实时监测单细胞或单细胞的活动的制作方法

文档序号:19748513发布日期:2020-01-21 18:58阅读:来源:国知局

技术特征:

1.以实时方式检测多个细胞或多细胞组织的微流体细胞培养系统包括:

a)用于培养细胞的细胞培养室,包括多个锚定结构,每一个锚定结构用于持有并单独培养不超过一个细胞或一个多细胞组织,这些细胞或多细胞组织被封装在凝胶微球中,所述的凝胶微球包括流体进出该凝胶微球凝胶的毛细孔;

b)一个或多个入口,所述的一个或多个入口能够在细胞培养的任何时候引导培养液或其他流体进入所述的细胞培养室;

c)一个或多个出口,所述的一个或多个出口用于在细胞培养的任何时候从细胞培养室去除流体;

d)用于引导流体进入系统的泵装置;

e)用于调节系统内的温度的温度控制装置

f)用于携带流体进入系统的多个微流体通道;和

g)检测装置,用于以实时方式检测来自每一个细胞或多细胞组织的信号,其中所述信号与所述细胞或多细胞组织的细胞活性或特性有关。

2.权利要求1所述的系统中,其中所述特性是细胞或多细胞组织具有的一种或多种表型特征、基因型特征和微环境条件。

3.权利要求2所述的系统中,其中所述微环境条件选自由ph、氧浓度、营养成分、离子浓度、电势和压力组成的群组。

4.任意权利要求1-3所述的系统中,其中所述细胞活性是信号传导的一部分。

5.任意权利要求1-4所述的系统中,其中所述细胞活性是选自由细胞周期、细胞分化、免疫应答、对环境刺激的应答、对应激的应答和对化学的应答。

6.权利要求5所述的系统中,其中所述压力是选自由内质网应激反应、机械力、缺氧和氧化应激组成的群组。

7.任意权利要求1-6所述的系统中,其中所述信号指示靶标分子的存在,其与所述细胞活性或特性有关。

8.权利要求7所述的系统中,其中所述靶标分子是选自由核苷酸、多肽、蛋白、酶、小分子及离子组成的群组。

9.权利要求7或8所述的系统中,其中所述靶标分子用产生信号的探针标记,然后产生指示存在所述靶标分子的信号。

10.权利要求9所述的系统中,其中用于标记所述靶标分子的试剂通过一个或多个入口被导入所述细胞培养室,其中所述试剂进入所述凝胶微球内,并标记细胞培养室内的所述细胞或多细胞组织中的所述靶标分子。

11.权利要求9或10所述的系统中,其中当靶标分子被标记时,可以连续或间歇进行所述信号的检测。

12.任意权利要求7-11所述的系统中,其中所述信号被检测并转换为数值来获得每一个细胞或多细胞组织中的靶标分子的总数。

13.任意权利要求1-12所述的系统中,其中检测装置包括一个电荷耦合装置。

14.任意权利要求1-13所述的系统中,其中所述多细胞组织是球状体或类器官。

15.任意权利要求1-14所述的系统中,其中所述凝胶微球由水凝胶基质组成。

16.任意权利要求1-15所述的系统中,其中所述凝胶微球通过液滴产生装置产生,所述液滴产生装置包括的结构选自由流体聚焦结构、交叉流动结构、共流动结构、阶梯乳液结构和微通道乳化结构组成的群组。

17.任意权利要求1-16所述的系统中,其中所述凝胶微球的直径范围是10μm至200μm。

18.以实时方式监测多个细胞的细胞活性或特性的方法,包括培养细胞,及用任意权利要求1-17所述的微流体系统确定在所述细胞中分子的绝对数量,其中所述分子与所述细胞活性或特性有关。

19.以实时方式培养和计数多个细胞或多细胞组织中靶标分子的方法,包括以下步骤:

a)为微流体细胞培养系统提供多个封装在凝胶微球中的细胞或多细胞组织,其中每一个微粒包括不超过一个细胞或多细胞组织,其中所述微流体细胞培养系统包括一个细胞培养室,所述室包括一些锚定结构,每一个锚定结构用于持有不超过一个凝胶微球;

b)通过连续灌注培养液到细胞培养室来培养细胞或多细胞组织;

c)为细胞培养室提供试剂用于标记细胞或多细胞组织中的靶标分子;

d)允许所述试剂来标记所述靶标分子,产生荧光信号;

e)从所述凝胶微球中检测荧光信号;并

f)转换所述信号为数值来获得每一个细胞或多细胞组织中所述靶标分子的总数。

20.权利要求19所述的方法中,其中所述多个细胞以多个球状体或多个类器官的形式存在。

21.权利要求20所述的方法中,其中每一个所述凝胶微球包括不超过一个细胞、一个球状体或一个类器官。

22.任意权利要求19-21所述的方法中,其中通过为液滴产生装置提供细胞和水凝胶悬浮液,产生所述凝胶微球,其中所述液滴产生装置的结构包括选自由流动聚焦结构、交叉流动结构、共流动结构、阶梯乳化结构和微通道乳化结构组成的群组。

23.权利要求22所述的方法中,其中所述液滴产生装置是微流体装置的一部分。

24.任意权利要求19-23所述的方法中,其中所述凝胶微球的直径范围是10μm至200μm。

25.任意权利要求19-24所述的方法中,其中通过一个或多个微流体装置的入口,步骤(c)所述试剂被提供给所述细胞培养室,其中所述试剂进入所述凝胶微球,并标记细胞培养室内所述细胞的所述靶标分子。

26.任意权利要求19-25所述的方法中,其中当靶标分子被标记时,可以连续或间歇性检测所述信号。

27.任意权利要求19-26所述的方法中,其中通过光学系统检测荧光信号。

28.任意权利要求19-27所述的方法中,其中所述方法能检测1-10个类型的靶标分子。

29.任意权利要求19-28所述的方法中,其中靶标分子是选自由核苷酸、多肽、蛋白、酶、小分子和离子组成的群组。

30.任意权利要求19-29所述的方法中,其中每一个细胞中的靶标分子的总数表示发生在所述细胞中的一个或多个细胞活性或一种或多种所述细胞的特性。

31.在权利要求30所述的方法中,其中所述特性是细胞或多细胞组织的一个或多个表型特征,基因型特征和微环境条件。

32.权利要求31所述的方法中,其中所述微环境条件是选自由ph、氧浓度、营养成分、离子浓度、电势或压力组成的群组。

33.任意权利要求31-32所述的方法中,其中所述细胞活性是信号传导的一部分。

34.任意权利要求31-33所述的方法中,其中所述细胞活性是选自由细胞周期、细胞分化、免疫反应、环境或化学物刺激应答,以及压力应答组成的群组。

35.权利要求34所述的方法中,其中所述压力是选自由内质网应激、机械力、缺氧和氧化压力组成的群组。

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