[发明专利]一种细胞全烟气暴露装置及方法

说明书

本发明提供了一种细胞全烟气暴露装置及方法，包括管体，管体由内管及套设在内管外的外管组成，内管的侧壁开设有出气孔，外管的侧壁上设置有注液口，管体的两端分别设置密封盖体，两密封盖体上分别设置与内管相通的进气管道和排气管道。暴露方法，包括以下步骤：1）将半透膜带有细胞一侧向内卷起，装入管体的内管并使半透膜的外侧紧贴内管内壁；2）通过注液口将细胞培养基注入内管与外管之间的夹层至内管的中心水平线高度；3）稀释烟气从进气管道通入，经出气管道排出，同时烟气通过出气孔与半透膜上的细胞接触，实现对细胞的全烟气暴露处理。本发明结构简单，使细胞能够直接暴露在烟气环境下，真实的模拟人体呼吸道细胞在人抽烟时的反应。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种细胞全烟气暴露装置及方法。

背景技术

对卷烟烟气毒理的体外评价，一直侧重于用剑桥滤片捕获颗粒相，然后用DMSO洗脱或通过气泡充入细胞培养基或PBS中。培养的细胞在含有颗粒相的培养基中进行暴露。不足的是，以颗粒相为主的曝光方案没有考虑到香烟烟雾的蒸气相之间，以及颗粒和蒸气相之间的相互作用。浸入式的培养条件和基于烟气颗粒的暴露，并不能从生理上模拟人类肺细胞在主流烟气下的暴露条件。此外，以这种方式分离的烟雾可能会发生转化和化学变化，并不能代表整个烟雾气溶胶的性质。

为了应对这些挑战，研究人员开发了一种细胞全烟气暴露系统。虽然全烟气暴露系统存在很多技术上的困难，但是它能捕捉颗粒相和气相的所有联合反应，代表了一种更加精确的生理学方面的测试系统。

目前已经商品化的全烟气暴露装置有cultex®（cultex®实验室，汉诺威，德国）；和vitrocell®（vitrocell®系统，瓦尔德基希，德国）。这些系统一般都有两个主要组成部分：（1）吸烟机，用于产生，稀释和输送烟气；（2）暴露室，通常是一个存在空气-液体界面的类似于生物系统的空间。再辅以烟气稀释系统、控温系统以及培养基供应系统，就能实现气- 液界面接触式全烟气的细胞暴露。这些装置能够实现气-液界面接触式全烟气的细胞暴露和细菌的全烟气暴露，进行卷烟全烟气分析及环境气体分析，但是此类暴露装置价格昂贵，连接复杂、不易操作、实验结果不稳定。

发明内容

本发明提出了一种细胞全烟气暴露装置及方法，解决了现有暴露装置价格昂贵，连接复杂、不易操作、实验结果不稳定的问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种细胞全烟气暴露装置，包括管体，所述管体由内管及套设在内管外的外管组成，所述内管的侧壁开设有出气孔，外管上设有注液口，管体的两端分别设置有密封盖体，两密封盖体上分别设置与内管相通的进气管道和排气管道。

所述出气孔设置为两排，每排出气孔沿内管的长度方向均匀设置，两排出气孔关于内管的中心线对称设置，两排出气孔之间的圆心角为30～60°，每排出气孔中相邻的两个出气孔之间的中心间隔为0.8～1.2cm，出气孔的直径为0.8～1.2mm。

所述出气孔设置为7列，紧邻进气管道的为第一列，第一列出气孔距离进气管道端的管口2.5cm。

所述进气管道和排气管道上均设置控制阀门。

所述排气管道一端的密封盖体与管体活动连接。

所述的细胞全烟气暴露装置进行细胞全烟气暴露的方法，步骤如下：

（1）打开排气管道一端的密封盖体，将培养有细胞的半透膜装入内管内并使半透膜的外侧紧贴内管的内壁；将管体置于37℃的水浴中；

（2）通过注液口将经过预热处理至37℃的细胞培养基注入内管与外管之间的夹层至内管的中心水平线高度；

（3）稀释烟气从进气管道通入，经出气管道排出，同时烟气通过出气孔与半透膜上的细胞接触，实现对细胞的全烟气暴露处理。