一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，涉及生物醫(yī)學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】。這種用于篩選細(xì)胞分化的高通量電刺激儀主要包括三個(gè)部分：第一部分信號(hào)發(fā)生裝置，可設(shè)定細(xì)胞電刺激信號(hào)的種類、強(qiáng)弱及頻率；第二部分是與信號(hào)發(fā)生裝置連接的電路轉(zhuǎn)接板，通過(guò)轉(zhuǎn)接板實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生裝置高通量電信號(hào)的引出、二次控制及調(diào)整；第三部分包括通過(guò)排線接收所述電路轉(zhuǎn)接板引出高通量電信號(hào)的電極陣列、細(xì)胞培養(yǎng)板、板蓋及封裝蓋。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在相同溫度、濕度及培養(yǎng)基環(huán)境條件下，相同或不同幅度及頻率的電壓/電流刺激信號(hào)對(duì)相同或不同種類細(xì)胞分化影響的高通量篩選。本實(shí)用新型主要用于細(xì)胞培養(yǎng)。
【專利說(shuō)明】—種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物醫(yī)學(xué)的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及電刺激儀的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，電刺激治療發(fā)展十分迅速，從單一的電刺激神經(jīng)解決肌肉運(yùn)動(dòng)問(wèn)題發(fā)展到調(diào)節(jié)干細(xì)胞分化、啟動(dòng)肢體和脊髓再生、誘導(dǎo)異位眼球產(chǎn)生以及控制腫瘤生長(zhǎng)，這些都說(shuō)明了通過(guò)電刺激治療可以模擬生物電，從而調(diào)控生物化學(xué)反應(yīng)和細(xì)胞功能。《自然》雜志專門也寫了關(guān)注電刺激治療的文章。世界著名的藥企葛蘭素史克把電刺激治療作為一種未來(lái)醫(yī)學(xué)手段，在2013年就已經(jīng)投資5千萬(wàn)美元支持生物電治療研究。
[0003]但是，目前電治療主要是通過(guò)直接電刺激人體達(dá)到治療的作用。其技術(shù)中包含各種電壓/電流，范圍太大，不能精確有效的控制干細(xì)胞分化成其他功能細(xì)胞，以及研究高通量電信號(hào)與細(xì)胞的相互作用機(jī)理。
[0004]為了解決此問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，該電刺激儀可產(chǎn)生不同的電壓/電流實(shí)現(xiàn)高通量篩選干細(xì)胞分化過(guò)程中的電刺激信號(hào)。通過(guò)高通量的電刺激研究干細(xì)胞的分化并篩選出有利于干細(xì)胞向成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、成肌細(xì)胞等功能細(xì)胞分化的最佳電壓/電流，為今后電治療提供更精確的技術(shù)參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，它能有效地產(chǎn)生不同的電壓/電流，實(shí)現(xiàn)高通量篩選干細(xì)胞分化過(guò)程中的電刺激信號(hào)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，包括信號(hào)發(fā)生模塊、電路轉(zhuǎn)接板和細(xì)胞培養(yǎng)板。信號(hào)發(fā)生模塊電源端連接電池組，輸出端設(shè)有I/O接口模塊，通過(guò)排線與電路轉(zhuǎn)接板相連，電路轉(zhuǎn)接板設(shè)有電阻陣列和穩(wěn)壓穩(wěn)流芯片，所有電阻兩端均帶有接線柱；蓋板對(duì)應(yīng)細(xì)胞培養(yǎng)板內(nèi)孔位置設(shè)有電極，電極的一端的引線與排線連接。
[0008]所述細(xì)胞培養(yǎng)板每個(gè)內(nèi)孔對(duì)應(yīng)兩根電極,所有電極共同接地。
[0009]所述蓋板通過(guò)封裝蓋密封。
[0010]所述細(xì)胞培養(yǎng)板的孔數(shù)為六孔或其倍數(shù)。
[0011]第一部分是信號(hào)發(fā)生裝置，主要包括獨(dú)立電源、電源開(kāi)關(guān)、信號(hào)發(fā)生模塊以及I/O接口模塊。該信號(hào)發(fā)生裝置通過(guò)排線與電路轉(zhuǎn)接板相連，可自由選擇不同類型的電刺激信號(hào)，包括電流信號(hào)或電壓信號(hào)以及信號(hào)的波形、強(qiáng)弱及頻率等。
[0012]第二部分是電路轉(zhuǎn)接板，電路轉(zhuǎn)接板上是一系列不同阻值的電阻陣列及相應(yīng)的穩(wěn)壓穩(wěn)流芯片。電路轉(zhuǎn)接板通過(guò)排線與信號(hào)發(fā)生裝置的I/o接口模塊連接，實(shí)現(xiàn)第一部分電刺激信號(hào)發(fā)生裝置所產(chǎn)生電信號(hào)的引出，同時(shí)所有電阻兩端均帶有接線柱，通過(guò)接線柱的選擇，可實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的二次控制及調(diào)整。
[0013]第三部分包括通過(guò)排線接收電路轉(zhuǎn)接板引出高通量電信號(hào)的平面電極陣列、細(xì)胞培養(yǎng)板、板蓋及封裝蓋。細(xì)胞培養(yǎng)板上的內(nèi)孔每孔都插有兩根電極，所有電極共同接地，以及共同組成平面電極陣列均勻地分布在蓋板上，蓋板通過(guò)封裝蓋進(jìn)行封裝密封。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:(一)這種用于調(diào)控及篩選細(xì)胞分化的高通量電刺激儀能夠精確控制所產(chǎn)生電刺激信號(hào)的種類、大小及頻率；(二)可在相同溫度、濕度及培養(yǎng)基環(huán)境條件下，觀察相同或不同的電壓/電流刺激信號(hào)對(duì)相同或不同種類細(xì)胞分化的影響；(三)可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的高通量電信號(hào)刺激以及高通量篩選；(四)同時(shí)這種用于高通量調(diào)控及篩選細(xì)胞分化的電刺激儀具有獨(dú)立性好、便攜性好、功率低、干擾小及效率高等特點(diǎn)，使用方便，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省了人力和物力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的連接框圖
[0016]圖2為本實(shí)用新型蓋板電極封裝示意圖
[0017]圖3為本實(shí)用新型六孔細(xì)胞培養(yǎng)板立體示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0019]一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，由三個(gè)部分構(gòu)成:
[0020]第一部分是信號(hào)發(fā)生裝置，包括電源開(kāi)關(guān)1、電池組2、信號(hào)發(fā)生模塊3以及I/O接口模塊4。其中獨(dú)立電源2為整套電刺激儀電路提供工作電源，連接到所有需要電源的模塊；電源開(kāi)關(guān)2主要控制電路的開(kāi)啟與斷開(kāi)；信號(hào)發(fā)生模塊3主要產(chǎn)生不同類型的電壓/電流信號(hào)；I/O接口模塊4主要是信號(hào)發(fā)生模塊的引出端，信號(hào)發(fā)生模塊3通過(guò)I/O接口模塊4往外輸出產(chǎn)生的各類電信號(hào)。所述I/O接口模塊4通過(guò)排線5與電路轉(zhuǎn)接板6相連接。
[0021]第二部分是電路轉(zhuǎn)接板6，包括一系列不同阻值的電阻7陣列及相應(yīng)的穩(wěn)壓穩(wěn)流芯片。電路轉(zhuǎn)接板6通過(guò)排線5與信號(hào)發(fā)生裝置的I/O接口模塊4連接，實(shí)現(xiàn)第一部分電刺激信號(hào)發(fā)生裝置所產(chǎn)生電信號(hào)的引出。再通過(guò)電路轉(zhuǎn)接板6上的電阻7陣列實(shí)現(xiàn)對(duì)引入電信號(hào)的二次調(diào)整。同時(shí)所有電阻7兩端均帶有接線柱8，通過(guò)不同接線柱8的選擇，可實(shí)現(xiàn)引出電信號(hào)的再次控制及調(diào)整。通過(guò)兩次調(diào)整，可獲得更多選擇的電信號(hào)。所述電路轉(zhuǎn)接板6上的電壓/電流信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的穩(wěn)壓穩(wěn)流芯片，進(jìn)行穩(wěn)壓穩(wěn)流處理，保證了輸出電信號(hào)的穩(wěn)定性。所述第二部分通過(guò)排線9與第三部分實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。
[0022]第三部分包括電極7引出的導(dǎo)線16連接排線9接收所述電路轉(zhuǎn)接板6引出高通量電信號(hào)的平面電極陣列、細(xì)胞培養(yǎng)板11、細(xì)胞培養(yǎng)板孔10、板蓋12、封裝蓋14及導(dǎo)線16。細(xì)胞培養(yǎng)板11上每孔均插有兩根電極13，共同組成平面電極陣列均勻地分布在細(xì)胞培養(yǎng)板蓋12上，所有電極共同接地，消除了不同孔之間的共模干擾信號(hào)。選用鈦金屬絲作為正負(fù)電極，保證導(dǎo)電性的同時(shí)，也保證了良好的生物相容性。所有電極上端均連接有導(dǎo)線16，導(dǎo)線16穿過(guò)引出孔15與排線9的I/O接口相連。在細(xì)胞培養(yǎng)板11的內(nèi)孔10中，放置的是培養(yǎng)基及待篩選的細(xì)胞。并可通過(guò)培養(yǎng)基的選擇，培養(yǎng)基的阻值也會(huì)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)微弱電信號(hào)的再次調(diào)控。最后通過(guò)封裝蓋14對(duì)培養(yǎng)板蓋上的電極陣列及導(dǎo)線16進(jìn)行封裝密封。一方面，封裝之后方便拆卸到其他相同型號(hào)的培養(yǎng)板上使用；另一方面，封裝之后便于滅菌消毒，降低對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的影響。[0023]整套電刺激儀通過(guò)第一部分的信號(hào)發(fā)生裝置，產(chǎn)生不同的電壓/電流信號(hào)，再通過(guò)電路轉(zhuǎn)接板6實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的高通量產(chǎn)生，最后接入到培養(yǎng)板11的每個(gè)孔內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的刺激篩選。
[0024]所述三個(gè)部分均為獨(dú)立模塊，可隨時(shí)拆卸并重新組裝。第三部分可通過(guò)排線與其他型號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置及電路轉(zhuǎn)接板連接，可獲得更大范圍的不同類型及不同特征的信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更大范圍刺激對(duì)細(xì)胞分化的篩選。
[0025]通過(guò)這種用于調(diào)控及篩選細(xì)胞分化的高通量電刺激儀，可實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)板上所有細(xì)胞在相同溫度、濕度及培養(yǎng)基環(huán)境條件下，完成相同或不同幅度及頻率的電壓/電流刺激信號(hào)對(duì)相同或不同種類細(xì)胞分化影響的高通量篩選，相比于傳統(tǒng)方法，該實(shí)用新型具有獨(dú)立性好、便攜性好、功率低、干擾小及效率高等特點(diǎn)。使用注意事項(xiàng):不同接線柱之間的選擇可獲得大范圍的電信號(hào)，需根據(jù)細(xì)胞能夠承受電壓/電流的極限來(lái)選擇不同的接線柱，避免因電信號(hào)過(guò)大損壞待篩選的細(xì)胞。
【權(quán)利要求】
1.一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，包括信號(hào)發(fā)生模塊(3)、電路轉(zhuǎn)接板(6)和細(xì)胞培養(yǎng)板(11)，其特征在于:信號(hào)發(fā)生模塊(3)電源端連接電池組(2)，輸出端設(shè)有I/O接口模塊(4 )，通過(guò)排線(5 )與電路轉(zhuǎn)接板(6 )相連，電路轉(zhuǎn)接板(6 )設(shè)有電阻(7 )陣列和穩(wěn)壓穩(wěn)流芯片，所有電阻(7)兩端均帶有接線柱(8);蓋板(12)對(duì)應(yīng)細(xì)胞培養(yǎng)板內(nèi)孔(10)位置設(shè)有電極(13)，電極(13)的一端的引線(16)與排線(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，其特征在于:所述細(xì)胞培養(yǎng)板(11)每個(gè)內(nèi)孔(10)對(duì)應(yīng)兩根電極(13)，所有電極(13)共同接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，其特征在于:所述蓋板(12)通過(guò)封裝蓋(14)密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的高通量電刺激儀，其特征在于:所述細(xì)胞培養(yǎng)板(11)的孔數(shù)為六孔或其倍數(shù)。
【文檔編號(hào)】C12M3/00GK203768368SQ201420149151
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】鄧維禮, 謝超鳴, 魯雄, 王科峰 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)