本发明涉及生物工程，更具体地说，涉及一种大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法以及系统。
背景技术：
1、在细胞制备培养过程中，细胞富集和换液是比较重要的环节，对于细胞的生长、增殖和细胞收集至关重要。
2、通过细胞富集技术，可以从复杂的细胞群体中分离出目标细胞，去除不需要的非目标细胞类型，从而提高目标细胞的纯度便于后续的实验和细胞治疗等应用。同时，细胞在生长过程中会消耗培养基中的营养物质，并产生代谢产物。当营养物质不足或代谢产物积累过多时，会影响细胞的正常生长和增殖。定期更换培养基，可以为细胞提供充足的营养和适宜的生长环境。细胞换液还有助于去除细胞代谢产物和细胞碎片，保持培养环境的清洁和卫生。这对于防止细胞污染和维持细胞的健康状态非常重要。
3、细胞培养制备的最终细胞产品更需要细胞富集和换液技术进行纯化，才能用于后续的实验和治疗。
4、现今细胞培养和制备过程中，细胞富集和换液技术主要有以下几种：
5、1、离心分离换液
6、离心分离主要利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同进行分离，因此细胞分离速度相对较快，能够在短时间内完成大量样本的处理。离心操作相对简单，但在离心过程中，由于离心力的作用，细胞有可能发生破碎，同时由于分离过程需要固定液量和高速旋转，因此这种细胞分离方法并不适合gmp级大规模细胞培养制备的生产需求。
7、2、细胞免疫分选和富集
8、流式细胞仪是基于荧光抗体技术，能够同时分析复杂的细胞样本，实现多通道的细胞分离和检测，提高分析效率。流式细胞术具有较高的准确性和灵敏度，能够精确地识别和分离目标细胞。但是流式细胞仪的价格较高，且需要定期维护和校准，成本很高。在流式细胞分离过程中，细胞可能会受到机械损伤或化学损伤，影响其后续的应用。因此这种分离方法往往不适合细胞药物和细胞治疗的细胞产品纯化和收集过程，也不适合大规模细胞培养制备的工业生产，其荧光物质和不适合细胞药物等细胞治疗应用。
9、细胞免疫磁分选是一种高效的细胞分离技术，它利用免疫磁珠与细胞表面抗原的特异性结合，在外加磁场的作用下实现细胞的分离。免疫磁珠上连接的特异性抗体可以与目标细胞表面的抗原结合，从而实现特异性的细胞分离。通过免疫磁分选，可以获得纯度较高的目标细胞。但是免疫磁珠和特异性抗体的制备成本较高，虽然免疫磁分选对细胞的损伤较小，但磁珠与细胞的结合可能会影响细胞的正常功能。这种免疫磁分选方式往往不适合细胞药物和细胞治疗的细胞产品纯化和收集过程。
10、3、过滤富集换液
11、细胞过滤分离是一种相对直观且易于操作的分离方法。它通常不涉及复杂的设备或技术，使得实验过程更为简便。与离心分离相比，滤筛分离对细胞的损伤较小，能够更好地保持细胞的完整性和活性；适用于大规模样本的处理，尤其适用于高通量实验和工业化生产。细胞滤筛可以根据细胞的大小、形状等特性进行定制，以实现对特定细胞的精确分离，但是与离心分离相比，滤筛分离的分离效率可能稍低，在滤筛分离过程中，如果细胞浓度过高或细胞大小与筛孔相近，可能会导致筛孔堵塞，影响分离效果。
12、综上所述，需要研发出一种高通量、分选温和且不易堵塞滤孔的细胞富集换液方法以及系统。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法以及系统。
2、一方面，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，所述方法包括如下步骤：
3、向由密封壳体和过滤筛复合而成的过滤器中的过滤腔内注入细胞悬液样本，并通过密封壳体上的缓冲液进液通道向过滤筛外侧表面的滤筛孔或筛网孔连续通入缓冲液；其中，过滤腔由所述过滤筛围合而成或由至少两个所述过滤筛和壳体相对的两侧内表面相互围合而成；
4、缓冲液冲洗过滤筛的过程中，对过滤筛上的滤筛孔或筛网孔进行正向冲洗过滤或反向冲洗疏堵；过滤筛的滤筛孔和筛网孔均在反向冲洗疏堵和正向过滤换液之间循环切换；
5、连续流动的缓冲液与连续流动的细胞悬液样本混合后在过滤腔内进行细胞换液交互，废液携带非目标细胞经过所述过滤器一侧的筛网孔排入废液回收袋中；冲洗后的细胞样品收集液携带目标细胞富集到所述过滤器一端的细胞收集袋中；
6、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，所述密封壳体内设有第一中空腔室；所述过滤筛为管状的筛网结构；所述过滤筛的内部形成第一过滤腔；所述密封壳体套设装配在所述过滤筛的外侧表面，且所述过滤筛可在所述密封壳体内轴向转动；
7、所述密封壳体的左右两侧分别设有第一细胞样本进液通道和第一目标细胞回收通道，上下两侧分别设有第一缓冲液进液通道和第一废液回收通道；所述第一细胞样本进液通道、所述第一目标细胞回收通道、所述第一缓冲液进液通道和所述第一废液回收通道均与所述第一中空腔室相连通；
8、所述过滤筛的一端穿过所述第一细胞样本进液通道并与其紧密配合连接，另一端穿过所述第一目标细胞回收通道并与其紧密配合连接；所述过滤筛的外侧表面与所述密封壳体内的前后两侧内壁相贴合；所述过滤筛将所述第一中空腔室分割成纵向分布并依次连通的第一疏堵腔、所述第一过滤腔和第一排液腔；所述第一疏堵腔与所述第一缓冲液进液通道直接连通，所述第一过滤腔的两端分别与所述第一细胞样本进液通道和所述第一目标细胞回收通道直接连通，所述第一排液腔与所述第一废液回收通道直接连通。
9、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，所述过滤筛的滤筛孔和筛网孔在反向冲洗疏堵和正向过滤换液之间切换方法包括如下步骤：
10、驱动所述过滤筛沿其中轴线为圆心轴向旋转，同时所述缓冲液从同一方位对所述过滤筛连续冲洗；所述过滤筛的过滤孔和筛网孔依次循环交替经过疏堵腔内的缓冲液冲洗区。
11、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，所述密封壳体内设有第二中空腔室；所述过滤筛为片状的筛网结构且设置有两个；两所述过滤筛分别固定安装于所述第二中空腔室内；两所述过滤筛与所述密封壳体的前后两侧内壁相互配合形成第二过滤腔；
12、所述密封壳体左侧的上下两边分别设有第二缓冲液进液通道和第二废液回收通道，右侧的上下两边分别设有第三缓冲液进液通道和第三废液回收通道；所述密封壳体的上下两端分别设有第二细胞样本进液通道和第二目标细胞回收通道；所述第二细胞样本进液通道与所述第二目标细胞回收通道分别与所述第二过滤腔的两端直接连通；
13、所述第二缓冲液进液通道与所述过滤筛之间设有第二疏堵腔；所述第二废液回收通道与所述过滤筛之间设有第二排液腔；所述第二疏堵腔与所述第二排液腔直接连通形成第一处理腔；所述第三缓冲液进液通道与所述过滤筛之间设有第三疏堵腔；所述第三废液回收通道与所述过滤筛之间设有第三排液腔；所述第三疏堵腔与所述第三排液腔直接连通形成第二处理腔；所述第一处理腔、第二过滤腔与所述第二处理腔横向排布并依次连通。
14、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，所述过滤筛的滤筛孔和筛网孔在反向冲洗疏堵和正向过滤换液之间切换方法包括如下步骤：
15、所述缓冲液通过所述第二缓冲液进液通道和所述第三缓冲液进液通道交替对两所述过滤筛的过滤孔和筛网孔冲洗。
16、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，单位时间内，通过控制l3和l4的比例规则调整细胞的富集浓度和换液量；其中，l3和l4比例规则如下：
17、当l3/l2>f0,且l4=l2，l1=l3时，细胞样本全换液；
18、当l3/l2=f1，且l4=l2，l1=l3时，细胞样本半换液；
19、当l2>>l4，且l1+l2=l4+l3时，细胞样本过滤富集；
20、其中，f0为滤筛全换液系数，f1为滤筛半换液系数，l1为细胞样本输入量，l2为缓冲液输入量，l3为细胞样品收集量；l4为废液排出量。
21、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，所述过滤腔中的细胞经过正向冲洗过滤和反向冲洗疏堵后在过滤腔中的路径由细胞样本流速的方向与缓冲液流速的方向共同决定的复合曲线；
22、另一方面，本发明公开一种大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统，采用如上述任一所述大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其中，包括：
23、复合型过滤模块，包括密闭壳体；所述密闭壳体内设置的进液腔、过滤腔和排液腔；所述进液腔与所述过滤腔之间和所述过滤腔与所述排液腔之间均设有滤筛；所述密封壳体上设有与所述过滤腔的进料端相连通的细胞样本进液通道、与所述过滤腔的出料端相连通的细胞输出通道、与所述进液腔连通的缓冲液进液通道，和与所述排液腔连通的废液输出通道；
24、细胞样品输入模块，用于向所述细胞样本进液通道内中输入细胞样本悬液；
25、缓冲液输入模块，用于向所述缓冲液进液通道内输入缓冲液；所述缓冲液对所述滤筛上的滤筛孔或筛网孔交替进行正向冲洗过滤或反向冲洗疏堵；
26、细胞富集回收模块，用于收集所述细胞输出通道中过滤换液后的目标细胞；
27、废液回收模块，用于收集所述废液输出通道中排出的非目标细胞和部分液体；
28、主控模块，用于控制细胞样品输入模块和所述缓冲液输入模块的进液速度，以及控制细胞富集回收模块和废液回收模块的回收速度。
29、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统，其中，所述滤筛为管状结构并与密封壳体转动连接；所述大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统还包括驱动所述滤筛在所述壳体内转动的旋转驱动机构；所述旋转驱动机构与所述主控模块电连接并受其控制；所述滤筛的过滤孔和筛网孔依次循环交替经过缓冲液冲洗区。
30、可选择地，本发明所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统，其中，所述滤筛为两相对设置的网片结构；所述过滤腔由网片结构和密封壳体的两侧内壁相互围合而成；所述密封壳体位于所述过滤腔的相对两侧均设有所述缓冲液进液通道和废液输出通道；两所述缓冲液进液通道分别通过第一导管和第二导管与所述缓冲液输入模块连接；所述第一导管和所述第二导管分别通过两第一液体泵与所述缓冲液输入模块交替连通；两所述废液输出通道分别通过第三导管和第四导管与所述废液回收模块连接；所述第三导管和所述第四导管分别通过第二液体泵与所述废液回收模块交替连通。
31、本发明的有益效果在于：本发明中设计的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法和系统设计巧妙，通过连续流动的细胞悬液与连续流动的冲洗液在过滤腔中进行交互，同时缓冲液连续冲洗过滤筛的过程中，过滤筛的滤筛孔和筛网孔均在反向冲洗疏堵和正向过滤换液之间循环切换，实现细胞的无堵塞过滤富集，解决了传统滤筛过滤的筛孔容易堵塞和间歇的过滤、冲洗和收集流程造成的细胞分离效率较低的缺点，同时提高了滤筛过滤高通量、分选温和的优点。
1.一种大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，所述密封壳体内设有第一中空腔室；所述过滤筛为管状的筛网结构；所述过滤筛的内部形成第一过滤腔；所述密封壳体套设装配在所述过滤筛的外侧表面，且所述过滤筛可在所述密封壳体内轴向转动；
3.根据权利要求2所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，所述过滤筛的滤筛孔和筛网孔在反向冲洗疏堵和正向过滤换液之间切换方法包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，所述密封壳体内设有第二中空腔室；所述过滤筛为片状的筛网结构且设置有两个；两所述过滤筛分别固定安装于所述第二中空腔室内；两所述过滤筛与所述密封壳体的前后两侧内壁相互配合形成第二过滤腔；
5.根据权利要求4所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，所述过滤筛的滤筛孔和筛网孔在反向冲洗疏堵和正向过滤换液之间切换方法包括如下步骤：
6.根据权利要求3或5所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，单位时间内，通过控制l3和l4的比例规则调整细胞的富集浓度和换液量；其中，l3和l4比例规则如下：
7.根据权利要求1-5任一所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法，其特征在于，所述过滤腔中的细胞经过正向冲洗过滤和反向冲洗疏堵后在过滤腔中的路径由细胞样本流速的方向与缓冲液流速的方向共同决定的复合曲线。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述大规模连续性滤筛型细胞富集换液方法的大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统，其特征在于，所述滤筛为管状结构并与密封壳体转动连接；所述大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统还包括驱动所述滤筛在所述壳体内转动的旋转驱动机构；所述旋转驱动机构与所述主控模块电连接并受其控制；所述滤筛的过滤孔和筛网孔依次循环交替经过缓冲液冲洗区。
10.根据权利要求8所述的大规模连续性滤筛型细胞富集换液系统，其特征在于，所述滤筛为两相对设置的网片结构；所述过滤腔由网片结构和密封壳体的两侧内壁相互围合而成；所述密封壳体位于所述过滤腔的相对两侧均设有所述缓冲液进液通道和废液输出通道；两所述缓冲液进液通道分别通过第一导管和第二导管与所述缓冲液输入模块连接；所述第一导管和所述第二导管分别通过两第一液体泵与所述缓冲液输入模块交替连通；两所述废液输出通道分别通过第三导管和第四导管与所述废液回收模块连接；所述第三导管和所述第四导管分别通过第二液体泵与所述废液回收模块交替连通。
