用于大体积转染的装置和方法制造方法及图纸

用于大体积转染的装置和方法。本发明专利技术涉及一种用于向细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液施加电场的装置，包括至少一个腔室，所述至少一个腔室包含至少两个电极和在所述腔室内在两个端点之间可移动的至少一个分离元件，并且如果所述至少一个分离元件位于所述端点之间的位置，则将所述腔室的至少一个第一隔室与所述腔室的至少一个第二隔室隔开。根据本发明专利技术，每个隔室被设计成容纳悬浮液，并且包括用于填充或排出悬浮液的至少一个端口，以便将悬浮液的等分量从所述腔室排除并且同时将所述悬浮液的另一等分量填充到所述腔室中，其中所述分离元件沿与第一方向相反的第二方向移动，并且其中所述分离元件将等分量彼此分离。

Devices and methods for large volume transfection

【技术实现步骤摘要】
用于大体积转染的装置和方法本申请是国际申请号为PCT/EP2015/059150，国际申请日为2015年04月28日，进入中国国家阶段的申请号为201580022367.6，名称为“用于大体积转染的装置和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于向细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液施加电场的装置，包括至少一个腔室，该腔室包括至少两个电极和至少一个分离元件，该至少一个分离元件可在腔室内在两个端点之间移动，并且如果其位于端点之间的位置，则将腔室的至少一个第一隔室与腔室的至少一个第二隔室分开。本专利技术还涉及向细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液施加电场的方法。
技术介绍
将例如DNA、RNA或蛋白质的生物活性分子引入活细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡可以例如用于检查这些分子的生物学功能，且此外，这是这些分子的治疗用途成功的基本前提，例如在基因治疗中。将外部分子引入细胞的优选方法称为电穿孔，其不像化学方法限制了靶细胞的结构和功能中的不希望的改变。在电穿孔中，通过短电流，即例如放电电容器的脉冲，将外部分子从水性溶液、较佳地特定适合于细胞的缓冲溶液或细胞培养基引入细胞，使得细胞膜瞬时透过外部分子。在细胞膜中形成的临时“孔”允许生物活性分子首先到达细胞质，在细胞质中它们可能已经执行其功能或施加待检查的任何治疗作用，然后例如在基因治疗应用中在某些条件下也根据需要达到细胞核。由于短时间施加强电场，即具有高电流密度的短脉冲，细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡也可以融合。在这种所谓的电融合中，细胞例如最初通过不均匀的电交变场进行紧密的膜接触。随后施加电场脉冲导致膜部分之间的相互作用，这最终导致融合。与用于电穿孔的那些相当的装置也可以用于电融合。较小体积的细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液通常在相对简单的容器中以分批方法处理。溶液或细胞悬浮液分别经常位于试管中，即在顶部开口的窄容器中，其在底部附近在侧壁中具有用于施加电压的两个相对的平行电极。但是，这些容器不适于处理较大体积，因为可用于电处理的反应空间受到电极之间有限的最大距离的限制。因此，其中将细胞或囊泡悬浮液连续或不连续地进给通过电极之间的反应空间的流通过程通常用于较大体积的电穿孔或电融合。例如，US-A-6150148公开了一种对流通过程改进的试管。试管的端口由盖子密封，穿过该盖子引导馈送管线。在电极之间的区域中的底部，试管具有连接有排出部的附加端口。由于这种布置，待处理的悬浮液可以通过馈送管线进入到反应空间中并通过排出部排出。由于反应室内悬浮液的重复的、连续的或不连续的交换和相应的重复的电脉冲，可以用该试管处理更大的体积。US-A-6150148进一步公开了具有管状或开槽设计的流通腔室，并且在它们的端部各自具有用于输入和输出通道的连接部。各腔室本身表示长方形反应空间，其由具有平面平行构造的两个圆柱形、同心排列或平坦的电极包围。这些装置在被馈送通过腔室时，也允许通过重复脉冲处理更大的体积。然而，这些流通电穿孔或甚至电融合过程难以控制，因为流通速度必须与脉冲频率一致。通过电解加热悬浮液和形成气泡具有另外的显着问题。重复产生这些工艺常常需要的非常高的电流导致增加的热产生和大量的小气泡，其通过电解质溶液中的电化学过程形成，溶液中中悬浮有待处理的细胞或囊泡。这些气泡干扰悬浮液穿过腔室的流动，并且可能导致已经处理的悬浮液回流到腔室中。此外，由于悬浮液在腔室内不均匀地分布，电弧的风险增加。这些问题一方面导致不再可再现的结果，另一方面，如果处理活细胞，导致死亡率增加。WO2004/083379A2公开了一种用于将外源材料插入囊泡的电穿孔方法，其中悬浮液的处理体积是可缩放的，并且腔室中的囊泡的处理时间基本上是一致的。在该方法中，悬浮液体积大于电穿孔装置的腔室的体积。悬浮液体积的初始部分移动到腔室中，在腔室中保持和处理，并从腔室移出。然后悬浮液体积的另外部分移动到腔室中，在腔室中保持和处理，并从腔室移出。悬浮液体积的其它部分依次移动到腔室中，在腔室中保持和处理，并从腔室移出，直到悬浮液体积耗尽为止。WO2005/111820A2公开了一种电穿孔装置，其包括调节流动电穿孔腔室，其使得能够得到在完全封闭的无菌系统中以单独的微量或体积均匀地处理样品的条件。腔室包括入口端口和出口端口，待处理的细胞悬浮液可分别通过该入口端口和出口端口装载到腔室中或从腔室中移出，使得悬浮液的样品可以在通过提供未处理和处理的样品体积之间的边界而形成的单元内处理。该边界通过将非样本气体或流体循环到样本的两个部分之间的腔室内来提供。非样本气体或流体可通过腔室的第三端口流入或流出腔室。US2007/0128708A1公开了用于在分段腔室中电穿孔相对大体积的携带生物细胞或囊泡的流体介质的可缩放装置，其中每个区段包括两个电极。腔室的有效容积可通过沿腔室的纵向轴线移动柱塞来改变。因此，所选择的容积与待电穿孔的样品的体积直接相关。样品通过设置在腔室的端壁中的端口被吸入和排出腔室。通过向腔室的各个段的电极对顺次施加电压脉冲来处理室内的样品。然而，现有技术的装置和方法的缺点是，较大体积的处理是耗时的，因为在下一个样品可以被装入腔室之前，已经处理的样品必须从腔室完全排出。现有技术装置和方法的另一个缺点是，气泡和细胞碎片不能以可靠的方式从反应腔室完全去除。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于处理细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的装置和方法，通过该装置和方法加速了更大体积的处理，这使得能够在可再现的条件下进行处理，并且其确保在处理后可靠地清除反应腔室。该目的通过一种用于对细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液施加电场的装置来满足，其中所述腔室的每个隔室被设计成容纳悬浮液，并且包括用于填充或排放悬浮液的至少一个端口。也就是说，腔室的每个隔室可以接收并容纳悬浮液的等分量，其可以通过至少两个端口移入和移出腔室，其中每个隔室设置有至少一个端口，相应的隔室可以通过该端口填充悬浮液和/或悬浮液可通过该端口从该隔室中排出。该有利构造允许腔室的同时填充和排出，使得用于更换悬浮液所需的时间以及因此在悬浮液的两次相继的电处理之间的时间延迟最小化。这种最小化导致大体积即大于1ml的体积的处理时间的显着加速。根据本专利技术的装置的另一个优点在于，其通过重复填充和处理悬浮液实现可缩放的过程。例如，如果腔室具有1ml的总容积，则可以以快速的方式容易地处理其任何多个容积。因此，根据本专利技术的装置不是流通装置，而是能够通过一种推拉机制同时进行腔室的填充和排放的装置。根据本专利技术的示例性实施例，至少一个端口设置在腔室的一端，并且至少一个另外的端口设置在腔室的相反端。在腔室的相反端处提供端口允许容易地建立推拉机制，其中分离元件以及因此悬浮液能够在腔室的两个端点之间移动，以便同时进行对腔室的一端的一个隔室的填充并且在腔室的相反端处另一个隔室的排出。此外，这种几何布置允许根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于向细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液施加电场的装置，包括至少一个腔室，所述至少一个腔室包括至少两个区段，每个区段包括至少一个第一电极和至少一个第二电极，其特征在于，所述第二电极是所述至少两个区段的公共电极，且所述腔室还包括彼此附连的两个部件的相应凹陷，对准的凹陷形成所述腔室，其中，每个凹陷设有至少一个电极。/n

【技术特征摘要】
20140502 EP 14166918.41.一种用于向细胞、细胞衍生物、细胞器官、亚细胞颗粒和/或囊泡的悬浮液施加电场的装置，包括至少一个腔室，所述至少一个腔室包括至少两个区段，每个区段包括至少一个第一电极和至少一个第二电极，其特征在于，所述第二电极是所述至少两个区段的公共电极，且所述腔室还包括彼此附连的两个部件的相应凹陷，对准的凹陷形成所述腔室，其中，每个凹陷设有至少一个电极。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述腔室还包括至少一个基座构件，所述至少一个基座构件至少基本上由绝缘材料制成，并且包括所述电极所附连至其的至少一个表面，其中所述表面包括设计成提供所述电极中的一个与至少一个电接触点之间的电连接的至少一个导电区域。


3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述导电区域是坑或孔，所述坑或孔至少部分地包覆模制有导电材料或用导电材料填充，并提供从所述电极到所述接触点的导电路径。


4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电极和所述导电材料由相同材料制成。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·阿特罗格，T·格莱斯纳，A·海因策，S·赫尔姆斯米尔，
申请(专利权)人：隆萨科隆有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE