一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置的制造方法

文档序号:10791455阅读:1546来源:国知局
一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,所述磁力控制装置包括本体和设于所述本体上的磁性体。本实用新型所述用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,能够使得三维细胞模型的构建不再依赖基质胶,从而避免传统依赖基质胶的三维细胞培养模型构建过程中存在的诸多限速步骤,使得三维细胞模型的构建更加简单,不受实验技术人员熟练程度等的影响。采用本实用新型所述磁力控制装置构建三维细胞模型,构建方法简单,只需2~4天即可构建成三维细胞模型,构建时间大大缩短;而且,由于依靠磁悬浮方法构建三维细胞模型,无需基质胶,构建成功后的三维细胞团结构紧密,不易散开,因而较稳定,利于后续检测。
【专利说明】
一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于构建三维细胞模型的装置,尤其是一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置。
【背景技术】
[0002]目前,肿瘤相关的基础研究大多建立在二维细胞培养基础上,其特点是简便易操作,易于研究单细胞的表型变化。但是此类研究却难以从肿瘤组织的立体结构特点上模拟体内细胞的组织微环境,故而无法准确反映肿瘤细胞在三维空间组织中的表型特点。
[0003]三维细胞培养作为有别于传统二维平板细胞培养的崭新的细胞培养模式,能在体外最大限度地反映体内细胞微环境的结构基础:I)可较真实地反映肿瘤在体内的发生过程:细胞通过其表面的特异性受体特别是整合素家族受体实现细胞与细胞之间以及细胞与基质之间的病理联系及信号传导;2)可再现肿瘤组织中细胞内及细胞间的信号通路蛋白及关键生命分子表达的动态演变过程。因而,三维细胞培养应用于肿瘤表型研究具有独特的优势。
[0004]三维细胞培养技术在国际上正处于发展完善阶段,并在研究肿瘤细胞转化、转移及放化疗敏感性的分子机制方面显示出光明的应用前景。常规的三维细胞培养过程为:I)将基质胶培养基(Matrigel)从-20°C中取出后置于冰上,半小时后基质胶将由固态转变为液态;2).在特定的三维细胞培养小室中将基质胶铺就呈穹窿型;3).室温放置半小时至一小时基质胶将由液态恢复固态,加入细胞培养基并接种肿瘤细胞后置于细胞培养箱中培养一至两周后检测。
【申请人】基于此模型的放疗敏感性研究发现,鼻咽癌细胞CNE-2在基质胶培养基中形成巨大畸形球状实体,当予以小分子抑制剂VX-680及X线放射处理后,激光共聚焦荧光染色显示CNE-2细胞团内P53及P21表达上调并诱导CNE-2三维细胞团发生凋亡(Cleaved Caspase_3表达明显升高),随后细胞团松散一犹如体内反射线处理后肿瘤组织的消退过程(结果已发表于国际肿瘤学期刊Cancer B1logy&Therapy,2009,8( 15): 1500-1506.)
[0005]目前,三维细胞模型构建过程中主要存在以下问题:(I)三维细胞模型难以构建:首先需要构建犹如穹窿状的基质胶团块,基质胶反复冻融后难以形成穹窿状,即便是首次使用的崭新的基质胶,其穹窿状塑形亦需非常娴熟的技巧,而一旦穹窿状塑形不佳,如出现偏心或塌陷,将直接导致后续检测过程难度的加大,甚至无法检测;如出现三维基质胶培养模型与培养小室四壁接触,则会直接导致模型构建失败而无法进行后续试验。(2)构建后培养成型时间长:常规情况下肿瘤细胞在基质胶上需要约7-14天方能形成球型空间结构。(3)检测难度大:常规基质胶在培养基中浸泡一周后易出现膨胀软化,因而在后续三维免疫荧光染色时非常易于出现三维基质胶碎裂,进而无法完成后续染色及三维重建。
[0006]导致现有三维细胞模型构成过程中的问题的原因主要有以下几个方面:(a)常规手工方法塑形的不均一性:传统三维模型构建与操作者的熟练程度密切相关,但是由于人为因素常造成三维培养模型的不均一性,具体表现为:外形不均一(偏心、塌陷)及三维模型内部不均一(主要由于塑形凝固过程中基质胶的流动造成)。卬)塑形失败:常规手工方法塑形时易发生基质胶与培养小室四壁接触的情况,而一旦发生接触,由于液体张力原因,基质胶迅速流向培养小室四壁,形成四周高中间低的“碗状”构型,导致塑形失败。此种情况在手工塑形过程中极易发生,成为塑形失败的重要原因之一。(C)检测困难:基于基质胶的三维细胞培养模型需要浸泡在培养基中生长7-14天,基质胶经过一周的浸泡后极易出现膨胀软化及碎裂,在后续三维免疫染色时非常容易出现模型破裂变形等问题,影响检测。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的内容在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置。
[0008]为实现此目的,本实用新型采取的技术方案为:一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,所述磁力控制装置包括本体和设于所述本体上的磁性体。
[0009]本实用新型所述用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,包括本体也设于本体上具有磁性的磁性体,使用时,先将细胞与铁磁性纳米颗粒一起培养,得到吞噬有铁磁性纳米颗粒的细胞,然后将细胞重新种植于培养皿中,将本实用新型的磁力控制装置放置于所述培养皿的上方,本实用新型所述磁力控制装置能够与所述培养皿嵌合。由于所述磁性控制装置设有磁性体,而细胞内吞噬了铁磁性纳米颗粒,因此细胞可以被磁力控制装置的磁性体吸附而悬浮与培养基中,并由于细胞具有自我组装能力,大约经过18?36小时的培养即可形成三维细胞团,即三维细胞培养模型。
[0010]作为对上述技术方案的改进,所述磁性体为多个。
[0011]作为对上述技术方案的改进,所述磁性体均匀分布在所述本体上。
[0012]作为对上述技术方案的改进,所述磁性体为12个。当所述磁性体为12个时,所述磁性控制装置可与12孔培养板配合使用,所述12个磁性体与所述12孔培养板的12个孔一一对应。
[0013]作为对上述技术方案的改进,所述磁性体为24个。当所述磁性体为24个时,所述磁性控制装置可与24孔培养板配合使用,所述24个磁性体与所述24孔培养板的24个孔一一对应。
[0014]作为对上述技术方案的改进,所述磁性体为96个。当所述磁性体为96个时,所述磁性控制装置可与96孔培养板配合使用,所述96个磁性体与所述96孔培养板的96个孔一一对应。
[0015]作为对上述技术方案的改进,所述磁性体为384个。当所述磁性体为384个时,所述磁性控制装置可与384孔培养板配合使用,所述384个磁性体与所述384孔培养板的384个孔
——对应。
[0016]本实用新型所述用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,能够使得三维细胞模型的构建不再依赖基质胶,从而避免传统依赖基质胶的三维细胞培养模型构建过程中存在的诸多限速步骤,使得三维细胞模型的构建更加简单,排除了基质胶培养三维模型时易发生软化碎裂的问题,不受实验技术人员熟练程度等的影响。另外,采用本实用新型所述磁力控制装置构建三维细胞模型,构建方法简单,时间跨度小,只需2?4天即可构建成三维细胞模型,构建时间大大缩短。最后,采用本实用新型所述磁力控制装置构建得到的三维细胞模型,由于依靠磁悬浮方法构建三维细胞模型,无需基质胶,构建成功后的三维细胞团结构紧密,不易散开,因而较稳定,利于后续检测。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型所述磁力控制装置的一种实施例的结构示意图。
[0018]图2为图1所示磁力控制装置另一视向的结构示意图。
[0019]图3为图1所示磁力控制装置又一视向的结构示意图。
[0020]图4为采用本实用新型构建得到的三维细胞模型在显微镜下的照片图。
[0021]图中,10为本体,20为磁性体。
【具体实施方式】
[0022]为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点,下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023]实施例1
[0024]本实用新型磁力控制装置的一种实施例,如附图1?3所示,所述磁力控制装置包括本体10和设于所述本体10上的磁性体20,所述磁性体20为96个,且所述磁性体20均匀分布在所述本体10上。
[0025]本实施例所述磁力控制装置用于构建三维细胞模型时,先将细胞与铁磁性纳米颗粒一起培养,得到吞噬有铁磁性纳米颗粒的细胞,然后将细胞重新种植于96孔培养板中,将本实施例的磁力控制装置放置于所述96孔培养板的上方,本实施例所述磁力控制装置能够与所述96孔培养板嵌合,所述96个磁性体与所述96孔培养板的96个孔一一对应。由于所述磁性控制装置设有磁性体,而细胞内吞噬了铁磁性纳米颗粒,因此细胞可以被磁力控制装置的磁性体吸附而悬浮与培养基中,并由于细胞具有自我组装能力,大约经过18?36小时的培养即可形成三维细胞团,即三维细胞培养模型。
[0026]本实施例中所述磁性控制装置的磁性体数量,也可设计为12个、24个、384个等,根据所采用培养板的孔数而定。
[0027]实施例2
[0028]采用本实用新型磁性控制装置构建三维细胞模型的一种实施例,本实施例所述三维细胞模型的构建方法包括以下步骤:
[0029](I)将细胞按照1: 2?1:3的比例种植于含有培养基的培养皿中,所述培养皿可采用6孔培养板、12孔培养板、24孔培养板、96孔培养板或384孔培养板等,然后将铁磁性纳米颗粒加入到培养基中并混匀,所述铁磁性纳米颗粒的加入量为:每10000细胞中加入I微升的铁磁性纳米颗粒,培养至细胞密度达到80?90 %,得到含有铁磁性纳米颗粒的细胞;
[0030](2)将步骤(I)培养后所得细胞经胰酶消化及含血清培养基终止后重悬,重新种植于含有培养基的培养皿中,所述培养皿采用96孔培养板,在培养皿的上方放置与所述培养皿嵌合的磁力控制装置(如实施例1所述),所述磁力控制装置包括本体和设于所述本体上的磁性体(如附图1?3所示),所述磁性体在所述本体上的分布位置及所述磁性体的数量与所述培养皿上的孔相对应,然后培养18?36小时,即得三维细胞模型。
[0031 ]所述步骤(I)所用铁磁性纳米颗粒可直接购于市场,亦可采用以下方法制备得到:
[0032](a)取一容器,加入FeCl2和FeCl3得溶液A,所述溶液A中Fe2VFe3+的摩尔比为0.75;
[0033](b)在搅拌状态下将氨水加入步骤(a)所得溶液A中,所述氨水与所述溶液A的体积比为2:5,所述氨水的质量百分浓度为30% ;
[0034](c)将含有氨水的溶液A在80 °C下加热,至出现沉淀物质,得到Fe3O4;
[0035](d)向步骤(C)所得沉淀物质中加入含有表面活性剂的乙醇,所述表面活性剂与Fe3O4的摩尔比为1:5,然后再在80°C下继续加热25min,至反应完全;所述表面活性剂为油酰肌氨酸和月桂酰肌氨酸,所述表面活性剂中,所述月桂酸肌氨酸的摩尔含量为O?30% ;
[0036](e)用磁铁吸住分离,然后用蒸馏水对沉淀洗涤多次,除去可溶性杂质;
[0037](f)在60?80 °C的真空环境下对洗涤后的沉淀进行过度水分,即得铁磁性纳米颗粒。
[0038]优选地,上述所述铁磁性纳米颗粒的制备方法还包括以下步骤:
[0039 ] (g)检测步骤(f)得到的铁磁性纳米颗粒的Ze ta电位,如为负电荷,将所述铁磁性纳米颗粒中加入多聚赖氨酸,得到多聚赖氨酸修饰的Fe3O4铁磁性纳米颗粒。
[0040]本实施例所构建的三维细胞模型在显微镜下进行观察,如附图4所示。由附图4中所述三维细胞模型在显微镜下的照片可看出,采用本实用新型磁力控制装置构建三维细胞模型,能够快速高效构建得到三维细胞模型,而且所构建的三维细胞团结构紧密,不易散开,利于后续检测。
[0041]最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁力控制装置包括本体和设于所述本体上的磁性体。2.如权利要求1所述的用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁性体为多个。3.如权利要求1或2所述的用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁性体均匀分布在所述本体上。4.如权利要求3所述的用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁性体为12个。5.如权利要求3所述的用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁性体为24个。6.如权利要求3所述的用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁性体为96个。7.如权利要求3所述的用于构建三维细胞模型的磁力控制装置,其特征在于,所述磁性体为384个。
【文档编号】C12M1/42GK205473821SQ201620175701
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】万香波
【申请人】万香波, 范新娟
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1