專利名稱:一種新型的細胞電融合專用儀的制作方法
本實用新型屬生物遺傳工程領(lǐng)域中專用電子儀器技術(shù)領(lǐng)域：
(IPC分類C12N15／00；HO3K3／00)細胞電融合技術(shù)是八十年代初才發(fā)展起來的利用物理手段進行遺傳基因研究，組織培養(yǎng)新物種的有力手段。但通常采用的是將高頻發(fā)生器、高壓脈沖發(fā)生器、示波器等若干臺普通型號的電子儀器與臨時附加的電路拼湊起來進行的。(參考文獻Hubertus Kohn.Rudoif Schieder and Otto Schieeler 《Somatic hybrids in Tobacco Mediated by Electrofusion》Plant Science。38(1985)121－128。Elsevier Scientific Publishers Ireland Ltd)其設(shè)備零散且代價高，操作麻煩，測量的穩(wěn)定性差，數(shù)據(jù)不準確。同時高壓脈沖電場是采用電容放電的方式取得，其脈沖呈尖波形。由于各種細胞溶的等效電阻值相差很大，以及受電極的分布電容影響，實際施加在溶液中的電場將大大減弱，并難以確切知道此脈沖電場的幅度及寬度。
本實用新型的目的在于設(shè)計一種供細胞融合專用的新型電子儀器。它所產(chǎn)生的高頻電場的幅度與頻率，高壓脈沖電場的幅度與寬度以及脈沖的個數(shù)，可在一定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，并能顯示它們的數(shù)值；同時采用微處理器進行自動程控，以適應(yīng)不同種類的細胞(動物，植物，酵母等)進行電融合的需要，操作力求簡單，方便，可靠。為研究工作提供一種實用的專用儀器。
本實用新型由下面各部分組成。
(1)由次級繞組帶抽頭的電源變壓器供電的兩組高壓直流電源串聯(lián)起來，加上高反壓大功率晶體管3DD104〔2〕及運算放大器LM318組合成一個其輸出電壓可在幾十伏到千伏以上范圍內(nèi)分檔連續(xù)調(diào)節(jié)的高壓穩(wěn)定直流電源〔1〕。
(2)此高壓直流電源通過串聯(lián)起來的高反壓大功率晶體管3DD104〔2〕及繼電器觸點接到融合儀的輸出端OUTPUT、高反壓管及繼電器均有單片微處理器〔7〕控制。當(dāng)兩者都導(dǎo)通時，融合池中就得到高壓脈沖電場。
(3)由門電路74LSOO，晶體管3DK7及電位器組成的RC高頻振蕩器〔3〕，其頻率可幾十千赫到幾兆赫范圍內(nèi)由電位器調(diào)節(jié)。再徑功率放大器接到融合儀輸出端OUTPUT，當(dāng)另一繼電器接通時，融合池中就得到高頻交變電場。
(4)由Intel 8039微處理器〔7〕，2716或2732只讀存貯器ROM〔6〕及接口組件組成的總控制電路。它使高頻交變電場及高壓脈沖電場按用戶預(yù)定的時間間隔和循環(huán)次數(shù)，交替地施加在融合池的電極〔12〕、〔13〕上，(其脈沖波型為圖3所示)并能自動地完成全過程。這種低阻大功率的方波脈沖，可從根本上消除了尖波所帶來的缺點。
(5)由9個鍵盤按鍵組成的鍵盤通過Intel 8039微處理器〔7〕的軟件進行參數(shù)的預(yù)置?？稍O(shè)置高壓脈沖的寬度、脈沖的個數(shù)及脈沖間的間歇時間；還可控制啟動和中斷過程的進行，并選擇LED數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的參數(shù)值。
(6)用3 1/2 數(shù)字電壓表DPM7100通過切換繼電器電路〔5〕來顯示高壓脈沖電源的幅度，實際施加在溶液上的脈沖幅度或高頻交變電場的幅度。在測量電極上〔12〕、〔13〕的實有脈沖幅度時，是通過由高速運算放大器318及場效應(yīng)管FET組成的高速采樣保持電路SAMP、HOLD〔9〕來實現(xiàn)的。
(7)顯示脈沖寬度，脈沖個數(shù)，間歇時間及高頻交變電場的頻率測量。由Intel 8039微處理器〔7〕及其軟件控制，3位LED數(shù)碼管〔11〕來實現(xiàn)的。
(8)從儀器上用電纜線引出一個輔助鍵盤〔20〕，其功能與主鍵盤〔7〕相同，用以在無菌操作手套箱內(nèi)控制融合儀。
(9)Intel 8039微處理器還控制一個音響裝置(蜂鳴器)〔8〕，以便用聲音來指示高壓脈沖出現(xiàn)的時刻。使用戶在顯微鏡下觀察細胞融合情形時憑聽覺來判斷過程的開始與結(jié)束。
(10)用工程塑料，硅橡膠，玻璃等材料做成具有適當(dāng)容量(通常是1毫升)的融合池(圖2)以盛放細胞溶液。并在融合池裝入用不銹鋼或白金絲做成的互相絕緣的兩個電極〔12〕、〔13〕并做成平行板式以得均勻電場。具體尺寸可視實驗需要選擇。這種融合池可做成開放式〔圖2a〕和密封式〔圖2b〕兩種。密封型的用注射器取放溶液、并可在設(shè)置的玻璃窗上用顯微鏡進行融合的觀察。融合池的電極通過導(dǎo)線或高頻電纜接到融合儀的輸出端OUTPUT。
本實用新型的優(yōu)點是1.只用一臺儀器就可進行細胞融合實驗，其性能穩(wěn)定，操作簡便。
2.采用低內(nèi)阻大功率的方波脈沖電源，從根本上消除了尖波脈沖的缺點。
3.適用一般不具備有高純度無菌試驗室的單位使用。只要有無菌操作手套箱就可進行細胞融合試驗。
4.采用蜂鳴器指示脈沖始末時刻，以利在顯微鏡下觀察細胞融合時，憑聲音來判斷。
5.本儀器的雙細胞融合率可達15～20％，融合后原生質(zhì)體存活率達90％以上。
6.主要技術(shù)指標(biāo)頻率范圍 20千赫～2兆赫幅 度 0伏～150伏融合脈沖脈沖寬度 10微秒～99微秒脈沖幅度 20伏～1200伏脈沖間隔 1秒～99秒脈沖個數(shù) 1個～99個附圖圖1是總電路框圖?！?〕是高壓電源，〔2〕是高反壓晶體管開關(guān)電路3DD104，〔3〕高頻振蕩器74LSOO，3DK7等、〔4〕功率放大器、〔5〕切換繼電路電路、〔6〕只讀存貯器ROM2716或2732、〔7〕Intel 8039微處理器、〔8〕音響裝置(蜂鳴器)、〔9〕高速采樣保持電路SAMP.HOLD、〔10〕主控制鍵盤、〔20〕輔助控制鍵盤、〔11〕顯示系統(tǒng)LED數(shù)碼管。附圖2是開放型融合池〔圖2(a)〕、和密封型融合池〔圖2(b)〕，〔12〕電極Ⅰ、〔13〕電極Ⅱ、〔14〕ABS塑料容器、〔15〕ABS塑料托、〔16〕溶液槽、〔17〕不銹鋼蓋板、〔18〕硅橡膠容器、〔19〕玻璃窗。附圖3是施加在細胞溶液上的脈沖串波型。附圖4是高壓穩(wěn)定直流電源的電路圖。附圖5是產(chǎn)生交變電場的高頻振蕩器和功率放大器的電路圖。附圖6是切換高頻交變電場和高壓脈沖電場用的繼電器電路。附圖7是8039微處理器和其它電路的連接關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種采用高壓脈沖、高頻交變電場進行細胞融合，遺傳基因電誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移的電融合儀器，其特征在于由Intol 8039微處理器[7]控制的電場發(fā)生部分[1]、[2]、[3]、[4]和參數(shù)置入、顯示部分[6]-[11]、[20]組合在一個儀器盒內(nèi)，并由高壓直流電源[1]通過串聯(lián)起來的高反壓大功率晶體管3DD104[2]和繼電器接到融合儀輸出端OUTPUT和由門電路74LSOO和3CK7晶體管組成的RC高頻振蕩器[3]徑功率放大器[4]接到融合儀輸出端OUTPUT從而產(chǎn)生高壓脈沖、高頻交變電場。
專利摘要
一種進行細胞融合、基因電誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移的專用電子儀器，它所產(chǎn)生的高壓脈沖電場的幅度寬度與脈沖個數(shù)、高頻電場的幅度與頻率，可在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；并在Intel 8039微處理器控制下，進行采樣測量、顯示和預(yù)置參數(shù)。引入的一個輔助鍵盤，能使用戶在無菌手套箱內(nèi)進行融合操作。蜂鳴器則在進行顯微鏡觀察細胞融合情形時，以聲音為用戶提供脈沖產(chǎn)生與消失的時刻。本儀器適用遺傳基因研究，組織培養(yǎng)新物種等研究工作。是一種操作簡便，性能穩(wěn)定的實用電子儀器。
文檔編號H03K3/00GK86202617SQ86202617
公開日1987年12月16日 申請日期1986年10月23日
發(fā)明者胡華旦, 王樹德, 孫萬華 申請人:北京師范大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan