全密封式无菌操作系统技术方案

本发明专利技术是涉及细胞培养及其它生物学和医学无菌管道系统的一种无菌操作装置，以防止外界微生物的污染。除常规容器、管件、腔体之类外，主要有火焰消毒无菌连接器及细胞洗涤滤器、隔离式操作吸管、密封式注射器、以火焰消毒无菌连接器在容器、器件间的管件上进行连接，构成各种无菌操作装置。这种装置可以在没有无菌室与超净工作台的条件下，在普通非净化空间使用；可保证无菌体系在操作过程中无污染；它构造简单，而且造价、使用费低廉。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及细胞培养及其它生物学和医学无菌管道系统的一种无菌操作装置，以防止外界微生物的污染。现在流行的常规无菌操作主要是在无菌室，层流室或超净工作台中利用消毒净化的空间进行作业。即依靠环境净化设备、采用常规容器、管件进行操作，先对需连接组装的容器腔体，管件等器材部件进行高压蒸汽或其它方式消毒，然后将它们置于无菌室或净化环境中进行各种操作作业。由于操作者的身体或手部必须暴露在净化空间之中，消毒净化的空间范围较大而难以彻底，消毒服和手套等隔离功能不完全，难以保证无菌，因此普遍存在着外源微生物污染及各种细胞系之间的交叉污染问题，往往造成重大损失。其关键矛盾是密封的容器和管件在操作过程中使用了常规的开放式或半开放式器件、设备等，其密封性和无菌状态受到破坏、导致污染。另外，无菌室、超净工作台等设备本身的技术要求高，设备配套复杂，造价昂贵，从购置到使用均受到诸多因素限制。现有的细胞培养容器，包括生物反应器和发酵罐等，只能做到细胞培养阶段密封，但在无菌操作的其他阶段或环节中，如细胞的分离、洗涤、冻存与复苏等皆沿用常规无菌操作设备与方法，仍未解决破坏密封性而导致污染的问题。国外已见用于医学和生物工程管道系统的密封式无菌连接技术的报导，主要采用电感应加热、高压蒸汽、高热水以及塑料管道的热熔焊接等接口消毒与密封的方法，但是也只能做到阶段性密封式无菌操作，以完成取样、更液或防止培养物泄漏等具体任务，也未解决在无菌操作过程中其他环节上破坏密封性的问题，因此也难以避免污染发生。本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种既避免污染发生、适于普通非净化空间使用，又构造简单、造价低廉，能完成从细胞培养-冻存-再培养-再冻存的全密封式无菌操作组件构成的循环操作系统。可采取以下的技术方案实现目的。除常规容器、管件、腔体之类外，还应有火焰消毒无菌连接器及防污染的隔离操作器件-细胞洗涤滤器、隔离式操作吸管、密封式注射器，以火焰消毒无菌连接器在容器、器件间的管件上进行连接，构成各种无菌操作装置。结合附图、实施方式对本技术方案的内容作进一步详述。附图说明图1是火焰消毒无菌连接器的一种结构示意图。图2是细胞洗涤滤器的一种结构示意图。图3是隔离式操作吸管的一种结构示意图。图4是密封式注射器的一种结构示意图。图5、6分别是基片、扣片的一种结构示意图。图7、8是接口密封帽的结构示意图。图9是密封式细胞处理装置示意图。图10是密封式检测菌预培养装置示意图。图11是密封式细胞扩大培养装置示意图。图12是密封式加防冻液及细胞冻存装置示意图。图13是密封式取样装置示意图。全密封式无菌操作系统中的火焰消毒无菌连接器(10)可采用附图1所示的结构。它主要由可拆卸的金属双阀门(5、6)、不锈钢插针(7)及硅橡胶插座(8)三大部分构成，在阀门的各接口处装有耐火柔性或膨胀石墨垫圈(9)，可在阀门孔道中进退的空心插针(7)通过胶膜皱折套(10)密封安装在一阀门体的尾部，插座(8)密封安装在另一阀门体的尾部。这种火焰消毒无菌连接器结构最为简单，拆卸、连接十分方便，使用效果最佳。它也可采用其它的结构型式，但必须保证①可用火焰进行灭菌进行灭菌消毒;②呈可拆卸连接;③各连接处密封安装。附图实施例中，阀门(5)与(6)以可拆卸的螺纹接口相连接;采用膨胀石墨或柔性石墨垫圈(9)具有良好的自润滑性、柔韧性和回弹性，复原率可达35%以上，其温度耐受范围为+1600℃～-200℃，足以满足火焰消毒及液氮冷冻时维持密封性能的要求;空心插针(7)及插座(8)的尾部均为可与管件或容器的开口形成密封连接的结构;胶膜皱折套(10)一端与阀门体尾部密封连接，另一端与插针的密封连接，这样插针在密封空间便可进退活动自如。双阀门可从接口处拆卸断开，断开前要按程序将插针退出双阀，关闭两个旋塞阀以阻止外界带菌空气进入管道系统。火焰消毒无菌连接器带插针、插座的阀门断开后可按需要分别与不同的管件、容器、器件等连接成相应的组件，将组件按常规用高压蒸汽(121℃)或其它方式消毒，排除组件内的菌体及其它污染物。组合好的组件便可在普通环境中利用火焰消毒连接器的接口、进行无菌连接操作。断开的阀门只要型号相同就可互换交叉配合，即按需要重新连接组合，构成相应的无菌操作系统。连接时，将两个相配的阀门接口在酒精灯或打火机火焰上烧烤约1分钟，同时在火焰中进行对接，在双阀门接口之间重新形成消毒的密封空间。待冷却后，再开启两个旋塞阀的孔道，并进一步连接内层插接管道-插针与插座。这时管道内无菌空间贯道，培养液以及无菌气体以插针为桥梁，被引导进入插座孔道，完成密封式无菌连接，为确保安全，火焰消毒无菌连接器在使用前皆要经过严格的检测，保证气密性合格，无泄漏。为保证插针、插座的衔接，防止松脱、避免操作失误，火焰消毒无菌连接器的两阀上还装有限位及其它结构附件。它们包括在阀门的旋塞盖与石墨垫圈间安有金属垫片(11)，用以缓冲旋塞转动时产生的扭力，增加石墨垫圈与旋塞盖之间的滑动性与弹性，使旋塞盖保持稳定，避免旋塞盖松动。有插针的阀门尾部装有带盲孔(12)的退针插座(13)，它为硅橡胶制品，其结构类似于穿孔胶塞，只是穿孔边有一盲孔，作为退针时安放插针针端定位之用，以防止退针不到位时旋塞转动挤压损坏针端。由钩头螺钉(14)与基片(15)、金属键(16)、扣片(17)依次连接成的限位结构，钩头螺钉既用于锁定扣片、还使无菌连接器具有钩挂附着功能，其上的螺母有助于钩头变换方向以及紧固;扣片上的小孔为挂链之用。另一端孔可作为调节链长的备用孔以及作中部扣片时挂链之用，长形孔供钩头螺钉穿过时紧固链条用;中部扣片用于双阀连接后紧固链与插针限位，端部扣片用于双阀断开后紧固链与插针限位。还配有接口密封帽(18、19)，双阀断开而独立存放时，用以加强接口密封，阴螺纹接口密封帽(18)用于阳螺纹接口，阳螺纹接口密封帽(19)用于阴螺纹接口，帽口装有柔性石墨垫圈，便于火焰消毒密封。全密封式无菌操作系统中的细胞洗涤滤器(2)可采用附图2所示的结构。它主要由可拆卸连接的上下漏斗状壳体(20、21)及其间的密封圈(22)构成，壳体内滤板上装有大孔径亲水性滤膜(23)，上壳体的侧支管(24)中装有可转动弯头玻璃管(25)，侧支管与玻璃管间以硅橡胶套管(26)密封。上壳体顶部呈锥状或球面结构，以便有足够的空间用于洗涤细胞，倒置时可由顶端管道收集细胞，通过管道、火焰消毒无菌连接器向外输出。侧支管(24)中的弯头玻璃管(25)，管尖呈90°弯曲、弯头长度以达滤器内腔侧壁为宜。玻璃管(25)的另一端可接三通等各种管件通过火焰消毒无菌连接器与各种容器连接。硅橡胶套管(26)的上端与玻璃管密封连接，下端密封套接在滤器侧支管上。由于套管有柔韧性，这样可采用隔离操作使管(25)作一定角度的转动，以便冲洗细胞。全密封式无菌操作系统中的隔离式操作吸管(3)可采用附图3所示的结构，它主要由上下各有一膨大处(27)的管、密封胶塞(28)、带有接管的硅橡胶吸球(29)、可耐高压蒸汽消毒的薄膜皱折管(30)及用以固定吸管位置的支架构成，吸球安装在管的上端处，皱折管以上口密封安装在管的上膨大处上方，管与胶塞中心孔呈气密性动配合连接。吸球通过其上端的接管可与其它管件、火焰消毒无菌连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全密封式无菌操作系统，它由容器、管件构成，其特征在于：还有火焰消毒无菌连接器（１）及防污染的隔离操作器件－－细胞洗涤滤器（２）、隔离式操作吸管（３）、密封式注射器（４）；它是以火焰消毒无菌连接器在容器、器件间的管件上进行连接，所构成的各种无菌操作装置。

【技术特征摘要】
1.一种全密封式无菌操作系统，它由容器、管件构成，其特征在于还有火焰消毒无菌连接器(1)及防污染的隔离操作器件--细胞洗涤滤器(2)、隔离式操作吸管(3)、密封式注射器(4)；它是以火焰消毒无菌连接器在容器、器件间的管件上进行连接，它是以火焰消毒无菌连接器在容器、器件间的管件上进行连接，所构成的各种无菌操作装置。2.如权利要求1所述的全密封式无菌操作系统，其特征在于火焰消毒无菌连接器(1)主要由可拆卸的金属双阀门(5、6)、不锈钢插针(7)及硅橡胶插座(8)三大部分构成，在阀门的各接口处装有耐火柔性或膨胀石墨垫圈(9)，可在阀门孔道中进退的空心插针(7)通过胶膜皱折套(10)密封安装在一阀门体的尾部，插座(8)密封安装在另一阀门体的尾部。3.如权利要求2所述的火焰消毒无菌连接器，其特征在于两阀上还装有限位及其它结构附件，它们包括有阀门的旋塞盖与石墨垫圈间安有金属垫片(11)，有插针的阀门尾部装有带盲孔(12)的退针插座(13)，由钩头螺钉(14)与基片(15)、金属链(16)、扣片(17)依次连接成的限位结构，还配有接口密封帽(18、19)。4.如权利要求1所述的全密封式无菌操作系统，其特征在于细胞洗涤滤器(2)由可拆卸连接的上、下漏斗状壳体(20、21)及其间的密封圈(22)构成，壳体内滤板上装有大孔径亲水性滤膜(23)，上壳体的侧支管(24)中装有可转动弯头玻璃管(25)，侧支管与玻璃管间以硅橡胶套管(26)密封。5.如权利要求1所述的全密封式无菌操作系统，其特征在于隔离式操作吸管(3)主要由上下各有一膨大处(27)的管、密封胶塞(28)、带有接管的硅橡胶吸球(29)、可耐高压蒸汽消毒的薄膜皱折管(30)及用以固定吸管位置的支架构成，吸球安装在管的上端处，皱折管以上口密封安装在管的上膨大处，管与胶塞中心孔呈气密性动配合连接。6.如权利要求1所述的全密封式无菌操作系统，其特征在于密封式注射器(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张君奎，
申请(专利权)人：中国医学科学院血液学研究所，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]