[发明专利]能产生多种磁场的细胞培养装置及培养方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种细胞培养装置及方法，尤其是在装置内培养细胞并对其存活状态、信号通路进行分析的可产生多种磁场的细胞培养装置及方法。 

背景技术：

磁场分为稳恒磁场以及交变磁场。稳恒磁场是指由恒定电流产生的大小和方向不随时间改变的磁场。当线圈通以交变电流时，会产生交变磁场。旋转磁场是交变磁场的一种特殊形式，它可以通过空间上对称的三相负载，通以时间上对称的三相交流电，最终导致磁感应强度矢量在空间上以固定频率旋转。 

现有的诸多研究指出利用磁场治疗肿瘤是一个行之有效的新兴发展方向。稳恒磁场、脉冲磁场以及旋转磁场被相继证实能够抑制肿瘤细胞生长。然而，研究人员仅初步验证了多种磁场的抑瘤效果，并未明确其深入机理。因此，为了探索不同磁场对体外培养的肿瘤细胞存活、分子功能、细胞内信号转导网络，以及细胞骨架改建的影响以及应答变化，阐明各类磁场的作用机理，提供实验依据，需要提供一种特殊的装置进行磁场的细胞生物学实验研究。 

中国专利CN201975196公开了“一种三维亥姆霍兹线圈交直流磁场发生装置，包括产生磁场的线圈和控制装置”，控制装置包括电脑以及控制器，线圈由两两互相垂直的三对亥姆霍兹线圈组成，在线圈的轴向方向分别对应三维坐标轴中的X轴、Y轴和Z轴，三对亥姆霍兹线圈的中心点为坐标原点。该磁场发生装置结构简单、成本低，能根据用户的需要，在设定的大小和任意三维方向上产生交直流磁场，给较多磁传感器的设计、测试以及应用等场合带来便利。中国专利CN202047072公开了“一种细胞静磁场加载装置”，属于医学实验仪器领域，通过铁硼永磁体和极靴组成磁极，可以对体外培养的细胞进行磁场加载，结合分子生物学检测技术和其他仪器，能够观察不同时间、不同磁场强度的静磁场对细胞形态等的影响，探讨静磁场对细胞形态及功能活性的作用及其机制，为研究静磁场的细胞生物学效应提供了研究手段。中国专利CN201296757公开了“一种改进的用于直流电场下观察细胞生物学行为的装置”，包括培养观察组件和固定组件，培养观察组件包括观察室和培养基室，培养室为两个，以上分别与观察室固定设置为一体；固定组件包括容器和容器盖，容器盖上设置固定孔，其内插入立柱，立柱用于在水平或/和垂直方向固定培养观察组件；该装置制作简便，结构稳定，可重复使用，不但能节约实验时间，还可用于观察不同电场方向对细胞生物学行为的影响。意大利专利MI2005A000693公开了“一种可产生静磁场的细胞培养装 置”。该装置分为两部分，其中一部分通过计算机控制中心，利用螺线管，产生一种水平静磁场。系统另外一部分为细胞培养装置、通过传感器的设计，反馈装置的温度。该项发明能够用于观察静磁场的细胞生物学效应之中。上述发明的装置有各自的局限性，如产生复杂磁场的装置无法进行细胞培养，而能够进行细胞培养的装置却仅有单一静磁场。在分析交变磁场、旋转磁场对细胞的影响时，这些装置显得无能为力。 

发明内容：

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种可以产生多种磁场的细胞培养装置，所产生的磁场包括单一轴向稳恒磁场，单一轴向交变磁场，平面旋转磁场，空间旋转磁场，并通过数字控制等手段，对培养装置内的磁感应强度，磁场频率，温度以及CO₂浓度能够控制的能产生多种磁场的细胞培养装置。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

能产生多种磁场的细胞培养装置，该装置是一箱体，在箱体侧壁设有加热管30和CO₂通入孔，在其对面侧壁设有降温管32，底面装有温度传感器34和CO₂传感器35，箱体中间装有线圈31，线圈31包括三组在空间上正交摆放的亥姆霍兹线圈，每组线圈有两个抽头，分别与控制电路36连接，用于通入激励电流，每组线圈的轴向分别定义为X，Y，Z轴，其交点为原点O，在原点位置设有载物台33，CO₂发生部分29通过管线和箱体侧壁孔向培养装置内通入CO₂，计算机1经控制电路36分别连接温度传感器34、CO₂传感器35、温度控制部分4和三组正交的亥姆霍兹线圈31，温度控制部分4分别连接加热管30和降温管32构成。