[实用新型]一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于实现阳离子聚合物法转染的装置，所述装置包括依次设置和通过连接管道连通的，用于配制质粒缓冲液的配制瓶，用于配制转染试剂缓冲液的配制瓶，用于进行除菌过滤的过滤器，用于实现搅拌的搅拌转子，用于混合并实现转染的转染瓶。本实用新型装置节省了人力消耗，实现了半自动化甚至自动化的批量操作，降低了人为操作过程引起系统误差，在普通洁净实验室即可开放式操作，完全无菌避免污染，所获得的细胞转染效率高，稳定性好，尤其适合进行规模放大和应用。

技术领域

本实用新型涉及一种实现快速细胞转染装置，尤其适用于阳离子聚合物法快速批量转染细胞的装置。

背景技术

细胞治疗和基因治疗给许多难治性疾病的控制带来了全新突破，是近年来生物技术领域发展最为迅猛的方向。病毒载体作为细胞治疗和基因治疗的重要承载形式，其大规模生产目前主要依靠瞬时转染的生产方式获得。

转染(Transfection)是将外源遗传物质(DNA或RNA)植入细胞的一种过程，常见的方式有非化学性转染与化学性转染。非化学性转染有以下几种方式：电穿孔法，即当细胞暴露于强电场造成的短脉冲中，细胞膜的通透性会在瞬时增加，使细胞能摄取外源基因；细胞挤压法，通过温和的压缩细胞膜，使细胞膜上的通透性变高，从而达到摄取外源基因的目的；声孔效应，通过高强度的超音波形成的气泡与附近的细胞膜相互作用，诱导细胞膜上小孔的形成。化学性转染有：脂质体法，脂质体为一小型、球状、单层膜的脂肪构造，内部可以包住外源DNA，当脂质体被放入细胞中，将会融入细胞膜，从而将内部的外源DNA释放进入细胞中；磷酸钙法，此方式需要带有磷酸根的HEPES缓冲溶液及带有外源DNA的氯化钙溶液，当将这两种溶液混合均匀，带正电的钙离子将会和带负电的磷酸根结合形成磷酸钙，而外源DNA则会键结在磷酸钙的表面上，此悬浮物接着被加到细胞培养皿中(通常以单层生长的细胞培养皿)，细胞将会摄取外源DNA；阳离子聚合物法，带负电荷的DNA将结合到聚阳离子上，再由细胞行胞吞作用摄取。显然非化学性的转染方式，需要复杂的仪器设备，对设备的无菌性，可放大性要求极高，所以往往难以用于生产规模的转染。脂质体法，尽管可导入大片段DNA，能转染各种类型的细胞，但其使用成本过高，极大的限制了其产业化的应用。磷酸钙法成本较低，但其依赖于DNA-磷酸钙复合物沉淀被细胞内吞，因此在悬浮细胞生产为生物制药主流的时代，很难发挥实际用途。相比之下，阳离子聚合物转染效率高，操作简单，适用范围广，重复性好，细胞毒性低，特别适合用于生产级别使用。

使用最为广泛的阳离子聚合物是聚乙烯亚胺(Polyethylenimine，PEI)，它是一种具有较高的阳离子电荷密度的有机大分子，每相隔二个碳个原子，即每“第三个原子都是质子化的氨基氮原子，使得聚合物网络在任何pH下都能充当有效的“质子海绵”(protonsponge)体，作为转染试剂，它可以缩聚DNA分子形成颗粒并转染真核细胞。

实验室级别的阳离子聚合物转染法，使用漩涡振荡器，首先将DNA与转染缓冲液进行混合，然后将PEI与转染缓冲液混合，再将二者混合。这种方式在超净工作台或生物安全柜中完成，开放式操作，并且依赖漩涡振荡器，存在染菌风险，且规模难以放大至生产。因此，一种可以避免污染风险，能够线性放大的阳离子聚合物转染方式成为该领域的迫切需求。

通过合理的管道、容器连接，配合无菌滤器的使用，该装置在洁净度为D级以上的区域实现开口操作，在不影响转染效率的前提下，简单、均匀、高效的完成转染体系的配置，并且避免了污染的风险，实现了大规模悬浮细胞的转染生产。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可以半自动化、自动化、高效、批量稳定地实现细胞转染的装置。

本实用新型采用如下技术方案：