用于生产接种物的过程和系统技术方案

公开了一种生产用于下游细胞生产的接种物的过程和系统。所述接种物在灌注生物反应器中生产，其中营养介质进料随着所述生物反应器内生物质浓度增加而增加。生物质传感器可以用于周期性地或连续地监测生物质浓度。可以将该信息供应给控制器，用于以与生产具有增加的细胞密度的接种物成正比的方式自动增加营养介质进料速率。所述过程和系统还可以包括用于在所述过程期间在所述灌注生物反应器内维持恒定容积水平的自动子系统。定容积水平的自动子系统。定容积水平的自动子系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产接种物的过程和系统

技术介绍

[0001]生物反应器广泛用于生物制药工业内，所述生物反应器是可以在实验室或工业规模上进行生物反应或过程的设备。生物反应器可以用于生产所有不同类型的生物产物。生物产物可以包括例如细胞培养物和衍生自细胞培养物的材料，包括饮料、生物燃料、生物能、生物化学品、抗生素、氨基酸、酶、单克隆抗体、单体、蛋白质、食品培养物、生物聚合物、醇、调味剂、香料等。在一些实施例中，细胞培养物可以生长用于细胞疗法。细胞疗法是通过施用已经离体操作或改变的自体、同种异体或异种细胞来预防、治疗、治愈或减轻人的疾病或损伤。细胞疗法的一个目标是修复、替换或恢复受损组织或器官。
[0002]细胞培养物通常以分批过程生长，其中生物材料保持在生物反应器中直到反应时间结束。在这些过程的某些中，含在生物反应器内的流体培养基可以被周期性地或连续地去除和再进料，以便补充含在流体培养基内的营养物和可能去除在该过程期间产生的有害副产物。
[0003]在如以上所描述的分批反应器中使细胞培养物生长之前，首先进行接种过程。例如，需要微生物的接种物以提供具有期望的微生物活细胞计数的群体，其适合于按比例放大到适于商业规模生产的水平。目前，接种过程以分批模式进行。由于营养物限制和抑制性代谢物的积累，与这些常规过程相比，对最大细胞密度存在限制。在接种过程期间较低的细胞密度可以导致商业分批反应器中所需的时间周期延长。例如，进料到具有较低的细胞密度的分批反应器的接种物需要下游生产生物反应器首先花费大量的时间产生细胞团，而不是生产所期望的生物产物，诸如蛋白质。最终，在较大的商业分批反应器内需要较长的温育时间，这直接影响总体过程的效率。
[0004]鉴于以上所述，需要存在改进的方法和系统，用于生产微生物的接种物，以便随后转移到更大的生产生物反应器中。还需要存在取得接种物的方法和系统，其可以在接种过程期间达到更高的活细胞计数并且产生更高的细胞密度。还需要存在生产接种物的接种过程，该接种物可以被进料到生产生物反应器中并且减少生产生物反应器中生产生物产物所需的时间量。

技术实现思路

[0005]通常，本公开涉及在培养过程中产生快速增加的细胞密度和活细胞计数的接种过程。本公开的接种过程和系统通常包括灌注生物反应器，其中灌注速率随着细胞培养物生物质的增加而变化和增加，而不是保持恒定。事实上，可以使用自动的方法基于实时生物质测量来调节到灌注生物反应器的营养物进料速率。通过该过程，可以生产具有显著增加的细胞密度和/或活细胞计数的接种物。然后可以将接种物进料到更大的生产生物反应器用于生产生物产物，诸如蛋白质。通过本公开的接种过程和系统，生产生物反应器中所需的时间量可以显著减少，这可以显著增加该过程的生产量。我们已经发现，当基于活细胞容积/生物容积(biovolume)的测量时，灌注速率的控制得到改进，这与基于活细胞密度的先前方法形成对比。
[0006]因此，在第一方面，本公开涉及生产用于后续细胞培养生产过程的接种物的过程，其包含：
[0007]将细胞培养物引入灌注生物反应器；
[0008]以一定流速向灌注生物反应器进料营养介质并且从灌注生物反应器中取出流体介质；
[0009]使用生物质传感器确定灌注生物反应器内随时间推移的生物质浓度，该生物质传感器与控制器连通；以及
[0010]基于由生物质传感器感测的生物质浓度调节进入灌注生物反应器的营养介质流速，该控制器被配置成基于从生物质传感器接收的信息调节该介质流速，
[0011]其中基于以下关系调节该营养介质流速：
[0012][0013]其中K是生物容积比灌注速率(mL进料/mL生物容积/天)；
[0014]是生物容积分数并且是在细胞的细胞膜内部的灌注生物反应器的容积，表示为百分比或分数(mL生物容积/mL生物反应器)；以及
[0015]P是以m进料/m生物反应器/天表示的灌注速率。
[0016]在相关的实施例中，本专利技术还涉及生产用于后续细胞培养物生产过程的接种物的过程，其包含：
[0017]将细胞培养物引入灌注生物反应器；
[0018]以一定流速向灌注生物反应器进料营养介质并且从灌注生物反应器中取出流体介质；
[0019]使用生物质传感器确定灌注生物反应器内随时间推移的生物容积分数，该生物质传感器与控制器连通；以及
[0020]基于生物容积分数调节进入灌注生物反应器的营养介质流速，控制器被配置成基于从生物质传感器接收的信息调节介质流速，
[0021]其中基于以下关系调节该营养介质流速：如以上所描述的。
[0022]该过程可以用于生产用于后续细胞培养物生产方法的接种物，诸如生产感兴趣的生物产物。该过程可以包括将细胞培养物引入灌注生物反应器。营养介质可以以一定流速进料到灌注生物反应器。同时，流体介质可以从灌注生物反应器中抽取。从灌注生物反应器抽取的流体介质也可以被过滤以防止细胞损失。在灌注生物反应器中的细胞培养物生长期间，使用与灌注生物反应器中的细胞培养物流体连通的生物质传感器随时间确定生物质浓度。生物质传感器还可以与控制器连通。然后可以基于由生物质传感器发送的生物质浓度调节营养介质流速。控制器可以被配置成基于从生物质传感器接收的信息调节介质流速。
[0023]例如，生物质传感器可以包含适合于放置在灌注生物反应器内的电容传感器。可替代地，生物质传感器可以包含光学细胞计数器。在一个实施例中，例如，灌注生物反应器可以与自动采样系统流体连通。自动采样系统可以连续地或周期性地从灌注生物反应器中去除样品以使用生物质传感器进行测试。在一个实施例中，生物质传感器可以至少每6小时，诸如至少每4小时，诸如至少每30分钟，诸如至少每10分钟获取生物质浓度读数。可以将生物质浓度测量值供应给控制器，该控制器可以包括用于确定营养介质流速的算法。例如，可以基于以下关系调节该营养介质流速：
[0024][0025]其中K是生物容积比灌注速率(mL进料/mL生物容积/天)；
[0026]是生物容积分数并且是在细胞的细胞膜内部的灌注生物反应器的容积，表示为百分比或分数(mL生物容积/mL生物反应器)；以及
[0027]P是以mL进料/mL生物反应器/天表示的灌注速率。
[0028]通常，控制器可以被配置成当生物反应器内的细胞密度增加时增加进入灌注生物反应器的营养介质流速。
[0029]除了控制进料到灌注生物反应器中的营养介质流速之外，还可以控制从灌注生物反应器中抽取的流体介质流速。例如，在一个实施例中，可以确定灌注生物反应器内的生物质和流体介质的量。基于该量，可以选择性地增加或减少从灌注生物反应器抽取流体介质的速率。在一个实施例中，例如，灌注生物反应器内的生物质和流体介质的量可以使用称重装置来确定。该称重装置可以与控制器连通。基于来自称重装置的重量信息，控制器可以被配置成控制与灌注生物反应器流体连通的泵送装置以选择性地增加或减少流体介质的抽取速率。例如，抽取流体介质的速率可以以这样的方式进行，使得在灌注生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产用于后续细胞培养物生产过程的接种物的过程，其包含：将细胞培养物引入灌注生物反应器；以一定流速向所述灌注生物反应器进料营养介质并且从所述灌注生物反应器中取出流体介质；使用生物质传感器确定所述灌注生物反应器内随时间推移的生物质浓度，所述生物质传感器与控制器连通；以及基于由所述生物质传感器感测的生物质浓度调节进入所述灌注生物反应器的所述营养介质流速，所述控制器被配置成基于从所述生物质传感器接收的信息调节所述介质流速，其中基于以下关系调节所述营养介质流速：其中K是生物容积比灌注速率(mL进料/mL生物容积/天)；是生物容积分数并且是在细胞的细胞膜内部的所述灌注生物反应器的容积，表示为百分比或分数(mL生物容积/mL生物反应器)；以及P是以mL进料/mL生物反应器/天表示的所述灌注速率。2.根据权利要求1所述的过程，其中所述生物质传感器是电容传感器。3.根据权利要求1或权利要求2所述的过程，其中所述控制器被配置成随着所述生物质浓度增加而增加所述营养介质的所述流速。4.根据前述权利要求中任一项所述的过程，其进一步包含以下步骤：确定所述灌注生物反应器内的流体介质的量，并且基于所述量，选择性地增加或降低从所述灌注生物反应器抽取所述流体介质的速率。5.根据权利要求4所述的过程，其中通过使用称重装置称重所述灌注生物反应器来确定所述灌注生物反应器内的所述流体介质的所述量。6.根据权利要求5所述的过程，其中所述称重装置与所述控制器连通，并且基于来自所述称重装置的重量信息，所述控制器被配置成控制与所述灌注生物反应器流体连通的泵送装置以选择性地增加或减少抽取流体介质的速率。7.根据权利要求4所述的过程，其中通过测量容积来确定所述灌注生物反应器内的所述流体介质的所述量。8.根据前述权利要求中任一项所述的过程，其中所述灌注生物反应器中所述细胞培养物中的细胞密度随时间增加，诸如每天增加至少60％。9.根据前述权利要求中任一项所述的过程，其中所述生物质传感器至少每6小时确定所述灌注反应器内的所述生物质浓度。10.根据前述权利要求中任一项所述的过程，其中所述灌注生物反应器具有约10L至约4000L的容积。11.根据前述权利要求中任一项所述的过程，其中在温育期后，所述过程进一步包括将所述细胞培养物从所述灌注生物反应器转移到第二生物反应器，所述第二生物反应器具有大于所述灌注生物反应器容积的容积，所述灌注生物反应器与所述第二生物反应器之间的容积比率为1:3至1:40，诸如约1:4至约1:10。
12.根据权利要求11所述的过程，其中所述细胞培...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：隆萨有限公司，
类型：发明
国别省市：