[發明專利]一種雙極性細胞融合儀器及其控制方法

有效

• 申請號: 201910043383.3
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109777732B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李成祥;柯強;姚成;杜建;姚陳果;米彥;吳夢;葛良鵬
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;H02M9/00
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 王宏松;路寧

本發明提出了一種雙極性細胞融合儀器及其控制方法，包括：所述脈沖切換電路包括：場效應管K6的源極與脈沖第一產生電路的信號第一輸出端相連，場效應管K9的源極與脈沖第二產生電路的信號第一輸出端相連，場效應管K6的漏極和場效應管K9的漏極分別與負載電阻R2的第一端相連，負載電阻R2的第二端分別與脈沖第一產生電路的信號第二輸出端和脈沖第二產生電路的信號第二輸出端相連；場效應管K6的柵極與控制器的信號第六輸出端相連，場效應管K9的柵極與控制器的信號第九輸出端相連。本發明能夠獲取得到雙極性脈沖方波，對于推進細胞電融合技術的發展具有重要意義。

技術領域

本發明涉及脈沖切換技術領域，特別是涉及一種雙極性細胞融合儀器及其控制方法。

背景技術

細胞融合能夠實現遠源雜交，其意義在于打破了僅僅依賴有限雜交重組基因創造新種的界限，有可能形成有性雜交方式無法獲得的新型的雜交動物或植物細胞， 擴大了遺傳物質的重組范圍。

細胞融合是生物制備的基本途徑。細胞能否有效融合是決定生物制備是否可行的關鍵，甚至成為制約生物制備技術發展的瓶頸。因此，如何發展和改進現有的細 胞融合方法、提升細胞融合的效果和效率，已成為國內外生物制備領域的一個研究 熱點。

根據電融合的基本原理，細胞膜上出現足夠數量和尺寸的孔洞(即細胞電穿孔)，是細胞融合的先決條件。而細胞要發生電穿孔，細胞的跨膜電壓必須大于其細胞膜 穿孔所需的電壓閾值。細胞融合的基本步驟是：首先，細胞在電融合之前，兩個待 融合的細胞必須先有緊密的接觸。然后通過對電極槽施加高頻率(1-2MHz)的正弦 交流電壓，使細胞在介電泳力的牽引下，依次排列成串。介電泳的基本原理是基于 細胞中的離子的極化，在高頻率交流電場內，會受到電場互相吸引，形成串珠狀態。 待細胞排列成串狀后，需要通過高速的開關切換，將高頻正弦電壓切換到低頻窄脈 沖電壓，以使細胞發生電穿孔，使細胞接觸區域形成熔融狀態。由于傳統的單極性 脈沖脈沖細胞電融合，對彼此緊貼的兩個細胞施加若干個低場強的單極性微秒脈沖。 場強過低，細胞膜無法達到跨膜電位閾值，不會產生電穿孔。而場強增高，雖然在 一定程度上可以提高融合率，但是與之并存的是細胞死亡率的增加，從而會限制細 胞融合率。傳統的單極性微秒脈沖在作用細胞融合的時候容易對細胞造成較大的損 傷，較高的死亡率會導致細胞融合率處于一個很低的水平。由于雙極性脈沖具有正 負電荷的累積效應，對細胞膜存在正向充電和反向充電的過程，相同參數下，對細 胞造成的損傷要比單極性脈沖對細胞的損傷小。因此本發明采用雙極性脈沖電場作 用細胞融合，通過減小細胞的死亡率，從而提高細胞融合率。仿真和實驗結果表明， 相同參數條件下，雙極性脈沖作用后細胞融合率遠遠高于單極性脈沖作用后的細胞 融合率。此外，雙極性脈沖作用下的細胞死亡率遠低于單極性脈沖作用下的細胞死 亡率，并且具有極顯著性差異。雙極性脈沖電融合比單極性脈沖具有明顯的優勢。 如何獲取得到雙極性脈沖是細胞電融合高效的新型物理手段，對于推進細胞電融合 技術的發展具有重要意義。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種雙極性細胞融合儀器及其控制方法。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種雙極性細胞融合儀器，包括： 脈沖第一產生電路的信號輸出端與脈沖切換電路的信號第一輸入端相連，脈沖第二 產生電路的信號輸出端與脈沖切換電路的信號第二輸入端相連；

所述脈沖切換電路包括：場效應管K6的源極與脈沖第一產生電路的信號第一輸出端相連，場效應管K9的源極與脈沖第二產生電路的信號第一輸出端相連，場效應 管K6的漏極和場效應管K9的漏極分別與負載電阻R2的第一端相連，負載電阻R2 的第二端分別與脈沖第一產生電路的信號第二輸出端和脈沖第二產生電路的信號第 二輸出端相連；場效應管K6的柵極與控制器的信號第六輸出端相連，場效應管K9 的柵極與控制器的信號第九輸出端相連。本發明通過脈沖切換電路相互切換正弦脈 沖和雙極性方波，切換速度及時可靠，易于細胞融合。