微流体装置和用于处理微粒的方法制造方法及图纸

旨在用于处理微粒、特别是细胞的微流体装置(1)包括：细长的处理室(2)，其包括至少一个细长段(21)；至少一个输入播种通道(33)和一个输出播种通道(43)，其被配置成在横向于段(21)的纵向方向(X)的方向(Y)上限定播种流；至少一个输入收获通道(53)和一个输出收获通道(63)，其被配置成在段(21)的纵向方向(X)上限定收获流，其中，对于段(21)，单个输入播种树(3)限定多个输入播种通道(33)，并且单个输出播种树(4)限定多个输出播种通道(43)，输入播种通道(33)和输出播种通道(43)与处理室(2)的接合部(31、41)沿着段(21)被分布在处理室的两侧上，其中，比率Rs_input，即高于50、优选的高于75、优选高于100、优选高于150、优选高于200，其中S

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微流体装置和用于处理微粒的方法
[0001]本专利技术涉及一种微流体装置和使用该装置处理微粒、特别是细胞的方法。本专利技术更具体地涉及一种微流体装置和使用该装置来实现对活细胞的各种类型的生物生产操作，例如过滤、播种、扩增、转导、分选、收获等的操作。
[0002]近年来，微流体“芯片”技术已经广泛应用于细胞悬浮处理。然而，在现有的细胞悬浮处理微流体装置中，输入悬浮分散限制了程序的功效和准确性。实际上，细胞是复杂系统，其对环境的许多参数是敏感的。结果，在执行生物生产协议中的较小变化可以具有较大的影响。类似地，生物生产步骤内的参数异质性(这意味着细胞个体地经历重要参数的不同值)能够导致非常异质的输出。异质性还意味着一些细胞经历的参数不同于最佳参数，这能够导致降低的效率和功效。异质性还阻止了有效地确定最优工艺参数，由于测量的输出代表参数的扩展分布，因此提供的关于目标参数组的相关性的信息有限。因此，参数的批间再现性和批内均匀性是在生物生产中获得可再现且均匀产出的关键。这又使得可以从方案参数筛选获得可靠的数据，以便确定提供了最大效率、功效和再现性的最佳工艺条件。
[0003]此外，少数微流体生物生产装置被配置成支持包括“培养步骤”的生物生产，例如扩增和分化步骤。支持这种一般生物处理步骤的现有微流体装置在提供足够的容量的同时，不能以合理的复杂性和成本提供细胞和反应物效率。
[0004]本专利技术旨在通过提出一种用于处理微粒、特别是细胞的微流体装置和方法来更具体地克服这些缺点，所述微流体装置和方法能够在微粒和反应物的数量方面实现便宜、有效、高效以及精确的生物处理技术。
[0005]为此目的，根据一个方面，本专利技术的主题是用于处理微粒、特别是细胞的微流体装置，其包括：
[0006]‑
细长的处理室，其包括至少一个细长段，
[0007]‑
至少一个输入播种通道和至少一个输出播种通道，其被配置成在横向于处理室的段的纵向方向的方向上限定播种流，
[0008]‑
至少一个输入收获通道和至少一个输出收获通道，其被配置成在处理室的段的纵向方向上限定收获流，
[0009]其中，对于处理室的每个段，微流体装置包括多个输入播种通道和多个输出播种通道，多个输入播种通道和多个输出播种通道与处理室的段的接合沿着段被分布在两侧上，多个输入播种通道由单个输入播种树限定，并且多个输出播种通道由单个输出播种树限定。
[0010]根据一个特征，比率Rs_input，即：
[0011][0012]大于50、优选地大于75、优选地大于100、优选地大于150、优选地大于200，其中，S
21
是段的垂直于横向方向的截面，并且(∑
k
V
k
*S
k
)/V
TOTs_input
是输入播种通道的体积和截面的乘积之和除以总体积V
TOTs_input
，所述输入播种通道是指最接近输入播种树的树根的第一节点与段之间的所有输入播种通道，该总体积是这些输入播种通道的体积之和。
[0013]根据一个特征，比率Rh_input，即：
[0014][0015]小于20、优选地小于15、优选地小于10、优选地小于5，其中，W是垂直于纵向方向的段的截面，而(∑
j
V
j
*S
j
)/V
TOTh_input
是输入收获通道的体积和截面的乘积之和除以总体积V
TOTh_input
，所述输入收获通道是指最接近输入收获树的树根的第一节点与段之间的所有输入收获通道，该总体积是这些输入收获通道的体积之和。
[0016]由于具有上述特征，本专利技术具有以下优点：
[0017]‑
包括至少一个细长段的该细长的处理室在播种期间促进了在播种通道中和在室中的剪切速率的高差异，从而增加了所述播种的稳健性并促进了所处理的微粒的高产量；在本专利技术的含义内，当室或段的长度是其宽度的至少两倍、优选是其宽度的四倍时，室或段被认为是细长的；
[0018]‑
在播种流期间，播种比率Rs_input的值大于50、优选大于75、优选大于100、优选大于150、优选大于200、优选大于200，这导致了播种通道与处理室之间的剪切速率的较大的变化，因此通过促进在处理室中微粒的沉积来提高播种效率；
[0019]‑
在收获流期间，收获比率Rh_input的值小于20、优选小于15、优选小于10、优选小于5，这导致了收获通道与收获室之间的剪切速率的较小的变化，因此提高了收获效率。
[0020]根据一个特征，比率Rs_output，即：
[0021][0022]大于50、优选大于75、优选大于100、优选大于150、优选大于200，其中，S
21
是段的垂直于横向方向的截面，并且(∑
k
V
k
*S
k
)/V
TOTs_output
是指输出播种通道的体积和截面的乘积之和除以总体积V
TOTs_output
，所述输出播种通道是指最接近输出播种树的树根的第一节点与段之间的所有输出播种通道，该总体积是这些输出播种通道的体积之和。
[0023]根据一个特征，比率Rh_output使得：
[0024][0025]小于20、优选小于15、优选小于10、优选小于5，其中，W是垂直于纵向方向的段的截面，并且(∑
j
V
j
*S
j
)/V
TOTh_output
是收获输出通道的体积和截面的乘积之和除以总体积V
TOTh_output
，所述输出收获通道是指最接近输出收获树的树根的第一节点与段之间的所有输出收获通道，该总体积是这些输出收获通道的体积之和。
[0026]输出播种树和输出收获树的配置使得Rs_output和Rh_output中的每个比率与对应比率Rs_input或Rh_input处于相同数量级，从而增强了微流体装置的对称性及其播种和收获的效率。
[0027]注意，在仅存在一个收获通道而没有实际的收获通道树的情况下，如本文所使用的表述“收获树”能够指代唯一的收获通道。在这种情况下，收获树的第一节点被认为是段与收获通道之间的几何过渡(如图1所示)。
[0028]根据一个实施例，对于处理室的每个段，输入播种树在从树根到与处理室的段的
接合的每个可能的流动路径上具有至少一个位置，使得在该位置处的输入播种通道的播种剪切指标SSI与处理室的段的平均播种剪切指标SSI的比率高于10、优选高于20、更优选高于40，其中，通道或段的播种剪切指标由下式定义：
[0029][0030]其中，T
Q
是流经所考虑的通道或段的播种流的百分比，S是通道或段垂直于其用于播种流的纵向纤维所截取的截面表面积，并且h是通道或段在高度方向上所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理微粒、特别是细胞的微流体装置(1)，包括：
‑
细长的处理室(2)，其包括至少一个细长段(21)，
‑
至少一个输入播种通道(33)和至少一个输出播种通道(43)，所述至少一个输入播种通道和至少一个输出播种通道被配置成在横向于所述处理室的段(21)的纵向方向(X)的方向(Y)上限定播种流，
‑
至少一个输入收获通道(53)和至少一个输出收获通道(63)，所述至少一个输入收获通道和至少一个输出收获通道被配置成在所述处理室的段(21)的纵向方向(X)上限定收获流，其中，对于所述处理室(2)的每个段(21)，所述微流体装置(1)包括多个输入播种通道(33)和多个输出播种通道(43)，所述多个输入播种通道和所述多个输出播种通道与所述处理室的段(21)的接合部(31、41)沿着所述段被分布在两侧上，所述多个输入播种通道(33)由单个输入播种树(3)限定，并且所述多个输出播种通道(43)由单个输出播种树(4)限定，其中，比率Rs_input，即：大于50、优选地大于75、优选地大于100、优选地大于150、优选地大于200，其中，S
21
是所述段(21)的垂直于所述横向方向(Y)的截面，并且(∑
k
V
k
*S
k
)/V
TOTs_input
是所述输入播种通道(33)的体积和截面的乘积之和除以总体积V
TOTs_input
，所述输入播种通道是指最接近所述输入播种树(3)的树根(30)的第一节点(35)与所述段(21)之间的所有输入播种通道(33)，所述总体积是指这些输入播种通道(33)的体积之和。2.根据权利要求1所述的微流体装置，其中所述比率Rh_input，即：小于20、优选小于15、优选小于10、优选小于5，其中，W是垂直于纵向方向(X)的段(21)的截面，而(Σ
j
V
j
*S
j
)/V
TOTh_input
是所述输入收获通道(53)的体积和截面的乘积之和除以总体积V
TOTh_input
，所述输入收获通道是指在最接近所述输入收获树(5)的树根(50)的第一节点(55)与所述段(21)之间的所有输入收获通道(53)，所述总体积是这些输入收获通道(53)的体积之和。3.根据权利要求1或2所述的微流体装置，其中，对于所述处理室(2)的每个段(21)，在链接至所述段(21)的所述输入播种树(3)的通道体积的一半以上中，所述输入播种通道(33)的播种剪切速率指标(SSI)与所述段(21)的平均播种剪切速率指标(SSI)的比率高于10、优选高于20、更优选高于40，其中，通道或段的播种剪切速率指标(SSI)由下式定义：其中，T
Q
是流经所述所考虑的通道或段的播种流的百分比，S是所述通道或段垂直于其用于播种流的纵向纤维所截取的截面，并且h是所述通道或段在高度方向(Z)上所截取的高度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的微流体装置，包括阻挡装置，所述阻挡装置被配置成：
‑
当通过所述输入播种通道和所述输出播种通道(33、43)将播种流施加至所述处理室(2)时，所述阻挡装置选择性地阻挡所述输入收获通道和输出收获通道(53、63)，以及
‑
当通过所述输入收获通道和所述输出收获通道(53、63)将收获流施加到所述处理室(2)时，所述阻挡装置选择性地阻挡所述输入播种通道和所述输出播种通道(33、43)。5.如前述权利要求中任一项所述的微流体装置，其中，在垂直于所述高度方向(Z)的方向上的所述处理室(2)的表面大...

【专利技术属性】
技术研发人员：热雷米，
申请(专利权)人：巴黎公共救济院巴黎大学热雷米，
类型：发明
国别省市：