[發(fā)明專利]細胞培養(yǎng)方法及能產(chǎn)生可變脈沖電場的細胞培養(yǎng)裝置

有效

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• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110511869B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 林婷婷;王倩;徐奡澍;胡智能
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/00
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發(fā)明為一種細胞培養(yǎng)方法及能產(chǎn)生可變脈沖電場的細胞培養(yǎng)裝置，一箱體，在箱體的一側(cè)側(cè)壁設有加熱管和Osubgt;3/subgt;通入孔，在箱體對應加熱管的另一側(cè)壁設有降溫管和COsubgt;2/subgt;通入孔，在箱體后壁裝有溫度傳感器，COsubgt;2/subgt;傳感器和Osubgt;3/subgt;傳感器，在箱體頂部裝有電極裝置及步進電機、以及照明用的LED燈；在箱體內(nèi)電極裝置的下方設有可固定培養(yǎng)皿的載物臺，載物臺上裝有位置傳感器用于檢測電極裝置與載物臺之間的距離；設置控制系統(tǒng)包括一上位機對一主控模塊進行參數(shù)設置，通過主控模塊對脈沖、溫度、COsubgt;2/subgt;濃度、Osubgt;3/subgt;濃度和以及電極裝置與載物臺之間的距離進行控制。實現(xiàn)對脈沖電場的電場強度、電場頻率、電場極性、作用時間可調(diào)，彌補了傳統(tǒng)裝置只能進行外界細胞處理的局限。

技術領域

本發(fā)明細胞培養(yǎng)領域，具體地來講為一種細胞培養(yǎng)方法及能產(chǎn)生可變脈沖電場的細胞培養(yǎng)裝置。

背景技術

癌癥是危害人類健康的主要疾病。腫瘤的傳統(tǒng)療法以及新近發(fā)展起來的以微創(chuàng)消融為特征的熱消融物理療法，由于受適應癥、禁忌癥、治療副作用、熱效應等因素的限制，使得其臨床應用存在一定的局限性。

近年來，隨著脈沖生物電學作用機理及其相關技術的不斷研究和發(fā)展，脈沖電場以其獨特的非熱生物醫(yī)學效應引起了世界各國研究人員的廣泛關注，并逐漸應用到腫瘤的治療中，在臨床應用中也取得了較為滿意的治療效果。

電穿孔是指在外加電場的作用下，利用微秒、納秒甚至皮秒級電脈沖使細胞膜通透性發(fā)生改變，而形成納米級的細小孔道的過程，利用直流脈沖發(fā)生器提供。它可以獨立地改變脈沖振幅，長度，輸送脈沖數(shù)和輸送的頻率。研究已經(jīng)證明，隨著振幅的增加，細胞膜被通透化的面積也隨之增加。隨著跨膜電位的改變，脂質(zhì)雙層結(jié)構被破壞，并且創(chuàng)建細小的，暫時性的疏水性或親水性的孔道，以允許微分子和大分子進出細胞，而當電場撤離后，細胞重新恢復自然狀態(tài)，被稱為可逆電穿孔。使用更強的電場可引起細胞膜永久通透，從而導致細胞死亡，這個過程被稱為不可逆電穿孔。這種技術早在18世紀50年代已被發(fā)現(xiàn)，在過去的30年，電穿孔技術已被實際應用在食品加工處理，藥物制劑及醫(yī)學領域。基于可逆電穿孔理論應用于醫(yī)療領域主要在于電化學療法和基因電轉(zhuǎn)染。2005年不可逆電穿孔作為一種新的腫瘤組織消融技術被引入，不同于其它消融方法，不可逆電穿孔不受作用周圍血管血流的影響，因此對大血管邊緣的細胞仍有消融作用，并且治療后的炎癥反應可減少疤痕的形成。不可逆電穿孔對實體瘤的消融作用已被Lee等學者證實。目前在歐洲國家已應用于臨床，如胰腺癌，前列腺癌等疾病的臨床治療。

然而目前不可逆電穿孔對細胞的作用機制的研究仍較為初步，相關知識了解還十分有限，對于電場處理后細胞不同轉(zhuǎn)歸結(jié)局的原因、電場的最佳處理條件、以及體內(nèi)外實驗可能引起的治療效果的差異等尚不明確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種細胞培養(yǎng)方法及能產(chǎn)生可變脈沖電場的細胞培養(yǎng)裝置，能夠產(chǎn)生可變的脈沖電場，通過計算機控制，實現(xiàn)對脈沖電場的電場強度、電場頻率、電場極性、作用時間可調(diào)，彌補了傳統(tǒng)裝置只能進行外界細胞處理的局限。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，

一種能產(chǎn)生可變脈沖電場的細胞培養(yǎng)裝置，該裝置包括：一箱體，在所述箱體的一側(cè)側(cè)壁設有加熱管和O₃通入孔，

在箱體對應加熱管的另一側(cè)壁設有降溫管和CO₂通入孔，

在箱體后壁裝有溫度傳感器，CO₂傳感器和O₃傳感器分別用于檢測溫度、CO₂氣體濃度和O₃氣體濃度，

在箱體頂部裝有電極裝置及步進電機、以及照明用的LED燈，所述電極裝置為具備多個電極針的陣列式電極，通過選擇不同的電極針實現(xiàn)電極間距的控制，通過所述步進電機調(diào)節(jié)電極裝置的位置；