专利名称：生物细胞纳升精密注射器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种生物细胞注射器，具体是一种生物细胞纳升精密注射器；广泛应用于农业、制药业、医学、科研等方面，主要用于卵母细胞DNA的微量注射、胚胎干细胞转入囊胚、体外受精、辅助生殖、显微注射有黏附性的细胞、细胞核的转移等。
背景技术：
目前生物科技已将生物技术推进到细胞分子的超精密显微操作层面上了，对于 DNA片段转移和荧光素示踪染料来进行单个细胞跟踪等操作，一般的μ L级显微注射器就显得过于粗糙和无法控制了，因此必须使用更加精密的生物细胞nL级显微注射器。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种生物细胞纳升精密注射器， 可以将微量物质以nL级的精确定量或单个组织片段定数进行转移、注射。本实用新型的有益效果是一种生物细胞纳升精密注射器，包括一用于控制输出气体的输出压力和输出时间的主机箱，主机箱上安装一连接外部气源的输入气管、输出气管和开关，输出气管上连接注射器，主机箱内设置有控制电路和气动回路；所述的输入气管和输出气管与气动回路连接，所述的开关与控制电路连接；所述的控制电路包括一注射时间控制电路和清洁启动电路，与注射时间控制电路连接的注射时间显示电路，与注射时间控制电路连接的注射启动电路，分别与注射启动电路连接的注射讯响电路、注射次数显示电路和注射电磁阀开关控制电路，与注射电磁阀开关控制电路连接的注射电磁阀开关，与清洁启动电路连接的清洁电磁阀开关控制电路，与清洁电磁阀开关控制电路连接的清洁电磁阀开关，与注射电磁阀开关控制电路和清洁电磁阀开关控制电路连接的清洁的平衡电磁阀开关；所述的气动回路由并联的注射电磁阀、平衡电磁阀和清洁电磁阀分别构成注射回路、平衡回路和清洁回路；在注射回路和平衡回路上均安装有调压阀；三个回路的进气端与输入气管连接，三个回路的输气端与输出气管连接，所述的注射电磁阀与注射电磁阀开关连接，平衡电磁阀与平衡电磁阀开关连接，清洁电磁阀与清洁电磁阀开关连接。本实用新型的有益效果是气动回路和控制电路相结合，通过注射压力与注射时间的不同组合实现不同粘度、不同注射针口径的液体介质的pL-nL级精密注射；既可以将微量物质注射入细胞，也可以近距离地注射到细胞附近，实施局部细胞的微量给药，适合于细胞内外微量物质的施加或微流体物质、微材料物质实验及生产过程的应用。
以下结合附图及是实力对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型结构示意图；图2是控制电路原理图；图3是气动回路图。[0010]图中1、输入气管，2、主机箱，3、开关，4、输出气管，5、注射器，6、调压阀，7、压力表，8、平衡电磁阀，9、注射电磁阀，10、清洁电磁阀，11、排气阀。
具体实施方式
如
图1所示，生物细胞纳升精密注射器有一用于控制输出气体的输出压力和输出时间的主机箱2，主机箱2上安装一连接外部气源的输入气管1、输出气管2和开关3，输出气管2上连接注射器5，主机箱1内设置有控制电路和气动回路；所述的输入气管1和输出气管2与气动回路连接，所述的开关3与控制电路连接。为了方便操作，开关3为脚踏开关和手动开关。如图2所示，控制电路有一注射时间控制电路和清洁启动电路，与注射时间控制电路连接的注射时间显示电路，与注射时间控制电路连接的注射启动电路，分别与注射启动电路连接的注射讯响电路、注射次数显示电路和注射电磁阀开关控制电路，与注射电磁阀开关控制电路连接的注射电磁阀开关，与清洁启动电路连接的清洁电磁阀开关控制电路，与清洁电磁阀开关控制电路连接的清洁电磁阀开关，与注射电磁阀开关控制电路和清洁电磁阀开关控制电路连接的清洁的平衡电磁阀开关。注射时间控制电路由两位十进制加法计数器、两位十进制减法计数器、两个拨码盘、时钟振荡器和时间转换开关组成。时钟振荡器和两位十进加法计数器共同产生计时的时标脉冲，时间转换开关一共两档，可产生两种不同的时标脉冲(IOms和Is时标)。两位十进减法计数器用来计时用，两个拨码盘可将设置好的注射时间以BCD码的形式写进减法计数器中。当开始计数时，减法计数器对时标脉冲进行减法计数。计数器减为零时，即注射时间结束，它就产生一个结束脉冲输出(用以控制后面的电路)。两位减法计数器的Q0-Q3端输出即时时间的BCD码给注射时间显示电路。这个时间控制电路，可使注射时间精度达到百分之一。注射时间显示电路采用CMOS-LED光电组合器件-B⑶码显示器，由两位B⑶码显示器组成，接受由注射时间控制电路输出的时间BCD码，然后动态显示即时时间。注射启动电路由D触发器、单稳态触发器、手动开关和脚踏开关组成(两开关均可自复位)。D触发器接成计数器，平时为零状态(Q端低电平)。当两个开关有任何一个按动一下时(即启动注射)，D触发器翻转，Q端产生一个正跳变，这个正跳变触发单稳，产生一个计数脉冲送注射次数显示电路计数。D触发器Q非端产生一个负跳变送注射电磁阀开关控制电路。注射电磁阀开关控制电路由微分电路、与门电路、D触发器及电平转换电路组成。D触发器接成计数器，平时处于零状态。当注射开始时，由注射启动电路送来的负跳变经过微分电路和与非电路形成一个正脉冲。这个正脉冲触发D触发器，使之翻转，Q端输出一高电平，这个电平一路经与门和电平转换后变成一个12V高电平送给注射电磁阀开关， 使之打开。另一路送振荡器，使之开始振荡。还有一路送注射讯响电路，启动注射讯响。当注射结束时，由注射时间控制电路送来一个注射结束正脉冲。经两级与非门加到D触发器的CP端，使之再次翻转，Q端输出一个低电平(0)，经门电路和电平转换后送给注射电磁阀开关，使之关闭。注射电磁阀开关它是一个大功率绝缘栅场效应管，用来作为电磁阀的电源开关，电磁阀电源为12V，当注射电磁阀开关控制电路送来一个12V高电平时，场效应管导通，电磁阀加电动作，打开注射气路。当控制电路送来零电平时场效应管截止，电磁阀断电不动作，关闭注射气路。平衡电磁阀开关它由大功率绝缘栅场效应管、与门、电平转换电路组成。当系统即不注射也不清洁时，与门打开，输出一高电平，再经过电平转换后输出-12V高电平，场效应管导通，平衡电磁阀加电动作，打开平衡气路。系统进行注射或清洁时，与门都将输出低电平，经电平转换后输出的低电平使场效应管截止，平衡电磁阀断电不动作，关闭平衡气路。注射次数显示电路采用CMOS-LED光电组合器件_3位十进制计数显示器，它含有计数、译码和显示器，最大显示999。它接受由注射启动电路送来的注射计数脉冲进行计数、 译码、显示。通过注射次数清零键可进行清零。注射讯响电路由单稳触发器、开关三极管、蜂鸣器及消音开关组成。当注射开始时，它接受注射电磁阀开关控制电路送来一高电平(正跳变)，触发单稳态触发器，使其Q端产生一延迟脉冲(高电平)。这个高电平使开关三极管导通，蜂鸣器加电讯响。当单稳延迟结束时，Q端变为低电平，关断开关三极管，蜂鸣器断电停止讯响。讯响时间由单稳延迟时间决定。如注射不需要讯响，可关闭消音开关。清洁启动电路由D触发器、两个单稳态触发器和一个手动开关(自动复位)组成。 D触发器接成计数器，平时D触发器处于零状态(Q端加零电平)。当清洁手动开关按一下时，D触发器被触发翻转，Q端有个正跳变，这个正跳变触发一个单稳态触发器，使之Q端产生一个延时正脉冲，这个延时决定清洁的时间。D触发器Q端产生一个负跳变送清洁电磁阀开关控制电路(开启清洁)。当单稳延时结束时，其Q非端产生一正跳变，这个正跳变触发另一个单稳触发器使之产生一个清洁结束正脉冲，送清洁电磁阀开关控制电路(结束清洁)。清洁电磁阀开关控制电路由微分电路、门电路、D触发器及电平转换电路组成。D 触发器接成计数器，平时处于零状态。当清洁开始时，由清洁启动电路送来的负跳变经过微分电路和与非门形成一个正脉冲。这个正脉冲触发D触发器，使之翻转，Q端输出一高电平， 这个高电平经与门和电平转换后变成一个12V高电平，送给清洁电磁阀开关，使之打开。当清洁结束时，由清洁启动电路中单稳送来的清洁结束正脉冲加到D触发器CP端，使之再次翻转，Q端输出一个低电平(0)，经门电路和电平转换后送清洁电路阀开关使之关闭。清洁电磁阀开关它与注射电磁阀开关一样，这里不做详细描述。如图3所示，气动回路由并联的平衡电磁阀8、注射电磁阀9和清洁电磁阀10分别构成注射回路、平衡回路和清洁回路；在注射回路和平衡回路上均安装有调压阀6，三个回路的进气端与输入气管连接，三个回路的输气端与输出气管连接。为了方便调节注射回路和平衡回路上的压力，在注射回路上安装有压力表7，在平衡回路上安装有压力表7。在输出气管与注射器之间安装一排气阀11。控制电路采用5V电源，而电磁阀工作电压为12V，电磁阀开关也是12V电源，所以在电路中设置了一个电平转换电路，以保证控制电路能很好的控制电磁阀及开关电路的工作。当电器控制部分开启电源时，马上打开平衡电磁阀，使针管冲以微量的平衡气体， 保证注射的液体停在针管的顶端，既不移出，也不被吸入针管深处，为注射做好准备(平衡气体压力靠压力阀调节)。注射前，首先要根据针管的粗细和气体压力予置注射时间，并予显示。当开关被启动后，它要完成下面的几个动作第一，要打开注射电磁阀，使具有一定压力的气体冲向针管，推动液体移出针管开始注射；第二，注射时间控制电路开始记录注射时间；第三，注射次数记录电路累加一次注射次数，并显示；第四，注射音响电路开始讯响(讯响时间固定为500ms，500ms后停止讯响)；第五，关闭平衡电磁阀。当注射时间达到了予置时间时，注射时间控制电路就关闭注射电磁阀，同时打开排气阀，使针管里大压力的气体被放掉，以保证准确地停止注射(放气时间固定为500ms，500ms后关闭放气阀)，放气结束后，打开平衡电磁阀。操作过程1、注射时间设置a、选择时间段10 990ms、1 99s两个时间段；b、设置时间通过注射时间设置拨码开关的“+、_”键进行设置；C、确认时间按动确认键即可将所设置的时间写入内存，设置时间在显示窗显示。 时间设置后关机也不会擦除，直至再进行时间设置的确认，前设置即被后设置取代。2、平衡旋动平衡回路上的调压阀调节平衡压力，在其压力表中显示平衡压力。3、注射a、设置注射压力旋动注射回路上的调压阀即可在其压力表中显示注射压力。旋钮向外拉出可进行旋动调节，旋钮向内推动为设置锁定，不可旋动调节。b、按动手动开关或踏动脚踏开关，即可按设定的注射压力和时间进行注射，同时显示窗进行倒计时显示，蜂鸣器声响提示，且每注射一次注射计数进行自动累加。4、清洁按动清洁键，即可进行压力清洁，每次500ms，清洁压力为输入压力。5、注射计数清零按动计数清零键，可进行注射计数清零。6、消音按下消音键，可取消注射声响提示。再按消音键会弹起恢复注射声响提
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权利要求1.一种生物细胞纳升精密注射器，其特征在于包括一用于控制输出气体的输出压力和输出时间的主机箱(2)，主机箱(2)上安装一连接外部气源的输入气管(1)、输出气管(2) 和开关(3)，输出气管(2)上连接注射器(5)，主机箱(1)内设置有控制电路和气动回路；所述的输入气管(1)和输出气管(2)与气动回路连接，所述的开关(3)与控制电路连接；所述的控制电路包括一注射时间控制电路和清洁启动电路，与注射时间控制电路连接的注射时间显示电路，与注射时间控制电路连接的注射启动电路，分别与注射启动电路连接的注射讯响电路、注射次数显示电路和注射电磁阀开关控制电路，与注射电磁阀开关控制电路连接的注射电磁阀开关，与清洁启动电路连接的清洁电磁阀开关控制电路，与清洁电磁阀开关控制电路连接的清洁电磁阀开关，与注射电磁阀开关控制电路和清洁电磁阀开关控制电路连接的清洁的平衡电磁阀开关；气动回路由并联的注射电磁阀、平衡电磁阀和清洁电磁阀分别构成注射回路、平衡回路和清洁回路；在注射回路和平衡回路上均安装有调压阀； 三个回路的进气端与输入气管(1)连接，三个回路的输气端与输出气管(4)连接，所述的注射电磁阀与注射电磁阀开关连接，平衡电磁阀与平衡电磁阀开关连接，清洁电磁阀与清洁电磁阀开关连接。
2.根据权利要求1所述的生物细胞纳升精密注射器，其特征在于所述的开关(3)为脚踏开关和手动开关。
3.根据权利要求1所述的生物细胞纳升精密注射器，其特征在于在注射回路上安装有压力表。
4.根据权利要求1所述的生物细胞纳升精密注射器，其特征在于在平衡回路上安装有压力表。
5.根据权利要求1所述的生物细胞纳升精密注射器，其特征在于在输出气管(4)与注射器(5 )之间安装一排气阀(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种生物细胞精密纳升注射器，属于一种生物细胞注射器。该注射器有一用于控制输出气体的输出压力和输出时间的主机箱，主机箱上安装一连接外部气源的输入气管、输出气管和开关，输出气管上连接注射器，主机箱内设置有控制电路和气动回路；所述的输入气管和输出气管与气动回路连接，所述的开关与控制电路连接。优点是气动回路和控制电路相结合，通过注射压力与注射时间的不同组合实现不同粘度、不同注射针口径的液体介质的pL-nL级精密注射；既可以将微量物质注射入细胞，也可以近距离地注射到细胞附近，实施局部细胞的微量给药，适合于细胞内外微量物质的施加或微流体物质、微材料物质实验及生产过程的应用。
文档编号C12M1/36GK202246699SQ2011204129
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者张志宏, 李绍华 申请人:江苏瑞祺生命科学仪器有限公司