具有多个过滤器的生物加工灌注系统及其操作方法技术方案

生物加工灌注系统(10)包括生物反应器(12)和进料流路(14)。第一切向流过滤器(16)经由所述进料流路(14)耦合至所述生物反应器(12)，而第二切向流过滤器(18)经由所述进料流路(14)耦合至所述生物反应器(12)。所述第一切向流过滤器(16)为微滤型过滤器，而所述第二切向流过滤器(18)为超滤型过滤器。所述第一切向流过滤器(16)和所述第二切向流过滤器(18)经由渗透物流路(60)进一步耦合至接收单元(58)。所述第一切向流过滤器(16)和所述第二切向流过滤器(18)经由截留物流路(46)进一步耦合至所述生物反应器(12)。控制单元(82)通信耦合至第一进料控制装置(42)、第二进料控制装置(44)、进料驱动单元(40)、第一渗透物控制装置(64)、第二渗透物控制装置(66)、第一截留物控制装置(48)和第二截留物控制装置(50)。制装置(48)和第二截留物控制装置(50)。制装置(48)和第二截留物控制装置(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多个过滤器的生物加工灌注系统及其操作方法


[0001]本说明书的实施方案大体上涉及生物加工系统，并且更具体地涉及具有多个切向流过滤器的生物加工灌注系统和用于操作此种生物加工灌注系统的方法。

技术介绍

[0002]大量的生物药企业依赖于用于流体过滤的过滤技术。过滤系统在食品和饮料产业、化学加工、造纸和精炼产业以及生物加工应用中至关重要。其中，流体过滤加工被用于完成以下一项或多项：例如水的纯化、浓缩，产物溶液或悬浮液的纯化，以及污染物去除(消毒)。精细的流体过滤一般涉及膜技术用于过滤目的的用途。
[0003]具体而言，关于生物加工应用，由于基因工程和生物技术的革命，在近年来细胞培养已引起相当大的兴趣。培养细胞以制备例如用于治疗、研究和诊断的蛋白、疫苗和抗体。
[0004]长期以来已认识到灌注培养为细胞培养提供了相对良好的经济性。在此种操作中，细胞被保留在生物反应器中，而产物与有毒代谢副产物一起被连续地取出。将包含营养物的进料流(例如培养基)不断地添加至生物反应器。灌注培养操作可实现高细胞密度，并允许细胞在较长时间段内维持在高产状态。因此，灌注实现高得多的产率并减小所需的生物反应器尺寸。灌注工序也是用于培养原代或其他生长缓慢细胞的有用技术。灌注工序进一步涉及使用膜技术从生物反应器精细过滤流体以收获细胞。
[0005]如本文所述，灌注工序例如使得生物反应器能够进行稳态连续操作。与灌注工序相关的应用包括细胞浓缩、产物浓缩、细胞/产物浓缩和净化。一般使用诸如交替切向流过滤、切向流过滤、连续离心过滤、旋转过滤等技术进行灌注。
[0006]与使用常规过滤器分离系统相关的缺点为用户一次仅可进行一个工序，例如细胞浓缩或产物浓缩，而不能以结合的方式，其中例如细胞浓缩随后为产物浓缩或反之亦然。此外，在灌注工序结束时，若用户想要进行净化工序以进一步纯化或分离目的产物，则用户需要连接一个或多个装置或更换过滤器以继续工序。
[0007]更换新的过滤器或其他装置以实施不同灌注工序目前需要人工干预，其由于对无菌性和工序完整性的担忧而为不利的，并且其为耗时的工序。进一步地，在常规系统流路的一部分损坏/磨损/撕裂的情况下，难以在不影响生物反应器中内容物的情况下进行修复/更换工序。
[0008]需要增进的生物加工灌注系统和用于操作该生物加工灌注系统的方法。

技术实现思路

[0009]根据一个实施方案，公开了生物加工灌注系统。该生物加工灌注系统包括生物反应器和设置有第一进料控制装置、第二进料控制装置和进料驱动单元的进料流路。该生物加工灌注系统进一步包括经由进料流路耦合至生物反应器的第一切向流过滤器和经由进料流路耦合至生物反应器的第二切向流过滤器。第一切向流过滤器为微滤型过滤器而第二切向流过滤器为超滤型过滤器。该生物加工灌注系统还包括设置有第一渗透物控制装置和
第二渗透物控制装置的渗透物流路，以及设置有第一截留物控制装置和第二截留物控制装置的截留物流路。第一切向流过滤器和第二切向流过滤器经由渗透物流路进一步耦合至接收单元。第一切向流过滤器和第二切向流过滤器经由截留物流路进一步耦合至生物反应器。进一步地，该生物加工灌注系统包括控制单元，其通信耦合至第一进料控制装置、第二进料控制装置、进料驱动单元、第一渗透物控制装置、第二渗透物控制装置、第一截留物控制装置和第二截留物控制装置。该控制单元被配置为控制第一进料控制装置、第二进料控制装置、进料驱动单元、第一截留物控制装置、第二截留物控制装置、第一渗透物控制装置和第二渗透物控制装置。控制步骤使得能够基于灌注工序的类型来控制进料流体经由进料流路从生物反应器向第一切向流过滤器或第二切向流过滤器的流动、截留物流体经由截留物流路从第一切向流过滤器或第二切向流过滤器向生物反应器的流动，以及渗透物流体经由渗透物流路从第一切向流过滤器或第二切向流过滤器向接收单元的流动。
[0010]根据另一个实施方案，公开了用于操作生物加工灌注系统的方法。该方法包括引起进料流体经由进料流路从生物反应器中流出。该方法进一步包括通过控制单元来控制第一进料控制装置、第二进料控制装置、进料驱动单元、第一截留物控制装置、第二截留物控制装置、第一渗透物控制装置和第二渗透物控制装置。控制步骤包括基于灌注工序的类型来控制进料流体经由进料流路从生物反应器向第一切向流过滤器或第二切向流过滤器的流动、截留物流体经由截留物流路从第一切向流过滤器或第二切向流过滤器向生物反应器的流动，和/或渗透物流体经由渗透物流路从第一切向流过滤器或第二切向流过滤器向接收单元的流动。
附图说明
[0011]当参考附图来阅读以下具体实施方式时，本公开内容的这些和其他特征、方面和优点将被更好地理解，其中在整个附图中相同的字符表示相同的部分，其中：
[0012]图1为根据本说明书的实施方案具有多个切向流过滤器的生物加工灌注系统的示意图；和
[0013]图2为说明根据本说明书的实施方案用于操作具有多个切向流过滤器的生物加工灌注系统的方法中涉及的多个步骤的流程图。
具体实施方式
[0014]出于促进理解本公开内容的原理的目的，现在将参考附图中说明的实施方案，并且将使用特定语言来描述它们。然而应理解，并不预期因此对本公开内容的范围进行限制。如与本公开内容相关的领域的技术人员正常将想到的，所考虑的如本文所述的对本公开内容的此类变化和进一步的修改以及对本公开内容的原理的此类进一步应用被视为本公开内容的一部分。
[0015]本领域技术人员将理解前面的概述和以下的详述对本公开内容为示例性和解释性的，且并不预期对其为限制性的。
[0016]除非另有定义，否则本文所用的技术和科学术语均具有本公开内容所属
的普通技术人员所通常理解的相同含义。如本文所用，术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量、或重要性，而是被用于区分一种元素与另一种元素。术语“包含(comprises)”，
“
包含(comprising)”或其任何其他变体预期涵盖非排他性的包含，以使得包含一系列步骤的工序或方法不仅包括那些步骤，还可包括未明确列出的或此种工序或方法固有的其他步骤。类似地，前接“包含...一个”的一个或多个装置或子系统或元素或结构或组分，在没有更多限制的情况下，并不排除存在其他装置、其他子系统、其他元素、其他结构、其他组分、另外的装置、另外的子系统、另外的元素、另外的结构或另外的组分。贯穿本说明书，短语“在一个实施方案中”、“在另一个实施方案中”和类似语言的出现可以但不一定全部指相同的实施方案。
[0017]除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语均具有本公开内容所属
的普通技术人员所通常理解的相同含义。本文提供的系统、方法和实例仅为说明性的，且并不预期进行限制。
[0018]本公开内容的实施方案将在下文参考附图详细描述。
[0019]根据本公开内容的一个实施方案，公开了生物加工灌注系统。该生物加工系统包括生物反应器和进料流路，所述进料流路设置有第一进料控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.生物加工灌注系统(10)，其包含：生物反应器(12)；设置有第一进料控制装置(42)、第二进料控制装置(44)和进料驱动单元(40)的进料流路(14)；经由所述进料流路(14)耦合至所述生物反应器(12)的第一切向流过滤器(16)，其中所述第一切向流过滤器(16)为微滤型过滤器；经由所述进料流路(14)耦合至所述生物反应器(12)的第二切向流过滤器(18)，其中所述第二切向流过滤器(18)为超滤型过滤器；设置有第一渗透物控制装置(64)和第二渗透物控制装置(66)的渗透物流路(60)，其中所述第一切向流过滤器(16)和所述第二切向流过滤器(18)经由所述渗透物流路(60)进一步耦合至接收单元(58)；设置有第一截留物控制装置(48)和第二截留物控制装置(50)的截留物流路(46)，其中所述第一切向流过滤器(16)和所述第二切向流过滤器(18)经由所述截留物流路(46)进一步耦合至所述生物反应器(12)；和通信耦合至所述第一进料控制装置(42)、所述第二进料控制装置(44)、所述进料驱动单元(40)、所述第一渗透物控制装置(64)、所述第二渗透物控制装置(66)、所述第一截留物控制装置(48)和所述第二截留物控制装置(50)的控制单元(82)，其中所述控制单元(82)被配置为控制所述第一进料控制装置(42)、所述第二进料控制装置(44)、所述进料驱动单元(40)、所述第一截留物控制装置(48)、所述第二截留物控制装置(50)、所述第一渗透物控制装置(64)和所述第二渗透物控制装置(66)，以基于灌注工序的类型来控制进料流体(20)经由所述进料流路(14)从所述生物反应器(12)向所述第一切向流过滤器(16)或所述第二切向流过滤器(18)的流动、截留物流体(51)经由所述截留物流路(46)从所述第一切向流过滤器(16)或所述第二切向流过滤器(18)向所述生物反应器(12)的流动，和渗透物流体(72)经由所述渗透物流路(60)从所述第一切向流过滤器(16)或所述第二切向流过滤器(18)向所述接收单元(58)的流动。2.如权利要求1中所述的生物加工灌注系统(10)，其进一步包含耦合至所述渗透物流路(14)的渗透物流传感器(74)，其中所述控制单元(82)通信耦合至所述渗透物流传感器(74)。3.如权利要求1或2中所述的生物加工灌注系统(10)，其进一步包含：耦合至所述进料流路(14)的进料压力传感器(76)；耦合至所述截留物流路(46)的截留物压力传感器(78)；和耦合至所述渗透物流路(60)的渗透物压力传感器(80)；其中所述控制单元(82)通信耦合至所述进料、截留物和渗透物压力传感器(76、78、80)。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的生物加工灌注系统(10)，其中所述进料流路(14)包含主进料部分(22)、第一分支进料部分(24)和第二分支进料部分(26)，其中所述生物反应器(12)经由所述主进料部分(22)和所述第一分支进料部分(24)耦合至所述第一切向流过滤器(16)，以及其中所述生物反应器(12)经由所述主进料部分(22)和所述第二分支进料部分(26)耦合至所述第二切向流过滤器(18)。
5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的生物加工灌注系统(10)，其中所述第一进料控制装置(42)耦合至所述第一分支进料部分(24)，其中所述第二进料控制装置(44)耦合至所述主进料部分(22)或所述第二分支进料部分(26)，以及其中所述第二进料控制装置(44)位于所述第一分支进料部分(24)的下游。6.如权利要求1
‑
5中任一项所述的生物加工灌注系统(10)，其中所述渗透物流路(60)包含第一渗透物流路部分(68)和第二渗透物流路部分(70)，其中所述第一切向流过滤器(16)经由所述第一渗透物流路部分(68)和所述第二渗透物流路部分(70)耦合至所述接收单元(58)。7.如权利要求6中所述的生物加工灌注系统(10)，其中所述第二切向流过滤器(18)经由所述第二渗透物流路部分(70)耦合至所述接收单元(58)。8.如权利要求6或7中所述的生物加工灌注系统(10)，其中所述第一渗透物控制装置(64)耦合至所述第一渗透物流路部分(68)，其中所述第二渗透物控制装置(66)耦合至所述第二渗透物流路部分(70)，以及其中所述第一渗透物流路部分(68)在所述第二渗透物控制装置(66)的下游位置处耦合至所述第二渗透物流路部分(70)。9.如权利要求1
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8中任一项所述的生物加工灌注系统(10)，其中所述截留物流路(46)包含主截留物部分(52)、第一分支截留物部分(54)和第二分支截留物部分(56)，其中所述生物反应器(12)经由所述主截留物部分(52)和所述第一分支截...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：环球生命科技咨询美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：