專利名稱：一種多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微生物學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于細(xì)胞處理的微生物學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
在生物學(xué)試驗(yàn)、細(xì)菌或細(xì)胞的培養(yǎng)以及各種醫(yī)學(xué)研究過程中，細(xì)菌/細(xì)胞培養(yǎng)皿(又 稱皮氏培養(yǎng)皿)是一種必不可少的試驗(yàn)器皿或細(xì)胞處理裝置。
通常的細(xì)菌/細(xì)胞培養(yǎng)皿為一由透明材質(zhì)材料制成的、具有凸起邊緣的盤狀或碟狀 的容器，其中容納有培養(yǎng)基或培養(yǎng)液，培養(yǎng)基上或培養(yǎng)液中有培養(yǎng)目標(biāo)(細(xì)菌或細(xì)胞)， 通常培養(yǎng)皿還需要配備有一蓋子以將其封閉或密封，防止培養(yǎng)目標(biāo)被污染。
實(shí)驗(yàn)過程中， 一般是將載有培養(yǎng)基或培養(yǎng)液及培養(yǎng)目標(biāo)的培養(yǎng)皿放置于一定的溫 度下進(jìn)行細(xì)菌或細(xì)胞的培養(yǎng)或保藏。
由于在生物、醫(yī)學(xué)或輕工業(yè)行業(yè)中使用培養(yǎng)皿的普遍性，所以對(duì)培養(yǎng)皿的結(jié)構(gòu)進(jìn)
行改進(jìn)的努力一直沒有停止，

公開日為2003年10月8日，公開號(hào)為CN 1446903A 的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)"正反兩面可用的皮氏培養(yǎng)皿"即為此種努力之一。
隨著實(shí)驗(yàn)手段的變化和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，很多時(shí)候需要對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)外加一作 用電場(chǎng)，以其得到某些特定條件下細(xì)菌或細(xì)胞的生長(zhǎng)結(jié)果或變化趨勢(shì)。
現(xiàn)有的、能在細(xì)胞培養(yǎng)過程中施加作用電場(chǎng)的培養(yǎng)皿，通常采用外加兩根電極針 的結(jié)構(gòu)形式，如公告日期為2001年8月1日，公告號(hào)為CN2440820Y的中國(guó)專利中， 公開了一種"細(xì)胞培養(yǎng)皿"，其中心處設(shè)有一凹槽形細(xì)胞培養(yǎng)腔，且高度至少是2.0 mm， 其外徑與托架上的凹槽相配合。細(xì)胞培養(yǎng)皿上設(shè)有中心有孔的上蓋，在上蓋上可豎直 插入兩個(gè)電極，其插入端互相平行地向水平方向彎曲，且位于細(xì)胞培養(yǎng)腔的底部。
上述技術(shù)方案雖然解決了在細(xì)胞培養(yǎng)、處理過程中引入作用電場(chǎng)的問題，但是由 于其電極的結(jié)構(gòu)形式所限，導(dǎo)致其在培養(yǎng)皿中所產(chǎn)生的作用電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，不便于 在顯微鏡下觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果等諸多不便。
本申請(qǐng)的發(fā)明人在多年的研究實(shí)踐中，提出和發(fā)明了一種在外加弱電場(chǎng)網(wǎng)的條件 下，對(duì)細(xì)胞有效導(dǎo)入或遞送藥物、基因、siRNA (Small interfering RNA)、 shRNA (short hairpin RNA)、蛋白質(zhì)、肽、抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療學(xué)分子和制劑的方法，其采用電極陣列形成的網(wǎng)絡(luò)，用低電壓電場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間地施加短時(shí)脈沖和/或脈沖組，使細(xì)胞膜 電滲透，從而將基因、蛋白質(zhì)、藥物靶向輸送入離體和體內(nèi)的皮膚、軟組織和骨(細(xì) 胞內(nèi))，其具體內(nèi)容可以參考國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2006/011355，申請(qǐng)日為2006年3 月16日的國(guó)際專利申請(qǐng)"超低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)的向離體細(xì)胞內(nèi)遞送基因、蛋白質(zhì) 和藥物"以及國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2007/008445，申請(qǐng)日為2007年4月2日的國(guó)際 專利申請(qǐng)"低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)向皮膚、軟組織，關(guān)節(jié)和骨遞送藥物、基因、siRNA、 shRNA、蛋白質(zhì)、肽、抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療學(xué)分子和制劑的方法和裝置"，還 可以參考本申請(qǐng)人申請(qǐng)?zhí)枮?00810036767.4的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)"生物與醫(yī)用多路低 電壓微電場(chǎng)發(fā)生儀"和申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/CN2008/001022的PCT申請(qǐng)"生物與醫(yī)用多路 低電壓微電場(chǎng)發(fā)生儀"中的相關(guān)內(nèi)容。應(yīng)該聲明的是，上述參考文件所公開的內(nèi)容， 應(yīng)看作是本申請(qǐng)的背景資料或解釋性資料，而不應(yīng)看作是對(duì)本申請(qǐng)的某種限制或界 定。
上述參考文件中所提到的"網(wǎng)絡(luò)"所提供的電磁場(chǎng)模式在性質(zhì)上不同于常規(guī)"電 穿孔"技術(shù)所提供的電磁場(chǎng)模式的性質(zhì)，其電磁場(chǎng)本身不是"電穿孔"電磁場(chǎng)，而是 低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(Low Strength Electric Field Networking, LSEFN)。
本申請(qǐng)的發(fā)明人認(rèn)為，本實(shí)用新型所用的生物電機(jī)制和本質(zhì)，在性質(zhì)上不同于現(xiàn) 有的"電穿孔"技術(shù)，因此，將本實(shí)用新型的生物電應(yīng)用稱為"電穿孔"是誤導(dǎo)和不 正確的。故在本申請(qǐng)書下文中和在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中將本實(shí)用新型的生物電應(yīng)用稱為低強(qiáng)度 電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)。
低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)可用于對(duì)離體的細(xì)胞和組織進(jìn)行藥物和生物質(zhì)體的細(xì) 胞內(nèi)的傳遞。這些經(jīng)生物工程改造的細(xì)胞和組織可再被系統(tǒng)性地輸入、遞送或植入到 各種器官或組織，用于治療疾病。
低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)(LSEFN)也可以被直接用于對(duì)在體的器官和組織進(jìn)行靶向性 的藥物和生物質(zhì)體的細(xì)胞內(nèi)的傳遞。
現(xiàn)在，尚無可以在上述低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)條件下對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)細(xì)胞施加作用電場(chǎng)的培 養(yǎng)皿，或者是滿足上述低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)條件下可對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)細(xì)胞施加作用電場(chǎng)的細(xì)胞 處理裝置。 '

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其除 了具有現(xiàn)有細(xì)胞處理裝置的常規(guī)功能之外，還可為目標(biāo)細(xì)胞提供一種低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)
4環(huán)境條件，以便于對(duì)目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行藥物傳遞，或者，對(duì)細(xì)胞有效地導(dǎo)入或遞送藥物、
基因、siRNA、 shRNA、蛋白質(zhì)、肽、抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療學(xué)分子和制劑，實(shí) 現(xiàn)了細(xì)胞培養(yǎng)/處理液的可流動(dòng)、可替換和可測(cè)量，通過各種測(cè)量數(shù)據(jù)，可以更精確 地監(jiān)測(cè)、控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)/處理過程。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是 設(shè)置一中空的框架結(jié)構(gòu)；在所述框架的上、下側(cè)面，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一透明膜層；在至 少一側(cè)的透明膜層上，設(shè)置用于產(chǎn)生低強(qiáng)度電場(chǎng)的電極組；在框架的至少一端，設(shè)置 所述電極組的接線端；在框架的兩對(duì)應(yīng)端，設(shè)置培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口；兩透明膜層和 框架所圍成的夾層空間，構(gòu)成細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔。
其中，所述框架的外形為矩形或正多邊形，其內(nèi)邊的上、下側(cè)面設(shè)置有承載邊沿， 所述的透明膜層經(jīng)承載邊沿與框架粘結(jié)/固結(jié)為一體。
其所述的透明膜層為透明塑料薄膜層。
其所述的電極組為印刷電路銅箔層，其以正、負(fù)電極相間的結(jié)構(gòu)分布在透明膜層 中或透明膜層表面，其正、負(fù)電極組經(jīng)匯流條和位于框架一端的接線端與外部?jī)x器電 連接。
其所述的電極組設(shè)置在透明膜層中，經(jīng)過與之相連且穿透透明膜表面的白金/鵒金 點(diǎn)，在透明膜表面構(gòu)成電極點(diǎn)陣群。
或者，所述的正、負(fù)電極組設(shè)置在同一透明膜層中、同一透明膜層的兩面上、分 別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩片對(duì)應(yīng)透明膜層中或分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩片對(duì)應(yīng)透明膜層的一個(gè)面上。
其所述的培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口設(shè)置在框架體中，其一端為收縮錐狀口結(jié)構(gòu)，另一 端與細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔相通。
其所述細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔為一薄層空腔，其厚度不大于2毫米。
進(jìn)一步地，在所述框架的周邊，設(shè)置標(biāo)度/刻度尺。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1. 通過設(shè)置正、負(fù)電極組，為在細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔建立一低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境創(chuàng) 造了條件，實(shí)現(xiàn)了在低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件，對(duì)目標(biāo)細(xì)胞有效地導(dǎo)入或遞送藥物、 基因、siRNA、 shRNA、蛋白質(zhì)、肽、抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療學(xué)分子和制劑的發(fā) 明目的。
2. 設(shè)置了培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞培養(yǎng)/處理液的可流動(dòng)性、可替換性 和可測(cè)量性，除具備現(xiàn)有細(xì)胞培養(yǎng)/處理裝置的常規(guī)功能外，在其培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出 口還可連接各種生、物、化測(cè)量表計(jì)，通過各種測(cè)量數(shù)據(jù)，可以更精確地監(jiān)測(cè)、控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)/處理過程；
3.采用可切割的透明膜層結(jié)構(gòu)，便于培養(yǎng)/處理目標(biāo)細(xì)胞的分離和挑選，還便于 將其整體置于顯微鏡下進(jìn)行觀察。


圖1是本實(shí)用新型的框架結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1框架的A-A'剖面視圖； 圖3為圖1框架的B-B'剖面視圖； 圖4為透明薄膜中電極組的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4中C部的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
圖中1為框架，2為承載邊沿，3-1、 3-2為培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口， 4-1、 4-2為電 極組的接線端，5、 5-1、 5-2為透明膜層，6為標(biāo)度/刻度尺，7為細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔，8、 9為正、負(fù)電極匯流條，10為白金/鎢金點(diǎn)，11、 12為正、負(fù)電極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
圖l中，本處理裝置，設(shè)置有一中空的框架結(jié)構(gòu)1，在框架的上、下側(cè)面，分別 對(duì)應(yīng)設(shè)置一透明膜層5，在至少一側(cè)的透明膜層上，設(shè)置用于產(chǎn)生低強(qiáng)度電場(chǎng)的電極 組(本圖中為簡(jiǎn)潔期間未示出，具體可參見圖4所示)，在框架的一端，設(shè)置有電極 組的接線端4-l、 4-2，在框架的兩對(duì)應(yīng)端，對(duì)應(yīng)設(shè)置了培養(yǎng)/處理液的進(jìn)、出口3-l、 3-2，兩透明膜層和框架所圍成的夾層空間，構(gòu)成細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔。
其中，所述框架的外形為矩形或正多邊形，其內(nèi)邊的上、下側(cè)面設(shè)置有承載邊沿 2，透明膜層經(jīng)承載邊沿與框架粘結(jié)/固結(jié)為一體。
其所述的透明膜層為透明塑料薄膜層。
圖2中，培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口3-l、 3-2設(shè)置在框架l體中，其一端為收縮錐狀 口結(jié)構(gòu)，另一端與細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔7相通。
兩透明膜層5-l、 5-2和框架所圍成的夾層空間，構(gòu)成細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔7。 由圖可見，其細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔為一薄層空腔，其厚度不大于2毫米。 進(jìn)一步地，在所述框架的周邊，設(shè)置標(biāo)度/刻度尺6 。
圖3中，在框架1的一端，設(shè)置有電極組的接線端4-1和4-2，其分別與設(shè)置在 透明膜層傷的正負(fù)電極匯流條8和9 (參見圖4所示)接觸連接，形成電通路。在框架的兩對(duì)應(yīng)端，設(shè)置有培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口，從圖中所示剖視方向正好可見 培養(yǎng)/處理液的出口 3-2。
圖4中，其所述的電極組為印刷電路銅箔層，電極組以正、負(fù)電極11、 12相間 的結(jié)構(gòu)分布在透明膜層5中或透明膜層的表面，其正、負(fù)電極組經(jīng)匯流條8、 9和位 于框架一端的接線端(參見圖4中的4-l、 4-2)與外部?jī)x器電連接。
其電極組ll、 12設(shè)置在透明膜層中，經(jīng)過與之相連且穿透透明膜表面的白金/媽 金點(diǎn)IO，在透明膜表面構(gòu)成電極點(diǎn)陣群。
本圖中所示的正、負(fù)電極分布結(jié)構(gòu)僅為結(jié)構(gòu)示意，實(shí)際實(shí)施時(shí)不僅僅局限于圖示 的分布形式，還可以采用兩兩相間或其他形式，以期取得更好的電場(chǎng)分布效果。
此外，構(gòu)成電極組的印刷電路銅箔層可以設(shè)置在同一透明膜層中，也可以設(shè)置在 同一透明膜層的兩個(gè)對(duì)應(yīng)側(cè)面上，或者分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩片對(duì)應(yīng)透明膜層中，還可以 分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩片對(duì)應(yīng)透明膜層的某一個(gè)面上，其目的都是為了取得更好的電場(chǎng)分 布效果或便于加工制造。
圖5中，電極印刷電路銅箔層11設(shè)置在透明膜層的一個(gè)側(cè)面，經(jīng)過與之相連且 穿透透明膜5表面的白金/鎢金點(diǎn)10，在透明膜層的表面構(gòu)成電極點(diǎn)陣群。
由于采用電極點(diǎn)陣群的結(jié)構(gòu)形式，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其所產(chǎn)生的低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò) 的電場(chǎng)分布更加均勻，其施加電壓可以低至毫伏級(jí)，對(duì)于目標(biāo)細(xì)胞更加安全，長(zhǎng)時(shí)間 的施加作用電場(chǎng)也不會(huì)對(duì)目標(biāo)細(xì)胞造成"電擊穿"傷害。
本實(shí)用新型的實(shí)施，有助于實(shí)現(xiàn)在低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件，對(duì)目標(biāo)細(xì)胞有效地 導(dǎo)入或遞送藥物、基因、siRNA、 shRNA、蛋白質(zhì)、肽、抗體或其它生物醫(yī)學(xué)和治療 學(xué)分子和制劑的發(fā)明目的，同時(shí)，除具備現(xiàn)有細(xì)胞培養(yǎng)/處理裝置的常規(guī)功能外，還可 以更精確地監(jiān)測(cè)、控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)/處理過程，便于將其整體置于顯微鏡下進(jìn)行觀察，有 利于培養(yǎng)/處理目標(biāo)細(xì)胞的分離和挑選。
本實(shí)用新型可廣泛適用于醫(yī)學(xué)臨床、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和生物科學(xué)領(lǐng)域。
權(quán)利要求1. 一種多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是設(shè)置一中空的框架結(jié)構(gòu)；在所述框架的上、下側(cè)面，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一透明膜層；在至少一側(cè)的透明膜層上，設(shè)置用于產(chǎn)生低強(qiáng)度電場(chǎng)的電極組；在框架的至少一端，設(shè)置所述電極組的接線端；在框架的兩對(duì)應(yīng)端，設(shè)置培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口；兩透明膜層和框架所圍成的夾層空間，構(gòu)成細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔。
2. 按照權(quán)利要求1所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述框架的外 形為矩形或正多邊形，其內(nèi)邊的上、下側(cè)面設(shè)置有承載邊沿，所述的透明膜層經(jīng)承載 邊沿與框架粘結(jié)/固結(jié)為一體。
3. 按照權(quán)利要求1所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述的透明膜 層為透明塑料薄膜層。
4. 按照權(quán)利要求1所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述的電極組 為印刷電路銅箔層，其以正、負(fù)電極相間的結(jié)構(gòu)分布在透明膜層中或透明膜層表面， 其正、負(fù)電極組經(jīng)匯流條和位于框架一端的接線端與外部?jī)x器電連接。
5. 按照權(quán)利要求4所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述的電極組 設(shè)置在透明膜層中，經(jīng)過與之相連且穿透透明膜表面的白金/鴿金點(diǎn)，在透明膜表面構(gòu) 成電極點(diǎn)陣群。
6. 按照權(quán)利要求4所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述的正、負(fù) 電極組設(shè)置在同一透明膜層中、同一透明膜層的兩面上、分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩片對(duì)應(yīng)透 明膜層中或分別對(duì)應(yīng)設(shè)置在兩片對(duì)應(yīng)透明膜層的一個(gè)面上。
7. 按照權(quán)利要求1所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述的培養(yǎng)/ 處理液進(jìn)、出口設(shè)置在框架體中，其一端為收縮錐狀口結(jié)構(gòu)，另一端與細(xì)胞培養(yǎng)/處理 腔相通。
8. 按照權(quán)利要求l所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是所述細(xì)胞培養(yǎng) /處理腔為一薄層空腔，其厚度不大于2毫米。
9. 按照權(quán)利要求1所述的多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，其特征是在所述框架的 周邊，設(shè)置標(biāo)度/刻度尺。
專利摘要一種多用途微電場(chǎng)網(wǎng)細(xì)胞處理裝置，屬微生物學(xué)領(lǐng)域。其設(shè)置一中空的框架結(jié)構(gòu)；在所述框架的上、下側(cè)面，分別對(duì)應(yīng)設(shè)置一透明膜層；在至少一側(cè)的透明膜層上，設(shè)置用于產(chǎn)生低強(qiáng)度電場(chǎng)的電極組；在框架的至少一端，設(shè)置所述電極組的接線端；在框架的兩對(duì)應(yīng)端，設(shè)置培養(yǎng)/處理液進(jìn)、出口；兩透明膜層和框架所圍成的夾層空間，構(gòu)成細(xì)胞培養(yǎng)/處理腔。其可在低強(qiáng)度電場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件，對(duì)目標(biāo)細(xì)胞有效地導(dǎo)入或遞送藥物，除具備現(xiàn)有細(xì)胞培養(yǎng)/處理裝置的常規(guī)功能外，還可以更精確地監(jiān)測(cè)、控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)/處理過程，便于將其整體置于顯微鏡下進(jìn)行觀察，有利于培養(yǎng)/處理目標(biāo)細(xì)胞的分離和挑選?？蓮V泛適用于醫(yī)學(xué)臨床、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和生物科學(xué)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C12M3/00GK201258328SQ2008200606
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者沈路一 申請(qǐng)人:圣太科醫(yī)療科技(上海)有限公司