CN111408051A - 一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，包括磁性体、笼子；所述笼子设置在所述磁性体上。具体可以通过将II型糖尿病小鼠置于笼子中，并一同放置在磁性体上。本发明还公开一种磁性体细胞处理装置以及上述磁性体细胞处理装置在调节离体肝癌细胞葡萄糖水平中的应用。本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的磁场场强分布具有持续、均匀、长期和稳定等特点，磁性体的S极可参与降低II糖尿病小鼠血糖。并通过对比不同磁场方向磁性体的使用，进一步改善调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的工作效率及利用率。本发明通过磁性体细胞处理装置在调节离体肝癌细胞葡萄糖水平中的应用，得知，磁性体的S极可参与调节肝癌细胞中葡萄糖的水平。

Description

一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置及其应用
技术领域
本发明涉及调节葡萄糖水平技术领域，尤其涉及调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置及其应用。
背景技术
磁场对于人体及其它生物、水或化学剂都有明显的影响。目前，通过研究制得磁场治疗装置并将该磁场治疗装置应用于人体治疗的技术层出不穷。
如专利申请200820235822.8公开的一种低频旋转永磁体强磁场治疗装置，其专利申请中记载通过引导磁体将作用磁体产生的磁力线集中向上，从而减少了磁力线泄露，增加了磁场强度。同时，在平台上下分别设有永磁体，使上下永磁体产生的磁力线形成对流磁场，以进一步增加磁场强度和高度，达到更好的治疗效果。
又如专利申请201820376376.6公开的医用永磁体治疗装置，其专利申请中记载通过环支架的永磁体组件产生的稳恒强磁场能够实现对骨折和骨质疏松的治疗。
再如专利申请201520598948.1公开的旋转磁场治疗仪，其专利申请中记载包括驱动电机、圆柱形永磁体部件和壳体，所述的圆柱形永磁体部件为上下径向充磁的一整块永磁体，所述的圆柱形永磁体部件的圆柱轴心设置有转轴，两者为整体成型，驱动电机固定在壳体第一端盖处，转轴一端与驱动电机连接，另一端与壳体的第二端盖上的轴孔连接。其结构简单，降低了加工难度，且旋转运行时更加稳定，能够有效延长使用寿命。
II型糖尿病已经成为全球范围内，导致死亡的主要原因之一，也是维持人类健康亟待解决的主要问题之一。因此，如何开发和优化一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，并扩展其应用，帮助研究II型糖尿病的医学基础、临床研究以及相关的药物研制，是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明通过以下技术手段解决技术问题之一：现有技术缺少通过磁场作用调节血液葡萄糖水平的装置。
一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，包括磁性体、笼子；所述笼子设置在所述磁性体上。具体可以通过将II型糖尿病小鼠置于笼子中，并将放置有小鼠的笼子一同放置在磁性体上。
优选地，所述磁性体为钕铁硼永磁体但是不仅限于钕铁硼永磁体。
优选地，所述钕铁硼永磁体，以矩阵分布的12块组成(长×宽×高：60mm×50mm×35mm)，钕铁硼永磁体具有不耗电、不产热、占用空间小等特点，提升装置的各项物理性能。
优选地，相邻钕铁硼永磁体之间存在距离，该距离可以有效提高装配性，减少钕铁硼永磁体之间相互吸引导致的故障率，从而优化结构和受力分布，提升各项物理性能。
优选地，所述钕铁硼永磁体可以是一块钕铁硼永磁体，也可以是多块钕铁硼永磁体通过拼接如榫卯连接或者螺纹连接或者通过非磁性或者弱磁性螺钉紧固形成整体钕铁硼永磁体。
本发明的一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置还可以是以下结构：
一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，包括磁性体、罩体；所述磁性体的外侧罩合有所述罩体，使得所述磁性体限位在所述罩体中。具体可以是磁性体通过螺钉固定在罩体腔内。
当然，现有技术的其他方式如直接将所述磁性体放置在罩体中的方式等能实现磁性体限位在罩体中的方式也应该在本发明的保护范围内。
本发明的罩体优选为非磁性或者弱磁性的不锈钢罩。该罩体，既美观又保护磁性体不被氧化、避免铁磁性物件直接和磁性体碰撞接触，也可防止磁性体在移动过程中脱落产生事故，进一步优化结构和受力分布，提升各项物理性能。
本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的磁场场强分布具有持续、均匀、长期和稳定等特点。并通过对比不同磁场方向磁性体的使用，进一步改善调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的工作效率及利用率。
为了验证本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的作用，本发明通过用该装置调节II型糖尿病小鼠血糖并构建II型糖尿病小鼠模型，得知，该装置调节血液葡萄糖的同时，且有效地改善肝脏细胞脂肪变性的作用。
本发明通过以下技术手段解决技术问题之二：现有技术缺少通过磁场作用调节细胞葡萄糖水平的细胞处理装置。
一种磁性体细胞处理装置，包括磁性体、细胞培养箱、细胞培养皿；所述磁性体放置在所述细胞培养箱的腔体的内底面，并优选保证所述磁性体的S极向上，所述磁性体的N极向下与所述细胞培养箱的腔体的内底面相对。
多个所述细胞培养皿自下而上设置在所述磁性体上且限位在所述细胞培养箱的腔体中。每个细胞培养皿中均装载有细胞。
优选地，腔体自下而上通过隔板分割形成第1层、第2层、第3层。3个所述细胞培养皿放置在对应的层中。
优选地，所述磁性体为钕铁硼永磁体。
本发明的磁性体细胞处理装置中的细胞培养箱的结构也可以不包括隔板，多个细胞培养皿自下而上直接堆叠在细胞培养箱的腔体中。
本发明的钕铁硼永磁体，S极向上，表面最大强度达到0.5T，其长、宽和高分别是60mm、50mm和35mm。在钕铁硼永磁体的上下两侧，极性均匀，磁场梯度维持在相对较小的范围。
实验表明，本发明的细胞处理装置能用来调节细胞葡萄糖水平。
本发明通过以下技术手段解决技术问题之三：现有技术缺少通过磁场作用来调节离体肝癌细胞葡萄糖水平的方法。
一种基于上述磁性体细胞处理装置在调节离体肝癌细胞葡萄糖水平中的应用。
优选地，包括以下步骤：
步骤一、构建HepG2-IR模型：
步骤二、CCK-8检测细胞增殖：
步骤三、HepG2-IR模型葡萄糖消耗量检测：在胰岛素刺激下，将细胞置于磁性体上，进行HepG2-IR模型葡萄糖消耗量检测。
优选地，所述构建HepG2-IR模型的具体步骤为：将每孔4000个细胞/100μl接种于96孔培养板，得到细胞培养体系；分为对照组和模型组；模型组加入棕榈酸后，棕榈酸在细胞培养体系中的浓度为0.125～1mmol/L，对照组和模型组细胞分别放置在37℃的CO2培养箱(CO2气体体积与气体总体积比v/v为5％)中培养24h，得到HepG2-IR模型。
优选地，所述磁性体的S极与细胞相对，按照4×105个细胞/ml的密度将细胞铺在3.5cm细胞培养皿，并加入棕榈酸后，棕榈酸在细胞培养体系中的浓度为0.125mmol/L，后将细胞放置于磁性体上培养24h，加入胰岛素，加入胰岛素后，胰岛素在所述细胞培养体系中的浓度为100nmol/L，刺激细胞20min，收集细胞，进行葡萄糖消耗量检测。
优选地，所述磁性体为钕铁硼永磁体。
通过实验说明，本发明磁性体细胞处理装置的磁性体的S极可参与调节肝癌细胞中葡萄糖的水平。
综上所述，本发明的优点总结如下：
(1)本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置能够调节血液葡萄糖的水平，磁性体的S极可以参与降低II型糖尿病小鼠的血糖。
(2)本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的磁场场强分布具有持续、均匀、长期和稳定等特点。
(3)通过对比不同磁场方向磁性体的使用，进一步提高该调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的工作效率及利用率。
(4)进一步，本发明调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置中罩体的使用，使得该调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置形成了分布更加优化的空间磁场，提高安全性同时，增加了强磁场的利用率。
(5)进一步，本发明通过磁性体细胞处理装置在调节离体肝癌细胞葡萄糖水平中的应用，得知，磁性体的S极可参与调节肝癌细胞中葡萄糖的水平。
附图说明
图1为本发明实施例1中基于罩体的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的立体图。
图2为本发明实施例1中基于罩体的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置在正视状态下的结构示意图。
图3为本发明实施例1中基于罩体的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置在侧视状态下的结构示意图。
图4为本发明实施例1中基于罩体的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置在俯视状态下的结构示意图。
图5为本发明实施例1中基于笼子的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置在工作状态下的结构示意图。
图6本发明实施例2中各组小鼠的周龄与体重变化关系的柱状图。
图7本发明实施例2中各组小鼠的周龄与血液葡萄糖值变化关系的柱状图。
图8本发明实施例2中各组小鼠的摄食量对比的柱状图。
图9本发明实施例2中各组小鼠的饮水量对比的柱状图。
图10本发明实施例2中各组小鼠腹腔注射葡萄糖后，血液中葡萄糖值随时间变化关系的柱状图。
图11本发明实施例2中各组小鼠腹腔注射胰岛素后，血液中葡萄糖值随时间变化关系的柱状图。
图12本发明实施例2中各组小鼠的肝脏组织H&E染色切片图。
图13本发明实施例2中各组小鼠的胰腺组织H&E染色切片图。
图14本发明实施例2中各组小鼠的肾脏组织H&E染色切片图。
图15本发明实施例2中各组小鼠的眼球组织H&E染色切片图。
图16本发明实施例2中构建II型糖尿病小鼠行为学模型的装置的结构示意图。
图17本发明实施例2中各组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域次数的柱状图。
图18本发明实施例2中各组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域时间的柱状图。
图19本发明实施例2中各组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域次数的柱状图。
图20本发明实施例2中各组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域时间的柱状图。
图21本发明实施例2中包括隔板的磁性体处理细胞装置的结构示意图。
图22本发明实施例2中的细胞培养皿堆叠在磁性体上时的结构示意图。
图23本发明实施例3中棕榈酸用量与相对细胞活力之间变化关系的柱状图。
图24本发明实施例3中棕榈酸用量与葡萄糖消耗量之间变化关系的柱状图。
图25本发明实施例3中各组细胞在胰岛素刺激下葡萄糖消耗量对比的柱状图。
其中，动物和细胞实验中，数据表示方式均为平均值±标准偏差。由GraphPadPrism V6.02，t-检验进行数据差异性分析。动物实验：正常饮食对照组和高脂饮食对照组、高脂饮食N极处理组、高脂饮食S极处理组之间，“＊”代表p<0.05；“＊＊”代表p<0.01；“＊＊＊”代表p<0.001。高脂饮食对照组和高脂饮食N极处理组、高脂饮食S极处理组之间，“#”代表p<0.05；“##”代表p<0.01；“###”代表p<0.001。细胞实验：空白对照组和棕榈酸处理组之间，“＊”代表p<0.05；“＊＊”代表p<0.01；“＊＊＊”代表p<0.001；棕榈酸处理组和棕榈酸联合S极处理组之间，“#”代表p<0.05；“##”代表p<0.01。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
如图1所示，本实施例公开一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，包括磁性体1。
本实施例优选采用的磁性体1为钕铁硼永磁体但是不仅限于钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体具有不耗电、不产热、占用空间小等特点，提升装置各项物理性能。
本实施例基于该磁性体1的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的结构还可以是以下几种结构，当然其他基于磁性体1用来进行血液葡萄糖调节的装置也应该在本发明的保护范围内。
在有些实施例中，还可以包括笼子；笼子设置在钕铁硼永磁体上，具体可以通过将小鼠放置于笼子中，并一同放置在钕铁硼永磁体上。当然，本发明的笼子也可以是其他现有技术的容纳装置。本发明的笼子也可以通过现有技术的螺纹配合、焊接、锚固等方式设置在钕铁硼永磁体上。
当然，在有些实施例中，本实施例的钕铁硼永磁体可以是一块钕铁硼永磁体，也可以是多块钕铁硼永磁体通过拼接如榫卯连接或者螺纹连接或者通过螺钉紧固形成整体钕铁硼永磁体。
在有些实施例中，钕铁硼永磁体是以矩阵分布的12块组成(长×宽×高：60mm×50mm×35mm)。
在有些实施例中，相邻钕铁硼永磁体之间存在距离，该距离可以有效提高装配性，减少钕铁硼永磁体之间相互吸引导致的故障率，从而优化结构和受力分布，提升各项物理性能。
如图2～5所示，在有些实施例中，还包括罩体3，钕铁硼永磁体的外侧罩合有罩体3，使得钕铁硼永磁体限位在罩体3中。具体可以是钕铁硼永磁体通过螺钉2固定在罩体腔内。
在有些实施例中，罩体3为非磁性或者弱磁性的不锈钢罩。该罩体3，既美观又保护磁性体1不被氧化、避免铁磁性物件直接和钕铁硼永磁体碰撞接触，也可防止钕铁硼永磁体在移动过程中脱落产生事故，进一步优化结构和受力分布，提升各项物理性能。
实施例2
本实施例公开一种使用上述调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置调节II型糖尿病小鼠血糖并构建II型糖尿病小鼠模型的方法，通过该方法进一步说明本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置在调节血液葡萄糖水平中的作用。
本实施例优选采用的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置包括笼子(即鼠笼)、磁性体。其中，笼子优选为鼠笼，磁性体优选为钕铁硼永磁体。
步骤一、以4周龄的C57BL/6J小鼠为研究对象，喂养1周。
步骤二、将步骤一喂养1周后的小鼠分为四组，分别为第一组小鼠、第二组小鼠、第三组小鼠、第四组小鼠。具体地，各个组的小鼠分别放置在各自的笼子(即鼠笼)中。
调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置包括第一调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置、第二调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，其中，第一调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置中的第一钕铁硼永磁体的N极与第一组小鼠相对，第二调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置中的第二钕铁硼永磁体的S极与第二组小鼠相对。还设置对照组，对照组包括空白对照装置。
空白对照装置包括第三鼠笼、板体，第三鼠笼设置在板体上。具体可以通过将第三组小鼠放置于第三鼠笼中，并一同放置在板体上。本发明的第三鼠笼也可以通过现有技术的螺纹配合、焊接、锚固等方式设置在板体上。
本发明的板体采用铁板或者非磁性的其他现有技术的板体，作为空白对照。本实施例板体优选为铁板。
第一钕铁硼永磁体处理第一组小鼠、第二钕铁硼永磁体处理第二组小鼠时间均为24h/天，即第一组小鼠、第二组小鼠每天的24h内始终处于各自的钕铁硼永磁体上，第三组小鼠每天24h置于空白对照装置的铁板上。与此同时，在步骤一喂养1周后，第一组小鼠、第二组小鼠、第三组小鼠均使用高脂饮食饲料D12492持续性喂养小鼠，第四组小鼠饲喂正常饮食饲料。在步骤一喂养一周后，第一组小鼠、第二组小鼠、第三组小鼠连装载各组小鼠的鼠笼(即第一鼠笼、第二鼠笼、第三鼠笼)分别放置在第一钕铁硼永磁体、第二钕铁硼永磁体、铁板的正上方，即小鼠5周龄时，为使用第一调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置、第二调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置、空白对照装置处理起始点。
步骤三、高脂饮食饲料D12492持续性喂养第一组小鼠、第二组小鼠、第三组小鼠6周后，即小鼠11周龄，连续注射3天，每次注射剂量为45mg/kg鼠，腹腔注射链脲佐菌素(溶剂为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液)，通过尾静脉血管采血，检测小鼠血液葡萄糖值，筛选血液葡萄糖值大于11.1mmol/L的小鼠。正常饮食饲料喂养第四组小鼠6周后，即小鼠11周龄，连续3天注射等体积的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液作为对照。
步骤四、持续血液葡萄糖水平的磁场发生装置处理至处理时间持续11周，即小鼠周龄至16周为止。
上述实施例得到高脂饮食N极处理组(第一组小鼠)、高脂饮食S极处理组(第二组小鼠)、不进行钕铁硼永磁体处理的高脂饮食对照组(第三组小鼠)、不进行钕铁硼永磁体处理的正常饮食对照组(第四组小鼠)。
如图1-4所示，本实施例中钕铁硼永磁体(长×宽×高：250mm×160mm×45mm，)。装置表面磁场强度均在0.18T～0.22T之间。
本实施例中，链脲佐菌素(Streptozotocin，STZ)，购于美国Sigma公司，货号为：S0130，溶剂为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(上海源叶公司，货号R21465，PH＝4.2，柠檬酸与柠檬酸钠体积比为1:1，链脲佐菌素与柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液之间的质量体积比m/v为1.125mg/200μL)。
本实施例中，选用的60％kcal高脂饲料是D12492，购于Research Diets公司。
本实施例中，各组小鼠，禁食不禁水12h，尾静脉血管采血，检测血液葡萄糖值大于11.1mmol/L。
对上述小鼠进行生理指标检测：各组小鼠体重和血液葡萄糖值每周统计1次，饮水和饮食量每周统计3次。
葡萄糖耐受检测实验：于小鼠第14周龄时，II型糖尿病小鼠腹腔注射D-(+)-葡萄糖溶液,(其中D-(+)-葡萄糖购于上海生工公司，货号A600219，溶剂为水，D-(+)-葡萄糖在D-(+)-葡萄糖溶液中的质量体积百分比m/v为20％)剂量为1.5g/kg/鼠，分别于注射前和注射后的30、60、90和120min检测小鼠血液葡萄糖值。
胰岛素敏感性检测实验：于小鼠第15周龄时，II型糖尿病小鼠腹腔注射胰岛素溶液(购于诺和诺德公司，原浓度为300IU/3mL)，剂量为0.75IU/kg/鼠，分别于注射前和注射后的30、60、90和120min检测小鼠血液葡萄糖值。
血常规检测：实验结束时，通过摘除小鼠眼球获取血液样品。采集200μL血液样品，加入30μL抗凝剂EDTA-K2·2H2O溶液(其中EDTA-K2·2H2O粉末购于上海生工公司，货号A600075，溶剂为水，EDTA-K2·2H2O在EDTA-K2·2H2O溶液中的质量体积百分比m/v为0.15％)，进行血常规检测。
H&E染色：血液样本收集结束后，解剖小鼠，并将肝脏、胰腺、肾脏、眼球组织固定在多聚甲醛溶液(多聚甲醛溶液购于武汉赛维尔科技有限公司，货号G1101，多聚甲醛在多聚甲醛溶液中的质量体积百分比m/v为4％)24h，后经脱水、包埋、切片等步骤，制备H&E染色切片并观察。
实验结果：
1)如图6所示，高脂饮食组小鼠(第一组小鼠、第二组小鼠、第三组小鼠)体重明显高于正常饮食对照组小鼠(第四组小鼠)体重；高脂饮食N极处理组小鼠(第一组小鼠)体重高于高脂饮食对照组小鼠(第三组小鼠)；高脂饮食S极处理组(第二组小鼠)体重低于高脂饮食对照组小鼠(第三组小鼠)。
2)如图7所示，高脂饮食N极处理组小鼠血液葡萄糖水平较高脂饮食对照组显著增加；高脂饮食S极处理组小鼠血液葡萄糖水平较高脂饮食对照组显著降低；高脂饮食组小鼠血液葡萄糖值均显著高于正常饮食组小鼠。
3)如图8所示，高脂饮食组小鼠摄食量均显著低于正常饮食对照组小鼠。
4)如图9所示，高脂饮食组小鼠饮水量均高于正常饮食对照组小鼠；高脂饮食对照组小鼠饮水量显著高于正常饮食对照组小鼠。
5)如图10所示，腹腔注射葡萄糖耐受检测实验中，高脂饮食N极处理组小鼠血液葡萄糖含量较高脂饮食对照组显著增加；高脂饮食S极处理组小鼠血液葡萄糖含量较高脂饮食对照组显著降低；高脂饮食组小鼠血液葡萄糖含量均显著高于正常饮食组小鼠。
6)如图11所示，腹腔注射胰岛素敏感性检测实验中，高脂饮食N极处理组小鼠血液葡萄糖含量较高脂饮食对照组显著增加；高脂饮食S极处理组小鼠血液葡萄糖含量较高脂饮食对照组显著降低；高脂饮食组血液葡萄糖含量均显著高于正常饮食组小鼠。
7)如图12所示，各组小鼠肝脏组织H&E染色切片结果显示：高脂饮食N极处理组小鼠肝脏细胞脂肪变性的细胞数目多于高脂饮食对照组；高脂饮食S极处理组小鼠肝脏细胞脂肪变性的细胞数目少于高脂饮食对照组；正常饮食组小鼠肝脏细胞未出现脂肪变性的现象。
8)如图13所示，各组小鼠胰腺组织H&E染色切片结果显示：高脂饮食组小鼠胰岛出现空泡、萎缩、不规则等现象；正常饮食组小鼠胰岛细胞正常，呈现圆形或者椭圆形状。
9)如图14所示，各组小鼠肾脏组织H&E染色切片结果显示：高脂饮食组小鼠肾小球和肾小管出现炎性细胞浸润、纤维化等现象；正常饮食组小鼠肾小球、肾小管未见异常。
10)如图15所示，各组小鼠眼球组织H&E染色切片结果显示：高脂饮食组小鼠视网膜内核层细胞、外核层细胞出现细胞排布疏松的现象；正常饮食组小鼠视网膜细胞未见异常。
11)如表1所示，高脂饮食S极处理组小鼠白细胞、单核细胞、中性粒细胞，细胞数目多于高脂饮食对照组小鼠；而高脂饮食N极处理组小鼠白细胞、淋巴细胞、中性粒细胞，细胞数目少于高脂饮食对照组小鼠；高脂饮食S极处理组小鼠白细胞、单核细胞、中性粒细胞，细胞数目多于高脂饮食N极处理组小鼠。
表1血常规检测
Figure BDA0002433768960000101
注：WBC(白细胞数)、Lymph(淋巴细胞数)、Mon(单核细胞数)、Gran(中性粒细胞数)、RBC(红细胞数)、HGB(血红蛋白)、MCV(平均红细胞体积)和MCH(平均红细胞血红蛋白含量)。
本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的磁场场强分布具有持续、均匀、长期和稳定等特点。其中罩体的使用，使得该装置空间磁场的分布进一步优化，提高安全性同时，增加了磁场的利用率。并通过对比不同磁场方向磁板的使用，进一步优化调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置的工作效率及利用率。
II型糖尿病患者随着持续性的高血液葡萄糖水平的同时，并诱发胰岛素抵抗，进而诱发形成各种并发症。当前临床主要是以降糖药物的使用来缓解II型糖尿病患者的病情。研究发现长期药物的使用对患者产生毒副作用。而本发明通过优化调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置减少血液葡萄糖的同时，缓解胰岛素抵抗是本领域技术人员目前需要解决的问题。对比不同磁场方向的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，即第一调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置中的第一钕铁硼永磁体(N极与所述第一组小鼠相对)和第二调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置中的第二钕铁硼永磁体(S极与所述第二组小鼠相对)，对II型糖尿病小鼠的血液葡萄糖调节有着不同的作用。其中第一钕铁硼永磁体，即N极与小鼠相对时可升高小鼠血液葡萄糖水平；第二钕铁硼永磁体，即S极与小鼠相对时可降低小鼠血液葡萄糖水平。此外，肝脏组织H&E染色切片结果显示：第二钕铁硼永磁体，即S极与小鼠相对时有效减少肝脏细胞脂肪变性的细胞数目，说明该装置调节小鼠血液葡萄糖水平的同时，且具有改善小鼠肝脏细胞脂肪变性的作用。
另外，本发明的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置以及基于该调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置构建的II型糖尿病小鼠模型，能应用在II型糖尿病的医学基础的研究、临床研究以及相关的药物研制上。
如图16所示，本实施例还公开一种构建II型糖尿病小鼠行为学模型的装置，包括行为学旷场实验装置、控制器、显示器、摄像头4。摄像头4安装在行为学旷场实验装置顶端，控制器分别与摄像头4、显示器电源连接，摄像头4拍摄小鼠在旷场实验装置中活动的图像信息通过控制器处理后，在显示器中显示。
该装置提供了II型糖尿病小鼠调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置处理后，各组小鼠活动情况的检测方法——旷场实验。如图5所示，行为学旷场实验装置是包括隔板分割成4个独立的正方体(长×宽×高：50cm×50cm×50cm)空间组成(上端未封闭)，并由顶端摄像头同时记录4只小鼠在5min时间内的运动情况。
优选地，摄像头4通过支架安装在行为学旷场实验装置的上方。具体地，支架可以通过焊接或者螺纹配合或者卡接等现有技术的方式安装在行为学旷场实验装置上，摄像头4也可以通过焊接或者螺纹配合或者卡接等现有技术的方式安装在支架上。
实验结果：
1)如图17所示，高脂饮食N极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域的次数较高脂饮食对照组减少；高脂饮食S极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域的次数较N极处理组增加。
2)如图18所示，高脂饮食N极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域的时间较高脂饮食对照组减少；高脂饮食N极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域的时间较正常饮食对照组显著减少；高脂饮食S极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置中心区域的时间较N极处理组显著增加。
3)如图19所示，高脂饮食N极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域的次数较高脂饮食对照组减少；高脂饮食S极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域的次数较N极处理组增加。
4)如图20所示，高脂饮食N极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域的时间较高脂饮食对照组增加；高脂饮食N极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域的时间较正常饮食对照组显著增加；高脂饮食S极处理组小鼠进入行为学旷场实验装置四周区域的时间较N极处理组显著减少。
上述结果说明：第二调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，即高脂饮食S极处理组具有增强II型糖尿病小鼠运动能力和探索能力的作用。
实施例3
如图21所示，本实施例公开一种磁性体细胞处理装置，包括磁性体1、细胞培养皿5、细胞培养箱6。磁性体1放置在细胞培养箱6的腔体的内底面，保证磁性体1的S极向上，磁性体的N极向下与细胞培养箱6的腔体的内底面相对。多个细胞培养皿5自下而上堆叠在磁性体1上且限位在细胞培养箱6的腔体中。每个细胞培养皿5中均装载有细胞。
优选地，腔体自下而上通过隔板分割形成第1层、第2层、第3层。3个细胞培养皿5放置在对应的层中。
当然，优选地，本实施例的磁性体1为钕铁硼永磁体。
如图22所示，当然，本发明的磁性体细胞处理装置中的细胞培养箱6的结构也可以不包括隔板，多个细胞培养皿5自下而上直接堆叠在细胞培养箱6的腔体中。
本实施例的钕铁硼永磁体，S极向上，表面最大强度达到0.5T，其长、宽和高分别是60mm、50mm和35mm。在钕铁硼永磁体的上下两侧，极性均匀，磁场梯度维持在相对较小的范围，细胞所在位置的磁极信息和测量的磁场强度数值如表2所示。磁场强度采用LakeShore410高斯计测量。
表2
Figure BDA0002433768960000121
本实施例还公开一种上述磁性体细胞处理装置在调节离体肝癌细胞葡萄糖水平中的应用。
(1)构建肝癌细胞胰岛素抵抗模型：将每孔4000个细胞/100μL接种于96孔培养板，得到细胞培养体系。分为对照组和模型组。模型组另需加入不同浓度的棕榈酸(购于美国Sigma公司，货号为：P9767)，加入棕榈酸后，棕榈酸在得到细胞培养体系的浓度依次为0.125，0.25，0.5，1mmol/L，对照组和模型组细胞分别放置在37℃的CO2培养箱(CO2气体体积与气体总体积比v/v为5％)中培养24h，得到HepG2胰岛素抵抗模型。
(2)CCK-8检测细胞增殖：按照(1)中培养细胞的方法，96孔细胞培养板中，每孔加入10μL的CCK-8溶液(CCK-8溶液购于MCE公司，货号为：SQ19844)，37℃孵育1.5h，在酶标仪上选择450nm的波长，检测各个孔的吸光度，计算细胞存活率。细胞存活率(％)＝模型组吸光度均值/对照组×100％，并筛选得到最佳的棕榈酸诱导浓度。
(3)肝癌细胞胰岛素抵抗模型葡萄糖消耗量检测：按照(1)中培养细胞的方法，取96孔细胞培养板中的培养液，用葡萄糖测定试剂盒(购于北京普利莱公司，货号为E1010)检测培养液上清液中的葡萄糖含量。计算对照组与模型组(不同浓度棕榈酸处理组)的葡萄糖消耗量差值，差值越大，说明达到胰岛素抵抗状态越佳。
(4)胰岛素刺激下，细胞葡萄糖消耗能力检测：磁场处理组按照4×105个细胞/mL的密度将细胞铺在3.5cm细胞培养皿，得到细胞培养体系，先加入棕榈酸，加入棕榈酸后，其在所述体系中的浓度为0.125mmol/L，放置于钕铁硼永磁体上并置于细胞培养箱中培养24h，后加入胰岛素，加入胰岛素后，其在所述细胞培养体系中的浓度为100nmol/L(购于诺和诺德公司，原浓度为300IU/3mL)，刺激细胞20min，收集细胞，进行后续葡萄糖消耗量检测。
本实施例中，体外构建肝癌细胞胰岛素抵抗模型，所选细胞系是人肝癌细胞系HepG2，该模型表示方法为HepG2-IR(HepG2-Insulin Resistance)。
本实施例中，用于鉴定肝癌细胞胰岛素抵抗模型构建成功的方法包括CCK-8细胞增殖检测法和细胞葡萄糖消耗量检测法。
实验结果：
1)如图23所示，随着棕榈酸浓度的增加，CCK-8检测细胞增殖活力逐渐降低，在棕榈酸浓度为0.125mmol/L培养细胞24h时，细胞活力相对较高。
2)如图24所示，在棕榈酸浓度为0.125mmol/L时，HepG2细胞葡萄糖消耗量较大，且HepG2细胞胰岛素抵抗模型构建成功。
3)如图25所示，在胰岛素刺激下，S极钕铁硼永磁体处理组细胞消耗葡萄糖的能力显著增强。说明，钕铁硼永磁体的S极可参与调节肝癌细胞中葡萄糖的水平。
本发明的磁性体细胞处理装置以及其在调节离体肝癌细胞葡萄糖水平中的应用，能扩展应用在调节血糖药物研制的领域，为临床研究以及相关药物研制提供帮助。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种磁性体在调节葡萄糖水平中的应用。
2.一种磁性体在调节离体肝癌细胞葡萄糖中的应用。
3.根据权利要求2所述的磁性体在调节离体肝癌细胞葡萄糖中的应用，其特征在于，所述磁性体在调节离体肝癌细胞葡萄糖中的应用，包括以下步骤：
步骤一、构建HepG2-IR模型：
步骤二、CCK-8检测细胞增殖：
步骤三、HepG2-IR模型葡萄糖消耗量检测：在胰岛素刺激下，将细胞置于磁性体上，进行HepG2-IR模型葡萄糖消耗量检测。
4.根据权利要求3所述的磁性体在调节离体肝癌细胞葡萄糖中的应用，其特征在于，所述构建HepG2-IR模型的具体步骤为：将每孔4000个细胞/100μl接种于96孔培养板，得到细胞培养体系；分为对照组和模型组；模型组加入棕榈酸后，棕榈酸在细胞培养体系中的浓度为0.125～1mmol/L，对照组和模型组细胞分别放置在37℃的CO2培养箱(CO2气体体积与气体总体积比v/v为5％)中培养24h，得到HepG2-IR模型。
5.根据权利要求3或4所述的磁性体在调节离体肝癌细胞葡萄糖中的应用，其特征在于，所述步骤三中，所述磁性体的S极与细胞相对，按照4×105个细胞/ml的密度将细胞铺在3.5cm细胞培养皿，并加入棕榈酸后，棕榈酸在细胞培养体系中的浓度为0.125mmol/L，后将细胞放置于磁性体上培养24h，加入胰岛素，胰岛素在所述细胞培养体系中的浓度为100nmol/L，刺激细胞20min，收集细胞，进行葡萄糖消耗量检测。
6.一种磁性体细胞处理装置，其特征在于磁性体、细胞培养箱、细胞培养皿；所述磁性体放置在所述细胞培养箱的腔体中，细胞培养皿设置在所述磁性体上且保证磁性体的S极与所述细胞培养皿中的细胞相对。
7.根据权利要求6所述的离体肝癌细胞葡萄糖中水平的磁场发生装置，其特征在于，所述磁性体为钕铁硼永磁体。
8.一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，其特征在于，包括磁性体、笼子；所述笼子设置在所述磁性体上。
9.一种调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，其特征在于，包括磁性体、罩体；所述磁性体的外侧罩合有所述罩体，所述磁性体限位在所述罩体中。
10.根据权利要求9所述的调节血液葡萄糖水平的磁场发生装置，其特征在于，还包括螺钉；所述磁性体通过所述螺钉固定在所述罩体的腔体中。
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