[其他]发酵罐

说明书

本发明涉及一种连续发酵罐的容器，该容器用于盛放搅动的悬浮细胞培养物。

近来，在对细胞的离体发酵产品进行商业化生产方面的进展，使人们对设计改进发酵罐容器和发酵过程的兴趣日益增长。

发酵过程通常是利用分批法或连续法进行的。连续法有下列优点，它能增加某一给定的发酵罐的生产力，减少进行清除和消毒而必需的停工时间，这对于分批法来说通常是必不可少的。

在公知的连续发酵罐容器中，搅动一种在合适培养基质中的细胞悬浮液，并使其维持在合适的温度以用于发酵。从发酵罐中不断排出悬浮培养物，并同时不断地提供新鲜培养基质以达到平衡。这种发酵罐有一个重要的弊病，即在排出培养物的过程中，细胞也不断地损失了。还已知有这样的发酵罐，其中，排出的悬浮培养物通过一个连续离心分离装置，将细胞从培养物上的清液中分离出来。然后，再将细胞送回到悬浮培养物中。

在另一种公知的发酵罐中，提供了一种由过滤物质构成的旋转筐，它部分浸没于培养物中，使筐的内部通过过滤器与悬浮培养物分离开来。可以使培养物上的清液不断通过过滤器排出，同时将细胞保留在悬浮培养物中。筐在悬浮培养物中的旋转，可以降低过滤物质被堵塞的可能。

这些在连续悬浮培养中用于使细胞反馈的公知装置在机械上颇为复杂，运行时要消耗能量，并可能给悬浮培养物带来不利效应，例如使细胞破碎。这些不利特征结合在一起，便降低了以这种发酵罐为基础的发酵法在经济上的可行性。

本发明的目的是要提供一种连续发酵罐容器，它基本上能克服这些弊病。

根据本发明，提供了一种连续发酵罐容器以盛放悬浮细胞培养物，该容器包括：用于搅动容器中所盛放的悬浮培养物的装置，使悬浮培养物产生整体的流动，一个为容器连续提供培养基质的入口，一个排出培养物上清液的出口，及一个位于出口和容器之间的以防止细胞从悬浮培养物中排出的过滤物质，过滤物质的安置要使得悬浮培养物的整体流动基本上能防止细胞和/或细胞碎后堵塞过滤物质。

本发明的发酵罐容器从悬浮培养物中分离上清液时不需要运动部分，因而具有节省费用的优点。过滤物质的孔径根据培养细胞的直径而定。对于动物细胞来说，过滤物质的孔径可以1-10微米，1-5微米，最好是3-5微米。过滤物质可以是陶瓷材料的，烧结不锈钢的或不锈钢的网。

可以用泵或叶轮使培养物上清液产生整体流动，然而，这样的装置使发酵罐的费用增加，并使发酵罐的装置更为复杂。在本发明的一个较好的方案中，发酵罐是一种所谓的“空气提升”发酵罐，在这种发酵罐中，向发酵罐的上行伸展部分注入一种气体，如空气，此上行部分在本技术领域中被称为“上升器”。上升器的顶部和底部分别与发酵罐进一步伸展的上行部分的顶部和底部相通，此部分在本技术领域中称为“下降器”。一种已知的空气提升发酵罐的构造包括一个位于发酵罐容器中的中心分离器，它将容器分隔为两个部分（上升器和下降器）。空气提升发酵罐的另一种构造包括一个通风管，它与柱形发酵罐基本上同心，此通风管将发酵罐容器分隔为上升器（在通风管内）和下降器（位于通风管和发酵罐容器内壁之间的环形空间中）两个部分，（上升器同样可以位于通风管和发酵罐容器内壁间的环形空间，而下降器可以是在通风管内）。向上升器的下半部分注入一种气体如空气，可以降低上升器中的体积密度，导致上升器中的液体向上流动，这样便更换了下降器中的内容物，而下降器中的内容物则回流到上升器的底部。通过这种途径，导致液体进行循环流动，搅拌了培养物并保留了细胞悬浮液。这种发酵罐的优越之处在于不需要运动部分，而且对培养物进行了充氧。在此发酵罐的典型例子中，上升器的横截面积与下降器的横截面积基本相同。

在本发明的一个较好的方面，连续发酵罐容器是一种空气提升发酵罐，其出口包括一个在下降器和上升器间的分隔器中形成的管道，该管道通过过滤物质与发酵罐容器相通，并且至少构成了分隔器的一部分。通过这种方法，无论在上升器中上流或在下降器中下流的悬浮培养物都切向穿越过滤物质，基本上防止培养物中的细胞堵塞过滤器。可以将培养物上清液排入分隔器中的管道内，并通过出口从管道中排出。分隔器最好包括一个双壁通风管，在双壁之间，有一个管道空间，至少通过一部分含有过滤物质的通风管而与悬浮培养物相通。通风管的构造应与其内壁（即上升器）由完整材料组成，而外壁（即下降器）由诸如烧结的或网状的不锈钢等过滤物质组成。