用于破碎细胞的装置制造方法及图纸

一种用于破碎细胞的装置，其具有反应器，该反应器具有反应室、搅拌器、冷却夹套、冷却夹套入口、冷却夹套出口、取样端口和温度探针插入配件，以及适合于将反应器安装在其顶部上并与搅拌器可操作地连接的电机。一种用于破碎细胞的系统，该系统包括至少一个装置、至少一个插入装置的温度探针插入配件的温度探针、可操作地连接到温度探针的冷却系统和电子控制面板。冷却系统具有至少一个电磁阀，系统的每个装置具有一个相应的电磁阀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于破碎细胞的装置描述本专利技术涉及生物
，并且特别是涉及用于细胞破碎的装置，该装置通过数据记录和在处理期间对细胞取样的能力来提供非常精确的温度控制。细胞破碎是用于从细胞内部释放生物分子的方法或过程。利用细胞内的内容物，诸如蛋白质、细胞器、DNA/RNA和在细胞内发现和/或生长的酶，已经成为新一代的药物和诊断工具开发。许多通过生物技术产生的化合物是细胞内的，并且必须在回收前从细胞中释放出来。所述产品的有效回收需要细胞破碎，这可以通过使用不同的方法和技术(机械方法或非机械方法)来实现。选择的技术取决于产品、细胞类型和规模。常用的细胞破碎机械方法包括珠磨、声处理和弗氏压碎器。其他可能的方法是利用酶、洗涤剂和渗透冲击。珠磨机最初用于涂料工业，并且已被改造用于小规模和大规模生产中的细胞破碎。随着不同设计被开发，这是破碎不同微生物细胞的有效方法。主要原理需要带有旋转轴的夹套研磨室，旋转轴在其中心运行。搅拌器安装在轴上，并且为室中存在的小珠提供动能，使珠相互碰撞。珠尺寸和重量的选择在很大程度上取决于细胞的类型。珠直径可以影响细胞破碎的效率(与细胞中所需酶的位置有关)。增加的珠数目增加了破碎的程度，这是由于珠之间的相互作用增加。然而，增加的珠数目也影响加热和功耗。工艺变量为：搅拌器速度、珠的比例、珠尺寸、细胞悬浮液浓度、细胞悬浮液流量和搅拌器圆盘设计。与珠磨机相关的主要问题是随着珠体积的增加产生的高温。这些条件将影响蛋白质释放、蛋白质溶解度，并在产品中引起不期望的影响。通常，现有的珠磨装置具有不受控制的冷却，并且在细胞裂解过程期间既不允许取样、采集也不允许控制温度。本专利技术人开发了一种细胞破碎装置，该装置克服了现有技术装置的所有缺点。本专利技术的细胞破碎器使用反应室中的温度探针和包围该室的冷却液流之间的反馈提供了精确的温度控制和记录，与先前的装置相比，实现了工艺条件对细胞破碎的影响的更精确评估。不适当的温度控制导致产品降解和对玻璃珠/细胞碰撞的影响的错误评估。包括在本专利技术的细胞破碎装置中的另一个特征是在不中断过程的情况下移出样品材料以确定破碎的可能性，从而在细胞破碎过程期间获得样品，这允许在中间时间获得关于过程效率的信息。所有这些特征组合给出了对细胞破碎过程的更精确评估，并且导致例如缩短的处理时间和提高的重现性。如本文使用的，术语细胞“破碎(breaking)”、“破碎(disruption)”和“裂解”是可互换的，并且它们意思相同且是指细胞的膜的解体(breakdown)。为了帮助理解，本专利技术在下文参考通过实例的方式呈现的附图以及参考说明性而非限制性的实例被更详细地描述。在第一方面中，本专利技术涉及用于破碎细胞的装置，包括：反应器，该反应器包括反应室、搅拌器、冷却夹套、冷却夹套入口、冷却夹套出口、取样端口和温度探针插入配件；电机，该电机适合于将所述反应器安装在其顶部上并与所述搅拌器可操作地连接。优选地，所述反应室的体积在250mL和600mL之间，更优选地在300mL和500mL之间。在另一个方面中，本专利技术涉及使用上文描述的装置破碎细胞的系统，该系统包括：至少一个如上文提及的用于破碎细胞的装置；至少一个温度探针，插入所述用于破碎细胞的装置的温度探针插入配件中；可操作地连接到所述温度探针的冷却系统；和电子控制面板。优选地，所述系统包括至少两个并联的用于破碎细胞的装置，更优选地三个，以及最优选地四个并联的用于破碎细胞的装置。优选地，冷却系统包括至少一个电磁阀，更优选地，每个用于破碎细胞的装置具有一个电磁阀。同样优选地，所述冷却系统使用冷却水作为冷却流体。利用使用本专利技术的用于破碎细胞的装置的系统可以使用不同的细胞、缓冲液、温度设定点和处理时间并行运行几个破碎过程，例如四个破碎过程。本专利技术的系统使用闭环温度控制。例如，当温度达到高于设定点(setpoint，SP)1℃时，电机将停止。这允许热量产生停止(暂停细胞破碎)，并且仅发生热量移除，直到温度达到低于SP1℃，然后电机再次启动(继续破碎)。这种闭环控制对于批次运行非常重要，因为细胞悬浮液始终在反应器内，并且如果温度升高，将会有产品降解，且反应器内的整个悬浮液将会损失。图1示出了本专利技术的用于破碎细胞的装置的反应器的部分交叉实施方案的透视图。图2是本专利技术的用于破碎细胞的装置的反应器的实施方案的透视图。图3示出了在电机驱动器的顶部上的本专利技术的用于破碎细胞的装置的反应器的透视图。图4示出了四个根据本专利技术的用于破碎细胞的装置及其相应电磁阀的透视图。图5是处于非活动(非冷却)状态的冷却系统的示意图。图6是处于活动(冷却)状态的冷却系统的示意图。图7是使用本专利技术的装置在细胞裂解过程期间记录的数据的图。图8是在细胞破碎过程期间通过凝胶测量确定的释放HBCORE蛋白的图。图1示出了本专利技术的用于破碎细胞的装置的反应器的部分交叉实施方案的透视图。所述反应器-1-包括反应室-2-、搅拌器-3-、冷却夹套-4-，-4`-、冷却夹套入口-5-、冷却夹套出口-6-、取样端口-7-和温度探针插入配件-8-。如图2所示，所述反应室是封闭的空间，其被配置为接收珠磨机和待破碎的细胞悬浮液的混合物，并且只有取样端口-7-和插入温度探针插入配件-8-中的温度探针与反应室-2-流体连接。如图3所示，反应器-1-与电机-9-在电机-9-顶部联接。所述电机-9-可操作地连接到反应器-1-的搅拌器-3-，并且其功能由冷却系统控制，该冷却系统根据相对于设定点的温度变化来打开或关闭电机-9-。图4示出了四个根据本专利技术的用于破碎细胞的装置-10-、-10’-、-10”-、-10”’-及其相应的电磁阀-11-、-11’-、-11”-、-11”’-。图5示出了当所有电磁阀-11-、-11’-、-11”-、-11”’-关闭时，自动冷却水分配的图。黑色箭头指示水流的方向。另一方面，图6示出了与图5类似的图，但是是当只有一个电磁阀-11”’-打开时。再次，黑色箭头指示水流的方向。图7示出了使用本专利技术的用于破碎细胞的装置在细胞裂解过程期间记录的数据。上图示出了温度，中间图示出了电机状态(1＝开/0＝关)，并且下图示出了冷却水分配系统内的电磁阀状态(1＝开/0＝关)。可以看到，当电机打开时，电磁阀关闭，并且温度升高。相反，当所述温度高于6℃(设定点)时，电机关闭，电磁阀打开，并且温度下降。重复该循环，直到达到期望的细胞裂解的程度。在下文中，参考实施例描述本专利技术，然而这些实施例并不意图限制本专利技术。实施例1.使用本专利技术的细胞破碎装置进行细胞破碎。本专利技术的两个装置在它们中的每一个中填充有280mL的玻璃珠和200mL的BYS(缓冲液加约40g细胞)。在控制软件中，反应室内流体的温度设定点为5℃，并且对于两个细胞破碎装置，死区设定为2℃。冷却器出口处的冷却流体(乙二醇)温度设定为-15℃。HBCORE释放定量的样品在5min期间定期收集(使用装置取样端口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于破碎细胞的装置，包括：/na)反应器，所述反应器包括反应室、搅拌器、冷却夹套、冷却夹套入口、冷却夹套出口、取样端口和温度探针插入配件；/nb)电机，所述电机适合于将所述反应器安装在其顶部上并与所述搅拌器可操作地连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190111 US 62/791,1901.用于破碎细胞的装置，包括：
a)反应器，所述反应器包括反应室、搅拌器、冷却夹套、冷却夹套入口、冷却夹套出口、取样端口和温度探针插入配件；
b)电机，所述电机适合于将所述反应器安装在其顶部上并与所述搅拌器可操作地连接。


2.根据权利要求1所述的用于破碎细胞的装置，其中所述反应室的体积在100mL和600mL之间。


3.根据权利要求2所述的用于破碎细胞的装置，其中所述反应室的体积在300mL和500mL之间。


4.用于破碎细胞的系统，所述系统使用根据权利要求1至3中任一项所述的用于破碎细胞的装置，包括：
a)至少一个用于破碎细胞的装置；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔西奥·伯德，托马斯·斯塔普，沈语意，
申请(专利权)人：盖立复诊断解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US