一種用于細胞培養的高通量電刺激儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，涉及生物醫學【技術領域】。這種用于篩選細胞分化的高通量電刺激儀主要包括三個部分：第一部分信號發生裝置，可設定細胞電刺激信號的種類、強弱及頻率；第二部分是與信號發生裝置連接的電路轉接板，通過轉接板實現信號發生裝置高通量電信號的引出、二次控制及調整；第三部分包括通過排線接收所述電路轉接板引出高通量電信號的電極陣列、細胞培養板、板蓋及封裝蓋。本實用新型實現了在相同溫度、濕度及培養基環境條件下，相同或不同幅度及頻率的電壓/電流刺激信號對相同或不同種類細胞分化影響的高通量篩選。本實用新型主要用于細胞培養。
【專利說明】—種用于細胞培養的高通量電刺激儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于生物醫學的【技術領域】，尤其涉及電刺激儀的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，電刺激治療發展十分迅速，從單一的電刺激神經解決肌肉運動問題發展到調節干細胞分化、啟動肢體和脊髓再生、誘導異位眼球產生以及控制腫瘤生長，這些都說明了通過電刺激治療可以模擬生物電，從而調控生物化學反應和細胞功能。《自然》雜志專門也寫了關注電刺激治療的文章。世界著名的藥企葛蘭素史克把電刺激治療作為一種未來醫學手段，在2013年就已經投資5千萬美元支持生物電治療研究。
[0003]但是，目前電治療主要是通過直接電刺激人體達到治療的作用。其技術中包含各種電壓/電流，范圍太大，不能精確有效的控制干細胞分化成其他功能細胞，以及研究高通量電信號與細胞的相互作用機理。
[0004]為了解決此問題，本實用新型提供了一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，該電刺激儀可產生不同的電壓/電流實現高通量篩選干細胞分化過程中的電刺激信號。通過高通量的電刺激研究干細胞的分化并篩選出有利于干細胞向成骨細胞、成纖維細胞、成肌細胞等功能細胞分化的最佳電壓/電流，為今后電治療提供更精確的技術參數。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，它能有效地產生不同的電壓/電流，實現高通量篩選干細胞分化過程中的電刺激信號。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]—種用于細胞培養的高通量電刺激儀，包括信號發生模塊、電路轉接板和細胞培養板。信號發生模塊電源端連接電池組，輸出端設有I/O接口模塊，通過排線與電路轉接板相連，電路轉接板設有電阻陣列和穩壓穩流芯片，所有電阻兩端均帶有接線柱；蓋板對應細胞培養板內孔位置設有電極，電極的一端的引線與排線連接。
[0008]所述細胞培養板每個內孔對應兩根電極,所有電極共同接地。
[0009]所述蓋板通過封裝蓋密封。
[0010]所述細胞培養板的孔數為六孔或其倍數。
[0011]第一部分是信號發生裝置，主要包括獨立電源、電源開關、信號發生模塊以及I/O接口模塊。該信號發生裝置通過排線與電路轉接板相連，可自由選擇不同類型的電刺激信號，包括電流信號或電壓信號以及信號的波形、強弱及頻率等。
[0012]第二部分是電路轉接板，電路轉接板上是一系列不同阻值的電阻陣列及相應的穩壓穩流芯片。電路轉接板通過排線與信號發生裝置的I/o接口模塊連接，實現第一部分電刺激信號發生裝置所產生電信號的引出，同時所有電阻兩端均帶有接線柱，通過接線柱的選擇，可實現電信號的二次控制及調整。
[0013]第三部分包括通過排線接收電路轉接板引出高通量電信號的平面電極陣列、細胞培養板、板蓋及封裝蓋。細胞培養板上的內孔每孔都插有兩根電極，所有電極共同接地，以及共同組成平面電極陣列均勻地分布在蓋板上，蓋板通過封裝蓋進行封裝密封。
[0014]與現有技術相比的有益效果在于:(一)這種用于調控及篩選細胞分化的高通量電刺激儀能夠精確控制所產生電刺激信號的種類、大小及頻率；(二)可在相同溫度、濕度及培養基環境條件下，觀察相同或不同的電壓/電流刺激信號對相同或不同種類細胞分化的影響；(三)可實現細胞培養過程中的高通量電信號刺激以及高通量篩選；(四)同時這種用于高通量調控及篩選細胞分化的電刺激儀具有獨立性好、便攜性好、功率低、干擾小及效率高等特點，使用方便，操作簡單，節省了人力和物力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的連接框圖
[0016]圖2為本實用新型蓋板電極封裝示意圖
[0017]圖3為本實用新型六孔細胞培養板立體示意圖
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明:
[0019]一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，由三個部分構成:
[0020]第一部分是信號發生裝置，包括電源開關1、電池組2、信號發生模塊3以及I/O接口模塊4。其中獨立電源2為整套電刺激儀電路提供工作電源，連接到所有需要電源的模塊；電源開關2主要控制電路的開啟與斷開；信號發生模塊3主要產生不同類型的電壓/電流信號；I/O接口模塊4主要是信號發生模塊的引出端，信號發生模塊3通過I/O接口模塊4往外輸出產生的各類電信號。所述I/O接口模塊4通過排線5與電路轉接板6相連接。
[0021]第二部分是電路轉接板6，包括一系列不同阻值的電阻7陣列及相應的穩壓穩流芯片。電路轉接板6通過排線5與信號發生裝置的I/O接口模塊4連接，實現第一部分電刺激信號發生裝置所產生電信號的引出。再通過電路轉接板6上的電阻7陣列實現對引入電信號的二次調整。同時所有電阻7兩端均帶有接線柱8，通過不同接線柱8的選擇，可實現引出電信號的再次控制及調整。通過兩次調整，可獲得更多選擇的電信號。所述電路轉接板6上的電壓/電流信號通過相應的穩壓穩流芯片，進行穩壓穩流處理，保證了輸出電信號的穩定性。所述第二部分通過排線9與第三部分實現信號的傳遞。
[0022]第三部分包括電極7引出的導線16連接排線9接收所述電路轉接板6引出高通量電信號的平面電極陣列、細胞培養板11、細胞培養板孔10、板蓋12、封裝蓋14及導線16。細胞培養板11上每孔均插有兩根電極13，共同組成平面電極陣列均勻地分布在細胞培養板蓋12上，所有電極共同接地，消除了不同孔之間的共模干擾信號。選用鈦金屬絲作為正負電極，保證導電性的同時，也保證了良好的生物相容性。所有電極上端均連接有導線16，導線16穿過引出孔15與排線9的I/O接口相連。在細胞培養板11的內孔10中，放置的是培養基及待篩選的細胞。并可通過培養基的選擇，培養基的阻值也會發生變化，從而實現微弱電信號的再次調控。最后通過封裝蓋14對培養板蓋上的電極陣列及導線16進行封裝密封。一方面，封裝之后方便拆卸到其他相同型號的培養板上使用；另一方面，封裝之后便于滅菌消毒，降低對培養細胞的影響。[0023]整套電刺激儀通過第一部分的信號發生裝置，產生不同的電壓/電流信號，再通過電路轉接板6實現電信號的高通量產生，最后接入到培養板11的每個孔內，從而實現對細胞的刺激篩選。
[0024]所述三個部分均為獨立模塊，可隨時拆卸并重新組裝。第三部分可通過排線與其他型號的信號發生裝置及電路轉接板連接，可獲得更大范圍的不同類型及不同特征的信號，進而實現更大范圍刺激對細胞分化的篩選。
[0025]通過這種用于調控及篩選細胞分化的高通量電刺激儀，可實現培養板上所有細胞在相同溫度、濕度及培養基環境條件下，完成相同或不同幅度及頻率的電壓/電流刺激信號對相同或不同種類細胞分化影響的高通量篩選，相比于傳統方法，該實用新型具有獨立性好、便攜性好、功率低、干擾小及效率高等特點。使用注意事項:不同接線柱之間的選擇可獲得大范圍的電信號，需根據細胞能夠承受電壓/電流的極限來選擇不同的接線柱，避免因電信號過大損壞待篩選的細胞。
【權利要求】
1.一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，包括信號發生模塊(3)、電路轉接板(6)和細胞培養板(11)，其特征在于:信號發生模塊(3)電源端連接電池組(2)，輸出端設有I/O接口模塊(4 )，通過排線(5 )與電路轉接板(6 )相連，電路轉接板(6 )設有電阻(7 )陣列和穩壓穩流芯片，所有電阻(7)兩端均帶有接線柱(8);蓋板(12)對應細胞培養板內孔(10)位置設有電極(13)，電極(13)的一端的引線(16)與排線(9)連接。
2.根據權利要求1所述一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，其特征在于:所述細胞培養板(11)每個內孔(10)對應兩根電極(13)，所有電極(13)共同接地。
3.根據權利要求1所述一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，其特征在于:所述蓋板(12)通過封裝蓋(14)密封。
4.根據權利要求1所述一種用于細胞培養的高通量電刺激儀，其特征在于:所述細胞培養板(11)的孔數為六孔或其倍數。
【文檔編號】C12M3/00GK203768368SQ201420149151
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】鄧維禮, 謝超鳴, 魯雄, 王科峰 申請人:西南交通大學