[发明专利]用于电穿孔的反应器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于电穿孔细胞例如植物细胞的反应器系统。

背景技术

从DE-A-102004025046获知这种反应器系统，该出版物公开了一种反应器，其中一个或多个高压脉冲发生器的电极位于反应室中，该电极生成横穿所述反应室宽度的电场。

通过使用一个以上的Marx发生器，该已知的反应器系统适于进行大批量的处理，但是其缺点是：可观的脉冲电流在材料流动方向可能流出反应室，例如，在使用电压与地面不对称的情况中。因此，出于安全考虑而需要额外的地电极。此外，由于具有在细胞材料电穿孔所需阈值之下的非常低的电场区域，因此减小了系统的效率。

发明内容

本发明的目的是减少或甚至消除所述缺点。

反应器系统达成了此目的，该反应器系统包括：

●反应室，具有长度和宽度，籍此所述反应室沿其长度容纳有中心部；

●第一脉冲发生器，两个电极A1和A2连接至所述第一脉冲发生器，籍此所述电极A1和A2位于所述反应室中的中心部，并且当在所述长度方向测量时，使得所述电极A1和A2至少相距等于所述反应室的宽度的一半的距离；

●第二脉冲发生器，两个电极B1和B2连接至所述第二脉冲发生器，籍此所述电极B1和B2位于所述反应室中的中心部，并且当在所述长度方向测量时，使得所述电极B1和B2至少相距等于所述反应室的宽度的一半的距离。

根据本发明的反应器系统的一个优点是：通过在材料流的方向上结合分离电极的方法与电场方向，从而可以省略额外的地电极。

根据本发明的反应器系统的又一个优点是：可以减少电场强度不足以适于电穿孔的区域，特别是在中心部的区域。

根据本发明的反应器系统的另一个优点是：该反应器系统也适于大规模反应器，而并非不得不采用单个足够强大的脉冲发生器。

根据本发明的反应器系统的又一个优点是：通过增加反应室的宽度可以将该反应器系统制造成适于加工高质量流，因此极大地或甚至彻底地避免了增加通过反应器系统输送的材料的速度的必要。众所周知，速度增加容易导致以下问题：诸如，反应器系统磨损、压力损失或不需要的压力作用于通过反应器系统输送的材料。

WO-A-9814074公开了一种用于消毒并保存可泵送的食物产品的脉冲电场处理装置，该脉冲电场处理装置具有至少两个电极以及绝缘体。每个电极均包括电极流室（electrode flow chamber）。绝缘体位于电极之间。高电压脉冲发生器施加各种电压、频率和脉冲持续时间的高电压脉冲到电极上。

US-A-2008279995公开了通过电穿孔产自红葡萄和/或白葡萄的未发酵葡萄汁而从酿酒葡萄提取有用物质的方法。在压力施加于未发酵葡萄汁产品之前，未发酵葡萄汁通过装置或装置的一部分泵送或者流通，并且在该装置内施加脉冲电场以不可逆转地破坏葡萄外皮的生物细胞壁。用于执行电穿孔未发酵葡萄汁的装置包括非导电管和未发酵葡萄汁的流管，在流管的壁面内布置两个互相间隔的电极以在电极之间形成脉冲电场。在流动体积中，该装置显示出强烈的不均匀的电场分布。

本发明涉及一种适于电穿孔细胞例如植物细胞的反应器系统。在此使用的反应器系统的概念是指不仅包含用于进行电穿孔工艺的反应室，而且包括在反应室中进行所述电穿孔工艺所必需的所有设备，诸如脉冲发生器。

这里的意思是，在反应室中进行的电穿孔具有不可逆转地破坏反应室中存在的细胞的目的。因此，电穿孔的功率应当比已知的电穿孔工艺的功率大，已知的电穿孔工艺仅仅旨在临时增加细胞膜的穿透力而不是不可逆转地破坏细胞，工艺还指电通透作用。

众所周知，在电穿孔过程中，在两电极上施加电压，导致这些电极之间产生电场，藉此产品（即，待电穿孔的产品）位于电极之间。所施加的电场在细胞膜上引起电位；这导致细胞膜上形成孔以破坏细胞膜，或，在电场足够强的情况下破坏细胞膜。在本发明的反应器系统中执行的工艺中，这种破坏效果是满足需要的，因为这可以使细胞中释放有价值的化合物，其中的一个实例是甜菜细胞中释放蔗糖（食糖）。

本发明的反应器系统包括反应室，该反应室用于进行电穿孔操作。通常对于反应室而言，本发明的反应器系统中的反应室具有长度和宽度作为重要尺寸，藉此长度和宽度两者在此表示反映内部尺寸的意思，即，不包括建造反应室的材料的尺寸。