專利名稱：利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞培養(yǎng)的裝置。特別是涉及一種可根據(jù)細(xì)胞生長的情況調(diào)控促進(jìn) 細(xì)胞的生長的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的細(xì)胞培養(yǎng)的裝置或方法，已有1、用長螺線管作刺激裝置，利用螺線管軸線 附近的均勻磁場(chǎng)，刺激細(xì)胞生長；2、用霍爾姆斯線圈提供均勻磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的方法； 3、利用已有的脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的方法。但是，上述的三種細(xì)胞培養(yǎng)的裝置或方 法，都存在著不同程度的問題。具體如下-
1、 用長螺線管作刺激裝置，利用螺線管軸線附近的均勻磁場(chǎng)，刺激細(xì)胞生長。局限 在只能進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)皿內(nèi)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，無法進(jìn)一歩使用于動(dòng)物體。
2、 有用霍爾姆斯線圈提供均勻磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的方法，同樣局限于細(xì)胞培養(yǎng)，不 能進(jìn)一歩用于動(dòng)物試驗(yàn)。
3、 已有的脈沖電磁場(chǎng)用于細(xì)胞培養(yǎng)方法是直接從信號(hào)發(fā)生器引出調(diào)制的脈沖串信 號(hào)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，作用于細(xì)胞培養(yǎng)，產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式受到局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可根據(jù)細(xì)胞生長的情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，使 細(xì)胞可處在均勻的磁場(chǎng)范圍內(nèi)的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，包括有 脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器和與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器的輸出信號(hào)相連的用于放置細(xì)胞培養(yǎng)皿的磁刺 激作用板。
所述的磁刺激作用板包括有主體和設(shè)置在主體周邊的具有凹槽的磁刺激板繞線支 架，所述的磁刺激板繞線支架的凹槽內(nèi)纏繞有漆包線，所述的漆包線與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生 器的輸出信號(hào)相連。
所述的磁刺激板繞線支架與主體一體形成。
所述的磁刺激板繞線支架與主體分體構(gòu)成。
所述的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器包括有控帝lj單元，和分別與控制單元相連的用于顯示工作 時(shí)間的顯示電路、設(shè)定工作時(shí)間的定時(shí)按鍵電路、脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生控制按鍵以及向裝置 提供電源和輸出脈沖電壓的電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元。
所述的控制單元包括有控制芯片、與控制芯片相連向控制芯片提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘 電路、與控制芯片相連提示工作時(shí)間到時(shí)的發(fā)聲電路。所述的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生控制按鍵包括有分別與控制單元相連的工作控制按鍵電路 和控制輸出磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度控制按鍵電路。
所述的控制芯片的脈沖輸出信號(hào)端與電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元中的脈沖輸入端相連接， 所述的控制芯片的繼電器控制輸出信號(hào)端與電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元中的繼電器控制輸入 端相連接。
本發(fā)明的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置具有如下特點(diǎn)
1、 設(shè)計(jì)的脈沖電磁場(chǎng)裝置，參數(shù)可調(diào)，可根據(jù)細(xì)胞生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2、 用磁耦合器作為刺激裝置，將細(xì)胞培養(yǎng)皿置于磁場(chǎng)作用的范圍內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)觀察。
3、 細(xì)胞可處在均勻的磁場(chǎng)范圍內(nèi)，使培養(yǎng)條件的相同。


圖1是本發(fā)明的構(gòu)成結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中磁刺激板結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)皿的放置示意圖3是圖2的俯視圖4本發(fā)明的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器的構(gòu)成框圖5是本發(fā)明的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器的電路原理圖6是圖5中控制芯片的示意圖7是圖5中時(shí)鐘電路原理圖8是圖5中發(fā)聲電路原理圖9是圖5中定時(shí)按鍵電路的電路原理圖10是圖5中顯示電路的電路原理圖11是圖5中工作控制按鍵電路的電路原理圖12是圖5中強(qiáng)度控制按鍵電路的電路原理圖13是本發(fā)明的電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元的電路原理圖。
其中
1:脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器 2:連接導(dǎo)線
3:細(xì)胞培養(yǎng)皿 4:主體
5:磁刺激作用板 6:磁刺激板繞線支架
7:漆包線 11:控制單元
12:顯示電路 13:定時(shí)按鍵電路
14:脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生控制按鍵 15:電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元
111:時(shí)鐘電路 112:發(fā)聲電路
141:工作控制按鍵電路 142:強(qiáng)度控制按鍵電路
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置做出詳細(xì)說
4明。
如圖1所示，本發(fā)明的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，包括有脈沖電磁場(chǎng) 發(fā)生器1和與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器1的輸出信號(hào)相連的用于放置細(xì)胞培養(yǎng)皿3的磁刺激作 用板5。
如圖2、圖3所示，所述的磁剌激作用板5包括有主體4和設(shè)置在主體4周邊的具有 凹槽的磁刺激板繞線支架6，所述的磁刺激板繞線支架6的凹槽內(nèi)纏繞有漆包線7，所述 的漆包線7與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器1的輸出信號(hào)相連。漆包線沿平行于主體4平面的方向 纏繞，在線圈內(nèi)產(chǎn)生垂直于主體4平面的磁場(chǎng)，在線圈的中心位置加入磁芯材料時(shí)，產(chǎn) 生的磁場(chǎng)為均勻磁場(chǎng)。這樣，保證同一批培養(yǎng)的細(xì)胞受到的電磁場(chǎng)作用是等同的。
所述的磁刺激板繞線支架6與主體4 一體形成。所述的磁刺激板繞線支架6與主體4 還可為分體構(gòu)成。
如圖4所示，所述的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器1包括有控制單元11，和分別與控制單元11 相連的用于顯示工作時(shí)間的顯示電路12、設(shè)定工作時(shí)間的定時(shí)按鍵電路13、脈沖電磁場(chǎng) 發(fā)生控制按鍵14以及向裝置提供電源和輸出脈沖電壓的電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元15。
如圖5、圖6、圖7、圖8所示，所述的控制單元11包括有控制芯片Ul，采用型號(hào) 為SLC84的可編程控制芯片；與控制芯片Ul相連向控制芯片Ul提供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘電 路111，時(shí)鐘電路111由晶振與4066組成；與控制芯片Ul相連提示工作時(shí)間到時(shí)的發(fā)聲 電路112。
圖9所示為定時(shí)按鍵電路13的電路原理圖，圖10為顯示電路12的電路原理圖。
顯示電路12是山兩個(gè)數(shù)碼管DS1、 DS2和兩個(gè)型號(hào)相同的驅(qū)動(dòng)芯片U2、 U3 (型號(hào)為 4511)及兩組驅(qū)動(dòng)電阻組成，顯示秒級(jí)工作時(shí)間，數(shù)碼管DS1顯示個(gè)位，山來自控制芯 片Ul的TmO， Tral， Tm2， Tm3端的信號(hào)控制，通過驅(qū)動(dòng)芯片U3驅(qū)動(dòng)，顯示設(shè)定的個(gè)位 秒數(shù)；數(shù)碼管DS2顯示十位，由來自控制芯片U1的T0， Tl， T2， T3端的信號(hào)控制，通 過驅(qū)動(dòng)芯片U2驅(qū)動(dòng)，顯示設(shè)定的十位秒數(shù)。的述的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片U2、 U3與兩個(gè)數(shù)碼管 DS1、 DS2之間的兩組驅(qū)動(dòng)電阻是電阻R11 R17和電阻R18 R124。-
定時(shí)按鍵電路13的按鍵Tl和T2分別控制時(shí)間的增加和減少，按鍵Tl按下一次， 信號(hào)輸送到控制芯片U1的Ktu端，計(jì)數(shù)器加一，同時(shí)數(shù)碼管數(shù)值加一；按鍵T2按下一 次，信號(hào)輸送到控制芯片Ul的Ktd端，計(jì)數(shù)器減一，同時(shí)數(shù)碼管數(shù)值減一。通過鍵Tl 和鍵T2，設(shè)定需要的工作時(shí)間。
如圖5、圖ll、圖12所示，所述的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生控制按鍵14包括有分別與控制 單元11相連的工作控制按鍵電路141和控制輸出磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度控制按鍵電路142。
圖11中的工作鍵23按下時(shí)，控制信號(hào)送到控制芯片Ul的Kstar端，并由Work端 送出控制信號(hào)到三極管T1點(diǎn)亮發(fā)光二極管D1，指示裝置丌始工作；當(dāng)停止鍵24按下時(shí)， 控制信號(hào)送到控制芯片U1的Kst叩端，同時(shí)Count端停止計(jì)時(shí)，發(fā)送控制信號(hào)到三極管 T2點(diǎn)亮發(fā)光二極管D2，指示裝置停止工作。按下圖12中的選擇鍵21或選擇鍵22，將相應(yīng)的控制信號(hào)KM1和KM2送到控制芯片 Ul，由程序控制將相應(yīng)的控制信號(hào)M1-D0信號(hào)或M2-D0送出，分別控制相應(yīng)的三極管T3 和T4導(dǎo)通，點(diǎn)亮相應(yīng)強(qiáng)度的發(fā)光二極管D3或發(fā)光二極管D4。同時(shí)將控制芯片Ul的M1-D0 信號(hào)送到磁場(chǎng)發(fā)生單元，控制不同的磁場(chǎng)的工作強(qiáng)度。
如圖5、圖13所示，所述的電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元15中電源部分是由變壓器副邊 產(chǎn)生的交流電壓V3out經(jīng)橋路BD整流和穩(wěn)壓元件7805后產(chǎn)生5V電壓Vcc，提供給裝置 中各芯片的工作電壓。磁場(chǎng)發(fā)生單元是控制芯片U1發(fā)出的控制信號(hào)M1-D0通過選通繼 電器JD的不同端，控制選擇相應(yīng)的變壓器輸出Vlout和V2out，通過電容C13、 C14， 二 極管Da、 Db，電阻R42組成的倍壓電路產(chǎn)生不同的電壓強(qiáng)度，在線圈內(nèi)感應(yīng)出不同強(qiáng)度 的電磁場(chǎng)。來自控制芯片Ul的Ef信號(hào)控制磁場(chǎng)的頻率。圖13中的U4是光耦合器。
所述的控制芯片Ul的脈沖輸出信號(hào)端Ef與電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元15中的脈沖輸入端 Ef相連接，所述的控制芯片Ul的繼電器控制輸出信號(hào)端M2-D0與電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元 15中的繼電器控制輸入端JD相連接。
結(jié)合圖5和圖13說明本發(fā)明的工作原理如下
由時(shí)鐘芯片4060和晶振組成的晶振電路產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，輸入到可編程陣列的控制芯 片U1SCL84， tld程序控制產(chǎn)生需要的脈沖電磁場(chǎng)頻率信號(hào)Ef，輸出至圖13的倍壓電路； 按鍵T1、 T2控制時(shí)間常數(shù)，設(shè)定的時(shí)間在數(shù)碼管DS1、 DS2顯示；按下工作鍵23時(shí)，相 應(yīng)的發(fā)光二極管D1點(diǎn)亮，裝置開始工作，計(jì)時(shí)完畢時(shí)程序自動(dòng)停止，發(fā)光二極管D2點(diǎn) 亮，表示裝置停止工作，同時(shí)，蜂鳴器F鳴響，給出聲音提示。如果在裝置工作進(jìn)程中 需要停止工作，可以直接按下停止鍵24，同樣可以停止工作。按鍵選擇21和按鍵選擇 22分別對(duì)應(yīng)控制脈沖電磁場(chǎng)的兩個(gè)強(qiáng)度，按下一個(gè)選擇鍵時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管(發(fā)光 二極管D3、發(fā)光二極管D4)分別點(diǎn)亮，給與提示。
圖13所示電路的主要功能是提供圖5和圖13中電路及芯片供電的5V直流電源，另 外，由變壓器的副邊提供可選擇的交流輸出 Voutl和 Vout2，由繼電器控制，經(jīng)倍壓 電路輸出的電壓在外接線圈內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的強(qiáng)度的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的頻率由來自圖5的Ef控制。
權(quán)利要求
1. 一種利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，包括有脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器(1)和與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器(1)的輸出信號(hào)相連的用于放置細(xì)胞培養(yǎng)皿(3)的磁刺激作用板(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的磁刺激作用板(5)包括有主體(4)和設(shè)置在主體(4)周邊的具有凹槽的磁刺激板繞 線支架(6)，所述的磁刺激板繞線支架(6)的凹槽內(nèi)纏繞有漆包線(7)，所述的漆包 線(7)與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器(1)的輸出信號(hào)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的磁刺激板繞線支架(6)與主體(4) 一體形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的磁刺激板繞線支架(6)與主體(4)分體構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器(1)包括有控制單元(11)，和分別與控制單元(11)相連的用于 顯示工作時(shí)間的顯示電路(12)、設(shè)定工作時(shí)間的定時(shí)按鍵電路(13)、脈沖電磁場(chǎng)發(fā) 生控制按鍵(14)以及向裝置提供電源和輸出脈沖電壓的電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元(15)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的控制單元(11)包括有控制芯片(Ul)、與控制芯片(Ul)相連向控制芯片(Ul)提 供時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘電路(111)、與控制芯片(U1)相連提示工作時(shí)間到時(shí)的發(fā)聲電路(112)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生控制按鍵(14)包括有分別與控制單元(11)相連的工作控制按鍵電 路(141)和控制輸出磁場(chǎng)強(qiáng)度的強(qiáng)度控制按鍵電路(142)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，其特征在于，所述 的控制芯片(Ul)的脈沖輸出信號(hào)端(Ef)與電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元(15)中的脈沖輸入 端(Ef)相連接，所述的控制芯片(Ul)的繼電器控制輸出信號(hào)端(M2-D0)與電源和磁 場(chǎng)發(fā)生單元(15)中的繼電器控制輸入端(JD)相連接。
全文摘要
一種利用脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置，有脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器和與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器的輸出信號(hào)相連的用于放置細(xì)胞培養(yǎng)皿的磁刺激作用板。磁刺激作用板有主體和設(shè)置在主體周邊的具有凹槽的磁刺激板繞線支架，磁刺激板繞線支架的凹槽內(nèi)纏繞有漆包線，漆包線與脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器的輸出信號(hào)相連。磁刺激板繞線支架與主體一體形成。磁刺激板繞線支架與主體分體構(gòu)成。脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生器有分別與控制單元相連的用于顯示工作時(shí)間的顯示電路、設(shè)定工作時(shí)間的定時(shí)按鍵電路、脈沖電磁場(chǎng)發(fā)生控制按鍵以及向裝置提供電源和輸出脈沖電壓的電源和磁場(chǎng)發(fā)生單元。本發(fā)明可根據(jù)細(xì)胞生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，將細(xì)胞培養(yǎng)皿置于均勻的磁場(chǎng)作用的范圍內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)觀察，使培養(yǎng)條件相同。
文檔編號(hào)C12M3/00GK101463319SQ20091006763
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者屈成端, 崔紅巖, 龐麗云, 李小紅, 勇 胡, 謝小波, 陳先農(nóng) 申請(qǐng)人:中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所