CN113518820A - 用于声学浓缩和洗涤颗粒的参数 - Google Patents

Abstract

公开了用于从主液体连续地分离第二液体或颗粒的多阶段声泳装置。还公开了操作该多阶段声泳装置的方法。系统可包括彼此串联流体连接的多个声泳装置，每个声泳装置包括流室、能够产生多维声学驻波的超声换能器、以及反射器。系统可以进一步包括泵和流量计。

Description

用于声学浓缩和洗涤颗粒的参数

背景技术

将治疗细胞浓缩并将它们从一种溶液转移到另一溶液中(通常称为洗涤)是涉及细胞的生产和使用的多个阶段的两个过程。细胞处理中材料的洗涤和分离是所选择的细胞疗法的整体功效的重要部分。特别地，治疗细胞可最初悬浮在生长血清中或防腐材料如二甲基亚砜(DMSO)中。将细胞从这些液体分离使得细胞能够被进一步处理，在整个使用此类细胞材料的治疗过程中是重要的。在一个实例中，细胞通常在转导之前(例如在制造CAR-T细胞中)从生物反应器中回收、浓缩、并且从培养基转移到电穿孔缓冲液中。在最终制造步骤中细胞扩增之后，取决于期望的应用将它们浓缩并且转移到适当溶剂中。

治疗细胞储存在专门介质中，以通过冷藏和/或冷冻过程延长这些细胞的生存力。当将治疗细胞引入患者时，此类专用介质可能是不相容的。因此，在与治疗细胞和患者均生物相容的缓冲液或洗涤介质中洗涤和浓缩治疗细胞可能是有用的。传统地，这些洗涤和浓缩过程涉及离心和物理过滤的使用。洗涤步骤可重复若干次。例如，可用多个洗涤步骤完全去除专门介质(其可能是致热的或者有害的)，并且可以将细胞悬浮在新的缓冲液或洗涤溶液中。在该洗涤过程中，许多细胞由于离心和物理过滤过程被降解或破坏。而且，过滤过程可以是相当无效的，并且可能需要非无菌侵入环境以进行批次处理，从而细胞培养物暴露于可能的对目标细胞培养物有害的外部细胞影响或病原体。此外，在这些物理过滤过程中，由于使用多个物理过滤器而生成了生物废料，这可导致用于适当处置的额外步骤。此处理的成本和时间性也不利于快速或低成本地制备细胞以引入患者的过程。

发明内容

本公开提供了用对于颗粒例如治疗细胞更简单、更低成本且更友好的过程替代或增强传统的离心和物理过滤过程以及多个洗涤步骤的方法和系统。该方法/过程可以在无菌环境中以连续形式进行。

本文公开了颗粒的洗涤方法，所述颗粒可以是细胞。在一些示例性方法中，将第一介质与颗粒的初始混合物加料到声泳装置的流室。第一介质可含有防腐剂例如二甲基亚砜(DMSO)，这对于颗粒的未来应用/使用是不期望的。声泳装置具有至少一个超声换能器，其包括压电材料并且构造为被驱动以在流室中造成多维声学驻波。在多维声学驻波中捕捉颗粒的至少一部分。第二介质流过流室以洗掉第一介质，同时颗粒保留在多维声学驻波中。从而，颗粒经历介质交换，其中第一介质交换成第二介质。

在一些示例中，用于进行洗涤过程的第二介质的体积可以等于流室的体积。在一些示例中，用于进行洗涤过程的第二介质的体积可以是流室体积的倍数或部分。第二介质可以是生物相容的洗涤液(wash)或缓冲溶液。

颗粒可以是细胞。细胞可以是中国仓鼠卵巢(CHO)细胞、NS0杂交瘤细胞、幼仓鼠肾(BHK)细胞、人细胞、调节性T细胞、Jurkat T细胞、CAR-T细胞、B细胞或NK细胞、外周血单个核细胞(PBMC)、藻类细胞、植物细胞、细菌或病毒。细胞可附着于微载体。

有时，至少一个超声换能器的压电材料处于由多个压电元件形成的压电阵列的形式。每个压电元件均可以通过灌封材料与周围的压电元件物理分离。压电阵列可以存在于单晶上，其中一个或多个通道将压电元件彼此分开。每个压电元件均可以单独地连接到其自己的电极对。压电元件可以彼此同相地操作，或者彼此异相地操作。声泳装置还可包括用于冷却所述至少一个超声换能器的冷却单元。

在各个实施方式中，初始混合物可具有约50万个颗粒/mL-约500万个颗粒/mL的密度。浓缩体积可以比初始混合物的体积小25-约50倍。浓缩体积可以具有比初始混合物的颗粒密度大25-约50倍的颗粒密度。

还在各个实施方式中公开了从细胞培养物回收多于90％的细胞的方法。第一介质与细胞培养的初始混合物通过声泳装置的流室进料，所述声泳装置包括至少一个超声换能器，其包括压电材料，所述压电材料被构造为被驱动以在流室中造成多维声学驻波。所述至少一个超声换能器被驱动以在流室中造成多维声学驻波，并从而浓缩声学驻波内的细胞培养物。初始混合物具有约50万个细胞/mL-约500万个细胞/mL的初始细胞密度，并且浓缩的细胞培养物具有比初始细胞密度至少大25倍的细胞密度。

在一些实施方式中，浓缩的细胞培养物具有比初始细胞密度大25-约50倍的细胞密度。在其他实施方式中，浓缩的细胞培养物的体积比初始混合物的体积小25-约50倍。浓缩的细胞培养物可以在约35分钟或更短时间内得到。

还公开了声泳装置，包括：流室，其具有液体入口、第一出口和第二出口；至少一个超声换能器，其接近流室的第一壁；至少一个超声换能器，包括压电材料，该压电材料适于被驱动以造成多维声学驻波；反射器，其位于与至少一个超声换能器相反的流室的第二壁；以及热电发生器，其位于至少一个超声换能器与流室的第一壁之间。

声泳装置可具有约25ml-约75ml的浓缩体积。声泳装置可具有约40亿-约400亿个细胞的细胞容量。多条线能够将声泳装置连接到容器，所述容器将多种材料提供到声泳装置或从声泳装置接收多种材料。

下面更具体地描述这些非限制性特征和其它非限制性特征。

附图说明

以下是附图的简要描述，这些附图是为了说明本文公开的示例性实施方式的目的而不是为了限制本发明的目的而呈现的。

图1示出示例性声泳过程，其使用换能器和反射器造成声学驻波，用于通过增强的重力沉降捕获颗粒并且将它们从液体分离。

图2示出根据本公开的使用声泳的示例性细胞浓缩和洗涤过程(“透析过滤”)。

图3示出了根据本公开的使用声泳的另一示例性细胞浓缩和洗涤过程(推过)。

图4示出六张照片，从左到右和从上到下示出在第二介质混合物(染成蓝色)流入装置并逐渐替代第一介质(染成红色)之前捕获在声泳装置中的细胞的进展。

图5是示出声泳装置的性能的图。x轴是经过的时间(分钟)，并且以5为增量从0-40变化。左侧y轴是渗透物密度减少(％)，并且以10为增量从0-100变化。右侧y轴是渗透物细胞密度(×10⁶个细胞/mL)，并且以0.20为增量从0.00-2.00变化。最上方实线表示渗透物减少密度(％)。最下方实线表示渗透物细胞密度。实质水平横穿页面的中间线表示用于参比目的的进样细胞密度。

图6是示出使用低细胞密度培养物的根据本公开的声泳过程的T细胞浓度性能的图。x轴是经过的时间(分钟)，并且以5为增量从0-25变化。左侧y轴是百分比减少(％)，并且以10为增量从0-100变化。右侧y轴是细胞密度(×10⁶个细胞/mL)，并且以0.20为增量从0.00-1.60变化。上方实线表示渗透物减少(％)。下方实线表示渗透物细胞密度。虚线表示用于参比目的的进样密度。

图7是示出根据本公开的声泳过程的百分比密度降低(PDR)对浓度和流速的依赖性的图。x轴是时间(分钟)，并且以5为增量从0-40变化。y轴是渗透物密度减少(％)，并且以10为增量从0-100变化。具有圆形数据点的线表示具有5×10⁶个细胞/mL的初始细胞浓度的混合物。具有x形数据点的线表示具有3×10⁶个细胞/mL的初始细胞浓度的混合物。具有三角形数据点的线表示20ml/分钟的流速下的具有1×10⁶个细胞/mL的初始细胞浓度的混合物。具有钻石形数据点的线表示10mL/分钟的流速下的具有1×10⁶个细胞/mL的初始细胞浓度的混合物。

图8是示出具有高细胞密度培养物的根据本公开的声泳过程的T细胞性能的图。x轴是经过的时间(分钟)，并且以5为增量从0-25变化。左侧y轴是百分比减少(％)，并且以10为增量从0-100变化。右侧y轴是细胞密度(×10⁶个细胞/mL)，并且以0.50为增量从0.00-3.00变化。上方实线表示渗透物密度减少(％)。下方实线表示渗透物细胞密度。虚线表示用于参比目的的进料密度。

图9A是根据本公开的包括用于冷却换能器的冷却单元的示例性声泳装置的透视图。图9B是图9A的装置的分解图。

图10是示出没有主动冷却的声泳装置的温度曲线的图。x轴是经过的时间(分钟)，并且以2.00为增量从0.00-20.00变化。y轴是温度(℃)，并且以2.00为增量从17.00-33.00变化。沿图右侧的最下方的线表示进料温度(℃)。沿图右侧的最上方的线表示核心温度(℃)。沿图右侧的中间的线表示渗透物温度(℃)。

图11是示出具有换能器的主动冷却的声泳装置的温度曲线的图。x轴是经过的时间(分钟)，并且以2.00为增量从0.00-20.00变化。y轴是温度(℃)，并且以2.00为增量从17.00-33.00变化。沿图右侧的最下方的线表示进料温度(℃)。沿图右侧的最上方的线表示核心温度(℃)。沿图右侧的中间线表示渗透物温度(℃)。

图12A和图12B说明了根据本公开的用于浓缩、洗涤和/或分离微载体与细胞的过程。图12A的顶部表示从生物反应器接收被生物反应器血清包围的细胞和微载体的复合体并将微载体/细胞复合体浓缩在根据本公开的声泳装置中的第一步骤。图12A的下部表示洗涤具有附着的细胞的浓缩的微载体以去除生物反应器血清的第二步骤。图12B的顶部表示胰蛋白酶化或解离微载体和细胞的第三步以及将微载体与细胞分离的第四步。图12B的底部表示可以根据期望采用的最终洗涤和浓缩步骤。

图13示出加料至声泳装置中的附着有T细胞的微载体的浓度(照片中的上排)，以及从声泳装置中抽出的渗透物中的分离的微载体和T细胞的浓度(照片中的下排)。深色圆形项指示微载体，并且较浅的区域指示T细胞。

图14示出进料中附着有T细胞的微载体的浓度以及渗透物中分离的微载体和T细胞的浓度的显微图像。

图15是根据本公开的示例性声泳系统的示意图，示出进料材料通过系统的流动路径。

图16是图15的示例性声泳系统的示意图，示出洗涤材料通过系统的流动路径。

图17是图15的示例性声泳系统的示意图，示出系统的排放。

图18是示出试验A的结果的双轴图。左侧y轴是渗透物中细胞的百分比减少，并且以20％的间隔从0-100％变化。右侧y轴是渗透物的细胞密度，单位为百万个细胞/mL，并且以0.20的间隔从0-1.00变化。x轴是经过的时间，单位为分钟，并且以3的间隔从0-33变化。虚线指示初始细胞密度，为98万个细胞/mL。

图19是示出试验B的结果的双轴图。左侧y轴是渗透物中细胞的百分比减少，并且以20％的间隔从0-100％变化。右侧y轴是渗透物的细胞密度，单位为百万个细胞/mL，并且以0.20的间隔从0-1.00变化。x轴是经过的时间，单位为分钟，并且以3的间隔从0-33变化。虚线指示初始细胞密度，为85万个细胞/mL。

图20是示出试验C的结果的双轴图。左侧y轴是细胞的百分比减少，并且以20％的间隔从0-100％变化。右侧y轴是细胞密度，单位为百万个细胞/mL，并且以1.00的间隔从0-4.00变化。x轴是经过的时间，单位为分钟，并且以3的间隔从0-30变化。虚线指示初始细胞密度，为408万个细胞/mL。

图21是示出浓缩物洗涤过程中细胞的生存力的图。

图22是示出细胞密度与功率的关系的图。

图23是带有刻面反射器的用于低细胞密度应用的浓缩洗涤装置和带有平面反射器的用于高细胞密度应用的浓缩洗涤装置的侧截面图。

图24是图23中装置的侧截面图，示出低和高细胞密度应用的装置的操作。

图25是示出以浓缩物洗涤装置处理T细胞的一系列照片。

图26是显示废料活细胞密度随时间变化的图。

图27是声学浓缩-洗涤系统的图。

图28是活细胞回收率与处理的数十亿个细胞的关系的双轴气泡图。y轴是活细胞回收率的百分率，范围为70％-100％。x轴是处理的数十亿个细胞，范围为0-30。图例指示初始洗涤缓冲液，在气泡图中表示为x轴上约25亿-约250亿的范围。图例还指示优化的洗涤缓冲液，在气泡图中表示为x轴上约12.5亿-约25亿的范围。

图29A、29B、29C、29D和29E是活细胞密度的参数表。行代表体积，单位为mL，并且列为活细胞密度，单位为每mL百万个细胞。图29E为表格提供了图例，指示不同条件下不同区域的操作参数。

图30是示出浓度与洗涤体积的关系图。y轴是当前浓度与原始浓度的浓度比，并且范围为-0.2-1.2。x轴是洗涤体积的数量，并且范围为0.0-6.0。

图31是人多能干细胞(hPSC)的声学聚集体分离系统的示意图。

图32是hPSC聚集体的保留与功率的关系图。y轴是聚合保留的百分率，并且范围为75％-100％。x轴是以瓦特为单位的功率，并且范围为0-35。

图33是生物反应器聚集体和单细胞分离的条形图。y轴是聚集体和单个细胞之间的分级百分率，并且范围为0％-100％。x轴是循环数，并且范围为从初始量到第二循环。

图34是显示T细胞扩增和生存力的样本点形图，以及显示声学浓缩洗涤处理之前和之后的样本T细胞生存力和T细胞类型组成的条形图。点形图左侧y轴是细胞扩增的倍数，并且范围为0-35。点形图右侧y轴是生存力百分比，并且范围为50％-100％。点形图x轴是以天为单位的处理时间，并且范围为0-12。条形图y轴是细胞的百分率，并且范围为0％-100％。x轴分量是声学浓缩洗涤处理前后的活细胞、总T细胞、CD4+T细胞和CDB+T细胞的数量。

图35是一系列流式细胞术图，示出CD4和CD8 T细胞的初始和浓缩结果。

图36是用于制造细胞治疗产品的端到端过程的示意图。

具体实施方式

通过参考以下期望实施方式和包括在其中的示例的详细描述，将更容易地理解本公开。在下面的说明书和权利要求中，将提及多个术语，这些术语将被定义为具有以下含义。

虽然为了清楚起见在下面的描述中使用了特定术语，这些术语旨在仅指代在附图中进行说明而选择的实施方式的特定结构，并且不旨在限定或限制本公开的范围。在附图和以下描述中，应理解相似的数字标记是指功能相似的部件。此外，应理解附图不是按比例绘制的。

除非上下文另有明确规定，单数形式“一个(a/an)”和“该”包括复数指示物。

如在说明书和权利要求中所使用的，术语“包括”可以包括实施方式“由......组成”和“基本上由......组成”。这里使用的术语“包括”、“包含”、“具有(having/has)”、“可以”、“含有”及其变体旨在为需要存在指定组件/步骤并允许存在其它组件/步骤的开放式的过渡短语、术语或词语。然而，此类描述应被解释为还将组合物或过程描述为“由列举的组分/步骤组成”和“基本上由列举的组分/步骤组成”，其仅允许存在指定的组分/步骤以及由此可能产生的任何杂质，并且不包括其它组分/步骤。

数值应被理解为包括当减少到相同的有效数字数目时相同的数值以及与所述值相差小于在用于确定该值的本申请中描述的类型的传统测量技术的实验误差的数值。

本文公开的所有范围包括所述端点并且可独立组合(例如，“2克-10克”的范围包括端点2克和10克以及所有的中间值)。

由术语例如“约”和“基本上”修饰的值可以不限于所指定的精确值。近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。修饰语“约”也应被认为公开了由两个端点的绝对值定义的范围。例如，表述“约2-约4”还公开了“2-4”的范围。

应注意，本文使用的许多术语是相对术语。例如，术语“上”和“下”在位置上彼此相关，例如，在给定朝向上，上部件位于比下部件更高的高度，但如果装置被翻转，这些术语可以改变。术语“入口”和“出口”与相对于给定结构流过它们的液体相关，例如，液体通过入口流入结构并通过出口流出结构。术语“上游”和“下游”与液体流过多个部件的方向相关，例如，液体在流过下游部件之前流过上游部件。应注意，在回路中，第一部件可以被描述为既在第二部件的上游又在第二部件的下游。

术语“水平”和“垂直”用于指示相对于绝对参照物(例如地平面)的方向。术语“向上”和“向下”也与绝对参照物相关；向上的流动总是与地球的重力相反。

本申请涉及“相同数量级”。如果较大数除以较小数的商是至少1且小于10的值，则两个数具有相同的数量级。

本公开的声泳技术采用声学驻波来浓缩、洗涤和/或分离初级液体或主液体中的材料(例如颗粒或次级液体)。具体地，如图1的左上图(A)所示，超声换能器T在液体中产生声波，该声波与位于超声换能器对面的反射器R相互作用以产生声学驻波。虽然在图1中示出了反射器R，也可以使用其它换能器来反射和/或生成声能以形成声学驻波。

如图1的右上图(B)所示，当主液体和夹带在主液体中的材料向上流动通过声学驻波时，声学驻波捕捉(保留或保持)材料(例如第二相材料，包括液体和/或颗粒)。声场从材料的散射产生充当三维捕捉场的三维声学辐射力。

结合超声学驻波生成的三维声学辐射力在本公开中被称为三维或多维驻波。当颗粒相对于波长较小时，声学辐射力与颗粒体积(例如半径的立方)成比例。声学辐射力与频率和声学对比因子成比例。声学辐射力与声能(例如声压幅度的平方)成比例。对于谐波激励，力的正弦空间变化颗粒驱动到驻波内的稳定位置。当施加在颗粒上的声学辐射力比液体阻力以及浮力和重力的组合效应更强时，颗粒可以被捕捉在声学驻波场内，如图1的右上图(B)所示。

如可以在图1的左下图(C)中看到的，这种捕捉导致所捕捉颗粒的聚结、结块、聚集、附聚和/或群集。另外，二次颗粒间力如Bjerkness力有助于粒子附聚。

当颗粒继续聚结、结块、聚集、附聚和/或群集时，颗粒可以生长到一定尺寸，在该尺寸下，颗粒群的重力克服声学辐射力。在此种尺寸下，颗粒群可以从声学驻波中脱落，如图1的右下图(D)所示。

期望地，超声换能器在液体中生成三维或多维声学驻波，该驻波对悬浮的颗粒施加侧向力以伴随轴向力，从而增加驻波的颗粒捕捉能力。平面或一维声学驻波可以在轴向或波传播方向上提供声学力。平面或一维声波产生中的侧向力生成可以比轴向力小两个数量级。多维声学驻波可以提供显著大于平面声学驻波的侧向力的侧向力。例如，侧向力可以与多维声学驻波中的轴向力具有相同的数量级。

本公开的声学驻波可用于捕捉在驻波中的第一介质中悬浮的颗粒(例如治疗细胞，如T细胞、B细胞、NK细胞)。第一介质可以由第二介质(例如生物相容的洗涤溶液或缓冲溶液)替换。换句话说，颗粒的主液体可以被替换。在用第二介质替换第一介质之前，可以使用声泳来执行透析过滤过程，如图2所示。

在图2中，从具有例如小于1×10⁶个细胞/mL的低细胞密度的初始混合物开始，可以使用声泳来减小初始混合物的体积，例如至少10倍、包括20倍和多达100倍或更多。细胞浓度可以增加至少10倍、包括20倍和多达100倍或更多。初始减小过程是第一体积减小步骤(A)。接着，可以引入第二介质(例如生物相容的洗涤溶液或缓冲溶液)以至少部分地替换第一介质，如步骤(B)中所示。接着，可以使细胞与第二介质的新混合物进行声泳体积减小步骤(C)。这一系列操作被称为“透析过滤”过程。

图3说明了单步骤推过过程，其中颗粒/细胞被捕捉在声学驻波中并保持在声泳装置中。然后使第二介质(例如生物相容的洗涤溶液或缓冲溶液)流入到声泳设备中，以有效地“洗出”第一介质。通过推过过程，可以从颗粒/细胞中去除超过90％、包括高达99％或更多的第一介质。该推过过程可以作为连续的、单次使用的过程采用，该过程比图2的透析过滤过程使用更少的缓冲溶液和更少的时间。该过程的进料体积可为500mL-3L，处理时间可为小于60分钟，进料密度可为小于约一百万个细胞每毫升(1M/mL)至约四千万个细胞每毫升(40M/mL)。该过程对细胞的活性无影响，并且1M/mL浓度下的最终浓缩体积小于7mL，并且40M/mL浓度下的最终浓缩体积小于50mL。浓缩因子，从1M/mL的起始浓度为15倍，例如105mL至7mL，从40M/mL的起始浓度为140倍，例如7L至50mL。

图4示出六张照片，其从左到右和从上到下示出在第二介质混合物(染成蓝色)流入装置并逐渐替代第一介质(染成红色)之前，在声泳装置中捕捉的细胞的进展。在图4中，150mL进料体积与80mL电穿孔介质洗液一起用于第二介质。浓缩液以10mL/分钟的流速排出。如在这些图片中可以看到的，随时间的推移第一介质被第二介质替换。

图5是示出用于具有约1.5×10⁶个细胞/mL的进料细胞密度的混合物的在2.234MHz的固定频率下操作的声泳装置的性能的图。可以看出，该装置在约35分钟内实现了大于95％的渗透物密度降低(PDR)，并且在相同的时间段内实现了小于0.10×10⁶个细胞/mL的渗透物细胞密度。

本公开的声泳装置和系统的压电换能器可以是单个单片压电材料或可以由压电材料阵列制成。压电材料可以是陶瓷材料、晶体或多晶，如PZT-8(锆钛酸铅)。

测试了声泳装置的浓缩效率。首先，使用具有1×10⁶个细胞/mL的细胞密度的T细胞悬浮液。以10-15mL/分钟的流速使用约500-1000mL的进料体积。在图6中以图形方式绘制了结果。在10分钟的测试中，装置表现出10倍-20倍的浓缩因子、90％的细胞回收率和77％的洗出效率(即被第二介质替代的第一介质的量)。观察到温度升高10℃。

然后使用酵母混合物来测试密度百分比降低(PDR)对浓度和流速的依赖性。在图7中以图形方式绘制了结果。如此处所见，较高的初始细胞浓度通常导致更大的PDR。另外，变化的流速(从20mL/min到10mL/min)对PDR不具有观察到的影响。

用更高的细胞密度再次测试声泳装置的浓缩效率。使用具有5×10⁶个细胞/mL的细胞密度的T细胞悬浮液。以10-15mL/分钟的流速使用约1000mL的进料体积。在图8中以图形方式绘制了结果。装置在一小时的测试中表现出优于10倍的浓缩因子、90％的细胞回收率和77％的洗出效率。再次观察到温度升高10℃。

在测试期间，还发现超声换能器的主动冷却导致更大的吞吐量和效率以及更大的功率。因此，开发了用于主动冷却换能器的冷却单元。图9A示出处于完全组装状态的含有冷却单元的声泳装置7000。图9B以部分分解图示出设备7000的多种部件。现在参考图9B，装置包括位于流室7010的相反壁上的超声换能器7020和反射器7050。应注意，反射器7050可由透明材料制成，使得可看到流室7010的内部。超声换能器接近流室的第一壁。反射器接近流室的第二壁或可以构成流室的第二壁。冷却单元7060位于超声换能器7020与流室7010之间。冷却单元7060热耦合到超声换能器7020。在该图中，冷却单元处于热电发电机的形式，其利用塞贝克效应将热通量(即温度差)转换成电能，从而从流室去除热量。换句话说，当操作声泳装置时，可以从不期望的废热生成电。

注意，在此未示出流室的多个入口和出口(例如液体入口、浓缩物出口、渗透物出口、再循环出口、排放/收获出口)。冷却单元可以用于冷却超声换能器，其在装置以重复处理和再循环连续长时间运行(例如灌注)时是特别有利的。

可选择地，冷却单元还能够用于冷却流经流室7010的液体。对于期望的应用，细胞培养应保持在室温(～20℃)左右，并且最多28℃左右。这是因为当细胞经历更高的温度时，它们的代谢率增加。然而，如果没有冷却单元，细胞培养物的温度可以升高到34℃。

这些组件是模块化的，并且可以相互独立地更换或切换。因此，当对给定组件进行新的修订或修改时，可以替换该组件，而系统的其余部分保持不变。

目标是从具有约1L至约2L的体积、具有约100万个细胞/mL的密度的培养袋开始，并将该袋浓缩至约25mL-约30mL的体积，并且然后在约一小时(或更短)的时间内洗涤生长介质或更换介质。期望地，系统可以由在用伽马射线照射时稳定的材料制成。

可以在图10和图11中看到为换能器提供冷却单元的优势。图10以图形方式示出在没有任何主动冷却(例如没有用于换能器的冷却装置)的情况下的声泳装置的温度曲线。如图10所示，进料与核心(如换能器)之间的温度差为8.6℃。图11以图形方式示出在主动冷却(例如具有用于换能器的冷却单元)的情况下的声泳装置的温度曲线。如图11所示，通过使用主动冷却，进料与核心之间的温度差降低到6.1℃。

图12A和图12B说明了用于浓缩、洗涤和从细胞分离微载体的四步骤过程(带有可选的第五步骤)。该过程的第一步骤包括在如本文所述的声泳装置中浓缩附着细胞的微载体。通过从生物反应器接收附着细胞的微载体，可以将微载体和附着的细胞引入声泳装置中。在生物反应器中，微载体和细胞悬浮在第一介质(例如用于保持细胞在生物反应器中存活的生长血清或防腐剂材料)中。通过在声泳装置中生成的声学驻波浓缩被第一介质围绕的附着细胞的微载体。然后在第二步骤中，用第二介质洗涤浓缩的附着细胞的微载体以去除第一介质(例如生物反应器生长血清或防腐剂材料)。然后，第三步骤是将含有酶的第三介质引入该声泳装置中，以通过第二介质的酶作用将细胞从微载体分离。在特别的实施方式中，胰蛋白酶是用于从微载体酶促分离细胞的酶。然后，能够使用多维声学驻波将细胞从微载体分离。通常，这种分离是通过在多维声学驻波中捕捉微载体来完成的，同时分离的细胞通过第三介质。然而，如果期望，能够捕捉细胞。最后，如期望的，可以任选地再次浓缩和洗涤分离的细胞。

在被浓缩和捕捉/保持在多维声学驻波中之后，微载体可以聚结、结块、聚集、附聚和/或群集到临界尺寸，在该临界尺寸，微载体由于增强的重力沉降而从声学驻波中脱落。微载体可以落入位于声学驻波下方的声泳装置的收集器内，以被从流室去除。

图13示出在4倍放大下，在声泳装置中存在的Solohill微载体和T细胞。顶行的图像示出在声泳之前的进料中的微载体和细胞。底行的图像示出已经通过声泳分离细胞之后的渗透物中的微载体和细胞的图像。应用声泳时微载体数量的差异证明了使用该装置用于在装置中捕捉微载体并从其分离细胞的可行性。该技术的可行性和结果由图14中的图像进一步证明，其从左到右示出浓缩和第一次、第二次和第三次洗涤后进料(顶排图像)和渗透物(底排图像)中的微载体和细胞的显微图像。

声泳浓缩、洗涤和分离过程的测试表明该过程适用于细胞疗法和微载体应用。浓缩和洗涤步骤以大于99％的效率进行，并且分离步骤例如从微载体中分离细胞以大于98％的效率进行。

图15-17示出了包括一次性声泳装置2810的声泳系统/过程2800的另一个示例性实施方式，该装置2810具有控制从其中通过的液体的流动的螺线夹管阀。从图15的左手侧开始，系统包括进料罐2820、洗涤罐2830和进气口2805。进气口2805穿过进气阀2804。进料线2821从进料罐2820延伸。进气和进料线2821通过Y连接器接合在一起到公用的进料线2811，进料线2811进入进料选择阀2801。洗涤线2831从洗涤罐2830延伸，并且也延伸到进料选择阀2801中。进料选择阀2801在给定时间仅允许一条线打开(阀2802、2803也以此方式操作)。洗涤线2831和进料线2811通过进料选择阀2801下游的Y形连接器连接在一起进入输入线2812。输入线2812通过泵2806到达流入选择阀2802，流入选择阀2802位于进料选择阀2801的下游和声泳装置2810的上游。流入选择阀2802选择性地控制进料或洗液通过供给端口2602或洗涤/排出端口2604流入声泳装置2810中。进料线2813从流入选择阀2802延伸到供给端口2602。洗涤线2814从流入选择阀2802延伸到公用线2815并且进入洗涤/排出端口2604。

在图15的右手侧，流出选择阀2803位于声泳装置2810的下游并且控制液体从其中流出。废料线2816从废料端口2608延伸通过流出选择阀2803并且随后延伸到废料罐2850。公用线2815延伸到排出线2817中，排放线2817然后通过流出选择阀2803并随后到达浓缩罐2840。这些罐2840、2850可以是例如收集袋。流出选择阀2803由此选择性地控制液体流动到浓缩罐和废料罐。

在浓缩物和废料线的末端使用收集袋有利地产生封闭的初级环境，在其内可以发生细胞和细胞材料的浓缩、洗涤和/或分离，这有助于防止细胞/细胞培养物/细胞材料暴露于可能的侵入、病原体或有害的外部细胞影响。

图15也说明了进料材料通过系统的流动路径。在该示例性实施方式中，进料选择阀2801在底部打开(和顶部关闭)的情况下操作，使得来自进料罐2820的进料流过。流入选择阀2802在顶部打开(和底部关闭)的情况下操作，使得进料材料经由进料端口2602进入声泳装置2810。流出选择阀2803也在顶部打开(和底部关闭)的情况下操作，使得进料材料的液体/第一介质流过废料罐2850。如在本文详细说明的，进料材料中的目标颗粒(例如微载体或细胞)通过多维声学驻波的作用而被捕捉在声泳装置2810中。

图15中示出的系统具有由聚碳酸酯和不锈钢组成的声学元件。管是1/8PVC薄壁管，其允许无菌焊接进料袋用于细胞处理。使用一次性无脉冲泵头NaoStedi 2×2.5mL。对管、声学元件和泵进行双袋包装和伽马辐射。该系统允许包括启动、再循环、浓缩、介质交换、洗涤和/或收集的过程。示例性系统可以在多达3L的进料、具有约40亿个细胞的总细胞容量和约6mL-约50mL的最终浓缩体积的情况下工作，虽然在其它示例性实施方式中，系统可以具有更大或更小的参数范围。

图16说明了洗涤材料通过系统的流动路径。进料选择阀2801在顶部打开(和底部关闭)的情况下操作，使得来自洗涤罐2830的洗涤材料流过。流入选择阀2802在底部打开(和顶部关闭)的情况下操作，并且流出选择阀2803在顶部打开(和底部关闭)的情况下操作。结果，洗涤材料经由作为洗涤入口操作的洗涤/排出端口2604进入声泳装置2810。注意闭合的流出选择阀2803防止洗涤材料进入浓缩罐2840。然后，洗涤材料可穿过声泳装置2810并去除第一介质(例如生物反应器血清或防腐剂材料)。然后洗涤材料经由废料端口2608离开并且流到废料罐2850。目标颗粒保持被捕捉在声泳装置2810中。

图17说明了系统的排出(例如目标颗粒的收集)。进气阀2804打开。进料选择阀2801在底部打开(和顶部关闭)的情况下操作，并且流入选择阀2802在顶部打开(和底部关闭)的情况下操作，使得空气经由进料端口2602进入声泳装置2810。空气通常有助于将目标颗粒群从声泳装置2810中移出。流出选择阀2803在底部打开(和顶部关闭)的情况下操作。目标颗粒通过公用线2815流出洗涤/排出端口2604、通过排出线2817、并且随后到达浓缩罐2840。

浓缩和洗涤细胞培养物对于生产用于工业用途的生物制品是有用的。可以连续地改进和放大本公开的系统，以处理更大的体积。

在一些实例中，本公开的声泳装置可以具有约25mL-约75mL的范围的浓缩体积。所述装置可具有约40亿-约400亿个细胞、或约40亿-约80亿个细胞、或约200亿-约400亿个细胞、或约160亿-约350亿个细胞的总细胞容量。进入和离开声泳装置的液体可具有约1.6亿个细胞/mL-约6.7亿个细胞/mL、或约1.6亿个细胞/mL-约3.2亿个细胞/mL、或约2.6亿个细胞/mL-约5.35亿个细胞/mL、或约3.05亿个细胞/mL-6.7亿个细胞/mL、或约50万个细胞/mL-约500万个细胞/mL的细胞密度。

提供以下实施例以说明本公开的装置和过程。实例仅仅是说明性的，并且不旨在将本公开限制于其中阐述的材料、条件或过程参数。

实施例

测试了本公开的声泳系统浓缩Jurkat T细胞的能力。Jurkat T细胞具有11微米(μm)-14μm的直径。使用声泳装置，并且在多种测试条件下使用Beckman Coulter Vi-CELL Z来测量细胞密度降低。

在第一试验A中，浓缩T细胞，并且测量渗透物的细胞密度。虚线表示进料细胞密度。期望地，渗透物中的细胞密度尽可能低，表明细胞保留在浓缩物中。图18中的曲线示出试验A随时间变化的结果。结果显示渗透液中的细胞密度很低，为0-20万个细胞/mL，表明多数细胞在浓缩物中。结果还显示高的渗透物降低百分比，为80％-99％。

在第二试验B中，浓缩T细胞，并且测量渗透物的细胞密度。虚线表示进料细胞密度。图19示出随时间变化的结果。结果显示良好的性能，在1分钟后，渗透细胞密度低于10万个细胞/mL，并且在2分钟后，渗透减少大于95％。

在第三试验C中，浓缩并洗涤T细胞。在最初的18分钟内进行浓缩，并且随后进行洗涤。图20示出随时间变化的结果。虚线表示进样密度。实垂直线表示处理浓缩的系统体积(共处理三个体积)。注意，该图包括关于浓缩物和渗透物(不仅渗透物)的数据。经过洗涤保持从浓缩得到的所有细胞，例如，浓缩的细胞没有由于增加了洗涤过程而损失。下面的表1提供了关于这三个试验的附加信息。Jurkat T细胞的保留率和回收率大于90％。

表1

试验

进样体积

进样密度

浓缩体积

细胞回收率

浓缩因子

处理时间

A

997

0.98×10<sup>6</sup>

21mL

91％

47×

33

B

1004

0.85×10<sup>6</sup>

21mL

95％

48×

33

C

555

4.08×10<sup>6</sup>

20mL

92％

28×

31

追踪用于完全洗涤浓缩细胞的液体体积。追踪液体体积在应用中可以是有用的，如在转导或转染细胞培养物之前从细胞培养物去除电穿孔缓冲液。

下面的表2示出低活细胞密度(“1LE”，1-5 E6mL^-1)声学浓缩物洗涤(ACW)体积减小的输入、输出和性能实验值。图21描述了1LE处理后T细胞的原代培养物的活细胞密度(VCD)和活性。将每个1LE实验的细胞在1E6 mL^-1、37℃、5％CO₂下重复播种，并且在24小时后计数。

表2

所有的测试根据说明书进行，在1小时内产生5-7mL的浓缩体积。处理的体积为约1100ml，并且细胞密度为1.8-2.5E6ml^-1。处理的细胞总数为1.9-2.8B细胞，并且细胞活性超过99％。浓缩后，收集的细胞浓度体积从5.8-6.9ml变化，并且细胞密度为243-357E6ml^-1。这表示1.4-2.1B个细胞的细胞回收率，并且细胞活性无显著下降。因此，活细胞回收率为73％-84％，这构成了160-187的体积减少因子和135-143范围的细胞密度浓缩因子。处理时间是约50分钟。

表3显示了高活细胞密度(“1LH”，10-40 E6mL^-1)ACW体积减少的输入、输出和性能实验值。图22示出功率对活细胞回收率(VCR)的影响，使用高细胞密度1LH元件，流速30mL/min。

表3

处理的体积为约950ml，活细胞密度为31-39 E6ml^-1，对应于细胞活力超过98％的29-38B个细胞的细胞数量范围。细胞浓缩体积平均为49ml。处理时间31-36分钟。

5W测试产生62％的低细胞回收率。增加到8W将性能提高到期望的范围(细胞回收率78％-86％)，而功率增加到10W似乎没有提高细胞回收率(83％)。虽然需要在每个功率水平上进行进一步的重复以提供明确的结论，但这些结果表明需要高于8W的功率以使VCR接近和高于80％。体积减小因子为约19，并且细胞浓缩因子为12(5W)-17(8W)。在1LH实验期间获得的最终细胞浓度470-590 E6 mL^-1与悬浮细胞系的死端离心过程中的颗粒浓度(200-600e6 mL^-1)相当。

图23示出两个典型的声学驻波场以及用于低细胞浓度浓缩/洗涤应用(1LE)和高细胞密度浓缩/洗涤应用(1LH)的过程流程图。在每种情况下，压电换能器位于右侧，并以其多模态位移模式之一被激励。对于1LH使用平面反射器，而对于1LE使用刻面反射器。与换能器的多模态相结合的平面反射器建立了多维驻波，其产生了三个具有强横向振幅梯度的平行驻波。声学辐射力与声压幅度的梯度成比例。因此，此设置具有足够的捕捉潜能来捕捉细胞，但也生成足够大小的细胞群，导致这些细胞群的连续重力沉降。这在右侧的图24中示意性地示出。此种细胞的连续分离在进行高细胞密度的细胞培养物的浓缩/洗涤单元操作(例如从声学驻波场去除细胞)时是有用的。另一方面，对于小细胞密度的细胞培养物，待处理的细胞的总数使得所有细胞可以被捕捉并保持在声学驻波中。因此，目标是最大化驻波场的捕捉潜能。此目标可以通过使用刻面反射器来实现。这些刻面反射和散射声波生成将捕捉细胞的更多和更强的声辐射势阱，参见图23，左，1LE，并且形成更小的群，其当声场活跃时或直至声场关闭不会沉降。

在图23、24中示出了用于低细胞浓度(左侧装置，1LE，1-5E6细胞mL^-1)和高细胞浓度(右侧装置，1LH，>10E6细胞mL^-1)的多维声学浓缩洗涤(ACW)。该设计的截面图表示在1LE和1LH装置中建立的声压场、换能器位移分布以及捕捉和群形成以实现细胞分离的原理。装置包括底部的排出道(未示出)。

在浓缩/洗涤单元操作的启动部分期间，使用再循环以在驻波中生成初始群，例如执行群的播种。一旦形成初始群，捕捉效率由于次级声学辐射力而增加，由此较大的群对进入的细胞施加吸引力。

图25示出ACW装置中的T细胞浓缩过程的多个阶段的照片：(a)在声场中捕捉T细胞并在收集器中沉降出T细胞，(b)关闭声场后T细胞群的沉淀，(c)T细胞从收集器的初始排放，以及(d)T细胞从收集器排放的最终阶段。活细胞回收率(VCR(％))根据浓缩物中存在的活细胞相对于进料的平衡来计算(参见下面的推导)。不计算这些试验的洗涤残余物，因为这些试验的重点是证明浓缩效率。

使用T细胞的原代培养物和固定的过程参数，一式三份地进行1LE应用(实验指定为1LE-1、1LE-2和1LE-3)。对声学元件进行组装、双袋包装和γ辐射，以在无菌环境中进行浓缩。过程参数为30mL/min(～2L/hr)的名义流速和2.24MHz/40W每通道的声驱动条件。在浓缩步骤之前需要再循环周期，因为1LE系统的效率通过已经填充声学驻波的细胞的数量而提高。将废料再循环回到进料允许细胞进入系统并被声学保留，逐渐建立效率，而不将初始未保留的细胞损失到废料流中。基于Jurkat T细胞的先前测试，再循环模式持续时间被选择为15分钟，因为对于在该细胞密度范围内的进料，该系统在该点具有约80％的效率。图26描绘了三个1LE实验(30mL/min)的废料VCD(E6ml-1)与时间(min)的关系，初始细胞密度约为2E6ml^-1，并证明了15分钟的再循环周期对填充三维声学驻波的有效性(在更高的细胞密度如1LE^-3并且相同的流速下，声学驻波将被更快地填充)。

以不同的功率操作1LH ACW以评估对活细胞回收率的效果。在输入进料规格下，使用30mL/min(～2L/hr)的固定流速进行了四个试验。第一测试是在5W的功率水平下进行的。第二和第三测试在8W下进行，并且对于第四测试，功率增加到10W。通过相同的元件对该第四测试的废料进行再处理，以模拟两阶段ACW(即两个声学元件串联)的操作。在更高的进料细胞密度下，实现换能器功率的显著降低，即1LH为5-10W，1LE为40W，这消除了对系统的任何冷却的需要。

图27示出T细胞浓缩和洗涤系统500中的操作的过程流程图。浓缩和洗涤操作的典型处理时间的范围为60-90分钟。声学浓缩洗涤(ACW)装置510具有细胞产物530和洗涤缓冲液520的输入。洗涤缓冲液520可以具有约300mL-约600mL的体积。电池产物530可以由2L体积中的400亿个细胞组成。ACW装置510具有产物540和废料550的输出。产物540可具有约5-约100mL的体积。废料550可由杂散细胞、细胞碎片和缓冲溶液组成。

ACW装置510的操作利用如图27所示的方案来实现。操作开始于启动ACW装置510，如通过使细胞产物530流入ACW装置510的内部声室中。在启动阶段期间，细胞产物530中的细胞材料趋于在声室内积聚，以允许ACW装置510以更高的效率操作。ACW装置510的输出能够再循环到输入(未示出)。因此，当细胞被捕捉在声室内的声波中并且捕捉效率增加时，穿过声室的细胞可以返回到输入，以便在启动ACW装置510时不损失细胞内容物。

一旦启动ACW装置510，再循环路径关闭，并且额外的细胞产物530流到声室。当细胞产物530流入启动的声室时，额外的细胞被捕捉在声波中，而介质从声室流出至废料550。

一旦所有细胞被收集在声室内的声波中，洗涤缓冲液520流入声室内，使得声室内的先前介质被洗涤掉，并被引导到废料550。在该点，细胞被洗涤和浓缩，并且可以从声室中移除并提供给产物540。

图28是示出活细胞回收率与处理的数十亿个细胞的关系的气泡图。处理的总活细胞绘制在x轴上，并且相应的活细胞回收率绘制在y轴上。气泡图中的气泡尺寸代表约0.75-约2L的处理体积。气泡图的结果是用Jurkat T-细胞以60-90分钟的处理时间进行的浓缩洗涤操作。在1L介质中处理10亿个细胞，产生92+/-3％的活细胞回收率和5-6mL的输出体积。

图29A、图29B、图29C、图29D和图29E示出了用于如图27、28中所示的声学浓缩物洗涤操作的流程图。该流程图绘制了声学功率、流速、细胞收集循环数、细胞数和细胞浓度的操作参数。图30是示出渗透物中的总蛋白质浓度降低作为洗涤缓冲液的室体积的函数的图。在五个室体积通过细胞后，最终总蛋白质含量降低99％。

图31示出ACW装置500用于从生物反应器610中的细胞聚集体去除单个细胞的应用。人多能干细胞(hPSC)可在生物反应器610内聚集，该过程可能有些低效。此过程可导致生成可影响hPSC聚集体的生长和分化以及最终产品质量的单个细胞群。ACW装置500可用于去除此类单细胞，同时将细胞聚集体保留在生物反应器中。在此应用中，聚集体和单个细胞被提供给ACW装置500，其中较大的聚集体被捕捉在ACW装置500的声室内的声学驻波中。较小的单个细胞穿过声波并且离开声室到达废料620。较大的聚集体可以被收集在声波中并且返回到生物反应器610。随时间推移在保持聚集体的同时从生物反应器610中去除单个细胞，由此浓缩聚集体并耗尽生物反应器610中的单细胞。

图32是示出hPSC保持与声学功率的关系的图。在该图中，在约5W-约30W之间调制声学功率。如图中所示，最大的聚集体保留发生在30W。对保留的聚集体的检查表明，它们的形态在ACW装置500中的处理期间没有改变。

图33是示出从生物反应器中的聚集群体去除单细胞的柱状图。将2L的生物反应器连接到ACW装置500，并在30W下以每分钟60mL运行，每五分钟将聚集体返回生物反应器。柱状图说明当生物反应器内容物通过ACW装置500处理时，保持在生物反应器中的聚集体的部分增加。对保留的聚集体的检查表明在声学处理之后初始形态保持相同。总聚集体回收率为85％。

图34示出声学浓缩洗涤处理的两个图表，一个绘制了细胞膨胀与处理时间的关系(左侧)，并且一个绘制了声学浓缩洗涤处理后T细胞群的变化。用声学浓缩洗涤装置处理的人CAR-T细胞的原代培养物以它们的典型生长速率(30h倍增时间)生长。细胞活性维持在高水平，并且在灌注的Xuri生物反应器培养物中可以实现30倍的扩增(左图)。右图说明在用声学浓缩洗涤装置处理之前和之后T细胞活性和表型的n＝2供体比较。在用声学浓缩洗涤装置处理后，未观察到细胞表面标记物表达的显著变化。

图35示出描绘典型T细胞表面标记物的代表性流式细胞术图，该T细胞表面标记物的表达在声学浓缩洗涤处理后保持不变。该方法以1-2L的输入体积和5-120mL的输出体积提供了90％的平均细胞回收率和99％的蛋白质洗涤。以1-40M/mL的输入VCD获得了100-500M/mL的输出VCD。没有观察到活性的损失，T细胞的百分比没有改变，并且CD8/CD4的比率保持不变。

图36示出在过程中的多个点处使用本公开的浓缩洗涤装置的端到端细胞疗法生产过程。浓缩洗涤装置可用于减少原始血液产品中的粒细胞、RBC和血小板。在亲和力细胞选择之后，浓缩洗涤装置可用于收集和洗涤得到的T细胞。在T细胞活化之后，可以在转导/转染步骤之前再次浓缩和洗涤T细胞。可以在转导/转染步骤之后，细胞扩增之前采用浓缩洗涤装置。细胞扩增之后，浓缩洗涤装置可用于收集和洗涤扩增的CAR-T细胞。在亲和力细胞选择步骤二去除污染物细胞或选择期望的细胞之后，可以采用另一浓缩洗涤过程。

以上讨论的方法、系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略、替换或添加多种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以不同于所描述的顺序来执行所述方法，并且可以添加、省略或组合多种步骤。而且，关于某些配置描述的特征可以在多种其它配置中组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元件。而且，技术发展，并且因此许多元件是示例，并且不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出具体细节以提供对示例性配置(包括实施)的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置。例如，已经示出了公知的过程、结构和技术，而没有不必要的细节以避免使配置含糊。本说明书仅提供示例性配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。当然，配置的前述描述提供了用于实现所描述的技术的描述。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行多种改变。

而且，可以将配置描述为作为流程图或框图描绘的过程。尽管每个操作都可以描述为顺序过程，许多操作可以并行或同时地执行。另外，可以重新安排操作的顺序。过程可以具有图中未包括的附加阶段或功能。

已经描述了一些示例性配置，可以在不脱离本公开的精神的情况下使用多种修改、替代构造和等同物。例如，上述元件可以是更大系统的组件，其中其他结构或过程可以优先于或以其他方式修改本发明的应用。而且，可以在考虑上述要素之前、期间或之后进行多个操作。因此，以上说明书不约束权利要求的范围。

值超过(或大于)第一阈值的陈述等同于该值满足或超过稍微大于第一阈值的第二阈值的陈述，例如，在相关系统的解决方案中，第二阈值是比第一阈值高的一个值。值小于(或在)第一阈值内的陈述等同于该值小于或等于稍微低于第一阈值的第二阈值的陈述，例如，在相关系统的解决方案，第二阈值是比第一阈值低的一个值。

Claims (19)

1.一种洗涤颗粒的方法，所述方法包括：

获得第一介质与颗粒的初始混合物的初始颗粒密度和体积；

基于所述初始混合物的初始颗粒密度和体积，设定使用声泳装置的声学浓缩洗涤过程的参数；

将所述初始混合物提供到所述声泳装置的室，所述声泳装置包括至少一个超声换能器，所述超声换能器包括压电材料；

驱动所述至少一个超声换能器以在所述室中造成声学驻波，使得所述颗粒的至少一部分保留在所述声学驻波中；和

根据所述参数操作所述声泳装置。

2.权利要求1的方法，进一步包括将第二介质提供到所述室，所述第二介质是生物相容的洗涤液或缓冲溶液。

3.权利要求1的方法，其中所述颗粒是细胞。

4.权利要求1的方法，其中所述颗粒是微载体/细胞复合体。

5.权利要求1的方法，其中所述初始混合物具有约50万个颗粒/mL-约500万个颗粒/mL的密度。

6.权利要求1的方法，进一步包括浓缩所述初始混合物中的颗粒。

7.权利要求7的方法，进一步包括将所述颗粒浓缩到比所述初始混合物的体积小约25-约50倍的浓缩体积。

8.权利要求7的方法，进一步包括将所述初始混合物中的颗粒浓缩到比所述初始混合物的颗粒密度高约25-约50倍的浓缩颗粒密度。

9.权利要求1的方法，其中流室的洗涤输出物的细胞密度是约0-约50万个细胞/mL。

10.权利要求10的方法，其中所述洗涤输出物来自浓缩过程和洗涤过程。

11.权利要求1的方法，进一步包括对所述流室进行分光光度测定过程以确定洗涤功效。

12.一种从细胞培养物回收细胞的方法，包括：

获得第一介质与颗粒的初始混合物的初始颗粒密度和体积；

基于所述初始混合物的初始颗粒密度和体积，设定使用声泳装置的声学浓缩洗涤过程的参数；

将所述细胞培养物的初始混合物加料到所述声泳装置的流室，所述声泳装置包括至少一个超声换能器，所述超声换能器包括压电材料，所述压电材料被配置为被驱动以在所述流室中生成多维声学驻波；和

驱动所述至少一个超声换能器以在所述流室中生成多维声学驻波；

使来自所述初始混合物的细胞保留在所述多维声学驻波中以浓缩所述细胞；

根据所述参数操作所述声泳装置。

13.权利要求12的方法，其中浓缩的细胞的细胞密度比所述初始混合物的细胞密度大约25-约50倍。

14.权利要求12的方法，其中浓缩的细胞的体积比所述初始混合物的体积小约25-约50倍。

15.权利要求12的方法，其中在约35分钟或更短时间内获得浓缩的细胞。

16.权利要求12的方法，进一步包括洗涤浓缩的细胞，其中所述流室的洗涤输出物的细胞密度是约0-约50万个细胞/mL。

17.一种浓缩洗涤系统，包括：

泵；

多个阀；

流室；

至少一个超声换能器，其与所述流室偶联并且包括压电材料，所述压电材料适于被驱动以生成多维声学驻波；和

用于控制所述泵、多个阀和至少一个超声换能器的控制器，所述控制器可配置有参数，所述参数包括声学功率、流速、细胞收集循环数、细胞数或细胞浓度中的一个或多个。

18.权利要求17的浓缩洗涤系统，其中所述流室进一步包括约25mL-约75mL的体积。

19.权利要求18的浓缩洗涤系统，其中所述流室可含有约40亿-约400亿个细胞的细胞容量。

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