Gel elektrofores strömförsörjning

i föregående Instructables tutorials har vi beskrivit hur man gör utrustning för DNA elektrofores och bildhantering. Dessa inkluderar en mini gel elektrofores tank, en UV-transilluminator för ethidium metylbromid geler och en blå LED transilluminator för sybr-safe geler.

En extra bit av hårdvara som krävs för elektrofores & gel imaging är den elektrofores nätaggregat. Denna hög spänning strömförsörjning ansluter till en elektrofores tanken att inrätta ett elektriskt fält mellan de två elektroderna. DNA-prover som laddas in i en agarosgel flytta genom gelen mot anoden (+ ve) med matrisen agaros gel skiljer DNA-molekylerna av storlek (se steg 5 för ett exempel). Elektrofores nätaggregat har normalt en variabel utspänning så att användaren kan ange den tillverkade spänningen för olika storlek gel tankar och ändra spänning för optimala resultat och bekvämlighet.

I detta Instructable beskriver vi hur man gör en variabel elektrofores nätaggregat passande för mini-geler. Designen är baserad på Maxim högeffektiv MAX1771 step-up DC-DC controller och ökar en 15V indata från en yttre vägg-wart power supply, till en justerbar 25-100V output. Strömförsörjningen använder ett switchat design i en step-up (boost) - som visas i figur 2 i Maxim's "En introduktion till switchat nätaggregat". En viktig källa till inspiration för denna design var den öppen källkod 150-220V Nixie rör nätaggregat designad av Nick de Smith.

På bilderna ovan visar en schematisk av makt leverans design. De grundläggande komponenterna i designen är MAX1771 DC-DC controller (U1), en MOSFET switch (T1), en induktor (L1), en diod (D1) och en output kondensator (C5). I design reglerar styrenheten utspänningen via en Puls-frekvens modulerad (PFM) signal tillämpas på utfärda utegångsförbud för av MOSFET. När signalen är hög växeln MOSFET är påslagen och när denna signal är låg MOSFET är avstängd. Registeransvarige justerar pulsen av signalen PFM, baserat på feedback från produktionen, för att upprätthålla en konstant utspänning. PFM signalen delar körcykeln för strömförsörjningen i laddning och urladdning faser. Under laddning, MOSFET är påslagen och energin lagras i induktor, dioden är omvänd partisk förhindrar nuvarande flöde och lasten stöds av energi som lagras i output kondensator. Under den utskrivande fas MOSFET är avstängd, dioden framåt är partisk och energi överförs från induktor att lasten och output kondensator.

Omfattningen av utspänningen för strömförsörjningen ställs in med en spänningsavdelare på feedback från utdata till DC-DC controller. I schematiskt består denna spänningsavdelare av resistorer R1, R3 och RV1. Med hjälp av värdena av dessa motstånd den tillverkade spänningen av utbudet kan fastställas via formeln Vout = Vref (R2 /(R3 + RV1) + 1) där Vref har ett värde av 1,5 V. För den här designen använde vi fasta motstånd för R2 och R3 med 1M ohm och 15 k ohm värden respektive. För RV1 valt vi ett variabelt motstånd med 0-50 k ohm sortiment. Koppla dessa värden i formeln ovan ger en teoretisk utdata-intervall på ungefär 25-100 V.

Vid bestämning av den obligatoriska Matningsspänning, följde vi de rekommenderade riktlinjerna för 5 V/cm, där cm avser avståndet mellan de två elektroderna. För våra mini gel system är elektrod avstånd 17 cm, så helst vi ska köra gel 85 V.

Öppen källkod hårdvara - detta är ett open source hårdvara projekt licensierat under Creative Commons Attribution 3.0 License. Design-filer kan hittas på Bitbucket här https://bitbucket.org/iorodeo/hv_switching_psu och här https://bitbucket.org/iorodeo/hv_switching_psu_enclosure.

Detta Instructable är skriven i samarbete med willrodeo.