CN111440721A - 一种培养容器及培养装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于细胞培养技术领域，提供了一种培养容器及培养装置，该培养容器包括容器盖和容器本体，所述容器盖上设有进气口和出气口；所述容器盖内设有第一半透膜，所述第一半透膜与所述容器盖的内壁之间形成第一封闭空间，所述第一封闭空间内填充有氧载体以及设有用于曝氧的曝气管网，所述曝气管网与所述进气口相通。本发明通过设置氧载体和曝气管网，可提高传氧效果，以为细胞培养提供了较好的溶氧保障。另外，本发明通过设置水凝胶层，有利于防止氧载体本身可能对细胞的毒性作用，而且还可以使氧气通过水凝胶层渗入到培养液中，分布地更加均匀，从而有利于对细胞的培养。

Description

一种培养容器及培养装置
技术领域
本发明属于细胞培养技术领域，尤其涉及一种培养容器及培养装置。
背景技术
氧气作为细胞赖以生长的重要物质，是细胞培养必要的物质之一。
然而，因为氧气的水溶性不佳，而使其构成了细胞培养生长的限制性因素。其中，动物细胞比较柔嫩，为防止细胞受伤害，在动物细胞的培养过程中一般不能进行搅拌和摇晃，这为氧气渗入培养液提供给细胞造成了很大的困难。而传统的培养皿、培养板和培养瓶等培养容器在使用时，是通过培养液与空气接触来实现传氧的，故传统培养容器存在传氧效果较差等问题，从而限制了细胞培养的效率。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种培养容器，旨在解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种培养容器，包括容器盖和容器本体，所述容器盖上设有进气口和出气口；所述容器盖内设有第一半透膜，所述第一半透膜与所述容器盖的内壁之间形成第一封闭空间，所述第一封闭空间内填充有氧载体以及设有用于曝氧的曝气管网，所述曝气管网与所述进气口相通。
作为本发明实施例的一个优选方案，所述容器盖上还设有观察孔。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述容器本体内设有第二半透膜，所述第二半透膜与所述容器本体的内壁之间形成第二封闭空间，所述第二封闭空间内填充有氧载体。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述氧载体包括但不限于全氟碳化合物、人工红细胞、修饰的血红蛋白溶液和溶氧有机溶剂中的一种或多种。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述全氟碳化合物包括但不限于全氟十氢萘、全氟三丁胺、全氟三丙胺、全氟-N-(4-甲基环己基)哌啶和全氟溴烷中的一种或多种。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述溶氧有机溶剂包括但不限于正己烷、正十二烷、豆油和甲苯中的一种或多种。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；所述有机物包括但不限于棉子糖、聚乙二醇、辛二酸二琥珀酰亚胺酯和戊二醛中的一种。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述第一半透膜和/或所述第二半透膜上设有水凝胶层。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述水凝胶层包括凝胶物质；所述凝胶物质包括但不限于琼脂糖、明胶、果胶、海藻糖和纤维素中的一种或多种。
本发明实施例的另一目的在于提供一种培养装置，所述培养装置用于体外培养动物细胞和/或胚胎，所述培养装置包含上述的培养容器。
本发明实施例提供的一种培养容器，其通过设置氧载体和曝气管网，可提高传氧效果，以为细胞培养提供了较好的溶氧保障。另外，本发明实施例通过设置水凝胶层，有利于防止氧载体本身可能对细胞的毒性作用，而且还可以使氧气通过水凝胶层渗入到培养液中，分布地更加均匀，从而有利于对细胞的培养。
附图说明
图1为本发明实施例提供的容器盖的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的容器本体的结构示意图。
图3为氧载体培养组和对照组的细胞活力对比结果图。
图4为实验组和对照组的软琼脂糖克隆形成实验对比图。
图中，1-容器盖、11-第一半透膜、12-第一封闭空间、13-有孔支架、14-进气口、15-出气口、16-曝气管网、17-观察孔、2-容器本体、21-第二半透膜、22-第二封闭空间、23-水凝胶层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如附图1和2所示，该实施例提供了一种培养容器，其包括容器盖1和容器本体2；其中，培养容器可以为培养皿、培养板或培养瓶。
具体的，所述容器盖1上设有进气口14和出气口15；所述容器盖1内设有第一半透膜11，第一半透膜11的厚度可控制在0.2~5cm，第一半透膜11上方设有有孔支架13；所述第一半透膜11与所述容器盖1的内壁之间形成第一封闭空间12，所述第一封闭空间12内填充有氧载体以及设有用于曝氧的曝气管网16，所述曝气管网16与所述进气口14相通。其中，进气口14内部倾斜对向氧载体方向；进气口14和出气口15都可外接胶管，曝氧时打开，结束后用夹子关闭，或者在进气口14和出气口15附近外侧壁附着一个夹子，消毒、曝氧甚至培养时都可以打开，一般培养时关闭。
进一步，为了便于观察细胞生长情况，所述容器盖1上还设有观察孔17，观察孔17贯穿于第一封闭空间12，观察孔17为圆孔状或长条状。因为容器盖1可以适当转动，所以在容器盖1上设置观察孔17更有利于观察。
进一步，所述容器本体2内设有第二半透膜21，所述第二半透膜21与所述容器本体2的内壁之间形成第二封闭空间22，所述第二封闭空间22内填充有氧载体。其中，第二半透膜21的厚度可控制在0.2~5cm，其材质可与第一半透膜11相同。
另外，上述提及的氧载体为修饰的血红蛋白溶液。修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；有机物为棉子糖修饰的血红蛋白溶液的修饰方法为现有技术，其包括以下步骤：从过期红细胞或动物红细胞，加入蒸馏水，溶胀，去掉细胞膜，然后用棉子糖作为分子内交联剂交联血红蛋白的亚基来增强血红蛋白的稳定性，即可得到修饰的血红蛋白溶液。
进一步，所述第二半透膜21上设有水凝胶层23，水凝胶层23的厚度可控制在0.1~2cm，水凝胶层23可以通过在第二半透膜21上涂覆水凝胶溶液来形成。需要说明的是，第一半透膜11上也可以设置水凝胶层23。
具体的，水凝胶溶液包括质量浓度为2%的凝胶物质，其制备方法为：将生理盐水与凝胶物质进行加热搅拌，即可得到水凝胶溶液。其中，凝胶物质为琼脂糖。
上述培养容器可用于体外培养动物细胞和胚胎，其中，容器盖1和容器本体2可分开使用，也可一起使用。
实施例2
该实施例提供了一种培养容器，其与实施例1的唯一区别在于：所采用的氧载体和水凝胶溶液不同。
具体的，该实施例所采用的氧载体为全氟碳化合物和修饰的血红蛋白溶液按照2:8质量比混合的混合物；其中，全氟碳化合物为全氟十氢萘。修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；有机物为聚乙二醇；修饰的血红蛋白溶液的修饰方法为现有技术，其包括以下步骤：从过期红细胞或动物红细胞，加入蒸馏水，溶胀，去掉细胞膜，然后用聚乙二醇作为分子内交联剂交联血红蛋白的亚基来增强血红蛋白的稳定性，即可得到修饰的血红蛋白溶液。
水凝胶溶液包括质量浓度为5%的凝胶物质，其制备方法为：将现有人工合成的基础培养基与凝胶物质进行加热搅拌，即可得到水凝胶溶液。其中，凝胶物质为明胶和果胶的混合物。
实施例3
该实施例提供了一种培养容器，其与实施例1的唯一区别在于：所采用的氧载体和水凝胶溶液不同。
具体的，该实施例所采用的氧载体为全氟碳化合物、修饰的血红蛋白溶液和溶氧有机溶剂按照2:5:3的质量比混合的混合物；其中，全氟碳化合物为全氟三丁胺和全氟三丙胺的混合物，溶氧有机溶剂为正己烷。修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；有机物为辛二酸二琥珀酰亚胺酯；修饰的血红蛋白溶液的修饰方法为现有技术，其包括以下步骤：从过期红细胞或动物红细胞，加入蒸馏水，溶胀，去掉细胞膜，然后用辛二酸二琥珀酰亚胺酯作为分子内交联剂交联血红蛋白的亚基来增强血红蛋白的稳定性，即可得到修饰的血红蛋白溶液。
水凝胶溶液包括质量浓度为3%的凝胶物质，其制备方法为：将生理盐水与凝胶物质进行加热搅拌，即可得到水凝胶溶液。其中，凝胶物质为果胶、海藻糖和纤维素的混合物。
实施例4
该实施例提供了一种培养容器，其与实施例1的唯一区别在于：所采用的氧载体。
具体的，该实施例所采用的氧载体为全氟碳化合物、人工红细胞、修饰的血红蛋白溶液和溶氧有机溶剂按照2:2:3:3的质量比混合的混合物；全氟碳化合物为全氟三丙胺、全氟-N-(4-甲基环己基)哌啶和全氟溴烷的混合物，人工红细胞为市售产品，溶氧有机溶剂为豆油和甲苯的混合物。修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；有机物为戊二醛；修饰的血红蛋白溶液的修饰方法为现有技术，其包括以下步骤：从过期红细胞或动物红细胞，加入蒸馏水，溶胀，去掉细胞膜，然后用棉戊二醛作为分子内交联剂交联血红蛋白的亚基来增强血红蛋白的稳定性，即可得到修饰的血红蛋白溶液。
实施例5
该实施例提供了一种培养容器，其与实施例1的唯一区别在于：所采用的氧载体不同。
具体的，该实施例所采用的氧载体为全氟碳化合物、修饰的血红蛋白溶液和溶氧有机溶剂按照5:4:1的质量比混合的混合物；全氟碳化合物为全氟三丁胺，溶氧有机溶剂为正十二烷。修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；有机物为聚乙二醇；修饰的血红蛋白溶液的修饰方法为现有技术，其包括以下步骤：从过期红细胞或动物红细胞，加入蒸馏水，溶胀，去掉细胞膜，然后用聚乙二醇作为分子内交联剂交联血红蛋白的亚基来增强血红蛋白的稳定性，即可得到修饰的血红蛋白溶液。
实施例6
该实施例提供了一种培养容器，其与实施例1的唯一区别在于：所采用的氧载体不同。
具体的，该实施例所采用的氧载体为全氟碳化合物、修饰的血红蛋白溶液和溶氧有机溶剂按照4:4:2的质量比混合的混合物；全氟碳化合物为全氟十氢萘和全氟三丁胺的混合物，溶氧有机溶剂为正十二烷、正己烷和豆油的混合物。修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；有机物为聚乙二醇；修饰的血红蛋白溶液的修饰方法为现有技术，其包括以下步骤：从过期红细胞或动物红细胞，加入蒸馏水，溶胀，去掉细胞膜，然后用聚乙二醇作为分子内交联剂交联血红蛋白的亚基来增强血红蛋白的稳定性，即可得到修饰的血红蛋白溶液。
实施例7
该实施例提供了一种培养装置，所述培养装置可用于体外培养动物细胞和/或胚胎，所述培养装置包含上述实施例6提供的培养容器。
将动物细胞置于上述实施例6提供的培养容器中进行杀菌消毒、曝氧和培养，其中，该培养容器的放氧周期达到4~6天，超过了密闭培养3天的限制，使培养的液体量可以达到原来的120%~350%，培养时间也可以延长到原来的110%~300%，其一次培养所收获的细胞量是原来的150%~500%，从而可以大大提高动物细胞体外培养的效率。
另外，以传统含有基础培养基的培养容器作为对照组，以上述实施例6提供的培养容器作为氧载体培养组，并分别将CCL-240(HL60)细胞置于对照组和氧载体培养组中进行培养，其培养得到的细胞活力对比如附图1所示。其中，上述实验采用MTT法检测细胞活力，具体的，将5×103个CCL-240(HL60)细胞接种到对照组或氧载体培养组的96孔板，培养 24h，加入MTT试剂孵育4 h，后舍去上清液，加入二甲基亚砜，微量振荡器震荡使结晶物溶解，利用酶标仪检测OD570nm值，所测OD值即细胞活力（统计学分析差异显著（p<0.01）。从图1（横坐标为培养时间）中可以知道，本发明实施例提供的培养容器可以提高细胞的活力。
另外，以传统含有基础培养基的培养容器作为对照组，以上述实施例6提供的培养容器作为实验组，分别对对照组和实验组培养的细胞进行软琼脂糖克隆形成实验，具体的，将8×103个CCL-240(HL60)细胞接种到对照组或实验组的6孔板，培养24h后，制成单细胞悬液。制作1.2%及0.7%的琼脂糖液，首先将1.2%琼脂糖与两倍体积的DMEM培养基混匀，倒于6cm培养皿，室温下冷却。接着0.7%琼脂糖液与两倍体积的DMEM培养基混匀后，加入单细胞悬液继续混匀，后倒于铺有1.2%琼脂糖的平皿中，在37℃、5%CO2培养箱中培养，并于显微镜下观察计数，如附图4所示。从图4中可以看出，本发明实施例提供的培养容器培养的细胞数量较多。
综上所述，本发明实施例提供的培养容器通过设置氧载体和曝气管网，可提高传氧效果，以为细胞培养提供了较好的溶氧保障。另外，本发明实施例通过设置水凝胶层，有利于防止氧载体本身可能对细胞的毒性作用，而且还可以使氧气通过水凝胶层渗入到培养液中，分布地更加均匀，从而有利于对细胞的培养。
此外，本发明实施例所采用的全氟碳化合物的线性持续放氧能力与人工红细胞、修饰的血红蛋白溶液的s形放氧及维持一定氧浓度能力的配合，可以满足不同时期不同氧浓度供应的需求，可以定制不同情况下的培养要求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种培养容器，包括容器盖和容器本体，其特征在于，所述容器盖上设有进气口和出气口；所述容器盖内设有第一半透膜，所述第一半透膜与所述容器盖的内壁之间形成第一封闭空间，所述第一封闭空间内填充有氧载体以及设有用于曝氧的曝气管网，所述曝气管网与所述进气口相通。
2.根据权利要求1所述的一种培养容器，其特征在于，所述容器盖上还设有观察孔。
3.根据权利要求1所述的一种培养容器，其特征在于，所述容器本体内设有第二半透膜，所述第二半透膜与所述容器本体的内壁之间形成第二封闭空间，所述第二封闭空间内填充有氧载体。
4.根据权利要求1或3所述的一种培养容器，其特征在于，所述氧载体为全氟碳化合物、人工红细胞、修饰的血红蛋白溶液和溶氧有机溶剂中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种培养容器，其特征在于，所述全氟碳化合物为全氟十氢萘、全氟三丁胺、全氟三丙胺、全氟-N-(4-甲基环己基)哌啶和全氟溴烷中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的一种培养容器，其特征在于，所述溶氧有机溶剂为正己烷、正十二烷、豆油和甲苯中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的一种培养容器，其特征在于，所述修饰的血红蛋白溶液为有机物交联修饰的血红蛋白溶液；所述有机物为棉子糖、聚乙二醇、辛二酸二琥珀酰亚胺酯和戊二醛中的一种。
8.根据权利要求3所述的一种培养容器，其特征在于，所述第一半透膜和/或所述第二半透膜上设有水凝胶层。
9.根据权利要求8所述的一种培养容器，其特征在于，所述水凝胶层包括凝胶物质；所述凝胶物质为琼脂糖、明胶、果胶、海藻糖和纤维素中的一种或多种。
10.一种培养装置，所述培养装置用于体外培养动物细胞和/或胚胎，其特征在于，所述培养装置包含如权利要求1~9中任一项所述的培养容器。
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