[發明專利]用于破碎細胞的裝置

在審

• 申請號: 202080007072.2
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN113195701A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 赫爾西奧·伯德;托馬斯·斯塔普;沈語意
• 申請（專利權）人: 蓋立復診斷解決方案公司
• 主分類號: C12M1/02
• 分類號: C12M1/02;C12M1/00;C12N1/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 韋昌金;鄭霞

一種用于破碎細胞的裝置，其具有反應器，該反應器具有反應室、攪拌器、冷卻夾套、冷卻夾套入口、冷卻夾套出口、取樣端口和溫度探針插入配件，以及適合于將反應器安裝在其頂部上并與攪拌器可操作地連接的電機。一種用于破碎細胞的系統，該系統包括至少一個裝置、至少一個插入裝置的溫度探針插入配件的溫度探針、可操作地連接到溫度探針的冷卻系統和電子控制面板。冷卻系統具有至少一個電磁閥，系統的每個裝置具有一個相應的電磁閥。

描述

本發明涉及生物技術領域，并且特別是涉及用于細胞破碎的裝置，該裝置通過數據記錄和在處理期間對細胞取樣的能力來提供非常精確的溫度控制。

細胞破碎是用于從細胞內部釋放生物分子的方法或過程。利用細胞內的內容物，諸如蛋白質、細胞器、DNA/RNA和在細胞內發現和/或生長的酶，已經成為新一代的藥物和診斷工具開發。許多通過生物技術產生的化合物是細胞內的，并且必須在回收前從細胞中釋放出來。所述產品的有效回收需要細胞破碎，這可以通過使用不同的方法和技術(機械方法或非機械方法)來實現。選擇的技術取決于產品、細胞類型和規模。常用的細胞破碎機械方法包括珠磨、聲處理和弗氏壓碎器。其他可能的方法是利用酶、洗滌劑和滲透沖擊。

珠磨機最初用于涂料工業，并且已被改造用于小規模和大規模生產中的細胞破碎。隨著不同設計被開發，這是破碎不同微生物細胞的有效方法。主要原理需要帶有旋轉軸的夾套研磨室，旋轉軸在其中心運行。攪拌器安裝在軸上，并且為室中存在的小珠提供動能，使珠相互碰撞。珠尺寸和重量的選擇在很大程度上取決于細胞的類型。珠直徑可以影響細胞破碎的效率(與細胞中所需酶的位置有關)。增加的珠數目增加了破碎的程度，這是由于珠之間的相互作用增加。然而，增加的珠數目也影響加熱和功耗。工藝變量為：攪拌器速度、珠的比例、珠尺寸、細胞懸浮液濃度、細胞懸浮液流量和攪拌器圓盤設計。

與珠磨機相關的主要問題是隨著珠體積的增加產生的高溫。這些條件將影響蛋白質釋放、蛋白質溶解度，并在產品中引起不期望的影響。

通常，現有的珠磨裝置具有不受控制的冷卻，并且在細胞裂解過程期間既不允許取樣、采集也不允許控制溫度。本發明人開發了一種細胞破碎裝置，該裝置克服了現有技術裝置的所有缺點。本發明的細胞破碎器使用反應室中的溫度探針和包圍該室的冷卻液流之間的反饋提供了精確的溫度控制和記錄，與先前的裝置相比，實現了工藝條件對細胞破碎的影響的更精確評估。不適當的溫度控制導致產品降解和對玻璃珠/細胞碰撞的影響的錯誤評估。包括在本發明的細胞破碎裝置中的另一個特征是在不中斷過程的情況下移出樣品材料以確定破碎的可能性，從而在細胞破碎過程期間獲得樣品，這允許在中間時間獲得關于過程效率的信息。所有這些特征組合給出了對細胞破碎過程的更精確評估，并且導致例如縮短的處理時間和提高的重現性。

如本文使用的，術語細胞“破碎(breaking)”、“破碎(disruption)”和“裂解”是可互換的，并且它們意思相同且是指細胞的膜的解體(break down)。

為了幫助理解，本發明在下文參考通過實例的方式呈現的附圖以及參考說明性而非限制性的實例被更詳細地描述。

在第一方面中，本發明涉及用于破碎細胞的裝置，包括：

反應器，該反應器包括反應室、攪拌器、冷卻夾套、冷卻夾套入口、冷卻夾套出口、取樣端口和溫度探針插入配件；

電機，該電機適合于將所述反應器安裝在其頂部上并與所述攪拌器可操作地連接。

優選地，所述反應室的體積在250mL和600mL之間，更優選地在300mL和500mL之間。

在另一個方面中，本發明涉及使用上文描述的裝置破碎細胞的系統，該系統包括：

至少一個如上文提及的用于破碎細胞的裝置；

至少一個溫度探針，插入所述用于破碎細胞的裝置的溫度探針插入配件中；

可操作地連接到所述溫度探針的冷卻系統；和