多细胞共培养皿及使用方法.docx

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专利名称:多细胞共培养皿及使用方法
技术领域:
本发明涉及微生物细胞培养装置领域,尤其涉及一种多细胞共培养皿及其使用方法。
技术背景当前,创建与体内相似的生长环境,促使细胞增殖、分化及呈现出类似体内组织结构和功能性状是体外细胞培养的发展趋势。目前已有的体外单细胞培养技术,虽然其具有培养简单、易操作、费用低、可大量应用的优点,但由于人体是一个复杂的微环境,细胞的生长,增殖,分化并不是在一个独立的环境下发生的,而是通过体内的循环系统和内分泌系统相互联系,相互作用,所以不能真实模拟体内环境,而使细胞失去原有的生物学活性。越来越多人认识到单层细胞培养技术的局限,并进而提出了共培养技术。目前有两种细胞共培养体系,一为直接共培养体系,即将2种或2种以上的细胞同时或分别接种于同一孔中,不同种类的细胞之间直接接触;二为间接共培养体系,即将2种或2种以上的细胞分别接种于不同的载体上,然后将这两种载体置于同一培养环境之中,使不同种类的细胞共用同一种培养体系而不直接接触。但是此类培养技术也存在较多的局限性,例如与体内环境还是具有很大差别,并不能完全反映体内的变化;若观察两-两细胞之间的相互作用,将花费大量的时间、精力和费用;利用
Transwell小室进行的细胞迁徙共培养时具有培养基无法统一及观察细胞生长很不方便的缺点。故而,当前存在的两种技术均不能满足当前的实验需求。
另外,人体是一个复杂的环境,多种细胞之间相互作用,但有些疾病的发生往往与其中的某一关键细胞有直接关系,如破骨细胞是类风湿关节炎(RA)骨质破坏中的关键细胞,单核细胞是破骨细胞的前体细胞,那么,在进行实验时,需要研究哪些细胞存在诱导单核细胞转化为破骨细胞可能性,这就需要以单核细胞为研究靶细胞,观察其他细胞(如滑膜样成纤维细胞、淋巴细胞、成骨细胞)对它的单独作用和协同作用,现有的多细胞共培养皿只能观察这些细胞共同作用的结果,而无法针对单核细胞进行上述研究
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述不足,提供一种能够最大程度地模拟体内环境,并且针对性的研究某一特定靶细胞的多细胞共培养皿。
为解决上述问题,本发明提供一种多细胞共培养皿,包括壳体、卡槽、隔板,壳体被隔板、卡槽分成特定细胞腔室和3个以上的周围腔室,周围腔室环绕在特定细胞腔室周围,特定细胞腔室周围的隔板为可拆卸式隔板,周围腔室之间的隔板为固定隔板。
优选的隔板旁设有隔膜,隔板上设有提拉装置,隔膜材质为聚碳酸酯膜,隔板材质为塑料或者玻璃,隔板上的提拉装置可以是设置在与隔膜相对另一边上半部或顶部中间的横向凸起,该横向凸起可以是片状
的半圆形或方形;隔板上的提拉装置还可以是设置在与隔膜相对另一边上半部或顶部中间的横向凹凸条纹。通过上述横向凸起或凹凸条纹,可以轻易的将隔板从壳体中拆离。
优选的卡槽与隔板之间,隔板与壳体之间作密封处理,使隔板未拆离壳体时,周围腔室与特定细胞腔室之间,周围腔室之间相互独立,腔室内药液不能相互流通、渗透;壳体与隔膜连接处,隔膜与卡槽连接处设有密封装置,防止隔板拆离后,腔室之间的液体未经隔膜互通。
优选的壳体为棱柱形,比如三棱柱形、四棱柱形、五棱柱形、六棱柱形等,特定细胞腔室形状为与壳体形状相同的棱柱形,其底面边长小于壳体,设在壳体中心,周围腔室面积相等。
优选的特定细胞腔室和壳体为形状相同的正棱柱形。特定细胞腔室的底面边长为壳体底面边长的一半,特定细胞腔室的侧棱设置在壳体侧面中间。该设计使得各个周围腔室与特定细胞腔室之间的接触面积相等,周围腔室对特定细胞的作用机会均等。
优选的特定细胞腔室外壁及周围腔室上设有刻度,用以度量各腔室内液体剂量。
优选的壳体上设有壳盖,壳盖上设有密封装置。
优选的隔膜设置在隔膜安装插片上,从而节省隔膜使用面积,降低成本。
培养皿还可以做成特定细胞腔室周围的隔板为可拆卸式隔板,周围腔室之间的隔板也为可拆卸式隔板的式样。
该多细胞共培养皿的使用方法,步骤如下(1)、对多细胞培养皿进行灭菌;(2)、将多细胞培养皿置于无菌操作台下,进行细胞接种及相关操作;(3)、按需拆离隔板,进行实验观察;(4)、按需插入隔板,进行实验观察。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是(I)研究其他多个细胞对某一特定靶细胞的单独作用及协同作用。
⑵
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(5)
图1为本发明培养皿俯视图;图2为本发明培养皿立体图;图3为本发明盖子立体图;图4为本发明隔板放大图;图5为本发明隔膜安装插片放大图;图6为本发明培养皿俯视图;图7为本发明培养皿立体图;图8为本发明盖子立体图;具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
实施例一,参见图1,图2,图3,图4,图5。
一种多细胞共培养皿,包括壳体1、卡槽4、隔板3a、3b,壳体I被隔板3a、3b、卡槽4分成特定细胞腔室6和3个周围腔室5,周围腔室5环绕在特定细胞腔室6周围,隔板3a为可拆卸式隔板。隔板3a旁设有隔膜2,隔板3a上设有提拉装置9,隔膜2材质为聚碳酸酯膜,隔板3a、3b材质为塑料或者玻璃。隔板3a上的提拉装置9是设置在与隔膜2相对另一边的上半部或顶部中间的横向凹凸条纹。通过上述横向凹凸条纹,可以轻易的将隔板3a从壳体I中拆离。卡槽4与隔板3a、3b之间,隔板3a、3b与壳体I之间作密封处理,使隔板3a未拆离壳体I时,周围腔室5与特定细胞腔室6之间,周围腔室5之间相互独立,室内药液不能相互流通、渗透;壳体I与隔膜2连接处,隔膜2与卡槽4连接处设有密封装置,防止隔板3a拆离后,腔室之间的液体未经隔膜2互通。壳体I为正三棱柱形,特定细胞腔室6形状为与壳体I形状相同的正三棱柱形,设在壳体I中心,周围腔室5面积相等。特定细胞腔室6的底面边长为壳体I底面边长的一半。特定细胞腔室6外壁及周围腔室5上设有刻度,用以度量各腔室内液体剂量。壳体I上设有壳盖7,壳盖7上设有密封装置8。
因隔膜材料为聚碳酸酯膜,价格较高,为节约成本,可减少隔膜使用面积,将隔膜2设置在隔膜安装插片10上。隔膜2
底边与壳体连接,其余三边均设置在隔膜安装插片10上,隔膜安装插片10材料为塑料或玻璃,这样即有利于隔膜使用面积的减少,又有利于隔膜的密封安装,还有利于延长隔膜使用寿命,防止隔膜塌陷变形。
实施例二,参见图6,图7,图8一种多细胞共培养皿,包括壳体I’、卡槽4’、隔板3’,壳体I’被隔板3’、卡槽4’分成特定细胞腔室6’和6个周围腔室5’,壳体I’为正六棱柱形,特定细胞腔室6’形状为与壳体I’形状相同的正六棱柱形,设在壳体I’中心,周围腔室5’面积相等。周围腔室5’环绕在特定细胞腔室6’周围,隔板3’为可拆卸式隔板。隔板3’旁设有隔膜2’,隔板3’上设有提拉装置,隔膜2’材质为聚碳酸酯膜,隔板3’材质为塑料或者玻璃。隔板3’上的提拉装置是设置在与隔膜2’相对另一边的上半部或顶部中间的横向突起。通过上述横向突起可以轻易的将隔板3’从壳体中拆离。卡槽4’与隔板3’之间,隔板3’与壳体I’之间作密封处理,使隔板3’未拆离壳体I’时,周围腔室5’与特定细胞腔室6’之间,周围腔室5’之间相互独立,室内药液不能相互流通、渗透;壳体I’与隔膜3’连接处,隔膜3’与卡槽4’连接处设有密封装置,防止隔板3’拆离后,腔室之间的液体未经隔膜互通。特定细胞腔室6’的底面边长为壳体I’底面边长的一半。特定细胞腔室6’外壁及周围腔室5’上设有刻度,用以度量各腔室内液体
剂量。壳体I’上设有壳盖7’,壳盖7’上设有密封装置8’。
本发明可真实的反映人体组织细胞之间的相互影响,作用及联系,又能展现细胞培养的直观性及条件可控性的优势,为研究多个细胞间的相互作用提供了更好的条件。此外,本培养皿也有利于快速筛选新药的疗效和毒性,研究中药复方中药物的单独作用及君臣佐使的配伍作用。而且本产品制备简单,美观实用,价格低廉,从而降低研发成本。
较之以往的培养皿,本发明具有最大程度的反映体内环境,尽可能使体外环境与体内环境相吻合,从而使细胞间能相互沟通信息,相互支撑生长增殖,且更具有针对性、可靠性、严谨性以及广泛使用性的优点。
本发明不仅可以研究两两细胞间的相互作用,而且还适用于多个细胞间的研究。更能针对其中某个特定的细胞进行研究分析。本发明的中心一环绕型设计,可以针对接种在特定细胞腔室的靶细胞进行单个细胞或多个细胞对其作用的分析,从而可以帮助实验者由点及面,有针对性的研究靶细胞,更好更快的达到预期的实验结果。正棱柱的设计是成轴对称的,同样的接触面积保证了周围细胞对靶细胞的作用是彼此均衡等同的,刻度的设计使实验者方便控制用量,从而保证了研究结果的真实、可靠和严谨。
实验者可以根据需要选择培养皿形状,如六棱柱多细胞共培养皿可以研究周围六种细胞对中心靶细胞的单
独和协同影响作用。
本发明的使用方法为,首先,应用煮沸灭菌法对多细胞共培养皿灭菌,确保多细胞培养皿相对无菌。此后,将多细胞培养皿置于无菌操作台下,进行细胞接种及相关操作。其次,拆离隔板后多细胞共培养皿各个腔室之间隔有聚碳酸酯膜,在隔膜作用下可使细胞分泌的因子或药物分子自由通过,而细胞本身不能通过。根据实验需求拆离I个或多个隔板而使聚碳酸酯膜开放,从而周围腔室与特定细胞腔室培养液相通,周围腔室植入细胞分泌或代谢的产物或药物分子便可渗过聚碳酸酯膜进入特定细胞腔室而作用于特定细胞腔室的细胞,从而进一步进行实验观察。
如用三棱柱多细胞共培养皿研究三种细胞在培养液作用下所产生的物质对于所要研究细胞作用的方法。特定细胞腔室接种受研究细胞(靶细胞),另外三个周围腔室接种影响细胞A、B、C。若要研究细胞A对于受研究细胞的作用,就将隔板插入另外两室中以关闭隔膜,同理可研究B、C分别对受研究细胞的作用;若要研究细胞A、B对于受研究细胞的作用,就将隔板插入细胞C所在的周围腔室中以关闭隔膜,同理可分别研究A、C以及B、C对于受研究细胞的协同作用;若是研究三种细胞对于受研究细胞的作用,就将隔板全部拆离,使隔膜都开放,来观察实验效果。若要研究更多细胞对于受研究细胞的影响,可按细胞数量选择相应数量棱柱的多细胞培养皿,以方便科研实验需要。
按上述方式可以用于研究中药复方中药物的单独作用及君臣佐使的配伍作用。(我换了下位置)如四棱柱多细胞共培养皿在中药复方中的应用特定细胞腔室接种细胞A,插入隔膜,使各个腔室相互独立,在四个周围腔室里分别加入药液a、药液b、药液C、药液d,特定细胞腔室不加任何药液。拆离隔膜可以开放设在隔膜边的聚酯碳酸膜,如果仅开放药液a所在周围腔室和特定细胞腔室之间的聚碳酸酯膜,使药液a均匀渗透到特定细胞腔室,从而观察药液a对细胞A的单独作用。如果开放药液a、b两个周围腔室和特定细胞腔室之间的聚碳酸酯膜,使药液a、b均匀渗透到特定细胞腔室,从而观察药液a、b对细胞A的协同作用,同理可观察其他两两药液的协同作用。如果开放药液a、b、c三个周围腔室和特定细胞腔室之间的聚碳酸酯膜,使药液a、b、c均匀渗透到特定细胞腔室,从而观察药液a、b、c对特定细胞腔室中细胞A的协同作用,同理可观察药液b、C、d,药液a、C、d,药液a、b、d三种药液的协同作用。若将四个周围腔室和特定细胞腔室之间的聚碳酸酯膜同时开放,可观察药液a、b、c、d(即复方)对特定细胞腔室中细胞A共同综合作用。若要观察药液a、b是否有先后作用,可先开放药液a所在周围腔室和特定细胞腔室之间的的聚碳酸酯膜,再开放药液b所在周围腔室和特定细胞腔室之间的聚碳酸酯膜,或先开放药液
b所在周围腔室的聚碳酸酯膜,再开放药液a所在周围腔室的聚碳酸酯膜,通过比较得出观察结果。同理,可通过一一控制周围腔室开放的先后时间次序来观察药液a、b、C、d对细胞A是否有先后作用顺序以及药液与药液之间是否有干扰作用。
若先将四个周围腔室均开放,再依次关闭a、b、C、d所在周围腔室,可用于临床观察停药反应。
若周围腔室之间为可拆式隔板,则可同时进行几组实验,进行观察比较。
如六棱柱多细胞培养皿在同时进行多组实验研究的方法,插入隔膜,使各个腔室相互独立,在六个周围腔室里分别接种细胞A、细胞B、细胞C、细胞D、细胞E、细胞F,并加入同样的培养液或药液,使各个细胞处于同一环境中,特定细胞腔室不接种细胞。将细胞A与细胞B所在周围腔室之间的隔板拆离,开放两周围腔室之间的聚碳酸酯膜;将细胞C与细胞D所在周围腔室之间的隔板拆离,开放两周围腔室之间的聚碳酸酯膜;将细胞E与细胞F所在的周围腔室之间的隔板拆离,开放两周围腔室之间的聚碳酸酯膜,从而同时进行三组实验研究,同时研究三组两种不同细胞之间的协同作用。
将细胞A与细胞B,细胞B与细胞C所在周围腔室之间的隔板拆离,开放三个相邻周围腔室之间的聚碳酸酯膜;将细胞