[實用新型]一種基于三角形柔性機構的細胞顯微注射裝置

有效

• 申請號: 201821378084.2
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN209113862U
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 黃海波;閆肅;陳立國;周飛;王陽俊;劉吉柱;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 寧波高新區核心力專利代理事務所(普通合伙) 33273
• 代理人: 袁麗花

本實用新型公開了一種基于三角形柔性機構的細胞顯微注射裝置。該注射裝置包括用于起連接作用的連接桿，用于提供運動的壓電驅動器，與連接桿連接且用于固定壓電驅動器并對壓電驅動器施加預緊力的封裝器，與壓電驅動器連接且用于傳遞壓電驅動器產生的運動的三角形柔性機構，與三角形柔性機構連接且用于固定注射針的基座，包括折彎的針頭部的注射針。本實用新型實施例所提供的一種基于三角形柔性機構的細胞顯微注射裝置不僅能夠減小振動過程中所產生的橫向振動且增加注射的穩定性，還具有提高注射成功率及注射精度。

技術領域

本實用新型涉及細胞相關的外科裝置的技術領域，特別是涉及一種基于三角形柔性機構的細胞顯微注射裝置。

背景技術

隨著現代生物醫學的快速發展，生物細胞顯微注射的應用也愈發火熱，如轉基因生物、人工輔助生殖、生物制藥以及克隆技術等等。由于細胞的脆弱性以及壓電注射的高頻性，在細胞注射的過程中，細胞內部結構或者細胞骨架很容易被破壞，從而導致細胞注射的成功率和被注射細胞的存活率一直較低。科研界針對如何減小注射時對細胞的傷害，降低注射振動對細胞帶來的影響，做出大量的研究。經過學者研究，在細胞破膜過程中，當注射針與細胞不接觸的時候(即無預緊)，起到破膜的主要振動為橫向振動；當注射針與細胞接觸的時候(即有預緊)，起到破膜的主要振動為軸向振動。

如圖1(a)所示，為了減小橫向振動，研究者提出一種采用汞段的注射裝置。這種采用汞段的注射裝置在微量移液管的尖端附近使用一段汞；但是由于汞的毒性，增加了對操作者的要求，在一定程度上反而增加了對細胞的損害。

如圖1(b)所示，為了避免汞的傷害性，研究者提出一種壓電驅動器前置的注射裝置。該注射裝置將壓電驅動器直接放置到微量移液器支架的后面，從而可以更好地將振動聚焦在微量移液管的尖端，從而脫離了在細胞注射中對汞的需求。

如圖1(c)所示，為了進一步提高細胞破膜的穩定性以及減小對細胞的損害，研究者提出一種基于柔性機構的細胞穿刺裝置。該裝置進行細胞顯微注射的過程中，由于注射針類似于一根懸臂梁，因此注射針在進行注射的過程中，不可避免地產生橫向振動與軸向振動。較大的橫向振動往往會注射過程中撕裂細胞，破壞細胞的結構，使細胞產生不可修復的損傷。

現有的細胞顯微注射裝置，注射針都是伸出夾持裝置。因此，注射針類似于一個懸臂梁，在梁的固定端施加一個超聲振動，注射針不可避免產生橫向振動和軸向振動。其次，由于驅動壓電本身的特性，它在產生注射所需的軸向振動的同時，也會產生一個橫向振動。然而，當前細胞顯微注射裝置主要的研究方向是如何減小細胞的破膜洞的大小，忽略了如何減小橫向振動。即使有對橫向振動的研究，往往是二維平面上的研究，主要研究的是橫向振動的前后振動，而忽略了由于注射針的重力所產生的上下橫向振動，而這種上下的橫向振動是橫向振動的主要原因。

進一步地，目前大多數的細胞注射裝置都是針對直針設計的。由于顯微鏡的圖像是二維成像，因此很難在二維平面上確定一個三維運動的針尖，即針尖的焦平面和細胞的焦平面不在一個平面內。這樣，不僅大幅地增加了注射難度，同時還導致注射誤差較大。

因此，針對上述技術問題，有必要提供能夠減小振動過程中所產生的橫向振動且增加注射的穩定性以及具有提高注射成功率及注射精度的細胞注射裝置。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種能夠減小振動過程中所產生的橫向振動且增加注射的穩定性以及具有提高注射成功率及注射精度的細胞注射裝置。本實用新型實施例所提供的基于三角形柔性機構的細胞顯微注射裝置實現了在三維空間范圍內對壓電驅動器進行振動過濾并對注射針進行三維空間上的固定支撐，從而達到很好地減小振動過程中所產生的橫向振動和增加注射的穩定性的效果。進一步地，本實用新型實施例所提供的基于三角形柔性機構的細胞顯微注射裝置所提供的彎針不僅能夠滿足當前顯微注射的要求，同時在結構上對軸向振動具有導向作用，進一步穩定軸向振動，提高注射成功率以及注射的精度。