集成的连续生物制造处理方法技术

本发明专利技术涉及用于端对端且连续地生产纯化蛋白质的处理方法及相关设备，该处理方法包括使用包含具有连续且匹配的流出和流入的第一和第二处理单元的集成设备，由此提供了蛋白质培养系统和色谱系统的一种集成手段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成的连续生物制造处理方法
本专利技术涉及用于连续生产纯化蛋白质的集成处理方法及相关设备。背景大规模、经济的蛋白质纯化越来越成为生物技术和制药工业中的一个重要问题。通常，蛋白质通过细胞培养来生产，其使用通过插入含有感兴趣蛋白质的基因的重组质粒而工程改造为产生该蛋白质的哺乳动物、酵母或细菌细胞系。由于使用的细胞系是活生物体，因此必须向它们提供含有糖、氨基酸和生长因子的复合生长培养基。从提供给细胞的化合物混合物和细胞本身的副产物中分离所需蛋白质以达到足以用作人类治疗剂的纯度成为一个巨大的挑战。生物制药工业正在不断寻找能够符合严格产品质量要求的经济有效的灵活制造策略。在此背景下，自动化的连续制造处理有潜力通过在产品质量稳定的情况下赋予高容积生产能力和稳态运行而提供有吸引力的生物处理解决方案。之前已经报道了将上游灌注培养与下游连续捕获相集成的策略(Warikoo等人，Integratedcontinuousproductionofrecombinanttherapeuticproteins，Biotechnol.Bioeng.109：3018-3029(2012))。通过从分批制造向连续制造转换而实现的处理强化已被长期应用于一些产业，并且在生物处理产业中正显现出明确的兴趣。主要驱动力为稳态运行、停留时间和处理时间短、流水线化的处理流程和高容积生产能力。设备尺寸的减小和中间保留步骤的去除允许使设施小型化，这使得资本成本显著降低。在生物技术中，连续处理还具有在蛋白质质量方面提供优势的潜力。处理时间的缩短和中间保留步骤的去除减少了目标蛋白质向酶促、化学和物理降解/修饰的暴露，从而提高了蛋白质质量。当连接两个连续运行的独立处理单元时，将它们的液流相匹配存在挑战，即上游单元的流出应该与下游单元的流出匹配(例如，以避免由于溢流/超压或气泡引起的处理失败)。常见的解决方案是引入中间缓冲(surge)容器作为两个单元之间的缓冲器。例如，Warikoo等人(Biotechnol.Bioeng.2012；109：3018-3029)描述了借助于中间缓冲袋与连续捕获色谱单元集成的灌注培养。WO2006/039588描述了使用缓冲容器将连续澄清化与超滤或半连续快速色谱法集成的实例(Vogel等人，Biotechnol.Bioeng.2012；109：3049-3058)。US4,630,639公开了由通道连接的两个系统，该通道进而具有恒流控制阀和恒压控制阀，其中第一个系统可以是液压源，而第二个系统可以是缸体。WO2011/037522涉及一种分离系统，其包含两个分离单元，其中这两个分离单元以出口至入口的方式串联，从而形成使用的分离单元管线；以及在每个分离单元之间在管线内(in-line)提供的感测和调节装置，以用于连续监测并调节流体在分离单元管线中从一个分离单元向后续分离单元流动的至少一种环境性质参数。本研究考虑不使用缓冲容器的集成系统，因为这类装置对于具有稳定性问题的蛋白质是成问题的。本专利技术方法缩短了目标分子从其表达到纯化或分离的处理时间。概述在一个方面，本专利技术涉及实现结合上游和下游端对端连续生物处理平台的连续处理概念。当连接连续处理中的两个独立处理单元时，将它们的液流相匹配存在挑战，即在前单元的流出应该与在后单元的流出相匹配。通过本专利技术，已经开发了避免引入中间储存/缓冲容器的常规步骤的设备和方法，该步骤会延长处理时间并增加蛋白质向酶促、化学和物理降解/修饰的暴露。本专利技术的目的在于提供一种改进的自动化分离系统，该系统能够进一步减少开发时间、处理时间和商品成本，并且不需要中间储存罐(holdingtank)。本专利技术的第一个方面涉及一种设备，其包含a.至少两个独立的处理单元，即第一处理单元和第二处理单元，每个处理单元包含流体入口、流体出口和流体输送装置，其中第一和第二处理单元通过至少一个流体连接件(fluidconnection)串联连接，流体从一个处理单元的出口流向后续处理单元的入口，以及b.用于向所述流体连接件引入额外液体的至少一个工具(means)c.用于从所述流体连接件中除去过量液体的至少一个工具。本专利技术的另一方面涉及一种设备，其包含a.至少两个独立的处理单元，即第一和第二处理单元，每个处理单元包含流体入口、流体出口和流体输送装置，其中第一和第二处理单元通过至少一个流体连接件串联连接，流体从一个处理单元的出口流向后续处理单元的入口；b.在两个处理单元之间的流体连接件中的至少一个流体入口c.在两个处理单元之间的流体连接件中的至少一个流体出口。本专利技术的相关方面涉及一种从细胞系生产重组蛋白的方法，其包括以下步骤：i.使用本专利技术的设备，在培养单元中培养细胞系，其中培养上清液的流出由泵提供，该泵将所述培养单元连接至(自动化)纯化单元；ii.使用由泵提供的进料流入在所述(自动化)纯化单元上进行蛋白质纯化。本专利技术还涉及一种从非均匀流体混合物中分离一种或多种目标蛋白质的方法，其包括i.第一处理步骤，其包括产生含有感兴趣蛋白质的流体混合物ii.借助于单向流动将流体混合物从第一处理步骤的出口转移至第二处理步骤的入口(不使用中间储存容器)iii.通过除去过剩的液体或加入相容的液体，使从第一处理步骤输送的液体的流速与第二处理步骤中接收的流体的流速相匹配iv.第二处理步骤，其包括产生进一步纯化的含有感兴趣蛋白质的流体混合物。本专利技术的另一个相关方面涉及一种从非均匀流体混合物中分离感兴趣蛋白质的方法，其包括i.通过第一处理步骤产生含有感兴趣蛋白质的流体混合物ii.将所述流体混合物从第一处理步骤的出口转移至第二处理步骤的入口，其包括通过除去过剩的液体或加入相容的液体，使从第一处理步骤输送的液体的流速与第二处理步骤接收的流体的流速相匹配iii.通过所述第二处理步骤产生进一步纯化的含有感兴趣蛋白质的流体混合物。值得注意的是，步骤ii)中的转移和匹配没有使用中间储存容器。本专利技术还涉及一种连续或半连续生产纯化蛋白质的处理，该处理包括使用集成的设备，该设备包含a.具有连续流出的、带有细胞分离单元的细胞培养生物反应器b.利用连续流入至少部分地纯化蛋白质的工具，如用于进行色谱分析的工具或用于过滤的工具，c.具有两个三向连接器和两个止回阀的装置，其用于将所述生物反应器的流出与用于至少部分地纯化蛋白质的工具的流入相匹配。附图简述图1描绘了本专利技术的一个实施方案，其包含第一处理单元，(a)系统1的泵，第二处理单元，(b)系统2的泵，止回阀(c)和(d)，以及例如缓冲溶液的液流(e)和流向例如收集罐的(f)过剩液流(surplusflow)。图2描绘了本专利技术实施方案的另一配置，其包含第一处理单元，(a)系统1的泵，第二处理单元，(b)系统2的泵，止回阀(c)和(d)，以及例如缓冲溶液的液流(e)和流向例如收集罐的(f)过剩液流。图3描绘了本专利技术实施方案的又一配置，其包含第一处理单元，(a)系统1的泵，第二处理单元，(b)系统2的泵，止回阀(c)和(d)，以及例如缓冲溶液的液流(e)和流向例如收集罐的(f)过剩液流。图4描绘了本专利技术实施方案的一种配置，其包含第一处理单元，(a)系统1的泵，第二处理单元，(b)系统2的泵，止回阀(c)和(d)，来自系统1的额外液流(e本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包含a.至少两个独立的处理单元，即第一处理单元和第二处理单元，每个处理单元包含流体入口、流体出口和流体输送装置，其中所述第一和第二处理单元通过至少一个流体连接件串联连接，流体从一个处理单元的出口流向后续处理单元的入口，以及b.用于向所述流体连接件引入额外液体的至少一个工具c.用于从所述流体连接件中除去过量液体的至少一个工具。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.02 EP 14166896.21.一种设备，其包含a.至少两个独立的处理单元，即第一处理单元和第二处理单元，每个处理单元包含流体入口、流体出口和流体输送装置，其中所述第一和第二处理单元通过至少一个流体连接件串联连接，流体从一个处理单元的出口流向后续处理单元的入口，以及b.用于向所述流体连接件引入额外液体的至少一个工具c.用于从所述流体连接件中除去过量液体的至少一个工具。2.根据权利要求1所述的设备，其包含a.至少两个独立的处理单元，即第一处理单元和第二处理单元，每个处理单元包含流体入口、流体出口和流体输送装置，其中所述第一和第二处理单元通过至少一个流体连接件串联连接，流体从一个处理单元的出口流向后续处理单元的入口，以及b.在两个处理单元之间的流体连接件中的至少一个流体入口，该入口提供了用于将额外的液体引入至所述流体连接件的工具c.在两个处理单元之间的流体连接件中的至少一个流体出口，该出口提供了用于从所述流体连接件中除去过量液体的工具。3.根据权利要求1或2的任一项所述的设备，其中所述流体连接件的入口具有通过单向流动控制工具限制的流动方向，以将液体限制成单向地流向处理单元之间的流体连接件。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述流体连接件的出口具有通过单向流动控制工具限制的流动方向，以将液体限制成单向地流出处理单元之间的流体连接件。5.根据前述任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿科斯森，M海特曼恩，P蒂亚恩，
申请(专利权)人：诺和诺德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK