本发明专利技术提供了一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置及检测方法，可在不损伤细胞活性及功能，不中断培养过程的前提下检测组织工程生物反应器中组织培养物的细胞生长情况。根据本发明专利技术的一个实施例的活细胞检测装置包括：与组织工程反应器的培养回路并联的一个冲洗回路和一个检测回路，两者通过三通阀和管路组合在一起，通过阀门开闭控制回路之间的切换。冲洗回路包括一个冲洗液储液瓶101，一个液体驱动泵103，一个废液瓶109，完成检测前后对组织培养物111的冲洗；检测回路包括一个检测液储液瓶201，一个液体驱动泵103，一个检测器203和一个计算机204，一个废液瓶109，完成对组织培养物111上活细胞的检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及细胞培养、组织工程领域，更具体地涉及一种能够检测组织工程生物反应器中组织培养物或组织植入物上活细胞生长情况的检测装置及检测方法，用于在线或离线连续定量检测组织培养过程中细胞在某一个特定的组织工程支架或组织植入物上生长和存活的真实情况，评估组织培养中细胞生长与存活的影响因素，对样品进行质量控制。
技术介绍
组织工程技术的一个重要应用就是体外构建组织植入物，即用组织工程方法体外构建组织植入物是将体外培养的种子细胞，接种于天然或人工合成的组织工程支架上，在体外培养后，再移植到体内，以替代病损的组织。组织工程技术的发展为先天性疾病和获得性疾病的治疗创造了前所未有的机会。组织植入物上的活细胞量是一个非常重要的参数，它是分析细胞生长、存活和代谢的基础，是控制组织培养过程的首要参数，也是评估组织植入物是否具有生理功能的重要指标。在组织植入物的培养过程中，经常需要及时地、定量地了解细胞的生长情况，以便对培养过程进行监控。但是目前的组织工程反应器缺乏能够对培养中的组织培养物进行在线、连续、定量检测的装置，在组织培养中大多数情况下只能对细胞在组织植入物上的生长情况进行非连续的、非动态的终点检测，而不能进行连续的、动态的检测。如果要连续观察细胞生长及存活情况，需要同时培养大量样品，在培养过程中取出培养物进行终点检测。这会造成支架、种子细胞、培养基及培养设备的大量浪费。对于种子细胞稀缺、培养过程复杂、培养困难的组织培养过程，受到培养规模的限制，培养过程中细胞生长和存活的连续检测和评估就更加难以实现。因此，在组织工程领域迫切需要建立简单快速、能够在不损伤细胞活性及生理功能，不中断培养过程的前提下进行`活细胞定量的检测装置和检测方法。中国专利申请(200680041273.4)公开了一种用于检测活细胞活性的装置和方法，使用成像传感器分析细胞在荧光染料刺激后的荧光图像，获得细胞活性的检测数据。本专利技术的目的在于提供了一种能够在线或离线的、连续的、定量的检测组织工程反应器中培养的组织植入物上细胞活性和生长情况的装置和相应的检测方法。与现有技术相比，本专利技术的优点在于该装置具有一个与组织培养回路相并联的检测回路和一个与组织培养回路相并联的冲洗回路，能够在不中断培养过程的情况下检测细胞活性和细胞生长情况，并且能够及时去除检测试剂对细胞的危害；另一个优点是该装置和方法简单有效容易实施，对组织培养设备和检测设备的要求也不高。其实施效果在于能够实现组织培养过程中细胞生长的可控化、可监测化，有利于为组织植入物的临床应用、制定相关的GLP和GMP规范提供依据。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种能够在线或离线的、连续的、定量的检测组织工程反应器中培养的组织植入物上细胞活性和生长情况的装置，其特征在于包括:一个与组织工程反应器的培养回路并联的检测回路和一个与组织工程反应器的培养回路并联的冲洗回路。检测回路和冲洗回路通过阀门和管路组合在一起，并通过阀门开闭控制检测回路和冲洗回路的切换。所述的与组织工程反应器的培养回路并联的检测回路，包括一个检测液储液瓶，通过管路与组织培养腔相连；一个液体驱动泵设置在检测液储液瓶和组织培养腔之间，用于驱动液体在回路中流动；一个检测器，设置在组织培养腔下游，用于检测信号变化；在检测过程中恒流泵驱动检测液在该封闭的回路中循环。所述的与组织工程反应器的培养回路并联的冲洗回路，包括一个冲洗液储液瓶，通过管路依次与组织培养腔、检测器相连；一个设置在检测器下游的废液瓶，一个恒流泵设置在冲洗液储液瓶和组织培养腔之间，用于驱动液体从冲洗液储液瓶依次流经组织培养腔和检测器，流入废液瓶，完成对检测回路的冲洗；一个本专利技术的另一个方面，提供了一种能够在线的、连续的、定量的检测组织工程反应器中培养的组织植入物上细胞活性和生长情况的方法，其特征在于包括:1、关闭组织培养回路上下游2、切换至冲洗回路； 3、冲洗组织培养物；4、关闭冲洗回路，开启检测回路；5、将检测试剂注入到组织培养腔内；6、让检测试剂在检测回路中循环，检测初始状态的光密度或荧光强度作为初始值(参比)；7、让检测试剂在检测回路中循环，让检测试剂反应至规定的时间；8、检测反应结束时的光密度或荧光强度，将检测到的信号与参比对照，计算活细胞量；9、切换至冲洗回路10、冲洗组织培养物；11、关闭冲洗回路，切换至培养回路，继续组织培养。在一个实施方案中，所述的反应试剂可以是对细胞无毒或低毒的试剂包括:含有刃天青(Resazurin)染料的试剂如Alamar Blue,含有二乙酰突光素(FDA)染料的试剂，含有乳酸脱氢酶的试剂，含有氟衍生物(fuo derivative)、呋喃衍生物(fura derivative)、口引哚衍生物(indo derivate)、rhod_2、钙绿和quin-2组成的试剂。在一个实施方案里所述的组织培养物111上的细胞包括:原代培养的各种组织细胞、连续培养的细胞系、具有多种分化潜能或单一分化潜能的干细胞。这些细胞生长在组织工程支架上或微载体上。所述的组织培养物111可以是固定在组织工程反应器的组织培养腔中，也可以是在组织培养腔中悬浮状态培养。附图说明图1示意显示了根据本专利技术的一个实施例的活细胞检测装置中冲洗回路的结构；图2示意显示了根据本专利技术的一个实施例的活细胞检测装置中检测回路的结构；图3示意显示了根据本专利技术的一个实施例的用于组织工程反应器的活细胞检测装置的结构，其中冲洗回路和检测回路在一条通路上；图4示意显示了根据本专利技术的一个实施例的三通阀的结构和流路方向的切换；图5示意显示了根据本专利技术的一个实施例的带有细胞截留装置的组织培养腔的结构；图6显示了根据本专利技术的一个实施例的进行活细胞检测的流程图。具体实施例方式如图1所示，根据本专利技术的一个实施例的一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置包括一个与组织培养回路并联的冲洗回路包括:一个冲洗液储液瓶101，一个三通阀102，一个液体驱动泵103，一个三通阀104，一个组织培养腔105，组织培养物111、一个三通阀106，一个检测腔107，一个三通阀108，一个废液瓶109，管路110把上述部件连接成一个回路。用于在检测之前冲洗组织培养物111及检测回路，去除影响检测反应的培养液；或在检测活细胞量之后冲洗洗组织培养物111及检测回路，去除检测液，消除检测液长期存在对细胞的影响。所述的组织培养物111位于组织培养腔内105，可以是固定在组织培养腔105内培养，也可以是悬浮在组织培养腔105内培养。所述的三通阀用于控制流路或流路组件的开闭，从而完成流路的切换。其中所述的三通阀104和106分别位于组织培养腔105的上下游，完成流路在组织培养回路112与检测或冲洗回路之间的切换；三通阀102位于冲洗液储液瓶上游，用于控制冲洗液储液瓶的开闭。所述的液体驱动泵 103设置在冲洗液储液瓶101和组织培养腔105之间，用于驱动液体从冲洗液储液瓶101依次流经组织培养腔105和检测腔107，流入废液瓶109，完成对组织培养物的冲洗。在冲洗的具体实施过程中:(I)旋转三通阀102至冲洗液储液瓶101和液体驱动泵103之间流路畅通；旋转三通阀104至液体驱动泵103、组织培养腔105之间流路畅通，组织培养回路112本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置，包括一个与组织工程反应器的培养回路并联的检测回路和一个与组织工程反应器的培养回路并联的冲洗回路。检测回路和冲洗回路通过三通阀和管路组合在一起，并通过阀门开闭控制检测回路和冲洗回路的切换。?所述的冲洗回路包括一个冲洗液储液瓶101，一个三通阀102，一个液体驱动泵103，一个三通阀104，一个组织培养腔105，组织培养物111、一个三通阀106，一个检测腔107，一个三通阀108，一个废液瓶109，管路110把上述部件连接成一个回路；?所述的检测回路包括一个检测液储液瓶201，一个三通阀202，一个液体驱动泵103，一个三通阀104，一个组织培养腔105，组织培养物111、一个三通阀106，一个检测器203，检测器中与检测管路相连接的检测腔107，一个三通阀108，一个废液瓶109，管路110把上述部件连接成一个回路，检测器与一个计算机204连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置，包括一个与组织工程反应器的培养回路并联的检测回路和一个与组织工程反应器的培养回路并联的冲洗回路。检测回路和冲洗回路通过三通阀和管路组合在一起，并通过阀门开闭控制检测回路和冲洗回路的切换。所述的冲洗回路包括一个冲洗液储液瓶101，一个三通阀102，一个液体驱动泵103，一个三通阀104，一个组织培养腔105，组织培养物111、一个三通阀106，一个检测腔107，一个三通阀108，一个废液瓶109，管路110把上述部件连接成一个回路； 所述的检测回路包括一个检测液储液瓶201，一个三通阀202，一个液体驱动泵103，一个三通阀104，一个组织培养腔105，组织培养物111、一个三通阀106，一个检测器203，检测器中与检测管路相连接的检测腔107，一个三通阀108，一个废液瓶109，管路110把上述部件连接成一个回路，检测器与一个计算机204连接。2.根据权利要求1所述的一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置，其特征在于进一步包括一个与组织工程反应器的培养回路并联的冲洗回路: 所述的组织培养物111位于组织培养腔内105 ； 所述的三通阀104和106分别位于组织培养腔105的上下游，完成流路在组织培养回路与检测或冲洗回路之间的切换；三通阀102位于冲洗液储液瓶上游，用于控制冲洗液储液瓶的开闭； 所述的液体驱动泵103设置在冲洗液储液瓶101和组织培养腔105之间，用于驱动液体从冲洗液储液瓶101依次流经组织培养腔105和检测腔107，流入废液瓶109，完成对组织培养物的冲洗。3.根据权利要求1所述的一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置，其特征在于进一步包括一个与组织工程反应器的培养回路并联的检测回路: 所述的三通阀202位于检测液储液瓶201和液体驱动泵103之间，完成流路在检测回路、检测循环回路或冲洗回路之间的切换；三通阀104和106分别位于组织培养腔105的上下游，完成流路在组织培养回路与检测或冲洗回路之间的切换；三通阀108位于废液瓶109和检测液储液瓶101之间，完成流路在检测回路或检测循环回路之间的切换； 所述的检测器，设置在组织培养腔下游，用于检测信号变化；在检测过程中恒流泵103驱动检测液在该封闭的回路中循环。4.根据权利要求1所述的一种用于组织工程反应器的活细胞检测装置，其特征在于进一步包括检测回路和冲洗回路通过三通阀和管路组合在一起，并通过阀门开闭控制检测回路和冲洗回路的切换: 一个冲洗液储液瓶101，一个三通阀102，一个检测液储液瓶201，一个三通阀202，一个液体驱动泵103，一个三通阀104，一个组织培养腔105，一个三通阀106，一个检测器203，检测器中与检测管路相连接的检...
【专利技术属性】
技术研发人员：贡向辉，樊瑜波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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