一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的制作方法

本实用新型涉及细胞检测装置，更具体的说是一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置。

背景技术：

代谢是生物体内所发生的用于维持生命的一系列有序的化学反应的总称。这些反应进程使得生物体能够生长和繁殖、保持它们的结构以及对外界环境做出反应。代谢通常被分为两类：分解代谢可以对大的分子进行分解以获得能量(如细胞呼吸)；合成代谢则可以利用能量来合成细胞中的各个组分，如蛋白质和核酸等。代谢可以被认为是生物体不断进行物质和能量交换的过程，一旦物质和能量的交换停止，生物体的结构和系统就会解体。代谢的中心途径，如糖酵解和三羧酸循环，存在于三域中的所有生物体中，也曾存在于“最后的共同祖先”中。共同祖先细胞是原核生物，并且很可能是一种具有广泛的氨基酸、糖类和脂类代谢的产甲烷菌。

细胞代谢产物、细胞溶液内的各个物理量的变化的研究已经成为科研人员研究的重点，所以设计了这种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置，可以检测样本细胞的代谢情况、溶液中PH值的变化以及温度变化，便于研究细胞生长环境的变化。

为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种细胞检测装置，更具体的说是一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置，包括主机、导线、外壳、电源模块、信号转换模块、信号显示模块、控制模块、通信模块、探头和恒温箱，可以检测样本细胞的代谢情况、溶液中PH值的变化以及温度变化，便于研究细胞生长环境的变化。

主机的电源端通过导线连接到外壳内的电源模块，外壳内的控制模块的数据端通过导线连有探头，探头插入恒温箱内；所述的外壳内固定连接有电源模块、信号转换模块、信号显示模块、控制模块、通信模块。

所述电源模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述探头的输出端连接着信号转换模块的输入端；所述信号转换模块的输出端连接着控制模块的输入端；所述控制模块的输出端连接着信号显示模块的输入端；所述控制模块连接着通信模块。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置所述的电源模块为信号转换模块、信号显示模块、控制模块、通信模块进行供电。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置所述的探头上设有温度检测芯片、PH值检测传感器和代谢测量芯片中的任一项或一项以上。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置所述的温度检测芯片型号为DS18B20；PH值检测传感器型号为DE61M；代谢测量芯片型号为ZH10477。

作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置所述的信号转换模块型号为ADC0809。

本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的有益效果为：

本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置，可以检测样本细胞的代谢情况、溶液中PH值的变化以及温度变化，便于研究细胞生长环境的变化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的工作原理图。

图3为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的控制模块的电路图。

图4为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的探头上温度检测芯片的电路图。

图5为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的探头上PH值检测传感器的电路图。

图6为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的探头上代谢测量芯片的电路图。

图7为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的信号转换模块的电路图。

图8为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的通信模块的电路图。

图9为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的信号显示模块的电路图。

图10为本实用新型一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置的电源模块的电路图。

图中：主机1；导线2；外壳3；电源模块4；信号转换模块5；信号分析模块6；控制模块7；通信模块8；探头9；恒温箱10。

具体实施方式

具体实施方式一：

下面结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实用新型涉及细胞检测装置，更具体的说是一种同时检测细胞外环境毒物与细胞代谢的装置，包括主机1、导线2、外壳3、电源模块4、信号转换模块5、信号分析模块6、控制模块7、通信模块8、探头9和恒温箱10，可以检测样本细胞的代谢情况、溶液中PH值的变化以及温度变化，便于研究细胞生长环境的变化。

主机1的电源端通过导线2连接到外壳3内的电源模块4，外壳3内的控制模块7的数据端通过导线2连有探头9，探头9插入恒温箱10内；所述的外壳3内固定连接有电源模块4、信号转换模块5、信号显示模块6、控制模块7、通信模块8。探头9插入细胞溶液中，探头9中的温度检测芯片、PH值检测传感器和代谢测量芯片分别检测溶液中的温度、PH值以及细胞代谢产物，收集完信息后，通过信号转换模块5将模拟信号转换成数字信号，然后通过信号显示模块6对采集的数据进行显示，最后通过通信模块8将分析后的数据传输至主机1中。

所述电源模块4的输出端连接着控制模块7的输入端，控制模块7采用AT89C51单片机，电源模块4采用AP5056芯片，AP5056芯片可以对聚合物锂电池进行恒流/恒压充电，外围只需接极少的元器件，可以适应USB电源和适配器电源工作，非常适用于便携式应用的领域。充电输出电压为4.2V，充电电流可以通过一个外部电阻设置。在恒压充电阶段，当充电电流降至设定值1/10时，AP5056将终止充电循环。其它功能包括输入电压掉电自动进入睡眠模式、电压输入过低锁存、芯片使能控制输入、自动再充电、充放电状态指示以及电池温度监控等功能。电源模块与控制模块通过VCC引脚相连接。

所述探头9的输出端连接着信号转换模块5的输入端，探头9上设有温度检测芯片、PH值检测传感器和代谢测量芯片中的任一项或一项以上。温度检测芯片型号为DS1820，温度检测芯片检测恒温箱中溶液的温度；DS18B20的测温原理为温度传感器DS18B20中的低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，DS18B20温度传感器中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度，温度传感器的T1引脚与信号转换模块的IN1引脚相连接；PH值检测传感器型号为DE61M，通过将探头9插入溶液中，测量溶液中的PH值，DE61M的数据端P1与信号转换模块的IN2引脚相连接，进行数据传送；代谢测量芯片型号为ZH10477，通过将探头9插入溶液中，代谢测量芯片中的生物传感器检测溶液中细胞的活性，检测后的信号通过代谢测量芯片内部进行数据处理，将信号通过D1数据端与信号转换模块的IN3引脚相连接进行数据转换。

所述信号转换模块5的输出端连接着控制模块7的输入端，信号转换模块5的型号为ADC0809，信号转换模块5将接收到的模拟信号转换成数字信号，将数字信号传送到控制模块7，控制模块7对数字信号进行处理，信号转换模块5将模拟信号转换成二进制的数字信号，通过8个数据输出端D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7按位传输信号到控制模块中，START为转换启动信号。当START上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，START应保持低电平。EOC为转换结束信号，当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向控制模块7输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。CLK为时钟输入信号线。信号转换模块5的数据线D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7分别与控制模块7的P1.7、P1.6、P1.5、P1.4、P1.3、P1.2、P1.1、P1.0引脚相连接，EOC、OE、START、CLK、ALE为信号转换模块5的控制引脚，分别与控制模块7的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4引脚相连接。

所述控制模块7的输出端连接着信号显示模块6的输入端，信号显示模块6采用LCD1602液晶显示屏，信号显示模块6显示通过控制模块计算处理后的探头检测的信号与标准值的偏差值，信号显示模块6的数据端DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7与控制模块7的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7引脚相连接，用来显示数据；信号显示模块6的RS端(RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器)与控制模块7的P3.5引脚相连接，用来控制数据命令；信号显示模块6的RW端(RW为读写信号线，高电平1时进行读操作，低电平0时进行写操作)与控制模块7的P3.6引脚相连接，用来控制读写操作；信号显示模块6的使能端E(E端为使能端)与控制模块7的P3.7引脚相连接；控制模块7的P3.5、P3.6、P3.7引脚用于控制信号显示模块中的数码管的选通状态。

所述控制模块7连接着通信模块8，通信模块8采用nRF2401模块，nRF2401的工作模式有四种：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS四个引脚决定，当控制模块有数据要发送时，把CE引脚置高，使nRF2401工作；把接收端的地址和要发送的数据按时序送入nRF2401中，控制模块7把CE引脚置低，激发nRF2401进行ShockBurstTM发射；nRF2401的ShockBurstTM发射数据，通信模块8的CE、CLK1、DATA引脚分别与控制模7块的P0.2、P0.3、P0.4引脚相连接。

具体实施方式二：

下面结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述的电源模块4为信号转换模块5、信号分析模块6、控制模块7、通信模块8进行供电。

具体实施方式三：

下面结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述的探头9上设有温度检测芯片、PH值检测传感器和代谢测量芯片中的任一项或一项以上。

具体实施方式四：

下面结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式对实施方式三作进一步说明，所述的温度检测芯片型号为DS18B20；PH值检测传感器型号为DE61M；代谢测量芯片型号为ZH10477。DS18B20是常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。DE61M的工作温度为-5-80℃，PH值为PH0-14、等电位等特点。ZH10477生物传感器是一项生物新技术，它把生物活性物质巧妙地与传感器技术、计算机技术结合。

具体实施方式五：

下面结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述的信号转换模块5的型号为ADC0809。ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D模数转换器。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

本实用新型的工作原理是：探头9插入细胞溶液中，探头9中的温度检测芯片、PH值检测传感器和代谢测量芯片分别检测溶液中的温度、PH值以及细胞代谢产物，收集完信息后，通过信号转换模块5将模拟信号转换成数字信号，然后通过信号显示模块6对采集的数据进行分析显示，最后通过通信模块8将分析后的数据传输至主机1中。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。