专利名称：培养装置和培养方法
技术领域：
本发明涉及用于培养培养基中的细胞和血浆等液态物质的培养装置和培养方法。
在传统的培养装置中，电流在左右，即横向上流动。因此，即使电流密度均一，由于细胞的形状和培养基的成分沉淀等的影响，对细胞和血浆等液态物质的电流刺激在浮游细胞和吸附细胞间存在偏差。另外，由于电极表面附近的化学反应影响细胞和血浆等液态物质的培养，因而将琼脂糖等缓冲剂附着在电极表面。此外，根据要培养的细胞和血浆等液态物质的种类，或者为了细胞和血浆等液态物质的同一测试，使用的培养基量相应变化，因此具有需要多种培养皿的缺点。
本发明的培养装置具有底部设置有下部电极，且具有特定容积的容器；从上方覆盖所述容器而密封所述容器，并且具有与所述下部电极相对设置的上部电极，与所述容器在垂直方向上相对设置的盖体；嵌插在所述容器中，在其近中央具有中空部的培养元件，所述中空部具有由特定的截面积形成的容积；设置在所述容器和所述培养元件间的滤器；向所述下部电极和所述上部电极施加特定电压以使电流流过两电极间的电源装置。
本发明的培养装置具有底部设置有下部电极且具有特定容积的培养容器；从上方覆盖所述培养容器而密封所述容器，并且具有与所述下部电极相对设置的上部电极，与所述下侧容器在垂直方向上相对设置的盖体；固定在所述容器上的支撑元件；设置在所述容器和所述支撑元件间的具有特定截面积的滤器，向所述下部电极和所述上部电极施加特定电压以使电流流过两电极间的电源装置。
本发明的培养装置通过在下部电极和上部电极间施加特定的电压而使电流流过两电极间，从而培养培养基中的细胞，其具有使电流在垂直方向上流动而使培养基中的电流密度均一，这样将均一的电流密度施加到被培养物质中的电流密度生成手段。
所述下部电极设置在所述容器底部的凹面内。所述上部和下部电极由螺旋状铂制成。在所述上部和下部电极相对的表面上涂布琼脂糖。所述滤器是透过性薄膜或透过性胶原蛋白膜。所述培养元件具有一对孔，该孔用于放入镊子，该镊子用于将元件拿进和拿出。
在本发明的培养方法中，通过在下部电极和上部电极间施加特定的电压使电流流过两电极间来培养培养基中的被培养物质，在该方法中，使电流在垂直方向上流动而使培养基中的电流密度均一，这样将电流密度均一地施加于被培养物质中。
在本发明的培养方法中，通过在下部电极和上部电极间施加特定的电压使电流流过两电极间来培养培养基中的被培养物质，在该方法中，通过使电流在垂直方向上流动而使培养基中的电流密度可变，这样将电流密度可变地施加到被培养物质中。
图2是示意培养装置13的构造的示意图。图中显示的培养装置中，符号14代表具有内部中空的特定容积的圆筒形状的容器。容器14在底部的近中央具有凹面15，凹面中设置下部电极16。在容器14中，盖体17从上方将其覆盖。盖体17具有处于与下部电极16相对的位置的上部电极18。上部电极18和下部电极16由螺旋状或圆板状铂电极形成。两电极18和16经接线端子19分别与电源(图中未显示)相连。对于螺旋状电极，可以从其间隙观察细胞的形态。这样，给下部电极16和上部电极18施加特定的电压以使电流流过两电极间。另外，下侧容器14和盖体17设置在垂直方向上(纵型)。可以将琼脂糖涂布在上部电极18和下部电极16的表面上。通过将琼脂糖涂布在电极表面上，可以减轻电极表面附近的化学反应对细胞的影响。
符号20代表圆筒形培养元件，它被嵌插在容器14中，其近中央具有用于容纳含有培养细胞的培养基的，具有有特定容积的中空部21。中空部21在其近中央容纳盖体17的上部电极18。如图3所示，培养元件20在上面具有一对孔22，其用于将嵌合在容器14中的元件20容易地取出。因此，通过用放在孔22中的镊子夹持中间元件20，可以将它容易地取出。符号23代表防止培养基干燥的间隙用突起。符号24代表培养基。
此外，在培养元件20和容器14间设置滤器25，滤器25防止培养元件20的中空部21中的培养基24中的细胞落在容器14的下部电极16上从而与电极16接触。滤器25由透过性薄膜形成，其孔径约为0.4微米，厚约8微米。培养元件20和容器14间的间隙被设定为0.2mm或0.2mm以下，这样倒入培养元件20的中空部21中的培养基24不会流出培养元件20。
如图4所示，在需要大量培养基的情况下，增大培养元件20的中空部21的截面积A，从而使容积更大；另一方面，如图5所示，在需要少量培养基的情况下，减小培养元件20的中空部21的截面积B(A＞B)，从而使容积变小。这样，通过提供多个具有不同截面积的中空部21的培养元件20，仅通过改变培养元件20就可以简单地改变培养基的量。结果，可以根据培养的细胞的种类快速而容易地相应改变培养基的量。只通过替换培养元件20，就可以适应1mL、3mL等多种培养基的量。
将培养基24预先倒入容器14的凹面15中，然后在容器14和培养元件20间设置透过性薄膜滤器25。接着，加入适量含有要培养的细胞的培养基24，使其到达浸没上部电极18的位置，在上部电极18和下部电极16间施加特定的电压以使电流流过。通过流过的电流值除以培养元件20的中空部21的截面积，求出培养基24中的电流密度。通过使电流在垂直方向上流动，可以使培养基24中的电流密度均一，从而给细胞施加均一的电流密度。此外，通过使电流值一定，则通过提供多个培养元件20使截面积可变就可以使培养基24中的电流密度可变。
为了培养细胞，在下部电极16和上部电极18间施加特定的电压使对细胞的电流在两电极间垂直方向上流动，从而给细胞施加均一的电流密度。
图6显示培养装置的另一实施方案。以细胞的培养为例对该培养装置进行说明，但该培养装置也能适用于细胞以外的血浆等液态物质。在该培养装置中，符号26代表容纳培养细胞用的培养基24的培养容器。容器26是圆筒形状的内部中空的容器。容器26底部近中央具有凹面15，凹面15中设置有下部电极16。容器26被盖体17从上方覆盖。盖体17具有位于与下部电极16相对的位置的上部电极18。上部电极18和下部电极16是螺旋状铂电极，两电极18和16经接线端子19分别与电源(图中未显示)相连。这样，给下部电极16和上部电极18施加特定的电压以使电流流过两电极间。
此外，培养容器26和盖体17在垂直方向上(纵型)设置。培养容器26的内部具有使用透过性胶原蛋白膜的滤器27和阻止滤器27上浮的支撑元件28。这样，滤器27防止培养基24中的细胞落在下部电极16上。在下侧容器26和支撑元件28间设置有滤器27，通过容器26中的培养基24防止滤器上浮。流过的电流值除以从透过性胶原蛋白膜形成的滤器27的截面积，求得培养基24中的电流密度。此外，在电流值一定的情况下，可以通过使由透过性胶原蛋白膜形成的滤器27的截面积可变而使对细胞上的电流密度可变。
为了培养细胞，在下部电极16和上部电极18间施加特定的电压以使对细胞的电流在两电极间在垂直方向上流过，从而给细胞均一地施加电流密度。本发明尤其适用于细胞培养试验。
在本发明的培养装置和培养方法中，通过使电流在垂直方向上(纵型)流动而使电流密度均一，从而能够均匀地培养细胞和血浆等液态物质。
工业实用性如上所述，本发明的培养装置和培养方法用于培养细胞和血浆等液态物质。
权利要求
1.一种培养装置，所述装置具有底部设置有下部电极，且具有特定容积的容器；在与所述容器垂直方向上相对设置的盖体，该盖体从上方覆盖所述容器从而密封所述容器，该盖体具有与所述下部电极相对设置的上部电极；嵌插在所述容器中的培养元件，在其近中央具有有从特定截面积形成的容积的中空部；在所述容器和所述培养元件间设置的滤器；给所述下部电极和所述上部电极施加特定的电压，使电流流过两电极间的电源装置。
2.一种培养装置，所述装置具有底部设置有下部电极，且具有特定容积的培养容器；在与所述下侧容器垂直方向上相对设置的盖体，该盖体从上方覆盖所述培养容器从而密封所述容器，该盖体具有与所述下部电极相对设置的上部电极；固定于所述容器的支撑元件；在所述容器和所述支撑元件间设置的具有特定截面积的滤器；给所述下部电极和所述上部电极施加特定的电压，使电流流过两电极间的电源装置。
3.通过在下部电极和上部电极间施加特定的电压，从而使电流流过两电极间，而用于培养培养基中的细胞的培养装置，所述装置具有使电流在垂直方向上流动而使培养基中的电流密度均一，这样给被培养物质施加均一的电流密度的电流密度生成手段。
4.根据权利要求1的培养装置，其中所述下部电极位于所述容器的底部的凹面中。
5.根据权利要求1、2或3的培养装置，其中所述上部电极和下部电极由螺旋状铂制成。
6.根据权利要求1、2或3的培养装置，其中在所述上部电极和下部电极的相对表面上涂布琼脂糖。
7.根据权利要求1或2的培养装置，其中所述滤器是透过性薄膜或透过性胶原蛋白膜。
8.根据权利要求1的培养装置，其中所述培养元件具有一对孔，其用于容纳将元件放进和取出的镊子。
9.通过在下部电极和上部电极间施加特定的电压以使电流流过两电极间，而用于培养培养基中的被培养物质的培养方法，其中使电流在垂直方向上流动而使培养基中的电流密度均一，这样将电流密度均一地施加到被培养物质中。
10.通过在下部电极和上部电极间施加特定的电压以使电流流过两电极间，而用于培养培养基中的被培养物质的培养方法，其中使电流在垂直方向上流动而使培养基中的电流密度可变，这样将电流密度可变地施加到被培养物质中。
全文摘要
本发明提供通过使电流密度均一而能够均匀地培养细胞和血浆等液体物质的培养装置和培养方法，所述装置具有底部设置有下部电极(16)，且具有特定容积的容器(14)；从上方覆盖容器(14)而密封容器(14)的盖体(17)，其具有与下部电极(16)相对设置的上部电极(18)，并且在垂直方向上与容器(14)相对设置；嵌插入容器(14)中的培养元件(20)，通常在其近中央具有中空部(21)，该中空部(21)具有从特定截面积形成的容积；设置在容器(14)和培养元件(20)间的滤器(25)；以及通过给下部电极(16)和上部电极(18)施加特定电压而使电流流过两电极间的电源装置。
文档编号C12M1/00GK1464905SQ02802215
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月25日 优先权日2001年6月25日
发明者道解冬树, 伊坂胜生, 原昭邦 申请人:株式会社白寿生科学研究所