CN220788626U - 一种多层多格排列的细胞共培养装置及共培养设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多层多格排列的细胞共培养装置及共培养设备，装置包括培养罐，所述培养罐顶端设有开口，内部设置有竖直放置的隔板，所述隔板将所述培养罐内隔开为多个腔格；培养皿架，放置在所述培养罐的每个腔格内，包括多个杯状容器，以及用于将所述杯状容器安装在所述培养罐内的安装部，每个所述杯状容器包括杯底和杯侧壁，多个所述杯状容器在竖直方向上依次排列，并在每个所述腔格内构成多层结构，所述杯状容器的杯底设置有培养区，所述杯状容器的杯侧壁开设有第一交换孔。本申请能够空间分布地容纳多种细胞，不受限于容纳细胞的种类，能够准确模拟细胞生理环境，构建更为真实的生理和病理模型，有效提高复杂环境下模拟实验的准确性和效率。

Description

一种多层多格排列的细胞共培养装置及共培养设备

技术领域

本申请涉及细胞共培养技术领域，尤其涉及一种多层多格排列的细胞共培养装置及共培养设备。

背景技术

细胞共培养是一种实验技术，它涉及两种或多种不同类型的细胞在相同的培养环境中一起生长，常见的共培养方式包括将细胞放置在同一平面进行直接接触(直接共培养)或者被隔离在不同的域中，只通过介质共享营养物质和信号分子(间接共培养)，这样的培养方式能够简单模拟出细胞之间的相互影响。

然而，现有技术中的细胞共培养方式，一般通过同一平面内的一个或多个培养皿作为细胞的共培养容器，虽然能够模拟一些简单的细胞间的相互作用机理，但随着细胞共培养技术的深入应用，现有的共培养容器已经不足以完成多细胞环境等复杂系统的模拟搭建，故而逐渐产生如下问题：

现有细胞共培养容器结构简单，无法模拟复杂生理系统，难以满足多细胞环境等复杂生理模型和病理模型的研究需求，以致于随着细胞共培养模拟实验中细胞数量递增，模拟结果的准确性和效率剧降。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种多层多格排列的细胞共培养装置及共培养设备，旨在解决现有细胞共培养容器结构简单，无法模拟复杂生理系统，难以满足多细胞环境等复杂生理模型和病理模型的研究需求，以致于随着细胞共培养模拟实验中细胞数量递增，模拟结果的准确性和效率剧降等技术问题。

第一方面，本申请一种多层多格排列的细胞共培养装置，包括：

培养罐，所述培养罐顶端设有开口，内部设置有竖直放置的隔板，所述隔板将所述培养罐内隔开为多个腔格；

培养皿架，放置在所述培养罐的每个腔格内，所述培养皿架包括多个杯状容器，以及用于将所述杯状容器安装在所述培养罐内的安装部，每个所述杯状容器包括杯底和杯侧壁，多个所述杯状容器在竖直方向上依次排列，并在每个所述腔格内构成多层结构，所述杯状容器的杯底设置有培养区，所述杯状容器的杯侧壁开设有第一交换孔。

进一步地，所述培养罐为圆形罐，所述隔板呈十字形，将所述培养罐内部沿圆周方向分隔为四个腔格。

进一步地，所述培养罐顶端设置有可拆卸的顶盖，用于封闭所述培养罐的所述开口。

进一步地，所述培养罐和/或所述顶盖上设置有通气结构。

进一步地，所述培养罐顶端设置有内环边，所述顶盖周向设置有外环边，所述内环边和所述外环边呈圆形，且所述内环边与所述外环边尺寸匹配，以使所述顶盖盖合于所述培养罐时将所述开口封闭，所述内环边上开设有内气孔，所述外环边上开设有外气孔，所述内环边和所述外环边相对转动时，所述内气孔与所述外气孔对齐或错开。

进一步地，所述隔板上开设有第二交换孔，所述隔板内设置有可抽拉的夹层，所述夹层在抽拉过程中至少经过两个位置：

第一位置，所述夹层遮挡所述第二交换孔，所述隔板两侧的腔格隔断；以及

第二位置，所述夹层避开所述第二交换孔，所述隔板两侧的腔格连通。

进一步地，所述安装部上设置有提手，所述提手朝向所述开口延伸。

进一步地，所述隔板顶部设置有挂架槽，所述安装部包括与所述挂架槽尺寸相匹配的挂置结构，用于将所述培养皿架挂置在所述隔板的所述挂架槽内。

进一步地，在多个所述杯状容器构成的多层结构的每一层中，所述第一交换孔的开设位置位于所述杯状容器的杯侧壁对应于该层的上方2/3区域内。

第二方面，基于同样的申请构思，本申请还提供一种共培养设备，该共培养设备包括：培养室，以及容置于所述培养室内的模拟容器，所述模拟容器包括一个或多个如上所述的多层多格排列的细胞共培养装置。

综上所述，本申请提供一种多层多格排列的细胞共培养装置及共培养设备，通过将培养罐内部空间分隔为多个腔格，在每个腔格内设置培养皿架，而每个培养皿架又各自形成多层独立的培养容器，并通过第一交换孔实现液体互通，形成多层多格的复杂容器，能够空间分布地容纳多种细胞，不受限于容纳细胞的种类，能够准确模拟细胞生理环境，构建更为真实的生理和病理模型，有效提高复杂环境下模拟实验的准确性和效率。

附图说明

图1为多层多格排列的细胞共培养装置的轴测结构示意图；

图2为多层多格排列的细胞共培养装置中培养罐的俯视图；

图3为培养罐与顶盖的安装关系示意图；

图4为培养罐在图2中A-A方向的剖切结构示意图；

图5为培养皿架的结构示意图；

图6为多层多格排列的细胞共培养装置的剖切结构示意图；

图7为另一实施例示出的培养皿架的结构示意图。

附图标记说明：

1-培养罐；101-内环边；102-内气孔；11-隔板；111-第二交换孔；112-挂架槽；12-夹层；

2-培养皿架；21-安装部；211-提手；212-挂置结构；22-杯状容器；221-杯侧壁；2211-第一交换孔；222-杯底；23-培养区；

3-顶盖；301-外环边；302-外气孔。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

在一实施例中，请参阅图1-图6，本申请示例性地示出了一种多层多格排列的细胞共培养装置，包括培养罐1和培养皿架2，其中：

培养罐1顶端设有开口，内部设置有竖直放置的隔板11，隔板11将培养罐1内隔开为多个腔格，在本实施例中，培养罐1和隔板11均为透明材质，便于从外部观察内部培养情况，在进行细胞共培养的实验时，在培养罐1内注入培养液，即可在培养罐1内形成多个独立的细胞培养环境；

培养皿架2放置在培养罐1的每个腔格内，用于在每个腔格内构建细胞共培养的生理模型，培养皿架2包括用于与培养罐1连接或定位的安装部21，以及多个杯状容器22，杯状容器22通过安装部21在培养罐1内定位，具体地，在本实施例中，安装部21是与杯状容器22连接的部分，包括但不限于是框架结构，或自杯状容器22顶端延伸且设置有定位结构的延伸部分，此处的定位结构包括卡扣、挂钩、磁吸或其他用于与培养罐1安装定位的结构，每个杯状容器22包括杯底222和杯侧壁221，多个杯状容器22在竖直方向上排列构成多层结构，杯状容器22的杯底222设置有培养区23，需要理解的是，此处的培养区23指的是细胞的容置与培养区23域，其具体结构可以是固定或放置在杯底222上的培养皿，也可以例如是杯底222上划定或掏出的一块区域。

杯状容器22杯侧壁221开设有第一交换孔2211，当培养罐1内注入培养液，各层杯状容器22的杯底222的培养区23通过培养液在第一交换孔2211内的流动实现物质交换，从而模拟出不同细胞在真实生存环境下的相互影响。

可以理解的是，杯状容器22排列构成的多层结构中，为了使培养液能够进入每一层，需要在设计时注意，任意一个杯状容器22均未被其他杯状容器22或安装部21封闭。

进一步地，在本实施例中，请参阅图1、图5和图6，安装部21是与杯侧壁221顶端连接的、由板条状结构构成的框架，杯状容器22是单个独立的，三个杯状容器22依次排列成为三层结构且各层之间可分离，每一层即为一个杯状容器22，可分离的目的在于分别对多层结构的每一层添加细胞，在其他一些实施方式中，杯状容器22可以设置为一体式结构，但每层之间需要开设用于放置细胞的缺口。

在本实施例中，请参阅图2，培养罐1为圆形罐，有利于提高空间利用效率，隔板11呈十字形，将培养罐1内部沿圆周方向分隔为四个腔格，使得每个腔格空间分配均匀。

在本实施例中，培养罐1顶端设置有可拆卸的顶盖3，用于封闭培养罐1的开口，进一步地，培养罐1和/或顶盖3上设置有通气结构。

具体地，请参阅图3，培养罐1顶端设置有内环边101，顶盖3周向设置有外环边301，内环边101和外环边301呈圆形，且内环边101与外环边301尺寸匹配，以使顶盖3盖合于培养罐1时将开口封闭，内环边101上开设有内气孔102，外环边301上开设有外气孔302，内环边101和外环边301相对转动时，内气孔102与外气孔302对齐或错开，当需要模拟有氧环境时，旋转顶盖3至内气孔102和外气孔302对齐，使得外部气体能够通过内气孔102和外气孔302进入培养罐1内部，当需要模拟无氧环境时，旋转顶盖3至内气孔102和外气孔302错开，顶盖3将开口封闭，外部气体无法进入培养罐1内部，可见，在上述实施方式中，本实施例示出的细胞共培养装置能够控制培养罐1内部换气情况，精确模拟细胞共培养的气体供给状态。

在本实施例中，请参阅图1、图2和图4，隔板11上开设有第二交换孔111，隔板11内设置有可抽拉的夹层12，夹层12在抽拉过程中至少经过两个位置：

第一位置，夹层12遮挡第二交换孔111，隔板11两侧的腔格隔断；以及

第二位置，夹层12避开第二交换孔111，隔板11两侧的腔格连通。

通过抽拉夹层12，使得隔板11两侧的腔格连通或隔断，进而使得不同腔格既能够用于模拟独立的生理环境，又能够连通配合用于模拟细胞数量更多、更复杂的生理环境，有利于提高培养罐1内培养空间的利用效率，也有利于提高对复杂环境模拟需求的兼容性。

在一些实施方式中，安装部21上设置有提手211，例如在本实施例中，最上方的杯状容器22连接的安装部21上设置有提手211，提手211朝向培养罐1的开口方向延伸，在将培养皿架2放入或取出的过程中，可通过提拉扶手避免触碰培养液，提高操作便利性，同时也有利于防止污染导致实验结果受影响。

在本实施例中，请参阅图1、图2和图4，隔板11顶部设置有挂架槽112，安装部21包括与挂架槽112尺寸相匹配的挂置结构212，例如在本实施例中，挂置结构212为安装部21上边缘处的倒U形结构，倒U形结构能够钩挂在挂架槽112内，从而将培养皿架2挂置在隔板11的挂架槽112内，有利于防止培养皿架2振动导致实验环境受干扰，同时也便于培养皿架2的取放和定位，需理解，上述实施方式中的挂置结构212仅为示例性的，在其他实施方式中也可以是挂钩或其他具有挂置功能的部件。

在本实施例中，请参阅图5、图6，三个杯状容器22构成三层结构，第一交换孔2211开设在每一层中的杯侧壁221上方2/3区域内，也即在每一层中，杯侧壁221下1/3部分是封闭的，有利于避免培养区23内的细胞偏离到培养区23外。

需要理解的是，杯状容器22形成多层结构的方式不限于前述实施例示出的方案，在另一实施例中，本申请还提供了另一种多层多格排列的细胞共培养装置的结构方案，基本与前述实施例中的细胞共培养装置相同，区别在于培养皿架2中的杯状容器22的层叠结构略有不同，请参阅图7，图7为杯状容器22层叠时的截面示意图，三个杯状容器22从上到下逐个排列、从内向外排列依次嵌套，形成倒梯形杯状结构逐层嵌套的三层结构，且从上到下容器深度逐渐增大，在同一深度处从内向外各容器口径逐渐增大，使得上层的杯状容器22能够便捷取放于下层的杯状容器22的容置空间内，同时上下两层杯状容器22的杯底223之间形成空间，进一步地，每层杯状容器22的杯侧壁221在距离杯底222三厘米以上的位置分布有第一交换孔2211，距离杯底222三厘米以下的位置不开孔，以利于共培养的细胞培养液自由进出杯状容器22；同样，基于本实施例的杯状容器22结构，在其他一些实施方式中，杯状容器22层数也可设置为其他数量。

可见，在本申请示出的多层多格排列的细胞共培养装置中，通过将培养罐1内部空间分隔为多个腔格，在每个腔格内设置培养皿架2，而每个培养皿架2又各自形成多层独立的培养容器，并通过第一交换孔2211实现液体互通，形成多层多格的复杂容器，能够空间分布地容纳多种细胞，不受限于容纳细胞的种类，能够准确模拟细胞生理环境，构建更为真实的生理和病理模型，有效提高复杂环境下模拟实验的准确性和效率。

进一步地，本实施例能够从空间上，对同一培养罐1中的不同种类的细胞进行培养，且不受限于特定的细胞类型，真正实现细胞共培养的需求，能够在体外准确模拟体内细胞的生长环境，从而构建更为真实的细胞生理和病理模型，为研究不同种类细胞之间的相互作用和相互影响机制提供了一种可靠的装置，也可作为在复杂环境下模拟不同种类细胞实验的准确性和有效性的实验平台。

值得说明的是，在上述实施例中，整个培养罐1及其附属部分例如培养皿架2均可以例如为一次性使用的塑料材质，重量轻，拆装方便，无菌且防止细胞污染。

在另一实施例中，基于同样的申请构思，本申请还提供一种共培养设备，该共培养设备包括培养室，以及容置于培养室内的模拟容器，模拟容器包括一个或多个前述实施例中示出的多层多格排列的细胞共培养装置。

值得说明的是，培养室指的是密闭的实验舱例如恒温箱、无菌细胞培养室等，在本领域中常用于放置培养区23，并为培养区23提供温度、气压、氧气等实验环境条件，在一些实施方式中，培养室可以连接供气管道、温度传感器、温度调节装置、气压传感器以及气压调节装置等，在另一实施例中，共培养设备可以例如是集成有前述实施例中的多层多格排列的细胞共培养装置的恒温箱。

在本实施例示出的共培养设备中，应用了多层多格排列的细胞共培养装置，通过将培养罐1内部空间分隔为多个腔格，在每个腔格内设置培养皿架2，而每个培养皿架2又各自形成多层独立的培养容器，并通过第一交换孔2211实现液体互通，形成多层多格的复杂容器，能够空间分布地容纳多种细胞，不受限于容纳细胞的种类，能够准确模拟细胞生理环境，构建更为真实的生理和病理模型，有效提高复杂环境下模拟实验的准确性和效率。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层多格排列的细胞共培养装置，其特征在于，包括：

培养罐，所述培养罐顶端设有开口，内部设置有竖直放置的隔板，所述隔板将所述培养罐内隔开为多个腔格；

培养皿架，放置在所述培养罐的每个腔格内，所述培养皿架包括多个杯状容器，以及用于将所述杯状容器安装在所述培养罐内的安装部，每个所述杯状容器包括杯底和杯侧壁，多个所述杯状容器在竖直方向上依次排列，并在每个所述腔格内构成多层结构，所述杯状容器的杯底设置有培养区，所述杯状容器的杯侧壁开设有第一交换孔。

2.如权利要求1所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述培养罐为圆形罐，所述隔板呈十字形，将所述培养罐内部沿圆周方向分隔为四个腔格。

3.如权利要求1所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述培养罐顶端设置有可拆卸的顶盖，用于封闭所述培养罐的所述开口。

4.如权利要求3所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述培养罐和/或所述顶盖上设置有通气结构。

5.如权利要求3或4所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述培养罐顶端设置有内环边，所述顶盖周向设置有外环边，所述内环边和所述外环边呈圆形，且所述内环边与所述外环边尺寸匹配，以使所述顶盖盖合于所述培养罐时将所述开口封闭，所述内环边上开设有内气孔，所述外环边上开设有外气孔，所述内环边和所述外环边相对转动时，所述内气孔与所述外气孔对齐或错开。

6.如权利要求1所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述隔板上开设有第二交换孔，所述隔板内设置有可抽拉的夹层，所述夹层在抽拉过程中至少经过两个位置：

第一位置，所述夹层遮挡所述第二交换孔，所述隔板两侧的腔格隔断；以及

第二位置，所述夹层避开所述第二交换孔，所述隔板两侧的腔格连通。

7.如权利要求1所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述安装部上设置有提手，所述提手朝向所述开口延伸。

8.如权利要求1所述的细胞共培养装置，其特征在于，所述隔板顶部设置有挂架槽，所述安装部包括与所述挂架槽尺寸相匹配的挂置结构，用于将所述培养皿架挂置在所述隔板的所述挂架槽内。

9.如权利要求1所述的细胞共培养装置，其特征在于，在多个所述杯状容器构成的多层结构的每一层中，所述第一交换孔的开设位置位于所述杯状容器的杯侧壁对应于该层的上方2/3区域内。

10.一种共培养设备，其特征在于，包括：培养室，以及容置于所述培养室内的模拟容器，所述模拟容器包括一个或多个如权利要求1-9任一项所述的多层多格排列的细胞共培养装置。