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藍光DNA透照儀開源分享

2072238 2022-11-16 | zip | 0.10 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

描述

凝膠電泳作為一種基于大小和電荷特性比較各種大分子（如 DNA 和 RNA）的有效方法而出現(xiàn)。將分析中的分子移入由瓊脂糖制成的凝膠中。然后將凝膠置于具有相反電荷的兩個電極之間并浸沒在電解質(zhì)緩沖溶液中。因此，一旦將電壓施加到電極上，就會產(chǎn)生電場。結(jié)果，帶負電的分子在電場的作用下被吸引到帶正電的陽極。尺寸差異變得明顯，因為較小的分子將比較大的分子更快地穿過凝膠基質(zhì)。關(guān)于協(xié)議的更多細節(jié)可以在別處找到。* * *

一旦電場的作用將分子分開，DNA 透射儀就被用來觀察凝膠基質(zhì)中每個分子的位置。詳細地說，在凝膠中添加染色染料允許分子被波長在電磁光譜的紫外或藍色區(qū)域內(nèi)的光熒光激發(fā)。存在具有不同可激發(fā)波長的各種染色染料* 。因此，透照儀對于從凝膠電泳過程中得出有意義的結(jié)論至關(guān)重要。然而，如下所示，這種設(shè)備往往非常昂貴。

市售透照器：

Thermofisher Scientific - -> 價格：2200 美元
VWR International --> 價格：742 美元
Analytik Jena --> 價格：2337 美元

對科學(xué)研究的財政支持有限的學(xué)生或小型實驗室經(jīng)常被迫尋找替代方法來分析他們的凝膠。本項目展示了 DNA 透照儀系統(tǒng)的設(shè)計和組裝，該系統(tǒng)使用易于訪問的組件以可觀的成本進行。該項目可以由旨在獲得構(gòu)建實驗室設(shè)備的實用技能的年輕學(xué)生或?qū)で罂焖偾揖哂谐杀拘б娴哪z分析方法的經(jīng)驗豐富的科學(xué)家來解決。項目的復(fù)雜性保持在最低限度。可以進行進一步的修改以提高設(shè)備的性能。不需要電子設(shè)計或軟件編程方面的專業(yè)經(jīng)驗。

項目劃分如下：

1.設(shè)計和3D打印所需的塑料零件。

2. 組裝機械部件。

3. 組裝電子元件以及對微控制器進行編程。

4. 測試設(shè)備并提出潛在的改進建議。

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1.設(shè)計和3D打印所需的塑料零件：

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設(shè)計過程分為三個部分：

封面（Screen_Perimete rs.stl + cover.stl）
LED 盒（Illuminator_Box.stl + Transparent_Glass.stl）
電子箱（Electronics_Box.stl + Box_Cover.stl）

每個組件的設(shè)計都是在 Fusion 360 中創(chuàng)建的?？梢詮南旅娴南鄳?yīng)部分下載 STL 文件和 Fusion 360 模型。

2.組裝機械部件：

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1.1 --> 將少量 Krazy Glue 沉積在黑色周邊表面（標記為 #1）。

1.2 --> 橙色的紫外線防護罩（標記為#2）輕輕地沉積在黑色周邊組件上，表面上有少量膠水。等待 5 分鐘再進行下一步，讓膠水凝固。

1.3 --> 將少量 Krazy Glue 涂抹在黑色上蓋的內(nèi)周邊（標記為 #3）。將上蓋輕輕對準橙色紫外線防護罩。等待 5 分鐘讓膠水完全凝固。

1.4 --> 簡要測量 LED 盒外部兩個等距位置，用于粘合兩個蓋鉸鏈。測量僅用于美學(xué)目的，不一定影響設(shè)備的性能。接下來，在兩個選定的區(qū)域上涂抹少量的 Krazy Glue，然后輕輕地放置門鉸鏈的一側(cè)。小心不要在旋轉(zhuǎn)區(qū)域上涂抹任何膠水。等待5分鐘讓膠水完全凝固。

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為了最大限度地從 LED 向 UV 橙色防護罩反射光，總共切割了 5 個鏡面金屬片并將其粘在 LED 盒的底部。

2.1 --> 仔細測量盒子底面的尺寸，并在板材的鏡面上做標記。然后，用剪刀輕輕剪下所需的感興趣區(qū)域。

2.2 --> 測量 LED 盒的每一面并將測量結(jié)果標記在鏡面玻璃板上，以類似方式進行。接下來，用剪刀剪下總共 4 塊，覆蓋盒子的每個內(nèi)側(cè)。

2.3 --> 在盒子的每個內(nèi)側(cè)涂上 Krazy 膠水，輕輕地粘上每個金屬部件。

2.3 --> 為了讓 LED 的電線連接到位于電子盒內(nèi)的電子電路，使用首選工具創(chuàng)建一個直徑為 0.3 英寸的小孔。為此目的使用了傳統(tǒng)的鉆頭。

2.4 --> 為了使系列 LED 發(fā)出的光擴散，將先前印刷的塑料 PLA 片材沉積在盒子的上表面。可以測試不同的厚度以優(yōu)化光在整個 PLA 塑料片材上的擴散。

3.1 --> 在電子盒右側(cè)鉆一個孔，以便插入電源插孔。確保根據(jù)電源插孔的尺寸選擇孔徑。

3.2 --> 將少量 Krazy 膠水涂在盒子的后周邊。輕輕地將盒子對準 LED 盒。等待 5 分鐘讓膠水凝固。不要將蓋子粘在電子盒上，因為必須焊接和插入電路元件。

3. 組裝電子元件以及對微控制器進行編程：

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將 Arduino Nano 焊接到 PCB 板上。
使用黑色跳線，將電源插孔的接地引腳連接到開關(guān)的接地引腳。
使用紅色跳線，將插孔的電源引腳連接到開關(guān)的中間電源引腳。這將使開關(guān)的 LED 指示燈在電源打開后亮起。
將 LED 燈條上的綠色數(shù)據(jù)線焊接到 Arduino 板的數(shù)字 PIN6 上。
將 LED 燈條的白色數(shù)據(jù)線焊接到 Arduino 板的 GND PIN。
將 LED 燈條上的紅色電源線焊接到開關(guān)的剩余電源引腳上。
將額外的跳線從開關(guān)的電源 PIN 焊接到 Arduino 板的 VIN PIN。這將允許來自插孔的輸入電壓為 Arduino 供電。

- Arduino編程

需要圖書館：Adafruit NeoPixel

Adafruit NeoPixel 庫中的軟件：strandtest

如果尚未下載，可以通過以下方式下載 Adafruit NeoPixel 庫：

工具
管理圖書館
關(guān)鍵字搜索 --> NEO
點擊安裝 --> Adafruit NeoPixel

如所提供的圖像所示，可以通過在與不需要的顏色相關(guān)的代碼行中添加“//”來調(diào)整 LED 燈條的顏色動態(tài)。由于應(yīng)用程序只需要藍色，因此所有其他行都通過添加 --> "http://" 進行注釋。

void loop() {
  // Fill along the length of the strip in various colors...
  //colorWipe(strip.Color(255,   0,   0), 50); // Red
  //colorWipe(strip.Color(  0, 255,   0), 50); // Green
  colorWipe(strip.Color(  0,   0, 255), 50); // Blue

  // Do a theater marquee effect in various colors...
  //theaterChase(strip.Color(127, 127, 127), 50); // White, half brightness
  //theaterChase(strip.Color(127,   0,   0), 50); // Red, half brightness
  //theaterChase(strip.Color(  0,   0, 127), 50); // Blue, half brightness

  //rainbow(10);             // Flowing rainbow cycle along the whole strip
  //theaterChaseRainbow(50); // Rainbow-enhanced theaterChase variant
}