CN1177030C - 空间细胞电融合室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空间细胞电融合和培养系统的细胞电融合室，包括：箱体，箱体内有一分隔板将箱体分为前、后二个室。前室有内、外二个电极，二电极之间形成一个横截面为同心圆的电融合腔。外电极的外形为长方体与箱体前室紧配合并通过密封胶与箱体前室固定成一体。这样使整个电融合腔具有及好的强度和抗震性。箱体后室内有硅橡胶缓冲囊和细胞滤膜构成的融合液缓冲腔，这样可以保证细胞样品保留在两个电极之间，不会漏出，而多余融合液留在缓冲腔内，达到高密度细胞电融合目的。本发明的空间细胞电融合室已成功地装载在神舟四号飞船返回舱的空间细胞电融合系统内，进行了空间细胞电融合实验，并达到了生物学家预期的效果。

Description

空间细胞电融合室

技术领域

本发明涉及空间生物技术，具体是指一种用于空间细胞电融合和培养系统的细胞电融合室。

背景技术

细胞融合是细胞工程中一种实用性很强的生物技术。植物细胞可通过体细胞融合克服远缘杂交不孕性培育新品种，动物细胞可通过产生特定抗体的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合获得用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞。通过细胞融合获得的植物新品种或动物杂交瘤，都具有无法估量的经济效益和社会效益。由于细胞融合在分子生物学、生物技术和生物制药等方面的重要性，任何一种能增加细胞融合频率、提高细胞融合效率和改善融合细胞活力的技术，都会很快引起普遍的关注。细胞融合的方法主要包括化学融合、生物因素诱导融合和电融合，其中，电融合是一种高效无毒、简便易行和通用性强且能够实施遥控的细胞融合方法，更适合于空间实验应用。在地面细胞电融合实验中，由于重力引起的细胞沉降和热对流干扰了细胞膜的紧密接触，大大限制了细胞融合效率的提高。在空间微重力环境中，重力沉降趋于消失，为提高细胞融合效率，高密度地进行细胞电融合创造了前所未有的条件和特别的机会，在这种条件下实施细胞电融合，可以获得比较理想的实验结果。但是要在空间条件下进行细胞电融合，首先要解决电融合室进入空间和返回地面时能经受严酷的力学环境条件。同时，在空间环境下重力沉降趋于消失，可以高密度地进行细胞电融合，而细胞在电融合前密度不能过高，因此，电融合室的结构必需能适合细胞密度的变化。

发明内容

针对上述已有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能在空间环境下使用的细胞密度可变化的、大容量空间细胞电融合室。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

空间细胞电融合室包括：箱体，一个圆柱形内电极和其端面有一圆柱状通道的外电极，圆柱形内电极置在通道内，形成一个横截面为同心圆的电融合腔。其特征在于：箱体由透明聚碳酸酯材料制成，内有一分隔板将箱体分为前、后二个室，二电极置在前室内。外电极的外形为长方体，与箱体前室紧配合并通过密封胶与箱体前室固定成一体。这样使整个电融合腔具有及好的强度和抗震性。长方体外电极底部有一箱体底盖，电融合信号接口固定在底盖上，并通过导线与电极连接，为两个电极间的细胞提供高频交流排列电场信号和高压直流脉冲信号。

圆柱形内电极可根据不同种类的细胞对电融合电场的要求更换，通过变换内电极的直径调节二个电极间的距离达到变换电场的目的。

箱体后室内有硅橡胶缓冲囊和细胞滤膜。硅橡胶缓冲囊的边口与箱体后盖一起密封固定在箱体后端上，分隔板上有多个小孔，细胞滤膜叠合在分隔板上与硅橡胶缓冲囊构成融合液缓冲腔，这样可以保证细胞样品保留在两个电极之间，不会漏出，而多余融合液留在缓冲腔内，达到适合细胞密度变化的高密度细胞电融合目的。

本发明的优点如下：

1.本发明的圆柱状内电极半径可以根据动物细胞和植物细胞对电场不同要求灵活更换，而且电场是建立在内外二个电极的圆柱面之间，因此加大了非均匀电场的范围，使其更适合细胞电融合。

2.本发明的两个融合电极是紧紧地固定在箱体内，与箱体形成一个整体，因此，具有极好的强度和抗振性。经国家航天产品试验要求的正弦振动试验、随机振动试验和冲击试验，试验条件的最高量级分别为：正弦振动14g(17Hz～75Hz)，随机振动总均方根加速度值12.04grms，冲击1500g(700Hz～1000Hz)等，试验后对电融合室进行了相关检测，结果表明：电融合室的各项性能指标均正常，完全可以适应进入空间和返回地面时严酷的力学环境条件。

3.本发明的箱体采用透明的聚碳酸酯材料，可以通过显微镜观测细胞融合过程，另外聚碳酸酯材料具有良好的生物相容性和强度，非常适合空间细胞的电融合。

4.本发明的电融合室增加了液体缓存室，使细胞在融合前后密度可变化，达到高密度细胞电融合目的。

附图说明

图1为细胞电融合室结构示意图；

图2为细胞电融合室A-A剖面结构示意图；

图3为外电极前视图；

图4为分隔板结构示意图；

图5为箱体后壁示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细阐述：

参见附图，箱体1采用聚碳酸酯材料机械加工制成，并经表面抛光处理，具有良好的透光性，箱体1内有一分隔板2将箱体分为前、后二个室。为防止细胞溶液泄漏，分隔板与箱体是一体的，是通过机械加工形成的。分隔板2中间有若干个小孔201。

箱体前室内有二个电极，一个为圆柱形内电极3；其一头加工成镙纹状，另一头端面有一个“一”字形的凹槽，圆柱形内电极极象一个大镙钉。另一个外形为长方体的外电极4，其端面有一圆柱状的通道401，圆柱形内电极3通过分隔板中间的小孔201插入通道401内，固定在箱体前壁的镙孔上，二个电极之间形成一个横截面为同心圆的电融合腔5。圆柱形内电极可根据不同种类的细胞对电融合电场的要求更换，通过变换内电极的直径调节二个电极间的距离达到变换电场的目的。长方体外电极4与箱体前室紧配合并通过密封胶与箱体前室固定成一体。

长方体外电极4底部有一箱体底盖101，电融合信号接口6固定在底盖上，并通过导线与内、外电极连接，为两个电极间的细胞提供高频交流排列电场信号和高压直流脉冲信号。

长方体外电极4的长度方向二侧面还开有观察窗402，由于箱体由透明的聚碳酸酯材料加工制成，因此通过显微镜可以观察细胞电融合的过程。

箱体前壁和箱体底部有一与电融合腔5相通的细胞和融合液混合物出入口7和8。

箱体后室内有硅橡胶缓冲囊9和细胞滤膜10。硅橡胶缓冲囊通过其边口与箱体后盖102一起密封固定在箱体后端1上，细胞滤膜10叠合在分隔板2上与硅橡胶缓冲囊一起构成液体缓冲腔11。箱体后盖102中间有一排气孔1021。

当实施细胞电融合前，通过出入口7将细胞和融合液混合物注入细胞电融合室的两个电极间的电融合腔5内，将出入口8作为排气口，可以将腔体5内的气体排出。当腔体5内充满细胞样品时，关断出入口8。当进入腔体5的细胞和液体的混合物超过腔体容量时，液体缓冲腔11开始发挥作用，电融合腔5内的多余融合液经细胞滤膜10流入缓冲腔11，缓冲囊9逐渐发生反转，箱体后盖102有出气孔1021，用来释放缓冲囊9反转时排出的气体。这样可以保证细胞样品保留在两个电极之间，不会漏入缓冲腔11内。细胞电融合结束后，可以通过出入口8向腔体5注入培养液，出入口7排出融合液的方法，将腔体5内的液体进行置换，以满足融合后细胞的保存、培养和生长需要。

本发明的空间细胞电融合室已成功地装载在神舟四号飞船返回舱的空间细胞电融合系统内，进行了空间细胞电融合实验，并达到了生物学家预期的效果。

Claims (1)

1.空间细胞电融合室，包括：箱体(1)，一个圆柱形内电极(3)和端面有一圆柱状通道(401)的外电极(4)，圆柱形内电极置在通道(401)内，形成一个横截面为同心圆的电融合腔(5)，其特征在于：

箱体(1)由透明聚碳酸酯材料制成，内有一分隔板(2)将箱体分为前、后二个室，二电极(3、4)置在前室内，外电极(4)的外形为长方体，与箱体前室紧配合并通过密封胶与箱体前室固定成一体；长方体外电极底部有一箱体底盖(101)，箱体底盖(101)上有一为两个电极间的细胞提供高频交流排列电场信号和高压直流脉冲信号的电融合信号接口(6)，并通过导线与二电极连接；

箱体后室内有硅橡胶缓冲囊(9)和细胞滤膜(10)，硅橡胶缓冲囊的边口与箱体后盖(102)一起密封固定在箱体后端上；分隔板上有多个小孔(201)，细胞滤膜(10)叠合在分隔板上与硅橡胶缓冲囊(9)构成融合液缓冲腔(11)；

所说的箱体前壁和箱体底部还有一与电融合腔(5)相通的细胞和融合液混合物出入口(7)和(8)；

所说的长方体外电极(4)在长度方向二侧各有一个通过显微镜观察细胞融合过程的观察窗(402)；

所说的箱体后盖(102)还有用来释放缓冲囊(9)反转时排出气体的出气孔(1021)。

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