专利名称：一种微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法，属于空间生物医学研究领域。
背景技术：
随着我国“神舟”系列飞船、“天宫一号”实验室、空间站等庞大的航天计划的实施，载人航天的医学保障需求日益突出，对空间生物医学的研究提出了更高的要求，同时也为空间生物医学研究提供了难得的实验平台。空间环境是空间科学研究一个特殊的重要领域，具有超高真空、超洁净、微重力、强辐射的特点。这一环境能够对人体产生不利影响，但同时研究这一环境，并利用这一环境进行医学相关的研究开发具有重要意义。利用空间环境的特殊性来研究生物医学，不仅可以解决航天医学保障问题，而且可以帮助人类理解和解决某些重大生命科学问题，包括生命起源、演化、个体和系统发育乃至疾病发生机理、生物制药等。
通过飞船搭载研究空间环境对微生物和细胞的影响，对于揭示空间生物医学基本规律、保障航天员身体健康和工作效率、解决一些医学难题和生物制药等有着重要的理论和实践意义。而设计出方便实用的搭载装置，可以解决搭载过程中的实际问题，有利于搭载的顺利实施。
发明内容
本发明的技术解决问题是:在搭载空间和重量受限的情况下可以搭载十余种微生物和细胞样品。本发明的技术解决方案:一种微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法，包括以下步骤:①根据微生物和细胞搭载的总体要求，确定米子管的外径尺寸和轴向长度，密封盖的外径尺寸和轴向长度以及硅橡胶垫的厚度；②根据搭载微生物和细胞的数量，确定米子管的独立分区数量；③根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度
以及壁厚。④根据搭载样品固相，确定隔断的位置和厚度。所述的步骤中的米子管和密封盖的材料采用聚碳酸酯或ABS树脂。本发明的特点是:本设计方法新颖独特，设计出的装置小巧灵活、方便实用，能够满足飞船搭载多种微生物和细胞样品且要严格控制搭载总重量的需要。
图1为搭载装置不意图；图2为米子管结构尺寸示意图3为搭载装置设计方法流程具体实施例方式如图1所示，为本发明搭载装置示意图，它由一个米子管和两个密封盖组成，图中最两端的为密封盖，中间的为带有隔断的米子管，两者之间的部分为硅橡胶垫，所述的米子管在结构上设计为米字形，由隔断分隔成长短两端，长端分为6 8个独立空间，用于装载半固体或液体状微生物或细胞样品；短端分为8 10个独立空间，用于装载干粉状微生物样品。米子管在实际应用时两端加工成螺纹，用于和密封盖连接；密封盖在米字管的两端，为带有内螺纹的圆柱形盖。所述的密封盖通过硅橡胶垫以及螺纹与米子管相连并固定，密封盖拧到米子管两端能完全密封内部样本，既不会出现样品泄漏，也不会发生样品间污染。图2为米子管需要设计的尺寸图，为了简化，米子管两端的螺纹没有画出。从图中可以看出，在米子管的设计中，主要涉及以下尺寸:米子管的外径、轴向长度、米子管的分区数量、米子管中独立分区的厚度以及壁厚、隔断的位置和厚度。另外，对于微生物和细胞飞船搭载装置所用的密封盖，设计尺寸还包括密封盖的外径以及轴向长度尺寸。如图3所示，为本设计方法流程图，包括以下步骤:①根据微生物和细胞搭载的总体要求(主要是体积限制)，一般要求生物搭载装置的外径不大于25mm，轴向长度不大于40mm，因此本设计方法中确定米子管的外径尺寸和轴向长度分别为:米子管轴向长L = 30mm，直径为Dl = 15mm，考虑密封盖的密封效果后，设计每个密封盖的轴向长度为4.5mm，外径为20.9mm,同时设计密封盖与米子管固定所采用的娃橡胶垫为0.5mm厚。②根据搭载微生物和细胞的数量，确定米子管的独立分区数量；本实施例要求搭载金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等共16种，因此设计米子管长端部分和短端部分均分隔成8份，共16个相互独立的样本区。③根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度b以及壁厚。本实施例根据航天医学工程研究所依据《航天员系统载人运输飞船、目标飞行器舱载产品环境试验技术条件》确定米子管独立分区每一段的厚度为b = 1_，壁厚为D1-D2 = 1mm。④根据搭载样品固相，确定隔断的位置和厚度。米子管长端部分搭载金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等液体或半固体样品，短端部分搭载金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等干粉样品，因此隔断位置在去除其自身轴向长度后将在米子管整个轴向长度按2: I分为两部分，隔断的轴向长度要综合考虑整个装置的抗压性以及抗冲击性，一般取其为h =3mm,因此整个搭载装置的长端部分轴向长度为LI = 18mm,短端部分轴向长度为L2 = 9mm。所述的步骤中米子管和密封盖的材料采用聚碳酸酯或ABS树脂。根据本方法设计出的装置小巧灵活、方便实用，能够满足飞船搭载多种微生物和细胞样品且要严格控制搭载总重量的需要。该装置经鉴定级振动试验、鉴定级冲击试验和快速减压试验等飞船搭载所需环境试验， 均符合飞船搭载标准。
权利要求
1.一种微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法，其特征在于:包括以下步骤: ①根据微生物和细胞搭载的总体要求，确定米子管的外径尺寸和轴向长度，密封盖的外径尺寸和轴向长度以及硅橡胶垫的厚度； ②根据搭载微生物和细胞的数量，确定米子管的独立分区数量； ③根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度以及壁厚； ④根据搭载样品固相，确定隔断的位置以及厚度。
2.根据权利要求1 所述的微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法，其特征在于:所述的步骤中米子管和密封盖的材料采用聚碳酸酯或ABS树脂。
全文摘要
本发明涉及一种微生物和细胞飞船搭载装置的设计方法，根据微生物和细胞搭载的总体要求，确定米子管的外径尺寸和轴向长度、隔断的厚度，密封盖的外径尺寸和轴向长度以及硅橡胶垫的厚度；根据搭载微生物和细胞的数量，确定米子管的独立分区数量；根据搭载装置所要求的强度和抗冲击要求，确定米子管独立分区每一段的厚度以及壁厚；根据搭载样品固相，确定隔断的位置和厚度。
文档编号C12M1/18GK103184150SQ20121037966
公开日2013年7月3日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者刘长庭, 王俊峰, 方向群, 李天志, 郭英华, 常德, 苏龙翔, 陈振鸿, 王雅娟, 姜学革 申请人:中国人民解放军总医院