[发明专利]活细胞培养观测装置、制造方法和使用方法

说明书

一种活细胞培养观测装置、制造方法和使用方法。所述活细胞培养观测装置包括孵育底片、主体腔室和顶盖，其中孵育底片用于承载活细胞生长及观测，主体腔室侧壁设有气体出入口和液体出入口，用于为细胞的正常生长提供气体氛围和营养物质；顶盖可透过各类光源以保证细胞生长及观测。本发明的装置和方法操作简便，能根据实际需求对不同种类的细胞进行连续培养、观测和暴露实验，可适配于多种观测及成像装置，兼容性强。

技术领域

本发明属于生物实验用品技术领域，更具体地涉及一种活细胞培养观测装置、其制造方法和使用方法。

背景技术

如果能够在保持细胞活性的同时追踪细胞结构和生理状态的变化，将对于揭示生命活动规律、疾病发病机制、微生物进化发育、地壳元素分布、污染物毒理效应等许多细胞生物学问题有极大促进作用。现阶段对于细胞的显微观测主要是先在培养基中培养，然后在不同的阶段取样转移至显微镜的操作台上进行观测。这种操作首先导致一些细胞由于缺乏营养物质而失去生理活性，无法连续观测；其次，转移过程中会改变环境的氧化还原条件，影响对实验结果的判断。

活细胞成像技术要求在不破坏细胞整体结构的前提下，准确捕捉活细胞的真实生理状态。考虑到维持细胞正常生理状态需要营养物质、气体氛围、适宜的温度条件等，用于活细胞连续培养及观测的装置必须具有营养物质供给、良好的气密性和/或温控系统。目前，针对活细胞连续培养及观测的装置主要有两种设计思路，一是对显微镜进行改造，二是对培养皿进行功能化设计。为控制观测环境中的氧气浓度，一些显微镜制造商在显微镜上搭建了一个小型密封箱，可以根据不同细胞的生长需求调节箱内气体成分和含量。但是，这种设计为保持温度恒定需要消耗较多的能量，并且没有设置给细胞供给营养物质的功能部件。

为解决营养物质的供给，一些制造商改进了培养皿的结构，在培养皿侧壁上开设了液体流通管道，允许新鲜培养基的流入和废物的排出。然而，由于技术受限导致各组装部件的连接处容易漏气，影响了装置的整体气密性。此外，将多个部件组装在一起的操作也较为复杂。因此，亟需开发一种整体考虑且更加适用的活细胞培养观测装置及配套的使用方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种活细胞培养观测装置、其制造方法和使用方法，以期至少部分地解决上述技术问题。

为了实现上述目的，作为本发明的第一个方面，提出了一种活细胞培养观测装置，包括主体腔室、孵育底片和顶盖，其中：

所述主体腔室为内部中空的结构，上下表面贯通，分别与孵育底片和顶盖密封固定连接；所述主体腔室内部中空结构与所述孵育底片及顶盖围成一空间，其内放置培养观测的活细胞及其培养基质；所述主体腔室的侧壁上设置有液体出入口和气体出入口，用于给所述活细胞供给营养物质和提供适宜的气氛；

所述孵育底片需要满足显微镜成像要求，用于承载所述活细胞及其培养基质；

所述顶盖采用透明设计，用于提供观察窗口和显微镜成像的光路通道。

作为本发明的第二个方面，还提出了一种如上所述的活细胞培养观测装置的制造方法，包括如下步骤：

单独制造所述主体腔室，尤其优选采用3D打印方式制造所述主体腔室；

将预先制造和/或购买的孵育底片和顶盖装配到所述主体腔室上，密封固定，由此得到所述活细胞培养观测装置。

作为本发明的第三个方面，还提出了一种如上所述的活细胞培养观测装置的使用方法，包括以下步骤：

将所述活细胞培养观测装置转移到超净台或厌氧手套箱中；

将所述活细胞培养观测装置的液体入口和液体出口与对应连接管道连接，其中液体出口与废液收集装置固定连接；将活细胞和新鲜的培养基质从液体入口注入到孵育底片上；