用于低剪切力生物样品处理的模块化旋转装置的设计与原型制作

ISSN:3041-0630(P)

EISSN:3041-0606(O)

语言:中文

作者
于济铭,王东川,苏子奥,张淮峻
文章摘要
用于生物组织处理的商业实验室通常依赖紧密集成的专用硬件和耗材。此类设计虽能够提供标准化的性能,但往往会导致购置成本高昂且适应性有限,尤其对于中小型或资源受限的实验室而言。鉴于此,我们报告了一种低成本、单通道、可编程旋转平台的设计和原型制作,该平台专为生物样本处理的探索性研究而开发。该平台采用模块化机械架构,结合了电机驱动的旋转单元、用户自定义的容器支架和可配置的传动接口,从而实现可控的低剪切旋转运动。结构组件采用 SolidWorks 软件设计,并通过桌面级3D打印技术制造。这种方法支持开发过程中的快速迭代,并允许根据实际装配和对准情况进行设计调整。为了适应不同的实验室工作流程,该平台采用电池供电和交流电源供电,并实现了可调节速度和时间参数的电气控制,使其适用于诸如培养箱等多种操作环境。在初步实验室评估中,观察到该平台在处理软性生物样本时能够产生稳定且可重复的旋转运动,这对于在机械操作过程中保持细胞完整性至关重要。同时,开放式的机械接口允许用户使用内置旋转元件的容器,体现了实际实验室场景所需的灵活性。该原型机总材料成本约为500元人民币,展示了易于操作的制造方法如何在不牺牲功能可靠性的前提下,大幅降低实验硬件开发的门槛。综上所述,本研究证明了构建低成本模块化旋转研究平台的可行性,并为未来开发可定制的实验室仪器提供了一个实用的参考框架。该装置仅用于探索性研究,并非旨在替代任何商业系统。
文章关键词
3D打印;低成本;生物学仪器
参考文献
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