专利名称：可显微观测的锥板剪切场发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锥板剪切场发生装置，特别是涉及用于贴壁培养的细胞与悬浮细胞在流场中行为的相关基础研究的可显微观测的锥板剪切场发生装置。
背景技术：
人体的体液在管腔中流动时会造成剪切场(例如血液在血管中流动)，人体管腔中的细胞，包括悬浮细胞(如血细胞)和贴壁生长的细胞(如内皮细胞)，在剪切场中的代谢和生长状况对应了一定的生理特性和病理特性。例如，红细胞在进入毛细血管的过程中受剪切场作用产生形变，从而可以顺利的通过毛细血管；血小板在高剪切场的诱导下可产生聚集，造成动脉血栓危害人体健康；内皮细胞在剪切场中损伤状况与蛋白质表达状态与血栓形成有关。
因此研究和观测各种细胞在剪切场中的运动状态和性质具有重要的临床和基础研究意义。目前，业内研究和观测各种细胞在剪切场的运动状态和性质的装置普遍采用锥板观测装置，例如北京科临易检信息技术有限公司生产的LBY-BX型红细胞变形聚集仪，该装置虽然可以较好的提供均匀剪切场，采用激光衍射原理检测红细胞流变特性，但是其观测光路和锥板剪切场发生装置是结合在一起的，因此使用者在购买时就必须将观测光路和锥板剪切场发生装置一起购买，其价格昂贵。此外，该类仪器的特点是采用激光衍射原理检测血细胞流变特性，不能支持直接的显微镜下观察，无法观测血细胞的具体形变情况，更无法在线观测贴壁培养的内皮细胞等细胞。
国外相关专利文献也有类似装置，例如一种来自日本的锥板显微观测装置(申请号为PCT/JP02/00321)。其专利文献中给出的锥板显微观测装置可利用锥板制造剪切场，整个装置具有独立完整的结构，可以与不同型号的正置显微镜搭配使用观测血细胞在剪切场中行为。但这个装置具有一定缺点首先装置的核心部分锥板剪切装置利用锥和板自身作为旋转轴，依靠锥周边的齿轮带动不能实现方便地拆卸清洗，如果勉强将锥拆卸下来，经多次重新安装难以实现原来的精度。第二，该装置为了方便加样及实现清洗(在生物学试验中，清洗是必须的)，在锥板之间的空隙中加入一根进液管，以充入血液等试样以及清洗溶液。这一设计破坏了锥板间剪切场的流场环境。锥板剪切装置的核心原理是利用锥的旋转带动液体旋转，在锥与板之间制造出处处均匀的剪切场。在这个环境里加入管道给剪切场带来不可逆的影响——锥板之间不再是均匀剪切场，不利于进行严格的科学实验。第三，由于锥板拆卸清洗不便，造成该装置不能用于培养贴壁细胞，因此无法观测贴壁细胞在剪切场中的行为。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可以搭配多种型号的倒置荧光显微镜使用、用于贴壁培养的细胞与悬浮细胞在流场中行为的相关基础研究的可显微观测的锥板剪切场发生装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种可显微观测的锥板剪切场发生装置，它包括有一底座；一纵向驱动装置，其设置在所述底座上；一U型支架，其底部连接设置在所述纵向驱动装置上；一盛液皿托架，其设置在U型支架的一侧，该盛液皿托架上设置有一盛液皿；一垂向驱动装置，其设置在U型支架的另一侧；一锥板支架，其后端连接设置在所述垂向驱动装置上，该锥板支架的前端下部设置有锥板，该锥板正对所述盛液皿，且与盛液皿同轴；一电机，其设置在所述锥板支架上，该电机通过减速传动装置与所述锥板连接。
上述的可显微观测的锥板剪切场发生装置中，所述纵向驱动装置包括有一纵向丝杠以及至少一纵向滑轨，该纵向丝杠的末端设置有一丝杠驱动装置，所述U型支架的底部通过其设置的螺杆与该纵向丝杠连接，且U型支架位于该纵向滑轨上；所述垂向驱动装置包括有一垂向丝杠以及至少一垂向滑轨，该垂向丝杠的末端设置有一丝杠驱动装置，所述锥板支架的后端通过其设置的螺杆与该垂向丝杠连接，且锥板支架位于该垂向滑轨上。
上述的可显微观测的锥板剪切场发生装置中，所述纵向驱动装置上设置有标尺，所述U型支架与纵向驱动装置之间设置有纵向定位装置；所述垂向驱动装置上设置有标尺以及锁紧装置，所述锥板支架与垂向驱动装置之间设置有垂向定位装置。
上述的可显微观测的锥板剪切场发生装置中，所述锥板支架上设置有一电机支架，所述电机设置在该电机支架上；所述减速传动装置为二级减速齿轮，所述电机的输出端通过连轴器与该二级减速齿轮的输入端连接，该二级减速齿轮的输出端连接所述锥板。
上述的可显微观测的锥板剪切场发生装置中，所述盛液皿托架上设置有一盛液皿容置槽，盛液皿可拆卸的设置于该盛液皿容置槽内。另外，所述盛液皿容置槽的前端设置有一开口，所述盛液皿侧壁对应该开口设置有一侧视窗。
上述的可显微观测的锥板剪切场发生装置中，所述纵向定位装置和垂向定位装置为百分表。
本实用新型由于采取以上设计，其具有以下优点1、本实用新型可以独立使用，比如应用于剪切场对血小板的活化作用的研究，剪切场对血浆中蛋白质构象作用的研究等；本实用新型也可以移入倒置荧光显微镜光路中使用，比如应用于观测贴壁生长的内皮细胞在剪切场中的表面蛋白质动态表达，血细胞在剪切场中的形变能力观测，血细胞在剪切场中的黏附状况等，便于实时观测。
2、本实用新型的结构不影响显微镜光路的调节，因此其可与不同型号显微镜搭配使用，方便了使用者的需要。
3、本实用新型的结构使得锥板是可以升降的，这使得盛液皿可以方便拆卸，便于清洗与贴壁细胞培养等实验研究；清洗后可以通过定位装置重新使锥板定位，保证了本实用新型的精度。
4、本实用新型从结构上保证了锥板之间无干扰流场的装置，因此具有调节精度高，剪切场的均匀程度高等优点。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型中垂向驱动装置的结构示意图图3为图2的俯视图具体实施方式
如图1所示，为本实用新型所提供的一种可显微观测的锥板剪切场发生装置，它包括有一底座1；一纵向驱动装置2，其设置在底座1上；
一U型支架3，其底部连接设置在纵向驱动装置2上；一盛液皿托架4，其设置在U型支架3的一侧，盛液皿托架4上设置有一盛液皿41；一垂向驱动装置5，其设置在U型支架3的另一侧；一锥板支架6，其后端连接设置在垂向驱动装置5上，锥板支架6的前端下部设置有锥板61，该锥板61正对盛液皿41，且与盛液皿41同轴；一电机7，其设置在锥板支架6上，该电机7通过减速传动装置8与锥板61连接。
如图2、图3所示，本实用新型中具体来说，纵向驱动装置2包括有一纵向丝杠21以及至少一纵向滑轨22，纵向丝杠21的末端设置有一丝杠驱动装置23，U型支架3的底部通过其设置的螺杆31与纵向丝杠21连接，且U型支架3位于纵向滑轨22上；垂向驱动装置5包括有一垂向丝杠51以及至少一垂向滑轨52，垂向丝杠51的末端设置有一丝杠驱动装置53，锥板支架6的后端通过其设置的螺杆61与垂向丝杠51连接，且锥板支架6位于垂向滑轨52上。本实施例中，具体来说，纵向滑轨22和垂向滑轨52的数量各为两个。上述的丝杠驱动装置23、53可以是手柄、手轮或者驱动电机，其作用是驱动丝杠转动，本实施例中以手轮为例，但并不以此为限。
另外，纵向驱动装置2上还设置有标尺(图中未显示)，U型支架3与纵向驱动装置2之间设置有纵向定位装置24；垂向驱动装置5上设置有标尺(图中未显示)以及锁紧装置55，锥板支架6与垂向驱动装置5之间设置有垂向定位装置54。本实施例中，纵向定位装置24和垂向定位装置54为百分表，其可以精确到0.01mm，标尺和百分表的配合使用可以使本实用新型的定位更加的精确。上述的锁紧装置55可以是一个锁紧螺栓，其主要作用是垂向丝杠51在不需要转动的时候将其锁紧，以避免锥板支架6在重力的作用下发生下滑。
再如图1所示，锥板支架6上设置有一电机支架62，上述的电机7就设置在电机支架62上。上述的减速传动装置8在本实施例中具体可以为一组二级减速齿轮，当然，并不以此为限，其也可以是其他形式的减速传动装置；电机7的输出端通过连轴器71与该二级减速齿轮的输入端连接，该二级减速齿轮的输出端连接上述的锥板61。
本实施例中的锥板61，其具体是一倒置的光学玻璃制成的圆锥；而本实施例中的电机7可以选用饲服电机，在电机7与减速传动装置8的带动下可实现锥板61在0rpm至2500rpm之间连续可调的转动。而且本实用新型的传动机构运转稳定，振动小，可实现光学圆锥外径处的端面跳度小于0.01mm，保证锥板装置中形成稳定的剪切场。
上述的实施例中，盛液皿托架4上设置有一盛液皿容置槽42，盛液皿41可拆卸的设置于盛液皿容置槽42内。另外，盛液皿容置槽42的前端设置还有一开口421，而盛液皿41侧壁对应该开口421设置有一侧视窗411。该侧视窗411可以由光学玻璃制成，这样就可以在正对开口421的地方加设一解剖镜，从而可以观测到液体内的细胞垂直方向的运动。
本实用新型在使用的时候，首先进行垂向定位。1、选取事先标定好的标准高度块(高度为a)，置于盛液皿41中，正对锥板的轴线；2、松开锁紧装置55，操作垂向驱动装置，使锥板支架6下降，至锥板的顶尖与盛液皿中标准高度块接触为止(以高度块移动阻力突然增大为判断标准)；3、反向操作垂向驱动装置5，使锥板支架6上升，锥板顶尖离开盛液皿41，取出标准高度块；4、再次驱动垂向驱动装置5，使锥板支架6下降，根据定位百分表读数下降至步骤2中的位置，再继续下降高度a-0.03mm(注意锥板顶尖导有r＝0.03mm的圆角)，使圆锥母线的交点落于盛液皿平面，垂向定位完毕。垂向定位进行一次之后可以以此为标准进行多次实验。
本实用新型如果需要进行清洗时(一般在使用之前，都需要进行清洗)，过程如下1、利用纵向驱动装置2将可显微观测的锥板剪切场发生装置从显微镜光路中移开；2、将锥板支架6沿垂向驱动装置5升高至方便操作的高度，向上托起盛液皿41将其取出；3、将盛液皿41在超声清洗装置中浸泡清洗30分钟，再使用75％酒精浸泡30分钟；4、盛液皿可以放于37°孵箱培养细胞，也可以直接安装于盛液皿托架4上进行下一步实验；5、锥板61可以利用试管架辅助，用烧杯盛酒精在原位浸泡的方法进行清洗。
第三，安装盛液皿，加试样，为实验进行准备1、将盛液皿41轻放于盛液皿托架4之上；2、在盛液皿41中添加预先设计好的一定量的试样；3、根据预先标定好的定位百分表读书对锥板61进行垂向定位，具体操作是驱动垂向驱动装置5，使得百分表读数复位到标定时的读数，此时锥板母线的交点落在盛液皿平面上。
第四，将整个装置移入显微镜光路，开始实验，并可进行实时观测。
权利要求1.一种可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于，它包括有一底座；一纵向驱动装置，其设置在所述底座上；一U型支架，其底部连接设置在所述纵向驱动装置上；一盛液皿托架，其设置在U型支架的一侧，该盛液皿托架上设置有一盛液皿；一垂向驱动装置，其设置在U型支架的另一侧；一锥板支架，其后端连接设置在所述垂向驱动装置上，该锥板支架的前端下部设置有锥板，该锥板正对所述盛液皿，且与盛液皿同轴；一电机，其设置在所述锥板支架上，该电机通过减速传动装置与所述锥板连接。
2.根据权利要求1所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述纵向驱动装置包括有一纵向丝杠以及至少一纵向滑轨，该纵向丝杠的末端设置有一丝杠驱动装置，所述U型支架的底部通过其设置的螺杆与该纵向丝杠连接，且U型支架位于该纵向滑轨上；所述垂向驱动装置包括有一垂向丝杠以及至少一垂向滑轨，该垂向丝杠的末端设置有一丝杠驱动装置，所述锥板支架的后端通过其设置的螺杆与该垂向丝杠连接，且锥板支架位于该垂向滑轨上。
3.根据权利要求1所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述纵向驱动装置上设置有标尺，所述U型支架与纵向驱动装置之间设置有纵向定位装置；所述垂向驱动装置上设置有标尺以及锁紧装置，所述锥板支架与垂向驱动装置之间设置有垂向定位装置。
4.根据权利要求2所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述纵向驱动装置上设置有标尺，所述U型支架与纵向驱动装置之间设置有纵向定位装置；所述垂向驱动装置上设置有标尺以及锁紧装置，所述锥板支架与垂向驱动装置之间设置有垂向定位装置；所述丝杠驱动装置为手柄、手轮或者驱动电机。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述锥板支架上设置有一电机支架，所述电机设置在该电机支架上；所述减速传动装置为二级减速齿轮，所述电机的输出端通过连轴器与该二级减速齿轮的输入端连接，该二级减速齿轮的输出端连接所述锥板。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述盛液皿托架上设置有一盛液皿容置槽，盛液皿可拆卸的设置于该盛液皿容置槽内。
7.根据权利要求5所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述盛液皿托架上设置有一盛液皿容置槽，盛液皿可拆卸的设置于该盛液皿容置槽内。
8.根据权利要求6所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述盛液皿容置槽的前端设置有一开口，所述盛液皿侧壁对应该开口设置有一侧视窗。
9.根据权利要求7所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述盛液皿容置槽的前端设置有一开口，所述盛液皿侧壁对应该开口设置有一侧视窗。
10.根据权利要求3或4所述的可显微观测的锥板剪切场发生装置，其特征在于所述纵向定位装置和垂向定位装置为百分表。
专利摘要本实用新型公开了一种可显微观测的锥板剪切场发生装置，它包括有一底座；一纵向驱动装置，其设置在所述底座上；一U型支架，其底部连接设置在所述纵向驱动装置上；一盛液皿托架，其设置在U型支架的一侧，该盛液皿托架上设置有一盛液皿；一垂向驱动装置，其设置在U型支架的另一侧；一锥板支架，其后端连接设置在所述垂向驱动装置上，该锥板支架的前端下部设置有锥板，该锥板正对所述盛液皿，且与盛液皿同轴；一电机，其设置在所述锥板支架上，该电机通过减速传动装置与所述锥板连接。本实用新型的结构不影响显微镜光路的调节，因此其可与不同型号显微镜搭配使用，方便了使用者的需要。
文档编号G01N33/48GK2906621SQ20062002307
公开日2007年5月30日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者杨春, 孙琦, 黄有奇, 程绪平, 庄逢源 申请人:北京航空航天大学