CN109628287A - 细胞收集摇床以及细胞收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物制品领域，特别是涉及一种细胞收集摇床以及细胞收集方法；提供一种细胞收集摇床，包括箱体、驱动装置、托盘组件，所述箱体内设有封闭的收集区，所述托盘组件设于所述收集区内，细胞工厂设置于所述托盘组件上，所述驱动装置驱动所述托盘组件以设定半径周向旋转；还提供一种采用所述的细胞收集摇床的细胞收集方法，细胞在细胞工厂内培养完成后，细胞工厂固定在所述托盘组件上，所述托盘组件以设定半径、设定转速旋转设定时间，设定转速设为100‑300r/min。本发明提供一种适用于细胞工厂内细胞收集且结构简单、操作简便、收集效率高、收集效果好的细胞收集摇床以及细胞收集方法。

Description

细胞收集摇床以及细胞收集方法

技术领域

本发明涉及生物制品领域，特别是涉及一种细胞收集摇床以及细胞收集方法。

背景技术

在疫苗制备过程中，需要收集各种病毒颗粒，尤其是对于细胞内病毒的收集，收集过程复杂、收集效果不一，其中水痘病毒、轮状病毒、EV71病毒、CA16病毒、甲肝病毒等均属于细胞内病毒，具有很强的细胞结合性，病毒收获时必须收集并破碎细胞才能得到游离的病毒颗粒。目前针对上述病毒的上市产品中，各厂家多采用冻融法收集和破碎细胞，该方法适合于转瓶和克氏瓶等培养方式，但不适用于细胞工厂培养系统；也有厂家采用含有EDTA或胰酶蛋白酶的消化液经消化收集细胞，并采用冻融法破碎细胞，该方法适用于细胞工厂系统，但存在引入消化液成分并难以去除的弊端，对疫苗的安全性存在风险。

现有的技术中，水痘病毒、EV71病毒、CA16病毒、甲肝病毒采用10层或40层细胞工厂大规模培养中，采用冻融方式进行收获病毒的可行性差，需要大量的超低温保存设备，消耗能源并延长生产周期；另一种方式是收集培养液上清液，由于病毒为胞内病毒，上清液中病毒滴度值低，不能制备合格的产品。通过渗透压冲击法，改变胞外的渗透压，使细胞处于低渗或高渗的状态。细胞膨胀或收缩，与培养面之间的贴壁效果减弱，通过人工的震摇进行细胞的收获。但是，通过人工方式进行细胞工厂的振摇，存在较大的个体差异性，无法保证产品的均一稳定。

因此，现有技术中的冻融法、渗透压冲击法收集的细胞内病毒，存在适用范围受限、收集效果不一、产品均匀稳定性差等问题，不能满足采用细胞工厂进行大规模培养时的收集需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一：现有的细胞内病毒收集装置、收集方法不能满足细胞工厂的大规模培养时的收集需求，存在人工收集率低、耗时长、生产效率低的问题。

本发明的目的是：提供一种适用于细胞工厂内细胞收集且结构简单、操作简便、收集效率高、收集效果好的细胞收集摇床以及细胞收集方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种细胞收集摇床，包括箱体、驱动装置、托盘组件，所述箱体内设有封闭的收集区，所述托盘组件设于所述收集区内，细胞工厂设置于所述托盘组件上，所述驱动装置驱动所述托盘组件以设定半径周向旋转。

优选的是，所述驱动装置驱动所述托盘组件在水平方向上旋转。

在上述任意方案中优选的是，所述驱动装置包括驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮和连接轴，所述驱动电机驱动所述驱动齿轮转动，所述驱动齿轮与所述传动齿轮相互啮合，所述连接轴连接所述传动齿轮和所述托盘组件。

在上述任意方案中优选的是，所述连接轴、所述托盘组件和所述传动齿轮可拆卸固定连接。

在上述任意方案中优选的是，所述驱动装置还包括防护盒，所述驱动齿轮、传动齿轮设于所述防护盒内。

在上述任意方案中优选的是，所述细胞工厂的旋转速率为100-300r/min。

在上述任意方案中优选的是，所述托盘组件包括托盘本体、固定架和固定锁扣，所述托盘本体设为与所述细胞工厂相适配的槽状结构，所述固定架设为连接在所述托盘本体上的框架结构，所述固定锁扣贯穿所述固定架抵接在所述细胞工厂的壁面上。

在上述任意方案中优选的是，所述箱体置于恒温恒湿环境中，所述收集区距离地面的距离不小于1米。

本发明还提供一种采用所述的细胞收集摇床的细胞收集方法，细胞在细胞工厂内培养完成后，细胞工厂固定在所述托盘组件上，所述托盘组件以设定半径、设定转速旋转设定时间，设定转速设为100-300r/min。

在上述任意方案中优选的是，所述托盘组件的旋转时间设为20s-60s。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

结合渗透压冲击法进行细胞收获，使细胞工厂内的细胞受到离心力作用而产生冲击，进而对液体中的细胞进行分离收集；通过物理作用，利用液体的流动形成冲击力，使细胞脱离培养平面，达到收集细胞的目的，适用于10层、40层细胞工厂，进行细胞的收获以便制备疫苗，解决了人工震摇方式的个体差异问题，可以实现对细胞进行均一稳定的收获。

本发明提供的细胞收集摇床以及细胞收集方法结合以下附图做进一步说明。

附图说明

图1为本发明细胞收集摇床的一优选实施例的结构示意图；

图2为本发明细胞收集摇床的图1所示实施例的主视结构示意图；

图3为本发明细胞收集摇床的图2中内部结构放大状态示意图；

图4为本发明细胞收集摇床的图1所示实施例的侧视结构示意图；

图5为本发明细胞收集摇床的图4中内部结构放大状态示意图；

图中，1、箱体；11、控制区；12、收集区；13、支撑区；14、密闭门；2、细胞工厂；3、托盘组件；31、固定架；32、固定锁扣；33、托盘本体；4、驱动装置；41、驱动电机；42、减速机；43、传动齿轮；44、防护盒；45、连接轴；46、驱动齿轮；5、触摸显示器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

结合图1-图5所示，本发明提供一种细胞收集摇床的优选实施例，包括箱体1、驱动装置4、托盘组件3，箱体1内设有封闭的收集区12，托盘组件3设于收集区12内，细胞工厂2设置于托盘组件3上，驱动装置4驱动托盘组件3以设定半径进行周向旋转。

箱体1内的收集区12为细胞工厂2提供密封的空间，减小细胞工厂2受环境的干扰，保证细胞工厂2内细胞的稳定性。托盘组件3用来固定和支撑细胞工厂2，驱动装置4通过驱动托盘组件3旋转来实现细胞工厂2的旋转；在旋转过程中，细胞工厂2内的液体受离心力作用流动而在细胞工厂2内均匀冲击，使液体内的细胞脱离培养平面，达到收集细胞的目的。

其中，托盘组件3旋转过程中，设定半径根据细胞工厂2的规格尺寸不同进行调节。

优选的，细胞工厂2的旋转速度为100-300r/min、旋转时间为20s-60s，细胞工厂2的设定半径为80mm，细胞工厂2旋转过程中顺时针、逆时针交替进行。

本实施例是一种结合渗透压冲击法进行细胞收获的摇床，采用驱动装置4通过托盘组件3对细胞工厂2进行旋转的方式，使细胞工厂2内的细胞受到离心力作用而产生冲击，进而对液体中的细胞进行分离收集。通过物理作用，利用液体的流动形成冲击力，使细胞脱离培养平面，达到收集细胞的目的，适用于10层、40层细胞工厂2内细胞收集的设备，进行细胞的收获以便制备疫苗，解决了人工震摇细胞工厂2的个体差异问题，可以实现对细胞进行均一稳定的收获。

进一步的，驱动装置4驱动托盘组件3在水平方向上旋转，保证细胞工厂2内不同位置的细胞的均一受力，避免重力对细胞工厂2内的液体或细胞的干扰，而影响细胞的收集效果。

具体的，驱动装置4、托盘组件3等部件均设置在箱体1内，箱体1内按照功能进行分区，包括顶部的控制区11、中间的收集区12和下部的支撑区13，控制区11、收集区12、支撑区13通过隔板进行分隔形成独立的空间，驱动装置4安装在支撑区13，用于控制摇床运行的控制器件设置在控制区11，支撑区13用来支撑收集区12到适合的高度位置，以保证收集区12内保持稳定的收集环境。箱体1上设有触摸显示器5，触摸显示器5连接在控制区11的外部，便于工作人员对设备进行操作和运行状态的观察。箱体1上连接有密闭门14，密闭门14对收集区12进行封闭，保证收集区12的清洁。

进一步的，驱动装置4包括驱动电机41、驱动齿轮46、传动齿轮43和连接轴45，驱动电机41带动驱动齿轮46转动，驱动齿轮46与传动齿轮43相互啮合，连接轴45连接传动齿轮43和托盘组件3。在驱动电机41的驱动作用下，托盘组件3带动细胞工厂2以驱动齿轮46的转动中心为中心进行周向旋转，细胞工厂2内的液体与细胞收到离心力作用而分离，以便对细胞进行收集。

其中，驱动电机41的外壳固定连接在箱体1的支撑区13内，驱动电机41上连接减速机42，对驱动电机41输出的转速、转矩进行调节，驱动齿轮46连接在减速机42的输出轴上，驱动齿轮46与减速机42的输出轴同步转动，驱动齿轮46转动带动与其啮合的传动齿轮43转动，传动齿轮43通过连接轴45带动托盘组件3转动。

为使液体能够在细胞工厂2内均匀冲击，需实现细胞工厂2在水平平面与液体之间的相对运动，驱动齿轮46固定在减速机42的输出轴上，传动齿轮43固定在连接轴45上，杜绝传动齿轮43在连接轴45上自转，使细胞工厂2自身在没有旋转动作，能够在水平平面进行圆周转动；另外由于细胞工厂2的形状为矩形，液体无法实现稳定的离心旋转，从而达到了液体受离心力影响从细胞工厂2一侧冲击向另一侧的目的。

连接轴45可以连接在托盘组件3的中心位置或非中心位置；将连接轴45设置在托盘组件3的中心位置，细胞工厂2内均匀受力；或通过将连接轴45连接在托盘组件3的非中心位置，来实现细胞工厂2的偏心转动，使细胞工厂2内不同位置的细胞受力不同。

具体的，连接轴45、托盘组件3和传动齿轮43可拆卸固定连接，传动齿轮43拆卸更换，便于调节驱动齿轮46与传动齿轮43的传动比，以适应转速调节；连接轴45可以根据托盘组件3的规格进行调节，以保证连接轴45的承载能力；托盘组件3可以根据细胞工厂2的规格进行调节，以对不同规格的细胞工厂2内的细胞进行分离；整体结构可拆卸性强、便于零部件更换、方便调整设备运行参数。

进一步的，驱动装置4还包括防护盒44，驱动齿轮46、传动齿轮43设于防护盒44内。防护盒44起到保护驱动齿轮46、传动齿轮43的作用，防止传动过程中受外界环境干扰。减速机42的输出轴由防护盒44外伸入防护盒44内，连接托盘组件3的连接轴45沿防护盒44内延伸到托盘组件3上。

优选的，细胞工厂2的旋转速率为100-300r/min，细胞工厂2的转动方向交替调节，交替运动是为了保证培养平面上的所有位置的培养物都可以被收获，使细胞收集过程高效进行，提高生产效率，保证细胞收集效果。

更进一步的，托盘组件3包括托盘本体33、固定架31和固定锁扣32，托盘本体33设为与细胞工厂2相适配的槽状结构，固定架31设为连接在托盘本体33上的框架结构，固定锁扣32贯穿固定架31抵接在细胞工厂2的壁面上。细胞工厂2固定在托盘本体33内，托盘本体33支撑并固定细胞工厂2，固定架31对细胞工厂2进行加固，保证细胞工厂2在旋转作用下仍然保持稳固。固定架31设为固定连接在托盘本体33上条形框架，固定锁扣32旋拧穿过固定架31且抵接在细胞工厂2的壁面上，固定锁扣32对固定架31和细胞工厂2进行锁紧固定，并且，固定架31的高度方向上开设若干个连接孔，固定锁扣32在固定架31的高度方向上安装若干个，加强固定。优选的，固定锁扣32在细胞工厂2的相对侧壁上成对出现，以使细胞工厂2两侧受力均衡。

优选的，箱体1置于恒温恒湿环境中，温度条件设为18-26℃，湿度条件设为30％-70％，保证细胞收集环境的稳定，收集区12距离地面的距离不小于1米，便于操作，同时保证环境空气的清洁度，杜绝底部粉尘污染。

本实施例，采用在水平面上周向旋转的方式，对细胞工厂2内的细胞进行分离和收集，利用齿轮传动的原理，使细胞工厂2实现周向离心运动来收集细胞，且细胞工厂2旋转的设定半径、旋转转速、旋转时间均可调节，根据不同的细胞种类、不同的细胞工厂2规格等，可以对细胞工厂2的旋转过程进行调节，调节简便。

本发明还提供一种细胞收集方法的优选实施例，细胞在细胞工厂2内培养完成后，静置设定时间，细胞工厂2固定在托盘组件3上，托盘组件3以设定半径、设定转速旋转设定时间，设定转速设为100-300r/min。

细胞工厂2内的细胞以旋转的方式、利用离心力和对壁面的冲击力进行分离，细胞的收集方式简单。

细胞工厂2的设定转速为100-300r/min，托盘组件3的旋转时间设为20s-60s，保证细胞收集效率。根据不同的细胞种类对细胞工厂2的旋转过程参数进行调节。

优选的，细胞工厂2的设定转速为100-300r/min，细胞工厂2的旋转时间为40s，细胞工厂2的旋转半径优选为80mm，细胞工厂2的旋转方向为顺时针、逆时针交替转换。

应用本发明的细胞收集摇床以及细胞收集方法进行生产实践的一个生产实例，具体生产步骤以及结果如下所示；

细胞培养：复苏、传代SV-1人二倍体细胞至生产规模，生长液为MEM培养基+10％新生牛血清+1.8％碳酸氢钠(7.5％)并补加适量L-谷氨酰胺，待细胞长成致密单层后用于病毒接种。

病毒接种：取一瓶细胞进行细胞计数，按照细胞数和病毒滴度计算MOI；弃掉细胞生长液上清液，毒种按照计算好的MOI接种于细胞中，先将毒种与病毒培养液进行稀释后加入细胞工厂2中，于35℃恒温室中吸附60分钟，吸附结束后每瓶加入合适的病毒培养液，放入35℃恒温室中继续培养，病毒培养液为MEM培养基+2％新生牛血清+2％碳酸氢钠(7.5％)并补加适量L-谷氨酰胺；同时做细胞对照。

洗换：病毒接种后48h，弃病毒培养液上清液，加入PBS溶液清洗细胞表面4次，补加病毒维持液，放入35℃恒温室中继续培养，病毒培养液为MEM+2％碳酸氢钠(7.5％)并补加适量L-谷氨酰胺；同时做细胞对照。

收获：病毒培养72h左右，细胞病变达到60-70％，弃病毒维持液，加入低渗液，室温静置，用摇床震摇细胞工厂2以收集细胞。同时进行人工收获对照。完成单次收获液制备。

重复上述试验过程3次。

表1利用细胞收集摇床收集细胞以及人工收集细胞的震摇时间与震摇结果的对照表

本实验结果表明，采用设备进行收获，收获时间稳定，收获液滴度高于人工收获；应用设备进行疫苗收获在产品的质量稳定性、劳动力强度和人力成本方面，比人工进行震摇收获具备明显优势。

质量及稳定性：采用摇床进行收获，可以保证各培养单元之间的收获方式的均一，保证单次收获液滴度的基本稳定。

劳动强度和人力成本：通过设备进行收获，实现人员操作的替代，降低了劳动强度和成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种细胞收集摇床，其特征在于，包括箱体、驱动装置、托盘组件，所述箱体内设有收集区，所述托盘组件设于所述收集区内，细胞工厂设置于所述托盘组件上，所述驱动装置驱动所述托盘组件以设定半径周向旋转。

2.根据权利要求1所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述驱动装置驱动所述托盘组件在水平方向上旋转。

3.根据权利要求1或2所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机、驱动齿轮、传动齿轮和连接轴，所述驱动电机驱动所述驱动齿轮转动，所述驱动齿轮与所述传动齿轮相互啮合，所述连接轴连接所述传动齿轮和所述托盘组件。

4.根据权利要求3所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述连接轴、所述托盘组件和所述传动齿轮可拆卸固定连接。

5.根据权利要求3所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述驱动装置还包括防护盒，所述驱动齿轮、传动齿轮设于所述防护盒内。

6.根据权利要求1所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述细胞工厂的旋转速率为100-300r/min。

7.根据权利要求1所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述托盘组件包括托盘本体、固定架和固定锁扣，所述托盘本体设为与所述细胞工厂相适配的槽状结构，所述固定架设为连接在所述托盘本体上的框架结构，所述固定锁扣贯穿所述固定架抵接在所述细胞工厂的壁面上。

8.根据权利要求1所述的细胞收集摇床，其特征在于，所述箱体置于恒温恒湿环境中，所述收集区距离地面的距离不小于1米。

9.一种采用权利要求1-8任意一项所述的细胞收集摇床的细胞收集方法，其特征在于，细胞在细胞工厂内培养完成后，细胞工厂固定在所述托盘组件上，所述托盘组件以设定半径、设定转速旋转设定时间，设定转速设为100-300r/min。

10.根据权利要求9所述的细胞收集方法，其特征在于，所述托盘组件的旋转时间设为20s-60s。