一種細胞快速破碎裝置的製作方法

2023-06-07 22:04:31

專利名稱：一種細胞快速破碎裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於生物樣本製備技術領域，適用於基因工程和細胞工程中的細胞破碎，具體是利用高頻顫振研磨珠快速破碎細胞，以獲取胞內活性物質，如DNA、RNA、酶、抗生素等。
背景技術：
在基因工程和細胞工程技術領域，經常需要獲取細胞內的DNA、RNA、酶等活性物質，即樣本製備。樣本製備的首要步驟是將細胞外圍結構(細胞壁和細胞膜)破碎，使欲提取的活性物質從細胞內釋放出來。由此可見，細胞破碎的程度和效率直接影響著樣本製備的優劣，甚至決定著樣本製備的成敗，其重要性不言而喻。細胞破碎的傳統方法主要有酶溶破碎法、化學試劑破碎法、超聲空化破碎法和珠磨破碎法等。酶溶破碎法是先利用溶解細胞壁的酶處理細胞，細胞壁受到破壞後，再利用滲透壓衝擊等方法破壞細胞膜，以使細胞內的活性物質得以釋放。酶溶破碎法的顯著特點是專一性強，即必須根據細胞的結構和化學組成來選擇特定的酶，這意味著酶溶破碎法的通用性很差。而且，溶酶的價格較高，在很大程度上増加了樣本製備的成本。化學試劑破碎法是利用某些化學試劑(如有機溶劑、表面活性剤、金屬螯合劑等)，改變細胞壁和細胞膜的通透性，從而使胞內ー些小分子活性物質滲透出來。這種方法對細胞壁和細胞膜的破壞程度不高，只能獲取ー些小分子酶蛋白和多肽，而DNA、RNA等大分子活性物質仍滯留在細胞內。通過化學試劑破碎細胞不僅耗時長、效率低，而且化學試劑的加入會給後續產物的分離、純化帶來困難，並影響最終產物的純度。此外，有些化學試劑對人體有毒，危害操作人員的身體健康。超聲空化破碎法是利用超聲波處理細胞懸浮液,引發超聲空化效應,懸浮液局部產生的強烈衝擊波和剪切力使細胞破碎，進而釋放出活性物質。超聲空化破碎法是ー種強烈的破碎方式，適用於多種類型細胞的破碎。但是這種方法的能量利用率極低，破碎過程中會產生大量的熱量，會導致部分敏感物質變性失活，因而其對冷卻有相當苛刻的要求。另夕卜，這種方法需要超聲波發生器、探頭、液槽和控制系統，結構複雜，成本較高，一般只在實驗室小規模細胞破碎中使用。珠磨破碎法是ー種常用的細胞破碎方法，通過將研磨珠和細胞懸浮液一起快速攪拌，使得研磨珠與細胞之間互相剪切、碰撞，進而將細胞破碎，釋放出胞內活性物質。這是目前比較成熟的技術，美國Next Advance公司的Bullet Blender就是ー款基於珠磨破碎理論的細胞破碎儀，它採用高速旋轉的轉頭直接擊打裝有研磨珠和待破碎細胞懸浮液的離心管。在轉頭擊打的瞬間，離心管內的研磨珠將會劇烈的振動，與細胞相互剪切、撞擊後，使細胞破碎，釋放出核酸、蛋白質、亞細胞結構等活性物質。該破碎儀雖然能方便快速地破碎大多數種類的細胞，但是它仍有很多缺陷和不足:首先，採用高速旋轉的轉頭直接擊打離心管，不僅會使離心管外壁受到嚴重的磨損，而且離心管受到瞬時衝擊時可能會發生破裂或折斷。特別是在破碎ー些具有堅硬外壁的微生物(如革蘭氏陽性菌、酵母菌、細菌芽孢等)時，轉頭在更高的速度下運轉，這對離心管的瞬間衝擊更為劇烈，很有可能會造成離心管的破裂或折斷。其次，離心管內不同區域的研磨珠振動的劇烈程度不同，導致細胞破碎的程度不同。靠近擊打部位的研磨珠振動較為劇烈，因而該區域的細胞破碎程度較高；相比之下，由於液體的緩衝減振作用，遠離擊打部位的研磨珠振動較弱，因為該區域的細胞破碎可能不充分。再次，高速旋轉的轉頭擊打離心管的瞬間，擊打部位會產生很多的熱量，這部分熱量通過離心管傳給細胞懸浮液，會使靠近擊打區的液體溫度升高，進而可能導致釋放出來的亞細胞結構、DNA、RNA和酶等變性失活。最後，高速轉頭直接擊打離心管，會產生相當刺耳的噪聲。同時由於離心管是固定在破碎儀機體上的，轉頭擊打離心管時會帶動破碎儀機體在工作平臺上振動，機體運行很不平穩。實際破碎細胞過程中，通常需要操作人員按壓機體或採用其他機械結構將機體固定在工作平臺上。綜上所述，目前雖然已有很多細胞破碎方法，但其中大多數方法一般只能破碎動物細胞、革蘭氏陰性菌等ー些較易破碎的細胞，通常不能破碎革蘭氏陽性菌、酵母菌、細菌芽孢等，應用範圍相當局限。儘管珠磨破碎法能適應各種不同類型的細胞破碎，但是相應的設備仍有很多缺陷和不足，破碎效果不很理想。因此，需要開發出能適應多種類型細胞(主要包括動物細胞、革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、酵母菌、細菌芽孢等)的通用型細胞快速破碎裝置。
發明內容為解決現有細胞破碎方法和設備的諸多缺陷，基於珠磨破碎理論，本實用新型提供ー種結構簡單、操作方便、運行平穩、成本較低的通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置。本實用新型的技術方案是提供ー種通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置，主要包括主殼體、驅動模塊、控制模塊、動カ軸、轉子、傳動機構、離心管支架、離心管、研磨珠等。固定在主殼體上的驅動模塊在控制模塊的支配下為整個裝置提供動カ源，並通過動カ軸將運動和轉矩傳遞給轉子，迫使轉子高速旋轉。傳動機構的起始端通過高副與旋轉的轉子相連，並將轉子的高速旋轉運動轉化成傳動機構末端的高頻往復直線運動。離心管支架固定於傳動機構的末端，因而會隨之作往復直線運動。將裝有研磨珠和細胞懸浮液的離心管置於離心管支架中並固定，離心管也會一起作高頻往復直線運動，進而導致研磨珠高頻顫振，與細胞相互猛烈剪切、撞擊，致使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。所述主殼體是裝置的外圍結構，不僅能為內部裝置提供隔離保護作用，而且還能支撐人機互動面板。所述驅動模塊固定在殼體的底面上，為整個裝置提供原始的能量、運動和驅動力。在優選的技術方案中，所述驅動模塊為ー單向旋轉的直流電機，其輸出的運動和轉矩集中在電機輸出軸上。所述控制模塊為裝置系統的控制単元。在優選的技術方案中，所述驅動模塊為單片機控制器，可對直流電機的啟動、暫停、急停以及電機轉速和運轉時間等參數進行控制。[0018]所述動カ軸為連接電機輸出軸和轉子的傳動軸，它將電機輸出軸的轉動和轉矩傳遞給轉子，用以驅動轉子高速旋轉。在優選的技術方案中，所述動カ軸為ー豎直放置的圓軸。圓軸一端通過聯軸器或離合器等與電機輸出軸相聯，另一端則固定在轉子上。由於動カ軸上承受一定的壓カ和較大的扭矩，因此動カ軸需要具有很高的強度、剛度和韌性，其材質優選優質碳素結構鋼調質處理或錳合金調質鋼等。所述轉子繞某ー豎直中心高速旋轉，它直接驅動傳動機構的起始端。在優選的技術方案中，所述轉子為ー盤狀的凸輪或偏心輪。轉子驅動傳動機構時，會承受較大的衝擊、扭矩，因此轉子表層需要具有較高的硬度和較好的耐磨性，轉子心部需要具有較高的強度和較好的韌性，其材質優選具有中、高淬透性的合金滲碳鋼，如20CrMnTi和20Cr2Ni4等。所述傳動機構是傳遞運動並改變運動形式的部分，具體是將轉子的高速旋轉運動轉化成傳動機構末端的高頻往復直線運動，這是本實用新型的創新所在。在優選的技術方案中，所述傳動機構為平面連杆機構，更進ー步是平面四桿機構，由傳動殼體、搖杆、壓杆(也可稱為拉杆)和滑竿通過低副組成搖杆滑動機構。所述低副包括轉動副和移動副，其中轉動副是通過鉸鏈形成，移動副是通過平面配合或圓柱面配合來形成。傳動殼體為整個傳動機構提供固定約束和支撐，壓杆通過鉸鏈將搖杆和滑竿聯接起來。旋轉凸輪的高速旋轉，驅動搖杆單向擺動，在壓杆的推動下，帶動滑竿沿直線單向移動，滑竿直線移動的方向通過固定在殼體上的導向杆來控制。為了保證傳動機構能連續工作，還需要在導向杆上設置ー組復位彈簧，滑竿沿導向杆直線移動時壓縮彈簧，滑竿移動到最大行程處以後，受壓彈簧將驅動整個傳動機構復位，這樣就實現了滑竿的高頻往復直線運動。所述離心管支架用幹支撐離心管，井能接收傳動機構的運動形式。在優選的技術方案中，將離心管支架固定於傳動機構的末端，即滑竿上，這樣離心管支架能夠隨滑竿一起作高頻往復直線運動。實際中，可將離心管支架與滑竿加工成一體，這能增強二者連接的牢固性。為了將離心管固定於離心管支架中，離心管支架上需要配備壓蓋。另外，如果欲提取的胞內活性物質對溫度很敏感，可在離心管支架外圍附加冷卻夾套，這種局部冷卻方式不僅效果好、速度快，而且非常節能環保。所述離心管是盛裝研磨珠和待破碎細胞懸浮液的容器，為破碎細胞提供場所。離心管隨離心管支架作高頻往復直線運動的同時，研磨珠在離心管內劇烈顫振，與細胞相互剪切、撞擊，致使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。在優選的技術方案中，所述離心管為帶安全鎖扣的標準離心管，細胞懸浮液和研磨珠的總體積不超過離心管容積的3/4。所述研磨珠為在離心管內劇烈顫振以破碎細胞的介質，其應具有較高的剛度、硬度和較好的耐磨性。在優選的技術方案中，所述研磨珠為石英玻璃、陶瓷、氧化鋯、不鏽鋼等製成的球狀珠體。實際破碎過程中，需要根據不同細胞類型選用直徑不同的研磨珠，一般是
0.1 1.5謹為宜，優選0.25 0.5謹。本實用新型的技術方案提供另外ー種細胞快速破碎裝置，其特徵在幹:包括殼體、驅動模塊、離心管和研磨珠；裝有研磨珠和細胞懸浮液的離心管置於離心管支架中並固定，離心管隨離心管支架一起作高頻往復直線運動，進而導致研磨珠高頻顫振，與細胞相互猛烈剪切、撞擊，致使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。利用上述通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置可以對絕大多數細胞(如動物細胞、革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、細菌芽孢、酵母菌等)進行破碎以提取胞內活性物質，具體操作步驟如下:I)前期準備:如果原始樣本是幹態粉末或塊狀固體，應先用生理鹽水(質量分數為0.4%的NaCl水溶液)將其製備成懸浮液，均勻混合後轉入經消毒處理過的離心管中，然後根據細胞的類型選擇相應規格的研磨珠置入離心管中並壓緊離心管的安全鎖扣。2)放樣破碎:將裝有細胞懸浮液和研磨珠的離心管置於破碎裝置的離心管支架之中，並用壓蓋固定離心管。然後，根據待破碎細胞的類型，設定電機轉速和破碎時間。接著，啟動「開始」按鈕進行破碎，破碎時間達到預設值後，電機自動停止，完成破碎過程。3)後期處理:電機徹底停止轉動後，稍等I 2分鐘以使研磨珠自然沉澱。然後取出離心管，用移液器吸取上清液(DNA、RNA、酶等釋放出來的活性物質均包含在其中)，經純化後獲取最終產物。沉澱在離心管底部的研磨珠可以經多次清洗後重複利用，也可以直接丟棄。與現有同類裝置相比，本實用新型提出的通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置，具有以下優點和積極效果:I)通用性好:現有細胞破碎裝置一般只能處理少量的幾種細胞，本實用新型提出的裝置無論是對動物細胞、革蘭氏陰性菌等較易破碎的細胞，還是對革蘭氏陽性菌、細菌芽孢、酵母菌等較難破碎的細胞，都能很好的破碎，具有良好的通用性。2)快速破碎:本實用新型提出的細胞快速破碎裝置，離心管的高頻往復直線運動迫使研磨珠在離心管中劇烈顫振，因而能在較短時間內完成對細胞的破碎。3)易於擴展:本實用新型提出的細胞快速破碎裝置，其組件結構簡單、布局緊湊，很容易擴展成多通道的細胞快速破碎裝置，如四通道、六通道、八通道和十二通道等，這樣能極大地增大該裝置的處理通量。4)運行平穩:本實用新型提出的細胞快速破碎裝置，經擴展後，各通道沿電機輸出軸成圓周均勻分布狀態，而且各通道都是沿徑向作往復直線運動，因此各通道施加在殼體上的作用力相互抵消，殼體能保持平穩狀態。5)不需清洗:本實用新型提出的細胞快速破碎裝置，不直接接觸處理樣本(樣本存於離心管中)，因此在整個細胞破碎過程中，裝置不會被樣本汙染，能保持清潔狀態，不需清洗。

圖1是本實用新型ー種具體實施例的立體結構示意圖；圖2是圖1中傳動機構的運動簡圖；圖3是圖1中各破碎通道的分布示意圖；圖4是利用本實用新型優選的實施例對枯草桿菌黑色變種芽孢進行破碎後，提取純化釋放出來的DNA，再進行PCR反應後的瓊脂糖凝膠電泳圖。圖中:1——直流電機，2——電機輸出軸，3——動カ軸，4——旋轉凸輪，5——搖杆，6——壓杆，7——滑竿，8——導向杆，9——離心管支架，10——離心管，11——鉸接支座，12——復位彈簧，13——殼體。
具體實施方式
[0040]為進ー步闡述本實用新型通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置的特點及功效，下面結合實施例作更為詳盡的說明。一種四通道通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置實施例的整體結構如圖1至圖3所示，該裝置主要由直流電機1、電機輸出軸2、動カ軸3、旋轉凸輪4、搖杆5、壓杆6、滑竿7、導向杆8、離心管支架9、離心管10、鉸接支座11、復位彈簧12、殼體13以及控制模塊和人機互動面板(圖中未示出)組成。在控制模塊的支配下，直流電機I通過電機輸出軸2將運動形式和轉矩傳給動カ軸3，藉此驅動凸輪4高速旋轉。搖杆5、壓杆6、滑竿7和導向杆8組成平面四桿機構，將凸輪4的高速旋轉運動轉化成滑竿7的高頻往復直線運動。離心管支架9固定於滑竿7上面，本實施例中是將二者加工為一體，因而離心管支架9也將作高頻往復直線運動。將裝有研磨珠和待破碎細胞懸浮液的離心管10置於離心管支架9中，並用壓蓋(圖中未示出)固定，離心管支架9的高頻往復直線運動將使研磨珠在離心管10中劇烈顫振，與細胞相互剪切、撞擊，致使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。本實施例中，控制模塊是採用STM32晶片組成的單片機系統，用於對直流電機I的轉動速度、轉動時間進行控制，具體控制參數通過人機互動面板輸入，人機互動面板上設有破碎時間旋鈕、電機轉速旋鈕以及「開始」、「暫停」和「急停」按鈕。本實施例中，動カ軸3為ー豎直放置的圓軸，直徑為15mm，一端通過聯軸器與電機輸出軸相聯接，另一端固定於凸輪4的旋轉中心，將電機輸出軸2的運動和動カ傳遞給凸輪4，使凸輪4高速旋轉。本實施例中，凸輪4是ー繞軸心旋轉對稱的盤狀結構，最大徑向尺寸為80_，最小徑向尺寸為60mm，厚度為20mm，所用材料為合金滲碳鋼20CrMnTi。本實施例中，傳動機構是由搖杆5、壓杆6、滑竿7和導向杆8組成的平面四桿機構，用於將凸輪4的高速旋轉運動轉化成滑竿7的高頻往復直線運動。搖杆5 —端通過鉸接支座11固定於殼體13上，另一端緊貼於凸輪4的外表面上，與之相切組成高副，凸輪4的高速旋轉將推動搖杆5高速單向擺動。壓杆6通過鉸接分別與搖杆5和滑竿7相連，組成轉動副。滑竿7通過內部開孔與導向杆8組成移動副，並通過復位彈簧12將二者相連，此處復位彈簧12承受衝擊載荷和循環載荷，需要較高的力學性能，因此本實施例中復位彈簧12所用材料選擇娃猛合金彈簧鋼(60Si2Mn)。導向杆8固定於殼體13上,本實施例中是通過焊接將二者固定，導向杆8所在直線通過凸輪4的旋轉中心。搖杆5的高速單向擺動通過壓杆6推動滑竿7沿著導向杆8直線移動，同時壓縮彈簧12儲存能量。當滑竿7運動到最大行程處之後，受壓彈簧12將釋放能量，推動整個傳動機構復位，然後又進入下ー個周期的循環。通過彈簧12周期性的交替儲存能量與釋放能量，實現了滑竿7沿著導向杆8作高頻往復直線運動。本實施例中，將離心管支架9與滑竿7加工成ー個整體，離心管支架9具有ー個直徑為Ilmm的圓柱孔，用於容納離心管10，並通過壓蓋(圖中未示出)固定離心管。離心管支架9外壁上布有冷卻夾套(圖中未示出)，冷卻離心管10內的細胞懸浮液，可以消除或減少活性物質的損失。本實施例中，離心管10是帶有安全鎖扣的標準離心管，用於盛裝研磨珠和細胞懸浮液，為破碎細胞提供場所。滑竿7沿著導向杆8的高頻往復直線運動，將迫使研磨珠在離心管內劇烈顫振，與細胞相互剪切、撞擊，使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。[0048]本實施例中，研磨珠採用氧化錯製成的球形珠體,其直徑具有0.20mm、0.25mm、
0.40mm、0.50mm、0.75mm、1.0Omm等不同規格，以適應不同類型細胞的破碎。本實施例中，將通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置擴展為四通道，即能同時處理4路細胞的破碎，各通道在同一平面內均勻分布，其分布如圖3所示。為了驗證本實用新型破碎細胞的功效，茲利用本實施例四通道通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置對枯草桿菌黑色變種(ATCC9372)芽孢進行破碎，提取枯草桿菌的DNA，然後進行PCR擴增，最後將PCR擴增產物在1.5%的瓊脂糖凝膠上電泳(100V，30min)，電泳後的PCR擴增產物使用溴化こ錠染色在紫外燈下觀測。整個實施流程具體如下:一、破碎細胞，提取DNA。I)前期準備:從濃度為103Cfu/mL和104Cfu/mL的枯草桿菌黑色變種芽孢懸浮液中各取800 ii L分別注入2支1.5mL的標準離心管10中，每支離心管中再分別加入200mg直徑為0.2mm的氧化鋯研磨珠。2)放樣破碎:將配置好的2支離心管分別放入通道I和通道3的離心管支架9中，並用壓蓋固定好離心管。然後設置電機轉速為2000r/min,破碎時間為IOmin,啟動裝置對芽孢進行破碎。3) DNA提取純化:破碎完成後，待研磨珠沉澱，從離心管中小心吸出上清液，利用酚-氯仿法提取和純化DNA。ニ、PCR 反應，擴增 DNA。I)引物設計:根據枯草桿菌黑色變種rrnE基因序列設計引物P1和P2，擴增序列長度為494bp。P1:5' -GGATCCTAATACATGCAAGTCGAGCGG-3'P2:3' -GGATCCACGTATTACCGCGGCTGCTGGC-5'2) PCR反應體系:純化後的枯草桿菌黑色變種DNA模板液10 U L，lpmol/U L的混合 dNTP4ii L，200pmol 的引物 P1 和 P2 各 I y L，10XBuffer3 y L，Taq 聚合酶 Iii L，加無菌去離子水補充至25 u L03) PCR 控制條件:94°C預變性 5min ;94°C變性 30s，56°C退火 30s，72°C延伸 30s，35個循環；72°C延伸8min，停止於4°C。 三、電泳檢測PCR反應產物將PCR擴增產物在1.5%的瓊脂糖凝膠上電泳，電泳電壓為100V，電泳時間為30min。電泳後的PCR擴增產物使用0.5 u g/mL的溴化こ錠(EB)進行染色，然後在紫外燈下觀測。PCR擴增產物的瓊脂糖凝膠電泳結果如圖4所示，圖中M為DNA分子量標記(Marker) ,C1為未經破碎處理的枯草桿菌黑色變種芽孢懸浮液(濃度為104cfu/mL)直接上樣陰性對照，C2為未加DNA模板的PCR反應體系陰性對照，C3、C4則分別對應濃度為IO3Cfu/mL和104Cfu/mL的芽孢懸液，經過細胞破碎、DNA提取純化和PCR擴增後上樣電泳。從圖4可知，C3、C4均跑出了 500bp左右的目的條帶，兩個陰性對照C1和C2則沒有出現可見條帶。由此可見，本實施例四通道通用型顫振珠磨式細胞快速破碎裝置能在較短時間內(IOmin)完成對枯草桿菌黑色變種芽孢的破碎，令其釋放出DNA。儘管以上結合附圖對本實用新型優選的ー種實施例進行了詳細描述，但是本實用新型並不局限於上述的具體實施方式
，具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的。本領域的工程技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗g和權利要求所保護範圍的情況下，還可以做出很多種改進形式，這些均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種細胞快速破碎裝置，其特徵在於:主要包括主殼體、驅動模塊、控制模塊、動力軸、轉子、傳動機構、離心管支架、離心管和研磨珠；固定在主殼體上的驅動模塊在控制模塊的支配下為整個破碎裝置提供動力源，並通過動力軸將運動和轉矩傳遞給轉子，迫使轉子高速旋轉；傳動機構的起始端通過高副與旋轉的轉子相連，並將轉子的高速旋轉運動轉化成傳動機構末端的高頻往復直線運動；離心管支架固定於傳動機構的末端並隨傳動機構的末端作高頻往復直線運動；裝有研磨珠和細胞懸浮液的離心管置於離心管支架中並固定，離心管隨離心管支架一起作高頻往復直線運動。
2.如權利要求1所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述傳動機構為平面連杆機構，包括由傳動殼體、搖杆、壓杆和滑竿通過低副組成的搖杆滑動機構；所述低副包括轉動副和移動副，其中轉動副是通過鉸鏈形成，移動副是通過平面配合或圓柱面配合來形成 』傳動殼體為整個傳動機構提供固定約束和支撐，壓杆通過鉸鏈將搖杆和滑竿聯接起來；高速旋轉的旋轉凸輪驅動搖杆單向擺動，在壓杆的推動下，帶動滑竿沿直線單向移動，滑竿直線移動的方向通過固定在傳動殼體上的導向杆來控制；在導向杆上設置一組復位彈簧，滑竿沿導向杆直線移動時壓縮彈簧，滑竿移動到最大行程處以後，受壓的彈簧將驅動整個傳動機構復位。
3.如權利要求1所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述驅動模塊為一單向旋轉的直流電機，其輸出的運動 和轉矩集中在電機輸出軸上；所述控制模塊為破碎裝置的控制單元，其為單片機控制器，可對直流電機的啟動、暫停、急停以及電機轉速和運轉時間各參數進行控制。
4.如權利要求3所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述動力軸為連接電機輸出軸和轉子的傳動軸，所述動力軸將電機輸出軸的轉動和轉矩傳遞給轉子，用以驅動轉子高速旋轉。
5.如權利要求1所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述動力軸為一豎直放置的圓軸，圓軸一端通過聯軸器或離合器與電機輸出軸相聯，另一端則固定在轉子上。
6.如權利要求1所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述轉子為一盤狀的凸輪或偏心輪。
7.如權利要求2所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述離心管支架固定於傳動機構的末端、即滑竿上，隨滑竿一起作高頻往復直線運動；所述離心管為帶安全鎖扣的標準離心管，細胞懸浮液和研磨珠的總體積不超過離心管容積的3/4。
8.如權利要求1所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述研磨珠的直徑為0.1 1.5mm。
9.如權利要求8所述的細胞快速破碎裝置，其特徵在於:所述研磨珠的直徑為0.25 0.5mmο
10.一種細胞快速破碎裝置，其特徵在於:包括殼體、驅動模塊、離心管和研磨珠；裝有研磨珠和細胞懸浮液的離心管置於離心管支架中並固定，離心管隨離心管支架一起作高頻往復直線運動，進而導致研磨珠高頻顫振，與細胞相互猛烈剪切、撞擊，致使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。
專利摘要一種細胞快速破碎裝置，其主要包括主殼體、驅動模塊、控制模塊、動力軸、轉子、傳動機構、離心管支架、離心管和研磨珠；固定在主殼體上的驅動模塊在控制模塊的支配下為整個破碎裝置提供動力源，並通過動力軸將運動和轉矩傳遞給轉子，迫使轉子高速旋轉；傳動機構的起始端通過高副與旋轉的轉子相連，並將轉子的高速旋轉運動轉化成傳動機構末端的高頻往復直線運動；離心管支架固定於傳動機構的末端並隨傳動機構的末端作高頻往復直線運動；裝有研磨珠和細胞懸浮液的離心管置於離心管支架中並固定，離心管隨離心管支架一起作高頻往復直線運動，進而導致研磨珠高頻顫振，與細胞相互猛烈剪切、撞擊，致使細胞破碎，釋放出胞內活性物質。
文檔編號B02C17/14GK202942933SQ2012204202
公開日2013年5月22日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者喬龍學, 杜耀華, 吳太虎, 陳鋒, 程智, 顧彪, 李抄, 李辰宇 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生裝備研究所