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CN115161164A - 一种低损伤、连续流的细胞收获系统及方法 - Google Patents

一种低损伤、连续流的细胞收获系统及方法 Download PDF

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CN115161164A
CN115161164A CN202210786452.1A CN202210786452A CN115161164A CN 115161164 A CN115161164 A CN 115161164A CN 202210786452 A CN202210786452 A CN 202210786452A CN 115161164 A CN115161164 A CN 115161164A
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centrifugal
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bag
liquid
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姚嘉林
刘福京
方汝林
张勇浩
郑伟武
商院芳
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Shenzhen Saiqiao Biological Innovation Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Saiqiao Biological Innovation Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种低损伤、连续流的细胞收获系统及方法，该细胞收获系统包括离心单元、机电单元、液路单元以及人机交互单元；离心单元用于实现细胞液的离心；机电单元包括机座、离心仓、离心电机以及挂液架；离心仓用于容置离心单元，并具有控温模块；离心电机用于驱动离心单元转动；液路单元包括蠕动泵、电磁夹管阀、无菌导管、多个液袋以及空气过滤器；人机交互单元包括控制面板和用于输入/输出信息的触屏显示器。上述细胞收获系统具有低损伤、高通量、高效率、高回收率、全封闭的特点，可显著改善现有技术中细胞生物活性低的不足，并满足大体积细胞样品溶液收获的需求。

Description

一种低损伤、连续流的细胞收获系统及方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种低损伤、连续流的细胞收获系统及方法。
背景技术
细胞疗法是将细胞类药物注入患者体内以治疗疾病的治疗方法，比如，在细胞免疫治疗中将作为细胞类药物的T淋巴细胞(T-lymphocyte)移入至患者体内后，可通过细胞介导免疫对抗癌细胞；又例如移植作为细胞类药物的干细胞至患者体内，可促使受损部位的组织再生。然而，细胞类药物生产过程制备环节多、工艺复杂，而复杂的工艺操作和细胞离体环境对细胞生物活性的影响十分显著。尤其是在完成细胞体外扩增培养之后，需要进行悬浮细胞终产品收获的步骤。
现有设备中常采用的两种方案分别为离心装置收获方案和过滤装置收获方案。其中离心装置收获方案对培养后的样品进行离心操作，等细胞样品和上清液分离后，进行上清液的去除、细胞的清洗、细胞的浓缩和分装，但离心过程中离心杯内的流体剪切力会对细胞造成较高的剪切损伤，导致细胞生物活性的降低。另外过滤装置收获方案通过滤网对含上清液的细胞样品进行过滤，可在截留下细胞的同时滤去上清液，然而滤网的流阻力较大，导致分离效率较低，长时间的处理也会显著降低细胞生物活性。
因此，现有技术不仅存在低效和高损伤的缺陷，还存在低通量的缺点，即较难满足大体积细胞样品溶液收获的需求。
发明内容
本发明提供了一种低损伤、连续流的细胞收获系统及方法，该细胞收获系统具有低损伤、高通量、高效率、高回收率、全封闭的特点，可显著改善现有技术中细胞生物活性低的不足，并满足大体积细胞样品溶液收获的需求。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种低损伤、连续流的细胞收获系统，该细胞收获系统包括离心单元、机电单元、液路单元以及人机交互单元；
所述离心单元，用于实现细胞液的离心；
所述机电单元，包括机座、离心仓、离心电机以及挂液架；所述离心仓设置于所述机座内，用于容置所述离心单元，并具有控温模块；所述离心电机用于驱动所述离心单元转动；所述挂液架设置于所述机座的顶部；
所述液路单元，包括多个液袋、空气过滤器、蠕动泵、无菌导管以及电磁夹管阀；在所述空气过滤器与所述离心单元之间、所述蠕动泵与所述离心单元之间、以及所述蠕动泵与所述液袋之间均通过无菌导管连通，并在各个无菌导管中安装有用于控制通断的电磁夹管阀；所述液袋包括废液袋以及悬挂于所述挂液架的细胞样品袋、清洗溶液袋、配方溶液袋和产品袋；
所述挂液架还设置有与每个所述液袋一一对应的称重传感器，所述称重传感器用于测量对应液袋的重量；
所述人机交互单元，包括控制面板和触屏显示器；根据所述触屏显示器以及所述称重传感器输入的信息，所述控制面板控制所述离心电机、所述控温模块、所述蠕动泵以及所述电磁夹管阀动作。
更进一步地，所述离心单元包括离心杯和固定安装于所述离心杯内的推液板；
所述推液板与所述离心杯的内周壁之间设置有用于平衡所述推液板两侧液体压力的缝隙；
所述离心电机与所述离心杯传动连接，用于驱动所述离心杯转动。
更进一步地，所述离心单元还包括第一流道以及第二流道；
所述第一流道用于连通设置于所述离心杯的顶部的第一端口和设置于所述离心杯的侧壁底部的第二端口；
所述第二流道用于连通设置于所述离心杯的顶部的第三端口和设置于所述离心杯的侧壁顶部的第四端口；
所述空气过滤器以及多个所述液袋均通过所述蠕动泵与所述第一端口和所述第二端口连通。
更进一步地，所述离心单元还包括安装于所述离心杯底部的旋转适配器、安装于所述第一流道与所述离心杯之间的第一密封圈、以及安装于所述第二流道与所述离心杯之间的第二密封圈；
所述旋转适配器传动连接于所述离心杯与所述离心电机之间；
所述离心杯的底部设置有5°～50°的倒角。
更进一步地，所述液路单元还包括第一气泡传感器、第二气泡传感器以及第三气泡传感器；
所述第一气泡传感器的入口与所述细胞样品袋、所述清洗溶液袋以及所述配方溶液袋连通，出口通过第一支路与所述蠕动泵的第一接口连通；
所述第二气泡传感器的入口与所述蠕动泵的第一接口连通，出口与所述产品袋连通；
所述第三气泡传感器的一端与所述蠕动泵的第二接口连通，另一端通过第三支路与所述第一端口连通；
所述蠕动泵的第一接口还与所述废液袋连通。
更进一步地，所述挂液架还包括安装于所述机座的顶部的支架、固定安装于所述支架顶部的挂液杆、以及挂接于每个所述称重传感器的挂钩；每个所述称重传感器均安装于所述挂液杆；
每个所述挂钩底部挂接有一个所述液袋。
更进一步地，所述控温模块为半导体热电致冷器件。
另外，本发明还提供了一种采用上述细胞收获系统的细胞收获方法，该细胞收获方法通过蠕动泵驱动产生流体驱动力，以将含上清液的细胞液进行分离、浓缩洗涤和收获，包括以下步骤：
安装离心单元、液袋以及无菌导管，保持各电磁夹管阀处于常闭状态；
去除细胞上清液；
清洗细胞液；
浓缩细胞液；
分装细胞液。
更进一步地，去除细胞上清液的步骤具体包括：打开蠕动泵与细胞样品袋之间、以及蠕动泵与第一端口之间的电磁夹管阀，开启蠕动泵，将细胞样品袋中的细胞样品溶液通过第一流道导入离心单元，导入预定量的细胞样品溶液后关闭所有电磁夹管阀；打开细胞样品袋与离心单元之间的电磁夹管阀，使细胞样品袋中的细胞样品溶液通过自身重力导入第二流道中；启动离心电机，控制电机转速为第一转速(1500RPM至2000RPM范围内的一个转速)，在推液板的推动下，完成细胞和上清液的分离，此时，第一流道和第二流道通过离心单元内垂直的离心溶液连接；保持细胞样品袋与离心单元之间的电磁夹管阀的开启状态，并开启蠕动泵、蠕动泵与第一流道之间的电磁夹管阀、以及蠕动泵与废液袋之间的电磁夹管阀，将离心电机转速提高至第二转速(2000RPM至3000RPM范围内的一个转速)，上清液通过蠕动泵提供的流体流动力从第一流道导流至废液袋，经过上清液分离后的细胞贴附于离心杯的内壁面，直至细胞样品袋中的细胞样品溶液完全导流至离心单元并将所有上清液导流至废液袋；
清洗细胞液的步骤具体包括：将清洗溶液袋中的细胞清洗溶液导流至离心杯，通过细胞清洗溶液对离心杯进行清洗，并将清洗废液通过蠕动泵通过第一流道导流至废液袋；
浓缩细胞液的步骤具体包括：将离心电机的转速从第二转速降低至第三转速(500RPM至100RPM范围内的一个转速)，以在蠕动泵的作用下使废液导流至废液袋，完成细胞液的浓缩；
分装细胞液的步骤具体包括：关闭蠕动泵和所有的电磁夹管阀，开启配方溶液袋与蠕动泵之间、以及蠕动泵与第一端口之间的电磁夹管阀，开启蠕动泵，并将配方溶液袋中的终产品配方溶液导流至离心杯，关闭蠕动泵和所有电磁夹管阀，通过离心电机进行多次混匀操作，以将贴壁的细胞与终产品配方溶液充分混匀；关闭蠕动泵和所有的电磁夹管阀；开启蠕动泵与第一端口之间、以及蠕动泵与产品袋之间的电磁夹管阀，进行产品袋的分装。
更进一步地，在细胞液的分装步骤中，通过离心电机依次进行正转、急停、反转的多次混匀操作；
通过混匀清洗法或者连续流清洗法完成清洗细胞液的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
在本发明的细胞收获系统中，离心单元在离心杯内固定安装有推液板，通过离心电机驱动离心杯转动，在离心杯自转离心过程中，离心杯内的细胞液在推液板的推动下，与离心杯同步转动，推液板能够为离心单元提供流体推动力，从而避免了样品溶液中的细胞在离心运动过程中受到剪切作用，显著降低了细胞在离心过程中受到的剪切损伤，显著改善了细胞收获的生物活性，还能提高分离效率，减少分离所需时间；采用本发明的液路单元结构和细胞收获方法，可连续流(与虹吸作用类似)的分离上清液，以小体积杯完成了连续流的细胞上清液的高效去除。因此，本发明的细胞收获系统和方法通过简单的结构避免了细胞的剪切损伤，并解决了现有技术中分离时间长、收获效率低等问题，实现了低损伤、高通量、高效率、高回收率的细胞收获。
附图说明
图1为本发明的细胞收获系统的整体结构示意图；
图2为图1中细胞收获系统的离心单元部分的剖视图；
图3为图1中细胞收获系统的液路单元的结构示意图；
图4为图2中细胞收获系统的离心单元的整体结构示意图；
图5为图4中离心单元的剖视图；
图6为控温模块的控温方案及离心仓的热量传递关系图；
图7为本发明的细胞收获方法的流程图。
其中，1-离心单元，2-离心杯，3-推液板，4-第一流道，5-第二流道，6-第一端口，7-第二端口，8-第三端口，9-第四端口，10-机座，11-离心仓，12-离心电机，13-支架，14-挂液杆，15-蠕动泵，16-控制面板，17-触屏显示器，18-缝隙，19-第一电磁夹管阀，20-第二电磁夹管阀，21-第三电磁夹管阀，22-第四电磁夹管阀，23-第五电磁夹管阀，24-第六电磁夹管阀，25-第七电磁夹管阀，26-第八电磁夹管阀，27-第九电磁夹管阀，28-第十电磁夹管阀，29-第十一电磁夹管阀，30-第十二电磁夹管阀，31-第十三电磁夹管阀，32-产品袋，33-废液袋，34-细胞样品袋，35-清洗溶液袋，36-配方溶液袋，37-第一气泡传感器，38-第二气泡传感器，39-第三气泡传感器，40-过滤装置
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供了一种低损伤、连续流的细胞收获系统，参考图1、图2、图3和图4，该细胞收获系统包括离心单元1、机电单元、液路单元以及人机交互单元；
如图4和图5结构所示，离心单元1用于实现细胞液的离心，包括离心杯2、推液板3、第一流道4以及第二流道5；推液板3固定安装于离心杯2内，推液板3的数量可以为一个，也可以为多个；当在离心杯2内设置有多个推液板3时，多个推液板3沿离心杯2的周向均匀分布；第一流道4用于连通设置于离心杯2的顶部的第一端口6和设置于离心杯2的侧壁底部的第二端口7；第二流道5用于连通设置于离心杯2的顶部的第三端口8和设置于离心杯2的侧壁顶部的第四端口9；
如图1结构所示，机电单元包括机座10、离心仓11、离心电机12以及挂液架；离心仓11设置于机座10内，用于容置离心单元1，并具有控温模块，控温模块可以采用半导体热电致冷器件，实现离心仓11内4℃～40℃的温度控制，控制误差小于1℃，通过控温模块可以改善细胞在环境中长时间放置的生物活性，尤其在对含DMSO(Dimethyl sulfoxide，二甲基亚砜)的冻存液和分装制剂环节，以保持含DMSO的冻存液在4℃状态下的低温无毒效果，从而降低含DMSO的冻存液对细胞活性的影响。其中，控温模块的控温方案及离心仓11热量传递关系如图6所示；
离心仓11还可以设置有能够启闭的舱盖，用于将离心单元1罩设在离心仓11内；离心电机12用于驱动离心单元1转动；离心电机12与离心杯2传动连接，用于驱动离心杯2转动，从而通过离心杯2带动推液板3转动；挂液架包括设置于机座10的顶部的支架13、固定安装于支架13顶部的挂液杆14、安装于挂液杆14的多个称重传感器、以及挂接于每个称重传感器的挂钩；称重传感器用于对挂接在挂钩上的液袋的重量进行实时监测，测量误差小于1g；称重传感器下侧的挂钩可以垂直地设置一个，也可以为对称地设置两个；
如图1、图2和图3所示，液路单元包括多个液袋、用于对空气进行无菌过滤的空气过滤器、无菌导管、用于对无菌导管中的流体提供动力的蠕动泵15以及控制对应无菌导管通断的电磁夹管阀；在空气过滤器与离心单元1之间、蠕动泵15与离心单元1之间、以及蠕动泵15与液袋之间均连通有无菌导管，并在各个无菌导管中安装有用于控制通断的电磁夹管阀；空气过滤器以及多个液袋均通过蠕动泵15与第一流道4顶部的第一端口6和第二流道5的第三端口8连通；在蠕动泵15与各个液袋之间、以及蠕动泵15与第一端口6之间均设置有电磁夹管阀；液袋包括至少一个废液袋33以及悬挂于挂钩的至少一个细胞样品袋34、至少一个清洗溶液袋35、至少一个配方溶液袋36、以及至少一个产品袋32，如图1和图2结构所示，在挂液杆14的底部的多个挂钩上挂接有两个细胞样品袋34、三个清洗溶液袋35、两个配方溶液袋36、以及三个产品袋32，两个废液袋33位于液路单元的底端且挂接于机座10上，便于废液在蠕动泵15和重力的作用下流入；在液路单元中还设置有三个气泡传感器，分别为第一气泡传感器37、第二气泡传感器38和第三气泡传感器39：第一气泡传感器37的入口与细胞样品袋34、清洗溶液袋35以及配方溶液袋36连通，第一气泡传感器37的出口通过第一支路与蠕动泵15的第一接口连通；第二气泡传感器38的入口与蠕动泵15的第一接口连通，第二气泡传感器38的出口与产品袋32连通，通过第二气泡传感器38向产品袋32内分装细胞液；在第二气泡传感器38的入口与蠕动泵15的第一接口之间还可以设置有两个或者两个以上的过滤装置40，通过过滤装置40可以过滤和去除终产品中的细胞团和碎片，从而避免堵针现象的发生和提高配液浓度的准确性，有利于细胞回输和细胞冻存；
第三气泡传感器39的一端与蠕动泵15的第二接口连通，另一端通过第三支路与第一流道4的第一端口6连通，同时在第三气泡传感器39的另一端还可以设置取样接头；
同时，蠕动泵15的第一接口还与废液袋32连通；
如图3所示，为了方便说明，电磁夹管阀包括第一电磁夹管阀19、第二电磁夹管阀20、第三电磁夹管阀21、第四电磁夹管阀22、第五电磁夹管阀23、第六电磁夹管阀24、第七电磁夹管阀25、第八电磁夹管阀26、第九电磁夹管阀27、第十电磁夹管阀28、第十一电磁夹管阀29、第十二电磁夹管阀30、以及第十三电磁夹管阀31；第一电磁夹管阀19安装于空气过滤器与第二流道5的第三端口8之间的无菌导管中，通过空气过滤器能够平衡离心杯2内的气压，防止抽液时离心杯2内气压太低(负压)导致抽液效果差和增加蠕动泵的出样误差；第二电磁夹管阀20安装于连通清洗溶液袋35与第一气泡传感器37的无菌导管中；第三电磁夹管阀21安装于连通配方溶液袋36与第一气泡传感器37的无菌导管中；第四电磁夹管阀22安装于连通细胞样品袋34与第一气泡传感器37的无菌导管中；三个产品袋32分别通过第五电磁夹管阀23、第六电磁夹管阀24、第七电磁夹管阀25与第二气泡传感器38连通；第八电磁夹管阀26安装于第一气泡传感器37与第二流道5的第三端口8的无菌导管中；第九电磁夹管阀27安装于连通第一气泡传感器37与蠕动泵15的第一接口的无菌导管中；蠕动泵15与清洗溶液袋35、配方溶液袋36以及细胞样品袋34之间的通断通过第八电磁夹管阀26和第九电磁夹管阀27同时控制；第十电磁夹管阀28安装于连通第三气泡传感器39与第一流道4的第一端口6的无菌导管中；第十一电磁夹管阀29安装于连通蠕动泵15的第一接口与废液袋33的无菌导管中；第十二电磁夹管阀30安装于连通蠕动泵15的第一接口与第二气泡传感器38的入口的无菌导管中；第十三电磁夹管阀31安装于第十电磁夹管阀28与取样接头之间的无菌导管中；
如图1和图2所示，人机交互单元包括控制面板16和用于输入/输出信息的触屏显示器17；控制面板16与离心电机12、控温模块、称重传感器、蠕动泵15、电磁夹管阀、气泡传感器、以及触屏显示器17信号连接，用于根据触屏显示器17、称重传感器以及气泡传感器输入的信息控制离心电机12、控温模块、蠕动泵15和电磁夹管阀动作。
上述细胞收获系统在工作过程中，离心单元1安装于离心仓11内，离心电机12与离心杯2传动连接，推液板3固定安装于离心杯2内，通过离心电机12驱动离心杯2转动，从而带动推液板3随离心杯2转动，在离心杯2自转离心的过程中，离心杯2内的细胞液在推液板3的推动下，与离心杯2同步转动，推液板3能够为离心杯2内的细胞液提供流体推动力，从而避免了样品溶液中的细胞在离心运动过程中受到剪切作用，显著降低了细胞在离心过程中受到的剪切损伤，显著改善了细胞收获的生物活性，还能提高分离效率，减少分离所需时间，显著地提高了细胞收获的生物活性和效率；由于上述细胞收获系统的液路单元中设置有蠕动泵15和电磁夹管阀，并在离心杯2内设置有第一流道4和第二流道5，通过蠕动泵15和电磁夹管阀的控制可连续流(与虹吸作用类似)地分离上清液，如以300mL的小体积杯完成3L连续流的细胞上清液的高效去除。因此，本发明的细胞收获系统和方法通过简单的结构避免了细胞的剪切损伤，并解决了现有技术中分离时间长、收获效率低等问题，实现了低损伤、高通量、高效率、高回收率、全封闭的细胞收获。
如图5结构所示，推液板3与离心杯2的内周壁之间设置有用于平衡推液板3两侧液体压力的缝隙18。离心杯2的底部设置有5°～50°的倒角，如：5°、10°、°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°，通过设置在离心杯2底部的倒角便于出液，使离心杯2内残留液体体积为0.1mL～10mL；当倒角为20°时，可以实现离心杯2内残留液体体积仅为0.2mL。离心单元1还包括安装于第一流道4与离心杯2之间的第一密封圈、以及安装于第二流道5与离心杯2之间的第二密封圈，通过第一密封圈和第二密封圈可以对离心杯2进行密封。
在上述各种实施例的基础上，离心单元1还包括安装于离心杯2底部的旋转适配器，旋转适配器传动连接于离心杯2与离心电机12之间。通过旋转适配器实现离心杯2与外侧离心电机12之间的动力传递，使推液板3旋转，以实现高效、低损伤地离心抽液功能。
实施例二
本实施例提供了一种采用上述细胞收获系统的细胞收获方法，如图7所示，该细胞收获方法通过蠕动泵15驱动产生流体驱动力，以将含上清液的细胞液进行分离、浓缩洗涤和收获，包括以下步骤：
步骤S10，安装离心单元1、液袋以及无菌导管，保持各电磁夹管阀处于常闭状态；
步骤S20，去除细胞上清液：打开电磁夹管阀19、蠕动泵15与细胞样品袋34之间以及蠕动泵15与第一端口6之间的电磁夹管阀，即打开图3中的第四电磁夹管阀22、第九电磁夹管阀27以及第十电磁夹管阀28，开启蠕动泵15，将细胞样品袋34中的细胞样品溶液通过第一流道4导入离心单元1，导入预定量(150mL)的细胞样品溶液后关闭所有电磁夹管阀；打开细胞样品袋34与离心单元1之间的电磁夹管阀，即，打开图3中的第四电磁夹管阀22以及第八电磁夹管阀26，使细胞样品袋34中的细胞样品溶液通过自身重力导入第二流道5中，此时，离心杯2内压力高于大气压，同时第一流道4和第二流道5中均已排尽气体充满液体；启动离心电机12，控制电机转速为第一转速(1500RPM至2500RPM范围内的一个转速)，离心单元1的推液板3开始沿中心轴旋转和离心，在推液板3的推动下，由于细胞样品溶液中细胞的密度最大，所以细胞会贴于离心杯2的内壁面，在推液板3的推动下3min即可完成细胞和上清液的分离，此时，第一流道4和第二流道5通过离心单元1内垂直的离心溶液连接；保持细胞样品袋34与离心单元1之间的电磁夹管阀的开启状态，即，保持图3中的第四电磁夹管阀22和第八电磁夹管阀26处于开启状态，并开启蠕动泵15、蠕动泵15与第一流道4之间的电磁夹管阀、以及蠕动泵15与废液袋33之间的电磁夹管阀，即，开启图3中的蠕动泵15、第十电磁夹管阀28以及第十一电磁夹管阀29，将离心电机12转速提高至第二转速(2000RPM至3000RPM范围内的一个转速)，上清液通过蠕动泵15提供的流体流动力从第一流道4导流至废液袋33，同时由于蠕动泵高度差的原因，废液袋33的液体压力低于细胞样品袋34的液体压力，液体压力产生的推动力会将细胞样品袋34中的细胞样品溶液源源不断地导流至离心杯2内，经过上清液分离后的细胞贴附于离心杯2的内壁面，上清液通过蠕动泵15提供的流体流动力从第一流道4导流至废液袋33，直至细胞样品袋34中的细胞样品溶液完全导流至离心单元1并将所有上清液导流至废液袋33，即可以300mL小体积杯完成3L连续流的细胞上清液的高效去除；为了使上清液的残留量进一步降低，可将离心电机12的转速从第二转速降低至第三转速(500RPM至1000RPM范围内的一个转速)，以在蠕动泵和重力的作用下将更多的上清液导流至废液袋33；
步骤S30，清洗细胞液：将清洗溶液袋35中的细胞清洗溶液导流至离心杯2，通过细胞清洗溶液对离心杯2进行清洗，并将清洗废液通过蠕动泵15通过第一流道4导流至废液袋33；在清洗细胞液的过程中可以通过混匀清洗法或者连续流清洗法进行；其中：
混匀清洗法的清洗步骤为：关闭蠕动泵15和所有电磁夹管阀，开启第二电磁夹管阀20、第九电磁夹管阀27、第十电磁夹管阀28以及蠕动泵15，将清洗溶液袋35中的细胞清洗溶液导流至离心杯2，关闭蠕动泵15和所有电磁夹管阀，通过离心电机12依次的正转、急停、反转的多次混匀操作，以将贴壁的细胞与清洗溶液充分混匀，之后控制离心电机12的转速为离心转速(2500RPM至3000RPM范围内的一个转速)，细胞通过离心力贴壁，废液通过蠕动泵15提供的流体流动力从第一流道4导流至废液袋33；
连续流清洗法的清洗步骤为：关闭蠕动泵15和所有电磁夹管阀，控制离心电机12的转速为离心转速(2500RPM至3000RPM范围内的一个转速)，在细胞离心贴壁后开启阀第二电磁夹管阀20、第八电磁夹管阀26、第十电磁夹管阀28、第十一电磁夹管阀29以及蠕动泵15，在高度差的作用下，废液袋33的液体压力低于清洗溶液袋35的液体压力，清洗溶液袋35中的液体压力产生推动力，会将清洗溶液袋35中的细胞清洗溶液源源不断地导流至离心杯2内，冲刷贴于离心杯2内壁面的细胞，同时废液通过蠕动泵15提供的流体流动力通过第一流道4导流至废液袋33，实现细胞连续流清洗；
上述两种清洗方法可相互配合并多次进行，以将细胞溶液中的废液洗涤干净至需求指标；步骤S40，浓缩细胞液：将离心电机12的转速从第二转速降低至第三转速，以在蠕动泵15和重力的作用下使废液导流至废液袋33，完成细胞液的浓缩，使废液的残留量进一步降低；
步骤S50，分装细胞液：关闭蠕动泵15和所有的电磁夹管阀，开启配方溶液袋36与蠕动泵15之间、以及蠕动泵15与第一端口6之间的电磁夹管阀，即，打开图3中的第三电磁夹管阀21、第九电磁夹管阀27以及第十电磁夹管阀28，开启蠕动泵15，并将配方溶液袋36中的终产品配方溶液导流至离心单元1的离心杯2，关闭蠕动泵15和所有的电磁夹管阀，通过离心电机12进行正转、急停、反转的多次混匀操作，以将贴壁的细胞与终产品配方溶液充分混匀；关闭蠕动泵15和所有的电磁夹管阀；开启蠕动泵15与第一端口6之间、以及蠕动泵15与产品袋32之间的电磁夹管阀，进行产品袋32的分装。当如图3所示设置有三个产品袋32时，可以采用以下步骤进行三个产品袋32的分装：开启第五电磁夹管阀23、第十电磁夹管阀28和蠕动泵15完成第一个产品袋32的分装；再关闭蠕动泵15和所有的电磁夹管阀，开启第六电磁夹管阀24、第十电磁夹管阀28和蠕动泵15完成第二个产品袋32的分装；再关闭蠕动泵15和所有的电磁夹管阀，开启第七电磁夹管阀25、第十电磁夹管阀28和蠕动泵15完成第三个产品袋32的分装。
上述细胞收获系统和细胞收获方法采用简单的离心单元1和液路单元结构避免了细胞的剪切损伤，解决了现有技术中分离时间长(15min)、收获效率低的问题，而采用上述的细胞收获系统时分离时间仅需要3min，并实现了低损伤、高通量、高效率、高回收率的细胞收获。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种低损伤、连续流的细胞收获系统，其特征在于，包括离心单元、机电单元、液路单元以及人机交互单元；
所述离心单元，用于实现细胞液的离心；
所述机电单元，包括机座、离心仓、离心电机以及挂液架；所述离心仓设置于所述机座内，用于容置所述离心单元，并具有控温模块；所述离心电机用于驱动所述离心单元转动；所述挂液架设置于所述机座的顶部；
所述液路单元，包括多个液袋、空气过滤器、蠕动泵、无菌导管以及电磁夹管阀；在所述空气过滤器与所述离心单元之间、所述蠕动泵与所述离心单元之间、以及所述蠕动泵与所述液袋之间均通过无菌导管连通，并在各个无菌导管中安装有用于控制通断的电磁夹管阀；所述液袋包括废液袋以及悬挂于所述挂液架的细胞样品袋、清洗溶液袋、配方溶液袋和产品袋；
所述挂液架还设置有与每个所述液袋一一对应的称重传感器，所述称重传感器用于测量对应液袋的重量；
所述人机交互单元，包括控制面板和触屏显示器；根据所述触屏显示器以及所述称重传感器输入的信息，所述控制面板控制所述离心电机、所述控温模块、所述蠕动泵以及所述电磁夹管阀动作。
2.根据权利要求1所述的细胞收获系统，其特征在于，所述离心单元包括离心杯和固定安装于所述离心杯内的推液板；
所述推液板与所述离心杯的内周壁之间设置有用于平衡所述推液板两侧液体压力的缝隙；
所述离心电机与所述离心杯传动连接，用于驱动所述离心杯转动。
3.根据权利要求2所述的细胞收获系统，其特征在于，所述离心单元还包括第一流道以及第二流道；
所述第一流道用于连通设置于所述离心杯的顶部的第一端口和设置于所述离心杯的侧壁底部的第二端口；
所述第二流道用于连通设置于所述离心杯的顶部的第三端口和设置于所述离心杯的侧壁顶部的第四端口；
所述空气过滤器以及多个所述液袋均通过所述蠕动泵与所述第一端口和所述第二端口连通。
4.根据权利要求3所述的细胞收获系统，其特征在于，所述离心单元还包括安装于所述离心杯底部的旋转适配器、安装于所述第一流道与所述离心杯之间的第一密封圈、以及安装于所述第二流道与所述离心杯之间的第二密封圈；
所述旋转适配器传动连接于所述离心杯与所述离心电机之间；
所述离心杯的底部设置有5°～50°的倒角。
5.根据权利要求3所述的细胞收获系统，其特征在于，所述液路单元还包括第一气泡传感器、第二气泡传感器以及第三气泡传感器；
所述第一气泡传感器的入口与所述细胞样品袋、所述清洗溶液袋以及所述配方溶液袋连通，出口通过第一支路与所述蠕动泵的第一接口连通；
所述第二气泡传感器的入口与所述蠕动泵的第一接口连通，出口与所述产品袋连通；
所述第三气泡传感器的一端与所述蠕动泵的第二接口连通，另一端通过第三支路与所述第一端口连通；
所述蠕动泵的第一接口还与所述废液袋连通。
6.根据权利要求5所述的细胞收获系统，其特征在于，所述挂液架还包括安装于所述机座的顶部的支架、固定安装于所述支架顶部的挂液杆、以及挂接于每个所述称重传感器的挂钩；每个所述称重传感器均安装于所述挂液杆；
每个所述挂钩底部挂接有一个所述液袋。
7.根据权利要求1-6任一项所述的细胞收获系统，其特征在于，所述控温模块为半导体热电致冷器件。
8.一种采用权利要求3-7中任意一项所述的细胞收获系统的细胞收获方法，其特征在于，该细胞收获方法通过蠕动泵驱动产生流体驱动力，以将含上清液的细胞液进行分离、浓缩洗涤和收获，包括以下步骤：
安装离心单元、液袋以及无菌导管，保持各电磁夹管阀处于常闭状态；
去除细胞上清液；
清洗细胞液；
浓缩细胞液；
分装细胞液。
9.根据权利要求8所述的细胞收获方法，其特征在于，去除细胞上清液的步骤具体包括：打开蠕动泵与细胞样品袋之间、以及蠕动泵与第一端口之间的电磁夹管阀，开启蠕动泵，将细胞样品袋中的细胞样品溶液通过第一流道导入离心单元，导入预定量的细胞样品溶液后关闭所有电磁夹管阀；打开细胞样品袋与离心单元之间的电磁夹管阀，使细胞样品袋中的细胞样品溶液通过自身重力导入第二流道中；启动离心电机，控制电机转速为第一转速，在推液板的推动下，完成细胞和上清液的分离，此时，第一流道和第二流道通过离心单元内垂直的离心溶液连接；保持细胞样品袋与离心单元之间的电磁夹管阀的开启状态，并开启蠕动泵、蠕动泵与第一流道之间的电磁夹管阀、以及蠕动泵与废液袋之间的电磁夹管阀，将离心电机转速提高至第二转速，上清液通过蠕动泵提供的流体流动力从第一流道导流至废液袋，经过上清液分离后的细胞贴附于离心杯的内壁面，直至细胞样品袋中的细胞样品溶液完全导流至离心单元并将所有上清液导流至废液袋；
清洗细胞液的步骤具体包括：将清洗溶液袋中的细胞清洗溶液导流至离心杯，通过细胞清洗溶液对离心杯进行清洗，并将清洗废液通过蠕动泵通过第一流道导流至废液袋；
浓缩细胞液的步骤具体包括：将离心电机的转速从第二转速降低至第三转速，以在蠕动泵的作用下使废液导流至废液袋，完成细胞液的浓缩；
分装细胞液的步骤具体包括：关闭蠕动泵和所有的电磁夹管阀，开启配方溶液袋与蠕动泵之间、以及蠕动泵与第一端口之间的电磁夹管阀，开启蠕动泵，并将配方溶液袋中的终产品配方溶液导流至离心杯，关闭蠕动泵和所有电磁夹管阀，通过离心电机进行多次混匀操作，以将贴壁的细胞与终产品配方溶液充分混匀；关闭蠕动泵和所有的电磁夹管阀；开启蠕动泵与第一端口之间、以及蠕动泵与产品袋之间的电磁夹管阀，进行产品袋的分装。
10.根据权利要求9所述的细胞收获方法，其特征在于，在细胞液的分装步骤中，通过离心电机依次进行正转、急停、反转的多次混匀操作；
通过混匀清洗法或者连续流清洗法完成清洗细胞液的步骤。
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