一种细胞印刷螺旋输送装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种细胞印刷螺旋输送装置及方法，该装置包括输送壳体和位于输送壳体内的螺杆，所述输送壳体和螺杆的上部均为圆柱体、下部均为圆锥体，所述螺杆贴紧所述输送壳体的内壁设置，且所述螺杆上带矩形螺纹；所述螺杆顶部通过连接杆连接电机，所述输送壳体顶部通过进液管连接储液装置，所述储液装置顶部通过进气管连接蠕动泵；所述输送壳体底部连接出液管，所述出液管通过三通阀分别连接细胞输送管道和废液输送管道，所述出液管上设置细胞检测装置。本发明专利技术所公开的装置及方法结构简单，便于操作与控制，能够提高单细胞分离的效率与准确率，实现细胞的自动分离与印刷。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞印刷螺旋输送装置及方法
本专利技术涉及一种细胞印刷装置，特别涉及一种细胞印刷螺旋输送装置及方法。
技术介绍
随着微流控技术的发展，细胞印刷技术变得格外重要。迄今为止，关于微流控芯片的研究，至少在学术层面上已然被认为是成功的，而一系列的分析化学操作模式也已经在微流控芯片上得以实现。而最近几年微流控芯片研究的特点正逐步转向构建各种不同类型的芯片实验室，其中以仿生体系的系统研究为基本目标的微流控芯片仿生实验室最为流行。微流控芯片仿生实验室的建立以材料实验室和细胞实验室为基础，微流控芯片材料实验室的基础是以通道和液滴形式构建的微反应器。液滴操控灵活、形状可变、大小均一，又有优良的传热传质性能。而微流控芯片细胞实验室则已成为新一代细胞研究的主流技术。用于细胞培养、分选、裂解等微流控芯片细胞实验室操作单元已经构建，微流控芯片的潜力已经在细胞研究中得到淋漓尽致的发挥。而当前存在的主要问题为用于微流控芯片细胞注射的细胞印刷技术多为手动操作，传统的手动印刷效率低，不易操作，费时费力，容易造成细胞污染和对细胞结构造成破坏，结果也不可靠，这对后续微流控芯片细胞实验室研究无疑会造成很大的影响。对于自动化操作的细胞印刷技术，其注射器部分将直接决定着细胞印刷至微流控芯片时的状态。常见的细胞注射器包括：1、一次性使用无菌注射器：此注射器就是完成简单的细胞移液，且由于注射器为普通塑料，也不可以再二次加工，故只能完成最基础的细胞溶液注射，无法实现注射器自我量程调节，且无法对细胞进行检测与操控；2、移液枪：一般用于转移高粘液体、生物活性液体、易起泡液体或极微量的液体，其原理就是先吸入多于设置量程的液体，转移液体的时候不用吹出残余的液体，此注射器可以调节量程，即自主调整细胞溶液的出液量，但将按钮旋出量程时容易损坏了移液枪；3、双输入微型螺旋输送器：可以完成细胞溶液中的细胞的操作，尽可能多地实现单细胞印刷，因无单细胞检测和控制，无法直接对细胞进行操控。因此，亟需一种印刷效率高、操作简单、便于检测与操控、不会对细胞造成破坏的细胞印刷装置。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种细胞印刷螺旋输送装置及方法，以达到结构简单，提高单细胞分离的效率与准确率，实现细胞的自动分离与印刷的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种细胞印刷螺旋输送装置，包括输送壳体和位于输送壳体内的螺杆，所述输送壳体和螺杆的上部均为圆柱体、下部均为圆锥体，所述螺杆贴紧所述输送壳体的内壁设置，且所述螺杆上带矩形螺纹；所述螺杆顶部通过连接杆连接电机，所述输送壳体顶部通过进液管连接储液装置，所述储液装置顶部通过进气管连接蠕动泵；所述输送壳体底部连接出液管，所述出液管通过三通阀分别连接细胞输送管道和废液输送管道，所述出液管上设置细胞检测装置。上述方案中，所述细胞输送管道包括斜圆柱体部分和针头部分。进一步的技术方案中，所述细胞输送管道的上方设置显微镜，所述显微镜与控制系统信号连接，所述控制系统控制所述电机和蠕动泵。上述方案中，所述连接杆通过轴承连接电机的主轴，所述轴承用于与外部夹具连接。上述方案中，所述细胞检测装置为电容检测装置或电感检测装置。上述方案中，所述进液管一端伸入到储液装置底部，且端口为斜切面，另一端伸入输送壳体顶部。上述方案中，所述圆锥体的母线与垂直方向的夹角为30°。上述方案中，所述针头部分连接微流控芯片。上述方案中，所述废液输送管道连接废液收集装置。一种细胞印刷螺旋输送方法，采用上述的细胞印刷螺旋输送装置，包括如下过程：首先，启动蠕动泵，气体通过进气管进入储液装置内，随着储液装置内气体压力的增加，细胞溶液通过进液管进入输送壳体和螺杆之间的矩形螺纹内；然后，启动电机，带动螺杆旋转，使其矩形螺纹内的细胞溶液进行螺旋式下降运动，且通过离心力的作用，使得细胞逐渐分离，直至细胞离散运动至螺杆的末端，并进入出液管；其次，当出液管上的细胞检测装置检测到细胞时，切换三通阀，使细胞流入细胞输送管道，当没有检测到细胞时，切换三通阀，使细胞流入废液输送管道。通过上述技术方案，本专利技术提供的一种细胞印刷螺旋输送装置及方法具有如下有益效果：1、本专利技术可以在细胞印刷之前，通过螺杆先实现细胞的分离过程，从而更加高效地完成细胞印刷过程，螺杆的矩形螺纹的设置，可以保证螺纹与输送壳体紧密贴合，并且不挤压溶液中的细胞；2、对于细胞分离过程，本专利技术不需要直接连接蠕动泵，方便固定操作，只需要电机控制螺杆进行转动即可，通过电机与蠕动泵的联合控制，可以改变矩形螺纹内的压力，使得细胞分离与印刷速率可控；3、蠕动泵的使用，一方面可以避免细胞直接通过蠕动泵时造成的细胞损坏，同时，蠕动泵和电机配合，能实现细胞更高效的分离；4、细胞输送管道包括斜圆柱体部分和针头部分，并且其上方设置显微镜，便于观察细胞印刷效果，即检测细胞输送管道的针头部分是否出现细胞以及细胞出现的频率与含量，便于调整电机的旋转速度和蠕动泵的流速。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例所公开的一种细胞印刷螺旋输送装置示意图。图中，1、输送壳体；2、螺杆；3、电机；4、连接杆；5、轴承；6、主轴；7、进液管；8、储液装置；9、进气管；10、蠕动泵；11、出液管；12、三通阀；13、细胞输送管道；14、废液输送管道；15、显微镜；16、细胞检测装置；17、废液收集装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了一种细胞印刷螺旋输送装置，如图1所示，包括输送壳体1和位于输送壳体1内的螺杆2，输送壳体1顶部与螺杆2密封，输送壳体1和螺杆2的上部均为圆柱体、下部均为圆锥体，圆锥体的母线与垂直方向的夹角为30°。螺杆2贴紧输送壳体1的内壁设置，且螺杆2上带矩形螺纹，可以保证螺纹与输送壳体1紧密贴合，并且不挤压溶液中的细胞。螺杆2顶部通过连接杆4连接电机3，具体为：连接杆4通过轴承5连接电机3的主轴6，轴承5用于与外部夹具连接。通过外部夹具的带动，可以控制螺杆2和输送壳体1的位置，完成一片微流控芯片的细胞印刷。输送壳体1顶部通过进液管7连接储液装置8，储液装置8顶部通过进气管9连接蠕动泵10。储液装置8作用是储存调配好的细胞溶液，是一个具有密封盖的圆柱体或长方体，进液管7和进气管9穿过密封盖并紧密无缝结合。进液管7一端伸入到储液装置8底部，且端口为斜切面，且端头与储液装置8的底部相切，可以保证储液装置8中的细胞溶液尽可能多的使用且不易堵死；另一端伸入输送壳体1顶部，由进液管7输送来的细胞溶液可以直接进入螺杆2的矩形螺纹的沟槽内。进气管9一端连接蠕动泵10，另一端插入储液装置8顶部，位于液位上方，进气管9将蠕动泵10泵入的气体打入储液装置8，从而在储液装置8内产生气压，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞印刷螺旋输送装置，其特征在于，包括输送壳体和位于输送壳体内的螺杆，所述输送壳体和螺杆的上部均为圆柱体、下部均为圆锥体，所述螺杆贴紧所述输送壳体的内壁设置，且所述螺杆上带矩形螺纹；所述螺杆顶部通过连接杆连接电机，所述输送壳体顶部通过进液管连接储液装置，所述储液装置顶部通过进气管连接蠕动泵；所述输送壳体底部连接出液管，所述出液管通过三通阀分别连接细胞输送管道和废液输送管道，所述出液管上设置细胞检测装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种细胞印刷螺旋输送装置，其特征在于，包括输送壳体和位于输送壳体内的螺杆，所述输送壳体和螺杆的上部均为圆柱体、下部均为圆锥体，所述螺杆贴紧所述输送壳体的内壁设置，且所述螺杆上带矩形螺纹；所述螺杆顶部通过连接杆连接电机，所述输送壳体顶部通过进液管连接储液装置，所述储液装置顶部通过进气管连接蠕动泵；所述输送壳体底部连接出液管，所述出液管通过三通阀分别连接细胞输送管道和废液输送管道，所述出液管上设置细胞检测装置。


2.根据权利要求1所述的一种细胞印刷螺旋输送装置，其特征在于，所述细胞输送管道包括斜圆柱体部分和针头部分。


3.根据权利要求2所述的一种细胞印刷螺旋输送装置，其特征在于，所述细胞输送管道的上方设置显微镜，所述显微镜与控制系统信号连接，所述控制系统控制所述电机和蠕动泵。


4.根据权利要求1所述的一种细胞印刷螺旋输送装置，其特征在于，所述连接杆通过轴承连接电机的主轴，所述轴承用于与外部夹具连接。


5.根据权利要求1所述的一种细胞印刷螺旋输送装置，其特征在于，所述细胞检测装置为电容检测装置或电感检测装置。


6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李歧强，王永师，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37