一种温敏型细胞培养装置

技术领域

本发明涉及微生物学装置技术领域，特别是涉及一种温敏型细胞培养装置。

背景技术

在传统技术中，细胞培养完成后，通常采用蛋白酶类消化液或机械搅拌的方式对细胞进行分离，但这两种方式均会导致细胞及细胞外基质不同程度的损伤，且蛋白酶类消化液会消化细胞间的结合物，使细胞相互分离，从而破坏细胞片的完整性，影响生物技能。为了避免细胞及细胞外基质的损伤，获取较为完整的细胞片，研究者开始对刺激响应性载体进行研究。

刺激响应性聚合物是20世纪90年代迅速发展起来的一种新型复合材料，其特性是在受到外界微小环境刺激后，聚合物自身的物理性质或者化学性质会发生突变，所以响应性聚合物又称为智能型聚合物或者环境敏感性聚合物。这类聚合物会根据外界刺激信号的强弱来改变自身的分子链构型，刺激信号可以分为两种，一种是物理刺激，如温度、光、电场、机械应力、磁场等，这些因素主要是通过影响系统能量平衡来改变分子间相互作用；另一种是化学刺激，如pH值、离子相互作用和化学试剂等，这些因素主要是引起聚合物之间或聚合物与溶剂间分子水平上相互作用的改变。其中，最为典型的例子就是温度敏感型聚合物。温度作为一种在体内和体外都较容易控制和应用的外界刺激，是响应性聚合物系统中发展最快、被应用得最为广泛的一种刺激。比如，制备温敏性表面用于体外无损收获细胞片层，制备包埋有人脂肪干细胞的温敏性可注射水凝胶用于小鼠体内脂肪再生或者温敏性载药微胶团用于生物体内的药物控制释放等。

温敏型聚合物的特性就是具备临界溶解温度，即发生聚合物相在溶剂相之间溶解度不连续改变的温度。如果聚合物溶液在低于某个特殊的温度时呈溶解的均相，在高于此温度时发生相分离，就称该温度为这种聚合物的最低临界溶液温度。

随着温敏型材料的研究及应用，科学界掀起了温敏型聚合物在细胞培养方面的研究及应用热潮。温敏型材料应用于细胞的培养和非酶解收获，相比于酶解法或者细胞刮刀法的优势在于这种方法更大程度上保护和保留了细胞外基质蛋白(ExtracellularMatrix，ECM)。细胞外基质中主要有四种蛋白：层粘连蛋白(Laminin，LN)、纤维连接蛋白(Fibronectin，FN)、1型胶原蛋白(Collagen 1.Coll I)和IV型胶原蛋白(Collagen IV，CollIV)，这四种蛋白对细胞的粘附、形貌、迁移及分化起重要作用，比如LN、FN中就含有细胞表面受体、胶原及其它细胞外基质分子的结合位点，对细胞在材料表面的粘附起主要的调控作用。研究团队对从温敏型材料表面收获的细胞片层及细胞脱附后的温敏型表面上LN、FN、CollI以及CollIV的残留情况做了检测，结果表明温敏型表面降温脱附法收获的细胞连同细胞外基质蛋白一起从培养基底上脱附，其中FN和LN在培养表面几乎没有残留，都随细胞脱附，而胶原蛋白在培养表面有少量残留。在对比酶解法、细胞刮刀法和温敏型表面降温脱附法收获细胞对细胞外基质的影响中发现[521，采用胰酶消化法仅有微量的ECM蛋白残留在单个的椭原型细胞周围，虽然细胞刮刀法可以使细胞保留少量的ECM，但会破坏细胞的完整性，只有温敏型表面降温脱附法可以将细胞连同细胞周围的ECM一起以完整的细胞片层形式收获。

然而，在现有技术中，直接将温敏液涂布至细胞培养装置上并形成温敏型表面时难以涂布均匀，受限于细胞培养装置的结构和构造，无论是采用人工涂布还是采用涂布机进行涂布均容易造成涂布的死角，当涂布过厚时容易导致细胞的皱缩，当涂布过薄时温敏液表现为亲水性，其对细胞的黏附强度降低，容易导致细胞脱落，严重影响温敏液的温敏效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于涂布温敏液的温敏型细胞培养装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种温敏型细胞培养装置，其包括：

培养装置本体，所述培养装置本体具有开口朝上的容纳腔；

培养片，可拆卸地设于所述容纳腔内，所述培养片的上表面涂布形成有温敏液层，所述温敏液层的厚度为200μm-1000μm。

在本申请的一些实施例中，所述容纳腔的侧壁具有环形的内凸台，所述内凸台与所述容纳腔的底壁之间形成安装位，所述培养片可拆卸地设于所述安装位内。

在本申请的一些实施例中，所述培养片的厚度为1mm-3.5mm。

在本申请的一些实施例中，所述培养片由聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的一种制成。

在本申请的一些实施例中，所述培养装置本体的外周壁具有环形的外凸台。

在本申请的一些实施例中，还包括端盖，所述端盖盖设于所述开口上。

在本申请的一些实施例中，所述端盖的内底面或内侧面具有凸起部，所述凸起部在所述端盖盖设于所述开口上时与所述培养装置本体的顶面相抵接，以使所述端盖的内底面与所述培养装置本体的顶面之间形成第一预定间隙；

所述端盖的内径大于所述培养装置本体的外径，以使所述端盖的内侧面与所述培养装置本体的内侧面之间形成与所述第一预定间隙相连通的第二预定间隙。

在本申请的一些实施例中，所述凸起部设有多个，多个所述凸起部沿所述端盖的周向均匀分布于所述端盖的内底面或内侧面上。

在本申请的一些实施例中，所述培养装置本体具有多个定位缺口，多个所述定位缺口沿所述培养装置本体的周向均匀分布于所述培养装置本体的底部。

在本申请的一些实施例中，所述温敏液层包括N-异丙基丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺以及N-丙基-2-甲基丙烯酰胺中的至少一种。

本发明提供一种温敏型细胞培养装置，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明提供的温敏型细胞培养装置包括培养装置本体和培养片，培养装置本体具有开口朝上的容纳腔，培养片可拆卸地设于容纳腔内，培养片的上表面涂布形成有温敏液层，温敏液层的厚度为200μm-1000μm。基于上述结构，可采用涂布机对培养片均匀地涂布，涂布完成后再根据不同培养装置本体的规格对培养片进行裁切，再将培养片安置进容纳腔内以完成安装。由于是对培养片进行涂布，相对于直接对培养装置本体进行涂布而言，涂布机进行涂布时不存在死角，无需根据培养装置本体的不同规格而频繁调整涂布量、涂布方式或夹具的夹持方式，简化了涂布的工序，使得温敏液的涂布较为均匀，保证了温敏液层厚度的均一性，从而可防止细胞的皱缩或脱落，进而优化了温敏液的温敏效果，并且，涂布后的培养片可裁切成多块以适配于不同规格的培养装置本体，大大提高了涂布的效率。另外，200μm-1000μm厚度的温敏液层的亲水性较为平衡，既能够保证在涂布时细胞不会皱缩，又能满足对细胞的黏附强度要求，防止细胞脱落。

附图说明

图1为本发明实施例的温敏型细胞培养装置的分体结构示意图；

图2为本发明实施例的温敏型细胞培养装置的分体结构示意图；

图3为本发明实施例的培养装置本体的剖视示意图；

图4为图3中A区域的局部示意图；

图5为本发明另一实施例的培养装置本体的剖视示意图。

图中：1、培养装置本体；11、容纳腔；12、内凸台；13、安装位；14、外凸台；15、定位缺口；2、培养片；3、温敏液层；4、端盖；41、凸起部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要理解的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。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，也即，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。此外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供了一种温敏型细胞培养装置，其包括培养装置本体1和培养片2，培养装置本体1具有开口朝上的容纳腔11，培养片2可拆卸地设于容纳腔11内，培养片2的上表面涂布形成有温敏液层3，温敏液层3的厚度为200μm-1000μm。

基于上述结构，可采用涂布机对培养片2均匀地涂布，涂布完成后再根据不同培养装置本体1的规格对培养片2进行裁切，再将培养片2安置进容纳腔11内以完成安装。由于是对培养片2进行涂布，相对于直接对培养装置本体1进行涂布而言，涂布机进行涂布时不存在死角，无需根据培养装置本体1的不同规格而频繁调整涂布量、涂布方式或夹具的夹持方式，简化了涂布的工序，使得温敏液的涂布较为均匀，保证了温敏液层3厚度的均一性，从而可防止细胞的皱缩或脱落，进而优化了温敏液的温敏效果，并且，涂布后的培养片2可裁切成多块以适配于不同规格的培养装置本体1，大大提高了涂布的效率。另外，200μm-1000μm厚度的温敏液层3的亲水性较为平衡，既能够保证在涂布时细胞不会皱缩，又能满足对细胞的黏附强度要求，防止细胞脱落。其中，200μm、400μm、600μm、800μm、1000μm为温敏液层3厚度的优选值。

应当理解的是，温敏液层3为现有技术，其由温度敏感型材料制成，温度敏感型材料对于培养皿内温度的变化反应灵敏，因此当培养皿的温度低于预定值时，温敏液层3将与培养片2脱离。

可选地，如图1、图3和图4所示，在本实施例中，容纳腔11的侧壁具有环形的内凸台12，内凸台12与容纳腔11的底壁之间形成安装位13，培养片2可拆卸地设于安装位13内。基于此，培养片2安置于安装位13内更为稳固可靠。具体地，培养片2可通过卡接、胶粘、超声波焊接或热压等方式安置到安装位13内。

可选地，如图5所示，在另一实施例中，内凸台12设为多个，多个内凸台12沿容纳腔11的腔壁长度方向排列于容纳腔11内。如此，内凸台12与容纳腔11的底壁之间形成的多个安装位13便于同时放置多个培养片2，以同时培养多群细胞。优选地，内凸台12具有夹持缺口，以便于放入和取出培养片2。

可选地，如图1所示，在本实施例中，培养片2的厚度为1mm-3.5mm。其中，1.75mm为培养片2厚度的优选值。如此，易于对培养片2进行移动、涂布以及裁切。

可选地，如图1所示，在本实施例中，培养片2由聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的一种制成。优选地，培养片2由聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制成。

可选地，如图1所示，在本实施例中，培养装置本体1的外周壁具有环形的外凸台14。如此，便于实验人员通过外凸台14握持和移动培养装置本体1，防止培养装置本体1滑落。

可选地，如图1和图2所示，在本实施例中，还包括端盖4，端盖4盖设于开口上。基于此，端盖4可起到保护培养片2和温敏液层3的作用。

可选地，考虑到若是端盖4紧密盖合开口不利于需氧细胞的培养，如图2所示，在本实施例中，

端盖4的内底面或内侧面具有凸起部41，凸起部41在端盖4盖设于开口上时与培养装置本体1的顶面相抵接，以使端盖4的内底面与培养装置本体1的顶面之间形成第一预定间隙；

端盖4的内径大于培养装置本体1的外径，以使端盖4的内侧面与培养装置本体1的内侧面之间形成与第一预定间隙相连通的第二预定间隙。如此，容纳腔11通过第一预定间隙和第二预定间隙与外界环境相连通，有利于需氧细胞的培养。

可选地，如图2所示，在本实施例中，凸起部41设有多个，多个凸起部41沿端盖4的周向均匀分布于端盖4的内底面或内侧面上。基于此，端盖4盖设于开口上时能保证水平放置。

可选地，如图1和图2所示，在本实施例中，培养装置本体1具有多个定位缺口15，多个定位缺口15沿培养装置本体1的周向均匀分布于培养装置本体1的底部。如此，通过定位缺口15可将培养装置本体1稳固放置于固定装置上，使得培养装置本体1的放置较为稳固，不易倾倒。

可选地，如图1所示，在本实施例中，温敏液层3包括N-异丙基丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺以及N-丙基-2-甲基丙烯酰胺中的至少一种。

综上，本发明实施例提供了一种温敏型细胞培养装置，其主要由培养装置本体1和培养片2构成，培养装置本体1具有开口朝上的容纳腔11，培养片2可拆卸地设于容纳腔11内，培养片2的上表面涂布形成有温敏液层3，温敏液层3的厚度为200μm-1000μm。与现有技术相比，该温敏型细胞培养装置具有便于涂布温敏液等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。