发酵罐
专利汇可以提供发酵罐专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种盛放细胞悬浮培养物的连续 发酵 罐容器，例如，一种空气提升 发酵罐 ，该容器包括：用于搅动容器中所盛放的悬浮培养物的装置，使悬浮培养物产生整体流动，一个为容器连续提供培养基质的入口，一个排出培养物上清液的出口及一个位于出口和容器之间的以防止细胞从悬浮培养物中排出的过滤物质，其中过滤物质的安置要使得悬浮培养物的整体流动基本上能防止细胞和/或细胞碎片堵塞过滤物质。，下面是发酵罐专利的具体信息内容。
1.一种盛放悬浮细胞培养物的连续发酵罐容器，该容器包括：用于搅动容器中所盛放的悬浮培养物的装置，使悬浮培养物产生整体流动，一个为容器连续提供培养基质的入口。一个排出培养物上清液的出口，及一个位于出口和容器之间的以防止细胞从悬浮培养物中排出的过滤物质，其特征在于，过滤物质的安置要使得悬浮培养物的整体流动基本上能防止细胞和/或细胞碎片堵塞过滤物质。
2.一种根据权利要求1的连续发酵罐容器，其特征在于，其中过滤物质的孔径为1-10微米。
3.一种根据权利要求1或2的连续发酵罐容器，其特征在于，连续发酵罐容器是一种空气提升发酵罐。
4.一种根据前面任何一项权利要求的连续发酵罐容器，其特征在于，发酵罐容器为一种空气提升发酵罐，其出口是在下降器和上升器之间的分隔器构成的管道，该管道通过过滤物质与发酵罐容器相通，而过滤物质至少构成了分隔器的一部分。
5.一种根据权利要求4的连续发酵罐容器，其特征在于，分隔器包括一个双壁通风管，在双壁之间形成一个管道空间，它在使用时通过至少有一部分是由过滤物质构成的通风管与悬浮培养物相通。
6.一种根据权利要求5的连续发酵罐容器，其特征在于，通风管的内壁由一种完整材料组成，而通风管的外壁至少有一部分是由过滤物质构成。
7.一种进行细胞悬浮培养的方法，在根据前面任何一项权利要求中的连续发酵罐容器中培养细胞。
8.一种根据权利要求7的方法，其特征在于，细胞为杂交细胞系（hybridoma cells）。
本发明涉及一种连续发酵罐的容器，该容器用于盛放搅动的悬浮细胞培养物。
近来，在对细胞的离体发酵产品进行商业化生产方面的进展，使人们对设计改进发酵罐容器和发酵过程的兴趣日益增长。
发酵过程通常是利用分批法或连续法进行的。连续法有下列优点，它能增加某一给定的发酵罐的生产力，减少进行清除和消毒而必需的停工时间，这对于分批法来说通常是必不可少的。
在公知的连续发酵罐容器中，搅动一种在合适培养基质中的细胞悬浮液，并使其维持在合适的温度以用于发酵。从发酵罐中不断排出悬浮培养物，并同时不断地提供新鲜培养基质以达到平衡。这种发酵罐有一个重要的弊病，即在排出培养物的过程中，细胞也不断地损失了。还已知有这样的发酵罐，其中，排出的悬浮培养物通过一个连续离心分离装置，将细胞从培养物上的清液中分离出来。然后，再将细胞送回到悬浮培养物中。
在另一种公知的发酵罐中，提供了一种由过滤物质构成的旋转筐，它部分浸没于培养物中，使筐的内部通过过滤器与悬浮培养物分离开来。可以使培养物上的清液不断通过过滤器排出，同时将细胞保留在悬浮培养物中。筐在悬浮培养物中的旋转，可以降低过滤物质被堵塞的可能。
这些在连续悬浮培养中用于使细胞反馈的公知装置在机械上颇为复杂，运行时要消耗能量，并可能给悬浮培养物带来不利效应，例如使细胞破碎。这些不利特征结合在一起，便降低了以这种发酵罐为基础的发酵法在经济上的可行性。
本发明的目的是要提供一种连续发酵罐容器，它基本上能克服这些弊病。
根据本发明，提供了一种连续发酵罐容器以盛放悬浮细胞培养物，该容器包括：用于搅动容器中所盛放的悬浮培养物的装置，使悬浮培养物产生整体的流动，一个为容器连续提供培养基质的入口，一个排出培养物上清液的出口，及一个位于出口和容器之间的以防止细胞从悬浮培养物中排出的过滤物质，过滤物质的安置要使得悬浮培养物的整体流动基本上能防止细胞和/或细胞碎后堵塞过滤物质。
本发明的发酵罐容器从悬浮培养物中分离上清液时不需要运动部分，因而具有节省费用的优点。过滤物质的孔径根据培养细胞的直径而定。对于动物细胞来说，过滤物质的孔径可以1-10微米，1-5微米，最好是3-5微米。过滤物质可以是陶瓷材料的，烧结不锈钢的或不锈钢的网。
可以用泵或叶轮使培养物上清液产生整体流动，然而，这样的装置使发酵罐的费用增加，并使发酵罐的装置更为复杂。在本发明的一个较好的方案中，发酵罐是一种所谓的“空气提升”发酵罐，在这种发酵罐中，向发酵罐的上行伸展部分注入一种气体，如空气，此上行部分在本技术领域中被称为“上升器”。上升器的顶部和底部分别与发酵罐进一步伸展的上行部分的顶部和底部相通，此部分在本技术领域中称为“下降器”。一种已知的空气提升发酵罐的构造包括一个位于发酵罐容器中的中心分离器，它将容器分隔为两个部分（上升器和下降器）。空气提升发酵罐的另一种构造包括一个通风管，它与柱形发酵罐基本上同心，此通风管将发酵罐容器分隔为上升器（在通风管内）和下降器（位于通风管和发酵罐容器内壁之间的环形空间中）两个部分，（上升器同样可以位于通风管和发酵罐容器内壁间的环形空间，而下降器可以是在通风管内）。向上升器的下半部分注入一种气体如空气，可以降低上升器中的体积密度，导致上升器中的液体向上流动，这样便更换了下降器中的内容物，而下降器中的内容物则回流到上升器的底部。通过这种途径，导致液体进行循环流动，搅拌了培养物并保留了细胞悬浮液。这种发酵罐的优越之处在于不需要运动部分，而且对培养物进行了充氧。在此发酵罐的典型例子中，上升器的横截面积与下降器的横截面积基本相同。
在本发明的一个较好的方面，连续发酵罐容器是一种空气提升发酵罐，其出口包括一个在下降器和上升器间的分隔器中形成的管道，该管道通过过滤物质与发酵罐容器相通，并且至少构成了分隔器的一部分。通过这种方法，无论在上升器中上流或在下降器中下流的悬浮培养物都切向穿越过滤物质，基本上防止培养物中的细胞堵塞过滤器。可以将培养物上清液排入分隔器中的管道内，并通过出口从管道中排出。分隔器最好包括一个双壁通风管，在双壁之间，有一个管道空间，至少通过一部分含有过滤物质的通风管而与悬浮培养物相通。通风管的构造应与其内壁（即上升器）由完整材料组成，而外壁（即下降器）由诸如烧结的或网状的不锈钢等过滤物质组成。
提高气流速率可以加速循环液流速，因此可提高循环速度。为了防止发酵罐内容物的过度充氧，可以将空气与惰性气体如氮气混合，这样便可在限制输氧速率的同时，使总气流保持足够高的流速。发酵罐纵横比例（高∶直径）的加大将提高循环距离，因此对于特定的循环液流速（它是由特定的空气流速产生）来说，循环速度将得到增加。
此发酵罐可用于培养任何能在悬浮培养中（包括微载体培养）进行离体生长的细胞，而且，它特别适用于培养动物细胞，例如杂交细胞系（hybridoma cell lines）。
下列叙述是用参考附图说明本发明，附图是本发明空气提升发酵罐的轴向剖面示意图包括与发酵罐容器同心的双壁通风管。
图1中的空气提升发酵罐包括一个以1表示的柱形外层容器。以3表示的通风管位于与外层容器1同心的内部。通风管由双壁柱形体组成，分别包括内层和外层柱形壁5和7，它的两端由环形盖11和封口13，从而组成了一个环形管道9。柱形通风管3的内层和/或外壁5和7，至少有一部分是由过滤物质构成，它可透过培养物上清液，但防止细胞的通过。合适的过滤物质是烧结不锈钢或不锈钢的网。筛的孔径根据培养细胞的大小而定。如果是动物细胞，孔径范围在1-10微米内有效。在使用时，通风管道3的内壁起到上升器15的作用，而通风管道3的外壁7和外层容器1的内壁之间的环形空间作为下降器17起作用。
外层容器1的底部带有一个空气入口19，它直接位于上升器15的下部，并且大致上位于上升器15的中心部位。管道9的顶部有一个排出培养物上清液的出口21。发酵罐有一个向其提供培养基质的入口23。控制恒温的加热装置可以安置在外层容器1的内部或外周。外层容器1可以具有双壁套，例如在其中灌满水。
在使用中，将悬浮细胞培养液，最好是动物细胞，置入发酵罐中，使通风管3的顶部被深度为外层容器1直径的0.25～1.0倍的悬浮培养液所复盖。通过空气入口19强制通气，使悬浮培养液保持在流动状态。空气在上升器15中上升，降低上升器15中的液体悬浮液的体积密度，导致液体形成整体流动，流动方向如图中箭头所示。在上升器15的顶部，悬浮培养物中的空气被释放。通过入口23连续提供培养基质。培养基质中包括高效率培养细胞必需的营养物质和其他因子。培养物上清液通过至少构成通风管3的双壁5和7一部分的过滤物质不断排出。培养物上清液排入管道9中，然后通过出口21从发酵罐中排出。通风管3的双壁5和7一面或两面壁的一部分或壁的全部可以是由过滤物质构成。
实验结果表明，对于纵横比（高∶直径）为8-12的大小在100-1000升范围内的发酵罐来说，用0.1vvm的空气流速，则在上升器和下降器中的循环速度在0.15～0.25米/秒的范围内。上升器和下降器的几何形状的设计及空气流速的选择，应当为防止堵塞过滤器而达到足够大的循环速度。如果真的发生了堵塞，可以提高顶部空间的气压以加大通过过滤器的流速。
利用301型空气提升连续发酵罐进行了连续培养，它配有一个孔径为10微米的不锈钢网过滤器。此发酵罐基本上如附图中所示，其中的外壁7由孔径约为10微米的不锈钢网组成（“Hollander Twill Weave”-英国Simon Cadish父子公司生产），但外壁里面的孔洞却要大得多。内壁5由完整的不锈钢柱组成。通风管是封闭的，使得从容器中泵入的任何液体必须通过过滤物质进入内壁5和外壁7之间的空间。
利用由DMEM，3.7克/升NaHCO3缓冲液和5%胎儿牛血清组成的培养基质，在此容器中培养一种杂交细胞系，稀释速率约为0.03/小时。对培养物中及由通风管内部排出物的存活细胞进行计数，结果表明培养物的全部存活细胞中只有大约5%透过了过滤物质。
应当认为，上面只是纯粹通过实例描述了本发明，在本发明的范围和构思之内，还可对细节进行各种修饰。
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