细胞电刺激系统是为各种生理电刺激需求而设计的。可以直接使用常规六孔板进行细胞电刺激实验。六个同步输出通道，可以在恒定电流和恒压模式之间切换。可以对多个样品孔进行不同参数设置。

直流电刺激具有促进细胞生长和引导细胞趋向的能力。通过对组织细胞的电刺激，可以改变可兴奋细胞对钠离子或者钙离子的通透性，从而产生动作电位，引起内部环境的改变，最终改变细胞的状态。在对组织细胞进行直流电刺激时，会发生各种物理和化学的变化，导致组织细胞内部的环境发生改变。

细胞电刺激设备简介（电压款）

细胞电刺激设备分为两部分（如图1-1 所示）：控制盒以及培养腔室。培养

腔室中可以放置六孔培养皿进行细胞培养。

图1-1 电刺激设备

设备控制器可以对两个电压通道进行控制（CHANNEL-A 和CHANNEL-B），设

备培养腔室右侧共有六个开关，可以用于控制电压通道是否作用于腔室上。其中

CHANNEL-A 控制1-3 的腔室（CH1、CH2、CH3），CHANNEL-B 控制4-6 的

腔室（CH4、CH5、CH6）。设备控制逻辑图及实物图如图1-2 和图1-3 所示：

图1-2 电刺激设备控制逻辑图

图1-3 电刺激设备实物对应图

注意：用户进行通道设置输出后，一定要打开对应培养腔室的开关，否则将

没有电压输出。

1.2 细胞电刺激设备主界面

电刺激设备接通电源后将直接进入主界面，主界面如图1-4 所示。

图1-4 电刺激设备主界

主界面左侧主要负责程序运行信息显示，包含电压可视化曲线（VOLTAGE

VISUALIZATION）以及程序信息（PROGRAM INFORMATION）。右侧负责进

行程序参数设置。图1-4 中右侧显示的是输出通道的运行时间设置。点击右下角

的“<<Setting”按钮则会弹出电压控制参数设置选项卡（如图1-5），点击选项

卡右下角的“>>”按钮可以将选项卡收起。里面可以进行静态电压（Static）以

及震荡电压（Oscillation）参数设置。选项卡可以通过点击底部按钮进行通道切

换。

图1-5 电刺激设备电压参数设置界面示意图

主界面中通道A 的信息均使用红色进行标注，通道B 的信息则使用蓝色进

行标注。因此使用设备进行参数设置的时候，可以利用颜色确认当前设置的参数

是否为需要的通道。

1.3 静态电压输出

静态电压输出分为三步：

1、设置输出电压。

2、设置输出时间。

3、启动通道输出。

以通道A 为例，假设用户需要输出10V 静态电压，持续时间为一小时。首

先需要点击“<<Setting”按钮打开设备参数设置界面，在“CHANNEL-A”选项

卡中的“STATIC”一栏进行输出电压设置。需要注意的是，输入栏参数是以“mV”

为单位，因此需要输入的数值为“10000”。输入结果如图1-6 所示。

图1-6 静态电压输入示意图

完成输入后，点击右下角的“>>”按钮关闭参数输入界面，回到主界面。

设置完成电压参数后，在主界面的“CHANNEL A”一栏输入时间参数，并

点击“Start”按钮，程序便会开始执行。程序开始运行后，会在界面上进行相关

提示，其含义如下所示：

图1-7 通道A 静态电压输出程序运行状态示意图

①：运行状态显示，程序运行时背景为红色，并显示“RUN”字样。

②：运行程序指示标签。静态电压输出时会显示“Static Voltage”。

③：当前运行时间显示，用于显示当前通道程序已经运行的时间。

④：程序开始按钮。

⑤：程序停止按钮。

程序运行期间，左侧会同时进行曲线以及输出电压显示，显示结果如下图所示：

图1-8 曲线及程序信息显示效果

^{1.4 震荡电压输出}

震荡电压输出与静态电压输出步骤基本相同，也分为三步：

1、设置输出电压。

2、设置输出时间。

3、启动通道输出。

以通道B 为例，假设用户需要输出5V 的震荡电压，频率为5Hz，持续时间

为一小时。首先需要点击“ <<Setting ” 按钮打开设备参数设置界面， 在

“CHANNEL-B”选项卡中点击“Oscillation”栏右侧的“Enable”勾选框，使能

通道B 的震荡模式，使能后程序会自动解锁相关参数输入框的权限（如图1-9）。

图1-9 震荡电压使能结果示意图

震荡模式参数分为三部分内容：

1、Voltage(mV)：输出电压，单位为。

2、Frequency(Hz)：震荡频率。

3、Duty(%)：输出占空比。

针对输出电压5V，频率为5Hz 的需求，在Voltage 一栏填上5000，并在Frequency

一栏填上5 即可（如图1-10）。占空比一般无需修改，默认为50%，这个参数

在下文1.4.1 小节会进行解释。

图1-10 通道B 震荡参数输入完成示意图

完成参数设置后，点击“>>”按钮回到主界面，在“CHANNEL B”一栏输

入时间参数，并点击“Start”按钮，程序便会开始执行。程序运行期间显示如图

1-11 所示：

图1-11 通道B 震荡电压输出程序运行状态示意图

显示信息和前文静态输出基本一致，存在不同的地方是顶部中央的运行程序

指示标签显示的是“Oscillation”，表示当前为震荡模式输出。

同时程序运行期间，左侧的程序信息栏也会进行相关信息的显示，并且会在

电压曲线上显示震荡波形，如图1-12 所示：

图1-12 通道B 震荡模式程序信息栏显示

1.4.1 占空比参数解释及使用

前文提到震荡模式下，存在一个占空比参数需要进行设置。占空比指的是在

一个震荡周期内，通电时间占总时间的比例，如下图1-13：

图1-13 占空比参数示意图

假设震荡周期为T ，一个周期内通电时间为t ，则占空比duty 的计算方式为：

占空比为一个比例参数，不同占空比表示的一个周期内的通电时间的长短不同，

其中20%、50%、80%占空比的波形对比图如图1-14 所示：

图1-14 不同占空比输出波形示意图

占空比为50%，因此设备上默认数值为50%。

1.5 设备使用注意事项

1.5.1 文中图片曲线与实际设备曲线存在差异

实际曲线显示可能会与文中图片存在些许差异，这是上下位机程序设计的差

异，不影响正常使用，只要有震荡波形或是静态波形显示即可。

1.5.2 程序运行期间参数修改注意事项

程序运行过程中，如果需要进行参数修改，需要先点击对应通道的“Stop”

按钮，停止通道输出，再点击“Start”按钮，重新打开通道输出。

因为程序运行过程中是不会对界面上的参数进行读取的，只有在程序启动的

时候才会导入界面参数。所以在程序运行过程中如果直接对参数进行修改，是不

会直接生效的，一定要先暂停通道输出，再重新启动对应通道的输出。