[发明专利]用于控制细胞培养物的运动以优化细胞生长的系统、装置和方法

说明书

用于控制细胞培养物的移动的系统包括适于保持细胞培养物的托盘、适于拍摄该细胞培养物的图像的相机、以及适于控制该托盘的运动的设备。该系统还包括处理器，该处理器适于确定该托盘的第一运动，从该相机接收代表该细胞培养物的图像的数据，基于该图像数据确定该细胞培养物的特征，基于该特征确定该托盘的第二运动，该第二运动与该第一运动不同，并且导致该托盘根据该第二运动进行运动。

技术领域

本发明总体上涉及培养细胞，并且更具体地，涉及用于控制细胞培养物的运动以优化细胞生长的系统、装置和方法。

背景技术

培养细胞的过程需要向初始细胞群体(无论是来自预先存在的细胞系还是最近分离的细胞系)提供营养组分，随后在无菌器皿/容器中孵育以促进细胞增殖。现有的细胞培养方法包括例如盖玻片法、烧瓶法、旋转管法等。通常，将细胞培养溶液/细胞培养基通过提供促进细胞生长所需的维生素、氨基酸和其他营养素而用于促进初始细胞群体的生长。

活细胞的培养使得其可以从单个细胞获得细胞群体，并且可以出于各种目的而进行，例如，回收通过细胞代谢作用产生的额外副产物、病毒疫苗的制备、制造人工器官或重新填充去细胞器官支架的细胞产生、在真核(例如，动物)细胞系内通过重组表达生产药物等。

典型地，细胞培养过程需要用于培养细胞的合适的容器、用于向细胞提供营养的培养溶液/培养基、以及各种气体(如氧气)以促进细胞生长。将培养溶液/培养基和各种气体引入(例如，注射)到容器的培养空间中并用于培养细胞。这种培养溶液/培养基的例子包括胎牛血清(fetal bovine serum)(“FBS”)和小牛血清(bovine calfserum)(“BCS”)，但是新的调节趋势倾向于最小化或避免使用FBS/BCS作为培养溶液/培养基。定期地，更换培养溶液/培养基和各种气体以使细胞维持新鲜状态并刺激细胞生长。在替代方案中，将培养溶液/培养基和各种气体连续更换以使细胞维持新鲜状态并刺激细胞生长。通过连续更换溶液/培养基和精细控制各种气体，可以获得恒定的最佳细胞营养水平，并且因此使FBS/BCS量最小化，或者可以采用不含有FBS/BCS的新的培养基。

此外，还希望确保在容器的培养空间中生长的细胞均匀地分布，以促进培养溶液/培养基和气体向细胞的供应。然而，在现有的细胞培养设备中，培养空间中的细胞通常不能以均匀分布的方式生长。例如，在许多现有的细胞培养设备中，由于细胞生长的自然模式、培养溶液通过容器培养空间的流动、或者由于不能立即知道的其他原因，细胞以不规则分布的模式生长。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种方法。产生细胞培养物的图像，并且基于该图像确定该细胞培养物的特征。基于该特征对细胞培养物的运动进行调节以促进细胞生长。

在一个实施方案中，从传感器接收指示托盘移动的移动数据。基于该移动数据确定托盘的第一运动。通过基于该特征确定托盘的第二运动来调节细胞培养物的运动，该第二运动与该第一运动不同。

在另一个实施方案中，该特征包括细胞密度的量度。

在另一个实施方案中，将相机用于拍摄细胞培养物的图像，并且分析该图像数据以确定细胞密度的量度。

在另一个实施方案中，确定细胞密度的量度包括确定细胞簇的计数。对细胞密度的量度是否超过预定极限进行确定，并且响应于确定细胞密度的量度超过预定极限而调节细胞培养物的运动。

在另一个实施方案中，确定细胞密度的量度包括确定细胞(代表具有不同形态的细胞)的一种或多种计数。可以基于细胞形态的一种或多种计数确定细胞密度的一种或多种量度。

在另一个实施方案中，将细胞培养物置于托盘中，其中将细胞设置成粘附到托盘上或悬浮于培养溶液中。调节托盘的倾斜移动和/或托盘的摇动移动。调节托盘的倾斜移动可以包括致使托盘以较低或较高的速率来回倾斜。调节托盘的摇动移动可以包括致使托盘以较低或较高的速率来回摇动。