[发明专利]用于实时细胞监测的装置和方法

权利要求书

1.一种系统，所述系统包括：

a.衍射光栅，其包括具有横向尺寸的隔室，使得细胞可装配在其中；

b.光源，其配置为以不大于25nm的有限波段照射，所述光源产生指向所述衍射光栅的相干且准直的光束；

c.光学检测系统，其配置为检测来自所述衍射光栅的所述光束的零和非零衍射级；和

d.信号处理单元，其适用于分析所述零和非零衍射级以确定所述光栅的有效光学深度的时间依赖性变化并由此确定所述光栅中细胞生长的量度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述细胞是微生物，并且任选地是细菌。

3.根据权利要求1或2所述的系统，用于测量细胞的生长。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述衍射光栅涂覆有细胞引诱剂，并且任选地其中所述细胞引诱剂是糖。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述衍射光栅含有适于细胞存活的液体，并且任选地其中所述细胞引诱剂配置为扩散到所述液体中，从而产生浓度梯度。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其中所述细胞引诱剂通过氢键至所述光栅上的双键氧而附接至所述光栅，并且任选地其中所述光栅包括包含所述双键氧的活性基团。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述光源是激光器、激光二极管或发光二极管(LED)。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述光源是激光器并且配置为以至多5nm的波段照射。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述光学检测系统包括光强度检测器。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述光学检测系统配置为检测所述光束的至少一级和二级衍射。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，进一步包括壳体和流体入口和出口，并且其中至少所述衍射光栅设置在所述壳体内部。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述系统设置在水分配器中。

13.一种用于实时检测细胞复制或生长的方法，所述方法包括：

a.将至少一种细胞接种到权利要求1至12中任一项所述的系统的衍射光栅中；

b.用所述光束照射包括所述至少一种细胞的所述衍射光栅；

c.检测来自所述照射的衍射光栅的所述光束的零和非零衍射级；和

d.分析随时间的所述衍射级的强度以确定包括所述至少一种细胞的所述衍射光栅的有效光学深度的变化，并且由此确定包括所述至少一种细胞的所述衍射光栅中的细胞材料的量随时间的变化；

从而实时检测细胞复制或生长。

14.一种选择用于治疗细胞生长的治疗剂的方法，所述方法包括：

a.将至少一种细胞接种到权利要求1至12中任一项所述的系统的多个衍射光栅中；

b.向来自包括所述至少一种细胞的所述多个衍射光栅的至少一个衍射光栅施用至少一种潜在的治疗剂；

c.用所述光束照射包括所述至少一种细胞的所述衍射光栅；

d.检测来自所述照射的衍射光栅的所述光束的零和非零衍射级；

e.处理随时间的所述衍射级的强度以确定包括所述至少一种细胞的每个衍射光栅的有效光学深度的变化，并且由此确定包括所述至少一种细胞的每个衍射光栅中的细胞材料的量随时间的变化；和

f.选择与对照相比导致细胞材料生长停滞或恶化的治疗剂；

从而选择用于治疗所述细胞的生长的治疗剂。