CN116323904A - 用于提供细胞悬液的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于向处理细胞的设备提供细胞悬液的装置，其中所述装置包括用于保持所述悬液的至少一个内部空间16，并且其中所述内部空间16至少部分地被壁15包围。所述装置进一步包括：至少一个进入孔口2，其包括用于将所述悬液引入所述内部空间16中的至少一个第一开口3；以及至少一个排出孔口，其包括用于从所述内部空间16移除所述悬液的至少一个第二开口。所述进入孔口2进一步包括至少一个屏障元件6，所述至少一个屏障元件在最远离所述壁15的一侧与所述第一开口3相邻并且部分地布置在所述第一开口3与所述内部空间16之间。
Description
背景技术
本发明涉及一种用于向处理细胞的设备提供细胞悬液的装置，所述装置包括用于保持悬液的至少一个内部空间，其中所述内部空间至少部分地被壁包围，所述装置进一步包括：至少一个进入孔口，其包括用于将悬液引入所述内部空间中的至少一个第一开口；以及至少一个排出孔口，其包括用于从所述内部空间移除悬液的至少一个第二开口。
US 2019/0169572 A1公开了一种用于制造细胞疗法产品的系统，该系统包括自动化生物反应器和电穿孔单元，其中细胞培养物从生物反应器流向电穿孔单元并再次流回。该系统进一步包括若干一次性消耗品，诸如细胞工程盒、电穿孔盒、两个电穿孔储存器和两个连接管组。电穿孔储存器包括：具有鲁尔锁连接末端的进入和排出可焊接管；储存器外壳内的细胞进入孔口，其连接到外部进入储存器管以将细胞无菌转移到储存器中；储存器的进入管上的鲁尔锁底物添加孔口；以及盖子上的排气过滤器，用于在体积转移期间的空气逸出。然而，由于每个储存器的细胞进入孔口设置在储存器外壳的中心位置处，因此细胞悬液从相对较大的高度落入储存器的内部空间，使得每个液滴均与储存器外壳和/或其中已经存在的液体的表面碰撞。因此，当被转移到储存器中时，细胞会受到高度的应力，使得它们的活力降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于向细胞处理设备提供细胞悬液的装置，该装置允许温和且保护性地提供细胞以增加其活力。
该目的是通过如最初提到的装置实现的，其中进入孔口进一步包括至少一个屏障元件，该至少一个屏障元件在最远离壁的一侧与第一开口相邻并且部分地布置在第一开口与内部空间之间。因此，屏障元件被布置成使得引入内部空间中的细胞悬液沿着壁的内表面温和地流动，使得可以避免悬液从第一开口落入内部空间中并且因此避免悬液滴与任何表面碰撞。当细胞悬液被引入进入孔口中时，由屏障元件使悬液在壁的方向上偏转，使得其流动减速并且悬液从第一开口沿着壁缓慢地流到内部空间中。因此，细胞不会受到机械应力，使得可以显著地提高细胞产率。此外，由于可以避免不可估量的细胞损失，因此也使测试结果或产物产率的再现性提高。
在本发明的一个有利实施例中，壁包括至少一个凹部，并且屏障元件和凹部形成排空到内部空间中的空腔。因此，屏障元件和凹部被布置和设计成使得由屏障元件使引入进入孔口中的细胞悬液在凹部的方向上偏转，使得其流动减速。悬液因此积聚在空腔中，并且随后从空腔沿着壁缓慢地流到内部空间中。因此，可以进一步减少细胞对机械应力的暴露。
在本发明的另一个有利实施例中，进入孔口设置在靠近壁的区域中并且凹部设置在靠近第一开口的区域中。此类布置确保第一开口与凹部以及壁之间的距离较短，使得进一步减少细胞对机械应力的暴露。特别布置进一步允许容易地制造根据本发明的装置。
在本发明的另一个有利实施例中，进入孔口进一步包括设置在第一开口与至少一个第三开口之间的管状通道，该至少一个第三开口被设计成可连接到至少一个第一软管。在本发明的另一个有利实施例中，排出孔口进一步包括设置在第二开口与至少一个第四开口之间的管状通道，该至少一个第四开口被设计成可连接到至少一个第二软管。因此，根据本发明的装置可以容易地连接到细胞处理/工程系统的容器/储存器和/或其它装置。例如，进入孔口和/或排出孔口的管状通道可被设计成鲁尔接头连接件的公配件，以便允许装置与细胞处理/工程系统的其它部分的标准化连接。
因此，根据本发明的装置可以用作针对细胞悬液和任选的底物(诸如DNA、RNA、蛋白质或其它生物活性分子)的储存器，所述储存器将细胞和任选的底物递送到细胞处理/工程系统，例如大容积细胞转染设备。
进入孔口可以为被设计成覆盖内部空间的盖状元件的一部分。盖状元件可以(可逆地)附接到包围内部空间的壁，例如通过卡扣连接件。替代性地或甚至另外地，盖状元件可以不可逆地附接到包围内部空间的壁，例如通过经胶合或焊接的连接件。盖状元件也可以是壁的一部分，即，盖状元件和壁形成为一个部件/件。此外，盖状元件可以包括包围根据本发明的装置的内部空间的壁的至少一部分。
在本发明的一个有利实施例中，盖状元件可以包括用于保持至少一个磁性元件(例如，搅拌棒)至少一个保持器。
在本发明的另一个有利实施例中，壁与排出孔口之间的过渡区域(区)均匀成形。通过这种措施，可以在几乎没有任何残留物的情况下从内部空间完全移除细胞悬液。因此，可以最大限度地减小经处理的细胞的损失。
壁和/或内部空间可以具有任何种类的形状/几何形状。例如，壁和/或内部空间可以具有球形、立方体、圆柱形或柱状、或盒形或矩形块的形式。优选地，内部空间具有细长形式和竖直或至少倾斜的取向，其中进入孔口和排出孔口设置在内部空间的相对端部处。例如，根据本发明的装置可以包括细长管，该细长管包括位于管的一个远侧端部处的进入孔口和位于管的另一个远侧端部处的排出孔口。在本发明的一个优选实施例中，通过重力将细胞悬液从进入孔口迫使到内部空间的底部和/或排出孔口。
在本发明的一个有利实施例中，排出孔口设置在内部空间的底部的中心点处。排出孔口也可以设置在内部空间的最深点处，优选地具有急倾斜的底部。这些措施还允许无残留地移除细胞悬液，使得最大限度地减小有价值细胞的损失。
基本上，根据本发明的装置尤其针对最大内容物取回进行优化。即，即使微量细胞悬液(诸如1ml或更少)也可以填充到装置的内部空间中，并且仍然可以从该装置将其全部移除。如果使用传统的储存器(诸如袋子)，则无法实现此类完全细胞移除。
根据本发明的装置的壁可以由合成材料(诸如医用级聚碳酸酯(Makrolon 2458))制成。在一个优选实施例中，合成材料可以设置有涂层(至少在壁的内表面处)和/或被固有地改性以获得特定的有益属性，例如允许甚至更少量的细胞悬液(例如，小于1ml)从装置的内部空间完全移除的疏水属性。
在本发明的另一个有利实施例中，内部空间的底部区包括用于接纳和引导磁性元件(例如，搅拌棒)的平坦和圆形的区域。因此可以在处理期间彻底搅拌细胞悬液，其中确保磁性元件的平稳且恒定的运动。因此，可以避免悬液内细胞的不均匀混合和湍流的产生，使得进一步减少细胞对机械应力的暴露。
根据本发明的装置可以进一步包括至少一个排气孔口，其包括用于平衡内部空间内的压力的至少一个第五开口。排气孔口可以包括排气阀和/或可以设置有过滤元件，例如无菌膜片过滤器，以避免内部空间内细胞悬液的污染。
在本发明的另一有利实施例中，壁和/或盖状元件的至少外表面包括用于固定装置的位置的至少一个凹部和/或突出部，优选地，在根据本发明的装置由如下描述的支撑装置保持的情况下。
此外，提供了一种用于保持根据本发明的装置的支撑装置，所述支撑装置包括至少一个基部元件和用于保持该装置的至少一个安装元件，其中安装元件包括用于保持包含在该装置中的至少一个磁性元件的磁性器件。安装元件用作用于优选地在根据本发明的装置的内部空间中搅拌细胞悬液或生物/化学溶液的磁性元件的一种捕获器。如果包含磁性元件的装置被固定到支撑装置，使得该装置沿着磁性器件被引导，则磁性元件由磁性器件保持，固定在该装置的壁处，并且从而远离该装置的排出孔口。由于磁性元件会以其它方式阻碍从装置移除悬液或溶液，因此这个特征确保无残留地移除悬液/溶液，使得可以进一步减少有价值材料的损失。
磁性器件可以为支撑装置的一体部分或为可以(可逆地或不可逆地)安装在支撑装置上的独立构件。
安装元件可以进一步包括用于固定该装置的至少一个突出部或凹部，其中安装元件的突出部和/或凹部分别对应于装置的壁和/或盖状元件的凹部和/或突出部。因此，该装置可以在对特定应用有用的特定位置容易且牢固地固定到支撑装置。
如本文所用的“细胞悬液”是指包含细胞悬浮在其中的液体(例如，水、盐溶液、细胞培养基等)的流体。细胞可以为高等真核细胞(诸如人或动物细胞)、微生物(诸如细菌或酵母)或生物活性细胞器或囊泡。液体可以进一步包括与经悬浮的细胞混合的底物(例如，DNA、mRNA、蛋白质或其它生物活性分子)。
结合附图对本发明进行进一步示例性详细描述。
附图说明
图1示出了根据本发明的装置的部件(盖子)的优选实施例的示意图。
a)透视图
b)顶视图
图2示出了根据图1的部件(盖子)的后侧的示意图。
a)平面图
b)屏障元件的放大图
图3示出了穿过根据图1的部件(盖子)和根据本发明的装置的优选实施例的壁的一部分的纵向剖视图。
图4示出了根据本发明的装置的另一部件(主体、壁)的优选实施例的示意图。
a)透视图
b)顶视图
图5示出了穿过根据图4的部件(主体、壁)的纵向剖视图。
a)整体部件
b)部件底部(经放大)
图6示出了保持根据本发明的装置的支撑装置的优选实施例的示意图。
a)透视图
b)纵向剖视图
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的装置的部件，所述部件为被设计成覆盖装置的内部空间的盖状元件1。盖状元件1包括进入孔口2，该进入孔口包括用于将细胞悬液引入装置的内部空间(参见图3至图5)的第一开口3。进入孔口2进一步包括设置在第一开口3与至少一个第三开口5之间的管状通道4，该至少一个第三开口被设计成可连接到至少一个第一软管(未示出)。进入孔口2还包括屏障元件6，由该屏障元件使悬液在装置的壁(参见图3)的方向上偏转，使得悬液流动的速度减慢并且悬液因此从第一开口3沿着壁缓慢地流到内部空间中。屏障元件6设置在第一开口3处并且在最远离壁的一侧与第一开口3相邻。屏障元件6部分地布置在第一开口3与内部空间之间。因此，屏障元件6被布置成使得引入内部空间中的细胞悬液沿着壁的内表面温和地流动，使得可以有效地避免悬液从第一开口3落入内部空间中并且因此避免悬液滴与装置的底部或已经存在于该装置中的悬液的表面碰撞。当细胞悬液被引入进入孔口2中时，由屏障元件6使悬液在壁的方向上偏转，使得其流动减速并且悬液从第一开口3沿着壁缓慢地流到内部空间中，使得细胞不会暴露于机械应力。为了保持由悬液覆盖的距离较短，进入孔口2以及特别的第一开口3设置在靠近装置的壁的区域中。
盖状元件1进一步包括排气孔口7，该排气孔口包括用于平衡内部空间内的压力的第五开口8。排气孔口7进一步包括设置在第五开口8与至少一个第六开口10之间的管状通道9，该至少一个第六开口被设计成可连接到例如过滤元件以避免污染内部空间内的细胞悬液。
盖状元件1还包括用于固定装置的位置的突出部13，优选地，在根据本发明的装置由如图6所示的支撑装置保持的情况下。此外，在其下侧，盖状元件1包括用于保持至少一个磁性元件的至少一个保持器11。
盖状元件1可以通过卡扣器件12可逆地附接到包围内部空间的壁。另外，盖状元件1可以通过经胶合的连接件不可逆地附接到包围内部空间的壁。在后一种情况下，可以在将盖状元件1压到包围内部空间的壁上之前将合适的胶水施加到胶水路径14。
图3示出了穿过根据图1和图2的盖状元件1的纵向剖视图，包括根据本发明的装置的壁15的一部分。如从图3变得显而易见的是，屏障元件6被布置成使得悬液在包围装置的内部空间16的壁15的方向上偏转，使得其沿着壁15的内表面流到内部空间16中。为此目的，屏障元件6设置在第一开口3处并且在最远离壁15的一侧与第一开口3相邻。屏障元件6部分地布置在第一开口3与内部空间16之间，以避免悬液直接落到内部空间16中。因此，由于可以避免悬液滴与装置的底部或已经存在于该装置中的悬液的表面碰撞，细胞对机械应力的暴露被最大限度地减小。相反，如果细胞悬液被引入进入孔口2中，由屏障元件6使悬液在壁15的方向上偏转，使得其流动速度降低并且悬液可以从第一开口3沿着壁15缓慢地流到内部空间16中。为了保持由悬液覆盖的距离较短，进入孔口2以及特别的第一开口3设置在靠近壁15的区域中。
壁15包括凹部17，该凹部与屏障元件6一起形成排空到内部空间16中的空腔18。因此，屏障元件6和凹部17被布置和设计成使得由屏障元件6使引入进入孔口2中的细胞悬液在凹部17的方向上偏转，使得其流动减速。悬液因此积聚在空腔18中，并且随后从空腔18沿着壁15缓慢地流到内部空间16中。因此，可以进一步减少细胞对机械应力的暴露。凹部17优选地设置在靠近进入孔口2和第一开口3的区域中。
盖状元件1进一步包括排气孔口7，该排气孔口包括用于平衡内部空间内的压力的第五开口8。排气孔口7进一步包括设置在第五开口8与至少一个第六开口10之间的管状通道9，该至少一个第六开口被设计成可连接到例如过滤元件以避免污染内部空间内的细胞悬液。此外，盖状元件1在其下侧处包括用于保持至少一个磁性元件(例如，搅拌棒)的至少一个保持器11。
图4和图5示出了根据本发明的装置的部件，所述部件为包围根据本发明的装置的内部空间21的壁20(主体)。图1至图3所示的盖状元件1可以附接到壁20的上部区域22以覆盖内部空间21。壁20和内部空间21两者均具有细长形式和竖直取向，其中进入孔口(这里未示出)和排出孔口23设置在内部空间21的相对端部处。排出孔口23设置在内部空间21的底部24处，并且包括用于从内部空间21移除悬液的第二开口25。排出孔口23进一步包括设置在第二开口25与第四开口19之间的管状通道29，该第四开口被设计成可连接到至少一个第二软管(未示出)。
壁20进一步包括凹部26，该凹部与屏障元件(未示出)一起形成排空到内部空间21中的空腔。因此，屏障元件和凹部26被布置和设计成使得由屏障元件使引入进入孔口中的细胞悬液在凹部26的方向上偏转，使得其流动减速。悬液因此积聚在空腔中，并且随后从空腔沿着壁20缓慢地流到内部空间21中。因此，可以进一步减少细胞对机械应力的暴露。凹部26优选地设置在靠近进入孔口和第一开口的区域中。
此外，壁20包括用于固定装置的位置的突出部27，优选地，在根据本发明的装置由如图6所示的支撑装置保持的情况下。
如从图5变得显而易见的是，排出孔口23设置在底部24处的中心点和内部空间21的最深点处，其中壁20在底部区24中具有急倾斜。这种有利构造允许从内部空间21无残留地移除细胞悬液，使得有价值细胞的损失最大限度地减少。壁20与排出孔口23之间的过渡区域28均匀成形，即没有任何不平坦、周缘或边缘，使得确保从内部空间21到排出孔口23的平滑过渡。通过这种措施，可以在几乎没有任何残留物的情况下从内部空间完全移除细胞悬液。此外，当将细胞从内部空间21移除时，可以防止细胞受到不必要的机械应力。
图6示出了支撑装置30的优选实施例，其包括至少一个基部元件31和用于保持根据本发明的装置33的至少一个安装元件32。安装元件32包括磁性器件34，用于保持包含在装置33的内部空间36中的至少一个磁性元件35。在该实施例中，磁性器件34为可以可逆地安装在支撑装置30的安装元件32上的独立构件。磁性器件34集成到塑料构件37中，该塑料构件包括用于将该磁性器件附接到安装元件32的器件。因此，磁性器件34以及因此安装元件32用作针对磁性元件35的捕获器，其中如果装置33被固定到支撑装置30，使得该装置沿着磁性器件34被引导，则磁性元件35由磁性器件34保持并且固定在装置33的顶部区域中的壁38处。因此，磁性元件35远离装置33的排出孔口39，使得磁性元件不妨碍从装置33的内部空间36移除细胞悬液。
此外，安装元件32包括用于固定装置33的凹部40，所述凹部40对应于装置33的壁38的突出部41。通过这种措施，装置33可以在对特定应用有用的特定位置固定到支撑装置30。
Claims (13)
1.一种用于向处理细胞的设备提供细胞悬液的装置，所述装置包括用于保持所述悬液的至少一个内部空间(16、21)，其中所述内部空间(16、21)至少部分地被壁(15、20)包围，所述装置进一步包括：至少一个进入孔口(2)，其包括用于将所述悬液引入所述内部空间(16、21)中的至少一个第一开口(3)；以及至少一个排出孔口(23)，其包括用于从所述内部空间(16、21)移除所述悬液的至少一个第二开口(25)，其特征在于，所述进入孔口(2)进一步包括至少一个屏障元件(6)，所述至少一个屏障元件在最远离所述壁(15、20)的一侧与所述第一开口(3)相邻并且部分地布置在所述第一开口(3)与所述内部空间(16、21)之间。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述壁(15、20)包括至少一个凹部(17、26)，并且所述屏障元件(6)和所述凹部(17、26)形成排空到所述内部空间(16、21)中的空腔(18)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述进入孔口(2)设置在靠近所述壁(15、20)的区域中并且所述凹部(17、26)设置在靠近所述第一开口(3)的区域中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述进入孔口(2)进一步包括设置在所述第一开口(3)与至少一个第三开口(5)之间的管状通道(4)，所述至少一个第三开口被设计成能够连接到至少一个第一软管。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述排出孔口(23)进一步包括设置在所述第二开口(25)与至少一个第四开口(19)之间的管状通道(29)，所述至少一个第四开口被设计成能够连接到至少一个第二软管。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述进入孔口(2)为被设计成覆盖所述内部空间(16、21)的盖状元件(1)的一部分。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述盖状元件(1)进一步包括用于保持至少一个磁性元件的至少一个保持器(11)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述壁(20)与所述排出孔口(23)之间的过渡区域(28)均匀成形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述排出孔口(23)设置在所述内部空间(21)的底部(24)处的中心点处。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述排出孔口(23)设置在所述内部空间(21)的最深点处。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述内部空间(21)的底部区(24)包括用于接纳和引导磁性元件的平坦且圆形的区域。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其进一步包括至少一个排气孔口(7)，所述至少一个排气孔口包括用于平衡所述内部空间(16、21)内的压力的至少一个第五开口(8)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述壁(15、20)和/或所述盖状元件(1)的外表面包括用于固定所述装置的位置的至少一个凹部和/或突出部(13、27)。
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