一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室

本发明涉及生物与脉冲功率交叉领域，更具体地，涉及一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室。

背景技术：

1、微藻、细菌等微生物尺寸小，且有细胞壁，发生电穿孔所需的电场强度较高，可达数十千伏/厘米；而动物细胞发生电穿孔所需的电场强度较低，仅有数百伏/厘米。倘若用普通的处理室来进行微生物的电穿孔研究，电场提高时，可能会在处理室表面和空气交界处发生沿面击穿现象，不仅危及人身和设备安全，而且也限制了能施加的电场强度。此外，大多微生物对温度比较敏感，而在处理过程中因能量转换导致的温升，可能会影响处理效果。因此，普通的电穿孔处理室并不适用于微藻、细菌等小尺寸微生物。

2、针对上述问题，有必要研究一种可实现恒温、高场强、高效的微生物细胞电穿孔研究的处理室。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其目的在于实现恒温、高场强、高效的微生物细胞电穿孔处理。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，包括标准电极杯、基座和温度控制模块，标准电极杯用于装载待处理的微生物样本溶液，基座用于标准电极杯的安装以及电源和测量装置的连接，温度控制模块用于使处理环境保持恒温状态。

3、进一步地，基座内置多个装配孔，每个孔插入一个标准电极杯。此外，多个处理基座之间也可进行连接，因此既可以批量处理微生物样本溶液、以提高效率，也可以根据实际需求进行小样本测试。

4、进一步地，每个装配孔的孔径大小一致且适配医用标准电击杯，通用性强、成本降低。标准电击杯插入装配孔时，其外侧与孔的内壁并非完全贴合，而是设计预留了额外的空间，在进行电穿孔处理时，标准电击杯的外侧和装配孔的内壁充满去离子水，以抑制沿面闪络和减少温升。

5、标准电击杯插入装配孔时，其外侧与孔的内壁并非完全贴合，而是设计预留了额外的空间，在进行电穿孔处理时，标准电击杯的外侧和装配孔的内壁充满去离子水，以抑制沿面闪络和减少温升。

6、进一步地，装配孔通过金属弹片连接电极与标准电击杯，具备弹性，医用标准电击杯可即插即用，取出便利。金属弹片与标准电击杯杯身接触部分为弹片侧面，较普通针状电极接触面积更大，电击杯放置稳固，抑制尖端放电。

7、进一步地，还包括水泵组成水循环系统，使去离子水在装配孔之间循环流通，维持装配孔温度。

8、进一步地，温度控制模块包括去离子水水池、单片机、节流阀、水泵、红外线温度传感器、管道，管道用于连接去离子水水池与装配孔内部，通过改变去离子水的循环速度实现处理环境的温度控制；离子水流速的控制系统由单片机、节流阀与红外线温度传感器组成，利用红外线温度传感器实时监测装配孔内的温度，并将温度信息反馈至单片机；单片机通过调节节流阀开合大小控制去离子水流速，实现较为精确的温度控制。

9、进一步地，基座包括l型铝制电极板和电极板中间的倒t形夹层绝缘组成处理室基座，以增加底面接触面积，不易倾倒，方便固定电源线和电压测量装置。

10、通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本发明提供的一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，能批量、高效的处理微生物样品溶液、减少单次电穿孔处理的样品消耗，有效提高微生物细胞电穿孔处理的效率和降低成本；可抑制沿面闪络，解除了普通处理室的电场强度限制，提高了施加电场强度的上限，达到了微藻、细菌等细胞尺寸样本的电穿孔处理要求；可抑制在电穿孔处理过程中由于能量转换带来的温升，减少温度对研究的影响，对微生物细胞电穿孔的研究有很大的意义。

技术特征：

1.一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，包括标准电极杯、基座和温度控制模块，标准电极杯用于装载待处理的微生物样本溶液，基座用于标准电极杯的安装以及电源和测量装置的连接，温度控制模块用于使处理环境保持恒温状态。

2.根据权利要求2所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，基座内置多个装配孔，每个孔插入一个标准电极杯，批量处理实验样本。

3.根据权利要求2所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，每个装配孔的孔径大小一致。

4.根据权利要求2所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，标准电击杯插入装配孔时，其外侧与孔的内壁并非完全贴合，而是设计预留了额外的空间，在进行电穿孔处理时，标准电击杯的外侧和装配孔的内壁之间充满去离子水，以抑制沿面闪络和减少温升。

5.根据权利要求2所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，装配孔通过金属弹片连接电极与标准电击杯，具备弹性，医用标准电极杯可即插即用，取出便利。

6.根据权利要求5所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，金属弹片与标准电击杯杯身接触部分为弹片侧面，用于抑制尖端放电。

7.根据权利要求2所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，还包括水泵组成水循环系统，使去离子水在装配孔之间循环流通，维持装配孔温度。

8.根据权利要求7所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，所述温度控制模块包括去离子水水池、单片机、节流阀、水泵、红外线温度传感器、管道，管道用于连接去离子水水池与装配孔内部，通过改变去离子水的循环速度实现处理环境的温度控制；离子水流速的控制系统由单片机、节流阀与红外线温度传感器组成，利用红外线温度传感器实时监测装配孔内的温度，并将温度信息反馈至单片机；单片机通过调节节流阀开合大小控制去离子水流速，实现较为精确的温度控制。

9.根据权利要求2所述的适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，其特征在于，所述基座包括l型铝制电极板和电极板中间的倒t形绝缘夹层。

技术总结
本发明公开了一种适用于微生物细胞电穿孔的恒温处理室，属于生物与脉冲功率交叉领域。包括标准电极杯、基座和温度控制模块组成。一般用于电穿孔研究的静态处理室，在施加脉冲电场时，因固有的沿面放电问题，允许施加的有效电场强度较低，无法对微生物、细菌等细胞尺寸较小的微生物进行电穿孔研究；并且，在处理过程因能量转换发生温升，会极大影响处理效果。本发明提供的处理室可实现恒温、高场强、高效电穿孔处理，对微生物细胞电穿孔处理研究有重要意义。

技术研发人员：李柳霞,张艺航,彭梓皇,刘楠,刘毅,王燕,张钦,李化
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6