[发明专利]用于细胞内递送物质的装置、系统和方法

说明书

本发明涉及配置成可拆卸地联接到流体挤出装置的附件，所述附件包括：具有多个孔的膜，所述孔配置成允许细胞通过同时所述孔对细胞引发机械应力，使得促进向所述细胞中引入一种或多种物质；接合构件，所述接合构件用于联接到流体挤出装置的出口，使得所述膜与流体挤出装置的出口流体连通，其中流体挤出装置配置成通过机械致动挤出流体。流体挤出装置可以包括移液管、微量移液管、滴定管、注射器或液体处理系统。所述膜的孔优选通过膜是线性的，并且其平均孔径是细胞平均直径的40％‑70％。本发明还包括将物质引入细胞中的方法、流体挤出装置及其系统。

技术领域

本公开广泛涉及用于细胞内递送的装置、系统和方法。

背景技术

用于生物制剂的研究和商业生产的细胞经常被改造为赋予它们新的功能，这些功能可以用于理解基础生物学或产生治疗或商业目的的分子。改造细胞内的任何物质所需的最关键的过程之一是使诸如DNA(脱氧核糖核酸)质粒和蛋白的大分子进入细胞中的能力。

细胞递送技术在过去的几十年中已经发展成为一个巨大的行业，并且预计到2020年仅用于研究的DNA/RNA(核糖核酸)递送的市场价值将超过9亿美元。利用两亲聚合物/分子和电穿孔的技术已经主导了细胞递送行业，特别是对于动物、昆虫和植物细胞而言。这些方法对于大量细胞类型是有效的，并且存在一系列经稍微修饰以针对一种细胞类型或另一种细胞类型进行优化的产品。还有使用病毒载体来递送核酸的其他方法。

与任何技术一样，这些方法也存在局限性。两亲性聚合物/分子在高剂量下是有毒的，可能是昂贵的，并且经常需要冷藏。对于某些敏感的细胞类型，也可以在低得多的剂量下观察到毒性。电穿孔需要离子强度非常低的缓冲液，因此与细胞培养不相容。一次性使用的筒(cartridge)也非常昂贵,并且本质上是低通量的。而且，购买电穿孔器很昂贵。病毒非常有效，但只能递送核酸，而且生产繁琐且昂贵。每种递送系统的功效进一步受到细胞的限制。

已经开发了使用微流体装置的方法，以通过细胞变形和剪切应力将核酸、蛋白、染料和小分子加载到细胞中。然而，微流体装置制造通常是非常耗时且昂贵的过程。这种系统的操作还需要专用仪器。当然不清楚如何将这种系统小型化和简化以与常用的实验室装备和工作流程集成。

具有与细胞直径相似的尺寸或小于细胞直径的孔的膜理论上可以用于通过细胞变形和剪切应力将核酸、蛋白、染料和小分子加载到细胞中。然而，通常用于细胞培养应用的化学交联过滤器具有截留高于所需孔径的颗粒并且不适于引发机械剪切的曲折路径。由于每个过滤器中的孔径分布很大，因此细胞也优先通过最大的孔离开，从而限制了所引起的机械剪切的程度。

因此，需要寻求解决上述问题中的一个或多个的用于细胞内递送的装置、系统和方法。

发明概述

根据一个方面，提供了配置成可拆卸地联接到流体挤出装置的附件，所述附件包括：具有多个孔的膜，所述孔配置成允许细胞通过同时所述孔对细胞引发机械应力，从而促进向细胞中引入一种或多种物质；接合构件，用于联接到流体挤出装置的出口，使得所述膜与流体挤出装置的出口流体连通，其中流体挤出装置配置成通过机械致动挤出流体。

用于联接到流体挤出装置的出口的接合构件可以在联接到流体挤出装置的出口时形成基本上气密的密封。

接合构件可以包括用于接合流体挤出装置出口的圆周的柔韧材料。

接合构件可以配置成经由鲁尔锁配合(luer lock fitting)联接到流体挤出装置的出口。

流体挤出装置可以选自移液管、手动微量移液管、电动微量移液管、滴定管、注射器、自动/半自动液体处理系统和液体处理机器人。

多个孔可以限定通过膜的基本上线性的路径。

多个孔的孔尺寸遍及所述多个孔可以基本上是均匀的。