本實用新型涉及一種控制裝置，特別是一種臨床使用的電轉細胞的控制裝置及電轉裝置；屬于醫(yī)療器械設備技術領域。

背景技術：

電轉是在生物學中是一種廣泛應用的實驗技術。主要用于將DNA， RNA和蛋白核酸復合物等導入到細胞內。在電轉過程中，強電場導致帶電荷的細胞膜產(chǎn)生孔洞，由于DNA，RNA和核酸蛋白復合體都是帶負電荷，在電轉系統(tǒng)施加的電場中朝向正極移動，因此DNA，RNA和核酸蛋白復合體可通過暫時打開的細胞膜空洞進入細胞內。在一般的電轉設定中，細胞膜空洞打開的時間很短，因此電轉過程對細胞來說傷害不大。

電轉的一般步驟包括：懸浮細胞；洗細胞；離心濃縮細胞；重懸細胞在較小的體積并混合需要導入的DNA， RNA和蛋白核酸復合物等；將混合物放入電轉系統(tǒng)；開始電轉；最后回收細胞。現(xiàn)有的電轉系統(tǒng)包括BTX830，Biorad genepulser，Neon系統(tǒng)等都需要把細胞加入到或者吸入到電轉系統(tǒng)內，此過程讓細胞暴露于空氣中。在電轉過程中，體外培養(yǎng)的細胞會接觸到外界，整個過程并非在一個封閉的系統(tǒng)內，因此稱之為開放式電轉系統(tǒng)。開放式電轉系統(tǒng)可以滿足一般的實驗要求，但是在臨床上，經(jīng)常會遇到電轉體外培養(yǎng)的細胞的問題。比如生產(chǎn)mRNA CART細胞，需要電轉CAR mRNA到T細胞內。開放式電轉系統(tǒng)由于細胞暴露于外界，因此系統(tǒng)污染的風險很大，不能滿足臨床需求。除此之外，現(xiàn)有的電轉系統(tǒng)只滿足于小規(guī)模實驗級別的電轉，電轉槽設計的比較小，每次電轉的細胞數(shù)量有限，而臨床生產(chǎn)中一般都是大規(guī)模的生產(chǎn)過程。因此現(xiàn)有的電轉系統(tǒng)都不能滿足臨床需求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有的開放式電轉系統(tǒng)的不足，一方面提供一種封閉式電轉槽，包括外部支架、電極34和電轉槽蓋32，還包含至少一個樣品通道33，所述樣品通道通過接頭31與外部連接，所述接頭31設置在所述電轉槽蓋上，并且所述接頭與外部的連接方式為密封連接，優(yōu)選地所述接頭31為Luer接頭。

較佳地，為了防止電轉前的細胞和電轉后的細胞混合，所述的封閉式電轉槽可以包含兩個樣品通道33，一個用于進樣，一個用于回收細胞；優(yōu)選地，所述樣品通道33分別設置在所述電轉槽蓋32的兩側，或者是所述兩個樣品通道33并行地設置在所述電轉槽蓋32的一側。

為了獲得更多的通道以供其他用途，例如洗滌和收集廢液；所述封閉式電轉槽可以設置更多的樣品通道，例如在電轉槽蓋32的兩側分別均設置有兩個并行的樣品通道33。

上述電轉槽滿足封閉式電轉要求和大規(guī)模電轉細胞要求。設計簡單合理巧妙，成本較低。

本實用新型另一方面提供一種封閉式電轉系統(tǒng)，包含上述的任一電轉槽，并且還包括細胞供應裝置1、細胞回收裝置2、連接管4以及驅動裝置6；所述細胞供應裝置1、細胞回收裝置2和電轉槽3通過連接管4相互連通，并形成封閉系統(tǒng)；所述驅動裝置6驅動液體在細胞供應裝置1和電轉槽3之間以及在細胞回收裝置2和電轉槽3之間流通。

實際操作中可運用注射器吸取電轉樣品注入細胞供應裝置中并混勻，而后通過驅動裝置將細胞供應裝置中的細胞懸液導入到電轉槽中電轉，而后通過驅動裝置將電轉后的細胞液轉移到細胞回收裝置中。由于系統(tǒng)封閉，細胞在整個電轉過程中始終處于無菌封閉的環(huán)境，不直接接觸外界。因此污染的風險極大地降低，方便用于臨床。

較佳地，為精簡管路，所述的封閉式電轉系統(tǒng)還包括三通調節(jié)閥5；所述細胞供應裝置1、細胞回收裝置2和電轉槽3分別通過連接管和所述三通調節(jié)閥5的三個接口連接，所述驅動裝置6設置在所述三通調節(jié)閥5和所述電轉槽3之間。

更優(yōu)選地，為提供一種適合手動操作的封閉式電轉系統(tǒng)，所述驅動裝置6可以是注射器組合結構，所述注射器組合結構包括注射器61以及第一流向控制器62，所述第一流向控制器62包含至少三個開關可調的接口，所述注射器61和第一流向控制器62的一個接口連接；所述三通調節(jié)閥5以及電轉槽3分別通過連接管與所述第一流向控制器62的其他接口連接，通過手動抽吸注射器61可以驅動液體在管路中流通。

為了減少電轉樣品轉移操作過程中可能的污染，優(yōu)選地，所述的封閉式電轉系統(tǒng)還包括取樣針頭7，并且所述第一流向控制器62包含4個接口，其中3個接頭設有單向調節(jié)閥并分別與所述三通調節(jié)閥5、電轉槽3以及取樣針頭7連接，另1個接頭和注射器61連接。運用取樣針頭吸取電轉樣品，而后通過注射器注入細胞供應裝置，混合后再進行電轉操作。

同樣優(yōu)選地，所述的封閉式電轉系統(tǒng)還包括第二流向控制器63和取樣針頭7；所述第二流向控制器63包含至少三個開關可調的接頭，并分別和所述第一流向控制器62的一個接口、注射器61以及取樣針頭7連接。

另外，為了實現(xiàn)連續(xù)電轉，所述的封閉式電轉系統(tǒng)還可以包括廢液收集裝置8以及清洗液供應裝置9；所述電轉槽3包含四個樣品通道，四個樣品通道分別通過連接管和細胞供應裝置1、細胞回收裝置2、廢液收集裝置8以及清洗液供應裝置9連通，并形成封閉系統(tǒng)；所述驅動裝置6驅動液體在細胞供應裝置1和電轉槽3之間、在廢液收集裝置2和電轉槽3之間、在清洗液供應裝置8和電轉槽3之間以及在細胞回收裝置9和電轉槽3之間流通。電轉后可以輕松清洗電轉槽，從而可以多次利用封閉式電轉槽，節(jié)省了實驗材料，節(jié)約了成本，保證了實驗的高效率。

更優(yōu)選地，所述驅動裝置為蠕動泵。最佳地，在細胞供應裝置1和電轉槽3之間、在廢液收集裝置2和電轉槽3之間、在清洗液供應裝置8和電轉槽3之間以及在細胞回收裝置9和電轉槽3之間均分別設置有獨立的蠕動泵。

該系統(tǒng)的主要優(yōu)勢有以下幾點：1、本系統(tǒng)為全封閉式系統(tǒng)。細胞在整個電轉過程中始終處于無菌封閉的環(huán)境，不直接接觸外界。因此污染的風險極大地降低。

2、本系統(tǒng)操作方便。本系統(tǒng)可通過調節(jié)多個旋鈕開關來控制液體流向。本系統(tǒng)操作步驟簡單，幾分鐘即可完成電轉過程。

3、在電轉過程中細胞濃縮在比較小的體積，電轉的DNA，RNA或蛋白核酸復合物也在很小的體積內。一般的細胞操作系統(tǒng)管路長且粗，液體死體積比較大，造成電轉材料的浪費，因此不能滿足臨床電轉的要求。本系統(tǒng)中，管路系統(tǒng)設計細且短，大大減小了液體死體積，滿足臨床電轉的要求。

4、本系統(tǒng)可應用于大規(guī)模臨床生產(chǎn)。本系統(tǒng)電轉槽尺寸可以放大，以增加一次電轉的細胞數(shù)量。同時自動化設計可以實現(xiàn)連續(xù)多次電轉，因此大大提高了可處理的樣品數(shù)量。適合大規(guī)模電轉體外培養(yǎng)的細胞。

5、電轉槽與BTX830 square waveform系統(tǒng)等常用的電轉系統(tǒng)兼容，電轉儀可采用Harvard apparatus公司BTX830或者類似的系統(tǒng)。因此可廣泛推廣應用。

附圖說明

圖1e-1f為根據(jù)本實用新型的封閉式電轉槽的結構示意圖，其中，圖1a為根據(jù)本實用新型的一種具備單個樣品通道的電轉槽的結構透視圖；圖1b為圖1a電轉槽的結構側視圖。

圖1c為根據(jù)本實用新型的一種具備兩個樣品通道的電轉槽的結構透視圖；

圖1d為圖1c電轉槽的結構側視圖。

圖1e為根據(jù)本實用新型的一種具備四個樣品通道的電轉槽的結構透視圖；

圖1f為圖1e電轉槽的結構側視圖。

圖2為根據(jù)本實用新型的一種封閉式電轉系統(tǒng)的結構示意圖。

圖3為根據(jù)本實用新型的另一種封閉式電轉系統(tǒng)的結構示意圖。

圖4為根據(jù)本實用新型的另一種與圖3類似的封閉式電轉系統(tǒng)的結構示意圖。

圖5為根據(jù)本實用新型的一種自動化封閉式電轉系統(tǒng)的結構示意圖。

圖6為根據(jù)本實用新型的另一種自動化封閉式電轉系統(tǒng)的結構示意圖。

標注：1—細胞供應裝置；2—細胞回收裝置；3—電轉槽；31—電轉槽接頭；32—電轉槽蓋；33—樣品通道；3—電極；4—連接管； 5—三通調節(jié)閥； 6—驅動裝置；61—注射器；62—第一流向控制器； 63—第二流向控制器； 7—針頭；8—清洗液供應裝置；9—廢液收集裝置。

具體實施方式

為了加深對本實用新型的理解，下面結合附圖和具體實施案例，進一步闡述本實用新型。

實施例1

如圖1e-1f所示，在根據(jù)本實用新型的電轉槽的一個具體的實施中，所述電轉槽除塑料支架外，主要包括三部分：電轉槽蓋子（帶有與luer連接頭連接的接口）、進樣通道和鋁電極。進樣時，luer連接頭與電轉槽蓋子連接。

圖1a和1b顯示的是只有一個樣品通道的電轉槽的實施例，細胞進入和回收都使用該通道。該電轉槽為手動電轉專用電轉槽。

圖1c和1d、圖1e和1f顯示的均為自動化電轉電轉槽。

圖1c和1d顯示的是有兩個樣品通道的電轉槽的實施例，所述兩個樣品通道位于電轉槽左右兩側。左邊通道用來進樣，右邊通道用于回收細胞。

圖1e和1f顯示的是有四個樣品通道的電轉槽的實施例，分別有兩組平行設置的樣品通道位于電轉槽左右兩側。左側的兩個樣品通道分別用于細胞和清洗緩沖液進樣。右側兩個通道分別用于回收細胞和排出清洗緩沖液。并且圖1e和1f顯示的電轉槽其樣品通道要寬于圖1c和1d顯示的電轉槽。

實施例2

如圖2所示是根據(jù)本實用新型的一個封閉式電轉系統(tǒng)的實施例。

該封閉式電轉系統(tǒng)包括細胞供應裝置1、細胞回收裝置2、電轉槽3、連接管4、三通調節(jié)閥5、注射器61以及第一流向控制器62；第一流向控制器62有三個接口，并且開關可調。注射器61與第一流向控制器62的一個接口連接；電轉槽3通過連接管4同第一流向控制器62的另一個接口；第一流向控制器62還有一個接口連接與三通調節(jié)閥5的一個接頭連接，三通調節(jié)閥5的的另外兩個接頭通過連接管4分別細胞供應裝置1、細胞回收裝置2相互連通。整個系統(tǒng)內部封閉。

該封閉式電轉系統(tǒng)需要單獨使用注射器及針頭吸取電轉樣品后將樣品注入細胞供應裝置，使樣品和細胞混合。樣品和細胞混合后，可以按照以下步驟進行電轉：1、吸取細胞；2、將細胞導入電轉槽；3、電轉；4、將細胞吸取到注射器；5將細胞注入細胞回收裝置。

具體操作如下:使用注射器和針頭從封閉的樣品瓶中吸取樣品。取下針頭，將注射器連接于細胞供應裝置。通過細胞供應裝置進樣孔，將樣品注入細胞供應裝置。用手輕輕擠壓晃動細胞供應裝置以混勻細胞。通過連接管4連接細胞供應裝置1和電轉槽3。調節(jié)三通調節(jié)閥5以及第一流向控制器62，使細胞供應裝置1和注射器61管路暢通，關閉細胞回收裝置1和注射器61，電轉槽3和注射器61間的連接。使用注射器61根據(jù)實驗要求吸取一定體積的細胞和樣品懸液。調節(jié)第一流向控制器62，使電轉槽3和注射器61管路暢通，關閉細胞供應裝置1和注射器3，細胞回收裝置2和注射器61間的連接。使用注射器61將吸取的細胞和樣品懸液緩慢注射入如圖1a所示的電轉槽3中。樣品和細胞懸液通過電轉槽3內嵌的樣品通道進入電轉槽。設定電轉參數(shù)，將電轉槽放進電轉儀。開始電轉。電轉完成后，使用注射器61重新吸取電轉槽3內的樣品和細胞懸液。調節(jié)三通調節(jié)閥5以及第一流向控制器62，使細胞回收裝置2和注射器61管路暢通，關閉細胞供應裝置1與注射器61，電轉槽3與注射器61間的連接。使用注射器61將細胞懸液注射入細胞回收裝置2。電轉完成。

實施例3

如圖3所示是根據(jù)本實用新型的另一個封閉式電轉系統(tǒng)的實施例。

該封閉式電轉系統(tǒng)包括細胞供應裝置1、細胞回收裝置2、電轉槽3、連接管4、三通調節(jié)閥5、注射器61、第一流向控制器62以及取樣針頭7。第一流向控制器62包含4個接口，其中3個接頭設有單向調節(jié)閥并分別與所述三通調節(jié)閥5、電轉槽3以及取樣針頭7連接，另1個接頭和注射器61連接。三通調節(jié)閥5的的另外兩個接頭通過連接管4分別細胞供應裝置1、細胞回收裝置2相互連通。整個系統(tǒng)內部封閉。

該封閉式電轉系統(tǒng)不需要單獨使用注射器及針頭吸取電轉樣品，方便快捷，避免了多次管路連接和摘取。使用該封閉式電轉系統(tǒng)可以按照以下步驟進行電轉：1、吸取樣品；2、吸取細胞；3、將細胞導入電轉槽；4、電轉；5、將細胞吸取到注射器；6、將細胞注入細胞回收裝置。

其具體操作如下：打開注射器61和注射器針頭7之間的單向開關，同時關閉注射器61和細胞供應裝置1，注射器61和封閉電轉槽3之間的單向開關。使用注射器61和針頭7從封閉的樣品瓶中吸取樣品。關閉注射器61和注射器針頭7之間的單向開關，打開注射器61與細胞供應裝置1的單向開關，同時調節(jié)三通調節(jié)閥5以及第一流向控制器62，使細胞供應裝置1和注射器61之間的管路暢通，關閉細胞回收裝置2與注射器61之間的管路。使用注射器61根據(jù)實驗要求吸取一定體積的細胞。調節(jié)第一流向控制器62，使電轉槽3和注射器61管路暢通，關閉細胞供應裝置1和注射器61的單向開關。使用注射器61將吸取的細胞和樣品懸液緩慢注射入如圖1a所示的電轉槽3中。樣品和細胞懸液通過電轉槽3內嵌的樣品通道進入電轉槽3。設定電轉參數(shù)，將電轉槽放進電轉儀。開始電轉。電轉完成后，使用注射器61重新吸取電轉槽內的樣品和細胞懸液。調節(jié)第一流向控制器62，關閉電轉槽3和注射器61間的單向開關，打開細胞回收裝置2和注射器61的單向開關，同時調節(jié)三通調節(jié)閥5，使細胞回收裝置2和注射器61的管路保持暢通，關閉細胞供應裝置1與注射器61的管路連接。使用注射器61將細胞懸液注射入細胞回收裝置2。電轉完成。

圖4顯示了另外一種與圖3類似的封閉式電轉系統(tǒng)。不同之處在于采用了不同的開關設置。圖3封閉式電轉系統(tǒng)使用了第一流向控制器和一個三通調節(jié)閥，圖4封閉式電轉系統(tǒng)使用了三組三通調節(jié)閥。兩種設計操作方式類似，在此不做贅述。

實施例4

如圖5所示是根據(jù)本實用新型的一個自動化電轉系統(tǒng)的實施例。

該封閉式電轉系統(tǒng)包括細胞供應裝置1、細胞回收裝置2、電轉槽3、連接管以及驅動裝置6，驅動裝置優(yōu)選地是蠕動泵；細胞供應裝置1、細胞回收裝置2分別通過連接管和電轉槽3連接，并且在細胞供應裝置1與電轉槽3之間以及細胞回收裝置2與電轉槽3之間均設置有驅動裝置6。整個系統(tǒng)內部封閉。

通過該系統(tǒng)可以在封閉式系統(tǒng)中自動化控制整個電轉過程。與圖3和圖4所示的兩種電轉系統(tǒng)的不同，該系統(tǒng)不是通過注射器提供液體流動動力，而是通過電子控制的蠕動泵提供液體流動動力。使用該封閉式電轉系統(tǒng)的基本操作步驟包括：1、將細胞通過蠕動泵導入電轉槽；2、電轉；3、通過蠕動泵將將細胞注入細胞回收裝置。在該封閉式電轉系統(tǒng)中，需要單獨使用注射器及針頭吸取電轉樣品后將樣品注入細胞供應裝置，使樣品和細胞混合。

其具體操作步驟如下。打開蠕動泵，通過蠕動泵將細胞樣品懸液從細胞供應裝置1中導入到如圖1c所示的電轉槽3中。樣品和細胞懸液通過電轉槽3內嵌的樣品通道進入電轉槽。關閉蠕動泵。設定電轉參數(shù)，將電轉槽放進電轉儀。開始電轉。電轉完成后，打開蠕動泵二，將電轉完成的細胞導入到細胞回收裝置2。電轉完成。電轉槽3一般可以反復使用多次。但是由于電極在電轉后，可能會有樣品或細胞碎片沉淀，影響后續(xù)電轉。在本系統(tǒng)中，可以通過Luer接口快速更換電轉槽。更換完電轉槽，可按相似步驟完成電轉。

實施例5

如圖6所示是根據(jù)本實用新型的另一種自動化電轉系統(tǒng)的實施例。在圖5所示電轉系統(tǒng)的基礎上增加了清洗液供應裝置8以及廢液回收裝置9，組合方式與圖5所示電轉系統(tǒng)類似，不再贅述。在每次單獨電轉完成后可以連接清洗液，通過電子控制清洗電轉槽。清洗完成后可連續(xù)使用同一個電轉槽完成多次電轉。這種設計簡單巧妙，節(jié)約了電轉槽使用，同時避免了多次更換電轉槽。該封閉式電轉系統(tǒng)使用圖1e所示的電轉槽，其特征在于加寬了的電轉槽內嵌樣品通道。使用該封閉式電轉系統(tǒng)的基本操作步驟包括：1、將細胞通過蠕動泵導入電轉槽；2、電轉；3、通過蠕動泵將將細胞注入細胞回收裝置；4、將清洗液通過蠕動泵導入到電轉槽中；5，等待1-2分鐘；6、通過蠕動泵將清洗液導入廢液袋。在該封閉式電轉系統(tǒng)中，需要單獨使用注射器及針頭吸取電轉樣品后將樣品注入細胞供應裝置，使樣品和細胞混合。

其具體操作步驟如下：打開蠕動泵一，通過蠕動泵將細胞樣品懸液從細胞供應裝置1中導入到如圖1e所示的電轉槽3中。樣品和細胞懸液通過電轉槽內嵌的樣品通道進入電轉槽。關閉蠕動泵一。設定電轉參數(shù)，將電轉槽3放進電轉儀。開始電轉。電轉完成后，打開蠕動泵二，將電轉完成的細胞導入到細胞回收裝置2。電轉完成。打開蠕動泵三，將清洗液從清洗液供應裝置8中導入到電轉槽3中。讓電極在清洗液中浸泡幾分鐘。打開蠕動泵四，將清洗液導入到廢液回收裝置9中。清洗后的電轉槽3可以重復使用。因此可以多次連續(xù)的電轉。不僅節(jié)約了電轉槽，而且實現(xiàn)了高效率大規(guī)模的電轉過程。

需要說明的是，上述實施例僅是本實用新型的較好實施例。并沒有用來限制本實用新型的保護范圍。在上述實施方案的基礎上做出的等同替代或替換，均屬于本實用新型的保護范圍。