一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)技術(shù)采用微電極接近被測(cè)樣品的方式采集信號(hào)，微電極并不接觸或侵入樣品，測(cè)量過(guò)程對(duì)樣品無(wú)任何損傷性，動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)技術(shù)特有的非損傷性測(cè)量方式使其可應(yīng)用于生物活體到非生物體的廣大范圍樣品，生物活體樣品可以是生物整體、器官、組織、細(xì)胞層、單細(xì)胞乃至富集的細(xì)胞器等，非生物體可以是金屬材料、顆粒物體、膜材料等等。
[0003]動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)技術(shù)基于菲克定律，離子/分子運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電位差能夠計(jì)算出被測(cè)環(huán)境溶液或空間中的離子/分子濃度和流速等信息。通過(guò)這些信息能夠得出被測(cè)物體的各種屬性狀態(tài)等信息。這種對(duì)離子/分子要運(yùn)動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)方法被應(yīng)用于生命科學(xué)、材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0004]現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)系統(tǒng)一般適合組織或器官樣品的檢測(cè)，對(duì)于細(xì)胞的檢測(cè)，需要采用化學(xué)試劑將細(xì)胞固定在培養(yǎng)皿底而后才可以檢測(cè)，采用化學(xué)試劑將細(xì)胞固定的檢測(cè)方法容易損傷細(xì)胞或因化學(xué)試劑的化學(xué)特性導(dǎo)致細(xì)胞生理活動(dòng)的變化從而測(cè)試的結(jié)果不準(zhǔn)確，且這種方式固定細(xì)胞程序很復(fù)雜，不容易操作，導(dǎo)致后續(xù)細(xì)胞的離子/分子的檢測(cè)過(guò)程繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)裝置中采用化學(xué)試劑固定細(xì)胞的方法容易損傷細(xì)胞或?qū)е录?xì)胞生理活動(dòng)的變化從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的缺陷，本發(fā)明提供了一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置。
[0006]本發(fā)明提供的一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置，包括:
[0007]溶液池、微型氣泵、工作電極、參比電極、信號(hào)處理器以及計(jì)算機(jī)；
[0008]所述溶液池包括側(cè)壁和底板，所述底板為中空結(jié)構(gòu)，所述底板的上平面上設(shè)置有微米級(jí)的通孔與所述中空層貫通，所述底板的側(cè)面也設(shè)置有通孔與所述中空層貫通，所述底板側(cè)面通孔連接微型氣泵，所述微型氣泵與所述計(jì)算機(jī)連接；
[0009]所述信號(hào)處理器分別于所述工作電極、所述參比電極以及所述計(jì)算機(jī)連接。
[0010]進(jìn)一步地，所述裝置還包括:信號(hào)放大器，所述信號(hào)放大器的輸入端分別連接所述工作電極和所述參比電極，所述信號(hào)放大器的輸出端與所述信號(hào)處理器連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述工作電極、參比電極、信號(hào)放大器、信號(hào)處理器、計(jì)算機(jī)以及微型氣泵之間通過(guò)屏蔽導(dǎo)線連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述溶液池采用玻璃材質(zhì)制成。
[0013]進(jìn)一步地，所述溶液池為方盤(pán)型或者圓盤(pán)型。
[0014]進(jìn)一步地，所述底板上平面的通孔邊緣設(shè)置有正電荷涂層。
[0015]進(jìn)一步地，所述裝置還包括顯微鏡，所述顯微鏡與所述計(jì)算機(jī)連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述微型氣泵為能夠產(chǎn)生負(fù)壓的氣泵。
[0017]本發(fā)明提供的一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置，通過(guò)微型氣泵產(chǎn)生負(fù)壓方式將待檢測(cè)細(xì)胞固定在溶液池底板通孔上，將參比電極和工作電極浸沒(méi)在裝有緩沖液的溶液池內(nèi)，工作電極獲取離子/分子信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大器和信號(hào)處理器及后端計(jì)算機(jī)獲取待檢測(cè)細(xì)胞表面離子/分子吸收或釋放情況，進(jìn)而檢測(cè)待檢測(cè)細(xì)胞的離子/分子吸收或釋放的生理特征。同時(shí)，采用物理吸附方式固定細(xì)胞，避免化學(xué)試劑對(duì)細(xì)胞的傷害而引起生理活動(dòng)的變化、導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，且提高了細(xì)胞固定的成功率，也能提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和檢測(cè)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]其中，1、溶液池，2、微型氣泵，3、工作電極，4、參比電極，5、信號(hào)處理器，6、計(jì)算機(jī)，7、信號(hào)放大器，8、顯微鏡，11、溶液池側(cè)壁，12、溶液池底板，13、通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0022]圖1示出了本實(shí)施例中細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置，包括:
[0023]溶液池1、微型氣泵2、工作電極3、參比電極4、信號(hào)處理器5以及計(jì)算機(jī)6 ;
[0024]所述溶液池I包括側(cè)壁11和底板12，所述底板12為中空結(jié)構(gòu)，所述底板12的上平面上設(shè)置有微米級(jí)的通孔13與所述中空層貫通，所述底板12的側(cè)面也設(shè)置有通孔13與所述中空層貫通，所述底板12側(cè)面通孔13連接微型氣泵2，所述微型氣泵2與所述計(jì)算機(jī)6連接；
[0025]所述信號(hào)處理器5分別于所述工作電極3、所述參比電極4以及所述計(jì)算機(jī)6連接。
[0026]舉例來(lái)說(shuō)，在具體檢測(cè)細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流過(guò)程中，將細(xì)胞均勻分散在裝有緩沖液的溶液池I內(nèi)，所述溶液池I的底板12側(cè)面的通孔13與所述微型氣泵2連接，通過(guò)微型氣泵2產(chǎn)生的負(fù)壓使緩沖液中的細(xì)胞吸附在所述溶液池I的底板12的上平面的通孔13。
[0027]將所述工作電極3和所述參比電極4浸入緩沖液中，所采集到的離子流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述信號(hào)處理器5后傳輸給所述計(jì)算機(jī)6，計(jì)算機(jī)6經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析后得出待檢測(cè)細(xì)胞的生理和物理狀態(tài)。其中信號(hào)處理器5為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，具體用于將離子流信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
[0028]由于在檢測(cè)過(guò)程中，所述工作電極3和參比電極4所采集到的離子流信號(hào)比較微弱，所述信號(hào)處理器5對(duì)該信號(hào)直接處理得到的結(jié)果誤差較大，因此，進(jìn)一步地，所述裝置還包括:信號(hào)放大器7，所述信號(hào)放大器7的輸入端分別連接所述工作電極3和所述參比電極4，所述信號(hào)放大器7的輸出端與所述信號(hào)處理器5連接。
[0029]將所述工作電極3和參比電極4所采集到的離子流信號(hào)首先經(jīng)過(guò)信號(hào)放大器7進(jìn)行信號(hào)放大得到一個(gè)較強(qiáng)的信號(hào)，然后信號(hào)處理器5對(duì)該較強(qiáng)的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理能夠得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的結(jié)果。
[0030]具體的，所述工作電極3、參比電極4、信號(hào)放大器7、信號(hào)處理器5、計(jì)算機(jī)6以及微型氣泵2之間通過(guò)屏蔽導(dǎo)線連接。
[0031]進(jìn)一步地，為了保證所述溶液池I底板12中空結(jié)構(gòu)的氣密性，同時(shí)也便于對(duì)檢測(cè)過(guò)程的觀察，所述溶液池I采用透明玻璃材質(zhì)制成，形狀方盤(pán)型或者圓盤(pán)型。
[0032]為了進(jìn)一步更好的固定待檢測(cè)細(xì)胞，所述底板12上平面的通孔13邊緣設(shè)置有正電荷涂層。
[0033]另外，所述裝置還包括顯微鏡8，通過(guò)所述顯微鏡8可以更清楚的觀察待檢測(cè)細(xì)胞的吸附狀態(tài)，所述顯微鏡8與所述計(jì)算機(jī)6連接。
[0034]下面通過(guò)具體的水稻原生質(zhì)的動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)對(duì)本實(shí)施例裝置進(jìn)一步說(shuō)明:
[0035]材料準(zhǔn)備:水稻原生質(zhì)體；
[0036]水稻原生質(zhì)體的平衡:將大量水稻原生質(zhì)體分散于緩沖液(含有0.1mM KC1、
0.1mM CaCl2、0.1mM MgCl2、0.5mM NaCl、0.2mM Na2SO4^P 0.3mM MES，加入適量甘露醇調(diào)節(jié)滲透壓)中平衡15?20分鐘；
[0037]細(xì)胞固定:將水稻原生質(zhì)體均勻分散在緩沖液中，啟動(dòng)微型氣泵吸附原生質(zhì)體；
[0038]工作電極和參比電極位置固定:將工作電極和參比電極浸入溶液且固定；
[0039]檢測(cè):參比電極和工作電極開(kāi)始記錄兩點(diǎn)間的電壓差，然后換算出離子/分子進(jìn)出水稻原生質(zhì)體表面的流向或流速。
[0040]本實(shí)施例提供的一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置，通過(guò)微型氣泵產(chǎn)生負(fù)壓方式將待檢測(cè)細(xì)胞固定在溶液池底板通孔上，將參比電極和工作電極浸沒(méi)在裝有緩沖液的溶液池內(nèi)，工作電極獲取離子/分子信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大器和信號(hào)處理器及后端計(jì)算機(jī)獲取待檢測(cè)細(xì)胞表面離子/分子吸收或釋放情況，進(jìn)而檢測(cè)待檢測(cè)細(xì)胞的離子/分子吸收或釋放的生理特征。同時(shí)，采用物理吸附方式固定細(xì)胞，避免化學(xué)試劑對(duì)細(xì)胞的傷害而引起生理活動(dòng)的變化、導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，且提高了細(xì)胞固定的成功率，也能提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和檢測(cè)效率。
[0041]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝置包括: 溶液池、微型氣泵、工作電極、參比電極、信號(hào)處理器以及計(jì)算機(jī)； 所述溶液池包括側(cè)壁和底板，所述底板為中空結(jié)構(gòu)，所述底板的上平面上設(shè)置有微米級(jí)的通孔與所述中空層貫通，所述底板的側(cè)面也設(shè)置有通孔與所述中空層貫通，所述底板側(cè)面通孔連接微型氣泵，所述微型氣泵與所述計(jì)算機(jī)連接； 所述信號(hào)處理器分別與所述工作電極、所述參比電極以及所述計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:信號(hào)放大器，所述信號(hào)放大器的輸入端分別連接所述工作電極和所述參比電極，所述信號(hào)放大器的輸出端與所述信號(hào)處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述工作電極、參比電極、信號(hào)放大器、信號(hào)處理器、計(jì)算機(jī)以及微型氣泵之間通過(guò)屏蔽導(dǎo)線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述溶液池采用玻璃材質(zhì)制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述溶液池為方盤(pán)型或者圓盤(pán)型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述底板上平面的通孔邊緣設(shè)置有正電荷涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括顯微鏡，所述顯微鏡與所述計(jì)算機(jī)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述微型氣泵為能夠產(chǎn)生負(fù)壓的氣泵。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種細(xì)胞動(dòng)態(tài)離子流檢測(cè)裝置。本發(fā)明裝置，包括：溶液池、微型氣泵、工作電極、參比電極、信號(hào)處理器以及計(jì)算機(jī)；通過(guò)微型氣泵產(chǎn)生負(fù)壓方式將待檢測(cè)細(xì)胞固定在溶液池底板通孔上，將參比電極和工作電極浸沒(méi)在裝有緩沖液的溶液池內(nèi)，工作電極獲取離子/分子信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大器和信號(hào)處理器及后端計(jì)算機(jī)獲取待檢測(cè)細(xì)胞表面離子/分子吸收或釋放情況，進(jìn)而檢測(cè)待檢測(cè)細(xì)胞的離子/分子吸收或釋放的生理特征。同時(shí)，采用物理吸附方式固定細(xì)胞，避免化學(xué)試劑對(duì)細(xì)胞的傷害而引起生理活動(dòng)的變化、導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，且提高了細(xì)胞固定的成功率，也能提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和檢測(cè)效率。
【IPC分類(lèi)】G01N27-416
【公開(kāi)號(hào)】CN104677968
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510033208
【發(fā)明人】王成, 侯佩臣, 王曉冬, 何璐璐, 宋鵬, 羅斌, 趙勇, 路文超, 陳子龍
【申請(qǐng)人】北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日