[發明專利]利用聲駐波的生物反應器系統和相關方法

有效

• 申請號: 201710470042.5
• 申請日: 2014-02-07
• 公開（公告）號: CN107189933B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 巴特·利普肯斯;路易斯·瑪斯;斯擔利·科瓦爾斯基三世;沃爾特·M·小普雷斯;杰森·迪翁;布萊恩·杜特拉;阿里·梅爾卡多;托馬斯·肯尼迪三世;阿瑟·馬丁
• 申請（專利權）人: 弗洛設計聲能學公司
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12;C12M1/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;高釗

本發明涉及一種用于從生物反應器的細胞培養物中分離所需產物的系統以及用于從生物反應器的細胞培養物中分離所需產物的方法。所述系統包括生物反應器，所述生物反應器包括反應容器、攪拌器、供料入口和出口。所述系統還包括聲致泳動過濾裝置，該過濾裝置具有入口、流動腔室和圍繞該流動腔室的套管，其中所述套管包括超聲換能器。所述超聲換能器被驅動以在所述流動腔室中產生多維駐波，該多維駐波從所述相關流體培養基中分離所需產物。

本申請是申請日為2014年2月7日，發明名稱為“利用聲駐波的生物反應器”的中國專利申請No.2014800196513的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2013年2月7日提交的美國臨時專利申請序列號61/761,717的優先權。本申請還是于2013年9月13日提交的美國專利申請序列號14/026,413、和于2013年3月15日提交的美國專利申請序列號13/844,754的部分延續案，所述美國專利申請序列號14/026,413要求于2012年10月2日提交的美國臨時專利申請序列號61/708,641的優先權，所述美國專利申請序列號13/844,754要求于2012年3月15日提交的美國臨時專利申請序列號61/611,159、同樣于2012年3月15日提交的美國臨時專利申請序列號61/611,240、和于2013年1月21日提交的美國臨時專利申請序列號61/754,792的優先權。這些申請的全部內容均以引用的方式并入本文。

背景技術

在過去的20年間，生物技術領域飛速發展。這種發展由許多因素導致，其中一些因素包括可用于生物反應器的設備的改進、對生物系統的了解增加、以及對各種物質(例如單克隆抗體和重組蛋白)與人體各系統的相互作用的認知提高。

設備的改進使得可大量和低成本地進行生物衍生物質的生產，例如重組蛋白。這在藥物領域尤其普遍，在藥物領域中，多種新藥治療的成功直接歸因于能夠通過基于蛋白的生產方法大量生產這些物質。

用于基于生物學的新藥的生產工藝的關鍵因素之一是生物反應器及與其相關的附屬工藝。生物反應器領域的一部分發展是由于灌注式工藝。灌注式工藝由于其較低的資本成本和較高的生產量而區別于分批補料式(fed-batch)工藝。

在分批補料式工藝中，將培養物接種于生物反應器中。采用在生長周期過程中逐步添加大量新鮮的所選的營養物來提高生產率和生長。在收集培養物之后回收產物。由于分批補料式生物反應器工藝簡單，并且由公知的發酵工藝發展而來，因此其是吸引人的。然而，分批補料式生物反應器的啟動成本高，并且為了在生長周期結束時獲得具有成本效益的量的產物而具有大的體積。在分批補料完成后，生物反應器必須清潔并滅菌，這導致非生產性停工期。

灌注式生物反應器處理被供入生物反應器中的一批連續的新鮮培養基，同時抑制生長的副產物被不斷地移除。灌注式生物反應器工藝可以減少或消除非生產性停工期。灌注式培養所達到的細胞密度(3000-10000萬個細胞/ml)通常高于分批補料模式的細胞密度(500-2500萬個細胞/ml)。然而，灌注式生物反應器需要細胞保持裝置以防止當移除副產物時培養物逸出。這些細胞保持系統增加了灌注式工藝的復雜程度，并且需要管理、控制和維持以有效運轉。以前，諸如細胞保持設備的故障或失靈等操作問題是灌注式生物反應器的難題。這在過去限制了它們的吸引力。

發明內容

在多個實施方案中，本公開涉及用于生產如重組蛋白或單克隆抗體等生物分子、以及用于從生物反應器的細胞培養物中分離這些所需產物的系統。通常，包含細胞和所需產物的流體培養基經過或流過過濾裝置。

在多個實施方案中，公開了一種系統，該系統包括生物反應器和過濾裝置。所述生物反應器包括反應容器、攪拌器、供料入口和出口。所述過濾裝置包括：入口，其流體連接至所述生物反應器出口以從所述生物反應器接收流體；流動腔室，通過該流動腔室，所述流體能夠流動；和圍繞所述流動腔室的套管，所述套管包括至少一個超聲換能器以及位置與所述至少一個超聲換能器相對的反射器，所述至少一個超聲換能器被驅動以在所述流動腔室中產生多維駐波。