CN212404119U - 一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物医学与器官芯片领域，公开了一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒包括培养盒盖子和培养盒底座上下两个部分组成，所述培养盒盖子可以盖在所述培养盒底座并上形成一个细胞培养的密闭空间，培养盒盖子和底座上有两个连通内部腔室的管道，该管道一个用于通入无氧气体，另一个用于排出腔室内原有的空气。此外，培养盒盖子上还设有若干个连通腔室内部的流体连接接头，这些接头用于向培养盒内的器官芯片注入培养基，以及排出废液。本实用所设计的可调节氧气浓度的培养盒可以模拟体内不同组织器官的氧气浓度，例如：低氧、厌氧等，使器官芯片内培养的组织细胞具有更接近体内的微环境，从而使器官芯片具有更仿生的功能。

Description

一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒

技术领域

本实用新型属于生物医学与器官芯片领域，具体公开了一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒。

背景技术

随着器官芯片技术的发展，研究者们已经研发出多种器官芯片，包括：肺芯片、肝芯片、肠芯片、肾芯片、肿瘤芯片、等等。这些器官芯片可以为培养的不同组织细胞提供接近体内的仿生微环境，例如：流体剪切力、三维培养、机械力，等，从而促进细胞在芯片内再现接近体内组织器官的结构与功能。因此，研究者们认为在不久的将来，器官芯片技术将会取代或部分取代现有的动物实验，从而极大程度的降低生物医学、新药研发的成本，同时可以有效的缩短新药研发的周期。

虽然，现有的器官芯片技术已经可以为组织细胞提供仿生的微环境。然而，因为人体内的不同组织的含氧量存在着极大的差异，例如：肺的含氧量极高，而肠道内几乎为无氧环境。传统的器官芯片设备中缺乏能够灵活调节氧气浓度的装置。

实用新型内容

针对以上不足，本实用在器官芯片技术的基础上，设计了一种可以调节氧气浓度的培养盒，该培养盒可以根据需求调节腔室内的氧气浓度，从而满足不同组织器官细胞培养室对氧浓度的需求。此外，利用本实用还可以用于考察在不同氧气环境下，对不同组织器官的作用。

本实用新型的技术方案如下：

一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒由培养盒盖子和培养盒底座上下两个部分组成；所述培养盒盖子可以盖在所述培养盒底座并上形成一个细胞培养的密闭空间；所述培养盒盖子上穿设有通气管路；所述培养盒底座上穿设有排气管路；所述通气管路上设置有通气阀门和排气阀门；所述培养培养盒盖子还设有至少一个培养基出盒接头和至少一个培养基进盒接头；所述培养盒底座内放置有器官芯片、至少一个培养基储液池和废液池；所述培养基储液池通过管道连接所述培养基出盒接头；所述器官芯片上分别设置有芯片培养基入口接头和芯片培养基出口接头，所述芯片培养基入口接头通过管道连接所述培养基进盒接头，所述芯片培养基出口接头通过管道连接所述废液池。使用本方案时，将培养基储液池通过管道连接所述培养基出盒接头、培养基出盒接头再通过管道连接培养基输送机构，所述培养基输送机构可以为实验室中常用的各种泵；所述管道再回流连接到培养基进盒接头上，将接种好细胞的器官芯片放在培养盒底座里，芯片培养基入口接头通过管道连接培养基进盒接头，芯片培养基出口接头通过管道连接所述废液池，将培养盒盖子和培养盒底座密封好，保证内部腔室的密封；将细胞培养所需的气瓶，例如氮气钢瓶先连接一个孔径为0.22微米的滤膜，再连接到通气管路；将氧气检测装置，例如数显的氧气检测仪连接孔径0.22微米的滤膜后连接到排气管路或直接放置在密封的腔室内，将通气阀门和排气阀门打开，再打开气瓶，让气体从培养盒的上部进入，并将培养盒腔室内原有气体从培养盒底座排出；通气3-10分钟，或氧气检测装置显示达到目标浓度后，关闭气瓶，并将培养盒上的通气阀门和排气阀门调整到关闭状态；最后将培养盒放置到培养箱中，打开培养基输送机构进行培养。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养基储液池上方设置有密封盖子；所述密封盖子上有储液池培养基出口接头和气压平衡孔；所述储液池培养基出口接头通过管道连接所述培养基出盒接头；所述气压平衡孔用0.22微米滤膜封闭。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒盖子外部设置有蠕动泵，所述培养基出盒接头上连接有管道，所述管道经过所述蠕动泵再连接到所述培养基进盒接头上。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒底座中还设置有无菌水器皿。放置无菌水器皿，在其中放置无菌水，保持培养盒内的湿度。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养基出盒接头或培养基进盒接头选自鲁尔接头或宝塔样接头；所述培养基出盒接头或培养基进盒接头设置的数量根据培养的需要进行增减。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述器官芯片至少含有一个培养基入口，一个细胞培养区域，以及一个废液出口。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒盖子的横截面为圆形，内径为10-30厘米，高度为10-20厘米，壁厚为0.5-2厘米；所述通气管路长度为5-10厘米，该管路内径为2-5毫米，外径为5-15毫米；所述培养盒底座的横截面为圆形，内径为10-30厘米，高度为10-20厘米，壁厚为0.5-2厘米；所述排气管路长度为5-10厘米，该管路内径为2-5毫米，外径为5-15毫米。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒盖子和培养盒底座的开口的边缘有一圈裙边，通过在裙边的上下面用螺丝螺孔密封连接、螺帽螺柱连接或者外置夹子配合密封垫片来进行密封连接。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒为透明的塑料材质。使用透明材质可以很方便的从外部对培养情况进行观察。

进一步的，上述一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，述培养盒的材质选自PC、PMMA中的一种或者两种。

从上述技术方案可以得出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开了一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，可以模拟体内不同组织器官的氧气浓度，例如：低氧、厌氧等，使器官芯片内培养的组织细胞具有更接近体内的微环境，从而使器官芯片具有更仿生的功能。此外，本实用还可以用于考察不同氧浓度对不用组织器官的作用。

附图说明

附图1为实施例1中一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒的示意图；

附图2为实施例2中一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒的示意图；

其中：10第一培养空间、20第二培养空间、100培养盒盖子、101通气管路、102通气阀门、103培养基出盒接头、104培养基进盒接头、200培养盒底座、201排气管路、202排气阀门、300器官芯片、301芯片培养基入口接头、302芯片培养基出口接头、400培养基储液池、410密封盖子、411储液池培养基出口接头、412气压平衡孔、500废液池、600蠕动泵、700无菌水器皿、800裙边。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒由培养盒盖子100和培养盒底座200上下两个部分组成；所述培养盒盖子100可以盖在所述培养盒底座200并上形成一个细胞培养的密闭空间；所述培养盒盖子100上穿设有通气管路101；所述培养盒底座200上穿设有排气管路201；所述通气管路101上设置有通气阀门102和排气阀门202；所述培养培养盒盖子100还设有培养基出盒接头103和培养基进盒接头104；所述培养盒底座200内放置有器官芯片300、至少一个培养基储液池400和废液池500；所述培养基储液池400通过管道连接所述培养基出盒接头103；所述器官芯片300上分别设置有芯片培养基入口接头301和芯片培养基出口接头302，所述芯片培养基入口接头301通过管道连接所述培养基进盒接头104，所述芯片培养基出口接头302通过管道连接所述废液池500。

工作原理：将培养基储液池400通过管道连接所述培养基出盒接头103、培养基出盒接头103再通过管道连接培养基输送机构（图中未示出），所述管道再回流连接到培养基进盒接头104上，将接种好细胞的器官芯片300放在培养盒底座200里，芯片培养基入口接头301通过管道连接培养基进盒接头104，芯片培养基出口接头302通过管道连接所述废液池500，将培养盒盖子100和培养盒底座200密封好，保证内部腔室的密封；将所需的气瓶（图中未示出）先连接一个孔径为0.22微米的滤膜，再连接到通气管路101；将氧气检测装置连接孔径0.22微米的滤膜后连接到排气管路201，将通气阀门102和排气阀门202打开，再打开气瓶，让气体从培养盒的上部进入，并将培养盒腔室内原有气体从培养盒底座排出；通气3-10分钟，或氧气检测装置显示达到目标浓度后，关闭气瓶，并将培养盒上的通气阀门102和排气阀门202调整到关闭状态；最后将培养盒放置到培养箱（图中未示出）中，打开培养基输送机构（图中未示出）进行培养。

实施例2

如图2所示的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，所述培养盒由培养盒盖子100和培养盒底座200上下两个部分组成；所述培养盒盖子100可以盖在所述培养盒底座200并上形成一个细胞培养的密闭空间；所述培养盒盖子100上穿设有通气管路101；所述培养盒底座200上穿设有排气管路201；所述通气管路101上设置有通气阀门102和排气阀门202；所述培养培养盒盖子100还设有培养基出盒接头103和培养基进盒接头104；所述培养盒底座200内放置有器官芯片300、至少一个培养基储液池400和废液池500；所述培养基储液池400通过管道连接所述培养基出盒接头103；所述器官芯片300上分别设置有芯片培养基入口接头301和芯片培养基出口接头302，所述芯片培养基入口接头301通过管道连接所述培养基进盒接头104，所述芯片培养基出口接头302通过管道连接所述废液池500； 特别的，所述培养基储液池400上方设置有密封盖子410；所述密封盖子上有储液池培养基出口接头411和气压平衡孔412；所述储液池培养基出口接头411通过管道连接所述培养基出盒接头103；所述气压平衡孔412用0.22微米滤膜封闭；优选的，所述培养盒盖子100外部设置有蠕动泵600，所述所述培养基出盒接头103上连接有管道，所述管道经过所述蠕动泵600再连接到所述培养基进盒接头104上；进一步的，所述培养盒底座200中还设置有无菌水器皿700；优选的，所述培养基出盒接头103或培养基进盒接头104选自宝塔样接头；进一步的，所述培养盒盖子100的横截面为圆形，内径为10-30厘米，高度为10-20厘米，壁厚为0.5-2厘米；所述通气管路101长度为5-10厘米，该管路内径为2-5毫米，外径为5-15毫米；所述培养盒底座200的的横截面为圆形，内径为10-30厘米，高度为10-20厘米，壁厚为0.5-2厘米；所述排气管路201长度为5-10厘米，该管路内径为2-5毫米，外径为5-15毫米；特别的，所述培养盒盖子100和培养盒底座200的开口的边缘有一圈裙边800，通过在裙边800的上下面用螺丝螺孔密封连接；优选的，所述培养盒由PMMA材质制造。

工作原理参看实施例1。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，不能以此限定本实用新型的保护范围，即大凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所做的简单的等效变化与修改，皆仍属于本实用新型专利申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒由培养盒盖子（100）和培养盒底座（200）上下两个部分组成；所述培养盒盖子（100）可以盖在所述培养盒底座（200）上并形成一个细胞培养的密闭空间；所述培养盒盖子（100）上穿设有通气管路（101）；所述培养盒底座（200）上穿设有排气管路（201）；所述通气管路（101）上设置有通气阀门（102）和排气阀门（202）；所述培养盒盖子（100）还设有至少一个培养基出盒接头（103）和至少一个培养基进盒接头（104）；所述培养盒底座（200）内放置有器官芯片（300）、至少一个培养基储液池（400）和废液池（500）；所述培养基储液池（400）通过管道连接所述培养基出盒接头（103）；所述器官芯片（300）上分别设置有芯片培养基入口接头（301）和芯片培养基出口接头（302），所述芯片培养基入口接头（301）通过管道连接所述培养基进盒接头（104），所述芯片培养基出口接头（302）通过管道连接所述废液池（500）。

2.根据权利要求1所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养基储液池（400）上方设置有密封盖子（410）；所述密封盖子上有储液池培养基出口接头（411）和气压平衡孔（412）；所述储液池培养基出口接头（411）通过管道连接所述培养基出盒接头（103）；所述气压平衡孔（412）用0.22微米滤膜封闭。

3.根据权利要求2所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒盖子（100）外部设置有蠕动泵（600），所述培养基出盒接头（103）上连接有管道，所述管道经过所述蠕动泵（600）再连接到所述培养基进盒接头（104）上。

4.根据权利要求3所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒底座（200）中还设置有无菌水器皿（700）。

5.根据权利要求3所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养基出盒接头（103）或培养基进盒接头（104）选自鲁尔接头或宝塔样接头；所述培养基出盒接头（103）或培养基进盒接头（104）设置的数量根据培养的需要进行增减。

6.根据权利要求1所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述器官芯片（300）至少含有一个培养基入口，一个细胞培养区域，以及一个废液出口。

7.根据权利要求1所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒盖子（100）的横截面为圆形，内径为10-30厘米，高度为10-20厘米，壁厚为0.5-2厘米；所述通气管路（101）长度为5-10厘米，该管路内径为2-5毫米，外径为5-15毫米；所述培养盒底座（200）的横截面为圆形，内径为10-30厘米，高度为10-20厘米，壁厚为0.5-2厘米；所述排气管路（201）长度为5-10厘米，该管路内径为2-5毫米，外径为5-15毫米。

8.根据权利要求1所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒盖子（100）和培养盒底座（200）的开口的边缘有一圈裙边（800），通过在裙边（800）的上下面用螺丝螺孔密封连接、螺帽螺柱连接或者外置夹子配合密封垫片来进行密封连接。

9.根据权利要求1所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒为透明的塑料材质。

10.根据权利要求1所述的一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒，其特征在于，所述培养盒的材质选自PC、PMMA中的一种。

Images