[發明專利]細胞培養監控和分析物測量的光學系統

在審

• 申請號: 201880058332.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111065726A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: S·R·別克漢姆;李明軍;G·R·馬汀;R·R·拉克茲克斯基;H·施賴伯;T·M·奧普湯
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12M1/36
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張璐;項丹

描述了用于對細胞培養物進行非侵入式測量的方法、系統和裝置，其提供了細胞狀態的遠程監控。所述系統包括細胞培養容器、至少一個監控層(105、205、305、405、505、605、705、805)、至少一個測量裝置和通信部件。細胞培養容器可以包括被構造用于細胞生長和封閉系統操作的至少一個細胞培養室。監控層在所述至少一個細胞培養室的外部。在一些情況中，通信部件被構造用于將數據從監控層傳輸到遠程位置。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年9月7日提交的系列號為62/555,338的美國臨時申請的優先權權益，本文以該申請的內容為基礎并通過引用將其全文納入本文，如同在下文完整闡述。

背景技術

下文一般涉及細胞培養監控，更具體地，涉及被設計用于在粘附細胞容器中進行測量的非侵入式監控系統。

細胞培養廣泛地用于為細胞生長提供人工環境。在一些情況中，堆疊的細胞培養容器相比于單層碟可以為細胞生長提供有所增加的面積。細胞可以懸浮生長或附接于細胞培養容器表面生長。細胞培養物的處理包括兩個主要活動——監控細胞生長和健康(融合和形態)以及確保有合適的環境用于細胞生長(例如，pH、葡萄糖和乳酸鹽水平)。由于低產率、高的勞力成本、密集的人工工作流以及常進行處理的潔凈室環境的成本高昂，因此細胞培養物的繁殖成本極其高。細胞培養物的監控方法是增加產率和降低成本的重要因素。

用于既觀察細胞又測量分析物的現有方法可能耗時并且需要直接進入到容器中，這具有破壞容器環境的無菌性的風險。科學家常利用肉眼或顯微鏡來觀察細胞的融合。不幸的是，這些方法需要直接進入到容器中，這常使細胞生長變慢或停止。另外，直接進入的方法使得過程難以或不能自動化。例如，當使用堆疊的細胞培養容器時，僅可監控外層或近外層，而內層的狀態需要進行估計而不能直接測量。

細胞培養處理目前通過利用諸如探針傳感器或貼片之類的部件的侵入式和半侵入式方法來監控(例如，監控某些分析物的存在)。這些方法要求在細胞生長環境中與侵入式或半侵入式部件有某種類型的接觸，即使期望使系統以封閉系統操作也如此。監控方法常不充分，并且繁殖環境依賴于對飼養和收獲細胞進行計時的過程開發技術，這仍需要手動監控。

具有非侵入式監控的封閉系統可以便于利用自動化來更好地控制細胞培養基組合物和細胞生長及健康。封閉系統在整個生長過程中可保持無菌性，這降低了潔凈室的要求和成本。此外，實時監控數據可以被傳輸到在遙遠位置的用戶，這可減少體力勞動的需要。

發明內容

所述技術涉及支持細胞培養物的非侵入式監控的改進的方法、系統、裝置或設備。一般而言，所述技術利用在細胞生長層外部的監控層，提供了粘附細胞培養容器的封閉系統操作。監控層可以包括融合監控器和分析物監控器。細胞狀態可以從監控層傳輸給遠程位置的用戶。監控層可以位于堆疊的細胞培養容器中的各細胞生長層之間，并且可測量堆疊體的內層。封閉系統保持無菌并且能夠使細胞連續生長，這例如通過保持在孵育箱中，同時獲取實時細胞狀態數據來進行。

描述了用于細胞培養物的非侵入式測量的遠程監控系統。所述系統可以包括細胞培養容器，其包括被構造用于細胞生長和用于封閉系統操作的至少一個細胞培養室，所述至少一個細胞培養室具有至少一個粘附有細胞的表面；至少一個監控層，所述監控層包括至少一個測量裝置，其中，所述監控層在所述至少一個細胞培養室的外部；以及被構造用于將數據從監控層傳輸到遠程位置的通信部件。

描述了用于細胞培養物的非侵入式測量的方法。所述方法可以包括：將外部監控層定位在被構造用于封閉系統操作的細胞培養容器的兩個或更多個細胞培養室之間，所述兩個或更多個細胞培養室具有至少一個表面，細胞粘附于每個所述表面；測量所述兩個或更多個細胞培養室的細胞狀態，同時允許連續細胞生長；以及將細胞狀態數據從外部監控層傳輸到遠程位置。