[发明专利]用于生产多肽类药物的节能型发酵装置

说明书

本发明属于药物发酵设备技术领域，具体涉及一种用于生产多肽类药物的节能型发酵装置。该装置包括底座、发酵单元和发酵液循环单元；发酵单元包括初级发酵箱和多个次级发酵箱，初级发酵箱和次级发酵箱内均设置有弯曲形状的发酵管，初级发酵箱上设有加料口；发酵管由内向外依次包括内管道和多个外管道，内管道的管壁上开设有多个第一过滤孔，外管道上设置有多个第二过滤孔，多个外管道的第二过滤孔尺寸由内向外逐渐减小；发酵液循环单元包括循环泵和管道。本发开发了一种可将粒径不同的多种代谢产物分级分离的发酵装置，可将多肽与菌体和其他小分子化合物分开，可减少后续的分离步骤，减少分离难度，降低多肽药物分离提纯成本，节约设备能耗。

技术领域

本发明属于药物发酵设备技术领域，具体涉及一种用于生产多肽类药物的节能型发酵装置。

背景技术

多肽是多个氨基酸连接而成的小分子物质，结构较蛋白质简单、稳定性高、免疫原性低或者无免疫原性，现有技术存在很多类型的多肽类药物，比如抗肿瘤多肽(这类多肽可以结合肿瘤相关基因，抑制其表达)、抗病毒多肽(这类多肽可以与宿主细胞结合，增加宿主细胞的抗病毒性，或者与病毒蛋白酶活性位点结合，降低病毒活性)、多肽疫苗(这类多肽可以使人体产生免疫反应，从而抵抗疾病)、细胞因子模拟肽(这类多肽可以模拟细胞因子的作用)、抗菌活性肽(这类多肽具有较强的杀菌能力，可以用作抗菌剂)、治疗心血管疾病的多肽(这类多肽既能制成药物又能制成保健品)、诊断用多肽(这类多肽可以用于诊断一些疾病)。

由于多肽是由氨基酸组成的，是基因编码的产物，其可以直接人工合成；也可以转化入工程菌，并通过工程菌表达；还可以通过植物细胞培养技术生产。由于工程菌表达的多肽产品比人工合成方法更接近自然基因编码活动，制备的多肽产品稳定性高、产量高，所以应用更为广泛。工程菌发酵培养可以生产多种蛋白、多肽类药物，其通过将目的基因转化入工程菌中，对工程菌进行发酵配方，然后收集表达产物，目前已有重组大肠杆菌表达生产的人干扰素、白细胞介素、人生长激素等成功应用于临床。

常见的工程菌发酵方法包括批式培养和流加式培养，批式培养是指将营养物质和工程菌一次性加入到发酵罐中，在适宜的温度、pH环境下发酵，发酵期间除了空气调节和酸碱调节，与外部没有物料交换，这种方式由于发酵罐本身可以自控温度等参数，所以操作简单、不易染菌，但是由于营养物质没有及时更新，导致设备的生产能力受限。流加式培养是指在批式发酵的基础上，适时改善营养物质成分，调整工程菌所处的生长环境，使工程菌处于最佳生长状态，该方式的设备生产能力较高。

无论是哪种发酵方式，发酵装置是进行发酵培养的关键，也是最主要耗能的设备，发酵设备越节能则设备能耗越低，生产成本就越低，反之，如果发酵设备能耗高，则生产成本也高。根据发酵量的不同，可将发酵过程分为小试、中试和大批量培养等，其中小试和中试多采用批式培养方法，通过批式培养可进行多因素参数变化实验，寻求最佳的发酵条件，为扩大发酵提供有力参考。然而，现有技术中，批式培养的发酵罐包括罐体、搅拌装置、温控装置和酸碱调节装置，罐体为简单的中空结构，仅通过搅拌装置来混合物料，工程菌不与培养基分隔开，其体外代谢产物也与菌体混淆，当生产的多肽药物为工程菌体外代谢产物时，则很难与菌体分离，增加了多肽药物分离提纯难度，甚至增加了多肽药物分离提纯成本，因此需要开发一种可在发酵过程中将菌体与其体外代谢产物分离的发酵装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于生产多肽类药物的节能型发酵装置。本发明根据多肽药物分子体积小于菌体，大于化合物类代谢产物的特点，开发了一种可将菌体、多肽药物物质、小分子化合物分开的发酵装置，既不影响发酵效率，还可减少后续的分离步骤，减少分离难度，从而可降低多肽药物分离提纯成本。

本发明的目的是提供一种用于生产多肽类药物的节能型发酵装置，包括底座，所述底座上设置有发酵单元和发酵液循环单元；

所述发酵单元包括依次排列的初级发酵箱和至少一个次级发酵箱，所述初级发酵箱和次级发酵箱内均设置有弯曲形状的发酵管，所述初级发酵箱上设有加料口；