一种微囊制备装置制造方法 [0002]微囊化属于固定化技术的一种，其实质是一种人工制造的半透膜，把酶、辅酶、蛋白质等生物大分子或动植物细胞包裹在其中。微囊膜允许通过10ku以下的小分子物质，囊内的细胞可以透过微囊膜与外界进行物质交换，获得营养和排出代谢废物，而大分子量的免疫球蛋白不能通过，从而提高细胞密度和产物含量，并方便分离纯化处理，避免免疫损伤。 [0003]制备微囊的方法主要是利用聚电解质络合原理，用带相反电荷的聚阴离子和聚阳离子反应，在生理条件下于包被物周围形成包膜，制备方法主要包括空气喷雾成囊法和高压静电成囊法。1980年Lim等首次将胰岛细胞包裹于海藻酸钠，聚赖氨酣聚乙烯亚胺膜中，移植入实验性糖尿病大鼠腹腔内，维持正常血糖达3周，实验证明了微囊的免疫隔离作用，它保护移植物免受机体免疫排斥反应，并延长了外源胰岛的存活和功能维持时间。这一实验给胰岛移植研究带来了开创性的突破，从而使胰岛移植技术进入了一个新的时代。 [0004]当前，国内从事微囊化研究方向的人员尚无一种专门的、方便的微囊化制备仪器，多为自制的简易仪器，以专利CN 1566339A为例，该项设计主要有一下几个缺点:1.难以精确调控针尖至液面高度，控制反应的高度条件。2.每次使用都需要繁冗的组装步骤，如更换注射器等。3.微量输液泵直接置于反应位置以上，存在安全隐患。4.反应容器无溶液混匀功能，生产出来的微囊微球容易发生堆积而导致粘粘成团，浪费宝贵的实验材料。 实用新型内容 [0005]针对本领域存在的不足之处，本实用新型的目的是提出一种微囊制备装置。 [0006]实现本实用新型目的的技术方案为:
[0007]一种微囊制备装置，由注射单元和混匀动力单元组成，注射单元和混匀动力单元均固定在矩形底座上；
[0008]所述注射单元包括复合注射器、托盘、电压产生单元、升降杆和夹具；所述托盘上垂直固定升降杆，升降杆上设置有可上下移动的夹具，所述复合注射器通过所述夹具与固定升降杆连接；
[0009]所述复合注射器包括主体注射器、输入注射器、针头组件、二通管；所述针头组件包括三个固定在针头底座并联的针头，所述主体注射器为柱状容器，器壁上设置有二通管，二通管的另一端插入输入注射器；
[0010]所述电压产生单元包括正电极连接棒、负电极接入端、正电极接入端；所述负电极接入端和正电极接入端通过导线连接，所述正电极连接棒通过针头底座内部的导线与针头连接；所述负电极接入端的端部为金属棒，通过开关组件与托盘连接；
[0011]所述混匀动力单元包括斯特林动力装置和手动装置；所述斯特林动力装置包括圆柱形玻璃外罩、置于玻璃外罩内的活塞和酒精灯，所述活塞与第一传送杆连接；所述手动装置为可手摇转动的手轮，所述手轮连接第二传送杆；所述第一传送杆和第二传送杆均与托盘连接。
[0012]其中，输入注射器为常规的通用注射器，负责临时容纳微囊化对象一酶、辅酶、蛋白质等生物大分子或动植物细胞。并且，针头组件与复合注射器的底部为可拆合设计，可通过底孔与沟通管的契合暂时固定连接于复合注射器的底部。
[0013]其中，所述夹具上固定有输液管，固定夹板，用于调整夹具上下的螺旋微调器和用于夹正电极连接棒电夹。
[0014]所述固定夹板上设有四个可变夹，将所述复合注射器固定在四个可变夹中间。
[0015]其中，所述主体注射器为柱状容器，内部有活塞，活塞上顺次连接活塞推杆和手动拉杆；所述活塞在柱状容器内有上下移动的区域；
[0016]所述主体注射器顶部开有输液管的插入鞘和一个可以开启的盖帽。
[0017]优选地，夹具的底部为“T”形高度尺，尺子的底部与三个并联针头齐高；升降杆的下方有刻度尺，通过刻度相减，可方便计算液面与针尖的高度。进一步地，高度尺设在夹具的底部正前下方。
[0018]其中，所述负电极接入端的端部为金属棒，通过开关组件与负电极输出针连接，所述负电极输出针针头与托盘间距为l_3mm。(针头与托盘不接触，因为托盘上要放培养皿，所以针头与托盘之间有1_3_的空隙)。
[0019]优选地，所述矩形底座上还设置有用于关闭电场电压的保险开关。
[0020]其中，所述斯特林动力装置的圆柱形玻璃外罩靠近托盘的一端设置有散热器；所述手轮连接的第二传送杆外设置有散热外罩，圆柱形玻璃外罩和散热外罩之间连接有软质塑料空心管。因为手动装置的散热外罩是散热器的副散热装置，用以提升散热效率以及气动效率，可以看做斯特林动力单元的缩小版，只是没有添加酒精灯。所以，用空心管连接两个装置是为了达到气体在两个装置之间流动的目的。所以该空心管须要较细的管子，而空心管的材料可以是软塑料或金属均可。
[0021]其中，所述托盘底部均匀分布四个环绕轴承，放置在托盘底座上；所述环绕轴承包括上圆盘，中圆盘，下圆盘，上轴承，下轴承，上圆盘，中圆盘，下圆盘的边缘固定连接；位于托盘底部的四个环绕轴承在同一侧的每两个环绕轴承为一组，用皮带连接。
[0022]采用本实用新型所述的装置制备微囊的方法，包括步骤:
[0023]I)将装有氯化钙溶液的培养皿置于托盘上，放下负电极输出针端，确认针尖插入液面并远离培养皿的中心，以防微囊化的微球发生粘黏。
[0024]2)三个并联的针头调至距离氯化钙液面9mm?21mm之间；
[0025]3)用输入注射器吸取混匀的浓度为2%的海藻酸钠与细胞的混合物，然后将注射器插入二通管的接口；
[0026]4)打开第一二通管，推压注射器尾部使海藻酸钠混合物输入主体注射器，活塞即随之被向上推动。
[0027]5)用酒精灯预热玻璃外罩。在摇床开始正式运作之前，应保证至少预热lmin。
[0028]6)打开盖帽，输液管向主体注射器的上部注入液体，作为液压动力。待液体将填满主体注射器的上部容腔时，关闭盖帽，停止快速输注。
[0029]7)手动拨动托盘，在斯特林动力装置的作用下，托盘开始摇床运动。
[0030]8)打开第二二通管，保险开关，并将微量输液泵的输液速度控制在10_15ml/h，针头即开始输出海藻酸钠混合体。
[0031]优选地，所述正电极连接棒与负电极输出针之间的电压为4000V?11000V。
[0032]当实验条件下缺少酒精灯时，可在步骤7)中手动摇动手轮发生摇床运动。
[0033]可通过调试酒精灯火焰与玻璃外罩之间的距离来粗略调节摇床的转速。
[0034]本实用新型方法具有以下优点:
[0035]本实用新型生产出来的微囊微球结合本实用新型提供的实验条件，具有体积小，形态圆而均匀的特点，与组织的相容性好。为了控制电压和液压活塞运动，可额外购置高压静电场发生器与微量输液泵。本实用新型的装置成本低，使用方便。整个装置体积小，可以在超净工作台内使用。
[0036]本申请的夹具可以针对不同大小的微球或包被材料的特性，精确调控针尖至液面高度；更换包被材料或生物材料，不需要重新组装，更换注射器方便；用斯特林动力或手摇动力提供溶液混匀功能，托盘的摇动速度可控，比现有技术的摇振装置更稳定、速度可调。




[0037]图1为本实用新型微囊制备装置立体图。
[0038]图2为没有放置注射单元的微囊制备装置立体图。
[0039]图3为注射单元立体图。
[0040]图4为针头组件立体图。
[0041]图5为微囊制备装置底座局部视图。
[0042]图6为斯特林动力装置的正面视图。
[0043]图7为图7中托盘去掉后的俯视图。
[0044]图8为混匀动力单元局部剖视图
[0045]图中，部件名称和编号对应关系为:
[0046]复合注射器1，底座2，托盘3，混匀动力单元4，主体注射器5，输入注射器6，针头组件7，夹具8，升降杆9，底座主体10，托盘主体11，负电极输出针12，环绕轴承13，针头14，针头底座15，塑料保护罩16，正电极连接棒17，负电极接入端18，正电极接入端19，保险开关20，第一二通管21，第二二通管22，沟通管23，盖帽24，手动拉杆25，插入鞘26，固定柱27，活塞推杆28，活塞29，输液管30，微量输液泵延长管31，底孔34，沟通管35，固定夹板36，螺旋微调器37，电夹38，可变夹39，高度尺40，刻度尺41，插栓42，弧形导电片44，金属棒45，上圆盘46，中圆盘47，下圆盘48，上轴承49，下轴承50，下圆盘51，皮带52，第一传送杆53,第一传送杆连杆54,散热器55,斯特林装置活塞56,玻璃外罩57,斯特林装置支撑柱58,酒精灯59,密封套60,第二传送杆61,手动装置的活塞62,散热外罩63，手轮连杆64,手轮65，手动装置支撑柱66，手动装置密封套67，凹形轮轴68，软质塑料空心管69。


[0047]以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0048]除非特别说明，本实用新型所采用的技术手段，为本领域常规的技术手段。
[0049]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0050]实施例1微囊制备装置
[0051]参见图1和图2，本实施例微囊制备装置，由注射单元和混匀动力单元4组成，注射单元和混匀动力单元均固定在矩形底座2上。所述注射单元包括复合注射器1、托盘3、电压产生单元、升降杆9和夹具8 ;所述托盘3上垂直固定升降杆9，升降杆9上设置有可上下移动的夹具，所述复合注射器I通过所述夹具与固定升降杆9连接；
[0052]参见图3。所述复合注射器I包括主体注射器5、输入注射器6、针头组件7、二通管21 ;所述针头组件7包括三个固定在针头底座15并联的针头14，所述主体注射器5为柱状容器，器壁上设置有第一二通管21和第二二通管21，二通管的另一端插入输入注射器6。二通管的内部为一实心球体，球体在沟通管23所在的长轴方向有一空心圆柱，具有沟通输入注射器6与主体注射器5的功能。当二通管旋转，空心圆柱错开沟通管23的长轴，输入注射器6与主体注射器5之间管道既封闭。在主体注射器的底部侧边的第二二通管22，其构造与第一二通管21 —致，具有打开或关闭主体注射器5与针头组件7之间的液体通道的作用。图中所示二通管上的黑色填涂部分为手指接触与施力旋转方向。
[0053]所述电压产生单元包括正电极连接棒17、负电极接入端18正电极接入端19 ;所述负电极接入端18和正电极接入端19通过导线连接,所述正电极连接棒17通过针头底座15内部的导线与针头14连接；所述负电极接入端18的端部为金属棒45，通过开关组件与托盘主体11 (托盘3位于托盘主体11表面)连接；
[0054]该混匀动力单元4包括斯特林动力装置和手动装置；所述斯特林动力装置包括圆柱形玻璃外罩57、置于玻璃外罩57内的活塞56和酒精灯59,所述活塞56与第一传送杆连杆54和第一传送杆53连接；所述手动装置为用支撑柱66支撑的可手摇转动的手轮65，包括传动杆64,手轮65,支撑柱66,密封套67,凹形轮轴68。手轮的外缘设置手轮连杆64,手轮65通过手轮连杆64连接第二传送杆61 (连于手轮轮轴外圈的凹形轮轴68);第二传动杆61连接活塞62 (见图8),活塞62外有散热外罩63,所述第一传送杆53和第二传送杆61均与托盘3连接。手动装置密封套67的设置和作用同斯特林装置密封套60。
[0055]夹具8上固定有输液管30，固定夹板36，用于调整夹具8上下的螺旋微调器37和用于夹正电极连接棒17电夹38。所述固定夹板36上设有四个可变夹39，插入固定柱27将所述复合注射器I固定在四个可变夹39中间。
[0056]主体注射器5为柱状容器，内部有活塞29，活塞上顺次连接活塞推杆28和手动拉杆25 ;活塞29在柱状容器内有上下移动的区域；
[0057]主体注射器5顶部开有输液管30的插入鞘26和一个可以开启的盖帽24。与升降装置8固定相连的输液管30可插入插入鞘26。当微量输液泵首次启动时，先打开盖帽24，然后使作为推动力的液体通过配套的微量输液泵延长管31快速从复合升降装置8的背部进液口进入输液管30，进而通过进液鞘26进入主体注射器5的上部贮液空间，当液体将填满贮液空间时，停止微量输液泵并关上盖帽24，为接下来的正式制备微囊微球作准备。见图4，三个针头的分布位置是分别占据了一个等边三角形的顶点的三个并联针头14与正电极连接棒17通过针头底座15内部的金属线路相连，针头14通过内部的通路与底孔34相通。透明的塑料保护罩16作为绝缘保护装置环形围绕于针头底座15周围，底部高度略高于针头14。并且，针头组件7与复合注射器I的底部为可拆合设计，可通过底孔34与沟通管35的契合暂时固定连接于复合注射器I的底部。
[0058]本实施例中，夹具8的底部正前下方为“T”形高度尺40，尺子的底部与固定好的三联针头14齐高；升降杆9的下方有刻度尺41，通过刻度相减，可方便计算液面与针尖的高度。
[0059]负电极接入端18的端部为金属棒45，通过开关组件与负电极输出针12连接，负电极输出针12针头与托盘3间距2mm。底座10的左上角后侧设有高压静电场发生器接驳口的负电极接入端18与正电极接入端19。其中，负电极接入端18通过内部线路与插栓42相连。保险开关20控制高压静电场的产生或停止，当开关拨向左侧时，具有弹性的弧形导电片44与金属棒45分离，针尖与液面之间的高压静电场消失。矩形底座2上还设置有用于关闭电场电压的保险开关20。底座位于底座主体10的表面。当开关20拨向右侧时，导电片与金属棒相接合，针尖与液面之间的高压静电场恢复(参见图5)。
[0060]见图6、图7。斯特林动力装置的圆柱形玻璃外罩57靠近托盘3的一端设置有散热器55 ;其中，第一传动杆53穿过即能够密封气体，又能够顺利使第一传动杆53滑动的密封套60。活塞56与玻璃外罩57之间有可供气体流动的微小空隙,散热器55为环形叠加的金属制散热片，散热片之间有空隙可供散热，固定于玻璃外罩57的外部。
[0061]该单缸型简易斯特林混匀动力装置的运动基本原理:整个动力装置的内部为闭合空间，但是活塞56与玻璃外罩57的内壁之间留有空隙可供气体移动，加热气体可用氢气、氦气、氮气或空气等。第一传动杆53穿过密封套60与活塞56固定相连,活塞可在玻璃外罩57的内壁自由滑动。当酒精灯加热外罩时，作为工质的加热气体受热膨胀，在足够长的预热时间以后，人力推动主体托盘转动，若是活塞首先移向加热端(即酒精灯所在端)，受热气体向冷却端移动(即散热器所在端)，气体冷却后收缩，进而带动加热端的空气向冷却端移动，同时膨胀的热气体也具有推动活塞向加热端移动的趋势。当第一传动杆53移动到最远端或最近端时，又在轮盘的惯性带动下转过最远的端点或最近的端点，活塞移向冷却端。此时由于冷却端的空气已发生冷却，加热端的空气的量发生相对减少，在负压的作用下活塞被继续吸向冷却端，流到加热端的冷空气又发生受热膨胀，进一步推动活塞移向冷却端。因此，只要酒精灯的加热不停止，斯特林动力装置便会产生源源不断的动力，活塞与传动杆便会循环往复的收缩。
[0062]所述手轮65连接的第二传送杆61外设置有散热外罩63，圆柱形玻璃外罩57和散热外罩63之间连接有软质塑料空心管69，用以提升散热效率以及气动效率。
[0063]所述托盘主体11底部均匀分布四个环绕轴承13，放置在托盘底座10上；所述环绕轴承13包括上圆盘46，中圆盘47，下圆盘48，上轴承49，下轴承50。上圆盘46，中圆盘47，下圆盘48的边缘通过轴承连接(具体为:上圆盘46和中圆盘47固定连接，中圆盘上固定连接上轴承49，但是上轴承49与上圆盘46为非固定连接，而是可以以上轴承49的轴心为轴，互相旋动的)；位于托盘3底部的四个环绕轴承在同一侧的每两个环绕轴承为一组，用皮带52连接。
[0064]采用本实施例的装置制备微囊的方法，包括步骤:
[0065]I)将装有氯化钙溶液的培养皿置于托盘3上，放下负电极输出针端12，确认针尖插入液面并远离培养皿的中心，以防微囊化的微球发生粘黏。
[0066]2)三个并联的针头14调至距离氯化I丐液面9mm?Ilmm之间；
[0067]3)用输入注射器6吸取混匀的浓度为2%的海藻酸钠与细胞的混合物，然后将注射器插入二通管21的接口 ；
[0068]4)打开第一二通管21，推压注射器尾部使海藻酸钠混合物输入主体注射器5，活塞29即随之被向上推动。
[0069]5)用酒精灯59预热玻璃外罩57。在摇床开始正式运作之前，应保证至少预热Imin0
[0070]6)打开盖帽24，输液管30向主体注射器5的上部注入液体，作为液压动力。待液体将填满主体注射器5的上部容腔时，关闭盖帽24，停止快速输注。
[0071]7)手动拨动托盘3，在斯特林动力装置的作用下，托盘3开始摇床运动。
[0072]8)打开第二二通管22，保险开关20，并将微量输液泵的输液速度控制在10_15ml/h，针头14即开始输出海藻酸钠混合体。
[0073]正电极连接棒17与负电极输出针12之间的电压为5500V。
[0074]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。