CN108261602A - 一种阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法，所述灌注装置包括：玻璃微管、固定模板、捆绑部件、灌注台、灌注器；所述玻璃微管通过捆绑部件固定在固定模板上；所述固定模板固定于灌注台上；所述灌注器通过其前端的细长导管和玻璃微管连接。所述制备方法包括：玻璃微管的制作、固定模板的制作、玻璃微管的固定、灌注台的制作、灌注器的制作。本发明的阵列式玻璃微管灌注装置能根据被注射的核团位置、大小灵活调整玻璃微管尖端的锥度和直径大小；且本发明的阵列式玻璃微管灌注装置能够平行排列注射，不仅效率高、密闭性好，而且使用更加方便。

Description

一种阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法

技术领域

本发明属于涉及玻璃微管灌注及注射模型技术领域，用于脑内核团及体内微小组织的微量病毒注射，具体涉及一种阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法。

背景技术

光遗传学是近几年正在迅速发展的一项整合了光学、软件控制、基因操作技术、电生理等多学科交叉的生物工程技术。该技术需要利用分子生物学、病毒生物学等手段，将外源光敏感蛋白基因导入活细胞中，在细胞膜结构上表达了光敏感通道蛋白。除了转基因技术手段以外，也可以利用病毒载体手段在受体细胞中表达光敏离子通道。最后通过光学方法无损伤或低损伤地控制特异神经元的活动，来研究该神经网络功能，特别适用于在体、甚至清醒动物行为学实验。

因此，为了更准确地将病毒注射到脑内特定的核团，制作出安全、稳定的玻璃微管灌注及注射的模型成为光遗传学的前提技术。但是目前大多数报道的文献中，将病毒注射到脑内特定的核团多用单管玻璃微管，使用起来操作难度大，效率低，密封性差，而且未详细阐述密封的措施及制作方法。例如，专利CN 105420099 A公开了一种高效显微注射装置，该发明通过控制微流体的运动来间接控制细胞运动，使细胞“自己”撞上显微注射针，从而完成细胞的显微注射操作。

专利CN 102268363 A公开了一种显微注射机构，其包括显微注射器、与显微注射器连接的注射器套筒、与注射器套筒连接的封装式陶瓷组件以及若干辅助固定件，所述封装式陶瓷组件包括形状记忆合金以及与形状记忆合金连接的压电陶瓷。

专利CN 104109629 A公开了一种压电超声显微注射器，该申请的注射器，通过两点固定微针可使注射针紧密连接压射组件，降低微针针尖横向位移。

专利CN 107245431A公开了一种用于细胞药物精准注射的显微注射装置及其操作方法，该发明的细胞精准药物注射装置具有捕获控制单细胞，对单细胞进行精准药物注射功能，其精准度高、可调性强，在肿瘤细胞精准医疗实验研究、单细胞显微注射药物方面应用前景广阔。

可以看出，现有的进行显微注射的装置都为单管玻璃微管注射，尽管上述的一些发明文献也提到了改善显微注射效率的问题，但基本上是基于提高单管玻璃微管注射装置的自动化程度与精准度进行的。

综上所述，现有技术中用于病毒注射的玻璃微管还存在操作难度大，效率低，密封性差等问题，因此，亟需一种能够克服上述问题的玻璃微管注射装置及其制备方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法，本发明的这种阵列式玻璃微管灌注装置能根据被注射的核团位置、大小灵活调整玻璃微管尖端的锥度和直径大小；且本发明的阵列式玻璃微管灌注装置能够平行排列注射，不仅效率高、密闭性好，而且使用更加方便。

本发明的目的之一是提供一种阵列式玻璃微管灌注装置的制备方法。

本发明的目的之二是提供一种阵列式玻璃微管灌注装置。

本发明的目的之三是提供上述阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法的应用。

为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了如下技术方案：

首先，本发明公开了一种阵列式玻璃微管灌注装置的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)玻璃微管的制作：选用合适直径的玻璃管，根据实验要求用玻璃电极拉制仪在玻璃管的一端拉制出合适锥度和尺寸的注射端，未拉伸的一端称为灌注端，即得玻璃微管。

(2)固定模板的制作：首先，在矩形板的两个长边垂直方向上设置第一挡板和第二挡板，在第一挡板上制作和步骤(1)中玻璃微管灌注端直径相适应的半固定槽，每隔一段距离制作一个半固定槽；然后，在第二挡板上与第一挡板上半固定槽对应的位置也依次制作上述半固定槽；最后，在第一挡板或第二挡板的两端各制作一个固定槽，用于固定在灌注台上，即得固定模板。

(3)玻璃微管的固定：首先，将步骤(1)中制作好的玻璃微管平行卡扣到步骤(2)中的固定模板的第一挡板、第二挡板的半固定槽中，实现多根玻璃微管的阵列式设置；然后，通过捆绑部件将玻璃微管和固定模板固定在一起，防止使用时玻璃微管和固定模板脱落。

(4)灌注台的制作：在底座上固定一个竖直架，在竖直架上水平固定两个夹子，用于固定步骤(3)中设置有多根玻璃微管的固定模板，从而实现对设置有多根玻璃微管的固定模板的固定；

或者在底座上先固定一个竖直架，然后在竖直架上固定一个水平架，最后在水平架上竖直向上固定两个夹子，从而实现对设置有多根玻璃微管的固定模板的固定。

(5)灌注器的制作：选择合适型号和规格的塑料注射器，加热注射器前端，待前端软化后，用镊子夹住前端，缓慢，用力均匀地拉注射器，形成一个细长的导管，即得灌注器。所述灌注器用于吸取密封物质，并将密封物质灌注到步骤(4)中的玻璃微管中，实现对玻璃微管的密封。

其次，本发明公开了一种阵列式玻璃微管灌注装置，所述灌注装置包括：玻璃微管、固定模板、捆绑部件、灌注台、灌注器。

所述玻璃微管包括灌注端、注射端，注射端和灌注端通过一定的锥度过渡连接。灌注端用于灌注密封物质，注射端用于向特定的核团注射病毒。

所述固定模板由矩形板和设置在矩形板两个长边垂直方向上的第一挡板、第二挡板组成，在第一挡板、第二挡板上分布有半固定槽，在第一挡板或第二挡板的两端各设置有一个固定槽。

所述玻璃微管通过捆绑部件固定在固定模板上；

所述固定模板固定于灌注台上；

所述灌注器通过其前端的细长导管伸入玻璃微管，实现灌注器和玻璃微管的连接。

所述捆绑部件包括：橡皮筋、胶粘条、粘扣等能够实现将玻璃微管和固定模板固定在一起的物体。

所述灌注台包括：底座、竖直架、夹子；所述竖直架固定在底座上，夹子水平设置在竖直架上。

或所述灌注台包括：底座、竖直架、水平架、夹子；所述竖直架固定在底座上，水平架水平固定在竖直架上，架子竖直向上固定在水平架上。

所述竖直架和/或水平架包括：能够起到支撑作用的铁架、塑料架、木质架等。

所述灌注器的前端具有细长的导管，该导管能够吸取密封物质，并将密封物质灌注到玻璃微管中，实现对玻璃微管的密封。

所述玻璃微管平行卡扣在固定模板的挡板的半固定槽中，用捆绑部件将玻璃微管和固定模板固定在一起后，将固定模板通过设置在其第一挡板或第二挡板两端的固定槽与灌注台上的夹子连接，灌注器吸取密封物质后将其前端细长的导管伸入玻璃微管的灌注端，将密封物质灌注到玻璃微管中，灌注完成后然后将固定模板和玻璃微管整体取下后，将微量注射器与灌注好的玻璃微管一一相连，然后将微量注射器同微量注射泵相连，固定于立体定位仪上，用于病毒注射。

最后，本发明公开了上述阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法的应用，所述应用包括：用于光遗传学领域或病毒注射。

需要说明的是，现有的单管玻璃微管注射每次只能注射一个位点，且需要在同一个位点中注射多种病毒时，则需要每注射一次，重新拆卸、更换玻璃微管，不仅效率低，而且在频繁更换过程中玻璃微管极易损坏，严重影响病毒注射的进行。而本发明可在多个玻璃微管中分别装载不同的需要注射的病毒，只需整体移动固定玻璃微管的固定模板，即可依次在同一位点中注射不同的病毒，并能够进行批量化注射，极为高效、便利。另外，采用玻璃微管注射前，首先需要对玻璃微管进行灌注和密封，而现有的单管玻璃微管采用手持灌注，灌注时间较长，导致灌注质量非常不稳定，极易在玻璃微管中引入气泡，而气泡的引入会导致气泡注射到细胞内形成一个空泡，空泡形成造成整个装置密封不完全，一是导致吸取的病毒量不准，从而导致实验的结果不正确，二是若未能及时发现，将气泡注入脑内，将损伤脑组织。而本发明采用拉制的灌注器，由于其前端的细长导管与灌注器是一体化设计，两者之间无缝连接，且导管可以根据玻璃微管的内径拉制，导管吸取密封物质将其灌注到玻璃微管中时，可以很好地避免引入气泡和玻璃微管受制于灌注管直径这两个关键问题，因为现有的灌注器灌注时，都是用注射器与一塑料管连接，密封性差，灌注时不仅会在玻璃微管中引入气泡，而玻璃微管的内径大小受控于塑料管的直径限制，灌注效率和质量均不能很好地满足实际应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)多根玻璃微管固定于铁架台上，方便密封物质的灌注，在灌注过程中，玻璃微管不会移动，同时可以实现横向灌注和纵向灌注，不受方向的控制。

(2)本发明的阵列式玻璃微管灌注装置能根据被注射的核团位置、大小灵活调整玻璃微管尖端的锥度和直径大小；且本发明的阵列式玻璃微管灌注装置能够平行排列注射，不仅效率高、密闭性好，而且使用更加方便。

(2)灌注器的制作不仅成本低廉，更重要的是解决了以往灌注方法遇到的密封性差、效率低的关键问题。

附图说明

图1为本发明玻璃微管示意图。

图2为本发明固定模板示意图。

图3为本发明灌注器示意图。

图4为本发明将玻璃卡和在固定模板上后的示意图。

图5为本发明将固定模板固定在灌注台上进行水平灌注的示意图。

图6为本发明将固定模板固定在灌注台上进行竖直灌注的示意图。

图7为本发明实施例1制作的玻璃微管。

其中，1-玻璃微管，2-灌注端，3-注射端，4-固定模板，5-半固定槽，6-固定槽，7-捆绑部件，8-底座，9-竖直架，10-水平架，11-夹子，12-灌注器，13-导管，14-第一挡板，15第二挡板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中单管玻璃微管使用起来操作难度大，效率低，密封性差，而且未详细阐述密封的措施及制作方法；为了解决上述问题，本发明提供种阵列式玻璃微管灌注装置及其制备方法，下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1：

一种阵列式玻璃微管灌注装置的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)玻璃微管1的制作：选用内径为0.86mm，外径为1.5mm的玻璃管，用FLAMING/第二挡板ROWN玻璃电极拉制仪在玻璃管的一端拉制出合适锥度为3°，直径为20～40um的尖端(注射端3)，未拉伸的一端称为灌注端2，即得玻璃微管1。

(2)固定模板4的制作：取一长为8cm，宽为3.5cm的透明矩形塑料板，在塑料板的两个长边垂直方向上分别设置高为30mm的第一挡板14和第二挡板15，在第一挡板14上打磨出直径为1.5mm的半固定槽5，定义为A1，隔1.0cm再打磨出一个半固定槽，定义为A2，依次类推，共打磨出4个半固定槽5；然后，在第二挡板15上与第一挡板14上半固定槽5对应的位置也依次制作上述半固定槽5；最后，在第一挡板14的两端各制作一个3mm的固定槽6，用于固定在灌注台上，即得固定模板4。

(3)玻璃微管的固定：首先，将步骤(1)中制作好的玻璃微管1平行卡扣到步骤(2)中的固定模板的第一挡板14、第二挡板15的半固定槽5中，其中，A1卡扣第1根玻璃微管的灌注端，第二挡板1卡扣第1根玻璃微管的另一端，A2卡扣第2根玻璃微管的灌注端，第二挡板2卡扣第2根玻璃微管的另一端，依次类推，实现4根玻璃微管的阵列式设置；然后，通过橡皮筋7将玻璃微管1和固定模板4固定在一起，防止使用时玻璃微管1和固定模板4脱落。

(4)灌注台的制作：在底座8上固定一个竖直架9，在竖直架上水平固定两个夹子11，用两个夹子11分别夹住步骤(3)中设置有4根玻璃微管的固定模板的第一挡板14的两端；此时，玻璃微管为水平放置，从而实现对设置有多根玻璃微管的固定模板的固定。

(5)灌注器12的制作：选择5ml的塑料注射器，加热注射器前端的2/3处，待前端软化后，用镊子夹住前端，缓慢，用力均匀地拉注射器，形成一个细长的导管13，导管13前端直径约为0.85mm，即得灌注器12。将石蜡油吸入上述灌注器12中，然后将灌注器12的导管13伸入固定在灌注台的玻璃微管1中，待石蜡油充满整个玻璃微管1，且没有气泡时，停止灌注，从而实现对玻璃微管1的密封。

(6)取4个10μl的微量注射器，将4个微量注射器分别与步骤(5)中灌注好的4个玻璃微管一一相连，然后将微量注射器同微量注射泵相连，固定于立体定位仪上，用于病毒注射。

实施例2：

一种阵列式玻璃微管灌注装置的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：步骤(1)、(2)、(3)、(5)、(6)与实施例1相同，步骤(4)为：灌注台的制作：在底座8上固定一个竖直架9，然后在竖直架9上固定一个水平架10，最后在水平架10上竖直向上固定两个夹子11，用两个夹子11分别夹住步骤(3)中设置有4根玻璃微管的固定模板4的第一挡板14的两端；此时，玻璃微管1为竖直放置，且玻璃微管1的灌注端2朝上，从而实现对设置有4根玻璃微管的固定模板4的固定。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述注灌注置包括：玻璃微管、固定模板、捆绑部件、灌注台、灌注器；

所述玻璃微管通过捆绑部件固定在固定模板上；

所述固定模板固定于灌注台上；

所述灌注器通过其前端的细长导管伸入玻璃微管，实现灌注器和玻璃微管的连接。

2.如权利要求1所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述玻璃微管包括灌注端、注射端，注射端和灌注端通过一定的锥度过渡连接。

3.如权利要求1所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述固定模板由矩形板和设置在矩形板两个长边垂直方向上的第一挡板和第二挡板组成，第一挡板和第二挡板上分布有半固定槽，在第一挡板或第二挡板的两端各设置有一个固定槽。

4.如权利要求3所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述玻璃微管平行卡扣在固定模板的挡板的半固定槽中后，用捆绑部件将玻璃微管和固定模板固定在一起。

5.如权利要求1所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述灌注台包括：底座、竖直架、夹子；

所述竖直架固定在底座上，夹子水平设置在竖直架上；

所述固定模板通过设置在第一挡板或第二挡板两端的固定槽与灌注台上的夹子连接。

6.如权利要求1所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述灌注台包括：底座、竖直架、水平架、夹子；

所述竖直架固定在底座上，水平架水平固定在竖直架上，架子竖直向上固定在水平架上；

所述固定模板通过设置在第一挡板或第二挡板两端的固定槽与灌注台上的夹子连接。

7.如权利要求6所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述竖直架和/或水平架包括：铁架、塑料架、木质架。

8.如权利要求1-7任一项所述的阵列式玻璃微管灌注装置，其特征在于：所述捆绑部件包括：橡皮筋、胶粘条、粘扣。

9.如权利要求1所述的阵列式玻璃微管灌注装置的制备方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：

(1)玻璃微管的制作：选用合适直径的玻璃管，根据实验要求用玻璃电极拉制仪在玻璃管的一端拉制出合适锥度和尺寸的注射端，未拉伸的一端称为灌注端，即得玻璃微管；

(2)固定模板的制作：首先，在矩形板的两个长边垂直方向上设置第一挡板、第二挡板，在第一挡板上制作和步骤(1)中玻璃微管灌注端直径相适应的半固定槽，每隔一段距离制作一个半固定槽；然后，在第二挡板上与第一挡板上半固定槽对应的位置也依次制作上述半固定槽；最后，在第一挡板或第二挡板的两端各制作一个固定槽，用于固定在灌注台上，即得固定模板；

(3)玻璃微管的固定：首先，将步骤(1)中制作好的玻璃微管平行卡扣到步骤(2)中的固定模板的第一挡板、第二挡板的半固定槽中，实现多根玻璃微管的阵列式设置；然后，通过捆绑部件将玻璃微管和固定模板固定在一起，防止使用时玻璃微管和固定模板脱落；

(4)灌注台的制作：在底座上固定一个竖直架，在竖直架上水平固定两个夹子，用于固定步骤(3)中设置有多根玻璃微管的固定模板，从而实现对设置有多根玻璃微管的固定模板的固定；

或者在底座上先固定一个竖直架，然后在竖直架上固定一个水平架，最后在水平架上竖直向上固定两个夹子，从而实现对设置有多根玻璃微管的固定模板的固定；

(5)灌注器的制作：选择合适型号和规格的塑料注射器，加热注射器前端，待前端软化后，用镊子夹住前端，缓慢、用力均匀地拉注射器，形成一个细长的导管，即得灌注器。

10.如权利要求1-8任一项所述的阵列式玻璃微管灌注装置和/或如权利要求9所述的制备方法在光遗传学领域或病毒注射中的应用。