一种双室选择透过性细胞培养装置及其应用

一种双室选择透过性细胞培养装置及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种双室选择透过性细胞培养装置及其应用。
【背景技术】
[0002]细胞培养是生命及再生医学领域中广泛应用的关键技术，采用普通基本培养基(DMEM或RIPM1640)并额外添加胎牛血清可以实现常规哺乳细胞的培养，但是对于需要额外添加许多细胞因子等的一些特殊类型细胞，这种常规的细胞培养体系往往细胞培养成本非常高。因此，对这种特殊类型的细胞，降低细胞培养成本成为可持续发展的关键问题。
[0003]随着细胞治疗个性化技术的兴起，体外扩增特殊功效的细胞成了临床前研宄以及临床治疗的重点研发项目。具有体外扩增特殊功效的细胞包括由多功能的造血干细胞、T细胞、NK细胞、DC细胞以及CIK细胞等，将这类细胞体外扩增之后再回输到哺乳生物体内，有利于提高机体的造血装置功能:如提升红细胞、免疫细胞等的数量及功能维护、抗肿瘤能力以及免疫防御能力。
[0004]然而体外扩增特殊功效的细胞须添加多种细胞因子、蛋白或抗体，在常规培养基下培养会造成成本高且操作复杂的问题，而现有市场上并未有一种能有效解决上述问题的技术方案。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

【发明内容】

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双室选择透过性细胞培养装置及其应用，旨在解决现有技术中常规培养基培养需额外添加供养物质的细胞时成本高且操作复杂的问题。
[0007]本发明的技术方案如下:
一种双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述装置包括:至少2个细胞培养室:第一细胞培养室和第二细胞培养室；其中，所述第一细胞培养室用于培养能分泌供养物质的供养细胞，所述第二细胞培养室用于接受供养物质以培养目标细胞；所述第一细胞培养室通过一半透膜与第二细胞培养室相连接；所述第一细胞培养室和第二细胞培养室均设置有一进液及接种通道。
[0008]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述细胞培养室包括适合于贴壁细胞培养的培养皿、培养板、培养罐，适合于高密度培养的多滤膜性培养罐和适合于悬浮细胞培养的培养袋、培养罐中的一种。
[0009]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述半透膜的孔径< 0.22 μ mo
[0010]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述供养物质包括细胞因子、蛋白多肽、抗体和其它小分子物质中的一种或多种。
[0011]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述细胞培养室固定在可摇动装置上，用于促进细胞培养室之间的非细胞成分交换。
[0012]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述第一细胞培养室和第二细胞培养室为水平放置，所述第一细胞培养室通过一设置有半透膜的细管与第二细胞培养室相连接。
[0013]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述第一细胞培养室和第二细胞培养室为垂直放置，所述第一细胞培养室的底部通过一半透膜与第二细胞培养室的顶部相连接。
[0014]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述第一细胞培养室中还设置有用于高密度培养贴壁细胞的多层细胞培养滤膜。
[0015]所述双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述第一细胞培养室的顶部设置有一非密封盖，所述第二细胞培养室的底部设置有一用于换液的阀门装置。
[0016]一种如上所述双室选择透过性细胞培养装置的应用，其中，所述双室选择透过性细胞培养装置专门应用于培养需添加供养物质的细胞的培养。
[0017]有益效果:本发明所述双室选择透过性细胞培养装置及其应用，其包括至少2个培养不同细胞的细胞培养室:第一细胞培养室和第二细胞培养室，其通过一半透膜将两个细胞培养室间隔开，使得第一细胞培养室中细胞所释放的细胞因子、抗体等小分子物质可以通过半透膜进入第二细胞培养室中为其细胞培养所利用，且两个细胞培养室中所培养的细胞不会透过半透膜进行混合。通过本发明可以有效降低目标细胞的培养成本，并且所述装置结构简单易实现，具有良好的市场应用前景。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例一中的双室袋式细胞培养装置的结构示意图。
[0019]图2为本发明实施例二中的双室罐式细胞培养装置的结构示意图。
[0020]图3为本发明实施例三中的多滤膜型双室罐式细胞培养装置的结构示意图。
[0021]图4为本发明实施例四中的可换液型双室罐式细胞培养装置的结构示意图。
[0022]图5为本发明实施例四中的多滤膜可换液型双室罐式细胞培养装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明提供一种双室选择透过性细胞培养装置及其应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]本发明提供一种双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述装置包括:至少2个细胞培养室:第一细胞培养室和第二细胞培养室；其中，所述第一细胞培养室用于培养能分泌供养物质的供养细胞，所述第二细胞培养室用于接受供养物质以培养目标细胞。并且所述第一细胞培养室通过一半透膜与第二细胞培养室相连接；所述第一细胞培养室和第二细胞培养室均设置有一进液及接种通道。
[0025]本发明实施例中通过一半透膜将两个细胞培养室间隔开，使得第一细胞培养室中细胞所释放的细胞因子、抗体等小分子物质可以通过半透膜进入第二细胞培养室中为其细胞培养所利用，且两个细胞培养室中所培养的细胞不会透过半透膜进行混合。通过本发明可以有效降低目标细胞的培养成本，并且所述装置结构简单易实现，具有良好的市场应用前景。
[0026]具体地，每个细胞培养室中单独培养不同的细胞，其中第一细胞培养室所培养的供养细胞能细胞因子、蛋白多肽和抗体等多种供养物质，而这些物质正是第二细胞培养室中培养的目标细胞进行扩增时所需要的，通过设置2个培养不同的细胞的细胞培养室，可以有效降低需要额外添加供养物质的目标细胞的生产成本。
[0027]另外，本发明中所述第一细胞培养室通过一半透膜与第二细胞培养室相连接。半透膜即为选择性透过膜，其只允许离子和小分子物质自由通过，而生物大分子如细胞等则不能自由通过，其原因是因为半透膜的孔径比离子和小分子的大，但比生物大分子如蛋白质和淀粉的小。本发明中采用半透膜将第一细胞培养室和第二细胞培养室连接起来，使得两个细胞室之间的小分子物质能进行自由交换，如第一细胞培养室中供养细胞所分泌的细胞因子、蛋白多肽等能通过半透膜进入到第二细胞培养室中供目标细胞的生长所用，其对目标细胞具有促增或促进某种途径的活化作用，而2个细胞培养室中所培养的供养细胞和目标细胞并不会通过半透膜进行交换，有效保持细胞培养的单一性，避免细胞混杂。
[0028]较佳实施例中，本发明所述细胞培养室包括适合于贴壁细胞培养的培养皿、培养板、培养罐，适合于高密度培养的多滤膜性培养罐和适合于悬浮细胞培养的培养袋、培养罐中的一种或多种。本发明中对于所述双室选择透过性细胞培养装置可以采用不同类型的培养器皿作为细胞培养室，并且在所述细胞培养室设置有一进液及接种通道，可用于加入营养液和进行细胞接种，实现对细胞的培养。另外，本发明所述细胞培养室允许气体如0)2的自由进出。进一步地，所述进液及接种通道可以设置在所述细胞培养室的上方位置。需说明的是，本发明所述高密度培养是指细胞密度接近理论值的培养。由于细胞种类及目标产物差异性较大，高密度培养的最终细胞数量无法用一个确切的值或范围界定。例如，培养液中工程菌的菌体浓度在50gDCW/L以上就可以成为大肠杆菌的高密度发酵，而某些极端微生物细胞密度达到数克每升也可认为是高密度培养。
[0029]优选地，所述半透膜的孔径< 0.22 μ mo具体地，所述半透膜的孔径为0.22 μ m、0.1 μπ?，当然，也可以根据实际生产的需要选择其他孔径大小的半透膜。本发明所述半透膜允许细胞因子、蛋白多肽或抗体等小分子物质自由通过，但不允许供养细胞或目标细胞的通过。
[0030]较佳实施例中，所述细胞培养室固定在可摇动装置上，用于促进细胞培养室之间的非细胞成分交换。本发明中所述细胞培养室可以通过固定在可轻度摇动、振动或旋转的装置上，如固定在摇床上，可以有效促进两个细胞培养室之间的非细胞成分(即细胞因子、蛋白多肽或抗体等)充分交换，满足目标细胞生长的需要。
[0031]进一步地，本发明所述第一细胞培养室和第二细胞培养室既可以为水平放置的，也可以为垂直放置的。当其为水平放置时，所述第一细胞培养室通过设置有一半透膜的细管与第二细胞培养室相连接，此时半透膜设置于连接两个细胞培养室的细管内部中间位置；当其为垂直放置时，所述第一细胞培养室的底部通过一半透膜与第二细胞培养室的顶部相连接，此时第一细胞培养室的底部与第二细胞培养室的顶部是贴合在一起的，仅通过一半透膜将二者隔开。
[0032]更优选地，所述第一细胞培养室中还设置有多层细胞培养滤膜，其可以实现高密度培养贴壁细胞，即细胞可以在细胞培养滤膜的表 面上附着生长，而多层的细胞培养滤膜可以最大面积地培养细胞，提高空间利用率。较佳实施例中，所述细胞培养滤膜可以为半透膜结构，其孔径< 0.22 μπι，使得供养物质即细胞因子等可以自由通过，而所培养的供养细胞和目标细胞并不能自由通过，防止细胞混杂。
[0033]另外，当第一细胞培养室和第二细胞培养室为垂直放置时，所述第一细胞培养室的顶部设置有一非密封盖，所述第二细胞培养室的底部设置有一用于换液的阀门装置。具体地，所述非密封盖可以采用塑料等多种材质制成，其盖住第一细胞培养室的上方，可以有效防止灰尘等污染物进入细胞培养室中，而采用非完全密封的盖子，可以允许细胞培养室中的气体(如CO2)与外界进行交换。另外，所述阀门装置可以设置在第二细胞培养室底部所连接的塑料导管中，当然所述塑料导管与第二培养室底部连接位置上也设置有一半透膜结构，防止细胞损失。当细胞进行培养时，阀门装置处于关闭状态，当需进行换液时，阀门装置处于打开状态，此时塑料导管可以通过一胶管与抽气机连接，并通过抽气机除掉部分旧的培养基，再通过换液及接种通道添加新的培养基。
[0034]本发明还提供一种如上所述双室选择透过性细胞培养装置的应用，其中，所述双室选择透过性细胞培养装置专门应用于培养需添加供养物质的细胞的培养；所述供养物质包括细胞因子、蛋白多肽、抗体和其它小分子物质中的一种或多种。更具体地，所述供养物质包括纤维细胞生长因子1、成纤维细胞生长因子2、表皮生长因子、血小板衍生生长因子、胰岛素、胰岛素样生长因子1、血管内皮细胞生长因子、胎盘生长因子、白血病抑制因子、转铁蛋白、集落刺激因子1、肿瘤坏死因子、肿瘤转化因子、巨噬细胞集落刺激因子、粒细胞集落刺激因子、白介素一 2、白介素一 4、白介素一 5、白介素一 6、白介素一 12、白介素一 15、白介素一 23、干扰素、促红细胞生成素、促血小板生成素、干细胞因子、抗⑶3抗体、抗⑶28抗体中的一种或多种。
[0035]下面以具体实施例对本发明技术方案作进一步阐述。
[0036]实施例一
双室袋式细胞培养装置
本实施例描述的双培养袋式细胞培养装置具备如下特点:培养袋所用的材料允许气体(如CO2)自由通过，但不允许其他液体分子渗漏出去。两个培养袋之间通过一个细管相连，相连的细管31中间有一个选择性半透膜30，选择性半透膜的孔径为0.22 μ mo这种选择性半透膜30允许第一细胞培养室10中培养的细胞所分泌的细胞因子、蛋白多肽、抗体或其他小分子物质到达第二细胞培养室20中，为第二细胞培养室20所培养的细胞利用，这些通过半透膜的细胞因子、蛋白多肽、抗体或其他小分子物质对第二细胞培养室20所接种的细胞有促进增殖或有促进某种途径的活化作用，每个培养袋都有相应的细胞接种及加液口 40(见图1)，并且所述培养袋可以置于能轻度旋转或振动的装置上，这种旋转或振动由于培养液中的除细胞以外的物质成分能充分交换。
[0037]实施例二
双室罐式细胞培养装置
本实施例描述的双培养罐式细胞培养装置具备如下特点:两个细胞培养室在空间上是垂直放置的，且其中间所连接的选择性半透膜30的孔径为0.1 μπι。这种选择性半透膜30允许第一细胞培养室10中培养的细胞所分泌的细胞因子、蛋白多肽、抗体或其他小分子物质到达第二细胞培养室20中，为第二细胞培养室20所培养的细胞利用，这些通过选择性半透膜30的细胞因子、蛋白多肽、抗体或其他小分子物质对第二细胞培养室20所接种的细胞有促进增殖或有促进某种途径的活化作用。第一细胞培养室10由一个盖子50盖住，但不是完全密封，允许气体(如CO2)与外界发生交换(见图2)。这种装置可以置于能轻度旋转或振动的装置上，这种旋转或振动由于培养液中的除细胞以外的物质成分能充分交换。
[0038]实施例三
多滤膜型双室罐式细胞培养装置
本实施例描述的多滤膜型双室罐细胞培养装置室是在实施例二的基础上改进而来，具体改进如下:在第一细胞培养室10中垂直放置有多层细胞培养滤膜30 (即多层选择性半透膜)，使其能高密度培养贴壁细胞，选择性半透膜的孔径为0.16 μ m。选择性半透膜30不仅允许细胞贴壁生长，还允许细胞培养室中培养的细胞所分泌的细胞因子、蛋白多肽、抗体或其他小分子物质到达第二细胞培养室20，为第二细胞培养室20所培养的细胞利用，这些通过选择性半透膜30的细胞因子、蛋白多肽、抗体或其他小分子物质对第二细胞培养室20所接种的细胞有促进增殖或有促进某种途径的活化作用(见图3)。这种装置可以置于能轻度旋转或振动的装置上，这种旋转或振动由于培养液中的除细胞以外的物质成分能充分交换。
[0039]实施例四
可换液型双室罐式细胞培养装置及多滤膜可换液型双室罐式细胞培养装置本实施例描述的可换液型双室罐式细胞培养装置是在实施例2 (或实施例3)的基础上改进而来。具体改进如下:在第二细胞培养室20的底部连接有一塑料导管60，且在该塑料导管60上设置有一个可开关的阀门61，在细胞培养时阀门61关闭；中途换液时阀门61打开。该塑料导管60通过一根乳胶管70与抽气机相连，抽气机打开时释放旧的培养基，同时通过进液及接种通道添加新的培养基(见图4)。第一细胞培养室也可以设计成多滤膜型，以实现高密度贴壁细胞的培养(见图5 )。这种装置可以置于能轻度旋转或振动的装置上，这种旋转或振动由于培养液中的除细胞以外的物质成分能充分交换。
[0040]综上所述，本发明所述双室选择透过性细胞培养装置及其应用，其包括至少2个培养不同细胞的细胞培养室:第一细胞培养室和第二细胞培养室，其通过一半透膜将两个细胞培养室间隔开，使得第一细胞培养室中细胞所释放的细胞因子、抗体等小分子物质可以通过半透膜进入第二细胞培养室中为其细胞培养所利用，且两个细胞培养室中所培养的细胞不会透过半透膜进行混合。通过本发明可以有效降低目标细胞的培养成本，并且所述装置结构简单易实现，具有良好的市场应用前景。
[0041]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述装置包括:至少2个细胞培养室:第一细胞培养室和第二细胞培养室；其中，所述第一细胞培养室用于培养能分泌供养物质的供养细胞，所述第二细胞培养室用于接受供养物质以培养目标细胞； 所述第一细胞培养室通过一半透膜与第二细胞培养室相连接；所述第一细胞培养室和第二细胞培养室均设置有一进液及接种通道。2.根据权利要求1所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述细胞培养室包括适合于贴壁细胞培养的培养皿、培养板、培养罐，适合于高密度培养的多滤膜性培养罐和适合于悬浮细胞培养的培养袋、培养罐中的一种。3.根据权利要求1所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述半透膜的孔径< 0.22 μπ?ο4.根据权利要求1所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述供养物质包括细胞因子、蛋白多肽、抗体和其它小分子物质中的一种或多种。5.根据权利要求1所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述细胞培养室固定在可摇动装置上，用于促进细胞培养室之间的非细胞成分交换。6.根据权利要求1所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述第一细胞培养室和第二细胞培养室为水平放置，所述第一细胞培养室通过一设置有半透膜的细管与第二细胞培养室相连接。7.根据权利要求1所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述第一细胞培养室和第二细胞培养室为垂直放置，所述第一细胞培养室的底部通过一半透膜与第二细胞培养室的顶部相连接。8.根据权利要求7所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述第一细胞培养室中还设置用于高密度培养贴壁细胞的多层细胞培养滤膜。9.根据权利要求7所述双室选择透过性细胞培养装置，其特征在于，所述第一细胞培养室的顶部设置有一非密封盖，所述第二细胞培养室的底部设置有一用于换液的阀门装置。10.一种如权利要求1-9任一所述双室选择透过性细胞培养装置的应用，其特征在于，所述双室选择透过性细胞培养装置专门应用于培养需添加供养物质的细胞的培养。
【专利摘要】本发明公开了一种双室选择透过性细胞培养装置，其中，所述装置包括：至少2个细胞培养室：第一细胞培养室和第二细胞培养室；其中，所述第一细胞培养室用于培养能分泌供养物质的供养细胞，所述第二细胞培养室用于接受供养物质以培养目标细胞；所述第一细胞培养室通过一半透膜与第二细胞培养室相连接；所述第一细胞培养室和第二细胞培养室均设置有一进液及接种通道。通过本发明可以有效降低目标细胞的培养成本，并且所述装置结构简单易实现，具有良好的市场应用前景。
【IPC分类】C12M3/00, C12M3/06
【公开号】CN104893975
【申请号】CN201510281271
【发明人】刘小青
【申请人】深圳富利鑫健康产业发展有限公司, 富力鑫生命科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月28日