JP6838125B2 - 電気ショックパイプと該電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置 - Google Patents
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Description
電気ショックパイプの2つの電極の間において、電気ショックパイプ外部の空気中高圧アーク現象の生成を減少させることである。
1、ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、弾性部材が圧縮変形されて、第2電極と開口の間に隙間が生成することを回避し、第2電極と開口の端面の間の密閉性能を向上させる。これにより、チャンバ内の液体サンプルへの空気の進入を防ぎ、かつストッパピンが少し上へ曲がる現状が生じるとき、弾性部材も一定程度に復元変形されて、第2電極が依然として開口エッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作により偏差が存在するとき、空気の気泡が発生しなくなる。上述したように、本発明の電気ショックパイプは効果的に第2電極と開口の間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気をチャンバ内に進入させない。
2、第1電極の下側に位置するパイプ体部分は第1電極と第2電極がパイプ体の外側で高圧アークが生成することを防止する延長部である。延長部の絶縁性能は優れており、もし、第1電極と第2電極がパイプ体の外側で高圧アークを生成する場合、延長部を迂回する必要があり、延長部を設置することにより、第1電極と第2電極の間のエアーブレークダウンの距離が大幅に増加され、非常に高い高電圧を加えたとしても第1電極と第2電極のパイプ体の外側でのエアーブレークダウン現象を効果的に防止する。これにより、電気パルスがチャンバ内の目標液体サンプルに対するエレクトロポレーションを実現する。
3、第2電極の棒体はストッパピン内に挿設されてストッパピンに摺動連結され、位置制限構造を通じて効果的に第2電極がストッパピンから離れることを防ぐ。
4、本発明のエレクトロポレーション装置のカバープレートが電気ショックパイプを押圧するとき、生成される超過圧力は第2電極により開口のエッジのパイプ体の端部に伝達されて、第2電極と開口のエッジとの密閉性を増強する。所定レベルで細胞の電気ショック過程で、溶液の電気化学的反応により生じる電気化学的気泡を圧縮し、これにより、該気泡が電気ショック過程での電流分布に対する影響を低減させて、細胞のエレクトロポレーション効果を向上させる。
5、本発明のエレクトロポレーション装置は実験者が電気ショックパイプを観察できる状態で、実験者の観察と実験の制御を容易にさせる。
6、本発明のエレクトロポレーション装置は細胞エレクトロポレーション過程での実際の電流または電圧波形を表示でき、実験者の観察と実験の制御を容易にさせる。
図1、図2、図3、図6に示すように、本発明の電気ショックパイプは、パイプ体1、第1電極2、第2電極3、ストッパピン4を含み、ストッパピン4とパイプ体1は軟性接続部材30により連結され、パイプ体1の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバ1eを有する。パイプ体1の一端には第1電極2が設けられ、パイプ体1の他端はチャンバ1eに連通する開口1aを有し、第1電極2の作業部位はチャンバ1eに連通し、開口1aのエッジは環状の端面を有する。第2電極3はストッパピン4内に設けられ、かつ第2電極3の外端はストッパピン4の開口を通じて外部と電気的に接続され、第2電極3の内端面は開口1aのエッジの環状端面に密着する。ストッパピン4と第2電極3の間には弾性部材が設けられ、弾性部材の外側面はストッパピン4に当接または連結され、弾性部材の内側面は第2電極3に当接する。開口1aの外周はストッパピン4をパイプ体1の端部に固定させて、弾性部材を圧縮変形させる位置決め構造を有する。位置決め構造はパイプ体1の端部に一体連結する連結筒部1bを含み、連結筒部1bにはストッパピン4を挿着させるためのバレル室1cが設けられる。バレル室1cのキャビティ壁は第1リブ1dを有し、ストッパピン4の外側面は第1リブ1dに係合する第2リブ43を有する。本実施例では第1リブ1dと第2リブ43は完全な環状であり、複数の円弧状になって他の形状を構成してもよい。
図4に示すように、本実施例は実施例1とほぼ同様で、異なる点は、第1肩当て部33、キャップ体32、棒体31は一体に形成され、弾性部材5の内端面は第1肩当て部33の端面に当接する。棒体31が弾性部材5に挿着されるとき、キャップ体32と弾性部材5は該第1肩当て部33により隔離されて該第1肩当て部33を通じて圧力を伝達する。第1肩当て部33の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体31の直径より大きく、かつキャップ体32の直径より小さい。
図5に示すように、本実施例は実施例1または実施例2とほぼ同様で、異なる点は、第1肩当て部33が弾性部材5に固設され、または第1肩当て部33と弾性部材5が一体に形成され、第1肩当て部33はキャップ体32に当接する。第1肩当て部33の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体31の直径より大きく、かつキャップ体32の直径より小さい。
図7に示すように、本実施例は実施例1とほぼ同様で、異なる点は、本実施例では他の弾性部材を用いる。弾性部材は、第1貫通孔41の内壁で第1貫通孔41に沿って内側へ向かって延伸する弾性付きの当てエッジ弾性部材18であり、当てエッジ弾性部材18は棒体31の外側面に当接して密閉を形成する。当てエッジ弾性部材18とキャップ体32の間には第2肩当て部34が設けられ、該第2肩当て部34は独立に設けられている。第2肩当て部34はリング状になって当てエッジ弾性部材18とキャップ体32と同軸に設けられ、第2肩当て部34の直径は棒体31の直径より大きく、かつキャップ体32の直径より小さい。第1肩当て部34も不完全なリング状または他の形状であってもよく、そのサイズまたは占有空間のサイズは棒体31の直径より大きく、かつキャップ体32の直径より小さい。該当てエッジ弾性部材18の材料はストッパピン4の材料と同様で、外側とストッパピン4の本体の内壁は一体に連結し、中央部には開口が形成され、第2電極3の棒体31は締り嵌めまたは粘着等の方式で当てエッジ弾性部材18の開口に挿着される。電気ショックパイプ21の本体は精度の必要性により、通常は変形を防ぐように所定の強度を有して製造される。ストッパピン4と一体になる当てエッジ弾性部材18は弾性部材として一部の強度を低減させる方式で弾性を実現し、例えば、該一部を厚さが他の部分より薄くすることにより、容易に圧力変形が生じることができる。弾性部材18は通常完全なリング状になってもよく、不完全なリング状になってもよく、弾性を保持し、かつ第2電極3に挿着すればよい。
図8に示すように、本実施例は実施例4とほぼ同様で、異なる点は、本実施例では、第2肩当て部34、キャップ体32、棒体31は一体に形成され、当てエッジ弾性部材18の内端面は第2肩当て部34の端面に当接する。第2肩当て部34の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体31の直径より大きく、かつキャップ体32の直径より小さい。
図9に示すように、本実施例は実施例4または実施例5とほぼ同様で、異なる点は、本実施例では、第2肩当て部34と弾性部材18は一体に形成され、第2肩当て部34はキャップ体32に当接する。第2肩当て部34の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体31の直径より大きく、かつキャップ体32の直径より小さい。
図10に示すように、本実施例は実施例1とほぼ同様で、異なる点は、第3種の弾性部材を用いる方案として、本実施例の弾性部材は押圧バネ6であり、ストッパピン4は第1貫通孔41を有する管状部分を含み、第2電極3は第1貫通孔41内に設けられる。第2電極3は棒体31と棒体31の一端に固定連結されるキャップ体32を含み、棒体31の他端はストッパピン4の開口を通じて外部と電気的に接続される。押圧バネ6は棒体31の外側面を被覆して設けられ、ストッパピン4の外端は第1貫通孔41の径方向に沿って内側へ向かう当てエッジ42を有する。押圧バネ6の外端面は当てエッジ42に当接し、該押圧バネ6の内端面はキャップ体32に当接する。ストッパピン4がパイプ体1の端部に固定されるとき、押圧バネ6は圧縮変形されて、第2電極3と開口1aエッジのパイプ体1の端部との間の密閉性能を向上する。
図11〜図15に示すように、本実施例は電気ショックパイプ21を有するエレクトロポレーション装置を提供し、該エレクトロポレーション装置はケーシング7を含み、ケーシング7内には固定台8が設けられ、固定台8には挿入孔821が開設される。エレクトロポレーション装置は挿入孔821内に挿着される電気ショックパイプ21を更に含み、電気ショックパイプ21はパイプ体1、第1電極2、第2電極3、ストッパピン4を含む。パイプ体1の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバ1eを有し、パイプ体1の一端には第1電極2が設けられ、パイプ体1の他端はチャンバ1eに連通する開口1aを有し、第1電極2の作業部位はチャンバ1eに連通し、開口1aのエッジは環状の端面を有する。第2電極3はストッパピン4内に設けられ、かつ第2電極3の外端はストッパピン4の開口を通じて外部と電気的に接続され、第2電極3の内端面は開口1aのエッジの環状端面に密着する。ストッパピン4と第2電極3の間には弾性部材が設けられ、弾性部材の外側面はストッパピン4に当接または連結され、弾性部材の内側面は第2電極3に当接する。開口1aの外周はストッパピン4をパイプ体1の端部に固定させて、弾性部材を圧縮変形させる位置決め構造を有する。挿入孔821の内端は第1電極2と電気的接続する第1電極端子10を有し、ケーシング7には挿入孔821の外端を覆うためのカバープレート9が設けられ、カバープレート9には第2電極3と電気的接続する第2電極端子11が設けられ、ケーシング7には第1電極端子10と第2電極端子と電気的接続する電源モジュール27が更に設けられている。
図16と図17に示すように、本発明の電気ショックパイプはパイプ体1とストッパピン4を含む。ストッパピン4は軟性接続部材30によりパイプ体1に連結され、パイプ体1の内部は目標液体サンプルを収容できるチャンバ1eを有し、パイプ体1の一端または中央部にはチャンバ1eに連通する第1電極2が設けられ、パイプ体1の他端はチャンバ1eに連通する開口1aが設けられ、開口1aのエッジの端面には環状凹溝1fが設けられている。ストッパピン4内には第2電極3が設けられ、第2電極3の外端はストッパピン4の開口を通じて外部と電気的に接続され、第2電極3はストッパピン4に摺動して連結され、第2電極3の内端は開口1aのエッジの環状端面に密着する。その特徴として、ストッパピン4は第1貫通孔41を有する管状部分45と管状部分45内に位置する管状の取付け台44とを含み、前記第2電極3は取付け台44に摺動して連結され、取付け台44には環状の弾性部材5が被覆して設けられ、弾性部材5の高さは取付け台44の高さより高く、ストッパピン4の管状部分45の高さは前記弾性部材5の高さより高い。ストッパピン4がパイプ体1の端部に固定されるとき、圧縮変形が生じて弾性部材5の上端面がストッパピン4に当接し、弾性部材5の下端面は第2電極3に当接する。該電気ショックパイプを使用するとき、パイプ体1の開口1aからチャンバ1e内に細胞と該細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを注入し、その後、ストッパピン4をパイプ体1の端部に固定することで、第2電極3の内端面はパイプ体1の開口1aのエッジの環状端面に接着する。第1電極2と第2電極3の内端はそれぞれチャンバ1e内の液体と連通し、第1電極2と第2電極3の外端は外部と電気的に接続されることで、第1電極2と第2電極3がパルス電源に接続され、放電により電気ショックパイプのチャンバ1e内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、これにより、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。本技術方案で、ストッパピン4がパイプ体1の端部に固定されるとき、弾性部材5はストッパピン4の管状部分45と取付け台の間に位置し、かつ弾性部材5の両端はそれぞれストッパピン4と第2電極に当接する。弾性部材5が圧縮変形されると、弾性部材5はストッパピン4と第2電極3と共に密閉を形成し、第2電極3とパイプ体1の開口1aとの間に隙間が生じて、チャンバ1e内の液体サンプルへ空気が進入することを防ぎ、かつストッパピン4が少し上へ曲がるとき、弾性部材5も一定程度に復元変形されて、第2電極3が依然として開口1aエッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ1e内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作で偏差が存在したとき、依然として空気の気泡が発生しない。上述したように、本技術方案は効果的に第2電極3と開口1aの間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気がチャンバ1e内に進入することを防ぐ。弾性部材5がストッパピン4の管状部分45と取付け台44の間に位置することにより、上下両端は更にそれぞれストッパピン4と第2電極3に当接するため、脱落現象が生じない。
図18に示すように、本実施例は実施例9とほぼ同様で、異なる点は、本実施例のストッパピン4は第1貫通孔41を有する管状部分45を含み、棒体31は第1貫通孔41内に挿設される。管状部分45内には管状の取付け台44が設けられ、前記第2電極3は摺動して取付け台44に連結される。管状の取付け台44の壁の厚さは上から下へ徐々に薄くなるため、下端部が比較的よい弾性を有し、弾性部材5は取付け台44の下端の弾性部分である。棒体31のキャップ体32に連結する箇所は弾性部材に当接する傾斜部31cを有する。棒体31の傾斜部31cが取付け台44に挿入された後、取付け台44上の弾性部材5を弾性変形させて、密閉性と弾性能力を向上させる。
図19に示すように、本実施例は実施例9とほぼ同様で、異なる点は、本実施例の位置制限構造は管状部分45の内側壁上の環状突起45bを含む。キャップ体32は円盤状で、かつキャップ体32の外径は環状突起45bの内径より大きく、キャップ体32が環状突起45bを貫通することにより、キャップ体32の下端面が環状突起45bの上側面に位置する。キャップ体32は外力で管状部分45の環状突起45bを押圧して変形させた後、スムーズに環状突起45bの内孔を貫通し、その後、環状突起45bはその変形が回復される。キャップ体32の外端面は環状突起45bの上側面に当接して位置制限を保持し、効果的に第2電極3の脱落を防止する。
図16と図20に示すように、本実施は実施例1〜実施例11とほぼ同様で、異なる点は、第1電極2はパイプ体1内の中央部に設けられてパイプ体1と共に密閉を形成する。パイプ体1は第1電極2を限界にして、一部は目標液体サンプルの収容に用いるチャンバ1eを有し、パイプ体1の他の部分は第1電極2と第2電極3がパイプ体1の外側で高圧アークの生成を防止する絶縁段の延長部1hである。
1a 開口
1b 連結筒部
1c バレル室
1d 第1リブ
1e チャンバ
1f 環状凹溝
1g イオン導電層
1h 延長部
1i 段差
2 第1電極
21 凸部
22 係合部
23 接触部
3 第2電極
31 棒体
31a 凸部エッジ
31b 第1案内面
31c 傾斜部
32 キャップ体
33 第1肩当て部
34 第2肩当て部
4 ストッパピン
41 第1貫通孔
42 当てエッジ
43 第2リブ
44 取付け台
45 管状部分
45a 第3案内面
45b 環状突起
46 当接面
5 弾性部材
6 押圧バネ
7 ケーシング
8 固定台
81 ベース体
811 挿し溝
82 挟持筒
821 挿入孔
822 グリップ
9 カバープレート
10 第1電極端子
11 第2電極端子
12 内腔
13 第2貫通孔
14 バネ台
15 バネ
16 第2係止部
17 第2係止フック
18 当てエッジ弾性部材
21 電気ショックパイプ
24 サンプリング器
25 マイクロ制御ユニット
26 表示パネル
27 電源モジュール
28 指示ランプ
29 センサー
30 軟性接続部材
Claims (10)
- ケーシング(7)を含み、前記ケーシング(7)内には固定台(8)が設けられ、前記固定台(8)には挿入孔(821)が開設されるエレクトロポレーション装置であって、前記挿入孔(821)の内端は第1電極端子(10)を有し、前記ケーシング(7)には挿入孔(821)の外端を覆うためのカバープレート(9)が設けられ、前記カバープレート(9)には第2電極端子(11)が設けられ、前記ケーシング(7)には前記第1電極端子(10)と第2電極端子(11)と電気的接続する電源モジュール(27)が更に設けられている、ことを特徴とする電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置。
- 前記固定台(8)のベース体(81)内には内腔(12)が設けられ、前記内腔(12)には前記第1電極端子(10)と第2電極端子(11)を互いに近接させるバネ(15)が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置。
- 前記固定台(8)は挟持筒(82)を更に含み、前記挟持筒(82)内には前記挿入孔(821)が設けられ、前記ベース体(81)内には挿し溝(811)が設けられ、前記挟持筒(82)は挿し溝(811)内に挿設され、かつ両者は取り外し可能に連結される、ことを特徴とする請求項2に記載のエレクトロポレーション装置。
- 前記挿し溝(811)の溝底部には第2貫通孔(13)が開設され、前記第2貫通孔(13)の両端はそれぞれ前記挿入孔(821)と内腔(12)に互いに連通されており、前記内腔(12)にはバネ台(14)とバネ(15)が設けられ、前記バネ(15)の内端は前記バネ台(14)に固定され、前記バネ(15)の外端は前記第1電極端子(10)の内端に接続され、前記第1電極端子(10)の外端は前記第2貫通孔(13)を貫通して前記挿入孔(821)内に挿設される、ことを特徴とする請求項3に記載の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置。
- 前記挟持筒(82)は透光率が50%より大きい材料から製造される、ことを特徴とする請求項3または4に記載のエレクトロポレーション装置。
- 前記挟持筒(82)の底部は前記挿し溝(811)の溝底部に密着し、前記挟持筒(82)の頂端には少なくとも1つのグリップ(822)が設けられる、ことを特徴とする請求項3または4に記載のエレクトロポレーション装置。
- 前記カバープレート(9)は透光率が50%より大きい材料から製造され、前記ベース体(81)内には電気ショックパイプ(21)の位置変化の検出に用いるセンサー(29)が設けられ、前記ケーシング(7)内にはセンサー(29)に接続するマイクロ制御ユニット(25)が設けられ、前記ケーシング(7)内には指示ランプ(28)が設けられ、前記指示ランプ(28)は前記電源モジュール(27)に接続され、前記センサー(29)の信号は前記マイクロ制御ユニット(25)に伝送されて指示ランプ(28)の制御に用いられる、ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載のエレクトロポレーション装置。
- 前記ケーシング(7)には表示パネル(26)が設けられ、前記ケーシング(7)内にはサンプリング器(24)が設けられ、前記マイクロ制御ユニット(25)は表示パネル(26)と電源モジュール(27)に接続され、前記サンプリング器(24)はそれぞれ電気ショックパイプ(21)とマイクロ制御ユニット(25)に接続される、ことを特徴とする請求項7に記載のエレクトロポレーション装置。
- 前記サンプリング器により収集された電気信号はマイクロ制御ユニット(25)に伝送され、かつ表示パネル(26)により波形曲線の形式で表示される、ことを特徴とする請求項8に記載のエレクトロポレーション装置。
- 前記カバープレート(9)の内端はケーシング(7)にヒンジ接続され、前記カバープレート(9)の外端には第2係止部(16)が設けられ、前記ケーシング(7)には前記第2係止部(16)に係合する第2係止フック(17)が設けられる、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のエレクトロポレーション装置。
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