[实用新型]一种基于微流控的五通道细胞显微操作手爪

说明书

本实用新型公开了一种基于微流控的五通道细胞显微操作手爪。五通道手爪与微量柱塞泵连接，微量柱塞泵经驱动器、控制器、计算机和CCD摄像机依次电连接；光电传感器与控制器电连接，传动部件与步进电机和泵头连接；五通道手爪末端开设有一个内凹的半球面，半球面上依次开设五个通道，分别与五个微量柱塞泵连通。本实用新型通过控制五通道手爪的微流体喷射实现细胞三维姿态和位置的调整，减少了人工手动操作的劳动量，提高了操作效率和质量，并缓解了细胞损伤的问题。

技术领域

本实用新型所涉及一种显微操作手爪，尤其是涉及一种基于微流控的五通道细胞显微操作手爪，实现对细胞三维姿态的调整。

背景技术

随着现代生物医学工程技术的发展，显微操作已经扩大到动植物育种、濒危动物保护、微流控芯片技术等方面。细胞操作是典型的显微操作，在对细胞操作时首先要对细胞进行三维姿态调整，且要求细胞姿态调整要高效高质。目前，细胞姿态调整主要采用人工在显微镜下操作显微针进行手动调整，这种方式操作效率低(3min/个)、操作经验要求高、人工劳动量大，并且会对细胞造成不同程度的损伤。此外少量采用基于高频点脉冲的细胞旋转操作显微针调整细胞姿态，该显微针加工复杂，同时高频电脉冲对细胞的生理机能及活性影响尚不明确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于微流控的五通道细胞显微操作手爪，完成细胞的高效灵巧操作，以液体作为动力驱动细胞，实现细胞三维姿态和位置的调整，缓解由于长期以来人工手动方式调整细胞姿态和位置的效率低和细胞损伤问题。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括CCD摄像机、计算机、控制器、驱动器、五个微量柱塞泵和五通道手爪，五通道手爪与五个微量柱塞泵连接，五个微量柱塞泵经驱动器、控制器、计算机和CCD摄像机依次电连接；

每个微量柱塞泵通过两个装配支撑件安装在安装底座上，安装底座安装在固定板的安装槽上；微量柱塞泵包括步进电机、传动部件、光电传感器和泵头，光电传感器安装在传动部件上，光电传感器与控制器电连接，光电传感器作用是实现微量柱塞泵的零位检测，传动部件的两端分别通过装配支撑件与步进电机和泵头连接；

五通道手爪包括手爪基体和五个通道，五通道手爪的手爪基体的末端开设有一个内凹的半球面，半球面上依次开设五个通道，包括手爪第一通道、手爪第二通道、手爪第三通道、手爪第四通道和手爪第五通道，均贯通于手爪基体的根端，五个通道的根端分别与五个微量柱塞泵的五个出水口连通。

所述的五通道手爪末端内凹的半球面的直径大于所需操作的细胞的直径，小于所需操作的细胞的直径的1.2倍，具体可根据所需操作的细胞大小更换不同尺寸的五通道手爪，操作时细胞位于内凹的半球面内。

所述的手爪第三通道开设于五通道手爪顶端内凹的半球面的表面中心处，手爪第一通道、手爪第二通道、手爪第四通道和手爪第五通道均匀间隔分布在手爪第三通道的四周，手爪第一通道和手爪第四通道的连线与手爪第二通道和手爪第五通道的连线垂直，手爪第一通道、手爪第二通道、手爪第四通道和手爪第五通道中的水流冲击细胞使细胞姿态沿着指定的方向进行旋转，手爪第三通道吸附细胞实现对细胞的吸附、移动和定向控制。

所述的控制器的核心为单片机，控制器通过PID控制方法调节五个微量柱塞泵的流量，从而控制五通道手爪的流速，实现细胞姿态的调整。

所述的固定板的安装槽上开设多个槽孔，多个槽孔可以安装不同尺寸的安装底座。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型是通过改变调节微量柱塞泵的流量控制手爪每个通道的流速实现细胞三维姿态和位置的调整，减少了人工手动操作的劳动量，提高了操作效率和质量，并缓解了细胞损伤的问题。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置的固定板示意图；