[发明专利]一种多室共培养装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多室共培养装置，用通透膜将一培养孔、培养皿或培养瓶水平分割成多室，限制化学物质或某些颗粒的通透性，适用于多种细胞或微生物的共同培养。

背景技术

细胞以及微生物（如病毒、细菌、真菌）的相互作用是生物界普遍发生的。细胞或微生物的共培养是研究细胞及微生物相互作用的基础手段。早期的科学研究以单一细胞或单一微生物的研究，细胞之间相互作用的研究较少，细胞与微生物相互作用的研究也较少。随着研究深度的增加，这些相互作用实际上属于一种细胞间的信息交流（cross-talk）、微生物之间的信息交流以及细胞与微生物之间的交流。这种信息交流对微生物和细胞均有很大的影响，影响着它们的增殖、分化、物质分泌。

这种信息交流有两种表现方式。一种是直接方式：即，细胞和细胞直接接触从而影响细胞或微生物的生存方式，如病毒入侵细胞、正常细胞生长的接触抑制现象等。另一种则是间接方式：即细胞或微生物释放出化学物质，通过溶液扩散从而影响别的细胞或微生物的生存方式，如内分泌物质的释放，细菌外毒素的作用。

由于相互作用研究的研究时间较长，直接相互作用的研究相对较为困难。因为不同细胞混合培养，不同细胞生长周期不一样，一种细胞很可能生长过快争夺另一种细胞的生存空间，不便于观察；更为重要的是混合培养细胞不便区分，导致细胞原位鉴定存在一定的困难。特别值得一提的是，细胞和微生物很难共培养，因为混合培养不可避免的导致细胞死亡，研究无法开展。相比之下，细胞间或细胞与微生物的间接相互作用则有利于科研人员发现其间的信息交流，也发现了很多重要现象，为防病治病，控制细胞和微生物的生物学行为提供策略。

然而，在细胞、微生物间接相互作用的研究方面，传统的研究手段是采用Transwell进行的。Transwell就是在培养孔（常用24孔板的孔）内放入一个筛杯，将不同细胞置于筛杯或者孔内进行培养，观察细胞的变化。筛杯的底面是用孔径为10-20μm的网孔膜封堵，细胞不能被动穿过筛杯进入孔内，但细胞分泌的化学物质则能自由通过，从而实现不同细胞的信息交流（相当于上下通透的二室）。通过变形运动，细胞可以通过Transwell的网孔膜，Transwell主要利用此原理可以用来观察细胞的趋化运动能力。

Transwell这种装置已经上市，主要由国外厂商生产，也广泛应用于细胞趋化运动方面的科学研究，但是Transwell装置在研究细胞信息交流方面存在严重缺点。

1、趋化运动是细胞信息交流的一种方式，因为筛杯的网孔膜不透明，Transwell只能终点观察，不能实现动态。

2、Transwell是一个筛杯套放在另一孔内，很难做的很小，所以Transwell的筛杯一般只能放在24孔板或者更大的孔板内。

3、网孔膜在Transwell筛杯的底部，为了防止网孔膜贴在孔底，网孔膜必须里孔底一定的距离，这必然要求孔内的培养液必须有较高的高度覆盖网孔膜，这一方面浪费培养基，另一方面也意味着试剂（药物）的量也要增加，这对难得的珍贵试剂（药物）研究不利。

对于现有技术的不足和新的技术需求，特发明一种多室共培养装置，适合研究细胞间相互作用和细胞与微生物相互作用。

发明内容

一种多室共培养装置，采用通透膜将培养孔、培养皿或培养瓶水平分隔成多室（二室、三室或四室）。通透膜材质不限，但具有一定的刚性，通透膜的膜孔径小于50微米。

本发明通过选择性通透膜将已有培养孔或培养瓶水平分割成多室，从而实现在一个培养孔或一个培养瓶能培养多种细胞或微生物，通过通透膜避免细胞、微生物间的直接接触同时能保障化学物质能自由通透，并能方便地观察各种细胞或微生物的生存状态。

在实践方面，先制备带有一定刚性的通透膜，将已有的培养孔锉一与通透膜相匹配的小凹槽，将通透膜安装于其中并粘合即将培养孔分割成多室。类似的，将通透膜安装在培养瓶中则实现多室培养瓶。由于本装置适用于细胞或微生物的共培养，该装置均采用无菌材料在无菌环境中制备，或者制备后进行无菌处理。

在实践中，不同室的通透程度由通透膜决定，选择不同的孔径的通透膜则可以实现化学物质的选择性通透。选择分子筛孔径1k的通透膜则主要通透分子量1000以下的小分子化学物质，采用分子筛孔径30k的通透膜则主要通透分子量30k以下的小分子化学物质以及蛋白质等大分子物质，采用孔径0.22μm或0.45μm的通透膜则能通过支原体、病毒等颗粒，采用孔径1-20μm的通透膜则可能通过细菌和细胞等颗粒。