CN115386478B - 一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及细胞生物技术领域，特别涉及一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，包括工作台、竖板、安装架、培养箱和第二旋转电机，竖板上设有升降机构，升降机构驱动连接有第一旋转电机，第一旋转电机驱动连接有旋转座，旋转座的底端设有剪切刀，安装架上设有固定座，固定座上设有提取筒，培养箱上设有旋转驱动组件、透明观察窗和显微镜，培养箱内设有导热板，导热板上开设有放置槽；本发明采用升降机构、第一旋转电机和剪切刀对羊膜进行自动剪裁，采用第二旋转电机和提取筒完成对细胞的提取，减少细胞在提取过程中的转移，降低感染风险，通过旋转驱动组件、透明观察窗和显微镜对细胞的培养进行观察，减少箱门闭合次数，避免影响细胞的培养环境。
Description
技术领域
本发明涉及细胞生物技术领域，特别涉及一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置。
背景技术
人羊膜是胎盘的外层，在电镜下可分为五层，分别是上皮层、基底膜、致密层、纤维母细胞层和海绵层，羊膜无血管和神经；从羊膜分离出的人羊膜上皮细胞无免疫原性，不会产生免疫排斥反应，适合用于细胞培养，是组织工程和细胞治疗的理想种子细胞；人羊膜上皮细胞已经应用在多种疾病中，疗效显著，羊膜上皮细胞可以分化成神经细胞，分泌多种神经递质和神经营养因子来修复受损以及退化的神经系统疾病。人羊膜上皮细胞通过分泌表达广谱抗炎因子，表达多种生长因子，来针对性的抑制自身免疫疾病的异常炎症。为自身免疫性疾病开辟了一种新的有针对性的治疗方法；且人羊膜上皮细胞对于非神经系统的操作性疾病也有一定的疗效，可见对人羊膜上皮细胞研究的重要性。
目前国内外常用的人羊膜上皮细胞提取分离方法是胰酶分步消化法，如公告号为CN104974980B，发明名称为：一种人类羊膜上皮细胞的分离方法，其将冲洗干净的羊膜剪裁成圆形，圆形直径大小较相应培养皿直径大3～4cm，将圆形的羊膜上皮面朝上覆盖于培养皿上，并且圆形的羊膜边缘必须在培养皿边缘之上，这样操作为了确保在接下来的消化过程中胰蛋白酶只单独接触羊膜上皮面；在剪裁过程中依靠操作人员人工进行剪裁，难以保证将羊膜裁剪成圆形且直径比培养皿大3～4cm；在完成裁剪，对人羊膜上皮细胞进行提取分离的过程中，还需要通过培养皿、离心管和离心机等装置进行提取处理，人羊膜上皮细胞在转移过程中容易受到外界干扰，引起人羊膜上皮细胞的污染，影响使用。
在完成人羊膜上皮细胞的提取之后需要将其放入培养基中，在温度为37℃和空气中二氧化碳含量为5％的环境中进行培养，一般将装有人羊膜上皮细胞和培养基的培养皿放在培养箱中进行培养，当培养皿中的细胞密度达80％-90％，即可进行传代培养。但是目前大部分的培养箱都无法直接地观察细胞变化，只有拿出培养皿才能观察细胞培养情况，因此就会影响培养箱内的环境，从而影响细胞的培养。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，包括工作台，所述工作台的顶部设置有竖板、安装架和培养箱；
所述竖板上设置有升降机构，所述升降机构的输出端驱动连接有第一旋转电机，所述第一旋转电机的输出轴驱动连接有旋转座，所述旋转座的底端安装有剪切刀；
所述安装架的顶部放置有固定座，所述工作台上设有驱动所述固定座旋转的第二旋转电机，所述固定座上安装有提取筒，所述提取筒内设置有细胞筛，所述提取筒的底部设置有排液管，所述排液管上设置有截止阀，所述提取筒上设有筒盖；
所述培养箱的顶端设置有箱门、透明观察窗和显微镜，所述显微镜靠近所述透明观察窗设置，所述培养箱的内部底部设有电加热板，所述电加热板的顶端放置有导热板，所述导热板上环绕轴心开设有多个放置槽，所述培养箱上设有驱动所述导热板旋转的旋转驱动组件，所述放置槽可转动至透明观察窗的正下方。
进一步的，所述竖板的一侧开设有滑槽；所述升降机构包括设置于所述竖板顶端的驱动电机，可转动设置于所述滑槽内的螺杆，以及螺接在所述螺杆上的升降台，所述驱动电机的输出轴驱动连接所述螺杆，所述第一旋转电机安装在所述升降台上。
进一步的，所述升降台的底端设置有伸缩杆，所述伸缩杆的杆头固定连接有压块，所述压块与升降台之间连接有弹簧。
进一步的，所述提取筒分为内壁和外壁，所述内壁和外壁之间形成有液体腔，所述液体腔内填充有水溶液，所述内壁内嵌设有电热阻丝。
进一步的，所述外壁上涂设有一层保温层。
进一步的，所述细胞筛的目数为200目。
进一步的，所述旋转驱动组件包括转轴，所述转轴通过轴承可转动设置于所述培养箱的顶部，所述转轴的底端与所述导热板固定连接，所述转轴的顶端位于所述培养箱的外侧且设置有旋转把手，所述转轴和导热板同轴设置。
进一步的，所述培养箱上设有进气接口和排气接口，所述培养箱内安装有二氧化碳浓度传感器，所述电加热板上设有温度传感器，所述培养箱的一侧安装有控制器，所述二氧化碳浓度传感器、温度传感器和电加热板与所述控制器电性连接。
进一步的，所述培养箱内侧壁上安装有补光灯，所述补光灯靠近所述透明观察窗设置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用升降机构、第一旋转电机和剪切刀对羊膜进行自动剪裁，将羊膜裁剪成圆形，且直径比细胞筛的直径大3～4cm；然后采用第二旋转电机和提取筒完成对人羊膜上皮细胞的提取，减少了人羊膜上皮细胞在提取过程中的转移步骤，降低了感染风险；人羊膜上皮细胞提取后放入培养基中，将装有培养基和人羊膜上皮细胞的培养皿放置于培养箱内的放置槽中，在培养过程中，通过旋转驱动组件旋转导热板，将培养皿旋转至透明观察窗下方，操作人员可通过显微镜对人羊膜上皮细胞的培养情况进行观察，减少培养箱的箱门开关闭合次数，避免影响细胞的培养环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为本发明中提取筒的结构示意图；
图5为本发明中培养箱的结构示意图。
附图标记：工作台1；竖板2；滑槽201；安装架3；培养箱4；升降机构5；驱动电机501；螺杆502；升降台503；第一旋转电机6；旋转座7；剪切刀8；固定座9；提取筒10；内壁1001；外壁1002；液体腔1003；保温层1004；第二旋转电机11；细胞筛12；排液管13；截止阀14；筒盖15；箱门16；透明观察窗17；显微镜18；电加热板19；导热板20；放置槽21；伸缩杆22；压块23；弹簧24；电热阻丝25；轴承26；转轴27；旋转把手28；进气接口29；排气接口30；二氧化碳浓度传感器31；温度传感器32；控制器33；补光灯34。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做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。
如附图1-5所示的一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，包括工作台1，所述工作台1的顶部设置有竖板2、安装架3和培养箱4；
所述竖板2上设置有升降机构5，所述升降机构5的输出端驱动连接有第一旋转电机6，所述第一旋转电机6的输出轴驱动连接有旋转座7，所述旋转座7的底端安装有剪切刀8；
所述安装架3的顶部放置有固定座9，所述工作台1上设有驱动所述固定座9旋转的第二旋转电机11，所述固定座9上安装有提取筒10，所述提取筒10内设置有细胞筛12，所述提取筒10的底部设置有排液管13，所述排液管13上设置有截止阀14，所述提取筒10上设有筒盖15；
所述培养箱4的顶端设置有箱门16、透明观察窗17和显微镜18，所述显微镜18靠近所述透明观察窗17设置，所述培养箱4的内部底部设有电加热板19，所述电加热板19的顶端放置有导热板20，所述导热板20上环绕轴心开设有多个放置槽21，所述培养箱4上设有驱动所述导热板20旋转的旋转驱动组件，所述放置槽21可转动至透明观察窗17的正下方。
本发明采用升降机构5、第一旋转电机6和剪切刀8对羊膜进行自动剪裁，将羊膜裁剪成圆形，且直径比细胞筛的直径大3～4cm；然后采用第二旋转电机11和提取筒10完成对人羊膜上皮细胞的提取，减少了人羊膜上皮细胞在提取过程中的转移步骤，降低了感染风险；人羊膜上皮细胞提取后放入培养基中，将装有培养基和人羊膜上皮细胞的培养皿放置于培养箱4内的放置槽21中，在培养过程中，通过旋转驱动组件旋转导热板20，将培养皿旋转至透明观察窗17下方，操作人员可通过显微镜18对人羊膜上皮细胞的培养情况进行观察，减少培养箱4的箱门16开关闭合次数，避免影响细胞的培养环境。
本实施例中，所述竖板2的一侧开设有滑槽201，所述升降机构5包括设置于所述竖板2顶端的驱动电机,501，可转动设置于所述滑槽201内的螺杆502，以及螺接在所述螺杆502上的升降台503，所述驱动电机501的输出轴驱动连接所述螺杆502，所述第一旋转电机6安装在所述升降台503上；所述升降台503的底端设置有伸缩杆22，所述伸缩杆22的杆头固定连接有压块23，所述压块23与升降台503之间连接有弹簧24。羊膜冲洗好进行裁剪时，将装有羊膜的器皿放置于升降台503的下方，通过驱动电机501驱动螺杆502旋转，螺杆502旋转带动升降台503下降，剪切刀8与羊膜接触前，压块23先与羊膜接触，伸缩杆22缩回，弹簧24压缩，在弹簧24的作用力下，压块23对羊膜进行固定，升降台503下降直至剪切刀8与羊膜接触，第一旋转电机6驱动旋转座7旋转，旋转座7旋转带动剪切刀8旋转对羊膜进行剪切，实现羊膜的自动化剪切，避免人工剪切导致剪切出的羊膜形状大小不符合要求。
本实施例中，所述提取筒10分为内壁1001和外壁1002，所述内壁1001和外壁1002之间形成有液体腔1003，所述液体腔1003内填充有水溶液，所述内壁1001内嵌设有电热阻丝25，所述外壁1002上涂设有一层保温层1004。电热阻丝25通过导线与外部电源连接，由外部电源对电热阻丝进行供电加热，通过电热阻丝25对液体腔1003内的水溶液进行加热，使得在对羊膜进行消化处理时，保持在37℃作用的环境下进行，水溶液散热慢，降低加热过程中所需的能耗，通过在外壁1002上涂设保温层1004，进一步降低散热。
本实施例中，所述细胞筛12的目数为200目。通过设置细胞筛12对消化后的液体进行过滤，使人羊膜上皮细胞通过细胞筛12。
本实施例中，所述旋转驱动组件包括转轴27，所述转轴27通过轴承26可转动设置于所述培养箱4的顶部，所述转轴27的底端与所述导热板20固定连接，所述转轴27的顶端位于所述培养箱4的外侧且设置有旋转把手28，所述转轴27和导热板20同轴设置。旋转旋转把手28，带动转轴27转动，转轴27转动带动导热板20转动，使放置在放置槽21内的培养皿依次通过透明观察窗17下方，操作人员通过显微镜18和透明观察窗17对培养皿内的人羊膜上皮细胞进行观察。
本实施例中，所述培养箱4上设有进气接口29和排气接口30，所述培养箱4内安装有二氧化碳浓度传感器31，所述电加热板19上设有温度传感器32，所述培养箱4的一侧安装有控制器33，所述二氧化碳浓度传感器31、温度传感器32和电加热板19与所述控制器33电性连接。通过二氧化碳浓度传感器31对培养箱4内的二氧化碳浓度进行监测，当培养箱4内的二氧化碳浓度低于预设值时，通过进气接口29向培养箱4内注入二氧化碳，当培养箱4内的二氧化碳浓度高于预设值时，通过进气接口29向培养箱4内注入空气，通过排气接口30将培养箱4内的空气排出，防止培养箱4内因注入二氧化碳或空气过多导致培养箱4内气压压强过大；电加热板19通过导线与外部电源连接，通过温度传感器32对电加热板19的温度进行监测，当电加热板19的温度高于预设值时，电加热板19停止加热，当电加热板19的温度低于预设值时，再次打开电加热板19进行加热。
本实施例中，所述培养箱4内侧壁上安装有补光灯34，所述补光灯34靠近所述透明观察窗17设置。在使用显微镜18观察人羊膜上皮细胞，当光线较暗时，打开补光灯34，为观察提供充足的光源。
本发明的工作原理：
参照说明书附图1-5所示，羊膜剪切：操作人员先将装有羊膜的器皿放置于升降台503的下方，通过驱动电机501驱动升降台503下降，剪切刀8与羊膜接触前，压块23先与羊膜接触，伸缩杆22缩回，弹簧24压缩，在弹簧24的作用力下，压块23对羊膜进行固定，升降台503下降直至剪切刀8与羊膜接触，第一旋转电机6驱动剪切刀8旋转对羊膜进行剪切，将羊膜剪切成圆形，圆形直径大小较细胞筛12直径大3～4cm，从而实现羊膜的自动化剪切，避免人工剪切导致剪切出的羊膜形状大小不符合要求。
人羊膜上皮细胞提取：将圆形的羊膜上皮面朝上覆盖于细胞筛12上，并且圆形的羊膜边缘必须在细胞筛12边缘之上，将胰蛋白酶液加入到提取筒10中，使羊膜上皮面充分接触胰蛋白酶，同时羊膜的其他部位接触不到胰蛋白酶，通过电热阻丝25进行加热，使羊膜在37℃恒温中静止消化；消化结束后，先用移液管将提取筒10中的胰蛋白酶液吸出并弃之，再用移液枪加入培养液，并用移液枪吹打细胞筛12上的羊膜上皮面，使上面的经过消化的羊膜上皮细胞脱离羊膜进入到细胞培养液中，经过反复吹打直至细胞培养液变的浑浊，取出羊膜，通过细胞筛12对液体进行过滤，启动第二旋转电机11，第二旋转电机11驱动提取筒10旋转，对提取筒10内的液体进行离心，离心结束后，羊膜上皮细胞沉淀在提取筒10的底部，打开截止阀，含有羊膜上皮细胞液体通过排液管13流出，将流出的羊膜上皮细胞接种至培养基中。在羊膜上皮细胞提取过程中，羊膜上皮细胞在提取筒10内完成了消化、过滤、离心，从而减少了人羊膜上皮细胞在提取过程中的转移步骤，降低了感染风险。
细胞培养：将装有培养基和人羊膜上皮细胞的培养皿放置于培养箱4内的放置槽21中，通过二氧化碳浓度传感器31、温度传感器32、控制器33、电加热板19、进气接口29和排气接口30对培养箱4内的二氧化碳浓度和温度进行调节，使其满足人羊膜上皮细胞的培养条件，当需要对人羊膜上皮细胞的培养情况进行观察时，通过旋转旋转把手28转动导热板20，使培养皿依次经过透明观察窗17的下方，操作人员通过显微镜18对其进行观察，从而减少培养箱的箱门开关闭合次数，避免影响细胞的培养环境。
综上：该人羊膜上皮细胞提取及培养装置能够对羊膜进行自动剪裁，减少了人羊膜上皮细胞在提取过程中的转移步骤，降低了感染风险，操作人员可通过显微镜对人羊膜上皮细胞的培养情况进行观察，减少培养箱的箱门开关闭合次数，避免影响细胞的培养环境。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (6)
1.一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，其特征在于：包括工作台(1)，所述工作台(1)的顶部设置有竖板(2)、安装架(3)和培养箱(4)；
所述竖板(2)上设置有升降机构(5)，所述升降机构(5)的输出端驱动连接有第一旋转电机(6)，所述第一旋转电机(6)的输出轴驱动连接有旋转座(7)，所述旋转座(7)的底端安装有剪切刀(8)；
所述安装架(3)的顶部放置有固定座(9)，所述工作台(1)上设有驱动所述固定座(9)旋转的第二旋转电机(11)，所述固定座(9)上安装有提取筒(10)，所述提取筒(10)内设置有细胞筛(12)，所述提取筒(10)的底部设置有排液管(13)，所述排液管(13)上设置有截止阀(14)，所述提取筒(10)上设有筒盖(15)；
所述培养箱(4)的顶端设置有箱门(16)、透明观察窗(17)和显微镜(18)，所述显微镜(18)靠近所述透明观察窗(17)设置，所述培养箱(4)的内部底部设有电加热板(19)，所述电加热板(19)的顶端放置有导热板(20)，所述导热板(20)上环绕轴心开设有多个放置槽(21)，所述培养箱(4)上设有驱动所述导热板(20)旋转的旋转驱动组件，所述放置槽(21)可转动至透明观察窗(17)的正下方；
所述竖板(2)的一侧开设有滑槽(201)；所述升降机构(5)包括设置于所述竖板(2)顶端的驱动电机(501)，可转动设置于所述滑槽(201)内的螺杆(502)，以及螺接在所述螺杆(502)上的升降台(503)，所述驱动电机(501)的输出轴驱动连接所述螺杆(502)，所述第一旋转电机(6)安装在所述升降台(503)上；
所述升降台(503)的底端设置有伸缩杆(22)，所述伸缩杆(22)的杆头固定连接有压块(23)，所述压块(23)与升降台(503)之间连接有弹簧(24)；
所述旋转驱动组件包括转轴(27)，所述转轴(27)通过轴承(26)可转动设置于所述培养箱(4)的顶部，所述转轴(27)的底端与所述导热板(20)固定连接，所述转轴(27)的顶端位于所述培养箱(4)的外侧且设置有旋转把手(28)，所述转轴(27)和导热板(20)同轴设置。
2.根据权利要求1所述的一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，其特征在于：所述提取筒(10)分为内壁(1001)和外壁(1002)，所述内壁(1001)和外壁(1002)之间形成有液体腔(1003)，所述液体腔(1003)内填充有水溶液，所述内壁(1001)内嵌设有电热阻丝(25)。
3.根据权利要求2所述的一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，其特征在于：所述外壁(1002)上涂设有一层保温层(1004)。
4.根据权利要求1所述的一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，其特征在于：所述细胞筛(12)的目数为200目。
5.根据权利要求1所述的一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，其特征在于：所述培养箱(4)上设有进气接口(29)和排气接口(30)，所述培养箱(4)内安装有二氧化碳浓度传感器(31)，所述电加热板(19)上设有温度传感器(32)，所述培养箱(4)的一侧安装有控制器(33)，所述二氧化碳浓度传感器(31)、温度传感器(32)和电加热板(19)与所述控制器(33)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种人羊膜上皮细胞提取及培养装置，其特征在于：所述培养箱(4)内侧壁上安装有补光灯(34)，所述补光灯(34)靠近所述透明观察窗(17)设置。
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