一种碱裂解处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种碱裂解处理系统，包括顺次连通的备料管路、盘管、中和管路；备料管路上游并联设置有菌液罐和碱液罐；中和管路上游连通有与盘管并联布置的酸液罐；中和管路的下游连通有中和罐。该碱裂解处理系统能够快速高效地实施碱裂解的各工艺步骤，从而满足大规模批量生产的需求。模批量生产的需求。模批量生产的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种碱裂解处理系统


[0001]本技术涉及mRNA疫苗制备工艺设备及其配套处理
，特别涉及一种碱裂解处理系统。

技术介绍

[0002]mRNA疫苗是继灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗和病毒载体疫苗后的第三代疫苗，其具有针对病原体变异反应速度快、生产工艺简单、易规模化扩大等特点。
[0003]mRNA疫苗是一种核酸疫苗，通过将病毒的部分mRNA片段注入人体细胞内产生抗原，再由此激发特异性免疫反应，达到形成免疫记忆的效果。
[0004]具体而言，mRNA是DNA转化为蛋白质的中间体，这也是它名称的由来，即信使RNA(messenger RNA)。mRNA疫苗中的mRNA片段编码病毒表面的某些蛋白或受体。疫苗递送人工编辑后的mRNA进入人体细胞，在体内“借用”人体自身细胞转译mRNA为蛋白质。此类mRNA在经过转译后会表达成为病毒所具有的某种抗原蛋白。虽然产生的抗原是由自身细胞制造，但由于其氨基酸序列具有外源性，因此仍旧会激发B细胞和T细胞针对此抗原蛋白的特异性免疫反应，并建立免疫记忆。
[0005]mRNA疫苗的生产可分为三大阶段，一是DNA原液制备，二是mRNA原液的制备，三是利用脂质微粒进行包封。
[0006]第一步：DNA质粒制备：
[0007]原液制备开始于质粒构建。通常使用的DNA质粒为环状质粒，质粒上含有设计好的序列模块。利用电流打破细胞膜，并将环状DNA质粒引入大肠杆菌。此后，大肠杆菌被储藏于含有大量营养物质的溶液中进行繁殖扩增。大肠杆菌每20分钟分裂一次，4天内可以得到数万亿DNA质粒。提取并纯化DNA质粒，过滤溶液，去除细菌及其他物质。利用酶将纯化后的环状DNA质粒切割为链状。将所得溶液分装冷藏，通过质量控制环节，并运送至下一阶段的生产加工场所。
[0008]第二步：体外转录：
[0009]第二阶段的目的是将DNA链转化为mRNA。上一步制备得到的DNA链与酶和核苷酸混合在10加仑容量的容器中，RNA聚合酶(RNA polymerase)会将DNA转录为mRNA。这一步骤被称为体外转录(IVT)。得到mRNA后，DNA以及其他物质将被滤除，mRNA被装进购物袋大小的塑料包装中，每袋含有约500万到1000万剂次的mRNA原料。
[0010]第三步：递送系统装载：
[0011]第三阶段的流程目的是将mRNA包裹进脂质载体(LNP)中。脂质悬浮于酒精溶液中，与mRNA接触并将其包裹，两种物质通过相反电荷相吸引。之后，原液经过切向流过滤(TFF)滤除溶液中多余的脂质、酒精等杂质，并制成最终的mRNA疫苗溶液。
[0012]第四步：灌装检验：
[0013]在上述三个生产阶段都完成后，mRNA疫苗原液即可进行灌装、分发。
[0014]质粒生产是mRNA药物的第一步，通常采用含有目的核苷酸序列的重组大肠杆菌
(E.coli)发酵，用于扩增生产足量的质粒。其生产过程包括菌株培养、生产发酵、收获、碱裂解、澄清过滤、浓缩换液、层析纯化、浓缩换液、线性化、纯化换液、过滤分装、冷冻储存等步骤。
[0015]大肠杆菌经过培养，在其菌体内产生大量的质粒。首先，需要采用离心的方法，对菌体进行收集。然后使用重悬液将菌体重悬，再采用强碱裂解菌体。在实验室规模下，可以采用小体积的容器，如烧杯或者50L以下体积的容器，分别配制碱液和酸液，然后采用人工方式，直接将碱液倾倒入菌悬液中，如此可以准确控制碱裂解的时间。
[0016]需要注意的是，大肠杆菌收集后，会进行碱裂解，以便破坏大肠杆菌的细胞壁，释放内含的质粒。在此步骤工艺中，碱裂解时间是关键指标，要求控制在4～6分钟。若碱裂解的时间过短，则细胞壁不能完全被破坏，质粒不能充分释放，从而造成质粒收率低。若碱裂解的时间过长，则强碱条件下质粒被破坏，形成多种长度的片段，导致质量不合格。
[0017]然而，现有的碱裂解工艺，均为实验室规模，不能应用于规模放大的高强度批量作业，无法满足大规模工业化生产需要。且现有技术需大量的预处理步骤，如需事先配制菌体混悬液、碱液、中和液等，如何在较短时间内(4
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6分钟)，将大量碱液快速加入菌体混悬液，并搅拌均匀，然后快速加入酸液中和至中性条件，成为了当前的技术难点，也限制了相应的mRNA疫苗大规模批量生产。
[0018]因此，如何快速高效地实施碱裂解的各工艺步骤，以满足大规模批量生产的需求是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0019]本技术的目的是提供一种碱裂解处理系统，该碱裂解处理系统能够快速高效地实施碱裂解的各工艺步骤，从而满足大规模批量生产的需求。
[0020]为解决上述技术问题，本技术提供一种碱裂解处理系统，包括沿物料输送方向顺次连通的备料管路和中和管路，所述备料管路与所述中和管路之间连通有盘管；
[0021]所述备料管路的上游并联设置有菌液罐和碱液罐，所述菌液罐的顶部具有供固体原料进入的第一投料口以及供液体原料通入的第一进料口，所述菌液罐的底部具有与所述备料管路连通的第一排料口；所述碱液罐的顶部具有供固体原料进入的第二投料口以及供液体原料通入的第二进料口，所述碱液罐的底部具有与所述备料管路连通的第二排料口；
[0022]所述中和管路的上游连通有与所述盘管并联布置的酸液罐，所述酸液罐的顶部具有供固体原料进入的第三投料口以及供液体原料通入的第三进料口，所述酸液罐的底部具有与所述中和管路连通的第三排料口；
[0023]所述中和管路的下游连通有中和罐。
[0024]优选地，所述第一排料口与所述备料管路之间连通有第一导料管路，所述第二排料口与所述备料管路之间连通有第二导料管路，所述第三排料口与所述中和管路之间连通有第三导料管路；
[0025]所述第一导料管路、所述第二导料管路、所述第三导料管路上均设置有自控阀。
[0026]优选地，所述第一导料管路、所述第二导料管路、所述第三导料管路上均设置有流量泵。
[0027]优选地，所述第二导料管路与所述备料管路的连通处、所述第三导料管路与所述
中和管路的连通处均设置有高效混合器。
[0028]优选地，所述菌液罐、所述碱液罐、所述酸液罐、所述中和罐内均设置有搅拌装置。
[0029]优选地，所述搅拌装置为磁力搅拌桨。
[0030]优选地，所述菌液罐、所述碱液罐、所述酸液罐、所述中和罐的外部均设置有重量监控器。
[0031]优选地，所述备料管路和所述中和管路上均设置有若干物料检测器。
[0032]优选地，所述中和罐至少为两个，且各所述中和罐相互并联布置。
[0033]相对上述
技术介绍
，本技术所提供的碱裂解处理系统，其工作运行过程中，将配制菌液所需的固体原料经由第一投料口置入菌液罐内，并将配制菌液所需的液体原料经由第一进料口通入菌液罐内，以便在菌液罐内即可完成菌液制备；同时，将配制碱液所需的固体原料和液体原料分别经由第二投料口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱裂解处理系统，其特征在于，包括沿物料输送方向顺次连通的备料管路和中和管路，所述备料管路与所述中和管路之间连通有盘管；所述备料管路的上游并联设置有菌液罐和碱液罐，所述菌液罐的顶部具有供固体原料进入的第一投料口以及供液体原料通入的第一进料口，所述菌液罐的底部具有与所述备料管路连通的第一排料口；所述碱液罐的顶部具有供固体原料进入的第二投料口以及供液体原料通入的第二进料口，所述碱液罐的底部具有与所述备料管路连通的第二排料口；所述中和管路的上游连通有与所述盘管并联布置的酸液罐，所述酸液罐的顶部具有供固体原料进入的第三投料口以及供液体原料通入的第三进料口，所述酸液罐的底部具有与所述中和管路连通的第三排料口；所述中和管路的下游连通有中和罐。2.如权利要求1所述的碱裂解处理系统，其特征在于，所述第一排料口与所述备料管路之间连通有第一导料管路，所述第二排料口与所述备料管路之间连通有第二导料管路，所述第三排料口与所述中和管路之间连通有第三导料管路；所述第一导料管路、所述第二导料管路、所述第三导料管路上均设置有自控阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，陈丽敏，姚兵，郑士灼，李文宾，孙召朋，张兵，高进，胡待弟，吕晓倩，
申请(专利权)人：石药集团巨石生物制药有限公司，
类型：新型
国别省市：