CN101463319A - 利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置 - Google Patents

Abstract

一种利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，有脉冲电磁场发生器和与脉冲电磁场发生器的输出信号相连的用于放置细胞培养皿的磁刺激作用板。磁刺激作用板有主体和设置在主体周边的具有凹槽的磁刺激板绕线支架，磁刺激板绕线支架的凹槽内缠绕有漆包线，漆包线与脉冲电磁场发生器的输出信号相连。磁刺激板绕线支架与主体一体形成。磁刺激板绕线支架与主体分体构成。脉冲电磁场发生器有分别与控制单元相连的用于显示工作时间的显示电路、设定工作时间的定时按键电路、脉冲电磁场发生控制按键以及向装置提供电源和输出脉冲电压的电源和磁场发生单元。本发明可根据细胞生长的情况进行调节，将细胞培养皿置于均匀的磁场作用的范围内进行培养观察，使培养条件相同。

Description

利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置

技术领域

本发明涉及一种细胞培养的装置。特别是涉及一种可根据细胞生长的情况调控促进

细胞的生长的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置。

背景技术

现有的细胞培养的装置或方法，已有：1、用长螺线管作刺激装置，利用螺线管轴线附近的均匀磁场，刺激细胞生长；2、用霍尔姆斯线圈提供均匀磁场进行细胞培养的方法；3、利用已有的脉冲电磁场进行细胞培养的方法。但是，上述的三种细胞培养的装置或方法，都存在着不同程度的问题。具体如下：

1、用长螺线管作刺激装置，利用螺线管轴线附近的均匀磁场，刺激细胞生长。局限在只能进行细胞培养皿内进行细胞培养，无法进一步使用于动物体。

2、有用霍尔姆斯线圈提供均匀磁场进行细胞培养的方法，同样局限于细胞培养，不能进一步用于动物试验。

3、已有的脉冲电磁场用于细胞培养方法是直接从信号发生器引出调制的脉冲串信号，产生磁场，作用于细胞培养，产生磁场的方式受到局限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可根据细胞生长的情况进行参数调节，使细胞可处在均匀的磁场范围内的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置。

本发明所采用的技术方案是：一种利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，包括有：脉冲电磁场发生器和与脉冲电磁场发生器的输出信号相连的用于放置细胞培养皿的磁刺激作用板。

所述的磁刺激作用板包括有主体和设置在主体周边的具有凹槽的磁刺激板绕线支架，所述的磁刺激板绕线支架的凹槽内缠绕有漆包线，所述的漆包线与脉冲电磁场发生器的输出信号相连。

所述的磁刺激板绕线支架与主体一体形成。

所述的磁刺激板绕线支架与主体分体构成。

所述的脉冲电磁场发生器包括有控制单元，和分别与控制单元相连的用于显示工作时间的显示电路、设定工作时间的定时按键电路、脉冲电磁场发生控制按键以及向装置提供电源和输出脉冲电压的电源和磁场发生单元。

所述的控制单元包括有控制芯片、与控制芯片相连向控制芯片提供时钟信号的时钟电路、与控制芯片相连提示工作时间到时的发声电路。

所述的脉冲电磁场发生控制按键包括有分别与控制单元相连的工作控制按键电路和控制输出磁场强度的强度控制按键电路。

所述的控制芯片的脉冲输出信号端与电源和磁场发生单元中的脉冲输入端相连接，所述的控制芯片的继电器控制输出信号端与电源和磁场发生单元中的继电器控制输入端相连接。

本发明的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置具有如下特点：

1、设计的脉冲电磁场装置，参数可调，可根据细胞生长的情况进行调节。

2、用磁耦合器作为刺激装置，将细胞培养皿置于磁场作用的范围内进行培养观察。

3、细胞可处在均匀的磁场范围内，使培养条件的相同。

附图说明

图1是本发明的构成结构示意图；

图2是图1中磁刺激板结构及培养皿的放置示意图；

图3是图2的俯视图；

图4本发明的脉冲电磁场发生器的构成框图；

图5是本发明的脉冲电磁场发生器的电路原理图；

图6是图5中控制芯片的示意图；

图7是图5中时钟电路原理图；

图8是图5中发声电路原理图；

图9是图5中定时按键电路的电路原理图；

图10是图5中显示电路的电路原理图；

图11是图5中工作控制按键电路的电路原理图；

图12是图5中强度控制按键电路的电路原理图；

图13是本发明的电源和磁场发生单元的电路原理图。

其中：

1：脉冲电磁场发生器            2：连接导线

3：细胞培养皿                  4：主体

5：磁刺激作用板                6：磁刺激板绕线支架

7：漆包线                      11：控制单元

12：显示电路                   13：定时按键电路

14：脉冲电磁场发生控制按键     15：电源和磁场发生单元

111：时钟电路                  112：发声电路

141：工作控制按键电路          142：强度控制按键电路

具体实施方式

下面结合实施例附图对本发明的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置做出详细说明。

如图1所示，本发明的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，包括有：脉冲电磁场发生器1和与脉冲电磁场发生器1的输出信号相连的用于放置细胞培养皿3的磁刺激作用板5。

如图2、图3所示，所述的磁刺激作用板5包括有主体4和设置在主体4周边的具有凹槽的磁刺激板绕线支架6，所述的磁刺激板绕线支架6的凹槽内缠绕有漆包线7，所述的漆包线7与脉冲电磁场发生器1的输出信号相连。漆包线沿平行于主体4平面的方向缠绕，在线圈内产生垂直于主体4平面的磁场，在线圈的中心位置加入磁芯材料时，产生的磁场为均匀磁场。这样，保证同一批培养的细胞受到的电磁场作用是等同的。

所述的磁刺激板绕线支架6与主体4一体形成。所述的磁刺激板绕线支架6与主体4还可为分体构成。

如图4所示，所述的脉冲电磁场发生器1包括有控制单元11，和分别与控制单元11相连的用于显示工作时间的显示电路12、设定工作时间的定时按键电路13、脉冲电磁场发生控制按键14以及向装置提供电源和输出脉冲电压的电源和磁场发生单元15。

如图5、图6、图7、图8所示，所述的控制单元11包括有控制芯片U1，采用型号为SLC84的可编程控制芯片；与控制芯片U1相连向控制芯片U1提供时钟信号的时钟电路111，时钟电路111由晶振与4066组成；与控制芯片U1相连提示工作时间到时的发声电路112。

图9所示为定时按键电路13的电路原理图，图10为显示电路12的电路原理图。

显示电路12是由两个数码管DS1、DS2和两个型号相同的驱动芯片U2、U3(型号为4511)及两组驱动电阻组成，显示秒级工作时间，数码管DS1显示个位，由来自控制芯片U1的Tm0，Tm1，Tm2，Tm3端的信号控制，通过驱动芯片U3驱动，显示设定的个位秒数；数码管DS2显示十位，由来自控制芯片U1的T0，T1，T2，T3端的信号控制，通过驱动芯片U2驱动，显示设定的十位秒数。的述的两个驱动芯片U2、U3与两个数码管DS1、DS2之间的两组驱动电阻是：电阻R11～R17和电阻R18～R124。

定时按键电路13的按键T1和T2分别控制时间的增加和减少，按键T1按下一次，信号输送到控制芯片U1的Ktu端，计数器加一，同时数码管数值加一；按键T2按下一次，信号输送到控制芯片U1的Ktd端，计数器减一，同时数码管数值减一。通过键T1和键T2，设定需要的工作时间。

如图5、图11、图12所示，所述的脉冲电磁场发生控制按键14包括有分别与控制单元11相连的工作控制按键电路141和控制输出磁场强度的强度控制按键电路142。

图11中的工作键23按下时，控制信号送到控制芯片U1的Kstar端，并由Work端送出控制信号到三极管T1点亮发光二极管D1，指示装置开始工作；当停止键24按下时，控制信号送到控制芯片U1的Kstop端，同时Count端停止计时，发送控制信号到三极管T2点亮发光二极管D2，指示装置停止工作。

按下图12中的选择键21或选择键22，将相应的控制信号KM1和KM2送到控制芯片U1，由程序控制将相应的控制信号M1-D0信号或M2-D0送出，分别控制相应的三极管T3和T4导通，点亮相应强度的发光二极管D3或发光二极管D4。同时将控制芯片U1的M1-D0信号送到磁场发生单元，控制不同的磁场的工作强度。

如图5、图13所示，所述的电源和磁场发生单元15中：电源部分是：由变压器副边产生的交流电压V3out经桥路BD整流和稳压元件7805后产生5V电压Vcc，提供给装置中各芯片的工作电压。磁场发生单元是：控制芯片U1发出的控制信号M1-D0通过选通继电器JD的不同端，控制选择相应的变压器输出V1out和V2out，通过电容C13、C14，二极管Da、Db，电阻R42组成的倍压电路产生不同的电压强度，在线圈内感应出不同强度的电磁场。来自控制芯片U1的Ef信号控制磁场的频率。图13中的U4是光耦合器。

所述的控制芯片U1的脉冲输出信号端Ef与电源和磁场发生单元15中的脉冲输入端Ef相连接，所述的控制芯片U1的继电器控制输出信号端M2-D0与电源和磁场发生单元15中的继电器控制输入端JD相连接。

结合图5和图13说明本发明的工作原理如下：

由时钟芯片4060和晶振组成的品振电路产生时钟信号，输入到可编程阵列的控制芯片U1 SCL84，由程序控制产生需要的脉冲电磁场频率信号Ef，输出至图13的倍压电路；按键T1、T2控制时间常数，设定的时间在数码管DS1、DS2显示；按下工作键23时，相应的发光二极管D1点亮，装置开始工作，计时完毕时程序自动停止，发光二极管D2点亮，表示装置停止工作，同时，蜂鸣器F鸣响，给出声音提示。如果在装置工作进程中需要停止工作，可以直接按下停止键24，同样可以停止工作。按键选择21和按键选择22分别对应控制脉冲电磁场的两个强度，按下一个选择键时，相应的发光二极管(发光二极管D3、发光二极管D4)分别点亮，给与提示。

图13所示电路的主要功能是提供图5和图13中电路及芯片供电的5V直流电源，另外，由变压器的副边提供可选择的交流输出～Vout1和～Vout2，由继电器控制，经倍压电路输出的电压在外接线圈内产生相应的强度的磁场，磁场的频率由来自图5的Ef控制。

Claims (8)

1.一种利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，包括有：脉冲电磁场发生器(1)和与脉冲电磁场发生器(1)的输出信号相连的用于放置细胞培养皿(3)的磁刺激作用板(5)。

2.根据权利要求1所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的磁刺激作用板(5)包括有主体(4)和设置在主体(4)周边的具有凹槽的磁刺激板绕线支架(6)，所述的磁刺激板绕线支架(6)的凹槽内缠绕有漆包线(7)，所述的漆包线(7)与脉冲电磁场发生器(1)的输出信号相连。

3.根据权利要求2所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的磁刺激板绕线支架(6)与主体(4)一体形成。

4.根据权利要求2所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的磁刺激板绕线支架(6)与主体(4)分体构成。

5.根据权利要求1所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的脉冲电磁场发生器(1)包括有控制单元(11)，和分别与控制单元(11)相连的用于显示工作时间的显示电路(12)、设定工作时间的定时按键电路(13)、脉冲电磁场发生控制按键(14)以及向装置提供电源和输出脉冲电压的电源和磁场发生单元(15)。

6.根据权利要求5所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的控制单元(11)包括有控制芯片(U1)、与控制芯片(U1)相连向控制芯片(U1)提供时钟信号的时钟电路(111)、与控制芯片(U1)相连提示工作时间到时的发声电路(112)。

7.根据权利要求5所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的脉冲电磁场发生控制按键(14)包括有分别与控制单元(11)相连的工作控制按键电路(141)和控制输出磁场强度的强度控制按键电路(142)。

8.根据权利要求6所述的利用脉冲电磁场进行细胞培养的装置，其特征在于，所述的控制芯片(U1)的脉冲输出信号端(Ef)与电源和磁场发生单元(15)中的脉冲输入端(Ef)相连接，所述的控制芯片(U1)的继电器控制输出信号端(M2-DO)与电源和磁场发生单元(15)中的继电器控制输入端(JD)相连接。

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