專利名稱：基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可進行細胞融合，或?qū)⑸锎蠓肿愚D(zhuǎn)移到細胞的裝置，尤其是可作轉(zhuǎn)移基因的細胞融合裝置。
已出現(xiàn)了多種利用電脈沖進行基因轉(zhuǎn)移和細胞融合裝置，例如用雙線細絲電極的細胞融合儀，可在較低的電壓和電流下進行細胞融合，但每次處理樣品的量少，近年出現(xiàn)了采用平行環(huán)狀電極的細胞融合儀，每次可處理1毫升的樣品，用微電腦進行控制，可進行多次融合，但是，由于電子開關(guān)部分的設(shè)計受元件參數(shù)的限制，其輸出電壓不能滿足植物組織和微生物基因轉(zhuǎn)移的要求。
本發(fā)明的目的是研制一種操作參數(shù)可調(diào)的、可連續(xù)進行放電的基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置，既可用于細胞融合，又適用于生物大分子轉(zhuǎn)移。
為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下幾部分組成基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置穩(wěn)壓與儲能電路，高頻信號發(fā)生器，采用邏輯電路組成的具有脈沖數(shù)和有脈沖休止時間可調(diào)的脈沖控制電路，由VMOS管和繼電器組成的復(fù)合高壓電子開關(guān)，反應(yīng)室。高壓電子開關(guān)的輸入分別和穩(wěn)壓與儲能電路及高頻信號發(fā)生器單獨連接，輸出接反應(yīng)室，高壓電子開關(guān)的控制端連接脈沖控制電路。


圖1是基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置的電路方框圖。
圖2是脈沖控制電路的電路原理圖。
圖3是高壓電子開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。
圖4為與門和數(shù)碼開關(guān)結(jié)構(gòu)圖。
圖5為輸出波形圖。(輸出電壓與時間關(guān)系圖)。
圖1中，1為穩(wěn)壓與儲能電路，用以獲得穩(wěn)定的高壓;2為高頻信號發(fā)生器，用以產(chǎn)生交流高頻信號;3為由場效應(yīng)管和繼電器組成的復(fù)合高壓電子開關(guān)，用以進行高壓直流脈沖和交流高頻信號的轉(zhuǎn)換;4為反應(yīng)室，基因轉(zhuǎn)化和細胞融合在此進行;5為脈沖控制電路，采用邏輯電路設(shè)計，包括脈沖數(shù)和脈沖休止時間控制器，用以對整個裝置的工作程序進行控制。
圖2中，觸發(fā)開關(guān)K1的接頭與防抖動電路18的輸出經(jīng)由C1，R6，D1構(gòu)成的微分電路與由與非門19，20構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路的1端連接，3端與工作指示電路22及繼電器21連接，4端和或門31的一個輸入端19連接，或門31的輸出與計數(shù)器7的清零端連接，4端還經(jīng)或門29與分配器15的清零端連接，同時還與計數(shù)器8的清零端連，2端和與門34的輸出端相連，R7、C2構(gòu)成的充電電路與與門34的一個輸入端25連接，時鐘6的輸出與計數(shù)器7的脈沖輸入端CP連接，計數(shù)器7的輸出端分別和與門和數(shù)碼開關(guān)9，10，11，12的輸入端連接，與門和數(shù)碼開關(guān)9，10，11，12的輸出端均同或門16的輸入端連接，或門16的輸出端經(jīng)單穩(wěn)延時電路30再經(jīng)或門與32與分配器15的脈沖輸入端相連，與門和數(shù)碼開關(guān)9，10，11，12的輸出端分別經(jīng)過R1，R2，R3，R4與分配15的輸出端5，6，7，8串接，分配器15的輸出端6，7與或門14的輸入端相連，或門14的輸出端B與高壓電子開關(guān)的輸入端相連，同時分配器15的輸出端7還與高壓信號輸入端A相連，分配器15的輸出端9還連至延時電路28的輸入端1，延時電路28一路接至C3，R15，D14組成的微分電路，接或門29的輸入端22連接，另一路接至與非門33的輸入端，與非門33的輸出與由C4，R16，D5組成的微分電路相連，微分電路與或門32的輸入端23相連，計數(shù)器8的輸出與與門和數(shù)碼開關(guān)13相連，與門和數(shù)碼開關(guān)13的輸出端經(jīng)過R5至電源VDD，與門和數(shù)碼開關(guān)的輸出端與與非門17的輸入端相連，與非門17的輸出端和與門34的輸出端26相連，與門34的輸出端和與非門20的2端相連。
圖3中，繼電器控制信號由B點進入，與繼電器27相連，高壓脈沖控制信號從A點輸入，和與非門25的輸入端相連，與非門25的輸出端與光電耦合器26的輸入端11相連，另一輸入端10經(jīng)電阻R14接至電源VDD，儲能電路的輸出端E與場效應(yīng)管FET1的D極相連，場效應(yīng)管FET1的S極與場效應(yīng)管FET2的D極相連，場效應(yīng)管FET2的S極接至繼電器27的常開端(K3的2端)，交流高頻信號輸入至繼電器21的常開端(K2的1端)，繼電器21的公共端與繼電器27的常閉端(K3的1端)相連接，繼電器27的公共端接至反應(yīng)室，場效應(yīng)管FET1的D極和G極間跨接電阻R9，G極通過電阻R10接至電源VDD，場效應(yīng)管FET2的G極和S極之間跨接電源電阻R11，G極經(jīng)R12至與非門24輸出端，VDD是以場效應(yīng)管FET2的S極為相對地的電源，光電耦合器26的輸出腳1213間跨接電阻R13，輸入腳12接至電源VDD，輸出腳13與與非門24輸入端相連，輸出腳14與場效應(yīng)EFT2的S極相連。
圖4中，由計數(shù)器7輸出的信號進入由二極管D6，D7，D8，D9組成的與門電路的輸入端即D6，D7，D8，D9的負極，D6，D7，D8，D9的正極與數(shù)碼開關(guān)23的輸入端相連，數(shù)碼開關(guān)的公共端15(16，17，18，27)與電阻R1(R2，R3，R4，R5)相連。
圖5中，縱座標(biāo)為輸出電壓U、橫座標(biāo)為時間T。
整個電路的工作原理是當(dāng)分配器15清零后，其第一個輸出端5為高電平，其他輸出端為低電平，以后其脈沖觸發(fā)端CP每接收一個正脈沖，則輸出端6，7，8，9依次跳變?yōu)楦唠娖?，而其他輸出腳恢復(fù)為低電平狀態(tài)。
1、初始狀態(tài)初始狀態(tài)時(K1未按下)，初始化電路(已知技術(shù))使與非門20輸出高電平，計數(shù)器7，8，分配器15清零，工作指示電路22指示燈不亮，繼電器21釋放，K2斷開，沒有交流高頻信號進入反應(yīng)室。
2、觸發(fā)過程和初態(tài)高頻信號發(fā)放期按下觸發(fā)開關(guān)K1后，觸發(fā)信號經(jīng)防抖動電路18再經(jīng)由C1，R6，D1組成的微分電路產(chǎn)生一負脈沖接至由與非門19，20組成的雙穩(wěn)電路的1腳，使雙穩(wěn)電路翻轉(zhuǎn)，3腳輸出高電平，工作指示燈亮，繼電器21吸合，K2閉合，高頻信號通過K2和繼電器27的常閉端(K3的1端)接至反應(yīng)室，雙穩(wěn)電路的4端變?yōu)榈碗娖?，計?shù)器7，8，分配器15脫離清零狀態(tài)并開始計數(shù)，分配器15輸出端5輸出高電平，與門和數(shù)碼開關(guān)9開始計數(shù)，當(dāng)達到所設(shè)定的數(shù)值后，與門和數(shù)碼開關(guān)9的輸出端15跳變?yōu)楦唠娖?，進入或門16，輸入一高電平，經(jīng)單穩(wěn)延時電路30和與門32(單穩(wěn)延時電路是為加寬或門16的輸出脈沖而設(shè))進入分配器15的脈沖計數(shù)端，分配器15的6端變?yōu)楦唠娖剑嫈?shù)器7開始計算繼電器延時和高壓脈沖時間，輸出波形如圖5中T0段。
3、繼電器延時和高壓脈沖發(fā)放期分配器15接受到一個CP脈沖后，5端恢復(fù)為低電平，6端變?yōu)楦唠娖?，輸入或門14，或門14輸出端B變?yōu)楦唠娖剑^電器27得電吸合，K3接通2，此時尚未發(fā)放高壓脈沖，計數(shù)器開始計算繼電器延時時間，當(dāng)達到預(yù)置延時時間后，與門和數(shù)碼開關(guān)10的16端輸出一高電平，進入或門16，輸出一高電平經(jīng)單穩(wěn)延時電路30和或門32進入分配器15的CP端，分配器15的7端跳為高電平，計數(shù)器7開始計算高壓脈沖發(fā)放時間，同時保持或門14繼續(xù)輸出高電平，繼電器27繼續(xù)吸合，同時連接至高速光耦26的A端，觸發(fā)電子開關(guān)以輸出高壓脈沖，高壓電子開關(guān)的VDD是以場效應(yīng)管FET2的S極為相對地電源，當(dāng)與非門25(A)端無信號(低電平)時，高速光耦發(fā)射端11為高電平，接收端13為高電平，與門24輸出低電平，F(xiàn)ET2和FET1截止，當(dāng)分配器15的7端輸出高電平，加入與非門25(A端)，高速光耦的13端變?yōu)榈碗娖?，F(xiàn)ET2和FET1導(dǎo)通，直流高壓經(jīng)FET1、FET2、K3的2端進入反應(yīng)室，當(dāng)達到預(yù)置的高壓脈沖時間后，與非門和數(shù)碼開關(guān)11的17端輸出高電平進入或門16輸入端，或門16的輸出端輸出高電平，經(jīng)單穩(wěn)延時電路30和或門32后進入分配器15的脈沖輸入端CP，分配器15的7腳恢復(fù)低電平，停止發(fā)放高壓脈沖，同時或門14輸出低電平，繼電器27釋放，K3接通1，為高頻交流信號形成通路，分配器15的8腳跳變?yōu)楦唠娖?，計?shù)器7開始計算高頻交流信號發(fā)放時間，這段的輸出波形如圖5中的T1T2段。
4、交流高頻信號發(fā)放期分配器15的8端輸出高壓電平，計數(shù)器7開始進行交流高頻信號發(fā)放時間計數(shù)，當(dāng)達到預(yù)置的時間的后，與門和數(shù)碼開關(guān)12的8端輸出高電平進入或門16，經(jīng)單穩(wěn)延時電路30和或門32輸出一高電平進入分配器15的CP端，分配器15的9端跳變?yōu)楦唠娖?，結(jié)束交流高頻信號的計時，分配器15的9端的高電平一路經(jīng)延時電路28輸出一正脈沖，正脈沖經(jīng)由C3，R15，D4組成的微分電路取正脈沖前沿的微分后所得正脈沖進入或門29輸入端22，對分配器15進行清零，分配器15的5端跳為高電平，同時延時電路28輸出的正脈沖經(jīng)與非門23反相后成為負脈沖，經(jīng)C4，R16，D5組成的微分電路取負脈沖后沿微分后形成的正脈沖經(jīng)或門32的23端進入分配器15的CP端，分配器15的6端變?yōu)楦唠娖?，準備開始另一操作周期;另一路接至計數(shù)器8的CP端，對操作周期作進行一次計數(shù)，至此完成一個操作周期，這段的輸出波形如圖5中T3段。
5、周期計數(shù)以上2，3，4為一個操作周期，每完成一個操作周期，分配器15的9端輸出一高電平，進入計數(shù)器8的CP端，計數(shù)器8計數(shù)，當(dāng)達到預(yù)置的周期數(shù)后，計數(shù)器的輸出端輸出高電平，進入與門和數(shù)碼開關(guān)13，輸出高電平經(jīng)與非門17倒相變?yōu)榈碗娖胶蠼?jīng)與門34進入由19，20組成的雙穩(wěn)電路的2輸入端，3端變?yōu)楦唠娖?，工作指示?2熄滅，繼電器21釋放，K2打開，斷開交流高頻信號通路，4端變?yōu)楦哳l電平，對計數(shù)器7、8，分配器15清零。整個儀器回復(fù)到初始狀態(tài)。
利用本發(fā)明的裝置，不但可以進行細胞的電融合，而且由于采用了電子和電磁繼電器復(fù)合電子開關(guān)，利用普通元件，其輸出電壓也可達到動物細胞、植物原生質(zhì)體、植物組織和微生物外源基因?qū)氲囊?，它可以在動物、植物、微生物的外源基因轉(zhuǎn)化和細胞融合中，得到廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的實施過程中，穩(wěn)壓與儲能電路1由穩(wěn)壓器或調(diào)壓器與電容器組成穩(wěn)壓器或調(diào)壓器的輸出端與電容器的兩端連接穩(wěn)壓器可由串聯(lián)、并聯(lián)式開關(guān)穩(wěn)壓器或右控硅式穩(wěn)壓器，調(diào)壓可用旋轉(zhuǎn)變壓器式調(diào)壓或可控硅式調(diào)壓器。高頻信號發(fā)生器可采用山已有技術(shù)的正弦波振蕩器或可生產(chǎn)方波信號的信號發(fā)生器。高壓電子開關(guān)選用了兩只串聯(lián)的場效應(yīng)管作為開關(guān)元件，根據(jù)場效應(yīng)管的電壓極限參數(shù)，也可以只用一只場效應(yīng)管或用已有技術(shù)，把多只場效應(yīng)管串聯(lián)起來用。計數(shù)器7，8可采用CD4518，分配器15可采用CD4017。
權(quán)利要求
1.一種基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置，有穩(wěn)壓與儲能電路(1)，高頻信號發(fā)生器(2)，反應(yīng)室(4)，其特征是采用邏輯電路組成的具有脈沖數(shù)和脈沖休止時間可調(diào)的脈沖控制電路(5)、高壓電子開關(guān)(3)，具體連接是高壓電子開關(guān)(3)的輸入分別和穩(wěn)壓與儲能電路(1)及高頻信號發(fā)生器(2)單獨連接，輸出接反應(yīng)室(4)，高壓電子開關(guān)控制端連脈沖控制電路(5)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的基團轉(zhuǎn)移細胞融合裝置，其特征是脈沖控制電路的組成為觸發(fā)開關(guān)K1的接頭與防抖動電路(18)的輸入端相連，防抖動電路(18)的輸出端經(jīng)C1，R6，D1構(gòu)成的微分電路、與非門19，20構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路的1端連接，3端與工作指示電路22及繼電器21連接，4端和或門31的一個輸入端19連接，或門31的輸出與計數(shù)器7的清零端連接，4端還經(jīng)或門29與分配器15的清零端連接，同時還與計數(shù)器8的清零端連，2端和與門34的輸出端相連，R7、C2構(gòu)成的充電電路和與門34的一個輸入端25連接，時鐘6的輸出與計數(shù)器7的脈沖輸入端CP連接，計數(shù)器7的輸出端分別同與門和數(shù)碼開關(guān)9，10，11，12的輸入端連接，與門和數(shù)碼開關(guān)9，10，11，12的輸出端均同或門16和輸入端連接，或門16的輸出端經(jīng)單穩(wěn)延時電路30再經(jīng)或門與32與分配器15的脈沖輸入端相連，與門和數(shù)碼開關(guān)9，10，11，12的輸出端分別經(jīng)過R1，R2，R3，R4與分配15的輸出端5，6，7，8串接，分配器15的輸出端6，7與或門14的輸入端相連，或門14的輸出端B與高壓電子開關(guān)的輸入端相連，同時分配器15的輸出端7還與高壓電子開關(guān)的高壓信號輸入端A相連，分配器15的輸出端9還連至延時電路28的輸入端1，延時電路28一路通過C3，R15，D14組成的微分電路，同或門29的輸入端22連接，另一路接至與非門33的輸入端，與非門33的輸出與由C4，R16，D5組成的微分電路相連，微分電路和或門32的輸入端23相連，計數(shù)器8的輸出同與門和數(shù)碼開關(guān)13相連，與門和數(shù)碼開關(guān)13的輸出端經(jīng)過R5接至電源VDD，與門和數(shù)碼開關(guān)的輸出端同與非門17的輸入端相連，與非門17的輸出端和與門34的輸出端26相連，與門34的輸出端和與非門20的2端相連。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置，其特征是高壓電子開關(guān)由場效應(yīng)管和繼電器組成，其電路組成為繼電器控制信號由B點輸入，與繼電器27相連，高壓脈沖控制信號從A點輸入，和與非門25的輸入端相連，與非門25的輸出端與光電耦合器26的輸入端11相連，另一輸入端10經(jīng)電阻R14接電源VDD，儲能電路的輸出端E與場效應(yīng)管FET1的D極相連，場效應(yīng)管FET1的S極與場效應(yīng)管FET2的D極相連，場效應(yīng)管FET2的S極接至繼電器27的常開端、交流高頻信號輸入至繼電器21的常開端、端)，繼電器21的公共端與繼電器27的常閉端連接，繼電器27的公共端接至反應(yīng)室，場效應(yīng)管FET1的D極和G極間跨接電阻R9，G極通過電阻R10接至電源VDD，場效應(yīng)管FET2的G極和S極之間跨接電阻R11，G極經(jīng)R12至與非門24輸出端，VDD是以場效應(yīng)管FET2的S極為相對地的電源，光電耦合器26的輸出腳12與13間跨接電阻R13，輸入腳12接至電源VDD，輸出腳13與與非門24輸入端相連，輸出腳14與場效應(yīng)FET2的S極相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可進行細胞融合，或?qū)⑸锎蠓肿愚D(zhuǎn)移到細胞的裝置，尤其是可作轉(zhuǎn)移基因的細胞融合裝置。本基因轉(zhuǎn)移細胞融合裝置由穩(wěn)壓與儲能電路1、高頻信號發(fā)生器2、高壓電子開關(guān)3、采用邏輯電路組成的具有脈沖數(shù)和脈沖休止時間可調(diào)的脈沖控制電路5和反應(yīng)室4組成。本融合裝置具有多個可調(diào)參數(shù)，一經(jīng)設(shè)定，可按程序自動完成基因轉(zhuǎn)移或細胞融合操作。本發(fā)明的裝置可廣泛應(yīng)用于動物、植物、微生物的外源基因轉(zhuǎn)化和細胞融合。
文檔編號C12M1/42GK1100463SQ9312115
公開日1995年3月22日 申請日期1993年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月20日
發(fā)明者石和平, 黃曉 申請人:中山大學(xué)