技术摘要：
本发明提供了一种大规模、高通量、高安全性干细胞库的构建方法，该构建方法主要包括以下步骤：S1：将干细胞悬液灌装于麦管内进行非玻璃化冻存；S2：将内置有冻存后的干细胞混悬液的麦管放置于埋伏式恒温金属浴中进行复苏。本发明提供的大规模、高通量、高安全性干细胞  全部
背景技术：
干细胞库为三级管理，即初级干细胞库(种子干细胞库)、主干细胞库及工作干细 胞库。 初级干细胞库(Pre-master  Cell  Bank，PCB)：初级细胞又名细胞种子(cell  seed)，指来源于单一个体的组织或细胞，经过一定方式培养而成的、并经鉴定性质均一的 细胞群体。初级干细胞库是指分装于一定数量、并在一定条件下贮存初级细胞的容器集合。 初级干细胞库的贮存细胞经检定合格后可用于制备主干细胞库。 主干细胞库(Master  Cell  Bank，MCB)：由初级干细胞库的细胞培养至特定倍增水 平或传代水平，经一次制备获得的、性质均一的细胞群体，分装于一定数量，并在一定条件 下贮存的容器集合。主干细胞库的贮存细胞经检定合格后可用于制备工作干细胞库或细胞 制剂。 工作干细胞库(Working  Cell  Bank，WCB)：由主干细胞库的细胞经培养至特定倍 增水平或传代水平，并经一次制备获得的、性质均一的细胞群体，分装于一定数量，并在一 定条件下贮存的容器集合。工作干细胞库的贮存细胞经检定合格后可用于制备细胞制剂。 在干细胞库建设过程中，完成高质量的细胞制备后，如何有效的长期稳定保存细 胞尤为重要，故：细胞冻存技术作为干细胞库建设的核心技术。 目前，细胞冻存最常用的技术是液氮冷冻保存法，主要采用加适量保护剂的缓慢 冷冻法冻存细胞，细胞冷冻技术的关键是尽可能地减少细胞内水分，减少细胞内冰晶的形 成。采用甘油或二甲基亚砜作保护剂，这两种物质分子量小，溶解度大，易穿透细胞，可以使 冰点下降，提高细胞膜对水的通透性，且对细胞无明显毒性。慢速冷冻方法又可使细胞内的 水分渗出细胞外，减少胞内形成冰结晶的机会，从而减少冰晶对细胞的损伤，常用的细胞冷 冻贮存器为液氮贮存器。 按照冷冻保护液在冻结后是否形成冰晶来划分，冻存方法可分为非玻璃化冻存和 玻璃化冻存两种。 玻璃化冻存法是指利用各种高浓度的冷冻保护剂联合形成的玻璃冷冻保护液保 护悬浮细胞，直接投入液氮进行冻存的方法，以这种方法冻存的细胞悬液没有冰晶的形成； 玻璃化冻存法对细胞活性的保存具有较好的效果，其存活率可达90％以上，不要复杂的仪 器设备，具有液氮储存设备即可使用，因为玻璃化冷冻保护液中的冷冻保护剂的浓度较高， 室温下对细胞具有毒性(但在4℃时毒性大为减弱)。所以，冷冻保护液的滴加全过程必须在 4℃冰浴中进行，另外，滴加速度要缓慢，如果滴加速度过快，则在细胞外产生很高的渗透 压，造成细胞膜的损伤，导致细胞死亡，故要缓慢滴加，让冷冻保护剂有足够的时间缓慢渗 透到细胞内，达到细胞内外的平衡，目前，该方法已在胚胎干细胞冷冻方面得到广泛应用， 4 CN 111607561 A 说　明　书 2/7 页 但很少应用于一般细胞的冻存，这可能与需要配制较复杂的冻存液以及冷冻前和复苏后较 烦琐的操作有关。 非玻璃化冻存是用各种温级的冰箱将干细胞分阶段降温至-70℃到-80℃，然后直 接投入液氮进行保存，或者是利用计算机程控降温以及利用液氮的气、液，按一定的速率从 室温降至-100℃以下，再直接投入液氮的保存方法，这种冻存方法也能获得较高的细胞存 活率。 目前细胞冻存最常用的仍是非玻璃化，目前市售的冻存管主要用于非玻璃化法的 细胞冻存技术；市售的麦管主要应用于玻璃化法的细胞冻存技术，且主要应用于生殖细胞 的冻存与复苏领域。
技术实现要素：
传统的干细胞库建设过程中，主要采用冻存管作为干细胞库的保存介质，冻存及 复苏操作主要依赖人工，大批量建库过程中的工作量较大且容易出错。为了解决以上技术 问题，本发明的设计、开发了应用麦管非玻璃化冻存细胞技术，建立一种大规模、高通量、高 安全性的干细胞库建库技术和方法。 本发明具体技术方案如下： 本发明提供了一种大规模、高通量、高安全性干细胞库的构建方法，该构建方法主 要包括以下步骤： S1：将干细胞悬液灌装于麦管内进行非玻璃化冻存； S2：将内置有冻存后的干细胞混悬液的麦管放置于埋伏式恒温金属浴中进行复 苏。 麦管端部的塞子有两类，由两种聚胺纤维织物组成、六种颜色，方便区分，由 0.22um的疏水性薄膜构成，只能通过空气，液体和细菌都不能通过，麦管容积分为0.3ml、 0.5ml两种。本发明提供的方法适用于多种干细胞，如：脐带间充质干细胞、子宫内膜间充质 干细胞、脂肪干细胞、胎盘干细胞等；本发明在研发过程中发现使用冻存管冻存干细胞时， 复苏时间长，且不均匀，导致复苏后干细胞的存活率、复苏率和回收率等下降，复苏效果差。 研究发现将本领域常用于玻璃化冻存方法的麦管应用于非玻璃化冻存时，配合埋伏式恒温 金属浴复苏方法，能够显著提高复苏效率，大幅度提高复苏后干细胞的存活率、复苏率和回 收率等指标。 进一步地，步骤S1的将干细胞悬液灌装于麦管内进行冻存包括以下步骤： S11：通过麦管自动灌装标识系统将干细胞悬液自动灌装到麦管中，并对灌装干细 胞悬液后的麦管进行封口、打印、识别； S12：通过麦管程序降温系统对盛装干细胞悬液的麦管进行程序降温； S13：通过麦管冷冻存储系统盛装程序降温后的麦管，并放入液氮罐内进行冻存。 传统的干细胞库建设过程中，冻存管冻存细胞主要依赖于人工分装，人工分装的 均一性差，操作条件受限且容易产生污染；本发明通过麦管自动灌装标识系统代替人工灌 装，减少人工操作，增加分装的均一性。传统的干细胞库建设过程中，人工旋开冻存管盖、分 装1ml  细胞悬液到冻存管，旋紧冻存管盖，整体平均速率为80-120管/小时；本发明应用麦 管自动化灌装设备无菌灌装细胞悬液，平均灌装、打码速率为240-280管/小时，提高了工作 5 CN 111607561 A 说　明　书 3/7 页 效率。传统的干细胞库建设过程中，冻存管需要人工悬盖，人工旋盖如果旋不紧，有交叉污 染的风险；应用麦管自动灌装标识系统的热合封口技术，将麦管的两端进行高温热合，有效 的降低了交叉污染的风险。传统的干细胞库建设过程中，主要采用向冻存管壁黏贴已经打 印的超低温标签，或者手工写编码，需要大量的人工操作时间，且黏贴的标签通常容易脱 落；本发明应用麦管自动喷码设备，可以在麦管中部喷涂国际通用的一维码(128码)，喷涂 的油墨耐低温(-196℃条件)，编码作为细胞样本的唯一性标识，可更好的实现追溯管理。 进一步地，步骤S2将内置有冻存后的干细胞混悬液的麦管放置于埋伏式恒温金属 浴中进行复苏是在37℃条件下进行的。 传统的干细胞库建设过程中，将冻存管放到水浴锅或者放到支持物  (如浮漂)上 放到水浴锅中复苏，由于冻存管较粗，复苏时间通常要  1-3min，且复苏不均匀，本发明应用 埋伏式恒温金属浴麦管专用复苏仪将麦管放入专用的复苏仪中，最长60秒即可实现复苏过 程，实现了非玻璃化冻存的均匀、快融原则。 进一步地，冻存或复苏过程中还包括安全运输，安全运输是通过干式液氮罐将程 序降温后的麦管运输至冷冻存储系统内进行冻存，或通过干式液氮罐将冷冻存储系统中的 麦管运输至埋伏式恒温金属浴中复苏。 进一步地，步骤S12程序降温是将程序降温盒放入-80℃的冰箱内保持12h。 进一步地，步骤S11麦管自动灌装标识系统包括：控制箱、喷码机、识别设备、灌装 设备和热合设备； 控制箱用于控制灌装设备对麦管进行灌装，喷码机用于在麦管上喷码，识别设备 用于识别麦管上的条形码，热合设备用于对灌装干细胞悬液后的麦管进行热合封口； 灌装设备包括源样本袋、与源样本袋连通的注液管、与注液管连接的蠕动泵、与注 液管底端连接的出液管，出液管向麦管内灌装干细胞悬液，源样本袋的出液端与注液管的 端部密封连接，源样本袋上设有震动装置。 本发明将传统的麦管自动灌装系统进行改进，将原开管静态的进样装置改进为密 闭垂直旋转混匀的进样装置，有效的保证了细胞的无菌条件，同时保证了分装的细胞悬液 的密度均一。 进一步地，步骤S12麦管程序降温系统是将麦管放入麦管程序降温盒内进行程序 降温，程序降温盒包括顶端开口的盒体和与盒体配套的盒盖，盒体由EVA泡绵制成，盒体内 等间隔设有若干个竖直的EVA泡绵板，相邻两个EVA泡绵板之间设有导热芯，EVA泡绵板和/ 或盒体上设有多个麦管插槽。 进一步地，导热芯的数量为3个，EVA泡绵板的数量为2个，盒体的厚度为10mm，盒体 的尺寸为长120mm*宽70mm*高155mm，盒盖的高度为20mm，导热芯和EVA泡绵板的尺寸均为长 100mm*宽10mm*高140mm，每个EVA泡绵板以及两个与EVA泡绵板相平行的盒体的侧壁上均设 有  24个麦管插槽。 传统的干细胞库建设过程中，传统的程序降温盒/程序降温仪一次性处理的样本 数量较少，通常为12个；本发明提供的麦管专用程序降温盒可用于盛装灌装有干细胞悬液 的麦管，再将其放置于-80℃的冰箱内进行程序降温，降温过程中，各麦管的降温速度较一 致，且相对于常规程序降温盒一次性冻存12个冻存管，本申请提供的麦管专用程序降温盒 可一次性冻存96个麦管。 6 CN 111607561 A 说　明　书 4/7 页 进一步地，步骤S13麦管冷冻存储系统是先将麦管放入冻存盒内，再将冻存盒放置 于冻存架，再将冻存架放置于液氮罐内进行冻存，麦管专用冻存盒包括壳体和与壳体配合 的盖子，壳体内设有网状隔离槽，网状隔离槽的每个隔离槽内均设有塑料柱状体，每个塑料 柱状体上均设有若干麦管冻存槽；麦管专用冻存架包括侧面开口的框架，框架由下至上等 间隔设有若干个隔板，隔板的长度和宽度大于冻存盒的长度和宽度，相邻两个隔板之间的 距离大于冻存盒的高度。 进一步地，框架的顶端设有把手。 每个常规冻存盒可放置9*9＝81支，本发明的每个麦管专用冻存盒可放置9*12*12 ＝1296支，本发明提供的麦管专用冻存盒比传统的冻存管配套冻存盒多近16倍的存储样本 数量，冻存盒可以独立放入移动干式液氮罐中，方便运输，也可将冻存盒放置于麦管专用冻 存架内，再将冻存架放置于液氮罐内，方便取放；每个常规冻存架可放置  81*10＝810支冻 存管，每个麦管专用冻存架可放置3个麦管专用冻存盒，即每个麦管专用冻存架可放置 1296*3＝3888支麦管；本发明提供的冻存架比传统的冻存架可存储多近5倍的存储样本数 量 进一步地，壳体相对的两个外侧壁水平设有通槽，框架左侧壁和右侧壁分别设有 与通槽相适配的凸块，隔板上方设有挤压板，挤压板与隔板之间垂直设有弹簧。 本发明提供的大规模、高通量、高安全性干细胞库的构建方法具有以下技术效果： 本发明将本领域常用于玻璃化冻存方法的麦管应用于非玻璃化冻存，配合埋伏式恒温金属 浴复苏方法，能够显著提高复苏时间和复苏的均匀度，大幅度提高复苏后干细胞的贴壁率、 复苏率和回收率等指标，实现了非玻璃化冻存的快融原则，最大限度保持细胞复苏活性。 附图说明 图1.干细胞冻存流程图； 图2.干细胞复苏流程图； 图3.实施例1的灌装设备的结构示意图； 图4.实施例2的程序降温盒的结构示意图； 图5.实施例3的麦管专用冻存盒的结构示意图； 图6.实施例3的麦管专用冻存盒的部分结构示意图； 图7.实施例3的麦管专用冻存架的结构示意图； 图8.实施例4的麦管专用冻存盒的结构示意图； 图9.实施例4的麦管专用冻存架的结构示意图； 图10.实施例4中隔板和挤压板的剖视图。