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1、(10)申请公布号 CN 102719355 A (43)申请公布日 2012.10.10 CN 102719355 A *CN102719355A* (21)申请号 201210250586.8 (22)申请日 2012.07.19 C12M 1/00(2006.01) (71)申请人 苏州大学 地址 215123 江苏省苏州市工业园区仁爱路 199 号 (72)发明人 汝长海 皋龙成 陈瑞华 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 常亮 (54) 发明名称 细胞真空吸附固定装置 (57) 摘要 一种细胞真空吸附固定装置， 其包括综合底 片、 卵子功能片、 。
2、第一精子槽， 卵子功能片上设有 凹形的卵子槽， 综合底片的侧面设有一个接头， 卵子功能片上还设有形成于卵子槽底部的若干微 孔， 细胞真空吸附固定装置还包括压力控制回路， 压力控制回路包括膜片式液泵、 压力传感器、 电液 伺服阀及排液管， 膜片式液泵的进口与电液伺服 阀连接， 膜片式液泵的出口与排液管连接， 压力传 感器的输入端接在接头与电液伺服阀之间， 压力 传感器的输出端连接到电液伺服阀的输入端。本 发明依靠膜片式液泵工作实现了细胞的自动固定 与释放， 该细胞真空吸附固定装置具有效率高及 可重复性高等特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中。
3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 其包括综合底片、 安装于综合底片上的 卵子功能片、 形成于综合底片上的第一精子槽， 所述卵子功能片上设有凹形的卵子槽， 所述 综合底片的侧面设有一个接头， 所述卵子功能片上还设有形成于卵子槽底部的若干微孔， 所述细胞真空吸附固定装置还包括压力控制回路， 所述压力控制回路包括膜片式液泵、 压 力传感器、 与接头连接的电液伺服阀及排液管， 所述膜片式液泵的进口与电液伺服阀连接， 所述膜片式液泵的出口与排液管连接， 所述压力传感器的输入。
4、端接在接头与电液伺服阀之 间， 所述压力传感器的输出端连接到电液伺服阀的输入端。 2. 根据权利要求 1 所述细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 所述综合底片上设有凹 陷的用以安装卵子功能片的第一矩形槽以及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形 槽， 所述第二矩形槽为真空腔， 所述真空腔与接头之间设有使液体流通的通道。 3. 根据权利要求 1 所述细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 还包括形成于综合底片 上的第二精子槽以及连接第一精子槽与第二精子槽的沟道。 4. 根据权利要求 3 所述细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 所述沟道的宽度范围为 80120m。 5. 根据权利要求 1 。
5、所述细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 所述微孔的直径范围为 10500m。 6. 根据权利要求 1 所述细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 所述接头由硅胶管连接 到电液伺服阀， 所述电液伺服阀的另一端由硅胶管连接到膜片式液泵的进口。 7. 根据权利要求 1 所述细胞真空吸附固定装置， 其特征在于 ： 所述卵子槽呈方形。 权 利 要 求 书 CN 102719355 A 2 1/4 页 3 细胞真空吸附固定装置 技术领域 0001 本发明涉及医疗设备领域， 尤其涉及一种细胞真空吸附固定装置。 背景技术 0002 显微操作技术 （Micromanipulation Technique） 。
6、是指在高倍倒置显微镜下， 利用 显微操作器 （Micromanipulator） ， 控制显微注射针在显微镜视野内移动的机械装置， 用来 进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。可以注射进细胞的物质包括有 ： 各种细胞器、 激酶、 组织化学标志物 （比如辣根过氧化物酶或者荧光黄） 、 蛋白质、 代谢物质、 微磁头、 离子、 抗 体、 基因、 分子生物学的 mRNA 和 DNA 等等。运用这一技术， 也可以实现用于单个细胞或一组 细胞的较少量 （皮升至毫升） 药剂或药物的精确输送 （微灌注） 。 0003 在现代生物、 医学、 农业等领域中， 细胞注射得到了越来越广泛的应用， 但实验整 体效率和成功率。
7、均不高， 影响因素包括被注射细胞捕捉与固定、 微注射针精确定位、 细胞变 形与破碎、 微注射量的控制等操作环节， 国内外学者分别从细胞搜索与定位、 微注射针快速 进给、 微注射量控制、 图像识别处理、 微操作空间位置标定与检测， 不同程度提高了细胞注 射的自动化程度， 但整体自动化水平还很低。此外目前细胞注射的操作须要求首先用吸持 针将细胞捕获， 然后用注射针完成注射过程， 通常这样的系统需要两个操作手， 并且细胞都 需要用吸持针吸附、 固定， 效率比较低， 并且在注射过程中， 细胞容易流动， 影响细胞注射的 成功率。因此研究新的细胞定位和固定装置， 微注射针快速进给方法， 微注射量精确控制 。
8、以及自动化细胞注射操作工艺与系统结构等对实现细胞注射高成功率、 高通量具有重要意 义。 0004 现有细胞注射系统都是基于传统 “双手单眼式” 的结构， 操作者通过显微镜目镜 观察找到目标操作细胞， 然后利用安装于显微镜两边的左右操作手， 其中左手为吸持针， 用 于细胞的捕获， 右手为注射针， 完成细胞的注射。由细胞注射特点可知， 处于微米量级的细 胞通常悬浮于培养液， 吸持针在培养液中移动或轻微的震动， 容易引起培养液扰动而带动 细胞位置发生变化， 导致细胞搜索和定位等操作十分困难， 稳定性不足， 此外由于每次只 能固定一个细胞， 导致细胞注射实验效率低。同时， 操作人员必须具有很强的专业技。
9、术技 能， 需要经过长期严格的训练。目前生物工程界普遍使用的显微注射系统基本已被日本 Narishige， 德国Eppendorf和美国Sutter三家公司占领， 现有细胞注射系统仍处于手工或 半自动化阶段。因此研究细胞的自动识别和固定细胞的新装置， 改变传统的左右操作手的 注射方式， 进而提高细胞注射效率是推广细胞注射系统应用的核心技术。 0005 因此， 针对上述技术问题， 有必要提供一种批量细胞真空吸附固定装置， 以克服上 述缺陷。 发明内容 0006 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种细胞真空吸附固定装置， 该细胞真空吸附 固定装置具有高精度， 高效率和高可重复性等特点。 说 明 书。
10、 CN 102719355 A 3 2/4 页 4 0007 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案 ： 0008 一种细胞真空吸附固定装置， 其包括综合底片、 安装于综合底片上的卵子功能片、 形成于综合底片上的第一精子槽， 所述卵子功能片上设有凹形的卵子槽， 所述综合底片的 侧面设有一个接头， 所述卵子功能片上还设有形成于卵子槽底部的若干微孔， 所述细胞真 空吸附固定装置还包括压力控制回路， 所述压力控制回路包括膜片式液泵、 压力传感器、 与 接头连接的电液伺服阀及排液管， 所述膜片式液泵的进口与电液伺服阀连接， 所述膜片式 液泵的出口与排液管连接， 所述压力传感器的输入端接在接头与电液伺。
11、服阀之间， 所述压 力传感器的输出端连接到电液伺服阀的输入端。 0009 优选的， 在上述细胞真空吸附固定装置中， 所述综合底片上设有凹陷的用以安装 卵子功能片的第一矩形槽以及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽， 所述第二矩 形槽为真空腔， 所述真空腔与接头之间设有使液体流通的通道。 0010 优选的， 在上述细胞真空吸附固定装置中， 所述细胞真空吸附固定装置还包括形 成于综合底片上的第二精子槽以及连接第一精子槽与第二精子槽的沟道。 0011 优选的， 在上述细胞真空吸附固定装置中， 所述沟道的宽度范围为 80120m。 0012 优选的， 在上述细胞真空吸附固定装置中， 所述微孔的直径。
12、范围为 10500m。 0013 优选的， 在上述细胞真空吸附固定装置中， 所述接头由硅胶管连接到电液伺服阀， 所述电液伺服阀的另一端由硅胶管连接到膜片式液泵的进口。 0014 优选的， 在上述细胞真空吸附固定装置中， 所述卵子槽呈方形。 0015 从上述技术方案可以看出， 本发明实施例的细胞真空吸附固定装置依靠膜片式液 泵工作固定或释放细胞， 可重复性高 ； 且装置可以进行批量细胞的固定， 工作效率高 ； 所述 压力传感器的输出端接到电液伺服阀的输入端， 形成闭环回路， 精确控制管道内液体的压 力。 附图说明 0016 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现。
13、 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的有关本发明的 附图仅仅是本发明的一些实施例， 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。 0017 图 1 是本发明细胞真空吸附固定装置的立体示意图 ； 0018 图 2 是本发明细胞真空吸附固定装置中压力控制回路的原理图 ； 0019 图 3 是本发明细胞真空吸附固定装置中卵子功能片上微孔的放大图 ； 0020 图 4 是本发明细胞真空吸附固定装置中两个精子槽之间沟道的放大图。 0021 其中 ： 1、 综合底片 ； 2、 卵子功能片 ； 3、 卵子槽 ； 4、 微孔。
14、 ； 5、 第一精子槽 ； 6、 沟道 ； 7、 第二精子槽 ； 8、 真空腔 ； 9、 接头 ； 10、 膜片式液泵 ； 11、 电液伺服阀 ； 12、 压力传感器 ； 13、 排 液管。 具体实施方式 0022 本发明公开了一种细胞真空吸附固定装置， 该细胞真空吸附固定装置具有高精 度， 高效率和高可重复性等特点。 说 明 书 CN 102719355 A 4 3/4 页 5 0023 该细胞真空吸附固定装置包括综合底片、 安装于综合底片上的卵子功能片、 形成 于综合底片上的第一精子槽。所述卵子功能片上设有凹形的卵子槽。所述综合底片的侧面 设有一个接头。所述卵子功能片上还设有形成于卵子槽底。
15、部的若干微孔。所述细胞真空吸 附固定装置还包括压力控制回路， 所述压力控制回路包括膜片式液泵、 压力传感器、 与接头 连接的电液伺服阀及排液管。所述膜片式液泵的进口与电液伺服阀连接， 所述膜片式液泵 的出口与排液管连接， 所述压力传感器的输入端接在接头与电液伺服阀之间， 所述压力传 感器的输出端连接到电液伺服阀的输入端。 0024 进一步的， 所述综合底片上设有凹陷的用以安装卵子功能片的第一矩形槽以及位 于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽， 所述第二矩形槽为真空腔， 所述真空腔与接 头之间设有使液体流通的通道。 0025 进一步的， 所述细胞真空吸附固定装置还包括形成于综合底片上的第二精子。
16、槽以 及连接第一精子槽与第二精子槽的沟道。 0026 进一步的， 所述沟道的宽度范围为 80120m。 0027 进一步的， 所述微孔的直径范围为 10500m。 0028 进一步的， 所述接头由硅胶管连接到电液伺服阀， 所述电液伺服阀的另一端由硅 胶管连接到膜片式液泵的进口。 0029 进一步的， 所述卵子槽呈方形。 0030 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行详细的描 述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 例， 都属于本发明保护的。
17、范围。 0031 如图 1 至图 3 所示， 细胞真空吸附固定装置包括综合底片 1、 安装于综合底片 1 上 的卵子功能片2、 形成于综合底片1上的第一精子槽5。 综合底片1的尺寸依照一般载玻片， 仅厚度稍微增大， 适用于多数显微镜。卵子功能片 2 上设有凹形的且呈方形的卵子槽 3。卵 子功能片 2 和综合底片 1 都是以医用聚碳酸酯 （PC） 为原料注塑而成， 无毒， 透光性好， 适合 显微操作。综合底片 1 的侧面设有一个接头 9， 卵子功能片 2 上还设有形成于卵子槽 3 底 部的若干微孔 4， 微孔 4 的直径范围为 10500m。微孔 4 可以用激光打孔机打成， 如此设 置， 便于加。
18、工直径大小不同的通孔， 进而可以针对不同的卵细胞进行操作。 在本发明实施例 的细胞真空吸附固定装置中， 可以根据需要， 做出孔的数量为 ： 1,2， 33 阵列， 44 阵列， 55 阵列甚至更多 （孔间距、 卵子槽 3 的尺寸都可因需要而变化） 。如图 3 所示， 以 55 为 例， 这样就可以一次实现多个、 批量细胞的固定， 显著提高了注射的效率。 同时， 阵列孔之间 可以通过辅助定位标记进行标定， 使得该装置固定的细胞位置明确， 便于系统捕捉而不需 要随机地搜索。 0032 如图 1 及图 2 所示， 细胞真空吸附固定装置还包括压力控制回路。压力控制回路 包括膜片式液泵 10、 压力传感。
19、器 12、 与接头 9 连接的电液伺服阀 11 及排液管 13。膜片式 液泵 10 的进口与电液伺服阀 11 连接， 膜片式液泵 10 的出口与排液管 13 连接， 压力传感器 12 的输入端接在接头 9 与电液伺服阀 11 之间， 压力传感器 12 的输出端连接到电液伺服阀 11 的输入端。接头 9 由硅胶管连接到电液伺服阀 11， 电液伺服阀 11 的另一端由硅胶管连 接到膜片式液泵 10 的进口。通过膜片式液泵 10 工作来固定或释放细胞， 可重复性高 ； 且装 说 明 书 CN 102719355 A 5 4/4 页 6 置可以进行批量细胞的固定， 工作效率高 ； 而且， 压力传感器的。
20、输出端接到电液伺服阀的输 入端， 形成闭环回路， 精确控制管道内液体的压力。 0033 压力传感器 12 封装了信号放大器， 压力传感器 12 的输入端接在综合底片 1 的接 头9与电液伺服阀11之间， 测出液体压力， 将放大后的电信号传给电液伺服阀11， 并与预先 设置的压力值比较， 指定电液伺服阀 11 的动作进行压力补偿， 从而连续精确地控制回路的 压力， 在保证不损伤细胞的前提下进行细胞固定。 0034 综合底片1上设有凹陷的用以安装卵子功能片2的第一矩形槽以及位于第一矩形 槽内且进一步凹陷的第二矩形槽， 所述第二矩形槽为真空腔 8， 所述真空腔 8 与接头 9 之间 设有使液体流通的。
21、通道。 0035 如图 4 所示， 细胞真空吸附固定装置还包括形成于综合底片 1 上的第二精子槽 7 以及连接第一精子槽 5 与第二精子槽 7 的沟道 6。沟道 6 的宽度范围为 80120m。 ， 两个 精子槽相互连通， 向第一精子槽 5 滴入含有精子的溶液， 由于精子具有流动性， 游过沟道 6 进入第二精子槽 7 的精子一定是生命力较强的， 捕捉其中的精子进行注射， 如此设置， 可提 高胚胎成活率。 0036 本发明实施例的细胞真空吸附固定装置的工作原理是 ： 细胞 （例如卵） 的质量极 小， 当其附近存在一个很小的力， 就可以使其运动， 因此当膜片式液泵 10 工作时抽出真空 腔 8 内。
22、液体， 在微孔 4 处产生负压， 附近的细胞受吸力作用向微孔 4 靠拢最终被固定。 0037 本发明实施例的细胞真空吸附固定装置依靠膜片式液泵工作固定或释放细胞， 可 重复性高 ； 且装置可以进行批量细胞的固定， 工作效率高 ； 所述压力传感器的输出端接到 电液伺服阀的输入端， 形成闭环回路， 精确控制管道内液体的压力。 0038 对于本领域技术人员而言， 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。 因此， 无论 从哪一点来看， 均应将实施例看作是示范性的， 而且是非限制性的， 本发明的范围由所附权 利要求而不是上。
23、述说明限定， 因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 0039 此外， 应当理解， 虽然本说明书按照实施方式加以描述， 但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案， 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见， 本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体， 各实施例中的技术方案也可以经适当组合， 形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。 说 明 书 CN 102719355 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102719355 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102719355 A 8 。