[发明专利]进行蛋白生产的高产量反应器及其生产方法和应用

权利要求书

1.一种进行蛋白生产的高产量反应器，其特征在于，包括：生物反应器，与该生物反应器连接的ATF灌流设备；

其中，该生物反应器，包括：能与ATF灌流设备对接配合使用的常规生物反应器或可抛弃型生物反应器。

2.如权利要求1所述的高产量反应器，其特征在于：所述生物反应器，包括：2L～25L的小试规模生物反应器，30～1000L的中试及生产规模生物反应器；

其中，所述生物反应器的组成包括：加液泵，与该加液泵关联控制的液面控制器。

3.如权利要求1所述的高产量反应器，其特征在于：所述生物反应器，与对应型号的ATF灌流设备连接中，其对应形式如下：

当生物反应器的体积为0-4L，ATF灌流设备的型号为ATF2；

当生物反应器的体积为4-25L，ATF灌流设备的型号为ATF4；

当生物反应器的体积为25-150L，ATF灌流设备的型号为ATF6；

当生物反应器的体积为150-400L，ATF灌流设备的型号为ATF8；

当生物反应器的体积为400-1000L，ATF灌流设备的型号为ATF10。

4.如权利要求1所述的高产量反应器，其特征在于：所述ATF灌流设备中的中空纤维柱是0.2μm孔径的中空纤维柱或截留孔径为50kDa的中空纤维柱。

5.如权利要求1所述的利用高产量反应器进行蛋白的生产方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将生物反应器与对应型号的ATF灌流设备连接，完成离线灭菌或在位灭菌程序；

(2)使用生长培养基，将种子细胞按照0.3×10⁶～1×10⁶ cells/mL的密度接种生物反应器至工作体积，控制温度、pH、溶解氧浓度、罐压，每24小时取样检测细胞数与生化指标；

(3)当活细胞密度增长至3×10⁶～4×10⁶ cells/mL的密度时，启动ATF灌流设备程序进入灌流培养；

(4)收集生物反应器内或从ATF灌流设备中的中空纤维柱滤出的培养液，纯化，得到所需蛋白产品。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，控制温度为36～37℃、pH为pH 6.8～7.2、溶解氧浓度为40％～60％、罐压为2～8psi；

所述生化指标，包括：pH、O₂溶解分压、CO₂溶解分压、谷氨酰胺含量、谷氨酸含量、葡萄糖含量、乳酸含量、NH₄⁺水平、Na⁺水平、K⁺水平、Ca⁺水平、渗透压。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，初期生长培养基交换速率为0.5个培养体积/24小时。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，灌流培养中：

1)当每24～48小时或活细胞密度倍增一次时，将生长培养基交换速度提高0.5个培养体积/24小时，最高为3个培养体积/24小时，直至最高细胞生长密度达到最高水平；

2)当在培养过程中需要控制最高活细胞生长密度，则在细胞数达标后，维持生长培养基交换速率不变，并降低控制温度为32～35℃；

3)若在细胞扩增过程中，某一时段出现存活率下降的情况，则立即扩大生长培养基交换体积，或提前进入降温至32～35℃的过程，以维持存活率，或每24小时排出10～50％培养细胞，并用生长培养基补齐要求培养体积的方式补救；

4)当在细胞增长至要求密度，存活率符合要求的情况下，能更换营养组分更为丰富的生长培养基，进行灌流，以提高细胞的蛋白表达水平；也能不更换生长培养基，采用灌流结合补料的方式实现。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，当ATF灌流设备中，使用0.2μm孔径的中空纤维柱时，在培养过程中持续收获中空纤维柱透过液，交由下游纯化，其中，最长细胞培养周期为3个月；

当ATF灌流设备中，使用50kDa中空纤维柱时，则在蛋白表达水平达标后，结束培养，将生物反应器内的培养液收获，交由下游纯化；

所述蛋白产品，包括：单抗及类单抗蛋白。

10.如权利要求1所述的高产量反应器的应用，其特征在于：应用于单抗及类单抗蛋白及其相应药物的生产或制备。