Система ферментера для биотехнических процессов



Система ферментера для биотехнических процессов
Система ферментера для биотехнических процессов
Система ферментера для биотехнических процессов
Система ферментера для биотехнических процессов
Система ферментера для биотехнических процессов
Система ферментера для биотехнических процессов

 


Владельцы патента RU 2415912:

НОВАРТИС ВЭКСИНЕС ЭНД ДАЙЭГНОСТИКС ГМБХ УНД КО. КГ (DE)

Изобретение относится к системе ферментера для применения в биотехнических процессах, в частности для культивирования клеток. Резервуар (1) ферментера содержит наружную стенку (2), заключающую объем резервуара, со смотровым отверстием (7), обеспеченным в наружной стенке (2) для контроля процессов внутри объема резервуара, причем смотровое отверстие (7) содержит прозрачный элемент (8), а прозрачный элемент (8) снабжен нагревательным устройством. Нагревательное устройство может быть выполнено в виде лампы, расположенной снаружи объема резервуара, в виде проводника, расположенного на поверхности прозрачного элемента, или в виде внутреннего нагревательного проводника, встроенного в прозрачный элемент. Нагревательные устройства могут быть использованы поочередно или группой. Изобретение позволяет оптически контролировать внутренний объем резервуара и обеспечить его эффективную стерилизацию. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системе ферментера для применения в биотехнических процессах, в частности для культивирования клеток.

Биотехнические процессы для аэробного или анаэробного культивирования животных или микробных клеток обычно проводят в биореакторах, часто называемых ферментерами. При этом выбор конкретного биореактора имеет решающее значение для эффективности процесса. Ферментеры должны обеспечивать оптимальные условия с точки зрения выращивания микроорганизмов и метаболической активности. Можно приобрести биореакторы сравнительно небольших лабораторных размеров на 1-10 литров, а также промышленных размеров на 16000 литров и более. Точный размер ферментера зависит от годовой потребности в продукте, конкретного процесса и режима эксплуатации.

Термин «ферментер» или «система ферментера» относится, в общем, к устройству, которое можно применять для аэробного или анаэробного культивирования клеток. Данная система может содержать, по меньшей мере, один резервуар ферментера, который можно герметично закрывать таким образом, что содержимое резервуара изолировано от среды снаружи системы, что исключает загрязнение определенной клеточной культуры, выращиваемой в системе ферментера. Резервуар содержит несколько впускных узлов или выпускных узлов, ведущих в/из резервуара, которые служат для подсоединения патрубков и трубопроводов для управляемого ввода и/или отведения жидкостей или газов, например, компонентов питательных сред или кислорода. Данные трубы и патрубки, подсоединенные к резервуару, также входят в состав системы ферментера. Как правило, данные части чистят и стерилизуют за один этап вместе с резервуаром.

Наиболее широко применяемым типом ферментера является резервуар с механическим перемешиванием. Данный тип реактора обычно состоит из цилиндрического резервуара из нержавеющей стали, который закрывают сверху, и в который установлена разнообразная арматура типа вентильной арматуры и патрубков (например, для измерительных головок или другого вспомогательного оборудования).

Стерильность системы ферментера является ключевым требованием для его успешной работы. В частности, в контексте производства веществ для фармацевтического применения (например, вакцин или активных средств), требуется исключить любое загрязнение клеточной культуры в ферментере. Поэтому систему ферментера в целом, содержащую вспомогательное оборудование и культуральную среду, стерилизуют перед применением. Однако известные ферментеры обладают некоторыми конструктивными недостатками, которые могут приводить к неудовлетворительной стерилизации системы ферментера перед применением, что, в свою очередь, может стать причиной загрязнения. В альтернативном варианте, загрязнение клеточной культуры в ферментере может происходить в результате этапов обработки во время работы системы.

В связи с этим, тупики трубопроводов представляют собой распространенный источник загрязнения в системах ферментеров, применяемых в настоящее время. Тупиками трубопроводов обычно называют части труб или патрубков, или части более сложного трубопроводного сборочного узла, например, трубопроводной сети или системы каналов, которые не полностью заполняются жидкостью или газом, протекающим по ним. До таких мест не достать надлежащим образом во время стерилизации ферментера, и остатки культуральной среды от предыдущего производственного цикла могут задерживаться в данных зонах, что, в свою очередь, может вызвать загрязнение культуры при последующей ферментации с использованием данной системы. В частности, зону вентильной арматуры в трубопроводе часто нельзя стерилизовать удовлетворительно. Поэтому существует потребность в создании системы ферментера, содержащей вентильную арматуру, которая не содержит тупиков, чтобы гарантировать надлежащую стерилизацию.

В процессах биотехнического производства часто необходимо контролировать процесс путем оптического наблюдения за содержимым в закрытом резервуаре. Поэтому в стенку резервуара вмонтируют смотровые отверстия, которые содержат прозрачный элемент, обычно, стеклянное окно, через которое пользователь может смотреть внутрь резервуара. Из-за конденсата на прозрачном окне могут создаваться помехи видимости сквозь окно. При этом в технике известен способ установки очистителя внутри резервуара, который приводят в действие снаружи для очистки окна. Однако выяснилось, что сквозное соединение, посредством которого включают движение очистителя, оказывается причиной загрязнения, поскольку обычно трудно обеспечить эффективную стерилизацию сквозного соединения.

Следовательно, существует потребность в создании резервуара ферментера, внутренний объем которого можно контролировать оптически и который можно также эффективно стерилизовать.

Биореакторы для культивирования клеток нуждаются в мешалке для гомогенного распределения клеток, питательных веществ, газов и тепла. В традиционных системах ферментеров вал мешалки приводится напрямую снаружи резервуара. Из-за такой конструкции существует вероятность появления загрязнений на вращающемся двухстороннем механическом уплотнении. В известных технических устройствах стерильный конденсат пара подавали между двумя парами колец во избежание загрязнения ферментационного резервуара. Однако установлено, что данный способ также не пригоден для исключения риска загрязнения. Вследствие этого существует потребность в резервуаре ферментера с усовершенствованной системой мешалки, которая не препятствует стерилизации ферментера.

Во время стерилизации системы ферментера пар пропускают через резервуары и трубопроводы, что приводит к значительному повышению температуры материалов системы ферментера. В частности, из-за повышения температуры расширяются стенка и трубопроводы резервуара. Данное расширение вызывает напряжение и внутренние нагрузки в материале, которые могут иметь следствием разрывы и трещины. В свою очередь, в данных разрывах и трещинах могут возникать загрязнения, которые вряд ли можно удалить просто пропусканием пара по трубопроводам системы ферментера. Следовательно, существует потребность в системе ферментера, в которой снижен риск образования трещин и разрывов во время стерилизации.

В процессах культивирования клеток культуральную жидкость часто предпочтительно перегружать из одного резервуара в другой для увеличения числа клеток. Среда для клеточной культуры в периодических процессах обладает способностью производить в конце одного цикла лишь 10-кратное увеличение количества клеток по сравнению с исходным количеством клеток. Поэтому специалисты в области культивирования клеток получают большое количество клеток в первом реакторе ферментера. Когда достигнута некоторая плотность клеток часть клеточной культуры перегружают в дополнительный резервуар ферментера со свежей культуральной средой. Такую перегрузку обычно производят несколько раз, при этом объем резервуаров ферментера увеличивается с каждым этапом перегрузки. Обычно осуществляют 3-10-кратное увеличение объема. В известных технических устройствах перекачивание облегчается за счет применения насосов, которые заставляют жидкость перетекать из одного резервуара в направлении питающего резервуара. Однако такое перекачивание приводит к образованию пены, которая может навредить клеткам в культуре из-за создания поверхностной нагрузки. Следовательно, существует также потребность в создании системы ферментера, применение которой исключает образование пены и поверхностную нагрузку.

Поэтому с учетом известного уровня техники, целью настоящего изобретения является создание резервуара ферментера и системы ферментера, соответственно, в которых устранены вышеупомянутые недостатки.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, данная цель достигается с помощью резервуара ферментера, содержащего наружную стенку, заключающую объем резервуара, со смотровым отверстием, обеспеченным в наружной стенке для контроля процессов внутри объема резервуара, причем смотровое отверстие содержит прозрачный элемент, а сам прозрачный элемент снабжен нагревательным устройством.

Благодаря нагревательному устройству конденсат, который образовался на внутренней поверхности прозрачного элемента, можно удалять без потребности в механическом соединении сквозь стенку резервуара. Это снижает риск загрязнений в системе ферментера.

В предпочтительном варианте осуществления, нагревательное устройство содержит нагревательный проводник, сформированный на поверхности прозрачного элемента. Тем самым обеспечивается преимущество, состоящее в том, что поверхность прозрачного элемента можно эффективно нагревать небольшим количеством тепловой энергии. В другом варианте осуществления нагревательное устройство содержит внутренний нагревательный проводник, который встроен в прозрачный элемент, что также приводит к эффективному нагреванию прозрачного элемента.

В альтернативном варианте или дополнительно, снаружи объема резервуара можно обеспечить нагревательную лампу в качестве нагревательного устройства для нагревания прозрачного элемента. Данная схема обладает такими преимуществами, как исключение необходимости видоизменения прозрачного элемента и возможность применения общепринятых смотровых отверстий, что дает возможность дооборудовать уже установленное смотровое отверстие.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, вышеупомянутая цель достигается с помощью резервуара ферментера, содержащего наружную стенку, заключающую объем резервуара, с перемешивающим элементом, расположенным внутри объема резервуара, и приводным средством, расположенным снаружи резервуара, для вращательного привода перемешивающего элемента, причем перемешивающий элемент снабжен первым магнитным элементом, а приводное средство снабжено вторым магнитным элементом, и первый магнитный элемент и второй магнитный элемент связаны магнитными силами.

Благодаря магнитной связи риск загрязнения в системе ферментера существенно снижается по сравнению с известными техническими устройствами, в которых применяется механическая связь посредством вала, проходящего сквозь стенку резервуара. Магнитная связь обеспечивает возможность полной изоляции перемешивающего элемента внутри резервуара от приводного средства снаружи резервуара.

В предпочтительном варианте осуществления перемешивающий элемент содержит вал мешалки с первым магнитным элементом, установленным на валу мешалки. Более того, приводное средство содержит ведущий вал со вторым магнитным элементом, установленным на ведущем валу.

Для обеспечения хорошей магнитной связи между магнитными элементами резервуар, в предпочтительном варианте, содержит выемку в наружной стенке, при этом выемка имеет кольцевую стенку, выступающую в объем резервуара, причем второй магнитный элемент расположен внутри выемки. При этом первый магнитный элемент расположен вблизи кольцевой стенки.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, вышеупомянутая цель достигается посредством резервуара ферментера, содержащего наружную стенку, заключающую объем резервуара, причем стенка содержит впускной узел для ввода или отвода газа или жидкости внутрь или из объема резервуара и соединительную трубу к устройству подачи газа или жидкости, причем соединительная труба содержит первую секцию, продолжающуюся вдоль первой оси, вторую секцию, соединенную с первой секцией и продолжающуюся вдоль второй оси, причем вторая ось, по существу, перпендикулярна первой оси, и третью секцию, соединенную со второй секцией и продолжающуюся вдоль третьей оси, причем третья ось, по существу, параллельна первой оси и отнесена на некоторое расстояние от первой оси.

Контур, образованный первой, второй и третьей секциями, может изгибаться вдоль секций, когда секции расширяются в результате повышения температуры материала во время стерилизации. Это ослабляет напряжения в трубопроводах и, следовательно, риск образования трещин. В предпочтительном варианте осуществления во второй секции обеспечен соединительный узел, и данный соединительный узел содержит впускной вентиль. Благодаря данному конструктивному средству, впускной вентиль защищен от напряжения и внутреннего усилия, которые возникают во время стерилизации системы. Кроме того, при посредстве трех секций можно продувать соединение между впускным вентилем и резервуаром. Таким образом, трубопровод между впускным вентилем и резервуаром не образует тупика.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается система ферментера с резервуаром, заключающим объем резервуара, и трубопроводом для распределения жидкостей в системе ферментера, причем трубопровод содержит переключающий вентиль, причем переключающий вентиль содержит корпус вентиля, множество выпускных стоек, проходную трубу, проходящую через корпус вентиля от первого торца до второго торца, множество отверстий в корпусе вентиля и множество вентильных элементов, вставленных в отверстия, причем первый торец и второй торец сообщаются с источником подачи жидкости, отверстия сообщаются с выпускными стойками, и отверстия пересекают проходную трубу.

Благодаря непосредственному соединению между проходной трубой и отверстиями, что обеспечивается пересечением между отверстиями и проходной трубой, вентиль в соответствии с настоящим изобретением не содержит секций, которые остаются недостижимыми во время стерилизации паром, который пропускают по проходной трубе. В связи с этим, следует упомянуть, что пересечение в контексте настоящего изобретения уже существует, если часть стенки проходной трубы пересекается отверстиями. Канал из проходной трубы в отверстия перекрывается непосредственно вентильными элементами, и не остается пространства, которое бы не продувалось, когда по трубопроводу пропускают пар.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается система ферментера, которая содержит первый резервуар ферментера, второй резервуар ферментера и трубу для перекачки, соединяющую первый резервуар и второй резервуар, причем труба для перекачки соединена с нижней секцией первого резервуара и нижней секцией второго резервуара.

Благодаря трубе для перекачки перегрузка питательной среды из первого резервуара во второй резервуар может происходить, когда повышают давление в первом резервуаре. В данном случае, повышенное давление в первом резервуаре вынуждает часть питательной среды перемещаться по трубе для перекачки во второй резервуар. При этом можно исключить насосы и, тем самым устранить обусловленный насосами эффект пенообразования.

В предпочтительном варианте осуществления в трубе для перекачки обеспечен перепускной клапан, который позволяет регулировать расход потока между резервуарами. Кроме того, в предпочтительном варианте в стенке первого резервуара обеспечивают впускной узел для подачи давления, который позволяет подавать среду под давлением, предпочтительно, сжатый воздух, для повышения давления внутри первого резервуара.

Вышеупомянутые аспекты, касающиеся резервуаров и систем ферментера, соответственно, можно также применять в любой их возможной комбинации.

Ниже приведено описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид резервуара ферментера в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 - сечение смотрового отверстия, снабженного нагревательными устройствами, для резервуара ферментера в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.3 - сечение нижней части резервуара ферментера в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.4 - сечение впускного узла, установленного в резервуар ферментера в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.5 - вид сверху на впускной вентиль в соответствии с настоящим изобретением, и

Фиг.6 - изображение системы ферментера в соответствии с настоящим изобретением, содержащей, по меньшей мере, два резервуара.

На фиг.1 показан резервуар 1 ферментера для биотехнических процессов, который содержит наружную стенку 2. Нижняя часть резервуара 1 дополнительно снабжена второй стенкой 3, так что нижняя часть содержит двойную стенку с рубашкой. Теплоноситель можно пропускать через промежуточное пространство 4 для нагревания питательной среды внутри резервуара 1. Кроме того, анализирующие зонды 5 обеспечены внутри резервуара 1 для измерения необходимых параметров, типа температуры и давления.

В верхней части резервуара 1 расположены два впускных патрубка 6, через которые можно подавать газ или жидкость в резервуар 1, и которые соединены с переключающим вентилем, который описан ниже. Кроме того, верхняя часть снабжена смотровым отверстием 7, которое дает возможность оптически контролировать процессы внутри резервуара 1, избегая проблему контакта содержимого с атмосферой.

Смотровое отверстие 7 подробно изображено на фиг.2 и содержит прозрачный элемент 8 со стеклянным участком и изолированной рамой, например, герметично уплотненное двойное вставленное стекло и U-образные рамы из PVC (поливинилхлорида). В альтернативном варианте можно применить другие материалы вместо стекла, например пластик или боросиликатное стекло, кварц, известково-натриевое стекло или закаленное стекло.

Из-за повышенной температуры внутри резервуара 1 во время проведения процесса на прозрачном элементе 8 может конденсироваться влага. Данный конденсат мешает пользователю смотреть сквозь прозрачный элемент 8. Для удаления конденсата с поверхности элемента 8 в данном предпочтительном варианте осуществления обеспечено несколько нагревательных устройств для нагревания прозрачного элемента 8. Данные нагревательные устройства можно использовать поочередно или группой.

В качестве первого средства по удалению контакта установлена нагревательная лампа 9 снаружи резервуара 1 вблизи смотрового отверстия 7 таким образом, что прозрачный элемент 8 можно было облучать нагревательной лампой 9, чтобы нагревать весь прозрачный элемент 8. При этом отсутствует необходимость в модификации прозрачного элемента 8, и можно применять обычные смотровые отверстия 7.

В качестве дополнительного нагревательного устройства, предпочтительно, внутренняя поверхность прозрачного элемента 8 снабжена проводником 10 для нагревания поверхности, который подсоединен к источнику питания (не показанному) кабелем 11. При наличии нагревательного проводника 10 на поверхности прозрачный элемент 8 можно эффективно нагревать небольшим количеством тепловой энергии.

Более того, в прозрачный элемент 8 для нагревания всего прозрачного элемента 8 встроен внутренний нагревательный проводник 12. Внутренний нагревательный проводник 12 также может быть присоединен к источнику питания (не показанному) линией 13.

Благодаря нагревательным устройствам, содержащим нагревательную лампу 9 и нагревательные проводники 10, 12, можно надежно удалять конденсат с внутренней поверхности прозрачного элемента 8 без необходимости в обеспечении сквозной механической подачи, которая требуется в случае с очистителем, и ее уплотнений, которые часто являются причиной загрязнений.

На фиг.3 подробно представлен второй аспект настоящего изобретения. Перемешивающий элемент 14 расположен в нижней части резервуара 1 ферментера. Он содержит лопасти 15 мешалки, которые установлены на валу 16 мешалки. Вал 16 мешалки на его нижнем конце снабжен первым магнитным элементом 17. Наружная стенка 2 резервуара 1 содержит в нижней части выемку 18 с кольцевой стенкой 19, которая выступает в резервуар 1. Первый магнитный элемент 17 сформирован кольцеобразно и окружает кольцевую стенку 19 и, следовательно, расположен сопряженно с выемкой 18. Второй магнитный элемент 20 расположен внутри выемки 18 и установлен на ведущем валу 21, который подсоединен к электродвигателю (не показанному) для приведения ведущего вала 21 во вращательное движение. Кроме того, как вал 16 мешалки, так и ведущий вал 21 расположены так, чтобы располагаться вдоль общей оси вращения.

Нежесткое соединение ведущего вала 21 с валом 16 мешалки обеспечивается связью магнитных элементов 17, 20 посредством магнитных сил. Это обеспечивает возможность вращательного привода на перемешивающий элемент 14 без механического сквозного соединения, что значительно снижает риск загрязнения резервуара 1 ферментера по сравнению с известными техническими устройствами, в которых применяется механическая связь с валом, проходящим сквозь стенку резервуара. Магнитная связь обеспечивает полную изоляцию перемешивающего элемента 14 внутри резервуара 1 от ведущего средства снаружи резервуара 1.

Третий аспект настоящего изобретения представлен на фиг.4, где изображен впускной узел 6 для ввода или отвода газа или жидкости внутрь или из резервуара 1. Впускной узел 6 содержит соединительную трубу к устройству (не показанному) подачи газа или жидкости, причем соединительная труба содержит первую секцию 22, которая продолжается вдоль первой оси 23, и которая присоединена одним концом к резервуару 1. Первая секция 22 подходит ко второй секции 24, которая продолжается вдоль второй оси 25. Вторая ось 25, по существу, перпендикулярна первой оси 23. И, наконец, впускной узел 6 содержит третью секцию 26, соединенную со второй секцией 24 и продолжающуюся вдоль третьей оси 27, причем третья ось 27, по существу, параллельна первой оси и отнесена на некоторое расстояние от первой оси 23. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, третья секция ведет обратно к резервуару 1, что означает, что секциями 22, 24, 26 образован контур. В альтернативном варианте третья секция может вести к питающим устройствам, например, чанам для хранения культуральной среды или чему-то подобному. Кроме того, вторая секция 24 содержит соединительный узел с впускным вентилем 28. Питающая труба 29, ведущая к источнику (не показанному) подачи сред, подсоединена к впускному вентилю 28.

Контур, образованный секциями 22, 24, 26, может изгибаться в направлении стрелок 30, когда секции 22, 24, 26 расширяются в результате повышения температуры материала во время стерилизации. Данная способность к растягиванию ослабляет напряжения в трубопроводах и, следовательно, риск образования трещин. Кроме того, контур, образованный тремя секциями 22, 24, 26, позволяет продувать трубу впускного узла 6 между резервуаром 1 и впускным вентилем 28. Пар может поступать в первую секцию 22 и может протекать через вторую и третью секции 24, 26 обратно в резервуар 1. Следовательно, труба между резервуаром 1 и впускным вентилем 28 не представляет тупика.

На фиг.5 подробно показан переключающий вентиль 31, применяемый в системе ферментера в соответствии с настоящим изобретением. Переключающий вентиль 31 применяется для распределения, например, очищающих жидкостей или пара в разные места внутри резервуара ферментера. Переключающий вентиль 31 представляет собой многопутевой распределитель и содержит корпус вентиля 32, который снабжен четырьмя выпускными стойками 33 и четырьмя отверстиями 34, причем отверстия 34 сообщаются с выпускными стойками 33. Более того, в данном предпочтительном варианте осуществления корпус вентиля 32 сформирован в виде одной детали для исключения сварных соединений. Проходная труба 35 проходит через корпус вентиля 32 от первого торца 36 до второго торца 37, и отверстия 34 пересекают проходную трубу 35. Пересечение в контексте настоящего изобретения уже существует, если часть стенки проходной трубы 35 пересекается отверстиями 34, как это имеет место в данном случае. Оба торца 36 и 37 сообщаются с устройством (не показанным) подачи очищающей жидкости. Таким образом, образован контур, и можно продувать проходную трубу 35.

Вентильные элементы 38 вставлены в отверстия 34 и могут переключаться между закрытым положением и открытым положением, при этом в открытом положении проходная труба 35 сообщается с выпускными стойками 33.

Непосредственное соединение между проходной трубой 35 и отверстиями 34 исключает такие секции в трубопроводах, в которых невозможно было бы создать удовлетворительный поток во время стерилизации очищающей жидкостью, которую пропускают по проходной трубе 35. Канал из проходной трубы 35 в отверстия 34 перекрываются непосредственно вентильными элементами 38, и не остается пространства, которое бы не продувалось, когда по трубопроводу пропускают очищающую жидкость.

На фиг.6 изображена система ферментера, которая содержит в данном предпочтительном варианте четыре резервуара 1a, 1b, 1c и 1d ферментера. Кроме того, обеспечена труба 39 для перекачки, соединяющая резервуары 1a, 1b, 1c и 1d. Резервуары 1a, 1b, 1c и 1d содержат присоединительные патрубки в нижней секции, и труба 39 для перекачки присоединена к данным присоединительным патрубкам. Перепускные клапаны 40a, 40b и 40c размещены в трубе 39 для перекачки между резервуарами 1a, 1b, 1c и 1d, чтобы обеспечивать возможность перекрывания соединения между разными резервуарами 1a, 1b, 1c и 1d.

В данном предпочтительном варианте осуществления второй резервуар 1a имеет больший объем, чем первый резервуар 1b, и объем резервуара становится больше по мере движения от первого резервуара 1a к четвертому резервуару 1d. Резервуары 1a, 1b, 1c и 1d снабжены также впускными патрубками 41a, 41b, 41c и 41d для подачи давления. Через впускные патрубки 41a, 41b, 41c и 41d для подачи давления, в один из резервуаров 1а, 1b, 1с и 1d можно подавать среду под давлением, предпочтительно, сжатый воздух для повышения давления внутри данного резервуара.

При наличии трубы 39 для перекачки передача питательной среды из первого резервуара 1a во второй резервуар 1b может происходить, когда давление в первом резервуаре 1a повышают подачей, предпочтительно, сжатого воздуха через впускной патрубок 41a для подачи давления. В данном случае, повышенное давление в первом резервуаре 1a заставляет питательную среду перемещаться по трубе 39 для перекачки во второй резервуар 1b, при условии, что перепускной клапан 40a открыт, а перепускной клапан 40b перекрыт. Таким же образом питательную среду можно перегружать из второго резервуара 1b в третий резервуар 1c посредством перекрывания перепускных клапанов 40a и 40c и посредством подачи сжатого воздуха во второй резервуар через впускной патрубок 41b для подачи давления. Таким образом, благодаря трубе 39 для перекачки, можно исключить насосы и, тем самым, устранить вызываемый насосами эффект пенообразования. В частности, можно добиться «плавной» перегрузки культуральной жидкости и клеток, так как нарастание давления можно регулировать, чтобы добиваться лишь слабого течения в трубе 39 для перекачки.

Резервуар 1 и систему ферментера в соответствии с настоящим изобретением можно применять для культивирования клеток, в частности, для культивирования клеток для разведения вируса при производстве вакцины, особенно, субъединичной или расщепленной вакцины.

В еще более частном случае, упомянутый вирус является респираторным вирусом или вирусом гриппа (пандемическим или ежегодным штаммом), или вирусом полиомиелита, или вирусом, связанным с заболеванием, передаваемым половым путем, например, вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), вирусом бородавки человека (HPV), вирусом герпеса простого (HSV) или вирусом гепатита C (HCV). В частности, клетки являются животными клетками, например, клетками MDCK (Madine Darby Canine Kidney (почек собаки)), клетками Vero, клетками per.C.6, клетками фибропластов куриного эмбриона (CEF) или клетками CHO (яичников китайских хомячков).

Следовательно, настоящее изобретение относится также к способу разведения клеток, в котором клетки культивируют в резервуаре ферментера или системе ферментера в соответствии с прилагаемой формулой изобретения. Условия, подходящие для разведения, зависят от используемых клеток и хорошо известны специалисту в данной области. В соответствии с изобретением, клетки могут быть животными клетками. В предпочтительном варианте клетки могут быть клетками MDCK, клетками Vero, клетками per.C.6, клетками фибропластов куриного эмбриона (CEF) или клетками CHO.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения предлагается способ получения противовирусной вакцины, содержащий этап культивирования клеток в резервуаре ферментера или системе ферментера в соответствии с прилагаемой формулой изобретения. В предпочтительном варианте способ дополнительно содержит этапы, заключающиеся в том, что клетки инфицируют вирусом и затем культивируют в условиях, которые допускают развитие вируса. И, наконец, вирус собирают из культуральной жидкости в соответствии с известными способами, и перерабатывают в материал, который может быть применен как сырье для изготовления вакцины по рецептуре. Вакцина может быть субъединичной или расщепленной вакциной. В соответствии с изобретением, клетки могут быть животными клетками, предпочтительно клетками MDCK, клетками Vero, клетками per.C.6, клетками фибропластов куриного эмбриона (CEF) или клетками CHO. В еще более частном случае, упомянутый вирус является респираторным вирусом или вирусом гриппа (пандемическим или ежегодным штаммом), или вирусом полиомиелита, или вирусом, связанным с заболеванием, передаваемым половым путем, например, вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), вирусом бородавки человека (HPV), вирусом герпеса простого (HSV) или вирусом гепатита C (HCV).

Данный способ может дополнительно содержать этапы, состоящие в том, что, по меньшей мере, один компонент вируса или вирус изолируют от клеточной культуры. В дополнительном варианте осуществления способ дополнительно содержит изготовление вакцины по рецептуре с применением компонента вируса или вируса, полученного из клеточной культуры. Составление по рецептуре может содержать этап смешения компонента(ов) вируса или вируса с фармацевтически допустимыми носителями, вспомогательными веществами и/или наполнителями. Кроме того, в зависимости от характера вакцинации, возможно, потребуется инактивировать вирус перед изготовлением вакцины по рецептуре. В данной области известен ряд способов инактивирования вируса, и их можно применить с данной целью.

1. Резервуар ферментера (1), содержащий наружную стенку (2), заключающую объем резервуара, со смотровым отверстием (7), обеспеченным в наружной стенке (2) для контроля процессов внутри объема резервуара, при этом смотровое отверстие (7) содержит прозрачный элемент (8), причем прозрачный элемент (8) снабжен нагревательным устройством.

2. Резервуар ферментера (1) по п.1, в котором нагревательное устройство содержит нагревательную лампу (9), расположенную снаружи объема резервуара.

3. Резервуар ферментера (1) по п.1 или 2, в котором нагревательное устройство содержит нагревательный проводник (10), обеспеченный на поверхности прозрачного элемента (8).

4. Резервуар ферментера (1) по п.3, в котором нагревательный проводник (10) обеспечен на внутренней поверхности прозрачного элемента (8).

5. Резервуар ферментера (1) по п.1 или 2, в котором нагревательное устройство содержит внутренний нагревательный проводник (12), который встроен в прозрачный элемент (8).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к эрлифтному петлевому биореактору для получения биодизельного топлива без использования внешних газов. .

Изобретение относится к области экологической биотехнологии и может быть использовано для наработки в полевых условиях биомассы микроорганизмов - деструкторов нефтяных загрязнений.

Изобретение относится к пленочным аппаратам для культивирования автотрофных микроскопических организмов и может быть использовано в микробиологической и других отраслях промышленности, предусматривающих применение продукции культивирования (например, в комбикормовой промышленности при альголизации комбикормов, в фармацевтической и косметической промышленности).

Изобретение относится к устройствам для культивирования клеток тканей и микроорганизмов в условиях отсутствия силы земной гравитации и может быть использовано в космической биотехнологии.

Изобретение относится к устройствам для проведения биотехнологических процессов, в частности для культивирования клеток тканей и микроорганизмов в условиях микрогравитации, и может быть использовано в космической биотехнологии.

Изобретение относится к области микробиологии. .

Изобретение относится к приспособлениям, предназначенным для насыщения жидкой среды газом, например воздухом, и может найти применение в различных отраслях промышленности, включая пищевую, химическую и микробиологическую.

Изобретение относится к аппаратам для проведения биохимических процессов и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам и линиям для производства биологических препаратов на основе энтомопатогенных нематод, применяемых в качестве биологических препаратов в борьбе с насекомыми-вредителями.

Изобретение относится к биореакторам асептического выращивания микроорганизмов, в частности к инокуляторам, посевным аппаратам, и может найти применение в микробиологической, пищевой, медицинской промышленности, а также в сфере образования и науки

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к аппаратам для ферментативной переработки отходов растительного и животного происхождения, стеблей растений, навоза животных и птицы, сточных вод для получения биогаза и органического экологически чистого удобрения

Изобретение относится к микробиологической, пищевой, медицинской промышленности, в частности к биореакторам асептического выращивания микроорганизмов, и может быть использовано для комплектации установок учебного, научно-исследовательского и промышленного назначения

Изобретение относится к устройствам для выращивания одноклеточных микроорганизмов, например зеленых водорослей, в закрытых емкостях в водной суспензии при естественном или искусственном освещении

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения

Изобретение относится к микробиологической, дрожжевой, спиртовой промышленности, а также к сельскому хозяйству и предназначено для переработки жидких органических отходов, преимущественно навоза или помета, и получения экологически чистых органических удобрений и горючего биогаза

Изобретение относится к области биотехнологии, фармацевтической промышленности, в частности к оборудованию для культивиротвания фотосинтезирующих микроорганизмов, преимущественно микроводорослей. Фотобиореактор содержит рабочую емкость (2) с первой и второй наружными боковыми поверхностями (20, 20'). Емкость (2) сформирована из эластичного прозрачного материала, непроницаемого для текучей среды, и установлена в каркасе (3). Каркас (3) имеет удлиненные и, по существу, вертикальные опорные компоненты (32). Компоненты (32) расположены, по меньшей мере, в одном горизонтальном ряду. Причем они установлены поочередно прилегающими к первой и второй наружным боковым поверхностям (20, 20') рабочей емкости (2) с возможностью их поддержки. Изобретение обеспечивает повышение производительности и качества процесса культивирования микроводорослей при одновременном сокращении затрат. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ выращивания колоний микробных клеток на поверхности пористой пластины. Способ включает подачу питательного раствора снизу вверх через пористую пластину в зоны роста колоний микробных клеток на её верхней поверхности, подачу суспензии микробных клеток на верхнюю поверхность пористой пластины, создание контролируемых условий роста колоний, проведение наблюдения за ростом колоний, отсоединение выращенных колоний микробных клеток от зон роста и перенос их во внешние средства идентификации. Питательный раствор подают в зоны роста колоний микробных клеток путем создания перепада давления между входом и выходом отверстий. Отверстия выполнены в пластине из анодного оксида алюминия ортогонально ее большой плоскости и топологически кодированы. В них сформированы указанные зоны роста в виде пористых мембран. Пористые мембраны размещены вровень с верхней поверхностью пластины, либо с образованием лунки и не пропускают микробные клетки. После подачи питательного раствора подают суспензию микробных клеток заданной концентрации на верхнюю поверхность пластины до их равномерного распределения. На поверхности пластины между зонами роста сформирована пленка, которая препятствует прикреплению микробных клеток. Отсоединение выросших микроколоний от зон роста осуществляют путем гидроудара. Гидроудар направлен со стороны входа цилиндрических отверстий пластины и распространяется вдоль них и далее через поры пористых мембран с силой, не разрушающей микроколонии, но достаточной для их отрыва от зон роста. Также предложено устройство для выращивания колоний микробных клеток вышеуказанным способом. Техническим результатом является обеспечение условий автоматизации процессов подачи питательного раствора и процессов отделения, и переноса выросших колоний, возможность интегрирования в миниатюрные переносные приборы, и использование в лабораториях на чипе и обеспечения портативности устройства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил., 4 табл., 2 пр.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ получения целлюлозосодержащего продукта с помощью вырабатывающих целлюлозу бактерий. Способ включает подготовку мембраны, пропускающей питательный раствор и не пропускающей бактерии. Также подготавливают питательный раствор на первой стороне мембраны для подачи через мембрану на вторую сторону. Далее подготавливают газовую среду на второй стороне мембраны, подготавливают бактерии, вырабатывающие целлюлозу, на второй стороне мембраны для получения бактериями питательного раствора, проникающего сквозь мембрану. Также предложен целлюлозосодержащий продукт, полученный указанным способом. Техническим результатом является отсутствие образования гранул в питательном растворе и отсутствие отложений целлюлозы в подводящих и отводящих каналах, а также получение целлюлозосодержащего продукта, обладающего однородной структурой и плотностью. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх