細胞電融合、電轉移裝置的製作方法

2023-10-09 20:45:14

專利名稱：細胞電融合、電轉移裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於細胞電融合、電轉移的裝置，特別是涉及用於在細胞電融合、電轉移過程中利用單片微型計算機對細胞液特性進行智能動態檢測和控制的裝置;還涉及在電磁場作用下對融合前、後的細胞進行培養的裝置以及對它們的使用方法。
根據文獻檢索看出，在歐洲專利、美國專利、日本專利、西德專利中均未查到有本專利所申請的在細胞電融合、電轉移技術中採用帶傳感器的電極。
在歐洲專利EPO333253中所公開的對細胞液的pH值和CO2進行動態檢測，只是在細胞培養過程中進行，不同於本專利所申請的在細胞電融合、電轉移過程中對細胞液特性進行智能動態檢測;也不同於本專利申請的是在電磁場作用下的細胞培養過程中對細胞液特性和所施加的電磁場強度所進行的智能動態檢測。
在美國專利US.4578168和US.4906576中雖然使用了調製高頻電場使細胞排列成串，但仍以視頻脈衝電場進行細胞融合，其高頻電場和視頻脈衝電場的相位關係是隨機的，而本專利申請的使細胞排列成串與細胞融合時所施加於電極上的電場是相位完全相關的調製高頻電場。而且在美國專利US4906576和US4849089中公開的專利技術中使用的電極是平行圓盤形電極，其電場分布與本專利申請的電極電場分布情況完全不同。
在日本專利昭63-49067中所公開的將調製高頻矩形波用在細胞排列成串與細胞融合，此信號為非過零信號，與本專利申請的脈衝調幅的正弦波或高頻過零脈衝電場不同。而且本專利所申請的調製高頻電場其調製幅度、調製脈衝寬度、調製脈衝間隔時間等均受智能控制。
日本專利昭62-210978和依據該專利技術由日本生產的SSH-1型島津細胞融合裝置具有對高頻電場幅度、視頻脈衝電場幅度進行智能控制的性能，但其在同一次融合試驗中所施加的每個視頻脈衝的寬度均相同。而本專利申請不但具有對高頻電場幅度、視頻脈衝電場幅度進行智能控制的性能，而且在同一次融合試驗中所施加的若干個視頻脈衝電場，其脈衝寬度、間隔時間可以相同，也可以各不相同，還可以是脈衝串。
在歐洲專利EP0225636、美國專利US4804450和日本SSH-1型島津細胞融合裝置所用的電極雖均為圓柱形電極，但是兩個電極均固定在同一基板上，不可拆卸分離。當電極的間距較小時，清洗、滅菌甚為不便。本專利申請中的組合式圓柱形電極以及「外」電極與上述已有技術中的電極完全不同。
日本專利昭62-265975和日本SSH-1型島津細胞融合裝置具有在細胞電融合、電轉移前(或前、後)控制溫度的設備。而本專利申請是在其細胞電融合、電轉移過程中對細胞液溫度和其它參數的智能檢測和控制的設備。
日本專利昭63-173573公開的兩電極間的絕緣物不在電融合容器內，是為了保證兩電極的間距和電極間絕緣。而本專利申請中的「外」電極在兩電極間所具有的電絕緣層則是為了保證高電位電極與細胞液不接觸，既能電絕緣，又能有效地傳輸高頻能量。
日本專利昭63-173574所公開的在電極外所附著的高分子膜是為了有選擇地通透篩選所需要的細胞，其兩電極與細胞液間均不具有電絕緣特性。日本專利63-49066中所公開的在電極外附著有小孔的電介質層，除為了有選擇地通透篩選所需要的細胞外，還為了使小孔處電場力線集中，其電極與細胞液是直接接觸的。在日本專利昭63-84478中雖為平行電極且在電極間具有纖維素或合成纖維的隔膜，其隔膜的作用是聚積細胞。細胞雖與電極不接觸，但電極卻與細胞液相接觸。上述已有技術中所公開的裝置均不同於本專利申請中的「外」電極裝置。本專利申請的「外」電極的電絕緣層既是為了高電位電極與細胞液不接觸和電絕緣，又要保證調製高頻信號能量的有效傳輸。
美國專利US4663292和依據該專利技術由美國BAEKON公司生產的Advanced Gene Transfer System BAEKON 2000 SERIES 1中所公開的電極形式是以空氣為絕緣層的「外」電極，所施加的電場為若干組非過零高頻電場，各組高頻電場間相位是隨機的。上述已有技術中的電極形狀均不同於本專利申請中的圓柱形「外」電極以及平行「外」電極，而且本專利申請所使用的過零調製高頻電場的相位完全相關。此外，本專利申請中的電極不但便於清洗、滅菌，還可重複使用。而依據美國專利US4663292所生產的BAEKON 2000 SERIES 1儀器(國內已有進口)，在實際使用中表明其接地電極與塑料容器間能滲入細胞液，不便於清洗和滅菌，經多次使用接地電極還會生鏽。
本發明的目的正是為了克服上述已有技術的不足而提供了一種細胞電融合、電轉移裝置。採用這種裝置並配置單片微型計算機及電路系統實現在細胞電融合、電轉移過程中對細胞液特性進行智能檢測與控制，在細胞培養過程中對細胞液特性和電磁場強度進行智能檢測與控制。
本發明採用帶有傳感器的組合式細胞電融合、電轉移電極。該電極由分別固定裝在上、下兩塊玻璃上的兩個同心金屬圓柱形電極構成，兩電極分別接有電極引線。該電極還可採用「外」電極，即接地電極與細胞液接觸，高電位電極與細胞液間有電絕緣層。本發明還採用了帶有測量傳感器的電磁場細胞培養裝置。
下面結合附圖對本發明做詳細說明

圖1a顯示帶傳感器的電極結構1b顯示圖1a的A-A′斷面2a顯示圓柱形「外」電極結構2b顯示平行「外」電極結構2c顯示圖2b平行「外」電極的B-B′斷面3a、3b顯示工作時加在「外」電極上的電壓波形示意4顯示電磁場作用下的細胞培養裝置結構5a顯示圖1裝置所用的單片微型計算機及電路系統的方框5b顯示圖2裝置所用的單片微型計算機及電路系統的方框圖帶有傳感器的細胞電融合、電轉移電極是在兩塊玻璃3、4上分別安裝圓柱形金屬電極1、2。電極1、2的同心度和整個電極的密封由圓環7保證。電極2和玻璃4上安裝有測量傳感器組8、9、10。電極1與電極2上接有電極引線5、6。這樣構成一個封閉的、組合式電極。圓柱形「外」電極是在玻璃14上安裝有高電位電極12，電極12外層有絕緣層11，玻璃21上安裝有接地電極13，電極13與玻璃21上裝有傳感器組18、19、20。圓環17用來保證電極12、13的同心度以及電極整體的密封。電極12、13上接有電極引線15、16。
平行「外」電極是在玻璃29上平行安裝高電位電極23，接地電極24。電極23的外層有電絕緣層22。電極23、24的兩端裝有絕緣端板27、28。電極23、24的一端各接有電極引線25、26，傳感器30裝在兩電極之間。
帶有傳感器的電磁場作用下的細胞培養裝置是在玻璃35上安裝可透光電極31、電磁場電極32以及電磁場強度測量傳感器33。可透光電極上可放置被培養細胞36，並由傳感器組34對細胞液特性進行測量。
採用本發明利於細胞無菌試驗，使用方便，同時具有清洗、消毒方便，細胞懸浮液容量大等優點。採用本發明中所述電極可對細胞電融合的全過程進行顯微觀察、顯微電視攝像、錄像、顯微攝影，還可通過微型計算機對細胞懸浮液的特性(溫度、電導率、pH值、溶液離子濃度等)進行智能動態檢測和控制。
權利要求
1.一種用於細胞電融合、電轉移的裝置，其特徵是該裝置採用帶有傳感器的細胞電融合、電轉移電極。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於帶傳感器的組合式電極由分別固定在上、下、兩塊玻璃上的兩個同心的金屬圓柱形電極構成，兩電極分別接有電極引線。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於採用「外」電極，即接地電極與細胞液接觸，高電位電極與細胞液間有電絕緣層。
4.一種細胞電融合、電轉移裝置，其特徵在於採用帶有測量傳感器的電磁場細胞培養裝置，該裝置由一塊玻璃板上安裝可透光電極、電磁場電極、電磁場強度測量傳感器和細胞液特性測量傳感器構成，可透光電極上放置被培養細胞。
全文摘要
本發明涉及一種用於細胞電融合、電轉換技術。該技術採用帶有傳感器的電極以及帶有傳感器的電磁場作用下的細胞培養裝置。採用本發明可對細胞電融合的全過程進行顯微觀察，顯微電視攝象、錄象、顯微攝影。還可通過微機對細胞懸浮液的特性(溫度、電導率、pH值、溶液離子濃度等)進行智能動態檢測和控制。
文檔編號C12N13/00GK1057482SQ91104419
公開日1992年1月1日 申請日期1991年7月4日 優先權日1991年7月4日
發明者李德生, 王堃, 劉永善, 丁建, 張碧輝, 陳楚楚 申請人:北京理工大學, 中國科學院生物物理研究所