СИСТЕМА И СПОСОБ ФИЛЬТРАЦИИ ЧАСТИЦ

1. Устройство фильтрации, включающее, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, включающий:
первую проточную камеру, имеющую
по меньшей мере, один вход подачи, рассчитанный на прием подаваемого вещества, включающего частицы и текучую среду, и
по меньшей мере, один выход ретентата;
вторую проточную камеру, имеющую
дистальный конец, имеющий, по меньшей мере, один выход фильтрата, и фильтр, расположенный между первой проточной камерой и второй проточной камерой, при этом фильтр включает
первый ряд столбиков и
множество пор, образуемых промежутками между смежными столбиками,
каждая пора множества пор имеет
физический размер пор, определяемый расстоянием между смежными столбиками, образующими пору, и
эффективный размер пор меньше физического размера пор;
при этом первая проточная камера, вторая проточная камера и фильтр имеют такую конфигурацию, которая обеспечивает удержание частиц, имеющих размер, превышающий эффективный размер пор и меньший, чем физический размер пор, в виде ретентата в первой проточной камере, и пропускание фракции текучей среды в виде фильтрата во вторую проточную камеру с использованием условий потока текучей среды вокруг поры для достижения эффективного размера пор.
2. Устройство фильтрации по п.1, отличающееся тем, что первая проточная камера сужается по длине от входа подачи к выходу ретентата, вторая проточная камера имеет также проксимальный конец, вторая проточная камера расширяется по длине от проксимального конца к дистальному концу, физический размер пор лежит в диапазоне примерно от 1 микрометра примерно до 1 мм, а эффективный размер пор меньше примерно 90% их физического размера.
3. Устройство фильтрации по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент содержит меньше 5000 столбиков, а первый ряд столбиков содержит больше 10% всех столбиков, присутствующих в фильтрующем элементе.
4. Устройство фильтрации по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент имеет объем удерживания меньше примерно 0,3 микролитра, устройство фильтрации имеет глубину камеры, площадь основания и плотность фильтрующих элементов, определяемые как количество фильтрующих элементов, имеющихся в устройстве фильтрации, разделенное на произведение глубины камеры и площади основания, при этом плотность фильтрующих элементов больше примерно 400 фильтрующих элементов на кубический сантиметр.
5. Устройство фильтрации по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент дополнительно содержит второй фильтр, включающий второй ряд столбиков, при этом первая касательная, определяемая первым рядом столбиков, и вторая касательная, определяемая вторым рядом столбиков, не параллельны.
6. Устройство фильтрации по п.1, отличающееся тем, что первая проточная камера дополнительно включает, по меньшей мере, один вход текучей среды-носителя, отличный от входа подачи, при этом вход текучей среды-носителя имеет конфигурацию, предусматривающую введение текучей среды-носителя в первую проточную камеру.
7. Устройство фильтрации по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент дополнительно содержит третью проточную камеру и второй фильтр, содержащий второй ряд столбиков, второй фильтр располагается между первой проточной камерой и третьей проточной камерой, а третья проточная камера имеет проксимальный конец и дистальный конец, имеющий, по меньшей мере, один выход фильтрата, а третья камера расширяется вдоль длины от проксимального конца до дистального конца.
8. Устройство фильтрации по п.7, отличающееся тем, что фильтрующий элемент, по существу, симметричен по отношению к зеркальной плоскости, проходящей через центр первой проточной камеры.
9. Способ фильтрации частиц, включающий:
введение подаваемого вещества, включающего частицы, во вход подачи устройства фильтрации, включающего, по меньшей мере, один модуль фильтрации, при этом модуль фильтрации содержит
первую проточную камеру, имеющую
по меньшей мере, один вход подачи, и
по меньшей мере, один выход ретентата;
вторую проточную камеру, имеющую
дистальный конец, имеющий, по меньшей мере, один выход фильтрата, и
первый фильтр, имеющий первый размер удержания и расположенный между первой проточной камерой и второй проточной камерой, при этом первый фильтр включает
первый ряд столбиков и
множество пор, образуемых промежутками между смежными столбиками,
при этом каждая пора имеет физический размер пор больше первого размера удержания;
пропускание подаваемого вещества через устройство фильтрации, при этом конфигурации потока подаваемого вещества вокруг фильтра позволяют достичь первого размера удержания;
сбор ретентата, содержащего частицы, имеющие размер, больший первого размера удержания на выходе ретентата; и
сбор фильтрата, содержащего частицы, меньшие первого размера удержания на выходе фильтрата.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что подаваемое вещество содержит популяцию целевых частиц, а сбор ретентата включает сбор, по меньшей мере, 75% целевых частиц в текучей среды объемом меньше 30% объема подаваемого вещества.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что подаваемое вещество дополнительно содержит первую популяцию частиц и вторую популяцию частиц, сбор ретентата включает сбор, по меньшей мере, 80% первой популяции частиц на выходе ретентата, а сбор фильтрата включает сбор, по меньшей мере, 80% второй популяции частиц на выходе фильтрата.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что первый размер удержания лежит примерно между 1 микрометром и примерно 100 микрометрами и, по меньшей мере, на 0,5 микрометров меньше физического размера пор.
13. Способ по п.9, отличающийся тем, что первая проточная камера дополнительно включает вход текучей среды-носителя, отличный от входа подачи, введение подаваемого вещества дополнительно включает введение текучей среды-носителя в первую проточную камеру через вход текучей среды-носителя, а пропускание подаваемого вещества через устройство фильтрации дополнительно включает пропускание текучей среды-носителя через устройство фильтрации.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что частицы включают клетки, пропускание подаваемого вещества через устройство фильтрации дополнительно включает передачу, по меньшей мере, первого подмножества клеток из подаваемого вещества в текучую среду-носитель и одно из следующего: лизис, маркирование, магнитное маркирование, окрашивание, фиксация и изменение, по меньшей мере, второго подмножества клеток при помощи текучей среды-носителя, при этом текучая среда-носитель включает, по меньшей мере, одно антитело, антитело с конъюгированным флуорофором, микроноситель, магнитный микроноситель, магнитный микроноситель с конъюгированным антителом, флуоресцентную маркировку, краситель, красящее вещество, фермент, ДНазу, коллагеназу, химическое вещество, окислитель, восстановитель, антикоагулянт, этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТК), дезоксирибонуклеиновую кислоту, нуклеиновую кислоту, пробу для флуоресцентной гибридизации in-situ, фиксатив, замораживающий раствор, диметил сульфоксид (ДМСО), субстраты фермента, активные производные циклофосфамида, факторы роста, алкилирующие агенты, моющие средства и растворы для лизиса.
15. Способ по п.9, отличающийся тем, что подаваемое вещество содержит клетки.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что клетки являются жизнеспособными, пропускание подаваемого вещества через устройство фильтрации дополнительно включает пропускание клеток через модуль фильтрации устройства фильтрации при скорости не меньше 10000 клеток в секунду.
6
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что подаваемое вещество содержит не менее 10 клеток на микролитр.
18. Способ по п.15, отличающийся тем, что устройство фильтрации имеет площадь основания и глубину камеры, а пропускание подаваемого вещества через устройство фильтрации дополнительно включает пропускание клеток через модуль фильтрации устройства фильтрации с нормализованной скоростью обработки, определяемой количеством клеток, пропускаемых через устройство фильтрации в секунду, разделенным на произведение глубины камеры и площади основания, величина которой превышает 10000 клеток в секунду на кубический миллиметр.
-2
19. Способ по п.15, отличающийся тем, что пропускание подаваемого вещества через устройство фильтрации включает пропускание подаваемого вещества через модуль фильтрации устройства фильтрации с первой объемной пропускной способностью, создающего скорость сдвига, представляющую собой наибольшую скорость сдвига, которой подвергаются клетки, фильтрующий модуль дополнительно включает площадь основания, глубину канала и показатель эффективности конструкции, определяемый как первая объемная пропускная способность, разделенная на произведение площади основания, глубины канала, первой скорости сдвига и квадрат первого размера удержания, при этом показатель эффективности конструкции превышает 0,5 мм.
20. Способ по п.9, отличающийся тем, что подаваемое вещество содержит кровь, включающую красные кровяные тельца, и популяцию целевых клеток, а сбор ретентата включает сбор, по меньшей мере, 75% целевых клеток и менее 3% красных кровяных телец на выходе ретентата.
21. Способ по п.9, отличающийся тем, что подаваемое вещество содержит пуповинную кровь, включающую популяцию клеток CD34+, при этом подаваемое вещество имеет объем, по меньшей мере, 50 мл, введение подаваемого вещества дополнительно включает введение пуповинной крови в течение 9 часов с момента взятия, сбор ретентата дополнительно включает сбор, по меньшей мере, 75% клеток CD34+ на выходе ретентата, при этом, по меньшей мере, 95% клеток CD34+ в ретентате являются жизнеспособными, а ретентат имеет объем меньше примерно 30 мл.
22. Ретентат из способа по п.21.
23. Способ фильтрации частиц, включающий:
введение подаваемого вещества, содержащего пуповинную кровь, включающую популяцию целевых клеток, состоящую из стволовых клеток и колониеобразующих клеток, на первый выход микрожидкостного устройства, при этом подаваемое вещество имеет объем, по меньшей мере, 50 мл, а микрожидкостное вещество включает
первую проточную камеру, имеющую глубину, по меньшей мере, 500 микрометров,
по меньшей мере, один вход,
по меньшей мере, один выход,
первый канал, имеющий жидкостное соединение с первой проточной камерой и входом, и
второй канал, имеющий жидкостное соединение с первой проточной камерой и выходом,
при этом первая проточная поверхность, первый канал и второй канал изготовлены на одной и той же поверхности;
пропускание подаваемого вещества через микрожидкостное устройство; и сбор, по меньшей мере, 70% целевых клеток в объеме менее 30 мл.