一种用于获得存活单细胞的离心研磨装置的制作方法

1.本发明涉及生物实验设备领域，尤其涉及生物研磨、提取的组织处理实验设备技术领域，具体涉及一种用于获得存活单细胞的离心研磨装置。


背景技术：

2.生物组织处理是实验室最为常规的实验之一，多种生物实验都需要以细胞悬液作为基础方可进行。随着技术的发展，根据实验室规格和要求的不同，进行生物组织处理，细胞破碎和单细胞处理的技术也相应变得丰富起来。最为常见的有研磨、震荡、消融这三种，除消融技术成本投入非常高昂以外，常规的研磨和震荡设备成本相对更低，能够满足绝大部分的实验室用户。
3.现有的实验室研磨尚处于手工作业状态，利用液氮进行手工研磨。由于单细胞悬液的质量好坏几乎直接影响着后续的诸多生物实验，因此，如何获得较高单细胞率，甚至保留尽可能多的存活单细胞是现目前单细胞悬液制备领域亟待解决的技术问题，同时，也是基于后续单细胞培养存在的技术瓶颈。


技术实现要素：

4.为了解决单细胞悬液制备不便不能获得较多存活单细胞的技术问题，本技术提供一种全新的设备用于替代人工研磨，同时提供离心功能，实现了研磨、离心一体化，避免了现有实验室中人工研磨后，再进行反复清洗，再放入单独的离心机中进行离心的繁琐操作，本发明具体是一种用于获得存活单细胞的离心研磨装置，能够同时满足震荡研磨和离心的需求，提高了设备的集成度，简化了实验人员的操作，同时在震荡研磨过程中比人工研磨更加的温和，均匀，均衡，使得组织块分散成单细胞过程中，能够更大程度的获得更多的存活单细胞。值得说明的是，在震荡研磨处理生物组织块的过程中，为了提高效率，可以在盛装生物组织的离心管中加入利于切割和离散组织的填料，如现有技术中的利于组织离散或者破碎的磁珠、化学填料等；同时，亦可在进行研磨前加入适宜种类和浓度的酶，用于松解生物组织块，如胰蛋白酶、胶原酶、弹性蛋白酶等。当然，上述添加的物理填料和化学试剂都是采用现有技术中已经针对对应生物组织有确定技术效果的现有材料，并非本发明要求保护的内容，只是上述现有技术能够进一步的配合本发明发挥出更加卓越的技术效果。
5.为了达到上述目的，本技术提供的离心研磨装置所采用的技术方案具体为：
6.一种用于获得存活单细胞的离心研磨装置，包括离心单元和震荡研磨单元，所述震荡研磨单元转动设置在离心单元上，所述震荡研磨单元包括转盘，所述转盘下表面上沿直径方向等圆心均匀设置有用于容纳震荡机构的多个滑槽，所述震荡机构滑动嵌入在所述滑槽内，任一所述震荡机构靠近所述转盘圆心一端均抵靠在驱动盘的外侧壁上，所述驱动盘的外侧壁采用直径均等或者不均等的多个平滑连接的外凸和内凹的圆弧收尾连接而成，所述驱动盘的下表面圆心处于第一驱动器驱动连接；所述转盘下表面上还设置有推动所述震荡机构始终与所述驱动盘抵靠接触的回位机构。
7.工作原理：所述第一驱动器带动驱动盘转动，由于驱动盘的周侧壁并非是圆周侧壁，而是由多个平滑连接的外凸和内凹的圆弧收尾连接而成，那么在驱动盘转动的过程中，与之抵靠接触的震荡机构将会在水平面内随着驱动盘的转动而实现往复运动，第一驱动器的转速越高，震荡机构的来回振动频率越高，反之，频率越低；驱动盘与震荡机构接触的表面外凸和内凹的幅度越大，震荡机构的振动幅度越大，若驱动盘采用均匀的周期性外凸和内凹的圆弧连接，则震荡机构的振幅为均匀不变的振幅，反之，震荡机构的振幅则呈周期性变化，驱动转盘每旋转一周，则完成一个完整的震荡周期。值得强调的是，所述驱动盘无论采用均匀或者不均匀的圆弧构成，但驱动盘的重心始终都位于与第一驱动器连接的轴心处，采用这一设置的目的在于当处于离心状态时，不会导致偏心而产生额外的振动，而使得阻碍高速离心的进行。离心单元设置在震荡研磨单元的下方，驱动整个震荡研磨单元转动，从而实现离心功能的实现。离心的原理与现有的普通离心机相同，只是在结构上与震荡研磨单元进行的集成，使得在进行震荡研磨时，能够以较低的转速对震荡机构施加一个旋转运动和离心力，能够进一步加大研磨的效率，缩短研磨震荡时间。由于本技术需要同时兼顾震荡研磨和离心两大功能；因此，任何因为结构不对称，不规则，不同心的导致在离心过程中产生偏心而振动的结构设计都是有违本技术发明构思的，故而，本技术中未针对细小部件进行单独说明的都应当理解为在本发明构思之下；多个相同部件的分布均以离心状态下的轴心均匀分布，使得在离心状态时的重心与离心单元轴心重合。在上述发明构思下，本领域技术人员应当直接地，毫无意义地获知，在有违上述同轴心设置的技术方案均应排除在本案发明相似技术方案之外。
8.为了更进一步地细化震荡机构，优选地，所述震荡机构包括滑动设置在所述滑槽内的导轨，所述导轨靠近所述驱动盘的一端设置有第一定滑轮，导轨的另一端固定连接有用于安装离心管的离心管架。采用上述结构设置的有益效果在于：第一定滑轮与驱动盘抵靠并发生滚动，能够极大减小在震荡过程中的摩擦力，减小内阻和摩擦损耗，提升平稳度，可以延长使用寿命；再者，通过导轨内嵌滑槽的方式并以转盘圆心为中心点呈射线对称布置，能够同时实现多组织块研磨震荡处理，同时离心状态能够保持极佳的平衡度。当然，作为公知常识性知识，在进行多个组织块同时处理时，应当采用等圆心角放置或对称放置，以避免在离心时因离心管放置不均匀而失衡偏心。
9.为了再进一步提升震荡机构工作的可靠性，优选地，所述回位机构包括固定连接在所述转盘下表面的第一固定座，固定连接在所述导轨上的第二固定座，所述第二固定座上固连有防倾杆，所述防倾杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述第一固定座和第二固定座固定连接。由于第一固定座与第二固定座分别固定在转盘和导轨上，处于拉绳状态的弹簧在驱动盘的作用下推动导轨远离转盘圆心后能够在弹簧的拉力作用下自动复位且能够保证第一定滑轮始终与驱动盘贴合，保证震荡频率、振幅的可控性和一致性。
10.在进一步优化，所述转盘的下表面上还与所述震荡机构一一对应设置有驱动震荡机构在竖直平面内做往复弹跳移动的震荡滑轮机构；所述导轨向下延伸至转盘外部，所述导轨的下表面具有平滑设置的起伏面，所述震荡滑轮机构包括所述转盘的下表面固定连接的滑轮支架，以及转动连接在所述滑轮支架上的第二定滑轮，所述第二定滑轮与所述起伏面抵靠接触；所述导轨的上表面与转盘上的滑槽内壁之间存在间隙，所述间隙内安装有始终推动所述轨道向下与转盘紧贴的压簧片。
11.上述结构设置虽然结构简单，但是能够获得的技术效果是非常显著的，亦是本技术技术亮点之一，在震荡过程中，所述导轨在往复运动的过程中通过下表面设置的起伏面与第二定滑轮相互作用实现导轨的上下运动，即实际位于导轨自由端的离心管架就同时进行水平往复和竖直往复的复合运动，由于导轨始终处于压簧片的弹力作用下，因此导轨始终能够与第二定滑轮接触，依靠起伏面的上下幅度而实现竖直方向的振动。上述结构无需单独提供驱动装置或者其他提供动力的驱动器，完全依赖于结构设置，利用所述第一驱动器提供的驱动力同步实现，使得控制更加简单，运行更加稳定和可靠。
12.进一步地，所述压簧片呈倒置v型安装在所述导轨上表面与转盘的滑槽之间，所述滑槽内设置有与所述压簧片形状相适应的容纳结构；所述压簧片的两个自由端呈反向卷曲形成角度不低于度的圆弧状。
13.为了更好的布局所述离心单元和震荡研磨单元，优选地，所述转盘下表面还固定连接有上端开口呈桶状的安装支架，所述第一驱动器与所述安装支架固定连接。
14.进一步优选，所述离心单元包括与所述安装支架驱动连接的第二驱动器，所述第二驱动器的底部与壳体连接。
15.为了保证在研磨离心过程中，所述壳体上还设置有与所述壳体密闭盖合的盖体。所述壳体的内底部还设置有冷却槽。所述冷却槽内用于放置诸如冰块之类的物体，以保证整个研磨离心环境温度较低，同时也不用额外的增设制冷设备，有效的控制了实验成本。所述壳体上设置有分别用于控制所述第一驱动器和第二驱动器的控制面板。
16.有益效果：
17.本发明在研磨震荡处理过程中，能够同时提供由水平往复直线运动、竖直往复直线运动和水平旋转运动复合在一起的空间运动，使得组织研磨震荡环境紊乱程度高，研磨效率高，组织细化周期短。本发明的震荡研磨单元与离心单元采用上下结构布局，离心单元将对称设置的整个震荡研磨单元进行离心，提升了装置的功能和实用性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明的外观结构示意图；
20.图2是图1的主视图；
21.图3是图2中沿剖切符号a
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a的剖视图；
22.图4是图2中沿剖切符号b
‑
b的剖视图；
23.图5是图1去除壳体后的内部结构示意图；
24.图6是图5的俯视图；
25.图7是震荡研磨单元轴测图；
26.图8是图7中c区结构放大图。
27.图中：1
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壳体；2
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盖体；3
‑
控制面板；4
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震荡研磨单元；41
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转盘；42
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震荡机构；421
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导轨；4211
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起伏面；422
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第一定滑轮；423
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离心管架；424
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离心管；43
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驱动盘；44
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压簧片；
45
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第一驱动器；46
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回位机构；461
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第一固定座；462
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弹簧；463
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防倾杆；464
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第二固定座；47
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震荡滑轮机构；471
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滑轮支架；472
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第二定滑轮；5
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安装支架；6
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第二驱动器；7
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冷却槽。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
33.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.实施例1：
35.结合说明书附图1
‑
图5所示的一种用于获得存活单细胞的离心研磨装置，包括离心单元和震荡研磨单元4，所述震荡研磨单元4转动设置在离心单元上，所述震荡研磨单元4包括转盘41，所述转盘41下表面上沿直径方向等圆心均匀设置有用于容纳震荡机构42的多个滑槽，所述震荡机构42滑动嵌入在所述滑槽内，任一所述震荡机构42靠近所述转盘41圆心一端均抵靠在驱动盘43的外侧壁上，所述驱动盘43的外侧壁采用直径均等或者不均等的多个平滑连接的外凸和内凹的圆弧收尾连接而成，所述驱动盘43的下表面圆心处于第一驱动器45驱动连接；所述转盘41下表面上还设置有推动所述震荡机构42始终与所述驱动盘43抵靠接触的回位机构46。
36.工作原理：所述第一驱动器45带动驱动盘43转动，由于驱动盘43的周侧壁并非是圆周侧壁，而是由多个平滑连接的外凸和内凹的圆弧收尾连接而成，那么在驱动盘43转动
的过程中，与之抵靠接触的震荡机构42将会在水平面内随着驱动盘43的转动而实现往复运动，第一驱动器45的转速越高，震荡机构42的来回振动频率越高，反之，频率越低；驱动盘43与震荡机构42接触的表面外凸和内凹的幅度越大，震荡机构42的振动幅度越大，若驱动盘43采用均匀的周期性外凸和内凹的圆弧连接，则震荡机构42的振幅为均匀不变的振幅，反之，震荡机构42的振幅则呈周期性变化，驱动转盘43每旋转一周，则完成一个完整的震荡周期。值得强调的是，所述驱动盘43无论采用均匀或者不均匀的圆弧构成，但驱动盘43的重心始终都位于与第一驱动器45连接的轴心处，采用这一设置的目的在于当处于离心状态时，不会导致偏心而产生额外的振动，而使得阻碍高速离心的进行。离心单元设置在震荡研磨单元4的下方，驱动整个震荡研磨单元4转动，从而实现离心功能的实现。离心的原理与现有的普通离心机相同，只是在结构上与震荡研磨单元4进行的集成，使得在进行震荡研磨时，能够以较低的转速对震荡机构42施加一个旋转运动和离心力，能够进一步加大研磨的效率，缩短研磨震荡时间。由于本技术需要同时兼顾震荡研磨和离心量大功能；因此，任何因为结构不对称，不规则，不同心的导致在离心过程中产生偏心而振动的结构设计都是有违本技术发明构思的，故而，本技术中未针对细小部件进行单独说明的都应当理解为在本发明构思之下；多个相同部件的分布均以离心状态下的轴心均匀分布，使得在离心状态时的重心与离心单元轴心重合。在上述发明构思下，本领域技术人员应当直接地，毫无意义地获知，在有违上述同轴心设置的技术方案均应排除在本案发明相似技术方案之外。
37.实施例2：
38.本实施例实在实施例1的基础上，对震荡机构42进一步优化，所述震荡机构42包括滑动设置在所述滑槽内的导轨421，所述导轨421靠近所述驱动盘43的一端设置有第一定滑轮422，导轨421的另一端固定连接有用于安装离心管424的离心管架423。采用上述结构设置的有益效果在于：第一定滑轮422与驱动盘43抵靠并发生滚动，能够极大减小在震荡过程中的摩擦力，减小内阻和摩擦损耗，提升平稳度，可以延长使用寿命；再者，通过导轨421内嵌滑槽的方式并以转盘41圆心为中心点呈射线对称布置，能够同时实现多组织块研磨震荡处理，同时离心状态能够保持极佳的平衡度。当然，作为公知常识性知识，在进行多个组织块同时处理时，应当采用等圆心角放置或对称放置，以避免在离心时因离心管放置不均匀而失衡偏心。
39.实施例3：
40.为了再进一步提升震荡机构42工作的可靠性，结合说明书附图6
‑
图8所示，所述回位机构46包括固定连接在所述转盘41下表面的第一固定座461，固定连接在所述导轨421上的第二固定座464，所述第二固定座464上固连有防倾杆463，所述防倾杆463上套设有弹簧462，所述弹簧462的两端分别与所述第一固定座461和第二固定座464固定连接。由于第一固定座461与第二固定座464分别固定在转盘41和导轨421上，处于拉绳状态的弹簧462在驱动盘43的作用下推动导轨421远离转盘41圆心后能够在弹簧462的拉力作用下自动复位且能够保证第一定滑轮422始终与驱动盘43贴合，保证震荡频率、振幅的可控性和一致性。所述转盘41的下表面上还与所述震荡机构42一一对应设置有驱动震荡机构42在竖直平面内做往复弹跳移动的震荡滑轮机构47；所述导轨421向下延伸至转盘41外部，所述导轨421的下表面具有平滑设置的起伏面4211，所述震荡滑轮机构47包括所述转盘41的下表面固定连接的滑轮支架471，以及转动连接在所述滑轮支架471上的第二定滑轮472，所述第二定滑轮
472与所述起伏面4211抵靠接触；所述导轨421的上表面与转盘41上的滑槽内壁之间存在间隙，所述间隙内安装有始终推动所述轨道421向下与转盘41紧贴的压簧片44。所述第二定滑轮472与所述导轨421的相对位置能够进一步调节离心管424的摆动幅度，即所述第二定滑轮472相当于支点，离心管424与第二定滑轮472的距离相当于杠杆的力臂，在压簧片44提供的弹性压力能够完全将导轨421靠近第一定滑轮422一端固定的前提下，离心管424的摆动服从杠杆原理。鉴于上述运动规律，使用者根据本实施例提供的原理和结构，可以根据实际需要的振幅而灵活设定起伏面4211，以及第二定滑轮472的实际位置。涉及的组合方案理论上存在无数种参数配合，在此不做一一详述。
41.上述结构设置虽然结构简单，但是能够获得的技术效果是非常显著的，亦是本技术技术亮点之一，在震荡过程中，所述导轨421在往复运动的过程中通过下表面设置的起伏面4211与第二定滑轮472相互作用实现导轨421的上下运动，即实际位于导轨421自由端的离心管架423就同时进行水平往复和竖直往复的复合运动，由于导轨421始终处于压簧片44的弹力作用下，因此导轨421始终能够与第二定滑轮472接触，依靠起伏面4211的上下幅度而实现竖直方向的振动。上述结构无需单独提供驱动装置或者其他提供动力的驱动器，完全依赖于结构设置，利用所述第一驱动器45提供的驱动力同步实现，使得控制更加简单，运行更加稳定和可靠。
42.实施例4：
43.本实施例作为对实施例3的结构进行优化设置的技术方案，结合说明书附图1
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图4所示，所述压簧片44呈倒置v型安装在所述导轨421上表面与转盘41的滑槽之间，所述滑槽内设置有与所述压簧片44形状相适应的容纳结构；所述压簧片44的两个自由端呈反向卷曲形成角度不低于90度的圆弧状。压簧片44的自由端反向卷曲设置的目的是使得压簧片44与导轨421上表面接触为平面光滑接触，以满足导轨421在不丧失弹力的作用下能够在滑槽内自由滑动。
44.为了更好的布局所述离心单元和震荡研磨单元4，本实施例中，所述转盘41下表面还固定连接有上端开口呈桶状的安装支架5，所述第一驱动器45与所述安装支架5固定连接。
45.本实施例中，所述离心单元包括与所述安装支架5驱动连接的第二驱动器6，所述第二驱动器6的底部与壳体1连接。
46.为了保证在研磨离心过程中，所述壳体1上还设置有与所述壳体1密闭盖合的盖体2。所述壳体1的内底部还设置有冷却槽7。所述冷却槽7内用于放置诸如冰块之类的物体，以保证整个研磨离心环境温度较低，同时也不用额外的增设制冷设备，有效的控制了实验成本。所述壳体1上设置有分别用于控制所述第一驱动器45和第二驱动器6的控制面板3。
47.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。