專利名稱：一種監(jiān)測干細(xì)胞動(dòng)態(tài)分化細(xì)胞數(shù)量或比例的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物工程領(lǐng)域的裝置和方法，具體是一種干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增和分化過程中在線或離線監(jiān)測動(dòng)態(tài)分化細(xì)胞數(shù)量或數(shù)量比例等相關(guān)信息的裝置與方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著對(duì)干細(xì)胞研究的深化，越來越多干細(xì)胞具有多向分化潛能的證據(jù)被人們發(fā)現(xiàn)，例如骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化成成骨細(xì)胞，脂肪細(xì)胞，軟骨細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞等，這些研究結(jié)果為臨床應(yīng)用提供了依據(jù)。但是，目前人們大多數(shù)情況下只能對(duì)干細(xì)胞分化的現(xiàn)象進(jìn)行非連續(xù)的、非動(dòng)態(tài)的、結(jié)果式的鑒定，而不能對(duì)干細(xì)胞在分化過程中，所分化出的功能細(xì)胞數(shù)量或其數(shù)量比例進(jìn)行動(dòng)態(tài)的、即時(shí)的、定量的在線或者離線監(jiān)測和控制。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，Mark F. Pittenger等人在《Science》Aprill999， Vol. 284. 143-147±^^^"Multilineage Potential of Adult HumanMesenchymal Stem Cells”(成體人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的多系分化潛能)一文報(bào)告，成人的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞具有多系分化功能，可分化成成骨細(xì)胞，脂肪細(xì)胞，肌肉細(xì)胞等。該文獻(xiàn)證明成人骨髓干細(xì)胞的多系分化潛能，但像其他報(bào)告的相關(guān)研究一樣，只能鑒定了其分化細(xì)胞的種類，而不能定量說明干細(xì)胞在分化過程中所分化出的功能細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例。這對(duì)今后的干細(xì)胞生物反應(yīng)器培養(yǎng)制備和定向誘導(dǎo)分化的產(chǎn)業(yè)化工藝的發(fā)展無疑帶來了一個(gè)盲區(qū)，而這正是本發(fā)明旨在解決的問題和填補(bǔ)的空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前缺乏對(duì)干細(xì)胞分化過程中所分化出的細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例等相關(guān)信息進(jìn)行定量的、動(dòng)態(tài)的在線或者離線監(jiān)測的方法，提供一種基于生化原理的、簡便快速的、在線或離線動(dòng)態(tài)定量監(jiān)測分化細(xì)胞數(shù)及其比例等相關(guān)信息的裝置與方法。在本發(fā)明中，根據(jù)不同功能細(xì)胞對(duì)某種營養(yǎng)物或某種代謝物具有特征性的、不同量值的每單位細(xì)胞數(shù)比消耗速率或比代謝速率的原理，或者不同功能細(xì)胞可能產(chǎn)生某種包括特定細(xì)胞因子在內(nèi)的某種物質(zhì)的具有特征性的、不同量值的每單位細(xì)胞數(shù)比產(chǎn)生速率的原理，在干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)過程中，當(dāng)干細(xì)胞總數(shù)量處于穩(wěn)定態(tài)而又尚未開始定向誘導(dǎo)分化時(shí)，細(xì)胞的營養(yǎng)物比消耗率或者代謝物比累積率或者細(xì)胞產(chǎn)生物的比產(chǎn)生率是基本恒定的，即細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游細(xì)胞培養(yǎng)體的液相體內(nèi)及細(xì)胞培養(yǎng)體的氣相體內(nèi)的目標(biāo)細(xì)胞營養(yǎng)或代謝物濃度或產(chǎn)生物差保持不變；但當(dāng)干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化開始后，部分干細(xì)胞開始分化成另外一種功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞，上述整體細(xì)胞的整體表觀營養(yǎng)物比消耗率或代謝物比代謝率或產(chǎn)生物比產(chǎn)生率便會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)在或離線監(jiān)測到的、細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游細(xì)胞培養(yǎng)體的氣、液相體中上述目標(biāo)營養(yǎng)物或者代謝物或者產(chǎn)生物的濃度或總量差的變化，進(jìn)而通過離或在線的監(jiān)測控和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)獲得干細(xì)胞分化過程中所分化出的功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例在內(nèi)的相關(guān)的信息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是具有對(duì)干細(xì)胞培養(yǎng)分化過程中所分化出的細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例等信息進(jìn)行定量的、動(dòng)態(tài)的在線或者離線監(jiān)測功能，提供了一種基于生化原理的、簡便快速的、在線或離線動(dòng)態(tài)定量監(jiān)測分化細(xì)胞數(shù)及其比例等信息的裝置與方法。實(shí)現(xiàn)了干細(xì)胞培養(yǎng)分化過程的可控化，可監(jiān)測化，對(duì)于干細(xì)胞臨床應(yīng)用、制定相關(guān)GTP或GMP等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)提供了有力依據(jù)。


圖1為本發(fā)明裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為安裝有多個(gè)理生化指標(biāo)探測或連接頭以及串并聯(lián)多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)裝置的本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心在于本發(fā)明根據(jù)不同功能細(xì)胞對(duì)某種營養(yǎng)物或某種代謝物具有特征性的、不同量值的每單位細(xì)胞數(shù)比消耗速率或比代謝速率的原理，或者不同功能細(xì)胞可能產(chǎn)生某種包括特定細(xì)胞因子在內(nèi)的某種物質(zhì)的具有特征性的、不同量值的每單位細(xì)胞數(shù)比產(chǎn)生速率的原理，在干細(xì)胞分化過程中，干細(xì)胞所分化出的功能細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例的變化將造成對(duì)上述目標(biāo)物質(zhì)的代謝量或產(chǎn)生量的變化，即細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游中目標(biāo)營養(yǎng)物或代謝物或產(chǎn)生物濃度差或總量差發(fā)生變化；而對(duì)這一濃度差或總量差的在線或離線檢測便可即時(shí)計(jì)算出干細(xì)胞分化過程中所分化出的特定功能細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例等的定量信息。在干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)過程中，當(dāng)干細(xì)胞總數(shù)量處于穩(wěn)定態(tài)而又尚未開始定向誘導(dǎo)分化時(shí)，細(xì)胞的營養(yǎng)物比消耗率或者代謝物比累積率或者細(xì)胞產(chǎn)生物的比產(chǎn)生率是基本恒定的，即細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游細(xì)胞培養(yǎng)體的液相體內(nèi)(例如輸送管道中細(xì)胞混合液中)及細(xì)胞培養(yǎng)體的氣相體內(nèi)的目標(biāo)細(xì)胞營養(yǎng)或代謝物濃度或產(chǎn)生物差保持不變；但當(dāng)干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化開始后，部分干細(xì)胞開始分化成另外一種功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞，上述整體細(xì)胞的整體表觀營養(yǎng)物比消耗率或代謝物比代謝率或產(chǎn)生物比產(chǎn)生率便會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)在或離線監(jiān)測到的、細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游細(xì)胞培養(yǎng)體的氣、液相體中上述目標(biāo)營養(yǎng)物或者代謝物或者產(chǎn)生物的濃度或總量差的變化，進(jìn)而通過離或在線的計(jì)算機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)，即時(shí)計(jì)算出干細(xì)胞分化過程中所分化出的功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例等的定量信息。本發(fā)明是通過以下裝置與技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明涉及的動(dòng)態(tài)定量監(jiān)測干細(xì)胞分化數(shù)量或比例的方法，以及實(shí)現(xiàn)該方法技術(shù)所涉及的灌注培養(yǎng)生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)1、上游理生化指標(biāo)探測頭倉3及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭4 (例如探測或連接頭4可應(yīng)用于液相的溶氧探測頭或葡萄糖探測頭或乳酸探測頭；或者應(yīng)用于氣相的GC-MS氣相色譜質(zhì)譜儀裝置的連接口頭)，上述理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭數(shù)量可能大于一，即多個(gè)理生化指標(biāo)探測頭倉31、32及對(duì)應(yīng)的探測或連接頭41、42、細(xì)胞培養(yǎng)裝置5 (其由一個(gè)或多個(gè)生物反應(yīng)器、T瓶、轉(zhuǎn)瓶、培養(yǎng)袋等串、并聯(lián)組成)，下游理生化指標(biāo)探測頭倉6及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭7 (例如溶氧探測頭或葡萄糖探測頭或乳酸探測頭或氣相色譜質(zhì)譜儀接頭；并可包括多于一個(gè)探測頭倉61、62及對(duì)應(yīng)的探測或連接頭71、7幻、流體控速無菌推動(dòng)器8 (例如蠕動(dòng)泵)、下游廢或收獲液系統(tǒng)9，其間用流體控速無菌推動(dòng)器推動(dòng)和控速的液體輸送管道體系2連接而成。上、下游理生化指標(biāo)探測頭或接頭均經(jīng)管線或數(shù)據(jù)電線與監(jiān)測控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)10連接，以即時(shí)處理和獲取所監(jiān)測數(shù)據(jù)。其連接方式為上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)1通過可控速液體管道2 (如硅膠管)，經(jīng)上游理生化指標(biāo)探測頭倉3 (探測或連接頭4無菌密封安裝于測頭倉3中；測頭倉3可包括多個(gè)探測頭倉31、32等和多個(gè)探測或連接頭41、42等)，相連至細(xì)胞培養(yǎng)裝置5 入口 ；細(xì)胞培養(yǎng)裝置5出口連接可控速液體管道2 (如硅膠管)，經(jīng)下游理生化指標(biāo)探測頭倉6 (探測或連接頭7無菌密封安裝于測頭倉6中；可包括多個(gè)探測頭倉61、62等和多個(gè)探測或連接頭71、72等)，相連至下游廢或收獲液系統(tǒng)9 ；流體控速無菌推動(dòng)器8可以串聯(lián)在細(xì)胞培養(yǎng)裝置5前或者后的液體管道2上，以推動(dòng)和控速培養(yǎng)液或分化液或細(xì)胞混液無菌封閉式連續(xù)流經(jīng)所述整個(gè)裝置系統(tǒng)。下游理生化指標(biāo)探測頭倉6須盡量靠近與其連接的細(xì)胞培養(yǎng)裝置5，以提高探測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。如果需要，多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)裝置51、52、53等可以并或串聯(lián)后連接在上、下游的探測頭倉3和6之間，以求培養(yǎng)不同的細(xì)胞，或者培養(yǎng)相同細(xì)胞但欲增大整體系統(tǒng)的細(xì)胞數(shù)量而增大所探測目標(biāo)物濃度值或濃度差值(放大目標(biāo)物的探測信號(hào))。所述可控速液體流動(dòng)管道為可配合安裝滑動(dòng)控制閥或夾子來控制管內(nèi)培養(yǎng)液流速的密封無菌、無毒管線，例如細(xì)胞培養(yǎng)用硅膠管。所述理生化指標(biāo)探測頭或連接頭可監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)體的液相或氣相中目標(biāo)物濃度或量或活性的探頭或連接頭，例如應(yīng)用于監(jiān)測液相中目標(biāo)物的溶氧探測頭或葡萄糖探測頭或乳酸探測頭；或者應(yīng)用于氣相中目標(biāo)物的GC-MS氣相色譜質(zhì)譜儀裝置的連接口頭。探測頭或連接頭可無菌、密封地插裝在理生化指標(biāo)探測頭倉內(nèi)。所述理生化指標(biāo)探測頭倉為可密封裝插上述監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)體的液相或氣相中目標(biāo)物濃度或量或活性的探頭或連接頭的裝置，理生化指標(biāo)探測頭倉與探頭或連接頭的連接是密封無菌連接。所述細(xì)胞培養(yǎng)裝置為上下游分別有液體入口、液體出口的各種細(xì)胞生物反應(yīng)器、 細(xì)胞培養(yǎng)wave裝置、cell factories、細(xì)胞培養(yǎng)T瓶、細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶、細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)袋等可重復(fù)使用或者一次性使用的一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)裝置組成的集合系統(tǒng)；其可以是單一一種，也可以是多種細(xì)胞培養(yǎng)裝置通過串、并聯(lián)組合而成。所述流體控速無菌推動(dòng)器是各種可控速的無菌推進(jìn)培養(yǎng)液流動(dòng)的裝置，例如細(xì)胞
培養(yǎng)蠕動(dòng)泵。本發(fā)明方法和裝置工作時(shí)，細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液或細(xì)胞混液無菌封閉式連續(xù)流經(jīng)所述裝置系統(tǒng)，上、下游理生化指標(biāo)探測或連接頭4、7(例如應(yīng)用于液相的溶氧探測頭或葡萄糖探測頭或乳酸探測頭；或者應(yīng)用于氣相的GC-MS氣相色譜質(zhì)譜儀裝置的連接口頭)， 即可動(dòng)態(tài)、即時(shí)地檢測到一個(gè)或多個(gè)選定探測的目標(biāo)細(xì)胞營養(yǎng)物或細(xì)胞代謝物或細(xì)胞產(chǎn)生物的濃度或總量或活性、或其差值、或其變化，進(jìn)而通過監(jiān)測控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10， 離線或者在線地定量計(jì)算出干細(xì)胞分化過程中所分化出的細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例等相關(guān)fe息。本發(fā)明的一種實(shí)施例的具體操作方法如下
第一步.使用各種細(xì)胞培養(yǎng)用連接插頭、栓、塞等以及硅膠管熱熔切割焊接工具， 配合無菌通氣過濾器(例如0. 2微米孔的filter)、滑動(dòng)控制閥或夾子等，將本發(fā)明裝置的 3、4、5、6、7、8、9、10，通過本發(fā)明裝置的液體輸送管道體系2，按序連接成工作系統(tǒng)；第二步.通過氣壓檢查密封性合格后，將整個(gè)裝置系統(tǒng)進(jìn)行高溫蒸汽滅菌，保證系統(tǒng)內(nèi)呈無菌狀態(tài)；第三步.通過無菌過濾等方式制備連接成本發(fā)明裝置的無菌態(tài)上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)1 ；第四步.將本發(fā)明的上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)1，通過本發(fā)明裝置的液體輸送管道體系2，與滅菌后的整體系統(tǒng)連接，以達(dá)成完整的、呈可啟動(dòng)工作態(tài)的系統(tǒng)；第五步.根據(jù)本發(fā)明裝置的細(xì)胞培養(yǎng)裝置5的種類和性質(zhì)，選擇使用二氧化碳細(xì)胞培養(yǎng)箱；或者使用細(xì)胞培養(yǎng)裝置5自身具備的控溫、控溶氧、控酸堿度等功能；第六步.啟動(dòng)本發(fā)明裝置的流體控速無菌推動(dòng)器8 (例如細(xì)胞培養(yǎng)蠕動(dòng)泵)，使用潔凈水灌注清洗整個(gè)系統(tǒng)后，灌注細(xì)胞培養(yǎng)液，靜置1-3日，以監(jiān)測無菌態(tài)；第七步.啟動(dòng)本發(fā)明裝置的流體控速無菌推動(dòng)器8 (例如細(xì)胞培養(yǎng)蠕動(dòng)泵)，灌注新鮮細(xì)胞培養(yǎng)液，在本發(fā)明裝置的細(xì)胞培養(yǎng)裝置5中接種細(xì)胞，開始靜態(tài)(非灌注)培養(yǎng)；第八步.根據(jù)細(xì)胞生長狀態(tài)，啟動(dòng)灌注連續(xù)培養(yǎng)。調(diào)節(jié)細(xì)胞培養(yǎng)蠕動(dòng)泵速度以滿足細(xì)胞生長以及目標(biāo)物上下游理生化指標(biāo)探測敏感度的需求；第九步.根據(jù)細(xì)胞生長狀態(tài)，啟動(dòng)干細(xì)胞分化液灌注，開始誘導(dǎo)分化過程；第十步.啟動(dòng)本發(fā)明裝置的上游理生化指標(biāo)探測頭倉3及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭4、下游理生化指標(biāo)探測頭倉6及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭7、上下游理生化指標(biāo)監(jiān)測控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)10，開始對(duì)干細(xì)胞培養(yǎng)分化過程中所分化出的細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例等信息進(jìn)行定量的、動(dòng)態(tài)的在線或者離線監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測干細(xì)胞動(dòng)態(tài)分化細(xì)胞數(shù)量或比例的裝置，用于在干細(xì)胞培養(yǎng)和分化過程中在線或離線監(jiān)測分化細(xì)胞數(shù)或分化細(xì)胞數(shù)比例的相關(guān)動(dòng)態(tài)信息，其特征在于，包括上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)、上游理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭，細(xì)胞培養(yǎng)裝置，下游理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭、流體控速無菌推動(dòng)器、下游廢或收獲液系統(tǒng)，其間用控速的液體輸送管道體系連接而成并由流體控速無菌推動(dòng)器維持液體流動(dòng)，上、下游理生化指標(biāo)探測頭或接頭分別經(jīng)管線或數(shù)據(jù)電線與監(jiān)測控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)連接，所述監(jiān)控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)，用以定期通過上、下游理生化指標(biāo)探測頭或接頭檢測到細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游中目標(biāo)營養(yǎng)物或代謝物或產(chǎn)生物濃度差或總量差發(fā)生變化值，再對(duì)這一濃度差或總量差的在線或離線檢測便可即時(shí)計(jì)算出干細(xì)胞分化過程中所分化出的包括特定功能細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例在內(nèi)的定量信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上、下游理生化指標(biāo)探測或連接頭包括應(yīng)用于液相的溶氧探測頭或葡萄糖探測頭或乳酸探測頭；或者應(yīng)用于氣相的GC-MS氣相色譜質(zhì)譜儀裝置的連接口頭的各種針對(duì)特定目標(biāo)監(jiān)測物的裝置，上述理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)胞培養(yǎng)裝置是由包括各種細(xì)胞生物反應(yīng)器、細(xì)胞培養(yǎng)wave裝置、cell factories、細(xì)胞培養(yǎng)T瓶、細(xì)胞培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶、細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)袋在內(nèi)的可重復(fù)使用或者一次性使用的一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)裝置組成的集合系統(tǒng)；其是單一一種或是多種細(xì)胞培養(yǎng)裝置通過串、并聯(lián)組合而成，通過增加串、并聯(lián)細(xì)胞培養(yǎng)裝置以增加整體系統(tǒng)的細(xì)胞數(shù)量增大所探測目標(biāo)物濃度值或濃度差值，即放大目標(biāo)物的探測信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述細(xì)胞培養(yǎng)裝置設(shè)置有上下游培養(yǎng)混合物的入口和出口，細(xì)胞培養(yǎng)和分化所涉及的檢測目標(biāo)營養(yǎng)物、代謝物、產(chǎn)生物被封閉于連續(xù)灌注體系內(nèi)的液相和氣相中，不會(huì)外泄損失而造成監(jiān)測誤差，尤其是培養(yǎng)體氣相中的目標(biāo)監(jiān)測物質(zhì)可以全部經(jīng)密封管道搜集至監(jiān)測裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述流體控速無菌推動(dòng)器是包括蠕動(dòng)泵在內(nèi)的、可調(diào)節(jié)控制液體流動(dòng)速度的液體無菌輸送推動(dòng)裝置。
6.一種監(jiān)測干細(xì)胞動(dòng)態(tài)分化細(xì)胞數(shù)量或比例的方法，用于獲得干細(xì)胞培養(yǎng)和分化過程中在或離線監(jiān)測分化細(xì)胞數(shù)或分化細(xì)胞數(shù)比例在內(nèi)相關(guān)動(dòng)態(tài)信息，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)不同功能細(xì)胞對(duì)某種營養(yǎng)物或某種代謝物具有特征性的、不同量值的每單位細(xì)胞數(shù)比消耗速率或比代謝速率的原理，或者不同功能細(xì)胞可能產(chǎn)生某種包括特定細(xì)胞因子在內(nèi)的某種物質(zhì)的具有特征性的、不同量值的每單位細(xì)胞數(shù)比產(chǎn)生速率的原理，在干細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)過程中，當(dāng)干細(xì)胞總數(shù)量處于穩(wěn)定態(tài)而又尚未開始定向誘導(dǎo)分化時(shí)，細(xì)胞的營養(yǎng)物比消耗率或者代謝物比累積率或者細(xì)胞產(chǎn)生物的比產(chǎn)生率是基本恒定的，但當(dāng)干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化開始后，部分干細(xì)胞開始分化成另外一種功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞，上述整體細(xì)胞的整體表觀營養(yǎng)物比消耗率或代謝物比代謝率或產(chǎn)生物比產(chǎn)生率便會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)在或離線監(jiān)測到的、細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、下游細(xì)胞培養(yǎng)體的氣、液相體中上述目標(biāo)營養(yǎng)物或者代謝物或者產(chǎn)生物的濃度或總量差的變化，進(jìn)而通過離或在線的監(jiān)測控和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)獲得干細(xì)胞分化過程中所分化出的功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例在內(nèi)的相關(guān)的信息。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括提供一裝置，所述裝置包括上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)、上游理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭，細(xì)胞培養(yǎng)裝置，下游理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭、流體控速無菌推動(dòng)器、下游廢或收獲液系統(tǒng)，其間用控速的液體輸送管道體系連接而成并由流體控速無菌推動(dòng)器維持液體流動(dòng)，上、下游理生化指標(biāo)探測頭或接頭分別經(jīng)管線或數(shù)據(jù)電線與監(jiān)測控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)連接；監(jiān)測控系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)通過該些探測頭來檢測細(xì)胞培養(yǎng)裝置封閉式連續(xù)灌注的上、 下游細(xì)胞培養(yǎng)體的氣、液相體中上述目標(biāo)營養(yǎng)物或者代謝物或者產(chǎn)生物的濃度或總量差的變化，進(jìn)而獲得干細(xì)胞分化過程中所分化出的功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞的數(shù)量或者數(shù)量比例在內(nèi)的相關(guān)的信息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括培養(yǎng)體氣相體中的目標(biāo)監(jiān)測物質(zhì)全部經(jīng)密封管道搜集至監(jiān)測裝置。
全文摘要
一種監(jiān)測干細(xì)胞動(dòng)態(tài)分化細(xì)胞數(shù)量或比例的裝置與方法，涉及生物工程領(lǐng)域的干細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增和分化過程中在線或離線監(jiān)測動(dòng)態(tài)分化細(xì)胞數(shù)量等相關(guān)信息的裝置與方法，其裝置包括上游細(xì)胞培養(yǎng)液或分化液供給系統(tǒng)、上游理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭、細(xì)胞培養(yǎng)裝置、下游理生化指標(biāo)探測頭倉及無菌密封安裝于其中的探測或連接頭、流體控速無菌推動(dòng)器、下游廢或收獲液系統(tǒng)經(jīng)由可控速的液體輸送管道體系連接。通過對(duì)上、下游細(xì)胞培養(yǎng)體的氣、液相體中目標(biāo)細(xì)胞營養(yǎng)物或者代謝物或者產(chǎn)生物的濃度或總量或其差值的變化進(jìn)行在或離線監(jiān)測的方法，即時(shí)動(dòng)態(tài)獲得干細(xì)胞分化過程中分化出的功能細(xì)胞或功能前體細(xì)胞的數(shù)量等相關(guān)信息。
文檔編號(hào)C12M1/34GK102199536SQ20101013066
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者鄭琛, 齊瀚實(shí) 申請(qǐng)人:上海坤巨科技發(fā)展有限公司