[发明专利]诱导多能干细胞自动化扩增与培养系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及自动化细胞扩增与培养仪器的相关技术领域，特别是一种诱导多能干细胞自动化扩增与培养系统。

背景技术

随着慢性与退行性疾病的大量增加，用传统药物、手术治疗已经无法满足未来的医疗需求。基于干细胞技术的再生医学兴起，有望带来第三次医疗革命，为人类的健康需求提供新型的解决方案。干细胞与相关重编程技术的迅速发展，推动了干细胞科技的发展。新型体细胞重编程技术对干细胞的临床应用以及相关技术的未来发展具有重要意义，并且已成为干细胞再生医学研究领域热点。重编程技术的优化以及重编程细胞的定向分化技术上的突破将进一步推动干细胞与再生医学的发展。

通过特定的基因组合与转染可以将已分化的体细胞诱导重编程为多潜能干细胞( iPS), 是近年来干细胞研究领域最令人瞩目的一项新的干细胞制造技术。与胚胎干细胞(ES)不同, iPS细胞的制造不需要毁损胚胎, 因而不会涉及更多的伦理学问题。iPS的出现不仅为体细胞重编程去分化机制的研究注入了新的活力, 而且为疾病发生发展相关机制研究与特异的细胞治疗, 特别是再生医学带来新的曙光。

iPS细胞在形态学、表观遗传学、全基因表达谱以及细胞类型特异的分化潜能方面与ES细胞极其相似，并且个体特异来源的iPS细胞尚不涉及免疫排斥问题，所以iPS具备成为细胞治疗以及组织器官再生最有前景的种子细胞。研究表明, 一些遗传缺陷性疾病患者的体细胞也可通过转基因方法重编程为iPS细胞, 这将对通过体外细胞培养研究某些遗传疾病的发病机制提供了希望。

国际国内对iPS研究的广泛关注，源于iPS及其相关技术能够通过产生功能性细胞为移植提供种子细胞，从而治疗一些传统医学手段无法根治的疾病，如部分血液系统疾病，糖尿病及某些神经性疾病等。由iPS 技术和相关技术体系获得的具有治疗作用的功能性细胞将在临床应用、工业化抗体与蛋白生产中发挥作用，对于科学研究和国家新型产业发展的推动作用将具有无可替代的作用。功能性细胞的研究也将涉及到生物、医学、材料等各个科研领域，它的发展将带动以上科学研究领域发展。功能性细胞的产业化，作为国民经济发展的新兴战略产业，也是未来经济发展不可或缺的一个环节。所以，功能性细胞获得的核心技术体系的建立具有其国家利益与需求的必要性。

如何简单、高效的制造iPS将是制约iPS技术向前沿发展的一个瓶颈问题。

发明内容

本发明提供一种诱导多能干细胞自动化扩增与培养系统，以实现自动化、高效制造诱导多能干细胞（iPS），避免人为操作的误差和繁琐及由此引发的污染和效率低下等技术问题。

本发明采用如下技术方案实现：

一种诱导多能干细胞自动化扩增与培养系统，包括相互连接的自动化细胞扩增与培养系统、操作室以及与自动化细胞扩增与培养系统、操作室分别连接的控制系统，

所述的自动化细胞扩增与培养系统包括培养箱以及与培养箱相连的培养箱控制室，培养箱内包括设置有至少一个用于固定培养容器的培养容器固定块的培养装置、培养容器盖自动启合系统、培养容器自动弹出与闭合系统、数字温控系统和至少一个传感器；

培养箱控制室包括：气流净化与引入系统和培养箱数字动力系统；

操作室内包括条码自动录入系统、自动换液系统和细胞在线观测系统;

所述培养箱和操作室之间设有隔离板，隔离板上设有独立自动门控系统，所述自动化细胞扩增与培养系统通过培养容器自动弹出与闭合系统控制培养容器沿X轴方向通过自动门系统在培养装置和操作室之间往复运动。

作为一种优选方案，所述培养容器为培养皿或培养瓶。

作为一种优选方案，自动化细胞扩增与培养系统为相互连接的上下两层，上层为培养箱，下层为培养装置控制室。

作为一种优选方案，所述培养装置为环形旋转式培养装置。

作为进一步的优选方案，所述培养装置包括至少一层的培养板，每层培养板上设有至少一个固定有一个或多个培养容器的培养容器固定块，每层培养板对应一个自动门系统，所述自动化细胞扩增与培养系统通过培养容器自动弹出与闭合系统控制培养板沿X轴方向通过自动门系统在培养箱与操作室之间往复运动。

作为再进一步的优选方案，所述培养装置包括8～20层的培养板。

作为再进一步的优选方案，所述培养装置设有转轴，培养板与转轴连接，在转轴的带动下整体旋转或者单层旋转。

作为再进一步的优选方案，所述培养箱数字动力系统包括由控制系统控制为培养装置提供动力的电机，通过驱动装置与培养装置的转轴连接，驱动培养装置旋转。