專利名稱：利用電脈沖輸運基因的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種輸運基因的裝置，特別是一種利用電脈沖輸運基因的裝置，屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在20世紀(jì)70年代，人們發(fā)現(xiàn)電場可以在細胞膜上形成瞬時可逆的微孔。這使得通過電穿孔方法把基因和其它分子注入活細胞成為可能將基因或其它分子注入細胞或組織中，并且施加電場，細胞膜上瞬時形成許多小孔，于是基因或分子就進入細胞。利用電脈沖來輸送基因，是當(dāng)前非常具有潛力的技術(shù)。這項技術(shù)有可能成為非病毒的基因領(lǐng)域中的主導(dǎo)技術(shù)。國內(nèi)的相關(guān)專利有申請?zhí)枮?9214901，名稱為一種基因轉(zhuǎn)移裝置，該裝置的主要特點是通過與脈沖發(fā)生器相連的計數(shù)器來連接到計算機進行脈沖的輸出控制的，該裝置只能產(chǎn)生單極性的方波，而且極性不可變，不能產(chǎn)生高低脈沖的組合序列。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種可以把電脈沖施加在靶細胞或組織上，從而把基因輸送到細胞內(nèi)并且高效表達的裝置。本發(fā)明主要包括電源模塊、調(diào)壓電路和儲能電容、高壓電開關(guān)陣列、控制電路板、多抽頭脈沖變壓器、帶有針式電極的握柄，其連接方式是電源模塊的輸出連接到調(diào)壓電路和儲能電容，調(diào)壓電路和儲能電容連接到高壓電開關(guān)陣列，高壓電開關(guān)陣列與控制電路板連接，同時高壓電開關(guān)陣列的輸出連接到多抽頭脈沖變壓器，多抽頭脈沖變壓器的輸出連接到針式電極的握柄上。
把交流輸入轉(zhuǎn)換為高壓直流輸出的電源模塊主要由一個電源濾波器和一個把220V交流電轉(zhuǎn)換為360～400V直流電的模塊器件組成，這樣就可以用最簡單的方式實現(xiàn)高壓電源。
具有調(diào)節(jié)電壓功能回路調(diào)壓電路和儲能電容電壓調(diào)節(jié)回路主要由電阻分壓電路實現(xiàn)，還可增加反饋調(diào)節(jié)回路。儲能電容具有很大的電容值，以儲存較大的能量。
高壓電開關(guān)陣列由三組兩兩串聯(lián)在一起的電開關(guān)器件并聯(lián)組成。這些電開關(guān)器件可以是能夠承受高電壓大電流的任何類型的元件。
以單片機為核心的控制電路板分別控制電開關(guān)陣列的六個橋臂，形成三路雙向的通路，用控制電路板I/O口讀入設(shè)定的數(shù)值，包括波形、電壓、脈沖個數(shù)等。
可以產(chǎn)生兩種電壓輸出的多抽頭脈沖變壓器的結(jié)構(gòu)是初級有三個抽頭，次級有兩個抽頭。
固定有針式電極的握柄上通過綁定、鉚合或鑄塑等方式固定有1到100個針式電極，電極可以有多種排列方式。電極的材料可以是針灸針，也可以是鍍鉑的金屬針。
總體工作原理由控制電路板讀入所設(shè)定的參數(shù)，之后控制電開關(guān)陣列的開通和閉合，從而使儲能電容通過電開關(guān)陣列放電，電流經(jīng)過脈沖變壓器輸出到針式電極。最終，電流作用到組織或細胞，使細胞膜的物理性質(zhì)發(fā)生改變，促使基因和/或其他藥物進入細胞，達到輸送的目的。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，本發(fā)明采用了獨特的電開關(guān)陣列，可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電場，利于把基因高效地輸送到細胞中并有效表達，裝置不利用附加裝置就可以實現(xiàn)各種波形的組合序列的輸出，為醫(yī)學(xué)生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究和疾病的防治提供了良好的技術(shù)條件。其性能與現(xiàn)有的類似裝置相比，在保持成本相當(dāng)?shù)那闆r下，性能極大增強。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)及連接示意2多抽頭脈沖變壓器結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明主要包括電源模塊1、調(diào)壓電路和儲能電容2、高壓電開關(guān)陣列3、控制電路板4、多抽頭脈沖變壓器5、帶有針式電極的握柄6，其連接方式是電源模塊1的輸出連接到調(diào)壓電路和儲能電容2，調(diào)壓電路和儲能電容2連接到高壓電開關(guān)陣列3，高壓電開關(guān)陣列3與控制電路板4連接，同時高壓電開關(guān)陣列3的輸出連接到多抽頭脈沖變壓器5，多抽頭脈沖變壓器5的輸出連接到針式電極的握柄6上。
把交流輸入轉(zhuǎn)換為高壓直流輸出的電源模塊1主要由一個電源濾波器和一個把220V交流電轉(zhuǎn)換為360～400V直流電的模塊器件組成，這樣就可以用最簡單的方式實現(xiàn)高壓電源。
具有調(diào)節(jié)電壓功能回路調(diào)壓電路和儲能電容2電壓調(diào)節(jié)回路主要由電阻分壓電路實現(xiàn)，還可增加反饋調(diào)節(jié)回路。儲能電容具有很大的電容值，以儲存較大的能量。
高壓電開關(guān)陣列3由三組兩兩串聯(lián)在一起的電開關(guān)器件并聯(lián)組成。這些電開關(guān)器件可以是能夠承受高電壓大電流的任何類型的元件。
以單片機為核心的控制電路板4分別控制電開關(guān)陣列的六個橋臂，形成三路雙向的通路，用控制電路板I/O口讀入設(shè)定的數(shù)值，包括波形、電壓、脈沖個數(shù)等。
可以產(chǎn)生兩種電壓輸出的多抽頭脈沖變壓器5的結(jié)構(gòu)是初級有三個抽頭，次級有兩個抽頭。
固定有針式電極的握柄6上通過綁定、鉚合或鑄塑等方式固定有1到100個針式電極，電極可以有多種排列方式。電極的材料可以是針灸針，也可以是鍍鉑的金屬針。
權(quán)利要求
1.一種利用電脈沖輸運基因的裝置，包括脈沖變壓器(5)，其特征在于脈沖變壓器(5)為多抽頭脈沖變壓器(5)，還包括電源模塊(1)、調(diào)壓電路和儲能電容(2)、高壓電開關(guān)陣列(3)、控制電路板(4)、帶有針式電極的握柄(6)，其連接方式是電源模塊(1)的輸出連接到調(diào)壓電路和儲能電容(2)，調(diào)壓電路和儲能電容(2)連接到高壓電開關(guān)陣列(3)，高壓電開關(guān)陣列(3)與控制電路板(4)連接，同時高壓電開關(guān)陣列(3)的輸出連接到多抽頭脈沖變壓器(5)，多抽頭脈沖變壓器(5)的輸出連接到針式電極的握柄(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種利用電脈沖輸運基因的裝置，其特征是把交流輸入轉(zhuǎn)換為高壓直流輸出的電源模塊(1)主要由一個電源濾波器和一個把220V交流電轉(zhuǎn)換為360～400V直流電的模塊器件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種利用電脈沖輸運基因的裝置，其特征是調(diào)壓電路和儲能電容(2)電壓調(diào)節(jié)回路主要由電阻分壓電路實現(xiàn)，還可增加反饋調(diào)節(jié)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種利用電脈沖輸運基因的裝置，其特征是高壓電開關(guān)陣列(3)由三組兩兩串聯(lián)在一起的電開關(guān)器件并聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種利用電脈沖輸運基因的裝置，其特征是以單片機為核心的控制電路板(4)分別控制電開關(guān)陣列的六個橋臂，形成三路雙向的通路，用控制電路板I/O口讀入設(shè)定的數(shù)值，包括波形、電壓、脈沖個數(shù)等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種利用電脈沖輸運基因的裝置，其特征是可以產(chǎn)生兩種電壓輸出的多抽頭脈沖變壓器(5)的結(jié)構(gòu)是初級有三個抽頭，次級有兩個抽頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種利用電脈沖輸運基因的裝置，其特征是固定有針式電極的握柄(6)上通過綁定、鉚合或鑄塑等方式固定有1到100個針式電極，電極可以有多種排列方式。
全文摘要
利用電脈沖輸運基因的裝置主要包括:電源模塊、調(diào)壓電路和儲能電容、高壓電開關(guān)陣列、控制電路板、多抽頭脈沖變壓器、帶有針式電極的握柄,其連接方式是:電源模塊的輸出連接到調(diào)壓電路和儲能電容,調(diào)壓電路和儲能電容連接到高壓電開關(guān)陣列,高壓電開關(guān)陣列與控制電路板連接,同時高壓電開關(guān)陣列的輸出連接到多抽頭脈沖變壓器,多抽頭脈沖變壓器的輸出連接到針式電極的握柄上。本發(fā)明采用了獨特的電開關(guān)陣列,可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電場,利于把基因高效地輸送到細胞中并有效表達,裝置不利用附加裝置就可以實現(xiàn)各種波形的組合序列的輸出,為醫(yī)學(xué)生物學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究和疾病的防治提供了良好的技術(shù)條件。
文檔編號A61K48/00GK1341452SQ0112696
公開日2002年3月27日 申請日期2001年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月8日
發(fā)明者趙勇剛, 徐宇虹 申請人:上海交通大學(xué)