一种用于活细胞趋化实验的可视化装置的制作方法-j9九游会真人

1.本实用新型涉及一种趋化实验的实验装置，具体涉及一种用于活细胞趋化实验的可视化装置。


背景技术：

2.细胞趋化性(亦称为化学趋向性)是趋向性的一种，指细胞、细菌及其他单细胞、多细胞生物依据环境中某些化学物质而趋向的运动。广泛应用于医学各领域的研究，如疾病研究、药物研发等。
3.目前一般做这个实验的方法：用transwell做，下部空间放诱导剂，上部空间放细胞，经过一定时间，数细胞穿到下部空间的数量(细胞染色或者把细胞擦下来再数)，穿到下部的细胞越多，说明趋向性越强，进而得出细胞的趋化性结果。但该方法存在如下问题：1、由于显微镜工作距离的限制，无法使用显微镜进行实时观察，无法记录细胞趋化过程。2、采用末端点测量方式，transwell只能数最终穿到下室的细胞数量，细胞运动速度是没办法考察的。3、不能建立浓度梯度，transwell要做不同趋化因子浓度的(池)才能完成浓度梯度的趋化实验，因为transwell每孔只能在下室放一个定值的浓度，所以要做出一系列浓度梯度，则需要制作若干个孔，这个实验做浓度梯度的目的是看细胞是不是确实在诱导剂越浓的情况下有更强或更弱的趋向性(或根据诱导剂浓度的升高有个趋向性的高低变化)。4、非生理实验环境，生理状态下需要控制温度，湿度，co2浓度，o2浓度，流体环境的。
4.另外一种ibidi细胞趋化载玻片：细胞种在中间通道，两边的储液池可以放不同的刺激因子，从中间通道的观测可以得到细胞对刺激因子的趋向性。但该方法存在如下问题：1、将细胞趋化载玻片放入培养箱中30-35分钟，需要等待胶凝结。2、观察通道的高度≥400μm，无法避免所实验的活细胞自身的布朗运动导致的误差，同时也不可避免的出现在显微镜下细胞垂直视野被遮挡的情况，影响实验效果质量呈现的同时对于需要观察细胞间相互作用的实验目的就影响更甚。3、该结构创造的浓度梯度维持时间一般≤48小时，无法满足需要更长长时间观察的趋化实验要求。4、观察通道过长，显微镜视野有限，就给前期调试、中期观察增加了工作量，无法实现将整个通道全部记录观察。5、该装置架构所致使其正常使用，需要的细胞数量较多，对于一些珍稀细胞或昂贵细胞来讲，无疑增加了试验难度和成本。


技术实现要素：

5.本实用新型根据活细胞趋化实验的特点与目的，提供一种用于活细胞趋化实验的可视化装置；具体来说，所开发的“水平趋化”的光学技术装置——taxiscan技术，可以将细胞排列在通道边缘的起始线上；只有当细胞受到趋化因子的作用时，才会定向的向其移动，避免了重力、和布朗运动等因素对试验成果的影响。该装置是一种用于体外评估各种细胞功能的有效方法，从此整个细胞趋化、细胞脱颗粒和细胞外泌体分泌“过程”可以被高效的可视化。
6.所述可视化装置包括趋化板单元和显微镜；
7.其中，所述趋化板单元由趋化板和盖玻片组成；所述趋化板上设置至少一组溶液池，每组为两个；所述溶液池为贯穿结构，两个溶液池的中间设置有观察通道，所述观察通道的高度为4～20μm；
8.所述盖玻片盖于所述趋化板的下方。所述盖玻片用于覆盖趋化板，便于显微镜的观察。
9.由于观察通道设置有亚微米级的高度，通道中间的高度与盖玻片之间形成一个亚微米级的观察通道，可供单层细胞通过。即溶液池的内外侧有高度差，两个溶液池的内侧高于外侧，与盖玻片之间形成观察通道；该高度差即为观察通道的高度。
10.在实际的观察实验过程中，设备可以是一个整体装置，包括本实用新型涉及的可视化装置。其中，趋化板单元为水平放置状态，显微镜的镜头置于趋化板单元的下方。例如细胞趋化实验过程中，一组溶液池中的一侧加入细胞液，一侧加入趋化因子液。其中，观察通道的一侧为细胞液池，另一侧为趋化因子液池。细胞可在趋化液的作用下，可进入观察通道中。通过显微镜记录该趋化反应的全过程。
11.其中，本实用新型中的“上”“下”等方位的词，是为了便于特征的描述，并不对其做相应的限定。主要由趋化板单元惯用的放置方式来进行描述。即，趋化板的位置为“上”，盖玻片的位置为“下”。
12.其中，两个溶液池可根据实验要求或实验人员的操作习惯相互替换。
13.为了便于观察，所述趋化板包括至少六组溶液池。
14.其中，趋化因子池与细胞液池为上圆下方结构；即，所述溶液池的上半部为圆形结构，下半部为方形结构。液体通过圆形结构部分加入，然后到下方的方形结构；即，圆形结构为注入通道，方形结构为存储池；该结构特征可便于液体的加入和存储，在满足实验条件的基础上，最大程度减少了实验材料的投入，同时方形结构的直边特征决定了趋化通道起始部位的实验细胞位于同一直线的起跑线上。
15.其中，为了便于观察，也为使其细胞趋化实验的效果更具有完整性，优化所述观察通道的长度为100～300μm。该观察通道的长度使显微镜的视野下被整个通道完全涵盖。
16.本实用新型为了进一步提高观察效果，在原有的观察通道的外侧设置有两排方块链；即分别设置在两个溶液池的内侧。可实现从面到点的调整。即，上述仅设置有高度的观察通道，细胞在通过观察通道时，可能是呈“面”的状态；本实用新型在观察通道上进一步设置方块链后，细胞需从两个方块间通过，对于单个细胞的观察更为清晰。
17.其中，每条链由多个方块组成，每两个方块的间距为20～60μm。即，方块链中的两两方块的间距为20～60μm。优选为每两个方块的间距为40μm。
18.在实验观察中，盖上盖玻片后，两条方块链和盖玻片间形成一个密闭的通道。即，每两个方块和盖玻片间会形成一个4～20μm高度的细胞通道，细胞通道可供单层细胞通过。在趋化实验过程中，细胞液池中的细胞在趋化因子的作用下，经观察通道一端的方块链的两个方块间的间隙进入通道中，后续又经观察通道的另外一端的方块链的两个方块间的间隙出通道。
19.当通道内存在趋化剂浓度梯度与相对应的活细胞时，细胞在趋化板超微型结构与盖玻片表面形成的趋化反应通道内进行定向迁移。
20.在实际观察中，利用位于玻璃板下面的显微镜ccd摄像机，随时间推移间隔对通道内的细胞迁移进行全程的记录、观察。
21.本实用新型的装置趋化板上的超微型结构，与普通的盖玻片组合，形成了亚微米精度的微通道，水平通道的高度精度小于悬浮细胞的直径，可精确到微米级别。在实际应用中，通过优化观察通道的高度为4μm、5μm、6μm、8μm、12μm或15μm等，以此适应不同细胞直径的实验需要。便于观测细胞形态学变化和增殖、迁移等过程。
22.实验时配置的是带有全自动载物台的显微镜，前期调试时定好了每个观察通道坐标，开始后其按照设定的通道顺序逐个观察拍摄，后期将每个通道的照片合称为一个小影像，进行分析和测算等工作。
23.本实用新型提供的可视化装置可应用于细胞趋化实验、细胞脱颗粒、化学趋化与钙流入同步成像、胞吞与活性氧代谢、细胞外泌体实验等。
24.本实用新型提供的可视化装置为水平通道设计，避免了重力因素对实验结果的影响。其中，略小于实验细胞直径的通道精度设计，避免了活细胞布朗运动对实验准确性、可靠性的影响，清除掉了干扰因素就增加了趋化因子与活细胞之间反应的准确性和科学性。同时实验初始，该结构可促使活细胞排列在反应、观察通道的起始部。
25.该装置的通道保证了单层细胞通过的特点，保证了观察方便性，提高了效率。本实用新型该装置应为是超微结构特点，很少量的细胞(约100个)即可完成试验，扩大了试验的应用性和高可行性。
附图说明
26.图1为趋化板的侧剖面的结构示意图；
27.图2为趋化板的结构立体示意图；
28.图3为趋化板的结构示意图；
29.图4为趋化观察的原理示意图；
30.图5为趋化观察的原理示意图。
31.图中：1、趋化板；2、观察通道；3、溶液池；4、盖玻片；5、方块链；301、圆形结构；302、方形结构。
具体实施方式
32.以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
33.实施例
34.本实施例提供一种用于活细胞趋化实验的可视化装置，如图1所示的趋化板的侧剖面的结构示意图；包括趋化板单元和显微镜；
35.其中，所述趋化板单元由趋化板1和盖玻片4组成；所述趋化板1上设置了至少一组溶液池3，每组为两个；所述溶液池为贯穿结构，两个溶液池的中间设置有的观察通道2，所述观察通道2的高度为4～20μm；
36.其中，所述溶液池3的上半部为圆形结构301，下半部为方形结构302。
37.在观察时，盖玻片盖于趋化板上，盖玻片的尺寸与趋化板相适配。
38.优选的，如图2所示，中间的观察通道2由两条方块链5组成；每条链由多个方块组
成。
39.其中，观察通道2的长度(即，两条方块链间的宽度)为130μm，或260μm。
40.其中，方块链的两两方块间的间距为40μm。
41.如图3所示，所述趋化板包括至少六组溶液池。
42.在实际使用中，通道的一侧为细胞液池，另一侧为趋化因子液池。所述细胞液池和趋化因子液池在上部的圆形部分为注入通道，向其加入液体。
43.其中，两个溶液池的一侧可注入细胞溶液等。另一侧注入趋化因子溶液、细胞溶液、培养液等。
44.具体应用如下：
45.1、当一个溶液池用于注入细胞溶液，另一个溶液池用于注入趋化因子溶液时，趋化因子溶液进入通道内，形成浓度梯度通道，显微镜在通道中可观察活细胞的趋化状态，如图4和图5所示的趋化观察的原理示意图。
46.2、当一个溶液池用于注入a细胞溶液，另一个溶液池用于注入b细胞溶液时，利用注射器产生的负压可使两种细胞都进入通道内，显微镜在通道中可观察细胞间相互作用状态。也可选择两种细胞同时注入到同一个溶液池。
47.3、当一个溶液池用于注入细胞溶液，另一个溶液池用于注入培养液时，活细胞溶液进入通道内，微镜在通道中可观察细胞的形态变化。
48.该装置结构使用场景不限于上述，利用此装结构可灵活多变的适用于多种实验场景，满足多种实验所需设定的实验条件。
49.虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。