供气装置及膜片钳系统的制作方法

本实用新型涉及供气装置技术领域，尤其涉及供气装置及膜片钳系统。

背景技术：

膜片钳系统可以用来记录培养中的细胞，也可以记录急性分离的组织样本，甚至可以在体记录。其中，离体脑片膜片钳技术被广泛的应用于神经科学、药理学、生理学等众多领域。离体脑片即为急性分离的脑组织，通过震动切片机将脑组织切成片状，在一定的温度、ph、渗透压和通氧状态下，可以维持脑细胞的活性。

在脑片的急性分离步骤中，取脑用的人工脑脊液需要通入气体，孵育的过程中也需要持续通入气体，在之后膜片钳记录的过程中所需要用于灌流的人工脑脊液也需要提前通入气体。在实际的实验操作过程中，很容易出现同时需要多个通入混合气体的接口的情况。不过，在气瓶的减压阀不动的条件下，增加或减少通气接口的数量，容易导致单个通气接口处气体流量的改变，气体流量过大，会导致孵育槽中脑片随气泡带来的波动而浮动，不必要的扰动会影响脑片上细胞的活性，也会浪费不必要的气体。气体流量过小，又可能导致人工脑脊液中氧气含量较低，可能给细胞带来缺氧损伤。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种供气装置，用于膜片钳系统中，通过设置气体流量控制器，对通过单个供气支路的气体流量进行控制，更加精准的控制气体流量，避免气体流量的变化对膜片钳系统操作的影响和干扰，更有利于膜片钳系统的应用。

第一方面，本实用新型提供了一种供气装置，用于膜片钳系统中，包括气源、总气路和至少两个气体流量控制器，所述气源与所述总气路连接，所述总气路包括供气管路和与所述供气管路连接的至少两个供气支路，所述气体流量控制器设置在所述供气支路上，所述气体流量控制器用于控制通过所述供气支路的气体流量，以使所述供气装置为所述膜片钳系统提供稳定气体流量。

本实用新型通过设置气体流量控制器，严格控制通过供气支路的气体流量，使其不因供气支路的减少或增多、供气总量变化、气体压力变化等干扰发生变化，使得膜片钳系统在应用过程中可以产生更加稳定的气体输出，保证实验操作的进行，具体的，所述供气装置可以但不限于为用于离体脑片膜片钳技术中。

可选的，所述气体流量控制器包括检测单元、控制单元和调节单元，所述检测单元用于检测经过所述供气支路的气体流量信息，并将所述气体流量信息发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述气体流量信息和预设流量信息向所述调节单元发送控制信号，所述调节单元根据所述控制信号调节经过所述供气支路的气体流量。

在本申请中，所述气体流量信息可以但不限于为气体压力、气体速度、气体流量等，所述预设流量信息可以但不限于为气体压力、气体速度、气体流量等。

可选的，当所述气体流量信息小于所述预设流量信息时，所述控制单元向所述调节单元发送第一控制信号，所述调节单元根据所述第一控制信号将经过所述供气支路的气体流量调大。

可选的，当所述气体流量信息大于所述预设流量信息时，所述控制单元向所述调节单元发送第二控制信号，所述调节单元根据所述第二控制信号将经过所述供气支路的气体流量调小。

可选的，所述检测单元包括传感器和层流分层件，所述控制单元包括放大控制电路，所述调节单元包括调节阀；所述层流分层件用于使经过所述供气支路的气体处于层流状态，所述传感器用于检测所述层流分层件中的气体压力信息，并将所述气体压力信息发送至所述放大控制电路，所述放大控制电路根据所述气体压力信息计算获得所述气体的瞬时流量，并根据所述瞬时流量和预设流量向所述调节阀发生控制信号，所述调节阀根据所述控制信号调节经过所述供气支路的气体流量。通过数字信号输入输出，可以精确控制气体流量，使得通过气体流量控制器的气体流量基本不改变。

进一步的，所述气体流量控制器还包括报警器，当所述气体流量信息小于所述预设流量信息时，所述报警器发出报警信号。更进一步的，当所述瞬时流量小于预设流量时，所述报警器发出报警信号。具体的，所述报警信号可以但不限于为报警声音或将所述瞬时流量发生至移动终端，以提醒气体流量不足。

在本申请中，所述预设流量可以为单一值，也可以为特定范围，具体的，根据实际需要进行选择。

可选的，所述供气装置还包括设置在供气管路上的减压阀，所述减压阀用于降低通过所述减压阀的气体压力。在本申请中，所述减压阀可以用于将来自所述气源的高压气体调节至低压气体。具体的，可以但不限于为所述减压阀将10mpa-15mpa的高压气体调节至0.1mpa-0.15mpa的低压气体。

进一步的，所述减压阀包括减压阀阀体以及设置在所述减压阀阀体上的进气压力表和出气压力表，所述减压阀阀体上设有进气端和出气端，所述进气压力表与所述进气端连通，以检测所述进气端的压力，所述出气压力表与所述出气端连通，以检测所述出气端的压力。在本申请中，所述进气压力表用于检测高压气体的压力，所述出气压力表用于检测低压气体的压力。更进一步的，所述减压阀还包括调节螺杆，所述调节螺杆用于调节经过所述减压阀的气体的压力。具体的，可以但不限于为将气源和减压阀进气端连通，然后旋转调节螺杆使得进气端的高压气体部分通过减压阀，以减小通过所述减压阀的气体流量，形成低压气体并从所述出气端流出。

更进一步的，所述进气压力表的检测范围为5mpa-20mpa，所述出气压力表的检测范围为0.01mpa-0.2mpa。

更进一步的，当所述气体流量信息小于所述预设流量信息，且调节单元将供气支路的气体流量调至最大值时，调节所述减压阀，以增加通过所述出气端的气体流量。

在本申请中，所述气体流量控制器包括调节单元，所述调节单元可以但不限于为微量调节单元，用于对通过的气体进行微量调节，以使气体不发生明显变化，此时所述气体流量控制器为微量气体流量控制器，相应的，所述调节阀为微量调节阀。可选的，所述微量气体流量控制器的调节范围为0.05％-3％，也就是说，所述微量气体流量控制器对气体流量的调节范围为0.05％-3％，即通过所述微量气体流量控制器前后的气体流量差异与通过所述微量气体流量控制器前的气体流量比值为0.05％-3％，以实现对气体流量的微量调控。进一步的，所述微量气体流量控制器的调节范围为0.05％-1.5％。

可选的，所述供气装置还包括气体流量调节器，所述气体流量调节器设置在所述供气支路上，并位于所述气体流量控制器和所述气源之间。在本申请中，所述气体流量调节器用于对气体流量进行初步调节，然后所述气体流量控制器根据调节后的气体流量进行微量调整，以使得气体流量几乎不发生变化，更好地保证膜片钳系统的实验的进行。具体的，所述调节器用于对所述气体流量进行大幅度调节。进一步的，所述气体流量调节器的调节范围为5％-30％，也就是说，所述气体流量调节器对气体流量的调节范围为5％-30％，即通过所述气体流量调节器前后的气体流量差异与通过所述气体流量调节器前的气体流量比值为5％-30％，以实现对气体流量的微量调控。进一步的，所述气体流量调节器的调节范围为8％-25％。具体的，所述气体流量调节器可以但不限于为塑料调节器，例如为医用塑料调节器等。

可选的，所述总气路还包括至少一个三通管，所述三通管设置在所述供气管路与所述供气支路之间，以连接所述供气管路和所述供气支路。可以理解的，所述总气路包括一个或多个三通管，以形成两个或两个以上的供气支路，实现气体的分流。

进一步的，所述供气支路远离所述供气管路的一端设置有至少一个三通管。可以理解的，供气支路上设置有三通管，有利于产生更多的供气通路。

可选的，所述气源包括至少一个气体罐，每一所述气体罐上均设有出气口，所述出气口与所述供气管路连接。进一步的，所述气源为一个气体罐，所述气体罐上设置有至少一个出气口。进一步的，所述气源包括两个或两个以上的气体罐，所述气体罐上设置有至少一个出气口。在本申请中，所述气体罐为单一气体罐或混合气体罐。具体的，可以但不限于为，所述气源为95％o2和5％co2的混合气体罐。进一步的，所述气体罐上设置有开关阀，用于打开或闭合所述出气口。

第二方面，本申请提供了一种包括第一方面所述的供气装置的膜片钳系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种供气装置，用于膜片钳系统中，通过设置气体流量控制器，对通过供气装置中的各个供气支路的气体流量进行精确控制，防止供气支路数量的变化引起的气体流量的突然变化，避免对膜片钳系统操作的影响和干扰，保证实验操作的进行，有利于膜片钳系统的应用；同时，本实用新型还提供了包括上述供气装置的膜片钳系统，该膜片钳系统可以进行稳定的气体输出，有利于其广泛应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种供气装置的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例提供的一种气体流量控制器的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，为本实用新型实施提供的一种供气装置的结构示意图，用于膜片钳系统中，包括气源100、总气路200和至少两个气体流量控制器300，气源100与总气路200连接，总气路200包括供气管路201和与供气管路201连接的至少两个供气支路202，气体流量控制器300设置在供气支路202上，气体流量控制器300用于控制通过供气支路202的气体流量，以使供气装置为膜片钳系统提供稳定气体流量。

在本申请一实施例中，请参阅图2提供的一种气体流量控制器的结构框图，气体流量控制器300包括检测单元301、控制单元302和调节单元303，检测单元301用于检测经过供气支路202的气体流量信息，并将气体流量信息发送至控制单元302，控制单元302根据气体流量信息和预设流量信息向调节单元303发送控制信号，调节单元303根据控制信号调节经过供气支路202的气体流量。在本申请中，每一供气支路202上设置有气体流量控制器300。

在本申请中，气体流量信息可以但不限于为气体压力、气体速度、气体流量等，预设流量信息可以但不限于为气体压力、气体速度、气体流量等。

在本申请一实施例中，当气体流量信息小于预设流量信息时，控制单元302向调节单元303发送第一控制信号，调节单元303根据第一控制信号将经过供气支路202的气体流量调大。

在本申请一实施例中，当气体流量信息大于预设流量信息时，控制单元302向调节单元303发送第二控制信号，调节单元303根据第二控制信号将经过供气支路202的气体流量调小。

在本申请一实施例中，检测单元301包括传感器和层流分层件，控制单元302包括放大控制电路，调节单元303包括调节阀；层流分层件用于使经过供气支路202的气体处于层流状态，传感器用于检测层流分层件中的气体压力信息，并将气体压力信息发送至放大控制电路，放大控制电路根据气体压力信息计算获得气体的瞬时流量，并根据瞬时流量和预设流量向调节阀发生控制信号，调节阀根据控制信号调节经过供气支路202的气体流量。通过数字信号输入输出，可以精确控制气体流量，使得通过气体流量控制器300的气体流量基本不改变。

在本申请一实施例中，气体流量控制器300还包括报警器，当气体流量信息小于预设流量信息时，报警器发出报警信号。进一步的，当瞬时流量小于预设流量时，报警器发出报警信号。具体的，报警信号可以但不限于为报警声音或将瞬时流量发生至移动终端，以提醒气体流量不足。

在本申请中，预设流量可以为单一值，也可以为特定范围，具体的，根据实际需要进行选择。

在本申请一实施例中，气体流量控制器300为电磁流量控制器。

在本申请一实施例中，供气装置还包括设置在供气管路201上的减压阀400，减压阀400用于降低通过减压阀400的气体压应力。在本申请中，减压阀400可以用于将来自气源100的高压气体调节至低压气体。具体的，可以但不限于为减压阀400将10mpa-15mpa的高压气体调节至0.1mpa-0.15mpa的低压气体。

在本申请一实施例中，减压阀400包括减压阀阀体401以及设置在减压阀阀体401上的进气压力表402和出气压力表403，减压阀阀体401上设有进气端和出气端，进气压力表402与进气端连通，以检测进气端的压力，出气压力表403与出气端连通，以检测出气端的压力。在本申请中，进气压力表402用于检测高压气体的压力，出气压力表403用于检测低压气体的压力。进一步的，减压阀400还包括调节螺杆，调节螺杆用于调节经过减压阀400的气体的压力。具体的，可以但不限于为将气源100和减压阀400进气端连通，然后旋转调节螺杆使得进气端的高压气体部分通过减压阀400，以减小通过减压阀400的气体流量，形成低压气体并从出气端流出。

在本申请一实施例中，进气压力表402的检测范围为5mpa-20mpa，出气压力表403的检测范围为0.01mpa-0.2mpa。

在本申请一实施例中，减压阀400通过法兰与气源100连接。

在本申请一实施例中，当气体流量信息小于预设流量信息，且调节单元303将供气支路202的气体流量调至最大值时，调节减压阀400，以增加通过出气端的气体流量。

在本申请中，气体流量控制器300包括调节单元303，调节单元303可以但不限于为微量调节单元，用于对通过的气体进行微量调节，以使气体不发生明显变化，此时气体流量控制器300为微量气体流量控制器，相应的，调节阀为微量调节阀。可选的，微量气体流量控制器的调节范围为0.05％-3％，也就是说，微量气体流量控制器对气体流量的调节范围为0.05％-3％，即通过微量气体流量控制器前后的气体流量差异与通过微量气体流量控制器前的气体流量比值为0.05％-3％，以实现对气体流量的微量调控，有利于膜片钳系统的应用。进一步的，微量气体流量控制器的调节范围为0.05％-1.5％，更有利于膜片钳系统的应用。

在本申请一实施例中，供气装置还包括气体流量调节器500，气体流量调节器500设置在供气支路202上，并位于气体流量控制器300和气源100之间。在本申请中，气体流量调节器500用于对气体流量进行初步调节，然后气体流量控制器300根据气体流量调节器500调节后的气体流量进行微量调整，以使得从供气支路流出的气体流量几乎不发生变化，更好地保证膜片钳系统的实验的进行。具体的，气体流量调节器500用于对气体流量进行大幅度调节。进一步的，气体流量调节器的调节范围为5％-30％，也就是说，气体流量调节器对气体流量的调节范围为5％-30％，即通过气体流量调节器前后的气体流量差异与通过气体流量调节器前的气体流量比值为5％-30％，以实现对气体流量的微量调控，有利于膜片钳系统的应用。进一步的，气体流量调节器的调节范围为8％-25％，更有利于膜片钳系统的应用。具体的，气体流量调节器500可以但不限于为塑料气体流量调节器500，例如为医用塑料气体流量调节器等，使得气体更加干净，无污染，从而有利于膜片钳系统在医学生物领域中的应用。

在本申请一实施例中，总气路200还包括至少一个三通管600，三通管600设置在供气管路201与供气支路202之间，以连接供气管路201和供气支路202。可以理解的，总气路200包括一个或多个三通管600，以形成两个或两个以上的供气支路202，实现气体的分流。可选的，三通管600中设置有干燥剂，对经过三通管600的气体进行干燥。在本申请中，干燥剂固定设置在三通管600中，用于对气体进行干燥，以使通过供气支路的气体湿度满足应用需求，有利于膜片钳系统的应用。进一步的，干燥剂固定设置在三通管600的管壁上或固定设置在三通管600的中心。

在本申请一实施例中，供气支路202远离供气管路201的一端设置有至少一个三通管600。可以理解的，供气支路202上设置有三通管600，有利于产生更多的供气通路。

在本申请一实施例中，总气路200为医用级管路，有利于膜片钳系统在医学生物领域的应用。

在本申请一实施例中，供气管路201的管径大于供气支路202的管径，以使气源中的气体更快、更多的流入供气管路201中，进而为供气支路提供充足的气体。可选的，供气管路201的管径大于或等于5cm，供气支路202的管径小于或等于3cm，更有利于供气装置为膜片钳系统提供稳定气流，利于膜片钳系统的应用。进一步的，供气支路202的管径小于或等于1cm，更有利于供气装置为膜片钳系统提供稳定气流。

在本申请一实施例中，气源100包括至少一个气体罐，每一气体罐上均设有出气口，出气口与供气管路201连接。进一步的，气源100为一个气体罐，气体罐上设置有至少一个出气口。进一步的，气源100包括两个或两个以上的气体罐，气体罐上设置有至少一个出气口。在本申请中，气体罐为单一气体罐或混合气体罐。具体的，可以但不限于为，气源100为95％o2和5％co2的混合气体罐。进一步的，气体罐上设置有开关阀，用于打开或闭合出气口。可选的，气源100为医用级气源，有利于膜片钳系统在医学生物领域的应用。在一实施例中，采用，气源100为95％o2和5％co2的混合气体罐用于制备离体脑片的膜片钳系统中。在一实施例中，气源100包括两个或两个以上气体罐时，供气装置还包括气体混合室，两个或两个以上气体罐通过连接管路与气体混合室连通，气体混合室与供气管路连通。通过设置气体混合室，使得每一气体罐中的气体按需要的量通入气体混合室后，在气体混合室中混合均匀，再通过供气管路向外界输出气体。

本申请还提供了一种包括上述供气装置的膜片钳系统。

在本申请一实施例中，将上述膜片钳系统用于制备离体脑片实验中，在气源不变的情况下，增加或减少供气支路的数量，容易导致剩余的供气支路的气体流量变化。当气体流量过大时，会导致脑片随气体带来的波动而浮动，影响脑片上细胞的活性，也会浪费不必要的气体；当气体流量过小，又可能导致人工脑脊液中氧气含量较低，可能给细胞带来缺氧损伤。因此，通过本申请的供气装置，可以通过流量调节控制器控制供气支路的气体流量，避免其发生变化对实验造成的干扰和影响，更有利于实验的进行。

本实用新型通过设置气体流量控制器，严格控制通过供气支路的气体流量，使其不因供气支路的减少或增多、供气总量变化、气体压力变化等干扰发生变化，使得膜片钳系统在应用过程中可以产生更加稳定的气体输出，有利于膜片钳系统的应用；本实用新型提供的膜片钳系统可以进行稳定的气体输出，有利于其广泛应用。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。