基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置和注射方法与流程

本发明涉及实验仪器，尤其涉及基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置和注射方法。

背景技术：

1、在生物医学以及化学领域中，实验过程中往往需要用到多种试剂及样本溶液。其中许多溶液往往以悬浮液的形式被使用，在某些混合物中，分布在液体材料中的物质并不是被溶解，而仅仅是分散在其中，固体颗粒分散于液体中，因布朗运动而不能很快下沉，而一旦混合物停止振荡或流动，就会沉淀下来，这种不均匀的、异质的混合物，我们称之为悬浮液。悬浮液因为其优良的性质在生化实验室中经常被用到，所以具有微粒的悬浮液的制备与保存成为了一个关键问题。悬浮液的制备过程，尤其是细胞悬浮液的制备往往较为复杂，需要专业人员操作，而制备后的悬浮液长时间静置会导致微粒沉降问题，因此开发出了许多防沉降装置。

2、防沉降装置可以分为主动装置及被动装置，而目前使用的大多为主动装置，都需要额外的驱动部件提供能量与动力。主动防沉降装置中，因为其驱动方式运动结构不同，大致分成以下几类装置：1)离心型：通过离心装置在高速旋转的情况下，利用离心力的作用阻止粒子沉降，但此装置需要较高的速度，往往会对微粒(比如细胞)造成损伤而影响其活性；2)搅拌型：一般靠电机驱动，电机带动储液腔中的转子转动搅拌悬浮液时期一直处于不断运动的状态，但容易有搅拌死角，且结构复杂，容易使悬浮液内混入杂质；3)振荡型：基体不断往复运动，带动储液容器不断发生晃动从而防止粒子沉降的情况发生，但受震荡频率与震荡幅度影响，一些装置如涡旋混匀器(vortex mixer)会将微粒抛至试管壁并黏附其上，使得悬浮液内粒子浓度发生变化；4)扰流型：向储液容器中不断通入气体，气体上浮过程中不断对粒子产生扰动使粒子处在不断运动中，避免沉降，但需要不断地通入的气体，会使溶液溶入大量气体，对后续的实验操作造成许多影响。

3、上述防沉降装置结构复杂，且体积大，使用方法繁琐，无法应用于微小型实验中，且上述防沉降装置仅能实现了悬浮液的制作，无法在后续实验中发挥防沉降的作用，会导致实验中持续注射的悬浮液前后浓度不一致，对实验造成影响。

技术实现思路

1、本发明提供基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置和注射方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、本发明的技术方案为基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置和注射方法，其中的第一方面包括基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，包括匀质容器和旋转装置，匀质容器包括：具有锥形管底的试管，试管盖，试管盖设置在试管的管口，试管盖设有连通管口和外界的进气道，以及导液管，导液管的一端穿过试管盖，并沿试管向管底延伸；旋转装置驱动匀质容器沿试管的径向翻转。

3、进一步地，导液管的端部与管底的斜面相接触，导液管端部与管底直径最小处的距离小于导液管端部与管底直径最宽处的距离。

4、进一步地，进气道内设置有过滤网。

5、进一步地，试管内的导液管沿试管的轴向延伸；试管内还设有浮动过滤片，浮动过滤片设有与导液管的外表间隙配合的滑孔，且浮动过滤片的外周与试管的内壁间隙配合。

6、进一步地，导液管的内径小于等于3mm；管底的锥形内角小于40°。

7、进一步地，旋转装置包括：机座；设置在机座上的电机；设置在机座一侧的转动架，试管盖沿试管的径向与转动架转动连接；其中，电机通过传动组件与试管盖驱动连接并驱动匀质容器翻转。

8、进一步地，转动架包括与机座连接的闭合端及与试管盖转动连接的开口端，开口端的两侧均设置有转动槽；试管盖沿试管径向的两侧分别设置有第一转动轴和第二转动轴，第一转动轴和第二转动轴同轴，且第一转动轴和第二转动轴分别转动设置在转动架开口端两侧的转动槽内；其中，进气道设置在第一转动轴内，并在第一转动轴远离试管盖的端部与外界连通，且进气道与外界的充气装置通过进气管连接；导液管的另一端穿过第二转动轴并在第二转动轴远离试管盖的端部穿出至试管盖外。

9、进一步地，传动组件包括与电机输出端轴连接的主动齿以及与第二转动轴轴连接的从动齿，主动齿与从动齿啮合连接；旋转装置还包括设置在机座上的调速器和电源，调速器分别与电源及电机电性连接。

10、其中的第二方面包括一种悬浮液的注射方法，基于第一方面的微粒悬浮液均匀注射装置，注射方法包括以下步骤：

11、a1、通过试管盖密封注入有悬浮液的试管管口，并通过调节导液管在试管盖的插入深度控制导液管的一端延伸到试管的管底斜面处，使导液管的一端保持浸没在悬浮液中；

12、a2、通过试管盖上第一转动轴和第二转动轴与转动架的开口端两侧转动槽的配合，将匀质容器沿试管的径向转动架设在旋转装置上；

13、a3、通过旋转装置的电机输出轴的主动齿与试管盖第二转动轴上从动齿的啮合，带动匀质容器沿第一转动轴和第二转动轴翻转，并通过调速器控制匀质容器的翻转速度，保持匀质容器内悬浮液的流动；

14、a4、通过充气装置的进气管与第一转动轴内的进气道的连接，保持匀质容器的试管内产生正压，并将穿出第二转动轴的导液管另一端与实验仪器连接，使匀质容器内的悬浮液保持排出到实验仪器中。

15、进一步地，匀质容器的翻转速度为4～13r/min。

16、本发明的有益效果为：

17、1、本发明的注射装置，通过旋转装置和匀质容器，实现在匀质容器沿试管径向翻转的过程中，悬浮液根据自重在试管内流动并自行匀质，使悬浮液内的微粒均匀分散，避免悬浮液出现静止沉淀的情况发生，使悬浮液保持一致的浓度，降低先后注射到实验仪器的悬浮液浓度差异，防止悬浮液中的微粒堵塞导液管；

18、2、本发明的注射装置，在匀质容器翻转而试管管底朝上时，利用管底的锥形角以及悬浮液的液体表面张力，使在大部分悬浮液随重力流落试管口时，剩余少部分悬浮液滞留附着在管底并保持浸没导液管的一端，以使导液管能够在匀质容器内正压的作用下保持对实验仪器连续不间断地注射悬浮液；

19、3、本发明的注射装置，通过由电机和齿轮组成的简易的旋转装置便实现匀质容器翻转，使得结构更加简单可靠，体积更加小巧便携，且使用过程更加安全，克服传统防沉降装置操作门槛高的缺点；

20、4、本发明的注射方法，通过保持匀质容器合理的转速，使悬浮液的一部分保持克服离心力而随自重流动到匀质容器内的最低处，以及使悬浮液的另一小部分能够通过液体的表面张力滞留附着在管底并浸没导液管，避免中断悬浮液注射而使导液管内混入气体。

技术特征：

1.基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的基于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置，其特征在于，

9.一种悬浮液的注射方法，其特征在于，基于如权利要求1至9中任一项权利要求所述的微粒悬浮液均匀注射装置，所述注射方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的悬浮液的注射方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及于表面张力的微粒悬浮液均匀注射装置和注射方法，其中注射装置，包括匀质容器，匀质容器包括：具有锥形管底的试管，设置在试管管口的试管盖，试管盖设有连通管口和外界的进气道以及一端穿过试管盖并沿试管向管底延伸的导液管；以及驱动匀质容器沿试管径向翻转的旋转装置。本发明中，通过旋转装置和匀质容器，实现在匀质容器沿试管盖径向翻转的过程中，悬浮液根据自重在试管内流动且其内的微粒均匀分散，避免悬浮液出现静止沉淀的情况发生，使悬浮液保持一致的浓度，降低先后注射到实验仪器的悬浮液浓度差异；且通过旋转装置简单的电机和齿轮传动便实现匀质容器翻转，使得结构更加简单可靠，体积更加小巧便携，且使用过程更加安全。

技术研发人员：陈华英,陈希康,刘晓莹,赵文涛
受保护的技术使用者：珠海大略科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16