RU2824706C2

RU2824706C2 - Device for centrifuging cells and methods for centrifuging, washing and culturing cells

Info

Publication number: RU2824706C2
Application number: RU2024100174A
Authority: RU
Inventors: Сяолян ГО; Юаньфан ШАН; Цзялинь ЯО; Цзиньсинь ЧЗАН; Фуцзин ЛЮ
Original assignee: Шэньчжэнь Целлбри Био-Инновэйшн Текнолоджи Ко., Лтд.
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2024-08-13

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions relates to medical equipment. Cell centrifugation device comprises a centrifugation chamber having an axis of rotation and connected to a rotation drive mechanism with possibility of rotation around its axis of rotation under control of drive rotation mechanism for centrifugation of blood sample contained in centrifugation chamber. Device additionally includes at least one liquid pushing plate. At least one plate for pushing liquid is connected to the bottom of the centrifugation chamber and is located in the centrifugation chamber with a gap between one end of at least one plate and the axis of rotation and with a gap between the other end of at least one plate and the inner wall of the centrifugation chamber for synchronous rotation in the same direction as the centrifugation chamber to reduce shear stress on the cells. There are disclosed a method of cell centrifugation using a cell centrifugation device, a cell washing method using a cell centrifugation device and a cell culture method using a cell centrifugation device.

EFFECT: elimination of cell damage.

10 cl, 14 dwg, 1 tbl

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет патентной заявки Китая № 202110761903.1, поданной 6 июля 2021 года под названием «Устройство для центрифугирования клеток и способы центрифугирования, промывания и культивирования клеток», и патентной заявки Китая № 202121524433.9, поданной 6 июля 2021 года под названием «Устройство для центрифугирования клеток», содержание которых полностью включено в настоящий документ путем отсылки.This application claims priority from Chinese Patent Application No. 202110761903.1, filed on July 6, 2021, entitled “Cell Centrifugation Device and Methods for Centrifuging, Washing and Cultivating Cells,” and Chinese Patent Application No. 202121524433.9, filed on July 6, 2021, entitled “Cell Centrifugation Device,” the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Область техникиField of technology

Изобретение относится к области медицинских приборов, в частности, к устройству для центрифугирования клеток, а также к способам центрифугирования, промывания и культивирования клеток.The invention relates to the field of medical devices, in particular, to a device for centrifuging cells, as well as to methods for centrifuging, washing and culturing cells.

Уровень техникиState of the art

В клеточной медицине клетки, собранные in vivo, часто культивируют и вводят пациентам. Для обеспечения терапевтического эффекта клеток, собранных и культивированных из живого организма, необходимо отсортировать мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC), одновременно удаляя примеси и питательную среду во время культивирования клеток и концентрируя клетки до концентрации, подходящей для лечения. Способ получения мононуклеарных клеток периферической крови представляет собой центрифугирование в градиенте плотности. То есть, различные частицы в образцах крови осаждают с определенной скоростью под действием центробежных сил, что приводит к образованию зон в различных областях для достижения целей разделения.In cell medicine, cells collected in vivo are often cultured and administered to patients. In order to ensure the therapeutic effect of cells collected and cultured from a living organism, it is necessary to sort peripheral blood mononuclear cells (PBMC), while removing impurities and culture medium during cell culture, and concentrating the cells to a concentration suitable for treatment. The method for obtaining PBMC is density gradient centrifugation. That is, various particles in blood samples are sedimented at a certain speed under the action of centrifugal forces, resulting in the formation of zones in different areas to achieve the purpose of separation.

Центробежный процесс в существующем центробежном оборудовании основан на использовании внутренней боковой стенкой центробежного оборудования вязкостного сопротивления для приведения во вращение внешнего слоя жидкости вблизи внутренней боковой стенки, и внешний слой жидкости использует вязкостное сопротивление для приведения внутреннего слоя жидкости вдали от внутренней боковой стенки во вращение, в результате чего жидкость в центробежном оборудовании в конечном итоге окажется во вращающемся состоянии. Под действием вязкостного сопротивления клетки сдвигаются и легко повреждаются напряжением сдвига, что влияет на уровень выживаемости клеток.The centrifugal process in the existing centrifugal equipment is based on the use of viscous resistance by the inner side wall of the centrifugal equipment to drive the outer liquid layer near the inner side wall into rotation, and the outer liquid layer uses viscous resistance to drive the inner liquid layer away from the inner side wall into rotation, as a result of which the liquid in the centrifugal equipment will eventually be in a rotating state. Under the action of viscous resistance, the cells are sheared and easily damaged by shear stress, which affects the survival rate of the cells.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В настоящей заявке предложено устройство для центрифугирования клеток, а также способы центрифугирования, промывания и культивирования клеток, направленные на решение проблемы, заключающейся в возможности повреждения клеток в существующем оборудовании для центрифугирования вследствие напряжения сдвига в процессе центрифугирования.The present application proposes a device for centrifuging cells, as well as methods for centrifuging, washing and culturing cells, aimed at solving the problem consisting in the possibility of cell damage in existing centrifugation equipment due to shear stress during the centrifugation process.

В заявке предложено устройство для центрифугирования клеток, содержащее камеру центрифугирования и одну или несколько пластин для толкания жидкости; камера центрифугирования имеет ось вращения и используется для соединения с приводным механизмом вращения, причем камера центрифугирования вращается вокруг своей оси вращения под управлением приводного механизма вращения с целью центрифугирования образца крови, содержащегося в камере центрифугирования; одна или несколько пластин для толкания жидкости расположены в камере центрифугирования; во время вращения камеры центрифугирования одна или несколько пластин для толкания жидкости используются для толкания образца крови таким образом, чтобы он синхронно вращался в том же направлении, что и камера центрифугирования.The application proposes a device for centrifuging cells, comprising a centrifugation chamber and one or more liquid pushing plates; the centrifugation chamber has a rotation axis and is used for connection to a rotation drive mechanism, wherein the centrifugation chamber rotates around its rotation axis under the control of the rotation drive mechanism for the purpose of centrifuging a blood sample contained in the centrifugation chamber; one or more liquid pushing plates are located in the centrifugation chamber; during rotation of the centrifugation chamber, the one or more liquid pushing plates are used to push the blood sample so that it rotates synchronously in the same direction as the centrifugation chamber.

В устройстве для центрифугирования клеток, предложенном в настоящей заявке, один конец пластины для толкания жидкости расположен близко к оси вращения, а другой конец ориентирован в направлении внутренней боковой стенки камеры центрифугирования; проекция первой стороны пластины для толкания жидкости на плоскость, в которой расположено дно камеры центрифугирования, представляет собой прямую линию или дугу, а вторая сторона пластины для толкания жидкости перпендикулярна дну камеры центрифугирования; при условии, что проекция первой стороны пластины для толкания жидкости на плоскость, в которой расположено дно камеры центрифугирования, представляет собой прямую линию, первая сторона пластины для толкания жидкости ориентирована в радиальном направлении камеры центрифугирования.In the cell centrifugation device proposed in the present application, one end of the liquid pushing plate is located close to the rotation axis, and the other end is oriented in the direction of the inner side wall of the centrifugation chamber; the projection of the first side of the liquid pushing plate on the plane in which the bottom of the centrifugation chamber is located is a straight line or an arc, and the second side of the liquid pushing plate is perpendicular to the bottom of the centrifugation chamber; provided that the projection of the first side of the liquid pushing plate on the plane in which the bottom of the centrifugation chamber is located is a straight line, the first side of the liquid pushing plate is oriented in the radial direction of the centrifugation chamber.

В устройстве для центрифугирования клеток, предложенном в настоящей заявке, первый зазор предусмотрен между одним концом пластины для толкания жидкости, расположенным вблизи внутренней боковой стенки камеры центрифугирования, и внутренней боковой стенкой; один конец пластины для толкания жидкости, расположенный вблизи дна камеры центрифугирования, прикреплен к дну камеры.In the cell centrifugation device proposed in the present application, the first gap is provided between one end of the liquid pushing plate located near the inner side wall of the centrifugation chamber and the inner side wall; one end of the liquid pushing plate located near the bottom of the centrifugation chamber is attached to the bottom of the chamber.

Если в устройстве для центрифугирования клеток, предложенном в настоящей заявке, количество пластин для толкания жидкости больше одной, пластины для толкания жидкости равномерно распределены по окружности относительно оси вращения.If in the cell centrifugation device proposed in the present application the number of liquid pushing plates is more than one, the liquid pushing plates are uniformly distributed around the circumference relative to the axis of rotation.

Устройство для центрифугирования клеток, предложенное в заявке, дополнительно содержит крышку камеры; крышка камеры соответствует отверстию камеры центрифугирования; крышка камеры снабжена первой пропускающей жидкость структурой, а камера центрифугирования снабжена второй пропускающей жидкость структурой; первый конец первой пропускающей жидкость структуры расположен на внешней стороне крышки камеры и распределен вдоль оси вращения, а второй конец первой пропускающей жидкость структуры расположен на внутренней стороне крышки камеры; вторая пропускающая жидкость структура содержит трубку для пропускания жидкости и канал для пропускания жидкости; трубка для пропускания жидкости расположена в камере центрифугирования; первый конец трубки для пропускания жидкости сообщается со вторым концом первой пропускающей жидкость структуры, а второй конец трубки для пропускания жидкости расположен на дне камере центрифугирования; канал для пропускания жидкости расположен в стенке оболочки дна камеры, первый конец канала для пропускания для жидкости сообщается со вторым концом трубки для пропускания жидкости, а второй конец канала для пропускания жидкости расположен на внутренней стороне дна камеры и сообщается с внутренней полостью камеры центрифугирования.The device for centrifuging cells proposed in the application additionally comprises a chamber cover; the chamber cover corresponds to the opening of the centrifugation chamber; the chamber cover is provided with a first liquid-permeable structure, and the centrifugation chamber is provided with a second liquid-permeable structure; the first end of the first liquid-permeable structure is located on the outer side of the chamber cover and is distributed along the rotation axis, and the second end of the first liquid-permeable structure is located on the inner side of the chamber cover; the second liquid-permeable structure comprises a liquid-permeable tube and a liquid-permeable channel; the liquid-permeable tube is located in the centrifugation chamber; the first end of the liquid-permeable tube communicates with the second end of the first liquid-permeable structure, and the second end of the liquid-permeable tube is located on the bottom of the centrifugation chamber; the liquid-permeable channel is located in the wall of the chamber bottom shell, the first end of the liquid-permeable channel communicates with the second end of the liquid-permeable tube, and the second end of the liquid-permeable channel is located on the inner side of the chamber bottom and communicates with the inner cavity of the centrifugation chamber.

В устройстве для центрифугирования клеток, предложенном в заявке, внутри стенки оболочки дна камеры центрифугирования предусмотрена третья пропускающая жидкость структура; первый конец третьей пропускающей жидкость структуры расположен на внешней стороне дна камеры и распределен вдоль оси вращения, а второй конец третьей пропускающей жидкость структуры расположен на внутренней стороне дна камеры и сообщается с внутренней полостью камеры центрифугирования.In the cell centrifugation device proposed in the application, a third liquid-permeable structure is provided inside the wall of the shell of the bottom of the centrifugation chamber; the first end of the third liquid-permeable structure is located on the outer side of the bottom of the chamber and is distributed along the axis of rotation, and the second end of the third liquid-permeable structure is located on the inner side of the bottom of the chamber and communicates with the inner cavity of the centrifugation chamber.

В устройстве для центрифугирования клеток, предложенном в заявке, первая пропускающая жидкость структура содержит соединительную трубку; соединительная трубка и трубка для пропускания жидкости распределены вдоль оси вращения; внутри соединительной трубки предусмотрен канал для жидкости и канал для газа, на первом конце канала для жидкости предусмотрено соединительное отверстие с возможностью пропускания жидкости, а второй конец канала для жидкости сообщается с первым концом трубки для пропускания жидкости; на первом конце канала для газа предусмотрено соединительное отверстие с возможностью пропускания газа, а второй конец канала для газа сообщается с внутренней полостью камеры центрифугирования.In the cell centrifugation device proposed in the application, the first fluid-permeable structure comprises a connecting tube; the connecting tube and the fluid-permeable tube are distributed along the rotation axis; a fluid channel and a gas channel are provided inside the connecting tube, a connecting hole with the possibility of passing liquid is provided at the first end of the fluid channel, and the second end of the fluid channel communicates with the first end of the fluid-permeable tube; a connecting hole with the possibility of passing gas is provided at the first end of the gas channel, and the second end of the gas channel communicates with the internal cavity of the centrifugation chamber.

В устройстве для центрифугирования клеток, предложенном в заявке, в крышке камеры выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для воздуха; причем в отверстии для воздуха установлена газопроницаемая мембрана.In the cell centrifugation device proposed in the application, at least one air hole is made in the chamber cover; wherein a gas-permeable membrane is installed in the air hole.

Кроме того, в настоящей заявке предложен способ центрифугирования клеток с использованием устройства для центрифугирования клеток, содержащий следующие этапы: соединение камеры центрифугирования с приводным механизмом вращения и внесение образца крови в камеру центрифугирования; включение приводного механизма вращения и приведение камеры центрифугирования во вращение посредством приводного механизма вращения, в результате чего пластина для толкания жидкости приводит образец крови в синхронное вращение в направлении вращения камеры центрифугирования, что позволяет получать клеточную суспензию.In addition, the present application proposes a method for centrifuging cells using a cell centrifugation device, comprising the following steps: connecting a centrifugation chamber to a rotation drive mechanism and introducing a blood sample into the centrifugation chamber; turning on the rotation drive mechanism and causing the centrifugation chamber to rotate by means of the rotation drive mechanism, as a result of which the liquid pushing plate causes the blood sample to rotate synchronously in the direction of rotation of the centrifugation chamber, which makes it possible to obtain a cell suspension.

Кроме того, изобретением предложен способ промывания клеток с использованием устройства для центрифугирования клеток, содержащий следующие этапы: когда образец крови центрифугируют в устройстве для центрифугирования клеток, введение физиологического раствора в камеру центрифугирования через вторую пропускающую жидкость структуру камеры центрифугирования с тем, чтобы поверхность клеток образца крови промывалась добавленным физиологическим раствором во время центрифугирования; и, по достижении предварительно заданного времени центрифугирования образца крови, выведение жидкости из камеры центрифугирования через вторую пропускающую жидкость структуру для того, чтобы удалить отработанную жидкость после промывания клеток.In addition, the invention provides a method for washing cells using a cell centrifugation device, comprising the following steps: when a blood sample is centrifuged in a cell centrifugation device, introducing a physiological solution into the centrifugation chamber through a second liquid-permeable structure of the centrifugation chamber so that the surface of the cells of the blood sample is washed with the added physiological solution during centrifugation; and, upon reaching a predetermined centrifugation time of the blood sample, removing liquid from the centrifugation chamber through the second liquid-permeable structure in order to remove the waste liquid after washing the cells.

Кроме того, в настоящей заявке предложен способ культивирования клеток в устройстве для центрифугирования клеток, содержащий следующие этапы: внесение клеточной суспензии с клетками, подлежащими культивации, в камеру центрифугирования, приведение плотности клеток в клеточной суспензии в соответствие с первой предварительно заданной плотностью и добавление антител или магнитных частиц в камеру центрифугирования для активации клеток; подача газообразного диоксида углерода в предварительно заданной концентрации и питательной среды с предварительно заданными компонентами в камеру центрифугирования и помещение камеры центрифугирования, содержащей клеточную суспензию и питательную среду, в среду с предварительно заданной постоянной температурой для культивирования клеток; определение плотности клеток в камере центрифугирования и выключение механизма вращения для выполнения статического культивирования клеток, если плотность клеток ниже второй предварительно заданной плотности; когда плотность клеток превышает вторую предварительно заданную плотность, включение приводного механизма вращения через первое предварительно заданное время и выключение через второе предварительно заданное время, и выполнение динамического культивирования клеток в таком цикле.Furthermore, the present application provides a method for culturing cells in a cell centrifugation device, comprising the following steps: introducing a cell suspension with cells to be cultivated into a centrifugation chamber, adjusting the cell density in the cell suspension to a first predetermined density, and adding antibodies or magnetic particles to the centrifugation chamber to activate the cells; feeding carbon dioxide gas at a predetermined concentration and a nutrient medium with predetermined components into the centrifugation chamber and placing the centrifugation chamber containing the cell suspension and the nutrient medium in a medium with a predetermined constant temperature for culturing the cells; determining the cell density in the centrifugation chamber and turning off the rotation mechanism to perform static cell culturing if the cell density is lower than a second predetermined density; when the cell density exceeds the second predetermined density, turning on the rotation drive mechanism after a first predetermined time and turning it off after a second predetermined time, and performing dynamic cell culturing in such a cycle.

В настоящей заявке предложено устройство для центрифугирования клеток, а также способы центрифугирования, промывания и культивирования клеток. Благодаря тому, что в камере центрифугирования предусмотрена пластина для толкания жидкости, при вращении камеры центрифугирования образец крови, находящийся в камере центрифугирования, вращается синхронно с камерой центрифугирования под давлением пластины для толкания жидкости. То есть, не происходит относительного перемещения между внешними клетками вблизи внутренней боковой стенки камеры центрифугирования и внутренними клетками вблизи оси вращения в направлении вращения камеры центрифугирования. Источником энергии вращения внутренних клеток служит не вязкостное сопротивление между внешними и внутренними клетками, а толкающая сила пластины для толкания жидкости. Таким образом, удается избежать сдвига клеток при воздействии на клетки вязкостного сопротивления и снизить повреждение клеток напряжением сдвига во время центрифугирования.The present application proposes a device for centrifuging cells, as well as methods for centrifuging, washing and culturing cells. Due to the fact that a liquid pushing plate is provided in the centrifugation chamber, when the centrifugation chamber rotates, the blood sample located in the centrifugation chamber rotates synchronously with the centrifugation chamber under the pressure of the liquid pushing plate. That is, there is no relative movement between the outer cells near the inner side wall of the centrifugation chamber and the inner cells near the rotation axis in the direction of rotation of the centrifugation chamber. The source of rotational energy for the inner cells is not the viscous resistance between the outer and inner cells, but the pushing force of the liquid pushing plate. Thus, it is possible to avoid cell shear when viscous resistance acts on the cells and to reduce cell damage due to shear stress during centrifugation.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Для разъяснения технического решения вариантов осуществления согласно настоящему изобретению ниже будут кратко описаны чертежи со ссылкой на варианты осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что чертежи в настоящей заявке и их подробное описание носят исключительно иллюстративный характер. Специалисты в данной области техники могут преобразовать эти чертежи в другие чертежи, не прилагая каких-либо творческих усилий.In order to explain the technical solution of the embodiments according to the present invention, the drawings will be briefly described below with reference to the embodiments of the present invention. It is obvious that the drawings in the present application and the detailed description thereof are purely illustrative. Those skilled in the art can transform these drawings into other drawings without making any creative efforts.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для центрифугирования клеток согласно настоящему изобретению.Fig. 1 shows a structural diagram of a device for centrifuging cells according to the present invention.

На фиг. 2 схематично изображена сила, действующая на клетки во время центрифугирования согласно настоящему изобретению.Fig. 2 schematically illustrates the force acting on cells during centrifugation according to the present invention.

На фиг. 3 изображена диаграмма сил центрифугирования клеток при использовании пластины для толкания жидкости согласно настоящему изобретению.Fig. 3 shows a diagram of the cell centrifugation forces using a liquid pushing plate according to the present invention.

На фиг. 4 схематично изображен первый вариант расположения пластины для толкания жидкости в камере центрифугирования согласно настоящему изобретению.Fig. 4 schematically shows a first embodiment of the arrangement of a plate for pushing liquid in a centrifugation chamber according to the present invention.

На фиг. 5 схематично изображен второй вариант расположения пластины для толкания жидкости в камере центрифугирования согласно настоящему изобретению.Fig. 5 schematically shows a second embodiment of the arrangement of the liquid pushing plate in the centrifugation chamber according to the present invention.

На фиг. 6 схематично в плане изображено устройство для центрифугирования клеток согласно настоящему изобретению.Fig. 6 is a schematic plan view of a device for centrifuging cells according to the present invention.

На фиг. 7 схематично изображена первая структура поперечного сечения согласно фигуре 6 в направлении A-A согласно настоящему изобретению.Fig. 7 schematically shows the first cross-sectional structure according to Fig. 6 in the direction A-A according to the present invention.

На фиг. 8 схематично изображена вторая структура поперечного сечения на фигуре 6 в направлении А-А согласно настоящему изобретению.Fig. 8 schematically shows a second cross-sectional structure in Fig. 6 in the direction A-A according to the present invention.

На фиг. 9 изображена структурная схема крышки камеры согласно настоящему изобретению.Fig. 9 shows a structural diagram of a chamber cover according to the present invention.

На фиг. 10 изображена другая структурная схема крышки камеры согласно настоящему изобретению.Fig. 10 shows another structural diagram of a chamber cover according to the present invention.

На фиг. 11 схематично изображена блок-схема способа центрифугирования клеток согласно настоящему изобретению.Fig. 11 is a schematic block diagram of the cell centrifugation method according to the present invention.

На фиг. 12 схематично изображена блок-схема способа промывания клеток согласно настоящему изобретению.Fig. 12 is a schematic block diagram of the cell washing method according to the present invention.

На фиг. 13 схематично изображена блок-схема способа культивирования клеток согласно настоящему изобретению.Fig. 13 is a schematic block diagram of a cell culturing method according to the present invention.

На фиг. 14 изображена линейная диаграмма количества клеток в процессе культивирования клеток согласно настоящему изобретению.Fig. 14 shows a linear diagram of the number of cells in the cell culturing process according to the present invention.

Ссылочные обозначения на фигурах:Reference designations on figures:

1: камера центрифугирования; 11: вторая пропускающая жидкость структура; 11: трубка для пропускания жидкости;1: centrifugation chamber; 11: second liquid permeable structure; 11: liquid permeable tube;

112: канал для пропускания жидкости; 2: пластина для толкания жидкости; 21: штифт;112: fluid passage; 2: fluid pushing plate; 21: pin;

3: крышка камеры; 31: первая пропускающая жидкость структура; 311: соединительная трубка;3: chamber cover; 31: first liquid permeable structure; 311: connecting tube;

3111: канал для жидкости; 3112: канал для газа; 3113: соединительное отверстие с возможностью пропускания жидкости;3111: liquid channel; 3112: gas channel; 3113: connecting hole with the possibility of passing liquid;

3114: соединительное отверстие с возможностью пропускания газа; 32: отверстие для воздуха; 33: верхняя крышка;3114: connection hole with gas passage; 32: air hole; 33: top cover;

34: обод; 4: приводной механизм вращения; 5: смотровое отверстие.34: rim; 4: rotation drive mechanism; 5: inspection hole.

Подробное раскрытие предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDetailed disclosure of preferred embodiments of the invention

Чтобы прояснить задачи, технические решения и полезные эффекты настоящего изобретения, технические решения в вариантах осуществления изобретения будут недвусмысленно и всесторонне раскрыты ниже со ссылкой на чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Раскрытые варианты осуществления изобретения не ограничивают защищаемый объем изобретения. Все прочие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основании вариантов осуществления изобретения без приложения творческих усилий, входят в защищаемый объем настоящего изобретения.In order to clarify the objectives, technical solutions and advantageous effects of the present invention, the technical solutions in the embodiments of the invention will be clearly and comprehensively disclosed below with reference to the drawings in the embodiments of the present invention. The disclosed embodiments of the invention do not limit the protected scope of the invention. All other embodiments obtained by persons skilled in the art based on the embodiments of the invention without creative efforts are included in the protected scope of the present invention.

В дальнейшем будет раскрыто устройство для центрифугирования клеток и способ центрифугирования, промывания и культивирования клеток, предложенные настоящим изобретением, со ссылкой на ФИГ. 1-14.Hereinafter, a cell centrifugation apparatus and a method for centrifuging, washing and culturing cells provided by the present invention will be disclosed with reference to FIGS. 1-14.

Как показано на фиг. 1-10, в этом варианте осуществления предложено устройство для центрифугирования клеток, содержащее камеру 1 центрифугирования и одну или несколько пластин 2 для толкания жидкости; камера 1 центрифугирования имеет ось вращения и используется для соединения с приводным механизмом 4 вращения, причем камера 1 центрифугирования вращается вокруг своей оси вращения под управлением приводного механизма 4 вращения с целью центрифугирования образца крови, содержащегося в камере 1 центрифугирования; одна или несколько пластин 2 для толкания жидкости расположены в камере центрифугирования; во время вращения камеры 1 центрифугирования одна или несколько пластин 2 для толкания жидкости используются для толкания образца крови таким образом, чтобы он синхронно вращался в том же направлении, что и камера 1 центрифугирования.As shown in Fig. 1-10, in this embodiment, a device for centrifuging cells is proposed, comprising a centrifugation chamber 1 and one or more liquid pushing plates 2; the centrifugation chamber 1 has a rotation axis and is used for connection with a rotation drive mechanism 4, wherein the centrifugation chamber 1 rotates around its rotation axis under the control of the rotation drive mechanism 4 for the purpose of centrifuging a blood sample contained in the centrifugation chamber 1; one or more liquid pushing plates 2 are located in the centrifugation chamber; during the rotation of the centrifugation chamber 1, the one or more liquid pushing plates 2 are used to push the blood sample so that it rotates synchronously in the same direction as the centrifugation chamber 1.

В частности, в этом варианте осуществления изобретения пластина 2 для толкания жидкости расположена в камере 1 центрифугирования таким образом, чтобы образец крови в камере 1 центрифугирования вращался синхронно с камерой 1 центрифугирования под давлением пластины 2 для толкания жидкости. То есть в направлении вращения камеры 1 центрифугирования не происходит относительного перемещения между внешними клетками вблизи внутренней боковой стенки камеры 1 центрифугирования и внутренними клетками вблизи оси вращения. Источником энергии вращения внутренних клеток служит не вязкостное сопротивление между внешними и внутренними клетками, а толкающая сила пластины для толкания жидкости. Таким образом, удается избежать сдвига клеток при воздействии на клетки вязкостного сопротивления и снизить повреждение клеток напряжением сдвига во время центрифугирования.In particular, in this embodiment of the invention, the liquid pushing plate 2 is arranged in the centrifugation chamber 1 in such a way that the blood sample in the centrifugation chamber 1 rotates synchronously with the centrifugation chamber 1 under the pressure of the liquid pushing plate 2. That is, in the direction of rotation of the centrifugation chamber 1, there is no relative movement between the outer cells near the inner side wall of the centrifugation chamber 1 and the inner cells near the rotation axis. The source of rotational energy of the inner cells is not the viscous resistance between the outer and inner cells, but the pushing force of the liquid pushing plate. In this way, it is possible to avoid cell shear when the viscous resistance acts on the cells and to reduce cell damage by shear stress during centrifugation.

Следует отметить, что образец крови, показанный в этом варианте осуществления, содержит целевые клетки, подлежащие извлечению, и образец крови центрифугируют в центрифугальном устройстве, что позволяет распределить целевые клетки и другие частицы в образце крови по слоям. Это позволяет извлечь целевые клетки.It should be noted that the blood sample shown in this embodiment contains target cells to be extracted, and the blood sample is centrifuged in a centrifugal device, which allows the target cells and other particles in the blood sample to be distributed into layers. This allows the target cells to be extracted.

Как показано на фиг. 2, камера 1 центрифугирования в данном варианте осуществления выполняет центрифугирование образца крови в отсутствие пластины 2 для толкания жидкости. Пунктирная линия обозначает траекторию движения клеток в образце крови. Внешние клетки вблизи внутренней боковой стенки камеры 1 центрифугирования используют вязкостное сопротивление между жидкостями для приведения во вращение внутренних клеток вблизи оси вращения камеры 1 центрифугирования. В этом процессе вращение внутренних клеток в определенной степени задерживается, то есть имеет место относительное перемещение между внешними и внутренними клетками в направлении вращения камеры 1 центрифугирования. В случае относительного перемещения на внешние и внутренние клетки воздействует напряжение t сдвига, причем напряжение t сдвига ориентировано по касательной к траектории перемещения. Кроме того, напряжение τ сдвига внешних клеток превышает напряжение сдвига внутренних клеток, и напряжение τ сдвига, воздействующее на клетки, приводит к повреждению клеток силой сдвига. Кроме того, если взять в качестве примера одну из клеток, то скорость кровотока клетки вблизи внутренней боковой стенки будет выше, а скорость кровотока клетки вблизи оси вращения будет ниже. Следовательно, на клетку также воздействует радиальное давление, также вызывающее повреждение клетки силой сдвига при воздействии на клетку.As shown in Fig. 2, the centrifugation chamber 1 in this embodiment performs centrifugation of a blood sample in the absence of the liquid pushing plate 2. The dotted line indicates the trajectory of the cells in the blood sample. The outer cells near the inner side wall of the centrifugation chamber 1 use the viscous resistance between the liquids to drive the inner cells near the rotation axis of the centrifugation chamber 1 into rotation. In this process, the rotation of the inner cells is delayed to a certain extent, that is, there is a relative movement between the outer and inner cells in the rotation direction of the centrifugation chamber 1. In the case of the relative movement, a shear stress t acts on the outer and inner cells, and the shear stress t is oriented tangentially to the trajectory of movement. In addition, the shear stress τ of the outer cells exceeds the shear stress of the inner cells, and the shear stress τ acting on the cells causes damage to the cells by the shear force. In addition, if we take one of the cells as an example, the blood flow velocity of the cell near the inner side wall will be higher, and the blood flow velocity of the cell near the axis of rotation will be lower. Therefore, the cell is also affected by radial pressure, which also causes damage to the cell by the shear force when it is applied to the cell.

Как показано на фиг. 3, камера 1 центрифугирования в данном варианте осуществления изобретения выполняет центрифугирование образца крови при наличии пластины 2 для толкания жидкости. Пунктирная линия обозначает траекторию движения клеток в образце крови. Внешние и внутренние клетки синхронно вращаются под действием толкающей силы F пластины для толкания жидкости. Источником энергии вращения внутренних клеток более не является вязкостное сопротивление между внешними и внутренними клетками, поэтому вращение внутренних клеток не будет задерживаться, т.е. относительное перемещение между внешними и внутренними клетками в направлении вращения камеры 1 центрифугирования будет отсутствовать. В отсутствие относительного перемещения на внешние и внутренние клетки не воздействует напряжение сдвига, т.е. во время центрифугирования клетки не повреждаются сдвигом.As shown in Fig. 3, the centrifugation chamber 1 in this embodiment of the invention performs centrifugation of a blood sample in the presence of the liquid pushing plate 2. The dotted line indicates the trajectory of the cells in the blood sample. The outer and inner cells rotate synchronously under the action of the pushing force F of the liquid pushing plate. The source of rotational energy of the inner cells is no longer the viscous resistance between the outer and inner cells, so the rotation of the inner cells will not be delayed, i.e., there will be no relative movement between the outer and inner cells in the direction of rotation of the centrifugation chamber 1. In the absence of relative movement, the outer and inner cells are not affected by shear stress, i.e., the cells are not damaged by shear during centrifugation.

Следует отметить, что количество пластин 2 для толкания жидкости может составлять 1, 2, 3 или 4 и т. д. и в данном случае не ограничено.It should be noted that the number of plates 2 for pushing liquid can be 1, 2, 3 or 4, etc. and in this case is not limited.

Предпочтительно, как показано на фиг. 4 и 5, один конец пластины 2 для толкания жидкости расположен близко к оси вращения, а другой конец ориентирован в направлении внутренней боковой стенки камеры 1 центрифугирования; проекция первой стороны пластины 2 для толкания жидкости на плоскость, в которой расположено дно камеры 1 центрифугирования, представляет собой прямую линию или дугу, а вторая сторона пластины 2 для толкания жидкости перпендикулярна дну камеры 1 центрифугирования.Preferably, as shown in Fig. 4 and 5, one end of the liquid pushing plate 2 is located close to the rotation axis, and the other end is oriented in the direction of the inner side wall of the centrifugation chamber 1; the projection of the first side of the liquid pushing plate 2 onto the plane in which the bottom of the centrifugation chamber 1 is located is a straight line or an arc, and the second side of the liquid pushing plate 2 is perpendicular to the bottom of the centrifugation chamber 1.

В частности, если проекция первой стороны пластины 2 для толкания жидкости на плоскость, в которой расположено дно камеры 1 центрифугирования, представляет собой прямую линию, поверхность пластины 2 для толкания жидкости, предназначенная для приведения образца крови во вращение, выполнена плоской; если проекция первой стороны пластины 2 для толкания жидкости на плоскость, в которой расположено дно камеры 1 центрифугирования, представляет собой дугу, поверхность пластины 2 для толкания жидкости, предназначенная для приведения образца крови во вращение, выполнена дугообразной. В соответствии с различной концентрацией образцов крови выбирают соответствующую форму пластины для толкания жидкости, обеспечивающую хорошую эффективность центрифугирования образца крови.In particular, if the projection of the first side of the liquid pushing plate 2 onto the plane in which the bottom of the centrifugation chamber 1 is located is a straight line, the surface of the liquid pushing plate 2 intended to cause the blood sample to rotate is made flat; if the projection of the first side of the liquid pushing plate 2 onto the plane in which the bottom of the centrifugation chamber 1 is located is an arc, the surface of the liquid pushing plate 2 intended to cause the blood sample to rotate is made arc-shaped. According to different concentrations of blood samples, an appropriate shape of the liquid pushing plate is selected that ensures good centrifugation efficiency of the blood sample.

Предпочтительно, пластина 2 для толкания жидкости, изображенная в этом варианте осуществления изобретения, соединена с дном камеры 1 центрифугирования без возможности разъединения, или пластина 2 для толкания жидкости соединена с дном камеры 1 центрифугирования с возможностью разъединения.Preferably, the liquid pushing plate 2 shown in this embodiment of the invention is non-removably connected to the bottom of the centrifugation chamber 1, or the liquid pushing plate 2 is removably connected to the bottom of the centrifugation chamber 1.

В частности, пластина 2 для толкания жидкости и дно камеры 1 центрифугирования соединены с возможностью разъединения, что удобно для очистки камеры 1 центрифугирования и замены пластины 2 для толкания жидкости.In particular, the liquid pushing plate 2 and the bottom of the centrifugation chamber 1 are detachably connected, which is convenient for cleaning the centrifugation chamber 1 and replacing the liquid pushing plate 2.

Соединение без возможности разъединения в этом варианте осуществления изобретения может быть реализовано с использованием пайки или сварки. Соединение с возможностью разъединения может быть реализовано с использованием штифтов или болтов. Или на дне камеры 1 центрифуги предусматривают зажимную конструкцию, и пластину для толкания жидкости зажимают в зажимной конструкции.The connection without the possibility of separation in this embodiment of the invention can be realized using soldering or welding. The connection with the possibility of separation can be realized using pins or bolts. Or a clamping structure is provided at the bottom of the centrifuge chamber 1, and the liquid pushing plate is clamped in the clamping structure.

В одном из вариантов осуществления, как показано на фиг. 1, 4, 5, 7 и 8, пластина 2 для толкания жидкости соединена с дном камеры посредством штифта 21, причем пластина 2 для толкания жидкости содержит отверстие для штифта, ориентированное в направлении оси вращения, и на дне камеры предусмотрено крепежное отверстие. Один конец штифта 21 соединен с отверстием для штифта, а другой конец штифта 21 соединен с крепежным отверстием для реализации соединения между пластиной 2 для толкания жидкости и дном камеры с возможностью разъединения. Для стабильности соединения предусмотрено два отверстия для штифтов, причем крепежные отверстия расположены в строгом соответствии с отверстиями для штифтов.In one embodiment, as shown in Fig. 1, 4, 5, 7 and 8, the liquid pushing plate 2 is connected to the chamber bottom by means of a pin 21, wherein the liquid pushing plate 2 comprises a pin hole oriented in the direction of the rotation axis, and a fastening hole is provided on the chamber bottom. One end of the pin 21 is connected to the pin hole, and the other end of the pin 21 is connected to the fastening hole to implement a connection between the liquid pushing plate 2 and the chamber bottom with the possibility of separation. For the stability of the connection, two pin holes are provided, wherein the fastening holes are located in strict correspondence with the pin holes.

В другом варианте осуществления изобретения на дне камеры предусмотрен первый зажимной паз, ориентированный в радиальном направлении камеры 1 центрифугирования, пластина 2 для толкания жидкости зажата в первом зажимном пазу, и пластина 2 для толкания жидкости посажена в первый зажимной паз внатяг. В другом варианте осуществления изобретения внутренняя боковая стенка камеры 1 центрифугирования содержит второй зажимной паз, ориентированный в направлении оси вращения, пластина 2 для толкания жидкости зажата во втором зажимном пазу, и пластина 2 для толкания жидкости посажена во второй зажимной паз внатяг. В другом варианте осуществления изобретения на дне и внутренней боковой стенке камеры 1 центрифугирования предусмотрен, соответственно, первый зажимной паз и второй зажимной паз, причем первый зажимной паз и второй зажимной паз строго соответствуют друг другу, пластина 2 для толкания жидкости зажата в первом зажимном пазу и втором зажимном пазу, и пластина 2 для толкания жидкости посажена в первый зажимной паз и второй зажимной паз внатяг.In another embodiment of the invention, a first clamping groove is provided on the bottom of the chamber, oriented in the radial direction of the centrifugation chamber 1, the plate 2 for pushing the liquid is clamped in the first clamping groove, and the plate 2 for pushing the liquid is pressed into the first clamping groove. In another embodiment of the invention, the inner side wall of the centrifugation chamber 1 comprises a second clamping groove oriented in the direction of the rotation axis, the plate 2 for pushing the liquid is clamped in the second clamping groove, and the plate 2 for pushing the liquid is pressed into the second clamping groove. In another embodiment of the invention, a first clamping groove and a second clamping groove are provided on the bottom and the inner side wall of the centrifugation chamber 1, respectively, wherein the first clamping groove and the second clamping groove strictly correspond to each other, the plate 2 for pushing the liquid is clamped in the first clamping groove and the second clamping groove, and the plate 2 for pushing the liquid is seated in the first clamping groove and the second clamping groove with tension.

Предпочтительно, как показано на фиг. 4, 7 и 8, первый зазор предусмотрен между одним концом пластины 2 для толкания жидкости, расположенным вблизи внутренней боковой стенки камеры 1 центрифугирования, и внутренней боковой стенкой; один конец пластины 2 для толкания жидкости, расположенный вблизи дна камеры 1 центрифугирования, прикреплен к дну камеры.Preferably, as shown in Fig. 4, 7 and 8, the first gap is provided between one end of the liquid pushing plate 2, located near the inner side wall of the centrifugation chamber 1, and the inner side wall; one end of the liquid pushing plate 2, located near the bottom of the centrifugation chamber 1, is attached to the bottom of the chamber.

В частности, во время центрифугирования в камере 1 центрифугирования целевые клетки в образце крови постепенно приближаются к внутренней боковой стенке камеры 1 центрифугирования и, наконец, прилипают к внутренней боковой стенке камеры 1 центрифугирования, таким образом, целевые клетки могут проходить через первый зазор для предотвращения концентрации и совместного осаждения клеток. При этом образец крови может легко проходить через первый зазор, обеспечивая одинаковый уровень жидкости по обеим сторонам пластины 2 для толкания жидкости.Specifically, during centrifugation in the centrifugation chamber 1, the target cells in the blood sample gradually approach the inner side wall of the centrifugation chamber 1 and finally adhere to the inner side wall of the centrifugation chamber 1, so that the target cells can pass through the first gap to prevent concentration and co-sedimentation of cells. At this time, the blood sample can easily pass through the first gap, ensuring the same liquid level on both sides of the liquid pushing plate 2.

Следует отметить, что первый зазор не должен быть слишком большим. Если первый зазор слишком большой, пластина 2 для толкания жидкости не может обеспечить эффективное толкание жидкости. Если отношение первого зазора к внутреннему радиусу камеры 1 центрифугирования составляет 1/600-1/20, отношение первого зазора к внутреннему радиусу камеры 1 центрифугирования может составлять 1/600, 1/300, 1/100, 1/60, 1/40 или 1/20, предпочтительно 1/60.It should be noted that the first gap should not be too large. If the first gap is too large, the liquid pushing plate 2 cannot effectively push the liquid. If the ratio of the first gap to the inner radius of the centrifugation chamber 1 is 1/600-1/20, the ratio of the first gap to the inner radius of the centrifugation chamber 1 may be 1/600, 1/300, 1/100, 1/60, 1/40 or 1/20, preferably 1/60.

Предпочтительно, как показано на фиг. 1, 4 и 5, между осью вращения и одним концом пластины 2 для толкания жидкости вблизи оси вращения предусмотрен второй зазор.Preferably, as shown in Fig. 1, 4 and 5, a second gap is provided between the axis of rotation and one end of the plate 2 for pushing the liquid near the axis of rotation.

В частности, второй зазор между пластиной 2 для толкания жидкости и осью вращения обеспечивает определенное рабочее пространство для установки и снятия пластины 2 для толкания жидкости. При этом, во время центрифугирования линейная скорость внутренних клеток вблизи оси вращения низка, и второй зазор мало влияет на эффективность центрифугирования образцов крови.In particular, the second gap between the liquid pushing plate 2 and the rotation axis provides a certain working space for installing and removing the liquid pushing plate 2. At the same time, during centrifugation, the linear velocity of the internal cells near the rotation axis is low, and the second gap has little effect on the centrifugation efficiency of blood samples.

Следует отметить, что если отношение второго зазора к внутреннему радиусу камеры 1 центрифугирования составляет 1/200-1/5, то отношение второго зазора к внутреннему радиусу камеры 1 центрифугирования может составлять 1 /200, 1/100, 1/60, 1/30, 1/10 или 1/5, предпочтительно 1/30.It should be noted that if the ratio of the second gap to the inner radius of the centrifugation chamber 1 is 1/200-1/5, then the ratio of the second gap to the inner radius of the centrifugation chamber 1 can be 1/200, 1/100, 1/60, 1/30, 1/10 or 1/5, preferably 1/30.

Предпочтительно, если предусмотрено несколько пластин 2 для толкания жидкости, то несколько пластин 2 для толкания жидкости равномерно распределены по окружности относительно оси вращения.Preferably, if several plates 2 for pushing the liquid are provided, then several plates 2 for pushing the liquid are uniformly distributed around the circumference relative to the axis of rotation.

В частности, камера 1 центрифугирования разделена на несколько относительно раздельных зон центрифугирования несколькими пластинами 2 для толкания жидкости. Равномерное распределение пластин 2 для толкания жидкости в окружном направлении оси вращения обеспечивает одинаковую эффективность центрифугирования образцов крови в каждой зоне центрифугирования.In particular, the centrifugation chamber 1 is divided into several relatively separate centrifugation zones by several liquid pushing plates 2. The uniform distribution of the liquid pushing plates 2 in the circumferential direction of the rotation axis ensures the same efficiency of centrifugation of blood samples in each centrifugation zone.

В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрено две пластины 2 для толкания жидкости, поэтому угол между двумя пластинами 2 для толкания жидкости составляет 180°.In one embodiment of the invention, two plates 2 for pushing the liquid are provided, so that the angle between the two plates 2 for pushing the liquid is 180°.

В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено три пластины 2 для толкания жидкости, поэтому угол между двумя соседними пластинами 2 для толкания жидкости составляет 120°.In another embodiment of the invention, three plates 2 for pushing the liquid are provided, so that the angle between two adjacent plates 2 for pushing the liquid is 120°.

В другом варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг. 1 и 4, предусмотрено четыре пластины 2 для толкания жидкости, таким образом, угол между двумя соседними пластинами 2 для толкания жидкости составляет 90°.In another embodiment of the invention, shown in Fig. 1 and 4, four plates 2 for pushing the liquid are provided, so that the angle between two adjacent plates 2 for pushing the liquid is 90°.

Предпочтительно, как показано на фиг. 6, 7 и 8, устройство для центрифугирования, изображенное в данном варианте осуществления изобретения, дополнительно содержит крышку 3 камеры; крышка 3 камеры соответствует отверстию камеры 1 центрифугирования; крышка 3 камеры снабжена первой пропускающей жидкость структурой 31, причем первый конец первой пропускающей жидкость структуры 31 расположен на внешней стороне крышки 3 камеры и распределен вдоль оси вращения, а второй конец первой пропускающей жидкость структуры 31 расположен на внутренней стороне крышки 3 камеры.Preferably, as shown in Fig. 6, 7 and 8, the centrifugation device depicted in this embodiment of the invention further comprises a chamber cover 3; the chamber cover 3 corresponds to the opening of the centrifugation chamber 1; the chamber cover 3 is provided with a first liquid-permeable structure 31, wherein the first end of the first liquid-permeable structure 31 is located on the outer side of the chamber cover 3 and is distributed along the axis of rotation, and the second end of the first liquid-permeable structure 31 is located on the inner side of the chamber cover 3.

В частности, после установки первой пропускающей жидкость структуры 31 на крышке 3 камеры образцы крови можно вносить в камеру 1 центрифуги, не открывая крышку 3 камеры.In particular, after the first liquid-permeable structure 31 is installed on the cover 3 of the chamber, blood samples can be introduced into the chamber 1 of the centrifuge without opening the cover 3 of the chamber.

Предпочтительно, как показано на фиг. 1, 4, 5, 7 и 8, камера 1 центрифугирования, показанная в этом варианте осуществления изобретения, содержит вторую пропускающую жидкость структуру 11. Вторая пропускающая жидкость структура 11 содержит трубку 111 для пропускания жидкости и канал 112 для пропускания жидкости; трубка 111 для пропускания жидкости расположена в камере 1 центрифугирования; первый конец трубки 111 для пропускания жидкости сообщается со вторым концом первой пропускающей жидкость структуры 31, а второй конец трубки 111 для пропускания жидкости расположен на дне камеры 1 центрифугирования; канал 112 для пропускания жидкости расположен в стенке оболочки дна камеры, первый конец канала 112 для пропускания жидкости сообщается со вторым концом трубки 111 для пропускания жидкости, а второй конец канала 112 для пропускания жидкости расположен на внутренней стороне дна камеры и сообщается с внутренней полостью камеры 1 центрифугирования.Preferably, as shown in Fig. 1, 4, 5, 7 and 8, the centrifugation chamber 1 shown in this embodiment of the invention comprises a second liquid-permeable structure 11. The second liquid-permeable structure 11 comprises a liquid-permeable tube 111 and a liquid-permeable channel 112; the liquid-permeable tube 111 is located in the centrifugation chamber 1; the first end of the liquid-permeable tube 111 communicates with the second end of the first liquid-permeable structure 31, and the second end of the liquid-permeable tube 111 is located on the bottom of the centrifugation chamber 1; the liquid-permeable channel 112 is located in the wall of the bottom shell of the chamber, the first end of the liquid-permeable channel 112 communicates with the second end of the liquid-permeable tube 111, and the second end of the liquid-permeable channel 112 is located on the inner side of the bottom of the chamber and communicates with the inner cavity of the centrifugation chamber 1.

В частности, для предотвращения разбрызгивания образца крови при его внесении в камеру 1 центрифугирования через первую пропускающую жидкость структуру 31 предусмотрена вторая пропускающая жидкость структура 11. После прохождения через первую пропускающую жидкость структуру 31 образец крови поступает в трубку 111 для пропускания жидкости, затем в канал 112 для пропускания жидкости и, наконец, во внутреннюю полость камеры 1 центрифугирования со стороны дна камеры, обеспечивая тем самым стабильность образца крови в процессе введения. При этом канал 112 для пропускания жидкости утоплен в стенку оболочки дна камеры, вследствие чего канал 112 для пропускания жидкости не занимает рабочего пространства внутренней полости камеры 1 центрифугирования. Кроме того, после центрифугирования образца крови получают клеточную суспензию, которую можно выводить через вторую пропускающую жидкость структуру 11 и первую пропускающую жидкость структуру 31.In particular, in order to prevent splashing of the blood sample when it is introduced into the centrifugation chamber 1 through the first liquid-permeable structure 31, a second liquid-permeable structure 11 is provided. After passing through the first liquid-permeable structure 31, the blood sample enters the liquid-permeable tube 111, then into the liquid-permeable channel 112, and finally into the inner cavity of the centrifugation chamber 1 from the bottom of the chamber, thereby ensuring the stability of the blood sample during introduction. In this case, the liquid-permeable channel 112 is recessed into the wall of the chamber bottom shell, as a result of which the liquid-permeable channel 112 does not occupy the working space of the inner cavity of the centrifugation chamber 1. In addition, after centrifugation of the blood sample, a cell suspension is obtained, which can be removed through the second liquid-permeable structure 11 and the first liquid-permeable structure 31.

В одном из вариантов осуществления изобретения, как показано на фиг. 7 и 8, трубка 111 для пропускания жидкости, предпочтительно, расположена вдоль оси вращения, чтобы повысить стабильность камеры 1 центрифугирования во время вращения.In one embodiment of the invention, as shown in Fig. 7 and 8, the liquid passage tube 111 is preferably located along the axis of rotation in order to increase the stability of the centrifugation chamber 1 during rotation.

Предпочтительно, как показано на фиг. 7 и 8 этого варианта осуществления изобретения, один конец пластины 2 для толкания жидкости, расположенный рядом с крышкой 3 камеры, присоединен к крышке 3 камеры.Preferably, as shown in Fig. 7 and 8 of this embodiment of the invention, one end of the liquid pushing plate 2, located near the chamber cover 3, is connected to the chamber cover 3.

В частности, в процессе центрифугирования образца крови вариант «один конец пластины 2 для толкания жидкости, расположенный рядом с крышкой 3 камеры, присоединен к крышке 3 камеры» позволяет эффективно предотвратить попадание образца крови на одну сторону пластины 2 для толкания жидкости с другой стороны пластины 2 для толкания жидкости через конец пластины 2 для толкания жидкости рядом с крышкой 3 камеры.In particular, in the process of centrifuging the blood sample, the embodiment of "one end of the liquid pushing plate 2 located near the chamber cover 3 is connected to the chamber cover 3" can effectively prevent the blood sample from entering one side of the liquid pushing plate 2 from the other side of the liquid pushing plate 2 through the end of the liquid pushing plate 2 near the chamber cover 3.

Предпочтительно, как показано в этом варианте осуществления изобретения, внутри стенки оболочки камеры 1 центрифугирования предусмотрена третья пропускающая жидкость структура; первый конец третьей пропускающей жидкость структуры расположен на внешней стороне дна камеры и распределен вдоль оси вращения, а второй конец третьей пропускающей жидкость структуры расположен на внутренней стороне дна камеры и сообщается с внутренней полостью камеры 1 центрифугирования.Preferably, as shown in this embodiment of the invention, a third liquid-permeable structure is provided inside the wall of the shell of the centrifugation chamber 1; the first end of the third liquid-permeable structure is located on the outer side of the bottom of the chamber and is distributed along the axis of rotation, and the second end of the third liquid-permeable structure is located on the inner side of the bottom of the chamber and communicates with the inner cavity of the centrifugation chamber 1.

В частности, образец крови может быть введен во внутреннюю полость камеры 1 центрифугирования со стороны дна камеры через третью пропускающую жидкость структуру, и, соответственно, клеточная суспензия может быть выведена через третью пропускающую жидкость структуру.In particular, a blood sample can be introduced into the internal cavity of the centrifugation chamber 1 from the bottom of the chamber through the third liquid-permeable structure, and, accordingly, the cell suspension can be removed through the third liquid-permeable structure.

Предпочтительно, как показано на фиг. 7, 8 и 9, первая пропускающая жидкость структура 31 содержит соединительную трубку 311; соединительная трубка 311 и трубка 111 для пропускания жидкости распределены вдоль оси вращения; внутри соединительной трубки 311 предусмотрен канал 3111 для жидкости и канал 3112 для газа, на первом конце канала 3111 для жидкости предусмотрено соединительное отверстие 3113 с возможностью пропускания жидкости, а второй конец канала 3111 для жидкости сообщается с первым концом трубки 111 для пропускания жидкости; на первом конце канала 3112 для газа предусмотрено соединительное отверстие 3114 c возможностью пропускания газа, а второй конец канала 3112 для газа сообщается с внутренней полостью камеры 1 центрифугирования.Preferably, as shown in Fig. 7, 8 and 9, the first liquid-permeable structure 31 comprises a connecting tube 311; the connecting tube 311 and the liquid-permeable tube 111 are distributed along the rotation axis; a liquid channel 3111 and a gas channel 3112 are provided inside the connecting tube 311, a liquid-permeable connecting hole 3113 is provided at the first end of the liquid-permeable channel 3111, and the second end of the liquid-permeable channel 3111 communicates with the first end of the liquid-permeable tube 111; a gas-permeable connecting hole 3114 is provided at the first end of the gas-permeable channel 3112, and the second end of the gas-permeable channel 3112 communicates with the internal cavity of the centrifugation chamber 1.

В частности, камеру 1 центрифугирования, изображенную в этом варианте осуществления изобретения, используют для культивирования клеток. Не открывая крышку 3 камеры, в камеру 1 центрифугирования можно вводить питательную среду через соединительное отверстие 3113 с возможностью пропускания жидкости, и диоксид углерода определенной концентрации можно вводить в камеру 1 центрифугирования через соединительное отверстие 3114 с возможностью пропускания газа.In particular, the centrifugation chamber 1 shown in this embodiment of the invention is used for culturing cells. Without opening the chamber cover 3, a nutrient medium can be introduced into the centrifugation chamber 1 through a liquid-permeable connection hole 3113, and carbon dioxide of a certain concentration can be introduced into the centrifugation chamber 1 through a gas-permeable connection hole 3114.

Следует отметить, что канал 3111 для жидкости можно использовать не только для введения жидкости, но и для введения газа. Аналогичным образом, канал 3112 для газа можно использовать не только для введения газа, но и для введения жидкости. Канал 3111 для жидкости и канал 3112 для газа отделены друг от друга. Когда канал 3111 для жидкости или канал 3112 для газа заполнен жидкостью, другой канал может быть одновременно заполнен газом. Два процесса введения жидкости и газа не мешают друг другу.It should be noted that the liquid channel 3111 can be used not only for introducing liquid, but also for introducing gas. Similarly, the gas channel 3112 can be used not only for introducing gas, but also for introducing liquid. The liquid channel 3111 and the gas channel 3112 are separated from each other. When the liquid channel 3111 or the gas channel 3112 is filled with liquid, the other channel can be simultaneously filled with gas. The two processes of introducing liquid and gas do not interfere with each other.

В одном из вариантов осуществления изобретения канал 3111 для жидкости и канал 3112 для газа расположены рядом друг с другом.In one embodiment of the invention, the liquid channel 3111 and the gas channel 3112 are located adjacent to each other.

В другом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 7 и 9, канал 3111 для жидкости вставлен в канал 3112 для газа, и второй конец канала 3112 для газа ориентирован вдоль оси вращения и сообщается с внутренней полостью камеры 1 центрифугирования.In another embodiment of the invention, as shown in Fig. 7 and 9, the liquid channel 3111 is inserted into the gas channel 3112, and the second end of the gas channel 3112 is oriented along the axis of rotation and communicates with the internal cavity of the centrifugation chamber 1.

В другом варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 8, второй конец канала 3112 для газа ориентирован в радиальном направлении камеры 1 центрифугирования и сообщается с внутренней полостью камеры 1 центрифугирования.In another embodiment of the invention, as shown in Fig. 8, the second end of the gas channel 3112 is oriented in the radial direction of the centrifugation chamber 1 and communicates with the internal cavity of the centrifugation chamber 1.

Предпочтительно, как показано на фиг. 6, 9 и 10, крышка 3 камеры, изображенная в этом варианте осуществления, содержит отверстие 32 для воздуха, причем предусмотрено по меньшей мере одно отверстие 32 для воздуха, и в отверстии для воздуха 32 установлена газопроницаемая мембрана.Preferably, as shown in Fig. 6, 9 and 10, the chamber cover 3 shown in this embodiment comprises an air opening 32, wherein at least one air opening 32 is provided, and a gas-permeable membrane is installed in the air opening 32.

В частности, если камеру 1 центрифугирования, изображенную в данном варианте осуществления, используют для культивирования клеток, газопроницаемая мембрана может предотвратить попадание бактерий из внешней среды в камеру 1 центрифугирования. В то же время газопроницаемая мембрана может осуществлять газообмен между камерой 1 центрифугирования и внешней средой, обеспечивая тем самым правильное дыхание клеток в камере 1 центрифугирования.In particular, when the centrifugation chamber 1 shown in this embodiment is used for cell culture, the gas-permeable membrane can prevent bacteria from the external environment from entering the centrifugation chamber 1. At the same time, the gas-permeable membrane can perform gas exchange between the centrifugation chamber 1 and the external environment, thereby ensuring proper respiration of the cells in the centrifugation chamber 1.

В данном случае следует отметить, что газопроницаемая мембрана, предпочтительно, представляет собой гидрофобную газопроницаемую мембрану.In this case, it should be noted that the gas-permeable membrane is preferably a hydrophobic gas-permeable membrane.

Предпочтительно, как показано на фиг. 7, 8, 9 и 10, крышка 3 камеры, изображенная в этом варианте осуществления изобретения, содержит верхнюю часть 33 крышки и обод 34, причем обод 34 ориентирован в окружном направлении верхней части 33 крышки, крышка 3 камеры закрывает отверстие камеры 1 центрифугирования, и внутренняя сторона обода 34 прикреплена к внешней боковой стенке камеры 1 центрифугирования.Preferably, as shown in Fig. 7, 8, 9 and 10, the chamber cover 3 shown in this embodiment of the invention comprises an upper part 33 of the cover and a rim 34, wherein the rim 34 is oriented in the circumferential direction of the upper part 33 of the cover, the chamber cover 3 closes the opening of the centrifugation chamber 1, and the inner side of the rim 34 is attached to the outer side wall of the centrifugation chamber 1.

В частности, вариант «крышка 3 камеры закрывает отверстие камеры 1 центрифугирования, и внутренняя сторона обода 34 прикреплена к внешней боковой стенке камеры 1 центрифугирования» обеспечивает герметичность соединения между крышкой 3 камеры и камерой 1 центрифугирования.In particular, the variant “chamber cover 3 closes the opening of centrifugation chamber 1, and the inner side of rim 34 is attached to the outer side wall of centrifugation chamber 1” ensures the tightness of the connection between chamber cover 3 and centrifugation chamber 1.

Предпочтительно, как показано на фиг. 4-6, для удобства наблюдения за состоянием культивирования клеток в камере 1 центрифугирования, когда клетки культивируют в камере 1 центрифугирования, на камере 1 центрифугирования или крышке 3 камеры предусмотрено несколько смотровых отверстий 5. В процессе культивирования клеток смотровое отверстие 5 находится в нормально закрытом состоянии. Для наблюдения смотровое отверстие 5 открывают и соединяют с оптическим оборудованием для наблюдения.Preferably, as shown in Fig. 4-6, for convenient observation of the cell culturing state in the centrifugation chamber 1, when the cells are cultured in the centrifugation chamber 1, a plurality of viewing holes 5 are provided on the centrifugation chamber 1 or the chamber cover 3. During the cell culturing process, the viewing hole 5 is in a normally closed state. For observation, the viewing hole 5 is opened and connected to the optical observation equipment.

Предпочтительно, как показано на фиг. 11, в варианте осуществления изобретения также предложен способ центрифугирования клеток в устройстве для центрифугирования клеток, содержащий следующие этапы.Preferably, as shown in Fig. 11, in an embodiment of the invention there is also provided a method for centrifuging cells in a cell centrifugation device, comprising the following steps.

Этап 102: соединение камеры центрифугирования с приводным механизмом вращения и внесение образца крови в камеру центрифугирования.Step 102: Connecting the centrifugation chamber to the rotation drive mechanism and introducing the blood sample into the centrifugation chamber.

Этап 103: включение приводного механизма вращения и приведение камеры центрифугирования во вращение посредством приводного механизма вращения, в результате чего пластина для толкания жидкости приводит образец крови в синхронное вращение в направлении вращения камеры центрифугирования с целью получения клеточной суспензии.Step 103: turning on the rotation drive mechanism and causing the centrifugation chamber to rotate by the rotation drive mechanism, whereby the liquid pushing plate causes the blood sample to rotate synchronously in the direction of rotation of the centrifugation chamber to obtain a cell suspension.

Предпочтительно, перед этапом 102 добавлен этап 101: добавление предварительно заданного объема разделительной жидкости в камеру центрифугирования.Preferably, step 101 is added before step 102: adding a predetermined volume of separation liquid to the centrifugation chamber.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 12, предложен способ промывания клеток в устройстве для центрифугирования клеток, содержащий следующие этапы.In a preferred embodiment of the invention, as shown in Fig. 12, a method for washing cells in a cell centrifugation device is provided, comprising the following steps.

Этап 201: при центрифугировании образца крови в устройстве для центрифугирования клеток, введение физиологического раствора в камеру центрифугирования через вторую пропускающую жидкость структуру камеры центрифугирования с тем, чтобы поверхность клеток образца крови промывалась добавленным физиологическим раствором во время центрифугирования.Step 201: when centrifuging the blood sample in the cell centrifugation device, introducing a physiological solution into the centrifugation chamber through a second liquid-permeable structure of the centrifugation chamber so that the cell surface of the blood sample is washed with the added physiological solution during centrifugation.

Этап 202: по достижении предварительно заданного времени центрифугирования образца крови, выведение жидкости из камеры центрифугирования через вторую пропускающую жидкость структуру для того, чтобы удалить отработанную жидкость после промывания клеток.Step 202: after reaching a predetermined centrifugation time for the blood sample, draining the liquid from the centrifugation chamber through a second liquid-permeable structure to remove the waste liquid after washing the cells.

В частности, камера центрифугирования, изображенная в данном варианте осуществления изобретения, позволяет промывать клетки во время центрифугирования, что повышает эффективность очистки, причем клетки, полученные после очистки, используют для культивирования.In particular, the centrifugation chamber depicted in this embodiment of the invention allows for washing of cells during centrifugation, which increases the efficiency of purification, and the cells obtained after purification are used for culturing.

Предпочтительно, как показано на фиг. 13, в этом варианте осуществления предложен способ культивирования клеток в устройстве для центрифугирования клеток, содержащий следующие этапы.Preferably, as shown in Fig. 13, this embodiment provides a method for culturing cells in a cell centrifugation device comprising the following steps.

Этап 301: внесение клеточной суспензии с клетками, подлежащими культивации, в камеру центрифугирования, приведение плотности клеток в клеточной суспензии в соответствие с первой предварительно заданной плотности и добавление антител или магнитных частиц в камеру центрифугирования для активации клеток.Step 301: introducing a cell suspension with cells to be cultured into a centrifugation chamber, adjusting the cell density in the cell suspension to a first predetermined density, and adding antibodies or magnetic particles into the centrifugation chamber to activate the cells.

Этап 302: подача газообразного диоксида углерода в предварительно заданной концентрации и питательной среды с предварительно заданными компонентами в камеру центрифугирования и помещение камеры центрифугирования, содержащей клеточную суспензию и питательную среду, в среду с предварительно заданной постоянной температурой для культивирования клеток.Step 302: supplying carbon dioxide gas at a predetermined concentration and a nutrient medium with predetermined components into a centrifugation chamber and placing the centrifugation chamber containing the cell suspension and the nutrient medium in an environment with a predetermined constant temperature for culturing cells.

Этап 303: определение плотности клеток в камере центрифугирования и выключение приводного механизма вращения для выполнения статического культивирования клеток, если плотность клеток ниже второй предварительно заданной плотности; если плотность клеток превышает вторую предварительно заданную плотность, включение приводного механизма вращения по истечении первого предварительно заданного времени, выключение по истечении предварительно второго заданного времени и выполнение динамического культивирования клеток в таком цикле.Step 303: determining the cell density in the centrifugation chamber and turning off the rotation drive mechanism to perform static cell culturing if the cell density is lower than the second preset density; if the cell density exceeds the second preset density, turning on the rotation drive mechanism after the first preset time has elapsed, turning off after the second preset time has elapsed, and performing dynamic cell culturing in such a cycle.

Следует отметить, что предварительно заданная концентрация диоксида углерода составляет от 2 до 7% и, в частности, может составлять 2, 3, 4, 5, 6 или 7 %. Диапазон постоянной температуры составляет 0-40°, и постоянная температура может, в частности, составлять 0°, 10°, 19°, 20°, 30°, 37° или 40°. В соответствии с характеристиками различных клеток, постоянную температуру окружающей среды следует соответствующим образом отрегулировать.It should be noted that the preset concentration of carbon dioxide is 2 to 7%, and may be specifically 2, 3, 4, 5, 6 or 7%. The range of the constant temperature is 0-40°, and the constant temperature may be specifically 0°, 10°, 19°, 20°, 30°, 37° or 40°. According to the characteristics of different cells, the constant temperature of the environment should be adjusted accordingly.

Предпочтительно, после этапа 303, показанного в этом варианте осуществления изобретения, способ дополнительно содержит следующие этапы:Preferably, after step 303 shown in this embodiment of the invention, the method further comprises the following steps:

Этап 304: выведение метаболических отходов клеток из камеры центрифугирования.Step 304: Removal of cellular metabolic waste from the centrifugation chamber.

Этап 305: отслеживание и регистрация количества клеток и уровня выживаемости клеток.Step 305: Monitor and record cell counts and cell survival rates.

В частности, в динамическом культивировании пластина для толкания жидкости позволяет эффективно перемешивать питательную среду, что позволяет полностью смешать клетки с питательной средой. При этом пластина для толкания жидкости также способна эффективно перемешивать клетки. Это позволяет предотвратить концентрирование и совместное осаждение клеток, а также повысить эффективность культивирования клеток.In particular, in dynamic culture, the liquid pushing plate can effectively mix the culture medium, which can completely mix the cells with the culture medium. At the same time, the liquid pushing plate can also effectively mix the cells. This can prevent the concentration and co-precipitation of cells, and improve the efficiency of cell culture.

Следует отметить, что к предварительно заданным компонентам питательной среды относятся неорганические соли, источники углерода, источники азота, интерлейкин и микроэлементы. После культивирования клеток в течение определенного периода времени плотность клеток увеличивается, в результате чего первая предварительно заданная плотность меньше второй предварительно заданной плотности. Первая предварительно заданная плотность составляет от 0,2×10⁶ клеток/мл до 2,0×10⁶ клеток/мл, а вторая предварительно заданная плотность - от 2,0×10⁶ клеток/мл до 5,0×10⁶ клеток/мл. Конкретный способ приведения плотности клеток в клеточной суспензии в соответствие с первой предварительно заданной плотностью заключается в следующем: добавление питательной среды к клеточной суспензии для разбавления плотности клеток в клеточной суспензии до первой заданной плотности.It should be noted that the predetermined components of the culture medium include inorganic salts, carbon sources, nitrogen sources, interleukin, and trace elements. After culturing the cells for a certain period of time, the cell density increases, resulting in the first predetermined density being less than the second predetermined density. The first predetermined density is from 0.2× ¹⁰⁶ cells/mL to 2.0× ¹⁰⁶ cells/mL, and the second predetermined density is from 2.0× ¹⁰⁶ cells/mL to 5.0× ¹⁰⁶ cells/mL. A specific method for making the cell density of the cell suspension conform to the first predetermined density is as follows: adding the culture medium to the cell suspension to dilute the cell density of the cell suspension to the first predetermined density.

Также следует отметить, что первое предварительно заданное время, предпочтительно, составляет 1 с, а второе предварительно заданное время, предпочтительно, составляет 6 с. В этом случае динамический процесс культивирования представляет собой следующее: период одного цикла камеры центрифугирования - 7 с; камеру центрифугирования вращают в течение 1 с, а затем останавливают на 6 с. Конкретные значения первого предварительно заданного времени и второго предварительно заданного времени в данном случае не ограничены и могут быть адаптивно отрегулированы в зависимости от плотности клеток.It should also be noted that the first preset time is preferably 1 s, and the second preset time is preferably 6 s. In this case, the dynamic culturing process is as follows: the period of one cycle of the centrifugation chamber is 7 s; the centrifugation chamber is rotated for 1 s, and then stopped for 6 s. The specific values of the first preset time and the second preset time are not limited in this case, and can be adaptively adjusted depending on the cell density.

Предпочтительно, для сравнения влияния центрифугирования клеток на результаты культивирования клеток с пластиной для толкания жидкости и без нее, в одном из вариантов осуществления изобретения проведен контрольный эксперимент. Были составлены две контрольные группы по пять экспериментальных образцов в каждой.Preferably, in order to compare the effect of cell centrifugation on the results of cell culturing with and without a liquid pushing plate, in one embodiment of the invention a control experiment was conducted. Two control groups of five experimental samples each were composed.

В первой контрольной группе клетки центрифугировали с пластиной для толкания жидкости, во второй контрольной группе клетки центрифугировали без пластины для толкания жидкости.In the first control group, the cells were centrifuged with a liquid pushing plate, in the second control group, the cells were centrifuged without a liquid pushing plate.

По завершении центрифугирования соответственно рассчитали выход клеток для каждого экспериментального образца в двух контрольных группах. Результаты представлены в таблице 1.After centrifugation, the cell yield for each experimental sample in the two control groups was calculated accordingly. The results are presented in Table 1.

Таблица 1. Статистическая таблица выхода клеток после центрифугирования:Table 1. Statistical table of cell yield after centrifugation:

Образец 1Sample 1 Образец 2Sample 2 Образец 3Sample 3 Образец 4Sample 4 Образец 5Sample 5 В среднемOn average Первая контрольная группаFirst control group 96,1%96.1% 94,6%94.6% 93,6%93.6% 96,4%96.4% 95,6%95.6% 95,3%95.3% Вторая контрольная группаSecond control group 81,6%81.6% 76,2%76.2% 75,4%75.4% 84,3%84.3% 80,0%80.0% 79,5%79.5%

Видно, что выход клеток в первой контрольной группе намного выше, чем во второй контрольной группе. Поскольку во второй контрольной группе отсутствует пластина для толкания жидкости, большое количество клеток повреждается сдвигом во время центрифугирования, что снижает выход клеток.It can be seen that the cell yield in the first control group is much higher than that in the second control group. Since the second control group does not have a liquid pushing plate, a large number of cells are damaged by shear during centrifugation, which reduces the cell yield.

После центрифугирования клетки дополнительно культивировали. Количество исходных культивируемых клеток в первой контрольной группе и второй контрольной группе составляло 50 млн; количество клеток подсчитывали ежедневно. Статистические результаты показаны на фиг. 14.After centrifugation, the cells were further cultured. The number of initial cultured cells in the first control group and the second control group was 50 million; the number of cells was counted daily. The statistical results are shown in Fig. 14.

На 14-й день статистические данные показали, что количество клеток в первой контрольной группе увеличилось с 50 млн до 108 млрд.On the 14th day, statistics showed that the number of cells in the first control group increased from 50 million to 108 billion.

На 7-й день статистические данные показали, что количество клеток во второй контрольной группе увеличилось с 50 млн до 20 млрд. На 12-й день статистические данные показывали, что количество клеток во второй контрольной группе составляло 20,05 млрд. На 14-й день количество клеток во второй контрольной группе снизилось до 19,05 млрд.On the 7th day, the statistics showed that the number of cells in the second control group increased from 50 million to 20 billion. On the 12th day, the statistics showed that the number of cells in the second control group was 20.05 billion. On the 14th day, the number of cells in the second control group decreased to 19.05 billion.

Таким образом, можно сделать вывод, что после центрифугирования, хотя выход клеток второй контрольной группы составлял примерно 83% от выхода первой контрольной группы, большое количество клеток второй контрольной группы было повреждено в различной степени вследствие сдвига, а биологическая активность клеток, поврежденных при сдвиге, снизилась, что привело к невозможности их нормального культивирования. Видно, что установка пластины для толкания жидкости в камере центрифугирования позволяет эффективно уменьшить повреждение клеток сдвигом во время центрифугирования, обеспечивая тем самым эффективность культивирования клеток.Therefore, it can be concluded that after centrifugation, although the yield of the cells of the second control group was about 83% of that of the first control group, a large number of the cells of the second control group were damaged to varying degrees due to shear, and the biological activity of the cells damaged by shear decreased, which made it impossible to culture them normally. It can be seen that the installation of the liquid pushing plate in the centrifugation chamber can effectively reduce the cell damage due to shear during centrifugation, thereby ensuring the efficiency of cell culture.

Наконец, следует отметить, что раскрытые выше варианты осуществления изобретения предназначены только для иллюстрации технических решений в настоящей заявке, но не для ограничения изобретения. Хотя настоящее изобретение было подробно раскрыто со ссылкой на вышеприведенные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области техники должна быть понятна возможность изменения технических решений, раскрытых в вышеприведенных вариантах осуществления изобретения, или замены некоторых технических признаков эквивалентами. Тем не менее, такие изменения или замены не приводят к отклонению сущности соответствующих технических решений от идеи и объема технических решений различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Кроме того, если контекст не требует иного, термины в единственном числе должны включать множественное число, а термины во множественном числе - единственное число.Finally, it should be noted that the embodiments disclosed above are intended only to illustrate the technical solutions in the present application, but not to limit the invention. Although the present invention has been disclosed in detail with reference to the embodiments above, it should be understood by those skilled in the art that the technical solutions disclosed in the embodiments above may be changed or some technical features may be replaced with equivalents. However, such changes or replacements do not cause the essence of the corresponding technical solutions to deviate from the spirit and scope of the technical solutions of the various embodiments of the present invention. In addition, unless the context otherwise requires, singular terms shall include plural, and plural terms shall include singular.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

В настоящей заявке предложено устройство для центрифугирования клеток, а также способы центрифугирования, промывания и культивирования клеток. Устройство для центрифугирования клеток содержит камеру центрифугирования и одну или несколько пластин для толкания жидкости; камера центрифугирования имеет ось вращения, используемую для соединения с приводным механизмом вращения, и камера центрифугирования вращается вокруг своей оси вращения под управлением приводного механизма вращения с целью центрифугирования образца крови, содержащегося в камере центрифугирования; пластины для толкания жидкости расположены в камере центрифугирования; во время вращения камеры центрифугирования пластину для толкания жидкости используют для толкания образца крови таким образом, чтобы он синхронно вращался в том же направлении, что и камера центрифугирования. Согласно изобретению, пластина для толкания жидкости расположена в камере центрифугирования, и во время вращения камеры центрифугирования образец крови в камере центрифугирования вращается синхронно с камерой центрифугирования под действием толкающей силы пластины для толкания жидкости, то есть клетки в образце крови не подвергаются сдвигу во время центрифугирования, что позволяет снизить повреждение клеток напряжением сдвига во время процесса центрифугирования. Следовательно, настоящее изобретение имеет хорошую экономическую ценность и перспективу применения.The present application proposes a device for centrifuging cells, as well as methods for centrifuging, washing and culturing cells. The device for centrifuging cells comprises a centrifugation chamber and one or more liquid pushing plates; the centrifugation chamber has a rotation axis used for connection to a rotation drive mechanism, and the centrifugation chamber rotates around its rotation axis under the control of the rotation drive mechanism for the purpose of centrifuging a blood sample contained in the centrifugation chamber; the liquid pushing plates are located in the centrifugation chamber; during rotation of the centrifugation chamber, the liquid pushing plate is used to push the blood sample so that it rotates synchronously in the same direction as the centrifugation chamber. According to the invention, a liquid pushing plate is located in a centrifugation chamber, and during the rotation of the centrifugation chamber, the blood sample in the centrifugation chamber rotates synchronously with the centrifugation chamber under the action of the pushing force of the liquid pushing plate, that is, the cells in the blood sample are not sheared during centrifugation, which can reduce damage to cells by shear stress during the centrifugation process. Therefore, the present invention has good economic value and application prospects.

Claims

1. A device for centrifuging cells, comprising a centrifugation chamber having an axis of rotation and connected to a rotation drive mechanism with the possibility of rotation around its axis of rotation under the control of the rotation drive mechanism for centrifuging a blood sample contained in the centrifugation chamber, characterized in that

further includes at least one liquid pushing plate,

wherein at least one plate for pushing liquid is connected to the bottom of the centrifugation chamber and is located in the centrifugation chamber with a gap between one end of at least one plate and the axis of rotation and with a gap between the other end of at least one plate and the inner wall of the centrifugation chamber for synchronous rotation in the same direction as the centrifugation chamber, to reduce the shear stress on the cells.

2. The device according to item 1, characterized in that

the projection of the first side of the liquid pushing plate onto the plane in which the bottom of the centrifugation chamber is located is a straight line or an arc, and the second side of the liquid pushing plate is perpendicular to the bottom of the centrifugation chamber; and the first side of the liquid pushing plate is oriented in the radial direction of the centrifugation chamber.

3. The device according to claim 2, characterized in that it includes at least two plates for pushing liquid, uniformly distributed around the circumference relative to the axis of rotation.

4. The device according to item 2, characterized in that it additionally contains a centrifugation chamber cover;

the centrifugation chamber cover corresponds to the opening of the centrifugation chamber and is provided with a first liquid-permeable structure, and the centrifugation chamber is provided with a second liquid-permeable structure;

the first end of the first liquid-permeable structure is located on the outer side of the centrifugation chamber cover and is distributed along the rotation axis, and the second end of the first liquid-permeable structure is located on the inner side of the centrifugation chamber cover; and

the second liquid-permeable structure comprises a liquid-permeable tube and a liquid-permeable channel; the liquid-permeable tube is located in the centrifugation chamber; the first end of the liquid-permeable tube is in communication with the second end of the first liquid-permeable structure, and the second end of the liquid-permeable tube is located at the bottom of the centrifugation chamber; the liquid-permeable channel is located in the wall of the bottom shell of the centrifugation chamber, the first end of the liquid-permeable channel is in communication with the second end of the liquid-permeable tube, and the second end of the liquid-permeable channel is located on the inner side of the bottom of the centrifugation chamber and is in communication with the inner cavity of the centrifugation chamber.

5. The device according to item 2, characterized in that it contains a third liquid-permeable structure inside the wall of the bottom shell of the centrifugation chamber,

wherein the first end of the third liquid-permeable structure is located on the outer side of the bottom of the centrifugation chamber and is distributed along the axis of rotation, and the second end of the third liquid-permeable structure is located on the inner side of the bottom of the centrifugation chamber and communicates with the inner cavity of the centrifugation chamber.

6. The device according to item 4, characterized in that

the first fluid-permeable structure comprises a connecting tube;

the connecting tube and the tube for passing liquid are distributed along the axis of rotation; a channel for liquid and a channel for gas are provided inside the connecting tube, a connecting hole with the possibility of passing liquid is provided at the first end of the channel for liquid, and the second end of the channel for liquid is communicated with the first end of the tube for passing liquid; a connecting hole for passing gas is provided at the first end of the channel for gas, and the second end of the channel for gas is communicated with the internal cavity of the centrifugation chamber.

7. The device according to item 4, characterized in that

in the cover of the centrifugation chamber there is at least one air hole with a gas-permeable membrane installed in it.

8. A method for centrifuging cells using a cell centrifuging device according to one of paragraphs 1-3, according to which:

connect the centrifugation chamber to the rotation drive mechanism and introduce the blood sample into the centrifugation chamber;

turn on the rotation drive mechanism and set the centrifugation chamber in rotation by means of the rotation drive mechanism,

the blood sample and the centrifugation chamber are brought into synchronous rotation by means of a liquid pushing plate, and

obtain a cell suspension.

9. A method for washing cells using a cell centrifugation device according to one of paragraphs 1-3, according to which:

centrifuge the blood sample,

introducing a physiological solution into the centrifugation chamber through the second liquid-permeable structure of the centrifugation chamber,

during centrifugation, the surface of the blood sample cells is washed with added saline; and

when the specified centrifugation time of the blood sample is reached, the liquid is removed from the centrifugation chamber through a second liquid-permeable structure to remove the liquid used after washing the cells.

10. A method for culturing cells using a cell centrifugation device according to one of paragraphs 1-3, according to which:

introduce the cell suspension with the cells to be cultured into the centrifugation chamber,

bring the cell density in the cell suspension into line with the first specified density,

antibodies or magnetic particles are added to the centrifugation chamber to activate the cells;

gaseous carbon dioxide at a given concentration and a nutrient medium are supplied to the centrifugation chamber,

placing the centrifugation chamber containing the cell suspension and nutrient medium in a constant temperature cell culture environment;

determine the cell density in the centrifugation chamber,

turning off the rotation drive mechanism for performing static cell culturing if the cell density is below the second predetermined density;

if the cell density exceeds the second specified density, the rotation drive mechanism is turned on after the first specified time has elapsed,

the drive mechanism is switched off after the second specified time has elapsed, and dynamic cell cultivation is performed in a cycle of repeated rotation and stopping of the centrifugation chamber.