳检测装置或观察、拍照平台时费力耗时，存在安全隐患，并且整个设备的价格十分昂贵，使用过程中还需消耗电能，一旦断电或者电路出现故障整个设备将无法正常使用。魏弟等在2003年的《河北科技大学学报(社会科学版)》第3卷增刊和2005年的《实验技术与管理》第22卷第11期上报道了同一种电泳染色、脱色装置，并于2005年申报了中国专利(专利号:ZL200520103232.6)，所述装置是将脱色容器和EB容器置于台阶式支架上组合而成，但是没有配备专用的电泳凝胶移动装置，也没有涉及制造材料的光学性能(如防紫外光能力)。1980年公开的美国专利4222843报道了一种自动化的电泳凝胶染色、脱色和干燥装置，专门用于血清蛋白的醋酸纤维素薄膜电泳；2005年公开的美国专利6843593报道了一种电泳凝胶染色装置，在染色过程中以外加动力(电能)驱动方式振荡电泳凝胶；2007年公开的日本专利JP2007010649 (A)报道了一种具有正负电极的电泳凝胶染色、脱色装置；1996年公开的中国专利ZL96241797.1报道了一种铸、染、泳一体化的潜水式电泳装置，将溴化乙锭直接加入电泳缓冲液中，使制胶、电泳分离、染色在同一装置中完成；2004年公开的中国专利ZL200420012524.4报道了一种由染色容器、溴化乙锭贮存容器和活性炭吸附箱组成的隔离式电泳凝胶染色与溴化乙锭处理装置，用于连续完成染色、废旧溴化乙锭染色液贮存、溴化乙锭吸附等环节。总体上看，现有的电泳凝胶染色、脱色装置普遍缺乏安全、简便、规范的凝胶移动装置，在电泳实验中主要采用普通塑料、有机玻璃、玻璃板或者镊子移置凝胶，甚至直接用手(佩戴塑料、橡胶手套)抓取、挪动凝胶，既容易使凝胶破损，也存在安全隐患，特别是在以溴化乙锭等为染料的琼脂糖凝胶电泳实验时，更容易出现手或皮肤直接接触溴化乙锭等致癌物或毒物的事故。
[0006]此外，现有的电泳凝胶染色、脱色装置还存在以下问题:1)有的装置设计过于复杂，制作工艺繁琐，生产成本较高，操作难度较大，实用性偏低。2)有的装置通用性较差，t匕如只局限于蛋白质(如血清蛋白)电泳实验而不适于核酸电泳实验，适于糖电泳实验的凝胶染色、脱色与移动一体化设备迄今未见报道。3)有的装置需要耗费电能，节能性较差，而且电路一旦出现故障或者断电，整个装置将无法正常运转。4)有的装置需要直接将溴化乙锭加入电泳缓冲液中，很可能导致缓冲液、电泳槽、样品孔成型器等的污染，增加了污染机率和范围；此外，在电泳分离过程中溴化乙锭可能见光分解，影响染色效果。另外，大多数有关电泳凝胶染色、脱色装置的报道没有涉及制造材料和生产方法。对于采用溴化乙锭等紫外光敏感染料的琼脂糖凝胶电泳而言，电泳凝胶染色、脱色装置必须考虑制造材料、生产方法对紫外光的特殊要求或影响，否则很可能因染料光解而增加实验成本、降低实验质量。据检索，国内外迄今尚没有集电泳凝胶染色、脱色与移动三个重要功能为一体的电泳实验装置。
实用新型内容
[0007]本实用新型目的在于克服现有技术缺陷，提供一种安全、简便的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，它能对电泳凝胶进行高效率、高质量的染色和脱色处理，并能安全、便捷地移动凝胶。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]电泳凝胶染色、脱色与移动装置，包括染色脱色盒和电泳胶铲，染色脱色盒由盒体和盒盖组成，盒体由两个外侧壁、前壁，后壁和盒底连接组成，盒盖一端与盒体后壁通过铰链相连紧密地覆盖在盒体上，盒盖上设置有开盖钮，盒体中间通过隔板隔开将染色脱色盒分成染色盒和脱色盒，围成染色盒和脱色盒的侧壁上均设置有排液口 ；电泳胶铲由托盘和手柄组成，托盘上分布着孔隙，使托盘呈镂空结构，手柄由水平柄和垂直柄连接而成，盒体的隔板两侧、外侧壁内侧、前壁内侧或后壁内侧靠近盒底位置设有用于支撑电泳胶铲的胶铲支架，盒体外侧壁和前壁顶部设有与手柄水平柄大小适配的凹槽。
[0010]所述染色脱色盒盒体中间由多个隔板隔开，染色脱色盒被分成多个染色盒和脱色盒。
[0011]所述电泳胶铲托盘的左侧、右侧和后侧分别被2个托盘侧壁和I个托盘后壁封闭，托盘的前侧未封闭并呈斜坡状。
[0012]所述电泳胶铲托盘前侧的斜坡状结构的坡度在60°以下。
[0013]所述电泳胶铲托盘的上表面平整光滑并与下表面平行。
[0014]所述电泳胶铲托盘上的孔隙为圆孔状、方孔状或条形，镂空结构为孔状、网状、横条纹状、竖条纹状或斜纹状。
[0015]所述电泳胶铲托盘上的孔隙为为圆孔状，镂空结构为孔状镂空结构，圆孔间距为
0.2?28cm,圆孔直径为0.2?2.0cm。
[0016]所述电泳胶铲手柄垂直柄上连接有多个层叠设置的托盘，各托盘之间留有便于将电泳凝胶卸下或铲上各托盘的间隙。
[0017]所述染色脱色盒上的胶铲支架距离盒底为0.3?1.0cm,距离盒盖为2.2?
6.7cm。
[0018]本实用新型的性能特点或优点是:
[0019]I)安全性。染色脱色盒由盒体和紧密地覆盖在盒体上的盒盖组成，密封性较好，能有效防止染色液、脱色液的挥发，避免了试剂挥发产生的实验室环境污染；在凝胶染色、脱色、移动过程中，电泳胶铲手柄的水平柄不会接触到染色液和脱色液，确保了实验者的人身安全；电泳胶铲托盘上的镂空结构有助于染色、脱色结束后电泳胶铲上多余染色液、脱色液的快速排出，避免了染色液、脱色液滴洒对实验台的污染以及对实验者的伤害；染色盒和脱色盒的排液口有助于染色液和脱色液的安全排放；电泳分离过程与染色、脱色过程互相独立，避免了将染料(如溴化乙锭)直接加入电泳凝胶或缓冲液中造成的电泳槽、样品孔成型器、缓冲液等的污染。
[0020]2)实用性。本实用新型的染色脱色盒和电泳胶铲能够顺利实现电泳凝胶的染色、脱色等目的，电泳胶铲还能用来移动凝胶，有助于凝胶的观察、拍照和分析等。本实用新型体积小巧，可根据实验需求灵活调整规格、改动染色盒和脱色盒的数目，制作工艺简便可行，所用材料耐磨、耐腐蚀、密度较小、成本较低，经相关实验室测试证明染色、脱色效果良好，能够安全、便捷地移动电泳凝胶。
[0021]3)通用性。本实用新型可用于核酸、蛋白质、酶、糖等多种生物大分子的电泳实验，适合于含有溴化乙锭、考马斯亮蓝、甲苯胺蓝、氨基黑、萘黑、水牛黑、苯胺黑、丽春红或快绿等染料的染色液和多种脱色液，适合于不同尺寸的电泳凝胶的染色、脱色、固定、透明等过程；既适合于琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和新型凝胶(如琼脂糖-聚丙烯酰胺混合凝胶、N-取代聚丙烯酰胺凝胶)等凝胶类电泳支持介质的染色、脱色、移动过程，也适合于醋酸纤维素薄膜等非凝胶类支持介质。
[0022]4)经济性。本实用新型在电泳凝胶染色、脱色、移动过程中无需耗费电能；所用制造材料(如有机玻璃)价格较低，用量较少，加工工艺简单；染色脱色盒良好的密封性有效地防止了染色液、脱色液的挥发，良好的紫外光阻隔性能有效地防止了溴化乙锭等染料的光解，节约了试剂。此外，本实用新型还具有染色和脱色实验重复性较好、维修方法简易等优点。
[0023]进一步，本实用新型公开的电泳凝胶染色、脱色、移动一体化装置设计简约，易于制作和规模化生产。电泳胶铲托盘前侧的斜坡状结构有助于将凝胶铲上或卸下托盘。电泳胶铲托盘由能够透过可见光和紫外光的高透光度材料制成，在电泳凝胶染色、脱色结束后可以直接置于电泳检测装置中观察、拍照、分析，简化了实验操作步骤。
[0024]需要特别说明的是，本实用新型能够用于多糖的琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳和醋酸纤维素薄膜电泳，而其它电泳凝胶染色、脱色装置则鲜见相关报道。本实用新型集电泳凝胶染色、脱色、移动三大功能为一体，适合于核酸、蛋白质、酶、糖等生物大分子的电泳实验，可用于筛分型琼脂糖凝胶电泳、脉冲场凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、等电聚焦电泳、双向电泳、醋酸纤维素薄膜电泳等，尤其适合于采用紫外光敏感染色液(如溴化乙锭染色液)或脱色液的核酸琼脂糖凝胶电泳与多糖琼脂糖凝胶电泳。本实用新型在生物、医药、食品、化学等领域研究中具有广泛的用途，可以满足相关科学研究和实验教学的需要。

【专利附图】

【附图说明】
[0025]图1为电泳凝胶染色、脱色与移动装置的示意图；
[0026]图2为染色脱色盒的示意图；
[0027]图3为电泳胶铲的示意图；
[0028]图4为电泳胶铲托盘镂空结构的示意图；
[0029]图4中:A为横条纹状镂空结构的示意图；B为网状镂空结构的示意图;C为竖条纹状镂空结构的示意图；D为斜纹状镂空结构的示意图；
[0030]图中:1 一染色盒；2 —脱色盒；3—隔板；4一胶铲支架；5—外侧壁；6—前壁；7—后壁；8—凹槽；9一排液口 ；10—盒盖；11 一开盖钮；12—铰链；13—托盘；14一手柄，14-1 一水平柄，14-2—垂直柄；15—托盘侧壁；16—托盘后壁；17—孔隙。

【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型进行详细描述:
[0032]如图1所示，本实用新型包括染色脱色盒与电泳胶铲。染色脱色盒和电泳胶铲的手柄14由含聚碳酸酯的有机玻璃、玻璃、塑料、陶瓷、橡胶或金属等材料制成。当染色液、脱色液容易被紫外光降解时，由有机玻璃等透明材料制作的染色脱色盒必须能够阻隔紫外光，也可通过防紫外光处理使之具备紫外光阻隔能力，既可在材料加工过程中加入有机紫外线吸收剂等，也可在材料表面粘贴抗紫外线薄膜。电泳胶铲的托盘13由具有高透光度的含聚碳酸酯有机玻璃、玻璃或塑料制成，能够使可见光和紫外光透过。染色脱色盒用棕色有机玻璃制作为宜，电泳胶铲用聚碳酸酯制作为宜。在采用含聚碳酸酯有机玻璃制作本实用新型时，既可利用有机玻璃的热塑性一次性浇注、挤压、制造出染色脱色盒和电泳胶铲，也可利用市售有机玻璃板材经下料、打磨抛光、折弯、钻孔、粘合和修整等步骤制作成电泳凝胶染色、脱色与移动装置。染色脱色盒和电泳胶铲用来对电泳凝胶进行高效率、高质量的染色和脱色；电泳胶铲除了用于染色、脱色外，还在凝胶的观察、拍照等环节中用来安全、便捷地移动凝胶。
[0033]如图2所示，染色脱色盒由盒体和盒盖10组成，盒体由两个外侧壁5、前壁6，后壁7和盒底连接组成，盒盖10 —端与盒体后壁7通过铰链12相连紧密地覆盖在盒体上，盒盖
10上设置有开盖钮11，盒体中间通过隔板3隔开将染色脱色盒分成染色盒I和脱色盒2，盒体外侧壁5和前壁6顶部设有凹槽8。凹槽8和胶铲支架4在电泳染色、脱色过程中用来支撑电泳胶铲。染色盒I和脱色盒2的外侧壁下部靠近盒底与后壁7的位置皆设有排液口
9。所述染色脱色盒盒体中间由多个隔板3隔开，染色盒I和脱色盒2的数目可以根据实验需求增减。在进行电泳凝胶染色、脱色时，通过开盖钮11打开染色脱色盒的盒盖10，向染色盒1、脱色盒2中分别加入适量的染色液、脱色液。
[0034]如图3所示，电泳胶铲由托盘13和手柄14组成，托盘13的左侧、右侧和后侧由两个托盘侧壁15和一个托盘后壁16封口，用以防止电泳凝胶从电泳胶铲上脱落。托盘13的前侧未封口并呈斜坡状，托盘13上分布着孔隙17，使托盘13呈孔状镂空结构。托盘13的上表面平整光滑，并且与下表面严格平行。手柄14由水平柄14-1和垂直柄14-2连接而成。在电泳分离结束后，将电泳凝胶置于电泳胶铲的托盘13上，然后把托盘13架在染色盒I的胶铲支架4上、手柄的水平柄14-1架在凹槽8上，注意使染色液没过电泳凝胶的上表面。尔后关闭盒盖10，开始染色。染色结束后，将装有需要脱色或漂洗的电泳凝胶的电泳胶铲移入脱色盒2。经过染色、脱色的电泳凝胶即可用电泳胶铲移入电泳检测装置中观察、拍照、分析。
[0035]如图4所示，电泳胶铲托盘13上的孔隙17呈方孔状、圆孔状或其它形状，托盘13上的镂空结构为孔状、横条纹状(图4A)、网状(图4B)、竖条纹状(图4C)、斜纹状(图4D)或其它形状。在进行电泳凝胶染色、脱色时，托盘13上的镂空结构有助于染色液、脱色液与电泳凝胶的充分接触以及染色、脱色完成后多余染色液、脱色液的快速排出。
[0036]染色脱色盒与电泳胶铲。染色脱色盒用于电泳凝胶的染色、脱色；电泳胶铲用于凝胶的移动，协助完成染色、脱色、观察、拍照等环节。染色盒与脱色盒连接成一体，中间由隔板隔开，隔板固定在染色脱色盒上，使染色盒与脱色盒不能连通，隔板的两个侧面下端均设有胶铲支架。胶铲支架既可以是连续的条状材料，也可以是不连续的条状材料，后者有助于节约胶铲支架所用材料。染色脱色盒周围有2个外侧壁、I个前壁和I个后壁，外侧壁、前壁的上端有凹槽。染色盒和脱色盒的外侧壁下部均有排液口，排液口以尽可能地靠近染色脱色盒底部为宜，便于染色液和脱色液的安全、彻底排放。染色脱色盒的前壁、后壁内侧下端也可设置胶铲支架。染色脱色盒下面有盒底，上面有盒盖，盒盖上部有开盖钮，盒盖与后壁之间用铰链相连。电泳胶铲由托盘和手柄构成，托盘的左侧、右侧和后侧由2个托盘侧壁和I个托盘后壁封口，以防电泳凝胶脱落，托盘的前侧未封口并呈斜坡状，便于将电泳凝胶卸下或铲上电泳胶铲的托盘，托盘上分布着孔隙，使托盘呈镂空结构，托盘的上表面平整光滑并与下表面严格平行，以防划伤电泳凝胶或者影响凝胶的观察、拍照，手柄由水平柄和垂直柄连接而成。为提高染色、脱色效率计，手柄垂直柄上面可以连接多个托盘，所述电泳胶铲手柄垂直柄14-2上连接有多个层叠设置的托盘13，各托盘之间留有便于将电泳凝胶卸下或铲上各托盘13的间隙。为确保染色脱色盒的密封性计，手柄水平柄的规格与凹槽严格相配(凹槽的大小正好可以放置水平柄)，染色脱色盒的上面紧密地覆盖着盒盖。
[0037]根据本实用新型的规格要求，染色脱色盒的容积大小为16.0X8.0X2.5?60.0X30.0X7.0(长X宽X高，长、宽、高的单位为cm，下同)，优选值为32.0X16.0X5.0。染色盒和脱色盒的总数目为2?6个，优选数为2、4个。染色脱色盒上的胶铲支架距盒底0.3?1.0cm，距盒盖2.2?6.7cm，其中到盒底距离的优选值为0.5cm，到盒盖距离的优选值为4.5cm。染色脱色盒上凹槽纵剖面的长度为1.0?3.0cm(与电泳胶铲手柄的水平柄的纵剖面长度相一致)，宽度为0.1?1.0cm(与水平柄的纵剖面宽度相一致)，其中长度的优选值为2.0cm,宽度的优选值为0.2?0.5cm。电泳胶铲托盘的面积为
7.0X7.0?29.0X29.0 (长X宽，长、宽的单位为cm，下同)，优选值为15.0X 15.0。托盘左侦U、右侧和后侧的2个托盘侧壁和I个托盘后壁的高度均为0.2?1.0cm，优选值为0.5cm。托盘的厚度(托盘上、下表面的距离)为0.1?1.0mm,优选值为0.5mm。超薄的托盘厚度有助于提高其透光度，在电泳凝胶染色、脱色结束后可直接将凝胶和电泳胶铲一起置于电泳检测装置中观察、拍照、分析，节省了在染色或脱色容器、凝胶移动器具以及观察或拍照平台之间反复移动凝胶的繁琐步骤。托盘前侧的斜坡状结构的坡度在60°以下，优选值为30°。托盘上的孔隙为圆孔状、方孔状或其它形状，镂空结构为孔状、网状、横条纹状、竖条纹状、斜纹状或其它形状，优选的孔隙形状为圆孔状，优选的镂空结构为孔状镂空结构，圆孔分布在托盘上，圆孔间距为0.2?28cm，圆孔直径为0.2?2.0cm，其中圆孔间距的优选值为0.5cm,圆孔直径的优选值为1.0cm。电泳胶纟产手柄的垂直柄的长度为2.0?7.0cm与胶铲支架到盒盖的距离相一致，优选值为4.5cm。手柄的水平柄的长度为2.0?15.0cm，优选值为10.0cm。垂直柄上的托盘数目为1-3个，优选数为I个。本实用新型所述染色脱色盒与电泳胶铲的规格或尺寸可根据实验需求调整，具有很强的通用性，适合于不同规格或尺寸电泳凝胶的染色、脱色、移动过程。
[0038]本实用新型的染色脱色盒所使用材料的光学性质因电泳实验需求而异；电泳胶铲的手柄由透明材料无需防紫外光处理；电泳胶铲的托盘由具有高透光度能够通过可见光和紫外光的材料制成。
[0039]进一步地，对于采用紫外光敏感或者易被紫外光降解的染色液或脱色液的电泳(如以溴化乙锭为染料的核酸琼脂糖凝胶电泳)而言，染色脱色盒既可由不透明塑料、陶瓷、橡胶或金属等不透光材料制成，也可由具有阻隔紫外光性能或者经过防紫外光处理的塑料、有机玻璃(含聚碳酸酯)或玻璃等透明材料制成。有机玻璃等材料的防紫外光处理方法包括添加、涂布紫外线吸收剂(包括有机紫外线吸收剂、无机超微粒紫外线吸收剂等)、光屏蔽剂、着色剂(如偶氮颜料、酞菁颜料、无机类颜料等)、遮光层或真空镀铝薄膜或者粘贴抗紫外线的U-SAVE薄膜等。处理后的材料应当能够完全遮挡紫外线，或者紫外光阻隔率达到70%以上。采用不透光材料或者能够防止紫外光穿透材料制作染色脱色盒，有利于防止溴化乙锭染料被紫外光分解。染色脱色盒的优选材料为棕色有机玻璃，电泳胶铲的优选材料为普通聚碳酸酯。
[0040]进一步地，对于不采用紫外光敏感或者易被紫外光降解的染色液或脱色液的电泳而言，染色脱色盒既可由陶瓷、橡胶或金属等材料制成，也可由塑料、有机玻璃(含聚碳酸酯)或玻璃等材料制成，所用透明材料无需防紫外光处理。染色脱色盒的优选材料为有机玻璃，电泳胶铲的优选材料为聚碳酸酯。无论所用染色液或脱色液是否对紫外光敏感，电泳胶铲的托盘均采用能够通过可见光和紫外光的高透光度材料制作(透光度60%?100% )，这样可以在染色、脱色结束后直接将载有电泳凝胶的电泳胶铲置于电泳检测装置(如凝胶成像系统)中观察，省去了将凝胶在染色或脱色容器、凝胶移动器具以及观察或拍照平台之间反复移动的环节，提高了实验效率，增加了实验安全性。
[0041]在采用有机玻璃(含聚碳酸酯)作为本实用新型的制造材料时，既可以利用有机玻璃的热塑性一次性浇注、挤压、制造出染色脱色盒和电泳胶铲，也可以利用市售有机玻璃板材进行加工。有机玻璃板材的加工工艺如下:1)下料。按照染色脱色盒和电泳胶铲的规格要求选择恰当的有机玻璃板材，并用电锯、勾刀等工具将其裁切成合适的尺寸。在选料时必须充分考虑材料的光学性能和耐腐蚀性能等。譬如，电泳胶铲的托盘所使用材料必须具有高透光度，能使可见光和紫外光通过。再如，染色脱色盒和电泳胶铲所用材料必须不被染色液、脱色液等腐蚀或破坏。2)打磨抛光。将起伏不平的有机玻璃板材断面用手推电刨、台式砂带机或砂轮等工具刨平，然后用抛光机进行抛光。要使电泳胶铲的托盘上表面光洁平整、上表面与下表面严格平行，以免在电泳凝胶染色、脱色、移动过程中划伤凝胶，同时也有利于保证凝胶观察、拍照、分析时的实验效果。3)折弯。采用整体加热和局部加热方法对电泳胶铲的手柄进行折弯处理，优选的处理方法为局部加热方法。4)钻孔。采用立式铣床、台钻等工具在电泳胶铲的托盘上开槽钻孔，使之产生镂空结构，注意保持托盘上表面的光洁平整。5)粘合。常用的粘合剂为三氯甲烷、水晶胶和SYT-1胶等。粘合处理后的染色盒、脱色盒不能出现漏液现象。6)修整成型。对染色脱色盒和电泳胶铲进行进一步修整和处理，最终制作出合格的电泳凝胶染色、脱色和移动装置。
[0042]本实用新型的工作过程如下所述，首先打开染色脱色盒的盒盖，向染色盒和脱色盒中分别注入适量的染色液和脱色液，注意使液面适当超过胶铲支架(电泳凝胶)的上表面，然后将电泳分离后的电泳凝胶移至电泳胶铲的托盘上，再后手持电泳胶铲手柄的水平柄，将电泳胶铲放入染色盒中，使托盘架在胶铲支架上、手柄的水平柄架在染色盒的凹槽中、电泳凝胶浸于染色液中，而后盖好染色盒的盒盖进行染色。染色结束后，打开盒盖，将装有电泳凝胶的电泳胶铲取出，注意使电泳胶铲在染色液上方停留数秒以排出多余的染色液。最后将装有需要脱色(漂洗)的电泳凝胶的电泳胶铲移至脱色盒进行脱色。完成染色、脱色环节的电泳凝胶即可用电泳胶铲移至电泳检测装置中观察、拍照、分析。废旧的染色液、脱色液通过排液口排出。
[0043]实施例1:
[0044]采用有机玻璃制作出本实用新型的实物样品，在实验室对其进行测试研究。耐腐蚀性试验证实，本实用新型实物样品能够长期盛放核酸琼脂糖凝胶电泳实验常用的染色液和脱色液。机械强度试验证实，染色脱色盒与电泳胶铲的拉伸强度和冲击强度合格，适于琼脂糖凝胶的染色、脱色、移动过程。光学试验证实，由于本实用新型实物样品的染色脱色盒选用能够阻隔紫外光的浅棕色有机玻璃制成，因此具有良好的防止紫外光穿透的能力，在存放溴化乙锭染色液时不会出现光解现象，适用于以溴化乙锭为染色剂的琼脂糖凝胶电泳；电泳胶铲的托盘13由高透光度的有机玻璃制成，能够透过可见光和紫外光。
[0045]采用本实用新型的实物样品对琼脂糖凝胶电泳分离后的DNA样品进行染色，而后漂洗(脱色)、观察和拍照。首先取国内外不同厂家生产的DNA Marker (100bp、100bp、Ikb)各200ng，依次加入到1%琼脂糖凝胶的3个点样孔中并采用国产电泳仪进行电泳分离(电压:10V/cm)。30分钟后电泳分离结束，将琼脂糖凝胶移至电泳胶铲上，放入装有0.5 μ g/ml溴化乙锭染色液(约500ml)的染色盒I中，使染色液的液面超过琼脂糖凝胶的上表面，盖好盒盖10染色15分钟。染色完成后将载有琼脂糖凝胶的电泳胶铲取出，使多余的染色液滴回染色盒I中，然后将电泳胶铲移至装有蒸馏水的脱色盒2中漂洗5分钟。完成染色、漂洗环节的琼脂糖凝胶用电泳胶铲移入国产凝胶成像系统中观察、拍照。对照实验分为3组--第一组是将电泳分离后的琼脂糖凝胶用普通塑料板移到装有0.5 μ g/ml溴化乙锭染色液的进口自动染色仪中染色15分钟，然后用电动泵抽掉自动染色仪中的染色液并换成脱色液(蒸馏水)，漂洗5分钟后用塑料板将凝胶移至凝胶成像系统中进行观察、拍照；第二组是将电泳分离后的琼脂糖凝胶用手(佩戴橡胶手套)移到装有0.5 μ g/ml溴化乙锭染色液的有机玻璃盒中染色15分钟，然后用手移入装有蒸馏水的有机玻璃盒中漂洗5分钟，最终用手移至凝胶成像系统中观察、拍照；第三组是将溴化乙锭直接加入琼脂糖凝胶中(溴化乙锭终浓度:0.5 μ g/ml)进行电泳分离，而后用手(佩戴手套)将凝胶移至凝胶成像系统中观察、拍照。结果发现，本实用新型的染色、脱色效果优良，与3个对照组没有明显区别。并且，同第一对照组相比，本实用新型具有以下显著优点:1)成本低廉，价格仅为自动染色仪的1/50?1/200 ；2)无需消耗电能；3)电泳胶铲能够安全、便捷地移动电泳凝胶，而自动染色仪由于未配备规范的凝胶移动装置而只能用普通塑料板移动凝胶，在将凝胶从脱色液向凝胶成像系统的转移过程中出现诸多不便甚至产生安全隐患；4)电泳胶铲的托盘13采用能够通过可见光和紫外光的高透光度有机玻璃制成，在电泳凝胶脱色结束后能直接置于电泳检测装置中观察、拍照、分析，而自动染色仪所用的普通塑料板透光度有限、对可见光和紫外光有一定的阻隔效应，不能与电泳凝胶一起放在电泳检测装置中观察、拍照、分析，降低了实验效率，增大了实验者因频繁移动凝胶而接触溴化乙锭的风险。同第二对照组相比，本实用新型能够实现电泳凝胶在染色液、脱色液、凝胶成像系统之间的快速转移，防止了用手移动凝胶而使皮肤接触溴化乙锭事故的发生；此外，由于对照的有机玻璃盒的制造材料、生产方法未考虑紫外光阻隔性能，因此很容易导致染色液光解。同第三对照组相比，本实用新型不会造成试剂、仪器和环境污染，安全可靠。
[0046]实施例2:
[0047]采用有机玻璃制作出本实用新型的实物样品，进行测试研究。耐腐蚀性试验证实，本实用新型实物样品能够长期盛放蛋白质(含酶)聚丙烯酰胺凝胶电泳常用的染色液、脱色液和固定液等。机械强度试验证实，本实用新型实物样品的拉伸强度和冲击强度合格，适于聚丙烯酰胺凝胶的染色、脱色、移动过程。光学试验证实，电泳胶铲的托盘13由高透光度的有机玻璃制成，能够透过可见光和紫外光。
[0048]采用本实用新型的实物样品对聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后的固氮酶组分
I(MoFe蛋白)进行染色，而后脱色和观察。MoFe蛋白样品从棕色固氮菌(Azotobactervinelandii)中分离、纯化得到。分别取10 μ 1、15 μ 1、20 μ I的MoFe蛋白样品溶液和15 μ I的市售标准蛋白溶液(事先用样品缓冲液处理)，依次加入到聚丙烯酰胺凝胶(浓缩胶、分离胶浓度分别为5.0%、12.5%)的4个点样槽中并采用国产电泳仪进行电泳分离(电流:20?30mA)。电泳分离结束后，将聚丙烯酰胺凝胶移至电泳胶铲上，放入装有lmg/ml考马斯亮蓝R250染色液的染色盒I中，使染色液的液面超过聚丙烯酰胺凝胶的上表面，盖好盒盖10染色20分钟。染色完成后，将载有聚丙烯酰胺凝胶的电泳胶铲取出，使多余的染色液滴回染色盒I中，然后将电泳胶铲移至装有脱色液(由甲醇、乙酸、蒸馏水组成)的脱色盒2中漂洗15分钟。将完成染色、脱色环节的聚丙烯酰胺凝胶用电泳胶铲移至观察装置(发光板的乳白色屏幕)上进行观察。对照实验分为2组:第一组是将电泳分离后的聚丙烯酰胺凝胶用普通玻璃板移入装有lmg/ml考马斯亮蓝R250染色液的玻璃培养皿中染色20分钟，然后用玻璃板移到装有脱色液的玻璃培养皿中漂洗15分钟，最终用玻璃板移至观察装置进行观察；第二组是将电泳分离后的聚丙烯酰胺凝胶用普通有机玻璃板移到装有Img/ml考马斯亮蓝R250染色液的进口自动染色仪中染色20分钟，然后用电动泵抽掉自动染色仪中的染色液并换成脱色液，漂洗15分钟后用有机玻璃板将凝胶移至观察装置上进行观察。结果表明，本实用新型的染色、脱色效果优良，与2个对照组没有显著区别。并且，同第一对照组相比，本实用新型在脱色过程中脱色液不易挥发，有利于实验室环境的保持和实验者健康的保护，而玻璃培养皿中的脱色液则容易挥发；此外，本实用新型在电泳凝胶移置过程中不易破坏凝胶，提高了实验成功率。同第二对照组相比，本实用新型造价低廉，节省电能，尤其是电泳凝胶移动装置能够安全、便捷地移动凝胶，凝胶可以直接置于电泳胶铲上观察、分析，有利于凝胶完整性的保持和染色、脱色效果的保障。
[0049]实施例3:
[0050]采用有机玻璃制作出本实用新型的实物样品，进行测试研究。耐腐蚀性试验证实，本实用新型实物样品能够长期盛放多糖琼脂糖凝胶电泳常用的染色液和脱色液。机械强度试验证实，本实用新型实物样品的拉伸强度和冲击强度合格。光学试验证实，电泳胶铲的托盘13具有高透光度，能够透过可见光和紫外光。
[0051]采用本实用新型的实物样品对琼脂糖凝胶电泳分离后的淫羊藿多糖进行染色，而后脱色和观察。多糖样品从箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum)叶片中提取、处理得到。用0.5%的琼脂糖溶液灌制凝胶，用国产电泳仪进行电泳分离(电压:120?150V)。电泳分离结束后，将琼脂糖凝胶移至电泳胶铲上，放入装有0.1 %的甲苯胺蓝染色液的染色盒I中，使染色液的液面超过琼脂糖凝胶的上表面，盖好盒盖10染色20分钟。染色完成后，将载有琼脂糖凝胶的电泳胶铲取出，使多余的染色液滴回染色盒I中，然后将电泳胶铲移至装有脱色液(由乙醇、乙酸、蒸馏水组成)的脱色盒2中漂洗10分钟。将完成染色、脱色环节的琼脂糖凝胶用电泳胶铲移到观察装置上进行观察。对照实验分为2组:第一组是将电泳分离后的琼脂糖凝胶用手(佩戴塑料手套)移入装有0.1 %的甲苯胺蓝染色液的白搪瓷盘中染色20分钟，然后用手移入装有脱色液的白搪瓷盘中漂洗10分钟，最后用手移到观察装置上观察；第二组是将电泳分离后的琼脂糖凝胶用普通有机玻璃板移到装有0.1%的甲苯胺蓝染色液的进口自动染色仪中染色20分钟，然后用电动泵抽掉自动染色仪中的染色液并换成脱色液，漂洗10分钟后用有机玻璃板将凝胶移至观察装置上观察。结果表明，本实用新型的染色、脱色效果优良，与2个对照组没有显著区别。并且，同第一对照组相比，本实用新型在电泳凝胶脱色过程中脱色液不易挥发，在凝胶移动过程中不易破坏凝胶。同第二对照组相比，本实用新型成本低廉，节省电能，能够安全、便捷地移动电泳凝胶。具有安全性、简便性、实用性、通用性、经济性等性能特点，尤其是节省电能，在凝胶染色、脱色和移动过程中不易使之破损，在紫外光敏感染色液(如溴化乙锭染色液)和脱色液存放时不易使之降解，除了适用于核酸、蛋白质、酶电泳实验的凝胶染色、脱色(漂洗)、移动过程外，还适用于糖电泳实验。
【权利要求】
1.电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:包括染色脱色盒和电泳胶铲，染色脱色盒由盒体和盒盖(10)组成，盒体由两个外侧壁(5)、前壁￠)，后壁(7)和盒底连接组成，盒盖(10) —端与盒体后壁(7)通过铰链(12)相连紧密地覆盖在盒体上，盒盖(10)上设置有开盖钮(11)，盒体中间通过隔板(3)隔开将染色脱色盒分成染色盒(I)和脱色盒(2)，围成染色盒⑴和脱色盒⑵的侧壁上均设置有排液口(9)； 电泳胶铲由托盘(13)和手柄(14)组成，托盘(13)上分布着孔隙(17)，使托盘(13)呈镂空结构，手柄(14)由水平柄(14-1)和垂直柄(14-2)连接而成，盒体的隔板(3)两侧、外侧壁(5)内侧、前壁￠)内侧或后壁(7)内侧靠近盒底位置设有用于支撑电泳胶铲的胶铲支架(4)，盒体外侧壁(5)和前壁(6)顶部设有与手柄水平柄(14-1)大小适配的凹槽(8)。
2.根据权利要求1所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述染色脱色盒盒体中间由多个隔板(3)隔开，染色脱色盒被分成多个染色盒(I)和脱色盒。
3.根据权利要求1所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述电泳胶铲托盘(13)的左侧、右侧和后侧分别被2个托盘侧壁(15)和I个托盘后壁(16)封闭，托盘(13)的前侧未封闭并呈斜坡状。
4.根据权利要求3项所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述电泳胶铲托盘(13)前侧的斜坡状结构的坡度在60°以下。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述电泳胶铲托盘(13)的上表面平整光滑并与下表面平行。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述电泳胶铲托盘(13)上的孔隙为圆孔状、方孔状或条形，镂空结构为孔状、网状、横条纹状、竖条纹状或斜纹状。
7.根据权利要求1-4任一项所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述电泳胶铲托盘(13)上的孔隙为为圆孔状，镂空结构为孔状镂空结构，圆孔间距为0.2?28cm,圆孔直径为0.2?2.0cm。
8.根据权利要求1-4任一项所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述电泳胶铲手柄垂直柄(14-2)上连接有多个层叠设置的托盘(13)，各托盘之间留有便于将电泳凝胶卸下或铲上各托盘(13)的间隙。
9.根据权利要求1-4任一项所述的电泳凝胶染色、脱色与移动装置，其特征在于:所述染色脱色盒上的胶铲支架距离盒底为0.3?1.0cm，距离盒盖为2.2?6.7cm。
【文档编号】G01N1/31GK203929467SQ201420201636
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】杨晓华, 赖江华, 张华峰 申请人:西安交通大学