细胞液滴快速玻璃化冻融载体及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及细胞培养领域，尤其涉及一种细胞液滴快速玻璃化冻融载体及细胞液滴快速玻璃化冻融方法。
【背景技术】
[0002]细胞快速玻璃化冻融技术从1980年代末期建立，首先应用于哺乳动物早期胚胎的冷冻保存，本世纪初期普及应用于人类辅助生殖技术，取得了良好的应用效果。这一技术系列使用的冷冻原理和方法，可能已经达到哺乳动物细胞的生理极限。
[0003]玻璃化冷冻活体细胞的目的是冷冻细胞在复苏后再次使用，因此，冷冻过程不能包含改变细胞生理结构和功能的物理方法，如微液滴液体环境压力以及温度变化速率、液体渗透压特性改变速率超过细胞生理缓冲能力；冷冻过程不可产生可能导致标本污染或者变性的任何物质，不可掺入细胞毒性物质与热源物质；参与冷冻过程的冷冻保护剂以及冷冻载体的全部组成成分必须明确，组分的来源与生产过程、生产工艺的安全性必须严格可追溯；冷冻载体和冷冻标本必须在规定环境下安全而且完整分离；冷冻产物必须保持高度均一性，以利于快速复苏；冷冻助剂和载体材料不对复苏过程形成障碍，不影响冷冻产物的长期贮藏。
[0004]在现有技术中，包括程序化降温设备技术和手工操作技术。程序化降温设备使用封闭的微量冷冻管，按照降温要求，设定降温区间和降温速率，自动执行；手工操作方法使用开放的显微载体，将微液滴手工装载到载体表面，需要手工将微液滴定位到载体上的液滴承载区域。这两种方法的工作效率受载体设计的限制和操作人的生理功能的限制，工作效率低下，成本偏高，而且没有大幅度提高效率的空间，无法处理大容量的标本，从而不利于细胞玻璃化冻融技术的推广应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种细胞液滴快速玻璃化冻融载体和方法，能够将细胞液滴自动快速定位在载体的液滴承载区域(粗糙亲水区域)上。
[0006]本发明提供了一种细胞液滴快速玻璃化冻融载体，所述载体表面为超疏水表面，所述超疏水表面上设有至少一个粗糙亲水区域，每一所述粗糙亲水区域用于附着细胞液滴。
[0007]作为上述方案的改进，所述粗糙亲水区域为多个，每一所述粗糙亲水区域的大小、形状相同。
[0008]作为上述方案的改进，每一所述粗糙亲水区域的形状为圆形。
[0009]作为上述方案的改进，所述载体为单列/多列多单元培养载体，每一列的多个所述粗糙亲水区域在所述载体表面上呈直线排列，且每一列的相邻所述粗糙亲水区域之间的距离相等。
[0010]作为上述方案的改进，所述载体为水或细胞培养液凝固/凝华而成的冰载体，且所述载体在操作环境下保持片状结构。
[0011]作为上述方案的改进，所述载体表面为铺设了一层超疏水材料的超疏水表面层，或所述载体表面为经过超疏水处理的超疏水表面。
[0012]作为上述方案的改进，每一所述粗糙亲水区域的表面为凹面。
[0013]本发明还公开了一种细胞快速玻璃化冻融方法，包括步骤:
[0014]将冷冻目标细胞液体装载到载体表面；所述载体表面为超疏水表面，所述超疏水表面上设有多个粗糙亲水区域；
[0015]操作所述载体，使所述冷冻目标细胞液体分离为多个细胞液滴，每一细胞液滴分别附着所述粗糙亲水区域；
[0016]将装载所述细胞液滴的载体投入移入冷冻介质中完成快速玻璃化冻融。
[0017]作为上述方案的改进，所述载体为水或细胞培养液凝固/凝华而成的冰载体，将冷冻目标细胞液体装载到载体表面步骤具体为:
[0018]将冷冻目标细胞液体装载到载体表面，所述载体处于温度在载体熔点以下的操作环境中。
[0019]作为上述方案的改进，所述冷冻目标细胞液体温度低于所述载体温度，且与所述载体温度的差异维持在额定范围。
[0020]作为上述方案的改进，操作所述载体，使所述载体按照特定规则往复运动。
[0021]与现有技术相比，本发明公开的细胞液滴快速玻璃化冻融载体通过在载体表面为超疏水表面上设有至少一个粗糙亲水区域，每一所述粗糙亲水区域用于附着细胞液滴。这样，当额定容积的冷冻目标细胞液体装载到这样的载体上进行细胞液滴快速玻璃化冻融时，由于所述载体表面亲水性和疏水性区域的差异，通过操作该载体(例如，按照特定规则往复运动载体)，能够将细胞液滴自动附着在粗糙亲水区域上，从而实现快速定位。当存在多个所述粗糙亲水区域时，还能将细胞液滴快速自动分割成多个微液滴以对应附着在每个粗糙亲水区域上，从而实现快速自动分离成多个微液滴。另外，当每一个粗糙亲水区域大小、形状的相同时，还能实现分离液体为规定容积和形状的微液滴。从而有利于提高工作效率，有利于降低成本，有利于处理大容量的标本，有利于细胞玻璃化冻融技术的推广应用。
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例中一种细胞液滴快速玻璃化冻融载体的结构的俯视示意图。
[0023]图2是本发明实施例中一种细胞液滴快速玻璃化冻融载体与液滴阵列相互关系示意图。
[0024]图3是图2所示的局部放大结构示意图。
[0025]图4是发明一种细胞液滴快速玻璃化冻融载体方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]如图1可知，该细胞液滴快速玻璃化冻融载体I包括载体主体11，该载体主体11为块状结构，优选为方形或者长方形。所述载体主体11的载体表面111超疏水表面，所述超疏水表面上设有至少一个粗糙亲水区域112，每一所述粗糙亲水区域112用于附着细胞液滴。当额定容积的冷冻目标细胞液体装载到该载体I上进行细胞液滴快速玻璃化冻融时，由于所述载体表面亲水性和超疏水性区域的差异，通过操作该载体(例如，按照特定规则往复运动载体)，细胞液滴与载体主体11的载体表面111上的粗糙亲水区域112充分接触，从而能够将细胞液滴自动快速定位在载体主体11的液滴承载区域(粗糙亲水区域112)上。
[0028]其中，所述载体I的超疏水表面可通过如下方式得到:在所述载体I的表面上铺设一层超疏水材料的超疏水表面层，或将所述载体I的表面经过超疏水处理得到超疏水表面。由于所述载体表面111为超疏水表面，而液滴承载区域(粗糙亲水区域112)为粗糙亲水表面，因此，通过细胞液滴对亲水性和疏水性的差异，造成细胞液滴对为超疏水表面的载体表面111与对粗糙亲水表面的粗糙亲水区域112的粘附性不同，使细胞液滴仅能附着在粗糙亲水区域112上。
[0029]另外，所述“额定容积”的冷冻目标细胞液体理解如下:
[0030]当所述载体I的超疏水表面上只设有一个粗糙亲水区域112时，所述“额定容积”的冷冻目标细胞液体为能够与作为液滴承载区域的所述粗糙亲水区域112充分附着的一个微液滴，这样，当将这个微液滴装载到该载体I上进行细胞液滴快速玻璃化冻融时，通过操作该载体(例如，按照特定规则往复运动载体)，即可将微液滴自动快速定位在载体主体11的液滴承载区域(粗糙亲水区域112)上；
[0031]当所述载体I的超疏水表面上设有多个粗糙亲水区域112时，所述“额定容积”的冷冻目标细胞液体则为能够与多个所述粗糙亲水区域112充分附着的多个微液滴，这样，当将冷冻目标细胞液体装载到该载体I上进行细胞液滴快速玻璃化冻融时，通过操作该载体(例如，按照特定规则往复运动载体)，即可将冷冻目标细胞液体自动分离成多个微液滴以对应附着在每个粗糙亲水区域112上，从而实现快速自动分离成多个微液滴。
[0032]由图1至图2可知，当载体主体11的载体表面111上设有多个粗糙亲水区域112时，每一所述粗糙亲水112区域的大小、形状相同。这样，可将冷冻目标细胞液体自动分离成多个规定容积和形状的微液滴以对应附着在每个粗糙亲水区域112上。因此冷冻目标细胞液体将被分割成附着于每一粗糙亲水区域112的均一的细胞液滴113 (微液滴)。
[0033]优选的，如图3所示，每个粗糙亲水区域112为圆形。且每一所述粗糙亲水区域112的表面为凹面。采用凹面的粗糙亲水区域112更利于承载细胞液滴113 (微液滴)。