(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210905685.9 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 北京脑科 学与类脑研究中心 地址 102299 北京市昌平区生命园路20号 院6号楼0 509室 (72)发明人 张垒　孙雪婷　王同飞　 (74)专利代理 机构 武汉臻诚专利代理事务所 (普通合伙) 42233 专利代理师 胡星驰 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/04(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12Q 1/02(2006.01) (54)发明名称 一种微量给药装置及控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种微量给药装置， 包括玻璃 细管、 多进一出通路； 所述玻璃细管用于储存药 剂， 其一端呈毛细管状， 用于微量注射药物， 另一 端与多进一出通路的出气通路连接； 所述多进一 出通路中保持一条进气通路常开， 其压力与药剂 和毛细管内壁的毛细管力大小相当； 给药时， 所 述多进一出通路的其他进气通路开通， 使玻璃细 管中压力超 过药剂与毛细管内壁的毛细管力， 通 过控制进气通路中的压力大小使药剂从玻璃细 管中输出。 该装置采用双路气压控制， 可有效防 止药物回流， 保证了给药的持续均匀一致性， 通 过调节压力大小控制药物的输出量， 可实现快速 且微量的药物输出， 给药时间可缩短到10微秒， 可满足观 察细胞瞬态反应快速注 射的实验需求， 且操作简便 。 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 CN 115305182 A 2022.11.08 CN 115305182 A 1.一种微 量给药装置， 其特 征在于， 包括玻璃细管、 多 进一出通路； 所述玻璃细管用于储存药剂， 其一端呈毛细管状， 用于微量注射药物， 另一端与多进一 出通路的出气通路连接； 所述多进一出通路的多条进气通路中保持一条进气通路常开， 其压力大小与 药剂和毛 细管内壁的毛细管力大小相当； 给药时， 所述多进一出通路的其他进气通路开通， 使玻璃细管中压力超过药剂与毛细 管内壁的毛细管力， 通过控制进气通路中的压力大小 使药剂从玻璃细管中输出。 2.如权利要求1所述的微量给药装置， 其特征在于， 所述玻璃细管， 毛细管一端管口内 径在10‑50um之间。 3.如权利要求2所述的微量给药装置， 其特征在于， 所述玻璃细管， 与出气通路连接的 一端管口内径在0.5 ‑1.12mm之间。 4.如权利要求1至3任意一项所述的微量给药装置， 其特征在于， 所述给药装置还包括 通路控制器， 所述通路控制器， 包括电磁阀、 机械阀、 或电动开关； 所述多进一出通路为两进 一出通路， 其中两个进气通路为第一通路和 第二通路， 第一通路保持常开； 所述通路控制器 设置于两进气通路交汇处或者出气通路， 通路控制器接收信号后由第一通路切换到第二通 路， 第二通路被开通形成给药进气通路或者通路控制 器设置于第二通路处， 通路控制 器接 收信号后开 通第二通路， 第一 通路和第二 通路形成给 药进气通路。 5.如权利要求4所述的微量给药装置， 其特征在于， 所述通路控制器为两进一出的三通 电磁阀， 设置 于两进气通路与出气通路交汇处； 所述电磁阀， 开关速度小于等于 5微秒。 6.如权利要求4或5所述的微量给药装置， 其特征在于， 所述给药装置， 还包括压力控制 器， 所述压力控制器， 压力控制范围为0 ‑8000mbar， 压力控制的精度≥0.5％， 控制第一通路 中压力大小与药剂和毛细管内壁的毛细管力大小相当， 和/或控制第二通路中的压力， 使 药 剂输出。 7.如权利要求6所述的微量给药装置， 其特征在于， 第一通路和第二通路为硬质管道， 出气通路为硬质管和软 管组合连接， 软 管一端与玻璃细管 连接。 8.一种如权利要求1至7任意一项所述的微量给药装置的控制系统， 其特征在于， 包括 数据输入 模块、 压力控制模块和通路控制模块； 所述数据输入模块， 用于输入进气通路的预设压力数据， 并将压力数据提交给压力控 制模块； 所述压力控制模块， 用于 接收输入的压力数据， 并按输入值控制对应进气通路的压力； 所述通路控制模块， 用于依据接收的控制信号或者实验需要控制给药进气通路的开关 状态和时序。 9.如权利要求8所述的微量给药装置控制系统， 其特征在于， 所述预设压力， 第一通路 预设压力10 ‑1500mbar， 用于防止药剂回流； 第二通路预设压力30 ‑4000mbar， 用于控制药剂 输出速度。 10.如权利要求8所述的微量给药控制系统， 其特征在于， 所述通路控制模块， 根据实验 所需药剂的用量， 控制电磁阀开关， 进行通路切换。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115305182 A 2一种微量给药 装置及控制系统 技术领域 [0001]本发明属于微 量给药技术领域， 更 具体地， 涉及一种微 量给药装置及控制系统。 背景技术 [0002]在细胞实验中， 给细胞药物刺激以观测细胞反应， 是细胞测试中常用的技术手段， 而在生物实验中， 药物本身 具有用量少、 难回收且价格昂贵等特点， 因此， 在显微镜下， 对单 个细胞、 细胞团或组织进 行微量给药， 以观察细胞的反应， 这种操作在电生理等细胞实验中 应用广泛。 [0003]然而， 传统给药技术通常使用蠕动泵 或者步进电机控制丝杠的机械结构推动 注射 针头等方式， 这种 给药方式很难实现纳升和皮升级给液， 主要是受 限于蠕动泵本身的精度 和步进电机驱动丝杠运动的的最小运动距离， 另一方面由于注射器本身是非标准圆柱， 使 得运动给药中， 给药量会有 所变动， 难以控制稳定均匀的皮升级微量给药， 且每次给药需要 一定的工作时间， 难以实现用于观察细胞毫秒级瞬态反应的快速给 药。 [0004]另外， 专利CN202210111379.8细胞显微注射装置和控制方法， 其采用了压电陶瓷 环来精密控制给 药量， 虽实现了皮升级的给 药控制， 但存在 如下问题： [0005]如用药量太大， 生物药品往往十分昂贵， 药剂用量大成本较高； 分阶段压缩扩张注 射腔用时较长， 难以很好满足观察细胞瞬态反应快速注射的需求， 且调整注射量比较困难； 另外， 其结构复杂， 制作难度高， 维护较为麻烦。 因此， 亟需一种皮升级快速精准微量给药， 能够满足观察细胞毫秒级瞬态反应的要求， 且注 射量易调节、 结构简单、 易制作的微量给药 装置。 发明内容 [0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提供了一种微量给药装置及控制系 统， 其目的在于提供一种微量给药装置， 采用玻璃细管作为药剂储存器， 其一端呈毛细管 状， 另一端与多进一出通路连接， 采用双压力控制药剂是否输出及其输出速度， 由此解决现 有给药装置用药量大、 成本高， 分阶段压缩扩张注射腔用时较长， 难以很好满足观察细胞瞬 态反应快速注射的需求的技 术问题。 [0007]为实现上述目的， 按照本发明的一个方面， 提供了一种微量给药装置， 其包括玻璃 细管、 多进一出通路； [0008]所述玻璃细管用于储存药剂， 其一端呈毛细管状， 用于微量注射药物， 另一端与多 进一出通路的出气通路连接； [0009]所述多进一出通路的多条进气通路中保持一条进气通路常开， 其压力大小与药剂 和毛细管内壁的毛细管力大小相当； [0010]给药时， 所述多进一出通路的其他进气通路开通， 使玻璃细管中压力超过药剂与 毛细管内壁的毛细管力， 通过控制进气通路中的压力大小 使药剂从玻璃细管中输出。 [0011]优选地， 所述微量给药装置， 其所述玻璃细管， 毛细管一端管口内径在10 ‑50um之说　明　书 1/7 页 3 CN 115305182 A 3