[实用新型]可实时在位观测的匀速对称单轴拉伸细胞力学装置

说明书

技术领域

实用新型涉及一种力加载装置，具体涉及一种可实时在位观测的匀速对称单轴拉伸细胞力学装置，属于生物力学、力学生物学领域。

背景技术

细胞是生命体的基本单位，而细胞的运动、生长过程都少不了力学刺激的参与。随着对力学调控细胞生长、分裂、迁移、凋亡等研究的深入，发现力学刺激可以显著影响细胞的个体和群体行为，从微观尺度的蛋白表达，信号转导，到亚细胞结构的排列，到细胞尺度的细胞分裂、增殖、分化、凋亡、排列、极化、迁移、伤口愈合，再到宏观尺度的组织形态和形成。

现有的对细胞进行拉伸加载的装置，除了对单细胞进行拉伸的光镊、磁镊，还有不少是对细胞所粘附的基底膜进行拉伸，如通过抽真空和膜下面的几何实体配合，实现单轴或准双轴拉伸，这种装置下面的几何实体和底板都不透明，不能实时观察。还有一些装置，其基底膜一端固定，另一端移动，这些装置的基底膜时刻都在变形中，没有能实时观测的位置，且装置不够紧凑简洁。还有一些装置，采用凸轮传动，对基底膜进行拉伸，但其拉伸速度不是匀速的，且拉伸长度依赖于凸轮几何形状，可调范围较窄。以上所有装置，都不能实现在显微镜上长期培养和实时在位观测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种可实时在位观测的匀速对称单轴拉伸细胞力学装置，该装置对称拉伸，拉伸速度和拉伸长度可调范围广，设定速度后，拉伸过程完全匀速，可安装于显微镜载物台上进行实时在位观测。

所述的可实时在位观测的匀速对称单轴拉伸细胞力学装置，包括：动力单元、双向丝杠、拉伸臂、滑动单元、透明拉伸皿和装夹平台；所述双向丝杠将设置在固定架上的所述动力单元的旋转运动转换为直线运动；所述双向丝杠的左旋螺纹和右旋螺纹上各套接一个螺母，每个所述螺母上固接一个拉伸臂，用于培养细胞的所述透明拉伸皿的两端分别固接在两个拉伸臂上，通过两个拉伸臂对所述透明拉伸皿进行匀速对称单轴拉伸；同时所述螺母连接滑动单元，通过所述滑动单元保证两个拉伸臂沿双向丝杠的轴向平稳移动；所述装夹平台与固定架固接在一起，装夹平台放置于显微镜载物台上。

在所述透明拉伸皿外罩有柔性可伸缩气囊；使用时，所述柔性可伸缩气囊内充入5％二氧化碳和水蒸气，外部流通设定温度的空气。

所述滑动单元包括直线滑轨和能够沿所述直线滑轨移动的滑块，所述直线滑轨设置在固定架上，每个所述螺母连接一个滑块。

还包括用于限制所述拉伸臂沿双向丝杠轴向移动距离的限位机构。

有益效果：

(1)采用本实用新型能够对生长了细胞的拉伸皿进行匀速对称单轴拉伸，可以在显微镜载物台上进行实时在位观测。且本装置的拉伸速度和拉伸长度可调范围广，设定速度后，拉伸过程完全匀速。由于是对称拉伸，拉伸皿中间部分保持位置不变可以在显微镜上实时在位观察。

(2)在拉伸皿外设置气囊，配合局部细胞培养环境，可以在显微镜载物台上进行实时在位长期观测。

(3)由于装夹平台可放置于显微镜载物台上，故可以随载物台移动，配合电动载物台以及显微镜软件中的多点拍摄模块，可以实现拉伸前和拉伸变形恢复后的多点对比观测。

(4)采用双向滚珠丝杠传动，传动平稳，机构是对称拉伸，在对基底施加相同长度的拉伸时，长度方向上机构结构更简洁紧凑。

附图说明

图1为本实用新型的匀速对称单轴基底拉伸细胞力学加载装置的结构示意图；

图2为拉伸装置长期在位培养观测细胞的具体实施方案。

其中：1-步进电机、2-电机支架、3-联轴器、4-滑轨固定架、5-直线滑轨、6-螺尾圆柱销、7-透明拉伸皿、8-装夹平台、9-双向丝杠、10-拉伸臂、11-拉伸臂固定座、12-螺母座、13-螺母滑块连接件、14-滑块、15-气囊

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供一种可安装于显微镜载物台上进行实时在位长期观测的匀速对称单轴基底拉伸细胞力学加载装置。

如图1所示，该力学加载装置包括：动力单元、运动执行单元、透明拉伸皿7、装夹平台8和柔性可伸缩气囊。其中动力单元包括步进电机1及其控制器、驱动器以及电机的联轴器3和电机支架2；运动执行单元包括：两个滑块14、直线滑轨5、双向丝杠9、螺母座12、拉伸臂10、拉伸臂固定座11和螺母滑块连接件13。