专利名称：电泳分离分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电泳分离分析系统，特别涉及一种具有可拆离卡盒的电泳分离分析系统。
基本的电泳系统主要由高压电源供应器、分离管柱或胶片、以及控制电路所组成；现有的电泳系统10如

图1所示，具有一分离槽11、以及与分离槽11电性连接的一电源供应器12；测试时，将装有样品的胶片13放置于分离槽11中后，利用电源供应器12使分离槽11的两端产生电压差，由于样品带电，在电压差产生时，样品会在胶片13移动，藉此检测样品的特性。
在早期，使用平板式的洋菜胶体电泳或聚丙烯氰胶片电泳，虽然使用方便，但使用时需要大量的生物样品，且分析过程所需的时间超过30分钟，因此，虽然现有的电泳分析设备便宜，但分辨率不足，又需要其它相关仪器配合且分析时间长；另外，使用者必须以吸管吸取样品逐一装填至平板胶片的样品槽，分离之后又需利用影像撷取系统读取结果，非常不便，在使用上无法符合快速检验与样品微量化的需求。
随着分子生物学的研究进展快速，对于电泳分析技术的需求愈加强烈，而且电泳分析过程中的分辨率也越来越高，例如，基因排序的研究上，过去所使用的平板式电泳槽已不合需求，为了符合现今研究进行的需求，在相关电泳分离产品的开发上，出现以微毛细电泳取代传统平板式电泳的发明。
图2为美国专利公告第5560811号中的微毛细电泳装置20的剖面图，在一电泳分离板21上，其一端设有数个样品孔22，另一端设有缓冲槽23；一第一主电极25与在样品孔22中的电极26电性连接，一第二主电极27系位在缓冲槽23中；毛细电泳管柱28系安装在板21中，藉此当样品孔22和缓冲槽23中充满导电液体时，利用毛细电泳管柱28使第一主电极25和第二主电极27导通；操作时，两主电极间的电流使样品的电泳从样品孔22至缓冲槽23，藉此检测样品的数据。
另外，在微毛细电泳分离检测系统的开发中，例如，美国专利公告第6132582号、美国专利公告第5885430号、美国专利公告第6118127号、美国专利公告第5413686号，大多为了符合基因排序实验需求，因此在毛细管长度要求皆需数十公分以上以及数十微米宽度的毛细管内径，用于提高电泳分离的分辨率。
然而，如果使用微毛细管电泳或微毛细管电泳芯片设备，虽然具有分辨率高的优点，但仪器昂贵且使用操作过程复杂，因此目前大都只应用于需要精密分析的场合；另外，其仪器设备使用与维护不具便利性，同时仪器与耗材的价格昂贵，在一般的分子生物实验室中，仅限于应用在基因序列的排序上，无法扩大使用于一般的分子生物研究分析。
本发明的另一目的在于提供一种电泳检测卡盒装置，其中电泳卡盒具有可以直接手持取样及用后抛弃的两种主要特色，用于提高检测过程操作的方便性及避免样品之间的交互污染。
为达成上述目的，本发明系提供一种电泳分离分析系统，用于检测样品，且包括一主机、至少一卡盒、以及一检测装置；主机具有至少一承座，且用于控制样品检测的进行；卡盒以可拆离的方式设置于主机的承座中，且具有至少一检测管柱，其中检测管柱具有一第一端和一第二端，而当卡盒位于主机的承座中时，检测管柱的第一端具有一第一电压，检测管柱的第二端具有一第二电压，且在检测管柱的第二端上附着样品，利用第一电压和第二电压之间的电压差，使样品在检测管柱中从第二端往第一端移动；检测装置设置于主机中，且用于检测样品在检测管柱中的移动状态。并将电泳分离的分析结果以数字数据的方式传入计算机中，进行数据储存与运算分析。缩短使用者对于分析结果进行后续处理与判读所需的时间，提高检验的效率。
在一较佳实施例中，卡盒还包括具有检测管柱的卡盒本体，用于手持或以机械手臂操作，直接接触吸附样品；以及与卡盒本体结合的底座，其具有至少一孔，用于容纳卡盒本体的检测管柱。
在另一较佳实施例中，主机还包括至少一导引槽，其与承座连通，用于导引卡盒进入承座。
又，导引槽中形成一第三凹陷部，且卡盒具有与第三凹陷部对应的一第一突出部，利用第三凹陷部和第一突出部，使卡盒在导引槽中平顺地移动。
在另一较佳实施例中，承座中形成一第二突出部，且卡盒具有与第二突出部对应的一第四凹陷部，利用第二突出部和第四凹陷部，使卡盒在承座中平顺地移动。
在另一较佳实施例中，承座中具有一第一导电部、一第二导电部，且卡盒具有与第一导电部对应的一第三导电部、以及与第二导电部对应的一第四导电部，当卡盒位于承座中时，第三导电部与第一导电部电性连接，且第四导电部与第二导电部电性连接，以使检测管柱具有第一电压和第二电压。
又，主机还包括与第一导电部、第二导电部电性连接的一电源供应器，用于经由第一导电部和第三导电部、以及第二导电部和第四导电部提供检测管柱第一电压和第二电压；与电源供应器电性连接的一控制装置，用于控制电源供应器的供电与否；与控制装置电性连接的一输入面板，用于输入所欲分析的数据；以及与控制装置电性连接的一显示装置，用于显示分析所得的数据。
应了解的是控制装置、输入面板和显示装置可由一计算机取代。
在另一较佳实施例中，电泳分离分析系统还包括一机械手臂，其与主机电性连接，用于移动卡盒至一既定位置，达成检测流程的自动化。
在另一较佳实施例中，卡盒具有一标准管柱，用于作为检测管柱的对照标准。
应了解的是检测管柱内可添加具有使样品分离的高分子材料，而高分子材料可为天然的或人工高分子材料。
又，检测管柱内也可添加具有使样品分离的溶液、胶体、或固体材料，且固体材料具有孔洞。
在另一较佳实施例中，检测装置可为一利用光学的检测装置，且以与主机的承座对应的方式设置于主机中。
又，光学检测装置可包括一光敏二极管或光电倍增管。
在另一较佳实施例中，样品上可附着有标示探针，用于辅助检测装置检测样品。
又，标示探针可为荧光分子、纳米微粒或吸光分子。
在另一较佳实施例中，检测管柱上设有一凸透镜，用于辅助检测装置检测样品。
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图3a、3b、3c所示，主机110用于控制样品检测的进行，在其中设有数个承座111、数个导引槽112、数个第一导电部113、数个第二导电部118、一电源供应器114、一控制装置115、一输入面板116以及一显示装置117。
承座111分别用于供卡盒120放置于其中，且在其中形成一第二突出部1111；导引槽112分别与承座111对应且与承座111连通，用于导引卡盒120进入承座111，在导引槽112中形成一第三凹陷部1121。
第一导电部113和第二导电部118分别设置于承座111中，可以任意的形式设置于承座111中，例如长条状，但并不限于此，只要第一导电部113和第二导电部118可与卡盒120中的导电部电性连接即可；另外，第一导电部113和第二导电部118设置于承座111中的位置也不限制，例如，可如图3c所示般，设置于承座111的顶面和底面，但也可设置于承座111的侧面，只要第一导电部113和第二导电部118可与卡盒120中的导电部电性连接即可。
电源供应器114可与第一导电部113和第二导电部118电性连接，以经由第一导电部113以及第二导电部118提供放置于承座111中的卡盒120所需电压；控制装置115与电源供应器114电性连接，用于控制电源供应器114的供电与否；输入面板116与控制装置115电性连接，用于输入所欲分析的数据；显示装置117也与控制装置115电性连接，用于显示分析所得的数据。
控制装置115、输入面板116和显示装置117可由一计算机160取代，如图3d所示。
再次参考图3a，卡盒120以可拆离的方式设置于主机110的承座111中，且如图4a所示，具有数个检测管柱121、一卡盒本体122、一底座123、一第三导电部125、以及一第四导电部127。
检测管柱121吸附欲分析的样品，如图4b所示，具有一第一端1211和一第二端1212，且在第一端1211上可设有一凸透镜1213，用于辅助检测装置130检测样品，而在第二端1212上则可用于直接接触的方式吸附欲分析的样品。
底座123可与卡盒本体122结合，其具有数个孔1231，用于容纳卡盒本体122中的检测管柱121。
第三导电部125与主机110的第一导电部113对应，而第四导电部127则与主机110的第二导电部118对应，其可分别被设置于卡盒120的顶面和底面，但并不限制于此，只要第三导电部125和第四导电部127可分别与主机110中的第一导电部113、第二导电部118电性连接即可。从而当卡盒120位于主机110的承座111中时，卡盒120的第三导电部125可与主机110的第一导电部113电性连接，而卡盒120的第四导电部127可与主机110的第二导电部118电性连接，主机110中的电源供应器114可使卡盒120中的检测管柱121的第一端1211具有一第一电压，且使卡盒120中的检测管柱121的第二端1212具有一第二电压，利用第一电压和第二电压之间的电压差，使样品可在检测管柱121中从第二端往第一端移动。
又，卡盒120可具有与主机110的第三凹陷部1121对应的一第一突出部1232，利用第三凹陷部1121和第一突出部1232，使卡盒120可在主机110的导引槽112中平顺地移动；另外，卡盒120可具有与主机110的第二突出部1111对应的一第四凹陷部124，利用第二突出部1111和第四凹陷部124，使卡盒120在主机110的承座111中平顺地移动。
应注意的是上述凹陷部和突出部的形成为了使卡盒120可在主机110中平顺地移动，其型态并不限制于此，例如，可将凹陷部与其对应的突出部对调，或利用其它的导引组件。
又，参考图4a，卡盒120中可具有一标准管柱126，用于作为检测管柱121的对照标准，但此标准管柱126并非必须的，例如，可将对照标准预先储存在主机110中。
检测管柱121内可添加具有使样品分离的高分子材料，而高分子材料可为天然的或人工高分子材料。
又，检测管柱121内也可添加具有使样品分离的溶液、胶体或固体材料，且固体材料具有孔洞。
检测装置130如图3c所示，设置于主机110中，且可设有分别与承座111对应的数个检测组件，用于检测样品在卡盒120的检测管柱121中的移动状态；又，检测装置130可为一利用光学的检测装置，例如，光敏二极管(photodiodearray)或光电倍增管(PMT)。
另外，样品上可附着有标示探针(labeling probe)，用于辅助检测装置130检测样品，而标示探针可为荧光分子、纳米微粒、或吸光分子。
再次参考图3b，机械手臂140可与主机110电性连接，用于移动卡盒120至一既定位置，当然机械手臂140在需要大量分析的场合中较为适用，当在少量分析时，可以人工移动卡盒120，而不需设置机械手臂140。
本发明的电泳分离分析系统100的构成如上所述，以下参考图5a、5b、5c、5d说明利用本发明的电泳分离分析系统进行样品检测的流程。
首先，如图5a所示，将卡盒120对准主机110的导引槽112后，将卡盒120推入主机110的导引槽112中，如图5b所示；接着，将卡盒120的卡盒本体122和底座123分离，以将底座123留在导引槽112中，而利用卡盒本体122中的检测管柱121的第二端1212直接至样品槽150沾取样品；最后将沾有样品的卡盒本体122与底座123重新结合，并将结合后的卡盒120推入主机110的承座111中，如图5d所示，启动主机110的电源供应器114，且利用检测装置130开始分析，在分析完成后，将卡盒120退出，而将卡盒本体122连同底座123一起抛弃。
如上所述，由于本发明的检测管柱设置于可分离抛弃的卡盒上，利用将卡盒连接于主机的承座中，使用者易于操作，且可不受主机摆设的限制，方便使用者直接取样，并快速分析；从而本发明简化了传统电泳分离分析系统必须以吸管将样品装填至样品槽，或是需依赖自动采样设备装填样品的缺点。
又，由于检测管柱系设置于可分离抛弃的卡盒上，适用后可立即更换，降低样品间交互污染的机会。
另外，在检测管柱中，可根据欲分离分析样品的特色，预先装填适合的高分子材料填充物，方便使用者使用。
又，将检测装置内建于主机内，使检测装置直接定位，无须额外调整。
又，在需要大量分析的场合中，可以机械手臂替代使用者的手臂，进行自动化分析。
虽然本发明已通过较佳实施例公开，然其并非用于限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作一些等效变化，因此本发明的保护范围以权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种电泳分离分析系统，用于检测样品，其特征在于，该系统包括一主机，具有至少一承座，用于控制该样品检测的进行；至少一卡盒，以可拆离的方式设置于该主机的承座中，具有至少一检测管柱，其中该检测管柱具有一第一端和一第二端，当该卡盒位于该主机的承座中时，该检测管柱的第一端具有一第一电压，该检测管柱的第二端具有一第二电压，在该检测管柱的第二端上附着该样品，利用该第一电压和该第二电压之间的电压差，使该样品在该检测管柱中从该第二端往该第一端移动；以及一检测装置，设置于该主机中，用于检测该样品在该检测管柱中的移动状态。
2.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该卡盒还包括一卡盒本体，具有该检测管柱，用于附着该样品；以及一底座，与该卡盒本体结合，具有至少一孔，用于容纳该卡盒本体的检测管柱。
3.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该主机还包括至少一导引槽，与该承座连通，用于导引该卡盒进入该承座。
4.如权利要求3所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该导引槽中形成一第三凹陷部，且该卡盒具有与该第三凹陷部对应的一第一突出部，利用该第三凹陷部和该第一突出部，使该卡盒在该导引槽中平顺地移动。
5.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该承座中形成一第二突出部，且该卡盒具有与该第二突出部对应的一第四凹陷部，利用该第二突出部和该第四凹陷部，使该卡盒在该承座中平顺地移动。
6.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该承座中具有一第一导电部、一第二导电部，且该卡盒具有与该第一导电部对应的一第三导电部、以及与该第二导电部对应的一第四导电部，当该卡盒位于该承座中时，该第三导电部与该第一导电部电性连接，且该第四导电部与该第二导电部电性连接，以使该检测管柱具有该第一电压和该第二电压。
7.如权利要求6所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该主机还包括一电源供应器，与该第一导电部、该第二导电部电性连接，用于经由该第一导电部和该第三导电部、以及该第二导电部和该第四导电部提供该检测管柱该第一电压和该第二电压；以及一控制装置，与该电源供应器电性连接，用于控制该电源供应器供电与否。
8.如权利要求7所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该主机还包括一输入面板，与该控制装置电性连接，用于输入所欲分析的数据；以及一显示装置，与该控制装置电性连接，用于显示分析所得的数据。
9.如权利要求8所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该控制装置、该输入面板和该显示装置由一计算机取代。
10.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，还包括一机械手臂，与该主机电性连接，用于移动该卡盒至一既定位置。
11.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该卡盒具有一标准管柱，用于作为该检测管柱的对照标准。
12.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该检测管柱内添加具有使该样品分离的高分子材料、溶液或者胶体。
13.如权利要求12所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该高分子材料为天然的或者人工的高分子材料。
14.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该检测管柱内添加具有使该样品分离的固体材料，且该固体材料具有孔洞。
15.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该检测装置为一利用光学的检测装置。
16.如权利要求15所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该检测装置包括至少一光敏二极管，且以与该主机的承座对应的方式设置于该主机中。
17.如权利要求15所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该光学检测装置包括一光电倍增管，且以与该主机的承座对应的方式设置于该主机中。
18.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该样品上附着有标示探针，用于辅助该检测装置检测该样品。
19.如权利要求18所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该标示探针为荧光分子、纳米微粒或吸光分子。
20.如权利要求1所述的电泳分离分析系统，其特征在于，该检测管柱上设有一凸透镜，用于辅助该检测装置检测该样品。
全文摘要
本发明涉及一种电泳分离分析系统，用于检测样品，且包括一主机、至少一卡盒、以及一检测装置；主机具有至少一承座，且用于控制样品检测的进行；卡盒以可拆离的方式设置于主机的承座中，且具有至少一检测管柱，其中检测管柱具有一第一端和一第二端，而当卡盒位于主机的承座中时，检测管柱的第一端具有一第一电压，检测管柱的第二端具有一第二电压，且在检测管柱的第二端上附着样品，利用第一电压和第二电压之间的电压差，使样品在检测管柱中从第二端往第一端移动；检测装置设置于主机中，且用于检测样品在检测管柱中的移动状态。
文档编号G01N27/447GK1469119SQ0212636
公开日2004年1月21日 申请日期2002年7月19日 优先权日2002年7月19日
发明者何志伟, 邱创汎, 詹博渊, 吴建宗, 简健哲 申请人:财团法人工业技术研究院