CN1678730A - 增殖和输送装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种便携式、一次性使用的整体微生物增殖和输送装置(10)。装置(10)包括：一个增殖室(12)，所述增殖室(12)用于装一种生长培养基(14)；及一个接种室(16)，所述接种室(16)用于装一种接种物(18)。增殖室和接种室(12和16)通过一个管道(19)连接，所述管道(19)限定一个通道(20)，该通道(20)用一个分开机构闭合，所述分开机构取一种中隔件(22)的形式。接种室(16)由一种挠性小瓶提供或限定，上述挠性小瓶具有一个嘴(16.1)，和中隔件(22)闭合上述嘴。取一种尖头形式的打开机构安装在通道(20)中对准中隔件(22)。接种室(16)的嘴(16.1)通过一个前进机构连接到管道(19)的一端上，上述前进机构取一种螺纹连接形式。
Description
前言和发明背景
本发明涉及一种整体式细胞、组织和/或微生物增殖和输送装置及一种用于增殖和输送细胞、组织培养物和/或微生物的方法。
南非专利No.99/5408公开了一种生物反应器，所述生物反应器包括一种便携式、一次性使用、透明的可扩张的小袋，上述袋具有一个入口，所述入口用一个密封件密封。生物反应器的建造优选的是与一种输液袋的建造类似或相同。该发明可以在实验条件下工作，但由没有必要的专门知识或利用实验室设施和装置的新手终端用户在使用点处用于商品化增殖和输送微生物是不可行的，因为需要：
-加入一种合适的灭菌培养基；
-用一种合适的微生物给培养基接种；及
-用于一种分开的输送装置。
对一位商品终端新手用户来说，极难在杜绝不希望有的微生物或材料玷污生物反应器的条件下，加入灭菌培养基和进行接种。
已知生物反应器的另一个缺点是，它不能排除加入错的培养基或微生物的危险或玷污的危险，因为它不是一种闭合的增殖系统。而且，该发明未提及反应器本身可用作一种输送装置。另外，严格厌氧地用一种微生物接种小袋很困难。
美国专利No.6,245,555公开了一种生物反应器，所述生物反应器用于细胞、组织和/或微生物的无菌生物生产或加工。生物反应器包括：一个支承外壳，所述支承外壳具有一个内部室；一个一次性使用的衬里，所述衬里衬入内部室中；及一个头板，所述头板固定到衬里上，同时与衬里形成一个密封室。在使用之后可以将衬里除去，并且生物反应器可以用新的衬里再使用。
美国专利No.6,391,638公开了一种一次性使用的装置和方法，上述装置和方法用于在连续的循环中厌氧式培养和收集细胞和/或组织。装置包括一个可消毒的一次性使用的容器，所述容器可以部分地充装一种合适的灭菌生物细胞和/或组织培养基。容器具有用于除去其中过量空气和/或废气的装置，及用于将接种物和/或培养基和/或添加剂加入其中的装置。当希望时，一种可再次使用的收集装置能收集含细胞和/或组织的培养基其中至少一部分，因而使装置能连续地用于至少一个随后的连续培养/收集循环。从前一个收集循环留下的一部分含细胞和/或组织的培养基可以用作下一个培养和收集循环的接种物。
其它类型的生物反应器已在美国专利Nos.5,763,267；5,994,129；6,228,635；4,839,292；5,416,022和EP 1022329中公开。
上述类型的生物反应器的缺点是，尽管它们可以在实验条件下和商品实验室中工作，但它们不是商业上供新手终端用户用的行之有效的增殖和输送系统，因为需要：
-加入一种合适的灭菌培养基；
-用一种合适的微生物给培养基接种；及
-用于一种分开的输送装置。
此外，这些类型的生物反应器：
-是比较复杂的和难以使用及要求微生物学专业人士操作；
-存在被不希望有的微生物或其它材料玷污的危险；
-存在在接种步骤期间损害生物反应器厌氧生活的危险；
-存在由于知识错误或不足而用不正确的微生物接种的危险，这会导致相当大的损失；
-存在经过接种的培养物具有一有限的寿命和必需在一有限的时间范围内使用的缺点；及
-它们不能便携和输送。
发明目的
因此，本发明的目的是提供一种整体式细胞、组织和/或微生物增殖和输送装置及一种用增殖和输送细胞、组织培养物和/或微生物的方法，用上述装置和方法可以克服上述缺点或至少使上述缺点减至最小。
发明概述
按照本发明的第一方面，提供了一种整体式细胞，组织和/或微生物增殖和输送装置，所述装置包括：
-至少一个增殖室，所述增殖室用于装一种生长培养基；
-至少一个接种室，所述接种室用于装一种接种物；及
-用于将增殖室和接种室分开的机构，分开机构可打开到使上述两个室相互连接，以便用接种物给生长培养基接种，让细胞，组织和/或微生物增殖。
申请人发现，接种物可以用下述一种形式提供，所述形式在一闭合容器中超出一种常规培养物正常寿命时是稳定的和可以存活的，安排是这样，以使接种物和生长培养基在装置中相互分开储存和输送，直至作为一种经过增殖的培养物应用时为止，随后给生长培养基接种并令其进行增殖，此后将经过增殖的培养物从装置中分配。
装置可以是便携式的。
装置可以是一次性使用的。
生长培养基可以是细胞，组织和/或特定微生物。
生长培养基在接种之前可以进行灭菌，巴氏灭菌，过滤器灭菌，超高温灭菌，辐照，和/或防腐。
分开机构和增殖室内部也可以在接种之前灭菌。
另外，按照本发明，各室是厌氧的。
装置可以具有一个打开机构，所述打开机构用于在不损害各室内部厌氧生物情况下打开分开机构，安排是这样的，以使生长培养基可以接种，和使微生物厌氧而无菌式增殖。
各室可以通过一个通道相互连接。
分开机构可以是取一种中隔件形式。
打开机构可以是取一种用于刺穿中隔件的尖头形式。
接种室可以由一种小瓶式容器限定，上述小瓶式容器具有一个连接到通道一端上的嘴。
中隔件可以盖住上述嘴。
小瓶式容器可以是挠性的，安排是这样的，以使接种室在中隔件刺穿之后被压缩，以便给生长培养基接种。可供选择地，装置可以具有用于促进接种步骤的推动机构。另外可供选择地，可以利用两室之间的压降来促进接种步骤。
尖头可以安装在通道中对准中隔件，和接种室可以通过前进装置连接到上述通道的一端上，另外安排是这样，以便在使用时，接种室向内朝尖头前进，直至尖头刺穿中隔件为止。
装置可以具有一个口，所述口用于连接到一种配料或应用机构上。
安排还可以是这样，以便在微生物厌氧培养期间增殖室中可能产生的压力可以通过上述口推动经过增殖的培养物。
增殖室可以由一种挠性输液袋式容器限定或提供。可供选择地，增殖室可以是取一种“小口大玻璃瓶”式容器形式。
装置可以包括附加的增殖接种室，所述增殖接种室可连接到其它室上。
装置可以具有一个孵化机构，所述孵化机构用于控制经过接种的生长培养基增殖条件。
接种物可以是混合培养其中的一种纯培养基。
接种物可以取细菌，病毒，真菌，或其它微生物及类似物。
按照本发明的第二方面，提供了一种方法，所述方法用于增殖和输送细胞，组织培养物和/或微生物，上述方法包括以下步骤：
-在一个接种室中放置一种接种物；
-在一个增殖室中放置一种用于接种物的生长培养基，上述增殖室通过一个可打开的分开机构与接种室分开；
-储存和输送朝向一个使用点分开的接种物和未经过接种的生长培养基；
-打开分开机构，以便给生长培养基接种；
-让细胞，组织培养基和/或微生物增殖，以便形成一种经过增殖的培养物；及
-从增殖室分配经过增殖的培养物。
方法还可以包括将经过增殖的培养物输送到一个目标场所的步骤。
接种室和增殖室可以是厌氧的，和另外按照本发明厌氧式进行放置，储存，输送，接种，打开，和增殖等步骤。
方法还可以包括控制和调节经过接种的生长培养基增殖条件的步骤。
附图简介
现在将参照附图作为一个非限制性实例进一步说明本发明，上述附图是按照本发明一个优选实施例所述的一种整体式微生物增殖和输送装置的侧视图。
发明的优选实施例说明
参见附图，一种按照本发明一个优选实施例所述的便携式、一次性使用的整体式微生物增殖和输送装置一般用标号10表示。
装置10包括一个增殖室12和一个接种室16，上述增殖室12用于装一种生长培养基14，而上述接种室16用于装一种接种物18。增殖室和接种室12和16通过一根管道19连接，所述管道19限定一个通道20，所述通道20通过一个分开机构闭合，该分开机构取一种中隔件22的形式。接种室16由一个挠性小瓶提供或限定，所述挠性小瓶具有一个嘴16.1，并且中隔件22闭合上述嘴16.1。取尖头24形式的打开机构安装在通道20中，尖头24对准中隔件22。接种室16的嘴16.1通过一个前进装置连接到管道19的一端上，上述前进装置取一种螺纹连接26的形式。
增殖室12由一种挠性输液式袋提供或限定，和装置10还具有一个第二管道28，所述第二管道28限定一个口30，该口30用于连接到一个定量装置(未示出)上，用于将经过增殖的培养物供应到一个使用场所。另外这样安排，以便在微生物培养期间增殖室12中所产生的压力推动经过增殖的培养物穿过上述口30。这样省去了用于分配培养物的外部空气压力源，并因此减少了玷污的危险。
生长培养基14是特殊微生物，和接种物18是处于一种稳定的形式如一种冷冻干燥的培养物，上述冷冻干燥培养物是稳定的，并可存活超过一个闭合容器中一种常规培养物的正常寿命。
应该理解，增殖室12，生长培养基14，通道20和尖头24在接种之前都消毒。
在使用中，将接种室16向内朝尖头24方向拧，直至尖头24刺穿并打开中隔件22，以便使室12和16通过通道20相互连接。此后用人工挤压接种室16，以便用接种物18给生长培养基14接种，并让微生物增殖。应该理解，尖头24可以取一种空心针的形式，以便提供一种接种可沿着其进行的内部通道。
在厌氧微生物尤其是绝对厌氧微生物的情况下，装置10完全封闭并气密式密封。另外，安排是这样的，以便中隔件22的刺穿，生长培养基14的接种，和微生物的增殖都是厌氧式进行。
另外在使用中，接种物18和未接种的生长培养基14都在装置10中相互分开储存和输送，直至作为一种经过增殖的培养物应用时为止，随后将生长培养基14如上所述接种，并让它进行增殖，此后通过口30将经过增殖的培养物从装置10分配。
申请人发现，装置10具有优于常规生物反应器的几个优点。例如，装置的整体而不复杂的设计可供使用方便，并且它减少了被不希望有的微生物或其它材料玷污的危险。它还减少了在接种阶段期间损害室12和16厌氧状况的危险。它还保证将在正确水平下的各种正确微生物接种到生长培养基中。此外，它可用于一延长的储存寿命，亦即接种物和生长培养基在中隔件刺穿之前都是稳定的。
尤其是，由于接种物和生长培养基分开储存和输送，并且只是在输送到使用场所之前短期接种，所以提供一种高存活能力的增殖培养物。由于经过增殖的培养物中微生物还处于它的对数生长期，同时它的酶系统处于最佳状态下，所以与先有技术系统相比，它在输送场所处的效果显著提高。
还应该理解，在不脱离所附权利要求范围的情况下，用一种按照本发明所述的整体式细胞，组织和/或微生物增殖和输送装置及一种用于增殖和输送各种细胞，组织和/或微生物的方法在细节上改变是可能的。例如，中隔件可以通过以任何方式打开，如通过用化学法将它溶解，撕裂，或打破。还例如，分开机构可以是取阀的形式。
Claims (32)
1.一种整体式细胞、组织和/或微生物增殖和输送装置，包括：至少一个增殖室，所述增殖室用于装一种生长培养基；至少一个接种室，所述接种室用于装一种接种物；及用于将增殖室和接种室分开的机构，分开机构可打开到使上述两个室的内部相互连接，以便用接种物给生长培养基接种，让上述细胞、组织和/或微生物增殖。
2.按照权利要求1所述的装置，其中接种物以下述一种形式提供，所述接种物在一个闭合容器中是稳定的并可存活超过常规培养物的正常寿命，安排是这样的，以使接种物和生长培养基在装置相互分开储存和输送，直至作为一种经过增殖的培养物应用时为止，随后将生长培养基接种并让其产生增殖，此后从装置分配经过增殖的培养物。
3.按照权利要求1或权利要求2所述的装置，是便携式的。
4.按照上述权利要求其中之一所述的装置，是一次性使用的。
5.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中生长培养基是细胞，组织和/或特定的微生物。
6.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中生长培养基在接种之前是经过消毒、巴氏灭菌、超高温消毒、辐照，和/或防腐。
7.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中分开机构和增殖室内部在接种之前进行消毒。
8.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中各室是厌氧的。
9.按照上述权利要求其中之一所述的装置，具有用于打开分开机构的打开机构，同时不损害各室内部的厌氧生活，安排是这样的，以便使生长培养基接种和微生物厌氧而无菌地增殖。
10.按照权利要求9所述的装置，其中各室通过一个通道相互连接。
11.按照权利要求10所述的装置，其中分开机构取一种中隔件的形式。
12.按照权利要求11所述的装置，其中打开机构取一种用于刺穿中隔件的尖头形式。
13.按照权利要求12所述的装置，其中接种容器由一种小瓶式容器限定，所述小瓶式容器具有一个嘴，该嘴连接到通道的一端上。
14.按照权利要求13所述的装置，其中上述中隔件盖住上述嘴。
15.按照权利要求13或14所述的装置，其中尖头安装在通道中对准中隔件，及其中接种室通过前进装置连接到上述通道的一端上，同时还这样安排，以便在使用时，接种室向内朝向尖头前进，直至尖头刺穿中隔件时为止。
16.按照权利要求11-15其中之一所述的装置，其中小瓶式容器是挠性的，同时这样安排，以便在使用时，中隔件已打开之后压缩接种室，来给生长培养基接种。
17.按照权利要求11-15其中之一所述的装置，其中所述装置具有推动机构，所述推动机构用于在中隔件打开之后将接种物推入增殖室，以便给生长培养基接种。
18.按照权利要求11-15其中之一所述的装置，其中在两个室之间有一个压力差，所述压力差在中隔件打开之后使接种物流入增殖室中，以便给生长培养基接种。
19.按照上述权利要求其中之一所述的装置，具有一个口，所述口用于连接到一个定量或应用机构上。
20.按照权利要求19所述的装置，其中安排是这样，以便在厌氧培养微生物期间增殖室中所形成的压力通过上述口推动增殖室。
21.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中增殖室由一种挠性输液袋式容器限定和提供。
22.按照权利要求1-19其中之一所述的装置，其中增殖室是取一种“小口大玻璃瓶”式容器形式。
23.按照上述权利要求其中之一所述的装置，包括若干附加的增殖接种室，所述增殖接种室可连接到其它室上。
24.按照上述权利要求其中之一所述的装置，具有一个孵育机构，所述孵育机构用于控制经过接种的生长培养基增殖条件。
25.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中接种物是混合培养基中一种纯培养基。
26.按照上述权利要求其中之一所述的装置，其中接种物是由下列一组物质中选定，所述这组物质包括细菌、病毒、真菌、其它微生物、组织、和细胞。
27.一种用于各种细胞、组织培养物和/或微生物的增殖和输送的方法，包括以下步骤：
—在一个接种室中设置一种接种物；
—设置一种用于接种的生长培养基在一增殖室中，所述增殖室通过一个可打开的分开机构与接种室分开；
—储存和输送分开朝向一使用点的接种物和未经过接种的生长培养基；
—打开分开机构，以便给生长培养基接种；
—让细胞、组织培养物和/或微生物增殖，以便形成一种经过增殖的培养物；及
—从增殖室分配经过增殖的培养物。
28.按照权利要求27所述的方法，还包括将经过增殖的培养物输送到一个目标场所的步骤。
29.按照权利要求27或权利要求28所述的方法，其中接种室和增殖室是厌氧的，及其中设置、储存、输送、接种、打开、和增殖等步骤是厌氧式进行。
30.按照权利要求27-29其中之一所述的方法，还包括控制和/或调节经过接种的生长培养基增殖条件的步骤。
31.用于增殖和输送细胞、组织培养物和/或微生物的方法，基本上如本文参照附图所述。
32.一种整体式细胞，组织和/或微生物增殖和输送装置，基本上如本文所述和如附图所示。
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