CN112041421A - 用于细胞分离器的前腔室 - Google Patents
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Abstract
本文涉及一种用于倾斜通道重力式细胞分离器的前腔室，该倾斜通道重力式细胞分离器具有用于从反应器混合物中留滞细胞的多个通道，其中，所述前腔室包括用于对流入的流体流进行流量分配的至少一个入口和朝向所述多个通道的至少一个孔，并且其中，所述前腔室围成一个三维空间。
Description
一般来说，重组蛋白，诸如单克隆抗体是在哺乳动物细胞中生产的，这是由于这些细胞能够正确地处理重组蛋白。在一般批次中，采用补料分批或灌注细胞培养。由于可以达到的细胞密度更高，因此灌注工艺通常采用明显小的生物反应器。为了在连续运作的生物反应器中实现高细胞密度(>2000万活细胞/毫升)，细胞的有效留滞是必要的。在这种情况下，所需的留滞程度取决于细胞的生长率和灌注率q/V(培养基通过量q/生物反应器容积V)。例如，可以通过倾斜通道重力细胞沉降器对有活力的细胞进行必要的选择性留滞。
与简单的沉降池相比，倾斜通道分离器在很大程度上具有相对于分离面积来说容积相对较低的优势。出版物(Henzler，H.-J.，Chemie-Technik，1，1992，3)描述了在倾斜通道分离器中的细胞留滞，该倾斜通道分离器可以在逆流、交叉流和顺流中运行。承流通道的横截面可以设置有板或管。一般来说，倾斜通道分离器布置在生物反应器外，并且通过外部回路连接到所述生物反应器上，以便确保了出于维护和清洁目的的细胞留滞系统易接近性。
总的来说，如果满足了以下要求，则可以实现在连续式生物反应器中的高细胞密度和相关的高生产率：
·为细胞提供充足且低剪切供应的基质，特别是溶解氧，
·充分去除呼吸作用中形成的二氧化碳，
·充分去除细胞碎片和死细胞，
·用于建立高细胞密度有效、低剪切、可持续的细胞留滞系统。
此外，为了使细胞损伤最小化，特别是由于不充分的氧气供应和未充分地将二氧化碳移除到生物反应器外而造成的细胞损伤，以及由于酶的活性而导致的活性成分分解而造成的细胞损伤，具有细胞留滞系统中的短细胞停留时间的细胞留滞系统是理想的。使细胞在细胞留滞系统中的停留时间最小化的一种方法是增加系统中的流速。然而，这可能导致细胞在倾斜通道重力式细胞分离器的通道顶部被冲出(参见图6a)。这种冲出继而降低系统的整体效率。
因此，需要一种用于提高细胞沉降器效率的设备和方法。
这个目的通过一种用于倾斜通道重力式细胞分离器的前腔室(prechamber)来解决，该倾斜通道重力式细胞分离器具有用于从反应器混合物中留滞细胞的多个通道，其中，所述前腔室包括用于对流入的流体流进行流量分配的至少一个入口和朝向所述多个通道的至少一个孔，并且其中，所述前腔室围成一个三维空间。
这种前腔室具有如下优点：其使流入的流体流更均匀和理想地均等地分配到所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道中。因此，施加在单个通道上的细胞载量更均等地分配至通道，导致所述倾斜通道重力式细胞分离器的整体效率更高。这是因为由于单个通道过载而导致的在所述通道的顶部处的细胞损失被最小化。
此外，本文所述的前腔室促进了已沉降的细胞再悬浮的最小化，以及促进了由于与流入的流体流(进给流动)逆向混合而引起的再引入到通道中的最小化。
此外，潜在的反应器混合物流动障碍也被最小化。
如本文所使用的，术语“倾斜通道重力式细胞分离器”是指用于例如从生物反应器留滞混合物细胞的设备，其包括在下部区域和上部区域开放并且相对重力方向倾斜(即在运行过程中是倾斜的)的通道。
典型地，在通道的下端，所述通道通向包括收集区域的至少一个接收腔，并且在所述通道的上端处从所述倾斜通道重力式细胞分离器中回收细胞耗尽的反应器混合物(过程流体，如收获物)。
因此，细胞和细胞培养液在所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道中分离。例如，这会发生在从所述通道的上端移除细胞耗尽的反应器混合物(过程流体，如收获物)，即澄清化的反应器混合物。作为这种移除的结果，包含待分离的细胞的反应器混合物(例如，来自生物反应器的细胞培养液)从所述通道的下端处被吸入到所述通道中。细胞在所述通道中沉降并且逆着流动方向在通道的下侧上逆向滑动至通道下端。因此，细胞在倾斜的通道内沉降且相对于流入的反应器混合物以逆流流动滑出通道，并且被收集在至少一个接收腔的收集区域中。
如本文所使用的，术语“前腔室”是指一种使由于重量而顺着通道向下滑动的已分离的细胞和包含更多待被分离的细胞的流入的反应器混合物的逆向混合最小化的设备，该设备同时使得能够将所述反应器混合物的流量更均匀且理想均等地分配到通道中。所述前腔室围成一个三维(3D)空间，即其可以保持例如预定容积的流入的流体流。
在一些实施方案中，所述流入的流体流是反应器混合物。
如本文所使用的，术语“反应器混合物”指的是包含待沉降的并从供应它们的流体中分离的细胞的过程流体。
如本文所使用的，术语“孔”是指前腔室的一部分，所述流入的流体流(即，反应器混合物)通过前腔室的该部分进入所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道。因此，所述孔便于使流入的反应器混合物均等地分配到所述多个通道中。
在一些实施方案中，所述前腔室由插入件和所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个壁形成。在这些实施方案的一些中，在所述前腔室的下端处、与所述至少一个孔相对地设置至少一个开口。
如本文所使用的，术语“插入件”指的是可以引入到倾斜通道重力式细胞分离器中，例如引入到所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个接收腔中的设备。
与所述至少一个孔相对的所述至少一个开口通常通向所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个接收腔的收集区域。这允许将流入的流体流的富含细胞的部分转移到所述接收腔，因此防止在所述前腔室中形成对所述细胞来说供氧不足的停滞、不移动区域。氧气供应不足的停滞、不移动区域可能会导致细胞死亡，并且最终释放出不需要的杂质，例如宿主细胞蛋白(HCP's)。
理论上，当考虑能防止细胞在所述前腔室中沉降的流动条件时，可以在没有与所述至少一个孔相对的至少一个开口的情况下运行前腔室。然而，由于反应器混合物的确切组分和流动条件在运行过程中可能变化，优选地，本文所述的前腔室包括与所述至少一个孔相对的至少一个开口。
此外，所述前腔室的与所述至少一个孔相对的至少一个开口允许较大和较小的细胞聚集体直接地进入所述接收腔。
如上所述，在一些实施方案中，所述插入件被定位在所述倾斜通道重力式细胞分离器的接收腔中，因此所述前腔室由所述接收腔的至少一个壁和所述插入件形成。在这些实施方案的某些情况下，用于对流入的流体流进行流量分配的至少一个入口是所述接收腔的入口，所述接收腔的入口在插入件被引入到所述接收腔中从而形成所述前腔室之前就已经存在了。
在一些实施方案中，通过将插入件夹紧到接收腔中、通过导引插入件(即插入件被引导在凹槽中或旋拧在凹槽中)而在空间上固定插入件。这些实施例使所述插入件能够例如出于清洁目的从所述接收腔中移除。
在一些实施方案中，利用防旋转设备(例如图9至图11中描述的那些设备)来在空间上固定所述插入件。在图11示意性地示出的实施方案情况中，插入件的每个孔是纵向开口，与所述多个通道的下部水平地平行。因此，在这个实施例中，所述插入件的孔与所述倾斜通道重力式细胞分离器的多个通道一同形成了一个梳状结构，这是因为在所述多个通道的每个通道处正好定位有一个孔。
在图9和图10中示意性地描述的实施方案的情况中，所述防旋转设备被设计成圆柱形元件，所述圆柱形元件被引入到用于对流入的流体流进行流量分配的至少一个入口中。在一些实施方案中，这些圆柱形元件被设计成实现所述入口内的最小化壁接触(图9)。
在一些实施方案中，所述防旋转设备设置有倾斜的表面，以便将流入的反应器混合物向上偏转至所述至少一个孔(参见图10)。
所述前腔室的至少一个孔的最小面积以如下设计：所述前腔室中的超压不超过所述接收腔中的沉降物和所述前腔室中的所述反应器混合物之间的静水压差。这就防止了反应器混合物通过与所述至少一个开孔相对的所述至少一个开口进入所述接收腔的沉降物中的不期望的短路。凹口的宽度被设计成使得颗粒不会被捕获，从而防止在处理所述反应器混合物期间缓慢地堵塞所述至少一个孔。
在一些实施方案中，所述倾斜通道重力式细胞分离器是可高压灭菌的。
在一些实施方案中，所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道具有方形的横截面。然而，其他的通道几何形状，诸如圆形形状、矩形形状或椭圆形形状也是可能的。
在一些实施方案中，所述倾斜通道重力式细胞分离器的特征在于:
·理论沉降器面积是1.5m2-20m2，优选2m2-3m2，最优选2.4m2，和/或
·反应器混合物流量(沉降器进给流量)为10L/h-4000L/h，优选100L/h-200L/h，最优选160L/h，和/或
·板的数量为10-100，优选15-25，最优选25，和/或
·板长度为0.3m-2m，优选0.5m-1.5m，最优选1m，和/或
·板间距为3mm-10mm，优选4mm-6mm，最优选5mm。
在一些实施例中，所述插入件的特征在于：
·凹口的数量等于板的数量+1，和/或
·凹口的宽度是1mm-6mm，优选2mm-4mm，最优选3mm，和/或
·凹陷的高度为10mm-200mm，优选25mm-35mm，最优选30mm。
可替代地，设计为插入件的前腔室可以被焊接和/或通过粘合剂固定。
此外，对于本技术领域的技术人员来说，很明显的是，所述插入件可以利用上述装置的组合而在空间上固定在所述倾斜通道重力式细胞分离器的接收腔中，或者在接收腔包括多于一个的插入件的情况下，不同的插入件可以通过不同的装置来固定。
在一些实施方案中，所述至少一个前腔室只包括一个孔。
在一些实施方案中，所述至少一个前腔室包括若干个孔。在这些实施方案中的一些中，当所述至少一个前腔室包括若干个孔时，这些孔都具有相同的尺寸。在替代的实施方案中，所述至少一个前腔室包括若干个孔时，给定前腔室的至少两个孔在其尺寸上不同。这些在尺寸上的差异可以反映出流入的反应混合物的流速的差异，例如，期望有高流速的通道具有较小的孔，从而将更多的流入的反应混合物重新导向到具有较大孔的其他通道。
若干个孔的存在导致了更有效的水平分配。因此，除了降低流入的流体流的流速外，如本文所述的一个或多个插入件还能将所述流入的流体流分解成与孔的数量一样多的部分流体流。换句话说，通过采用如本文所述的一个或多个插入件，将被减速的部分流体流分配到不同的通道中以集中和预定方式进行，这导致所述倾斜通道重力式细胞分离器的整体效率更高，因为施加在单个通道上的细胞载量更均等地分配，并且因此，由于单个通道的过载以及通道中的细胞的逆向混合而造成的所述通道的顶部处的细胞损失被最小化。
在一些实施方案中，所述至少一个前腔室包括与所述倾斜通道重力式细胞分离器中的通道的数量一样多的孔。
在上述前腔室的一些实施方案中，所述至少一个孔中的每一个孔都由至少一个开放的凹口和至少一个封闭的隆起部组成。
在上述前腔室的一些实施方案中，对于所述至少一个孔中的每一个孔，所述至少一个凹口具有通向所述接收腔的方形或弧形的横截面，所述接收腔采用了从中心向所述倾斜通道两个壁增加的凹口高度，其中，这种增加是由所述前腔室中的压力或流型来限定的。
如本文所使用的，术语“凹口”是指所述孔的开放的部分。换句话说，所述反应器混合物通过所述至少一个孔的所述至少一个凹口进入所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道。
如本文所使用的，术语“隆起部”是指所述孔的封闭的部分，因此使因重力而顺着所述通道向下滑动的已分离的细胞和包含更多待分离的细胞的流入的反应器混合物之间的逆向混合最小化。
因此，所述反应器混合物通过所述前腔室的孔进入所述倾斜通道重力式细胞分离器，所述前腔室的孔均等地分配所述反应器混合物，而所述孔的凹口和隆起部的组合使所述流入的反应器混合物与已分离的细胞的逆向混合最小化(参见图3)。
在一些实施方案中，所述至少一个孔中的每个孔正好由一个开放的凹口和一个封闭的隆起部组成。
在上述前腔室的一些实施分案中，所述前腔室定位于所述倾斜通道重力式细胞分离器外部，并且所述前腔室单独形成所述至少一个孔或与所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个壁一同形成所述至少一个孔。
在定位在所述倾斜通道重力式细胞分离器外部的前腔室的一些实施分案中，所述前腔室还包括至少一个开口，其中所述至少一个开口连接所述前腔室与所述倾斜通道重力式细胞分离器的接收腔。
在一些实施方案中，所述插入件和/或所述前腔室包括额外的装置来引导流入的反应器混合物，例如图9和图10中示意性示出的陷窝(14)和匙状物(15)。
在一些实施方案中，本文所述的前腔室由一次性材料制成。
在另一个方面，本文涉及一种具有用于从反应器混合物中留滞细胞的多个通道的倾斜通道重力式细胞分离器，所述倾斜通道重力式细胞分离器包括:
·至少一个接收腔，所述至少一个接收腔包括至少一个收集区域，所述收集区域利用重力来收集细胞,
·其中，所述接收腔在底部具有出口，允许留滞的细胞离开所述倾斜通道重力式细胞分离器，并且其中，所述接收腔与所述多个通道流体连通，所述多个通道在其下端和上端都是开放的，并且
·其中，所述倾斜通道重力式细胞分离器还包括如上文所述的至少一个前腔室，其中，所述至少一个前腔室的至少一个孔与所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道直接流体连通。
在一个示例性的运行模式期间，含有待分离的细胞的反应器混合物到达所述倾斜通道重力式细胞分离器的前腔室，并通过所述前腔室的入口进入所述前腔室。在所述前腔室中，所述反应器混合物通过所述前腔室的孔向上分配到所述倾斜通道重力式细胞分离器的多个通道中。所述反应器混合物只能在开放的凹口处通过所述孔。这种向上分配是在通道的上端处从所述倾斜通道重力式细胞分离器移除所述反应器混合物的结果。由于诸如反应器混合物的重力和流动速度以及反应器混合物的细胞密度等因素的相互作用，从倾斜通道中的反应器混合物的较轻内容物中分离细胞。具有低颗粒密度和低沉降速度的较轻内容物被冲出。澄清化的反应器混合物(过程流体，例如收获物)在所述通道的上端离开所述通道，而所述细胞则由于重力在通道下侧顺着通道向下滑动，并在所述通道的下端朝着接收腔的收集区域离开通道。由于所述前腔室的孔的所述隆起部和细胞在通道下侧逆向滑动的事实，已分离的细胞不会与流入的反应器混合物混合——即，所述反应器混合物从与细胞向下滑动的壁相对的通道壁处进入单个通道，并且封闭的隆起部使任何逆向混合最小化。相反，从通道中的反应器混合物中分离的细胞进入所述接收腔的收集区域。所述细胞通过例如位于接收腔的底部的一个出口离开所述接收腔，例如返回到生物反应器或被丢弃。
在本文所述的倾斜通道重力式细胞分离器的一些实施方案中，所述倾斜通道重力式细胞分离器包括具有两个前腔室的一个接收腔，其中，每个前腔室包括一个入口，并且所述前腔室由插入件和所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个壁形成，并且其中存在与每个前腔室的所述至少一个孔相对的至少一个开口。
优选地，用于对所述反应器混合物进行流量分配的两个入口正好彼此相对地定位。
本文所述的另一个方面涉及了如上文所述的前腔室或如上文所述的倾斜通道重力式细胞分离器的用途，用于细胞分离。
在另一个方面中，本文所述涉及一种从反应器混合物中分离细胞并且留滞所述细胞的方法，包括以下步骤：
-将包含待分离的细胞的反应器混合物通过至少一个入口提供给如上文所述的、包括至少一个前腔室的倾斜通道重力式细胞分离器，
-通过所述至少一个前腔室的所述至少一个孔将所述反应器混合物流量分配到所述倾斜通道重力式细胞分离器的所述通道中，
-从所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道的反应器混合物中分离细胞，其中，澄清化的反应器混合物在所述通道的顶端处离开所述通道，并且已分离的细胞顺着通道壁向下滑动，
-将已分离的细胞收集在所述倾斜通道重力式细胞分离器的所述接收腔中。
此外，本文涉及根据上述内容的用于生成前腔室的插入件，其中，所述插入件具有主体，如果所述插入件被定位在所述倾斜通道重力式细胞分离器中，则该主体允许形成朝向所述多个通道的至少一个孔，以及允许形成与所述至少一个孔相对的至少一个开口。
用于生成前腔室的这样的插入件的一个实施例是挡板。
实施例
在这个实施例中，所述倾斜通道重力式细胞分离器是可高压灭菌的，并且具有2.4m2的沉降器面积。其通道具有方形的横截面。此外，所述倾斜通道重力式细胞分离器具有160L/h的反应器混合物流量(沉降器进给流量)、长度为1m且板间距为5mm的25个板。这个示例性的倾斜通道重力式细胞分离器具有两个插入件，每个插入件具有26个凹口，每个凹口是3mm宽且30mm高。
附图
附图标记列表：
·前腔室(1)
·入口(2)
·插入件(3)
·接收腔(4)
·多个通道(5)
·孔(6)
·凹口(7)
·隆起部(8)
·收集区域(9)
·开口(10)
·倾斜通道重力式细胞分离器(11)
·反应器混合物流量(12)
·顺着通道壁向下滑动的已分离的细胞(13)
·陷窝(14)
·防旋转设备(15)
·匙状物(16)
图1(左：正视图，右：旋转90°的侧视图)是对倾斜通道重力式细胞分离器中的反应器混合物的典型流量分配进行仿真的示意性例示，该倾斜通道重力式细胞分离器具有用于留滞细胞的多个通道。可以清楚地看到，如果反应器混合物均匀分配地到达具有多个通道的倾斜通道重力式细胞分离器的接收腔的两个相对的入口，则在接收腔的中心通常可以观察到由于停滞流动而造成的增加的速度模式，这最终导致了通道的中心部分的细胞载量与通道最接近入口的部分的细胞载量相比更高。由于通过通道的中心区域的细胞突破，因此这可能会导致在通道的顶端处冲出的细胞增加。这些被冲出的细胞损失，因此降低了所述系统的整体效率。
图2是倾斜通道重力式细胞分离器(11)的一部分的示意性例示，该倾斜通道重力式细胞分离器具有用于留滞细胞的多个通道(5)。示出了接收腔(4)的和多个通道(5)的下部的部分。在此，倾斜通道重力式细胞分离器(11)包括两个如本文所述的前腔室(1)。在这个实施例中，前腔室(1)由插入件(3)和倾斜通道重力式细胞分离器(11)的至少一个壁形成，并且存在与至少一个孔(6)相对的至少一个开口(10)。前腔室(1)被定位成将两个相对的入口(2)的反应器混合物流量(12)接收到接收腔(4)中。因此，当两个插入件(3)被定位到接收腔(4)中时，在每个插入件(3)以及倾斜通道重力式细胞分离器(11)的接收腔(4)的至少一个壁之间形成有开口(10)。与通过倾斜通道重力式细胞分离器(11)的接收腔(4)的壁而形成的所述开口(10)相对地，定位有至少一个(在此实施例中若干个)孔(6)，其中，每个所述孔(6)由至少一个开放的凹口(7)和至少一个封闭的隆起部(8)组成。
换句话说，图2c中以3D视图示出了经由两个相对的入口(2)中的一个入口进入倾斜通道重力式细胞分离器(11)的接收腔的反应器混合物(12)如何通过两个前腔室(1)中的一个分配到倾斜通道重力式细胞分离器(11)的多个通道(5)中。此外，插入件(3)与整个通道宽度相比是窄的。因此，已分离的细胞在沿重力方向上竖直地进入接收腔(4)的空间不会由于所述前腔室而减少。
图2b示出了前腔室(1)的侧视图，其中，进给入口(2)通向接收腔(4)的壁的两侧。
图2a示出了图2b中的前腔室(1)经逆时针转动90°后的正视图，即从入口(2)侧描绘观察到的前腔室插入件。
图3表示了图2a的更大的示意性例示。描述了如本文所述的倾斜通道重力式细胞分离器(11)的一部分，包括：用于流量分配的入口(2)、接收腔(4)、多个通道(5)、接收腔(4)的收集区域(9)、和由插入件(3)形成的前腔室(1)，所述插入件(3)包括具有凹口(7)和隆起部(8)的孔(6)和与至少一个孔(6)相对的一个开口(10)。
在一个示例性的运行模式期间，包含待被分离细胞的反应器混合物(12)经由用于流量分配的入口(2)到达前腔室(1)。反应器混合物(12)的主要部分通过前腔室(1)的孔(6)向上分配到倾斜通道重力式细胞分离器的多个通道(5)中，在这种情况下，所述前腔室(1)由插入件(3)和接收腔(4)的壁形成。所述反应器混合物只能在开放的凹口(7)处穿过孔(6)，但不能经由隆起部(8)穿过孔(6)。所述向上分配是在通道的上端(未示出)处从倾斜通道重力式细胞分离器(11)移除反应器混合物(12)的结果。前腔室(1)具有与至少一个孔(6)相对的开口(10)，在此，该开口在倾斜通道重力式细胞分离器(11)的接收腔(4)的至少一个壁和插入件(3)之间形成。
根据诸如反应器混合物(12)的重力和流速以及所述反应器混合物(12)的细胞密度等因素的相互作用，从倾斜的通道(5)中的反应器混合物的较轻内容物(如发酵媒介、死细胞和细胞碎片)中分离细胞。澄清化的反应器混合物在通道的上端(未示出)处离开所述通道，而细胞则在重力作用下顺着通道(13)向下滑动，并在所述通道的下端处朝着接收腔(4)的收集区域(9)离开通道(5)。由于插入件(3)的孔(6)的隆起部(8)和细胞在通道(5)的底部逆向滑动的事实，已分离的细胞不应与流入的反应器混合物混合——即，通过封闭的隆起部(8)阻碍进入到已分离的细胞(13)的区域，反应器混合物(12)在与细胞向下滑动的通道壁(13)相对的通道壁处进入各个通道，并且因此使逆向混合最小化。相反，从多个通道(5)中的反应器混合物(12)中分离的细胞(13)进入接收腔(4)的收集区域(9)。例如，细胞通过位于所述接收腔底部的出口离开接收腔(4)，例如返回到生物反应器或被丢弃。
图4从一个不同的视角描述了图3中所示出的倾斜通道重力式细胞分离器的相同部分。从这个视角可以清楚地看到，由于前腔室(1)，已分离的细胞(13)主要在隆起部(8)的后面的区域向下滑动，因此不与反应混合物(12)相互作用，该反应器混合物(12)在使两个流动(12)和(13)的逆向混合最小化的情况下通过凹口(7)流入。
图5示出了在中试规模的倾斜通道重力式细胞分离器的内部的细胞密度X的整体空间分配。可以清楚地看到，在没有任何前腔室的情况下，中试规模的倾斜通道重力式细胞分离器内留滞的生物质较高。在没有任何前腔室的情况下，留滞的生物质为451亿个细胞(a)。具有前腔室的情况下，在所述中试规模的重力式细胞分离器内部的留滞的生物质为375亿个细胞(b)。在这种情况下，更少的细胞被暴露在非理想的环境中，这是期望的，并且清楚地示出了使用前腔室的优势。
图6示出了在通道部段(5)的上端处和收获出口处的细胞密度X的空间分配。在没有前腔室的情况下(a)，在所述收获出口处有更高的收获细胞密度XH(0.375*106/ml)，即与(b)相比，损失了更多的细胞(0.27*106/ml)。由于定位在收获出口下游的过滤器在此情况下会更早地被堵塞，这是不期望的，并且这再次示出了使用前腔室(1)的优势。
图7示出了在具有前腔室(圆圈)和不具有前腔室(三角形)的情况下的通道部段内部的流量分配不均的情况。在没有分配不均的情况下，等于收获流量的流量在通道上相等地分配，并且是收获流量的1/8(见水平线)。没有前腔室的情况从所述水平线偏离且示出了通过中心板的增加的通过量。具有前腔室的情况几乎是与水平线重合的。
图8示出了在具有前腔室和不具有前腔室的情况下的通道部段内部的留滞生物质(或细胞)的分配不均的情况。在没有分配不均的情况下，留滞的生物质(或细胞)在通道上相等地分配，并且是通道部段中的整体留滞量的1/8(见水平线)。同样，不具有前腔室的情况从所述水平线偏离，但没有流量分配不均情况中的那么多。具有前腔室的情况几乎是与水平线重合的。
图9a至图9d示出了在带有插入件的实施方案中的情况的一个实施例，所述插入件在空间上被固定在至少一个接收腔(4)内。在这种情况下，两个插入件(3)中的每一个都与一个防旋转设备在空间上固定，该防旋转设备定位在两个入口(2)中的每一个入口内。此外，图9还示意性地描述了包括用于引导反应器混合物流量(12)的陷窝(14)的插入件(3)的一个实施例。如图9(d)所示，陷窝(14)的存在使流入的反应器混合物流量(12)向后和向上分配，以使流入的反应器混合物(12)朝向开口(10)的偏转最小化。
图10a和图10b示出了具有插入件的一个实施方案的另一个实施例，所述插入件在空间上被固定在至少一个接收腔(4)内。在这种情况下，防旋转设备(15)被形成为“匙状物”(16)。这个匙状物(16)与附加的防旋转设备(15)结合，将插入件(3)在空间上固定在接收腔(4)的入口开口(2)中。此外，如图10(b)所示，匙状物(16)的存在使流入的反应器混合物流量(12)向上分配，以使流入的反应器混合物(12)朝向开口(10)的偏转最小化。
图11a和图11b示出了具有插入件的一个实施方案的另一个实施例，所述插入件在空间上被固定在至少一个接收腔(4)内。在这个实施例中，插入件(3)与防旋转设备固定在一起，这里的防旋转设备是一个中间法兰，所述中间法兰用几个螺钉(例如，螺钉(17))固定，并且通过卫生设计的O型密封垫片与倾斜通道重力式沉降器(11)的法兰密封。此外，在这个实施例中，插入件(3)的孔(6)包括凹口(7)和隆起部(8)，并且与多个通道(5)一同形成梳状结构，这是因为在多个通道(5)的每一个通道上正好定位有一个孔。所述梳状结构具有以下效果：流入的反应器混合物只能在开放的凹口(7)处穿过孔(6)，但是不能经由隆起部(8)穿过孔(6)。如上所述，反应器混合物从与细胞向下滑动的通道壁相对的通道壁处进入各个通道，并且封闭的隆起部(8)使任何逆向混合最小化。
图12c是倾斜通道重力式细胞分离器的示意性三维例示，该倾斜通道重力式细胞分离器包括两个如本文所述的前腔室(1)。在这个实施例中，前腔室(1)由插入件(3)和倾斜通道重力式细胞分离器(10)的至少一个壁形成。然而，这个实施例与图2中描述的示例性倾斜通道重力式细胞分离器不同，因为不存在与至少一个孔(6)的相对的开口。在这些实施方案中，贯穿整个分离过程的流速足够高，从而防止反应器混合物(12)的细胞在前腔室内沉淀，进而允许反应器混合物(12)通过插入件(3)的至少一个孔(6)完全转移到倾斜通道重力式细胞分离器(11)的接收腔。
图12b示出了前腔室(1)的侧视图，其中入口端口(2)通向接收腔(4)的两侧。
图12a示出了图12b中的前腔室(1)逆时针转动90°后的正视图，即从入口(2)一侧描述的观察到的前腔室插入件。
图13a至图13c是倾斜通道重力式细胞分离器的示意性三维例示，该倾斜通道重力式细胞分离器包括两个如本文所述的前腔室(1)。在这个实施例中，前腔室(1)分别由一个插入件(3)和倾斜通道重力式细胞分离器(10)的至少一个壁形成。在这个实施例中，两个插入件(3)中的每一个都通过竖直凹槽(未示出)从上方插入到倾斜通道重力式细胞分离器(10)的接收腔(4)中直至停止，竖直凹槽确保了插入件(3)不与接收腔的壁接触。由于在这个实施例中所述接收腔的壁由电抛光钢制成，因此所述插入件不碰触所述壁是有利的，因为这避免了划伤。
Claims (9)
1.一种用于倾斜通道重力式细胞分离器的前腔室，该倾斜通道重力式细胞分离器具有用于从反应器混合物中留滞细胞的多个通道，其中，所述前腔室包括用于对流入的流体流进行流量分配的至少一个入口和朝向所述多个通道的至少一个孔，并且其中所述前腔室围成一个三维空间。
2.根据权利要求1所述的前腔室，其中，所述前腔室由插入件和倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个壁形成，并且存在与所述至少一个孔相对的至少一个开口。
3.根据权利要求1-2所述的前腔室，其中，所述至少一个孔中的每个孔由至少一个开放的凹口和至少一个封闭的隆起部组成。
4.根据权利要求1所述的前腔室，其中，所述前腔室位于所述倾斜通道重力式细胞分离器的外部，并且所述前腔室单独形成所述至少一个孔，或与所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个壁相结合从而形成所述至少一个孔。
5.倾斜通道重力式细胞分离器，其具有用于从反应器混合物中留滞细胞的多个通道，包括：
·至少一个接收腔，所述至少一个接收腔包括至少一个收集区域，所述收集区域利用重力收集细胞，
·其中，所述接收腔在底部具有出口，以允许留滞的细胞离开所述倾斜通道重力式细胞分离器，并且所述接收腔与所述多个通道流体连通，所述多个通道在其下端和上端处都是开放的，并且
·其中所述倾斜通道重力式细胞分离器还包括至少一个根据权利要求1-4所述的前腔室，其中至少一个前腔室的至少一个孔与所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道直接流体连通。
6.根据权利要求5所述的倾斜通道重力式细胞分离器，其中，所述倾斜通道重力式细胞分离器包括一个具有两个前腔室的接收腔，其中每个前腔室包括一个入口，并且所述前腔室由插入件和所述倾斜通道重力式细胞分离器的至少一个壁形成，并且存在与每个前腔室的至少一个孔相对的至少一个开口。
7.根据权利要求1-4所述的前腔室或根据权利要求5-6所述的倾斜通道重力式细胞分离器的用途，用于细胞分离。
8.从反应器混合物中分离细胞和留滞所述细胞的方法，包括以下步骤：
-通过至少一个入口将包含待分离的细胞的反应器混合物提供给根据权利要求5-6所述的、包括至少一个前腔室的倾斜通道重力式细胞分离器，
-通过所述至少一个前腔室的至少一个孔将所述反应器混合物流量分配到所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道中，
-从所述倾斜通道重力式细胞分离器的通道中的所述反应器混合物中分离所述细胞，其中，澄清化的反应器混合物在所述通道的顶部离开所述通道，并且已分离的细胞顺着通道壁向下滑动，
-将已分离的细胞收集在所述倾斜通道重力式细胞分离器的所述接收腔中。
9.用于生成根据权利要求2所述的前腔室的插入件，其中，所述插入件具有主体，当所述插入件被定位在所述倾斜通道重力式细胞分离器中时，该主体允许形成朝向所述多个通道的至少一个孔，以及允许形成与所述至少一个孔相对的所述至少一个开口。
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