[发明专利]一种肝细胞超声波植冰冻存装置及其冻存方法

说明书

本发明涉及一种超声波植冰冻存装置，具体地，涉及一种肝细胞超声波植冰冻存装置及其冻存方法。本发明超声波植冰冻存装置，包括超声容器，温度检测系统，超声波诱导成核系统，冷却系统；本发明肝细胞超声波植冰冻存方法，包括如下步骤：肝细胞培养，植冰温度上阈确定，控温相变液原料选取，肝细胞超声波植冰冻存。相比于常规的肝细胞冻存方式，本发明超声波植冰冻存装置及其方法显著提高了肝细胞的冻存效果，冷冻保护剂使用量少，超声波植冰与冻存保护剂具有协同作用，肝细胞冻存后复苏存活率高于90％，与新鲜组无显著性差异，取得了预料不到的技术效果。

技术领域

本发明涉及一种超声波植冰冻存装置，具体地，涉及一种肝细胞超声波植冰冻存装置及其冻存方法。

背景技术

细胞低温保存是用于现代再生医学、器官移植和辅助生殖的一项关键技术，细胞治疗是目前公认对抗癌症等疑难杂症的有效手段，受到各方广泛的关注。细胞的冷冻保存一般是通过将细胞冷冻到较低的零下温度(通常是-196℃)，细胞在低温下，无生命活动，因此能够长期保存，但是，在冷却过程中可能会发生严重的细胞损伤。为了减轻冷冻损伤，现在普遍采用的细胞冷冻方案是细胞溶液中加入一定浓度的低温保护剂，然后采用慢速冷冻的方法或者玻璃化的方法进行冷冻。

对于慢速冷冻，降温速率会对细胞的存活率和继续发育造成巨大的影响。现有的研究理论认为在降温速率主导的两种损伤因素共同作用下，细胞低温保存必然存在一个最佳的降温速率，使得该速率下既能够减少胞内冰晶的产生，又能避免溶质损伤。

在实际降温过程中，细胞溶液会出现过冷现象，较大的过冷度会使的细胞溶液因释放潜热，温度上升，导致细胞的降温速率远高于最佳的降温速率，在较高的降温速率下，会引起细胞不可控的结晶，细胞突然结冰，脱水不充分，胞内冰大量生长，细胞大量死亡，可见，降低过冷度是关键操作。

传统的植冰降温方法主要是用于预冷探针(如金属棒或手术钳)来接触容器的侧面，从而提供局部过冷诱发成核，也可以在细胞溶液中添加冰核细菌诱发冻结。关于超声波诱导冰晶生成的研究，目前的研究和应用较少。

发明内容

本发明针对现有技术中肝细胞保存存在的问题，提供一种超声波植冰冻存装置，进一步，本发明提供一种利用该装置对肝细胞进行植冰冻存的方法。

本发明的具体技术方案如下：

本发明所述的一种超声波植冰冻存装置，包括超声容器，温度控制系统，超声波诱导成核系统，冷却系统；

进一步：所述的超声容器包括若干样本槽管(12)，若干细胞冻存管(11)和若干对照冻存管(10)、超声内盒体(3)，所述的细胞冻存管11盛放于样本槽管(12)，所述的对照冻存管10盛放于另一样本槽管(12)，样本槽管(12)、细胞冻存管(11)和若干对照冻存管(10)均位于超声内盒体(3)中，第一控温相变液(4)填充在超声内盒体(3)中，样本槽管(12)被超声内盒体(3)中的第一控温相变液(4)浸没，通过第一控温相变液(4)的温度变化调整样本槽管(12)中的温度，进而实现对细胞冻存管(11)和对照冻存管(10)的温度控制。

进一步：所述的超声波诱导成核系统，包括超声波发生器(1)和若干超声波振子(2)，超声波振子(2)的数量与样本槽管(12)的数量相匹配，每个样本槽管(12)的底部均粘结至少一个超声波振子(2)，当超声波发生器(1)启动后，超声波振子(2)开始工作，使得超声波从样本槽管(12)底部快速向上传播到细胞冻存管(11)和对照冻存管(10)中；

本发明装置中，超声波频率可以在20-130kHz范围内调整，超声波的功率可以在10-350W范围内调整；

进一步：所述的温度控制系统包括若干热电偶电极和温度数据采集模块(9)，优选的，热电偶电极包括第一热电偶电极(7)和第二热电偶电极(8)，其中第一热电偶电极(7)位于对照冻存管(10)内，用于实时监测细胞溶液的温度，第二热电偶电极(8)放置在超声内盒体(3)的相变液溶液中，用于实时监测控温相变液的温度。