专利名称：细胞融合仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可进行细胞融合，或将生物大分子转移到细胞的装置，尤其是可作转移基因的细胞融合装置。
已出现了多种利用电脉冲进行基因转移和细胞融合装置，例如用双线细丝电极的细胞融合仪，可在较低的电压和电流下进行细胞融合，但每次处理样品的量少，近年出现了采用平行环状电极的细胞融合仪，每次可处理1毫升的样品，用微电脑进行控制，可进行多次融合，但是，由于电子开关部分的设计受元件参数的限制，其输出电压不能满足植物组织和微生物基因转移的要求。
本实用新型的目的是研制一种操作参数可调的、可连续进行放电的细胞融合仪，既可用于细胞融合，又适用于生物大分子转移。
为实现以上目的，本实用新型采用以下几部分组成细胞融合仪稳压与储能电路，高频信号发生器，采用逻辑电路组成的具有脉冲数和有脉冲休止时间可调的脉冲控制电路，由VMOS管和继电器组成的复合高压电子实用新型开关，反应室。高压电子开关的输入分别和稳压与储能电路及高频信号发生器单独连接，输出接反应室，高压电子开关的控制端连接脉冲控制电路。
图1是细胞融合仪的电路方框图。
图2是脉冲控制电路的电路原理图。
图3是高压电子开关结构图。
图4为与门和数码开关结构图。
图5为输出波形图。(输出电压与时间关系图)。
图1中，1为稳压与储能电路，用以获得稳定的高压；2为高频信号发生器，用以产生交流高频信号；3为由场效应管和继电器组成的复合高压电子开关，用以进行高压直流脉冲和交流高频信号的转换；4为反应室，基因转化和细胞融合在此进行；5为脉冲控制电路，采用逻辑电路设计，包括脉冲数和脉冲休止时间控制器，用以对整个装置的工作程序进行控制。
图2中，触发开关K1的接头与防抖动电路18的输出经由C1，R6，D1构成的微分电路与由与非门19，20构成的双稳态电路的1端连接，3端与工作指示电路22及继电器21连接，4端或门31的一个输入端19连接，或门31的输出与计数器7的清零端连接，4端还经或门29与分配器15的清零端连接，同时还与计数器8的清零端连接，2端和与门34的输出端相连，R7，C2构成的充电电路与与门34的一个输入端25连接，时钟6的输出与计数器7的脉冲输入端CP连接，计数器7的输出端分别和与门和数码开关9，10，11，12的输入端连接，与门和数码开关9，10，11，12的输出端均与或门16的输入端连接，或门16的输出端经单稳延时电路30再经或门32与分配器15的脉冲输入端相连，与门和数码开关9，10，11，12的输出端分别经过R1，R2，R3，R4与分配器15的输出端5，6，7，8串接，分配器15的输出端6，7与或门14的输入端相连，或门14的输出端B与高压电子开关的输入端相连，同时分配器15的输出端7还与高压信号输入端A相连，分配器15的输出端9还连至延时电路28的输入端1，延时电路28一路接至由C3，R15，D14组成的微分电路，接或门29的输入端22，另一路接至与非门33的输入端，与非门33的输出与由C4，R16，D5组成的微分电路相连，微分电路与或门32的输入端23相连，计数器8的输出与与门和数码开关13相连，与门和数码开关13的输出端经过R5至电源VDD，与门和数码开关的输出端与与非门17的输入端相连，与非门17的输出端和与门34的输入端26相连，与门34的输出端和与非门20的2端相连。
图3中，继电器控制信号由B点进入，与继电器27相连，高压脉冲控制信号从A点输入，和与非门25的输入端相连，与非门25的输出端与光电耦合器26的输入端11相连，另一输入端10经电阻R14接至电源VDD，储能电路的输出端E与场效应管FET1的D极相连，效应管FET1的S极与场效应管FET2的D极相连，场效应管FET2的S极接至继电器27的常开端(K3的2端)，由高频信号发生器2产生的交流高频信号输入至继电器21的常开端(K2的1端)，继电器21的公共端与继电器27的常闭端(K3的1端)相连接，继电器27的公共端接至反应室4，场效应管FET1的D极和G极间跨接电阻R9，G极通过电阻R10接至电源VDD、，场效应管FET2的G极和S极之间跨接电源电阻R11，G极经电阻R12接至与非门24的输入端，VDD是以场效应管FET2的S极为相对地的电源，光电耦合器26的输出脚1213间跨接电阻R13，输入脚12接至电源VDD，输出脚13与与非门24输入端相连，输出脚14与场效应管EFT2的S极相连。
图4中，由计数器7输出的信号进入由二极管D6，D7，D8，D9组成的与门电路的输入端即D6，D7，D8，D9的负极，D6，D7，D8，D9的正极与数码开关23的输入端相连，数码开关的公共端15(16，17，18，)电阻R1(R2，R3，R4，)连接分配器15。
图5中，纵座标为输出电压U、横座标为时间T。
整个电路的工作原理是当分配器15清零后，其第一个输出端5为高电平，其他输出端为低电平，以后其脉冲触发端CP每接收一个正脉冲，则输出端6，7，8，9依次跳变为高电平，而其他输出脚恢复为低电平状态。
1、初始状态初始状态时(K1未按下)，初始化电路(已知技术)使与非门20输出高电平，计数器7，8，分配器15清零，工作指示电路22指示灯不亮，继电器21释放，K2断开，没有交流高频信号进入反应室。
2、触发过程和初态高频信号发放期按下触发开关K1后，触发信号经防抖动电路18再经由C1，R6，D1组成的微分电路产生一负脉冲接至由与非门19，20组成的双稳电路的1脚，使双稳电路翻转，3脚输出高电平，工作指示灯亮，继电器21吸合，K2闭合，高频信号通过K2和继电器27的常闭端(K3的1端)接至反应室，双稳电路的4端变为低电平，计数器7，8，分配器15脱离清零状态并开始计数，分配器15输出端5输出高电平，与门和数码开关9开始计数，当达到所设定的数值后，与门和数码开关9的输出端15跳变为高电平，进入或门16，输入一高电平，经单稳延时电路30和与门32(单稳延时电路是为加宽或门16的输出脉冲而设)进入分配器15的脉冲计数端，分配器15的6端变为高电平，计数器7开始计算继电器延时和高压脉冲时间，输出波形如图5中T0段。
3、继电器延时和高压脉冲发放期分配器15接受到一个CP脉冲后，5端恢复为低电平，6端变为高电平，输入或门14，或门14输出端B变为高电平，继电器27得电吸合，K3接通2，此时尚未发放高压脉冲，计数器开始计算继电器延时时间，当达到预置延时时间后，与门和数码开关10的16端输出一高电平，进入或门16，输出一高电平经单稳延时电路30和或门32进入分配器15的CP端，分配器15的7端跳为高电平，计数器7开始计算高压脉冲发放时间，同时保持或门14继续输出高电平，继电器27继续吸合，同时连接至高速光耦26的A端，触发电子开关以输出高压脉冲，高压电子开关的VDD是以场效应管FET2的S极为相对地的电源，当与非门25(A)端无信号(低电平)时，高速光耦发射端11为高电平，接收端13为高电平，与门24输出低电平，FET2和FET1截止，当分配器15的7端输出高电平，加入与非门25(A端)，高速光耦的13端变为低电平，FET2和FET1导通，直流高压经FET1、FET2、K3的2端进入反应室，当达到预置的高压脉冲时间后，与非门和数码开关11的17端输出高电平进入或门16输入端，或门16的输出端输出高电平，经单稳延时电路30和或门32后进入分配器15的脉冲输入端CP，分配器15的7脚恢复低电平，停止发放高压脉冲，同时或门14输出低电平，继电器27释放，K3接通1，为高频交流信号形成通路，分配器15的8脚跳变为高电平，计数器7开始计算高频交流信号发放时间，这段的输出波形如图5中的T1T2段。
4、交流高频信号发放期分配器15的8端输出高压电平，计数器7开始进行交流高频信号发放时间计数，当达到预置的时间的后，与门和数码开关12的8端输出高电平进入或门16，经单稳延时电路30和或门32输出一高电平进入分配器15的CP端，分配器15的9端跳变为高电平，结束交流高频信号的计时，分配器15的9端的高电平一路经延时电路28输出一正脉冲，正脉冲经由C3，R15，D4组成的微分电路取正脉冲前沿的微分后所得正脉冲进入或门29输入端22，对分配器15进行清零，分配器15的5端跳为高电平，同时延时电路28输出的正脉冲经与非门23反相后成为负脉冲，经C4，R16，D5组成的微分电路取负脉冲后沿微分后形成的正脉冲经或门32的23端进入分配器15的CP端，分配器15的6端变为高电平，准备开始另一操作周期；另一路接至计数器8的CP端，对操作周期作进行一次计数，至此完成一个操作周期，这段的输出波形如图5中T3段。
5、周期计数以上2，3，4为一个操作周期，每完成一个操作周期，分配器15的9端输出一高电平，进入计数器8的CP端，计数器8计数，当达到预置的周期数后，计利用本实用新型的装置，不但可以进行细胞的电融合，而且由于采用了电子和电磁继电器复合电子开关，利用普通元件，其输出电压也可达到动物细胞、植物原生质体、植物组织和微生物外源基因导入的要求，它可以在动物、植物、微生物的外源基因转化和细胞融合中，得到广泛的应用。
本实用新型的实施过程中，稳压与储能电路1由稳压器或调压器与电容器组成稳压器或调压器的输出端与电容器的两端连接稳压器可由串联、并联式开关稳压器或可控硅式稳压器，调压可用放置变压器式调压或可控硅式调压器。高频信号发生器可采用已有技术的正弦波振荡器或可生产方波信号的信号发生器。高压电子开关选用了两只串联的场效应管作为开关元件，根据场效应管的电压极限参数，也可以只用一只场效应管或用已有技术，把多只场效应管串联起来用。计数器7，8可采用CD4518，分配器15可采用CD4017。
权利要求1.一种细胞融合仪，有稳压与储能电路(1)，高频信号发生器(2)，反应室(4)，其特征是采用逻辑电路组成的具有脉冲数和脉冲休止时间可调的脉冲控制电路(5)、高压电子开关(3)，具体连接是高压电子开关(3)的输入分别和稳压与储能电路(1)及高频信号发生器(2)单独连接，输出接反应室(4)，高压电子开关控制端连脉冲控制电路(5)。
2.一种如权利要求1所述的细胞融合仪，其特征是脉冲控制电路的组成为触发开关K1的接头与防抖动电路(18)的输入端相连，防抖动电路 (18)的输出端经C1，R6，D1构成的微分电路、与非门19，20构成的双稳态电路的1端连接，3端与工作指示电路22及继电器21连接，4端和或门31的一个输入端19连接，或门31的输出与计数器7的清零端连接，4端还经或门29与分配器15的清零端连接，同时还与计数器8的清零端连，2端和与门34的输出端相连，R7、C2构成的充电电路和与门34的一个输入端25连接，时钟6的输出与计数器7的脉冲输入端CP连接，计数器7的输出端分别同与门和数码开关9，10，11，12的输入端连接，与门和数码开关9，10，11，12的输出端均同或门16和输入端连接，或门16的输出端经单稳延时电路30再经或门与32与分配器15的脉冲输入端相连，与门和数码开关9，10，11，12的输出端分别经过R1，R2，R3，R4与分配15的输出端5，6，7，8串接，分配器15的输出端6，7与或门14的输入端相连，或门14的输出端B与高压电子开关的输入端相连，同时分配器15的输出端7还与高压电子开关的高压信号输入端A相连，分配器15的输出端9还连至延时电路28的输入端1，延时电路28一路通过C3，R15，D14组成的微分电路，同或门29的输入端22连接，另一路接至与非门33的输入端，与非门33的输出与由C4，R16，D5组成的微分电路相连，微分电路和或门32的输入端23相连，计数器8的输出同与门和数码开关13相连，与门和数码开关13的输出端经过R5接至电源VDD，与门和数码开关的输出端同与非门17的输入端相连，与非门17的输出端和与门34的输出端26相连，与门34的输出端和与非门20的2端相连。
3.一种如权利要求1或2所述的细胞融合仪，其特征是高压电子开关由场效应管和继电器组成，其电路组成为继电器控制信号由B点输入，与继电器27相连，高压脉冲控制信号从A点输入，和与非门25的输入端相连，与非门25的输出端与光电耦合器26的输入端11相连，另一输入端10经电阻R 14接电源VDD，储能电路的输出端E与场效应管FET1的D极相连，场效应管FET1的S极与场效应管FET2的D极相连，场效应管FET2的S极接至继电器27的常开端、交流高频信号输入至继电器21的常开端、端)，继电器21的公共端与继电器27的常闭端连接，继电器27的公共端接至反应室，场效应管FET1的D极和G极间跨接电阻R9，G极通过电阻R10接至电源VDD，场效应管FET2的G极和S极之间跨接电阻R11，G极经R12至与非门24输出端，VDD是以场效应管FET2的S极为相对地的电源，光电耦合器26的输出脚12与13间跨接电阻R13，输入脚12接至电源VDD，输出脚13与与非门 24输入端相连，输出脚14与场效应FET2的S极相连。
专利摘要本实用新型涉及一种可进行细胞融合，或将生物大分子转移到细胞的装置，尤其是可作转移基因的细胞融合装置。本细胞融合仪由稳压与储能电路1、高频信号发生器2、高压电子开关3、采用逻辑电路组成的具有脉冲数和脉冲休止时间可调的脉冲控制电路5和反应室4组成。本融合装置具有多个可调参数，一经设定，可按程序自动完成基因转移或细胞融合操作。本实用新型的装置可广泛应用于动物、植物、微生物的外源基因转化和细胞融合。
文档编号C12M1/42GK2184698SQ9323560
公开日1994年12月7日 申请日期1993年12月20日 优先权日1993年12月20日
发明者石和平, 黄晓 申请人:中山大学