所述导电底板4与直流供电单元5的负电源输出端连接。
[0063]也就是说，所述导电金属层3_1为阳极，所述导电底板4为阴极。
[0064]实际接线时，也可将导电金属层3-1与直流供电单元5的负电源输出端连接，所述导电底板4与直流供电单元5的正电源输出端连接。
[0065]本实施例中，所述导电底板4包括基板和布设在所述基板上的金属导电层。其中，所述基板为非导电材料。因而，所述金属导电层与直流供电单元5的负电源输出端连接。所述金属导电层能采用银、铜、铝等导电性能好的金属层。
[0066]实际接线时，所述导电金属层3-1和导电底板4分别通过第一导线5-1和第二导线5-2与直流供电单元5的两个电源输出端连接。
[0067]本实施例中，所述直流供电单元5为北京中泰华旭科贸有限公司生产的型号为SOC-AH6-2的直流供电单元，该直流供电单元能恒定输出六路20mA?200mA的电流且其输入电压为220V的交流电。
[0068]采用如图1所示的细胞三维组装装置进行细胞三维组装的方法，包括以下步骤:
[0069]步骤一、电解装置接线:将导电底板4和导电金属层3-1，分别与直流供电单元5的两个电源输出端相接。
[0070]步骤二、细胞固定液输送:将生物细胞放入所述生物固定液后，通过注液装置将内含生物细胞的生物固定液送入所述导电针管内。
[0071]步骤三、导电针管位置调整及电解电流调整:开启直流供电单元5，并根据预先设计的生物细胞所固定的三维空间形状，通过所述针管移动机构对所述导电针管的位置进行调整和/或对直流供电单元5的电流值进行调整，便获得生物细胞的三维空间固定结构；所述三维空间固定结构为位于导电底板4上且内含生物细胞的水凝胶6。
[0072]因而，采用如图1所示的细胞三维组装装置进行细胞三维组装时，细胞固定液在电解装置的阳极发生电解并生成水凝胶6。通过所述针管移动机构调整所述导电针管的位置和/或通过调整直流供电单元5的电解电流值大小，对由所述导电底板4上的水凝胶6的形状进行调整。
[0073]实际使用时，通过操作器I移动所述导电针管便可改变电场的位置，从而改变Ca2+生成的位置；通过直流供电单元5控制电流的大小，即控制电场的强度，从而控制Ca2+生成的浓度，这样便能对含有细胞的水凝胶的形状进行有效控制，实现在三维空间的细胞组装。此处，将水电解装置的阳极所发生的生成海藻酸钙的反应成为“电沉积反应”。
[0074]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:包括导电底板(4)、位于导电底板(4)上方的导电针管、将内含生物细胞的细胞固定液输送至所述导电针管内的注液装置和带动所述导电针管在导电底板(4)上方移动的针管移动机构，所述导电针管安装在所述针管移动机构上；所述导电针管包括内套管(3)和覆盖在内套管(3)外侧壁上的导电金属层(3-1)，所述内套管(3)的上端开有进液口且其下端开有出液口，所述注液装置通过连接管与内套管(3)的进液口连接；所述细胞固定液为由海藻酸钠、碳酸钙和水均匀混合而成的水溶液，所述水溶液中海藻酸钠的重量百分含量为1%?4%，所述水溶液中碳酸钙的重量百分含量为0.1%?0.4% ;所述导电底板(4)和导电金属层(3-1)分别与直流供电单元(5)的两个电源输出端相接，所述导电底板(4)、导电金属层(3-1)和直流供电单元(5)组成对所述细胞固定液进行电解并生成水凝胶(6)的电解装置，所述导电底板(4)和导电金属层(3-1)均为电解用电极；所述导电针管为将内含生物细胞的细胞固定液或内含生物细胞的水凝胶(6)涂覆在导电底板(4)上的涂覆装置。
2.按照权利要求1所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述直流供电单元为电流值可调的可调直流电源，所述注液装置和/或所述连接管上装有对所述连接管内的内含生物细胞的细胞固定液流量进行调节的流量调节装置。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述导电底板(4)呈水平布设，所述导电针管呈竖直向布设。
4.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述注液装置为注射器(2)，所述内套管(3)为玻璃针管。
5.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述内套管(3)的中上部为圆柱管且其下部为直径由上至下逐渐缩小的圆锥管，所述圆锥管的上端直径与所述圆柱管的直径相同且其底端为所述出液口 ；所述出液口的口径为Φ 50 μ m ?Φ 200 μ m0
6.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述针管移动机构为操作器(I)，所述操作器(I)包括底座、安装在所述底座上的立柱、固定在所述立柱上的支撑臂和安装在所述支撑臂上且对所述导电针管上部进行夹持的夹持机构。
7.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述内套管(3)的中下部外侧壁上均覆盖有导电金属层(3-1)，所述导电金属层(3-1)为金属沉积层。
8.按照权利要求7所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述金属沉积层为金沉积层。
9.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于:所述导电金属层(3-1)与直流供电单元(5)的正电源输出端或负电源输出端连接；当导电金属层(3-1)与直流供电单元(5)的正电源输出端时，所述导电底板(4)与电流控制器(5)的负电源输出端连接，此时导电金属层(3-1)为所述电解装置的阳极，且所述导电针管为将内含生物细胞的水凝胶(6)涂覆在导电底板(4)上的涂覆装置；当导电金属层(3-1)与直流供电单元(5)的负电源输出端时，所述导电底板⑷与电流控制器(5)的正电源输出端连接，此时导电底板(4)为所述电解装置的阳极，且所述导电针管为将内含生物细胞的细胞固定液涂覆在导电底板(4)上的涂覆装置。
10.一种利用如权利要求1所述细胞三维组装装置进行细胞三维组装的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤一、电解装置接线:将导电底板⑷和导电金属层(3-1)，分别与直流供电单元(5)的两个电源输出端相接； 步骤二、细胞固定液输送:将生物细胞放入所述生物固定液后，通过注液装置将内含生物细胞的生物固定液送入所述导电针管内； 步骤三、导电针管位置调整及电解电流调整:开启直流供电单元(5)，并根据预先设计的生物细胞所固定的三维空间形状，通过所述针管移动机构对所述导电针管的位置进行调整和/或对直流供电单元(5)的电流值进行调整，便获得生物细胞的三维空间固定结构；所述三维空间固定结构为位于导电底板(4)上且内含生物细胞的水凝胶(6)。
【专利摘要】本发明公开了一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，包括导电底板、将混合溶液涂覆在导电底板上的导电针管、注液装置和针管移动机构或底板移动机构；导电针管包括内套管和覆盖在内套管外侧壁上的导电金属沉积层，导电底板和导电金属沉积层分别与电流控制器的两个电源输出端相接，该装置结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能对内含细胞的水凝胶形状进行简便调整。同时，本发明还公开了一种基于可移动电极的细胞三维组装方法，包括步骤：一、混合溶液输送；二、水电解并生成水凝胶；三、导电针管位置调整及水电解电流调整，该方法步骤简单、实现方便且使用效果好，通过控制移动电极的位置和电流的大小调整水凝胶形状。
【IPC分类】C12M1-42, C12N5-00, C12M1-00, C12N13-00
【公开号】CN104593257
【申请号】CN201510082367
【发明人】尚万峰, 申亚京
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月15日