用于通过毛细管聚合酶链式反应制备DNA产物的设备制造技术

本发明专利技术涉及用于通过毛细管聚合酶链式反应(PCR)制备DNA产物的设备；药物产品的制造设备；药物产品的制造模块；通过毛细管聚合酶链式反应制备DNA产物的方法；设备用于通过聚合酶链式反应制备DNA产物的用途；以及设备用于生产药物产品的用途。用于通过毛细管聚合酶链式反应制备DNA产物的设备包括用于引导PCR液体的管、第一隔室和至少第二隔室。管弯曲着至少从第一隔室到第二隔室并且从第二隔室到第一隔室，其中从隔室到隔室弯曲的管形成管绕圈的螺旋堆叠。第一隔室和第二隔室各自包括用于调节隔室中的温度的装置以基于PCR液体制备DNA产物，其中第一隔室被配置为提供用于变性的温度并且第二隔室被配置为提供用于退火和/或延伸的温度。或延伸的温度。或延伸的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过毛细管聚合酶链式反应制备DNA产物的设备


[0001]本专利技术涉及用于通过毛细管聚合酶链式反应制备DNA产物的设备；药物产品的制造设备；药物产品的制造模块；通过毛细管聚合酶链式反应制备DNA产物的方法；设备用于通过聚合酶链式反应制备DNA产物的用途；和设备用于生产药物产品的用途。

技术介绍

[0002]生物分子形式的活性药物成分(API)现在大部分用于多种疾病的治疗。这样的生物分子是例如治疗性抗体、肽和核酸。治疗性核酸包括DNA分子和RNA分子。
[0003]RNA代表了一种新兴的药物类别。基于RNA的治疗包括将编码抗原的mRNA分子用作疫苗。对于RNA的制造，DNA模板通常用在RNA体外转录反应中。这样的DNA模板可以通过聚合酶链式反应(PCR)获得。因此，在通过PCR扩增DNA的意义上生产DNA是制造作为API的RNA的关键步骤。
[0004]此外，DNA本身可以作为API，例如针对冠状病毒的DNA疫苗目前正在临床开发中。为了大量制造DNA，即为了扩增DNA，可以使用聚合酶链式反应(PCR)。
[0005]目前已建立的获监管机构批准的核酸形式的API的制造工艺通常实施许多单独的制造步骤，所有这些步骤都必须符合GMP标准。这样的步骤通常在符合GMP的房间中进行，这些房间存在于生产工厂中，因此不可转移。此外，该房间通常是为生产特定生物分子而设置的，因此不灵活，而如果需要生产不同的核酸，则需要在相当大的程度上重建。总之，API级核酸的制造需要在受GMP监管的、相当不灵活和固定的实验室中进行大量人工操作，由训练有素的技术人员执行。因此，目前已建立的制造过程耗时、成本高，并且需要大量的实验室空间和实验室设备。

技术实现思路

[0006]如上所述，存在与作为API或API生产过程中的中间体的核酸(特别是DNA和RNA)的常见制造过程相关的问题，即这些过程相当不灵活、不可转移并且通常需要训练有素的技术人员进行大量人工操作。因此，需要提供一种改进的用于制备/扩增尤其是DNA的设备以及包括这样的设备的相应制造设备，其更灵活。制造设备应特别提供在符合GMP的条件下操作、可转移和/或自动化的益处。这样的制造设备将极大地减少制造API(例如DNA)或中间体(例如可作为RNA生产的模板的DNA，其中RNA是API)的时间，这在病毒爆发(例如大流行爆发或局部爆发)的情况下特别重要。这种可转移的API/中间体制造设备(包括用于制备/扩增特别是DNA的设备，可称之为“PCT反应器”)可以容易地在全球的大流行热点地区运输、安装和操作，因此将允许在该地区快速生产疫苗。因此，最重要的是，本专利技术的制造设备被配置为在符合GMP的条件下生产核酸API/中间体，并且相应的“PCR反应器”被配置为可在这样的制造设备中操作。
[0007]上述问题由独立权利要求的主题解决，其中在从属权利要求中提供了其进一步的实施方案。
[0008]在第一方面，本专利技术涉及一种用于通过毛细管聚合酶链式反应(PCR)制备DNA产物的设备。“通过毛细管PCR制备DNA产物”可替代地称为“通过毛细管PCR扩增DNA”或“通过PCR扩增DNA”。该设备包括用于引导PCR液体的管、第一隔室和至少第二隔室。该管弯曲着至少从第一隔室到第二隔室并且从第二隔室(回)到第一隔室，其中从隔室到隔室弯曲的该管形成管绕圈的螺旋堆叠。通常，每个管绕圈代表一个PCR循环。第一隔室和第二隔室各自包括用于调节隔室中的温度的装置以基于PCR液体制备DNA产物，其中第一隔室被配置为提供用于变性的温度并且第二隔室被配置为提供用于退火和/或延伸的温度。
[0009]在优选的实施方案中，用于通过毛细管聚合酶链式反应(PCR)制备DNA产物的设备不是微流体设备，或未被设计成作为微流体设备操作。在优选实施方案中，用于通过毛细管聚合酶链式反应(PCR)制备DNA产物的设备未被设计或配置成作为分析型PCR设备操作。在优选实施方案中，用于通过毛细管聚合酶链式反应(PCR)制备DNA产物的设备被设计或配置成作为用于制备性生产DNA的设备操作(例如，用于生产多于1mg的DNA产物，甚至任选地用于生产g量计的DNA，例如，生产5g DNA)。如果以连续模式运行，则输出基本上是无限的，使得例如可以提供以g量计的非常大量的DNA，特别是当总体目标是产生RNA时在随后的RNA体外转录反应中用作模板DNA的DNA。
[0010]在一个实施方案中，该设备没有被配置成使得该设备中的和/或包括在该设备中的管内的PCR液体可以再循环，而是如上所述，该管弯曲在管绕圈的螺旋堆叠中，其中管在任何位置都没有重新连接到管的前一部分，因此，PCR液体在管的第一端进入管，在所有PCR循环期间停留在该管内，并在第二端与已经形成DNA产物一起离开管。在一个实施方案中，该设备不包括PCR液体的闭环(其可以，例如由该管形成或由经由该管连接的反应罐形成)。在一个实施方案中，该设备不包括连接到阀的PCR液体的闭环(其中该阀将允许PCR液体和DNA产物分别流入单独的离开该设备的管中)。
[0011]DNA产物可以是对应于API的DNA(例如DNA疫苗)或用于酶促RNA体外转录的DNA模板(因此是作为API的RNA的中间体)。RNA体外转录涉及在无细胞(cell free)系统中合成RNA的过程。DNA模板是包含编码待体外转录的RNA序列的核酸序列的DNA分子。DNA模板用作RNA体外转录的模板，以产生由模板DNA编码的RNA。DNA模板可以转录成代表API的mRNA，其可以被配制成脂质纳米颗粒从而产生封装的mRNA，其可以进一步配制成最终药物产品。因此，DNA产物可以是药物活性成分(如在DNA疫苗中)，或者DNA产物可以是DNA模板，其可以转录成作为药物活性成分的mRNA(这样DNA不是API，而是中间体)。本专利技术上下文中的DNA产物是通过PCR获得的DNA，即扩增的DNA。
[0012]聚合酶链式反应(PCR)是制备DNA产物的最快方法之一。通常，PCR可以在用于实验室使用和规模化的PCR设备中进行。它是分子生物学中的一项技术，其将DNA合成性地扩增数个数量级，从而生成特定DNA序列的数千至数百万个拷贝。PCR依赖于热循环，包括重复加热和冷却的循环，用于DNA解链和使用热稳定性DNA聚合酶进行DNA的酶促复制。循环包括变性温度、退火温度和延伸温度。第一隔室和第二隔室中的单独温度可以是变性温度、退火温度和/或延伸温度中的一个。具体的PCR技术包括例如RT
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PCR、热启动PCR、长片段PCR、RT
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qPCR等。
[0013]毛细管聚合酶链式反应可以理解为在管(tube)、管道(pipe)或毛细管中进行的PCR。管或毛细管可以非常薄或细。管或毛细管可具有非常小的直径，其在约0.5至约50mm，
优选约0.5mm至约1.5mm，更优选约0.75至约1.25mm的范围内。当PCR正在进行时，即当PCR液体在PCR期间流过/行进通过管时，毛细管或管的直径被适当地配置以使得管中的P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】1.一种用于通过毛细管聚合酶链式反应(PCR)制备DNA产物的设备(1)，包括：
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用于引导PCR液体的管(6)，
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第一隔室(7)，和
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至少第二隔室(8)，其中所述管(6)弯曲着至少从所述第一隔室(7)到所述第二隔室(8)并且从所述第二隔室(8)到所述第一隔室(7)，其中从隔室到隔室弯曲的所述管(6)形成管绕圈的螺旋堆叠，并且其中所述第一隔室(7)和所述第二隔室(8)各自包括用于调节所述隔室中的温度的装置以基于所述PCR液体制备所述DNA产物，其中所述第一隔室(7)被配置为提供用于变性的温度并且所述第二隔室(8)被配置为提供用于退火和/或延伸的温度。2.根据权利要求1所述的用于制备DNA产物的设备(1)，包括
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第一隔室(7)，
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第二隔室(8)，和
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第三隔室(15)，其中所述管(6)弯曲着从所述第一隔室(7)到所述第二隔室(8)、从所述第二隔室(8)到所述第三隔室(15)并且从所述第三隔室(15)到所述第一隔室(7)，其中所述第一隔室(7)、所述第二隔室(8)和所述第三隔室(15)各自包括用于调节所述隔室中的温度的装置以基于所述PCR液体制备所述DNA产物，其中所述第一隔室(7)被配置为提供用于变性的温度，所述第二隔室(8)被配置为提供用于退火的温度，并且所述第三隔室(15)被配置为提供用于延伸的温度。3.根据权利要求2所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)弯曲着通过所述第一隔室(7)，并且从所述第一隔室(7)到并且通过所述第二隔室(8)，从所述第二隔室(8)到并且通过所述第三隔室(15)，并且从所述第三隔室(15)到所述第一隔室(7)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中每个管绕圈代表一个PCR循环。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)包括PCR液体入口(20)和DNA产物出口(25)。6.根据权利要求5所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述PCR液体入口(20)可连接到用于泵送所述PCR液体通过所述管(6)的泵单元。7.根据权利要求5所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述DNA产物出口(25)用于所述DNA产物的连续制备，或者其中所述DNA产物出口(25)是用于所述DNA产物的不连续制备的可关闭的DNA产物出口(25)。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中隔壁(14)布置在所述隔室之间以使所述隔室彼此绝缘。9.根据权利要求8所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述隔壁(14)包括用于所述管(6)从一个隔室延伸到下一个隔室的通孔。10.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中每个隔室包括加热单元(31)和任选的冷却单元(32、33)作为调节每个隔室中的温度的所述装置。11.根据权利要求1至9中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中每个隔室包
括热介质入口(12)和热介质出口(13)作为调节每个隔室中的温度的所述装置，即提供单独通过所述第一隔室(7)、所述第二隔室(8)和所述任选的第三隔室(15)的热介质流以调节所述第一隔室(7)、所述第二隔室(8)和所述任选的第三隔室(15)中的单独温度。12.根据权利要求11所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述热介质入口(12)和所述热介质出口(13)布置在每个隔室内以提供沿与所述管(6)中的所述PCR液体的引导方向基本相反的方向通过所述隔室的所述热介质流。13.根据权利要求11或12所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述热介质入口(12)布置在每个所述隔室中的较低位置，并且所述热介质出口(13)布置在每个所述隔室中的较高位置。14.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)以波纹方式在至少一个隔室中并且优选在每个隔室中延伸。15.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管绕圈的螺旋堆叠的堆叠方向不同于并且优选基本垂直于波纹管(6)的波纹方向。16.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中每个隔室形成盆以填充有热介质或热固体。17.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，还包括至少一个布置在所述隔室之一中的支架(17)，以为所述管(6)提供固定点和/或为所述管(6)的波纹提供偏离点。18.根据权利要求17所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)部分地或完全地或不止一次地围绕所述支架(17)的外部尺寸延伸。19.根据权利要求17或18所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述支架(17)在所述隔室中是可更换的和/或可重新定位的。20.根据权利要求6所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述泵单元布置在所述隔室外部，并且优选地布置在围绕所述隔室的壳体(26)外部。21.根据权利要求6或20所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述泵单元被配置为提供约0.1至约10mL/min，优选约0.2至约3mL/min范围内的所述PCR液体的流速。22.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，还包括至少一个布置在至少一个隔室中的传感器(21)，其中所述传感器(21)被配置为检测所述隔室的温度、流速或泄漏。23.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)的直径在约0.5mm至约50mm、优选0.5mm至约1.5mm、更优选约0.75mm至约1.25mm的范围内。24.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)的管入口和管出口之间的长度在约10m至约200m、优选约25m至约50m的范围内。25.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管(6)的尺寸被设计成包含约10mL至约1L、优选约20mL至约250mL的范围内的所述PCR液体。26.根据前述权利要求中任一项所述的用于制备DNA产物的设备(1)，其中所述管绕圈的螺旋堆叠包括约10至约50个绕圈，优选约15至约40个。27.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：本雅明，
申请(专利权)人：特斯拉自动化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：