本发明专利技术涉及一种多收缩孔径玻璃毛细管的加工装置及加工方法。加工装置包括基座及设在基座上的驱动机构、滑动部件、导轨、夹持部件和加热部件；在对待加工毛细管进行加工时，采用夹持部件将待加工毛细管夹持固定，通过加热部件对指定部位加热，通过驱动机构带动夹持部件移动，以实现对多个指定部位的拉伸，得到多收缩孔径的玻璃毛细管。加工方法为将待加工毛细管穿设于加热部件中，并将其两端固定；通过加热部件对待加工毛细管的指定部位加热；通过两夹持部件往相反方向移动，使得待加工毛细管被双向拉伸，可得到多收缩孔径的玻璃毛细管。本发明专利技术能将玻璃毛细管加工成多收缩孔径结构。发明专利技术能将玻璃毛细管加工成多收缩孔径结构。发明专利技术能将玻璃毛细管加工成多收缩孔径结构。
【技术实现步骤摘要】
一种多收缩孔径玻璃毛细管的加工装置及加工方法
[0001]本专利技术涉及微机械加工
，具体涉及一种多收缩孔径玻璃毛细管的加工装置及加工方法。
技术介绍
[0002]近年来研究发现，细胞的机械性能与细胞的生理状态和功能直接相关，故细胞的生物化学和机械力学性能成为生物物理、医学及基础生物学领域的重要研究方向。人体在患病后，体内部分细胞的细胞膜、细胞骨架和细胞核等细胞器结构会发生改变，导致细胞机械性能改变。利用微机械加工技术制作略小于细胞直径尺寸的微流控收缩通道，是测量单细胞变形性的一种简易方法。该方法的原理为：当细胞通过微流控收缩通道时，细胞受到壁面的挤压作用会发生变形，利用光学或电学检测手段，定量分析细胞的通过时间、伸长率和变形恢复时间等多个参数，能够很好表征细胞的变形能力。但微流控收缩通道的光滑程度和尺寸大小对评估细胞变形能力影响重大，因此，如何根据细胞大小精确制作光滑的收缩孔径成为微机械加工领域的重要研究方向。
[0003]现有技术中，常用的制作微流控收缩通道的方法为光刻法，其具体为：先将微结构“雕刻”在模具上，然后进行复制，以形成与“雕刻”结构相反的微通道并转移到制备微流控芯片的材料上。该方法在制作过程中，需要精密的光学仪器以及复杂的制作工艺，从而存在成本投入大、生产效率和成品合格率低的缺陷。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种多收缩孔径玻璃毛细管的加工装置及加工方法，以解决现有加工装置无法将玻璃毛细管加工成多收缩孔径结构、以及加工装置存在结构复杂和成本高的问题，还可以解决现有加工方法存在加工精度不高、工艺流程复杂，导致生产效率和成品合格率低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种多收缩孔径玻璃毛细管的加工装置，包括基座以及设置在所述基座上的拉伸组件和加热组件；所述拉伸组件包括驱动机构、与所述驱动机构相连的滑动部件、与所述滑动部件为滑动配合的导轨和设于所述滑动部件上的夹持部件；所述加热组件包括用于对待加工毛细管的至少两个指定部位进行加热的加热部件；在对待加工毛细管进行加工时，采用夹持部件将待加工毛细管夹持固定，通过加热部件分别对待加工毛细管的多个指定部位加热至设定温度后，在控制器的控制下，驱动机构带动滑动部件在导轨上滑动，夹持部件跟随滑动部件移动，以实现对待加工毛细管多个指定部位的拉伸，从而得到多收缩孔径玻璃毛细管。
[0006]根据上述技术手段，通过采用多个加热部件分别对待加工毛细管的多个指定部位
进行加热，使得待加工毛细管被拉伸时，多个指定部位同时进行收缩，从而获得多收缩孔径的玻璃毛细管，多个收缩形成的多孔径对于模拟细胞在真实活动场景中受到的变形力以及评估细胞在多次变形后恢复原本形态的能力有重要作用，能更加准确的评估细胞的机械性能；且加工装置具有结构简单、操作方便和成本低的优点。
[0007]在所述指定部位处填入有氧化铝微球，拉伸结束后，利用浓硫酸溶解氧化铝微球，以获得多收缩孔径且锥度形变结构更精确的玻璃毛细管。
[0008]通过在待加工毛细管的多个指定部位处填入氧化铝微球，通过氧化铝微球的支撑作用，可获得多收缩孔径且锥度形变结构更精确的玻璃毛细管，并能得到与细胞直径尺寸更加接近的舒张区域；同时，通过在待加工毛细管的指定部位处填入氧化铝微球后，在氧化铝微球的支撑作用下，可以更加容易的精确控制指定部位的孔径大小和锥度形变结构，从而可降低对加热温度和拉伸速率的精度要求，进而可降低对设备精度的要求。
[0009]其中，氧化铝微球的熔点可达2054℃，因此，在对待加工毛细管进行加热过程中，氧化铝微球的大小和形状不会发生任何改变；同时，氧化铝微球的直径大小可根据实际被测细胞大小进行选择，从而得到与细胞直径尺寸更加接近的收缩孔径，进而对细胞的机械性能进行更加准确的评估。一般情况下，氧化铝微球的直径略大于被测细胞直径即可。
[0010]本专利技术基于玻璃毛细管在不同加热温度、加热时间、拉伸速度和拉伸距离条件下，发生的状态变化不同，可得到多收缩孔径的玻璃毛细管，其中，各收缩处的孔径大小可相同，也可不同；如同时结合尺寸精确的氧化铝微球，即通过调整填入毛细管内氧化铝微球的尺寸大小再结合电阻丝尺寸、加热温度、加热时间、拉伸速度和拉伸距离等条件，可以实现更高精度的孔径及不同锥度的多收缩形变结构的加工制作，在各收缩部位填入的氧化铝微球直径可相同也可不相同。
[0011]优选的，包括两个相对布置的所述滑动部件，两个所述滑动部件在导轨上的运动方向相反，两个所述滑动部件上均设有一个夹持部件，通过夹持部件夹持待加工毛细管的两端，以实现对待加工毛细管的双向拉伸。
[0012]通过相对布置的两个滑动部件，并在每个滑动部件上设置夹持部件，夹持部件夹持待加工毛细管的两端，使得待加工毛细管被双向拉伸，有效保证了加工的均匀性、孔径尺寸的一致性、过渡的平滑性和加工效率。而单向拉伸，由于收缩部位两侧受到的拉力不一致，导致形成的收缩孔径存在不一致、不均匀和平滑性差的问题。
[0013]其中，现有拉伸方式通常为单侧水平拉伸或重力拉伸，常会出现将毛细管拉断的情况，且很难制作两侧对称的收缩结构。而本专利技术将单侧拉伸改为双侧拉伸，即可得到两侧对称的收缩结构的毛细管。
[0014]优选的，所述加热组件还包括设在所述加热部件附近的温度传感器和罩在所述加热部件和温度传感器外的防风罩，所述防风罩为透明可拆卸结构。
[0015]通过在加热部件附近设置温度传感器，以精确实时采集加热部件的温度，在加热部件和温度传感器外罩设防风罩，有效避免了外界环境条件对加热部件和温度传感器的影响，保证了加热温度的稳定性，从而提升加工精度；同时将加热部件可拆卸的安装在基座上的电连接插孔处，从而可根据毛细管实际需加热位置来对应调整加热部件的位置，进而能更加灵活的调整毛细管收缩的部位。
[0016]优选的，所述加热部件为环状螺旋结构的加热电阻丝，加热电阻丝的中空部分用
于穿设待加工毛细管，加热电阻丝的两端可拆卸地安装在所述基座上的电连接插孔处。
[0017]通过将加热部件设成环状螺旋结构，并使待加工毛细管穿设于加热电阻丝的中空部分，有效保证了待加工毛细管的加热部位环向四周受热的均匀性，进而提升加工精度。
[0018]其中，加热电阻丝的匝数可根据玻璃毛细管收缩孔径的大小进行适应性选取。
[0019]优选的，所述夹持部件为三抓自定心卡盘。
[0020]通过采用三抓自定心卡盘对玻璃毛细管进行夹持，有效保证了玻璃毛细管的两端在水平和垂直方向均处于共轴位置。因玻璃毛细管在拉制过程中如不共轴则易出现扭曲和倾斜现象，从而影响收缩孔径的均匀性。
[0021]优选的，所述滑动部件的滑动方向为水平方向；所述拉伸组件还包括检测夹持部件移动距离的位移传感器，所述驱动机构为双向步进电机，双向步进电机与位移传感器分别位于所述导轨的两端处。所述导轨可采用正反牙结构的丝杆制作，以保证其上的滑动部件向相反方向运动。
[0022]通过使滑动部件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多收缩孔径玻璃毛细管的加工装置，其特征在于，包括基座（1）以及设置在所述基座（1）上的拉伸组件（2）和加热组件（3）；所述拉伸组件（2）包括驱动机构（21）、与所述驱动机构（21）相连的滑动部件（22）、与所述滑动部件（22）滑动配合的导轨（23）和设于所述滑动部件（22）上的夹持部件（24）；所述加热组件（3）包括用于对待加工毛细管（4）的至少两个指定部位进行加热的加热部件（31）；在对待加工毛细管（4）进行加工时，采用夹持部件（24）将待加工毛细管（4）夹持固定，通过加热部件（31）分别对待加工毛细管（4）的多个指定部位加热至设定温度后，驱动机构（21）带动滑动部件（22）在导轨（23）上滑动，夹持部件（24）跟随滑动部件（22）移动，以实现对待加工毛细管（4）多个指定部位的拉伸，从而得到多收缩孔径玻璃毛细管。2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，在所述指定部位处填入有氧化铝微球，拉伸结束后，利用浓硫酸溶解氧化铝微球，以获得多收缩孔径且锥度形变结构更精确的玻璃毛细管。3.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，包括两个相对布置的所述滑动部件（22），两个所述滑动部件（22）在导轨（23）上的运动方向相反，两个所述滑动部件（22）上均设有一个夹持部件（24），通过夹持部件（24）夹持待加工毛细管（4）的两端，以实现对待加工毛细管（4）的双向拉伸。4.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述加热组件（3）还包括设在所述加热部件（31）附近的温度传感器（32）和罩在所述加热部件（31）和温度传感器（32）外的防风罩（33），所述防风罩（33）为透明可拆卸结构。5.根据权利要求4所述的加工装置，其特征在于，所述加热部件（31）为环状螺旋结构的加热电阻丝，加热电阻丝的中空部分用于穿设...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，刘逸松，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：
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