CN117487751A - 用于外周血单核细胞的自动化制备方法及自动化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及细胞制备技术领域,具体提供一种用于外周血单核细胞的自动化制备方法及自动化设备,旨在解决现有外周血单核细胞制备过程时间跨度长,步骤较多,且大量任务需要人工完成,增加了劳动强度,且人工操作提高了细胞污染风险的问题。为此目的,本发明的自动化制备方法包括:将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中;对所述样本悬液进行离心操作,并在离心操作后将分离的上层液体移液去除以获得目标细胞沉淀;并向其内加入培养液A并进行细胞重悬以获得初级细胞液。本发明提供的自动化制备方法全程均为自动化操作,能够全程不间断运行,相比传统人工操作提高细胞制备效率;降低对生产环境的要求以及降低了细胞污染风险。
Description
技术领域
本发明涉及细胞制备技术领域,具体提供一种用于外周血单核细胞的自动化制备方法及自动化设备。
背景技术
目前人工进行PBMC(外周血单核细胞)分离、培养和制剂的主要步骤是:(1)在离心管中预置一定量的PBMC分离液Ficoll;(2)按照比例将稀释血液沿离心管壁缓慢加入至离心管中,使血液位于分离液上方,并且界面清晰明显;(3)水平离心500g×10分钟(可根据淋巴细胞分离液Ficoll或离心机转子要求调整);(4)离心后可看见管内分为四层,从上到下依次为血浆、单个核细胞+血小板、分离液、红细胞;(5)使用移液器插入至白膜层,吸取PBMC,置入另一洁净离心管中。加入适量PBS清洗2次,300g×10分钟;(6)PBMC分离完成后进入接种培养流程,37℃,5%CO2,每隔两天进行细胞计数、PH检测,根据细胞密度加入适宜培养液量;(7)X天质检完成后,进行制剂灌装。整个细胞制备过程时间跨度长,步骤较多,且步骤中的大量任务需要人工完成,增加了劳动强度,而且人工操作提高了细胞污染的风险。
因此,本发明需要提供一种新的用于外周血单核细胞的自动化制备方法及自动化设备来解决上述技术问题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题,即,解决现有PBMC(外周血单核细胞)细胞制备过程时间跨度长,步骤较多,且步骤中的大量任务需要人工完成,增加了劳动强度,而且人工操作提高了细胞污染风险的问题。
为此目的,在第一方面,本发明提供一种用于外周血单核细胞的自动化制备方法,所述自动化制备方法包括:
将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中;
对所述样本悬液进行离心操作,并在离心操作后将分离的上层液体移液去除以获得目标细胞沉淀;
向所述目标细胞沉淀内加入培养液A并进行细胞重悬以获得初级细胞液;
将所述第一离心管内的所述初级细胞液转移至培养容器中,并将培养容器放置在培养箱内进行静置培养并记录培养时间;
每间隔预设培养时间获取一次所述培养容器内的PH值和细胞总数;
根据每次获取的所述培养容器内的细胞总数和当前培养时间确定向所述培养容器中加入与其对应体积和对应种类的培养液B,以得到中级细胞液;
在所述培养时间达到最终设定培养时间时取出培养容器以获得终级细胞液。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,所述自动化制备方法还包括:提纯所述终级细胞液以得到最终产品,将所述最终产品收集在样品袋中用于制剂灌装。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,“提纯所述终级细胞液以得到最终产品”的步骤具体包括:
将所述终级细胞液分装至多个培养瓶中;
获取每个所述培养瓶中的所述终级细胞液的细胞总数,并根据所述培养瓶中的细胞总数加入对应体积的缓冲液;
将加入所述缓冲液的终级细胞液分装至多个第二离心管中并分别进行离心重悬操作以获得最终产品。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,“将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中”的步骤具体包括:
将外周血样本液和分离液加入离心杯中进行离心操作以得到第一中间细胞液;
向所述第一中间细胞液中加入洗涤液进行洗涤以得到第二中间细胞液;
将所述第二中间细胞液与细胞稀释液混合重悬以得到样本悬液;
将离心杯中的所述样本悬液转移至第一离心管中。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,所述离心杯与所述第一离心管之间通过软管连通,所述软管固定在所述第一离心管的管盖上,所述自动化制备方法还包括:
将所述软管通过热合工艺进行封闭以得到封闭区域;
切割所述封闭区域以将所述软管与所述第一离心管分离。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,所述自动化制备方法还包括:
获取每次加入培养液B后的所述中级细胞液总体积和当前所用的培养容器的容量值;
获取所述容量值与所述中级细胞液总体积的差值;
如果所述差值小于等于第一预设值,则在下一次加入培养液B之前将当前所用的培养容器内的中级细胞液转移至容量级别高一级的培养容器内。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,所述自动化制备方法还包括:在对样本悬液进行离心操作之前获取样本悬液的细胞总数并进行记录。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,“获取样本悬液的细胞总数”的步骤具体包括:
提取第二设定量的样本悬液进行细胞计数以获得细胞密度,根据所述细胞密度计算得到剩余所述样本悬液内的细胞总数。
在上述用于外周血单核细胞的自动化制备方法的具体实施方式中,所述自动化制备方法还包括:
在培养完成后将涉及的数据汇总生成数据表单进行存储。
在第二方面,本发明还提供一种自动化设备,所述自动化设备设置为能够执行如上述技术方案中任一项所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法。
在采用上述技术方案的情况下,本发明提供的自动化制备方法全程均为自动化操作,能够全程不间断运行,相比传统人工操作提高了工作效率,从而提高了细胞制备效率;而且由于整个环境无需人工接触,降低对生产环境的要求以及降低了细胞污染风险,而且自动化生产的判断标准统一,使细胞批次间差异低,使细胞产品更加标准化。
附图说明
下面结合附图来描述本发明的优选实施方式,附图中:
图1是本发明提供的用于外周血单核细胞的自动化制备方法的步骤流程图;
图2是自动化设备各个器件的分布示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非用于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示相关装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
现有PBMC(外周血单核细胞)细胞制备过程时间跨度长,步骤较多,且步骤中的大量任务需要人工完成,增加了劳动强度,而且人工操作提高了细胞污染风险的问题。
为解决上述技术问题,首先参阅图1,本发明提供一种用于外周血单核细胞的自动化制备方法,该自动化制备方法包括:
S1,将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中;
S2,对样本悬液进行离心操作,并在离心操作后将分离的上层液体移液去除以获得目标细胞沉淀;
S3,向目标细胞沉淀内加入培养液A并进行细胞重悬以获得初级细胞液;
S4,将第一离心管内的初级细胞液转移至培养容器中,并将培养容器放置在培养箱内进行静置培养并记录培养时间;
S5,每间隔预设培养时间获取一次培养容器内的PH值和细胞总数;
S6,根据每次获取的培养容器内的细胞总数和当前培养时间确定向培养容器中加入与其对应体积和对应种类的培养液B,以得到中级细胞液;
S7,在培养时间达到最终设定培养时间时取出培养容器以获得终级细胞液。
需要说明的是,步骤S1中的样本悬液是PBMC悬液,在步骤S3中,向目标细胞沉淀内加入第三设定量的培养液A。第三设定量预先存在在人机交互系统中。第三设定量的具体数值,本申请不作具体限定,根据培养要求灵活设定,示例性地,第三设定量为25mL。培养液A的具体成分根据培养要求设定,本申请再次不作具体限定。步骤S4中培养箱的培养环境根据培养要求进行设定,在本申请中,示例性地,在5%的二氧化碳浓度且温度37℃的环境下培养。
另外,需要说明的是,间隔预设培养时间的具体数值,本申请不作具体限定,根据培养要求进行灵活设定。示例性地,间隔预设培养时间为2天。
在步骤S5中,每间隔预设培养时间向培养容器内提取第一设定量的初级细胞液进行PH检测和细胞计数,以获得PH值和细胞总数。需要说明的是,每次加入培养液B之前的细胞液称作初级细胞液,加入培养液B后称作中级细胞液。每次加入的培养液B的具体成分根据培养要求进行设定,示例性地,培养液B可以为NK细胞无血清培养基或RPMI-640培养基。关于第一设定量的具体数值,本申请不作具体限定,根据实际使用情况灵活设定。
在一个实施例中,该自动化制备方法还包括:在对样本悬液进行离心操作之前首先获取样本悬液的细胞总数进行记录,然后再进行离心操作。具体地,“获取样本悬液内的细胞总数”的步骤具体包括:
提取第二设定量的样本悬液进行细胞计数以获得细胞密度,根据细胞密度计算得到剩余样本悬液内的细胞总数。
需要说明的是,关于第二设定量的具体数值,本申请不作具体限定,根据实际使用情况灵活设定。
在一个实施例中,该自动化制备方法还包括:S8,提纯终级细胞液以得到最终产品,将最终产品收集在样品袋中用于制剂灌装。
具体地,“提纯终级细胞液以得到最终产品”的步骤S8具体包括:
将终级细胞液分装至多个培养瓶中;
获取每个培养瓶中的终级细胞液的细胞总数,并根据培养瓶中的细胞总数加入对应体积的缓冲液;
将加入缓冲液的终级细胞液分装至多个第二离心管中并分别进行离心重悬操作以获得最终产品。
在上述步骤中,多个培养瓶的规格相同,多个第二离心管的规格也相同。缓冲液根据细胞总数进行设定,不同细胞总数所对应的缓冲液进行预先存储,使用时直接调用即可。人工将最终产品收集在样品袋中,并组装灌装管路。设定参数,进行自动化制剂灌装。
在一个实施例中,“将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中”的步骤S1具体包括:
将外周血样本液和分离液加入离心杯中进行离心操作以得到第一中间细胞液;
向第一中间细胞液中加入洗涤液进行洗涤以得到第二中间细胞液;
将第二中间细胞液与细胞稀释液混合重悬以得到样本悬液;
将离心杯中的样本悬液转移至第一离心管中。
在一个实施例中,离心杯与第一离心管之间通过软管连通,软管固定在第一离心管的管盖上,自动化制备方法还包括:
将软管通过热合工艺进行封闭以得到封闭区域;
切割封闭区域以将软管与第一离心管分离。
在上述实施例中,将样本悬液放置在第一离心管中,使第一机械臂能够夹持住便于后续的自动化操作;采用热合工艺将软管封闭,然后再封闭区域切割软管,使第一离心管与软管分离,并且还能够保持密封,有利于后续细胞的培养。
在一个实施例中,该自动化制备方法还包括:
获取每次加入培养液B后的中级细胞液总体积和当前所用的培养容器的容量值;
获取容量值与中级细胞液总体积的差值;
如果差值小于等于第一预设值,则在下一次加入培养液B之前将当前所用的培养容器内的中级细胞液转移至容量级别高一级的培养容器内。
需要说明的是,第一预设值的取值范围为培养容器的容量的25%~35%。
在一个实施例中,该自动化制备方法还包括:
在培养完成后将涉及的数据汇总生成数据表单进行存储。
在本申请中,数据表单生成存储后方便后续工作人员调取查看,有利于后续培养的调整改进。
数据表单中的数据至少包括细胞密度、细胞总数、细胞活性以及各个培养时间加入所对应的培养液B的体积和种类;在制剂灌装过程中,根据培养瓶中的细胞总数加入所对应的缓冲液体积数据也进行存储,便于后续制剂灌装时使用。
另外,本发明还提供一种自动化设备,该自动化设备设置为能够执行如上述技术方案中任一项描述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法。
在一个实施例中,参阅图2,自动化设备包括人机交互系统、外周血分离模块、培养模块和操作模块,操作模块位于外周血分离模块和培养模块之间,操作模块与外周血分离模块之间、操作模块与培养模块之间的均通过电动舱门进行传递,外周血分离模块包括第一耗材存放区、外周血分离系统和第一机械臂,操作模块包括第二耗材存放区、加液/移液系统、废液收集系统、试剂冷藏系统、离心机、显微镜、孵育系统、细胞计数仪、PH检测仪、第二机械臂和环境监测系统,培养模块包括培养箱,培养箱内设有培养器放置转盘。人机交互系统控制外周血分离模块、培养模块和操作模块之间的操作。外周血分离模块和操作模块均设置箱门用于材料的进出。
具体地,外周血分离模块还包括第一封闭腔,第一耗材存放区和外周血分离系统均设置在第一封闭腔内,第一耗材存放区用于存放各种耗材,比如培养容器、第一离心管、移液管、移液吸头等,第一机械臂设置在第一封闭腔内并位于第一耗材存放区和外周血分离系统之间,第一机械臂代替人工执行外周血分离过程中各种拿取、放置和转移操作,第一封闭腔上设有箱门用于进出运输材料。外周血分离系统包括离心机、蠕动泵等装置。
需要说明的是,在制备样本悬液时,为了避免操作繁琐和人工参与,实现管路和后续机械臂操作的转化,采用第一离心管收集,采用将软管和第一离心管连接的定制耗材,在第一离心管内收集样本悬液后采用热合仪将软管封闭,然后再采用切割机进行切割以实现第一离心管与暂存袋的分离。因此热合仪和切割机设置在第一封闭腔内。
具体地,操作模块还包括第二封闭腔,第二耗材存放区、加液/移液系统、细胞计数仪、PH检测仪、第二机械臂、离心机、显微镜、试剂冷藏系统、孵育系统和废液收集系统均设置在第二封闭腔内,并且这些器材围绕第二机械臂设置,便于第二机械臂操作进行转运。第二耗材存放区用于存放比如培养容器、第二离心管、移液管、移液吸头等。第二封闭腔内还设置废料收集区,用于收集废料耗材。第一封闭腔和第二封闭腔之间设置电动传递窗用于材料传递。
具体地,培养模块包括第三封闭腔,第三封闭腔形成培养箱,培养容器放置在培养器放置转盘上进行培养。
本申请的自动化制备具体流程为:
步骤S1的具体操作流程:组装管路并维护整体方案;将外周血样本液和分离液加入离心杯中,启动离心机对离心杯进行离心操作以获得第一中间细胞液;启动蠕动泵将第一中间细胞液输送至暂存袋中,将后续全部外周血样本液进行相同处理,处理完成后,将暂存袋中的第一中间细胞液泵回离心杯并加入洗涤液进行洗涤后获得第二中间细胞液,向目标细胞中加入细胞稀释液获得样本悬液,离心杯与第一离心管之间的管路上设置阀门,启动阀门打开,离心杯内的样本悬液进入第一离心管内,收集完成后,热合仪对软管加热以封闭软管,然后再通过切割机切割软管封闭区域,使第一离心管与设备分离,启动第一机械臂夹住第一离心管将其放置在电动传递窗上向操作模块的第二封闭腔内进行传递;
步骤S2的具体操作流程:第一离心管进入第二封闭腔后,启动第二机械臂将第一离心管夹住并转移至加液/移液系统部位,加液/移液系统首先将第一离心管的管盖打开,然后通过移液系统将细胞悬液吸取至移液管中,第二机械臂将第一离心管移至废料收集区丢弃,抓取新的第一离心管放入移液管中的细胞悬液;进行取样计数,细胞计数仪对样本悬液进行分析以获得细胞密度、细胞总数、细胞活性上传至人机交互系统,人机交互系统将相关数据进行记录;用过的移液管通过第二机械臂转移至废料收集区,然后通过第二机械臂将第一离心管放置在离心机上进行离心操作,离心后通过第二机械臂夹住第一离心管将上层液移液去除,从而获得目标细胞沉淀;
步骤S3的具体操作流程:通过第二机械臂将第一离心管转移至加液/移液系统,启动蠕动泵加入第三设定量的培养液A以获得初级细胞液;
步骤S4的具体操作流程:通过第二机械臂将第一离心管内的初级细胞液通过移液管转移至培养容器中,并将培养容器放置在培养箱内进行静置培养;
步骤S5的具体操作流程:每次间隔预设培养时间后,通过第二机械臂将培养容器转移至加液/移液系统区域,通过加液/移液系统的吸头向培养容器内吸取第一设定量的初级细胞液,然后转移PH检测仪和细胞计数仪进行检测分析,将检测的信息传递给人机交互系统来获得PH值和细胞总数;
步骤S6具体操作流程:通过第二机械臂将培养容器转移至加液/移液系统区域,根据每次获取的培养容器内的细胞总数和当前培养时间,启动蠕动泵向培养容器内加入对应种类和体积的培养液B;需要在加入培养液B之前判断需要更换规格更高一级的培养容器时,第二机械臂首先通过移液系统将培养容器内的初级细胞液转移至更大规格的培养容器中,再进行培养液B的加入;
步骤S7的具体操作流程:在达到最终培养时间时,通过第二机械臂取出培养容器,并提出第三设定量的终级细胞液进行质检,质检合格后再进行步骤S8。
步骤S8的具体操作流程:通过第二机械臂夹持培养容器将其内的终级细胞液倒入至多个培养瓶中,然后通过第二机械臂转移培养瓶至加液/移液系统区域,从培养瓶内提取细胞液用于检测细胞总数,然后启动蠕动泵向其内与细胞总数对应的加入缓冲液,然后将加入缓冲液的培养瓶转移至盛放第二离心管区域,将培养瓶中的终级细胞液通过移液管分装至多个第二离心管中,然后通过第二机械臂将终极细胞液进行2次离心、沉淀、洗涤操作,提纯后以获得最终产品,然后通过第二机械臂将第二离心管内交付人工进行液体收集转移,转移至样品袋后就可以进入后续的制剂灌装步骤。
在上述各种实施例以及各种拓展的实施方式中,本发明提供的自动化制备方法全程均为自动化操作,能够全程不间断运行,相比传统人工操作提高了工作效率,从而提高了细胞制备效率;而且由于整个环境无需人工接触,降低对生产环境的要求以及降低了细胞污染风险,而且自动化生产的判断标准统一,使细胞批次间差异低,使细胞产品更加标准化。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,所述自动化制备方法包括:
将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中;
对所述样本悬液进行离心操作,并在离心操作后将分离的上层液体移液去除以获得目标细胞沉淀;
向所述目标细胞沉淀内加入培养液A并进行细胞重悬以获得初级细胞液;
将所述第一离心管内的所述初级细胞液转移至培养容器中,并将培养容器放置在培养箱内进行静置培养并记录培养时间;
每间隔预设培养时间获取一次所述培养容器内的PH值和细胞总数;
根据每次获取的所述培养容器内的细胞总数和当前培养时间确定向所述培养容器中加入与其对应体积和对应种类的培养液B,以得到中级细胞液;
在所述培养时间达到最终设定培养时间时取出培养容器以获得终级细胞液。
2.根据权利要求1所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,所述自动化制备方法还包括:提纯所述终级细胞液以得到最终产品,将所述最终产品收集在样品袋中用于制剂灌装。
3.根据权利要求2所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,“提纯所述终级细胞液以得到最终产品”的步骤具体包括:
将所述终级细胞液分装至多个培养瓶中;
获取每个所述培养瓶中的所述终级细胞液的细胞总数,并根据所述培养瓶中的细胞总数加入对应体积的缓冲液;
将加入所述缓冲液的终级细胞液分装至多个第二离心管中并分别进行离心重悬操作以获得最终产品。
4.根据权利要求1所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,“将外周血样本液分离以获得样本悬液并收集在第一离心管中”的步骤具体包括:
将外周血样本液和分离液加入离心杯中进行离心操作以得到第一中间细胞液;
向所述第一中间细胞液中加入洗涤液进行洗涤以得到第二中间细胞液;
将所述第二中间细胞液与细胞稀释液混合重悬以得到样本悬液;
将离心杯中的所述样本悬液转移至第一离心管中。
5.根据权利要求4所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,所述离心杯与所述第一离心管之间通过软管连通,所述软管固定在所述第一离心管的管盖上,所述自动化制备方法还包括:
将所述软管通过热合工艺进行封闭以得到封闭区域;
切割所述封闭区域以将所述软管与所述第一离心管分离。
6.根据权利要求1所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,所述自动化制备方法还包括:
获取每次加入培养液B后的所述中级细胞液总体积和当前所用的培养容器的容量值;
获取所述容量值与所述中级细胞液总体积的差值;
如果所述差值小于等于第一预设值,则在下一次加入培养液B之前将当前所用的培养容器内的中级细胞液转移至容量级别高一级的培养容器内。
7.根据权利要求1所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,所述自动化制备方法还包括:在对样本悬液进行离心操作之前获取样本悬液的细胞总数并进行记录。
8.根据权利要求7所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,“获取样本悬液的细胞总数”的步骤具体包括:
提取第二设定量的样本悬液进行细胞计数以获得细胞密度,根据所述细胞密度计算得到剩余所述样本悬液内的细胞总数。
9.根据权利要求1所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法,其特征在于,所述自动化制备方法还包括:
在培养完成后将涉及的数据汇总生成数据表单进行存储。
10.一种自动化设备,其特征在于,所述自动化设备设置为能够执行如权利要求1-9中任一项所述的用于外周血单核细胞的自动化制备方法。
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CN202311341788.8A CN117487751A (zh) | 2023-10-17 | 2023-10-17 | 用于外周血单核细胞的自动化制备方法及自动化设备 |
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