[发明专利]实时监测单细胞或单细胞的活动

权利要求书

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。