[實用新型]一種壓電超聲顯微注射器及壓電超聲顯微注射系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420423069.0
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN203976782U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃海波;葛尊彪;陳立國;李相鵬;楊湛;王蓬勃;陳濤;孫立寧
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/36
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于生物醫(yī)學技術(shù)領(lǐng)域生物組織細胞破膜注射，特別是涉及一種壓電超聲顯微注射器及壓電超聲顯微注射系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著微生物技術(shù)的發(fā)展,對單個生物細胞操作的需求越來越大,例如,單精子注射、原核細胞注射、細胞質(zhì)內(nèi)注射等.許多有關(guān)微操作的設(shè)備和系統(tǒng)都已得到快速的發(fā)展.細胞的自動化顯微注射系統(tǒng)在各方面得到了一系列的研究與發(fā)展.如細胞固定機構(gòu),細胞注射力控制,視覺系統(tǒng)研究,和對細胞穿刺的位置控制,及對細胞的運動控制等等。顯微注射器的好壞直接影響細胞注射的成功率。傳統(tǒng)注射是利用注射微針直接穿刺細胞膜，但細胞是彈性體，不易穿刺，易對細胞產(chǎn)生損害。因此，壓電驅(qū)動顯微注射器得到了應(yīng)用和發(fā)展。

傳統(tǒng)壓電注射器是利用壓電陶瓷產(chǎn)生超聲振動，帶動注射針振動。注射針針尖內(nèi)部注入一小段水銀柱，目的是消弱針尖振動橫向擺動。根據(jù)超聲振動原理：當質(zhì)點以極大加速度振動時，細胞膜會被撕開，從而達到對細胞破膜的目的。結(jié)構(gòu)上采用后端置入壓電陶瓷驅(qū)動器，產(chǎn)生超聲振動。能量經(jīng)過注射支撐桿、加持手、針管直到針尖處，中間存在很多能量消耗，需要較大的壓電振動功率。同時，振動時會導致針尖產(chǎn)生較大的側(cè)面振動損害細胞。根據(jù)有關(guān)研究，汞柱并不能減小針尖振動橫向偏移，影響較大的是注射液。

黃海波首次提出將壓電陶瓷由后置改為前置的方法來優(yōu)化注射結(jié)構(gòu)。注射器依次包括注射微針、壓射室、壓電陶瓷和支撐桿等。能量可直接經(jīng)壓射室傳遞給注射針，結(jié)構(gòu)跨度少、距離短，可大大降低注射針尖的橫向振蕩。注射微針舍棄了針尖加汞柱的方法，消除毒性汞對細胞及操作人員的潛在損害。但是，該注射結(jié)構(gòu)采用未封裝壓電陶瓷前后粘結(jié)的方式固定壓射室和支撐桿，這樣會導致壓電陶瓷在振動時脫落，不能長期使用。注射微針采用單點柔性固定，固定不穩(wěn)易發(fā)生擺動，橫向偏移依然很大。

很多商用注射器也采用了壓電方法，例如eppendorf公司的壓電破膜儀，也是利用壓電陶瓷產(chǎn)生振動鑿破細胞膜達到破膜目的，結(jié)構(gòu)采用了壓電陶瓷前置的方式，同時對壓電陶瓷進行了封裝。該壓電破膜儀實現(xiàn)了振動打破細胞膜的目的，但是，只是輔助細胞注射，不能完全完成細胞注射的任務(wù)，還需要注射針進行注射。依然存在連接不牢的缺陷。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種壓電超聲顯微注射器及壓電超聲顯微注射系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

本申請實施例公開了一種壓電超聲顯微注射器，包括依次設(shè)置的注射微針、壓射組件、壓電陶瓷組件以及固定桿，所述壓射組件包括柔性的第一支撐件和第二支撐件，所述第一支撐件和第二支撐件分別于第一位置和第二位置對所述注射微針進行支撐。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述第一支撐件和第二支撐件為套設(shè)于所述注射微針外部的橡膠墊圈。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述壓射組件包括依次設(shè)置的第一連接件、第二連接件和壓射室，所述壓射室的一端連接于所述壓電陶瓷組件，所述第一連接件面向所述第二連接件的一端凸伸有第一連接部，所述第二連接件配合所述第一連接部設(shè)有第一安裝孔，所述第一連接部與第一安裝孔之間通過螺紋表面轉(zhuǎn)動固定，所述第一支撐件被所述第一連接部的末端抵持于所述第一安裝孔的底端，所述第二連接件面向所述壓射室的一端凸伸有第二連接部，所述壓射室配合所述第二連接部設(shè)有第二安裝孔，所述第二連接部與第二安裝孔之間通過螺紋表面轉(zhuǎn)動固定，所述第二支撐件被所述第二連接部的末端抵持于所述第二安裝孔的底端。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述第一連接件、第二連接件和壓射室由3D打印技術(shù)制作，所述第一位置和第二位置之間的距離為8.5mm。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述壓電陶瓷組件包括封裝殼體，該封裝殼體具有一中空腔體，所述中空腔體的兩端分別連接有銷緊螺母和底座，所述中空腔體內(nèi)設(shè)有壓電陶瓷和推桿，所述壓電陶瓷的一端與底座固定，另一端抵持于所述推桿，所述銷緊螺母套設(shè)于所述推桿上，所述推桿和銷緊螺母之間還設(shè)有彈性碟簧。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述推桿通過螺紋外表面與所述壓射組件固定。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述底座的一端通過螺紋外表面與所述封裝殼體固定，所述底座的另一端向內(nèi)凹設(shè)形成有第三安裝孔，該第三安裝孔具有螺紋內(nèi)表面，所述固定桿與所述第三安裝孔固定。

優(yōu)選的，在上述的壓電超聲顯微注射器中，所述底座沿軸線的對稱兩側(cè)形成有相平行的兩個夾持面。