[發明專利]一種用于傷口愈合研究的新型電場生物反應器

無效

• 申請號: 201010168125.7
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN101851579A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 吳江;楊剛;何學令;郭應強;陳槐卿
• 申請（專利權）人: 吳江
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生物反應器裝置，尤其涉及一種用于傷口愈合研究的新型電場生物反應器。

背景技術

上皮組織受傷后，會產生一個內源性電場，這個電場對細胞愈合起著很重要的作用。研究細胞對生物直流電場的反應，從而進一步了解細胞愈合的機理。但是在實際操作中，研究者很難直接以傷口作為研究對象，于是可通過模擬組織中的電場或器官培養來進行細胞學研究?，F有的一種趨電性培養室的實驗裝置是這樣的：標準的組織培養皿，里面充滿硅脂，兩條長條形玻璃間隔1cm、相互平行地固定在培養皿底部；細胞置于前面所述玻璃蓋形成的槽中，還有一個玻璃蓋固定在硅脂頂上橫跨整個槽；一張包含水的紙條放在碟子中以維持濕度；兩根10cm長、里面充滿含2％瓊脂的鹽水的玻璃管，即鹽橋，分別穿過玻璃蓋上的孔與培養室電連接；燒杯中Ag/AgCl電極都與直流電源連接。玻璃管的一端置于細胞的培養液中，另一端置于燒杯的鹽水中。通過這個裝置可以觀察細胞對電場的反應。另一種應用電場的趨電性培養室：電場實驗由兩個樹脂玻璃培養皿組成的大容器控制，兩培養皿通過一個狹窄通道連接，鉑絲電極分別置于容器的相對兩端。容器中充滿溶解2％瓊脂的細胞培養液組成的凝膠，帶有貼壁細胞的玻璃蓋與瓊脂固定并安裝在充滿培養液的連接通道上方。玻璃蓋上設有可觀察連接通道的玻璃視窗。但是這些裝置存在以下幾個缺點：

一、細胞培養室兩端的電場不是平行電場，相當于是點電場，鹽橋連接細胞培養基和電源，鹽橋管的一端形成點電源，因此僅有培養皿的中間部分是平行電場，其他部分并不是一個均一的電場。兩個電極直接插入瓊脂培養基時，細胞培養室中的電場也不是均一電場。此外，電極直接插入瓊脂培養基，焦耳熱集中于兩極，不能得到實時散發，時間長了將改變電極和瓊脂培養基之間的連接，導致細胞培養基中的電場不穩定，電場方向不一致；

二、所有的培養室玻璃蓋由硅脂固定從而形成一個固定幾何空間，硅脂與細胞直接接觸，這將影響培養基里面的細胞活性；

三、鹽橋被封在玻璃管中，占用的空間很大，不利于實時細胞觀察；

四、長時間的電場刺激，會改變連接細胞培養室和鹽橋之間的液體層的pH值、溫度和化學密度；

五、Ag/AgCl電極產品對細胞是有害的，在試驗中會通過鹽橋進入細胞培養室中，影響細胞活性。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明目的在于提供一種電場穩定均一、無毒無害地可長時間作用于培養細胞，并能實時觀測的、操作簡單方便的電場生物反應器裝置。

本發明的技術方案是：一種用于傷口愈合研究的新型電場生物反應器，包括一個細胞培養室、兩個細胞培養基池、兩個瓊脂鹽橋以及兩個斯坦伯格溶液(steinberg?solution，直譯為斯坦伯格溶液)池，所述兩個細胞培養基池位于由培養室蓋密封的細胞培養室兩端，培養室蓋和細胞培養室底間間隔一間隙形成一長方體空腔，該空腔連通兩端的細胞培養基池，兩細胞培養基池中分別插有一電場測試探頭，所述兩細胞培養基池分別通過一瓊脂鹽橋與一斯坦伯格溶液池連接，所述瓊脂鹽橋的兩端分別浸入細胞培養基池和斯坦伯格溶液池中，且瓊脂鹽橋兩端為相平行的矩形板，細胞培養室兩端的瓊脂鹽橋端頭矩形板也平行對稱，兩斯坦伯格溶液池中還分別插有一碳電極，碳電極導線連接電場源。

作為優選，包括一樹脂玻璃制成的底板和蓋板，蓋板間隔固定于底板上方，底板上設有五個凹槽構成一細胞培養室、兩細胞培養基池以及兩個斯坦伯格溶液池，連通細胞培養基池和斯坦伯格溶液池的通槽充滿鹽瓊脂凝膠構成所述瓊脂鹽橋。

更進一步地，上述各方案中所述培養室蓋和隔細胞培養室底間間隔300μm。

本發明的有益效果是：通過細胞培養的觀察，電場分布計算及測試，細胞培養環境如pH值等的實時監測，培養細胞遷移等，證實本生物反應器裝置可以重復國外文獻報道的研究，電場穩定均一，操作簡便，性能穩定，可應用于有關細胞對電場反應的生物醫學及生物物理學方面的研究。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的剖視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發明實施例2的俯視圖；

圖4為電場分布計算圖；

圖5為電流密度分布圖；

圖6為顯微鏡觀察細胞遷移初始狀態；

圖7為顯微鏡觀察細胞遷移4小時后狀態；

圖8為顯微鏡觀察細胞遷移8小時后狀態；

圖9為顯微鏡觀察細胞遷移16小時后狀態；

圖10為細胞在電場作用下遷移的軌跡(圖示左側為陰極)；