(57)【要約】      （修正有）【課題】エレクトロポレーション性能が向上した、エレクトロポレーション装置の提供。【解決手段】本発明の電気ショックパイプは、パイプ体、第１電極、第２電極、ストッパピンを含み、パイプ体の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバを有する。パイプ体の一端には第１電極が設けられ、第２電極はストッパピン内に設けられ、かつ第２電極の外端はストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続される。ストッパピン内には第２電極に接続する弾性部材が設けられ、弾性部材の外側はストッパピンに連結され、弾性部材の内側は第２電極に接続する。本発明は電気ショックパイプが配置されるエレクトロポレーション装置を更に提供する。本発明の電気ショックパイプは第２電極と開口の間の密閉性能を効果的に向上させるため、液体サンプルを注入する際に空気がチャンバに進入されることを回避し、該エレクトロポレーション装置は操作しやすく、観察しやすい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（７）を含み、前記ケーシング（７）内には固定台（８）が設けられ、前記固定台（８）には挿入孔（８２１）が開設されるエレクトロポレーション装置であって、前記挿入孔（８２１）の内端は第１電極端子（１０）を有し、前記ケーシング（７）には挿入孔（８２１）の外端を覆うためのカバープレート（９）が設けられ、前記カバープレート（９）には第２電極端子（１１）が設けられ、前記ケーシング（７）には前記第１電極端子（１０）と第２電極端子（１１）と電気的接続する電源モジュール（２７）が更に設けられている、ことを特徴とする電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置。
【請求項２】
前記固定台（８）のベース体（８１）内には内腔（１２）が設けられ、前記内腔（１２）には前記第１電極端子（１０）と第２電極端子（１１）を互いに近接させるバネ（１５）が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置。
【請求項３】
前記固定台（８）は挟持筒（８２）を更に含み、前記挟持筒（８２）内には前記挿入孔（８２１）が設けられ、前記ベース体（８１）内には挿し溝（８１１）が設けられ、前記挟持筒（８２）は挿し溝（８１１）内に挿設され、かつ両者は取り外し可能に連結される、ことを特徴とする請求項２に記載のエレクトロポレーション装置。
【請求項４】
前記挿し溝（８１１）の溝底部には第２貫通孔（１３）が開設され、前記第２貫通孔（１３）の両端はそれぞれ前記挿入孔（８２１）と内腔（１２）に互いに連通されており、前記内腔（１２）にはバネ台（１４）とバネ（１５）が設けられ、前記バネ（１５）の内端は前記バネ台（１４）に固定され、前記バネ（１５）の外端は前記第１電極端子（１０）の内端に接続され、前記第１電極端子（１０）の外端は前記第２貫通孔（１３）を貫通して前記挿入孔（８２１）内に挿設される、ことを特徴とする請求項３に記載の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置。
【請求項５】
前記挟持筒（８２）は透光率が５０％より大きい材料から製造される、ことを特徴とする請求項３または４に記載のエレクトロポレーション装置。
【請求項６】
前記挟持筒（８２）の底部は前記挿し溝（８１１）の溝底部に密着し、前記挟持筒（８２）の頂端には少なくとも１つのグリップ（８２２）が設けられる、ことを特徴とする請求項３または４に記載のエレクトロポレーション装置。
【請求項７】
前記カバープレート（９）は透光率が５０％より大きい材料から製造され、前記ベース体（８１）内には電気ショックパイプ（２１）の位置変化の検出に用いるセンサー（２９）が設けられ、前記ケーシング（７）内にはセンサー（２９）に接続するマイクロ制御ユニット（２５）が設けられ、前記ケーシング（７）内には指示ランプ（２８）が設けられ、前記指示ランプ（２８）は前記電源モジュール（２７）に接続され、前記センサー（２９）の信号は前記マイクロ制御ユニット（２５）に伝送されて指示ランプ（２８）の制御に用いられる、ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーション装置。
【請求項８】
前記ケーシング（７）には表示パネル（２６）が設けられ、前記ケーシング（７）内にはサンプリング器（２４）が設けられ、前記マイクロ制御ユニット（２５）は表示パネル（２６）と電源モジュール（２７）に接続され、前記サンプリング器（２４）はそれぞれ電気ショックパイプ（２１）とマイクロ制御ユニット（２５）に接続される、ことを特徴とする請求項７に記載のエレクトロポレーション装置。
【請求項９】
前記サンプリング器により収集された電気信号はマイクロ制御ユニット（２５）に伝送され、かつ表示パネル（２６）により波形曲線の形式で表示される、ことを特徴とする請求項８に記載のエレクトロポレーション装置。
【請求項１０】
前記カバープレート（９）の内端はケーシング（７）にヒンジ接続され、前記カバープレート（９）の外端には第２係止部（１６）が設けられ、前記ケーシング（７）には前記第２係止部（１６）に係合する第２係止フック（１７）が設けられる、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生物医薬機器デバイスの技術分野に属し、電気ショックパイプと該電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞のエレクトロポレーション（細胞の電気トランスフェクションまたは細胞のエレクトロポレーションとしても称する）は、電気パルスを用いて細胞内へ細胞膜を貫通できない大分子の技術を導入する。エレクトロポレーションは大幅に採用され、かつ強烈に推進される細胞実験と遺伝子治療に用いる方法として採用されている。強電場を加えるとき、細胞膜は一時的に多空性質に変化して大分子のような外部材料を貫通することができる。細胞膜の電気浸透作用は電場の各種のパラメータ、例えば、パルス類型、パルス電圧、パルス持続時間、パルス数及び他の実験条件によって決められる。
【０００３】
現在、細胞のエレクトロポレーションに用いる装置は、主に、エレクトロポレーション装置、電極カップ等である。中国の特許番号ＣＮ１９６５０７９Ｂは長い中空部材を有するエレクトロポレーション装置を公開し、該エレクトロポレーション装置は長い中空部材を有し、エレクトロポレーション過程で均一の電場を容易に提供する。特に、エレクトロポレーションの実行は中空部材に細胞と細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを充満した後、１対の電極により、長い中空部材の２つ末端に電気パルスを印加する。
【０００４】
出願人は名称が「エレクトロポレーションの方法と装置」、  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＰＯＲＡＴＩＯＮ、ＵＳ２０１３／００５２７１１Ａ１のアメリカ特許出願を申告し、該特許はサンプル容器が記載され、ここでは電気ショックパイプと称する。電気ショックパイプはアメリカ特許出願のサンプル容器に相当し、その作用は、パイプ内に細胞と細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを添加する。電気ショックパイプの上、下両端にはそれぞれ上電極と下電極が設けられ、細胞エレクトロポレーション装置が上電極と下電極に接続されることにより、電気ショックパイプ内に電場が形成され、更に、細胞外の物質を細胞内に注入させる。電気ショックパイプ内に液体サンプルを充満した後、サンプル形状が固定されて、従来の開放式電極カップのように液体表面が電極の間に湾曲されて、液体曲面が解消された後、液体内の電場が更に均一になって、エレクトロポレーション効果を提供することができる。液体サンプルを電気ショックパイプ内に注入した後、電気ショックを行う前に、電気ショックパイプ内は空気の残留により気泡が形成されて電流分布に影響することを防止する。該特許において、出願人は電気ショックパイプの管壁に電気ショックパイプチャンバに連通する環状凹溝が設けられているため、実験者が継続して電気ショックパイプチャンバに、液体表面が電気ショックパイプチャンバに突出するまでに液体サンプルを注入した後、液体凸面と接触して電気ショックパイプチャンバの上縁を押圧するまでに上電極を覆って、チャンバ内の液体を密閉し、少量の溢れ出した液体は環状凹溝に流される。このような設計は、通常電気ショックパイプ内に空気が残量して実験に影響を与える。
【０００５】
しかし、出願人は連続実験することで、上述特許の電気ショックパイプは製造における正確度が非常に高く、同時に実験者に対する要求も非常に高くなることが分かった。もし、製造が正確ではなく、電極とチャンバの上縁部の密閉性が不良で、電極を覆った後でも電極が上へ曲がって、チャンバの上縁部から離れて、外気が新たにチャンバに進入される状況が発生する。さらに、操作者の使用が不適切な場合、管内に空気の気泡が残って細胞のエレクトロポレーション効果に影響する。研究実験の計器設備に対する精度の要求が非常に高いため、前記電気ショックパイプは製造で精度を高める設計をする必要があり、それによって、実験者の操作における精度を高める必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は従来技術に存在する上記の問題に対して、電気ショックパイプを提供する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
第２電極と開口の端面の間の密閉性を向上して、外界の空気がチャンバ内に進入することを回避することである。
【０００８】
電気ショックパイプの密閉性を保証すると同時に、第２電極とストッパピンの連結における安定性を向上することである。
電気ショックパイプの２つの電極の間において、電気ショックパイプ外部の空気中高圧アーク現象の生成を減少させることである。
【０００９】
本発明は、エレクトロポレーション装置のエレクトロポレーション性能を向上させるために、電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置を提供する。
【００１０】
本発明の電気ショックパイプの第１目的は下記の技術手段により実現される。
【００１１】
電気ショックパイプであって、前記電気ショックパイプは、パイプ体、第１電極、第２電極、ストッパピンを含む。前記パイプ体の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバを有する。その特徴は下記のようである。前記パイプ体の一端には前記第１電極が設けられ、前記パイプ体の他端はチャンバに連通する開口を有し、前記第１電極の作業部位は前記チャンバに連通し、前記開口のエッジは環状の端面を有する。前記第２電極はストッパピン内に設けられ、かつ前記第２電極の外端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続される。前記第２電極の内端面は開口のエッジの環状端面に密着し、前記第２電極と前記ストッパピンの間は弾性的に連結される。前記開口の外周は前記ストッパピンをパイプ体の端部に固定させ、かつ前記第２電極が弾力を受けるようにする位置決め構造を有する。
【００１２】
その作動原理は以下になる。本発明の電気ショックパイプを使用するとき、チャンバに細胞と該細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを注入して液体凸面を形成し、その後、固定構造を通じてストッパピンをパイプ体の端部に固定し、これにより、ストッパピンと第２電極の間の弾性部材が圧縮変形されて、第２電極が開口の端面に押圧される。第１電極と第２電極はそれぞれチャンバ内の液体と連通し、更に第１電極と第２電極がパルス電源に接続する。放電により電気ショックパイプ内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、弾性部材が圧縮変形されて、第２電極と開口の間での隙間の生成を回避し、第２電極と開口の端面の間の密閉性能を向上させる。これにより、チャンバ内の液体サンプルへの空気の進入を防ぎ、かつストッパピンが少し上へ曲がる現状が生じるとき、弾性部材も一定程度に復元変形され、第２電極が依然として開口エッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作により偏差が存在するとき、空気の気泡が発生しなくなる。上述したように、本発明の電気ショックパイプは効果的に第２電極と開口の間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気をチャンバ内に進入させない。
【００１３】
本発明の位置決め構造は直接弾性部材のために外部端部を安定させる支持と位置決めを提供し、弾性部材はストッパピンと第２電極の間で圧縮状態が安定になる。これにより、弾性部材は第２電極に安定な弾性力を加えることで、第２電極とパイプ体の開口端面の間の密着が更に堅固と安定になる。このため、第２電極とパイプ体の開口端面の間の密閉効果を増強し、位置決め構造と弾性部材の両者が分離できず密着し、共に「第２電極とパイプ体の間の密閉安定性を向上させる」技術問題を解決する。
【００１４】
ここで注意すべきこととして、本発明のパイプ体、ストッパピンはそれぞれ絶縁材料を用いて製造され、第１電極と第２電極は導電材料を用いて製造され、該部分は従来技術であり、具体的に応用される材料はここで説明しない。さらに、第１電極は、パイプ体に直接固定されてもよく、第２電極のようにストッパピンに設けられて、パイプ体のチャンバを密閉してもよい。
【００１５】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分を含む。前記第２電極は第１貫通孔内に挿着され、前記第２電極は棒体とキャップ体を含む。前記棒体の一端は前記キャップ体に固定連結され、前記棒体の他端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続される。前記弾性部材は棒体の外側面を被覆して設けられ、前記ストッパピンの外端は第１貫通孔の径方向に沿って内側へ向かう当てエッジを有し、前記弾性部材の外端面は当てエッジに当接し、該弾性部材の内端面はキャップ体に当接する。前記弾性部材はゴム・プラスチック材料を用いて製造され、ゴム・プラスチック材料はプラスチック、ゴム、シリコーン等を含む。ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、第２電極はパイプ体のチャンバの開口エッジの端面に密着し、弾性部材が圧縮変形されて、第２電極と開口エッジ端面の密閉性を向上させる。前記第２電極の棒体はストッパピン当てエッジの開口を通じて外部と電気的に接続され、第２電極の棒体はストッパピンの外部に延伸して第２電極を通電させる。前記棒体はストッパピンの外部に延伸されなくてもよく、ストッパピンの外部の電気的接続の接触部位もストッパピンの開口を通じてストッパピン内に挿入されて第２電極に電気的に接続される。弾性部材は通常リング状になってもよく、不完全なリング状、更に他の形状になってもよく、弾性的で、かつ第２電極を挿着すればよい。前記電気ショックパイプにおいて、前記弾性部材は独立された弾性部材であってもよく、締り嵌め方式で第１貫通孔内に装着、または粘着等の方式で第１貫通孔内に設けられて前記ストッパピンに連結される。前記弾性部材は締り嵌めまたは粘着方式により、前記第２電極の棒体を被覆して設置される。
【００１６】
前記電気ショックパイプにおいて、前記弾性部材と前記キャップ体の間には第１肩当て部が設けられ、前記第１肩当て部は前記弾性部材と前記キャップ体の間に位置し、前記第１肩当て部のサイズまたは占用空間のサイズは、棒体の直径より大きく、かつキャップ体の直径より小さい。第１肩当て部はキャップ体と弾性部材を隔離させることにより、キャップ体が弾性部材を圧迫して第１肩当て部のみにより圧力伝達を行う。第１肩当て部の直径またはサイズはキャップ体と弾性部材より小さく、そのため、小さい接触面積により大きい圧力を生成して弾性部材を変形させ、かつ容易に変位させることができる。ストッパピンが位置決め構造内に固定されるとき、第２電極と開口の端面が接着し、弾性部材は第２電極からの圧力を受けて圧縮状態になる。このような圧縮変形により圧力が生成されてパイプ体端部の開口端面に伝達され、従って、密閉性能が増加され、かつストッパピンの少量が上へ曲がるときに所定の復元変形が生じて、第２電極がパイプ体端部の開口端面に継続して圧着するように保持される。
【００１７】
前記電気ショックパイプにおいて、前記第１肩当て部は独立された部材であってもよく、例えば、サイズが弾性部材とキャップ体の独立されたリング状肩当て部より小さく、第１肩当て部は棒体を被覆して設けられ、かつ弾性部材とキャップ体の間に介在し、その材料は絶縁または非絶縁からなってもよい。
【００１８】
前記電気ショックパイプにおいて、第２状況として、前記第１肩当て部は前記キャップ体に固設され、または第１肩当て部、前記キャップ体、棒体と一体成形されており、前記弾性部材の内端面は前記第１肩当て部の端面に当接される。棒体が弾性部材に挿着されるとき、キャップ体と弾性部材は該第１肩当て部により隔離され、かつ第１肩当て部により圧力が伝達される。
【００１９】
前記電気ショックパイプにおいて、第３状況として、前記第１肩当て部は前記弾性部材に固設され、または第１肩当て部は前記弾性部材と一体成形されており、前記第１肩当て部は前記キャップ体に当接される。
【００２０】
前記電気ショックパイプにおいて、他の弾性部材の技術手段は、弾性部材と前記ストッパピンは直接連結される。前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分を含み、前記第２電極は第１貫通孔内に装着され、前記第２電極は棒体とキャップ体を含む。前記棒体の一端は前記キャップ体に固定連結され、前記棒体の他端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続され、前記弾性部材は前記第１貫通孔の内壁で前記第１貫通孔に沿って内側へ向かって延伸し、かつ弾性を有する当てエッジ弾性部材である。前記当てエッジ弾性部材は前記棒体の外側面に当接する。該当てエッジ弾性部材の材料はストッパピンの材料と同様で、外側とストッパピンの本体の内壁は一体に連結され、中央部には開口が形成される。第２電極の棒体は締り嵌めまたは粘着等の方式で当てエッジ弾性部材の開口に挿着される。電気ショックパイプの本体は精度の必要性により、通常は変形を防ぐように所定の強度を有して製造される。ストッパピンと一体になる当てエッジ弾性部材は弾性部材として一部の強度を低減させる方式で弾性を実現し、例えば、該一部を厚さが他の部分より薄くさせることにより、容易に圧力変形が生じる。該当てエッジ弾性部材は通常リング状になってもよく、リング状ではなくてもよく、弾性を保持し、かつ第２電極３に挿着すればよい。
【００２１】
前記電気ショックパイプにおいて、第１状況として、前記当てエッジ弾性部材と前記キャップ体の間には第２肩当て部が設けられ、前記第２肩当て部のサイズまたは占用空間のサイズは、棒体の直径より大きく、かつキャップ体の直径より小さい。該第２肩当て部は独立された止め輪であってもよい。
【００２２】
前記電気ショックパイプにおいて、第２状況として、前記第２肩当て部は前記キャップ体に固設され、または第２肩当て部は、前記キャップ体、棒体と一体成形されており、前記当てエッジ弾性部材の内端面は前記第２肩当て部の端面に当接される。
【００２３】
前記電気ショックパイプにおいて、第３状況として、前記第２肩当て部は前記当てエッジ弾性部材に固設され、または第２肩当て部は前記当てエッジ弾性部材と一体成形されており、前記第２肩当て部は前記キャップ体に当接される。
【００２４】
前記電気ショックパイプにおいて、第３状況の弾性部材の方案で、前記弾性部材は押圧バネであり、前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分を含む。前記第２電極は第１貫通孔内に挿着され、前記第２電極は棒体とキャップ体を含む。前記棒体の一端は前記キャップ体に固定連結され、前記棒体の他端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続される。前記押圧バネは棒体の外側面を被覆して設けられ、前記ストッパピンの外端は第１貫通孔の径方向に沿って内側へ向かう当てエッジを有し、前記押圧バネの外端面は当てエッジに当接し、該押圧バネの内端面はキャップ体に当接する。ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、押圧バネは圧縮変形を生じ、第２電極と開口エッジのパイプ体の端部との間の密閉性能を向上する。
【００２５】
前記電気ショックパイプにおいて、前記位置決め構造は前記パイプ体の端部と一体に連結される連結筒部を含み、前記連結筒部には前記ストッパピンを挿着させるバレル室が設けられ、前記バレル室のキャビティ壁は第１リブを有し、前記ストッパピンの外側面は前記第１リブに係合する第２リブを有する。前記第１リブと第２リブは完全な環状または不連続の環状、または環状ではなくてもよく、それぞれ係合の効果を達成する。第１リブと第２リブの突出は明らかではなく、ストッパピンのパイプ体に挿入される一部のサイズは連結筒部内のサイズより少し大きくなって、締り嵌め方式により位置決めの目的を達する。ストッパピンと連結筒部が係合することにより、両者の連結と分離が更に容易になって、液体の注入及び電撃後の液体移動の便益性が高くなり、当然ながら、ねじ連結方式を採用してもよく、ねじを採用するとき、ストッパピンの回転により、それを連結筒部に固定させる。
【００２６】
前記電気ショックパイプにおいて、前記位置決め構造は前記ストッパピンに設けられている第１係止フックを含み、前記パイプ体は第１係止フックに係合する第１係止部を有する。
【００２７】
前記電気ショックパイプにおいて、前記開口エッジの端面には環状凹溝が設けられている。本発明の電気ショックパイプを使用するとき、液体サンプルが開口上で凸面を形成するように、チャンバ内に液体サンプルを添加し、更に第２電極により液体凸面を接触し、かつ下へ押圧して開口を密閉し、これにより、チャンバ内に余分な空気がないように保証する。凸面を形成するための必要な余分な液体は環状凹溝に流入されるため、チャンバ内の液体サンプルの細胞エレクトロポレーション過程に影響しない。
【００２８】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンと前記パイプ体は軟性接続部材により互いに連結される。軟性接続部材の両端がそれぞれストッパピンとパイプ体に連結されることにより、ストッパピンはパイプ体に連結され、またパイプ体に対して揺動し、不注意でストッパピンを無くしても、前記柔軟部材のプラスチックは厚さを比較的薄くして、その大角度に湾曲される柔軟性を実現する。
【００２９】
前記電気ショックパイプにおいて、前記弾性部材の外側は前記ストッパピンに密着して密閉を形成し、前記弾性部材の内側は第２電極の外側面に密着して密閉を形成する。
【００３０】
前記電気ショックパイプにおいて、前記パイプ体のチャンバ内にはイオン導電層が設けられ、前記イオン導電層の下層面は第１電極に接触し、前記イオン導電層の上層面は目標液体サンプルに接触する。上記のように、細胞サンプルと第１電極の直接接触を防止することで、細胞サンプルが第１電極の付近の電気化学反応による直接損傷を受けることを回避する。イオン導電層はイオンの由来として可溶性塩分を含み、ゲル物質、例えば、アガロース、寒天、ポリアクリルアミド、ガム質タンパク質等を含んでゲルまたは半固体状態を形成してもよく、または多孔性固態を含んで塩溶液に含浸してイオン導電可能な状態を形成してもよい。
【００３１】
本発明の電気ショックパイプの第２目的は下記の技術手段により実現される。
【００３２】
電気ショックパイプであって、パイプ体とストッパピンを含み、前記パイプ体の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバを有し、前記パイプ体の一端または中央部にはチャンバに連通される第１電極が設けられている。前記パイプ体の他端は前記チャンバに連通する開口を有し、前記ストッパピン内には第２電極が設けられ、前記第２電極は棒体とキャップ体を含む。前記キャップ体の一端面は開口エッジの環状端面に密着し、前記第２電極と前記ストッパピンの間は弾性的に連結される。前記棒体は前記ストッパピン内に挿設され、かつ前記ストッパピンと摺動して連結され、前記第２電極とストッパピンの間には棒体がストッパピンから離脱されることを防止する位置制限構造が設けられる。
【００３３】
作業原理は下記のようである。電気ショックパイプを使用するとき、パイプ体の開口からチャンバ内に細胞と該細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを注入し、その後、ストッパピンをパイプ体の端部に固定することで、第２電極のキャップ体の外端面はパイプ体の開口エッジの環状端面に接着する。第１電極と第２電極の一端はそれぞれチャンバ内の液体と連通し、第１電極と第２電極の他端は外部と電気的に接続されることで、第１電極と第２電極がパルス電源に接続され、放電により電気ショックパイプのチャンバ内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、これにより、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。本技術手段において、ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、弾性部材はストッパピンと第２電極のキャップ体との間に位置し、キャップ体とストッパピンの間は密閉が形成され、第２電極の棒体はストッパピン内に挿設されてストッパピンに摺動連結され、位置制限構造を通じて効果的に第２電極がストッパピンから離れることを防ぐ。
【００３４】
前記電気ショックパイプにおいて、前記位置制限構造は前記棒体の外端が棒体の径方向に沿って延伸する凸部エッジを含み、前記凸部エッジの径方向サイズは前記ストッパピンの開口の口径より少し大きい。前記凸部エッジは外力の作用により前記ストッパピンを圧着変形させ、かつ前記ストッパピンの開口を貫通する。凸部エッジは外力によりストッパピンを押圧して変形させた後、順調にストッパピンを貫通し、ストッパピンの変形が回復されると、凸部エッジはストッパピンと位置制限を保持し、効果的に第２電極の脱落を防止する。
【００３５】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンの開口は前記凸部エッジに当接する当接面を有する。凸部エッジは外力によりストッパピンを押圧して変形させた後、順調にストッパピンを貫通して、当接面と係合して位置制限を保持し、第２電極の脱落を防止する。
【００３６】
前記電気ショックパイプにおいて、前記凸部エッジは円錐形であり、前記凸部エッジの外側面は凸部エッジの端面により外側面に向かって斜めに延伸する第１案内面を有する。第１案内面の案内作用を通じて、第２電極の取付けが容易になる。
【００３７】
電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分を含む。前記棒体は第１貫通孔内に挿設され、前記位置制限構造は管状部分の内側壁上の環状突起を含む。前記キャップ体は円盤状で、かつ前記キャップ体の外径は前記環状突起の内径より大きく、前記キャップ体は前記環状突起を貫通し、これにより、キャップ体の外端面が環状突起の上側面に位置する。他の位置制限構造の手段として、キャップ体は外力により管状部分上の環状突起を押圧して変形させた後、順調に環状突起の内孔を貫通し、その後、環状突起は変形が回復され、キャップ体の外端面は環状突起の上側面に当接し、かつ位置制限を保持して、効果的に第２電極の脱落を防止する。
【００３８】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンの管状部分の高さは前記弾性部材の高さより高い。これにより、弾性部材が管状部分の内部に位置し、かつ第２電極のキャップ体も管状部分の内部に位置し、管状部分を通じて第２電極と弾性部材に対して位置制限の作用を果たし、更に、第２電極のキャップ体と管状部分の内壁とが密閉を形成することにより、密閉性を向上させる。
【００３９】
前記電気ショックパイプにおいて、前記管状部分の内部には管状の取付け台が設けられ、前記第２電極は取付け台に摺動して連結され、前記弾性部材は前記取付け台の外部を被覆して設けられ、前記弾性部材の高さは取付け台の高さより高いため、前記キャップ体をパイプ体の端部に固定するとき、前記弾性部材が圧縮変形されて、弾性部材の上端面がストッパピンに当接し、弾性部材の下端面が前記キャップ体の上端面に当接する。弾性部材はストッパピンの管状部分と取付け台の間に位置し、かつ弾性部材の両端はそれぞれストッパピンと第２電極に当接する。弾性部材が圧縮変形されると、弾性部材はストッパピンと第２電極と共に密閉を形成し、第２電極とパイプ体の開口との間に隙間が生じて、チャンバ内の液体サンプルに空気が進入することを防ぎ、かつストッパピンが少し上へ曲がるとき、弾性部材も一定の変形が復元されて、第２電極が依然として開口１ａエッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作により偏差が存在しても、依然として空気の気泡が発生しない。上述したように、本技術方案は効果的に第２電極と開口の間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気がチャンバ内に進入することを防ぐ。
【００４０】
弾性部材がストッパピンの管状部分と取付け台の間に位置することにより、上下両端は更にそれぞれストッパピンと第２電極に当接するため、弾性部材は脱落現象が生じず、同時に弾性部材は第２電極のキャップ体を位置制限して、第２電極の過度移動を防止する。
【００４１】
本技術手段のパイプ体、ストッパピンはそれぞれ絶縁材料から製造され、第１電極と第２電極は導電材料から製造され、該部分は従来技術であり、具体的に応用される材料はここで説明しない。さらに、第１電極は、パイプ体に直接固定されてもよく、第２電極のようにストッパピンに設けられて、パイプ体のチャンバを密閉してもよい。
【００４２】
前記電気ショックパイプにおいて、前記取付け台の内側壁は、前記取付け台の端面により内側壁へ向かって斜めに延伸する第３案内面を有する。第３案内面の案内作用を通じて、第２電極の取付けを更に容易にする。
【００４３】
前記電気ショックパイプにおいて、前記弾性部材の外側面と前記ストッパピンの管状部分の内側壁との間は隙間を有する。前記隙間を残すことにより、弾性部材の変形のために所定の空間を提供し、これにより、弾性部材の復帰力を用いてストッパピンと第２電極との間の隙間閉鎖の自動調整を実現する。
【００４４】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分を含む。前記棒体は前記第１貫通孔内に挿設され、前記管状部分の内部には管状の取付け台が設けられ、前記第２電極は取付け台に摺動して連結される。前記弾性部材は前記取付け台の下端の弾性部分であり、前記棒体の前記キャップ体との連結部位は前記弾性部材の端面に当接する傾斜部を有する。棒体は取付け台を挿入させるための傾斜部を有し、傾斜部が取付け台に挿入された後、取付け台上の弾性部材が弾性変形されて、密閉性を高める。
【００４５】
前記電気ショックパイプにおいて、前記開口の外周はストッパピンをパイプ体の端部に固定し、かつ弾性部材を圧縮変更させる位置決め構造を有する。位置決め構造により、弾性部材が変形されて密閉性を更に向上させ、同時に効果的にストッパピンがパイプ体から脱落することを防止する。
【００４６】
前記電気ショックパイプにおいて、前記位置決め構造は前記パイプ体の端部と一体に連結される連結筒部を含み、前記連結筒部には前記ストッパピンを挿着させるバレル室が設けられ、前記バレル室のキャビティ壁は第１リブを有し、前記ストッパピンの外側面は前記第１リブに係合する第２リブを有する。第１リブと第２リブは完全な環状または不連続の環状、または環状ではなくてもよく、それぞれ係合の効果を達成する。第１リブと第２リブの突出は明らかではなく、ストッパピンのパイプ体に挿入される一部のサイズは連結筒部内のサイズより少し大きくなって、締り嵌め方式により位置決めの目的を達する。ストッパピンと連結筒部が係合することにより、両者の連結と分離が更に容易になって、液体の注入及び電撃後の液体移動の便益性が高くなり、当然ながら、ねじ連結方式を採用してもよく、ねじを採用するとき、ストッパピンの回転により、それを連結筒部に固定させる。
【００４７】
前記電気ショックパイプにおいて、他の手段として、前記位置決め構造は前記ストッパピンに設けられている第１係止フックを含み、前記パイプ体は第１係止フックに係合する第１係止部を有する。
【００４８】
前記電気ショックパイプにおいて、前記開口エッジの端面には環状凹溝が設けられ、ストッパピンと前記パイプ体は軟性接続部材により互いに連結される。軟性接続部材の両端がそれぞれストッパピンとパイプ体に連結されることにより、ストッパピンはパイプ体に連結され、またパイプ体に対して揺動し、不注意でストッパピンを無くしても、前記柔軟部材のプラスチックは厚さを比較的薄くして、その大角度に湾曲される柔軟性を実現する。これにより、ストッパピンがパイプ体から取り外されることを干渉せず、更にストッパピンが落ちて無くされることを防止し、使用が非常に便利になる。
【００４９】
本発明の電気ショックパイプの第３目的は下記の技術手段により実現される。
【００５０】
電気ショックパイプにおいて、ストッパピンと、一体成形されるパイプ体とを含み、前記パイプ体の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバを有し、前記パイプ体の一端は前記チャンバに連通する開口を有する。前記ストッパピン内には第２電極が設けられ、かつ第２電極の外端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続される。前記第２電極の内端面は開口のエッジの環状端面に密着する。その特徴は、前記パイプ体内の中央部にはチャンバに連通する第１電極が設けられ、前記第１電極とパイプ体は密閉を形成し、第１電極の下側に位置する前記パイプ体部分は、第１電極と第２電極が前記パイプ体の外側で高圧アークを生成することを防止する延長部である。
【００５１】
作業原理は下記のようである。本発明の電気ショックパイプを使用するとき、パイプ体の開口からチャンバ内に細胞と該細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを注入する。その後、ストッパピンをパイプ体の端部に固定することで、第２電極の内端面はパイプ体の開口エッジの環状端面に接着する。第１電極と第２電極はそれぞれチャンバ内の液体と連通し、電極端子はパイプ体の延長部内に挿入されて、第１電極と電気的接続する。第２電極の外端はストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続されることで、第１電極と第２電極がパルス電源に接続され、放電により電気ショックパイプのチャンバ内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。本技術方案では、第１電極の下側に位置するパイプ体部分は、第１電極と第２電極がパイプ体１の外側で高圧アークを生成することを防止する延長部である。延長部の絶縁性能は優れており、通常はパルス電圧下でブレークダウンされず、もし、第１電極と第２電極がパイプ体１の外側で高圧アークを生成する場合、延長部を迂回する必要があり、延長部を設置することにより、第１電極と第２電極の間のエアーブレークダウン距離が大幅に増加され、非常に高い高電圧を加えたとしても第１電極と第２電極において、パイプ体の外側の空気中に生じるブレークダウン現象を効果的に防止する。これにより、電流がチャンバ内の目標液体サンプルに対するエレクトロポレーションを実現する。
【００５２】
さらに、該延長部も取手の作用を果たして、ユーザが電気ショックパイプを容易に取り放すことができる。
【００５３】
本技術手段のパイプ体、ストッパピンはそれぞれ絶縁材料から製造され、第１電極と第２電極は導電材料から製造され、該部分は従来技術であり、具体的に応用される材料はここで説明しない。さらに、第１電極は、パイプ体に直接固定されてもよく、第２電極のようにストッパピンに設けられて、パイプ体のチャンバを密閉してもよい。
【００５４】
前記電気ショックパイプにおいて、前記延長部の長さは重要によって、通常は１ｍｍから４０ｍｍの間に介在し、延長部の好ましい長さとして２ｍｍから３０ｍｍの間に介在し、更に通常は５ｍｍから２０ｍｍである。例えば、延長部の長さがチャンバの長さより長いとき、第１電極と第２電極において、パイプ体の外部でエアーブレークダウンを達する距離は少なくとも３倍のチャンバの長さであり、これにより、第１電極と第２電極はほとんどパイプ体の外側で高圧アークを生成しない。
【００５５】
前記電気ショックパイプにおいて、前記パイプ体はプラスチックから製造され、かつ延長部の管壁の厚さは前記チャンバ部位の管壁の厚さより薄い。チャンバ部位の管壁の厚さが厚いため、第１電極と第２電極の間の高圧ブレークダウンを防止する。同時に、延長部の管壁の厚さはチャンバ部位の管壁の厚さより薄いため、第１電極が延長部からパイプ体内に容易に挿入されて、パイプ体の中央部に設けられ、また、電極端子がパイプ体の延長部内に挿入して第１電極と容易に電気的に接続される。
【００５６】
前記電気ショックパイプにおいて、前記パイプ体の延長部での管孔直径は、前記パイプ体の前記チャンバでの管孔直径より大きく、かつパイプ体内に段差を形成する。前記第２電極は凸部と凸部の上側に位置する係合部を有し、前記凸部の端面は前記段差に接触し、前記係合部は前記チャンバの管孔内に係合する。段差と前記凸部は互いに係合して位置決めと位置制限の作用を果たして、取付けにおける便益性を向上させると同時に、密閉性を保証し、目標液体サンプルの漏れを防止する。
【００５７】
前記電気ショックパイプにおいて、第２電極の凸部の下側には接触部が設けられ、前記接触部の直径は凸部の直径より小さく、かつ接触部と前記パイプ体の延長部の管壁とは隙間を有する。接触部を通じても第２電極の挟持放置と取付けを容易にさせる。
【００５８】
前記電気ショックパイプにおいて、前記接触段の長さは短いため、第１電極が延長部の下段と近くなって延長部を巻回してアークを生成することを防止する。
【００５９】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピン内には第２電極に接続する弾性部材が設けられ、前記弾性部材の外側は前記ストッパピンに連結され、前記弾性部材の内側は前記第２電極に接続する。ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、弾性部材が圧縮変形されると、弾性部材はストッパピンと第２電極と共に密閉を形成して、第２電極とパイプ体の開口との間に隙間が生成することを回避し、チャンバ内の液体サンプルへの空気の進入を防ぎ、かつストッパピンが少し上へ曲がるとき、弾性部材も一定程度に復元変形され、第２電極が依然として開口のエッジの端面に密着するように保証する。従って、チャンバ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作により偏差が存在するとき、依然として空気の気泡が発生しなくなる。上述したように、本技術方案は効果的に第２電極と開口の間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気をチャンバ内に進入させない。
【００６０】
前記電気ショックパイプにおいて、前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分を含む。前記第２電極は第１貫通孔内に挿着され、前記第２電極は棒体とキャップ体を含む。前記棒体の一端は前記キャップ体に固定連結され、前記棒体の他端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続される。前記弾性部材は棒体の外側面を被覆して設けられ、前記ストッパピンの外端は第１貫通孔の径方向に沿って内側へ向かう当てエッジを有し、前記弾性部材の外端面は当てエッジに当接し、該弾性部材の内端面はキャップ体に当接する。弾性部材はゴム・プラスチック材料を用いて製造され、ゴム・プラスチック材料はプラスチック、ゴム、シリコーン等を含む。ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、第２電極はパイプ体のチャンバの開口エッジの端面に密着し、弾性部材が圧縮変形されて、第２電極と開口エッジ端面の密閉性を向上させる。第２電極の棒体はストッパピン当てエッジの開口を通じて外部と電気的に接続され、第２電極の棒体はストッパピンの外部に延伸して第２電極を通電させる。当然、前記棒体はストッパピンの外部に延伸されなくてもよく、ストッパピンの外部の電気的接続接触部位もストッパピンの開口を通じてストッパピン内に挿入されて第２電極に電気的に接続される。弾性部材はリング状になってもよく、不完全なリング状、更に他の形状になってもよく、弾性を有し、かつ第２電極を挿着すればよい。前記弾性部材は独立された弾性部材であってもよく、締り嵌め方式で第１貫通孔内に装着、または粘着等の方式で第１貫通孔内に設けられてストッパピンと連結される。
【００６１】
前記電気ショックパイプにおいて、他の手段として、前記ストッパピンは第１貫通孔を有する管状部分と、管状部分の内部に位置する管状の取付け台と、を含む。前記第２電極は取付け台に摺動して設けられ、かつ取付け台の外部は環状の弾性部材が被覆して設けられ、弾性部材の高さは取付け台の高さより高い。前記第２電極は棒体とキャップ体を含み、前記棒体の内端は前記キャップ体に固定連結され、前記棒体の内端は前記キャップ体に固定連結され、前記棒体の外端は前記ストッパピンの開口を通じて外部に電気的に接続される。前記棒体の外端は棒体の径方向に沿って延伸する凸部エッジを有し、前記凸部エッジのサイズは前記ストッパピンの開口より少し大きく、前記ストッパピンの開口は前記凸部エッジに当接する当接面を有する。前記弾性部材は前記管状部分と取付け台の間に位置し、ストッパピンがパイプ体の端部に位置するとき、弾性部材が圧縮変形されて、弾性部材の外端面がストッパピンに当接され、弾性部材の内端面はキャップ体に当接する。弾性部材はストッパピンの管状部分と取付け台の間に位置して、脱落せず、かつストッパピンと第２電極はそれぞれ弾性部材の両端に当接して密閉を実現し、これにより、容易に取付けると同時に密閉効果を保証する。
【００６２】
前記電気ショックパイプにおいて、前記弾性部材は前記取付け台の外側面を被覆して設けられ、かつ弾性部材の内側面は取付け台の外側面に接触する。弾性部材の内側面と上端面はゴム栓に当接して複数面の密閉連結を形成し、また弾性部材の内端面が第２電極と密閉連結を形成されることで、更に密閉効果を向上させる。
【００６３】
前記技術方案において、第１電極は複数段の円柱または円錐柱状を形成し、第１電極の上端外側壁の第１電極に沿う周方向は環状突起を有し、前記環状突起と前記チャンバの内壁は密閉を形成する緊密係合されている。前記凸部の外側面と延長部の管壁は隙間を形成して取付けを容易にさせる。一部の環状突起を設置してチャンバの内壁と密閉を形成し、これにより、取付けが容易になり、第１電極を配置する際の阻止力を減少する。本技術方案での延長部の長さは全体パイプ体の長さの１／３〜２／３になる。
【００６４】
本発明の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置の発明における目的は下記の技術手段により実現される。
【００６５】
電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置であって、ケーシングを含み、前記ケーシング内には固定台が設けられ、前記固定台には挿入孔が開設される。その特徴として、エレクトロポレーション装置は該挿入孔内に挿着される電気ショックパイプを更に含み、前記電気ショックパイプはパイプ体、第１電極、第２電極、ストッパピンを含む。前記パイプ体の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバを有し、前記パイプ体の一端には前記第１電極が設けられ、前記パイプ体の他端は前記チャンバに連通する開口を有し、前記第１電極の作業部位は前記チャンバに連通し、前記開口のエッジは環状の端面を有する。前記第２電極はストッパピン内に設けられ、かつ前記第２電極の外端は前記ストッパピンの開口を通じて外部と電気的に接続され、前記第２電極の内端面は開口エッジの環状端面に密着する。前記ストッパピン内には第２電極に接続される弾性部材が設けられ、前記弾性部材の外側面は前記ストッパピンに連結され、前記弾性部材の内側は前記第２電極に接続される。前記開口の外周はストッパピンをパイプ体の端部に固定させて、弾性部材を圧縮変形させる位置決め構造を有する。前記挿入孔の内端は前記第１電極と電気的接続する第１電極端子を有し、前記ケーシングには挿入孔の外端を覆うためのカバープレートが設けられ、カバープレートには前記第２電極と電気的接続する第２電極端子が設けられる。前記ケーシングには前記第１電極端子と第２電極端子と電気的接続する電源モジュールが更に設けられる。
【００６６】
その作業原理として、本発明のエレクトロポレーション装置は使用するとき、液体サンプルをパイプ体のチャンバ内に注入し、その後、ストッパピンを覆い、電気ショックパイプは挿入孔内に挿入されてからカバープレートを閉じ、これにより、第１電極端子は第１電極と電気的に接続され、第２電極端子は第２電極と電気的に接続される。従って、電源が起動してパルス放電され、電気ショックパイプ内に電磁場が形成されて、更に細胞外の物質を細胞内に注入する。好ましくは、電気ショックパイプは垂直に設けられ、かつ電気ショックパイプの二つの電極は上下に設けられる。第１電極端子と第２電極端子は電気ショックパイプの上方と下方に設けられている。
【００６７】
ストッパピン内には第２電極と開口の端面との間の作用力を増強するための弾性部材が更に設けられているため、第２電極と開口の間に隙間が形成することを回避する。かつ、ストッパピンが少し上へ曲がる現象を発生すると、弾性部材も一定程度に復元変形して、第２電極が依然として開口端面のパイプ体の端部に密着するように保証し、これにより、外部空気がチャンバに進入することを防ぐ。同時に、電気ショックパイプは電気ショック過程において、内部で自己の電気化学的反応により生成する気泡が拘束される。上述したように、本発明のエレクトロポレーション装置の電気ショックパイプは効果的に第２電極と開口端面の間の密閉性能を向上させることにより、電気ショックの準備過程で外部の空気が電気ショックパイプのチャンバ内に進入して、気泡が生成されることを防止する。気泡がほぼ導電しないため、電流は気泡の隙間を通し、これにより、気泡の間の隙間の電流が大きくなって細胞が容易に死亡し、気泡の前後（総電流方向）の電流が小さくなって細胞にエレクトロポレーションが容易に行われず、電気転換へ影響する。本発明の電気ショックパイプを設置することにより、電気ショック過程での電気化学的反応で生じる気泡が電流に対する影響を減少して、本発明のエレクトロポレーション装置のエレクトロポレーション性能を向上させる。
【００６８】
電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記固定台はベース体と挟持筒を含む。前記挟持筒内には前記挿入孔が設けられ、前記ベース体内には挿し溝が設けられ、前記挟持筒は挿し溝内に挿設され、かつ両者は取り外し可能に連結される。挟持筒と挿し溝は取外し可能に設けられるため、異なる電気ショックパイプの直径の大きさに基づいて、挿入における孔径の大きさに相応する挟持筒を交換して、本発明のエレクトロポレーション装置の通用性を向上させる。
【００６９】
電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記挟持筒は透光率が５０％より大きい材料から製造される。
【００７０】
電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記挟持筒の底部は前記挿し溝の溝底部に密着し、前記挟持筒の頂端には少なくとも１つのグリップが設けられる。グリップを設置することにより、操作者が容易に挟持筒を着脱させることができる。短い電気ショックパイプに適応するため、挟持筒の下方にも金属電極の延長部材が設置されてもよく、該金属延長部材の下方は第１電極端子に接触し、短い電気ショックパイプが挟持筒に挿入された後、第１電極と第１電極端子は金属延長部材を通じて電気的接続を実現し、これにより、電気ショックパイプの高さの不足を補充する。
【００７１】
電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記ベース体内には内腔が更に設けられ、前記挿し溝の溝底部には第２貫通孔が開設され、前記第２貫通孔の両端はそれぞれ前記挿入孔と内腔に互いに連通される。前記内腔内にはバネ台とバネが設けられ、前記バネの内端は前記バネ台に固定され、前記バネの外端は前記第１電極端子の内端に接続され、前記第１電極端子の外端は前記第２貫通孔を貫通して前記挿入孔内に挿設される。バネ台とバネが設けられた後、カバープレートが挿入孔の開口を遮断するとき、第１電極と第２電極はそれぞれ第１電極端子と第２電極端子と電気的に接続される。カバープレートが電気ショックパイプを押圧するとき、前記バネは圧縮されて比較的大きい超過の圧力を生じ、該圧力は第２電極によりチャンバの開口に伝達されて、第２電極とチャンバの開口の密閉性を増強する。細胞の電気ショック過程で、電気化学的反応により電解されて幾つかの気泡が生成され、第２電極とチャンバの開口の間に気泡圧力が生成するとき、バネの生じる圧力は細胞サンプルに伝達されて気泡の圧力に抵抗し、該電気化学的気泡は圧縮されて電気ショック過程での電流分布に対する影響を低減させて、細胞のエレクトロポレーション効果を向上させる。通常、電気的接続接触部位の圧力のみを加える普通のバネの必要とする圧力は大きくなく、特に電圧が高くて、何百から千ボルトまたは更に高いとき、比較的小さい圧力は、例えば、１Ｎ（ニュートン）の圧力により良好な電気的接続を提供する。通常の電気的接続接触部位のバネと異なって、本発明の前記エレクトロポレーション装置のバネは電気的接続接触部位の圧力の機能を有するだけではなく、同時に大きい超過の圧力を生成して、電解気泡の圧力に抵抗する機能を有し、該大きい圧力は、通常バネが圧縮された後に生成される１Ｎ以上の圧力、または２Ｎ以上の圧力、または４Ｎ以上、更に高い圧力を示す。細胞の電気ショックが完成した後、カバープレートを開くとき、電気ショックパイプはバネの作用で挿入孔から一部が排出されて、ピックアップしやすくなる。
【００７２】
電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記カバープレートは透光率が５０％より大きい材料から製造され、前記ベース体の付加部材内には電気ショックパイプの位置変化の検出に用いるセンサーが設けられる。前記ケーシング内にはセンサーに電気的接続するマイクロ制御ユニットが設けられ、前記ケーシング内には指示ランプが設けられる。前記指示ランプは更に前記電源モジュールに接続され、前記センサーの信号は前記マイクロ制御ユニットに伝送されて指示ランプの制御に用いられる。指示ランプは電気ショックパイプと連結される状態を指示する作用を有する以外に、照明作用も有して、高輝度の指示ランプ、例えば、ＬＥＤランプ等を用いて電気ショックパイプを照らしている。センサーは機械的トリガースイッチであってもよく、第１電極端子が変位されたとき、それと連動される押え棒がスイッチをトリガーする。センサーは光電スイッチであってもよく、第１電極端子が変位されたとき、光路に影響を与えて光電スイッチをトリガーする。センサーはホールスイッチ等であってもよく、電気ショックパイプまたは第１電極端子が変位されたときトリガーされる。
【００７３】
上述の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記指示ランプは電気ショックパイプの挿入孔付近のケーシングに設けられてもよく、ランプは電気ショックパイプを照らしている。前記指示ランプは固定台に設けられてもよく、前記固定台に横方向の貫通孔を設けて指示ランプを設けてもよく、前記挟持筒は透明材料から製造されてもよく、固定台の指示ランプは挟持筒を通じて側面から電気ショックパイプを照らして、きれいな視覚効果を形成する。かつ、異なる透明の挟持筒を用いて、異なるサイズの電気ショックパイプに適応してもよい。
【００７４】
上述の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記ケーシングには表示パネルが設けられ、前記ケーシング内にはサンプリング器が設けられ、前記マイクロ制御ユニットは表示パネルと電源モジュールに電気的に接続される。前記サンプリング器はそれぞれ電気ショックパイプとマイクロ制御ユニットにそれぞれ電気的に接続され、前記サンプリング器の収集した電気信号はマイクロ制御ユニットに伝達され、かつ表示パネルにより波形曲線の形式で表示される。電源モジュールは細胞のエレクトロポレーションに必要な電気パルスを生成する。ケーシングには表示パネルが設けられて、表示パネル計器と実験データの表示に用いられ、かつ実験操作界面も表示することができる。ケーシング内のマイクロ制御ユニットは電源モジュールと表示パネルを制御することができ、マイクロ制御ユニットはプログラミングが可能なシングルチップマイクロコントローラと他のマイクロプロセッサ等を含む。サンプリング器は細胞のエレクトロポレーション過程での電圧または電流信号を含む電気信号を収集し、サンプリング器は抵抗などの電子素子を含み、電気信号はマイクロ制御ユニットにより処理されて、波形図の形式で表示パネルにより表示される。
【００７５】
上述の電気ショックパイプを有するエレクトロポレーション装置において、前記カバープレートの内端はケーシングにヒンジ接続され、前記カバープレートの外端には第２係止部が設けられ、前記ケーシングには前記第２係止部に係合する第２係止フックが設けられる。カバープレートは、一端がケーシングにヒンジ接続され、他端がケーシングに係合することにより、開きと閉じを便利にさせる。
【００７６】
従来技術に比べて、本発明は以下の利点を有する。
１、ストッパピンがパイプ体の端部に固定されるとき、弾性部材が圧縮変形されて、第２電極と開口の間に隙間が生成することを回避し、第２電極と開口の端面の間の密閉性能を向上させる。これにより、チャンバ内の液体サンプルへの空気の進入を防ぎ、かつストッパピンが少し上へ曲がる現状が生じるとき、弾性部材も一定程度に復元変形されて、第２電極が依然として開口エッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作により偏差が存在するとき、空気の気泡が発生しなくなる。上述したように、本発明の電気ショックパイプは効果的に第２電極と開口の間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気をチャンバ内に進入させない。
２、第１電極の下側に位置するパイプ体部分は第１電極と第２電極がパイプ体の外側で高圧アークが生成することを防止する延長部である。延長部の絶縁性能は優れており、もし、第１電極と第２電極がパイプ体の外側で高圧アークを生成する場合、延長部を迂回する必要があり、延長部を設置することにより、第１電極と第２電極の間のエアーブレークダウンの距離が大幅に増加され、非常に高い高電圧を加えたとしても第１電極と第２電極のパイプ体の外側でのエアーブレークダウン現象を効果的に防止する。これにより、電気パルスがチャンバ内の目標液体サンプルに対するエレクトロポレーションを実現する。
３、第２電極の棒体はストッパピン内に挿設されてストッパピンに摺動連結され、位置制限構造を通じて効果的に第２電極がストッパピンから離れることを防ぐ。
４、本発明のエレクトロポレーション装置のカバープレートが電気ショックパイプを押圧するとき、生成される超過圧力は第２電極により開口のエッジのパイプ体の端部に伝達されて、第２電極と開口のエッジとの密閉性を増強する。所定レベルで細胞の電気ショック過程で、溶液の電気化学的反応により生じる電気化学的気泡を圧縮し、これにより、該気泡が電気ショック過程での電流分布に対する影響を低減させて、細胞のエレクトロポレーション効果を向上させる。
５、本発明のエレクトロポレーション装置は実験者が電気ショックパイプを観察できる状態で、実験者の観察と実験の制御を容易にさせる。
６、本発明のエレクトロポレーション装置は細胞エレクトロポレーション過程での実際の電流または電圧波形を表示でき、実験者の観察と実験の制御を容易にさせる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、本実施例１における本発明の電気ショックパイプに第２電極が設けられていないときの立体構造図である。
【図２】図２は、本実施例１におけるストッパピンが位置決め構造内に固定されていないときの電気ショックパイプの断面図である。
【図３】図３は、本実施例１における局部拡大図である。
【図４】図４は、本実施例２における局部拡大図である。
【図５】図５は、本実施例３における局部拡大図である。
【図６】図６は、第２電極がストッパピンにより位置決め構造内に固定されるときの電気ショックパイプの断面図である。
【図７】図７は、本実施例４における局部拡大図である。
【図８】図８は、本実施例５における局部拡大図である。
【図９】図９は、本実施例６における局部拡大図である。
【図１０】図１０は、本実施例７における局部拡大図である。
【図１１】是図１１は、実施例８における本発明のエレクトロポレーション装置の構造図である。
【図１２】図１２は、図１１の局部拡大図である。
【図１３】図１３は、実施例８における本発明のエレクトロポレーション装置の分解図である。
【図１４】図１４は、実施例８における本発明のエレクトロポレーション装置の作動原理図である。
【図１５】図１５は、実施例８における本発明のエレクトロポレーション装置の軸測定図である。
【図１６】図１６は、実施例９における第２電極がストッパピンにより位置決め構造内に固定されるときの電気ショックパイプの断面図である。
【図１７】図１７は、本実施例９における局部拡大図である。
【図１８】図１８は、本実施例１０における局部拡大図である。
【図１９】図１９は、本実施例１１における局部拡大図である。
【図２０】図２０は、実施例１２における第２電極がストッパピンにより位置決め構造内に固定されるときの電気ショックパイプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
以下では、本発明の具体的実施例と図面を用いて、本発明の技術手段を更に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００７９】
＜実施例１＞
図１、図２、図３、図６に示すように、本発明の電気ショックパイプは、パイプ体１、第１電極２、第２電極３、ストッパピン４を含み、ストッパピン４とパイプ体１は軟性接続部材３０により連結され、パイプ体１の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバ１ｅを有する。パイプ体１の一端には第１電極２が設けられ、パイプ体１の他端はチャンバ１ｅに連通する開口１ａを有し、第１電極２の作業部位はチャンバ１ｅに連通し、開口１ａのエッジは環状の端面を有する。第２電極３はストッパピン４内に設けられ、かつ第２電極３の外端はストッパピン４の開口を通じて外部と電気的に接続され、第２電極３の内端面は開口１ａのエッジの環状端面に密着する。ストッパピン４と第２電極３の間には弾性部材が設けられ、弾性部材の外側面はストッパピン４に当接または連結され、弾性部材の内側面は第２電極３に当接する。開口１ａの外周はストッパピン４をパイプ体１の端部に固定させて、弾性部材を圧縮変形させる位置決め構造を有する。位置決め構造はパイプ体１の端部に一体連結する連結筒部１ｂを含み、連結筒部１ｂにはストッパピン４を挿着させるためのバレル室１ｃが設けられる。バレル室１ｃのキャビティ壁は第１リブ１ｄを有し、ストッパピン４の外側面は第１リブ１ｄに係合する第２リブ４３を有する。本実施例では第１リブ１ｄと第２リブ４３は完全な環状であり、複数の円弧状になって他の形状を構成してもよい。
【００８０】
該電気ショックパイプを使用するとき、チャンバ１ｅに細胞と細胞を注入する物質を含む液体サンプルを注入して液体凸面を形成し、その後、固定構造を通じてストッパピン４をパイプ体１の端部に固定し、これにより、ストッパピン４と第２電極３の間の弾性部材が圧縮変形されて、第２電極３が開口１ａの端面に押圧される。第１電極２と第２電極３はそれぞれチャンバ１ｅ内の液体と連通し、更に第１電極２と第２電極３はパルス電源に接続する。放電により電気ショックパイプ２１内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、これにより、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。ストッパピン４がパイプ体１の端部に固定されるとき、弾性部材が圧縮変形されて、第２電極３と開口１ａの間での隙間の生成を回避し、第２電極３と開口１ａの端面の間の密閉性能を向上させる。これにより、チャンバ１ｅ内の液体サンプルへの空気の進入を防ぎ、かつストッパピン４が少し上へ曲がる現状を生じ、弾性部材も一定程度に復元変形されて、第２電極３が依然として開口１ａエッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ１ｅ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作で偏差が存在するときでも、空気の気泡が発生しなくなる。そのため、効果的に第２電極３と開口１ａの間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気をチャンバ１ｅ内に進入させない。
【００８１】
本実施例でのパイプ体１、ストッパピン４は絶縁材料から製造され、第１電極２と第２電極３は導電材料から製造される。第１電極２は、パイプ体１に直接固定されてもよく、第２電極３のようにストッパピン４に設けられて、パイプ体１のチャンバ１ｅを密閉してもよい。弾性部材はゴム・プラスチック材料から製造された弾性部材５であり、ストッパピン４は第１貫通孔４１を有する管状部分を含み、第２電極３は第１貫通孔４１内に挿着される。第２電極３は棒体３１と棒体３１の一端に固定連結されるキャップ体３２を含み、棒体３１の他端はストッパピン４を貫通して外部と電気的に接続される。弾性部材５は棒体３１の外側面を被覆して設けられ、ストッパピン４の外端は第１貫通孔４１の径方向に沿って内側へ向かう当てエッジ４２を有する。弾性部材５の外端面は当てエッジ４２に当接し、該弾性部材５の内端面はキャップ体３２に当接する。ゴム・プラスチック材料は、プラスチック、ゴム、シリカゲル等を含む。ストッパピン４がパイプ体１の端部に固定されるとき、第２電極３とパイプ体１のチャンバ１ｅの開口１ａのエッジの端面に密着し、弾性部材５に圧縮変形が生じて、第２電極３と開口１ａエッジ端面の密閉性を向上させ、棒体３１が当てエッジ４２を貫通してストッパピン４の延伸することにより、第２電極３が導電しやすくなる。当然ながら、第２電極３もストッパピン４の外部に延伸されなくてもよく、ストッパピン４外部の電気的接続接触部位は第２電極３の端部に接触して電気的接続を実現する。弾性部材５は通常完全なリング状になってもよく、不完全なリング状になってもよく、弾性的で、かつ第２電極３を挿着すればよい。
【００８２】
本実施例の弾性部材５は独立の弾性部材５であり、締り嵌め方式により第１貫通孔４１内に設けられ、または粘着等の方式により第１貫通孔４１内に設けられている。弾性部材５とキャップ体３２の間には第１肩当て部３３が設けられ、第１肩当て部３３はリング状になって、弾性部材５とキャップ体３２と同軸に設けられ、第１肩当て部３３のサイズまたは直径は棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。第１肩当て部３３も不完全なリング状または他の形状であってもよく、そのサイズまたは占有空間のサイズも棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい必要がある。第１肩当て部３３はキャップ体３２と弾性部材５を隔離させることにより、キャップ体３２が弾性部材５を圧迫して第１肩当て部３３により圧力を伝達する。第１肩当て部３３の直径またはサイズはキャップ体３２と弾性部材５より小さく、そのため、小さい接触面積により大きい圧力を生成して弾性部材を変形させ、かつ容易に変位させることができる。ストッパピン４が位置決め構造内に固定されるとき、第２電極３と開口１ａの端面が接着し、弾性部材は第２電極３からの圧力を受けて圧縮状態になる。このような圧縮変形により圧力を生成してパイプ体１端部の開口１ａ端面に伝達されることで、密閉性能が増加され、かつストッパピン４の少量が上へ曲がるときに所定の復元変形が生じて、第２電極３がパイプ体１端部の開口１ａ端面に継続して圧着するように保持される。
【００８３】
第１肩当て部３３は独立部材であり、第１肩当て部３３は棒体３１を覆って弾性部材５とキャップ体３２の間に位置し、その材料は絶縁または非絶縁材料であってもよい。弾性部材５の外側面と第１貫通孔４１の内壁は接着して密閉状態を形成し、該弾性部材５の内側面と棒体３１の外側面が密着して密閉状態を形成する。
【００８４】
第１リブ１ｄと第２リブ４３は完全な環状または不連続の環状であってもよく、それぞれ係合の効果を達成することができる。第１リブ１ｄと第２リブ４３の突出は明らかではなく、ストッパピン４のパイプ体１に挿入される一部のサイズは連結筒部１ｂ内のサイズより少し大きくなって、締り嵌め方式により位置決めの目的を達する。ストッパピン４と連結筒部１ｂが係合することにより、両者が容易に連結と分離され、液体の注入及び電撃後の液体移動の便益性が高くなり、当然ながら、ねじ連結方式を採用してもよく、ねじを採用するとき、ストッパピン４の回転により、それを連結筒部１ｂに固定させる。他の状況として、位置決め構造は、ストッパピンに設けられている第１係止フックであってもよく、パイプ体に設けられて第１係止フックと係合する第１係止部であってもよい。
【００８５】
図２に示すように、本実施例のパイプ体１の開口１ａエッジの端面には環状凹溝１ｆが設けあれ、チャンバ１ｅ内に注入される液体サンプルは開口１ａで凸面を形成する。第２電極３は液体凸面に接触し、かつ開口１ａを押圧して密閉するとき、凸面での余分の液体が押出されて環状凹溝１ｆに流入し、チャンバ１ｅ内液体サンプルでの細胞のエレクトロポレーション過程が影響されない。
【００８６】
図２に示すように、パイプ体１のチャンバ１ｅにはイオン導電層１ｇが設けあれ、イオン導電層１ｇの下層面は第１電極２に接触し、イオン導電層１ｇの上層面は目標液体サンプルと接触、イオン導電層１ｇは細胞サンプルと第１電極２の直接接触を分離させ、これにより、細胞サンプルが第１電極２付近の電気化学反応の直接損害を回避し、イオン導電層１ｇはイオンの由来として可溶性塩分を含み、塩溶液に含浸されて導電イオンを形成する。
【００８７】
＜実施例２＞
図４に示すように、本実施例は実施例１とほぼ同様で、異なる点は、第１肩当て部３３、キャップ体３２、棒体３１は一体に形成され、弾性部材５の内端面は第１肩当て部３３の端面に当接する。棒体３１が弾性部材５に挿着されるとき、キャップ体３２と弾性部材５は該第１肩当て部３３により隔離されて該第１肩当て部３３を通じて圧力を伝達する。第１肩当て部３３の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。
【００８８】
＜実施例３＞
図５に示すように、本実施例は実施例１または実施例２とほぼ同様で、異なる点は、第１肩当て部３３が弾性部材５に固設され、または第１肩当て部３３と弾性部材５が一体に形成され、第１肩当て部３３はキャップ体３２に当接する。第１肩当て部３３の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。
【００８９】
＜実施例４＞
図７に示すように、本実施例は実施例１とほぼ同様で、異なる点は、本実施例では他の弾性部材を用いる。弾性部材は、第１貫通孔４１の内壁で第１貫通孔４１に沿って内側へ向かって延伸する弾性付きの当てエッジ弾性部材１８であり、当てエッジ弾性部材１８は棒体３１の外側面に当接して密閉を形成する。当てエッジ弾性部材１８とキャップ体３２の間には第２肩当て部３４が設けられ、該第２肩当て部３４は独立に設けられている。第２肩当て部３４はリング状になって当てエッジ弾性部材１８とキャップ体３２と同軸に設けられ、第２肩当て部３４の直径は棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。第１肩当て部３４も不完全なリング状または他の形状であってもよく、そのサイズまたは占有空間のサイズは棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。該当てエッジ弾性部材１８の材料はストッパピン４の材料と同様で、外側とストッパピン４の本体の内壁は一体に連結し、中央部には開口が形成され、第２電極３の棒体３１は締り嵌めまたは粘着等の方式で当てエッジ弾性部材１８の開口に挿着される。電気ショックパイプ２１の本体は精度の必要性により、通常は変形を防ぐように所定の強度を有して製造される。ストッパピン４と一体になる当てエッジ弾性部材１８は弾性部材として一部の強度を低減させる方式で弾性を実現し、例えば、該一部を厚さが他の部分より薄くすることにより、容易に圧力変形が生じることができる。弾性部材１８は通常完全なリング状になってもよく、不完全なリング状になってもよく、弾性を保持し、かつ第２電極３に挿着すればよい。
【００９０】
＜実施例５＞
図８に示すように、本実施例は実施例４とほぼ同様で、異なる点は、本実施例では、第２肩当て部３４、キャップ体３２、棒体３１は一体に形成され、当てエッジ弾性部材１８の内端面は第２肩当て部３４の端面に当接する。第２肩当て部３４の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。
【００９１】
＜実施例６＞
図９に示すように、本実施例は実施例４または実施例５とほぼ同様で、異なる点は、本実施例では、第２肩当て部３４と弾性部材１８は一体に形成され、第２肩当て部３４はキャップ体３２に当接する。第２肩当て部３４の形状は、環状、不連続の環状、多辺形、他の形状であってもよく、そのサイズまたは直径は棒体３１の直径より大きく、かつキャップ体３２の直径より小さい。
【００９２】
＜実施例＞
図１０に示すように、本実施例は実施例１とほぼ同様で、異なる点は、第３種の弾性部材を用いる方案として、本実施例の弾性部材は押圧バネ６であり、ストッパピン４は第１貫通孔４１を有する管状部分を含み、第２電極３は第１貫通孔４１内に設けられる。第２電極３は棒体３１と棒体３１の一端に固定連結されるキャップ体３２を含み、棒体３１の他端はストッパピン４の開口を通じて外部と電気的に接続される。押圧バネ６は棒体３１の外側面を被覆して設けられ、ストッパピン４の外端は第１貫通孔４１の径方向に沿って内側へ向かう当てエッジ４２を有する。押圧バネ６の外端面は当てエッジ４２に当接し、該押圧バネ６の内端面はキャップ体３２に当接する。ストッパピン４がパイプ体１の端部に固定されるとき、押圧バネ６は圧縮変形されて、第２電極３と開口１ａエッジのパイプ体１の端部との間の密閉性能を向上する。
【００９３】
＜実施例８＞
図１１〜図１５に示すように、本実施例は電気ショックパイプ２１を有するエレクトロポレーション装置を提供し、該エレクトロポレーション装置はケーシング７を含み、ケーシング７内には固定台８が設けられ、固定台８には挿入孔８２１が開設される。エレクトロポレーション装置は挿入孔８２１内に挿着される電気ショックパイプ２１を更に含み、電気ショックパイプ２１はパイプ体１、第１電極２、第２電極３、ストッパピン４を含む。パイプ体１の内部は目標液体サンプルを収容するチャンバ１ｅを有し、パイプ体１の一端には第１電極２が設けられ、パイプ体１の他端はチャンバ１ｅに連通する開口１ａを有し、第１電極２の作業部位はチャンバ１ｅに連通し、開口１ａのエッジは環状の端面を有する。第２電極３はストッパピン４内に設けられ、かつ第２電極３の外端はストッパピン４の開口を通じて外部と電気的に接続され、第２電極３の内端面は開口１ａのエッジの環状端面に密着する。ストッパピン４と第２電極３の間には弾性部材が設けられ、弾性部材の外側面はストッパピン４に当接または連結され、弾性部材の内側面は第２電極３に当接する。開口１ａの外周はストッパピン４をパイプ体１の端部に固定させて、弾性部材を圧縮変形させる位置決め構造を有する。挿入孔８２１の内端は第１電極２と電気的接続する第１電極端子１０を有し、ケーシング７には挿入孔８２１の外端を覆うためのカバープレート９が設けられ、カバープレート９には第２電極３と電気的接続する第２電極端子１１が設けられ、ケーシング７には第１電極端子１０と第２電極端子と電気的接続する電源モジュール２７が更に設けられている。
【００９４】
本発明のエレクトロポレーション装置は使用するとき、液体サンプルをパイプ体１のチャンバ１ｅ内に充填し、その後、ストッパピン４を用いて塞ぎ、電気ショックパイプ２１が挿入孔８２１内に挿入されてからカバープレート９を閉じ、これにより、第１電極端子１０は第１電極２と電気的に接続され、第２電極端子１１は第２電極３と電気的に接続される。従って、電源が起動してパルス放電され、電気ショックパイプ２１内に電磁場が形成されて、細胞外の物質を細胞内に注入する。ストッパピン４内には第２電極３と開口１ａの端面の間の作用力を増強する弾性部材が更に設けられているため、第２電極３と開口１ａの間に隙間が生成することを回避する。かつ、ストッパピン４が少し上へ曲がる現象を発生すると、弾性部材も所定の復元変形が発生し、第２電極３が依然として開口１ａの端面のパイプ体１の端部に密着するように保証し、これにより、外部空気がチャンバ１ｅに進入することを防ぐ。同時に、電気ショックパイプ２１は電気ショック過程において、内部で自己の電気化学的反応により生成する気泡が拘束される。上述したように、本発明のエレクトロポレーション装置の電気ショックパイプ２１は効果的に第２電極３と開口１ａの端面の間の密閉性能を向上させることにより、電気ショックの準備過程で外部の空気が電気ショックパイプ２１のチャンバ１ｅ内に進入し、気泡が生成して、電気転換への影響を防ぎ、かつ電気ショック過程での電気化学的反応で生じる気泡が電流に対する影響を減少して、本発明のエレクトロポレーション装置のエレクトロポレーション性能を向上させる。
【００９５】
図１１、図１２と図１３に示すように、固定台８はベース体８１と挟持筒８２を含み、挟持筒８２内には挿入孔８２１が設けられ、ベース体８１内には挿し溝８１１が設けられる。挟持筒８２は挿し溝８１１に挿設され、かつ両者は着脱可能に連結され、挟持筒８２の底部は挿し溝８１１の溝底部に接着し、挟持筒８２の頂端には少なくとも１つのグリップ８２２が設けられている。
【００９６】
図１２に示すように、ベース体８１内には内腔１２が設けられ、挿し溝８１１の溝底部には第２貫通孔１３が開設され、第２貫通孔１３の両端はそれぞれ挿入孔８２１と内腔１２に互いに連通する。内腔１２にはバネ台１４とバネ１５が設けられ、バネ１５の内端はバネ台１４に固定され、バネ１５の外端は第１電極端子１０の内端に連結され、第１電極端子１０の外端は第２貫通孔１３を貫通して挿入孔８２１内に挿設される。バネ台１４とバネ１５が設けられた後、カバープレート９が挿入孔８２１の開口１ａを遮断するとき、第１電極２と第２電極３はそれぞれ第１電極端子１０と第２電極端子１１と電気的に接続される。カバープレート９が電気ショックパイプ２１を押圧するとき、バネ１５は圧縮されて比較的大きい超過の圧力を生じ、該圧力は第２電極３によりチャンバ１ｅの開口１ａに伝達されて、第２電極３とチャンバ１ｅの開口１ａの密閉性を増強する。細胞の電気ショック過程で、電気化学的反応により電解されて幾つかの気泡が生成し、第２電極３とチャンバ１ｅの開口１ａの間の圧力が大きいとき、これらの電気化学的気泡は圧縮されて電気ショック過程での電流分布に対する影響を低減させて、細胞のエレクトロポレーション効果を向上させる。細胞の電気ショックが完成した後、カバープレート９を開くとき、電気ショックパイプ２１はバネ１５の作用で挿入孔８２１から一部が排出されて、ピックアップしやすくなる。
【００９７】
カバープレート９の内端はケーシング７にヒンジ接続され、カバープレート９の外端には第２係止部１６が設けられ、ケーシング７には第２係止部１６に係合する第２係止フック１７が更に設けられている。カバープレート９と挟持筒８２は透過率が５０％より大きい材料から製造され、ベース体８１の付加部材内には電気ショックパイプ２１の変位変化の検出に用いるセンサー２９が設けられている。ケーシング７内にはマイクロ制御ユニット２５が設けられ、マイクロ制御ユニット２５はセンサー２９と電気的に接続され、ベース体８１内にはマイクロ制御ユニット２５と電気的に接続される指示ランプ２８が更に設けられ、指示ランプ２８は更に電源モジュール２７と電気的に接続される。指示ランプ２８は電気ショックパイプ２１と連結される状態を指示する作用を有する以外に、照明作用も有して、高輝度の光源、例えば、ＬＥＤランプ等を用いて電気ショックパイプ２１を照らしている。センサー２９は機械的トリガースイッチであってもよく、第１電極端子１０が変位されたとき、それと連動される押え棒がスイッチをトリガーする。センサー２９は光電スイッチであってもよく、第１電極端子１０が変位されたとき、光路に影響を与えて光電スイッチをトリガーする。センサー２９はホールスイッチ等であってもよく、電気ショックパイプ２１または第１電極端子１０が変位されたときトリガーする。
【００９８】
指示ランプ２８は電気ショックパイプ２１の挿入孔８２１付近のケーシング７に設けられ、ランプは電気ショックパイプ２１を照らす。他の状況として、指示ランプ２８は固定台８に設けられてもよく、固定台８には横方向の貫通孔が開設されて指示ランプ２８を設けてもよい。挟持筒８２は透明材料から製造されてもよく、固定台８の指示ランプ２８は挟持筒８２を通じて側面から電気ショックパイプ２１を照らして、きれいな視覚効果を形成する。ケーシング７には表示パネル２６が設けられ、ケーシング７内にはサンプリング器２４が設けられる。マイクロ制御ユニット２５は表示パネル２６と電源モジュール２７と電気的接続し、サンプリング器２４はそれぞれ電気ショックパイプ２１とマイクロ制御ユニット２５と電気的に接続される。電源モジュール２７は細胞のエレクトロポレーションに必要な電気パルスを生成する。表示パネル２６は計器と実験データの表示に用いられ、かつ実験操作界面も表示することができる。マイクロ制御ユニット２５は電源モジュール２７と表示パネル２６を制御することができ、マイクロ制御ユニット２５はプログラミングが可能なシングルチップマイクロコントローラと他のマイクロプロセッサ等を含む。サンプリング器２４は細胞のエレクトロポレーション過程での電圧または電流信号を含む電気信号を収集し、サンプリング器２４は抵抗などの電子素子を含み、電気信号はマイクロ制御ユニット２５により処理されて、関連パラメータを数値または波形図の形式で表示パネル２６に表示する。
【００９９】
＜実施例＞
図１６と図１７に示すように、本発明の電気ショックパイプはパイプ体１とストッパピン４を含む。ストッパピン４は軟性接続部材３０によりパイプ体１に連結され、パイプ体１の内部は目標液体サンプルを収容できるチャンバ１ｅを有し、パイプ体１の一端または中央部にはチャンバ１ｅに連通する第１電極２が設けられ、パイプ体１の他端はチャンバ１ｅに連通する開口１ａが設けられ、開口１ａのエッジの端面には環状凹溝１ｆが設けられている。ストッパピン４内には第２電極３が設けられ、第２電極３の外端はストッパピン４の開口を通じて外部と電気的に接続され、第２電極３はストッパピン４に摺動して連結され、第２電極３の内端は開口１ａのエッジの環状端面に密着する。その特徴として、ストッパピン４は第１貫通孔４１を有する管状部分４５と管状部分４５内に位置する管状の取付け台４４とを含み、前記第２電極３は取付け台４４に摺動して連結され、取付け台４４には環状の弾性部材５が被覆して設けられ、弾性部材５の高さは取付け台４４の高さより高く、ストッパピン４の管状部分４５の高さは前記弾性部材５の高さより高い。ストッパピン４がパイプ体１の端部に固定されるとき、圧縮変形が生じて弾性部材５の上端面がストッパピン４に当接し、弾性部材５の下端面は第２電極３に当接する。該電気ショックパイプを使用するとき、パイプ体１の開口１ａからチャンバ１ｅ内に細胞と該細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを注入し、その後、ストッパピン４をパイプ体１の端部に固定することで、第２電極３の内端面はパイプ体１の開口１ａのエッジの環状端面に接着する。第１電極２と第２電極３の内端はそれぞれチャンバ１ｅ内の液体と連通し、第１電極２と第２電極３の外端は外部と電気的に接続されることで、第１電極２と第２電極３がパルス電源に接続され、放電により電気ショックパイプのチャンバ１ｅ内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、これにより、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。本技術方案で、ストッパピン４がパイプ体１の端部に固定されるとき、弾性部材５はストッパピン４の管状部分４５と取付け台の間に位置し、かつ弾性部材５の両端はそれぞれストッパピン４と第２電極に当接する。弾性部材５が圧縮変形されると、弾性部材５はストッパピン４と第２電極３と共に密閉を形成し、第２電極３とパイプ体１の開口１ａとの間に隙間が生じて、チャンバ１ｅ内の液体サンプルへ空気が進入することを防ぎ、かつストッパピン４が少し上へ曲がるとき、弾性部材５も一定程度に復元変形されて、第２電極３が依然として開口１ａエッジの端面に密着するように保証し、従って、チャンバ１ｅ内の液体サンプルは、実験者のサンプル添加操作で偏差が存在したとき、依然として空気の気泡が発生しない。上述したように、本技術方案は効果的に第２電極３と開口１ａの間の密閉性能を向上させて、液体サンプルを添加するとき、外部の空気がチャンバ１ｅ内に進入することを防ぐ。弾性部材５がストッパピン４の管状部分４５と取付け台４４の間に位置することにより、上下両端は更にそれぞれストッパピン４と第２電極３に当接するため、脱落現象が生じない。
【０１００】
本実施例のパイプ体１、ストッパピン４はそれぞれ絶縁材料から製造され、第１電極２と第２電極３は導電材料から製造され、該部分は従来技術であり、具体的に応用される材料はここで説明しない。さらに、第１電極２は、パイプ体１に直接固定されてもよく、第２電極３のようにストッパピン４に設けられて、パイプ体１のチャンバ１ｅを密閉してもよい。
【０１０１】
図１７に示すように、弾性部材５の内側面は取付け台４４の外側面に接触し、弾性部材５の内側面、上端面とストッパピン４は互いに当接して多面の密閉連結を形成し、更に、弾性部材５の下端面は第２電極３と密閉連結することにより、更に密閉効果を向上させる。凸部エッジ３１ａは円錐形であり、凸部エッジ３１ａの外側面は凸部エッジ３１ａの端面により外側面に向かって斜めに延伸する第１案内面３１ｂを有する。取付け台４４の内側壁は取付け台４４の端面により内側壁に向かって斜めに延伸する第３案内面４５ａを有する。第１案内面３１ｂと第３案内面４５ａの案内作用を通じて、第２電極３の取付けが容易になる。
【０１０２】
開口１ａの外周はストッパピン４がパイプ体１の端部に固定され、かつ弾性部材５を圧縮変形させる位置決め構造を有する。該位置決め構造はパイプ体１の端部と一体に連結する連結筒部１ｂを含み、連結筒部１ｂにはストッパピン４を挿接させるバレル室１ｃが設けられ、バレル室１ｃのキャビティ壁は第１リブ１ｄを有し、ストッパピン４の外側面は第１リブ１ｄに係合する第２リブ４３を有する。位置決め構造により弾性部材５を変形させて更に密閉性を向上し、同時に効果的にストッパピン４がパイプ体１の端部から脱落することを防止する。第１リブ１ｄと第２リブ４３は完全な環状または不連続な環状であってもよく、更に環状ではなくてもよいが、係合の効果を達する。第１リブ１ｄと第２リブ４３の突出は明らかではなく、ストッパピン４のパイプ体１に挿入される一部のサイズは連結筒部１ｂ内のサイズより少し大きくなって、締り嵌め方式により位置決めの目的を達する。ストッパピン４が連結筒部１ｂに係合することにより、両者が容易に連結と分離され、液体の注入及び電撃後の液体移動の便益性が高くなり、当然ながら、ねじ連結方式を採用してもよく、ねじを採用するとき、ストッパピン４の回転により、それを連結筒部１ｂに固定する。
【０１０３】
第２電極３は棒体３１とキャップ体３２を含み、棒体３１の一端はキャップ体３２に固定連結され、棒体３１の他端はストッパピン４の開口を通じて外部と電気的に接続され、かつ該端は棒体３１の径方向に沿って延伸する凸部エッジ３１ａを有し、ストッパピン４の開口は凸部エッジ３１ａに当接する当接面４６を有する。凸部エッジ３１ａは外力の押圧により取付け台４４を変形させ、スムーズに取付け台４４を貫通して、ストッパピン４の開口１ａの当接面４６に当接する。取付け台４４は変形が回復された後、凸部エッジ３１ａが当接面４６に係合して位置制限構造を形成し、第２電極３の脱落を効果的に防止する。弾性部材５の外側面とストッパピン４の管状部分４５の内側壁との間は隙間を有する。ストッパピン４をパイプ体１の端部に固定するとき、弾性部材５の下端面はキャップ体３２の上端面に当接し、キャップ体３２の外周面とストッパピン４の管状部分４５の内側壁との間も隙間を有する。上述の２箇所の隙間は弾性部材５の変形のために所定の空間を提供し、これにより、弾性部材５の復帰力を用いてストッパピン４と第２電極３との間の隙間を閉鎖する自動調整を実現する。
【０１０４】
＜実施例＞
図１８に示すように、本実施例は実施例９とほぼ同様で、異なる点は、本実施例のストッパピン４は第１貫通孔４１を有する管状部分４５を含み、棒体３１は第１貫通孔４１内に挿設される。管状部分４５内には管状の取付け台４４が設けられ、前記第２電極３は摺動して取付け台４４に連結される。管状の取付け台４４の壁の厚さは上から下へ徐々に薄くなるため、下端部が比較的よい弾性を有し、弾性部材５は取付け台４４の下端の弾性部分である。棒体３１のキャップ体３２に連結する箇所は弾性部材に当接する傾斜部３１ｃを有する。棒体３１の傾斜部３１ｃが取付け台４４に挿入された後、取付け台４４上の弾性部材５を弾性変形させて、密閉性と弾性能力を向上させる。
【０１０５】
＜実施例１１＞
図１９に示すように、本実施例は実施例９とほぼ同様で、異なる点は、本実施例の位置制限構造は管状部分４５の内側壁上の環状突起４５ｂを含む。キャップ体３２は円盤状で、かつキャップ体３２の外径は環状突起４５ｂの内径より大きく、キャップ体３２が環状突起４５ｂを貫通することにより、キャップ体３２の下端面が環状突起４５ｂの上側面に位置する。キャップ体３２は外力で管状部分４５の環状突起４５ｂを押圧して変形させた後、スムーズに環状突起４５ｂの内孔を貫通し、その後、環状突起４５ｂはその変形が回復される。キャップ体３２の外端面は環状突起４５ｂの上側面に当接して位置制限を保持し、効果的に第２電極３の脱落を防止する。
【０１０６】
＜実施例１２＞
図１６と図２０に示すように、本実施は実施例１〜実施例１１とほぼ同様で、異なる点は、第１電極２はパイプ体１内の中央部に設けられてパイプ体１と共に密閉を形成する。パイプ体１は第１電極２を限界にして、一部は目標液体サンプルの収容に用いるチャンバ１ｅを有し、パイプ体１の他の部分は第１電極２と第２電極３がパイプ体１の外側で高圧アークの生成を防止する絶縁段の延長部１ｈである。
【０１０７】
本発明の電気ショックパイプを使用するとき、パイプ体１の開口１ａからチャンバ１ｅ内に細胞と該細胞を注入する物質とを含む液体サンプルを注入し、その後、ストッパピン４をパイプ体１の端部に固定することで、第２電極３の内端面はパイプ体１の開口１ａのエッジの環状端面に接着する。第１電極２と第２電極３はそれぞれチャンバ１ｅ内の液体と連通し、周囲が絶縁された電極端子はパイプ体１の延長部１ｈ内に挿入されて、第１電極２に電気的接続する。第２電極３の外端はストッパピン４の開口を通じて外部と電気的に接続されることで、第１電極２と第２電極３がパルス電源に接続され、放電により電気ショックパイプのチャンバ１ｅ内に電場が形成されて、細胞膜が所定の透過性を有し、これにより、液体サンプルの目標物質が細胞内に進入する。本技術方案では、第１電極２の下側に位置するパイプ体１部分は第１電極２と第２電極３がパイプ体１の外側で高圧アークを生成することを防止する延長部１ｈである。延長部１ｈの絶縁性能は優れており、第１電極２と第２電極３はパイプ体１の外側で高圧アークが生成する場合、少なくとも一部の延長部１ｈの距離を増加し、または延長部１ｈを迂回して、延長部１ｈの距離を２倍増加する。延長部１ｈを設置することにより、第１電極２と第２電極３の間のエアーブレークダウンの距離を大幅に増加し、非常に高い高電圧を加えたとしても第１電極２と第２電極３のパイプ体１の外側でのエアーブレークダウン現象を効果的に防止する。これにより、電流がチャンバ１ｅ内の目標液体サンプルに対するエレクトロポレーションを実現する。更に、該延長部１ｈも取手の作用を果たして、本発明の電気ショックパイプの取付けを容易にする。
【０１０８】
絶縁段の延長部１ｈの長さ作用は大きく、例えば、延長部１ｈの長さは、チャンバ１ｅの長さより長く、かつ電極端子の外側が絶縁されたとき、チャンバ１ｅの長さより長い。延長部１ｈの長さがチャンバ１ｅの長さより長いとき、第１電極２と第２電極３がパイプ体１の外側でエアーブレークダウンに達する距離は少なくともチャンバ１ｅの長さの３倍であり、これにより、第１電極２と第２電極３はほとんどパイプ体１の外側で高圧アークを発生させない。パイプ体１はプラスチックから製造され、かつ絶縁段の延長部１ｈの管壁の厚さはチャンバ１ｅ位置での管壁の厚さより薄い。チャンバ１ｅ位置での管壁の厚さは厚いため、第１電極２と第２電極３の間の高圧ブレークダウンを防止し、同時に絶縁段の延長部１ｈの管壁の厚さはチャンバ１ｅ位置での管壁の厚さより薄いため、第１電極２が容易に絶縁段の延長部１ｈからパイプ体１内に挿入されてパイプ体１の中央部に設けられ、更に電極端子が容易にパイプ体１の絶縁段の延長部１ｈ内に挿入されて第１電極２と電気的に接続される。パイプ体１の絶縁段の延長部１ｈ位置での管孔直径は、パイプ体１のチャンバ１ｅ位置での管孔直径より大きく、かつパイプ体１に段差１ｉを形成し、第１電極２は多段の円柱または円錐柱上の円柱状を成し、第１電極２は凸部２１と凸部２１の上側に位置する係合部２２を有する。凸部２１の周面は延長部１ｈの管孔の側壁に係合し、かつ凸部２１の端面は前記段差１ｉに接触する。係合部２２はチャンバ１ｅ位置での管孔に係合し、段差１ｉは凸部２１に係合して位置制限の作用を果たし、また接触面積を増加して、取付けの便益性を増加すると同時に密閉性を保証し、目標液体サンプルの漏れを防止する。凸部２１の下側の第１電極２は接触部２３であり、接触部２３の直径は凸部２１の直径より小さく、かつ接触部２３とパイプ体１の絶縁段の延長部１ｈの管壁の間は隙間が存在し、接触部２３を通じて第１電極２の挟持配置と取付けを容易にする。さらに、接触部２３の長さは係合部２２の長さより短く、係合部２２の長さは比較的長いため、取付け固定に便利で、同時にチャンバ１ｅ内の目標液体サンプルと更に良好に接触し、電流と電場を案内して目標液体サンプルで細胞が作用を生成する。接触段の長さは通常短いため、第１電極２が絶縁段の延長部１ｈの下端と非常に近くなって、絶縁段の延長部１を迂回してアークを生成することを防止する。
【０１０９】
さらに、第１電極２の係合部２２または凸部２１は第１電極２の周方向に沿って環状突起を有し、環状突起とチャンバ１ｅの内壁は密閉を形成する緊密係合される。環状突起を設置してチャンバ１ｅの内壁と密閉を形成し、それにより、取付けが容易になり、第１電極２を配置する際の阻止力を減少する。更なる手段として、係合部２２とチャンバ１ｅの内壁が密閉を形成する緊密係合すれば、凸部２１の外側面と絶縁段の延長部１ｈの管壁は空間を有して取り付けしやすく成る。
【０１１０】
本実施例のパイプ体１、ストッパピン４はそれぞれ絶縁材料から製造され、第１電極２と第２電極３は導電材料から製造され、該部分は従来技術であり、具体的に応用される材料はここで説明しない。本実施例の絶縁段の延長部１ｈの長さは全体パイプ体１の長さの１／３〜２／３である。
【０１１１】
以上の実施例の第１肩当て部３３と第２肩当て部３４はそれぞれ完全な環状になってもよく、複数段の円弧状に組み合わされてもよく、その構造形状の簡単な変換はそれぞれ本発明の技術手段とは実質的に同様である。
【０１１２】
本明細書に記載された具体的実施例は本発明の範囲を説明するために例示したものである。本発明における当業者が説明された具体的実施例に対して行う各種の修正または補充または類似手段の代替は、本発明の範囲から離れない、または特許請求の範囲を超えないことを理解するべきである。
【符号の説明】
【０１１３】
１  パイプ体
１ａ  開口
１ｂ  連結筒部
１ｃ  バレル室
１ｄ  第１リブ
１ｅ  チャンバ
１ｆ  環状凹溝
１ｇ  イオン導電層
１ｈ  延長部
１ｉ  段差
２  第１電極
２１  凸部
２２  係合部
２３  接触部
３  第２電極
３１  棒体
３１ａ  凸部エッジ
３１ｂ  第１案内面
３１ｃ  傾斜部
３２  キャップ体
３３  第１肩当て部
３４  第２肩当て部
４  ストッパピン
４１  第１貫通孔
４２  当てエッジ
４３  第２リブ
４４  取付け台
４５  管状部分
４５ａ  第３案内面
４５ｂ  環状突起
４６  当接面
５  弾性部材
６  押圧バネ
７  ケーシング
８  固定台
８１  ベース体
８１１  挿し溝
８２  挟持筒
８２１  挿入孔
８２２  グリップ
９  カバープレート
１０  第１電極端子
１１  第２電極端子
１２  内腔
１３  第２貫通孔
１４  バネ台
１５  バネ
１６  第２係止部
１７  第２係止フック
１８  当てエッジ弾性部材
２１  電気ショックパイプ
２４  サンプリング器
２５  マイクロ制御ユニット
２６  表示パネル
２７  電源モジュール
２８  指示ランプ
２９  センサー
３０  軟性接続部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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