[发明专利]使用连续流动的流体系统进行跨细胞膜的有效装载的传递

说明书

这里提供了用于跨细胞膜递送的方法，系统，过程和设备。在一个方面，一种设备包括基板，该基板包括混合通道，处理室和稀释通道，以执行将有效装载输送穿过整个细胞膜的过程。在另一方面，一种系统包括用于细胞悬浮液的储存器，传递溶液储存器和连接至泵的停止溶液。该系统还包括搅拌器，加热器，温度控制器和操作该系统的控制器。在另一方面，将悬浮液中的细胞与传递溶液在微流体混合芯片中混合。传递溶液包含导致细胞通透的通透剂，从而允许有效装载从传递溶液通过细胞膜输送到细胞中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年7月18日递交的美国临时专利申请第62/533,825号的优先权，该申请的全部内容通过引证在此作为一个整体并入本文。

技术领域

这里描述的主题内容涉及跨细胞膜的有效装载的传递.

背景技术

尽管取得了一些进展，但是将某些颗粒和/或分子递送到细胞中仍然是一个挑战。例如，一些因素，诸如需要被递送到细胞中的分子的大小或电荷之类的因素可以限制和/或阻止分子递送到细胞中。跨细胞膜的递送可能会因细胞的分子和/或膜而变得复杂。质膜或细胞膜是半透性生物膜，其充当选择性屏障。细胞膜调节细胞内部的化学组成。作为细胞的选择性屏障，细胞膜仅允许某些分子通过被动的跨膜位移穿过细胞膜，例如被动扩散进入细胞。疏水小分子(例如O₂，CO₂和N₂)和不带电荷的极性小分子(例如H₂O和甘油)可以在细胞膜上被动扩散。较大的不带电荷的极性分子(例如氨基酸，葡萄糖和核苷酸)和离子(例如H⁺，Na⁺，K⁺和CI^-)无法在细胞膜上被动扩散。

发明内容

当前的主题内容提供了一种细胞工程方法和平台，该方法和平台通过使细胞与含有有效装载和可逆渗透或溶解细胞膜的试剂的传递溶液接触，从而将化合物或化合物(例如，有效负载)的混合物跨细胞膜递送到细胞中。特别地，通过将悬浮液和传递溶液中的细胞连续地供应到其中混有悬浮液和溶液的系统中，细胞被透化，并且有效装载跨过透化的细胞膜递送。这里提供了用于跨细胞膜递送的方法，系统，过程和装置。

现有技术中执行细胞间递送的批量处理过程中，每批仅可以处理有限数量的细胞(从1到10⁸或10⁹)，但可能难以扩大规模以处理更高的细胞装载。相反，当前主题内容的一些实施方式涉及的传递技术可以促进将宽范围的有效装载连续流动输送到细胞中。与批量处理过程相比，连续流动的平台可以实现稳态过程，在此稳态过程中可以在整个过程持续时间内将细胞，有效负载和渗透试剂的浓度保持在稳定状态。此外，该系统可被实现为封闭系统并实现无菌转染，这使得该系统和方法适用于治疗应用。因此，在一些实施方式中，连续流平台可以在整个操作中提供更好的一致性，产生高通量以覆盖治疗能力范围，并且具有更好的放大潜力。

在一个方面，这里提供了一种执行跨细胞膜传递有效装载的装置。该装置可以包括基板，该基板包括：第一流体通道，所述第一流体通道包括配置为接收悬浮液中的细胞群的第一入口；第二流体通道，所述第二流体通道包括配置为接收传递溶液中的输送有效装载的第二入口；混合通道，所述混合通道连接第一和第二流体通道。混合通道可以使第一和第二流体通道流体连通，并且可以将悬浮液和传递溶液混合。装置的基板可以进一步包括连接至混合通道的处理室，该处理室构造成将悬浮液和传递溶液的混合物保留一段时间，以使细胞群暴露于传递溶液。基板中还包括第三流体通道，所述第三流体通道包括第三入口以接收终止溶液，并且可以提供稀释通道以连接到处理室和第三流体通道。稀释通道可将处理室的流体与从第三流体通道供应的终止溶液合并输出。装置的基板可以进一步包括连接至稀释通道的分离器，用于分离转化的细胞和废物流。此外，该装置可包括第四流体通道，该第四流体通道包括第四入口，该第四入口构造成接收一个或多个添加剂流。