一種自動梯度凝膠混合裝置及其控制電路的製作方法

2023-07-29 09:24:11

一種自動梯度凝膠混合裝置及其控制電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動梯度凝膠混合裝置及其控制電路，其中混合裝置包括形成梯度凝膠的控制器、第一電機、第二電機、第三電機和第四電機，且每個電機均與控制器電連接；控制電路包括單片機，第一控制電路，第二控制電路，第三控制電路、第四控制電路、攪拌電路、指示燈電路和穩壓電路。本實用新型利用單片機和電機之間的配合，控制混合梯度凝膠形成的各個步驟，且將測試梯度凝膠的容器等間距排布，等時間運送形成的流水線控制使得整個裝置的連續形成梯度混合凝膠；實現自動的連續混合，提高了液體混合的效率和可靠性，同時減少了人工成本。利用機械攪拌，使溶液混合的更加均勻。
【專利說明】一種自動梯度凝膠混合裝置及其控制電路

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種生物領域的聚丙烯醯胺梯度凝膠的灌制生產混合裝置，尤其涉及一種自動梯度凝膠混合裝置及其控制電路。

【背景技術】
[0002]梯度凝膠電泳通常採用聚丙烯醯胺凝膠，但不是在單一濃度的凝膠上進行，而是形成梯度凝膠，從凝膠頂部到底部丙烯醯胺的濃度呈梯度變化，凝膠梯度是通過專用的梯度混合裝置形成的市面上普遍是利用重力作用使兩種不同的液體進入同一個容器，再在機械攪拌的作用下混勻，這種方法的弊端在於混合溶液不是完全線性的，混勻效果不夠理想。
[0003]梯度凝膠電泳主要適用於測定球蛋白的分子量，而對纖維蛋白將產生較大的誤差。由於分子量的測定必須是在未知和標準蛋白質分子到達完全被阻止遷移的孔徑時才能成立，因此電泳時要使用較高的電壓。
[0004]中國發明專利(申請號為:201210248118.7)，已經提出了一種利用流體力學的原理，使得梯度凝膠從下至上的濃度逐漸提高，但該裝置採用的是人工推拉活塞杆的方式，耗時耗力，不是很方便，且該設置僅僅溶液的混合併沒有體現混合溶液的機械攪拌，使該混合溶液的濃度還不夠均勻。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是為了克服現有技術中存在的不足，提供一種自動梯度凝膠混合裝置以及實現自動控制該裝置電路，具體技術方案如下:
[0006]一種自動梯度凝膠混合裝置，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的第三容器以及測試梯度凝膠的第四容器，且所述溶液A和溶液B之間有濃度差；還設置有第一活塞的第一活塞缸體、設置有第二活塞的第二活塞缸體，所述第一活塞缸體和第一容器之間連接第一連通管道，所述第一活塞缸體和第二活塞缸體與第三容器之間均通過第三連通管道連通，第三容器與第四容器之間設有第四連通管道；所述第一連通管道上設有第一閥門，第二連通管道上設有第二閥門、第三連通管道上設有第三閥門；其特徵在於:還包括用於自動控制溶液A和溶液B混合且連續形成梯度凝膠的控制器以及分別用於控制溶液A進入第一活塞缸體的第一電機，用於控制溶液B進入第二活塞缸體的第二電機，用於控制溶液A和溶液B混合灌膠的第三電機以及用於控制第四容器等時間等間距移動的第四電機，且每個電機均與控制器電連接。
[0007]—種上述自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，其特徵在於:包括單片機，用於控制第一電機的第一控制電路，用於控制第二電機的第二控制電路，用於控制第三電機的第三控制電路以及用於控制第四電機的第四控制電路，用於攪拌混合溶液的攪拌電路，指示燈電路以及用於給各個電路提供穩態工作電壓的穩壓電路，所述各個電機的控制電路、攪拌電路和指示燈電路均連至單片機，所述穩壓電路分別提供3.3V和12V的工作電壓。
[0008]進一步的，所述第一控制電路至第四控制電路均包括繼電器、三極體和MOS管，控制電路的輸入端連接單片機，且控制電路的輸入端經電阻Rl連向第一三級管Ql的基極，第一三極體Ql的集電極連至繼電器的線圈一端，第一三極體Ql的發射極接地；繼電器的線圈另一端接12V電壓，且繼電器的線圈兩端之間還並聯有單向導通的第一二極體Dl極管的正極連第一三極體的集電極，第一二極體Dl極連12V電壓，繼電器的觸點為常開觸點，觸點一端連電機啟動電壓，另一端連控制電路的輸出埠；第二三極體Q2的基極經電阻R2連向單片機，同時第二三極體Q2的基極還經電阻R5連3.3V電壓，第二三極體Q2的集電極經電阻R3連12V電壓，第二三極體Q2的發射極接地；第二三極體Q2的集電極還連MOS管的柵極，MOS管的漏極連至輸出埠的另一端，MOS管的源極接地；第三三極體Q3的基極經電阻R4連MOS管的漏極，第三三極體Q3的集電極經電阻R5連向單片機，第三三極體Q3的發射極接地，所述輸出埠與對應閥門的電機；
[0009]當需要開啟某一控制電路時，單片機會給予第一三極體Ql和第二三極體Q2觸發信號，促使第一三極體Ql和第二三極體Q2的導通，第一三極體Ql導通後，繼電器的線圈有電流流過，繼電器的常開觸點閉合，即與電機的啟動電壓導通，第二三極體Q2通促使MOS管的導通，從而輸出埠與電機之間連通，同時第三三極體Q3導通，將輸出埠的信號反饋給單片機。
[0010]進一步的，所述攪拌電路包括攪拌器和第四三極體Q4，第四三極體Q4的基極經電阻R6連向單片機，第四三極體Q4的集電極連攪拌器，第四三極體Q4的發射極接地，所述攪拌器的另一端接12V電壓，攪拌機的兩端還並聯有電容Cl和第二二極體D2 ；
[0011]當溶液A和溶液B進入第三容器後，需要混勻混合溶液C，此時單片機給予第四三極體Q4觸發信號，促使第四三極體Q4導通，從而啟動攪拌器攪拌。
[0012]進一步的，所述穩壓電路包括輸出為3.3V電壓的第一穩壓晶片和輸出為12V電壓的第二穩壓晶片，所述第一穩壓晶片和第二穩壓晶片的輸入端均連向電源電壓，第一穩壓晶片和第二穩壓晶片的使能端和接地端均接地，第一穩壓晶片的輸出端經第一電感LI後輸出電壓3.3V,第二穩壓晶片的輸出端經第二電感L2後輸出電壓12V,第一穩壓晶片的反饋端和輸出電壓間並聯有電阻R7和電容C2的並聯電路，第二穩壓晶片的反饋段和輸出電壓間並聯有電阻R8和電容C3，且第一穩壓晶片的反饋端還經電阻R9接地，第二穩壓晶片的反饋端還經電阻RlO接地；在第一穩壓晶片的輸入端和接地端之間連接有電容C4，在第一穩壓晶片的輸出端和使能端之間連接有第三二極體D3，第三二極體D3的正極與使能端連接，負極與輸出端連接，在電感LI的輸出和使能端之間連接有電容C5 ;在第而穩壓晶片的輸入端和接地端之間連接有電容C6，在第一穩壓晶片的輸出端和使能端之間連接有第四二極體D4，第四二極體D4的正極與其使能端連接，負極與其輸出端連接，在電感L2的輸出和其使能端之間連接有電容C7 ；
[0013]進一步的，所述指示燈電路包括與每個控制電路對應設置的LED燈和LED驅動晶片，所述LED驅動晶片的驅動信號端與單片機連接，每個LED燈的管腳均與驅動晶片的管腳相連，LED燈和LED驅動晶片的接地端接地，LED驅動晶片的啟動電壓為3.3V ；
[0014]當某一控制電路後，單片機給予LED驅動晶片信號，從而使LED驅動晶片驅動相對應控制電路的LED燈亮。
[0015]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:本實用新型利用單片機和電機之間的配合，控制混合梯度凝膠形成的各個步驟，且將測試梯度凝膠的容器等間距排布，等時間運送形成的流水線控制使得整個裝置的連續形成梯度混合凝膠；實現自動的連續混合，提高了液體混合的效率和可靠性，同時減少了人工成本。利用機械攪拌，使溶液混合的更加均勻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型中各個電機的控制電路；
[0018]圖3為本實用新型中攪拌電路；
[0019]圖4為本實用新型中穩壓電路；
[0020]圖5為本實用新型中指示燈電路；
[0021]其中:第一容器100 ;第二容器200 ;第三容器300 ;第四容器400 ;第一活塞缸體500 ;第一活塞510 ;第一連通管道520 ;第一閥門521 ;第一電機530 ;第二活塞缸體600 ;第二活塞610 ;第二連通管道620 ;第二閥門621 ;第二電機630 ;第三連通管道700 ;第三閥門710 ;第三電機720 ;第四電機800 ;第四連通管道810 ;控制器900。

【具體實施方式】
[0022]以下是本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型並不限於這些實施例。
[0023]如圖1所示，一種自動梯度凝膠混合裝置，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以及測試梯度凝膠的第四容器400，且所述溶液A和溶液B之間有濃度差，還設置有第一活塞510的第一活塞缸體500、設置有第二活塞610的第二活塞缸體600,所述第一活塞缸體500和第一容器100之間連接第一連通管道520，所述第一活塞缸體500和第二活塞缸體600與第三容器300之間均通過第三連通管道700連通，第三容器300與第四容器400之間設有第四連通管道810 ;所述第一連通管道520上設有第一閥門521，第二連通管道620上設有第二閥門621、第三連通管道700上設有第三閥門710。
[0024]本實用新型裝置還包括用於自動控制溶液A和溶液B混合且連續形成梯度凝膠的控制器900以及分別用於控制溶液A進入第一活塞缸體500的第一電機530，用於控制溶液B進入第二活塞缸體600的第二電機630，用於控制溶液A和溶液B混合灌膠的第三電機以及用於控制在流水線平臺上等間距排布的第四容器400等時間移動的第四電機800，且每個電機均與與控制器900電連接。
[0025]另外，本實用新型提供一種上述自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，包括單片機，用於控制第一電機530的第一控制電路，用於控制第二電機630的第二控制電路，用於控制第三電機的第三控制電路以及用於控制第四電機800的第四控制電路，用於攪拌混合溶液的攪拌電路，指示燈電路以及用於給各個電路提供穩態工作電壓的穩壓電路，所述各個電機的控制電路、攪拌電路和指示燈電路均連至單片機，所述穩壓電路分別提供3.3V和12V的工作電壓。
[0026]如圖2所示，第一控制電路至第四控制電路均包括繼電器；三極體和MOS管，控制電路的輸入端連接單片機，且控制電路的輸入端經電阻Rl連向第一三級管Ql的基極，第一三極體Ql的集電極連至繼電器的線圈一端，第一三極體Ql的發射極接地；繼電器的線圈另一端接12V電壓，且繼電器的線圈兩端之間還並聯有單向導通的第一二極體Dl極管的正極連第一三極體的集電極，第一二極體Dl極連12V電壓，繼電器的觸點為常開觸點，觸點一端連電機啟動電壓，另一端連控制電路的輸出埠；第二三極體Q2的基極經電阻R2連向單片機，同時第二三極體Q2的基極還經電阻R5連3.3V電壓，第二三極體Q2的集電極經電阻R3連12V電壓，第二三極體Q2的發射極接地；第二三極體Q2的集電極還連MOS管的柵極，MOS管的漏極連至輸出埠的另一端，MOS管的源極接地；第三三極體Q3的基極經電阻R4連MOS管的漏極，第三三極體Q3的集電極經電阻R5連向單片機，第三三極體Q3的發射極接地，所述輸出埠電連接於對應控制電路的電機。
[0027]當需要開啟某一控制電路時，單片機會給予第一三極體Ql和第二三極體Q2觸發信號，促使第一三極體Ql和第二三極體Q2的導通，第一三極體Ql導通後，繼電器的線圈有電流流過，繼電器的常開觸點閉合，即與電機的啟動電壓導通，第二三極體Q2通促使MOS管的導通，從而輸出埠與電機之間連通，同時第三三極體Q3導通，將輸出埠的信號反饋給單片機。
[0028]如圖3所示，攪拌電路包括攪拌器和第四三極體Q4，第四三極體Q4的基極經電阻R6連向單片機，第四三極體Q4的集電極連攪拌器，第四三極體Q4的發射極接地，所述攪拌器的另一端接12V電壓，攪拌機的兩端還並聯有電容Cl和第二二極體D2。
[0029]當溶液A和溶液B進入第三容器300後，需要混勻混合溶液C，此時單片機給予第四三極體Q4觸發信號，促使第四三極體Q4導通，從而啟動攪拌器攪拌。
[0030]如圖4所不,穩壓電路包括輸出為3.3V電壓的第一穩壓晶片和輸出為12V電壓的第二穩壓晶片，所述第一穩壓晶片和第二穩壓晶片的輸入端均連向電源電壓，第一穩壓晶片和第二穩壓晶片的使能端和接地端均接地，第一穩壓晶片的輸出端經第一電感LI後輸出電壓3.3V，第二穩壓晶片的輸出端經第二電感L2後輸出電壓12V，第一穩壓晶片的反饋端和輸出電壓間並聯有電阻R7和電容C2的並聯電路，第二穩壓晶片的反饋端和輸出電壓間並聯有電阻R8和電容C3，且第一穩壓晶片的反饋端還經電阻R9接地，第二穩壓晶片的反饋端還經電阻RlO接地，在第一穩壓晶片的輸入端和接地端之間連接有電容C4，在第一穩壓晶片的輸出端和使能端之間連接有第三二極體D3，第三二極體D3的正極與使能端連接，負極與輸出端連接，在電感LI的輸出和使能端之間連接有電容C5 ;在第而穩壓晶片的輸入端和接地端之間連接有電容C6，在第一穩壓晶片的輸出端和使能端之間連接有第四二極體D4，第四二極體D4的正極與其使能端連接，負極與其輸出端連接，在電感L2的輸出和其使能端之間連接有電容C7 ；
[0031 ] 如圖5所示，指示燈電路包括與每個控制電路對應設置的LED燈和LED驅動晶片，所述LED驅動晶片的驅動信號端與單片機連接，每個LED燈的管腳均與驅動晶片的管腳相連，LED燈和LED驅動晶片的接地端接地，LED驅動晶片的啟動電壓為3.3V。
[0032]當開啟某一控制電路後，單片機給予LED驅動晶片信號，從而使LED驅動晶片驅動相對應控制電路的LED燈亮。
[0033]本裝置的單片機上還可以電連接有用於人機操控的按鍵座和顯示屏，按鍵座可以是對應於各個閥門的控制電路和攪拌電路的啟動而設置的，在顯示屏上可以設置顯示溶液A ;溶液B和混合溶液的溶度以及溶液的容量等信息。
[0034]對於按鍵座或者顯示屏可以都不設置，完全通過單片機的程序設定來實現電路的控制，這樣就更加自動化，也可以只設置顯示屏或者按鍵座或者用觸控螢幕代替顯示屏和按鍵座，本實施例中採用在單片機並未連接按鍵或觸控螢幕。
[0035]本實用新型利用單片機和電機之間的配合，控制混合梯度凝膠形成的各個步驟，且將測試梯度凝膠的容器等間距排布，等時間運送形成的流水線控制使得整個裝置的連續形成梯度混合凝膠；實現自動的連續混合，提高了液體混合的效率和可靠性，同時減少了人工成本，利用機械攪拌，使溶液混合的更加均勻。
[0036]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
【權利要求】
1.一種自動梯度凝膠混合裝置，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的第三容器以及測試梯度凝膠的第四容器，且所述溶液A和溶液B之間有濃度差；還設置有第一活塞的第一活塞缸體、設置有第二活塞的第二活塞缸體，所述第一活塞缸體和第一容器之間連接第一連通管道，所述第一活塞缸體和第二活塞缸體與第三容器之間均通過第三連通管道連通，第三容器與第四容器之間設有第四連通管道；所述第一連通管道上設有第一閥門，第二連通管道上設有第二閥門、第三連通管道上設有第三閥門；其特徵在於:還包括用於自動控制溶液A和溶液B混合且連續形成梯度凝膠的控制器以及分別用於控制溶液A進入第一活塞缸體的第一電機，用於控制溶液B進入第二活塞缸體的第二電機，用於控制溶液A和溶液B混合灌膠的第三電機以及用於控制第四容器等時間等間距移動的第四電機，且每個電機均與控制器電連接。
2.一種如權利要求1所述的自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，其特徵在於:包括單片機，用於控制第一電機的第一控制電路，用於控制第二電機的第二控制電路，用於控制第三電機的第三控制電路以及用於控制第四電機的第四控制電路，用於攪拌混合溶液的攪拌電路，指示燈電路以及用於給各個電路提供穩態工作電壓的穩壓電路，所述各個電機的控制電路、攪拌電路和指示燈電路均連至單片機，所述穩壓電路分別提供3.3V和12V的工作電壓。
3.如權利要求2所述的一種自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，其特徵在於:所述第一控制電路至第四控制電路均包括繼電器、三極體和MOS管，控制電路的輸入端連接單片機，且控制電路的輸入端經電阻R1連向第一三級管Q1的基極，第一三極體Q1的集電極連至繼電器的線圈一端，第一三極體Q1的發射極接地；繼電器的線圈另一端接12V電壓，且繼電器的線圈兩端之間還並聯有單向導通的第一二極體D1極管的正極連第一三極體的集電極，第一二極體D1極連12V電壓，繼電器的觸點為常開觸點，觸點一端連電機啟動電壓，另一端連控制電路的輸出埠 ；第二三極體Q2的基極經電阻R2連向單片機，同時第二三極體Q2的基極還經電阻R5連3.3V電壓，第二三極體Q2的集電極經電阻R3連12V電壓，第二三極體Q2的發射極接地；第二三極體Q2的集電極還連MOS管的柵極，MOS管的漏極連至輸出埠的另一端，MOS管的源極接地；第三三極體Q3的基極經電阻R4連MOS管的漏極，第三三極體Q3的集電極經電阻R5連向單片機，第三三極體Q3的發射極接地，所述輸出埠與對應閥門的電機； 當需要開啟某一控制電路時，單片機會給予第一三極體Q1和第二三極體Q2觸發信號，促使第一三極體Q1和第二三極體Q2的導通，第一三極體Q1導通後，繼電器的線圈有電流流過，繼電器的常開觸點閉合，即與電機的啟動電壓導通，第二三極體Q2通促使MOS管的導通，從而輸出埠與電機之間連通，同時第三三極體Q3導通，將輸出埠的信號反饋給單片機。
4.如權利要求2所述的一種自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，其特徵在於:所述攪拌電路包括攪拌器和第四三極體Q4，第四三極體Q4的基極經電阻R6連向單片機，第四三極體Q4的集電極連攪拌器，第四三極體Q4的發射極接地，所述攪拌器的另一端接12V電壓，攪拌機的兩端還並聯有電容C1和第二二極體D2 ； 當溶液A和溶液B進入第三容器後，需要混勻混合溶液C，此時單片機給予第四三極體Q4觸發信號，促使第四三極體Q4導通，從而啟動攪拌器攪拌。
5.如權利要求2所述的一種自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，其特徵在於:所述穩壓電路包括輸出為3.3V電壓的第一穩壓晶片和輸出為12V電壓的第二穩壓晶片，所述第一穩壓晶片和第二穩壓晶片的輸入端均連向電源電壓，第一穩壓晶片和第二穩壓晶片的使能端和接地端均接地，第一穩壓晶片的輸出端經第一電感LI後輸出電壓3.3V，第二穩壓晶片的輸出端經第二電感L2後輸出電壓12V，第一穩壓晶片的反饋端和輸出電壓間並聯有電阻R7和電容C2的並聯電路，第二穩壓晶片的反饋段和輸出電壓間並聯有電阻R8和電容C3，且第一穩壓晶片的反饋端還經電阻R9接地，第二穩壓晶片的反饋端還經電阻RlO接地；在第一穩壓晶片的輸入端和接地端之間連接有電容C4,在第一穩壓晶片的輸出端和使能端之間連接有第三二極體D3，第三二極體D3的正極與使能端連接，負極與輸出端連接，在電感LI的輸出和使能端之間連接有電容C5 ;在第而穩壓晶片的輸入端和接地端之間連接有電容C6，在第一穩壓晶片的輸出端和使能端之間連接有第四二極體D4，第四二極體D4的正極與其使能端連接，負極與其輸出端連接，在電感L2的輸出和其使能端之間連接有電容C7。
6.如權利要求2所述的一種自動梯度凝膠混合裝置的控制電路，其特徵在於:所述指示燈電路包括與每個控制電路對應設置的LED燈和LED驅動晶片，所述LED驅動晶片的驅動信號端與單片機連接，每個LED燈的管腳均與驅動晶片的管腳相連，LED燈和LED驅動晶片的接地端接地，LED驅動晶片的啟動電壓為3.3V ； 當某一控制電路後，單片機給予LED驅動晶片信號，從而使LED驅動晶片驅動相對應控制電路的LED燈亮。
【文檔編號】G01N27/447GK204166329SQ201420645971
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】鄭華安 申請人:寧波市鄞州祥弘電子有限公司