CN205647464U - 作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，包括频率和占空比均可调的第一脉冲发生器、脉冲整形电路、反向器、加法器和功率放大器，第一脉冲发生器连接反相器和脉冲整形电路，反相器连接脉冲整形电路，脉冲整形电路连接加法器，加法器连接功率放大器。本实用新型适用于体外培养细胞电刺激，能够按照需要对脉冲发出的频率进行调节，同时还可以对脉冲的占空比进行调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分子生物学试验设备，尤其涉及一种作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路。
背景技术
在细胞和组织工程研究领域，对细胞或者组织进行电刺激是一个经常性的研究内容。根据我们查阅文献所知，目前国内外开展比较多的电刺激研究，其所采用的仪器大都是基于膜片钳技术来开发的，也就是说这种电刺激仪主要是研究细胞膜内外的电势差而开发的。而在研究细胞的迁徙，定向排列，以及促进干细胞分化等方面的研究当中，相应的电刺激系统却很少有产品供应]。因此在开展这方面的研究的时候，有些研究者只能借用心脏起搏器系统作为一种电刺激信号源，尽管这种信号源可能适合于对心脏组织的直接刺激，但是却不一定适合于体外培养的细胞，特别是一些培养在不同的培养皿表面的细胞。例如，用心脏起搏器的起搏导线和起搏电刺激信号未必对培养皿中的细胞具有足够的刺激作用，因此这样的研究就具有很大的局限性。到目前为止，国内外有一些文献报道了多种电刺激系统的设计方案，但据我们考证，绝大部分的电刺激系统适用于肿瘤细胞的治疗，也就是说，它们产生的是高压高频的脉冲信号，其主要目的是为了杀死肿瘤细胞而不是为了研究正常细胞在电场作用下的电生理或电场生物学的效应。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，能够按照需要对脉冲发出的频率进行调节，同时还可以对脉冲的占空比进行调节。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型公开的作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，包括频率和占空比均可调的第一脉冲发生器、脉冲整形电路、反向器、加法器和功率放大器，所述第一脉冲发生器连接反相器和脉冲整形电路，所述反相器连接脉冲整形电路，所述脉冲整形电路连接加法器，所述加法器连接功率放大器。
进一步的，本实用新型还包括频率和占空比均可调的第二脉冲发生器、D触发器，所述第二脉冲发生器连接D触发器，所述D触发器连接脉冲整形电路。
优选的，所述脉冲整形电路为门电路。
优选的，所述加法器为反向加法器。
优选的，所述功率放大器为推挽式放大器。
本实用新型的工作原理如下：第一脉冲发生器产生的正向脉冲一路通过反相器反向，得到反向脉冲，并通过脉冲整形电路整形、延时后与经过整形后的正向脉冲一起输入加法器后获得叠加以后的双相脉冲，在经过功率放大器放大后得到可用于电刺激的双向脉冲，即可得到一个占空比、频率、幅度和脉宽可调、稳定且不失真的正负双相脉冲信号。第二脉冲发生器用于对第一脉冲发生器产生的脉冲进行频率调制与输出控制，以便产生需要的脉冲串。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型能够产生适用于体外培养细胞电刺激的可调双相脉冲，即一种电荷平衡式的脉冲，可对脉冲的个数计数，能够按照需要对脉冲发出的频率进行调节，同时还可以对脉冲的占空比进行调节。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
本实用新型公开的作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，包括频率和占空比均可调的第一脉冲发生器、频率和占空比均可调的第二脉冲发生器、D触发器，脉冲整形电路、反向器、加法器和功率放大器，第一脉冲发生器连接反相器和脉冲整形电路，反相器连接脉冲整形电路，脉冲整形电路连接加法器，加法器连接功率放大器，第二脉冲发生器连接D触发器，D触发器连接脉冲整形电路；脉冲整形电路采用门电路、加法器为反向加法器，功率放大器为推挽式放大器。
具体的，如图1所示，U1及其外围元件构成第一脉冲发生器，为占空比可调的555脉冲发生器,该电路产生我们所需要的脉冲波形；通过调节电阻R1和R2，以及电容C1，就可以改变该脉冲的占空比和频率，U3及其外围元件构成第二脉冲发生器，为另外一个占空比可调的555脉冲发生器，第二脉冲发生器实际上是对U1产生的脉冲进行频率调制与输出控制，以便产生我们所需要的脉冲串。U6是一个脉冲整形和延迟电路。主要是对U1产生的脉冲，进行延迟一段时间。然后该信号会送到U2反相器进行反相，从而获得一个反相的脉冲。然后在时钟同步信号的作用下，将正相脉冲和反相脉冲导入U4相与，其输出送至加法器U5A相加获得叠加以后的双相脉冲。但由于该双相脉冲的幅值不够大，所以我们需要通过Q1和Q2进行功率放大，获得所需要的双相脉冲.该脉冲的输出幅值可以调节R8,该电路的输出在图1中是接地的，但实际上可以接到我们的负载，也就是电极板,从而构成一个完整的电刺激系统。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，其特征在于：包括频率和占空比均可调的第一脉冲发生器、脉冲整形电路、反向器、加法器和功率放大器，所述第一脉冲发生器连接反相器和脉冲整形电路，所述反相器连接脉冲整形电路，所述脉冲整形电路连接加法器，所述加法器连接功率放大器。
2.根据权利要求1所述的作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，其特征在于：还包括频率和占空比均可调的第二脉冲发生器、D触发器，所述第二脉冲发生器连接D触发器，所述D触发器连接脉冲整形电路。
3.根据权利要求1或2所述的作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，其特征在于：所述脉冲整形电路为门电路。
4.根据权利要求1或2所述的作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，其特征在于：所述加法器为反向加法器。
5.根据权利要求1或2所述的作用于体外培养细胞的可调双相脉冲电刺激电路，其特征在于：所述功率放大器为推挽式放大器。
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Cited By (1)
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| CN110484442A (zh) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 基于环形分布电极的生物细胞刺激系统及其控制方法 |
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2016
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Cited By (2)
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| CN110484442A (zh) * | 2018-05-14 | 2019-11-22 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 基于环形分布电极的生物细胞刺激系统及其控制方法 |
| CN110484442B (zh) * | 2018-05-14 | 2024-05-31 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 基于环形分布电极的生物细胞刺激系统及其控制方法 |
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