JP2023518693A - Centrifuge system to separate cells in suspension - Google Patents

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Abstract

【構成】細胞懸濁液を分離液および濃縮液に分離する装置は、固体壁の回転可能な遠心分離機ボウル(172)内のキャビティ中に解放自在に位置する使い捨て構造(178、240、250,370、414)を有する。ボウルおよび使い捨て構造の一部は軸線(174,428)を中心にして回転する。静置入り口供給配管(184、430)、分離液排出配管(212、436)および濃縮液排出配管(230、448)が、回転する使い捨て構造の軸線に沿って延在する。分離液求心ポンプ(208、438)が、分離液排出配管に流体接続する。濃縮液求心ポンプ(216、450)が、濃縮液排出配管に流体接続する。少なくとも一つの濃縮液チャネル(380、454)および濃縮液求心ポンプ室(376、452)が細胞濃縮液の流れを促進する構造をもつ。【選択図】図1A device for separating a cell suspension into a separation liquid and a concentrate liquid comprises a disposable structure (178, 240, 250) releasably located in a cavity within a solid wall rotatable centrifuge bowl (172). , 370, 414). A portion of the bowl and disposable structure rotates about an axis (174, 428). Stationary inlet feed lines (184, 430), separate liquid discharge lines (212, 436) and concentrate discharge lines (230, 448) extend along the axis of the rotating disposable structure. A separate liquid centripetal pump (208, 438) fluidly connects to the separate liquid discharge line. A concentrate centripetal pump (216, 450) fluidly connects to the concentrate discharge line. At least one concentrate channel (380, 454) and concentrate centripetal chamber (376, 452) are structured to facilitate cell concentrate flow. [Selection drawing] Fig. 1

Description

発明の分野Field of Invention

本発明は原料の遠心分離処理に関する。本発明の例示的な構成は、遠心分離処理によって懸濁している細胞を分離する装置に関する。 The present invention relates to the centrifugation of raw materials. An exemplary configuration of the invention relates to an apparatus for separating cells in suspension by a centrifugation process.

懸濁している細胞を分離する装置および方法は、多くの技術的環境下で有用である。このような装置および方法には改善の余地がある。 Devices and methods for separating cells in suspension are useful in many technical settings. There is room for improvement in such devices and methods.

本明細書に開示する例示的な構成は、予め殺菌された、使い捨て式の流路構成部材を使用して、大規模細胞培養における細胞を遠心分離する装置および方法に関する。本発明で使用する遠心分離機は、予め殺菌された、使い捨て式の構成部材を使用する固体壁遠心分離機であればよく、高細胞濃度で細胞懸濁液を処理できる。 Exemplary configurations disclosed herein relate to apparatus and methods for centrifuging cells in large scale cell culture using pre-sterilized, disposable flow path components. The centrifuge used in the present invention can be any solid wall centrifuge that uses pre-sterilized, disposable components and is capable of processing cell suspensions at high cell concentrations.

例示的な構成では、回転可能に固定した供給/排出部材を使用する。多くの場合、使い捨て部材は拡張直径を備えたコア部を有する剛性フレームに取り付けた可撓性膜を有する。使い捨て部材はさらに少なくとも一つの救心ポンプを有することができる。この使い捨て構造については、内側が円錐台形になっている多用途剛性ボウル内に支持することができる。これら構造部材によって、システムが十分高い角速度を維持できるため、高度に濃縮した細胞培養液流れを効率よく処理できる沈降速度を実現できる。供給時の濁り度などを最小限に抑えることができる特性をもつため、細胞濃縮液を連続的に、あるいは半連続的に排出でき、全体の生成速度(産生速度)を現在使用されている速度以上にすることができる。本明細書に例示する構造および方法を有効に実施でき、汚染の恐れを小さく抑制できる。 An exemplary configuration uses a rotatably fixed supply/ejection member. Disposable members often have a flexible membrane attached to a rigid frame having a core with an expanded diameter. The disposable member may further have at least one rescue pump. This disposable structure can be supported in a multi-use rigid bowl with a frusto-conical interior. These structural members allow the system to maintain sufficiently high angular velocities to achieve settling velocities that can efficiently handle highly concentrated cell culture streams. Since it has characteristics that can minimize turbidity at the time of feeding, the cell concentrate can be discharged continuously or semi-continuously, and the overall production rate (production rate) can be reduced to the rate currently used You can do more than that. The structures and methods exemplified herein can be effectively implemented with less risk of contamination.

米国公開出願第2010/0167388号U.S. Published Application No. 2010/0167388 米国特許第10,384,216号U.S. Pat. No. 10,384,216 米国特許第9,222,067号U.S. Patent No. 9,222,067 米国特許第6,615,590号U.S. Patent No. 6,615,590 米国特許第9,427,748号U.S. Patent No. 9,427,748

Ramesh S.Gaonker著“Microprocessor Architecture,Programming, and Applications with the 8085”(Prentic Hall,2002)Ramesh S. Gaonker, "Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085" (Prentic Hall, 2002)

図1は、使い捨て式の多用途部材を有する遠心分離機システムの例示的な構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an exemplary configuration of a centrifuge system with disposable multi-use components. 図2は、図1の遠心分離機システム構成の上部フランジ領域を示す詳細図であり、可撓性の室材料をフランジの表面にシールする方法を示す図である。2 is a detailed view of the upper flange area of the centrifuge system configuration of FIG. 1 showing how the flexible chamber material is sealed to the surface of the flange; FIG. 図3は、図1に示す遠心分離機システム構成の使い捨て部材のコア部および上部フランジを示す等角投影破断図である。3 is an isometric cut-away view showing the core and top flange of the disposable member of the centrifuge system configuration shown in FIG. 1; FIG. 図4は、遠心分離機システムのポンプ室が加速器フィンを有する、図1に示す構成を示す概略図である。Figure 4 is a schematic diagram showing the configuration shown in Figure 1, where the pump chamber of the centrifuge system has accelerator fins. 図5は、図4に示す遠心分離機システム構成におけるポンプ室の上部を示す等角投影図である。5 is an isometric view of the upper portion of the pump chamber in the centrifuge system configuration shown in FIG. 4; FIG. 図6は、(浅いプール遠心分離を行う)コア直径を拡張した使い捨て遠心分離機システムのコア部および上下のフランジを示す等角投影破断図である。FIG. 6 is an isometric cut-away view showing the core and upper and lower flanges of a disposable centrifuge system with expanded core diameter (performing shallow pool centrifugation). 図7は、図6の供給加速器を示す等角投影図である。7 is an isometric view of the feed accelerator of FIG. 6; FIG. 図8は、標準的なコア直径、湾曲羽根を有する供給加速器、および楕円形ボウルを備えた使い捨て遠心分離機システムのコア部、および上下フランジを示す等角投影破断図である。FIG. 8 is an isometric cut-away view showing the core and upper and lower flanges of a disposable centrifuge system with a standard core diameter, a feed accelerator with curved vanes, and an elliptical bowl. 図9は、図8の供給加速器を示す等角投影図である。9 is an isometric view of the delivery accelerator of FIG. 8; FIG. 図10は、濃縮液(concentrate)を連続排出する遠心分離機システムの一部を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing part of a centrifuge system with continuous discharge of concentrate. 図11は、濃縮液を連続排出する遠心分離機システムを有する別な構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing another configuration having a centrifuge system with continuous discharge of concentrate. 図12は、希釈液導入機能を備えた、濃縮液を連続排出する遠心分離機システムを示す概略図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a centrifuge system with continuous discharge of concentrate with a diluent introduction function. 図13は、求心ポンプ(centripetal pump)のスロットル機構を備えた、濃縮液を連続排出する遠心分離機システムのさらに別な構成を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing yet another configuration of a centrifugal separator system for continuous discharge of concentrate with a centripetal pump throttling mechanism. 図14は、コア部を備え、かつストレートな羽根をもつ供給加速器を備えた使い捨て遠心分離機システムのコア部および上フランジを示す等角投影破断図である。FIG. 14 is an isometric cut away view showing the core and top flange of a disposable centrifuge system with a core and a feed accelerator with straight blades. 図15は、図14の供給加速器を示す等角投影図である。15 is an isometric view of the feed accelerator of FIG. 14; FIG. 図16は、別な濃縮液を連続排出する遠心分離システムを示す等角投影破断図である。FIG. 16 is an isometric cut-away view showing another centrifugation system with continuous discharge of concentrate. 図17は、別な求心ポンプを示す等角投影展開図である。FIG. 17 is an isometric exploded view showing another centripetal pump. 図18は、渦巻き式流路を内部に備えた別な求心ポンプのプレートを示す等角投影図である。FIG. 18 is an isometric view showing a plate of another centripetal pump with spiral channels therein. 図19は、遠心分離コアキャビティ内に正圧を確実に維持する動作を行う遠心分離機システムを示す概略図である。FIG. 19 is a schematic diagram showing a centrifuge system operating to ensure that a positive pressure is maintained within the centrifuge core cavity. 図20は、図19に示す少なくとも一つの制御回路が実行する簡略化した例示的なロジックフローを示す概略図である。20 is a schematic diagram illustrating a simplified exemplary logic flow performed by at least one control circuit shown in FIG. 19; FIG. 図21は、別な連続的に分離液(centrate)および濃縮液を排出する遠心分離機システムを示す横断概略図である。FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of another centrifuge system with continuous centrate and concentrate discharge. 図22は、さらに別な連続的に分離液および濃縮液を排出する遠心分離機システムを示す横断概略図である。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of yet another centrifuge system with continuous separation liquid and concentrate discharge. 図23は、さらに別な連続的に分離液および濃縮液を排出する遠心分離機システムを示す横断概略図である。FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of yet another centrifuge system with continuous separation liquid and concentrate discharge. 図24は、例示的な連続的に分離液および濃縮液を排出する遠心分離機システムを示す概略図である。FIG. 24 is a schematic diagram illustrating an exemplary continuous liquid separation and concentrate discharge centrifuge system. 図25は、図24の例示的な制御システムに対応するロジックフローを示す概略図である。25 is a schematic diagram illustrating the logic flow corresponding to the exemplary control system of FIG. 24; FIG. 図26は、分離室内の濃縮液/分離液ダムを有する使い捨て遠心分離機構造の例示的な上部を示す横断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view showing an exemplary top portion of a disposable centrifuge configuration with a concentrate/separate dam within the separation chamber. 図27は、空気/液体界面のラジアル位置を制御するために分離液ポンプ室および濃縮液ポンプ室内の羽根を有する使い捨て構造の例示的な上部を示す横断面図である。FIG. 27 is a cross-sectional view showing an exemplary top portion of a disposable structure having vanes in the separate and concentrate pump chambers to control the radial position of the air/liquid interface. 図28は、複数の室内羽根を有する例示的な濃縮液または分離液ポンプ室の表面を示す斜視図である。FIG. 28 is a perspective view showing the surface of an exemplary concentrate or separate liquid pump chamber having multiple chamber vanes. 図29は、空気/液体界面の位置を示す図27に示すのと同様な使い捨て構造の例示的な上部を示す軸方向横断面図である。Figure 29 is an axial cross-sectional view showing an exemplary top portion of a disposable structure similar to that shown in Figure 27 showing the location of the air/liquid interface. 図30は、空気ポケット内に加圧空気を維持する空気流路を備える使い捨て構造の例示的な上部を示す軸方向横断面図である。FIG. 30 is an axial cross-sectional view of an exemplary upper portion of a disposable structure with air channels that maintain pressurized air within air pockets. 図31は、分離液流れの背圧制御を行う例示的な遠心分離システムを示す概略図である。FIG. 31 is a schematic diagram showing an exemplary centrifugation system with backpressure control of the separation liquid flow. 図32は、さらに別な連続的な分離液/濃縮液排出用遠心分離システムを示す軸方向横断概略図である。FIG. 32 is an axial cross-sectional schematic diagram showing yet another continuous separator/concentrate discharge centrifugation system. 図33は、図32に示すシステムの上部を示す横断概略図である。33 is a schematic cross-sectional view of the upper portion of the system shown in FIG. 32; FIG. 図34は、図32と同様な図であるが、システムが運転状態にあり、また環状の細胞濃縮物領域を分離室内に設定した状態を示す横断概略図である。Figure 34 is a schematic cross-sectional view similar to Figure 32 but showing the system in operation and with an annular cell concentrate region set within the separation chamber. 図35は、さらに別な使い捨て式遠心分離構造を示す外部正面からみた斜視図である。35 is an external front perspective view of yet another disposable centrifuge structure; FIG. 図36は、図35に示す使い捨て式構造を示す横断面図である。36 is a cross-sectional view of the disposable structure shown in FIG. 35; FIG. 図37は、図35に示す使い捨て式構造の上部のディスク状部分を示す分解図である。37 is an exploded view showing the upper disk-shaped portion of the disposable structure shown in FIG. 35; FIG. 図38は、図35に示す構造の上部のディスク状部分の下側部分を示す斜視図である。38 is a perspective view of the lower portion of the upper disc-shaped portion of the structure shown in FIG. 35; FIG.

バイオ医薬品プロセスに適用される細胞培養の分野では、細胞培養を行う流体などの流体培地から細胞を分離する必要がある。細胞培養の目的の生成物としては、細胞が培地内に排泄する分子種、細胞内に残る分子種、あるいは細胞それ自体であればよい。生成(生産、産生)スケールで、細胞培養プロセスの初期段階が、バッチモードまたは連続モードのいずれかで動作することができるバイオリアクター内で生じるのが一般的である。反復バッチプロセスも実施可能である。目的の生成物については、最終的な精製および生成物の組織立て(product formulation)に先立って他のプロセス部材から分離する必要があることが多い。細胞採取は、他のプロセス部材からのこれら細胞分離を指す一般的な用語である。また、清澄化は細胞を含有しない上澄み(または分離液)が目的である細胞分離を指す用語であり、細胞回収は細胞濃縮液が目的である分離を指す用語である。本明細書に開示する例示的な構成は、大規模な細胞培養システムにおける細胞採取に関する。 In the field of cell culture applied to biopharmaceutical processes, it is necessary to separate cells from a fluid medium, such as the fluid in which the cells are cultured. Target products of cell culture may be molecular species excreted by cells into the medium, molecular species remaining in cells, or cells themselves. At the production (production, production) scale, the early stages of the cell culture process typically occur in bioreactors that can be operated in either batch or continuous mode. Repeated batch processes are also possible. The product of interest often needs to be separated from other process components prior to final purification and product formulation. Cell harvesting is a general term referring to the separation of these cells from other process components. In addition, clarification is a term that refers to cell separation whose purpose is a cell-free supernatant (or separated liquid), and cell recovery is a term that refers to separation whose purpose is a cell concentrate. Exemplary configurations disclosed herein relate to cell harvesting in large scale cell culture systems.

細胞採取分離方法は、バッチ式遠心分離、断続的遠心分離、連続遠心分離、半連続遠心分離、接線方向濾過(TFF)および深層濾過などである。生産スケールでの大容量細胞培養における細胞採取用の遠心分離は、歴史的には、微生物汚染を防止する無菌環境を設定する定置洗浄(CIP)技術や定置滅菌(SIP)技術を必要とする複雑な多用途システムである。実験室規模や連続的な細胞採取プロセスでは、より小型のシステムを利用することができる。Pneumatic Scale Corporation製の、米国公開出願第2010/0167388(全体をここに援用する)に記載されているUniFuge遠心分離機システムによれば、断続的な処理を使用して最大約2000リットルの量で3~30リットル/分の範囲で細胞採取をバッチ式培養によって成功裏に実施できる。また、米国特許第10,384,216号および米国特許第9,222,067号(いずれも本出願の譲り受け人であるPneumatic ScaleCorporationが所有する)も全文をここに援用する。一般的にいって、断続処理の場合、濃縮液を排出するために、遠心分離ボウルの回転および供給流れの両者を定期的に停止する必要がある。この処理方法は通常濃度が低く、生存率の高い培養では成功裏に実施できる。なお、この方法では大きなバッチを処理でき、また細胞濃縮液は比較的迅速に、かつ完全に排出できる。 Cell harvest separation methods include batch centrifugation, intermittent centrifugation, continuous centrifugation, semi-continuous centrifugation, tangential filtration (TFF) and depth filtration. Centrifugation for cell harvesting in large-volume cell cultures at production scale has historically been a complex process requiring clean-in-place (CIP) and sterilization-in-place (SIP) techniques to establish an aseptic environment that prevents microbial contamination. It is a very versatile system. Smaller systems are available for laboratory scale and continuous cell harvesting processes. According to the UniFuge centrifuge system, manufactured by Pneumatic Scale Corporation and described in US Published Application No. 2010/0167388, which is fully incorporated herein by reference, in volumes of up to about 2000 liters using intermittent processing Cell harvesting can be successfully performed by batch culture in the range of 3-30 liters/minute. US Pat. No. 10,384,216 and US Pat. No. 9,222,067, both owned by Pneumatic Scale Corporation, the assignee of the present application, are also incorporated herein in their entirety. Generally speaking, intermittent processing requires that both rotation of the centrifuge bowl and feed flow be periodically stopped in order to drain the concentrate. This method of treatment is usually successful in cultures with low concentration and high viability. It should be noted that this method allows large batches to be processed and the cell concentrate to be discharged relatively quickly and completely.

時には、“高濁度供給原料”と呼ばれることもある供給原料に高濃度の細胞および細胞デブリを含有する高濃度および/または低生存率細胞培養物から細胞を採取する必要がある。このような高濁度供給原料は、一部の遠心分離機システムでは処理速度が遅くなる恐れがある。以下がその理由である。
(1)供給流量を遅くし、遠心分離機における滞留時間を延長し、小さな細胞デブリ粒子を分離する必要がある。
(2)細胞および細胞デブリの両者の濃度が高くなると、細胞濃縮液のボウルへの充填が速くなり、ボウルを停止して濃縮液を排出する必要がある。
これら要因が重なり、正味の処理速度が低下し、細胞採取処理時間が許容できない程長くなる恐れがある。長い処理時間に対応してコスト高になる上に、遠心分離時間も長くなり、生成物の汚染の恐れが強くなり、低生存率の細胞培養物にも損失が出る恐れがある。
Sometimes it is necessary to harvest cells from high concentration and/or low viability cell cultures that contain high concentrations of cells and cell debris in the feedstock, sometimes referred to as "high turbidity feedstock." Such highly turbid feedstocks can be slow to process in some centrifuge systems. The reason is as follows.
(1) It is necessary to slow down the feed flow rate and increase the residence time in the centrifuge to separate small cell debris particles.
(2) The higher the concentration of both cells and cell debris, the faster the cell concentrate fills the bowl, requiring the bowl to be stopped and the concentrate to drain.
These factors combine to reduce the net processing speed and can lead to unacceptably long cell harvest processing times. In addition to the high costs associated with long processing times, centrifugation times are also long, increasing the risk of product contamination and possible loss of even low viability cell cultures.

供給原料における細胞および細胞デブリの濃度が高くなると、細胞濃縮液の粘度がきわめて高くなる。これによって、排出サイクルを延長しても、遠心分離機から細胞濃縮液を完全に排出することが難しくなる。場合にもよるが、緩衝液のリンスサイクルを延長すると、濃縮物を十分完全に排出することができるが、排出サイクルに対してこのような調節のいずれかを行うか、あるいは両者を調節する必要が生じ、処理時間が長くなる。大容量の細胞培養処理を行うことがより複雑になり、コストも高くなる。 High concentrations of cells and cell debris in the feedstock result in very high viscosity cell concentrates. This makes it difficult to completely drain the cell concentrate from the centrifuge, even with extended drain cycles. In some cases, extending the buffer rinse cycle may be sufficient to completely drain the concentrate, but it may be necessary to make either or both of these adjustments to the drain cycle. occurs, and the processing time is long. It becomes more complex and costly to perform large volume cell culture processing.

ボウルサイズを大きくし、断続的な処理サイクルの供給部分を延長することによってシステムサイズをスケールアップことは実用的でないことが多い。細胞濃縮液の排出サイクルがこれに応じてより長くなるからである。単純な形状上のスケールアップができなくなる別な制限も発生し、適正な流体の動的ファクターのスケールアップにバラツキが生じる。いずれの遠心分離の場合、最大処理速度は分離すべき粒子の沈降速度に依存する。この沈降速度は式1によって定義されるストークスの法則の変分によって与えられる。

公式1

Figure 2023518693000002

なお、式中のvは沈降速度、Δρは固液密度差、dは粒子径、rは粒子のラジアル位置、ωは角速度、そしてμは液体速度である。スケールアップジオメトリーの場合、ボウルの半径を変えると、粒子が占める最大半径方向位置rが変わる。従って、式1の他のパラメーターを一定に維持した場合、ボウル半径が大きくなり、平均沈降速度が増し、所定の分離効率に関して処理量が増える。ところが、半径が長くなると、必要になることもある原料強度が強くなり、また他の工学的な制限もあるため、ボウルの角速度を維持することがより難しくなる。角速度の低下が、比例して大きくなる半径の二乗根を上回ると、平均沈降速度および(半径に比例する)処理量増加が共に減少する。 It is often impractical to scale up the system size by increasing the bowl size and extending the feed portion of the intermittent process cycle. This is because the discharge cycle of the cell concentrate is correspondingly longer. Another limitation is the inability to scale up simple geometries, resulting in variability in the scale up of proper fluid dynamic factors. For any centrifugation, the maximum throughput rate depends on the sedimentation velocity of the particles to be separated. This settling velocity is given by the variation of Stokes' law defined by Equation 1.

Formula 1

Figure 2023518693000002

In the formula, v is the sedimentation velocity, Δρ is the solid-liquid density difference, d is the particle diameter, r is the radial position of the particle, ω is the angular velocity, and μ is the liquid velocity. For the scaled-up geometry, changing the radius of the bowl changes the maximum radial position r occupied by the particles. Therefore, if the other parameters of Equation 1 are held constant, the bowl radius increases, the average settling velocity increases, and the throughput increases for a given separation efficiency. However, the longer the radius, the higher the raw material strength that may be required, and other engineering limitations, making it more difficult to maintain the angular velocity of the bowl. Both the average settling velocity and the throughput increase (proportional to radius) decrease when the angular velocity drop exceeds the proportionally larger square root of the radius.

考慮する必要がある工学的な制限の一つは、より大きなボウルを回転させるために必要な角速度が実際には実現し難い点にある。より巨大で、よりコストのかかる遠心分離機駆動プラットフォームが必要になるからである。 One engineering limitation that needs to be considered is that the angular velocities required to rotate a larger bowl are difficult to achieve in practice. This requires a larger, more costly centrifuge drive platform.

さらに、半径が大きくなる間角速度を一定に保持する場合、遠心分離機の壁部に向けて細胞を推し進める力も強くなる。十分高い角速度でボウルを回転させ、目的の処理効率を得る場合、容器の壁部および容器内の細胞に加わる応力が強くなる。細胞についていえば、細胞が過度に高い濃度に詰め込まれることによって細胞が損傷を受けることになる。細胞損傷は、細胞生存率を維持する必要がある用途では不利に作用し、分離液中の溶液に存在する生成物の汚染につながる。過度に高い細胞濃度から生じる高い粘度も細胞濃縮物の完全排出に不利に作用する場合も生じる。 Furthermore, if the angular velocity is kept constant while the radius increases, the force pushing the cells towards the wall of the centrifuge also increases. If the bowl is rotated at a sufficiently high angular velocity to achieve the desired treatment efficiency, the stress on the walls of the container and the cells within the container will be high. As for cells, packing them to too high a concentration will damage them. Cell damage is detrimental in applications where cell viability needs to be maintained, leading to contamination of products present in solution in the separation fluid. High viscosities resulting from excessively high cell concentrations can also adversely affect complete evacuation of the cell concentrate.

例示的な構成は、産業規模で大容量の細胞懸濁液を処理するために好適な速度で高濃度の細胞および細胞デブリを含有する低生存率細胞懸濁培養物の連続的な、あるいは半連続的な遠心分離を行う装置および方法を包含する。一部の例示的な遠心分離機は予め殺菌を行った使い捨て設計であり、20リットル/分を超える流量でこのような細胞懸濁液を処理できる。この流れ容量のため、トータルな運転時間を2000リットルバイオリアクターの場合2~3時間に設定できる。使い捨て遠心分離機システムの例示的な構成では、約20~40リットル/分で運転する状態で、約300~2,000リットルの流体を処理できる。 Exemplary configurations provide continuous or semi-continuous production of low-viability cell suspension cultures containing high concentrations of cells and cell debris at rates suitable for processing large volumes of cell suspension on an industrial scale. Apparatus and methods for continuous centrifugation are included. Some exemplary centrifuges are pre-sterilized, single-use designs and are capable of processing such cell suspensions at flow rates in excess of 20 liters/minute. Because of this flow capacity, the total run time can be set at 2-3 hours for a 2000 liter bioreactor. An exemplary configuration of the single-use centrifuge system can process approximately 300-2,000 liters of fluid while operating at approximately 20-40 liters/minute.

図1に、使い捨て遠心分離機構造1000を示す。この遠心分離機構造1000はコア部1510、上フランジ1300、下フランジ1200、および上フランジ1300および下フランジ1200の両方にシール(封着)した可撓性(flexible)ライナー1100を有するコア構造1500(図3に明示する)を備える。この遠心分離機構造1000は回転ポンプ室1420内に一対の静置ペアリングディスク(paring disc)1410を有する求心ポンプ1400、および回転機械式シール1700を備える。 A disposable centrifuge configuration 1000 is shown in FIG. The centrifuge structure 1000 has a core portion 1510, an upper flange 1300, a lower flange 1200, and a flexible liner 1100 sealed to both the upper and lower flanges 1300 and 1200. The core structure 1500 ( 3). The centrifuge structure 1000 comprises a centripetal pump 1400 with a pair of stationary paring discs 1410 in a rotary pump chamber 1420 and a rotary mechanical seal 1700 .

遠心分離機構造1000は供給/排出装置2000も備える。この装置2000は遠心分離機1000の回転軸1525(図12に示す)を中心にして複数の同軸配管を備える。供給/排出装置2000の最も内側の部分は、供給配管2100を備える。複数の補助的な配管が供給配管2100を同軸的に取り囲み、分離液の排出2200、濃縮液の排出2500(例えば図12を参照)、または希釈液の供給5000(例えば図12を参照)を行う配管または流体路を備えることができる。供給/排出接続部の各部は適正な流体接続によって遠心分離機1000の内部の一部に流体接続することができ、またさらに同軸配管に流体接続して、システムから分離液、濃縮液、または希釈液を取り出すことができ、あるいはシステムにこれらを加えることができる。 Centrifuge structure 1000 also comprises feed/discharge device 2000 . The device 2000 comprises a plurality of coaxial tubes centered around the axis of rotation 1525 (shown in FIG. 12) of the centrifuge 1000 . The innermost part of the supply/discharge device 2000 comprises supply piping 2100 . A plurality of ancillary lines coaxially surround the supply line 2100 to provide separation liquid discharge 2200, concentrate liquid discharge 2500 (see, for example, FIG. 12), or diluate supply 5000 (see, for example, FIG. 12). Piping or fluid paths may be provided. Each portion of the supply/exhaust connections can be fluidly connected to a portion of the interior of the centrifuge 1000 by appropriate fluid connections, and can also be fluidly connected to coaxial tubing to remove separate, concentrate, or dilute liquid from the system. Fluids can be removed or they can be added to the system.

図1に示す上下のフランジ1300、1200はコア部1510と軸方向に整合し、かつコア部1510に対して凹状になっている円錐形ボウルを有する。このコア部1510は全体として円筒形本体を有し、その中空の円筒形中心は軸1525(図12に明示する)を備える供給配管2100を受け取ることでできる大きさをもつ。上フランジ1300、コア部1510および下フランジ1200は一体的な構造を取ることができ、膜とも呼ぶことがある可撓性ライナー1100のより強固な支持体になる。他の構成では、コア部1500は複数の部材から構成することができる。他の構成では、コア部1510および上フランジ1300を単一の部材から構成し、下フランジ1200を別な部材から構成してもよい。あるいは、コア部1510および下フランジ1200を単一部材から構成し、上フランジ1300を別な部材から構成してもよい。 The upper and lower flanges 1300 , 1200 shown in FIG. 1 are axially aligned with the core portion 1510 and have conical bowls that are concave with respect to the core portion 1510 . The core portion 1510 has a generally cylindrical body with a hollow cylindrical center sized to receive a supply line 2100 having an axis 1525 (best seen in FIG. 12). Top flange 1300, core portion 1510 and bottom flange 1200 can be of unitary construction, providing a more rigid support for flexible liner 1100, sometimes referred to as a membrane. In other configurations, the core portion 1500 can be constructed from multiple members. In other configurations, core portion 1510 and upper flange 1300 may be constructed from a single piece, and lower flange 1200 may be constructed from a separate piece. Alternatively, core portion 1510 and lower flange 1200 may be constructed from a single piece, and upper flange 1300 may be constructed from a separate piece.

例示的な一体コア部1510/上フランジ1300の構成を図3に示す。この一体的な部材については、下フランジ1200に接合し、遠心分離機1000の使い捨て部材の内部支持構造1500を形成することができる。この構造によって可撓性ライナー1100を剛性か半剛性の固定内部支持構造1500の周囲に上部および底部において固定する。遠心分離機システムが使用中の場合には、可撓性ライナー1100の外部も多用途構造体3000のボウルおよびカバーの壁部によって支持する。 An exemplary unitary core portion 1510/upper flange 1300 configuration is shown in FIG. This unitary member can be joined to the lower flange 1200 to form the internal support structure 1500 for the disposable member of the centrifuge 1000 . This structure secures the flexible liner 1100 around a rigid or semi-rigid fixed internal support structure 1500 at the top and bottom. The exterior of the flexible liner 1100 is also supported by the walls of the bowl and cover of the multi-use structure 3000 when the centrifuge system is in use.

例示的な分離室1550は全体として円筒形の開放室であり、この開放室は全体的にみてコア部1510の外面1515および可撓性ライナー1100と境界を成すとともに、下フランジ1200の上面1210および上フランジ1300の下面1310と境界を成す。コア部1510の中心キャビティ1520からコア部1510の外面1515まで延在する孔1530によって分離室1550は供給配管2100に流体接続する。この分離室1550は、コア部1500を介して同様な孔1540によってポンプ室1420にも流体接続する。本実施例では、孔1540はポンプ室1420の方に上向き角度をもち、コア部1510と上フランジ1300との接合室部の真下で分離室1550に開口する。図12に示すように、上向き角度以外の、水平かあるいは下向き角度などの角度で孔1420または4420はポンプ室に入る。さらに、一部の構成では、これら孔1420、4420の代わりに加速器フィン間のスリットまたはギャップを使用してもよい。 The exemplary separation chamber 1550 is a generally cylindrical open chamber that is generally bounded by the outer surface 1515 of the core portion 1510 and the flexible liner 1100 and the upper surface 1210 of the lower flange 1200 and Bounded by lower surface 1310 of upper flange 1300 . Separation chamber 1550 is fluidly connected to supply line 2100 by hole 1530 extending from central cavity 1520 of core portion 1510 to outer surface 1515 of core portion 1510 . This isolation chamber 1550 is also fluidly connected to the pump chamber 1420 by a similar hole 1540 through the core portion 1500 . In this embodiment, hole 1540 is angled upwardly toward pump chamber 1420 and opens into isolation chamber 1550 just below the junction chamber of core portion 1510 and top flange 1300 . As shown in FIG. 12, holes 1420 or 4420 enter the pump chamber at an angle other than an upward angle, such as horizontal or a downward angle. Additionally, in some configurations, slits or gaps between accelerator fins may be used in place of these holes 1420,4420.

図1には、供給配管キャリヤ2300を有する供給/排出装置2000も示すが、この配管キャリヤを介して供給配管2100が遠心分離機1000の底部に近い、図3に示す位置まで延在する。この位置では、供給配管2100が移動することなく、供給機能および排出機能の両機能を発揮できる。供給プロセス時のせん断力は、供給配管2100のノズル2110と下フランジ1200の上面1210との間のギャップを細心の注意を払って設計することにより、また供給配管2100のノズルの2110の直径および遠心分離機の角速度によって最小に抑制できる。(本出願に援用する)米国特許第6,615,590号には、せん断力を最小に抑制するために適正な関係を選択する方法が開示されている。当業者にとって公知な回転遠心分離機への液体細胞培地の供給に応じて発生するせん断力を最小に抑制する他の好適な供給配管も使用することができる。 Also shown in FIG. 1 is a feed/discharge device 2000 having a feed line carrier 2300 through which the feed line 2100 extends to the position shown in FIG. 3 near the bottom of the centrifuge 1000 . At this position, both the supply function and the discharge function can be exhibited without the supply pipe 2100 moving. Shear forces during the feed process are controlled by careful design of the gap between the nozzle 2110 of the feed pipe 2100 and the upper surface 1210 of the lower flange 1200, and by the diameter and centrifugal force of the nozzle 2110 of the feed pipe 2100. It can be minimized by the angular velocity of the separator. US Pat. No. 6,615,590 (which is incorporated herein by reference) discloses how to select the proper relationship to minimize shear forces. Other suitable supply lines known to those skilled in the art that minimize the shear forces generated in response to the supply of liquid cell culture medium to the rotating centrifuge can also be used.

さらに、図1には、分離液排出流路2200を介して分離液を排出する求心ポンプ1400も示す。図1に示す構成では、分離液ポンプ1400はポンプ室1420内の上フランジ1300の上に配置する。ポンプ室1420は、コア部1510の上面1505および遠心分離機カバー1600の内面1605、1620が形成する室部である。遠心分離機カバー1600は円筒形壁部(図5に示す)および全体として円形ディスク(図5に示す)の形を取る係合キャップ部1610を備えることができる。この遠心分離機カバー1600については、一体的に形成してもよく、あるいは個別部材から形成してもよい。 Also shown in FIG. 1 is a centripetal pump 1400 that discharges the separated liquid via the separated liquid discharge channel 2200 . In the configuration shown in FIG. 1, the separate liquid pump 1400 is located on top of the upper flange 1300 within the pumping chamber 1420 . Pump chamber 1420 is the chamber formed by upper surface 1505 of core 1510 and inner surfaces 1605 , 1620 of centrifuge cover 1600 . Centrifuge cover 1600 may comprise a cylindrical wall portion (shown in FIG. 5) and an engaging cap portion 1610 in the form of a generally circular disc (shown in FIG. 5). The centrifuge cover 1600 may be integrally formed or may be formed from separate members.

以下により詳しく説明するように、他の構成では、分離液ポンプ室1420の形状および位置については変更することができる。ポンプ室1420はコア構造体1500の上端付近で軸方向に対称的なポンプ室であり、このコア構造体は、コア1515の外部付近から分離液ポンプ室1420に延入する孔またはスリット1530を介して分離室1550と流体接続する。一部の構成では、図11および図12に明示するように、分離液ポンプ室1420は分離室1550内の凹部に設けることができる。 In other configurations, the shape and location of the separation liquid pump chamber 1420 may vary, as will be described in more detail below. Pumping chamber 1420 is an axially symmetrical pumping chamber near the top of core structure 1500 , through a hole or slit 1530 extending from near the exterior of core 1515 into separation liquid pumping chamber 1420 . is in fluid connection with isolation chamber 1550 . In some configurations, the separation liquid pump chamber 1420 can be recessed within the separation chamber 1550, as best seen in FIGS.

例示的な分離液ポンプ1400は、一対のペアリングディスク1410を備える。ペアリングディスク1410は2つの薄い円形ディスク(プレート)であり、これらはコア構造体1500の軸1525と軸方向に整合する。図1~図5に示す構成では、ペアリングディスク1410は遠心分離機構造1000に対して静置保持され、一定のギャップ1415(図15の1415)によって相互分離する。ペアリングディスク1410の間にあるこのギャップ1415が流体接続し、遠心分離機1000から分離液を取り出し、この分離液はペアリングディスク1410の間を流れ、分離液出口2400で終了する、供給配管キャリヤ2300を取り囲む中空円筒形の分離液排出流路2200に流入する。 The exemplary separation liquid pump 1400 includes a pair of pairing discs 1410 . Pairing discs 1410 are two thin circular discs (plates) that are axially aligned with axis 1525 of core structure 1500 . 1-5, the pairing discs 1410 are held stationary against the centrifuge structure 1000 and separated from each other by a constant gap 1415 (1415 in FIG. 15). This gap 1415 between the pairing discs 1410 fluidly connects and removes the separated liquid from the centrifuge 1000 , which flows between the pairing discs 1410 and terminates at the separated liquid outlet 2400 . It flows into a hollow cylindrical separated liquid discharge channel 2200 surrounding 2300 .

例示的な使い捨て遠心分離機構造1000については、多用途遠心分離機構造体3000内に収容する。この構造体3000はボウル3100およびカバー3200を備える。遠心分離機ボウル3100の壁部が、遠心分離機1000の回転時に遠心分離機1000の可撓性ライナー1100を支持する。このために、使い捨て遠心分離機1000の外側構造部と多用途構造体3000の内側構造部とが相互に一致する。同様に、上フランジ1200の上面、コア部1510の上部の外側および遠心分離機カバー1600の壁部1640の下部が、回転時支持を行うようになっている多用途ボウルカバー3200の内面に一致する。以下に詳しく説明するように、多用途ボウル1300およびボウルカバー3200があるため、せん断力によってライナー1100を切り裂き、使い捨て遠心分離機1000から接触を断つことがなくなる。一部の構成では、一致する使い捨て遠心分離機1000を選択することによって、既存の多用途構造体3000を使い捨て処理に組み込むことができる。また、他の構成では、多用途構造体3000を使い捨て遠心分離機1000と併用できるように特別な設計を行ってもよい。 Exemplary single-use centrifuge construction 1000 is housed within multi-use centrifuge construction 3000 . This structure 3000 comprises a bowl 3100 and a cover 3200 . The walls of the centrifuge bowl 3100 support the flexible liner 1100 of the centrifuge 1000 as the centrifuge 1000 rotates. Because of this, the outer structure of the single-use centrifuge 1000 and the inner structure of the multi-use structure 3000 match each other. Similarly, the upper surface of the upper flange 1200, the upper outer side of the core portion 1510 and the lower portion of the wall portion 1640 of the centrifuge cover 1600 conform to the inner surface of the multi-use bowl cover 3200 which is adapted to provide rotational support. . The multi-use bowl 1300 and bowl cover 3200 prevent shear forces from tearing the liner 1100 and breaking contact with the single-use centrifuge 1000, as described in more detail below. In some configurations, by selecting a matching disposable centrifuge 1000, an existing multi-use structure 3000 can be incorporated into the disposable process. Also, in other configurations, the multi-use structure 3000 may be specifically designed for use with the single-use centrifuge 1000 .

図2に、可撓性ライナー1100の上フランジ1300へのシールを説明するために、多用途遠心分離機構造体3000の上フランジ1300、プラスチックライナー1100およびカバー3200の例示的な構造の一部を示す。可撓性ライナー1100としては、ポリウレタン(TPU)やその他の強靭性があり、耐引き裂き性を有し、生体適合性を備えたポリマーなどの熱可塑性エラストマーを使用することができ、また上下のフランジ1300、1200としては、ポリエーテルイミド、ポリカーボネートやポリスルフォンなどの剛性のあるポリマーから形成してもよい。可撓性ライナー1100は薄いスリーブかエンベロープであり、このスリーブなどについては、上下のフランジ1300、1200間に延在し、かつこれらフランジにシールされ、分離室1550の外壁を形成する。ライナー1100および上下のフランジ1300、1200およびコア部1510の材料については、例示に過ぎない。当業者ならば、公知材料と同様な特性を備えた適当な材料を選択できるはずである。 FIG. 2 shows part of an exemplary construction of top flange 1300, plastic liner 1100 and cover 3200 of multi-use centrifuge structure 3000 to illustrate the sealing of flexible liner 1100 to top flange 1300. show. The flexible liner 1100 can be a thermoplastic elastomer such as polyurethane (TPU) or other tough, tear resistant, biocompatible polymers, and can be formed from top and bottom flanges. 1300 and 1200 may be formed from rigid polymers such as polyetherimide, polycarbonate and polysulfone. Flexible liner 1100 is a thin sleeve or envelope such as that extending between and sealed to upper and lower flanges 1300 , 1200 to form the outer wall of isolation chamber 1550 . Materials for liner 1100 and upper and lower flanges 1300, 1200 and core portion 1510 are exemplary only. A person skilled in the art should be able to select suitable materials with properties similar to known materials.

熱接着取り付けプロセスを使用して、図2に示す領域内に異なる材料を接着することができる。フランジ材料を予熱し、エラストマー系ポリマーを加熱されたポリマーの上に配置し、エラストマー系フィルムライナー1100の軟化点以上の温度でこれを加熱加圧することによって熱接着部1110を形成する。同様にして、プラスチックライナー1100を下フランジ1200に接着する。熱接着部1110について説明したが、これは例示に過ぎない。可撓性フィルムとフランジ材料との間に同様に強く、比較的永久的な接着部を構成する他の手段、例えば温度、化学薬品、接着剤やその他の接着手段などを代用することができる。 A thermal adhesive attachment process can be used to bond different materials within the areas shown in FIG. A thermal bond 1110 is formed by preheating the flange material, placing an elastomeric polymer on top of the heated polymer, and applying heat and pressure at a temperature above the softening point of the elastomeric film liner 1100 . Similarly, the plastic liner 1100 is adhered to the bottom flange 1200 . Although thermal bonds 1110 have been described, this is merely exemplary. Other means of establishing an equally strong and relatively permanent bond between the flexible film and the flange material can be substituted, such as temperature, chemicals, adhesives or other bonding means.

例示的な使い捨て部材を予め殺菌する。これら部材を保護包装から取り出し、遠心分離機に据え付けている間、熱接着部1110が使い捨て室部内に殺菌状態を維持する。使用時には、延伸性を示す可撓性ライナー1100が再使用可能なボウル3100の壁部に整合する。再使用可能なボウル3100が十分な支持を確保し、また可撓性ライナー1100が十分な弾性を示すため、使い捨て遠心分離機1000は、大きな半径の遠心分離機1000に液体細胞培地や他の懸濁液が充填され、かつ処理速度が約2~40リットル/分に達する沈降速度に達するほど高い角速度で遠心分離機が回転するさいに発生する強い回転力に十分耐え得る。 An exemplary disposable is pre-sterilized. A heat bond 1110 maintains sterility within the disposable compartment while the components are removed from their protective packaging and installed in the centrifuge. In use, extensible flexible liner 1100 conforms to the walls of reusable bowl 3100 . Because the reusable bowl 3100 provides sufficient support and the flexible liner 1100 exhibits sufficient resilience, the single-use centrifuge 1000 allows large radius centrifuges 1000 to carry liquid cell culture media and other suspensions. It is sufficiently capable of withstanding the strong rotational forces generated when the centrifuge is rotated at angular velocities high enough to reach sedimentation velocities where the turbid liquid is charged and the throughput rate reaches about 2-40 liters/minute.

熱接着部1110に加えて、シーリングリッジまたは“ナビン(nubbins)”3210がボウルカバー3200上に存在するため、剛性のある上フランジ1300を熱可塑性エラストマー系フィルムが圧縮し、さらにシール作用が強くなる。同じ圧縮シールをボウル3100の下部にも使用するため、剛性のある下フランジ1200を熱可塑性エラストマー系フィルムでシールすることができる。これらシール部が、室部に液体を充填するさいの遠心分離時に発生する静水圧がもたらすせん断力から熱接着領域1110を分離することによってこの領域を支持する。熱接着領域1110と圧縮ナビン3210とのシール部が、ボウル壁部における97psiの静水圧に対応する3000xgで試験を受けたことになる。ライニングは十分薄く、また圧縮性であるため、ナビン3210が可撓性ライナー1100を圧縮し、かつこれを把持するが、熱的接着部1110や圧縮ナビン3210付近で裂ける恐れは最小限に抑えることができる。一つの実施例構成では、可撓性TPUライナーのシール厚さは0.010インチで、裂けることもなく、あるいは漏出も見られない。 In addition to the thermal bond 1110, sealing ridges or "nubbins" 3210 are present on the bowl cover 3200 so that the thermoplastic elastomeric film compresses the rigid top flange 1300, further enhancing the sealing action. . The same compression seal is used on the bottom of the bowl 3100 so that the rigid bottom flange 1200 can be sealed with a thermoplastic elastomeric film. These seals support the thermal bond area 1110 by isolating it from shear forces caused by the hydrostatic pressure generated during centrifugation when the chamber is filled with liquid. The seal between the thermal bond area 1110 and the compression nubbin 3210 was tested at 3000 xg, corresponding to a hydrostatic pressure of 97 psi at the bowl wall. The lining should be sufficiently thin and compressible so that the nubins 3210 compress and grip the flexible liner 1100, but with minimal risk of tearing near the thermal bonds 1110 and compression nubs 3210. can be done. In one example configuration, the flexible TPU liner has a seal thickness of 0.010 inches and does not tear or leak.

図1および図2の図示に対応する構成について、直径が5.5インチのボウル内で試験を行った。2000xgでの水圧容量は>7リットル/分であり、哺乳動物細胞を3リットル/分の流速において99%の効率で成功裏に分離できた。 A configuration corresponding to the illustrations in FIGS. 1 and 2 was tested in a 5.5 inch diameter bowl. The hydraulic capacity at 2000×g was >7 liters/minute and mammalian cells could be successfully separated with 99% efficiency at a flow rate of 3 liters/minute.

ほとんどの場合、上下のフランジ1300、1200は図1に示す形状と同様な形状をもっていればよいが、一部の場合、使い捨て遠心分離機の上面は図10および図11に示すように、異なる形状であってもよい。図10および図11に示す構成では、全体として円錐形の上フランジ1300に一致する全体として円錐形ボウルカバー3200と比較した場合、上フランジおよびボウルカバーの両者はディスク形である。当業者ならば、本発明のシーリング技術を異なる形状のシーリング表面に応用できるはずである。 In most cases, the top and bottom flanges 1300, 1200 may have a shape similar to that shown in FIG. 1, but in some cases the top surface of the disposable centrifuge may have a different shape, as shown in FIGS. may be 10 and 11, both the upper flange and the bowl cover are disc-shaped when compared to the generally conical bowl cover 3200 which matches the generally conical upper flange 1300. In the configuration shown in FIGS. Those skilled in the art should be able to apply the sealing techniques of the present invention to different shaped sealing surfaces.

図4および図5に、求心ポンプ1400の効率を改善する特徴を備えた実施例の構成を示す。図5に詳細に示すように、図1および図2に示す内部構造と同様な、使い捨て部材の内部構造はポンプ室1420のキャップ部1610の内面1620上に複数のラジアルフィン1630を備える。ラジアルフィン1630は薄い、全体として矩形のラジアルプレートであればよく、キャップ部1610の内面1620から垂直に延在する。例示的な構成では、6つのフィン1630を使用するが、他の構成では、フィン1630の個数は6つ以下でもよく、6つ以上でもよい。この構成では、フィンはキャップ1620の内面の一部を構成するが、他の構成では、キャップ1610以外の形状を取ることができるポンプ室1420の上面1620を備えることができる。遠心分離機システムの使用時、フィン1630はポンプ室1420内の求心ポンプ1400のペアリングディスク1410の上に位置する。これらフィン1630は遠心分離機1000の角回転をポンプ室1420内の分離液に伝える。 4 and 5 illustrate example configurations with features that improve the efficiency of centripetal pump 1400. FIG. As shown in detail in FIG. 5, the internal structure of the disposable member, similar to the internal structure shown in FIGS. Radial fins 1630 may be thin, generally rectangular radial plates that extend perpendicularly from inner surface 1620 of cap portion 1610 . In an exemplary configuration, six fins 1630 are used, but other configurations may have fewer than six fins 1630 or more. In this configuration, the fins form part of the inner surface of cap 1620 , although other configurations may include top surface 1620 of pumping chamber 1420 that may take other shapes than cap 1610 . When the centrifuge system is in use, the fins 1630 rest on the pairing disc 1410 of the centripetal pump 1400 within the pump chamber 1420 . These fins 1630 transmit the angular rotation of centrifuge 1000 to the separated liquid in pump chamber 1420 .

以上の結果、求心ポンプ1400の効率が向上し、ペアリングディスク1410上のポンプ室1420内の気液界面が安定化し、気体バリヤのサイズが大きくなる。この気体バリヤは全体として円筒形気体カラムであり、この気体カラムは供給/排出機構2000の外側から外向きに延在し、ポンプ室1420に延入し、回転している分離液の内面に至る。気体バリヤのサイズがこのように大きくなるのは、分離液の角速度が高くなり、分離液が遠心分離機の壁部に強制的に押し付けられるからである。ポンプ室1420内で回転している分離液が静置ペアリングディスク1410に接触すると、摩擦が発生する結果、ポンプ1400の効率が低下することがある。分離液と同じ角速度で回転する複数のラジアルフィン1630を付設すると、速度低下を抑えることができる。この速度低下は、回転している分離液と静置ペアリングディスク1410との衝突から発生する。 As a result, the efficiency of the centripetal pump 1400 is improved, the gas-liquid interface in the pump chamber 1420 on the pairing disc 1410 is stabilized, and the size of the gas barrier is increased. The gas barrier is generally a cylindrical gas column that extends outwardly from the outside of the feed/discharge mechanism 2000 and into the pump chamber 1420 to the inner surface of the rotating separating liquid. . This increase in the size of the gas barrier is due to the high angular velocity of the separated liquid, which is forced against the walls of the centrifuge. When the spinning separated liquid in the pump chamber 1420 contacts the stationary paring disc 1410, friction can result in reduced efficiency of the pump 1400. FIG. If a plurality of radial fins 1630 that rotate at the same angular velocity as the separation liquid are attached, the decrease in speed can be suppressed. This slowdown results from the collision of the spinning separation liquid with the stationary pairing disc 1410 .

図6に、濁度の高い供給原料に使用するコア構造1500を示す例示的な構成を示す。コア構造1500はコア部1510、上フランジ1300、および下フランジ1200を備える。このコア部1510は円筒形の中心キャビティ1520を備え、供給配管2100をこの中心キャビティ1520に挿入できる。中心軸1525からコア部1515の外側までの距離(図6の破線6000で示すコア部幅)は、図3に示す構成における対応距離よりも長い。より直径が大きいコア部1510を使用するので、分離室1550の深さ(破線6010で示す)が浅くなり、遠心分離機1000が浅いプール遠心分離機として動作することが可能になる。一般的に、分離室1550の深さ6010は、図1および図12に示すコア部1510の外側と可撓性ライナー1100との間の距離である。浅いプール遠心分離機の場合、遠心分離機の直径に対して分離室1550の深さ6010が小さい。図12に示す例示的な構成から読み取れるように、細胞濃縮液の取り出しを容易にするために、浅いプールの深さ6010は分離室1550の底部において浅くなり、分離室1550の上部において幾分深くなる。本発明の一部の構成では、コア部幅に対する平均分離プール深さ6010の比は1:1か、1:1未満である。浅いプール遠心分離機の実例は、Pneumatic Scale Corporation製のViaFuge(R)遠心分離機システムの適宜選択されるモデルである。より高い供給流量で分離を可能にすることが浅いプール遠心分離機の一つの利点である。所定のボウル内径についてはより高い平均重力によってこの利点は実現でき、所定の角速度でより高い沈降速度を得ることができる。結果として分離特性が改善し、高濃度の細胞デブリを含有する濁度の高い供給原料を分離するさいに有利に作用する。 FIG. 6 shows an exemplary configuration showing a core structure 1500 for use with highly turbid feedstocks. Core structure 1500 comprises core portion 1510 , upper flange 1300 and lower flange 1200 . The core portion 1510 has a cylindrical central cavity 1520 into which the supply line 2100 can be inserted. The distance from central axis 1525 to the outside of core portion 1515 (the core portion width indicated by dashed line 6000 in FIG. 6) is longer than the corresponding distance in the configuration shown in FIG. Using a larger diameter core 1510 reduces the depth of separation chamber 1550 (indicated by dashed line 6010), allowing centrifuge 1000 to operate as a shallow pool centrifuge. Generally, the depth 6010 of the isolation chamber 1550 is the distance between the outside of the core portion 1510 shown in FIGS. 1 and 12 and the flexible liner 1100 . For shallow pool centrifuges, the depth 6010 of separation chamber 1550 is small relative to the diameter of the centrifuge. As can be read from the exemplary configuration shown in FIG. 12, shallow pool depth 6010 is shallower at the bottom of separation chamber 1550 and slightly deeper at the top of separation chamber 1550 to facilitate removal of the cell concentrate. Become. In some configurations of the invention, the ratio of average separation pool depth 6010 to core width is 1:1 or less than 1:1. An illustrative example of a shallow pool centrifuge is a selected model of the ViaFuge® centrifuge system manufactured by Pneumatic Scale Corporation. One advantage of shallow pool centrifuges is that they allow separation at higher feed flow rates. For a given bowl inner diameter, this advantage can be realized with a higher average gravity, resulting in a higher settling velocity for a given angular velocity. As a result, the separation properties are improved, which is advantageous when separating highly turbid feedstocks containing high concentrations of cell debris.

図6に示すコア部構造1500の実施例構成も下フランジ1200の一部として加速器羽根1560を有する。(図10および図11に示す)固形コア部1510に開けた孔1530ではなく、加速器羽根1560(図12に示す)がコア部1510の中心キャビティ1520と分離室1550とを流体接続する別な構成になる。 The example configuration of core structure 1500 shown in FIG. 6 also has accelerator vanes 1560 as part of lower flange 1200 . Alternative configuration where accelerator vanes 1560 (shown in FIG. 12) fluidly connect the central cavity 1520 of the core 1510 and the separation chamber 1550, rather than holes 1530 drilled into the solid core 1510 (shown in FIGS. 10 and 11). become.

図6に示すコア部構造1500の例示的な構成では、加速器羽根1560は複数の放射状方向(なお、本明細書において、「放射状方向」「放射状」をそれぞれ「ラジアル方向」「ラジアル」ともいう。)に離間した、全体として矩形の薄いプレート1580を備え、これらの羽根は下フランジ1200の上部円錐面から上向きに延在する。これらプレート1580はコア部1510の基底部に対して上向きに直交延在する。また、プレート1580はコア部1510の軸線1525付近から全体としてラジアル方向に外向きに延在する。例示的な構成では、図7に明示するように、12枚のプレート1580が存在する。他の構成では、プレート数は12以下、あるいは12以上でもよい。さらに、他の構成では、図9の例示的な構成に示すように、プレート1580は遠心分離機1000の回転方向に湾曲していてもよい。下フランジ1200の内面は、楕円形の加速器ボウル1590を形成するように構成してもよく、そこから湾曲プレートが上向きに延在する。以上の構成は例示であり、当業者ならば、これらプレート、下フランジ1200の形状および/または埋設加速器がもたらす濁度減少からさらに作用効果を引き出すようにこれら構成を異なる方法で組み合わせ、あるいはこれら構成を部分修正できるはずである。 In the exemplary configuration of the core structure 1500 shown in FIG. 6, the accelerator blades 1560 are arranged in a plurality of radial directions (also referred to herein as "radial direction" and "radial", respectively. ), and these vanes extend upwardly from the upper conical surface of the lower flange 1200 . These plates 1580 extend perpendicularly upward to the base of the core portion 1510 . Also, the plate 1580 extends generally radially outward from the vicinity of the axis 1525 of the core portion 1510 . In an exemplary configuration, there are twelve plates 1580, as best illustrated in FIG. In other configurations, the number of plates may be 12 or less, or 12 or more. Furthermore, in other configurations, plate 1580 may be curved in the direction of rotation of centrifuge 1000, as shown in the exemplary configuration of FIG. The inner surface of the lower flange 1200 may be configured to form an elliptical accelerator bowl 1590 from which curved plates extend upward. The above configurations are exemplary, and those skilled in the art will appreciate that they may be combined or configured in different ways to further benefit from the turbidity reduction provided by these plates, the shape of the lower flange 1200, and/or the embedded accelerator. should be able to be partially modified.

連続的な、あるいは半連続的な動作を行う使い捨て遠心分離機1000のさらに別な作用効果を図10~図12に示す。図10に示す例示的な構成は、細胞濃縮液を取り出す第2求心ポンプ4400を備える。細胞濃縮液を取り出す求心ポンプ4400は、分離液を取り出すために求心ポンプ1400の上に位置する。この求心ポンプ4400はポンプ室4420、およびペアリングディスク4410を備える。複数の孔または連続スリット4540が分離室1550の上部外周部からポンプ室4420に延入するため、分離室1550の上部外側部分が第2ポンプ室4420に流体接続する。ポンプ室1400と同様に、ポンプ室4400も図10~図12に示す形状とは異なる形状であってもよいが、分離室1550に流体接続するコア部構造1500の上端付近において全体として軸方向に対称的な形状を有する。ポンプ室1400と同様に、このポンプ室はコア部構造1500内の凹部によって部分的に、あるいは全体的に形成することができる。分離液ポンプ室1400がコア部構造1500の上端付近にある場合、細胞濃縮液ポンプ室4400は全体としてこの上に設けることになる。ポンプ室4400は、細胞濃縮液を取り出すために、孔またはスリット4540によって分離室1550と流体接続する。これらスリット等が分離室1550の外側上壁付近から延在するため、遠心力によってそこに押し付けられたより重い細胞濃縮液を回収することができる。 Further advantages of the continuous or semi-continuous operation disposable centrifuge 1000 are shown in FIGS. 10-12. The exemplary configuration shown in Figure 10 includes a second centripetal pump 4400 that draws the cell concentrate. Centripetal pump 4400 for removing the cell concentrate is located above centripetal pump 1400 for removing the separation liquid. This centripetal pump 4400 comprises a pumping chamber 4420 and a pairing disc 4410 . A plurality of holes or continuous slits 4540 extend from the upper perimeter of the separation chamber 1550 into the pump chamber 4420 such that the upper outer portion of the separation chamber 1550 is fluidly connected to the second pump chamber 4420 . Similar to pump chamber 1400, pump chamber 4400 may also have a different shape than that shown in FIGS. It has a symmetrical shape. Similar to pumping chamber 1400 , this pumping chamber can be partially or wholly formed by a recess in core structure 1500 . If the separation liquid pump chamber 1400 is near the top of the core structure 1500, the cell concentrate pump chamber 4400 will be provided entirely above it. Pump chamber 4400 fluidly connects with separation chamber 1550 by a hole or slit 4540 to remove the cell concentrate. These slits or the like extend from near the outer top wall of the separation chamber 1550 so that the heavier cell concentrate pushed there by the centrifugal force can be collected.

図10に示す構成では、濃縮液排出ポンプ4400に使用するペアリングディスク4410が、分離液排出ポンプ1400に使用するものとほぼ同じ半径を有し、回転可能に固定する。図11に示す構成などの構成では、濃縮液排出ポンプ4400のペアリングディスク4410の半径は、分離液排出ポンプ1400の場合よりも大きく、これに対応してポンプ室4420も大きい。各種の中間直径をもつペアリングディスクも使用可能である。最適な直径は、排出すべき細胞濃縮液の特性に依存する。ペアリングディスクの直径が大きくなると、ポンプ能力が高くなるが、発生するせん断力も大きくなる。 In the configuration shown in FIG. 10, the pairing disc 4410 used for the concentrate discharge pump 4400 has approximately the same radius as used for the separate liquid discharge pump 1400 and is rotatably fixed. In a configuration such as that shown in FIG. 11, the radius of the pairing disc 4410 of the concentrate exhaust pump 4400 is larger than that of the separate liquid exhaust pump 1400, and the pumping chamber 4420 is correspondingly larger. Pairing discs with various intermediate diameters are also available. The optimum diameter depends on the properties of the cell concentrate to be discharged. The larger the diameter of the paring disc, the higher the pumping capacity, but the greater the shear force generated.

図1、図4および図10に示す構成では、濃縮液排出ポンプ4400のペアリングディスク4410は、回転可能に固定する。他の構成では、例えば図11に示す構成では、ペアリングディスク4410は、ゼロと遠心分離機1000の角速度との間にある角速度で回転できる構成である。目的の角速度については、当業者によく知られている多数の機構によって制御できる。制御手段の実例は外部スリップクラッチであり、これによってペアリングディスク4410が遠心分離機1000の角速度の分数である角速度で回転できる。ペアリングディスクの角速度のその他の制御手段については、当業者ならば理解できるはずである。 In the configurations shown in Figures 1, 4 and 10, the pairing disc 4410 of the concentrate discharge pump 4400 is rotatably fixed. In other configurations, such as the configuration shown in FIG. 11, the pairing disc 4410 is configured to rotate at an angular velocity between zero and the angular velocity of the centrifuge 1000 . The desired angular velocity can be controlled by a number of mechanisms well known to those skilled in the art. An example of a control means is an external slip clutch that allows the pairing disc 4410 to rotate at an angular velocity that is a fraction of the angular velocity of the centrifuge 1000 . Other means of controlling the angular velocity of the pairing discs will be appreciated by those skilled in the art.

図1、図4、図10~12に示す構成では、ペアリングディスク1410と4410との間のギャップ1415、4415は固定する。図13に示す構成などの構成の場合、ペアリングディスク1410と4410との間のギャップ1415、4415は調整可能であり、分離液および濃縮液を遠心分離機1000から取り出す流量を制御できる。ペアリングディスク1410および4410の各対のうちの一つは、上下に移動可能なスロットルチューブ(throttle tube)6100に取り付ける。このスロットルチューブ6100は上下動でき、各対のペアリングディスク1410、4410間のギャップ1415、4415を狭め、あるいは広げることができる。さらに、外部蠕動ポンプ2510(図示省略)を濃縮液取り出しライン2500(図示省略)に取り付けることができ、濃縮液の取り出しが容易になる。このポンプ2510については、ポンプ室4420内のセンサー4430によって制御することができる。このセンサー4430(図示省略)を使用すると、希釈ポンプ5150を制御でき、これによって濃縮液の取り出しを希釈液添加に同期させることが可能になる。 In the configurations shown in Figures 1, 4 and 10-12, the gaps 1415, 4415 between the pairing discs 1410, 4410 are fixed. For configurations such as the configuration shown in FIG. 13, the gap 1415, 4415 between the pairing discs 1410, 4410 can be adjusted to control the flow rates at which separated and concentrated liquids are removed from the centrifuge 1000. FIG. One of each pair of pairing discs 1410 and 4410 is attached to a throttle tube 6100 that can move up and down. The throttle tube 6100 can move up and down to narrow or widen the gap 1415,4415 between each pair of pairing discs 1410,4410. Additionally, an external peristaltic pump 2510 (not shown) can be attached to the concentrate removal line 2500 (not shown) to facilitate removal of the concentrate. This pump 2510 can be controlled by a sensor 4430 in pump chamber 4420 . This sensor 4430 (not shown) can be used to control the diluent pump 5150, thereby allowing concentrate removal to be synchronized with diluent addition.

また、図13には分離液ポンプ1400を遠心分離機1000の基底部に設けた構成を示す。図13に示す構成では、ポンプ室1420と可撓性ライナー1100との間に分離液溜め1555が形成する。孔1530がポンプ室1420の下にあるコア部1510からこの分離液溜め1555に延入する。さらに、図示の例示的な構成では、孔1540がコア部1510の外面1515に隣接する分離室1550からポンプ室1420に延入するため、分離液ポンプ1400を使用して分離液を取り出すことができる。また、孔4540が分離室1550とその上部外面との間からポンプ室4420に延入するため、細胞濃縮液がポンプ室4420に流入し、求心ポンプ4400を使用してこれを取り出すことができる。 Also, FIG. 13 shows a configuration in which a separation liquid pump 1400 is provided at the base of the centrifuge 1000 . In the configuration shown in FIG. 13, a separate fluid reservoir 1555 is formed between the pump chamber 1420 and the flexible liner 1100 . A hole 1530 extends from the core portion 1510 underlying the pumping chamber 1420 to this separation fluid reservoir 1555 . Further, in the illustrated exemplary configuration, the separation liquid pump 1400 can be used to remove separation liquid because the hole 1540 extends from the separation chamber 1550 adjacent the outer surface 1515 of the core portion 1510 into the pumping chamber 1420. . In addition, a hole 4540 extends from between the separation chamber 1550 and its upper outer surface into the pump chamber 4420 so that cell concentrate can flow into the pump chamber 4420 and be removed using the centripetal pump 4400 .

上記したように、図示の例示的な構成では、ペアリングディスク1410と4410との間のギャップ1415、4415は、各対のペアリングディスク4410、1410の一つに接続したスロットルチューブ6100を使用することによって調整可能である。スロットルチューブ6100、および各ペアリングディスク4410、1410の一つは上下動でき、ギャップ1415、4415を狭め、あるいは広げることができる。図示の例示的な構成では、スロットルチューブ6100はそれぞれペアリングディスク対4410、1410の下ペアリングディスクおよび上ペアリングディスクに取り付ける。その他の構成では、この取り付け順を逆にしてもよく、一基の求心ポンプを絞りで調節してもよく、あるいは(図13に図示するような逆ではなく)2基の求心ポンプを平行に絞りで調節することも可能である。 As noted above, in the exemplary configuration shown, the gap 1415, 4415 between the pairing discs 1410, 4410 uses a throttle tube 6100 connected to one of each pair of pairing discs 4410, 1410. can be adjusted by The throttle tube 6100 and one of each pairing disc 4410,1410 can be moved up and down to narrow or widen the gap 1415,4415. In the exemplary configuration shown, throttle tube 6100 is attached to the lower and upper pairing discs of pairing disc pair 4410, 1410, respectively. In other configurations, this mounting order may be reversed, one centripetal pump may be throttled, or two centripetal pumps may be arranged in parallel (rather than vice versa as shown in FIG. 13). It is also possible to adjust the aperture.

図10~図12に示す構成から見て取れるように、固形の多用途ボウル3100の壁部は上部より基底部において厚いため、内側が円錐台形になり、半径が上端においてよりも下端において小さい使い捨て遠心分離機構造1000を支持することができる。このように、分離室1550の上端の半径が大きいため、より濃厚な細胞濃縮液が分離室1550の外側上部に向かい、求心ポンプ室4420に流入する。図示の構成では、上部においてよりも基底部において厚い壁部を備えた多用途ボウル3100によって円錐台形になる。当業者ならば、内部形状が円錐台形の多用途ボウル3100も厚みが均一の壁部を有し、多用途ボウル3100を目的に応じた内部形状を取るように変更できることを認識できるはずである。 As can be seen from the configuration shown in FIGS. 10-12, the walls of the solid multi-use bowl 3100 are thicker at the base than at the top, resulting in a frusto-conical interior disposable centrifuge with a smaller radius at the bottom than at the top. A machine structure 1000 can be supported. Thus, due to the larger radius of the upper end of separation chamber 1550 , the more concentrated cell concentrate is directed to the outer upper portion of separation chamber 1550 and into centripetal pump chamber 4420 . In the configuration shown, the multi-use bowl 3100 has a thicker wall at the base than at the top resulting in a frusto-conical shape. Those skilled in the art will recognize that a utility bowl 3100 with a frusto-conical internal shape also has walls of uniform thickness, and that the utility bowl 3100 can be modified to have a purposeful internal shape.

図10~図12に示す例示的な構成では、供給機構2000も細胞や細胞濃縮液を取り出す付加的な流路を備える。図1に示す構成では、供給配管2100周囲の円筒形流路2200を使用して分離液を取り出す。図10~図12に示す構成でも、細胞や細胞濃縮液を取り出す、ここでは細胞排出管2500と呼ぶ円筒形の同軸流路を備える。細胞排出配管2500が濃縮液取り出す流路2200を取り囲む。粘度がきわめて高いことが予想される濃縮液に使用することを想定して遠心分離機を設計する場合、供給配管2100周囲に付加的な円筒形同軸流路5000を設けることができ、細胞濃縮液ポンプ室4420内に希釈液を導入し、濃縮液の粘度を低くすることができる。図12に示す例示的な構成では、希釈液流路5000は細胞排出流路を取り囲む同軸管を備え、下端においてペアリングディスク4410上の薄いディスク状流路5100に開口し、ペアリングディスク4410の外縁部付近で排出を行うため、ポンプ室4420に流体連絡できる。この位置においてこの手段によって希釈液を注入すると、希釈液が分離液に導入されるではなく、濃縮液と混合され、これとともに排出されることを制限することになり、これは用途にもよるが望ましくない。別な構成では、希釈液をペアリングディスクに直接導入し、ラジアル方向上向きに拡散させるか、あるいはペアリングディスクの上に位置する別なディスクに直接導入する。 In the exemplary configuration shown in Figures 10-12, the feeding mechanism 2000 also includes additional channels for removing cells or cell concentrates. In the configuration shown in FIG. 1, a cylindrical channel 2200 around a feed line 2100 is used to remove the separation liquid. The configuration shown in FIGS. 10-12 also includes a cylindrical coaxial channel, referred to herein as cell outlet tube 2500, through which cells or cell concentrates are removed. A cell outlet tubing 2500 surrounds the concentrate withdrawal channel 2200 . If the centrifuge is designed for use with concentrates that are expected to be very viscous, an additional cylindrical coaxial channel 5000 can be provided around the feed line 2100 to allow the cell concentrate to A diluent can be introduced into the pump chamber 4420 to reduce the viscosity of the concentrate. In the exemplary configuration shown in FIG. 12, the diluent channel 5000 comprises a coaxial tube that surrounds the cell exit channel, opening at its lower end into a thin disc-shaped channel 5100 on the paring disc 4410 and Fluid communication is provided to the pumping chamber 4420 for evacuation near the outer edge. Injecting the diluent by this means at this location would limit the diluent from being mixed with and discharged with the concentrate rather than being introduced into the separation liquid, depending on the application. Undesirable. Alternatively, the diluent can be introduced directly into the pairing disc and allowed to diffuse radially upwards, or directly into another disc above the pairing disc.

希釈液の選択は、何が分離プロセスの対象であるかに依存し、また希釈すべき細胞濃縮液の性質に依存する。場合にもよるが、希釈液としては単純な等浸透圧緩衝液か脱イオン水を利用できる。また、細胞濃縮液の特性に対して特異的な希釈液を使用した方が有利な場合がある。例えば、低い細胞生存率で行う生産規模のバッチ式細胞培養では、通常、培地に凝集剤を添加する。これは、遠心分離機に供給すると、細胞および細胞デブリが大きな粒子に凝集するため、沈降速度を高くすることによって、分離が容易になるからである。細胞も、または細胞デブリも表面電荷が負電荷であるため、凝集剤として使用する化合物は一般的には陽イオンポリマーであり、このポリマーはポリエチレンイミンのように複数の正電荷を帯びている。複数の正電荷を帯びているため、このような凝集剤は負電荷の細胞および細胞デブリに結合し、大きな凝集体になる。このような凝集剤を使用した場合、細胞濃縮液の粘度が高くなることもあり、これは望ましくない。従って、本発明に特に有用な希釈剤は細胞濃縮物の粘度を高める結合を妨害する解膠剤(deflocculant)である。解膠剤の実例は塩化ナトリウム溶液などの高塩分濃度緩衝液であり、その濃度は0.1M~1.0Mである。細胞濃縮液の粘度を低くするために有効な他の解膠剤はアクリル酸のポリマーなどの陰イオンポリマーである。 The choice of diluent depends on what the separation process is for and on the nature of the cell concentrate to be diluted. Depending on the case, the diluent may be a simple iso-osmotic buffer or deionized water. Also, it may be advantageous to use a diluent specific to the properties of the cell concentrate. For example, in production-scale batch cell cultures at low cell viability, flocculating agents are commonly added to the medium. This is because cells and cell debris agglomerate into large particles when fed to a centrifuge, and high sedimentation velocities facilitate separation. Since both cells and cell debris have a negative surface charge, compounds used as flocculating agents are generally cationic polymers, such as polyethylenimine, which carry multiple positive charges. Carrying multiple positive charges, such flocculants bind negatively charged cells and cell debris into large aggregates. The use of such flocculating agents can also lead to high viscosity cell concentrates, which is undesirable. Therefore, a particularly useful diluent for the present invention is a deflocculant that interferes with the binding that increases the viscosity of the cell concentrate. An example of a deflocculating agent is a high salt buffer such as sodium chloride solution, the concentration of which is between 0.1M and 1.0M. Other deflocculating agents that are effective in reducing the viscosity of cell concentrates are anionic polymers such as polymers of acrylic acid.

細胞生存性を維持すべき細胞濃縮液の場合、例えばデキストランやPluronic F-68などのせん断保護剤である希釈液を選択する。このせん断保護剤を等浸透圧緩衝液と併用すると、遠心分離機からの排出時に細胞の生存性が高くなる。 For cell concentrates that are to maintain cell viability, diluents are chosen that are shear protectors such as dextran or Pluronic F-68. Using this shear protector in conjunction with an iso-osmotic buffer increases cell viability upon exit from the centrifuge.

図4に示す例示的な遠心分離機の動作(操作)を以下に説明する。供給サイクル時、供給懸濁液は供給配管2100を介して回転ボウル装置に流入する。この供給懸濁液が下フランジ1200付近のコア部1510の中心キャビティ1520に流入すると、遠心力によって下フランジ1200の上面にそって外向きに推し進められ、コア部1510内の孔1530を介して分離室1550に流入する。 Operation of the exemplary centrifuge shown in FIG. 4 is described below. During the feed cycle, feed suspension enters the rotating bowl apparatus via feed line 2100 . As this feed suspension enters the central cavity 1520 of the core portion 1510 near the lower flange 1200 , centrifugal force forces it outward along the upper surface of the lower flange 1200 and separates it through the holes 1530 in the core portion 1510 . Flow into chamber 1550 .

分離液が、分離室1550、即ちコア部1510を取り囲む上フランジ1300の下にある中空の、全体として円筒形スペースに集まる。分離液は、分離室1550とコア部1410に隣接する分離室1550の上部にあるポンプ室1420との間にある孔1540に出合うまで、入り口から上向きに流れ、孔1530を介して分離室に流入する。液体よりも密度の高い粒子は、沈降(粒子濃縮液)によって孔1530から分離室1550の外壁に向かって移動する。遠心分離機1000の回転が停止すると、粒子濃縮液は重力の影響を受けて下向きに移動し、供給配管2100のノズル2110に流入し、供給/排出機構2000によって排出される。 Separation liquid collects in separation chamber 1550 , the hollow, generally cylindrical space beneath upper flange 1300 surrounding core portion 1510 . Separation liquid flows upward from the inlet until it meets hole 1540 between separation chamber 1550 and pump chamber 1420 at the top of separation chamber 1550 adjacent core portion 1410 and enters the separation chamber via hole 1530. do. Particles denser than the liquid move from the pores 1530 toward the outer wall of the separation chamber 1550 by sedimentation (particle concentrate). When the centrifuge 1000 stops rotating, the particle concentrate moves downward under the influence of gravity into the nozzle 2110 of the supply line 2100 and is discharged by the supply/discharge mechanism 2000 .

回転時、分離液が孔1540を介して分離液ポンプ室1420に流入する。ポンプ室1420内で、回転する分離液が静置ペアリングディスク1410に衝突し、液体の運動エネルギーを圧力に変換し、この圧力によって供給/排出機構2000内の分離液排出路を介して上向きに排出され、分離液排出配管2400から外に出る。 During rotation, separation liquid flows through holes 1540 into separation liquid pump chamber 1420 . Within the pumping chamber 1420, the rotating separated liquid impinges on the stationary paring disc 1410, converting the liquid's kinetic energy into pressure that forces it upward through the separated liquid discharge path within the supply/discharge mechanism 2000. It is discharged and exits from the separated liquid discharge pipe 2400 .

回転する求心ポンプ1400のキャップ部分1610の内面1620にラジアルフィン1630を付設することによってこのポンプ1400の効率が高くなる。これらフィン1630が、回転装置の角モメンタムをポンプ室1420内の分離液に与える。さもなければ、回転している分離液の静置ペアリングディスク1410の衝突時に、摩擦のためにスローダウンが発生する恐れがある。求心ポンプ1400が、ポンプ室1420内に気液界面があるため、機械的シールよりもすぐれた分離液排出手段になる。ポンプ室1420内の気体が、回転するシール1700によって外部環境の汚染を受けることがなくなる。ペアリングディスク1410間の排出されている分離液が供給プロセス時にも、あるいは排出プロセス時にも空気に接触することがないため、排出プロセスで空気の細胞培地への導入時に発生することが多い過剰な泡立ちを防止できる。 The provision of radial fins 1630 on the inner surface 1620 of the cap portion 1610 of the rotating centripetal pump 1400 increases the efficiency of this pump 1400 . These fins 1630 impart the angular momentum of the rotating device to the separation liquid in the pumping chamber 1420 . Otherwise, slowdown may occur due to friction when the rotating separating fluid stationary paring disc 1410 collides. The centripetal pump 1400 provides a better separation liquid evacuation means than mechanical seals due to the air-liquid interface in the pumping chamber 1420 . The gas within the pumping chamber 1420 is not subject to contamination of the external environment by the rotating seal 1700 . Because the separating liquid being drained between the pairing discs 1410 does not come into contact with air during the feeding process, nor during the draining process, excess excess often occurs when air is introduced into the cell culture medium during the draining process. It can prevent foaming.

図4および図5に示す遠心分離機1000の構成では、細胞濃縮液は、ボウルの回転および供給流れを定期的に中断し、次に分離室1550の外壁にそって集められる細胞濃縮液をポンプによって排出することによって排出される。このプロセスは断続処理として知られている。分離室1550が体積容量に達すると、遠心分離機の回転が中断する。細胞濃縮液が供給配管2100のノズル2110に向かって流下し、これを供給配管2100からポンプによって吐き出すことによって回収する。遠心分離機1000を外部から弁操作(図示省略)して、濃縮液を回収容器(図示省略)に回収する。バイオリアクターの全バッチが完全に処理されていない場合には、ボウル回転および供給流れを再開し、バッチがすべて処理されるまで供給/排出サイクルを続行する。 In the configuration of centrifuge 1000 shown in FIGS. 4 and 5, the cell concentrate periodically interrupts rotation of the bowl and feed flow and then pumps the collected cell concentrate along the outer wall of separation chamber 1550. Ejected by ejecting by. This process is known as intermittent processing. When separation chamber 1550 reaches volumetric capacity, centrifugal rotation is interrupted. The cell concentrate flows down the nozzle 2110 of the supply line 2100 and is collected by pumping it out of the supply line 2100 . A valve (not shown) is operated from the outside of the centrifuge 1000 to collect the concentrated liquid in a collection container (not shown). If the entire batch in the bioreactor has not been completely processed, restart bowl rotation and feed flow and continue the feed/drain cycle until the batch is all processed.

上述したように、細胞培地の濃縮時、あるいは細胞培地が相当量の細胞デブリを含有している場合には、上記プロセスの速度が遅くなる。滞留時間を延長して小さなデブリ粒子を捕獲しなければならないからであり、このためには、供給流量を小さくし、分離室1550を迅速充填し、培養バッチ毎に回転を頻繁にかつ繰り返し中断する必要がある。さらに、細胞濃縮液がより粘稠化するため、重力の作用が働かなくなり、細胞濃縮液が遠心分離機1000の底部に届かなくなり、この結果長時間が必要になり、場合によっては、洗浄を行って残留している細胞を取り出す必要が出てくる。 As noted above, the process is slowed when the cell culture medium is concentrated, or if the cell culture medium contains a significant amount of cell debris. This is because the residence time must be extended to capture small debris particles by reducing the feed flow rate, rapidly filling the separation chamber 1550, and frequently and repeatedly interrupting rotation between culture batches. There is a need. In addition, as the cell concentrate becomes more viscous, the action of gravity becomes less effective and the cell concentrate does not reach the bottom of the centrifuge 1000, resulting in the need for extended periods of time and possibly washing. It will be necessary to remove the remaining cells using

図6~図13に示す例示的な構成の一部を変更した使い捨て遠心分離機では、角速度を上げることなく、平均沈降速度をより高くし、遠心分離機1000を連続的に、あるいは半連続的に操作し、細胞取り出し時に希釈液を細胞濃縮液に添加できるため、細胞の取り出しがより簡単になり、またより完全になる。 A modified single-use centrifuge of the exemplary configuration shown in FIGS. The diluent can be added to the cell concentrate at the time of cell removal, making cell removal easier and more complete.

図6~図12に示す使い捨て遠心分離機構造1000の構成については、前記のように操作を行う。供給懸濁液は、供給管2100から使い捨て遠心分離機構造1000に供給する。供給懸濁液が加速器羽根1560に衝突すると、これら羽根1560が、使い捨て遠心分離機1000の角速度に近い角速度を供給懸濁液に与える。孔1530ではなく、羽根1560を使用すると、より大容量の供給懸濁液をより遅いラジアル速度で分離室1550に送ることができるため、羽根1560間の開口よりも小さな横断面をもつ開口を備えた孔1530に供給懸濁液を送り込むさいに発生するジェット流を防止することができる。分離ゾーンまたは分離プールに入るさいにこのように供給流れが低速になるため、プールの液体の撹乱が最小になり、沈降をより効率的に実施できる。 The construction of the single-use centrifuge structure 1000 shown in FIGS. 6-12 operates as described above. A feed suspension is fed to the disposable centrifuge structure 1000 from a feed tube 2100 . As the feed suspension hits the accelerator vanes 1560 , these vanes 1560 impart an angular velocity to the feed suspension that approximates that of the disposable centrifuge 1000 . The use of vanes 1560 rather than holes 1530 allows a larger volume of feed suspension to be delivered to the separation chamber 1550 at a slower radial velocity, thus providing apertures with a smaller cross-section than the apertures between vanes 1560. It is possible to prevent the jet flow that occurs when feeding the feed suspension into the holes 1530 . This slower feed flow upon entering the separation zone or pool minimizes disturbance of the liquid in the pool and allows sedimentation to be carried out more efficiently.

遠心分離機1000が回転すると、分離液よりも稠密な粒子が分離室1550の外側に押し進み、粒子を含有しない分離液がコア部1510に接近する。遠心分離機ボウル3100の形状は逆円錐台形であり、上端の半径が下端の半径よりも小さい。遠心力によって、粒子が分離室の上部の中心から離れた部分(上部外側部分)に集まる。この遠心分離機1000の場合、濃縮液を半連続的に排出する操作を行う。分離液の排出の場合、その操作は全体として図4を参照して説明したように行う。細胞濃縮液の排出も同様に行うが、分離室1550の上部外側部分付近に集まる細胞濃縮液は、分離室1550の上部外壁付近の孔4540から濃縮液排出ポンプ室4400に流入する。 As the centrifuge 1000 rotates, particles that are denser than the separation liquid are forced out of the separation chamber 1550 , and separation liquid containing no particles approaches the core portion 1510 . The shape of the centrifuge bowl 3100 is an inverted truncated cone, with a radius at the top that is smaller than the radius at the bottom. Centrifugal force causes the particles to collect in the upper, off-center portion (upper outer portion) of the separation chamber. In the case of this centrifuge 1000, an operation of semi-continuously discharging the concentrate is performed. In the case of the discharge of the separating liquid, the operation is carried out as a whole as described with reference to FIG. Evacuation of the cell concentrate is performed in a similar manner, except that cell concentrate that collects near the upper outer portion of the separation chamber 1550 flows into the concentrate discharge pump chamber 4400 through holes 4540 near the upper outer wall of the separation chamber 1550 .

懸濁液の供給量、および回転の角速度については、限定するものではないが(ここに全体を援用する)米国特許第9,427,748号に開示されている振動センサーなどのセンサーを使用してモニターすることができる。このようなセンサーシステムによってセンサー構成が、遠心分離機がほぼ充填されたことを示すまで、より小さな流量で充填を行ってから、この情報に応じて供給流量および角速度を適切に調節する。例えば、遠心分離機がほぼ完全に充填された後は、供給量を小さくするか、供給を中断し、角速度を上げて沈降速度を高くし、沈降および排出が本質的に終了したなら、このサイクルを繰り返す。システムを以上説明したように最適化し、プロセスを中断する必要性を小さく抑える場合には、沈降に必要な角速度で連続的に、あるいはほぼ連続的にシステムを操作することが可能になる。 The suspension feed rate and angular rate of rotation are measured using sensors such as, but not limited to, the vibration sensor disclosed in U.S. Pat. can be monitored by With such a sensor system, filling is performed at a lower flow rate until the sensor configuration indicates that the centrifuge is nearly filled, and then the feed flow rate and angular velocity are adjusted appropriately in response to this information. For example, after the centrifuge is almost completely filled, reduce the feed rate or interrupt the feed, increase the angular velocity to increase the sedimentation velocity, and if sedimentation and evacuation are essentially complete, the cycle repeat. If the system is optimized as described above to minimize the need to interrupt the process, it becomes possible to operate the system continuously or nearly continuously at the angular velocity required for sedimentation.

濃縮液を半連続的に排出する場合、断続的に動作し、濃縮液を取り出す濃縮液ポンプ4400を使用して、懸濁液を連続的に遠心分離機1000に送り込む。濃縮液ポンプ4400の動作については、濃縮液が排出されているか否かを示す濃縮液排出ラインの光学的センサーによって制御することができる。濃縮液ポンプ4400の代わりに、懸濁液を最も効率よく処理するための弁の開閉時を決定する制御器およびセンサーを使用して排出サイクルを管理してもよい。 If the concentrate is to be discharged semi-continuously, the suspension is continuously pumped into the centrifuge 1000 using a concentrate pump 4400 that operates intermittently and removes the concentrate. The operation of the concentrate pump 4400 can be controlled by an optical sensor in the concentrate drain line that indicates whether concentrate is being drained. Instead of concentrate pump 4400, the discharge cycle may be managed using controllers and sensors that determine when to open and close valves to most efficiently process the suspension.

さらに、ペアリングディスク4410、1410間に調節可能なギャップを備えた遠心分離機1000を使用することによって排出の平均速度を制御できる。なお、一組のペアリングディスク4410、1410が調節可能であればよい。ペアリングディスク4410、1410(遠心分離機1000から出る流路の一部を構成する)間のギャップが開くと、流れが生じ、閉じると流れが止まる。即ち、このギャップは内部弁として作用する。目的の生成物に応じて、あるいは生成物の特性に応じて、ペアリングディスク4410、1410間のギャップ4415、1415を広げ、あるいは狭めることが有利である。ギャップが変化すると、ペアリングディスクに対応するポンプ作用およびせん断速度の両者に影響が出る。 Additionally, the average rate of ejection can be controlled by using a centrifuge 1000 with an adjustable gap between the pairing discs 4410,1410. It should be noted that the pair of pairing discs 4410, 1410 need only be adjustable. When the gap between the pairing discs 4410, 1410 (which form part of the flow path exiting the centrifuge 1000) is opened, flow is initiated and closed to stop flow. This gap thus acts as an internal valve. It may be advantageous to widen or narrow the gap 4415, 1415 between the pairing discs 4410, 1410, depending on the product of interest or on the properties of the product. A change in the gap affects both the pumping action and the shear rate associated with the pairing disc.

遠心分離機1000からの濃縮液および分離液の取り出し速度(量)、および取り出した濃縮液の生存性については、図4~図13に示す例示的な構成の諸特徴を利用してさらに制御できる。分離液ポンプ室1420内の加速器フィンと同様な加速器フィン4630を濃縮液ポンプ室4420に付設すると、流動する濃縮液とディスク4410との間に働く摩擦によるスローダウンが幾分かなくなるため、濃縮液を取り出す速度が増す。ポンプ室4420の上面の加速器フィン4630に加えて、このようなフィン4630はポンプ室4420の下面にも付設でき、効果が増す。孔1540、4540の代わりにスリットを使用することもでき、ポンプ室1420、4420に流入する原料に加わるせん断力を最小に抑えることができる。 The rate (amount) of concentrate and segregate removal from centrifuge 1000 and the viability of the removed concentrate can be further controlled using features of the exemplary configurations shown in FIGS. . The addition of accelerator fins 4630 to the concentrate pump chamber 4420, similar to the accelerator fins in the separate pump chamber 1420, eliminates some of the frictional slowdown between the flowing concentrate and the disk 4410, thus reducing the concentration of the concentrate. increase the speed at which the In addition to the accelerator fins 4630 on the top surface of the pump chamber 4420, such fins 4630 can also be attached to the bottom surface of the pump chamber 4420 for added effect. Slits can also be used in place of the holes 1540,4540 to minimize shear forces on the feedstock entering the pumping chambers 1420,4420.

濃縮液の生存性に懸念がある場合に、回転可能なペアリングディスク4410をポンプ室4420内に設けると、ペアリングディスク4410の表面に接触している間、濃縮液に加わるせん断力を低く抑えることができる。ペアリングディスク4410の回転速度を静置と分離室1550の回転速度との間にある速度に調節すると、濃縮液生存性と排出速度とのバランスを取ることができる。目的とする角速度については、当業者にとって公知な多数の機構によって制御できる。制御手段の実例はスリップクラッチであり、このクラッチを使用すると、ペアリングディスクが遠心分離機の角速度の分数である角速度で回転する。スリップクラッチの使用は、当業者にとって公知である。さらに、当業者にとっては自明なスリップクラッチ以外の手段もあり、いずれも角速度を調節できる。 If the viability of the concentrate is a concern, providing a rotatable paring disc 4410 within the pumping chamber 4420 reduces the shear forces applied to the concentrate while in contact with the surface of the paring disc 4410. be able to. Adjusting the rotational speed of the paring disc 4410 to a speed that is between the rest and the rotational speed of the separation chamber 1550 can balance concentrate viability and ejection speed. The desired angular velocity can be controlled by a number of mechanisms known to those skilled in the art. An example of a control means is a slip clutch using which the pairing disc rotates at an angular velocity that is a fraction of the angular velocity of the centrifuge. The use of slip clutches is well known to those skilled in the art. Moreover, there are means other than slip clutches that are obvious to those skilled in the art, all of which can adjust angular velocity.

蠕動ポンプ2510も、特に供給懸濁液が高濃度の場合、濃縮液の取り出しの効率および信頼性を高くするために使用することができる。蠕動ポンプ2510を使用すると、求心ポンプ4400を単独使用する場合よりも遠心分離機1000からの濃縮液の流量をより精密に制御できる。求心ポンプの速度は蠕動ポンプ2510の速度ほど簡単には調節できないからである。 A peristaltic pump 2510 can also be used to increase the efficiency and reliability of concentrate removal, especially when the feed suspension is highly concentrated. The use of peristaltic pump 2510 allows more precise control of the flow rate of concentrate from centrifuge 1000 than centripetal pump 4400 alone. This is because the centripetal pump speed cannot be adjusted as easily as the peristaltic pump 2510 speed.

さらに、希釈液ポンプ5150を使用して希釈液流路5000を介して殺菌水や緩衝液などの希釈液を濃縮液ポンプ室4420にポンプ供給し、濃縮液の粘度を落とすことができる。有用な希釈液のより完全な説明については上記を参照されたい。求心ポンプ2510および希釈液ポンプ5150のいずれかの、あるいは両者の動作速度については、濃縮液排出接続部2500内に設けた自動制御器(以下に説明する)に応答する濃度センサー4430によって制御することができる。この制御器については、濃度センサー4430に応答してそれぞれ濃縮液の粒子濃度に応じて、および/または標準的な供給/排出サイクルに応じて、希釈液添加および濃縮液の取り出しの両者に関してポンプ速度を開始、停止、または変更するようにプログラムを設定することができる。 Additionally, a diluent pump 5150 can be used to pump a diluent such as sterile water or buffer through the diluent flow path 5000 into the concentrate pump chamber 4420 to reduce the viscosity of the concentrate. See above for a more complete description of useful diluents. The operating speed of either or both centripetal pump 2510 and diluent pump 5150 is controlled by a concentration sensor 4430 responsive to an automatic controller (described below) provided in concentrate outlet connection 2500. can be done. For this controller, pump speeds for both diluent addition and concentrate withdrawal are adjusted according to the concentration of particles in the concentrate, respectively, in response to concentration sensor 4430 and/or according to the standard feed/drain cycle. You can set the program to start, stop, or change the

図16に、濃縮液および分離液を連続的に供給し、連続的な分離処理を行う遠心分離機に使用するコア部の別な例示的な構成を示す。コア部10は、遠心分離機の回転可能なボウル内に設置する上述したコア部と同様である。処理時、遠心分離機ボウルおよびコア部は軸線12を中心にして回転する。遠心分離機は静置装置14および回転可能な装置16を有する。 FIG. 16 shows another exemplary configuration of the core portion used in a centrifuge that continuously feeds the concentrated liquid and the separated liquid and performs continuous separation processing. The core 10 is similar to the cores described above for installation in the rotatable bowl of a centrifuge. During processing, the centrifuge bowl and core rotate about axis 12 . The centrifuge has a stationary device 14 and a rotatable device 16 .

上記実施例と同様に、静置装置14は供給配管18を備える。供給配管18は軸線12と同軸であり、コア部の分離室またはキャビティ22の底部に隣接する開口20内で終端する。静置装置はさらに分離液求心ポンプ24を有する。以下細部にわたって説明する分離液求心ポンプ24は入り口開口26、および環状の出口開口28を有する。環状の出口開口は分離液配管18を備える。この環状出口開口は分離液配管30に流体接続する。分離液配管は供給配管18に、これを同軸的に取り囲んで延在する。 As in the previous embodiment, the stationary device 14 is provided with a supply line 18 . A supply line 18 is coaxial with the axis 12 and terminates in an opening 20 adjacent the bottom of a separate chamber or cavity 22 in the core. The static device further has a separation liquid centripetal pump 24 . Separating liquid centripetal pump 24 , which will be described in detail below, has an inlet opening 26 and an annular outlet opening 28 . The annular outlet opening is provided with a separation liquid line 18 . This annular outlet opening fluidly connects to the separation liquid line 30 . The separation liquid line extends into and coaxially surrounds the supply line 18 .

この例示的な構成では、分離液求心ポンプ24は分離液ポンプ室32内に位置する。分離液ポンプ室は、回転可能な装置の一部であり、また操作時に分離液のプールに暴露される分離液求心ポンプの入り口開口26になる壁部によって構成される。 In this exemplary configuration, the separate liquid centripetal pump 24 is located within the separate liquid pump chamber 32 . The separation liquid pump chamber is part of the rotatable device and is constituted by a wall that becomes the inlet opening 26 of the separation liquid centripetal pump that is exposed to the pool of separation liquid during operation.

さらに、この例示的な構成は濃縮液求心ポンプ34を備える。この例示的な構成の濃縮液求心ポンプ34も、以上詳しく説明してきた構成と同様な構成を備えていればよい。例示的な構成では、濃縮液求心ポンプ34は求心ポンプの環状外周と境界を成す壁部内に位置する入り口開口36を備える。なお、濃縮液求心ポンプ34の外周径は分離液ポンプの外周径よりも大きい。さらに、濃縮液ポンプは出口開口38を備える。この環状の出口開口38は濃縮液出口配管40に流体接続し、濃縮液出口配管は分離液配管30を同軸的に取り囲んで延在する。 Additionally, this exemplary configuration includes a concentrate centripetal pump 34 . Concentrate centripetal pump 34 of this exemplary configuration may also have a configuration similar to that described in detail above. In an exemplary configuration, the concentrate centripetal pump 34 includes an inlet opening 36 located in a wall bounding the annular circumference of the centripetal pump. The outer diameter of the concentrate centripetal pump 34 is larger than the outer diameter of the separated liquid pump. Furthermore, the concentrate pump is provided with an outlet opening 38 . This annular outlet opening 38 is fluidly connected to a concentrate outlet line 40 which extends coaxially around the separate liquid line 30 .

例示的な構成では、濃縮液求心ポンプの入り口開口36は濃縮液ポンプ室42内に位置する。濃縮液ポンプ室は回転可能な装置16によって構成する。操作時、濃縮液求心ポンプの入り口開口36は濃縮液ポンプ室42内の濃縮液に暴露される。濃縮液ポンプ室42は上部44と垂直方向(上下方向)に境界を成す。少なくとも一つの流体シール46は出口配管40の外周と上部44との間に延在する。例示的なシール46については、分離室の内部から流体が漏出する恐れを小さく抑え、かつコア部の外部領域からの汚染物の導入を防止するように構成する。 In the exemplary configuration, the concentrate centripetal pump inlet opening 36 is located within the concentrate pump chamber 42 . A concentrate pumping chamber is constituted by a rotatable device 16 . In operation, the inlet opening 36 of the concentrate centripetal pump is exposed to the concentrate within the concentrate pump chamber 42 . Concentrate pump chamber 42 is bounded vertically (up and down) with upper portion 44 . At least one fluid seal 46 extends between the outer periphery of outlet line 40 and upper portion 44 . The exemplary seal 46 is configured to reduce the likelihood of fluid leakage from the interior of the separation chamber and to prevent the introduction of contaminants from the outer regions of the core.

遠心分離機の操作時、ボウル、およびキャビティおよび分離室を備えたコア部が軸線12を中心にして回転方向に回転する。回転方向におけるこの回転によって、供給配管18を介して導入した細胞懸濁液を、分離液配管30を介して排出される分離液、そして濃縮液出口配管40を介して排出される濃縮液に操作時に/動作的に分離する。 During operation of the centrifuge, the bowl and core with cavity and separation chamber rotate about axis 12 in the direction of rotation. This rotation in the direction of rotation manipulates the cell suspension introduced via feed line 18 into a separate liquid that is discharged via separate liquid line 30 and a concentrate that is discharged via concentrate outlet line 40. Occasionally/behaviorally separate.

細胞懸濁液は、分離室の底部にある配管開口20を介して分離室22に流入する。細胞懸濁液は遠心力および複数の加速器羽根48によって外向きに流動する。加速器羽根によって懸濁液が外向きに流動すると、細胞懸濁液に遠心力が作用するため、細胞液が分離室の外側の境界となる環状のテーパー壁50に向かって外向きに流動する。図示のように、テーパー壁50に対して濃縮した細胞液が外向きかつ上向きに押し進み、複数の濃縮液スロット52内を流れる。濃縮液は濃縮液スロットを超えて上向きに流動し、濃縮液ポンプ室42に流入し、ここから濃縮液求心ポンプ34によって濃縮液が排出される。 The cell suspension enters separation chamber 22 through tubing opening 20 at the bottom of the separation chamber. The cell suspension flows outward due to centrifugal force and multiple accelerator vanes 48 . When the suspension is caused to flow outward by the accelerator vanes, a centrifugal force acts on the cell suspension, causing the cell fluid to flow outward toward the annular tapered wall 50 which bounds the outer separation chamber. As shown, concentrated cell fluid forces outwardly and upwardly against tapered wall 50 and flows through a plurality of concentrate slots 52 . The concentrate flows upwardly over the concentrate slot and into the concentrate pump chamber 42 from which it is expelled by the concentrate centripetal pump 34 .

例示的な構成では、操作時、細胞を含まない分離液が、分離室22の内側と境界を成す垂直な環状壁54に近接して位置する。この分離液は、分離液ポンプ室32と境界を成す環状基底構造内の分離液孔56に上向きに流動し、分離液室内の分離液のプールを形成する。分離液室から、分離液求心ポンプ24の操作によって分離液が流動し、そしてコア部から分離液配管30を介して送られる。 In the exemplary configuration, in operation, the cell-free separation fluid is located adjacent to the vertical annular wall 54 bounding the interior of the separation chamber 22 . This separation liquid flows upwardly into the separation liquid hole 56 in the annular base structure bounded by the separation liquid pump chamber 32 to form a pool of separation liquid within the separation liquid chamber. From the separation liquid chamber, the separation liquid flows by operation of the separation liquid centripetal pump 24 and is sent from the core portion through the separation liquid piping 30 .

図16の例示的な構成では、濃縮液ポンプおよび分離液ポンプの構成は図17と全体として同じである。図17において、分離液求心ポンプ24は等角投影図として示す。図17に示すように、例示的な分離液求心ポンプはディスク状本体を有し、この本体は第1プレート58および第2プレート60を備える。操作時、第1プレートおよび第2プレートはネジ62などの締め付け部材によって開放可能に係合状態を保持する。むろん、その他の構成では、別な構成および締め付け方法を採用することができる。 In the exemplary configuration of FIG. 16, the configurations of the concentrate and separate pumps are generally the same as in FIG. In FIG. 17, the separation liquid centripetal pump 24 is shown in isometric view. As shown in FIG. 17, an exemplary separation liquid centripetal pump has a disk-shaped body, which includes first plate 58 and second plate 60 . In operation, the first and second plates are held in releasable engagement by a tightening member such as screw 62 . Of course, other configurations may employ different configurations and fastening methods.

例示的な構成では、第2プレート60は湾曲渦巻き式流路64の3つの側部と境界を成す壁部を備える。なお、例示的な構成では、求心ポンプは一対の全体として対向する渦巻き式流路64を備える。他の構成では、別な渦巻き式流路の本数および構成を採用することができる。 In an exemplary configuration, the second plate 60 comprises walls bounding three sides of a curved spiral channel 64 . It should be noted that in the exemplary configuration, the centripetal pump includes a pair of generally opposed volute channels 64 . Other configurations may employ other numbers and configurations of spiral flow channels.

例示的な構成では、第1プレートおよび第2プレートが求心ポンプのディスク状本体を備え、この本体が環状の外周66になる垂直に延在する外壁67を備える。この環状外周に渦巻き式流路64に対する入り口開口68が延在する。軸線12からラジアル方向外向きに環状回収室70が延在し、渦巻き式流路に流体接続する。環状回収室70が、入り口開口68から流入する流体を受け取る。この環状回収室70は、軸線12と同軸な環状出口開口に流体接続する。分離液求心ポンプのこの例示的な構成では、環状の出口開口は供給配管18の外壁と第2プレート60の内壁との間に延在する環状スペースであり、第2プレート60の内壁の出口は分離液出口配管30に流体接続する。 In an exemplary configuration, the first and second plates comprise a centripetal disk-like body with a vertically extending outer wall 67 forming an annular perimeter 66 . An inlet opening 68 to the spiral channel 64 extends around this annular circumference. An annular collection chamber 70 extends radially outwardly from axis 12 and is fluidly connected to the spiral flow path. An annular collection chamber 70 receives fluid entering from inlet opening 68 . This annular collection chamber 70 fluidly connects to an annular outlet opening coaxial with axis 12 . In this exemplary configuration of the separation liquid centripetal pump, the annular outlet opening is the annular space extending between the outer wall of the supply line 18 and the inner wall of the second plate 60, the outlet of the inner wall of the second plate 60 being It is fluidly connected to the separated liquid outlet line 30 .

例示的な構成では、渦巻き式流路64のそれぞれは、ボウルと分離室の回転方向に流路が湾曲するように構成する。回転方向は図17に矢印Rによって示す。例示的な構成では、渦巻き式流路と境界を成し、かつ回転方向に向く垂直延在の壁部74それぞれを回転方向に湾曲させる。渦巻き式流路と水平な境界を成す壁部74の湾曲構成によって、この例示構成のポンプ特性を強化できる。さらに、例示的な構成における各渦巻き式流路の対向壁部も同様な湾曲構成を取る。渦巻き式流路と水平な境界を成す垂直に延在する壁部の湾曲構成によって、各渦巻き式流路の入り口から回収室までの横断面積が一定になる。この一定の横断面積は、壁部74、76間に延在し、かつ渦巻き式流路と一方の側において水平な境界を成す全体として平坦な壁部78を使用して実現することも可能である。さらに、例示的な構成では、第1プレート58は一方の側において全体として平面状の円形面80を有し、プレートを求心ポンプのディスク状本体に構成するさいにこの円形面80は内向きになる。この例示的な構成では、円形面80が求心ポンプの両渦巻き式流路64側部と水平な境界になる。 In an exemplary configuration, each spiral channel 64 is configured such that the channel curves in the direction of rotation of the bowl and separation chamber. The direction of rotation is indicated by arrow R in FIG. In an exemplary configuration, each of the vertically extending walls 74 bounding the spiral channel and facing in the direction of rotation are curved in the direction of rotation. The curved configuration of the wall 74 horizontally bounding the spiral flow path enhances the pumping characteristics of this exemplary configuration. Additionally, the opposing walls of each spiral flow channel in the exemplary configuration have similar curved configurations. The curved configuration of the vertically extending wall horizontally bordering the spiral channels provides a constant cross-sectional area from the entrance of each spiral channel to the collection chamber. This constant cross-sectional area may also be achieved using a generally flat wall 78 that extends between walls 74, 76 and bounds the spiral flow path horizontally on one side. be. Further, in the exemplary construction, the first plate 58 has a generally planar circular surface 80 on one side which faces inwardly when the plate is constructed into the disk-like body of the centripetal pump. Become. In this exemplary configuration, the circular surface 80 borders both volute 64 sides of the centripetal pump horizontally.

なお、一対のプレートを備えた前記の例示的な構成については、一方のプレートに、湾曲渦巻き式流路の4側部のうちの3側部との境界に成る壁部を有する凹部を形成し、他方のプレートに渦巻き式流路の残りの側部との境界に成る表面を形成してもよく、別な構成では、別な構成および構造を採用することができる。 It should be noted that for the above exemplary configuration with a pair of plates, one plate is formed with a recess having walls bounding three of the four sides of the curved spiral flow path. Alternatively, the other plate may form a surface that interfaces with the remaining sides of the spiral flow path, and other configurations may employ other configurations and structures.

図16に示す例示的な求心ポンプ構造では、同サイズのペアリングディスク型求心ポンプよりも液体移動量を大きく取ることができる。さらに、この例示的な構成では、同等のペアリングディスクよりも液体加熱量が少なくて済む。 The exemplary centripetal pump configuration shown in FIG. 16 provides greater liquid displacement than a similarly sized pairing disk centripetal pump. Additionally, this exemplary configuration requires less liquid heating than a comparable pairing disc.

以上の例示的な構成では、分離液求心ポンプ24の環状外周の外径が濃縮液求心ポンプ34の外周外径よりも小さい。この構成を使用すると、分離液ポンプ室32に形成する分離液のプールから過剰量の液体を分離液求心ポンプが取り出すことがなくなる。分離液ポンプ室に十分な液体が存在するため、分離液求心ポンプの入り口に隣接する分離液に波が発生することがなくなる。分離液が不十分になることを原因とする波の発生は、遠心分離機およびコア部に振動を与えるだけでなく、これらの他の特性を劣化するものである。 In the above exemplary configuration, the outer diameter of the annular outer circumference of the separate liquid centripetal pump 24 is smaller than the outer outer diameter of the outer circumference of the concentrate centripetal pump 34 . Using this arrangement, the separation liquid centripetal pump does not draw excessive amounts of liquid from the separation liquid pool formed in the separation liquid pumping chamber 32 . The presence of sufficient liquid in the separate liquid pump chamber prevents waves from forming in the separate liquid adjacent to the inlet of the separate liquid centripetal pump. Wave generation due to insufficient separation liquid not only imparts vibration to the centrifuge and core, but also degrades these other properties.

例示構成の濃縮液ポンプの環状外周が大きいため、濃縮液求心ポンプによって液体が優先的にコア部から流れ出ることになる。例示的な構成では、濃縮液出力配管40の下流側流れについて、コア部からの濃縮液流れに対する分離液流れの比を制御することが可能になる。 Due to the large annular perimeter of the concentrate pump of the illustrated configuration, the liquid preferentially flows out of the core by the concentrate centripetal pump. Exemplary configurations allow the downstream flow of concentrate output line 40 to control the ratio of separate to concentrate flow from the core.

上記構成を備えた求心ポンプを利用する例示的な構成では、さらに、遠心分離機の特性および流れ特性は、実施する分離プロセスの具体的な原料および要件に特化することができる。具体的には、求心ポンプの外周の直径については、具体的な処理活性に合わせて最適な特性を得ることができるように設定することができる。例えば、求心ポンプの外周の直径が大きくなる程、出口における流れが強くなり、圧力が高くなる。さらに、直径が大きくなると、比較的小さい直径の場合よりも混合率が高くなる。ただし、直径がより大きくなると、外周直径の小さい求心ポンプの場合よりも、加熱度がより強くなる。このように、加熱度を低く抑えるためには、より小さい直径の外周を使用することができる。なお、特定の分離プロセスにおいて目的に応じて流れ特性および圧力特性を変更するために、出口開口のサイズ、面積および個数を変更してもよく、異なる渦巻き式流路構成を採用することも可能である。 In an exemplary configuration utilizing centripetal pumps with the above configurations, furthermore, the characteristics and flow characteristics of the centrifuge can be tailored to the specific raw materials and requirements of the separation process being performed. Specifically, the diameter of the circumference of the centripetal pump can be set to obtain optimum characteristics for a particular process activity. For example, the larger the diameter of the circumference of the centripetal pump, the stronger the flow and the higher the pressure at the outlet. Furthermore, the larger diameters allow for higher mixing ratios than smaller diameters. However, the larger the diameter, the more intense the heating than in the case of a centripetal pump with a smaller peripheral diameter. Thus, a smaller diameter perimeter can be used to keep heating low. It should be noted that the size, area and number of outlet openings may be varied, and different spiral flow path configurations may be employed, in order to tailor flow and pressure characteristics for a particular separation process. be.

図19は、細胞懸濁処理時に、本明細書ではキャビティと呼ぶ分離室内に陽圧を維持するさいに役立つ例示システムの概略図である。前記構成に関連して説明したように、分離室内には処理全体を通して大気圧以上の陽圧を維持するのが一般的に望ましい。このように構成すると、静置装置とコア部の回転可能な装置との間に処理時延在している一つかそれ以上の流体シールに浸透することによって汚染物が分離室に導入されるリスクが小さくなる。さらに前述したように、流体シールの内面と接触する分離室内に空気を陽圧で維持することが一般的には望ましい。シールに隣接して空気ポケットが存在すると、シールが被処理物と接触することがなくなり、汚染物の処理済み液への導入のリスクや、分離室からの液の漏出のリスクが小さくなる。 FIG. 19 is a schematic diagram of an exemplary system that helps maintain positive pressure within a separation chamber, referred to herein as a cavity, during cell suspension processing. As explained in connection with the above configuration, it is generally desirable to maintain a positive pressure above atmospheric pressure within the separation chamber throughout the process. With this arrangement, there is a risk that contaminants will be introduced into the separation chamber by penetrating one or more fluid seals extending during processing between the stationary device and the core rotatable device. becomes smaller. Further, as previously mentioned, it is generally desirable to maintain a positive pressure of air within the isolation chamber in contact with the inner surface of the fluid seal. The presence of an air pocket adjacent to the seal prevents the seal from coming into contact with the work piece, reducing the risk of introducing contaminants into the treated liquid and of liquid leaking out of the separation chamber.

図19を参照して説明した例示システムの場合、分離室内に一定の陽圧を維持するため、汚染物の導入リスクや他の処理済み液の漏出リスクが小さくなる。 The exemplary system described with reference to FIG. 19 maintains a constant positive pressure in the separation chamber, thereby reducing the risk of introducing contaminants or leakage of other treated liquids.

図19に概略を示す通り、遠心分離機は回転可能なボウル82を備える。この遠心分離機ボウルはモーター86やその他の好適な装置によって軸線84を中心にして回転可能である。 The centrifuge comprises a rotatable bowl 82 as shown schematically in FIG. The centrifuge bowl is rotatable about axis 84 by motor 86 or other suitable device.

図示の例示的な遠心分離機構造は回転可能な使い捨てコア部88を備え、このコア部が本明細書では分離室と呼ぶキャビティ90と境界を成す。 The illustrated exemplary centrifuge structure includes a rotatable disposable core 88 bounded by a cavity 90, referred to herein as the separation chamber.

前記他の構成と同様に、この例示的なコア部は静置装置を備え、この静置装置は、キャビティの底部領域に隣接して位置する入り口開口94を有する懸濁液入り口供給配管92を備える。静置装置はさらに少なくとも一つの求心ポンプ96を備える。この例示的な構成の求心ポンプはディスク状本体を有し、少なくとも一つのポンプ入り口98がその外周に隣接し、かつポンプ出口100が求心ポンプの中心に隣接位置する。このポンプ出口が分離液出口配管102に流体接続する。分離液出口配管は、既述の方法で懸濁液入り口配管を取り囲むように同軸的に延在する。流体を収容した分離室の回転可能な上部104が入り口配管および出口配管に関してコア部のキャビティを流体的にシールする少なくとも一つのシール106に動作接続する。この少なくとも一つのシール106が、静置状態にある分離液出口配管102の環状の外面と、図示のように、キャビティ90の内部的に境界を成す上部内壁を有するコア部の回転可能な上部104との間に操作時に/動作的にシール関係で延在する。 As with the other configurations above, this exemplary core includes a stationary device that has a suspension inlet feed line 92 with an inlet opening 94 located adjacent the bottom region of the cavity. Prepare. The stationary device further comprises at least one centripetal pump 96 . A centripetal pump of this exemplary configuration has a disk-like body with at least one pump inlet 98 adjacent its outer periphery and a pump outlet 100 located adjacent the center of the centripetal pump. This pump outlet fluidly connects to the separate liquid outlet line 102 . A separate liquid outlet line extends coaxially around the suspension inlet line in the manner previously described. A rotatable upper portion 104 of the fluid-containing isolation chamber is operatively connected to at least one seal 106 that fluidly seals the core cavity with respect to the inlet and outlet piping. The at least one seal 106 is a rotatable top portion 104 of the core portion having an upper inner wall bounding the stationary separated liquid outlet tubing 102 and, as shown, internally of the cavity 90 . extends in an operationally/operatively sealing relationship between and.

例示的な構成では、入り口配管92はポンプ108に流体接続する。例示的な構成におけるポンプ108は、細胞懸濁液を損傷させずに供給を行うために有用な蠕動ポンプである。むろん、この型式のポンプは例示に過ぎず、他の構成では他の型式のポンプを使用することができる。さらに例示的な構成では、ポンプ108は可逆的であり、このため、ポンプ108は供給ポンプとして動作し、入り口ライン110から細胞懸濁液を制御された供給量で入り口配管に吐き出す。さらに例示的な構成では、このポンプ108は細胞濃縮液を遠心分離作用によって分離した後に、濃縮液取り出し/排出ポンプとして動作することができる。この機能を発揮するさい、ポンプ108は、細胞懸濁液を分離室に供給するさいの流れから入り口配管92の流体の流れを反転することによって分離室から細胞濃縮液を吐き出す動作を行う。次に、細胞濃縮液を濃縮液ライン112に吐き出す。図19に示すように、入り口ライン110および濃縮液ライン112はそれぞれ弁114および116によって選択的に開閉を行う。例示的な構成では、これらの弁114および116はピンチバルブを備え、可撓性ラインまたは配管内の流れを開閉する。むろん、この方法は例示にすぎず、他の構成では、他の方法を利用できる。 In the exemplary configuration, inlet tubing 92 fluidly connects to pump 108 . Pump 108 in the exemplary configuration is a peristaltic pump useful for non-damaging delivery of the cell suspension. Of course, this type of pump is exemplary only and other types of pumps can be used in other configurations. Further, in the exemplary configuration, the pump 108 is reversible such that the pump 108 operates as a feed pump and pumps a controlled feed of cell suspension from the inlet line 110 into the inlet tubing. In a further exemplary configuration, this pump 108 can operate as a concentrate take-off/drainage pump after separating the cell concentrate by centrifugation. In performing this function, the pump 108 operates to expel the cell concentrate from the separation chamber by reversing the fluid flow in the inlet tubing 92 from the flow that supplied the cell suspension to the separation chamber. The cell concentrate is then discharged into concentrate line 112 . As shown in FIG. 19, inlet line 110 and concentrate line 112 are selectively opened and closed by valves 114 and 116, respectively. In an exemplary configuration, these valves 114 and 116 comprise pinch valves to open and close flow in flexible lines or tubing. Of course, this method is exemplary only, and other configurations may utilize other methods.

例示的なシステムでは、分離液出口配管102は分離液排出ライン118に流体接続する。この分離液排出ラインは、分離液排出ポンプ120に流体接続する。例示的な構成では、分離液排出ポンプ120は、流量を選択的に調節する可変流量ポンプである。例えば一部の例示的な構成では、ポンプ120はモーターを有する蠕動ポンプを備えることができ、このモーターの速度を制御し、ポンプの流量を選択的に加減することができる。分離液排出ポンプの出口から処理済み分離液を好適な回収室やその他の処理装置に送り出す。 In the exemplary system, separated liquid outlet tubing 102 fluidly connects to separated liquid discharge line 118 . This separated liquid discharge line fluidly connects to the separated liquid discharge pump 120 . In an exemplary configuration, separate liquid discharge pump 120 is a variable flow pump that selectively adjusts the flow rate. For example, in some exemplary configurations, pump 120 may comprise a peristaltic pump having a motor whose speed can be controlled to selectively moderate pump flow. The outlet of the separated liquid discharge pump delivers the treated separated liquid to a suitable collection chamber or other processing equipment.

図19に概略を示す例示的な構成では、圧力ダンピングリザーバー122は、分離液出出口配管102およびポンプ120の流体的に中間にある分離液排出ライン118に流体接続する。例示的な構成では、圧力ダンピングリザーバーは全体として垂直に延在する容器を備え、この内部領域に分離液を液密関係で保持する。圧力ダンピングリザーバーは、分離液排出ライン118に流体接続する底部ポート124を備える。 19, the pressure damping reservoir 122 is fluidly connected to the separate liquid outlet line 118 fluidly intermediate the separate liquid outlet piping 102 and the pump 120. As shown in FIG. In an exemplary configuration, the pressure damping reservoir comprises a generally vertically extending vessel to hold the separation liquid in an interior region thereof in liquid-tight relation. The pressure damping reservoir includes a bottom port 124 that fluidly connects to the separate liquid discharge line 118 .

このリザーバー122の反対側には上部ポート126がある。この上部ポートは空気圧に暴露される。例示的な構成では、上部ポートは128で概略を示す高空気圧源からの空気圧に暴露される。例示的な構成では、高圧源は圧縮機、空気保存タンクやシステムの操作に必要な範囲内で大気圧以上の高空気圧源になるその他の好適な装置を備える。高空気圧源128からの空気を殺菌フィルター130で処理し、不純物を除去する。調節器132が圧力ダンピングリザーバーの上部ポートに大気圧以上の空気圧レベルを全体として一定に維持する。例示的な構成では、空気圧調節器は電子的な高速動作調節器を備えているため、全体として一定の空気圧を目的のレベルに確実に維持できる。例示的な高速調節器132は、圧力が目的のレベルよりも落ちると直ちに作動し、上部ポート126に作用する圧力を上げ、そして上部ポートに作用する圧力が調節器の設定値よりも高くなると、直ちに調節器の圧力を解放する。 Opposite this reservoir 122 is an upper port 126 . This upper port is exposed to air pressure. In an exemplary configuration, the top port is exposed to air pressure from a high air pressure source, generally indicated at 128 . In an exemplary configuration, the high pressure source comprises a compressor, air storage tank, or other suitable device that provides a source of high air pressure above atmospheric pressure within the range required for operation of the system. Air from the high pressure source 128 is treated with a sterile filter 130 to remove impurities. A regulator 132 maintains a generally constant above-atmospheric air pressure level at the top port of the pressure damping reservoir. In an exemplary configuration, the air pressure regulator includes an electronic fast-acting regulator to ensure that an overall constant air pressure is maintained at a desired level. The exemplary fast regulator 132 activates as soon as the pressure drops below the desired level, increases the pressure acting on the upper port 126, and when the pressure acting on the upper port rises above the regulator setpoint, Immediately release the pressure on the regulator.

一部の構成では、調節器の出口は、想像線で概略を示す空気ライン143を介して分離室の上部104の内部に動作的に流体接続していてもよい。このような例示的な構成では、リザーバーの上部ポート126に作用する調節器の出口圧力も空気ライン143を介して分離室内部のエアポケットに作用する。このエアポケットは蠕動ポンプ入り口の上にあるキャビティのレベルまで下向きに延在し、少なくとも一つのシール106の内部に至り、軸線84に近接する領域からラジアル方向に上部104の内側にある上部内壁まで延在する。例示的な構成では、ライン143が少なくとも一つの分離された流路を介して少なくとも一つのシールの下にある分離室内の領域に陽圧を加える。この分離された流路は、分離液出口配管102および入り口供給配管92を備えた装置の静置構造を介して延在する。空気ライン143の少なくとも一つの分離された流路によって、分離室に開口する少なくとも一つの空気開口を介して上部104の内部に空気圧が印加する。この少なくとも一つの開口145は、求心ポンプに対する入り口98の上にあり、かつ少なくとも一つのシール106の下にある出口配管102の外面の外側に位置する。むろん、分離室のエアポケットおよび少なくとも一つのシールの内側に空気陽圧を印加する空気ラインのこの構成は例示に過ぎず、他の構成では、他の構成および方法を使用することができる。 In some configurations, the outlet of the regulator may be operatively fluidly connected to the interior of the upper portion 104 of the separation chamber via an air line 143 shown schematically in phantom lines. In such an exemplary configuration, the regulator outlet pressure acting on reservoir top port 126 also acts via air line 143 on an air pocket inside the isolation chamber. This air pocket extends downward to the level of the cavity above the peristaltic pump inlet, into the interior of at least one seal 106, and radially from an area adjacent axis 84 to the upper inner wall inside upper portion 104. Extend. In an exemplary configuration, line 143 applies positive pressure through at least one isolated flow path to a region within the isolation chamber underlying at least one seal. This isolated flow path extends through the stationary structure of the device with the separated liquid outlet line 102 and the inlet feed line 92 . At least one separate passage of air line 143 applies air pressure to the interior of upper portion 104 through at least one air opening that opens into the separation chamber. The at least one opening 145 is located outside the outer surface of the outlet line 102 above the inlet 98 to the centripetal pump and below the at least one seal 106 . Of course, this configuration of air lines to apply positive air pressure inside the isolation chamber air pocket and at least one seal is exemplary only, and other configurations and methods may be used in other configurations.

圧力ダンピングリザーバー122の例示的な構成では、上部液面センサー134が、圧力ダンピングリザーバーの内部にある分離液を検出する。上部液面センサーは上部液面にある分離液を操作時に/動作的に検出する。低い液面センサー136は、より低いレベルにあるリザーバー内の液体を検出する。高い液面センサー138は、上部液面レベルより高いリザーバー内の高い液面レベルを検出する位置にある。この高い液面センサーは許容できないほど高いレベルにある液面を検出し、システムの操作停止か、あるいは他の安全対策が必要な異常事態を発生したことを示す。例示的な構成では、液面センサー134、136および138は、圧力ダンピングリザーバー内において近接する分離液面を検出するために有用な静電容量式近接センサー(capacitive proximity sensor)を備える。これら型式のセンサーは例示に過ぎず、他の構成では他のセンサーおよび方法を使用することができる。 In an exemplary configuration of pressure damping reservoir 122, upper liquid level sensor 134 detects the separation liquid within the pressure damping reservoir. The upper level sensor operationally/behaviorally detects the separation liquid at the upper level. A low level sensor 136 detects liquid in the reservoir at a lower level. A high level sensor 138 is positioned to detect a high level in the reservoir that is higher than the upper level. This high level sensor detects an unacceptably high level of liquid, indicating an abnormal event requiring system shutdown or other safety precautions. In an exemplary configuration, liquid level sensors 134, 136 and 138 comprise capacitive proximity sensors useful for detecting adjacent separation liquid levels within pressure damping reservoirs. These types of sensors are exemplary only, and other configurations may use other sensors and methods.

例示的な構成は、さらにシステムの操作にとって適切な他の部材を備える。例えば、懸濁液、分離液や濃縮液などの特定のシステムにとって適切な処理および操作を行う前記以外の弁、ライン、圧力接続やその他の好適な部材を備えることができる。例えば、付加的な弁として、分離液排出ライン118の開閉状態を制御するための弁140がある。システムに使用できる付加的なライン、弁、接続やその部材はシステムの性質に依存して変更する部材である。 Exemplary configurations also include other members suitable for operation of the system. For example, other valves, lines, pressure connections and other suitable components may be provided for proper processing and operation for particular systems such as suspensions, separate liquids and concentrates. For example, an additional valve is valve 140 for controlling the opening and closing of separated liquid discharge line 118 . Additional lines, valves, connections and components thereof that may be used in the system are components that vary depending on the nature of the system.

図19の例示的なシステムは、さらに制御器と呼ぶこともある少なくとも一つの制御回路142を備える。この少なくとも一つの制御回路142は一つかそれ以上のプロセッサー144を備える。このプロセッサーは、一つかそれ以上のデータ保存装置146に操作時に/動作的に接続する。ここでプロセッサーとは、プロセッサー実行命令に従って、一つかそれ以上のデータ保存装置に保存されていた、あるいは外部ソースから受け取ったデータを処理し、情報を解析し、他の装置を制御し、あるいは他のアクションを実行する電子デバイスを意味する。一つかそれ以上の制御回路はハードウェア回路、ソフトウェア、ファームウェアまたはアプリケーションとして実装され、制御回路がデータを受信し、保存し、あるいは処理し、そして他のアクションを実行することを可能にする。例えば、制御回路は一つかそれ以上のマイクロプロセッサー、CPU、FPGA、ASICや、電子計算装置の方法で機能を実行できる他の集積回路や他の形式の回路を実装することができる。なお、データ保存装置はRAM、フラッシュメモリー、ハードドライブ、ソリッドステート装置、CD、DVD、光学メモリー、磁気メモリーやコンピュータ実行可能な命令および/またはデータを保存する回路可読媒体などの一つかそれ以上の揮発性/非揮発性のメモリーに対応する。 The exemplary system of Figure 19 includes at least one control circuit 142, which may also be referred to as a controller. The at least one control circuit 142 includes one or more processors 144 . The processor is operationally/operatively connected to one or more data storage devices 146 . A processor, as used herein, means processing data stored in one or more data storage devices or received from an external source, analyzing information, controlling other devices, or otherwise processing data in accordance with processor-executable instructions. means an electronic device that performs the action of One or more control circuits may be implemented as hardware circuits, software, firmware, or applications that enable the control circuit to receive, store, or otherwise process data and perform other actions. For example, the control circuitry may implement one or more microprocessors, CPUs, FPGAs, ASICs, other integrated circuits or other types of circuitry capable of performing functions in the manner of electronic computing devices. Data storage devices include one or more of RAM, flash memory, hard drives, solid state devices, CDs, DVDs, optical memories, magnetic memories, and circuit-readable media for storing computer-executable instructions and/or data. Supports volatile/non-volatile memory.

回路実行可能な命令には、複数のプログラミング言語およびフォーマットのうちの任意のもの含まれる。これら言語およびフォーマットは制限するものではないが例示すると、本明細書に記載するアクションなどのアクションを実行するルーチン、サブルーチン、実行スレッド、オブジェクト、スクリプト、メソドロジーおよび機能がある。制御回路の構造は、本明細書に援用するRamesh S.Gaonker著“Microprocessor Architecture,Programming, and Applications with the 8085”(Prentic Hall,2002)を名称とする教科書に説明されている原理を包摂し、この原理に対応し、かつこの原理を利用するものである。むろん、これら回路構造は例示に過ぎず、他の構成では、情報を保存、処理、解析かつ出力する他の回路構造を使用することができる。 Circuit-executable instructions include any of a number of programming languages and formats. Examples of these languages and formats include, but are not limited to, routines, subroutines, threads of execution, objects, scripts, methodologies, and functions that perform actions such as those described herein. The structure of the control circuit is described in Ramesh S. et al., incorporated herein by reference. It subsumes, corresponds to, and utilizes the principles described in the textbook entitled "Microprocessor Architecture, Programming, and Applications with the 8085" by Gaonker (Prentic Hall, 2002). . Of course, these circuit structures are exemplary only and other configurations may use other circuit structures for storing, processing, analyzing and outputting information.

例示的な構成では、前記の少なくとも一つの制御回路142はセンサー134、136および138などの少なくとも一つのセンサーとの好適な界面に操作時に/動作的に接続する。少なくとも一つの制御回路も可変流量排出ポンプ120に操作時に/動作的に接続する。さらに、一部の例示的な構成では、少なくとも一つの制御回路は他の装置、例えばモーター86、ポンプ108、調節器132、空気圧力源128、流体制御弁、その他の装置と操作時に/動作的に接続することができる。 In an exemplary configuration, the at least one control circuit 142 is operationally/operatively connected to a suitable interface with at least one sensor, such as sensors 134 , 136 and 138 . At least one control circuit is also operationally/operatively connected to the variable flow displacement pump 120 . Moreover, in some exemplary configurations, at least one control circuit may be operatively/operatively associated with other devices such as motor 86, pump 108, regulator 132, pneumatic pressure source 128, fluid control valves, and other devices. can be connected to

上記に例示した少なくとも一つの制御回路は操作時に/動作的にデータを受信し、データ保存装置146に保存されている回路実行可能な命令に従ってこのような装置を制御する。例示的な構成では、流体ダンピングリザーバー内の液面147は、分離液排出配管102内の圧力に対応する特性である。空気ライン143を使用しない一つの例示的な構成では、分離液排出配管内の圧力がコア部の上部104内の圧力を指し示し、かつシール106に隣接する分離室内の圧力の性質を指し示す事実を利用し、排出ポンプおよび他の部材の操作を制御する。既に説明したように、大気圧以上の陽圧および分離室内の少なくとも一つのシールに隣接するエアポケットを維持し、陰圧から生じる不純物の分離室への導入を防止することが望ましい。なお、分離室内において液面が高くなり過ぎると、圧力および被処理懸濁液がシールから溢流し、潜在的な汚染問題や望ましくない被処理液の暴露、損失問題が発生する。これは、求心ポンプからの出口に接続する分離液ラインにかかる背圧が高くなり過ぎるためである。 At least one of the control circuits illustrated above operationally/operationally receives data and controls such devices in accordance with circuit-executable instructions stored in data storage device 146 . In an exemplary configuration, the liquid level 147 within the fluid damping reservoir is characteristically corresponding to the pressure within the separation liquid discharge line 102 . One exemplary configuration that does not use the air line 143 utilizes the fact that the pressure in the separation liquid drain line is indicative of the pressure in the upper portion 104 of the core and is indicative of the nature of the pressure in the separation chamber adjacent the seal 106. and controls the operation of the evacuating pump and other components. As previously discussed, it is desirable to maintain a positive pressure above atmospheric pressure and an air pocket adjacent to at least one seal in the separation chamber to prevent introduction of impurities into the separation chamber resulting from negative pressure. It should be noted that if the liquid level becomes too high in the separation chamber, the pressure and treated suspension will overflow the seals, creating potential contamination problems and undesirable exposure and loss of treated liquid. This is because the back pressure on the separate liquid line leading to the outlet from the centripetal pump becomes too high.

例示的な構成では、ボウルの回転速度に応じて、求心ポンプのポンプ吐き出し力およびポンプ出力圧力レベルが発生する。求心ポンプのこの圧力出力レベルはボウルおよびコア部の回転速度に応じて変動する。空気ライン143を使用しない例示的な構成の場合、背圧については、分離液出口配管で制御すべきである。ポンプ120および圧力ダンピングリザーバーの液面147を操作するモーターの速度を制御すると、背圧が発生する。背圧については、ポンプ出力圧力未満に維持し(このため求心ポンプが分離室から分離液を送り出すことができる)、また大気圧以上の陽圧を維持して、汚染物がシールを超えて分離室に進入することを確実に防止し、シールに隣接する分離室内に空気を高圧維持し、被処理懸濁液の各成分からシールを隔てる。 In an exemplary configuration, centripetal pump discharge force and pump output pressure level are generated as a function of bowl rotation speed. This pressure output level of the centripetal pump varies with the rotational speed of the bowl and core. In the exemplary configuration without air line 143, back pressure should be controlled at the separate liquid outlet line. Controlling the speed of the motor that operates the pump 120 and the pressure damping reservoir fluid level 147 creates back pressure. The back pressure is maintained below the pump output pressure (so that the centripetal pump can pump the separation liquid out of the separation chamber) and a positive pressure above atmospheric pressure to separate contaminants across the seal. Entry into the chamber is positively prevented and air is maintained at high pressure in the separation chamber adjacent to the seal, separating the seal from the components of the suspension being treated.

例示的な構成では、圧力ダンピングリザーバーの上部ポート126に印加される高圧は調節器132によって維持する。さらに、ポンプ120の速度を維持し、センサー134が検出した上部液面レベル134と下部液面レベル136との間に液面レベル147を維持する少なくとも一つの制御回路142によって、分離室から流れ出る分離液を制御し、分離室の上部領域の圧力を目的の一定値に維持し、分離液がシールに接触しないように、あるいはシールから溢流しないようにする。 In an exemplary configuration, the high pressure applied to the top port 126 of the pressure damping reservoir is maintained by a regulator 132 . In addition, separation flowing out of the separation chamber is controlled by at least one control circuit 142 that maintains the speed of pump 120 and maintains liquid level 147 between upper liquid level 134 and lower liquid level 136 sensed by sensor 134 . The liquid is controlled to maintain the pressure in the upper region of the separation chamber at a desired constant value so that the separation liquid does not contact or overflow the seal.

空気ライン143を使用する別な構成では、調節器の陽圧レベルがリザーバー122内の流体と分離室の求心ポンプ入り口の上にある領域の両者に作用する。これら両位置に加わる陽圧レベルが同じであるため、分離液排出配管の背圧(リザーバー内の流体に加わる圧力)が、分離室の上部にあるエアポケット内の圧力とほぼ常時同じである。このため、求心ポンプがいずれの圧力からも全く影響を受けずに動作できる。 In an alternative configuration using air line 143, the positive pressure level of the regulator acts on both the fluid in reservoir 122 and the region above the centripetal inlet of the separation chamber. Since the level of positive pressure applied to both of these locations is the same, the back pressure in the separation drain line (the pressure exerted on the fluid in the reservoir) is almost always the same as the pressure in the air pocket at the top of the separation chamber. This allows the centripetal pump to operate completely unaffected by any pressure.

この例示的な構成では、ポンプ120および他のシステム部材は、少なくとも一つの制御回路142に応答して制御を行う。このため、分離液生成時常にリザーバー122の内部には確実に十分な容積の空気が存在する。従って、リザーバーが目的のダンピング作用を分離液排出ラインの圧力変化に加え、これを鎮静化する。この変化はさもなければポンプ120のポンピング作用を原因として生じるものである。鎮静化は、センサー134によって検出される上部液面レベル以下にリザーバー122内の液体を維持することによって行う。さらに、リザーバーの液面レベルを制御して、センサー136によって検出される下部液面レベル以上に維持する。これによって、求心ポンプが空気を吐き出さず、分離液における通気を確実に抑え込むことができる。 In this exemplary configuration, the pump 120 and other system components are responsive and controllable to at least one control circuit 142 . Therefore, a sufficient volume of air always exists inside the reservoir 122 when the separated liquid is generated. Thus, the reservoir adds a desired damping effect to the pressure change in the separated liquid discharge line to dampen it. This change would otherwise be caused by the pumping action of pump 120 . Calming is accomplished by maintaining the fluid in reservoir 122 below the upper fluid level detected by sensor 134 . In addition, the reservoir fluid level is controlled to remain above the lower fluid level detected by sensor 136 . As a result, the centripetal pump does not discharge air, and the aeration in the separation liquid can be reliably suppressed.

例示的な構成では、分離室から流れ出る分離液を少なくとも一つの制御回路の操作によって制御する。例示的な制御回路が、処理条件時システムを操作し、分離室90へ流れてくる細胞懸濁液の流れをポンプ108によって全体として一定流量に維持する一方で、モーター86の動作によって分離プロセスを行い、一定のボウル速度を維持し、分離液と細胞濃縮液とを分離する。また、この例示構成では、求心ポンプからの分離液排出ラインへの理想的な一定背圧を維持する操作を行う一方で、分離室内の空気をエアポケットの下側のレベル以上に維持し、少なくとも一つのシール106を分離液および被処理濃縮液から分離する。 In an exemplary arrangement, the separation liquid flowing out of the separation chamber is controlled by operation of at least one control circuit. An exemplary control circuit operates the system during process conditions to maintain a generally constant flow rate of cell suspension into the separation chamber 90 by the pump 108, while the separation process is controlled by operation of the motor 86. and maintain a constant bowl speed to separate the separation liquid and the cell concentrate. This exemplary configuration also operates to maintain an ideal constant back pressure to the separation liquid discharge line from the centripetal pump while maintaining the air in the separation chamber above the level below the air pocket and at least A single seal 106 separates the separation liquid and the concentrate to be treated.

例示的な構成では、圧力ダンピングリザーバー内の調節器の操作を通じて維持する圧力は大気圧以上のほぼ2kpa(0.29psi)に設定する。例示的なシステムでは、この圧力に設定すると、シールの完全性および分離性を細胞懸濁液処理時の全段階を通して確実に維持できることが判明した。むろん、この設定値は例示に過ぎず、他の構成では、他の圧力設定値、および圧力ダンピングリザーバー構成、センサーなどを採用することができる。 In an exemplary configuration, the pressure maintained through operation of the regulator in the pressure damping reservoir is set to approximately 2 kpa (0.29 psi) above atmospheric pressure. An exemplary system was found to be set at this pressure to ensure that seal integrity and separability were maintained throughout all stages of cell suspension processing. Of course, this setpoint is exemplary only, and other configurations may employ other pressure setpoints and pressure damping reservoir configurations, sensors, and the like.

図20は、分離液排出配管に目的の圧力レベルを維持し、かつ分離室の上部内に目的の圧力レベルを維持するさいに少なくとも一つの制御回路142の操作を通じて実行する例示的なロジックを示す概略図である。なお、一部の例示的な構成における制御回路は、上記以外の数多くの付加的な、あるいは異なる機能を実行できる。これら機能には上記の圧力制御機能に加えて遠心分離機の操作の異なる処理プロセスおよび工程の全体制御も含まれる。図20に示すように、初期サブルーチン工程148では、少なくとも一つの制御回路142を操作して、遠心分離機操作が現在分離室から分離液が排出されているモードにあるか否かを判定することができる。このモードにある場合、少なくとも一つの制御回路が作動し、分離液排出ポンプ120が分離液排出ライン118からくる分離液を排出する操作を行う。このためには、ポンプのモーターを作動すればよい。例示的な構成では、ポンプ120の流量を最初に設定値に設定するか、あるいはプロセス時の制御回路操作を通して決定できる具体的な操作条件に応じて変更することもできる。分離液排出ポンプの操作は工程150で実施する。 FIG. 20 illustrates exemplary logic executed through operation of at least one control circuit 142 in maintaining a desired pressure level in the separation liquid discharge line and within the upper portion of the separation chamber. 1 is a schematic diagram; FIG. It should be noted that control circuitry in some exemplary configurations may perform many additional or different functions beyond those described above. These functions include, in addition to the pressure control functions described above, overall control of the different processes and steps of centrifuge operation. As shown in FIG. 20, in an initial subroutine step 148, at least one control circuit 142 is operated to determine if the centrifuge operation is currently in a mode in which separated liquid is being drained from the separation chamber. can be done. When in this mode, at least one control circuit is activated to operate the separate liquid drain pump 120 to drain separate liquid coming from the separate liquid drain line 118 . To do this, the pump motor should be activated. In an exemplary configuration, the flow rate of pump 120 may be initially set to a set value or may be varied depending on specific operating conditions that may be determined through control circuit operation during the process. Operation of the separate liquid discharge pump is performed at step 150 .

次に、少なくとも一つの制御回路を操作し、工程152において液体が高い液面レベルセンサー138の高い液面レベルにあるか否かを決定する。この液面レベルにある場合には、状態が望ましくないことを示す。センサー138のレベルで液体が検出された場合には、制御回路を操作し、この状態に対処するステップを取る。このためには、ポンプ120を操作し、流量を高くし、遠心分離機の動作が続いた状態で、所定時間内で液面レベルが低下したか否かを決定することができる。あるいは、またこれに加えて、少なくとも一つの制御回路によってポンプ108の速度を低下させて、流入してくる液体の流れを抑制することができる。このような対応を取っても所定時間内に液面レベルが下がらない場合には、付加的な工程を取る。このような工程では、ボウル182の回転を遅くするか、停止することができる。このような対応策には、ポンプ108の操作を停止させて分離室へのより多くの懸濁液の導入を避けることが含まれる。一般的にはシステムの通常操作停止と呼ばれるこれら工程は、工程154として示すことができる。 At least one control circuit is then operated to determine in step 152 whether the liquid is at the high level of the high level sensor 138 . If it is at this level, it indicates an undesirable condition. If liquid is detected at the level of sensor 138, the control circuitry is operated to take steps to address this condition. To do this, the pump 120 can be operated to increase the flow rate and, with continued operation of the centrifuge, a determination can be made as to whether the liquid level has fallen within a predetermined period of time. Alternatively, and in addition, the pump 108 can be slowed down by at least one control circuit to reduce incoming liquid flow. If the liquid level does not drop within the predetermined time even after taking such measures, an additional step is taken. In such a process, rotation of bowl 182 may be slowed or stopped. Such measures include deactivating pump 108 to avoid introducing more suspension into the separation chamber. These steps, commonly referred to as normal operation shutdown of the system, can be indicated as step 154 .

高い液面レベルセンサー138の液面レベルで液体が検出されない場合、少なくとも一つの制御回路を操作し、センサー134の上部液面レベルで液体が検出されるか否かを決定する。これが工程156である。上部液面レベルで液体が検出された場合には、少なくとも一つの制御回路がその保存されている命令に応答して作動し、放出ポンプ120の速度、従って流量を上げる。例示的な構成では、これはポンプの一部であるモーターの速度を上げることによって行う。これが工程158である。ポンプの流量を上げると、圧力ダンピングリザーバーの液面レベル147が、より多くの液体がポンプ120によって移動するため下がり始める。 If no liquid is detected at the high liquid level sensor 138 , at least one control circuit is operated to determine whether liquid is detected at the upper liquid level of the sensor 134 . This is step 156 . When liquid is detected at the upper fluid level, at least one control circuit operates in response to its stored command to increase the speed of the dispense pump 120 and thus the flow rate. In an exemplary configuration, this is done by increasing the speed of a motor that is part of the pump. This is step 158 . As the pump flow rate increases, the pressure damping reservoir fluid level 147 begins to drop as more fluid is displaced by the pump 120 .

工程156において、センサー134の上部液面レベルで液体が検出されない場合には、少なくとも一つの制御回路を操作して、センサー134の上部液面レベルで液体を検出されるか否かを決定する。これが工程160である。上部液面レベルで液体が検出されない場合には、少なくとも一つの制御回路がそのプログラムに従って作動し、ポンプ120の流量を下げる。例示的な構成では、モーターの速度を下げることによってこれを行う。これが工程162である。例示的な構成では、ポンプ120の流量を下げると、圧力ダンピングリザーバー内において液面レベル147が上昇し始める。一部の例示的な構成では、所定の時間内でリザーバー内において液面レベルが上昇しない場合には、制御回路がそのプログラムに従って作動し、前記の停止工程154などの付加的な対策を取る。例示的な構成の制御回路が作動し、ポンプ120の供給量を変更し、圧力ダンピングリザーバー内の液面レベル147を、分離液生成時のセンサー134および136の液面レベル間にある全体として一定な液面レベルに維持する。 At step 156 , if no liquid is detected at the upper liquid level of sensor 134 , at least one control circuit is operated to determine whether liquid is detected at the upper liquid level of sensor 134 . This is step 160 . If no liquid is detected at the upper fluid level, at least one control circuit operates according to its program to reduce the flow rate of pump 120 . In an exemplary configuration, this is done by slowing down the motor. This is step 162 . In an exemplary configuration, reducing the flow rate of pump 120 causes fluid level 147 to begin to rise within the pressure damping reservoir. In some exemplary arrangements, if the fluid level does not rise within the reservoir within a predetermined time period, the control circuit operates according to its program and takes additional measures, such as stopping step 154 above. The control circuit of the exemplary configuration is activated to vary the pump 120 delivery rate to keep the liquid level 147 in the pressure damping reservoir generally constant between the liquid levels of the sensors 134 and 136 during separation liquid production. maintain a suitable liquid level.

例示的な構成では、圧力ダンピングリザーバー内の液体全体に殺菌空気の全体として一定の高圧を維持するが、これによって、分離液出口配管中、および分離室内のシールに同様な高圧を一貫して確実に維持できる。例示の構成ではさらに、ボウルが異なる速度で回転している遠心分離機の異なる操作条件時に圧力を目的のレベルに維持できる。これら条件には、例えば、細胞懸濁液を分離室に最初に比較的高流量で充填する時の条件、および遠心分離機が比較的低速で回転する条件が含まれる。最終充填を行う次の条件時にも圧力を維持できる。この条件下では、分離室への細胞懸濁液の流量は小さくなり、またボウルの回転速度はより高速になる。さらに、懸濁液のボウルへの供給時および分離液の分離室からの排出時に、前述したように陽圧を維持できる。例示の構成ではさらに、少なくとも一つの制御回路を操作し、濃縮液を分離室から吐き出している間、陽圧を維持する。これら条件全部を通して分離室内に陽圧を維持するが、これによって汚染および望ましくない状態が生じる恐れが小さくなる。これら状態は、さもなければ(大気圧以下の)陰圧状態によって生じる。 An exemplary configuration maintains a generally constant high pressure of sterile air across the liquid in the pressure damping reservoir, which consistently ensures a similar high pressure in the separation liquid outlet tubing and in the seals within the separation chamber. can be maintained at Exemplary configurations also allow pressure to be maintained at a desired level during different operating conditions of the centrifuge with the bowl rotating at different speeds. These conditions include, for example, when the cell suspension is initially filled into the separation chamber at a relatively high flow rate, and when the centrifuge rotates at a relatively low speed. The pressure can be maintained even during the following conditions for final filling. Under this condition, the flow rate of cell suspension into the separation chamber is lower and the rotation speed of the bowl is higher. In addition, positive pressure can be maintained as previously described during the supply of the suspension to the bowl and the discharge of the separation liquid from the separation chamber. Exemplary configurations also operate at least one control circuit to maintain a positive pressure while the concentrate is expelled from the separation chamber. A positive pressure is maintained in the separation chamber throughout all of these conditions, which reduces the potential for contamination and undesirable conditions. These conditions are otherwise caused by negative pressure conditions (below atmospheric pressure).

むろん、以上の特徴、部材、構造および制御方法は例示に過ぎず、他の構成では他のアプローチも使用できる。さらに、例示的な構成におけるシステムは、分離液および濃縮液の両者を連続処理するモードではなく、バッチモードで処理を行うが、この原理は他の型式のシステムにも適用可能である。 Of course, the features, components, structures and control methods described above are exemplary only, and other approaches may be used in other configurations. Furthermore, although the system in the exemplary configuration processes both the separate liquid and the concentrate in batch mode rather than in continuous mode, the principles are applicable to other types of systems.

例示の構成に圧力ダンピングリザーバーを使用すると、出口配管および分離室内に目的の圧力レベルを確実に維持できるが、他の例示的な構成では他の方法も使用することができる。例えば一部の構成では、出口配管、分離室や、分離室内の圧力に対応する他の位置において圧力を直接検出してもよく、および/または圧力をこれらに印加してもよい。いくつかの構成では、排出ポンプの流量は制御され得るので、好適な圧力レベルを維持できる。さらに別な構成では、例示的な制御回路を操作し、排出ポンプおよび懸濁液をコア部および/または好適な弁やその他の流れ制御装置に供給するポンプの両者を制御し、好適な圧力レベルを維持することも可能である。このような別なアプローチについては、使用する具体的な遠心分離機および処理すべき液体などに応じて選択するのが望ましい。 While the use of a pressure damping reservoir in the exemplary configuration ensures that the desired pressure level is maintained in the outlet line and separation chamber, other methods may be used in other exemplary configurations. For example, in some configurations, pressure may be directly sensed and/or applied to the outlet line, separation chamber, or other location that corresponds to the pressure within the separation chamber. In some configurations, the flow rate of the evacuating pump can be controlled so that a suitable pressure level can be maintained. In yet another configuration, an exemplary control circuit operates to control both the discharge pump and the pump that delivers suspension to the core and/or suitable valves or other flow control devices to provide a suitable pressure level. can also be maintained. The choice of such alternative approach is desirably dependent on the particular centrifuge used and the liquid to be processed.

図21は、連続的に、あるいは半連続的に細胞培養バッチの細胞分離液および細胞濃縮液に分離する構成の別な遠心分離機システム170を示す概略図である。この例示システムは、軸線174を中心にして回転できる剛性のある遠心分離機ボウル172を備える。このボウルは使い捨て構造178を解放可能に受け取る構成のキャビティ176を備える。この剛性ボウルは上部開口180を備える。環状の固定リングやその他の固定構造182が、この使い捨て構造178を解放可能にボウルキャビティ内に固定する。 FIG. 21 is a schematic diagram of another centrifuge system 170 configured for continuous or semi-continuous separation of cell culture batches into a cell separate liquid and a cell concentrate. This exemplary system includes a rigid centrifuge bowl 172 that can rotate about an axis 174 . The bowl includes a cavity 176 configured to releasably receive a disposable structure 178 . This rigid bowl has an upper opening 180 . An annular locking ring or other locking structure 182 releasably secures this disposable structure 178 within the bowl cavity.

この構成の例示的な使い捨て構造178は、中心軸方向に延在する供給配管184を備える。以下に説明するように、この供給配管を使用して、細胞培養バッチ液を使い捨て構造178の内部領域186に送る。供給配管184は、使い捨て装置の第1軸端188において上部から第2軸端192における下部において内部領域まで延在する。使い捨て構造178は、第1軸端に隣接するほぼディスク状部分194を備える。例示的なディスク状部分194は全体として剛性を示す。即ち、この部分は剛性あるいは半剛性を示し、環状外周196を備える。環状外周は、遠心分離機ボウルキャビティ176の上記環状境界壁198に係合する構成である。ディスク状部分194の環状外周は剛性を示すボウル172に係合する構成であるため、使い捨て構造がこれと一体回転する。 An exemplary disposable structure 178 of this configuration includes a central axially extending supply line 184 . This supply line is used to deliver the cell culture batch fluid to the interior region 186 of the disposable structure 178, as described below. A supply line 184 extends from the top at the first axial end 188 of the disposable device to the interior region at the bottom at the second axial end 192 . Disposable structure 178 includes a generally disk-shaped portion 194 adjacent the first axial end. The exemplary disc-shaped portion 194 exhibits a stiffness as a whole. That is, the portion may be rigid or semi-rigid and have an annular perimeter 196 . The annular perimeter is configured to engage the annular boundary wall 198 of the centrifuge bowl cavity 176 . The annular periphery of disc-shaped portion 194 is configured to engage rigid bowl 172 so that the disposable structure rotates therewith.

さらに、この例示的な使い捨て構造178は中空の、剛性または半剛性を示す円筒形コア部200を備える。コア部200はディスク状部分194に操作時に/動作的に係合し、これと一体回転する。コア部200はディスク状部分と軸方向に整合し、使い捨て構造178の上部と下部との間の中間まで軸方向に延在する。コア部200は、供給配管184が通る上開口202および下開口204を備える。 Additionally, this exemplary disposable structure 178 includes a hollow, rigid or semi-rigid cylindrical core 200 . The core portion 200 is operatively/operatively engaged with the disc-shaped portion 194 and rotates therewith. The core portion 200 is axially aligned with the disk-shaped portion and extends axially halfway between the upper and lower portions of the disposable structure 178 . Core portion 200 includes an upper opening 202 and a lower opening 204 through which supply line 184 passes.

ディスク状部分194は、ほぼ円形の分離液求心ポンプ室206を備える。分離液求心ポンプ208はポンプ室206内に位置する。ほぼ環状の分離液開口210は、分離液ポンプ室206に流体接続する。ここで“ほぼ環状”とは、開口が環状構成の離散的な開口および/または連続開口を意味する。分離液求心ポンプ208は分離液排出配管212に流体接続する。分離液排出配管212は、供給配管184を取り囲む関係で同軸的に延在する。排出される分離液は、求心ポンプ外周上のほぼ環状の開口および供給配管の外部にある分離液排出配管212の環状スペースを通過する。 Disc-shaped portion 194 includes a generally circular separation liquid centripetal chamber 206 . A separation liquid centripetal pump 208 is located within the pump chamber 206 . A generally annular separator opening 210 fluidly connects to the separator pump chamber 206 . As used herein, "substantially annular" means discrete and/or continuous apertures in an annular configuration. Separate liquid centripetal pump 208 is fluidly connected to separate liquid discharge line 212 . Separated liquid discharge line 212 extends coaxially in surrounding relationship with supply line 184 . The discharged separated liquid passes through a generally annular opening on the circumference of the centripetal pump and the annular space of the separated liquid discharge line 212 external to the supply line.

さらに、ディスク状部分194は濃縮液求心ポンプ室214を備える。濃縮液求心ポンプ214はほぼ円筒形の室であり、分離液求心ポンプ室206の上に位置する。濃縮液求心ポンプ室214はその内部に濃縮液求心ポンプ216が位置する。濃縮液求心ポンプは、濃縮液排出配管220に流体接続する。濃縮液排出配管220は、分離液排出配管212を環状に取り囲む関係で延在する。濃縮液は濃縮液求心ポンプ外周のほぼ環状の開口を通過し、かつ分離液排出配管の外側にある濃縮液排出配管220内の環状スペースを通過する。 Additionally, disc-shaped portion 194 includes concentrate centripetal pump chamber 214 . Concentrate centripetal pump 214 is a generally cylindrical chamber and is located above separate liquid centripetal pump chamber 206 . Concentrate centripetal pump chamber 214 has concentrate centripetal pump 216 located therein. The concentrate centripetal pump is fluidly connected to the concentrate outlet line 220 . Concentrate discharge line 220 extends in annular surrounding relationship with separate liquid discharge line 212 . Concentrate passes through a generally annular opening around the circumference of the concentrate centripetal pump and through an annular space in concentrate discharge line 220 outside of the separate liquid discharge line.

ほぼ環状の濃縮液開口218は、濃縮液ポンプ室214に流体接続する。例示的な例では、ほぼ環状の濃縮液開口およびほぼ環状の分離液開口は同心同軸開口であり、濃縮液開口が分離液開口の外側にラジアル方向に位置する。むろん、この構成は例示に過ぎず、他の構成では、他のアプローチおよび構成をとることができる。 A generally annular concentrate opening 218 fluidly connects to the concentrate pump chamber 214 . In an illustrative example, the generally annular concentrate opening and the generally annular separate opening are concentric coaxial openings, with the concentrate opening radially outward of the separate opening. Of course, this configuration is exemplary only, and other configurations may take other approaches and configurations.

さらに、例示的な使い捨て構造178は可撓性の外壁222を備える。この可撓性外壁222は液密壁部であり、例示の使い捨て式構成178の操作位置において、剛性を示すボウルキャビティ176と境界を成す壁部に支持係合状態で延在する。例示的な構成では、可撓性の外壁222は、ディスク状部分194と操作時に係合し、強固に流体接続する。可撓性外壁は内部が円錐台形であり、第2軸端192に隣接する使い捨て構造の底部に隣接する内側半径が小さい。 Additionally, the exemplary disposable structure 178 includes a flexible outer wall 222 . This flexible outer wall 222 is a liquid-tight wall and extends in supportive engagement with the wall bounding the rigid bowl cavity 176 in the operative position of the exemplary disposable configuration 178 . In the exemplary configuration, the flexible outer wall 222 operatively engages the disk-shaped portion 194 to provide a rigid fluid connection. The flexible outer wall is internally frusto-conical with a small inner radius adjacent the bottom of the disposable structure adjacent the second axial end 192 .

例示的な可撓性外壁222は、コア部200の少なくとも一部を取り囲む関係で延在する。さらに、外壁222は環状分離室224と境界をなす。分離室224はコア部200の外壁と可撓性外壁222との間にラジアル方向に延在する。ほぼ環状の濃縮液開口218およびほぼ環状の分離液開口210は、それぞれ分離室224に流体連絡する。 An exemplary flexible outer wall 222 extends in surrounding relation to at least a portion of the core portion 200 . Additionally, the outer wall 222 bounds an annular separation chamber 224 . Separation chamber 224 extends radially between the outer wall of core portion 200 and flexible outer wall 222 . A generally annular concentrate aperture 218 and a generally annular separate aperture 210 are each in fluid communication with separation chamber 224 .

例示的な構成では、可撓性外壁222は織り目の出た外面(textured outer surface)226を備える。この織り目の出た外面によって、剛性ボウル172のキャビティと境界を成す表面と可撓性外壁222との間のスペースから空気が出ていく。例示的な構成では、織り目の出た外面は、剛性ボウルに接触する可撓性外壁のほぼ全領域にわたる。例示的な構成では、織り目の出た外面は、一つかそれ以上のパターンで外向きに延在する突起または凹み228を備え、これらの間にスペースまたは凹部を形成するため通気がよくなる。ボウルキャビティ内に上部開口180かあるいは下部開口230を介して使い捨て構造178を配置したさいに、このボウルキャビティに通気が生じる。例示的な構成では、上記突起は弾性を示す変形可能な材質から構成することができ、ボウルの剛性壁に対するライナーの力に応答して高さが低くなる。可撓性外壁222の織り目の出た外面226があるため、エアポケットが遠心分離機の剛性ボウルと使い捨て構造との間に取り込まれる恐れが小さくなる。このようなエアポケットがあると、壁部輪郭にバラツキが発生し、さらに分離プロセスに悪影響を与えるようにバランスが悪くなり、および/また分離室の輪郭を変形させる恐れが出てくる。むろん、上記のような空気放出構造は例示に過ぎず、他の構成では、他の空気放出構造を採用することができる。 In an exemplary configuration, flexible outer wall 222 comprises a textured outer surface 226 . This textured outer surface forces air out of the space between the cavity bounding surface of the rigid bowl 172 and the flexible outer wall 222 . In an exemplary configuration, the textured outer surface spans substantially the entire area of the flexible outer wall that contacts the rigid bowl. In an exemplary configuration, the textured outer surface includes outwardly extending protrusions or depressions 228 in one or more patterns to form spaces or depressions therebetween to facilitate ventilation. Venting occurs in the bowl cavity upon placing the disposable structure 178 in the bowl cavity through either the upper opening 180 or the lower opening 230 . In an exemplary arrangement, the protrusions may be constructed from a resilient deformable material and decrease in height in response to the force of the liner against the rigid walls of the bowl. The textured outer surface 226 of the flexible outer wall 222 reduces the risk of air pockets being trapped between the rigid bowl of the centrifuge and the disposable structure. Such air pockets create variations in the wall contours and can lead to unbalanced and/or distorted separation chamber contours that adversely affect the separation process. Of course, the air release structures as described above are merely exemplary, and other configurations may employ other air release structures.

さらに、図21に示す例示的な使い捨て構造は剛性または半剛性を示す、下部ディスク状の部分232を備える。この剛性や半剛性を示す材質によって操作時にその形を維持できる。例示的な構成では、下部ディスク状部分232は円錐形であり、垂直に延在する壁部またはその他の構造によってコア部200の下端に操作時に/動作的に接続し、これに取り付けられる。複数の角度をもって離間した流路234が、ディスク状部分232の上面とコア部のラジアル方向に外向きの下部との間に延在する。流路232は第2軸端192の底部に対してラジアル方向外向きかつ上向きに延在するため、供給配管184の開口190を介して内部領域186に流入する細胞培養バッチ液中の細胞が、ラジアル方向外向きかつ上向きに分離室224に流入する。 Additionally, the exemplary disposable structure shown in Figure 21 includes a lower disk-like portion 232 that exhibits a rigid or semi-rigid design. This rigid or semi-rigid material allows it to maintain its shape during manipulation. In an exemplary configuration, the lower disc-shaped portion 232 is conical and is operatively/operatively connected to and attached to the lower end of the core portion 200 by a vertically extending wall or other structure. A plurality of angularly spaced passages 234 extend between the upper surface of the disc-shaped portion 232 and the radially outwardly facing lower portion of the core. Channel 232 extends radially outwardly and upwardly relative to the bottom of second axial end 192 so that cells in the cell culture batch entering interior region 186 through opening 190 in feed line 184 are It flows radially outward and upward into the separation chamber 224 .

例示的な構成では、可撓性外壁222は、使い捨て構造の第2軸端192における下部のディスク状部分232の下に延在する。可撓性外壁222は、下部のディスク状部分232および使い捨て構造が位置するキャビティと境界を成す剛性ボウル172の壁面の中間まで延在する。 In the exemplary configuration, the flexible outer wall 222 extends below a lower disc-shaped portion 232 at the second axial end 192 of the disposable structure. The flexible outer wall 222 extends halfway the walls of the rigid bowl 172 bounding the cavity in which the lower disc-shaped portion 232 and the disposable structure are located.

例示的な構成では、遠心分離機ボウル172、上部ディスク状部分194、下部ディスク状部分232および可撓性外壁222が回転している間、供給配管184、分離液排出配管212、濃縮液排出配管220、分離液求心ポンプ208および濃縮液求心ポンプ216は静置状態を維持する。少なくとも一つの環状弾性シール236は、濃縮液排出配管220の外面と上部ディスク状部分194との間に操作時に/動作的にシール係合するように延在する。少なくとも一つのシール236が、前記したように気密シールを維持するため、細胞処理時にエアポケットを内部領域186の内部に維持でき、被処理細胞培養バッチ液からシールを分離することができる。使い捨て構造の内部領域内に維持されたエアポケットによって、分離液求心ポンプ208および濃縮液求心ポンプ216が細胞培養バッチ液に流体連絡する状態を維持する。上記と同様に、内部領域内に陽圧を維持することができるため、少なくとも一つのシール236を被処理細胞培養バッチ液から確実に分離することができる。あるいは、被処理液からシールの分離状態を維持するために別なアプローチを採用してもよい。 In the exemplary configuration, while centrifuge bowl 172, upper disc-shaped portion 194, lower disc-shaped portion 232 and flexible outer wall 222 are rotating, feed line 184, separate liquid discharge line 212, concentrate discharge line 220, separate centripetal pump 208 and concentrate centripetal pump 216 remain stationary. At least one annular resilient seal 236 extends in operational/operative sealing engagement between the outer surface of the concentrate discharge line 220 and the upper disc-shaped portion 194 . Because at least one seal 236 maintains an airtight seal as described above, an air pocket can be maintained within interior region 186 during cell processing and the seal can be separated from the cell culture batch being processed. An air pocket maintained within the interior region of the disposable structure keeps the separate fluid centripetal pump 208 and the concentrate centripetal pump 216 in fluid communication with the cell culture batch. Similar to the above, a positive pressure can be maintained within the interior region to ensure separation of the at least one seal 236 from the treated cell culture batch. Alternatively, other approaches may be taken to keep the seal separate from the liquid being processed.

例示的なシステム170は上記と同様に操作を行う。細胞培養バッチ液内の細胞は、供給配管184を介して使い捨て構造178の内部領域186に流入する。これら細胞は、使い捨て構造の下部軸端において供給配管開口190を介して内部領域186に流入する。遠心分離力を受けて、細胞が開口234内を外向きに流動し、分離室224に流入する。外向きかつ上向きテーパーをもつ外壁222によって、細胞または細胞液を含有する細胞濃縮液が分離室224のラジアル方向外向きの上部領域に集まる。全体として細胞を含まない分離液が、コア部200の外壁にラジアル方向内向きに隣接する分離室に集まる。 Exemplary system 170 operates similarly to that described above. Cells in the cell culture batch flow through supply line 184 into interior region 186 of disposable structure 178 . These cells enter interior region 186 through feed line opening 190 at the lower axial end of the disposable structure. Under centrifugal force, cells flow outward through opening 234 and into separation chamber 224 . The outwardly and upwardly tapered outer wall 222 causes the cell concentrate containing cells or cell sap to collect in the radially outward upper region of the separation chamber 224 . Separation fluid, which is generally free of cells, collects in the separation chamber adjacent radially inwardly to the outer wall of core 200 .

例示的な構成では、細胞分離液はほぼ環状の分離液開口から上向きに流れ、分離液ポンプ室に流入する。この分離液は、分離液求心ポンプのほぼ環状の開口を内向きに通過し、次に分離液排出配管212を上向きに流れる。同時に、細胞濃縮液はほぼ環状の排出開口218から濃縮液求心ポンプ室214に流入する。細胞濃縮液は濃縮液求心ポンプ216のほぼ環状の開口を内向きに通過してから、濃縮液排出配管220を上向きに流れる。この例示的な構成によって、例示システム170の連続的な、あるいは半連続的な操作が可能になる。上記と同様にしてシステム170の操作を制御することができるため、システムを長期間にわたって信頼性高く操作でき、目的の細胞濃縮液、そして全体として細胞を含まない分離液を別々な出力流体流れとして送ることができる。 In an exemplary configuration, cell separation fluid flows upwardly through a generally annular separation opening and into a separation fluid pump chamber. This separated liquid passes inwardly through a generally annular opening in the separated liquid centripetal pump and then upwardly through the separated liquid discharge line 212 . At the same time, the cell concentrate flows into concentrate centripetal chamber 214 through generally annular outlet opening 218 . Cell concentrate passes inwardly through a generally annular opening in concentrate centripetal pump 216 before flowing upwardly through concentrate outlet line 220 . This exemplary configuration allows continuous or semi-continuous operation of exemplary system 170 . The operation of the system 170 can be controlled in a manner similar to that described above, so that the system can be operated reliably over long periods of time, with the desired cell concentrate and the total cell-free isolate as separate output fluid streams. can send.

図22は、別な遠心分離機システム238を示す図である。このシステム238は使い捨て構造240を備える。この使い捨て構造240は、多くの点で前述の使い捨て構造178と同じである。全体として上記の使い捨て構造178と同じであるこの使い捨て構造240の構造および特徴の一部については、使い捨て構造178と同じ参照符号で示す。 FIG. 22 shows another centrifuge system 238. As shown in FIG. This system 238 comprises a disposable structure 240 . This disposable structure 240 is in many respects the same as the disposable structure 178 previously described. Some of the structures and features of this disposable structure 240 that are generally the same as disposable structure 178 described above are indicated by the same reference numerals as disposable structure 178 .

使い捨て構造240については、剛性または半剛性を示す下部ディスク状部分242を有する点で使い捨て構造178とは異なる。下部ディスク状部分242については、コア部200の下端に操作時に/動作的に接続する全体として円錐形構造である。複数のラジアル方向外向きかつ上向きに延在する流路244が、コア部200の下端と下部ディスク状部分242との間に延在する。さらに、例示的な下部ディスク状部分242は角度をもって離間したラジアル方向に延在する羽根246を備える。流路については、各対の角度的に隣接する羽根246間にラジアル方向に外向きに延在する。この例示的な構成では、羽根246はディスク状部分242の底部から上向きに延在し、少なくとも一部の羽根は、ラジアル方向の外側部分においてコア部に操作時に/動作的に係合する。例示的な構成では、これら羽根246が細胞培養バッチ処理を加速するため、使い捨て構造の内部領域内の移動および分離が容易になる。 Disposable structure 240 differs from disposable structure 178 in that it has a lower disc-shaped portion 242 that exhibits a rigid or semi-rigid structure. As for the lower disc-shaped portion 242 , it is of a generally conical structure operationally/operatively connected to the lower end of the core portion 200 . A plurality of radially outwardly and upwardly extending channels 244 extend between the lower end of core portion 200 and lower disc-shaped portion 242 . In addition, the exemplary lower disc-shaped portion 242 includes angularly spaced radially extending vanes 246 . As for the flow passages, they extend radially outward between each pair of angularly adjacent vanes 246 . In this exemplary configuration, the vanes 246 extend upwardly from the bottom of the disc-shaped portion 242, and at least some of the vanes operatively/operatively engage the core at the radially outer portion. In an exemplary configuration, these vanes 246 accelerate cell culture batch processing, facilitating movement and separation within the interior region of the disposable structure.

図23に、遠心分離機システム248の別な例示的な構成を示す。この例示的な構成は使い捨て構造250を備える。この使い捨て構造250は多くの点で、前記の使い捨て構造178と類似している。前記の使い捨て構造178と同じ構造および特徴の一部については、使い捨て構造250でも同じ参照符号で示す。 Another exemplary configuration of centrifuge system 248 is shown in FIG. This exemplary configuration comprises disposable structure 250 . This disposable structure 250 is similar in many respects to the disposable structure 178 described above. Some of the same structures and features of disposable structure 178 described above are indicated by the same reference numerals in disposable structure 250 .

使い捨て構造250については、下部ディスク状部分252を備える点で使い捨て構造178とは異なる。下部ディスク状部分252は、壁部やその他の好適な構造を介してコア部200に操作時に/動作的に接続する全体として剛性または半剛性を示す円錐形構造である。下部ディスク状部分252は、複数の角度をもって離間し、ラジアル方向外向きに延在する加速器羽根254を備える。これらの加速器羽根254はディスク状部分252の下部円錐形側部から下向きに延在する。それぞれ直接的にかつ角度的に隣接する対の羽根254は、これらの間に延在する流路を備える。この例示的な構成では、可撓性外壁222が羽根254の下端と、キャビティ176と境界を成す剛性ボウル172の壁部との中間に延在する。この例示的な構成では、加速器が液中にあり、細胞培養バッチ液を加速するため、使い捨て構造の内部領域内で生じる分離が容易になる。むろん、本明細書に記載する使い捨て構造の特徴を異なる構成で組み合わせ、異なる種類の原料および異なる特性をもつ原料の分離処理を容易にしてもよく、また所望の出力流体流れを発生してもよい。 Disposable structure 250 differs from disposable structure 178 in that it includes a lower disc-shaped portion 252 . Lower disc-shaped portion 252 is a generally rigid or semi-rigid conical structure that is operationally/operatively connected to core 200 via a wall or other suitable structure. The lower disc-shaped portion 252 includes a plurality of angularly spaced apart accelerator vanes 254 extending radially outwardly. These accelerator vanes 254 extend downwardly from the lower conical side of disk-shaped portion 252 . Each directly and angularly adjacent pair of vanes 254 has a channel extending therebetween. In this exemplary configuration, flexible outer walls 222 extend intermediate the lower ends of vanes 254 and the walls of rigid bowl 172 bounding cavity 176 . In this exemplary configuration, the accelerator is in the liquid and accelerates the cell culture batch liquid, facilitating the separation occurring within the interior region of the disposable structure. Of course, features of the disposable structures described herein may be combined in different configurations to facilitate separate processing of different types of raw materials and raw materials with different properties and to generate desired output fluid streams. .

図26は、別な使い捨て構造304を示す図である。この使い捨て構造304は以下に説明する点を除いて、前記の使い捨て構造178と同様である。使い捨て構造178と同じ要素については、図26に同じ参照符号で使用して示す。 FIG. 26 illustrates another disposable structure 304. FIG. The disposable structure 304 is similar to the disposable structure 178 described above, except as noted below. Elements that are the same as disposable structure 178 are shown using the same reference numerals in FIG.

使い捨て構造304は、連続的な環状濃縮液ダム306を備える。濃縮液ダム306は分離室224に下向きに延在し、ほぼ環状の濃縮液開口218からラジアル方向内向きに延在する。横断面の形で示す例示的な環状の濃縮液ダムは、濃縮液開口の下に下向きに延在し、かつ軸方向横断面内に、開口218に向かって外向きに延在するテーパー状外面308を備える。 Disposable structure 304 comprises a continuous annular concentrate dam 306 . Concentrate dam 306 extends downward into separation chamber 224 and radially inwardly from generally annular concentrate opening 218 . An exemplary annular concentrate dam, shown in cross-section, has a tapered outer surface that extends downwardly below the concentrate opening and, in axial cross-section, extends outwardly toward opening 218. 308.

さらに、使い捨て構造304は連続的な環状の分離液ダム310を備える。この分離液ダム310は、ほぼ環状の分離液開口210の下にある分離室224において下向きに延在する。分離液ダム310は分離液開口210からラジアル方向外向きに位置する。例示的な構成では、濃縮液ダム306および分離液ダム310が、分離室224内に延在する下向き距離はほぼ同じである。なお、他の構成例では、他の構成も採用することができる。また、他の構成例では、遠心分離機構造は濃縮液ダムか分離液ダムのいずれかを備えることができるが、これらダム両者を備えることはない。 Additionally, the disposable structure 304 comprises a continuous annular separation liquid dam 310 . The separated liquid dam 310 extends downwardly in the separation chamber 224 below the generally annular separated liquid opening 210 . The separated liquid dam 310 is located radially outward from the separated liquid opening 210 . In the exemplary configuration, concentrate dam 306 and separate liquid dam 310 extend approximately the same downward distance into separation chamber 224 . It should be noted that other configurations can also be employed in other configuration examples. Also, in other configurations, the centrifuge structure may include either a concentrate dam or a separate liquid dam, but not both.

環状凹部312は、分離液ダムと濃縮液ダムとの間においてラジアル方向に分離室内に延在する。この例示的な環状凹部は、分離液ダムと濃縮液ダムとの間において上向きに延在し、これらの間に環状ポケットを形成する。 An annular recess 312 extends radially into the separation chamber between the separate and concentrate dams. This exemplary annular recess extends upward between the separate liquid dam and the concentrate dam to form an annular pocket therebetween.

例示的な構成では、濃縮液ダム306があるため、分離すべき主に細胞やその他の固形物が分離室224と境界を成す上部にそって外向きに通過し、濃縮液開口218および濃縮液求心ポンプ室214に確実に到達する。さらに、この分離液ダム310によって、主に細胞を含有しない分離液が分離室224と境界を成す上面にそって流れ、ほぼ環状の分離液開口210に流入し、分離液ポンプ室206に到達することが可能になる。なお、被処理液の性質およびこのような被処理液の操作条件に応じて、異なる構成において濃縮液ダムおよび分離液ダムに多数の変更を加えることができる。 In the exemplary configuration, the concentrate dam 306 allows primarily cells and other solids to be separated to pass outwardly along the upper portion bounded by the separation chamber 224, opening the concentrate opening 218 and the concentrate. The centripetal pump chamber 214 is reliably reached. Additionally, the separation liquid dam 310 allows the predominantly cell-free separation liquid to flow along the upper surface bounding the separation chamber 224 into the generally annular separation liquid opening 210 and into the separation liquid pumping chamber 206 . becomes possible. It should be noted that many variations can be made to the concentrate dam and the segregate dam in different configurations depending on the nature of the liquid to be treated and the operating conditions of such liquid to be treated.

図24は、全体として細胞培養物を連続処理して、全体として細胞を含有しない分離液および細胞濃縮液の流れを生成する例示的な制御システムを示す概略図である。この例示的な構成では、前記の遠心分離機システム170を使用する。なお、例示的なシステムの特徴などについては、本明細書で説明する数多くの異なる種類の原料、遠心分離機システムおよび構造と併用することができる。 FIG. 24 is a schematic diagram illustrating an exemplary control system for continuously processing a cell culture as a whole to produce a flow of a generally cell-free separate liquid and a cell concentrate. This exemplary configuration uses the centrifuge system 170 described above. It should be noted that exemplary system features and the like can be used with many different types of feedstocks, centrifuge systems and structures described herein.

図示の例示的な構成では、遠心分離機ボウル172はモーター256によって軸線174を中心にして所定の速度で回転する。供給配管184は細胞培養バッチ液を受け取る細胞培養供給ライン258に操作時に/動作的に接続する。この供給ラインは供給ポンプ260に操作時に/動作的に接続する。例示的な構成では、供給ポンプ260は蠕動ポンプか、あるいは細胞培養液を所定の流量で使い捨て構造に送るために好適な他のポンプであればよい。 In the exemplary configuration shown, centrifuge bowl 172 is rotated by motor 256 about axis 174 at a predetermined speed. Supply tubing 184 is operationally/operatively connected to cell culture supply line 258 that receives cell culture batch fluid. This supply line is operationally/operatively connected to the supply pump 260 . In an exemplary configuration, feed pump 260 may be a peristaltic pump or other pump suitable for delivering cell culture medium at a predetermined flow rate to the disposable structure.

分離液排出配管212は、分離液排出ライン262に流体接続する。分離液光学密度センサー264は分離液排出ライン262の内部領域に操作時に/動作的に接続する。例示的な構成では、分離液光学密度センサーは光学センサーであり、このセンサーは使い捨て構造から現在来ている細胞の密度を操作時に/動作的求めるものである。例示的な構成でこれを行うには、受け取り装置によって受け取られ、かつ分離液流れの少なくとも一部を有するエミッターによって光出力の強度低下を測定してもよい。受け取り装置が受け取るエミッターからの光量は、分離液の細胞密度が高くなると減少する。これは、分離液内に存在する細胞の密度か細胞量を求めるために利用することができるセンサーの一例に過ぎず、他の構成では、他の型式のセンサーも採用することができる。例えば、光としては近赤外光やその他の可視光、あるいは不可視光を利用することができる。他の検出構成では、電磁形態、音波形態や他の信号形態も利用可能である。分離液排出ラインは分離液ポンプ266に操作時に/動作的に接続する。例示的な構成では、分離液ポンプは蠕動ポンプや分離液をポンプ供給するために好適な他の可変流量ポンプであればよい。 Separated liquid discharge line 212 fluidly connects to separated liquid discharge line 262 . Separate liquid optical density sensor 264 is operationally/operatively connected to the interior region of separate liquid discharge line 262 . In an exemplary configuration, the separation fluid optical density sensor is an optical sensor that operationally/operationally determines the density of cells presently coming from the disposable structure. To do this in an exemplary configuration, an intensity drop in light output may be measured by an emitter received by a receiving device and having at least a portion of the separation liquid stream. The amount of light from the emitter received by the receiving device decreases as the cell density of the separation liquid increases. This is but one example of a sensor that can be utilized to determine the density or quantity of cells present in the separation fluid, and other types of sensors can be employed in other configurations. For example, near-infrared light, other visible light, or invisible light can be used as the light. Other detection configurations may also utilize electromagnetic, acoustic, or other signal forms. The separate liquid discharge line is operationally/operatively connected to the separate liquid pump 266 . In an exemplary configuration, the separation liquid pump may be a peristaltic pump or other variable flow pump suitable for pumping the separation liquid.

例示の構成では、濃縮液排出配管220は濃縮液排出ライン268の内部領域に操作時に/動作的に接続する。濃縮液光学密度センサー270は、濃縮液排出ライン268の内部領域の少なくとも一部に操作時に/動作的に接続する。例示の濃縮液光学密度センサーについては、前記の分離液光学密度センサーと同じように操作してもよい。なお、濃縮液光学密度センサーは異なる構造や異なる特性を備えていてもよく、他の例示構成では、異なる型式の細胞密度センサーを利用できることはいうまでもない。濃縮液排出ライン268は濃縮液ポンプ272に操作時に/動作的に接続する。例示の構成では、濃縮液ポンプ272は蠕動ポンプや、損傷を与えることなく濃縮液をポンプ配送するのに好適な他の可変流量ポンプを備えていればよい。なお、これら構造や部材は例示に過ぎず、別なシステムでは異なる、あるいは付加的な部材を備えることができる。 In the illustrated configuration, the concentrate drain line 220 is operationally/operatively connected to the interior region of the concentrate drain line 268 . A concentrate optical density sensor 270 is operationally/operatively connected to at least a portion of the interior region of the concentrate discharge line 268 . Exemplary liquid concentrate optical density sensors may be operated in the same manner as the separate liquid optical density sensors described above. It will be appreciated that the concentrate optical density sensor may have different constructions and different characteristics, and that other exemplary configurations may utilize different types of cell density sensors. Concentrate discharge line 268 is operationally/operatively connected to concentrate pump 272 . In an exemplary configuration, concentrate pump 272 may comprise a peristaltic pump or other variable flow pump suitable for pumping concentrate without damage. It should be noted that these structures and components are exemplary only and that other systems may have different or additional components.

例示的な制御システムは、本明細書で制御器と呼ぶこともある制御回路274を備える。例示的な構成では、この制御回路は一つかそれ以上のプロセッサー276を備えていればよく、また一つかそれ以上のデータ保存装置278を備えていてもよい。一つかそれ以上のデータ保存装置は、一つかそれ以上の有形媒体(tangible mediums)を備え、この媒体は回路実行可能な命令およびデータを保持し、制御器によって実行された場合に、以下に説明するような操作を行うことができる。このような媒体を例示すると、ソリッドステートメモリー、磁気メモリー、光学メモリーや回路が実行可能な命令および/またはデータを保持するためのその他の非一時的な媒体がある。さらに、制御回路は既述の構造などを備えていてもよい。 The exemplary control system includes control circuitry 274, sometimes referred to herein as a controller. In exemplary implementations, the control circuitry may include one or more processors 276 and may include one or more data storage devices 278 . The one or more data storage devices comprise one or more tangible media, which hold circuit-executable instructions and data, described below when executed by the controller. You can perform operations such as Examples of such media include solid-state memory, magnetic memory, optical memory, and other non-transitory media for holding circuit-executable instructions and/or data. Further, the control circuit may comprise the structures and the like already described.

以下、図25に示すロジックフローの概略図を参照して、例示の制御器274が実行する操作を説明することにする。例示の構成では、制御器274が作動し、システム内の各部材の操作を制御し、全体として細胞を含有しない分離液および細胞濃縮液を同時に発生する出力流れを維持する。このためには、それぞれ分離液出口ラインおよび濃縮液出口ライン内の光学密度センサーを使用して、出力液の細胞密度(または濁度)を検出するとともに、システム部材の操作を調節し、出力を目的の範囲内に維持することができる。 The operations performed by the exemplary controller 274 will now be described with reference to the logic flow schematic shown in FIG. In the illustrated configuration, the controller 274 operates to control the operation of each component in the system and maintain an output flow that simultaneously generates a cell-free separate liquid and a cell concentrate as a whole. To this end, optical density sensors in the separate and concentrate outlet lines, respectively, are used to detect the cell density (or turbidity) of the output liquid and to adjust the operation of system components to adjust the output. It can be kept within the desired range.

例示の制御システムを使用する場合、システムの操作開始に先立って処理すべき細胞培養液中の細胞濃度を測定する。供給ポンプ260の動作速度と同様に、遠心分離機の目的の軸方向回転速度を決定する。例示的な構成では、遠心分離機の回転速度および供給ポンプによる供給細胞液の供給速度については、全体として制御器によって一定の設定値として維持する。むろん、他の構成およびシステムでは、細胞処理時に速度および流量を制御器によって調節することができる別な方法も採用可能である。 When using the exemplary control system, the concentration of cells in the cell culture to be treated is measured prior to starting the system. Determine the desired axial rotational speed of the centrifuge, as well as the operating speed of the feed pump 260 . In an exemplary configuration, the speed of rotation of the centrifuge and the feed rate of feed cell fluid by the feed pump are generally maintained as constant setpoints by the controller. Of course, other configurations and systems can employ alternative methods in which the controller can regulate the speed and flow rate during cell processing.

例示的な構成では、決定された細胞濃度に基づいて、外部濃縮液ポンプ272の排出速度(流量)を(本明細書では「プライムバリュー」(prime value)と呼ぶこともある)初期値に設定する。例示的な構成では、外部濃縮液ポンプ272が初期値で初期動作する時間に対応する「初期所要時間」(prime duration)も設定する。この所要時間中に使い捨て構造178に部分的な充填を行う。この例示的なシステムでは、細胞密度に基づく濃縮液ポンプだけでなく、供給ポンプ260からの供給量についても“基礎速度”を設定する。濃縮液ポンプの基礎速度は、濃縮液ポンプが初期所要時間の後に作動することになる速度(流量に対応する)である。例示的な構成では、設定された基礎時間は、細胞密度が目的の設定限度未満にある分離液、および細胞密度が目的の設定範囲以上の細胞濃縮液を生成する濃縮液ポンプ速度に対応すると考えられる。これら設定値および設定範囲は好適な入力装置の入力に応答して受け取られ、少なくとも一つのデータ保存装置に保存される。 In an exemplary configuration, the output rate (flow rate) of the external concentrate pump 272 is set to an initial value (sometimes referred to herein as the "prime value") based on the determined cell concentration. do. The exemplary configuration also sets a "prime duration" that corresponds to the time that the external concentrate pump 272 will initially operate with a default value. The disposable structure 178 is partially filled during this duration. In this exemplary system, the "base rate" is set for the feed rate from feed pump 260 as well as the concentrate pump based on cell density. The base speed of the concentrate pump is the speed (corresponding to the flow rate) at which the concentrate pump will operate after the initial duration. In an exemplary configuration, the set basal time would correspond to a concentrate pump speed that produces a separate liquid with a cell density below the desired set limit and a cell concentrate with a cell density above the desired set range. be done. These setting values and setting ranges are received in response to suitable input device inputs and stored in at least one data storage device.

図25に示す例示的なロジックフローにおいて、初期速度での濃縮液ポンプ272の動作は工程280によって示す。制御器によって、少なくとも使い捨て構造178を少なくとも部分的に充填する初期所要時間に対応する時間濃縮液ポンプが初期速度で動作しているかどうかを決定する。 In the exemplary logic flow shown in FIG. 25, operation of concentrate pump 272 at initial speed is indicated by step 280 . The controller determines whether the concentrate pump is operating at an initial speed for a time corresponding to the initial required time to at least partially fill the disposable structure 178 .

一旦濃縮液ポンプが初期所要時間初期速度で作動した後は、制御器が濃縮液ポンプの速度を工程284によって示される基礎速度に増速する。制御器274が作動し、センサー264によって検出された分離液の細胞密度をモニターする。また、制御器によって、工程286に示すように、目的の設定点よりも光学密度が高いかどうかを決定する。分離液の光学密度が設定点よりも高くない場合には、分離液から細胞や細胞物質が十分なくなっているため、制御器の測定によって濃縮液ポンプの動作速度に変化はなく、ロジックが工程284に戻る。 Once the concentrate pump has been running at the initial speed for the initial duration, the controller increases the speed of the concentrate pump to the base speed indicated by step 284 . Controller 274 operates to monitor the cell density of the separation fluid detected by sensor 264 . The controller also determines whether the optical density is higher than the desired set point, as indicated at step 286 . If the optical density of the separate liquid is not above the set point, then the separate liquid is sufficiently depleted of cells and cellular material that the controller does not change the operating speed of the concentrate pump and the logic proceeds to step 284. back to

工程286で、分離液の光学濃度が設定点より高いことが判明した場合には、ロジックが工程288に進む。工程288では、制御器が作動して、濃縮液ポンプの速度を設定された増分工程量だけ増速する。この速度増分の目的は、全体として分離液の光学濃度が分離液中の細胞数が減少する結果として、設定値をクリアさせることである。 If at step 286 the optical density of the separation liquid is found to be higher than the set point, then the logic proceeds to step 288 . At step 288, the controller is activated to increase the speed of the concentrate pump by the set incremental step amount. The purpose of this speed increment is to cause the optical density of the separation liquid as a whole to clear the set point as a result of the decrease in the number of cells in the separation liquid.

工程288で濃縮液ポンプ272を増速した後、センサー264に応答して制御器が作動し、工程290で分離液の光学密度が、濃縮液ポンプの速度(流量)増分から設定された時間の経過後依然として設定点よりも高いかどうかを判定する。高い場合には、設定点よりも高くなくなるまで、制御器が分離液の光学濃度をモニターし続ける。例示的な構成では、命令は設定時間を含む。濃縮液ポンプ速度制御器によって、基礎速度への調節が目的の設定点にあるか、あるいはそれ未満のレベルに分離液の光学密度を維持するために十分であることが判明する前は、この設定時間中分離液の光学密度は設定点よりも高くあってはならない。工程292では、増速された濃縮液ポンプ速度によって、細胞が十分取り除かれた分離液を一定に生成することに対応するか、あるいはプログラムされた待機時間に達することに対応する保存設定時間分離液の光学密度を設定点以下に維持されていることを制御器が判定する。細胞が十分取り除かれた分離液を一定に生成することに応答して、あるいはプログラムされた待機時間に達することに応答して、工程294で制御器が濃縮液ポンプの基礎速度値を増速された基礎速度に対応するように調節を行う。制御器が新しい基礎速度を設定し、ロジックが工程284に戻る。なお、工程286において分離液光学密度が依然として設定点よりも高いと判定された場合には、濃縮液ポンプ速度を再調節してもよい。 After increasing the speed of the concentrate pump 272 at step 288, the controller operates in response to sensor 264 to increase the optical density of the separate liquid at step 290 from the speed (flow rate) increment of the concentrate pump for a set period of time. Determine if it is still above the set point after elapse. If so, the controller continues to monitor the optical density of the separate liquid until it is no longer above the set point. In an exemplary configuration, the instructions include set times. This setting is used by the concentrate pump speed controller before the adjustment to the basal speed is found to be sufficient to maintain the optical density of the separate liquid at or below the desired set point. The optical density of the separated liquid should not be higher than the set point over time. In step 292, the increased concentrate pump speed corresponds to a constant production of well-depleted separation liquid or a retention set time separation liquid corresponding to reaching a programmed wait time. is maintained below the set point. In response to a constant production of separation liquid in which the cells have been sufficiently removed, or in response to reaching a programmed wait time, the controller increases the basal speed value of the concentrate pump at step 294 . Make adjustments to correspond to the basal velocity. The controller sets the new base speed and the logic returns to step 284. It should be noted that if step 286 determines that the separate optical density is still above the set point, the concentrate pump speed may be readjusted.

例示制御器は、同時に出力濃縮液流れ中の細胞の光学密度をモニターする。このためには、センサー270によって検出された光学密度をモニターすることができる。工程296に示すように、制御器が作動し、濃縮液内の光学密度が目的の設定点よりも低いかどうかを判定する。この光学密度がデータ保存装置に保存されている目的の設定点値以上の場合には、濃縮液出力流内の細胞濃度が目的のレベル以上であり、ロジックは工程284に戻る。濃縮液の光学密度が目的の設定点未満の場合、これは濃縮液内の細胞レベルが目的未満であることを意味し、制御器は工程298に移る。工程298では、濃縮液ポンプの速度を所定の増分工程分だけ減速する。濃縮液ポンプが減速すると、出力流量が減少し、全体として濃縮液出力流中の細胞量が減るため、濃縮液出力流の光学密度が高くなる。 An exemplary controller simultaneously monitors the optical density of cells in the output concentrate stream. To this end, the optical density detected by sensor 270 can be monitored. As shown in step 296, the controller operates to determine if the optical density within the concentrate is below the desired set point. If this optical density is greater than or equal to the desired setpoint value stored in the data storage device, then the cell concentration in the concentrate output stream is greater than or equal to the desired level and the logic returns to step 284 . If the optical density of the concentrate is below the desired set point, which means the cell level within the concentrate is below the desired, the controller moves to step 298 . At step 298, the speed of the concentrate pump is reduced by a predetermined incremental step. As the concentrate pump slows down, the output flow rate decreases and overall the amount of cells in the concentrate output stream decreases, resulting in a higher optical density of the concentrate output stream.

次に、工程300に示すように、濃縮液ポンプ272が新しい減速速度で濃縮液ポンプ272を作動させる。工程302に示すように、制御器によって、データ保存装置に保存されている設定値に対応する設定時間にこの減速速度で濃縮液ポンプが作動するため、減速が十分であるかどうかに関して決定を行う前に、出力濃縮液流れ中の細胞濃度が高くなる。工程302においてこの時間が経過した後は、制御器が工程284に戻り、ここからロジックフローを繰り返し、さらに速度調節が必要かどうかを判定する。 Next, as shown in step 300, concentrate pump 272 operates at the new reduced speed. As shown in step 302, the controller makes a determination as to whether the deceleration is sufficient to operate the concentrate pump at this deceleration rate at a set time corresponding to the setpoint stored in the data storage device. Before, the concentration of cells in the output concentrate stream is high. After this time has elapsed in step 302, the controller returns to step 284 from which the logic flow repeats to determine if further speed adjustments are required.

むろん、この簡略化した概略のロジックフローは例示に過ぎず、他の構成では、異なるロジックフローおよび/またはシステム部材の付加的な演算パラメーターを分離液および濃縮液の目的の出力流れを得るためにモニターしかつ調節してもよい。例えば、他の例示的な例では、分離液排出ポンプの速度、従って分離液排出流れについては、分離液中の細胞のレベルに対応する分離液の光学密度センサーによって検出された光学密度に少なくとも部分的に応答して変更してもよい。例えば、検出された分離液中の細胞レベルが設定限界を超えている場合には、制御器の制御によって分離液の流量を減らしてもよい。これは、別な構成として、あるいは濃縮液排出流量の制御と合わせて、制御器によって行えばよい。制御器によって、分離液中の細胞レベルが設定限界未満に、あるいは設定範囲内に確実に維持されるように分離液流れを変更してもよい。 Of course, this simplified schematic logic flow is exemplary only, and in other configurations, different logic flows and/or additional operating parameters of system components may be used to obtain the desired output flows of separate liquid and concentrate. It may be monitored and adjusted. For example, in another illustrative example, the separation liquid output pump speed, and thus the separation liquid output flow, is at least partially equal to the optical density detected by the separation liquid optical density sensor corresponding to the level of cells in the separation liquid. may be changed in response to For example, if the level of cells in the separated liquid detected exceeds a set limit, the flow rate of the separated liquid may be reduced under the control of the controller. This may be done by a controller, either alternatively or in conjunction with controlling the concentrate discharge flow rate. A controller may alter the separation liquid flow to ensure that the cell level in the separation liquid is maintained below a set limit or within a set range.

別の構成では、あるいはこれらに加えて、制御器によって使い捨て構造に流入する細胞懸濁液の流量を制御してもよい。このためには、使い捨て構造からの分離液および濃縮液の流量を変更し、制御器に対応するメモリーに保存されているプログラムされた設定限界内に分離液中および濃縮液中の細胞レベルを維持してもよい。さらに、制御器はそのプログラミングに従って操作を行い、ボウルの回転速度、希釈液導入、希釈液導入量などの他の処理パラメーターを変更し、設定限界および目的の処理速度が実装された分離液特性および濃縮液特性を維持してもよい。他の例示構成では、さらに、他の特性またはパラメーターを制御システムによってモニターし、あるいは調節して目的の生成物を得ることができる。 Alternatively or additionally, the controller may control the flow rate of the cell suspension into the disposable structure. To do this, the flow rate of the isolate and concentrate from the disposable structure is varied to maintain cell levels in the isolate and concentrate within programmed set limits stored in memory associated with the controller. You may In addition, the controller operates according to its programming to change other process parameters such as bowl rotation speed, diluent introduction, diluent introduction volume, set limits and desired process rate, and Concentrate properties may be maintained. In other exemplary configurations, other properties or parameters can also be monitored or adjusted by the control system to obtain the desired product.

図27は、さらに別な使い捨て式遠心分離機構造314を示す横断面図である。この遠心分離機構造314は、以下の点を除いて前記使い捨て式分離機構造178と全体として同様である。この使い捨て構造314は、内部に延在しかつシール236を被処理液から分離するエアポケットの空気/液体界面を目的のラジアル方向位置に操作時に/動作的に確実により安定的に維持できる要素を備える。 FIG. 27 is a cross-sectional view of yet another disposable centrifuge structure 314. As shown in FIG. This centrifuge structure 314 is generally similar to the disposable separator structure 178 except as follows. This disposable structure 314 includes elements that can operationally/operationally reliably and more stably maintain the air/liquid interface of the air pocket that extends inwardly and separates the seal 236 from the liquid to be treated at the desired radial position. Prepare.

使い捨て構造314では、分離液ポンプ208は分離液ポンプ室316内に位置する。分離液ポンプ室316はその底部において下部分離液求心ポンプ室面318と垂直方向に境界を成し、かつ上部側においては円形の上部分離液求心ポンプ室面320と垂直方向に境界を成す。 In the disposable configuration 314 , the separation liquid pump 208 is located within the separation liquid pump chamber 316 . The isolate pump chamber 316 is vertically bounded at its bottom by a lower isolate centripetal chamber surface 318 and at its top side by a circular upper isolate centripetal chamber surface 320 .

下部分離液ポンプ室面318は、下部分離液求心ポンプ室開口322からラジアル方向外向きに延在する。例示的な構成では、下部分離液求心ポンプ室開口322はコア部200の円形上部を介して延在し、前記の上部開口202は対応するものである。供給配管184は、下部分離液求心ポンプ室開口を介して延在する。 A lower separate liquid pumping chamber surface 318 extends radially outwardly from the lower separate liquid centripetal pumping chamber opening 322 . In an exemplary configuration, the lower separation liquid centripetal pumping chamber opening 322 extends through the circular top of the core portion 200, and the top opening 202 described above corresponds. A supply line 184 extends through the lower separate liquid centripetal chamber opening.

上部分離液求心ポンプ室面320は、円形の上部分離液求心ポンプ室開口324からラジアル方向外向きに延在する。供給配管184および分離液排出配管212は、上部分離液求心ポンプ室開口を介して軸方向に延在する。 An upper segregate centripetal chamber surface 320 extends radially outwardly from a circular upper segregate centripetal chamber opening 324 . The supply line 184 and the separated liquid discharge line 212 extend axially through the upper separated liquid centripetal chamber opening.

複数の角度をもって離間し、上向きに延在する下部分離液室羽根326は、下部分離液求心ポンプ室面318上に延在する。下部分離液室羽根326は下部分離液求心ポンプ室開口322から始まり、ラジアル方向外向きに延在する。図28により詳しく図示する下部分離液室羽根326は、回転軸線174からラジアル方向外向きに延在し、その延在距離は下部分離液羽根の距離Vである。例示的な構成では、下部分離液室羽根326は、下部分離液求心ポンプ室面318の円形凹部内を上向きに延在する。なお、この構成は例示に過ぎず、他の構成を使用することもできる。例えば、羽根のラジアル方向長さ、羽根の高さ、および凹部の深さおよび直径については、目的の流体圧力特性を得ることができるように変更することができる。 A plurality of angularly spaced, upwardly extending lower separator chamber vanes 326 extend above lower separator centripetal chamber surface 318 . Lower separate liquid chamber vanes 326 originate from lower separate liquid centripetal chamber opening 322 and extend radially outward. The lower separator vane 326, shown in more detail in FIG. 28, extends radially outwardly from the axis of rotation 174 for a distance V of the lower separator vane. In an exemplary configuration, the lower separate liquid chamber vanes 326 extend upwardly within a circular recess in the lower separate liquid centripetal chamber surface 318 . It should be noted that this configuration is only an example and that other configurations can be used. For example, the radial length of the vanes, the height of the vanes, and the depth and diameter of the recesses can be varied to achieve desired fluid pressure characteristics.

複数の角度をもって離間し、下向きに延在する上部分離液室羽根328は、上部分離液求心ポンプ室面320から延在する。上部分離液室羽根328それぞれは、上部分離液求心ポンプ室開口324から始まり、ラジアル方向外向きに延在する。上部分離液室羽根は、回転軸線174からラジアル方向外向きに延在し、その延在距離は上部分離液羽根の距離である。例示的な構成では、上部分離液羽根の距離は下部分離液羽根の距離Vにほぼ対応する。例示的な構成では、上部分離液室羽根は、図28に示す下部分離室羽根と同様な構成を備えた上部分離液求心ポンプ室面の円形凹部に下向きに延在するが、向きは逆向きである。 A plurality of angularly spaced downwardly extending upper separator chamber vanes 328 extend from the upper separator centripetal chamber surface 320 . Each of the upper separate liquid chamber vanes 328 originates from the upper separate liquid centripetal chamber opening 324 and extends radially outward. The upper separator vane extends radially outwardly from the axis of rotation 174 the distance it extends the distance of the upper separator vane. In an exemplary configuration, the distance of the upper separating liquid vane corresponds approximately to the distance V of the lower separating liquid vane. In an exemplary configuration, the upper separator vanes extend downward into a circular recess in the upper separator centripetal chamber surface with a similar configuration to the lower separator chamber vanes shown in FIG. 28, but oriented in the opposite direction. is.

図示の例示的な構成では、分離液求心ポンプ208はほぼ環状の分離液求心ポンプ開口330を備える。ほぼ環状の分離液求心ポンプ開口330は、回転軸線174からラジアル方向外向きに延在し、その延在距離は分離液ポンプ開口の距離である。分離液求心ポンプ開口330が位置する分離液ポンプ開口の距離は、下部分離液羽根の距離および上部分離液羽根の距離よりも後ほど示す理由により大きい。 In the illustrated exemplary configuration, the separation liquid centripetal pump 208 includes a generally annular separation liquid centripetal opening 330 . A generally annular separation fluid centripetal pump opening 330 extends radially outwardly from the axis of rotation 174 the distance it extends is the distance of the separation fluid pump opening. The separation liquid pump opening distance at which separation liquid centripetal pump opening 330 is located is greater than the distance of the lower separation liquid vane and the distance of the upper separation liquid vane for reasons that will be shown later.

使い捨て構造314の例示的な構成では、濃縮液求心ポンプ216は濃縮液ポンプ室332内に位置する。濃縮液ポンプ室332は、下側において円形の下部濃縮液求心ポンプ室面334と上下方向に境界をなす。分離液ポンプ室332は、上側においては円形の上部分離液求心ポンプ室面336と上下方向に境界を成す。 In the exemplary configuration of disposable structure 314 , concentrate centripetal pump 216 is located within concentrate pump chamber 332 . Concentrate pump chamber 332 is vertically bounded on the underside by a circular lower concentrate centripetal pump chamber surface 334 . The separation liquid pump chamber 332 is vertically bounded on the upper side by a circular upper separation liquid centripetal pump chamber surface 336 .

下部濃縮液求心ポンプ室面334は、下部の濃縮液求心ポンプ室開口338からラジアル方向外向きに延在する。例示的な構成では、下部濃縮液求心ポンプ室開口はサイズにおいて上部分離液求心ポンプ室開口324に対応するとともに、この開口に対して連続的である。供給配管184および分離液排出配管212は、下部濃縮液求心ポンプ室開口338を介して延在する。 A lower concentrate centripetal chamber surface 334 extends radially outwardly from a lower concentrate centripetal chamber opening 338 . In the exemplary configuration, the lower concentrate centripetal chamber opening corresponds in size to, and is continuous with, the upper isolate centripetal chamber opening 324 . The supply line 184 and the separated liquid discharge line 212 extend through the lower concentrate centripetal chamber opening 338 .

複数の角度をもって離間し、上向きに延在する下部濃縮液室羽根340は、下部濃縮液求心ポンプ室面334上に延在する。下部濃縮液室羽根334は下部濃縮液求心ポンプ室開口338から始まり、ラジアル方向外向きに延在する。下部濃縮液室羽根334は、回転軸線からラジアル方向外向きに延在し、その延在距離は下部濃縮液羽根の距離である。例示的な構成では、下部濃縮液求心ポンプ室羽根334は、前記上下の分離液室羽根と同様に下部濃縮液求心ポン室面の円形凹部上に延在する。むろん、この構成は例示に過ぎない。 A plurality of angularly spaced, upwardly extending lower concentrate chamber vanes 340 extend over the lower concentrate centripetal chamber surface 334 . Lower concentrate chamber vanes 334 originate from lower concentrate centripetal chamber openings 338 and extend radially outward. The lower concentrate chamber vanes 334 extend radially outwardly from the axis of rotation the distance they extend is the distance of the lower concentrate vanes. In an exemplary configuration, the lower concentrate centripetal chamber vanes 334 extend over circular recesses in the lower concentrate centripetal chamber surface similar to the upper and lower separate chamber vanes. Of course, this configuration is merely an example.

上部濃縮液求心ポンプ室面336は、上部濃縮液求心ポンプ室開口342からラジアル方向外向きに延在する。供給配管184、分離液排出配管212および濃縮液排出配管220は同軸的に上部濃縮液求心ポンプ室開口342を介して延在する。複数の角度をもって離間した、上部濃縮液室羽根344は表面336から下向きに延在する。上部濃縮液室羽根は、上部濃縮液求心ポンプ室開口342からラジアル方向外向きに延在し、その延在距離は上部濃縮液羽根の距離である。上部濃縮液室羽根は、上部濃縮液求心ポンプ室面内の上向きに延在する円形の凹部内に延在する。例示的な構成では、上部濃縮液室羽根については、前記の下部濃縮液室羽根および上下の分離液室羽根と同様な構成である。むろん、このアプローチは例示に過ぎず、他の構成では他のアプローチも使用可能である。 An upper concentrate centripetal chamber surface 336 extends radially outwardly from the upper concentrate centripetal chamber opening 342 . The feed line 184 , the separate liquid discharge line 212 and the concentrate discharge line 220 extend coaxially through the upper concentrate centripetal chamber opening 342 . A plurality of angularly spaced upper concentrate chamber vanes 344 extend downwardly from surface 336 . The upper concentrate chamber vane extends radially outwardly from the upper concentrate centripetal chamber opening 342 the distance it extends the distance of the upper concentrate vane. The upper concentrate chamber vanes extend into upwardly extending circular recesses in the upper concentrate centripetal chamber surface. In an exemplary configuration, the upper concentrate chamber vanes are configured similarly to the lower concentrate chamber vanes and upper and lower separate chamber vanes described above. Of course, this approach is exemplary only and other approaches can be used in other configurations.

濃縮液求心ポンプ216は、ほぼ環状の濃縮液ポンプ開口346を備える。この濃縮液ポンプ開口は回転軸線174からラジアル方向に配置し、その配置距離は濃縮液ポンプ開口の距離である。むろん、この構成は例示に過ぎず、他の構成では他のアプローチも採用可能である。 Concentrate centripetal pump 216 includes a generally annular concentrate pump opening 346 . The concentrate pump opening is positioned radially from the axis of rotation 174, the distance being the distance of the concentrate pump opening. Of course, this configuration is only an example, and other approaches can be used in other configurations.

例示的な使い捨て構造314では、上下の濃縮液室羽根344、340および上下の分離液室羽根326、328は分離液ポンプ室330内の環状の空気/液体界面348および濃縮液ポンプ室332内の空気/液体界面350を安定化するとともに、ラジアル方向にこれらを配置する操作を行う。図28に示すように、空気/液体界面348は分離液室羽根の長さにそってラジアル方向中間に位置する。即ち、分離液ポンプ開口330からラジアル方向内向きに位置する。ラジアル方向に延在する分離液室羽根が遠心分離ポンプ力を与え、環状の空気/液体界面348を分離液求心ポンプ上下の両者においてラジアル方向位置に維持する。即ち、分離液ポンプ開口330のラジアル方向内向きに位置する。例示的な構成では、羽根がさらに空気/液体界面を維持する作用をもつため、分離液ポンプの上下の両者において同軸円形構成を維持できる。例示的な構成ではさらに、回転軸線に対する界面のラジアル方向位置を後述するように制御できるため、分離液ポンプ開口330を常に分離液内に維持でき、これが空気に暴露されることはない。 In the exemplary disposable structure 314 , the upper and lower concentrate chamber vanes 344 , 340 and upper and lower separate chamber vanes 326 , 328 form an annular air/liquid interface 348 within the separate pump chamber 330 and an annular air/liquid interface 348 within the concentrate pump chamber 332 . Operations are performed to stabilize the air/liquid interface 350 and position them radially. As shown in FIG. 28, the air/liquid interface 348 is located radially midway along the length of the separation chamber vane. That is, it is located radially inward from the separation liquid pump opening 330 . Radially extending separator vanes provide the centrifugal pump force and maintain an annular air/liquid interface 348 in a radial position both above and below the separator centripetal pump. That is, it is located radially inward of the separation liquid pump opening 330 . In the exemplary configuration, the vanes also act to maintain an air/liquid interface, thus maintaining a coaxial circular configuration both above and below the separate liquid pump. Exemplary configurations also allow the radial position of the interface with respect to the axis of rotation to be controlled as described below, so that the separation liquid pump opening 330 can be maintained in the separation liquid at all times and not exposed to air.

上部濃縮液室羽根344および下部濃縮液室羽根340は、分離液室羽根と同様に動作する。これら濃縮液室羽根は、ほぼ環状の濃縮液ポンプ開口346の内側にあるラジアル方向距離において、濃縮液ポンプ室332内に円形の空気/液体界面350を維持するものである。この構成によって、濃縮液ポンプ開口が常に確実に濃縮液に暴露されるが、空気に暴露されることはない。なお、図示の構成では、分離液求心ポンプおよび濃縮液求心ポンプはほぼ同じサイズであるが、他の構成では、これら求心ポンプのサイズは異なっていてよい。このような場合、分離液室羽根および濃縮液室羽根が延在する回転軸線からのラジアル方向距離については異なっていてもよい。分離液ポンプ室および濃縮液ポンプ室内の空気/液体界面の回転軸線に対するラジアル方向位置も異なっていてもよい。使い捨て装置を構成する部材とこの使い捨て構造によって処理される具体的な被処理材との間の具体的な関係に応じて、多数の異なる羽根構造を採用することが可能である。 Upper concentrate chamber vanes 344 and lower concentrate chamber vanes 340 operate similarly to the separate fluid chamber vanes. These concentrate chamber vanes maintain a circular air/liquid interface 350 within the concentrate pump chamber 332 at a radial distance inside the generally annular concentrate pump opening 346 . This arrangement ensures that the concentrate pump opening is always exposed to concentrate, but not to air. It should be noted that although in the illustrated configuration the separate liquid centripetal pump and the concentrate centripetal pump are approximately the same size, in other configurations the sizes of the centripetal pumps may differ. In such cases, the radial distance from the axis of rotation that the separate chamber vanes and the concentrate chamber vanes extend may differ. The radial position of the air/liquid interfaces in the separate and concentrate pump chambers relative to the axis of rotation may also be different. A number of different vane configurations can be employed depending on the specific relationship between the members comprising the disposable device and the specific workpiece being processed by the disposable structure.

図30に、さらに別な使い捨て構造352の上部部分を示す。この使い捨て構造352は、以下の点を除くと、前記使い捨て構造304と同様である。使い捨て構造352は、濃縮液排出配管220を取り囲む同軸関係で延在する空気配管354を有する。空気配管354は、使い捨て構造内部の開口356に連絡する。これら開口356は空気配管の内部から濃縮液ポンプ室332の濃縮液求心ポンプ216の上まで延在する。この例示構成では、シール236が空気配管354に操作時に/動作的に係合し、空気配管だけでなく、濃縮液排出配管、分離液排出配管および供給配管との気密係合を維持する。なお、空気配管を利用して、使い捨て構造内のエアポケット中の空気圧力レベルを選択的に維持することができる。このような構成は、前記のシステムや、加圧空気の外部供給源を利用して被処理材から遠心分離機構造のシールを分離するとともに、目的位置に空気/液体界面を維持することができる他のシステムにも適用可能である。むろん、この構造は例示に過ぎず、他の構成では他のアプローチを採用することができる。 The top portion of yet another disposable structure 352 is shown in FIG. This disposable structure 352 is similar to the disposable structure 304, except as follows. Disposable structure 352 has an air line 354 extending in coaxial relationship surrounding concentrate discharge line 220 . A pneumatic line 354 communicates with an opening 356 inside the disposable structure. These openings 356 extend from the interior of the air line to above the concentrate centripetal pump 216 in the concentrate pump chamber 332 . In this exemplary configuration, the seal 236 operationally/operatively engages the air line 354 and maintains airtight engagement with the air line, as well as the concentrate drain line, the separate liquid discharge line, and the supply line. Additionally, air lines may be utilized to selectively maintain air pressure levels in air pockets within the disposable structure. Such a configuration can utilize the system described above, or an external source of pressurized air, to isolate the seal of the centrifuge structure from the workpiece while maintaining the air/liquid interface at the desired location. It is also applicable to other systems. Of course, this structure is exemplary only, and other configurations may employ other approaches.

図31は、細胞懸濁液をほぼ細胞を含有しない分離液および濃縮液に連続的に分離するために使用することができるシステム358を示す概略図である。このシステム358は、以下の点を除いて、前記システム170と同様である。例示の構成では、システム358は使い捨て構造352と同様な使い捨て構造を使用して操作を行う。システム358の制御器274は、使い捨て構造内の空気/液体界面の位置を制御し、分離液ポンプ開口および濃縮液ポンプ開口のそれぞれの回転軸線に対してラジアル方向内向きに界面を確実に維持する操作を行う。 FIG. 31 is a schematic diagram showing a system 358 that can be used to continuously separate a cell suspension into a substantially cell-free separate liquid and a concentrate liquid. This system 358 is similar to the system 170 described above, except as follows. In the illustrated configuration, system 358 operates using a disposable structure similar to disposable structure 352 . Controller 274 of system 358 controls the position of the air/liquid interface within the disposable structure, ensuring that the interface is maintained radially inward with respect to the axis of rotation of each of the separate and concentrate pump openings. perform an operation.

例示的な構成では、流れの背圧調節器360は分離液排出ライン262に流体接続する。この例示的な構成では、流れの背圧調節器360は流体的には分離液排出配管212と分離液ポンプ266の中間にある。例示システム358は加圧空気源362を備える。この加圧空気源362は圧力制御パイロット弁364に接続する。この制御弁は制御器274に操作時に/動作的に接続する。制御器274からの信号に応じて、パイロットライン366内の可変圧力を選択する。パイロットライン366は背圧調節器360に流体接続する。パイロットライン366内に圧力制御パイロット弁が印加する圧力によって、分離液流、従って流れの背圧制御器360によって印加される分離液流れの背圧を制御できる。 In an exemplary configuration, a flow back pressure regulator 360 is fluidly connected to the separate liquid discharge line 262 . In this exemplary configuration, the flow back pressure regulator 360 is fluidly intermediate the separate liquid discharge line 212 and the separate liquid pump 266 . Exemplary system 358 includes pressurized air source 362 . The pressurized air source 362 is connected to a pressure control pilot valve 364 . This control valve is operationally/operatively connected to the controller 274 . A variable pressure in pilot line 366 is selected in response to a signal from controller 274 . Pilot line 366 fluidly connects to back pressure regulator 360 . The pressure applied by the pressure control pilot valve in pilot line 366 can control the separation liquid flow and thus the back pressure of the separation liquid flow applied by flow back pressure controller 360 .

例示的な構成では、圧力制御弁368は加圧空気源362に流体連絡する。制御弁368はまた制御器274に操作時に/動作的に接続する。この例示的な構成では、制御弁368を制御して、空気配管354および使い捨て構造352の上部内のエアポケットに選択的に正確な圧力を印加する。 In the exemplary configuration, pressure control valve 368 is in fluid communication with pressurized air source 362 . Control valve 368 is also operatively/operatively connected to controller 274 . In this exemplary configuration, control valve 368 is controlled to selectively apply precise pressure to air line 354 and air pockets within the top of disposable structure 352 .

例示的な構成では、保存されている実行可能な命令に従って制御器274が動作し、システム170に関連して説明したようにシステム358の動作を制御する。例示的な構成ではさらに、制御器274が作動し、パイロット圧力弁364を制御し、背圧調節器360が分離液排出配管212に印加する背圧を変更する。制御器274はまた弁368も制御する。制御器が作動し、使い捨て構造の内部の上部のエアポケットに印加される圧力を維持するとともに、選択的にこれを変更する。制御器はそのプログラミングに従って動作し、分離液流れの背圧および/またはエアポケット圧力を変更し、エアポケットの空気/液体界面を分離液ポンプ開口330および濃縮液ポンプ開口346から内向きに配向する回転軸線距離に維持する。分離液流れの背圧およびエアポケット両者における圧力変更が、本例示構成の分離液室羽根および濃縮液羽根と相俟って、空気/液体界面の安定性およびラジアル方向における外向き範囲を維持するため、分離液出力および濃縮液出力に使い捨て構造から空気が導入されることを確実に抑えることができる。さらに、分離液の背圧および流れを選択できるため、排出される濃縮液の細胞レベル、対応して検出される光学密度に強い影響を与えることができる。このように、制御器がそのプログラミングに従って動作し、濃縮液流量、分離液背圧、分離液流量、エアポケットの内圧、細胞懸濁液の使い捨て構造への流量や考えられるその他の遠心分離プロセスの動作変数を選択的に変更でき、制御器に対応する少なくとも一つの保存装置に保存されている設定限界および/または設定範囲内に分離液特性および濃縮液特性を維持できる。さらに、例示的な構成によれば、分離プロセスの信頼性の高い制御を維持した状態で、異なる種類の原料の分離および操作を異なる流量で実施できる。むろん、空気/液体界面の位置の制御についてシステム170の諸特徴に関連して説明してきたが、このような制御は他の、あるいは異なる種類の処理要素を有する他の型式のシステムにも採用することができる。 In an exemplary configuration, controller 274 operates according to stored executable instructions to control operation of system 358 as described with respect to system 170 . The exemplary configuration also operates controller 274 to control pilot pressure valve 364 to vary the back pressure applied by back pressure regulator 360 to separate liquid discharge line 212 . Controller 274 also controls valve 368 . A controller is actuated to maintain and selectively vary the pressure applied to the upper air pocket inside the disposable structure. The controller operates according to its programming to alter the back pressure of the separate liquid flow and/or the air pocket pressure, and to direct the air/liquid interface of the air pocket inward from the separate liquid pump opening 330 and the concentrate pump opening 346. Maintain the rotation axis distance. Pressure changes in both the back pressure of the separate liquid flow and the air pocket, along with the separate liquid chamber vanes and concentrate vanes in this exemplary configuration, maintain air/liquid interface stability and radial outward extent. Therefore, introduction of air from the disposable structure into the separated liquid output and the concentrated liquid output can be reliably suppressed. In addition, the back pressure and flow of the separation liquid can be selected so that the cellular level of the discharged concentrate and correspondingly the detected optical density can be strongly influenced. Thus, the controller operates according to its programming to control concentrate flow rate, segregate backpressure, segregate flow rate, air pocket internal pressure, cell suspension flow rate to the disposable structure, or any other centrifugation process conceivable. Operating variables can be selectively varied to maintain separate and concentrate properties within set limits and/or ranges stored in at least one storage device associated with the controller. Further, the exemplary configuration allows separation and manipulation of different types of raw materials at different flow rates while maintaining reliable control of the separation process. Of course, while control of the position of the air/liquid interface has been described with respect to features of system 170, such control may be employed in other types of systems having other or different types of processing elements. be able to.

図32~図34に、さらに別な使い捨て構造370を示す。この例示的な使い捨て構造370は、他の使い捨て構造178、240および250に関連して説明してきた特徴と同様な各種の特徴を備えている。なお、他の使い捨て構造において使用し、ここに記載する付加的な特徴も、使い捨て構造370で示した特徴および関係をもつ構成に使用可能である。 Yet another disposable structure 370 is shown in Figures 32-34. This exemplary disposable structure 370 includes various features similar to those described in connection with the other disposable structures 178 , 240 and 250 . It should be noted that additional features used in other disposable structures and described herein can also be used in configurations with the features and relationships shown in disposable structure 370 .

使い捨て構造370は上部ディスク状部分372を有する。この例示的な上部ディスク状部分372は内部に分離液求心ポンプ室374を有する。分離液求心ポンプ208は、分離液求心ポンプ室374内に収容する。この分離液求心ポンプ室は上部のディスク状部分内に分離液室(chamber volume)を有する。 Disposable structure 370 has an upper disc-shaped portion 372 . This exemplary upper disc-shaped portion 372 has a separation fluid centripetal pumping chamber 374 therein. Separate liquid centripetal pump 208 is housed within separate liquid centripetal pump chamber 374 . The separation liquid centripetal pump chamber has a separation liquid chamber volume within an upper disc-shaped portion.

分離液求心ポンプ室は、少なくとも一つの分離液チャネル410を介して分離室に流体連絡する。分離液チャネル410については、少なくとも一つの分離液チャネルの入り口412に流体接続する。例示的な少なくとも一つの分離液チャネル入り口412については、円筒形コアの円筒壁に対して最近接するが、これから半径方向外向きに延在する分離室に流体連絡する。図示の例示的な構成では、少なくとも一つの分離液チャネル入り口412は実質的に環状の単体の入り口であり、分離液チャネルは実質的に環状の単体チャネルである。 The separation liquid centripetal chamber is in fluid communication with the separation chamber via at least one separation liquid channel 410 . For the separator channel 410 , it is fluidly connected to at least one separator channel inlet 412 . Exemplary at least one separation fluid channel inlet 412 is in fluid communication with the separation chamber proximate to, but extending radially outwardly from, the cylindrical wall of the cylindrical core. In the illustrated exemplary configuration, at least one separator channel inlet 412 is a substantially annular unitary inlet and the separator channel is a substantially annular unitary channel.

さらに、上部ディスク状部分は濃縮液求心ポンプ室376を有する。例示的な濃縮液ポンプ室376は円筒形室であり、この円筒形室は、垂直に延在する円形仕切り壁378によって水平に仕切られた円筒形室である。濃縮液求心ポンプ室376は上部ディスク状部分内に濃縮液室(chamber volume)を有する。この例示的な構成では、上部ディスク状部分内の分離液室の容積(容量)は、以下に記載する理由から、濃縮液室の容積より大きい。 Additionally, the upper disk-like portion has a concentrate centripetal pumping chamber 376 . The exemplary concentrate pump chamber 376 is a cylindrical chamber that is horizontally partitioned by a vertically extending circular partition wall 378 . Concentrate centripetal pump chamber 376 has a concentrate chamber volume within an upper disc-shaped portion. In this exemplary configuration, the volume (capacity) of the segregate chamber within the upper disc-shaped portion is greater than the volume of the concentrate chamber for reasons described below.

例示的な上部ディスク状部分は上部ピース394および下部ピース396を有する。例示的な構成では、上部ピースおよび下部ピースは解除可能な係合で保持する。この方法は例示であり、他の構成では他の方法を使用できることは無論である。操作または稼働状態では、この例示的な下部ピース396はその上側において上部の環状境界面398に接している。例示的な下部ピース396はその下側において下部の環状境界面400に接している。上部の環状境界面398は、ラジアル方向外向きの円錐形環状上面部分402およびラジアル方向に内向きの、ラジアル方向に平面状に延在する上面部分404を有する。下部の環状境界面398は半径方向に外向きの、円錐形環状下面部分406およびラジアル方向に内向きで、ラジアル方向に平面状に延在する下面部分408を有する。上部ピース394および下部ピース396の稼働位置では、ラジアル方向に内向きで、ラジアル方向に平面状で水平方向に延在する下面408およびラジアル方向に内向きで、ラジアル方向に平面状で水平方向に延在する上面404が相互に平行に延在する。なお、稼働位置では、円錐状の環状上面部分402および円錐状の環状下面部分は、後ほど説明する理由から平行関係でなくてもよい。 An exemplary upper disc-shaped portion has an upper piece 394 and a lower piece 396 . In an exemplary configuration, the upper and lower pieces are held in releasable engagement. Of course, this method is exemplary and other configurations may use other methods. In operation or in service, the exemplary lower piece 396 abuts the upper annular interface 398 on its upper side. The exemplary lower piece 396 abuts the lower annular interface 400 on its underside. The upper annular interface 398 has a radially outwardly facing conical annular top surface portion 402 and a radially inwardly facing, radially planar extending top surface portion 404 . The lower annular interface 398 has a radially outward, conical annular lower surface portion 406 and a radially inward, radially planar extending lower surface portion 408 . In the operative position of the upper piece 394 and the lower piece 396, the radially inward, radially planar, horizontally extending lower surface 408 and the radially inward, radially planar, horizontally Extending upper surfaces 404 extend parallel to each other. It should be noted that in the operative position, the conical annular top portion 402 and the conical annular bottom portion need not be in a parallel relationship for reasons explained below.

例示的な構成では、実質的に環状の細胞濃縮液チャネル380は、上部ディスク状部分372の上部ピース394と下部ピース396との間に延在する。環状の細胞濃縮液チャネル380は、実質的に環状の細胞濃縮液チャネル入り口382からラジアル方向内向きに延在する。濃縮液チャネル入り口は、分離液入り口412からさらにラジアル方向外向きに位置する。濃縮液チャネル入り口382については、図34に示すように、遠心分離機ボウルによる装置の回転時に細胞濃縮液384が分離室の環状のラジアル方向外向きの領域384に集まる外壁の内面に隣接するラジアル方向外周において分離室224の上部領域に流体接続する位置に設ける。 In the exemplary configuration, a substantially annular cell concentrate channel 380 extends between upper piece 394 and lower piece 396 of upper disc-shaped portion 372 . An annular cell concentrate channel 380 extends radially inwardly from a substantially annular cell concentrate channel inlet 382 . The concentrate channel inlet is located further radially outward from the separate liquid inlet 412 . For the concentrate channel inlet 382, as shown in FIG. 34, a radial It is located in fluid connection with the upper region of the separation chamber 224 at the directional perimeter.

例示的な構成では、実質的に環状の漏斗チャネル(funnel channel)381が環状の細胞濃縮液チャネル入り口382に対して上方かつラジアル方向内向きに延在する。稼働位置にある上部ディスク状部分372の例示的な下部ピース396が、ラジアル方向にある下部内向き側において実質的に平面状の、ラジアル方向に延在する表面379に接する。例示的なラジアル方向に延在する表面379は、環状エッジ377においてラジアル方向外向きに終端する。使い捨て構造の稼働位置では、環状の漏斗チャネル381は環状エッジ377から外向きに延在する。さらに、例示的な環状かつディスク状部分372の例示的な上部ピース394は実質的に環状の細胞濃縮液案内面383を有する。環状の細胞濃縮液案内面383は環状漏斗チャネル381の下に延在し、ラジアル方向に延在する平面状表面379の軸方向レベルで分離室224にラジアル方向外向きに接する。この例示的な構成では、環状の細胞濃縮液案内面383はさらにラジアル方向外向きに延在し、漏斗チャネルに上向きに近接する。 In the exemplary configuration, a substantially annular funnel channel 381 extends upwardly and radially inwardly to an annular cell concentrate channel inlet 382 . An exemplary lower piece 396 of the upper disc-shaped portion 372 in the operative position abuts a substantially planar, radially extending surface 379 on the radially lower inward facing side. The exemplary radially extending surface 379 terminates radially outwardly at the annular edge 377 . In the operational position of the disposable structure, annular funnel channel 381 extends outwardly from annular edge 377 . Additionally, exemplary upper piece 394 of exemplary annular disc-shaped portion 372 has a substantially annular cell concentrate guiding surface 383 . An annular cell concentrate guide surface 383 extends below the annular funnel channel 381 and abuts the separation chamber 224 radially outwardly at the axial level of the radially extending planar surface 379 . In this exemplary configuration, the annular cell concentrate guide surface 383 extends further radially outward and upwardly adjacent the funnel channel.

この例示的な構成では、環状の細胞濃縮液チャネル380は実質的に環状の細胞濃縮液出口386において濃縮液求心ポンプ室376でラジアル方向内向きに終端する。また、例示的な構成では、環状の細胞濃縮液出口386は垂直に延在する境界壁378の中間点に延在する位置にある。この例示的な構成では、濃縮液求心ポンプは実質的に環状の濃縮液求心ポンプ入り口388を有する。チャネル380の環状の細胞濃縮液出口はラジアル方向および軸方向において濃縮液求心ポンプ入り口388と整合関係にある。 In this exemplary configuration, annular cell concentrate channel 380 terminates radially inward at concentrate centripetal chamber 376 at a substantially annular cell concentrate outlet 386 . Also, in the exemplary configuration, the annular cell concentrate outlet 386 is positioned to extend to the midpoint of the vertically extending boundary wall 378 . In this exemplary configuration, the concentrate centripetal pump has a substantially annular concentrate centripetal pump inlet 388 . The annular cell concentrate outlet of channel 380 is radially and axially aligned with concentrate centripetal pump inlet 388 .

前記の例示的な構成では、環状の細胞濃縮液チャネルは軸方向横断面内にテーパー部分390およびラジアル方向に延在する部分392を有する。このラジアル方向に延在する部分392は、下部ピース396のラジアル方向に平面状に延在する上面部分404と上部ピース394のラジアル方向に平面状に延在する下面部分408との間において直接ラジアル方向外向きに延在する。さらに、この例示的なラジアル方向に延在する部分392は環状の細胞濃縮液出口386から直接ラジアル方向外向きに延在する。使い捨て構造の稼働位置では、環状の細胞濃縮液チャネルの水平方向かつラジアル方向に延在する部分392は、一定のチャネル高さをもつ。即ち、このチャネル高さはチャネルの各領域における濃縮液流の方向に対してこれを横断するチャネルの寸法を意味する。この結果として、水平方向かつラジアル方向に延在する部分はその全長を通して一定の横断面積を有する。この例示的な構成では、水平方向かつラジアル方向に延在する部分392は軸方向かつラジアル方向において整合し、従って軸方向横断面における高さは濃縮液求心ポンプの入り口と同じ高さになる。 In the exemplary configuration described above, the annular cell concentrate channel has a tapered portion 390 and a radially extending portion 392 in its axial cross-section. The radially extending portion 392 is directly radially between the radially planarly extending upper surface portion 404 of the lower piece 396 and the radially planarly extending lower surface portion 408 of the upper piece 394 . direction outward. Moreover, the exemplary radially extending portion 392 extends radially outward directly from the annular cell concentrate outlet 386 . In the operational position of the disposable configuration, the horizontally and radially extending portion 392 of the annular cell concentrate channel has a constant channel height. That is, the channel height refers to the dimension of the channel transverse to the direction of concentrate flow in each region of the channel. As a result of this, the horizontally and radially extending portion has a constant cross-sectional area throughout its length. In this exemplary configuration, the horizontally and radially extending portions 392 are axially and radially aligned so that the height in the axial cross-section is level with the inlet of the concentrate centripetal pump.

環状の細胞濃縮液チャネル380のテーパー部分390は、下部ピースの円錐形環状上面部分402と上部ピースの円錐形環状下面部分406との間に延在する。環状の細胞濃縮液チャネル380については、チャネル高さ(およびチャネルの横断面積)が細胞濃縮液流路入り口382からテーパー部分がラジアル方向に延在する部分392に流体接続する位置にかけて連続的に漸増するチャネル部分をもつように構成する。この構成によって、チャネル部分390の濃縮液流の方向に対して直角な横断面積が広くなり、回転軸線に対する接近度が高くなる。濃縮液チャネルの横断面積が連続的に漸増することは、チャネル部分において、濃縮液流の方向に対して直角なチャネルの横断面積がスムーズに増加し、チャネル横断面積がただちに10%以上変化するチャネル部分に離散的な位置ずれ(any discrete steps in locations)がないことを意味する。 The tapered portion 390 of the annular cell concentrate channel 380 extends between the conical annular upper surface portion 402 of the lower piece and the conical annular lower surface portion 406 of the upper piece. For the annular cell concentrate channel 380 , the channel height (and channel cross-sectional area) tapers continuously from the cell concentrate channel entrance 382 to the point where the tapered portion fluidly connects to the radially extending portion 392 . configured to have a channel portion that This configuration increases the cross-sectional area of channel portion 390 perpendicular to the direction of concentrate flow and provides greater proximity to the axis of rotation. A continuous gradual increase in the cross-sectional area of the concentrate channel means that the cross-sectional area of the channel at right angles to the direction of concentrate flow increases smoothly in the channel portion, and the channel cross-sectional area changes immediately by 10% or more. It means that there are no discrete steps in locations in the part.

本構成において、テーパー部分390内の使い捨てシステムの回転軸に近接した状態で、チャネルの高さが一定に高くなるため、細胞濃縮液の流体速度を好ましい高い速度に維持できる。例示的な構成では、環状の細胞濃縮液チャネルが、圧力低下領域を避けることができるため、チャネル入り口382から流路出口386に至る細胞濃縮液の成分のラジアル方向内向き速度を好適な速度に維持できる。 In this configuration, the constant increase in channel height in proximity to the axis of rotation of the disposable system within the tapered portion 390 maintains the desired high fluid velocity of the cell concentrate. In an exemplary configuration, the annular cell concentrate channel avoids areas of pressure drop and thus favors the radially inward velocity of the components of the cell concentrate from the channel inlet 382 to the channel outlet 386. can be maintained.

例示的な構成では、環状チャネル380に対する環状入り口382は、軸方向横断面において高さが最も低く、かつ横断面積が最小なチャネルの部分である。環状入り口382では、細胞、およびこれら細胞が懸濁している流体がラジアル方向内向きに流れ始める。使い捨て構造のこの領域では、液体よりも濃くなっている細胞が、遠心分離機の回転によってラジアル方向外向きになっている遠心加速力を受ける。例示的な構成の稼働時、既に説明した濃縮液ポンプ272などの外部濃縮液ポンプを作動し、環状チャネル入り口382においてラジアル方向内向きに流れる液体流れの平均速度をもたらす流量を維持する。即ち、沈降速度、およびチャネル入り口で濃縮液に作用する遠心分離力によってもたらされるラジアル方向外向きに向かう細胞に作用する力を維持する。さらに、一部の例示的な構成では、テーパー部分390が上方にテーパー化した構成になっているため、チャネル入り口およびチャネル部分において細胞の流れに対抗する沈降力の成分が、同じラジアル方向位置においてラジアル方向内向きチャネル内の細胞の動きに対抗する沈降力の成分よりも小さくなる。 In the exemplary configuration, annular inlet 382 to annular channel 380 is the portion of the channel with the lowest height and smallest cross-sectional area in the axial cross-section. At the annular inlet 382, cells and the fluid in which they are suspended begin to flow radially inward. In this area of the disposable structure, the cells, which are thicker than the liquid, are subjected to centrifugal acceleration forces directed radially outward by the rotation of the centrifuge. During operation of the exemplary configuration, an external concentrate pump, such as the concentrate pump 272 previously described, is operated to maintain a flow rate that results in an average velocity of the radially inwardly flowing liquid flow at the annular channel inlet 382 . That is, it maintains the sedimentation velocity and the radially outward force acting on the cells caused by the centrifugal force acting on the concentrate at the channel entrance. Further, in some exemplary configurations, the tapered portion 390 has an upwardly tapering configuration such that the sedimentation force component opposing cell flow at the channel entrance and the channel portion is less than the sedimentation force component that opposes cell movement within the radially inward channel.

例示的な構成では、環状の濃縮液チャネルの環状テーパー部分の高さが、使い捨て構造の回転軸からのラジアル方向距離が短くなるに従って高くなる。軸方向横断面内のチャネルの例示的な構成では、テーパー部分390のチャネル高さ、従って濃縮液流れの方向に対して直角をなす横断面積が、使い捨て構造の回転軸に対する近接度が増すに従って(回転軸からのラジアル方向距離が短くなるに従って)、連続的に漸増する。チャネルの高さが軸からのラジアル方向距離が短くなるにつれて連続的に漸増する例示的な構成の場合、細胞濃縮液内の細胞が、細胞が懸濁している液体とともに、ラジアル方向内向きに高速で濃縮液チャネルを連続的に通過するため、好適である。チャネル高さが高くなっているにもかかわらず、細胞に弱くなったラジアル方向外向きの遠心加速力が作用し、これに対応して回転軸からのラジアル方向距離が短くなるため、チャネル入り口382から細胞濃縮液がラジアル方向内向きに移行している間中、好適な半径方向内向きの速度を維持できる。従って、例示的な構成では、細胞濃縮液が環状入り口382からラジアル方向内向きに細胞濃縮液出口386に向かって移動し、濃縮液求心ポンプ室376に流入し、通過している間、細胞濃縮液はチャネル380の全体を通してチャネル部分390内において好適な高いラジアル内向き速度を維持する。 In an exemplary configuration, the height of the annular tapered portion of the annular concentrate channel increases with decreasing radial distance from the axis of rotation of the disposable structure. In an exemplary configuration of channels in the axial cross-section, the channel height of tapered portion 390, and thus the cross-sectional area perpendicular to the direction of concentrate flow, increases with increasing proximity to the axis of rotation of the disposable structure ( continuously increasing with decreasing radial distance from the axis of rotation). For an exemplary configuration in which the height of the channel increases continuously with decreasing radial distance from the axis, the cells in the cell concentrate will be forced radially inward along with the liquid in which they are suspended. is preferred because it continuously passes through the concentrate channel at . Despite the increased channel height, the cells are subject to a weakened radially outward centrifugal acceleration force with a corresponding decrease in radial distance from the axis of rotation, resulting in a channel entrance 382 A suitable radial inward velocity can be maintained throughout the radially inward migration of the cell concentrate from. Thus, in the exemplary configuration, cell concentrate moves radially inwardly from annular inlet 382 toward cell concentrate outlet 386 and into concentrate centripetal pump chamber 376, and during passage therethrough, cell concentrate. The liquid maintains a suitably high radial inward velocity in channel portion 390 throughout channel 380 .

なお、留意すべきは、図32~図34に示す例示的な構成では、連続的に漸増する横断面積を有するチャネル部分はチャネル入り口で始まるが、他の構成では、他のアプローチや別な配置を適用できる点である。例えば、一部の別な構成では、この配置を有するチャネル部分は別な位置に設けてもよい。このような位置は濃縮液チャネルの具体的構成に、そしてチャネルの具体的部分において濃縮液が十分高い流れ速度を達成し、これによって沈降や目的の流れを妨害する他の力を抑制できる方法で濃縮液やその内部の細胞が移動するために必要な条件に応じて設定することができる。さらに、この例示的な構成では横断面積が連続的に漸増する環状の濃縮液チャネル部分を単独使用しているが、他の構成では複数の濃縮液チャネルなどの他のチャネルも使用可能である。図32~図34に示す構成は例示に過ぎず、他の構成も使用可能である。 It should be noted that in the exemplary configuration shown in FIGS. 32-34, the channel portion with continuously increasing cross-sectional area begins at the channel entrance, but in other configurations other approaches and alternative arrangements may be used. can be applied. For example, in some alternative configurations, channel portions having this arrangement may be provided in other locations. Such a position depends on the particular configuration of the concentrate channel and in such a way that the concentrate can achieve sufficiently high flow velocities in the particular portion of the channel to thereby inhibit sedimentation or other forces that impede the desired flow. It can be set according to the conditions necessary for the movement of the concentrate and the cells therein. Further, although this exemplary configuration uses a single annular concentrate channel portion of continuously increasing cross-sectional area, other configurations may use other channels, such as multiple concentrate channels. The configurations shown in FIGS. 32-34 are exemplary only, and other configurations can be used.

例示的な構成では、濃縮液排出配管220は、既に説明したように、システム稼働時に外部濃縮液ポンプに流体接続する。例示的な構成では、既に説明したシステム170と同様に、あるいは濃縮液排出配管内に好適な背圧を維持した状態で、細胞濃縮液の出口流れを生成する制御回路に応答する他のシステムと同様に、濃縮液ポンプを稼働させることができる。使い捨て構造370を稼働させて、本明細書で挙げた運転能力を発揮させるシステムには他の数多くの構成部材を実装できることは言うまでもない。 In an exemplary configuration, concentrate outlet line 220 fluidly connects to an external concentrate pump during system operation, as previously described. Exemplary configurations may be similar to system 170 previously described, or with other systems responsive to a control circuit that produces an outlet flow of cell concentrate while maintaining a suitable back pressure in the concentrate outlet line. Similarly, the concentrate pump can be activated. It will be appreciated that numerous other components can be implemented in the system that activates the disposable structure 370 to provide the operational capabilities listed herein.

例示的なシステムの稼働時、使い捨て構造370は遠心分離機ボウルに接続し、構造の内部領域にある細胞懸濁液を分離する。細胞懸濁液は、既に説明したように、細胞を実質的に含有しない細胞分離液に、そして細胞分に富む細胞濃縮液に分離する。例示的な構成では、分離室上部のラジアル方向外周部に遠心分離作用によって環状の細胞濃縮液領域384が生成する。この例示的な環状の細胞濃縮液領域は、環状のチャネル入り口382との流体接続を維持するだけでなく、実質的に環状の細胞濃縮液案内表面および環状の漏斗チャネル(これらに沿って細胞濃縮液はチャネル入り口382に向かって移動する)との接触関係を維持する。 During operation of the exemplary system, disposable structure 370 connects to the centrifuge bowl and separates the cell suspension in the internal region of the structure. The cell suspension is separated into a substantially cell-free cell fraction and into a cell-rich cell concentrate, as previously described. In an exemplary configuration, centrifugation produces an annular cell concentrate region 384 at the radial perimeter of the upper portion of the separation chamber. This exemplary annular cell concentrate region not only maintains fluid connection with the annular channel inlet 382, but also has a substantially annular cell concentrate guiding surface and an annular funnel channel along which the cell concentrates. fluid moves toward channel inlet 382).

一部の例示的な構成では、上部ディスク状部分のラジアル方向に延在する表面379に隣接する分離室のラジアル方向外周部と境界を接する環状の細胞濃縮液案内表面383が作動して、細胞濃縮液を上方に押し進め、これを環状の漏斗チャネル381に上向きに押し込む。これは、案内表面がラジアル方向外向きにさらに延在し、最終流路に上向きに近接するからである。遠心分離機の回転によって発生した遠心分離力によって環状の細胞濃縮液案内表面383に対してラジアル方向外向きに推し進められた細胞濃縮液が移動し、案内表面に係合し、環状漏斗チャネルに流入することができる。この案内表面が細胞濃縮液を案内し、この細胞濃縮液が上方かつラジアル方向内向きに移動し、環状の細胞濃縮液入り口に流入する。軸方向横断面が環状の漏斗チャネルと境を接する環状の収束表面によって、細胞濃縮液がチャネル入り口382に向かってラジアル方向上方に案内されると、細胞濃縮液の液体成分のラジアル方向内向き速度が、漏斗チャネルの面積減少に従って増す。既に説明したように、例示の構成は高さ最少(そして横断面積が最小)であるため、環状のチャネル入り口382において細胞濃縮液の液相の流体速度が最大化する。 In some exemplary configurations, an annular cell concentrate guiding surface 383 bounding the radial perimeter of the separation chamber adjacent to the radially extending surface 379 of the upper disc-shaped portion is actuated to direct the cells. Push the concentrate upwards, pushing it upwards into the annular funnel channel 381 . This is because the guide surfaces extend further radially outward and upwardly close to the final flow path. The centrifugal force generated by the rotation of the centrifuge displaces the cell concentrate forced radially outwardly against the annular cell concentrate guiding surface 383, engaging the guiding surface and flowing into the annular funnel channel. can do. The guide surface guides the cell concentrate, which moves upward and radially inward into the annular cell concentrate inlet. As the cell concentrate is guided radially upward toward the channel inlet 382 by an annular converging surface bounded by a funnel channel of annular axial cross-section, the radial inward velocity of the liquid component of the cell concentrate is increases with decreasing funnel channel area. As previously discussed, the illustrated configuration has the lowest height (and the lowest cross-sectional area), thereby maximizing the fluid velocity of the liquid phase of the cell concentrate at the annular channel inlet 382 .

例示的な構成およびその稼働方法では、外部濃縮液ポンプが作動し、環状の細胞濃縮液チャネル380内の細胞濃縮液が、細胞の沈降速度より高い細胞濃縮液の液相のラジアル方向内向きの平均速度を生み出す流量において、環状の細胞濃縮液入り口382から連続的に環状の細胞濃縮出口386に移動する流れを生成する。例示的な構成では、流路の高さを横切りかつ流路のラジアル方向の全長にわたって細胞濃縮液の液相を一定の高い平均速度で実現でき、従って細胞濃縮液およびこの内部の細胞が環状の細胞濃縮液チャネルに有利に流れることになる。さらに、例示的な構成では、チャネルのテーパー部分390の連続的に漸増する横断面、ラジアル方向に延在する部分392の一定の高さ、および全体が環状の細胞濃縮液チャネルの全体として一定で、比較的小さな横断面積の理由から、チャネルの長さに沿って重大な圧力低下が生じる領域がなくなり、流路全体にわたって液相の速度および細胞の連続性を十分に維持できる。 In an exemplary configuration and its method of operation, the external concentrate pump is actuated and the cell concentrate in the annular cell concentrate channel 380 is forced radially inward of the liquid phase of the cell concentrate, which is higher than the sedimentation velocity of the cells. At a flow rate that produces an average velocity, it produces a flow that moves continuously from the annular cell concentrate inlet 382 to the annular cell concentrate outlet 386 . In an exemplary configuration, a constant high average velocity of the liquid phase of the cell concentrate can be achieved across the height of the channel and over the radial length of the channel, so that the cell concentrate and cells therein form an annular shape. It will favorably flow into the cell concentrate channel. Further, the exemplary configuration includes a continuously increasing cross-section of the tapered portion 390 of the channel, a constant height of the radially extending portion 392, and a generally constant height of the generally annular cell concentrate channel. , because of the relatively small cross-sectional area, there are no regions of significant pressure drop along the length of the channel, and liquid phase velocity and cell continuity can be well maintained throughout the channel.

さらに、例示的な構成の稼働時には、濃縮液求心ポンプ室376に流入する細胞濃縮液は、細胞濃縮液の液相および細胞相が確実に濃縮液求心ポンプ入り口をラジアル方向内向きに通過する十分高い速度および流量で移動する。この例示的な構成では、この結果は濃縮液求心ポンプ室の容積および配置だけでなく、求心ポンプ216の求心ポンプ入入り口388に対するチャネル出口386の配置によっても容易に得られる。 Moreover, during operation of the exemplary configuration, the cell concentrate entering the concentrate centripetal pump chamber 376 must be sufficiently compressed to ensure that the liquid and cellular phases of the cell concentrate pass radially inwardly through the concentrate centripetal pump inlet. Move at high speed and flow rate. In this exemplary configuration, this result is facilitated not only by the volume and placement of the concentrate centripetal pump chamber, but also by the placement of channel outlet 386 relative to centripetal pump inlet 388 of centripetal pump 216 .

例示的な構成にはこれらの特徴があるため、例示的な使い捨て構造において細胞濃縮液のラジアル方向内向き流が容易に発生し、かつ使い捨て構造および対応するシステムの稼働が有利になる。これら特徴および構成は例示であり、また本明細書に記載する原理については、他の配置および他の使い捨て構造や複数回使用構造にも適用でき、他の遠心分離プロセスにおいて所望の性能特性および細胞分離を達成できる。 These features of the exemplary configuration facilitate radially inward flow of cell concentrate in the exemplary disposable structure and facilitate operation of the disposable structure and corresponding system. These features and configurations are exemplary, and the principles described herein can be applied to other arrangements and other disposable or multi-use structures to achieve desired performance characteristics and cell separation in other centrifugation processes. Separation can be achieved.

図35~図38に使い捨て構造414のさらに別な構成を示す。この例示的な代替使い捨て構造は、既に説明してきた多くの特徴をもち、上部ディスク状部分416を有する。外壁418は、使い捨て構造414が位置する構成の遠心分離ボウルと稼働時に接続する構成である。この構造は外壁418の下部分420を有する。図36に例示する使い捨て構造は内部領域を有し、その形状は円錐台形であり、下部分420に隣接する内径はより小さい。 Yet another configuration of disposable structure 414 is shown in FIGS. 35-38. This exemplary alternative disposable structure has many of the features already described and has an upper disc-shaped portion 416 . The outer wall 418 is configured to operatively connect with the centrifuge bowl in which the disposable structure 414 is located. This structure has a lower portion 420 of the outer wall 418 . The disposable structure illustrated in FIG. 36 has an interior region that is frusto-conical in shape and has a smaller inner diameter adjacent the lower portion 420 .

既に説明してきた構成と同様に、使い捨て構造414は円筒形コア422を有する。この円筒形コア422は、当該構造の内部領域の上下部分の間に軸方向に延在し、円筒形の外部仕切り壁424を有する。なお、円筒形コア422については、図36には中実構造として示しているが、他の構成の場合、中空のコア構造を使用することができる。例示的な構成では、円筒形コア422は内部領域において上部ディスク状部分の底部と複数の上向きの、角度をもって離間した羽根426との間に延在する。これらの羽根426は間に流体チャネルを有し、これらチャネルは使い捨て構造の内部領域の下部と境を接する壁の内側から上向きに延在する。 Similar to the previously described configurations, disposable structure 414 has a cylindrical core 422 . The cylindrical core 422 extends axially between the upper and lower portions of the interior region of the structure and has a cylindrical outer partition wall 424 . It should be noted that while cylindrical core 422 is shown in FIG. 36 as a solid structure, in other configurations a hollow core structure can be used. In the exemplary configuration, a cylindrical core 422 extends in an interior region between the bottom of the upper disc-shaped portion and a plurality of upwardly directed, angularly spaced vanes 426 . These vanes 426 have fluid channels between them that extend upwardly from the inside of the wall bounding the lower portion of the interior region of the disposable structure.

例示的な構成では、使い捨て構造414は、遠心分離ボウル内で軸線428を中心にして回転できる構成である。さらに、この使い捨て構造は稼働位置において垂直に延在する供給配管430を有し、この配管が当該構造の内部領域に細胞培養物を受け取るようになっている。例示的な供給配管430は、細胞分離液および細胞濃縮液に分離すべき流入物を導入すべき領域に至る使い捨て構造の下部分内の配管開口432まで下向きに延在する。図示の例示的な構成では、供給配管430はコア内の円筒形開口434を介して軸方向に延在する。 In an exemplary configuration, disposable structure 414 is configured to be rotatable about axis 428 within a centrifuge bowl. In addition, the disposable structure has vertically extending supply tubing 430 in the operational position, which tubing receives the cell culture in the interior region of the structure. An exemplary feed line 430 extends downward to a line opening 432 in the lower portion of the disposable structure to the area where the influent to be separated into cell separation and cell concentrate solutions is to be introduced. In the exemplary configuration shown, the supply line 430 extends axially through a cylindrical opening 434 in the core.

前記の例示的な使い捨て構造はその稼働位置において、垂直に延在する分離液排出配管436を有する。この垂直に延在する分離液排出配管436は分離液求心ポンプ438に流体接続する。分離液求心ポンプは、上部ディスク状部分416内に位置する分離液求心ポンプ室440内に位置する。分離液求心ポンプ室440は分離室442に流体接続し、この分離室はコア422の外壁と使い捨て構造の内部領域と境を接する壁との間にラジアル方向に延在する。分離液求心ポンプ室は、少なくとも一つの分離液チャネル入り口444および少なくとも一つの分離液チャネル446を介して分離室442に流体接続する。例示的な構成では、この少なくとも一つの分離液チャネル入り口444は、コア422と境を接する円筒壁からラジアル方向外向きではあるが、これにラジアル方向に近接する分離室に位置する。例示的な構成では、分離液チャネル入り口の形状は弧状である。さらに例示構成の稼働位置では、分離液求心ポンプ室440は水平に延在する上下の分離液ポンプ室の表面を有し、これら表面は既に説明してきた羽根326および328などの上下の分離液室羽根を有することができる。 In its operational position, the exemplary disposable structure described above has a vertically extending separation liquid drain line 436 . This vertically extending separation liquid discharge line 436 fluidly connects to a separation liquid centripetal pump 438 . A separation liquid centripetal pump is located within a separation liquid centripetal chamber 440 located within the upper disk-shaped portion 416 . Separation liquid centripetal chamber 440 is fluidly connected to separation chamber 442, which extends radially between the outer wall of core 422 and the wall that abuts the inner region of the disposable structure. The separation liquid centripetal chamber fluidly connects to the separation chamber 442 via at least one separation liquid channel inlet 444 and at least one separation liquid channel 446 . In an exemplary configuration, the at least one separation fluid channel inlet 444 is located in the separation chamber radially outward from, but radially adjacent to, the cylindrical wall bounding the core 422 . In an exemplary configuration, the shape of the separation liquid channel inlet is arcuate. Further, in the operative position of the exemplary configuration, the separation liquid centripetal pumping chamber 440 has horizontally extending upper and lower separation liquid pumping chamber surfaces which are aligned with the upper and lower separation liquid chamber surfaces, such as the vanes 326 and 328 previously described. It can have wings.

さらに、例示的な使い捨て構造414は稼働位置に垂直に延在する濃縮液排出配管448を有する。前記の他の構成と同様に、濃縮液排出配管448、分離液排出配管436および供給配管430については、使い捨て構造上に同軸配置する。濃縮液排出配管448は濃縮液求心ポンプ450に流体接続する。濃縮液求心ポンプ450については、上部ディスク状部分416内の濃縮液求心ポンプ室452内に配置する。例示的な構成では、濃縮液求心ポンプ室はそれぞれ上下の濃縮液求心ポンプ室表面と境を接し、各表面は既に説明した羽根と同様なラジアル方向に延在するチャンバー羽根を有することができる。 Additionally, the exemplary disposable structure 414 has a concentrate drain line 448 that extends perpendicular to the operational position. As with the other configurations described above, concentrate drain line 448, separate liquid drain line 436 and feed line 430 are coaxially arranged on the disposable structure. Concentrate outlet line 448 fluidly connects to concentrate centripetal pump 450 . Concentrate centripetal pump 450 is located within concentrate centripetal chamber 452 within upper disc-shaped portion 416 . In an exemplary configuration, each concentrate centripetal chamber is bounded by an upper and lower concentrate centripetal chamber surface, each surface can have radially extending chamber vanes similar to the vanes previously described.

この例示的な構成では、濃縮液求心ポンプ室は複数のラジアル方向に延在する濃縮液チャネル454を介して分離室に流体接続する。例示的な構成では、濃縮液チャネルそれぞれは上部ディスク状部分内に延在し、そして他のチャネルそれぞれから所定角度で離間している。例示的な上部ディスク状部分416は上部ピース456および下部ピース458からなる。さらに、例示的な上部ディスク状部分は底部ピース460を有する。稼働状態の例示的な構成では、上部ピース456、下部ピース458および底部ピース460それぞれはサンドイッチ状の係合関係にある。稼働位置では、複数の濃縮液チャネルのそれぞれは上部ピース456の少なくとも一つの下向き表面および下部ピース458の少なくとも一つの上向き表面と境を接する。 In this exemplary configuration, the concentrate centripetal chamber fluidly connects to the separation chamber via a plurality of radially extending concentrate channels 454 . In an exemplary configuration, each concentrate channel extends into the upper disc-shaped portion and is angularly spaced from each other channel. The exemplary upper disc-shaped portion 416 consists of an upper piece 456 and a lower piece 458 . Additionally, the exemplary top disc-shaped portion has a bottom piece 460 . In the operational exemplary configuration, top piece 456, bottom piece 458 and bottom piece 460 are each in sandwich-like engagement. In the operational position, each of the plurality of concentrate channels abuts at least one downwardly facing surface of upper piece 456 and at least one upwardly facing surface of lower piece 458 .

図36に示すように、複数の濃縮液チャネル454それぞれは濃縮液チャネル入り口462を有する。例示的な構成では、濃縮液チャネル入り口はそれぞれの濃縮液チャネルの全体を通して濃縮液流れの方向に対して直角な方向において最少の横断面積を有する。各濃縮液チャネル入り口462は、上部ディスク状部分に延入する垂直開口464を介して分離室の外周に流体接続する。例示的な構成では、各濃縮液チャネル454は、底部ピース460を貫通し、上部ピース456と下部ピース458との間にあって、これらと境を接するそれぞれの垂直開口464を介して分離室に流体接続する。例示的な構成では、垂直開口464それぞれは底部ピース460内に弧状の細長いスロットを有する。この配置は例示であって、他の構成では他のアプローチも使用可能であることは言うまでもない。 As shown in FIG. 36, each of the plurality of concentrate channels 454 has a concentrate channel inlet 462 . In an exemplary configuration, the concentrate channel inlets have a minimum cross-sectional area in a direction perpendicular to the direction of concentrate flow throughout each respective concentrate channel. Each concentrate channel inlet 462 fluidly connects to the perimeter of the separation chamber via a vertical opening 464 extending into the upper disc-shaped portion. In the exemplary configuration, each concentrate channel 454 passes through the bottom piece 460 and is fluidly connected to the separation chamber via a respective vertical opening 464 between and bordering the top piece 456 and the bottom piece 458 . do. In the exemplary configuration, each vertical opening 464 has an arcuate elongated slot in the bottom piece 460 . It will be appreciated that this arrangement is exemplary and other approaches may be used in other configurations.

例示的な構成では、各濃縮液チャネルは、チャネル入り口462から濃縮液求心ポンプ室へのチャネルからの各開口までの横断面幅は全体として一定である。濃縮液チャネルそれぞれは、各濃縮液チャネル部分内の濃縮液流れの方向に対して直角な横断面積が連続的に漸増するチャネル部分を有する。この横断面積は、チャネル部分の位置の使い捨て構造の軸線に対する近接度が増すに従って広くなる。例示的な構成では、複数の濃縮液チャネルについては、テーパー部分468において、濃縮液流れの方向に対して直角な横断面積が、テーパー部分のチャネルの高さが変動する結果として、連続的に漸増するように構成する。各チャネルの高さは、回転軸に対する近接度が高くなるに従って高くなる。無論、この構成は例示であり、他の構成では他のアプローチを取ることができる。 In the exemplary configuration, each concentrate channel has a generally constant cross-sectional width from the channel inlet 462 to each opening from the channel to the concentrate centripetal chamber. Each concentrate channel has channel portions that continuously increase in cross-sectional area perpendicular to the direction of concentrate flow within each concentrate channel portion. This cross-sectional area increases as the location of the channel portion increases in proximity to the axis of the disposable structure. In an exemplary configuration, for multiple concentrate channels, the cross-sectional area perpendicular to the direction of concentrate flow in tapered portion 468 continuously tapers as a result of varying channel heights in the tapered portion. configured to The height of each channel increases with increasing proximity to the axis of rotation. Of course, this configuration is exemplary and other configurations may take other approaches.

例示的な構成では、横断面積配置が連続的に漸増する各チャネル部分はそれぞれの濃縮液チャネル入り口462で始まり、上向きかつラジアル方向内向きに延在するテーパー部分468を介して連続する。各テーパー部分468はそれぞれの濃縮液チャネル454の水平かつラジアル方向に延在する部分470に流体接続する。例示的な構成では、それぞれの濃縮液チャネルのそれぞれ水平かつラジアル方向に延在する部分は、テーパー部分468から濃縮液求心ポンプ室450まで延在する。例示的な構成では、濃縮液チャネルの水平かつラジアル方向に延在する部分は、濃縮液流れに対して直角な方向においてテーパー部分からラジアル方向内向きに濃縮液求心ポンプ室まで横断面積が一定である。なお、この構成は例示であり、他の構成では他のアプローチを適用することができる。 In the exemplary configuration, each channel portion of continuously increasing cross-sectional area arrangement begins at a respective concentrate channel inlet 462 and continues through an upwardly and radially inwardly extending tapered portion 468 . Each tapered portion 468 fluidly connects to a horizontally and radially extending portion 470 of a respective concentrate channel 454 . In the exemplary configuration, each horizontally and radially extending portion of each concentrate channel extends from tapered portion 468 to concentrate centripetal chamber 450 . In an exemplary configuration, the horizontally and radially extending portion of the concentrate channel is of constant cross-sectional area in a direction perpendicular to concentrate flow radially inward from the tapered portion to the concentrate centripetal chamber. be. It should be noted that this configuration is exemplary and other approaches may be applied in other configurations.

例示的な使い捨て構造414の稼働時、上部ディスク状部分416、壁部418およびコアは回動し、遠心分離ボウルに接続する。供給配管430、分離液排出配管436および濃縮液排出配管448は濃縮液求心ポンプ450および分離液求心ポンプ438とともに静止状態にある。例示的な構成では、細胞培養物は回転誘導遠心力によって分離室442において細胞分離液および細胞濃縮液に分離する。細胞濃縮液は分離室442の上部かつラジアル方向外側領域に溜まる一方、細胞を実質的に含有しない分離液はコアの円筒形外壁に近接する分離室領域に溜まる。 During operation of the exemplary disposable structure 414, the upper disc-shaped portion 416, wall 418 and core pivot and connect to the centrifuge bowl. The supply line 430 , the concentrate drain line 436 and the concentrate drain line 448 are stationary along with the concentrate centripetal pump 450 and the concentrate centripetal pump 438 . In an exemplary configuration, the cell culture is separated into cell separate liquid and cell concentrate in separation chamber 442 by rotationally induced centrifugal force. The cell concentrate accumulates in the upper and radially outer region of the separation chamber 442, while the substantially cell-free separation liquid accumulates in the separation chamber region adjacent the cylindrical outer wall of the core.

分離液は複数の分離液チャネル入り口444を介して分離液求心ポンプ室に流入し、分離液求心ポンプ438および分離液排出配管を介して求心ポンプ室から外に出る。既に説明してきた濃縮液ポンプなどの外部濃縮液ポンプが濃縮液排出配管に稼働時に接続しているため、濃縮液が使い捨て構造の分離室から流れ出る。この濃縮液流れによって細胞の濃縮液が垂直な各開口464を介して、また濃縮液チャネル入り口の比較的小さな横断面積により細胞濃縮液が高速になる各濃縮液入り口462を介して上方に移動する。細胞濃縮液の液体および細胞の流速が高いため、細胞濃縮液に含まれる細胞に力が加わり、従来構成に関連して説明したように、細胞に作用するラジアル方向外向きの力を凌駕することによって細胞が上向きかつラジアル方向内向きのテーパー部分468内に入り込む。 Separation liquid enters the separation liquid centripetal chamber via a plurality of separation liquid channel inlets 444 and exits the separation liquid centripetal chamber via a separation liquid centripetal pump 438 and a separation liquid exhaust line. An external concentrate pump, such as the concentrate pump already described, is operatively connected to the concentrate outlet line so that the concentrate flows out of the disposable separation chamber. This concentrate flow causes cell concentrate to move upward through vertical openings 464 and through concentrate inlets 462 where the relatively small cross-sectional area of the concentrate channel inlets accelerates the cell concentrate. . The high fluid and cell flow rates in the cell concentrate exert a force on the cells contained in the cell concentrate to overcome the radially outward force acting on the cells as described in relation to the conventional configuration. causes the cells to enter the upward and radially inward tapered portion 468 .

上向きかつラジアル方向内向きに延在するテーパー部分は、濃縮液流れの方向に対して直角をなす横断面積が連続的に漸増する。この連続的に漸増する横断面積によって、チャネル部分全体を通して各ラジアル方向位置で濃縮液の流速を十分高く維持できるため、チャネル部分の各位置にラジアル方向外向きに作用する力にもかかわらず、細胞濃縮液が濃縮液室に好ましい高速で流れ込むことになる。例示的な構成では、細胞濃縮液が濃縮液チャネルのテーパー部分を流れ出、各チャネルの水平かつラジアル方向に延在する部分を介して、細胞濃縮液が好適な高速を維持する濃縮液求心ポンプ室452に達する。この結果として、例示的な構成では、細胞濃縮液に、使い捨て構造内の細胞濃縮液流れを促進する流れ特性を得ることができ、また細胞分離プロセスが容易になる。無論、使い捨て構造414の構成配置は例示であり、他の構成では他の構成配置を利用することができる。 The upwardly and radially inwardly extending tapered portion continuously tapers in cross-sectional area perpendicular to the direction of concentrate flow. This continuously increasing cross-sectional area allows the flow rate of the concentrate to be maintained sufficiently high at each radial location throughout the channel portion so that the cells are displaced despite the force acting radially outward at each location of the channel portion. The concentrate will flow into the concentrate chamber at a favorable high velocity. In an exemplary configuration, the cell concentrate flows out the tapered portion of the concentrate channel and through the horizontally and radially extending portion of each channel into a concentrate centripetal pump chamber that maintains a suitable high velocity of the cell concentrate. Reach 452. As a result, the exemplary configuration provides the cell concentrate with flow characteristics that facilitate cell concentrate flow within the disposable structure and facilitates the cell separation process. Of course, the configuration of disposable structure 414 is exemplary, and other configurations may utilize other configurations.

一部の例示的構成では、上部ディスク状部分416の上部ピース、下部ピースおよび底部ピースは解除自在に係合することが可能である。これは製造を容易にし、検査、洗浄などを可能にするものである。他の例示構成では、これらピースは永久係合させておくことが可能である。さらに別な例示的構成では、以上説明してきたものと同様な構造については、本明細書で説明してきた構造と同様な構造については、本明細書で説明した有用な特性および性能を与える他の構成成分から形成することができる。さらに、使い捨て構造414の構成配置は例示であり、本明細書に記載した有用な原則および構造は他の分離機構造構成にも使用可能である。 In some exemplary configurations, the top, bottom and bottom pieces of upper disc-shaped portion 416 can be releasably engaged. This facilitates manufacturing and allows inspection, cleaning, etc. In other exemplary configurations, the pieces can remain in permanent engagement. In yet another exemplary configuration, for structures similar to those described herein, for structures similar to those described herein, other It can be formed from constituent components. Additionally, the configuration arrangement of the disposable structure 414 is exemplary and the useful principles and structures described herein can be used with other separator structural configurations.

このように、例示的に開示してきた構成の新規遠心分離機システムおよび方法によれば、上記目的の少なくとも一部を達成でき、従来装置およびシステムを使用するさいに発生する問題を解決でき、課題を解決でき、また以上説明してきた目的の結果を得ることができる。 Thus, the novel centrifuge system and method of the illustratively disclosed configuration achieves at least some of the objects set forth above and overcomes the problems encountered when using conventional devices and systems. can be solved, and the desired result described above can be obtained.

簡潔、明確を期すために、そして理解を深めるために、以上の説明でいくつかの用語を使用してきたが、不必要な制限を意味するものではない。これら用語は説明を意図し、広い解釈を意図するものである。さらに、本明細書の記載および説明は例示であり、本発明は図示し、かつ記載してきた厳密な細部に限定されるものではない。 Certain terminology has been used in the above description for the sake of brevity, clarity, and understanding, and should not be construed as unnecessary limitation. These terms are intended to be descriptive and are intended to be broadly interpreted. Furthermore, the description and explanations herein are exemplary, and the invention is not limited to the exact details shown and described.

なお、一つの例示的な構成に関連する特徴および/または関係については、別な例示構成における特徴および/または関係と組み合わせることが可能である。即ち、各種特徴および/または関係はさらに別な構成においても組み合わせることができる。本開示の発明性に関する範囲は、本明細書に示し、図面に示した例示的な構成のみに限定されるものではない。 It should be noted that features and/or relationships associated with one example configuration can be combined with features and/or relationships in another example configuration. That is, various features and/or relationships can be combined in further configurations. The inventive scope of this disclosure is not limited to only the exemplary configurations shown herein and illustrated in the drawings.

特許請求の範囲において、機能を実行する手段として記載した特徴については、当業者がこの機能を発揮できるものとして当業者に知られている手段を包摂するものと解釈すべきで、本明細書に示す構造、あるいはこれの単なる等価物に制限するものではない。 In the claims, any feature recited as a means of performing a function is to be construed to encompass any means known by those of ordinary skill in the art to perform that function, and is not intended to be used herein. It is not intended to be limiting to the structure shown, or the mere equivalent thereof.

新規かつ有用な特徴の発見および原理を記載してきたが、これらを構成し、利用しかつ操作する方法、および得られる作用効果、新規かつ有用な構造、装置、要素、配置、部分、組み合わせ、システム、動作、方法および関係に関しては特許請求の範囲に記載する通りである。
Having described the discovery of new and useful features and principles, how to make, use and operate them, and the advantages obtained, new and useful structures, devices, elements, arrangements, parts, combinations and systems. , acts, methods and relationships are as set forth in the claims.

10 コア部
12 軸線
14 静置装置
16 装置
18 供給配管
20 開口
22 キャビティ
24 分離液求心ポンプ
26 入口開口
28 出口開口
30 分離液配管
32 分離液ポンプ室
34 濃縮液求心ポンプ
36 入口開口
38 出口開口
40 濃縮液出口配管
42 濃縮液ポンプ室
44 上部
46 流体シール
48 加速器羽根
50 テーパー壁
52 濃縮液スロット
54 環状壁
56 分離液孔
58 第1プレート
60 第2プレート
62 ネジ
64 渦巻き式流路
66 外周
67 外壁
68 入口開口
70 環状回収室
74 壁部
76 壁部
78 壁部
80 円形面
82 ボウル
84 軸線
86 モーター
88 コア部
90 キャビティ/分離室
92 懸濁液入り口供給配管
94 入り口開口
96 求心ポンプ
98 入り口
100 ポンプ出口
102 分離液出口配管
104 上部
106 シール
108 ポンプ
110 入り口ライン
112 濃縮液ライン
114、116 弁
118 分離液排出ライン
120 分離液排出ポンプ
122 圧力ダンピングリザーバー
124 底部ポート
126 上部ポート
128 上部ポート
130 殺菌フィルター
132 調節器
134、136および138 液面センサー
140 弁
142 制御回路
143 空気ライン
144 プロセッサー
145 開口
146 データ保存装置
147 液面
148 サブルーチン工程
150 工程
152 工程
154 工程
156 工程
158 工程
160 工程
162 工程
170 遠心分離機システム
172 遠心分離機ボウル
174 軸線
176 キャビティ
178 使い捨て構造
180 上部開口
182 固定構造
184 供給配管
186 内部領域
188 第1軸端
190 開口
192 第2軸端
194 ディスク状部分
196 環状外周
198 環状境界壁
200 コア部
202 上開口
204 下開口
206 分離液求心ポンプ室
208 分離液求心ポンプ
210 分離液開口
212 分離液排出配管
214 濃縮液求心ポンプ室
216 濃縮液求心ポンプ
218 濃縮液開口
220 濃縮液排出配管
222 外壁
224 分離室
226 織り目の出た外面
228 凹み
230 下部開口
232 ディスク状部分
234 流路
236 シール
238 遠心分離機システム
240 使い捨て構造
242 下部ディスク状部分
244 流路
246 羽根
248 遠心分離機システム
250 使い捨て構造
252 下部ディスク状部分
254 加速器羽根
256 モーター
258 細胞培養供給ライン
260 供給ポンプ
262 分離液排出ライン
264 分離液光学密度センサー
266 分離液ポンプ
268 濃縮液排出ライン
270 濃縮液光学密度センサー
272 濃縮液ポンプ
274 制御回路
276 プロセッサー
280 工程
284 工程
286 工程
288 工程
290 工程
292 工程
294 工程
296 工程
298 工程
300 工程
302 工程
304 使い捨て構造
306 環状濃縮液ダム
308 テーパー状外面
310 分離液ダム
312 環状凹部
314 使い捨て式遠心分離機構造
316 分離液ポンプ室
318 下部分離液求心ポンプ室面
320 上部分離液求心ポンプ室面
322 下部分離液求心ポンプ室開口
324 上部分離液求心ポンプ室開口
326 下部分離液室羽根
328 上部分離液室羽根
330 分離液求心ポンプ開口
332 濃縮液ポンプ室
334 下部濃縮液求心ポンプ室面
336 上部分離液求心ポンプ室面
338 下部濃縮液求心ポンプ室開口
340 下部濃縮液室羽根
342 上部濃縮液求心ポンプ室開口
344 上部濃縮液室羽根
346 濃縮液ポンプ開口
348 空気/液体界面
350 空気/液体界面
352 使い捨て構造
354 空気配管
356 開口
358 システム
360 背圧調節器
362 加圧空気源
364 圧力制御パイロット弁
366 パイロットライン
368 圧力制御弁
370 使い捨て構造
372 上部ディスク状部分
374 分離液求心ポンプ室
376 濃縮液求心ポンプ室
377 環状エッジ
378 円形仕切り壁
379 表面
380 細胞濃縮液チャネル
381 漏斗チャネル
382 細胞濃縮液チャネル入り口
383 細胞濃縮液案内面
384 細胞濃縮液
386 細胞濃縮液出口
388 濃縮液求心ポンプ入り口
390 テーパー部分
392 ラジアル方向に延在する部分
394 上部ピース
396 下部ピース
398 上部の環状境界面
400 下部の環状境界面
402 円錐形環状上面部分
404 上面部分
406 円錐形環状下面部分
408 下面部分
410 分離液チャネル
412 入り口
414 使い捨て構造
416 上部ディスク状部分
418 外壁
420 下部分
422 円筒形コア
424 外部仕切り壁
426 羽根
428 軸線
430 供給配管
432 配管開口
434 円筒形開口
436 分離液排出配管
438 分離液求心ポンプ
440 分離液求心ポンプ室
442 分離室
444 分離液チャネル入り口
446 分離液チャネル
448 縮液排出配管
450 濃縮液求心ポンプ
452 濃縮液求心ポンプ室
454 濃縮液チャネル
456 上部ピース
458 下部ピース
460 底部ピース
462 濃縮液チャネル入り口
464 垂直開口
468 テーパー部分
470 部分
1000 遠心分離機構造
1100 可撓性ライナー
1110 熱接着部
1200 下フランジ
1210 上面
1300 上フランジ
1310 下面
1400 求心ポンプ
1410 ペアリングディスク
1415 ギャップ
1420 回転ポンプ室
1420 孔
1500 コア構造
1505 上面
1510 コア部
1515 外面
1520 中心キャビティ
1525 回転軸
1530 スリット/孔
1540 孔
1550 分離室
1555 分離液溜め
1560 加速器羽根
1580 プレート
1590 加速器ボウル
1600 遠心分離機カバー
1605、1620 内面
1610 係合キャップ部
1630 ラジアルフィン
1640 壁部
1700 回転機械式シール
2000 供給/排出装置
2100 供給配管
2110 ノズル
2200 分離液の排出
2300 供給配管キャリヤ
2400 分離液出口
2500 濃縮液の排出
2500 細胞排出管
2510 蠕動ポンプ
3000 多用途構造体
3100 ボウル
3200 多用途ボウルカバー
3210 ナビン
4400 求心ポンプ
4410 ペアリングディスク
4415 ギャップ
4420 ポンプ室
4430 濃度センサー
4540 スリット/孔
4630 加速器フィン
5000 希釈液の供給
5100 ディスク状流路
5150 希釈液ポンプ
6000 距離
6010 深さ
6100 スロットルチューブ
R 矢印
V 距離
10 Core 12 Axis 14 Static device 16 Device 18 Supply pipe 20 Opening 22 Cavity 24 Separating liquid centripetal pump 26 Inlet opening 28 Outlet opening 30 Separating liquid piping 32 Separating liquid pump chamber 34 Concentrate centripetal pump 36 Inlet opening 38 Outlet opening 40 Concentrate outlet pipe 42 Concentrate pump chamber 44 Upper part 46 Fluid seal 48 Accelerator vane 50 Tapered wall 52 Concentrate slot 54 Annular wall 56 Separating liquid hole 58 First plate 60 Second plate 62 Screw 64 Spiral channel 66 Perimeter 67 Outer wall 68 Inlet opening 70 Annular collection chamber 74 Wall 76 Wall 78 Wall 80 Circular surface 82 Bowl 84 Axis 86 Motor 88 Core 90 Cavity/separation chamber 92 Suspension inlet feed line 94 Inlet opening 96 Centripetal pump 98 Inlet 100 Pump outlet 102 isolate outlet tubing 104 top 106 seal 108 pump 110 inlet line 112 concentrate lines 114, 116 valve 118 isolate drain line 120 isolate drain pump 122 pressure damping reservoir 124 bottom port 126 top port 128 top port 130 sterile filter 132 Controllers 134, 136 and 138 Level Sensor 140 Valve 142 Control Circuit 143 Air Line 144 Processor 145 Aperture 146 Data Storage Device 147 Level 148 Subroutine Step 150 Step 152 Step 154 Step 156 Step 158 Step 160 Step 162 Step 170 Centrifuge System 172 Centrifuge Bowl 174 Axis 176 Cavity 178 Disposable Structure 180 Top Opening 182 Fixing Structure 184 Supply Line 186 Interior Region 188 First Shaft End 190 Opening 192 Second Shaft End 194 Disc Shaped Portion 196 Annular Perimeter 198 Annular Boundary Wall 200 Core Part 202 Upper opening 204 Lower opening 206 Separation liquid centripetal pump chamber 208 Separation liquid centripetal pump 210 Separation liquid opening 212 Separation liquid discharge pipe 214 Concentrate liquid centripetal pump chamber 216 Concentrate liquid centripetal pump 218 Concentrate liquid opening 220 Concentrate liquid discharge pipe 222 Outer wall 224 Separation Chamber 226 Textured Outer Surface 228 Indentation 230 Lower Opening 232 Disc-Shaped Portion 234 Channel 236 Seal 238 Centrifuge System 240 Disposable Structure 242 Lower Disc-Shaped Portion 244 Channel 246 Vanes 248 Centrifuge System 250 Disposable Structure 252 Bottom Disk-like portion 254 Accelerator vane 256 Motor 258 Cell culture feed line 260 Feed pump 262 Separate liquid discharge line 264 Separate liquid optical density sensor 266 Separate liquid pump 268 Concentrate discharge line 270 Concentrate optical density sensor 272 Concentrate pump 274 Control circuit 276 Processor 280 Step 284 Step 286 Step 288 Step 290 Step 292 Step 294 Step 296 Step 298 Step 300 Step 302 Step 304 Disposable Structure 306 Annular Concentrate Dam 308 Tapered Outer Surface 310 Separate Liquid Dam 312 Annular Recess 314 Disposable Centrifuge Structure 316 Separation liquid pump chamber 318 Lower separation liquid centripetal pump chamber surface 320 Upper separation liquid centripetal pump chamber surface 322 Lower separation liquid centripetal pump chamber opening 324 Upper separation liquid centripetal pump chamber opening 326 Lower separation liquid chamber blade 328 Upper separation liquid chamber blade 330 Separation Liquid centripetal pump opening 332 Concentrate pump chamber 334 Lower concentrate centripetal pump chamber surface 336 Upper separated liquid centripetal pump chamber surface 338 Lower concentrate centripetal pump chamber opening 340 Lower concentrate chamber vane 342 Upper concentrate centripetal pump chamber opening 344 Upper concentrate Chamber vane 346 Concentrate pump opening 348 Air/liquid interface 350 Air/liquid interface 352 Disposable structure 354 Air line 356 Opening 358 System 360 Back pressure regulator 362 Pressurized air source 364 Pressure control pilot valve 366 Pilot line 368 Pressure control valve 370 Disposable structure 372 Upper disk-like portion 374 Isolate centripetal chamber 376 Concentrate centripetal chamber 377 Annular edge 378 Circular partition wall 379 Surface 380 Cell concentrate channel 381 Funnel channel 382 Cell concentrate channel inlet 383 Cell concentrate guide surface 384 Cell concentrate 386 Cell concentrate outlet 388 Concentrate centripetal pump inlet 390 Tapered portion 392 Radially extending portion 394 Upper piece 396 Lower piece 398 Upper annular interface 400 Lower annular interface 402 Conical annular upper surface 404 Top portion 406 Conical annular bottom portion 408 Bottom portion 410 Separator channel 412 Inlet 414 Disposable structure 416 Top disc-shaped portion 418 Outer wall 420 Bottom portion 422 Cylindrical core 424 Outer partition wall 426 Vanes 428 Axis 430 Supply tubing 432 Tubing opening 434 Cylindrical shaped opening 436 separated liquid outlet line 438 separated liquid centripetal pump 440 separated liquid centripetal pump chamber 442 separated liquid centripetal pump chamber 442 separated liquid chamber 444 separated liquid channel inlet 446 separated liquid channel 448 condensate outlet line 450 concentrated liquid centripetal pump 452 concentrated liquid centripetal pump chamber 454 concentrated liquid channel 456 top piece 458 bottom piece 460 bottom piece 462 concentrate channel inlet 464 vertical opening 468 tapered portion 470 portion 1000 centrifuge structure 1100 flexible liner 1110 thermal bond 1200 bottom flange 1210 top surface 1300 top flange 1310 bottom surface 1400 centripetal pump 1410 Pairing Disc 1415 Gap 1420 Round Pump Room 1420 Rotation Pump Room 1500 Core Structure 1505 Top 1515 Outer 1520 Cavity 1525 Rotation Axis 1530 Slits / Pole 15550 Separation Room 1555 Separation Rules 1560 Pretend 1580 Plate 1580 Plate 1580 Plate 1590 accelerator bowl 1600 centrifugal separator cover 1605, 1620 inner surface 1610 engagement cap portion 1630 radial fin 1640 wall portion 1700 rotary mechanical seal 2000 feed/discharge device 2100 feed pipe 2110 nozzle 2200 separated liquid discharge 2300 feed pipe carrier 2400 separated liquid outlet 2500 concentrated liquid Exhaust 2500 Cell Ejection Tube 2510 Peristaltic Pump 3000 Multi-Use Structure 3100 Bowl 3200 Multi-Use Bowl Cover 3210 Nabin 4400 Centripetal Pump 4410 Pairing Disc 4415 Gap 4420 Pump Chamber 4430 Concentration Sensor 4540 Slit/hole 4630 Accelerator Fins 5000 Diluent Supply 5100 Disk channel 5150 Diluent pump 6000 Distance 6010 Depth 6100 Throttle tube R Arrow V Distance

Claims (24)

回転可能な遠心分離機ボウル内に解除可能に収納する構造体であって、このボウル内に設けて前記構造体の内部領域内において細胞培養物中の細胞を細胞濃縮液および細胞分離液に動作的に分離する構造体、を有する装置であって、
この構造体が操作位置において
上部ディスク状部分と、
下部と、
前記上部ディスク状部分および前記下部の垂直方向中間にある円筒形コアと、
前記コアから放射状に外側に配され、このコアを取り囲む関係にある分離室と、
前記ボウルに動作的に係合する構成の外壁であって、
前記上部ディスク状部分に対して液密関係で延在し、かつ前記分離室と境界を成し、
前記コアと前記分離室を取り囲む関係で延材し、
かつ内部形状が円錐台形で、前記上部ディスク状部分に隣接する内半径よりも前記下部に隣接する内半径が小さい外壁と、
垂直に延在する供給配管と、
垂直に延在する分離液排出配管と、
垂直に延在する濃縮液排出配管と、
を有し、
前記上部ディスク状部分および前記外壁が前記ボウルに動作的に係合した状態で、垂直な軸線を中心にして回転可能であり、
前記構造体はさらに、前記コアに軸方向に整合し、前記供給配管を中心にして同軸的に位置し、かつ前記分離液排出配管に流体連絡する分離液求心ポンプを有し、
前記分離液求心ポンプは、前記上部ディスク状部分内の分離液求心ポンプ室内に位置し、
前記分離液求心ポンプ室は前記上部ディスク状部分内に延在する少なくとも一つの分離液チャネルを介して前記分離室に流体連絡し、
各分離液チャネルは前記コアの放射状外側方向にそれぞれ位置する分離液チャネル入り口と前記分離液求心ポンプ室との間に流体連絡するように延在し、
前記構造体はさらに、前記コアに軸方向に整合し、前記供給配管を中心にして同軸的に位置し、前記分離液求心ポンプの上に垂直に位置し、かつ前記濃縮液排出配管に流体連絡する濃縮液求心ポンプを有し、
前記濃縮液求心ポンプは前記の上部ディスク状部分内の濃縮液求心ポンプ室内に位置し、
前記濃縮液求心ポンプ室は、前記上部ディスク状部分内に延在する少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルを介して前記分離室に流体連絡し、
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが、ひとつひとつすべての分離液入り口の放射状外向きに位置するそれぞれの濃縮液チャネル入り口の間に放射状方向に延在し、
前記ボウルの回転時、前記上部ディスク状部分および前記外壁が前記供給配管、前記分離液排出配管、前記濃縮液排出配管、前記分離液求心ポンプおよび前記濃縮液求心ポンプのそれぞれに対して回転し、
各濃縮液チャネルがそれぞれの濃縮液チャネル入り口および前記濃縮液求心ポンプ室の中間にあるチャネル部分を有し、この濃縮液求心ポンプ室の、それぞれの濃縮液チャネル部分領域内の濃縮液流れの方向に対して直角をなす横断面積が連続的に漸増し、前記軸線に対する放射状方向の近接度が対応して高くなる
ことを特徴とする装置。
A structure for releasably receiving within a rotatable centrifuge bowl, the structure being provided within the bowl for operating cells in a cell culture into a cell concentrate and a cell dissociate within an interior region of said structure. A device having a structure that effectively isolates
In the operating position the structure comprises an upper disc-shaped portion;
a lower part;
a cylindrical core vertically intermediate said upper disc-shaped portion and said lower portion;
a separation chamber radially outward from and in surrounding relation to said core;
an outer wall configured to operatively engage the bowl, comprising:
extending in liquid-tight relation to said upper disc-shaped portion and bounded by said separation chamber;
extending in a relationship surrounding the core and the separation chamber;
and an outer wall having an inner shape of a truncated cone, the inner radius adjacent to the lower portion being smaller than the inner radius adjacent to the upper disc-shaped portion;
a vertically extending supply pipe;
a vertically extending separated liquid discharge pipe;
a vertically extending concentrate discharge line;
has
rotatable about a vertical axis with said upper disc-shaped portion and said outer wall in operative engagement with said bowl;
said structure further comprising a separation liquid centripetal pump axially aligned with said core and coaxially positioned about said supply line and in fluid communication with said separation liquid discharge line;
said separation liquid centripetal is located in a separation liquid centripetal chamber within said upper disc-shaped portion;
said separation fluid centripetal chamber is in fluid communication with said separation chamber via at least one separation fluid channel extending into said upper disc-shaped portion;
each separation liquid channel extending in fluid communication between a separation liquid channel inlet located respectively radially outwardly of the core and the separation liquid centripetal chamber;
The structure is further axially aligned with the core, coaxially positioned about the supply line, vertically above the separate liquid centripetal pump, and in fluid communication with the concentrate discharge line. having a concentrate centripetal pump that
said concentrate centripetal pump is located in a concentrate centripetal chamber within said upper disc-shaped portion;
said concentrate centripetal pumping chamber is in fluid communication with said separation chamber via at least one radially extending concentrate channel extending within said upper disc-shaped portion;
said at least one radially extending concentrate channel extending radially between each radially outwardly positioned concentrate channel inlet of every single separate liquid inlet;
when the bowl rotates, the upper disc-shaped portion and the outer wall rotate relative to each of the feed line, the separated liquid discharge line, the concentrate discharge line, the separated liquid centripetal pump and the concentrate centripetal pump;
each concentrate channel having a respective concentrate channel inlet and a channel portion intermediate said concentrate centripetal chamber, the direction of concentrate flow within the respective concentrate channel portion area of said concentrate centripetal chamber; A device characterized by a continuously increasing cross-sectional area perpendicular to the axis, with a corresponding increase in radial proximity to said axis.
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、放射状に内向きに延在する請求項1に記載の装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein said channel portion of each said concentrate channel begins at said respective concentrate channel inlet and extends radially inward.
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在する請求項1に記載の装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein said channel portion of each said concentrate channel begins at said respective concentrate channel inlet and extends radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet.
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記各濃縮液チャネルがさらに水平かつ放射状に延在する部分を有し、この水平かつ放射状に延在する部分が前記チャネル部分と前記濃縮液求心ポンプ室の流体方向中間まで延在する請求項1に記載の装置。
said channel portion of each said concentrate channel beginning at said respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
2. Each of said concentrate channels further comprises a horizontally radially extending portion, said horizontally radially extending portion extending fluidly intermediate said channel portion and said concentrate centripetal chamber. The apparatus described in .
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状内向きにかつ上向きに延在し、
前記各濃縮液チャネルがさらに水平かつ放射状に延在する部分を有し、この水平かつ放射状に延在する部分が前記チャネル部分と前記濃縮液求心ポンプ室の流体方向中間まで延在し、
前記各濃縮液チャネルの水平かつ放射状に延在する部分が、前記濃縮液求心ポンプ室内のそれぞれの細胞濃縮液チャネル出口において放射状に内向きに終端し、
前記各濃縮液チャネルの水平かつ放射状に延在する部分が、その全長にわたって一定の横断面積を有する請求項1に記載の装置。
said channel portion of each said concentrate channel beginning at said respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
each of said concentrate channels further having a horizontally radially extending portion extending fluidly intermediate said channel portion and said concentrate centripetal chamber;
a horizontally radially extending portion of each of said concentrate channels terminating radially inward at a respective cell concentrate channel outlet within said concentrate centripetal pump chamber;
2. The apparatus of claim 1, wherein the horizontally radially extending portion of each concentrate channel has a constant cross-sectional area along its length.
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記各濃縮液チャネルがさらに水平かつ放射状に延在する部分を有し、この水平かつ放射状に延在する部分が前記濃縮液求心ポンプ室から放射状外向きに延在する請求項1に記載の装置。
said channel portion of each said concentrate channel beginning at said respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
2. The apparatus of claim 1, wherein each of said concentrate channels further has a horizontally radially extending portion, said horizontally radially extending portion extending radially outwardly from said concentrate centripetal chamber. .
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記各濃縮液チャネルがさらに水平かつ放射状に延在する部分を有し、この水平かつ放射状に延在する部分が前記濃縮液求心ポンプ室から外向きに延在し、
前記チャネル部分が、前記の水平かつ放射状に延在する部分で終端し、
各濃縮液チャネルの水平かつ放射状に延在する部分が、その全長にわたって一定の横断面積を有する請求項1に記載の装置。
said channel portion of each said concentrate channel beginning at said respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
each of said concentrate channels further having a horizontally radially extending portion, said horizontally radially extending portion extending outwardly from said concentrate centripetal chamber;
said channel portion terminating in said horizontally and radially extending portion;
2. The apparatus of claim 1, wherein the horizontally and radially extending portion of each concentrate channel has a constant cross-sectional area along its length.
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が前記それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記各濃縮液チャネルがさらに水平かつ放射状に延在する部分を有し、この水平かつ放射状に延在する部分がそれぞれの細胞濃縮液チャネル出口から外向きに前記濃縮液求心ポンプ室に延在し、
前記濃縮液求心ポンプが濃縮液求心ポンプ入り口を有し、各細胞濃縮液チャネル出口が前記濃縮液求心ポンプ入り口に軸方向かつ放射状方向に整合し、
各チャネル部分がそれぞれの水平かつ放射状に延在する部分で放射状に内向きに終端し、
前記各濃縮液チャネルの前記水平かつ放射状に延在する部分がその全長にわたって一定の横断面積を有する請求項1に記載の装置。
said channel portion of each said concentrate channel beginning at said respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
Each of said concentrate channels further has a horizontally radially extending portion extending outwardly from a respective cell concentrate channel outlet into said concentrate centripetal chamber. ,
said concentrate centripetal pump having a concentrate centripetal pump inlet, each cell concentrate channel outlet being axially and radially aligned with said concentrate centripetal pump inlet;
each channel portion terminating radially inwardly at a respective horizontally radially extending portion;
2. The apparatus of claim 1, wherein said horizontally and radially extending portion of each said concentrate channel has a constant cross-sectional area along its length.
前記上部ディスク状部分が上部ピースおよびこれと係合関係にある下部ピースを有し、
前記各濃縮液チャネルがこの上部ピースの少なくとも一つの下面およびこの下部ピースの少なくとも一つの上面と境を接する請求項1に記載の装置。
said upper disc-shaped portion having an upper piece and a lower piece in mating relationship therewith;
2. The apparatus of claim 1, wherein each concentrate channel is bounded by at least one lower surface of the upper piece and at least one upper surface of the lower piece.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有する請求項1に記載の装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein said at least one radially extending concentrate channel comprises a unitary, substantially annular concentrate channel.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが複数の、角度をつけて離間した個別の濃縮液チャネルを有する請求項1に記載の装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein said at least one radially extending concentrate channel comprises a plurality of angularly spaced individual concentrate channels.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有し、
前記濃縮液チャネルの前記チャネル部分が実質的に環状の濃縮液チャネル入り口で始まり、前記濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel comprises a single, substantially annular concentrate channel;
2. The apparatus of claim 1, wherein said channel portion of said concentrate channel begins at a substantially annular concentrate channel inlet and extends radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有し、
前記濃縮液チャネルの前記チャネル部分が実質的に環状の濃縮液チャネル入り口で始まり、前記濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記濃縮液チャネルがさらに実質的に環状の、水平かつ放射状に延在する部分を有し、この水平かつ放射状に延在する部分が実質的に環状の細胞濃縮液チャネル出口から外向きに前記濃縮液求心ポンプ室まで延在し、
チャネル部分が前記の水平かつ放射状に延在する部分で放射状に内向きに終端する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel comprises a single, substantially annular concentrate channel;
said channel portion of said concentrate channel beginning at a substantially annular concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
The concentrate channel further has a substantially annular, horizontally radially extending portion that extends outwardly from the substantially annular cell concentrate channel outlet to the concentrate. extending to the liquid centripetal pump chamber,
2. The device of claim 1, wherein the channel portion terminates radially inwardly at said horizontal, radially extending portion.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有し、
前記濃縮液チャネルのチャネル部分が実質的に環状の濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記上部ディスク状部分が実質的に環状の漏斗チャネルを有し、この環状の漏斗チャネルが前記環状濃縮液チャネル入り口まで上向きに、かつ放射状に内向きに延在する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel comprises a single, substantially annular concentrate channel;
a channel portion of said concentrate channel beginning at a substantially annular concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
2. The apparatus of claim 1, wherein said upper disc-shaped portion has a substantially annular funnel channel, said annular funnel channel extending upwardly and radially inward to said annular concentrate channel inlet.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有し、
前記濃縮液チャネルの前記チャネル部分が実質的に環状の濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記上部ディスク状部分が実質的に環状の漏斗チャネルを有し、この環状の漏斗チャネルが前記環状濃縮液チャネル入り口まで上向きかつ放射状に内向きに延在し、
前記上部ディスク状部分が実質的に環状の細胞濃縮液案内面を有し、この環状の細胞濃縮液案内面が前記環状漏斗チャネルの下に延在し、放射状に外向きに前記分離室と境を接し、
前記環状の細胞濃縮液案内面がさらに放射状外向きに延在し、上向きに前記環状漏斗チャネルに近接する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel comprises a single, substantially annular concentrate channel;
said channel portion of said concentrate channel beginning at a substantially annular concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
said upper disc-shaped portion having a substantially annular funnel channel, said annular funnel channel extending upwardly and radially inward to said annular concentrate channel inlet;
The upper disc-shaped portion has a substantially annular cell concentrate guiding surface that extends below the annular funnel channel and bounds radially outwardly with the separation chamber. in contact with
2. The apparatus of claim 1, wherein said annular cell concentrate guiding surface further extends radially outwardly and upwardly adjacent said annular funnel channel.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有し、
前記濃縮液チャネルのチャネル部分が実質的に環状の濃縮液チャネル入り口で始まり、この濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在し、
前記上部ディスク状部分が実質的に環状の漏斗チャネルを有し、この環状の漏斗チャネルが前記環状濃縮液チャネル入り口まで上向きに、かつ放射状に内向きに延在し、
前記上部ディスク状部分が実質的に環状の細胞濃縮液案内面を有し、この環状の細胞濃縮液案内面が前記環状漏斗チャネルの下に延在し、放射状に外向きに前記分離室と境を接し、
前記環状の細胞濃縮液案内面がさらに放射状外向きに延在し、上向きに前記環状漏斗チャネルに近接し、
前記上部ディスク状部分が、前記分離室内の下側において放射状に延在する表面と境を接し、前記の放射状に延在する表面が実質的に環状のエッジで放射状に外向きに終端し、この環状エッジが前記放射状に外向きに延在する環状の細胞濃縮液案内面の軸方向において上にあり、そして前記環状の漏斗チャネルが前記環状エッジから上向きに延在する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel comprises a single, substantially annular concentrate channel;
a channel portion of said concentrate channel beginning at a substantially annular concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
said upper disc-shaped portion having a substantially annular funnel channel extending upwardly and radially inward to said annular concentrate channel inlet;
The upper disc-shaped portion has a substantially annular cell concentrate guiding surface that extends below the annular funnel channel and bounds radially outwardly with the separation chamber. in contact with
said annular cell concentrate guiding surface extending further radially outward and upwardly adjacent said annular funnel channel;
said upper disc-shaped portion bounded by a radially extending surface on the underside of said separation chamber, said radially extending surface terminating radially outwardly at a substantially annular edge, said 2. The apparatus of claim 1, wherein an annular edge is axially above said radially outwardly extending annular cell concentrate guiding surface and said annular funnel channel extends upwardly from said annular edge. .
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが複数の、角度をもって離間した、個別の濃縮液チャネルを有し、
前記各濃縮液チャネルのチャネル部分が
それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、前記濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在するとともに、
濃縮液流れの方向に対して直角な方向において一定の横断面幅、および前記軸線からの放射状の距離に従って変動する垂直高さ
を有する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel having a plurality of angularly spaced individual concentrate channels;
a channel portion of each of said concentrate channels beginning at a respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
2. Apparatus according to claim 1, having a constant cross-sectional width in a direction perpendicular to the direction of concentrate flow and a vertical height that varies according to radial distance from said axis.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが複数の、角度をもって離間した、個別の濃縮液チャネルを有し、
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が
それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、前記濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在するとともに、
濃縮液流れの方向に対して直角な方向において一定の横断面幅、および前記軸線からの放射状距離に従って変動する垂直高さを有し、
前記上部ディスク状部分が複数の、角度をもって離間した、垂直開口を有し、各垂直開口が前記分離室の放射状外周とそれぞれのチャネル入り口との間に延在する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel having a plurality of angularly spaced individual concentrate channels;
said channel portion of each said concentrate channel beginning at a respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
having a constant cross-sectional width in a direction perpendicular to the direction of concentrate flow and a vertical height that varies according to radial distance from said axis;
2. The apparatus of claim 1, wherein said upper disc-shaped portion has a plurality of angularly spaced vertical openings, each vertical opening extending between the radial perimeter of said separation chamber and a respective channel entrance.
前記の少なくとも一つの放射状に延在する濃縮液チャネルが複数の、角度をもって離間した、個別の濃縮液チャネルを有し、
前記各濃縮液チャネルの前記チャネル部分が
それぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、前記濃縮液チャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在するとともに、
濃縮液流れの方向に対して直角な方向において一定の横断面幅、および前記軸線からの放射状距離に従って変動する垂直高さを有し、
前記上部ディスク状部分が係合状態にある上部ピースおよび下部ピースを有し、各濃縮液チャネルがこれら上部ピースおよび下部ピースのそれぞれの表面と境を接する請求項1に記載の装置。
said at least one radially extending concentrate channel having a plurality of angularly spaced individual concentrate channels;
said channel portion of each said concentrate channel beginning at a respective concentrate channel inlet and extending radially inwardly and upwardly from said concentrate channel inlet;
having a constant cross-sectional width in a direction perpendicular to the direction of concentrate flow and a vertical height that varies according to radial distance from said axis;
2. The device of claim 1, wherein the upper disc-shaped portion has an upper piece and a lower piece in engagement, each concentrate channel bounding a surface of each of the upper and lower pieces.
前記構造が使い捨て構造である請求項1に記載の装置。
2. The device of claim 1, wherein said structure is a disposable structure.
回転可能な遠心分離機ボウル内に解除可能に収納する構造体であって、このボウル内に設けて前記構造体の内部領域内において細胞培養物中の細胞を細胞濃縮液および細胞分離液に動作的に分離する構造体、を有する装置であって、
この構造体は操作位置において
上部ディスク状部分と、
この上部ディスク状部分の下に垂直に延在する円筒形コアと、
前記ボウルに動作的に係合する構成の外壁であって、
前記上部ディスク状部分と液密係合状態で延在し、
前記コアを取り囲む関係で延在し、
前記上部ディスク状部分から垂直に離間する配置の該構造体の端部における形状が、内側半径がより短い円錐台形であり、
前記コアを取り囲む関係で延在し、かつ前記コアおよび前記外壁の中間で放射状に延在する前記構造体内で前記分離室と境界を成す外壁と、
垂直に延在する細胞培養物供給配管と、
垂直に延在する分離液排出配管と、
垂直に延在する濃縮液排出配管と、
を有し、
前記上部ディスク状部分および前記外壁が前記ボウルに動作的に係合した状態で、垂直な軸線を中心にして回転可能であり、前記供給配管、分離液排出配管および前記濃縮液排出配管が前記の垂直な軸線に関して同軸であり、
前記の上部ディスク状部分は、
少なくとも一つの分離液開口を介して前記分離室と流体連絡する分離液求心ポンプ室と、
少なくとも一つの濃縮液チャネルを介して前記分離室に流体連絡する濃縮液求心ポンプ室とを有し、前記の少なくとも一つの濃縮液チャネルは、
前記少なくとも一つの分離液開口から放射状に外向きに位置する濃縮液チャネル入り口を有するとともに、
前記少なくとも一つの濃縮液入り口と前記濃縮液求心ポンプ室との間に放射状にかつ流体方向に延在し、
前記構造体はさらに、前記分離液求心ポンプ室内の前記供給配管に対して同軸的に位置するともに、前記分離液排出配管と流体連絡する分離液求心ポンプと、
濃縮液求心ポンプであって、該濃縮液求心ポンプ室内の前記供給配管に対して同軸的に位置し、前記分離液求心ポンプの上に垂直に位置するとともに、前記濃縮液排出配管と流体連絡する濃縮液求心ポンプと、を有し、
前記ボウルの回転時、前記上部ディスク状部分および前記外壁が前記供給配管、前記分離液排出配管、前記濃縮液排出配管、前記分離液求心ポンプおよび前記濃縮液求心ポンプのそれぞれに対して回転し、
各濃縮液チャネルが前記それぞれの濃縮液チャネル入り口および前記濃縮液求心ポンプ室の中間に延在するチャネル部分を有し、前記チャンネル部分は、前記それぞれの濃縮液チャネル部分内の濃縮液流れの方向に対して直角をなす横断面積が連続的に漸増し、前記軸線に対する放射状の近接度が対応して高くなることを特徴とする装置。
A structure for releasably receiving within a rotatable centrifuge bowl, the structure being provided within the bowl for operating cells in a cell culture into a cell concentrate and a cell dissociate within an interior region of said structure. A device having a structure that effectively isolates
The structure, in the operating position, has an upper disc-shaped portion and
a cylindrical core extending vertically under the upper disc-shaped portion;
an outer wall configured to operatively engage the bowl, comprising:
extending in liquid-tight engagement with said upper disc-shaped portion;
extending in surrounding relation to said core;
the shape at the end of the structure vertically spaced from the upper disc-like portion is frusto-conical with a shorter inner radius;
an outer wall extending in surrounding relation to said core and bounding said separation chamber within said structure extending radially intermediate said core and said outer wall;
a vertically extending cell culture feed line;
a vertically extending separated liquid discharge pipe;
a vertically extending concentrate discharge line;
has
said upper disc-shaped portion and said outer wall being operatively engaged with said bowl and rotatable about a vertical axis; coaxial about a vertical axis,
Said upper disc-shaped portion comprises:
a separation liquid centripetal pump chamber in fluid communication with said separation chamber via at least one separation liquid opening;
a concentrate centripetal pump chamber in fluid communication with said separation chamber via at least one concentrate channel, said at least one concentrate channel comprising:
having a concentrate channel inlet located radially outwardly from the at least one separate liquid opening;
extending radially and fluidly between the at least one concentrate inlet and the concentrate centripetal chamber;
the structure further includes a separation liquid centripetal pump coaxially positioned with respect to the supply line within the separation liquid centripetal chamber and in fluid communication with the separation liquid discharge line;
A concentrate centripetal pump coaxially positioned within the concentrate centripetal chamber with respect to the supply line, vertically above the separate liquid centripetal pump and in fluid communication with the concentrate outlet line. a concentrate centripetal pump;
when the bowl rotates, the upper disc-shaped portion and the outer wall rotate relative to each of the feed line, the separated liquid discharge line, the concentrate discharge line, the separated liquid centripetal pump and the concentrate centripetal pump;
Each concentrate channel has a channel portion extending intermediate said respective concentrate channel inlet and said concentrate centripetal chamber, said channel portion being oriented in the direction of concentrate flow within said respective concentrate channel portion. A device characterized by a continuously increasing cross-sectional area perpendicular to the axis with a corresponding increase in radial proximity to said axis.
それぞれの濃縮液チャネル部分がそれぞれの濃縮液チャネルのそれぞれの濃縮液チャネル入り口で始まり、それぞれのチャネル入り口から放射状に内向きにかつ上向きに延在する請求項21に記載の装置。
22. The apparatus of claim 21, wherein each concentrate channel portion begins at a respective concentrate channel inlet of a respective concentrate channel and extends radially inwardly and upwardly from the respective channel inlet.
前記の少なくとも一つのチャネルが単体の、実質的に環状の濃縮液チャネルを有する請求項22に記載の装置。
23. The apparatus of claim 22, wherein said at least one channel comprises a single, substantially annular concentrate channel.
前記の少なくとも一つのチャネルが複数の、角度をもって離間した個別の濃縮液チャネルを有する請求項22に記載の装置。 23. The apparatus of claim 22, wherein said at least one channel comprises a plurality of angularly spaced individual concentrate channels.
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