一种快速分离核酸的小型平板电泳槽及其设计方法技术

本发明专利技术公开一种快速分离核酸的小型平板电泳槽及其设计方法，利用三维设计软件依据琼脂糖凝胶尺寸大小和选择的电极形状设计初始电泳槽模型；获取电泳槽的设计指标并确定设计预期值；通过有限元仿真软件采用静态和瞬态数值仿真分析方法计算出初始电泳槽模型的电场分布及温度分布情况；根据计算结果修改电泳槽模型参数当电泳槽模型的设计指标达到设定预期时输出电泳槽模型参数优化结果完成电泳槽制造参数优化；使用优化好的电泳槽模型文件进行加工制作得到底部镂空的槽体，使用粘合剂将石英玻璃与槽体粘合得到平板电泳槽；平板电泳槽的两端固定安装具有外接导线的平板电极得到最终电泳槽。本发明专利技术方法能够为新型电泳槽的研发大幅节约了时间和物质上的成本。研发大幅节约了时间和物质上的成本。研发大幅节约了时间和物质上的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种快速分离核酸的小型平板电泳槽及其设计方法


[0001]本专利技术涉及生物学实验仪器
，尤其涉及一种快速分离核酸的小型平板电泳槽及其设计方法。

技术介绍

[0002]目前，市面上的商业电泳槽装置(如美国的BIO
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RAD伯乐电泳仪、北京六一仪器厂生产的DYY
‑
12型电泳仪等)大多数都采用铂丝作为电泳电极，槽体采用凸台式槽体。
[0003]现有电泳槽装置体积大、试剂消耗量大；对外部电源要求高，槽内电场强度低；均匀电场范围小；电泳速度相对较慢，电泳时间长，通常需要数小时甚至数天的时间完成一次电泳过程，且价格昂贵。利用硼掺杂金刚石膜作为电极，但其受到硼掺杂金刚石膜的尺寸限制，导致槽内的均匀电场范围小，且硼掺杂金刚石膜的制造成本高。电泳仪小型化使槽内电场强度提高，但同时也将带来在电泳过程中，由于焦耳热使缓冲液温度升高，从而加快琼脂糖凝胶的溶化速率。通过增设温度感应器，对电泳缓冲液的温度进行检测，通过制冷器和制冷板对槽体内的电泳缓冲液进行主动降温，来避免琼脂糖凝胶因高温融化的现象发生，但其增加了设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速分离核酸的小型平板电泳槽设计方法，其特征在于：其包括以下步骤：步骤1，利用三维设计软件依据琼脂糖凝胶尺寸大小和选择的电极形状设计初始电泳槽模型；步骤2，获取电泳槽的设计指标并确定设计预期值，设计指标包括面积利用率A、电场强度E和温度T；步骤3，通过有限元仿真软件采用静态和瞬态数值仿真分析方法计算出初始电泳槽模型的电场分布及温度分布情况；步骤4，判断电泳槽模型的设计指标是否达到设定预期；如果是，则输出电泳槽模型参数优化结果完成电泳槽制造参数优化并执行步骤5；否则，根据计算结果修改电泳槽模型参数并执行步骤3；步骤5，使用优化好的电泳槽模型文件进行加工制作得到底部镂空的槽体，使用粘合剂将石英玻璃与槽体粘合得到平板电泳槽；步骤6，平板电泳槽的两端固定安装具有外接导线的平板电极得到最终电泳槽。2.根据权利要求1所述的一种快速分离核酸的小型平板电泳槽设计方法，其特征在于：步骤1中采用三维设计软件设计初始化槽体，初始电泳槽模型选择无凸台平板槽或者选择指定参数上升的凸台电泳槽。3.根据权利要求1所述的一种快速分离核酸的小型平板电泳槽设计方法，其特征在于：步骤3的具体步骤如下：步骤3
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1，有限元仿真软件导入将电泳槽模型参数，步骤3
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2，在电泳槽模型基础上对有限元模型进行初始化条件设置；有限元仿真软件为不同材料的单元赋予不同的材料属性；步骤3
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3，依据外部电源电压，在初始电泳槽模型的电极上加载了电压载荷边界条件，步骤3
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4，根据所设置的电泳槽模型进行数值仿真，得到电泳槽模型的电场分布及温度分布情况。4.根据权利要求1所述的一种快速分离核酸的小型平板电泳槽设计方法，其特征在于：步骤4包括以下步骤：步骤4
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1，电泳槽的面积利用率A并判断是否到达面积利用率预期值；如果是，则执行步骤4
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2；否则，更新槽体结构、电极结构及尺寸并执行步骤3；面积利用率的计算公式如下：其中，S1是槽内总面积，S2是均匀电场面积；步骤4
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2，判断电场强度是否达到电场强度预期值；如果是，则执行步骤4
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3；否则，更新槽体长度参数并执行步骤3；电场强度的计算公式如下：其中，U是外部电源电压，L是电泳槽长度；步骤4
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3，电泳槽的槽内温度是否低于上限值；如果是，则执行步骤4
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4；否则，更新槽体宽度、高度、壁厚参数以及电泳槽底板材料参数并执行步骤3；步骤4
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4，输出电泳槽模型参数优化结果并完成电...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗堪，陈榆，黄靖，马莹，林仁灵，张起荣，屠飞飞，
申请(专利权)人：福建理工大学，
类型：发明
国别省市：