一种非接触式细胞弱磁的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式细胞弱磁的测定方法，将细胞置于无磁环境下，然后给予细胞一个外界刺激，然后用磁传感器检测受到外界刺激后的细胞的微弱磁场。本发明专利技术通过在无磁环境下对细胞施加外部刺激的方式激发细胞的动作电位或局部电位的变化，从而产生微弱磁场，然后通过高灵敏度的磁传感器在非接触的情况下对细胞的微弱磁场进行检测。本发明专利技术首次发现了非接触式检测细胞磁性的方法，具有非接触、高灵敏度、对细胞友好的特点，克服了目前测量细胞活性时对细胞产生不可挽回的破坏的不足，为将来细胞层面的磁性研究提供了新的思路。

A method of non-contact cell demagnetization

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式细胞弱磁的测定方法
本专利技术涉及一种细胞弱磁（即细胞的微弱磁场或极弱磁场）的测定方法，具体涉及一种非接触式的、高灵敏度的、对细胞友好的细胞弱磁测定方法，属于医疗器械

技术介绍
细胞是生命的基本活动单位，人体有200多种细胞，总细胞数在1012至1016之间，每种细胞都有独特的结构以实现不同的功能。生物体活细胞在安静状态或活动状态都存在电活动，这种电活动被称为生物电现象。细胞的弱电活动以及变化可能是其不同的生物活性的基本特性和实现形式。近年来研究发现，各种可兴奋细胞处于兴奋状态时，虽然有可能有不同的外部表现，但他们都有一个共同的、最先出现的特征：就是可兴奋细胞的细胞膜两侧的的动作电位变化。当活细胞和有机体受到环境中的机械刺激时，机械信号随即转化成生物信号，使细胞作出反应，此过程称为机械转导，这是从细菌到人类所有活的有机体共有的特征。机械刺激包括高频震动、渗透压的变化、静水压和液体的剪切力等。在机械信号转导过程中，机械敏感性离子通道（mechanosensitivechannel，MS通道）起了很重要的作用。细胞机械敏感离子通道的打开会引起细胞动作电位（也可以称之为膜电位）的变化，目前已有人对细胞的膜电位等数据进行测试，企图通过膜电位对细胞生物活性进行更深入的研究。但目前都是采用膜片钳等接触性方法对细胞膜电位进行测试，这种测试方法需要与细胞进行接触，会对细胞造成破坏、死亡等不可挽回的影响。研究表明，动作电位变化伴随细胞极弱磁性的变化，通过细胞极弱磁性的变化也能很好的反映细胞的动作电位变化，而目前还没有对细胞极弱磁性进行测试的相关方法报道。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种非接触式细胞弱磁的测定方法，该方法能够对细胞的极弱磁场进行非接触式的测定，具有高灵敏度、对细胞友好等优点，不会对细胞造成不可挽回的影响，能够很好的反映细胞的兴奋程度，为细胞生物活性的检测提供了新的研究思路。本专利技术提供了一种非接触式细胞弱磁的测定方法，该测定方法为：将细胞置于无磁环境下，然后给予细胞一个外界刺激，然后用磁传感器检测受到外界刺激后的细胞的微弱磁场。进一步的，本专利技术方法通过无磁环境的营造、细胞的刺激和细胞磁场的检测三个步骤实现细胞弱磁的非接触式测定。其中，无磁环境可以采用现有技术中报道的任意可行的方法实现，保证细胞在检测时处于一个零磁场的环境即可，以避免检测过程中的误差，保证检测的准确性。例如，可以将细胞置于一个能够隔离外界磁场的磁屏蔽装置中，或者将细胞置于能够隔离外界磁场的操作室中，考虑到使用的便利性，优选将细胞置于磁屏蔽装置中来营造无磁环境。进一步的，所述磁屏蔽装置包括壳体和由壳体形成的空腔，所述壳体上设有盖体。壳体以及盖体形成的空腔为无磁环境，细胞置于该空腔中，可以实现无磁环境下的弱磁检测。此外，为了便于细胞的放置以及外界刺激的实现，可以在空腔内设置放置细胞的部件以及实现外界刺激的装置。进一步的，所述壳体可以是单层结构，也可以是多层结构，优选的为多层结构，以提高磁屏蔽效果。在本专利技术某一具体实施方式中，所述壳体由多层呈同轴或同心设置的外壳构成，每层外壳上均设有壳盖，各层壳盖构成盖体。每层外壳和壳盖均形成一个空腔。各层外壳彼此之间不接触，各层外壳呈同心或同轴设置。进一步的，所述无磁环境可以通过各种能够屏蔽磁场的材质来实现，优选由铁镍合金来实现，即能够隔离外界磁场的磁屏蔽装置或操作室由铁镍合金制成或搭建而成。铁镍合金优选为坡莫合金，坡莫合金为软磁合金，镍含量30~90%，具有很高的弱磁场导磁率，便于实现磁场屏蔽。在使用时，磁屏蔽装置或操作室可以由单层铁镍合金制成，也可以由多层铁镍合金制成，每层铁镍合金的厚度、铁镍合金选择的层数等情况在实际使用过程中可以根据外界磁场的情况进行调整，保证实现零磁场环境即可。当铁镍合金使用多层时，可以将各层简单的嵌套、叠加使用，也可以将各层采用一定方式制成一体结构使用。优选的，磁屏蔽装置的壳体和盖体由铁镍合金制成，铁镍合金可以是单层，也可以是多层，多层铁镍合金可以通过压制、粘合等手段形成一体，也可以仅简单的叠加、嵌套在一起。所述铁镍合金优选为坡莫合金。进一步的，磁屏蔽装置的形状可以随意，例如可以是桶状、正方体状、长方体状、球状、不规则状等等。进一步的，所述磁屏蔽装置的内部还可以设有补偿线圈，用于抵消磁屏蔽装置无法屏蔽的内部磁场，保证磁屏蔽装置内部的零磁环境。补偿线圈是由导线制成的线圈，可以为螺旋形、支线形、U形、S形、蛇形等各种形状，目的是在通电的情况下产生磁场，用于抵消磁屏蔽装置中的内部磁场，实现零磁环境。当壳体为单层时，补偿线圈可以设置在磁屏蔽装置的壳体内表面上，当壳体由多层外壳构成时，补偿线圈可以设置在最内一层的外壳上。补偿线圈的形状、数量、在磁屏蔽装置中的分布位置可以根据内部磁场的情况进行调整和设置。进一步的，磁屏蔽装置的壳体上还设有至少一个通孔，以便于磁传感器的安装使用和信号的传输以及细胞的观察。孔的形状可以随意，孔的直径在1-5cm左右。进一步的，给予细胞外界刺激的目的是使细胞的动作电位或局部电位产生变化，因此能够打开细胞离子通道、造成细胞动作电位或局部电位变化的任何刺激都可以用于本专利技术作为细胞的外界刺激。这种外界刺激可以是物理刺激、化学刺激、生物刺激或其他种类能够实现打开细胞离子通道、造成细胞动作电位或局部电位变化目的的刺激。进一步的，所述物理刺激包括机械刺激、压力刺激、电刺激、光学刺激、温度刺激、渗透压变化刺激、搅拌刺激、流体剪切力刺激等，其中机械刺激可以是高频振动、晃动、旋转、摆动等方式，例如在磁屏蔽装置内设置一个无磁平台，在无磁平台上设置高频振动装置，将装有细胞的培养瓶放在该高频振动装置上给予细胞一个振动刺激；再例如，将装有细胞的培养瓶用绳状物固定，做单摆运动，为细胞提供一个流体剪切力的物理刺激。进一步的，所述化学刺激可通过对细胞施加某些化学物质起到对细胞的刺激作用。所述化学物质可以是刺激细胞的米诺地尔、二氮嗪等离子通道打开剂，也可以是阻断离子通道的硝苯地平、美西律、胺碘酮等离子通道阻滞剂，还可以是能对细胞造成刺激的氯化钾、氯化钠、氯化钙或河豚毒素等其他化学物质。进一步的，所述生物刺激可通过对细胞施加使细胞产生膜电位变化的生物活性物质来实现，所述生物活性物质包括激素、酶、抗原抗体、病毒等。进一步的，细胞接受到外部刺激后产生动作电位或局部电位带来的极弱磁场变化通过磁传感器来检测，因为细胞产生的磁场极弱，因此所用磁传感器为灵敏度在10-12T以上的高灵敏度磁传感器，可检测到pT甚至fT级别的磁场。例如，磁传感器可以为高灵敏度的光纤磁场传感器或高灵敏度的原子磁强计。所述光纤磁场传感器利用腔室内磁粉对磁场的不同反应造成的对光线中传输的激光的不同影响，计算所测定区域或所测定细胞的磁场信号。所述原子磁强计利用原子在细胞产生的磁场中的运动情况实现对细胞磁场的测定。所述高灵敏度的光纤磁场传感器或高灵敏度的原子磁强计均可以从市场上购买得到。进一步的，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式细胞弱磁的测定方法，其特征是：将细胞置于无磁环境下，然后给予细胞一个外界刺激，用磁传感器检测受到外界刺激后的细胞的微弱磁场。/n

【技术特征摘要】
1.一种非接触式细胞弱磁的测定方法，其特征是：将细胞置于无磁环境下，然后给予细胞一个外界刺激，用磁传感器检测受到外界刺激后的细胞的微弱磁场。


2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征是：给予细胞的外界刺激指的是能够打开细胞离子通道、造成细胞动作电位或局部电位变化的任何刺激；优选的，给予细胞的外界刺激包括物理刺激、化学刺激或生物刺激。


3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征是：所述物理刺激包括机械刺激、压力刺激、电刺激、光学刺激、温度刺激、渗透压变化刺激、搅拌刺激、流体剪切力刺激；所述化学刺激通过对细胞施加化学物质实现，所述化学物质包括离子通道打开剂、离子通道阻滞剂、氯化钾、氯化钠、氯化钙或河豚毒素；所述生物刺激通过对细胞施加使细胞产生膜电位变化的生物活性物质来实现，所述生物活性物质包括激素、酶、抗原抗体或病毒。


4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征是：所述磁传感器为灵敏度在10-12T以上的高灵敏度磁传感器；优选的，所述磁传感器为高灵敏度的光纤磁场传感器或高灵敏度的原子磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海军，侯文博，房艺，房建成，葛均波，裴刚，周斌权，李建文，周文秀，王燕，鲁手涛，尹玉霞，刘光，
申请(专利权)人：山东百多安医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37