CN103395091B - 微小颗粒制备与分配系统 - Google Patents
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Abstract
由格栅状切割器、平行切割器与分配器组成一系统，样本经过格栅状刀片切割成方体，再经过平行切割器横断为同等大小的立方体，再转移至颗粒分配器上进行逐粒分配；该分配器活塞数量与容器的格栅数相等，并等距安置于一转盘的圆周，下端导丝归集于格栅状导轨中，通过按压连杆机构推动活塞及导丝末端推挤样本颗粒下移释放，同时通过转动波轮推动转盘旋转，使下一活塞转动至连杆对应位置，实现逐粒分配。该系统可以将厘米级大小样本切割为数十个毫米级微粒并逐粒分配，每粒颗粒经受同等条件的处理，避免了钳夹损伤。
Description
本发明系一种切割制备微小颗粒并逐粒进行分配的的工具。
在组织培养、毒性实验以及其他应用中，需要将大的样本分割制备为同等大小的颗粒，不仅要求每粒颗粒受到同等条件处理，还要避免对颗粒进行钳夹。目前，由于工具的缺乏，难以按照上述要求制备数毫米大小的颗粒并逐粒进行分配。
为此，本发明提供一种装置，能够将样本切割制备为均匀的微小颗粒并逐粒进行分配。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由格栅状切割器、平行切割器与分配器组成一系统。样本经过一种带矩阵排列的正方形格栅状刀片切割后，以长条状阵列进入正方形格栅状容器中，再将容器水平放置，使正方形长条状样本经过平行切割器的等距安置的并列刀片横断切割，成为同等大小的立方形微小颗粒置于正方形格栅状容器中；将该容器转移至颗粒分配器上进行逐粒分配。该分配器由连杆机构、转动波轮、活塞导丝旋转复合体、螺旋主轴以及外壳组成，复合体上端的活塞数量与容器的格栅数相等，并等距安置于一转盘的圆周，活塞的高度由高到低依次排列，其最高与最低差距等于一个格栅的边长，也等于螺旋主轴的螺距，复合体下端导丝归集于矩阵排列的正方形格栅状导轨中，其每根导丝的末端与样本格栅容器中的每一格颗粒相对应；按压一次连杆机构，连杆推动一个活塞下降一个格栅的距离，其导丝末端推动样本格栅容器中的一个颗粒下移并自容器释出，同时连杆通过转动波轮推动复合体旋转，使下一活塞转动至连杆对应位置，重复按压连杆至最后一个活塞，则将一个格栅样本容器中的同一平面的颗粒全部逐粒推出，与此同时，复合体沿螺旋主轴旋转一周，上移一个格栅的距离，开始下一周期，如此循环，则可将格栅容器中的颗粒样本逐粒全部推出，实现逐粒分配。复位时，将导丝末端固定于同一平面，并旋转螺旋主轴，使复合体与活塞导丝同步回复原位。
由于采用了以上方案，能够方便将厘米级样本制备为数十枚毫米级同等大小的颗粒，并进行逐粒分配，每粒颗粒经受同等的处理，避免了钳夹损伤。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为组成微小颗粒制备与分配系统的格栅状切割器、平行切割器与分配器
图1、2为格栅状切割器、平行切割器的结构与工作原理示意图
图1、3、4、5、6、7、8、9为分配器结构与工作原理示意图
图中1格栅状切割器1.1格栅状刀头1.1.1刀片1.1.2刀刃1.1.3刀背1.1.4凹槽1.1.5护边1.2格栅容器1.2.1刀头容器分界凹槽1.2.2凹槽1.2.3接口2平行切割器2.1接口2.2主体2.3刀头容器分割刀片2.4刀片3颗粒分配器3.1上盖3.1.1主轴穿孔3.1.2螺旋主轴3.1.3主轴紧固螺栓3.1.4楔形卡口3.1.5水平穿孔3.1.6垂直穿孔3.1.7导轨凹槽3.1.8连杆固定螺栓3.1.9护手3.1.10下接口3.2转动波轮3.2.1轮齿3.2.2轮缘2.2.3定位凹槽3.2.4圆孔3.2.5.中央孔3.3转盘3.3.1活塞缸3.3.2轮柱3.3.3导丝穿孔3.3.4主轴螺母接口3.3.5下接口3.4下盖3.4.1上接口3.4.2滚珠3.4.3弹簧3.5活塞导丝3.5.1首位活塞3.5.2次位活塞3.5.3末位活塞3.5.4导丝3.6水平连杆3.6.1螺栓穿孔3.6.2压帽3.6.3主轴穿孔3.6.4末端3.7按钮压杆3.7.1楔形卡口3.7.2水平卡口3.7.3挡板3.7.4插孔3.7.5垂直压杆3.7.6弹簧3.8锥形体3.8.1接头3.8.2槽3.9漏斗管3.9.1漏斗3.9.2管腔4升降操作台4.1接口4.2水平臂4.3垂直臂4.4固定螺栓4.5升降台4.6操作杆L＝单个格栅边长＝螺旋主轴螺距＝首枚最长活塞导丝总长-末枚最短活塞导丝总长＝平行分割刀片间距＝单次按压活塞下移距离≈制备的立方形样本颗粒边长
图1、2中，格栅状切割器(1)分为格栅状刀头(1.1)与格栅容器(1.2)相互连续的两部分，其格栅状刀头(1.1)由凹槽(1.1.4)分别位于刀刃(1.1.2)和刀背(1.1.3)的刀片(1.1.1)相互卡合而成，护边(1.1.5)固定刀片，并经刀头容器分界凹槽(1.2.1)与格栅容器(1.2)相延续，格栅容器的格栅与刀头的格栅相延续，格栅容器上刻有凹槽(1.2.2)，其与刀头容器分界凹槽(1.2.1)一同作为水平切割的指示；护边(1.1.5)与格栅容器(1.2)均由塑料制备而成，横断面外观呈椭圆形结构，中央为正方形格栅，两侧各半圆形厚壁向一侧延伸形成U型接口(1.2.3)；格栅状切割器(1)为一次性灭菌用品；使用时，将切割器(1)经U形接口安置于操作台(4)的U形接口(4.1)上，将样本放置于升降台(4.5)上，松开固定螺栓(4.4)调整切割器(1)与样本间的距离，然后紧固螺栓(4.4)，压下操作杆(4.6)，升降台(4.5)上升使切割器(1)对样本进行垂直切割，样本经过格栅状刀头(1.1)切割后，以长条状阵列进入正方形格栅容器(1.2)中。
图1、2中，平行切割器(2)的上端为U形接口(2.1)，其主体(2.2)下端平行安置一个与格栅状切割器(1)长径略宽的刀头容器分割刀片(2.3)与数个宽度介格栅状切割器(1)长短径之间的刀片(2.4)；使用时，平行切割器经U形接口(2.1)安置于操作台(4)的接口(4.1)上，再将内置样本的格栅状切割器(1)水平放置于升降台(4.5)上，使其凹槽(1.2.1)(1.2.2)与平行分割刀片(2.3)(2.4)相互对应，松开固定螺栓(4.4)调整切割器(2)与格栅状切割器(1)的距离，然后紧固螺栓(4.4)，压下操作杆(4.6)，升降台(4.5)上升使平行切割器(2)对格栅状切割器(1)进行切割，刀头容器分割刀片(2.3)将格栅状切割器(1)的格栅状刀头(1.1)与格栅容器(1.2)相互分离，格栅容器(1.2)内的长方体样本也被刀片(2.4)切割为小的立方体，格栅容器(1.2)连同其内的颗粒一同转移至分配器(3)进行分配。
图1、3、4、5、6、7、8、9中，颗粒分配器(3)由上盖(3.1)、转动波轮(3.2)、转盘(3.3)、活塞导丝(3.5)、水平连杆(3.6)、按扭压杆(3.7)、锥形体(3.8)与漏斗管(3.9)组装而成，其中导丝(3.5.2)、螺钉由金属材料制备而成，转动波轮(3.2)由可自润滑的聚四氟乙烯材料制备而成，其余组件由塑料制备而成；组件按下列流程进行装配：
第一步，进行上盖与连杆按钮复合体的装配：将垂直压杆(3.7.5)插入插孔(3.7.4)中，安好弹簧(3.7.6)，将垂直压杆(3.7.5)自上盖(3.1)的垂直穿孔(3.1.6)插入导轨凹槽(3.1.7)，按钮(3.7)的楔形卡口(3.7.1)卡入上盖(3.1)的楔形卡口(3.1.4)中，将按钮压杆(3.7)向下按压，使其水平卡口(3.7.2)与上盖(3.1)的水平穿孔(3.1.5)对齐，将水平连杆(3.6)的末端(3.6.4)经上盖(3.1)的水平穿孔(3.1.5)插入按扭压杆(3.7)的水平卡口(3.7.2)中，再将水平连杆(3.6)的螺栓穿孔(3.6.1)与上盖的连杆固定螺栓(3.1.8)相固定，将螺旋主轴(3.1.2)插入上盖(3.1)主轴穿孔(3.1.1)中和水平连杆(3.6)的主轴穿孔(3.6.3)内；
第二步，进行活塞导丝旋转复合体的装配：将转盘(3.3)的下接口(3.3.5)插入转动波轮(3.2)的中央孔(3.2.5)中，继之，将转盘(3.3)的轮柱(3.3.2)插入转动波轮(3.2)的圆孔(3.2.4)中，再将锥形体(3.8)的接头(3.8.1)插入转盘(3.3)的下接口(3.3.5)中，并使锥形体(3.8)的凹槽(3.8.2)与转盘(3.3)的导丝穿孔(3.3.3)对齐，将漏斗管(3.9)的漏斗(3.9.1)覆盖于锥形体(3.8)表面，将活塞导丝(3.5)由首位活塞(3.5.1)、次位活塞(3.5.2)到末位活塞(3.5.3)由长到短的顺序，按照转盘(3.3)的逆时针方向依次自转盘(3.3)的活塞缸(3.3.1)、导丝穿孔(3.3.3)、锥形体(3.8)的凹槽(3.8.2)、漏斗管(3.9)的管腔(3.9.2)插入被切除刀头的格栅容器(1.2)中，再将格栅容器(1.2)插入漏斗管(3.9)的下端，上推活塞导丝(3.5)，使导丝(3.5.4)的下端处于同一平面；
第三步，将上盖(3.1)盖于活塞导丝旋转复合体之上，上盖(3.1)的下缘与转动波轮(3.2)的轮缘(3.2.2)相接触，将首位活塞(3.5.1)旋转调整至水平连杆(3.6)压帽(3.6.2)下对应位置，将下盖(3.4)的滚珠(3.4.2)与转动波轮(3.2)上的定位凹槽(2.2.3)相对应，盖上下盖(3.4)，使上盖(3.1)的下接口(3.1.10)与下盖(3.4)的上接口(3.4.1)牢固粘结；
使用时，将内有颗粒的格栅容器(1.2)的U形接口(1.2.3)与漏斗管(3.9)下端的U形接口接合，导丝末端与格栅容器(1.2)的格栅相对应，向下按压按钮压杆(3.7)一个轮齿(3.2.1)的高度，水平连杆(3.6)的压帽(3.6.2)将首位活塞(3.5.1)向下推移1个L的距离，其导丝末端将格栅容器(1.2)中的一颗微粒推出，与此同时，按钮压杆(3.7)推动垂直压杆(3.7.5)下压转动波轮(3.2)的轮齿(3.2.1)，使转动波轮(3.2)、转盘(3.3)沿顺时针方向旋转一个轮齿和活塞的距离，滚珠(3.4.2)移动至定位凹槽(2.2.3)的斜面上，当弹簧(3.7.6)使按钮压杆(3.7)及垂直压杆(3.7.5)回复原位时，垂直压杆(3.7.5)对转动波轮(3.2)轮齿(3.2.1)的阻挡解除，弹簧(3.4.3)推动滚珠(3.4.2)向定位凹槽(2.2.3)底部滑动，推动转动波轮(3.2)和转盘(3.3)沿顺时针方向继续旋转，使次位活塞(3.5.2)移动至水平连杆(3.6)压帽(3.6.2)下对应位置，为下一次按压作准备，此时转动波轮(3.2)和转盘(3.3)沿顺时针方向已经移动1/9个圆周，活塞导丝旋转复合体沿螺旋主轴(3.1.2)整体上移1/9L距离，原次位活塞(3.5.2)低于首位活塞(3.5.1)1/9L的高度差被消除，重复按压按钮至末位活塞(3.5.3)完成，则活塞导丝旋转复合体沿螺旋主轴(3.1.2)旋转一个圆周，整体上移1个L距离，首位活塞(3.5.1)与末位活塞(3.5.3)回复1个L的高度差，所有导丝末端整体下移一个L的距离，并将格栅容器(1.2)中同一平面的颗粒全部推出，导丝末端均进入格栅容器(1.2)中的同一平面，为下一循环做好准备；复位时，拔除已排空的格栅容器(1.2)，将所有导丝末端固定于同一平面，松开主轴紧固螺栓(3.1.3)，旋转螺旋主轴(3.1.2)，使旋转复合体及其内的活塞导丝同步回复原位。
Claims (3)
1.一种微小颗粒制备与分配系统，其特征在于：分配器(3)由上盖(3.1)、转动波轮(3.2)、转盘(3.3)、活塞导丝(3.5)、水平连杆(3.6)、按扭压杆(3.7)、锥形体(3.8)与漏斗管(3.9)组装而成；装配时，先组装上盖与连杆按钮复合体：垂直压杆(3.7.5)插入插孔(3.7.4)，再穿过弹簧(3.7.6)，自上盖(3.1)的垂直穿孔(3.1.6)插入导轨凹槽(3.1.7)，按钮压杆(3.7)的楔形卡口(3.7.1)卡入上盖(3.1)的楔形卡口(3.1.4)，向下按压使其水平卡口(3.7.2)与上盖(3.1)的水平穿孔(3.1.5)对齐，将水平连杆(3.6)的末端(3.6.4)经上盖(3.1)的水平穿孔(3.1.5)插入按扭压杆(3.7)的水平卡口(3.7.2)中，再将水平连杆(3.6)的螺栓穿孔(3.6.1)与上盖的连杆固定螺栓(3.1.8)相固定，将螺旋主轴(3.1.2)插入上盖(3.1)主轴穿孔(3.1.1)中和水平连杆(3.6)的主轴穿孔(3.6.3)内；再进行活塞导丝旋转复合体的装配：将转盘(3.3)的下接口(3.3.5)插入转动波轮(3.2)的中央孔(3.2.5)中，其轮柱(3.3.2)插入转动波轮(3.2)的圆孔(3.2.4)，再将锥形体(3.8)的接头(3.8.1)插入转盘(3.3)的下接口(3.3.5)中，并使锥形体(3.8)的凹槽(3.8.2)与转盘(3.3)的导丝穿孔(3.3.3)对齐，将漏斗管(3.9)的漏斗(3.9.1)覆盖于锥形体(3.8)表面，将活塞导丝(3.5)由首位活塞(3.5.1)、次位活塞(3.5.2)到末位活塞(3.5.3)由长到短的顺序，按照转盘(3.3)的逆时针方向依次自转盘(3.3)的活塞缸(3.3.1)、导丝穿孔(3.3.3)、锥形体(3.8)的凹槽(3.8.2)、漏斗管(3.9)的管腔(3.9.2)插入被切除刀头的格栅容器(1.2)中，再将格栅容器(1.2)插入漏斗管(3.9)的下端，上推活塞导丝(3.5)，使导丝(3.2)的下端处于同一平面；最后将上盖(3.1)盖于活塞导丝旋转复合体之上，上盖(3.1)的下缘与转动波轮(3.2)的轮缘(3.2.2)相接触，将首位活塞(3.5.1)旋转调整至水平连杆(3.6)压帽(3.6.2)下对应位置，将下盖(3.4)的滚珠(3.4.2)与转动波轮(3.2)上的定位凹槽(2.2.3)相对应，盖上下盖(3.4)，使上盖(3.1)的下接口(3.1.10)与下盖(3.4)的上接口(3.4.1)牢固粘结；使用时，将内有颗粒的格栅容器(1.2)的U形接口(1.2.3)与漏斗管(3.9)下端的U形接口接合，导丝末端与格栅容器(1.2)的格栅相对应，向下按压按钮压杆(3.7)一个轮齿(3.2.1)的高度，水平连杆(3.6)的压帽(3.6.2)将首位活塞(3.5.1)向下推移1个L的距离，其导丝末端将格栅容器(1.2)中的一颗微粒推出，同时，按钮压杆(3.7)推动垂直压杆(3.7.5)下压转动波轮(3.2)的轮齿(3.2.1)，使转动波轮(3.2)、转盘(3.3)沿顺时针方向旋转一个轮齿和活塞的距离，滚珠(3.4.2)移动至定位凹槽(2.2.3)的斜面上，当弹簧(3.7.6)使按钮压杆(3.7)及垂直压杆(3.7.5)回复原位时，垂直压杆(3.7.5)对转动波轮(3.2)轮齿(3.2.1)的阻挡解除，弹簧(3.4.3)推动滚珠(3.4.2)向定位凹槽(2.2.3)底部滑动，推动转动波轮(3.2)和转盘(3.3)沿顺时针方向继续旋转，使次位活塞(3.5.2)移动至水平连杆(3.6)压帽(3.6.2)下对应位置，为下一次按压作准备，此时转动波轮(3.2)和转盘(3.3)沿顺时针方向已经移动1/9个圆周，活塞导丝旋转复合体沿螺旋主轴(3.1.2)整体上移1/9L距离，原次位活塞(3.5.2)低于首位活塞(3.5.1)1/9L的高度差被消除，重复按压按钮至末位活塞(3.5.3)完成，则活塞导丝旋转复合体沿螺旋主轴(3.1.2)旋转一个圆周，整体上移1个L距离，首位活塞(3.5.1)与末位活塞(3.5.3)回复1个L的高度差，所有导丝末端整体下移一个L的距离，并将格栅容器(1.2)中同一平面的颗粒全部推出，导丝末端均进入格栅容器(1.2)中的同一平面，为下一循环做好准备；复位时，拔除已排空的格栅容器(1.2)，将所有导丝末端固定于同一平面，松开主轴紧固螺栓(3.1.3)，旋转螺旋主轴(3.1.2)，使旋转复合体及其内的活塞导丝同步回复原位。
2.一种权利要求1所述微小颗粒制备与分配系统，其特征在于：单个格栅边长＝螺旋主轴螺距＝首枚最长活塞导丝总长-末枚最短活塞导丝总长＝平行分割刀片间距＝单次按压活塞下移距离≈制备的立方形样本颗粒边长。
3.一种权利要求1所述微小颗粒制备与分配系统，其特征在于：其导丝(3.5.4)、螺钉由金属材料制备而成，转动波轮(3.2)由可自润滑的聚四氟乙烯材料制备而成，其余组件由塑料制备而成。
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