一种细胞划痕装置的制作方法

1.本技术涉及生物技术领域，特别涉及一种细胞划痕装置。


背景技术：

2.细胞划痕实验是一种研究细胞迁移能力的细胞实验方法，用于研究体外细胞的迁移与侵袭作用。细胞划痕实验的原理是：当细胞长到融合成单层状态时，在融合的单层细胞上人为制造一个空白区域，称为“划痕”。划痕边缘的细胞会逐渐进入空白区域使“划痕”愈合。在细胞迁移过程中在开始和定期捕获图像，通过比较图像以确定细胞迁移速率。
3.细胞划痕实验现有的主要方法步骤包括：1)划痕的制造：使用记号笔在培养皿的平板背面(即不与细胞接触的一面)手动画出一道或多道横线，然后培养细胞，待得到细胞层后，按照平板背面的横线，通过枪头或牙签在细胞层上划出一道或多道划痕；2)划痕处细胞的生长分析：在适当的时间点，根据平板背面的标记，在显微镜下找到划痕，观察、测量划痕的宽度并进行拍照；3)使用图像处理工具打开获得的图片后，随机划取一定数量(例如，6-8条)的水平线，计算细胞间距离的均值。由于其有限的实验工具，划痕时，常常会导致划出的线不齐，用力不匀导致划痕宽度不均。
4.因此，希望提供一种可以便捷、高效进行划痕，同时能够保证划痕的均一、稳定的细胞划痕装置。


技术实现要素：

5.本技术实施例之一提供一种细胞划痕装置，包括划痕部，所述划痕部包括划痕盖板；所述划痕盖板包括依次连接的底板、连接件与限位结构，所述底板与所述限位结构分别位于所述连接件的两端，所述底板设有多个划痕间隙，所述多个划痕间隙相互平行且均匀间隔分布；划痕时所述划痕盖板通过所述限位结构安装固定。
6.在一些实施例中，所述划痕部还包括划痕件，划痕时所述划痕件的尖端插入所述划痕间隙且沿所述划痕间隙的一端移动到另一端。
7.在一些实施例中，所述划痕装置还包括培养部，划痕时所述划痕盖板通过所述限位结构安装固定于所述培养部。
8.在一些实施例中，所述限位结构包括倒u型槽、翻边凸起、橡胶卡块、螺纹结构以及卯榫结构中的至少一种，且所述限位结构与所述培养部的侧壁相匹配。
9.在一些实施例中，所述划痕部通过所述限位结构安装固定于所述培养部时，所述划痕盖板的底板与所述培养部的底部之间的间距为0.5-1.5mm。
10.在一些实施例中，所述划痕间隙两侧分别设有相互匹配的第一限位件与第二限位件，所述第一限位件与所述第二限位件均位于所述底板靠近所述培养部底部的一侧，所述第一限位件与所述第二限位件的间隙的其中一侧的距离小于所述划痕间隙的宽度，所述其中一侧靠近所述培养部的底部。
11.在一些实施例中，所述划痕盖板的所述底板设有3-15条划痕间隙，任意相邻的两
个所述划痕间隙之间的间距为0.5-1cm。
12.在一些实施例中，所述划痕件包括划痕针与滑块，所述滑块滑动安装于所述划痕间隙，所述划痕针与所述滑块螺纹连接。
13.在一些实施例中，所述滑块为球形，所述划痕间隙内部形状与所述滑块相匹配，所述滑块还设有限制结构，所述限制结构与所述划痕间隙左右两侧的底部均接触。
14.在一些实施例中，所述多个划痕间隙同一侧的端部联通。
15.在一些实施例中，所述划痕件包括安装主体与多组划痕针，所述多组划痕针均固定于所述安装主体，每组划痕针均对应一个所述划痕间隙。
16.在一些实施例中，所述多组划痕针的位置分布与多个所述划痕间隙的端部连线形状相匹配。
17.在一些实施例中，所述划痕部还包括驱动件，所述驱动件用于驱动所述划痕件沿所述划痕间隙移动。
18.在一些实施例中，所述划痕部还包括至少一个传感器，所述传感器用于识别所述划痕件划痕时受到的压力和/或所述划痕件的滑动距离。
19.在一些实施例中，所述划痕部还包括弹簧，所述划痕件通过所述弹簧与所述驱动件相连，所述弹簧沿所述划痕间隙方向设置。
20.在一些实施例中，所述划痕部还包括第一磁体，所述划痕件设有与所述第一磁体相匹配的第二磁体，所述第一磁体用于配合所述第二磁体驱动所述划痕件划痕。
附图说明
21.本技术将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
22.图1是根据本技术一些实施例所示的示例性细胞划痕装置的剖面结构示意图；
23.图2是根据本技术一些实施例所示的示例性划痕盖板120的俯视结构示意图；
24.图3是根据本技术一些实施例所示的示例性培养部110的俯视结构示意图；
25.图4是根据本技术一些实施例所示的示例性划痕盖板120的结构示意图；
26.图5是根据本技术一些实施例所示的示例性划痕件130与划痕间隙1213-1的配合结构示意图一；
27.图6是根据本技术一些实施例所示的示例性划痕件130与划痕间隙 1213-1的配合结构示意图二；
28.图7是根据本技术一些实施例所示的示例性底板1213的结构示意图；
29.图8是根据本技术一些实施例所示的示例性划痕件130的结构示意图；
30.图9a和9b是根据本技术一些实施例所示的示例性驱动件140与划痕件130的连接结构示意图。
31.图中，100为细胞划痕装置；110为培养部；120为划痕部；1210为划痕盖板；1211为限位结构；1211-1为固定件；1211-2为限位槽；1212为连接件；1213为底板；1213-1为划痕间隙；1214为第一限位件；1215为第二限位件；1216为连接路径；1217为进入孔；130为划痕件；1310为划痕针；1320为滑块；1320-1为限制结构；1330为安装主体；140为驱动件； 150为传感器；160为弹簧。
具体实施方式
32.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
33.相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。
34.本技术实施例涉及一种细胞划痕装置100，可以通过具有相互平行且均匀分布的多个划痕间隙1213-1的划痕盖板1210，保证细胞划痕的均一、稳定。
35.一般而言，细胞划痕装置可以包括培养皿和划痕件。其中，培养皿可以用于培养细胞，其可以使用各种材质制成，例如，玻璃、塑料等。划痕件可以用于细胞划痕。具体的，划痕件可以包括尖端结构，例如，枪头、无菌牙签等。
36.以下将结合图1-9对本技术实施例所涉及的细胞划痕装置100进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本技术，并不构成对本技术的限定。
37.图1是根据本技术一些实施例所示的示例性细胞划痕装置的剖面结构示意图。如图1所示，在一些实施例中，细胞划痕装置100可以包括划痕部120，划痕部120可以用于实现细胞划痕。
38.在一些实施例中，划痕部120可以包括划痕盖板1210。在一些实施例中，划痕盖板1210可以包括依次连接的底板1213、连接件1212与限位结构1211，底板1213与限位结构1211分别位于连接件1212的两端。划痕时划痕盖板1210通过限位结构1211安装固定。
39.在一些实施例中，细胞划痕装置100还可以包括培养部110，培养部 110可以用于细胞培养。在一些实施例中，培养部110可以包括培养皿或培养板。所述培养皿可以为玻璃或塑料材质。在一些实施例中，培养部110可以包括d90培养皿、六孔培养板(如图3所示)等。
40.如图1所示，在一些实施例中，划痕时，划痕盖板1210可以通过限位结构1211安装固定于培养部110，以防止培养部110和划痕部120之间发生松动，影响划痕。在一些实施例中，划痕部120通过限位结构1211安装固定于培养部110时，划痕盖板1210的底板1213与培养部110的底部之间的间距可以为0.5-1.5mm。通过在划痕盖板的底板与培养部底部之间预留一定距离，可以避免划痕盖板压到培养部中的细胞。在一些实施例中，限位结构1211可以包括倒u型槽、翻边凸起、翻边凹槽、橡胶卡块、螺纹结构以及卯榫结构等中的至少一种，且所述限位结构1211与培养部110的侧壁相匹配。例如，图1中所示，限位结构1211为翻边凹槽结构时，凹槽的宽度与培养部110的侧壁厚度相匹配。通过限位结构1211与培养部110 的侧壁相匹配，可以使得划痕盖板与培养部配合后不存在间隙，划痕时划痕盖板不会偏移，从而能够保证划痕是直线的、均一的。
41.在一些实施例中，底板1213可以设有多个划痕间隙1213-1，所述多个划痕间隙相互平行且均匀间隔分布。在一些实施例中，划痕部120还可以包括划痕件130，划痕时划痕件130的尖端可以插入划痕间隙1213-1且沿划痕间隙1213-1的一端移动到另一端。如图1所示，在一些实施例中，划痕时，划痕件130的尖端可以插入其中一个划痕间隙1213-1中，通过沿划痕间隙1213-1的一端移动到另一端，实现细胞划痕。
42.在一些实施例中，底板1213可以设有3-15条划痕间隙1213-1，任意相邻的两个划痕间隙之间的间距可以为0.5-1cm。例如，底板1213可以设有7条划痕间隙，且相邻两个划痕间隙之间的间距可以为1cm。又例如，图2中所示，底板1213可以设有14条划痕间隙，且相邻两个划痕间隙之间的间距可以为0.5cm。在一些实施例中，根据培养部110结构的不同和/ 或细胞划痕实验需求的不同，可以在底板1213设置不同数量、不同形状的划痕间隙和/或不同宽度的划痕间隙。例如，针对六孔培养皿，其对应的划痕盖板的划痕间隙可以为3条或5条，相邻两个划痕间隙之间的间距可以为0.5cm或1cm。
43.在一些实施例中，每个划痕间隙1231-1的横截面可以为上宽下窄的梯形，所述梯形可以与划痕件130的尖端形状匹配，以使划痕件130的尖端插入划痕间隙至最底部时，刚好与培养部110中的细胞接触。在一些实施例中，划痕盖板1210与划痕件130可拆卸连接。
44.在一些实施例中，连接件1212的长度可以为预设长度。一般情况下，用户可以根据实际培养部110的尺寸以及其他相关要求(例如划痕盖板 1210安装好之后，底板1213与培养部110底部之间的间距等)设计对应的连接件1212的预设长度。因此在划痕盖板1210通过限位结构1211安装固定于培养部110之后，底板1213与培养部110底部之间的间距可以为 0.5-1.5mm。优选地，底板1213与培养部110底部之间的间距可以为1mm。
45.请参照图4，图4所示为一些实施例中划痕盖板1210的结构示意图。
46.在一些实施例中，限位结构1211可以是倒u型槽设置。如图4所示，限位结构1211可以包括两个固定件1211-1，其中一个固定件1211-1与连接件1212相连，两个固定件1211-1之间形成限位槽1211-2，且限位槽 1211-2的宽度与培养部110的侧壁厚度相匹配。
47.在另一些实施例中，限位结构1211也可以只包括一个固定件1211
‑ꢀ
1，此固定件1211-1与连接件1212之间形成限位槽1211-2。
48.在一些实施例中，固定件1211-1可以是连接件1212的翻边。
49.在另一些实施例中，固定件1211-1可以是橡胶卡块。橡胶卡块与培养部110的侧壁摩擦更大，更不容易发生相对位移，因此划痕盖板1210的安装更加稳定不易松动。在一些实施例中，橡胶卡块靠近连接件1212一侧的表面可以设置凸点等纹路，以提高限位的稳定性等。
50.在另一些实施例中，限位槽1211-2内也可以设置内螺纹，培养部110 的外侧壁对应位置设置对应外螺纹(图中未示出)，划痕盖板1210与培养部110螺纹连接。螺纹连接的设置不仅使得划痕盖板1210的安装更加稳固，而且使得划痕盖板1210在旋转的同时也会在螺纹长度方向上移动。因此采用螺纹连接可以使得底板1213与培养部110底部之间的间隔可调，方便实验人员操作，可以根据不同型号的培养部110与划痕件130，自行调整底板1213与培养部110底部之间的间距，以提升划痕效果。
51.在另一些实施例中，限位结构1211也可以与培养部110采用榫卯结构连接，即卡接。限位槽1211-2的内壁设置凹槽，培养部110外侧壁设置有对应凸起(图中未示出)，通过凹槽与凸起的配合实现划痕盖板1210的固定。在另一些实施例中，培养部110外侧壁可以沿高度方向设置有多个对应凸起，通过凹槽与不同高度位置的凸起的卡接，以改变底板1213与培养部110底部之间的间距。因此实验人员可以根据不同型号的培养部110 与划痕件130，自行调整底板1213与培养部110底部之间的间距，以提升划痕效果。
52.在一些实施例中，划痕件130可以包括划痕针1310。划痕间隙1213
‑ꢀ
1两侧分别设
的一端未封闭，因此滑块1320可以很轻易地进出导轨(即划痕间隙1213
‑ꢀ
1)。
61.在另一些实施例中，划痕件130还可以包括安装主体1330，多组划痕针1310可以固定于安装主体1330，每组划痕针1310可以包括一个或多个划痕针1310，每组划痕针1310均对应一个划痕间隙1213-1。
62.请参照图8，图8所示为一些实施例中划痕件130的结构示意图。
63.在一些实施例中，多组划痕针1310的位置分布可以形成两条曲线，两条曲线分别与多个划痕间隙1213-1的两个端部连线(例如连接路径1216) 的形状相匹配。在进行划痕时，可以先将两条曲线中的其中一条曲线(可以视为起始曲线)与多个划痕间隙1213-1的端部连线重合，此时起始曲线上的划痕针1310均位于划痕间隙1213-1的第一端部，另一条曲线(可以视为终止曲线)上的划痕针1310位于划痕间隙1213-1的中部。当划痕至终点后，终止曲线上的划痕针1310均位于划痕间隙1213-1的第二端部，起始曲线上的划痕针1310位于划痕间隙1213-1的中部。特殊的，对于最短的划痕间隙1213-1对应的那组划痕针1310，可以只包括一个划痕针1310。
64.在一些实施例中，划痕部120还可以包括第一磁体，划痕件130设有与所述第一磁体相匹配的第二磁体。在一些实施例中，第一磁体可以设置在底板1213上。在一些实施例中，第二磁体可以是滑块1320，也可以是其他与划痕针1310相连的结构。划痕时，可以通过移动第一磁体，从而吸引或排斥第二磁体进行移动，进而达到驱动划痕针1310移动划痕的目的。例如，第一磁体与第二磁体相斥，实验人员可以手动沿划痕间隙1213-1移动第一磁体，从而驱动第二磁体进而驱动划痕针1310进行划痕。由于第一磁体始终紧贴底板1213，因此在划痕针1310长度方向上，第一磁体对第二磁体的斥力能够维持在稳定水平，从而使得划痕针1310对培养部110底部的压力维持稳定，进而较好的提升了划痕的均匀度与稳定性。
65.在一些实施例中，划痕部120还可以包括驱动件140、一个或多个传感器150。其中，驱动件140可以用于驱动划痕件130沿划痕间隙1213-1 进行划痕，传感器150可以用于识别划痕件130划痕时受到的压力和/或划痕件130的滑动距离。请参照图9a和9b，图9a和9b所示为驱动件140 与划痕件130的连接结构示意图。
66.在一些实施例中，驱动件140可以包括电机。在一些实施例中，传感器150可以包括压力传感器、位移传感器等，或其任意组合。例如，压力传感器可以包括压阻式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电式压力传感器等。又例如，位移传感器可以包括应变式传感器、电感式传感器、差动变压器式传感器、涡流式传感以及霍尔传感器等。
67.在一些实施例中，当传感器150为压力传感器时，划痕时保证传感器150的读数稳定，即可保证划痕件130受到稳定的推/拉力，从而保证划痕均匀。当传感器150为位移传感器时，可以识别划痕件130是否移动了指定距离、或到达了划痕终点(即划痕间隙1213-1的端部)。
68.另一方面，可以通过传感器150判断是否开始划痕。如图9a所示，在一些实施例中，划痕件130可以通过弹簧160与驱动件140相连，弹簧 160可以沿划痕间隙1213-1方向(即图9a中ab方向)设置。如图9b所致，在开始划痕前，若划痕件130位于9b(1)中所示的位置，可以将划痕件130尖端的水平位置设定在培养部110中未接触细胞的位置，然后将划痕件130往培养部110的一端移动(如箭头指向b的方向)，若弹簧160 的拉力(或压力)开始增大，代表
划痕件130到达了划痕间隙1213-1的其中一端的端部(如9b(2)中所示的位置)，此时可以将划痕件130尖端的水平位置下移到最佳划痕高度，开始对培养部110中细胞进行划痕(如向箭头指向a的方向移动)，直到弹簧160的压力(或拉力)开始增大(如 9b(3)中所示)，代表本次划痕结束。特别地，若是同时驱动多个划痕件 130分别划痕，那么需要当全部弹簧160的拉力或压力均开始增大时，才下移划痕件130开始划痕或是结束划痕。在一些实施例中，驱动机140可以划痕件130直接连接，即没有弹簧160。
69.在另一些实施例中，传感器150可以沿划痕件130长度方向设置。因此，传感器150可以识别划痕件130划痕时受到的压力。划痕时保证传感器150的读数稳定，即可保证划痕件130受到稳定的压力，从而保证划痕均匀。
70.在一些实施例中，细胞划痕装置100可以包括划痕件130、处理器、划痕工作台及电机。电机可以用于驱动划痕件130工作，处理器可以用于控制电机工作。在一些实施例中，划痕工作台可以包括样品台、培养皿固定装置与培养皿识别装置。其中，样品台可以用于提供细胞划痕的操作支撑平台，培养皿固定装置与培养皿识别装置均安装于所述样品台。培养皿固定装置可以用于固定细胞培养皿，培养皿识别装置可以用于识别培养皿的位置和/或型号等信息。
71.在一些实施例中，培养皿固定装置可以包括与培养皿相匹配的凹槽，或支撑固定框架。在一些实施例中，培养皿识别装置可以包括位于所述样品台上的感应器(例如，压力感应器等)，和/或摄像头装置(即通过图像识别培养皿位置)。
72.在进行划痕操作时，可以将培养皿通过培养皿固定装置固定至样品台的指定位置。固定时，可以人工将培养皿放置在指定位置。在另一些实施例中，划痕工作台还可以包括培养皿移动机构，培养皿固定装置安装于培养皿移动机构。处理器可以通过培养皿识别装置识别培养皿的位置，以控制培养皿移动机构将培养皿移动至样品台的指定位置。例如，培养皿移动机构可以是网格状的导轨，培养皿固定装置与导轨滑动连接，通过在不同导轨之间的切换，从而在样品台平面内移动(滑动结构可以参照上述的球形滑块及其匹配的导轨)。培养皿移动机构也可以是两级导轨设置，一级导轨沿x轴方向固定于样品台，二级导轨与一级导轨滑动连接，二级导轨沿y轴方向布置，培养皿固定装置与二级导轨滑动连接。通过一级导轨调整x轴方向上的位置，通过二级导轨调节y轴方向的位置，从而实现xy 平面内任意位置可调。
73.在一些实施例中，培养皿识别装置可以将识别出的培养皿的型号发送给处理器，处理器根据培养皿的型号选取预先设置的划痕方案。在一些实施例中，划痕方案可以包括划痕间隙对应的间距、划痕条数等。在一些实施例中，所述划痕方案可以根据用户(例如，实验人员)输入的实验需求确定。
74.在一些实施例中，处理器可以根据相应的划痕方案，计算每条划痕的初始划痕位置和结束划痕位置，并控制电机驱动划痕件130根据初始划痕位置和结束划痕位置进行移动，依次进行划痕。在一些实施例中，可以通过在划痕装置上设置横向压力传感器识别当前划痕是否结束。例如，当划痕件130划到培养皿边缘时，压力传感器感应到横向压力增大，则代表本次划线结束，处理器可以控制划痕针130移动到下一个划痕的初始划痕位置进行下一个划痕。
75.在另一些实施例中，样品台也可以由另一电机驱动，可以在平面内沿xy轴来回移
动。例如，样品台底部也可以为两级导轨设置(参照上述)。处理器可以控制电机驱动样品台在xy平面内移动，从而实现划痕。
76.在另一些实施例中，处理器也可以控制培养皿移动机构使培养皿在 xy平面内移动，从而实现划痕。
77.在一些实施例中，所述细胞划痕装置100可以为玻璃、金属、塑料、树脂等材质。由于本技术的细胞划痕装置100主要应用于细胞划痕实验，透明材料方便观察划痕效果，同时细胞划痕实验的用具需要经常进行高压灭菌，材料需要耐高温高压，因此所述划痕盖板优选为玻璃制品。
78.本技术所披露的细胞划痕装置可能带来的有益效果包括但不限于： (1)划痕盖板与培养部通过限位结构安装，可以减少划痕时划痕部的横向摆动，使划痕形状更加规则；(2)划痕件沿划痕间隙移动，划出的划痕笔直，不同划痕间距离均匀，方便后续观察；(3)划痕件与划痕盖板限位配合，限制了划痕件垂直方向的移动，使划痕件作用在细胞上的力刚好适中，既不会用力过小导致划痕不彻底，也不会用力过大划伤培养部，保证划痕的稳定；(4)通过电机驱动划痕件，传感器检测划痕件压力与位移，实现自动划痕，减少人力，提高效率，同时能够保证划痕的均一稳定。
79.需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
80.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。