本发明属于空间科学实验技术领域,特别涉及一种空间胚胎或细胞培养和固定的技术方法和系统。
背景技术:
地球上的生物均是在一个重力环境下生长繁衍的,在空间微重力环境中有何影响,特别在细胞、胚胎层次上有何影响,对未来人类长期在轨飞行意义重大。开展空间细胞、胚胎培养实验需要特殊的生保条件,同时为了减少卫星返地过程对实验结果的影响,需要实现样品的在轨固定。传统的实验室二氧化碳培养箱体积庞大,不能满足卫星的力学环境条件和资源条件,为此需要研制适合空间应用的胚胎发育及状态保存的装置。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供一种可用于卫星平台的空间胚胎发育及状态保存装置。
本发明提供一种用于空间胚胎发育及状态保存装置,其使用包括如下步骤:a1.胚胎样品装载在培养单元内;a2.培养单元安装到可变温度室;a3.控制器控制可变温度室的温度到37度;a4.胚胎样品在上述环境中培养发育若干时间;a5.控制器接收地面发送指令,开启夹管阀组、输运泵,将固定液室中的固定液注入培养单元中,废液回收至废液腔,实现胚胎的化学固定,同时通过控制器将可变温度室温度降为4度。该方法可以实现胚胎或细胞的在轨发育或培养,并把空间实验过程的胚胎或细胞状态保存下来,便于返地后进一步开展胚胎或细胞分析研究。
本发明还提供一种可用于卫星平台的空间胚胎发育及状态保存装置,包括控制器1、培养单元2、可变温度室3、固定液室4、输运泵5和夹管阀组6。培养单元、固定液室、输运泵和夹管阀组通过管路相连,培养单元安装在可变温度室内;控制器根据指令控制可变温度室的温度和输运泵及夹管阀组的开关。
所述的控制器1为板级cpu控制器,可以接收卫星转发的控制指令。
所述的培养单元2为聚碳酸酯材料加工而成的培养盒,包括进液口、过滤膜和出液口。
所述的可变温度室3由制冷器和多层保温材料构成的腔室,制冷器可实现加热和制冷两种工作模式。
所述的固定液室4由一个翻转膜构建成的两个腔室,分别存放固定液和废液。
所述的输运泵5为5v供电的微型液泵,用于供给固定液。
所述的夹管阀组6为5v供电的常闭阀组,用于控制阻断固定液管路。
本发明的有益效果为:在胚胎发育阶段,通过控制器1设置可变温室3的温度,使得培养单元2中的胚胎处于37度培养环境中;空间胚胎发育实验结束后,通过指令开启夹管阀组6、输运泵5,将固定液室4中的固定液注入培养单元2中,废液回收至废液腔,实现胚胎的化学固定,同时通过控制器1将可变温度室温度降为4度,以便更好的保存胚胎在轨的状态。本发明的方法和装置可以用于太空胚胎体外发育研究。
附图说明
图1为本发明实施例的空间胚胎发育及状态保存装置的组成示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,并对照附图对本发明作进一步详细说明,应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本实施例提供一种用于空间胚胎发育及状态保存装置,其使用包括如下步骤:a1.胚胎样品装载在培养单元内;a2.培养单元安装到可变温度室;a3.控制器控制可变温度室的温度到37度;a4.胚胎样品在上述环境中培养发育若干时间;a5.控制器接收地面发送指令,开启夹管阀组、输运泵,将固定液室中的固定液注入培养单元中,废液回收至废液腔,实现胚胎的化学固定,同时通过控制器将可变温度室温度降为4度。该方法可以实现胚胎或细胞的在轨发育或培养,并把空间实验过程的胚胎或细胞状态保存下来,便于返地后进一步开展胚胎或细胞分析研究。
实施例
如图1所示,一种可用于卫星平台的空间胚胎发育及状态保存装置,包括控制器1、培养单元2、可变温度室3、固定液室4、输运泵5和夹管阀组6。培养单元、固定液室、输运泵和夹管阀组通过管路相连,培养单元安装在可变温度室内;控制器根据指令控制可变温度室的温度和输运泵及夹管阀组的开关。
控制器1为板级cpu控制器,由smj2812主芯片构建,可以通过422接口接收卫星转发的控制指令,经过指令解析,响应控制指令。在培养阶段,温控点设定为37度;当接收到样品保存指令后,装置进入状态保存工作模式,开启夹管阀组和输运泵,将固定液注入培养单元,温控点设定为4度,使得胚胎等样品的在轨状态得到较长时间的保存。
培养单元2为聚碳酸酯材料加工而成的培养盒,包括进液口、过滤膜和出液口。胚胎培养在两层过滤膜之间,营养液通过浓度扩散经过过滤膜供给胚胎发育使用。
可变温度室3由制冷器和多层保温材料构成的腔室,制冷器可实现加热和制冷两种工作模式。空间微重力环境下没有重力对流,空气是良好的绝热材料,为此通过多层保温材料减少辐射漏热,能够更为有效地实现保温。
固定液室4由一个翻转膜构建成的两个腔室,分别存放固定液和废液。开始时,固定液腔注满固定液,翻转膜翻至废液腔;注入固定液后,固定液腔的容积减少,废液流回废液腔,废液腔容积逐渐增大,翻转膜逐渐翻转至固定液腔,提高了空间利用率。
输运泵5为5v供电的微型液泵,由控制器控制开关工作,用于供给固定液。
夹管阀组6为5v供电的常闭阀组,由控制器控制开关工作,用于控制阻断固定液管路。
发射前将胚胎样品装载在培养单元内,并将培养单元安装到可变温度室,安装到卫星上后,本装置加电,控制器控制可变温度室的温度到37度。卫星发射入轨,胚胎样品在上述环境中培养发育若干时间。控制器接收地面发送指令,开启夹管阀组、输运泵,将固定液室中的固定液注入培养单元中,废液回收至废液腔,实现胚胎的化学固定,同时通过控制器将可变温度室温度降为4度。从而实现胚胎或细胞的在轨发育或培养,并把空间实验过程的胚胎或细胞状态保存下来,便于返地后进一步开展胚胎或细胞分析研究。