[发明专利]一种生物样品的拉伸测试装置

说明书

本发明涉及生物科技研究领域，一种生物样品的拉伸测试装置，包括外壳以及位于外壳内的驱动器、活动夹具、活动臂I、调节杆I、磁铁I、竖直夹具I、竖直夹具II、衬底、活动臂II、调节杆II、磁铁II、固定夹具、储液池、支撑台、位移台、显微镜、导轨I和导轨II，具有特殊的驱动机构及夹具结构，能够对亚细胞尺度的活细胞原位成像，能够同时进行动态拉伸，结合特殊的驱动机构及磁力可调的夹具结构来对样品进行单轴的拉伸，能够在对亚细胞尺度的活细胞原位成像的同时进行动态拉伸，并通过原位成像来研究细胞特性，拉伸的频率及幅度的可调范围较大，拉伸可调的幅度范围较大，且不易造成衬底撕裂。

技术领域

本发明涉及生物科技研究领域，尤其是一种能够对亚细胞尺度的活细胞原位成像的、能够同时进行动态拉伸的一种生物样品的拉伸测试装置。

背景技术

在细胞的组织发育及修复过程中，机械拉伸能够作为一种重要的手段来调节细胞的状态及功能，现有技术中有多种方法来对细胞进行机械刺激，但是，大多数采用机械驱动拉伸装置的现有技术并不适用于亚细胞尺度的活细胞原位成像，而且，少数的能够进行实时地亚细胞尺度的活细胞成像的现有技术中，对细胞的动态拉伸受限，且其可调频率范围、可调拉伸幅度范围均无法满足实验要求，所述一种生物样品的拉伸测试装置能够解决问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明装置结合特殊的驱动机构及磁力可调的夹具结构来对样品进行单轴的拉伸，能够在对亚细胞尺度的活细胞原位成像的同时进行动态拉伸，拉伸的频率及幅度的可调范围较大。

本发明所采用的技术方案是：

所述一种生物样品的拉伸测试装置包括外壳以及位于外壳内的驱动器、活动夹具、活动臂I、调节杆I、磁铁I、竖直夹具I、竖直夹具II、衬底、活动臂II、调节杆II、磁铁II、固定夹具、储液池、支撑台、位移台、显微镜、导轨I和导轨II，xyz为三维坐标系，外壳具有若干操作窗口，储液池中装有适应于细胞培养环境的保护液体，显微镜通过电缆连接有计算机，位移台、两根平行的导轨I和两根平行的导轨II均固定于外壳内，导轨I和导轨II空间垂直，支撑台位于位移台的上面，位移台能够使得支撑台三维移动，储液池固定于支撑台的上面；活动夹具包括水平臂部分和托盘部分，活动夹具的水平臂部分与导轨II滑动连接，以将活动夹具的移动限制在z方向，活动夹具的托盘部分连接于其水平臂部分的侧下方，活动夹具的托盘部分为xz水平面内的正方形并伸入储液池内；活动臂I的一端铰接于活动夹具水平臂部分的上面、另一端与竖直夹具I的顶端通过螺丝连接，磁铁I固定于活动夹具水平臂部分的上面，调节杆I螺纹连接贯穿于活动臂I，并相对于活动臂I在y方向的位置能够上下调节，能够使得调节杆I的下端位于磁铁I上方的5毫米到10毫米的范围处；固定夹具固定于支撑台的一侧，固定夹具包括水平臂部分和托盘部分，固定夹具的托盘部分连接于其水平臂部分的侧下方，固定夹具的托盘部分为xz水平面内的正方形并伸入储液池内，活动臂II的一端铰接于固定夹具水平臂部分的上面、另一端与竖直夹具II的顶端通过螺丝连接，磁铁II固定于固定夹具水平臂部分的上面，调节杆II螺纹连接贯穿于活动臂II，并相对于活动臂II在y方向的位置能够上下调节，能够使得活动臂II的下端位于磁铁II上方的5毫米到10毫米的范围处；衬底是长方形硅氧烷薄膜，衬底的一端通过竖直夹具I的下端压接于活动夹具的托盘部分上面、另一端通过竖直夹具II的下端压接于固定夹具的托盘部分上面，竖直夹具I和竖直夹具II均为片状结构；显微镜的位置能够调节并能够在计算机上显示并记录采集得到的图像；驱动器包括偏心凸轮、旋转马达、推杆、轴承、连接块I、弹簧、连接块II和滑块，偏心凸轮、推杆、轴承和连接块I为凸轮-推杆结构，偏心凸轮和轴承分别与推杆的两侧滑动接触，偏心凸轮是直径为20毫米的圆盘，偏心凸轮的旋转轴偏离其圆心为5毫米，通过旋转马达带动偏心凸轮绕其旋转轴旋转，旋转马达的旋转频率能够在0.1Hz到10Hz范围调节；连接块I的一端连接有能够自由旋转的轴承、另一端与活动夹具固定连接；推杆的一端铰接于连接块II且与连接块II之间连接有弹簧，弹簧的弹性系数可调节，连接块II的一端铰接于滑块，滑块与导轨I滑动连接，以将滑块的移动方向限制在x方向；外壳为长方体形状的金属腔体；活动夹具由钛制成，活动夹具托盘部分的边长为10毫米，固定夹具由钛制成，固定夹具托盘部分的边长为10毫米；竖直夹具I和竖直夹具II均由特氟龙材料制成；衬底的长度为20毫米、宽度为10毫米；弹簧的弹性系数范围为10牛/米到50牛/米。