CN105062879B - 细胞多向迁移实验用装置 - Google Patents

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Abstract

细胞多向迁移实验用装置。属细胞实验用装置。其特征包括周边设有竖直边沿的正方形底盘，镶嵌于底盘之中的数块正方形组合嵌块；底盘竖直边沿围成的内凹正方形边长等于正方形组合嵌块边长的3倍，位于底盘中央的中心组合嵌块上设有细胞用盲孔，位于中心组合嵌块四周的周边组合嵌块上设有趋化物用盲孔，盲孔之间连通有迁移通道；盲孔间的中心距离相等，盲孔、迁移通道深度相同；组合嵌块拼接缝隙中设有高分子滤膜。经试用，与现有技术相比显示了：既能在同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的趋化物的细胞迁移率，也能比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率，又能进行细胞透膜迁移实验，更具有在使用时灵活组合拼接的特点。

Description

细胞多向迁移实验用装置
技术领域
本发明属于一种细胞实验用装置，特别是一种细胞多向迁移实验用装置。
背景技术
现有的细胞迁移实验装置，主要有培养皿中的划痕实验装置和杯中的细胞体外侵袭实验装置，如现有技术文献 1 为公开号 CN103952291 A的一种细胞迁移实验用的装置，其技术方案是：“一种细胞迁移实验用的装置，其特征是包括板体和均匀分布在板体上的孔，孔的设置为方形，在孔底部外侧设有栅格，栅格中心与孔的中轴线重合，在孔的底部内侧贴有分隔条”，“可以方便快速的进行划痕，且划痕整齐大小一致”。又如现有技术文献 2为公开号 CN203048919 U的一种细胞迁移实验用的印章式实验装置，其技术方案是：“本实用新型的一种细胞迁移实验用的印章式实验装置，由提钮、底座组成，提钮固定于底座上，其特征在于，所述底座的底面设有凹凸图案”。“使用时放入培养皿，通过其底部设有的凹凸图案，印制出细胞空白区域，用于细胞迁移实验”。
现有技术的这两种细胞迁移实验装置在使用中存在如下缺陷：
难以实现在同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的趋化物对同一种细胞的细胞迁移率；也难以比较多种趋化物对同一种细胞的迁移效果。
趋化因子（chemokines）：是指具有吸引白细胞移行到感染部位的一些低分子量趋化因子（多为8～10KD）的蛋白质（如IL-8、MCP-1等）。
趋化作用（chemotaxis）：是指白细胞向着化学刺激物作定向移动，移动的速度为每分钟5～20μm。这些化学刺激物称为趋化因子，或趋化物。
由此可见，研究并设计一种能在同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，也可以用于比较多种趋化物对同一种细胞不同迁移率，还能配合进行细胞透膜迁移实验的细胞多向迁移实验用装置是必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，研究并设计一种能在同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的同一种趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，也可以用于比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率，还能进行细胞透膜迁移实验的细胞多向迁移实验用装置。
实现本发明目的的技术方案是：一种细胞多向迁移实验用装置，其特征是包括周边设有竖直边沿的正方形底盘，镶嵌于底盘竖直边沿之中的数块正方形组合嵌块；所述底盘竖直边沿围成的内凹正方形边长等于正方形组合嵌块边长的3倍，位于底盘竖直边沿围成的内凹正方形中央的正方形组合嵌块是中心组合嵌块，而位于中心组合嵌块四周的则是周边组合嵌块；中心组合嵌块上设有细胞用盲孔，周边组合嵌块上设有趋化物用盲孔，细胞用盲孔与趋化物用盲孔之间连通有放射状配置的直线形迁移通道；所述趋化物用盲孔与细胞用盲孔的中心距离相等，细胞用盲孔、趋化物用盲孔、迁移通道深度相同；所述的直线形迁移通道底面均衬垫有具有等距离刻度标识的刻度片；所述中心组合嵌块与周边组合嵌块拼接缝隙中设有高分子滤膜以阻隔细胞迁移通道。
所述底盘的边沿内凹深度小于组合嵌块的厚度。
所述组合嵌块上设有的迁移通道的截面为矩形，深度与细胞用盲孔的深度或与趋化物用盲孔的深度相等，宽度小于细胞用盲孔的直径或小于趋化物用盲孔的直径。
所述的迁移通道的底面均衬垫有具有等距离刻度标识的刻度片；刻度片上刻度标识的0点与细胞用盲孔底面的圆心相重合。
所述细胞用盲孔的孔径大于或等于趋化物用盲孔的孔径。
所述组合嵌块的制作材料采用对细胞和趋化物无毒兼容的透明聚氯乙烯，或透明聚苯乙烯，或透明聚甲基丙烯酸甲酯，或透明甲丙烯酸甲酯，或透明聚碳酸酯。
所述的正方形组合嵌块与正方形底盘的与其相邻的竖直边沿之间的尺寸公差配合为过盈配合。
所述高分子滤膜采用聚酯纤维膜中的多孔聚碳酸脂膜。
本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置，经试用，与现有技术相比显示了如下有益效果。
（1）能在同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的同一种趋化物对同一种细胞的细胞迁移率。
无论现有技术文献 1 的一种细胞迁移实验用的装置，还是现有技术文献 2 的一种细胞迁移实验用的印章式实验装置，都只能使用于观测细胞在一种浓度水平的趋化物中细胞迁移现象的观测或迁移率的测定，而无法进行多种浓度水平的趋化物中细胞迁移现象的观测或迁移率的测定；本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置，在试用中可以同时进行2种以上不同浓度水平的同一种趋化物中细胞迁移现象的观测或迁移率的测定，使用图 4、图 2 、图 1 所示的细胞多向迁移实验用装置可以方便地进行2种、4种、8种不同浓度水平的同一种趋化物中细胞迁移现象的观测或迁移率的测定。
（2）也可以用于比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率。同理，无论现有技术文献 1 的一种细胞迁移实验用的装置，还是现有技术文献 2 的一种细胞迁移实验用的印章式实验装置，都只能使用于观测细胞在一种趋化物中细胞迁移现象的观测或迁移率的测定，而无法进行多种趋化物对同一种细胞迁移现象的观测或迁移率的测定；本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置，在试用中可以同时进行2种以上不同趋化物中细胞迁移现象的观测或迁移率的测定，使用图 4、图 2 、图 1 所示的细胞多向迁移实验用装置可以方便地进行2种、4种、8种趋化物对同一种细胞迁移现象的观测或迁移率的测定。
（3）此外，本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置在使用中具有灵活组合拼接的特点。若在图 1 中保持中心组合嵌块位于底盘竖直边沿围成的内凹正方形中央的中心的位置不变，位于其上、下、左、右的周边组合嵌块转动90°后嵌入底盘竖直边沿围成的内凹正方形中，则转动其中任 1块都会阻断此块周边组合嵌块上的迁移通道，从而减少为7个方向的迁移实验用装置进行使用，同理，可以组合拼接成6、5、3、1 个方向的迁移实验用装置进行使用。
（4）还能够进行细胞透膜迁移实验。在本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置组合拼接成的迁移通道上，中心组合嵌相邻与周边组合嵌块的拼接缝隙中加入了高分子滤膜，如采用聚酯纤维膜中的多孔聚碳酸脂膜，多孔聚碳酸脂膜阻隔细胞迁移通道，对从细胞用盲孔中向趋化物用盲孔透过多孔聚碳酸脂膜的细胞计数，则可以顺利地进行细胞透膜迁移实验。
附图说明
图 1 为符合本发明主题的结构的细胞8个方向迁移实验用装置示意图。
图 2 为符合本发明主题的结构的细胞4个方向迁移实验用装置示意图。
图 3 为4个方向迁移实验用装置中的中心组合嵌块结构示意图。
图 4 为符合本发明主题的结构的细胞2个方向迁移实验用装置示意图。
图 5 为8个方向迁移实验用装置中的中心组合嵌块结构示意图。
图 6 为2个方向迁移实验用装置中的中心组合嵌块结构示意图。
图 7 为图 1 中A—A剖面示意图。
图 8 为位于中心组合嵌块上、下或左、右的周边组合嵌块结构示意图。
图 9 为图 7 中B向俯视中刻度片及其与趋化物用盲孔、细胞用盲孔的位置示意图。
图 10 为位于中心组合嵌块四角的周边组合嵌块结构示意图。
图11为不同浓度C5a对中性粒细胞穿过多孔聚碳酸酯膜的影响实验结果柱状分析图。
图12为不同浓度fmlp对中性粒细胞穿过多孔聚碳酸酯膜的影响实验结果柱状分析图。
图13为10μM浓度的fmlp和200ng浓度的C5a对中性粒细胞穿过多孔聚碳酸酯膜的影响实验结果柱状分析图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的及功效明白了解，下面结合具体图示对本发明进一步说明。
如图 1至图10 所示，一种细胞多向迁移实验用装置，其特征是包括周边设有竖直边沿的正方形底盘1，镶嵌于底盘竖直边沿之中的数块正方形组合嵌块2，这里数块正方形组合嵌块中的数块指的当进行8个方向细胞迁移实验时，如图 1 所示镶嵌有9块组合嵌块，当进行4个方向细胞迁移实验时，如图 2 所示镶嵌有5块组合嵌块，当进行2个方向细胞迁移实验时，如图 4 所示镶嵌有3块组合嵌块；所述底盘竖直边沿围成的内凹正方形边长等于正方形组合嵌块边长的3倍，即底盘竖直边沿围成的内凹正方形内最多可以嵌接有9块组合嵌块；所述位于底盘竖直边沿围成的内凹正方形中央的中心组合嵌块上设有细胞用盲孔21，位于中心组合嵌块四周的周边组合嵌块上设有趋化物用盲孔22，盲孔的英文是BlindVia，该孔孔口在组合嵌块的表面，通至组合嵌块之内部孔底为止，细胞用盲孔与趋化物用盲孔之间连通有放射状配置的直线形迁移通道23；所述趋化物用盲孔与细胞用盲孔的中心距离相等，细胞用盲孔、趋化物用盲孔、迁移通道深度相同。这就意味着连通细胞用盲孔与趋化物用盲孔的迁移通道以细胞用盲孔中心起算长度相等，且连通着细胞用盲孔与趋化物用盲孔从底部至孔口的侧壁，从而保证了细胞迁移实验的需要；所述的直线形迁移通道底面均衬垫有具有等距离刻度标识31的刻度片3；所述中心组合嵌块与周边组合嵌块拼接缝隙中设有高分子滤膜4以阻隔细胞迁移通道23。所述高分子滤膜4采用聚酯纤维膜中的多孔聚碳酸脂膜。
如图 7 所示，所述底盘1的边沿内凹深度小于组合嵌块2的厚度。这种设计的技术效果是细胞迁移实验操作时便于组合嵌块镶嵌于底盘竖直边沿之中，也便于从中取出。
如图 1至图10 所示，所述组合嵌块上设有的迁移通道23截面为矩形，深度与细胞用盲孔21、或趋化物用盲孔22的深度相等，宽度小于细胞用盲孔21、或趋化物用盲孔22的直径。这种设计的技术效果是保证了细胞迁移实验中细胞的顺畅移动，也便于精确测定细胞迁移的距离和迁移细胞的计数，从而计算得到同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的同一种趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，也可以用于比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率。
如图 7 、图9所示，所述的直线形迁移通道23底面均衬垫有具有等距离刻度标识31的刻度片3。如图 9所示，所述刻度片3上刻度标识31的0点与细胞用盲孔21底面的圆心相重合。以上设计的技术效果是便于精确测定细胞迁移的距离和迁移细胞的计数，从而计算得到同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，也可以用于比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率。
如图 1 至图10 所示，所述细胞用盲孔21的孔径大于，或等于趋化物用盲孔22的孔径。这种设计的技术效果是考虑到细胞迁移实验中细胞用盲孔放入的实验用待迁移细胞数量大于迁移至各个趋化物用盲孔中已迁移细胞的数量。
如图 3、5、6、8、10所示，所述组合嵌块2的制作材料采用对细胞和趋化物无毒性且兼容的透明聚氯乙烯，或透明聚苯乙烯，或透明聚甲基丙烯酸甲酯，或透明甲丙烯酸甲酯，或透明聚碳酸酯。这种设计的技术效果是不但确保细胞迁移实验中不影响细胞活性和趋化物保存的原有性质；而且采用透明高分子化合物以保证测定细胞迁移的距离和迁移细胞的计数时刻度片上刻度标识的清楚准确。
如图 1、2、4、7所示，所述数块镶嵌于底盘竖直边沿之中的正方形数块组合嵌块2与周边设有竖直边沿的正方形底盘1的底盘竖直边沿围成的内凹正方形外周之间的尺寸公差配合为过盈配合。这种设计的技术效果是将数块组合嵌块组合使用时相互间的缝隙尺寸达到小于实验用单个细胞的尺寸大小，以保证细胞迁移实验的需要。
下面通过本申请人以本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置为实验装置进行的细胞多向迁移实验实例，进一步说明本发明的使用实况和有益效果。
实验1：同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，具体为不同浓度C5a对中性粒细胞穿过多孔聚碳酸酯膜的影响实验。
1、材料与方法。
1.1、实验装置及材料（见下表）。
1 本发明实施得到的实验装置 自制
2 10X HBSS（不含钙、镁） Gibco，美国
3 1X HBSS（不含钙、镁） Gibco，美国
4 1X HBSS（含钙镁） Gibco，美国
5 Percoll GE Healthcare，美国
6 BSA Amresco，美国
7 FBS Gibco，美国
8 红细胞裂解液 Sigma，美国
9 fmlp Sigma，美国
10 多孔聚碳酸酯膜（其规格要求是厚度2μm，微孔的孔径为0.2μm） Neuroprobe，美国
1.2 主要仪器设备（见下表）。
1 无菌超净台 华达净化设备厂制造，中国
2 一次性无菌注射器 扬州华生医疗科技有限公司，中国
3 移液器 Gilson，法国
4 漩涡震荡仪 合肥艾本森科学仪器有限公司，中国
5 试管架 佳宏世泰实验器材有限公司，中国
6 37℃孵育箱 SANYO，日本
7 高速低温台式离心机 Beckman公司，美国
1.3、实验方法。
1.3.1、实验装置的准备。
按照实验要求，在图 3所示的中心组合嵌块 2的4边拼接图8所示的周边组合嵌块2，按照图 2进行组合，在中心组合嵌块四周与周边组合嵌块拼接缝中如图2所示，加入高分子滤膜4以阻隔细胞迁移通道23，然后同时嵌入底盘1中，从而组装成可以比较4种不同浓度的趋化物的细胞透膜试验的本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置。
1.3.2、中性粒细胞的提取。
（1）解剖8～12周龄雄性小鼠的股骨、胫骨，置于盛有预冷的“中性粒细胞缓冲液”（1% BSA的1X HBSS）的皿中。
（2）无菌解剖剪修剪胫、股骨末端，使其暴露骨髓腔。
（3）用带27G针头的注射器抽吸“中性粒细胞缓冲液”冲洗股骨、胫骨中的骨髓。其分别所需的缓冲液为，股骨：3ml，胫骨：2ml。
(4）用移液管轻轻重悬骨髓洗出液，使用70μm的尼龙细胞滤网过滤悬液，去除细胞团块和骨质颗粒。
（5）4℃，400g，离心5min，弃上清，加1ml“中性粒细胞缓冲液”重悬。
（6）用移液器小心将重悬液加入到Percoll液上层（利用Percoll储备液和1X HBSS制成52%、65%、75%的浓度，并且按从高到低的顺序依次加入离心管）。
（7）4℃，1500g，离心30min。取出后可见分层。用移液器在中性粒白细胞层小心吸出中性粒细胞移入另一离心管。
（8）加入红细胞裂解液1ml，混匀后放置1ml，4℃，400g，离心5min。
（9）弃上清后再加5ml“中性粒细胞缓冲液”，重悬后4℃，400g，离心5min。
（10）弃上清后用含有Ca2+的HBSS重悬细胞，备用。
1.3.3、趋化物的配置。
趋化物C5a按照说明书溶解，并稀释成50、100、200、500ng不同浓度的C5a用于实验。
1.3.4、细胞和趋化物的加入、孵育和观察。
在图 3所示的中心组合嵌块 2的4边拼接图8所示的周边组合嵌块 2，按照图 2进行组合，并同时嵌入底盘1中，在中心组合嵌块中央的细胞用盲孔21中加入含有中性粒细胞的缓冲液，并在如图2所示的4个方向的周边组合嵌块上的趋化物用盲孔21中分别加入50、100、200、500ng不同浓度的C5a。细胞和趋化物加好后，置于37℃孵育箱孵育2小时后取出，在倒置显微镜下观察并计数迁移穿过多孔聚碳酸脂膜的细胞个数。
2、实验结果。
在正置显微镜下观察迁移出多孔膜的细胞个数并作图，如图 11所示，当C5a的浓度为200ng时，细胞迁移出多孔聚碳酸酯膜的个数最多。
实验2：同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的同一种趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，具体为不同浓度C5a对中性粒细胞穿过多孔聚碳酸酯膜的影响。
1、材料与方法。
1.1、实验装置及材料。与实验1相同。
1.2、主要仪器设备。与实验1相同。
1.3、实验方法。
1.3.1、实验装置的准备。与实验1相同。
1.3.2、中性粒细胞的提取。与实验1相同。
1.3.3、趋化物的配置。
趋化物fmlp按照说明书溶解，并稀释成0.1、1.0、10、100μM不同浓度的fmlp用于实验。
1.3.4、细胞和趋化物的加入、孵育和观察。
在图 3所示的中心组合嵌块 2的4边拼接图8所示的周边组合嵌块 2，按照图 2进行组合，并同时嵌入底盘1中，在中心组合嵌块中央的细胞用盲孔21中加入含有中性粒细胞的缓冲液，并在如图2所示的4个方向的周边组合嵌块上的趋化物用盲孔21中分别加入0.1、1.0、10、100μM不同浓度的fmlp。细胞和趋化物加好后，置于37℃孵育箱孵育2小时后取出，在倒置显微镜下观察并计数迁移穿过多孔聚碳酸脂膜的细胞个数。
2、实验结果。
在正置显微镜下观察迁移出多孔膜的细胞个数并作图，如图 12所示当fmlp的浓度为10μM时细胞迁移出多孔聚碳酸酯膜的个数最多。
实验3：比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率，具体为同时使用两种趋化物：10μM浓度的fmlp和200ng浓度的C5a对中性粒细胞穿过多孔聚碳酸酯膜的影响。
1、材料与方法。
1.1、实验装置及材料。与实验1相同。
1.2、主要仪器设备。与实验1相同。
1.3、实验方法。
1.3.1、实验装置的准备。
按照实验要求，在图6所示的中心组合嵌块 2两边拼接图8所示的周边组合嵌块2，按照图4进行组合，在中心组合嵌块四周与周边组合嵌块拼接缝中如图4所示，加入高分子滤膜4以阻隔细胞迁移通道23，然后同时嵌入底盘1中，从而组装成可以进行2个方向细胞透膜试验的本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置。
1.3.2、中性粒细胞的提取。与实验1相同。
1.3.3、趋化物的配置。
趋化物fmlp，C5a按照各自说明书溶解，并稀释成10μM浓度的fmlp和200ng浓度的C5a用于实验。
1.3.4、细胞和趋化物的加入、孵育和观察。
在图6所示的中心组合嵌块 2中央的细胞用盲孔21中加入含有中性粒细胞的缓冲液；在其两边拼接的图8所示的周边组合嵌块 2的趋化物用盲孔21中分别加入10μM浓度的fmlp和200ng浓度的C5a，置于37℃孵育箱孵育2小时后取出，在倒置显微镜下观察并计数迁移穿过多孔聚碳酸脂膜的细胞个数。
2、实验结果。
在倒置显微镜下观察穿过多孔聚碳酸脂膜的细胞个数并作图，如图 13所示，观察后发现往C5a方向迁移的细胞数更多。
上述3个实施例中，展示了本发明实施得到的细胞多向迁移实验用装置，经试用，与现有技术相比显示了如下有益效果：既能在同一次细胞迁移实验中测定不同浓度水平的同一种趋化物对同一种细胞的细胞迁移率，也能比较多种趋化物对同一种细胞的不同迁移率，又能进行细胞透膜迁移实验，更具有使用中具有灵活组合拼接的特点。

Claims (8)

1.一种细胞多向迁移实验用装置，其特征是包括周边设有竖直边沿的正方形底盘（1），镶嵌于底盘竖直边沿之中的数块正方形组合嵌块（2）；所述底盘竖直边沿围成的内凹正方形边长等于正方形组合嵌块边长的3倍，位于底盘竖直边沿围成的内凹正方形中央的正方形组合嵌块（2）则是中心组合嵌块，而位于中心组合嵌块四周的则是周边组合嵌块；中心组合嵌块上设有细胞用盲孔（21），周边组合嵌块上设有趋化物用盲孔（22），细胞用盲孔（21）与趋化物用盲孔（22）之间连通有放射状配置的直线形迁移通道（23）；所述趋化物用盲孔（21）与细胞用盲孔（22）的中心距离相等，细胞用盲孔（21）、趋化物用盲孔（22）、迁移通道（23）深度相同；所述的迁移通道（23）底面均衬垫有具有等距离刻度标识（31）的刻度片（3）；所述中心组合嵌块与周边组合嵌块拼接缝隙中设有高分子滤膜（4）以阻隔细胞迁移通道（23）。
2.根据权利要求1所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述的正方形组合嵌块（2）与正方形底盘（1）的与其相邻的竖直边沿之间的尺寸公差配合为过盈配合。
3.根据权利要求1所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述底盘（1）的边沿内凹深度小于组合嵌块（2）的厚度。
4.根据权利要求1所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述组合嵌块（2）上设有迁移通道（23），迁移通道（23）的截面为矩形，深度与细胞用盲孔（21）的深度或与趋化物用盲孔（22）的深度相等，宽度小于细胞用盲孔（21）的直径或小于趋化物用盲孔（22）的直径。
5.根据权利要求4所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述的迁移通道（23）的底面均衬垫有具有等距离刻度标识（31）的刻度片（3）；刻度片（3）上刻度标识（31）的0点与细胞用盲孔（21）底面的圆心相重合。
6.根据权利要求1所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述趋化物用盲孔（21）的孔径大于或等于细胞用盲孔（22）的孔径。
7.根据权利要求1所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述组合嵌块（2）的制作材料采用对细胞和趋化物无毒性且兼容的透明聚氯乙烯，或透明聚苯乙烯，或透明聚甲基丙烯酸甲酯，或透明甲丙烯酸甲酯，或透明聚碳酸酯。
8.根据权利要求1所述的细胞多向迁移实验用装置，其特征是所述高分子滤膜（4）采用聚酯纤维膜中的多孔聚碳酸脂膜。
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