一种离体细胞电刺激系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离体细胞电刺激定量研宄装置，尤其涉及一种电压或电流可控型的离体细胞电刺激系统及方法。
【背景技术】
[0002]人类约90%信息的是通过视觉途径获得的，因此视觉对于我们人类获取外界信息起着非常重要的作用。然而，一些不可逆性的眼部疾病危害，如目前世界上(含我国)极为高发的年龄相关性黄斑变性(AMD)和视网膜色素变性(RP)等，永久地剥夺了许多患者的视觉。随着我国人口老龄化高峰期的逼近，此类疾病引起的失明已经成为经济建设和社会发展的重大负担。由于RPE病变可导致视网膜光感受器细胞发生的凋亡难以逆转，而其发病机制及影响因素尚未明了，所以也就无法根据病因进行有效的治疗。
[0003]最新研宄表明，电刺激对于RPE细胞发生凋亡的模型大鼠的内(外)核层的视网膜细胞具有明显的保护效应，显著延缓视网膜变性。这一发现为临床治疗视网膜变性疾病提供了一种新思路一一电刺激疗法。而且，电刺激已经用于神经损伤的临床治疗。电场是神经的营养剂，神经的再生能力与电场引起的血液循环改善有关。当神经受损，出现新生电位时，电刺激可以促进肌肉的运动和损伤神经远端再生，加快轴突直径及轴突再生的速度，从而加快神经传导速度及神经细胞功能的恢复。同时，电刺激能促进轴突与远端效应器建立有效的联系，可使肌肉有节律地被动收缩，使神经恢复后立即出现肌肉收缩，从而改善肌肉及周围血液循环，防止肌肉废用性萎缩。也有学者对上皮细胞进行电刺激并探宄其活性，观察上皮细胞的迀移等活动；电刺激心肌细胞，观察心肌细胞活动与心肌细胞电位变化的研宄也被报道过。
[0004]但是，上述所有喜人的发现，其具体的分子生物学机制仍尚未阐明。因此，目前市场上亟需一种离体细胞电刺激系统对培养的细胞进行电刺激，以寻找适宜的电刺激频率和强度，来进一步探宄电刺激改善受损细胞的分子生物学机制，为创建电刺激疗法奠定科学基础。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电流、电压恒定，时间可控的离体细胞电刺激定量研宄装置，以达到单个或多个培养孔多梯度同时刺激的目的。
[0006]为实现上述目的，本发明公开了一种电流、电压恒定，时间可控的离体细胞电刺激系统，包括:培养板、刺激电极、顶盖和电源；其中，所述培养板上表面向内凹陷，形成至少一个用于培养细胞的培养孔；所述刺激电极固定在所述顶盖上；所述电源设置在所述培养板外，所述刺激电极与所述电源连接；所述刺激电极上设置有垂直凸起于所述顶盖的凸起部，所述凸起部用于探入至所述培养孔内刺激细胞。
[0007]本发明提出的离体细胞电刺激系统中，所述刺激电极包括:正电极和负电极；所述正电极和所述负电极平行设置；所述正电极和所述负电极之间的间隔为5-15mm。
[0008]本发明提出的离体细胞电刺激系统中，所述凸起部的高度为10-20mm，宽度为26-36mm ;所述凸起部之间的间隔为5.5-9.5mm。
[0009]本发明提出的离体细胞电刺激系统中，所述电源与所述刺激电极之间通过外置连接线路连接；所述外置连接线路包括:转换器、正极连接线、负极连接线和接地连接线；所述转换器分别与所述电源的输出端、所述正极连接线、所述负极连接线和所述接地连接线连接；所述正极连接线和所述负极连接线与所述刺激电极连接；所述接地连接线用于排除信号干扰。
[0010]本发明提出的离体细胞电刺激系统中，所述电源与所述刺激电极通过夹持连接件可拆卸式地连接。
[0011 ] 本发明提出的离体细胞电刺激系统中，所述刺激电极为铂金电极。
[0012]本发明提出的离体细胞电刺激系统中，所述刺激电极与所述顶盖为一体设置，方便使用，可批量刺激，所述正负刺激电极呈双排串联U形固定在所述顶盖上。
[0013]本发明还提出了一种离体细胞电刺激方法，其包括以下步骤:
[0014]步骤一:将离体细胞放入培养板内，合上顶盖使所述顶盖与所述培养板相闭合；
[0015]步骤二:将电源的输出端与刺激电极连接，以电流或电压刺激模式，方波或矩形波输出模式进行刺激培养。
[0016]本发明提出的离体细胞电刺激方法中，刺激培养前向培养孔内装入酒精，合上所述顶盖，使所述刺激电极浸泡于酒精中过夜。
[0017]本发明提出的离体细胞电刺激方法中，所述刺激装置的刺激电极均需配合去氧化剂使用，延长刺激电极使用寿命。
[0018]本发明能在实验室细胞培养箱内，在不改变细胞培养外环境的条件下，对细胞进行定量、定时的电刺激研宄。电刺激研宄可以根据需要进行批量刺激。
[0019]本发明与现有技术相比，一方面操作简便，电极位置固定，不会移动，能保证实验稳定，另一方面其性能稳定，能实现同时、多皿及多梯度的电刺激，达到批量得到样本，提高实验效率的目的。
[0020]本发明拥有可根据实验需求调整刺激孔数、进行个性化的选择。需要批量刺激细胞获得RNA或蛋白可选用六孔刺激，若只为了观察细胞状态而避免浪费可选用单孔或双孔刺激。
【附图说明】
[0021]图1为本发明离体细胞电刺激系统的结构示意图。
[0022]图2为本发明离体细胞电刺激系统中顶盖的结构示意图。
[0023]图3为本发明离体细胞电刺激系统实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
[0025]如图1和图2所示，本发明提出了一种离体细胞电刺激系统，包括:培养板1、刺激电极2、顶盖3和电源4。
[0026]其中，培养板I上表面向内凹陷，形成一个或一个以上用于培养细胞的培养孔11 ;刺激电极2固定在顶盖3上；电源4为外置电源，设置在培养板I外，与刺激电极2连接，用于提供稳定的电压或电流。刺激电极2成条状，其上设置有向上凸起的凸起部21，凸起部21用于探入至培养孔11内刺激离体细胞。
[0027]本发明中，刺激电极2包括两个电极:正电极22和负电极23。其中，正电极22和负电极23相互平行设置，正电极22和负电极23之间的间隔为5-15mm。
[0028]本发明中，电源4与刺激电极2之间可以通过外置连接线路5连接，对于多孔的培养板养孔，电源4可与刺激电极2直接相连。外置连接线路5包括:转换器51、正极连接线52、负极连接线53和接地连接线54 ;转换器51分别与电源4的输出端、正极连接线52、负极连接线53和接地连接线54连接；正极连接线52和负极连接线53与刺激电极2连接；接地连接线54用于排除干扰。接地连接线54起到电磁屏蔽作用，在空间某个区域内，用以减弱由某些源引起的场强。地线相当于电磁屏蔽体，对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收，使干扰场在屏蔽体内形成涡流并在屏蔽体与被保护空间的分界面上产生反射，从而大大削弱干扰场在被保护空间的场强值。最终使电场终止在屏蔽体的金属表面上，并把电荷转送入地。
[0029]本发明中，刺激电极2呈U形固定在顶盖3上，刺激电极2与顶盖3为一体设置。
[0030]本发明中，凸起部21的高度为10-20mm，宽度为26_36mm ;凸起部21之间的间隔为
5.5-9.5mm0
[0031]基于上述离体细胞电刺激系统，本发明提出了一种离体细胞电刺激方法，其包括以下步骤:
[0032]步骤一:将离体细胞放入培养板I内，合上顶盖3使顶盖3与培养板I相闭合；
[0033]步骤二:将电源