一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)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(xì)胞電生理特性的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁場對人類健康的影響已經(jīng)引起了國內(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有關(guān)，現(xiàn)代流行病學(xué)也表明，低頻磁場的長期暴露對于職業(yè)人群的心理狀態(tài)會產(chǎn)生明顯的影響。
[0003]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(xì)胞電生理特性的研究有著很重要的意義。
[0004]目前，國內(nèi)用于細(xì)胞實驗研究的磁場裝置，多是離體細(xì)胞磁場刺激裝置，先利用離體刺激裝置進(jìn)行刺激，刺激一段時間后，迅速取到膜片鉗下進(jìn)行電生理特性的觀察。
[0005]CN102968154A公開了一種主要用于離體細(xì)胞磁場生物效應(yīng)研究的脈沖磁場發(fā)生
目.ο
[0006]細(xì)胞電生理特性時間很短暫，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，勢必會引入干擾和誤差。
[0007]在磁刺激的同時記錄細(xì)胞的電生理特性有著很重要的意義，但是，目前用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，還未實現(xiàn)刺激的同時將細(xì)胞的電生理特性記錄下來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器。
[0009]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0010]—種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其構(gòu)成如下:磁場發(fā)生器(I)、線圈
(7)、顯微鏡(8)、細(xì)胞(9)、可移動塑料臂(10)、灌流槽(11)、膜片鉗電極(12)。
[0011]其中，磁場發(fā)生器(I)與線圈(7)相連。
[0012]其中，線圈(7)通過可移動塑料臂(10)固定在顯微鏡臂上，細(xì)胞(9)放置在灌流槽
(11)中。
[0013]磁場發(fā)生器(I)由MCU(2)、人機(jī)交互模塊(3)、信號發(fā)生模塊(4)、功率放大模塊
(5)、電源模塊(6)組成。
[0014]本發(fā)明技術(shù)解決方案為:采用人機(jī)交互模塊(3)通過單片機(jī)的控制來實現(xiàn)磁場強(qiáng)度以及頻率的調(diào)節(jié)，信號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，經(jīng)過功率放大模塊(5)輸出大電流驅(qū)動線圈(7)，通過可移動塑料臂
(10)調(diào)整線圈刺激位置實現(xiàn)磁刺激的同時，將細(xì)胞的電生理特性記錄下來。
[0015]本發(fā)明技術(shù)解決方案還包括:可實現(xiàn)磁場刺激強(qiáng)度從0.lmT-lOOmT，通過采用硬件補(bǔ)償?shù)姆椒?，產(chǎn)生從OHz到500Hz磁場強(qiáng)度均衡的磁場，信號發(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)來實現(xiàn)任意波形的輸出。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]1、以現(xiàn)有的膜片鉗測量結(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(fā)生器產(chǎn)生，實現(xiàn)磁刺激的同時，將細(xì)胞的電生理特性記錄下來；
[0018]2、用戶可以通過人機(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；
[0019]3、可實現(xiàn)磁場刺激強(qiáng)度從0.lmT-lOOmT，產(chǎn)生從IHz到500Hz磁場強(qiáng)度均衡的低頻磁場；
[0020]4、本發(fā)明通過一定的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增加可移動的線圈，成本低，易于實現(xiàn)，在高校和科研機(jī)構(gòu)中都有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的整體示意圖。
[0022](I)磁場發(fā)生器，(7)線圈，(8)膜片鉗顯微鏡，(9)細(xì)胞，(10)可移動塑料臂，(11)灌流槽，(12)膜片鉗電極。
[0023]圖2是磁場發(fā)生器部分。
[0024](I)磁場發(fā)生器，(2)M⑶，(3)人機(jī)交互模塊，(4)信號發(fā)生模塊，(5)功率放大模塊，
(6)電源模塊，(7)線圈
【具體實施方式】
[0025]用戶通過人機(jī)交互模塊(3)實現(xiàn)參數(shù)的設(shè)定。
[0026]MCU(2)根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)控制信號發(fā)生模塊(4)輸出對應(yīng)的信號，然后送給功率放大模塊(5)，輸出大電流驅(qū)動線圈(7)，通過電源模塊(6)為各部分模塊供電。
[0027]將細(xì)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(xì)胞
(9)同中心位置，移動膜片鉗電極(12)穩(wěn)定的與被測細(xì)胞(9)封接。
[0028]開始磁場發(fā)生器(I)，產(chǎn)生預(yù)期磁場，將線圈(7)向側(cè)面移動使作用到細(xì)胞的磁場達(dá)到最大。
[0029]同時通過膜片鉗電極(12)進(jìn)行電生理特性的記錄。
[0030]完成整個刺激過程。
[0031 ]本發(fā)明實現(xiàn)了在磁刺激的同時完成對細(xì)胞電生理特性的記錄，相對比離體磁刺激更加準(zhǔn)確，具有很重要的意義。
【主權(quán)項】
1.一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其構(gòu)成如下:磁場發(fā)生器(I)、線圈(7)、顯微鏡(8)、細(xì)胞(9)、可移動塑料臂(10)、灌流槽(11)、膜片鉗電極(12)，其中磁場發(fā)生器(1)由MCU(2)、人機(jī)交互模塊(3)、信號發(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)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其特征在于，磁場發(fā)生器(I)輸出電流驅(qū)動線圈(7)產(chǎn)生磁場。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其特征在于，通過可移動塑料臂(10)實現(xiàn)線圈(7)的移動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其特征在于，通過人機(jī)交互模塊(3)實現(xiàn)參數(shù)的設(shè)定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其特征在于，MCU(2)根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)控制信號發(fā)生模塊(4)輸出對應(yīng)的信號，送給功率放大模塊(5)，輸出大電流驅(qū)動線圈(7)，通過電源模塊(6)為各部分模塊供電。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其特征在于，在磁刺激的同時，膜片鉗電極(12)完成對細(xì)胞電生理特性的記錄。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于細(xì)胞實驗研究的低頻磁場發(fā)生器，其基本組成包括：磁場發(fā)生器部分、線圈部分以及膜片鉗記錄部分組成，磁場發(fā)生器部分主要包括：MCU、人機(jī)交互模塊、信號發(fā)生模塊、功率放大模塊、電源模塊，人機(jī)交互模塊實現(xiàn)用戶命令的輸入和顯示，MCU作為核心實現(xiàn)信號的發(fā)生及各種參數(shù)的控制等，線圈通過可移動塑料臂固定在膜片鉗顯微鏡鏡臂上，用戶通過人機(jī)交互部分選擇信號的波形、強(qiáng)度和占空比等，單片機(jī)根據(jù)所選的參數(shù)控制信號發(fā)生部分輸出對應(yīng)的信號，然后送給功率放大電路，輸出大電流驅(qū)動膜片鉗上線圈產(chǎn)生用戶預(yù)期磁場，刺激同時通過膜片鉗電極記錄細(xì)胞電生理特性。
【IPC分類】G01N33/483
【公開號】CN105675855
【申請?zhí)枴緾N201610044212
【發(fā)明人】鄭羽, 東磊, 劉東遠(yuǎn), 王慧泉, 高楊, 竇珺嶸
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月21日