生物加工装置制造方法及图纸

生物加工装置包括生物加工微流控装置、储存器、用于临时储存流体的缓冲罐和两个流体连通系统。通系统。通系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物加工装置


[0001]本专利技术涉及用于加工生物对象，特别是生物细胞的装置和方法。

技术介绍

[0002]生物对象的加工在当前的生物技术发展中具有重要意义。扩增、浓缩、纯化、基因编辑、基因传递、RNA传递、蛋白质传递、分化、去分化、收获、细胞分选、收获和纯化等复杂的一系列操作是常见的，从而产生可直接用于诊断或治疗目的或作为其他生物加工的原材料的化合物。
[0003]为了在这些生物加工中使用最少量的材料并实现高通量，通常使用微流控装置或微流控芯片。在生物加工中，微流控装置需要加入各种反应物或营养物质；细胞必须被运输、储存、收获......。这些操作需要流体连通，随着微流控设备和生物加工变体数量的增加，这可能变得非常复杂。
[0004]美国专利8257964公开了微孔细胞培养装置，其包含通过多路复用系统连接到端口站的孔。端口站是向每个孔提供细胞或细胞培养基的中间项目。多路复用系统允许在每个端口站和每个孔之间分别进行受控连接。
[0005]此外，生物加工被开发为第三代和第四代药物的生产方法，后者包括前沿疗法药物(ATMP)。通常，通过筛选在微流控系统中优化生物加工。事实上，由于活细胞本身的复杂性，筛选是比单独基于模型的确定性方法更可行的优化过程的方法。
[0006]然后，从筛选批量规模扩大到工业制造批量规模尤其复杂。特别是，将确定为筛选阶段的最佳的方案转移到工业批量规模会带来几个困难：(a)筛选过程中生物加工执行缺乏准确性可能导致假阳性或不可重现的结果，(b)在保持方案参数值相同的情况下，通常不可能扩大批量规模。最后，筛选中确定的小规模过程的高性能通常无法在更大的规模上重现，因此当批量规模增加时，生物加工中的性能(例如产量、效率、产品质量......)可能会反常地降低。
[0007]本专利技术的目的是提出具有智能流体连通架构的生物加工装置，其中许多微流控装置可以在筛选中确定的特定条件下同时操作，从而产生定量的感兴趣的化合物。相同的生物加工装置可以交替用于筛选，利用智能流体连通架构提供的多功能性在众多微流控装置上运行不同的条件。

技术实现思路

[0008]因此，本公开涉及用于加工生物粒子的系统，包含:
[0009]i至少四个生物加工微流控装置；
[0010]ii至少三个储存器或至少三个被配置为连接储存器的端口；
[0011]iii至少一个缓冲罐；和
[0012]iv至少两个流体连通系统。
[0013]此外，第一流体连通系统包含阀以及阀之间的连接装置，使得每个储存器和被配
置为连接储存器的端口可以与每个缓冲罐流体连通；并且第二流体连通系统包含阀以及阀之间的连接装置，使得每个生物加工微流控装置可以与每个缓冲罐流体连通。
[0014]在本公开内容中，系统使用储存器来储存反应物、悬浮的生物粒子或例如营养物。储存器本身可以包括在系统中，或者储存器可以在系统外部但通过端口连接到系统中。
[0015]在本公开内容中，储存器可以通过流线上的连接端口连接和断开。在这种情况下，连接端口优选是保护流线免受其环境污染的类型，例如隔膜或可擦拭阀(swabbable valve)。也可以用例如管道或离域反应物源或产物输出来代替储存器。在本公开内容中，流线是一系列连接装置、阀、端口、末端、入口或出口，其限定了一个或多于一个系统的组件之间的流体连通。
[0016]事实上，系统需要被配置为使用至少三个储存器：这种配置可以通过储存器或配置为连接储存器的端口或其组合来实现。在本公开内容中，术语“储存器”包括储存器和被配置为连接储存器的端口。
[0017]该系统特别适用于加工生物细胞，例如白细胞、T细胞、NK细胞、造血干细胞(HSC)、全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞、非贴壁细胞系、贴壁细胞系。
[0018]各种生物加工可以单独实施或与该系统组合实施，例如扩增、浓缩、纯化、基因编辑、基因递送、RNA递送、蛋白质递送、分化、去分化、收获、细胞分选以及收获和纯化。
[0019]第一流体连通系统和第二流体连通系统允许改进生物加工管理的多功能性。实际上，所有反应物可以以受控方式分布在每个微流控装置中，连接装置和分布装置的尺寸和死区减小。在本公开内容中，死区涉及在流入或流出组件(即微流控装置、缓冲罐或储存器)期间必须用液体填充或冲洗的连接装置的体积，所述液体留在组件外部并在转移中丢失。
[0020]在本公开内容中，阀是阻止或允许流体流动的装置。不受限制，阀可以是：隔膜、可擦拭阀(例如专利US6651956中公开的)、夹管阀，例如基于弹性管夹管的夹管阀、基于通过膜变形关闭微流控通道的夹管阀(例如专利US6929030中公开的)，其他类型的基于膜的阀，相变阀，例如通过冷冻管中的液体内容物来操作的阀，机械阀(例如四分之一转旋塞阀(quarter turn stopcock)、球阀)、基于表面张力的阀(例如，在低压应用中，只需断开构成流动路径的两个部分，即可因气液表面能而产生能量屏障)。优选呈现稳定关闭状态的阀，例如常闭阀或双稳态阀，以减少故障风险和不希望的流动。与一次性使用的流体元件(例如与反应物流接触的部件)兼容的阀通常是优选的，因为发现具有完全一次性使用的流体元件可以降低用生物生产仪器制造的连续批次之间的交叉污染风险并降低成本。可以集成到微流控装置中的微型阀和阀的优点在于它们减少了死区体积并允许更高密度的微流控装置以及因此更高的吞吐量。阀还限定了整个系统组件之间的界限。特别地，微流控装置、储存器和缓冲罐包含流体的入口和/或出口。这些入口和/或出口以阀结束。连接装置设计在阀之间，以限定从一个组件到另一个组件的液体分布。
[0021]在实施方案中，生物加工微流控装置包含至少一个可以储存和操纵生物粒子的腔室、至少一个用于填充腔室的入口和至少一个用于排出腔室的出口。由于入口和出口，可以在微流控室中施加流动而不改变其体积。此外，入口和出口可以通过特定的连接装置与系统的其他组件流体连通。例如，所有反应物可以通过连接到第一流线的入口填充到微流控装置中，而所有产物可以通过连接到不同于第一流线的第二流线的出口排出微流控装置：反应物和产物不在任何连接装置中混合。
[0022]在实施方案中，接收微流控装置的腔室可以通过例如高压灭菌、伽马射线或H2O2蒸汽维持灭菌。
[0023]微流控装置包括至少一个端口，通常至少两个端口。这些端口被配置为在微流控装置和第二流体连通系统之间建立流体连通。增加端口的数量允许管理复杂的生物加工，但会增加系统中连接的复杂性。
[0024]在特定的实施方案中，一个入口和一个出口，即两个端口，被配置为限定接种流(seeding flow)。在本公开内容中，接种流是将生物粒子从流入微流控装置的液体中捕集到微流控装置的腔室中的流，在接种流期间将从微流控装置中流出的液体中的流入装置的生物粒子除去。在这些实施方案之一中，生物粒子的捕集依赖于沉降和生物粒子沉淀。还可以使用各种其他装置来促进生物粒子在微流控装置中的捕集，例如流量捕集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于加工生物粒子特别是生物细胞的系统，所述系统包含:i至少四个生物加工微流控装置(20)；ii至少三个储存器(40)或至少三个被配置为连接储存器的端口；iii至少一个缓冲罐(30)；和iv至少两个流体连通系统；其中第一流体连通系统包含阀(502)和阀(502)之间的连接装置(501)，使得每个储存器(40)或被配置为连接储存器的端口可以与每个缓冲罐(30)流体连通；以及其中第二流体连通系统包含阀(502)和阀(502)之间的连接装置(501)，使得每个生物加工微流控装置(20)可以与每个缓冲罐(30)流体连通。2.根据权利要求1所述的用于加工生物粒子的系统，其还包含废物罐(42)，使得每个储存器(40)、每个缓冲罐(30)和每个生物加工微流控装置(20)可以通过第一流体连通系统和/或通过第二流体连通系统与废物罐(42)流体连通。3.根据权利要求1或2所述的用于加工生物粒子的系统，其中连接装置(501)包含管。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于加工生物粒子的系统，其中阀是末端(503)，被配置为在两个末端(503)接触时打开流体连通，并且被配置为在一个末端(503)不与另一个末端(503)接触时关闭流体连通。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于加工生物粒子的系统，其中第二连接系统的内部体积小于所有生物加工微流控装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：热雷米，
申请(专利权)人：阿斯特拉维斯公司，
类型：发明
国别省市：