[发明专利]用于细胞培养物的适应性传代系统、方法及装置

说明书

本发明公开了用于细胞培养物的适应性传代装置、系统及方法，以及用于解离细胞集落的装置和方法。所述系统可包括成像模块、移液器模块、处理模块和/或载物台模块。至少一个处理器基于在一个以上时间点采集的一张或多张图像所计算出的细胞培养物的一个或多个特征来实现前述模块的协调操作，可选地以自动化方式进行。用于细胞培养物的适应性传代的第一装置包括成像模块和至少一个处理器，该装置可包括在所述系统中，或在所述方法中使用。用于解离细胞集落的第二装置也可包括在所述系统中或在所述方法中使用，其包括与冲击支架碰撞的冲击缓冲器，以将解离力传递给细胞培养物。

相关申请

本发明于2019年6月19日提交的申请号为PCT/CA2019/050859的PCT申请的部分继续申请，该申请主张享有美国临时专利申请号62/686，962的优先权，这两份申请的全部内容均通过引用并入本文中。

交叉引用

本发明主张享有于2019年6月19日提交的PCT申请PCT/CA2019/050859的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及细胞培养，更具体涉及细胞的传代培养。

背景技术

除其它事项外，维持细胞培养物可能涉及培养基的频繁更换、细胞密度的监测、下游应用的传代或继代培养，例如维持或扩增，以及为下游应用而收获培养的细胞。

细胞培养在实际操作中的不一致，无论是单个研究者或技术人员本身的不一致，还是团队成员之间的不一致，都可能导致次优的细胞特征，例如但不限于存活率、生长速度、表型、代谢等方面。当将次优细胞用于下游应用时，这种次优细胞特性可能表现为生物复制间的高度变异。

细胞培养物的下游应用也可能决定了某些细胞培养的实际操作方法。例如，如果细胞培养物将用于临床应用，则可能需要一定程度的合规性，可能需要最大程度地减少人与细胞培养物的接触。或者，规定或指南可能需要对细胞培养物进行空间和时间上一致的培养/继代培养。事实上，优化细胞培养物的传代以提高其在下游应用中的一致性可以解决上述一些问题，同时还可能提供其它好处。

细胞，包括但不限于干细胞的培养方法的一个尚未解决的方面涉及从一次传代到另一次传代的客观一致的培养/继代培养。培养/继代培养细胞的一个不同或相关的挑战可能来自于细胞培养容器的不同孔或者不同细胞培养容器中细胞的不同生长动力学。当培养敏感的细胞类型时(例如原代细胞或干细胞时)，这些和其它挑战就会加剧。敏感干细胞的具体例子可包括间充质干细胞(MSC)、上皮干细胞或祖细胞、神经干细胞或祖细胞、胚胎干细胞(ESC)和诱导多能干细胞(iPSC)。ESC和IPSC，以及其它多能干细胞类型，可广泛称为多能干细胞(PSC)。

多能干细胞(PSC)倾向于生长为密集的粘附集落或数十、数百或数千个细胞的聚集体。基于某些主观可见的、形态的或表型的线索，研究人员或技术人员通常会继代培养多能干细胞(PSC)培养物的细胞。事实上，小鼠的多能干细胞(PSC)在完全解离为单个多能干细胞(PSC)或簇后，可进行继代培养，对于在后续培养物中形成新集落的影响很小或没有影响。相反，人类的多能干细胞(PSC)在完全解离成单个多能干细胞(PSC)时，由于例如核型不稳定等原因，在后续培养物中往往表现不佳。但是，当人类的多能干细胞(PSC)在继代培养之前被解离成少量(约5个或更多)的簇时，则往往表现的更好。

众所周知，培养条件，例如传代时间会影响细胞培养物的性质，从而影响其在下游应用中的效用。上述情况强调了一致性的细胞培养实际操作的重要性，以便对于下游应用结果的重现性具有信心。因此，重要的是，基于客观标准，细胞培养物的一致性传代在合适的时间点进行，而不是在研究者或技术人员最方便的时间点进行。鉴于培养/继代培养细胞，包括但不限于干细胞，如PSC的复杂性，其中几个已经在前面描述过，因此需要一种可以适应性地培养并传代细胞的装置、系统以及方法，以便在后续传代中获得客观一致的后代培养物。

发明内容