CN105349423A - 一种独立腔室的血管流体平台使用方法 - Google Patents

一种独立腔室的血管流体平台使用方法 Download PDF

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Abstract

一种独立腔室的血管流体平台使用方法，所述使用方法包括：第一步，安装毛细管流动腔；选取实验要求的所需内径尺寸规格的透明毛细管作为毛细管流动腔；第二步，将上、下层通过螺栓固定；第三步，通循环流动液体；通入流体，当液体全部充满毛细管流动腔后，且流速稳定时，用倒置显微镜镜头从下方观察，开始试验；需要观察毛细管流动腔内壁另一侧的细胞时，开动成对的微型同步电机，将毛细管流动腔从两端同时旋转一个角度，然后再用显微镜镜头观察；本发明的使用方法具有使用灵活方便，通用性较强；一个流动腔体平台可同时进行多个不同的条件对比实验，或使用不同管径的流动腔体，提高了实验效率，降低了实验成本。

Description

一种独立腔室的血管流体平台使用方法
技术领域
本发明涉及一种生物医学实验装置使用方法，特别涉及一种独立腔室的血管流体平台使用方法。
背景技术
在生物医学工程实验研究中，对于血液细胞等多种细胞在流体力的刺激下，其分离和相同流体环境下增殖培养的比较研究实验；以及对于同种细胞在不同流体环境刺激下的比较研究实验等，均需要一种，能够保证实验的同一性、又同时满足细胞的在模拟血管持续流体力的影响下的不同条件对比实验。近年来，各个专业实验室，都在根据自己的实验特性，开发和设计制作个性化的细胞流体力学实验仪器。而血管流体实验用流动腔体平台，是该种个性化仪器满足不同流体或细胞条件，进行显微镜观察的主要部件之一。个性化实验要求各个流动腔室独立，采用不同流动液体和混合不同药物，利用血管流体实验仪器用的流动腔体平台，来完成模拟血管流体的多种实验。因此，针对血管流体实验专用仪器，开发设计满足要求的血管流体实验用具有独立腔室的流动腔体平台，在保证实验的一致性和同一性方面有着巨大的需求。为此，在生物工程科学实验研究中的需要开发一种独立腔室的血管流体平台使用方法。
总之，现有技术中的血管流体平台使用方法存在着通用性差，实验精度低，不能同时进行多种流体实验等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种独立腔室的血管流体平台使用方法。
实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种独立腔室的血管流体平台使用方法，所述独立腔室的血管流体平台包括呈扁平状长方体的上层体和下层体，上层体和下层体通过螺栓连接；所述上层体包括上层观察窗口、上层凸台、2～4对流体均匀单元、2～4对流体管、毛细管流动腔、2～4对驱动单元、玻璃封片和螺栓孔；所述上层观察窗口呈长方形贯穿设置于上层中部位置，两个上层凸台分别对称设置于上层观察窗口短边外侧的上层体底部，每对流体均匀单元对称设置于两个上层凸台底部，且在上层凸台上平行间隔布置，一对流体均匀单元对应一个毛细管流动腔，同时对应一对驱动单元；流体均匀单元包括匀流池、流体均化池和溢流通道，匀流池设置于上层凸台底部靠近观察窗口一侧，观察窗口宽边的内侧壁上设置有与匀流池连通的通孔，流体均化池设置于匀流池外侧的上层凸台底部，溢流通道将匀流池与流体均化池顶部连通，流体均化池顶部设置有细管孔组；每对流体管一端通过连接细管孔组连通一对流体均匀单元，另一端连通上层体外侧；所述毛细管流动腔为透明的管状结构设置于上层观察窗口内且与观察窗口长边平行设置，其两端均通过流动腔体密封套插入通孔与对应的匀流池密闭连通；每对驱动单元驱动对应的毛细管流动腔径向转动，每对驱动单元对称设置于观察窗口短边两侧并固定于上层体上表面；所述两个玻璃封片分别密闭粘贴于两个上层凸台底面，其大小尺寸与两个上层凸台底面相同；所述螺栓孔设置于两上层凸台外侧；所述下层体包括下层观察窗口、下层体容纳槽和螺栓孔；所述下层观察窗口呈长方形贯穿设置下层中部位置，并与上层观察窗口对应设置，所述下层体容纳槽外缘呈长方形沿下层观察窗口外侧设置一周且开口向上，其可容纳两个上层凸台即两个上层凸台之间的突起物，螺栓孔设置于下层体容纳槽外侧，并与上层体螺栓孔对应设置；
所述使用方法包括：
第一步，安装毛细管流动腔；
a.选取实验要求的所需内径尺寸规格的透明毛细管作为毛细管流动腔；
b.依据观察窗口的长度，截取比观察窗口长5mm的毛细管流动腔；
c.毛细管流动腔灭菌消毒处理；
d.毛细管流动腔内部培养试验用细胞，细胞贴壁后安装；
e.选取外径与通孔孔径相匹配，内径与选取的毛细管流动腔相匹配的流动腔体密封套；
f.选取外径与流动腔体卡紧传动齿轮内孔直径相匹配，内径与选取的毛细管流动腔相匹配的流动腔体套；
g.分别在每根毛细管流动腔两端头依次套上流动腔体套和流动腔体密封套，流动腔体卡紧传动齿轮固定外套于流动腔体套上；
h.将毛细管流动腔直接插入通孔并深入匀流池内，直到毛细管流动腔另一端可以通过通孔插入对称的匀流池内，使毛细管两端均进入在通孔内；
i.然后再向两个通孔内推入套好的流动腔体密封套，将毛细管流动腔与匀流池密闭连通，同时调整好流动腔体套的位置；
j.重复前述操作，依次安装好剩下的各个毛细管流动腔及相关部件；
k.调节微型同步电机、传动组件与流动腔体卡紧传动齿轮的位置，使微型同步电机能够通过传动组件带动流动腔体卡紧传动齿轮，从而带动毛细管流动腔转动；
第二步，装配上层体和下层体；
a.先在下层体容纳槽上铺设好容纳槽密封垫；
b.将上层凸台对准下层体的下层体容纳槽，上、下层体相互嵌入；
c.将上、下层通过螺栓固定；
第三步，通循环流动液体；
a.将连通同一对流体均匀单元的2个流体管，分别1个接来自分流瓶的进样软管，1个接通往收集瓶的出样软管；
b.重复前述操作，将其余流体管接通；
c.通入流体，当液体全部充满毛细管流动腔后，且流速稳定时，用倒置显微镜镜头从下方观察，开始试验；
d.需要观察毛细管流动腔内壁另一侧的细胞时，开动成对的微型同步电机，将毛细管流动腔从两端同时旋转一个角度，然后再用显微镜镜头观察；
实验过程中，调整泵的进液方向，全部一致性改变进出液体方向，进行活细胞在随后逆流情况下的流体实验。
进一步的，所述成对设置于中部的流体均匀单元中流体均化池相对于成对设置于两侧的流体均匀单元中流体均化池更远离观察窗口。
进一步的，所述细管孔组包括一个大流孔和两个小流孔，大流孔设置于流体均化池中部位置，小流孔设置于流体均化池两端端部。
进一步的，所述匀流池和溢流通道的流道宽度相同。
进一步的，所述匀流池和流体均化池的高度均为3mm～5mm，溢流通道的高度为1mm。
进一步的，所述驱动单元包括微型同步电机、传动组件、流动腔体卡紧传动齿轮和流动腔体套，微型同步电机通过固定片与电机固定螺栓配合固定于上层体顶面，微型同步电机通过传动组件传动连接流动腔体卡紧传动齿轮，流动腔体卡紧传动齿轮固定外套于流动腔体套上，流动腔体套固定外套于流动腔体一端。
进一步的，所述设置于观察窗口同侧驱动单元中的微型同步电机通过固定连接片相互固定。
进一步的，所述流动腔体内径为φ0.3mm～φ5mm，所述流动腔体密封套和流动腔体套均与流动腔体内径大小相匹配。
进一步的，所述上层体底面的观察窗口长边两侧均设置有观察凹槽，该观察凹槽沿观察窗口长边平行设置，其长度与观察窗口长边相同。
本发明的独立腔室的血管流体平台满足了不同规格型号的细胞流体力学实验仪器配套使用要求；本发明的使用方法具有使用灵活方便，通用性较强；一个流动腔体平台可同时进行多个不同的条件对比实验，或使用不同管径的流动腔体，提高了实验效率，降低了实验成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明独立腔室的血管流体平台结构示意图；
图2为本发明独立腔室的血管流体平台剖面结构示意图；
图3为本发明上层体俯视图；
图4为本发明上层体仰视图；
图5为本发明下层体俯视图；
图6为本发明下层体剖面结构示意图；
图中：1.上层体；2.上层观察窗口；3.微型同步电机；4.固定连接片；5.传动组件；6.固定片；7.螺栓；8.流体管；9.毛细管流动腔；10.电机固定螺栓；11.观察凹槽；12.上层凸台；13.流体均匀单元；14.玻璃封片；17.匀流池；18.流体均化池；19.小流孔；20.大流孔；21.溢流通道；22.下层体；23.下层观察窗口；24.下层体容纳槽；25.显微镜镜头。
具体实施方式
如图1至图6所示，有鉴于此，本发明的目的是提供一种独立腔室的血管流体平台使用方法。
实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种独立腔室的血管流体平台使用方法，所述独立腔室的血管流体平台包括呈扁平状长方体的上层体1和下层体22，上层体1和下层体22通过螺栓7连接；所述上层体1包括上层观察窗口2、上层凸台12、2～4对流体均匀单元13、2～4对流体管8、毛细管流动腔9、2～4对驱动单元、玻璃封片14和螺栓7孔；所述上层观察窗口2呈长方形贯穿设置于上层中部位置，两个上层凸台12分别对称设置于上层观察窗口2短边外侧的上层体1底部，每对流体均匀单元13对称设置于两个上层凸台12底部，且在上层凸台12上平行间隔布置，一对流体均匀单元13对应一个毛细管流动腔9，同时对应一对驱动单元；流体均匀单元13包括匀流池17、流体均化池18和溢流通道21，匀流池17设置于上层凸台12底部靠近观察窗口一侧，观察窗口宽边的内侧壁上设置有与匀流池17连通的通孔，流体均化池18设置于匀流池17外侧的上层凸台12底部，溢流通道21将匀流池17与流体均化池18顶部连通，流体均化池18顶部设置有细管孔组；每对流体管8一端通过连接细管孔组连通一对流体均匀单元13，另一端连通上层体1外侧；所述毛细管流动腔9为透明的管状结构设置于上层观察窗口2内且与观察窗口长边平行设置，其两端均通过流动腔体密封套插入通孔与对应的匀流池17密闭连通；每对驱动单元驱动对应的毛细管流动腔9径向转动，每对驱动单元对称设置于观察窗口短边两侧并固定于上层体1上表面；所述两个玻璃封片14分别密闭粘贴于两个上层凸台12底面，其大小尺寸与两个上层凸台12底面相同；所述螺栓7孔设置于两上层凸台12外侧；所述下层体22包括下层观察窗口23、下层体容纳槽24和螺栓7孔；所述下层观察窗口23呈长方形贯穿设置下层中部位置，并与上层观察窗口2对应设置，所述下层体容纳槽24外缘呈长方形沿下层观察窗口23外侧设置一周且开口向上，其可容纳两个上层凸台12即两个上层凸台12之间的突起物，螺栓7孔设置于下层体容纳槽24外侧，并与上层体1螺栓7孔对应设置；
所述使用方法包括：
第一步，安装毛细管流动腔9；
l.选取实验要求的所需内径尺寸规格的透明毛细管作为毛细管流动腔9；
m.依据观察窗口的长度，截取比观察窗口长5mm的毛细管流动腔9；
n.毛细管流动腔9灭菌消毒处理；
o.毛细管流动腔9内部培养试验用细胞，细胞贴壁后安装；
p.选取外径与通孔孔径相匹配，内径与选取的毛细管流动腔9相匹配的流动腔体密封套；
q.选取外径与流动腔体卡紧传动齿轮内孔直径相匹配，内径与选取的毛细管流动腔9相匹配的流动腔体套；
r.分别在每根毛细管流动腔9两端头依次套上流动腔体套和流动腔体密封套，流动腔体卡紧传动齿轮固定外套于流动腔体套上；
s.将毛细管流动腔9直接插入通孔并深入匀流池17内，直到毛细管流动腔9另一端可以通过通孔插入对称的匀流池17内，使毛细管两端均进入在通孔内；
t.然后再向两个通孔内推入套好的流动腔体密封套，将毛细管流动腔9与匀流池17密闭连通，同时调整好流动腔体套的位置；
u.重复前述操作，依次安装好剩下的各个毛细管流动腔9及相关部件；
v.调节微型同步电机3、传动组件5与流动腔体卡紧传动齿轮的位置，使微型同步电机3能够通过传动组件5带动流动腔体卡紧传动齿轮，从而带动毛细管流动腔9转动；
第二步，装配上层体1和下层体22；
d.先在下层体容纳槽24上铺设好容纳槽密封垫；
e.将上层凸台12对准下层体22的下层体容纳槽24，上、下层体22相互嵌入；
f.将上、下层通过螺栓7固定；
第三步，通循环流动液体；
e.将连通同一对流体均匀单元13的2个流体管8，分别1个接来自分流瓶的进样软管，1个接通往收集瓶的出样软管；
f.重复前述操作，将其余流体管8接通；
g.通入流体，当液体全部充满毛细管流动腔9后，且流速稳定时，用倒置显微镜镜头25从下方观察，开始试验；
h.需要观察毛细管流动腔9内壁另一侧的细胞时，开动成对的微型同步电机3，将毛细管流动腔9从两端同时旋转一个角度，然后再用显微镜镜头25观察；
实验过程中，调整泵的进液方向，全部一致性改变进出液体方向，进行活细胞在随后逆流情况下的流体实验。
本发明的独立腔室的血管流体平台，所述成对设置于中部的流体均匀单元13中流体均化池18相对于成对设置于两侧的流体均匀单元13中流体均化池18更远离观察窗口。这样设置便于流体管8安装。所述细管孔组包括一个大流孔20和两个小流孔19，大流孔20设置于流体均化池18中部位置，小流孔19设置于流体均化池18两端端部；这样设置进一步优化匀流效果。所述匀流池17和溢流通道21的流道宽度相同。当流体从溢流通道21流入匀流池17时，不会因为流体流道宽度的变化影响流体的流速变化。所述匀流池17和流体均化池18的高度均为3mm～5mm，溢流通道21的高度为1mm；两个池加一个溢流通道21的目的，主要在于均匀流体的流速，将溢流通道21的高度设计低于匀流池17和流体均化池18，使得匀流效果更佳。所述驱动单元包括微型同步电机3、传动组件5、流动腔体卡紧传动齿轮和流动腔体套，微型同步电机3通过固定片6与电机固定螺栓10配合固定于上层体1顶面，微型同步电机3通过传动组件5传动连接流动腔体卡紧传动齿轮，流动腔体卡紧传动齿轮固定外套于流动腔体套上，流动腔体套固定外套于流动腔体一端。该驱动单元采用了最简单的传动关系，实现了较好的技术效果。所述设置于观察窗口同侧驱动单元中的微型同步电机3通过固定连接片4相互固定。使得微型同步电机3固定安装更加可靠。所述流动腔体内径为φ0.3mm～φ5mm，所述流动腔体密封套和流动腔体套均与流动腔体内径大小相匹配；本发明的仿血管流体腔能够安装不同管径的透明仿生血管流动腔体，提高了试验效率，讲题了试验成本。所述上层体1底面的观察窗口长边两侧均设置有观察凹槽11，该观察凹槽11沿观察窗口长边平行设置，其长度与观察窗口长边相同。该观察凹槽11的设计目的在于扩大观察窗口的显微镜镜头25的活动范围。
上述技术方案中，所述下层体容纳槽24加工有配套的容纳槽密封垫，为了容纳槽密封垫使用，在下层体容纳槽24的四个角还加工有角部挤压预留凹槽，目的是使上层体1与下层体22连接紧密又不至于磨损。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述独立腔室的血管流体平台包括呈扁平状长方体的上层体和下层体，上层体和下层体通过螺栓连接；所述上层体包括上层观察窗口、上层凸台、2～4对流体均匀单元、2～4对流体管、毛细管流动腔、2～4对驱动单元、玻璃封片和螺栓孔；所述上层观察窗口呈长方形贯穿设置于上层中部位置，两个上层凸台分别对称设置于上层观察窗口短边外侧的上层体底部，每对流体均匀单元对称设置于两个上层凸台底部，且在上层凸台上平行间隔布置，一对流体均匀单元对应一个毛细管流动腔，同时对应一对驱动单元；流体均匀单元包括匀流池、流体均化池和溢流通道，匀流池设置于上层凸台底部靠近观察窗口一侧，观察窗口宽边的内侧壁上设置有与匀流池连通的通孔，流体均化池设置于匀流池外侧的上层凸台底部，溢流通道将匀流池与流体均化池顶部连通，流体均化池顶部设置有细管孔组；每对流体管一端通过连接细管孔组连通一对流体均匀单元，另一端连通上层体外侧；所述毛细管流动腔为透明的管状结构设置于上层观察窗口内且与观察窗口长边平行设置，其两端均通过流动腔体密封套插入通孔与对应的匀流池密闭连通；每对驱动单元驱动对应的毛细管流动腔径向转动，每对驱动单元对称设置于观察窗口短边两侧并固定于上层体上表面；所述两个玻璃封片分别密闭粘贴于两个上层凸台底面，其大小尺寸与两个上层凸台底面相同；所述螺栓孔设置于两上层凸台外侧；所述下层体包括下层观察窗口、下层体容纳槽和螺栓孔；所述下层观察窗口呈长方形贯穿设置下层中部位置，并与上层观察窗口对应设置，所述下层体容纳槽外缘呈长方形沿下层观察窗口外侧设置一周且开口向上，其可容纳两个上层凸台即两个上层凸台之间的突起物，螺栓孔设置于下层体容纳槽外侧，并与上层体螺栓孔对应设置；
所述使用方法包括：
第一步，安装毛细管流动腔；
a.选取实验要求的所需内径尺寸规格的透明毛细管作为毛细管流动腔；
b.依据观察窗口的长度，截取比观察窗口长5mm的毛细管流动腔；
c.毛细管流动腔灭菌消毒处理；
d.毛细管流动腔内部培养试验用细胞，细胞贴壁后安装；
e.选取外径与通孔孔径相匹配，内径与选取的毛细管流动腔相匹配的流动腔体密封套；
f.选取外径与流动腔体卡紧传动齿轮内孔直径相匹配，内径与选取的毛细管流动腔相匹配的流动腔体套；
g.分别在每根毛细管流动腔两端头依次套上流动腔体套和流动腔体密封套，流动腔体卡紧传动齿轮固定外套于流动腔体套上；
h.将毛细管流动腔直接插入通孔并深入匀流池内，直到毛细管流动腔另一端可以通过通孔插入对称的匀流池内，使毛细管两端均进入在通孔内；
i.然后再向两个通孔内推入套好的流动腔体密封套，将毛细管流动腔与匀流池密闭连通，同时调整好流动腔体套的位置；
j.重复前述操作，依次安装好剩下的各个毛细管流动腔及相关部件；
k.调节微型同步电机、传动组件与流动腔体卡紧传动齿轮的位置，使微型同步电机能够通过传动组件带动流动腔体卡紧传动齿轮，从而带动毛细管流动腔转动；
第二步，装配上层体和下层体；
a.先在下层体容纳槽上铺设好容纳槽密封垫；
b.将上层凸台对准下层体的下层体容纳槽，上、下层体相互嵌入；
c.将上、下层通过螺栓固定；
第三步，通循环流动液体；
a.将连通同一对流体均匀单元的2个流体管，分别1个接来自分流瓶的进样软管，1个接通往收集瓶的出样软管；
b.重复前述操作，将其余流体管接通；
c.通入流体，当液体全部充满毛细管流动腔后，且流速稳定时，用倒置显微镜镜头从下方观察，开始试验；
d.需要观察毛细管流动腔内壁另一侧的细胞时，开动成对的微型同步电机，将毛细管流动腔从两端同时旋转一个角度，然后再用显微镜镜头观察；
实验过程中，调整泵的进液方向，全部一致性改变进出液体方向，进行活细胞在随后逆流情况下的流体实验。
2.根据权利要求1所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述成对设置于中部的流体均匀单元中流体均化池相对于成对设置于两侧的流体均匀单元中流体均化池更远离观察窗口。
3.根据权利要求1或2任一项所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述细管孔组包括一个大流孔和两个小流孔，大流孔设置于流体均化池中部位置，小流孔设置于流体均化池两端端部。
4.根据权利要求1所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述匀流池和溢流通道的流道宽度相同。
5.根据权利要求4所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述匀流池和流体均化池的高度均为3mm～5mm，溢流通道的高度为1mm。
6.根据权利要求1所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述驱动单元包括微型同步电机、传动组件、流动腔体卡紧传动齿轮和流动腔体套，微型同步电机通过固定片与电机固定螺栓配合固定于上层体顶面，微型同步电机通过传动组件传动连接流动腔体卡紧传动齿轮，流动腔体卡紧传动齿轮固定外套于流动腔体套上，流动腔体套固定外套于流动腔体一端。
7.根据权利要求6所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述设置于观察窗口同侧驱动单元中的微型同步电机通过固定连接片相互固定。
8.根据权利要求1所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述流动腔体内径为φ0.3mm～φ5mm，所述流动腔体密封套和流动腔体套均与流动腔体内径大小相匹配。
9.根据权利要求1所述的独立腔室的血管流体平台使用方法，其特征在于：所述上层体底面的观察窗口长边两侧均设置有观察凹槽，该观察凹槽沿观察窗口长边平行设置，其长度与观察窗口长边相同。
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