CN204311065U - 一种细胞电转仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种细胞电转仪，属于生物医药仪器设备技术领域。它解决了在对细胞样品电转处理时不方便等技术问题。本细胞电转仪包括机壳、电源模块和微控制单元，细胞电转仪内设置有固定座，固定座上开设有用于固定电击管的插孔，机壳内还设有与电源模块相电连接的电极端子一及电极端子二，电极端子一及电极端子二分别用于抵靠在电击管的两个电极上实现供电，机壳内还设有用于将电极端子一和/或电极端子二压紧在电击管的两电极上的弹簧，微控制单元能够接收用户指令并对电源模块实行控制。本实用新型中通过机壳上设置的显示屏用来显示仪器使用状态和实验操作数据，便于观察。

Description

一种细胞电转仪

技术领域

本实用新型属于生物医药仪器设备技术领域，涉及一种细胞电转仪。

背景技术

细胞电穿孔(亦称细胞电转染或细胞电转)是利用电脉冲向细胞内引入无法穿透细胞膜的大分子的技术。电穿孔是一种广泛采用并得到强烈推荐的用于细胞试验和基因疗法的方法。在施加强电场时，细胞膜暂时变成多孔性质并且可以透过外界材料，诸如大分子。细胞膜电穿透作用取决于电场的各种参数，诸如脉冲类型、脉冲电压、脉冲持续时间、脉冲数量以及其他实验条件。目前用于细胞电穿孔的设备主要有细胞电转仪、电极杯等。

我国专利(公开号：CN1965079B，公告日：2007-05-16)公开了一种具有长中空件的电穿孔装置，该电穿孔装置包括长的中空件，以便在电穿孔过程中提供均匀的电场，其中特别是，执行电穿孔是通过在中空件充满包括细胞和将要注入细胞的物质的液体样本之后，由一对电极从长的中空件两个末端施加电脉冲。

本申请人曾申报过一篇名为“电穿孔的方法和装置”(METHODSAND DEVICES FOR ELECTROPORATION；US 2013/0052711 A1)的美国专利，该专利中记载了一种电击管，其作用是在管内加入含有细胞和将要注入细胞的物质的液体样本，在电击管的上、下两端分别设置上电极和下电极，通过细胞电转仪与上电极和下电极相连接，从而使电击管内形成电场，进而使细胞外的物质注入细胞内。而在将液体样本填注入电击管内后，在开始电击之前，电击管内需要防止有空气残留形成气泡影响电流分布。在该专利中，申请人于电击管的管壁上设计有一与电击管腔体相连通的环形凹槽，实验者可持续向电击管腔体中注入液体样本直至液体表面凸出电击管腔体后，再将上电极盖下与液体凸面接触直至压到电击管腔体的上沿，形成对腔体里面液体的密封，而少量溢出的液体流到环形凹槽中。这种设计一般可以防止电击管内有残留空气影响实验。

本申请人在不断实践中结合上述现有技术，设计出一款新的细胞电转仪器，以提高实验者操作的可靠性和便捷性。

发明内容

本实用新型提供了一种细胞电转仪，本实用新型所要解决的技术问题是：如何与电击管配合实现对细胞样品的稳定电转处理。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种细胞电转仪，所述细胞电转仪包括机壳、电源模块和微控制单元，所述微控制单元和电源模块相电联接，其特征在于，所述细胞电转仪内设置有固定座，所述固定座上开设有用于固定电击管的插孔，所述机壳内还设有与所述电源模块相电连接的电极端子一及电极端子二，所述电极端子一及电极端子二分别用于抵靠在电击管的两个电极上实现供电，所述机壳内还设有用于将所述电极端子一和/或电极端子二压紧在电击管的两电极上的弹簧，所述微控制单元能够接收用户指令并对电源模块实行控制。

其原理如下：电击管是一种内部能够盛装液体样本且可以通电的管状器件，通常具有两个电极；本细胞电转仪与电击管配合使用，本细胞电转仪在使用时，液体样本位于电击管内，电击管置于固定座的插孔中，电极端子一和电极端子二分别与电击管的两个电极第一电极和第二电极相抵靠，在弹簧的作用下能够使电极端子一和电极端子二压紧在电击管的两电极上，从而形成电联接，通过微控制单元接收用户指令并对电源模块实行控制，能够启动电源模块与电极端子一和电极端子二通电，使电击管内形成电场，进而使细胞外的物质注入细胞内。

在上述的细胞电转仪中，所述机壳上设置有一显示屏，所述电极端子一和电极端子二上联接有用于对两者进行电流或电压值采样的采样器，所述微控制单元与显示屏及采样器相联接，所述采样器采集到的电信号能够传到微控制单元并且在显示屏上以波形曲线的形式显示。电源模块可以产生细胞电穿孔需要的电脉冲，机壳上设置的显示屏用来显示仪器使用状态和实验操作数据，微控制单元可以控制电源模块和显示屏，微控制单元包括可编程的单片机和其他微处理器等，采样器可以采集细胞电穿孔过程中的电信号，包括电压或者电流信号，采样器包括电阻等电子元件，电信号经由微控制单元处理，以波形图的形式显示在显示屏上，便于观察，微控制单元也可以计算流过细胞样品的电脉冲的电流、电压、总能量等参数并且将这些参数直接在显示屏上显示。通过观察波形图，可以检查实验的质量，特别是波形图出现异常时，可以及时了解实验中出现的问题。电穿孔过程中的溶液温度变化，在波形图上也可以得到一定的反映。

在上述的细胞电转仪中，所述显示屏能够接收所述微控制单元传送过来的数据信号并显示操作界面和实验状态信息，所述显示屏为能够输入用户指令的触摸屏，所述微控制单元能够接收所述显示屏传送过来的用户指令并根据该指令来控制所述电源模块的工作状态。触摸屏操作使用方便且灵敏。

在上述的细胞电转仪中，所述固定座包括座体和夹持筒，所述夹持筒内开设有所述的插孔，所述座体内开设有一插槽，所述夹持筒插设于插槽中且两者可拆卸互连。夹持筒与座体内的插槽可拆卸连接，则可根据不同电击管的直径大小，更换相应插孔孔径大小的夹持筒，可提高本细胞电转仪的通用性。

在上述的细胞电转仪中，所述夹持筒由透光率大于50％的材料制成，所述夹持筒的底部与所述插槽的槽底相贴靠，所述夹持筒的顶端设置有至少一个握柄。夹持筒由透光材料制成便于观察其插孔内的电击管状态；设计有握柄后，方便操作者装拆夹持筒。

作为其他一般情况,还可以在夹持筒下方安装金属电极延长件来适应较短的电击管，该金属延长件下方与电极端子一接触，较短的电击管插入夹持筒后第一电极与电极端子一通过金属延长件实现电连接，这样来补充电击管高度的不足。

在上述的细胞电转仪中，所述座体内设置有用于检测电击管位移变化的传感器，传感器和微控制单元相联接，使电击管的接入状态传到微控制单元，电击管的接入状态可以在显示屏上显示。

在上述的细胞电转仪中，所述机壳内还设置有指示灯，所述指示灯与所述电源模块连接，所述传感器的信号能够传到所述微控制单元用来控制指示灯，更加方便使用者了解电击管的接入状态。一般可以设置为当电击管未接入时，指示灯不亮，当电击管接入时，指示灯亮起，方便使用者观察。所述指示灯除了能够指示电击管连接状态，同时也可以具有照明作用，可以采用较高亮度的指示灯比如LED灯等来照亮电击管。

在上述的细胞电转仪中，传感器可以是机械性触发开关,当电极端子一发生位移时与其联动的压杆触发开关；也可以是光电开关，当电极端子一发生位移时对光路产生影响触发光电开关；传感器还可以是霍尔开关等，当电击管或者电极端子一发生位移时就能触发从而控制指示灯发光与否。

在上述的细胞电转仪中，所述固定座的侧壁开设有横向贯穿的照明孔，所述指示灯安装在照明孔内，照明孔通向夹持筒，夹持筒由透明材料制作，所述固定座上的指示灯可以透过夹持筒从侧面照亮电击管，形成比较清晰的视觉效果。指示灯的数量可以为单个，两个或者多个，从所述固定座的侧面照亮电击管。作为其他代替情况，指示灯还可以安装在夹持筒的插孔附近，灯光就近照亮电击管。

在上述的细胞电转仪中，所述机壳上设置有用于遮盖插孔外端的盖板，所述盖板可以由透光率大于50％的材料制成，所述电极端子一固定在插孔的内端，所述电极端子二固定在盖板上，所述盖板的内端铰接于机壳上，所述盖板的外端设置有卡扣，所述机壳上还设置有能够与所述卡扣相卡接的卡钩。盖板一端铰接于机壳上，另一端与机壳相卡接，方便关闭与打开，盖板关闭后卡接住可以保证电极端子二与电击管的良好接触。

在上述的细胞电转仪中，所述座体内还开设有一内腔，所述插槽的槽底开设有通孔，所述通孔的两端分别与所述内腔和夹持筒的插孔相连通，所述内腔中设置有弹簧座和所述弹簧，所述弹簧的内端固定于弹簧座上，所述弹簧的外端与所述电极端子一的内端相连接，所述电极端子一的外端能够穿过所述通孔并插设于夹持筒的插孔中。设计有弹簧座和弹簧后，当盖板遮闭插孔开口时，电击管的两个电极第一电极和第二电极分别与电极端子一和电极端子二电连接，盖板压住电击管时弹簧被压缩产生较大的弹力使得电极端子一紧紧抵靠电击管形成稳定的电联接。弹簧产生的弹力传到到电击管的两端，使电击管可以更加可靠地密封里面的细胞样品，也使细胞电击过程中电极附件产生的电化学气泡受到一定的压缩，减少其对电流分布的影响从而提高电穿孔效果。细胞电击完成后盖板打开时，电击管可在弹簧的作用下从夹持筒的插孔中弹出一部分，方便拾取。

在上述的细胞电转仪中，作为另一种方案，所述机壳上开设有一个插口，所述插口处插接有可滑动的托盘，所述固定座安装在托盘上，所述托盘能够将固定座里面的电击管推入或拉出所述插口。当所述托盘拉出时，电击管可以放置到插孔或者从插孔取出，此时电击管的第一电极和第二电极可以与电极端子一和电极端子二至少有一个脱离接触，而当所述托盘推入时，电击管与电极端子一和电极端子二建立稳定接触使电穿孔可以进行。本技术方案中采用抽屉式托盘从侧面将盛有液体样本的电击管推进或拉出插口，使之完成电穿孔过程，比较方便。所述固定座内也可以采用不同的夹持筒来适应不同大小的电击管。在这种方案里，探测电击管连接状态的传感器以及状态或者照明指示灯同样可以应用。本方案中的弹簧可以类似地设置在固定座里面，通过托盘从侧面将盛有液体样本的电击管推进机壳内时弹簧压缩能够使电极端子一和电极端子二压紧在电击管的两电极上。本方案中的弹簧也可以是设置在机壳内的一个或者两个弹簧或者弹簧片，当托盘将电击管推进机壳内时弹簧压缩使电极端子一和电极端子二压紧在电击管的两电极上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本电转仪中通过机壳上设置的显示屏用来显示仪器使用状态和实验操作数据，电穿孔过程中实际的电信号经由微控制单元处理，以波形图的形式显示在显示屏上，便于观察。

2、本电转仪中夹持筒与座体内的插槽可拆卸连接，则可根据不同电击管的直径大小，更换相应插孔孔径大小的夹持筒，提高了本细胞电转仪的通用性。

3、本电转仪中设置有指示灯，能够指示电击管连接状态，同时也对电击管具有照明作用，有助于实验者观察与控制实验的进行。

4、本电转仪的弹簧可以压紧电击管的两个电极，增强电击管的密封性，在一定程度上压缩电化学反应产生的气泡改善电穿孔效果。

附图说明

图1是实施例一中本电转仪内部结构示意图。

图2是图1中的局部放大图。

图3是实施例一中本电转仪内部立体结构示意图。

图4是本电转仪电路控制流程图。

图5是本电转仪的立体结构示意图。

图6是实施例二中本电转仪的结构示意图。

图中，1、机壳；2、固定座；21、座体；211、插槽；22、夹持筒；221、插孔；222、握柄；3、弹簧；4、电极端子一；5、电极端子二；6、电源模块；7、微控制单元；8、显示屏；9、采样器；10、照明孔；11、指示灯；12、传感器；13、盖板；14、卡扣；15、卡钩；16、弹簧座；17、插口；18、托盘；20、电击管；23、内腔；24、通孔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

电击管20是一种内部能够盛装液体样本且可以通电的管状器件，通常具有两个电极；本细胞电转仪与电击管20配合使用。

如图1至图5所示，本细胞电转仪包括机壳1、电源模块6和微控制单元7，微控制单元7和电源模块6相电联接，细胞电转仪内设置有固定座2，机壳1内还固设有与电源模块6相电连接的电极端子一4及电极端子二5，电极端子一4及电极端子二5分别用于抵靠在电击管20的两个电极上实现供电，固定座2包括座体21和夹持筒22，夹持筒22内开设有用于固定电击管20的插孔221，座体21内开设有一插槽211，夹持筒22插设于插槽211中且两者可拆卸互连，夹持筒22由透光率大于50％的材料制成，夹持筒22的底部与插槽211的槽底相贴靠，夹持筒22的顶端设置有至少一个握柄222，座体21内还开设有一内腔23，插槽211的槽底开设有通孔24，通孔24的两端分别与内腔23和夹持筒22的插孔221相连通，内腔23中设置有弹簧座16和弹簧3，弹簧3的内端固定于弹簧座16上，弹簧3的外端与电极端子一4的内端相连接，电极端子一4的外端能够穿过通孔24并插设于夹持筒22的插孔221中，上述微控制单元7能够接收用户指令并对电源模块6实行控制。

如图5所示，机壳1上设置有一显示屏8，电极端子一4和电极端子二5上联接有用于对两者进行电流或电压值采样的采样器9，微控制单元7与显示屏8及采样器9相联接，采样器9采集到的电信号能够传到微控制单元7并且在显示屏8上以波形曲线的形式显示，显示屏8能够接收微控制单元7传送过来的数据信号并显示操作界面和实验状态信息，显示屏8为能够输入用户指令的触摸屏，微控制单元7能够接收显示屏8传送过来的用户指令并根据该指令来控制电源模块6的工作状态；电源模块6可以产生细胞电穿孔需要的电脉冲，机壳1上设置的显示屏8用来显示仪器使用状态和实验操作数据，微控制单元7可以控制电源模块6和显示屏8，微控制单元7包括可编程的单片机和其他微处理器等，采样器9可以采集细胞电穿孔过程中的电信号，包括电压或者电流信号，采样器9包括电阻等电子元件，电信号经由微控制单元7处理，以波形图的形式显示在显示屏8上便于观察，脉冲电信号的电流、电压、总能量等信息也可以同时显示在显示屏8上。

如图2、图3和图4所示，座体21内设置有用于检测电击管20位移变化的传感器12，传感器12和微控制单元7相联接，机壳1内还设置有指示灯11，座体21的侧壁开设有沿横向贯穿的照明孔10，指示灯11位于照明孔10内，指示灯11与电源模块6连接，传感器12的信号能够传到微控制单元7用来控制指示灯11，指示灯11的数量为两个且分别位于固定座2的两侧；固定座2的两侧均开设有横向贯穿的照明孔10，指示灯11安装在照明孔10内，照明孔10通向夹持筒22，夹持筒22由透明材料制作，固定座2上的指示灯11可以透过夹持筒22从侧面照亮电击管20，形成比较清晰的视觉效果，指示灯11采用较高亮度的指示灯11比如LED灯等来照亮电击管20。传感器12可以是机械性触发开关,当电极端子一4发生位移时与其联动的压杆触发开关；也可以是光电开关，当电极端子一4发生位移时对光路产生影响触发光电开关；传感器12还可以是霍尔开关等，当电击管20或者电极端子一4发生位移时就能触发从而控制指示灯11发光与否。

如图1和图5所示，机壳1上设置有用于遮盖插孔221外端的盖板13，盖板13由透光率大于50％的材料制成，电极端子一4固定在插孔221的内端，电极端子二5固定在盖板13上，盖板13的内端铰接于机壳1上，盖板13的外端设置有卡扣14，机壳1上还设置有能够与卡扣14相卡接的卡钩15。盖板13一端铰接于机壳1上，另一端与机壳1相卡接，方便关闭与打开，盖板13关闭后卡接住可以保证电极端子二5与电击管20的良好接触。

本细胞电转仪在使用时，液体样本位于电击管20内，电击管20置于固定座2的插孔221中，当盖板13遮闭插孔221开口时，电极端子一4和电极端子二5分别与电击管20的两个电极相抵靠，在弹簧3的作用下能够使电极端子一4和电极端子二5压紧在电击管20的两电极上，从而形成电联接，盖板13压住电击管20时弹簧3被压缩产生较大的弹力使得电极端子一4紧紧抵靠电击管20形成稳定的电联接。细胞电击完成后盖板13打开时，电击管20可在弹簧3的作用下从夹持筒22的插孔221中弹出一部分，方便拾取；通过微控制单元7接收用户指令并对电源模块6实行控制，能够启动电源模块6与电极端子一4和电极端子二5通电，使电击管20内形成电场，进而使细胞外的物质注入细胞内；夹持筒22与座体21内的插槽211可拆卸连接，则可根据不同电击管20的直径大小，更换相应插孔221孔径大小的夹持筒22，设计有握柄222后，方便操作者装拆夹持筒22，提高本细胞电转仪的通用性。夹持筒22由透光材料制成便于观察其插孔221内的电击管20状态。

实施例二：

如图6所示，本实施例与实施例一大致相同，不同之处在于，本电转仪的机壳1开设有插口17，插口17处可滑动的插接有托盘18，固定座2设置在托盘18上，托盘18能够将固定座2的插孔221中的电击管20推入或拉出插口17，采用抽屉式托盘18从侧面将盛有液体样本的电击管20推进或拉出插口17，使之完成电穿孔过程，比较方便。当托盘18拉出时，电击管20可以放置到插孔221或者从插孔221中取出，此时电击管20可以与电极端子一4和电极端子二5至少有一个脱离接触，而当托盘18推入时，电击管20的两电极与电极端子一4和电极端子二5接触使电穿孔可以进行。电极端子一4或者电极端子二5本身具有一定的弹性或者使用弹簧使其具有弹性，方便与电击管20形成良好的电接触。固定座2内也可以采用不同的夹持筒22来适应不同大小的电击管20。探测电击管20连接状态的传感器12以及照明指示灯11也可以安装在座体2附近。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (15)

1.一种细胞电转仪，所述细胞电转仪包括机壳(1)、电源模块(6)和微控制单元(7)，所述微控制单元(7)和电源模块(6)相电联接，其特征在于，所述细胞电转仪内设置有固定座(2)，所述固定座(2)上开设有用于固定电击管(20)的插孔(221)，所述机壳(1)内还具有与所述电源模块(6)相电连接的电极端子一(4)及电极端子二(5)，所述电极端子一(4)及电极端子二(5)分别用于抵靠在电击管(20)的两个电极上实现供电，所述机壳(1)内还设有用于将所述电极端子一(4)和/或电极端子二(5)压紧在电击管(20)的两电极上的弹簧(3)，所述微控制单元(7)能够接收用户指令并对电源模块(6)实行控制。

2.根据权利要求1所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述机壳(1)上设置有一显示屏(8)，所述电极端子一(4)和电极端子二(5)上联接有用于对两者进行电流或电压值采样的采样器(9)，所述微控制单元(7)与显示屏(8)及采样器(9)相联接，所述采样器(9)采集到的电信号能够传到微控制单元(7)并且在显示屏(8)上以波形曲线的形式显示。

3.根据权利要求2所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述显示屏(8)能够接收所述微控制单元(7)传送过来的数据信号并显示操作界面和实验状态信息，所述显示屏(8)为能够输入用户指令的触摸屏，所述微控制单元(7)能够接收所述显示屏(8)传送过来的用户指令并根据该指令来控制所述电源模块(6)的工作状态。

4.根据权利要求1所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述机壳(1)上具有用于遮盖插孔(221)外端的盖板(13)，所述电极端子一(4)固定在插孔(221)的内端，所述电极端子二(5)固定在盖板(13)上，所述盖板(13)的内端铰接于机壳(1)上，所述盖板(13)的外端设置有卡扣(14)，所述机壳(1)上还设置有能够与所述卡扣(14)相卡接的卡钩(15)。

5.根据权利要求4所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述盖板(13)由透光率大于50％的材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述机壳(1)的侧面开设有插口(17)，所述插口(17)处可滑动的插接有托盘(18)，所述固定座(2)设置在所述托盘(18)上，所述托盘(18)能够将固定座(2)推入或拉出所述插口(17)。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述固定座(2)包括座体(21)和夹持筒(22)，所述夹持筒(22)内开设有所述的插孔(221)，所述座体(21)内开设有一插槽(211)，所述夹持筒(22)插设于插槽(211)中且两者可拆卸互连。

8.根据权利要求7所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述夹持筒(22)由透光率大于50％的材料制成，所述夹持筒(22)的底部与所述插槽(211)的槽底相贴靠，所述夹持筒(22)的顶端设置有至少一个握柄(222)。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述座体(21)内设置有用于检测电击管(20)位移变化的传感器(12)，传感器(12)和微控制单元(7)相联接，传感器探测到的电击管(20)的连接状态能够显示在显示屏(8)上。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述座体(21)内设置有用于检测电击管(20)位移变化的传感器(12)，传感器(12)和微控制单元(7)相联接，所述机壳(1)内还设置有指示灯(11)，所述指示灯(11)与所述电源模块(6)连接，所述传感器(12)的信号能够传到所述微控制单元(7)用来控制指示灯(11)。

11.根据权利要求10所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述座体(21)的侧壁开设有沿横向贯穿的照明孔(10)，所述指示灯(11)位于所述照明孔(10)内，所述指示灯(11)能够从侧面为电击管(20)提供照明。

12.根据权利要求11所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述指示灯(11)的数量为两个且分别位于所述固定座(2)的两侧。

13.根据权利要求7所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述座体(21)内还开设有一内腔(23)，所述插槽(211)的槽底开设有通孔(24)，所述通孔的两端分别与所述内腔(23)和夹持筒(22)的插孔(221)相连通，所述内腔(23)中设置有弹簧座(16)，所述弹簧(3)的内端固定于弹簧座(16)上，所述弹簧(3)的外端与所述电极端子一(4)的内端相连接，所述电极端子一(4)的外端能够穿过所述通孔(24)并插设于夹持筒(22)的插孔(221)中。

14.根据权利要求7所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述座体(21)内设置有用于检测电击管(20)位移变化的传感器(12)，传感器(12)和微控制单元(7)相联接，传感器探测到的电击管(20)的连接状态能够显示在显示屏(8)上。

15.根据权利要求7所述的一种细胞电转仪，其特征在于，所述座体(21)内设置有用于检测电击管(20)位移变化的传感器(12)，传感器(12)和微控制单元(7)相联接，所述机壳(1)内还设置有指示灯(11)，所述指示灯(11)与所述电源模块(6)连接，所述传感器(12)的信号能够传到所述微控制单元(7)用来控制指示灯(11)。