[實用新型]一種細胞剪切強度測量裝置

有效

• 申請號: 201320027812.6
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN203025054U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李宏;鄒紹芳
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于生物醫學工程領域，涉及一種細胞剪切強度測量裝置。

背景技術

隨著細胞生物力學、結構生物學的迅速發展，細胞微觀功能與特性的定量化研究日益增強，細胞剪切應力的測量方法也在不斷地發展和豐富，但總體來說，目前的測量方法比較少，且存在費用高昂、測量困難以及技術局限等問題。微管吸吮技術早期被應用于力學細胞生物學研究，但局限于通量低、每次只能實現單對細胞檢測，且由于受單對測試周期較長，體外難以長時間維持細胞功能狀態的限制，難于獲得大樣本的統計數據；原子力顯微技術是在掃描隧道顯微技術基礎上發展而來的，具備更廣闊的應用空間，但難以測得分子間低結合強度（<101pN）的相互作用，而且蛋白質純化和功能化表征的過程相對繁瑣；光鑷操控技術是以一種非機械接觸方式完成操控功能，但它不適用于作用強度大的分子體系，且對溫度敏感，易受載體布朗運動的影響；平行流室技術是一種最新的接近生理情況的實驗技術，在剪切流動下分子間二維反應動力學理論和模型尚不完善，難以全面地量化分子間結合與解離動力學的信息。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種簡單而可行的細胞剪切強度檢測裝置，本裝置可以對流入該裝置的細胞懸液通過負壓吸引的方式將其排列成單列并固定在測量的位置，通過改變懸臂梁產生的位移，對單列的細胞懸液末端的細胞剪切應力進行測量，其中對剪切應力的大小可以進行相應的調節，在最佳的參數條件下進行細胞剪切應力的測量，得出最優的結果。本裝置處于完全封閉的環境下，可保持細胞良好的培養環境，避免外界溫度、濕度、酸堿度和細菌因素對測量數據的影響。

本實用新型包括螺旋微位移傳動元件、微位移推板、固定支架、細胞剪切強度測量單元、負壓連接管、負壓調節開關、負壓容器、傳動導桿和微位移導軌。

在固定支架內設置有微位移導軌，微位移推板與微位移導軌滑動配合，固定支架的一端還設置有螺旋微位移傳動元件，通過調節螺旋微位移傳動元件，微位移推板產生位移。

固定支架的另一端固定設置有細胞剪切強度測量單元，所述的細胞剪切強度測量單元包括細胞剪切強度測量單元底板，夾持細胞移動板、傳動導桿固定架和懸臂梁微絲。

在細胞剪切強度測量單元底板上開有細胞懸液流道，細胞懸液流道的出口一側設置有懸臂梁微絲和夾持細胞移動板，所述的懸臂梁微絲與細胞懸液流道平行，其一端固定在傳動導桿固定架上；傳動導桿固定架通過傳動導桿與微位移推板連接。

在細胞剪切強度測量單元底板上還開有細胞懸液出液口，細胞懸液出液口與負壓連接管的一端連接，負壓連接管的另一端連接負壓容器，在負壓容器上還設有負壓調節開關。

本實用新型與現有技術相比，具有的有益效果是：根據理論力學的懸臂梁公式，通過換算尋找剪切應力與位移的變換關系，采用工程學的方法確定檢測細胞剪切強度的方法并設計對應的儀器裝置，簡單有效，易于操作，降低了細胞生物力學研究的門檻，方便了細胞剪切應力的測量。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構圖；

圖2是圖1中細胞剪切強度測量單元結構示意圖；

圖3是圖2中細胞剪切強度測量單元的局部放大圖；

圖4為懸臂梁計算示意圖。

具體實施方式

????以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，本實施例主要包括負壓吸引機構、細胞懸液流動機構、細胞剪切應力檢測機構、位移推進機構等四部分組成。

負壓吸引機構包括：細胞懸液出液口16；負壓連接管6；負壓調節開關7；負壓容器8。在負壓調節開關7打開的情況下，細胞懸液由細胞懸液出液口16流入，經負壓連接管6、負壓調節開關7流入負壓容器8。

細胞懸液流動機構包括：細胞懸液入口蓋4；細胞剪切強度測量單元5；細胞懸液流道11。其中細胞懸液由細胞懸液入口蓋4處流入細胞剪切強度測量單元5，進入細胞懸液流道11。

如圖2和圖3所示，細胞剪切應力檢測機構包括：夾持細胞移動板12；傳動導桿固定架13；懸臂梁微絲14；細胞剪切強度測量單元底板15。細胞剪切強度測量單元底板15為測量單元的基板，起到固定各個裝置的作用，夾持細胞移動板12、傳動導桿固定架13和懸臂梁微絲14固定在一起，會在位移推進裝置的作用下移動，在遇到細胞阻擋的時候，傳動導桿固定架和懸臂梁微絲分離，測出相應位移。