CN211522200U - 一种电场环境中细胞生物行为学观测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电场环境中细胞生物行为学观测装置，用于实时观察交替电场下细胞的生物行为学，包括电场发生部和细胞承载部，其中，所述电场发生部包括电极，所述电极与细胞承载部相连，并用于在细胞承载部中产生电场；所述细胞承载部为长方体箱盒；所述电极上安装有至少一个温度传感器，所述温度传感器与电极接触并用于测量电极的温度，至少一个温度传感器安装至长方体箱盒的侧壁上。
Description
技术领域
本实用新型涉及细胞生物学领域，具体涉及细胞生物学行为的观察领域中的一种观测装置。
背景技术
体外实验是指在体外使用从其通常的生物学环境中分离的生物体组分进行研究，例如微生物，细胞或生物分子。体外细胞实验是生物医学研究的重要组成部分，更是临床试验前不可或缺的步骤。体外实验相比体内实验利用整个生物体进行实验，可实现物种特异性，更简单，更方便和更详细的分析。
肿瘤治疗电场(TTFields)是中频(100～300kHz)范围内的低强度(1～2V/cm)交流电场，通过破坏细胞有丝分裂来靶向治疗实体瘤。当治疗患者时，TTFields通过由具有高介电常数的复合材料制成的电极阵列递送，电极阵列将电场通过电容耦合的形式传输到患者体内，抑制肿瘤生长。相对于传统的肿瘤治疗手段，TTFields具有安全、不良反应小的优点。
为了验证TTFields的效果，我们设计了体外细胞实验，将电场电容耦合到细胞培养物中，同时将细胞培养物保持在恒定温湿度下。这用于模拟电场在患者体内的电容耦合。现有观测装置，只能用于观测直流电场对细胞的影响，装置比较简单，未涉及电极的布局和温度监控，完全不能满足实验需求，因此本发明人发明了交替电场下细胞生物行为学观测装置。
实用新型内容
针对以上现有技术问题，本实用新型提出一种电场环境中细胞生物行为学观测装置，用于实时观察交替电场下细胞的生物行为学。具体技术方案如下：
一种电场环境中细胞生物行为学观测装置，包括电场发生部和细胞承载部，其中，所述电场发生部包括电极，所述电极与细胞承载部相连，并用于在细胞承载部中产生电场；所述细胞承载部为长方体箱盒。
进一步地，所述长方体箱盒底部设有加强板。
进一步地，所述加强板为长方体箱盒侧壁的延伸。
进一步地，所述长方体箱盒还包括上盖及前后左右四面箱盒壁，其中，所述箱盒壁和加强板连接，和/或，所述箱盒壁贴附所述电极。
进一步地，所述上盖和/或箱盒壁为透明材质，并且透光率大于80％。
进一步地，所述电极为圆形、和/或椭圆形、和/或多边形。
进一步地，所述细胞承载部用于细胞在其中的培养生长，并通过电场发生部的所述电极被施加电场；和/或，所述电场发生部还包括电源，主机和连接线，其通过电极与细胞承载部相连，在细胞承载部中产生交替电场。
进一步地，还包括场强检测部，所述场强检测部包括探针和主机，所述探针连接到细胞承载部并用于检测其各部位的场强。
进一步地，还包括成像记录部，所述成像记录部包括显微镜和记录模块，所述显微镜的载物台上放置所述细胞承载部，所述记录模块用于摄像记录。
进一步地，还包括温度调控部，所述温度调控部包括细胞培养箱，所述显微镜、细胞承载部、电场发生部和/或场强检测部置于细胞培养箱中，所述细胞培养箱可设定温度湿度，和/或向细胞提供任何必需的气体。
与目前现有技术相比，本实用新型结构易于实现，采用特殊的细胞承载部，不同于一般圆形细胞培养皿，它特制成长方体型，箱盒底部有加强板，更容易贴附电极；能实时观察交替电场下细胞生物行为学；电极可以设计成各种形状，可以通过调节对应侧壁电极的数量来形成匀强与非匀强电场。针对温控，在电机上设置温度传感器，可以实时监测其温度，还包括温度调控部，用于控制细胞培养箱的温度和湿度。
附图说明
图1是本实用新型提供的在匀强电场观察细胞行为学的观测装置的组成连接图；
图2是细胞承载部的俯视图；
图3是细胞承载部箱盒示意图；
图4A-图4D是细胞承载部箱盒侧壁施加电极四种方案的示意图；
图5是细胞承载部置于显微镜载物台上的平视图；
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型进行详细描述，其为本实用新型多种实施方式中的一种优选实施例。
在一个优选实施例中，一种在电场环境中细胞生物行为学观测装置。主要包括电场发生部，细胞承载部，场强检测部，成像记录部，温度调控部。
电场发生部用于生成交替电场，可以根据实验设计输出特定强度和频率的电场信号，通过具有高介电常数材料的电极(介电常数至少为10)施加到细胞承载部上，电极可根据施加区域设计成各种形状(如圆形、椭圆形、多边形等)。电极上可设有温度传感器，对工作温度进行监控，一旦温度超过设定值，可令电场则停止工作，低于设定值则可继续正常工作。
细胞承载部为特制细胞培养皿，用于承载细胞及培养基，不同于一般圆形细胞培养皿，它特制成长方体型，有各种不同型号大小，可根据电极大小而选择合适的培养皿。培养皿分为上盖和箱盒两部分，箱盒底部有加强板，前后左右四面外壁可以施加电极，透明材质，可以透光(透光率至少为80％)。
场强检测部用于检测电场强度，由探针和主机构成，探针连接到细胞培养基中，用于检测各部位的场强。
成像记录部用于将细胞行为成像并记录，由显微镜和电脑构成，显微镜载物台用来放置细胞承载部，载物台可以移动，显微镜可以观察细胞承载部任意区域的细胞，显微镜和电脑连接，使用电脑软件实时摄像记录细胞生物学行为(由于细胞承载部材质透明，倒置和正置显微镜都可用于观测，物镜在细胞承载部下方或者上方均无影响，物镜上包裹一层特制防雾保护膜，防止水雾对其影响)。
温度调控部用于放置细胞承载部，设定恒定温度湿度，向细胞提供任何必需的气体(如二氧化碳等)，(优选地温度调控部就是一个大的细胞培养箱，倒置荧光显微镜、细胞承载部、电场生产部和场强检测部都可以放在其内部)。
本实用新型提供的在交替电场观察细胞行为学的观测装置由以下结构组成：细胞承载部，细胞在其中培养生长，并通过外部连接的电极被施加电场；电场生产部，由电源，主机，连接线和电极构成，通过电极与细胞承载部相连，在细胞承载部中产生电场；场强检测部由探针和主机构成，探针连接到细胞培养基中，用于检测各部位的场强；成像记录部由由显微镜和电脑构成，细胞承载部放于显微镜载物台上，通过显微镜观察细胞生物学行为，使用电脑软件摄像记录；温度调控部为一个大型细胞培养箱，显微镜，细胞承载部，电场生产部和场强检测部都可以置于其中，可设定恒定温度湿度，向细胞提供任何必需的气体。
特殊细胞承载部，不同于一般圆形细胞培养皿，它特制成长方体型，箱盒底部有加强板，更容易贴附电极；能实时观察交替电场下细胞生物行为学；电极可以设计成各种形状，可以通过调节对应侧壁电极的数量来形成匀强与非匀强电场。
如图1所示，本实用新型提供的在交替电场观察细胞行为学的观测装置由以下结构组成：细胞承载部，细胞在其中培养生长，通过外壁粘贴的电极被施加交替电场；电场生产部，由电源，主机，连接线和电极构成，通过电极与细胞承载部相连，在细胞承载部中产生交替电场；场强检测部由探针和主机构成，探针连接到细胞培养基中，用于检测各部位的场强；成像记录部由倒置荧光显微镜和电脑构成，细胞承载部放于显微镜载物台上，通过显微镜观察细胞生物学行为，使用电脑软件摄像记录；温度调控部为一个大型细胞培养箱，显微镜，细胞承载部，电场生产部和场强检测部都可以置于其中，可设定恒定温度湿度，向细胞提供任何必需的气体。
图2是细胞承载部的俯视图，图3是细胞承载部箱盒示意图，上盖和箱盒材质均为透明材质，可以透光，透光率至少为80％或者至少为92％。在一些使用材质为玻璃的培养皿实施方案中，可以最小化光学畸变。
如图3-5所示，在本实用新型的一个实施例中，交替电场下细胞生物行为学观测装置包括箱盒壁10，加强板11，箱盒壁10和加强板11紧密连接；温度传感器12安装在电极13上；电极13贴附在箱盒壁10和加强板11上；14代表实验所需的细胞；防雾保护膜15包裹着显微镜物镜16，细胞承载部17放置在显微镜载物台18上方，显微镜光源19发射光线透过载物台18和细胞承载部17在物镜16成像。
如图3所示细胞承载部箱盒特制成长方体型，有各种不同型号大小，可根据电极大小而选择合适的培养皿。箱盒底部有加强板11，加强板11为箱盒侧壁的延伸，四面长度一致，用于支撑箱盒和贴附电极13。
如图3所示，至少一个温度传感器12(例如，热敏电阻)，与电极13接触以测量电极13的温度。一个或多个热敏电阻安装在不干扰上述光路的位置。在一些实施例中，一个或多个热敏电阻在不干扰光路的情况下安装至电极侧壁。在替代实施例中，一个或多个热敏电阻安装到培养皿侧壁上。在替代实施例中，可以使用不同类型的温度传感器12代替热敏电阻。
图4A-图4D为细胞承载部箱盒侧壁贴附电极示意图，电极13可设计各种形状，如圆形、椭圆形、多边形等，例举了4种，箱盒每侧壁可以施加1，2…n个电极13。在一些实施例中，左右两侧施加相同数量的电极13则形成匀强电场，施加不同数量的电极13则形成非匀强电场。在一些实施例中，前后左右四侧壁可以施加任意数量任意形状的电极。在一些实施例中，使用粘合剂(例如，生物相容性胶水或水凝胶)将电极粘贴至侧壁。
图5是细胞承载部17在显微镜载物台18上的平视图，物镜16上包裹一层特制防雾保护膜15，防止水雾对物镜16成像的影响。在一些实施例中，物镜16在细胞承载部的下方，光源在细胞承载部的上方。在一些实施例中，防雾保护膜15为纳米材料疏水薄膜。在替代实施例中，可以使用不同类型的防雾保护措施代替防雾保护膜15。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，包括电场发生部和细胞承载部，其中，所述电场发生部包括电极，所述电极与细胞承载部相连，并用于在细胞承载部中产生电场；所述细胞承载部为长方体箱盒。
2.如权利要求1所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述长方体箱盒底部设有加强板。
3.如权利要求2所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述加强板为长方体箱盒侧壁的延伸。
4.如权利要求1-3中任一项所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述长方体箱盒还包括上盖及前后左右四面箱盒壁，其中，所述箱盒壁和加强板连接，和/或，所述箱盒壁贴附所述电极。
5.如权利要求4所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述上盖和/或箱盒壁为透明材质，并且透光率大于80％。
6.如权利要求1-3或5中任一项所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述电极上安装有至少一个温度传感器，所述温度传感器与电极接触并用于测量电极的温度；和/或，至少一个温度传感器安装至长方体箱盒的侧壁上。
7.如权利要求1-3或5中任一项所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述电极为圆形、和/或椭圆形、和/或多边形。
8.如权利要求1-3或5中任一项所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，所述细胞承载部用于细胞在其中的培养生长，并通过电场发生部的所述电极被施加电场；和/或，所述电场发生部还包括电源，主机和连接线，其通过电极与细胞承载部相连，在细胞承载部中产生交替电场。
9.如权利要求1-3或5中任一项所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，还包括场强检测部，所述场强检测部包括探针和主机，所述探针连接到细胞承载部并用于检测其各部位的场强。
10.如权利要求1-3或5中任一项所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，还包括成像记录部，所述成像记录部包括显微镜和记录模块，所述显微镜的载物台上放置所述细胞承载部，所述记录模块用于摄像记录。
11.如权利要求10所述的电场环境中细胞生物行为学观测装置，其特征在于，还包括温度调控部，所述温度调控部包括细胞培养箱，所述显微镜、细胞承载部、电场发生部和/或场强检测部置于细胞培养箱中，所述细胞培养箱可设定温度湿度，和/或向细胞提供任何必需的气体。
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| CN107861036A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-30 | 国网新疆电力有限公司培训中心 | 多用绝缘杆检测装置 |
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