視圖，圖2所示為圖1中所示系統(tǒng)的分解圖。如圖中所示，根據(jù)本發(fā)明的用于分析細(xì)胞和監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)的系統(tǒng)包括:光源單元10，配置為向下照射光；細(xì)胞培養(yǎng)單元20，設(shè)置在光源單元下方，所述細(xì)胞培養(yǎng)單元上安裝有包含樣品的細(xì)胞培養(yǎng)容器，并且對樣品的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)；Μ χ Ν矩陣(如96)相機(jī)模塊30，設(shè)置在細(xì)胞培養(yǎng)單元的下方，配置為觀察細(xì)胞的圖像；控制單元40，配置為控制一部分或全部Μ χ Ν矩陣相機(jī)模塊的操作，從而觀察安裝在細(xì)胞培養(yǎng)單元上的細(xì)胞培養(yǎng)容器中的一部分或全部細(xì)胞；以及門51和外殼單元52，其包圍光源單元、細(xì)胞培養(yǎng)單元、相機(jī)模塊和控制單元。
[0038]在光源單元10中使用的光源可以是選自以下光源中的任何一種:有機(jī)場效應(yīng)發(fā)光元件，LED，F(xiàn)ED，鎢絲燈，鹵素?zé)艉凸療?。有機(jī)場效應(yīng)發(fā)光元件或LED可以由發(fā)射UV的片光源組成，也可以包含RGB像素陣列或具有三個(gè)波長的白色像素陣列從而運(yùn)行具有期望波長的像素。在此，該光源單元可優(yōu)選包含配置為根據(jù)被分析樣品的特性選擇某一特定類型的光的濾光片。此外，可以根據(jù)被分析樣品的特性將光源的強(qiáng)度控制為某一特定強(qiáng)度。
[0039]在光源單元10下方，細(xì)胞培養(yǎng)單元20被配置為在其上安裝包含樣品的細(xì)胞培養(yǎng)容器，并且對樣品中的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。在細(xì)胞培養(yǎng)單元20的下方，設(shè)置Μ χ Ν矩陣相機(jī)模塊30 (其中，Μ和Ν分別為2或大于2的自然數(shù))。
[0040]所述相機(jī)模塊30拍攝樣品細(xì)胞(培養(yǎng))的圖像，并且通過任何適宜的傳輸方法(有線或無線通信)將該圖像傳送至計(jì)算機(jī)。在本發(fā)明中，可在相機(jī)模塊的前方設(shè)置顯微鏡，以期望的放大倍率對細(xì)胞進(jìn)行觀察。在此處，該相機(jī)模塊能夠數(shù)字接收顯微鏡提供的樣品圖像。
[0041 ] 如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的相機(jī)模塊可以包含透鏡和圖像傳感器，所述透鏡如自動對焦透鏡模塊或被動聚焦透鏡，所述圖像傳感器如CMOS圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可包含多個(gè)相機(jī)模塊使得某一特定區(qū)域(即，感興趣的區(qū)域)可被單獨(dú)的相機(jī)模塊拍攝圖像。
[0042]在本發(fā)明中，所述相機(jī)模塊可被布置在Μ χ Ν矩陣中，其中，Μ和Ν分別為2或大于2的自然數(shù)，優(yōu)選2到64的自然數(shù)，更優(yōu)選2到32的自然數(shù)。例如，可以布置12x8矩陣(例如，96)相機(jī)模塊。
[0043]正如此處所使用的，術(shù)語“Μ χ Ν矩陣”意味著Μ χ Ν相機(jī)模塊被按照圖4所示的緊湊的方式布置來形成矩陣。特別地，它意味著相機(jī)模塊以一種高密度的方式被布置。
[0044]由于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括布置在矩陣結(jié)構(gòu)中的相機(jī)模塊30，可以提供高通量影像信息。優(yōu)選地，如圖4中所示，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可包含與96-孔板上的96個(gè)孔相對應(yīng)的高度緊湊排列的96相機(jī)模塊，96-孔板是一種在本技術(shù)領(lǐng)域中被廣泛使用的商業(yè)細(xì)胞培養(yǎng)板。相應(yīng)地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包含96相機(jī)模塊。
[0045]在本發(fā)明中使用的所述相機(jī)模塊可包括各種光傳感器，優(yōu)選CMOS圖像傳感器，C⑶圖像傳感器等。
[0046]同時(shí)，所述Μ χ Ν矩陣相機(jī)模塊30可被設(shè)置在所述細(xì)胞培養(yǎng)單元20的上方或下方，而不提供獨(dú)立的光源單元10，以便其能夠拍攝細(xì)胞培養(yǎng)單元20上的細(xì)胞培養(yǎng)容器中的細(xì)胞(培養(yǎng))。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包含控制單元40，配置為控制布置在Μ χ Ν(例如，96)矩陣中的一部分或全部相機(jī)模塊的操作，以便拍攝安裝在細(xì)胞培養(yǎng)單元上的細(xì)胞培養(yǎng)容器中的一部分或全部細(xì)胞，并且因此能夠進(jìn)行宏觀觀察(例如，對96-孔細(xì)胞培養(yǎng)板的單個(gè)孔的全部區(qū)域進(jìn)行分析)或顯微觀察(例如，對96-孔細(xì)胞培養(yǎng)板的單個(gè)孔的部分區(qū)域進(jìn)行分析)。換句話說，可以在低放大倍率下對單個(gè)孔的全部區(qū)域進(jìn)行觀察以及僅觀察單個(gè)孔的感興趣的區(qū)域。圖5所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。如圖5Α中所示，僅細(xì)胞培養(yǎng)板的部分區(qū)域(綠色部分)可以被有選擇的觀察?？蛇x擇地，如圖5Β中所示，細(xì)胞培養(yǎng)盤的全部區(qū)域也可以被觀察。換言之，根據(jù)本發(fā)明，布置在Μ χ Ν矩陣中的相機(jī)模塊，并且因此根據(jù)觀察目的只有那些與所期望區(qū)域相對應(yīng)的相機(jī)模塊可以被選擇性的打開以便所期望區(qū)域能夠被觀察。
[0048]包含樣品的細(xì)胞培養(yǎng)容器被安置在細(xì)胞培養(yǎng)單元20上。所述細(xì)胞培養(yǎng)容器沒有特別的限定，只要其可以容納被分析或監(jiān)測的樣品并且能夠在其中直接培養(yǎng)細(xì)胞即可。優(yōu)選地，所述細(xì)胞培養(yǎng)容器可以是具有0 χ Ρ個(gè)孔的板、盤或瓶。此處，0和Ρ各為2或大于2的自然數(shù)，優(yōu)選為2到64的自然數(shù)，更優(yōu)選為2到32的自然數(shù)。例如，可以使用6/12/24/48/96/1024孔板，或使用圓形板如35/60/100 Φ盤或培養(yǎng)瓶如Τ25/Τ75瓶(圖6)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，96-孔板被用作細(xì)胞培養(yǎng)容器。在本發(fā)明中，使用多孔板以便在各種條件下能夠同時(shí)分析許多不同類型的細(xì)胞。
[0049]所述細(xì)胞培養(yǎng)容器優(yōu)選為至少具有透光的底部和頂部表面的容器。例如，所述細(xì)胞培養(yǎng)容器由透明玻璃或樹脂材料制成并且能夠傳輸由光源單元10照射的光線以便細(xì)胞培養(yǎng)容器中的內(nèi)容物能夠被所述相機(jī)模塊30的透鏡所觀察。
[0050]在本發(fā)明中，所述細(xì)胞培養(yǎng)單元20提供了一個(gè)空間，樣品中的細(xì)胞可在其中進(jìn)行培養(yǎng)。它包括一個(gè)光滑板，所述細(xì)胞培養(yǎng)容器可被安置在該光滑板上。它還可以進(jìn)一步包括一個(gè)振蕩裝置，能夠進(jìn)行振蕩培養(yǎng)液，并且所述振蕩裝置的運(yùn)行可被所述控制單元所控制。此外，所述細(xì)胞培養(yǎng)單元20可進(jìn)一步包括配置為沿水平或垂直方向移動細(xì)胞培養(yǎng)單元的裝置，以便所期望區(qū)域能夠被輕易地觀察到，或當(dāng)使用相機(jī)模塊進(jìn)行細(xì)胞分析或細(xì)胞培養(yǎng)監(jiān)測時(shí)允許細(xì)胞運(yùn)動路徑被分析。可選擇地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可進(jìn)一步包括配置為在細(xì)胞培養(yǎng)單元被固定的狀態(tài)下沿水平或垂直方向移動觀察裝置(相機(jī)模塊陣列)的裝置。
[0051]此外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可包含傳感器單元，用于監(jiān)測一個(gè)或多個(gè)下述培養(yǎng)條件:細(xì)胞培養(yǎng)單元20中的溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、pH和流速，以便在細(xì)胞培養(yǎng)單元20中維持適宜的培養(yǎng)條件。所述傳感器單元可以被單獨(dú)提供或可由現(xiàn)有的傳感器單元來組成，例如，相機(jī)模塊中設(shè)置的傳感器。
[0052]具體而言，所述傳感器單元可包括pH測定單元，配置為檢測細(xì)胞培養(yǎng)單元中的pH值。如圖7所示，可預(yù)先設(shè)置pH-依賴型色差帶，并以此預(yù)設(shè)的色差帶為基礎(chǔ)，可以監(jiān)測培養(yǎng)體系中的顏色變化。此處，pH條件提供取決于細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境的各種信息。優(yōu)選地，操作者可以設(shè)定系統(tǒng)，當(dāng)pH值出了所選定的健康區(qū)域時(shí)，可編程控制系統(tǒng)(例如，服務(wù)器，個(gè)人電腦，移動設(shè)備等)將發(fā)出警告或培養(yǎng)液被置換。在這種情況下，可通過使樣品在外部環(huán)境中的暴露最小化來防止樣品被污染。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可包括培養(yǎng)液置換單元，配置為測定依據(jù)pH值信息確定的培養(yǎng)液置換時(shí)間，以及從細(xì)胞培養(yǎng)容器中自動排出培養(yǎng)液和向細(xì)胞培養(yǎng)容器中補(bǔ)充新鮮培養(yǎng)液。正如此處所使用的，術(shù)語“可編程控制系統(tǒng)”表示包括計(jì)算機(jī)的可編程控制裝置。例如，可編程控制系統(tǒng)可以是服務(wù)器，個(gè)人電腦，移動設(shè)備等，但并不限于此，并且也可以是任何可被編程并通過雙向通信與本發(fā)明的系統(tǒng)交換信息的設(shè)備或系統(tǒng)。
[0053]在本發(fā)明中，所述控制單元40配置為通過雙向通信方式與至少一個(gè)可編程控制系統(tǒng)(例如，服務(wù)器，個(gè)人電腦，移動設(shè)備等)交換信息，并且可與可編程控制系統(tǒng)進(jìn)行有線或無線連接。換句話說，所述控制單元40將通過相機(jī)模塊30獲取的數(shù)字圖像信息傳輸至與之有線或無線連接的可編程控制系統(tǒng)(例如，服務(wù)器，個(gè)人電腦，移動設(shè)備等)，并且此控制單元40可通過有線或遠(yuǎn)程裝置被計(jì)算機(jī)所控制。此外，所述相機(jī)模塊、所述光源單元等可被自動控制。
[0054]正如此處所使用的，術(shù)語“通過雙向通信交換信息”表示細(xì)胞分析或培養(yǎng)體系