本發(fā)明屬于細(xì)胞培養(yǎng)、藥物開(kāi)發(fā)相關(guān)，更具體地，涉及一種三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法。

背景技術(shù)：

1、在生物技術(shù)和藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，細(xì)胞培養(yǎng)作為一種基礎(chǔ)技術(shù)，扮演著至關(guān)重要的角色。尤其在藥物發(fā)現(xiàn)和疾病模型研究中，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)提供了評(píng)估生物響應(yīng)和藥物作用機(jī)理的重要平臺(tái)。隨著細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，從最初的單層細(xì)胞培養(yǎng)到如今的三維培養(yǎng)技術(shù)，科學(xué)家們一直在探索如何更生物真實(shí)地模擬細(xì)胞在體內(nèi)的自然環(huán)境。三維培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)證明，比起傳統(tǒng)的二維培養(yǎng)，它能更準(zhǔn)確地模擬組織內(nèi)細(xì)胞的微環(huán)境，包括細(xì)胞間相互作用、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的梯度分布，以及細(xì)胞外基質(zhì)的組成，這些都是影響細(xì)胞行為和藥物反應(yīng)的重要因素。

2、然而，隨著三維培養(yǎng)技術(shù)在高通量篩選中應(yīng)用的增加，相關(guān)技術(shù)的局限性也日益顯現(xiàn)。傳統(tǒng)的高通量細(xì)胞培養(yǎng)方法仍然面臨諸多挑戰(zhàn)，其中最為緊迫的是如何在一個(gè)共享的培養(yǎng)環(huán)境中有效隔離不同的細(xì)胞群體。盡管目前存在各種嘗試解決此問(wèn)題的方法，包括直接使用隔板或者微流體裝置，但是它們通常都具有實(shí)施復(fù)雜、成本高昂、對(duì)細(xì)胞操作不便等缺點(diǎn)。這些問(wèn)題限制了三維培養(yǎng)技術(shù)在高通量實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，尤其是在需要同時(shí)培養(yǎng)多種細(xì)胞類型的情況下。

3、在多細(xì)胞類型的高通量培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞之間的交叉污染成為一個(gè)顯著的問(wèn)題。這不僅影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，還可能導(dǎo)致藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的假陽(yáng)性或假陰性結(jié)果。

4、此外，目前的分隔方法通常無(wú)法提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境，頻繁更換培養(yǎng)液會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞應(yīng)激，影響細(xì)胞生理狀態(tài)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些方法通常也不支持自動(dòng)化操作，這在大規(guī)模的藥物篩選實(shí)驗(yàn)中顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其目的在在三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的操作過(guò)程中通過(guò)培養(yǎng)裝置的組裝建立物理隔離，由此來(lái)解決三維細(xì)胞無(wú)法在同一培養(yǎng)環(huán)境下試驗(yàn)的差異問(wèn)題，且有效避免三維細(xì)胞培養(yǎng)的交叉污染問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，所述方法為在三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的過(guò)程中進(jìn)行三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域的物理隔離設(shè)置，包括：

3、在帶有凝膠基底的培養(yǎng)皿中完成三維細(xì)胞的培養(yǎng)配置操作后，將帶有隔板的頂蓋與所述培養(yǎng)皿組裝，使得所述凝膠基底與所述隔板接觸形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)；

4、或，通過(guò)從培養(yǎng)裝置上層的開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)注入培養(yǎng)液后，調(diào)節(jié)所述培養(yǎng)液的液面位于所述培養(yǎng)裝置下層的隔離腔室內(nèi)形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)；其中所述培養(yǎng)裝置包含上層的開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)和下層的隔離腔室。

5、作為本發(fā)明的優(yōu)選，在所述三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的過(guò)程中，所述物理隔離設(shè)置為可逆設(shè)置的方式，使得所述三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的培養(yǎng)條件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置。

6、作為本發(fā)明的優(yōu)選，在形成所述物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)后，其中的每個(gè)隔離腔室能夠進(jìn)行獨(dú)立操作。

7、作為本發(fā)明的優(yōu)選，將帶有隔板的頂蓋與所述培養(yǎng)皿組裝，包括：

8、通過(guò)組裝所述頂蓋至所述凝膠基底與所述隔板接觸形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)；其中所述接觸形成包括所述凝膠基底與所述隔板的界面接觸或通過(guò)所述隔板截?cái)嗨瞿z基底。

9、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述隔板為若干個(gè)，規(guī)律排布設(shè)置。

10、作為本發(fā)明的優(yōu)選，在通過(guò)調(diào)節(jié)所述培養(yǎng)液的液面位于所述培養(yǎng)裝置下層的隔離腔室內(nèi)形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)中；其中，所述開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)為聯(lián)通狀態(tài)，覆蓋在所述開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)的上方為的蓋板為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選，在通過(guò)調(diào)節(jié)所述培養(yǎng)液的液面位于所述培養(yǎng)裝置下層的隔離腔室內(nèi)形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)中；其中，所述隔離腔室為陣列排布。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述方法可集成細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中，且所述細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中包含控制單元、液體流動(dòng)循環(huán)單元、溫控單元、二氧化碳控制單元和滅菌單元，且通過(guò)所述控制單元控制細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的液體流動(dòng)、溫度、二氧化碳和滅菌操作；其中液體流動(dòng)循環(huán)單元包含有液體循環(huán)泵，用于控制培養(yǎng)液的注入和流出。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述三維細(xì)胞包含原代細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或類器官。

14、總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、(1)本發(fā)明提供的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，區(qū)別于現(xiàn)有的直接使用具有分隔區(qū)域的培養(yǎng)皿，其主要在公共培養(yǎng)的過(guò)程中，通過(guò)基于培養(yǎng)裝置的操作將公共培養(yǎng)區(qū)域分隔為物理隔離的若干區(qū)域，實(shí)現(xiàn)在對(duì)培養(yǎng)區(qū)域內(nèi)的細(xì)胞群體的效率管理，提升高通量細(xì)胞培養(yǎng)和多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)的效率，且有效阻止了不同細(xì)胞群體間的交叉污染，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

16、(2)本發(fā)明提供的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其中的分隔物理隔離方式為可逆的設(shè)置，使得三維細(xì)胞公共培養(yǎng)可以對(duì)進(jìn)行公共培養(yǎng)的公共培養(yǎng)條件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置以及還可以對(duì)任一腔室內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行特定操作，由此提升處理樣本的效率和同一培養(yǎng)環(huán)境的一致性，同時(shí)也確保了對(duì)比實(shí)驗(yàn)下的精準(zhǔn)性和可重復(fù)性，更適用于多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。

17、(3)本發(fā)明的設(shè)計(jì)可與自動(dòng)化培養(yǎng)和分析設(shè)備兼容，有潛力進(jìn)一步降低操作人員的工作強(qiáng)度。本發(fā)明的方法適合于規(guī)?；募?xì)胞培養(yǎng)操作，可應(yīng)用于大規(guī)模的生物生產(chǎn)和藥物開(kāi)發(fā)流程。

18、綜上，本發(fā)明的方法通過(guò)物理隔離手段提高了公共培養(yǎng)區(qū)域內(nèi)不同細(xì)胞群體的管理效率，不僅提升三維細(xì)胞高通量公共培養(yǎng)的效率、確保三維細(xì)胞公共培養(yǎng)環(huán)境的一致性和穩(wěn)定性，而且提升對(duì)種細(xì)胞群體公共培養(yǎng)的效率、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

技術(shù)特征：

1.一種三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，所述方法為在三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的過(guò)程中進(jìn)行三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域的物理隔離設(shè)置，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，在所述三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的過(guò)程中，所述物理隔離設(shè)置為可逆設(shè)置的方式，使得所述三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的培養(yǎng)條件進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置。

3.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，在形成所述物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)后，其中的每個(gè)隔離腔室能夠進(jìn)行獨(dú)立操作。

4.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，將帶有隔板的頂蓋與所述培養(yǎng)皿組裝，包括：

5.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，所述隔板為若干個(gè)，規(guī)律排布設(shè)置。

6.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，在通過(guò)調(diào)節(jié)所述培養(yǎng)液的液面位于所述培養(yǎng)裝置下層的隔離腔室內(nèi)形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)中；其中，所述開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)為聯(lián)通狀態(tài)，覆蓋在所述開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)的上方為的蓋板為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。

7.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，在通過(guò)調(diào)節(jié)所述培養(yǎng)液的液面位于所述培養(yǎng)裝置下層的隔離腔室內(nèi)形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)中；其中，所述隔離腔室為陣列排布。

8.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，所述方法可集成細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中，且所述細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中包含控制單元、液體流動(dòng)循環(huán)單元、溫控單元、二氧化碳控制單元和滅菌單元，且通過(guò)所述控制單元控制細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中的液體流動(dòng)、溫度、二氧化碳和滅菌操作；其中液體流動(dòng)循環(huán)單元包含有液體循環(huán)泵，用于控制培養(yǎng)液的注入和流出。

9.如權(quán)利要求1所述的三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法，其特征在于，所述三維細(xì)胞包含原代細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或類器官。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種三維細(xì)胞公共培養(yǎng)區(qū)域的分隔方法。該方法為在三維細(xì)胞公共培養(yǎng)的過(guò)程中進(jìn)行三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域的物理隔離設(shè)置，包括：在帶有凝膠基底的培養(yǎng)皿中完成三維細(xì)胞的培養(yǎng)配置操作后，將帶有隔板的頂蓋與所述培養(yǎng)皿組裝，使得凝膠基底與隔板接觸形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)；或，通過(guò)從培養(yǎng)裝置上層的開(kāi)放式培養(yǎng)平臺(tái)注入培養(yǎng)液后，調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的液面位于培養(yǎng)裝置下層的隔離腔室內(nèi)形成物理隔離的三維細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)。該方法通過(guò)在三維細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程中進(jìn)行可逆的物理隔離設(shè)置，提高細(xì)胞群體的管理效率，防止交叉感染，提升高通量細(xì)胞培養(yǎng)的操作效率和可靠性，適用于藥物篩選、毒理學(xué)測(cè)試和疾病模型研究等。

技術(shù)研發(fā)人員：劉筆鋒,李一偉,張明宇,陳鵬,鄧喆,齊?？?br/>受保護(hù)的技術(shù)使用者：黑玉星巖國(guó)際科學(xué)技術(shù)（北京）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19