專利名稱：帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)裝置，特別是帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置和方法。
目前用于細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)的裝置很多，除了通用的二氧化碳培養(yǎng)箱外，還有各種專用的培養(yǎng)裝置，如用于微生物和植物細(xì)胞培養(yǎng)的搖床培養(yǎng)箱，但還未見滾動(dòng)培養(yǎng)箱?，F(xiàn)有的滾動(dòng)培養(yǎng)裝置如文獻(xiàn)1 Freshhey R I.，Cell culture of animalcells，A manual of basic technique，Second edition，1987，Alan R.Liss，Inc.，New York，pp309-317，所描寫的只是一種滾動(dòng)培養(yǎng)瓶架，并不是培養(yǎng)箱。同時(shí)滾動(dòng)的培養(yǎng)瓶雖有不同種，但都是單口瓶，即園筒形的滾瓶只一端開口。為了適用于組織工程中的細(xì)胞的三維培養(yǎng)，近年又發(fā)明了旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)裝置，如文獻(xiàn)2 Schwarz etal，Horizontally rotated cell culture system with a coaxial tubular oxygenator，United States PatentNo.5,026,650所述。上述兩種裝置是細(xì)胞工程和組織工程中常用的和最新的培養(yǎng)裝置，但各有其局限性，目前現(xiàn)有的滾動(dòng)培養(yǎng)瓶架不能為被培養(yǎng)的細(xì)胞提供所需的溫度，氣體等環(huán)境，因此它必須與其他的培養(yǎng)裝置，如普通的二氧化碳培養(yǎng)箱共同使用。既將滾動(dòng)瓶架整體的裝入另一個(gè)培養(yǎng)箱內(nèi)。另外，用該裝置進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)時(shí)，由于該裝置的滾動(dòng)培養(yǎng)瓶是單口的，單口滾動(dòng)培養(yǎng)瓶有以下兩個(gè)缺點(diǎn)第一，通氣不好因而細(xì)胞和組織生長不如雙口培養(yǎng)瓶好。第二，由于培養(yǎng)瓶是單口結(jié)構(gòu)，它在繞軸滾動(dòng)過程中不平衡而產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，進(jìn)而影響細(xì)胞生長和細(xì)胞產(chǎn)物的分泌，特別影響細(xì)胞的三維立體培養(yǎng)。已有的旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)裝置也同滾動(dòng)培養(yǎng)瓶架一樣并不是培養(yǎng)裝置，而只是旋轉(zhuǎn)裝置。需與其他的培養(yǎng)箱共同使用，即裝入其他培養(yǎng)箱內(nèi)，此外，由于該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造上精度要求高，價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜和不易普及。
本發(fā)明的目的在于克服上述培養(yǎng)裝置的缺點(diǎn)，為了在細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)中創(chuàng)造良好的通氣條件，和為了在細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)時(shí)保證培養(yǎng)瓶在繞軸滾動(dòng)過程中保持平衡，利于細(xì)胞與組織的三維立體培養(yǎng)，來提高細(xì)胞生長密度和細(xì)胞分泌物的產(chǎn)量；并且為了進(jìn)一步改善細(xì)胞與組織的三維立體培養(yǎng)生長環(huán)境，從而提供一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置和方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，包括培養(yǎng)箱、控制電源，調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度和CO2氣流量的機(jī)構(gòu)，控制鈕和顯示器安裝在培養(yǎng)箱的控制面板上；控制電源裝在培養(yǎng)箱內(nèi)或外；培養(yǎng)箱內(nèi)安裝有溫度加熱器加熱，安裝在培養(yǎng)箱體的側(cè)壁上有進(jìn)行溫度測量的溫度傳感器，加熱器、溫度傳感與外部的溫度控制調(diào)節(jié)器連接；培養(yǎng)箱體上部安有氣體入口，其上固定一氣體管道，氣體管道一端插入培養(yǎng)箱內(nèi)，另一端通過一調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)與氣瓶連通。其特征在于還包括滾動(dòng)床、兩端開口的滾動(dòng)培養(yǎng)瓶、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述的滾動(dòng)床安裝在培養(yǎng)箱內(nèi)的底部，2根以上的滾動(dòng)軸互相平行安裝在滾動(dòng)床上；滾動(dòng)床下安裝一由控制電源、皮帶與馬達(dá)組成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾動(dòng)軸通過皮帶與馬達(dá)連接；馬達(dá)與控制電源電連接；兩端開口的圓柱形滾動(dòng)培養(yǎng)瓶放在滾動(dòng)軸上。
滾動(dòng)培養(yǎng)瓶為兩端開口的圓柱形瓶，滾動(dòng)瓶直徑和長度可變，滾動(dòng)培養(yǎng)瓶放在滾動(dòng)軸上。滾動(dòng)瓶在可控轉(zhuǎn)速的機(jī)械滾動(dòng)床上以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速滾動(dòng)，滾動(dòng)床上有多個(gè)滾軸，多個(gè)滾動(dòng)培養(yǎng)瓶可同時(shí)于滾動(dòng)床上繞圓柱長軸做原位滾動(dòng)。所述的兩端開有孔的培養(yǎng)瓶，孔以圓筒中心為軸對(duì)稱或不對(duì)稱開在圓筒兩端面上；其中所開孔的邊緣是一向外翻邊口、螺旋口或者平口。
本發(fā)明提供的在帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置中進(jìn)行培養(yǎng)的方法，包括以下步驟首先打開總電源開關(guān)，利用面板上的溫度調(diào)節(jié)鈕將溫度調(diào)到培養(yǎng)時(shí)所需要的溫度，利用CO2調(diào)節(jié)鈕將CO2量調(diào)節(jié)到所需比例(對(duì)動(dòng)物細(xì)胞一般為5％)，令培養(yǎng)箱穩(wěn)定只少一周，觀察溫度的穩(wěn)定性是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)確保溫度和CO2調(diào)節(jié)皆能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，打開箱門，將接入培養(yǎng)物的雙口滾動(dòng)瓶放在培養(yǎng)裝置的滾動(dòng)床上，利用面板上的速度調(diào)節(jié)鈕選擇所需滾動(dòng)速度。關(guān)好箱內(nèi)，進(jìn)行滾動(dòng)培養(yǎng)。并注意監(jiān)視溫度，CO2量和轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的提供的一種用于細(xì)胞工程和組織工程的滾動(dòng)培養(yǎng)裝置有以下優(yōu)點(diǎn)(1)該裝置克服了已有培養(yǎng)箱功能的單一性，本發(fā)明的提供的滾動(dòng)培養(yǎng)裝置既具有細(xì)胞與組織的三維立體培養(yǎng)所需的滾動(dòng)培養(yǎng)功能，又具有一般培養(yǎng)箱的功能；(2)由于該裝置使用的是雙口培養(yǎng)瓶，通氣好，因而利于細(xì)胞和組織生長；又由采用雙口滾動(dòng)培養(yǎng)瓶內(nèi)盛裝培養(yǎng)物，培養(yǎng)瓶內(nèi)的培養(yǎng)物在滾動(dòng)床上繞軸滾動(dòng)過程中易于保持平衡，而利于細(xì)胞生長和細(xì)胞產(chǎn)物的分泌，特別利于細(xì)胞與組織的三維立體培養(yǎng)。利用滾動(dòng)培養(yǎng)裝置和該方法進(jìn)行細(xì)胞與組織的三維立體培養(yǎng)顯著增高雜交瘤細(xì)胞生長密度，使抗體產(chǎn)量增加30％以上；該滾動(dòng)培養(yǎng)裝置可代替已知的唯一能夠?qū)w外人類細(xì)胞進(jìn)行三維的，可分化的，具有組織密度的不同細(xì)胞混和培養(yǎng)的生物培養(yǎng)器；(3)本發(fā)明滾動(dòng)培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，制作費(fèi)用低；并具有設(shè)備易于操作等優(yōu)點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明
圖1a-b本發(fā)明滾動(dòng)培養(yǎng)裝置中所用的雙口培養(yǎng)瓶結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明滾動(dòng)培養(yǎng)裝置的箱體結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明滾動(dòng)培養(yǎng)裝置結(jié)構(gòu)示意4是在本發(fā)明的滾動(dòng)培養(yǎng)裝置中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果示意面說明如下1-培養(yǎng)箱 2-調(diào)節(jié)氣體流量鈕 3-調(diào)節(jié)溫度鈕4-滾動(dòng)軸速度調(diào)節(jié)鈕 5-培養(yǎng)箱外門 6-培養(yǎng)箱內(nèi)門7-外門的透明玻璃窗 8-滾動(dòng)床 9-培養(yǎng)瓶10-馬達(dá)11-溫度加熱體(圖中未示出)12-光照燈 13-氣體傳感器 14-CO2氣體入口15-溫度傳感器 16-孔的邊緣為平 17-孔的邊緣為螺旋口18-滾動(dòng)軸 19-控制電源(圖中未示出)
實(shí)施例1本實(shí)施例的滾動(dòng)培養(yǎng)裝置按
圖1-3所示來組裝，具體結(jié)構(gòu)如下保溫培養(yǎng)箱1內(nèi)安裝有溫度加熱棒11進(jìn)行加熱，安裝在培養(yǎng)箱體的側(cè)壁上的溫度傳感器15使用熱電偶進(jìn)行測量，加熱棒11、熱電偶15與外部的溫度控制調(diào)節(jié)器連接。培養(yǎng)箱體上部安有氣體入口14，并固定一氣體管道，氣體管道一端插入培養(yǎng)箱內(nèi)，一端通過調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)與CO2氣瓶連通。培養(yǎng)箱體1的側(cè)壁上裝有光照燈12；所有控制鈕和顯示器安裝在培養(yǎng)箱1前面的控制面板上(如圖2所示)，操作方便?；蛘邔L動(dòng)床8放入普通的培養(yǎng)箱內(nèi)，控制電源19放該培養(yǎng)箱外。在保溫培養(yǎng)箱1底部裝有滾動(dòng)床8，滾動(dòng)床8下固定一馬達(dá)10，床上裝有4根滾動(dòng)軸18，通過皮帶把馬達(dá)10與滾動(dòng)軸18聯(lián)接，馬達(dá)10與控制電源19輸出端口電連接，馬達(dá)10轉(zhuǎn)動(dòng)速度也可以調(diào)節(jié)與自動(dòng)控制。當(dāng)馬達(dá)10轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過皮帶帶動(dòng)滾動(dòng)軸18滾動(dòng)，4根滾動(dòng)軸18同時(shí)以相同的速度進(jìn)行同方向滾動(dòng)，3個(gè)培養(yǎng)瓶9放在4根滾動(dòng)軸18之間，它也以相同的速度進(jìn)行同方向滾動(dòng)。
本實(shí)施例的雙口培養(yǎng)瓶9采用無毒玻璃及有機(jī)材料和金屬材料制作，直徑為50毫米，長度為50毫米的圓筒，以圓筒中心為軸對(duì)稱在圓筒兩端面上各開一直徑為10毫米的孔16，其孔的邊緣為平口，如
圖1b所示。
實(shí)施例2其培養(yǎng)裝置與實(shí)施例1相同，只是培養(yǎng)瓶不同。本實(shí)施例的培養(yǎng)瓶是按
圖1a中所示孔17的邊緣為螺旋口型。雙口培養(yǎng)瓶可采用無毒玻璃及有機(jī)材料和金屬材料制作，本實(shí)施例制作一直徑為40毫米，長度為40毫米的圓筒，在圓筒一端面上以圓筒中心為軸開一直徑為10毫米的孔，在圓筒另一端面上以圓筒中心為軸偏離6毫米開一直徑為10毫米的孔17，其孔的邊緣為螺旋口。
實(shí)施例3在實(shí)施例1和2的裝置上進(jìn)行分泌單克隆抗體雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)，并且與一對(duì)照組相比較，其結(jié)果如圖3所示，圖中--表示旋轉(zhuǎn)組；圖中--表示對(duì)照組以分泌HOG單克隆抗體雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)為例，所用培養(yǎng)基為低糖DMEM培養(yǎng)液(含10％的血清，含1萬單位青鏈霉素，PH值7.2-7.4)，1.5到2.0×105/ml活細(xì)胞接種于60ml的滾動(dòng)瓶中，加DMEM培養(yǎng)液至10ml，置滾動(dòng)床上進(jìn)行滾動(dòng)。1.5×105/ml活細(xì)胞接種于50ml，25cm2的T型瓶中為靜止培養(yǎng)對(duì)照，加DMEM培養(yǎng)液至10ml。從滾動(dòng)瓶、對(duì)照瓶和T瓶中每24小時(shí)取樣，0.2％臺(tái)盼蘭染色，用血球計(jì)數(shù)器確定活細(xì)胞數(shù)，死細(xì)胞和總細(xì)胞數(shù)測細(xì)胞生長曲線。結(jié)果如圖示。滾動(dòng)瓶和T瓶分別在含10％血清的培養(yǎng)液中連續(xù)培養(yǎng)4天的活細(xì)胞和總細(xì)胞數(shù)變化曲線。
權(quán)利要求
1.一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，包括培養(yǎng)箱、控制電源，調(diào)節(jié)培養(yǎng)箱內(nèi)溫度和CO2氣流量的機(jī)構(gòu)，控制鈕和顯示器安裝在培養(yǎng)箱的控制面板上；控制電源裝在培養(yǎng)箱內(nèi)或外；培養(yǎng)箱內(nèi)安裝有溫度加熱器加熱，安裝在培養(yǎng)箱體的側(cè)壁上有進(jìn)行溫度測量的溫度傳感器，加熱器、溫度傳感與外部的溫度控制調(diào)節(jié)器連接；培養(yǎng)箱體上部安有氣體入口，其上固定一氣體管道，氣體管道一端插入培養(yǎng)箱內(nèi)，另一端通過一調(diào)節(jié)氣體流量計(jì)與氣瓶連通。其特征在于還包括滾動(dòng)床、兩端開口的滾動(dòng)培養(yǎng)瓶、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述的滾動(dòng)床安裝在培養(yǎng)箱內(nèi)的底部，2根以上的滾動(dòng)軸互相平行安裝在滾動(dòng)床上；滾動(dòng)床下安裝一由控制電源、皮帶與馬達(dá)組成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾動(dòng)軸通過皮帶與馬達(dá)連接；馬達(dá)與控制電源電連接；兩端開口的圓柱形滾動(dòng)培養(yǎng)瓶放在滾動(dòng)軸上。
2.按權(quán)利要求1所述的一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，其特征在于所述的兩端開有口的培養(yǎng)瓶是以圓筒中心為軸對(duì)稱或不對(duì)稱開在圓筒兩端面上。
3.按權(quán)利要求1、2所述的一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，其特征在于所述的培養(yǎng)瓶兩端開口的邊緣是一翻邊口、螺旋口或者平口。
4.按權(quán)利要求1所述的一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，其特征在于所述的滾動(dòng)床為外緣滾動(dòng)床。
5.按權(quán)利要求1所述的一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，其特征在于還包括在培養(yǎng)箱體的內(nèi)側(cè)壁上裝有為植物細(xì)胞培養(yǎng)用的照明燈。
6.按權(quán)利要求1所述的一種帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置，其特征在于所述的溫度加熱器包括加熱棒、電熱絲。
7.一種在帶雙口培養(yǎng)瓶的用于細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置中進(jìn)行培養(yǎng)的方法，其特征在于包括以下步驟首先打開總電源開關(guān)，利用面板上的溫度調(diào)節(jié)鈕將溫度調(diào)到培養(yǎng)時(shí)所需要的溫度；利用氣體調(diào)節(jié)鈕將氣體量調(diào)節(jié)到所需比例，按對(duì)動(dòng)物細(xì)胞為5％，培養(yǎng)箱穩(wěn)定至少一周，觀察溫度的穩(wěn)定性是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)確保溫度和氣體調(diào)節(jié)皆能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，打開箱門，將接入培養(yǎng)物的雙口滾動(dòng)瓶放在培養(yǎng)裝置的滾動(dòng)床上，利用面板上的速度調(diào)節(jié)鈕選擇所需滾動(dòng)速度；關(guān)好箱內(nèi)，進(jìn)行滾動(dòng)培養(yǎng)。并注意監(jiān)視溫度，氣體量和轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶雙口培養(yǎng)瓶的細(xì)胞和組織工程培養(yǎng)的裝置和方法。它包括培養(yǎng)箱內(nèi)安有溫度和氣體流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、與溫度控制調(diào)節(jié)器連接的加熱器和傳感器;培養(yǎng)箱上部有氣體入口,其上固定一端插入培養(yǎng)箱內(nèi)的氣體管道,另一端通過一氣體流量計(jì)與氣瓶連通;還包括滾動(dòng)床、其上放2根以上兩端開口的滾動(dòng)培養(yǎng)瓶、其下安一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與馬達(dá)連接。該裝置由于使用雙口培養(yǎng)瓶,通氣好,并在滾動(dòng)床上進(jìn)行滾動(dòng)培養(yǎng)因而利于細(xì)胞和組織三維生長。
文檔編號(hào)C12M3/00GK1352240SQ0013240
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月15日
發(fā)明者赫榮喬, 張錦珠, 王彥, 焦鴻麗, 傅世密, 扈建琦, 孟濤, 江丕棟 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院生物物理研究所