專利名稱：可擺動的生物容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可擺動的生物容器、處理含有細(xì)胞培養(yǎng)的液體的方法以及用于擺動生物容器的可擺動平臺。
背景技術(shù)：
細(xì)胞培養(yǎng)用于例如生物技術(shù)和制藥業(yè)中的各種應(yīng)用，以生產(chǎn)例如抗體、蛋白質(zhì)、疫苗和基因治療產(chǎn)品。典型地，使用生物反應(yīng)器處理體積超過I或2升的流體，如處理體積約10升或更多(如約20至約500升或更多)的流體。然而，本領(lǐng)域需要能提供改進的混合(如，氧氣、pH和/或基質(zhì)的混合)同時將對細(xì)胞的損傷減到最小的生物反應(yīng)器和系統(tǒng)。下面闡述的說明內(nèi)容將揭示本發(fā)明的這些以及其它優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種生物容器，包括閉合的容器，該容器包括底壁、頂壁、相對的第一和第二側(cè)壁以及相對的第三和第四側(cè)壁，側(cè)壁聯(lián)結(jié)至頂壁和底壁；和至少兩個端口，其中生物容器大致呈長方體形態(tài)，并且生物容器進一步包括固定至容器的至少第一和第二支架，其中第一和第二支架能夠與適于支撐生物容器的平臺可釋放地接合。優(yōu)選地，生物容器進一步包括固定到容器的至少第三和第四支架，其中第三和第四支架能夠與適于支撐生物容器的平臺可釋放地接合。在一實施例中，第一支架在頂壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器，并且第二支架在頂壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器。該實施例可進一步包括固定到容器的底壁上和/或固定到容器的相對的側(cè)壁上的支架。例如，生物容器的實施例進一步包括在底壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的第三支架，以及在底壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的第四支架。在另一個包括至少四個支架的實施例中，第一和第三支架分別在頂壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近和在底壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器，并且第二和第四支架分別在頂壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近和在底壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器。在一實施例中，含有細(xì)胞培養(yǎng)的流體的處理方法包括:使生物容器在平臺上沿一個或多個自由度擺動，該生物容器包括大致立方體形狀的閉合容器，其中容器至少含有液體培養(yǎng)基和細(xì)胞，并且其中生物容器進一步包括與平臺接合的至少第一和第二支架。所述方法的優(yōu)選實施例包括:在平臺上使生物容器沿相互垂直的、大致水平的至少第一和第二樞轉(zhuǎn)軸擺動，其中生物容器進一步包括與平臺接合的至少第一和第二支架。在所述方法的更優(yōu)選的實施例中，生物容器進一步包括當(dāng)擺動生物容器時與平臺接合的至少第三和第四支架。所述方法的實施例可以進一步包括從容器中排 出至少一些流體，釋放支架和平臺之間的接合，以及從平臺上移除生物容器。
在另一實施例中，提供用于擺動大致立方體形狀的容器的可擺動平臺，其中可擺動平臺適于與擺動裝置一起使用，并且所述平臺包括至少第一支架接合部分和第二支架接合部分。在更優(yōu)選的實施例中，平臺進一步包括至少第三支架接合部分和第四支架接合部分。在一些實施例中，平臺進一步包括用于加熱容器的加熱器。


圖1顯示了本發(fā)明實施例所述的生物反應(yīng)器，其進一步包括第一、第二、第三和第四支架。圖1A顯示處于部分折疊或收縮狀態(tài)的生物反應(yīng)器的俯視圖和仰視圖，圖1B顯示俯視圖、俯視圖和側(cè)視圖，側(cè)視圖顯示處于填充或伸展?fàn)顟B(tài)的生物反應(yīng)器。
圖2顯示示例性擺動平臺，其包括支架接合部分。圖2也顯示了包括擺動平臺的示例性裝置。
圖3顯示本發(fā)明實施例所述的擺動平臺上的生物反應(yīng)器，也顯示具有共同中心的兩個擺動軸。
圖4顯示本發(fā)明所述生物反應(yīng)器的另一實施例，包括至少四個支架，也顯示了用于接納生物反應(yīng)器的擺動平臺，平臺進一步包括支架接合部分，顯示出“舌榫”接合。
圖5顯示本發(fā)明所述生物反應(yīng)器的另一個實施例，包括至少四個支架，也顯示了用于接納生物反應(yīng)器的擺動平臺，平臺進一步包括支架接合部分，顯示出支架與平臺壁邊緣和平臺側(cè)壁中的開口接合。
圖6顯示本發(fā)明所述生物反應(yīng)器的其它實施例，包括至少四個支架，也顯示用于接納生物反應(yīng)器的擺動平臺，平臺進一步包括支架接合部分，包括與槽接合的“ I形”支架。圖6A顯示包括整體槽的平臺，圖6B顯示安裝到平臺的槽。
圖7顯示本發(fā)明所述生物反應(yīng)器的另一實施例，包括至少四個支架，其中支架包括具有支架本體的套筒，也顯示擺動平臺。
具體實施方式
有利地，一次性生物容器大致呈長方體形態(tài)，并且進一步包括固定到容器的支架，其中支架與適于支撐生物反應(yīng)器的平臺可釋放地接合，該一次性生物容器在擺動期間提供生物容器的內(nèi)容物的有效混合，同時維持大致長方體形態(tài)。除了幫助維持生物容器的形態(tài)和/或形狀外，多個支架的使用將擺動期間生物容器的移動減到最小，從而將生物反應(yīng)器的應(yīng)力、摩擦和/或磨損(例如，與生物容器的密封件和/或壁有關(guān)的應(yīng)力、摩擦和/或磨損)降到最低。
另外，在將對剪切敏 感的細(xì)胞的損害降到最低的同時，混合可以快速且高效地實現(xiàn)，從而提供最佳的細(xì)胞生長和產(chǎn)出。
與其中“枕形”容器沿著一個沿容器中心延伸的軸前后擺動、從而導(dǎo)致混合時容器中從前到后與從一側(cè)到一側(cè)的速率不同的系統(tǒng)相比，使用這里描述的沿兩個大致水平的樞轉(zhuǎn)軸擺動的生物反應(yīng)器能提供生物容器中的內(nèi)容物的更快的徹底混合。從而，改善PH控制，原因是添加的酸或堿(用于調(diào)節(jié)pH)快速地分布到整個生物容器，添加的營養(yǎng)物快速、更加均勻地分布至整個生物容器，并且氧氣(如從頂部空間傳遞的)有效地分配至生物容器中的細(xì)胞。
不限制為任何特定的機構(gòu)，改進的混合被認(rèn)為是當(dāng)沿一個方向擺動時沿較長路徑的流體流和當(dāng)沿大致垂直的方向擺動時沿較短路徑的流體流組合的結(jié)果，例如，當(dāng)流體接觸生物容器的短側(cè)面時，沿較長路徑行進的流體“混入”遍及生物容器深度的大量流體流。另一個優(yōu)勢在于，當(dāng)培養(yǎng)體積相同時，相對于傳統(tǒng)枕形容器，可以使用較小的印跡生物容器。本發(fā)明的實施例提供一種生物容器，包括閉合的容器，該容器包括底壁、頂壁、相對的第一和第二側(cè)壁以及相對的第三和第四側(cè)壁，側(cè)壁聯(lián)結(jié)至頂壁和底壁；和至少兩個端口，其中生物容器大致呈長方體形態(tài)，并且生物容器進一步包括固定至容器的至少第一和第二支架，其中第一和第二支架能夠與適于支撐生物容器的平臺可釋放地接合。優(yōu)選地，生物容器進一步包括固定到容器的至少第三和第四支架，其中第三和第四支架能夠與適于支撐生物容器的平臺可釋放地接合。典型地，在那些包括至少四個支架的實施例中，至少兩個支架與生物容器的下部部分相關(guān)聯(lián)，并且至少兩個支架與生物容器的上部部分相關(guān)聯(lián)。在一實施例中，第一支架在頂壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器，并且第二支架在頂壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器。該實施例可進一步包括固定到容器的底壁上和/或固定到容器的相對的側(cè)壁上的支架。例如，生物容器的實施例進一步包括在底壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的第三支架，以及在底壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的第四支架。在其它示例性實施例中，生物容器進一步包括固定到第一側(cè)壁上的第三支架和固定到相對的第二側(cè)壁上的第四支架；或至少一對固定到第一側(cè)壁上的第三支架和至少一對固定到相對的第二側(cè)壁上的第四支架；或生物容器進一步包括固定到底壁上的至少第三支架；或生物容器進一步包括在第一側(cè)壁附近固定到底壁上的第三支架和在相對的第二側(cè)壁附近固定到底壁上的第四支架；或生物容器進一步包括至少一對在第一側(cè)壁附近固定到底壁上的第三支架和至少一對在相對的第二側(cè)壁附近固定到底壁上的第四支架。在另一個包括至少四個支架的實施例中，第一和第三支架分別在頂壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近和在底壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器，并且第二和第四支架分別在頂壁和相對 的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近和在底壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器。依照本發(fā)明的實施例，生物容器支架能夠與可擺動平臺上的支架接合部分可釋放地接合，并且當(dāng)支架與支架接合部分接合時，含有細(xì)胞培養(yǎng)流體(和優(yōu)選地在其中的細(xì)胞)的生物容器能夠擺動。本發(fā)明的實施例提供了含有細(xì)胞培養(yǎng)的流體的處理方法，包括使生物容器在平臺上沿著繞樞轉(zhuǎn)點的至少一個自由度擺動，該生物容器具有大致立方體形狀的閉合的容器，優(yōu)選地，使生物容器沿相互垂直的、大致水平的至少第一和第二樞轉(zhuǎn)軸擺動，其中容器至少含有液體培養(yǎng)基和細(xì)胞，并且其中生物容器進一步包括與平臺接合的至少第一和第二支架。在所述方法更優(yōu)選的實施例中，生物容器進一步包括當(dāng)擺動生物容器時與平臺接合的至少第三和第四支架。所述方法的實施例進一步包括從生物容器中排出至少一些流體，釋放支架和平臺之間的接合，以及從平臺上移除生物容器。在另一實施例中，提供用于接納和擺動大致立方體形狀的容器的可擺動平臺，其中可擺動平臺適于與擺動裝置一起使用，并且所述平臺包括布置成與固定到生物容器的支架可釋放地接合的至少第一支架接合部分和第二支架接合部分。在平臺的更優(yōu)選的實施例中，平臺進一步包括至少第三支架接合部分和第四支架接合部分。因此，當(dāng)生物容器在平臺上擺動時，維持生物容器的長方體形狀和/或形態(tài)。在一些實施例中，平臺進一步包括用于加熱容器的加熱器。
按照本發(fā)明的實施例，在自由懸浮和/或錨定依賴系統(tǒng)中可培養(yǎng)多種細(xì)胞，如，動物、植物、微生物和昆蟲細(xì)胞。本發(fā)明的實施例也適用于病毒和病原體的培養(yǎng)。
如通過將生物容器和包括擺動平臺的裝置置于溫度控制室內(nèi)，或通過將生物容器放置在平臺(其中平臺進一步包括加熱器或加熱元件)上，可以控制細(xì)胞培養(yǎng)的溫度。
典型地，生物容器包括閉合的容器，該容器包括用柔性片材材料制造的底壁、頂壁和大致成矩形結(jié)構(gòu)的四個側(cè)壁，該生物容器包括多個端口，四個單獨的片材提供的底、頂和側(cè)壁在它們的邊緣處聯(lián)結(jié)在一起，其中第一片材形成底壁，第二片材形成頂壁，并且第三和第四片材在容器的相對的兩側(cè)處形成第一和第二側(cè)壁，四個片材除了形成底壁、頂壁以及第一和第二側(cè)壁的部分，每個還進一步包括在其相對端部整體形成的三角或梯形壁部分，當(dāng)聯(lián)結(jié)在一起時三角或梯形壁部分分別形成第三和第四側(cè)壁。
如這里使用的，術(shù)語“閉合的容器”或“閉合的生物容器”是指容器被密封以與環(huán)境相隔離并且與生物容器內(nèi)部的連通被限制到一個或多個端口。這樣，不需要危害到生物容器的無菌完整性就能處理液體，當(dāng)生物容器形成無菌系統(tǒng)的一部分時這一點特別重要。閉合的或無菌的系統(tǒng)可以是最初制造的，或者使用已知的裝置(如“消毒港”裝置)由系統(tǒng)部件的連接產(chǎn)生。
使用內(nèi)層僅僅是用于細(xì)胞的接觸表面的一次性閉合生物容器，提供了極好的容納方式，并消除了費力的清洗和消毒。
典型地，生物容器的頂壁配置數(shù)個端口，并且底壁配置至少一個端口。優(yōu)選地，生物容器包括沒置在頂壁中心處或附近的一個或多個氣體端口，和/或設(shè)置在頂壁非中心處的一個或多個液體端口。端口可被用于將流體單獨地進給到容器中和/或提供用于測試設(shè)備和/或取樣的通道。使用中心地設(shè)置的氣體端口可以降低或消除當(dāng)生物容器擺動時端口被液體堵塞的可能，并且由于導(dǎo)入的液體置于與擺動容器中移動的液體接觸，使用非中心液體端口允許更有效地混合?？蛇x地或附加地，生物容器具有設(shè)置在底壁中心處或附近的排放端口，其可以提供更 有效的排放，特別是當(dāng)生物容器膨脹而形成輕微的穹頂形時。
優(yōu)選地，生物容器以平的狀態(tài)運送到市場，第一和第二側(cè)壁包括在其大約一半高度的位置處的折線，第一和第二側(cè)壁向內(nèi)折疊，并且由三角形或梯形部分聯(lián)結(jié)而形成的第三和第四壁向外折疊。如果希望，生物容器可以密封在另一個容器(例如包裝件)中，以便于消毒和/或運輸。
平的生物容器可以容易地裝配在可擺動平臺中或可擺動平臺上，例如其中向外折疊的第三和第四側(cè)壁向外折疊。
本發(fā)明的各個部件將在下面更詳細(xì)地描述，其中相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記。
圖1顯示生物容器100的實施例，其包括閉合的容器10，容器10包括底壁12、頂壁14、第一側(cè)壁16、第二側(cè)壁18、第三側(cè)壁20、第四側(cè)壁22、第一壁配置的數(shù)個端口 70、71、72 (為方便起見，端口 70-72將被稱為“氣體端口”)、81、82、83和84 (為方便起見，端口81-84將被稱為“液體端口 ”)、底壁配置的端口 64、第一支架151、第二支架152、第三支架153、和第四支架154，其中支架固定到容器。圖1A顯示處于基本折疊的未完全平放狀態(tài)的容器10，其中側(cè)壁16和18分別沿著折線58和60向內(nèi)折疊。圖1B以側(cè)視圖顯示處于伸展?fàn)顟B(tài)的生物容器100 (液體細(xì)胞培養(yǎng)基未顯示)。容器10通常由四片柔性塑料片材材料制造，其中第一片材24提供底壁12，第二片材26提供頂壁14，第三片材28提供第一側(cè)壁16，并且第四片材30提供第二側(cè)壁18，第一和第二側(cè)壁16、18位于容器10的相對兩側(cè)。第一、第二、第三和第四片材材料24、26、28和30中的每個都大致呈矩形。形成相對側(cè)壁的片材28和30的相對邊緣與底壁和頂壁片材材料24、26通過聯(lián)結(jié)部或接縫32、34、36和38聯(lián)結(jié)，形成套筒狀結(jié)構(gòu)。每個片材材料都在其相對端部處包括三角形或梯形的壁部分40、42、44和46。這些壁部分40、42、44、46相互聯(lián)結(jié)，以形成相對的第三和第四側(cè)壁20、22。聯(lián)結(jié)部分用接縫48、50、52、54、56代表。容器當(dāng)前是處于閉合狀態(tài)。第三和第四側(cè)壁20、22從容器10的本體向外折疊，并且放平呈大致三角形或梯形的片狀物(flap)62。根據(jù)圖1所示的實施例，生物容器進一步包括在頂壁14和第一側(cè)壁16之間的聯(lián)結(jié)部或接縫36附近(顯示連接至該聯(lián)結(jié)部或接縫)固定到容器的第一支架151、在頂壁14和相對的第二側(cè)壁18之間的聯(lián)結(jié)部或接縫38附近固定到容器的第二支架152、在底壁12和第一側(cè)壁16之間的聯(lián)結(jié)部或接縫32附近固定到容器的第三支架153、以及在底壁12和相對的第二側(cè)壁18之間的聯(lián)結(jié)部或接縫34附近固定到容器的第四支架154。在圖1所示的實施例中，每個支架都包括本體和兩個突起，每個突起都包括面向相反方向的一對成角度的凸耳。因此，第一支架151包括本體151a、第一突起151b和第二突起151b’，第一突起151b包括第一突起凸耳151c和151d，其中凸耳151c和151d面向相反方向，第二突起151b’包括第二突起凸耳151c’和151d’，其中凸耳151c’和151d’面向相反方向。所示的第二、第三和第四支架是類似的，例如，第二支架152包括本體152a、第一突起152b和第二突起152b’，第一突起152b包括第一突起凸耳152c和152d，其中凸耳152c和152d面向相反方向，第二突起152b’包括第二突起凸耳152c’和152d’，其中凸耳152c’和152d’面向相反方向。優(yōu)選地，支架例如通過現(xiàn)有技術(shù)已知的粘合劑、溶劑、激光焊接、射頻密封、超聲密封和/或熱密封永久固定到生物容器。如下面將更詳細(xì)地解釋，生物容器支架與擺動平臺上的支架接合部分可釋放地接合，并且其中含有細(xì)胞培養(yǎng)流體(液體細(xì)胞培養(yǎng)基)和細(xì)胞的生物容器擺動期望的時間段。例如，參考圖2，其顯示了示例性裝置1000，該裝置包括可擺動平臺500，可擺動平臺500包括:具有擴大的開口 551a和槽551b以及擴大的開口 551a’和槽551b’的第一支架接合部分551 ;具有擴大的開口 552a和槽552b以及擴大的開口 552a’和槽552b’的第二支架接合部分552 ;具有擴大的開口 553a和槽553b (視圖中被平臺500遮蓋)以及擴大的開口 553a’和槽553b’的第三支架接合部分553 ;具有擴大的開口 554a和槽554b以及擴大的開口 554a’和槽554b’(視圖中均被平臺500遮蓋)的第四支架接合部分554 ;第一生物容器支架151 ( 顯示在圖1B中)與第一支架接合部分可釋放地接合，以及第二、第三和第四生物容器支架(在圖1B中顯示的支架152-154)與相應(yīng)的第二、第三和第四支架接合部分可釋放地接合。
隨后，擺動包括含細(xì)胞培養(yǎng)的流體(優(yōu)選地，進一步包括細(xì)胞)的生物容器，優(yōu)選地，沿兩個具有共同中心的大致水平的擺動軸(優(yōu)選互相成直角)擺動，如圖3中大致示出的。
如這里使用的，“可釋放地接合”或“能夠可釋放地接合”是指接合是非永久的；更確切的，在需要時支架與相應(yīng)的支架接合部分接合，并且在需要時支架從相應(yīng)的支架接合部分脫離。從而，在擺動生物容器之前支架與相應(yīng)的支架接合部分接合，并且在擺動生物容器時繼續(xù)接合。然而，在擺動完成后期望的時間下，支架從相應(yīng)的支架接合部分脫離，并且從平臺移除生物容器。
多種支架和支架接合部分的布置和構(gòu)造適于在本發(fā)明中使用。圖1顯示在生物容器的“較短”壁(側(cè)壁16和18)附近相關(guān)聯(lián)的支架，支架和支架接合部分的位置未被限定。例如，生物容器的實施例可以包括側(cè)壁20和22附近的支架(例如，靠近或連接到在側(cè)壁20和22之間的以及在頂壁和底壁14和12之間的聯(lián)結(jié)部或接縫，并且支架接合部分可以相對于擺動平臺相應(yīng)地定位)，或者支架和/或支架接合部分可以豎直地布置，例如如下所述的。
例如，與圖1B和2(和圖4，下面更詳細(xì)論述)顯示支架和支架接合部分之間水平的接合相比，根據(jù)其它實施例，例如，如圖5和6中(示出支架和支架接合部分)顯示的，接合是豎直的，而在其它實施例(未顯示)中，至少一個支架可以與支架接合部分水平地接合，并且至少一個其它的支架可以與支架接合部分豎直地接合。
可選地或額外地，與圖1B和2(顯示與其中支架接合部分包括在每個端部處閉合的槽、一個端部包括擴大開口的平臺的接合)相比，圖4顯示的實施例顯示舌榫型的接合，其中每個支架(251、252、253、254)包括圓形的舌并且每個支架接合部分出51、652、653、654)包括榫槽(所示的接合部分示出為可單獨安裝到平臺的元件)。根據(jù)圖5顯示的實施例，每個支架(351、352、353、354)都在其頂端和底端處包括大致U形部分，能夠與每個都包括平臺壁邊緣和開口的平臺接合部分(751、752、753、754)可釋放地接合。圖6A和6B中的實施例顯示生物容器和平臺，該生物容器包括“I”形支架(451、452、453、454)，每個平臺都包括支架接合部分，支架接合部分包括在一端開口的槽(圖6A顯示與平臺一體形成的支架接合部分元件(851、852、853、854)，并且圖6B顯示作為能夠單獨地安裝到平臺的元件的支架接合部分(851’、852’、853’、854，))。
支架可以包括套筒 和位于套筒中的支架本體，例如，根據(jù)圖7顯示的實施例，每個支架(951、952、953、954)都包括支架本體(951a、952a、953a、954a)，該支架本體包括一個或更多凸耳，其中支架本體包括在套筒(951”、952”、953”、954”)中。在圖7顯示的實施例中，每個本體包括兩個突起，每個突起包括一對面向相反方向的傾斜的凸耳。這樣，每個支架包括:本體；包括一對第一突起凸耳(951c和951d ；952c和952d ；953c和953d ；954c和954d)的第一突起(951b、952b、953b、954b)，其中所述一對第一突起凸耳面向相反方向；以及包括一對第二突起凸耳(951c’和951d’ ；952c’和952d’ ；953c’和953d’ ；954c’和954d’)的第二突起(951b’、952b’、953b’、954b’)，其中所述一對第二突起凸耳面向相反方向，能夠與支架接合槽或開口接合。
根據(jù)其它實施例(未顯示)，生物容器包括針形支架(在側(cè)壁和/或底壁上)，并且平臺包括支架接合部分(在側(cè)壁和/或底壁上)，該支架接合部分具有開口而沒有槽。
各種平臺適于在本發(fā)明中使用。優(yōu)選地，平臺包括大致矩形的基部和至少兩個相對的側(cè)壁，該基部用于支撐生物反應(yīng)器，該側(cè)壁例如包括支架接合部分和/或用于與支架接合部分附接。圖2顯示的平臺的實施例具有四個側(cè)壁，其中兩個相對的側(cè)壁包括支架接合部分。典型地，底部包括至少一個開口，例如以用于設(shè)置與生物反應(yīng)器的底壁相關(guān)聯(lián)的至少一個端口。
生物反應(yīng)器和平臺的實施例可與任何擺動裝置一起使用。典型地，該裝置進一步包括下述任何部件中的一個或多個:馬達(dá)、泵、驅(qū)動器和活塞，以用于沿樞轉(zhuǎn)點擺動平臺或盤，例如，沿互相垂直的并具有共同中心的大致水平的第一和第二樞轉(zhuǎn)軸，例如如圖3中大致描述的。根據(jù)本發(fā)明，“垂直”不需要精確的90°角；更適合地，具有共同中心的樞轉(zhuǎn)軸形成的角度可以在例如從大約85°到大約95°的范圍內(nèi)。然而，90°或大約90°的角度是優(yōu)選的。第一水平樞轉(zhuǎn)軸具有第一擺動角度并且第二水平樞轉(zhuǎn)軸具有第二擺動角度。多種擺動角度適于第一擺動角度和第二擺動角度。典型地，擺動角度相對于水平方向在大約I至大約15度的范圍內(nèi)。第一和第二擺動角度可以相同或不同。所述裝置可進一步包括下述任何部件中的一個或多個:控制單元、速度控制閥、力口熱器、用于監(jiān)測和/或顯示擺動速率的裝置(如轉(zhuǎn)速表)、用于監(jiān)測和/或檢測生物容器中一個或多個參數(shù)(例如下述任何參數(shù)中的一個或多個:pH、氧氣、二氧化碳、溫度)的傳感器。擺動裝置可以以任何適宜的頻率運轉(zhuǎn)，例如，在每分鐘大約I至大約40個循環(huán)的范圍內(nèi)，或更高的頻率。典型地，擺動裝置以每分鐘大約20至大約30個循環(huán)的頻率運轉(zhuǎn)。多種材料適于用作形成生物容器的壁的片材材料。典型地,片材材料包括塑料材料，更典型地，包括多層塑料膜。優(yōu)選地，用于形成生物容器的壁的片材材料的材料與用于形成端口和支架的材料兼容。多種材料(優(yōu)選聚合塑料材料)適用于形成支架，并且在一些實施例中，材料與用于形成端口的材料相似或相同。優(yōu)選地，膜是透明的或半透明的，以允許觀察生物容器的填充和排放，例如從而可以以視覺方式控制該填充和排放，并且允許觀察生物容器中的液體中發(fā)生的反應(yīng)。聚乙烯是高度透明的、易于加工成膜的聚合物材料，并且容易達(dá)到含有很少或沒有殘留物或提取物的等級。因此，在一些實施例中，至少生物容器的最內(nèi)層包括聚乙烯膜層。在根據(jù)本發(fā)明的生物容器的一個實施例中，生物容器包括至少兩層聚乙烯膜，更優(yōu)選地，其中最內(nèi)層是聚乙烯膜，接著是一層不同的材料，如氣體阻隔層(例如用于氧氣和/或二氧化碳的阻隔層)，接著是另一層聚乙烯膜。氣體阻隔層對這些應(yīng)用而言可能是期望的，其用于阻止氧氣和/或二氧化碳進入生物容器或者使得最少的氧氣和/或二氧化碳進入生物容器。乙烯乙基醇(EVOH)是適于用作阻隔層的透明或半透明材料的一個例子。使用所述生物容器的方法的典型實施例如下。將生物容器(處于折疊狀態(tài))放置在平臺上。如果生物容器具有與生物容器的下部部分相關(guān)聯(lián)的支架，那么支架與平臺的相應(yīng)的支架接合部分接合。使用圖1和2中顯示的示例性實施例作為一般參考，支架153和154 (圖1B)與支架接合部分553和554 (圖2)接合。液體細(xì)胞培養(yǎng)基典型地通過設(shè)置在頂壁中的非中心布置的端口(例如端口 84)被導(dǎo)入(例如通過泵)生物容器中，使容器展開。如果生物容器具有與生物容器的上部部分相關(guān)聯(lián)的支架，那么一旦生物容器至少大致展開，支架就與平臺上相應(yīng)的支架接合部分接合(例如支架151和142 (圖1B)與支架接合部分551和552 (圖2)接合)。氣體例如通過分布在頂壁中的一個或多個氣體端口(例如端口 72)被導(dǎo)入，并且可以調(diào)節(jié)和控制溫度、pH和溶解氧。擺動裝置運轉(zhuǎn)并且生物容器沿一個或更多軸擺動，優(yōu)選地，沿著相互垂直的、大致水平的第一和第二樞轉(zhuǎn)軸擺動。一旦達(dá)到期望的設(shè)定點(例如溫度、PH和溶解氧)，細(xì)胞就典型地通過設(shè)置在頂壁中的端口(例如端口 84)被導(dǎo)入生物容器(例如通過泵)。細(xì)胞培養(yǎng)和取樣可隨后通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法進行。例如，可以例如在大約每12個小時到大約每24個小時的范圍內(nèi)，根據(jù)需要取得細(xì)胞培養(yǎng)樣本(例如通過設(shè)置在頂壁中的液體端口，如端口 82)。樣本是適宜的體積，如大約10mL。例如通過確定和/或量化下述任何參數(shù)中的一項或多項來分析樣本:細(xì)胞濃度、細(xì)胞活力、pH、期望產(chǎn)物水 平(例如單克隆抗體、疫苗等)、代謝水平(例如葡萄糖水平和/或乳酸水平)。如果適當(dāng)，通過經(jīng)由設(shè)置在容器的頂壁中的端口(例如端口 81或83)添加適宜的試劑來調(diào)節(jié)和/或校正生物容器中的pH水平。如果適當(dāng)，可以添加補充物(如一種或多種下列成分:葡萄糖、氨基酸)以補充某些代謝成分，例如被細(xì)胞消耗的代謝成分，其中補充物可通過設(shè)置在容器的頂壁中的液體端口(例如端口 81或83)添加。優(yōu)選地，使用如現(xiàn)有技術(shù)已知的分批補料方法，例如以延長培養(yǎng)持續(xù)時間并提高產(chǎn)物滴定度。一旦細(xì)胞培養(yǎng)完成，液體就典型地經(jīng)由設(shè)置在容器的底壁中的端口(例如端口64)從生物容器排出，并且支架從支架接合部分脫離。從平臺移除生物容器并處理生物容器。下面的實例進一步闡述了本發(fā)明，但是當(dāng)然不應(yīng)被視為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實例I這個實例證明了生物容器的內(nèi)容物可以快速和高效地混合且?guī)缀鯖]有飛濺，其中生物容器沿兩個不同的擺動角度擺動。獲得大致如圖1所示的具有四個支架的20L的生物容器，并且將其放置在大致如圖2和3所示的擺動裝置的可擺動平臺上。當(dāng)處于折疊狀態(tài)時(大致如圖1A所示)，在底壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架以及在底壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架，與平臺的相應(yīng)的下部支架接合部分接合。生物容器裝滿緩沖溶液(磷酸緩沖溶液(PBS))，提供大致如圖1B所示的膨脹的生物容器。在頂壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架以及在頂壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架，與平臺的相應(yīng)的上部支架接合部分接合。生物容器以30rpm、沿具有共同中心的兩個水平樞轉(zhuǎn)軸以不同擺動角度擺動。使用圖3作為一般性參考，長的擺動角度是從一側(cè)到另一側(cè)，短的擺動角度是從前方至后方。長角度是相對于水平方向擺動大約15°，短角度是相對于水平方向擺動大約5°。
混合是劇烈的但幾乎沒有飛濺?；旌蠒r間是16±3秒。
在比較實例中，含有緩沖溶液的WAVE Cellbag (GE Healthcare Biosciences,Pittsburgh, PA)放置在 WAVE Mixer (GE Healthcare Biosciences, Pittsburgh, PA)上并以42rpm運轉(zhuǎn)，容器擺動的最大值為10.4°。存在有液體的飛濺，混合時間是98±9秒。
實例2
這個實例證明了生物容器的內(nèi)容物可以快速和高效地混合且?guī)缀鯖]有飛濺，其中生物容器以兩個相似的擺動角度沿具有共同中心的兩個水平樞轉(zhuǎn)軸擺動。
獲得大致如圖1所示的具有四個支架的20L的生物容器，并且將其放置在大致如圖2和3所示的擺動裝置的可擺動平臺上。當(dāng)處于折疊狀態(tài)時(大致如圖1A所示)，在底壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架以及在底壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架，與平臺的相應(yīng)的下部支架接合部分接合。
生物容器裝滿流體，提供大致如圖1B所示的膨脹的生物容器。在頂壁和第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架以及在頂壁和相對的第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到容器的支架，與平臺的相應(yīng)的上部支架接合部分接合。
生物容器以40rpm擺動，其中長角度和短角度相對于水平方向擺動大約15°。
混合是劇烈的但幾乎沒有飛濺。M(l/h)(氧質(zhì)量傳遞)是73。
在比較實例中，含有緩沖溶液的WAVE Cellbag 放置在WAVE Mixer 上并以42rpm運轉(zhuǎn)，容器擺動的最大值為10.4°。存在有液體的飛濺，并且ha(l/h)是42±1。
這里引用的所有的參考,包括出版物、專利申請和專利，都通過參考而并入本文中，參考的程度等同于每個參考獨立地且特定地通過參考并入本文并且全文記載于本文中。
本發(fā)明描述的上下文中(特別地在下述權(quán)利要求的內(nèi)容中)，使用術(shù)語“一”、“該”和“所述”以及類似用語，被解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非在本文中有不同的指示或明顯的與上下文矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”被解釋為開放式術(shù)語(即，意味著“包括但不限于”)，除非有其它的注釋。這里記述的數(shù)值范圍僅作為單獨參考每個落入該范圍的獨立的值的簡略方法，除非本文中有不同的指示，并且每個獨立的值如其在本文中單獨引證一樣并入說明書。這里描述的所有方法可以以任何適宜的順序執(zhí)行，除非本文中有不同的指示或明顯與上下文矛盾。這里提供的任何和所有實例或示例性語言(如“例如”)的使用，意圖僅僅是更好地說明發(fā)明并且不形成對發(fā)明范圍的限制，除非不同的要求。說明書中的文字記載不應(yīng)被視為表明任何非請求保護的內(nèi)容是本發(fā)明的實施所必需的。
這里描述了本發(fā)明優(yōu)選的實施例，包括發(fā)明人知道的實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。這些優(yōu)選的實施例的變型對于閱讀前面描述的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。發(fā)明人期望技術(shù)工人適當(dāng)?shù)厥褂眠@些變型，并且發(fā)明人期望以不限于本文中特別描述的方式實踐本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括現(xiàn)行法律許可的、權(quán)利要求中附加的主題的所有變形和等同方式。此外，本發(fā)明涵蓋上述記載的要素的所有可能變型形式的任何組合，除非本文中有不同的指示或明顯與其他上下文矛盾。
權(quán)利要求
1.一種生物容器，其包括: 閉合的容器，所述容器包括底壁、頂壁、相對的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁、以及相對的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，這些側(cè)壁與所述頂壁和所述底壁聯(lián)結(jié)；以及 至少兩個端口； 其中所述生物容器為大致長方體形態(tài)，并且所述生物容器進一步包括固定到所述容器的至少第一支架和第二支架，其中所述第一支架和所述第二支架能夠與用于支撐所述生物容器的平臺可釋放地接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物容器，其進一步包括固定到所述容器的至少第三支架和第四支架，其中所述第三支架和所述第四支架能夠與用于支撐所述生物容器的平臺可釋放地接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生物容器，其中所述第一支架在所述頂壁和所述第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到所述容器，并且所述第二支架在所述頂壁和相對的所述第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到所述容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物容器，進一步包括第三支架和第四支架，所述第三支架在所述底壁和所述第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到所述容器，所述第四支架在所述底壁和相對的所述第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到所述容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的生物容器，進一步包括固定到所述容器的所述底壁上和/或固定到所述容器的相對的側(cè)壁上的支架。
6.根據(jù)權(quán)利 要求2所述的容器，其中所述第一支架和所述第三支架分別在所述頂壁和所述第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部處或附近以及在所述底壁和所述第一側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到所述容器，并且所述第二支架和所述第四支架分別在所述頂壁和相對的所述第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近以及在所述底壁和相對的所述第二側(cè)壁之間的聯(lián)結(jié)部附近固定到所述容器。
7.一種處理含有細(xì)胞培養(yǎng)的流體的方法，所述方法包括: 使生物容器在平臺上沿相互垂直的、基本水平的第一樞轉(zhuǎn)軸和第二樞轉(zhuǎn)軸擺動，所述生物容器包括為大致立方體形狀的閉合的容器，其中所述容器至少包括液體培養(yǎng)基和細(xì)胞，并且其中生物容器進一步包括固定到所述容器的至少第一支架和第二支架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述生物容器進一步包括固定到所述容器的至少第三支架和第四支架，這些支架在擺動期間與所述平臺接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，進一步包括從所述生物容器移除含有細(xì)胞的液體樣本。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的方法，進一步包括調(diào)節(jié)所述生物容器中的pH。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項所述的方法，其中水平的所述第一樞轉(zhuǎn)軸具有第一擺動角度，并且水平的所述第二樞轉(zhuǎn)軸具有第二擺動角度，其中所述第一擺動角度不同于所述第二擺動角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項所述的方法，其中水平的所述第一樞轉(zhuǎn)軸具有第一擺動角度，并且水平的所述第二樞轉(zhuǎn)軸具有第二擺動角度，其中所述第一擺動角度與所述第二擺動角度相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一擺動角度或所述第二擺動角度相對于水平方向在大約I至大約15度的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一擺動角度和所述第二擺動角度均相對于水平方向在大約I至大約15度的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7-14中任一項所述的方法，其中所述含有細(xì)胞培養(yǎng)的流體包括動物細(xì)胞。
16.根據(jù)權(quán)利要求7-14中任一項所述的方法，其中所述含有細(xì)胞培養(yǎng)的流體包括微生物細(xì)胞。
17.根據(jù)權(quán)利要求7-14中任一項所述的方法，其中所述含有細(xì)胞培養(yǎng)的流體包括植物細(xì)胞。
18.根據(jù)權(quán)利要求7-17中任一項所述的方法，進一步包括:從所述生物容器中排出至少一些流體，釋放支架和所述平臺之間的接合，以及從所述平臺移除所述生物容器。
19.一種用于使生物容器擺動的可擺動的平臺，其包括: 可擺動的平臺，所述平臺用于接納大致立方體形狀的容器，所述容器包括固定到所述容器的至少第一支架和第二支架，其中所述平臺包括至少第一支架接合部分和第二支架接合部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的平臺，其中所述平臺包括至少第三支架接合部分和第四支架接合部分，所述第三支架接合部分和所述第四支架接合部分設(shè)置成與固定到所述容器的第三支架和第四支架接合。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的平臺，進一步包括用于加熱所述生物容器的加熱器。
22.根據(jù)權(quán)利要求19-21中任一項所述的平臺，其中所述第一支架接合部分包括用于接納所述第一支架的至少一個槽，并且所述第二支架接合部分包括用于接納所述第二支架的至少一 個槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了生物容器以及用于使生物容器擺動的方法和平臺。
文檔編號C12N5/04GK103194369SQ20121059937
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者T·A·巴雷特, A·J·韋斯特, K·R·韋特, A·P·韋斯特伍德, D·J·凱塞拉爾 申請人:帕爾公司