CN109590170B - 一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线、灌胶方法及用途 - Google Patents

一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线、灌胶方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线、灌胶方法及用途，所述生产线按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一层胶灌胶模块、吸水模块和第二层胶灌胶模块。所述方法包括：固定有凝胶玻璃管的灌胶孔板置于所述传送带的卡槽上，开启自动灌胶生产线，进行第一层胶灌胶操作，第一层胶凝固后吸除凝胶胶面上的压胶水，进行第二层胶灌胶操作，待第二层胶凝固后再次吸除凝胶胶面上的压胶水，得到所述的电泳凝胶柱。本发明使用柱塞泵定量泵入两种溶液，在线混合；通过高通量灌胶操作，并对胶面进行后续处理，解决了人工操作过程中产品性能差，合格率低的问题。

Description

一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线、灌胶方法及 用途
技术领域
本发明属于生产设备技术领域，涉及一种产品生产线、操作方法及用途，特别涉及一种自动灌胶生产线、灌胶方法及用途，尤其涉及一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线、灌胶方法及用途。
背景技术
现有技术注胶工艺包括：(1)用计量泵连接控制箱控制A剂(树脂)和B剂(催化剂)的量；(2)A剂和B剂通过A计量泵和B计量泵进行计量由控制箱控制输出，实现精准定量的比例；(3)A计量泵和B计量泵泵出的A剂和B剂连接混合管进行混合；(4)混合管出口连接制胶头进行注胶；混合管安装了定时***，对超时未使用的混合胶液从注胶头喷出，防止胶液凝固堵塞混合管。
该注胶工艺主要是对AB胶进行混合，对待注胶工件表面进行注胶。胶的浓度较大，不易混合，也没有写明定量泵的特点，因此特意使用了吸料机和静止混合器。静态混合装置胶液会停留，而停留的过程中混合胶液伴随着凝固的发生，会对胶液的性质产生影响；单头点胶***，只能对一些工件表面进行注胶，工件表面胶量少，无法满足大量灌胶生产线的产量，速度不达标。
CN105880111A一种过滤吸收器用精滤器自动灌胶生产线及灌胶方法，它包括主控制柜、辊道输送线、翻转工位、灌胶工位、手动按钮、上线工位、中转工位、精滤器、托盘、旋转升降台、压缩空气管路和连接线缆，所述翻转工位和灌胶工位之间设置有中转工位，所述灌浆工位和上线工位之间也设置有中转工位，所述整条生产线采用环形结构并用辊道输送线将所有工位相连，所述每个工位上都放置有一个托盘；所述翻转工位的侧面设置有翻转机器人，所述灌浆工位的侧面设置有灌胶机。自动实现精滤器的三遍翻转和四遍灌胶。
CN207872505U公开了一种数码管的自动灌胶生产线，包括从左到右依次设置的灌胶装置、夹取装置和承托装置；灌胶装置包括由驱动单元带动的传送带，传送带上设置有若干用于放置数码管的卡槽，卡槽沿传送带的长度方向间隔均匀分布，传送带的上方设置有与数码管对应的自动灌胶机，自动灌胶机的侧壁固定在灌胶液压缸的伸缩杆的自由端，灌胶液压缸能够带动自动灌胶机左右移动；夹取装置包括设置在传送带上方机架上的行走装置，行走装置能够在机架上沿着传送带的长度方向做直线往复运动，行走装置的下端固接有能够升降的夹持机构，承托装置用于承托夹取装置夹取的数码管。
CN100412540C公开了一种全自动电泳用梯度凝胶胶片制作装置方法，涉及生化检测材料的生产设备和制作方法。本发明采用计算机自动控制梯度凝胶制胶过程，上下位机配合进行分布式控制。灌胶装置包括有计算机，单片机控制***、配胶灌胶***及胶片盒支撑装置，配胶灌胶***与胶片盒支撑装置通过三通管微型搅拌器管路连接，少量制作时，需要一套由单片机控制的灌胶装置；大量制作时，采用一台计算机控制的情况下，根据需要可控制1～20套灌胶装置同时工作。制作过程配料多少和灌注速度可控，无需人工参与，自动化程度高。解决了梯度凝胶胶片制作难，质量不易控制以及批量制作时一致性差的问题。提供一种自动控制，速度快，成本低的灌制梯度胶片的设备和方法。
目前人工制作电泳凝胶柱的方法包括：
(1)插管：我们需要将空的玻璃管插到100孔的灌胶孔板上，将玻璃管统一往下压使玻璃管高度在同一平面上。
(2)分装胶液灌第一层胶：用移液枪将胶液和催化剂混合，颠倒混匀后取适量加到玻璃管中。通过视觉观察将胶面微调，使所有胶面处于一个水平面上。
(3)压胶：使用移液枪吸水，手持移液枪将水轻柔加至第一层胶面上，加水需要控制在5min之内完成，防止胶面凝固。
(4)吸压胶水：这一步操作需要在第一层胶灌好静置30min后开始进行，通过无尘纸接触胶面吸走上一步灌入胶面的压胶水。
由上述手工灌胶工艺可以看出，手工灌胶的废品率较高，外观误差和批间批内差较大，不适合工业化大规模生产，而针对电泳凝胶柱的自动灌胶生产线的开发研究鲜有报道，因此，为了满足凝胶柱的市场需求，提高产品质量，减少废品率，需要提高现有的灌胶工艺的自动化程度，达到大规模稳定生产的目的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线、灌胶方法及用途。为了满足电泳凝胶柱的大批量生产需求，提高产品质量，减少废品率。本发明使用柱塞泵定量泵入两种溶液，在线混合；通过高通量灌胶操作，并对胶面进行后续处理(胶面调平、加水压平胶面)，解决了人工操作过程中产品性能差，合格率低的问题，并使得产量大幅度提高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线，所述生产线按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一层胶灌胶模块、吸水模块和第二层胶灌胶模块。
本发明通过搭建自动灌胶生产线，解决了人工操作过程中产品性能差，合格率低的问题，能够生产出满足体外诊断试剂产品要求的脂蛋白电泳凝胶柱，并且通过生产线的自动化控制，达到了大批量生产的目的。目前，采用手工灌胶方式制备电泳凝胶柱，4位操作工持续工作8小时可灌胶300根凝胶柱，但合格的凝胶柱最多仅有200根；而采用本发明提供的自动灌胶生产线，8小时即可灌胶完成12000根，设备调试完成后，产品合格率可达到100％。
本领域的技术人员可以根据灌胶层数增设第三层胶灌胶模块、第四层胶灌胶模块等，因此，本发明提供的自动灌胶生产线包括至少两组灌胶模块。
作为本发明优选的技术方案，所述的第一层胶灌胶模块包括第一传送带和设置于所述第一传送带上方的第一层胶灌胶单元。
优选地，所述的第一传送带上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽。
所述的第一层胶灌胶单元按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一灌胶设备、调平设备和第一压胶设备。
作为本发明优选的技术方案，所述的第一灌胶设备包括由上至下依次连接的进料装置、混合装置、第一传动装置和注胶头。
优选地，所述的进料装置包括第一储液物料桶和第二储液物料桶，所述第一储液物料桶和第二储液物料桶分别连接所述混合装置。
第一储液物料桶和第二储液物料桶内设置有液面报警感应器，用于提醒液位高度以备及时补充溶液，避免液体不足导致后面工序出现气泡，较造成不必要的损失。
优选地，所述第一储液物料桶与混合装置的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的第一输送装置。
优选地，所述第二储液物料桶与混合装置的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的第二输送装置。
优选地，所述的第一输送装置和第二输送装置均为柱塞泵。
优选地，所述的进料装置还包括与所述混合装置连接的第一水箱。
优选地，所述第一水箱与混合装置的连接管路上设置有第三输送装置。
优选地，所述的第三输送装置为蠕动泵。
优选地，所述的混合装置外侧套设有恒温加热装置。
优选地，所述的第一传动装置为用于带动所述注胶头移动的机械臂。
优选地，所述第一传动装置上还固定有至少一个柱塞泵，所述柱塞泵与所述注胶头的数量相同并对应连接。
优选地，所述混合装置与第一传动装置的连接管路上还设置有临时储液装置，所述临时储液装置顶部开设有气口。该临时储液管的目的为避免混合频率与后面的灌胶频率之间的细微差异。
优选地，所述的注胶头端部固定有用于收集清洗废水的废液槽。
优选地，所述第一灌胶设备还包括与第一传动装置电性连接的第一控制***，用于控制第一传动装置移动。
在现有的手工灌胶过程中，操作人员需要使用移液枪将胶液和催化剂混合，摇晃混合均匀后取适量加到玻璃管中。由于第一层胶量比较大，需要移液枪取两次，在灌胶的过程中移液枪多次吹打，无法准确控制灌入的胶液量导致胶面高度不一，因此需要操作人员通过视觉观察胶面高度进行调平；加胶液的过程中枪头很容易碰到胶面以上的玻璃管壁，导致胶液挂壁，若采用纸巾吸除挂在内壁上的胶液，纸巾上的纸屑易掉落至胶面影响凝胶柱质量；若不去除挂壁的胶液，待挂壁胶液凝固后掉到胶层中，也会影响产品质量。因此，在使用移液枪进行灌胶时，需保证枪头垂直加液，尽量不触碰到玻璃管壁，需要花费更高的时间成本和金钱成本来培养操作人员进行灌胶操作，无形中降低了生产效率，也不利于控制生产成本。
本发明提供的自动灌胶生产线有效解决了上述技术问题，在第一灌胶设备中，第一储液物料桶内灌装有A胶，并通过第一输送装置与混合装置相连，第二储液物料桶内灌装有B催化剂，对两种胶液的混合通过混合装置完成，混合装置外侧包覆有一层恒温加热装置，使得流经混合装置的胶液温度控制在20±3℃的范围内，进而控制胶液凝固时间，从而提高灌胶工序的精准性和可控性。混合装置连接第一输送装置和第二输送装置，并且连接控制器来控制混合速度，速度的设定由胶液浓度确定；混合液出口连接临时储液装置，使的混合后的胶液能有一个临时的缓冲区，储液管上端有一个排气管道，里面有液面报警器防止液面过高而通过排气管道溢出。该临时储液装置的目的为避免混合频率与后续灌胶频率之间的细微差异，临时储液装置外形为细长无棱角圆柱状，方便清洗。临时储液装置的下端连接注胶头。另外设置可独立运行的蠕动泵连接水箱和混合装置，对整个管路进行定期清洗，防止胶液凝固损坏管路***。
注胶头通过机械臂控制上下移动距离和移动速度；按照10×10灌胶孔板每排的距离控制伸缩距离和移动时间；通过机械臂的微量转动控制注胶头的倾斜角度。灌胶过程中，由于灌胶玻璃管较细，因此，对注胶头的精度要求很高，注胶头在注胶的过程中要特别注意微量倾斜，防止液滴悬空滴入产生气泡。
作为本发明优选的技术方案，所述调平设备包括由上至下依次连接的废液桶、第四输送装置、第二传动装置和调平头。
优选地，所述的第四输送装置为蠕动泵。
优选地，所述的第二传动装置为用于带动所述调平头移动的机械臂。
优选地，所述的调平设备还包括与所述第二传动装置电性连接的第二控制***，所述第二控制***用于控制所述的第二传动装置下降到预设高度，并吸除多余胶液。
调平设备为独立的蠕动泵通过管线连接调平头和废液槽，通过处于同一水平面的调平头同时吸走高出规定值的胶液，从而达到胶面统一高度的要求。蠕动泵连接控制器来控制吸液的速度及间歇时间；调平头通过机械臂连接，由第二控制***控制其上下移动，由于胶液长时间放置后会凝固，因此调平工位处靠近设备一侧安装有储水槽，每调平完一板胶液，进行吸水操作，防止管道被胶液凝固而堵塞，调平过程减小了凝胶柱的批内差。
作为本发明优选的技术方案，所述的第一压胶设备包括由上至下依次连接的第二水箱、第五输送装置、第三传动装置和加水头。
优选地，所述第二水箱与所述第一水箱一体化设置。
优选地，所述的第五输送装置为蠕动泵。
优选地，所述的第三传动装置为用于带动所述加水头移动的机械臂。
优选地，所述的第一压胶设备还包括与所述第三传动装置电性连接的第三控制***，用于控制第三传动装置移动。
压胶过程不仅对操作精度提出了较高的要求，对操作时间也有严格限制，一方面，为了防止胶面凝固，加水压胶需要控制在5min内完成；另一方面，加水压胶的过程中，胶面很容易被水冲破，人工操作过程中一旦发生轻微抖动，容易导致胶面分层，因此目前的手工压胶环节的废品率维持在70％左右。
采用本发明提供的自动灌胶生产线进行压胶操作，通过蠕动泵连接控制器控制机械臂的转动速度和间歇时间，注水头连接机械臂控制上下移动、里外伸缩距离和倾斜角度，最后由控制器控制针头倾斜角度、移动距离以及注水速度和注水体积。注水时第一层胶仍处于未凝固状态，加水头的探入程度会极大影响胶面的平整度，进而影响产品质量，因此该过程对设备的精度要求更高，倾斜贴壁下移，接触液面的深度小于1mm。只要保证设备稳定运行，压胶环节的成功率可达100％。
作为本发明优选的技术方案，所述的吸水模块包括基座和设置于所述基座上方的工位固定台，所述工位固定台上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽。
优选地，所述工位固定台与所述基座之间呈一定角度倾斜固定，进一步优选地，所述工位固定台呈45°角倾斜固定于所述基座上。
优选地，所述工位固定台上方由下至上依次设置有吸水头、第四传动装置、第六输送装置和废液储罐。
优选地，所述的第四传动装置为用于带动所述吸水头移动的机械臂。
优选地，所述的第六输送装置为蠕动泵。
优选地，所述吸水头与所述工位固定台垂直布置。
优选地，所述吸水模块还包括与所述第四传动装置电性连接的第四控制***，用于控制所述第四传动装置的吸水路线和滞留时间。
现有的手工灌胶采用无尘纸吸除多余的压胶水，一方面压胶水无法吸除干净，导致第二层胶灌胶时胶液被残留的压胶水稀释，影响凝胶柱的性能；另一方面，吸水过程中，无尘纸一旦掉屑，凝胶柱随即报废，对生产成本造成严重损失。
本发明提供的自动灌胶生产线中的吸水装置为分离式设备，吸水头与工位垂直，整体与桌面成45度角倾斜，方便残留水通过重力及集中到最低点，机械臂控制吸水头精确定位，并缓慢触碰胶面与凝胶玻璃管相交的最低点，最大程度吸除残留水。本发明通过自动化替代手工操作，避免了手工操作因抖动造成的凝胶柱成品率低的问题，同时采用吸水头替换无尘纸，并将灌胶孔板倾斜固定，更有利于吸除压胶水，也解决了无尘纸的掉屑问题。
作为本发明优选的技术方案，所述第二层胶灌胶模块包括第二传送带和设置于所述第二传送带上方的第二层胶灌胶单元。
优选地，所述的第二层胶灌胶单元按照灌胶工艺路线包括顺次连接的第二灌胶设备和第二压胶设备。
优选地，所述的第二灌胶设备与所述的第一灌胶设备相同。
优选地，所述的第二压胶设备与所述的第一压胶设备相同。
第二层胶灌胶模块与第一层胶灌胶模块类似，中间少了调平设备。其中胶量和时间由程序控制。
灌胶过程中设备停止运行时间超过10分钟，需对管道进行管道清洗工作，开通清洗程序，蠕动泵连接水桶与混合装置，从胶液与催化剂混合的地方开始清洗，废液通过注胶头定位到废液槽上方，废液槽通过管道连接到外接废液桶。
第二方面，本发明提供了一种电泳凝胶柱的灌胶方法，所述方法在第一方面所述的生产线中进行。
优选地，所述的灌胶方法包括：
固定有凝胶玻璃管的灌胶孔板置于所述传送带的卡槽中，开启自动灌胶生产线，进行第一层胶灌胶操作，第一层胶凝固后吸除凝胶胶面上的压胶水，进行第二层胶灌胶操作，待第二层胶凝固后再次吸除凝胶胶面上的压胶水，得到所述的电泳凝胶柱。
示例性地，本发明提供了一种可选的技术方案，所述灌胶方法包括：
(1)灌胶：将100个凝胶玻璃管固定在10×10的灌胶孔板上，注胶头在机械臂的带动下进行精确定位，由柱塞泵控制灌胶量，每一个注胶头对应一个柱塞泵，灌胶开始后注胶头伸到灌胶孔板最边缘一排的凝胶玻璃管，从第一排开始灌胶操作，依次灌完10排。
(2)调平：灌胶完成后，第一传送带将灌胶孔板带至调平工段，同时向灌胶工段空缺的卡槽位补充新的灌胶孔板并继续进行灌胶工段操作指令。第二道工序开始对凝胶面进行调平，通过第二控制***设定十孔调平头下降到固定的高度，并控制机械臂移动，带动调平头下降到预设位置，在蠕动泵的作用下吸除多余的胶液，废胶液通过管道流入废液桶。该工序的目的在于将100个凝胶柱胶面调整至统一高度。
(3)压胶：调平完成后，第一传送带将灌胶孔板带至滴水压胶工段，前两步工序同时重复操作相应的工作过程。第三控制***通过机械臂控制加水头垂直***凝胶玻璃管中，通过蠕动泵控制压胶水的流量，贴玻璃管内壁沿着胶面加压胶水。该步骤为整个灌胶流程中最重要的一个环节，使得设备的精度做到了对胶面的最小破坏，压胶成功率高。
(4)吸水：第一层胶凝固后吸除凝胶面上的压胶水，具体操作步骤包括：吸水头在机械臂的带动下，沿与工位固定台垂直的方向探入凝胶玻璃管中，紧贴玻璃管内壁缓慢接触胶面，吸水头的推进过程中，压胶水在重力的作用下流到最低点，吸水头逗留2秒钟，并通过蠕动泵吸除多余的压胶水，压胶水通过管路收集至废液储罐。按照程序设定好吸水路线由外向内依次重复相同的动作完成100个凝胶玻璃管的吸水操作。
(5)第二层胶灌胶过程：与第一层胶过程类似，中间少了调平步骤。其中胶量和时间由程序控制。
(6)吸水：第一层胶凝固后再次吸除凝胶面上的压胶水，具体操作步骤与步骤(4)相同。
第三方面，本发明提供了一种电泳凝胶柱，所述的电泳凝胶柱在第一方面所述的生产线中制备得到。
第四方面，本发明提供了一种第一方面所述的生产线的用途，所述生产线用于电泳凝胶柱的自动灌胶。
优选地，所述的电泳凝胶柱为脂蛋白电泳凝胶柱。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
为了满足电泳凝胶柱的大批量生产需求，提高产品质量，减少废品率。本发明使用柱塞泵定量泵入两种溶液，在线混合；通过高通量灌胶操作，并对胶面进行后续处理(胶面调平、加水压平胶面)，解决了人工操作过程中产品性能差，合格率低的问题。
本发明提供的自动灌胶生产线能够生产出满足体外诊断试剂产品要求的脂蛋白电泳凝胶柱，并且通过生产线的自动化控制，达到了大批量生产的目的。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的第一层胶灌胶模块结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的吸水模块结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的第二层胶灌胶模块结构示意图；
其中：1，31-第一储液物料桶；2，32-第二储液物料桶；3，33-水箱；4，5，12，34，35，42-柱塞泵；6，36，22，29，47-蠕动泵；7，37-混合装置；8，38-恒温加热装置；9，39-气口；10，40-临时储液装置；11，19，23，28，41，48-机械臂；13，43-注胶头；14，44-废液槽；15，45-卡槽；16-第一传送带；17-废液桶；18-蠕动泵；20-调平头；21-储水槽；24，49-加水头；25-基座；26-工位固定台；27-吸水头；30-废液储罐；46-第二传送带。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线，所述生产线按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一层胶灌胶模块、吸水模块和第二层胶灌胶模块。
第一层胶灌胶模块的结构如图1所示，包括第一传送带16和设置于所述第一传送带16上方的第一层胶灌胶单元；第一传送带16上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽15；第一层胶灌胶单元按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一灌胶设备、调平设备和第一压胶设备。
第一灌胶设备包括由上至下依次连接的进料装置、混合装置7、机械臂11和注胶头13。其中，进料装置包括分别与所述混合装置7连接的第一储液物料桶1和第二储液物料桶2，第一储液物料桶1与混合装置7的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的柱塞泵4，第二储液物料桶2与所述混合装置7的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的柱塞泵5。进料装置还包括与混合装置7连接的水箱3，水箱3与混合装置7的连接管路上设置有蠕动泵6。混合装置7外侧套设有恒温加热装置8。机械臂11上还固定有至少一个柱塞泵12，示例性地，如图1所述的第一层胶灌胶模块中示出的机械臂11上固定有10个柱塞泵12，每个柱塞泵12上均连接有注胶头13，注胶头13端部固定有用于收集清洗废水的废液槽14。混合装置7和机械臂11的连接管路上还设置有临时储液装置10，临时储液装置10顶部开设有气口9。所述的第一灌胶设备还包括与机械臂11电性连接第一控制***，并用于控制机械臂11移动。
调平设备包括由上至下依次连接的废液桶17、蠕动泵18、机械臂19和调平头20；所述的调平设备还包括与机械臂19电性连接的第二控制***，所述第二控制***用于控制机械臂19下降到预设高度，吸除多余胶液。
第一压胶设备包括顺次连接的第二水箱、蠕动泵22、机械臂23和加水头24。在一种优选的技术方案中，如图1所示，所述第二水箱与第一灌胶设备共用同一水箱3。第一压胶设备还包括第三控制***，所述第三控制***用于控制机械臂23下降到预设高度。
吸水模块的结构如图2所示，包括基座25和设置于所述基座25上方的工位固定台26，工位固定台26上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽，工位固定台26呈45度角倾斜固定于所述基座25上。工位固定台26上方由下至上依次设置有吸水头27、机械臂28、蠕动泵29和废液储罐30，所述吸水头27与工位固定台26垂直布置。所述吸水模块还包括第四控制***，所述第四控制***用于控制所述机械臂28的吸水路线和滞留时间。
第二层胶灌胶模块的结构如图3所示，包括第二传送带46和设置于所述第二传送带46上方的第二层胶灌胶单元；所述第一传送带46上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽45；所述的第二层胶灌胶单元按照灌胶工艺路线包括顺次连接的第二灌胶设备和第二压胶设备。
所述的第二灌胶设备与上述第一灌胶设备相同，如图3所示，所述的第二灌胶设备包括由上至下依次连接的进料装置、混合装置37、机械臂41和注胶头43。其中，进料装置包括分别与所述混合装置37连接的第一储液物料桶31和第二储液物料桶32，第一储液物料桶31与混合装置37的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的柱塞泵34，第二储液物料桶32与所述混合装置37的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的柱塞泵35。进料装置还包括与混合装置37连接的水箱33，水箱33与混合装置7的连接管路上设置有蠕动泵36。混合装置37外侧套设有恒温加热装置38。机械臂41上还固定有至少一个柱塞泵42，示例性地，如图3所述的第二层胶灌胶模块中示出的机械臂41上固定有10个柱塞泵42，每个柱塞泵42上均连接有注胶头43，注胶头43端部固定有用于收集清洗废水的废液槽44。混合装置37和机械臂41的连接管路上还设置有临时储液装置40，临时储液装置40顶部开设有气口39。所述的第一灌胶设备还包括与机械臂41电性连接第一控制***，并用于控制机械臂41移动。
所述的第二压胶设备与上述第一压胶设备相同，包括顺次连接的第二水箱、蠕动泵47、机械臂48和加水头49。在一种优选的技术方案中，如图3所示，所述第二水箱与第二层胶灌胶模块的第一灌胶设备共用同一水箱33。第一压胶设备还包括第三控制***，所述第三控制***用于控制机械臂48下降到预设高度。
应用实施例1
采用实施例1提供的自动灌胶生产线生产脂蛋白电泳凝胶柱，所述操作步骤包括：第一层胶灌胶、第一次吸水、第二层胶灌胶和第二次吸水。
其中，第一层胶灌胶包括：
(1)灌胶：向第一储液物料罐内灌装A胶，向第二储液物料罐内灌装B催化剂，将100个凝胶玻璃管固定在10×10的灌胶孔板上，注胶头13在机械臂11的带动下精确定位至第一排凝胶玻璃管，由柱塞泵12控制灌胶量，每一个注胶头对应一个凝胶玻璃管，从第一排开始灌胶操作，依次灌完10排。
(2)调平：灌胶工序完成后，第一传送带16带动灌胶孔板移动至调平工序，同时向灌胶工序空缺的卡槽位补充新的灌胶孔板并继续进行灌胶操作指令。调平工序开始对凝胶面进行调平，通过第二控制***控制机械臂19移动，机械臂19带动调平头20下降到预设位置，在蠕动泵18的作用下吸除高于预设高度的多余胶液，废胶液通过管道流入废液桶17。
(3)压胶：调平工序完成后，第一传送带16带动灌胶孔板移动至滴水压胶工序，前两步工序同时重复操作相应的工作流程。第三控制***通过机械臂23控制加水头24垂直***凝胶玻璃管中，通过蠕动泵22控制压胶水的流量，紧贴凝胶玻璃管的内壁下探加水头24，并沿着胶面加压胶水。
第一次吸水：待第一层胶凝固后吸除凝胶面上的压胶水，吸水头27在机械臂28的带动下，沿与工位固定台26垂直的方向探入凝胶玻璃管中，紧贴凝胶玻璃管内壁缓慢接触胶面，在吸水头27的推进过程中，压胶水在重力的作用下流到最低点，吸水头27逗留2秒钟，在蠕动泵29的作用下吸除多余的压胶水，压胶水通过管路收集至废液储罐30。按照程序设定好吸水路线由外向内依次重复相同的动作完成100个凝胶玻璃管的吸水操作。
第二层胶灌胶与第一层胶灌胶过程类似，区别在于，缺少了步骤(2)的调平工序。
第二次吸水：第二层胶凝固后再次吸除凝胶面上的压胶水，具体操作步骤与第一次吸水工序相同。
灌胶过程中灌胶设备停止运行时间超过10分钟，需对管道进行管道清洗工作，开通清洗程序，蠕动泵6连接水桶3与连续混合器7，从胶液与催化剂混合的地方开始清洗，废液通过注胶头12定位到废液槽13上方，清洗后的废水由废液槽13暂时收集。
对制备得到的100个电泳凝胶柱的外观进行观察并测量胶层厚度，记录测试数据见表1。
表1
Figure BDA0001964020850000161
Figure BDA0001964020850000171
根据上述外观测试数据计算100个电泳凝胶柱的外观数据的标准差(SD)、平均值(mean)和批内差(CV％)，计算结果见表2。
表2
第一层胶胶层厚度 第二层胶胶层厚度
SD 0.42 0.37
mean 55.2 6.7
CV％ 0.76 5.5
在上述100个电泳凝胶柱中随机选取36个凝胶柱样本，并随机抽取2份测试样本标记为样本1和样本2，以人血浆或血清作为测试样本，通过脂蛋白染色液对血浆中的脂蛋白进行着色，分别将样本1和样本2加至凝胶柱第二层胶的上面，进行电泳实验。电泳结束后形成一系列条带，通过扫描，对测试结果进行软件分析得到测试数据。
对样本1和样本2重复进行18次脂蛋白电泳实验，记录脂蛋白电泳后的亚分型，包括甘油三酯(T-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)、极低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白(MID-C)和高密度脂蛋白(HDL)的含量，并计算18次重复实验的标准差(SD)、平均值(mean)和批内差(CV％)，样本1的测试结果参见表3，样本2的测试结果参见表4。
表3
Figure BDA0001964020850000191
表4
Figure BDA0001964020850000202
Figure BDA0001964020850000211
对比例1
对比例1采用手动灌胶操作制备电泳凝胶柱，包括如下步骤：
(1)插管：将空的玻璃管插到灌胶孔板上，将玻璃管统一往下压使玻璃管高度在同一平面上；10×10的灌胶孔板上一次最多固定两排玻璃管，两排玻璃管之间需隔开2排以上，即最多固定20个玻璃管；
(2)分装胶液灌第一层胶：用移液枪将胶液和催化剂混合，颠倒混匀后取适量加到玻璃管中，灌胶两次，在灌胶的过程中移液枪多次吹打，每混合一次灌10根凝胶柱，通过视觉观察胶面是否水平，并进行调平操作；
(3)压胶：使用蠕动泵，手持针头将水轻柔加至第一层胶面上，加水需要控制在5min之内完成，防止胶面凝固；
(4)吸压胶水：在第一层胶灌胶结束后静置30min待第一层胶完全凝固，采用小型真空泵连接枪头抽负压，手持枪头，按照顺序接触胶面吸走上一步压胶注入的压胶水；
(5)第二层胶灌胶：重复步骤(1)-(4)完成第二层胶灌胶操作。
对制备得到的100个合格的电泳凝胶柱的外观进行观察并测量胶层厚度，记录并计算100个电泳凝胶柱的胶层标准差(SD)、平均值(mean)和批内差(CV％)，计算结果见表5。
表5
第一层胶胶层厚度 第二层胶胶层厚度
SD 0.45 0.42
mean 55.2 6.7
CV％ 0.82 6.2
在上述100个电泳凝胶柱中随机选取18个凝胶柱样本，并随机抽取1份测试样本标记为样本3，以人血浆或血清作为测试样本，通过脂蛋白染色液对血浆中的脂蛋白进行着色，将样本3加至凝胶柱样本第二层胶的上面，进行电泳实验。电泳结束后形成一系列条带，通过扫描，对测试结果进行软件分析得到测试数据。
对样本3重复进行18次脂蛋白电泳实验，记录脂蛋白电泳后的亚分型，包括甘油三酯(T-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)、极低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白(MID-C)和高密度脂蛋白(HDL)的含量，并计算18次重复实验的标准差(SD)、平均值(mean)和批内差(CV％)，测试结果参见表6。
表6
综合分析表2和表5可以看出，本发明提供的自动灌胶生产线生产的电泳凝胶柱的外观数据的标准差和批内差均小于手工灌胶，由此可以说明本发明提供的自动灌胶生产线生产的电泳凝胶柱的外观要比手工灌胶更为稳定。
由表3、表4和表6中的各项电泳测试数据可以看出，本发明提供的自动灌胶生产线生产的电泳凝胶柱的电泳测试数据的标准差和批内差均小于手工灌胶，由此可以说明本发明制备得到的电泳凝胶柱在脂蛋白电泳过程中的产品性能较为稳定，适合大规模批量生产。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (35)

1.一种用于制备电泳凝胶柱的自动灌胶生产线，其特征在于，所述生产线按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一层胶灌胶模块、吸水模块和第二层胶灌胶模块；
所述的第一层胶灌胶模块包括第一传送带和设置于所述第一传送带上方的第一层胶灌胶单元；所述的第一层胶灌胶单元按照灌胶工艺路线包括依次设置的第一灌胶设备、调平设备和第一压胶设备；
所述的第一压胶设备包括由上至下依次连接的第二水箱、第五输送装置、第三传动装置和加水头；
所述的吸水模块包括基座和设置于所述基座上方的工位固定台，所述工位固定台上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽；所述工位固定台上方由下至上依次设置有吸水头、第四传动装置、第六输送装置和废液储罐；
所述第二层胶灌胶模块包括第二传送带和设置于所述第二传送带上方的第二层胶灌胶单元，所述的第二层胶灌胶单元按照灌胶工艺路线包括顺次连接的第二灌胶设备和第二压胶设备；
所述的第二压胶设备与所述的第一压胶设备相同；
所述的自动灌胶生产线用于制备电泳凝胶柱，所述的制备方法包括：
固定有凝胶玻璃管的灌胶孔板置于所述传送带的卡槽中，开启自动灌胶生产线，进行第一层胶灌胶操作，第一层胶凝固后吸除凝胶胶面上的压胶水，进行第二层胶灌胶操作，待第二层胶凝固后再次吸除凝胶胶面上的压胶水，得到所述的电泳凝胶柱。
2.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述的第一传送带上设置有用于固定灌胶孔板的卡槽。
3.根据权利要求2所述的生产线，其特征在于，所述的第一灌胶设备包括由上至下依次连接的进料装置、混合装置、第一传动装置和注胶头。
4.根据权利要求3所述的生产线，其特征在于，所述的进料装置包括第一储液物料桶和第二储液物料桶，所述第一储液物料桶和第二储液物料桶分别连接所述混合装置。
5.根据权利要求4所述的生产线，其特征在于，所述第一储液物料桶与混合装置的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的第一输送装置。
6.根据权利要求5所述的生产线，其特征在于，所述第二储液物料桶与混合装置的连接管路上设置有用于精确控制灌胶量的第二输送装置。
7.根据权利要求6所述的生产线，其特征在于，所述的第一输送装置和第二输送装置均为柱塞泵。
8.根据权利要求7所述的生产线，其特征在于，所述的进料装置还包括与所述混合装置连接的第一水箱。
9.根据权利要求8所述的生产线，其特征在于，所述第一水箱与混合装置的连接管路上设置有第三输送装置。
10.根据权利要求9所述的生产线，其特征在于，所述的第三输送装置为蠕动泵。
11.根据权利要求10所述的生产线，其特征在于，所述的混合装置外侧套设有恒温加热装置。
12.根据权利要求11所述的生产线，其特征在于，所述的第一传动装置为用于带动所述注胶头移动的机械臂。
13.根据权利要求12所述的生产线，其特征在于，所述第一传动装置上还固定有至少一个柱塞泵，所述柱塞泵与所述注胶头的数量相同并对应连接。
14.根据权利要求13所述的生产线，其特征在于，所述混合装置与第一传动装置的连接管路上还设置有临时储液装置，所述临时储液装置顶部开设有气口。
15.根据权利要求14所述的生产线，其特征在于，所述的注胶头端部固定有用于收集清洗废水的废液槽。
16.根据权利要求15所述的生产线，其特征在于，所述第一灌胶设备还包括与第一传动装置电性连接的第一控制***，用于控制第一传动装置移动。
17.根据权利要求16所述的生产线，其特征在于，所述调平设备包括由上至下依次连接的废液桶、第四输送装置、第二传动装置和调平头。
18.根据权利要求17所述的生产线，其特征在于，所述的第四输送装置为蠕动泵。
19.根据权利要求18所述的生产线，其特征在于，所述的第二传动装置为用于带动所述调平头移动的机械臂。
20.根据权利要求19所述的生产线，其特征在于，所述的调平设备还包括与所述第二传动装置电性连接的第二控制***，所述第二控制***用于控制所述的第二传动装置下降到预设高度，并吸除多余胶液。
21.根据权利要求20所述的生产线，其特征在于，所述第二水箱与所述第一水箱一体化设置。
22.根据权利要求21所述的生产线，其特征在于，所述的第五输送装置为蠕动泵。
23.根据权利要求22所述的生产线，其特征在于，所述的第三传动装置为用于带动所述加水头移动的机械臂。
24.根据权利要求23所述的生产线，其特征在于，所述的第一压胶设备还包括与所述第三传动装置电性连接的第三控制***，用于控制第三传动装置移动。
25.根据权利要求24所述的生产线，其特征在于，所述工位固定台与所述基座之间呈一定角度倾斜固定。
26.根据权利要求25所述的生产线，其特征在于，所述工位固定台呈45°角倾斜固定于所述基座上。
27.根据权利要求26所述的生产线，其特征在于，所述的第四传动装置为用于带动所述吸水头移动的机械臂。
28.根据权利要求27所述的生产线，其特征在于，所述的第六输送装置为蠕动泵。
29.根据权利要求28所述的生产线，其特征在于，所述吸水头与所述工位固定台垂直布置。
30.根据权利要求29所述的生产线，其特征在于，所述吸水模块还包括与所述第四传动装置电性连接的第四控制***，用于控制所述第四传动装置的吸水路线和滞留时间。
31.根据权利要求30所述的生产线，其特征在于，所述的第二灌胶设备与所述的第一灌胶设备相同。
32.一种电泳凝胶柱的灌胶方法，其特征在于，所述方法在权利要求1-31任一项所述的生产线中进行；
所述的灌胶方法包括：
固定有凝胶玻璃管的灌胶孔板置于所述传送带的卡槽中，开启自动灌胶生产线，进行第一层胶灌胶操作，第一层胶凝固后吸除凝胶胶面上的压胶水，进行第二层胶灌胶操作，待第二层胶凝固后再次吸除凝胶胶面上的压胶水，得到所述的电泳凝胶柱。
33.一种电泳凝胶柱，其特征在于，所述的电泳凝胶柱在权利要求1-31任一项所述的生产线中制备得到。
34.一种权利要求1-31任一项所述的生产线的用途，其特征在于，所述生产线用于电泳凝胶柱的自动灌胶。
35.根据权利要求34所述的生产线的用途，其特征在于，所述的电泳凝胶柱为脂蛋白电泳凝胶柱。
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