细胞融合作为细胞工程的主要技术手段之一,在胚胎学、医药学、免疫学、遗传学、食品营养学等学科有重要应用。作为细胞融合技术的主流手段之一,细胞电融合具有对细胞损伤小、无残存毒性、融合率高、误差小、便于研究者操控和观察等优点,已被广泛用于细胞融合领域。细胞电融合操作的设备是细胞融合装置,国外细胞融合装置虽能显著提升细胞融合率,但其价格昂贵,配套融合池尺寸(毫米级)过大限制了科研人员对细胞的精密操控,同时提升了功能电路工作电压,影响融合后细胞的存活率;国内细胞融合装置虽然作用细胞种类多,但与国外细胞融合装置相比,融合效率较低下,且功能电路工作不稳定。针对上述事实,本设计结合课题组进行的微流控细胞电融合芯片研究,在前期研究初步实现的基于微电极芯片(尺寸微米级)的细胞融合装置的基础上,提出了基于功能电路划分的系统设计,并重点进行了功能电路的设计研究。该功能电路有提高细胞融合率、减少实验成本、提升实验操作的效率等优点,系统功能电路主要包括排队模块、击穿模块和其他模块,其中,细胞排队模块由DDS信号发生器单元、信号滤波单元、幅度控制单元、放大电路单元组成;细胞击穿模块方面由TTL脉冲发生单元、MOS管驱动单元、MOS管开关单元、RC充放电单元组成;其他模块由信号切换模块、电源模块、通讯模块和控制模块组成。本设计采用功能模块化的设计思路,使功能电路模块化,并测试了各模块的信号参数,结果表明参数满足设计需求;利用C粉(碳粉)和PDMS复合电极开展了功能电路的负载测试,结果表明信号波形完整,各模块带负载能力良好;借用课题组培养的乳腺癌细胞,结合排队模块分别在C粉与PDMS复合电极、银针电极、银粉与PDMS复合电极上做了初步的细胞排队验证实验,实验结果表明乳腺癌细胞在本设计功能电路作用下能够在银粉和PDMS复合电极上发生有效聚集,形成珍珠串,并且具有较高的细胞排队率。