CN107267388B - 一种多功能的细胞共培养小皿及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于生物技术领域的一种多功能的细胞共培养小皿及其应用。该多功能的细胞共培养小皿包括皿盖，皿体和装配小板，皿体底部设置有若干凹槽，凹槽纵切面为长方形或梯形，横切面为长方形、扇形或三角形；装配小板的纵切面为“T”字形或梯形，横切面为长方形、扇形或三角形；装配小板的上表面大小和形状与所述凹槽相匹配，装配小板的厚度等于凹槽的深度，使装配小板可卡入凹槽中。本发明多功能的细胞共培养小皿结构非常简单，利于模具大规模生产，也可以由3D打印实现；通过调整装配小板的装配宽度即可实现连续性变宽度划痕实验、多细胞接触共培养、多细胞非接触共培养以及获取目标细胞的功能。

Description

一种多功能的细胞共培养小皿及其应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种多功能的细胞共培养小皿及其应用。

技术背景

癌症是威胁人类健康的最重要因素之一，癌症病人往往死于癌细胞转移。癌细胞发生、增殖、浸润和转移无不与其所在的肿瘤微环境有关，即癌细胞调控周围组织正常细胞，也受周围组织正常细胞的调控，其影响是相互的，因此人们一直试图在细胞共培养技术领域进行尝试和探索。癌细胞的迁移能力是评价癌细胞恶性程度的重要指标之一，细胞划痕实验是一种常见的评价细胞迁移运动能力的实验方法，但是在研究划痕宽度对细胞迁移能力的影响时往往需要制作不同宽度的划痕，进行大批量的实验，费时费力，因此提出一种简便的、能实现连续性变宽度划痕实验的装置就变得非常必要。研究迁移过程中细胞的基因水平、分子水平的变化，例如E-钙黏蛋白、波形蛋白等蛋白的表达等问题，就需要获得正处于运动阶段的目标细胞。同样的，研究共培养细胞之间相互作用也需要获取目标细胞。

目前，人们利用中皿和底皿相互装配的方式成功获取了接触式共培养细胞中的目标细胞，中国专利申请号为：CN205669030U，专利名称为“细胞共培养小皿”，但是此共培养装置不具有细胞划痕实验的功能，不适于细胞迁移的观察，也不具有非接触式共培养的功能，并且此装置包含大量的微柱和微孔，要同时保证微孔和微柱的小间隙装配关系就需要较高的加工精度。之后中国专利号为CN204111769U，名称为“一种多细胞共培养和迁移观察装置”的专利中提出了一种细胞非接触共培养方案，实现了细胞共培养和迁移观察，但是此装置是利用预先在PDMS板内设定1.5微米量级的微通道的方法来实现细胞迁移实验的，因此在观察迁移细胞的运动时，需要进行萤光标记，并且此装置无法获取迁移运动中的目标细胞，因而无法对迁移中的细胞进行进一步检测和实验。

因此，为满足多种实验的需求，研发一种多功能的细胞共培养小皿具有重要意义。

发明内容

本发明为了解决现有技术中共培养小皿不能同时实现细胞迁移观察实验、多细胞接触共培养、多细胞非接触共培养等问题，提出一种多功能细胞共培养小皿机器应用。具体技术方案如下：

一种多功能的细胞共培养小皿，包括皿盖和皿体，还包括若干装配小板；所述皿体底部设置有若干凹槽；所述凹槽纵切面为长方形或梯形，横切面为长方形、扇形或三角形；所述装配小板的纵切面为“T”字形或梯形，横切面为长方形、扇形或三角形；所述装配小板的上表面宽度大于下表面，上表面的大小和形状与所述凹槽水平面相匹配，装配小板的厚度等于凹槽的深度，使装配小板可卡入所述凹槽中。

进一步地，所述凹槽沿所述皿体中心轴环绕均匀分布。

进一步地，所述皿体底面中心开有沉孔。

进一步地，所述凹槽的横切面为扇形，所述凹槽的数量为4个；所述装配小板的横切面也为扇形，将所述装配小板紧密卡入所述凹槽后，在所述皿体底部形成一个整圆。

上述细胞共培养小皿在细胞培养中的应用。

一种细胞连续性变宽度划痕培养的方法，包括如下步骤：

(1)利用上述的细胞共培养小皿，将装配小板分别安装到皿体底面的凹槽内，且保证装配小板宽度较大的一面，即上表面朝上，组成一个完整小皿；

(2)将含有细胞的培养液注入步骤(1)中小皿内培养，待细胞贴壁后移去装配小板；

(3)取若干新的装配小板，按照步骤(1)的方法再次安装到步骤(2)细胞贴壁后皿体底面的凹槽内，即获得若干连续性变宽度划痕和若干细胞贴壁区域，继续进行细胞培养观察。

进一步地，步骤(3)中所述装配小板上迁移一定数量的细胞后，取出装配小板，用胰酶消化装配小板的贴壁细胞，即获得运动过程中的细胞。

一种多细胞共培养的方法，包括以下步骤：

(1)利用上述的细胞共培养小皿，将装配小板上表面朝上依次安装到皿体的凹槽内，组成一个完整小皿；根据待培养的细胞种类，共准备若干上述细胞共培养小皿；

(2)将不同种类细胞的培养液分别各自注入上述准备的细胞共培养小皿内培养，待细胞贴壁后，移去其中一个细胞共培养小皿的全部装配小板，然后分别从培养其他细胞的细胞共培养小皿中各取一个装配小板按照步骤(1)的方法安装到上述移去全部装配小板的细胞共培养小皿的凹槽内，实现若干种细胞接触共培养；

(3)对于所述培养其他细胞的细胞共培养小皿的操作与步骤(2)相同，共培养结束后，取出装配小板，用胰酶消化装配小板的贴壁细胞，即获得共培养实验中的目标细胞。

进一步地，步骤(1)和(2)中，安装所述装配小板时，将所述装配小板以宽度较小的下表面朝上安装，实现若干种细胞非接触共培养。

一种多细胞共培养的方法，包括以下步骤：

(1)利用上述的细胞共培养小皿，装配小板4个，凹槽横切面为扇形，将4个装配小板上表面朝上安装到皿体的凹槽内，组成一个完整小皿；共准备五个完整小皿；

(2)将含有细胞的培养液各自注入上述准备好的细胞共培养小皿内培养，其中A皿培养a细胞，B皿培养b细胞，C皿培养c细胞，D皿培养d细胞，E皿培养e细胞，待细胞贴壁后，移去A皿的4个装配小板，然后分别从B，C，D和E四个皿中各取1个装配小板按照步骤(1)的方法安装到A皿的凹槽内，即实现细胞接触共培养；

(3)B，C，D和E四个皿的操作与A皿相同，共培养结束后，取出装配小板，用胰酶消化装配小板的贴壁细胞，即获得共培养实验中的目标细胞，以用于下一步研究。

进一步地，步骤(1)和(2)中，安装所述装配小板时，将所述装配小板宽度较小的下表面朝上安装，此时皿体底面的凹槽与装配小板之间会形成一个mm量级的间隙，此间隙的宽度远远大于细胞的特征尺度，因此细胞无法逾越，或者在实验时间内无法逾越，实现细胞非接触共培养。

进一步地，上述细胞共培养小皿还用于两种、三种或四种细胞的共培养，几种细胞共培养就需要几个小皿，操作过程参照上述细胞共培养过程。

本发明的有益效果为：

本发明的多功能的细胞共培养小皿结构非常简单，利于模具大规模生产，也可以由3D打印实现；通过调整装配小板的装配宽度即可实现连续性变宽度划痕实验、多细胞接触共培养、多细胞非接触共培养以及获取目标细胞的功能。

附图说明

图1为本发明一种多功能的细胞共培养小皿，其中1-皿盖，2-装配小板，3-凹槽，4-沉孔，5-皿体。

图2为本发明一种多功能的细胞共培养小皿的装配小板，其中，6-上表面，7-下表面。

具体实施方式

以下实施例便于更好地理解本发明，但不限于本发明。

实施例1

如图1所示，一种多功能的细胞共培养小皿，包括皿盖1，皿体5和四个独立的装配小板2，皿体5中心轴环绕均匀分布四个凹槽3，且皿体5底面中心开有沉孔4，四个独立的装配小板2分别依次安装到凹槽3内，装配小板2的上表面和下表面宽度不同，装配小板2的长度略小于皿体5内底面凹槽3的长度，以便于装配小板2与皿体5内底面凹槽3的安装和拆卸，装配小板2的厚度等于皿体5内底面凹槽3的深度，装配完成后，装配小板2上表面和皿体5内底面在同一水平面上。

如图2所示，装配小板2的横切面为扇形，纵切面为“T”字形，即装配小板2的上表面6和下表面7宽度不同，装配小板2安装到皿体5底面凹槽3内后，若装配小板2的上表面6位于上面，则皿体5底面凹槽3与装配小板2之间的配合间隙几乎为零，可以实现连续性变宽度划痕实验和多细胞接触共培养；若装配小板2的下表面7位于上面，则皿体5底面凹槽3与装配小板2之间的配合间隙在mm量级，此间隙的宽度远远大于细胞的特征尺度，因此细胞无法逾越，或者在实验时间内无法逾越，从而实现多种细胞的非接触共培养。

实施例2

本发明的细胞共培养小皿在使用时，可以通过调整装配小板2的装配宽度从而实现连续性变宽度划痕实验、多细胞接触共培养、多细胞非接触共培养以及获取目标细胞的功能。

(1)连续性变宽度划痕实验

如图1所示，选取四块装配小板，并依次安装到皿体底面凹槽内，保证每一个装配小板宽度较大的上表面朝上，用镊子调整装配小板在皿体底面凹槽的径向位置，使皿体底面凹槽与装配小板紧密贴合，配合间隙几乎为零，组成一个完整小皿；将MGC-803胃癌细胞和含有10％牛胎血清的1640培养基加入皿体内，培养一段时间，细胞贴壁后，用镊子依次移去皿体内的四个装配小板，然后另取四个新的装配小板，按同样的方法再次安装到上述已经细胞贴壁的皿体底面凹槽内，即可获得四个连续性变宽度划痕和四个细胞贴壁区域，盖上皿盖，继续进行细胞培养，即可实时观察细胞向划痕区域的迁移运动情况，考查不同划痕宽度对细胞迁移能力的影响。

(2)两种细胞接触共培养

选取四块装配小板并依次安装到皿体底面凹槽内，且保证装配小板宽度较大的上表面朝上，此时皿体底面凹槽与装配小板之间的间隙几乎为零，组成一个完整小皿，共准备两个完整的小皿，记为A皿和B皿；用含有10％牛胎血清的1640培养基在A皿中培养L3.6pl胰腺癌细胞，在B皿中培养CAF胰腺癌相关的肿瘤成纤维细胞，待细胞贴壁后，用镊子交换A皿和B皿中的四块装配小板，此时A皿和B皿中均生长着L3.6pl和CAF这两种细胞，实现了共培养，24h或其他规定的共培养时间后，取出装配小板，用胰酶消化掉装配小板的贴壁细胞，即可获得共培养实验中的目标细胞，以用于下一步研究。

(3)两种细胞非接触共培养

选取四块装配小板并依次安装到皿体底面凹槽内，且保证装配小板宽度较小的下表面朝上，此时皿体底面凹槽与装配小板之间会形成一个mm量级的间隙，此间隙的宽度远远大于细胞的特征尺寸(10μm量级)，因此细胞无法逾越，或者在实验时间内无法逾越，共准备两个完整的小皿，记为A皿和B皿；用含有10％牛胎血清的1640培养基在A皿中培养L3.6pl胰腺癌细胞，在B皿中培养CAF胰腺癌相关的肿瘤成纤维细胞，待细胞贴壁后，用镊子交换A皿和B皿中的四块装配小板，此时A皿和B皿中均生长着L3.6pl和CAF这两种细胞，实现了共培养，24h或其他规定的共培养时间后，取出装配小板，用胰酶消化掉装配小板的贴壁细胞，即可获得共培养实验中的目标细胞，以用于下一步研究，实现了多种细胞的非接触共培养，

(4)获取目标细胞

连续性变宽度划痕实验的实施过程中，当第二次安装的装配小板上迁移了一定数量的细胞后，用镊子取出装配小板，用胰酶消化装配小板的贴壁细胞，即可获取运动过程中的目标细胞，并进行运动过程中细胞的下一步实验分析，例如Western Bolt蛋白免疫印迹等方法检测E-钙黏蛋白等。

Claims (9)

1.一种多功能的细胞共培养小皿，包括皿盖和皿体，其特征在于，还包括若干装配小板；所述皿体底部设置有若干凹槽；所述凹槽纵切面为长方形或梯形，横切面为长方形、扇形或三角形；所述装配小板的纵切面为“T”字形或梯形，横切面为长方形、扇形或三角形；所述装配小板的上表面宽度大于下表面，上表面的大小和形状与所述凹槽水平面相匹配，装配小板的厚度等于凹槽的深度，使装配小板可卡入所述凹槽中。

2.根据权利要求1所述的细胞共培养小皿，其特征在于，所述凹槽沿所述皿体中心轴环绕均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的细胞共培养小皿，其特征在于，所述皿体底面中心开有沉孔。

4.根据权利要求1或2所述的细胞共培养小皿，其特征在于，所述凹槽的纵切面为扇形，所述凹槽的数量为4个；所述装配小板的横切面也为扇形，将所述装配小板紧密卡入所述凹槽后，在所述皿体底部形成一个整圆。

5.权利要求1-4任一项所述细胞共培养小皿在细胞培养中的应用。

6.一种细胞连续性变宽度划痕培养的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用权利要求1-4任一项所述的细胞共培养小皿，将装配小板分别安装到皿体底面的凹槽内，且保证装配小板宽度较大的一面，即上表面朝上，组成一个完整小皿；

(2)将含有细胞的培养液注入上述细胞共培养小皿内培养，待细胞贴壁后移去装配小板；

(3)取若干新的装配小板，按照步骤(1)的方法再次安装到步骤(2)细胞贴壁后皿体底面的凹槽内，即获得若干连续性变宽度划痕和若干细胞贴壁区域，继续进行细胞培养观察。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述装配小板上迁移一定数量的细胞后，取出装配小板，用胰酶消化装配小板的贴壁细胞，即获得运动过程中的细胞。

8.一种多细胞共培养的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用权利要求1-4任一项所述的细胞共培养小皿，将装配小板上表面朝上依次安装到皿体的凹槽内，组成一个完整小皿；根据待培养的细胞种类，共准备若干上述细胞共培养小皿；

(2)将不同种类细胞的培养液分别各自注入上述准备好的细胞共培养小皿内培养，待细胞贴壁后，移去其中一个细胞共培养小皿的全部装配小板，然后分别从培养其他细胞的细胞共培养小皿中各取一个装配小板按照步骤(1)的方法安装到上述移去全部装配小板的细胞共培养小皿的凹槽内，实现若干种细胞接触共培养；

(3)对于所述培养其他细胞的细胞共培养小皿的操作与步骤(2)相同，共培养结束后，取出装配小板，用胰酶消化装配小板的贴壁细胞，即获得共培养实验中的目标细胞。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，安装所述装配小板时，将所述装配小板宽度较小的下表面朝上安装，实现若干种细胞非接触共培养。