專利名稱:用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備的制作方法
用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備
技術(shù)部分
在本專利申請(qǐng)中保護(hù)的發(fā)明是用于處理和儲(chǔ)存用于培養(yǎng)物實(shí)施、診斷過程、細(xì)胞和生物組織的測(cè)試及維持的 細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備。
因此，其是允許用于在醫(yī)療(疾病的分子診斷和預(yù)后、細(xì)胞治療和組織工程、遺傳學(xué)、基因治療和疫苗基因、組織和器官重建的再生醫(yī)療)、藥理學(xué)(藥物)、食品(轉(zhuǎn)基因食品(GM food)、發(fā)酵飲料、強(qiáng)化的或過敏，等等)領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用的生物材料的控制和管理的方法及設(shè)備，對(duì)于與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及系統(tǒng)生物，也稱為“生物信息學(xué)”相關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究非常有用。
總之，該方法和培養(yǎng)設(shè)備有助于任何技術(shù)領(lǐng)域：
——能源、健康、農(nóng)業(yè)和林業(yè)、牲畜、食品等等——中與生物技術(shù)相關(guān)的科研及工業(yè)應(yīng)用的生物材料的診斷和保存，并且它們能夠在每個(gè)數(shù)以百計(jì)的可進(jìn)行的細(xì)胞接種中同時(shí)進(jìn)行四個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)。
背景技術(shù)：
生物材料的培養(yǎng)物培養(yǎng)、診斷以及保存的用途是已知的，并且隨著多種技術(shù)擴(kuò)展。然而，這些多種技術(shù)和程序根據(jù)技術(shù)及其應(yīng)用而變化。為了此目的，本發(fā)明通過由于其功能和操作特性而優(yōu)于已知設(shè)備的管理和控制生物材料的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，所述功能和操作特性為了其配置的模塊化和通用性根據(jù)它們應(yīng)用的特征而定。
從1877年用移液管在皮氏培養(yǎng)皿中的最初培養(yǎng)物和初步的生物材料——細(xì)胞和組織一直到現(xiàn)在，出現(xiàn)了多種常規(guī)技術(shù)，我們將對(duì)此進(jìn)行討論。
組織培養(yǎng)可以被分為兩大類技術(shù)器官培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)。器官培養(yǎng)是在體外維持組織或整個(gè)器官的小碎片，而細(xì)胞培養(yǎng)則包括在玻璃或塑料上以懸浮或單層形式繁殖分散的細(xì)胞(M. REINA 和 CARME AULADELL, “Concepts Basic cell culture”/University ofBarcelona)。
本研究的首要目的在于實(shí)現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)的必需和適合的細(xì)胞生長(zhǎng)培養(yǎng)。為此，BURROWS (1910)采用雞血漿，隨后補(bǔ)充胚胎提取物。CARREL和BURROWS獲得了哺乳細(xì)胞培養(yǎng)物，但是盡管如此，他們遇到了純粹由操作引起的收獲物污染的問題。CARRELL自己(1913)通過其被稱為“Carrel燒瓶細(xì)胞培養(yǎng)”的設(shè)備維持了延長(zhǎng)的時(shí)間段。
必需營(yíng)養(yǎng)物的開發(fā)手段，以及合適的無菌條件是組織培養(yǎng)初期的主要挑戰(zhàn)。
目前，有三種類型可以被歸為組織培養(yǎng)器官培養(yǎng)、原代外植體和細(xì)胞培養(yǎng)。
器官培養(yǎng)，在“體內(nèi)”維持組織的特性，但保持原點(diǎn)組織至多在邊界的有限擴(kuò)展，。然而，原代外植體培養(yǎng)則趨向于在組織的外植體或碎片的細(xì)胞增殖的特定表面生產(chǎn)收獲物。最后，細(xì)胞培養(yǎng)，無論是手動(dòng)或自動(dòng)，以酶促或機(jī)械方式——均有細(xì)胞破裂，便于其用于傳代的擴(kuò)展以及細(xì)胞團(tuán)培養(yǎng)。
細(xì)胞培養(yǎng)以均一和同質(zhì)群體的高度擴(kuò)展為特征，使得實(shí)現(xiàn)其表征、定量、維持和復(fù)制樣品。
目前，為了開發(fā)這些培養(yǎng)技術(shù)，以及尤其是細(xì)胞培養(yǎng)物和組織已經(jīng)是已知的，并使用了多種方法和裝置。但是它們都有操作上及功能上的缺點(diǎn)，特別是其在變化的細(xì)胞生長(zhǎng)或環(huán)境條件中容易形成污染帶，以及組織細(xì)胞增殖，或低生產(chǎn)率。與所提供的本發(fā)明相比，它們總都包含一些缺陷。因此，它們以裝置，與特定技術(shù)手段相關(guān)的發(fā)明來被了解。
例如，為了維持細(xì)胞培 養(yǎng)物，美國(guó)專利4537860 M0NSANT0C0MPANY (1985)公開了帶有管的靜態(tài)的或格柵式便攜細(xì)胞培養(yǎng)物，以及歐洲專利EP0046681 MONSANTOCOMPANY (1982)強(qiáng)調(diào)持續(xù)攪拌收獲物的需要，或也如EPO182926 (1986) PERSONALDIAGNOSTIC公開了自動(dòng)培養(yǎng)箱。
它們也是已知技術(shù)的結(jié)合，也即一次完成多種功能，如關(guān)于自動(dòng)培養(yǎng)和診斷的美國(guó)專利公開號(hào)5424209 KEARNEY G. (1995)，或關(guān)于來自國(guó)際專利W9609770US的生物細(xì)胞的維持與生長(zhǎng)的設(shè)備和程序的西班牙專利ES2162081 AASTR0M BI0SCIENCES (2001)。
專利AASTR0M BI0SCIENCES反映了基本提供了允許在生物材料的培養(yǎng)、診斷以及維持中的自動(dòng)化和模塊化的機(jī)構(gòu)。被設(shè)計(jì)為小規(guī)模工業(yè)化的臨時(shí)使用。
在不同的應(yīng)用領(lǐng)域或部門提高科學(xué)和產(chǎn)業(yè)效率的水平，需要尋求細(xì)胞培養(yǎng)物的自動(dòng)化控制及管理。
因此，BI0CRYSTAL的美國(guó)專利6673595(2004)結(jié)合了培養(yǎng)、診斷和保存的功能。然而，該創(chuàng)造性概念被其自身構(gòu)造儲(chǔ)存所限制，因?yàn)榕囵B(yǎng)床在垂直塔中，其對(duì)于生物反應(yīng)器中的溫度或環(huán)境條件改變是脆弱的，特別是，由于收獲物的堆疊高度可能引起環(huán)境狀態(tài)不均一或不同質(zhì)，其可能影響或妨礙一些培養(yǎng)裝置。除此設(shè)計(jì)之外，使得以模塊化方式進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)物和生物組織狀態(tài)的有效及快速分析的過程成為可能。
技術(shù)問題
在加入單個(gè)機(jī)器或設(shè)備多功能方面一細(xì)胞和組織生長(zhǎng)、表征及保存一的道路上主要障礙之一在于促進(jìn)和維持均一地貫穿室的最佳條件以及適宜的生長(zhǎng)條件，在所述室中對(duì)細(xì)胞和組織沉淀用于培養(yǎng)，以及表征和保存。除了作為封閉室，培養(yǎng)物培養(yǎng)應(yīng)該是物理、化學(xué)和生物穩(wěn)定及可控的，所述培養(yǎng)物培養(yǎng)對(duì)于變化非常敏感和易受影響，特別是與濕度和溫度有關(guān)的變化，這也就是為什么機(jī)器裝備眾多傳感器來控制整個(gè)生物反應(yīng)器中所有這些變量。
許多收獲物應(yīng)以一定速度持續(xù)地?cái)嚢韬筒粩嗟剡\(yùn)動(dòng)來制備和維持，以獲得與接觸的整個(gè)表面(平板、平皿、手提生物反應(yīng)器等等)相匹配的收獲物床。因此，獲得攪拌的準(zhǔn)確控制在許多工業(yè)試驗(yàn)或生物材料的生長(zhǎng)中變得重要。這個(gè)系統(tǒng)完全遵守科學(xué)界采用的細(xì)胞培養(yǎng)科學(xué)流程，特別是由翻轉(zhuǎn)(flipping)引起的持續(xù)攪拌。
最后，為了增加促進(jìn)科學(xué)和工業(yè)實(shí)施的細(xì)胞培養(yǎng)物的數(shù)量，需要在每個(gè)收獲物上成本有效的技術(shù)手段，該事實(shí)通過其工作的性能以及添加額外模塊的可能性證明。
技術(shù)方案
本發(fā)明在一緊湊設(shè)備中集合了可操作的培養(yǎng)、表征和維持，獲得貫穿生物反應(yīng)器的內(nèi)部的環(huán)境穩(wěn)定性和均一性，培養(yǎng)床受控和持續(xù)的攪拌，以及精確且容易培養(yǎng)的床的操作。同時(shí)，由不計(jì)其數(shù)的數(shù)量，所設(shè)計(jì)的設(shè)備有助于在培養(yǎng)床中一個(gè)或多件小室鏈的模塊化布置，實(shí)現(xiàn)了通過使用單個(gè)技術(shù)設(shè)備，也能進(jìn)行管理控制，并且有助于同時(shí)實(shí)施大量實(shí)驗(yàn)。
這有助于提供結(jié)果，以及突出引入本發(fā)明的應(yīng)用，其不存在于已知的現(xiàn)有技術(shù)中。
有益效果[0027]本發(fā)明中可被突出的優(yōu)點(diǎn)可以包括
-培養(yǎng)床(平皿、平板或培養(yǎng)瓶小板)的布置，其成組附著在小室形式的成串床中生長(zhǎng)的細(xì)胞，儲(chǔ)存并可能適于在 監(jiān)測(cè)和管理它們的設(shè)備中的鏈的線性平行柱中培養(yǎng)，并由此得到許多收獲物。不需要通過機(jī)械元件或電子操作，來給所有空間提供受控的氣壓以及對(duì)于床有害效果的可能風(fēng)險(xiǎn)。
-模塊化設(shè)計(jì)有助于在收獲物的床中使設(shè)備整合平行排列的小室鏈列，比如對(duì)每一排或列的培養(yǎng)、表征和儲(chǔ)存的技術(shù)方案(部件離心機(jī)、顯微鏡等等)。
-通過其在相同的特征和環(huán)境參數(shù)一特別是濕度和溫度一的生物反應(yīng)器中的連續(xù)運(yùn)行，培養(yǎng)床中小室列的構(gòu)造獲得培養(yǎng)物的持續(xù)攪拌，其不會(huì)發(fā)生在堆疊的構(gòu)造或小塔中。
-相同構(gòu)造的鏈床收獲物小室，促進(jìn)了收獲物的表征或診斷，以最小的影響處理并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@是作為用于所有功能的垂直旋轉(zhuǎn)的固定輪的接合處?？梢院芎玫靥岣吣K或測(cè)試設(shè)備或程序的數(shù)量。
-指導(dǎo)系統(tǒng)包括特殊緩沖器，其阻止不必要的床活動(dòng)，可能承受垂直的、水平的或任何種類的振動(dòng)。這有助于所述床更好的穩(wěn)定性，以及阻止其中可能的損害或傷害。
-在垂直工作流上相同的構(gòu)造可以削弱或彌補(bǔ)溫度梯度，以便以熱量轉(zhuǎn)移至所述床的方式實(shí)現(xiàn)完全的均質(zhì)化。


為了更好地理解上述的一般特征，本發(fā)明隨附了幾張附圖，以下為具體說明
圖I :具有生物反應(yīng)器⑴、裝載床和已使用的床的卸載區(qū)⑵、培養(yǎng)物和試劑的供給區(qū)(3)、泵送和離心區(qū)(4)、以及含有微處理器和廢物存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理區(qū)(5)，用于生物細(xì)胞和組織的生長(zhǎng)、診斷與保存的裝置的正視示意圖。
圖2 :具有生物反應(yīng)器⑴、裝載床和已使用的床的卸載區(qū)⑵、培養(yǎng)物和試劑的供給區(qū)(3)、泵送和離心區(qū)(4)、以及含有微處理器和廢物存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理區(qū)(5)，門打開的用于生物細(xì)胞和組織的生長(zhǎng)、診斷與保存的裝置的正視示意圖。
圖3 :具有其列腳(11)、連接鏈或帶系小室(strap cell) (10)、可含有一個(gè)或多個(gè)床(12)的小室(7)、轉(zhuǎn)子-發(fā)動(dòng)機(jī)(8)、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(9)、床的驅(qū)動(dòng)部件(24)以及床的控制桿
(25)的位于生物反應(yīng)器(I)內(nèi)部的小室鏈列(6)的正視圖，。
圖4 :位于裝載床和已使用的床的卸載區(qū)⑵的床(12)、待使用的床的托架(13)、傳送導(dǎo)板(16)、分別操作進(jìn)入或出去而水平移動(dòng)的傳送支撐物(17)、輸出托架(14)，以及所述托架的開口(15)的正視圖。
圖5 :位于生物反應(yīng)器⑴內(nèi)部底面上的注射和滅菌部件(18)的正視圖，具有培養(yǎng)床(12)、用于注入壓縮空氣的導(dǎo)管(19)、可注射液體的導(dǎo)管(20)、預(yù)注射室(21)、注射器
(22)以及消毒器(23)的一面。
圖6 :位于生物反應(yīng)器(I)內(nèi)部底面上的組件的側(cè)視圖，并且包括注射和滅菌部件
(18)、屬于小室鏈列中的小室、驅(qū)動(dòng)部件床(24)、驅(qū)動(dòng)控制桿床(25)以及用于橫向滾動(dòng)的部件驅(qū)動(dòng)床的移動(dòng)基底(26)。
圖7 :位于生物反應(yīng)器⑴內(nèi)部底面上的離心機(jī)(27)的視圖。[0042]圖8 :位于生物反 應(yīng)器⑴內(nèi)部底面上的顯微鏡(28)的視圖，由照明器(29)、濾光器支托物(30)、滑動(dòng)散光器(31)、光圈(32)、調(diào)焦器(33)、聚光器(34)、樣品支托物支撐物
(35)、透鏡(36)、數(shù)碼相機(jī)(37)以及一組三坐標(biāo)軸——Y(38) ,X(39)和Z(40)——形成。
發(fā)明方式
用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的模塊設(shè)備可以如下所示實(shí)施和布置
設(shè)備由幾個(gè)基本模塊空間或區(qū)組成生物反應(yīng)器(I)、裝載床和已使用的床的卸載區(qū)(2)、培養(yǎng)物和試劑的供給區(qū)(3)、泵送和離心區(qū)(4)，以及含有微處理器一中央處理器(CPU)——和廢物及廢料儲(chǔ)存區(qū)的數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)區(qū)(5)。
可以采用一個(gè)或多個(gè)模塊部件在生物反應(yīng)器(I)內(nèi)布置，例如小室的鏈列——含有在床上的培養(yǎng)物或細(xì)胞培養(yǎng)物的物理單元￠)、離心機(jī)(27)，以及根據(jù)設(shè)備的尺寸而定的顯微鏡(28)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)或需要運(yùn)轉(zhuǎn)的工作空間。
保留生物反應(yīng)器⑴和離心機(jī)(4)，裝載床和卸載已使用的床的區(qū)(2)，培養(yǎng)物和試劑供給區(qū)(3)，含有能根據(jù)操作需要開啟或關(guān)閉的門。
設(shè)備操作由床(12)的布置開始——附圖4——在待使用的床的收納箱中(13)。發(fā)動(dòng)機(jī)或其它推進(jìn)的方法推動(dòng)所述待使用的床(12)，將其置于移動(dòng)通過傳送導(dǎo)板(16)朝向位于生物反應(yīng)器(I)中的小室鏈(6)的傳送支撐物(17)上。
生物反應(yīng)器⑴的內(nèi)部、以及封閉腔室、可利用的一附圖3——個(gè)或數(shù)個(gè)小室鏈列(6)，具有其列腳(11)和連接鏈或帶系小室(10)，為了傳送所述鏈或帶系小室的移動(dòng)，可以在所述鏈(8)或(9)的頂部或底部的其中一個(gè)轉(zhuǎn)子上使用發(fā)動(dòng)機(jī)，或者在所述小室一致結(jié)合在一起的情況下，傳送移動(dòng)到所有鏈，或其它已知的傳送方法，它們可以作為傳送的方法。
注意包含減輕床(12)的振動(dòng)的小室(7)的阻尼系統(tǒng)。每個(gè)小室(7)可能含有一
個(gè)或多個(gè)床(12)平板-類型、小板或小袋-例如,最常見可商購(gòu)的Autoflask、OptiCell、
Petak G2等——其每一個(gè)的尺寸和堆疊狹槽根據(jù)臺(tái)的類型而變化。
位于所述小室(7)狹槽中的空床(12)移到注入或提取和滅菌部件(18)的位置，所述位置位于所述生物反應(yīng)器(I)內(nèi)部底面上，或者從小室鏈(6)可進(jìn)入的地方。一旦所述床(12)置于床(24)的推進(jìn)器的相對(duì)位置，后者通過床驅(qū)動(dòng)控制桿(25)以及驅(qū)動(dòng)床部件的移動(dòng)基底(26)，橫向滾動(dòng)執(zhí)行機(jī)動(dòng)或離開床到流體的注射區(qū)。
當(dāng)所述床(12)置于注射和滅菌的部件(18)上時(shí)，通過經(jīng)預(yù)注射室(21)引入壓縮空氣以及經(jīng)注射流體導(dǎo)管(20)引入培養(yǎng)流體，能夠采用給定的細(xì)胞培養(yǎng)物、試劑或營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基來進(jìn)行處理。液體營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)物或注射物貯存在培養(yǎng)物的供給處(3)，并且在泵送及離心處(4)通過蠕動(dòng)泵或其它任何卸載方式指引向注射模塊。
在預(yù)注射腔室(21)中實(shí)施經(jīng)噴嘴(22)的口注射進(jìn)所述床(12)的流體或培養(yǎng)培養(yǎng)物的添加及混合。此保證通過電磁類型——磁電管一一或，可替代地，通過熱、輻射或其它方式的滅菌設(shè)備(23)，在無菌條件下實(shí)施。
培養(yǎng)基或液體再一次在床(12)中被分配，采用與用于模塊注射(18)的輸入相似的系統(tǒng)，回到容納于小室(7)中相同的位置。
此過程預(yù)先設(shè)計(jì)重復(fù)來逐漸引入，并處理小室鏈￠)中的每個(gè)任務(wù)。
小室鏈列(6)因此處于持續(xù)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，并且沒有任何振動(dòng)或震動(dòng)，停止以操作處理收獲物，以及在生物反應(yīng)器(I)中無菌、穩(wěn)定和均一的環(huán)境條件，或者每個(gè)收獲物處理可能需要的不同程度的溫度或壓力。因此，貯存在處理單元中的小室(7)中每個(gè)床(12)的位置總是受控的。
隨后，通過驅(qū)動(dòng)床(24)的 部件移除床，我們進(jìn)行帶有培養(yǎng)物的已使用床(2)的卸載，以及經(jīng)由沿著傳送導(dǎo)板(16)移動(dòng)到所述輸出托架的傳送支撐物(17)，將它們布置在輸出托架(14)中。這個(gè)過程通過在輸出托架(14)中放置床的控制桿發(fā)生，該輸出托架從可以由使用者可以直接利用的開口(15)進(jìn)入。
可以在細(xì)胞培養(yǎng)中進(jìn)行的多種任務(wù)之一是所述床(12)的離心，以便在這些中分離目標(biāo)物。
離心機(jī)部件以2000rpm旋轉(zhuǎn)一定時(shí)間，所述時(shí)間多于由從控制任務(wù)的程序而來的使用者決定的時(shí)間。系統(tǒng)進(jìn)行由床的驅(qū)動(dòng)器(24)到注射模塊(18)，移除小室鏈(6)的床，并留下之前的在進(jìn)入離心機(jī)模塊的隊(duì)列中停留的位置。線性驅(qū)動(dòng)其進(jìn)入離心機(jī)模塊(27)。
對(duì)于所述提取床(12)，柔性系統(tǒng)推動(dòng)所述床(12)從所述離心機(jī)模塊(27)到所述之前在隊(duì)列中停留的位置。通過爬上另一驅(qū)動(dòng)線的凸緣的方式，床(12)回到小室鏈(6)。
所述離心機(jī)(27)模塊作為收集裝置，由其旋轉(zhuǎn)引起的離心力起動(dòng)。其也允許一個(gè)或多個(gè)床同時(shí)旋轉(zhuǎn)。在輸入和輸出隊(duì)列中，可提供培養(yǎng)床貯存緩沖器(12)作為離心機(jī)模塊
(27)和小室鏈(6)之間的中間步驟。
為了分布式監(jiān)測(cè)在床(12)中的收獲物,可以有一個(gè)或多個(gè)顯微鏡模塊(28),其捕獲相同的畫面來進(jìn)行計(jì)算和細(xì)胞計(jì)數(shù)，以及獲得細(xì)胞培養(yǎng)物樣品的高分辨率圖片。由使用者根據(jù)你想要監(jiān)測(cè)和/或計(jì)算什么來定義可以由顯微鏡完成這些以及其它可能的過程，并且可以選擇掃描的分辨率。
顯微鏡安裝在三線性軸——X、Y、Z——(39、38和40)上，其由中央處理器(5)來控制。所述X和Y的位置可以是連續(xù)或不連續(xù)的，但Z軸的位置必須是最后的。在培養(yǎng)的床(12)上放置了光標(biāo)后，首先看X和Y決定焦點(diǎn)和目標(biāo)Z的位置，都通過中央處理器(5)來控制。除了使方法生效外，Z軸運(yùn)動(dòng)具有計(jì)算畫面處理。因此每一次拍照，你就知道死亡或存活細(xì)胞的數(shù)量。
通過與預(yù)注射模塊(18)的床的推動(dòng)器(24)相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，從小室鏈(6)取出床
(12),并且將其置于信息(cookie)掃描器上,檢查ID編碼床(12)。一旦確認(rèn),在中央處理器一CPU (5)—的控制下開始監(jiān)測(cè)。
所有的設(shè)備均由聚焦處理器(5)控制和監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)與客戶-服務(wù)器配置一起工作，所述配置允許你控制所述設(shè)備的所有參數(shù)(在生物反應(yīng)器中的環(huán)境條件、在小室中的床位置、執(zhí)行任務(wù)、次數(shù)等等)。不管通過其控制屏幕是否物理位置在設(shè)備前面，但是與連接至網(wǎng)絡(luò)的其它任何計(jì)算機(jī)類似。
權(quán)利要求
1.用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于在待使用床的收納箱(13)中的床(12)的布置。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)待使用的位點(diǎn)(12)，將其置于傳送支撐物(17)上，所述傳送支撐物移動(dòng)通過傳送導(dǎo)板(16)朝向位于生物反應(yīng)器(I)內(nèi)的小室鏈(6)。在生物反應(yīng)器⑴中有小室的鏈列(6)，帶有其列腳(11)和鏈(10)。為了傳送鏈的移動(dòng)，采用位于鏈頂部的轉(zhuǎn)子-發(fā)動(dòng)機(jī)(8)將所有鏈移動(dòng)傳送到進(jìn)行持續(xù)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(9)。每個(gè)小室(7)由振動(dòng)阻尼器組成，可含有一個(gè)或多個(gè)床(12)。位于所述小室(7)的狹槽中的空床(12)移動(dòng)到注射和滅菌的部件(18)所在的位置，所述注射和滅菌的部件位于生物反應(yīng)器(I)內(nèi)部的底部或者可從小室鏈(6)接近的任何位置。一旦床(12)面對(duì)床的驅(qū)動(dòng)器(24)，通過驅(qū)動(dòng)床的控制桿(25)以及驅(qū)動(dòng)床的部件的移動(dòng)基底(26)橫向滾動(dòng)操縱部件或離開床到流體的注射區(qū)。當(dāng)床(12)被置于注射和滅菌的部件(18)上時(shí)，通過經(jīng)預(yù)注射室(21)引入壓縮空氣以及經(jīng)由管注射流體(20)提供液體培養(yǎng)物，用給定的細(xì)胞培養(yǎng)物、試劑或營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基處理床。所述注射的液體營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)物或被儲(chǔ)存在培養(yǎng)物的供給處(3)以及經(jīng)由泵送和離心機(jī)(4)中的蠕動(dòng)泵被引向注射模塊。在該預(yù)注射室(21)中實(shí)施上述經(jīng)由噴嘴(22)的口注射進(jìn)入床(12)的流體或培養(yǎng)物的添加和混合。在無菌條件下的所有操作均通過電磁類型一磁電管一的滅菌設(shè)備(23)。一旦流體或培養(yǎng)基已分配在床(12)中，則采用與用于輸入注射模塊(18)的相似系統(tǒng)返回置于小室(7)中的相同位置。隨后，通過驅(qū)動(dòng)部件(24)移除床，進(jìn)行已使用的床(2)的卸載，以及經(jīng)由沿著傳送導(dǎo)板(16)移動(dòng)到所述輸出托架的傳送支撐物(17)，將其放置在輸出托架(14)中。這個(gè)過程通過在輸出托架(14)中堆積床的控制桿發(fā)生，該輸出托架從可以由使用者可以直接利用的開口(15)進(jìn)入。接著引入液體培養(yǎng)基或部件離心機(jī)在1500和2000rpm之間旋轉(zhuǎn)，離心時(shí)間由設(shè)計(jì)控制任務(wù)的使用者決定。與使所述床的驅(qū)動(dòng)器(24)到注射模塊(18)相同和相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，移除小室鏈(6)的床并且留出離心機(jī)模塊之前的空間。線性驅(qū)動(dòng)其進(jìn)入所述離心機(jī)模塊(27)。為了取出床(12)，柔性系統(tǒng)推動(dòng)床(12)從離心機(jī)模塊(27)到之前停留的位置。通過爬至另一驅(qū)動(dòng)線上的凸緣，床(12)返回小室鏈(6)。離心機(jī)的模塊(27)充當(dāng)收集機(jī)械裝置，由于其旋轉(zhuǎn)，其由本身的離心力起動(dòng)。為了分布式監(jiān)測(cè)在床(12)中的收獲物，可以具有顯微鏡模塊(28)，其捕獲圖片來進(jìn)行計(jì)算和細(xì)胞計(jì)數(shù)，以及獲得細(xì)胞培養(yǎng)物樣品的高分辨率照片。這些和其它可能的過程可通過由使用者根據(jù)你想監(jiān)測(cè)和/或計(jì)算什么，選擇什么掃描分辨率定義的顯微鏡來進(jìn)行。顯微鏡以三線性軸——X、Y、Z——(39、38和40)安置，控制其不被內(nèi)插。X和Y的位置可以是連續(xù)或不連續(xù)的，但是Z軸的位置必須是最后的。在培養(yǎng)物床(12)上放置光標(biāo)后，首先看X和Y決定焦點(diǎn)，并指示目標(biāo)Z的位置，所有這些都由中央處理器(5)來控制。除了作用之外，焦點(diǎn)的Z軸移動(dòng)具有常見的計(jì)算機(jī)化圖片識(shí)別。通過與預(yù)注射模塊(18)的床的推動(dòng)器(24)相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，床(12)從小室鏈(6)中移除，并且將其放置在信息掃描器上，檢查ID編碼床(12)。一旦確認(rèn)，開始由中央處理器控制的監(jiān)測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的用于處理和模塊儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及設(shè)備，其特征在于生物反應(yīng)器(I)、裝載床和已使用床的卸載區(qū)(2)、培養(yǎng)物和試劑的供給區(qū)(3)、泵送和離心區(qū)(4)，和含有微處理器一中央處理器(CPU)—的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理區(qū)，以及廢物和廢料的儲(chǔ)存區(qū)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于泵送和離心區(qū)(4)、裝載床和已使用床的卸載區(qū)(2)以及培養(yǎng)物和試劑的供給區(qū)(3)，含有可根據(jù)操作需要開啟或關(guān)閉的門。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于與小室(10)相連的鏈被帶有小室的帶或一致結(jié)合在一起的小室本身所替代，來充當(dāng)傳送機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于為了傳送中心小室鏈(6)的移動(dòng)，將轉(zhuǎn)子-發(fā)動(dòng)機(jī)(8)提供在列的底部，在小室列(11)的附近，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(9)置于頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于在離心機(jī)模塊(27)和小室鏈(6)之間有緩沖儲(chǔ)存器床(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于在生物反應(yīng)器(I)內(nèi)可以使用一或多件模塊小室鏈列(6)、離心機(jī)(27)和顯微鏡(28)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于其中滅菌設(shè)備(23)利用熱力機(jī)構(gòu)和/或輻射。
9.根據(jù)權(quán)利要求
I和2所述的用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備，其特征在于具有連接至數(shù)據(jù)處理單元和/或外部驅(qū)動(dòng)器的客戶-服務(wù)器配置遠(yuǎn)程信息處理控制屏眷。
專利摘要
本申請(qǐng)涉及用于處理和儲(chǔ)存細(xì)胞培養(yǎng)物的方法及模塊設(shè)備。本發(fā)明包括以斗式輸送機(jī)的形式，位于生物反應(yīng)器(1)中的小室鏈列(6)，所述小室鏈列通過一組雙轉(zhuǎn)子(8和9)連續(xù)移動(dòng)，有助于保持其中穩(wěn)定和均一的濕度/溫度條件。每個(gè)小室(7)含有一個(gè)或多個(gè)培養(yǎng)床(12)。該培養(yǎng)物由允許采用電磁、氣或輻射方式注射及滅菌的部件(18)供給，所述部件通過可控的離心機(jī)來離心，其中由離心力(27)起動(dòng)捕集。本發(fā)明也可包括捕獲圖像的顯微鏡模塊(28)，和連接至數(shù)據(jù)處理單元和/或外部單元的遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器/客戶端配置。使用一個(gè)或多個(gè)模塊列部件(6)、離心機(jī)(27)和顯微鏡(28)是可能的。
文檔編號(hào)C12M1/00GKCN102712886SQ200980158532
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2009年1月30日
發(fā)明者埃米利奧·馬特森塔曼斯 申請(qǐng)人:埃米利奧·馬特 森塔曼斯導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan