CN108148755A - 细胞培养装置及细胞气溶胶暴露染毒方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种细胞培养装置及细胞气溶胶暴露染毒方法，细胞培养装置包括用于放置培养基的培养基壳体和与培养基壳体配合的细胞培养盖，所述细胞培养盖上设有进气口和出气口，所述培养基壳体内设有支撑结构，所述支撑结构上设有细胞培养壳体，所述细胞培养壳体内设有细胞培养结构。该细胞培养装置既实现细胞培养，又能进行气溶胶暴露染毒，节约了成本，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种细胞培养装置及细胞气溶胶暴露染毒方法。
背景技术
随着人们对空气粒相物、卷烟烟气等有害气体的逐渐关注，有害气体或气溶胶的体外毒性测试在对环境中有害气溶胶成分的健康风险评价中有着非常重要的意义。目前，在气溶胶研究中，已有通过利用培养板或特定的暴露仓实现细胞气溶胶暴露试验。如申请公布号为CN102010818A、申请公布日为2011.04.13的中国专利公开了最终可控浓度的细胞暴露用气控制装置，该控制装置包括细胞气态暴露实验腔和细胞培养液腔，这两个腔体之间放置实验细胞专用的微孔膜板，该控制装置的细胞气态暴露实验腔和细胞培养液腔只能够进行气溶胶暴露染毒实验，实验时需要将培养好的带有实验细胞的微孔膜板放在细胞培养液腔之上。由于暴露实验腔和培养实验细胞的腔为两个单独的腔，因此会增加培养基的使用量，延长实验操作时间，增加细胞暴露染毒的成本和工作量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种细胞培养装置，以解决现有技术中在进行气溶胶暴露染毒实验由于暴露实验腔和培养实验细胞的腔为两个单独的腔，会增加培养基的使用量，延长实验操作时间，增加细胞暴露染毒的成本和工作量的问题。本发明的目的在于提供一种使用该细胞培养装置的细胞气溶胶暴露染毒方法。
为实现上述目的，本发明细胞培养装置的技术方案是：
方案1，细胞培养装置包括用于放置培养基的培养基壳体和与培养基壳体配合的细胞培养盖，所述细胞培养盖上设有进气口和出气口，所述培养基壳体内设有支撑结构，所述支撑结构上设有细胞培养壳体，所述细胞培养壳体内设有细胞培养结构。
方案2，在方案1的基础上，所述细胞培养结构为微孔膜板。便于细胞接种。
方案3，在方案1的基础上，所述细胞培养结构位于细胞培养壳体内靠近培养基壳体的底部的一端。减少培养基的使用量，降低成本。
方案4，在方案1的基础上，所述细胞培养壳体为圆筒形，所述细胞培养壳体外壁的周向上设有用于与细胞培养盖密封配合的环形凸起。环形凸起既能实现细胞培养壳体与细胞培养盖的密封配合，又方便细胞培养结构的取放。
方案5，在方案1-4任意一项的基础上，所述支撑结构为沿水平方向设置的支撑板。
方案6，在方案1-4任意一项的基础上，所述培养基壳体包括用于与细胞培养壳体支撑配合的培养基圆柱形壳体部分和与培养基圆柱形壳体部分抵接的用于放置培养基的培养基圆台形壳体部分，所述支撑结构设置在培养基圆柱形壳体部分和培养基圆台形壳体部分的抵接位置。
方案7，在方案6的基础上，所述支撑结构的数量为至少两个。保证细胞培养结构放置时的稳定性。
方案8，在方案7的基础上，所述支撑结构沿培养基壳体的内壁周向间隔、均匀布置。进一步提高细胞培养结构放置时的稳定性。
方案9，在方案6的基础上，所述培养基圆台形壳体部分与培养基圆柱形壳体部分抵接的一端的直径大于培养基圆台形壳体部分远离培养基圆柱形壳体部分的一端的直径。
方案10，在方案6的基础上，所述培养基圆台形壳体部分远离培养基圆柱形壳体部分的一端设有垫块。
方案11，在方案10的基础上，所述垫块与培养基圆台形壳体部分一体设置。
方案12，在方案1-4任意一项的基础上，所述进气口处设有进气通道，所述进气通道具有位于细胞培养盖外侧的第一进气通道口和位于细胞培养盖内侧的第二进气通道口，所述第二进气通道口的开口形状为喇叭状。增加气溶胶与细胞的染毒面积，提高染毒实验的准确性。
方案13，在方案1-4任意一项的基础上，所述细胞培养盖的内壁上设有气体缓冲板，所述气体缓冲板上设有通孔。气体缓冲板使从进气通道进入的气溶胶来不及从出气通道出去，保证进入的气溶胶与细胞充分暴露染毒，使测得的结果更加准确。
方案14，在方案13的基础上，所述通孔的数量为至少两个。增加染毒后的气溶胶的排出空间。
方案15，在方案14的基础上，所述通孔沿气体缓冲板的周向间隔、均匀布置。
方案16，在方案1-4任意一项的基础上，所述细胞培养盖包括圆柱形培养盖部分和与圆柱形培养盖部分抵接的圆台形培养盖部分，所述圆台形培养盖部分与圆柱形培养盖部分抵接的一端的直径大于圆台形培养盖部分远离圆柱形培养盖部分的一端的直径。
方案17，在方案1-4任意一项的基础上，所述细胞培养盖包括圆柱形培养盖部分和位于圆柱形培养盖部分的内侧向下延伸并向细胞培养盖轴线位置收紧的环形斜板，所述环形斜板靠近细胞培养盖轴线位置的端部设有用于放置密封件的圆环。保证密封的可靠性。
方案18，在方案1-4任意一项的基础上，所述培养基壳体上设有供培养基流入的培养基进口和供培养基流出的培养基出口，所述细胞培养装置还包括在细胞培养时用于封堵培养基进口和培养基出口的封盖。
方案19，在方案18的基础上，所述培养基进口和培养基出口设置在培养基壳体远离细胞培养盖上的进气口的一端。
为实现上述目的，本发明细胞气溶胶暴露染毒方法的技术方案是：
细胞气溶胶暴露染毒方法，先用细胞培养装置培养细胞，细胞培养完成后，在细胞培养装置的进气口连通气溶胶进气管路，在细胞培养装置的出气口连通气溶胶出气管路，对细胞培养装置中的细胞进行细胞气溶胶暴露染毒。
本发明的有益效果是：本装置通过将培养基壳体和细胞培养盖单独设置，并在细胞培养盖上设置有进气口和出气口，培养基壳体内设置细胞培养壳体，在通过细胞培养壳体内的细胞培养结构培养细胞时，培养基壳体可放入培养基以供细胞生长，进气口和出气口能够为细胞生长提供进气通道，以使细胞能够在该细胞培养装置中正常生长；在气溶胶暴露染毒时，进气口为气溶胶提供了进入细胞培养装置的通道，出气口为与细胞发生反应后的气溶胶提供了从细胞培养装置出去的通道。该装置既实现细胞培养，又能进行气溶胶暴露染毒，节约了成本，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的细胞培养装置的具体实施例一的结构示意图；
图2为本发明的细胞培养装置的具体实施例一的培养基壳体的结构示意图；
图3为图2中的俯视图；
图4为本发明的细胞培养装置的具体实施例一的细胞培养壳体的结构示意图；
图5为本发明的细胞培养装置的具体实施例一的细胞培养盖的结构示意图；
图6为图5中细胞培养盖的另一视角的结构示意图；
图7为图5中圆台形培养盖部分的直径小的一端的结构示意图；
图8为图5中气体缓冲板的结构示意图；
图9为本发明的细胞培养装置的具体实施例二的培养基壳体的俯视图；
图10为本发明的细胞培养装置的具体实施例四的培养基壳体的结构示意图；
图11为本发明的细胞培养装置的具体实施例五的串联的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的细胞培养装置的具体实施例一，如图1所示，细胞培养装置包括用于放置培养基的培养基壳体1和与培养基壳体1配合的细胞培养盖3，培养基壳体1内设置有沿培养基壳体1径向延伸的支撑板14，支撑板14构成了支撑结构，支撑板14上设有细胞培养壳体2，细胞培养壳体2内部设有细胞培养结构。
本实施例中，如图2所示，培养基壳体1包括与细胞培养壳体2支撑配合的培养基圆柱形壳体部分12和与培养基圆柱形壳体部分12抵接的用于放置培养基的培养基圆台形壳体部分11，支撑板14设置在培养基圆柱形壳体部分12和培养基圆台形壳体部分11的抵接位置；培养基圆台形壳体部分11与培养基圆柱形壳体部分12抵接的一端的直径大于培养基圆台形壳体部分11远离培养基圆柱形壳体部分12的一端的直径，在其他实施例中，培养基壳体可以整体为圆柱形，或者培养基壳体整体为方形。
本实施例中，如图3所示，支撑板14的数量为四个且沿培养基壳体1的内壁周向间隔、均匀布置，在其他实施例中，支撑结构的数量可以为两个、三个、五个以上，或者支撑结构为环形支撑结构；在培养基壳体1的培养基圆台形壳体部分11的壁上设有供培养基流入的培养基进口15和供培养基流出的培养基出口13，培养基进口15上螺纹连接有培养基进口封盖151，培养基出口13上螺纹连接有培养基出口封盖131，螺纹连接保证封盖拧紧时不漏气、不漏液。培养基进口15和培养基出口13可以使多个细胞培养装置串联起来共同细胞培养和气溶胶暴露染毒，以提高工作效率，在其他实施例中，也可以不设置培养基进口15和培养基出口13，实现单个装置的细胞培养和和气溶胶暴露染毒实验，减少了操作环节，降低了成本。培养基进口15和培养基出口13设置在培养基圆台形壳体部分11远离细胞培养盖3上的进气口的一端，便于培养基从培养基壳体内流出，在其他实施例中，可以设置在培养基圆台形壳体部分的中间位置。培养基圆台形壳体部分11远离培养基圆柱形壳体部分12的一端设有垫块16，便于培养基进口封盖和培养基出口封盖分别拧紧在培养基进口和培养基出口，本实施例中，为保证稳定性，垫块16与培养基圆台形壳体部分11一体设置，在其他实施例中，垫块与培养基圆台形壳体部分可以分体设置。
本实施例中，如图4所示，细胞培养结构为微孔膜板22，微孔膜板22可以用于气液界面的暴露染毒，在其他实施例中，细胞培养结构也可以为细胞膜板或正常版面结构；微孔膜板22位于细胞培养壳体2内靠近培养基壳体1的底部的一端，便于微孔模板22上的细胞吸收培养基壳体1内的培养基，减少了培养基的使用量，降低了成本，在其他实施例中，微孔膜板也可以放置在细胞培养壳体2的中部位置；本实施例中，细胞培养壳体2外壁的周向上设有用于与细胞培养盖3密封配合的环形凸起21，环形凸起也便于用镊子或手持对细胞培养壳体的取放。
如图5和图6所示，细胞培养盖3上的进气口处设有进气通道35，进气通道35具有位于细胞培养盖3外侧的第一进气通道口351和位于细胞培养盖3内侧的第二进气通道口352，本实施例中，第二进气通道口352的开口形状为喇叭状，喇叭状开口面积略小于细胞培养结构面积，且喇叭口与细胞培养结构之间有一定距离，保证经由喇叭口出来的气溶胶可以尽量均匀分布在培养结构的细胞表面，同时缓冲不同流速的气溶胶，防止气溶胶对细胞培养结构上的细胞造成的冲力损伤，在其他实施例中，第二进气通道口为与第一进气通道口形状相同的普通进气口；本实施例中，细胞培养盖3上的出气口处还设有出气通道34，出气通道34的直径小于进气通道35的直径，使从进气通道35进入的气溶胶可以在细胞培养结构上的细胞层上方停留片刻再经出气通道34出去，根据气溶胶的不同流速在细胞层上方形成一定的气体密度，保证细胞可以与气溶胶充分接触且通过调整气溶胶进入进气管道的流速控制暴露染毒细胞的气溶胶密度的大小，从而使实验操作和结果精确可靠；本实施例中，在细胞培养盖3的内壁和进气通道35的外壁之间设有气体缓冲板33，如图8所示，气体缓冲板33上设有通孔331，使进入的气溶胶更不容易从气溶胶出气通道出去，气体缓冲板和通孔的设置使气溶胶经由喇叭口进入到出气通道排出的过程中，分布更加均匀、充分，保证了实验结果的准确性，本实施例中，气体缓冲板33为圆形，通孔331的数量为多个，并沿气体缓冲板33的周向间隔、均匀布置。
本实施例中，细胞培养盖3包括圆柱形培养盖部分31和与圆柱形培养盖部分31抵接的圆台形培养盖部分32，圆台形培养盖部分32与圆柱形培养盖部分31抵接的一端的直径大于圆台形培养盖部分32远离圆柱形培养盖部分31的一端的直径，进气通道35和出气通道34位于圆台形培养盖部分32的直径小的一端，如图1和图7所示，进气通道35的第一进气通道口351上螺纹连接有进气通道封盖3511，出气通道34远离细胞培养盖3的一端的通道口上螺纹连接有出气通道封盖341；圆台形培养盖部分32与圆柱形培养盖部分31的抵接位置向下延伸有向细胞培养盖3轴线位置收紧的环形斜板36，环形斜板36远离圆台形培养盖部分32与圆柱形培养盖部分31的抵接位置的一端设有用于放置密封件的圆环37，圆环37上设有橡胶密封圈38，橡胶密封圈38构成密封件，橡胶密封圈保证了细胞培养和细胞气溶胶暴露染毒的可靠性。
细胞接种、培养时：将培养基壳体1上的培养基进口15和培养基出口13分别用培养基进口封盖151和培养基出口封盖131封堵上；在培养基壳体1内注入培养基，等培养基注入完成后将细胞培养壳体2放置在培养基壳体1内部的支撑板14上，将细胞悬液接种于细胞培养壳体2内的微孔膜板22；盖上细胞培养盖3，使细胞培养壳体2和细胞培养盖3通过橡胶密封圈8密封配合，然后将进气通道35和出气通道34分别用进气通道封盖3511和出气通道封盖341封堵上；将细胞培养装置放入培养箱中，然后将进气通道封盖3511和出气通道封盖341拧松进行细胞培养。
气溶胶暴露染毒：在培养好的细胞进行气溶胶暴露染毒时，将进气通道封盖3511和出气通道封盖341拧紧，然后将细胞培养装置从培养箱中取出并将其放置在超净台的恒温水槽中；打开细胞培养盖3，将细胞培养壳体2中多余的培养基移出，再将细胞培养盖3盖上并与细胞培养壳体2密封配合；打开进气通道封盖3511和出气通道封盖341，并将进气通道35接入气溶胶进入管道，出气通道34接入气溶胶排出管道，实现气溶胶暴露染毒。
本发明的细胞培养装置的具体实施例二：如图9所示，与具体实施例一的区别在于，所述支撑板14为沿培养基壳体1的内壁周向布置的环形结构。
本发明的细胞培养装置的具体实施例三：与具体实施例一的区别在于，所述通孔沿气体缓冲板的周向布置有两圈。
本发明的细胞培养装置的具体实施例四：如图10所示，与具体实施例一的区别在于，所述培养基壳体1上不设置培养基进口和培养基出口。
本发明的细胞培养装置的具体实施例五：如图11所示，与具体实施例一的区别在于，两个细胞培养装置通过三通4串联在一起。在其他实施例中，两个细胞培养装置可以通过两通、四通、五通串联在一起。
本发明的细胞气溶胶暴露染毒方法的具体实施例，该细胞气溶胶暴露染毒方法与上述细胞培养装置的具体实施例一至具体实施例五中任意一个所述的细胞气溶胶暴露染毒方法的步骤相同，不予赘述。
Claims (20)
1.细胞培养装置，其特征在于：包括用于放置培养基的培养基壳体和与培养基壳体配合的细胞培养盖，所述细胞培养盖上设有进气口和出气口，所述培养基壳体内设有支撑结构，所述支撑结构上设有细胞培养壳体，所述细胞培养壳体内设有细胞培养结构。
2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：所述细胞培养结构为微孔膜板。
3.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：所述细胞培养结构位于细胞培养壳体内靠近培养基壳体的底部的一端。
4.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于：所述细胞培养壳体为圆筒形，所述细胞培养壳体外壁的周向上设有用于与细胞培养盖密封配合的环形凸起。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述支撑结构为沿水平方向设置的支撑板。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述培养基壳体包括用于与细胞培养壳体支撑配合的培养基圆柱形壳体部分和与培养基圆柱形壳体部分抵接的用于放置培养基的培养基圆台形壳体部分，所述支撑结构设置在培养基圆柱形壳体部分和培养基圆台形壳体部分的抵接位置。
7.根据权利要求6所述的细胞培养装置，其特征在于：所述支撑结构的数量为至少两个。
8.根据权利要求7所述的细胞培养装置，其特征在于：所述支撑结构沿培养基壳体的内壁周向间隔、均匀布置。
9.根据权利要求6所述的细胞培养装置，其特征在于：所述培养基圆台形壳体部分与培养基圆柱形壳体部分抵接的一端的直径大于培养基圆台形壳体部分远离培养基圆柱形壳体部分的一端的直径。
10.根据权利要求6所述的细胞培养装置，其特征在于：所述培养基圆台形壳体部分远离培养基圆柱形壳体部分的一端设有垫块。
11.根据权利要求10所述的细胞培养装置，其特征在于：所述垫块与培养基圆台形壳体部分一体设置。
12.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述进气口处设有进气通道，所述进气通道具有位于细胞培养盖外侧的第一进气通道口和位于细胞培养盖内侧的第二进气通道口，所述第二进气通道口的开口形状为喇叭状。
13.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述细胞培养盖的内壁上设有气体缓冲板，所述气体缓冲板上设有通孔。
14.根据权利要求13所述的细胞培养装置，其特征在于：所述通孔的数量为至少两个。
15.根据权利要求14所述的细胞培养装置，其特征在于：所述气体缓冲板为圆形，所述通孔沿气体缓冲板的周向间隔、均匀布置。
16.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述细胞培养盖包括圆柱形培养盖部分和与圆柱形培养盖部分抵接的圆台形培养盖部分，所述圆台形培养盖部分与圆柱形培养盖部分抵接的一端的直径大于圆台形培养盖部分远离圆柱形培养盖部分的一端的直径。
17.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述细胞培养盖包括圆柱形培养盖部分和位于圆柱形培养盖部分的内侧向下延伸并向细胞培养盖轴线位置收紧的环形斜板，所述环形斜板靠近细胞培养盖轴线位置的端部设有用于放置密封件的圆环。
18.根据权利要求1-4任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于：所述培养基壳体上设有供培养基流入的培养基进口和供培养基流出的培养基出口，所述细胞培养装置还包括在细胞培养时用于封堵培养基进口和培养基出口的封盖。
19.根据权利要求18所述的细胞培养装置，其特征在于：所述培养基进口和培养基出口设置在培养基壳体远离细胞培养盖上的进气口的一端。
20.使用如权利要求1所述的细胞培养装置的细胞气溶胶暴露染毒方法，其特征在于：先用细胞培养装置培养细胞，细胞培养完成后，在细胞培养装置的进气口连通气溶胶进气管路，在细胞培养装置的出气口连通气溶胶出气管路，对细胞培养装置中的细胞进行细胞气溶胶暴露染毒。
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| US20050170499A1 (en) * | 2002-03-14 | 2005-08-04 | Ulrich Mohr | Culture/exposure devices, kit for assembling a device of this type and method for cultivating and exposing prokaryotes |
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-
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Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 李翔等: "卷烟烟气暴露下AA549和BEAS-22B细胞促炎性因子的释放变化", 烟草科技, vol. 49, no. 06, pages 45 - 49 * |
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