多細胞共培養皿及使用方法
2023-09-22 20:54:30
專利名稱：多細胞共培養皿及使用方法
技術領域：
本發明涉及微生物細胞培養裝置領域，尤其涉及一種多細胞共培養皿及其使用方法。
技術背景當前，創建與體內相似的生長環境，促使細胞增殖、分化及呈現出類似體內組織結構和功能性狀是體外細胞培養的發展趨勢。目前已有的體外單細胞培養技術，雖然其具有培養簡單、易操作、費用低、可大量應用的優點，但由於人體是一個複雜的微環境，細胞的生長，增殖，分化並不是在一個獨立的環境下發生的，而是通過體內的循環系統和內分泌系統相互聯繫，相互作用，所以不能真實模擬體內環境，而使細胞失去原有的生物學活性。越來越多人認識到單層細胞培養技術的局限，並進而提出了共培養技術。目前有兩種細胞共培養體系，一為直接共培養體系，即將2種或2種以上的細胞同時或分別接種於同一孔中，不同種類的細胞之間直接接觸；二為間接共培養體系，即將2種或2種以上的細胞分別接種於不同的載體上，然後將這兩種載體置於同一培養環境之中，使不同種類的細胞共用同一種培養體系而不直接接觸。但是此類培養技術也存在較多的局限性，例如與體內環境還是具有很大差別，並不能完全反映體內的變化；若觀察兩-兩細胞之間的相互作用，將花費大量的時間、精力和費用；利用Transwell小室進行的細胞遷徙共培養時具有培養基無法統一及觀察細胞生長很不方便的缺點。故而，當前存在的兩種技術均不能滿足當前的實驗需求。
另外，人體是一個複雜的環境，多種細胞之間相互作用，但有些疾病的發生往往與其中的某一關鍵細胞有直接關係，如破骨細胞是類風溼關節炎(RA)骨質破壞中的關鍵細胞，單核細胞是破骨細胞的前體細胞，那麼，在進行實驗時，需要研究哪些細胞存在誘導單核細胞轉化為破骨細胞可能性，這就需要以單核細胞為研究靶細胞，觀察其他細胞(如滑膜樣成纖維細胞、淋巴細胞、成骨細胞)對它的單獨作用和協同作用，現有的多細胞共培養皿只能觀察這些細胞共同作用的結果，而無法針對單核細胞進行上述研究
發明內容
本發明要解決的技術問題在於克服上述不足，提供一種能夠最大程度地模擬體內環境，並且針對性的研究某一特定靶細胞的多細胞共培養皿。
為解決上述問題，本發明提供一種多細胞共培養皿，包括殼體、卡槽、隔板，殼體被隔板、卡槽分成特定細胞腔室和3個以上的周圍腔室，周圍腔室環繞在特定細胞腔室周圍， 特定細胞腔室周圍的隔板為可拆卸式隔板，周圍腔室之間的隔板為固定隔板。
優選的隔板旁設有隔膜，隔板上設有提拉裝置，隔膜材質為聚碳酸酯膜，隔板材質為塑料或者玻璃，隔板上的提拉裝置可以是設置在與隔膜相對另一邊上半部或頂部中間的橫向凸起，該橫向凸起可以是片狀的半圓形或方形；隔板上的提拉裝置還可以是設置在與隔膜相對另一邊上半部或頂部中間的橫向凹凸條紋。通過上述橫向凸起或凹凸條紋，可以輕易的將隔板從殼體中拆離。
優選的卡槽與隔板之間，隔板與殼體之間作密封處理，使隔板未拆離殼體時，周圍腔室與特定細胞腔室之間，周圍腔室之間相互獨立，腔室內藥液不能相互流通、滲透；殼體與隔膜連接處，隔膜與卡槽連接處設有密封裝置，防止隔板拆離後，腔室之間的液體未經隔膜互通。
優選的殼體為稜柱形，比如三稜柱形、四稜柱形、五稜柱形、六稜柱形等，特定細胞腔室形狀為與殼體形狀相同的稜柱形，其底面邊長小於殼體，設在殼體中心，周圍腔室面積相等。
優選的特定細胞腔室和殼體為形狀相同的正稜柱形。特定細胞腔室的底面邊長為殼體底面邊長的一半，特定細胞腔室的側稜設置在殼體側面中間。該設計使得各個周圍腔室與特定細胞腔室之間的接觸面積相等，周圍腔室對特定細胞的作用機會均等。
優選的特定細胞腔室外壁及周圍腔室上設有刻度，用以度量各腔室內液體劑量。
優選的殼體上設有殼蓋，殼蓋上設有密封裝置。
優選的隔膜設置在隔膜安裝插片上，從而節省隔膜使用面積，降低成本。
培養皿還可以做成特定細胞腔室周圍的隔板為可拆卸式隔板，周圍腔室之間的隔板也為可拆卸式隔板的式樣。
該多細胞共培養皿的使用方法，步驟如下(1)、對多細胞培養皿進行滅菌；(2)、 將多細胞培養皿置於無菌操作臺下，進行細胞接種及相關操作；(3)、按需拆離隔板，進行實驗觀察；(4)、按需插入隔板，進行實驗觀察。
本發明與現有技術相比具有的有益效果是(I)研究其他多個細胞對某一特定靶細胞的單獨作用及協同作用。
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圖1為本發明培養皿俯視圖；圖2為本發明培養皿立體圖；圖3為本發明蓋子立體圖；圖4為本發明隔板放大圖；圖5為本發明隔膜安裝插片放大圖； 圖6為本發明培養皿俯視圖；圖7為本發明培養皿立體圖；圖8為本發明蓋子立體圖；具體實施方式
下面結合附圖及具體實施例對本發明再作進一步詳細的說明。
實施例一，參見圖1，圖2，圖3，圖4，圖5。
一種多細胞共培養皿，包括殼體1、卡槽4、隔板3a、3b，殼體I被隔板3a、3b、卡槽 4分成特定細胞腔室6和3個周圍腔室5，周圍腔室5環繞在特定細胞腔室6周圍，隔板3a 為可拆卸式隔板。隔板3a旁設有隔膜2，隔板3a上設有提拉裝置9，隔膜2材質為聚碳酸酯膜，隔板3a、3b材質為塑料或者玻璃。隔板3a上的提拉裝置9是設置在與隔膜2相對另一邊的上半部或頂部中間的橫向凹凸條紋。通過上述橫向凹凸條紋，可以輕易的將隔板3a 從殼體I中拆離。卡槽4與隔板3a、3b之間，隔板3a、3b與殼體I之間作密封處理，使隔板3a未拆離殼體I時，周圍腔室5與特定細胞腔室6之間，周圍腔室5之間相互獨立， 室內藥液不能相互流通、滲透；殼體I與隔膜2連接處，隔膜2與卡槽4連接處設有密封裝置，防止隔板3a拆離後，腔室之間的液體未經隔膜2互通。殼體I為正三稜柱形，特定細胞腔室6形狀為與殼體I形狀相同的正三稜柱形，設在殼體I中心，周圍腔室5面積相等。 特定細胞腔室6的底面邊長為殼體I底面邊長的一半。特定細胞腔室6外壁及周圍腔室5 上設有刻度，用以度量各腔室內液體劑量。殼體I上設有殼蓋7，殼蓋7上設有密封裝置8。
因隔膜材料為聚碳酸酯膜，價格較高，為節約成本，可減少隔膜使用面積，將隔膜2 設置在隔膜安裝插片10上。隔膜2底邊與殼體連接，其餘三邊均設置在隔膜安裝插片10 上，隔膜安裝插片10材料為塑料或玻璃，這樣即有利於隔膜使用面積的減少，又有利於隔膜的密封安裝，還有利於延長隔膜使用壽命，防止隔膜塌陷變形。
實施例二，參見圖6，圖7，圖8一種多細胞共培養皿，包括殼體I』、卡槽4』、隔板3』，殼體I』被隔板3』、卡槽4』分成特定細胞腔室6』和6個周圍腔室5』，殼體I』為正六稜柱形，特定細胞腔室6』形狀為與殼體I』形狀相同的正六稜柱形，設在殼體I』中心，周圍腔室5』面積相等。周圍腔室5』環繞在特定細胞腔室6』周圍，隔板3』為可拆卸式隔板。隔板3』旁設有隔膜2』，隔板3』上設有提拉裝置，隔膜2』材質為聚碳酸酯膜，隔板3』材質為塑料或者玻璃。隔板3』上的提拉裝置是設置在與隔膜2』相對另一邊的上半部或頂部中間的橫向突起。通過上述橫向突起可以輕易的將隔板3』從殼體中拆離。卡槽4』與隔板3』之間，隔板3』與殼體I』之間作密封處理，使隔板3』未拆離殼體I』時，周圍腔室5』與特定細胞腔室6』之間，周圍腔室5』 之間相互獨立，室內藥液不能相互流通、滲透；殼體I』與隔膜3』連接處，隔膜3』與卡槽 4』連接處設有密封裝置，防止隔板3』拆離後，腔室之間的液體未經隔膜互通。特定細胞腔室6』的底面邊長為殼體I』底面邊長的一半。特定細胞腔室6』外壁及周圍腔室5』上設有刻度，用以度量各腔室內液體劑量。殼體I』上設有殼蓋7』，殼蓋7』上設有密封裝置8』。
本發明可真實的反映人體組織細胞之間的相互影響， 作用及聯繫，又能展現細胞培養的直觀性及條件可控性的優勢，為研究多個細胞間的相互作用提供了更好的條件。此外，本培養皿也有利於快速篩選新藥的療效和毒性，研究中藥複方中藥物的單獨作用及君臣佐使的配伍作用。而且本產品製備簡單，美觀實用，價格低廉，從而降低研發成本。
較之以往的培養皿，本發明具有最大程度的反映體內環境，儘可能使體外環境與體內環境相吻合，從而使細胞間能相互溝通信息，相互支撐生長增殖，且更具有針對性、可靠性、嚴謹性以及廣泛使用性的優點。
本發明不僅可以研究兩兩細胞間的相互作用，而且還適用於多個細胞間的研究。 更能針對其中某個特定的細胞進行研究分析。本發明的中心一環繞型設計，可以針對接種在特定細胞腔室的靶細胞進行單個細胞或多個細胞對其作用的分析，從而可以幫助實驗者由點及面，有針對性的研究靶細胞，更好更快的達到預期的實驗結果。正稜柱的設計是成軸對稱的，同樣的接觸面積保證了周圍細胞對靶細胞的作用是彼此均衡等同的，刻度的設計使實驗者方便控制用量，從而保證了研究結果的真實、可靠和嚴謹。
實驗者可以根據需要選擇培養皿形狀，如六稜柱多細胞共培養皿可以研究周圍六種細胞對中心靶細胞的單獨和協同影響作用。
本發明的使用方法為，首先，應用煮沸滅菌法對多細胞共培養皿滅菌，確保多細胞培養皿相對無菌。此後，將多細胞培養皿置於無菌操作臺下，進行細胞接種及相關操作。其次，拆離隔板後多細胞共培養皿各個腔室之間隔有聚碳酸酯膜，在隔膜作用下可使細胞分泌的因子或藥物分子自由通過，而細胞本身不能通過。根據實驗需求拆離I個或多個隔板而使聚碳酸酯膜開放，從而周圍腔室與特定細胞腔室培養液相通，周圍腔室植入細胞分泌或代謝的產物或藥物分子便可滲過聚碳酸酯膜進入特定細胞腔室而作用於特定細胞腔室的細胞，從而進一步進行實驗觀察。
如用三稜柱多細胞共培養皿研究三種細胞在培養液作用下所產生的物質對於所要研究細胞作用的方法。特定細胞腔室接種受研究細胞(靶細胞)，另外三個周圍腔室接種影響細胞A、B、C。若要研究細胞A對於受研究細胞的作用，就將隔板插入另外兩室中以關閉隔膜，同理可研究B、C分別對受研究細胞的作用；若要研究細胞A、B對於受研究細胞的作用，就將隔板插入細胞C所在的周圍腔室中以關閉隔膜，同理可分別研究A、C以及B、C對於受研究細胞的協同作用；若是研究三種細胞對於受研究細胞的作用，就將隔板全部拆離， 使隔膜都開放，來觀察實驗效果。若要研究更多細胞對於受研究細胞的影響，可按細胞數量選擇相應數量稜柱的多細胞培養皿，以方便科研實驗需要。
按上述方式可以用於研究中藥複方中藥物的單獨作用及君臣佐使的配伍作用。 (我換了下位置) 如四稜柱多細胞共培養皿在中藥複方中的應用特定細胞腔室接種細胞A，插入隔膜， 使各個腔室相互獨立，在四個周圍腔室裡分別加入藥液a、藥液b、藥液C、藥液d，特定細胞腔室不加任何藥液。拆離隔膜可以開放設在隔膜邊的聚酯碳酸膜，如果僅開放藥液a所在周圍腔室和特定細胞腔室之間的聚碳酸酯膜，使藥液a均勻滲透到特定細胞腔室，從而觀察藥液a對細胞A的單獨作用。如果開放藥液a、b兩個周圍腔室和特定細胞腔室之間的聚碳酸酯膜，使藥液a、b均勻滲透到特定細胞腔室，從而觀察藥液a、b對細胞A的協同作用， 同理可觀察其他兩兩藥液的協同作用。如果開放藥液a、b、c三個周圍腔室和特定細胞腔室之間的聚碳酸酯膜，使藥液a、b、c均勻滲透到特定細胞腔室，從而觀察藥液a、b、c對特定細胞腔室中細胞A的協同作用，同理可觀察藥液b、C、d，藥液a、C、d，藥液a、b、d三種藥液的協同作用。若將四個周圍腔室和特定細胞腔室之間的聚碳酸酯膜同時開放，可觀察藥液a、b、c、d (即複方)對特定細胞腔室中細胞A共同綜合作用。若要觀察藥液a、b是否有先後作用，可先開放藥液a所在周圍腔室和特定細胞腔室之間的的聚碳酸酯膜，再開放藥液b所在周圍腔室和特定細胞腔室之間的聚碳酸酯膜，或先開放藥液b所在周圍腔室的聚碳酸酯膜，再開放藥液a所在周圍腔室的聚碳酸酯膜，通過比較得出觀察結果。同理，可通過一一控制周圍腔室開放的先後時間次序來觀察藥液a、b、C、d對細胞A是否有先後作用順序以及藥液與藥液之間是否有幹擾作用。
若先將四個周圍腔室均開放，再依次關閉a、b、C、d所在周圍腔室，可用於臨床觀察停藥反應。
若周圍腔室之間為可拆式隔板，則可同時進行幾組實驗，進行觀察比較。
如六稜柱多細胞培養皿在同時進行多組實驗研究的方法，插入隔膜，使各個腔室相互獨立，在六個周圍腔室裡分別接種細胞A、細胞B、細胞C、細胞D、細胞E、細胞F，並加入同樣的培養液或藥液，使各個細胞處於同一環境中，特定細胞腔室不接種細胞。將細胞A與細胞B所在周圍腔室之間的隔板拆離，開放兩周圍腔室之間的聚碳酸酯膜；將細胞C與細胞 D所在周圍腔室之間的隔板拆離，開放兩周圍腔室之間的聚碳酸酯膜；將細胞E與細胞F所在的周圍腔室之間的隔板拆離，開放兩周圍腔室之間的聚碳酸酯膜，從而同時進行三組實驗研究，同時研究三組兩種不同細胞之間的協同作用。
將細胞A與細胞B，細胞B與細胞C所在周圍腔室之間的隔板拆離，開放三個相鄰周圍腔室之間的聚碳酸酯膜；將細胞D與細胞E，細胞E與細胞F所在周圍腔室之間的隔板拆離，開放三個相鄰周圍腔室之間的聚碳酸酯膜，從而同時進行兩組實驗研究，同時研究兩組三種不同細胞之間的協同作用。
權利要求
1.一種多細胞共培養皿,包括殼體(I)、卡槽(4)、隔板(3a, 3b),其特徵在於殼體(I)被隔板(3a，3b)分成特定細胞腔室(6)和3個以上的周圍腔室(5)，所述周圍腔室(5)環繞在特定細胞腔室(6)周圍，所述特定細胞腔室(6)周圍的隔板(3a)為可拆卸式隔板，周圍腔室(5)之間的隔板(3b)為固定隔板。
2.根據權利要求1所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述殼體(I)上設有殼蓋(8)，殼蓋(8)上設有密封裝置(7)。
3.根據權利要求1或2所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述特定細胞腔室(6)周圍的隔板(3a)旁設有隔膜(2)，所述隔膜(2)材質為聚碳酸酯膜；所述隔板(3a，3b)材質為塑料或者玻璃。
4.根據權利要求3所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述殼體(I)與隔板(3a, 3b)連接處，隔板(3a，3b)與卡槽(4)連接處設有密封裝置，防止腔室之間的液體互通；所述殼體(I)與隔膜(2)連接處，隔膜(2)與卡槽(4)連接處設有密封裝置，防止隔板(3a)拆離後，腔室之間的液體未經隔膜(2)互通。
5.根據權利要求4所述的一種多細胞共培養皿,其特徵在於所述殼體(I)為稜柱形，所述特定細胞腔室(6)為底面邊長小於殼體(I)、形狀與殼體(I)形狀相同的稜柱，設在殼體⑴中心，所述周圍腔室(5)的面積相等。
6.根據權利要求5所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述特定細胞腔室(6)底面邊長為殼體(I)底面邊長的一半，特定細胞腔室(6)和殼體(I)為形狀相同的正稜柱形。
7.根據權利要求6所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述特定細胞腔室(6)的室壁上設有刻度；所述周圍腔室(5)的室壁上設有刻度。
8.根據權利要求7所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述隔膜(2)設置在隔膜安裝插片(10)上。
9.根據上述權利要求所述的一種多細胞共培養皿，其特徵在於所述周圍腔室(5』)之間的隔板(3』)為可拆卸式隔板，隔板(3』 )旁設有隔膜(2』)。
10.根據上述權利要求所述的一種多細胞共培養皿的使用方法，其特徵在於步驟如下 (1)、對多細胞培養皿進行滅菌； (2)、將多細胞培養皿置於無菌操作臺下，進行細胞接種及相關操作； (3)、按需拆離隔板，進行實驗觀察； (4)、按需插入隔板，進行實驗觀察。
全文摘要
本發明提供一種多細胞共培養皿及其使用方法，培養皿包括殼體、卡槽、隔板，殼體被隔板、卡槽分成特定細胞腔室和3個以上的周圍腔室，周圍腔室環繞在特定細胞腔室周圍，特定細胞腔室周圍的隔板為可拆卸式隔板，周圍腔室之間的隔板為固定隔板。隔板旁設有隔膜，所述隔膜材質為聚碳酸酯膜;所述隔板材質為塑料或者玻璃。本發明造型獨特,可用於研究其他多個細胞對某一特定靶細胞的單獨作用及協同作用。運用於多個細胞之間，研究多種細胞間的相互關係。研究中藥複方中藥物的單獨作用及君臣佐使的配伍作用。用於新藥的研究與開發。用於監控藥物之間的相互作用，減輕毒副作用。
文檔編號C12M3/00GK103031252SQ20121055940
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者唐培培, 相萍萍, 張碩 申請人:唐培培, 相萍萍, 張碩