一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，所述磁力控制裝置包括本體和設于所述本體上的磁性體。本實用新型所述用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，能夠使得三維細胞模型的構(gòu)建不再依賴基質(zhì)膠，從而避免傳統(tǒng)依賴基質(zhì)膠的三維細胞培養(yǎng)模型構(gòu)建過程中存在的諸多限速步驟，使得三維細胞模型的構(gòu)建更加簡單，不受實驗技術(shù)人員熟練程度等的影響。采用本實用新型所述磁力控制裝置構(gòu)建三維細胞模型，構(gòu)建方法簡單，只需2～4天即可構(gòu)建成三維細胞模型，構(gòu)建時間大大縮短；而且，由于依靠磁懸浮方法構(gòu)建三維細胞模型，無需基質(zhì)膠，構(gòu)建成功后的三維細胞團結(jié)構(gòu)緊密，不易散開，因而較穩(wěn)定，利于后續(xù)檢測。
【專利說明】
一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種用于構(gòu)建三維細胞模型的裝置，尤其是一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，腫瘤相關(guān)的基礎研究大多建立在二維細胞培養(yǎng)基礎上，其特點是簡便易操作，易于研究單細胞的表型變化。但是此類研究卻難以從腫瘤組織的立體結(jié)構(gòu)特點上模擬體內(nèi)細胞的組織微環(huán)境，故而無法準確反映腫瘤細胞在三維空間組織中的表型特點。
[0003]三維細胞培養(yǎng)作為有別于傳統(tǒng)二維平板細胞培養(yǎng)的嶄新的細胞培養(yǎng)模式，能在體外最大限度地反映體內(nèi)細胞微環(huán)境的結(jié)構(gòu)基礎:I)可較真實地反映腫瘤在體內(nèi)的發(fā)生過程:細胞通過其表面的特異性受體特別是整合素家族受體實現(xiàn)細胞與細胞之間以及細胞與基質(zhì)之間的病理聯(lián)系及信號傳導；2)可再現(xiàn)腫瘤組織中細胞內(nèi)及細胞間的信號通路蛋白及關(guān)鍵生命分子表達的動態(tài)演變過程。因而，三維細胞培養(yǎng)應用于腫瘤表型研究具有獨特的優(yōu)勢。
[0004]三維細胞培養(yǎng)技術(shù)在國際上正處于發(fā)展完善階段，并在研究腫瘤細胞轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移及放化療敏感性的分子機制方面顯示出光明的應用前景。常規(guī)的三維細胞培養(yǎng)過程為:I)將基質(zhì)膠培養(yǎng)基(Matrigel)從-20°C中取出后置于冰上，半小時后基質(zhì)膠將由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài);2).在特定的三維細胞培養(yǎng)小室中將基質(zhì)膠鋪就呈穹窿型；3).室溫放置半小時至一小時基質(zhì)膠將由液態(tài)恢復固態(tài)，加入細胞培養(yǎng)基并接種腫瘤細胞后置于細胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一至兩周后檢測。
【申請人】基于此模型的放療敏感性研究發(fā)現(xiàn)，鼻咽癌細胞CNE-2在基質(zhì)膠培養(yǎng)基中形成巨大畸形球狀實體，當予以小分子抑制劑VX-680及X線放射處理后，激光共聚焦熒光染色顯示CNE-2細胞團內(nèi)P53及P21表達上調(diào)并誘導CNE-2三維細胞團發(fā)生凋亡(Cleaved Caspase_3表達明顯升高)，隨后細胞團松散一猶如體內(nèi)反射線處理后腫瘤組織的消退過程(結(jié)果已發(fā)表于國際腫瘤學期刊Cancer B1logy&Therapy，2009，8( 15): 1500-1506.)
[0005]目前，三維細胞模型構(gòu)建過程中主要存在以下問題:(I)三維細胞模型難以構(gòu)建:首先需要構(gòu)建猶如穹窿狀的基質(zhì)膠團塊，基質(zhì)膠反復凍融后難以形成穹窿狀，即便是首次使用的嶄新的基質(zhì)膠，其穹窿狀塑形亦需非常嫻熟的技巧，而一旦穹窿狀塑形不佳，如出現(xiàn)偏心或塌陷，將直接導致后續(xù)檢測過程難度的加大，甚至無法檢測;如出現(xiàn)三維基質(zhì)膠培養(yǎng)模型與培養(yǎng)小室四壁接觸，則會直接導致模型構(gòu)建失敗而無法進行后續(xù)試驗。(2)構(gòu)建后培養(yǎng)成型時間長:常規(guī)情況下腫瘤細胞在基質(zhì)膠上需要約7-14天方能形成球型空間結(jié)構(gòu)。(3)檢測難度大:常規(guī)基質(zhì)膠在培養(yǎng)基中浸泡一周后易出現(xiàn)膨脹軟化，因而在后續(xù)三維免疫熒光染色時非常易于出現(xiàn)三維基質(zhì)膠碎裂，進而無法完成后續(xù)染色及三維重建。
[0006]導致現(xiàn)有三維細胞模型構(gòu)成過程中的問題的原因主要有以下幾個方面:(a)常規(guī)手工方法塑形的不均一性:傳統(tǒng)三維模型構(gòu)建與操作者的熟練程度密切相關(guān)，但是由于人為因素常造成三維培養(yǎng)模型的不均一性，具體表現(xiàn)為:外形不均一(偏心、塌陷)及三維模型內(nèi)部不均一(主要由于塑形凝固過程中基質(zhì)膠的流動造成)。卬)塑形失敗:常規(guī)手工方法塑形時易發(fā)生基質(zhì)膠與培養(yǎng)小室四壁接觸的情況，而一旦發(fā)生接觸，由于液體張力原因，基質(zhì)膠迅速流向培養(yǎng)小室四壁，形成四周高中間低的“碗狀”構(gòu)型，導致塑形失敗。此種情況在手工塑形過程中極易發(fā)生，成為塑形失敗的重要原因之一。(C)檢測困難:基于基質(zhì)膠的三維細胞培養(yǎng)模型需要浸泡在培養(yǎng)基中生長7-14天，基質(zhì)膠經(jīng)過一周的浸泡后極易出現(xiàn)膨脹軟化及碎裂，在后續(xù)三維免疫染色時非常容易出現(xiàn)模型破裂變形等問題，影響檢測。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的內(nèi)容在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置。
[0008]為實現(xiàn)此目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，所述磁力控制裝置包括本體和設于所述本體上的磁性體。
[0009]本實用新型所述用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，包括本體也設于本體上具有磁性的磁性體，使用時，先將細胞與鐵磁性納米顆粒一起培養(yǎng)，得到吞噬有鐵磁性納米顆粒的細胞，然后將細胞重新種植于培養(yǎng)皿中，將本實用新型的磁力控制裝置放置于所述培養(yǎng)皿的上方，本實用新型所述磁力控制裝置能夠與所述培養(yǎng)皿嵌合。由于所述磁性控制裝置設有磁性體，而細胞內(nèi)吞噬了鐵磁性納米顆粒，因此細胞可以被磁力控制裝置的磁性體吸附而懸浮與培養(yǎng)基中，并由于細胞具有自我組裝能力，大約經(jīng)過18?36小時的培養(yǎng)即可形成三維細胞團，即三維細胞培養(yǎng)模型。
[0010]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述磁性體為多個。
[0011]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述磁性體均勻分布在所述本體上。
[0012]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述磁性體為12個。當所述磁性體為12個時，所述磁性控制裝置可與12孔培養(yǎng)板配合使用，所述12個磁性體與所述12孔培養(yǎng)板的12個孔一一對應。
[0013]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述磁性體為24個。當所述磁性體為24個時，所述磁性控制裝置可與24孔培養(yǎng)板配合使用，所述24個磁性體與所述24孔培養(yǎng)板的24個孔一一對應。
[0014]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述磁性體為96個。當所述磁性體為96個時，所述磁性控制裝置可與96孔培養(yǎng)板配合使用，所述96個磁性體與所述96孔培養(yǎng)板的96個孔一一對應。
[0015]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述磁性體為384個。當所述磁性體為384個時，所述磁性控制裝置可與384孔培養(yǎng)板配合使用，所述384個磁性體與所述384孔培養(yǎng)板的384個孔
——對應。
[0016]本實用新型所述用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，能夠使得三維細胞模型的構(gòu)建不再依賴基質(zhì)膠，從而避免傳統(tǒng)依賴基質(zhì)膠的三維細胞培養(yǎng)模型構(gòu)建過程中存在的諸多限速步驟，使得三維細胞模型的構(gòu)建更加簡單，排除了基質(zhì)膠培養(yǎng)三維模型時易發(fā)生軟化碎裂的問題，不受實驗技術(shù)人員熟練程度等的影響。另外，采用本實用新型所述磁力控制裝置構(gòu)建三維細胞模型，構(gòu)建方法簡單，時間跨度小，只需2?4天即可構(gòu)建成三維細胞模型，構(gòu)建時間大大縮短。最后，采用本實用新型所述磁力控制裝置構(gòu)建得到的三維細胞模型，由于依靠磁懸浮方法構(gòu)建三維細胞模型，無需基質(zhì)膠，構(gòu)建成功后的三維細胞團結(jié)構(gòu)緊密，不易散開，因而較穩(wěn)定，利于后續(xù)檢測。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型所述磁力控制裝置的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1所示磁力控制裝置另一視向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為圖1所示磁力控制裝置又一視向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為采用本實用新型構(gòu)建得到的三維細胞模型在顯微鏡下的照片圖。
[0021]圖中，10為本體，20為磁性體。
【具體實施方式】
[0022]為更好的說明本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0023]實施例1
[0024]本實用新型磁力控制裝置的一種實施例，如附圖1?3所示，所述磁力控制裝置包括本體10和設于所述本體10上的磁性體20，所述磁性體20為96個，且所述磁性體20均勻分布在所述本體10上。
[0025]本實施例所述磁力控制裝置用于構(gòu)建三維細胞模型時，先將細胞與鐵磁性納米顆粒一起培養(yǎng)，得到吞噬有鐵磁性納米顆粒的細胞，然后將細胞重新種植于96孔培養(yǎng)板中，將本實施例的磁力控制裝置放置于所述96孔培養(yǎng)板的上方，本實施例所述磁力控制裝置能夠與所述96孔培養(yǎng)板嵌合，所述96個磁性體與所述96孔培養(yǎng)板的96個孔一一對應。由于所述磁性控制裝置設有磁性體，而細胞內(nèi)吞噬了鐵磁性納米顆粒，因此細胞可以被磁力控制裝置的磁性體吸附而懸浮與培養(yǎng)基中，并由于細胞具有自我組裝能力，大約經(jīng)過18?36小時的培養(yǎng)即可形成三維細胞團，即三維細胞培養(yǎng)模型。
[0026]本實施例中所述磁性控制裝置的磁性體數(shù)量，也可設計為12個、24個、384個等，根據(jù)所采用培養(yǎng)板的孔數(shù)而定。
[0027]實施例2
[0028]采用本實用新型磁性控制裝置構(gòu)建三維細胞模型的一種實施例，本實施例所述三維細胞模型的構(gòu)建方法包括以下步驟:
[0029](I)將細胞按照1: 2?1:3的比例種植于含有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，所述培養(yǎng)皿可采用6孔培養(yǎng)板、12孔培養(yǎng)板、24孔培養(yǎng)板、96孔培養(yǎng)板或384孔培養(yǎng)板等，然后將鐵磁性納米顆粒加入到培養(yǎng)基中并混勻，所述鐵磁性納米顆粒的加入量為:每10000細胞中加入I微升的鐵磁性納米顆粒，培養(yǎng)至細胞密度達到80?90 %，得到含有鐵磁性納米顆粒的細胞；
[0030](2)將步驟(I)培養(yǎng)后所得細胞經(jīng)胰酶消化及含血清培養(yǎng)基終止后重懸，重新種植于含有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，所述培養(yǎng)皿采用96孔培養(yǎng)板，在培養(yǎng)皿的上方放置與所述培養(yǎng)皿嵌合的磁力控制裝置(如實施例1所述)，所述磁力控制裝置包括本體和設于所述本體上的磁性體(如附圖1?3所示)，所述磁性體在所述本體上的分布位置及所述磁性體的數(shù)量與所述培養(yǎng)皿上的孔相對應，然后培養(yǎng)18?36小時，即得三維細胞模型。
[0031 ]所述步驟(I)所用鐵磁性納米顆?？芍苯淤徲谑袌觯嗫刹捎靡韵路椒ㄖ苽涞玫?
[0032](a)取一容器，加入FeCl2和FeCl3得溶液A，所述溶液A中Fe2VFe3+的摩爾比為0.75;
[0033](b)在攪拌狀態(tài)下將氨水加入步驟(a)所得溶液A中，所述氨水與所述溶液A的體積比為2:5，所述氨水的質(zhì)量百分濃度為30% ;
[0034](c)將含有氨水的溶液A在80 °C下加熱，至出現(xiàn)沉淀物質(zhì)，得到Fe3O4;
[0035](d)向步驟(C)所得沉淀物質(zhì)中加入含有表面活性劑的乙醇，所述表面活性劑與Fe3O4的摩爾比為1:5，然后再在80°C下繼續(xù)加熱25min，至反應完全;所述表面活性劑為油酰肌氨酸和月桂酰肌氨酸，所述表面活性劑中，所述月桂酸肌氨酸的摩爾含量為O?30% ;
[0036](e)用磁鐵吸住分離，然后用蒸餾水對沉淀洗滌多次，除去可溶性雜質(zhì)；
[0037](f)在60?80 °C的真空環(huán)境下對洗滌后的沉淀進行過度水分，即得鐵磁性納米顆粒。
[0038]優(yōu)選地，上述所述鐵磁性納米顆粒的制備方法還包括以下步驟:
[0039 ] (g)檢測步驟(f)得到的鐵磁性納米顆粒的Ze ta電位，如為負電荷，將所述鐵磁性納米顆粒中加入多聚賴氨酸，得到多聚賴氨酸修飾的Fe3O4鐵磁性納米顆粒。
[0040]本實施例所構(gòu)建的三維細胞模型在顯微鏡下進行觀察，如附圖4所示。由附圖4中所述三維細胞模型在顯微鏡下的照片可看出，采用本實用新型磁力控制裝置構(gòu)建三維細胞模型，能夠快速高效構(gòu)建得到三維細胞模型，而且所構(gòu)建的三維細胞團結(jié)構(gòu)緊密，不易散開，利于后續(xù)檢測。
[0041]最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁力控制裝置包括本體和設于所述本體上的磁性體。2.如權(quán)利要求1所述的用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁性體為多個。3.如權(quán)利要求1或2所述的用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁性體均勻分布在所述本體上。4.如權(quán)利要求3所述的用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁性體為12個。5.如權(quán)利要求3所述的用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁性體為24個。6.如權(quán)利要求3所述的用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁性體為96個。7.如權(quán)利要求3所述的用于構(gòu)建三維細胞模型的磁力控制裝置，其特征在于，所述磁性體為384個。
【文檔編號】C12M1/42GK205473821SQ201620175701
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月8日
【發(fā)明人】萬香波
【申請人】萬香波, 范新娟