一种单细胞分离装置

技术领域

本发明涉及单细胞分离技术领域，具体为一种单细胞分离装置。

背景技术

单细胞分离是一种从待分离的材料中直接分离单个细胞进行培养获得纯培养的方法，通常是在显微镜下操作，对于体积较大的微生物，可以用毛细管提取微生物个体，对较少的细胞或孢子，可以用显微针、钩、环等挑取以获得单细胞；

目前，实验人员将待分离材料滴落在载玻片或者双面培养皿中，然后移放至显微镜下，通过显微镜对其观察，然后使用特殊的单细胞分离装置对待分离材料内的单细胞进行提取和分离，但是暴露在空气中的待分离材料液体在提取和分离的过程中，待分离材料液容易被空气中细小的灰尘颗粒污染，若在无菌箱内进行单细胞提取分离，那么对待分离材料液的滴落以及更换，则变得非常麻烦，不仅增加了实验人员的工作量，而且大大降低了单细胞的提取效率，为此，我们提出了一种单细胞分离装置。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种单细胞分离装置，采用的技术方案是，包括箱体、显示器、延长箱、进料管、橡胶手套、第一固定板、第二固定板、补光灯、电子显微镜、竖板、排液管、分离盒、支撑腿和进液管，所述箱体的后侧中部设置有延长箱，所述延长箱的内侧顶部设置有涂抹单元，所述箱体的顶部后端设置有进料管，所述箱体的左右两侧顶部分别设置有橡胶手套，所述箱体的内侧中部设置有第一固定板，所述第一固定板中心设置的圆形槽内侧等距离圆周阵列设置有四个电子显微镜，所述电子显微镜之间等距离间隔设置有补光灯，所述第一固定板的底部中心设置有旋转单元，所述箱体的内侧顶部前端设置有分离单元，所述分离单元的下方设置有分离盒，所述分离盒滑动安装在箱体前侧设置的矩形通槽内，且分离盒的底部表面与第一固定板的上表面活动接触，所述箱体的内侧底部设置有第二固定板，所述第二固定板的中心设置有圆环凸起，所述第二固定板的顶部后端固定安装有竖板，所述竖板的左右两侧和顶部分别与延长箱的内侧和第一固定板的底部表面固定连接，所述延长箱的左侧中部设置有进液管，所述进液管位于第一固定板的下方，所述第二固定板的后端下方设置有清洗单元，所述箱体的右侧底部设置有排液管，所述箱体的顶部中心设置有显示器。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，所述涂抹单元包含第一电机、第一电动伸缩杆、滑杆、螺纹杆、升降台、料管、固定架、压缩弹簧和橡胶球，所述第一电机固定安装在延长箱的内侧顶部左端，所述第一电机的输出轴底部固定安装有螺纹杆，所述螺纹杆的底部通过轴承与第一固定板转动连接，所述螺纹杆上螺纹安装有升降台，所述升降台右端设置的滑孔与第一固定板上设置的滑杆滑动连接，所述升降台的顶部中心固定安装有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆伸缩端设置的凸块中部固定安装有料管，所述料管的内侧中部固定安装有固定架，所述固定架的底部固定安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧的底部设置有橡胶球，所述橡胶球的直径大于料管底部排料口的直径，所述橡胶球的表面与压缩弹簧底部固定安装的接触板活动接触。通过第一电机的设置，可驱动螺纹杆进行转动，在螺纹杆与滑杆的配合下，使第一电机可对升降台进行升降控制，通过第一电动伸缩杆运行，使其伸缩端的凸块可将料管移动至双面培养皿的上方，在升降台向下移动时，可使料管底部的橡胶球与双面培养皿的顶部表面进行接触，通过升降台下降，迫使橡胶球对压缩弹簧进行挤压，此时橡胶球与料管底部排料口出现缝隙，从而使料管内的料液可流动至双面培养皿上，进而实现方便对双面培养皿进行“涂抹”待分离材料液的功能。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，所述旋转单元包含旋转座、连接环、第二电机、双面培养皿、固定轴、外齿环、第三电机和主动齿轮，所述旋转座固定安装在第一固定板的底部中心，所述旋转座的底部转动安装有连接环，所述连接环的中部左右两端转动安装有固定轴，所述固定轴的相对一端固定安装有双面培养皿，所述连接环的右侧固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴穿过连接环上设置的通孔与固定轴的右端固定连接，所述第三电机固定安装在第二固定板的顶部左端，所述第三电机的输出轴顶部固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮上的齿牙与连接环外侧底部设置的外齿环啮合。通过旋转座与连接环转动连接，使第三电机可通过带动主动齿轮驱动外齿环带动连接环和双面培养皿进行旋转，在旋转的双面培养皿和缓慢缩回伸缩端的第一电动伸缩杆之间配合下，从而使橡胶球可将待分离材料液均匀的“涂抹”在双面培养皿上，而第二电机的输出轴通过固定轴带动双面培养皿进行反转，以便于清洗单元对其底部进行清洗，从而实现对双面培养皿进行自动清洗的功能，避免实验人员对使用后的双面培养皿进行来回更换，降低实验人员的工作量。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，所述分离单元包含分离管、控制开关、分离吸管、螺旋弹簧线、固定座、第一泵体和导液管，所述固定座固定安装在箱体的内侧顶部前端，所述固定座的底部固定安装有螺旋弹簧线，所述螺旋弹簧线的底部固定安装有分离管，所述分离管的内侧底部固定安装有第一泵体，所述第一泵体为微型蠕动泵，所述第一泵体的进液端与分离管底部中心设置的分离吸管连通，所述第一泵体的排液端设置有导液管，所述导液管上设置有电磁阀，所述导液管的另一端与分离管的顶部连通，所述分离管的外侧设置有控制开关，所述控制开关与第一泵体电性连接。通过固定座的设置，可对螺旋弹簧线进行固定，而螺旋弹簧线的设置，可便于实验人员对分离管进行拉拽移动，提高分离管在使用时的便捷性，通过观察显示器上实时传送的电子显微镜拍摄的图像，使实验人员移动分离管可对双面培养皿上的待分离材料液内的单细胞进行提取，通过控制开关可对第一泵体进行控制，使分离吸管可对待分离材料液内的单细胞进行吸取，而导液管以及导液管上的电磁阀，从而便于第一泵体将分离吸管提取的单细胞排出。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，所述清洗单元包含第二泵体、送液管、第二电动伸缩杆、连接块和喷嘴，所述第二电动伸缩杆固定安装在延长箱的内侧底部中心，所述第二电动伸缩杆的伸缩端固定安装有连接块，所述连接块的顶部前端倾斜设置有喷嘴，所述第二泵体固定安装在延长箱的内侧底部右端，所述第二泵体进液端设置的连接管与第二固定板的顶部后端连通，所述第二泵体的排液端固定安装有送液管，所述送液管为软管，所述送液管的另一端穿过连接块上的通孔与喷嘴固定连接。通过第二电动伸缩杆的设置，其伸缩端在移动时，可带动连接块和喷嘴进行移动，在第二泵体运行时，可将第二固定板上的清洗液通过送液管输送至喷嘴内，使其可对双面培养皿的底部进行均匀清洗。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，所述进料管与进液管的顶端分别螺纹安装有管盖。可避免外部灰尘杂质从进料管或者进液管处进入至箱体的内部。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，还包括支撑腿，所述支撑腿分别固定安装在箱体的底部四角。通过支撑腿的设置，可对箱体进行平稳支撑。

作为本发明的一种单细胞分离装置优选技术方案，所述箱体的顶部表面左端设置有控制器，所述控制器分别与显示器、第一电机、第一电动伸缩杆、第二电机、第三电机、第一泵体、第二泵体、第二电动伸缩杆、补光灯和电子显微镜以及外部电源电性连接。通过控制器的设置，方便实验人员对第一电机、第一电动伸缩杆、第二电机、第三电机、第一泵体、第二泵体、第二电动伸缩杆和补光灯以及电子显微镜分别进行控制。

本发明的有益效果：本发明通过第一电机对升降台进行升降控制，使升降台向下移动时，可使料管底部的橡胶球与双面培养皿的顶部表面进行接触，通过升降台下降，迫使橡胶球对压缩弹簧进行挤压，此时橡胶球与料管底部排料口出现缝隙，从而使料管内的料液可流动至双面培养皿上，进而实现方便对双面培养皿进行“涂抹”待分离材料液的功能，而第三电机可通过带动主动齿轮驱动外齿环带动连接环和双面培养皿进行旋转，在旋转的双面培养皿和缓慢缩回伸缩端的第一电动伸缩杆之间配合下，从而使橡胶球可将待分离材料液均匀的“涂抹”在双面培养皿上；

通过观察显示器上实时传送的电子显微镜拍摄的图像，使实验人员移动分离管可对双面培养皿上的待分离材料液内的单细胞进行提取，通过控制开关可对第一泵体进行控制，使分离吸管可对待分离材料液内的单细胞进行吸取，而导液管以及导液管上的电磁阀，从而便于第一泵体将分离吸管提取的单细胞排出；

第二电机的输出轴通过固定轴带动双面培养皿进行反转，通过第二泵体运行，使其进液端的连接管将第二固定板上的清洗液通过送液管输送至喷嘴内，从而使喷嘴对双面培养皿的底部进行清洗，同时第二电动伸缩杆进行伸缩移动，可使其伸缩端的连接块带动喷嘴进行移动，对双面培养皿的底部进行均匀清洗，从而实现对双面培养皿进行自动清洗的功能，避免实验人员对使用后的双面培养皿进行来回更换，降低实验人员的工作量；

综上，该单细胞分离装置，采用在箱体内部进行单细胞分离工作，可避免外部空气中的细小灰尘颗粒对待分离材料液污染，同时该装置便于实验人员进行操作，不仅可方便对双面培养皿进行“涂抹”待分离材料液，而且提取分离作业后，可对双面培养皿进行自动清洗，无需实验人员对双面培养皿进行来回更换，降低实验人员的工作量，可以解决上述背景技术中提出的待分离材料液容易被空气中细小的灰尘颗粒污染的问题，若在无菌箱内进行单细胞提取分离，那么对待分离材料液的滴落以及更换，则变得非常麻烦，不仅增加了实验人员的工作量，而且大大降低了单细胞的提取效率的问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明仰视结构示意图；

图3为本发明第一剖面结构示意图；

图4为本发明第二剖面结构示意图；

图5为本发明涂抹单元结构示意图；

图6为本发明旋转单元结构示意图；

图7为本发明分离单元结构示意图；

图8为本发明清洗单元结构示意图；

图9为本发明A处局部放大结构示意图；

图10为本发明B处局部放大结构示意图。

图中：1箱体、2显示器、3控制器、4涂抹单元、41第一电机、42第一电动伸缩杆、43滑杆、44螺纹杆、45升降台、46料管、47固定架、48压缩弹簧、49橡胶球、5旋转单元、51旋转座、52连接环、53第二电机、54双面培养皿、55固定轴、56外齿环、57第三电机、58主动齿轮、6分离单元、61分离管、62控制开关、63分离吸管、64螺旋弹簧线、65固定座、66第一泵体、67导液管、7清洗单元、71第二泵体、72送液管、73第二电动伸缩杆、74连接块、75喷嘴、8延长箱、9进料管、10橡胶手套、11第一固定板、12第二固定板、13补光灯、14电子显微镜、15竖板、16排液管、17分离盒、18支撑腿、19进液管。

具体实施方式

实施例1

如图1至图10所示，本发明公开了一种单细胞分离装置，采用的技术方案是，包括箱体1、显示器2、延长箱8、进料管9、橡胶手套10、第一固定板11、第二固定板12、补光灯13、电子显微镜14、竖板15、排液管16、分离盒17、支撑腿18和进液管19，箱体1的后侧中部设置有延长箱8，延长箱8的内侧顶部设置有涂抹单元4，涂抹单元4包含第一电机41、第一电动伸缩杆42、滑杆43、螺纹杆44、升降台45、料管46、固定架47、压缩弹簧48和橡胶球49，第一电机41固定安装在延长箱8的内侧顶部左端，第一电机41的输出轴底部固定安装有螺纹杆44，螺纹杆44的底部通过轴承与第一固定板11转动连接，螺纹杆44上螺纹安装有升降台45，升降台45右端设置的滑孔与第一固定板11上设置的滑杆43滑动连接，升降台45的顶部中心固定安装有第一电动伸缩杆42，第一电动伸缩杆42伸缩端设置的凸块中部固定安装有料管46，料管46的内侧中部固定安装有固定架47，固定架47的底部固定安装有压缩弹簧48，压缩弹簧48的底部设置有橡胶球49，橡胶球49的直径大于料管46底部排料口的直径，橡胶球49的表面与压缩弹簧48底部固定安装的接触板活动接触，通过启动第一电动伸缩杆42，使其伸缩端将料管46移动至双面培养皿54正上方的圆心处，然后控制第一电机41，使第一电机41的输出轴驱动螺纹杆44进行转动，使螺纹杆44带动升降台45沿滑杆43向下滑动，直至将料管46底部的橡胶球49压在双面培养皿54的表面，橡胶球49受到挤压后，则向上推动压缩弹簧48底部的接触板，此时橡胶球49则与料管46底部的排料口出现缝隙，从而使料管46内部的待分离材料液流动至双面培养皿54上，箱体1的顶部后端设置有进料管9，箱体1的左右两侧顶部分别设置有橡胶手套10，箱体1的内侧中部设置有第一固定板11，第一固定板11中心设置的圆形槽内侧等距离圆周阵列设置有四个电子显微镜14，电子显微镜14之间等距离间隔设置有补光灯13，第一固定板11的底部中心设置有旋转单元5，旋转单元5包含旋转座51、连接环52、第二电机53、双面培养皿54、固定轴55、外齿环56、第三电机57和主动齿轮58，旋转座51固定安装在第一固定板11的底部中心，旋转座51的底部转动安装有连接环52，连接环52的中部左右两端转动安装有固定轴55，固定轴55的相对一端固定安装有双面培养皿54，连接环52的右侧固定安装有第二电机53，第二电机53的输出轴穿过连接环52上设置的通孔与固定轴55的右端固定连接，第三电机57固定安装在第二固定板12的顶部左端，第三电机57的输出轴顶部固定安装有主动齿轮58，主动齿轮58上的齿牙与连接环52外侧底部设置的外齿环56啮合，通过第三电机57运行，使其输出轴带动主动齿轮58进行转动，通过主动齿轮58与外齿环56上的齿牙啮合，从而使外齿环56带动连接环52和双面培养皿54沿旋转座51进行转动，在旋转的双面培养皿54和缓慢缩回伸缩端的第一电动伸缩杆42之间配合下，从而使橡胶球49可将待分离材料液均匀的“涂抹”在双面培养皿54上，通过启动第二电机53，使固定轴55带动双面培养皿54进行反转，使其表面的提取分离后的待分离材料液则流落在箱体1的底部，以便于后续对双面培养皿54进行清洗，箱体1的内侧顶部前端设置有分离单元6，分离单元6包含分离管61、控制开关62、分离吸管63、螺旋弹簧线64、固定座65、第一泵体66和导液管67，固定座65固定安装在箱体1的内侧顶部前端，固定座65的底部固定安装有螺旋弹簧线64，螺旋弹簧线64的底部固定安装有分离管61，分离管61的内侧底部固定安装有第一泵体66，第一泵体66为微型蠕动泵，第一泵体66的进液端与分离管61底部中心设置的分离吸管63连通，第一泵体66的排液端设置有导液管67，导液管67上设置有电磁阀，导液管67的另一端与分离管61的顶部连通，分离管61的外侧设置有控制开关62，控制开关62与第一泵体66电性连接，通过补光灯13和电子显微镜14的设置，使双面培养皿54上的待分离材料液内的单细胞图像可实时传送至显示器2，通过观察显示器2，使分离吸管63对准需要提取分离的单细胞，通过控制开关62对第一泵体66进行控制，将单细胞提取至分离吸管63内，然后再将分离管61移动至分离盒17处，将分离吸管63对准分离盒17，控制第一泵体66并打开导液管67上的电磁阀，从而将提取到的单细胞注入至分离盒17内，进而完成单细胞提取，分离单元6的下方设置有分离盒17，分离盒17滑动安装在箱体1前侧设置的矩形通槽内，且分离盒17的底部表面与第一固定板11的上表面活动接触，箱体1的内侧底部设置有第二固定板12，第二固定板12的中心设置有圆环凸起，第二固定板12的顶部后端固定安装有竖板15，竖板15的左右两侧和顶部分别与延长箱8的内侧和第一固定板11的底部表面固定连接，延长箱8的左侧中部设置有进液管19，进液管19位于第一固定板11的下方，进料管9与进液管19的顶端分别螺纹安装有管盖，第二固定板12的后端下方设置有清洗单元7，清洗单元7包含第二泵体71、送液管72、第二电动伸缩杆73、连接块74和喷嘴75，第二电动伸缩杆73固定安装在延长箱8的内侧底部中心，第二电动伸缩杆73的伸缩端固定安装有连接块74，连接块74的顶部前端倾斜设置有喷嘴75，第二泵体71固定安装在延长箱8的内侧底部右端，第二泵体71进液端设置的连接管与第二固定板12的顶部后端连通，第二泵体71的排液端固定安装有送液管72，送液管72为软管，送液管72的另一端穿过连接块74上的通孔与喷嘴75固定连接，双面培养皿54在反转后，通过第二泵体71运行，使其进液端的连接管将第二固定板12上的清洗液通过送液管72输送至喷嘴75内，从而使喷嘴75对双面培养皿54的底部进行清洗，同时第二电动伸缩杆73进行伸缩移动，可使其伸缩端的连接块74带动喷嘴75进行移动，从而对双面培养皿54的底部进行均匀清洗，箱体1的右侧底部设置有排液管16，从而便于将箱体1底部的清洗液排出箱体1，箱体1的顶部中心设置有显示器2，还包括支撑腿18，支撑腿18分别固定安装在箱体1的底部四角，箱体1的顶部表面左端设置有控制器3，控制器3分别与显示器2、第一电机41、第一电动伸缩杆42、第二电机53、第三电机57、第一泵体66、第二泵体71、第二电动伸缩杆73、补光灯13和电子显微镜14以及外部电源电性连接。

本发明的工作原理：在使用时，将进料管9上的管盖打开，再将外部待分离材料液从而进料管9处注入至料管46的内部，由于橡胶球49的直径大于料管46的底部的排料口直径，而且在压缩弹簧48的作用下，使压缩弹簧48底部的接触板对橡胶球49进行顶压，使橡胶球49可对料管46底部的排料口进行封堵，避免待分离材料液从料管46的底部流出，然后通过控制器3启动第一电动伸缩杆42，使其伸缩端将料管46移动至双面培养皿54正上方的圆心处，然后控制第一电机41，使第一电机41的输出轴驱动螺纹杆44进行转动，使螺纹杆44带动升降台45沿滑杆43向下滑动，直至将料管46底部的橡胶球49压在双面培养皿54的表面，橡胶球49受到挤压后，则向上推动压缩弹簧48底部的接触板，此时橡胶球49则与料管46底部的排料口出现缝隙，从而使料管46内部的待分离材料液流动至双面培养皿54上，此时第一电动伸缩杆42缓慢缩回并启动第三电机57，通过第三电机57运行，使其输出轴带动主动齿轮58进行转动，通过主动齿轮58与外齿环56上的齿牙啮合，从而使外齿环56带动连接环52和双面培养皿54沿旋转座51进行转动，在旋转的双面培养皿54和缓慢缩回伸缩端的第一电动伸缩杆42之间配合下，从而使橡胶球49可将待分离材料液均匀的“涂抹”在双面培养皿54上，涂抹完毕后控制第一电机41将升降台45升起，然后使第一电动伸缩杆42带动料管46缩回至原处；在对待分离材料液内的单细胞分离时，通过补光灯13和电子显微镜14的设置，使双面培养皿54上的待分离材料液内的单细胞图像可实时传送至显示器2，通过将双手插入橡胶手套10，拉动分离管61，并通过观察显示器2，使分离吸管63对准需要提取分离的单细胞，通过控制开关62对第一泵体66进行控制，将单细胞提取至分离吸管63内，然后再将分离管61移动至分离盒17处，将分离吸管63对准分离盒17，控制第一泵体66并打开导液管67上的电磁阀，从而将提取到的单细胞注入至分离盒17内，进而完成单细胞提取；当更换双面培养皿54内的待分离材料液时，打开进液管19上的管盖，并将外部清洗液注入至其内部，然后启动第二电机53，使固定轴55带动双面培养皿54进行反转，双面培养皿54在反转过程中，其表面的提取分离后的待分离材料液则流落在箱体1的底部，将双面培养皿54反转至水平状态后，启动第二泵体71，使其进液端的连接管将第二固定板12上的清洗液通过送液管72输送至喷嘴75内，从而使喷嘴75对双面培养皿54的底部进行清洗，同时第二电动伸缩杆73进行伸缩移动，可使其伸缩端的连接块74带动喷嘴75进行移动，从而对双面培养皿54的底部进行均匀清洗，而落在箱体1底部的清洗液则通过排液管16向外排出。

本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于广泛使用的现有技术。

本文中未详细说明的部件为现有技术。

上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。