一种宫颈癌干细胞培养设备

技术领域

本发明属于干细胞培养设备技术领域，具体涉及一种宫颈癌干细胞培养设备。

背景技术

肿瘤干细胞是指具有干细胞Stem cell性质的癌细胞，也就是具有自我复制以及具有多细胞分化等能力。肿瘤细胞生长转移和复发的特点与干细胞的基本特性十分相似。因此，有学者提出肿瘤干细胞的理论。这一理论为我们重新认识肿瘤的起源和本质，以及临床肿瘤治疗提供了新的方向和视觉角度。肿瘤干细胞与普通肿瘤细胞的区别在于：肿瘤干细胞就相当于“肿瘤的种子”，肿瘤能无限生长，但并非每一个肿瘤细胞都能无限生长，而是其中肿瘤干细胞在无限生长，并且可以跟着血液流转到任何健康部位生根发芽成为新的肿瘤，普通肿瘤细胞是不能这样的。这就是二者的区别。因此，研究肿瘤干细胞对于治疗肿瘤具有很重要的意义。

有研究显示，在小鼠体内需要注射数以百万计的普通肿瘤细胞才能成瘤，而仅注射100个肿瘤干细胞就可成瘤。加之肿瘤干细胞可以无限生长，那么在培养研究肿瘤干细胞的过程中，要比普通肿瘤细胞更注意预防污染的问题。

宫颈癌干细胞是肿瘤干细胞的一种，比如张颖等人(张颖,常亚楠,刘欢,等.宫颈癌细胞系中干细胞球样细胞的筛选与鉴定研究[J].癌症进展,2014(6):6.DOI:10.11877/j.issn.1672-1535.2014.12.06.10.)分离的宫颈癌干细胞球样细胞。张颖等人还公开了宫颈癌干细胞球的具体培养方法，包括：胰蛋白酶消化收集长至90％密度的Ishikawa细胞，PBS洗一遍后用SCM重悬，计数，接种于Corning超低粘附六孔板中，细胞浓度为1000/ml。培养7-9天后，将肿瘤细胞球收集在15ml离心管中，自然沉降10min后吸弃上清，去除细胞碎片，PBS洗一遍后，加入Accutase放入培养箱内消化5-10min，期间间断用1ml枪头轻轻吹打，消化后加入SCM继续以1000/ml传代于超低粘附板。

上述宫颈癌干细胞的培养过程用的培养装置是多孔板，多孔板包括多个培养孔，且培养孔是暴露在外部的，当宫颈癌干细胞的培养过程涉及到多次的“吸弃上清”的过程时，暴露的环境具有造成宫颈癌干细胞外泄、污染环境的风险，所以需要提供一种封闭式的宫颈癌干细胞培养装置。

发明内容

为了解决上述“宫颈癌干细胞用的多孔板的培养孔是暴露在外部的，暴露的环境具有造成宫颈癌干细胞外泄、污染环境的风险”技术问题，本发明提供了一种宫颈癌干细胞培养设备，是一种封闭式的宫颈癌干细胞培养装置，既能避免污染环境，又能满足宫颈癌干细胞的培养需求。

本发明的目的是提供一种宫颈癌干细胞培养设备，包括盖体、皿体和底部腔，所述盖体可拆卸盖合在皿体顶部，所述皿体的底部设置有所述底部腔；

所述皿体与所述底部腔之间通过第一管道连接，所述第一管道上设有阀门；

所述盖体内设有可伸展形变的承接面，所述盖体的位于承接面上方的位置连接有第二管道，第二管道的一端接通新鲜的无菌培养基，第二管道的另一端与所述盖体连接，新鲜的无菌培养基能经由所述第二管道流入到所述承接面上，所述承接面具有出液口，当所述承接面上面的培养基重量不足以使所述承接面发生向下的伸展形变的时候，所述出液口是闭合的，当所述承接面上面的培养基量的重量足以使所述承接面发生向下的伸展形变的时候，所述出液口是打开的。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述承接面的厚度设置为1mm以下，所述承接面的材质为具备弹性的防水膜。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述第一管道的最高位置位于皿体2高度的1/2-2/3处。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述承接面包括拼接在一起的第一伸缩面和第二伸缩面，所述第一伸缩面与所述第二伸缩面相对的边缘之间的位置为所述出液口，所述第一伸缩面与所述第二伸缩面的其他边缘与各自临近的所述盖体内壁连接。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述第一伸缩面与所述第二伸缩面相对的边缘均设有贴合条，所述第一伸缩面的贴合条与所述第二伸缩面的贴合条相互吸引，两个贴合条之间的位置为所述出液口。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述贴合条上设有吸附块，所述皿体内底部设有与所述吸附块相互吸引的吸附体。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述底部腔内设有可形变的阻隔面，所述阻隔面将所述底部腔分割成培养基存储腔和废弃液存储腔，所述第一管道与所述废弃液存储腔连接且连通，所述培养基存储腔与所述第二管道连接且连通，所述培养基存储腔和所述废弃液存储腔的腔壁均设有物料流动口，两个所述物料流动口处均设置密封盖，所述第二管道上设有抽液装置。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述密封盖上设置流通孔，所述流通孔用透气不透水部件封闭，所述流通孔的位于所述透气不透水部件外部的位置用滤菌部件密封。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，还包括高度调节装置，所述高度调节装置包括封口部件，所述皿体的侧壁开设有安装口，所述封口部件可拆卸的匹配嵌入所述安装口内，所述封口部件开设有通孔，所述第一管道的一端为弯曲管，所述弯曲管的外部套设有密封部件，所述密封部件嵌入所述通孔内后，所述弯曲管贯穿所述通孔设置，所述密封部件具有弹性，所述弯曲管在密封部件内的位置可调。

优选的，上述宫颈癌干细胞培养设备，所述高度调节装置还包括夹紧部件，所述夹紧部件安装在所述封口部件上，所述弯曲管被夹紧部件夹紧。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的皿体是培养宫颈癌干细胞的场所，培养基和宫颈癌干细胞均放入皿体内。底部腔是收集废弃上清的场所。宫颈癌干细胞培养设备放入培养箱内，培养箱提供细胞生长所需的温度、湿度等条件。培养箱采用现有技术的培养箱设备，比如现有技换掉替代培养瓶。盖体盖合在皿体外部、皿体与底部腔之间通过第一管道连接、盖体与与底部腔之间通过第二管道连接后，形成封闭式的培养和换培养基空间，防止宫颈癌干细胞外泄。

开启第一管道上的阀门后，加之的重力作用，皿体内上清液能经由第一管道进入底部腔。承接面的下方的空间用于放置需要培养的宫颈癌干细胞及培养基。待宫颈癌干细胞培养到一定的程度，需要换液的时候，打开第一管道的阀门，需要弃掉的上清液从第一管道流向底部腔，另外，经由第二管道向承接面的上方添加新鲜的无菌培养基，由于此时承接面的出液口是封闭的，承接面与皿体之间的空间封闭，随着新鲜的无菌培养基的不断加入承接面上方，承接面逐渐向下伸展变形，则此时的承接面对其与承接面与皿体之间的空间物料具有挤压作用，那么，这个挤压作用能加速废弃上清液从第一管道流向底部腔。当承接面上培养基体积量不足以使出液口打开的时候，新鲜的无菌培养基就暂存在承接面上方，并不会随废弃的上清流向底部腔，避免了新鲜无菌培养基的浪费。当承接面上培养基体积量足以使出液口打开的时候，新鲜的无菌培养基就流向皿体，此时承接面在弹性作用下恢复恢复原始的出液口再次闭合的形状。

基于上述原理，本发明实现了从皿体内弃掉废弃上清、与添加新鲜无菌培养基的连贯，且“弃上清”和“换新鲜无菌培养基”都是在封闭的环境中进行的，避免肿瘤干细胞污染外部环境。

附图说明

图1为本发明宫颈癌干细胞培养设备的立体结构示意图。

图2为本发明宫颈癌干细胞培养设备的工作原理图一(虚线为盖体、皿体或者底部腔内部的部件)。

图3为本发明宫颈癌干细胞培养设备的工作原理图二(虚线为盖体、皿体或者底部腔内部的部件)。

图4为本发明的承接面的俯视图。

图5为本发明皿体、底部腔与第一管道的连接示意图。

图6为本发明高度调节装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，如未特殊说明，所用试剂均为市售，所用方法均为本领域常规技术。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

本发明提供了一种宫颈癌干细胞培养设备，参见图1，包括盖体1、皿体2和底部腔3，皿体2的顶部为开口状态，底部为封闭状态，盖体1能盖合在皿体2顶部，并将皿体2的顶部开口封闭，盖体1也能从皿体2上拆掉。优选的，皿体2的用于连接盖体1的部分设有密封圈，则盖体1盖合在皿体2顶部后，二者连接处能密封不漏液，防止宫颈癌干细胞外泄。皿体2的底部设置有底部腔3，皿体2搁置或者固定连接在底部腔3上表面。皿体2是培养宫颈癌干细胞的场所，培养基和细胞均放入皿体2内。底部腔3是收集废弃上清的场所。宫颈癌干细胞培养设备放入培养箱内，培养箱提供细胞生长所需的温度、湿度等条件。培养箱采用现有技术的培养箱设备，比如培养箱设备采用现有技术的能够放置培养瓶/多孔板的培养箱。

继续参照图1，皿体2与底部腔3之间通过第一管道4连接，第一管道4上设有阀门41，优选的，第一通道4位于皿体2与底部腔3的外部。第一管道4的最高位置低于皿体2内液体的液面，尤其是低于上清的最高液面，则开启阀门41后，配合上清的重力作用，皿体2内上清液能经由第一管道4进入底部腔3。皿体2的培养基的添加量需要人为控制，培养基的液面高于第一管道4与皿体2连接的管口，且第一管道4与皿体2连接的管口是第一管道4的最高位置。当然，为了容易控制皿体2内培养基的液面，第一管道4的最高位置不能太高，优选的，第一管道4的最高位置位于皿体2高度的1/2-2/3处。

参照图2，盖体1内设有可伸展形变的承接面11，承接面11与盖体1的内顶壁之间留有距离，盖体1与皿体2连接后，承接面11的下方的空间用于放置需要培养的宫颈癌干细胞及培养基。宫颈癌干细胞有自己专用的培养基成分，比如本发明背景技术中张颖等人用的胰蛋白酶、DMEM/F12培养基、胎牛血清、重组人表皮生长因子、成纤维生长因子等。盖体1的位于承接面11上方的位置连接有第二管道5，第二管道5的一端接通新鲜的无菌培养基，第二管道5的另一端接通盖体1内部，则新鲜的无菌培养基经由第二管道5进入盖体1内，并落到承接面11上。参照图2，承接面11具有出液口111，当承接面11上面的培养基重量不足以使承接面11发生向下的伸展形变的时候，则出液口111是闭合的，此时，出液口111处不漏液。参照图3，当承接面11上面的培养基量够多，培养基的重量足以使承接面11发生向下的伸展形变的时候，则出液口111是打开的，此时，出液口111漏液，培养基流向承接面11的下方。

需要说明的是，提前做预实验，确定好培养基体积与承接面11发生向下的伸展形变时刻的关系、以及承接面11的材质与厚度。比如当承接面11上方培养基达到100μL、1mL或者10mL的时候，承接面11发生向下的伸展形变，并使出液口111打开。承接面11上方培养基低于特定体积的时候，出液口111是封闭的。由于通常情况下，宫颈癌干细胞需要的培养基体积并不多，所以，承接面11的厚度设置为1mm以下，承接面11的材质选择具备弹性的乳胶膜或者具备弹性的其他防水膜。

本发明的工作过程包括如下步骤：

第一，配置装置：按照图1所示的结构准备好盖体1、皿体2和底部腔3、第一管道4、第二管道5，皿体2设置在底部腔3上，第一管道4连接皿体2与底部腔3，第二管道5连接盖体1，关闭阀门41。为了提高封闭效果，第二管道5的用于连接新鲜无菌培养基的管口设有滤菌堵头，比如滤菌堵头采用无菌棉。

第二，皿体2接种宫颈癌干细胞和培养基，注意贴壁培养的宫颈癌干细胞的高度低于第一管道4的与皿体2连接的管口最低处高度。皿体2顶部盖上盖体1，则宫颈癌干细胞和培养基处于相对封闭的环境；然后将装配好的设备放入培养箱中，进行培养。

第三，待宫颈癌干细胞培养到一定的程度，需要换液的时候，打开第一管道4的阀门41，需要弃掉的上清液从第一管道4流向底部腔3。另外，从第二管道5上拆掉滤菌堵头，经由第二管道5向承接面11的上方添加新鲜的无菌培养基，由于此时承接面11的出液口111是封闭的，承接面11与皿体2之间的空间封闭，随着新鲜的无菌培养基的不断加入承接面11上方，承接面11逐渐向下伸展，则此时的承接面11对其与承接面11与皿体2之间的空间物料具有挤压作用，那么，这个挤压作用能加速废弃上清液从第一管道4流向底部腔3，可参考注射器的出液原理。

另外，当承接面11上培养基体积量不足以使出液口111打开的时候，新鲜的无菌培养基就暂存在承接面11上方，并不会随废弃的上清流向底部腔3，避免了新鲜无菌培养基的浪费。所以，新鲜的无菌培养基流向皿体2内的时刻比废弃的上清流向底部腔3的时刻晚。当承接面11上培养基体积量足以使出液口111打开的时候，废弃的上清也已差不多全部流向底部腔3，此时出液口111打开，参照图3，新鲜的无菌培养基进入了皿体2内，然后承接面在弹性作用下恢复原始的出液口111再次闭合的形状，又变回了图2的位置。

基于上述原理，本发明实现了从皿体2内弃掉废弃上清、与添加新鲜无菌培养基的连贯，且“弃上清”和“换新鲜无菌培养基”都是在封闭的环境中进行的，避免肿瘤干细胞污染外部环境。

示例性的，参照图2-4，承接面11包括拼接在一起的第一伸缩面和第二伸缩面，其中，第一伸缩面与第二伸缩面相对的边缘之间的位置为出液口111，第一伸缩面与第二伸缩面的其他边缘与各自临近的盖体1内壁固定连接。第一伸缩面和第二伸缩面的材质是上述的承接面11的材质。第一伸缩面与第二伸缩面相对的边缘均设有贴合条112。第一伸缩面的贴合条112与第二伸缩面的贴合条112相互吸引，两个贴合条112之间的位置为出液口111。

示例性的，贴合条112为能够相互吸引的磁性条或者静电条等结构。

示例性的，贴合条112上设有吸附块，皿体2内底部设有与吸附块相互吸引的吸附体21。当承接面11上培养基体越来越大的时候，承接面11向下伸展，也就是朝向皿体2内底部伸展，也就是当第一伸缩面和第二伸缩面伸展的时候，贴合条112上的吸附块与吸附体21的距离逐渐接近，当吸附块到达一定位置的时候，吸附体21对吸附块具有足够的吸引力，加之承接面11上培养基的重力，对出液口111处贴合条112的作用力大，便于出液口111的顺利打开。

示例性的，吸附块为铁或者其他的能被吸附在磁铁上的材质，吸附体21为磁铁。根据磁铁吸引原理，距离磁铁越近，受到磁铁的吸引力越大。

继续参照图2-3，为了方便新鲜的无菌培养基的添加，且进一步加强装置的“封闭效果”，底部腔3内设有可形变的阻隔面31，比如阻隔面31为弹性材质制备的防水的乳胶面、橡胶面等。阻隔面31将底部腔3分割成培养基存储腔32和废弃液存储腔33。培养基存储腔32位于废弃液存储腔33的上方，或者培养基存储腔32位于废弃液存储腔33的下方。第一管道4与废弃液存储腔33连接且连通，且二者连接缝处需要通过密封垫密封，以防止连接缝处漏液。培养基存储腔32与第二管道5连接且连通，且二者连接缝处需要通过密封条密封，以防止连接缝处漏液。培养基存储腔32内存放新鲜的无菌培养基。设置了培养基存储腔32的话，就不需要设置滤菌堵头了。

培养基存储腔32和废弃液存储腔33的腔壁均设有物料流动口，两个物料流动口处均设置密封盖34，盖上密封盖34后，物料流动口被封口，则培养基存储腔32和废弃液存储腔33均是密封状态，那么当废弃的上清液经由第一管道4进入废弃液存储腔33的时候，废弃液存储腔33内部的压强变大，将阻隔面31朝向培养基存储腔32方向挤压，则阻隔面31朝向培养基存储腔32方向凸起，参见图3，则培养基存储腔32内空间由于受到了挤压而将培养基挤入第二管道5，并最终流入盖体1。为了使这种流动方向更加的流畅，第二管道5上设有抽液装置51，比如抽液装置51为泵。开启抽液装置51后，将培养基存储腔32内培养基内部盖体1内部，在叠加废弃上清液的重力作用的流动，那么不管是废弃上清液流入废弃液存储腔33，还是新鲜无菌培养基流入盖体1，都容易。且由于废弃上清液的重力作用，可以减少抽液装置51的动力消耗，节约能源。

示例性的，阻隔面31的边缘固定连接在底部腔3的内壁边缘。

当需要调节底部腔3内压强的时候，密封盖34上设置流通孔，流通孔用透气不透水部件闭，比如透气不透水部件为透气不透水的膜，通过气体流动来平衡底部腔3内压强。此时，流通孔处位于底部腔3外部的位置用滤菌部件密封，预防污染。滤菌部件为滤菌棉。

示例性的，也可以在盖体1的顶部或者侧壁的位于承接面11上方的位置开设透气孔，透气孔处设置细胞组隔膜，细胞组隔膜为滤膜或者其他形式的膜，目的是能够透气，但是不能透过宫颈癌干细胞，这样既能防止细胞外泄，也能使得在出液口111打开的时候，培养箱内环境气体与皿体2内环境相通，以提供宫颈癌干细胞生长的合适的气体环境。

为了使皿体2内废弃上清液更容易的流向第一管道4，而又避免皿体2内宫颈癌干细胞流入第一管道4，本发明设置了高度调节装置。高度调节装置用于调节第一管道4在皿体2内的管口的高度。

参见图5-6，高度调节装置包括封口部件6，皿体2的侧壁开设有安装口，封口部件6可拆卸的匹配嵌入安装口内。比如封口部件6为弹性块，弹性块能嵌入安装口内，且弹性块具有防水和密封的作用，能防止安装口出漏液。封口部件6开设有通孔，第一管道4的一端为弯曲管，弯曲管的外部套设有密封部件42，密封部件42嵌入通孔内后，弯曲管贯穿通孔设置。密封部件42具有弹性，比如，密封部件42为弹性膜或者弹性块，弹性的材质为乳胶或者橡胶，弯曲管在密封部件42内的位置可调，比如当弯曲管向皿体2内部移动，也就是从图5的右侧向左侧移动，则“弯曲度”的影响下，弯曲管管口在皿体2内的位置降低，当弯曲管向皿体2外部移动，也就是从图5的左侧向右侧移动，则“弯曲度”的影响下，弯曲管管口在皿体2内的位置升高。那么当皿体2内新换的新鲜无菌培养基的体积发生变化且在皿体2的高度发生变化时，可通过调节弯曲管管口的高度来适应这种变化。

示例性的，所述弯曲管的弯曲角度为20-40度。

高度调节装置还包括夹紧部件7，夹紧部件7安装在封口部件6上，弯曲管被夹紧部件7夹紧和限位。

示例性的，夹紧部件7包括第一夹紧部和第二夹紧部，第一夹紧部和第二夹紧部均滑动连接在封口部件6上，弯曲管也贯穿第一夹紧部和第二夹紧部之间的空间，当第一夹紧部和第二夹紧部相向移动且连接的时候，能将弯曲管夹紧。

示例性的，封口部件6上具有滑槽，第一夹紧部和第二夹紧部上均设有与滑槽滑动连接的滑块，第一夹紧部和第二夹紧部的相对的表面设有能连接的连接部件。当弯曲管贯穿第一夹紧部和第二夹紧部之间的空间时，连接部件也能连接，从而将第一夹紧部和第二夹紧部紧紧夹持在弯曲管外面。优选的，滑槽是竖向设置的，这样可以防止第一夹紧部和第二夹紧部乱转，进而避免弯曲管乱转。

示例性的，所述连接部件是卡扣、榫卯连接部等可拆卸连接的工作方式。

需要说明的是，本发明中未特别提及的部件连接关系均默认采用现有技术，由于其不涉及发明点，且为现有技术普遍应用，故不详述结构连接关系。

需要说明的是，本发明中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。