一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法
阅读说明：本技术 一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法 (Composite pulse cell electrofusion instrument and control method ) 是由 柯强 沈婷 李新皓 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法,包括保护盒、电路控制组件和定位组件,电路控制组件包括电源盒、高频高压正弦模块、微秒脉冲模块和纳秒脉冲模块；定位组件设置在固定仓的底部,定位组件包括两个第一固定块和两个第二固定块,两个第一固定块和两个第二固定块正面的中部穿插连接有双向螺杆,两个第一固定块的两侧均设置有控制机构,两个第二固定块的两侧均设置有夹定机构。本发明的有益效果是：本发明利用了纳秒脉冲能够对不同尺寸的细胞均能进行穿孔的特性,能很好的融合不同尺寸的细胞；利用了微秒脉冲使细胞在纳秒脉冲作用下产生的穿孔继续进一步扩大,便于细胞的融合,有效地提高了细胞融合的成功率。(The invention discloses a composite pulse cell electrofusion instrument and a control method, wherein the composite pulse cell electrofusion instrument comprises a protection box, a circuit control assembly and a positioning assembly, wherein the circuit control assembly comprises a power supply box, a high-frequency high-voltage sine module, a microsecond pulse module and a nanosecond pulse module; the positioning assembly is arranged at the bottom of the fixed bin and comprises two first fixed blocks and two second fixed blocks, the two positive middle parts of the two first fixed blocks and the two second fixed blocks are alternately connected with a bidirectional screw rod, the two sides of the two first fixed blocks are provided with control mechanisms, and the two sides of the two second fixed blocks are provided with clamping mechanisms. The invention has the beneficial effects that: the invention utilizes the characteristic that nanosecond pulse can perforate cells with different sizes, and can well fuse the cells with different sizes; the microsecond pulse is utilized to ensure that the perforation generated by the cells under the action of the nanosecond pulse is continuously and further expanded, thereby facilitating the fusion of the cells and effectively improving the success rate of the cell fusion.)
技术领域
本发明涉及一种细胞电容仪，具体为一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法，属于细胞融合仪器技术领域。
背景技术
细胞融合也可称为细胞杂交，是指两个或两个以上的细胞通过介导和培养，在离体条件下用人工方法通过无性方式融合形成一个具有双核或者多核细胞的过程。自然界的有性繁殖保证了遗传物资的稳定性，在物种间设置了各种的屏障，而人工诱导细胞融合技术，能够把来自于不同种类生物的单个细胞融合成一个杂核细胞，这个新细胞包含多个亲本细胞的遗传物质，具有新的遗传或生物特性，能够培养成新的物种、品系或成为新的细胞工程产品。
细胞融合作为一项迅速发展的新兴细胞工程方法，已在农业、医药等领域取得了开创性的研究成果，而且应用领域不断扩大，成为研究体细胞重编程以及定位基因的常规手段。常见的细胞融合方法主要有以下四种：病毒融合法、细胞化学融合法、细胞电融合法和细胞激光融合法。
与其它细胞融合技术相比，细胞电融合技术具有可控性强、重复性强、异源细胞融合效率高、对细胞无毒性、应用对象广泛以及样本损耗低等优点，逐渐成为了实现细胞融合最重要的手段。传统的细胞电融合采取的是微秒脉冲电融合，但是微秒脉冲具有一定的缺陷，对于融合不同尺寸的细胞时，大细胞会比小细胞先产生穿孔，因此作用相同强度的电场的情况下，当小细胞发生穿孔的时候，大细胞可能早已处于过度穿孔的死亡状态，在实验过程中存在成功率低、成本昂贵、效率低下，重复性差等问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种复合脉冲细胞电融仪，包括：
保护盒，所述保护盒的顶端设置有封装盖，所述保护盒的内部开设有固定仓；
电路控制组件，所述电路控制组件包括电源盒、高频高压正弦模块、微秒脉冲模块和纳秒脉冲模块，所述电源盒、高频高压正弦模块、微秒脉冲模块和纳秒脉冲模块依次电性连接；
定位组件，所述定位组件设置在固定仓的底部，所述定位组件包括两个第一固定块和两个第二固定块，两个所述第二固定块设置在两个第一固定块之间，两个所述第一固定块和两个第二固定块正面的中部穿插连接有双向螺杆，两个所述第一固定块的两侧均设置有控制机构，两个所述第二固定块的两侧均设置有夹定机构。
优选的，所述保护盒两侧壁的顶端开设有组合槽，所述封装盖底端的两侧固定连接有组合板，两个所述组合板和两个组合槽卡接，所述固定仓底部两侧的内壁开设有两个导向滑槽，所述保护盒的其中一侧，且贯穿固定仓开设有观察口和多个控制孔，所述保护盒的另一侧，且贯穿固定仓开设有多个接线口，所述保护盒的正面，且贯穿固定仓开设有调节孔。
优选的，两个所述第一固定块相背的一侧均固定连接有卡板，两个所述第一固定块和两个卡板正面的中部均开设有调节螺孔，所述双向螺杆和四个调节螺孔螺纹穿插连接，两个所述卡板的顶端均固定连接有阻挡板。
优选的，两个所述第二固定块的两侧均开设有转动口，两个所述第二固定块正面的中部均开设有穿插孔，所述双向螺杆和两个穿插孔滑动穿插连接，所述双向螺杆的其中一端设置有转动块，且所述转动块贯穿调节孔设置在保护盒的正面。
优选的，所述夹定机构包括两个支撑板，两个所述支撑板和其中一个导向滑槽滑动穿插连接，两个所述支撑板的正面均开设有引导孔，两个所述支撑板之间设置有摆动杆，两个所述支撑板的顶部和摆动杆之间转动穿插连接有旋转杆，所述摆动杆顶部的一侧固定连接夹定板。
优选的，所述控制机构包括控制块，所述控制块和其中一个导向滑槽滑动穿插连接，所述控制块的背面固定连接有控制插杆，所述控制插杆和引导孔滑动穿插连接。
优选的，所述高频高压正弦模块、微秒脉冲模块和纳秒脉冲模块的背面均设置有连接极柱，所述电源盒、高频高压正弦模块和微秒脉冲模块的正面均开设有两个连接孔，六个所述连接极柱和六个连接孔对应插接，所述电源盒的一侧设置有显示屏；
所述高频高压正弦模块的一侧设置有第三开关继电器，设置为K3；
所述微秒脉冲模块的一侧设置有第二开关继电器和第五开关继电器，且分别设置为K2和K5；
所述纳秒脉冲模块的一侧设置有第一开关继电器和第四开关继电器，且分别设置为K1和K4。
一种复合脉冲细胞电融仪的控制方法，包括如下工作模式之一；
工作模式一包括以下步骤：
S1：设定微秒脉冲模块的输出脉冲个数、纳秒脉冲模块的输出脉冲的个数以及高频高压正弦模块的输出时间；
S2：先通过控制器控制第三开关继电器继电器K3导通，再控制第一开关继电器继电器K1、第二开关继电器继电器K2、第四开关继电器继电器K4、第五开关继电器继电器K5断开，启动高频高压正弦模块，向盛放有细胞和融合液的培养皿施加正弦交流电压，通过正弦交流电压促使细胞形成列队并紧密贴合；
S3：当正弦交流电压的输出时间到达设定的时间值时，通过控制器关闭第三开关继电器继电器K3，停止向培养皿施加正弦交流电压；
S4：通过控制器导通第一开关继电器继电器K1，纳秒脉冲模块通电开始运作，向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
S5：当纳秒脉冲模块的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第一开关继电器继电器K1，纳秒脉冲模块停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
S6：控制第二开关继电器继电器K2导通，微秒脉冲模块通电开始运作，向培养皿施加微秒方形脉冲波；
S：当微秒脉冲模块的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第二开关继电器继电器K2，微秒脉冲模块停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
S：控制导通第四开关继电器继电器K4导通，纳秒脉冲模块连接的放电回路通电，纳秒脉冲模块通过第一放电电阻开始放电；
S：控制导通第五开关继电器继电器K5导通，微秒脉冲模块连接的放电回路通电，微秒脉冲模块通过第二放电电阻R2开始放电；
工作模式二包括以下步骤：
第一步：设定微秒脉冲模块的输出脉冲个数、纳秒脉冲模块3的输出脉冲的个数以及高频高压正弦模块1的输出时间；
第二步：先通过控制器控制第三开关继电器继电器K3导通，再控制第一开关继电器继电器K1、第二开关继电器继电器K2、第四开关继电器继电器K4、第五开关继电器继电器K5断开，启动高频高压正弦模块，向盛放有细胞和融合液的培养皿施加正弦交流电压，通过正弦交流电压促使细胞形成列队并紧密贴合；
第三步：当正弦交流电压的输出时间到达设定的时间值时，通过控制器关闭第三开关继电器继电器K3，停止向培养皿施加正弦交流电压；
第四步：控制第二开关继电器继电器K2导通，微秒脉冲模块通电开始运作，向培养皿施加微秒方形脉冲波；
第五步：当微秒脉冲模块的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第二开关继电器继电器K2，微秒脉冲模块停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
第六步：通过控制器导通第一开关继电器K1，纳秒脉冲模块通电开始运作，向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
第七步：当纳秒脉冲模块的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第一开关继电器K1，纳秒脉冲模块停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
第八步：控制导通第四开关继电器K4导通，纳秒脉冲模块连接的放电回路通电，纳秒脉冲模块通过第一放电电阻R1开始放电；
第九步：控制导通第五开关继电器K5导通，微秒脉冲模块连接的放电回路通电，微秒脉冲模块通过第二放电电阻R2开始放电
优选的，所述高频高压正弦模块输出的正弦电压的范围为0-500V，频率为0-3MHz，持续时间为0-100s。
优选的，所述纳秒脉冲模块输出的脉冲幅值为0-10kV，脉冲宽度为50ns-1000ns，脉冲频率为0.1Hz-1000Hz,脉冲个数可调，波形为脉冲方波；
所述微秒脉冲模块输出的脉冲幅值为0-5kV，脉冲宽度为1us-1000us，脉冲频率为0.1Hz-1000Hz,脉冲个数可调，波形为脉冲方波。
本发明的有益效果是：
其一、本发明利用了纳秒脉冲能够对不同尺寸的细胞均能进行穿孔的特性，能很好的融合不同尺寸的细胞；利用了微秒脉冲使细胞在纳秒脉冲作用下产生的穿孔继续进一步扩大，便于细胞的融合，有效地提高了细胞融合的成功率。
其二、本发明在保护盒内设置有夹定组件，通过夹定组件对电路控制组件进行夹定，这样就能够对电源盒、高频高压正弦模块、微秒脉冲模块和纳秒脉冲模块进行分步夹定操作，若是其中任意一个模块出现损坏，能够方便进行拆解检修和更换，节约了检测时间和生产成本。
其三、本发明的夹定组件有两方面的控制，通过双向螺杆控制两个第一固定块对两个第二固定块进行水平纵向夹定，然后再通过控制结构配合两个夹定机构进行水平横向的夹定，整个夹定过程统一进行，夹定的十分牢固。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明保护盒剖视及内部结构示意图；
图3为本发明电路控制组件和定位组件连接示意图；
图4为本发明定位组件的结构示意图；
图5为本发明图4中A处的结构放大示意图；
图6为本发明摆动杆的结构示意图；
图7为本发明电路控制组件的电路示意图；
图8为本发明的电路图。
图中：1、保护盒；101、封装盖；102、组合板；103、导向滑槽；2、第一固定块；201、卡板；202、阻挡板；3、控制块；301、控制插杆；4、第二固定块；401、支撑板；402、引导孔；5、摆动杆；501、夹定板；6、双向螺杆；601、转动块；7、纳秒脉冲模块；8、微秒脉冲模块；9、高频高压正弦模块；10、电源盒；1001、显示屏；11、连接极柱；12、连接孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8所示，一种复合脉冲细胞电融仪，包括：
保护盒1，保护盒1的顶端设置有封装盖101，保护盒1的内部开设有固定仓；
保护盒1两侧壁的顶端开设有组合槽，封装盖101底端的两侧固定连接有组合板102，两个组合板102和两个组合槽卡接，固定仓底部两侧的内壁开设有两个导向滑槽103，保护盒1的其中一侧，且贯穿固定仓开设有观察口和多个控制孔，保护盒1的另一侧，且贯穿固定仓开设有多个接线口，保护盒1的正面，且贯穿固定仓开设有调节孔。
电路控制组件，电路控制组件包括电源盒10、高频高压正弦模块9、微秒脉冲模块8和纳秒脉冲模块7，电源盒10、高频高压正弦模块9、微秒脉冲模块8和纳秒脉冲模块7依次电性连接；
高频高压正弦模块9、微秒脉冲模块8和纳秒脉冲模块7的背面均设置有连接极柱11，电源盒10、高频高压正弦模块9和微秒脉冲模块8的正面均开设有两个连接孔12，六个连接极柱11和六个连接孔12对应插接，电源盒10的一侧设置有显示屏1001；
高频高压正弦模块9的一侧设置有第三开关继电器，设置为K3；
微秒脉冲模块8的一侧设置有第二开关继电器和第五开关继电器，且分别设置为K2和K5；
纳秒脉冲模块7的一侧设置有第一开关继电器和第四开关继电器，且分别设置为K1和K4
定位组件，定位组件设置在固定仓的底部，定位组件包括两个第一固定块2和两个第二固定块4，两个第二固定块4设置在两个第一固定块2之间，两个第一固定块2和两个第二固定块4正面的中部穿插连接有双向螺杆6，两个第一固定块2的两侧均设置有控制机构，两个第二固定块4的两侧均设置有夹定机构；
夹定机构包括两个支撑板401，两个支撑板401和其中一个导向滑槽103滑动穿插连接，两个支撑板401的正面均开设有引导孔402，两个支撑板401之间设置有摆动杆5，两个支撑板401的顶部和摆动杆5之间转动穿插连接有旋转杆，摆动杆5顶部的一侧固定连接有夹定板501；
控制机构包括控制块3，控制块3和其中一个导向滑槽103滑动穿插连接，控制块3的背面固定连接有控制插杆301，控制插杆301和引导孔402滑动穿插连接
两个第一固定块2相背的一侧均固定连接有卡板201，两个第一固定块2和两个卡板201正面的中部均开设有调节螺孔，双向螺杆6和四个调节螺孔螺纹穿插连接，两个卡板201的顶端均固定连接有阻挡板202；
两个第二固定块4的两侧均开设有转动口，两个第二固定块4正面的中部均开设有穿插孔，双向螺杆6和两个穿插孔滑动穿插连接，双向螺杆6的其中一端设置有转动块601，且转动块601贯穿调节孔设置在保护盒1的正面。
一种复合脉冲细胞电融仪的控制方法，包括如下工作模式之一；
工作模式一包括以下步骤：
S1：设定微秒脉冲模块8的输出脉冲个数、纳秒脉冲模块7的输出脉冲的个数以及高频高压正弦模块9的输出时间；
S2：先通过控制器控制第三开关继电器继电器K3导通，再控制第一开关继电器继电器K1、第二开关继电器继电器K2、第四开关继电器继电器K4、第五开关继电器继电器K5断开，启动高频高压正弦模块9，向盛放有细胞和融合液的培养皿施加正弦交流电压，通过正弦交流电压促使细胞形成列队并紧密贴合；
S3：当正弦交流电压的输出时间到达设定的时间值时，通过控制器关闭第三开关继电器继电器K3，停止向培养皿施加正弦交流电压；
S4：通过控制器导通第一开关继电器继电器K1，纳秒脉冲模块7通电开始运作，向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
S5：当纳秒脉冲模块7的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第一开关继电器继电器K1，纳秒脉冲模块7停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
S6：控制第二开关继电器继电器K2导通，微秒脉冲模块8通电开始运作，向培养皿施加微秒方形脉冲波；
S7：当微秒脉冲模块8的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第二开关继电器继电器K2，微秒脉冲模块8停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
S8：控制导通第四开关继电器继电器K4导通，纳秒脉冲模块7连接的放电回路通电，纳秒脉冲模块7通过第一放电电阻开始放电；
S9：控制导通第五开关继电器继电器K5导通，微秒脉冲模块8连接的放电回路通电，微秒脉冲模块8通过第二放电电阻R2开始放电；
工作模式二包括以下步骤：
第一步：设定微秒脉冲模块8的输出脉冲个数、纳秒脉冲模块7的输出脉冲的个数以及高频高压正弦模块9的输出时间；
第二步：先通过控制器控制第三开关继电器继电器K3导通，再控制第一开关继电器继电器K1、第二开关继电器继电器K2、第四开关继电器继电器K4、第五开关继电器继电器K5断开，启动高频高压正弦模块9，向盛放有细胞和融合液的培养皿施加正弦交流电压，通过正弦交流电压促使细胞形成列队并紧密贴合；
第三步：当正弦交流电压的输出时间到达设定的时间值时，通过控制器关闭第三开关继电器继电器K3，停止向培养皿施加正弦交流电压；
第四步：控制第二开关继电器继电器K2导通，微秒脉冲模块8通电开始运作，向培养皿施加微秒方形脉冲波；
第五步：当微秒脉冲模块8的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第二开关继电器继电器K2，微秒脉冲模块8停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
第六步：通过控制器导通第一开关继电器继电器K1，纳秒脉冲模块7通电开始运作，向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
第七步：当纳秒脉冲模块7的脉冲个数已到达设定的个数后，通过控制器控制断开第一开关继电器继电器K1，纳秒脉冲模块7停止向培养皿施加纳秒方形脉冲波；
第八步：控制导通第四开关继电器继电器K4导通，纳秒脉冲模块7连接的放电回路通电，纳秒脉冲模块7通过第一放电电阻R1开始放电；
第九步：控制导通第五开关继电器继电器K5导通，微秒脉冲模块8连接的放电回路通电，微秒脉冲模块8通过第二放电电阻R2开始放电。
高频高压正弦模块9输出的正弦电压的范围为0-500V，频率为0-3MHz，持续时间为0-100s。
纳秒脉冲模块7输出的脉冲幅值为0-10kV，脉冲宽度为50ns-1000ns，脉冲频率为0.1Hz-1000Hz,脉冲个数可调，波形为脉冲方波；
微秒脉冲模块8输出的脉冲幅值为0-5kV，脉冲宽度为1us-1000us，脉冲频率为0.1Hz-1000Hz,脉冲个数可调，波形为脉冲方波。
本发明在使用时，首先将各组件进行安装，参考图1－图6；
实施第一步操作，首先将电源盒10和纳秒脉冲模块7分别卡放在两个第一固定块2的顶端，且利用第一固定块2顶部的两侧壁和阻挡板202对电源盒10和纳秒脉冲模块7进行贴合夹定。
实施第二步操作，将微秒脉冲模块8和高频高压正弦模块9分别卡放在两个第二固定块4的顶部。
实施第三步操作，捏住转动块601顺时针转动双向螺杆6，会发生如下几个过程；
过程一：双向螺杆6进行顺时针转动的同时，会配合两个第一固定块2的调节螺孔，并且在控制块3和导向滑槽103的导向支撑下，使得两个第一固定块2分别带着两个电源盒10和纳秒脉冲模块7向着相向的方向移动；
过程二：两个第一固定块2移动的同时挤压两个第二固定块4进行相向移动；
过程三：两个第一固定块2带着连接的控制块3同步移动，控制块3带动所连接的控制插杆301同步移动，同时电源盒10、高频高压正弦模块9、微秒脉冲模块8和纳秒脉冲模块7所设置的连接极柱11和连接孔12进行电性插接；
过程四：在两个控制插杆301靠近支撑板401时，会慢慢的插进引导孔402内，在控制插杆301和摆动杆5结构的相互作用下，摆动杆5受到控制插杆301挤压，顶部向着靠近第二固定块4中心的方向摆动，这时夹定板501跟随摆动杆5进行摆动，通过多个夹定板501从两侧对微秒脉冲模块8和高频高压正弦模块9机型夹定；
过程五：当两个第一固定块2进行相向移动将两个第二固定块4合围夹紧时，同时电源盒10、高频高压正弦模块、微秒脉冲模块8和纳秒脉冲模块7通过连接极柱11和连接孔12的插接完成电性导通电路控制组件的夹定完毕。
实施第四步操作，将封装盖101卡接在保护盒1的顶端，完成整个装置的装配，之后即可以按照说明书中的使用方法，完成细胞的融合操作。
若是在整个装置的使用过程中电路控制组件的其中某个模块损坏，则可以逆时针转动转动块601，使得双向螺杆6跟随转动块601进行逆时针转动，之后即可以对损坏的模块进行检修和更换。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：用于大分子的连续诊断的设备和方法