一种动态检测力学微环境中细胞黏附的实验装置

1.本发明涉及一种动态检测力学微环境中细胞黏附的实验装置。


背景技术：

2.细胞黏附是维持组织结构稳定的基本条件，是细胞运动和发挥功能的调节因素，对细胞的增殖、分化产生重要影响。细胞黏附通常可分为两类，即细胞与细胞黏附，以及细胞与基质黏附。机体内许多细胞，如上皮细胞，需要牢固地定在某处发挥功能；另一些细胞，如白细胞，活跃运动，就需要不断调节细胞黏附。
3.细胞黏附在肿瘤转移过程中发挥着关键作用。恶性肿瘤细有从原发瘤分离，进入血道/淋巴道，成为循环肿瘤细胞（circulating tumor cell，ctc）。ctc在远端转移灶定植的关键前提是在特定部位与血管内皮细胞/淋巴内皮细胞的黏附，因此靶向阻断肿瘤细胞与内皮细胞的黏附是可能的预防和治疗肿瘤转移和复发的基本策略。肿瘤细胞在黏附分子识别及黏附机制发生了改变，但具体机制不明。
4.传统的检测细胞间黏附的方法包括细胞伤口愈合实验、细胞侵袭实验、直接黏附实验，这些方法可以通过细胞迁移的数量和速率来间接反映细胞的黏附能力。检测不同细胞黏附的方法是直接将细胞铺板，而后加入另外一种细胞，通过显微镜检测带荧光信号的细胞的荧光强度间接反应细胞间的黏附力；但这些方法在检测ctc与内皮细胞的黏附中存在明显缺陷，ctc处于复杂的流体力学微环境中，组织液、血液和淋巴液的液体粘度及流体剪切力对ctc的黏附产生重要影响，但尚缺乏精确直观的方法检测流体剪切力条件下ctc与基质及其他类型细胞的黏附。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种动态检测力学微环境中细胞黏附的实验装置，该实验装置能够模拟肿瘤细胞在液体通道感受到的复杂力学微环境，能够精确的调整流体剪切力的不同强度、方向、角度和模式，实现对ctc与内皮细胞或基质黏附的动态观察和定量分析。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种动态检测力学微环境中细胞黏附的实验装置，包括循环灌流单元、显微镜观测单元和血管模拟单元，循环灌流单元为加热循环泵，加热循环泵的出液口连接有出液管，出液管上安装有出液流速调节阀，加热循环泵的进液口连接有进液管，进液管上安装有进液流速调节阀；血管模拟单元包括第一流通管和第二流通管，第一流通管为平直的管路，第一流通管的两端分别通过固定卡箍固定在显微镜观测单元的操作台上；第二流通管包括固定管部和活动管部，固定管部的两端分别通过固定卡箍固定在显微镜观测单元的操作台上，固定管部的端部与活动管部的端部通过连接卡箍连接，所述的显微镜观测单元的操作台上开设有弧形的滑槽，滑槽内滑动安装有滑块，滑块可沿滑槽移动，滑块内开设有插孔，插孔内插设有移动杆，插孔内设置有橡胶套，移动杆插设在橡胶套内，移动杆与橡胶套之间具有摩
擦力，移动杆的下端设置有操作柄，移动杆的上端安装有固定卡箍，活动管部安装在移动杆上端的固定卡箍上；出液管的端部通过两根出液支管分别与第一流通管和第二流通管的固定管部连接，进液管的端部通过两根进液支管分别与第一流通管和第二流通管的活动管部连接，两根出液支管分别与第一流通管和第二流通管的固定管部的端部采用连接卡箍密封连接，两根进液支管分别与第一流通管和第二流通管的活动管部的端部采用连接卡箍密封连接。
7.出液管上连接有加样管，进液管上连接有取样管。
8.固定管部为直线型管体、凸型管体、凹型管体或毛细血管体。
9.显微镜观测单元的操作台上固定有螺套，螺套内螺纹连接有螺栓，螺栓的端部固定有顶压块，螺栓与固定管部相互垂直，且顶压块与固定管部的管壁顶压接触。
10.采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：本发明主要包括循环灌流单元、显微镜观测单元和血管模拟单元，该装置能够模拟肿瘤细胞在液体通道感受到的复杂力学微环境，能够精确的调整流体剪切力的不同强度、方向、角度、模式，实现对循环肿瘤细胞与血管内皮细胞或基质黏附的动态观察和定量分析；新技术可以通过观察细胞在第一流通管和第二流通管内的情况，来模拟人体血管的分叉、粗细、左右或上下弯曲角度、血管不同情况堵塞、受压等情况下及毛细血管内的细胞间黏附情况，为实验提供准确的依据。
附图说明
11.图1是显微镜观测单元的结构示意图；图2是循环灌流单元的结构示意图；图3是凸型管体的结构示意图；图4是凹型管体的结构示意图；图5是毛细血管体的结构示意图；图6是移动杆的安装示意图。
具体实施方式
12.如图1
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6所示，本发明的动态检测力学微环境中细胞间黏附的实验装置，包括循环灌流单元、显微镜观测单元和血管模拟单元，循环灌流单元为加热循环泵1，加热循环泵1的出液口连接有出液管2，出液管2上安装有出液流速调节阀3，加热循环泵1的进液口连接有进液管4，进液管4上安装有进液流速调节阀5；血管模拟单元包括第一流通管6和第二流通管，第一流通管6为平直的管路，第一流通管6的两端分别通过固定卡箍7固定在显微镜观测单元8的操作台9上；第二流通管包括固定管部10和活动管部11，固定管部10的两端分别通过固定卡箍7固定在显微镜观测单元8的操作台9上，固定管部10的端部与活动管部11的端部通过连接卡箍12连接，所述的显微镜观测单元8的操作台9上开设有弧形的滑槽13，滑槽13内滑动安装有滑块14，滑块14可沿滑槽13移动，滑块14内开设有插孔，插孔内插设有移动杆15，插孔内设置有橡胶套16，移动杆15插设在橡胶套16内，移动杆15与橡胶套16之间具有摩擦力，移动杆15的下端设置有操作柄17，移动杆15的上端安装有固定卡箍7，活动管部11安装在移动杆15上端的固定卡箍7上；出液管2的端部通过两根出液支管18分别与第一流通管6和第二流通管的固定管
部10连接，进液管4的端部通过两根进液支管19分别与第一流通管6和第二流通管的活动管部11连接，两根出液支管18分别与第一流通管6和第二流通管的固定管部10的端部采用连接卡箍12密封连接，两根进液支管19分别与第一流通管6和第二流通管的活动管部11的端部采用连接卡箍12密封连接。
13.出液管2上连接有加样管20，进液管4上连接有取样管21。
14.固定管部10为直线型管体、凸型管体22、凹型管体23或毛细血管体24。
15.显微镜观测单元8的操作台9上固定有螺套25，螺套25内螺纹连接有螺栓26，螺栓26的端部固定有顶压块27，螺栓26与固定管部10相互垂直，且顶压块27与固定管部10的管壁顶压接触。
16.新技术主要包含了循环灌流单元、显微镜观测单元8及血管模拟单元，其中循环灌流单元为加热循环泵1，可以为本实验装置提供液体循环的动力，并维持恒定的温度，加热循环泵1上设置有显示屏可以显示流速、温度等信息；血管模拟单元置于显微镜观测单元8的操作台9上进行观察，循环灌流单元与血管模拟单元通过出液管2、进液管4等连接；在显微镜观测单元8的操作台9上开设有滑槽13，移动杆15通过摩擦力支撑在橡胶套16内，移动杆15一方面可以在通过滑块14在滑槽13内移动，另一方面也可以在橡胶套16内上下移动，从而改变活动管部11与固定管部10之间的水平角度，以及活动管部11与固定管部10之间的垂直角度，模拟正常生命体的血管走形状态。
17.其次通过加样管20向出液管2内加入细胞培养所需的生长因子或者基本营养物质，或者不同种类的细胞如ctc细胞（循环肿瘤细胞），可以通过取样管21向进液管4获取该循环装置内的液体，进一步分析其内细胞的形态、不同细胞代谢产物的浓度等。
18.血管模拟单元置于显微镜观测单元8的操作台9上，主要包含一条平直的第一流通管6，用于与第二流通管进行对比，第二流通管包括固定管部10和活动管部11，固定管部10的两端分别通过固定卡箍7安装在操作台9上，活动管部11可以与操作台9上的移动杆15配合改变其水平及垂直方向的角度，从而分析在不同水平及垂直角度实验条件下的结果，固定管部10为可更换管路，可以更换为直线型管体、凸型管体22、凹型管体23或毛细血管体24，以模拟不同形态的血管，毛细血管体24模拟人毛细血管的结构，其两端为单一管道，两端之间为随机分布的树状分叉结构；另外再操作台9上还设置有顶压块27，通过转动螺栓26可以移动顶压块27，使得顶压块27按压固定管部10的侧壁，进而模拟血管在不同受压实验条件下的结果。
19.本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。