[发明专利]一种平行生物反应器系统

说明书

本发明提供一种平行生物反应器系统，包括：产生振荡运动的振荡器；安装在振荡器上的多个培养容器，每个培养容器具有内腔，所述内腔包括：上部的圆筒部分和下部的倒置截头圆锥形底部，圆筒部分的横截面与倒置截头圆锥形底部的顶部横截面一致，并且圆筒部分的底部与倒置截头圆锥形底部的顶部连接；设置在培养容器的内腔中用于容纳培养液的一次性培养袋，所述一次性培养袋具有多功能盖板，所述多功能盖板连接到所述培养袋顶部以密封所述培养袋，并且设置有多个通向一次性培养袋内部的接孔；和控制系统，所述控制系统控制所述振荡器的振荡运动和所述一次性培养袋内的培养液的参数。

技术领域

本发明提供一种平行生物反应器系统及使用平行生物反应器系统的培养方法。

背景技术

以抗体为代表的新一代蛋白类药物以其靶向性好、疗效高、副作用小等优点，越来越受到重视，已经成为国际生物技术药物发展的主流。加之近年来，禽流感、口蹄疫、猪流感等疾病的肆掠，需要在短期内快速开发并生产出大量急需疫苗以及相关生物蛋白药物产品。而要实现上述相关蛋白药物、抗体、疫苗产品的快速生产，均有赖于能真正实现动物细胞大规模培养的设备——生物反应器。

生物反应器是衔接疫苗、蛋白质药物实验室技术研究和工厂规模化生产的桥梁。

过去，培养目标以大肠杆菌和酵母系统为主，其优点是对剪切力不敏感、耗氧量大、对纯氧耐受，但是膜蛋白或分泌型蛋白不能在原核细胞中表达，不具有与天然抗体相似的功能活性，所以其不是发展的主要方向。

现阶段，动物细胞表达的产品销售额占生物药物的70％，哺乳动物细胞已成为现代生物制药最重要的表达/生产系统，而实现动物细胞规模培养的唯一途径是生物反应器。

传统反应器有三个技术要素，传氧、混合、控制。目前传氧的主要方式是鼓泡、气升及搅拌桨剪切。这种方式存在的主要问题是鼓泡的气泡破裂产生的张力及搅拌桨剪切力损伤动物细胞。

高通量筛选是生命科学、药物创新领域的重要技术手段之一，其核心是通过一次实验获得大量的信息，并从中找到有价值的信息。同时，稳定高表达的细胞克隆/细胞株及其优化的培养策略、培养条件、培养工艺也是生物药物高效低成本生产的关键。

相比于传统的不锈钢材质的生物反应器，一次性生物反应器有操作简单、生产过程稳定、批间准备时间短、生产效率高，无需复杂管道等附属设施、无需清洗和消毒灭菌、生产成本低、易于通过验证等诸多优点，在现代生物技术药物的开发和生产中，得到越来越广泛的发展和推广应用，并成为了生物反应器发展的主要趋势。现有公开发表或市售的一次性使用的生物反应器，主要采用传统的搅拌、鼓泡或气升的方式实现各种液体和气体等培养介质的传递和混合，其缺点是剪切力高、对敏感的细胞或微生物损伤大，不利于实现高密度培养和生产。

相关现有技术包括标题为“一次性使用的生物反应器和顶板以其相关制造方法”的PCT国际申请(WO 2013/186294)，该方案主要涉及一种可用于细胞或微生物平行培养的一次性生物反应器及其顶板和相应的制造方法。其中所述的生物反应器主要通过搅拌外加底部通气的方式实现培养介质的传递和混合，多个单独的生物反应器通过并联的方式实现整个工作过程的平行控制。该方案的缺点是不能优化溶氧水平支持细胞的高密度生产，同时还会导致组间的培养参数产生差异，不利于实现细胞克隆的高通量筛选和培养工艺的精准优化。

因此，需要一种多通道生物学培养平台，在减小对敏感的细胞或微生物损伤的同时，实现高通量筛选和/或多样品的平行培养。

发明内容