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病毒灭活

阅读:918发布:2020-07-23

专利汇可以提供病毒灭活专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于培养细胞的 生物 反应器 设备(1;101;201;301),它包括:a) 一次性生物反应器 器皿(2),其具有限定内部容积(6)的一个或多个壁(3,4,5)、在壁中的至少一个端口(10),其中一次性生物反应器器皿 定位 在刚性 支撑 结构(8;108)中;以及b)加热器(9;109;209;309),其能够将一定量的培养介质加热到在55‑95℃的范围中的目标 温度 ,同时该一定量的培养介质限制在内部容积中或传输到内部容积。,下面是病毒灭活专利的具体信息内容。

1. 一种用于培养细胞的生物反应器设备(1;101;201;301),包括:
a)一次性生物反应器器皿(2),其具有限定内部容积(6)的一个或多个壁(3,4,5)、在所述一个或多个壁中的至少一个端口(10),其中所述一次性生物反应器器皿定位在刚性支撑结构(8;108)中;以及
b)加热器(9;109;209;309),其能够将一定量的培养介质加热到在55-95℃的范围中的目标温度,所述量的培养介质限制在所述内部容积中或传输到所述内部容积。
2. 根据权利要求1所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述内部容积(6)为至少4 L,诸如至少10 L、至少25 L、至少50 L、至少100 L、至少400 L、4-2500 L、
10-2500 L、25-2500 L、25-500 L、50-2500 L、100-2500 L或400-2500 L。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述一次性生物反应器器皿(2)是柔性袋。
4.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述一次性生物反应器器皿在所述内部容积中包括至少一个搅拌器,诸如至少一个磁驱动式推进器
5.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述加热器(9;109;209;309)能够将对应于所述内部容积的至少20%、至少50%或至少60%的一定量的培养介质加热到在55-95℃的范围中的目标温度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述刚性支撑结构(8;108)具有限定内部支撑容积(14;114)的一个或多个壁(11;111,12;
112,13;113),且其中所述一次性生物反应器器皿具有与所述内部支撑容积的形状符合或基本符合的形状。
7.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述加热器(9;109;209;309)是恒温的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述加热器能够使所述量的培养介质保持在所述目标温度+/-5℃的间隔内,诸如所述目标温度+/-2℃、+/-1℃或+/-0.5℃。
9.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1),其特征在于,所述加热器(9)包括与所述一次性生物反应器器皿(2)接触的加热罩(15),可选地其中所述加热罩与所述刚性支撑结构(8)整体结合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(101),其特征在于,所述加热器(109)包括与所述一次性生物反应器器皿(2)接触的护套(115)和温度控制液体的供应(116),所述供应(116)流体地连接到温度控制液体入口(117)上,且可选地连接到所述护套(115)中的温度控制出口(118)上。
11.根据权利要求10所述的生物反应器设备(101),其特征在于,所述护套(115)与所述刚性支撑结构(108)整体结合。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的生物反应器设备(101),其特征在于,所述温度控制液体是、含水液体或油。
13.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(201),其特征在于,所述加热器(209)包括:一次性加热器导管(215),其流体地,诸如无菌地,连接到所述一次性生物反应器器皿的所述一个或多个壁中的端口(10)上;以及至少一个加热元件(216,217),其定位成加热所述一次性加热器导管。
14.根据权利要求13所述的生物反应器设备(201),其特征在于,所述一次性加热器导管(215)是柔性袋或柔性管状结构,其与一个或多个加热元件(216,217)接触或在它们附近。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的生物反应器设备(201),其特征在于,所述一次性加热器导管(215)是柔性袋或柔性管状结构,其限制在一个或多个大体平的加热元件(216,217)和可选地一个或多个对面板之间的大体平的形状的一个或多个节段中。
16.根据权利要求13至权利要求15中任一项所述的生物反应器设备,其特征在于,所述一次性加热器导管的一个或多个节段限制在一个或多个大体管形加热元件内。
17.根据权利要求13至权利要求16中任一项所述的生物反应器设备,其特征在于,所述一次性加热器导管的一个或多个节段在所述节段内包含一个或多个金属结构,且所述节段至少部分地由一个或多个感应线圈包围。
18.根据权利要求17所述的生物反应器设备,其特征在于,所述金属结构包括成一种或多种长度的金属管、金属网、金属织带或金属线圈。
19.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(301),其特征在于,所述加热器(309)包括外部一次性加热器皿(315),其流体地,诸如无菌地,连接到所述一次性生物反应器器皿的所述一个或多个壁中的端口(10)上。
20.根据权利要求19所述的生物反应器设备(301),其特征在于,所述外部一次性加热器皿(315)包括定位在刚性加热器皿支撑结构(317)中的柔性加热袋(316),所述刚性加热器皿支撑结构(317)具有与所述柔性加热袋接触的整体结合的加热罩或护套(318)。
21.根据权利要求13至权利要求20中任一项所述的生物反应器设备(201;301),其特征在于,所述生物反应器设备还包括(19),诸如蠕动泵,所述泵布置成传输培养介质通过所述一次性加热器导管(215),且/或将培养介质从所述外部一次性加热器皿(315)传输到所述一次性生物反应器器皿中。
22.根据权利要求13至权利要求21中任一项所述的生物反应器设备(201;301),其特征在于,所述一次性生物反应器器皿放置在比所述一次性加热器导管(215)和/或所述外部一次性加热器皿(315)较低的位置,从而允许培养介质由于重力而流到所述一次性生物反应器器皿中。
23.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,诸如用伽玛辐照消毒对所述一次性生物反应器器皿(2)预消毒。
24.根据权利要求13至权利要求23中任一项所述的生物反应器设备(201),其特征在于,诸如用伽玛辐照消毒对所述一次性生物反应器(2)器皿和所述一次性加热器导管(215)预消毒,且它们通过预消毒的管道(220)和无菌连接器或无菌管道焊接彼此连接。
25.根据权利要求19或权利要求20中任一项所述的生物反应器设备(301),其特征在于,诸如用伽玛辐照消毒对所述一次性生物反应器器皿(2)和所述外部一次性加热器皿(315)预消毒,且它们经由预消毒的管道(320)和预消毒的无菌连接器或无菌管道焊接彼此连接。
26.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器设备(1;101;201;301),其特征在于,所述一次性生物反应器器皿(2)和可选地任何一次性加热器导管(215)和/或任何外部一次性加热器皿(315)包括多个温度传感器(120)。
27.一种对培养介质中的病毒灭活的方法,包括以下步骤:
a)提供培养介质;
b)将所述培养介质加热到55-95℃的温度且保持所述温度;以及
c)冷却所述培养介质。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,在步骤b)中,所述温度保持10秒至24小时,诸如30秒至24小时、30秒至12小时、30秒至6小时、30秒至1小时、30秒至10分钟或10秒至
5分钟。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的方法,其特征在于,所述病毒包括噬菌体
30.根据权利要求27至权利要求29中任一项所述的方法,其特征在于,步骤a)还包括提供权利要求1至权利要求26中任一项所述的生物反应器设备;且其中步骤b)包括用所述加热器加热所述培养介质。
31.根据权利要求27至权利要求30中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤a)中,所述培养介质已经无菌过滤。
32.根据权利要求27至权利要求31中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法在无菌条件下进行。
33.根据权利要求28至权利要求32中任一项所述的方法,其特征在于,在所述一次性生物反应器器皿中进行步骤b),或其中所述培养介质在步骤b)或c)之后传输到所述一次性生物反应器器皿。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,在步骤c)之后,在所述培养介质中培养细胞的步骤d)。
35.根据权利要求34所述的方法,其特征在于,在步骤d)中,所述细胞表达生物制药,诸如治疗蛋白质疫苗抗原基因治疗载体。
36.根据权利要求34或权利要求35所述的方法,其特征在于,所述细胞是微生物,诸如细菌。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,所述细菌包括选自下者组成的成组的属的种:埃希氏菌、芽孢杆菌、乳酸菌和假单包菌。
38.根据权利要求34或权利要求35所述的方法,其特征在于,所述细胞是动物细胞,诸如哺乳动物或昆虫细胞。
39.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,所述细胞包括选自下者组成的组的细胞:CHO细胞、NS0鼠骨髓瘤细胞、MDCK细胞、Vero细胞、PER.C6细胞、Sf9细胞和Sf21细胞。
40.根据权利要求27至权利要求39中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤b)中,所述温度保持在目标温度+/-5℃的间隔内,诸如所述目标温度+/-2℃、+/-1℃或+/-0.5℃,其中所述目标温度在55-95℃内。
41.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,所述培养介质没有任何部分暴露于超过所述目标温度多于10℃、20℃或30℃的温度。
42.根据权利要求40或权利要求41所述的方法,其特征在于,所述一次性生物反应器器皿、所述一次性加热器导管和/或所述外部一次性加热器皿没有任何部分暴露于超过所述目标温度多于10℃、20℃、30℃、40℃或50℃的温度。
43.根据权利要求27至权利要求42中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括,在步骤c)之后,对所述培养介质添加诸如维生素的一个或多个温度敏感成分的步骤c')。
44.根据权利要求43所述的方法,其特征在于,所述一个或多个温度敏感成分在添加到所述培养介质之前通过病毒保留过滤器而被过滤。
45.一种培养细胞的方法,包括权利要求34至权利要求44中任一项所述的方法。
46.一种对病毒灭活的方法,包括以下步骤:
a)提供包括目标生物分子的液体样本;
b)提供加热器(9;109;209;309);
c)将所述样本加热到55-95℃的温度且保持所述温度;以及
d)冷却所述样本。
47.根据权利要求46所述的方法,其特征在于,在步骤c)中,所述温度保持10秒至24小时,诸如30秒至24小时、30秒至12小时、30秒至6小时、30秒至1小时、30秒至10分钟或10秒至
5分钟。
48.根据权利要求46或权利要求47所述的方法,其特征在于,在步骤c)中,所述温度保持在目标温度+/-5℃的间隔内,诸如所述目标温度+/-2℃、+/-1℃或+/-0.5℃,其中所述目标温度在55-95℃内。
49.根据权利要求46至权利要求48中任一项所述的方法,其特征在于,所述液体样本是细胞培养基或澄清细胞培养基。
50.根据权利要求46至权利要求48中任一项所述的方法,其特征在于,所述液体样本是来自之前层析步骤的洗脱液或溢流馏分。
51.一种用于生物反应器设备的加热器(209),包括:
a)一次性加热器导管(215)的一个或多个节段(224);
b)在所述一个或多个节段内的一个或多个金属结构(222);以及
c)一个或多个感应线圈(221),其布置成通过感应来加热所述一个或多个金属结构。
52.根据权利要求51所述的加热器,其特征在于,所述一个或多个感应线圈至少部分地包围所述一个或多个节段。
53.根据权利要求51或权利要求52所述的加热器,其特征在于,所述金属结构包括成一种或多种长度的金属管、金属棒、金属网、金属织带或金属线圈。
54.根据权利要求51至权利要求53中任一项所述的加热器,其特征在于,所述一个或多个感应线圈包括至少一个平的线圈节段。
55.根据权利要求54所述的加热器,其特征在于,所述金属结构在与所述至少一个平的线圈节段的平面基本平行的平面中包括至少一个成基本平的片的金属或金属网。
56.根据权利要求54或权利要求55所述的加热器,其特征在于,一次性加热器导管的所述一个或多个节段包括柔性袋。
57.根据权利要求51至权利要求56中任一项所述的加热器,其特征在于,所述金属结构包括磁金属。
58.根据权利要求51至权利要求57中任一项所述的加热器,其特征在于,所述加热器用于对液体中的病毒灭活。
59.根据权利要求51至权利要求58中任一项所述的加热器,其特征在于,一次性加热器导管的所述节段包括成长度的柔性管道。
60.根据权利要求51至权利要求55中任一项所述的加热器,其特征在于,所述加热器包括感应线圈(221),所述感应线圈(221)至少部分地包围一次性加热器导管(215)的节段和所述节段内的金属结构,其中所述金属结构具有轴向长度l金属,其大于所述感应线圈的轴向长度l线圈。
61.根据权利要求60所述的加热器,其特征在于,l金属是l线圈的至少1.1倍。
62.根据权利要求51至权利要求61中任一项所述的加热器,其特征在于,所述加热器还包括电连接到所述感应线圈上的高频交流电功率供应(223)。
63. 一种用于培养细胞的生物反应器设备(1;101;201;301),包括:
a)一次性生物反应器器皿(2),其具有限定内部容积(6)的一个或多个壁(3,4,5)和在所述一个或多个壁中的至少一个端口(10),其中所述一次性生物反应器器皿定位在刚性支撑结构(8;108)中;以及
b)权利要求51至权利要求62中任一项所述的加热器,
其中所述一次性加热器导管经由端口(10)流体地连接到所述一次性生物反应器器皿(2)上。
64.根据权利要求63所述的生物反应器设备,其特征在于,一次性加热器导管的所述节段形成介质添加管线(220)的一部分。
65.根据权利要求63所述的生物反应器设备,其特征在于,一次性加热器导管的所述节段形成排气管线(250)的一部分。

说明书全文

病毒灭活

技术领域

[0001] 本发明涉及生物制药的加工,且更特别地,涉及在培养细胞之前和之后对病毒灭活。本发明还涉及生物反应器设备且涉及用于病毒灭活的感应加热器。

背景技术

[0002] 生物处理行业传统上在生物反应器中使用不锈罐来进行细胞培养表达治疗蛋白质等。这些罐设计成在清洗和/或消毒之后再次使用。然而,清洗和消毒是成本高的劳动密集型操作。此外,具有必需的管道系统和设施的这些传统系统的安装成本往往是昂贵的。此外,这些系统典型地针对特定过程而设计,且不可容易地针对新应用再次构造。这些限制导致在过去十五年里采用新途径——即,使用塑料、单次使用的一次性袋来代替通常的不锈钢罐。在大规模操作中,优选解决办法是使用由外部不锈钢支撑器皿支撑的柔性袋。这允许在高达几立方米的规模中进行单次使用操作。
[0003] 当在不锈钢生物反应器中培养细菌细胞时,通常的做法是在生物反应器中喷射蒸汽来对培养介质消毒。这会使微生物和病毒(诸如噬菌体)灭活。由于塑料袋对高温敏感,所以通常改为在将培养介质添加到一次性生物反应器之前,对培养介质进行无菌过滤。无菌过滤会移除微生物,但不移除病毒(像噬菌体)。
[0004] 因此需要一种使得能够在一次性生物反应器中培养之前对诸如噬菌体的病毒灭活的方法和装备。

发明内容

[0005] 本发明的一方面将提供一种用于在无病毒的条件下培养细胞的生物反应器设备。这由权利要求1中限定的设备实现。
[0006] 技术优点是该设备能够解决使用单次使用技术的噬菌体污染的问题。在商业上,单次使用的生物反应器平台扩展到微生物空间中,且固有地缺乏用单次使用技术以流线型方式应对潜在噬菌体污染的办法。全部在单个系统中将袋或管道材料连同介质加热到升高的温度,同时还混合且然后冷却以供进一步处理的能是一种简化途径。备选地,在将介质引入到生物反应器中之前使用感应加热(或所描述的其他加热方法)来加热介质的方法可潜在地减少由于具有甚至更高的温度所需的保持时间。在生物处理内的需要流体热交换的其他应用可潜在地适应结合了此技术的单性使用平台。
[0007] 为了降低噬菌体污染的可能性,必须处理细胞培养介质且尤其是意于进行微生物发酵的介质。使介质保持处于60℃的温度达10-12小时的持续时间将减少污染有机体(诸如噬菌体)的存在,污染有机体可抑制微生物发酵的生长,且产生其他复杂因素。诸如例如90℃的升高温度可限制实现相同性能结果所需的时间。噬菌体在有机物质中是普遍存在的,且因此有益的是,在微生物细胞培养期间执行热处理步骤,以在对进入到生物反应器器皿中的介质消毒之后或期间减少活性污染物的量。用于生物制药处理的单次使用技术的性质提出了固有的挑战,且难以使这些过程适合平台,因为使用的材料中的许多在应力下无法承受升高的温度。使用单次使用技术,经由饱和蒸汽对生物反应器中的介质消毒的传统方法是不可行的,且因此需要一种能够在热处理之前进行预消毒的系统。
[0008] 本发明的第二方面将提供一种用于对培养介质进行病毒灭活的方法。这由权利要求中限定的方法实现。
[0009] 本发明的第三方面将提供一种用于在其中病毒已经灭活的培养介质中培养细胞的方法。这由权利要求中限定的方法实现。
[0010] 本发明的第四方面将提供一种用于在下游装置中进行病毒灭活的方法。这由权利要求中限定的方法实现。
[0011] 本发明的第五方面将提供一种适合用于病毒灭活的感应加热器。这由权利要求中限定的加热器实现。
[0012] 在从属权利要求中描述本发明的其他适当实施例附图说明
[0013] 图1显示根据本发明的生物反应器设备的侧视图。
[0014] 图2显示根据本发明的生物反应器设备的侧视图。
[0015] 图3显示根据本发明的生物反应器设备的侧视图。
[0016] 图4显示根据本发明的生物反应器设备的侧视图。
[0017] 图5显示根据本发明的生物反应器设备的侧视图。
[0018] 图6显示根据本发明的加热器的侧视图。
[0019] 图7a)显示根据本发明的加热器的截面。
[0020] 图7b)显示根据本发明的加热器的侧视图。
[0021] 图8显示根据本发明的方法,用于12小时热处理实验的温度和每分钟转数的数据。
[0022] 图9显示根据本发明的生物反应器设备的侧视图。

具体实施方式

[0023] 限定为了更清楚和简洁地描述和指出请求保护的发明的主题,对以下描述和所附权利要求
中使用的特定用语提供以下限定。
[0024] 单数形式“一个”“一种”和“该”包括复数指示物,除非上下文另外清楚规定。如本文贯穿说明书和权利要求使用的近似语言可应用于修饰可允许在不导致与其有关的基本功能有变化的情况下改变的任何数量表示。因此,由诸如“大约”的用语修饰的值不限于规定的精确值。因此,除非有相反的指示,否则以下说明书和所附权利要求中阐述的数字参数是可取决于本发明的实施例设法获得的期望属性而改变的近似值。在最低限度,应当至少按照报告的重要数字的数量和通过应用普通舍入技术来解释各个数字参数。
[0025] 任何方向用语,诸如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“下”和“高度”在本文指的是装置,如其在图中出现的那样。要宽泛地解释联合参照(例如,连结、附接、联接、连接等),且它们可包括在元件连接之间的中间部件以及元件之间的相对移动。因而,联合参照不一定意味着两个元件直接连接和相对于彼此固定。另外,参照各种实施例论述的各种元件可互换来产生在本发明的范围内的全新的实施例。
[0026] 实施例的详细描述本发明描述了一种系统,其能够包含单次使用的生物反应器袋,以及将包含在内的构
件加热到升高的温度且在搅拌下控制该温度达延长的持续时间,以实现期望性能结果。系统可包含带护套的器皿,从而允许热传递流体流进入和离开护套,其中单独的温度控制单元(TCU)是为了控制生物反应器器皿内的温度的目的。可通过反馈回路来执行控制机制,反馈回路包括温度传感器,其无创地插入到单次使用的生物反应器袋中,且连接到能够进行比例-积分-微分(PID)控制的与TCU连通的软件平台上。
[0027] 细胞培养介质可无菌过滤到生物反应器袋中,然后经由推进器搅拌。期望温度设定点可输入到控制单元,且TCU可使流体变热,且使流体循环通过护套,直到达到介质温度为止。然后系统可在搅拌的同时控制流体的温度达所需持续时间。一旦执行热处理,系统就能够将生物反应器袋内的介质冷却和控制到期望过程温度。这也可在带护套的混合器中进行。
[0028] 备选地,描述了一种在引入到单次使用的生物反应器中时的无菌过滤期间或之后立即用连续的方法对介质进行热处理的系统。这通过下者实现:使流体传送通过单独的袋或管道结构,袋或管道结构经由管道或导管袋结构而与生物反应器袋连通。单独的袋或管道结构能够进行热传递,且可包含在一个或多个热传递板或管子之间,热传递板或管子在内部介质进入单次使用的生物反应器袋时将内部介质加热到期望温度,以实现热处理。然后包含在所述器皿内的生物反应器袋能够使介质保持处于期望温度达规定的持续时间(如果需要额外的时间的话),以便实现对另一处理有效的热处理。可经由珀尔帖(Peltier)加热器、感应加热线圈或通过能够实现和控制期望过程输出温度的流体交换TCU来执行热传递。然后系统能够使生物反应器内含物冷却到期望过程温度。
[0029] 单独的袋或管道可用作热交换器,且在一端上连接到介质储藏器上,且在另一端上连接到生物反应器袋上。介质可从储藏器传送通过热交换器袋和加热的内部流体,使得在离开热交换器袋之后实现期望温度达所需持续时间。然后介质可流到生物反应器袋中,且保持处于热处理温度,或温度可降低到期望过程温度。加热方法可为压在两个板之间或封闭在管状导管中的袋,在那里,用珀尔帖类型单元以热电的方式加热板或导管,或通过使连接到TCU上的热传递流体循环来加热板或导管。
[0030] 该二级器皿也可为包含单次使用的混合器袋的带护套的混合器,单次使用的混合器袋具有与具有混合能力的生物反应器器皿相同的热传递功能和能力,单次使用的混合器袋与生物反应器器皿连通。
[0031] 在由图1-7示出的一方面,本发明公开了一种用于培养细胞的生物反应器设备1;101;201;301。设备包括a)一次性生物反应器器皿2和b)加热器9;109;209;309,如下文更详细地描述的那样。
[0032] a)一次性生物反应器器皿2具有一个或多个壁3,4,5,其共同限定内部容积6。它可为袋,在这种情况下,壁可适当地由柔性塑料片材料制成,诸如聚乙烯或包括聚乙烯的层板,层板例如通过焊接而连结。器皿可为大体柱状,在这种情况下,器皿可具有直立侧壁3、底壁4和顶壁5。然而,它也可具有其他形状,诸如大体立方形,其具有四个直立侧壁、底壁和顶壁。在壁中的一个或多个中,器皿具有至少一个端口10,适当地至少两个端口,以允许将材料引入到内部容积和移除材料。器皿例如可具有例如位于顶壁中的培养介质端口、例如位于底壁中或其附近的排泄端口、例如位于顶壁中的气体入口端口和气体排出端口以及其他的取样端口和传感器端口。内部容积6可为至少4 L,诸如至少10 L、至少25 L、至少50 L、至少100L、至少400 L、4-2500 L、10-2500 L、25-2500 L、25-500 L、50-2500 L、100-2500 L或400-2500 L。另外,器皿可在内部容积中包括至少一个搅拌器,诸如至少一个磁力驱动式推进器。它可例如包括安装在轴上的一个或多个磁推进器,轴可旋转地安装到例如底壁上,且布置成由外部磁达驱动单元驱动,例如WO2005118771A1(其通过引用以其整体并入本文中)中描述的那样。器皿定位在刚性支撑结构8;108中,刚性支撑结构可具有限定内部支撑容积14;114的一个或多个壁11;111,12;112,13;113,且器皿可适当地具有与内部支撑容积的形状符合或基本符合的形状。器皿可填充内部支撑容积的大部分或基本全部。当填充有液体时,器皿可紧紧地配合在内部支撑容积内,在器皿壁和支撑结构壁之间有紧密接触
[0033] b)加热器9;109;209;309能够将一定量的培养介质加热到在55-95℃的范围中的目标温度,同时该一定量的培养介质限制在一次性生物反应器器皿的内部容积中或传输到内部容积。该一定量的培养介质可为随后待用来培养细胞的培养介质的全部或大致全部,且其例如可对应于一次性生物反应器器皿的内部容积的至少20%、至少50%或至少60%。按绝对值算,该量可为例如至少1 L、至少10 L、至少25 L、至少50 L、至少100 L、至少400 L、4-2500 L、10-2500 L、25-2500 L、25-500 L、50-2500 L、100-2500 L或400-2500 L。加热器可为恒温的,且其可能能够使该一定量的培养介质保持在目标温度+/-5℃的间隔内。它甚至可能能够使温度保持处于目标温度+/-2℃、+/-1℃或+/-0.5℃。
[0034] 在由图1、2和5示出的一些实施例中,支撑结构8;108包括加热器9;109的至少一部分。这些实施例特别适合当培养介质限制在一次性生物反应器器皿的内部容积中时加热培养介质。加热器9可包括例如加热罩15,其可与所述一次性生物反应器器皿2紧密接触。加热罩可与刚性支撑结构8整体结合,例如安装在支撑结构壁中的一个或多个内。加热罩的示例包括本领域中众所周知的电加热罩。
[0035] 加热器还可包括与一次性生物反应器器皿2接触的护套115和温度控制液体的供应116。该供应(备选地称为温度控制单元–TCU)可流体地连接到温度控制液体入口117上,且还适当地连接到护套115中的温度控制出口118上,使得液体循环通过护套。典型地,护套可与支撑器皿整体结合,且可在器皿中包括双壁,其中液体可在壁之间循环。温度控制液体可为例如、含水液体(例如物质在水中的溶液)或油。
[0036] 在由图3和6-7示出的某些实施例中,加热器209;209a;209b;209c包括:一次性加热器导管215,其流体地,诸如无菌地,连接到一次性生物反应器器皿的壁中的端口10上;以及定位成加热一次性加热器导管的至少一个加热元件216,217;221。一次性加热器导管可适当地,也是流体地(无菌地)连接到培养介质的储藏器(未显示)上,使得培养介质可从储藏器传输通过待加热的一次性加热器导管,然后进一步传输到一次性生物反应器器皿的内部容积。生物反应器设备201可包括19,诸如蠕动泵或具有一次性泵头的泵,泵19布置成通过一次性加热器导管215将培养介质传输到一次性生物反应器器皿中。备选地,或另外,一次性生物反应器器皿可定位成允许培养介质流由于重力从储藏器经由一次性加热器导管进入到一次性生物反应器器皿中,例如通过将生物反应器器皿放置在比一次性加热器导管和储藏器较低的位置。一次性加热器导管215可为例如与一个或多个加热元件216、217接触或在其附近的柔性袋或柔性管状结构。加热元件可为例如电加热元件、珀尔帖元件或具有循环温度控制液体的护套,在这种情况下,加热元件适当地放置成接触一次性加热器导管。备选地,加热元件可为例如IR辐照器或微波加热器,其可在导管暴露于IR或MW辐射的位置处放置在一次性加热器导管附近。另外,加热元件可为至少部分地包围一次性加热器导管215的一个或多个节段224的一个或多个感应线圈221,如下面进一步论述的那样。在这种情况下,一个或多个金属结构222适当地放置在导管节段内,以提供与线圈组合的感应加热器。金属结构可放置成与传送通过导管的培养介质直接接触,且可为例如成一种或多种长度的金属管、金属网(例如管状网)、金属织带或金属线圈。其他可行几何形状可为成束的金属棒、成束的中空金属管子、螺旋线圈、具有凸形截面的物体等。该组件的长度将选择成,以便在液体流过系统时驻留在导管节段中的同时对液体产生充分加热。材料可适当地为不锈钢或不会以腐蚀产物污染培养介质的另一种金属。见下文以获得关于感应加热器209a的更多细节。
[0037] 一次性加热器导管215可为柔性袋或柔性管状结构,其限制在一个或多个大体平的加热元件216,217,218和可选地一个或多个隋性对面板219(无加热功能的支撑板)之间的大体平的形状的一个或多个节段234中。如果导管的多于一个节段被限制,则节段例如可布置成线,或导管可折叠而形成了成堆叠的受限节段,如图7b)中的那样。备选地,一次性加热器导管的一个或多个节段限制在一个或多个大体管形加热元件230内。一次性加热器导管215例如可为管状且限制在管状加热元件230中,管状加热元件230可具有铰接件231,且可像蛤壳那样打开且允许容易地更换导管。管状导管和管状加热元件的截面可为例如圆形、卵形或长方形、或任何其他适当的形状。
[0038] 在由图4示出的一些实施例中,加热器309包括外部一次性加热器皿315,其流体地,诸如无菌地,连接到一次性生物反应器器皿的壁中的端口10上。这允许在加热器皿中单独加热培养介质,且随后将介质传输到一次性生物反应器器皿的内部容积。外部一次性加热器皿315例如可包括定位在刚性加热器皿支撑结构317中的柔性加热袋316,刚性加热器皿支撑结构317具有与柔性加热袋接触的整体结合的加热罩或护套318。加热器皿可以可选地包括搅拌器件,诸如内部搅拌器(例如可旋转地安装在柔性加热袋内的磁力驱动式推进器)或外部循环回路。生物反应器设备301可还包括泵19,诸如蠕动泵或具有一次性泵头的泵,泵19布置成将培养介质从外部一次性加热器皿315传输到一次性生物反应器器皿中。备选地,或另外,一次性生物反应器器皿可定位成允许培养介质流由于重力而从外部一次性加热器皿进入到一次性生物反应器器皿中,例如通过将生物反应器器皿放置在比外部一次性加热器皿较低的位置。
[0039] 在某些实施例中,诸如用伽玛辐照消毒对一次性生物反应器器皿2预消毒。可对一次性生物反应器器皿2供应本领域众所周知的无菌连接器和/或附接到端口上的成封闭长度的管道,从而允许通过经由无菌连接器的连接或通过根据众所周知的方法无菌地焊接管道,而无菌地连接到单元或管道上。也可在经预消毒的情况下对任何一次性加热器导管和/或任何外部一次性加热器皿供应无菌连接器和/或成封闭长度的管道,以允许与一次性生物反应器器皿和培养介质储藏器无菌地连接。
[0040] 在一些实施例中,一次性生物反应器器皿2和可选地任何一次性加热器导管215和/或任何外部一次性加热器皿315包括一个或多个温度传感器120。这允许对温度和/或温度分布进行检验和反馈回路控制。温度传感器120例如可电连接到或电磁连接到控制单元121上,控制单元121也电连接到或电磁连接到加热器9;109;209;309上,例如温度控制液体的供应(TCU)116,以使得能够对温度进行反馈回路控制。
[0041] 第二方面,本发明公开一种对培养介质中的病毒灭活的方法。该方法包括以下步骤:a)提供培养介质;b)将培养介质加热到55-95℃的温度且保持该温度;以及c)冷却培养介质,如下文更详细地描述的那样。病毒可为噬菌体,但它们也可为病原性或非病原性动物或人类病毒。方法可在无菌条件下适当地进行。方法可在任何以上实施例中描述的生物反应器设备1;101;201;301中适当地进行,且步骤b)然后可包括用加热器9;109;209;309加热培养介质。
[0042] a)培养介质可为适合培养例如微生物或动物细胞的培养介质。可从像GE Healthcare Life Sciences(ActiCHOTM、HyCloneTM等)和Life Technologies(LB BrothTM、GibcoTM等)的公司获得大量这种介质。培养介质可适当地无菌过滤,即,通过消毒级过滤器而过滤。一些介质成分,像维生素和抗生素,可为温度敏感的,且如果这是个问题的话,可对没有这些成分的培养介质应用该方法,且可在冷却之后对介质添加它们。然后可为有利的是在添加到培养介质之前,通过病毒保留过滤器来过滤成分,以便移除成分中存在的任何病毒。为此目的可使用例如在单克隆抗体处理中使用的病毒保留过滤器,但使用超滤膜也是可行的,像维生素和抗生素这样的小分子将传送通过超滤膜,但病毒微粒无法通过。
[0043] b)培养介质加热到55-95℃的温度且保持处于该温度。培养介质可保持例如10秒至24小时,诸如30秒至24小时、30秒至12小时、30秒至6小时、30秒至1小时、30秒至10分钟或10秒至5分钟。取决于温度,这些时间对于像噬菌体这样的病毒灭活是足够的。在60℃可能需要10-12小时,而在90℃下,则需要短得多的时间。温度可保持在目标温度+/-5℃的间隔内,诸如目标温度+/-2℃,+/-1℃或+/-0.5℃,其中目标温度在55-95℃内。精确地控制温度可防止任何潜在敏感成分过热和损伤它们,同时确保达到灭活所需的温度。由于该原因,也可为有利的是,培养介质没有任何部分暴露于超过目标温度多于10℃、20℃或30℃的温度。
为了避免损伤潜在敏感的塑料和其他建造材料,也可为有利的是,任何一次性生物反应器器皿、一次性加热器导管和/或外部一次性加热器皿没有任何部分暴露于超过目标温度多于10℃、20℃、30℃、40℃或50℃的温度。
[0044] c)在加热步骤b)之后,冷却培养介质。它可有利地冷却到适合细胞培养的温度,例如对于许多动物细胞来说大约37℃,或对于许多细菌来说30-40℃。冷却可通过与周围环境热交换而被动地执行,或通过应用冷却系统来主地动执行。
[0045] 在一些实施例中,直接在一次性生物反应器器皿中进行步骤b),或在步骤b)或c)之后,培养介质传输到一次性生物反应器器皿。这允许在经热处理的培养介质中培养细胞。因此,在某些实施例中,方法包括,在步骤c)之后,在培养介质中培养细胞的步骤d)。这些细胞可为微生物,诸如细菌,例如包括选自下者组成的成组的属的种:埃希氏菌、芽孢杆菌、乳酸菌和假单胞菌。备选地,细胞可为动物细胞,诸如哺乳动物或昆虫细胞,例如包括选自下者组成的组的细胞:CHO细胞、NS0鼠骨髓瘤细胞、MDCK细胞、Vero细胞、PER.C6细胞、Sf9细胞和Sf21细胞。
[0046] 第三方面,本发明公开一种在培养介质中培养细胞的方法,培养介质已经经受以上步骤a)和b)中描述的病毒灭活方法。然后根据上面论述的步骤c)来进行培养。
[0047] 第四方面,本发明公开一种用于对液体样本进行病毒灭活的方法。该方法包括以下步骤:a)提供包括目标生物分子的液体样本。液体可适当地为在生物过程上游或下游操作的
任何步骤中获得的液体。它可为例如细胞培养基、澄清细胞培养基、滤出液或来自之前的层析步骤的洗脱液或溢流馏分。目标生物分子可为例如蛋白质(例如抗体或重组蛋白)、多糖或核酸(例如质粒)。目标生物分子可为例如生物制药。液体可疑似包含病毒,或其可能已经显示为包含病毒。方法还可作为预防方法而应用,万一液体包含病毒。
[0048] 在应用步骤c)之前调节液体的组成也是可行的。pH例如可降低,且可添加病毒灭活剂,诸如洗涤剂和/或有机溶剂
[0049] b)提供加热器9;109;209;309。这可为上面描述的任何加热器。
[0050] c)将样本加热到55-95℃的温度且保持该温度。温度可保持例如10秒至24小时,诸如30秒至24小时、30秒至12小时、30秒至6小时、30秒至1小时、30秒至10分钟或10秒至5分钟。温度可保持在例如目标温度+/-5℃的间隔内,诸如目标温度+/-2℃、+/-1℃或+/-0.5℃,其中目标温度在55-95℃内。
[0051] d)冷却样本。冷却到周围温度可为有利的,例如15-35℃或15-25℃。可通过与周围环境热交换而被动地执行冷却,或通过应用冷却系统来主动执行冷却。
[0052] 在由图6和图10示出的第五方面,本发明公开用于对液体中的病毒灭活和/或用于在生物反应器设备中通用的加热器209a;209b,其包括:a)一次性加热器导管215的一个或多个节段224。一次性加热器导管可为例如具有任何
截面几何形状的柔性管状结构,包括柔性袋215a。截面几何形状的非限制性示例包括圆形、椭圆形、长方形、菱形等。导管可由例如塑料或弹性体(诸如橡胶)制成。
[0053] b)在所述一个或多个节段内的一个或多个金属结构222。金属结构可包括例如成一种或多种长度的金属管、金属网、金属织带或金属线圈,且它可适当地包括磁金属,例如铁磁不锈钢。金属结构可定形成提供与加热器导管中存在的流体的较大的热传递接触表面,以及对通过导管的流体流提供较低程度的阻碍。金属结构可为例如管状,诸如管、管状织带或管状网。管状网和织带提供特别大的接触表面。金属结构可在加热器导管的轴向方向上具有长度l金属。
[0054] c)一个或多个感应线圈221,其布置成通过感应来加热一个或多个金属结构。感应线圈可连接到高频率交流(例如5-400 kHz AC)源223。可根据感应加热领域中众所周知的原理来适当地调节线圈的形状和尺寸、频率和电压。然后可实现下面论述的适当程度的加热。一个或多个感应线圈221可至少部分地包围一个或多个节段。它们可完全包围图6中显示的节段,但线圈也可为例如U形,且仅部分地包围节段,使得节段可从侧面插入到线圈中。线圈可在加热器导管的轴向方向上具有长度l线圈,该长度例如可等于或短于l金属。可为有利的是,l金属大于l线圈,例如其中l金属是l线圈的至少1.1倍,诸如至少1.5倍、1.1-5倍或1.5-5倍。在这些情况下,线圈将在线圈内立即加热金属结构,且热将迅速传导到线圈外的金属结构的部分,其中由于较长的金属结构的大面积,热可高效地传递到流体。具有其他几何形状的感应加热器也是可行的。线圈可包括例如至少一个平的线圈节段221a,其具有用于HF AC源的导线233,如图10中示出的那样。这种平线圈节段可放置在导管节段中的成基本平的片222a的金属或金属网附近。该成片的金属或金属网可适当地布置在平面230中,平面230基本平行于至少一个平的线圈节段的平面231。导管节段在这种情况下可合宜地为柔性袋215a,诸如或多或少呈平的构造的枕袋,例如它可抵靠在支撑板232上或夹在两个板之间。如上面论述的那样,加热器可配备有温度传感器,温度传感器连接到控制单元上,控制单元可控制电流源,且允许对温度进行反馈回路控制。
[0055] 加热液体的方法可为将诸如中空金属柱体或由金属网制成的中空柱体的金属物体放置在塑料/硅树脂管子内,且使用感应加热原理来加热金属物体。感应加热线圈提供加热功率,感应加热线圈保持在管子外,且因而在由管子产生的消毒屏障外。金属物体直接接触由塑料/硅树脂管子产生的消毒屏障内的液体。由感应加热线圈产生的电磁场传送通过塑料/硅树脂管子,且对管子内的金属物体产生加热作用。然后金属中产生的热由于传导而直接传送到液体或流体。除了中空柱体之外,在管子内的接触液体的金属可呈多种几何形状的形状。适当地选择几何形状,以最大化电磁能从加热线圈传递到管子内的金属物体。其他可行几何形状可为成束的金属棒、成束的中空金属管子、螺旋线圈、具有凸耳形截面的物体等。选择该组件的长度,以便随着液体流过系统,在液体驻留在管子中的同时,对液体产生充分加热。
[0056] 本发明还公开了用于培养细胞的生物反应器设备1;101;201;301,它包括a)一次性生物反应器器皿2,其具有一个或多个壁3,4,5,壁限定内部容积6和壁中的至少一个端口10,其中一次性生物反应器器皿定位在刚性支撑结构8;108中;以及b)上面论述的感应加热器,其中一次性加热器导管215经由端口10流体地连接到一次性生物反应器器皿2上。一次性加热器导管的节段可形成介质添加管线220的一部分,使得可利用加热来进行上面论述的病毒灭活。备选地,或另外,一次性加热器导管的节段可形成来自生物反应器器皿2的排气管线250的一部分。在这种情况下,可使用高效感应加热来防止排气管线中有冷凝,即,使排气的温度保持高于露点。这可在通往冷凝器251的排气管线中进行,例如用冷凝物再循环管线252,且排气管线进一步通往气体过滤器253,以防止管线中有过早冷凝,但使用感应加热器作为过滤器加热器来防止气体过滤器中有任何冷凝也是可行。在后一种情况下,气体过滤器可形成一次性加热器导管的至少一部分。
[0057] 示例1如图5中显示的那样,具有磁推进器的500L的一次性袋放置在带护套的支撑器皿中,带护套的支撑器皿具有由TCU供应的温度控制液体。袋填充有经无菌过滤的培养介质(LB超培养基+丙三醇),且然后袋经受12小时的加热,在100每分钟转数的搅拌下加热到60℃,如图8中的数据显示的那样。然后对袋接种细菌,成功地培养细菌30小时,没有噬菌体感染的迹象。
[0058] 该书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,且还使本领域任何技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统,以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定,且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件,或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元件,则意于使这些其他示例处于权利要求的范围之内。文中提到的任何专利和专利申请都通过引用以其整体并入本文中,就像将它们独立并入一样。
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