[发明专利]含有微球面阵列的培养皿及其运用

说明书

技术领域

本发明涉及生物纳米领域，特别涉及含有微球面阵列的培养皿及其运用。

背景技术

以细胞为基础的生物检测是近二十年来药物筛选领域发展起来的药用效应或毒理效应的重要功能筛选手段。在这一筛选体系中，细胞作为一种生物传感器被整合到筛选平台中，既可以作为高通量筛选（high throughput screening, HTS）也可以作为高容量筛选（high content screening, HCS）的检测手段。较之于生物化学检测手段，细胞筛选方法具有从功能的角度获取待筛选分子药用效应或毒理效应的优势，然而其筛选成本却显著地低于动物实验。

在现有的细胞药物筛选体系中，细胞培养通常采用普通平面培养皿。尽管已有的培养基及化学添加剂已经能够满足人体内绝大多数细胞的培养要求，然而采用平面培养皿的培养技术却很明显地忽略了体内细胞生存的微观环境物理特性。在体情况下，细胞生存于三维的细胞基质中，而且这一支撑基质具有复杂的表面拓扑微结构。体外培养基底与体内生存条件的差异导致了培养细胞功能状态较之于体内不可避免的差异。对于药物筛选而言，这可能是筛选通量低下、筛选结果与后期动物实验结果不符的重要原因。另一方面，通过培养皿基底物理特性，如拓扑结构特征，的设计改变筛选细胞的功能响应性，将为提高细胞药物筛选效能提供新的技术途径。

近年来，组织工程与细胞工程的发展为药物筛选技术的革新提供了新的机遇。如，三维培养技术的建立为在体外模拟体内细胞生存环境提供了有效的工程化手段。这里最成功的例子可能是三维肿瘤微球被用于体外肿瘤细胞的多重抗药性研究。另一方面，培养基底拓扑微结构与培养细胞生长行为的关系已经有三十多年的研究历史。早期的研究大量集中在成纤维细胞与骨细胞的研究，其研究结果已经被用于组织工程植入体的构建。细胞培养基底拓扑结构由于影响细胞的形态及功能行为，因而是模拟体内细胞微环境的重要途径。对于神经细胞、肌细胞及腺体细胞等依赖于离子通道功能活动的可兴奋细胞而言，拓扑结构环境因为影响细胞的粘附、铺展及几何形态将对离子通道的功能响应性可能产生明显的影响，这在离子通道靶向药物的筛选中具有重要的应用前景。

电压依从式钙离子通道（voltage dependent calcium channel, VDCC）是细胞重要的离子通道。由于其参与细胞的众多生理过程以及在神经系统和心血管系统疾病中的重要作用，VDCC在制药业已经成为药物筛选的重要靶效应通道。以VDCC为靶效应通道的细胞药物筛选体系首先要求所采用目标细胞具有VDCC的表达及相应的VDCC功能响应性。VDCC功能响应性的强弱或大小直接影响到药物的筛选效能，如筛选通量以及有关药物效应和毒性的信息内含量。对于以神经细胞为基础的VDCC靶通道药物筛选，细胞的VDCC功能响应性低下是制约筛选效能提高的重要因素。引起神经细胞VDCC功能响应性低下的因素可能包括：（1）所使用神经细胞VDCC表达水平低下；（2）所采用分化条件不利于神经细胞VDCC的充分表达并成熟；（3）细胞的其他离子通道功能或膜电位水平异常。尽管采用基因工程的方法可以达到增强VDCC功能响应性从而构建筛选细胞的目的，但基因操作过程对于筛选结果的影响却值得进一步评价。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供培养皿，该培养皿的基底含球面致密阵列结构，该基底含球面致密阵列结构能支持所培养细胞的粘附及铺展，进而增强筛选细胞VDCC的功能响应性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

含有微球面阵列的培养皿，包括培养皿本体1和培养皿盖板2，所述培养皿本体1的基底3设有至少一个微球面阵列4，所述微球面阵列4中微球5的直径为微米或纳米级。

进一步，所述微球面阵列4为球面直径0.51-1.98微米的微球5紧密排列而成，所述微球面阵列4中的两相邻微球5的间距小于0.5微米；

进一步，所述微球5为微全球5-A和/或微半球5-B；

进一步，所述微球面阵列4的面积至少大于单个靶细胞的面积；

进一步，所述微球面阵列4的面积为0.25cm²；

进一步，所述培养皿还包括进液管7和出液管8，皿盖板2上设有连接孔6，所述进液管7和出液管8从连接孔6伸入培养皿内；

进一步，所述出液管8伸入培养皿内的一端与基底3接触；

进一步，培养皿盖板2上的连接孔设有密封垫圈9。

本发明的目的之二在于提供一种运用含有微球面阵列的培养皿增强细胞电压依从式钙离子通道功能响应性的方法 ，该方法操作简单，效果明显。