CN111263631A - 微型交替切向流灌注过滤器、处理容器及其使用方法 - Google Patents

微型交替切向流灌注过滤器、处理容器及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111263631A
CN111263631A CN201880068950.4A CN201880068950A CN111263631A CN 111263631 A CN111263631 A CN 111263631A CN 201880068950 A CN201880068950 A CN 201880068950A CN 111263631 A CN111263631 A CN 111263631A
Authority
CN
China
Prior art keywords
culture medium
cell culture
chamber
cells
microatf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880068950.4A
Other languages
English (en)
Inventor
M·布兰斯比
P·阮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Repligen Corp
Original Assignee
Repligen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Repligen Corp filed Critical Repligen Corp
Publication of CN111263631A publication Critical patent/CN111263631A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/10—Perfusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/04—Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/14—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/16—Flow or flux control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/10—Cross-flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B01D61/146—Ultrafiltration comprising multiple ultrafiltration steps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

一种微型交替切向流(microATF)灌注过滤器包括中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端。所述近端串联连接到渗透室，随后是渗余室。所述近端(i)终止于所述渗透室内或所述渗透室处，或(ii)终止于所述渗余室内或所述渗余室处。所述渗透室内的所述近端的部分在(ii)的情况下具有至少一个开口，所述开口允许所述中空圆柱体的内部与所述渗透室之间的流体连通。所述microATF灌注过滤器还包括入口，所述入口位于所述渗余室上方，用于与正压或负压源连通；和出口，所述出口位于所述渗透室的壁中，所述出口可与止回阀连接，所述止回阀又可与疏水性流体排放过滤器连接。

Description

微型交替切向流灌注过滤器、处理容器及其使用方法
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2017年10月26日提交的题为“微型交替切向流灌注过滤器、微生物反应器及其使用方法”的美国临时专利申请号62/577,436的权益，所述申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本申请总体上涉及微型交替切向流(microATF)灌注过滤器，更具体地，涉及使用所述装置的设备、系统和方法。
背景技术
通常进行过滤以分离、澄清、改性和/或浓缩流体溶液、混合物或悬浮液。在生物技术和制药行业中，过滤对于新药、诊断剂和其他生物产品的成功生产、加工和测试至关重要。例如，在制造生物制品的过程中，使用动物细胞培养物进行过滤以澄清、选择性去除和浓缩培养基中的某些成分，或者在进一步加工之前对培养基进行修饰。通过将培养物保持在高细胞浓度下进行灌注，过滤也可用于提高生产率。存在各种各样的过滤系统，其适于在各种应用中对培养基进行大规模过滤。然而，常规系统通常不适合在微型实施中过滤微量的培养基。此外，为了完成少量培养基的浓缩和/或取样，或细胞培养基中的细胞灌注，常规系统通常具有复杂的结构，这种结构难以制造和维护，或不适用于小体积的应用(例如，容纳30mL或更少的流体，20mL或更少的流体，有时15mL或更少的流体的微型生物反应器)。本领域普通技术人员已经诉诸使用离心机来处理如此小的体积。
然而，离心机不能用来替代商业过滤工艺的验证，特别是在诸如生物技术的高度管制的领域。常规的生物处理容器通常具有约1L的较低体积的限制。现有过滤容器所需的相对较高的体积使得需要相应地大量的材料和专门的人员。对于寻求将生物技术产品商业化的较小公司而言，与现有工艺相关的成本可能变得过高。通过降低有效过滤所需的体积，可以在维持由小规模过滤工艺与由大规模过滤工艺产生的数据的可比性的同时，对小规模过滤工艺的总体成本产生重大影响。
发明内容
本申请公开了一种微型交替切向流(microATF)灌注过滤器，其包括中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端。所述microATF灌注过滤器也可以称为μATF灌注过滤器。所述近端串联连接到渗透室，随后是渗余室。所述近端(i)终止于所述渗透室内或所述渗透室处，或(ii)终止于所述渗余室内或所述渗余室处。所述渗透室内的所述近端的部分在(ii)的情况下具有至少一个开口，所述开口允许所述中空圆柱体的内部与所述渗透室之间流体连通。所述microATF灌注过滤器还包括入口，所述入口位于所述渗余室上方，用于与正压或负压源连通；和出口，所述出口位于所述渗透室的壁中，所述出口可与止回阀连接，所述止回阀又可与疏水性流体排放过滤器连接。
本申请公开了一种系统，所述系统包括能够容纳约15mL或更少体积的细胞培养基中的细胞的壳体、microATF以及在所述壳体的孔与所述microATF之间的流体导管。所述microATF包括(a)中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端，所述近端连接到(i)渗透室连接，和(ii)通过过滤元件与所述渗透室隔开的渗余室；(b)入口，所述入口位于所述渗余室上方，用于与正压或负压源连通；(c)出口，所述出口位于所述渗透室的壁中。在一些实施例中，所述壳体是多孔板，其容量为0.2ml、0.5mL、1.0mL、2.0mL、5.0mL、10mL或15mL。在一些实施例中，所述出口用止回阀盖住，所述止回阀允许流体流过所述过滤器进入所述渗透室，同时防止回流通过所述过滤器进入所述渗余室。
本申请进一步公开了一种用于灌注细胞培养基中细胞的处理容器。所述处理容器包括能够容纳约15mL或更少体积的细胞培养基中的细胞的壳体。生物反应器的壳体经由开口或连接器配备有微型交替切向流灌注过滤器，所述过滤器包括：(a)中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端，所述近端串联连接到渗透室，随后是渗余室；(b)入口，所述入口位于所述渗余室上方，用于与正压或负压源连通；和(c)出口，所述出口位于所述渗透室的壁中。
本申请还公开了一种通过交替切向流灌注过滤器进行细胞培养基中细胞的不连续灌注的方法。所述方法包括通过一个或多个中空纤维过滤器的内腔取出体积为约0.5mL至约5mL的细胞培养基中的细胞，使其穿过渗透室并进入渗余室。所述方法还包括通过所述一个或多个中空纤维过滤器的所述内腔使细胞培养基中的所述细胞返回，由此使一定体积的细胞培养基穿过所述一个或多个中空纤维过滤器的多孔壁并收集在所述渗透室中。
本申请还公开了一种灌注容纳在处理容器中的细胞培养基中细胞的方法，所述容器容纳不超过约15mL的细胞培养基中的细胞。所述方法包括使用microATF过滤器从处理容器中取出细胞培养基中的细胞，所述处理容器包括容纳细胞培养基中细胞的壳体，所述过滤器包括一个或多个中空纤维过滤器、配备有出口的渗透室、渗余室和入口，所述入口用于将所述microATF过滤器连接到正压或负压源。所述方法还包括将细胞培养基中的所述细胞返回到处理容器。
所公开的实施例可以以各种方式修改和采用。例如，各种配置是显而易见的，包括其中可以提供多个处理容器的系统。替代示例性实施例涉及权利要求中可能陈述的其他特征和特征的组合。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本公开将变得更加被充分地理解，其中除非上下文另有指示，否则相似的附图标记、符号或术语通常标识相似的组件，并且在附图中：
图1描绘了根据示例性实施例的微型交替切向流(microATF)灌注过滤器装置。
图2描绘了根据示例性实施例的包括配备有灌注过滤器的处理容器的系统。
图3描绘了根据示例性实施例的方法。
图4描绘了根据示例性实施例的方法。
图5a描绘了根据示例性实施例的微型交替切向流(microATF)灌注过滤器装置。
图5b描绘了根据示例性实施例的多孔板。
所选实施例的描述
一个实施例涉及一种microATF灌注过滤器，其包括具有近端和远端的中空圆柱体。所述近端串联连接到渗透室，随后是渗余室。所述近端(i)终止于渗透室内或渗透室处，或(ii)终止于渗余室内或渗余室处。渗透室内的近端的部分在(ii)的情况下具有至少一个开口，所述开口允许中空圆柱体的内部与渗透室之间流体连通。所述microATF灌注过滤器还包括入口，所述入口位于渗余室上方，用于与正压或负压源连通；和出口，所述出口位于渗透室的壁中，所述出口可与止回阀连接，所述止回阀又可与疏水性流体排放过滤器连接。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，所述出口用止回阀盖住，所述止回阀允许气体从渗透室逸出，同时不允许气体进入。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，所述近端终止于渗透室内或渗透室处。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，所述灌注过滤器还包括一个或多个中空纤维过滤器，每个所述中空纤维过滤器均具有第一端和第二端，所述一个或多个中空纤维过滤器纵向地布置在中空圆柱体内，且所述第一端沿中空圆柱体的远端的方向延伸，所述第二端终止于渗余室内或渗余室处。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的第一端沿中空圆柱体的长度向下延伸，并终止于中空圆柱体的远端处或附近。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的内径为约0.5mm至约1mm。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器包括中空纤维过滤介质，所述中空纤维过滤介质的平均孔径为约0.2μm至约2.0μm。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径为约0.65μm。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约20kDa至约70kDa的分子通过。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约30kDa或更大的分子通过。
在microATF灌注过滤器的一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约50kDa或更大的分子通过。
另一个实施例涉及用于灌注细胞培养基中的细胞的系统。所述系统包括能够容纳约15mL或更少体积的细胞培养基中的细胞的壳体。所述系统经由开口或连接器配备有微型交替切向流灌注过滤器，所述过滤器包括：(a)中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端，所述近端连接到(i)渗余室，和(ii)通过过滤元件与渗透室隔开的渗余室；(b)入口，所述入口位于渗余室上方，用于与正压或负压源连通；(c)出口，所述出口位于渗透室的壁中。在另一个实施例中，流体导管将壳体的至少一个孔与microATF的近端连接。在另一个实施例中，壳体是多孔板。
在系统的一个实施例中，至少中空圆柱体的远端与可能容纳在多孔板中的细胞培养基中的一定体积的细胞接触。在另一个实施例中，多孔板的容量为0.2ml、0.5mL、1.0mL、2.0mL、5.0mL、10mL或15mL。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，过滤器出口用止回阀盖住，所述止回阀允许流体流过过滤器进入渗透室，同时防止回流通过过滤器进入渗余室。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，出口允许视需要去除可能沉积到渗透室中的细胞培养基。
在系统的一个实施例中，过滤元件包括管状膜或至少一个中空纤维膜。在系统的一个实施例中，过滤元件的特征在于每循环50-100μl的过滤通量。在系统的一个实施例中，壳体容纳约10mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在系统的一个实施例中，壳体容纳约5mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在系统的一个实施例中，壳体容纳约2mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在系统的一个实施例中，壳体容纳约1mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在系统的一个实施例中，壳体容纳约0.5mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在系统的一个实施例中，壳体容纳约0.2mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，灌注过滤器的止回阀连接到疏水性流体排放过滤器。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，当入口与负压源连通时，将细胞培养基中的细胞从壳体取出进入渗余室。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，当入口与正压源连通时，将细胞培养基中的所述细胞返回到壳体，由此将一定体积的细胞培养基沉积到渗透室中。
在系统的一个实施例中，所述系统包括将多孔板的多个孔与多个microATF连接的多个流体导管。
在系统的一个实施例中，通过移液器提供正压或负压源。在系统的一个实施例中，通过手动操作的移液器提供正压或负压源。在系统的一个实施例中，通过机器人操作的移液器提供正压或负压源。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，沉积到渗透室中的细胞培养基的体积为约50μL至约500μL。
在配备有灌注过滤器的系统的一个实施例中，沉积到渗透室中的细胞培养基的体积为约100μL至约300μL。
又一个实施例涉及一种通过交替切向流灌注过滤器进行细胞培养基中细胞的不连续灌注的方法。所述方法包括通过一个或多个中空纤维过滤器的内腔取出体积为约0.5mL至约5mL的细胞培养基中的细胞，使其穿过渗透室并进入渗余室。所述方法还包括通过所述一个或多个中空纤维过滤器的内腔使细胞培养基中的所述细胞返回，由此使一定体积的细胞培养基穿过所述一个或多个中空纤维过滤器的多孔壁并收集在所述渗透室中。
在进行不连续灌注的方法的一个实施例中，收集在所述渗透室中的细胞培养基的体积为约25μL至约1000μL。
在进行不连续灌注的方法的一个实施例中，收集在所述渗透室中的细胞培养基的体积为约0.1mL至约0.5mL。
在进行不连续灌注的方法的一个实施例中，渗透室配备有出口，所述出口用止回阀盖住。
另一个实施例涉及一种灌注容纳在处理容器中细胞培养基中细胞的方法，所述容器容纳不超过约15mL的细胞培养基中的细胞。所述方法包括使用microATF过滤器从处理容器中取出细胞培养基中的细胞，所述处理容器包括容纳细胞培养基中细胞的壳体，所述过滤器包括一个或多个中空纤维过滤器、配备有出口的渗透室、渗余室和入口，所述入口用于将microATF过滤器连接到正压或负压源。所述方法还包括将细胞培养基中的细胞返回到处理容器。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，当将细胞培养基中的细胞返回到处理容器时，将一定体积的细胞培养基沉积到渗透室中。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，从处理容器中取出的细胞培养基中的细胞的体积为约0.5mL至约5mL。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，从处理容器中取出的细胞培养基中的细胞的体积为约1.0mL至约3.0mL。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，从处理容器中取出的细胞培养基中的细胞的体积为约2.0mL。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，沉积到渗透室中的细胞培养基的体积为约10μL至约300μL。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，沉积到渗透室中的细胞培养基的体积为约50μL至约250μL。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，沉积到渗透室中的细胞培养基中的细胞体积为约50μL至100μL，或100μL至约200μL。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，使细胞培养基中的细胞在所述一个或多个中空纤维过滤器的多孔壁上进行细胞培养基中的细胞的多个交替切向流循环期间被取出并返回。过滤通量定义为穿过过滤器从进料/渗余通道到渗透通道的流体的体积，范围为约50μL至100μL，或100μL至约200μL。本公开中的过滤通量被定义为在一个交替流循环期间发生的通量。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，细胞培养基中的细胞在多个交替切向流循环中的取出和返回被间歇地重复。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，细胞培养基中的细胞在多个交替切向流循环中的取出和返回在约1psi的压力下进行。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，所述方法还包括将新鲜的细胞培养基引入到处理容器。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，引入的新鲜细胞培养基大约等于在所述多个交替切向流循环中沉积到渗透室中的细胞培养基的体积。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，引入约1mL至约3mL的新鲜细胞培养基。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，引入约1.5mL至约2.5mL的新鲜细胞培养基。
在灌注细胞的方法的一个实施例中，引入约2mL的新鲜细胞培养基。
另一个实施例涉及一种从细胞培养物中收获细胞产物的方法。所述方法包括在15ml或更少起始体积的培养基中培养细胞，直到细胞在培养基中产生收获浓度的细胞产物为止，其中将细胞在包括连接到微型交替切向流(microATF)装置的处理容器的细胞培养系统中进行培养；通过使培养基在处理容器与microATF装置之间交替流动来在其间转移培养基，其中交替流动导致包含细胞产物的流体通过microATF装置并进入渗透室，并使培养基中细胞产物的浓度降低到低于收获浓度；以及从渗透室中提取含细胞产物的液体。
在一个实施例中，从细胞培养物中收获细胞产物的方法还包括向处理容器中重新填充所需体积的流体；并重复方法的步骤。
在从细胞培养物中收获细胞产物的方法的一个实施例中，处理容器是多孔板。
在从细胞培养物中收获细胞产物的方法的一个实施例中，起始体积为0.2、0.5、1.0、1.5、2.0mL。
在从细胞培养物中收获细胞产物的方法的一个实施例中，多个流体导管将多孔板的多个孔与多个microATF连接。
具体实施方式
在转向详细示出示例性实施例的附图之前，应当理解，本申请不限于描述中阐述的或在附图中示出的细节或方法。还应该理解，术语仅出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。在具体实施方式、附图和权利要求书中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离这里提出的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。容易理解的是，可以以各种不同的配置来布置、替换、组合和设计如本文通常描述的和在附图中示出的本公开的各方面，所有这些都被明确地构想并且成为本公开的一部分。
如本文和所附权利要求书中所使用的，在描述要素的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)诸如“一个(a、an)”和“所述”的单数冠词和类似指代物应被解释为除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则涵盖单数和复数两者。除非本文另外指出，否则本文中数值范围的列举仅旨在用作分别参考落入所述范围内的每个单独数值的速记方法，并且每个单独数值都被并入说明书中，就如同其在本文中被单独列举一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地说明实施例，除非另有说明，否则并不构成对权利要求范围的限制。说明书中的任何语言都不应解释为指示任何未要求保护的要素为必须的。
除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的表示性质、参数、条件等的数量的所有数字在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则以下说明书和所附权利要求书中提出的数字参数均为近似值。至少应根据报告的有效数字位数，并采用普通的四舍五入方法来解释任何数字参数。当在例如包括范围的温度、时间、量和浓度的数字名称之前使用时，术语“约”表示近似值，其可以相差(+)或(-)10％、5％或1％。
如本领域技术人员将理解的，出于任何目的和所有目的，特别是在提供书面说明方面，本文公开的所有范围还涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。任何列出的范围都可以容易地识别为充分描述，并且可以将相同范围分解为至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性实例，可以容易地将本文讨论的每个范围分解为下三分之一，中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员还将理解的，诸如“最多”、“至少”、“大于”、“小于”等所有语言均包括所列举的数字，并且是指可以随后细分为上述讨论的子范围的范围。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的构件。
除其他实施方式之外，可以执行生物流体的过滤以将血液分离成血细胞和血浆。对于生物医学应用，重要的是能够有效地进行过滤以获得精确量的所需材料。
流体的交替切向流可用于执行过滤。更具体地，通过使流体的交替切向流通过过滤元件，可以实现连续过滤。例如，在Shevitz的美国专利号6,544,424中描述了交替切向流系统，所述专利的全部内容并入本文中作为其中的背景、设备和技术内容。通常，交替切向流过滤(ATF)包括使流体(诸如细胞培养基)沿交替方向穿过膜或其他可渗透结构。包括悬浮或溶解于流体中的一种或多种组分的流体体积的一部分穿过膜，形成滤液或渗透物(在这里术语可互换使用)，其中一种或多种悬浮或溶解的组分的浓度高于原始流体中的浓度。流体体积的未通过过滤器的部分称为渗余物，而包含渗余物且部分由膜限定的空间称为进料通道和/或渗余室。膜的相反侧上的空间称为渗透室或滤液室。
通过将正压和负压交替施加到进料通道的一部分来产生跨膜的交替流。可以使用任何合适的方式来提供交替压力，包括但不限于通过可逆泵，诸如隔膜泵，或活塞或柱塞泵。其他泵可能包括可逆的蠕动泵或磁力泵。本领域技术人员将理解，合适的泵结构可以是不专用于泵送或过滤的其他装置的元件。这些其他装置可以包括但不限于移液管(也称为移液器)和注射器，并且可以由用户手动或自动致动。下面将更详细地讨论本公开的这些方面。
可以进行过滤以纯化、选择性去除不需要的成分，和/或以高细胞浓度将细胞保持或灌注到细胞培养基中。可以使用各种类型的过滤器，包括中空纤维过滤器，所述中空纤维过滤器包含捆绑在一起的多个中空纤维。例如，可以通过诸如泵和离心机的大型设备来进行使用上述交替切向流的过滤。这种系统通常涉及难以维护的复杂组件中的许多部件。另一方面，如以下更详细描述的，本公开的实施例允许浓缩少量的细胞培养基，在细胞培养基中灌注细胞和/或在不使用离心机的情况下对细胞培养基进行采样以及其他益处。
图1描绘了微型交替切向流(microATF)灌注过滤器装置100。microATF灌注过滤器100包括具有近端12和远端14的中空圆柱体10。中空圆柱体10可以由聚合材料形成。在至少一个实施例中，中空圆柱体10被构造为具有基本均匀的直径。在另一个实施例中，中空圆柱体10被构造为从近端12到远端14逐渐变细，使得远端14处的直径小于近端12处的直径。如下面更详细地讨论的，近端12直接和/或间接连接到microATF灌注过滤器100的其他部件。
再次参考如图1所示的中空圆柱体10，中空圆柱体10被布置成使得其近端12串联连接到渗透室30，随后是渗余室20。近端12(i)终止于渗透室30内或渗透室处，或(ii)终止于渗余室20内或渗余室处。渗透室30被配置为接纳通常包含液体和相对较低分子量的溶质的滤液，而渗余室20被配置为接纳相对较高分子量的悬浮的固体和溶质。如图1所示，渗透室30和渗余室20与中空圆柱体10一起被布置成使得中空圆柱体的近端12、渗透室30和渗余室20以近端12、渗透室30和渗余室20的线性顺序设置。另外，中空圆柱体10与渗透室30和渗余室20一起被布置成使得中空圆柱体10的中心轴线与渗透室30的中心轴线和渗余室20的中心轴线对齐。
此外，近端12的一部分或全部被配置为突出以与渗透室30的至少一部分共延。换句话说，中空圆柱体10的近端12的一部分可以延伸到渗透室30本身中。例如，渗透室30可以被配置有开口，所述开口被配置为接纳近端12的远离远端14延伸并进入渗透室30的部分。因此，在一些实施例中，近端12可以延伸穿过渗透室30，以便到达渗余室20。例如，近端12可以延伸，以便在渗透室30和渗余室20的大致彼此交界处终止。
当近端12终止于渗余室20中或渗余室处时，近端12的开口被配置为允许中空圆柱体10的内部与渗透室30之间的流体连通。以这种方式，细胞培养基可以从中空圆柱体10的内部通过并且可以沉积在渗透室30中。microATF灌注过滤器还包括入口70，所述入口位于渗余室20上方，用于与正压或负压源连通。例如，入口70被配置为与移液器(未示出)连通。可以将移液器插入入口70，以便将移液器附接到microATF灌注过滤器100。移液器用于通过抽吸和分配流体来输送测定体积的流体(例如，细胞培养基中的细胞)。例如，移液器在渗余室20上方产生局部真空，所述局部真空当被释放时，导致先前被抽吸的流体被分配。
更进一步，microATF灌注过滤器100包括出口80，所述出口位于渗透室30的壁32中。出口80可以形成为在渗透室30的壁32上的圆形端口。在一些实施例中，出口80可以包括在渗透室30的壁32上的开口和与壁32配合的管状部分。出口80可以连接到止回阀40。具体地，出口80被布置有止回阀40，使得止回阀40盖住出口80。出口80允许视需要去除可能沉积到渗透室30中的细胞培养基。
止回阀40允许气体从渗透室30逸出，同时不允许任何气体进入。换句话说，止回阀40是单向阀，其允许流体沿一个方向即从渗透室30方向流动。止回阀40被配置为自动工作。在一些实施例中，止回阀40可以是球止回阀，其中，用于阻止流体流动的可移动部件是球，所述球可以被弹簧加载以帮助保持止回阀40关闭。此外，在移液器的真空模式期间，细胞被吸入中空纤维过滤器60中，这将在下面更详细地讨论。然而，由于止回阀40连接到渗透室30，所以消耗的培养基不会被吸回到microATF灌注过滤器100中。在分配期间，移液管将细胞向下推回中空纤维过滤器60的内腔，然后，随着止回阀40打开，将一部分消耗的培养基转移到渗透室30中。
止回阀40可以连接到疏水性流体排放过滤器50。疏水性排放过滤器50不浸入水中，而是浸入低表面张力的液体中。一旦疏水性排放过滤器50变湿，就允许水溶液通过排放过滤器50。例如，从渗透室30通过出口80流到止回阀40的流体中的水分又可以通过排放过滤器50。一旦液体与其膜接触，疏水性排放过滤器50就阻止液体离开microATF灌注过滤器100。疏水性排放过滤器50有效地赋予了渗透室30中的液体量的实际最大极限，所述极限可以通过计算来确定。然后可以将从细胞培养物中获取的一定量的培养基作为新鲜培养基重新引入生物反应器80中，以进行不连续灌注。
再次参考图1，microATF灌注过滤器100还包括多个中空纤维过滤器60。中空纤维过滤器60包含呈中空纤维形式的半渗透性屏障(即内腔)，细胞培养基而不是细胞可以通过所述屏障。中空纤维过滤器60均具有第一端62和第二端64。一个或多个中空纤维过滤器60纵向地布置在中空圆柱体10内，其中第二端64在中空圆柱体的远端14的方向上延伸，并且第一端62终止于渗余室20中或渗余室处。
在一个实施例中，中空纤维过滤器60包括三个中空纤维过滤器，所述三个中空纤维过滤器被布置成使得第一中空纤维过滤器和第二中空纤维过滤器在中空圆柱体10内彼此平行地定位，并且第三中空纤维过滤器在第一方向上位于第一中空纤维过滤器与第二中空纤维过滤器之间，并在与第一方向正交的第二方向上与第一中空纤维过滤器和第二中空纤维过滤器偏移。中空纤维过滤器60可以与中空圆柱体10共延或部分共延，使得中空纤维过滤器60中的一个或多个被布置成沿着中空圆柱体10的长度延伸并且终止于远端14处或附近。在至少一个实施例中，可以使用粘合剂将中空纤维过滤器60固定在中空圆柱体10的远端14和渗余室20处。
在至少一个实施例中，microATF灌注过滤器100的中空纤维过滤器60的内径为约0.5mm至约1mm。在至少一个实施例中，中空纤维过滤器60的平均孔径为约0.2μm至约2.0μm。更具体地，在至少一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器60的平均孔径为约0.65μm。更进一步，在至少一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约20kDa至约70kDa的分子通过。更具体地，在至少一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器60的平均孔径不允许分子量为约30kDa或更大的分子通过。另外，在至少一个实施例中，一个或多个中空纤维过滤器60的平均孔径不允许分子量为约50kDa或更大的分子通过。
在一些实施例中，microATF灌注过滤器100包括附加部件。例如，如图1所示，在microATF灌注过滤器内的各个接口处设置一个或多个密封件16。具体地，在近端12的第一部分与渗透室30之间设置第一密封件16，在渗透室30与渗余室20之间设置第二密封件16，在渗余室20与入口70之间设置第三密封件16。密封件16的作用是确保各个接口之间的液密连接，并使中空圆柱体10、渗透室30、渗余室20和入口70的内容物与外部环境隔离。密封件16可以是密封和隔离各个部件的柔性膜。密封件16可以包括弹性体并且还可以包括粘合剂。
现在参考图2，示出了包括处理容器和microATF灌注过滤器的系统。更具体地，图2描绘了配备有microATF灌注过滤器100的处理容器80。microATF灌注过滤器100被配置为从处理容器80提取细胞培养基中的细胞。具体地，中空圆柱体10与处理容器80连通，并且可以使用移液将培养基从处理容器80吸入中空圆柱体10中。microATF灌注过滤器100不限于与处理容器80一起使用，并且可以与现有的市售的小规模处理容器一起使用。
处理容器80包括能够容纳约15mL或更少体积的细胞培养基中的细胞的壳体82。在至少一个实施例中，壳体82容纳约10mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。更具体地，壳体82容纳约5mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在至少一个实施例中，壳体82容纳约2mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在至少一个实施例中，壳体82容纳约1mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在至少一个实施例中，壳体82容纳约0.5mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在至少一个实施例中，壳体82容纳约0.2mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。在至少一个实施例中，从处理容器80沉积到渗透室30中的细胞培养基的体积为约50μL至约500μL。具体地，从处理容器80沉积到渗透室30中的细胞培养基的体积为约100μL至约300μL。
壳体82经由开口或连接器84与过滤装置(诸如microATF灌注过滤器100)连通。当壳体82与microATF灌注过滤器100连通时，至少中空圆柱体10的远端14与可以容纳在壳体82中的一定体积的细胞培养基中的细胞接触。因此，当入口70与负压源连通时，可以将细胞培养基中的细胞从壳体82取出到渗余室20中。相反，当入口70与正压源连通时，将细胞培养基中的细胞返回到壳体82。
在这些情况下，将一定体积的细胞培养基沉积到渗透室30中。渗透室30与止回阀40连通。导管42可以从止回阀40沿远离渗透室30的壁32的方向延伸。疏水性排放过滤器50(图2中未示出)可以设置在导管42上。一旦来自渗透室30的流体接触止回阀40下游的疏水性排放过滤器50，来自渗透室30的流动便停止，从而确保去除精确体积的流体。
正压或负压源通过移液器(未示出)提供。例如，负压源是当移液器沿第一方向移动时由移液器建立的真空，而正压源是当移液器沿与第一方向相反的第二方向移动时的移液器。正压或负压源通过手动或自动操作的移液器提供。移液器可以是“单手”移液器或多手移液器。
具体地，可以使用自动控制器来自动操作移液器，以控制通过microATF灌注过滤器100从处理容器80中提取细胞培养基中的细胞。自动控制器可以包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被编程为通过调节移液器的操作来控制正气源和负气源。此外，控制器5可以调整移液器的操作以满足工艺要求。在至少一个实施例中，自动控制器可以是配备有由英国赫特福德郡罗伊斯顿的Sartorius Stedim Biotech Group制造的
Figure BDA0002462777280000141
15细胞培养处理容器系统的控制器。可以对控制器进行编程，以根据由控制器的处理器执行的指令来微量进行液体转移。
自动控制器可以包括被配置为运行操作系统、专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)等或其组合的处理器或微处理器。控制器可以包括存储器，所述存储器可以包括但不限于电子、光学、磁性存储器或能够向处理器、ASIC、FPGA等提供程序指令的任何其他存储或传输装置。存储器可以包括存储器芯片、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、闪存或控制器可以从中读取指令的任何其他合适的存储器。指令可以包括来自任何合适的编程语言的代码。
此外，在某些实施例中，提供了用户界面，其中用户可以控制和/或监视移液器、处理容器80和microATF灌注过滤器100的各个方面。用户界面还可以在多个时间点的每一个上显示存储在控制器5的存储器中的其他数据，包括分别与移液器和microATF灌注过滤器100的操作有关的数据。
自动移液器系统可以包括至少一个通信单元，所述通信单元可以耦合到用于在系统与网络之间提供通信链路的交换机和路由器。这样，通信单元使处理器能够与耦合到网络的其他电子系统有线或无线地通信。例如，通信单元可以耦合到将系统连接到因特网或另一个网络的以太网线。在其他实施方式中，通信单元可以耦合到天线(未示出)并且提供功能以通过与网络的无线通信接口来发送和接收信息。
在各种实施方式中，通信单元可以包括一个或多个收发器，所述收发器被配置为根据一个或多个通信协议来执行数据通信，所述通信协议包括但不限于WLAN协议(例如，IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad、IEEE 802.16、IEEE 802.20等)。
可以使用到具有处理器的一个或多个远程计算机的逻辑连接，在网络环境中实践自动系统的某些实施例。本领域技术人员将理解，这样的网络计算环境可以涵盖许多类型的计算机，包括个人计算机、手持式装置、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、网络PC、小型计算机、大型计算机等。还可以在分布式计算环境中实践实施方式，在分布式计算环境中，任务由通过通信网络链接(或者通过硬连线链接、无线链接或通过硬连线链接或无线链接的组合)的本地和远程处理装置执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储装置中。
图3描绘了根据示例性实施例的交替切向流灌注过滤器进行细胞培养基中细胞的不连续灌注的方法。具体地，图3描绘了可以使用上述的microATF灌注过滤器100执行的方法300。方法300包括取出细胞培养基中的细胞(步骤301)。细胞的体积可以为约0.5mL至约5mL。取出细胞包括通过一个或多个中空纤维过滤器60的内腔过滤细胞。细胞通过中空纤维过滤器60过滤，并被引导经过渗透室30并进入渗余室20(步骤302)。方法还包括使细胞培养基中的细胞通过所述一个或多个中空纤维过滤器60的内腔返回(步骤303)。在使细胞通过内腔返回时，一定体积的细胞培养基穿过所述一个或多个中空纤维过滤器60的多孔壁并收集在渗透室30中(步骤304)。
在至少一个实施例中，方法可以在包括配备有microATF灌注过滤器100的处理容器80的系统中实施。具体地，可以执行灌注以维持处理容器80，使得当细胞被保留在处理容器80中时，等体积的培养基被添加和从处理容器80中移除。因此，可以进行新鲜营养物的稳定供给和废产物的有效去除。在至少一个实施例中，可以不连续地(例如以预定间隔)进行灌注。
在至少一个实施例中，执行方法300，使得收集在渗透室30中的细胞培养基的体积为约25μL至约1000μL。在进行不连续灌注的至少一个实施例中，收集在所述渗透室中的细胞培养基的体积为约0.1mL至约0.5mL。
图4描绘了根据示例性实施例的方法。具体地，图4描绘了一种灌注容纳在处理容器中的细胞培养基中细胞的方法400。处理容器可以是处理容器80，例如可以容纳不超过约15mL的细胞培养基中的细胞。方法400包括从处理容器80取出细胞培养基中的细胞(步骤401)。如上所述，处理容器80包括容纳细胞培养基中的细胞的壳体82。可以使用微型交替切向流灌注过滤器，诸如上述的microATF灌注过滤器100，将细胞从壳体82中取出。方法400还可以包括引导细胞通过中空纤维过滤器。另外，方法包括将细胞培养基中细胞的至少一部分返回到处理容器中(步骤402)。方法400可以可选地包括如下所述的附加步骤。
在至少一个实施例中，方法400还包括当将细胞培养基中的细胞返回到处理容器80时，将一定体积的细胞培养基沉积到渗透室30中(步骤403)。更进一步，在至少一个实施例中，从处理容器80中取出的细胞培养基中的细胞的体积可以为约0.5mL至约5mL。在至少一个实施例中，从处理容器80中取出的细胞培养基中的细胞的体积为约1.0mL至约3.0mL，并且更具体地，可以等于约2.0mL。另外，在至少一个实施例中，沉积到渗透室中的细胞培养基的体积为约10μL至约300μL。此外，在至少一个实施例中，沉积到渗透室30中的细胞培养基的体积为约50μL至约250μL，更具体地为约100μL至约200μL。
更进一步，根据某些实施例，灌注可以通过一个或多个中空纤维过滤器(诸如图1至图2中所示的中空纤维过滤器60)在细胞培养基中细胞的多个交替切向流循环中进行(步骤404)。具体地，使细胞培养基中的细胞在所述一个或多个中空纤维过滤器的多孔壁上进行细胞培养基中的细胞的多个交替切向流循环期间被取出并返回。细胞培养基中的细胞在多个交替切向流循环中的取出和返回被间歇地重复。例如，细胞的取出和返回可以每半小时或每小时进行一次。当使用自动控制器控制来自microATF灌注过滤器100的移液时，控制器的输入可用于确定细胞取出和返回的时间。
此外，方法400还可以包括将新鲜的细胞培养基引入处理容器。在至少一个实施例中，引入的新鲜细胞培养基大约等于在所述多个交替切向流循环中沉积到渗透室30中的细胞培养基的体积。在至少一个实施例中，将约1mL至约3mL的新鲜细胞培养基引入处理容器80。此外，在至少一个实施例中，引入约1.5mL至约2.5mL的新鲜细胞培养基，更具体地，引入约2mL的新鲜细胞培养基。
图5a描绘了示例性实施例中的微型交替切向流(microATF)灌注过滤器装置500。microATF灌注过滤器500包括机器手的附接点501、移液器或或其他交替正压和负压源，以及用于此类机械手、移液器等的可选移液器尖端502。microATF 500还包括与附接点501流体连通的过滤器壳体504(例如，借助于可选移液器尖端502)。过滤元件(未示出)位于过滤器壳体504内，将过滤器壳体504的至少一部分分成进料室/渗透室和渗余室。microATF尖端505设置在壳体的第二端处，所述第二端与进料室/渗余室流体连通，并提供用于与本公开的处理容器流体连通(例如，经由管道或其他合适的导管)的装置。包括单向阀或止回阀的渗透出口503被集成到或连接到渗透室中；止回阀用于在交替压力循环的负压部分期间防止流经过滤元件的回流。
图5b描绘了包括多孔板的处理容器506的实施例。处理容器506可以在具有如上所述的microATF(例如，图5a所示的microATF)的系统或方法中使用。在使用中，处理容器506的多个孔中的每个孔可以流体连接到单独的microATF，以允许并行灌注培养物和/或同时从多个系统进行收获。
上述的处理容器和microATF具有许多有用或有利的特征，这对本领域技术人员而言是显而易见的。作为一个非限制性实例，本文所述的microATF过滤器能够有效过滤1ml或更小的体积(例如200μl，500μl等)。这些小体积有利于在并行和/或大规模应用中使用，诸如在治疗药物的筛选以及过滤系统和方法的开发、优化和/或验证中使用。本公开的MicroATF系统可以以阵列的形式实现，所述阵列与目前用于诸如AMBRTM平行生物反应器(Sartorius Ag，哥廷根，德国)的自动化细胞培养系统或诸如eppendorfep
Figure BDA0002462777280000181
装置(eppendorf AG，汉堡，德国)的多通道移液管中的流体处理的阵列相似。
构想了各种替代实施例，并且形成了本公开的一部分。例如，在一个实施例中，中空纤维过滤器60不设置在中空圆柱体10中，而是在microATF装置中敞开，并使用粘合剂在入口70和渗余室20处粘附。此外，在一个或多个实施例中，可以省略渗透室30和/或渗余室20。
尽管本说明书包含特定的实现细节，但是这些细节不应解释为对所要求保护的范围的限制，而应视为对特定实施方式具体的特征的描述。在单独的实施方式的上下文中，本说明书中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方式中或以任何合适的子组合来实施。而且，尽管上面可能将特征描述为以某些组合形式起作用，甚至最初也这样宣称，但是在某些情况下，可以从组合中切除所要求保护的组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行这类操作，或者执行所有示出的操作以获得期望的结果。在某些情况下，上述实施方式中各个系统组件的分离不应理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应该理解，所描述的部件和系统通常可以集成在单个产品中或包装成多个产品。
如本文所用，术语“基本上”和类似术语旨在具有广泛的含义，所述含义与本公开的主题所涉及的本领域普通技术人员的普遍和接受的用法相一致。审阅本公开的本领域技术人员应理解，这些术语旨在允许描述所描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内。因此，这些术语应解释为指示所描述和要求保护的主题的无实质或无关紧要的修改或变更被认为在本公开的范围内。
如本文所用，术语“耦合”，“连接”等是指两个部件直接或间接彼此接合。这种接合可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移动的或可释放的)。这种接合可以通过两个部件或两个部件以及任何附加的中间部件彼此一体地形成为单个整体或通过两个部件或两个部件以及任何附加的中间部件彼此附接来实现。
如本文所用，术语“流体耦合”、“流体连通”等是指两个部件或物体具有在两个部件或物体之间形成的通道，其中诸如水、空气、生物流体等流体可能在有或没有中间部件或物体的情况下流动。用于实现流体连通的流体耦合器或配置的实例可以包括用于使流体从一个部件或物体流向另一个的管道、通道或任何其他合适的部件。
重要的是要注意，在各种示例性实施方式中示出的系统的构造和布置仅是说明性的，而在特性上不是限制性的。期望保护在所描述的实施方式的精神和/或范围内的所有改变和修改。应当理解，某些特征可能不是必需的，并且可以构想缺少各种特征的实施方式在本申请的范围内，所述范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是当使用诸如“一个(a、an)”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，除非权利要求中有相反的明确说明，否则无意将权利要求限制为仅一项。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非有相反的明确说明，否则物品可以包括一部分和/或整个物品。

Claims (50)

1.一种微型交替切向流(microATF)灌注过滤器，包括：
中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端，所述近端串联连接到渗透室，随后是渗余室，其中所述近端(i)终止于所述渗透室内或所述渗透室处，或(ii)终止于所述渗余室内或所述渗余室处，其中所述渗透室内的所述近端的部分在(ii)的情况下具有至少一个开口，所述开口允许所述中空圆柱体的内部与所述渗透室之间的流体连通；
入口，所述入口位于所述渗余室上方，用于与正压或负压源连通；
出口，所述出口位于所述渗透室的壁中，所述出口可与止回阀连接，所述止回阀又可与疏水性流体排放过滤器连接。
2.根据权利要求1所述的microATF灌注过滤器，其中所述出口用止回阀盖住，所述止回阀允许气体从所述渗透室逸出，同时不允许气体进入。
3.根据权利要求1所述的microATF灌注过滤器，其中所述近端终止于所述渗透室内或所述渗透室处。
4.根据权利要求1所述的microATF灌注过滤器，其还包括一个或多个中空纤维过滤器，每个所述中空纤维过滤器均具有第一端和第二端，所述一个或多个中空纤维过滤器纵向地布置在所述中空圆柱体内，且所述第一端沿所述中空圆柱体的所述远端的方向延伸，所述第二端终止于所述渗余室内或所述渗余室处。
5.根据权利要求4所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器的所述第一端沿所述中空圆柱体的长度向下延伸，并终止于所述中空圆柱体的所述远端处或附近。
6.根据权利要求4所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器的内径为约0.5mm至约1mm。
7.根据权利要求4所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器包括中空纤维过滤介质，所述中空纤维过滤介质的平均孔径为约0.2μm至约2.0μm。
8.根据权利要求4所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径为约0.65μm。
9.根据权利要求4所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约20kDa至约70kDa的分子通过。
10.根据权利要求9所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约30kDa或更大的分子通过。
11.根据权利要求9所述的microATF灌注过滤器，其中所述一个或多个中空纤维过滤器的平均孔径不允许分子量为约50kDa或更大的分子通过。
12.一种系统，包括：
壳体，所述壳体能够容纳约15mL或更少体积的细胞培养基中的细胞；
微型交替切向流灌注过滤器(microATF)，包括：(a)中空圆柱体，所述中空圆柱体具有近端和远端，所述近端连接到(i)渗透室，和(ii)通过过滤元件与所述渗透室隔开的渗余室；(b)入口，所述入口位于所述渗余室上方，用于与交替的正压或负压源连通；(c)出口，所述出口位于所述渗透室的壁中；以及
流体导管，所述流体导管将所述壳体的至少一个孔与所述microATF的所述近端连接。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述壳体是多孔板，其容量为0.2ml、0.5mL、1.0mL、2.0mL、5.0mL、10mL或15mL。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述出口用止回阀盖住，所述止回阀允许流体流过所述过滤器进入所述渗透室，同时防止回流通过所述过滤器进入所述渗余室。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述过滤元件包括管状膜或至少一个中空纤维膜。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述过滤元件的特征在于每循环50-100μl的过滤通量。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述壳体容纳约10mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述壳体容纳约5mL或更少体积的细胞培养基中的细胞。
19.根据权利要求14所述的系统，其中所述止回阀与疏水性流体排放过滤器连接。
20.根据权利要求13所述的系统，其包括将所述多孔板的多个孔与多个microATF连接的多个流体导管。
21.根据权利要求12所述的系统，其中所述正压或负压源是移液器。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述移液器是手动操作的。
23.根据权利要求21所述的系统，其中所述移液器是自动操作的。
24.根据权利要求12所述的系统，其中沉积到所述渗透室中的细胞培养基的体积为约50μL至约500μL。
25.根据权利要求24所述的系统，其中沉积到所述渗透室中的细胞培养基的体积为约100μL至约300μL。
26.一种通过交替切向流灌注过滤器进行细胞培养基中细胞的不连续灌注的方法，包括：
通过一个或多个中空纤维过滤器的内腔取出体积为约0.5mL至约5mL的细胞培养基中的细胞，使其穿过渗透室并进入渗余室；
通过所述一个或多个中空纤维过滤器的所述内腔使细胞培养基中的所述细胞返回，由此使一定体积的细胞培养基穿过所述一个或多个中空纤维过滤器的多孔壁并收集在所述渗透室中。
27.根据权利要求26所述的方法，其中收集在所述渗透室中的细胞培养基的体积为约25μL至约1000μL。
28.根据权利要求26所述的方法，其中收集在所述渗透室中的细胞培养基的体积为约0.1mL至约0.5mL。
29.根据权利要求26所述的方法，其中所述渗透室配备有出口，所述出口用止回阀盖住。
30.一种灌注容纳在处理容器中的细胞培养基中的细胞的方法，所述容器容纳不超过约15mL的细胞培养基中的细胞，所述方法包括：
使用微型交替切向流(microATF)过滤器从处理容器中取出细胞培养基中的细胞，所述处理容器包括容纳细胞培养基中的所述细胞的壳体，所述过滤器包括一个或多个中空纤维过滤器、配备有出口的渗透室、渗余室和入口，所述入口用于将所述microATF过滤器连接到正压或负压源；以及
将细胞培养基中的所述细胞返回到处理容器。
31.根据权利要求30所述的方法，其中当将细胞培养基中的所述细胞返回到所述处理容器时，将一定体积的细胞培养基沉积到所述渗透室中。
32.根据权利要求30所述的方法，其中从所述处理容器中取出的细胞培养基中的细胞的体积为约0.5mL至约5mL。
33.根据权利要求30所述的方法，其中从所述处理容器中取出的细胞培养基中的所述细胞的体积为约1.0mL至约3.0mL。
34.根据权利要求30所述的方法，其中从所述处理容器中取出的细胞培养基中的所述细胞的体积为约2.0mL。
35.根据权利要求31所述的方法，其中沉积到所述渗透室中的细胞培养基的体积为约10μL至约300μL。
36.根据权利要求31所述的方法，其中沉积到所述渗透室中的细胞培养基的体积为约50μL至约250μL。
37.根据权利要求31所述的方法，其中沉积到所述渗透室中的细胞培养基中的细胞的体积为约100μL至约200μL。
38.根据权利要求31所述的方法，其中使细胞培养基中的所述细胞在所述一个或多个中空纤维过滤器的多孔壁上进行细胞培养基中的细胞的多个交替切向流循环期间被取出并返回。
39.根据权利要求38所述的方法，其中细胞培养基中的细胞在多个交替切向流循环中的取出和返回被间歇地重复。
40.根据权利要求38所述的方法，其还包括将新鲜的细胞培养基引入到所述处理容器。
41.根据权利要求38所述的方法，其中细胞培养基中的细胞在多个交替切向流循环中的取出和返回在约1psi的压力下进行。
42.根据权利要求40所述的方法，其中引入的新鲜细胞培养基大约等于在所述多个交替切向流循环中沉积到所述渗透室中的细胞培养基的体积。
43.根据权利要求42所述的方法，其中引入约1mL至约3mL的新鲜细胞培养基。
44.根据权利要求42所述的方法，其中引入约1.5mL至约2.5mL的新鲜细胞培养基。
45.根据权利要求42所述的方法，其中引入约2mL的新鲜细胞培养基。
46.一种从细胞培养物中收获细胞产物的方法，所述方法包括：
在15ml或更少起始体积的培养基中培养细胞，直到所述细胞在所述培养基中产生收获浓度的细胞产物为止，其中将所述细胞在包括连接到微型交替切向流(microATF)装置的处理容器的细胞培养系统中进行培养；
通过使所述培养基在所述处理容器与所述microATF装置之间交替流动来在其间转移所述培养基，
其中，所述交替流动导致包含所述细胞产物的流体通过所述microATF装置并进入所述渗透室，并使所述培养基中的细胞产物的浓度降低至低于收获浓度；
从所述渗透室中提取含细胞产物的液体。
47.根据权利要求46所述的方法，其还包括以下步骤：
向所述处理容器中重新填充所需体积的流体；并重复所述方法的所述步骤。
48.根据权利要求46所述的方法，其中所述处理容器是多孔板。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述起始体积为0.2、0.5、1.0、1.5、2.0mL。
50.根据权利要求48所述的方法，其中多个流体导管将所述多孔板的多个孔与多个microATF连接。
CN201880068950.4A 2017-10-26 2018-10-26 微型交替切向流灌注过滤器、处理容器及其使用方法 Pending CN111263631A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762577436P 2017-10-26 2017-10-26
US62/577,436 2017-10-26
PCT/US2018/057721 WO2019084410A1 (en) 2017-10-26 2018-10-26 MICRO-ALTERNATIVE TANGENTIALLY FLOWING INFUSION FILTER, TREATMENT CONTAINER, AND METHODS OF USING THE SAME

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111263631A true CN111263631A (zh) 2020-06-09

Family

ID=66245382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880068950.4A Pending CN111263631A (zh) 2017-10-26 2018-10-26 微型交替切向流灌注过滤器、处理容器及其使用方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11339364B2 (zh)
EP (1) EP3700505A4 (zh)
JP (1) JP7057423B2 (zh)
CN (1) CN111263631A (zh)
WO (1) WO2019084410A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220040641A1 (en) * 2018-07-27 2022-02-10 Nanopareil, Llc Multiple membrane separation capsule

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130059371A1 (en) * 2010-08-25 2013-03-07 Jerry Shevitz Device, System and Process for Modification or Concentration of Cell-depleted Fluid
CN103305417A (zh) * 2012-03-07 2013-09-18 无锡药明康德生物技术有限公司 进行蛋白生产的高产量反应器及其生产方法和应用
CN104640973A (zh) * 2012-09-27 2015-05-20 通用电气健康护理生物科学股份公司 切向流动灌注系统
US20170114381A1 (en) * 2014-06-04 2017-04-27 Amgen Inc. Methods for harvesting mammalian cell cultures
CN206368162U (zh) * 2017-01-05 2017-08-01 东莞太力生物工程有限公司 一种生物工程atf单向分离系统
CN107190034A (zh) * 2010-10-05 2017-09-22 诺沃—诺迪斯克保健股份有限公司 生产蛋白质的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6544424B1 (en) * 1999-12-03 2003-04-08 Refined Technology Company Fluid filtration system
US8282608B2 (en) * 2004-01-29 2012-10-09 Becton, Dickinson And Company Self priming intravenous delivery system
ES2650042T3 (es) * 2006-07-14 2018-01-16 Patheon Holdings I B.V. Proceso mejorado para el cultivo de células
US8501462B2 (en) 2007-02-27 2013-08-06 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Insert device for multiwell plate
US20080281200A1 (en) 2007-05-10 2008-11-13 Misonix, Incorporated Elevated coupling liquid temperature during HIFU treatment method and hardware
AU2010336424B2 (en) * 2009-12-23 2013-06-13 Cytovera, Inc. A system and method for particle filtration
EP2608863A4 (en) * 2010-08-25 2015-08-05 Repligen Corporation FLUID FILTRATION SYSTEMS
US9550969B2 (en) 2011-03-18 2017-01-24 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Flexible bag for cultivation of cells
DK2768942T3 (da) * 2011-10-17 2020-01-27 Massachusetts Inst Technology Intracellulær levering
EP2644259A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 Roche Diagniostics GmbH Micro flow filtration system and flow filtration method
US9352021B2 (en) * 2013-08-28 2016-05-31 Cytonics Corporation Systems, compositions, and methods for transplantation and treating conditions
US10139317B2 (en) * 2015-10-30 2018-11-27 South Dakota Board Of Regents Methods and apparatuses for trace and ultratrace analysis
EP3374636B1 (en) * 2015-11-10 2020-06-03 Repligen Corporation Disposable alternating tangential flow filtration units
AU2017249402A1 (en) * 2016-04-12 2018-10-04 Artemis Biosystems, Inc. Perfusion filtration systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130059371A1 (en) * 2010-08-25 2013-03-07 Jerry Shevitz Device, System and Process for Modification or Concentration of Cell-depleted Fluid
CN107190034A (zh) * 2010-10-05 2017-09-22 诺沃—诺迪斯克保健股份有限公司 生产蛋白质的方法
CN103305417A (zh) * 2012-03-07 2013-09-18 无锡药明康德生物技术有限公司 进行蛋白生产的高产量反应器及其生产方法和应用
CN104640973A (zh) * 2012-09-27 2015-05-20 通用电气健康护理生物科学股份公司 切向流动灌注系统
US20170114381A1 (en) * 2014-06-04 2017-04-27 Amgen Inc. Methods for harvesting mammalian cell cultures
CN206368162U (zh) * 2017-01-05 2017-08-01 东莞太力生物工程有限公司 一种生物工程atf单向分离系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BÁRBARA CUNHA，ET AL.: ""Exploring continuous and integrated strategies for the up- and downstream processing of human mesenchymal stem cells" *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190127678A1 (en) 2019-05-02
WO2019084410A1 (en) 2019-05-02
EP3700505A4 (en) 2021-01-06
EP3700505A1 (en) 2020-09-02
US11946033B2 (en) 2024-04-02
US11339364B2 (en) 2022-05-24
JP2021500057A (ja) 2021-01-07
US20220251493A1 (en) 2022-08-11
JP7057423B2 (ja) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5038131B2 (ja) フィルタ処理方法、フィルタ封入チップ、およびフィルタ処理装置
AU2012347741B2 (en) Method and device for sample processing
JP6862000B2 (ja) Ｃｆｆ／ｔｆｆ使い捨て流路における再循環ループ
CA2824907C (en) Pneumatic alternating pressure membrane cell separation system
CN105164509A (zh) 用于纯化核酸的方法和试剂盒
CN115060571A (zh) 具有一次性流体路径的液体到液体生物粒子浓缩器
US20090166290A1 (en) Automated low volume crossflow filtration
JP7190149B2 (ja) 赤血球除去装置、単核球回収器、細胞培養装置、細胞培養システム、細胞培養方法、及び単核球の回収方法
EP3914690A1 (en) Cell concentration methods and devices for use in automated bioreactors
CN110088286B (zh) 用于细胞内递送物质的装置、系统和方法
US11946033B2 (en) Micro alternating tangential flow perfusion filter, micro bioreactor, and methods of use thereof
US20200040297A1 (en) Cell treatment device, suspension culture vessel, and stem cell induction method
CN113226510A (zh) 用于哺乳动物细胞培养灌注和澄清的疏水中空纤维过滤器
WO2024091633A1 (en) Devices and methods for manipulation and concentration of particles and large molecules in a disposable filter tip
NZ614364B2 (en) Pneumatic alternating pressure membrane cell separation system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination