培養裝置和培養方法
2023-07-15 22:44:16
專利名稱：培養裝置和培養方法
技術領域：
本發明涉及用於培養培養基中的細胞和血漿等液態物質的培養裝置和培養方法。
在傳統的培養裝置中，電流在左右，即橫向上流動。因此，即使電流密度均一，由於細胞的形狀和培養基的成分沉澱等的影響，對細胞和血漿等液態物質的電流刺激在浮遊細胞和吸附細胞間存在偏差。另外，由於電極表面附近的化學反應影響細胞和血漿等液態物質的培養，因而將瓊脂糖等緩衝劑附著在電極表面。此外，根據要培養的細胞和血漿等液態物質的種類，或者為了細胞和血漿等液態物質的同一測試，使用的培養基量相應變化，因此具有需要多種培養皿的缺點。
本發明的培養裝置具有底部設置有下部電極，且具有特定容積的容器；從上方覆蓋所述容器而密封所述容器，並且具有與所述下部電極相對設置的上部電極，與所述容器在垂直方向上相對設置的蓋體；嵌插在所述容器中，在其近中央具有中空部的培養元件，所述中空部具有由特定的截面積形成的容積；設置在所述容器和所述培養元件間的濾器；向所述下部電極和所述上部電極施加特定電壓以使電流流過兩電極間的電源裝置。
本發明的培養裝置具有底部設置有下部電極且具有特定容積的培養容器；從上方覆蓋所述培養容器而密封所述容器，並且具有與所述下部電極相對設置的上部電極，與所述下側容器在垂直方向上相對設置的蓋體；固定在所述容器上的支撐元件；設置在所述容器和所述支撐元件間的具有特定截面積的濾器，向所述下部電極和所述上部電極施加特定電壓以使電流流過兩電極間的電源裝置。
本發明的培養裝置通過在下部電極和上部電極間施加特定的電壓而使電流流過兩電極間，從而培養培養基中的細胞，其具有使電流在垂直方向上流動而使培養基中的電流密度均一，這樣將均一的電流密度施加到被培養物質中的電流密度生成手段。
所述下部電極設置在所述容器底部的凹面內。所述上部和下部電極由螺旋狀鉑製成。在所述上部和下部電極相對的表面上塗布瓊脂糖。所述濾器是透過性薄膜或透過性膠原蛋白膜。所述培養元件具有一對孔，該孔用於放入鑷子，該鑷子用於將元件拿進和拿出。
在本發明的培養方法中，通過在下部電極和上部電極間施加特定的電壓使電流流過兩電極間來培養培養基中的被培養物質，在該方法中，使電流在垂直方向上流動而使培養基中的電流密度均一，這樣將電流密度均一地施加於被培養物質中。
在本發明的培養方法中，通過在下部電極和上部電極間施加特定的電壓使電流流過兩電極間來培養培養基中的被培養物質，在該方法中，通過使電流在垂直方向上流動而使培養基中的電流密度可變，這樣將電流密度可變地施加到被培養物質中。
圖2是示意培養裝置13的構造的示意圖。圖中顯示的培養裝置中，符號14代表具有內部中空的特定容積的圓筒形狀的容器。容器14在底部的近中央具有凹面15，凹面中設置下部電極16。在容器14中，蓋體17從上方將其覆蓋。蓋體17具有處於與下部電極16相對的位置的上部電極18。上部電極18和下部電極16由螺旋狀或圓板狀鉑電極形成。兩電極18和16經接線端子19分別與電源(圖中未顯示)相連。對於螺旋狀電極，可以從其間隙觀察細胞的形態。這樣，給下部電極16和上部電極18施加特定的電壓以使電流流過兩電極間。另外，下側容器14和蓋體17設置在垂直方向上(縱型)。可以將瓊脂糖塗布在上部電極18和下部電極16的表面上。通過將瓊脂糖塗布在電極表面上，可以減輕電極表面附近的化學反應對細胞的影響。
符號20代表圓筒形培養元件，它被嵌插在容器14中，其近中央具有用於容納含有培養細胞的培養基的，具有有特定容積的中空部21。中空部21在其近中央容納蓋體17的上部電極18。如圖3所示，培養元件20在上面具有一對孔22，其用於將嵌合在容器14中的元件20容易地取出。因此，通過用放在孔22中的鑷子夾持中間元件20，可以將它容易地取出。符號23代表防止培養基幹燥的間隙用突起。符號24代表培養基。
此外，在培養元件20和容器14間設置濾器25，濾器25防止培養元件20的中空部21中的培養基24中的細胞落在容器14的下部電極16上從而與電極16接觸。濾器25由透過性薄膜形成，其孔徑約為0.4微米，厚約8微米。培養元件20和容器14間的間隙被設定為0.2mm或0.2mm以下，這樣倒入培養元件20的中空部21中的培養基24不會流出培養元件20。
如圖4所示，在需要大量培養基的情況下，增大培養元件20的中空部21的截面積A，從而使容積更大；另一方面，如圖5所示，在需要少量培養基的情況下，減小培養元件20的中空部21的截面積B(A＞B)，從而使容積變小。這樣，通過提供多個具有不同截面積的中空部21的培養元件20，僅通過改變培養元件20就可以簡單地改變培養基的量。結果，可以根據培養的細胞的種類快速而容易地相應改變培養基的量。只通過替換培養元件20，就可以適應1mL、3mL等多種培養基的量。
將培養基24預先倒入容器14的凹面15中，然後在容器14和培養元件20間設置透過性薄膜濾器25。接著，加入適量含有要培養的細胞的培養基24，使其到達浸沒上部電極18的位置，在上部電極18和下部電極16間施加特定的電壓以使電流流過。通過流過的電流值除以培養元件20的中空部21的截面積，求出培養基24中的電流密度。通過使電流在垂直方向上流動，可以使培養基24中的電流密度均一，從而給細胞施加均一的電流密度。此外，通過使電流值一定，則通過提供多個培養元件20使截面積可變就可以使培養基24中的電流密度可變。
為了培養細胞，在下部電極16和上部電極18間施加特定的電壓使對細胞的電流在兩電極間垂直方向上流動，從而給細胞施加均一的電流密度。
圖6顯示培養裝置的另一實施方案。以細胞的培養為例對該培養裝置進行說明，但該培養裝置也能適用於細胞以外的血漿等液態物質。在該培養裝置中，符號26代表容納培養細胞用的培養基24的培養容器。容器26是圓筒形狀的內部中空的容器。容器26底部近中央具有凹面15，凹面15中設置有下部電極16。容器26被蓋體17從上方覆蓋。蓋體17具有位於與下部電極16相對的位置的上部電極18。上部電極18和下部電極16是螺旋狀鉑電極，兩電極18和16經接線端子19分別與電源(圖中未顯示)相連。這樣，給下部電極16和上部電極18施加特定的電壓以使電流流過兩電極間。
此外，培養容器26和蓋體17在垂直方向上(縱型)設置。培養容器26的內部具有使用透過性膠原蛋白膜的濾器27和阻止濾器27上浮的支撐元件28。這樣，濾器27防止培養基24中的細胞落在下部電極16上。在下側容器26和支撐元件28間設置有濾器27，通過容器26中的培養基24防止濾器上浮。流過的電流值除以從透過性膠原蛋白膜形成的濾器27的截面積，求得培養基24中的電流密度。此外，在電流值一定的情況下，可以通過使由透過性膠原蛋白膜形成的濾器27的截面積可變而使對細胞上的電流密度可變。
為了培養細胞，在下部電極16和上部電極18間施加特定的電壓以使對細胞的電流在兩電極間在垂直方向上流過，從而給細胞均一地施加電流密度。本發明尤其適用於細胞培養試驗。
在本發明的培養裝置和培養方法中，通過使電流在垂直方向上(縱型)流動而使電流密度均一，從而能夠均勻地培養細胞和血漿等液態物質。
工業實用性如上所述，本發明的培養裝置和培養方法用於培養細胞和血漿等液態物質。
權利要求
1.一種培養裝置，所述裝置具有底部設置有下部電極，且具有特定容積的容器；在與所述容器垂直方向上相對設置的蓋體，該蓋體從上方覆蓋所述容器從而密封所述容器，該蓋體具有與所述下部電極相對設置的上部電極；嵌插在所述容器中的培養元件，在其近中央具有有從特定截面積形成的容積的中空部；在所述容器和所述培養元件間設置的濾器；給所述下部電極和所述上部電極施加特定的電壓，使電流流過兩電極間的電源裝置。
2.一種培養裝置，所述裝置具有底部設置有下部電極，且具有特定容積的培養容器；在與所述下側容器垂直方向上相對設置的蓋體，該蓋體從上方覆蓋所述培養容器從而密封所述容器，該蓋體具有與所述下部電極相對設置的上部電極；固定於所述容器的支撐元件；在所述容器和所述支撐元件間設置的具有特定截面積的濾器；給所述下部電極和所述上部電極施加特定的電壓，使電流流過兩電極間的電源裝置。
3.通過在下部電極和上部電極間施加特定的電壓，從而使電流流過兩電極間，而用於培養培養基中的細胞的培養裝置，所述裝置具有使電流在垂直方向上流動而使培養基中的電流密度均一，這樣給被培養物質施加均一的電流密度的電流密度生成手段。
4.根據權利要求1的培養裝置，其中所述下部電極位於所述容器的底部的凹面中。
5.根據權利要求1、2或3的培養裝置，其中所述上部電極和下部電極由螺旋狀鉑製成。
6.根據權利要求1、2或3的培養裝置，其中在所述上部電極和下部電極的相對表面上塗布瓊脂糖。
7.根據權利要求1或2的培養裝置，其中所述濾器是透過性薄膜或透過性膠原蛋白膜。
8.根據權利要求1的培養裝置，其中所述培養元件具有一對孔，其用於容納將元件放進和取出的鑷子。
9.通過在下部電極和上部電極間施加特定的電壓以使電流流過兩電極間，而用於培養培養基中的被培養物質的培養方法，其中使電流在垂直方向上流動而使培養基中的電流密度均一，這樣將電流密度均一地施加到被培養物質中。
10.通過在下部電極和上部電極間施加特定的電壓以使電流流過兩電極間，而用於培養培養基中的被培養物質的培養方法，其中使電流在垂直方向上流動而使培養基中的電流密度可變，這樣將電流密度可變地施加到被培養物質中。
全文摘要
本發明提供通過使電流密度均一而能夠均勻地培養細胞和血漿等液體物質的培養裝置和培養方法，所述裝置具有底部設置有下部電極(16)，且具有特定容積的容器(14)；從上方覆蓋容器(14)而密封容器(14)的蓋體(17)，其具有與下部電極(16)相對設置的上部電極(18)，並且在垂直方向上與容器(14)相對設置；嵌插入容器(14)中的培養元件(20)，通常在其近中央具有中空部(21)，該中空部(21)具有從特定截面積形成的容積；設置在容器(14)和培養元件(20)間的濾器(25)；以及通過給下部電極(16)和上部電極(18)施加特定電壓而使電流流過兩電極間的電源裝置。
文檔編號C12M1/00GK1464905SQ02802215
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月25日 優先權日2001年6月25日
發明者道解冬樹, 伊坂勝生, 原昭邦 申請人:株式會社白壽生科學研究所