一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種適用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 細(xì)胞培養(yǎng)一般是指將體內(nèi)組織取出的細(xì)胞置于體外模擬生理環(huán)境下，使其生長繁 殖，并維持其結(jié)構(gòu)和功能的一種技術(shù)。在這種模擬環(huán)境中，適宜的氣體濃度是細(xì)胞體外生存 的必要條件。細(xì)胞培養(yǎng)也是氣體病理生理學(xué)研宄的重要手段，被試氣體作為細(xì)胞培養(yǎng)氣相 環(huán)境中混合氣體的組分。
[0003] 密閉容器常用于細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)器皿置于容器內(nèi)，將容器內(nèi)的空氣置換成一定組 分配比的混合氣體，用于建立細(xì)胞培養(yǎng)氣相環(huán)境。這種密閉容器內(nèi)的氣體置換又有不同的 具體方法和相配裝置。一種方法是將混合氣體持續(xù)通入容器，使容器內(nèi)的空氣排出。例如， 專利"一種低壓低氧細(xì)胞培養(yǎng)裝置"（ZL201420550339. 4)中，就是將混合氣體（2%氧氣、5% 二氧化碳、93%氮?dú)?持續(xù)通入培養(yǎng)氣室，從而實(shí)現(xiàn)氣體置換。這一方法費(fèi)時費(fèi)氣，并且需要 預(yù)配混合氣體。另一種方法是先將容器中的原有氣體部分抽出，然后把組分氣體和被試氣 體定量充入容器。這種方法要求抽氣和充氣定量進(jìn)行，但是其定量問題尚未得到很好的解 決。
[0004] 專利"一種氣體濃度和氣壓可調(diào)式細(xì)胞培養(yǎng)盒"（ZL200810031070. 8)提供的一 種方法是：在容器內(nèi)加入一定體積的水，借助支架將細(xì)胞培養(yǎng)器皿置于水面上方的氣相空 間中；將容器內(nèi)的水定量抽出，同時氣體組分定量充入容器，通過等體積水/氣置換建立細(xì) 胞培養(yǎng)氣相環(huán)境。然而，對于要求O2濃度極低或很高的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，需將空氣所含O2或 NJl乎完全置換出來，由于水面上方空間內(nèi)的空氣量較大，需要多輪抽水-進(jìn)氣和再注水后 抽水-進(jìn)氣，操作用時還是較長。
[0005] 因此，密閉容器內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)氣相環(huán)境建立的裝置和方法需要提高簡便性和實(shí)用 性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型針對上述密閉容器內(nèi)氣體置換裝置和方法存在的不足，提供一種簡便 實(shí)用的氣體置換裝置及其使用方法。
[0007] 本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種以定量水-氣置換和定量氣-氣置換為核心技術(shù)的氣體置換裝置，該裝置由 細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（以下簡稱環(huán)境容器)、浮力承載盤、充填盒、氣體組分充入組件、抽氣組 件、檢壓計(jì)、氣體平衡袋和連接管道組成。
[0009] 所述環(huán)境容器是帶蓋板的有底圓筒，底板和蓋板的直徑相等，均大于圓筒外徑 2~3cm。圓筒底板中央有一通水管，其上裝有水閥。蓋板上有兩個通氣管，管的圓筒外端均 連接三通氣閥。蓋板的下面板上有一圓槽，槽外徑略大于圓筒外徑，槽寬度略大于圓筒壁厚 度，槽內(nèi)嵌有硅膠密封圈。在底板和蓋板上，距外緣l~2cm的圓周線上均等距分布數(shù)目相等 的圓孔，底板各孔的下口粘接有螺母。螺絲從蓋板上的圓孔向下旋入底板上對應(yīng)圓孔下的 螺母，使圓筒口壁嵌入蓋板圓槽內(nèi)，蓋板緊扣在圓筒口上。在所述圓筒的內(nèi)壁上，距筒口圓 數(shù)厘米的周線上等距粘接有4個承托條。
[0010] 所述浮力承載盤是圓盤形密閉盒，直徑略小于圓筒內(nèi)徑，上面中部有方盒形或圓 盤形的培養(yǎng)器皿放置凹，用于放置細(xì)胞培養(yǎng)器皿，培養(yǎng)器皿放置凹的深度與放置的培養(yǎng)器 皿的高度相等；所述浮力承載盤置于圓筒內(nèi)，位于所述承托條之上，可浮于液面上，當(dāng)液面 下降至承托條之下，浮力承載盤擱置其上。
[0011] 所述充填盒用于充填所述培養(yǎng)器皿放置凹側(cè)壁與培養(yǎng)器皿之間的空間，中空且密 閉。另有用于無氧環(huán)境細(xì)胞培養(yǎng)的充填盒，其上面敞開，用于放置脫氧劑。
[0012] 所述氣體組分輸入組件由貯氣袋、氣體過濾器和三通氣閥串接組成，三通氣閥與 所述蓋板上一根通氣管連接，該三通氣閥的另一端口上連接所述氣體平衡袋。
[0013] 所述抽氣組件由手動真空泵和三通氣閥連接組成，三通氣閥與所述蓋板上另一根 通氣管連接，該三通氣閥的另一端口上連接所述檢壓計(jì)。
[0014] 本實(shí)用新型氣體置換裝置的基本使用方法是：在所述環(huán)境容器中加水，將浮力承 載盤置于容器內(nèi)，再將培養(yǎng)器皿置于承載盤上，蓋緊蓋板。在等溫條件下，從所述環(huán)境容器 內(nèi)放水，當(dāng)容器內(nèi)氣壓與周圍大氣壓相等時，則有相等體積的氣體組分從所述貯氣袋中進(jìn) 入容器。通過這種等體積水-氣置換，將各種氣體組分輸入所述環(huán)境容器，在容器內(nèi)配制細(xì) 胞培養(yǎng)環(huán)境所需混合氣體。對于O2濃度極低或很高的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，則在所述環(huán)境容器內(nèi) 盡可能多地加水，將容器內(nèi)氣相空間減至最小，先進(jìn)行氣-氣置換，再進(jìn)行水-氣置換。
[0015] 所述氣-氣置換是在等溫條件下，以氣壓為定量參照指標(biāo)，從所述環(huán)境容器內(nèi)抽 氣，使容器內(nèi)氣壓減低1/2,則抽出的氣體量等于容器內(nèi)氣體量的1/2 ;接著向容器內(nèi)充入 原料氣，使容器內(nèi)氣壓恢復(fù)到抽氣前水平，則充入的原料氣量與抽出氣體量相等。如此進(jìn)行 的一次抽氣和一次充氣計(jì)為一輪抽氣-充氣。通過一輪或多輪抽氣-充氣（隊(duì)或O2)，使環(huán) 境容器內(nèi)空氣組分隊(duì)或O2增多或減少到一定量值。
[0016] 進(jìn)一步的，所述氣體置換裝置的使用分為以下四種情況。
[0017] 1?2%彡O2體積分?jǐn)?shù)彡80%的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)(單用水-氣置換)。
[0018] 1)環(huán)境容器內(nèi)水-氣置換所需氣體組分體積的計(jì)算
[0019] 用式1計(jì)算需加入所述環(huán)境容器內(nèi)的氣體組分體積Kg。：
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝置，其特征是：該裝置由細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（1)、浮 力承載盤（2)、充填盒（3)、氣體組分輸入組件（4)、氣體平衡袋（5)、抽氣組件（6)、檢壓計(jì) (7)和連接管道組成；細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（1)是帶蓋板的有底圓筒，距筒口 5cm的圓周線上 等距粘接有4個承托條（18);浮力承載盤（2)置于圓筒內(nèi)，位于承托條（18)上方；氣體組分 輸入組件（4)和抽氣組件（6)分別通過三通氣閥與細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（1)蓋板的兩根通氣 管連接；氣體平衡袋（5)和檢壓計(jì)（7)也分別通過所述三通氣閥與所述兩根通氣管連接。
2. 根據(jù)權(quán)利求1所述的一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝置，其特征是：細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境 容器（1)圓筒的底板和蓋板的直徑相等，均大于圓筒外徑2~3cm ;圓筒底板中央有一通水管 (11 )，其上裝有水閥（12);蓋板上有通氣管（13)和通氣管（14)，蓋板的下面板上有一圓槽， 槽內(nèi)嵌有硅膠密封圈（15);在底板和蓋板上，距外緣l~2cm的圓周線上均等距分布數(shù)目相 等的圓孔，底板各孔的下口粘接有螺母（16)，螺絲（17)從蓋板上的圓孔向下旋入底板上對 應(yīng)圓孔下的螺母（16)，使蓋板緊扣在圓筒口上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝置，其特征是：浮力承載盤 (2) 為圓盤形密閉盒，可浮于液體上，直徑略小于細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（1)圓筒的內(nèi)徑；浮力 承載盤（2)上面中部有培養(yǎng)器皿放置凹，其下凹深度與放置的培養(yǎng)器皿高度相等；充填盒 (3) 置于培養(yǎng)器皿放置凹側(cè)壁與培養(yǎng)器皿之間的空間內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝置，其特征是：氣體組分輸 入組件（4)由貯氣袋（41 )、氣體過濾器（42 )和三通氣閥（43 )串接組成，三通氣閥（43 )的一 個端口連接細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（1)蓋板的通氣管（13)，另一個端口上連接氣體平衡袋（5); 抽氣組件（6 )由手動真空泵（61)和三通氣閥（62 )連接組成，三通氣閥（62 ) -個端口連接 細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器（1)蓋板的通氣管（14)，三通氣閥（62 )的另一端口上連接檢壓計(jì)（7 )。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的氣體置換裝置。所述裝置由細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器、浮力承載盤、充填盒、氣體組分輸入組件、氣體平衡袋、抽氣組件、檢壓計(jì)和連接管道組成。所述裝置的基本使用方法是：在細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境容器密閉和等溫的條件下，直接進(jìn)行容器內(nèi)水-氣置換，或在容器內(nèi)氣-氣置換的基礎(chǔ)上進(jìn)行水-氣置換。浮力承載盤和充填盒的設(shè)計(jì)可使所述環(huán)境容器內(nèi)放置培養(yǎng)器皿后的剩余氣相空間很小，直接進(jìn)行水-氣置換即可在容器內(nèi)配制大多數(shù)細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境所需混合氣體，也大大減輕了氣-氣置換的負(fù)擔(dān)，省時省氣、操作便捷。本實(shí)用新型提供一系列公式，用于水-氣置換和氣-氣置換的實(shí)施，能更好地滿足細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中氣體組分的定量要求。
【IPC分類】C12M3-00
【公開號】CN204550627
【申請?zhí)枴緾N201520134456
【發(fā)明人】汪保和, 潘軒, 熊蕾, 張君, 唐文峴, 唐琳
【申請人】湖南師范大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月10日