CN116648273A - 模块化辐照设备和辐照方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模块化辐照设备，其具有主模块和至少一个载体盒，所述载体盒能够插入主模块的容纳部中。所述载体盒具有至少一个泵，并且所述主模块具有至少一个泵致动器，这些布置为使得当所述载体盒插入所述主模块的容纳部中时所述泵能够通过所述泵致动器而致动。

Description

模块化辐照设备和辐照方法

本发明涉及一种模块化辐照设备，包括主模块和至少一个载体盒(carriercassette)，其中载体盒可以插入主模块的容纳部(receptacle)中。载体盒包括至少一个泵，并且主模块包括至少一个泵致动器，该泵致动器以当载体盒插入主模块的容纳部中时泵能够通过泵致动器致动的方式布置。

电离辐射不仅在新疗法(高级治疗药物产品(advanced therapy medicinalproducts，ATMP))和个性化药物的药物生产过程中，而且在如致病液体的灭活和灭菌过程中被越来越多地使用。为了确保均匀的辐照，必须对液体施加恒定的剂量。在低能电子辐射的辐照过程中，例如，加速的电子随着穿透深度的增加而失去能量，从而深度剂量减小。因此，待处理的液体膜的层厚度应小于200μm。除了恒定的辐射参数之外，液体膜的恒定流动特性也是重要的，其中包括层厚度和流速。

处理ATMP时的另一个重要方面是避免交叉污染。特别是在生产个性化药物和/或处理低容量患者样本方面，标准化的一次性用品的使用(例如注射器、输液袋等)是有利的。

DE102016216573A1描述了使用旋转的不锈钢辊辐照液体薄膜。由于这涉及到与产品接触的溶液，因此无法确保不同患者样本之间没有交叉污染的快速变化。

本发明的目的是提供一种能够以最低可能的交叉污染风险有效地辐照流体样品的辐照设备和辐照方法。

所述目的通过根据权利要求1的模块化辐照设备和根据权利要求19的辐照方法来实现。相应的从属权利要求描述了根据本发明的模块化辐照设备和根据本发明的辐照方法的有利的改进。

本发明涉及一种具有模块化设计的辐照设备。所述辐照设备一方面包括作为模块的主模块，另一方面包括至少一个载体盒。模块最好是结构单元，在每种情况下，其部件在结构上彼此连接，并且可以一起处理，而不必分离模块的部件。

根据本发明，主模块包括至少一个容纳部，所述至少一个载体盒可以插入所述容纳部中，以便能够在不破坏的情况下被移除。载体盒可以优选地插入到容纳部中，而不必将载体盒的部件彼此分离并且不必将主模块的部件彼此分离。主模块和至少一个载体盒因此优选地配置为使得载体盒能够在载体盒的所有部件彼此连接并且主模块的所有部件彼此连接的状态下插入到主模块的容纳部中，并且不需要分离载体盒的一个或多个元件，也不需要分离主模块的一个或者多个元件。不同的模块(即特别是主模块和载体盒)可以作为一个整体来处理的事实可以被认为是本发明的模块化概念的表达。

根据本发明，载体盒具有至少一个暴露表面，至少一个辐照管线铺设在该暴露表面上。术语“暴露表面”最初应简单地解释为可由辐照源辐照的表面区域。在最简单的情况下，这也可能只是辐照管线本身的表面。例如，如果辐照管线是软管(hose)，则面向辐照源的软管表面可以被认为是暴露表面。然而，当暴露表面是引入辐照管线的表面区域时是优选的。

根据本发明，待辐照的流体可以在至少一个辐照管线中传导。流体可以例如是气体、或者优选地是液体，其中例如细胞的悬浮液可以同样被认为是本发明含义内的液体。流体管线可以是软管或通道，例如，其中通道被引入到暴露表面并且可以被至少部分地覆盖暴露表面的膜覆盖。

根据本发明，载体盒包括至少一个泵，所述泵通过第一流体管线连接到所述至少一个辐照管线。本文的泵可以理解为指通过其可以输送流体的装置。优选地，作用在流体上的那些元件被称为泵，即，例如特别是柱塞(plunger)和泵室，然而用于致动泵的致动器不应被认为是泵本身的一部分。

经由第一流体管线连接到至少一个辐照管线的至少一个泵在本文应理解为意味着，由于泵的致动，流体可以通过第一流体管线移动到辐照管线中，或者可以从辐照管线移出进入到第一流体管线中。因此，泵通过第一流体管线以流体传导方式连接到至少一个辐照管线。

根据本发明，主模块包括至少一个容纳部，所述至少一个载体盒可以插入所述容纳部中，以便能够在不破坏的情况下进行移除。特别优选地，所述至少一个载体盒能够在不分离主模块的部件和不分离载体盒的部件的情况下插入到所述至少一个容纳部中。因此，载体盒可以优选地作为一个整体插入到所述容纳部中。

根据本发明，主模块另外地包括至少一个泵致动器，所述泵致动器被布置成当相应的载体盒被插入到相应的容纳部中时能够由此致动载体盒的至少一个泵。将载体盒插入到容纳部中的过程可以包括多个步骤，例如，将载体盒放置到容纳部中并且闭合(例如锁定)，或者类似的其他步骤。特别地，插入过程可以包括步骤，其中，例如使泵致动器的泵联接元件与泵或泵的可致动元件接合。例如，在致动器和相应的泵之间插入连接元件也可以理解为插入过程的一部分。如果这些连接元件没有连接到主模块或载体盒，则它们将不被认为是两个模块中的任何一个的一部分。泵致动器对泵的可致动性最迟应在将载体盒插入容纳部的所有步骤完成时存在。

对于将至少一个泵布置在载体盒中并且将至少一个泵致动器布置在主模块处存在大量不同的选择，使得当载体盒插入到主模块的容纳部中时，泵可以通过泵致动器来致动。确切的实施例取决于泵的实施例以及泵致动器的实施例。例如，如果泵被配置为注射器，则泵致动器可以具有压力表面，例如，当载体盒被插入到容纳部中时，该压力表面变得抵靠注射器的注射器柱塞的端面，使得泵致动器能够利用压力表面推进注射器柱塞的端面，从而将注射器柱塞推入注射器筒中。作为替代方案或另外，泵致动器例如还可以包括夹持元件，当盒被插入到容纳部中时，夹持元件可以位于泵柱塞的端面后面抵靠泵柱塞的后侧，使得泵致动器可以将柱塞从注射器筒拉出。然而，这些实施例应仅被理解为用作示例。对于给定形式的泵，本领域技术人员将始终能够相应地选择致动器并布置致动器以便能够致动泵。

在本发明的有利实施例中，载体盒可以包括至少一个另外的泵，该泵通过第二流体管线连接到辐照管线。特别地，这种另外的泵可以有利地布置在辐照管线的与第一泵相对的相对端。以这种方式，流体可以从一个泵通过辐照管线被传导到另一个泵。当仅一个泵致动或仅在辐照管线的一侧上的泵致动时是足够的。另一侧的泵然后仅用作预备(provision)或接收容器，并且由流体本身推动。流体移动通过辐照管线的这些泵被致动的实施例是有利的。在这种情况下，流体因此通过辐照管线被吸入。在该过程中有利的是，流体不能通过泄漏点离开系统。也可以使用正压来输送流体。

在本发明的有利实施例中，泵致动器可以包括泵联接元件，该泵联接元件被布置成当盒被插入主模块时以形状锁定的方式与相应的泵的可移动元件接合。因此，在泵联接元件和泵的可移动元件之间形成形状配合，通过该形状配合，泵致动器可以在泵的可移动元件上施加力或转矩。在最简单的情况下，泵联接元件可以是支撑表面或压力表面，当致动器激活时，该支撑表面或压力表面可以推动泵的可移动元件。然而，泵的可移动元件也可以包括例如突出物，其中泵联接元件然后可以例如包括突起或叉，该突起或叉以泵的可移动元件可以在突出物的方向被致动的这种方式接合在突出物的后面。例如，当载体盒被插入主模块的容纳部中时，泵联接元件和泵的可移动元件也可能形成接合部，例如燕尾接合部。

在本发明的有利实施例中，所述至少一个载体盒可以包括至少一个阀，所述至少一个阀布置在至少一个流体管线中，并且通过所述阀可以控制经由该流体管线连接到辐照管线的相应的泵与辐照管线之间的流体流动。布置在流体管线中的阀应理解为指该阀布置在流体管线的一端或连接在流体管线的两部分之间，其中，流体管线的一部分然后布置在阀的一个端口处，而流体管线的另一部分则布置在阀的另一个端口处。通过流体管线的流体的流动因此通过阀发生。

在本实施例中，主模块优选地包括用于一个、多个或全部阀的各自的阀致动器，阀致动器在每种情况下被布置成使得能够在载体盒被插入主模块的相应容纳部中时调节相应的阀。以这种方式，通过将载体盒插入到容纳部中，以产生阀可以由阀致动器致动的状态。阀致动器然后可以有利地被自动控制，使得载体盒中的流体流动可以经由阀被自动控制。

至少一个泵致动器和/或至少一个阀致动器可以有利地是电致动器、气动致动器、液压致动器或磁致动器。

所述至少一个阀包括旋塞(stopcock)的实施例是有利的，通过旋塞，阀可以被调节，以控制流体的流动。在这种情况下，当载体盒被插入到容纳部中时，与该阀接触的相应的阀致动器可以以调节阀的力或调节阀的扭矩可以通过阀致动器被施加在旋塞上的方式连接到旋塞。有利地，当载体盒被插入到容纳部中时，在联接元件和相应的阀的旋塞之间可以产生形状配合。有利地，当载体盒被插入主模块中时，联接元件然后可以与相应的阀的旋塞接合。同样，存在关于如何将阀通过其旋塞而联接到联接元件的多种选择。本发明的此实施例不限于特定形式的联接或特定布置。例如，阀可以以阀布置在载体盒外侧的方式布置在载体盒中，并且阀旋塞被引导离开载体盒到外侧。然后，阀致动器可以布置在主模块处，从而当载体盒插入到容纳部中时围绕载体盒存在的区域。如果在插入状态下，阀旋塞在每种情况下都与相应的致动器布置在相同的高度和相同的方向，则阀旋塞和致动器可以彼此接合。然而，本实施例应仅被理解为一个示例，并且其它布置是容易实现的。

在本发明的有利实施例中，至少一个阀中的至少一个可以是具有三个端口的三通阀。三个端口中的一个端口可以有利地连接到流体管线之一，该流体管线通向辐照管线，另外两个端口可以各自连接到泵。以这种方式，三通阀允许在一个泵连接到辐照管线的状态和另一泵连接到辐照管线的状态之间切换。因此，可以在载体盒中提供多个泵，这些泵包括例如不同的流体，其可以在不同的时间被引导通过辐照管线，并且可以通过定位阀在这些泵之间进行切换。

本发明通常可以用任何类型的泵来实现。然而，至少一个泵包括流体腔室和柱塞的实施例是优选的，其中柱塞以流体密封的方式密封流体腔室并且可以在流体腔室中移位。特别地，流体腔室可以有利地是圆柱形的，并且柱塞可以具有端面，柱塞与该端面界定流体腔室，并且该端面的形状基本上与流体腔室的底表面相同。当所述至少一个载体盒插入到相应的容纳部中时，各自的泵致动器可以接合在泵的柱塞上。结果，通过泵致动器，可以在柱塞的位移方向上产生力。

在有利的实施例中，泵可以是注射器，并且特别优选地是可更换的塑料注射器。以这种方式，可以在辐照之前或之后将一种或多种流体容纳在相应的注射器中，并且可以在使用之后处置注射器。结果，由于注射器可以作为受污染的部件进行处置，因此可以建立系统的无菌性。

在本发明的特别有利的实施例中，载体盒可以包括连接到第一流体管线的两个泵和连接到第二流体管线的三个泵。在本实施例中，例如，在连接到第二流体管线的三个泵中可以提供待移动通过辐照管线的流体，并且连接到第一流体管线的两个泵一方面可以用作辐照流体的接收容器，另一方面可以用作废弃物的接收容器。

在有利的实施例中，例如，消毒剂可以在连接到第二流体管线的泵中的第一泵中提供，细胞培养基可以在三个泵中的第二泵中提供，细胞悬浮液可以在三个泵中的第三泵中提供。然后，例如通过三通阀，可以将包括消毒剂的泵连接到辐照管线，并将消毒剂泵送通过辐照管线。在第一流体管线的一侧，例如同样通过三通阀，用于废物的注射器可以连接到辐照管线。然后，消毒剂通过辐照管线被输送到用于废物的泵中。然后，在第二流体管线的一侧，例如通过三通阀，可以将包括细胞培养基的注射器连接到辐照管线，并且可以将细胞培养基输送通过辐照管线。该细胞培养基也可以例如被输送到第一流体管线的一侧的用于废物的泵中。然后，在第二流体管线的一侧，可以将包括细胞悬浮液的泵连接到辐照管线，并且通过辐照管线输送细胞悬浮液，例如，然后可以将辐照管线暴露于辐照。在第一流体管线的一侧，用于处理后的流体的泵然后可以连接到辐照管线，使得辐照后的细胞悬浮液被输送到该泵中。

在本发明的一有利的实施例中，主模块可以包括主模块表面，该主模块表面相对于容纳部布置成当载体盒插入到主模块的相应容纳部中时，主模块表面和载体盒的暴露表面共平面。由于该主模块表面，可以防止来自辐射源的辐射影响主模块的和/或载体盒的不暴露于辐射的其他元件。暴露表面和主模块表面优选地被配置为使得只有辐照管线暴露于辐照。有利地，载体盒的暴露表面可以优选地完全填充主模块表面上的开口，使得该开口的内边缘抵靠暴露表面的外边缘。

在一特别有利的实施例中，主模块对于这些泵中每一个恰好包括一个致动器，这些泵设置为接收已经通过辐照管线的流体。在本实施例中，对于那些提供流体以便引导通过辐照管线的泵，没有提供致动器。在本实施例中，流体通过辐照管线被吸入，从而实现流体的输送。这是有利的，因为防止了流体通过潜在的泄漏点排出。

在本发明的一个有利的实施例中，主模块可以包括两个可折叠的侧部，用于至少一个载体盒的容纳部通过这两个侧部可以有利地闭合。因此，相应的载体盒可以最初插入到容纳部中，并且通过将可折叠的侧部折叠到闭合位置可以继续或完成插入过程。特别有利的是，可折叠的侧部可以包括几个或全部的致动器和/或泵致动器。此处特别优选的是，经由第一流体管线连接到辐照管线的泵和/或阀可以通过而其被驱动的那些致动器设置在一个侧部时，经由第二流体管线连接到辐照管线的泵和/或阀可以通过其而被驱动的那些致动器设置在另一个侧部。当连接到第一和第二流体管线的泵被布置在载体盒的相对两半上时，这种布置特别有用。在闭合状态下，两个侧部然后可以在与辐照管线相交并且优选地将辐照管线切成两半的平面处交汇，并且该平面位于连接到第一流体管线的泵和连接到第二流体管线的泵之间。

在本发明的一有利实施例中，载体盒可以包括流体芯片。该流体芯片可以包括基体，其具有基体暴露表面，在该基体暴露表面中可以体现至少一个辐照管线。基体暴露表面可以提供载体盒的暴露表面或者是载体盒的暴露表面的一部分。然后，至少一个辐照管线可以有利地是通道或包括至少一个通道的通道结构。基体可以包括与第一流体管线连接的第一流体连接部(connection)和与第二流体管线连接的第二流体连接部。流体连接部可以以任何可能的方式配置，例如作为插头连接部；然而，本实施例还应涵盖基体和第一和/或第二流体管线具有整体设计的实施例。本文的流体连接部将简单地是对应的流体管线和通道结构之间的过渡。

基体可以另外地包括膜，其布置在基体暴露表面上并覆盖通道结构。膜可以覆盖通道结构，使得密封通道结构以防止流体流出到基体暴露表面上。膜优选地至少在形成通道结构的那些区域中存在于暴露表面上。

例如，聚乙烯块可以用作基体，其例如可以被注射成型。例如，膜可以包括PET-PE膜，或者可以是PET-PE膜等等。

在一有利的实施例中，通道结构可以包括多个通道，多个通道在各自的流体连接部中会聚于在通道的各自的端部处。因此，通道可以在一个流体连接部处与通道的一端会聚，并且可以在另一流体连接部部与通道的另一端会聚。一种实施方式是特别有利的，其中，通道在每种情况下在通道的端部成对地会聚在共享通道中，并且共享通道在每种情况下又成对地会聚到共享通道中直到恰好两个共享通道会聚在一个流体连接部中。从各自的流体连接部开始，通道的树形结构可以导致这样的过程，其中，各个通道分裂成两个通道，直到分裂通道通向在暴露表面上延伸的长通道，并且在另一侧，又通向优选地具有相同设计的树形结构，其中它们再次结合到另一流体连接部。通道的长截面优选地以直的方式并且彼此平行地延伸。

基体优选地可以是整体块，例如注射成型部件，通道结构被压花和/或切割到该整体块中。切割应理解为意味着任何机械加工操作，即例如雕刻(carving)、雕版(engraving)、铣削等。

膜可以有利地具有小于或等于80μm的厚度，优选地小于或等于60μm和/或大于或等于1μm的厚度，优选地大于或等于10μm的厚度。膜例如可以有利地是聚乙烯膜。

至少一个通道可以有利地被压入到流体芯片的基体中，压入深度小于或等于300μm，优选地小于或等于200μm和/或优选地大于或等于10μm，优选地大于或等于50μm。这些深度对于低能量电子辐射的辐照尤其有利，因为在这些深度处确保了在通道中流动的流体在整个深度上暴露于辐照。

有利的是，通过压入基体并通过膜密封的通道来产生流体芯片，因为这种结构可以成本效益高地作为一次性元件生产。

本发明还涉及一种用于辐照流体的辐照方法。在该方法中使用例如上文所述的模块化辐照设备。辐照方法提供了模块化辐照设备的至少一个载体盒中的至少一个被插入到主模块中，然后，任选地此后，任选地紧接着此后，用电离辐射辐照至少一个载体盒的暴露表面，同时将待辐照的流体移动通过所述至少一个辐照管线，然后，任选地此后，任选地紧接着此后，从主模块移除载体盒。

由于这个过程非常有效，因此其是有利的。载体盒可以通过用流体填充相应的泵、然后在短时间内将其插入主模块、进行辐照和流体输送、并再次移除载体盒来制备。有利地，可以使用多个载体盒，然后可以单独地制备载体盒并将其连续快速地插入主模块中以进行辐照。特别有利的是，载体盒可以完全设计为一次性元件，因为它们不包含复杂的致动器。以这种方式，它们可以在去除处理过的流体后被处理掉，而不必消毒。由于流体从不与主模块接触，因此可以防止不同载体盒中的流体之间的交叉污染。以这种方式可以有效地辐照大量单独的流体样品。

如果提供多个载体盒，则本方法可以以这样的方式执行，即在各个的先前载体盒已经从主模块移除之后，将至少一个另外的载体盒插入主模块一次或多次，然后用电离辐射辐照该至少一个另外的载体盒的暴露表面，而待辐照的流体移动通过该另外的载体盒的至少一个辐照管线。

一个特别有利的程序可以提供，在至少一个载体盒被插入主模块之后，并且在待辐照的流体被移动通过辐照管线之前，消毒剂被移动通过辐照管线。以这种方式，可以确保待辐照的流体在辐照期间保持无菌。

一个有利的程序可以另外提供，在至少一个载体盒被插入主模块之后，且在待辐照的流体被移动通过辐照管线之前，和/或在待辐照流体被移动通过辐照管线之后，细胞培养基被移动进入和/或通过辐照管线。特别地，当细胞培养基在潜在消毒剂之后移动通过辐照管线时是有利的，因为通过这种方式可以防止待辐照的流体与消毒剂混合。

当通过辐照管线的流体输送被实现时，相应的泵产生负压是有利的。因此，流体在每种情况下都通过辐照管线被吸入。因此，可以防止流体意外流出。

根据本发明的方法特别有利的用于辐照细胞悬浮液、病毒悬浮液、培养基、血清和/或血液样品。因此，待辐照的流体可以有利地包含细胞悬浮液或是细胞悬浮液。

特别有利的是，电离辐射，特别是电子和/或UV辐射可以用于辐照。因此，辐照源可以是电子源或UV辐射源。

本发明将在下文中通过基于一些附图的示例来描述。附图中所示的特征也可以独立于相应的示例来实现，并且可以在各种示例中彼此组合。

在附图中：

图1A、1B、1C示出模块化辐照设备；

图2A、2B、2C示出模块化辐照设备；

图3A、3B、3C示出包括主模块的一些元件的载体盒；

图4A、4B、4C示出包括主模块的元件的载体盒；

图5A、B示出载体盒；

图6A、B示出流体芯片；

图7A、7B、7C示出示例性的示意性设备，在该设备中可以执行用于辐照流体的方法；

图8示出示例性的示意性设备，在该设备中可以执行用于辐照流体的方法；

图9示出示例性的示意性设备，在该设备中可以执行用于辐照流体的方法；和

图10示出示例性的示意性设备，在该设备中可以执行用于辐照流体的方法。

图1A、1B和1C示出了根据本发明的模块化辐照设备，其包括主模块1和载体盒2。在图1A中，载体盒2未布置在主模块中，因此未示出。在图1B和1C中，载体盒2被插入到主模块的容纳部3中。图2A、2B和2C分别以侧视图示出了图1的辐照设备。载体盒2具有暴露表面4，暴露表面4上铺设至少一个辐照管线13，这在图3、4和5中是显而易见的。待辐照的流体可以被引导通过辐照管线13。

载体盒2还包括至少一个泵5a、5b，该泵经由流体管线连接到辐照管线13。除了容纳部3之外，载体盒2可以被插入到容纳部3中从而可以在没有破坏的情况下被拆卸，主模块1还包括用于每个泵5a、5b的至少一个泵致动器6a、6b，当载体盒2被插入容纳部3时，相应的泵5a、5b可以通过泵致动器6a、6b被致动。在图1和图2所示的示例中，提供了两个泵5a、5b，本文它们配置为注射器。因此，主模块2包括致动器6a、6b，本文致动器6a、6b是线性致动器。

图1A和2A示出了在每种情况下没有插入的载体盒2的主模块。图1B和2B示出了在每种情况下具有插入的载体盒2的主模块1。在这些示例中，主模块1包括两个可折叠的侧部7a、7b，两个可折叠的侧部7a、7b包括阀致动器8a、8b以及线性致动器6a和6b。此外，载体盒2还包含包括阀旋塞9a、9b的阀，通过该阀可以控制泵5a、5b和辐照管线13之间的流体流动。线性致动器6a、6b以及阀致动器8a和8b被布置在主模块1处，以便接合在泵5a、5b和阀旋塞9a、9b上，从而当侧部7a、7b在载体盒2被插入之后被闭合时，泵5a、5b和阀旋塞9a、9b能够被致动。在图1C和2C所示的例子中，泵5a由致动器6a操作，而泵5b不被致动，而是用作流体的储存器。致动器6b致动布置在泵5a后面的泵(图中未示出)。

在本文泵5a、5b配置为注射器，每个泵5a、5b包括在圆柱形圆筒中运行的柱塞。在所示的示例中，注射器被布置成具有垂直的柱塞运动方向，并且以其出口开口通向上端处的阀9a、9b。

主模块1被配置为包括四个平行杆的连杆机构，平行杆被垂直地定位并承载主模块表面10，主模块表面10朝向顶部闭合主模块。载体盒2具有暴露表面11，当载体盒2插入容纳部3中时，暴露表面11相对于主模块表面10共平面。可折叠的侧部7a、7b布置在主模块1的平行杆处，并且可围绕其旋转，从而折叠成图1C和2C所示的闭合状态。

图3A、3B和3C以示例的方式详细示出了如图1和2中所示的载体盒2。载体盒包括四个泵5a、5b、5c、5d，其中三个是可见的。泵再次被配置为注射器。泵5b和5c经由阀9a和9b以及流体管线12连接到辐照管线13，此处辐照管线13被配置为流体芯片14中的通道结构。此处载体盒包括支撑结构15，注射器5a、5b、5c、5d可移除地插入支撑结构15中。注射器5a、5b、5c、5d的圆筒轴线彼此平行地设置。

此处阀9a、9b是三通阀，其可以通过阀旋塞调节。图3A、3B、3C示出了阀致动器8a、8b，其通过联接元件能够接合在阀9a、9b的旋塞上并且能够旋转这些旋塞。致动器8a、8b是旋转致动器。致动器8a、8b不是载体盒2的一部分，而是主模块1的一部分。为了清楚起见，主模块的其它部件在图3中未示出。图3A、3B和3C示出了相对于阀9a、9b处于不同位置的阀致动器8a、8b。这些位置形成可折叠的侧部7b的布置有阀致动器8a、8b的侧部的闭合。图3C示出了闭合状态以及由箭头指示的阀致动器8a、8b对阀9a、9b的旋转致动。阀致动器8a、8b以形状锁定的方式将扭矩传递到阀9a、9b。在所示的示例中，阀致动器8a、8b的联接元件可以具有阀9a、9b的旋塞的反面形状(negative shape)。然而，应注意的是，阀也可以通过气动、液压、电力、磁力或其他方式进行调节。可旋转的阀的使用也仅仅是示例性的选择。

图4A、4B、4C示出了图3所示的载体盒绕竖轴线(vertical axis)旋转90°。结果，在图3中不明显并且布置在与其平行的其它泵5a、5b、5c旁边的泵5d变得可见。此外，此处阀9c是显而易见的，通过阀9c，泵5a连接到辐照管线13。除非本文另有说明，否则对图3的描述也适用于图4。

除了载体盒2之外，图4示出了元件6a、6b，元件6a、6b是泵致动器的一部分并且因此是主模块1的一部分。在主模块1中，此处仅示出了阀致动器6a、6b的接合在泵上的部件，而为了清楚起见，隐藏了主模块1的所有其它部件。图4A、4B和4C示出了当主模块的可折叠的侧部7a闭合时泵致动器6a、6b相对于载体盒2的位置。

每个泵致动器6a和6b具有凹部61a和61b。注射器5a具有突出于注射器5a的柱塞的柱塞杆的端面51a。较小的注射器5e相应地具有突出超过该注射器的柱塞的端面51e。在图5A至5C的过程中，侧部7a被闭合，并且致动器6a、6b朝向注射器5e和5a移动。在图4C所示的闭合状态下，致动器6a的开口61a接合在注射器5e的端面51e的后面，使得注射器可以通过致动器6a进行填充，如图4C中的箭头所示。同时，致动器6b的凹部61b接合在注射器5a的端面51a的后面，使得注射器5a可以通过致动器6b进行填充，如图4C中由相应的箭头所示。

图5A和5B再次以放大的形式、透视图和侧视图示出了图3和图4中所示的载体盒。注射器5a通过三通阀9c连接到流体管线12a，流体管线12a又连接到流体芯片12的流体连接部，辐照管线13被引入到该流体芯片中。注射器5d经由另一流体管线12b连接。关于进一步的设计，将参考图3和图4的描述。

图6以示例的方式示出了可以在图1至图5中使用的流体芯片14。流体芯片14可以制成整体块，例如由聚乙烯制成，辐照管线13被压花或切割到该整体块中。流体芯片14具有基底表面暴露表面16，辐照管线13以通道结构的形式压花到该基底表面暴露面16中。通道结构13终止于流体连接部15a和15b处。从流体连接部15a开始，通道结构最初分成两个通道，然后每个通道又分成两个通道。然后，这些通道分别都再次分成两个通道，并以这种方式形成总共八个平行的直的通道部分。在相对端，直的通道部分再次成对地结合，直到它们通向共享的流体连接部15b。在所示的示例中，流体连接部15a和15b在垂直于基体暴露表面16的方向上，即在远离基体暴露表面16的方向上被向下引导离开流体芯片，并且可以在那里连接到流体管线12a、12b。在所示的示例中，基体暴露表面16被膜17覆盖，膜17密封通道结构13以防止流体流到基体暴露表面16上。

图7A、7B、7C和7D以示例的方式示出了根据本发明的方法如何能够在本发明的模块化辐照设备中实施。为了清楚起见，图7A、7B、7C、7D仅示出了注射器5a、5b、5c、5d、5e、阀9a、9b、9c和包括辐照管线13的流体芯片14。这些元件可以如图1至图6所示配置。图7中的元件的布置在此仅应被理解为示意性地起作用。

此处阀9a、9b、9c是三通阀，通过三通阀可以切换注射器5a至5e中的哪一个以流体传导的方式连接到流体芯片14。注射器5a和5b通过三通阀9a经由第一流体管线12a连接到流体芯片14的第一流体连接部，并且注射器5c、5d、5e通过三通阀9b和9c经由第二流体管线12b连接到流体芯片14的第二流体连接部。

在下文中，例如，假定注射器5a用于接收辐照过的流体，注射器5b用于接收废弃流体，注射器5c包含细胞悬浮液，注射器5d包含细胞培养基，并且注射器5e包含消毒剂，例如乙醇。

在微流体芯片14已经被生产和密封之后，微生物等可以存在于辐照管线13中。因此，流体芯片14应当有利地被消毒。为此，如图7A所示，三通阀9a被切换，以便在废弃物注射器5b和流体芯片14之间建立连接。此外，三通阀9b和9c被配置以关闭注射器5c和5d，并在注射器5e和流体芯片14之间建立流体传导连接。目前注射器5b被填充，由此作为消毒剂的流体从注射器5e中吸出并引导通过流体芯片14。

在图7B所示的下一步骤中，三通阀9a的位置保持不变，使得废弃物注射器5b继续连接到流体芯片14。三通阀9c以注射器5d以流体传导方式连接到流体芯片14的方式定位，注射器5d通过三通阀9c与流体芯片连接。三通阀9b在注射器5c处的位置保持不变。目前废弃物注射器5b继续被进一步填充，其结果是，流体(此处是细胞培养基)从注射器5d吸出进入流体芯片14并通过流体芯片14。

在图7C所示的下一步骤中，目前第一流体管线12a处的阀旋塞9a被定位成使得注射器5a以流体传导的方式连接到第一流体管线12，从而连接到流体芯片14中的辐照管线13。此外，三通阀9b被定位成使得注射器5d和5e与第二流体管线12b断开、并且包括细胞悬浮液的注射器5c以流体传导的方式连接到辐照管线13。此外，辐照源18被激活，其将放射线发射到暴露表面和辐照管线13上。同时，注射器5a被填充，由此来自注射器5c的细胞悬浮液被抽吸通过流体芯片14并在注射器5a中被接收。在辐照完成之后，三通阀9b可以任选地以注射器5d再次连接到辐照管线13的这种方式配置。以这种方式，通过进一步填充注射器5a，可以用细胞培养基冲洗通道结构13，以便将尽可能多的被辐照的细胞从流体芯片14冲洗到注射器5a中。

如果需要，随后可以再次用来自注射器5e的乙醇冲洗流体芯片14。该配置反过来对应于图7A中所示的配置。注射器5b再次被填充，由此消毒剂从注射器5e被吸入通过流体芯片14。

图8以示例的方式示出了本发明的非常简单的实施例，其中仅提供一个用于辐照过的样品的注射器5a和一个用于细胞悬浮液的注射器5b。注射器5a经由第一流体管线12a连接到流体芯片14的流体连接部，并且注射器5b经由流体管线12b连接到流体芯片14的第二流体连接部。在本实施例中，辐照设备不必包括阀。辐照所需的全部是激活辐照源18(此处未示出)，然后填充注射器5a，从而将来自注射器5b的细胞悬浮液通过通道结构13输送到注射器5a中。

图9示出了本发明的另一个简单实施例，其中，经由流体管线12a在流体芯片14的第一流体连接部处再次仅布置一个用于辐照过的样品的注射器5a。一方面包括细胞悬浮液的注射器5b和另一方面包括细胞培养基的注射器5c经由第二流体管线12b和三通阀9b连接到第二流体连接部。类似于图7所示，细胞悬浮液最初可以根据填充注射器5a而从注射器5b被抽吸通过流体芯片14。为此，切换三通阀以便在注射器5b和流体芯片14的流体连接部之间建立连接。在辐照之后，三通阀9b可以进行切换，以便在包括细胞培养基的注射器5c和流体芯片14之间建立连接，同时关闭注射器5b。如果注射器5a随后被进一步填充，则用细胞培养基冲洗流体芯片14的通道结构13，并且以这种方式从通道结构13移除尽可能多的细胞。

图10示出了图7所示情形的一种变型。图10与图7的不同之处在于，不同于图7中的注射器5d，四个注射器5ca、5cb、5cc和5cd的布置设置在相应的阀9b处，且通过三通阀59a、59b、59c连接到阀9b。可以在注射器5ca、5cb、5cc中提供不同的悬浮液，这些悬浮液可以被引导通过通道结构13。此外，使用注射器5cd，可以另外提供细胞悬浮液，其可以用于冲洗连接到阀旋塞9b的系统。通过定位阀59a、59b、59c，注射器5ca、5cb、5cd和5cd可以选择性地连接到阀9b。然后，该方法可以类似于图7中所示的方法进行。

本发明允许对流体安全和无菌的辐照。例如，微流体芯片14可以由作为注射成型部件的聚乙烯制成，并且随后用PET/PE膜密封。薄膜密封(例如＜60μm)有助于确保只有一小部分的辐射被薄膜吸收。与细胞悬浮液接触的所有部件可以有利地设计为一次性部件，特别是流体芯片14和注射器5。由于包括主模块和载体盒的模块化概念，可以生产多个载体盒并并行装载它们。通过这种方式，过程准备变得可并行化。可以自动对系统行排气，以避免可能的弹性和与之相关的流量变化。泵和辐照管线之间的路径优选地保持短，从而不会产生额外的弹性(例如由于硅树脂软管)，这可能导致出现流速的变化。此外，死体积可以保持较小，这是生产个性化药物时的主要优点。可以精确地设置和控制辐照管线中的流体的层厚度和流速。

Claims (25)

1.一种模块化辐照设备，包括：

主模块；和

至少一个载体盒，

所述载体盒包括：

暴露表面，在其上铺设至少一个辐照管线，待辐照的流体在所述至少一个辐照管线中是可传导的，

以及至少一个泵，其经由第一流体管线连接到所述至少一个辐照管线，以及

所述主模块包括：

至少一个容纳部，所述至少一个载体盒能够插入所述至少一个容纳部中，以便能够在不破坏的情况下被移除，以及

至少一个泵致动器，其布置成当所述至少一个载体盒被插入到相应的容纳部中时能够由此致动所述至少一个泵。

2.根据前一项权利要求所述的模块化辐照设备，其中，所述载体盒包括至少一个另外的泵，所述至少一个另外的泵经由第二流体管线连接到所述辐照管线。

3.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中，所述泵致动器包括泵联接元件，所述泵联接元件布置成当所述载体盒被插入所述主模块时以形状锁定的方式与对应的至少一个泵的可移动元件接合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中

所述至少一个载体盒包括至少一个阀，所述阀布置在至少一个所述流体管线中，并且通过所述阀能够控制经由所述流体管线连接到所述辐照管线的相应的泵与所述辐照管线之间的流体流动，并且

所述主模块包括用于一个、多个或全部所述至少一个阀的各自的阀致动器，所述阀致动器在每种情况下布置成在当所述至少一个载体盒布置在相应的容纳部中时能够调节相应的阀。

5.根据前一项权利要求所述的模块化辐照设备，其中，所述至少一个阀包括旋塞，通过所述旋塞能够调节所述阀，以控制流体的流动，

相应的阀致动器包括联接元件，所述联接元件能够联接到所述旋塞，使得能够通过所述阀致动器将调节所述阀的力或调节所述阀的扭矩施加在所述旋塞上，以及

所述联接元件布置成当所述载体盒插入所述主模块时与所述旋塞接合。

6.根据前述两项权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中，所述至少一个阀包括或是具有三个端口的三通阀，所述流体管线之一连接到所述端口中的第一端口，所述至少一个泵连接到所述端口中的第二端口，并且另外的所述泵连接到所述端口中的第三端口。

7.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中，所述至少一个泵包括流体腔室和柱塞，所述柱塞以流体密封的方式密封所述流体腔室并且在所述流体腔室中能够移位，

当所述至少一个载体盒插入到相应的容纳部中时，所述至少一个泵致动器接合在所述泵的柱塞上，并且通过所述泵致动器在所述柱塞的位移方向上产生力。

8.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中，所述至少一个泵是注射器，优选地是可更换的塑料注射器。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的模块化辐照设备，其中，所述载体盒包括连接到所述第二流体管线的三个泵和连接到所述第一流体管线的两个泵。

10.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中，

所述主模块包括主模块表面，并且当所述载体盒插入到所述主模块的相应的容纳部中时，所述载体盒的暴露表面和所述主模块表面共平面。

11.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中

所述主模块对于每个泵恰好包括一个致动器，所述致动器连接到所述流体管线之一，其能够优选地用作流体的排出管线，相应的泵通过所述致动器能够被致动。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的模块化辐照设备，其中

所述主模块包括两个可移动和/或可折叠的侧部，

优选地，经由所述第一流体管线连接到所述辐照管线的泵能够通过其被致动的那些致动器设置在所述侧部中的一个侧部，并且经由所述第二流体管线连接到所述辐照管线的泵能够通过其被致动的那些致动器设置在所述侧部中的另一个侧部。

13.根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备，其中

所述载体盒包括流体芯片，

所述流体芯片包括基体，

所述基体包括基体暴露表面，在所述基体暴露表面中形成所述至少一个辐照管线，所述至少一个辐照管线是包括至少一个通道的通道结构，

所述基体还包括与所述第一流体管线连接的第一流体连接部和与所述第二流体管线连接的第二流体连接部，

所述基体还包括膜，其布置在所述基体暴露表面上并覆盖所述通道结构，

所述膜密封所述通道结构以防止流体流到所述基体暴露表面上。

14.根据前一项权利要求所述的模块化辐照设备，其中，所述通道结构包括多个通道，所述多个通道在其各自的端部会聚于各自的流体连接部中。

15.根据前一项权利要求所述的模块化辐照设备，其中，所述通道在其端部处分别成对地会聚成组合通道，并且所述组合通道又在每种情况下成对地会聚成组合通道，直到恰好两个组合通道会聚到所述流体连接部之一中。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的模块化辐照设备，其中，所述基体是整体块，优选地是注射成型部件，所述通道结构被压花和/或切割到所述整体块中。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的模块化辐照设备，其中所述膜具有小于或等于80μm的厚度，优选地具有小于或等于60μm的厚度，和/或具有大于或等于1μm的厚度，优选地具有大于或等于10μm的厚度；和/或为聚乙烯膜。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的模块化辐照设备，其中所述至少一个通道的深度小于或等于300μm，优选地小于或等于200μm和/或优选地大于或等于10μm，优选地大于或等于50μm。

19.一种用于辐照流体的辐照方法，

在根据前述权利要求中任一项所述的模块化辐照设备中，

所述至少一个载体盒中的至少一个插入所述主模块中，

此后，用电离辐射辐照所述至少一个载体盒的暴露表面，同时将待辐照的流体移动通过所述至少一个辐照管线，并且此后将所述载体盒从所述主模块移除。

20.根据前一项权利要求所述的辐照方法，其中，在从所述主模块移除各自先前的载体盒之后，将至少一个另外的载体盒插入所述主模块一次或多次，然后用电离辐射辐照所述至少一个另外的载体盒的暴露表面，同时待辐照的流体移动通过该另外的载体盒的至少一个辐照管线。

21.根据前述两项权利要求中任一项所述的辐照方法，其中，

在所述至少一个载体盒已经插入所述主模块之后，并且在所述待辐照的流体移动通过所述辐照管线之前，消毒剂移动穿过所述流体芯片的通道结构。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的辐照方法，其中，在所述至少一个载体盒已经插入所述主模块之后，并且在所述待辐照的流体移动通过所述辐照管线之前，和/或在所述待辐照的流体移动通过所述通道结构之后，将细胞培养基移动到所述通道构造中。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的辐照方法，其中通过所述辐照管线的流体传输是通过相应的泵中产生负压来实现的。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的辐照方法，其中所述待辐照的流体包括或是细胞悬浮液、病毒悬浮液、培养基、血清和/或血液样品。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的辐照方法，其中所述电离辐射是电子或UV辐射。