[发明专利]一种细胞外囊泡批量生产装置

说明书

本发明公开了一种细胞外囊泡批量生产装置，包括用于配置并储存培养基的培养基储存模块、用于细胞的批量扩增培养并促进细胞外囊泡释放的细胞培养模块、用于细胞外囊泡分离的细胞外囊泡分离模块，用于收集分离细胞外囊泡完成后的剩余废液的废液收集模块，以及中央控制系统，所述培养基储存模块通过管道与细胞培养模块连通，细胞培养模块通过管道与细胞外囊泡分离模块连通，细胞外囊泡分离模块通过管道与废液收集模块连通，各管道上分别设有由中央控制系统控制启停或管道通断的元件。本发明的有益效果为：本发明包括多个模块，这种模块化生产方式极大优化了培养生产效率，增加了细胞外囊泡的均一性，对细胞外囊泡的实验研究和临床转化应用起到了重要的推动作用。

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，具体一种细胞外囊泡批量生产装置。

背景技术

细胞外囊泡(Extracellular vesicles，EVs)，是细胞在激活、损伤或凋亡时从膜上脱落的一种直径介于100-1000nm的膜性小泡。细胞外囊泡携带母体细胞多种特征性生物信息分子，如脂质、蛋白质、DNA、mRNA、microRNA等。细胞外囊泡可以将这些生物信息分子传递至其他细胞，在许多生理病理学过程中充当生物信息传递载体的作用。据文献报道，在健康人体内存在着一定基础水平的细胞外囊泡，然而在许多心脑血管疾病和肿瘤患者的血循环系统中细胞外囊泡的水平显著升高，且细胞外囊泡水平与疾病进展密切相关。已有多项研究表明，细胞外囊泡可作为多种疾病早期诊断及预后评估的重要指标。

基于其天然的信息传递的作用，近年来不少学者试图将细胞外囊泡改造成药物或基因递送的天然纳米载体。细胞外囊泡作为药物或基因递送纳米载体具备以下优点：1)细胞外囊泡的磷脂双分子层外膜不仅可以保护其荷载内容物，防止在运输过程中被降解，还可以通过膜融合的方式增强荷载物被细胞内吞的效率；2)细胞外囊泡可以穿过生物屏障，将药物运送至脑部；3)未经修饰的细胞外囊泡即有一定的肿瘤靶向性；4)细胞外囊泡在体内稳定性好，具有较长半衰期；5)最重要的一点，经多项临床试验证实，细胞外囊泡具有优良的生物相容性，几乎没有免疫原性或生物毒性。

方便、快捷地获取大量的细胞外囊泡是研究其生物信息传递规律、阐明其生物学作用机制以及开发药物或基因递送纳米载体的前提。目前，细胞外囊泡的体外获取主要通过大批量的扩增目的细胞，然后给予不同的理化刺激，以获取含细胞外囊泡的条件培养上清，再以此为原料，通过不同的技术手段(主要是差速离心法)分离纯化细胞外囊泡。差速离心法主要是利用同一离心场中不同质量固相颗粒受到的离心力大小不同来实现目标颗粒的分离，这一基本技术原理也决定了其分离产物的难以纯化。更重要的是，离心操作过程费时、操作步骤繁琐，离心设备价格昂贵且使用和维护成本较高。

截至目前，细胞外囊泡的生产、分离和纯化仍然是相互独立的几个环节。操作环境的更换给研究人员带来诸多不便，个体间的操作误差也可影响细胞外囊泡形态、性质、功能的稳定。细胞培养及细胞外囊泡分离的各个环节，极大地依赖于人工操作，既耗费人力物力，又无法保证产物的均一性，难以满足临床大规模应用的需求。因此，迫切需要一种用于细胞外囊泡生成的自动化装置，用于大规模生产性质均一的细胞外囊泡来满足临床需求。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种结构简单、生产效率高的细胞外囊泡批量生产装置。

本发明采用的技术方案为：一种细胞外囊泡批量生产装置，包括用于配置并储存培养基的培养基储存模块、用于细胞的批量扩增培养并促进细胞外囊泡释放的细胞培养模块、用于细胞外囊泡分离的细胞外囊泡分离模块，用于收集分离细胞外囊泡完成后的剩余废液的废液收集模块，以及中央控制系统，所述培养基储存模块通过管道与细胞培养模块连通，细胞培养模块通过管道与细胞外囊泡分离模块连通，细胞外囊泡分离模块通过管道与废液收集模块连通，各管道上分别设有由中央控制系统控制启停或管道通断的元件。