[发明专利]一种叉指电极细胞活性阻抗传感器指隙试验装置与方法

说明书

本发明公开了一种叉指电极细胞活性阻抗传感器指隙试验装置与方法，包括依次相连的PC上位机、ARM处理器控制电路、施加交流电信号的控制电路、叉指电极传感器和差分放大电路，工作时，PC上位机设定电极间距控制值并发送给ARM处理器，ARM处理器控制与继电器驱动电路相连的引脚输出相应电平，经继电器驱动电路控制继电器触点开关动作，将相应的条状型金电极接入施加交流电信号的电极公共端，其余条状型金电极与施加交流电信号的电极公共端断开。在保证同时性及同环境的前提下，比较不同结构参数下叉指电极传感器灵敏度，分析传感器结构参数对传感器灵敏度的影响，寻找最优的传感器结构参数。

技术领域

本发明属于电化学阻抗检测技术领域，具体涉及一种叉指电极细胞活性阻抗传感器指隙试验装置与方法。

背景技术

细胞是组成生命体结构和功能的基本单元，也是生命活动的基本功能单元。细胞分析，包括细胞活性和生理状态的分析，有助于揭示细胞的基本结构、功能信息及其病理状态，在病理研究、药物研究、临床诊治、医疗卫生、环境监测中具有非常重要的意义。细胞阻抗检测作为一种实时、非侵入式、无需标记、操作简便的检测手段，已逐步成为生物医学领域一个高效的分析工具，叉指电极传感器由于其重复性好、灵敏度高等优点得到广泛应用。

通过检测叉指电极传感器输出的阻抗值，以期达到分析细胞活性和状态信息的目的。因而，如何选取合适叉指电极传感器结构参数以得到比较理想的传感器输出特性，如何设计更灵敏有效的叉指电极传感器装置是个非常重要的问题。

现有的探讨用于检测细胞状态的叉指电极传感器结构参数优化试验存在以下问题：

1、不能实现同时性及同环境

目前现有讨论叉指电极结构参数对细胞状态检测灵敏度影响的试验均是选用不同结构参数的多个叉指电极进行多次试验来比较分析试验结果，然而多次试验不能够保证实验环境、细胞样本、人员操作等的一致性。多组试验破坏了同时性和同环境条件，实验组间可能会有较大差异，因而后续探讨的关于阻抗传感器结构参数优化结论具有偶然性。

2、不能实现试验自动化

比较多组结构参数的叉指电极传感器时需要人工操作多次试验，很多细胞生理试验是一个长时和实时的记录观察过程，多次试验大大增加了试验时间和试验成本，同样，由于非全自动化的操作也会造成同时性和同环境条件的破坏。

现有的检测细胞状态的叉指电极传感器结构参数优化试验由于以上局限性，最终得出的结论会受较多因素影响，结论准确性不足，实际应用于指导叉指电极传感器结构参数设计是不太适合的。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种叉指电极细胞活性阻抗传感器指隙试验装置，包括ARM处理器控制电路、施加交流电信号的控制电路、叉指电极传感器、差分放大电路和PC上位机，所述PC上位机与ARM处理器相连，ARM处理器的输出端连接施加交流电信号的控制电路的输入端，施加交流电信号的控制电路的输出端连接叉指电极传感器，叉指电极传感器连接差分放大电路的输入端，差分放大电路的输出端连接ARM处理器的输入端；ARM处理器的输出引脚连接继电器驱动电路的输入端；所述继电器驱动电路由三极管、二极管、电阻和继电器组成，继电器一个输入端连接VCC，另一输入端接三极管的发射级，继电器两输入端之间反向并联一个二极管；所述叉指电极传感器由基片、电极阵列、绝缘引出线、电极输出端和导线组成，所述电极阵列置于基片上，电极阵列由电极组成，电极依次通过绝缘引出线、电极输出端、导线与继电器相连；所述电极阵列包括A、B两组，且A、B阵列中的电极交错平行布置，每个阵列所含的电极数量相同，每个电极大小形状相同，相邻的电极之间间距相等。

上述方案中，所述电极为条状型金电极。