[发明专利]细胞培养监控和分析物测量的光学系统

说明书

描述了用于对细胞培养物进行非侵入式测量的方法、系统和装置，其提供了细胞状态的远程监控。所述系统包括细胞培养容器、至少一个监控层(105、205、305、405、505、605、705、805)、至少一个测量装置和通信部件。细胞培养容器可以包括被构造用于细胞生长和封闭系统操作的至少一个细胞培养室。监控层在所述至少一个细胞培养室的外部。在一些情况中，通信部件被构造用于将数据从监控层传输到远程位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年9月7日提交的系列号为62/555,338的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文，如同在下文完整阐述。

背景技术

下文一般涉及细胞培养监控，更具体地，涉及被设计用于在粘附细胞容器中进行测量的非侵入式监控系统。

细胞培养广泛地用于为细胞生长提供人工环境。在一些情况中，堆叠的细胞培养容器相比于单层碟可以为细胞生长提供有所增加的面积。细胞可以悬浮生长或附接于细胞培养容器表面生长。细胞培养物的处理包括两个主要活动——监控细胞生长和健康(融合和形态)以及确保有合适的环境用于细胞生长(例如，pH、葡萄糖和乳酸盐水平)。由于低产率、高的劳力成本、密集的人工工作流以及常进行处理的洁净室环境的成本高昂，因此细胞培养物的繁殖成本极其高。细胞培养物的监控方法是增加产率和降低成本的重要因素。

用于既观察细胞又测量分析物的现有方法可能耗时并且需要直接进入到容器中，这具有破坏容器环境的无菌性的风险。科学家常利用肉眼或显微镜来观察细胞的融合。不幸的是，这些方法需要直接进入到容器中，这常使细胞生长变慢或停止。另外，直接进入的方法使得过程难以或不能自动化。例如，当使用堆叠的细胞培养容器时，仅可监控外层或近外层，而内层的状态需要进行估计而不能直接测量。

细胞培养处理目前通过利用诸如探针传感器或贴片之类的部件的侵入式和半侵入式方法来监控(例如，监控某些分析物的存在)。这些方法要求在细胞生长环境中与侵入式或半侵入式部件有某种类型的接触，即使期望使系统以封闭系统操作也如此。监控方法常不充分，并且繁殖环境依赖于对饲养和收获细胞进行计时的过程开发技术，这仍需要手动监控。

具有非侵入式监控的封闭系统可以便于利用自动化来更好地控制细胞培养基组合物和细胞生长及健康。封闭系统在整个生长过程中可保持无菌性，这降低了洁净室的要求和成本。此外，实时监控数据可以被传输到在遥远位置的用户，这可减少体力劳动的需要。

发明内容

所述技术涉及支持细胞培养物的非侵入式监控的改进的方法、系统、装置或设备。一般而言，所述技术利用在细胞生长层外部的监控层，提供了粘附细胞培养容器的封闭系统操作。监控层可以包括融合监控器和分析物监控器。细胞状态可以从监控层传输给远程位置的用户。监控层可以位于堆叠的细胞培养容器中的各细胞生长层之间，并且可测量堆叠体的内层。封闭系统保持无菌并且能够使细胞连续生长，这例如通过保持在孵育箱中，同时获取实时细胞状态数据来进行。

描述了用于细胞培养物的非侵入式测量的远程监控系统。所述系统可以包括细胞培养容器，其包括被构造用于细胞生长和用于封闭系统操作的至少一个细胞培养室，所述至少一个细胞培养室具有至少一个粘附有细胞的表面；至少一个监控层，所述监控层包括至少一个测量装置，其中，所述监控层在所述至少一个细胞培养室的外部；以及被构造用于将数据从监控层传输到远程位置的通信部件。

描述了用于细胞培养物的非侵入式测量的方法。所述方法可以包括：将外部监控层定位在被构造用于封闭系统操作的细胞培养容器的两个或更多个细胞培养室之间，所述两个或更多个细胞培养室具有至少一个表面，细胞粘附于每个所述表面；测量所述两个或更多个细胞培养室的细胞状态，同时允许连续细胞生长；以及将细胞状态数据从外部监控层传输到远程位置。