[发明专利]一种膜片钳气压控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于膜片钳技术领域，更具体地，涉及一种膜片钳气压控制装置及方法，适用于膜片钳吉欧封接过程中的正、负压控制和切换。

背景技术

膜片钳技术作为电生理研究的有力工具，广泛用于细胞膜离于通道电流的测量、细胞分泌、药理学、病理生理学、神经科学、脑科学、细胞生物学与分子生物学研究以及植物细胞的生理研究等。

应用膜片钳技术进行细胞生理实验时，需要将玻璃微电极与细胞膜表面形成吉欧封接（高阻封接），才能进行后续的实验。吉欧封接一般通过控制电极夹持器内腔气体压力先后施加正、负压力来完成。目前，国内外通常是以人工吹吸来进行，主要存在以下问题：用人工吹吸得到气体压力值凭的是经验值，无法精确计算；人工吹吸提供的负压不能稳定持续，封接中往往会因为负压不足而对细胞再次进行吸附，影响封接的质量和效率；人工吹吸提供的气压不能在正负压之间快速地切换。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种膜片钳气压控制装置及方法，不仅为膜片钳封接自动提供较为持续稳定的正负压，而且能够实现气压在正负压之间的快速切换。

一种膜片钳气压控制装置，包括直线驱动机构、注射器、第一电磁阀和第二电磁阀；直线驱动机构连接注射器的推杆，注射器的注射筒底部通过气管分别与两电磁阀的输入端连通；第一电磁阀的输出端置于常压，第二电磁阀的输出端连接用于膜片钳封接的电极夹持器的通气管。

进一步地，所述直线驱动机构包括舵机、摆动杆和连杆，舵机的输出轴连接摆动杆的一端，摆动的另一端表面开有滑槽；连杆的一端连接螺钉，螺钉置于滑槽内且可在滑槽内滑动，连杆的另一端连接注射器的推杆。

利用所述的气压控制装置对膜片钳封接过程进行气压控制的方法，具体为：

控制第一电磁阀关闭和第二电磁阀打开，直线驱动机构驱动注射器的推杆在注射筒内推进，使得电极夹持器内腔产生正压；

控制第一电磁阀关闭和第二电磁阀打开，注射器的推杆在注射筒内保持不动，使得电极夹持器内腔产生常压；

控制第一电磁阀关闭和第二电磁阀打开，注射器的推杆在注射筒内后退，使得电极夹持器内腔产生负压。

本发明的有益效果体现在：

当使用本发明装置时，直线驱动机构带动注射器推杆移动在注射筒内产生气压，同时结合控制两个电磁阀开关状态，在电磁阀输出端得到需求的气压值。本发明通过控制注射器推杆移动位移提供较为持续稳定的气压，并通过控制注射筒推杆移动方向实现膜片钳吉欧封接过程中的正、负压控制和切换。整个装置结构简单，便于操控。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1，本发明包括直线驱动机构、注射器、第一电磁阀1和第二电磁阀11，直线驱动机构连接注射器的推杆6，注射器的注射筒5底部通过气管4分别与两电磁阀的输入端2,12连通；其中第一电磁阀1的输出端14置于常压，第二电磁阀11的输出端13连接电极夹持器侧端的通气管。

应用本发明装置产生正负压的过程为：控制第一电磁阀1关闭和第二电磁阀11打开，直线驱动机构驱动注射器的推杆6在注射筒5内推进，使得电极夹持器内腔产生正压；控制第一电磁阀1关闭和第二电磁阀11打开，注射器的推杆6在注射筒5内保持不动，使得电极夹持器内腔产生常压；控制第一电磁阀1关闭和第二电磁阀11打开，注射器的推杆6在注射筒5内后退，使得电极夹持器内腔产生负压。

综合考虑占用空间大小、控制简便和成本，本发明给出直线移动机构的一种较佳实施方式，包括舵机9、摆动杆8和连杆7。舵机9的输出轴连接摆动杆8的一端，摆动的另一端表面开有滑槽；连杆7的一端连接螺钉，螺钉置于滑槽内且可在滑槽内滑动，连杆7的另一端连接注射器的推杆6。启动舵机9工作，驱使摆动杆8摆动，连杆7、螺钉及滑槽的组合方式将摆动杆的旋转位移转化为直线位移，驱使与连杆相接的注射器的推杆6在注射筒5内推进或后退。

注射器与电磁阀的连通气管3可根据应用场景选取相应材料的三通管，例如在膜片钳封接中选用医学橡胶管。

将上述装置应用于膜片钳吉欧封接的气压控制时，将第二电磁阀11的输出端13连接电极夹持器侧端的通气管，气压控制过程具体为：