电场诱导细胞运动实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种细胞运动实验装置，尤其涉及一种电场诱导细胞运动实验装置，属于细胞生物学领域。
【背景技术】
[0002]人体中广泛存在一种较长时程直流电场，在胚胎发育、组织损伤修复和肿瘤转移等过程中，这种电场对细胞生物学行为有着广泛的影响，改变这些正常电场，将导致发育紊乱，损伤修复受阻甚至癌细胞转移。体外培养的神经、上皮和骨骼等多种细胞在电场中发生定向迀移。目前，大多数关于电场诱导细胞运动的报道中，均以盖玻片玻璃构建电场作用细胞小室。有的虽略有不同，但都存在几个问题需要解决:
[0003](1)大电流导致培养基离子成分变化明显
[0004]为了得到所需的电场，电流为1?2mA，对培养基中的离子含量影响很大。为了解决这一问题，有人开发了培养基循环系统，却大大增加了实验系统的复杂性和操作难度。
[0005](2)电场作用细胞小室电阻变化
[0006]由于电场作用细胞小室是由盖玻片粘贴成的凹槽和上面覆盖盖玻片形成的空间。由于盖玻片的质量很小，培养基多一点就会将其浮起，造成横截面积变大，电阻也变大，影响电场的稳定性，造成实验的误差加大，甚至失败。
[0007](3)电场强度需要实时监测
[0008]由于电场强度的波动变化，必须对电场强度进行实时监测，并进行调整以满足实验需要，增加了实验系统的复杂性和操作难度。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的是为了使得细胞培养装置具有电流小、电阻稳定、生物兼容性高、透气性好等优点，并且实验时除去测量电极，用电流表间接测量电场强度，简单易行而提供一种电场诱导细胞运动实验装置。
[0010]本实用新型的目的是这样实现的:包括装有缓冲液的两个烧杯、直流电源、电流表电压表和实验主体，所述实验主体包括由圆形带盖培养皿构成的下基体和由PDMS基片构成的上基体，上基体与下基体通过静电吸附在一起，上基体的直径小于下基体的直径且上基体与下基体之间的空隙中注入有无菌水，所述上基体的下端面有长方形凹槽和贯穿上基体的两个半圆形孔，且所述长方形凹槽开在上基体下端面的中心位置构成电场作用细胞小室，且两个半圆形空沿着长方形凹槽的长度方向对称设置在长方形凹槽的两端分别构成容纳培养基小室，每个容纳培养基小室与对应的装有缓冲液的烧杯通过盐桥相连通，两个容纳培养基小室中还分别插有银氯化银电极，两个银氯化银电极都与电压表连接，所述直流电源与电流表串联后经铂金丝电极插入至两个装有缓冲液的烧杯中。
[0011]本实用新型还包括这样一些结构特征:
[0012]1.所述缓冲液是PBS溶液。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型对传统方法进行改进，实验材料采用PDMS凝胶，并改进电场监测方法，使得细胞培养装置具有电流小、电阻稳定、生物兼容性高、透气性好等优点，并且实验时除去测量电极，用电流表间接测量电场强度，简单易行。更具体的说本实用新型具有的优点是:
[0014](1)电流小。在电场诱导细胞运动装置中，电场作用细胞小室的的横截面可以制作成非常小，能够达到普通玻璃小室的百分之一以下，所以形成同样场强的电场，电流可以很小，对溶液酸碱性和培养基中各种离子浓度的影响很小。
[0015](2)电阻稳定。本实用新型采用的PDMS是一种聚合物材料，加工成型容易，其形状在实验过程中不会改变，所以电场小室电阻可以稳定不变，实验成功率几乎达到100%。
[0016](3)生物兼容性高、透气性好。本实用新型采用的PDMS生物兼容性高、化学和热稳定性好、毒性低、透气性好、易于进行微加工等，另外PDMS透光性好，自身荧光很低，很适合于焚光成像。
[0017](4)简化电场监测电极。实验时撤除电场监测电极，用电流表间接测量电场强度，实验简单易行，避免微生物污染。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的实验主体的结构示意图；
[0020]图3是本实用新型的电场作用小室的局部结构示意图。
[0021]其中，1-上基体，2-下基体，3-电场作用细胞小室，4-容纳培养基小室，5-容纳水的空隙，6-银氯化银电极，7-电流表，8-直流电源，9-电压表，10-盐桥，11-铂金丝电极，12-缓冲液。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0023]参照图1、图2和图3，本实用新型的实验主体包括一层上基体1和下基体2，所述上基体1为PDMS和下基体2材料为9cm玻璃培养皿；上基体1直径为6cm，厚度为1mm，带有20mmX0.8mmX0.17mm的微小长条形方凹槽作为电场作用细胞小室3，长条形方凹槽两端有两个直径为4cm半圆形的孔，用以容纳培养基，即构成容纳培养基小室4。培养皿盖间隔4cm有2个直径4_的圆孔，用以穿过玻璃盐桥10。
[0024]将两个50mL小烧杯装满PBS溶液，在烧杯里各放一个铂金丝电极11。将8ml无菌水注入PDMS基片与玻璃培养皿间的空隙5以维持湿度，逐一连接盐桥，电场作用细胞小室，电源8，电场作用细胞装置即完成，见图3。
[0025]通过直流稳压电源可以获得加在电场PDMS细胞培养装置上的电压，通过微型银-氯化银参比电极6可以监测细胞小室两端的电压。
[0026]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:参见图1、图2，实验主体由上基体1和下基体2结构。上基体1为带有微通道的PDMS层，直径为6cm，厚度为1mm，带有20mmX0.8mmX0.17mm的微小长条形方凹槽作为电场作用细胞小室，长条形方凹槽两端有两个直径为4cm半圆形的孔，用以容纳培养基。下基体2为直径9cm圆形带盖培养皿。上下两层利用表面的静电吸附作用完成键合过程。
[0027]基体1直径小于下基体2直径，其间的空隙充水以维持微环境湿度，图3仅体现下基体的底的部分结构，不是全的，是为了表明电场作用细胞小室的具体结构。
[0028]由于培养小室的电阻不变，通过测量电流和电压获取电阻值后，撤除监测电极，通过串联电流表监测电流推算培养小室电场强度。
[0029]连接方式:直流电源连接铂金丝电极，铂金丝电极浸入缓冲液中，并串联电流表。通过盐桥连接缓冲液和培养基小室。银氯化银电极浸入培养基中并串联电压表。
[0030]电场诱导细胞运动的实验装置制造方法，参见图1，图2和图3，包括如下步骤:
[0031]步骤1:制作上基体1的模具。
[0032]步骤2:按质量比为10: 1，分别量取PDMS前聚物与固化剂进行混合，负压静止15min左右，以除去搅拌时产生的气泡，然后浇注于将步骤1制作的模具中，控制反应温度为 90°C，固化 25min。
[0033]步骤3:脱模，把固化后的PDMS基片1和模具分离；
[0034]步骤4:下基体2的表面进行亲水性处理，将PDMS基片1与活化后的下基体2进行贴合，放置5h以上，完成键合。
[0035]步骤5:将下基体2的培养皿盖延中线间隔4cm钻2个圆孔。用以穿过玻璃盐桥。将无菌水注入PDMS基片与玻璃培养皿间的空隙以维持湿度。
[0036]步骤6:将两个小烧杯装满缓冲溶液，在烧杯里各放一个铂金丝电极，电极连接直流电源。并串联一个电流表，用以测量系统电流。
[0037]步骤7:再逐一连接缓冲液、盐桥、容纳培养基小室，电场作用细胞装置即完成。以上工作需要在无菌条件下进行。
[0038]步骤8:细胞运动实验前，在培养基小室内放入银氯化银电极，并连接电压表用以测量小室两端电压，再用电流表监测电流，获得电场作用细胞小室电阻值后撤除银氯化银电极，通过电流监测电场作用细胞小室两端电压，使实验装置简化，再进行细胞运动实验。
【主权项】
1.电场诱导细胞运动实验装置，其特征在于:包括装有缓冲液的两个烧杯、直流电源、电流表电压表和实验主体，所述实验主体包括由圆形带盖培养皿构成的下基体和由PDMS基片构成的上基体，上基体与下基体通过静电吸附在一起，上基体的直径小于下基体的直径且上基体与下基体之间的空隙中注入有无菌水，所述上基体的下端面有长方形凹槽和贯穿上基体的两个半圆形孔，且所述长方形凹槽开在上基体下端面的中心位置构成电场作用细胞小室，且两个半圆形空沿着长方形凹槽的长度方向对称设置在长方形凹槽的两端分别构成容纳培养基小室，每个容纳培养基小室与对应的装有缓冲液的烧杯通过盐桥相连通，两个容纳培养基小室中还分别插有银氯化银电极，两个银氯化银电极都与电压表连接，所述直流电源与电流表串联后经铂金丝电极插入至两个装有缓冲液的烧杯中。2.根据权利要求1所述的一种电场诱导细胞运动实验装置，其特征在于:所述缓冲液是PBS溶液。
【专利摘要】本实用新型提供一种电场诱导细胞运动实验装置，属于细胞生物学领域，包括装有缓冲液的两个烧杯、直流电源、电流表电压表和实验主体，所述实验主体包括由圆形带盖培养皿构成的下基体和由PDMS基片构成的上基体，所述上基体的下端面有长方形凹槽和贯穿上基体的两个半圆形孔，且所述长方形凹槽开在上基体下端面的中心位置构成电场作用细胞小室，且两个半圆形空沿着长方形凹槽的长度方向对称设置在长方形凹槽的两端分别构成容纳培养基小室。本实用新型使得细胞培养装置具有电流小、电阻稳定、生物兼容性高、透气性好等优点，并且实验时除去测量电极，用电流表间接测量电场强度，简单易行。
【IPC分类】C12M1/34
【公开号】CN204999912
【申请号】CN201520753981
【发明人】郭良
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月26日