[发明专利]用于诱导和转化的细胞生长速率的自动化控制

说明书

本公开涉及用于细胞生长速率的自动化控制的方法和设备，其中对细胞生长进行原位测量，并且该设备可用作独立设备或用作自动化环境中的模块，例如，用作多站或多模块细胞处理环境中的一个模块。细胞生长模块包括温控小瓶、使小瓶转动的电机组件、用于测量例如在小瓶中的细胞的OD的分光光度计以及接受来自用户的输入并控制细胞的生长速率的处理器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月29日提交的美国临时专利申请第62/649,731号和2018年5月14日提交的美国临时专利申请第62/671,385号的优先权。

发明领域

本公开涉及用于细胞生长速率和后续细胞处理的自动化控制的方法、设备和仪器。该设备可以用作独立的细胞生长设备，或者用作自动化细胞处理环境中的一个模块。

发明背景

在下面的讨论中，为了背景和介绍目的，将描述某些文章和方法。在本文中包含的任何内容均不应被解释为对现有技术的“承认”。申请人明确保留以下权利：在适当情况下，证明在本文提到的文章和方法根据可适用的法律规定不构成现有技术。

在分光光度计中测量的光密度(OD)可用作悬液中细胞浓度的量度。当可见光通过细胞悬液时，光被散射。更大的散射指示存在更多的细胞。典型地，当与特定类型的细胞一起工作时，可以确定与所使用的生长培养基相关的特定波长处的光密度。对于细菌，通常细胞在例如LB液体培养基中生长，并测量OD₆₀₀。

为了确定细胞培养物的OD，通常将石英比色皿和台式分光光度计一起使用。在分光光度计上选择波长，将包含对照液体(例如空白(blank))(几乎总是细胞在其中培养的生长培养基)的比色皿插入分光光度计内的样品室。然后将透射率/吸光度对照设置为100％透射率。一旦对照被调整为100％透射率，就可以进行浊度测量。移出空白，然后将待测样品的等分试样用移液器吸取到另一个比色皿中，并将该比色皿插入样品室。分光光度计然后将指示样品的OD和透射率百分比。使用这种传统方法测量OD的一个缺点在于需要人工干预；也就是说，必须每隔一段时间取出待测样品的等分试样，将其装入比色皿，并将该比色皿插入分光光度计以获得读数。这一过程不仅需要时间和精力，而且侵入性地接近生长中的细胞培养物会有细胞培养物被污染的风险。此外，随着每个样品的移出，细胞培养物被耗尽。另一个缺点在于，一旦细胞生长，则很难预测细胞何时达到目标OD。

因此，在本领域中需要一种细胞生长设备，其非侵入性地、快速地、可预测地且可再现地促进多种细胞类型的生长，同时自动测量细胞在其生长的容器中的OD。另外，在本领域中需要一种细胞生长设备，其根据用户要求控制细胞在目标时间生长至目标OD。这种细胞生长设备可以作为独立设备，例如台式设备发生作用，或者细胞生长设备可以被用作多模块自动化细胞处理系统中的一个模块。所公开的细胞生长设备和方法解决了这些需求。

发明概述

提供本概述是为了以简化形式介绍在下文的详细描述中进一步描述的一系列概念。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题的其他特征、细节、效用和优点将从以下书写的详细描述中变得明显，包括在附图中示出并在所附权利要求中定义的那些方面。

本文提供了用于细胞生长速率的自动化控制的方法、设备和仪器，其中原位测量细胞的生长。这些设备可以用作独立设备，或者用作自动化环境中的一个模块，例如，用作多模块细胞处理环境中的一个模块。细胞生长设备包括温控的旋转的生长小瓶、使小瓶转动的电机组件、用于测量例如在小瓶中的OD的分光光度计以及接受来自用户的输入并控制细胞的生长速率的处理器。细胞生长设备和相关联的方法非侵入性地、快速地、可预测地且可再现地促进多种细胞类型的生长。本文描述的方法和设备以连续地或以设定的间隔自动测量在旋转的生长小瓶中的生长细胞的OD，并将细胞的生长控制到如由用户指定的目标OD和目标时间。也就是说，本文所述的方法和设备提供了反馈回路，该反馈回路实时地监控细胞生长并实时地调节旋转的生长小瓶的温度以在由用户指定的目标时间处达到目标OD。