CN109312284B - 用于培养细胞的减少叶轮摆动的容器和旋转烧瓶 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于培养细胞的容器，其包括容器主体，所述容器主体具有顶部部分、包含底内表面的底部部分和圆柱形侧壁。所述容器在容器主体内还具有叶轮组件，该叶轮组件具有可与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈。所述容器还包括多个定位块，其与容器主体的底内表面连接，与叶轮o形圈的内边缘间隔。

Description

用于培养细胞的减少叶轮摆动的容器和旋转烧瓶
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年5月31日提交的系列号为62/343,321的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。
技术领域
本公开一般涉及用于培养细胞的旋转烧瓶和容器。更具体地，本文所述的实施方式涉及具有叶轮组件的一次性旋转烧瓶容器。
背景技术
在各个科学领域，使细胞长时间在培养基中生长(例如液体悬浮液)是有用的。然而，增加细胞数目导致培养基中的营养物质消耗。当培养基停滞时，由于营养物质的局部耗尽，细胞生长受到抑制，细胞可能死亡。
一般应理解，细胞培养悬浮液需进行搅拌以使细胞有效地生长。任选地，细胞可以附着的微载体可以悬浮在细胞培养基中。旋转烧瓶是一种类型的细胞培养容器，其利用由旋转烧瓶底部下方的外部旋转磁体驱动的悬浮叶轮，使细胞保持悬浮状态。悬浮叶轮的设计是复杂的，因为需要平衡许多不同的因素以适当地影响细胞培养物的悬浮，例如赋予生长细胞的水动力学应力，该应力可损坏生长细胞或改变它们的形态学。另外，桨叶设计和移动需使细胞保持悬浮，但是不剪切细胞或微载体。
此外，必须小心谨慎以防污染培养基。旋转烧瓶通常由玻璃和金属可重复使用的细胞培养容器组成，其包含汞齐工件，每个工件在使用之间需要清洁、灭菌(通常高压灭菌)和适当储存。当这种汞齐工件用于旋转烧瓶时，使用者可能要花费大量时间来跟踪工件并保持适当的条件以用于培养细胞。
因此仍然需要提供温和搅拌以使细胞保持悬浮并防止剪切的廉价、一次性、预灭菌、完全一体化的细胞培养容器。
发明内容
本文描述了用于培养细胞的一次性旋转烧瓶容器的各个实施方式，所述一次性旋转烧瓶容器具有由多个定位块稳定的叶轮组件。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于培养细胞的容器，所述容器包括容器主体，所述容器主体具有顶部部分、具有底内表面的底部部分、以及圆柱形侧壁。所述容器在容器主体内还具有叶轮组件，该叶轮组件具有可与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部(receptacle)、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈。所述容器还包括多个定位块，其与容器主体的底内表面连接，与叶轮o形圈的内边缘间隔。
根据本公开的另一个方面，提供了一种用于培养细胞的容器，所述容器包括容器主体，所述容器主体具有顶部部分、具有底内表面的底部部分、以及圆柱形侧壁。所述容器在容器主体内还包括叶轮组件，该叶轮组件具有可与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈。所述容器还包括多个定位块，其与容器主体的底内表面连接，与叶轮o形圈的内边缘间隔；以及包括中心块，其与容器主体的底内表面连接，与叶轮组件的中心轴重合。
在以下的具体实施方式中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的具体实施方式都仅仅是示例性的，并且旨在提供用于理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各个实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是旋转烧瓶的一个实施方式的剖面透视图；
图2是图1所示的烧瓶的分解图；
图3是根据一个实施方式所述的旋转烧瓶的剖面顶视图，其示出了下叶轮组件和多个定位块。
图4是根据一个实施方式所述的下叶轮组件和多个圆柱定位块的剖面侧视图；
图5是根据一个实施方式所述的叶轮组件底部和多个圆锥形定位块的剖面侧视图；
图6是根据一个实施方式所述的图5所示的叶轮组件和定位块的放大剖面侧视图；
图7是旋转烧瓶的一个实施方式的顶部透视图；
图8是沿着图4的A-A`轴截取的截面图；
图9是沿着图4的A-A`轴截取旋转90°的截面图；
图10是上叶轮组件和轴杆的放大视图；
图11是旋转烧瓶的一个实施方式的底部透视图；
图12A是示出了在非一次性的1L玻璃旋转烧瓶中培养的Cytodex-1微载体的图像；
图12B是示出了商购的1L一次性旋转烧瓶中培养的Cytodex-1微载体的图像；
图13A是示出了在非一次性的1L玻璃旋转烧瓶中培养的具有Vero细胞的增强附着的微载体的图像；
图13B是根据一个实施方式，示出了在商购的1L一次性旋转烧瓶中培养的具有Vero细胞的增强附着的微载体的图像；
图14A是示出了在具有多个定位块的1L一次性旋转烧瓶的一个实施方式中培养的Cytodex-1微载体的预测图(prophetic image)；以及
图14B是示出了在具有多个定位块的1L一次性旋转烧瓶的一个实施方式中培养的具有Vero细胞的增强附着的微载体的预测图。
具体实施方式
文中所用的术语“和/或”在用于两项或多项的罗列时，表示所述项中的任何一项可以单独使用，或者可以使用所述项中的两项或多项的任意组合。例如，如果描述一种组合物含有组分A、B和/或C，则该组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或含有A、B和C的组合。
在本文中，相关的术语例如第一和第二，顶部和底部等仅用于区分一个实体或行为与另一个实体或行为，而非必须要求或暗示这些实体或行为之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包含”、“含有”或其任何其他变型旨在覆盖非排他的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包括这些要素而且还可包括并未明确列出的或这些过程、方法、制品或设备固有的其他要素。后面跟有“包含……一(个/种)”的要素在没有更多的限制情况下，不排除在含该要素的过程、方法、制品或设备中存在其他相同要素。
多种目前可获得的大体积旋转烧瓶已经被证明与微载体培养物不相容。使用这些烧瓶导致微载体和附着的细胞均受到物理损坏。对细胞、附着于微载体的细胞和/或微载体自身造成这种损坏的根本原因被认为是容器的中心块和其他特征之间的叶轮接触。叶轮桨叶的底表面与容器底部上的凸起特征顶部之间的间隙不足也可造成细胞损坏。
参考图1-11，其以示例形式示出了根据本公开的方面所述的用于培养细胞的容器4。容器4包括容器主体8、一个或多个颈状进入端口32和叶轮组件58，所述容器主体8具有顶部部分12和底部部分16。顶部部分12和底部部分16沿着焊线20周向密封，这是由于限制顶部部分和底部部分周界的顶部互连唇缘34和底部互连唇缘38结合的结果。容器4具有基本为圆柱的形状和中心轴A-A`，并具有内表面、外表面、顶部部件74、侧壁10和具有中心块112的底内表面70。在某些方面中，中心块112可以为圆柱形中心块114(图4)或圆锥形中心块118(图5)。虽然任何尺寸的容器在理论上是可行的，但是本公开的方面的搅拌容器尺寸通常在125ml至10升的范围内，具体的尺寸包括1升、2升和3升形式。
叶轮组件58包括沿着A-A`中心轴延伸的中心轴杆46。在本公开的不同方面中，中心轴杆46可以是挠性的、刚性的、或者具有其他变化的挠曲量。从轴杆46延伸并与轴杆46相连的是四个平面桨叶50、54，每个相对于彼此呈90度设置。在四个平面桨叶50、54中有两个主桨叶50和两个副桨叶54。主桨叶50相对于彼此呈180度设置，同样地，两个副桨叶54相对于彼此呈180度设置。围绕中心轴杆46的桨叶50、54的布置形成了副-主桨叶取向的交替效果。认为该取向在容器4中的横向平面以及垂直平面中均增强了流体的混合。桨叶50、54表示当将容器4直立放置时呈垂直取向的平面。如本领域技术人员所理解的，在本公开中可采用其他桨叶构造、形状和布置，包括采用比四个桨叶更少或更多的桨叶构造、形状和布置。
参考图3-6，在轴杆46的底部以及在叶轮组件的主桨叶50和副桨叶54的下方是叶轮o形圈102。叶轮o形圈102与平面桨叶的底部切口部分86连接，并且叶轮o形圈的底部边缘可以与平面桨叶50、54的底部边缘66齐平。多个定位块98与叶轮o形圈102的内边缘102a间隔或沿着内边缘102a而与底内表面70连接。在一些实施方式中，定位块的组可具有两个、三个、四个、五个、六个或更多个定位块98，它们沿着叶轮o形圈102的内边缘102a彼此间隔。在一些实施方式中，多个定位块98可以沿着叶轮o形圈102的内边缘102a彼此间隔相等距离。在一个实施方式中，所述多个定位块为三个定位块98，各定位块彼此间隔相等距离。所述多个定位块可以使各定位块沿着叶轮o形圈102的内边缘102a彼此间隔相等距离。
多个定位块98可包括具有圆柱形、块形、正方形、圆锥形、矩形或角锥形的各个块。所述多个定位块98还可具有其他形状或各种形状的组合。例如，在图4中，多个定位块98显示为圆柱形定位块106。在图5-6中，多个定位块98显示为圆锥形定位块110。在某些方面中，定位块98的形状可以被构造成保持与叶轮o形圈102的内边缘102a持久、周期或频繁接触，以防止叶轮组件58垂直或横向移动。所述多个定位块98使叶轮摆动最小化，从而减少了叶轮组件58与中心块112之间的接触，所述中心块112定位在容器4的底内表面70处。
中心块112为如图4-6所示的凸起特征，并且可包含各种形状。例如，中心块112可以被构造成圆柱形中心块114，如图4和6所示。在另一个实施方式中，中心块112可以被构造成圆锥形中心块118，如图5所示。中心块112可以包括圆柱形、块形、正方形、圆锥形、矩形、角锥形或任意其他形状的块。在一些实施方式中，中心块112可以具有圆化或斜切边缘。中心块112至少用作两个目的：1)防止微载体和/或细胞在叶轮组件58下方汇集或集合在一起；2)在运输和旋转过程中使叶轮组件58的垂直或横向移动最小化，以避免叶轮破裂。虽然凸起的中心块112可以有助于使叶轮组件58的垂直或横向移动最小化，但是定位块98也可以有助于使叶轮组件58的垂直或横向移动最小化。
在一些实施方式中，中心块112的顶表面与叶轮组件58的底部之间的距离可以为约0.001英寸至约0.1英寸。在其他实施方式中，中心块112的顶部与叶轮组件58的底部之间的距离可以为约0.005英寸至约0.05英寸。在其他实施方式中，中心块112的顶部与叶轮组件58的底部之间的距离可以为约0.01英寸至约0.03英寸。例如，中心块112的顶部与叶轮组件58的底部之间的距离可以为约0.0150英寸、约0.0185英寸、约0.0200英寸、约0.0250英寸，或者这些所述数值之间和本文公开的范围间的所有距离数值。多个定位块98、中心块112、叶轮组件58和容器4的其他尺寸特征的容差为约+/-0.005英寸。在一些实施方式中，多个定位块98、中心块112、叶轮组件58和容器4的其他尺寸特征的容差为+/-0.001英寸至+/-0.100英寸。
在一些实施方式中，中心块112的基底外直径(与底内表面连接处的中心块的直径)与叶轮o形圈102的内直径之间的距离可以为约0.01英寸至约1.0英寸。在其他实施方式中，中心块112的基底外直径与叶轮o形圈102的内直径之间的距离可以为约0.1英寸至约0.5英寸。在其他实施方式中，中心块112的基底外直径与叶轮o形圈102的内直径之间的距离可以为约0.2英寸至约0.3英寸。例如，中心块112的基底外直径与叶轮o形圈102的内直径之间的距离可以为约0.15英寸、约0.20英寸、约0.025英寸、约0.030英寸、约0.035英寸，或者这些所述数值之间和本文公开的范围间的所有距离数值。
本文公开的用于培养细胞的旋转烧瓶和容器能够提供易获得的、价格可承受的、一次性、预灭菌的、完全一体化细胞培养容器4，该容器4提供温和搅拌以最大程度地减少水动力剪切并使细胞在容器4中保持悬浮。在烧瓶底内表面70上的中心块112和/或定位块98可防止微载体和/或细胞在叶轮组件58下方汇集，并且还可在运输和旋转期间使叶轮组件58的垂直移动最小化，从而防止微载体、细胞和/或叶轮组件58损坏。
参考图10，中心轴杆46具有大致逐渐变细的顶端126，其通过与位于中心的轴杆接收部138接触安装在容器4的顶部部分12中并与容器4的顶部部分12的顶部部件74一体化。o形圈82位于轴杆46上的接收槽130上。o形圈82可以由PTFE、尼龙或其他类似的低摩擦材料形成。o形圈82以某种方式靠向圆形架134，使得叶轮组件58自由悬挂在容器4中。通过在轴杆接收部138中具有这一单安装点，挠性轴杆46可自由旋转。顶部部件74中的圆盘顶部122将轴杆接收部138与外部环境密封。中心轴杆46还有利地具有多个水平支承棱142，其使轴杆46的刚性增强。轴杆接收部138具有延伸到容器4中的侧壁，以形成用于接收轴杆的套管146。套管146保持轴杆46的取向在中心轴A-A`内，并且防止叶轮组件58在容器4内的任何横向移动。
叶轮组件58的底部切口部分86在相应的桨叶50、54的底部边缘66的交叉位置内成形。底部切口部分86基本上遵循圆柱形中心块114或圆锥形中心块118的轮廓。当容器4处于直立位置时，不意欲使与叶轮组件58的底部切口部分86连接的叶轮o形圈102接触圆柱形和圆锥形中心块114、118。事实上，在轴杆接收部138下方，叶轮组件58与容器4之间可能不存在接触点。这是有利的，因为如果细胞、微载体或培养在微载体上的细胞被困于桨叶50、54的底部边缘66与中心块114、118之间，或如果因剪切而受困，这有助于减少细胞损坏的可能性。底内表面70上的圆柱形和圆锥形中心块114、118还消除了直接在叶轮组件58的中心轴A-A`下方任何潜在的死角(由旋转叶轮产生的湍流最小的点)。桨叶50、54的交叉点内的底部切口部分86允许桨叶边缘66紧邻底内表面70。在一个实施方式中，桨叶50、54与底内表面70之间的距离在约0.05英寸至约0.5英寸之间。由于欲将容器4作为一体化单元运输，因此，叶轮o形圈102结合中心块112也用于在运输期间容纳叶轮58，使得叶轮组件58不与容器4的底部断开，或者不因容器4碰撞导致的接触而损坏侧壁10。
具体参考图8，该图是一个实施方式的容器4的垂直截面图，每个主桨叶50包括上部52和下部60。上部52具有大致为三角形的形状，其中外边缘渐近地以某一角度远离轴杆46和中心轴A-A`。每个主桨叶50的下部60的形状大致为矩形。具体参考图9，该图是与图8所示的截面成90度截取的容器4的截面图，副桨叶54沿着其整个长度形成了三角形。每个副桨叶54的外边缘48线性延伸远离中心轴A-A`到达桨叶50、54的底部边缘66处的点。所有桨叶50、54(主桨叶和副桨叶)的下部的底部边缘66大致平行于容器的底内表面70延伸，但是不接触底内表面70。包含桨叶50、54的叶轮组件58可以由聚丙烯、TPE、硅酮或其他合适的聚合材料制造。
用于容纳磁力搅拌子(磁体)94的磁体接收部62被模制到两个主桨叶50的各下部60中。副桨叶54和轴杆46区域中的孔56使磁体接收部62完整。圆柱形塞或磁力搅拌子94沿着所述两个主桨叶50的下边缘被安装在磁体接收部62中并与副桨叶54正交。或者，磁体94自身被模制到叶轮组件58中。为此，将磁体94插入到模具中并在磁体94自身周围重叠模制(over-mold)叶轮组件58。使磁体94一体化模制到叶轮组件58中提供了以下优点：在组装和运输期间，磁体94无法与叶轮组件58脱离以及损坏容器主体8。
所述一个或多个进入端口32从容器4的顶部部分12向外延伸。将任选的内螺纹密封盖28安装在外螺纹进入端口32上。在一个实施方式中，密封盖28在其内具有疏水膜插入物90，其由能够允许气体运入容器内部但防止液体从容器4中出来以及防止其他污染物进入容器4的材料制成。这种膜材料的实例包括聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯(PVDF)。在一些实施方式中，密封盖28还具有通气口30，其允许与外部环境有必要的气体连通。在另一个实施方式中，可以使用附件(例如管)并连接到所述一个或多个进入端口32以允许无菌分配。
在一个实施方式中，所述一个或多个进入端口32以与水平成某一角度延伸，以允许仪器(例如移液管)通过叶轮组件58并到达具有预选深度的搅拌容器的相邻区域。然而，可以对所述一个或多个进入端口32的尺寸以及进入端口32从容器主体8延伸的角度进行选择，以优化仪器对各种容器4内的区域的可接近性。另外，在一些实施方式中，所述一个或多个进入端口是如附图公开的两个进入端口32，但是应理解的是任何数目的端口32均是可行的。
多个挡板24在与中心轴A-A`平行的垂直方向上沿着内壁延伸。每个挡板24大致具有半圆柱或等腰三角形的截面形状。每个挡板24起始自容器底部70并向上垂直延伸，以椭圆形26终止。虽然本文例示的挡板24以椭圆形26终止，但是本公开的实施方式不限于此，并且可以采用任何形状。应认为，使多个挡板24完全延伸通过液体区域(即，从底内表面70到液体表面上方的点)增强了整个液体域的湍流。所述多个挡板24突出到容器腔体中，与叶轮组件58一起产生并实现容器内部的湍流。多个挡板24优选与容器的壁一体形成。在一些实施方式中，所述多个挡板24是三个挡板24，每个挡板与圆柱形侧壁限定的周边上的各其他挡板间隔相等的距离。在其他方面中，所述多个挡板沿着内部圆柱形侧壁对称设置，但是挡板24的数目和密度可以基于容器尺寸变化。在一些实施方式中，每个挡板与容器主体的侧壁是一体的，其起始于底内表面并沿着侧壁向上垂直延伸到预定距离。
在一些实施方式中，本公开的容器4由注塑聚合物制成，例如聚苯乙烯、聚碳酸酯或本领域技术人员认同的任意其他合适聚合物。在一个实施方式中，聚合物是光学透明的并且无细胞毒性的。由于所述材料由重量轻的聚合物制成并且容器4在制造期间进行了预灭菌，因此容器4自身是一次性的且不需要最终的使用者在使用前对系统部件进行灭菌。
在一些实施方式中，容器侧壁10的顶部部分12或底部部分16可以具有可包含气体可透过/液体不可透过的薄膜或膜的一个或多个区域。在该气体可透过/液体不可透过的薄膜或膜位于容器4将接触细胞悬浮液的区域中的实施方式中，实现了与外部环境的改进的气体交换。因此，在一些实施方式中，这些区域位于侧壁10的下半部分中或底内表面70中。
在描述制造和组装过程时，叶轮组件58、容器主体8的顶部部分12和底部部分16分开模制并如所论述进行处理。随后，将磁体94置于磁体接收部62中。如前所述，在另一个实施方式中，磁体94自身被重叠模制，因此与叶轮组件58形成一体。将叶轮组件58放置在顶部部分12的轴杆接收部42内。o形圈82滑过轴杆46的顶端并与接收槽130接触。然后，容器4的顶部部分12和底部部分16通过例如沿着焊线20超声焊接而彼此永久固定，从而形成完整且永久的一体化单元。类似地，将圆盘顶部122焊接在适当位置以密封轴杆接收部42。在其他实施方式中，对部件进行激光焊接或通过粘合剂粘附。在具有一个或多个颈状进入端口32和密封盖28的实施方式中，将密封盖28放置到适当位置并对单元进行有效密封以用于运输。然后可以对一体化单元进行灭菌。由于大多数细胞培养程序是通过实施所谓的无菌技术在无菌条件下进行的，因此容器4的预灭菌使培养室保持在无菌的封闭环境中。由于装置从制造到丢弃一直保持无菌完整性，因此使细胞培养过程在培养室针对外部环境功能性关闭的系统中进行是有利的。一种预灭菌的方法包括γ辐照。也可使用本领域技术人员已知的其他灭菌方法，包括环氧乙烷或电子束辐照处理。
基于制造方法并且由于焊线20存在于容器4的侧壁10区域中，可以调整桨叶组件58的尺寸以使桨叶50、54几乎延伸容器4的整个直径。在另一个实施方式中，叶轮桨叶50、54延伸容器半径的约50-95％，所述容器半径从中心轴A-A`到侧壁10测量。在另一个实施方式中，至少一个桨叶50、54延伸容器半径的75-95％，但是由于设计和制造方法，可以延伸任何距离。
为了对本公开的系统进行操作，通过容器的所述一个或多个进入端口32输送液体(例如包含细胞的培养基)。添加液体直到其达到的液位优选在桨叶50、54的顶部边缘和挡板24的顶部下方但在主桨叶50的下部60上方。
一旦液体在容器4中，则将容器4放置在磁力搅拌装置(未示出)上，并且搅拌装置造成磁力搅拌子94在容器4内旋转。结果，也使包含轴杆46和桨叶50、54的叶轮组件58在容器4中旋转。组件58的旋转造成流体在容器内受到搅拌。或者，叶轮58可以通过与轴杆46的顶部接合的机动机构旋转。桨叶50、54的形状以及与挡板24的相互作用造成液体从液位顶部附近的位置循环到液位底部附近的位置。中心块112防止材料在底内表面70的中心处积聚。由于主桨叶50的上部部分52在液位上方延伸，因此，容器中的液体表面积得到了有效增加和持续搅拌，从而使液体通气。
所述设备用于搅拌悬浮在培养基中的细胞。细胞也可以附着于悬浮在培养基中的微载体。该混合可进行相对较长的时间(即，从几个小时到最高达几个月)，但是不能对悬浮在液体中的细胞产生大的应力。混合必须有效，使得液体从设备底部循环到表面并再次返回。通常，将细胞保持在约27℃-37℃下并且在5至300rpm下混合。当然，这些条件可以根据具体的细胞或应用而改变。可以利用移液管、倾倒或泵送，通过进入端口收获细胞或细胞材料。
根据本公开的方面(1)，提供了用于培养细胞的容器。所述容器包括：容器主体，其具有顶部部分、包含底内表面的底部部分和圆柱形侧壁；在容器主体内的叶轮组件，其包含可与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈；以及多个定位块，其连接到容器主体的底内表面，与叶轮o形圈的内边缘间隔。
根据本公开的方面(2)，提供了如方面(1)所述的容器，其中，所述多个定位块为三个定位块，每个定位块与各其他定位块以大致相等的距离周向间隔。
根据本公开的方面(3)，提供了如方面(2)所述的容器，其中各个块具有圆锥形状。
根据本公开的方面(4)，提供了如方面(2)所述的容器，其中各个块具有圆柱形状。
根据本公开的方面(5)，提供了如方面(1)-(4)中任一个方面所述的容器，其中，所述容器主体包含聚合材料。
根据本公开的方面(6)，提供了如方面(1)-(5)中任一方面所述的容器，其中，所述多个平面桨叶为连接到挠性轴杆的四个平面桨叶，每个桨叶相对于相邻桨叶成90度设置。
根据本公开的方面(7)，提供了如方面(1)-(6)中任一个方面所述的容器，其还包括：多个挡板，每个挡板与容器主体的侧壁是一体的，其起始于底内表面并沿侧壁向上垂直延伸到预定距离。
根据本公开的方面(8)，提供了如方面(7)所述的容器，其中，每个挡板以椭圆形终止。
根据本公开的方面(9)，提供了如方面(7)-(8)中任一个方面所述的容器，其中，所述多个挡板是三个挡板，每个挡板与圆柱形侧壁限定的周边上的各其他挡板间隔相等的距离。
根据本公开的方面(10)，提供了如方面(1)-(9)中任一个方面所述的容器，其中，容器主体还包含半径，该半径通过从中心轴到侧壁的距离来测量，并且进一步地，其中，至少一个桨叶向着圆柱形侧壁延伸容器主体的半径的约50至95％。
根据本公开的方面(11)，提供了如方面(1)-(10)中任一个方面所述的容器，其中，每个桨叶包含底部边缘，其与底内表面间隔约0.05英寸至约0.5英寸。
根据本公开的方面(12)，提供了如方面(1)-(11)中任一个方面所述的容器，其中，所述叶轮组件密封在容器主体内。
根据本公开的方面(13)，提供了一种用于培养细胞的容器。所述容器包括：容器主体，其具有顶部部分、包含底内表面的底部部分和圆柱形侧壁；在容器主体内的叶轮组件，其包含可与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈；以及多个定位块，其连接到容器主体的底内表面，与叶轮o形圈的内边缘间隔；以及中心块，其连接到容器主体的底内表面，与叶轮组件的中心轴重合。
根据本公开的方面(14)，提供了如方面(13)所述的容器，其中，所述多个挡板是三个挡板，每个挡板与圆柱形侧壁限定的周边上的各其他挡板间隔相等的距离。
根据本公开的方面(15)，提供了如方面(13)-(14)中任一个方面所述的容器，其中，容器主体还包含半径，该半径通过从中心轴到侧壁的距离来测量，并且进一步地，其中，至少一个桨叶向着圆柱形侧壁延伸容器主体的半径的约50至95％。
根据本公开的方面(16)，提供了如方面(13)-(15)中任一个方面所述的容器，其中，所述多个定位块为三个定位块，每个定位块与各其他定位块以大致相等的距离周向间隔。
根据本公开的方面(17)，提供了如方面(16)所述的容器，其中各块具有圆锥形状。
根据本公开的方面(18)，提供了如方面(13)-(16)中任一个方面所述的容器，其中，所述中心块具有圆柱形或圆锥形。
根据本公开的方面(19)，提供了如方面(13)-(18)中任一个方面所述的容器，其中，所述容器主体是聚合材料。
根据本公开的方面(20)，提供了如方面(13)-(19)中任一方面所述的容器，其中，所述多个平面桨叶为连接到挠性轴杆的四个平面桨叶，每个桨叶相对于相邻桨叶成90度设置。
实施例
以下将参照关于本公开的某些示例性和具体实施方式进一步描述本公开的实施方式，这些实施方式仅仅是说明性的，不用来构成限制。以下实施例证明了使用多个定位块98来使叶轮组件58的垂直或横向移动最小化以防止对培养细胞用的容器中的细胞和微载体造成损坏的实用性和有效性。
材料
根据制造商的推荐，使用Cytodex-1微载体[GE保健(GE Healthcare)#17-0448-01]和增强附着的微载体(康宁#3779)。在补充有2mL L-谷氨酰胺(康宁#25-005)、1X MEMNEAA(康宁#25-025)和10％胎牛血清(康宁#35-010)的DMEM(康宁#10-010)中培养Vero细胞(ATCC#CCL81TM)。商购的1L一次性旋转烧瓶(康宁公司#3580)和1L玻璃旋转烧瓶(康宁公司#4500-1L)由康宁股份有限公司提供。
方法和程序
将在血清减少培养基(≤0.5％血清)中为10cm2/mL的微载体加入到旋转烧瓶中。将烧瓶在5％CO2孵育器中在37℃下平衡1至2小时以进行培养基平衡。以15,000个细胞/cm2的密度接种Vero细胞并在细胞附着期间以30rpm持续混合培养基。在细胞附着于微载体后，将培养基调整到5％血清。使培养物扩增5天，其中在第3天更换培养基。使用蔡司(Zeiss)Axiovert 40C倒置光学显微镜以5×和10×放大倍数观察细胞和微载体。每天使用Nucleocounter NC-200自动细胞计数器定量细胞。
比较例1：具有微载体的传统玻璃旋转烧瓶容器和一次性旋转烧瓶容器
图12A和12B所示的图像均在培养的第3天在10×放大倍数下捕获。图12A的图像示出了在非一次性1L玻璃旋转烧瓶中的Cytodex-1微载体，而图12B的图像示出了在商购的1L一次性旋转烧瓶中的Cytodex-1微载体。图12A证明了可在非一次性1L玻璃旋转烧瓶中成功地培养Cytodex-1微载体而未观察到细胞或微载体损坏。非一次性1L玻璃旋转烧瓶具有刚性叶轮组件，其固定于顶表面并与烧瓶的底表面间隔开，以在叶轮组件与烧瓶的任意其他表面之间没有接触。图12B证明了在商购的1L一次性旋转烧瓶中的Cytodex-1微载体受到严重损坏。这些图强调了商购的1L一次性旋转烧瓶与Cytodex 1微载体不相容。
比较例2：含有具有细胞的微载体的传统玻璃旋转烧瓶容器和一次性旋转烧瓶容器
图13A和13B所示的图像均在培养的第3天在10×放大倍数下捕获。图13A的图像显示了在非一次性的1L玻璃旋转烧瓶中的几个增强附着的微载体，其具有在其表面上仍然成层状的Vero细胞层。图13A证明了非一次性1L玻璃旋转烧瓶促进了细胞生长到微载体上，因为可观察到细胞的健康融合单层。图13B的图像也显示了几个增强附着的微载体，但是此处因使用商购的1L一次性旋转烧瓶而使Vero细胞层从表面剪切出。图13B证明了在商购1L一次性旋转烧瓶中对Vero细胞的损坏，因为在图13B中可观察到微载体的大部分细胞从表面移除以及微载体具有剥离的细胞。商购的1L一次性旋转烧瓶的叶轮组件的固有摆动和接触对细胞和微载体造成了物理损坏。
预示实施例1：具有定位块的一次性旋转烧瓶
该预示实施例通过增加多个与叶轮组件上的叶轮o形圈的内边缘间隔开的定位块来改变商购的1L一次性旋转烧瓶。如上文具体实施方式的实施方式中所述，使用定位在容器底部上的中心块以及与叶轮o形圈的内边缘间隔开的多个定位块防止了叶轮的垂直或横向移动，由此防止了叶轮摆动。消除这种不期望的叶轮组件移动能够模拟非一次性1L玻璃旋转烧瓶的条件并且对图12A和13A所示的微载体和具有细胞的微载体的损坏最小化。将在培养的第3天以5×放大倍数捕获图14A中所示的预示图像，并且预期在具有多个定位块的1L一次性旋转烧瓶中展示Cytodex 1微载体。将在培养的第3天以10×放大倍数捕获图14B中所示的预示图像，并且预期在具有多个定位块的1L一次性旋转烧瓶中展示在增强附着的微载体上培养的Vero细胞。图14A和14B都预期显示当位于容器底部的中心块以及与叶轮o形圈的内边缘间隔的多个定位块防止叶轮摆动时，Cytodex 1微载体和Vero细胞损坏明显减少或消除。
本公开的范围不旨在受上文所述和例示的实施例限制，相反，本公开的范围旨在由所附权利要求及其等同内容决定。
还应理解的是，可以对上述结构和方法进行各种变化和改变而不脱离本公开的概念，并且还应进一步理解的是，这种概念旨在由以下权利要求涵盖，除非这些权利要求通过其语言描述另有说明。

Claims (20)

1.一种用于培养细胞的容器，包括：
容器主体，其具有顶部部分、包含底内表面的底部部分和圆柱形侧壁；
在容器主体内的叶轮组件，其包含能够与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈；以及
多个定位块，其连接到容器主体的底内表面，与叶轮o形圈的内边缘间隔。
2.如权利要求1所述的容器，其中，所述多个定位块为三个定位块，每个定位块与各其他定位块以大致相等的距离周向间隔。
3.如权利要求2所述的容器，其中，各个块具有圆锥形状。
4.如权利要求2所述的容器，其中，各个块具有圆柱形状。
5.如权利要求1所述的容器，其中，所述多个平面桨叶为连接到挠性轴杆的四个平面桨叶，每个桨叶相对于相邻桨叶成90度设置。
6.如权利要求1所述的容器，其还包括：
多个挡板，每个挡板与容器主体的侧壁是一体的，其起始于底内表面并沿侧壁向上垂直延伸到预定距离。
7.如权利要求6所述的容器，其中，每个挡板以椭圆形终止。
8.如权利要求6所述的容器，其中，所述多个挡板是三个挡板，每个挡板与圆柱形侧壁限定的周边上的各其他挡板间隔相等的距离。
9.如权利要求1-8中任一项所述的容器，其中，所述容器主体包含聚合材料。
10.如权利要求1-8中任一项所述的容器，其中，所述容器主体还包含半径，该半径通过从中心轴到侧壁的距离来测量；并且至少一个桨叶向着圆柱形侧壁延伸容器主体的半径的50至95％。
11.如权利要求1-8中任一项所述的容器，其中，每个桨叶包含底部边缘，其与底内表面间隔0.05英寸至0.5英寸。
12.如权利要求1-8中任一项所述的容器，其中，所述叶轮组件被密封在容器主体内。
13.一种用于培养细胞的容器，包括：
容器主体，其具有顶部部分、包含底内表面的底部部分和圆柱形侧壁；
在容器主体内的叶轮组件，其包含能够与容器主体的顶部部分旋转连接的顶部部分，所述叶轮组件具有多个平面桨叶、中心轴、从叶轮组件的顶部部分向下延伸的挠性轴杆、模制在多个平面桨叶中的磁体接收部、在磁体接收部中的磁体、以及与平面桨叶的底表面连接的叶轮o形圈；
多个定位块，其连接到容器主体的底内表面，与叶轮o形圈的内边缘间隔；和
中心块，其连接到容器主体的底内表面，与叶轮组件的中心轴重合。
14.如权利要求13所述的容器，其中，多个挡板是三个挡板，每个挡板与圆柱形侧壁限定的周边上的各其他挡板间隔相等的距离。
15.如权利要求13所述的容器，其中，所述多个定位块为三个定位块，每个定位块与各其他定位块以大致相等的距离周向间隔。
16.如权利要求15所述的容器，其中，各个块具有圆锥形状。
17.如权利要求13所述的容器，其中，中心块具有圆柱形状或圆锥形状。
18.如权利要求13-17中任一项所述的容器，其中，所述容器主体是聚合材料。
19.如权利要求13-17中任一项所述的容器，其中，所述容器主体还包含半径，该半径通过从中心轴到侧壁的距离来测量；并且至少一个桨叶向着圆柱形侧壁延伸容器主体的半径的50至95％。
20.如权利要求13-17中任一项所述的容器，其中，所述多个平面桨叶为连接到挠性轴杆的四个平面桨叶，每个桨叶相对于相邻桨叶成90度设置。
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