CN107966477A - 一种生物敏感元件 - Google Patents

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科热夫尼科夫·叶夫格尼
田维明
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Abstract

一种生物敏感元件，属于一种生物医学工程使用的研究工具，为了解决生物医学工程使用材料阻抗的测量与光学技术检测无法兼顾的问题。本发明机体的底座部分固定在水平面上，并且设有荧光口；培养皿设置在荧光口处；夹子设在机体的顶面部分上；一号电极和二号电极均为“L”形电极，并且两个电机均分为水平部分和垂直部分，垂直部分通过夹子进行固定；两个电机的水平部分均位于培养皿内，并且相对设置；水凝胶柱的两端分别与两个电极水平部分的端部相接触；两个电机分别与电源的输出端相连；水凝胶柱用于承载细胞。有益效果为兼顾了生物医学工程使用材料阻抗的测量与光学技术检测。

Description

一种生物敏感元件
技术领域
本发明属于一种生物医学工程使用的研究工具。
背景技术
生物医学工程是一门由理、工、医相结合的边缘学科，是多种工程学科向生物医学渗透的产物；它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。在生物医学工程中，对其使用材料的阻抗的测量尤为重要，现有的生物医学工程使用材料的阻抗的测量方法是依靠传感器，而在研究细胞三维系统状态中，传感器无法考虑其他的检测方法，同时光学技术对生物医学工程特别重要，但是光学技术无法提供完全的检测数据和消息。
发明内容
本发明的目的是为了解决生物医学工程使用材料阻抗的测量与光学技术检测无法兼顾的问题，提出了一种生物敏感元件。
本发明所述的一种生物敏感元件，包括水凝胶柱、一号电极、二号电极、夹子、机体和培养皿；
所述机体分为底座部分、侧壁部分和顶面部分；
机体的底座部分固定在水平面上，并且机体的底座部分设置有荧光口；
所述培养皿设置在机体的底座部分的荧光口处；
夹子设置在机体的顶面部分上；
所述一号电极和二号电极均为“L”形电极，并且一号电极分为水平部分和垂直部分，二号电极也分为水平部分和垂直部分，一号电极的垂直部分和二号电极的垂直部分均通过夹子进行固定；
一号电极的水平部分与二号电极的水平部分均位于培养皿内，并且一号电极水平部分的端部与二号电极水平部分的端部相对设置；
所述水凝胶柱的一端与一号电极水平部分的端部相接触；水凝胶柱的另一端与二号电极水平部分的端部相接触；
所述一号电极垂直部分的端部以及二号电极垂直部分的端部分别与电源的正极或负极输出端相连；
所述水凝胶柱用于承载细胞。
本发明的有益效果是本发明兼顾了生物医学工程使用材料阻抗的测量与光学技术检测；并兼有能力同时调查三维培养生物阻抗与荧光量的变化。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种生物敏感元件的结构示意图；
图2为具体实施方式一中胶原与海藻酸钠水凝胶电阻抗检测结果仿真图；
图3为具体实施方式一中透明质酸与海藻酸钠水凝胶电阻抗检测结果仿真图；
图4为具体实施方式一中羟基磷灰石与海藻酸钠水凝胶电阻抗检测结果仿真图；
图5为具体实施方式一中不同的细胞密度生物阻抗检测结果仿真图；
图6为具体实施方式一中不同的细胞密度荧光量的变化仿真图，其中，b图对应的细胞密度为102细胞/毫升，c图对应的细胞密度为103细胞/毫升，d图对应的细胞密度为104细胞/毫升，e图对应的细胞密度为105细胞/毫升。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述的一种生物敏感元件，包括水凝胶柱1、一号电极2、二号电极3、夹子4、机体5和培养皿6；
所述机体5分为底座部分、侧壁部分和顶面部分；
机体5的底座部分固定在水平面上，并且机体5的底座部分设置有荧光口；荧光口便于通过荧光显微镜对水凝胶柱1进行观察，利用萤光显微镜检测细胞荧光量的变化；
所述培养皿6设置在机体5的底座部分的荧光口处；
夹子4设置在机体5的顶面部分上；
所述一号电极2和二号电极3均为“L”形电极，并且一号电极2分为水平部分和垂直部分，二号电极3也分为水平部分和垂直部分，一号电极2的垂直部分和二号电极3的垂直部分均通过夹子4进行固定；
一号电极2的水平部分与二号电极3的水平部分均位于培养皿6内，并且一号电极2水平部分的端部与二号电极3水平部分的端部相对设置；
所述水凝胶柱1的一端与一号电极2水平部分的端部相接触；水凝胶柱1的另一端与二号电极3水平部分的端部相接触；
所述一号电极2垂直部分的端部以及二号电极3垂直部分的端部分别与电源的正极或负极输出端相连；
所述水凝胶柱1用于承载细胞。
在本实施方式中，在检测生物医学工程使用材料的阻抗时，选用胶原与海藻酸钠水凝胶电阻抗检测结果如图2所示，其中，胶原的选用比例分别为：2％、5％、13％、15％、20％、23％和25％；选用透明质酸与海藻酸钠水凝胶电阻抗检测结果如图3所示，其中透明质酸的选用比例分别为：0.5％、1％、5％和10％；选用羟基磷灰石与海藻酸钠水凝胶电阻抗检测结果如图4所示，其中，羟基磷灰石的选用比例分别为10％、15％、20％和25％。
在本实施方式中，同时调查三维培养生物阻抗与荧光量的变化，细胞三维培养系统成立之后可以检测物阻抗与荧光量的变化；选用不同的细胞密度生物阻抗检测结果如图5所示，其中细胞密度选用比例为：102细胞/毫升、103细胞/毫升、104细胞/毫升和105细胞/毫升；荧光量变化如图6所示。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种生物敏感元件进一步限定，在本实施方式中，机体5包括第一机体和第二机体；
所述第一机体和第二机体的结构相同，二者相互扣合设置；并且第一机体包括第一底座、第一侧壁和第一顶面，第二机体包括第二底座、第二侧壁和第二顶面；
所述第一侧壁与第二侧壁平行设置，并且第一侧壁与第二侧壁的相对距离为10cm；
所述第一底座与第二底座位于同一水平面上，且二者之间留有空隙，作为荧光口；
所述第一顶面与第二顶面位于同一水平面上，且二者之间用夹子4固定；
第一机体和第二机体均采用不锈钢制成。
在本实施方式中，第一侧壁与第二侧壁为机体5的侧壁部分；第一底座与第二底座位为机体5的底座部分；第一顶面与第二顶面为机体5的顶面部分。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种生物敏感元件进一步限定，在本实施方式中，采用螺栓和螺母对机体5进行固定。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种生物敏感元件进一步限定，在本实施方式中，夹子4包括第一角钢架和第二角钢架；
所述第一角钢架的一个侧壁与第二角钢架的一个侧壁平行设置，并且一号电极2的垂直部分和二号电极3的垂直部分位于两者之间；
所述第一角钢架的另一个侧壁和第二角钢架的另一个侧壁同时水平固定在机体5的顶面部分上。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种生物敏感元件进一步限定，在本实施方式中，采用螺钉对第一角钢架的一个侧壁与第二角钢架的一个侧壁进行固定，同时采用螺钉将第一角钢架的另一个侧壁和第二角钢架的另一个侧壁同时水平固定在机体5的顶面部分上。

Claims (5)

1.一种生物敏感元件，其特征在于，包括水凝胶柱(1)、一号电极(2)、二号电极(3)、夹子(4)、机体(5)和培养皿(6)；
所述机体(5)分为底座部分、侧壁部分和顶面部分；
机体(5)的底座部分固定在水平面上，并且机体(5)的底座部分设置有荧光口；
所述培养皿(6)设置在机体(5)的底座部分的荧光口处；
夹子(4)设置在机体(5)的顶面部分上；
所述一号电极(2)和二号电极(3)均为“L”形电极，并且一号电极(2)分为水平部分和垂直部分，二号电极(3)也分为水平部分和垂直部分，一号电极(2)的垂直部分和二号电极(3)的垂直部分均通过夹子(4)进行固定；
一号电极(2)的水平部分与二号电极(3)的水平部分均位于培养皿(6)内，并且一号电极(2)水平部分的端部与二号电极(3)水平部分的端部相对设置；
所述水凝胶柱(1)的一端与一号电极(2)水平部分的端部相接触；水凝胶柱(1)的另一端与二号电极(3)水平部分的端部相接触；
所述一号电极(2)垂直部分的端部以及二号电极(3)垂直部分的端部分别与电源的正极或负极输出端相连；
所述水凝胶柱(1)用于承载细胞。
2.根据权利要求1所述的一种生物敏感元件，其特征在于，机体(5)包括第一机体和第二机体；
所述第一机体和第二机体的结构相同，二者相互扣合设置；并且第一机体包括第一底座、第一侧壁和第一顶面，第二机体包括第二底座、第二侧壁和第二顶面；
所述第一侧壁与第二侧壁平行设置，并且第一侧壁与第二侧壁的相对距离为10cm；
所述第一底座与第二底座位于同一水平面上，且二者之间留有空隙，作为荧光口；
所述第一顶面与第二顶面位于同一水平面上，且二者之间用夹子(4)固定；
第一机体和第二机体均采用不锈钢制成。
3.根据权利要求2所述的一种生物敏感元件，其特征在于，采用螺栓和螺母对机体(5)进行固定。
4.根据权利要求1所述的一种生物敏感元件，其特征在于，夹子(4)包括第一角钢架和第二角钢架；
所述第一角钢架的一个侧壁与第二角钢架的一个侧壁平行设置，并且一号电极(2)的垂直部分和二号电极(3)的垂直部分位于两者之间；
所述第一角钢架的另一个侧壁和第二角钢架的另一个侧壁同时水平固定在机体(5)的顶面部分上。
5.根据权利要求4所述的一种生物敏感元件，其特征在于，采用螺钉对第一角钢架的一个侧壁与第二角钢架的一个侧壁进行固定，同时采用螺钉将第一角钢架的另一个侧壁和第二角钢架的另一个侧壁同时水平固定在机体(5)的顶面部分上。
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