[发明专利]细胞图像捕捉和远程监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于远程监控细胞的健康和生存能力以及细胞培养的状态的系统。更具体地，它涉及一种细胞培养数据和细胞图像捕捉和监控系统，该细胞培养数据和细胞图像捕捉和监控系统用于使用一个或多个传感器盒（sensor pod）来远程访问细胞图像和细胞培养数据以捕捉和发送细胞图像和细胞培养数据，由此允许在不在细胞的实际现场的情况下远程目视地确定细胞的健康和生存能力。

背景技术

已经在生命科学和生物制药研究和制造中多年利用细胞培养。典型地，细胞在诸如盘或烧瓶之类的用后可弃的塑料盒中生长，并且被安置于CO2培育箱（incubator）中。常常，这些盒用于繁殖或维护细胞，和/或预备用于在培育箱外部进行试验的细胞。最后，这些细胞培养方法是十分花费劳力和耗时的，尤其是当需要执行大量的研究时。

细胞培养系统依赖用于细胞维护、生长、扩增和测试的受控环境。虽然经常采取严格的措施来避免污染等（例如真菌或细菌污染）的爆发，但是这样的爆发仍然出现，经常具有将危及研究时间并且将操作暂停多日或多周的影响。至少，由于基础细胞培养中的不一致导致的细胞生理上的无意变化可能将细胞培养试验的结果歪曲。研究者必须在下述过程中始终警惕：通过目视地观察在可能显示特定培养的问题的细胞形态、生长模式和生长速率中的细微改变来监控和评估细胞健康。

栽培哺乳动物细胞的研究者经常发现细胞培养的维护是很耗时的任务。必须小心地处理下述行为：例如，通过在显微镜下确定细胞形态来目视地评估细胞的健康，替换培养基（饲料），复苏细胞（融合），处理污染物，监控代谢物或细胞相互作用，以及其他问题。

令人遗憾的是，在现代实验室环境中，对于培养的细胞的适当监控存在许多障碍。例如，进行细胞培养的连续不断（例如，每2-4小时）的人工检查可能是不实际的和成本禁止的。另外，人工地连续不断地监控细胞培养经常对研究者造成身体上和精神上的坏影响，导致整体变差的生活质量，并且增大因为过度疲劳导致的观察误差的可能性。而且，完全自动化的细胞培养监控系统是过度笨重和复杂，并且需要大额的资金投入。

另外，细胞的简单目视检查仅提供主观评定，而没有持续的目视记录或档案。细胞和细胞培养的问题的迹象可能被错过，导致对由基于细胞的试验产生的数据的质量造成严重有害影响。供应健康的活细胞培养的能力是在当今竞争的多国生物和生物医药工业中的始终增大的问题。

因此，应当认识到，在生物处理业、研究机构和制药探索公司中，需要细胞图像捕捉和远程监控系统，该系统将允许研究者远程观察、修改和维护生物样本和细胞培养，而不要求终端用户实际地现场处于细胞培养的位置，以便目视地评估细胞的健康和生存能力。

因此，所需的是一种细胞培养数据和细胞图像捕捉和监控系统，该系统提供了从任何位置远程核查细胞的健康和生存能力以及细胞培养的状态的能力。在此教导的系统改善了研究和细胞生产的质量和效率，并且提供了一种划算的、灵活的、容易使用的和省时的远程细胞图像捕捉和监控系统，该远程细胞图像捕捉和监控系统提供关于细胞的健康和生存能力以及细胞培养的状态的实时信息，而研究者不必处于细胞的物理位置。

发明内容

本发明提供了一种细胞培养数据和细胞图像捕捉和远程监控系统，该系统用于远程观看、监控、分析、报告和存储细胞培养数据。在此教导的捕捉和远程监控系统使得研究者能够确定位于支撑物上和/或位于培养器皿的溶液中的细胞的健康和生存能力，而不要求研究者在现场、在细胞的物理位置，以便目视地评估细胞培养状态和细胞的健康。

在其他实施例中，根据本发明的细胞培养数据和细胞图像捕捉和远程监控系统包括一个或多个水密的成像传感器盒，该一个或多个水密成像传感器盒由可充电电池供电，并且其中具有能够捕捉多色图像的一个或多个成像传感器（诸如相机之类的成像技术）。优选的是，该成像技术捕捉从在培养器皿内或在支撑物上的至少两个分离位置处获取的两个或更多个的静止和/或运动的数字彩色图像。

在一些实施例中，根据本发明的数据和图像捕捉和远程监控系统包括：成像传感器，其具有从大约10x至大约250x的最小图像放大能力以及自动聚焦能力，该自动聚焦能力具有可选的用户手动聚焦控制。该成像传感器包括在具有驱动机构定位系统的盒上的一个或多个可移动相机和/或多个固定相机。该一个或多个成像传感器还包括与显微镜和/或倒置显微镜组合使用的一个或多个相机。