[實用新型]基于納米管陣列傳感器的可調電壓模式細胞穿孔透膜裝置

有效

• 申請號: 202020193877.8
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN212102860U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 謝曦;張濤;黎洪波;方佳如;楊成端;何根;陳惠琄;胡寧
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/42;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本實用新型公開了基于納米管陣列傳感器的可調電壓模式細胞穿孔透膜裝置，包括納米管陣列傳感器、可調電壓脈沖產生裝置；可調電壓脈沖產生裝置由電源電路、控制器、數控電壓源、脈沖驅動電路、脈沖輸出電路組成。所述的數控電壓源由依次連接的DAC電路、電壓放大電路、功率輸出電路組成。DAC電電壓放大電路由TLC5615芯片與2.5V參考電壓電路組成，DAC電路的輸入端與控制器連接，用于接收控制器發送的0?5V電壓指令并產生相應的電壓值，該電壓經過電壓放大電路、功率輸出電路被放大6倍后輸出，用于給脈沖輸出電路提供電壓。本實用新型采用三維氧化鋁納米管陣列，提高細胞電極耦合效果，并配合可調電壓模式細胞穿孔透膜裝置，實現高效的細胞電穿孔。

技術領域

本實用新型涉及一種細胞穿孔透膜的技術領域，具體涉及一種基于納米管陣列傳感器的可調電壓模式細胞穿孔透膜的裝置。

背景技術

目前，通過電穿孔技術將核苷酸、DNA與RNA、蛋白、糖類、染料及病毒顆粒等導入細胞內。然后，現有的細胞電穿孔方法，通常基于平面電極的穿孔技術，由于平面電極與細胞的耦合效果較差，致使細胞電穿孔效率較低，同時由于耦合效果的限制需要采用較大的電壓開展電穿孔，容易在電穿孔時殺傷細胞，并且由于通常采用信號發生器作為電穿孔設備，其通道數，可設置電信號參數范圍有限，無法應用于各類器件的細胞電穿孔，這些都成為了開展向細胞內遞送分子研究的限制。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有平面電穿孔技術穿孔效率較低，所采用穿孔系統通道及電信號參數受限等問題。開發了基于納米管陣列傳感器的可調電壓模式細胞穿孔透膜裝置，制備三維納米結構的電極，有利于實現細胞電極之間的高效耦合，提高細胞電穿孔的效率，同時開發信號通道數高、電信號各參數大范圍可調的系統，實現各類電穿孔條件可控的高效實現。

本實用新型采用如下技術方案：

一種可基于納米管陣列傳感器的可調電壓模式細胞穿孔透膜裝置，包括納米管陣列傳感器、可調電壓脈沖產生裝置和上位機；所述可調電壓脈沖產生裝置由為該裝置提供電源的電源電路、產生控制脈沖信號的控制器、接受控制器指令可調整輸出電壓值的數控電壓源、驅動場效應管的脈沖驅動電路、脈沖輸出電路組成。電源電路提供該裝置所需的12V、5V、3.3V以及33V共4路電壓，12V電壓由變壓器的次級線圈經過橋式整流電路后產生，該12V電壓經過線性穩壓芯片(LM7805，LM1117-3.3)后產生5V電壓、3.3V電壓，33V電壓由12V電壓經過MC33063芯片及其外圍電路升壓后得到。

所述的數控電壓源由依次連接的DAC電路、電壓放大電路、功率輸出電路組成。DAC電電壓放大電路由TLC5615芯片與2.5V參考電壓電路組成，DAC電路的輸入端與控制器連接，用于接收控制器發送的0-5V電壓指令并產生相應的電壓值，該電壓經過電壓放大電路、功率輸出電路被放大6倍后輸出，用于給脈沖輸出電路提供電壓。功率輸出電路的輸出端與脈沖輸出電路的輸入端相連。

所述脈沖驅動電路的輸入端與控制器連接，脈沖驅動電路的輸出端與脈沖輸出電路的輸入端連接，脈沖輸出電路輸出端與納米管陣列傳感器相連。

上位機與控制器相連，用于控制控制器產生控制脈沖信號。

所述納米管陣列傳感器包括納米管陣列、由PDMS制成的頂部模塊及底部模塊、導電玻璃，頂部模塊中間設有一中間通孔，中間通孔兩側分別設置一側通孔，側通孔作為運輸柱；底部模塊設置有與頂部模塊對應的通孔，通孔之間連通形成微流控管道。底部模塊固定在導電玻璃上，納米管陣列朝上固定在中間通孔底端，與中間通孔構成細胞培養容腔，頂部模塊與底部模塊固定連接。底部模塊的厚度為1-3mm。

進一步地，所述的納米管陣列為氧化鋁納米管陣列，氧化鋁納米管的外徑為450nm，內徑為350nm，長度為1-1.5μm。