CN112899160B - 一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置 - Google Patents

一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，属于放射生物实验用设备技术领域。本装置包括装置本体、封盖，装置本体的容纳槽内有托板，托板通过缓降器连接在装置本体上，缓降器能实现托板的快升和缓降，使得托板上配套的培养板在放入时更为平稳，培养板上开设引流口和储水槽，培养板上的培养孔均匀设置在储水槽中，能够实现多组细胞同实验环境照射；托板上设有三面板围，托板的三面板围缺口侧上开设限位孔，托板下固定有支撑架，支撑架上安装有限位机构，能够实现培养板的位置固定；装置本体上设有进水口和出水口，进水口内设有单向阀，进水口和出水口上均连接有密封塞，确保各培养孔内细胞受照射剂量均匀一致。

Description

一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置
技术领域：
本发明涉及一种放射生物实验用装置，尤其是一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置。
背景技术：
乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一。其特征之一是病情发展快，易从早期迅速发展到晚期，现临床上经常将放疗与手术、化疗，尤其是新辅助化疗同联合应用。患者在确诊为局部晚期乳腺癌之后及时可行的放射治疗可以控制疾病的进展，便于后续各种治疗的开展。随着人们对乳腺癌发病机制的不断研究，靶向基因提高肿瘤细胞放射敏感性对于肿瘤的治疗的意义提升到新的高度。以乳腺癌细胞系为体外研究模型，经射线照射处理，进行生物学功能实验和凋亡相关蛋白表达研究，以期通过对乳腺癌细胞放射敏感性的影响及其初步机制研究，为延长乳腺癌患者的生存期提供参考依据。
在进行放射生物实验时，通常是以人体肿瘤株贴壁细胞为控制对象，将控制对象置于培养装置中进行人工培养，并照射放射线，在此过程中需要严格控制对细胞的放射性剂量，确保在同一照射条件下培养装置的每个培养孔内的细胞株的受照射剂量均匀一致。为保证不同培养孔内的控制对象具有相同的照射深度，向每个培养孔内添加等量的培养液，实际操作中很难保证培养液量均一致。将培养皿转移置于照射台面时容易出现晃动或倾覆，照射时有滑动移位的可能。需多个细胞培养皿进行照射时，相邻两培养皿周围的环境可控性较差，易产生照射不均匀，照射结果不同。且现有试验中常多次直接暴露于外界环境中，细胞生存环境变化起伏较大。以上不足之处都可能导致实验误差较大。
发明内容：
本发明提供一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，旨在解决现有技术中所存在的上述缺陷。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，包括装置本体，装置本体上设有封盖，装置本体内设有容纳槽，容纳槽内设置有托板，托板通过缓降器连接在装置本体上，所述缓降器包括底座和阻尼缸，所述底座固定在容纳槽内，所述阻尼缸包括缸套和缸筒，缸套沿着缸筒外侧滑动，缸筒底部安装在底座上，阻尼缸上部设有端盖，所述端盖包括一级端盖和二级端盖，二级端盖连接在缸筒顶端，一级端盖连接在缸套顶端，一级端盖上部设有连接头，阻尼缸内设有活塞和阻尼件，活塞的杆部穿出端盖后安装在连接头内，所述阻尼件包括挡片、阻尼管和浮球，活塞的杆部上开设调节孔和缓降孔，调节孔和缓降孔相通，挡片穿过调节孔，挡片的上下侧均设有定位螺母，定位螺母与活塞的杆部连接，阻尼管安装在缓降孔内，阻尼管上开设阻尼通孔，阻尼通孔与缸筒下部相通，浮球设在挡片和阻尼管之间，活塞上开设通液孔，活塞下部连接有单向阀片，单向阀片和活塞的杆部下端之间套设有弹簧。
作为优选，所述托板上有配套的培养板，培养板上开设引流口和储水槽，培养板上的培养孔均匀设置在储水槽中。
作为优选，所述托板上设有三面板围，托板的三面板围缺口侧上开设限位孔，托板下固定有支撑架，支撑架上安装有限位机构，所述限位机构包括限位体、联动架和锁止件，所述限位体与限位孔滑动配合，限位体的底端固定在联动架上，锁止件包括转动盘、安装体、拨动轴和联动体，转动盘与拨动轴固接，联动体设置在安装体前部的内侧，联动体的前端开设方孔，拨动轴与方孔插接，联动体的后端为偏心轴，安装体的后部开设滑动槽，联动架与滑动槽滑动配合，偏心轴与联动架底端高副接触，限位体从限位孔伸出的部分与所述培养板的一侧抵接。
作为优选，所述装置本体外侧设有把手槽，所述封盖的一侧转接在装置本体上，封盖的另一侧上设有锁扣，装置本体上对应锁扣处设有卡凸，锁扣与卡凸扣合。
作为优选，所述装置本体上设有进水口和出水口，进水口内设有单向阀，进水口和出水口上均连接有密封塞。
作为优选，所述托板下侧还连接有导向柱，导向柱的底端固定在所述装置本体的容纳槽内。
本发明采用上述结构，具有以下优点：
装置本体内设有缓降器，能够实现托板的快升和缓降，相较于直接将培养板放入位置较低的容纳槽内，托板升至高位时放入培养板较平稳不易晃动；
培养板上设置多组培养孔，能够实现多个培养孔的同时照射，相较于多个培养皿的分次照射，多孔同时照射保证了多组细胞同实验环境照射，提高了实验的准确性；
装置本体在照射实验中不会滑移，托板及限位机构的设置能够实现对培养板的限位固定，本发明能够避免培养板在转运过程中出现损坏或倾覆；
装置本体上设有可扣合的封盖，能够保证培养板在转移时不会直接暴露在外界环境中，培养板受污染的可能性降低，且由于封盖的轮廓限制，提供了布野范围，布野方便且精确；
装置本体内能够充入水源，能够保证培养孔全都置于水环境中，从而使得同一照射条件下装置内的每个培养孔内的贴壁细胞的受照射剂量均匀一致。
附图说明：
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为本发明实施例的打开状态示意图。
图3为本发明实施例的局部结构示意图一(去除封盖)。
图4为本发明实施例的局部结构示意图二(装置本体和缓降器)。
图5为本发明实施例中底座的结构示意图。
图6为本发明实施例中阻尼缸的结构示意图。
图7为本发明实施例中阻尼缸的平面剖视图。
图8为本发明实施例中局部结构示意图三(托板、限位机构等)。
图9为图8中去除限位机构的结构示意图。
图10为本发明实施例中限位机构的结构示意图。
图11为本发明实施例中限位机构的平面剖视图(去除限位体)。
图中，100.装置本体，101.封盖，102.把手槽，103.锁扣，104.卡凸，105.进水口，106.出水口，107.密封塞，108.容纳槽，200.进水管，201.出水管，300.托板，301.三面板围，302.支撑架，303.限位孔，400.培养板，401.培养孔，402.引流口，403.储水槽，500.限位体，501.转动盘，502.联动架，503.安装体，504.滑动槽，505.联动体，5051.偏心轴，506.拨动轴，600.阻尼缸，601.连接头，602.缸套，603.缸筒，604.端盖，6041.一级端盖，6042.二级端盖，605.活塞，6051.通液孔，606.杆部，607.定位螺母，608.调节孔，609.阻尼管，6091.阻尼通孔，610.挡片，611.浮球，612.缓降孔，613.弹簧，614.单向阀片，615.密封圈，700.底座，800.导向柱。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图1至附图11，对本发明进行详细阐述。
如图1、图2所示，一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，包括装置本体100，装置本体100上设有封盖101，封盖101可选用固体水材质制成，封盖101表面上可设计照射野示意线，在放射实验时射线在封盖101表面具有均匀的平面辐射剂量分布。装置本体100内为容纳槽108，容纳槽108内设置有托板300，托板300通过缓降器连接在装置本体100上，通过缓降器来实现托板300的升降。如图4至图7所示，缓降器包括底座700和阻尼缸600，底座700固定在容纳槽108内，阻尼缸600包括缸套602和缸筒603，缸套602沿着缸筒603外侧滑动，缸筒603底部安装在底座700上，阻尼缸600上部设有端盖604，端盖604包括一级端盖6041和二级端盖6042，二级端盖6042连接在缸筒603顶端，一级端盖6041连接在缸套602顶端，一级端盖6041上部设有连接头601，阻尼缸600内设有活塞605和阻尼件，活塞605的杆部606穿出端盖604后安装在连接头601内，阻尼件包括挡片610、阻尼管609和浮球611，活塞605的杆部606上开设调节孔608和缓降孔612，调节孔608和缓降孔612相通，挡片610穿过调节孔608，挡片610的上下侧均设有定位螺母607，定位螺母607与活塞605的杆部606连接，阻尼管609安装在缓降孔612内，阻尼管609上开设阻尼通孔6091，阻尼通孔6091与缸筒603下部相通，浮球611设在挡片610和阻尼管609之间，活塞605上开设通液孔6051，活塞605下部连接有单向阀片614，单向阀片614和活塞605的杆部606下端之间套设有弹簧613。缸筒603内的液体介质为水，端盖604上有专用于加水的孔，该孔为常闭状态，仅在需要加水时才打开，为减少水分损耗，端盖604与活塞605的杆部606、缸筒603的接触处均设置密封圈615。本实施例对阻尼缸600制造精度要求不高，加工制造复杂度低，活塞605与缸筒603之间的贴合程度要求较低，活塞605与单向阀片614的贴合程度要求也较低。
如图3所示，托板300上有配套的培养板400，培养板400上开设引流口402和储水槽403，培养板400上的培养孔401均匀设置在储水槽403中。相邻两培养孔401之间预留有间隙，培养孔401与培养板400的侧边也有一定距离。本实施例中的培养板400上有六个培养孔401。
如图3、图8和图9所示，托板300上设有三面板围301，托板300的三面板围301缺口侧上开设限位孔303，托板300下固定有支撑架302，支撑架302上安装有限位机构，如图10和图11所示，限位机构包括限位体500、联动架502和锁止件，限位体500与限位孔303滑动配合，限位体500的底端固定在联动架502上，锁止件包括转动盘501、安装体503、拨动轴506和联动体505，转动盘501与拨动轴506固接，联动体505设置在安装体503前部的内侧，联动体505的前端开设方孔，拨动轴506与方孔插接，联动体505的后端为偏心轴5051，安装体503的后部开设滑动槽504，联动架502与滑动槽504滑动配合，偏心轴5051与联动架502底端高副接触，限位体500从限位孔303伸出的部分与培养板400的一侧抵接，培养板400的其他三侧分别与托板300的三面板围301对应，限位体500和三面板围301能够实现对培养板400的位置限定。
如图1和图2所示，装置本体100外侧设有把手槽102，便于转移调整本装置，封盖101的一侧转接在装置本体100上，封盖101的另一侧上设有锁扣103，装置本体100上对应锁扣103处设有卡凸104，锁扣103与卡凸104扣合。装置本体上设有进水口105和出水口106，进水口105内设有单向阀，进水口105和出水口106上均连接有密封塞107。从进水口105充入水源，从出水口106将水抽出。托板300下侧还连接有导向柱800，导向柱800的底端固定在装置本体100的容纳槽108内，导向柱800支撑托板300，保持其平稳性。
使用上述乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置：
(1)MCF7和MDA-MB-231细胞的培养
人体乳腺癌细胞系MDA-MB-231及MCF7来自山东大学医学院病理实验室，细胞传代冻存。10ml RPMI-1640完全培养液(血清浓度为10％，青霉素浓度为100U/ml，链霉素浓度为0.1mg/ml)放入无菌培养瓶培养细胞，培养皿移入温度为37℃、CO2浓度为5％的水套细胞培养箱中常规培养，24h后观察细胞的贴壁情况并更换新鲜的完全培养液。
(2)细胞转染
按照Lipofectamine 2000转染试剂说明书的步骤转染siRNA。实验分为两组：转染SR-BI siRNA组(si-SR-BI组)和转染非特异siRNA组(Negative control,NC组)。将准备好的混合物分布均匀后放入培养箱中常规培养。细胞在培养箱中孵育4-6h后更换成正常的完全培养液。48h后，收集细胞总蛋白或RNA检测转入基因的表达情况。
(3)沉默效果检测
MDA-MB-231及MCF7细胞转染si-SR-BI后，Q-PCR和Western Blot法检测结果显示SR-BI在mRNA和蛋白水平的表达显著降低，差异具有统计学意义，表明MDA-MB-231及MCF7细胞株转染SR-BI siRNA成功，SR-BI表达沉默。
(4)细胞分组和照射方法
在细胞培养室内，制备好培养板400：转染SR-BI siRNA组(si-SR-BI组)和转染非特异siRNA对照组(NC组)细胞，接下来准备分别用8Gy剂量照射处理。
握住装置本体100的把手槽102将其放置在实验台面上，打开锁扣103，掀开封盖101，向上提拉托板300至高位，导向柱800被托板300拉伸，同时，阻尼缸600的连接头601被托板300提拉，缸套602沿着缸筒603向上移动，活塞605的杆部606也随着提升，缸筒603的上部分与活塞605之间的液体介质经活塞605的通液孔6051对单向阀片614施加压力，在这种压力作用下，弹簧613被压缩，活塞605底和单向阀片614之间会有一定距离，液体介质能够快速从通液孔6051流入缸筒603的下部分，浮球611则在液体介质的压力之下将阻尼管609的阻尼通孔6091关闭。阻尼缸600的这种设置，能实现缸套602的快速提升。
将培养板400从托板300的三面板围301缺口侧轻慢推入，待培养板400的后侧贴紧托板300后侧，转动限位机构的转动盘501，拨动轴506转动并带着联动体505转动，联动体505的偏心轴5051转至其与联动架502的底端接触并继续推动联动架502底端沿着滑动槽504向上移动，联动架502上的限位体500得以从限位孔303伸出并对培养板400限位。在该过程中，托板300在自身重力和培养板400重力作用下会缓慢且平稳地下降，这是由于：连接头601在托板300和培养板400压力下带动缸套602沿着缸筒603下落，活塞605的杆部606也向下运动，活塞605则推动单向阀片614对缸筒603下部分内的液体介质产生压力，这种压力加上弹簧613的作用力会使单向阀片614贴紧活塞605的底端，活塞605的通液孔6051则会被单向阀片614封住而关闭，与此同时，缸筒603下部分内的液体介质会通过阻尼管609的阻尼通孔6091下端进入并推动浮球611浮起，浮球611脱离阻尼管609，阻尼通孔6091的上部得以打开，液体介质从调节孔608流入到缸筒603的上部分，由于阻尼通孔6091的孔径比较小，所以流入到缸筒603内的液体流速较小，活塞605向下运动的速度也很缓慢，缸套602相对缸筒603的运动速度受到制约，培养板400随着托板300缓慢平稳地下降。盖上封盖101，经将锁扣103与卡凸104扣合。
将本装置转移至照射机房，打开装置本体100上的密封塞107，进水口105上连接进水管，出水口106上连接出水管，进水管端还连接有充水泵，打开充水泵可将水源充入容纳槽108内，出水管端还连接有抽水泵，打开抽水泵可将装置本体100内的水源抽出。容纳槽108内充入清水，清水从培养板400的引流口402进入储水槽403，储水槽403的水位高度应高于培养板400内任一培养孔401内贴壁细胞的高度，但水位不应高于培养孔401上边缘。水源均匀围绕着每个培养孔401，射线垂直照射培养孔401内的细胞时，能够保证培养孔401内的细胞受到的照射是均匀的。培养板400上的多组培养孔401能够同时进行照射，实现了多组细胞同环境、同时间的均匀照射，保证实验的准确性。而且装置本体100上设置进水口105和出水口106，进水管、出水管、充水泵和抽水泵都位于装置外侧，不会对射线造成干涉，为培养孔401内的细胞接受稳定、一致的射线作用环境创造条件，实现各培养孔401间受照剂量的一致性。根据封盖101上的表面照射野示意线布置照射野，可参考的照射方法为：美国VarianClinac ix直线加速器，剂量率为300cGy/min，100cm源皮距、20cm×20cm的照射野，6MVX射线。照射后设为照射后转染组(NC组+放射)和照射后对照组(si-SR-BI组+放射)。照射结束后，打开抽水泵将水抽出，取下进水管和出水管，关上密封塞107，将本装置送回培养室。
显然，上述实施例仅仅是个举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡属上述技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，其特征在于：包括装置本体，装置本体上设有封盖，装置本体内设有容纳槽，容纳槽内设置有托板，托板通过缓降器连接在装置本体上，所述缓降器包括底座和阻尼缸，所述底座固定在容纳槽内，所述阻尼缸包括缸套和缸筒，缸套沿着缸筒外侧滑动，缸筒底部安装在底座上，阻尼缸上部设有端盖，所述端盖包括一级端盖和二级端盖，二级端盖连接在缸筒顶端，一级端盖连接在缸套顶端，一级端盖上部设有连接头，阻尼缸内设有活塞和阻尼件，活塞的杆部穿出端盖后安装在连接头内，所述阻尼件包括挡片、阻尼管和浮球，活塞的杆部上开设调节孔和缓降孔，调节孔和缓降孔相通，挡片穿过调节孔，挡片的上下侧均设有定位螺母，定位螺母与活塞的杆部连接，阻尼管安装在缓降孔内，阻尼管上开设阻尼通孔，阻尼通孔与缸筒下部相通，浮球设在挡片和阻尼管之间，活塞上开设通液孔，活塞下部连接有单向阀片，单向阀片和活塞的杆部下端之间套设有弹簧；所述托板上有配套的培养板，培养板上开设引流口和储水槽，培养板上的培养孔均匀设置在储水槽中；所述托板上设有三面板围，托板的三面板围缺口侧上开设限位孔，托板下固定有支撑架，支撑架上安装有限位机构，所述限位机构包括限位体、联动架和锁止件，所述限位体与限位孔滑动配合，限位体的底端固定在联动架上，锁止件包括转动盘、安装体、拨动轴和联动体，转动盘与拨动轴固接，联动体设置在安装体前部的内侧，联动体的前端开设方孔，拨动轴与方孔插接，联动体的后端为偏心轴，安装体的后部开设滑动槽，联动架与滑动槽滑动配合，偏心轴与联动架底端高副接触，限位体从限位孔伸出的部分与所述培养板的一侧抵接。
2.根据权利要求1所述的乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，其特征在于：所述装置本体外侧设有把手槽，所述封盖的一侧转接在装置本体上，封盖的另一侧上设有锁扣，装置本体上对应锁扣处设有卡凸，锁扣与卡凸扣合。
3.根据权利要求2所述的乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，其特征在于：所述装置本体上设有进水口和出水口，进水口内设有单向阀，进水口和出水口上均连接有密封塞。
4.根据权利要求3所述的乳腺癌细胞体外培养放射性实验用装置，其特征在于：所述托板下侧还连接有导向柱，导向柱的底端固定在所述装置本体的容纳槽内。
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