專利名稱：細胞照射裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及流體照射裝置，具體涉及一種允許使用紫外線光源照射細胞的裝置。
目前已有一些內(nèi)科研究人員將細胞移植入不同源的接收體中，試圖治療一些特殊的內(nèi)科疾病和病癥。為使這樣的細胞移植獲得成功，需要對被移植細胞對抗原的表現(xiàn)和/或識別進行免疫抑制，這樣才能克服人體排斥不同源細胞移植的自然傾向。
用以對外源細胞的抗原表現(xiàn)和識別進行免疫抑制的一種普遍的公認的方法是用紫外線照射細胞。H.Joachim Deeg的題為“移植生物學中的些紫外光照射”(1988年5月，第45卷，第5期的“移植”雜志，第845-851頁)一文論述了紫外輻射在細胞移植方面的應用。
其它一些文章也介紹了用紫外線照射受移植細胞的具體方法。例如，有一種方法是將血液在磷酸鹽緩沖溶液中稀釋之后放入皮氏培養(yǎng)皿中用紫外光照射20分鐘。紫外光源距皮氏培養(yǎng)皿特定的距離安置。然而，采用這種方法的實驗不一定都是依然在光源距皮氏培養(yǎng)皿同一距離下進行的。Hardy，M.A、Lau，H.T、Weber，C、Reemtsma，K，“胰島移植用紫外線照射改變免疫性能”，1984年4月第8卷第2期的《世界外科雜志》第207-213頁。Hardy，M.A、Lau，H.、Reemtsma，K.“無需免疫抑制，用紫外線照射法延長老鼠胰島的同種異體移植”，1984年6月第16卷第3期的《移植學報》第865-869頁。
另一種方法是將血小板懸浮在溶液中，放入敞開的皮氏培養(yǎng)皿中達1.5毫米的深度，然后邊抖動邊用紫外光照射。Slichler，S.J.、Deeg，H、J.、Kemmedy，M、S.“用內(nèi)吸性環(huán)孢菌素并借助于紫外線照射或給血小板的給予體加環(huán)孢菌素來抑制狗的血小板異常免疫能力”1987年2月第69卷第2期的“血液”雜志，第414-418頁。
再一種方法是將用韋茅斯最少介質(zhì)(Waymouth′s mi mi mal medium)稀釋過的全血放入皮氏培養(yǎng)皿達1.5毫米的厚度，然后將此懸浮液用紫外光照射30分鐘。Drrg，H.J.、Aprile，J.、Graham，T.C.、Appelbaum，F(xiàn).R.、Storb，R.“用紫外光照射血液可以防止狗因輸血引起的過敏和對骨髓移植物的排異反應”1986年2月第67卷第2期的《血液》雜志，第537-539頁。
除上面所說的以外，另外一些關于用紫外光照射細胞的文章都已發(fā)表。例如，可以參看Lindahl-Kiessling，K，Safwenberg，J.的“紫外線照射過的淋巴細胞并不能刺激混合淋巴細胞培養(yǎng)液中的同種異體細胞”，1971年第41卷的《Int.Arah.Allergy》雜志，第670-679頁;Balsh，J.D.、Francfort，J.W.、Perloff，L.J.的”紫外線照射對輸血效應的影響”，1985年8月的《外科學》第243-249頁;Lau，H.、Reemtsma，K.、lfardy，M.A.的“用紫外線直接照射老鼠胰島的同種異體移植物來延長該移植物的壽命”，1984年2月10日第223卷的《科學》雜志，第607-609頁。
從上述諸文章，顯然不難看出，目前移植和輸血有關的過程所使用的紫外光照射的方法存在一些有待改進的缺陷。特別是，目前所使用的各種方法都不統(tǒng)一。事實上，這些方法的性質(zhì)是即使個別的試驗過程也很難保持統(tǒng)一。舉例說，由于各種方法是將細胞懸浮液放在皮氏培養(yǎng)皿中然后加以照射，因而只有保持細胞懸浮液與光源之間的距離恒定，才能保持統(tǒng)一。當然，這個距離與放入皮氏培養(yǎng)皿中細胞懸浮液的量可能是難以維持恒定的一個因素，這也是很清楚的。放入和懸浮在給定體積的溶液中的細胞隨著時間的推移開始沉淀到皮氏培養(yǎng)皿底部。因此，在紫外光照射的整個過程中，懸浮液中細胞的數(shù)目有減少的趨勢。
按上述程序在皮氏培養(yǎng)皿中照射細胞懸浮液時產(chǎn)生的有關問題是，難以使細胞懸浮液中的所有細胞受到同等量的紫外線照射。部分原因是由于細胞懸浮液在皮氏培養(yǎng)皿中或多或少的滯流所致。于是，處在細胞懸浮液靠近紫外光源的表面的細胞，其受到的照射量與細胞懸浮液中下面的細胞不同。盡管上述諸文章中有一扁提到在照射過程中抖動皮氏培養(yǎng)皿，但該方法也不能完全有效地解決上述問題。
舉例說，抖動無蓋的皮氏培養(yǎng)皿使細胞活動，這會使細胞懸浮液的蒸發(fā)量增加。另一方面，在抖動之前將皮氏培養(yǎng)皿蓋住并不是有效的解決辦法，因為制造蓋的材料會有影響，并明顯減少細胞懸浮液所受到的照射量。因此，這需要一個很困難的定標過程。
與移植/輸血有關的各程序現(xiàn)行所使用的紫外光照射法的另一個缺點是，影響照射過程的其它因素也都不穩(wěn)定。例如，照射過程周圍區(qū)域的溫度會大大影響照射過程的強度。因此，若環(huán)境溫度不保持在特定量級，要在連續(xù)的各照射過程中達到一致且可靠的效果是不可能的。
同樣，在作業(yè)的最初幾個種頭期間，紫外光源的輸出會在熒光燈系統(tǒng)中變化。這樣，細胞懸浮液在作業(yè)最初開始的幾個鐘頭內(nèi)所受到的照射量與以后所受到的照射量不同。
從以上的討論中可以看出，目前需要有一種細胞照射的裝置和方法能夠克服現(xiàn)行所采用的方法有關的諸多缺點。為此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用紫外線均勻照射細胞懸浮液中的細胞的裝置和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種工作穩(wěn)定的紫外光照射細胞的裝置和方法。提供能滿足上述兩個目的的裝置和方法是眾望所歸，因為在該裝置定標以確保一定量的細胞懸浮液中的細胞在給定時間內(nèi)受到定量紫外光的照射之后，人們可以確信該裝置的后續(xù)操作會提供基本上與該裝置定標過程所期待的相同的結(jié)果。
本發(fā)明再一個目的是提供一種相當簡便且價廉地而且相當容易操作的細胞照射裝置和方法。
本發(fā)明又一個目的是提供這樣一種能夠禁止特定波長紫外光的傳播以使細胞懸浮液中的細胞不致受這種紫外光的照射的細胞照射裝置和方法。這樣就可以避免特定波長的紫外光的潛在有害作用。
本發(fā)明的這些目的和其它目的可通過閱讀以下的描述并結(jié)合附圖將會明了，并且可由本發(fā)明的裝置和方法來實現(xiàn)。
本發(fā)明的裝置包括一個紫外光源和一個環(huán)繞該紫外光源的外圓筒。這里配備了一個裝載有待用紫外光加以照射的細胞懸浮液的裝置。該裝置最好含有一個呈螺旋形包繞外圓筒的外周表面的空心管。
除上述特點之外，該裝置還可包括一個內(nèi)圓筒位于外圓筒與紫外光源之間。該裝置可以包括一個紫外光濾波裝置以使具有特定波長的紫外光禁止通過內(nèi)圓筒和/或外圓筒。該裝置還可以包括通風裝置以使該系統(tǒng)通風以維持溫度基本上恒定。
本發(fā)明的用紫外光照射潛在的移植細胞的方法包括以下步驟將細胞懸浮液饋入用以輸送和引導細胞懸浮液輸送裝置的入口端;將細胞懸浮液運送到外圓筒的至少一部分外表面上;用來自位于外圓筒內(nèi)的紫外光源的紫外光來照射細胞懸浮液;在照射后，當細胞懸浮液從運送裝置出口出來時將其收集在收集槽中。
現(xiàn)在參照以下附圖更詳細地描述本發(fā)明的一個最佳實施例，附圖中，相同的元件用相同的編號表示。


圖1 是本發(fā)明最佳實施例的細胞照射裝置的正視圖。
圖2 是本發(fā)明的紫外線照射細胞裝置的最佳實施例沿圖1中2-2線載取的剖視圖。
圖3 是本發(fā)明的紫外線照射細胞裝置的最佳實施例沿圖2中3-3線載取的剖視圖。
圖4 是本發(fā)明的紫外線照射細胞裝置的最佳實施例的右視圖。
圖5 是本發(fā)明的紫外線照射細胞裝置的最佳實施例的左視圖。
先參看圖1。紫外線照射細胞裝置20包括一個縱向延伸的空心的外圓筒22。空心管24呈螺旋形包繞著外圓筒22的外周邊表面。螺旋纏繞的空心管24基本上沿外圓筒22的整個縱向長度延伸。在這個最佳實施例中應該指出的是，空心管24環(huán)繞第一圓筒22外周邊表面以使空心管24的各接續(xù)纏繞緊緊毗鄰于前一纏繞匝。這樣，就得到一個螺旋纏繞空心管的緊繞結(jié)構(gòu)。
從圖2中可以看到，空心的內(nèi)圓筒26位于外圓筒22內(nèi)的側(cè)。內(nèi)圓筒26也縱向延伸，基本上與外圓筒22平行。內(nèi)圓筒26與外圓筒22間隔一段距離，因而在外圓筒22的內(nèi)表面30與內(nèi)圓筒26外表面32之間有一個間隙28。
一個紫外線光源34位于該裝置20中心。紫外線光源34也縱向延伸而且基本上平行于外圓筒22和內(nèi)圓筒26。這樣，外圓筒22和內(nèi)圓筒26都圍繞著紫外線光源34。紫外線光源34與內(nèi)圓筒26間隔一段間距，因而內(nèi)圓筒26內(nèi)表面38與紫外線光源34外表面40之間有一個間隙36。紫外線光源34、內(nèi)圓筒26和外圓筒22長度基本上相同。
參照圖3。該裝置20還包括一個第一密封件42和一個第二密封件44。第一密封件42用以密封外圓筒22的第一端46，第二密封件44用以密封外圓筒22的第二端48。第一密封件42相對于外圓筒配置得使外圓筒在第一端46的端面靠在第一密封件42的內(nèi)表面50上。同樣，第二密封件44相對于外圓筒22配置得使第二密封件44的內(nèi)表面52靠在外圓筒22位于其第二端處的端面上。
從圖3還可以看到，內(nèi)圓筒26與外圓筒22的長度基本相同。因此，第一密封件42的內(nèi)表面50靠在內(nèi)圓筒26在其第一端54處的端面。
同樣，內(nèi)圓筒26位于其第二端的端面靠在第二密封件44的內(nèi)表面52上。
支撐件58整體地與每個密封件42、44相連接。支撐件58在水平表面上以水平的方式支撐著該裝置20。當然，可以理解一些其它形式的支撐可用來作為支撐件58的替代物。
再參看圖3。至少有一個，最好是多個，彼此間隔一段距離的小孔眼60徑向通過內(nèi)圓筒26延伸。各小孔眼60毗鄰內(nèi)圓筒26的第二端56配置，最好是圍繞內(nèi)圓筒26的整個圓周延伸。由于第一和第二密封件42、44相對于內(nèi)外圓筒26、22鄰接配置，且由于有許多小孔眼60通過內(nèi)圓筒26延伸，因而內(nèi)外圓筒26之間的間隙28中的流體與內(nèi)圓筒26與光源34之間間隙36中的流體連通。
從圖4中可以看到，第一密封件42最好包括一個第一孔62，第一孔62通過第一密封件42延伸，且安置得使內(nèi)圓筒26的內(nèi)表面38與紫外線光源34的外表面40之間的間隙36與大氣連通。由于第一密封件42與內(nèi)外圓筒26、22鄰接配置。因而孔62能通過上述孔眼的60與內(nèi)圓筒26與光源34之間的間隙以及內(nèi)外圓筒26、22之間的間隙28連通。在第一孔62中有一個入口孔64。入口孔64適宜與適當?shù)目諝庠?例如小套管風扇)連接。按照這種配置方式，套管風扇能通過入口孔64吹風或抽風，并通過徑向配置的孔眼60將風吹入或抽入間隙36中。
第一密封件42也包括至少一個最好多個第二孔68，通過第一密封件42延伸。第二孔68配置得使外圓筒30的內(nèi)表面與內(nèi)圓筒26的外表面32之間的間隙28與大氣連通。這里，由于第一密封件42與內(nèi)外圓筒成鄰接關系，因而多個第二孔68也只能與間隙28連通。
第一密封件42還包括另外兩個孔70，從紫外線光源34的一端延伸的管銷72因而能通過孔70延伸。從圖5中可以看到，第二密封件44也包括兩個孔74，從紫外光源34另一端延伸的兩個管銷76因而能通過孔74延伸。這樣，就可以將一個適當?shù)墓庠?圖中未示出)與管銷72、76連接，以便給紫外光源供電。
再參照圖1。繞成螺旋形的管24的一端(即入口端)與適當?shù)娜萜?8，紫外光源34擬照射的細胞懸浮液即裝入容器78中。容器78可以是輸血袋或其它類型的消毒容器，為的要時過濾進來的空氣而裝備。繞成螺旋形的管24的入口處還設有一個可調(diào)節(jié)速率的泵80，用以使容器78中的細胞懸浮液通過繞成螺旋形的管24流動。
收集槽82與繞制成螺旋形導管的另一端(即出口端)相連接，以便可以收集經(jīng)紫外光源34照射過的細胞懸浮液。
外圓筒22和內(nèi)圓筒26應由適宜傳送紫外光和對紫外光源濾波的材料制成。制造內(nèi)外圓筒26、26的材料應能傳送至少90%可傳送的紫外光譜。據(jù)發(fā)現(xiàn)，能達到所要求效果的一種材料是熔融的硅酸鹽玻璃。這種材料比其它材料(例如光學級塑料)具有某些優(yōu)點，即熔融的硅酸鹽玻璃在溫度變化的情況下穩(wěn)定得多。但應該理解的是，也可以采用熔融硅酸鹽石英以外的材料，只要這個材料能達到所要求的目的即可。
通常，熒光紫外燈系發(fā)出紫外A、紫外B和紫外C光組成的混合光，它們的光譜分布和光譜強度不一樣。舉例說，紫外B管發(fā)出的光大部分為波長在280與320納米之間紫外B光。但紫外B管在一定程度上也發(fā)出小量的紫外A和紫外C光。
本發(fā)明采用的紫外光源34最好為紫外B中波熒光管。這種管之所以適用，如上所述，是因為它發(fā)出的紫外光處在大約280納米至320納米范圍的最佳光譜分布。據(jù)發(fā)現(xiàn)，這個范圍的紫外光最適宜照射細胞懸浮液中可能有的移植細胞。但如上面所指出的那樣，紫外B中波熒光管還另外發(fā)出小量波長在280-320納米范圍之外的紫外光。據(jù)發(fā)現(xiàn)，280-320納米范圍外的紫外光不完全適宜照射可能有的移植細胞。
為解決這個問題，給內(nèi)圓筒和/或外圓筒配備了濾光裝置，以阻止非所要求波長的紫外光傳播出去。能發(fā)出所要求光譜分布和范圍的紫外光源特別適宜與濾光裝置配用，因為濾光裝置能令所要求波長的紫外光部分通過內(nèi)外圓筒，同時將紫外光在紫外B范圍以外不希望有的而且可能有害的部分在到達螺旋繞制的管子和裝在管中的細胞懸浮液之前濾除掉。
紫外光經(jīng)發(fā)現(xiàn)認為不希望有的一部分光譜范圍是在紫外C范圍內(nèi)的紫外光。據(jù)測定，紫外C范圍的紫外光，能量高，波長短，因而特別不適宜照射細胞。
在一個實施例中，上述濾光裝置可以取覆蓋在內(nèi)圓筒26外表面32上的薄膜的形式。據(jù)發(fā)現(xiàn)，特別適宜阻止或阻擋高能量、短波長紫外C光的傳播的薄膜為伊斯曼柯達公司制造的“KODACEL”TA401型薄膜。這種薄膜最好是能阻止波長在大約200納米與280納米之間范圍的紫外C光的傳播的那一種。上述薄膜最好安置在內(nèi)圓筒26的外周邊表面32上，但外圓筒22的內(nèi)表面30最好也覆上同類型的薄膜。但為使這種薄膜發(fā)揮最大的穩(wěn)定性，各濾光器最好背離紫外光源配置。我們發(fā)現(xiàn)，0.10毫米與0.15毫米之間的薄膜覆蓋層可以達到預期的效果，但視乎所想達到的效果而定，也可以采用其它厚度值。
盡管為防止高能、短波紫外C光照射細胞懸浮液最好將紫外光的一這一部分濾除掉，但濾除和阻止紫外A光的傳播并不是當務之急。這是因為紫外A光是低能、短波長范圍的光。因此，紫外A光對細胞懸浮液潛在的危害性沒有象高能、短波長的紫外C光那么大。
然而，為確保細胞懸浮液只受到紫外B光的照射，可以配備濾光裝置，供阻止紫外A光通過內(nèi)圓筒和/或外圓筒26、22進行的傳播我們發(fā)現(xiàn)有效的一種特定的濾光裝置采用了一種硫酸鎳和硫酸鈷濾光器，這種濾光器可放在上述位置，以便濾除紫外A光，但仍然能傳送紫外B光。不然也可以采用任何適當類型的濾光器，只要能達到濾除細胞懸封液不應受到照射的紫外光的那一部分的目的即可。此外，內(nèi)圓筒和/或外圓筒上還可以設防止反射的覆蓋層，以增強紫外光通過內(nèi)圓筒和/或外圓筒的傳播。
根據(jù)以上所述不難理解，可以采用濾光裝置來阻止并阻擋紫外A光和紫外C光的傳播，同時容許紫外B光傳播開。此外，通過適當選擇薄膜和/或濾光器，可以只讓所要求波長的紫外B光照射管24中流動的細胞懸浮液。
上述濾光裝置也可與不同于上述的紫外光源配用。舉例說，基于其它原因，可能希望采用主要發(fā)出紫外A光、主要發(fā)出紫外C光或兩者的混合光的紫外光源。
螺旋繞制的空心管24最好應由適宜輕易傳播紫外光的材料制成。其中一種適宜傳播外光的材料是聚丙烯。最好采用愛克森化學公司制造的“EXTREL”聚丙烯，更具體地說，EX-50型聚丙烯。
本發(fā)明的裝置的優(yōu)點之一在于，該裝置20配備有通風系統(tǒng)，用以在使用該裝置20時保持其內(nèi)的溫度恒定。參照圖3，該通風系統(tǒng)按下述方式工作。小套管風扇66或其它適當?shù)目諝庠赐ㄟ^入口孔64將空氣吹入內(nèi)圓筒26內(nèi)表面38與紫外燈34外表面40之間的間隙36?？諝獯迪騼?nèi)圓筒26的第二端56，從而使空氣流過通過第二圓筒26延伸的多個孔眼60。接著，如箭頭A所示，空氣流向通過第一密封件延伸的孔68。因此可以看出，空氣從套管風扇66或其它適當?shù)目諝庠赐ㄟ^孔60、通過間隙28連續(xù)流入間隙36，然后從孔眼68出來，給該裝置20提供連續(xù)的通風，并確保密閉系統(tǒng)中的空氣不斷流通。
從本發(fā)明的通風系統(tǒng)得到的優(yōu)點其中之一，在考慮到環(huán)境溫度的變化會使紫外燈輸出的變化達到60%時，是很明顯的。若該裝置20最初是根據(jù)其在特定環(huán)境條件下工作的結(jié)果標定的，以后該裝置在不同于其在第一次定標的環(huán)境條件下工作廛細胞懸浮液受到照射量就與預期量不同。因此，采用協(xié)助確保該裝置溫度保持基本恒定值的通風系統(tǒng)，有助于確保細胞懸浮液中的細胞受到所要求水平的照射，且其受到的照射量合乎要求。
應該理解的是，為使閉合系統(tǒng)連續(xù)通風也可以將一個真空泵或抽氣泵與入口孔64連接起來來代替套管內(nèi)扇66。在此另一種方案中，真空泵就通過孔68將空氣抽入間隙28中，于是空氣通過內(nèi)圓筒26延伸的孔眼60通過間隙36流出孔口64。
本發(fā)明與通風系統(tǒng)有關的另一個優(yōu)點涉及上述濾光器等的應用，用以濾除特定濾長的紫外光并阻止其傳播。在這方面，紫外光源所產(chǎn)生的熱量和裝置20中由此得出的溫度，都會使濾光器的表面翹起或偏移。采用了通風系統(tǒng)，該裝置20內(nèi)的溫度就可以保持在不致危害光器表面的水平。為提高濾光器的穩(wěn)定性，必要時可以用入口孔62切換使空氣在外部空氣與內(nèi)外圓筒22、26之間的間隙28之間流通的通風孔68。此外，因采用上述真空泵或抽氣泵而產(chǎn)生的反向氣流可以使熱量更快地從內(nèi)外圓筒散發(fā)開，從而避免損壞濾光器的表面。該反向空氣流可以提高燈所產(chǎn)生的熱量離開系統(tǒng)的速度，因為熱量是即刻從系統(tǒng)散發(fā)開而不是通過系統(tǒng)散發(fā)的。
可調(diào)速率的泵80可以用其它適宜完成類似功能的裝置代替。舉例說，可以采用哈瓦德可調(diào)注射泵或任何類型可調(diào)節(jié)的高壓泵將細胞懸浮液從容器78通過螺旋繞制的管24泵送到收集槽82中。
采用外部半徑約24毫米、長約190毫米(這是在第一和第二密件42、44之間量取的)的外圓筒和內(nèi)徑約1.02毫米、外徑2.16毫米的空心管24時，在儀器整個外露部位的管24中可以容納大約17.0毫米的細胞懸浮液。內(nèi)圓筒26的外部半徑可以取大約16毫米。此外，內(nèi)外圓筒20、22之間的間距和內(nèi)圓筒與紫外光源之間的間距可以大約取8毫米。這些尺寸和數(shù)值僅僅是舉例而已，僅僅為了說明需要知道外圓筒和空心管的尺寸，以確定裝入空心管中的強胞懸浮液量，從而計算劑量，進行定標，并由此可以得出始終如一的結(jié)果。
為確保通過螺旋繞制的空心管泵送的細胞懸浮液中的細胞受到已知量或可定量紫外光的照射，重要的一點，也是必須做到的一點是將該裝置20加以定標。定標的第一步是令紫外管或燈34連續(xù)點燃大約100小時。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，紫外燈工作的最初幾個小時，其輸出波動很大。因此，令燈連續(xù)點燃100小時，就可以減小并基本上消除其輸出的波動。
紫外燈連續(xù)點燃大約100小時之后，需要測定紫外燈的輸出。這此可以采用一個積量球和一個光譜輻射計來進行，這樣就可以測出紫外A光、紫外B不和紫外C光各自的輸出和三者的總輸出。測定紫外燈輸出的過程中，應使上述通風系統(tǒng)工作，以維持儀器中的溫度基本不變。
用窄帶檢波器或傳感器和實驗室輻射計取得的測定值可以作為定標測定值，在以后，在該裝置20使用了例如6-8個月之后，測定其內(nèi)的波動量。舉例說，例如采用窄帶檢波器和實驗室輻射計從照射系統(tǒng)輸出得出的初始定標值為3.0瓦/平方米/秒(W/M/S)，則這個輸出讀值可作為標準的定標測定值。實驗室輻射計的讀數(shù)為0.10W/M/S時表示照射系統(tǒng)的輸出為100%。若例如在六個月內(nèi)實驗室輻射計的計數(shù)不0.08W/M/S，則系統(tǒng)的輸出約為2.4W/M/S或初始工作輸出的80%。
應用定標的照射測定值可以求出紫外光源的紫外B光總輸出。該輸出值(以瓦/秒為單位)，除以外圓筒的表面積(即曝光的面積)即可轉(zhuǎn)換成為瓦/平方米/秒值。可以看出，利用直徑較大的外圓筒可以增大外圓筒曝光的面積。將薄膜(例如“KODACEL”TA401型薄膜)層的厚度增加到上述0.15毫米的最大厚度足以使濾光器濾除無作的紫外C光。增加最大厚度或使其加倍，會使通過各圓筒傳送到螺旋繞制的管24中的細胞的紫外B光的量減少50%。此外，控制加到紫外燈的電流量，還可以進一步減小照射量。這個照射量的減小可以采用接口可變電阻或可調(diào)電源進行。
知道存在下列關系式時，可以確定對細胞懸浮液中的細胞進行特定照射所需要的泵送量。
劑量(焦耳/平方米)＝照射量(瓦/平方米/秒)×時間(秒);其中照射量是在使用任何濾光器和減小燈的輸出量之后測定的，若在任何情況下V(毫米)＝ (需移植的細胞數(shù))/(細胞懸浮液的細胞數(shù)/毫米)其中 V＝所需細胞懸浮液的體積，則泵送率(毫升/分)＝ (V(毫升))/(時間(秒))舉例說，已測出，在一個典型的骨髓移植中援救同源接收體怕需的供10只老鼠用的細胞濃度約為2.3×109個細胞。通過使用尺寸如上所述的外圓筒和內(nèi)圓筒，利用內(nèi)圓筒外表面0.15毫米的“KODACEL”TA401聚丙烯層(這進一步使紫外燈的輸出減小50%)，將加到紫外燈的功率降低到30%，且測出大致的劑量約為150焦耳/平方米之后，可以根據(jù)上述關系式確定泵送速度應約為2.26毫升/分，這時細胞濃度約為2.3×108個細胞/毫升。
確定出大致的泵送速度之后，將泵送速度可調(diào)的泵80或其它適當?shù)难b置調(diào)整到該泵送速度，這時就可以令容器78中細胞懸浮液流入管24的入口端。借助于泵80的泵送動作，將細胞懸浮液中的細胞就受到此外外光源的照射。細胞懸浮液沿著空心管的長度方向流動并流遍整個曝光區(qū)，從而受到原光確定的適當劑量的紫外光的照射。細胞懸浮液中經(jīng)照射的細胞從管24的輸出端出來，被收集在收集槽82中。然后將細胞移植入接受體中。
雖然本發(fā)明的裝置和方法是就其配合骨髓移植加以應用而作以上描述的，不言而喻，本裝置和方法也可用于其它細胞移植和輸血有關的過程中。此外還應該理解的是，除上述內(nèi)圓筒和外圓筒外，還可以采用其它圓筒。
以上的說明書描述了本發(fā)明的原理、最佳實施例和操作方式。但是要求保護的本發(fā)明不局限于所分開的特定實施例上。此外，這里所述的實施例應視為舉例性的，而不限制本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，對這些實施例是可以進行種種修改和更改的。因此，明確的意圖是所有這類修改和變更都落入本文所附的權利要求書的精神和范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種紫外線照射細胞的裝置，其特征在于，它包括一個紫外光源；一個外圓筒，環(huán)繞所述的紫外光源；和細胞懸浮液裝載裝置，圍繞著所述外圓筒的外周表面，用以裝載由紫外光源照射的懸浮細胞。
2.根據(jù)權利要求1所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述的裝載裝置含有一個空心管螺旋式纏繞在所述外圓筒的外周表面上繞。
3.根據(jù)權利要求2所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述的空心管是由能傳送紫外光的材料制成的。
4.根據(jù)權利要求2所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，它還包括一個內(nèi)圓筒，該內(nèi)圓筒位于外圓筒與紫外光源之間，圍繞著紫外光源，與紫外光源間隔一段距離，因而在內(nèi)圓筒內(nèi)表面與紫外光源外表面之間有一個間隙，且所述外圓筒與內(nèi)圓筒間隔一段距離，因而在外圓筒的內(nèi)表面與內(nèi)圓筒外表面之間形成一個間隙。
5.根據(jù)權利要求4所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述的內(nèi)圓筒是由能傳送紫外光的材料制成的，所述的內(nèi)圓筒包括一個禁止來自紫外光源的具有預定波長的紫外光通過內(nèi)圓筒傳播出去的裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述禁止預定波長的紫外光傳播的裝置包括在外圓筒的外周邊表面上的一層涂復層，所述的預定波長在大約200納米與大約280納米之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，它還包括一個安置在所述外圓筒的內(nèi)表面上、用以禁止來自紫外光源的、具有預定波長的紫外光通過外圓筒傳播的裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述的禁止紫外光通過外圓筒傳播的裝置包括一個位于外圓筒內(nèi)表面上的濾光器。
9.根據(jù)權利要求4所述紫外線照射細胞裝置，其特征在于，它還包括密封裝置，用以密封外圓筒的第一端口和第二端口。
10.根據(jù)權利要求9所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述密封裝置有一個第一密封件裝附在外圓筒的第一端，和一個第二密封件裝附在外圓筒的第二端，所述內(nèi)圓筒的一端鄰接所述第一密封件，所述內(nèi)圓筒的另一端鄰接所述第二密封件，所述第一和第二密封件有一個孔通過密封件本身，與紫外光源對齊，從而可以將電源接到紫外光源兩端，給紫外光源供電。
11.根據(jù)權利要求10所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，沿內(nèi)圓筒另一端的圓周有許多彼此間隔一段間距的孔眼，所述第一密封件包括內(nèi)圓筒與紫外光源之間間隙用的裝置，用以與大氣連通，還包括外圓筒與內(nèi)圓筒之間的間隙用的裝置，用以與大氣連通。
12.根據(jù)權利要求11所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述內(nèi)圓筒與紫外光源之間與大氣連通的間隙裝置包括至少一個第一孔，該第一孔通過第一密封件軸向延伸，且適宜與一個空氣源連接，所述內(nèi)圓筒與外圓筒之間與大氣連通的間隙裝置包括至少一個第二孔，該第二孔通過第一密封件軸向延伸。
13.一種紫外光照射細胞的裝置，其特征在于，它包括一個紫外光源;一個外圓筒，圍繞著紫外光源;一個內(nèi)圓筒，圍繞著紫外光源，且配置在外圓筒與紫外光源之間，所述內(nèi)圓筒與紫外光源間隔一段距離，以便在內(nèi)圓筒內(nèi)表面與紫外光源外表面之間形成一個間隙，所述外圓筒與內(nèi)圓筒間隔一段距離，以便在外圓筒的內(nèi)表面與內(nèi)圓筒的外表面之間形成一個間隙;細胞懸浮液裝載裝置，圍繞著所述外圓筒的外周邊表面，用以裝載紫外光源擬照射的細胞懸浮液;密封裝置，用以密封所述外圓筒的兩個端口，即第一和第二端口，以便形成一個密閉系統(tǒng);和通風裝置，用以使所述密閉系統(tǒng)通風，以便維持該紫外線照射細胞裝置中的溫度在儀器工作期間恒定。
14.根據(jù)權利要求13所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述細胞懸浮液裝載裝置包括呈螺旋形繞外圓筒的外周邊繞制的空心管，該空心管是由能傳播紫外光的材料制成的。
15.根據(jù)權利要求13所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述密封外圓筒兩端的裝置包括第一密封件和第二密封件，第一密封件裝附在所述外圓筒的一端，并鄰接內(nèi)圓筒的一端，第二密封件裝附在外圓筒的另一端，并鄰接內(nèi)圓筒的另一端。
16.根據(jù)權利要求13所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，密閉系統(tǒng)的所述通風裝置包括至少一個第一孔、至少一個第二孔和至少一個通過內(nèi)圓筒毗鄰內(nèi)圓筒第二端的孔，第一孔通過所述密封外圓筒的第一端的裝置軸向延伸，用以使內(nèi)圓筒內(nèi)表面與紫外光源外表面之間的間隙與大氣連通，第二孔通過所述密封外圓筒第一端的裝置軸向延伸，用以使外圓筒內(nèi)表面與內(nèi)圓筒外表面之間的間隙與大氣連通。
17.根據(jù)權利要求13所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，它還包括安置在外圓筒上用以禁止波長在大約200納米與大約280納米之間的紫外光通過外圓筒傳播的裝置。
18.根據(jù)權利要求17所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述禁止紫外光通過外圓筒傳播的裝置有一個薄膜覆蓋層。
19.根據(jù)權利要求17所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述禁止紫外通過外圓筒傳播的裝置有一個濾光器。
20.根據(jù)權利17所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述禁紫外光通過外圓筒傳播的裝置安置在外圓筒的內(nèi)表面上。
21.根據(jù)權利要求13所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，它還包括禁止在大約200綱米與大約280納米之間的紫外光通過內(nèi)圓筒傳播的裝置。
22.根據(jù)權利要求21所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述禁止紫外光通過內(nèi)圓筒傳播的裝置有一個薄膜涂覆層。
23.根據(jù)權利要求21所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述阻止紫外光通過內(nèi)圓筒傳播的裝置有一個濾光器。
24.根據(jù)權利要求21所述的紫外線照射細胞裝置，其特征在于，所述禁止紫外光通過內(nèi)圓筒傳播的裝置安置在內(nèi)圓筒的外表面上。
25.一種通過使用一個裝置由紫外光照射潛在的移植細胞的方法，其特征在于，它包括下列各步驟將細胞懸浮液輸入到用以運送和引導細胞懸浮液的運送裝置的入口端;運送細胞懸浮液并引導到外圓筒的至少一部分外周邊表面上;用安置在外圓筒內(nèi)的紫外光源的紫外光照射細胞懸浮液;細胞懸浮液經(jīng)照射后從運送裝置的出口出來時收集到收集槽中。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟將紫外光源的紫外光過濾，使細胞懸浮液不致受到波長在大約200納米與大約280納米之間的紫外光的照射。
27.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，它還包括下列步驟為了使紫外光源的輸出穩(wěn)定，并可以對紫外線照射細胞裝置進行標定，在將細胞懸浮液輸入運送裝置之前，讓紫外光源連續(xù)點燃預定的時間。
28.根據(jù)權利要求25所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟往紫外光源外表面與位于外圓筒與紫外光源之間的內(nèi)圓筒的內(nèi)表面之間的間隙吹風，使空氣在外圓筒內(nèi)表面與內(nèi)圓筒外表面之間的間隙中流通，并使空氣可以排出紫外線照射細胞裝置外。
29.根據(jù)權利要求28所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟將來自紫外光源的紫外光加以過濾，使細胞懸浮液不致受到濾長在大約200納米與大約280納米之間的紫外光的照射。
全文摘要
紫外光照射細胞的裝置包括紫外光源和圍繞紫外光源的外圓筒?？招墓苈菪嚼p繞在外圓筒的外周表面上，適合于在外圓筒的外表面上輸送懸浮的細胞，使細胞受到紫外光源照射。內(nèi)圓筒可位于外圓筒的內(nèi)側(cè)，在紫外光源與外圓筒之間。該裝置可包括通風裝置以在使用期間使該裝置通風來保持基本恒定的溫度。
文檔編號C12M1/00GK1083107SQ9210959
公開日1994年3月2日 申請日期1992年8月17日 優(yōu)先權日1989年7月12日
發(fā)明者蘭迪·L·施廷森 申請人:蘭迪·L·施廷森