專(zhuān)利名稱(chēng)：能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置及培養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞培養(yǎng)裝置及方法，尤其是在裝置內(nèi)培養(yǎng)細(xì)胞并對(duì)其存活狀態(tài)、信號(hào)通路進(jìn)行分析的可產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置及方法。
背景技術(shù)：
磁場(chǎng)分為穩(wěn)恒磁場(chǎng)以及交變磁場(chǎng)。穩(wěn)恒磁場(chǎng)是指由恒定電流產(chǎn)生的大小和方向不隨時(shí)間改變的磁場(chǎng)。當(dāng)線圈通以交變電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是交變磁場(chǎng)的一種特殊形式，它可以通過(guò)空間上對(duì)稱(chēng)的三相負(fù)載，通以時(shí)間上對(duì)稱(chēng)的三相交流電，最終導(dǎo)致磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量在空間上以固定頻率旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有的諸多研究指出利用磁場(chǎng)治療腫瘤是一個(gè)行之有效的新興發(fā)展方向。穩(wěn)恒磁場(chǎng)、脈沖磁場(chǎng)以及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)被相繼證實(shí)能夠抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。然而，研究人員僅初步驗(yàn)證了多種磁場(chǎng)的抑瘤效果，并未明確其深入機(jī)理。因此，為了探索不同磁場(chǎng)對(duì)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞存活、分子功能、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，以及細(xì)胞骨架改建的影響以及應(yīng)答變化，闡明各類(lèi)磁場(chǎng)的作用機(jī)理，提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，需要提供一種特殊的裝置進(jìn)行磁場(chǎng)的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。中國(guó)專(zhuān)利CN201975196公開(kāi)了 “一種三維亥姆霍茲線圈交直流磁場(chǎng)發(fā)生裝置，包括產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈和控制裝置”，控制裝置包括電腦以及控制器，線圈由兩兩互相垂直的三對(duì)亥姆霍茲線圈組成，在線圈的軸向方向分別對(duì)應(yīng)三維坐標(biāo)軸中的X軸、Y軸和Z軸，三對(duì)亥姆霍茲線圈的中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。該磁場(chǎng)發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，能根據(jù)用戶(hù)的需要，在設(shè)定的大小和任意三維方向上產(chǎn)生交直流磁場(chǎng)，給較多磁傳感器的設(shè)計(jì)、測(cè)試以及應(yīng)用等場(chǎng)合帶來(lái)便利。中國(guó)專(zhuān)利CN202047072公開(kāi)了 “一種細(xì)胞靜磁場(chǎng)加載裝置”，屬于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域，通過(guò)鐵硼永磁體和極靴組成磁極，可以對(duì)體外培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行磁場(chǎng)加載，結(jié)合分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)和其他儀器，能夠觀察不同時(shí)間、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞形態(tài)等的影響，探討靜磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞形態(tài)及功能活性的作用及其機(jī)制，為研究靜磁場(chǎng)的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)提供了研究手段。中國(guó)專(zhuān)利CN201296757公開(kāi)了 “一種改進(jìn)的用于直流電場(chǎng)下觀察細(xì)胞生物學(xué)行為的裝置”，包括培養(yǎng)觀察組件和固定組件，培養(yǎng)觀察組件包括觀察室和培養(yǎng)基室，培養(yǎng)室為兩個(gè)，以上分別與觀察室固定設(shè)置為一體；固定組件包括容器和容器蓋，容器蓋上設(shè)置固定孔，其內(nèi)插入立柱，立柱用于在水平或/和垂直方向固定培養(yǎng)觀察組件；該裝置制作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可重復(fù)使用，不但能節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還可用于觀察不同電場(chǎng)方向?qū)?xì)胞生物學(xué)行為的影響。意大利專(zhuān)利MI2005A000693公開(kāi)了 “一種可產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置”。該裝置分為兩部分，其中一部分通過(guò)計(jì)算機(jī)控制中心，利用螺線管，產(chǎn)生一種水平靜磁場(chǎng)。系統(tǒng)另外一部分為細(xì)胞培養(yǎng)裝置、通過(guò)傳感器的設(shè)計(jì)，反饋裝置的溫度。該項(xiàng)發(fā)明能夠用于觀察靜磁場(chǎng)的細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)之中。上述發(fā)明的裝置有各自的局限性，如產(chǎn)生復(fù)雜磁場(chǎng)的裝置無(wú)法進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，而能夠進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的裝置卻僅有單一靜磁場(chǎng)。在分析交變磁場(chǎng)、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞的影響時(shí)，這些裝置顯得無(wú)能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)包括單一軸向穩(wěn)恒磁場(chǎng)，單一軸向交變磁場(chǎng)，平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并通過(guò)數(shù)字控制等手段，對(duì)培養(yǎng)裝置內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)頻率，溫度以及CO2濃度能夠控制的能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置。本發(fā)明是通過(guò)以下技 術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，該裝置是一箱體，在箱體側(cè)壁設(shè)有加熱管30和CO2通入孔，在其對(duì)面?zhèn)缺谠O(shè)有降溫管32，底面裝有溫度傳感器34和CO2傳感器35，箱體中間裝有線圈31，線圈31包括三組在空間上正交擺放的亥姆霍茲線圈，每組線圈有兩個(gè)抽頭，分別與控制電路36連接，用于通入激勵(lì)電流，每組線圈的軸向分別定義為X，Y，Z軸，其交點(diǎn)為原點(diǎn)0，在原點(diǎn)位置設(shè)有載物臺(tái)33，CO2發(fā)生部分29通過(guò)管線和箱體側(cè)壁孔向培養(yǎng)裝置內(nèi)通入CO2,計(jì)算機(jī)I經(jīng)控制電路36分別連接溫度傳感器34、CO2傳感器35、溫度控制部分4和三組正交的亥姆霍茲線圈31，溫度控制部分4分別連接加熱管30和降溫管32構(gòu)成。計(jì)算機(jī)I通過(guò)串口線與單片機(jī)28連接，單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與IXD液晶8連接，單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與矩陣鍵盤(pán)9連接，單片機(jī)通過(guò)信號(hào)線與E2PROM連接，單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與溫度控制部分4連接，單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與CO2發(fā)生部分29連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與DDS模塊IlO連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與DDS模塊II12連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與DDS模塊III13連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與雙路選擇開(kāi)關(guān)116連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與雙路選擇開(kāi)關(guān)1117連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與雙路選擇開(kāi)關(guān)III18連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與幅度調(diào)節(jié)模塊119連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與幅度調(diào)節(jié)模塊1120連接，單片機(jī)28通過(guò)控制線與幅度調(diào)節(jié)模塊III21連接，DDS模塊IlO通過(guò)信號(hào)線與雙路選擇開(kāi)關(guān)116連接，DDS模塊1112通過(guò)信號(hào)線與雙路選擇開(kāi)關(guān)II17，DDS模塊III14通過(guò)信號(hào)線與雙路選擇開(kāi)關(guān)II118連接，直流電壓Ill通過(guò)信號(hào)線與雙路選擇開(kāi)關(guān)116連接，直流電壓1113通過(guò)信號(hào)線與雙路選擇開(kāi)關(guān)1117連接，直流電壓III15通過(guò)信號(hào)線與雙路選擇開(kāi)關(guān)III18連接，雙路選擇開(kāi)關(guān)116通過(guò)信號(hào)線與幅度調(diào)節(jié)模塊119連接，雙路選擇開(kāi)關(guān)1117通過(guò)信號(hào)線與幅度調(diào)節(jié)模塊1120連接，雙路選擇開(kāi)關(guān)III18通過(guò)信號(hào)線與幅度調(diào)節(jié)模塊III21連接，幅度調(diào)節(jié)模塊119通過(guò)信號(hào)線與功率放大模塊122連接，幅度調(diào)節(jié)模塊1120通過(guò)信號(hào)線與功率放大模塊1123連接，幅度調(diào)節(jié)模塊III21通過(guò)信號(hào)線與功率放大模塊III24連接，功率放大模塊122通過(guò)信號(hào)線與亥姆霍茲線圈X25連接，功率放大模塊1123通過(guò)信號(hào)線與亥姆霍茲線圈Y26連接，功率放大模塊III24通過(guò)信號(hào)線與亥姆霍茲線圈Z27連接構(gòu)成。能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置的細(xì)胞培養(yǎng)方法，包括以下順序和步驟a、將細(xì)胞放在三組正交的亥姆霍茲線圈31中心處的載物臺(tái)33上，開(kāi)啟計(jì)算機(jī)1，開(kāi)啟溫度控制部分4，開(kāi)啟CO2發(fā)生部分29，開(kāi)啟控制電路36 ；b設(shè)定當(dāng)前磁場(chǎng)各軸向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0. I 2mT，磁場(chǎng)發(fā)生頻率為0. I lOOOhz，每種方式的工作時(shí)間為10分鐘-72小時(shí)，培養(yǎng)箱內(nèi)CO2的百分濃度為5%，培養(yǎng)箱內(nèi)溫度為37°C ；C、依次設(shè)定完成后，裝置自動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行完成后，裝置自動(dòng)停止運(yùn)行。選擇當(dāng)前磁場(chǎng)工作模式，即當(dāng)前為單一軸向穩(wěn)恒磁場(chǎng)、單一軸向交變磁場(chǎng)，平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還是空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，單一軸向穩(wěn)恒磁場(chǎng)是通過(guò)給3組亥姆赫茲線圈均通以恒定電流時(shí)，在空間中疊加出的一個(gè)任意方向的磁場(chǎng)；單一軸向交變磁場(chǎng)是通過(guò)給某一組線圈通以交變電流，在這一線圈所在軸向上產(chǎn)生的一個(gè)交變磁場(chǎng)；平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是通過(guò)給任意兩組線圈通入交變電流，并且相位差為90°，在此兩組線圈磁場(chǎng)所在平面產(chǎn)生的磁場(chǎng)；空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是通過(guò)給三組線圈全部通以交變電流，并且其中某兩組相位差為90°，在中心區(qū)域產(chǎn)生的磁場(chǎng)。有益效果本發(fā)明能夠產(chǎn)生穩(wěn)恒、交變、平面以及空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)強(qiáng)大小、磁場(chǎng)頻率、作用時(shí)間可調(diào)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)裝置只能產(chǎn)生單一磁場(chǎng)的局限，為探索不同磁場(chǎng)對(duì)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞存活、分子功能、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，以及細(xì)胞骨架 改建的影響以及應(yīng)答變化，闡明各類(lèi)磁場(chǎng)的作用機(jī)理，為細(xì)胞存活、分子功能、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)提供一種可靠的裝備和方法。


圖I能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2為附圖I中控制電路36的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為附圖I中溫度控制部分4的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為附圖I中CO2發(fā)生部分29的結(jié)構(gòu)框圖；圖5為附圖I中三組正交的亥姆赫茲線圈31的結(jié)構(gòu)圖；圖6能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖；圖7能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)圖。I計(jì)算機(jī)，2大功率電源模塊，3異步通信接口，4溫度控制部分，5E2PR0M，6顯示接口，7矩陣鍵盤(pán)接口，8IXD液晶，9矩陣鍵盤(pán)，10DDS模塊I，11直流電壓I，12DDS模塊II，13直流電壓II，14DDS模塊III，15直流電壓III，16雙路選擇開(kāi)關(guān)I，17雙路選擇開(kāi)關(guān)II，18雙路選擇開(kāi)關(guān)III，19幅度調(diào)節(jié)模塊I，20幅度調(diào)節(jié)模塊II，21幅度調(diào)節(jié)模塊III，22功率放大模塊I，23功率放大模塊II，24功率放大模塊III，25亥姆赫茲線圈X，26亥姆赫茲線圈Y，27亥姆赫茲線圈Z，28MSP430單片機(jī)，29C02發(fā)生部分，30加熱管，31三組正交的亥姆赫茲線圈，32降溫管，33載物臺(tái)，34溫度傳感器，35C02傳感器，36控制電路37雙路選擇，38冷卻裝置，39水泵，40C02發(fā)生器，41CO2閥門(mén)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如圖I所示，該裝置是一箱體，在箱體側(cè)壁設(shè)有加熱管30和CO2通入孔，在其對(duì)面?zhèn)缺谠O(shè)有降溫管32，底面裝有溫度傳感器34和CO2傳感器35，箱體中間裝有線圈31，線圈31包括三組在空間上正交擺放的亥姆霍茲線圈，每組線圈有兩個(gè)抽頭，分別與控制電路36連接，用于通入激勵(lì)電流，每組線圈的軸向分別定義為X，Y，Z軸，其交點(diǎn)為原點(diǎn)0，在原點(diǎn)位置設(shè)有載物臺(tái)33，CO2發(fā)生部分29通過(guò)管線和箱體側(cè)壁孔向培養(yǎng)裝置內(nèi)通入CO2，計(jì)算機(jī)I經(jīng)控制電路36分別連接溫度傳感器34、CO2傳感器35、溫度控制部分4和三組正交的亥姆霍茲線圈31，溫度控制部分4分別連接加熱管30和降溫管32構(gòu)成。如圖2所示，通過(guò)計(jì)算機(jī)I對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及工作模式進(jìn)行控制；通過(guò)控制電路36，產(chǎn)生三組亥姆霍茲線圈31的激勵(lì)信號(hào)，從而得到用戶(hù)需要的磁場(chǎng)；通過(guò)溫度控制電路4，使培養(yǎng)箱內(nèi)溫度基本維持恒定；通過(guò)CO2發(fā)生器29，給培養(yǎng)箱提供濃度為5%的CO2,為細(xì)胞存活提供有利條件?？僧a(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，按以下方法步驟工作計(jì)算機(jī)I通過(guò)串口線與單片機(jī)28連接，以115200的波特率傳輸對(duì)系統(tǒng)的控制指令，使系統(tǒng)按照設(shè)定的參數(shù)工作；單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與LCD液晶8連接，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)當(dāng)前工作狀態(tài)；單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與矩陣鍵盤(pán)9連接，方便用戶(hù)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制；單片機(jī)通過(guò)信號(hào)線與E2PROM連接，實(shí)時(shí)的記錄系統(tǒng)的工作狀態(tài)，方便日后實(shí)驗(yàn)分析。
單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與溫度控制部分4連接，通過(guò)一片DS18B20溫度傳感器34測(cè)量培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度，并與設(shè)定值進(jìn)行比較后，控制開(kāi)啟加熱管或降溫管對(duì)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度進(jìn)行升溫操作或降溫操作；單片機(jī)28通過(guò)信號(hào)線與CO2發(fā)生部分29連接，通過(guò)CO2傳感器35，實(shí)時(shí)的檢測(cè)培養(yǎng)箱內(nèi)CO2的濃度，并與設(shè)定的CO2濃度值進(jìn)行比較，通過(guò)控制CO2發(fā)生部分29中的CO2閥門(mén)41實(shí)現(xiàn)對(duì)培養(yǎng)箱內(nèi)的CO2濃度控制。用于產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的DDS模塊是由以TI公司的AD9850為核心器件,在相應(yīng)的外圍電路配合下實(shí)現(xiàn)的，可通過(guò)單片機(jī)28對(duì)其進(jìn)行頻率，相位的設(shè)置，并通過(guò)計(jì)算機(jī)I通過(guò)串口線對(duì)單片機(jī)28進(jìn)行指令的傳輸；直流電壓模塊是通過(guò)電阻分壓夠成，目的是產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場(chǎng)在發(fā)生過(guò)程中所需要的直流電壓；雙路選擇開(kāi)關(guān)由單片機(jī)28進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)各軸向磁場(chǎng)工作狀態(tài)的選擇。幅度調(diào)節(jié)模塊是由數(shù)字電位器AD5207構(gòu)成的，通過(guò)單片機(jī)28對(duì)其輸出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)幅度調(diào)節(jié)模塊輸入信號(hào)的分壓，從而調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。功率放大模塊是對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行功率放大的，使放大后的信號(hào)足以驅(qū)動(dòng)亥姆霍茲線圈產(chǎn)生需要的磁場(chǎng)，功率放大模塊的輸入端與雙路選擇開(kāi)關(guān)相連接，輸出端直接連接亥姆霍茲線圈。亥姆霍茲線圈x25，亥姆霍茲線圈y26，亥姆霍茲線圈z27通過(guò)在空間中的正交擺放方式，并在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，可在空間中疊加出單一方向穩(wěn)恒磁場(chǎng)、單一方向交變磁場(chǎng)、平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以及空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生；a.單一軸向穩(wěn)恒磁場(chǎng)的產(chǎn)生當(dāng)3組亥姆赫茲線圈均工作在穩(wěn)恒磁場(chǎng)模式時(shí)，可在空間中疊加出一個(gè)任意方向的磁場(chǎng)。b.單一軸向交變磁場(chǎng)的產(chǎn)生當(dāng)給某一組線圈通以交變電流時(shí)，可在這一線圈所在軸向上產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。c.平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生當(dāng)給任意兩組線圈通入交變電流，并且相位差為90°時(shí)，可在此兩組線圈磁場(chǎng)所在平面產(chǎn)生平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。例如，在XOY平面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，則Bx = Bx0^Sin (wt)By = Byc^Sin (wt+90。)總磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量為h’i + By.)
當(dāng)Bxtl = By。= B。時(shí)，總磁感應(yīng)強(qiáng)度模值為
權(quán)利要求
1.一種能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于，該裝置是一箱體，在箱體側(cè)壁設(shè)有加熱管(30)和CO2通入孔，在其對(duì)面?zhèn)缺谠O(shè)有降溫管(32)，底面裝有溫度傳感器(34)和CO2傳感器(35)，箱體中間裝有線圈(31)，線圈(31)包括三組在空間上正交擺放的亥姆霍茲線圈，每組線圈有兩個(gè)抽頭，分別與控制電路(36)連接，用于通入激勵(lì)電流，每組線圈的軸向分別定義為X，Y，Z軸，其交點(diǎn)為原點(diǎn)0，在原點(diǎn)位置設(shè)有載物臺(tái)(33)，CO2發(fā)生部分(29)通過(guò)管線和箱體側(cè)壁孔向培養(yǎng)裝置內(nèi)通入CO2，計(jì)算機(jī)⑴經(jīng)控制電路(36)分別連接溫度傳感器(34)、C02傳感器(35)、溫度控制部分(4)和三組正交的亥姆霍茲線圈(31)，溫度控制部分(4)分別連接加熱管(30)和降溫管(32)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于，控制電路(36)是由計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)串口線與單片機(jī)(28)連接，單片機(jī)(28)通過(guò)信號(hào)線分別與LCD液晶(8)，矩陣鍵盤(pán)(9)，E2PROM(5)，恒溫控制部分(4)和CO2發(fā)生部分(29)連接；單片機(jī) (28)通過(guò)控制線與DDS模塊I(10)，DDS模塊II (12)，DDS模塊III (14)連接；單片機(jī)(28)通過(guò)控制線與雙路選擇開(kāi)關(guān)I (16)，雙路選擇開(kāi)關(guān)II (17)，雙路選擇開(kāi)關(guān)III (18)連接；單片機(jī)(28)通過(guò)控制線與幅度調(diào)節(jié)模塊I (19)，幅度調(diào)節(jié)模塊II (20)，幅度調(diào)節(jié)模塊III (21)連接；DDS模塊I (10)和直流電壓I (11)分別通過(guò)信號(hào)線依次經(jīng)雙路選擇開(kāi)關(guān)I (16)、幅度調(diào)節(jié)模塊I (19)、功率放大模塊I (22)與亥姆霍茲線圈X (25)連接；DDS模塊II (12)和直流電壓II (13)分別通過(guò)信號(hào)線依次經(jīng)雙路選擇開(kāi)關(guān)II (17)、幅度調(diào)節(jié)模塊II (20)、功率放大模塊II (23)與亥姆霍茲線圈Y(26)連接_5模塊111(14)和直流電壓III (15)分別通過(guò)信號(hào)線依次經(jīng)雙路選擇開(kāi)關(guān)III (18)、幅度調(diào)節(jié)模塊III (21)、功率放大模塊III (24)與亥姆霍茲線圈Z(27)連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于，恒溫控制器(4)是由加熱管(30)通過(guò)管線依次經(jīng)雙路選擇(37)、冷卻裝置(38)、水泵(39)、降溫管(32)與冷卻裝置(38)連接構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于，CO2發(fā)生部分(29)是由CO2發(fā)生器(40)通過(guò)閥門(mén)(41)與細(xì)胞培養(yǎng)裝置連接，CO2傳感器(35)通過(guò)單片機(jī)(28)與閥門(mén)(41)連接構(gòu)成。
5.一種能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置的細(xì)胞培養(yǎng)方法，其特征在于，按以下順序和步驟工作 a.將細(xì)胞放在三組正交的亥姆霍茲線圈31中心處的載物臺(tái)(33)上，開(kāi)啟計(jì)算機(jī)(1)，開(kāi)啟溫度控制部分(4)，開(kāi)啟CO2發(fā)生部分(29)，開(kāi)啟控制電路(36)； b設(shè)定當(dāng)前磁場(chǎng)各軸向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0. I 2mT，磁場(chǎng)發(fā)生頻率為0. I lOOOhz，每種方式的工作時(shí)間為10分鐘-72小時(shí)，培養(yǎng)箱內(nèi)CO2的百分濃度為5%，培養(yǎng)箱內(nèi)溫度為·37 0C ； c、依次設(shè)定完成后，裝置自動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行完成后，裝置自動(dòng)停止運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能產(chǎn)生多種磁場(chǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)裝置。通過(guò)三組正交亥姆霍茲線圈的設(shè)計(jì)，及其不同激勵(lì)方式，能夠產(chǎn)生單一軸向穩(wěn)恒磁場(chǎng)、單一軸向交變磁場(chǎng)、平面旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以及空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。同時(shí)，通過(guò)數(shù)字控制等手段，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)頻率，溫度以及CO2濃度控制，滿(mǎn)足細(xì)胞生長(zhǎng)存活條件?？梢援a(chǎn)生穩(wěn)恒、交變、平面以及空間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)強(qiáng)大小、磁場(chǎng)頻率、作用時(shí)間可調(diào)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)裝置能產(chǎn)生單一磁場(chǎng)的局限，為探索不同磁場(chǎng)對(duì)體外培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞存活、分子功能、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，以及細(xì)胞骨架改建的影響以及應(yīng)答變化，闡明各類(lèi)磁場(chǎng)的作用機(jī)理，提供一種可靠的裝備和方法。
文檔編號(hào)C12M1/38GK102653719SQ20121013112
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者史文龍, 林婷婷 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)