[发明专利]细胞培养方法及能产生可变脉冲电场的细胞培养装置

说明书

本发明为一种细胞培养方法及能产生可变脉冲电场的细胞培养装置，一箱体，在箱体的一侧侧壁设有加热管和Osubgt;3/subgt;通入孔，在箱体对应加热管的另一侧壁设有降温管和COsubgt;2/subgt;通入孔，在箱体后壁装有温度传感器，COsubgt;2/subgt;传感器和Osubgt;3/subgt;传感器，在箱体顶部装有电极装置及步进电机、以及照明用的LED灯；在箱体内电极装置的下方设有可固定培养皿的载物台，载物台上装有位置传感器用于检测电极装置与载物台之间的距离；设置控制系统包括一上位机对一主控模块进行参数设置，通过主控模块对脉冲、温度、COsubgt;2/subgt;浓度、Osubgt;3/subgt;浓度和以及电极装置与载物台之间的距离进行控制。实现对脉冲电场的电场强度、电场频率、电场极性、作用时间可调，弥补了传统装置只能进行外界细胞处理的局限。

技术领域

本发明细胞培养领域，具体地来讲为一种细胞培养方法及能产生可变脉冲电场的细胞培养装置。

背景技术

癌症是危害人类健康的主要疾病。肿瘤的传统疗法以及新近发展起来的以微创消融为特征的热消融物理疗法，由于受适应症、禁忌症、治疗副作用、热效应等因素的限制，使得其临床应用存在一定的局限性。

近年来，随着脉冲生物电学作用机理及其相关技术的不断研究和发展，脉冲电场以其独特的非热生物医学效应引起了世界各国研究人员的广泛关注，并逐渐应用到肿瘤的治疗中，在临床应用中也取得了较为满意的治疗效果。

电穿孔是指在外加电场的作用下，利用微秒、纳秒甚至皮秒级电脉冲使细胞膜通透性发生改变，而形成纳米级的细小孔道的过程，利用直流脉冲发生器提供。它可以独立地改变脉冲振幅，长度，输送脉冲数和输送的频率。研究已经证明，随着振幅的增加，细胞膜被通透化的面积也随之增加。随着跨膜电位的改变，脂质双层结构被破坏，并且创建细小的，暂时性的疏水性或亲水性的孔道，以允许微分子和大分子进出细胞，而当电场撤离后，细胞重新恢复自然状态，被称为可逆电穿孔。使用更强的电场可引起细胞膜永久通透，从而导致细胞死亡，这个过程被称为不可逆电穿孔。这种技术早在18世纪50年代已被发现，在过去的30年，电穿孔技术已被实际应用在食品加工处理，药物制剂及医学领域。基于可逆电穿孔理论应用于医疗领域主要在于电化学疗法和基因电转染。2005年不可逆电穿孔作为一种新的肿瘤组织消融技术被引入，不同于其它消融方法，不可逆电穿孔不受作用周围血管血流的影响，因此对大血管边缘的细胞仍有消融作用，并且治疗后的炎症反应可减少疤痕的形成。不可逆电穿孔对实体瘤的消融作用已被Lee等学者证实。目前在欧洲国家已应用于临床，如胰腺癌，前列腺癌等疾病的临床治疗。

然而目前不可逆电穿孔对细胞的作用机制的研究仍较为初步，相关知识了解还十分有限，对于电场处理后细胞不同转归结局的原因、电场的最佳处理条件、以及体内外实验可能引起的治疗效果的差异等尚不明确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种细胞培养方法及能产生可变脉冲电场的细胞培养装置，能够产生可变的脉冲电场，通过计算机控制，实现对脉冲电场的电场强度、电场频率、电场极性、作用时间可调，弥补了传统装置只能进行外界细胞处理的局限。

本发明是这样实现的，

一种能产生可变脉冲电场的细胞培养装置，该装置包括：一箱体，在所述箱体的一侧侧壁设有加热管和O₃通入孔，

在箱体对应加热管的另一侧壁设有降温管和CO₂通入孔，

在箱体后壁装有温度传感器，CO₂传感器和O₃传感器分别用于检测温度、CO₂气体浓度和O₃气体浓度，

在箱体顶部装有电极装置及步进电机、以及照明用的LED灯，所述电极装置为具备多个电极针的阵列式电极，通过选择不同的电极针实现电极间距的控制，通过所述步进电机调节电极装置的位置；