专利名称：一种用于动物细胞灌流培养的过滤－沉降双结合灌流系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，属于细胞工程领域和生物制药领域。
背景技术：
用动物细胞生产基因工程药物的品种越来越多，特别是工程抗体的出现，产量已成为生产的“瓶颈”。用灌流培养系统替代传统的批次或批次-补加的生产工艺已越来越引起人们的关注。采用灌流培养系统可大大提高细胞密度和产量，大大减少设备和产房的投资。为了进行有效的灌流培养，其核心是要有一套高效率、低成本、并可长期使用的将细胞截留在反应罐内的灌流系统。至今已有报告的截留装置有内置式或外置式过滤器、沉降装置、中空纤维、超声滤器、离心机等，这些截留装置中有的截留效率有限、有的造价很高、有的使用时间不长，都还存在某些不足，不能满足各方需要。
发明内容
本发明的目的是提供一套结构简单、成本低、截留效率高、可长期使用，适用于动物细胞的微载体或结团灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统。
本发明的目的通过采取以下技术方案予以实现一种用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，包括过滤-沉降二合一灌流柱，蠕动泵，自动控制器，三通管道和管道夹，所述的过滤-沉降二合一灌流柱通过三通管道与蠕动泵连接，蠕动泵由自动控制器控制运转，管道夹设置在过滤-沉降二合一灌流柱与蠕动泵之间连接的管道上。
本发明所述的过滤-沉降二合一灌流柱包括内柱和外套，内柱套在外套内，其中内柱由20～70μm孔径的滤网、支架和出液管组成，外套由上盖、套筒和出液管组成，内柱的出液管和外套的出液管分别置于内柱和外套的上端并与抽液管道相连，过滤-沉降二合一灌流柱置于反应罐内。
本发明所述的蠕动泵是可以长期运转的、正向和反向旋转的蠕动泵，包括抽液蠕动泵和加料蠕动泵，抽液蠕动泵连接有抽液罐，加料蠕动泵连接有加料罐。
本发明所述的自动控制器是能定向和定时控制蠕动泵旋转方向和时间的电子数字自动控制器。
本发明所述的过滤-沉降二合一灌流柱的内柱通过三通管道连接于加料罐，并由管道夹控制开关用于人工控制新鲜培养基冲洗内柱的滤网。
本发明的技术特点是(1)当生物反应器内细胞在微载体或结团培养初期，有部分细胞还未进入载体，或还未形成足够大的结团，灌流柱中的滤网内柱可对单个或细胞小结团起截留作用；(2)为避免细胞堵塞滤网，控制蠕动泵正反转方向和时间的电子数字自动控制器可使蠕动泵间隙式地用收获的上清将附着在滤网上的细胞冲下；(3)为增强冲下滤网上细胞的效率，利用可转换至新鲜培养基的三通管道和管道夹，每天1～2次短时间人工地用新鲜培养基冲洗内柱的滤网；(4)进入细胞的载体或较大的细胞结团，比重较大，灌流柱外套可将其截流在套管的下部，从而减轻了滤网内柱的过滤负荷和堵塞的机率；(5)当细胞密度很高，载体或细胞结团比重很大时，收获上清可不经滤网内柱，直接经沉降外套的出液口收液，同样，当细胞灌流培养时间过长，部分细胞老化时，也可用以更换部分载体和细胞。
综上所述，本发明具有结构简单、成本低、截留效率高、可长期使用等特点，可广泛应用于动物细胞的微载体或结团灌流培养。
图1为本发明的过滤-沉降二合一灌流柱结构示意图；图2为本发明灌流系统的具体实施流程示意图。
具体实施例方式
如图1、2所示，本发明提供的一种用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，包括过滤-沉降二合一灌流柱，蠕动泵5、6，自动控制器9，三通管道10和管道夹12，所述的过滤-沉降二合一灌流柱通过三通管道10与蠕动泵5、6连接，蠕动泵5、6由自动控制器9控制运转，管道夹12设置在过滤-沉降二合一灌流柱与蠕动泵之间连接的管道上。过滤-沉降二合一灌流柱包括内柱1和外套2，内柱1套在外套2内，其中内柱1由20～70μm孔径的滤网11、支架14和出液管13组成，滤网11的材料可以用不锈钢，也可用能耐高压消毒的塑料如聚丙稀，聚四氟乙稀等压制；外套2由上盖21、套筒22和出液管23组成，外套2的材料采用不锈钢制成，外套2直径以连续抽液一天两体积时，微载体3不被抽出为最佳，外套2长以离反应罐4的顶部和底部各3cm左右为合适，内柱1长约为外套的一半，直径小于外套10mm左右。两个出液管13、23分别置于内柱1和外套2的上端，其直径和长度可根据反应罐4的顶盖的接口来设计，以便与抽液管道相连，过滤-沉降二合一灌流柱置于反应罐4内。蠕动泵是可以长期运转的、正向和反向旋转的蠕动泵，包括抽液蠕动泵5和加料蠕动泵6，抽液蠕动泵5连接有抽液罐7，加料蠕动泵6连接有加料罐8。自动控制器9是能定向和定时控制蠕动泵旋转方向和时间的电子数字自动控制器，如ZL91208893.1公开的自动控制器等。
具体运用实例用5L反应罐4培养CHO工程细胞A2生产一种基因工程溶栓药物TNK-tPA，采用了微载体无血清灌流培养。微载体3采用Cytopore多孔微载体，使用浓度为1mg/ml，培养中用自动控制器9调整抽液蠕动泵5的正反转时间长短，通过过滤-沉降二合一灌流柱的内柱1抽液和送液，使灌流量(即进入抽液罐7的量)逐渐增加至每天1个体积以上。每天早上用加料蠕动泵6将加料罐8内的新鲜培养基约200ml，短时间通过三通管道10和多个管道夹11的开和关，冲洗滤网。如此连续培养49天，共收获细胞上清269L，TNK-tPA活性最高达19440IU/ml，细胞最高密度达5×106/ml，灌流柱细胞截留率达92.3％，实验结束后检查，未见滤网有任何堵塞，取得了很好的结果，如图2所示。
总之，本发明例举了上述优选实施方式，但是应该说明，显然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型。因此，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，其特征在于包括过滤-沉降二合一灌流柱，蠕动泵，自动控制器，三通管道和管道夹，所述的过滤-沉降二合一灌流柱通过三通管道与蠕动泵连接，蠕动泵由自动控制器控制运转，管道夹设置在过滤-沉降二合一灌流柱与蠕动泵之间连接的管道上。
2.根据权利要求1所述的用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，其特征在于所述的过滤-沉降二合一灌流柱包括内柱和外套，内柱套在外套内，其中内柱由20～70μm孔径的滤网、支架和出液管组成，外套由上盖、套筒和出液管组成，内柱的出液管和外套的出液管分别置于内柱和外套的上端并与抽液管道相连，过滤-沉降二合一灌流柱置于反应罐内。
3.根据权利要求1所述的用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，其特征在于所述的蠕动泵是可以长期运转的、正向和反向旋转的蠕动泵，包括抽液蠕动泵和加料蠕动泵，抽液蠕动泵连接有抽液罐，加料蠕动泵连接有加料罐。
4.根据权利要求1或3所述的用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，其特征在于所述的自动控制器是能定向和定时控制蠕动泵旋转方向和时间的电子数字自动控制器。
5.根据权利要求3所述的用于动物细胞灌流培养的过滤-沉降双结合灌流系统，其特征在于所述的过滤-沉降二合一灌流柱的内柱通过三通管道连接于加料罐，并由管道夹控制开关用于人工控制新鲜培养基冲洗内柱的滤网。
全文摘要
本发明公开了一种用于动物细胞灌流培养的过滤－沉降双结合灌流系统，包括过滤－沉降二合一灌流柱，蠕动泵，自动控制器，三通管道和管道夹，其中过滤－沉降二合一灌流柱通过三通管道与蠕动泵连接，蠕动泵由自动控制器控制运转，管道夹设置在过滤－沉降二合一灌流柱与蠕动泵之间连接的管道上。本发明具有结构简单、成本低、截留效率高、可长期使用等特点，可广泛应用于动物细胞的微载体或结团灌流培养。
文档编号C12M1/12GK101085978SQ20071002885
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者肖成祖, 杨琴, 李智, 陆进丽, 梁倩茹, 陈小飞 申请人:广州铭康生物工程有限公司