自动化细胞培养制造技术

一种自动细胞培养系统，包括细胞培养反应器，其包括壳体；用于细胞培养液的流体回路，流体回路设置在壳体的内部。流体回路包括用于培养细胞培养液中的细胞的培养容器，用于细胞培养液的储库，储库与培养容器的流体连接，以及配置成将细胞培养液泵送到流体回路中的泵。自动细胞培养系统包括设置在壳体内部的一个或多个传感器，每个传感器配置成检测(1)流体回路中的细胞培养液和(2)壳体内部环境中的一个或多个的参数；计算设备，被配置为基于一个或多个检测到的参数自动控制细胞培养反应器的操作。

Automated cell culture

The utility model relates to an automatic cell culture system, which comprises a cell culture reactor, a shell, a fluid circuit for cell culture medium, and a fluid circuit arranged inside the shell. The fluid circuit includes a culture container for culturing cells in the cell culture medium, a reservoir for the cell culture medium, a fluid connection between the reservoir and the culture container, and a pump configured to pump the cell culture medium into the fluid circuit. The automatic cell culture system includes one or more sensors arranged in the shell, each sensor is configured to detect (1) the cell culture liquid in the fluid circuit and (2) one or more parameters in the shell internal environment; the computing device is configured to automatically control the operation of the cell culture reactor based on one or more detected parameters.

【技术实现步骤摘要】
自动化细胞培养本申请要求于2018年5月18日提交的美国专利临时申请序列号62/673,484以及2018年12月21日提交的美国专利申请序列号16/229,303的优先权，其内容通过引用并入本文整体。
本申请涉及细胞培养领域，尤其涉及自动化细胞培养。
技术介绍
细胞培养可用于增加细胞数量。例如，T细胞可以从个人的血液中提取，在体外培养，以迅速增加T细胞的数量。通过接触抗原或细胞因子等免疫激活剂，可以激活培养的T细胞，使其更有效地发挥抗病作用。扩增和激活的T细胞可以被注入到人体内，以改善人体对疾病的免疫应答反应。细胞培养也可用于其他类型的细胞，如干细胞或其他类型的细胞；或用于生产细胞衍生产品，例如用于生产蛋白质、真核细胞衍生产品或其他产品。
技术实现思路
本申请提供了一种自动细胞培养系统。一方面，所述自动细胞培养系统包括细胞培养反应器及壳体；用于细胞培养液的流体回路，流体回路设置在壳体内部。流体回路包括用于在细胞培养液中培养细胞的培养容器、细胞培养液的盛器、盛器与培养容器的流体连接管线，以及配置用于在流体回路中泵送细胞培养液的泵。自动细胞培养系统包括一个或多个传感器，设置在壳体内部，每个传感器配置用于检测流体回路一个或多个(1)流体回路中细胞培养液的参数，(2)壳体内部的环境；以及配置为根据一个或多个检测参数自动控制细胞培养反应器的操作的计算设备。实施例可以包括以下一个或多个特征。计算设备配置为基于对所检测到的各个单个或多个参数及细胞培养的阶段进行比较，计算设备来控制细胞培养反应器的操作。计算设备被配置为根据一个或多个检测到的参数确定细胞培养的阶段。传感器包括盛器传感器，该传感器配置为检测盛器中的细胞培养液数量。盛器传感器包括重量传感器。盛器传感器包括应力变形计。自动细胞培养系统包括安装细胞培养容器的旋转支架。自动细胞培养系统包括供应系统，这个系统包括供应管，供应管的一端连接到流体回路，以及供应线的另一端可连接到细胞培养液的来源；和连接到供应管的供应泵。供应系统包括一个温度控制系统，其中包括一个壳体，其内部空间用于保存细胞培养液；以及温度控制模块，该模块配置为冷却或加热壳体内部空间。该计算设备根据盛器中的细胞培养液的量来调控供应泵的运行。当盛器中细胞培养液的数量小于阈值量，计算设备控制供应泵的运行。该计算设备根据盛器中细胞培养液的目标量来控制供应泵的运行，目标量是基于细胞培养的阶段而设定。该计算设备根据流体回路中细胞培养液的pH值来控制供应泵的运行。传感器包括一个或多个pH传感器，配置为检测流体回路中细胞培养液的pH值。pH传感器包括比色pH传感器。pH传感器包括离子pH传感器。自动细胞培养系统包括设置在壳体内部的加热器。计算设备配置为根据培养容器外壁的温度来控制加热器的运行。自动细胞培养设备包括安置于壳体内部空间的阀门，计算设备配置为根据壳体内部的气体浓度来控制阀门的操作。自动细胞培养系统包括连接到设备壳体的内部空间的气源；包括与气源连接的气体流量控制设备。计算设备配置为根据一个或多个检测参数控制气流控制设备的运行。气体流量控制设备包括质量流量控制器。气体流量控制设备包括计量阀。计算设备控制气体流量控制设备的运行，其依据是(i)壳体内部气体浓度与阈值浓度之间的偏差与(ii)目标偏差之间的比较。一个或多个传感器(气体传感器)检测壳体内部气体的浓度。计算设备配置为根据检测到的气体浓度控制气流控制设备的运行。计算设备配置为基于流体回路中细胞培养液的pH值控制气流控制设备的运行。计算设备配置为基于流体回路中细胞培养液的溶解氧量来控制气流控制设备的运行。一个或多个传感器包括溶解氧传感器，该传感器检测流体回路中细胞培养液中溶解的氧气量。一个或多个传感器包括葡萄糖传感器，该传感器检测流体回路中细胞培养液中的葡萄糖含量。一个或多个传感器包括乳酸传感器，该传感器检测流体回路中的乳酸含量。计算设备基于培养容器内细胞培养的阶段控制细胞培养反应器的操作。计算设备根据一个或多个(i)一个或多个检测到的参数和(ii)检测到的一个或多个参数的历史记录来确定细胞培养的阶段。计算设备根据细胞培养的阶段来控制泵的运行。自动细胞培养系统包括供应系统，包括供应管路、连接到流体回路的供应管路的第一端以及连接到细胞培养液来源的供应管路的第二端；以及与供应管路耦合的供应泵；及其中的根据细胞培养的阶段控制供应泵的运行的计算设备。培养容器包括中空纤维管。自动细胞培养系统包括废液管路，废液管路的一端连接到流体回路，并且废液管路的另一端连接到废液盛器；和一个与废液管路耦合的废液泵。自动细胞培养系统包括用户界面，其中计算设备被配置为在用户界面上引起指示一个或多个检测到的参数的输出。用户界面包括图形用户界面。用户界面包括触敏式用户界面。计算系统可向远程计算设备输出显示一个或多个检测到的参数的信息。计算设备根据一个或多个检测到的参数产生警报输出。自动细胞培养系统包括一个数据存储设备，该设备用于存储一个或多个检测到的参数的信息指示。计算设备通过网络连接向数据存储终端传输一个或多个检测到的参数的信息指示。本申请还提供了一种培养细胞的方法。一方面，所述培养细胞的方法包括在细胞培养反应器中培养细胞，包括在细胞培养反应器内部的流体回路中流动的细胞培养液，包括通过泵推动盛器中细胞培养液到细胞培养容器以培养细胞。该方法包括通过细胞培养反应器内部的一个或多个传感器检测一个或多个参数(1)流体回路中的一个或多个细胞培养液的参数，以及(2)细胞培养反应器内部的环境；并根据一个或多个检测到的参数，通过计算设备自动控制细胞培养反应器的运行。实施例可以包括以下一个或多个特征。细胞培养反应器的控制操作包括对比每个被检测到的参量与各自的阈值；并且基于比较结果控制细胞培养反应器的运行。至少一个检测参数的阈值是基于细胞培养的阶段。该方法确定细胞培养阶段的依据包括一个或多个(i)检测到的一个或多个参数，(ii)一个或多个检测到的参数的历史记录。检测参数包括检测盛器中的细胞培养液的量。该方法包括旋转细胞培养容器。细胞培养反应器的操作控制包括控制供应泵的操作，将细胞培养液从其来源处泵入流体回路。该方法包括控制细胞培养液来源处的温度。该方法包括将从细胞培养液来源处加入流体回路的细胞培养液加热。该方法包括基于盛器内细胞培养液的数量来控制供应泵的运行。该方法包括根据盛器中细胞培养液重量小于阈值量的情况从而控制供应泵的运行。该方法包括根据盛器中细胞培养液的目标量控制供应泵的运行，目标量与细胞培养的阶段关联。该方法包括基于流体回路中细胞培养液的pH值控制供应泵的运行。该方法包括检测流体回路中细胞培养液的pH值。细胞培养反应器的控制操作包括根据细胞培养反应器的温度来控制加热器。细胞培养反应器的控制操作包括控制连接到气体来源的气流控制设备的操作。该方法包括检测细胞培养反应器内部的气体浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动细胞培养系统，包括：/n细胞培养反应器，包括：/n壳体；/n用于细胞培养液的流体回路，所述流体回路设置在所述壳体的内部，并且包括：/n用于在细胞培养液中培养细胞的培养容器，/n用于细胞培养液的盛器，该盛器与培养容器的流体连通，和/n泵，用于将细胞培养液泵送到流体回路中；/n一个或多个传感器设置在壳体的内部，每个传感器用来检测(1)流体回路中的细胞培养液和(2)壳体内部的环境中的一个或多个的参数；/n计算设备，基于一个或多个检测到的参数自动控制细胞培养反应器的操作。/n

【技术特征摘要】
20180518 US 62/673,484;20181221 US 16/229,3031.一种自动细胞培养系统，包括：
细胞培养反应器，包括：
壳体；
用于细胞培养液的流体回路，所述流体回路设置在所述壳体的内部，并且包括：
用于在细胞培养液中培养细胞的培养容器，
用于细胞培养液的盛器，该盛器与培养容器的流体连通，和
泵，用于将细胞培养液泵送到流体回路中；
一个或多个传感器设置在壳体的内部，每个传感器用来检测(1)流体回路中的细胞培养液和(2)壳体内部的环境中的一个或多个的参数；
计算设备，基于一个或多个检测到的参数自动控制细胞培养反应器的操作。


2.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，其中所述计算设备是基于所检测的参数中的一个或多个与各个阈值之间的比较来控制所述细胞培养反应器的操作。


3.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，包括用于所述细胞培养容器的旋转支架。


4.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，包括供给系统，该系统包括：
供给管线，供给管线的一端连接到流体回路，供给管线的另一端连接到细胞培养液源；
连接到供给管线的供给泵；和
温度控制系统，包括：
壳体，壳体的内部空间用于容纳细胞培养液源；和
温度控制模块，用于冷却或加热壳体的内部空间。


5.根据权利要求4所述的自动细胞培养系统，其中所述计算设备根据一种或多种(i)所述储库中的细胞培养液的量和(ii)流体回路中细胞培养液的pH中来控制所述供给泵的操作。


6.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，包括配置在所述壳体内部的加热器。


7.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，包括在所述壳体中的阀门，其中所述计算设备配置成基于所述壳体内部中的气体浓度来控制所述阀门的操作。


8.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，包括：
与壳体内部流体连通的气源；和
连接到气源的气流控制设备，和
其中，所述计算设备配置成基于一个或多个检测到的参数来控制气流控制设备的操作。


9.根据权利要求1所述的自动细胞培养系统，其中所述计算设备配置成：
基于(i)一个或多个检...

【专利技术属性】
技术研发人员：荆杰，肯尼斯·安德鲁·柯林斯，袁方，张中华，劳伦斯·圣乔治，杰弗里·詹姆斯·德里斯科尔，谭维嘉，蔡皓，林东平，程剑，
申请(专利权)人：华赛公司，
类型：发明
国别省市：美国;US