CN1109747C - 致密细胞培养盘 - Google Patents

Abstract

一种用于培养细胞和/或其他生物学样品的装置，包含多个彼此分离的非常小的小室(17)，优选地覆有透明覆膜，其具有给定的通透性的壁，因而与环境隔开。

Description

致密细胞培养盘

本发明涉及一种显微尺寸的，彼此分离的栖息地的装置(Anordnung)。用于生产这种装置的方法以及借助于这种装置进行观察和测量的方法。

本发明所述的这种显微尺寸的、彼此分离的栖息地的装置以显微精密度敷设在平面底座上，其特别适用于单细胞及其单克隆后代的无菌培养和观察，以及其他小生物集落(Lebensgemeischaften)，如细菌、人，动物或植物细胞群，组织培养物，哺乳动物或植物胚，处于不同发育阶段的昆虫或线虫的培养和研究。

为此，细胞和其他上述样品将单独或以相关的组合形式加入到一个“小池”中，该小池排布于平面的，精密制备的底座(Unterlage)上，例如，半导体、石英、玻璃、合成材料或金属底座上，且被薄的半透膜覆盖，小池很浅，且尺寸微小，因而形成了微型无菌实验室。可借助于培养基的穿透作用通过半透的、可密闭的，覆膜向这种形成了箱子样的可密封的微室的小池、适应于具体的已加入的培养物加入浓缩物。浓缩物的例子有：缓冲液成分、氧、营养物、保护性抗生素，生物活性物质。如药剂、分析有用的试剂例如荧光染料等。这种例如生长因子或其他大分子培养基特异性物质的供给，取决于选择的覆膜的穿孔径，可以在分别密封小室即小池之前或之后得到保证。因而这是一个优越之处，例如，在封闭小室之前将病人血清和昂贵的分子生物学试剂加入小池内，以将其用量降至最低，并且能够单独地控制小室内的浓度。

所述的装置对于单独处理和显微观察如此获得的培养物的各自的特性提供了良好条件。所述处理和观察有：用物理、化学或其他因素进行控制地处理，光学或物理化学监测和表征。以及存活末期(endgültigeintravitale)或死后贮存。贮存可以通过深度冷冻或经化学固定而完成。

例如在遗传学，微生物学，免疫学，肿瘤学，放射生物学，药理学，胚胎学，动物学和植物学中存在着单独培养单细胞或多细胞样品的需求，以观察和记载细胞培养物的生长和特性，以及活体或固定保藏它们。因此在提及的装置和其制备之外，本发明还进一步包括所述结构的调整和相应的测量方法，使这种用途广泛的生物学测量参数深入到实际的生物医学和生物技术的研究和发展之中，以及将其用于临床诊断和治疗计划的先进的、重要的应用的迫切需求。以及所谓的“基因工程”和应用毒理学或环境卫生学或药理学。

因为小池的覆膜是细菌、病毒和其他生物学污染物不可透过的，本微室可用作生物细胞无菌实验室。仅有的问题在于营养物和其他物质在穿透覆膜时的受到限制的交换。然而，采用建议的具体培养物的构成和小的细胞量，这种交换问题得到取消或减弱。

本发明的一个目的是创造一种装置，借助于这种装置，能够最大程度地独立和同时培养多个生物样品，以极简单的技术和方法同时观察。对于单克隆细胞群体，创造了一种特别适用于培养和分析的小室样微型实验室。因此，例如在遗传一致性条件下，可获得如下优点：从包含100,000或1,000,000个细胞的肿瘤样品中,能够代表性地选择克隆细胞并进行可信的表征。通过创造大约1000个克隆的单个的，彼此分离的，个自的处所，本发明的在肿瘤学上的目的将例如通过创造所述选择的所需代表性的前提条件而达到。不言而喻的，本装置可以在小型实验室，用于细胞群体的少量细胞到单个细胞的培养，研究和贮存。

另一个目的是提供一种装置，该装置能极简单的方式和方法提供单个细胞，而且，在生长和细胞特性的培养和观察过程中，消除在微室(换言之单个“小池”)中所有施加于生长条件的一致性上的不期望的外来影响。

另一方面，另一目的是包括创造一种关于本发明的装置的合适的测量方法，以记录和评价在生长期内放置于其中的细胞或生物培养物。

本发明提出的目的特别通过根据权利要求1的条文的装置解决。

根据本发明，提供了一种细胞培养装置，其具有多个彼此分离的，例如以蜂窝状形式以显微精确度敷设于盘状平板底座的，微室或“小池”。微室被具有选择的通透性的半透壁或膜覆盖，以防止环境的生物污染物。小室的结构典型地是平行平面薄板和/或膜的所谓夹心结构(Sandwichstruktur)，根据不同的应用目的而选择的组合。在夹心结构的中央放置的板或膜具有部分的网状或蜂窝状穿孔，以形成微室。底座亦可以是“夹心结构”的一部分，是例如由薄的硅氧烷，石英，玻璃或合成材料结构形成的盘状物。取决于将要安装于底座的微室的数目和大小，底座的表面半径可以是5至20cm。选择了环形底座，可以得到本装置的一种可能的实施方案的变体形式：它可以被很确切地比作音像领域中的激光唱盘，可以以微室的显微或分光分析的方式被扫描。

特别是，用于细胞培养的微室的，具有选择限定的通透性(即具有精确预定的，选择性通透性)，正如权利要求1所描述的覆盖物(Uberdeckung)，在先有技术中是未曾描述的。该覆盖物亦不是简单的常用的，仅为氧的通过的，如FR-2 693 739描述的，而应该是一些例如流体或可溶于溶液的低分子组分可以穿越覆盖物而运输的材料，其目的是影响细胞培养。在FR-2 693 739已经开始将细胞和所有细胞生长所需组分加至小室中，覆盖物仅仅可透过氧，因而总体上使细胞培养成为可能。以例如蜂窝状排列的微室可以典型地，然而不是必须地环形安装，半径是大约0.5至5mm。在确定小室几何形状，亦限定了小室的分布，形状和大小的蜂窝结构和盘状底座之间，如果有利的话，可以配置一薄的透明膜或一薄层缺乏细胞亲合性的透明胶，如琼脂糖层。应当认识到其他合适的物质亦可用于该层的形成，这种材料是细胞或其培养物板端惰性的，或者具有其他特性。

在蜂窝结构的每一微室的底，或在底座，或在上述配置的膜或胶层上，可以装有标准化同心装备细胞亲和性表面，该表面由适于细胞培养的，具有细胞亲和力的薄金属或分子层构成，例如，同心安装的“钯岛”，或由其他功能相同的表面形成材料构成。蜂窝结构本身或小室壁可由三维稳定的材料。例如，合成材料，金属，陶或复合材料加工而成。最后，半透膜有利地由至少对光透明的材料，如Teflon，聚碳酸酯或聚苯乙烯构成。

根据本发明的用于细胞培养的装置的装置和方法的另外的优选实施方案的变异形式的特征在于权利要求2至11。

根据本发明的装置的生产的具体步骤将参见下述附图得以详尽说明。根据本发明的步骤的优选实施方案的变异形式的特征在于从属权利要求12至16。

本发明，即该装置亦被称作致密细胞培养盘(CCCD)，使得单个细胞或细胞结构或多细胞结构的显微镜检，分子生物学，生物化学和物理-化学研究成为可能。该研究在物理学的、化学的、或生物学的最佳条件下，以小量或大量，即从单细胞或一般地数千个细胞进行。向所提议的细胞培养装置植入生物材料，创造了一个微型实验室，使单个培养物及形成的控制，观察，和分析成为可能，同时控制分隔开的或全部环境，装置的全部以及单个小室，或小型的微型实验室可以在无菌或非无菌条件下保持短期时间或长期时间亦可用于永久性保存，运输或观察，例如用显微镜检或分光方法，例如使用光纤波导管，电子倍增管，或光学二极管。

最后，提议了一种关于植入或置入本发明定义的装置的细胞或细胞培养物克隆以及上述的其他生物样品测量，或记录，评价和潜在的用于贮存信息的方法。这些优选地是自动的，电子数据处理支持的方法，与手工的和可视的技术相结合，可以提供其包涵和分析，容量和速度。

现在，本发明通过例如实施例和参见附图得以详尽描述，描述附图如下：

图1，根据本发明的盘状装置的实例的顶视图。

图1a，b图1装置的放大的细节。

图2，一般使用的，根据本发明的夹心样结构的不同的单个元件或组分的图解和放大的剖面图。

图2a，装置的一种可能的实施方案的变异形式以装配的状态和以分解的形式的剖面图。

图2b，根据本发明的装置的另一实施方案的变异形式从装配的状态和分解的形式的剖面图。

图2c，根据本发明的装置的再一实施方案的变异形式以装配的状态和分解的形式的剖面图。

图3a，以剖面图形式图解描述了应用于本发明的装置的一种可能的原位测量方法。

图3b，以剖面图形式图解说明了用带盖的装置来测量杀死物质的另一测量的方法。

图4a，以剖面图形式图解说明了根据本发明的装置的一个实施方案的变异形式。

图4b，以剖面图形式图解说明了根据本发明的通过磁场耦合的装置的一个实施方案的变异形式。

图5a，以俯视图形式图解说明了根据本发明的盘状环形安装的装置。

图5b，类似于致密盘而安装的另一实施方案更异形式的俯视图，和

图6，以透视图形式图解说明了根据本发明的装置在研究不同类型的辐射在一样品体系中作为协同效应对于暴露的机体的生物学效应中的可能的应用。

图1从俯视图形式显示了“致密细胞培养盘”或细胞培养板的实例，其具有微室，正如图1a和1b所示的两个实施方案变异形式。盘1的结构将参见下面图2得到进一步的详细说明。在盘1的中心区安装有根据本发明的微室或微型实验室17或18，每一个都具有对外界可密封的所谓的小池，在每一微室或在每一小池的中心都可放入待培养的细胞或细胞培养物。由于制造工艺的原因，盘1在其边缘区具有凹槽(Aussparung)即槽(Einkerbung)19，其目的在下列槽描述中十分明显。

图1中描述的微室17的装置仅表示了一种实例，应当认为，可能以任何其他合意的方式将微室11安装在盘1上，从下面所述的图5a和5b中十分明显。

附图1a和1b中是截取了图1中的盘1的部分，其描述了很多微室17，在图1b的微室中提供了在其中央具有细胞亲和性的表面18，这里图1a的微室所没有的。不同类型，部位和型式和在不同位置或其他细胞亲和结构的这样的表面，如自由流动颗粒亦可采用。

参见图2，以及2a至2c，以剖面图形式说明了根据本发明的可能装置的不同的实施方案的变异形式，图2概要说明了设计用于所述装置的结构的组成部分或个各元件。就所提供的装置的结构而言，如图2所示，被穿孔成蜂窝状或穿孔状的金属，陶瓷，或合成材料覆膜，以及可例如由Teflon，聚苯乙烯或其它合适的，优选光可透过的材料构成的半透壁5被安装。为形成微室或小型实验室，使用合适的网格状或蜂窝状基体(Matrize)6，该基体由三维稳定材料，如合成材料，金属陶，或复合材料或加固硬聚合物(verstrktem Duromeren)。但该基体还可由硅片通过氧化或蚀割处理加工而成，如图2中提及，用参考号8所示的。在这种情况下，氧化的或蚀刻的硅基体优选装有透明石英层。

作为基底6的底座，可采用例如硅片7，该硅片提供了细胞亲和性表面18，在该表面上可放置待培养的细胞。该底座亦可作为用氧化或蚀刻方法处理而成的硅片的一部份，正如上述的图2中用8表示的硅片，但是底座7除了可用硅制成外，还可用石英或玻璃或其他合适材料制成。该硅底座优选地覆以薄的琼脂糖多聚物层，在该琼脂糖薄层上敷设了细胞亲和性斑18，其由例如钯构成。与钯不同，琼脂糖不具任何细胞亲和性。所述钯斑特别适用于单个细胞的培养和克隆。所谓的钯岛技术在此不再进一步讨论，在相关的单个细胞的最佳培养的先有技术中这是众所周知的。仅参见下述文献：U.Amald，B.Larson，Hadrontherapy，Como，Italy，18-21，1993年10月，Excerpta Medica，International Congress Series 1077，1994.Elseuier，pp735。应当理解其他类似过程亦可用于该目的。

取决于所选择的装置，可能将夹心结构通过磁而耦合，这就是提供磁片9的原因。符号9所示的磁片可以是平面的或者以蜂窝式穿孔状而穿孔的，如以10表示的，如果通过该磁片而进行光学分析，则后一种磁片是必需的。

为了贮存，处理和随后运输本发明的夹心样装置或分析结构，提供了容器11，可以是例如至少在一侧有观察窗的特制钢盒。

图2a中，以剖面图形式显示了包含装置12的容器11。为了更好地理解，以分解图展示了装置12，清楚地显示了图2所用的各个组成部分。结构或装置12对应于图16中沿A-4线的部分。

结构或装置12首先包含蜂窝或穿孔形式的硅片，它可以与石英膜(Quarzfolie)或石英片(Quarzscheibe)8组合。硅片8的穿孔状开口可由硅片氧化或蚀刻而得。石英表面优选地覆以琼脂糖聚合物层，这种材料不具细胞亲合性。根据图2a的结构还包含覆盖蜂窝的膜5和以蜂窝形式安装的镍箔(Nickelfolie)4，其中蜂窝结构与硅片8叠合。为了将根据本发明的结构或装置偶合，与硅蜂窝相对，在石英层上放置了磁片10，该磁片亦具有与硅蜂窝叠合的相应开口，通过金属箔和磁片的安装，该安装通过磁力偶合。最后，为贮放可靠，将装置12放入容器11，容器11由例如特制钢构成，并贮存在此，该特制钢盒将在其一边或两边具有窗样开口，该开口与硅蜂窝结构叠合。窗样开口用于通过合适的分析仪器21或21a来分析或观察装置或结构或置入其中的细胞或细胞培养物。特别如组装结构所示，作为细胞亲和性结构的实例，分隔的小室在其石英表面的中心具有钯岛18。

在钯岛上可粘着单细胞23，在此开始细胞培养。分隔的小室被置入各种液体，例如血清，营养物质，活性因子等。因为该结构被半透壁5覆盖或密封，在培养过程中可能向小室中加入其他物质。该半透膜由例如Teflon，聚苯乙烯或其他合适的透明材料构成。

在图2b中，以组装的形式或以分解形式，以剖面图详尽图解说明了本发明的另一装置。细节大概对应于图1b中的A-A部分。然而，在图2b中没有细胞置入该构造上。在根据图2b的装置或结构中，在硅片7上放置了由例如聚碳酸酯构成的基体6。而且，基体仍由膜5覆盖，整个的装置通过金属箔和磁片借助于磁力偶合。为了贮存放装置，仍使用容器11，然而在图2b的实例中，分析仪器置于上方，通过容器11的盖，借助于测量仪器21而提供。在本实例中，如果硅片被装由琼脂糖层将是有利的。而且，在琼脂糖层上装有钯岛18，用以放置相应的细胞。

应当理解，根据图2a的结构12和根据图2b的结构13可能选择十分不同的尺寸，以实现分隔的微室，然而，例如如下的尺寸被证明是合适的：硅片半径：大约10-20cm硅片厚度：0.3-1mm琼脂糖层厚度：＜10μ

优选以环形排列的微室内径：大约0.5～5mm。在分隔的微室间的蜂窝的结构壁厚：大约0.2mm；蜂窝结构的壁的高度：大约0.1～2mm。钯岛半径：大约0.3mm例如以Teflon构成的多聚物覆层或半透膜之厚度＜10μ

图2c以剖面图形式详细说明了根据本发明的装置14的可能方案的变异形式，提供了这种变异形式用以例如从容器11的底端进行测量，观察和分析测量的方法。该结构具有装在容器11的底上的硅石英片8，金属箔4和膜5。该结构被磁片9所覆盖，该磁片同时构成了容器或特制钢盒11的盖。

根据本发明描述的致密细胞培养装置或结构12或14，包含图2a至2c详细描述的微室结构，特别适用于含义多个不同细胞的肿瘤研究。在此，首先将肿瘤样品(活检)分割成细胞团块，然后分散或单细胞。实际经验表明必须观测相当大量的这样的单细胞。这样的样品大约有100,000至1,000,000个单细胞，因此，合意地在研究至少几千个分隔开的样品从获得对于肿瘤样品的明确的认识。这样的细胞活检的分离和分散是已知的。

通过上述分散获得的单个细胞，放入单个的、尚未密闭的小池17中。最后，蜂窝结构借助于半透壁5而与外界封闭。虽然，其朝向上述钯岛18。当注入和封闭小室17之后，一般来说，标准的低分子生长组分或营养物通过覆膜而加入。

本发明所述的装置或结构的优点在于，其包含多个致密的、生物学上无菌的微型实验室其具有以下便利：

1.将待培养的所需数目的单细胞(来自于数千数目的样品)植入单个的自我封闭的小室，随后，可以可视地或借助于仪器观察和分析。

2.在最佳光学条件下，借助于正像的或反转的传统的或聚集的激光扫描显微镜进行培养物和它们生长的培养基的形态和分光观察。

3.加入标准的低分子培养基组分，例如缓冲液营养物或抗生素的能力。

4.通过半透膜移去由活的生长的细胞产生的废物。

5.通过半透膜供给单个小室呼吸或其他气体。

6.持续地或暂时地加入低分子量活性物质例如药剂或有毒的环境因子。

7.在植入时，或在任何其它时间通过经覆膜微注射而对于每一培养物单独地进行生物化学和假如相关的微生物学环境控制。

8.在任何时间通过暴露于外部而协同地或分别地影响非化学测试方式，如离子化或非离子化辐射。

9.共同的或分别的温度控制。

10.在非无菌环境中，在贮存、运送、处理、和分析及观察过程中为培养物提供无菌条件。

在图2a至2c中图解说明了显微镜或其他光学仪器21或21a，从说明单个小室中的细胞在观察过程中是被任何观察和分析的。已经发现例如健康的细胞形式，即所谓的“单层细胞”可以用简单的方式用传统的显微镜观察，而所谓的转化细胞(“肿瘤细胞”)可形成“多层细胞”结构，其最好何以用共聚焦显微镜观察或分析。

根据本发明定义的致密细胞培养板的实观是基于细胞培养微室的新的构建原则，和这样的微室的排列，借此，单个活细胞，细胞群或细胞的结构化体系，例如小的多细胞生物体或肿瘤或组织外植体的有限的或大规模的，手工的或自动的分离，培养，表征和记录成为可能。

根据本发明描述的致密细胞培养板以简单的盘样部件以夹心结构构建而成，具有巨大的应用和实际操作的优越性。其一，它相当小而且致密，另外，极大量的信息贮存其上，可以一种其简单的方式，具有高精确度被分析和调用。例如，这样的细胞培养板或盘可与激光唱盘一样插入分析仪器或加工仪器，通过精确设定的坐标特定地精确分析和影响特定的细胞小室。以此种方式可以相对快速地扫描很多微室，可以任何合意的方式或系统地，例如通过该盘的逐步径向或方位角移动进行扫描。

就根据本发明的要求权利保护的致密细胞培养板而言，其多种应用是显而易见的。例如在分子或细胞遗传学，在微生物学，在肿瘤生物学、毒理学，药理学和放射生物学中的应用。这种“致密细胞培养盘”(CCCD)适于生物技术，临床医药，或环境技术领域的自动化常规应用，而且用于，例如用于技术领域。巨大提高的容量，精确度，可重复性和无菌性允许以手工方式和以计算机控制方式进行所谓的“细胞克隆”，即，单个克隆的分离，培养，表征和记录。

图3a和3b中图解说明了两种可能的测量或分析的方法。按照这种方法，细胞和细胞培养物(待培养的，和已经培养的)可能被观察或分析。图3a以剖面图形式图解说明了根据本发明的装置，其具有可从上方接近而进行测量的微室或微型实验室17。单个细胞斑23的观察和分析因而在培养过程中发生于原位。例如通过一个光学仪器21，应当理解：其他的分析仪器亦可以采用。在培养过程中，该测量方法便于应用，因为其可重复任意次。因而整个致密细胞培养板或盘1被扫描，以扫描一个特定的选择，或扫描装置上的所有小室17。与之相反，在图3b中，为了终局的高度精确的测量，或为清除(Abclren)物质，起始结构的盖被除去，细胞培养物或培养的生物样品以死的，固定的，非强制性地冷冻干燥或焚化物质25形式出现。被杀死物质的测量或分析通过发生在箭头标明方向的质子或中子辐射而进行。这种测量方法高度优选性在于，一方面，它提供了高度准确的结果，在另一方面，由于光线几乎平行地照射到待观察的物质上。没有散射到相邻的底座上，如硅片上。在先有技术中，利用中子和其他粒子辐射，或义光辐射或热中子辐射的测量技术是众所周知的。

与图2a至2c中分解形式描叙的微室结构或装置12至14相反(在此它们通过磁力以夹心形式耦合在一起)。应当理解亦可能以传统形式通过粘合而固定来生产这样的装置或结构。在如图4分解指述的情形下，在此处发生的磁场被观察为细胞培养的干扰时，这一点是特别重要的。如果夹心结构是通过磁场耦合在一起，这可能是一种潜在的缺点，而且，由于这个原因，生产一种如图4a所图示的，不存在任何磁场的根据本发明致密细胞培养板或一种装置或结构的需求是潜在的。这样的致密细胞培养板优选地按下述步骤进行：

1.制造一种相对刚性材料的蜂窝状结构或基体6，例如聚碳酸酯，硅，陶或Teflon包被的镍，优选地具有环状穿孔，其用于形成微室17。在此优选地选择高装填密度，这样可以在最小空间内形成最大数目的微室17。

2.网格状或蜂窝状结构或基体通过粘合在由例如Teflon或聚苯乙烯的多聚物膜5上而固定。作为用于粘合的物质，可采用例如硅氧烷衍生物或UV-固化的聚合物。聚合物膜形成了上述的，优选半透的，任何合意的单个小室17的盖5。

3.用营养液，血清，活性因子等填充单个小池17。

4.将单个细胞置于上面敞开的小室11中。

5.向例如具有大约10cm半径的硅片或玻璃板上，最初放置一薄的聚合物(例如由琼脂糖构成)。与蜂窝结构相一致，在硅片或在琼脂糖层上铺敷或放置钯岛或其他结构。

6.以此方式制造的硅片被放置在上述蜂窝结构上，蜂窝结构和硅片具有刻痕或凹槽19(图1)，这样硅片和蜂窝结构叠合放置。硅片和蜂窝结构通过例如硅树脂滑油而粘合固定。

7.最后，以此方式生产的本发明的装置或致密细胞培养板旋转180°至图3的位置，这样，硅片做为底座23。

或者存在着这样的可能性，在另一方面，合成材料膜与蜂窝结构与硅片不是通过粘合而固定，而是采用上述的磁。为此目的，在蜂窝结构制造过程中(其一边仍然敞开)，根据图2，形成半透壁的聚合物膜放置在网格状镍或特别钢箔上，其与蜂窝穿孔一致，亦具有穿孔。而且，通过金属箔和聚碳酸酯蜂窝结构的凹槽19，可保证通过镍或金属箔看到单个小室17。将硅片7放置在硅片后侧之后，放置磁片9这样以此种方式形成的装置或致密细胞培养夹心结构通过磁力而耦合。最后，以这种方式形成的致密细胞培养板旋转180°，借此单个小室17通过箔上的穿孔可视，因而可用于分析或加工。或者是，除磁箔以外，可以生产不是由聚合物而是由镍或其他磁性材料形成的蜂窝状结构。

在图5a中展示了所谓“致密细胞培养盘”的另一实例，除了相对狭窄的边缘部分之外，整个板提供了蜂窝状结构或单个的微室。以此种方式，可能在一个盘上放置多于8,000个微室，盘的直径是10cm，单个微室的直径是0.8mm。

图5b展示了特别适于贮存，培养和分析细胞或细胞培养物或其他不同测试体系的生物样品的本发明的“致密细胞培养盘”的另一实施方案。可能例如将来自第一样品的细胞加入结构的33区，而来自第二样品的细胞加入结构的单个小室或小池或35区，等。在放置在这些主要区域之间的中央区34或44，可以放置参比细胞，亦可能培养或观察仅需要相对少量的培养的细胞。

最后，在图6中展示了一种特别适用于放射研究和放射区学的本发明描述的装置的应用。如图6所示，向装满水的模型结构31中，放置了根据本发明制备的单个致密细胞培养盘1。可作为在不同致密细胞培养板上的多种样品系统式样品的坐标的一个函数来研究生物学效应。因此，这种情况发生在包含致密细胞培养板的模型结构31暴露于电磁场，X射线，中质子，中子或任何其他辐射30的时候。单个微室17放置在模型结构31的坐标体系的位置不同决定了对于通过结构31传导的波的不同的暴露。

应当理解：细胞培养装置，即在图1至6图解的并根据本发明定义的“致密细胞培养盘”仅是可能以任何合意途径改变，修饰，补充的实例。特别是，可能不使用上述尺寸，而使用其他尺寸，不使用上述材料，而使用其他合适的材料。因而可能不使用钯，而使用其他合适的惰性金属，其他有机物质，或化学固定配基。不使用聚碳酸酯，而使用其他适合的，优选透明的疏水聚合物，金属，半导体或绝缘材料。除了Teflon和聚苯乙烯外，作为半透覆盖层可以选用其他用于生产全透，半透，或不透壁的材料。在硅片上使用琼脂糖是特别合适的，因为琼脂糖是惰性的，在细胞生长过程中，被细胞躲避。但是应当认为亦可能使用具有合适性能的材料来包被硅片。最后亦可以使用透明板(石英或其他玻璃)或由聚碳酸酯或由其他对水吸收度很低，热稳定，三维稳定，强度高的聚合物构成的板，而不使用硅片。多种复合物结构亦是相关的，例如用于具有微穿孔、装有石英窗的硅的蜂窝结构。

根据本发明限定的可能的应用是没有限制的。除了所描述的应用的便利之外，这种致密细胞培养盘特别适用于航天。例如，可将受度的细胞或细胞培养物放置于本发明限定的致密细胞培养盘置于太空条件，以研究失重条件、宇宙辐射等在细胞培养期间对单个细胞的影响。

非常主要的，可以选择多种材料用于培养细胞的装置，借此便利地将多个微室装置到底座上，微室彼此分离，通过优选半透壁与环境隔绝开，并通过合适的窗开穿孔进行观察。

Claims (19)

1.用于培养细胞和/或其他生物样品的装置，其特征在于由多个覆有薄膜的小池(17)构成的多个微室，它们彼此分离，通过具有选择限定的通透性的壁(5)与环境隔绝，其中被壁(5)覆盖的微室或小池(17)置于至少是近似于平滑的盘状平面底座(7)上，其中的微室或小池由夹心结构限定或形成，其中夹心结构由彼此匹配或彼此适应的叠合盘状或片状元件或壁构成，其中为形成微室，一个或多个盘，片，或壁具有带有穿孔的蜂窝或基体样结构(6)。

2.如权利要求1所要求的装置，其特征在于，该底座由薄的，平面平行的，优选具有光学优越性和质量均一的平滑的盘构成。

3.如权利要求1或2之任一所要求的装置，其特征在于，由置于底座(7)之上且与之固定连接的蜂窝状网格结构或基体(6)形成至少一部分微室或小池(17)，其中与底座(7)反向(entgegengestzt)的小室(17)或网格间隙的开口可以通过优选的半透膜(5)或薄膜覆盖或闭合，其中膜形成的壁具有选择限定通透性。

4.如权利要求1至3之任一所要求的装置，其特征在于单个的小室或小池(17)环形地安置，半径是大约0.2至5mm，而且，至少一部分小室以蜂窝状结构排列。

5.如权利要求1至4之任一所要求的装置，其特征在于底座(7)被不具有细胞亲和性的透明凝胶或聚合物层覆盖，小池(17)被置于凝胶或聚合物层上。

6.如权利要求1至5之任一所要求的装置，其特征在于，在放置在底座或凝胶或聚合物层之上的每一小室底上，安置有以点或岛的形式安装的一个斑(18)，该斑由适于细胞培养的薄层构成。

7.如权利要求1至6之一所要求的装置，其特征在于，小室壁或网格结构(6)由刚性的和三维稳定的材料构成，例如特别是聚碳酸酯，硅，金属材料，陶磁或复合材料。

8.如权利要求1至7之一所要求的装置，其特征在于，半透覆膜(5)由聚合物材料构成，例如Teflon，聚苯乙烯或聚碳酸酯，具有可选择的通透性。

9.特别如权利要求1至8之一所要求的装置，其特征在于，环状盘具有大约5至20cm半径，具有一个中央穿孔，以将盘放置在显微镜，测量仪器或加工仪器的支架上。

10.如权利要求1至9之一所要求的装置，其特征在于，装置或结构通过磁性装置以夹心形式耦合。

11.如权利要求1至10之一所要求的装置，其特征在于，装置被置于容器(11)中，在其一侧或两侧具有可透光的开口，以在装置置于容器中的情况下进行测量。

12.权利要求11的装置，其中，容器是特制钢盒.

13.用于生产培养细胞或其他生物样品的装置的方法，其特征在于以下步骤：

-形成网格或蜂窝样结构(6)，其包含作为单个细胞或生物样品的开放的培养空间的以间隙或穿孔形式存在的微室或小池(17)，即，用于形成微室或小池(17)，

-将网格或蜂窝样结构加在并连结在半透膜(5)或覆层上，

-向其下部由半透膜或覆层封闭的单个微室或小池(17)注入营养物质，血清，活性因子和/或其他液体或溶解的或可溶的组分，

-将生物样品(23)放在单个微室或小池(17)中，将盘样板用作底座(7)，以封闭与半透膜或覆层(5)处于相对位置上的微室或小池(17)，

以及将形成的装置旋转180°。

14.如权利要求13所要求的方法，其特征在于，半透壁与蜂窝状或网格状结构通过硅衍生物或UV固化材料固定地连接。

15.如权利要求13或14所要求的方法，其特征在于，盘样底座(7)由硅，石英或玻璃制成，然后被缺乏细胞亲和性的透明凝胶或聚合物层包被，最后铺敷细胞亲合性的点或岛-样斑(18)，其与结构(6)的间隙或穿孔(17)几何学地叠合，借此随后底座与结构叠合地相连结，这样，斑将基本上处于间隙或穿孔的中央。

16.如权利要求15所要求的方法，其中，缺乏细胞亲和性的透明凝胶或聚合物层是琼脂糖层.

17.如权利要求13至16之一所要求的方法，其特征在于，底座和结构借助于油脂样物质，而固定地彼此相连。

18.如权利要求17的方法，其中油脂样物质是硅树脂滑油。

19.如权利要求13至16之一所要求的方法，其特征在于，覆层(5)被置于金属板或箔上，该板或箔具有在几何学上对应于所述结构的是隙或穿孔的穿孔，然后，在敷设结构(6)和底座(7)之后，将磁铁以与结构相对的位置放置于底座上，这样，装置通过由磁铁造成的金属板或箔的吸引而耦合，最后将装置旋转180°。

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