專利名稱：生物細胞納升精密注射器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種生物細胞注射器，具體是一種生物細胞納升精密注射器；廣泛應用于農業、制藥業、醫學、科研等方面，主要用于卵母細胞DNA的微量注射、胚胎干細胞轉入囊胚、體外受精、輔助生殖、顯微注射有黏附性的細胞、細胞核的轉移等。
背景技術：
目前生物科技已將生物技術推進到細胞分子的超精密顯微操作層面上了，對于 DNA片段轉移和熒光素示蹤染料來進行單個細胞跟蹤等操作，一般的μ L級顯微注射器就顯得過于粗糙和無法控制了，因此必須使用更加精密的生物細胞nL級顯微注射器。
發明內容為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型提供一種生物細胞納升精密注射器， 可以將微量物質以nL級的精確定量或單個組織片段定數進行轉移、注射。本實用新型的有益效果是一種生物細胞納升精密注射器，包括一用于控制輸出氣體的輸出壓力和輸出時間的主機箱，主機箱上安裝一連接外部氣源的輸入氣管、輸出氣管和開關，輸出氣管上連接注射器，主機箱內設置有控制電路和氣動回路；所述的輸入氣管和輸出氣管與氣動回路連接，所述的開關與控制電路連接；所述的控制電路包括一注射時間控制電路和清潔啟動電路，與注射時間控制電路連接的注射時間顯示電路，與注射時間控制電路連接的注射啟動電路，分別與注射啟動電路連接的注射訊響電路、注射次數顯示電路和注射電磁閥開關控制電路，與注射電磁閥開關控制電路連接的注射電磁閥開關，與清潔啟動電路連接的清潔電磁閥開關控制電路，與清潔電磁閥開關控制電路連接的清潔電磁閥開關，與注射電磁閥開關控制電路和清潔電磁閥開關控制電路連接的清潔的平衡電磁閥開關；所述的氣動回路由并聯的注射電磁閥、平衡電磁閥和清潔電磁閥分別構成注射回路、平衡回路和清潔回路；在注射回路和平衡回路上均安裝有調壓閥；三個回路的進氣端與輸入氣管連接，三個回路的輸氣端與輸出氣管連接，所述的注射電磁閥與注射電磁閥開關連接，平衡電磁閥與平衡電磁閥開關連接，清潔電磁閥與清潔電磁閥開關連接。本實用新型的有益效果是氣動回路和控制電路相結合，通過注射壓力與注射時間的不同組合實現不同粘度、不同注射針口徑的液體介質的pL-nL級精密注射；既可以將微量物質注射入細胞，也可以近距離地注射到細胞附近，實施局部細胞的微量給藥，適合于細胞內外微量物質的施加或微流體物質、微材料物質實驗及生產過程的應用。
以下結合附圖及是實力對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是控制電路原理圖；圖3是氣動回路圖。[0010]圖中1、輸入氣管，2、主機箱，3、開關，4、輸出氣管，5、注射器，6、調壓閥，7、壓力表，8、平衡電磁閥，9、注射電磁閥，10、清潔電磁閥，11、排氣閥。
具體實施方式
如
圖1所示，生物細胞納升精密注射器有一用于控制輸出氣體的輸出壓力和輸出時間的主機箱2，主機箱2上安裝一連接外部氣源的輸入氣管1、輸出氣管2和開關3，輸出氣管2上連接注射器5，主機箱1內設置有控制電路和氣動回路；所述的輸入氣管1和輸出氣管2與氣動回路連接，所述的開關3與控制電路連接。為了方便操作，開關3為腳踏開關和手動開關。如圖2所示，控制電路有一注射時間控制電路和清潔啟動電路，與注射時間控制電路連接的注射時間顯示電路，與注射時間控制電路連接的注射啟動電路，分別與注射啟動電路連接的注射訊響電路、注射次數顯示電路和注射電磁閥開關控制電路，與注射電磁閥開關控制電路連接的注射電磁閥開關，與清潔啟動電路連接的清潔電磁閥開關控制電路，與清潔電磁閥開關控制電路連接的清潔電磁閥開關，與注射電磁閥開關控制電路和清潔電磁閥開關控制電路連接的清潔的平衡電磁閥開關。注射時間控制電路由兩位十進制加法計數器、兩位十進制減法計數器、兩個撥碼盤、時鐘振蕩器和時間轉換開關組成。時鐘振蕩器和兩位十進加法計數器共同產生計時的時標脈沖，時間轉換開關一共兩檔，可產生兩種不同的時標脈沖(IOms和Is時標)。兩位十進減法計數器用來計時用，兩個撥碼盤可將設置好的注射時間以BCD碼的形式寫進減法計數器中。當開始計數時，減法計數器對時標脈沖進行減法計數。計數器減為零時，即注射時間結束，它就產生一個結束脈沖輸出(用以控制后面的電路)。兩位減法計數器的Q0-Q3端輸出即時時間的BCD碼給注射時間顯示電路。這個時間控制電路，可使注射時間精度達到百分之一。注射時間顯示電路采用CMOS-LED光電組合器件-B⑶碼顯示器，由兩位B⑶碼顯示器組成，接受由注射時間控制電路輸出的時間BCD碼，然后動態顯示即時時間。注射啟動電路由D觸發器、單穩態觸發器、手動開關和腳踏開關組成(兩開關均可自復位)。D觸發器接成計數器，平時為零狀態(Q端低電平)。當兩個開關有任何一個按動一下時(即啟動注射)，D觸發器翻轉，Q端產生一個正跳變，這個正跳變觸發單穩，產生一個計數脈沖送注射次數顯示電路計數。D觸發器Q非端產生一個負跳變送注射電磁閥開關控制電路。注射電磁閥開關控制電路由微分電路、與門電路、D觸發器及電平轉換電路組成。D觸發器接成計數器，平時處于零狀態。當注射開始時，由注射啟動電路送來的負跳變經過微分電路和與非電路形成一個正脈沖。這個正脈沖觸發D觸發器，使之翻轉，Q端輸出一高電平，這個電平一路經與門和電平轉換后變成一個12V高電平送給注射電磁閥開關， 使之打開。另一路送振蕩器，使之開始振蕩。還有一路送注射訊響電路，啟動注射訊響。當注射結束時，由注射時間控制電路送來一個注射結束正脈沖。經兩級與非門加到D觸發器的CP端，使之再次翻轉，Q端輸出一個低電平(0)，經門電路和電平轉換后送給注射電磁閥開關，使之關閉。注射電磁閥開關它是一個大功率絕緣柵場效應管，用來作為電磁閥的電源開關，電磁閥電源為12V，當注射電磁閥開關控制電路送來一個12V高電平時，場效應管導通，電磁閥加電動作，打開注射氣路。當控制電路送來零電平時場效應管截止，電磁閥斷電不動作，關閉注射氣路。平衡電磁閥開關它由大功率絕緣柵場效應管、與門、電平轉換電路組成。當系統即不注射也不清潔時，與門打開，輸出一高電平，再經過電平轉換后輸出-12V高電平，場效應管導通，平衡電磁閥加電動作，打開平衡氣路。系統進行注射或清潔時，與門都將輸出低電平，經電平轉換后輸出的低電平使場效應管截止，平衡電磁閥斷電不動作，關閉平衡氣路。注射次數顯示電路采用CMOS-LED光電組合器件_3位十進制計數顯示器，它含有計數、譯碼和顯示器，最大顯示999。它接受由注射啟動電路送來的注射計數脈沖進行計數、 譯碼、顯示。通過注射次數清零鍵可進行清零。注射訊響電路由單穩觸發器、開關三極管、蜂鳴器及消音開關組成。當注射開始時，它接受注射電磁閥開關控制電路送來一高電平(正跳變)，觸發單穩態觸發器，使其Q端產生一延遲脈沖(高電平)。這個高電平使開關三極管導通，蜂鳴器加電訊響。當單穩延遲結束時，Q端變為低電平，關斷開關三極管，蜂鳴器斷電停止訊響。訊響時間由單穩延遲時間決定。如注射不需要訊響，可關閉消音開關。清潔啟動電路由D觸發器、兩個單穩態觸發器和一個手動開關(自動復位)組成。 D觸發器接成計數器，平時D觸發器處于零狀態(Q端加零電平)。當清潔手動開關按一下時，D觸發器被觸發翻轉，Q端有個正跳變，這個正跳變觸發一個單穩態觸發器，使之Q端產生一個延時正脈沖，這個延時決定清潔的時間。D觸發器Q端產生一個負跳變送清潔電磁閥開關控制電路(開啟清潔)。當單穩延時結束時，其Q非端產生一正跳變，這個正跳變觸發另一個單穩觸發器使之產生一個清潔結束正脈沖，送清潔電磁閥開關控制電路(結束清潔)。清潔電磁閥開關控制電路由微分電路、門電路、D觸發器及電平轉換電路組成。D 觸發器接成計數器，平時處于零狀態。當清潔開始時，由清潔啟動電路送來的負跳變經過微分電路和與非門形成一個正脈沖。這個正脈沖觸發D觸發器，使之翻轉，Q端輸出一高電平， 這個高電平經與門和電平轉換后變成一個12V高電平，送給清潔電磁閥開關，使之打開。當清潔結束時，由清潔啟動電路中單穩送來的清潔結束正脈沖加到D觸發器CP端，使之再次翻轉，Q端輸出一個低電平(0)，經門電路和電平轉換后送清潔電路閥開關使之關閉。清潔電磁閥開關它與注射電磁閥開關一樣，這里不做詳細描述。如圖3所示，氣動回路由并聯的平衡電磁閥8、注射電磁閥9和清潔電磁閥10分別構成注射回路、平衡回路和清潔回路；在注射回路和平衡回路上均安裝有調壓閥6，三個回路的進氣端與輸入氣管連接，三個回路的輸氣端與輸出氣管連接。為了方便調節注射回路和平衡回路上的壓力，在注射回路上安裝有壓力表7，在平衡回路上安裝有壓力表7。在輸出氣管與注射器之間安裝一排氣閥11。控制電路采用5V電源，而電磁閥工作電壓為12V，電磁閥開關也是12V電源，所以在電路中設置了一個電平轉換電路，以保證控制電路能很好的控制電磁閥及開關電路的工作。當電器控制部分開啟電源時，馬上打開平衡電磁閥，使針管沖以微量的平衡氣體， 保證注射的液體停在針管的頂端，既不移出，也不被吸入針管深處，為注射做好準備(平衡氣體壓力靠壓力閥調節)。注射前，首先要根據針管的粗細和氣體壓力予置注射時間，并予顯示。當開關被啟動后，它要完成下面的幾個動作第一，要打開注射電磁閥，使具有一定壓力的氣體沖向針管，推動液體移出針管開始注射；第二，注射時間控制電路開始記錄注射時間；第三，注射次數記錄電路累加一次注射次數，并顯示；第四，注射音響電路開始訊響(訊響時間固定為500ms，500ms后停止訊響)；第五，關閉平衡電磁閥。當注射時間達到了予置時間時，注射時間控制電路就關閉注射電磁閥，同時打開排氣閥，使針管里大壓力的氣體被放掉，以保證準確地停止注射(放氣時間固定為500ms，500ms后關閉放氣閥)，放氣結束后，打開平衡電磁閥。操作過程1、注射時間設置a、選擇時間段10 990ms、1 99s兩個時間段；b、設置時間通過注射時間設置撥碼開關的“+、_”鍵進行設置；C、確認時間按動確認鍵即可將所設置的時間寫入內存，設置時間在顯示窗顯示。 時間設置后關機也不會擦除，直至再進行時間設置的確認，前設置即被后設置取代。2、平衡旋動平衡回路上的調壓閥調節平衡壓力，在其壓力表中顯示平衡壓力。3、注射a、設置注射壓力旋動注射回路上的調壓閥即可在其壓力表中顯示注射壓力。旋鈕向外拉出可進行旋動調節，旋鈕向內推動為設置鎖定，不可旋動調節。b、按動手動開關或踏動腳踏開關，即可按設定的注射壓力和時間進行注射，同時顯示窗進行倒計時顯示，蜂鳴器聲響提示，且每注射一次注射計數進行自動累加。4、清潔按動清潔鍵，即可進行壓力清潔，每次500ms，清潔壓力為輸入壓力。5、注射計數清零按動計數清零鍵，可進行注射計數清零。6、消音按下消音鍵，可取消注射聲響提示。再按消音鍵會彈起恢復注射聲響提
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權利要求1.一種生物細胞納升精密注射器，其特征在于包括一用于控制輸出氣體的輸出壓力和輸出時間的主機箱(2)，主機箱(2)上安裝一連接外部氣源的輸入氣管(1)、輸出氣管(2) 和開關(3)，輸出氣管(2)上連接注射器(5)，主機箱(1)內設置有控制電路和氣動回路；所述的輸入氣管(1)和輸出氣管(2)與氣動回路連接，所述的開關(3)與控制電路連接；所述的控制電路包括一注射時間控制電路和清潔啟動電路，與注射時間控制電路連接的注射時間顯示電路，與注射時間控制電路連接的注射啟動電路，分別與注射啟動電路連接的注射訊響電路、注射次數顯示電路和注射電磁閥開關控制電路，與注射電磁閥開關控制電路連接的注射電磁閥開關，與清潔啟動電路連接的清潔電磁閥開關控制電路，與清潔電磁閥開關控制電路連接的清潔電磁閥開關，與注射電磁閥開關控制電路和清潔電磁閥開關控制電路連接的清潔的平衡電磁閥開關；氣動回路由并聯的注射電磁閥、平衡電磁閥和清潔電磁閥分別構成注射回路、平衡回路和清潔回路；在注射回路和平衡回路上均安裝有調壓閥； 三個回路的進氣端與輸入氣管(1)連接，三個回路的輸氣端與輸出氣管(4)連接，所述的注射電磁閥與注射電磁閥開關連接，平衡電磁閥與平衡電磁閥開關連接，清潔電磁閥與清潔電磁閥開關連接。
2.根據權利要求1所述的生物細胞納升精密注射器，其特征在于所述的開關(3)為腳踏開關和手動開關。
3.根據權利要求1所述的生物細胞納升精密注射器，其特征在于在注射回路上安裝有壓力表。
4.根據權利要求1所述的生物細胞納升精密注射器，其特征在于在平衡回路上安裝有壓力表。
5.根據權利要求1所述的生物細胞納升精密注射器，其特征在于在輸出氣管(4)與注射器(5 )之間安裝一排氣閥(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種生物細胞精密納升注射器，屬于一種生物細胞注射器。該注射器有一用于控制輸出氣體的輸出壓力和輸出時間的主機箱，主機箱上安裝一連接外部氣源的輸入氣管、輸出氣管和開關，輸出氣管上連接注射器，主機箱內設置有控制電路和氣動回路；所述的輸入氣管和輸出氣管與氣動回路連接，所述的開關與控制電路連接。優點是氣動回路和控制電路相結合，通過注射壓力與注射時間的不同組合實現不同粘度、不同注射針口徑的液體介質的pL-nL級精密注射；既可以將微量物質注射入細胞，也可以近距離地注射到細胞附近，實施局部細胞的微量給藥，適合于細胞內外微量物質的施加或微流體物質、微材料物質實驗及生產過程的應用。
文檔編號C12M1/36GK202246699SQ2011204129
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者張志宏, 李紹華 申請人:江蘇瑞祺生命科學儀器有限公司