含有微球面阵列的培养皿及其运用制造技术

本发明专利技术涉及生物纳米领域，特别涉及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表面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；本申请还包括增强细胞电压依从式钙离子通道功能响应性的方法，具体包括培养皿的预处理和细胞电压依从式钙离子通道功能响应性的增强两步骤，本培养皿采用倾斜条件下的分步蚀刻方法制备而成，其微球面阵列为微米或纳米级，制备的微球面阵列面积达到培养皿应用的要求，其生产成本低，操作简单；运用本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为药物筛选提供了新方法和思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物纳米领域，特别涉及含有微球面阵列的培养皿及其运用。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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，本专利技术的技术方案为：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。本专利技术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。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：运用所述培养皿在增强细胞电压依从式钙离子通道功能响应性的方法，具体包括以下步骤：A 培养皿的预处理用裱衬液对所述的培养皿的基底3进行裱衬，得预处理后的培养皿；B细胞电压依从式钙离子通道功能响应性的增强将具有电压依从式钙离子通道表达的靶细胞在预处理后的培养皿中培养至少24小时，并施以去极化刺激得电压依从式钙离子通道功能响应性增强的靶细胞。进一步，所述培养皿在增强细胞电压依从式钙离子通道功能响应性的运用，具体包括以下步骤：A 培养皿的预处理用裱衬液对所述的培养皿的基底3进行裱衬，裱衬时间至少为2小时，得预处理后的培养皿；B细胞培养将具有电压依从式钙离子通道表达的神经细胞接种于经步骤A预处理后的培养皿；C 细胞电压依从式钙离子通道荧光响应性的增强微球面阵列培养皿中培养的细胞经钙离子荧光染料染色后，以普通荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、孔板读数器或其他钙离子荧光记录装置采集细胞钙离子荧光信号，在信号-->采集过程中施以高钾去极化刺激，得增强的电压依从式钙离子通道荧光响应性。本专利技术的有益效果在于：本培养皿采用倾斜条件下的分步蚀刻方法制备而成，其微球面直径为微米或纳米级，制备的微球面阵列可以达到0.10到0.25 cm2的大面积范围，达到培养皿应用的要求，其生产成本低，操作简单；本培养皿能显著增加神经细胞VDCCs功能响应性：含有微球面阵列的培养皿在神经干细胞分化第0天、7天、14天时，较普通培养皿能显著提高靶细胞的VDCC荧光响应性；运用本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为药物筛选提供了新方法和思路。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为含有微球面阵列的培养皿本体的示意图；图2为含有微球面阵列的培养皿盖板的示意图；图3为含有微全球球面阵列的培养皿基底示意图；图4为含有微半球球面阵列的培养皿基底示意图；图5为 ENStem-ATM人神经干细胞在平面聚苯乙烯裱衬基底的培养皿和微全球球面阵列基底培养皿中的扫描电镜照片。图示在细胞接种后第2天（分化第0天）细胞于平面聚苯乙烯裱衬基底的培养皿（a）、1.98 μm微全球球面阵列基底培养皿（b）和0.51μm微全球球面阵列基底培养皿（c）的生长状况，标尺示25 μm。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1 含有微球面阵列的培养皿的制备一材料准备：1．35 mm细胞培养皿（Corning，美国）；细胞培养六孔板（Nest Biotech Co., Ltd，中国）2．直径为25 mm的圆形盖玻片（上海精轮工业上玻璃有限公司，中国。或Fisher Scientific,美国）3．聚苯乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．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），其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.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），其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的含有微球面阵列的培养皿，其特征在于：所述微球面阵列（4）由直径为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。3.根据权利要求1所述的含有微球面阵列的培养皿，其特征在于：所述微球（5）为微全球（5-A）和/或微半球（5-B）。4.根据权利要求1所述的含有微球面阵列的培养皿，其特征在于：所述微球面阵列（4）的面积至少大于单个靶细胞的面积。5.根据权利要求4所述的含有微球面阵列的培养皿，其特征在于：所述微球面阵列（4）的面积为0.25cm2。6.根据权利要求1所述的含有微球面阵列的培养皿，其特征在于：所述培养皿还包括进液管（7）和出液管（8），培养皿板盖（2）上的设有连接孔（6），所述进液管（7）和出液管（8）从连接孔（6）伸入培养皿内。7.根据权利要求6所述的含有微球面阵列的培养皿，其特征在于：所述出液管(8)伸入培养皿内的一端与基底(3)接触。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴泽志，宋兆全，朱满根，林雨，廖彦剑，黄岂苹，金良，梁福荣，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85