一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置，所述装置包括依次设置和通过连接管道连通的，用于配制质粒缓冲液的配制瓶，用于配制转染试剂缓冲液的配制瓶，用于进行除菌过滤的过滤器，用于实现搅拌的搅拌转子，用于混合并实现转染的转染瓶。本实用新型专利技术装置节省了人力消耗，实现了半自动化甚至自动化的批量操作，降低了人为操作过程引起系统误差，在普通洁净实验室即可开放式操作，完全无菌避免污染，所获得的细胞转染效率高，稳定性好，尤其适合进行规模放大和应用。

A Device for Cationic Polymer Transfection

【技术实现步骤摘要】
一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置
本技术涉及一种实现快速细胞转染装置，尤其适用于阳离子聚合物法快速批量转染细胞的装置。
技术介绍
细胞治疗和基因治疗给许多难治性疾病的控制带来了全新突破，是近年来生物
发展最为迅猛的方向。病毒载体作为细胞治疗和基因治疗的重要承载形式，其大规模生产目前主要依靠瞬时转染的生产方式获得。转染(Transfection)是将外源遗传物质(DNA或RNA)植入细胞的一种过程，常见的方式有非化学性转染与化学性转染。非化学性转染有以下几种方式：电穿孔法，即当细胞暴露于强电场造成的短脉冲中，细胞膜的通透性会在瞬时增加，使细胞能摄取外源基因；细胞挤压法，通过温和的压缩细胞膜，使细胞膜上的通透性变高，从而达到摄取外源基因的目的；声孔效应，通过高强度的超音波形成的气泡与附近的细胞膜相互作用，诱导细胞膜上小孔的形成。化学性转染有：脂质体法，脂质体为一小型、球状、单层膜的脂肪构造，内部可以包住外源DNA，当脂质体被放入细胞中，将会融入细胞膜，从而将内部的外源DNA释放进入细胞中；磷酸钙法，此方式需要带有磷酸根的HEPES缓冲溶液及带有外源DNA的氯化钙溶液，当将这两种溶液混合均匀，带正电的钙离子将会和带负电的磷酸根结合形成磷酸钙，而外源DNA则会键结在磷酸钙的表面上，此悬浮物接着被加到细胞培养皿中(通常以单层生长的细胞培养皿)，细胞将会摄取外源DNA；阳离子聚合物法，带负电荷的DNA将结合到聚阳离子上，再由细胞行胞吞作用摄取。显然非化学性的转染方式，需要复杂的仪器设备，对设备的无菌性，可放大性要求极高，所以往往难以用于生产规模的转染。脂质体法，尽管可导入大片段DNA，能转染各种类型的细胞，但其使用成本过高，极大的限制了其产业化的应用。磷酸钙法成本较低，但其依赖于DNA-磷酸钙复合物沉淀被细胞内吞，因此在悬浮细胞生产为生物制药主流的时代，很难发挥实际用途。相比之下，阳离子聚合物转染效率高，操作简单，适用范围广，重复性好，细胞毒性低，特别适合用于生产级别使用。使用最为广泛的阳离子聚合物是聚乙烯亚胺(Polyethylenimine，PEI)，它是一种具有较高的阳离子电荷密度的有机大分子，每相隔二个碳个原子，即每“第三个原子都是质子化的氨基氮原子，使得聚合物网络在任何pH下都能充当有效的“质子海绵”(protonsponge)体，作为转染试剂，它可以缩聚DNA分子形成颗粒并转染真核细胞。实验室级别的阳离子聚合物转染法，使用漩涡振荡器，首先将DNA与转染缓冲液进行混合，然后将PEI与转染缓冲液混合，再将二者混合。这种方式在超净工作台或生物安全柜中完成，开放式操作，并且依赖漩涡振荡器，存在染菌风险，且规模难以放大至生产。因此，一种可以避免污染风险，能够线性放大的阳离子聚合物转染方式成为该领域的迫切需求。通过合理的管道、容器连接，配合无菌滤器的使用，该装置在洁净度为D级以上的区域实现开口操作，在不影响转染效率的前提下，简单、均匀、高效的完成转染体系的配置，并且避免了污染的风险，实现了大规模悬浮细胞的转染生产。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以半自动化、自动化、高效、批量稳定地实现细胞转染的装置。本技术采用如下技术方案：一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置，所述装置包括质粒配制瓶、转染试剂配制瓶、转染瓶、蠕动泵、过滤器、搅拌转子、通气滤器，所述通气滤器用于气体交换保持瓶内外气体压力一致，所述过滤器用于除菌过滤，所述质粒配制瓶用于混合转染细胞用质粒与缓冲液，所述转染试剂配制瓶用于混合转染试剂与缓冲液，所述搅拌转子用于实现液体混匀，所述蠕动泵是用于实现将两个配制瓶内的液体输送至转染瓶，所述转染瓶用于混合质粒缓冲液与转染试剂缓冲液实现转染复合物的配制。进一步地，所述转染液试剂为阳离子聚合物。优选地，所述阳离子聚合物为聚乙烯亚胺(Polyethylenimine，PEI)。进一步地，所述质粒为转染细胞用重组质粒。进一步地，所述缓冲液与质粒的混合比例，缓冲液：质粒比例为50:1～50:3。进一步地，所述缓冲液与转染试剂(质量浓度为0.1％)的混合比例，缓冲液：转染试剂比例为50:2～50:9。进一步地，所述过滤器为0.22um除菌滤器。进一步地，所述通气滤器为0.22um通气滤器。地一步地，所述搅拌转子为耐高温聚四氟乙烯磁力搅拌子，配合磁力搅拌器使用，搅拌转数为50～200rpm。进一步地，所述蠕动泵转速为50～200rpm。进一步地，所述转染过程为转染液与细胞培养进行混合。优选地，细胞培养液与转染复合物液体的混合体积比例为10:1～20:1。所述转染装置还包括用于规模放大转染所用的质粒缓冲液配制罐、用于规模放大转染所用的转染试剂缓冲液配制罐、用于规模放大细胞转染的转染罐、用于将所述装置间液体输送的机械泵，以及连接在所述配制罐和转染罐之间的输送管，液体过滤所用的滤器以及用于搅拌混合的搅拌子。进一步地，所述配制罐为可高压灭菌并含冷却装置和搅拌装置的发酵罐。进一步地，所述转染罐为可高压灭菌并含冷却装置和搅拌装置的发酵罐。采用本技术的细胞转染装置及结合适当的转染条件，即可获得稳定的细胞转染效率为90～95％。由于上述技术方案的实施，本技术技术与现有手动操作技术相比具有如下优点：利用本技术装置，并选择适当的工艺参数和条件，即可获得满足稳定的超过手动操作的细胞转染效率。本技术装置节省了人力消耗，实现了半自动化甚至自动化的批量操作，降低了人为操作过程引起系统误差，在普通洁净实验室即可开放式操作，完全无菌避免污染，所获得的细胞转染效率高，稳定性好，尤其适合进行规模放大和应用。附图说明图1：装置结构示意图图示字母与数字所表示的名称为：A、质粒配制瓶；B、转染瓶；C、转染试剂配制瓶1、通气滤器；2、过滤器；3、蠕动泵；4、搅拌转子具体实施方式结合说明书附图对本技术作进一步描述。如图1所述，一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置，包括质粒配制瓶A，转染瓶B，转染试剂配制瓶C，通气滤器1，过滤器2，蠕动泵3，搅拌转子4；所述质粒配制瓶A是用于混合转染细胞用质粒与缓冲液，所述转染试剂配制瓶C是用于混合转染试剂与缓冲液，所述转染瓶B用于混合来自A的混合质粒缓冲液与来自C的转染试剂缓冲液实现转染复合物的配制；所述通气滤器1用于气体交换保持瓶内外气体压力一致，所述过滤器2用于除菌过滤，所述搅拌转子4用于实现液体混匀，所述蠕动泵3是用于实现将两个配制瓶内的液体输送至转染瓶。通气滤器1为0.22um通气滤器。过滤器2为0.22um除菌滤器。蠕动泵3转速为50～200rpm。搅拌转子4为耐高温聚四氟乙烯磁力搅拌子，配合磁力搅拌器使用，搅拌转数为50～200rpm。采用本技术装置来实现实验室快速批量细胞转染的步骤如下：首先按图示连接管道、滤器、配制瓶和转染瓶，搅拌转子置于各瓶中，将整套装置121℃高压湿热灭菌20-30min，冷却备用。或将A与B之间、B与C之间的管道使用可焊接管道连接，将各部分单独121℃高压湿热灭菌20-30min，冷却后进行无菌焊接连接为一体如图示备用。打开质粒配制瓶A瓶盖，将所需量的缓冲液加入其中，再将所需量的表达质粒加入其中，缓冲液：质粒比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置，其特征在于：包括质粒配制瓶、转染试剂配制瓶、转染瓶、蠕动泵、过滤器、搅拌转子、通气滤器，所述通气滤器用于气体交换保持瓶内外气体压力一致，所述过滤器用于除菌过滤，所述质粒配制瓶用于混合转染细胞用质粒与缓冲液，所述转染试剂配制瓶用于混合转染试剂与缓冲液，所述搅拌转子用于实现液体混匀，所述蠕动泵是用于实现将两个配制瓶内的液体输送至转染瓶，所述转染瓶用于混合质粒缓冲液与转染试剂缓冲液实现转染复合物的配制。

【技术特征摘要】
1.一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置，其特征在于：包括质粒配制瓶、转染试剂配制瓶、转染瓶、蠕动泵、过滤器、搅拌转子、通气滤器，所述通气滤器用于气体交换保持瓶内外气体压力一致，所述过滤器用于除菌过滤，所述质粒配制瓶用于混合转染细胞用质粒与缓冲液，所述转染试剂配制瓶用于混合转染试剂与缓冲液，所述搅拌转子用于实现液体混匀，所述蠕动泵是用于实现将两个配制瓶内的液体输送至转染瓶，所述转染瓶用于混合质粒缓冲液与转染试剂缓冲液实现转染复合物的配制。2.根据权利要求1所述的实现阳离子聚合物法转染的装置，其特征在于：所述的质粒配制瓶与过滤器之间、转染试剂配制瓶与过滤器之间、过滤器与转染瓶之间为不可焊接管道。3.根据权利要求1所述的实现阳离子聚合物法转染的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：由庆睿，贾国栋，潘讴东，胡恵忠，韦厚良，党金玲，陈井波，
申请(专利权)人：和元生物技术上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31