[发明专利]一种新型细胞培养装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种细胞培养装置，具体地说，涉及生命科学研究中模拟失重生物效应进行动物细胞培养的实验装置。

背景技术

空间与地球的环境是完全不同的两种环境，失重是空间环境的主要特点之一。在失重环境下，航天员的骨骼肌肉系统、心血管系统和免疫系统等多种生理功能紊乱，严重影响航天员的安全，影响人类对外太空的探索。

通过空间飞行搭载实验可以研究失重环境对生物的作用效应。但是这种实验条件机会很少，条件苛刻，耗费巨大，不能满足对空间效应深入研究的要求。科研人员可以在地面开展微重力实验研究，利用多种仿真实验方法来模拟失重环境，进而研究失重对机体的影响。常见的方式有两类，一类是基于落体微重力原理，如落管、落塔、飞机抛物线飞行、探空火箭、气球、自由下落机等；另一类是在地面模拟微重力的效应，如采用小鼠尾吊模型、卧床、二维回转器和三维回转器等。

目前，采用三维回转器模拟失重生物效应时，没有专用的动物细胞培养装置，通常采用其它领域使用的细胞培养装置。常用的培养装置有OptiCell、细胞培养瓶和插片盒。

OptiCell为一次性使用装置，价格昂贵，容易引起环境污染；在回转实验时易产生气泡，干扰实验效果。

进行三维回转实验时，须用培养基将培养腔室灌满，将腔室内气体排尽，进而保证在瓶体回转时细胞生长面一直有液体接触。如果有气泡就会产生对细胞的剪切力。由于细胞培养瓶灌满培养基后细胞上覆盖了一层液体，一般为1.8cm，导致细胞承受的净水压的增大，干扰了实验效果；并且培养基用量较大，例如，10cm²的培养面积需要加入22mL的培养基，当实验需要加入某些作用因子时，其耗费也较多，存在实验试剂严重浪费的问题，而且这些作用因子一般比较昂贵。同时在对培养瓶进行封口时通常采用硅胶塞塞紧瓶口，然后缠紧封口膜，该密封模式虽然可以起到密封的作用，但是也引入额外的压力，影响细胞的生理状态。

插片盒在插入血盖片时不易操作，而且插片盒材料也不能够耐受湿热灭菌条件，很容易引起污染；同时，插片盒也存在不容易排出气泡，培养基用量大的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种三维回转器模拟失重生物效应进行动物细胞培养的实验装置。本发明的特点是装置结构简单，使用操作方便；在实验研究中培养基用量少，易于排出气泡。本发明细胞培养装置亦可用于常规细胞培养。

本发明的上述技术问题，是通过提供一种具有如下结构的细胞培养装置来解决的，该装置结构由三部分组成，包括培养盒、硅胶垫和盖板。

所述的培养盒内设置有尺寸相同的三个小室，三个小室之间互不相通。每个小室的宽边各有1mm深小槽口，通过两个槽口可以嵌入一张22×26×0.45mm的血盖片，生长有细胞的一面面向小室中间。培养盒内设置的三个小室可以各自放置一张血盖片，即一次实验可以得到三个重复样品进行比较。

为减少培养基用量，减小液体净水压，须降低培养液的厚度，4.0mm厚度的培养基即可以满足5×10⁴cells/mL细胞在密闭环境下培养72h培养基体积。但是，如果进一步降低厚度会导致培养基在细胞生长过程中迅速变酸，影响细胞生长。

插入血盖片的槽口上部为斜插口形状，上部宽为1.71mm，斜向下至7mm时变成为0.6mm，即上部宽下部窄，这种结构模式非常简便。上面宽便于将血盖片放置到要插入的地方，轻便一压，血盖片就可以插入到底部；而下面比较窄，在水的表面张力的作用下可起到固定作用。

血盖片在水溶液中会和培养盒壁紧密粘连，为了方便取出血盖片，每一个小室底部和插入血盖片的长边有相通的小槽孔，槽深1.5mm。首先可以使用镊子将血盖片取出；如果血盖片和小室壁黏附过紧，可以采用特制钢丝钩从底部将血盖片钩出。

为了避免进行回转实验时引入外在的压力，采用硅胶垫压紧后加钢板盖密封的方式封口。所述的硅胶垫是由医用硅胶压制成形，使用时可以起到很好的密封效果，还可以耐受湿热灭菌条件，一般不低于121℃，20min。

为了增加密封效果，在培养盒每个小室开口的边缘设置有凸起的小缘，小缘的宽为0.45mm、高为0.5mm。压下硅胶垫后，小缘可以嵌入硅胶垫，加强硅胶垫和培养盒小室口的密封。