CN108641959A - 一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元 - Google Patents

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张涛
童广辉
张寅�
刘方武
董栋
袁永春
孙浩
章美敏
顾建忠
彭菲
徐增闯
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Abstract

本发明公开了一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，单元中，石英玻璃通过压环安装在盖板上，组成一个带玻璃窗口的培养单元上盖板。培养管为柱状腔室，壁上带用于液体交换的微孔，通过密封接口，一端与培养单元下腔体连接，另一端与上盖板相连。培养单元下腔体通过进出液管接头和培养管壁上微孔，实现细胞营养液的更换；培养单元下腔体内设置有环形安装面，用于安装密封圈；环形壁上设置有螺纹，用于安装培养单元上盖板，构成一个悬浮细胞培养单元。悬浮细胞接种在培养管内。该培养单元是一种具有观察窗口，可更换营养液的悬浮细胞培养单元，适合空间环境下开展悬浮细胞培养、观察实验，为空间细胞生物学研究提供一种技术手段。

Description

一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元
技术领域
本发明属于空间科学实验技术领域，特别涉及一种用于空间实验的具有观察窗口的悬浮细胞培养器。
背景技术
空间微重力环境是一个非常特殊的环境，相应的物理、生命等过程规律都有所不同，需要开展空间科学实验研究。在空间微重力环境下，悬浮细胞呈三维分布生长，为了深入研究空间悬浮细胞增殖、分化过程，需要进行空间动态培养的活体悬浮细胞的实时观察。专利号201310251580.7一种细胞培养皿公开一种适合拿放和使用清洗的细胞培养皿，但是其结构无法承受火箭发射段的力学环境，也不适合在微重力环境下的动态细胞培养观察。目前地面使用的其他各类细胞培养皿也均无法直接用于空间微重力环境下的细胞培养观察，为此需要研制专门的具有观察窗口的悬浮细胞培养器。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元。
本发明提供一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，包括培养单元下腔体1、上盖板2、进出液管接头3、培养管4、密封接口5、密封圈1 6和密封圈2 7。石英玻璃通过压环安装在盖板上，组成一个带玻璃窗口的培养单元上盖板。培养管为柱状腔室，壁上带用于液体交换的微孔，通过密封接口，一端与培养单元下腔体连接，另一端与上盖板相连。培养单元下腔体上设置有进出液管接头，实现细胞营养液的更换。上述组件构成一个具有观察窗口，可更换营养液的悬浮细胞培养单元。
所述的培养单元下腔体1采用生物相容性良好的材料，侧壁上设置进出液管接头接口；腔体内设置有环形安装面，用于安装密封圈；环形壁上设置有螺纹，用于安装培养单元上盖板。
所述的上盖板2采用培养单元下腔体采用同样材质，为具有内外螺纹的中空环形结构，环形内侧有一环形安装面，用于安装石英玻璃，其外螺纹与下腔体环形壁上的螺纹匹配，内螺纹与压环的外螺纹匹配。石英玻璃外径与盖板内径匹配，通过压环安装在上盖板的内安装面上。
所述的进出液管接头3采用生物相容性良好的材料，一端为螺纹接口，与培养单元下腔体相连，另外一端为防脱落的接口，与硅橡胶管相连。
所述的培养管4，培养管为柱状腔室，其壁上加工用于液体交换的阵列微孔，微孔尺寸小于待培养细胞尺寸，微孔数量根据液体交换量确定。
所述的密封接口5采用医用不锈钢，两端分别设置凹槽，一端凹槽安装密封圈，与培养盒相连，另一端凹槽与培养管相连。
所述的密封圈1 6采用生物相容性良好的密封圈，其尺寸与密封接口凹槽匹配。
所述的密封圈2 7采用生物相容性良好的密封圈，其尺寸与上盖板安装面的凹槽匹配。
本发明的有益效果为：悬浮细胞接种在培养管内，营养液通过管接头和培养管壁上微孔进行营养液更新，培养单元的石英玻璃具有良好的光学性能，适合作为显微观察窗口。此种设计，既能保证提供悬浮细胞足够的营养液，又能局部约束悬浮细胞，便于观察。培养单元为密闭结构，结构也能够承受火箭发射段的力学环境条件，适合用于空间悬浮细胞动态培养和观察实验研究。
附图说明
图1为本发明实施例的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元的组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，并对照附图对本发明作进一步详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本实施例提供一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，包括培养单元下腔体、上盖板、进出液管接头、培养管、密封接口、密封圈1和密封圈2。石英玻璃通过压环安装在盖板上，组成一个带玻璃窗口的培养单元上盖板。培养管为柱状腔室，壁上带用于液体交换的微孔，通过密封接口和密封圈和培养单元下腔体及上盖板相连接，组成一个具有观察窗口的悬浮细胞培养单元。悬浮细胞接种在培养管内，营养液通过管接头和培养管壁上微孔进行营养液更新，培养单元上的石英玻璃具有良好的光学性能，适合作为显微观察窗口。该培养单元能保证提供悬浮细胞足够的营养液，又能局部约束悬浮细胞，便于观察，适合空间环境下开展细胞培养、观察实验，为空间细胞生物学研究提供一种技术手段。
实施例
如图1所示，一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，包括培养单元下腔体1、上盖板2、进出液管接头3、培养管4、密封接口5、密封圈1 6和密封圈2 7。石英玻璃通过压环安装在盖板上，组成一个带玻璃窗口的培养单元上盖板。培养管为柱状腔室，壁上带用于液体交换的微孔，通过密封接口，一端与培养单元下腔体连接，另一端与上盖板相连。培养单元下腔体上设置有进出液管接头，实现细胞营养液的更换。上述组件构成一个具有观察窗口，可更换营养液的悬浮细胞培养单元。
培养单元下腔体1采用生物相容性良好的聚碳酸酯材料注塑而成，侧壁上设置进出液管接头接口；腔体内设置有环形安装面，用于安装密封圈；环形壁上设置有螺纹，用于安装培养单元上盖板。
上盖板2采用培养单元下腔体采用同样材质的聚碳酸酯，为具有内外螺纹的中空环形结构，环形内侧有一环形安装面，用于安装石英玻璃，其外螺纹与下腔体环形壁上的螺纹匹配，内螺纹与压环的外螺纹匹配。石英玻璃外径与盖板内径匹配，通过压环安装在上盖板的内安装面上。
进出液管接头3采用生物相容性良好的材料，一端为螺纹接口，与培养单元下腔体相连，另外一端为防脱落的接口，与硅橡胶管相连。
培养管4，培养管为柱状腔室，其壁上加工用于液体交换的阵列微孔，微孔尺寸小于待培养细胞尺寸，约为5um，每列500个微孔，壁上合计有10列微孔。
密封接口5采用医用不锈钢材料，两端分别设置凹槽，一端凹槽安装密封圈，与培养盒相连，另一端凹槽与培养管相连。
密封圈1 6采用生物相容性良好的硅橡胶密封圈，其尺寸与密封接口凹槽匹配。
密封圈2 7采用生物相容性良好的硅橡胶密封圈，其尺寸与上盖板安装面的凹槽匹配。
该悬浮细胞培养单元各组件方便拆解后清洗、灭菌，发射前将灭过菌的培养单元组装到位，加载细胞样品和培养液，然后装载在空间生物反应器中。发射入轨后，细胞培养单元内营养液定期更换，自动巡检显微镜通过观察窗口定时获取悬浮细胞的显微图像，并实时传回地面，为科学家分析研究提供第一手数据。

Claims (8)

1.一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，包括培养单元下腔体(1)、上盖板(2)、进出液管接头(3)、培养管(4)、密封接口(5)、密封圈1(6)和密封圈2(7)，其特征在于：
石英玻璃通过压环安装在盖板上，组成一个带玻璃窗口的培养单元上盖板(2)；培养管(4)为柱状腔室，壁上带用于液体交换的微孔，通过密封接口，一端与培养单元下腔体(1)连接，另一端与上盖板(2)相连；培养单元下腔体(1)上设置有进出液管接头，实现细胞营养液的更换，上述组件构成一个具有观察窗口可更换营养液的悬浮细胞培养单元。
2.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的培养单元下腔体(1)采用生物相容性良好的材料，侧壁上设置进出液管接头接口；腔体内设置有环形安装面，用于安装密封圈；环形壁上设置有螺纹，用于安装培养单元上盖板。
3.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的上盖板(2)采用培养单元下腔体采用同样材质，为具有内外螺纹的中空环形结构，环形内侧有一环形安装面，用于安装石英玻璃，其外螺纹与下腔体环形壁上的螺纹匹配，内螺纹与压环的外螺纹匹配。石英玻璃外径与盖板内径匹配，通过压环安装在上盖板的内安装面上。
4.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的进出液管接头(3)采用生物相容性良好的材料，一端为螺纹接口，与培养单元下腔体相连，另外一端为防脱落的接口，与硅橡胶管相连。
5.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的培养管(4)，培养管为柱状腔室，其壁上加工用于液体交换的阵列微孔，微孔尺寸小于待培养细胞尺寸，微孔数量根据液体交换量确定。
6.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的密封接口(5)采用医用不锈钢，两端分别设置凹槽，其一是安装密封圈与培养盒相连的凹槽，其二是与培养管相连的凹槽。
7.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的密封圈1(6)采用生物相容性良好的密封圈，其尺寸与密封接口(5)的凹槽匹配。
8.如权利要求1所述的一种具有观察窗口的空间悬浮细胞培养单元，其特征在于：所述的密封圈2(7)采用生物相容性良好的密封圈，其尺寸与上盖板安装面的凹槽匹配。
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