本發(fā)明涉及生物實驗技術領域，特別涉及一種用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置。

背景技術：

研究細胞、組織、器官、整體動物、整體植物等操作對象在磁場作用下的變化是生物工程的重要研究方向之一，其研究結果具有重大意義。

然而，目前在對操作對象進行磁控時，不能對所需的磁場進行精確控制，從而無法準確獲得所需磁場，影響實驗結果的準確性。

因此，如何精確控制磁場的產生，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置，能夠精確控制磁場的產生。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置，包括：

用于產生所需磁場的磁源，所述磁源包括若干個線圈組；

用于控制所述線圈組的通電情況的控制裝置，所述控制裝置信號連接于所述磁源。

優(yōu)選地，所述線圈組為三個，三個所述線圈組分別對應繞X軸、Y軸、Z軸纏繞，且三個所述線圈組在三維球面上交錯排列，其中，X軸、Y軸、Z軸兩兩垂直。

優(yōu)選地，所述控制裝置中包括用于分別對應控制每個所述線圈組產生磁場的電流調控裝置。

優(yōu)選地，所述電流調控裝置中包括交變磁場控制模塊、脈沖磁場控制模塊、脈動磁場控制模塊、以及穩(wěn)壓直流控制模塊。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)壓直流控制模塊包括至少兩個可選電壓值。

優(yōu)選地，每個所述電流調控裝置分別連接一個開關控制裝置，所有所述開關控制裝置連接于同一個電源輸入裝置。

優(yōu)選地，所述線圈組設于旋轉裝置上，所述控制裝置信號連接于所述旋轉裝置，所述控制裝置能夠控制所述旋轉裝置的轉速。

優(yōu)選地，所述旋轉裝置包括至少兩個可升降支架、設置于所述可升降支架的底端的旋轉底盤和設于所述旋轉底盤上的可升降的受體承托裝置，所述線圈組設于所述可升降支架的頂端，所述可升降支架、所述受體承托裝置、所述旋轉底盤分別信號連接所述控制裝置。

優(yōu)選地，所述線圈組的外側繞周向依次設有至少兩個可伸縮組件，所述可伸縮組件能夠朝向所述線圈組的中心擠壓所述線圈組。

優(yōu)選地，所述可伸縮組件包括用于與所述線圈組固定連接的第一隔板和通過彈簧與所述第一隔板連接的第二隔板，所述第一隔板信號連接于所述控制裝置，所述控制裝置能夠控制所述第一隔板移動。

本發(fā)明提供的用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置包括磁源和控制裝置。通過控制裝置對磁源中的線圈組的通電情況進行精確控制，電生磁，從而可以精確有效地控制磁場產生情況，能夠提供生物實驗所需的磁場，操作對象具體可以包括通過基因導入技術將表達目標蛋白的基因與磁性介質共同導入的細胞、組織、器官、整體動物、整體植物、導入磁感蛋白的以及其他的細胞、組織、器官、整體動物、整體植物，應用范圍較廣，且實驗操作方便，有利于提高實驗效率以及實驗結果的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例一的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例一中線圈組的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例二的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例三的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例三中可壓縮組件的結構示意圖；

圖6為轉化生長因子蛋白表達膠圖。

圖1至圖5中，1為線圈組，2為電流調控裝置，3為開關控制裝置，4為電源輸入裝置，5為可升降支架，6為受體承托裝置，7為旋轉底盤，8為第一隔板，9為彈簧，10為第二隔板。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置，能夠精確控制磁場的產生。

請參考圖1和圖2，圖1為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例一的結構示意圖；圖2為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例一中線圈組的結構示意圖。

本發(fā)明所提供的用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置的一種具體實施例中，包括用于產生所需磁場的磁源，磁源中包括若干個線圈組1；還包括用于控制線圈組1的通電情況的控制裝置，該控制裝置信號連接磁源。

通過控制裝置對磁源中的線圈組1的通電情況進行精確控制，電生磁，從而可以精確有效地控制磁場產生情況，能夠提供生物實驗所需的磁場，操作對象具體可以包括通過基因導入技術將表達目標蛋白的基因與磁性介質共同導入的細胞、組織、器官、整體動物、整體植物，或導入磁感蛋白的細胞、組織、器官、整體動物、整體植物，應用范圍較廣，且實驗操作方便，有利于提高實驗效率以及實驗結果的準確性。

本發(fā)明所提供具體實施例一中，線圈組1具體可以為三個，三個線圈組1分別對應繞X軸、Y軸、Z軸纏繞，且三個線圈組1在三維球面上交錯排列，其中，X軸、Y軸、Z軸兩兩垂直。其中，操作對象可以置于三個線圈組1形成的內部空間之中。

三個維度的線圈組1的設置可以保證操作對象在各個方向上均能夠受到磁場的磁力，磁力作用范圍較廣。

進一步地，控制裝置中可以包括用于分別對應控制每個線圈組1產生磁場的電流調控裝置2。也就是說，每個線圈組1產生的電流的強度、方向及頻率可分別獨立控制，從而產生不同的磁場，提高磁場可控范圍。

進一步地，電流調控裝置2中具體可以包括交變磁場控制模塊、脈沖磁場控制模塊、脈動磁場控制模塊、穩(wěn)壓直流控制模塊，以方便快捷地產生不同的電流，從而產生不同形式的磁場，進一步擴大磁場可控范圍。

其中，穩(wěn)壓直流控制模塊具體可以包括至少兩個可選電壓值，從而可以在穩(wěn)壓直流狀態(tài)下，通過選擇不同的電壓值來實現(xiàn)不同的磁場強度。

上述各個實施例中，每個電流調控裝置2可以分別連接一個開關控制裝置3，所有開關控制裝置3可以連接于同一個電源輸入裝置4。即，每個線圈組1的電流通斷可以分別受到控制，從而能夠根據(jù)線圈組1的電流通斷產生一維磁場、二維磁場、三維磁場，進一步提高磁場的可控性。

請參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例二的結構示意圖。

本發(fā)明所提供具體實施例二中，線圈組1具體可以設置在旋轉裝置上，控制裝置信號連接于該旋轉裝置，控制裝置能夠控制該旋轉裝置的轉速。通過旋轉裝置帶動線圈組1進行旋轉，可以在旋轉過程中產生動磁場，操作方便。

進一步地，旋轉裝置可以包括至少兩個可升降支架5、設置于可升降支架5的底端的旋轉底盤7和設于旋轉底盤7上的可升降的受體承托裝置6，線圈組1設于可升降支架5的頂端，可升降支架5、受體承托裝置6、旋轉底盤7分別信號連接控制裝置。

通過控制裝置控制可升降支架5的升降，可以調節(jié)線圈組1產生磁場的角度，通過控制裝置控制受體承托裝置6的高度，可以調節(jié)線圈組1與操作對象之間的距離，以調節(jié)磁場強度，通過控制裝置控制磁場的旋轉，可以生成所需的動磁場。

其中，控制裝置中具體可以設置電機、螺桿螺母組件等部件來實現(xiàn)升降控制。

可見，通過可升降支架5、受體承托裝置6以及旋轉底座，可以通過多種方法控制磁場的方向、強度，控制較為靈活。

進一步地，旋轉底座的底部可以設置轉輪，使旋轉裝置可以在平臺上自由移動，從而進一步方便操作。

請參考圖4和圖5，圖4為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例三的結構示意圖；圖5為本發(fā)明所提供可控磁場發(fā)生裝置的具體實施例三中可壓縮組件的結構示意圖。

本發(fā)明所提供具體實施例三中，線圈組1的外側可以繞周向依次設有至少兩個可伸縮組件，可伸縮組件能夠朝向線圈組1的中心擠壓線圈組1，通過擠壓線圈組1，使線圈組1發(fā)生形變，可以方便地調節(jié)磁場的強度及產生位置。

進一步地，可伸縮組件可以包括用于與線圈組1固定連接的第一隔板8和通過彈簧9與第一隔板8連接的第二隔板10，第一隔板8信號連接于控制裝置，控制裝置能夠控制第一隔板8移動。其中，第二隔板10可以固定設置在墻壁、其他機器殼體上或者其他位置處。此種實施例中，通過第一隔板8擠壓線圈組1，可以組合形成點、線、面的磁場，其他彈簧9的設置可以對第一隔板8在運動時進行緩沖，有利于提高控制的準確性。

具體地，可伸縮組件可以繞線圈組1的周向設置四個，以實現(xiàn)對線圈組1的各個方向皆可進行擠壓，有利于提高控制的靈活性。

上述各個實施例中，線圈組1中的線圈具體可以為螺線管、亥姆霍茲線圈等線圈，另外，線圈內部可以可選擇地設有永磁鐵、鐵磁體等。

上述可控磁場發(fā)生裝置在一種具體實驗中的應用如下：

主要試劑與儀器：小鼠淋巴細胞，購自美國組織培養(yǎng)保藏中心(ATCC)；CCK-8試劑盒，購自廣州晶欣生物科技有限公司；胎牛血清(FBS)，購于美國Invitrrogen公司；刀豆蛋白(ConA)和脂多糖(LPS)，購自美國Sigma公司；CO₂培養(yǎng)箱，購自德國Binder公司；Multiskan Ascent多功能酶標儀，購自美國Thermo公司；自制具備自由調節(jié)二維和三維模式的可控磁場發(fā)生裝置。

轉化生長因子基因導入淋巴細胞：根據(jù)轉化生長因子基因序列設計基因擴增引物，利用質粒導入，得到質粒表達載體，并轉染至淋巴細胞。轉化生長因子蛋白量約25kD，以免疫印跡(Western blot，WB)技術分析轉化生長因子基因的表達。

磁場對小鼠淋巴細胞增殖情況的影響：采用CCK-8法對小鼠淋巴細胞增殖情況進行測定。取對數(shù)生長期的淋巴細胞，用含10％FBS的培養(yǎng)基調整細胞數(shù)為適宜濃度(5×106/ml)，加入96孔細胞培養(yǎng)板，每孔90μl，每個設10個復孔，于37℃，5％CO₂條件下培養(yǎng)24h；分設五個實驗組，實驗組A組為導入轉化生長因子基因的淋巴細胞培養(yǎng)在二維模式的自制磁場裝置中，實驗組B組為導入轉化生長因子基因的淋巴細胞培養(yǎng)在三維模式的自制磁場中，對照組C組為不含轉化生長因子基因的淋巴細胞放置在二維模式的自制磁場中，未處理組D組不含轉化生長因子基因的淋巴細胞直接放置于培養(yǎng)箱內，E組只有培養(yǎng)基。A、B、C三組的磁場強度為0.4T，五組細胞都在于37℃，5％CO₂條件下分別培養(yǎng)10、20、30、40、50h后進行CCK-8檢測，每孔加入終濃度為10μl的CCK-8，繼續(xù)培養(yǎng)4h。450nm波長下，酶標儀檢測吸光度(OD)值。計算各條件下淋巴細胞的增殖率。試驗獨立重復3次。

增殖率＝(OD_A/B-OD_D)/(OD_C-OD_D)

轉化生長因子基因蛋白表達結果：通過Western方法制備出含轉化生長因子基因的淋巴細胞(A組)及不含轉化生長因子基因的淋巴細胞(B組)的凝膠電泳的膠圖，對比A、B、C三組結果，顯示A組轉化生長因子基因表達最好，B組次之，C組表達的最弱。請參考圖6。

不同磁場及轉化生長因子基因對淋巴細胞生長狀況的影響：在不同時間各條件對小鼠淋巴細胞增殖的影響如表1所示，在初期培養(yǎng)前10個小時各組的細胞增殖率最大。A組在第10小時增殖率為3.40。在后面的階段，增殖率變化不大，維持在2.80左右。B組在第10小時增殖率為3.41，后續(xù)階段維持在2.85左右。C組在第10小時增殖率為3.32，最后階段維持在2.70左右。

B組在10小時后的細胞增殖率略高于A組的，表明在三維磁場作用下，比二維磁場促進細胞增殖效果要好。A組的增殖率始終高于C組的，表明在轉化生長因子基因促進了細胞增殖。通過對比C、D兩組細胞的A值，發(fā)現(xiàn)D組細胞的生長狀況低于C組的生長狀況。由此看見磁感基因——轉化生長因子基因在磁場的作用下，促進細胞增殖效果明顯。

表1：不同時間各條件對小鼠淋巴細胞增殖的影響(n＝30)

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上對本發(fā)明所提供的用于生物學研究的可控磁場發(fā)生裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。