一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统技术方案

本发明专利技术涉及一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统，包括蠕动泵、循环泵、进口阀、浓缩调节阀、依次相连通的调压阀、进气阀、料液瓶、至少四个串联的全流过滤膜池、中间收集瓶。本发明专利技术采用错流循环过滤的方式，通过循环泵将中间料液送入循环过滤膜池进行错流过滤，循环过滤膜池的浓缩液返回中间收集瓶中，通过多次循环最终获取的功效成分得以浓缩，该设计使得最终获取的功效成分绝大部分处于中间收集瓶中，无需拆开过滤膜池将功效成分洗下来，不仅操作方便而且本发明专利技术最终得到的功效成分不易破溃，收获率高，且还可以通过调节浓缩调节阀的开度调节过滤压力和通量，达到调节最终获取的功效成分浓度的目的。节最终获取的功效成分浓度的目的。节最终获取的功效成分浓度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统


[0001]本专利技术涉及生物工程
，特别涉及一种制备大容量制备干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统。

技术介绍

[0002]干细胞外囊泡是由干细胞所释放的一类具有膜结构的囊泡状结构统称。根据其粒径大小不同，可分为4个亚群：外泌体、微粒体、凋亡小体和癌小体。外泌体直径为30～150nm；微粒体也叫核外颗粒体，直径为100～1000nm；凋亡小体是细胞凋亡过程中产生的直径约为500～5000nm的囊泡；癌小体直径为1～10μm。
[0003]现有技术中有采用美国贝克曼的设备来获取制造干细胞的外泌体，它是通过超速离心或者分段离心的方式，不断地把外泌体从干细胞的培养液里面分离出来，因为干细胞培养液里面有很多的成分，因此必须采用不同的离心速度通过密度沉淀的方式把干细胞外泌体分离出来；然而第一：该设备耗时，工作效率低；第二：获取的细胞外泌体纯度不高，因为它通过密度离心，很容易将与外泌体密度接近的一部分成分也混入获取的细胞外泌体中，不够精准，分离效果不好；第三：采用该设备分离外泌体，在设备高度运转的情况下，外泌体容易破溃，对外泌体损伤严重；第四：该设备耗电，电能消耗大；第五：该设备较大型，操作不当，容易产生安全隐患。第六：该设备获取外泌体时，处于开放式的环境，它要从离心机里拿出来，然后把离心机离心管打开，分离液体反复转移，容易被环境污染或者交叉污染，从而导致未来难以在医学研究和临床治疗应用。
[0004]在实际生物学和医学研究和应用中，有时候需要从体外干细胞培养液中提取、分离、纯化和浓缩干细胞外囊泡中的外泌体直径范围区的这部分亚细胞结构成分。中国已授权技术专利(202020968303.3)公开了一种“快速提取分离干细胞外泌体的仪器”，它是采用串联的四个第一平板式过滤膜池和第二平板式过滤膜池，最后需要提取的功效成分截留于第二平板式过滤膜池内的过滤膜片上，目前技术很难将该超滤膜片上的目的功效成分(外泌体)完全洗下来，即使能洗下来，冲洗试剂选择以及操作程序会较为繁琐，且也会有很多目的功效成分(外泌体)会残留于该超滤膜片上，而且外泌体为囊泡结构，在冲洗的过程中，外泌体很容易破溃，不仅损失大、收率低，而且外泌体的纯度和质量也很难达到要求；且通过该专利最终得到的外泌体功效成分的浓度不足，甚至难以控制和掌握终产物的使用剂量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的针对
技术介绍
中存在的缺点、不足和问题加以改进和创新，特别是增加了原中国已授权技术专利(202020968303.3)公开的一种“快速提取分离干细胞外泌体的仪器”所没有的错流超滤装置和浓缩技术，提供了全膜超滤和错流超滤相结合的一种制备容量更大、耗时更少、收率更多、工作效率更高、且最终获取的外泌体有效成分的分离效果更好、纯度更高、且最终获取的有效成分外泌体不用冲洗超滤膜片、不易破溃、耗能
少、可浓缩、全封闭式环境、无菌、无污染、且便于对最终获取的功效成分(外泌体)进行自动分离、纯化、浓缩和分装，且制备工艺稳定、最终可控获取外泌体功效成分浓度或剂量的一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统。
[0006]一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统，包括依次相连通的调压阀、进气阀、料液瓶、至少四个串联的全流过滤膜池、中间收集瓶，中间收集瓶的上部一侧设有第一出口，中间收集瓶的下部一侧设有第二出口，第一出口内插有吸液管，吸液管的一端连通中间收集管内，另一端与蠕动泵相连通，循环过滤膜池包括由过滤膜隔开形成的第一腔室和第二腔室，第一腔室的二侧分别设有进液口和第一出液口，第二腔室的一侧设有第二出液口，第二出口通过循环泵与进液口相连通，回液管的一端与第一出液口相连通，另一端连通中间收集瓶的上部，循环泵与进液口之间设有进口阀，回液管上设有浓缩调节阀，第二出液口与终末液收集瓶相连通，调压阀远离进气阀的那端接外部气源；
[0007]进气阀通过进气管与料液瓶的上部相连通，料液瓶通过第一出液管与最前端的全流过滤膜池相连通，且第一出液管连通料液瓶的下部，最后端的全流过滤膜池通过第二出液管与中间收集瓶的上部相连通；
[0008]所述至少四个全流过滤膜池通过管线依次串联，每根管线上都旁接有排气阀；
[0009]所述至少四个串联的全流过滤膜池的过滤精度按靠近中间收集瓶的方向依次减小，且最小的精度为0.1μm～0.2μm；
[0010]所述循环过滤膜池的超滤精度为0.01μm～0.05μm。
[0011]在其中一个实施例中，所述进气阀与调压阀之间接有压力表。
[0012]在其中一个实施例中，所述全流过滤膜池的数量为四个，且按靠近中间收集瓶的方向，其过滤精度依次为5μm、1μm、0.45μm、0.15μm。
[0013]在其中一个实施例中，所述循环过滤膜池的超滤精度为0.03μm。
[0014]在其中一个实施例中，所述全流过滤膜池内安装有圆形过滤膜片。
[0015]在其中一个实施例中，所述循环过滤膜池内的过滤膜为矩形膜片。
[0016]在其中一个实施例中，所述循环泵为高压隔膜泵，流量为1.3L/min，最高压力为0.9MPa。
[0017]在其中一个实施例中，所述吸液管的一端连通中间收集瓶内，另一端与蠕动泵的硅胶泵管相连通，且当需要对中间收集瓶内的浓缩料液取出进行分装时，吸液管插入中间收集瓶内的瓶底。
[0018]在其中一个实施例中，所述蠕动泵为多通道蠕动泵；
[0019]所述多通道蠕动泵的输出端通过分装装置连接N个分装瓶；
[0020]所述分装装置包括分装管架和N个分装管，N个分装管固定放置于分装管架上，一个分装管对应一个分装瓶，且分装管插入分装瓶内。
[0021]在其中一个实施例中，N＞1。
[0022]本专利技术的优点和有益效果：
[0023]1、本专利技术对比中国授权技术专利(202020968303.3)，本专利技术循环泵、循环过滤膜池、回液管、进口阀和浓缩调节阀的设计，采用错流循环过滤的方式，通过循环泵将中间料液送入循环过滤膜池进行错流过滤，循环过滤膜池的浓缩液返回中间收集瓶中，通过多次反复循环最终获取的功效成分(即干细胞外泌体)得以浓缩，该设计使得最终获取的功
效成分绝大部分处于中间收集瓶中，无需拆开过滤膜池将功效成分洗下来，不仅操作方便而且本专利技术最终得到的功效成分不易破溃，收获率高，且还可以通过调节浓缩调节阀的开度调节过滤压力和通量，达到调节最终获取的功效成分浓度的目的。
[0024]2、本专利技术对比美国美国贝克曼设备，本专利技术前部分采用外部气源提供动力对料液进行层层过滤，并利用循环泵进行错流循环过滤，使料液中所需的组分得以分离纯化浓缩，得到所需的组分留存于中间收集瓶中，本专利技术后部分采用蠕动泵提供动力将中间收集瓶内的取出进入后续分装工序中；本专利技术集分离、纯化、浓缩、分装于一体。
[0025]3、本专利技术对比美国美国贝克曼设备，本专利技术无需更换不同的离心速度通过密度沉淀的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统，其特征在于：包括依次相连通的调压阀、进气阀、料液瓶、至少四个串联的全流过滤膜池、中间收集瓶，中间收集瓶的上部一侧设有第一出口，中间收集瓶的下部一侧设有第二出口，第一出口内插有吸液管，吸液管的一端连通中间收集管内，另一端与蠕动泵相连通，循环过滤膜池包括由过滤膜隔开形成的第一腔室和第二腔室，第一腔室的二侧分别设有进液口和第一出液口，第二腔室的一侧设有第二出液口，第二出口通过循环泵与进液口相连通，回液管的一端与第一出液口相连通，另一端连通中间收集瓶的上部，循环泵与进液口之间设有进口阀，回液管上设有浓缩调节阀，第二出液口与终末液收集瓶相连通，调压阀远离进气阀的那端接外部气源；进气阀通过进气管与料液瓶的上部相连通，料液瓶通过第一出液管与最前端的全流过滤膜池相连通，且第一出液管连通料液瓶的下部，最后端的全流过滤膜池通过第二出液管与中间收集瓶的上部相连通；所述至少四个全流过滤膜池通过管线依次串联，每根管线上都旁接有排气阀；所述至少四个串联的全流过滤膜池的过滤精度按靠近中间收集瓶的方向依次减小，且最小的精度为0.1μm～0.2μm；所述循环过滤膜池的超滤精度为0.01μm～0.05μm。2.根据权利要求1所述的一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统，其特征在于：所述进气阀与调压阀之间接有压力表。3.根据权利要求1所述的一种制备大容量干细胞外泌体的快速分离纯化与浓缩系统，其特征在于：所述全流过滤膜池的数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宇，左夏林，王晓伟，虞伟民，王媛媛，朱晓亮，谭铖洸，丁克祥，
申请(专利权)人：丁克祥，
类型：新型
国别省市：