一种超低温电磁撞子磨碎装置

摘要

本发明提供了一种超低温电磁撞子磨碎装置，包括液氮系统、电磁组件和粉碎组件，所述电磁组件包括电磁空心管和电磁线圈，所述电磁空心管外侧缠绕有电磁线圈；所述液氮系统套设在所述电磁组件的外围，使其处于超低温环境，所述粉碎组件包括空柱管、管堵头和粉碎棒；所述空柱管两侧设置有管堵头，所述粉碎组件安装在所述缠绕有电磁线圈的电磁空心管内，电磁线圈连接交流电，通过交流电的磁场变换，驱使所述磁性棒在所述空柱管高频运动。其为结构简单、使用方便、效果显著的无接触式细胞破壁超低温粉碎装置。

权利要求

1.一种超低温电磁撞子磨碎装置，其特征在于，包括液氮系统、电磁组件和粉碎组件，所述电磁组件包括电磁空心管和电磁线圈，所述电磁空心管外侧缠绕有电磁线圈；

所述液氮系统套设在所述电磁组件的外围，使其处于超低温环境，所述粉碎组件包括空柱管、管堵头和粉碎棒；所述空柱管两侧设置有管堵头；所述管堵头包括端盖和磁性组件，所述端盖上设置有磁性组件，所述粉碎棒安装在所述空柱管内，所述粉碎棒为磁性棒；

所述粉碎组件安装在所述缠绕有电磁线圈的电磁空心管内，电磁线圈连接交流电，通过交流电的磁场变换，驱使所述磁性棒在所述空柱管高频运动；

所述空柱管口两端有凹槽，所述管堵头设置有与所述凹槽相配合的凸台，使其形成封闭空间；所述凸台为磁性组件；

所述磁性组件分别为第一磁性组件和第二磁性组件，所述第一磁性组件和第二磁性组件分别位于空柱管的两端，所述第一磁性组件与朝向所述第一磁性组件的磁性棒的近端极性相同，所述第二磁性组件与朝向所述第二磁性组件的磁性棒的近端极性相同，所述电磁线圈通交流电，在第一磁性组件和第二磁性组件的磁场作用下，磁性棒在所述空柱管内作高频运动；

还包括控制系统和输入模块，所述输入模块和控制模块连接，所述输入模块输入所需粉碎的粒度；控制系统根据输入模块输入的所需粉碎的粒度控制交流电的频率和电流；

还包括匹配模块，所述匹配模块包括粒度分类模块和与粒度分类模块对应的交流电模块；所述粒度分类模块为根据用户所需粉碎的粒度进行范围分类，所述交流电模块为根据所述粉碎的粒度对应的所需要的交流电的频率，所述匹配模块与所述控制系统和输入模块连接，用户输入所需粉碎的粒度，与匹配模块中的粒度分类模块进行比对，选择对应的粒度分类范围，并选择粒度分类范围对应的交流电的频率，作为交流电的最佳频率，所述控制系统根据交流电的最佳频率控制交流电。

2.如权利要求1所述的超低温电磁撞子磨碎装置，其特征在于，所述电磁空心管，材质为环氧树脂和聚酰亚胺树脂中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的超低温电磁撞子磨碎装置，其特征在于，所述粉碎棒的材质为磁性不锈钢、碳钢。

4.如权利要求1所述的超低温电磁撞子磨碎装置，其特征在于，所述电磁线圈的结构为螺旋缠绕线，电磁线圈的材质为铜或铝。

5.如权利要求1所述的超低温电磁撞子磨碎装置，其特征在于，所述液氮系统包括壳体，所述壳体为中空结构，所述壳体位于所述电磁组件的外围，所述壳体的中空结构内装有液氮，作为冷却层，所述壳体上设置有液氮进口和液氮出口，所述液氮进口和液氮出口均与中空结构连通。

说明书

一种超低温电磁撞子磨碎装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种超低温电磁撞子磨碎装置，特别是涉及一种无接触式细胞破壁超低温粉碎装置。

背景技术

[0002] 细胞最基本的结构是多种形态的生物体，细胞内含有丰富的多糖、三萜类、生物碱类、氨基酸等多种非常有用的营养成分，具有很高的营养价值。

[0003] 由于细胞壁或细胞膜结构十分坚硬且具有韧性，耐酸、耐碱、耐高压，极不容易被消化，所以其内部营养物质难以被人体吸收利用，但破壁后的细胞的营养物质会被充分释放，便于吸收，因此对细胞的破壁研究具有重大的现实意义。

[0004] 关于细胞破壁的研究已经成为近年来中药材领域、食品保健领域的研究热点，随着科学技术的不断发展，细胞的破壁方法越来越多，每种方法都有各自的优缺点，主要有生物法、化学法、物理法三大类，生物法中的酶容易对孢子释放的有用物质进行水解；而化学法耗时长，也会带入其他杂质；机械法则耗时长、耗能大。现有的大部分的破壁方法主要是通过破坏细胞壁结构或改变其细胞膜的通透性来进行破壁的。

[0005] 专利文献CN 111117871 A公开了一种低温叠螺式细胞破壁装置，包括冷却系统，切割装置和破壁筒，切割装置设置在破壁筒中，所述破壁筒包括冷却夹层和真空层，冷却夹层设置在破壁筒内壁外侧，冷却系统与冷却夹层连通，冷却夹层中具有液氮，所述真空层设置在冷却夹层外侧，所述切割装置包括叠螺刀和转动轴，转动轴设置在破壁筒内，叠螺刀设置在转动轴上。

[0006] 专利文献CN203315787U公开了一种中草药有效成分低温提取装置，涉及药物提取设备技术领域，包括一支架，所述支架上设有带蒸汽加热夹层的低温提取槽，所述低温提取槽底部设有超声波振子，所述低温提取槽上部设有进料斗，所述低温提取槽底部设有出料口及冷凝水出口，所述低温提取槽上部还设有温度感应器和压力感应计，所述低温提取槽一侧连接有蒸汽管道，另一侧连接有抽真空机构。本实用新型采用低温提取，使药材中的有效成份得到最大的保护，大大提高了提取物的质量，又由于采用低温提取显著地降低了蒸汽的使用量，提高了生产效益。

[0007] 即上述专利文献声称其可以在低温环境下破壁，但是专利文献CN203315787U是蒸汽低温，温度为零下60‑80度左右，在刀片震动时产生的热量会综合蒸汽低温，样品的处理温度有可能直接到常温状态，其温度还是较高，而本发明是维持液氮环境的超低温反应，相比现有技术，处理时维持的温度更低，可以增加样品的脆性，容易进行粉碎、混合和均化，从而使得处理效率提高，并能保证样品处理的质量。

[0008] 而且专利文献CN 111117871 A通过螺刀切割样品的，而不是是振动的，专利文献CN203315787U是通过超声波振子振动的，其并不是利用的是电磁技术，而且上述专利文献不能根据所需的粒度进行进行合理的控制振动频率和速度。

发明内容

[0009] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、使用方便、效果显著的无接触式细胞破壁超低温粉碎装置。

[0010] 具体技术方案如下：一种超低温电磁撞子磨碎装置，包括液氮系统、电磁组件和粉碎组件，所述电磁组件包括电磁空心管和电磁线圈，所述电磁空心管外侧缠绕有电磁线圈；

[0011] 所述液氮系统套设在所述电磁组件的外围，使其处于超低温环境，所述粉碎组件包括空柱管、管堵头和粉碎棒；所述空柱管两侧设置有管堵头；所述管堵头包括端盖和磁性组件，所述端盖上设置有磁性组件，所述粉碎棒安装在所述空柱管内，所述粉碎棒为磁性棒；

[0012] 所述粉碎组件安装在所述缠绕有电磁线圈的电磁空心管内，电磁线圈连接交流电，通过交流电的磁场变换，驱使所述磁性棒在所述空柱管高频运动。

[0013] 优选地，所述空柱管口两端有凹槽，所述管堵头设置有与所述凹槽相配合的凸台，使其形成封闭空间。

[0014] 优选地，所述凸台为磁性组件。

[0015] 优选地，所述磁性组件分别为第一磁性组件和第二磁性组件，所述第一磁性组件和第二磁性组件分别位于空柱管的两端，所述第一磁性组件与朝向所述第一磁性组件的磁性棒的近端极性相同，所述第二磁性组件与朝向所述第二磁性组件的磁性棒的近端极性相同，所述电磁线圈通交流电，在第一磁性组件和第二磁性组件的磁场作用下，磁性棒在所述空柱管内作高频运动。

[0016] 优选地，所述电磁空心管，材质为环氧树脂和聚酰亚胺树脂中的一种或两种。

[0017] 优选地，所述粉碎棒的材质为磁性不锈钢、碳钢。

[0018] 优选地，所述电磁线圈的结构为螺旋缠绕线，电磁线圈的材质为铜或铝。

[0019] 优选地，所述液氮系统包括壳体，所述壳体为中空结构，所述壳体位于所述电磁组件的外围，所述壳体的中空结构内装有液氮，作为冷却层，所述壳体上设置有液氮进口和液氮出口，所述液氮进口和液氮出口均与中空结构连通。

[0020] 优选地，还包括控制系统和输入模块，所述输入模块和控制模块连接，所述输入模块输入所需粉碎的粒度；控制系统根据输入模块输入的所需粉碎的粒度控制交流电的频率和电流。

[0021] 优选地，还包括匹配模块，所述匹配模块包括粒度分类模块和与粒度分类模块对应的交流电模块；所述粒度分类模块为根据用户所需粉碎的粒度进行范围分类，所述交流电模块为根据所述粉碎的粒度对应的所需要的交流电的频率，所述匹配模块与所述控制系统和输入模块连接，用户输入所需粉碎的粒度，与匹配模块中的粒度分类模块进行比对，选择对应的粒度分类范围，并选择粒度分类范围对应的交流电的频率，作为交流电的最佳频率，所述控制系统根据交流电的最佳频率控制交流电。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0023] 1、采用电磁驱动碰撞技术，独特的结构设计运用于细胞破壁超低温粉碎，保证了样品的无交叉污染。

[0024] 2、通过该电磁驱动装置的结构，细胞破壁步骤无需人工操作，减少人力的负担、减少分析步骤、节省时间。

[0025] 3、电磁驱动碰撞结构，可以直接破损、无连接部件(属于无接触式碰撞粉碎)，做到一步粉碎操作无需清洗，将多批次样品的粉碎步骤按照批次区分，不需要先取上批次样品清洗，然后再加下一批次样品进行粉碎这样的分步操作，省时省力，尤其是需要进行无交叉污染检测的实验时效果更好。

[0026] 4、本发明提供了控制系统、输入模块和匹配模块，从而使电磁驱动撞子的速度任意可控，对所粉碎要求的粒度可以通过不同的参数来调整，做到样品精准处理后均匀，一致性高。

[0027] 5、本发明利用电磁感应原理，通过粉碎棒(磁性棒)在腔体内往复运动实现振动，其并没有采用马达、电机等驱动结构，同时结构上较简单，首次将电磁感应驱动装置应用于细胞破壁领域。

[0028] 6、本申请提供的液氮环境的超低温维持，相比现有技术，可以保证样品处理的质量。

附图说明

[0029] 图1为本发明无接触式细胞破壁超低温粉碎装置中内碰撞结构示意图；

[0030] 图2为本发明无接触式细胞破壁超低温粉碎装置中电磁空心管结构示意图；

[0031] 图3为本发明无接触式细胞破壁超低温粉碎装置的工作原理示意图；

[0032] 附图标记如下：

[0033] 1‑管堵头；11‑端盖；12‑第一磁性组件；13‑第二磁性组件；2‑空柱管；3‑粉碎棒；4‑电磁线圈；5‑电磁空心管；6‑壳体。

具体实施方式

[0034] 实施例1：

[0035] 如图1所示：液氮下电磁撞子磨碎的装置包括管堵头1和可插进空柱管2，粉碎棒3插入所述空柱管2内侧，所述粉碎棒3在所述空柱管2内可以左右运动，所述管堵头1和所述空柱管2塞入后形成封闭的空间，可以防止样品泄漏。

[0036] 如图2所示：所述空柱管2连同两侧的管堵头1，所述粉碎棒3形成一个超低温粉碎管，塞入电磁空心管5，所述电磁空心管5外侧缠绕电磁线圈4，所述电磁线圈4连接交流电，通过交流电的磁场变换，驱使所述粉碎棒3在所述空柱管2高频运动，与所述管堵头1发生碰撞，使得所述空柱管2内样品被碰撞粉碎。

[0037] 所述的无接触式细胞破壁超低温粉碎装置，还包括所述空柱管2，结构为空柱管口有凹槽，使得所述管堵头1可以紧密塞入，形成封闭空间，防止样品泄露；所述管堵头1与所述粉碎棒3，其材质为磁性不锈钢。所述电磁线圈4，其结构为螺旋缠绕线，其材质为铜。电磁空心管5，其结构为空芯柱管，其材质为环氧树脂、聚酰亚胺树脂。

[0038] 实施例2：

[0039] 如图1‑3所示，本实施例提供了一种超低温电磁撞子磨碎装置，包括液氮系统、电磁组件和粉碎组件，所述电磁组件包括电磁空心管和电磁线圈，所述电磁空心管外侧缠绕有电磁线圈；

[0040] 所述液氮系统包括壳体，所述壳体6为中空结构，所述壳体6位于所述电磁组件的外围，使其处于超低温环境，所述壳体6的中空结构内装有液氮，作为冷却层，所述壳体上设置有液氮进口和液氮出口，所述液氮进口和液氮出口均与中空结构连通；

[0041] 所述粉碎组件包括空柱管2、管堵头1和粉碎棒3；所述空柱管两侧设置有管堵头；所述管堵头包括端盖11和磁性组件，所述端盖11上设置有磁性组件，所述粉碎棒安装在所述空柱管内，所述粉碎棒3为磁性棒；

[0042] 所述粉碎组件安装在所述缠绕有电磁线圈的电磁空心管内，电磁线圈连接交流电，通过交流电的磁场变换，驱使所述磁性棒在所述空柱管高频运动。

[0043] 具体地，所述电磁空心管，材质为环氧树脂和聚酰亚胺树脂中的一种或两种。所述粉碎棒的材质为磁性不锈钢、碳钢。所述电磁线圈的结构为螺旋缠绕线，电磁线圈的材质为铜或铝。

[0044] 其中，本实施例中提供的所述空柱管口两端有凹槽，所述管堵头设置有与所述凹槽相配合的凸台，使其形成封闭空间，具体地，所述凸台为磁性组件。

[0045] 作为优选实施方式，本实施例中提供的所述磁性组件分别为第一磁性组件12和第二磁性组件13，所述第一磁性组件12和第二磁性组件13分别位于空柱管的两端，所述第一磁性组件与朝向所述第一磁性组件的磁性棒的近端极性相同，所述第二磁性组件与朝向所述第二磁性组件的磁性棒的近端极性相同，所述电磁线圈通交流电，在第一磁性组件和第二磁性组件的磁场作用下，磁性棒在所述空柱管内作高频运动。

[0046] 作为优选实施方式，本发明提供装置还包括控制系统、输入模块和匹配模块，所述输入模块和控制模块连接，所述输入模块输入所需粉碎的粒度；控制系统根据输入模块输入的所需粉碎的粒度控制交流电的频率和电流。

[0047] 具体地，所述匹配模块包括粒度分类模块和与粒度分类模块对应的交流电模块；所述粒度分类模块为根据用户所需粉碎的粒度进行范围分类，所述交流电模块为根据所述粉碎的粒度对应的所需要的交流电的频率，所述所述匹配模块与所述控制系统和输入模块连接，用户输入所需粉碎的粒度，与匹配模块中的粒度分类模块进行比对，选择对应的粒度分类范围，并选择粒度分类范围对应的交流电的频率，作为交流电的最佳频率，所述控制系统根据交流电的最佳频率和电流控制交流电。

[0048] 本发明中提供的粒度分类模块对应的交流电模块的确定是根据对粉碎的粒度进行范围分类，根据所需的粒度确定所需的交流电的频率，将交流电的频率与所需粉碎的粒度范围进行映射。

[0049] 本发明中当用户输入所需粉碎的粒度时，根据匹配模块确定交流电的最佳频率，然后通过控制系统控制交流电的最佳频率，使其处于该最佳频率进行工作，使样品能够精准处理，并且处理后均匀性好、一致性高。

[0050] 现有细胞破壁超低温粉碎是以研钵为基础，加入干冰或液氮等低温的液体或固体，通过人工来进行操作的。无接触式细胞破壁超低温粉碎装置专利创新点：1、采用电磁驱动碰撞技术，独特的结构设计运用于细胞破壁超低温粉碎，保证了样品的无交叉污染。2、通过该电磁驱动装置的结构，细胞破壁步骤无需人工操作，减少人力的负担、减少分析步骤、节省时间；3、电磁驱动碰撞结构，可以直接破损、无连接部件(属于无接触式碰撞粉碎)，做到一步粉碎操作无需清洗，将多批次样品的粉碎步骤按照批次区分，不需要先取上批次样品清洗，然后再加下一批次样品进行粉碎这样的分步操作，省时省力，尤其是需要进行无交叉污染检测的实验时效果更好。4、通过独有的控制技术，达到电磁驱动撞子的速度任意可控，对所粉碎不同的样品，要求的粒度可以通过不同的参数来调整，做到样品精准处理后均匀，一致性高。

[0051] 上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。