一种叠加式生物反应器系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种叠加式生物反应器系统，包括：产生振荡运动的振荡器；安装在振荡器上的多个培养容器，包括至少一个竖向叠加的培养容器组，所述竖向叠加的培养容器组由多个培养容器通过竖向连接机构竖向叠加组成；每个培养容器具有内腔，内腔中设置有用于容纳培养液的一次性培养袋，所述一次性培养袋具有多功能盖板，所述多功能盖板连接到所述培养袋顶部以密封所述培养袋，并且设置有多个通向一次性培养袋内部的接孔；和控制系统，所述控制系统控制所述振荡器的振荡运动和所述一次性培养袋内的培养液的参数。根据本实用新型专利技术的优选实施例，可以解决常规反应器不能方便地按需实现规模化样品培养或细胞克隆高通量筛选和培养工艺优化的问题。艺优化的问题。艺优化的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种叠加式生物反应器系统


[0001]本技术提供一种叠加式生物反应器系统。

技术介绍

[0002]以抗体为代表的新一代蛋白类药物以其靶向性好、疗效高、副作用小等优点，越来越受到重视，已经成为国际生物技术药物发展的主流。加之近年来，禽流感、口蹄疫、猪流感等疾病的肆掠，需要在短期内快速开发并生产出大量急需疫苗以及相关生物蛋白药物产品。而要实现上述相关蛋白药物、抗体、疫苗产品的快速生产，均有赖于能真正实现动物细胞大规模培养的设备——生物反应器。
[0003]生物反应器是衔接疫苗、蛋白质药物实验室技术研究和工厂规模化生产的桥梁。
[0004]过去，培养目标以大肠杆菌和酵母系统为主，其优点是对剪切力不敏感、耗氧量大、对纯氧耐受，但是膜蛋白或分泌型蛋白不能在原核细胞中表达，不具有与天然抗体相似的功能活性，所以其不是发展的主要方向。
[0005]现阶段，动物细胞表达的产品销售额占生物药物的70％，哺乳动物细胞已成为现代生物制药最重要的表达/生产系统，而实现动物细胞规模培养的唯一途径是生物反应器。
[0006]传统反应器有三个技术要素，传氧、混合、控制。目前传氧的主要方式是鼓泡、气升及搅拌桨剪切。这种方式存在的主要问题是鼓泡的气泡破裂产生的张力及搅拌桨剪切力损伤动物细胞。
[0007]高通量筛选是生命科学、药物创新领域的重要技术手段之一，其核心是通过一次实验获得大量的信息，并从中找到有价值的信息。同时，稳定高表达的细胞克隆/细胞株及其优化的培养策略、培养条件、培养工艺也是生物药物高效低成本生产的关键。
[0008]相比于传统的不锈钢材质的生物反应器，一次性生物反应器有操作简单、生产过程稳定、批间准备时间短、生产效率高，无需复杂管道等附属设施、无需清洗和消毒灭菌、生产成本低、易于通过验证等诸多优点，在现代生物技术药物的开发和生产中，得到越来越广泛的发展和推广应用，并成为了生物反应器发展的主要趋势。
[0009]相关现有技术包括标题为“一种叠加式生物反应器系统”技术专利(CN206308363U)，该方案主要涉及一种叠加式生物反应器系统。其中所述的生物反应器可以在同一外部环境和条件下，实现同一个样品或细胞株的平行培养，每个培养容器中的微环境可控。该方案的缺点是只能在振荡器平台上设置一层生物反应器，系统一次培养的细胞或微生物的容量有限，不利于规模化培养。
[0010]因此，需要一种叠加式生物反应器系统，在实现高密度培养的同时，实现细胞或微生物的规模化培养。

技术实现思路

[0011]本技术提供一种叠加式生物反应器系统，以在实现高密度培养的同时，方便地根据需要实现细胞或微生物的规模化培养。
[0012]为达到以上目的，本技术采用的技术方案是：
[0013]一种叠加式生物反应器系统，包括：产生振荡运动的振荡器；安装在振荡器上的多个培养容器，包括至少一个竖向叠加的培养容器组，所述竖向叠加的培养容器组由多个培养容器通过竖向连接机构竖向叠加组成；每个培养容器具有内腔，内腔中设置有用于容纳培养液的一次性培养袋，所述一次性培养袋具有多功能盖板，所述多功能盖板连接到所述培养袋顶部以密封所述培养袋，并且设置有多个通向一次性培养袋内部的接孔；和控制系统，所述控制系统控制所述振荡器的振荡运动和所述一次性培养袋内的培养液的参数。
[0014]优选的，所述叠加式生物反应器系统包括多个竖向叠加的培养容器组。
[0015]优选的，每个竖向叠加的培养容器组包括相同数量的培养容器。
[0016]优选的，至少两个竖向叠加的培养容器组包括不同数量的培养容器。
[0017]优选的，所述培养容器为长方体形或圆柱形；培养容器底部设有均匀分布的支撑腿。
[0018]优选的，所述竖向连接机构包括设置在容器顶部的上连接板以及设置在支撑腿底部的下连接板；所述上连接板上设置有定位珠，所述下连接板上设置有内弧形凹槽。
[0019]优选的，所述竖向连接机构包括设置在生物反应器外围的连接框架，连接框架具有多个竖直支架，竖直支架的底部设置有定位珠，竖直支架的顶部设置有内弧形凹槽。
[0020]优选的，所述定位珠包括套筒，套筒内装有弹簧和碰珠，碰珠直径略大于套筒直径，碰珠突出套筒外，内弧形凹槽与碰珠弧度相吻合、深度小于碰珠半径。
[0021]优选的，所述振荡器包括支撑机构及动力机构，所述支撑机构用于支撑培养容器组，动力机构用于驱动支撑机构按照设定的振幅做回旋往复式的水平振荡运动。
[0022]优选的，所述支撑机构为盘形轴承。
[0023]优选的，所述培养容器组的底层培养容器通过螺栓固定在振荡器上。
[0024]优选的，还包括灌注系统，所述灌注系统包括灌注式培养袋容器，所述灌注式培养袋容器通过管路及所述多功能盖板的接孔与所述培养容器连接，以形成外循环式灌注培养模式。
[0025]优选的，所述控制系统包括手动控制模式和自动控制模式；所述控制系统能对每个培养容器进行独立的监测和控制。
[0026]优选的，其特征在于，所述控制系统对所述培养容器中的一次性培养袋内的以下参数中的一个或者多个进行监测和控制：液位、温度、pH值和溶氧水平。本技术的有益技术效果在于：
[0027]根据本技术的优选实施例，可以解决常规反应器不能方便地按需实现规模化样品培养或细胞克隆高通量筛选和培养工艺优化的问题。根据本技术的优选实施例，可以在同一外部环境和条件下，一次进行多个样品的平行培养，每个培养容器中的微环境可控，是样品高通量筛选尤其是细胞克隆高通量筛选的优选平台。根据本技术的优选实施例，可以在同一外部环境和条件下，一次进行多个候选细胞克隆的平行培养，每个培养容器中的微环境可控，是稳定高表达细胞克隆高通量筛选和培养工艺优化的优选平台。根据本技术的优先实施例，可以在同一外部环境和条件下，实现同一个样品或细胞株的平行培养，每个培养容器中的微环境可控，是样品/细胞培养条件摸索和建立、培养工艺优化、培养基优化和小量样品积累的优选平台。根据本技术的优先实施例，生物反应器可
纵向叠加，横向排列，能够节省空间。根据本技术的优先实施例，多个叠加生物反应器只需要一个动力单元，所有的培养容器中的培养液处于相同的加速减速混合状态，培养结果统一、稳定，以实现细胞或微生物的规模化培养。
附图说明
[0028]附图通过示例性但非限制性的方式对本技术的实施例进行图示。
[0029]图1a示出了根据本技术的一个实施例的叠加式生物反应器系统；图1b示出了图1a的叠加式生物反应器系统的竖向连接装置。
[0030]图2示出了根据本技术的另一个实施例的叠加式生物反应器系统。
[0031]图3示出了根据本技术的一个实施例的多功能盖板。
[0032]图4示出了根据本技术的灌注系统的示例性工作原理。
[0033]图5示出根据本技术的控制系统的示例性布置。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠加式生物反应器系统，其特征在于，包括：产生振荡运动的振荡器；安装在振荡器上的多个培养容器，包括至少一个竖向叠加的培养容器组，所述竖向叠加的培养容器组由多个培养容器通过竖向连接机构竖向叠加组成；每个培养容器具有内腔，内腔中设置有用于容纳培养液的一次性培养袋，所述一次性培养袋具有多功能盖板，所述多功能盖板连接到所述培养袋顶部以密封所述培养袋，并且设置有多个通向一次性培养袋内部的接孔；和控制系统，所述控制系统控制所述振荡器的振荡运动和所述一次性培养袋内的培养液的参数。2.根据权利要求1所述的叠加式生物反应器系统，其特征在于，所述叠加式生物反应器系统包括多个竖向叠加的培养容器组。3.根据权利要求2所述的叠加式生物反应器系统，其特征在于，每个竖向叠加的培养容器组包括相同数量的培养容器。4.根据权利要求2所述的叠加式生物反应器系统，其特征在于，至少两个竖向叠加的培养容器组包括不同数量的培养容器。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的叠加式生物反应器系统，其特征在于，所述培养容器为长方体形或圆柱形；培养容器底部设有均匀分布的支撑腿。6.根据权利要求5所述的叠加式生物反应器系统，其特征在于，所述竖向连接机构包括设置在容器顶部的上连接板以及设置在支撑腿底部的下连接板；所述上连接板上设置有定位珠，所述下连接板上设置有内弧形凹槽。7.根据权利要求5所述的叠加式生物反应器系统，其特征在于，所述竖向连接机构包括设置在生物反应器外围的连接框架，连接框架具有多个竖直支架，竖直支架的底部设置有定位珠，竖直支架的顶部设置有内弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡福林，徐波，冯云峰，
申请(专利权)人：浙江金仪盛世生物工程有限公司，
类型：新型
国别省市：