一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置製造方法
2023-09-23 14:20:45 1
一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，包括有監測計、細胞培養瓶、傳感器電極和密封圈；細胞培養瓶為長方體形；細胞培養瓶的一端向上傾斜設置有瓶頸；細胞培養瓶上設置有至少兩個電極插座；電極插座的形狀為由瓶體向瓶腔內部延伸的圓柱孔形；傳感器電極通過套設於傳感器電極上的密封圈插接於電極插座內；監測計通過導線與傳感器電極連接。本實用新型的有益效果為：本實用新型提供的細胞培養裝置，可監測細胞或組織培養過程中細胞培養液體中某特定物質的實時濃度，能夠更準確地、動態地研究特定培養液體環境對細胞或組織的影響。
【專利說明】一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及細胞工程學細胞體外培養裝置，具體涉及一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置。
【背景技術】
[0002]細胞體外培養技術是將哺乳動物細胞接種於細胞培養容器內的液態培養基中，其中含有細胞生長繁殖所必需的多種營養成分，並將其放置在能夠設置特定溫度、溼度、氣體環境的細胞培養箱中孵育培養，使之生長、增殖。在科學研究中，經常需要研究細胞培養液中某特定物質在特定濃度下對細胞生長、分裂、增殖等過程的影響。這些特定物質包括細胞培養液中的溶解氧、pH、碳酸氫鹽、葡萄糖、無機離子、細胞代謝產物如乳酸、氮化物、一氧化氮等。以往的實驗研究過程中無法實時監測細胞培養液體中特定物質的濃度變化，尤其是需要長時間(> 24h)培養時，很難動態記錄下某特定物質的完整代謝過程，因此無法得到準確全面地實驗結果。如果通過增加細胞培養次數並設置多個培養液採樣時間點及檢測次數來獲取動態數據，又將使實驗過程過於繁瑣，並需要投入大量的人力和物力，同時也容易引起細胞培養的汙染。此外，在進行缺氧或高氧細胞培養時，開啟培養箱門採集細胞培養液過程中將造成培養箱氣體環境的變化，並且需要時間再次平衡，因此，增加採樣次數必定影響實驗結果的準確性。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的就是針對上述現有技術中的缺陷，提供了一種可實時監測細胞培養狀態，不影響細胞培養環境的細胞培養裝置。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型提供的技術方案為:一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，包括有監測計1、細胞培養瓶5、傳感器電極2和密封圈8 ;所述細胞培養瓶5為長方體形；所述細胞培養瓶5的一端向上傾斜設置有瓶頸6 ;所述瓶頸6上設置有瓶蓋7 ;所述細胞培養瓶5上設置有至少兩個電極插座4 ;所述電極插座4的形狀為由瓶體向瓶腔內部延伸的圓柱孔形；所述電極插座4的孔徑大於傳感器電極2的下端孔徑；所述傳感器電極2通過套設於傳感器電極2上的密封圈8插接於電極插座4內；所述密封圈8上端為環狀，下端為圓柱體形；所述密封圈8下端的圓柱體形孔徑大於傳感器電極2下端的孔徑並小於電極插座4的孔徑；所述監測計I通過導線3與傳感器電極2連接。
[0005]進一步的，上述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，所述瓶頸6與瓶蓋7間為螺紋連接。
[0006]進一步的，上述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，所述電極插座4設置有三個。
[0007]進一步的，上述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，所述電極插座4的底端距離細胞培養瓶5底部為1cm。
[0008]進一步的，上述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，所述細胞培養瓶5的瓶體材質為聚苯乙烯；所述瓶蓋7的材質為高密度聚乙烯；所述密封圈8的材質為橡膠。
[0009]本實用新型的細胞培養瓶，其形狀、大小和製作材料均與傳統的細胞培養瓶相似，具體是矩形、斜頸、聚苯乙烯(Polystrene)瓶體、高密度聚乙烯(High DensityPolyethylene)密封瓶蓋。不同之處在於:培養瓶遠離瓶口的一端有若干內陷式、內壁圓柱形的電極插座，插座內壁向下延伸至距瓶底Icm處,插座入口有橡膠密封圈,在不使用時，可用高密度聚乙烯材料的電極插座塞子9蓋緊，保證密封不透氣。
[0010]用於監測培養液體某特定物質含量時，首先應保證細胞培養瓶內培養液液面高度至少為8mm，再將電極插座塞子拔除同時確認密封圈仍在位，之後將傳感器電極插入到電極插座內並充分浸入到培養液中。將細胞培養瓶放置於細胞培養箱內，用電纜將傳感器電極與細胞培養箱外的監測計相連接，即可用於監測細胞或組織培養過程中培養液體中某特定物質的實時濃度，從而更準確地、動態地研究某特定物質在特定濃度下對細胞生長、分裂、增殖等過程的影響。
[0011]本實用新型的有益效果為:本實用新型提供的細胞培養裝置，可監測細胞或組織培養過程中細胞培養液體中某特定物質的實時濃度，能夠更準確地、動態地研究特定培養液體環境對細胞或組織的影響。根據不同實驗需求，可選擇多種類型的電極傳感器監測培養液特定物質含量變化，如溶解氧電極、pH電極、二氧化碳電極、葡萄糖電極、乳酸電極、氮化物電極、一氧化氮電極、離子電極等；也可選用集成複合電極或同時插入多種傳感器電極來實現多通路參數的實時監測，定製電極傳感器時，要求電極外殼直徑規格與培養瓶電極插座內徑相匹配。
[0012]本實用新型提供的細胞培養裝置不僅限於細胞培養瓶，也可為細胞培養皿、板等容器，容器材質可以為玻璃或高分子材料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置的整體連接示意圖。
[0014]圖2為本實用新型可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置中，細胞培養瓶的使用狀態縱截面連接示意圖。
[0015]圖3為本實用新型可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置中，細胞培養瓶的非使用狀態縱截面連接示意圖。
[0016]圖4為本實用新型可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置中，細胞培養瓶的橫截面示意圖。
[0017]圖5為本實用新型可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置中傳感器電極的示意圖。
[0018]其中，I為監測計,2為傳感器電極,3為導線,4為電極插座,5為細胞培養瓶,6為瓶頸，7為瓶蓋，8為密封圈，9為電極插座塞子。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:[0020]一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，包括有監測計1、細胞培養瓶5、傳感器電極2和密封圈8 ;細胞培養瓶5為長方體形，其瓶體材質為聚苯乙烯；細胞培養瓶5的一端向上傾斜設置有瓶頸6 ;瓶頸6上設置有瓶蓋7，二者通過螺紋連接，瓶蓋7的材質為高密度聚乙烯；細胞培養瓶5上設置有三個電極插座4 ;電極插座4的形狀為由瓶體向瓶腔內部延伸的圓柱孔形，電極插座4的底端距離細胞培養瓶5底部為Icm ;電極插座4的孔徑大於傳感器電極2的下端孔徑；傳感器電極2通過套設於傳感器電極2上的密封圈8插接於電極插座4內；密封圈8上端為環狀，下端為圓柱體形，密封圈8的材質為橡膠；密封圈8下端的圓柱體形孔徑大於傳感器電極2下端的孔徑並小於電極插座4的孔徑；監測計I通過導線3與傳感器電極2連接。
[0021]具體操作過程:
[0022]監測缺氧細胞培養過程中培養液溶解氧的含量:
[0023]缺氧細胞培養的常規方法是控制三氣細胞培養箱內氣體環境中氧氣的濃度處於缺氧水平，則箱內細胞培養液溶解氧的濃度也將處於缺氧水平，從而實現模擬細胞缺氧培養的過程。由於細胞是浸沒在液態培養基中進行培養的，實時監測並保證培養液溶解氧濃度恆定是建立穩定的缺氧細胞培養實驗平臺的關鍵。常見的細胞培養基包括MEM、DMEM、RPM1-1640、199細胞培養基系列等，它們的成分存在差異，並且配製培養基的平衡緩衝液也不同，從而造成相同氧分壓條件下培養基的溶解氧濃度不同。此外，細胞培養容器內活細胞的數量差異以及在不同培養階段細胞新陳代謝產物造成的培養液酸鹼度的變化，也可造成培養液溶解氧濃度與培養箱氧分壓不成比例，尤其以培養箱內氧氣濃度低於10%後更為顯著。為了動態觀測培養液溶解氧濃度，必將多次開啟箱門採集培養液進行溶解氧檢測。而缺氧細胞培養的過程中頻繁開啟培養箱門將造成培養箱氧氣濃度的回升，需要平衡15?30min才能再次達到設定的缺氧水平，這必定影響實驗結果的重複性與準確性。因此，需要建立一種確保細胞培養環境恆定、儘量減少細胞培養汙染、省力簡單的培養液溶解氧濃度實時監測裝置。
[0024]應用此裝置的具體實驗過程如下:
[0025]實驗1:三氣細胞培養箱設置培養環境氧濃度為5%，將已接種細胞的細胞培養瓶置於細胞培養箱內，培養液液面高度1cm，擰緊瓶蓋後再迴旋一周以利於瓶內外空氣流通，2h後待細胞充分貼壁生長，拔除I個電極插座塞子，同時確定密封圈仍在位，再將溶解氧電極插入到電極插座內並充分浸入到培養液中，電極電纜與細胞培養箱外的溶解氧監測計相連接，即可長時間監測培養液中溶解氧的實時濃度，從而更準確地、動態地研究缺氧環境對細胞生長增殖的影響。細胞培養過程中，如果培養液溶解氧濃度發生變化，則可反饋性的對三氣培養箱氧分壓進行調節，從而實現培養液溶解氧濃度的恆定。
[0026]實驗2:三氣細胞培養箱設置培養環境氧濃度為5%，將已接種細胞的細胞培養瓶置於細胞培養箱內，培養液液面高度lcm，擰緊瓶蓋後再迴旋一周以利於瓶內外空氣流通，2h後待細胞充分貼壁生長，拔除I個電極插座塞子，同時確定密封圈仍在位，再將溶解氧電極插入到電極插座內並充分浸入到培養液中，再次旋緊瓶蓋以杜絕培養瓶內外空氣流通，將電極電纜與細胞培養箱外的溶解氧監測計相連接，即可長時間監測培養液中溶解氧的實時濃度。細胞連續進行72h培養(中途不換液)，動態監測培養液中溶解氧的濃度，用於研究溶解氧濃度與細胞的耗氧速率、耗氧量以及與細胞存活數量之間的關係。[0027]最後應說明的是:以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，其特徵在於，包括有監測計、細胞培養瓶、傳感器電極和密封圈；所述細胞培養瓶為長方體形；所述細胞培養瓶的一端向上傾斜設置有瓶頸；所述瓶頸上設置有瓶蓋；所述細胞培養瓶上設置有至少兩個電極插座；所述電極插座的形狀為由瓶體向瓶腔內部延伸的圓柱孔形；所述電極插座的孔徑大於傳感器電極的下端孔徑；所述傳感器電極通過套設於傳感器電極上的密封圈插接於電極插座內；所述密封圈上端為環狀，下端為圓柱體形；所述密封圈下端的圓柱體形孔徑大於傳感器電極下端的孔徑並小於電極插座的孔徑；所述監測計通過導線與傳感器電極連接。
2.根據權利要求1所述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，其特徵在於，所述細胞培養瓶的瓶頸與瓶蓋間為螺紋連接。
3.根據權利要求1所述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，其特徵在於，所述電極插座設置有三個。
4.根據權利要求1所述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，其特徵在於，所述電極插座的底端距離細胞培養瓶底部為1cm。
5.根據權利要求1所述的一種可監測細胞培養液體環境的細胞培養裝置，其特徵在於，所述細胞培養瓶的瓶體材質為聚苯乙烯；所述瓶蓋的材質為高密度聚乙烯；所述密封圈的材質為橡膠。
【文檔編號】C12M1/34GK203530332SQ201320697500
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】史清海, 伏建峰, 葛迪, 冉繼華, 劉正祥, 周鬱, 李曉玲, 袁文常, 王黎 申請人:中國人民解放軍蘭州軍區烏魯木齊總醫院