CN110540937A - 一种适用于gmp合规自动化生产的多隔舱单元培养系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物药品培养技术领域，尤其为一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，包括多隔舱单元自动化培养系统、隔离培养单元以及控制计算机，所述多隔舱单元自动化培养系统外部一侧设有电气侧柜，所述多隔舱单元自动化培养系统内设有多组隔离培养单元，所述隔离培养单元背面连接有气体供给管路和电源线路，所述隔离培养单元基面设有自动舱门，所述自动舱门下端连接有自动舱门开光机构，所述隔离培养单元外部上端和下端设有顶部加温单元和底部加温单元。本发明有效提高系统的容错性，系统内有大量完全一致重复单元，某培养单元失效时，可快速将样本转移到空闲的培养单元，大大提高培养过程中样本的安全性。

Description

一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统
技术领域
本发明涉及生物药品培养技术领域，具体为一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统。
背景技术
生物药品处在快速发展期，CAR-T、TCR-T等新型细胞免疫药品即将投入大规模的使用，传统的手工生产方式难以满足即将到来的细胞免疫药品的工业化规模生产，在传统的手工生产方式中，为了保障不同病人间的样本的安全性，单个培养箱通常只培养单个病人/单个批次的样本，传统培养箱与洁净空间的利用率低，需要大型的洁净空间、数量庞大的培养箱、数量众多的操作人员，难以适应规模化的生产，同时高昂的成本难以形成有效的药品市场规模。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，包括多隔舱单元自动化培养系统、隔离培养单元以及控制计算机，所述多隔舱单元自动化培养系统外部一侧设有电气侧柜，所述多隔舱单元自动化培养系统内设有多组隔离培养单元，所述隔离培养单元背面连接有气体供给管路和电源线路，所述隔离培养单元基面设有自动舱门，所述自动舱门下端连接有自动舱门开光机构，所述隔离培养单元外部上端和下端设有顶部加温单元和底部加温单元，所述隔离培养单元内部设有自动滑轨，所述自动滑轨上端设有培养容器，所述隔离培养单元内部靠近气体供给管路处设有H2O通道、CO2通道和H2O2通道，所述H2O通道、CO2通道和H2O2通道靠近隔离培养单元外部处设有H2O阀门、CO2阀门和H2O2阀门，所述隔离培养单元内部靠近H2O通道上端处设有温度传感器、湿度传感器、H2O浓度传感器和CO2浓度传感器，所述隔离培养单元外部靠近气体供给管路处设有排气通道，所述排气通道靠近隔离培养单元外部处设有排气阀门，所述电气侧柜内设有控制计算机，所述控制计算机内设有I/O采集模块和驱动模块，所述驱动模块连接有阀门控制模块和温度控制电力电子模块。
优选的，所述隔离培养单元由列与行重复布置形成整列结构。
优选的，所述控制计算机和I/O采集模块和驱动模块之间通过控制总线连接。
优选的，所述温度传感器型号为WZP-187-3PBO，所述湿度传感器型号为HM1500LF，所述H2O浓度传感器型号为7NE/H2O2，所述CO2浓度传感器型号为RY-VS09，且所述温度传感器、湿度传感器、H2O浓度传感器、CO2浓度传感器和I/O采集模块之间通过数据线连接。
优选的，所述驱动模块和阀门控制模块、温度控制电力电子模块之间通过控制分线连接。
优选的，所述阀门控制模块和H2O2阀门、CO2阀门、H2O阀门、排气阀门之间通过控制分线连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明每批次样本在隔离单元中进行培养，保障不同批次样本间严格隔离，避免交叉污染，有效杜绝规模化生产过程中不同批次样本在培养过程中的交叉污染。
2、本发明每批次独立培养单元，执行完全独立的灭菌消毒与高洁净环境维持，持续保持生产过程中培养单元的无菌与高洁净度。
3、本发明在避免交叉污染的前提下，有效提高单位空间的培养密度，便于实现规模化生产。
4、本发明有效提高系统的容错性，系统内有大量完全一致重复单元，某培养单元失效时，可快速将样本转移到空闲的培养单元，大大提高培养过程中样本的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统的多隔舱单元自动化培养系统正视图；
图2为本发明提出的一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统的多隔舱单元自动化培养系统侧视图；
图3为本发明提出的一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统的隔离培养单元结构图；
图4为本发明提出的一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统的控制计算机控制模块图；
图5为本发明提出的一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统的正常培养流程图；
图6为本发明提出的一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统的自动化灭菌清洁流程图。
图中：1-多隔舱单元自动化培养系统、2-隔离培养单元、3-电气侧柜、4-气体供给管路、5-电源线路、6-自动舱门、7-自动舱门开光机构、8-自动滑轨、9-底部加温单元、10-排气通道、11-培养容器、12-顶部加温单元、13-温度传感器、14-湿度传感器、15-H2O通道、16-CO2通道、17-H2O2通道、18-H2O浓度传感器、19-CO2浓度传感器、20-I/O采集模块、21-控制计算机、22-驱动模块、23-阀门控制模块、24-温度控制电力电子模块、25-排气阀门、26-H2O2阀门、27-CO2阀门、28-H2O阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，包括多隔舱单元自动化培养系统1、隔离培养单元2以及控制计算机21，隔离培养单元2由列与行重复布置形成整列结构，多隔舱单元自动化培养系统1外部一侧设有电气侧柜3，多隔舱单元自动化培养系统1内设有多组隔离培养单元2，隔离培养单元2背面连接有气体供给管路4和电源线路5，隔离培养单元2基面设有自动舱门6，自动舱门6下端连接有自动舱门开光机构7，隔离培养单元2外部上端和下端设有顶部加温单元12和底部加温单元9，隔离培养单元2内部设有自动滑轨8，自动滑轨8上端设有培养容器11，隔离培养单元2内部靠近气体供给管路4处设有H2O通道15、CO2通道16和H2O2通道17，H2O通道15、CO2通道16和H2O2通道17靠近隔离培养单元2外部处设有H2O阀门28、CO2阀门27和H2O2阀门26，隔离培养单元2内部靠近H2O通道15上端处设有温度传感器13、湿度传感器14、H2O浓度传感器18和CO2浓度传感器19，隔离培养单元2外部靠近气体供给管路4处设有排气通道10，排气通道10靠近隔离培养单元2外部处设有排气阀门25，电气侧柜3内设有控制计算机21，控制计算机21内设有I/O采集模块20和驱动模块22，控制计算机21和I/O采集模块20和驱动模块22之间通过控制总线连接，温度传感器13型号为WZP-187-3PBO，湿度传感器14型号为HM1500LF，H2O浓度传感器18型号为7NE/H2O2，CO2浓度传感器19型号为RY-VS09，且温度传感器13、湿度传感器14、H2O浓度传感器18、CO2浓度传感器19和I/O采集模块20之间通过数据线连接，驱动模块22连接有阀门控制模块23和温度控制电力电子模块24，驱动模块22和阀门控制模块23、温度控制电力电子模块24之间通过控制分线连接，阀门控制模块23和H2O2阀门26、CO2阀门27、H2O阀门28、排气阀门25之间通过控制分线连接。
本发明工作流程：首先每批次样本在隔离培养单元2中进行培养，保障不同批次样本间严格隔离，避免交叉污染，每批次独立的隔离培养单元2执行完全独立的灭菌消毒与高洁净环境维持，持续保持生产过程中培养单元的无菌与高洁净度，配置全自动的自动舱门6、自动舱门开光机构7和自动滑轨8与全自动化系统的高自由度机器人接口，有效提高多隔舱单元自动化培养系统1的容错性，多隔舱单元自动化培养系统1内有大量完全一致重复的隔离培养单元2，某一隔离培养单元2失效时，可快速将样本转移到空闲的隔离培养单元2内，大大提高培养过程中样本的安全性，多隔舱单元自动化培养系统1内按照列与行重复布置独立的隔离培养单元2形成整列结构，有效提高单位空间的培养密度，便于实现规模化生产，电气侧柜3内设有控制计算机21，多隔舱单元自动化培养系统1内环境由中控制计算机21控制，基于实时运行状态动态规划，进行隔离培养单元2安排与检测控制，每个隔离培养单元2独立设置有密封的自动舱门6、自动舱门开光机构7、温度传感器13、湿度传感器14、H2O浓度传感器18、CO2浓度传感器19、气体供给管路4、电源线路5、顶部加温单元12、底部加温单元9、自动滑轨8和排气通道10，其中自动滑轨8用于培养容器11的传出与传入，排气通道10用于调节湿度及排出灭菌后剩余H2O2，有效杜绝规模化生产过程中不同批次样本在培养过程中的交叉污染。
实施例
1.控制计算机21自动控制结构：控制计算机21和I/O采集模块20、驱动模块22之间通过控制总线连接，温度传感器13型号为WZP-187-3PBO，湿度传感器型14号为HM1500LF，H2O浓度传感器18型号为7NE/H2O2，CO2浓度传感器19型号为RY-VS09，且温度传感器13、湿度传感器14、H2O浓度传感18器、CO2浓度传感器19和I/O采集模块20之间通过数据线连接，驱动模块22和阀门控制模块23、温度控制电力电子模块24之间通过控制分线连接，阀门控制模块23和H2O2阀门26、CO2阀门27、H2O阀门28、排气阀门25之间通过控制分线连接，组成控制计算机21自动控制结构，如图4。
2.培养流程：进入培养模式时，需通过控制计算机21的I/O采集模块20收集隔离培养单元2内的温度传感器13、湿度传感器14、H2O浓度传感器18、CO2浓度传感器19的数据，当CO2浓度、H2O浓度和温度低于设定值时，将会开启CO2阀门、H2O阀门、顶部加温单元12和底部加温单元9，并基于实时运行状态动态规划调节，从而为隔离培养单元2提供稳定的培养环境。
3.自动化灭菌清洁流程：当隔离培养单元2内样板达到培养时间或者需要更换培养样本批次时，先将隔离培养单元2内样本移除，然后通过控制计算机21的驱动模块22驱动阀门控制模块23控制H2O2阀门26开启，并保持设定时间，然后关闭H2O2阀门26，保持培养容器11内压力，然后开启排气阀门25，并保持设定时间，最后关闭排气阀门25，从而完成自动化灭菌清洁，如图6。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，包括多隔舱单元自动化培养系统(1)、隔离培养单元(2)以及控制计算机(21)，其特征在于：所述多隔舱单元自动化培养系统(1)外部一侧设有电气侧柜(3)，所述多隔舱单元自动化培养系统(1)内设有多组隔离培养单元(2)，所述隔离培养单元(2)背面连接有气体供给管路(4)和电源线路(5)，所述隔离培养单元(2)基面设有自动舱门(6)，所述自动舱门(6)下端连接有自动舱门开光机构(7)，所述隔离培养单元(2)外部上端和下端设有顶部加温单元(12)和底部加温单元(9)，所述隔离培养单元(2)内部设有自动滑轨(8)，所述自动滑轨(8)上端设有培养容器(11)，所述隔离培养单元(2)内部靠近气体供给管路(4)处设有H2O通道(15)、CO2通道(16)和H2O2通道(17)，所述H2O通道(15)、CO2通道(16)和H2O2通道(17)靠近隔离培养单元(2)外部处设有H2O阀门(28)、CO2阀门(27)和H2O2阀门(26)，所述隔离培养单元(2)内部靠近H2O通道(15)上端处设有温度传感器(13)、湿度传感器(14)、H2O浓度传感器(18)和CO2浓度传感器(19)，所述隔离培养单元(2)外部靠近气体供给管路(4)处设有排气通道(10)，所述排气通道(10)靠近隔离培养单元(2)外部处设有排气阀门(25)，所述电气侧柜(3)内设有控制计算机(21)，所述控制计算机(21)内设有I/O采集模块(20)和驱动模块(22)，所述驱动模块(22)连接有阀门控制模块(23)和温度控制电力电子模块(24)。
2.根据权利要求1所述的适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，其特征在于：所述隔离培养单元(2)由列与行重复布置形成整列结构。
3.根据权利要求1所述的适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，其特征在于：所述控制计算机(21)和I/O采集模块(20)和驱动模块(22)之间通过控制总线连接。
4.根据权利要求1所述的适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，其特征在于：所述温度传感器(13)型号为WZP-187-3PBO，所述湿度传感器(14)型号为HM1500LF，所述H2O浓度传感器(18)型号为7NE/H2O2，所述CO2浓度传感器(19)型号为RY-VS09，且所述温度传感器(13)、湿度传感器(14)、H2O浓度传感器(18)、CO2浓度传感器(19)和I/O采集模块(20)之间通过数据线连接。
5.根据权利要求1所述的适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，其特征在于：所述驱动模块(22)和阀门控制模块(23)、温度控制电力电子模块(24)之间通过控制分线连接。
6.根据权利要求1所述的适用于GMP合规自动化生产的多隔舱单元培养系统，其特征在于：所述阀门控制模块(23)和H2O2阀门(26)、CO2阀门(27)、H2O阀门(28)、排气阀门(25)之间通过控制分线连接。
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