一种电生理膜片钳局部灌流换液加药头的制作方法

本实用新型属于医药技术领域，涉及细胞电生理学及药理学实验研究器材设备，具体涉及电生理膜片钳实验中多通道灌流装置局部快速换液的加药头。

背景技术：

电生理技术是以多种形式的能量(电、声等)刺激生物体，测量、记录和分析生物体发生的生物电现象和生物体的电特性的技术，是电生理学研究的主要技术。其中膜片钳技术是荣获诺贝尔奖的一种细胞电生理学技术。它通过使用电极将微弱的生物电引出，经生物电放大器放大，再由示波器等显示其波形并记录下来，以便观察、分析和保存。膜片钳技术通过记录细胞膜上的各种离子通道的离子电流来反映细胞膜上单一或多个离子通道的活动。应用膜片钳技术可以对细胞膜上离子通道的存在及其电生理特性、分子结构、药物作用机制等进行深入的研究。

膜片钳实验中，通过对全细胞或膜片进行局部灌流，可以测量待测药物对离子通道的影响。在局部灌流中，加药头是实验成功的关键因素之一。然而不同的离子通道其动力学特性不同，有些通道对灌流系统材质和灌流速度的要求较高，现有的全换液或者较大的加药头死腔以及非耐酸的灌流系统难以达到实验要求，并且现有的加药头价格昂贵、容易损坏、操作不便。现有技术的加药头部位为多通路输入、多通路输出，不方便夹持，输出路径多易混淆，接头多且暴露，接头部位连接不牢固，易损坏，操作繁琐，装置不透明，不能及时发现气泡，产生加液误差，不适用于酸、酒精、高温液体、腐蚀性液体。本实用新型针对以上问题对加药头进行了改进，以克服现有技术的不足。

技术实现要素：

本实用新型的任务是提供一种电生理膜片钳局部灌流换液加药头，使其具有能够多通路输入药物、单通路输出药物，药物流速稳定、加药误差小，且对药物性质要求低，具有耐酸、耐腐蚀、耐高低温的特性，可用于各种药物的加药、工艺简单、成本低、结实耐用、操作简便、运行稳定等特点。

实现本实用新型的技术方案是：本实用新型提供的电生理膜片钳局部灌流换液加药头，由多根毛细管1、一个玻璃套管2、一个接头保护套管3、多根过渡管4组成，过渡管4的根数与毛细管1的根数相同，各毛细管1的一端分别与各过渡管4的一端连接；玻璃套管2套在由多根毛细管1聚拢在一起组成的毛细管束的外面，玻璃套管2的管腔内壁与毛细管束之间的空隙以及各毛细管 1之间的空隙以粘胶填充密封固定，毛细管1露在玻璃套管2一端的端面为打磨平整的无空隙的平面，所述的粘胶可以是环氧树脂AB胶；接头保护套管3 套在毛细管1与过渡管4接头处的外面，接头保护套管3的官腔内壁与位于接头保护套管3的官腔内的内包物之间的空隙以粘胶填充密封固定，所述的粘胶可以是环氧树脂AB胶。

本实用新型还可设置有多根软管5，软管5的根数与过渡管4的根数相同，各软管5的一端分别与各过渡管4的一端连接，软管5起连接过渡管4与储液器管的作用。

所述的毛细管1可由聚酰亚胺材质制成，所述的玻璃套管2可由硼硅酸玻璃纤维材质制成，所述的接头保护套管3可以是由聚丙烯材质制成的圆管状结构，所述的过渡管4可以是由聚四氟乙烯材质制成的圆管状结构，所述的软管 5可以是由硅胶材质制成圆管状结构。

在本实用新型的实施例中，所述的毛细管1为七根，所述的过渡管4为七根，所述的软管5为七根，毛细管1是由聚酰亚胺材质构成内径为0.31mm、外径为0.36mm的细圆管状结构；玻璃套管2由硼硅酸玻璃纤维材质制成的圆管状结构，其官腔内经大小以正好容纳7根毛细管1通过；接头保护套管3是由聚丙烯材质制成的内径为1.6～2mm、外径为3～4mm的圆管状结构；过渡管 4是由聚四氟乙烯材质制成的内径为0.30mm，外径为0.79mm的圆管状结构；软管5是由硅胶材质制成的内径为0.79mm，外径2.2mm圆管状结构；玻璃套管2的一部分位于接头保护套管3的官腔内并由粘胶填充密封固定。使用时加药头的玻璃套管端外部套一根内径1.5mm的硅胶管，作为加药终端给药。毛细管为聚酰亚胺材质，具有适当的硬度和韧性，无毒无味，耐高低温、耐酸、耐腐蚀，适用范围广，粗细度适宜，便于精准控制加药量。玻璃套管为硼硅酸玻璃纤维材质，此管粗细正好可容纳7根毛细管，具有一定硬度，对毛细管起聚拢和保护作用，且此管为透明管，便于观察管内状况，发现气泡能及时排除，能有效避免气泡对实验结果的影响。接头保护套管3为聚丙烯材质，两个管子接头部位位于接头保护套管3内部，不易损坏，起保护作用。过渡管4为聚四氟乙烯材质，具有耐高低温、耐酸碱、耐氧化等特性，无毒无味，因储液器管较粗，而毛细管较细，过渡管4粗细介于两者之间，在药物由储液器流至毛细管1的过程中起过渡的作用。软管5为硅胶材质，耐高低温、化学性质稳定，无毒无味，作为连接部分软硬适中，起连接过渡管与储液器管的作用，使用时，软管5的一端与过渡管4连接，另一端通过一根硅胶管或聚四氟乙烯管与储液器连接，具体可以是：软管5的一端与过渡管4连接，另一端与一根内径 2.2mm的硅胶管或是聚四氟乙烯管的一端连接，硅胶管或是聚四氟乙烯管的另一端与储液器连接，从而实现了加药头与储液器的连接。

现有技术的加药头部位为多通路输入、多通路输出，不方便夹持，输出路径多易混淆，接头多且暴露，接头部位连接不牢固，易损坏，操作繁琐，装置不透明，不能及时发现气泡，产生加液误差，不适用于酸、酒精、高温液体、腐蚀性液体。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：其为多通路输入，单通路输出，输出路径少，方便夹持，不易混淆，操作简单，且设置了套管和粘胶固定保护线路，结实耐用，线路透明，可观察到气泡并及时排除，避免产生加液误差，具有耐酸、耐腐蚀、耐高温、耐酒精等优越性能，可用于各种药物的加药。

本实用新型公开了一种新的电生理膜片钳局部灌流换液加药头，具有能够多通路输入药物、单通路输出药物，药物流速稳定、加药误差小，加液直观，可观察到气泡并及时排除，有效避免气泡对实验结果的影响。对药物性质要求低的优点，且具有耐酸、耐腐蚀、耐高低温的特性，可用于各种药物的加药，为膜片钳细胞灌流局部换液实验提供了一种工艺简单、成本低价格合理、用料节省、外型美观、结实耐用、操作简便、运行稳定的加药头，能够减小实验误差，提高准确率，有利于得到更好的实验结果。减小实验误差，使实验结果更加准确，可用于电生理膜片钳局部灌流换液，可用来测定浓度曲线或其他动力学参数，以及用于测定药物的EC50和IC50等。

附图说明

图1：毛细管1、过渡管4、玻璃套管2的连接示意图，图中a为玻璃套管 2之显露毛细管1的一端，该端端面为打磨平整的无空隙的圆形平面，在该无空隙的圆形平面端，玻璃套管2的端面与毛细管1的端面处在同一平面；图中 b为玻璃套管2；图中c为过渡管4；图中d为毛细管1与过渡管4的连接处。

图2：膜片钳局部灌流换液加药头结构图，图中数字标识所示部位名称为：1.毛细管；2.玻璃套管；3.接头保护套管；4.过渡管；5.软管。

图3：玻璃套管2之显露毛细管1的一端的端面的显微放大示意图，图中 A所示部位为玻璃套管2；图中B所示部位为毛细管1；图中C所示部位即斜线部位为玻璃套管2与毛细管1之间以及各毛细管1之间的空隙中填充的粘胶。

图4：膜片钳局部灌流换液加药头使用状态简图。图中字母A、B、C所示部位名称为：A为储液器；B为开关阀门；C为加药头。

图5：加药头三排管端放大示意图。图中字母D、E、F、G所示部位名称为：D为储液器；E为开关阀门；F为细胞培养皿；G为三排管。图中下方的数字标识所示部位名称为：2.玻璃套管；3.接头保护套管；4.过渡管；5.软管。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供的电生理膜片钳局部灌流换液加药头，由七根毛细管1、一个玻璃套管2、一个接头保护套管3、七根过渡管 4和七根软管5组成，各毛细管1的一端分别与各过渡管4的一端连接；玻璃套管2套在由七根毛细管1聚拢在一起组成的毛细管束的外面，玻璃套管2的管腔内壁与毛细管束之间的空隙以及各毛细管1之间的空隙以环氧树脂AB胶填充密封固定，毛细管1露在玻璃套管2一端的端面为打磨平整的无空隙的平面，在该无空隙的平面端玻璃套管2的端面与毛细管1的端面处在同一平面，玻璃套管2可使毛细管1聚拢且外部平滑坚固并能实现在填充粘胶和经打磨后形成无空隙的圆形平面，见图1。接头保护套管3套在毛细管1与过渡管4接头处的外面，即将接头处置于接头保护套管3的官腔中，接头保护套管3的官腔内壁与接头保护套管3的官腔内包物之间的空隙以环氧树脂AB胶填充密封固定，使接头处不易断开损坏，且接头保护套管3还能起到方便手持，便于加药的作用。各软管5的一端分别与各过渡管4的一端连接，软管5起连接过渡管4与储液器管的作用。玻璃套管2的一部分位于接头保护套管3的官腔内，玻璃套管2的另一部分露在接头保护套管3的官腔外面，位于接头保护套管3 的官腔内的玻璃套管2的外壁与接头保护套管3的官腔内壁之间的间隙用环氧树脂AB胶填塞密封固定，使位于接头保护套管3的官腔内的玻璃套管2的外壁与接头保护套管3的官腔内壁紧密粘合，以加强牢固性。制作时，在完成了毛细管1与过渡管4的连接，装置了玻璃套管2和接头保护套管3后，将毛细管1露在玻璃套管2外面的一端的端面剪齐，使毛细管1的端面与玻璃套管2 的端面处于同一平面，并用8000-10000目的磨刀石将端面打磨平齐。应注意的是，端面的七根毛细管1之间以及毛细管1与玻璃套管2之间不能有空隙，若有空隙继续打磨至无空隙。打磨后的端面成品图如图3所示，7根毛细管1紧密排列在玻璃套管2的官腔内，且各毛细管1之间及各毛细管1与玻璃套管2 之间无空隙，加药时不会造成回流漫延，可使加药量更加准确，使用时在加药头的玻璃套管2及毛细管1的无空隙端面的一端的外部套一根内径1.5mm的硅胶管，作为加药终端给药。

实施例2

在实施例1的基础上，给出了毛细管1、玻璃套管2、接头保护套管3、过渡管4和软管5的具体规格：毛细管1是由聚酰亚胺材质制成内径为0.31

mm、外径为0.36mm的细圆管状结构；玻璃套管2由硼硅酸玻璃纤维材质制成的圆管状结构，其官腔内经大小以正好容纳七根毛细管1通过；接头保护套管 3是由聚丙烯材质制成的内径为1.6～2mm、外径为3～4mm的圆管状结构；过渡管4是由聚四氟乙烯材质制成的内径为0.30mm，外径为0.79mm的圆管状结构；软管5是由硅胶材质制成的内径为0.79mm，外径2.2mm圆管状结构，其余内容与实施例1相同。

实施例3

本实用新型提供的电生理膜片钳局部灌流换液加药头的使用。

将本实用新型提供的电生理膜片钳局部灌流换液加药头的软管端与储液器管相连，储液器管与储液器之间通过两通阀连接，两通阀上带有旋钮开关，可控制加药。如图4所示，加药头与储液器3-9相连。根据实验项目，毛细管端通过一根管子连接至灌流槽或者是warner公司生产的正方型玻璃三排管中的C 管(如图5所示)。使用方法举例：图4为测量待测药物的IC50的示意简图，3- 9储液器分别连接在加药头的软管端，三排管的另外两个接口通过管子连接2 个10ml储液器(如图5所示，储液器1连接在三排管的A管上，储液器2连接在三排管的B管上)。储液器3-9用于给药组加药(C管)，最多可以设置7 个浓度。2个10ml储液器，一个用于加入细胞外液(储液器1，A管)，另一个用于对照组加药(储液器2，B管)。三排管的三个管道的排列顺序为细胞外液、对照组、给药组。加药时将溶液配好置于储液器中即可准备加药。

实验操作时，将细胞外液配好置于储液器1中，用于提供细胞外液，细胞外液保持恒速给予，为细胞提供适宜的渗透压环境；对照组溶液配好置于储液器2中；加药溶液按浓度梯度配制好置于储液器3-9作为给药组。通过两通阀开关控制是否加液。加液顺序为：细胞外液、对照组、给药组、对照组，按此加液顺序循环加液，对应的膜电位记录顺序为细胞外液电位、对照组溶液刺激电位、给药组溶液刺激电位、对照组溶液电位，如此循环记录。7个给药组储液器设置为一定的浓度梯度，可得到浓度曲线或其他动力学参数，可用于测量待测药物的EC50和IC50等数据。

与现有的厂家售卖的不透明装置相比，此管路几乎全为透明装置，管路内液体情况更为直观，可清晰地观察有无气泡产生，发现气泡能及时排除，减少加药过程中的实验误差，使实验结果更加准确。

综上所述，本实用新型具有以下优点：1.工艺简单、成本低、结实耐用；2. 操作简便、运行稳定；3.能够多通路输入药物、单通路输出药物；4.药物流速稳定、加药误差小；5对药物性质要求低，具有耐酸、耐腐蚀、耐高温的特性，适用范围广；6.可用来测定浓度曲线或其他动力学参数；7.可用于测定药物的 EC50和IC50等；8.加液直观，可减少气泡的产生，减小实验误差，使实验结果更加准确。