作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，包括頻率和占空比均可調(diào)的第一脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路、反向器、加法器和功率放大器，第一脈沖發(fā)生器連接反相器和脈沖整形電路，反相器連接脈沖整形電路，脈沖整形電路連接加法器，加法器連接功率放大器。本實用新型適用于體外培養(yǎng)細(xì)胞電刺激，能夠按照需要對脈沖發(fā)出的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時還可以對脈沖的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【專利說明】
作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種分子生物學(xué)試驗設(shè)備，尤其涉及一種作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在細(xì)胞和組織工程研究領(lǐng)域，對細(xì)胞或者組織進(jìn)行電刺激是一個經(jīng)常性的研究內(nèi)容。根據(jù)我們查閱文獻(xiàn)所知，目前國內(nèi)外開展比較多的電刺激研究，其所采用的儀器大都是基于膜片鉗技術(shù)來開發(fā)的，也就是說這種電刺激儀主要是研究細(xì)胞膜內(nèi)外的電勢差而開發(fā)的。而在研究細(xì)胞的迀徙，定向排列，以及促進(jìn)干細(xì)胞分化等方面的研究當(dāng)中，相應(yīng)的電刺激系統(tǒng)卻很少有產(chǎn)品供應(yīng)]。因此在開展這方面的研究的時候，有些研究者只能借用心臟起搏器系統(tǒng)作為一種電刺激信號源，盡管這種信號源可能適合于對心臟組織的直接刺激，但是卻不一定適合于體外培養(yǎng)的細(xì)胞，特別是一些培養(yǎng)在不同的培養(yǎng)皿表面的細(xì)胞。例如，用心臟起搏器的起搏導(dǎo)線和起搏電刺激信號未必對培養(yǎng)皿中的細(xì)胞具有足夠的刺激作用，因此這樣的研究就具有很大的局限性。到目前為止，國內(nèi)外有一些文獻(xiàn)報道了多種電刺激系統(tǒng)的設(shè)計方案，但據(jù)我們考證，絕大部分的電刺激系統(tǒng)適用于腫瘤細(xì)胞的治療，也就是說，它們產(chǎn)生的是高壓高頻的脈沖信號，其主要目的是為了殺死腫瘤細(xì)胞而不是為了研究正常細(xì)胞在電場作用下的電生理或電場生物學(xué)的效應(yīng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型旨在提供一種作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，能夠按照需要對脈沖發(fā)出的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時還可以對脈沖的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]本實用新型公開的作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，包括頻率和占空比均可調(diào)的第一脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路、反向器、加法器和功率放大器，所述第一脈沖發(fā)生器連接反相器和脈沖整形電路，所述反相器連接脈沖整形電路，所述脈沖整形電路連接加法器，所述加法器連接功率放大器。
[0006]進(jìn)一步的，本實用新型還包括頻率和占空比均可調(diào)的第二脈沖發(fā)生器、D觸發(fā)器，所述第二脈沖發(fā)生器連接D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器連接脈沖整形電路。
[0007]優(yōu)選的，所述脈沖整形電路為門電路。
[0008]優(yōu)選的，所述加法器為反向加法器。
[0009]優(yōu)選的，所述功率放大器為推挽式放大器。
[0010]本實用新型的工作原理如下:第一脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的正向脈沖一路通過反相器反向，得到反向脈沖，并通過脈沖整形電路整形、延時后與經(jīng)過整形后的正向脈沖一起輸入加法器后獲得疊加以后的雙相脈沖，在經(jīng)過功率放大器放大后得到可用于電刺激的雙向脈沖，即可得到一個占空比、頻率、幅度和脈寬可調(diào)、穩(wěn)定且不失真的正負(fù)雙相脈沖信號。第二脈沖發(fā)生器用于對第一脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行頻率調(diào)制與輸出控制，以便產(chǎn)生需要的脈沖串。
[0011 ]本實用新型的有益效果如下:
[0012]本實用新型能夠產(chǎn)生適用于體外培養(yǎng)細(xì)胞電刺激的可調(diào)雙相脈沖，即一種電荷平衡式的脈沖，可對脈沖的個數(shù)計數(shù)，能夠按照需要對脈沖發(fā)出的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時還可以對脈沖的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0015]本實用新型公開的作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，包括頻率和占空比均可調(diào)的第一脈沖發(fā)生器、頻率和占空比均可調(diào)的第二脈沖發(fā)生器、D觸發(fā)器，脈沖整形電路、反向器、加法器和功率放大器，第一脈沖發(fā)生器連接反相器和脈沖整形電路，反相器連接脈沖整形電路，脈沖整形電路連接加法器，加法器連接功率放大器，第二脈沖發(fā)生器連接D觸發(fā)器，D觸發(fā)器連接脈沖整形電路;脈沖整形電路采用門電路、加法器為反向加法器，功率放大器為推挽式放大器。
[0016]具體的，如圖1所示，Ul及其外圍元件構(gòu)成第一脈沖發(fā)生器，為占空比可調(diào)的555脈沖發(fā)生器，該電路產(chǎn)生我們所需要的脈沖波形;通過調(diào)節(jié)電阻Rl和R2，以及電容Cl，就可以改變該脈沖的占空比和頻率，U3及其外圍元件構(gòu)成第二脈沖發(fā)生器，為另外一個占空比可調(diào)的555脈沖發(fā)生器，第二脈沖發(fā)生器實際上是對Ul產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行頻率調(diào)制與輸出控制，以便產(chǎn)生我們所需要的脈沖串。U6是一個脈沖整形和延遲電路。主要是對Ul產(chǎn)生的脈沖，進(jìn)行延遲一段時間。然后該信號會送到U2反相器進(jìn)行反相，從而獲得一個反相的脈沖。然后在時鐘同步信號的作用下，將正相脈沖和反相脈沖導(dǎo)入U4相與，其輸出送至加法器U5A相加獲得疊加以后的雙相脈沖。但由于該雙相脈沖的幅值不夠大，所以我們需要通過Ql和Q2進(jìn)行功率放大，獲得所需要的雙相脈沖.該脈沖的輸出幅值可以調(diào)節(jié)R8，該電路的輸出在圖1中是接地的，但實際上可以接到我們的負(fù)載，也就是電極板，從而構(gòu)成一個完整的電刺激系統(tǒng)。
[0017]當(dāng)然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，其特征在于:包括頻率和占空比均可調(diào)的第一脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路、反向器、加法器和功率放大器，所述第一脈沖發(fā)生器連接反相器和脈沖整形電路，所述反相器連接脈沖整形電路，所述脈沖整形電路連接加法器，所述加法器連接功率放大器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，其特征在于:還包括頻率和占空比均可調(diào)的第二脈沖發(fā)生器、D觸發(fā)器，所述第二脈沖發(fā)生器連接D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器連接脈沖整形電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，其特征在于:所述脈沖整形電路為門電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，其特征在于:所述加法器為反向加法器。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作用于體外培養(yǎng)細(xì)胞的可調(diào)雙相脈沖電刺激電路，其特征在于:所述功率放大器為推挽式放大器。
【文檔編號】H03K3/02GK205647464SQ201620446910
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】楊剛, 龍海燕, 郭應(yīng)強, 任小梅, 肖正華, 錢宏
【申請人】四川大學(xué)