RU2588376C2 - Plate configured for turning to form hanging droplets for cell culture - Google Patents
Plate configured for turning to form hanging droplets for cell culture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588376C2 RU2588376C2 RU2013144195/10A RU2013144195A RU2588376C2 RU 2588376 C2 RU2588376 C2 RU 2588376C2 RU 2013144195/10 A RU2013144195/10 A RU 2013144195/10A RU 2013144195 A RU2013144195 A RU 2013144195A RU 2588376 C2 RU2588376 C2 RU 2588376C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- holes
- drop
- cells
- drops
- Prior art date
Links
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract description 34
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 claims abstract description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 claims abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 claims description 120
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 50
- 210000001671 Embryonic Stem Cells Anatomy 0.000 claims description 41
- 210000002242 Embryoid Bodies Anatomy 0.000 claims description 39
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 14
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 7
- 230000002588 toxic Effects 0.000 claims description 7
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims description 7
- 230000002107 myocardial Effects 0.000 claims description 5
- 230000001413 cellular Effects 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 abstract 1
- 239000002609 media Substances 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 4
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 2
- 239000006143 cell culture media Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth media Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к пластине, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с независимым пунктом.The present invention relates to a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with an independent paragraph.
Принято считать, что клетки, культивируемые в трехмерной конфигурации, физиологически более уместны, чем клетки в классических двухмерных (монослой) культурах в большинстве сфер применения и пробах, например, при обнаружении наркотиков или в пробах на токсичность. Капли клеточной питательной среды были предложены для образования таких трехмерных клеточных совокупностей. Капли клеточной питательной среды с взвешенными клетками помещаются в культуральную ячейку или лунку в такой пластине, затем пластину переворачивают. Так как нет подложки, к которой клетки могут прилипнуть, клетки скапливаются на вершине висячей капли и образуют трехмерную клеточную совокупность. Если используются зародышевые стволовые клетки, эти стволовые клетки опускаются к вершине капли, где образуют трехмерную клеточную совокупность, именуемую эмбриоидным телом.It is generally accepted that cells cultured in a three-dimensional configuration are physiologically more relevant than cells in classical two-dimensional (monolayer) cultures in most applications and samples, for example, when drugs are detected or in samples for toxicity. Drops of cell culture medium have been proposed for the formation of such three-dimensional cell aggregates. Drops of a cell culture medium with suspended cells are placed in a culture cell or well in such a plate, then the plate is turned over. Since there is no substrate to which the cells can adhere, the cells accumulate at the top of the hanging drop and form a three-dimensional cell aggregate. If germ stem cells are used, these stem cells descend to the top of the drop where they form a three-dimensional cell population called the embryoid body.
Пластина с висячими каплями, в переворачивании которой нет необходимости, показана в заявке WO 2010/031194. Пластина, представленная в этой ссылке, содержит корпус, первую и вторую копланарные поверхности и множество каналов, пронизывающих корпус перпендикулярно от первой (верхней) поверхности ко второй (нижней) поверхности. Канал содержит воронкообразную впускную ячейку рядом с первой (верхней) поверхностью, перевернутую воронкообразную культуральную ячейку рядом со второй (нижней) поверхностью, и капиллярную часть, расположенную между впускной ячейкой и культуральной ячейкой. Предусмотрены рельефные структуры в виде отдельных ободков, выступающих из второй (нижней) поверхности корпуса и окружающих каждую культуральную ячейку. Эти ободки предотвращают растекание капель жидкости.A plate with hanging drops, which is not necessary to be turned over, is shown in WO 2010/031194. The plate provided in this link contains a housing, a first and second coplanar surface and a plurality of channels permeating the housing perpendicularly from the first (upper) surface to the second (lower) surface. The channel contains a funnel-shaped inlet cell near the first (upper) surface, an inverted funnel-shaped culture cell near the second (lower) surface, and a capillary portion located between the inlet cell and the culture cell. Relief structures are provided in the form of separate rims protruding from the second (lower) surface of the body and surrounding each culture cell. These rims prevent liquid droplets from spreading.
Ввод жидкости, содержащей клетки, в культуральную ячейку осуществляется через впускную ячейку и капиллярную часть. В качестве примера, жидкую питательную среду, содержащую стволовые клетки, можно ввести таким образом в культуральные ячейки, и затем пластину с висячими каплями можно выдержать в термостате в течение заданного времени, чтобы клетки соединились для образования трехмерных эмбриоидных тел. Если через некоторое время необходимо подать свежую жидкую питательную среду, это осуществляется отсасыванием «старой» жидкой питательной среды через впускную ячейку и капиллярную часть (например, с помощью пипетки) и затем подачей «свежей» жидкой питательной среды способом, описанным выше.The introduction of fluid containing cells into the culture cell is carried out through the inlet cell and the capillary part. As an example, a liquid nutrient medium containing stem cells can be introduced in this way into the culture cells, and then the plate with hanging drops can be kept in a thermostat for a predetermined time so that the cells combine to form three-dimensional embryoid bodies. If after some time it is necessary to supply fresh liquid nutrient medium, this is done by suctioning the "old" liquid nutrient medium through the inlet cell and the capillary part (for example, using a pipette) and then supplying the "fresh" liquid nutrient medium in the manner described above.
Хотя пластина, описанная в заявке WO 2010/031194, в основном, является подходящей для культивирования клеток с целью образования трехмерных клеточных совокупностей, имеются возможности для усовершенствования. Например, чтобы отсосать старую жидкую питательную среду через впускную ячейку и капиллярную часть, необходимо иметь отсасывающее устройство (например, пипетку), которое должно плотно прилегать к стенкам впускной ячейки для осуществления надлежащего отсасывания. То же самое применимо к последующей подаче свежей жидкой питательной среды. Однако, более важно, чтобы только ограничивалась стабильность висячей капли в соответствующей культуральной ячейке. Другой недостаток заключается в том, что жидкость может испаряться через открытую впускную ячейку с неконтролируемой скоростью.Although the plate described in WO 2010/031194 is generally suitable for culturing cells to form three-dimensional cell assemblies, there is room for improvement. For example, in order to suck out the old liquid nutrient medium through the inlet cell and the capillary part, it is necessary to have a suction device (for example, a pipette) that must fit snugly against the walls of the inlet cell for proper suction. The same applies to the subsequent supply of fresh liquid nutrient medium. However, it is more important that only the stability of the hanging drop in the corresponding culture cell is limited. Another disadvantage is that the liquid can evaporate through an open inlet cell at an uncontrolled speed.
Следовательно, целью изобретения является создание пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель для культивирования клеток, которая решает все вышеупомянутые проблемы, относящиеся к стабильности висячих капель и испарению жидкости. Также дополнительная подача или замена жидкой питательной среды должна быть проста для выполнения.Therefore, it is an object of the invention to provide a plate adapted to be turned over to form hanging droplets for cell culture, which solves all of the above problems related to the stability of hanging droplets and the evaporation of a liquid. Also, the additional supply or replacement of a liquid nutrient medium should be simple to perform.
Для достижения вышеупомянутой(тых) цели(лей) в соответствии с настоящим изобретением предлагается пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, как она охарактеризована признаками независимого пункта, направленного на такую пластину, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель. Дополнительные варианты выполнения пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, являются предметом зависимых пунктов.In order to achieve the aforementioned goal (s) in accordance with the present invention, there is provided a plate configured to be turned over to form hanging drops, as it is characterized by features of an independent item aimed at such a plate made to be turned over to form hanging drops. Additional embodiments of the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, are the subject of dependent clauses.
В частности, предлагается пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, содержащая заданное количество ячеек с каплями, каждая из которых может принимать каплю жидкости. Соответствующая ячейка для капли содержит круговой микрожидкостный смачивающий барьер, выполненный с возможностью окружения полости ячейки для капли и предотвращающий растекание капли за пределы микрожидкостного смачивающего барьера. Более того, соответствующая ячейка содержит закрытое дно и, по меньшей мере, один дополнительный круговой микрожидкостный смачивающий барьер, каждый дополнительный круговой микрожидкостный смачивающий барьер выполнен с возможностью окружения предыдущего окружного микрожидкостного смачивающего барьера, при этом смачиваемый участок располагается между двух рядом расположенных микрожидкостных смачивающих барьеров.In particular, it is proposed a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops, containing a given number of cells with drops, each of which can take a drop of liquid. The corresponding droplet cell comprises a circular microfluidic wetting barrier configured to surround the cavity of the droplet cell and preventing the droplet from spreading beyond the microfluidic wetting barrier. Moreover, the corresponding cell contains a closed bottom and at least one additional circular microfluidic wetting barrier, each additional circular microfluidic wetting barrier is configured to surround the previous circumferential microfluidic wetting barrier, while the wetted portion is located between two adjacent microfluidic wetting barriers.
Конфигурация закрытого дна культуральных ячеек наряду с круговым смачивающим барьером служит для повышенной стабильности капель, свисающих из соответствующих культуральных ячеек, в частности, при сравнении с пластинами с висячими каплями, показанными в WO 2010/031194, и считается, что это происходит благодаря отсутствию доступа воздуха в противоположность пластине с висячими каплями, показанной в WO 2010/031194, в которой имеется доступ воздуха во впускной ячейке. Также благодаря отсутствию доступа воздуха испарение жидкости значительно снижается.The configuration of the closed bottom of the culture cells along with the circular wetting barrier serves to increase the stability of droplets hanging from the respective culture cells, in particular when compared with plates with hanging drops shown in WO 2010/031194, and this is believed to be due to the lack of air access in contrast to the plate with hanging drops shown in WO 2010/031194, in which there is air access in the inlet cell. Also, due to the lack of air access, the evaporation of the liquid is significantly reduced.
Дополнительно, хотя пластину, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель следует снова переворачивать для дополнительной подачи капли жидкой питательной среды к капле, уже содержащейся в культуральной ячейке, для образования капли большего размера, это можно осуществить простым и удобным способом. Во-первых, это происходит благодаря достаточной стабильности капли и, во-вторых, благодаря дополнительному круговому микрожидкостному смачивающему барьеру и смачиваемому участку между дополнительным микрожидкостным смачивающим барьером и предыдущим микрожидкостным смачивающим барьером, что позволяет легко ввести дополнительную каплю жидкой питательной среды. Образованная таким образом капля большего размера защищена от растекания упомянутым дополнительным микрожидкостным барьером, чтобы поддерживалась достаточная стабильность капли большего размера после повторного переворачивания пластины для получения конфигурации с висячими каплями. Как правило, количество дополнительных микрожидкостных смачивающих барьеров не ограничивается, однако в практических вариантах осуществления можно использовать только один или два дополнительных микрожидкостных смачивающих барьера.Additionally, although a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops should be turned over again to additionally supply a drop of liquid nutrient medium to a drop already contained in the culture cell to form a larger drop, this can be done in a simple and convenient way. Firstly, this is due to the sufficient stability of the droplet and, secondly, due to the additional circular microfluidic wetting barrier and the wettable area between the additional microfluidic wetting barrier and the previous microfluidic wetting barrier, which makes it easy to introduce an additional drop of liquid nutrient medium. The larger droplet thus formed is protected against spreading by the mentioned additional microfluidic barrier so that the stability of the larger droplet is maintained after repeated flipping of the plate to obtain a hanging droplet pattern. Typically, the number of additional microfluidic wetting barriers is not limited, however, in practical embodiments, only one or two additional microfluidic wetting barriers can be used.
В одном варианте осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, соответствующими культуральными ячейками являются лунки, а в другом варианте осуществления ячейки с каплями могут образовываться плоской поверхностью (окруженной микрожидкостными смачивающими барьерами соответственно).In one embodiment of a plate configured to be flipped to form hanging drops according to the invention, the respective culture cells are wells, and in another embodiment, the cells with drops may form a flat surface (surrounded by microfluidic wetting barriers, respectively).
В дополнительном варианте осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, круговой микрожидкостный смачивающий барьер представляет собой круговую кромку, и, по меньшей мере, один дополнительный круговой микрожидкостный смачивающий барьер представляет собой, по меньшей мере, одну дополнительную круговую кромку. Каждая дополнительная круговая кромка выполнена с возможностью окружать предыдущую круговую кромку, при этом смачиваемый участок находится между двумя рядом расположенными круговыми кромками. В дополнительной версии этого варианта две соседние круговые кромки расположены ступенями.In an additional embodiment of the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, the circular microfluidic wetting barrier is a circular edge, and at least one additional circular microfluidic wetting barrier is at least one additional circular edge. Each additional circular edge is configured to surround the previous circular edge, wherein the wetted portion is between two adjacent circular edges. In an additional version of this embodiment, two adjacent circular edges are arranged in steps.
В дополнительном варианте пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, сделана из отдельно изготовленной пластины, имеющей заданное число отверстий, и соответствующего заданного числа отдельно изготовленных лунок, образующих ячейки для капли, при этом каждая отдельно изготовленная лунка запрессована в соответствующее отверстие отдельно изготовленной пластины. Это предусматривает простоту изготовления и пластины, и лунок, которые можно сделать из полистирола или другого подходящего материала. Отдельно изготовленные пластины и лунки можно легко собрать запрессовыванием лунок в отверстия. Хотя ультразвуковая сварка лунок к внутренней поверхности пластины также является вариантом (в этом случае пластина может не содержать отверстия), запрессовывание лунок в отверстия является предпочтительным, поскольку ультразвуковая сварка может затруднить проведение микроскопического анализа содержимого лунок.In an additional embodiment, the plate, made with the possibility of turning over to form hanging droplets in accordance with the invention, is made of a separately manufactured plate having a predetermined number of holes and a corresponding predetermined number of separately made holes forming a drop cell, each individually made hole being pressed into corresponding hole of a separately manufactured plate. This provides for the ease of manufacture of both the plate and the holes, which can be made of polystyrene or other suitable material. Separately made plates and wells can be easily assembled by pressing holes into holes. Although ultrasonic welding of the holes to the inner surface of the plate is also an option (in this case, the plate may not contain holes), press-fitting the holes into the holes is preferable, since ultrasonic welding can make it difficult to microscope the contents of the holes.
В дополнительном варианте пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением отдельно изготовленные лунки запрессованы в отверстия со стороны пластины, образующей наружную поверхность пластины. Это предусматривает простоту сборки пластины и лунок, что можно выполнить автоматически. В предпочтительном варианте пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, может содержать 24 лунки, 96 лунок или 384 лунки.In an additional embodiment of the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, separately made holes are pressed into the holes from the side of the plate forming the outer surface of the plate. This provides for easy assembly of the plate and wells, which can be done automatically. In a preferred embodiment, the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, may contain 24 holes, 96 holes or 384 holes.
В другом варианте пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, круговой микрожидкостный смачивающий барьер представляет собой круговой ободок, и, по меньшей мере, один дополнительный микрожидкостный смачивающий барьер представляет собой дополнительный круговой ободок, каждый дополнительный круговой ободок окружает предыдущий круговой ободок, при этом смачиваемый участок находится между двумя рядом расположенными круговыми ободками. По одной версии этого варианта осуществления находящиеся рядом круговые ободки расположены в виде ступеней, а по другой версии этого варианта осуществления круговые ободки расположены на плоской поверхности.In another embodiment of the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, the circular microfluidic wetting barrier is a circular rim, and at least one additional microfluidic wetting barrier is an additional circular rim, each additional circular rim surrounds the previous a circular rim, while the wetted portion is located between two adjacent circular rims. According to one version of this embodiment, the adjacent circular rims are arranged in steps, and according to another version of this embodiment, the circular rims are located on a flat surface.
Дополнительный аспект изобретения относится к комплекту пластин для переноса трехмерных клеточных совокупностей, культивированных в висячих каплях, из пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в принимающую пластину, содержащему пластину, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, как описано выше, и принимающую пластину. Пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, имеет заданное число ячеек или лунок для капель, а принимающая пластина имеет число лунок, соответствующее заданному числу ячеек или лунок для капель пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель. Пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, и принимающая пластина собраны таким образом, чтобы в собранном состоянии лунки принимающей пластины были выполнены с возможностью совмещения с ячейками или лунками для капель пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель. Такой комплект позволяет легко перенести трехмерные клеточные совокупности из пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, в лунки принимающей пластины путем центрифугирования комплекта.An additional aspect of the invention relates to a set of plates for transferring three-dimensional cell assemblages cultured in hanging drops from a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in a receiving plate containing a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, as described above, and the receiving plate. A plate made with the possibility of turning over to form hanging drops has a predetermined number of cells or holes for drops, and a receiving plate has a number of holes corresponding to a given number of cells or holes for drops of a plate made with possibility of turning over for forming hanging drops. The plate made with the possibility of turning over to form hanging drops and the receiving plate are assembled so that, in the assembled state, the holes of the receiving plate are adapted to be combined with cells or holes for drops of the plate made with the possibility of turning over to form hanging drops. This kit allows you to easily transfer three-dimensional cell aggregates from a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in the wells of the receiving plate by centrifugation of the kit.
Другой аспект изобретения относится к способу тестирования вещества на его токсичность по отношению к клеткам. Способ содержит следующие этапы:Another aspect of the invention relates to a method for testing a substance for its toxicity to cells. The method comprises the following steps:
a) ввод заданного числа капель жидкости в соответствующее число культуральных ячеек пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, при этом каждая капля содержит заданный объем вещества, подлежащего тестированию, и жидкой питательной среды, обеспечивающей рост эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, а также множество эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими;a) introducing a predetermined number of liquid drops into the corresponding number of culture cells of the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops, each drop containing a predetermined volume of the substance to be tested and a liquid nutrient medium that ensures the growth of non-human embryonic stem cells, as well as many non-human embryonic stem cells;
b) переворачивание и инкубация пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в течение заданного периода времени, при этом пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, содержит капли таким образом, чтобы они свисали из соответствующих культуральных ячеек, чтобы дать возможность эмбриональным стволовым клеткам, не являющимся человеческими, сформировать трехмерные клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в соответствующих каплях;b) turning and incubating a plate made to turn over to form hanging drops for a predetermined period of time, wherein the plate made to turn over to form hanging drops contains drops so that they hang from the respective culture cells to allow non-human embryonic stem cells to form three-dimensional cell aggregates representing embryoid bodies of embryonic stem cells non-human in appropriate drops;
c) дополнительная подача жидкой питательной среды, обеспечивающей рост эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в капли в культуральных ячейках с целью содействия росту трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими;c) the additional supply of a liquid nutrient medium that provides the growth of non-human embryonic stem cells into droplets in the culture cells in order to facilitate the growth of three-dimensional cell aggregates representing embryoid bodies of non-human embryonic stem cells;
d) анализ трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы оценить, является ли вещество, подлежащее тестированию, токсичным для трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими.d) analysis of three-dimensional cell assemblies, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells, in order to evaluate whether the substance to be tested is toxic to three-dimensional cell assemblies, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells.
В способе в соответствии с изобретением пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением используется так, как описано выше, и этап с) выполняется повторным переворачиванием пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, дополнительным добавлением капли жидкой питательной среды, обеспечивающей рост эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в соответствующие капли, содержащие трехмерные клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы сформировать соответствующие капли большего размера в соответствующих культуральных ячейках. Затем пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель снова переворачивается, чтобы позволить трехмерным клеточным совокупностям, представляющим собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, вырасти в соответствующие капли большего размера, свисающие из культуральных ячеек. Преимущества были уже упомянуты выше при обсуждении преимуществ пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением. В дополнение, допускается автоматизация, по меньшей мере, некоторых этапов процесса, например дополнительной подачи жидкой питательной среды, обеспечивающей рост эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими.In the method in accordance with the invention, a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention is used as described above, and step c) is performed by repeatedly turning the plate made with the possibility of turning over to form hanging drops, by adding an additional drop of liquid nutritional environment that provides the growth of non-human embryonic stem cells into appropriate drops containing three-dimensional cell aggregates, Representing an embryoid body embryonic stem cells, non-human, to form respective droplet larger size in the corresponding culture cells. Then, a flip-up plate to form hanging droplets is flipped again to allow three-dimensional cell assemblies, which are non-human embryoid bodies of embryonic stem cells, to grow into corresponding larger droplets hanging from the culture cells. The advantages have already been mentioned above when discussing the advantages of a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention. In addition, it is allowed to automate at least some process steps, for example, the additional supply of a liquid nutrient medium that allows the growth of non-human embryonic stem cells.
Один вариант осуществления способа в соответствии с изобретением дополнительно содержит этапы:One embodiment of the method in accordance with the invention further comprises the steps of:
e) перенос выращенных трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, из культуральных ячеек пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствующее число лунок принимающей пластины;e) transferring the grown three-dimensional cell assemblies, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells, from culture cells of a plate configured to be flipped to form hanging drops in the corresponding number of wells of the receiving plate;
f) инкубация принимающей пластины с лунками, содержащими трехмерные клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в течение дополнительного заданного периода времени; иf) incubation of the receiving plate with the wells containing three-dimensional cell aggregates representing the embryoid bodies of non-human embryonic stem cells for an additional predetermined period of time; and
g) после этапа инкубации анализ трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы оценить, является ли вещество, подлежащее тестированию токсичным для трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими.g) after the incubation step, analysis of three-dimensional cell aggregates representing embryoid bodies of non-human embryonic stem cells in order to assess whether the substance to be tested is toxic to three-dimensional cell assemblies representing embryoid bodies of non-human embryonic stem cells.
В предпочтительной версии этого варианта осуществления способа в соответствии с изобретением этап е) выполняется путем сборки пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, и принимающей пластины таким образом, чтобы соответствующие лунки принимающей пластины располагались напротив соответствующих культуральных ячеек пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с последующим выполнением центрифугирования собранных пластин. Это позволяет удобно и автоматически выполнить перенос трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, из пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствующие лунки принимающей пластины.In a preferred version of this embodiment of the method in accordance with the invention, step e) is performed by assembling a plate configured to be flipped to form hanging drops and a receiving plate so that the respective wells of the receiving plate are opposite the corresponding culture cells of the plate configured to be turned for the formation of hanging drops, followed by centrifugation of the collected plates. This allows you to conveniently and automatically perform the transfer of three-dimensional cell aggregates, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells, from a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in the corresponding wells of the receiving plate.
В дополнительном варианте осуществления способа в соответствии с изобретением этап анализа трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы оценить, является ли вещество, подлежащее тестированию, токсичным для трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, выполняется путем анализа, содержат ли эмбриональные тела миокардиальные клетки. Этот вариант является подходящим, поскольку наличие миокардиальных клеток в трехмерных клеточных совокупностях можно легко обнаружить, так как миокардиальные клетки пульсируют.In a further embodiment of the method of the invention, the step of analyzing three-dimensional cell assemblies representing non-human embryoid bodies of embryonic stem cells in order to assess whether the substance to be tested is toxic to three-dimensional cell assemblies representing embryoid bodies of embryonic stem cells non-human is performed by analyzing whether the embryonic bodies contain myocardial cells. This option is suitable because the presence of myocardial cells in three-dimensional cell populations can be easily detected since myocardial cells are pulsating.
Дополнительные выгодные особенности изобретения станут очевидными из следующего подробного описания вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых на:Additional advantageous features of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 показан вид в перспективе первого варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом одна лунка содержит каплю и другая лунка содержит каплю, к которой добавлена дополнительная капля;FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a wafer configured to turn over to form hanging drops in accordance with the invention, wherein one well comprises a drop and the other contains a drop to which an additional drop is added;
Фиг. 2 показан вид сверху варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель согласно Фиг. 1;FIG. 2 shows a top view of an embodiment of a plate rotatable to form hanging drops according to FIG. one;
Фиг. 3 показан разрез по линии III-III на Фиг. 2, при этом пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, повторно перевернута;FIG. 3 shows a section along line III-III in FIG. 2, wherein the plate, capable of being turned over to form hanging drops, is inverted again;
Фиг. 4 показан разрез по линии III-III на Фиг. 2, при этом пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, перевернута;FIG. 4 shows a section along line III-III in FIG. 2, wherein the plate configured to be turned over to form hanging drops is inverted;
Фиг. 5 показано увеличенное изображение детали V на Фиг. 1;FIG. 5 shows an enlarged image of part V in FIG. one;
Фиг. 6 показано увеличенное изображение одной лунки варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель согласно Фиг. 1;FIG. 6 is an enlarged view of one well of an embodiment of a plate configured to be flipped to form hanging drops of FIG. one;
Фиг. 7 показан разрез лунки второго варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом лунка содержит каплю;FIG. 7 shows a section through a well of a second embodiment of a plate made to be turned over to form hanging drops in accordance with the invention, wherein the well comprises a drop;
Фиг. 8 показана лунка второго варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, при этом добавлена дополнительная капля;FIG. Figure 8 shows the well of a second embodiment of a plate that can be turned over to form hanging drops, with an additional drop added;
Фиг. 9 показана лунка второго варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, при этом добавлена другая дополнительная капля;FIG. 9 shows a well of a second embodiment of a plate made to be turned over to form hanging drops, with another additional drop added;
Фиг. 10 показан разрез третьего варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом ячейка для капель содержит каплю;FIG. 10 is a cross-sectional view of a third embodiment of a wafer configured to be flipped to form hanging drops in accordance with the invention, wherein the drop cell comprises a drop;
Фиг. 11 показан третий вариант осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом добавлена дополнительная капля;FIG. 11 shows a third embodiment of a plate made to be turned over to form hanging drops in accordance with the invention, with an additional drop added;
Фиг. 12 показан третий вариант осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом добавлена другая дополнительная капля;FIG. 12 shows a third embodiment of a plate that is rotatable to form hanging drops in accordance with the invention, with another additional drop added;
Фиг. 13 показан третий вариант осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом добавлена еще одна дополнительная капля;FIG. 13 shows a third embodiment of a plate that can be turned over to form hanging drops in accordance with the invention, with yet another additional drop added;
Фиг. 14 показан четвертый вариант осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, при этом добавлена еще одна дополнительная капля;FIG. 14 shows a fourth embodiment of a plate that can be turned over to form hanging droplets in accordance with the invention, with another additional drop added;
Фиг. 15 показан вариант пробы эмбриональных стволовых клеток, в которой используется пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением;FIG. 15 shows an embodiment of an embryonic stem cell sample using a plate that is invertible to form hanging drops in accordance with the invention;
Фиг. 16 показана в перспективе отдельно изготовленная лунка варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками в соответствии с изобретением;FIG. 16 shows a perspective view of a separately manufactured hole of an embodiment of a plate configured to be turned over to form hanging drops with 24 wells in accordance with the invention;
Фиг. 17 показана лунка на Фиг. 16 в поперечном разрезе;FIG. 17 shows the hole in FIG. 16 in cross section;
Фиг. 18 показан вид сверху отдельно изготовленного пластины варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками в соответствии с изобретением, в отверстия которого можно вставить отдельно изготовленные лунки на Фиг. 16;FIG. 18 is a plan view of a separately manufactured plate of an embodiment of a plate configured to be turned over to form hanging drops with 24 wells in accordance with the invention, into the openings of which individually made holes can be inserted in FIG. 16;
Фиг. 19 показан вид снизу пластины согласно Фиг. 18;FIG. 19 is a bottom view of the plate of FIG. eighteen;
Фиг. 20 показано увеличенное изображение детали пластины согласно Фиг. 18 и Фиг. 19, включая одно из отверстий, в которое следует вставить лунки;FIG. 20 is an enlarged view of a detail of the plate of FIG. 18 and FIG. 19, including one of the holes into which the wells should be inserted;
Фиг. 21 показан вид сверху пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками, при этом лунки Фиг. 16 вставлены в отверстия пластины Фиг. 18;FIG. 21 shows a top view of a plate made with the possibility of turning to form hanging droplets with 24 holes, while the wells of FIG. 16 are inserted into the holes of the plate of FIG. eighteen;
Фиг. 22 показан разрез пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками Фиг. 21;FIG. 22 shows a section through a plate made with the possibility of turning over to form hanging droplets with 24 wells. FIG. 21;
Фиг. 23 показан вид снизу пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками Фиг. 21;FIG. 23 is a bottom view of an invertible plate to form hanging droplets with 24 wells. FIG. 21;
Фиг. 24 показан разрез детали согласно Фиг. 22, включая одну лунку, вставленную в одно отверстие;FIG. 24 is a sectional view of the part of FIG. 22, including one well inserted in one hole;
Фиг. 25 показан вид в перспективе варианта осуществления дополнительной пластины с 24-мя лунками, к которой можно прикрепить пластину, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками, показанную на Фиг. 21 (подобно комплекту, показанному на Фиг. 15);FIG. 25 is a perspective view of an embodiment of an additional 24-well plate to which a plate configured to be turned over to form hanging drops with 24 wells can be attached, shown in FIG. 21 (similar to the kit shown in FIG. 15);
Фиг. 26 показан разрез варианта осуществления дополнительной пластины с 24-мя лунками на Фиг. 25;FIG. 26 is a sectional view of an embodiment of an additional 24-well plate in FIG. 25;
Фиг. 27 показан вид в перспективе пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 24-мя лунками, показанной на Фиг. 21, прикрепленной к дополнительной пластине с 24-мя лунками;FIG. 27 is a perspective view of a plate configured to be turned over to form 24-well hanging droplets as shown in FIG. 21 attached to an additional plate with 24 holes;
Фиг. 28 показан разрез комплекта пластин, показанного на Фиг. 27;FIG. 28 is a sectional view of the plate set shown in FIG. 27;
Фиг. 29 показана отдельно изготовленная лунка варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками в соответствии с изобретением, в увеличенной перспективе;FIG. 29 shows a separately manufactured hole of an embodiment of a plate configured to be flipped to form hanging drops with 96 wells in accordance with the invention, in an enlarged perspective view;
Фиг. 30 показана лунка Фиг. 29 в поперечном разрезе;FIG. 30 shows the well of FIG. 29 in cross section;
Фиг. 31 показана деталь лунки Фиг. 29, включая ступенчатые круговые ободки, образующие микрожидкостные смачивающие барьеры;FIG. 31 shows a detail of the well of FIG. 29, including stepped circular rims forming microfluidic wetting barriers;
Фиг. 32 показан вид сверху отдельно изготовленной пластины варианта осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками в соответствии с изобретением, в отверстия которой можно вставить отдельно изготовленные лунки Фиг. 29;FIG. 32 is a plan view of a separately manufactured plate of an embodiment of a plate configured to be turned over to form hanging droplets with 96 wells in accordance with the invention, into the holes of which individually manufactured wells can be inserted. FIG. 29;
Фиг. 33 показан разрез пластины Фиг. 32, включая отверстия, в которые можно вставить лунки Фиг. 29;FIG. 33 shows a section through the plate of FIG. 32, including holes into which the wells of FIG. 29;
Фиг. 34 показан вид снизу пластины Фиг. 32;FIG. 34 is a bottom view of the plate of FIG. 32;
Фиг. 35 показан вид сверху пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками, при этом лунки Фиг. 29 вставлены в отверстия пластины Фиг. 32;FIG. 35 shows a top view of a plate configured to be flipped to form hanging droplets with 96 wells, wherein the wells of FIG. 29 are inserted into the holes of the plate of FIG. 32;
Фиг. 36 показан разрез пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками Фиг. 35;FIG. 36 shows a section through a plate configured to be turned over to form hanging droplets with 96 wells. FIG. 35;
Фиг. 37 показан вид снизу пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками Фиг. 35;FIG. 37 shows a bottom view of a plate configured to be turned over to form hanging droplets with 96 wells. FIG. 35;
Фиг. 38 показан разрез детали на Фиг. 36, включая одну лунку, вставленную в одно отверстие;FIG. 38 is a sectional view of the part of FIG. 36, including one well inserted in one hole;
Фиг. 39 показан вид сверху варианта осуществления дополнительной пластины с 96-ю лунками, к которой можно прикрепить пластину, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками, показанную на Фиг. 35 (подобно комплекту, показанному на Фиг. 15);FIG. 39 is a plan view of an embodiment of an additional 96-well plate to which a plate configured to be turned over to form 96-well hanging droplets as shown in FIG. 35 (similar to the kit shown in FIG. 15);
Фиг. 40 показан разрез варианта осуществления дополнительной пластины с 96-ю лунками Фиг. 39, иFIG. 40 is a sectional view of an embodiment of an additional 96-well plate. FIG. 39, and
Фиг. 41 показан вид в перспективе пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками Фиг. 35, прикрепленной к дополнительной пластине с 96-ю лунками.FIG. 41 is a perspective view of a plate configured to be turned over to form hanging droplets with 96 wells. FIG. 35 attached to an additional 96-well plate.
На Фиг. 1 - Фиг. 6 показан первый вариант осуществления пластины 1, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, или детали варианта в различных видах (см. выше). Пластина 1 содержит заданное число ячеек с каплями в виде лунок 10. Показанным вариантом осуществления является пластина с 24-мя лунками, однако допустимо иное число лунок. Предпочтительны пластины, имеющие стандартное число лунок, которые расположены в соответствии со стандартными пластинами с микролунками, например пластина с 96-ю лунками или пластина с 384 лунками.In FIG. 1 - FIG. 6 shows a first embodiment of a
Хотя приемлемы различные варианты осуществления лунок, предложены лунки 10 варианта осуществления пластины 1, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, как показано в увеличенном изображении на Фиг. 6. Лунка 10 содержит первый круговой смачивающий барьер в виде острой круговой кромки 102, окружающей первую полость 100, имеющую закрытое дно 101. Первая круговая кромка 102 окружена второй острой круговой кромкой 104, при этом смачиваемый участок 103 расположен между первой круговой кромкой 102 и второй круговой кромкой. На Фиг. 6 видно, что круговые кромки расположены ступенями, хотя это не обязательно. Имеется кольцевой вырез, окружающий вторую круговую кромку 104.Although various embodiments of the wells are acceptable,
Причина для использования геометрической формы лунок 10 становится яснее из Фиг. 3, Фиг. 4 и Фиг. 5, на которых показан процесс подачи капель в лунки 10 и вынуждения их свисания из лунок 10. На Фиг. 3 пластина 1, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, показана в повторно перевернутом положении, т.е. с каплями, обращенными вверх. В этой лунке 10, которая расположена в крайнем левом положении, можно распознать небольшую каплю 20 жидкости. Во второй лунке 10 слева можно распознать каплю 21 большего размера, которая получена подачей другой капли жидкости к капле 20, чтобы образовать каплю 21 большего размера. Понятно, что подачу капли в лунки 10 можно осуществить, например, с помощью пипетки. В частности, подачу капель в лунки 10 можно осуществить с помощью пипеточного робота, но также это можно сделать вручную. Также, если нужно откачать жидкость из лунки (например, когда следует заменить «старую» жидкую питательную среду на «свежую» жидкую питательную среду), это можно легко сделать, так как к каплям имеется доступ.The reason for using the geometric shape of the
На Фиг. 4 показана пластина 1, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель, где капля 20 меньшего размера и капля 21 большего размера свисают из соответствующих лунок 10, лучше всего это показано на Фиг. 5, на которой представлена деталь V Фиг. 4. Капля 20 меньшего размера свисает из крайней левой лунки 10, а капля 21 большего размера свисает из второй лунки 10 слева.In FIG. 4, a
Из Фиг. 5 и Фиг. 6 становится более понятной функция первой и второй круговых кромок 102 и 104 в качестве микрожидкостных барьеров, предотвращающих растекание за пределы кромок капли 20 и капли 21 большего размера. Следовательно, первая и вторая круговые кромки 102 и 104 содействуют стабилизации свисания капли из соответствующей лунки 10. Что касается второй круговой кромки 104, это действие усиливается благодаря кольцевому вырезу 105. Смачиваемый участок 103, расположенный между первой и второй круговыми кромками 102 и 104 (см. Фиг. 6), позволяет легко добавить дополнительную жидкую каплю к капле 20, чтобы образовать каплю 21 большего размера (см. Фиг. 4 и Фиг. 5). Закрытое дно 100 лунок 10 предотвращает испарение жидкости через отверстие или канал, проходящий через дно, и также служит для стабилизации капель, свешивающихся из лунок, благодаря тому что предотвращается выталкивание капли воздухом «из-под низа».From FIG. 5 and FIG. 6, the function of the first and second
Второй вариант осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, показан на Фиг 7 - Фиг. 9, на которых представлена только одна лунка 30 пластины 3, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, соответственно. Этот вариант осуществления, так или иначе, относится к первому варианту, описанному подробно выше, тем, что также содержит ступенчатую конфигурацию микрожидкостных барьеров, предотвращающих растекание капли за пределы соответствующего микрожидкостного барьера. Однако второй вариант отличается от первого варианта тем, что вместо острых кромок лунки 30 содержат полость 301, имеющую закрытое дно 300, которое окружено первым круговым ободком 302, окружающим полость 301 и выступающим за пределы полости в направлении к открытому концу лунки 30. На Фиг. 7 показана небольшая капля 40 жидкости, свисающая из лунки 30. Капля 40 задерживается в полости 301 первым круговым ободком 302, образующим микрожидкостный барьер.A second embodiment of a plate configured to be flipped to form hanging drops in accordance with the invention is shown in FIG. 7 - FIG. 9, in which only one
Фиг. 8 отличается от Фиг. 7 тем, что к капле 40 жидкости добавлена другая капля жидкости для образования капли 41 жидкости большего размера. Капля 41 жидкости большего размера удерживается вторым круговым ободком 304, окружающим первый круговой ободок 302, при этом смачиваемый участок 303 расположен между первым круговым ободком 302 и вторым круговым ободком 304. Второй круговой ободок 304 снова действует как микрожидкостный барьер, препятствующий растеканию капли 41 большего размера за пределы ободка 304.FIG. 8 differs from FIG. 7 in that another drop of liquid is added to the
Фиг. 9 отличается от Фиг. 8 тем, что к капле 41 жидкости большего размера добавлена еще одна капля жидкости для образования капли 42 жидкости еще большего размера. Капля 42 удерживается третьим круговым ободком 306, окружающим второй круговой ободок 304, при этом другой смачиваемый участок 305 расположен между вторым круговым ободком 304 и третьим круговым ободком 306. Третий круговой ободок 306 снова действует как микрожидкостный барьер, препятствующий растеканию капли 42 еще большего размера за пределы ободка 306.FIG. 9 differs from FIG. 8 in that a further liquid drop is added to the
На Фиг. 10 - Фиг. 14 показана одна ячейка 50 для капли третьего варианта осуществления пластины 5, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением. Этот вариант осуществления пластины 5, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, отличается от первого и второго вариантов, подробно описанных выше, тем, что ячейка 50 содержит микрожидкостные барьеры не в ступенчатой конфигурации, а в виде круговых ободков, расположенных на плоской нижней поверхности пластины 5. Хотя ячейка 50 снова содержит закрытое дно 500, полость 501 ограничена первым круговым ободком 502, окружающим полость 501 и выступающим из нижней поверхности пластины 5. На Фиг. 10 показана небольшая капля 64 жидкости, свисающая из ячейки 50. Капля 64 удерживается в полости 501 первым круговым ободком 502, образующим микрожидкостный барьер.In FIG. 10 - FIG. 14 shows one
Фиг. 11 отличается от Фиг. 10 тем, что к капле 64 жидкости добавлена другая капля жидкости для образования капли 65 жидкости большего размера (также каплю 41 жидкости большего размера можно ввести в ячейку 50 для капли как первый этап). Капля 65 жидкости большего размера удерживается вторым круговым ободком 504, окружающим первый круговой ободок 302, при этом смачивающий участок 503 расположен между первым круговым ободком 502 и вторым круговым ободком 504. Второй круговой ободок 504 снова действует как микрожидкостный барьер, препятствующий растеканию капли 65 большего размера за пределы ободка 504.FIG. 11 differs from FIG. 10 in that another drop of liquid is added to the
На Фиг. 12 показана капля 66 еще большего размера, которая удерживается третьим круговым ободком 506, который окружает второй круговой ободок 504, при этом дополнительный смачиваемый участок 505 расположен между вторым круговым ободком 604 и третьим круговым ободком 506. Третий круговой ободок 506 снова действует как микрожидкостный барьер, препятствующий растеканию капли 66 за пределы ободка 506.In FIG. 12, an even
На Фиг. 13 показана капля 67 еще большего размера, которая удерживается четвертым круговым ободком 508, который окружает третий круговой ободок 506, при этом еще один дополнительный смачиваемый участок 507 расположен между третьим круговым ободком 506 и четвертым круговым ободком 508. Четвертый круговой ободок 508 снова действует как микрожидкостный барьер, препятствующий растеканию капли 67 за пределы ободка 508.In FIG. 13, an even
И, наконец, на Фиг. 14 показана капля 68 еще большего размера, которая удерживается пятым круговым ободком 510, который окружает четвертый круговой ободок 508, при этом другой смачиваемый участок 509 расположен между четвертым круговым ободком 508 и пятым круговым ободком 510. Таким же образом, как описано выше, пятый круговой ободок 510 действует как микрожидкостный барьер, препятствующий растеканию капли 68 еще большего размера за пределы ободка 510.And finally, in FIG. 14, an even
На Фиг. 15 показан вариант пробы эмбриональной стволовой клетки, представляющий вариант способа в соответствии с изобретением, в котором можно использовать любой из вышеописанных вариантов осуществления пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель. Для следующего описания пробы предполагается использование первого варианта осуществления пластины 1, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением. В этом варианте пробы проверяется токсичность вещества по отношению к эмбриоидным телам эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими. С этой целью заданное число капель жидкости вводится в соответствующее число ячеек или лунок для капель. Каждая капля содержит заданный объем вещества, подлежащего тестированию, а также жидкую питательную среду, обеспечивающую рост эмбриоидных тел эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, а также множество стволовых клеток 82. В первом варианте осуществления пластины 1, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, можно ввести 24 капли 20 в соответствующие лунки 10, при этом пластина 1 снова перевернута (см. Фиг. 4). После введения капель в лунки 10 пластину 1 переворачивают и монтируют с дополнительной пластиной 7, имеющей соответствующее число лунок 70, которые расположены напротив лунок 10 пластины 1, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, чтобы сформировать замкнутый комплект. Лунки 70 также могут содержать питательную среду. Сформированный таким образом комплект может быть таким, чтобы капли 20 свисали из лунок 10, как было подробно объяснено выше. Сформированный таким образом комплект (см. Фиг. 15, вверху слева) инкубируется в течение заданного периода времени, например в течение трех дней. В течение данного инкубационного периода стволовые клетки 82, содержащиеся в соответствующих каплях, осаждаются и формируют трехмерное эмбриоидное тело 83 (более принято трехмерная клеточная совокупность) эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в соответствующей капле 20 на вершине капли, т.е. в самой нижней точке капли 20 (см. Фиг. 15 вверху справа).In FIG. 15 shows an embodiment of an embryonic stem cell sample representing a variant of the method in accordance with the invention in which any of the above embodiments of a plate configured to be turned upside down to form hanging drops can be used. For the following description of the sample, it is contemplated to use a first embodiment of a
После первого инкубационного периода может возникнуть необходимость в дополнительной подаче жидкой питательной среды в каплю 20, чтобы способствовать дополнительному росту эмбриоидных тел 83 эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими. С этой целью комплект снова открывается и пластина 1 снова переворачивается. В этом повторно перевернутом положении жидкую питательную среду дополнительно подают в соответствующие капли 20 в соответствующие лунки 10 для образования капель 21 большего размера. По завершении дополнительной подачи жидкой питательной среды для образования капель 21 большего размера, пластину 1 снова переворачивают и снова монтируют с дополнительной пластиной 7 (лунки 70 которого могут также содержать свежую жидкую питательную среду). Сформированный таким образом комплект инкубируется в течение дополнительного заданного периода времени, например в течение двух дней, чтобы способствовать дополнительному росту эмбриоидных тел эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими.After the first incubation period, it may be necessary to supply an additional liquid nutrient medium to drop 20 in order to promote additional growth of the embryoid bodies of 83 non-human embryonic stem cells. To this end, the kit opens again and
После дополнительного инкубационного периода эмбриоидные тела 83 можно перенести в лунки 70 пластины 7 (принимающая пластина) путем центрифугирования, что может быть выполнено посредством центрифугирующего устройства, хорошо известного в области техники. После центрифугирования эмбриоидных тел 83 в лунки 70 пластины 7, содержащего жидкую питательную среду, сборку можно инкубировать в течение другого заданного периода времени, например в течение пяти или семи дней. Эмбриоидные тела 83 осаждаются на плоское дно соответствующих лунок 70 пластины 7.After an additional incubation period, the
В продолжение этого инкубационного периода комплект можно снова открыть и проверить клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, является ли тестируемое вещество токсичным по отношению к стволовым клеткам. Хотя предлагаются различные типы анализов, один тип анализа предназначен для анализа клеточных совокупностей с помощью микроскопа. Поскольку клеточные совокупности находятся на плоском дне лунок пластины 7, можно проводить микроскопический анализ. Например, можно тестировать содержат ли клеточные совокупности миокардиальные клетки, поскольку этот тип клеток можно легко идентифицировать под микроскопом, потому что эти клетки сжимаются и расширяются (пульсируют).During this incubation period, the kit can be reopened and the cell sets, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells, can be checked to see if the test substance is toxic to stem cells. Although various types of assays are offered, one type of assay is for microscopic analysis of cell aggregates. Since the cell aggregates are located on the flat bottom of the wells of
Вышеописанный перенос эмбриоидных тел или трехмерных клеточных совокупностей в лунки 70 дополнительной пластины 7 путем центрифугирования является необязательным. Альтернативно комплект можно снова открыть, и пластину 1 можно прикрепить к центрифуге таким образом, чтобы при центрифугировании эмбриоидные тела или трехмерные клеточные совокупности перемещались от вершины капли по направлению ко дну 101 лунки 10 (см. Фиг. 6). Следовательно, эмбриоидные тела можно анализировать в лунках 10 пластины с помощью микроскопа, поскольку они расположены на дне 101 лунки 10, что формирует устойчивый фон для микроскопического анализа.The above transfer of embryoid bodies or three-dimensional cell aggregates to the
На Фиг. 16 - Фиг. 24 показан дополнительный вариант осуществления пластины 6, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель (Фиг. 21 - Фиг. 23) в соответствии с изобретением. Этот вариант осуществления содержит отдельно изготовленные лунки 60 (см. Фиг. 16 - Фиг. 17), которые могут быть запрессованы в отверстия 610 отдельно изготовленной пластины 6 (см. Фиг. 18 - Фиг. 20). Как можно видеть из разреза отдельно изготовленной лунки 60, показанной на Фиг. 17, лунка 60 содержит первый круговой ободок 602, второй круговой ободок 604 и третий круговой ободок 606. Конструкции и функции лунки и первого, второго и третьего круговых ободков уже подробно описаны с помощью Фиг. 7, Фиг. 8 и Фиг. 9, и, следовательно, это относится к этим частям описания, представленного выше. В показанном варианте лунки 60 запрессованы в отверстия 610 пластины 61 с той стороны пластины 61, которая образует внешнюю поверхность 611 пластины 61. Как только все лунки 60 запрессовываются в отверстия 610, они жестко прикрепляются к пластине 61, и образование пластины 6 с висячими каплями завершается (см. Фиг. 21 - Фиг. 24).In FIG. 16 - FIG. 24 shows an additional embodiment of a
Альтернативно, возможно, чтобы отдельно изготовленные лунки 60 прикреплялись к внутренней поверхности 612 пластины 61 (например, путем ультразвуковой сварки или склеиванием). В этом случае пластина 61 может не содержать отверстия. Однако места, где выполнялась ультразвуковая сварка или склеивание лунок 60 к внутренней поверхности 612 пластины 61 могут быть видимы и могут затруднить проведение микроскопического анализа содержимого лунок. Поэтому предпочтительно производить запрессовывание лунок 60 в отверстия 610 пластины 61.Alternatively, it is possible that separately made
На Фиг. 25 и Фиг. 26 показан вариант осуществления дополнительной пластины 8, которая содержит число лунок, соответствующее числу лунок 60 пластины 6, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель. Также лунки 80 дополнительной пластины 8 расположены в соответствии с расположением лунок 60 пластины 6, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель.In FIG. 25 and FIG. 26 shows an embodiment of an
На Фиг. 27 и Фиг. 28 можно увидеть, что пластину 6, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель, можно уложить стопкой на дополнительной пластине 8 таким образом, чтобы каждая лунка 60 пластины 6, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, располагалась над соответствующей лункой 80 дополнительной пластины 8. Одна цель такого комплекта уже описана подробно со ссылкой на Фиг. 15, и, следовательно, это относится к этим частям описания, представленного выше.In FIG. 27 and FIG. 28 you can see that the
Со ссылкой на Фиг. 16 - Фиг. 28 описываются только пластины с 24-мя лунками или комплекты пластин с 24-мя лунками, однако подобные соображения применимы к пластинам с 96-ю лунками, что станет очевидно из нижеследующего описания.With reference to FIG. 16 - FIG. 28, only 24-well plates or 24-well plate sets are described, however, similar considerations apply to 96-well plates, which will become apparent from the following description.
На Фиг. 29 - Фиг. 38 показан еще один дополнительный вариант осуществления пластины 9, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель (Фиг. 35 - Фиг. 37) в соответствии с изобретением, которая представлена в виде пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель с 96-ю лунками. Подобно варианту с 24-мя лунками, вариант с 96-ю лунками содержит отдельно изготовленные лунки 90 (см. Фиг. 29 - Фиг. 31), которые запрессованы в отверстия 910 отдельно изготовленной пластины 91 (см. Фиг. 32 - Фиг. 34). Как видно из разрезов отдельно изготовленной лунки 90, показанных на Фиг. 30 и Фиг. 31, лунка 90 содержит первый круговой ободок 902, второй круговой ободок 904 и третий круговой ободок 906. Конструкции и функции лунки и первого, второго и третьего круговых ободков уже подробно описаны с помощью Фиг. 7, Фиг. 8 и Фиг. 9, и, следовательно, это относится к этим частям описания, представленного выше. В показанном варианте лунки 90 запрессованы в отверстия 910 пластины 91 с той стороны пластины 91, которая образует внешнюю поверхность 911 пластины 91. Как только все лунки 90 запрессовываются в отверстия 910, они жестко прикрепляются к пластине 91, и образование пластины 9, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, завершается (см. Фиг. 35 - Фиг. 38).In FIG. 29 - FIG. 38 shows yet another embodiment of a
На Фиг. 39 - Фиг. 41 показан вариант дополнительной пластины 92, которая содержит число лунок 920, соответствующее числу лунок 90 пластины 9, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель. Также лунки 920 дополнительной пластины 92 расположены в соответствии с расположением лунок 90 пластины 9, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель.In FIG. 39 - FIG. 41 shows a variant of the
На Фиг. 41 можно увидеть, что пластину 9, выполненную с возможностью переворачивания для образования висячих капель, можно уложить стопкой на дополнительной пластине 92 таким образом, чтобы каждая лунка 90 пластины 9, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, располагалась над соответствующей лункой 920 дополнительной пластины 92.In FIG. 41 you can see that the
Все вышеописанные варианты являются лишь примерами различных сфер применения способа, пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, и пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель в соответствии с изобретением, поэтому изобретение не ограничивается этими описанными примерами. Вернее сказать, объем защиты определяется прилагаемой формулой изобретения.All of the above options are only examples of various fields of application of the method, the plate made with the possibility of turning over to form hanging drops, and the plate made with the possibility of turning over to form hanging drops in accordance with the invention, therefore, the invention is not limited to these described examples. Rather, the scope of protection is determined by the attached claims.
Claims (23)
a) вводят заданное число капель жидкости в соответствующее число ячеек для капли пластины, выполненной с возможностью переворачивания для образования висячих капель, каждая капля содержит заданный объем вещества, подлежащего тестированию, и жидкой питательной среды, обеспечивающей рост эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, а также множество эмбриональных стволовых клеток (82), не являющихся человеческими;
b) переворачивают и производят инкубацию пластины, выполненной с возможностью переворачиваться для образования висячих капель, в течение заданного периода времени, при этом пластина содержит капли (20; 40; 64) таким образом, чтобы они свисали из соответствующих ячеек для капли, чтобы дать возможность эмбриональными стволовым клеткам, не являющимся человеческими, сформировать трехмерные клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в соответствующих каплях;
c) осуществляют дополнительную подачу жидкой питательной среды, обеспечивающей дополнительный рост эмбриоидных тел эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в капли в соответствующих ячейках для капли с целью содействия росту трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими; и
d) производят анализ трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы оценить, является ли вещество, подлежащее тестированию, токсичным для трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, при этом используется пластина, выполненная с возможностью переворачивания для образования висячих капель по любому из пп. 1-18; и
при этом этап с) выполняют путем повторного переворачивания пластины, выполненной с возможностью переворачиваться для образования висячих капель, добавления капли жидкой питательной среды, обеспечивающей рост эмбриоидных тел эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в соответствующие капли, содержащие трехмерные клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы образовать соответствующие капли большего размера в соответствующих ячейках для капли, и затем, снова переворачивают пластину, чтобы дать возможность трехмерным клеточным совокупностям, представляющим собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, вырасти в соответствующие капли большего размера, свисающие из ячеек для капли.20. A method for testing a substance for toxicity to cells, comprising the steps of:
a) a predetermined number of liquid droplets is introduced into the corresponding number of cells for a plate droplet that can be turned over to form hanging droplets, each drop contains a predetermined volume of the substance to be tested and a liquid nutrient medium that provides the growth of non-human embryonic stem cells, and also many non-human embryonic stem cells (82);
b) turn over and incubate the plate, made with the possibility of turning over to form hanging drops, for a predetermined period of time, while the plate contains drops (20; 40; 64) so that they hang from the corresponding cells for the drop to allow to form non-human embryonic stem cells to form three-dimensional cell aggregates representing the embryoid bodies of non-human embryonic stem cells in appropriate drops;
c) carry out an additional supply of a liquid nutrient medium that provides additional growth of the embryoid bodies of non-human embryonic stem cells into drops in the respective drop cells in order to facilitate the growth of three-dimensional cell aggregates representing non-human embryoid bodies of embryonic stem cells; and
d) analyze three-dimensional cell assemblies representing non-human embryoid stem cells, to evaluate whether the substance to be tested is toxic to three-dimensional cell assemblies representing non-human embryoid stem cells, wherein uses a plate made with the possibility of turning over to form hanging drops according to any one of paragraphs. 1-18; and
wherein step c) is carried out by repeatedly turning the plate over so as to flip over to form hanging drops, adding a drop of liquid nutrient medium that allows the growth of embryoid bodies of non-human embryonic stem cells into the corresponding drops containing three-dimensional cellular aggregates representing embryoid non-human embryonic stem cell bodies to form larger corresponding droplets in corresponding cells kah to drop, and then, again inverted plate to enable a three-dimensional cell aggregates, representing an embryoid body of embryonic stem cells, non-human, to grow into a corresponding drop larger, hanging from the cells to drop.
e) переносят выращенные трехмерные клеточные совокупности (83), представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, из ячеек для капли пластины, выполненной с возможностью переворачиваться для образования висячих капель, в соответствующее число лунок (70) принимающей пластины (7);
f) производят инкубацию принимающей пластины (7) с лунками (70), содержащими трехмерные клеточные совокупности, представляющие собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, в течение дополнительного заданного периода времени; и
g) после инкубации осуществляют анализ трехмерных клеточных совокупностей, представляющих собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими, чтобы оценить, является ли вещество, подлежащее тестированию, токсичным по отношению к трехмерным клеточным совокупностям, представляющим собой эмбриоидные тела эмбриональных стволовых клеток, не являющихся человеческими21. The method according to p. 20, additionally containing the following steps, in which:
e) transfer the grown three-dimensional cell aggregates (83), which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells, from cells for a drop of a plate configured to be turned over to form hanging drops in the corresponding number of holes (70) of the receiving plate (7) ;
f) incubate the receiving plate (7) with the wells (70) containing three-dimensional cell aggregates representing embryoid bodies of non-human embryonic stem cells for an additional predetermined period of time; and
g) after incubation, an analysis of three-dimensional cell assemblies, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells, is carried out to assess whether the substance to be tested is toxic to three-dimensional cell assemblies, which are embryoid bodies of non-human embryonic stem cells human
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11156741 | 2011-03-03 | ||
EP11156741.8 | 2011-03-03 | ||
PCT/EP2012/053588 WO2012117083A2 (en) | 2011-03-03 | 2012-03-02 | Hanging droplet plate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013144195A RU2013144195A (en) | 2015-04-10 |
RU2588376C2 true RU2588376C2 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003078700A1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-25 | Alfred Nordheim | Device for applying liquid media and corresponding method |
US20030235519A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-25 | Corning Incorporated | Protein crystallography hanging drop lid that individually covers each of the wells in a microplate |
RU2323252C1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-04-27 | Антонина Ивановна Колесникова | Method for culturing human mesenchymal stem cells ex vivo |
WO2010031194A1 (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | Universität Zürich Prorektorat Forschung | Hanging drop plate |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003078700A1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-25 | Alfred Nordheim | Device for applying liquid media and corresponding method |
US20030235519A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-25 | Corning Incorporated | Protein crystallography hanging drop lid that individually covers each of the wells in a microplate |
RU2323252C1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-04-27 | Антонина Ивановна Колесникова | Method for culturing human mesenchymal stem cells ex vivo |
WO2010031194A1 (en) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | Universität Zürich Prorektorat Forschung | Hanging drop plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5999518B2 (en) | Hanging drop plate | |
US8906685B2 (en) | Hanging drop devices, systems and/or methods | |
US9126199B2 (en) | Hanging drop plate | |
KR102460969B1 (en) | Cell culture insert | |
Meseguer et al. | Full in vitro fertilization laboratory mechanization: toward robotic assisted reproduction? | |
CA3064348C (en) | Microtissue compartment device | |
JP2010536348A (en) | Medium scale bioreactor platform for perfusion | |
US10000732B2 (en) | Microfluidic dual-well device for highthroughput single-cell capture and culture | |
TW201506156A (en) | Structure for culturing cells | |
US11390836B2 (en) | Chip platforms for microarray 3D bioprinting | |
RU2588376C2 (en) | Plate configured for turning to form hanging droplets for cell culture | |
US20160102281A1 (en) | Hanging drop plate | |
US11654434B2 (en) | Microinjection chip, device, system and uses thereof for unicellular or multicellular organisms | |
KR20200074407A (en) | Bio chip pillar structure | |
WO2022116406A1 (en) | Open-type co-culture organ-on-a-chip and use thereof | |
WO2015101702A1 (en) | Sample holder, cell culture system and mold |