[发明专利]用于繁殖细胞的系统

说明书

本发明一般涉及细胞培养技术领域。更具体地说，本发明涉及用于繁殖活细胞的系统，以及使用所述系统繁殖活细胞的方法。

本发明的背景

为了分析生物学机制和测试药物或化学化合物的毒性，细胞和微组织(microtissue)的使用越来越受到青睐。通常，哺乳动物细胞以粘附于用于培养所述细胞的容器的表面或内部的细胞的二维单层形式培养。然而，活哺乳动物有机体中细胞的自然原位环境具有三维结构(architecture)。因此，导致球状体或微组织的形成的在三维结构中培养的哺乳动物细胞提供一种测试系统，所述测试系统比单层细胞更接近自然环境的形态学和功能性的特征。

生成球状体或微组织是复杂的、资源要求苛刻的且精度高的。出于这个原因，通常在具有繁殖3D细胞培养物技术诀窍(know-how)的设备中产生球状体和微组织。为了使用，将球状体或微组织从其产生的地点运输到其使用的地点，例如在药物筛选测定中。通常，将培养物中的细胞冷却至约4℃，或甚至冷冻以便运输，而不管细胞是以二维还是以三维结构存在。用于运输和在运输过程中的冷却或冷冻细胞降低了它们的代谢并且提高了它们的存活率。然而，在其使用地点，细胞必须解冻和/或加热到进行后续测定的温度。例如，在37℃下繁殖的哺乳动物细胞将被冷冻、在液氮或干冰中运输并且在这样的程序中再次被加热到37℃。

无论进行冷却/冷冻和解冻/加热是如何温和，球状体/微组织中的细胞的生存力受到影响，后续测定的准确性和/或可靠性也受到影响。因此，需要能够繁殖和运输细胞(特别是以球状体或微组织的形式)而不损害细胞的生存力的方法和装置。

而且，期望在进行测定之前以及在测定过程中保持繁殖期间球状体和微组织的操作程度尽可能地小。从一个培养物容器到另一个培养物容器的球状体和微组织的任何转移都可能影响其完整性和/或功能性。另外，当培养物容器的盖子打开时(例如在更换培养基时)，操作细胞培养物总是使得细胞培养物易于被单细胞微生物(例如细菌或酵母菌)污染。

因此，需要培养细胞(特别是微组织或球状体的形式)的装置，其最大限度地防止污染。

哺乳动物细胞可在广泛用于分子生物学实验室的标准SBS/ANSI格式多孔板中培养。多孔板通常是包含孔阵列的矩形平板。如SBS(生物分子筛选协会，Society for Biomolecular Screening)所推荐的ANSI(美国国家标准协会，American National Standard Institute)的多孔板的精确尺寸(长×宽×高)为127.76mm×85.48mm×14.35mm。多孔板的所述基座区域内具有多种形式，但可具有不同的高度。典型的多孔板包括

6孔，2×3阵列，每个孔包含2ml至5ml的体积；

12孔，3×4阵列，每个孔包含2ml至4ml的体积；

24孔，4×6阵列，每个孔包含0.5ml至3ml的体积；

48孔，6×8阵列，每个孔包含0.5ml至1.5ml的体积；

96孔，8×12阵列，每个孔包含0.1ml至0.3ml的体积；或者

384孔，16×24阵列，每个孔包含0.03ml至0.1ml的体积。

多孔板可以不同的孔形式提供，具有平坦的底部(F-底部)、平坦底部具有壁的最小圆化边缘(C底部)、锥形壁(V底部)或U形底部(U-底部)。多孔板通常由聚苯乙烯或聚氯乙烯制成。对于细胞培养物，使用氧等离子体放电对这些产品的表面进行修饰，以使其表面更亲水，使得更容易地粘附细胞以在其表面生长，否则所述表面会是强疏水性的。

多孔板可包括具有圆形横截面的孔或者具有矩形横截面的孔，优选正方形横截面的孔。

多孔板可用于产生和繁殖球状体或微组织。例如，将可通过在等体积的肿瘤细胞悬液中产生多细胞肿瘤球(MCTS)移液到多孔板的琼脂糖包被的孔中。在每个琼脂糖包被的孔的最低区域仅形成一个球状体，并且多孔板内的所有球状体将具有大致相同的体积。在另一种方法中，微组织或球状体可在悬滴中产生并繁殖，其中使用特定的多孔板。

在多孔板中产生和/或繁殖球状体或微组织的过程中，用于储存和在储存含有球状体或微组织的多孔板时，以及用于运输和在运输含有球状体或微组织的多孔板时，必须覆盖多孔板。所述覆盖物防止每个孔中的细胞培养物被污染并确保细胞培养物的完整性。用于多孔板的常规聚苯乙烯盖不适于在环境温度运输含有球状体或微组织的多孔板，因为这些常规盖子不能防止孔的内容物溢出。为了避免任何溢出，携带细胞的多孔板的每个孔必须被牢固地密封。