使用電容耦合的電脈沖生成系統技術方案

根據本公開，描述了經電容耦合向一個或更多個電脈沖暴露樣本。在某些實施例中，樣本可以是使用脈沖電場處理或修改的生物學樣本。在某些實施例中，可使用電容耦合輸送電脈沖到負載。在其它實施例中，電脈沖可以是雙極性脈沖。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
本文中描述的主題一般涉及利用采用脈沖形式的電刺激的應用，如在細胞療法和其它醫學背景中。脈沖功率具有多種工業應用，如醫學治療、生物技術、食品處理、水處理（例如，水凈化）、廢氣處理、臭氧生成及離子注入。例如，轉染是用于滲透細胞膜以有利于DNA質粒進入細胞中的醫學技術。此技術也稱為電穿孔，一般涉及應用有足夠強度和持續時間的電脈沖以在保持活力的同時滲透細胞膜。一旦細胞膜呈現“滲漏”，周圍緩沖溶液中的DNA便傳入細胞中。某些活體內和活體外血小板活化方法也利用脈沖電刺激。在醫學技術中經常采用脈沖功率，脈沖生成系統直接耦合到保持被刺激的樣本的容器（例如，試管）。在直接（即，導電性）耦合的系統中，與電脈沖關聯的電流直接流過樣本。一般的方形波脈沖用于電穿孔，其中，我們能夠調整脈沖寬度、脈沖幅度、脈沖的數量和頻率。這可要求由導電材料（即，金屬）制成的特殊容器，這可能很貴，或者這可能不適合生物學的或生化的樣品。
技術實現思路
下面概述在范圍上與原來要求保護的專利技術相符的某些實施例。這些實施例不旨在限制要求保護的專利技術的范圍，相反，這些實施例只意在提供本專利技術可能形式的簡要概述。實際上，本專利技術可包含可與下面所述實施例類似或不同的多種形式。在第一實施例中，電脈沖生成系統包括存儲器、顯示器和用戶輸入裝置。脈沖生成系統也包括樣本保持器，樣本保持器包括部署在包含樣本的容器的任一側上的第一和第二電極。脈沖生成系統包括配置成供應脈沖到第一和第二電極的脈沖生成電路和部署在脈沖生成電路與第二電極之間的電容元件。脈沖生成電路電容性耦合到容器。脈沖生成系統也包括處理器，處理器配置成執行在存儲器上存儲的指令以控制脈沖生成電路。在第二實施例中，電脈沖生成系統包括存儲器、顯示器和用戶輸入裝置。脈沖生成系統也包括樣本保持器，樣本保持器包括部署在包含樣本的容器的任一側上的第一和第二電極。脈沖生成系統包括配置成供應脈沖到第一和第二電極的脈沖生成電路和部署在脈沖生成電路與第二電極之間的電容元件。電容元件可卸下，或者可在電脈沖生成系統的操作期間被避開。脈沖生成系統也包括處理器，處理器配置成執行在存儲器上存儲的指令以控制脈沖生成電路和脈沖生成電路是直接還是電容性耦合到樣本。在第三實施例中，方法包括從患者收集血液。基于與生長因子釋放關聯的所需參數，指定一個或更多個電脈沖的序列的配置。隨后，經電容性耦合的脈沖生成系統，向一個或更多個脈沖電場的序列暴露血液樣本或從血液樣本衍生的富血小板血漿樣本，以觸發血液樣本或富血小板血漿中生長因子的釋放。在第四實施例中，電脈沖生成系統可包括存儲器、顯示器和用戶輸入裝置。電脈沖生成系統也可包括樣本保持器，樣本保持器包括部署在樣本保持器的相對側上的第一電極和第二電極，其中，樣本保持器配置成接收樣本容器和脈沖生成電路，脈沖生成電路配置成供應第一脈沖和第二脈沖到第一和第二電極。第一脈沖具有脈沖持續時間和第一電場強度，并且第二脈沖具有該脈沖持續時間和第二電場強度。第一電場強度和第二電場強度是加性逆元。電脈沖生成系統可還包括處理器，處理器配置成執行在存儲器上存儲的指令以控制脈沖生成電路。附圖說明參照附圖閱讀以下詳細說明時，將變得更好地理解本專利技術的這些和其它特征、方面和優點，附圖中類似的字符在所有圖形中表示類似的部分，其中：圖1是根據本方案的一實施例的電容性耦合的脈沖生成系統和負載的示意圖；圖2是根據本方案的一實施例的、圖1的脈沖生成系統和負載的示意圖；圖3是根據本方案的另一實施例的、圖1的脈沖生成系統和負載的示意圖；圖4是示出根據本方案的一實施例的、用于活體外生長因子釋放的方法的流程圖；圖5是根據本方案的一實施例的、電容性和直接耦合到負載的脈沖生成系統的示意圖；圖6是顯示在未活化RPP中、在未活化的全血樣本中及在電容性耦合到脈沖生成系統的PRP樣本中釋放的血小板衍生生長因子量的圖形；圖7是顯示在未活化RPP中、在未活化的全血樣本中及在電容性耦合到脈沖生成系統的PRP樣本中釋放的血小板衍生生長因子量的圖形；以及圖8是顯示使用包括本文中討論的方案的各種方案在各種血液樣本中釋放的血小板衍生生長因子量的圖形。具體實施方式下面將描述本主題的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡潔描述，在說明書中可不描述實際實現的所有特征。應領會的是，如在任何工程或設計項目中，在任何此類實際實現的發展中，必須做出許多實現特定的判定以實現開發者的特定目標，如符合系統有關和業務有關的約束，其從一個實現到另一個可改變。另外，應領會的是，此類發展工作可能復雜和耗時，但對于從本公開受益的本領域技術人員仍將是設計、制造和生產的常規工作。在介紹本專利技術的各種實施例的元素時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”旨在意味著有一個或更多個元素。術語“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味著可存在所列元素外的另外元素。本實施例涉及用于采用脈沖功率的應用的脈沖生成系統。具體而言，本文中描述的實施例涉及用于醫學應用的脈沖生成系統，其中，負載可以是放置在試管或其它適合容器中的生物學樣本。脈沖生成系統可通過電容性耦合并且在一些實施例中通過電容性和直接耦合兩種耦合來耦合到對應負載。如果負載可通過電容性和直接耦合兩種耦合來耦合到脈沖生成系統，則操作員可選擇要使用哪種類型的耦合。雖然本文中描述的實施例涉及特定醫學應用，但應領會的是，這些只是主題的可能使用的示例。相應地，所公開的技術可例如在其它醫學治療應用、生物技術、食品處理、水處理（例如，水凈化）、廢氣處理、臭氧生成及離子注入中實現。具體而言，暴露到電脈沖的樣本可以是在醫學治療、生物技術、食品處理、水處理（例如，水凈化）、廢氣處理、臭氧生成和/或離子注入技術中使用的樣本。鑒于前面所述，圖1示出脈沖生成系統10。脈沖生成系統10可包括脈沖生成電路12和負載14。負載14可包括電極集（或電極陣列）16和18；電極16和18可設計成傳導較高的量的電流，如在0.01-35 kA范圍。在示出的實施例中，電極16和18在試管20的相對側上間隔分開。也就是說，試管20部署在電極16與18之間并且與其接觸，并且電極經接觸22耦合到脈沖生成器。在一個實施例中，試管20配置成保持生物學的或生化的樣本24，如血液樣本。在某些實施例中，試管20是一次性的和/或可從樣本保持器26卸下。相應地，試管20的插入和電極16和18與接觸22的接觸允許脈沖生成器產生電脈沖，并且試管20內的樣本24暴露在脈沖下。雖然示出的實施例示出試管20，但應領會的是，試管只是樣本容器的一個示例，并且配置成保持樣本的任何適合的容器可部署在電極16與18之間。在某些實施例中，試管20或對應樣本保持器可傳導電脈沖。試管20將電極16和18相互分開。雖然前面的描述描述了保持生物學樣本的試管，但應領會的是，負載14可包括從暴露在電脈沖下受益的任何適合樣本和對應樣本保持器。在某些實施例中，系統10可包括適合的控制和輸入電路，并且可在專用殼體中實現或者可耦合到計算機或其它基于處理器的系統。系統10可包括控制脈沖生成電路12的處理器28。系統10的另外組件可包括存儲由處理器28執行的指令的存儲器30。此類指令可包括用于由脈沖生成電路12生成的電脈沖的協議和/或參數。處理器28可包括例如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電脈沖生成系統，包括：存儲器；顯示器；用戶輸入裝置；樣本保持器，包括部署在所述樣本保持器相對側上的第一電極和第二電極，其中所述樣本保持器配置成接收樣本容器；脈沖生成電路，配置成供應脈沖到所述第一電極和所述第二電極；電容元件，部署在所述脈沖生成電路與所述第二電極之間；以及?處理器，配置成執行在所述存儲器上存儲的指令以控制所述脈沖生成電路，其中所述脈沖生成電路配置成電容性耦合到所述樣本容器。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.17 US 14/1581061. 一種電脈沖生成系統，包括：存儲器；顯示器；用戶輸入裝置；樣本保持器，包括部署在所述樣本保持器相對側上的第一電極和第二電極，其中所述樣本保持器配置成接收樣本容器；脈沖生成電路，配置成供應脈沖到所述第一電極和所述第二電極；電容元件，部署在所述脈沖生成電路與所述第二電極之間；以及處理器，配置成執行在所述存儲器上存儲的指令以控制所述脈沖生成電路，其中所述脈沖生成電路配置成電容性耦合到所述樣本容器。2. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述電容元件包括部署在所述脈沖生成電路與所述第一電極之間的電容器。3. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述電容元件包括部署在所述第一電極與所述樣本保持器之間的電容器。4. 如權利要求3所述的電脈沖生成系統，其中所述電容器可卸下。5. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述電容元件包括存在時的所述樣本容器，并且其中所述容器由非導電材料制成。6. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述存儲器存儲指定所述脈沖的一個或更多個特性的指令。7. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述處理器配置成接收來自所述用戶輸入裝置的、指定所述脈沖的一個或更多個特性的輸入。8. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述脈沖具有在大約1納秒與大約100微秒之間的脈沖持續時間。9. 如權利要求1所述的電脈沖生成系統，其中所述脈沖具有在0.1 kV/cm與350 kV/cm之間的電場強度。10. 一種電脈沖生成系統，包括：存儲器；顯示器；用戶輸入裝置；樣本保持器，包括部署在所述樣本保持器相對側上的第一電極和第二電極，其中所述樣本保持器配置成接收樣本容器；脈沖生成電路，配置成供應脈沖到所述第一和第二電極；電容元件，部署在所述脈沖生成電路與所述第二電極之間，其中所述電容元件可卸下，或者可在操作期間被避開；以及處理器，配置成執行在所述存儲器上存儲的指令以控制所述脈沖生成電路，其中所述脈沖生成電路可直接或電容性耦合到所述樣本。11. 如權利要求10所述的電脈沖生成系統，其中所述電容元件包括部署在所述第一電極與所述容器之間的可卸下電容器。12. 如權利要求10所述的電脈沖生成系統，其中所述電容元件包括存在時的所述樣本容器，并且其中所述樣本容器由非導電材料制成。13. 如權利要求10所述的電脈沖生成系統，其中所述脈沖生成電路包括所述電容元件和耦合到所述第一和第二電極的、允許所述脈沖避開所述電容元件的電路。14. 如權利要求13所述的電脈沖生成系統，其中所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A凱亞法，VB內庫萊斯，AL加納，AS托雷斯，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US