离体电生理组织孵育装置

技术领域

本发明涉及一种组织孵育装置，特别涉及一种离体电生理组织孵育装置，属于生理学实验装置技术领域。

背景技术

组织(比如脑切片)孵育是离体电生理学实验的决定性步骤，稳定可靠的孵育装置是实验成功的关键；现有的组织孵育装置多利用现有材料自制，稳定性差，容易出现故障；市场上销售的产品也是利用现有材料或对现有材料改造而成，缺乏整体性，稳定性差，容易出现故障；因此，提供一种能够成熟的用于小动物离体电生理组织孵育装置仍是业界亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种离体电生理组织孵育装置，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种离体电生理组织孵育装置，其包括：孵育容器、容器盖、孵育托盘、套管、托网、输氧管和发泡机构：

其中，所述容器盖可打开，设置在所述孵育容器的开口处，所述孵育托盘上设置有多个沿厚度方向贯穿所述孵育托盘的孵育池，所述套管同轴设置在所述孵育池内，且所述套管的上下两端均开口，所述托网至少覆盖所述套管的下端开口，所述发泡机构与所述输氧管连通并设置在所述孵育容器内；

所述孵育容器的内壁具有沿其轴向方向依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域凸设有至少一个沿孵育容器的轴向方向延伸设置的第一卡带，所述第三区域凸设有支撑机构，所述孵育托盘的外周面上凹设有与所述第一卡带相匹配的卡槽，所述孵育托盘能够在所述第一卡带和卡槽配合引导下到达第二区域并被固定限制在所述第一卡带和支撑机构之间。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种离体电生理组织孵育装置，结构简单，安装和使用方便，只需对孵育托盘进行旋转即可实现孵育托盘在孵育容器中的固定，以及，氧气通过输氧管和多孔的球体通入孵育容器中，使孵育容器中的液体形成对流，进而实现氧气在液体内的饱和分布，为孵育的组织提供更加充足的氧气环境。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中的一种离体电生理组织孵育装置的爆炸结构示意图；

图2是本发明实施例1中的一种离体电生理组织孵育装置的剖面结构示意图；

图3是本发明实施例1中的一种离体电生理组织孵育装置的内部结构仰视图；

图4是本发明实施例1中的一种离体电生理组织孵育装置的内部结构俯视图；

图5是本发明实施例1中的一种离体电生理组织孵育装置的俯视图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

微观生物电生理学技术是对接近生理状态的细胞采用膜片钳、共聚焦显微镜等技术观察各种离子电流、电压的变化。膜片钳即采用微电极钳制细胞电压或电流，进行静息电位、动作电位、离子通道、神经电传导、化学递质传导等研究。共聚焦显微镜则可用于对活细胞内的钙、钠、氯、氢等特定成分进行动态监测，制作这些成分的动态变化曲线。研究的对象包括所有可兴奋性细胞，如大脑、脊髓、周围神经、心肌、生殖细胞等。所使用的细胞可来自动物的组织块、急性分离的原代细胞或者稳定培养传代的细胞株。

为了更好地模拟在体的生理状态，提高实验稳定性，避免细胞变性、凋亡等因素影响实验结果，通常需要在持续通氧的缓冲液中培养上述组织块或细胞，延长组织块及细胞活性。相对于其他体细胞，神经细胞缺血、缺氧6分钟以上即进入不可逆转的凋亡程序，更需要提供稳定的培养条件和环境。尤其是成年动物的脑片、脊髓片及急性分离的神经元，耐受缺氧的能力更低，在离体处理的过程中实验人员稍有疏忽即导致所有神经元死亡，无法顺利进行研究。而且，器械、水流、气泡对组织块或原代细胞的碰撞均可能对细胞造成损害，使其无法达到稳定的生理水平，因此，有必要选用可持续通氧的孵育槽进行组织块及细胞的培养。

本发明实施例提供了一种离体电生理组织孵育装置，其包括：孵育容器、容器盖、孵育托盘、套管、托网、输氧管和发泡机构：

其中，所述容器盖可打开设置在所述孵育容器的开口处，所述孵育托盘上设置有多个沿厚度方向贯穿所述孵育托盘的孵育池，所述套管同轴设置在所述孵育池内，且所述套管的上下两端均开口，所述托网至少覆盖所述套管的下端开口，所述发泡机构与所述输氧管连通并设置在所述孵育容器内；

所述孵育容器的内壁具有沿其轴向方向依次设置的第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域凸设有至少一个沿孵育容器的轴向方向延伸设置的第一卡带，所述第三区域凸设有支撑机构，所述孵育托盘的外周面上凹设有与所述第一卡带相匹配的卡槽，所述孵育托盘能够在所述第一卡带和卡槽配合引导下到达第二区域并被固定限制在所述第一卡带和支撑机构之间。

进一步的，所述孵育容器内壁的第一区域设置有多个第一卡带，所述多个第一卡带沿所述孵育容器内壁的周向方向依次间隔分布。

进一步的，所述孵育容器和孵育托盘均为圆柱形结构，且所述孵育托盘的最大直径大于所述第一区域所对应的孵育容器的最小直径但小于所述第一区域所对应的孵育容器的最大直径，所述孵育托盘的最大直径略小于所述第二区域所对应的孵育容器的最大直径。

进一步的，所述支撑机构包括凸设在所述孵育容器内壁上的至少一个第二卡带，每一所述第二卡带与一所述第一卡带相对应并位于同一轴线上。

进一步的，所述孵育托盘上还设置有沿厚度方向贯穿所述孵育托盘的通气池，所述多个孵育池环绕所述通气池分布，所述发泡机构设置在所述通气池内。

进一步的，所述发泡机构包括表面具有多个出气孔的球体。

更进一步的，所述孵育托盘的内部具有可供输氧管穿过的导向通道，所述导向通道一端于所述孵育托盘的上端面上形成第一开口、另一端于所述通气池的内壁上形成第二开口。

更进一步的，所述孵育容器的容器壁上还设置有可供输氧管穿过的通孔。

进一步的，所述套管包括同轴设置的第一管体和第二管体，所述第一管体位于所述第二管体上端且所述第一管体的直径大于所述第二管体的直径，从而在所述第一管体和第二管体之间的连接处形成第一台阶结构；

所述孵育池的内部具有同轴设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述第二腔体的上端且所述第一腔体的内径大于所述第二腔体的内径，从而在所述第一腔体和第二腔体之间的连接处形成与所述第一台阶结构相匹配的第二台阶结构。

进一步的，所述孵育池的下端开口处具有沿其径向方向延伸形成的环形凸伸体，从而使所述孵育池的下端开口处的内径小于所述孵育池第二腔体的内径。

进一步的，所述的离体电生理组织孵育装置还包括氧饱和度监测机构和温度监测机构，所述氧饱和度监测机构和温度监测机构设置在所述孵育容器内，并至少分别用于监测孵育容器内部液体中的氧饱和度和温度。

进一步的，所述孵育容器外侧还设置有显示器，所述显示器与所述氧饱和度监测机构和温度监测机构连接，并至少用于显示所述氧饱和度监测机构和温度监测机构的测量信息。

进一步的，所述孵育容器上设置有一卡口，所述显示器与所述氧饱和度监测机构和温度监测机构连接并设置所述卡口处，所述氧饱和度监测机构和温度监测机构的探头部分位于所述孵育容器内的液面以下，例如，所述显示器与所述氧饱和度监测机构和温度监测机构连接形成夹子形结构。

如下将结合附图以及具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非特别说明，本发明实施例提供的动物离体电生理组织孵育装置中各组成部件的材质和尺寸等均可以根据实际情况进行调整。

实施例1

请参阅图1-图5，一种动物离体电生理组织孵育装置，其包括孵育容器100、容器盖200、孵育托盘300、套管400、托网500、输氧管600和发泡球体700，所述托网500至少用于容置孵育组织；其中，所述套管400、托网500和发泡球体700设置在孵育托盘300内，并与孵育托盘300一起被固定安置于所述孵育容器100内，发泡球体700经输氧管600与孵育容器100外部的供气设备连通，以使孵育容器100内的液体形成对流，并实现氧气在液体内饱和分布，为孵育的组织提供氧气；

所述容器盖200可打开设置在所述孵育容器100的开口处，从而将孵育托盘300、套管400、托网500和发泡球体700封装在孵育容器100内，在荧光标记组织孵育时，容器盖200与孵育容器100配合而在孵育容器100内部形成避光环境。

具体的，为了方便容器盖200的打开和取放，所述容器盖200上还设置有方便取放的把手210。

具体的，所述孵育托盘300上设置有多个沿厚度方向贯穿所述孵育托盘的孵育池310和一个沿厚度方向贯穿所述孵育托盘的通气池320，所述套管400同轴设置在所述孵育池310内，所述套管400的上下两端均开口，所述托网500至少覆盖所述套管400的下端开口，所述发泡球体700设置在通气池320内并经输氧管600与孵育容器100外部的供气设备连通。

具体的，所述孵育容器100的内壁具有沿其轴向方向依次设置的第一区域、第二区域和第三区域(图中未标示出该三个区域)，孵育容器100的内壁第一区域、第二区域和第三区域分别对应于孵育容器100内部同轴设置的第一空间、第二空间和第三空间，可以理解为，所述第一区域、第二区域和第三区域分别对应为第一空间、第二空间和第三空间的内壁面；

所述孵育容器100的内壁第一区域凸设有多个沿孵育容器100的轴向方向延伸设置的第一卡带110，所述孵育容器100的内壁第三区域凸设有多个沿孵育容器100的轴向方向延伸设置的第二卡带120，所述孵育容器100的内壁第二区域为正常的壁面，所述多个第一卡带110、多个第二卡带120沿所述孵育容器100内壁的周向方向依次间隔分布，且每一所述第二卡带120与一所述第一卡带110相对应并位于同一轴线上；与之相对应第，所述孵育托盘300的外周面上凹设有与所述第一卡带110相匹配的多个卡槽330，所述孵育托盘300能够在所述第一卡带110和卡槽330配合引导下到达孵育容器100的内壁第二区域所对应的第二空间内并被固定限制在所述第二空间。

具体的，孵育容器100的内壁上的第一卡带110能够嵌入所述孵育托盘300的卡槽330内，并与卡槽330活动配合，即第一卡带110和卡槽330配合形成可使孵育托盘300于孵育容器100内运动的导轨或导向结构，当孵育托盘300沿第一卡带110到达孵育容器100内的第二空间时，通过旋转孵育容器100以使孵育托盘300上的卡槽330与孵育容器100上的第一卡带110、第二卡带120错开，即实现孵育托盘300被固定限制在第一卡带110、第二卡带120之间，因此，可以将多个第二卡带120理解为支撑孵育托盘300的支撑机构，此时第一卡带110、第二卡带120限制了孵育托盘300于轴向上的运动，但孵育托盘300可以自身轴线为轴进行转动，通过自身旋转即可实现孵育托盘300与孵育容器100的锁定和解锁(主要是孵育容器100轴向方向上的固定锁定和解锁)关系。

具体的，所述的离体电生理组织孵育装置还包括氧饱和度监测机构和温度监测机构，所述氧饱和度监测机构和温度监测机构设置在所述孵育容器100内，并至少分别用于监测孵育容器内部液体中的氧饱和度和温度，以及，所述孵育容器100外侧还设置有显示器800，所述显示器800与所述氧饱和度监测机构和温度监测机构连接，并至少用于显示所述氧饱和度监测机构和温度监测机构的测量信息。

具体的，所述孵育容器100的开口处设置有一卡口，所述显示器与所述氧饱和度监测机构和温度监测机构连接并设置所述卡口处，所述氧饱和度监测机构和温度监测机构的探头部分位于所述孵育容器内的液面以下，例如，所述显示器800与所述氧饱和度监测机构和温度监测机构连接形成夹子形结构。

具体的，所述孵育容器100和孵育托盘300均为圆柱形结构，且所述孵育托盘300的最大直径大于所述孵育容器100内部第一空间、第三空间的内径而小于第二空间的内径，即前述的孵育托盘300的最大直径大于第一区域所对应的孵育容器的最小直径但小于所述第一区域所对应的孵育容器的最大直径，所述孵育托盘的最大直径略小于所述第二区域所对应的孵育容器的最大直径；该直径和内径的关系是由于孵育容器100内壁的第一区域和第三区域凸设了第一卡带、第三卡带，以及在孵育托盘300的外周面上设置了卡槽导致的。

具体的，所述多个孵育池310环绕所述通气池320分布，且所述孵育托盘300的内部具有可供输氧管穿过的导向通道，所述导向通道一端于所述孵育托盘300的上端面上形成第一开口301、另一端于所述通气池320的内壁上形成第二开口302，以及，所述孵育容器100的容器壁上还设置有可供输氧管600穿过的通孔101，以使输氧管600可以自孵育容器100的外部穿过孵育容器的容器壁和孵育托盘300与发泡球体700连通，保证整个装置结构的美观性。

具体的，所述套管400包括同轴设置的第一管体410和第二管体420，所述第一管体410位于所述第二管体420上端且所述第一管体410的直径大于所述第二管体420的直径，从而在所述第一管体410和第二管体420之间的连接处形成第一台阶结构；相应地，所述孵育池310的内部具有同轴设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述第二腔体的上端且所述第一腔体的内径大于所述第二腔体的内径，从而在所述第一腔体和第二腔体之间的连接处形成与所述第一台阶结构相匹配的第二台阶结构，其中，第一管体的410的高度或长度远小于所述第二管体420的高度或长度，托网500罩在套管400下端(或理解为底部)后一起插入孵育池310内，套管400和孵育池310上的台阶结构能够使套管400更容易取放。

具体的，所述孵育池310的下端开口处(即第二腔体的底端或下端开口处)具有沿其径向方向延伸形成环形的凸伸体(图中未示出)，从而使所述孵育池310的下端开口处的内径小于所述孵育池第二腔体的内径，该凸伸体可以进一步固定托网500，防止托网500掉落。

在一些较为具体的实施案例中，所述孵育容器100的直径可以为5-15cm，优选为8cm，所述孵育托盘300上围绕中心通气池320可以设置3-8个放置孵育套管400的孵育池310，对常用的大鼠和小鼠脑组来说，以5个为最佳，放置好托网和孵育池后，每个托盘中可放置1-2片组织片；所述套管400的数量与孵育池310的数量相匹配，例如，当孵育池310的数量为5个时，套管400直径可以设置为1.5cm，所述托网500的孔径可以是0.5mm-1.5mm，优选为1mm；所述输氧管600的外径可以是0.5cm，内径可以是0.3cm；其中，孵育池310的数量(N)与通气池320的直径(D1恒等于2cm)和孵育池310的直径(D2)之间的关系满足如下条件：当D2≤1cm时，N＝D1

需要说明的是，本发明实施例中提供以上参数仅为更好的解释说明本发明方案，其作为限定发明技术方案的约束条件，以及，本实施例中的发泡球体700为一具有多孔结构的球体，其具体的孔隙率不作具体的限制，多孔的球体与输氧管600连通，在液体环境下，多孔结构的球体将导入的氧气进行进一步的“分割”，可以增大氧气与内部液体的接触面积；以及，需要进一步说明的是，本实施例中的离体电生理组织孵育装置中的托网500的尺寸、材质和具体的参数等均可以采用本领域技术人员已知的现有技术实现，其可以通过市购获得，在此不作具体的限制。

本发明实施例提供的一种离体电生理组织孵育装置，结构简单，安装和使用方便，只需对孵育托盘进行旋转即可实现孵育托盘在孵育容器中的固定，以及，氧气通过输氧管和多孔的球体通入孵育容器中，使孵育容器中的液体形成对流，进而实现氧气在液体内的饱和分布，为孵育的组织提供更加充足的氧气环境。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。