[发明专利]一种细胞悬浮培养罐

说明书

发明领域

本发明涉及一种细胞培养罐，它呈倒置的平锥体底或倒置的平截头体底，可以减少细胞接种体积，更好地混合以免产生机械剪切力，并具有较好的通气量。

发明背景

动物细胞的高密度悬浮培养生产蛋白类药物或疫苗产品的必要方法。小体积的细胞培养罐用于实验室生产，大体积的细胞培养罐用于工业化生产。

目前的细胞培养罐和摇瓶的形状都是很典型的柱体形。这样的罐体或瓶工作体积的高∶径比大于1∶1。罐体中的培养基表面积小，不利于培养物对氧气的有效吸收。常用空气或氧气喷射来解决这一问题。然而，过量的空气喷射常产生泡沫和使气泡破裂，同样过量的氧气喷射也毒害细胞。因此，用较复杂的控制塔和相关的溶氧探头来监控空气或纯氧的喷射。但，优化控制塔或探头比较昂贵。因此，需要开发无控制塔和无相关溶氧探头的小体积培养罐，特别是一次性罐体，和“易于优化”的大体积培养罐。

本发明提供一种不使用复杂的控制塔和相关的探头的细胞培养罐，同时还提供一种一次性或可灭菌的小体积摇瓶型的悬浮培养系统。以及一种“易于优化”的搅拌器驱动的大体积工业化倒置的平锥底生物反应器系统。

发明内容

本发明发现，只要培养基表面积与培养基体积比高于0.14cm2/cm3，不利用复杂的控制塔和相关的溶氧和pH探头，即可使悬浮培养的动物细胞生长良好。

为此，本发明提供一种细胞培养罐，该细胞培养罐可描述为宽体平锥底罐。本发明的细胞培养罐其由三部分连接而成，上部有三个圆柱状出口，出口为圆柱状凸出于罐体并以左中右排列，中间出口大于两边出口；中部为圆柱状罐体和上下部相连；下部为平底圆锥状，圆锥底部为平面状，如图1所示。

本发明的细胞培养罐，其上，中，下部分连为一体，上部分的轴与下部分的轴是一致的。

本发明的细胞培养罐，呈倒置的平锥底，有助于培养基通过摇动或推动力混合时，不产生或产生极低的剪切力，产生极少的机械张力。

本发明的细胞培养罐，空气可以进入罐体。

本发明的细胞培养罐，其特征在于，倒置锥体的锥角在30-70度间。

本发明的细胞培养罐，是由玻璃，金属，塑料和一次性或可灭菌的材料组成。

本发明还提供一种培养细胞的系统，包括本发明所述的细胞培养罐，摇床平台或推动器。

本发明还提供一种培养活细胞的方法，包括如下步骤：

(a)提供如权利要求1所述的细胞反应罐。

(b)将液体培养基注入细胞反应器中。

(c)将含有细胞需要的种子细胞培养物接入罐中。

(d)在合适的条件下培养细胞。

氧气呼吸面积/培养基体积比率不小于0.14cm²/cm³.其中所述的方法，接种体积/液体培养基的工作体积不大于1/10。所述的方法，液体工作培养基含有无血清培养基，含有非CO2依赖的20mMHEPS或类似物以保持稳定的PH。

本发明还提供一种本发明的细胞培养罐的使用方法，即使用本发明的细胞培养罐培养动物细胞，所述细胞中可含有药物蛋白，如：EPO，G-CSF，GM-CSF，TPO等，本发明通过上述细胞培养罐来制备所述蛋白药物。

本发明还提供制备药物的方法，即用本发明的细胞培养罐培养含有药物蛋白的动物细胞，培养过程中，通过底部的空气喷射或表面的纯氧供给，在37℃用带有20-25mM HEPS的无血清培养基进行培养。

本发明的细胞培养罐表明宽体罐与传统的柱体搅拌罐相比具有表面通气好的特点。

许多皮实的动物细胞株都被开发成了无血清培养和无动物来源组份的悬浮培养，包括CHOD(B11和DG44)，CHOK，and NS0(适应无血清培养的)细胞系。也开发了无动物组分来源的悬浮培养基(包括基础生长培养基和添加培养基).添加了非二氧化碳依赖的缓冲液如20mM HEPES缓冲体系，有些细胞培养过程中需要充足的表面气体，而对于本发明的宽体平锥底反应器而言，不需要复杂的控制塔和相关的溶氧和pH探头，这使我们可以实验并开发简化的易于优化的生物反应器用于动物细胞的无血清悬浮培养。

一个实例是，如图1a，b示，设计制作了3升和150ml工作体积的细胞培养罐，惊奇的是，它们工作的效果比传统的Applikon平底细胞培养罐好，在细胞密度、重组蛋白产量、细胞活力和细胞皮实性方面优势明显.显然结合了摇床、平锥底、宽体和pH稳定的培养基，工作起来对动物细胞培养和重组蛋白的产量具有优势。

因此该发明的重点是用小规模的150ml的本发明细胞培养罐来筛选较皮实的生产动物细胞株。