Системы и способы осуществления электрохимической импедансной спектроскопии

1. Система для измерения электрических характеристик биочастиц, причем система содержит:
- инкубатор для осуществления электрохимических измерений в определенной среде,
- держатель подложки, расположенный в указанном инкубаторе для удержания подложки, содержащей множество лунок,
причем система выполнена с возможностью непрерывного или регулярного измерения электрохимических данных,
при этом система содержит средство обработки для сравнения непрерывно или регулярно измеренных электрохимических данных с контрольными данными и для определения момента для добавления активного соединения на основании указанного сравнения.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство доставки для автоматической доставки активного соединения в лунку в определенный момент добавления.
3. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что выполнена для измерения данных импеданса в диапазоне частот, охватывающем по меньшей мере две декады, при этом регистрируют по меньшей мере 2 точки измерения на одну декаду.
4. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средство обработки выполнено для определения момента для добавления активного соединения на основании значения параметра, полученного из измерения импеданса в широком спектре, проводимого в отношении биочастиц в лунке.
5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что измерение импеданса в широком спектре соответствует измерению импеданса, охватывающему по меньшей мере диапазон частот от 100 Гц до 50 кГц, например по меньшей мере диапазон частот от 10 Гц до 80 кГц, например по меньшей мере диапазон частот от 1 Гц до 100 кГц.
6. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что выполнена для измерения данных импеданса, содержащих как модуль, так и фазу импеданса.
7. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что выполнена для измерения электрохимических данных биочастиц в растворе.
8. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средство обработки выполнено для получения информации относительно конкретного явления.
9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что средство обработки представляет собой переключаемый модуль, выполненный для получения информации относительно одного из следующих явлений: токсичности соединения для клеток, активации и ингибирования рецепторов, таких как рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), рецепторные тирозинкиназы (RTK), ионные каналы (IС), ядерные рецепторы (NR), расслоения каскадов сигнальной трансдукции, формирования/подавления/разрушения микробной биопленки или входных ворот вирусной инфекции и общей вирусной нагрузки.
10. Система по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что средство обработки выполнено для определения указанной информации относительно указанного явления, учитывая указанный определенный момент добавления для доставки активного соединения в лунку.
2
2
11. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанная система дополнительно содержит датчик параметра среды для измерения параметра среды в инкубаторе, причем параметр среды представляет собой одно или несколько из температуры, влажности, уровня СО, уровня O, рН, солености, концентрации питательных веществ и степени освещенности.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что средство обработки выполнено для определения указанной информации относительно указанного явления, учитывая указанный параметр среды.
13. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:
- множество управляющих и/или считывающих схем для раздельного управления разными лунками или группами лунок и/или их считывания посредством разных схем,
- электрическое соединительное средство для соединения указанного множества управляющих и/или считывающих схем с разными электродами отдельных лунок или разных групп лунок подложки путем присоединения к их разным точкам электрического соединения на обратной стороне подложки.
14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что управляющая и/или считывающая схемы расположены по существу под разными лунками или под разными группами лунок под подложкой, когда подложка расположена в держателе подложки, таким образом электрические схемы могут быть короткими и по существу одинаковыми для разных лунок или разных групп лунок.
15. Система по любому из пп. 13-14, отличающаяся тем, что управляющая и/или считывающая схемы выполнены с возможностью считывания разных лунок или разных групп лунок параллельно по времени, т.е. одновременно.
16. Система по любому из пп. 13-15, отличающаяся тем, что каждая управляющая и/или считывающая схема содержит аналого-цифровой преобразователь и компонент сбора данных.
17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что выполнена для сбора данных электрохимического измерения лунки и обработки данных, не учитывая данные калибровки другой лунки в подложке.
18. Способ измерения электрических характеристик биочастиц, причем способ включает:
- непрерывное или регулярное измерение электрохимических данных биочастиц в определенной среде,
- сравнение непрерывно или регулярно измеренных электрохимических данных с контрольными данными,
- определение момента для добавления активного соединения на основании указанного сравнения и
- добавление активного соединения в определенный момент.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что непрерывное или регулярное измерение электрохимических данных включает измерение данных импеданса в диапазоне частот, охватывающем по меньшей мере две декады, причем регистрируют по меньшей мере 2 точки измерения на одну декаду.
20. Способ по любому из пп. 18 или 19, отличающийся тем, что определение момента для добавления активного соединения основано на значении параметра, полученного из измерения импеданса в широком спектре, проводимого в отношении биочастиц в лунке.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что измерение импеданса в широком спектре соответствует измерению импеданса, охватывающему по меньшей мере диапазон частот от 100 Гц до 50 кГц, например по меньшей мере диапазон частот от 10 Гц до 80 кГц, например по меньшей мере диапазон частот от 1 Гц до 100 кГц.
22. Способ по любому из пп. 18-21, отличающийся тем, что измерение электрохимических данных включает измерение данных импеданса, содержащих как модуль, так и фазу импеданса.
23. Способ по любому из пп. 18-22, отличающийся тем, что включает получение информации относительно конкретного явления.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что включает получение информации относительно одного из следующих явлений: токсичности соединения для клеток, активации и ингибирования рецепторов, таких как рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), рецепторные тирозинкиназы (RTK), ионные каналы (IС), ядерные рецепторы (NR), расслоения каскадов сигнальной трансдукции, формирования/подавления/разрушения микробной биопленки или входных ворот вирусной инфекции и общей вирусной нагрузки.
25. Способ по любому из пп. 23-24, отличающийся тем, что включает определение указанной информации относительно указанного явления, учитывая указанный определенный момент добавления для доставки активного соединения в лунку.
2
2
26. Способ по любому из пп. 18-25, отличающийся тем, что включает измерение параметра среды в инкубаторе, причем параметр среды представляет собой одно или несколько из температуры, влажности, уровня СO, уровня O, рН, солености, концентрации питательных веществ и степени освещенности.
27. Способ по п. 26 в зависимости от п. 23 или 24, отличающийся тем, что включает определение указанной информации относительно указанного явления, учитывая указанный параметр среды.
28. Способ по любому из пп. 18-27, отличающийся тем, что включает считывание разных лунок или разных групп лунок параллельно по времени, т.е. одновременно.
29. Способ по любому из пп. 18-28 для сбора данных электрохимического измерения лунки и для обработки данных без учета данных калибровки другой лунки в подложке.
30. Компьютерный программный продукт для измерения электрических характеристик биочастиц, причем компьютерный программный продукт, при запуске на вычислительном средстве, выполнен для осуществления способа по любому из пп. 18-29.
31. Применение системы по любому из пп. 1-17 для отслеживания роста культур адгезивных клеток.
32. Применение системы по любому из пп. 1-17 для отслеживания роста культур суспензионных клеток.