[发明专利]测定细胞生存力的方法和组件

说明书

本发明涉及测定细胞生存力的方法和组件。该方法包括以下步骤：将活细胞结合至磁性颗粒上，施用在传感器阵列上，均匀分布在所述传感器阵列上方，将所述结合有细胞的磁性颗粒磁固定在所述传感器阵列上方，和将用于保持和/或改善细胞生存力的物质施用至所述传感器阵列上，和/或将用于损坏细胞生存力的物质施用至所述传感器阵列上。该组件包括由传感器构成的传感器阵列以及用于在所述传感器阵列上方产生磁场的装置，其中所述传感器与流体直接流体接触。

在微生物学中，已知大量的基于细胞培养和耐抗生素性测试对致病微生物进行研究的方法。“表型”手段是有利的，其研究例如生长或印制细胞生长的作用。通过对细胞培养物的作用，可以获得关于对人或动物的作用的直接参考。为此，将细胞培养物置于营养液中在如营养皿中连续多天，并且进行观察。在长时间段上测量和评估细胞培养物的生长或损坏。观察所需的长时间段使得该方法的成本很高且耗时。

传感器系统可以用来测量细胞培养物的生长或损坏。活细胞例如生长在传感器上，由此可以随后对细胞生存力例如通过测量阻抗、氧值或pH值进行监控。作为传感器可以使用交叉指型电极阵列、氧传感器或pH传感器。细胞生存力的量度主要是细胞对表面的粘附、细胞的呼吸或细胞的代谢。然而，细胞在传感器上的生长是耗时的，并且导致传感器系统受限的可储存性。在传感器上已生长的细胞可能在表面上发生迁移和/或死亡。

对于经由氧值或pH值测量细胞生存力，在细胞壁和传感器表面之间必须具有特定的液体膜。在细胞壁直接生长在传感器表面上时，可能会失去特定的液体膜。这将损害测量，完全可能导致测量不能进行。

为了进行可靠的测量，还有必要的是传感器表面上不含死细胞。为此，在每次处理或测量间隔前，必须从传感器表面上除去死细胞。通常通过试剂对其进行处理，而这将引起费用以及可能导致损坏传感器表面。这阻止了可比较和可再现的测量。

因此，本发明的目的是提供测定细胞生存力的方法和组件，其实现了可以快速且简单地以及可靠地测量对于细胞生存力而言典型的参数。同时排除了失误因素，例如细胞在表面上的迁移，或者由于在细胞和传感器表面间没有液体膜的直接生长引起的测量误差。

所述目的通过权利要求1关于细胞生存力的测定方法的特征以及通过权利要求9关于测定细胞生存力的组件的特征得以解决。

根据本发明测定细胞生存力的方法和组件的有利实施方案在各从属权利要求中给出。然而，独立权利要求的特征可以组合从属权利要求的特征以及从属权利要求的特征可以相互组合。

根据本发明的测定细胞生存力的方法包括以下步骤：将活细胞结合至磁性颗粒上，和将结合有细胞的磁性颗粒(magnetisch Partikel mit gebundenen Zellen)施用在传感器阵列上，和将所述结合有细胞的磁性颗粒均匀分布在所述传感器阵列上方，和将所述结合有细胞的磁性颗粒磁固定(magnetische Fixierung)在所述传感器阵列上方，和将用于保持和/或改善细胞生存力的物质施用至所述传感器阵列上。此外，还将用于损坏细胞生存力的物质施用至所述传感器阵列上。

通过活细胞结合至磁性颗粒，细胞可以通过外部磁场控制其移动。它们可以例如通过抗体结合至磁性颗粒，特别是当颗粒的直径在纳米至微米的范围时。通过直径在几百微米范围的更大颗粒，细胞也可以在颗粒的表面上生长。结合后，细胞可以暂时存放在贮存容器中。为了测量活细胞的细胞生存力，然后将细胞移动至传感器阵列并且在此磁固定。移动可以例如通过流动液体或通过磁性相互作用进行。之后可以测量该磁固定在传感器阵列上方的细胞，其中为此使用了用于保持和/或改善和/或损坏细胞生存力的物质。在细胞代谢期间形成的化学产物或者在细胞代谢期间化学物质的消耗借由传感器阵列的传感器进行测量，例如定性地或定量地测量。由于传感器的组件呈阵列形式，这些测量可以在空间上进行分辨。

使用磁性颗粒操作细胞实现了可以根据需要使用细胞以及快速可靠地将活细胞供应至传感器阵列。因此，例如在贮存容器中存放的预先制备的活细胞可以在如待进行的环境污染物测量的时间点供应至传感器阵列。备选地，例如，来自血液的特定细胞可以通过结合至磁性颗粒而“过滤出”，并且借由磁性颗粒定向地供应至传感器阵列。与例如通过移液器的操作或通过在特定营养液上细胞培养物的多天繁殖相比，这样可以更简单更廉价。