用于制备生物处理溶液的自动化方法及设备技术

一种自动化方法，包括：提供待复原成液体生物处理溶液的干燥成分；及通过处理电路对自动化系统进行控制，自动化系统包含有至少一个混合腔室、用于使流体在自动化系统中流动的成组管线及管线中所配备的多个阀，以自动化地由干燥成分制备液体生物处理溶液。控制自动化系统可包括执行一系列有序混合步骤，所述一系列有序混合步骤引起液体生物处理溶液的制备。这种方法进一步包括在液体生物处理溶液的制备过程中获取一个或多个测量，其中通过测量值降低至低于、等于或高于测量值阈值中的至少一个而触发每个步骤。每个步骤还可包括通过处理电路开启或关闭所述多个阀中的至少一个。

Automatic method and equipment for preparing biological treatment solution

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备生物处理溶液的自动化方法及设备相关申请的交叉引用本申请要求享受2017年6月30日提交的申请号为62/527,878的美国临时专利申请，并在本申请中全文引用上述美国临时专利申请。
技术介绍
本申请实施例总体涉及一种用于将至少一种材料与至少一种流体进行混合的自动化方法及设备。更具体而言，本申请实施例涉及一种适于使预定单位体积量的干燥成分复原成生物处理溶液的自动化方法及设备。生物处理是一种利用活性细胞或其组成部分获取所期望产物的处理。通常，生物处理需要用到各种溶液。例如，生物处理的初始步骤可能会涉及到细胞培养，而细胞培养通常需要使用细胞培养基来成功培养新细胞。而生物处理中的后续步骤可能需要用到各种缓冲溶液来进行一部分产品纯化处理。在于大型不锈钢罐或一次性混合装置中使用生物处理溶液紧接之前，生物处理溶液通常由干燥成分水化。但这种具有代表性的过程是耗时且昂贵的，而且不会为所期望的产品添加直接价值。虽然多年来基本的细胞培养方法没有产生显著变化，但细胞培养的量却在持续地剧增，因此培养基的制备要求也产生了变化。不仅越来越多的研究实验室、制药公司与生物技术公司采用细胞培养方法，而且这些研究实验室、制药公司与生物技术公司通常是大规模地采用细胞培养方法。一家生物技术公司每天可能需要耗费数千升液体基质，并需要雇用大量操作技术人员与科学家来从细胞培养物中生产具有商业用途的抗体、生长因子或重组蛋白。本申请提供了一种用内置管线混合装置制备生物处理溶液的自动化系统和方法，以减少处理所需的时间、劳动力、出错风险和污染风险，同时还提高了可靠性和一致性。
技术实现思路
本文描述的实施例通常涉及用于将干燥成分制备成液体溶液(例如，将粉末状生物处理基质制备成液体生物处理基质)的自动化方法及设备。如下文所进一步讨论的，干燥成分与复原的液体溶液相比需要更少的存储空间、与预包装的液体溶液相比具有更长的储存寿命、更低的价格、更少的运输时间以及更少的处理时间。因此，当需要液体溶液时，与购买预包装的液体溶液相比，使用本申请所设计的自动化方法及设备更加有利，可简单、直接且可重复地由干燥成分制备液体溶液。因此，根据某些实施例的本申请涉及一种自动化方法，此自动化方法可用混合设备将干燥成分(如，粉末状基质)混合成诸如细胞培养基或缓冲剂的流体。更具体而言，本申请的某些实施例涉及一种用混合设备的自动化方法，其中自动化方法和混合设备都适于以预定的单位体积量将干燥成分复原成液体。本申请所公开的技术方案可用于将各种干燥成分复原成液体溶液。例如，本文使用的干燥成分可以指粉末状细胞培养基、干燥粉末基质、干燥缓冲粉、粒状基质、干燥盐、干燥化学品、干燥组分、干燥材料和未水合成分。本申请中所描述的某些实施例至少部分地基于本申请专利技术人所意识到的现有复原技术中所存在的某些缺陷和/或不便之处，或是基于专利技术人对潜在改进的认识。例如，预包装的液体细胞培养基可以是无菌的且按份量分配成方便的尺寸，并且可随时使用。但是，预包装的液体细胞培养基通常是光敏的并具有规定的保存期限。因此，必须定期地订购预包装的液体细胞培养基。同时，还必须对这种预包装的液体细胞培养基进行冷藏，并依其预包装形式投入大量的人力、时间进行拆装和运输。此外，预包装的液体细胞培养基的运输成本变得越来越贵。相比之下，粉末状细胞培养基以散装或预先测量的包装的形式提供。而与液体形式相比，粉末状细胞培养基具有更长的保存期限、更为便宜、需要更少的存储空间、较少的运输时间及较少的处理时间。但是，这种粉末状细胞培养基必须通过在无菌条件下将粉末状培养基按份量分配并溶解而复原成液体细胞培养基。所以，粉末状细胞培养基需要较长的处理时间与制备时间，尽管成本较高，但特别是对于制备大量培养基而言预包装的液体细胞培养基却是更好的选择。此外，将干燥成分复原成液体生物处理溶液通常为若干步骤过程。例如，为了由固体粉末制备液体细胞培养基，测量出用于特定体积的培养基的已知量的粉末，并将已知量的粉末其添加到通常小于最终所需体积的一定量的蒸馏水中。对粉末和水进行搅拌，直至固体完全溶解。添加特定数量的碳酸氢钠并使其溶解。而后，可用酸或碱对酸碱度进行调节，并添加额外的水以使培养基增加至其最终体积。而后，可使全部混合物通过灭菌过滤器。进而，通过单个的较大无菌容器或按比例分成的若干较小无菌容器收集培养基。而基于所要复原的干燥成分的特性，复原溶液可能存在更多困难。例如，粉末状组织培养基具有非常细的粒度并且是易潮湿的。而在与水进行混合时，粉末状组织培养基易于“结成团”或是“结块”。因此，当在水或其它水性液体中复原时，需进行充分搅动，进而打散最初与水接触时所形成的任何凝结块。而对于较小批量而言，可将无菌磁力搅拌棒添加到混合容器，然后将容器放在磁力搅拌盘上。通常，需要进行其它操作才能将搅拌棒添加到混合容器。但是，在典型的实验室环境中，却并不将磁力搅拌器视为一种制备大量基质的实际解决方案。此外，由于粉末状细胞培养基的吸湿性，所以在进行储存时，尤其是在潮湿的环境中，粉末状细胞培养基会吸收水分。因此，粉末状细胞培养基的保存期限会缩短并结块，并且需要剧烈搅拌才能使其复原。因此，如果对粉末状细胞培养基进行预先测量的、密封且干燥的按份量分配，则可延长粉末状细胞培养基的保存期限。此外，复原处理需要若干步骤和若干独立的设备。通常，需要足够大以包含全部最终体积的被复原基质的至少一个容器，再加上用于接收过滤后的无菌基质的一个或多个器皿。通常，会将灭菌后的基质送到顶部开口的器皿中。因此，大多数基质制备都是在层流罩中完成。然而，由于通常缺少足够的空间来容纳容器与无菌培养基，所以在层流罩内难以对大量基质进行处理。因此，本文描述的方法与装置允许以最少的物理接触且以可靠且可重复的方式制备大量的溶液(例如，细胞培养基)。本申请所公开的技术方案的一个实施例涉及一种自动化方法。这种自动化方法包括：提供待复原成液体生物处理液的干燥成分，并通过处理电路进行控制自动化系统，其中自动化系统包括：至少一个混合腔室、用于使流体在系统内流动的成组管线、及设置于管线内的多个阀，以自动化地由干燥成分制备液体生物处理溶液。控制自动化系统包括执行一系列有序混合步骤，所述一系列有序混合步骤引起液体生物处理溶液的制备。所述方法还包括在制备液体生物处理溶液过程中获取一个或多个测量值，其中通过测量值降低至低于、等于或高于测量值阈值中的至少一个触发每个步骤。每个步骤也可包括通过处理电路开启或关闭所述多个阀中的至少一个，以控制自动化系统内的流体流动。生物处理溶液为细胞培养基或缓冲溶液。本申请所公开的技术方案的第二实施例涉及一种自动化方法。这种自动化方法包括：提供待复原成液体生物处理溶液的干燥成分且提供自动化系统，所述自动化系统包括：至少一个混合腔室、用于使流体在系统内流动的成组管线、设置于管线内的多个阀，及通向管线的一个或多个入口。所述自动化方法还包括将净化水源联接至所述一个或多个入口中的一个。所述自动化方法进一步包括通过处理电路控制自动化系统，以通过执行一系列有序混合步骤来由干燥成分制备液体生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化方法，包括：/n提供待复原成液体生物处理溶液的干燥成分；以及/n通过处理电路控制自动化系统，所述自动化系统包括至少一个混合腔室、用于使流体在所述自动化系统中流动的成组管线、以及多个阀，所述多个阀设置于所述管线中并由所述处理电路控制，以自动化地由所述干燥成分制备生物处理溶液。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 US 62/527,8781.一种自动化方法，包括：
提供待复原成液体生物处理溶液的干燥成分；以及
通过处理电路控制自动化系统，所述自动化系统包括至少一个混合腔室、用于使流体在所述自动化系统中流动的成组管线、以及多个阀，所述多个阀设置于所述管线中并由所述处理电路控制，以自动化地由所述干燥成分制备生物处理溶液。


2.如权利要求1所述的方法，其中所制备的液体溶液为细胞培养基。


3.如权利要求1所述的方法，其中生物处理溶液为缓冲溶液。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥成分为粉末状。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥成分为颗粒状。


6.如权利要求1所述的方法，其中控制所述自动化系统包括通过所述处理电路控制所述自动化系统以执行一系列有序混合步骤，所述一系列有序混合步骤引起所述液体生物处理溶液的制备。


7.如权利要求6所述的方法，进一步包括在制备所述液体生物处理溶液过程中获取一个或多个测量值，其中，通过测量值降低至低于、等于或高于测量值阈值中的至少一个而触发每个步骤。


8.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个测量值包括压力、电导率、制备过程中的耗水量、流率或经过时间中的至少一个。


9.如权利要求6所述的方法，其中每个步骤包括通过所述处理电路开启或关闭所述多个阀中的至少一个，以控制所述自动化系统内的流体流动。


10.如权利要求1所述的方法，其中所述自动化系统还包括通向所述管线的两个或多于两个入口，每个入口配置成指引流体流入所述自动化系统。


11.一种自动化方法，包括：
提供待复原成液体生物处理溶液的干燥成分；
提供自动化系统，所述自动化系统包括：至少一个混合腔室、用于使流体在所述自动化系统中流动的成组管线、设置于所述管线中的多个阀、以及通向所述管线的一个或多个入口；
将净化水源联接至所述一个或多个入口中的一个；以及
通过处理电路控制所述自动化系统，以由所述干燥成分制备所述液体生物处理溶液，包括：
执行一系列有序混合步骤，每个步骤包括开启或关闭所述多个阀中的至少一个，以控制所述自动化系统内的流体流动；以及
在制备所述液体生物处理溶液过程中获取一个或多个测量值；
其中通过测量值降低至低于、等于或高于测量值阈值中的至少一个而触发每个步骤。


12.如权利要求11所述的方法，其中生物处...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·R·弗莱彻，W·毛罗，D·尼斯，
申请(专利权)人：富士胶片欧文科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US