[发明专利]搅拌槽反应器及方法

说明书

本申请要求2008年12月16日提交的美国临时专利申请61/201,865的优先权，在此通过引用将其公开内容并入本文。

技术领域

本发明涉及搅拌槽容器及相关方法。

背景技术

制造生物分子（例如，蛋白质，特别是重组蛋白质）的大致过程通常包括两个主要步骤：（1）在宿主细胞中的蛋白质的表达，以及接着（2）蛋白质的纯化。第一步骤涉及在生物反应器中培养所需宿主细胞以进行蛋白质表达。用于该目的的细胞流水线的一些例子包括中国仓鼠卵巢（CHO）细胞、骨髓（NSO）细菌细胞（诸如e-coli细胞和昆虫细胞）。一旦以所需水平表达蛋白质，则蛋白质从宿主细胞移除并收获。悬浮的颗粒，诸如细胞、细胞片段、脂质和其它不溶物质通常通过过滤或离心而从含有蛋白质的流体中除去，得到包含所需蛋白质溶液以及其它可溶杂质的净化流体。

第二步骤涉及所收获的蛋白质的纯化以移除在过程中所固有的杂质。杂质的例子包括宿主细胞蛋白质（HCP，所需或目标蛋白质之外的蛋白质），核酸，内毒素，病毒，蛋白质变体和蛋白质聚集体。该纯化通常包括若干层析步骤，可包括在固体基质（诸如多孔琼脂糖、聚合材料或玻璃或通过基于膜的吸附剂）上的亲和层析，离子交换，疏水作用等。

蛋白质纯化的层析工艺流程的一个例子包括蛋白质A亲和、接着是阳离子交换，再接着是阴离子交换。蛋白质A柱通过亲和机制捕获所需蛋白质或目标蛋白质，而杂质通过该柱以便被丢弃。然后，通过洗提从该柱回收蛋白质。由于大部分所需蛋白质具有处于基本范围（8-9）的等电点（PI），因此在正常的处理条件下（低于蛋白质的PI的pH值）会带正电，因此在第二柱中它们结合到阳离子交换树脂。其它带正电的杂质也结合到该树脂。然后，在蛋白质洗提而杂质保留结合于树脂的情况下（pH值，盐浓度）通过洗提从该柱回收所需的蛋白质。阴离子交换柱通常操作于流通模式，使得任何带负电的杂质结合于树脂而带正电的所需的蛋白质回收在流通流中。该过程导致高度纯化和高浓度的蛋白质溶液。

近些年还研究了用于纯化蛋白质的其它替代性方法。一种方法包括絮凝技术。在该技术中，可溶的聚电解质添加到未净化的细胞培养液中以捕获悬浮的颗粒和一部分可溶杂质，从而形成絮凝物，随后通过过滤或离心将该絮凝物从蛋白质溶液移除。

或者，可溶聚电解质添加到净化的细胞培养液中，以捕获所需生物分子，从而形成絮凝物，允许该絮凝物沉降，随后与溶液的其它部分分离。絮凝物通常被洗涤以松散地除去粘附的杂质。然后，溶液离子强度的提高使目标蛋白质与聚电解质分离，随后导致聚电解质的再增溶至含有蛋白质的溶液中。

在2007年12月20日提交的共同待决的美国申请12/004314（其公开通过引用而结合于本文）中，在某些条件下（诸如温度、pH、盐、光或其组合）可溶的聚合物被用于在其可溶状态结合杂质，然后在条件（pH或温度等）改变后析出，以除去其中的杂质。然后，所需的生物分子被利用传统层析法或膜吸附剂或类似物进一步处理。

以上所述的所有蛋白质纯化技术有一个共同点，即，首先在第一独立步骤中移除悬浮颗粒，然后在第二步骤中将所需的生物分子与过程中固有的可溶杂质分离。

利用衍生磁性颗粒回收产物是蛋白质纯化技术的一个例子，其中，所需的生物分子可以直接从未净化细胞培养液纯化。在该技术中，包封磁性珠的聚合物壳以找出并结合目标蛋白质的亲和配体功能化。然后施加磁场以选择珠-蛋白质复合物，留下可溶杂质和不可溶颗粒。

该技术的主要缺点在于其要求在设计、结构和高梯度磁性分离器的实现方面的可观的资本投资。并且，该技术还不能应用于可置换的应用中，这些可置换的应用可能成为生物过程工业中蛋白质纯化的标准。