用于连续商业规模质粒生产的自动化整合系统技术方案

本申请提供了用于以商业规模制备纯化的质粒DNA的自动化系统。质粒DNA的自动化系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于连续商业规模质粒生产的自动化整合系统


[0001]本专利技术涉及用于以商业规模制备纯化的质粒DNA的自动化系统。

技术介绍

[0002]目前对质粒需求的巨大增长与不断增长的细胞和基因疗法领域有关。基因疗法一般以病毒载体作为其主要组分之一，病毒载体的生产依赖于质粒。随着对起始材料、生产中间体和最终转导或转染手段的需求增加，由此产生的生产积压可能会变得更加严重。认为质粒制造商今天面临的主要风险是无法恰当地并且在正确时间为行业提供特定的质粒。这可能导致全球研发渠道的进展放缓，并对市场期望和等待新产品和解决方案以满足其特定需求的患者的期望产生负面影响。
[0003]为了及时生产所需数量的质粒，所需制造设备的自动化和整合是关键要求。此外，为了生产高质量的质粒，必须设计设备和操作以防止交叉污染。为此，必须对系统进行远程控制和操作，以减少操作员的干预。本文披露的这一系统设计用于自动化连续生产可扩展数量的质粒，并由计算机控制和操作。该设计将解决时间、数量和交叉污染风险的问题。

技术实现思路

[0004]本文提供了自动化质粒制备模块，其包括多个操作单元和至少一个多轴机器人，其中，该多个操作单元包括至少A)用于培养和裂解质粒转化的细菌的培养裂解单元，B)用于获得纯化的质粒DNA的纯化单元，和C)任选的质量控制单元；并且该多轴机器人被编程以控制和操作该多个操作单元。
[0005]在自动化质粒制备模块的一个实施例中，该模块进一步包括轨道，多轴机器人在该轨道上在多个操作单元之间移动。
[0006]在自动化质粒制备模块的另一个实施例中，多轴机器人包括机械臂、试管和瓶的保持手段、加盖/开盖手段、振荡机构、一个或多个液体分配单元，以及用于接收来自多个操作单元的信号的一个或多个传感器。
[0007]在自动化质粒制备模块的另一个实施例中，A)培养裂解单元包括一系列具有一个或多个振荡架的培养箱、一个或多个离心机和至少一个灭菌器，并且B)纯化单元包括一个或多个真空歧管、一个或多个离心机、一个或多个柱托盘，每个托盘都容纳有一定数量的DNA柱，其中每个DNA柱具有开放上端、开放下端、能够捕获质粒DNA的固相，以及在所述固相上方的过滤器。
[0008]本文进一步提供了自动化质粒制备系统，其包括上述自动化整合质粒制备模块中的一个或多个。
[0009]本文还进一步提供了利用上述自动化质粒制备系统的自动化质粒制备方法，其中多轴机器人被编程为同时操作每个模块。
[0010]本文还进一步提供了利用上述自动化质粒制备系统的自动化质粒制备方法，其中，多轴机器人被编程为，
[0011]A)利用培养裂解单元培养和裂解质粒DNA；并且
[0012]B)利用纯化单元纯化所述质粒DNA。
[0013]在所述自动化质粒制备过程的一个实施例中，其中，在A)培养和裂解步骤中，每个多轴机器人被编程为，
[0014]a)接收一系列培养箱，每个培养箱容纳有一定数量的空培养瓶；
[0015]b)依次地每次对于每个培养箱，向所述培养瓶中的每个中填充生长培养基并接种质粒转化的细菌样品；
[0016]c)在完成步骤b)的所述一系列培养箱中之一的培养后，取出所述培养瓶中的一个或多个并将它们加载入所述离心机；
[0017]d)离心完成后，从所述离心机取出一个培养瓶，并倾析上清液；
[0018]e)将重悬浮试剂、裂解试剂和中和试剂依次添加至步骤d)的所述培养瓶中，每次添加后轻轻振荡；
[0019]f)将步骤e)的所述培养瓶放入所述离心机中；
[0020]g)重复步骤d)
‑
f)直到所述离心机满载。
[0021]在上述自动化质粒制备方法的另一个实施例中，在B)纯化步骤中，每个多轴机器人被编程为，
[0022]h)取出平衡的DNA柱，在步骤g)之后，并完成离心后，依次从所述离心机取出所述培养瓶中的每个，并将所述过滤器顶部的上清液移入所述平衡的DNA柱中的每个中；
[0023]i)将所述DNA柱放置在能够容纳一组DNA柱的真空歧管的顶部；
[0024]j)对所述DNA柱施加压力并丢弃洗脱液；
[0025]k)向所述DNA柱中添加洗涤缓冲液，对所述DNA柱施加压力，并丢弃所述过滤器和洗脱液；
[0026]l)任选地重复步骤k)1
‑
3次；
[0027]m)对于所述DNA结合柱中的每个，在其下方放置一个收集瓶；
[0028]n)在来自步骤m)的所述DNA柱中的每个中添加洗脱缓冲液并对所述DNA柱施加压力以洗脱所述收集试管中的水性样品；
[0029]o)在来自步骤n)的所述收集试管中的每个中添加异丙醇，然后涡旋；
[0030]p)依次将来自步骤o)的所述收集试管中的每个放入所述离心机中，直到离心机满载；
[0031]q)离心完成后，依次从所述离心机取出所述收集试管中的每个，并倾析上清液；
[0032]r)依次将水添加到来自q)的所述收集试管中的每个中以重悬浮样品并将样品悬浮液中的每个移至一系列样品小瓶中的每个中。
[0033]在上述自动化质粒制备方法的另一个实施例中，在步骤b)之后，所述一系列培养箱中的每个被编程以感测接种的完成并开始培养，或者所述多轴机器人被编程以向所述一系列培养箱中的每个发送信号并开始培养。
[0034]在上述自动化质粒制备方法的另一个实施例中，在步骤c)之后和在步骤g)之后，所述离心机被编程以感测装载完成从而开始离心，或者所述多轴机器人被编程以向所述离心机发送信号从而开始离心。
[0035]在上述自动化质粒制备方法的另一个实施例中，在步骤i)之后，
[0036]如果所述真空歧管未满，
[0037]i)如果来自步骤d)的所述离心机不是空的，重复步骤d)
‑
i)；
[0038]ii)如果来自步骤d)的所述离心机是空的，并且来自步骤c)的所述一系列培养箱中之一不是空的，重复步骤c)
‑
i)；
[0039]iii)如果来自步骤d)的所述离心机是空的，来自步骤c)的所述一系列培养箱中之一是空的，并且系列中的下一个培养箱已发送完成信号，重复步骤c)
‑
i)；以及
[0040]iv)如果来自步骤d)的所述离心机是空的，来自步骤c)的所述一系列培养箱中之一是空的，并且系列中的下一个培养箱未发送完成信号，则等待直到系列中的下一个培养箱已发送完成信号以重复步骤c)
‑
i)。
[0041]在上述自动化质粒制备方法的另一个实施例中，在步骤r)之后，如果步骤c)的培养瓶剩余，重复步骤c)
‑
r)；如果步骤c)的培养瓶没有剩余，重复步骤a)
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r)或结束过程。
[0042]在上述自动化质粒制备方法的另一个实施例中，在步骤h)之后，所述多轴机器人被进一步编程以将所述培养瓶放置到回收站进行清洁和再利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自动化质粒制备模块，其包括多个操作单元和至少一个多轴机器人，其中，所述多个操作单元包括至少A)用于培养和裂解质粒转化的细菌的培养裂解单元，B)用于获得纯化的质粒DNA的纯化单元，和C)任选的质量控制单元；并且所述多轴机器人被编程以控制和操作所述多个操作单元。2.如权利要求1所述的自动化质粒制备模块，其进一步包括轨道，所述多轴机器人在该轨道上在所述多个操作单元之间移动。3.如权利要求1或2所述的自动化质粒制备模块，其中，所述多轴机器人包括机械臂、试管和瓶的保持手段、加盖/开盖手段、振荡机构、一个或多个液体分配单元、以及用于接收来自所述多个操作单元的信号的一个或多个传感器。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的自动化质粒制备模块，其中，所述A)培养裂解单元包括一系列具有一个或多个振荡架的培养箱、一个或多个离心机和至少一个灭菌器，并且所述B)纯化单元包括一个或多个真空歧管、一个或多个离心机、一个或多个柱托盘，每个柱托盘容纳有一定数量的DNA柱，其中每个DNA柱具有开放上端、开放下端、能够捕获质粒DNA的固相、以及在所述固相上方的过滤器。5.一种自动化质粒制备系统，其包括一个或多个如权利要求1
‑
4中任一项所述的自动化整合质粒制备模块。6.一种利用如权利要求5所述的自动化质粒制备系统的自动化质粒制备方法，其中所述多轴机器人被编程为同时操作所述模块中的每个。7.一种利用如权利要求5所述的自动化质粒制备系统的自动化质粒制备方法，其中，所述多轴机器人被编程为，A)利用所述培养裂解单元培养和裂解质粒DNA；并且B)利用所述纯化单元纯化所述质粒DNA。8.如权利要求7所述的自动化质粒制备方法，其中，在所述A)培养和裂解步骤中，每个多轴机器人被编程为，a)接收一系列培养箱，每个培养箱容纳有一定数量的空培养瓶；b)依次地每次对于每个培养箱，向所述培养瓶中的每个中填充生长培养基并接种质粒转化的细菌样品；c)在完成步骤b)的所述一系列培养箱中之一的培养后，取出所述培养瓶中的一个或多个并将它们加载入所述离心机；d)离心完成后，从所述离心机取出一个培养瓶，并倾析上清液；e)将重悬浮试剂、裂解试剂和中和试剂依次添加至步骤d)的所述培养瓶中，每次添加后轻轻振荡；f)将步骤e)的所述培养瓶放入所述离心机中；g)重复步骤d)
‑
f)直到所述离心机满载。9.如权利要求7或8所述的自动化质粒制备方法，其中，在所述B)纯化步骤中，每个多轴机器人被编程为，h)取出平衡的DNA柱，在步骤g)之后，并完成离心后，依次从所述离心机取出所述培养瓶中的每个，并将所述过滤器顶部的上清液移入所述平衡的DNA柱中的每个中；i)将所述DNA柱放置在能够容纳一组DNA柱的真空歧管的顶部；
j)对所述DNA柱施加压力并丢弃洗脱液；k)向所述DNA柱中添加洗涤缓冲液，对所述DNA柱施加压力，并丢弃所述过滤器和洗脱液；l)任选地重复步骤k)1
‑
3次；m)对于所述DNA结合柱中的每个，在其下方放置一个收集瓶；n)在来自步骤m)的所述DNA柱中的每个中添加洗脱缓冲液并对所述DNA柱施加压力以洗脱所述收集试管中的水性样品；o)在来自步骤n)的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：美国金斯瑞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：