专利名称：一种同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置，属于力学生物学领域， 可同时为体外培养的细胞提供流体剪应力刺激和化学刺激，用于研究力学-化学耦合作用下体 外培养细胞的反应。
二背景技术：
随着细胞和分子生物学的发展，生物力学的研究已经从器官、组织水平深入到细胞、分 子、基因水平，并由此产生了一门新兴交叉学科，即力学生物学。力学生物学的三大主要研 究内容是力学刺激信号、信号传导通路和细胞受力后的反应。力学生物学实验装置是力学生 物学研究的基础，作为一门新兴交叉学科，需要与之相应的实验技术手段和装置。
目前细胞力学实验中广泛使用的一种细胞力学实验装置，是一种单层的平行平板流室系 统。它是研究剪应力对血细胞、内皮细胞作用的重要实验方法，通过对体内血液流场的模拟， 为揭示血液流动、剪应力作用血细胞和内皮细胞的微观机理提供实验手段和科学依据，为阐明 剪应力对血细胞和内皮细胞生物力学特性、流变学特性的影响等提供理论基础。
运用传统或改进后的流室系统进行力学生物学实验，存在一些问题，主要包括以下二个 方面
1、 体内许多细胞受到剪应力和化学因素的双重作用。目前，还缺少一种可用于研究细胞 在剪应力和化学因素共同刺激下的响应，及剪应力和化学因素之间的力学传导途径的有效技 术手段。
2、 传统或改进后的平行平板流室在保障流场的相似性方面，流槽区域不能满足L (长 度)(高度)，W (宽度)》H和L/H > IO的参数指标。
三
发明内容
本发明的目的是提供的一种新的力学生物学装置，其特点是该装置能同时施加力学和化 学刺激，保证上腔流槽高度、长度和宽度的准确，保证下层液体相对上层流体的静止和加力、 化学刺激后的细胞继续培养而无污染，有利于实验顺利、快速进行。
同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置，含有蠕动泵，储液池和双层流室，核心 部件双层流室由上层、中层和下层三层组合而成，包括上下二层腔室，两层腔室各有一个出、 入口，上层腔室的出、入口为T型头部，用来发展入口流，使流室产生充分发展的泊肃叶流；下储液池经蠕动泵连接上储液池，上储液池中设溢流管与下储液池连接，这样多余液体经溢 流管口直接流入下储液池，保持了上储液池内液面恒定；上储液池的出口接上层腔室的入口， 上层腔室的出口接下储液池，下层腔室入口和出口与补给储液池相连，可保持下层腔室中液 体的浓度恒定和相对上层腔室中流体的静止；双层流室，上储液池和补给储液池置于金属架 的上平台上，下储液池位于金属架的下平台上，它们通过管道连接构成整体。
构成流室的中层嵌入上层中，形成双层流室的流槽，并与下层一起构成双层流室的上、 下二层腔室。双层流室流槽的中央槽沟上放置膜或载玻片，流槽的槽沟外围及下层腔室外围 设密封槽，密封槽内放硅橡胶密封圈，流室上层腔室出入口处的开口与上储液池和下储液池、 流室下层腔室出入口与补给储液池分别用橡胶管连接导通，双层流室通过四周的螺丝孔固定 构成整体。
双层流室和储液池可用玻璃或塑料制作。
本发明具有如下优点
1、 保证上腔流槽高度、长度和宽度的准确，且下层液体的扩散对上层流体的流动影响很 小，能保证上层稳定、充分发展的流动；可以同时加载流体剪应力刺激和化学刺激，使模拟 的流体动力学环境具有更好的流场相似性。
2、 无菌处理简单，医用硅橡胶管和硅橡胶密封圏浸没在蒸馏水中后高温高压消毒，流槽 及盖板用蒸馏水(含100U/ml的双抗)清洗后紫外线照射1小时，上、下、补给储液池清洁 后高温高压消毒。可保证加力后的细胞继续培养无污染。
3、 体积小，操作方便。包括蠕动泵在内都可放进细胞培养箱中，上、下储液池都有开口 与空气相通，保证了培养基中C02的稳定。装置组合方便，膜或载玻片加载方便。
4、 使用医用硅橡胶密封圈和四周螺丝孔固定的方法密封流室，大大降低了实验装置的加 工成本。
四
图1为同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置示意图。
l流室的上层，2流室的中层，3流室的下层，4流室上腔，5流室下腔，6下储液池，7 蠕动泵，8上储液池，9溢流管，IO补给储液池，ll上平台，12中平台，13下平台。 图2为双层流室结构示意图。
14上腔入口， 15槽沟，16上腔出口， 17下腔出口， 18密封槽，19密封圈，20膜或载 玻片，21下腔出口， 22螺丝孔。
五具体实施例方式
下面通过实例对本发明进行具体的描述，但不能理解为对本发明保护范围的限制。 实施例
同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置如图1~2所示，图1为同时提供力学化学 信号的力学生物学实验装置示意图。该装置由下储液池6经蠕动泵7连接上储液池8，上储 液池中设溢流管9与下储液池连接，这样多出部分的液体经溢流管口直接流入下储液池，保 持了上储液池内液面恒定；上储液池的出口接上层腔室的入口，上层腔室的出口接下储液池, 下层腔室入口和出口与补给储液池10相连，可保持下层腔室中液体的浓度恒定和相对上层腔 室中流体的静止；双层流室，上储液池置于金属架的上平台11上，补给储液池置于金属架的 中平台12上，下储液池置于金属架的下平台13上，它们通过管道连接构成整体。
图2为双层流室结构示意图，构成流室的中层2嵌入上层1中，形成双层流室的中央槽 沟15,并与下层3—起构成双层流室的上4、下5二层腔室，两层腔室各有一个出、入口 14， 16， 17, 21,上层腔室的出、入口14, 16为T型头部，用来发展入口流，使流室产生充分发 展的泊肃叶流。.双层流室流槽的中央槽沟15上放置膜或载玻片20,流槽的槽沟外围及下层 腔室外围设密封槽18,密封槽内放硅橡胶密封圈19,流室上层腔室出入口处14， 16的开口 与上储液池8和下储液池6、流室下层腔室出入口 17， 21与补给储液池10分别用橡胶管连 接导通，双层流室通过四周的螺丝孔22固定构成整体。
双层流室和储液池可用玻璃或塑料制作。
权利要求
1、一种同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置，含有蠕动泵，储液池和双层流室，其特征是核心部件双层流室由上层(1)、中层(2)和下层(3)三层组合而成，包括上(4)、下(5)二层腔室；下储液池(6)经蠕动泵(7)连接上储液池(8)，上储液池中设溢流管(9)与下储液池连接，上储液池的出口接上层腔室的入口，上层腔室的出口接下储液池，下层腔室入口和出口与补给储液池(10)相连；双层流室，上储液池置于金属架的上平台(11)上，补给储液池置于金属架的中平台(12)上，下储液池置于金属架的下平台(13)上，它们通过管道连接构成整体。
2、 根据权利要求l所述的同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置，其特征是构成流室的中层(2)嵌入上层(1)，形成双层流室的中央槽沟(15)，并与下层(3) —起构成 双层流室的上(4)、下(5) 二层腔室，两层腔室各有一个出、入口 (14， 16， 17， 21)，上 层腔室的出、入口 (14， 16)为T型头部。双层流室内的中央槽沟(15)上放置膜或载玻片 (20)，上、层腔室外围设密封槽(18),密封槽内放硅橡胶密封圈(19)，流室上层腔室出入 口处(14， 16)的开口与上储液池(8)和下储液池(6)、流室下层腔室出入口 (17， 21)与 补给储液池(10)分别用橡胶管连接导通，双层流室通过四周的螺丝孔(22)固定构成整体。
3、 根据权利要求1或2所述的同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置，其特征是 双层流室和储液池可用玻璃或塑料制作。
全文摘要
一种同时提供力学化学信号的力学生物学实验装置，其特征是核心部件双层流室由上层、中层和下层三层组合而成，包括上下二层腔室，两层腔室各有一个出、入口，上层腔室的出、入口为T型头部，用来发展入口流；下储液池经蠕动泵连接上储液池，上储液池中设溢流管与下储液池连接，使多余液体经溢流管口直接流入下储液池，保持上储液池内液面恒定；上储液池的出口接上层腔室的入口，上层腔室的出口接下储液池，下层腔室入口和出口与补给储液池相连，可保持下层腔室中液体的浓度恒定和相对上层腔室中流体的静止；双层流室，上储液池置于金属架的上平台上，补给储液池位于金属架的中平台上，下储液池位于金属架的下平台上，它们通过管道连接构成整体。
文档编号G01N33/483GK101201348SQ20071005059
公开日2008年6月18日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者刘肖珩, 烨 曾, 陈槐卿 申请人:四川大学