CN209797986U - 一种利用密封管螺纹进行加压的电转染装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用密封管螺纹进行加压的电转染装置，包括杯体，杯盖和针电极阵列，所述杯盖包括盖顶和柱塞，所述针电极阵列与所述柱塞连接，所述杯体与所述柱塞通过螺纹连接，所述螺纹是夹角为55度的密封管螺纹。采用夹角为55度的螺纹连接杯体和杯盖，使杯盖旋入杯体后，杯体内部压力增加，减少液体内气泡的产生。本实用新型装置结构设计新颖，具有开创性。

Description

一种利用密封管螺纹进行加压的电转染装置

技术领域

本实用新型涉及电转染领域，涉及一种可加压的电转染装置，更具体而言，本实用新型涉及一种通过使用密封管螺纹对液体进行加压，抑制在电转染过程中针电极阵列导致液体产生气泡的电转染装置。

背景技术

细胞膜是包围在细胞外周的一层薄膜，是细胞与外界进行选择性物质交换的通透性屏障。细胞膜使细胞成为一个独立的生命单位，并拥有一个相对稳定的内环境。周围环境中的一些物质可以通过细胞膜，其它的物质则不行。细胞可以通过细胞膜从周围环境摄取养料，排出代谢产物，使物质的转运达到平衡状态。所以，细胞膜的基本功能就是维持细胞内微环境的相对稳定并有选择地与外界环境进行物质交换。

研究发现，如果对细胞施加一定强度的电刺激并持续一段时间，就可以诱导细胞膜上产生一些微孔，使细胞的通透性增强，所谓细胞电穿孔(Electroporation)就是指细胞在外加脉冲电场的作用下，细胞膜脂双层上形成瞬时微孔的生物物理过程。电转染(Electrotransfection)是利用电穿孔技术将外源的生物大分子，如DNA、RNA或蛋白质导入细胞的技术。当细胞膜发生电穿孔时，其通透性和膜电导会瞬时增大，使亲水分子、DNA、蛋白质、病毒颗粒、药物颗粒等正常情况下不能通过细胞膜的分子得以通过微孔进入细胞。在短时间内撤除电刺激后，细胞膜上微孔消失，细胞膜重新成为选择性通透屏障。

与传统的化学转染和病毒转染相比，由于电转染具有无化学污染、不会对细胞造成永久性损伤、效率较高等优点，在生物物理学、分子生物学、临床医学等领域有着广阔的应用前景。

虽然电转染作用的机理并不完全清楚，但在本文中细胞电转染是公知的，包括细胞膜脂双层的移动，导致在膜上形成暂时性的微孔，允许外源性分子通过微孔进入细胞。

现有技术中，主要有三类方法来完成细胞电转染的过程：将细胞放置于一对相距数毫米至数厘米的平行电极之间。使细胞在电极之间的电场中受到电刺激，以实现电转染的目的。例如，美国专利 US5389069。

使用微型针状电极扎入组织或细胞液中对细胞进行电击，达到电转染的目的。例如，美国专利 US5389069。

将一个腔室放置在一对平行电极之间，使得细胞的悬浮溶液在腔室中流动的同时受到电击。例如，美国专利US6773669。

中国专利CN201310227093.7公开了一种高密度分布式立体电极装置，所述装置采用分组复用的电极，能够最大程度的弥补立体电极造成的电场不均，能够单次处理毫升级的细胞，在孔板和流式装置中均能使用，能避免了高电压对细胞的伤害，成本低，是一种高通量、高效率的细胞电穿孔装置。

但是上述公开的针电极阵列在实际电转染过程中均会产生大量气泡，产生的气泡附着在电极针上，影响电场的均匀性，从而导致电转染效果不稳定。

发明内容

本实用新型是针对上述现有技术存在的技术问题，提供了一种通过密封螺纹连接并形成加压的方式，抑制电转染过程中细胞液中气泡产生的电转染装置。

本实用新型的另一目的是提高电转染装置的稳定性，提高电转染效率。

为了达到上述目的，本实用新型所提供的电转染装置的技术方案概述如下：

一种电转染装置，其特征在于，包括杯体，杯盖和针电极阵列，所述杯盖包括盖顶和柱塞，所述针电极阵列与所述柱塞连接，所述杯体与所述柱塞通过螺纹连接，所述螺纹是夹角为55度的密封管螺纹。

优选所述柱塞为圆柱形或圆锥形。

优选所述圆锥形的锥度是1:16。

优选所述盖顶设置电连接件，使脉冲电源与针电极阵列电连接。

优选所述杯体设置电极工作位置，使针电极阵列与杯体内的底部刚好接触。

优选所述盖顶设置竖条状的纹路。

优选所述杯体和杯盖的材料选择绝缘硬性材料。

优选所述杯体和杯盖之间设置密封垫圈。

优选所述针电极阵列包括多个电极，所述多个电极上按时间周期分别施加第一极性的电脉冲和第二极性的电脉冲，其中，所述第一极性的电脉冲对应的电极的周围分布的都是第二极性的电脉冲对应的电极。

优选所述针电极阵列中的多个电极按正多边形排列，所述电极阵列中相邻的两个电极之间的距离相等。

优选所述针电极阵列的形状为由若干等边三角形组成的正六边形，所述电极位于所述等边三角形的顶点上。

优选所述第一极性为正极，所述第二极性为负极。

优选所述第一极性为负极，所述第二极性为正极。

优选所述电极的直径为0.01-1.2毫米，所述两个相邻电极中心点之间的距离为0.1-2.4毫米，所述电极的个数为大于19根，所述电极的材料为不锈钢。

优选所述电极的直径为0.1-0.4毫米，所述两个相邻电极中心点之间的距离为0.2-1.5毫米，所述电极的个数为大于36根。

优选所述电极的直径为0.3毫米，所述两个相邻电极中心点之间的距离为1毫米，所述电极的个数为37根。

优选所述电极固定组件包括固定支撑柱、电极连接板和电极定位板，所述固定支撑柱垂直固定于所述电极定位板上，所述电极连接板将只施加同一极性的电脉冲对应的电极连接到一起，所述电极插入到所述电极定位板中。

优选所述针电极阵列中的电极分为若干组，所述同一组的电极只施加同一极性的电脉冲，以所述电极阵列的其中一组为正极施加电脉冲，其余组为负极施加电脉冲，再以另一组为正极施加电脉冲，其余组为负极施加电脉冲，如此交替，将得到的电场叠加得到均匀的电场。

本实用新型技术方案带来的有益效果：

本实用新型的电转染装置采用夹角为55度的密封管螺纹连接杯体和杯盖，使杯盖旋入杯体后，杯体内部压力增加，结构设计新颖，具有开创性。

本实用新型的电转染装置在电转染过程中对液体加压，抑制气泡产生，减小因气泡附着导致的电场强度不均匀性，提高电转染装置的稳定性，从而提高电转染效率。

附图说明

图1是本实用新型电转染装置杯盖整体结构示意图；

图2是本实用新型电转染装置杯体整体结构示意图；

图3是本实用新型电转染装置工作状态的剖视图；

图4是本实用新型电转染装置工作状态的侧视图；

图5是本实用新型电转染装置工作状态的俯视图；

图6是本实用新型电转染装置工作状态的仰视图；

附图注释：1－针电极阵列、2－杯体、3－螺纹、4－柱塞、5－密封垫圈、6－盖顶、7－电连接件、 8－电线、9-电极工作位置、10-杯盖。

具体实施方式

实施例一

装置结构整体设计

本实用新型提供的电转染装置如图1-6所示，包括杯体和杯盖两部分。

所述杯盖(10)包括盖顶(6)、柱塞(4)和针电极阵列(1)；

所述杯盖(10)上方处设置电连接件(7)，使得电线(8)通过电连接件(7)将脉冲电信号输送至针电极阵列(1)中，针电极阵列(1)由37个针状电极组成，每边4根针状电极形成一个正六边形，提供均匀稳定的电场。

所述盖顶(6)外壁设置竖条状的纹路，竖条状纹路呈锯齿状，能够在旋转盖顶(6)时增加摩擦力；

所述盖顶(6)的半径大于杯体(2)的半径；

所述柱塞(4)设置成圆锥形，锥度为1:16，所述柱塞(4)表面设置螺纹(3)，螺纹的夹角为55 度；

所述杯体(2)呈圆柱形，所述杯体(2)内部设置螺纹(3)，螺纹的夹角为55度；

所述杯体(2)与杯盖(10)通过螺纹连接，杯体(2)上表面设置密封垫圈(5)，密封垫圈(5) 为圆环状，半径与杯体(2)相同，材料可为橡胶等软性绝缘材质，用来隔绝外界空气与杯体内的空气；

所述杯体(2)与杯盖(10)采用硬质绝缘材料制成，优选陶瓷或塑料；

所述杯体(2)内部设置电极工作位置(9)，即杯盖(10)旋入杯体的某一位置，针电极阵列(1) 的下部与杯体(2)内部的底部刚好接触；

实施例二

本实用新型装置的使用方法

将目的细胞或细菌与待转染的外源物质混合溶液加入杯体(2)内(体积略超过针电极阵列高度×杯体底面积)，旋紧杯盖(10)至电极工作位置(9)。杯盖(10)旋入杯体(2)至电极工作位置(9)时，压缩了杯体(2)内溶液的体积，增加了电转染时杯体(2)内液体的压强，减少了电转染时气泡的产生。将电线(8)与外界的电脉冲发生器相连接，设定相应的电转染参数进行电转染。当外界的电脉冲发生器脉冲结束后，旋出杯盖(10)，将杯体(2)内的混合液取出，进行取样分析。

虽然已详细描述本实用新型，但是在本实用新型的精神和范围内的修改对于本领域技术人员将是显而易见的。应当理解以上叙述的和/或在所附的权利要求书中的本实用新型的方面和各种实施方案的部分以及各种特征可进行组合或全部或部分进行互换。如本领域技术人员将意识到的，在前述各种实施方案的描述中，指代另一实施方案的那些实施方案可适当地与其它实施方案组合。此外，本领域普通技术人员将意识到前述描述是仅作为举例，且不意欲限制本实用新型。

Claims (10)

1.一种电转染装置，其特征在于，包括杯体，杯盖和针电极阵列，所述杯盖包括盖顶和柱塞，所述针电极阵列与所述柱塞连接，所述杯体与所述柱塞通过螺纹连接，所述螺纹是夹角为55度的密封管螺纹。

2.根据权利要求1所述的电转染装置，其特征在于，所述柱塞为圆柱形或圆锥形。

3.根据权利要求2所述的电转染装置，其特征在于，所述圆锥形的锥度是1:16。

4.根据权利要求1所述的电转染装置，其特征在于，所述盖顶设置电连接件，使脉冲电源与所述针电极阵列电连接。

5.根据权利要求1所述的电转染装置，其特征在于，所述针电极阵列为包括多个电极，所述多个电极上按时间周期分别施加第一极性的电脉冲和第二极性的电脉冲，其中，所述第一极性的电脉冲对应的电极的周围分布的都是第二极性的电脉冲对应的电极。

6.根据权利要求5所述的电转染装置，其特征在于，所述针电极阵列中的多个电极按正多边形排列，所述针电极阵列中相邻的两个电极之间的距离相等。

7.根据权利要求5所述的电转染装置，其特征在于，所述针电极阵列的形状为由若干等边三角形组成的正六边形，所述电极位于所述等边三角形的顶点上。

8.根据权利要求5所述的电转染装置，其特征在于，所述第一极性为正极，所述第二极性为负极；或者

所述第一极性为负极，所述第二极性为正极。

9.根据权利要求1所述的电转染装置，其特征在于，所述杯体设置电极工作位置，使针电极阵列与杯体内的底部刚好接触。

10.根据权利要求1所述的电转染装置，其特征在于，所述盖顶设置竖条状的纹路。