CN105385597B - 一种细胞培养袋及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种细胞培养袋及其应用。本发明的细胞培养袋包括：封闭式袋体及设于袋体两侧的固定部件，所述封闭式袋体顶面设有外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口和气体出口，所述封闭式袋体底面设有液体回收口及至少一个传感器接头，所述外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口、气体出口及液体回收口上均设有无菌快速接头。本发明的细胞培养袋可用于细胞培养。

Description

一种细胞培养袋及其应用
技术领域
本发明涉及细胞培养，特别是涉及一种细胞培养袋。
背景技术
传统的细胞培养是用培养皿或培养瓶在二氧化碳孵育箱中培养的，对培养条件要求比较高，需要在超净台下操作，再放置到二氧化碳培养箱中培养，并适时拿出来放置到倒置显微镜下观察细胞生长状态，即使严格的无菌操作，也很难避免细胞不被污染的风险，尤其是在培养用于临床研究或临床治疗的人体免疫细胞时，一旦细胞被污染，不仅对细胞的培养有影响，同时可能威胁患者的生命。
发明内容
对于现有技术中的缺陷，本发明从细胞培养过程中存在的各种风险因素考虑，结合细胞培养的各种条件，提供了一种可从细胞初始培养到培养结束都无需暴露的全封闭3D细胞培养袋。
本发明首先提供了一种细胞培养袋，包括：封闭式袋体及设于袋体两侧的固定部件，所述封闭式袋体顶面设有外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口和气体出口，所述封闭式袋体底面设有液体回收口及至少一个传感器接头，所述外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口、气体出口及液体回收口上均设有无菌快速接头。
在优选的实施例中，所述封闭式袋体所用的材质为多层复合结构。
在优选的实施例中，所述封闭式袋体的由上袋片、下袋片、左侧袋片和右侧袋片共同围成一立体袋腔。
更为优选的，所述左侧袋片和所述右侧袋片的下底边呈弧形。在一优选实施例中，所述左侧袋片和所述右侧袋片均呈椭圆形，所述上袋片和下袋片呈矩形。
进一步的，所述袋体的底部中部设有透明观察区。透明观察区设于细胞培养袋的底部，可以在通过在培养平台上设细胞形态观察装置而从底部直接观察细胞培养袋内的细胞情况。
所述的传感器接头可以设有一个或多个。较佳的，设有两个传感器接头，其中一个为用于接入pH值传感器探头的传感器接头，另一个为用于接入溶氧(DO)传感器探头的传感器接头。
传感器接头可以为接触式传感器接头亦可为非接触式传感器接头。在优选的实施例中，传感器接头为非接触式的传感器接头，即传感器探头在插入所述传感器接头后，探头与袋体内的培养液并不接触。
本发明的细胞培养袋可用于细胞培养。
本发明的细胞培养袋，具有以下有益效果：
1、本发明的细胞培养袋结构独特，能满足在少量培养液条件下持续加样培养，直至达到培养需求。
2、本发明设计的3D异形细胞培养袋，在细胞培养过程中，培养平台的摇动所产生剪切力最小，对细胞造成的剪切力损伤也最小。
3、本发明的细胞培养袋所有接头采用无菌快接方式，最大限度地减少了培养操作所造成的细胞污染的风险。
4、本发明的细胞培养袋的体积可根据所需培养的量无限扩大。
附图说明
图1显示为本发明实施例的细胞培养袋顶面示意图。
图2显示为本发明实施例的细胞培养袋底面示意图。
图3显示为本发明优选实施例的细胞培养袋袋体结构示意图虚线指引线指向图示角度理论被遮挡的袋片
图4显示为本发明优选实施例的细胞培养袋使用状态下袋体顶面连接管路示意图
图5显示为本发明优选实施例的细胞培养袋使用状态下袋体底面连接管路示意图
图6显示为本发明优选实施例的传感器接头剖面图
元件标号说明
1 封闭式袋体
11 外部液体加样口
12 外部液体注射口
13 气体进口
14 气体出口
15 液体回收口
161 上袋片
162 下袋片
163 左侧袋片
164 右侧袋片
17 传感器接头
171 用于接入pH值传感器探头的传感器接头
172 用于接入溶氧(DO)传感器探头的传感器接头
1701 基盘
1702 传感器探头容置腔
1703 透明隔断
18 无菌快速接头
19 透明观察区
2 固定部件
31 硅胶管
32 鲁尔接头
33 三通
34 无针取样器
35 空气过滤器
36 空气截止阀
37 片夹
38 扎带
4 密封区
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1和图2所示的细胞培养袋，包括：封闭式袋体1及设于袋体两侧的固定部件2，所述封闭式袋体1顶面设有外部液体加样口11、外部液体注射口12、气体进口13和气体出口14，所述封闭式袋体1底面设有液体回收口15及至少一个传感器接头17，所述外部液体加样口11、外部液体注射口12、气体进口13、气体出口14及液体回收口15上均设有无菌快速接头18。
细胞培养袋顶面设有外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口和气体出口是为了满足在细胞培养的过程中即便不移出培养装置的情况下，也能满足添加细胞培养液、外部液体(如青霉素溶液、链霉素溶液、接种液等)，以及提供细胞培养所需的气分(如提供二氧化碳)的需要。细胞培养袋底面设有液体回收口可在不移出培养装置的情况下，亦可全部或部分更换培养液。细胞培养袋底面设有传感器接头，可用于接通传感器以监测细胞培养液袋内的相关指标。
快速接头是指不需要工具就能实现管路接通或断开的接头。所用无菌快速接头即为常规的无菌快速接头，可市购获得。无菌快速接头可焊接或熔接至袋体上。
所述的封闭式袋体可以是由柔性材质制成。所述柔性材质是指受力后可变形的材质。较佳的，所述封闭式袋体所用材质由PE和EVOH复合而成。
在优选的实施例中，所述封闭式袋体所用的材质为多层复合结构。优选的，所述封闭式袋体最内层为聚乙烯(PE)层。最内层是指接触培养液的那一层，接触培养液的是稳定的PE材料，低溶出物，无动物性来源。
在更为优选实施例中，所述封闭式袋体所用的材质为五层复合结构，由内至外依次为聚乙烯(PE)层、粘合层、乙烯-乙烯醇(EVOH)层、粘合层及聚乙烯(PE)。此类五层复合结构的材质为现有技术，可市购获得。
构成密封式袋体的袋片厚度可为常规，在优选的实施例中采用了0.325mm。本发明的细胞培养袋可用γ射线进行消毒灭菌，辐照剂量≥25Gy，≤50Gy。可用加热的方法进行密封。
在本发明优选的实施例中，所述封闭式袋体的由上袋片161、下袋片162、左侧袋片163和右侧袋片164共同围成一立体袋腔。较为优选的，所述左侧袋片163和所述右侧袋片164的下底边呈弧形。底边弧形设计可使得细胞培养袋在充气后形成的3D形状在培养平台的摇动中所产生的剪切力更小，对细胞造成的剪切力损伤也降至最低。在如图3所示的实施例中，所述左侧袋片163和所述右侧袋片164均呈椭圆形，所述上袋片161和下袋片162呈矩形。
如图2所示的优选实施例中，所述袋体1的底部中部设有透明观察区19。透明观察区设于细胞培养袋的底部，可以在通过在培养平台上设细胞形态观察装置而从底部直接观察细胞培养袋内的细胞情况。
所述的传感器接头可以设有一个或多个。较佳的，如图2和5所示的优选实施例中，设有两个传感器接头，其中一个为用于接入pH值传感器探头的传感器接头171，另一个为用于接入溶氧(DO)传感器探头的传感器接头172。
传感器接头可为接触式的传感器接头亦可为非接触式的传感器接头。在优选的实施例中，传感器接头为非接触式的传感器接头，即传感器探头在插入所述传感器接头后，探头与袋体内的培养液并不接触。
如图5所示的优选实施例中，所述非接触式的传感器接头如图6所示包括基盘1701及传感器探头容置腔1702，所述基盘的中部设有透明隔断1703，所述传感器探头容置腔1702与所述基盘1701相连且位于所述透明隔断1703的一侧，所述透明隔断的另一侧(参见图示箭头指向)设有转换膜。对用于接入pH值传感器探头的传感器接头，所述转换膜为pH致变色膜。pH致变色膜可由pH指示剂与成膜材料混配后制膜获得。所述pH致变色膜属于现有技术，如pH电极所使用的pH传感膜等。对用于接入溶氧传感器探头的传感器接头，所述转换膜为溶解氧致变色膜。溶解氧致变色膜可由溶氧指示剂与成膜材料混配后制膜获得。所述溶解氧致变色膜属于现有技术。
经过所述传感器接头，细胞培养袋内培养液的pH及溶氧情况均被转换为颜色信号，通过在传感器接头内接入RGB传感器，即可将颜色信号读出，从而根据转换膜颜色与pH值及溶氧的关系，获得细胞培养液的pH值及溶氧值。
非接触式传感器探头配合使用的RGB颜色传感器无需灭菌消毒，不仅操作更为方便，而且可更好的预防污染。
所述接触式的传感器接头可为常规无菌快速接头，可直接插接或螺纹连接消毒的pH传感器或溶氧传感器的探头。前述非接触式传感器接头去除透明隔断和转换膜后亦可作为接触式的传感器接头。
所述的固定部件2用于在培养平台中配合固定所述细胞培养袋，可以采用现有的各种能使盛液袋体固定的部件来实现细胞培养袋的固定，例如可以是单独使用即可实现固定的部件，例如带有粘性的部件等，亦可是需要与培养平台上设置的匹配装置配合起到固定作用的部件，例如通过机械力、粘力、磁力固定的部件等。如图3所示的实施例中，所述固定部件为固定棒，所述固定棒可与培养平台上增设的固定棒夹具或者固定棒插入机构可拆卸式连接，从而可以达到固定细胞培养袋的目的。
进一步的，所述袋体1的两端设有密封区4，所述固定棒置于密封区内。
本发明的细胞培养袋在使用时，可通过固定部件2固定于培养平台上，将细胞培养袋的外部液体加样口11、外部液体注射口12、气体进口13、气体出口14、液体回收口15通过无菌快速接头，分别经管路与提供外部液体、气体或回收液体、气体的装置连接，所述传感器接头中插接相应传感器的探头。在培养细胞的过程中，随时根据需要加入外部液体，更换培养液，提供适当细胞培养气氛，并监控细胞培养液的情况及细胞的生长情况。
具体的，所述外部液体加样口11可如图4所示，经无菌快速接头18快速对接外部管路，所述外部管路可依次包括硅胶管31、鲁尔接头32，进而连接至外部液体提供装置，进一步硅胶管上可以接入三通33以连接多路外部液体存储单元。
所述外部液体注射口12可如图4所示，经无菌快速接头18快速对接外部管路，所述外部管路可依次包括硅胶管31、鲁尔接头32、无针取样器34，进而连接外部液体提供装置。
所述气体进口13可如图4所示，经无菌快速接头18快速对接外部管路，所述外部管路可依次包括硅胶管31、空气过滤器35，进而连接外部气体提供装置。
所述气体出口14可如图4所示，经无菌快速接头18快速对接外部管路，所述外部管路可依次包括硅胶管31、空气过滤器35、硅胶管31、空气截止阀36，进而与外界或集气装置相通。
所述液体回收口15可如图5所示，经无菌快速接头18快速对接外部管路，所述外部管路可依次包括硅胶管31及鲁尔接头32，进而连接外部集液装置。
管路的硅胶管上可设置片夹37以控制进出样，管路各部件可通过扎带38密封连接。
本发明的细胞培养袋，可以满足下列细胞培养要求：
(1)满足不更换连续培养条件：细胞起始培养，量较少，随着细胞培养细胞密度的增加，需不间断增加细胞培养液；本发明的细胞培养袋能满足起始细胞培养量较少的情况下，也能在细胞培养袋中进行培养；
(2)满足细胞培养的温度条件：无论细胞培养的起始量多少，都可用本发明的细胞培养袋进行培养，并可对细胞培养袋进行加温处理；
(3)满足细胞培养PH、溶氧(DO)等条件：3D培养袋的设计，可连接细胞培养必须的气体装置，并通过调整气体环境进行培养液的PH值和溶氧的修订；
(4)满足细胞培养过程中非接触的PH、溶氧检测：通过在培养袋中设置特殊的无害无毒性的光化学反应材料，透过细胞培养袋进行培养液的PH、溶氧(DO)的监测；
(5)满足细胞培养的无菌条件：培养袋上所有接口，培养液进口、回收管的接口、气体进出口，都实行无菌快速对接方式，气体进出口都安装有气体过滤器，保证细胞培养处于无菌状态。
(6)在细胞培养装置晃动的情况下，培养袋中的细胞所受到的剪切力也较小，有利于细胞的生长。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种细胞培养袋，其特征在于，包括：封闭式袋体及设于袋体两侧的固定部件，所述封闭式袋体由上袋片、下袋片、左侧袋片和右侧袋片共同围成一立体袋腔，所述左侧袋片和所述右侧袋片的下底边呈弧形,所述封闭式袋体上袋片设有外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口和气体出口，所述封闭式袋体下袋片设有液体回收口及至少一个传感器接头，所述外部液体加样口、外部液体注射口、气体进口、气体出口及液体回收口上均设有无菌快速接头，所述袋体的下袋片中部还设有透明观察区。
2.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述左侧袋片和所述右侧袋片均呈椭圆形，所述上袋片和下袋片呈矩形。
3.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述封闭式袋体所用的材质为多层复合结构。
4.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述封闭式袋体最内层为聚乙烯层。
5.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述封闭式袋体所用的材质为五层复合结构，由内至外依次为聚乙烯层、粘合层、乙烯-乙烯醇层、粘合层及聚乙烯层。
6.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述的传感器接头设有一个或多个。
7.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述的传感器接头为非接触式传感器接头或接触式传感器接头。
8.如权利要求7所述的细胞培养袋，其特征在于，所述非接触式的传感器接头包括基盘及传感器探头容置腔，所述基盘上设有透明隔断，所述传感器探头容置腔与所述基盘相连且位于所述透明隔断的一侧，所述透明隔断的另一侧设有转换膜。
9.如权利要求8所述的细胞培养袋，其特征在于，所述转换膜为pH致变色膜或溶解氧致变色膜。
10.如权利要求1所述的细胞培养袋，其特征在于，所述的固定部件为固定棒。
11.如权利要求10所述的细胞培养袋，其特征在于，所述袋体的两端设有密封区，所述固定棒置于密封区内。
12.如权利要求1-11任一权利要求所述的细胞培养袋用于细胞培养的用途。
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Legal Events

Date Code Title Description
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20160309

Assignee: China (Shanghai) Biological Medicine Co Ltd

Assignor: SHANGHAI JIKAI GENE TECHNOLOGY CO., LTD.

Contract record no.: 2017310000066

Denomination of invention: Cell culture bag and application thereof

License type: Exclusive License

Record date: 20171207

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
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Effective date of registration: 20171227

Address after: Room 101-7, No. 332, Edison Road, China (Shanghai) free trade test area, Shanghai

Applicant after: Shanghai Jibi Biotechnology Co., Ltd.

Address before: 201203 room 101-A, No. 328 Edison Road, Zhangjiang hi tech park, Shanghai, Pudong New Area

Applicant before: SHANGHAI JIKAI GENE TECHNOLOGY CO., LTD.

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