本发明专利技术公开一种细胞三维动态体积调控装置，包括：模具单元、拉伸单元和控制驱动单元，模具单元包括用于浇筑成型试样的浇筑模具，试样内圈具有细胞存放槽，细胞存放槽内具有若干个单细胞槽，试样外圈周向设有若干个插孔；拉伸单元包括安装组件，安装组件内活动连接有若干个弧形的转动叶片，若干个转动叶片呈光圈状设置，转动叶片的内圈端底面固接有拉伸杆，若干个拉伸杆与若干个插孔一一对应设置并固接；控制驱动单元包括电机和控制组件，电机与控制组件电性连接，电机的输出轴通过传动组件与安装组件传动连接，本发明专利技术能够实现对单细胞三维动态体积调控，实现共聚焦显微镜实时观察。实现共聚焦显微镜实时观察。实现共聚焦显微镜实时观察。
【技术实现步骤摘要】
细胞三维动态体积调控装置
[0001]本专利技术涉及生物医学工程领域，特别是涉及一种细胞三维动态体积调控装置。
技术介绍
[0002]细胞在体内存在于复杂的三维基质微环境中，其通过感受和响应生物化学和机械应力等多种刺激来调节细胞增殖、分化和功能。近几年，人们逐渐深入发现细胞外基质微环境作为细胞直接接触的区域不仅对细胞力学和生物学行为有着重要的调控作用，而且基质微环境物理特性的变化与生长、发育和疾病发生有着密切的联系。基质微环境物理特性包含基质弹性、黏弹性、单细胞几何形状以及动态拉伸和压缩应变刺激等。
[0003]随着细胞力学生物学研究的不断深入，人们逐渐意识到研究单细胞在其三维基质微环境中的细胞行为更具有生理和现实意义。于此同时，大量研究证明单细胞体积通过特定的信号通路直接影响细胞行为和命运，其中包括细胞迁移、分化和凋亡。如细胞水外流导致细胞体积减小而引起的细胞硬度增加，并最终诱导干细胞成为前骨细胞。此外细胞体积调节不仅影响细胞功能，而且影响其基因表达、代谢活动和退行性病变，如软骨细胞肥大等。因此，工程化构建三维动态调控单细胞体积的细胞培养平台或装置对于揭示基质动态体积变化调控细胞行为、功能和命运的分子机制至关重要。
[0004]目前的细胞拉伸、压缩装置大多局限在群体细胞的二维平面应变上，没有综合考虑过细胞拉伸、压缩方式的多样性，单细胞三维体积调控的重要性以及基于细胞动态应变实际研究意义下显微镜观察的实时性。随着生物医学工程的发展，仅仅把目光集中在群体细胞的轴向拉伸、压缩上已经远远不够。
专利
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种细胞三维动态体积调控装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种细胞三维动态体积调控装置，包括：
[0007]模具单元，所述模具单元包括用于浇筑成型试样的浇筑模具，所述试样内圈具有细胞存放槽，所述细胞存放槽内具有若干个单细胞槽，所述试样外圈周向设有若干个插孔；
[0008]拉伸单元，所述拉伸单元包括安装组件，所述安装组件内活动连接有若干个弧形的转动叶片，若干个所述转动叶片呈光圈状设置，所述转动叶片的内圈端底面固接有拉伸杆，若干个所述拉伸杆与若干个所述插孔一一对应设置并固接；
[0009]控制驱动单元，所述控制驱动单元包括电机和控制组件，所述电机与所述控制组件电性连接，所述电机的输出轴通过传动组件与所述安装组件传动连接。
[0010]优选的，所述浇筑模具包括一端敞开的外筒，所述外筒远离其敞开端的内端面中心处活动连接有存放槽成型块，所述存放槽成型块与所述细胞存放槽位置对应设置，所述存放槽成型块的顶面设有光刻硅板，所述光刻硅板表面的若干个凸起与若干个单细胞槽一
一对应设置。
[0011]优选的，所述外筒远离其敞开端的内端面周向固接有若干个插孔成型杆，若干个所述插孔成型杆位于所述存放槽成型块外侧，若干个所述插孔成型杆远离所述存放槽成型块的一端伸出所述外筒的敞开端，且若干个所述插孔成型杆与若干个所述插孔位置一一对应设置。
[0012]优选的，所述外筒的敞开端可拆卸连接有封盖，所述封盖的中心处开设有浇注口，所述浇注口与所述存放槽成型块之间具有间隙，所述封盖的外圈周向开设有若干个通孔，若干个所述通孔与若干个所述插孔成型杆一一对应设置并插接。
[0013]优选的，所述安装组件包括内环和外环，若干个所述转动叶片的外圈端与所述外环固接，所述内环底面周向铰接有若干个连杆，若干个所述连杆与若干个所述转动叶片一一对应设置，且所述连杆远离所述内环的一端与所述转动叶片的顶面铰接。
[0014]优选的，所述传动组件包括摆臂，所述摆臂一端与所述内环固接，所述摆臂另一端铰接有曲柄的一端，所述曲柄的另一端固接有偏心轮的顶面，所述偏心轮的底面与所述电机的输出轴固接。
[0015]优选的，所述控制组件包括控制器，所述控制器与所述电机电性连接，所述控制器上具有开关按钮、无极调速旋钮和暂停按钮。
[0016]本专利技术公开了以下技术效果：
[0017]本专利技术通过使用浇筑模具对试样进行浇筑成型，使试样中的细胞存放槽形成若干个单细胞槽，用于对各单细胞单一存放，待得细胞贴壁后，通过电机驱动传动组件使若干个转动叶片转动，带动拉伸杆挤压下方试样各项均匀变形，并使得细胞存放槽内的单细胞槽发生体积均匀扩张。
[0018]同样地，先通过电机驱动传动组件使若干个转动叶片转动至所需角度，带动拉伸杆挤压下方试样各项均匀变形，使得细胞存放槽内的单细胞槽发生体积均匀扩张。此时将细胞种进细胞存放槽内的单细胞槽，待得细胞贴壁后，回转电机驱动传动组件使若干个转动叶片回转，继而下方试样恢复原形，细胞存放槽内的单细胞槽发生体积均匀压缩。
[0019]从而实现共聚焦显微镜实时观察下，单细胞槽内各个单细胞的三维体积调控。并且本专利技术可以直接应用于免疫细胞染色和钙成像等实验，并通过共聚焦显微镜实时观察，实现对动态刺激过程中三维细胞形态、黏着斑蛋白、蛋白分布、功能因子荧光强度和钙震荡的精准定量分析。
附图说明
[0020]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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术最小状态的立体结构示意图；
[0022]图2为本专利技术最大状态的立体结构示意图；
[0023]图3为本专利技术浇筑模具的立体结构示意图；
[0024]图4为本专利技术浇筑模具内部的立体结构示意图；
[0025]图5为本专利技术光刻硅板的结构示意图；
[0026]图中：1、试样；2、浇筑模具；3、细胞存放槽；5、插孔；6、转动叶片；7、拉伸杆；8、电机；9、内环；10、外环；11、连杆；12、摆臂；13、曲柄；14、偏心轮；15、控制器；16、开关按钮；17、无极调速旋钮；18、暂停按钮；21、外筒；22、存放槽成型块；23、光刻硅板；24、插孔成型杆；25、封盖；26、浇注口；27、通孔。
具体实施方式
[0027]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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0029]实施例一
[0030]参照图1
‑
5所示，本实施例提供一种细胞三维动态体积调控装置，包括：
[0031]模具单元，模具单元包括用于浇筑成型试样1的浇筑模具2，试样1内圈具有细胞存放槽3，细胞存放槽3内具有若干本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.细胞三维动态体积调控装置，其特征在于，包括：模具单元，所述模具单元包括用于浇筑成型试样(1)的浇筑模具(2)，所述试样(1)内圈具有细胞存放槽(3)，所述细胞存放槽(3)表面具有若干个单细胞槽，所述试样(1)外圈周向设有若干个插孔(5)；拉伸单元，所述拉伸单元包括安装组件，所述安装组件内活动连接有若干个弧形的转动叶片(6)，若干个所述转动叶片(6)呈光圈状设置，所述转动叶片(6)的内圈端底面固接有拉伸杆(7)，若干个所述拉伸杆(7)与若干个所述插孔(5)一一对应设置并固接；控制驱动单元，所述控制驱动单元包括电机(8)和控制组件，所述电机(8)与所述控制组件电性连接，所述电机(8)的输出轴通过传动组件与所述安装组件传动连接。2.根据权利要求1所述的细胞三维动态体积调控装置，其特征在于：所述浇筑模具(2)包括一端敞开的外筒(21)，所述外筒(21)远离其敞开端的内端面中心处活动连接有存放槽成型块(22)，所述存放槽成型块(22)与所述细胞存放槽(3)位置对应设置，所述存放槽成型块(22)的顶面设有光刻硅板(23)，所述光刻硅板(23)表面的若干个凸起与若干个单细胞槽一一对应设置。3.根据权利要求2所述的细胞三维动态体积调控装置，其特征在于：所述外筒(21)远离其敞开端的内端面周向固接有若干个插孔成型杆(24)，若干个所述插孔成型杆(24)位于所述存放槽成型块(22)外侧，若干个所述插孔成型杆(24)远离所述存放槽成型块(22)的一端伸出所述外筒(21)的敞开...
【专利技术属性】
技术研发人员：张全有，张强，兰敏华，郭华庆，陈维毅，卫小春，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。