[發明專利]一種用于細胞實驗研究的低頻磁場發生器

在審

• 申請號: 201610044212.9
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105675855A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 鄭羽;東磊;劉東遠;王慧泉;高楊;竇珺嶸
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G01N33/483
• 分類號: G01N33/483
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于細胞實驗研究的低頻磁場發生器，具體涉及一種可在低頻磁場刺激 同時利用膜片鉗記錄細胞電生理特性的裝置。

背景技術

磁場對人類健康的影響已經引起了國內外的廣泛關注，研究表明，兒童白血病的發病率 的升高與低頻磁場有關，現代流行病學也表明，低頻磁場的長期暴露對于職業人群的心理狀 態會產生明顯的影響。

與此同時，磁場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，對于磁場影響細胞電生理特性的研究有著很重要的意義。

目前，國內用于細胞實驗研究的磁場裝置，多是離體細胞磁場刺激裝置，先利用離體刺 激裝置進行刺激，刺激一段時間后，迅速取到膜片鉗下進行電生理特性的觀察。

CN102968154A公開了一種主要用于離體細胞磁場生物效應研究的脈沖磁場發生裝置。

細胞電生理特性時間很短暫，上述的磁刺激方式從細胞受磁刺激結束到膜片鉗下觀察， 勢必會引入干擾和誤差。

在磁刺激的同時記錄細胞的電生理特性有著很重要的意義，但是，目前用于細胞實驗研 究的低頻磁場發生器，還未實現刺激的同時將細胞的電生理特性記錄下來。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種用于細胞實驗研究的低頻磁場發生器。

本發明通過以下技術方案實現。

一種用于細胞實驗研究的低頻磁場發生器，其構成如下：磁場發生器(1)、線圈(7)、 顯微鏡(8)、細胞(9)、可移動塑料臂(10)、灌流槽(11)、膜片鉗電極(12)。

其中，磁場發生器(1)與線圈(7)相連。

其中，線圈(7)通過可移動塑料臂(10)固定在顯微鏡臂上，細胞(9)放置在灌流槽 (11)中。

磁場發生器(1)由MCU(2)、人機交互模塊(3)、信號發生模塊(4)、功率放大模塊 (5)、電源模塊(6)組成。

本發明技術解決方案為：采用人機交互模塊(3)通過單片機的控制來實現磁場強度以及 頻率的調節，信號波形也由常用的脈沖波和正弦波擴充了三角波，占空比從固定提升為可變， 輸出的信號，經過功率放大模塊(5)輸出大電流驅動線圈(7)，通過可移動塑料臂(10)調 整線圈刺激位置實現磁刺激的同時，將細胞的電生理特性記錄下來。

本發明技術解決方案還包括：可實現磁場刺激強度從0.1mT-100mT，通過采用硬件補償 的方法，產生從0Hz到500Hz磁場強度均衡的磁場，信號發生部分采用直接數字合成辦法， 利用高速DA芯片加單片機來實現任意波形的輸出。

本發明的有益效果是：

1、以現有的膜片鉗測量結構為基礎，進行適當結構的改進，通過增加可移動塑料臂固定 刺激線圈，磁場刺激大小通過外部磁場發生器產生，實現磁刺激的同時，將細胞的電生理特 性記錄下來；

2、用戶可以通過人機交互功能，選擇波形、頻率、強度等參數，輸出準確的預期磁場；

3、可實現磁場刺激強度從0.1mT-100mT，產生從1Hz到500Hz磁場強度均衡的低頻 磁場；

4、本發明通過一定的結構改進，增加可移動的線圈，成本低，易于實現，在高校和科研 機構中都有良好的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明的整體示意圖。

(1)磁場發生器，(7)線圈，(8)膜片鉗顯微鏡，(9)細胞，(10)可移動塑料臂，(11) 灌流槽，(12)膜片鉗電極。

圖2是磁場發生器部分。

(1)磁場發生器，(2)MCU，(3)人機交互模塊，(4)信號發生模塊，(5)功率放大模 塊，(6)電源模塊，(7)線圈

具體實施方式

用戶通過人機交互模塊(3)實現參數的設定。

MCU(2)根據所設定的參數控制信號發生模塊(4)輸出對應的信號，然后送給功率放 大模塊(5)，輸出大電流驅動線圈(7)，通過電源模塊(6)為各部分模塊供電。

將細胞(9)放置在灌流槽(11)中，線圈(7)通過可移動塑料臂(10)放置在與細胞 (9)同中心位置，移動膜片鉗電極(12)穩定的與被測細胞(9)封接。

開始磁場發生器(1)，產生預期磁場，將線圈(7)向側面移動使作用到細胞的磁場達到 最大。

同時通過膜片鉗電極(12)進行電生理特性的記錄。