一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法技术

本发明专利技术提出了一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法，该电融仪包括负载电阻，所述负载电阻的一端接地，所述负载电阻的另一端连接正弦电路的一端、微秒脉冲电路的一端和纳秒脉冲电路的一端；所述正弦电路包括高频高压正弦模块，所述微秒脉冲电路包括微秒脉冲模块，所述纳秒脉冲电路包括纳秒脉冲模块。本发明专利技术能很好的融合不同尺寸的细胞，有效地提高了细胞融合的成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法
本专利技术涉及细胞融合仪器
，具体涉及一种复合脉冲细胞电融仪和控制方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种复合脉冲细胞电融仪，以提高融合率和融合效率。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种复合脉冲细胞电融仪，包括负载电阻，所述负载电阻的一端接地，所述负载电阻的另一端连接正弦电路的一端、微秒脉冲电路的一端和纳秒脉冲电路的一端；所述正弦电路包括第三开关继电器，第三开关继电器的一端与负载电阻的另一端连接，第三开关继电器的另一端连接高频高压正弦模块的一端，高频高压正弦模块的另一端接地；所述微秒脉冲电路包括第二开关继电器，第二开关继电器的一端与负载电阻的另一端连接，第二开关继电器的另一端连接微秒脉冲模块的一端，微秒脉冲模块的另一端接地；所述纳秒脉冲电路包括第一开关继电器，第一开关继电器的一端与负载电阻的另一端连接，第一开关继电器的另一端连接纳秒脉冲模块的一端，纳秒脉冲模块的另一端接地。正弦电压输出模块用于对盛放有融合液和细胞的培养皿施加正弦电压，通过正弦电压使细胞排列并紧密接触，形成细胞链。纳秒脉冲输出模块用于对培养皿施加方形脉冲，能够将细胞的外膜穿破形成小孔。微秒脉冲输出模块用于对培养皿上已有孔的基础上进一步穿破，同时也能将已复原的孔再次冲破，形成便于融合的孔。上述方案中：所述微秒脉冲模块或/和纳秒脉冲模块包括若干电容电路，该电容电路包括支路二极管，所述支路二极管的负极连接电容的一端和开关组件的第一端，所述开关组件的第二端连接电容的另一端。上述方案中：所述纳秒脉冲模块的电容电路还包括：第一电容电路的第一二极管正极连接第一电源的正极，所述第一电容电路的第一电容的另一端连接第一电源的负极，所述第一电源的负极接地，第二电容电路的第二二极管正极连接第一电容电路的第一开关组件第一端，第二电容电路的第二电容另一端连接第一电容电路的第一开关组件第三端，……，第n电容电路的第n二极管正极连接第n-1电容电路的第n-1开关组件第一端，第n电容电路的第n电容另一端连接第n-1电容电路的第n-1开关组件第三端，第n电容电路的第n开关组件的第三端连接纳秒脉冲二极管正极，所述纳秒脉冲二极管负极与第二开关继电器的另一端连接。上述方案中：所述微秒脉冲模块的电容电路还包括：第一级电容电路的第一级二极管正极连接第二电源的正极，所述第一级电容电路的第一级电容的另一端连接第二电源的负极，所述第二电源的负极接地，第二级电容电路的第二级二极管正极连接第一级电容电路的第一级开关组件第一端，第二级电容电路的第二级电容另一端连接第一级电容电路的第一级开关组件第三端，……，第n级电容电路的第n级二极管正极连接第n-1级电容电路的第n-1级开关组件第一端，第n级电容电路的第n级电容另一端连接第n-1级电容电路的第n-1级开关组件第三端，第n级电容电路的第n级开关组件的第三端连接微秒脉冲二极管正极，所述微秒脉冲二极管负极与第二开关继电器的另一端连接。上述方案中：所述开关组件包括：主开关和尾切开关，所述主开关漏极为开关组件的第一端，所述尾切开关源极为开关组件的第二端，所述主开关源极连接尾切开关漏极，所述尾切开关漏级为开关组件的第三端并连接下一级的尾切开关源极，所述主开关栅极和尾切开关栅极连接控制器的工作信号端。上述方案中：所述纳秒脉冲模块的电容电路的级数多于微秒脉冲模块的电容电路的级数。上述方案中：还包括第一放电电阻，所述第一放电电阻的一端连接第四开关继电器一端，所述第四开关继电器的另一端连接纳秒脉冲模块的第n+1级开关组件的第一端，所述第一放电电阻的另一端接地；或/和还包括第二放电电阻，所述第二放电电阻的一端连接第五开关继电器一端，所述第五开关继电器的另一端连接微秒脉冲模块的第n+1级开关组件的第一端，所述第二放电电阻的另一端接地；或/和所述第一开关继电器、第二开关继电器、第三开关继电器、第四开关继电器、第五开关继电器和各级电容电路中的主开关和尾切开关均连接控制器的控制端，并受该控制器控制。本专利技术还提供了一种复合脉冲细胞电融仪的控制方法，其特征在于：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导通，再控制第一开关继电器、第二开关继电器、第四开关继电器、第五开关继电器断开，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，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，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，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；S7：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，微秒脉冲模块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；S9：控制导通第五开关继电器导通，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开始放电；工作模式二包括以下步骤：1)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；2)先通过控制器控制第三开关继电器导通，再控制第一开关继电器、第二开关继电器、第四开关继电器、第五开关继电器断开，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；3)当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：包括负载电阻(R3)，所述负载电阻(R3)的一端接地，所述负载电阻(R3)的另一端连接正弦电路的一端、微秒脉冲电路的一端和纳秒脉冲电路的一端；所述正弦电路包括第三开关继电器(K3)，第三开关继电器(K3)的一端与负载电阻(R3)的另一端连接，第三开关继电器(K3)的另一端连接高频高压正弦模块(1)的一端，高频高压正弦模块(1)的另一端接地；所述微秒脉冲电路包括第二开关继电器(K2)，第二开关继电器(K2)的一端与负载电阻(R3)的另一端连接，第二开关继电器(K2)的另一端连接微秒脉冲模块(2)的一端，微秒脉冲模块(2)的另一端接地；所述纳秒脉冲电路包括第一开关继电器(K1)，第一开关继电器(K1)的一端与负载电阻(R3)的另一端连接，第一开关继电器(K1)的另一端连接纳秒脉冲模块(3)的一端，纳秒脉冲模块(3)的另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：包括负载电阻(R3)，所述负载电阻(R3)的一端接地，所述负载电阻(R3)的另一端连接正弦电路的一端、微秒脉冲电路的一端和纳秒脉冲电路的一端；所述正弦电路包括第三开关继电器(K3)，第三开关继电器(K3)的一端与负载电阻(R3)的另一端连接，第三开关继电器(K3)的另一端连接高频高压正弦模块(1)的一端，高频高压正弦模块(1)的另一端接地；所述微秒脉冲电路包括第二开关继电器(K2)，第二开关继电器(K2)的一端与负载电阻(R3)的另一端连接，第二开关继电器(K2)的另一端连接微秒脉冲模块(2)的一端，微秒脉冲模块(2)的另一端接地；所述纳秒脉冲电路包括第一开关继电器(K1)，第一开关继电器(K1)的一端与负载电阻(R3)的另一端连接，第一开关继电器(K1)的另一端连接纳秒脉冲模块(3)的一端，纳秒脉冲模块(3)的另一端接地。2.根据权利要求1所述的复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：所述微秒脉冲模块(2)或/和纳秒脉冲模块(3)包括若干电容电路，该电容电路包括支路二极管，所述支路二极管的负极连接电容的一端和开关组件的第一端，所述开关组件的第二端连接电容的另一端。3.根据权利要求2所述的复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：所述纳秒脉冲模块(3)的电容电路还包括：第一电容电路的第一二极管(D1)正极连接第一电源(DC1)的正极，所述第一电容电路的第一电容(C1)的另一端连接第一电源(DC1)的负极，所述第一电源(DC1)的负极接地，第二电容电路的第二二极管(D2)正极连接第一电容电路的第一开关组件第一端，第二电容电路的第二电容(C2)另一端连接第一电容电路的第一开关组件第三端，……，第n电容电路的第n二极管(Dn)正极连接第n-1电容电路的第n-1开关组件(Sn-1)第一端，第n电容电路的第n电容(Cn)另一端连接第n-1电容电路的第n-1开关组件第三端，第n电容电路的第n开关组件的第三端连接纳秒脉冲二极管(Cn+1)正极，所述纳秒脉冲二极管(Cn+1)负极与第二开关继电器(K2)的另一端连接。4.根据权利要求2所述的复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：所述微秒脉冲模块(2)的电容电路还包括：第一级电容电路的第一级二极管(D*1)正极连接第二电源(DC2)的正极，所述第一级电容电路的第一级电容(C*1)的另一端连接第二电源(DC2)的负极，所述第二电源(DC2)的负极接地，第二级电容电路的第二级二极管(D*2)正极连接第一级电容电路的第一级开关组件第一端，第二级电容电路的第二级电容(C*2)另一端连接第一级电容电路的第一级开关组件第三端，……，第n级电容电路的第n级二极管(D*n)正极连接第n-1级电容电路的第n-1级开关组件第一端，第n级电容电路的第n级电容(C*n)另一端连接第n-1级电容电路的第n-1级开关组件第三端，第n级电容电路的第n级开关组件的第三端连接微秒脉冲二极管(C*n+1)正极，所述微秒脉冲二极管(C*n+1)负极与第二开关继电器(K2)的另一端连接。5.根据权利要求3或4所述的复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：所述开关组件包括：主开关和尾切开关，所述主开关漏极为开关组件的第一端，所述尾切开关源极为开关组件的第二端，所述主开关源极连接尾切开关漏极，所述尾切开关漏级为开关组件的第三端并连接下一级的尾切开关源极，所述主开关栅极和尾切开关栅极连接控制器的工作信号端。6.根据权利要求2所述的复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：所述纳秒脉冲模块(3)的电容电路的级数多于微秒脉冲模块(2)的电容电路的级数。7.根据权利要求5所述的复合脉冲细胞电融仪，其特征在于：还包括第一放电电阻(R1)，所述第一放电电阻(R1)的一端连接第四开关继电器(K4)一端，所述第四开关继电器(K4)的另一端连接纳秒脉冲模块(3)的第n+1级开关组件的第一端，所述第一放电电阻(R1)的另一端接地；或/和还包括第二放电电阻(R2)，所述第二放电电阻(R2)的一端连接第五开关继电器(K4)一端，所述第五开关继电器(K5)的另一端连接微秒脉冲模块(2)的第n+1级开关组件的第一端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成祥，柯强，姚成，杜建，姚陈果，米彦，吴梦，葛良鹏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50