[发明专利]颗粒沉降装置

说明书

一种在众多领域中具有应用的用于从散装流体中分离颗粒的沉降装置。颗粒沉降装置包括具有向上或向下定向的小开口的圆锥体的第一堆叠体。任选地，所述沉降装置可包括具有向下或向上定向的小开口的圆锥体的第二堆叠体。所述圆锥体可以是凹入的或凸出的。这些装置可用于从散装流体中分离小的(毫米或微米尺寸的)颗粒，其在众多领域中具有应用，例如生物(微生物、哺乳动物、植物、昆虫或藻类)细胞培养，从液体或气体中分离固体催化剂颗粒以及废水处理。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119(e)要求2018年4月18日提交的美国临时专利申请序列No.62/659,295的优先权权益，并且涉及2017年5月4日提交的美国专利申请No.15/586,902，所述申请是2017年1月5日提交的美国专利申请No.15/324,062的部分延续案，以及涉及国际申请日为2015年12月1日并指定为美国的PCT申请No.PCT/US2015/063195。本申请还涉及2016年5月6日提交的美国临时专利申请No.62/332,546和2017年2月15日提交的美国临时专利申请No.62/459,509。美国专利申请No.15/324,062是依据35U.S.C.371的PCT申请No.PCT/US2015/039723的国家阶段申请，所述PCT申请的国际申请日为2015年7月9日，其指定为美国，所述PCT申请要求2014年7月9日提交的美国临时专利申请No.62/022,276的权益，并且涉及2014年8月14日提交的美国临时专利申请No.62/037,513。PCT申请No.PCT/US2015/063195要求2014年12月1日提交的美国临时专利申请No.62/086,122的权益。所有这些申请都通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开提供了在多层倾斜表面上具有增强的沉降的细胞或颗粒沉降装置。本公开的装置在众多领域中具有应用，包括：(i)分泌多肽、激素、蛋白质或糖蛋白的高细胞密度生物学(哺乳动物、微生物、植物或藻类)细胞培养，疫苗或疫苗样颗粒，或其它小型化学产品如乙醇、异丁醇、类异戊二烯、调味剂和香料化合物等；(ii)分离和回收在围绕固体颗粒的液相或气相中催化化学反应的多孔或无孔固体催化剂颗粒；(iii)从周围液相中分离并收集在物理转化(例如结晶、絮凝、团聚、沉淀等)中新形成的固体；(iv)在亲和配体例如固定在微球珠粒上的蛋白A上捕获和纯化分泌的蛋白，例如单克隆抗体等；(v)各种哺乳动物细胞的体外扩增，所述细胞例如人间充质干细胞，分化的人类细胞(例如心肌细胞或红细胞)，修饰的人类细胞(例如嵌合抗原受体转染的T淋巴细胞或CAR-T细胞等，用于自体或同种异体细胞疗法应用)；以及(vi)通过沉降和去除复杂的生物群落或活性污泥或其它固体颗粒，在大规模市政或商业废水处理厂中的澄清工艺用水。

背景技术

在所有上述用于沉降装置的应用领域中，最直接适用的公认领域是从重组微生物或哺乳动物细胞的悬浮液培养物中分泌的生物蛋白质、多肽或激素的生产。在重组哺乳动物和微生物细胞中生产生物蛋白质的最常见方法依赖于补料分批培养，其中细胞生长至高细胞密度，然后通常暴露于诱导培养基或诱导剂以触发蛋白质的产生。如果所需蛋白质从细胞中分泌出来，则从补料分批培养转为连续灌注培养更有利可图，这可以在更长的培养持续时间内保持高细胞密度和高生产率。在连续灌注培养期间，活细胞和生产性细胞被保留或再循环回生物反应器，同时从生物反应器中连续收集分泌的蛋白质用于下游纯化工艺。