一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置
| 专利类型 | 实用新型 | 法律事件 | 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202421174743.6 | 申请日 | 2024-05-27 |
| 公开(公告)号 | CN222499134U | 公开(公告)日 | 2025-02-18 |
| 申请人 | 武汉科前生物股份有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 李涛; 金梅林; 康超; 左麒; 邹忠; 周毅峰; 杨阳; 杨于; | 第一发明人 | 李涛 |
| 权利人 | 武汉科前生物股份有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 武汉科前生物股份有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：湖北省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：湖北省武汉市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：湖北省武汉市东湖新技术开发区高新二路419号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：430206 |
| 主IPC国际分类 | C12M1/12 | 所有IPC国际分类 | C12M1/12 ; C12M3/00 ; C07K1/34 ; C07K16/00 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | U |
| 专利代理机构 | 北京邦中知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 杜立军; 付佳; |
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置。具体地，本实用新型提供一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置包括分离柱、动 力 腔、第一管道、第二管道、第三管道、第一瓶体、第二瓶体、第三瓶体和细胞 生物 反应器 。本实用新型所述的用于细胞培养和分离细胞产物的装置能够高效率生产和分离细胞产物如 抗体 ，且能够降低在细胞培养前对装置的无菌检测成本，从而促进工业化制备细胞产物如抗体。 | ||
| 权利要求 | 1.一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，其特征在于，所述装置包括分离柱、动力腔(1)、第一管道(2)、第二管道(3)、第三管道(4)、第一瓶体(5)、第二瓶体(6)、第三瓶体(7)和细胞生物反应器(8)； |
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| 说明书全文 | 一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置技术领域[0001] 本实用新型涉及生物医药领域，具体涉及一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置。 背景技术[0002] 在细胞生物反应器中使用细胞培养技术生产抗体是生物技术领域常用的方法，例如将产生抗体的基因导入到细胞中，将转基因细胞在细胞生物反应器中进行培养，得到含有抗体的细胞培养液，然后从含有抗体的细胞培养液中分离得到所需抗体。 [0003] 目前常常采用微孔滤膜过滤的方式对生物反应器中的含有抗体的细胞培养液进行过滤来分离所需的抗体，微孔滤膜将细胞截留，而分子较小的抗体滤到滤液中，然后从含有抗体的滤液中分离得到所需抗体。然而，对于现有常用的微孔滤膜过滤装置或方法，在使用微孔滤膜过滤时，含有抗体的细胞培养液的流向方向与微孔滤膜的过滤方向一致，这样会因细胞或固形物堆积在微孔滤膜的表面形成的较厚的滤饼层堵塞过滤孔，导致过滤速度降低，降低过滤效率，需要经常清洗或更换滤膜，从而限制从细胞培养液中过滤分离抗体的应用，且微孔滤膜过滤常常只适合少量细胞培养液的过滤，进而限制通过细胞培养生产抗体的应用。 [0004] 此外，对于用于细胞培养和分离细胞产物抗体设备，在细胞培养前需要进行无菌检测，特别是对于过滤部件如微孔膜过滤器的无菌检测，过滤部件是关键部件且也是灭菌难度较大的部件，然而，对于现有的细胞培养和分离细胞产物抗体设备，细胞生物反应器与过滤部件等部件常常是组合在一起进行无菌检验，在无菌检验过程中，先向细胞生物反应器内加入约占细胞生物反应器容积三分之一的无菌细胞培养基，然后细胞培养基流经过滤部件如微孔膜过滤器等部件后，然后从过滤部件收集滤液，对收集的滤液进行无菌检测，如果滤液中微生物检测不合格如出现细菌，则需要再次对过滤部件如微孔滤膜和生物反应器等部件进行清洗和灭菌处理，从而导致生物反应器中的大量细胞培养基的浪费，从而增大无菌检测成本。 [0005] 因此，本领域需要开发一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置能够高效率生产和分离细胞产物如抗体，且能够降低在细胞培养前对装置的无菌检测成本。实用新型内容 [0006] 本实用新型目的在于提供一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置能够高效率生产和分离细胞产物如抗体，且能够降低在细胞培养前对装置的无菌检测成本。 [0007] 本实用新型提供一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置包括分离柱、动力腔1、第一管道2、第二管道3、第三管道4、第一瓶体5、第二瓶体6、第三瓶体7和细胞生物反应器8； [0008] 所述分离柱包括第一壳体9和过滤柱，所述过滤柱包括中空内腔10，所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成外腔11； [0009] 所述过滤柱的中空内腔的底部通过管路与所述动力腔相连，所述动力腔的腔壁为弹性壁，所述动力腔位于第二壳体12内，所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成封闭腔13，所述第二壳体通过气体管分別与抽气泵14和第一空气增压泵15连接； [0010] 所述第一管道的一端与所述过滤柱的中空内腔的下方相通，所述第一管道的另一端插入到所述第一瓶体的瓶腔底部；所述第二管道的一端与所述外腔11的上方相通，所述第二管道的另一端插入到所述第二瓶体的瓶腔底部；所述第三管道的一端与所述过滤柱的中空内腔的顶部相通，所述第三管道的另一端与三通接头16的一个接头相连，所述三通接头的另外两个接头分别连接液体管17和料液管18的一端，所述液体管的另一端插入到所述第三瓶体的瓶腔底部，所述料液管的另一端与所述细胞生物反应器连接； [0011] 所述第一瓶体上设有第一无菌空气过滤器19，所述第二瓶体上设有第二无菌空气过滤器20，所述第三瓶体上设有第三无菌空气过滤器21；所述第一无菌空气过滤器、第二无菌空气过滤器和第三无菌空气过滤器分别通过气体管与第二空气增压泵22可拆卸连接； [0013] 优选地，所述瓶体包括圆柱形瓶体。 [0014] 优选地，所述过滤柱为圆柱形过滤柱。 [0015] 优选地，所述过滤柱的柱侧壁含有过滤孔24。 [0016] 优选地，所述中空内腔为圆柱形中空内腔。 [0017] 优选地，所述柱包括圆柱形柱。 [0018] 优选地，所述过滤柱包括过滤膜柱。 [0020] 优选地，所述过滤柱能能够截留细胞且细胞产物抗体能够透过过滤柱。 [0021] 优选地，所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成的外腔为封闭式腔体。 [0023] 优选地，所述动力腔包括球形动力腔。 [0025] 优选地，所述抽气泵包括真空泵。 [0026] 优选地，所述抽气泵包括空气抽气泵。 [0027] 优选地，所述第二壳体通过单独气体管与所述抽气泵连接。 [0028] 优选地，所述抽气泵与所述封闭腔13相通。 [0029] 优选地，所述抽气泵能够对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔13进行抽气。 [0030] 优选地，所述动力腔的腔壁能够随着所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔的气压减小而扩张。 [0031] 优选地，所述第二壳体通过单独气体管与所述第一空气增压泵连接。 [0032] 优选地，所述第一空气增压泵与所述封闭腔13相通。 [0033] 优选地，所述第一空气增压泵能够对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔13进行增压。 [0034] 优选地，所述动力腔的腔壁能够随着所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔的气压增大而收缩。 [0035] 优选地，所述封闭腔含有空气。 [0036] 优选地，所述过滤柱的中空内腔的底部通过管路与所述动力腔相通。 [0037] 优选地，所述料液管上设有无菌过滤器。 [0038] 优选地，所述细胞生物反应器包括细胞生物反应罐。 [0039] 优选地，细胞在所述的细胞生物反应罐中进行培养。 [0040] 优选地，所述料液管的另一端插入到所述细胞生物反应罐的罐腔底部。 [0041] 优选地，所述第一无菌空气过滤器、第二无菌空气过滤器和第三无菌空气过滤器能够将空气过滤成无菌。 [0042] 优选地，所述第一无菌空气过滤器位于所述第一瓶体的上方。 [0043] 优选地，所述第一无菌空气过滤器通过气体管与所述的第一瓶体连接。 [0044] 优选地，所述第一无菌空气过滤器包括膜过滤器。 [0045] 优选地，所述第二无菌空气过滤器位于所述第二瓶体的上方。 [0046] 优选地，所述第二无菌空气过滤器通过气体管与所述的第二瓶体连接。 [0047] 优选地，所述第二无菌空气过滤器包括膜过滤器。 [0048] 优选地，所述第三无菌空气过滤器位于所述第三瓶体的上方。 [0049] 优选地，所述第三无菌空气过滤器通过气体管与所述的第三瓶体连接。 [0050] 优选地，所述第三无菌空气过滤器包括膜过滤器。 [0051] 优选地，所述第一无菌空气过滤器通过单独的气体管与单独的第二空气增压泵可拆卸连接。 [0052] 优选地，所述第二无菌空气过滤器通过单独的气体管与单独的第二空气增压泵可拆卸连接。 [0053] 优选地，所述第三无菌空气过滤器通过单独的气体管与单独的第二空气增压泵可拆卸连接。 [0054] 优选地，所述膜包括过滤膜。 [0055] 优选地，所述过滤膜的孔径大小为0.22μm。 [0056] 优选地，所述第一瓶体、第二瓶体和/或第三瓶体的瓶底设有出液管。 [0057] 优选地，所述出液管设有阀门。 [0058] 优选地，所述气体管设有阀门。 [0059] 优选地，所述第二管道设有阀门。 [0060] 优选地，所述第三管道设有阀门。 [0061] 优选地，所述管路包括液体管道。 [0062] 优选地，所述连接或相连包括相通。 [0063] 优选地，所述连接为固定连接或可拆卸连接。 [0064] 优选地，所述的装置还包细胞培养基加液器，所述的细胞培养基加液器通过液体管与所述的细胞生物反应器相连。 [0065] 优选地，所述的细胞培养基加液器含有无菌细胞培养基 [0066] 优选地，所述的细胞培养基加液器能够向细胞生物反应器中加入无菌细胞培养基。 [0067] 优选地，所述的细胞培养基加液器能够向细胞生物反应罐中加入无菌细胞培养基。 [0068] 优选地，所述的细胞产物包括抗体。 [0070] 应当理解的是，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。 [0071] 图1为用于细胞培养和分离细胞产物的装置的结构示意图。 [0072] 其中，附图中各编号代表： [0073] 1为动力腔、2为第一管道、3为第二管道、4为第三管道、5为第一瓶体、6为第二瓶体、7为第三瓶体、8为细胞生物反应器、9为第一壳体、10为中空内腔、11为外腔、12为第二壳体、13为封闭腔、14为抽气泵、15为第一空气增压泵、16为三通接头、17为液体管、18为料液管、19为第一无菌空气过滤器、20为第二无菌空气过滤器、21为第三无菌空气过滤器、22为第二空气增压泵、23为阀门和24为过滤孔。 具体实施方式[0074] 本发明人经过广泛而又深入的研究，开发了一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置。 [0075] 术语 [0076] 除非另有定义，否则本文中所用的所有技术和科学术语的含义与本实用新型所属领域普通技术人员普遍理解的含义相同。 [0077] 如本文所用，术语“包括”、“包含”与“含有”可互换使用，不仅包括开放式定义，还包括半封闭式、和封闭式定义。换言之，所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。 [0078] 如本文所用，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限定。 [0079] 如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”和“第三”等特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。 [0080] 如本文所用，术语“连接”、“相连”应该作广义理解，可以是固定连接或相连，也可以是可拆卸连接或相连，或一体地连接或相连。 [0081] 为了便于说明，以下结合附图1进一步描述本实用新型，在本实用新型应当理解的是，附图并不限定本实用新型的范围。 [0082] 本实用新型提供一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置包括分离柱、动力腔1、第一管道2、第二管道3、第三管道4、第一瓶体5、第二瓶体6、第三瓶体7和细胞生物反应器8； [0083] 所述分离柱包括第一壳体9和过滤柱，所述过滤柱包括中空内腔10，所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成外腔11； [0084] 所述过滤柱的中空内腔的底部通过管路与所述动力腔相连，所述动力腔的腔壁为弹性壁，所述动力腔位于第二壳体12内，所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成封闭腔13，所述第二壳体通过气体管分別与抽气泵14和第一空气增压泵15连接； [0085] 所述第一管道的一端与所述过滤柱的中空内腔的下方相通，所述第一管道的另一端插入到所述第一瓶体的瓶腔底部；所述第二管道的一端与所述外腔11的上方相通，所述第二管道的另一端插入到所述第二瓶体的瓶腔底部；所述第三管道的一端与所述过滤柱的中空内腔的顶部相通，所述第三管道的另一端与三通接头16的一个接头相连，所述三通接头的另外两个接头分别连接液体管17和料液管18的一端，所述液体管的另一端插入到所述第三瓶体的瓶腔底部，所述料液管的另一端与所述细胞生物反应器连接； [0086] 所述第一瓶体上设有第一无菌空气过滤器19，所述第二瓶体上设有第二无菌空气过滤器20，所述第三瓶体上设有第三无菌空气过滤器21；所述第一无菌空气过滤器、第二无菌空气过滤器和第三无菌空气过滤器分别通过气体管与第二空气增压泵22可拆卸连接； [0087] 所述第一管道、液体管和料液管均设有阀门23。 [0088] 本实用新型所述用于细胞培养和分离细胞产物的装置能够高效率生产和分离细胞产物抗体，典型的工作原理如下： [0089] 关闭液体管和第一通道上的阀门，打开料液管的阀门，所述抽气泵对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔进行抽气减压，使得动力腔的腔壁扩张，动力腔的腔壁扩张则导致细胞生物反应器中的含有分泌抗体的细胞培养液通过所述料液管和第三通道进入过滤柱的中空内腔和动力腔，然后，第一空气增压泵对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔进行充气增压，使得动力腔的腔壁收缩，动力腔的腔壁收缩则导致动力腔和过滤柱的中空内腔的含有分泌抗体的细胞培养液通过所述第三通道和料液管回流到细胞生物反应器中，因此，通过所述抽气泵和第一空气增压泵对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔交替进行抽气减压和充气增压，使得含有分泌抗体的细胞培养液不断在过滤柱的中空内腔内交替式上下流动，含有分泌抗体的细胞培养液在过滤柱的中空内腔内交替式上下流动过程中，细胞产物抗体通过过滤柱的柱侧壁滤到所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成的外腔中，然后细胞产物抗体再通过所述第二管道进入到所述第二瓶体中进行收集，由于含有细胞产物抗体的液体不断进入第二瓶体中，使得含有分泌抗体的细胞培养液的量不断减少，因此，通过向细胞生物反应器中不断加入细胞培养基，能够实现连续细胞培养分泌产物抗体和分泌的产物抗体不断通过过滤柱的柱侧壁进入到第二瓶体中进行收集之间的平衡，从而实现细胞分泌产物抗体的连续生产和分离收集，提高细胞分泌产物抗体的制备效率。此外，由于含有分泌抗体的细胞培养液在所述过滤柱的中空内腔内交替式上下流动的方向与细胞产物抗体通过过滤柱的柱侧壁滤到所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成的外腔的方向相互垂直，能够降低过滤柱的堵塞风险，提高了过滤分离得到细胞产物抗体的效率。因此，本实用新型所述用于细胞培养和分离细胞产物的装置能够高效率地生产和分离得到细胞产物抗体。 [0090] 本实用新型所述用于细胞培养和分离细胞产物的装置还能够降低在细胞培养前对装置的无菌检测成本，典型的无菌检测原理如下： [0091] 关闭料液管的阀门，第一瓶体中加入了无菌细胞培养基，所述第二空气增压泵通过第一无菌空气过滤器对第一瓶体进行加压，第一瓶体中的无菌细胞培养基进入过滤柱的中空内腔和动力腔，然后所述过滤柱的中空内腔的细胞培养基分别通过第三管道和液体管进入第三瓶体和通过过滤柱的柱侧壁滤到所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成的外腔后经第二管道进入到第二瓶体中，然后，所述第二空气增压泵通过第二无菌空气过滤器和第三无菌空气过滤器对第二瓶体和第三瓶体进行加压，流入到第二瓶体和第三瓶体的细胞培养基再流回到第一瓶体内，此时，流回到第一瓶体内的细胞培养基已对分离柱和动力腔等部件进行清洗过，因此，对流回到第一瓶体内的细胞培养基进行无菌检测即可确定装置是否符合无菌要求，因此，本实用新型所述装置仅仅通过用加入到第一瓶体的无菌细胞培养基量即可实现对装置的无菌检测，大大降低了用于无菌检测的无菌细胞培养基的使用量，从而降低无菌检测成本。当然，如果流回到第一瓶体内的细胞培养基中的微生物检测不合格如出现细菌，则需要再次对装置进行灭菌处理后，采用如上相同的方法再次进行无菌检测。 [0092] 在本实用新型的一个优选例中，所述过滤柱的柱侧壁含有过滤孔。所述过滤孔的大小可截留细胞且细胞产物如抗体能够透过所述过滤孔，从而能够实现对细胞产物如抗体的过滤分离。 [0093] 本实用新型所述过滤柱并没有特别定的限制，可以是过滤膜柱如中空纤维膜柱等等。 [0094] 本实用新型所述的第二管道上还可以设有蠕动泵。所述的蠕动泵通过蠕动能够进一步促进细胞产物如抗体通过过滤柱的柱侧壁滤到所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成的外腔中，和促进细胞产物如抗体再通过所述第二管道进入到所述第二瓶体中进行收集，从而提高细胞产物抗体的过滤分离效率。 [0095] 本实用新型所述的抽气泵能够对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔进行抽气和所述第一空气增压泵能够对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔进行增压，所述动力腔的腔壁能够随着封闭腔的气压减小而扩张和随着封闭腔的气压增大而收缩，通过所述抽气泵和第一空气增压泵对所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成的封闭腔交替进行抽气减压和充气增压，使得含有分泌抗体的细胞培养液不断在过滤柱的中空内腔内交替式上下流动。 [0096] 本实用新型所述动力腔的形状并没有特别定的限制，优选地，所述动力腔的形状为球形。 [0097] 本实用新型所述的动力腔的材质优选为硅胶或橡胶，硅胶或橡胶具有良好的扩张和收缩弹性。 [0098] 本实用新型的主要优异技术效果包括： [0099] 本实用新型开发了一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置能够高效率生产和分离细胞产物如抗体，且能够降低在细胞培养前对装置的无菌检测成本，从而促进工业化制备细胞产物如抗体。 [0100] 下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。 [0101] 实施例1 [0102] 本实施例1提供一种用于细胞培养和分离细胞产物的装置，所述装置包括分离柱、动力腔1、第一管道2、第二管道3、第三管道4、第一瓶体5、第二瓶体6、第三瓶体7和细胞生物反应器8； [0103] 所述分离柱包括第一壳体9和过滤柱，所述过滤柱包括中空内腔10，所述过滤柱的柱外侧壁与所述第一壳体形成外腔11； [0104] 所述过滤柱的中空内腔的底部通过管路与所述动力腔相连，所述动力腔的腔壁为弹性壁，所述动力腔位于第二壳体12内，所述动力腔的腔外壁与所述第二壳体的壳内壁形成封闭腔13，所述第二壳体通过气体管分別与抽气泵14和第一空气增压泵15连接； [0105] 所述第一管道的一端与所述过滤柱的中空内腔的下方相通，所述第一管道的另一端插入到所述第一瓶体的瓶腔底部；所述第二管道的一端与所述外腔11的上方相通，所述第二管道的另一端插入到所述第二瓶体的瓶腔底部；所述第三管道的一端与所述过滤柱的中空内腔的顶部相通，所述第三管道的另一端与三通接头16的一个接头相连，所述三通接头的另外两个接头分别连接液体管17和料液管18的一端，所述液体管的另一端插入到所述第三瓶体的瓶腔底部，所述料液管的另一端与所述细胞生物反应器连接； [0106] 所述第一瓶体上设有第一无菌空气过滤器19，所述第二瓶体上设有第二无菌空气过滤器20，所述第三瓶体上设有第三无菌空气过滤器21；所述第一无菌空气过滤器、第二无菌空气过滤器和第三无菌空气过滤器分别通过气体管与第二空气增压泵22可拆卸连接； [0107] 所述第一管道、液体管和料液管均设有阀门23。 [0108] 本实施例1所述的用于细胞培养和分离细胞产物的装置能够高效率生产和分离细胞产物如抗体，且能够降低在细胞培养前对装置的无菌检测成本。 |
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