一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，其基本組成包括：磁場(chǎng)發(fā)生器部分、線圈部分以及膜片鉗記錄部分組成，磁場(chǎng)發(fā)生器部分主要包括：MCU、人機(jī)交互模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、功率放大模塊、電源模塊，人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)用戶命令的輸入和顯示，MCU作為核心實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)生及各種參數(shù)的控制等，線圈通過(guò)可移動(dòng)塑料臂固定在膜片鉗顯微鏡鏡臂上，用戶通過(guò)人機(jī)交互部分選擇信號(hào)的波形、強(qiáng)度和占空比等，單片機(jī)根據(jù)所選的參數(shù)控制信號(hào)發(fā)生部分輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)，然后送給功率放大電路，輸出大電流驅(qū)動(dòng)膜片鉗上線圈產(chǎn)生用戶預(yù)期磁場(chǎng)，刺激同時(shí)通過(guò)膜片鉗電極記錄細(xì)胞電生理特性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，具體涉及一種可在低頻磁場(chǎng)刺激同時(shí)利用膜片鉗記錄細(xì)胞電生理特性的裝置。
技術(shù)介紹
磁場(chǎng)對(duì)人類健康的影響已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，研究表明，兒童白血病的發(fā)病率的升高與低頻磁場(chǎng)有關(guān)，現(xiàn)代流行病學(xué)也表明，低頻磁場(chǎng)的長(zhǎng)期暴露對(duì)于職業(yè)人群的心理狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。與此同時(shí)，磁場(chǎng)也存在著幫助治療帕金森病，阿爾茲海默病等精神類疾病的另一方面，因此，對(duì)于磁場(chǎng)影響細(xì)胞電生理特性的研究有著很重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的磁場(chǎng)裝置，多是離體細(xì)胞磁場(chǎng)刺激裝置，先利用離體刺激裝置進(jìn)行刺激，刺激一段時(shí)間后，迅速取到膜片鉗下進(jìn)行電生理特性的觀察。CN102968154A公開(kāi)了一種主要用于離體細(xì)胞磁場(chǎng)生物效應(yīng)研究的脈沖磁場(chǎng)發(fā)生裝置。細(xì)胞電生理特性時(shí)間很短暫，上述的磁刺激方式從細(xì)胞受磁刺激結(jié)束到膜片鉗下觀察，勢(shì)必會(huì)引入干擾和誤差。在磁刺激的同時(shí)記錄細(xì)胞的電生理特性有著很重要的意義，但是，目前用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，還未實(shí)現(xiàn)刺激的同時(shí)將細(xì)胞的電生理特性記錄下來(lái)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器。本專利技術(shù)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，其構(gòu)成如下：磁場(chǎng)發(fā)生器(1)、線圈(7)、顯微鏡(8)、細(xì)胞(9)、可移動(dòng)塑料臂(10)、灌流槽(11)、膜片鉗電極(12)。其中，磁場(chǎng)發(fā)生器(1)與線圈(7)相連。其中，線圈(7)通過(guò)可移動(dòng)塑料臂(10)固定在顯微鏡臂上，細(xì)胞(9)放置在灌流槽(11)中。磁場(chǎng)發(fā)生器(1)由MCU(2)、人機(jī)交互模塊(3)、信號(hào)發(fā)生模塊(4)、功率放大模塊(5)、電源模塊(6)組成。本專利技術(shù)技術(shù)解決方案為：采用人機(jī)交互模塊(3)通過(guò)單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度以及頻率的調(diào)節(jié)，信號(hào)波形也由常用的脈沖波和正弦波擴(kuò)充了三角波，占空比從固定提升為可變，輸出的信號(hào)，經(jīng)過(guò)功率放大模塊(5)輸出大電流驅(qū)動(dòng)線圈(7)，通過(guò)可移動(dòng)塑料臂(10)調(diào)整線圈刺激位置實(shí)現(xiàn)磁刺激的同時(shí)，將細(xì)胞的電生理特性記錄下來(lái)。本專利技術(shù)技術(shù)解決方案還包括：可實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)刺激強(qiáng)度從0.1mT-100mT，通過(guò)采用硬件補(bǔ)償?shù)姆椒ǎa(chǎn)生從0Hz到500Hz磁場(chǎng)強(qiáng)度均衡的磁場(chǎng)，信號(hào)發(fā)生部分采用直接數(shù)字合成辦法，利用高速DA芯片加單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)任意波形的輸出。本專利技術(shù)的有益效果是：1、以現(xiàn)有的膜片鉗測(cè)量結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，進(jìn)行適當(dāng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，通過(guò)增加可移動(dòng)塑料臂固定刺激線圈，磁場(chǎng)刺激大小通過(guò)外部磁場(chǎng)發(fā)生器產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)磁刺激的同時(shí)，將細(xì)胞的電生理特性記錄下來(lái)；2、用戶可以通過(guò)人機(jī)交互功能，選擇波形、頻率、強(qiáng)度等參數(shù)，輸出準(zhǔn)確的預(yù)期磁場(chǎng)；3、可實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)刺激強(qiáng)度從0.1mT-100mT，產(chǎn)生從1Hz到500Hz磁場(chǎng)強(qiáng)度均衡的低頻磁場(chǎng)；4、本專利技術(shù)通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增加可移動(dòng)的線圈，成本低，易于實(shí)現(xiàn)，在高校和科研機(jī)構(gòu)中都有良好的應(yīng)用前景。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)的整體示意圖。(1)磁場(chǎng)發(fā)生器，(7)線圈，(8)膜片鉗顯微鏡，(9)細(xì)胞，(10)可移動(dòng)塑料臂，(11)灌流槽，(12)膜片鉗電極。圖2是磁場(chǎng)發(fā)生器部分。(1)磁場(chǎng)發(fā)生器，(2)MCU，(3)人機(jī)交互模塊，(4)信號(hào)發(fā)生模塊，(5)功率放大模塊，(6)電源模塊，(7)線圈具體實(shí)施方式用戶通過(guò)人機(jī)交互模塊(3)實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)定。MCU(2)根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)控制信號(hào)發(fā)生模塊(4)輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)，然后送給功率放大模塊(5)，輸出大電流驅(qū)動(dòng)線圈(7)，通過(guò)電源模塊(6)為各部分模塊供電。將細(xì)胞(9)放置在灌流槽(11)中，線圈(7)通過(guò)可移動(dòng)塑料臂(10)放置在與細(xì)胞(9)同中心位置，移動(dòng)膜片鉗電極(12)穩(wěn)定的與被測(cè)細(xì)胞(9)封接。開(kāi)始磁場(chǎng)發(fā)生器(1)，產(chǎn)生預(yù)期磁場(chǎng)，將線圈(7)向側(cè)面移動(dòng)使作用到細(xì)胞的磁場(chǎng)達(dá)到最大。同時(shí)通過(guò)膜片鉗電極(12)進(jìn)行電生理特性的記錄。完成整個(gè)刺激過(guò)程。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在磁刺激的同時(shí)完成對(duì)細(xì)胞電生理特性的記錄，相對(duì)比離體磁刺激更加準(zhǔn)確，具有很重要的意義。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，其構(gòu)成如下：磁場(chǎng)發(fā)生器(1)、線圈(7)、顯微鏡(8)、細(xì)胞(9)、可移動(dòng)塑料臂(10)、灌流槽(11)、膜片鉗電極(12)，其中磁場(chǎng)發(fā)生器(1)由MCU(2)、人機(jī)交互模塊(3)、信號(hào)發(fā)生模塊(4)、功率放大模塊(5)、電源模塊(6)組成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，其構(gòu)成如下：磁場(chǎng)發(fā)生器(1)、線圈(7)、顯微鏡(8)、細(xì)胞(9)、可移動(dòng)塑料臂(10)、灌流槽(11)、膜片鉗電極(12)，其中磁場(chǎng)發(fā)生器(1)由MCU(2)、人機(jī)交互模塊(3)、信號(hào)發(fā)生模塊(4)、功率放大模塊(5)、電源模塊(6)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，其特征在于，磁場(chǎng)發(fā)生器(1)輸出電流驅(qū)動(dòng)線圈(7)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究的低頻磁場(chǎng)發(fā)生器，其特征在于，通過(guò)可移動(dòng)塑料臂(10)實(shí)現(xiàn)線圈...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭羽，東磊，劉東遠(yuǎn)，王慧泉，高楊，竇珺嶸，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津;12