[发明专利]细胞培养系统及其用途

说明书

用于监测和控制细胞培养的系统包括与控制器可操作地相关联的细胞培养装置。所述控制器包括硬件处理器，其联接到包含可由所述处理器执行的指令的存储器，以使所述控制器：接收与待培养细胞相关联的数据；连接到一个或多个数据库以接收细胞培养方案数据；以及确定所述待培养细胞的细胞培养方案。确定细胞培养方案的方法包括接收与待培养细胞相关联的数据；连接到一个或多个数据库以接收有关细胞培养方案的数据；以及确定所述待培养细胞的细胞培养方案。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月3日提交的美国临时专利申请号62/828,696的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及细胞培养方法和系统。

背景技术

细胞培养是生物学研究中的重要工具，用于与癌症、疫苗和蛋白质疗法相关的研究中。细胞培养过程涉及在精确条件下将细胞保持在其原始体外。

通常，实验室技术人员在进行细胞培养程序时会遵循针对特定细胞类型的现有方案。然而，现有的细胞培养程序涉及由实验室技术人员实施的多个物理步骤以及大量监测，既乏味又耗时。自动化缺乏和来自实验室技术人员的估算偏差(即在没有任何添加输入的情况下使用现有的细胞培养方案)阻碍了细胞培养程序的开发和优化。

发明内容

本发明提供了确定细胞培养方案以提供定制的细胞培养程序的方法和系统。根据本发明的设备配备有传感器和控制器以允许监测和控制精确的细胞培养条件。此外，本发明的系统被配置为与包含关于细胞培养程序的数据的数据库通信。本发明的系统和方法使用从数据库获得的数据、来自传感器的实时反馈或它们的组合来确定和可选地优化现有的细胞培养程序并提供定制的细胞培养程序。此外，来自定制的细胞培养程序的数据又可以存储在数据库中并用于未来的细胞培养程序。

通过与一个或多个数据库通信，可以审查、分析和考虑来自数据库的细胞培养程序数据，以将数据用作定制现有的细胞培养程序的输入。例如，该数据库可以是公开可用的数据库，其具有无限量的可用细胞培养方案数据，或者该数据库可以是内部数据库，例如包含关于已经对该细胞类型实施的细胞培养程序的信息的数据库。在一些情况下，访问公共和内部数据库的组合，并从两个数据库中提取信息以创建定制的细胞培养方案。然后，本发明的系统和方法使用该输入(可选地连同来自传感器的实时反馈数据)来创建、执行和可选地优化该细胞培养程序，从而执行定制的或个性化的细胞培养程序。值得注意的是，本发明考虑来自数据库的数据，并及时提供定制的细胞培养程序。如果实验室技术人员即使考虑来自公共数据库的无限量的细胞培养方案数据的一小部分数据，确定现有的细胞培养程序的持续时间也将呈指数增加。

在某些实施例中，该过程完全自动化，而没有来自实验室技术人员的任何干扰或输入。在其他实施例中，来自实验室技术人员的输入可能是有帮助的或需要的。在此类实施例中，本发明的系统可以被设计为具有警报能力、监测能力和/或决策能力。通过向本发明的系统提供此类能力，用户(例如，实验室技术人员)输入保持最小，节省了无数小时以及用户在确定细胞培养程序时可能具有的任何偏见，例如来自过去的细胞培养实验。

在本发明的一些实施例中，该细胞培养系统、设备和方法具有警报能力。例如，如果pH水平、溶解氧水平、总生物量水平、细胞直径水平或温度水平超出用户指定或系统所学习的范围，该系统向用户发送警报。在一些情况下，警报可具有电子邮件警报、语音警报、文本警报或它们的组合的终端形式。

在本发明的一些实施例中，该系统、设备和方法具有监测能力。例如，从系统读出pH、溶解氧、总生物量、细胞直径和温度的变化曲线。这些变化曲线可以被发送到网络，如云，其中这些变化曲线可以由任何兼容设备(例如智能手机)以连续读出格式检索。