[发明专利]一种用于太赫兹波辐照的贴壁细胞培养器

说明书

本发明公开了一种用于太赫兹波辐照的贴壁细胞培养器，包括用于容纳细胞培养液并培养细胞的柱形腔室，柱形腔室底壁能够供太赫兹波聚焦波束穿过，培养细胞的环境为37℃、5％CO2、饱和湿度的细胞生长微环境，在柱形腔室内设置有凸起部，凸起部底面呈圆形并与柱形腔室底壁固定、重合并呈密封连接，位于凸起部侧壁与柱形腔室内壁之间的柱形腔室底壁作为细胞的环形贴壁生长面。本发明主要以结构简单的贴壁细胞培养器巧妙地解决了细胞太赫兹波生物效应一致性差的问题。

技术领域

本发明属于太赫兹波生物效应技术领域，具体涉及一种用于太赫兹波辐照的贴壁细胞培养器。

背景技术

近年来，太赫兹技术的应用日益广泛，其成像和感应技术在医疗、军事、安保方面的应用研究不断深入。为安全有效地应用太赫兹技术，特别是将太赫兹技术应用于诊断、活体成像、治疗、安检等领域，需要对太赫兹辐射的生物效应和安全性进行研究和评估，明确其生物效应特征和量效关系，获得致伤阈值。因此，太赫兹波生物效应研究成为本领域备受关注的热点。

现有技术中，文献CN111239377A公开了一种用于长期离体细胞太赫兹波生物效应研究的系统及方法，可以实现对贴壁生长的各类原代细胞、细胞系的长时间体外辐照太赫兹波，为研究太赫兹波的生物效应提供了稳定的实验平台和方法。采用该系统及方法仅从恒温的样品室来保证细胞在体外照射时的生长环境，即温度、湿度、二氧化碳浓度均与孵箱环境一致，进而排除外界环境改变对细胞生长状态的可能作用。然而，经研究发现，在太赫兹辐射下影响细胞效应一致性的因素并不仅仅是生长环境，采用该系统及方法仍然存在细胞太赫兹波生物效应一致性差的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于太赫兹波辐照的贴壁细胞培养器，至少用于解决细胞太赫兹波生物效应一致性差的问题。

本发明目的是采用如下所述技术方案实现的。

一种用于太赫兹波辐照的贴壁细胞培养器，包括用于容纳细胞培养液并培养细胞的柱形腔室，柱形腔室底壁能够供太赫兹波聚焦波束穿过，培养细胞的环境为37℃、5％CO2、饱和湿度的细胞生长微环境，其特征在于：在柱形腔室内设置有凸起部，凸起部底面呈圆形并与柱形腔室底壁固定、重合并呈密封连接，位于凸起部侧壁与柱形腔室内壁之间的柱形腔室底壁作为细胞的环形贴壁生长面。

为提高太赫兹波辐照过程的稳定性，所述柱形腔室底壁采用经过表面改性处理后的厚度不大于0.5mm的硬质聚苯乙烯塑料薄板。

为进一步提高细胞太赫兹波生物效应一致性，通过控制凸起部的直径使细胞贴壁生长面完全投影在强辐照所在的径向截面范围内，即细胞贴壁生长面宽度H小于强辐照所在的径向截面的宽度，所述太赫兹聚焦波束由双色场激光空气等离子体太赫兹波辐照系统产生并经必要的光学仪器聚焦而成。所述必要的光学仪器包括但不限于离轴抛物镜、THz全反射透镜、THz透镜。

作为优选方案，所述强辐照的能量值大于所述太赫兹波聚焦波束能量极大值的1/2。

为方便操作，所述贴壁细胞培养器包括呈圆柱形的壳体，所述柱形腔室轴向设置在壳体上，所述壳体用于卡合在孔板的通孔中，孔板固定在辐照支架上；所述凸起部呈圆柱形或者锥形。

进一步地，所述贴壁细胞培养器包括呈圆柱形的壳体，所述柱形腔室轴向设置在壳体上，壳体直接固定在辐照支架上；所述凸起部由一体成型、且同轴布置的柱形部和锥形部构成。

作为本发明的优选实施方案，在所述壳体上设置有通孔，在靠近通孔底部的壳体内侧壁设置有弧形环槽；在所述锥形部底部设置有适合细胞贴壁生长的圆板，在圆板边沿固定设置有弹性环形密封元件，该弹性环形密封元件能够嵌入弧形环槽中，由圆板、所述锥形部侧壁和所述壳体内侧壁共同围合成盛装细胞培养液的空间，所述圆板表面为所述柱形腔室底壁。采用这样地结构还能够提高壳体利用率，有利于节约耗材。本发明中，所述弹性环形密封元件均采用符合医用要求的材料制得。