CN203065488U - 一种细胞电融合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种细胞电融合装置，基底上设有凹陷的用以安装载样片的第一矩形槽及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽，第二矩形槽即为真空腔，接头设于基底的侧面，真空腔与接头之间设有使液体流通的流道，接头连接到压力回路，基底上的第一矩形槽的两侧分别设有一个矩形卡槽，卡槽上设有通孔，分别安装第一螺钉固定第一电极，第二螺钉固定第二电极在基底上，载样片上设有方形的凹槽，凹槽底部设有若干微孔，第一电极和第二电极紧贴载样片的凹槽底部。本实用新型的细胞电融合装置提供了一种新的细胞排队的方法，可以通过细胞吸附固定以及机器人操作相结合，实现多个指定细胞的配对，消除了传统电融合方法的随机性。
Description
技术领域
本实用新型属于生物医学技术领域，具体涉及一种细胞电融合装置。
背景技术
细胞融合（cell fusion）是20世纪60年代发展起来的一项细胞工程技术，也称细胞杂交，是指两个或两个以上的细胞通过生物化学或物理学方法融合在一起，产生出兼备亲本遗传性状的杂合细胞，融合后的细胞获得来自两个亲本细胞的遗传物质，具有新的遗传或生物学特性，经过培养可以用于制备细胞工程产品，甚至产生特别的物种或者品系。细胞融合逐渐成为细胞工程的一项核心技术，它不仅为核质相互关系、基因调控遗传互补、肿瘤发生、基因定位、衰老控制等领域的研究提供了有力手段，而且在遗传学动植物远缘杂交育种发育生物学免疫学医药食品以及农业等领域具有广泛应用价值，它已成为杂交育种、药物筛选、单克隆抗体制备、哺乳动物克隆、以及抗癌疫苗研发等现代生物医学研究中的一项关键技术。
细胞融合的诱导可以利用生物化学和物理等因素。因此根据不同的诱导方式，细胞融合方法可以分为病毒融合法、化学融合法、电融合法、激光融合法等。由于细胞电融合（cell electrofusion）方法具有可控性强、操作简便、对细胞无毒害等优点，其应用最为广泛。
早期的研究中，Zimmermann为首的研究小组发明了电融合仪，之后人们几经改进，明显提高了细胞融合的效率。目前，用于细胞电融合的商业化仪器很多，如德国Eppendorf、美国BTX、匈牙利的BLS等公司开发的细胞电融合仪及相关系统。然而，传统电融合方法中，过高的工作电压对实验者以及实验细胞都具有不安全因素，对系统的整体电气安全性以及高压电源的制作提出了很高要求，融合装置体积和细胞样品消耗大，融合效率和通量较低，实验观察和分析不方便，这些都限制了电融合方法的进一步推广。
近年来，细胞电融合技术与微机电系统（MEMS）结合而获得新的进展。依托微加工工艺，以微通道为特征的微流控技术实现了低电压在电融合中的应用。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台，微阵列和微加工工艺的发展大大提高了芯片上微电极的数量，使细胞电融合芯片向高通量、高效率、高集成度方向发展。重庆大学的郑小林等研制出多种集成了微电极的微流控芯片，并取得了一定的实验效果。微流控芯片便携易集成，但微电极特别是高密度微电极阵列的制作成本高，对电场控制的要求高，细胞配对的准确率也有限。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种具有改良结构的细胞电融合装置，以克服上述缺陷。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的细胞电融合装置，以提高细胞配对的准确率。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
本实用新型的细胞电融合装置，包括基底、载样片、凹槽、第一电极、第一螺钉、第二电极、第二螺钉、接头、真空腔、流道和微孔，基底上设有凹陷的用以安装载样片的第一矩形槽及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽，第二矩形槽即为真空腔，接头设于基底的侧面，真空腔与接头之间设有使液体流通的流道，接头连接到压力回路，基底上的第一矩形槽的两侧分别设有一个矩形卡槽，卡槽上设有通孔，分别安装第一螺钉固定第一电极，第二螺钉固定第二电极在基底上，载样片上设有方形的凹槽，凹槽底部设有若干微孔，第一电极和第二电极紧贴载样片的凹槽底部。
优选的，所述的基底和载样片均采用透光性生物兼容材料制成，便于在显微镜下观察细胞融合的实验过程。
优选的，所述的若干微孔阵列排布在凹槽底部，可以固定多个细胞，提高电融合的效率。
优选的，所述的微孔直径范围为10~500μm，可以针对不同的细胞或组织进行操作。
优选的，所述的第一电极和第二电极由铜或不锈钢制成。
进一步的，在各个微孔的同一侧设有辅助定位标记，可以进行标定，使得该细胞电融合装置固定的细胞位置明确，便于系统捕捉而不需要随机地搜索。
本实用新型还提供了一种采用上述细胞电融合装置融合细胞的方法，包括下述步骤：
1、将含有待融合细胞A的溶液滴入载样片的凹槽中，启动压力回路，产生负压使其中的细胞A被吸附固定在凹槽底部的微孔上；
2、同时在玻璃毛细管中吸入其余待融合细胞B，移动毛细管及细胞电融合装置，使得毛细管尖端处于被吸附的细胞A旁边的位置，毛细管在紧邻细胞A处吐出细胞B，A、B两细胞紧紧粘在一起，形成多个细胞串；
3、由细胞电融合电源向第一电极和第二电极发出脉冲信号，细胞串的细胞膜发生可逆性穿孔，A、B两细胞之间物质相互转换，最终完成电融合。
本实用新型的细胞电融合装置基底、载样片及电融合电极制造难度相对较低。从上述技术方案可以看出，本实用新型的细胞电融合装置提供了一种新的细胞排队的方法，可以通过细胞吸附固定以及机器人操作相结合，实现多个指定细胞的配对，消除了传统电融合方法的随机性；整个实验过程可在倒置显微镜下观察，或通过相关图像采集系统将图像呈现在计算机屏幕上。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本实用新型的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的细胞电融合装置的立体结构示意图；
图2是本实用新型的细胞电融合装置的主体平面结构示意图；
图3是本实用新型的细胞电融合装置的接头处的局部剖视图；
图4是本实用新型的细胞电融合装置的载样片微孔放大图；
图5是本实用新型的细胞电融合装置吸附固定第一批待融合细胞样品示意图；
图6是本实用新型的细胞电融合装置排列第二批待融合细胞样品示意图，其中a为本实用新型的细胞电融合装置，b为第二批待融合细胞，c为毛细管；
图7是本实用新型的细胞电融合装置获得细胞串样品示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种细胞电融合装置，包括基底、载样片、凹槽、第一电极、第一螺钉、第二电极、第二螺钉、接头、真空腔、流道和微孔，基底上设有凹陷的用以安装载样片的第一矩形槽及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽，第二矩形槽即为真空腔，接头设于基底的侧面，真空腔与接头之间设有使液体流通的流道，接头连接到压力回路，基底上的第一矩形槽的两侧分别设有一个矩形卡槽，卡槽上设有通孔，分别安装第一螺钉固定第一电极，第二螺钉固定第二电极在基底上，载样片上设有方形的凹槽，凹槽底部设有若干微孔，第一电极和第二电极紧贴载样片的凹槽底部。
优选的，所述的基底和载样片均采用透光性生物兼容材料制成，便于在显微镜下观察细胞融合的实验过程。
优选的，所述的若干微孔阵列排布在凹槽底部，可以固定多个细胞，提高电融合的效率。
优选的，所述的微孔直径范围为10~500μm，可以针对不同的细胞或组织进行操作。
优选的，所述的第一电极和第二电极由铜或不锈钢制成。
进一步的，在各个微孔的同一侧设有辅助定位标记，可以进行标定，使得该细胞电融合装置固定的细胞位置明确，便于系统捕捉而不需要随机地搜索。
本实用新型还提供了一种采用上述细胞电融合装置融合细胞的方法，包括下述步骤：
1、将含有待融合细胞A的溶液滴入载样片的凹槽中，启动压力回路，产生负压使其中的细胞A被吸附固定在凹槽底部的微孔上；
2、同时在玻璃毛细管中吸入其余待融合细胞B，移动毛细管及细胞电融合装置，使得毛细管尖端处于被吸附的细胞A旁边的位置，毛细管在紧邻细胞A处吐出细胞B，A、B两细胞紧紧粘在一起，形成多个细胞串；
3、由细胞电融合电源向第一电极和第二电极发出脉冲信号，细胞串的细胞膜发生可逆性穿孔，A、B两细胞之间物质相互转换，最终完成电融合。。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至图4所示，本实用新型的细胞电融合装置，包括基底1、载样片2、凹槽3、第一电极4、第一螺钉5、第二电极6、第二螺钉7、接头8、真空腔9、流道10和微孔11，基底1上设有凹陷的用以安装载样片2的第一矩形槽及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽，第二矩形槽即为真空腔9，接头8设于基底1的侧面，真空腔9与接头8之间设有使液体流通的流道10，接头8连接到压力回路，基底1上的第一矩形槽的两侧分别设有一个矩形卡槽，卡槽上设有通孔，分别安装第一螺钉5固定第一电极4，第二螺钉7固定第二电极6在基底1上，载样片2上设有方形的凹槽3，凹槽3底部设有若干微孔11。
载样片2和基底1均采用生物兼容材料制备，且透光性好，便于在显微镜下观察实验过程。
在载样片2上，微孔11的直径范围为10~500μm。微孔11可以用激光打孔机打成，如此设置，便于加工直径大小不同的通孔，进而可以针对不同的细胞或组织进行操作（如受精卵的融合）。可以根据需要，做出孔的数量为：1,2×2阵列，3×3阵列，4×4阵列，5×5阵列甚至更多（孔间距、凹槽3的尺寸都可因需要而变化），以固定多个细胞，提高电融合的效率。阵列孔之间可以通过辅助定位标记12进行标定，使得该装置固定的细胞位置明确，便于系统捕捉而不需要随机地搜索。
电极（第一电极4和第二电极6）用螺钉（第一螺钉5和第二螺钉7）固定在基底1上，使其紧贴载样片2的凹槽3底部，电极可拆卸，可重复使用，且便于与其他功能模块集成且不影响其他操作。
可以根据需要，设计不同的电极。电极材料可选用铜或不锈钢，根据所需的电场设计电极形状，以及两极板之间的距离，由此实现不同的功能。
本实用新型的细胞电融合装置在细胞真空吸附自动固定的基础上，结合所设计的电融合电极，以实现电融合。具体的细胞电融合的工作方法，包括：将含有待融合细胞（记为A）的溶液滴入载样片2的凹槽3中，启动压力回路，产生负压使其中的细胞A被吸附固定在凹槽3底部的微孔11上（如图5所示）；同时在玻璃毛细管c中吸入其余待融合细胞b（记为B），移动玻璃毛细管c及细胞电融合装置a（如图6），使得玻璃毛细管c尖端处于被吸附的细胞A旁边的位置，玻璃毛细管c在紧邻细胞A处吐出一个细胞B，由于细胞本身的粘性，上述A、B两种（也可以是同一类）细胞紧紧粘在一起，尽量将细胞A、细胞B排列成如图7所示，至此形成多个细胞串；由细胞电融合电源向两个电极（第一电极4和第二电极6）发出脉冲信号，细胞串的细胞膜发生可逆性穿孔，两细胞之间物质相互转换，最终完成电融合。
综上所述，本实用新型的细胞电融合装置基底、载样片及电融合电极制造难度相对较低。从上述技术方案可以看出，本实用新型的细胞电融合装置提供了一种新的细胞排队的方法，可以通过细胞吸附固定以及机器人操作相结合，实现多个指定细胞的配对，消除了传统电融合方法的随机性；整个实验过程可在倒置显微镜下观察，或通过相关图像采集系统将图像呈现在计算机屏幕上。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种细胞电融合装置，其特征在于：包括基底（1）、载样片（2）、凹槽（3）、第一电极（4）、第一螺钉（5）、第二电极（6）、第二螺钉（7）、接头（8）、真空腔（9）、流道（10）和微孔（11），基底（1）上设有凹陷的用以安装载样片（2）的第一矩形槽及位于第一矩形槽内且进一步凹陷的第二矩形槽，第二矩形槽即为真空腔（9），接头（8）设于基底（1）的侧面，真空腔（9）与接头（8）之间设有使液体流通的流道（10），接头（8）连接到压力回路，基底（1）上的第一矩形槽的两侧分别设有一个矩形卡槽，卡槽上设有通孔，分别安装第一螺钉（5）固定第一电极（4），第二螺钉（7）固定第二电极（6）在基底（1）上，载样片（2）上设有方形的凹槽（3），凹槽（3）底部设有若干微孔（11），第一电极（4）和第二电极（6）紧贴载样片（2）的凹槽（3）底部。
2.根据权利要求1所述的细胞电融合装置，其特征在于：所述的基底（1）和载样片（2）均采用透光性生物兼容材料制成。
3.根据权利要求1所述的细胞电融合装置，其特征在于：所述的若干微孔（11）阵列排布在凹槽（3）底部。
4.根据权利要求1或3所述的细胞电融合装置，其特征在于：所述的微孔（11）直径范围为10~500μm。
5.根据权利要求1所述的细胞电融合装置，其特征在于：所述的各个微孔（11）的同一侧设有辅助定位标记（12）。
Priority Applications (1)
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| CN 201320035970 CN203065488U (zh) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 一种细胞电融合装置 |
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| CN 201320035970 CN203065488U (zh) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 一种细胞电融合装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 201320035970 Withdrawn - After Issue CN203065488U (zh) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 一种细胞电融合装置 |
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Cited By (3)
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2013
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