[发明专利]自动化细胞培养系统及方法

权利要求书

1、一种适于使细胞生长的经改造微载体，所述微载体包括一能够提供一基质以支持细胞在培养物中生长的水凝胶组合物，其中所述凝胶组合物进一步包括至少一种能使所述微载体响应于至少一种物理力的材料。

2、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述水凝胶组合物选自由藻酸盐、明胶、聚丙烯酰胺与胶原或明胶的共聚合物、具有改变电荷的聚丙烯酰胺、藻酸盐与明胶的共聚合物及其一组合组成的群组。

3、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述材料可赋予一种控制所述微载体的密度及/或浮力的能力或使所述微载体的所述密度或浮力受到至少一种物理力的控制。

4、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述材料可赋予一磁性偶极子，其可为一磁性粒子、一顺磁性粒子、一空气泡、一气体泡、一空心珠子或其一组合。[注：我们已在本说明书中重新将玻璃泡定义为空心珠子，因为其可由玻璃、塑料、金属、蛋白质及任何可制成空心的固体物质制成。]

5、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述细胞是人类、哺乳动物、动物或植物细胞。

6、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述物理力包括电磁能、声波能、热能、压力、重力或其一组合。

7、根据权利要求1所述的经改造微载体，其包括一球形、三角形、梯形、立方体、长圆柱体、空心、空心且具有通路开口、两端均密封的管子、任一端具有一开口的管子、沿其长度具有至少一个开口的管子、多孔或平面形状。

8、根据权利要求7所述的经改造微载体，其中可沿直接接触所述培养物的细胞培养基的所述复数个形状中任何之一的表面进行化学修饰以允许或禁止细胞附着。

9、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述微载体具有一介于约1纳米与1毫米之间的平均直径。

10、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述微载体具有一介于约100纳米与500微米之间的平均直径。

11、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述材料可赋予透明度及一较所述细胞中所固有的自体荧光为低的自体荧光。

12、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述微载体进一步在所述微载体内或其上包括一探测分子以测量在所述微载体内或其上的培养物中生长的所述细胞中的细胞生长及/或活性。

13、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述探测分子能够放大由位于所述微载体内或其上的另一探测分子发出的信号。

14、根据权利要求1所述的经改造微载体，其中所述微载体进一步包括一配体或报道子，其可报告对一刺激的应激及/或响应并以共价方式或非共价方式链接于所述微载体的表面及/或内部。

15、根据权利要求14所述的经改造微载体，其中所述报道子是一荧光分子或生物发光分子。

16、一种适于使细胞生长的经官能化微载体，其包括一能够提供一基质以支持细胞在培养物中生长的水凝胶组合物，其中所述凝胶组合物进一步包括至少一个配体或报道子，其可报告对一刺激的应激及/或响应并通过一官能团以共价方式或非共价方式直接或间接链接于所述微载体的表面及/或内部。

17、根据权利要求16所述的经官能化微载体，其中所述报道子是一荧光分子或生物发光分子。

18、一种适于使细胞生长的生物反应器，其包括：

(a)一培养容器，其包括至少一种根据权利要求1所述的经改造微载体，所述微载体包括至少一种细胞及足以供所述细胞生长的培养基；及

(b)至少一个用于产生至少一种可使所述微载体产生响应的物理力的来源。

19、根据权利要求18所述的生物反应器，其中所述培养容器是一多氟化袋。

20、根据权利要求18所述的生物反应器，其中所述水凝胶组合物选自由藻酸盐、明胶、聚丙烯酰胺与胶原或明胶的共聚合物、具有改变电荷的聚丙烯酰胺、藻酸盐与明胶的共聚合物及其一组合组成的群组。