自动换液装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种自动换液装置，用于在玻璃化冷冻前和/或复温解冻过程中为载有活性细胞的载杆供给液体和从载杆回收液体，包括：若干储液容器；多通道切换阀，该多通道切换阀能够根据选择将各储液容器通过相应的供液通道与连通至载杆的换液通道相连通，或将换液通道与用于向自动换液装置之外排出液体的废液通道相连通；泵压装置，该泵压装置用于提供将液体供给载杆的正压以及从载杆中回收液体的负压；控制模块，该控制模块控制多通道切换阀轮流将换液通道与各供液通道接通，以使得储液容器中的液体在泵压装置的作用下被提供给载杆，并在经过相应的预定时长后控制多通道切换阀将换液通道与废液通道相连通，以在泵压装置的作用下从载杆中回收液体。下从载杆中回收液体。下从载杆中回收液体。

【技术实现步骤摘要】
自动换液装置


[0001]本专利技术涉及一种自动换液装置，用于在玻璃化冷冻前和/或复温解冻过程中向活性细胞的周围环境供给液体和回收液体。

技术介绍

[0002]活性细胞在保存时需要玻璃化冷冻以保持其活性，在使用时则需要复温解冻。在玻璃化冷冻前，需要对活性细胞的环境进行换液，将细胞培养液置换成玻璃化冷冻溶液。在复温解冻后，则要再将玻璃化冷冻溶液置换成细胞培养液。活性细胞在玻璃化冷冻和复温解冻过程中需要按照一定的顺序浸没在多种特定液体内，以通过液体的扩散，分步逐渐改变细胞外部的环境，让细胞在换液过程中适应缓慢变化的外部液体环境从而保持活性。
[0003]目前的主流换液方法仍然是胚胎师的手动操作，以目前医院中使用的加藤(Kitazato)方法为例，标准作业流程是通过吸管吸取和推出细胞的操作，将细胞从细胞培养液逐次转移到若干种平衡溶液中停留一定时间，最后再转移到玻璃化冷冻溶液。当活性细胞周围环境已被替换为玻璃化冷冻溶液之后，即可将活性细胞放入液氮中以例如
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23000℃/分钟的速率急速冷冻。待需要使用活性细胞时，对活性细胞进行复温解冻。首先用吸管吸取活性细胞，将其放入37℃的解冻液中1分钟，然后从解冻液中取出活性细胞，将其逐次转移到稀释溶液和洗涤溶液中停留一定时间，此时再取出的活性细胞即达到可供使用的条件。
[0004]例如，对于卵母细胞，一种标准作业流程是：将卵母细胞放置在培养皿中，浸泡于20μL的基本溶液(细胞培养液)中，然后向培养皿中加入20μL 平衡溶液，3分钟后加入20μL平衡溶液，3分钟再加入240μL平衡溶液，9 分钟后用吸管吸取卵母细胞将其放入300μL玻璃化冷冻溶液内停留0.5分钟，然后用吸管吸取卵母细胞将其放入另外的300μL玻璃化冷冻溶液内停留0.5 分钟。复温解冻时，首先用吸管吸取卵母细胞，将其放入37℃的解冻液中， 1分钟后用吸管将卵母细胞从上述解冻液中取出后放入300μL稀释溶液停留 3分钟，然后放入洗涤溶液中停留5分钟，再放入另一种洗涤溶液中停留1 分钟，然后再将卵母细胞取出置于器皿中供进一步使用。
[0005]对于胚胎细胞，标准作业流程例如是：将胚胎细胞放置在培养皿中，浸泡于300μL的平衡溶液中12
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15分钟，然后用吸管吸取胚胎细胞，将其放入 300μL玻璃化冷冻溶液内停留0.5分钟，然后用吸管吸取胚胎细胞将其放入另外的300μL玻璃化冷冻溶液内停留0.5分钟。复温解冻时，首先用吸管吸取胚胎细胞，将其放入37℃的解冻液中，1分钟后用吸管将胚胎细胞从上述解冻液中取出后放入300μL稀释溶液停留3分钟，然后放入300μL洗涤溶液中停留5分钟，再放入300μL另一种洗涤溶液中停留1分钟，然后再将胚胎细胞取出置于器皿中供进一步使用。
[0006]现有技术的缺陷在于，手动换液需要有经验的胚胎师操作，这需要2
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3 年的培训和操作经验，人工成本高，并且由于活性细胞的尺寸，换液过程中高度依赖胚胎师的手感，一旦失误就会造成对活性细胞的损害。
[0007]由于活性细胞的玻璃化冷冻和复温解冻过程中的操作时间非常短(例如，如上所述，吸管吸取活性细胞后置入解冻液的时间仅在1分钟左右)，手动可以做得更快更迅速，并且用从低温保存活性细胞的液氮中取出活性细胞的载杆直接将细胞放入解冻溶液中也符合医生等操作者的操作习惯，因此，对于将活性细胞所在的载杆手动地放入液氮进行玻璃化冷冻和低温保存在载杆上、以及将载杆取出并放入解冻溶液中以解冻活性细胞的过程，目前并没有要迫切实现自动化的需求。但对于上述标准作业流程中提及的玻璃化冷冻和复温解冻前后的换液过程，由于步骤多、使用的液体种类多、数量不同，各个步骤所要求的停留时间也不同，因而手动操作并不是最优选择。
[0008]就此，现有技术下也提出了一些自动换液装置及方法。澳大利亚的 Genea Biomedx的Gavi系统实现了在玻璃化冷冻前和复温解冻后自动化换液。为此，需要将细胞手动固定在特制换液容器(耗材)的细胞槽中，然后通过三维移动平台控制移液枪向换液容器中加入和移除平衡溶液、玻璃化冷冻溶液、和细胞培养液等，换液通过扩散原理实现。换液容器上可以热封上热封膜，实现低温保存时与外界隔离。问题在于，该系统中采用的作为耗材的换液容器与医生等操作者常规使用的用于转移细胞的移液管、用于放置在低温槽中进行低温冷冻的载杆完全不同，严重地改变了医生的操作习惯。并且，由于控制移液枪的三维移动平台运动复杂，也导致了系统的造价过于昂贵。
[0009]以色列的FertileSafe的Sarah系统实现了在玻璃化冷冻前和复温解冻后自动化换液以及玻璃化冷冻，但玻璃化冷冻过程没有完全实现自动化，不包括热封部分。低温保存、复温解冻仍需手动操作。玻璃化冷冻前和复温解冻后自动化换液的实现方式是，将不同的溶液(平衡溶液、玻璃化冷冻溶液、细胞培养液、解冻溶液，液氮等)分布在一个能够水平旋转的轮盘上。将活性细胞装入一个特制的吸管(耗材)中，该吸管安装在能沿垂直于轮盘表面的z轴方向移动的z轴移动模块上。轮盘通过转动将相应的溶液转移到吸管的正下方，吸管在z轴移动模块的作用下沿z轴方向上下运动，以浸入和离开不同的溶液，并实现在不同溶液中的预定停留时间。这一系统的缺点在于，各种溶液放置在轮盘上供载有活性细胞的吸管浸入，如果不同的活性细胞不共用这些溶液，每次更换溶液需要耗费大量时间，无法适用于连续的流水线作业，但如果不同的活性细胞共用这些溶液，则又有潜在的交叉污染的风险。另外，由于系统中涉及了z轴移动模块和轮盘两个部件的运动，因而系统复杂而导致了成本高昂。
[0010]因此，希望能够提供一种装置，实现玻璃化冷冻前和复温解冻后的换液步骤的自动化，同时尽可能少地改变医生等操作者的操作习惯。在此基础上，还希望能够实现一载杆一试剂，避免为活性细胞共用载杆或各种试剂溶液，从流程上避免可能的交叉污染。显然，也希望该装置的成本能够控制在合理的水平。

技术实现思路

[0011]针对以上技术问题，本专利技术提供了一种自动换液装置，用于在玻璃化冷冻前和/或复温解冻过程中为载有活性细胞的载杆供给液体和从所述载杆回收液体，其中，该自动换液装置包括：若干储液容器，所述储液容器用于分别存储玻璃化冷冻前和/或复温解冻过程中所需的各种液体；多通道切换阀，所述多通道切换阀能够根据选择将各所述储液容器通过相应的供液通道与连通至所述载杆的换液通道相连通，或将所述换液通道与用于向所述
自动换液装置之外排出液体的废液通道相连通；泵压装置，所述泵压装置用于提供将液体供给所述载杆的正压以及从所述载杆中回收液体的负压；控制模块，所述控制模块控制所述多通道切换阀轮流将所述换液通道与各所述供液通道接通，以使得所述储液容器中的液体在所述泵压装置的作用下被提供给所述载杆，并在经过相应的预定时长后控制所述多通道切换阀将所述换液通道与所述废液通道相连通，以在所述泵压装置的作用下从所述载杆中回收液体。
[0012]由于活性细胞置于载杆上，而其需要浸入的各种液体则在泵压装置提供正压作用下相继本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动换液装置，用于在玻璃化冷冻前和/或复温解冻过程中为载有活性细胞的载杆供给液体和从所述载杆回收液体，其特征在于，该自动换液装置包括：若干储液容器，所述储液容器用于分别存储玻璃化冷冻前和/或复温解冻过程中所需的各种液体；多通道切换阀，所述多通道切换阀能够根据选择将各所述储液容器通过相应的供液通道与连通至所述载杆的换液通道相连通，或将所述换液通道与用于向所述自动换液装置之外排出液体的废液通道相连通；泵压装置，所述泵压装置用于提供将液体供给所述载杆的正压以及从所述载杆中回收液体的负压；控制模块，所述控制模块控制所述多通道切换阀轮流将所述换液通道与各所述供液通道接通，以使得所述储液容器中的液体在所述泵压装置的作用下被提供给所述载杆，并在经过相应的预定时长后控制所述多通道切换阀将所述换液通道与所述废液通道相连通，以在所述泵压装置的作用下从所述载杆中回收液体。2.根据权利要求1所述的自动换液装置，其特征在于，所述储液容器所存储的液体包括以下各种液体的全部或一部分：基本溶液、冷冻平衡溶液、玻璃化冷冻溶液、稀释溶液、洗涤溶液。3.根据权利要求1所述的自动换液装置，其特征在于，所述储液容器是可更换的或可填充的。4.根据权利要求1所述的自动换液装置，其特征在于，各所述供液通道与所述换液通道的连通和断开由为各所述供液通道对应配设的开关阀单独控制。5.根据权利要求1所述的自动换液装置，其特征在于，所述废液通道与所述换液通道的连通和断开由为所述废液通道对应配设的开关阀单独控制。6.根据权利要求1所述的自动换液装置，其特征在于，所述多通道切换阀是旋转阀。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宇喆，周楚青，邱红华，
申请(专利权)人：苏州摩畅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：