專利名稱：可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及錐板剪切場發(fā)生裝置，特別是涉及用于貼壁培養(yǎng)的細胞與懸浮細胞在流場中行為的相關(guān)基礎(chǔ)研究的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
人體的體液在管腔中流動時會造成剪切場(例如血液在血管中流動)，人體管腔中的細胞，包括懸浮細胞(如血細胞)和貼壁生長的細胞(如內(nèi)皮細胞)，在剪切場中的代謝和生長狀況對應(yīng)了一定的生理特性和病理特性。例如，紅細胞在進入毛細血管的過程中受剪切場作用產(chǎn)生形變，從而可以順利的通過毛細血管；血小板在高剪切場的誘導(dǎo)下可產(chǎn)生聚集，造成動脈血栓危害人體健康；內(nèi)皮細胞在剪切場中損傷狀況與蛋白質(zhì)表達狀態(tài)與血栓形成有關(guān)。
因此研究和觀測各種細胞在剪切場中的運動狀態(tài)和性質(zhì)具有重要的臨床和基礎(chǔ)研究意義。目前，業(yè)內(nèi)研究和觀測各種細胞在剪切場的運動狀態(tài)和性質(zhì)的裝置普遍采用錐板觀測裝置，例如北京科臨易檢信息技術(shù)有限公司生產(chǎn)的LBY-BX型紅細胞變形聚集儀，該裝置雖然可以較好的提供均勻剪切場，采用激光衍射原理檢測紅細胞流變特性，但是其觀測光路和錐板剪切場發(fā)生裝置是結(jié)合在一起的，因此使用者在購買時就必須將觀測光路和錐板剪切場發(fā)生裝置一起購買，其價格昂貴。此外，該類儀器的特點是采用激光衍射原理檢測血細胞流變特性，不能支持直接的顯微鏡下觀察，無法觀測血細胞的具體形變情況，更無法在線觀測貼壁培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞等細胞。
國外相關(guān)專利文獻也有類似裝置，例如一種來自日本的錐板顯微觀測裝置(申請?zhí)枮镻CT/JP02/00321)。其專利文獻中給出的錐板顯微觀測裝置可利用錐板制造剪切場，整個裝置具有獨立完整的結(jié)構(gòu)，可以與不同型號的正置顯微鏡搭配使用觀測血細胞在剪切場中行為。但這個裝置具有一定缺點首先裝置的核心部分錐板剪切裝置利用錐和板自身作為旋轉(zhuǎn)軸，依靠錐周邊的齒輪帶動不能實現(xiàn)方便地拆卸清洗，如果勉強將錐拆卸下來，經(jīng)多次重新安裝難以實現(xiàn)原來的精度。第二，該裝置為了方便加樣及實現(xiàn)清洗(在生物學(xué)試驗中，清洗是必須的)，在錐板之間的空隙中加入一根進液管，以充入血液等試樣以及清洗溶液。這一設(shè)計破壞了錐板間剪切場的流場環(huán)境。錐板剪切裝置的核心原理是利用錐的旋轉(zhuǎn)帶動液體旋轉(zhuǎn)，在錐與板之間制造出處處均勻的剪切場。在這個環(huán)境里加入管道給剪切場帶來不可逆的影響——錐板之間不再是均勻剪切場，不利于進行嚴格的科學(xué)實驗。第三，由于錐板拆卸清洗不便，造成該裝置不能用于培養(yǎng)貼壁細胞，因此無法觀測貼壁細胞在剪切場中的行為。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種可以搭配多種型號的倒置熒光顯微鏡使用、用于貼壁培養(yǎng)的細胞與懸浮細胞在流場中行為的相關(guān)基礎(chǔ)研究的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，它包括有一底座；一縱向驅(qū)動裝置，其設(shè)置在所述底座上；一U型支架，其底部連接設(shè)置在所述縱向驅(qū)動裝置上；一盛液皿托架，其設(shè)置在U型支架的一側(cè)，該盛液皿托架上設(shè)置有一盛液皿；一垂向驅(qū)動裝置，其設(shè)置在U型支架的另一側(cè)；一錐板支架，其后端連接設(shè)置在所述垂向驅(qū)動裝置上，該錐板支架的前端下部設(shè)置有錐板，該錐板正對所述盛液皿，且與盛液皿同軸；一電機，其設(shè)置在所述錐板支架上，該電機通過減速傳動裝置與所述錐板連接。
上述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置中，所述縱向驅(qū)動裝置包括有一縱向絲杠以及至少一縱向滑軌，該縱向絲杠的末端設(shè)置有一絲杠驅(qū)動裝置，所述U型支架的底部通過其設(shè)置的螺桿與該縱向絲杠連接，且U型支架位于該縱向滑軌上；所述垂向驅(qū)動裝置包括有一垂向絲杠以及至少一垂向滑軌，該垂向絲杠的末端設(shè)置有一絲杠驅(qū)動裝置，所述錐板支架的后端通過其設(shè)置的螺桿與該垂向絲杠連接，且錐板支架位于該垂向滑軌上。
上述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置中，所述縱向驅(qū)動裝置上設(shè)置有標尺，所述U型支架與縱向驅(qū)動裝置之間設(shè)置有縱向定位裝置；所述垂向驅(qū)動裝置上設(shè)置有標尺以及鎖緊裝置，所述錐板支架與垂向驅(qū)動裝置之間設(shè)置有垂向定位裝置。
上述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置中，所述錐板支架上設(shè)置有一電機支架，所述電機設(shè)置在該電機支架上；所述減速傳動裝置為二級減速齒輪，所述電機的輸出端通過連軸器與該二級減速齒輪的輸入端連接，該二級減速齒輪的輸出端連接所述錐板。
上述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置中，所述盛液皿托架上設(shè)置有一盛液皿容置槽，盛液皿可拆卸的設(shè)置于該盛液皿容置槽內(nèi)。另外，所述盛液皿容置槽的前端設(shè)置有一開口，所述盛液皿側(cè)壁對應(yīng)該開口設(shè)置有一側(cè)視窗。
上述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置中，所述縱向定位裝置和垂向定位裝置為百分表。
本實用新型由于采取以上設(shè)計，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型可以獨立使用，比如應(yīng)用于剪切場對血小板的活化作用的研究，剪切場對血漿中蛋白質(zhì)構(gòu)象作用的研究等；本實用新型也可以移入倒置熒光顯微鏡光路中使用，比如應(yīng)用于觀測貼壁生長的內(nèi)皮細胞在剪切場中的表面蛋白質(zhì)動態(tài)表達，血細胞在剪切場中的形變能力觀測，血細胞在剪切場中的黏附狀況等，便于實時觀測。
2、本實用新型的結(jié)構(gòu)不影響顯微鏡光路的調(diào)節(jié)，因此其可與不同型號顯微鏡搭配使用，方便了使用者的需要。
3、本實用新型的結(jié)構(gòu)使得錐板是可以升降的，這使得盛液皿可以方便拆卸，便于清洗與貼壁細胞培養(yǎng)等實驗研究；清洗后可以通過定位裝置重新使錐板定位，保證了本實用新型的精度。
4、本實用新型從結(jié)構(gòu)上保證了錐板之間無干擾流場的裝置，因此具有調(diào)節(jié)精度高，剪切場的均勻程度高等優(yōu)點。


圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型中垂向驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為圖2的俯視圖具體實施方式
如圖1所示，為本實用新型所提供的一種可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，它包括有一底座1；一縱向驅(qū)動裝置2，其設(shè)置在底座1上；
一U型支架3，其底部連接設(shè)置在縱向驅(qū)動裝置2上；一盛液皿托架4，其設(shè)置在U型支架3的一側(cè)，盛液皿托架4上設(shè)置有一盛液皿41；一垂向驅(qū)動裝置5，其設(shè)置在U型支架3的另一側(cè)；一錐板支架6，其后端連接設(shè)置在垂向驅(qū)動裝置5上，錐板支架6的前端下部設(shè)置有錐板61，該錐板61正對盛液皿41，且與盛液皿41同軸；一電機7，其設(shè)置在錐板支架6上，該電機7通過減速傳動裝置8與錐板61連接。
如圖2、圖3所示，本實用新型中具體來說，縱向驅(qū)動裝置2包括有一縱向絲杠21以及至少一縱向滑軌22，縱向絲杠21的末端設(shè)置有一絲杠驅(qū)動裝置23，U型支架3的底部通過其設(shè)置的螺桿31與縱向絲杠21連接，且U型支架3位于縱向滑軌22上；垂向驅(qū)動裝置5包括有一垂向絲杠51以及至少一垂向滑軌52，垂向絲杠51的末端設(shè)置有一絲杠驅(qū)動裝置53，錐板支架6的后端通過其設(shè)置的螺桿61與垂向絲杠51連接，且錐板支架6位于垂向滑軌52上。本實施例中，具體來說，縱向滑軌22和垂向滑軌52的數(shù)量各為兩個。上述的絲杠驅(qū)動裝置23、53可以是手柄、手輪或者驅(qū)動電機，其作用是驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，本實施例中以手輪為例，但并不以此為限。
另外，縱向驅(qū)動裝置2上還設(shè)置有標尺(圖中未顯示)，U型支架3與縱向驅(qū)動裝置2之間設(shè)置有縱向定位裝置24；垂向驅(qū)動裝置5上設(shè)置有標尺(圖中未顯示)以及鎖緊裝置55，錐板支架6與垂向驅(qū)動裝置5之間設(shè)置有垂向定位裝置54。本實施例中，縱向定位裝置24和垂向定位裝置54為百分表，其可以精確到0.01mm，標尺和百分表的配合使用可以使本實用新型的定位更加的精確。上述的鎖緊裝置55可以是一個鎖緊螺栓，其主要作用是垂向絲杠51在不需要轉(zhuǎn)動的時候?qū)⑵滏i緊，以避免錐板支架6在重力的作用下發(fā)生下滑。
再如圖1所示，錐板支架6上設(shè)置有一電機支架62，上述的電機7就設(shè)置在電機支架62上。上述的減速傳動裝置8在本實施例中具體可以為一組二級減速齒輪，當然，并不以此為限，其也可以是其他形式的減速傳動裝置；電機7的輸出端通過連軸器71與該二級減速齒輪的輸入端連接，該二級減速齒輪的輸出端連接上述的錐板61。
本實施例中的錐板61，其具體是一倒置的光學(xué)玻璃制成的圓錐；而本實施例中的電機7可以選用飼服電機，在電機7與減速傳動裝置8的帶動下可實現(xiàn)錐板61在0rpm至2500rpm之間連續(xù)可調(diào)的轉(zhuǎn)動。而且本實用新型的傳動機構(gòu)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，振動小，可實現(xiàn)光學(xué)圓錐外徑處的端面跳度小于0.01mm，保證錐板裝置中形成穩(wěn)定的剪切場。
上述的實施例中，盛液皿托架4上設(shè)置有一盛液皿容置槽42，盛液皿41可拆卸的設(shè)置于盛液皿容置槽42內(nèi)。另外，盛液皿容置槽42的前端設(shè)置還有一開口421，而盛液皿41側(cè)壁對應(yīng)該開口421設(shè)置有一側(cè)視窗411。該側(cè)視窗411可以由光學(xué)玻璃制成，這樣就可以在正對開口421的地方加設(shè)一解剖鏡，從而可以觀測到液體內(nèi)的細胞垂直方向的運動。
本實用新型在使用的時候，首先進行垂向定位。1、選取事先標定好的標準高度塊(高度為a)，置于盛液皿41中，正對錐板的軸線；2、松開鎖緊裝置55，操作垂向驅(qū)動裝置，使錐板支架6下降，至錐板的頂尖與盛液皿中標準高度塊接觸為止(以高度塊移動阻力突然增大為判斷標準)；3、反向操作垂向驅(qū)動裝置5，使錐板支架6上升，錐板頂尖離開盛液皿41，取出標準高度塊；4、再次驅(qū)動垂向驅(qū)動裝置5，使錐板支架6下降，根據(jù)定位百分表讀數(shù)下降至步驟2中的位置，再繼續(xù)下降高度a-0.03mm(注意錐板頂尖導(dǎo)有r＝0.03mm的圓角)，使圓錐母線的交點落于盛液皿平面，垂向定位完畢。垂向定位進行一次之后可以以此為標準進行多次實驗。
本實用新型如果需要進行清洗時(一般在使用之前，都需要進行清洗)，過程如下1、利用縱向驅(qū)動裝置2將可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置從顯微鏡光路中移開；2、將錐板支架6沿垂向驅(qū)動裝置5升高至方便操作的高度，向上托起盛液皿41將其取出；3、將盛液皿41在超聲清洗裝置中浸泡清洗30分鐘，再使用75％酒精浸泡30分鐘；4、盛液皿可以放于37°孵箱培養(yǎng)細胞，也可以直接安裝于盛液皿托架4上進行下一步實驗；5、錐板61可以利用試管架輔助，用燒杯盛酒精在原位浸泡的方法進行清洗。
第三，安裝盛液皿，加試樣，為實驗進行準備1、將盛液皿41輕放于盛液皿托架4之上；2、在盛液皿41中添加預(yù)先設(shè)計好的一定量的試樣；3、根據(jù)預(yù)先標定好的定位百分表讀書對錐板61進行垂向定位，具體操作是驅(qū)動垂向驅(qū)動裝置5，使得百分表讀數(shù)復(fù)位到標定時的讀數(shù)，此時錐板母線的交點落在盛液皿平面上。
第四，將整個裝置移入顯微鏡光路，開始實驗，并可進行實時觀測。
權(quán)利要求1.一種可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于，它包括有一底座；一縱向驅(qū)動裝置，其設(shè)置在所述底座上；一U型支架，其底部連接設(shè)置在所述縱向驅(qū)動裝置上；一盛液皿托架，其設(shè)置在U型支架的一側(cè)，該盛液皿托架上設(shè)置有一盛液皿；一垂向驅(qū)動裝置，其設(shè)置在U型支架的另一側(cè)；一錐板支架，其后端連接設(shè)置在所述垂向驅(qū)動裝置上，該錐板支架的前端下部設(shè)置有錐板，該錐板正對所述盛液皿，且與盛液皿同軸；一電機，其設(shè)置在所述錐板支架上，該電機通過減速傳動裝置與所述錐板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述縱向驅(qū)動裝置包括有一縱向絲杠以及至少一縱向滑軌，該縱向絲杠的末端設(shè)置有一絲杠驅(qū)動裝置，所述U型支架的底部通過其設(shè)置的螺桿與該縱向絲杠連接，且U型支架位于該縱向滑軌上；所述垂向驅(qū)動裝置包括有一垂向絲杠以及至少一垂向滑軌，該垂向絲杠的末端設(shè)置有一絲杠驅(qū)動裝置，所述錐板支架的后端通過其設(shè)置的螺桿與該垂向絲杠連接，且錐板支架位于該垂向滑軌上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述縱向驅(qū)動裝置上設(shè)置有標尺，所述U型支架與縱向驅(qū)動裝置之間設(shè)置有縱向定位裝置；所述垂向驅(qū)動裝置上設(shè)置有標尺以及鎖緊裝置，所述錐板支架與垂向驅(qū)動裝置之間設(shè)置有垂向定位裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述縱向驅(qū)動裝置上設(shè)置有標尺，所述U型支架與縱向驅(qū)動裝置之間設(shè)置有縱向定位裝置；所述垂向驅(qū)動裝置上設(shè)置有標尺以及鎖緊裝置，所述錐板支架與垂向驅(qū)動裝置之間設(shè)置有垂向定位裝置；所述絲杠驅(qū)動裝置為手柄、手輪或者驅(qū)動電機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述錐板支架上設(shè)置有一電機支架，所述電機設(shè)置在該電機支架上；所述減速傳動裝置為二級減速齒輪，所述電機的輸出端通過連軸器與該二級減速齒輪的輸入端連接，該二級減速齒輪的輸出端連接所述錐板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述盛液皿托架上設(shè)置有一盛液皿容置槽，盛液皿可拆卸的設(shè)置于該盛液皿容置槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述盛液皿托架上設(shè)置有一盛液皿容置槽，盛液皿可拆卸的設(shè)置于該盛液皿容置槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述盛液皿容置槽的前端設(shè)置有一開口，所述盛液皿側(cè)壁對應(yīng)該開口設(shè)置有一側(cè)視窗。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述盛液皿容置槽的前端設(shè)置有一開口，所述盛液皿側(cè)壁對應(yīng)該開口設(shè)置有一側(cè)視窗。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，其特征在于所述縱向定位裝置和垂向定位裝置為百分表。
專利摘要本實用新型公開了一種可顯微觀測的錐板剪切場發(fā)生裝置，它包括有一底座；一縱向驅(qū)動裝置，其設(shè)置在所述底座上；一U型支架，其底部連接設(shè)置在所述縱向驅(qū)動裝置上；一盛液皿托架，其設(shè)置在U型支架的一側(cè)，該盛液皿托架上設(shè)置有一盛液皿；一垂向驅(qū)動裝置，其設(shè)置在U型支架的另一側(cè)；一錐板支架，其后端連接設(shè)置在所述垂向驅(qū)動裝置上，該錐板支架的前端下部設(shè)置有錐板，該錐板正對所述盛液皿，且與盛液皿同軸；一電機，其設(shè)置在所述錐板支架上，該電機通過減速傳動裝置與所述錐板連接。本實用新型的結(jié)構(gòu)不影響顯微鏡光路的調(diào)節(jié)，因此其可與不同型號顯微鏡搭配使用，方便了使用者的需要。
文檔編號G01N33/48GK2906621SQ20062002307
公開日2007年5月30日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者楊春, 孫琦, 黃有奇, 程緒平, 莊逢源 申請人:北京航空航天大學(xué)