[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201010168125.7
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN101851579A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)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(fā)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(yǎng)來進行細胞學研究。現(xiàn)有的一種趨電性培養(yǎng)室的實驗裝置是這樣的：標準的組織培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)室：電場實驗由兩個樹脂玻璃培養(yǎng)皿組成的大容器控制，兩培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)基和電源，鹽橋管的一端形成點電源，因此僅有培養(yǎng)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(yǎng)基時，細胞培養(yǎng)室中的電場也不是均一電場。此外，電極直接插入瓊脂培養(yǎng)基，焦耳熱集中于兩極，不能得到實時散發(fā)，時間長了將改變電極和瓊脂培養(yǎng)基之間的連接，導致細胞培養(yǎng)基中的電場不穩(wěn)定，電場方向不一致；

二、所有的培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)室中，影響細胞活性。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種電場穩(wěn)定均一、無毒無害地可長時間作用于培養(yǎng)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(fā)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(yǎng)室、兩個細胞培養(yǎng)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(yǎng)基池位于由培養(yǎng)室蓋密封的細胞培養(yǎng)室兩端，培養(yǎng)室蓋和細胞培養(yǎng)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(yǎng)基池，兩細胞培養(yǎng)基池中分別插有一電場測試探頭，所述兩細胞培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)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(yōu)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(yǎng)室、兩細胞培養(yǎng)基池以及兩個斯坦伯格溶液池，連通細胞培養(yǎng)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(yǎng)室蓋和隔細胞培養(yǎng)室底間間隔300μm。

本發(fā)明的有益效果是：通過細胞培養(yǎng)的觀察，電場分布計算及測試，細胞培養(yǎng)環(huán)境如pH值等的實時監(jiān)測，培養(yǎng)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(wěn)定均一，操作簡便，性能穩(wěn)定，可應用于有關細胞對電場反應的生物醫(yī)學及生物物理學方面的研究。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的剖視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發(fā)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(tài)；

圖7為顯微鏡觀察細胞遷移4小時后狀態(tài)；

圖8為顯微鏡觀察細胞遷移8小時后狀態(tài)；

圖9為顯微鏡觀察細胞遷移16小時后狀態(tài)；

圖10為細胞在電場作用下遷移的軌跡(圖示左側為陰極)；