KR20230107632A - 바이패스에서 세포를 처리하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유체를 흡수하는 유닛(2), 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)을 포함하는 장치(1)에 관한 것으로, 유체를 흡수하는 상기 유닛(2) 및 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 회로를 형성하도록 라인(4a, 4a', 4b, 4b')을 통해 서로 연결되고,
유체를 흡수하는 상기 유닛(2)에 배열된 라인(4a, 4b)을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)에 배열된 라인(4a', 4b')과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부(5a, 5b)가 제공된다. 본 발명은 상기 장치(1)를 포함하는 장치(9), 및 상기 장치(1) 또는 상기 장치(9)로 수행되는 세포 처리 방법에 관한 것이다.
유체를 흡수하는 상기 유닛(2)에 배열된 라인(4a, 4b)을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)에 배열된 라인(4a', 4b')과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부(5a, 5b)가 제공된다. 본 발명은 상기 장치(1)를 포함하는 장치(9), 및 상기 장치(1) 또는 상기 장치(9)로 수행되는 세포 처리 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 의료, 환경, 식품 응용 및 바이오 기반 산업(효모, 유산균, 조류 및 세포 조직 생산 시스템 포함)을 위한, 특히, 표적화된 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 포함하는, 세포 처리 장치(상기 처리는 바이패스에서 수행됨) 및 이러한 장치에서 세포를 처리하는 방법에 관한 것이다.
원핵 세포와 진핵 세포는 전기장의 작용에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 인가된 전기장 강도에 따라, 세포 성장 촉진, 세포 사멸, 미생물 불활성화 또는 세포 성분의 특정 추출이 발생할 수 있다(예를 들어, 문헌[Buchmann L and Mathys A (2019), Perspective on Pulsed Electric Field Treatment in the Bio-based Industry, Front. Bioeng. Biotechnol. 7:265, doi: 10.3389/fbioe.2019.00265]).
유럽 등록특허 제2 308 969호는 세포 물질이 1 내지 100회의 전기장 강도 펄스의 노출에 의해 2개의 전극 사이에 위치하여, 0.1 내지 100 ns의 주기 내에서 전기장 강도 펄스의 목표 전압의 10% 내지 90%의 전압 증가가 2개의 전극 사이에 발생하고, 전기장 강도 펄스는 5 ns 내지 5000 ns의 펄스 지속 시간을 갖고, 전기장 강도 펄스가 목표 전압에 도달했을 때, 0.5 ㎸/cm 내지 50 ㎸/cm의 전기장 강도를 가지며, 가속된 세포 증식을 나타내도록 하는, 세포 물질이 전기 전도성 액체에 현탁되는 PEF(펄스 전기장) 방법, 및/또는 증가된 세포 성분을 기술하고 있다.
유럽 등록특허 제2 308 969호에 사용된 세포 물질을 처리하는 장치에서, 전술된 세포 물질의 현탁액을 갖는 전기천공 큐벳을 2개의 전극 배열을 통해 연속적으로 펌핑하고 전기 전도성 액체에서 전기장에 노출시켰다(유럽 등록특허 제2 308 969호의 단락 [0020 ]).
종래 기술에서, 처리될 물질을 용기(생물반응기로도 불림)에 제공하고, 처리를 위해 물질을 상기 용기의 유출구와 연결된 라인으로 이송하는 것이 제안되었다. 상기 라인의 다른 단부는 상기 용기 내로 유입구와 연결되어, 용기 및 라인이 유체 회로를 형성하도록 한다. 상기 라인은 바이패스로도 불린다.
상기 라인(바이패스)에서, 세포 물질이 2개의 전극의 배열을 통해 연속적으로 펌핑되고 전기 전도성 액체 내의 전기장에 노출되는 처리 유닛이 제공된다. 이러한 장치는 상기 문헌[Buchmann L and Mathys A (2019), Perspective on Pulsed Electric Field Treatment in the Bio-based Industry, Front. Bioeng. Biotechnol. 7:265, doi: 10.3389/fbioe.2019.00265 (Fig.1)]뿐만 아니라 문헌[
Fermentation Assisted by Pulsed Electric Field and Ultrasound: A Review, Fermentation 2018, 4, 1; doi:10.3390 (Fig. 2)]에 기술되어 있다.
DE 10 2010 019 937 A1에서, 맥주를 양조하는 방법에서 효모를 활성화하는 장치가 기술된다. 2개의 발효 탱크는 전기 천공을 유발하는 유닛이 배열되는 바이패스를 통해 서로 연결된다.
종래 기술로부터 알려진 상기 장치는 다양한 제약(의료 포함) 및 식품 응용에 필요한 위생 조건 하에서 제품 처리량 및 처리와 관련하여 최적이 아니다. 생물반응기에 제공된 하나의 특정 물질의 처리 후, 종래 기술로부터 알려진 장치는 완전히 세정되어야 하고 새로운 처리 공정이 개시될 수 있기 전에 새로운 물질로 충전되어야 한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 전술된 단점을 극복하는 것이었다.
상기 문제는 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명에 의해 해결된다.
상세하게는, 본 발명은 유체를 흡수하는 유닛, 전기 펄스를 방출하는 유닛을 포함하는 장치에 관한 것으로, 유체를 흡수하는 상기 유닛 및 전기 펄스를 방출하는 상기 및 선택적으로 다른 유닛은 라인을 통해 서로 연결되어 회로를 형성하도록 하고, 유체를 흡수하는 상기 및 선택적으로 다른 유닛에 배열된 라인을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 배열된 라인과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부가 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 별개의 유닛의 형태로 전기 펄스에 의해 생물학적 물질을 처리하는 장치를 제공하는 개념에 기반한다. 이는, 예를 들어, 세정 목적을 위해 또는 먼저 유체를 흡수하는 유닛(예를 들어, 생물반응기, 발효기, 개방형 연못, 침지 용기 또는 발아실)을 비우고 세정할 필요 없이 처리할 새로운 생물학적 물질을 제공하기 위해, 상기 장치의 단일 유닛을 신속하게 교환할 수 있게 한다.
본 발명에 따르면, 유체를 흡수하는 유닛은 유체가 저장될 수 있는 임의의 유닛일 수 있다. 본 발명의 장치를 이용하여, 통상적으로 현탁액 형태의 생물학적 물질이 처리된다. 따라서, 유체를 흡수하는 유닛은 이러한 현탁액을 흡수하고 저장하는 유닛일 수 있다. 예를 들어, 유체를 흡수하는 상기 유닛은 현탁액을 삽입하고 배출하기에 적합한 적어도 하나의 유입구 및 유출구를 갖는 원통형 탱크일 수 있다.
바람직하게는, 유체를 흡수하는 상기 유닛은 생물반응기일 수 있다. 생물반응기는 당업계에 일반적으로 알려져 있다. 생물반응기는 생물학적 활성 환경을 지지하는 장치 또는 시스템이다. 바람직하게는, 생물반응기는 이러한 유기체로부터 유래된 유기체 또는 생화학적 활성 물질을 포함하는(생)화학 공정이 수행될 수 있는 용기이다. 이 공정은, 예를 들어, 발효와 같이, 호기성 또는 혐기성일 수 있다. 종래의 생물반응기는 크기가 리터에서 입방 미터까지 다양하고, 종종 스테인리스 강으로 제조된다.
본 발명에 따르면, 유체를 흡수하는 상기 유닛은 유체를 흡수하는 상기 유닛에 배열된 라인을 포함한다. 본 발명에 따르면, 유체를 이송하는 데 전통적으로 사용되는 임의의 라인이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 라인은, 예를 들어, 스테인리스 강, 튜브 또는 호스로 제조된 파이프이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 유체를 흡수하는 상기 유닛은 상기 유닛의 상면에 형성된 상기 라인 중 하나에 연결된 유입구, 및 상기 유닛의 바닥면에 형성된 상기 라인 중 다른 하나에 연결된 유출구를 가진다. 원칙적으로 상기 유닛의 측벽에도 유체를 흡수하는 상기 유닛의 유입구 및/또는 유출구를 제공하는 것이 가능하지만, 처리될 생물학적 물질이 순환될 수 있는 폐쇄 회로를 설립하기 위해 상기 유닛의 상면 및 바닥면에 상기 유입구 및 상기 유출구를 제공하는 것이 바람직하다.
유체를 독립적으로 흡수하는 유닛을 충전하고 비우는 유사한 방식으로 다른 유입구 및 유출구가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 상기 유입구 및/또는 상기 유출구에서, 유동을 조절하는 유닛이 제공될 수 있다. 예로서, 전통적으로 사용되는 밸브 또는 잠금장치가 언급될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 유체를 흡수하는 2개의 상이한 유닛이 전기 펄스를 방출하는 상기 하나의 유닛에 동시에 연결될 수 있다. 이는 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛을 통해 유체를 흡수하는 하나의 유닛에서 유체를 흡수하는 다른 유닛으로 처리될 물질의 이송을 가능하게 한다.
유체를 흡수하는 상기 유닛(들)에 배열된 라인은 유체를 흡수하는 상기 유닛에 배열된 라인과 전기를 방출하는 유닛에 배열된 라인을 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부를 상기 유닛(들)의 원격 단부에 포함한다.
이들 연결부는 본 발명의 목적에 적합하도록 특정 기준을 충족해야 한다. 예를 들어, 이들은 유체를 흡수하는 유닛(들) 및 전기 펄스를 방출하는 유닛이 서로 분리될 수 있는 본 발명의 목적을 제공하기 위해 분리 가능해야 한다. 바람직하게는, 상기 연결부는 빠르고 용이한 방식으로 분리 가능하고 재연결 가능하여야 한다. 예로서, 베이어닛 커플링(bayonet coupling)이 적합한 커플링이다.
또한, 상기 연결부는 처리될 생물학적 물질의 임의의 폐기 또는 오염을 방지하기 위해 누설이 없어야 한다. 이는, 예를 들어, 연결부가 연결해제 상태에 있을 때, 상기 연결부에서 종결되는 라인의 단부를 폐쇄하는 평면 전면을 갖는 커플링에 의해, 달성될 수 있다. 상기 연결부의 부품 사이의 연결이 이루어지는 경우에만, 유체 연결이 실현된다. 이러한 연결부를 이용하여, 연결 및 분리 작동 동안 누출이 발생하지 않는다.
또한, 중요하게 상기 연결부는 유체를 흡수하는 상기 유닛(들)에 배열된 라인을 전기 펄스를 방출하는 유닛에 배열된 라인과 위생적인 방식으로 연결해야 한다. 이는 오염에 대해 처리될 생물학적 물질의 민감성과 다양한 응용에서 생물학적 물질의 사용에 부과되는 위생 요건을 고려하여 중요하다. 적합한 연결부는 상기 논의된 바와 같이, 바람직하게는 연결부가 연결해제 상태에 있을 때, 상기 연결부에서 종결되는 라인의 단부를 닫힌 상태로 유지함으로써 연결 및 분리 작동 동안 임의의 누출을 방지하는, 누출 없는 커플링이다. 이러한 방식으로, 물질은 연결해제 상태에서 라인으로부터 빠져나올 수 없어서, 환경 또는 유체를 흡수하는 유닛(들)의 오염이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 연결부가 연결해제 상태에 있을 때, 처리될 생물학적 물질이 이송되는 라인 내로 오염물이 들어갈 수 없다. 또한, 상기 연결부는 바람직하게는 스테인리스 강과 같은 용이하게 세정 가능하고 살균 가능한 물질의 매끄러운 표면으로 제조된다.
연결 부품 사이의 연결은 장갑을 착용하는 사용자가 용이하고 신속한 방식으로 상기 연결을 실현할 수 있는 방식으로 연결 가능하게 만들어져야 한다.
본 발명에 따른 적합한 연결부에 대한 예는 소위 퀵 커플링이다. 퀵 커플링은 당업계에 알려져 있고, 결합 부품 사이의 연결이 하나의 연결부 부품을 다른 연결부 부품 내로 간단하게 당기고 다른 연결부 부품 내로 당겨진 연결부 부품의 간단히 회전에 의해 닫음으로써 실현될 수 있는, 베이어닛 커플링의 형태로 실현될 수 있다.
이러한 퀵 커플링은, 예를 들어, 
의 HCB 커플링, 특히, HCB03, HCB05, HCB08, HCB12, HCB05 및 HCB20과 같이 상업적으로 이용 가능하다.
마찬가지로, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 배열된 라인은 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 배열된 라인과 유체를 흡수하는 유닛에 배열된 라인을 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부를 상기 유닛의 원격 단부에 포함한다. 상기 라인은 바람직하게는 상기 논의된 바와 같고, 상기 연결부의 대응부에서 단부가 유체를 흡수하는 유닛에 배열된 상기 라인의 단부에 배열된다.
전기 펄스를 방출하는 유닛이 알려져 있다. 예를 들어 본 출원인의 동시 계류 중인 출원 EP20156005.9; EP 20156006.7; EP20156008.3; 및 EP 20156009.1를 참조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛은 하나의 전기 회로에 배열된 2개 이상의 전극 또는 플레이트, 및 상기 전극 또는 플레이트 사이에 배열된 처리 공간을 포함하여, 처리 공간이 방출된 전기 펄스 및 이로부터 발생하는 전기장에 의해 침투될 수 있도록 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛은 상기 유닛의 상면에 형성된 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 배열된 상기 라인 중 하나에 연결된 유입구, 및 상기 유닛의 바닥면에 형성된 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 배열되는 상기 라인 중 다른 하나에 연결된 유출구를 가진다. 처리 공간을 통해 처리될 물질의 적절한 유동이 보장되는 한, 유입구 및 유출구의 대안적인 위치가 가능하다.
바람직하게는, 상기 유입구 및/또는 상기 유출구에서, 유동을 조절하는 유닛이 제공될 수 있다. 예로서, 전통적으로 사용되는 밸브 또는 잠금장치가 언급될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 유입구는 노즐을 포함하거나, 유입구는 노즐을 구성한다. 매질을 용기 또는 정의된 공간 내로 도입하기 위해 전통적으로 사용될 수 있는 노즐을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 노즐은 알려져 있다.
이 구현예에서, 세포 물질(종자 포함) 또는 세포 물질을 포함하는 현탁액이 처리 유닛에 도입되는 속도는 표적화된 방식으로 조정될 수 있다. 이에 의해, 처리 유닛의 처리 공간에 적용되는 전기장에서의 세포 물질의 체류 시간이 조정될 수 있다.
처리될 세포 물질이 전술된 유입구를 통해 도입되는 전기 펄스를 방출하는 유닛은 이의 형상, 구조 및 치수만에 대해 제한되는데, 인가된 전기 펄스 및 이로부터 생성하는 전기장은 유닛 내 세포 물질의 원하는 처리를 달성하기 위해 유닛에 충분히 침투할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전기 펄스를 방출하는 유닛은 바람직하게는 금속 재료 또는 플라스틱 재료(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리옥시메틸렌)로 제조된 용기이다.
전기 펄스를 방출하는 유닛은 임의의 기하학적 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 전기 펄스를 방출하는 유닛은 직육면체 또는 원통형 몸체이다.
처리 공간은 전기 펄스를 방출하는 유닛 내에 제공되며, 이 처리 공간을 통해 세포 물질이 통과하고 이에 의해 전기 펄스로 처리된다.
처리 공간은 임의의 기하학적 형상을 가질 수 있지만, 바람직하게는 직육면체 형상을 가진다. 본 발명의 매우 바람직한 구현예에 따르면, 상기 처리 공간은 전기 펄스를 방출하는 유닛의 중심에 위치된다. 특히 바람직한 전기 펄스 방출 유닛은 고체 몸체이고, 처리 공간은 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛 내의, 바람직하게는 전기 펄스를 방출하는 유닛의 중심의 공동이다.
전술된 바와 같이, 전기 펄스를 방출하는 유닛은 유입구 및 유출구를 포함한다. 전기 펄스를 방출하는 유닛 내의 처리 공간은 전기 펄스를 방출하는 유닛의 유입구 및 유출구와 유동적으로 연결된다.
유입구, 처리 공간 및 유출구의 유체 연결은 유입구로부터 처리 공간으로, 그리고 처리 공간으로부터 유출구로 돌출하는 파이프와 같은 도관을 제공함으로써 실현될 수 있다. 전기 펄스를 방출하는 유닛이 고체 몸체인 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 처리 공간은 전기 펄스를 방출하는 유닛 내의 공동이고, 유입구, 처리 공간 및 유출구의 유체 연결은 유입구로부터 처리 공간으로, 그리고 처리 공간으로부터 유출구로 돌출하는 전기 펄스를 방출하는 유닛 내의 각각의 공동에 의해 실현된다.
유입구, 처리 공간 및 유출구의 유체 연결은 균일한 직경을 갖는 원통형 파이프 또는 공동과 같은 균일한 형상을 가질 수 있다. 유입구, 처리 공간 및 유출구의 유체 연결의 형상이 이의 길이에 걸쳐 변하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 유체 연결의 적어도 일부는 깔때기 형상의 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 유입구로부터 처리 공간까지의 유체 연결부는 개구 크기가 유입구로부터 처리 공간으로 감소하는 깔때기 형상의 형태를 부분적으로 가질 수 있어서, 물질은 유리하게는 처리 공간으로 안내될 수 있다. 마찬가지로, 처리 공간으로부터 유출구까지의 유체 연결부는 개구 크기가 처리 공간으로부터 유출구로 증가하는 깔때기 형상의 형태를 부분적으로 가질 수 있어서, 물질은 유리하게는 유출구로 안내될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛의 처리 공간의 내면의 적어도 일부는 비평면이고, 바람직하게는 만곡된다. 적어도 일부분이 비평면인, 내면을 갖는 처리 공간에서 더 균질한 처리가 가능한 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 상기 내측면의 상기 부분은 만곡형, 삼각형, 배플형(baffled)일 수 있거나 톱니 형상을 가질 수 있다. 상기 내면의 만곡된 부분이 바람직하다. 이에 의해, 상기 처리 공간을 통해 돌출하는 유체의 유동은 전기장이 인가되는 구역에서 상당히 균질화되고, 전기 펄스에 의해 상기 처리 공간을 통해 유동하는 물질의 결과 처리로서, 평면(즉, 만곡되지 않음) 측면을 갖는 처리 공간에서보다 상당히 더 균질하다.
처리 공간의 내측면의 적어도 상기 일부는 규칙적인 표면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 특히 바람직한, 처리 공간의 상기 내측면은 적어도 이의 일부분 위에 사인파 형상을 가진다.
본 발명에 따르면, 처리 공간의 바람직한 설계는 서로 반대편에 놓이는 처리 공간의 2개의 측부 표면이 만곡되고, 바람직하게는 이들의 각각의 높이의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 75%, 그리고 가장 바람직하게는 100%에 걸쳐 사인파 형상을 갖도록 한다. 처리 공간의 폭의 5 내지 20%, 바람직하게는 10 내지 15% 범위의 진폭, 및 처리 공간의 높이의 50 내지 80%, 바람직하게는 60 내지 70% 범위의 파장을 갖는 사인파 형상이 특히 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 24 × 5 × 5 mm의 치수를 갖는 처리 공간에 대해, 바람직한 곡률은 13 mm의 파장(즉, 처리 공간의 높이의 약 66.67%) 및 0.67 mm의 진폭(즉, 처리 공간의 폭의 약 13.4%)을 가질 것이다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 서로 반대편에 놓이고 2개의 측부 표면 사이에 180℃의 위상 변이가 있도록 사인파 형상을 갖는 처리 공간의 2개의 측부 표면이 제공된다.
본 발명의 특히 바람직한 구현예에 따르면, 직육면체 처리 공간의 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 측면은 전체 높이에 걸쳐 만곡된, 바람직하게는 사인파 형상을 가진다. 특히 바람직하게는, 직육면체 처리 공간의 이들 2개의 측면은 서로 반대편에 놓인다.
처리 공간의 전술된 설계에 의해, 전기 펄스가 인가되는 처리 구역의 영역 외부의 유동 수정으로 인해 처리 공간을 통한 물질의 유동이 더 균질해진다. 따라서, 처리 공간의 중간에서의 물질의 유동(체류 시간)과 처리 공간의 측부 표면 부근에서의 물질의 유동 사이에 차이가 더 적다. 따라서, 처리 공간을 통해 방출되는 전기 펄스, 및 이로부터 생성되는 전기장이 더 균질한 특성을 갖는 물질과 접촉하여, 상기 물질의 더 균질한 처리를 야기한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 장치는 유체를 흡수하는 상기 유닛(들), 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛, 및 각각의 유닛에 배열되고 본원에 기술된 연결부에 의해 서로 연결되는 상기 라인에 의해 형성된 회로를 통해 유체를 이송하는 펌프와 같은 이송 유닛을 추가로 포함한다.
처리 공간을 침투하는 전기 펄스는 전극, 바람직하게는 2개의 전극에 의해 생성되고 방출되며, 이는 상기 전극에 의해 방출되는 전기 펄스, 및 이로부터 생성되는 전기장이 처리 공간을 충분히 침투할 수 있도록 전기 펄스를 방출하는 유닛에 위치되고, 따라서 처리 공간에서 물질의 적절한 처리를 가능하게 할 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 커패시터의 2개의 플레이트가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 처리 공간의 영역에서, 상기 전기 펄스를 처리 공간에 제공하기 위해, 전극 또는, 예를 들어, 커패시터의 플레이트를 위치 설정하는 수단이 제공된다. 이러한 수단은 처리 유닛에서 전극 또는 플레이트의 적절하고 안전한 고정을 가능하게 하는 임의의 알려진 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 클램핑 공구와 같은 고정 공구는 처리 유닛의 측면, 바람직하게는 반대편의 측면에 제공될 수 있어서, 전극 또는 플레이트는 전기 펄스를 방출하는 유닛의 측부 표면에 견고하게 고정될 수 있다.
본 발명의 매우 바람직한 구현예에 따르면, 전극을 위치설정하는 수단은 전극이 삽입될 수 있는 전기 펄스를 방출하는 유닛의 측면의, 바람직하게는 반대편의 측면의 개구이다. 이들 개구는 종래의 전극의 삽입을 가능하게 하고 삽입된 전극을 제자리에 고정하는 크기를 가진다. 이들 개구는 바람직하게는 전기 펄스를 방출하는 유닛 내의 처리 공간의 부근에 위치된다.
예를 들어, 수단은, 바람직하게는 고체 몸체인, 전기 펄스를 방출하는 유닛의 측면의 블라인드 보어일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 블라인드 보어는 서로 반대편인 전기 펄스를 방출하는 유닛의 2개의 측면에 제공된다. 바람직하게는, 이들 블라인드 보어는 전기 펄스를 방출하는 유닛 내의 처리 공간의 부근에 위치된다. 블라인드 보어는 처리 공간에 대한 이들의 근위면이 처리 공간의 측면에 가깝게 놓이는 이러한 깊이를 갖는 것이 매우 바람직하다. 특히 바람직하게는, 처리 공간의 측면은 블라인드 보어의 단부면을 형성한다.
바람직한 구현예에 따르면, 블라인드 보어는 외부로부터 내부 단부까지 테이퍼 형성될 수 있는데, 즉 블라인드 보어의 개구 크기는 외부로부터 내부로 감소한다. 이는 상기 블라인드 보어 내로 삽입된 전극의 안전한 고정을 가능하게 한다.
상기 전극에 의해 발생되고 방출된 전기 펄스의 침투를 방해하지 않기 위해, 바람직하게는 블라인드 보어의 내면은 바람직하게는 블라인드 보어의 내면의 중심에 배열되는 슬릿을 포함한다. 따라서, 슬릿의 위치에서, 블라인드 보어와 처리 공간 사이의 분리 벽이 더 얇다. 슬릿의 정확한 연장은 처리 공간의 나머지 측면이 처리 기간 동안 유동 조건을 견디도록 당업자에 의해 선택되어야 한다.
추가의 바람직한 구현예에 따르면, 블라인드 보어(또는 더 일반적으로 전극을 위치시키기 위한 수단)는 처리 공간의 평면 측면을 향해 돌출한다. 즉, 이 구현예에 따르면, 만곡된 내부 부분을 갖는 처리 공간의 측면은 전기 펄스를 발생하고 방출하는 전극의 부근에 놓이지 않는다.
본 발명의 장치는 또한 전기 펄스를 발생하는 유닛을 포함한다. 전기 펄스를 발생하는 유닛은 잘 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 후술되는 바와 같이 전기 임펄스를 발생할 수 있는 장치가 바람직하다. 이러한 장치는 알려져 있다. 예로서, 케이블 펄스 발생기, 반-도전체-기반 펄스 발생기, 또는 이완 발진기가 언급될 수 있다.
발생된 전기 펄스는 처리 공간 내로 방출된다. 이는 바람직하게는, 전기 펄스를 발생하는 상기 유닛과 전기적으로 연결되고 전기 펄스의 발생에 적합한 거리를 가지는 서로 반대편에 배열되는, 서로 평행하게 배열된 둘 이상의 전극 또는, 예를 들어, 커패시터의 플레이트에 의해 수행된다. 이러한 배열은 잘 알려져 있으며, 본 명세서에서 상세히 설명될 필요는 없다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 2개의 전극 또는, 예를 들어, 커패시터의 플레이트는 처리 공간을 통한 물질의 이동 방향에 수직하게 배열된다.
본 발명에 따르면, 처리 공간의 내부 부분, 즉, 상기 내측면(들)의 비평면형 부분(들)에 바로 부근의 부분이 아니라, 전기 펄스 및 이로부터 생성되는 전기장이 가해진다.
처리 공간에 인가될 전기장은, 예를 들어, 처리된 세포의 성장을 자극하는 원하는 효과를 제공하도록 특징지어져야 한다. 상응하는 전기장은 종래 기술로부터, 예를 들어, 유럽 등록특허 제2 308 969호로부터 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 전기 펄스로부터 발생된 전기장이 사용될 수 있어서, 0.1 내지 1000 ns의 주기 내에서 전기 펄스의 목표 전압의 10% 내지 90%의 장치의 2개 이상의 전극 또는 커패시터의 플레이트 사이에서 일어나고, 전기 펄스는 5 ns 내지 50000 ns의 펄스 지속시간을 갖고, 전기 펄스는 목표 전압에 도달할 때 0.5 ㎸/cm 내지 100 ㎸/cm의 전기장 강도를 가진다.
본 발명에 따르면, 상기 장치는 의료, 환경, 식품 응용, 및 바이오 기반 산업(효모, 락토바실러스, 조류 및 세포 조직 생산 시스템을 포함, 특히, 표적화된 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 포함)에 적합하다. 이러한 응용은 문헌[Buchmann L and Mathys A (2019), Perspective on Pulsed Electric Field Treatment in the Bio-based Industry, Front. Bioeng. Biotechnol. 7:265, doi: 10.3389/fbioe.2019.00265]에 기술되어 있다.
본 발명에 따르면, 전기 펄스는 처리 유닛이 처리 공간을 통과하는 동안 처리 유닛의 처리 공간에 위치된 세포 물질에 인가된다. 그 결과, 세포 물질은 전기 펄스를 거치고 처리된다.
본 발명에 따르면, 기본적으로 적어도 하나의 세포로 구성된 임의의 물질, 즉, 진핵 세포 및 원핵 세포 둘 모두가 처리될 세포 물질로서 사용될 수 있다. 세포 물질은 단세포 또는 다세포 유기체일 수 있다. 예는 박테리아, 효모, 미세조류, 식물 세포, 및 진균 세포 또는 이의 포자, 근세포, 종자 또는 모종 및 체세포 동물 세포일 것이다. 또한, 인간 또는 동물에서 식물 및 상피 또는 결합 조직에서의 자유와 같은 다세포 조직이 처리될 수 있다.
세포 물질은 일반적으로(반드시 이런 것은 아님) 본 발명에 따라 처리되기 전에 알려진 방식으로 단리되고, 정제되고/되거나 멸균된다. 바람직하게는, 세포 물질은 본 발명에 따른 처리 전에 적합한 및 알려진 배양 배지에서 원하는 정도로 알려진 방식으로 이미 전파될 수 있다. 따라서, 세포 물질은 본 발명에 따른 처리 전에 알려진 방식으로 습윤/재수화될 수 있다.
세포 물질은 바람직하게는 본 발명에 따른 처리 전에 전기 전도성 액체 중에 현탁된다. 전기 전도성 액체는 잘 알려져 있다. 본 발명에 따르면, 세포 생존력에 대한 부작용이 없는 전기 전도성 액체를 사용하는 것이 필요하며, 즉, 이는 특히, 비독성이다. 본 발명에 따르면, 물은 바람직하게는 전기 전도성 액체로서 사용되며, 물은 적합하고 알려진 첨가제에 의해 원하는 pH 값으로 조정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 6.0 내지 14.0, 바람직하게는 7 내지 12의 범위의 pH 값이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 전술된 현탁액은 전통적인 방식으로 제조되고 처리될 때까지 저장될 수 있다. 그러나, 현탁액은 또한 본 발명에 따른 처리 직전에 제공될 수 있다.
세포 물질 또는 세포 물질을 포함하는 현탁액은 처리 유닛의 유입구를 통해 전기 펄스를 방출하는 유닛 내부에 위치된 처리 공간으로 통과된다.
또한, 본 발명은, 상기 본원에 기술된 바와 같은 장치, 및 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 순차적으로 연결될 수 있도록 배열되는, 유체를 흡수하는 추가 유닛, 바람직하게는 유체를 흡수하는 2 내지 10개의 추가 유닛, 및/또는 전기 펄스를 방출하는 추가 유닛, 바람직하게는 하나의 추가 유닛을 포함하는, 표적화된 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 위해, 세포를 처리하는 장치에 관한 것이다.
위에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 개념은 분리 가능하게 연결되고 또한 분리될 수 있는 유닛의 형태로 생물학적 물질을 처리하는 장치를 제공하는 것이다. 이는, 예를 들어, 세정 목적을 위해 또는 먼저 유체를 흡수하는 유닛(예를 들어, 생물반응기 또는 침지 용기)을 비우고 세정할 필요 없이 처리할 새로운 생물학적 물질을 제공하기 위해, 상기 장치의 단일 유닛을 신속하게 교환할 수 있게 한다.
따라서, 본 발명의 장치는 상기 본원에 기술된 바와 같은 장치 외에, 유체를 흡수하는 추가 유닛 및/또는 전기 펄스를 방출하는 추가 유닛을 포함한다.
바람직한 구현예에 따르면, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 순차적으로 연결될 수 있도록 배열되는, 유체를 흡수하는 2 내지 10개의 추가 유닛이 제공된다.
즉, 전기 펄스를 방출하는 유닛에 연결된 유체를 흡수하는 유닛은 전술된 연결을 해제함으로써 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛으로부터 분리될 수 있고, 이어서 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛과 연결된 위치로부터 멀리 이동된다. 상기 위치는 연결 위치로 불린다. 이어서, 유체를 흡수하는 다른 유닛이 연결 위치로 이동될 수 있고, 전술된 연결부를 폐쇄함으로써 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛과 연결될 수 있다.
이러한 방식으로, 효율은 상당히 증가된다. 다량의 하나의 생체물질 또는 상이한 생체물질이 처리되어야 하는 경우, 유체를 흡수하는 새로운 유닛, 예를 들어, 생물반응기를 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 연결함으로써 전기 펄스를 방출하는 유닛 내의 처리 영역으로 신선한 생체물질을 가져올 수 있다. 예를 들어, 유체를 흡수하고 재충전하는 사용 가능한 단일 유닛을 세정하는 것으로 인해, 공정을 더 이상 중단할 필요가 없다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 유체를 흡수하는 2개의 상이한 유닛이 전기 펄스를 방출하는 상기 하나의 유닛에 동시에 연결될 수 있다. 이는 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛을 통해 유체를 흡수하는 하나의 유닛에서 유체를 흡수하는 다른 유닛으로 처리될 물질의 이송을 가능하게 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 유체를 흡수하는 상기 유닛은 바람직하게는 바퀴 달린 장치에 이동 가능하게 배열되어, 전기 펄스를 방출하는 상기 장치 또는 상기 장치 중 하나와 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결될 수 있는 연결 위치로 순차적으로 이동될 수 있게 한다.
유체를 흡수하는 유닛을 연결 위치로 이동시키게 하는 임의의 이동 가능한 배열이 본 발명의 목적에 적합하다. 예를 들어, 바퀴 달린 장치 또는 컨베이어 벨트가 언급될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바퀴 달린 장치는 회전될 수 있는 원형 장치이다. 바람직하게는, 상기 회전 이동은 바람직하게는 상기 바퀴 달린 장치 아래에 배열될 수 있는 모터에 의해 유발된다. 바퀴 달린 장치의 상부 표면 상에서, 유체를 흡수하는 상기 유닛은 배열되거나, 바람직하게는 분리 가능하게 배열될 수 있다. 이러한 바퀴 달린 장치는 일반적으로 알려져 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 전기 펄스를 방출하는 상기 장치는 바람직하게는 바퀴 달린 장치에 이동 가능하게 배열되어, 유체를 흡수하는 상기 유닛 중 하나와 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결될 수 있는 연결 위치로 순차적으로 이동될 수 있게 한다.
이 구현예에 의해, 또한 효율이 상당히 증가된다. 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛을 세정할 필요가 있는 경우, 전기 펄스를 방출하는 오염된 유닛은 유체를 흡수하는 상기 유닛으로부터 분리될 수 있고, 세정될 수 있는 원격 위치로 이동될 수 있다. 한편, 전기 펄스를 방출하는 추가 유닛이 연결 위치로 이동되고 유체를 흡수하는 유닛, 예를 들어, 생물반응기와 연결될 수 있다. 공정을 더 이상 중단할 필요가 없다.
전기 펄스를 방출하는 유닛을 연결 위치로 이동시키게 하는 임의의 이동 가능한 배열이 본 발명의 목적에 적합하다. 예를 들어, 바퀴 달린 장치 또는 컨베이어 벨트가 언급될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바퀴 달린 장치는 회전될 수 있는 원형 장치이다. 바람직하게는, 상기 회전 이동은 바람직하게는 상기 바퀴 달린 장치 아래에 배열될 수 있는 모터에 의해 유발된다. 바퀴 달린 장치의 상부 표면 상에서, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛은 배열되거나, 바람직하게는 분리 가능하게 배열될 수 있다. 대안적으로, 상기 바퀴 달린 장치는 또한 휠 상에 제공되고 수동으로 이동될 수 있는 시스템일 수 있다. 이러한 바퀴 달린 장치는 일반적으로 알려져 있다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 장치는 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛 및/또는 유체를 흡수하는 상기 유닛 및/또는 상기 라인 및/또는 상기 연결부를 세정하는, 바람직하게는 멸균하는 세정 유닛을 추가로 포함한다.
이러한 세정 유닛은 일반적으로 알려져 있다. 바람직하게는, 이는 전술된 연결 위치로부터 떨어진 위치에 위치된다.
본 발명은 또한 회로를 형성하기 위해 라인을 통해 유체를 흡수하는 유닛에 연결 가능한 전기 펄스를 방출하는 유닛에 관한 것으로, 유체를 흡수하는 상기 유닛에 배열된 라인을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛에 배열된 라인과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부가 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 전술된 바와 같은 장치 또는 장치에서 수행되는 표적화된 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 위해 세포를 처리하는 방법에 관한 것으로,
a)
전기 펄스를 방출하는 유닛에서 처리 공간에 전기 펄스를 인가하는 단계,
b)
바람직하게는 전기 전도성 액체 중의 현탁액으로서 세포 물질을 유체를 흡수하는 유닛으로부터 처리 공간으로 도입하는 단계,
c)
세포 물질을 처리 공간을 통과하게 하고, 전기 펄스가 처리 공간을 관통하며, 상기 세포 물질을 유체를 흡수하는 상기 또는 선택적으로 다른 유닛으로 다시 이송하는 단계
를 포함한다.
단계 a) 및 단계 b)의 순서는 교환할 수 있는데, 즉, 단계 a) 전에 단계 b)를 수행하는 것이 또한 가능하다(그리고 바람직하다).
방법은 이미 전술된 바와 같이 수행될 수 있다.
전술된 바와 같이, 세포 물질은 전기 전도성 액체 중에 현탁액으로서 제공되는 것이 바람직하다.
전술된 바와 같이, 전기장이 이러한 전기장 강도 펄스로 인가되어, 0.1 내지 1000 ns의 주기 내에서 전기장 강도 펄스의 목표 전압의 10% 내지 90%의 전압 증가가 2개의 전극(6a, 6b) 또는 플레이트 사이에서 일어나고, 전기장 강도 펄스는 5 ns 내지 50000 ns의 펄스 지속시간을 갖고, 전기장 강도 펄스는 목표 전압에 도달했을 때 0.5 ㎸/cm 내지 100 ㎸/cm의 전기장 강도를 갖도록 한다.
본 발명의 처리 공정은 연속적으로 또는 배치식으로 수행될 수 있다. 후자의 경우, 전기 펄스를 방출하는 유닛은 다른 처리 사이클이 시작되기 전에 비워질 수 있다. 선택적으로, 멸균/살균 단계는 다른 처리 사이클의 시작 전에 수행될 수 있다. 스팀 기반 공정과 같은 알려진 멸균/살균 공정이 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 단계 a) 내지 단계 c)가 수행된 후, 유체를 흡수하는 상기 유닛(들) 및 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛은 연결부를 해제함으로써 서로로부터 분리되고, 유체를 흡수하는 상기 유닛 또는 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛 중 다른 (하나)것은 연결 위치로 이동되고, 연결 위치에 있는 유체를 흡수하는 장치(들)와 전기 펄스를 방출하는 장치의 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 연결이 연결부를 통해 실현되고, 단계 a) 내지 단계 c)가 반복된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 단계 a) 내지 단계 c)가 수행된 후에, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛 및/또는 상기 라인 및/또는 상기 연결부가 세정되고, 바람직하게는 멸균된다.
본 발명은 추가로 의료, 환경, 식품 응용, 및 바이오 기반 산업(효모, 박테리아, 미세조류뿐만 아니라 식물 또는 동물 세포 및 세포 조직 생산 시스템, 특히, 표적화 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및/또는 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 포함함)을 위해 본원에 기술된 본 발명에 따른 장치 또는 장치의 용도에 관한 것이다. 이러한 응용은 문헌[Buchmann L and Mathys A (2019), Perspective on Pulsed Electric Field Treatment in the Bio-based Industry, Front. Bioeng. Biotechnol. 7:265, doi: 10.3389/fbioe. 2019.00265]에 기술되어 있다.
본 발명은 비제한적인 실시예 및 도면에 의해 후술된다.
도 1은 본 발명의 장치의 일 구현예의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 장치의 일 구현예의 개략도를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 본 발명의 장치의 구현예의 전기 펄스를 방출하는 유닛의 개략도이다.
도 4a는 도 1에 따른 본 발명의 장치의 구현예의 전기 펄스를 방출하는 유닛의 측면도이다.
도 4b는 도 1에 따른 본 발명의 장치의 구현예의 전기 펄스를 방출하는 유닛의 다른 개략도이다.
도면에서, 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지정한다.
도 1에서, 본 발명의 장치(1)의 일 구현예의 개략도가 도시되어 있다. 상기 구현예는 본 명세서에서는 실린더 형태로 유체를 흡수하는 유닛(2)을 포함한다. 유체를 흡수하는 상기 유닛(2)은 생물반응기일 수 있다. 도 1의 구현예에 따른 장치(1)는 또한 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)을 포함하며, 이는 도 3, 도 4a 및 도 4b와 관련하여 더 상세히 후술될 것이다. 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 전극(6a, 6b), 및 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3) 내의 처리 구역(7)을 포함한다. 전극(6a, 6b)은 케이블과 같은 전기 도관을 통해 전기 펄스(미도시)를 발생하는 유닛에 연결된다.
도 1의 구현예에서, 라인(4a, 4b)은 유체를 흡수하는 상기 유닛(2)에 배열된다. 유체를 흡수하는 상기 유닛(2)은 라인(4b)에 연결되고 상기 유닛(2)의 상면에 형성되는 유입구(2a), 및 다른 라인(4a)에 연결되고 상기 유닛(2)의 바닥면에 형성되는 유출구(2b)를 가진다.
도 1의 구현예에서, 라인(4a', 4b')은 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)에 배열된다. 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 라인(4b')에 연결되고 상기 유닛(3)의 상면에 형성되는 유입구(3a), 및 다른 라인(4a')에 연결되고 상기 유닛(3)의 바닥면에 형성되는 유출구(3b)를 가진다.
유체를 흡수하는 상기 유닛(2)에 배열된 라인(4a, 4b)을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)에 배열된 라인(4a', 4b')과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부(5a, 5b)가 제공된다. 도 1의 구현예에서, 상기 연결부(5a, 5b)는 바람직하게는 전술된 바와 같이 퀵 커플링이다.
도 1의 구현예에서, 유체를 흡수하는 유닛(2), 라인(4a, 4a', 4b, 4b'), 및 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)에 의해 형성된 회로를 통해 처리될 생체물질을 이송하는 펌프 형태의 이송 유닛(8)이 또한 제공된다.
도 2에서, 본 발명의 장치(9)의 일 구현예의 개략도가 도시되어 있다. 상기 구현예는 유체를 흡수하는 2개의 유닛(2) 및 전기 펄스를 방출하는 2개의 유닛(3)을 포함하며, 이에 배열된 추가 구성요소(라인, 유입구, 유출구, 펌프, 및 연결 부품)를 갖는다. 이들 유체를 흡수하는 2개의 유닛(2)은 모터에 의해 이동될 수 있는 회전 가능한 바퀴 달린 장치(10)에 배열된다. 유체를 흡수하는 2개의 유닛(2)은 바람직하게는, 예를 들어, 나사 연결부(미도시)와 같은 적합한 고정 수단에 의해, 상기 바퀴 달린 장치(10)에 분리 가능하게 배열된다. 이들 전기 펄스를 방출하는 2개의 유닛(3)은 모터에 의해 이동될 수 있는 회전 가능한 바퀴 달린 장치(11)에 배열된다. 전기 펄스를 방출하는 2개의 유닛(3)은 바람직하게는, 예를 들어, 나사 연결부(미도시)와 같은 적합한 고정 수단에 의해, 상기 바퀴 달린 장치(11)에 분리 가능하게 배열된다.
도 2에서, 유체를 흡수하는 하나의 유닛(2) 및 전기 펄스를 방출하는 하나의 유닛(3)은 연결 위치(P)에 위치되고, 연결부(5a, 5b)를 폐쇄함으로써 연결된다. 따라서, 이들은 도 1에 도시된 장치(1)를 형성한다. 유체를 흡수하는 다른 유닛(2) 및 전기 펄스를 방출하는 다른 유닛(3)은 연결 위치(P)의 외부에 위치되고, 분리된다.
전술된 바와 같이, 장치(9)의 구성요소를 세정하도록 이동될 수 있는 세정 유닛(12)이 제공된다.
도 3은 도 1에 따른 본 발명의 장치(1)의 구현예의 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 개략도이다.
도 3의 구현예에서, 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)은 중심에 공동 형태의 처리 공간(7)을 갖는 고체 몸체이다. 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 상면의 유입구(3a)는 도관에 의해 처리 공간(7)으로 유동적으로 연결된다. 이 구현예에서, 유체 연결부는 처리 공간(7) 내로 배출되는 이의 하부 부분에 걸쳐 깔때기 형상이다. 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 바닥면의 유출구(3b)는 또한 도관에 의해 처리 공간(7)으로 유동적으로 연결된다. 이 구현예에서, 유체 연결부는 처리 공간(7)으로부터 연장되는 상부 부분에 걸쳐 깔때기 형상이다.
전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 2개의 측면에서, 전극의 삽입을 위해 블라인드 보어의 형태로 개구(13a, 13b)가 제공된다. 이들 개구는 처리 공간(7)에 인접한 영역에서 테이퍼 형성되는데, 즉, 이들이 처리 공간(7)에 접근함에 따라 더 작아진다. 개구(13a, 13b)에 인접한 처리 공간(7)의 측면은 평면이며, 즉 이들은 만곡되지 않는다.
도 4a는 도 1에 따른 본 발명의 장치(1)의 구현예의 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 측면도이다.
도 4a에서, 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 측면은 블라인드 보어 형태의 개구(13a)가 제공되는 것으로 도시되어 있다. 상기 블라인드 보어는 처리 공간(7)(미도시)에 인접한 영역에서 테이퍼 형성되며, 즉, 이는 깊이가 증가함에 따라 더 작아진다. 개구(13a)의 내면에서, 바람직하게는 내면의 중심에서, 슬릿(14)이 제공된다.
도 4b는 도 1에 따른 본 발명의 장치(1)의 구현예의 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 다른 개략도이다.
도 3과 비교하여, 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)은 90°만큼 회전된다. 따라서, 도 4b에서, 개구(13a, 13b)에 인접하지 않은 처리 공간(7)의 측면이 도시되어 있다. 이들 측면은 만곡된다. 여기서, 이들은 그들의 전체 높이에 걸쳐 사인파 형상을 가진다.
Claims (15)
- 세포를 처리하는 장치(1)로서,
유체를 흡수하는 유닛(2),
전기 펄스를 방출하는 유닛(3)을 포함하며, 유체를 흡수하는 상기 유닛(2) 및 전기 펄스를 방출하는 상기 및 선택적으로 다른 유닛(3)은 회로를 형성하도록 라인(4a, 4a', 4b, 4b')을 통해 서로 연결되고,
유체를 흡수하는 상기 및 선택적으로 상기 다른 유닛(2)에 배열된 라인(4a, 4b)을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)에 배열된 라인(4a', 4b')과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결하는 연결부(5a, 5b)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 장치. - 제1항에 있어서, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 하나의 전기 회로에 배열된 2개 이상의 전극 또는 플레이트(6a, 6b), 및 상기 전극 또는 플레이트(6a, 6b) 사이에 배열된 처리 공간(7)을 포함하여, 처리 공간(7)이 방출된 전기 펄스 및 이로부터 발생하는 전기장에 의해 침투될 수 있도록 하는 것을 특징으로하는, 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 상기 유닛(3)의 상면에 형성된 상기 라인(4b') 중 하나에 연결된 유입구(3a), 및 상기 유닛(3)의 바닥면에 형성된 상기 라인(4a') 중 다른 하나에 연결된 유출구(3b)를 가지는 것을 특징으로하는, 장치.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유체를 흡수하는 상기 유닛(들)(2)은 상기 유닛(2)의 상면에 형성된 상기 라인(4b) 중 하나에 연결된 유입구(2a), 및 상기 유닛(2)의 바닥면에 형성된 상기 라인(4a) 중 다른 하나에 연결된 유출구(2b)를 가지는 것을 특징으로하는, 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 유체를 흡수하는 상기 유닛(들)(2)에 의해 형성된 회로를 통해 유체를 이송하는 펌프와 같은 이송 유닛(8), 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3), 및 상기 라인(4a, 4a', 4b, 4b')을 추가로 포함하는 것을를 특징으로하는, 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유체를 흡수하는 상기 유닛(들)(2)에 배열된 라인(4a, 4b)을 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)에 배열된 라인(4a', 4b')과
분리 가능하고 누출이 없는 방식으로 연결하는 상기 연결부(5a, 5b)는 퀵 커플링인 것을 특징으로하는, 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 전기장 강도 펄스를 방출할 수 있어서, 0.1 내지 1000 ns의 주기 내에서 상기 전기장 강도 펄스의 목표 전압의 10% 내지 90%의 전압 증가가 2개 이상의 전극(6a, 6b) 사이에서 일어나고, 상기 전기장 강도 펄스는 5 ns 내지 50000 ns의 펄스 지속 시간을 갖고, 상기 전기장 강도 펄스는 목표 전압에 도달할 때 0.5 ㎸/cm 내지 100 ㎸/cm의 전기장 강도를 갖도록 하는 것을 특징으로하는, 장치.
- 표적화된 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 위해, 세포를 처리하는 장치(9)로서, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 장치(1), 및 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)과 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 순차적으로 연결될 수 있도록 배열되는, 유체를 흡수하는 추가 유닛(2), 바람직하게는 유체를 흡수하는 2 내지 10개의 추가 유닛(2), 및/또는 전기 펄스를 방출하는 추가 유닛(3), 바람직하게는 하나의 추가 유닛(3)을 포함하는, 장치.
- 제8항에 있어서, 유체를 흡수하는 상기 유닛(2)은 바람직하게는 바퀴 달린 장치(10)에 이동 가능하게 배열되어, 전기 펄스를 방출하는 상기 장치(3) 또는 상기 장치(3) 중 하나와 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결될 수 있는 연결 위치(P)로 순차적으로 이동될 수 있게 하는 것을 특징으로하는, 장치.
- 제8항에 있어서, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 바람직하게는 바퀴 달린 장치(11)에 이동 가능하게 배열되어, 유체를 흡수하는 상기 장치(2) 중 하나와 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 방식으로 연결될 수 있는 연결 위치(P)로 순차적으로 이동될 수 있게 하는 것을 특징으로하는, 장치.
- 제8항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3) 및/또는 유체를 흡수하는 상기 유닛(2) 및/또는 상기 라인(4a, 4a', 4b, 4b') 및/또는 상기 연결부(5a, 5b)를 세정하는, 바람직하게는 멸균하는 세정 유닛(12)을 추가로 포함하는 것을 특징으로하는, 장치.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 장치(1) 또는 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 장치(9)에서 수행되는 표적화된 불활성화, 생체활성 화합물의 추출, 및 세포 성장 및/또는 세포 화합물의 자극을 위해, 세포를 처리하는 방법으로서,
a) 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)에서 처리 공간(7)에 전기 펄스를 인가하는 단계,
b) 바람직하게는 전기 전도성 액체 중의 현탁액으로서 세포 물질을 유체를 흡수하는 유닛(2)으로부터 처리 공간(7)으로 도입하며, 단계 b)는 바람직하게는 단계 a) 이전에 수행되는 단계,
c) 세포 물질을 처리 공간(7)을 통과하게 하고, 전기 펄스가 처리 공간(7)을 관통하며, 상기 세포 물질을 유체를 흡수하는 상기 또는 선택적으로 다른 유닛(2)으로 다시 이송하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제12항에 있어서, 단계 a) 내지 단계 c)가 수행된 후, 유체를 흡수하는 상기 유닛(들)(2) 및 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3)은 상기 연결부(5a, 5b)를 해제함으로써 서로로부터 분리되고, 유체를 흡수하는 상기 유닛(2) 또는 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3) 중 적어도 다른 하나는 연결 위치(P)로 이동되고, 연결 위치(P)에 있는 유체를 흡수하는 유닛(2)과 전기 펄스를 방출하는 유닛(3)의 분리 가능하고, 위생적이며, 누출이 없는 연결이 상기 연결부(5a, 5b)를 통해 실현되고, 단계 a) 내지 단계 c)가 반복되는 것을 특징으로하는, 방법.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 단계 a) 내지 단계 c)가 수행된 후, 전기 펄스를 방출하는 상기 유닛(3) 및/또는 상기 라인(4a, 4a', 4b, 4b') 및/또는 상기 연결부(5a, 5b)가 세정되는, 바람직하게는 멸균되는 것을 특징으로하는, 방법.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 전기장이 이러한 전기장 강도 펄스로 인가되어, 0.1 내지 1000 ns의 주기 내에서 상기 전기장 강도 펄스의 목표 전압의 10% 내지 90%의 전압 증가가 상기 2개의 전극(6a, 6b) 또는 플레이트 사이에서 일어나고, 상기 전기장 강도 펄스는 5 ns 내지 50000 ns의 펄스 지속시간을 갖고, 상기 전기장 강도 펄스는 목표 전압에 도달했을 때 0.5 ㎸/cm 내지 100 ㎸/cm의 전기장 강도를 갖도록 하는 것을 특징으로하는, 방법.
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