错流过滤装置用于制备功能性外排体的新用途制造方法及图纸

本发明专利技术涉及错流过滤装置用于制备功能性外排体的新用途以及用于制备超高浓缩外排体溶液的连续浓缩系统。溶液的连续浓缩系统。溶液的连续浓缩系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】错流过滤装置用于制备功能性外排体的新用途


[0001]本公开内容涉及切向流过滤装置的新用途和用于产生用于医学用途的超高浓缩的外排体溶液的连续浓缩系统。

技术介绍

[0002]已知存在于多细胞生物体(包括人)中的多种细胞分泌称为“外排体”的纳米尺寸的内质网。外排体是与细胞膜具有相同的膜结构的囊泡，并且已知在将膜组分、蛋白质、RNA等递送至其他细胞和组织中发挥作用。特别地，从干细胞中分泌的外排体含有由干细胞分泌的多种生长因子和细胞因子，并且已知其控制行为例如细胞黏附、生长、分化等。另外，由于在分离过程中去除了细胞培养溶液中的杂质例如细胞废物、抗生素、血清等，因此外排体可在与细胞培养溶液具有相同作用的同时安全地使用。
[0003]外排体的尺寸为约100nm，并且进行细胞至细胞的信号传导。特别地，当揭示了作为细胞之间蛋白质和遗传物质等交换的运输介导手段的角色时，对于使用外排体控制组织(包括细胞)的行为的研究受到关注。
[0004]已知外排体作为使将来源于亲本细胞的蛋白质和遗传物质递送至特定细胞的能力最大化的物质。这些外排体治疗剂在将具有治疗效力的蛋白质和遗传物质递送至病变组织周围的细胞以治疗所述组织的效力方面，具有超过常规细胞治疗剂的“细胞因子效应”的治疗效力。对于控制或分析外排体的特性，正在进行这样的研究：通过使特定物质与外排体的双层脂质膜或内部反应来赋予功能。
[0005]本说明书通篇中引用了许多文献，并且指明了其引用。所引用的文献的公开内容通过引用整体并入本说明书，以更清楚地描述本公开内容所属领域的水平和本公开内容的内容。

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]本公开内容的一个目的是提供限于浓缩、纯化和缓冲液交换方法的常规的切向流过滤装置的新用途，以及提供仅使用所述切向流过滤装置来制备功能性外排体的方法。
[0008]另外，本公开内容的一个目的是提供用于对来自包含外排体的溶液(例如，干细胞培养溶液)的外排体进行超高浓缩的多重TFF连续浓缩装置，以及用于产生超高浓缩的外排体溶液的方法。
[0009]更具体地，本公开内容的一个目的是提供以下实施方案。
[0010]实施方案1.制备功能性外排体的方法，其包括使用切向流过滤(tangential flow filtration，TFF)装置用功能性材料来修饰外排体。
[0011]实施方案2.根据实施方案1所述的方法，其中所述功能性材料是选自以下的一种或更多种：生物相容性聚合物、蛋白质药物、化学药物和标记分子。
[0012]实施方案3.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述方法包括以下步
骤：通过在混合溶液中将外排体和功能性材料混合用功能性材料来修饰外排体的反应步骤；去除未反应的功能性材料的过滤和浓缩步骤，以及替换所述混合溶液中溶剂的洗涤步骤，其中所述反应步骤、所述过滤和浓缩步骤、以及所述洗涤步骤使用切向流过滤装置(第一TFF装置)进行。
[0013]实施方案4.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述反应步骤在通过所述TFF装置的泵使所述外排体和所述功能性材料的所述混合溶液循环的过程中进行。
[0014]实施方案5.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述方法不使用单独的间歇式反应器使所述外排体与所述功能性材料反应。
[0015]实施方案6.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述方法不使用除所述TFF装置之外的单独搅拌设备和单独洗涤设备。
[0016]实施方案7.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述方法使用所述TFF装置同时进行所述反应步骤、所述过滤和浓缩步骤、以及所述洗涤步骤。
[0017]实施方案8.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述方法用于大规模产生所述功能性外排体。
[0018]实施方案9.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述方法还包括将从所述第一TFF装置获得的浓缩的功能性外排体注射到多重TFF连续浓缩装置中以进一步浓缩所述外排体的步骤，其中所述多重TFF连续浓缩装置包含n个TFF装置，并且所述n个TFF装置连接以形成与外部隔绝的一个封闭系统，并且在所述一个封闭系统中连续进行n个浓缩过程，并且其中n是1至10的整数。
[0019]实施方案10.用于制备超高浓缩的外排体溶液的方法，其包括：将包含外排体的原材料溶液注射到多重TFF连续浓缩装置中，在所述多重TFF连续浓缩装置中，n个TFF装置连接以形成与外部隔绝的一个封闭系统；以及使用所述多重TFF连续浓缩装置在所述一个封闭系统中连续进行n个浓缩过程，其中n是1至10的整数。
[0020]实施方案11.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中在连续n个浓缩过程之后获得的最终超高浓缩的外排体溶液中外排体的浓度是所述原材料溶液中外排体的浓度的25至50
n
倍高。
[0021]实施方案12.根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中连续n个浓缩过程之后的最终超高浓缩的外排体溶液中外排体的浓度为107至10
13
个颗粒/mL。
[0022]本公开内容的其他目的和优点将从所附本专利技术的详细描述、权利要求和附图中变得更加明显。
[0023]技术方案
[0024]切向流过滤装置用于产生功能性外排体的新用途
[0025]本公开内容的一个方面是提供用于产生功能性外排体的方法，其特征在于使用切向流过滤(TFF)装置用功能性材料来修饰外排体。
[0026]“功能性外排体”是指通过在外排体内或外排体的双层脂质膜内部/外部负载或交联功能性材料例如生物化学分子而赋予有生物化学功能的外排体，并且根据功能性材料的类型和功能，其可以选择性地应用于选自以下的一种或更多种：外排体标记技术、外排体药物负载技术、外排体治疗技术等。
[0027]制备功能性外排体的常规技术是通过这样的逐步过程进行，其包括：
①
外排体与
功能性材料的反应过程；
②
功能性外排体的分离和纯化过程；以及
③
通过另外的浓缩或稀释进行的完全的产物产生过程。
[0028]在反应过程中，在将外排体和功能性材料装载在反应器或容器中之后，使功能性材料和外排体在搅拌环境下反应。然后，在转移过程中，可发生外源物质的并入。另外，为了创建搅拌环境，需要另外的装置例如磁搅拌器或螺旋桨搅拌系统等。
[0029]在分离和纯化过程中，使用超速离心或透析来去除未反应的残余物。超速离心是指通过在反应物中稀释大量缓冲液以去除未反应的物质并进行超速离心来获得纯的特性改进的外排体的方法。残余反应物不能在单个过程中完全去除，并且可通过重复洗涤3次或更多次来完全去除残余反应物。由于需要重复超速离心，因此外排体的产量可能是非常低的。另外，需要150,000
×
g或更高的高旋转速度和1小时或更久/周期的处理时间。透析是指通过小于外排体且与反应物相比具有更大过滤功能的透析膜来去本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制备功能性外排体的方法，其包括使用切向流过滤(TFF)装置用功能性材料来修饰外排体。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述功能性材料是选自以下的一种或更多种：生物相容性聚合物、蛋白质药物、化学药物和标记分子。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：在混合溶液中将外排体与功能性材料混合的反应步骤；去除未反应的功能性材料的过滤和浓缩步骤；以及替换所述混合溶液中溶剂的洗涤步骤，其中所述反应步骤、所述过滤和浓缩步骤、以及所述洗涤步骤使用切向流过滤装置(第一TFF装置)进行。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应步骤在通过所述TFF装置的泵使所述外排体与所述功能性材料的混合溶液循环的过程中进行。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法不使用单独的间歇式反应器使所述外排体与所述功能性材料反应。6.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法不使用除所述TFF装置之外的单独的搅拌设备和单独的洗涤设备。7.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法使用所述TFF装置同时进行所述反应步骤、所述过滤和浓缩步骤以及所述洗涤步骤。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法用于大规模产生所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵容佑，崔志淑，崔荣赞，赵胜喜，孙斌娜，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团埃丽卡校区，
类型：发明
国别省市：