一种多通道混流注入型灌流显微镜的制作方法

本发明涉及生物设备技术领域，尤其涉及一种多通道混流注入型灌流显微镜。

背景技术：

灌流显微镜主要包括载物台上的微灌流腔，用于控制微灌流腔内溶液处于低温状态的低温循环浴。一个为微灌流腔注入溶液的注入注射器和一个从微灌流腔内抽取溶液的抽取注射器。通过注入注射器与抽取注射器的配合使用，能够保持微灌流腔内溶液的动态平衡，从而保证微灌流腔内溶液压力的平衡。同时，灌流显微镜还包括一套用于观察微灌流腔内细胞变化的装置，通常地，该装置主要包括聚光镜、透光孔和物镜，光线在聚光镜的汇聚作用下得到加强，经透光孔射入微灌流腔，微灌流腔内细胞的变化情况经物镜放大后被观察到，即可进行数据记录。

现有的灌流显微镜，由于只有一个注入注射器和一个抽取注射器，便只能实现溶液从一种浓度到另外一种浓度的切换，也即只能测得细胞在这两种不同浓度溶液下的体积响应。想要测量细胞在另外一种溶液浓度下的体积响应，就需要更换一次注入注射器内溶液的浓度，为连续试验带来了很大的不便。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种多通道混流注入型灌流显微镜。

本发明提出的一种多通道混流注入型灌流显微镜，包括：混流器；

混流器上设有输出口和多对输入口，输出口用于连通灌流腔；每一对输入口均设有一个对应的双通道注射结构；

混流器内部设有隔离结构，隔离结构将混流器内部分割为相互隔离的第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室；

第一腔室与各输入口连通，第四腔室与输出口连通；第二腔室与第一腔室通过隔离结构上的第一导流通道连通，第二腔室与第三腔室通过隔离结构上的第二导流通道连通，第三腔室与第四腔室通过隔离结构上的第三导流通道连通；

第二导流通道与第一导流通道相互垂直，第三导流通道与第二导流通道相互垂直；

双通道注射结构包括两个注射泵和与注射泵一一对应的传动机构；注射泵包括筒体和活塞杆；传动机构包括：底座、支架、顶板、主动轴、主动齿轮、螺母、传动支架和多个传动模块；传动模块包括：第一传动齿轮、同心传动齿轮和第二传动齿轮；传动模块中，第一传动齿轮带动同心传动齿轮等角度转动，同心传动齿轮带动第二传动齿轮等行程转动；

支架安装在底座上，顶板安装在底座上方，筒体和螺母均安装在支架上并同轴设置；活塞杆上下滑动的安装在顶板上，且活塞杆穿过对应的螺母并与螺母螺纹连接；

传动支架上下移动的安装在顶板上，多个传动模块均安装在传动支架上并位于顶板下方，传动支架运动轨迹上设有传动工位，各传动模块在传动支架运动过程中依次经过传动工位；

主动轴转动安装在顶板上，主动齿轮套设在主动轴上并与主动轴同步转动；位于传动工位上的传动模块，其第一传动齿轮与主动齿轮啮合，其第二传动齿轮与对应的螺母啮合连接并带动螺母转动；同一传动支架中，任意两个传动模块的传动系数不同。

优选的，第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室呈田字形排列。

优选的，第一腔室位于第二腔室上方，第四腔室位于第三腔室上方。

优选的，顶板通过支架水平安装在底座上方；传动支架包括支撑板和与各传动模块一一对应的托板；支撑板水平安装在顶板上方，顶板上设有用于驱动支撑板运动的驱动装置；各托板均水平安装在顶板上方，支撑板和托板通过穿过顶板并与顶板滑动连接的连接杆连接；传动模块中的第一传动齿轮、同心传动齿轮和第二传动齿轮转动安装在对应的托板上。

优选的，同一传动机构中设有四个传动模块，且四个传动模块的传动系数之比为1:2:3:4；传动系数为传动模块中同心传动齿轮的直径与第一传动齿轮的直径的比值。

优选的，传动支架中，各传动模块的同心传动齿轮的直径均相等。

优选的，驱动装置为气缸或者电动伸缩杆。

优选的，螺母通过螺母夹安装在支架上，螺母夹为截面为u型且内径与螺母外径匹配的缺口环。

优选的，筒体拆卸安装在支架上。

优选的，每一个双通道注射结构中的主动轴均连接有一个用于驱动其转动的电机。

本发明提出的一种多通道混流注入型灌流显微镜，混流器内混合液体流动过程中，不断垂直改变流动方向，从而使得原液流动过程中逐步混合。如此，在保证原液充分混合的同时，还保证了原液的流动平缓，避免原液中的颗粒物质受损。

本发明中，混流器的每一对输入口均对应一个双通道注射结构，通过双通道注射结构中的两个注射泵向输入口输入原液。双通道注射结构中，两个注射泵的活塞杆均通过主动轴驱动，主动轴转速恒定时，各注射泵的活塞杆的运动速度由对应的传动工位上的传动模块决定。如此，通过调整对应的传动工位上的传动模块，便可实现两个注射泵的注射速度的控制，从而实现不同的注射比例。

如此，本发明中，通过结构实现了混流器上输入口的注射比例的控制，从而有利于保证原液注入比例的稳定可靠，保证最终输入灌流腔的混合液体的品质。

附图说明

图1为本发明提出的一种多通道混流注入型灌流显微镜混流器结构图；

图2为本发明提出的一种多通道混流注入型灌流显微镜的双通道注射结构的正视图；

图3为双通道注射结构的局部示意图；

图4为双通道注射结构的立体图。

图示：

输出口a1、输入口a2、隔离结构a3、第一腔室a4、第二腔室a5、第三腔室a6、第四腔室a7、第一导流通道a8、第二导流通道a9、第三导流通道a10；

筒体b1-1和活塞杆b1-2；

底座b2-1、支架b2-2、顶板b2-3、主动轴b2-4、主动齿轮b2-5、螺母b2-6、支撑板b2-7、托板b2-8、连接杆b2-9、驱动装置b2-10、螺母夹b2-11、导杆b2-12；

第一传动齿轮b3-1、同心传动齿轮b3-2和第二传动齿轮b3-3。

具体实施方式

本发明提出的一种多通道混流注入型灌流显微镜，包括：混流器。

参照图1，混流器上设有输出口a1和多对输入口a2，输出口a1用于连通灌流腔。每一对输入口a2均设有一个对应的双通道注射结构。

混流器内部设有隔离结构a3，隔离结构a3将混流器内部分割为相互隔离的第一腔室a4、第二腔室a5、第三腔室a6和第四腔室a7。

第一腔室a4与各输入口a2连通，第四腔室a7与输出口a1连通。第二腔室a5与第一腔室a4通过隔离结构a3上的第一导流通道a8连通，第二腔室a5与第三腔室a6通过隔离结构a3上的第二导流通道a9连通，第三腔室a6与第四腔室a7通过隔离结构a3上的第三导流通道a10连通。

如此，各输入口输入的原液顺序经过第一腔室a4、第二腔室a5、第三腔室a6和第四腔室a7后从输出口排出，原液在流动过程中混合。

本实施方式中，第二导流通道a9与第一导流通道a8相互垂直，第三导流通道a10与第二导流通道a9相互垂直。如此，混合液体流动过程中，不断垂直改变流动方向，从而使得原液流动过程中逐步混合。如此，在保证原液充分混合的同时，还保证了原液的流动平缓，避免原液中的颗粒物质受损。

本实施方式中，第一腔室a4、第二腔室a5、第三腔室a6和第四腔室a7呈田字形排列，以节约空间，缩小混流器体积。具体实施时，可设置，第一腔室a4位于第二腔室a5上方，第四腔室a7位于第三腔室a6上方。

参照图2、图3、图4，双通道注射结构包括两个注射泵和与注射泵一一对应的传动机构。注射泵包括筒体b1-1和活塞杆b1-2。双通道注射结构中，两个注射泵分别对应混流器上的一个输入口，筒体b1-1的输出口与对应的输入口连通，从而通过活塞杆b1-2的推动向输入口注入原液。

传动机构包括：底座b2-1、支架b2-2、顶板b2-3、主动轴b2-4、主动齿轮b2-5、螺母b2-6、传动支架和多个传动模块。传动模块包括：第一传动齿轮b3-1、同心传动齿轮b3-2和第二传动齿轮b3-3。传动模块中，第一传动齿轮b3-1带动同心传动齿轮b3-2等角度转动，同心传动齿轮b3-2带动第二传动齿轮b3-3等行程转动。

支架b2-2安装在底座b2-1上，顶板b2-3安装在底座b2-1上方。具体的，本实施方式中，顶板b2-3通过支架b2-2水平安装在底座b2-1上方。

筒体b1-1和螺母b2-6均安装在支架b2-2上并同轴设置。活塞杆b1-2上下滑动的安装在顶板b2-3上，且活塞杆b1-2穿过对应的螺母b2-6并与螺母b2-6螺纹连接。如此，螺母b2-6转动时，带动活塞杆b1-2上下滑动，以实现活塞运动。

具体的，本实施方式中，螺母b2-6通过螺母夹b2-11安装在支架b2-2上，螺母夹b2-11为截面为u型且内径与螺母b2-6外径匹配的缺口环，以保证螺母b2-6在垂直位置固定的情况下水平转动。活塞杆b1-2可套设一个垂直安装在顶板b2-3上的导杆b2-12，以便通过导杆b2-12限制活塞杆b1-2跟随螺母b2-6转动，从而使得活塞杆b1-2在螺母b2-6转动过程中只能沿着导杆b2-12滑动，以实现活塞运动。

本实施方式中，筒体b1-1拆卸安装在支架b2-2上，以方便更换。具体实施时，还可在筒体b1-1上部设置一个注液口，以便通过注液口向筒体b1-1内部补充原液。

传动支架上下移动的安装在顶板b2-3上，多个传动模块均安装在传动支架上并位于顶板b2-3下方，传动支架运动轨迹上设有传动工位，各传动模块在传动支架运动过程中依次经过传动工位。

主动轴b2-4转动安装在顶板b2-3上，主动齿轮b2-5套设在主动轴b2-4上并与主动轴b2-4同步转动。位于传动工位上的传动模块，其第一传动齿轮b3-1与主动齿轮b2-5啮合，其第二传动齿轮b3-3与对应的螺母b2-6啮合连接并带动螺母b2-6转动。具体的，本实施方式中，同心传动齿轮b3-2与第二传动齿轮b3-3啮合。传动模块中还包括第三传动齿轮，第三传动齿轮与第一传动齿轮b3-1通过齿轮传动连接，同心传动齿轮b3-2与第三传动齿轮同轴设置并同步转动。

同一传动支架中，任意两个传动模块的传动系数不同。

具体的，当主动轴b2-4转动角度α，主动齿轮b2-5的行程为πdα，d为主动齿轮的直径。传动模块传动过程中，第一传动齿轮b3-1与主动齿轮b2-5行程相同，均为πdα；同心传动齿轮b3-2与第一传动齿轮b3-1转动角度相同，均为d1为第一传动齿轮b3-1的直径；第二传动齿轮b3-3与同心传动齿轮b3-2行程相同，均为而螺母b2-6与第二传动齿轮b3-3行程相同。故而，传动模块的传动系数为

如此，传动模块的传动系数不同，则主动轴b2-4转速恒定时，可通过不同的传动模块带动螺母b2-6实现不同的转动角度，即带动活塞杆b1-2实现不同的运动距离。

如此，通过调整同一个双通道注射结构中两个传动工位上的传动模块，便可使得两个注射泵实现不同的注射速率，从而实现原液的比例设置。

例如，图1所示实施例中，四个传动模块的传动比值为：

其中，kn为调速传动机构中第n个传动模块的传动系数，d0-n为第n个传动模块中同心传动齿轮b3-2的直径，d1-n为第n个传动模块中第一传动齿轮b3-1的直径，1≤n≤4。

本实施例中，d0-1＝d0-2＝d0-3＝d0-4，d1-1:d1-2:d1-3:d1-4＝1:2:3:4。

故而，k1:k2:k3:k4＝4:3:2:1。

如此，本实施例中通过调整两个注射泵对应的传动工位上的传动模块，可实现6中注射比例：1:1、1:2、1:3、1:4、2:3、3:4。

本实施方式中，传动支架包括支撑板b2-7和与各传动模块一一对应的托板b2-8。支撑板b2-7水平安装在顶板b2-3上方，顶板b2-3上设有用于驱动支撑板b2-7运动的驱动装置b2-10。驱动装置为气缸或者电动伸缩杆。

各托板b2-8均水平安装在顶板b2-3上方，支撑板b2-7和托板通过穿过顶板b2-3并与顶板b2-3滑动连接的连接杆b2-9连接。传动模块中的第一传动齿轮b3-1、同心传动齿轮b3-2和第二传动齿轮b3-3转动安装在对应的托板b2-8上。

如此，通过驱动装置驱动支撑板b2-7上下运动，支撑板b2-7便可通过连接杆b2-9带动托板b2-8上下运动，从而切换传动工位上的传动模块。

本实施方式中，每一个双通道注射结构中的主动轴b2-4均连接有一个用于驱动其转动的电机。如此，实现了不同的双通道注射结构中主动轴的转速控制，以满足更多的比例调控。具体实施时，也可将相邻的双通道注射结构的主动轴b2-4通过齿轮传动机构传动连接，以便通过一个电机驱动所有双通道注射结构工作，以保证注射比例的稳定控制。

以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。