CN116463203A - 一种一次性细胞培养器具及细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次性细胞培养器具，包括中转容器、培养容器、连通中转容器与培养容器的管路，中转容器设有使其内部通气产生正压或负压的通气连接部，管路设有用于连接初始容器的第一对接部和用于连接培养液容器的第二对接部。还公开了一种细胞培养装置，包括安装面板和上述的一次性细胞培养器具，安装面板上多个安装部、多个夹管阀和多个固管件，中转容器可拆卸安装在安装部上，管路固定在固管件上，夹管阀夹设于相应的管位上。本一次性细胞培养器具及细胞培养装置具有避免在进料输送过程中造成细胞损伤以及大幅提高细胞得率和活率等优点。

Description

一种一次性细胞培养器具及细胞培养装置

技术领域

本发明涉及细胞药物制备技术领域，尤其涉及一种一次性细胞培养器具及细胞培养装置。

背景技术

为了各种目的，可以在实验室或工业环境的特定条件下培养细胞。通常，细胞在封闭的器具中生长，并覆盖有称为细胞培养基的溶液，该溶液也可以称为培养液，溶液可为细胞生长提供必需的营养物质和其他补充剂。用于细胞培养的器具包括扁平的圆形培养皿或者实验室培养瓶。随着细胞的生长和繁殖，它们会消耗细胞培养液中的营养物质并产生废物副产品。出于这个原因，必须定期添加细胞培养基，以使得细胞继续蓬勃生长。

在培养的过程中，细胞不断扩增，并且培养基也不断的增加，现有细胞培养方法需要不断的更换容量更大培养瓶，以确保细胞有适宜的生存空间。而在更换的过程中通常是人工手动操作，在操作过程中存在污染的风险。例如，反复打开细胞培养系统并在实验室站之间移动细胞培养器皿，可能会使细胞暴露到污染中。此外，手动执行的每项操作都很昂贵，并且由于操作者不遵循适当的程序而容易受到污染(或细胞损坏)。此外，确定何时更换培养基或何时传代细胞通常根据预定的时间表进行，这可能不是最佳的。遵守设定的时间表可能会导致额外(并且可能不必要)使用层流罩(其操作会消耗大量能量，因此成本很高)。

为了解决人工操作容易污染的问题，现有已有将细胞设置在容积可变的培养容器中进行培养，例如申请号为CN201710729873.X的细胞培养管路。该管路只需安装在特定设备下即可进行培养，该设备有效解决了在人工更换培养容器的过程中容易污染的问题，但是其面临一些新的问题：1、采用蠕动泵在对细胞进行输送的过程中容易对细胞造成损伤，蠕动泵输送时会挤压细胞，容易造成细胞变形破裂，对细胞活率有较大影响；2、该管路的培养容器可用于离心，意味着细胞离心和细胞培养在同一台设备上进行，然而，细胞离心通常只需短暂的过程，细胞培养则需要几个星期甚至几个月的时间，在细胞培养的过程中，设备无法进行离心，以致于设备的利用率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种避免在进料输送过程中造成细胞损伤以及大幅提高细胞得率和活率的一次性细胞培养器具及细胞培养装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种一次性细胞培养器具，包括中转容器、培养容器、连通中转容器与培养容器的管路，所述中转容器设有使其内部通气产生正压或负压的通气连接部，所述管路设有用于连接初始容器的第一对接部和用于连接培养液容器的第二对接部。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一对接部对接有初始容器，和/或，所述第二对接部对接有培养液容器。

所述管路设有用于连接收集容器的第三对接部。

所述第三对接部对接有收集容器。

所述收集容器设有取样接口和/或第一气体过滤器。

所述收集容器与初始容器连通的管路上设有去磁珠组件。

所述管路设有用于连接取样容器的第四对接部。

所述第四对接部对接有取样容器。

所述培养容器与中转容器之间设有用于计数的计数器。

所述管路设有用于连接废液容器的第五对接部。

所述第五对接部对接有废液容器。

所述培养容器与中转容器之间设有用于排废液的废液管路。

所述管路与中转容器的底部连接。

所述管路还与中转容器顶部连接。

所述通气连接部设于中转容器的侧壁或顶壁。

所述通气连接部连接有正负压装置，所述正负压装置包括第二气体过滤器和气管，所述第二气体过滤器通过气管与中转容器连通。

所述中转容器为硬质容器。

所述管路设有用于泄漏检测的第六对接部。

所述培养容器具有至少两个不同面积的内侧面，所述不同面积的内侧面形成相应个用于培养不同体积细胞溶液的培养面。

一种细胞培养装置，包括安装面板和上述的一次性细胞培养器具，所述安装面板上多个安装部、多个夹管阀和多个固管件，所述中转容器可拆卸安装在安装部上，所述管路固定在固管件上，所述夹管阀夹设于相应的管位上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一次性细胞培养器具，使用时，将本一次性细胞培养器具安装在安装面板，安装面板上的夹管阀夹设于相应的管位上，通过夹管阀控制相应段管路的通断。细胞培养过程中，将盛装有细胞液的初始容器与第一对接部连接，将盛装有培养液的培养液容器与第二对接部连接，将正负压装置与通气连接部连接；通过夹管阀将初始容器与中转容器、培养液容器与中转容器、培养容器与中转容器之间的管路夹紧断开，再通过正负压装置将中转容器抽气产生负压，接着，通过夹管阀将初始容器与中转容器和/或培养液容器与中转容器之间的管路释放打开，在负压作用下，初始容器中的细胞液和/或培养液容器中的培养液进入中转容器中，然后，再通过夹管阀将初始容器与中转容器、培养液容器与中转容器之间的管路夹紧断开，将中转容器与培养容器之间的管路释放打开，再通过正负压装置将中转容器充气产生正压，使中转容器的物料进入培养容器中。这样，物料(细胞液、培养液)在进料过程中，不直接经过正负压装置，不受正负压装置的反复挤压作用，避免在进料输送过程中造成细胞损伤以及大幅提高了细胞得率和活率。

本发明的细胞培养装置，一次性细胞培养器具拆卸式安装在安装面板，一次性细胞培养器具使用完成后，报废处理。这样，夹管阀不随一次性细胞培养器具一次性使用，能够多次使用，节约了成本。

附图说明

图1是本发明一次性细胞培养器具的结构示意图。

图2是本发明一次性细胞培养器具的培养容器的结构示意图。

图3是本发明一次性细胞培养器具的使用状态图。

图4是本发明一次性细胞培养器具的与蠕动泵的配合图。

图5是本图4中A处的放大图。

图6是本发明一次性细胞培养器具的包装图。

图7是本发明一次性细胞培养器具的包装袋的结构示意图。

图8是本发明细胞培养装置的侧视结构图。

图中各标号表示：

1、中转容器；10、管路；101、第六对接部；11、通气连接部；12、包装袋；13、蠕动泵；2、培养容器；20、废液管路；3、初始容器；31、第一对接部；4、培养液容器；41、第二对接部；5、收集容器；51、第三对接部；52、取样接口；53、第一气体过滤器；54、去磁珠组件；6、取样容器；61、第四对接部；7、正负压装置；70、气管；71、第二气体过滤器；80、计数器；9、安装面板；91、安装部；92、夹管阀；93、固管件。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一：

图1至图7示出了本发明一次性细胞培养器具的一种实施例，本实施例的的一次性细胞培养器具，包括中转容器1、培养容器2、连通中转容器1与培养容器2的管路10，中转容器1设有使其内部通气产生正压或负压的通气连接部11，管路10设有用于连接初始容器3的第一对接部31和用于连接培养液容器4的第二对接部41。

使用时，将本一次性细胞培养器具安装在如图4所示的安装面板9，安装面板9上的夹管阀92夹设于相应的管位上，通过夹管阀92控制相应段管路10的通断。细胞培养过程中，在无菌的环境下将盛装有细胞液的初始容器3与第一对接部31连接，将盛装有培养液的培养液容器4与第二对接部41连接，将正负压装置7与通气连接部11连接；通过夹管阀92将初始容器3与中转容器1、培养液容器4与中转容器1、培养容器2与中转容器1之间的管路10夹紧断开，再通过正负压装置7将中转容器1抽气产生负压，接着，通过夹管阀92将初始容器3与中转容器1和/或培养液容器4与中转容器1之间的管路10释放打开，在负压作用下，初始容器3中的细胞液和/或培养液容器4中的培养液进入中转容器1中，然后，再通过夹管阀92将初始容器3与中转容器1、培养液容器4与中转容器1之间的管路10夹紧断开，将中转容器1与培养容器2之间的管路10释放打开，再通过正负压装置7将中转容器1充气产生正压，使中转容器1的物料进入培养容器2中。这样，物料(细胞液、培养液)在进料过程中，不直接经过正负压装置7，不受正负压装置7的反复挤压作用，避免在进料输送过程中造成细胞损伤以及大幅提高了细胞得率和活率。

本实施例中，第一对接部31对接有初始容器3，这样，在后续使用时，只需要将细胞液注入到初始容器3中即可，不需要再准备可与第一对接部31对接的初始容器3；和/或，第二对接部41对接有培养液容器4，这样，在后续使用时，只需要将培养液注入到培养液容器4中即可，不需要再准备可与第二对接部41对接的培养液容器4。

本实施例中，管路10设有用于连接收集容器5的第三对接部51。

使用时，在无菌的环境下将收集容器5与第三对接部51连接，这样，培养容器2的细胞培养完成后，通过夹管阀92将初始容器3与中转容器1、培养液容器4与中转容器1、收集容器5与中转容器1、培养容器2与中转容器1之间的管路10夹紧关闭，再通过正负压装置7将中转容器1抽气产生负压，接着，通过夹管阀92将培养容器2与中转容器1之间的管路10之间的管路10释放打开，在负压作用下，培养容器2中的细胞进入中转容器1中，然后，再通过夹管阀92将培养容器2与中转容器1之间的管路10夹紧断开，将中转容器1与收集容器5之间的管路10释放打开，再通过正负压装置7将中转容器1充气产生正压，使中转容器1的物料进入收集容器5中。这样，物料(细胞液、培养液)在出料过程中，也不直接经过正负压装置7，不受正负压装置7的反复挤压作用，避免在出料输送过程中造成细胞损伤以及大幅提高了细胞得率和活率。

本实施例中，第三对接部51对接有收集容器5。这样，在后续使用时，不需要再准备可与第三对接部51对接的收集容器5。

本实施例中，收集容器5设有取样接口52和/或第一气体过滤器53。通过设置取样接口52便于取样检测。通过设置第一气体过滤器53用于平衡收集容器5内的气压。

本实施例中，收集容器5与初始容器3连通的管路10上设有去磁珠组件54。由于盛装入培养容器2中的细胞液中一般会混有磁珠，在出料时，需要去除磁珠，因此，在收集容器5与初始容器3连通的管路10上设置去磁珠组件54，以去除细胞中的磁珠。

本实施例中，管路10设有用于连接取样容器6的第四对接部61。培养容器2在培养过程中，将取样容器6与第四对接部61对接，间断时长对培养容器2进行取样检测，达到监控培养情况的效果。

本实施例中，第四对接部61对接有取样容器6。这样，在后续使用时，不需要再准备可与第四对接部61对接的取样容器6。

本实施例中，培养容器2与中转容器1之间设有用于计数的计数器80。在取样容器6取样过程中，通过计数器80计算通过的细胞数用于对培养过程实时监控。

本实施例中，管路10设有用于连接废液容器的第五对接部。将废液容器与第五对接部连接，即可用于收集培养过程中和培养后的废液。

本实施例中，第五对接部对接有废液容器。这样，在后续使用时，不需要再准备可与第第五对接部对接的废液容器。该废液容器可以用培养液容器4来代替，因为培养液容器4中剩余的培养液一般不能再次使用，只能作为废液处理，这样，就不需要重新设置废液容器，节约了成本。同时，第五对接部可以用第二对接部41代替。

本实施例中，培养容器2与中转容器1之间设有用于排废液的废液管路20。该废液管路20用于排出培养容器2中的上清液。

本实施例中，管路10与中转容器1的底部连接。

本实施例中，管路10还与中转容器1顶部连接。

管路10将中转容器1的顶部和底部连通，因为需要进液(细胞从初始容器3流入培养容器2中)和出液(细胞从培养容器2流入收集容器5中)的培养容器2，在进液时，液体由初始容器3通过管路10和中转容器1的顶部进入中转容器1，再通过中转容器1的底部和管路10进入到培养容器2，在出液时，液体由培养容器2通过管路10和中转容器1的顶部进入中转容器1，再通过中转容器1的底部和管路10进入到收集容器5中，所以，不管是进液还是出液，都是通过中转容器1的顶部进入、底部排出，避免液体从中转容器1的底部进入。如果培养容器2的出液从中转容器1的底部进入，最后会向中转容器1中吸入大量气泡，气泡的爆裂会对细胞产生不良影响。

本实施例中，通气连接部11设于中转容器1的侧壁或顶壁。这样，在正压过程中，气体由中转容器1的侧壁或顶壁进入，如通气连接部11设于中转容器1的底部，当中转容器1进液时，液体可能通过通气连接部11进入正负压装置7甚至泄漏。

本实施例中，通气连接部11连接有正负压装置7，正负压装置7包括第二气体过滤器71和气管70，第二气体过滤器71通过气管70与中转容器1连通。使用时，气管70设于蠕动泵13中(如图4和图5所示)，蠕动泵13工作即可通过气管70往中转容器1通气或者抽气，进而实现中转容器1内正压或负压，第二气体过滤器71用于过滤气体中的杂质，防止培养器具内部污染，另外，蠕动泵13夹持气管70工作时，挤压气管70可能会产生颗粒，因此可将第二气体过滤器71设于蠕动泵13与通气连接部11之间。

本实施例中，中转容器1为硬质容器。这样，中转容器1在正负压状态时，不会发生变形。

本实施例中，管路10设有用于泄漏检测的第六对接部101。通过第六对接部101，可以检测管路10是否泄漏及管路10的密封情况，一般在一次性培养器具组装出厂前通过第六对接部101完成测试。

本实施例中，培养容器2具有至少两个不同面积的内侧面，不同面积的内侧面形成相应个用于培养不同体积细胞溶液的培养面。

随着细胞溶液体积的增大，通过转动培养容器2，将细胞溶液承载至对应面积的培养面上进行培养，使细胞溶液的深度不至于太低，防止细胞溶液较快的蒸发，也不至于太高，防止细胞密度过低、扩增速度慢以及细胞溶液中间的细胞无法与空气接触，满足体积不断增大的细胞溶液的培养需求，提高了细胞培养效果。

本实施例的一次性细胞培养器具可由人工或者机器在洁净车间组装，然后用密闭的包装袋进行包装，包装完成后消毒杀菌即可出厂，使用者使用时只需在无菌环境下将装有溶液的容器对接或者将溶液注入已有的容器中，然后安装在安装面板9上即可。

本实施例中，如图6和图7所示，一次性细胞培养器具还包括包装袋12，各容器和管道10均包装在包装袋12内。

本实施例中，管路10与容器可采用鲁尔接头(Luer taper)、两通接头等对接，即对接部为鲁尔接头(Luer taper)、两通接头等，也可采用对接装置将管路10与容器对接，例如通过热熔焊接机等。

实施例二：

图8示出了本发明细胞培养装置的一种实施例，本实施例的细胞培养装置，包括安装面板9和实施例一的一次性细胞培养器具，安装面板9上多个安装部91、多个夹管阀92和多个固管件93，中转容器1可拆卸安装在安装部91上，管路10固定在固管件93上，夹管阀92夹设于相应的管位上。一次性细胞培养器具拆卸式安装在安装面板9，一次性细胞培养器具使用完成后，报废处理。培养容器2以及初始容器3、培养液容器4等容器设置在培养装置内或者挂钩上。这样，夹管阀92不随一次性细胞培养器具一次性使用，能够多次使用，节约了成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (20)

1.一种一次性细胞培养器具，其特征在于：包括中转容器(1)、培养容器(2)、连通中转容器(1)与培养容器(2)的管路(10)，所述中转容器(1)设有使其内部通气产生正压或负压的通气连接部(11)，所述管路(10)设有用于连接初始容器(3)的第一对接部(31)和用于连接培养液容器(4)的第二对接部(41)。

2.根据权利要求1所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述第一对接部(31)对接有初始容器(3)，和/或，所述第二对接部(41)对接有培养液容器(4)。

3.根据权利要求1所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述管路(10)设有用于连接收集容器(5)的第三对接部(51)。

4.根据权利要求3所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述第三对接部(51)对接有收集容器(5)。

5.根据权利要求4所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述收集容器(5)设有取样接口(52)和/或第一气体过滤器(53)。

6.根据权利要求4所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述收集容器(5)与初始容器(3)连通的管路(10)上设有去磁珠组件(54)。

7.根据权利要求1所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述管路(10)设有用于连接取样容器(6)的第四对接部(61)。

8.根据权利要求7所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述第四对接部(61)对接有取样容器(6)。

9.根据权利要求1所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述培养容器(2)与中转容器(1)之间设有用于计数的计数器(80)。

10.根据权利要求1所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述管路(10)设有用于连接废液容器的第五对接部。

11.根据权利要求10所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述第五对接部对接有废液容器。

12.根据权利要求10所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述培养容器(2)与中转容器(1)之间设有用于排废液的废液管路(20)。

13.根据权利要求1所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述管路(10)与中转容器(1)的底部连接。

14.根据权利要求13所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述管路(10)还与中转容器(1)顶部连接。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述通气连接部(11)设于中转容器(1)的侧壁或顶壁。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述通气连接部(11)连接有正负压装置(7)，所述正负压装置(7)包括第二气体过滤器(71)和气管(70)，所述第二气体过滤器(71)通过气管(70)与中转容器(1)连通。

17.根据权利要求1至14中任一项所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述中转容器(1)为硬质容器。

18.根据权利要求1至14中任一项所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述管路(10)设有用于泄漏检测的第六对接部(101)。

19.根据权利要求1至14中任一项所述的一次性细胞培养器具，其特征在于：所述培养容器(2)具有至少两个不同面积的内侧面，所述不同面积的内侧面形成相应个用于培养不同体积细胞溶液的培养面。

20.一种细胞培养装置，其特征在于：包括安装面板(9)和权利要求1至19中任一项所述的一次性细胞培养器具，所述安装面板(9)上多个安装部(91)、多个夹管阀(92)和多个固管件(93)，所述中转容器(1)可拆卸安装在安装部(91)上，所述管路(10)固定在固管件(93)上，所述夹管阀(92)夹设于相应的管位上。