一种细胞外囊泡连续分离纯化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种细胞外囊泡连续分离纯化装置，包括相互连接的细胞外囊泡分离纯化装置和主控模块，细胞外囊泡分离纯化装置包括用于分离不同粒径范围的细胞外囊泡的超滤器模块、提供超滤器模块内的正压超滤动力和流体流动正压推动动力的增压进液模块、提供超滤器模块内流体流动负压吸引动力的浓缩端负压吸引器模块、提供超滤器模块内的负压超滤动力的过滤端负压吸引器模块以及维持管路中的待分离液体温度保持细胞外囊泡质量的管路控温模块。本实用新型专利技术叙述的装置可持续维持超滤膜的过滤效率，实现了在进液端正压、浓缩端和过滤端负压条件下进行全封闭连续流高通量差异孔径串联动态超滤分离和纯化细胞外囊泡的目的。径串联动态超滤分离和纯化细胞外囊泡的目的。径串联动态超滤分离和纯化细胞外囊泡的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种细胞外囊泡连续分离纯化装置


[0001]本技术属于细胞外囊泡分离和纯化
，具体涉及一种细胞外囊泡连续分离纯化装置。

技术介绍

[0002]细胞外囊泡(Extracellular vesicle)是人、动物、植物或微生物的细胞自动分泌释放或受到物理、化学、生物因素影响后释放获得的小囊泡，具有脂质双层膜结构，直径从数十纳米至数微米不等，包括外泌体(Exosome)、微囊泡(Microvesicle)、调亡小体(Apoptotic body)、脱落囊泡(Shedding vesicle)、微粒(Microparticle)等。细胞外囊泡携带有具生物活性的蛋白质、脂质、信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)、非编码RNA(ncRNA)以及DNA片段等，并能够将这些活性生物分子传递给受体细胞，从而调节靶细胞的生物学功能。
[0003]细胞外囊泡是一种新型的生物治疗制剂和药物递送载体。例如间充质干细胞(MSC)产生的细胞外囊泡含有多种能够抑制炎症反应、保护受损组织、促进生长和修复、以及调节免疫功能的活性生物分子，临床上可以作为生物治疗制剂用于抑制炎症反应、减少组织损伤、促进组织再生和生理功能恢复。细胞外囊泡还可以作为药物递送载体，利用电穿孔、化学穿孔、超声穿孔、纳米微流控技术等方法将人工合成的小干扰RNA(siRNA)、miRNA、化疗药物等装载其中，用于疾病治疗。现已在动物模型上验证某些细胞外囊泡能够促进血管生成、降低炎症反应、促进神经再生、减少心肌和大脑缺血损伤、保护急性肾损伤和肺损伤、治疗糖尿病和神经退行性疾病。
[0004]目前，细胞外囊泡的常用分离纯化方法包括超高速冷冻离心法、旋转超滤法、尺寸排阻色谱法、免疫磁珠捕获法、聚合物沉淀法和膜亲和捕获法。其中，超高速冷冻离心法是基于细胞外囊泡与待分离液中其它组分的大小和密度进行区别，借助超高速冷冻离心机将其分离出来，该方法所需设备昂贵、操作步骤繁琐、耗费时间长且回收率不高。旋转超滤法虽然能够分离得到纯度较高的细胞外囊泡，对设备的要求也相对简单，但是由于超滤膜容易堵塞，导致分离纯化效率快速降低。尺寸排阻色谱法是基于细胞外囊泡粒径大小的筛选方法，产物纯度高，但无法实现对细胞外囊泡的浓缩。免疫磁珠捕获法是借助抗体与细胞外囊泡表面抗原的特异性结合来分离细胞外囊泡，该方法特异性高，但是价格昂贵，且易受抗原表达量差异影响，对于不同亚型的细胞外囊泡捕获效率差别很大。聚合物沉淀法是利用聚合物如聚乙二醇(PEG)等，通过改变待分离液中的微环境，降低细胞外囊泡的悬浮稳定性从而使其沉降分离，该方法无需大型设备，但是会有大量聚合杂蛋白与细胞外囊泡一同沉降从而严重影响产物纯度。以上细胞外囊泡分离纯化方法优劣各异，但普遍存在操作复杂、耗时长、产量低、纯度差等缺点，大大限制了细胞外囊泡在生物医药领域的进一步应用。因此，开发一种高效低成本的超高通量、可连续工作、并可实现按尺寸分级的细胞外囊泡工业级分离纯化技术非常有必要。

技术实现思路

[0005]本技术解决了现有技术分离纯化细胞外囊泡操作复杂、耗时长、产量低、纯度差、难以实现按尺寸分级的缺点，提供了一种细胞外囊泡连续分离纯化装置。
[0006]第一方面，本技术提出一种细胞外囊泡连续分离纯化装置，包括细胞外囊泡分离纯化装置和主控模块，细胞外囊泡分离纯化装置与主控模块电连接，细胞外囊泡分离纯化装置包括超滤器模块、增压进液模块、浓缩端负压吸引器模块以及过滤端负压吸引器模块，超滤器模块与增压进液模块、浓缩端负压吸引器模块、过滤端负压吸引器模块管路连接，
[0007]其中所述增压进液模块用于提供超滤器模块内的正压超滤动力和超滤器上室腔内流体流动正压推动动力，
[0008]所述浓缩端负压吸引器模块提供超滤器模块的超滤器上室腔内流体流动负压吸引动力，
[0009]所述过滤端负压吸引器模块提供超滤器模块内的负压超滤动力，
[0010]所述超滤器模块用于分离不同粒径范围的细胞外囊泡。
[0011]在一些实施方式中，细胞外囊泡分离纯化装置至少包括两级依次串联的细胞外囊泡分离纯化装置，前一级细胞外囊泡分离纯化装置的超滤膜的孔径大于后一级细胞外囊泡分离纯化装置的超滤膜的孔径，前一级细胞外囊泡分离纯化装置的过滤液袋中的液体进入相邻后一级细胞外囊泡分离纯化装置的增压进液模块，将每相邻后一层级的浓缩液收取到对应的浓缩液袋中，即可进行细胞外囊泡的多级连续分离纯化，得到不同粒径范围的细胞外囊泡。
[0012]在一些实施方式中，所述超滤器模块包括超滤器和管路，所述超滤器上设有一个与增压进液模块连接的进液口、一个与浓缩端负压吸引器模块连接的浓缩液口以及一个与过滤端负压吸引器模块连接的过滤液口，所述超滤器中设有超滤膜，所述超滤膜上方为超滤器上室腔，所述超滤膜下方为超滤器下室腔，
[0013]所述超滤器为平板蛇形管动态超滤器、平板蜗管动态超滤器以及中空纤维膜壳管式动态超滤器中的任意一种，
[0014]所述平板蛇形管动态超滤器内的超滤器上室腔为反复折曲的蛇形管腔，蛇形管腔的一端与进液口相接，蛇形管腔的另一端与浓缩液口相接，超滤膜下室腔与过滤液口相接，
[0015]所述平板蜗管动态超滤器内的超滤器上室腔为由中心向外的螺旋蜗形管腔，螺旋蜗形管腔中心与进液口相接，螺旋蜗形管腔外围末端与浓缩液口相接，超滤膜下室腔与过滤液口相接，
[0016]所述中空纤维膜壳管式动态超滤器包括内压式中空纤维膜壳管式动态超滤器和外压式中空纤维膜壳管式动态超滤器，所述内压式中空纤维膜壳管式动态超滤器由膜管外壳、管板封头和中空纤维膜组成，所述中空纤维膜由2个所述管板封头在两端直接封装在所述膜管外壳内，所述中空纤维膜管腔的一端汇集到前室腔与进液口相接，另一端汇集到后室腔与浓缩液口相接，所述中空纤维膜与所述膜管外壳之间的外室腔与过滤液口相接；所述外压式中空纤维膜壳管式动态超滤器由膜管外壳、管板封头、端盖板和中空纤维膜组成，所述中空纤维膜由所述管板封头和所述端盖板在两端直接封装在所述膜管外壳内，所述中空纤维膜与所述膜管外壳之间的外室腔的一端与进液口相接，所述中空纤维膜与所述膜管
外壳之间的外室腔的另一端与浓缩液口相接，所述中空纤维膜管腔的一端被所述端盖板所封闭，所述中空纤维膜管腔的另一端汇集到过滤室腔与过滤液口相接。
[0017]在一些实施方式中，所述超滤膜的孔径为10纳米
‑
4000纳米。
[0018]在一些实施方式中，所述增压进液模块包括增压泵、缓冲液袋、回流液袋、多向阀以及管路，细胞外囊泡液袋、缓冲液袋以及回流液袋通过管路汇集到多向阀，所述细胞外囊泡液袋为细胞外囊泡原液袋或上一级的细胞外囊泡分离纯化装置中的过滤液袋，所述多向阀通过管路与所述增压泵连接，所述增压泵通过管路与所述超滤器的进液口相接，所述增压泵与所述超滤器进液口之间串接有压力传感器，所述压力传感器与主控模块电连接，
[0019]所述增压泵为隔膜泵、蠕动泵、柱塞泵以及齿轮泵中的任意一种，优选隔膜泵或蠕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞外囊泡连续分离纯化装置，其特征在于，包括细胞外囊泡分离纯化装置和主控模块，细胞外囊泡分离纯化装置与主控模块电连接，细胞外囊泡分离纯化装置包括超滤器模块、增压进液模块、浓缩端负压吸引器模块以及过滤端负压吸引器模块，超滤器模块与增压进液模块、浓缩端负压吸引器模块、过滤端负压吸引器模块管路连接，其中所述增压进液模块用于提供超滤器模块内的正压超滤动力和超滤器上室腔内流体流动正压推动动力，所述浓缩端负压吸引器模块提供超滤器模块的超滤器上室腔内流体流动负压吸引动力，所述过滤端负压吸引器模块提供超滤器模块内的负压超滤动力，所述超滤器模块用于分离不同粒径范围的细胞外囊泡。2.根据权利要求1所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，细胞外囊泡分离纯化装置至少包括两级依次串联的细胞外囊泡分离纯化装置，前一级细胞外囊泡分离纯化装置的超滤膜的孔径大于后一级细胞外囊泡分离纯化装置的超滤膜的孔径。3.根据权利要求1或2所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，所述超滤器模块包括超滤器和管路，所述超滤器上设有一个与增压进液模块连接的进液口、一个与浓缩端负压吸引器模块连接的浓缩液口以及一个与过滤端负压吸引器模块连接的过滤液口，所述超滤器中设有超滤膜，所述超滤膜上方为超滤器上室腔，所述超滤膜下方为超滤器下室腔，超滤膜下室腔与过滤液口相接，所述超滤器为平板蛇形管动态超滤器、平板蜗管动态超滤器以及中空纤维膜壳管式动态超滤器中的任意一种，所述平板蛇形管动态超滤器内的超滤器上室腔为反复折曲的蛇形管腔，蛇形管腔的一端与进液口相接，蛇形管腔的另一端与浓缩液口相接，所述平板蜗管动态超滤器内的超滤器上室腔为由中心向外的螺旋蜗形管腔，螺旋蜗形管腔中心与进液口相接，螺旋蜗形管腔外围末端与浓缩液口相接，所述中空纤维膜壳管式动态超滤器包括内压式中空纤维膜壳管式动态超滤器和外压式中空纤维膜壳管式动态超滤器，所述内压式中空纤维膜壳管式动态超滤器由膜管外壳、管板封头和中空纤维膜组成，所述中空纤维膜由2个所述管板封头在两端直接封装在所述膜管外壳内，所述中空纤维膜管腔的一端汇集到前室腔与进液口相接，另一端汇集到后室腔与浓缩液口相接，所述中空纤维膜与所述膜管外壳之间的外室腔与过滤液口相接；所述外压式中空纤维膜壳管式动态超滤器由膜管外壳、管板封头、端盖板和中空纤维膜组成，所述中空纤维膜由所述管板封头和所述端盖板在两端直接封装在所述膜管外壳内，所述中空纤维膜与所述膜管外壳之间的外室腔的一端与进液口相接，所述中空纤维膜与所述膜管外壳之间的外室腔的另一端与浓缩液口相接，所述中空纤维膜管腔的一端被所述端盖板所封闭，所述中空纤维膜管腔的另一端汇集到过滤室腔与过滤液口相接。4.根据权利要求3所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，所述超滤膜的孔径为10纳米
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4000纳米。5.根据权利要求1或2所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，所述增压进液模块包括增压泵、缓冲液袋、回流液袋、多向阀以及管路，细胞外囊泡液袋、缓冲液袋以及回流液袋通过管路汇集到多向阀，所述细胞外囊泡液袋为细胞外囊泡原液袋或上一级的细胞外囊
泡分离纯化装置中的过滤液袋，所述多向阀通过管路与所述增压泵连接，所述增压泵通过管路与所述超滤器的进液口相接，所述增压泵与所述超滤器进液口之间串接有压力传感器，所述压力传感器与主控模块电连接，所述增压泵为隔膜泵、蠕动泵、柱塞泵以及齿轮泵中的任意一种。6.根据权利要求5所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，所述增压泵为隔膜泵或蠕动泵。7.根据权利要求5所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，细胞外囊泡连续分离纯化装置还包括对应所述细胞外囊泡原液袋、缓冲液袋、回流液袋、过滤液袋设置的辅助称重传感器，辅助称重传感器与主控模块电连接。8.根据权利要求7所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，所述辅助称重传感器为悬吊式称重传感器。9.根据权利要求5所述的细胞外囊泡连续分离纯化装置，其中，所述浓缩端负压吸引器模块包括浓缩负压瓶、负压吸引器、空气过滤器、多向阀、浓缩液袋以及管路，浓缩负压瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：何向锋，梁高峰，施文，何守贵，
申请(专利权)人：江苏赛拉纳生物医药有限公司，
类型：新型
国别省市：