一种用于细胞培养的高通量电刺激仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，涉及生物医学【技术领域】。这种用于筛选细胞分化的高通量电刺激仪主要包括三个部分：第一部分信号发生装置，可设定细胞电刺激信号的种类、强弱及频率；第二部分是与信号发生装置连接的电路转接板，通过转接板实现信号发生装置高通量电信号的引出、二次控制及调整；第三部分包括通过排线接收所述电路转接板引出高通量电信号的电极阵列、细胞培养板、板盖及封装盖。本实用新型实现了在相同温度、湿度及培养基环境条件下，相同或不同幅度及频率的电压/电流刺激信号对相同或不同种类细胞分化影响的高通量筛选。本实用新型主要用于细胞培养。
【专利说明】—种用于细胞培养的高通量电刺激仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于生物医学的【技术领域】，尤其涉及电刺激仪的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，电刺激治疗发展十分迅速，从单一的电刺激神经解决肌肉运动问题发展到调节干细胞分化、启动肢体和脊髓再生、诱导异位眼球产生以及控制肿瘤生长，这些都说明了通过电刺激治疗可以模拟生物电，从而调控生物化学反应和细胞功能。《自然》杂志专门也写了关注电刺激治疗的文章。世界著名的药企葛兰素史克把电刺激治疗作为一种未来医学手段，在2013年就已经投资5千万美元支持生物电治疗研究。
[0003]但是，目前电治疗主要是通过直接电刺激人体达到治疗的作用。其技术中包含各种电压/电流，范围太大，不能精确有效的控制干细胞分化成其他功能细胞，以及研究高通量电信号与细胞的相互作用机理。
[0004]为了解决此问题，本实用新型提供了一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，该电刺激仪可产生不同的电压/电流实现高通量筛选干细胞分化过程中的电刺激信号。通过高通量的电刺激研究干细胞的分化并筛选出有利于干细胞向成骨细胞、成纤维细胞、成肌细胞等功能细胞分化的最佳电压/电流，为今后电治疗提供更精确的技术参数。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，它能有效地产生不同的电压/电流，实现高通量筛选干细胞分化过程中的电刺激信号。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种用于细胞培养的高通量电刺激仪，包括信号发生模块、电路转接板和细胞培养板。信号发生模块电源端连接电池组，输出端设有I/O接口模块，通过排线与电路转接板相连，电路转接板设有电阻阵列和稳压稳流芯片，所有电阻两端均带有接线柱；盖板对应细胞培养板内孔位置设有电极，电极的一端的引线与排线连接。
[0008]所述细胞培养板每个内孔对应两根电极,所有电极共同接地。
[0009]所述盖板通过封装盖密封。
[0010]所述细胞培养板的孔数为六孔或其倍数。
[0011]第一部分是信号发生装置，主要包括独立电源、电源开关、信号发生模块以及I/O接口模块。该信号发生装置通过排线与电路转接板相连，可自由选择不同类型的电刺激信号，包括电流信号或电压信号以及信号的波形、强弱及频率等。
[0012]第二部分是电路转接板，电路转接板上是一系列不同阻值的电阻阵列及相应的稳压稳流芯片。电路转接板通过排线与信号发生装置的I/o接口模块连接，实现第一部分电刺激信号发生装置所产生电信号的引出，同时所有电阻两端均带有接线柱，通过接线柱的选择，可实现电信号的二次控制及调整。
[0013]第三部分包括通过排线接收电路转接板引出高通量电信号的平面电极阵列、细胞培养板、板盖及封装盖。细胞培养板上的内孔每孔都插有两根电极，所有电极共同接地，以及共同组成平面电极阵列均匀地分布在盖板上，盖板通过封装盖进行封装密封。
[0014]与现有技术相比的有益效果在于:(一)这种用于调控及筛选细胞分化的高通量电刺激仪能够精确控制所产生电刺激信号的种类、大小及频率；(二)可在相同温度、湿度及培养基环境条件下，观察相同或不同的电压/电流刺激信号对相同或不同种类细胞分化的影响；(三)可实现细胞培养过程中的高通量电信号刺激以及高通量筛选；(四)同时这种用于高通量调控及筛选细胞分化的电刺激仪具有独立性好、便携性好、功率低、干扰小及效率高等特点，使用方便，操作简单，节省了人力和物力。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的连接框图
[0016]图2为本实用新型盖板电极封装示意图
[0017]图3为本实用新型六孔细胞培养板立体示意图
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明:
[0019]一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，由三个部分构成:
[0020]第一部分是信号发生装置，包括电源开关1、电池组2、信号发生模块3以及I/O接口模块4。其中独立电源2为整套电刺激仪电路提供工作电源，连接到所有需要电源的模块；电源开关2主要控制电路的开启与断开；信号发生模块3主要产生不同类型的电压/电流信号；I/O接口模块4主要是信号发生模块的引出端，信号发生模块3通过I/O接口模块4往外输出产生的各类电信号。所述I/O接口模块4通过排线5与电路转接板6相连接。
[0021]第二部分是电路转接板6，包括一系列不同阻值的电阻7阵列及相应的稳压稳流芯片。电路转接板6通过排线5与信号发生装置的I/O接口模块4连接，实现第一部分电刺激信号发生装置所产生电信号的引出。再通过电路转接板6上的电阻7阵列实现对引入电信号的二次调整。同时所有电阻7两端均带有接线柱8，通过不同接线柱8的选择，可实现引出电信号的再次控制及调整。通过两次调整，可获得更多选择的电信号。所述电路转接板6上的电压/电流信号通过相应的稳压稳流芯片，进行稳压稳流处理，保证了输出电信号的稳定性。所述第二部分通过排线9与第三部分实现信号的传递。
[0022]第三部分包括电极7引出的导线16连接排线9接收所述电路转接板6引出高通量电信号的平面电极阵列、细胞培养板11、细胞培养板孔10、板盖12、封装盖14及导线16。细胞培养板11上每孔均插有两根电极13，共同组成平面电极阵列均匀地分布在细胞培养板盖12上，所有电极共同接地，消除了不同孔之间的共模干扰信号。选用钛金属丝作为正负电极，保证导电性的同时，也保证了良好的生物相容性。所有电极上端均连接有导线16，导线16穿过引出孔15与排线9的I/O接口相连。在细胞培养板11的内孔10中，放置的是培养基及待筛选的细胞。并可通过培养基的选择，培养基的阻值也会发生变化，从而实现微弱电信号的再次调控。最后通过封装盖14对培养板盖上的电极阵列及导线16进行封装密封。一方面，封装之后方便拆卸到其他相同型号的培养板上使用；另一方面，封装之后便于灭菌消毒，降低对培养细胞的影响。[0023]整套电刺激仪通过第一部分的信号发生装置，产生不同的电压/电流信号，再通过电路转接板6实现电信号的高通量产生，最后接入到培养板11的每个孔内，从而实现对细胞的刺激筛选。
[0024]所述三个部分均为独立模块，可随时拆卸并重新组装。第三部分可通过排线与其他型号的信号发生装置及电路转接板连接，可获得更大范围的不同类型及不同特征的信号，进而实现更大范围刺激对细胞分化的筛选。
[0025]通过这种用于调控及筛选细胞分化的高通量电刺激仪，可实现培养板上所有细胞在相同温度、湿度及培养基环境条件下，完成相同或不同幅度及频率的电压/电流刺激信号对相同或不同种类细胞分化影响的高通量筛选，相比于传统方法，该实用新型具有独立性好、便携性好、功率低、干扰小及效率高等特点。使用注意事项:不同接线柱之间的选择可获得大范围的电信号，需根据细胞能够承受电压/电流的极限来选择不同的接线柱，避免因电信号过大损坏待筛选的细胞。
【权利要求】
1.一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，包括信号发生模块(3)、电路转接板(6)和细胞培养板(11)，其特征在于:信号发生模块(3)电源端连接电池组(2)，输出端设有I/O接口模块(4 )，通过排线(5 )与电路转接板(6 )相连，电路转接板(6 )设有电阻(7 )阵列和稳压稳流芯片，所有电阻(7)两端均带有接线柱(8);盖板(12)对应细胞培养板内孔(10)位置设有电极(13)，电极(13)的一端的引线(16)与排线(9)连接。
2.根据权利要求1所述一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，其特征在于:所述细胞培养板(11)每个内孔(10)对应两根电极(13)，所有电极(13)共同接地。
3.根据权利要求1所述一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，其特征在于:所述盖板(12)通过封装盖(14)密封。
4.根据权利要求1所述一种用于细胞培养的高通量电刺激仪，其特征在于:所述细胞培养板(11)的孔数为六孔或其倍数。
【文档编号】C12M3/00GK203768368SQ201420149151
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】邓维礼, 谢超鸣, 鲁雄, 王科峰 申请人:西南交通大学