一种体外流体剪切力实验装置

1.本实用新型涉及分子生物学实验装置技术领域，特别涉及一种体外模拟给与细胞血液流动剪切力刺激的装置。


背景技术：

2.肿瘤转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因。肿瘤细胞入血后能否引起有效肿瘤转移，不仅受到细胞自身生物特征的影响，而且受到周围微环境的影响，包括：生物化学因素和物理因素。目前生物化学因素对肿瘤细胞生物学的影响已有大量研究报道，但是对于物理因素特别是血液流体剪切应力对肿瘤细胞生物学影响还不是很清楚。因此设计模拟循环肿瘤细胞入血后受到血液流体剪切应力作用的装置十分必要，对肿瘤转移过程及机制研究意义重大。
3.目前相关流体剪切的研究及装置包括通过建立循环装置给与肿瘤细胞不同大小剪切应力，不同时间后检测细胞生物学特性和生物学相关蛋白信号分子，包括上皮间质转换，细胞刚度及细胞存活等生物学特性。现有装置的基本实现方式包括使用平行板流动小室，微流体管道，存在成本较高，不易清洁，不能充足提供细胞生长的适宜的5％co2，不能避免细胞流动过程中容易聚团沉降的缺点。为克服上述问题，本发明设计一种成本低，结构简单，易操作，易清洁，可除循环环路中的气泡，可持续提供co2，间断振动避免细胞沉降和成团的流体剪切力刺激细胞装置。
4.针对这一问题，设计简单易操作的血液流体剪切应力模型的装置对于研究血液流体剪切应力对肿瘤细胞生物学特性的影响和肿瘤转移的机制具有很大价值。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：为克服目前关于流体剪切力刺激细胞装置存在成本较高，不易清洁，不能充足提供细胞生长的适宜的5％co2，不能避免细胞流动过程中容易聚团沉降的缺点。现提供一种成本低，结构简单，易操作，易清洁，可除循环环路中的气泡，可持续提供co2，间断振动避免细胞沉降和成团的流体剪切力刺激细胞装置。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种体外流体剪切力刺激细胞装置，其装置包含蠕动泵、储液瓶、振动器、硅胶管，蠕动泵和储液瓶之间由硅胶管连接。储液瓶包括：一个co2进气口，保证5％co2进入体系，进气口处使用一次性滤器过滤细菌。硅胶管一端连接一个入口，另一端连接一个出口。
7.进一步，为避免细胞沉降于储液瓶底部，有效提高细胞处于流动剪切力刺激效果，上述技术方案中在储液瓶底端放置振动器，定时给与储存液底部振动，防止细胞沉降。
8.进一步，所述振动器包括可调电源模块、触发循环定时延时开关电路控制板、振动马达、卡扣。可调电源模块供电为usb接口(支持其它直流电接口)，其输出正负极连接触发循环定时延时开关电路控制板的直流电源正极(dc+)和直流电源负极(dc
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)，负载正极(load+)和负载负极(load
‑
)输出控制器信号分别连接振动马达正极(vcc)和地线(gnd)。所
述可调电源模块，通过旋钮调节输出电压范围(1.2v～24v)。所述触发循环定时延时开关电路控制板，可通过工作模式选择(set)、上选择(up)、下选择(down)按键选择工作模式、工作时间和中断时间，输入端口(in)、地线(gnd)也可根据需要通过外界给与脉宽度调制(pwm)触发信号。
9.本实用新型通过蠕动泵、储液瓶、硅胶管连接形成封闭的液体流动环路，其中储液瓶和硅胶管易于清洁灭菌、易操作；储液瓶连接经过一次性滤器过滤的co2进气保证细胞存在于适宜的环境中；通过振动器定时给与储存液底部振动，防止细胞沉降于储液瓶底部及细胞成团；通过蠕动泵调节流体速度，并记录相关参数，实现细胞样品受到流体剪切力的刺激。
10.有益效果：与现有技术相比，本实用新型的一种体外流体剪切力刺激细胞装置结构设计合理、操作步骤简单、易灭菌，能够满足细胞对co2气体的需求，且有防止细胞沉降于储存瓶底及细胞成团的优点，整个装置可以重复使用，装置成本低，适合进一步推广。
附图说明
11.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
12.图1是本实用新型体外流体剪切力实验装置的结构示意图。
13.图2是振动器连线示意图。
14.图3是储液瓶结构示意图。
具体实施方式
15.如图1
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3所示，本实用新型公开了一种体外流体剪切力实验装置，该装置包括：蠕动泵1、储液瓶3、振动器4；蠕动泵1和储液瓶3之间由硅胶管2连接。所述储液瓶3包括：一次性滤器31，储液腔33，液体入口32，液体出口34。一次性滤器31保证进入系统的5％co2清洁，液体入口32通过硅胶管2与蠕动泵1出口连接，液体出口34通过硅胶管2与蠕动泵1入口连接。
16.进一步，所述储液瓶3的co2进气过滤口处连接含有无菌滤纸的一次性滤器31，为细胞提供清洁的co2。
17.进一步，所述振动器4，包括可调电源模块41、触发循环定时延时开关电路控制板42、振动马达43、卡扣44。可调电源模块41供电为usb接口412(支持其它直流电接口)，其输出正负极连接触发循环定时延时开关电路控制板42的dc+和dc
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，load+和load
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输出控制器信号分别连接振动马达43的vcc和gnd。所述可调电源模块41，可通过旋钮411调节输出电压范围(1.2v～24v)，并在电源led数码管413显示电压值。所述触发循环定时延时开关电路控制板42，其输入电压范围为5v～36v，满足电源模块41供电范围，其负载输出电压为输入电压，高平触发信号421接收电压3v～24v，可通过set、up、down选择按键选择工作模式、工作时间和中断时间，并在控制板led数码管422分别显示其对应数字，stop随时中断工作并可进行计数清零，in、gnd也可根据需要通过外界给与pwm触发信号。所述卡扣44卡紧在储液瓶3的外周璧上。
18.进一步，所述触发循环定时延时开关电路控制板42可提供多种工作模式，此循环可用工作模式为两种。工作模式一：不需触发信号，调节set键通过up、down调节工作时间、
中断时间、循环次数，工作时间、中断时间调节范围宽泛为1s～999min，循环此时调节范围为1～无限循环。工作模式二：外接触发信号，调节set键通过up、down调节工作时间、中断时间、循环次数，工作时间、中断时间调节范围宽泛为1s～999min，循环此时调节范围为1～无限循环；当外接pwm高平信号接入时，触发循环定时延时开关电路控制板42，其进入调节好的工作状态；再次给pwm高平信号，触发循环定时延时开关电路控制板42停止工作。
19.针对本实用新型工作原理，具体列举工作模式一：按照图2对振动器接线，给振动器4的电源模块41供电，调节旋钮411至需要电压；通过set调节设置触发循环定时延时开关电路控制板42至工作模式一，调节工作时间如5s，中断时间如2min，循环次数如无线循环；振动马达43通过卡扣44卡紧在储液瓶3上，振动马达43受触发循环定时延时开关电路控制板42信号控制进行可调时间的通断电振动。打开蠕动泵使液体在整个循环装置内流动，一次性滤器进口处通5％co2，储液瓶底部受到振动马达规律定时振动，避免细胞沉降于储液瓶3底部，提高细胞处于流动剪切力刺激效果。
20.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。