專利名稱：空間細(xì)胞電融合室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空間生物技術(shù)，具體是指一種用于空間細(xì)胞電融合和培養(yǎng)系統(tǒng)的細(xì)胞電融合室。
背景技術(shù)：
細(xì)胞融合是細(xì)胞工程中一種實(shí)用性很強(qiáng)的生物技術(shù)。植物細(xì)胞可通過(guò)體細(xì)胞融合克服遠(yuǎn)緣雜交不孕性培育新品種，動(dòng)物細(xì)胞可通過(guò)產(chǎn)生特定抗體的B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合獲得用于生產(chǎn)單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。通過(guò)細(xì)胞融合獲得的植物新品種或動(dòng)物雜交瘤，都具有無(wú)法估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。由于細(xì)胞融合在分子生物學(xué)、生物技術(shù)和生物制藥等方面的重要性，任何一種能增加細(xì)胞融合頻率、提高細(xì)胞融合效率和改善融合細(xì)胞活力的技術(shù)，都會(huì)很快引起普遍的關(guān)注。細(xì)胞融合的方法主要包括化學(xué)融合、生物因素誘導(dǎo)融合和電融合，其中，電融合是一種高效無(wú)毒、簡(jiǎn)便易行和通用性強(qiáng)且能夠?qū)嵤┻b控的細(xì)胞融合方法，更適合于空間實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。在地面細(xì)胞電融合實(shí)驗(yàn)中，由于重力引起的細(xì)胞沉降和熱對(duì)流干擾了細(xì)胞膜的緊密接觸，大大限制了細(xì)胞融合效率的提高。在空間微重力環(huán)境中，重力沉降趨于消失，為提高細(xì)胞融合效率，高密度地進(jìn)行細(xì)胞電融合創(chuàng)造了前所未有的條件和特別的機(jī)會(huì)，在這種條件下實(shí)施細(xì)胞電融合，可以獲得比較理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是要在空間條件下進(jìn)行細(xì)胞電融合，首先要解決電融合室進(jìn)入空間和返回地面時(shí)能經(jīng)受嚴(yán)酷的力學(xué)環(huán)境條件。同時(shí)，在空間環(huán)境下重力沉降趨于消失，可以高密度地進(jìn)行細(xì)胞電融合，而細(xì)胞在電融合前密度不能過(guò)高，因此，電融合室的結(jié)構(gòu)必需能適合細(xì)胞密度的變化。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述已有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能在空間環(huán)境下使用的細(xì)胞密度可變化的、大容量空間細(xì)胞電融合室。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
空間細(xì)胞電融合室包括箱體，一個(gè)圓柱形內(nèi)電極和其端面有一圓柱狀通道的外電極，圓柱形內(nèi)電極置在通道內(nèi)，形成一個(gè)橫截面為同心圓的電融合腔。其特征在于箱體由透明聚碳酸酯材料制成，內(nèi)有一分隔板將箱體分為前、后二個(gè)室，二電極置在前室內(nèi)。外電極的外形為長(zhǎng)方體，與箱體前室緊配合并通過(guò)密封膠與箱體前室固定成一體。這樣使整個(gè)電融合腔具有及好的強(qiáng)度和抗震性。長(zhǎng)方體外電極底部有一箱體底蓋，電融合信號(hào)接口固定在底蓋上，并通過(guò)導(dǎo)線與電極連接，為兩個(gè)電極間的細(xì)胞提供高頻交流排列電場(chǎng)信號(hào)和高壓直流脈沖信號(hào)。
圓柱形內(nèi)電極可根據(jù)不同種類的細(xì)胞對(duì)電融合電場(chǎng)的要求更換，通過(guò)變換內(nèi)電極的直徑調(diào)節(jié)二個(gè)電極間的距離達(dá)到變換電場(chǎng)的目的。
箱體后室內(nèi)有硅橡膠緩沖囊和細(xì)胞濾膜。硅橡膠緩沖囊的邊口與箱體后蓋一起密封固定在箱體后端上，分隔板上有多個(gè)小孔，細(xì)胞濾膜疊合在分隔板上與硅橡膠緩沖囊構(gòu)成融合液緩沖腔，這樣可以保證細(xì)胞樣品保留在兩個(gè)電極之間，不會(huì)漏出，而多余融合液留在緩沖腔內(nèi)，達(dá)到適合細(xì)胞密度變化的高密度細(xì)胞電融合目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1.本發(fā)明的圓柱狀內(nèi)電極半徑可以根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞對(duì)電場(chǎng)不同要求靈活更換，而且電場(chǎng)是建立在內(nèi)外二個(gè)電極的圓柱面之間，因此加大了非均勻電場(chǎng)的范圍，使其更適合細(xì)胞電融合。
2.本發(fā)明的兩個(gè)融合電極是緊緊地固定在箱體內(nèi)，與箱體形成一個(gè)整體，因此，具有極好的強(qiáng)度和抗振性。經(jīng)國(guó)家航天產(chǎn)品試驗(yàn)要求的正弦振動(dòng)試驗(yàn)、隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)條件的最高量級(jí)分別為正弦振動(dòng)14g(17Hz～75Hz)，隨機(jī)振動(dòng)總均方根加速度值12.04grms，沖擊1500g(700Hz～1000Hz)等，試驗(yàn)后對(duì)電融合室進(jìn)行了相關(guān)檢測(cè)，結(jié)果表明電融合室的各項(xiàng)性能指標(biāo)均正常，完全可以適應(yīng)進(jìn)入空間和返回地面時(shí)嚴(yán)酷的力學(xué)環(huán)境條件。
3.本發(fā)明的箱體采用透明的聚碳酸酯材料，可以通過(guò)顯微鏡觀測(cè)細(xì)胞融合過(guò)程，另外聚碳酸酯材料具有良好的生物相容性和強(qiáng)度，非常適合空間細(xì)胞的電融合。
4.本發(fā)明的電融合室增加了液體緩存室，使細(xì)胞在融合前后密度可變化，達(dá)到高密度細(xì)胞電融合目的。


圖1為細(xì)胞電融合室結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為細(xì)胞電融合室A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為外電極前視圖；圖4為分隔板結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為箱體后壁示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)闡述參見附圖，箱體1采用聚碳酸酯材料機(jī)械加工制成，并經(jīng)表面拋光處理，具有良好的透光性，箱體1內(nèi)有一分隔板2將箱體分為前、后二個(gè)室。為防止細(xì)胞溶液泄漏，分隔板與箱體是一體的，是通過(guò)機(jī)械加工形成的。分隔板2中間有若干個(gè)小孔201。
箱體前室內(nèi)有二個(gè)電極，一個(gè)為圓柱形內(nèi)電極3；其一頭加工成鏍紋狀，另一頭端面有一個(gè)“一”字形的凹槽，圓柱形內(nèi)電極極象一個(gè)大鏍釘。另一個(gè)外形為長(zhǎng)方體的外電極4，其端面有一圓柱狀的通道401，圓柱形內(nèi)電極3通過(guò)分隔板中間的小孔201插入通道401內(nèi)，固定在箱體前壁的鏍孔上，二個(gè)電極之間形成一個(gè)橫截面為同心圓的電融合腔5。圓柱形內(nèi)電極可根據(jù)不同種類的細(xì)胞對(duì)電融合電場(chǎng)的要求更換，通過(guò)變換內(nèi)電極的直徑調(diào)節(jié)二個(gè)電極間的距離達(dá)到變換電場(chǎng)的目的。長(zhǎng)方體外電極4與箱體前室緊配合并通過(guò)密封膠與箱體前室固定成一體。
長(zhǎng)方體外電極4底部有一箱體底蓋101，電融合信號(hào)接口6固定在底蓋上，并通過(guò)導(dǎo)線與內(nèi)、外電極連接，為兩個(gè)電極間的細(xì)胞提供高頻交流排列電場(chǎng)信號(hào)和高壓直流脈沖信號(hào)。
長(zhǎng)方體外電極4的長(zhǎng)度方向二側(cè)面還開有觀察窗402，由于箱體由透明的聚碳酸酯材料加工制成，因此通過(guò)顯微鏡可以觀察細(xì)胞電融合的過(guò)程。
箱體前壁和箱體底部有一與電融合腔5相通的細(xì)胞和融合液混合物出入口7和8。
箱體后室內(nèi)有硅橡膠緩沖囊9和細(xì)胞濾膜10。硅橡膠緩沖囊通過(guò)其邊口與箱體后蓋102一起密封固定在箱體后端1上，細(xì)胞濾膜10疊合在分隔板2上與硅橡膠緩沖囊一起構(gòu)成液體緩沖腔11。箱體后蓋102中間有一排氣孔1021。
當(dāng)實(shí)施細(xì)胞電融合前，通過(guò)出入口7將細(xì)胞和融合液混合物注入細(xì)胞電融合室的兩個(gè)電極間的電融合腔5內(nèi)，將出入口8作為排氣口，可以將腔體5內(nèi)的氣體排出。當(dāng)腔體5內(nèi)充滿細(xì)胞樣品時(shí)，關(guān)斷出入口8。當(dāng)進(jìn)入腔體5的細(xì)胞和液體的混合物超過(guò)腔體容量時(shí)，液體緩沖腔11開始發(fā)揮作用，電融合腔5內(nèi)的多余融合液經(jīng)細(xì)胞濾膜10流入緩沖腔11，緩沖囊9逐漸發(fā)生反轉(zhuǎn)，箱體后蓋102有出氣孔1021，用來(lái)釋放緩沖囊9反轉(zhuǎn)時(shí)排出的氣體。這樣可以保證細(xì)胞樣品保留在兩個(gè)電極之間，不會(huì)漏入緩沖腔11內(nèi)。細(xì)胞電融合結(jié)束后，可以通過(guò)出入口8向腔體5注入培養(yǎng)液，出入口7排出融合液的方法，將腔體5內(nèi)的液體進(jìn)行置換，以滿足融合后細(xì)胞的保存、培養(yǎng)和生長(zhǎng)需要。
本發(fā)明的空間細(xì)胞電融合室已成功地裝載在神舟四號(hào)飛船返回艙的空間細(xì)胞電融合系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)行了空間細(xì)胞電融合實(shí)驗(yàn)，并達(dá)到了生物學(xué)家預(yù)期的效果。
權(quán)利要求
1.空間細(xì)胞電融合室，包括箱體(1)，一個(gè)圓柱形內(nèi)電極(3)和端面有一圓柱狀通道(401)的外電極(4)，圓柱形內(nèi)電極置在通道(401)內(nèi)，形成一個(gè)橫截面為同心圓的電融合腔(5)，其特征在于箱體(1)由透明聚碳酸酯材料制成，內(nèi)有一分隔板(2)將箱體分為前、后二個(gè)室，二電極(3、4)置在前室內(nèi)，外電極(4)的外形為長(zhǎng)方體，與箱體前室緊配合并通過(guò)密封膠與箱體前室固定成一體；長(zhǎng)方體外電極底部有一箱體底蓋(101)，箱體底蓋(101)上有一為兩個(gè)電極間的細(xì)胞提供高頻交流排列電場(chǎng)信號(hào)和高壓直流脈沖信號(hào)的電融合信號(hào)接口(6)，并通過(guò)導(dǎo)線與二電極連接；箱體后室內(nèi)有硅橡膠緩沖囊(9)和細(xì)胞濾膜(10)，硅橡膠緩沖囊的邊口與箱體后蓋(102)一起密封固定在箱體后端上；分隔板上有多個(gè)小孔(201)，細(xì)胞濾膜(10)疊合在分隔板上與硅橡膠緩沖囊(9)構(gòu)成融合液緩沖腔(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種空間細(xì)胞電融合室，其特征在于所說(shuō)的箱體前壁和箱體底部還有一與電融合腔(5)相通的細(xì)胞和融合液混合物出入口(7)和(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種空間細(xì)胞電融合室，其特征在于所說(shuō)的長(zhǎng)方體外電極(4)在長(zhǎng)度方向二側(cè)各有一個(gè)通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞融合過(guò)程的觀察窗(402)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種空間細(xì)胞電融合室，其特征在于所說(shuō)的箱體后蓋(102)還有用來(lái)釋放緩沖囊(9)反轉(zhuǎn)時(shí)排出氣體的出氣孔(1021)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于空間細(xì)胞電融合和培養(yǎng)系統(tǒng)的細(xì)胞電融合室，包括箱體，箱體內(nèi)有一分隔板將箱體分為前、后二個(gè)室。前室有內(nèi)、外二個(gè)電極，二電極之間形成一個(gè)橫截面為同心圓的電融合腔。外電極的外形為長(zhǎng)方體與箱體前室緊配合并通過(guò)密封膠與箱體前室固定成一體。這樣使整個(gè)電融合腔具有及好的強(qiáng)度和抗震性。箱體后室內(nèi)有硅橡膠緩沖囊和細(xì)胞濾膜構(gòu)成的融合液緩沖腔，這樣可以保證細(xì)胞樣品保留在兩個(gè)電極之間，不會(huì)漏出，而多余融合液留在緩沖腔內(nèi)，達(dá)到高密度細(xì)胞電融合目的。本發(fā)明的空間細(xì)胞電融合室已成功地裝載在神舟四號(hào)飛船返回艙的空間細(xì)胞電融合系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)行了空間細(xì)胞電融合實(shí)驗(yàn)，并達(dá)到了生物學(xué)家預(yù)期的效果。
文檔編號(hào)C12M1/00GK1482234SQ0314167
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者濤 張, 張濤, 楊旭東, 劉學(xué)明, 孫榕仁 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所