CN115916949A - 用于生产生物分子的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物反应器柜，其配置为结合在生物分子生产系统中，其中，生物反应器柜优选地是适于接收生物反应器的移动式生物反应器柜，该生物反应器柜设置有生物反应器对接站，其中，生物反应器柜、更优选地生物反应器柜的侧壁设置有连接器，该连接器允许在与生物分子生产系统，比如系统的生物反应器室配对时传输电力、信号和/或数据。本发明同样涉及一种用于生产生物分子的生物分子生产系统和方法。

Description

用于生产生物分子的系统和方法

技术领域

本发明涉及生产生物分子，比如病毒疫苗、抗体或基因治疗产品的技术领域，并且描述了其系统和方法。

发明背景

生物分子在医药界变得越来越重要。基于抗体的疗法以及RNA、DNA和基因疗法被认为为许多迄今无法治疗的疾病提供了解决方案。此外，由于新病毒感染，诸如SARS、SARS-CoV-2和MERS的出现，对疫苗生产设施的需求已经上升。

从培养的细胞生产和纯化生物分子的传统方法是繁琐且耗时的，使得生物分子生产的成本太高。此外，它们通常需要大型设施，这对生产效率、总生产时间和总成本也有负面影响。

为了获得适合于临床给药的产物，需要快速且有效的生产生物分子的方法。此外，需要简洁且需要最小空间量并且可容易地运输的系统，例如放置在工作台上或放置在层流柜中。

本公开旨在解决上述问题中的至少一些。更确切地说，其目的是提供一种简洁且模块化的生物分子生产系统，该生物分子生产系统适用于生产可以用于临床和治疗目的的病毒颗粒、蛋白质和基因治疗产品。

本公开提供了一种适用于生产和/或纯化生物分子的系统和溶液，该系统和溶液允许低成本地制造生物分子，诸如细胞、DNA、RNA、蛋白质、肽以及病毒产物，同时仍维持高质量要求。本公开允许在GMP条件下生产生物分子。第二，它的目的也是提供一种符合人体工程学、高度可访问和用户友好的系统，该系统是灵活的，并且优选模块化的。最后，本公开的目的还在于提供一种方法，该方法允许有限量的操作步骤，同时仍提供高的生物分子产率，同时显著减少操作费用(OPEX)和高水平遏制。

发明内容

本公开用于提供对上述缺点中的一种或多种的解决方案。为此，本公开提供根据权利要求1所描述的生物反应器柜。更具体地，本公开提供了一种配置为结合在生物分子生产系统中的生物反应器柜，其中，该生物反应器柜优选地是适合于接收生物反应器的轮式(或以其他方式可移动的)生物反应器柜，该生物反应器柜设置有生物反应器对接站，其中，生物反应器柜、更优选地生物反应器柜的侧壁设置有连接器，该连接器允许在与生物分子生产系统，比如系统的生物反应器室配对时传输电力、信号和/或数据。

该生物反应器柜的优选实施方式在任何权利要求中示出。该生物反应器柜是紧凑的并且需要最少的空间并且能够容易地运输。

在第二方面中，本公开提供根据权利要求24所描述的系统。更具体地，本公开提供了一种用于生产生物分子的系统，该系统包括：

-至少一个处理室，该至少一个处理室包括允许细胞收获物的生物分子的纯化或过滤的一个或多个纯化或过滤设备，

-以及适合于接收生物反应器的生物反应器室，其中，生物反应器室设置有连接器，该连接器允许在与包括生物反应器的生物反应器柜配对时传输电力、信号和/或数据。

本公开还公开了根据权利要求36所描述的用于产生生物分子的系统。更具体地，本公开提供了一种用于生产生物分子的系统，该系统包括：

-处理室，该处理室包括允许对细胞收获物的生物分子进行纯化或过滤的一个或多个纯化或过滤设备，

-下游室，

-以及生物反应器室，该生物反应器室适于接收生物反应器，其中，该生物反应器室定位在处理室与下游室之间，并且流体连接至一个或多个室，其中，该生物反应器柜设置有连接器，该连接器允许在与生物反应器柜配对时传输电力、信号和/或数据。

在最后方面中，本公开公开了一种根据权利要求39所描述的方法。更具体地，本公开提供了一种用于生产生物分子，诸如蛋白质、病毒或病毒颗粒、或基因治疗产品的方法，该方法包括以下步骤：

-提供设置在生物反应器柜、优选移动/轮式生物反应器柜中的生物反应器，该生物反应器柜对接到生物分子生产系统的生物反应器柜中，

-并且其中，将来自生物反应器的收获物在位于生物反应器室侧翼的处理室中纯化以产生生物分子收获物。

在一种实施方式中，生物分子收获物借助于位于生物反应器室中的浓缩器进一步浓缩。

在另外的方面，本公开公开了一种将生物反应器柜对接到生物分子生产系统的室中的方法，该方法包括借助于连接器在该柜与系统之间提供连接件，该连接器允许在配对时传输电力、信号和/或数据。

根据本公开的系统和方法允许低成本地制造生物分子，比如病毒产物，同时仍维持高质量要求。此外，本公开允许在GMP条件下生产生物分子并且提供符合人体工程学、高度可访问和用户友好的系统。最后，本公开提供一种方法，该方法允许有限量的操作步骤，同时仍提供高的生物分子产率，同时显著减少操作费用(OPEX)和高水平遏制。

附图说明

图1A、图1B和图1C示出了根据本公开的生物反应器柜的不同实施方式。

图1D、图1E和图1F示出了根据本公开的生物反应器柜的实施方式的截面。

图2示出了根据本公开的系统的实施方式的正视图。

图3示出了根据本公开的实施方式的系统的俯视图，包括不同元件的尺寸。

图4A示出了根据本公开的实施方式的系统的前视图，包括一般壳体的尺寸。

图4B示出了根据本公开的实施方式的系统的后视图和前视图。

图5示出了根据本公开的实施方式的包括前窗的系统的前视图的细节。

图6A和图6B示出了根据本公开的系统的实施方式，包括收集容器和TFF。

图7是根据本公开的生物反应器的第一实施方式的立体图。

图8是图7的生物反应器的透视图，包括若干放大视图。

图9A、图9B和图9C示出了用于形成结构化固定床的基质材料，该结构化固定床用于在任何公开的生物反应器中培养细胞。

图10示出了根据本公开的生物反应器的实施方式的模块化版本。

图11是根据本公开的生物反应器的实施方式的截面图。

图12是图11的生物反应器的基座部分的截面视图。

图13是图11的生物反应器的中间部件的局部剖视图。

图14是图11的生物反应器的中间部件的局部剖视图。

图15、图15A和图15B是根据本公开的生物反应器的第三实施方式的不同视图。

图16是图15的生物反应器的截面视图。

图17是图15的生物反应器的截面视图。

图18示出了根据本公开的系统的实施方式中的工艺流程。

图19示出了根据本公开的液位传感器的可能实施方式。

图20示出了根据本公开的压力传感器的可能实施方式。

图21示出了根据本公开的流量计的两个可能实施方式。

图22示出了根据本公开的气泡或泡沫捕集器的可能实施方式。

图23示出了根据本公开的一方面的包括气体供应管的用于流体搅拌器的容器。

图24示出了根据本公开的一方面的容器的替代性实施方式。

图25示出了根据本公开的一方面的具有气体供应管的生物反应器的另一实施方式。

图26和图27是图25的生物反应器的替代性实施方式。

图28至图30示出了根据本公开的一方面的流动扩展器的实施方式。

图31示出了根据本公开的一方面的用于运输系统的不同部件的升降机的实施方式。

图32和图33是根据本公开的生物反应器的其他实施方式的截面图。

图34是根据本发明的实施方式的过滤器单元的示意性概图。

具体实施方式

本发明涉及用于生产生物分子，诸如，蛋白质、RNA、DNA、病毒颗粒、病毒载体、病毒疫苗或抗体的设备、系统和方法。

除非另有定义，否则在公开本发明中使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。通过进一步指导，包括术语定义以更好地理解本发明的教导。

如本文所用，以下术语具有以下含义：

除非上下文另有明确规定，否则本文使用的“一”、“一个”和“一种”是指单数和复数指代。举例而言，“一个隔室”是指一个或多于一个隔室。

如本文使用的“约”是指可测量的值，诸如参数、量、时间持续期等意在涵盖规定值的+/-20％或更小、优选地+/-10％或更小、更优选地+/-5％或更小、甚至更优选地+/-1％或更小、以及还更优选地+/-0.1％或更小的变化，到目前为止，这些变化适于在所公开的发明中进行。然而，应当理解的是，修饰语“约”所指的值本身也被具体公开。

如在本文使用的“包括”、“包含(comprising)”以及“含有(comprises)”以及“由……组成(comprised of)”与“包括(include)”、“包含(including)”、“含有(includes)”或“包括(contain)”、“包含(containing)”、“含有(contains)”是同义的并且是包含性或开放性术语，这些术语指定了以下的存在，例如，部件，并且不排除或排除本领域中已知或其中公开的附加的、未列举的部件、特征、元件、构件、步骤的存在。

此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等用于区分类似元件，并且不一定用于描述顺序或时间顺序，除非特别说明。应当理解，如本文使用的术语在适当情况下是可互换的并且在本文描述的本发明的实施方式能够以除了在本文描述或示出的之外的其他顺序操作。

由端点叙述的数值范围包括包含在该范围内的所有数字和分数，以及所叙述的端点。

在此并且贯穿本说明书，除非另外定义，表述“重量％”、“重量百分比”、“％wt”或“wt％”是指基于制剂的总重量的对应组分的相对重量。

然而，术语“一个或多个”或“至少一个”(诸如，一组成员中的一个或多个或至少一个成员)本身是清楚的，但通过进一步举例说明，该术语尤其包括对所描述成员中的任何一个或所描述成员中的任何两个或更多个的参照，诸如像成员中的任何>3、>4、>5、>6或>7等，以及直至所有成员。

除非另有定义，否则在公开本发明中使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义。通过进一步的指导，包括了描述中所使用的术语的定义以更好地理解本发明的教导。在本文所使用的术语或定义仅为了帮助理解本发明而提供。

贯穿本说明书对“一种实施方式”或“实施方式”的引用意味着结合该实施方式所描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一种实施方式中。因此，贯穿本说明书在各种地方出现的短语“在一种实施方式中”或“在一个实施方式中”不一定都指同一个实施方式，而是可能指同一个实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，这些具体特征、结构或特性可以按任何适合的方式组合，如本领域技术人员根据本公开显而易见的。此外，尽管本文中描述的一些实施方式包括一些特征但不包括其他实施方式中所包括的其他特征，但不同实施方式的特征的组合意图在本发明的范围内，并且形成不同的实施方式，如本领域技术人员将理解的。例如，在以下权利要求中，所要求保护的实施方式中的任何一个可以任意组合使用。

“生物分子”是指在生物反应器中产生的任何感兴趣的生物材料。生物分子包括，例如，病毒、病毒样颗粒、病毒产物、基因治疗产物、病毒载体、DNA、RNA、蛋白质，诸如抗体、碳水化合物、脂质、核酸、代谢物和肽。

“基因治疗产物”是指包含核酸以治疗或预防疾病或障碍，比如遗传疾病或障碍的治疗产物。

“病毒基因治疗产物”是指一种病毒产物，其中，病毒的遗传物质的一部分被治疗性核酸取代并且其中应用病毒以将这些治疗性核酸引入患者的细胞中。许多病毒已经用于人类基因治疗，包括逆转录病毒、腺病毒、单纯疱疹、痘苗、以及腺相关病毒。

“抗体”是指来源于人或其他动物细胞系的单克隆或多克隆的任何免疫球蛋白分子、抗原结合免疫球蛋白片段或免疫球蛋白融合蛋白，包括天然或基因修饰形式，诸如人源化、人、嵌合、合成、重组、杂交、突变、移植和体外生成的抗体。通常已知的天然免疫球蛋白抗体包括IgA(二聚体)、IgG、IgE、IgG和IgM(五聚体)。

“病毒”或“病毒体”是指仅在活宿主，主要是细菌、植物和动物的细胞内复制的超微观的(直径大约为20nm至300nm)传染因子：由RNA或DNA核心、蛋白质包衣、以及在更复杂的类型中的周围包膜组成。

“生物反应器”是指支持生物活性环境的任何设备或系统，例如用于培养用于产生生物产物或生物分子的细胞或生物体。这将包括细胞堆、滚瓶、摇瓶、烧瓶、搅拌罐悬浮生物反应器、高细胞密度的结构化或非结构化固定床生物反应器、间歇式反应器等。

“纯化”是指一种或多种目标杂质或污染物的浓度相对于目标生物分子的浓度而显著降低。

“切向流过滤(TFF)”是指一种膜过滤的方法，其中流体被迫通过由一个或多个多孔膜界定的空间，其中小到足以使穿过这些孔的分子在滤液或“渗透物”中消除，并且大到足以使这些孔截留的分子保留在“渗余物”中。切向流动这一名称特别地是指流体流动的方向大致平行于膜，而不是其中流动大致垂直于膜的所谓的死端过滤。

如在本文使用的，“病毒感染”是指病毒进入细胞中并且随后在细胞中复制该病毒。

“细胞培养收获物”、“培养收获物”以及“收获物”用作同义词并且是指从在生物反应器中培养细胞获得的未澄清的细胞培养物。培养的细胞或生长的细胞也称为宿主细胞。

“串行、在线”是指设备或单元连接，使得一个单元或设备的流出物直接馈送到随后的单元或设备中，而无需中间储存。

如在本文所使用的，“对接”意味着在两个元件之间进行稳定的连接，由此这些元件可以例如包括接收部分或连接部分。在本公开中，对接可以例如发生在生物反应器柜与用于生产生物分子的系统之间或生物反应器本身与生物反应器柜之间。

在第一方面中，本公开涉及一种配置为结合在生物分子生产系统中的生物反应器室，其中，该生物反应器柜优选地是适合于接收生物反应器的轮式(或以其他方式可移动的)生物反应器柜，该生物反应器柜设置有生物反应器对接站，其中，生物反应器柜、更优选地生物反应器柜的侧壁设置有连接器，该连接器允许在与生物分子生产系统，比如系统的生物反应器室配对时传输电力、信号和/或数据。

在一种实施方式中，本公开涉及一种配置为结合在生物分子生产系统中的生物反应器柜，其中，该生物反应器柜优选地是适合于接收生物反应器的轮式生物反应器柜，该生物反应器柜设置有生物反应器对接站，其中，生物反应器柜的壁、优选侧设置有连接器，该连接器允许在与来自生物分子生产系统的生物反应器室配对时传输电力、信号和/或数据。

在一种实施方式中，生物反应器柜适于借助于连接装置对接到生物分子生产系统的生物反应器室中，该连接装置包括允许传输电力、信号和/或数据的连接器。在另外的实施方式中，提供了附加连接件，该连接件允许将生物反应器柜物理地固定到生物反应器室。

在另一实施方式中，生物反应器柜可以与生产系统对齐。设计能够与生产系统对齐的单独的生物反应器柜的优点在于，其使得可以由生产系统外部的一个或两个操作者容易地安装生物反应器。此外，当移除该生物反应器柜时，这允许安全接近生产系统的所有歧管连接。

在一种实施方式中，该生物反应器柜设计为可移动的。在这种程度上，生物反应器柜可以设置有允许生物反应器柜的移动或运输的结构或部件。运输装置可以包括本领域任何适合的手动和/或电子控制的装置，并且包括但不限于轮子、轨道、滚轮…。替代地，或额外地，在另外的实施方式中，生物反应器柜可以设置有适合的结构，这些结构允许与升降机或升降设备相结合，该升降机或升降设备可以随后运输生物反应器柜。在优选的实施方式中，生物反应器柜包括轮子。

生物反应器柜可以由本领域中适合的任何材料，比如金属合金、金属或塑料制成。在一种实施方式中，生物反应器柜由包括铝或不锈钢的材料制成。在特别优选的实施方式中，生物反应器柜由包含不锈钢的材料制成。

在本公开的一种实施方式中，生物反应器柜包括用于容易地处理柜的一个或多个手柄。该手柄使得操作者可以通过在该手柄上推动或拉动来移动生物反应器柜。该手柄可以具有各种尺寸并且可以放置在生物反应器柜的外部外壳上的不同位置处。在一些实施方式中，沿生物反应器柜的壁的总长度放置一个手柄。在其他实施方式中，两个或更多个手柄放置在生物反应器柜的前壁的右侧和左侧上。在另一实施方式中，这些手柄是可调节的、可移除的和/或可缩回的。手柄可以由本领域中合适的任何材料，诸如塑料、铝、钢、金属合金制成。在特别优选的实施方式中，手柄由不锈钢制成。不锈钢具有高耐腐蚀性并且在高温下保持强度。

在优选的实施方式中，手柄与生物反应器柜的前壁连接。这个位置将允许操作者非常精确地推动和操纵生物反应器柜，尤其是当将生物反应器柜对接到用于生产/纯化生物分子的系统中时。在一种实施方式中，手柄是金属杆，该金属杆是弹簧加载的并且在其末端上包括可以被拉向该金属杆的中心的2个杆。在一种实施方式中，可以通过将2个杆从金属杆的末端朝向金属杆的中心拉动来将金属杆降低至较低位置。通过降低手柄，便于操纵(诸如，将生物反应器柜取样并且对接到系统中)。

为了允许对接，该生物反应器柜设置有连接器，该连接器允许在与生物分子生产系统以及任选地一个或多个磁性或其他耦合型连接件(例如，射频(RF)技术)配对时传输电力、信号和/或数据，以便允许连接至生物分子生产系统。因此，生物反应器柜和系统将能够彼此通信并且传输数据。

在一种实施方式中，连接件能够借助于连接部分和接收部分将生物反应器柜连接到生产系统的生物反应器室。连接部分可以位于生物反应器柜处，而接收部分存在于系统的生物反应器室中或反之亦然。

在一种实施方式中，连接器可以是模块化连接器系统，该模块化连接器系统允许电力触点和信号触点、以太网、光纤、同轴触点、液压、气动以及热联接在紧凑的框架或壳体中的组合。这个模块化连接器系统可以根据该连接件的具体要求进行配置。在优选的实施方式中，连接器是防水的。在一种实施方式中，该生物反应器柜的阴连接器连接到生产系统的阳连接器。为了确保阳连接器和阴连接器之间的正确连接，阴连接器可以包含定心销。在另一实施方式中，该连接器包括电子眼以确保正确连接。在另一实施方式中，连接器包括磁性元件以确保正确连接。

在另外的或在另一实施方式中，生物反应器柜上的连接部分和系统上的接收部分将允许生物反应器柜与该系统对接以确保两个实体彼此牢固地连接，从而在生物分子的生产过程中禁止生物反应器柜从系统中释放。该连接部分和接收部分可以是本领域适合的任何已知的连接系统，诸如机械系统或磁系统。可以结合分离功能以能够从系统释放生物反应器柜。

在一种实施方式中，生物反应器柜由连接器和磁性连接件两者组成，该连接器允许在与生物分子生产系统配对时传输电力、信号和/或数据，该磁性连接件允许将生物反应器柜对接至生物分子生产系统。在一种实施方式中，磁性连接件可以是永磁体。在另一更优选的实施方式中，磁体可以是电磁体，其中，磁场由电流产生。电磁体优于永磁体的主要优点在于，通过控制电流量可以快速地改变磁场。在当前应用中，使用磁体，更具体地说，使用电磁体增强了系统的安全性，因为它将防止生物反应器柜未经授权地对接到生产系统或从生产系统移除。系统可以包括相应的磁性部件以允许与生物反应器柜的磁体相互作用。在一种实施方式中，磁性连接件的动力部件设置在系统上，并且磁性连接件的不锈钢部件设置在生物反应器柜的背面上。在一种实施方式中，一旦添加了电力，则这两部件就被阻塞。在一种实施方式中，用1000N的力阻塞这两部件。

在一种实施方式中，生物反应器柜的连接器和一个或多个磁性连接件设置在不同的壁上。在优选的实施方式中，连接器和磁性连接件设置在生物反应器柜的同一壁上。这再次允许容易的对接。

在一种实施方式中，连接器和一个或多个磁性连接件设置在生物反应器柜的与前壁相对的壁上。当将生物反应器柜向前推动，其中，手柄在生物反应器柜的前壁上时，该连接器和磁性连接件可以容易地与生产系统上的相对布置的对应件对齐。

在优选的实施方式中，生物反应器对接站位于生物反应器柜内部，优选地由生物反应器柜的壁从外界环境保护。因此，生物反应器柜不仅提供了用于运输生物反应器的装置，而且提供了保护罩来保护生物反应器免于在运输过程中与其他物体的有害相遇，比如碰撞。

在一些实施方式中，该生物反应器柜的对接站包括可移除的高度调节器，用于允许将生物反应器定位在对接站中。

这种可移除的高度调节器用作安装生物反应器的支撑件。该可移除的高度调节器可以可释放地附接至生物反应器柜和/或对接站，并且可以取决于该生物反应器的大小和尺寸而改变尺寸。在一种实施方式中，该可移除的高度调节器将允许生物反应器的定位，不管其尺寸如何，使得例如生物反应器的顶部与生物反应器柜的顶表面完美地对齐。例如，生物反应器柜可以设计成适合特定尺寸的生物反应器，诸如具有600m²内部生长表面的生物反应器。如果相同的生物反应器柜用于较小的生物反应器，例如，200m²内部生长表面的生物反应器，高度调节器可以用于容纳较小的生物反应器。后者允许对生物反应器及其位于表面上的出口进行人机工程学操作。高度调节器可以具有任何适于使用的形式，例如正方形、矩形、圆形。在一种实施方式中，高度调节器是圆柱体或盘状元件。高度调节器的表面不允许调节器变形。高度调节器可以包括本领域中合适的任何材料，诸如塑料、铝、钢、金属合金。不锈钢具有高耐腐蚀性并且在高温下保持强度。

在一种实施方式中，生物反应器柜包括在生物反应器柜的顶表面上的生物反应器支撑板，该生物反应器支撑板包括允许生物反应器突出的凹陷部。凹陷部增强了生物反应器柜和系统的人体工程学。在一些实施方式中，该生物反应器支撑板是栅格状板。

支撑板中的这些开口允许生物反应器柜中的空气流循环。此外，开口使得可以更好地观察生物反应器柜的外壳内的生物反应器。在一种实施方式中，该板可以包括多于一块。在优选的实施方式中，该板包括两块。该板可以由本领域中适合耐腐蚀的任何材料制成。

在优选的实施方式中，该生物反应器柜包括在生物反应器对接站中提供的生物反应器。

该生物反应器柜设计成容纳生物反应器连同其加热支架和搅拌马达。以此方式，该生物反应器柜允许同时容易且快速地安装或移除这三个元件(生物反应器-加热支撑件-搅拌马达)，这可以由一个操作者完成。此外，保留托盘将安装在生物反应器柜中并且与生物反应器室的主保留托盘相连接。保留托盘可以配备有泄漏检测器。保留托盘将收集潜在的工艺泄漏。在一种实施方式中，生物反应器柜可以包含多于一个保留托盘。在一种实施方式中，生物反应器柜上的不同保留托盘处于不同水平并且可以通过管彼此连接。在一种实施方式中，保留托盘中的一个或多个的最大容量是85L。

在一些实施方式中，该生物反应器柜的一个或多个壁可以设置有定位装置，该定位装置用于允许生物反应器柜与生物分子生产系统对齐并且进一步增强生物反应器柜在系统中的对接。在优选的实施方式中，该生物反应器柜的侧壁可以设置有定位装置，该定位装置用于允许生物反应器柜与生物分子生产系统对齐并且进一步增强生物反应器柜在系统中的对接。

定位装置有助于引导生物反应器柜与生物分子生产系统正确地对齐。

定位装置可以是有助于在系统中引导和对接生物反应器柜的任何种类的元件。在一种实施方式中，定位装置是旋转轴上的圆形或圆柱形元件，诸如结合在生物反应器柜的侧壁中的插座中的轮或齿轮。

在进一步实施方式中，定位装置是一对轮子，每个轮子在旋转轴上，其中每对轮子包括两个轮子，其中，第一轮子的旋转轴定位成垂直于第二轮子的旋转轴方向。

在进一步实施方式中，生物反应器柜的每个侧壁包括例如安装在壁的相对侧处的两对轮子，各自沿着或靠近侧壁的拐角。这些侧壁两侧处的轮子将允许生物反应器柜的前部和后部正确地引导进入生物反应器柜。

在一种实施方式中，生物反应器室还包括一个或多个接收元件以将生物反应器柜接收在生物反应器室中。在一种实施方式中，生物反应器室还包括用于将生物反应器柜引导到生物反应器室中的引导件。

在一种实施方式中，生物反应器柜包括倾斜仪以确保生物反应器在水平表面上。在进一步实施方式中，倾斜仪设置在生物反应器柜上以确保生物反应器在水平表面上。在又一实施方式中，将水平状态极限的最大偏差角设定为激活警报，该警报指示生物反应器柜未完全水平定位。在一种实施方式中，倾斜度由无磨损半导体传感器元件确定。

典型的生物反应器构建为具有固定的尺寸(特别是高度)，并且因此运输至可能需要细胞培养物来提供处理的偏远地区(特别是发展中国家)是困难且昂贵的。该固定性质还阻止过去的生物反应器适用于多种用途。

进一步问题涉及对于给定区域使细胞密度最大化的能力。过去许多生物反应器的建议都使用流化床。虽然这样的床可以很好地促进细胞生长并提供某些优点，但产生这种床所需的生物反应器中产生的空间体积很大。在实现期望的细胞生长的同时，容易地用非结构化或流化床缩放生物反应器也是挑战性的，并且目前存在对生物反应器的需求，该生物反应器可以用于本领域的多种操作条件中(包括例如在间隙可能受限的无菌罩、柜或隔离器内)。

因此，需要改进的生物反应器，该生物反应器特别是在远程位置将易于输送和组装，和/或将易于适应各种尺寸或配置的使用，或用于不同的应用或用途。在本公开的一些实施方式中，本公开涉及用于生产生物制剂的系统和方法。特别是细胞、病毒或细胞或病毒衍生产物的生产。在一些实施方式中，本文所公开的生物反应器允许高密度细胞生长。例如，密度是至少200万个细胞/ml、至少500万个细胞/ml、至少10000万个细胞/ml、至少2000万个细胞/ml、至少4000万个细胞/mi、至少6000万个细胞/ml、或至少1亿个细胞/ml。在一些实施方式中，密度可以达到3、2.5或2亿个细胞/ml。在一些实施方式中，在本文所公开的生物反应器可以具有至少1L、至少10L、至少30L、至少40L、或至少50L的总体积。在一些实施方式中，生物反应器总体积可以是至多2500L、至多200L、至多150L、至多100L、或至多75L。通过生物反应器，总体积可以参考能够引入生物反应器中的总液体体积，其然后将是满的。在一种实施方式中，生物反应器包括用于去除过量产品和流体的排放管。

在一种实施方式中，生物反应器可以具有约50-60cm的直径。在一些实施方式中，生物反应器可以具有约大于约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90或100cm的直径或高度。在一些实施方式中，可以与生物反应器结合使用的盖部件或盖可以具有约大于2、4、5、6、8、10、12、15、20、25、30或50厘米的直径。在一些实施方式中，整个生物反应器可以具有约20-50厘米的高度。

在一些实施方式中，生物反应器可以是灌流生物反应器、波式生物反应器、圆柱形生物反应器、袋式生物反应器、移动床生物反应器、填充床生物反应器、纤维生物反应器、膜生物反应器、间歇式生物反应器、连续生物反应器或前述的组合。在一些实施方式中，生物反应器可以由适合的材料制成或包括适合的材料，例如不锈钢、玻璃、铝或塑料。在一些实施方式中，生物反应器可以允许产物的分析。

可以经由盖或门访问在本文所描述的生物反应器。在一些实施方式中，生物反应器的访问机构可以包括例如锁和钥匙机构、通行码打孔垫、刷卡、应答器读取器、指纹扫描仪、视网膜扫描仪、传感器、自动识别和数据捕获方法(诸如，射频识别(RFID))、QR码、生物测定(像虹膜或面部识别系统)、磁条、光学字符识别(OCR)、智能卡、语音识别、或任何其他访问机构。在一种实施方式中，访问机构限制访问生物反应器本身。在另一实施方式中，访问机构限制访问生物反应器柜或包括生物反应器的生物反应器柜。在另一实施方式，访问机构限制访问过程控制器，该过程控制器控制生物反应器和/或整个生产系统。

在一些实施方式中，本文所公开的生物反应器能够包括过程控制器。在一些实施方式中，生物分子生产系统可以包括一个或多个过程控制器。在一种实施方式中，一个或多个过程控制器配置为控制生物反应器和生物分子生产系统两者。在一些实施方式中，过程控制器配置为控制生物反应器和/或生物分子生产系统的操作并且可以包括多个传感器、本地计算机、本地服务器、远程计算机、远程服务器或网络。在一些实施方式中，生物反应器和/或生物分子生产系统可以包括一个或多个传感器，例如温度传感器(例如，热电偶)、流速传感器、气体传感器、液位传感器或任何其他传感器。在一些实施方式中，过程控制器能够操作以控制产品制造过程的方面，并且能够联接至布置在生物反应器和/或生物分子生产系统中的传感器，例如以实时控制进入生物反应器和/或生物分子生产系统中的温度、体积流速或气体流速。在一种实施方式中，过程控制器分成两个部分，即可编程逻辑控制器(PLC)和监控控制和数据采集(SCADA)。PLC是系统的智能并且连接至传感器和致动器。PLC仅包含数据并且不包含电力。SCADA对可视化、数据历史记录和审计跟踪是重要的。SCADA系统在存储数据历史记录并支持可视化的服务器上运行。在一种实施方式中，还可以从客户端平板可视化信息。在一种实施方式中，客户端网络可以直接连接至服务器以用于远程访问。在一些实施方式中，过程控制器可以包括人机界面(HMI)，诸如显示器，例如计算机监视器、智能电话应用、平板应用或模拟显示器，其可以由用户访问以(基于系统中包括的传感器)确定系统的状态并且通过各种致动器，诸如泵、阀、加热器和搅拌器来控制系统。在一些实施方式中，过程控制器可以包括输入，例如键盘、分离的智能平板、键盘、鼠标或触摸屏，以允许用户输入用于控制生物反应器的操作的控制参数。在一些实施方式中，工艺控制器可以控制对生物反应器的访问。

在一些实施方式中，本文所公开的生物反应器能够包括和/或包含用于监测不同参数的传感器。在一种实施方式中，传感器可以是电连接的。在另一实施方式中，传感器可以是无线的。在另一实施方式中，生物反应器包括电连接的传感器和无线传感器两者。在一些实施方式中，本文所公开的传感器可以位于本文所公开的生物反应器的任何室中。在一些实施方式中，本文所描述的传感器可以是气体传感器(例如，氧气、氮气或二氧化碳)、pH传感器、温度传感器、细胞密度传感器、水平传感器或溶解氧(DO)传感器。在一些实施方式中，本文所公开的传感器可以测量生物质或细胞密度、溶解氧分压、氧含量、pH值、温度、压力、流速、水平、营养物(诸如，乳酸盐、铵、碳酸盐、葡萄糖或任何代谢产物或可以例如反映细胞密度的待代谢产物)的某些浓度。在一些实施方式中，细胞密度(生物质密度)可以通过使用测量电极的布置的电阻抗分析或电阻抗光谱来确定。在一些实施方式中，根据本公开的生物反应器可以包括用于测量培养参数的传感器。在一些实施方式中，本文所公开的传感器可以与生物反应器中的培养基接触。在一些实施方式中，培养参数可以包括溶解氧分压、pH、温度、光密度、营养物，诸如乳酸、铵、碳酸盐、葡萄糖或任何代谢产物或可以例如反映细胞密度的待代谢产物的某些浓度。在一种实施方式中，放置在生物反应器中的传感器分(例如pH探针)是一次性使用的，而不与生物反应器接触的传感器部分(例如pH传感器的传输器)是多次使用的。在一些实施方式中，本文所公开的生物反应器能够根据所公开的参数使用调节回路。在一些实施方式中，调节回路可以例如根据存在的溶解氧分压的值或由细胞消耗的溶解氧的量来调节待注入的氧的量；培养基的循环速度；根据通过传感器获得的pH值或在这种类型的培养物中通常使用的任何其他类型的调节来注射CO₂。在一些实施方式中，细胞可以暴露于300mM或更小(160mmHg分压)、小于200mM、或在20与150mM之间的溶解氧浓度。在一些实施方式中，细胞可以暴露于约0％、1％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、78％、80％、90％、或100％的氮和/或约0％、1％、5％、10％、21％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％的氧。

在一些实施方式中，细胞可以暴露于纯氧或富氧气氛。在一种实施方式中，取样组件可以连接至生物反应器盖。

在一些实施方式中，本文所公开的生物反应器可以包括设计用于加热和/或冷却培养基的加热和/或冷却设备。在一种实施方式中，生物分子生产系统中的一个或多个或所有容器可以包括加热和/或冷却设备。在一些实施方式中，加热设备可以是电元件、电线圈或在细胞培养领域中通常使用的任何其他加热装置，诸如例如恒温控制的双夹套。在一种实施方式中，加热装置是加热板。在一种实施方式中，加热设备包括7个元件。在进一步实施方式中，每个元件包括温度传感器。在进一步实施方式中，每个元件包括温度限制器。在进一步优选的实施方式中，温度限制器设定为110℃。在一些实施方式中，冷却设备可以是任何合适的冷却设备，诸如珀耳帖元件。在一些实施方式中，关于培养基和气体，生物反应器包括用于引入气体和/或培养基的至少一个入口和用于收集包含在生物反应器中的培养基的至少一个出口。在一些实施方式中，可以通过相同的供应管线供应气体或气体混合物与培养基的混合物。在一种实施方式中，生物反应器入口包括用于泵送生物反应器内的流体的泵。在一种实施方式中，生物反应器出口包括用于泵送生物反应器外部的流体的泵。在一种实施方式中，系统中的一个或多个泵是沃森-马洛蠕动泵。

在一种实施方式中，生物反应器内部的pH通过碱调节试剂盒来调节。在一种实施方式中，该碱调节试剂盒包括两个部件：袋组件，含有碱；以及转移组件，用于连接至生物反应器并且任选地填充袋。在一种实施方式中，袋组件悬挂在钩上。在一种实施方式中，袋组件包括5L一次性使用的袋。在优选的实施方式中，袋与生物反应器的附接包括无菌连接。在一种实施方式中，通过泵，比如Watson-Marlow蠕动泵将碱添加至生物反应器。

在一些实施方式中，培养基可以经由搅拌器在生物反应器中循环。在一些实施方式中，搅拌器可以是可旋转的非接触式磁性叶轮、叶片或螺杆搅拌系统、或外部循环系统。在一些实施方式中，搅拌器可以包括圆盘叶片涡轮机、

弯曲叶片涡轮机、开放叶片流体箔轴流叶轮、具有斜叶的涡轮机叶轮、或三叶片螺旋桨。在优选的实施方式中，生物反应器包括磁性搅拌器，该磁性搅拌器包括5个磁体。在进一步优选的实施方式中，磁力搅拌器控制位于生物反应器中的螺旋桨。在进一步的实施方式中，螺旋桨是一次性使用的。在一些实施方式中，搅拌器可以具有小于约0.011/min、0.05l/min、0.1l/min、0.5l/min、1l/min、2l/min、5l/min、10l/min、15l/min、20l/min、50l/min、100l/min、或150l/min至大于约160l/min、1801/min、200l/min、或250l/min的流速。在优选的实施方式中，借助于HMI控制搅拌器的速率。

在一些实施方式中，在本文所描述的生物反应器包括固定床。在一些实施方式中，固定床是结构化固定床(这意味着固定床由容易复制的、通常均匀的、基本上固定的结构形成，并且因此不是随机定向的或未结构化的，并且如可以认识到的，当满足这个资格时可以采取多种大小或形状)。在一些实施方式中，该结构化固定床包括衬底盘的堆叠件。盘的衬底层堆叠成使得衬底层的第一侧或第二侧面向相邻衬底层的第一侧或第二侧。在一些实施方式中，结构化固定床围绕管状部件螺旋地延伸。在一些实施方式中，在本文所描述的结构化固定床可以在小体积内提供大的细胞生长表面，同时仍允许培养基和细胞的循环。在一些实施方式中，该结构化固定床可以是网或包括网状结构。在一些实施方式中，网状结构或网可以是包括细丝、金属丝或线的网络或网状图案的结构。在一些实施方式中，网络可以限定由三维织物形成的孔、开口或穿孔。在一些实施方式中，在本文所描述的结构化固定床可以包括用于细胞和细胞培养基的曲折路径。在一些实施方式中，所形成的弯曲路径或通道产生湍流，该湍流促进细胞和细胞培养基侵入和/或穿过结构化固定床。在一些实施方式中，网状结构是细胞固定化结构。在一些实施方式中，网状结构是或形成用于细胞和培养基流动的间隔层或区段。在一些实施方式中，网状结构是细胞固定化和间隔层区段。

在一些实施方式中，间隔层促进弯曲路径。在一些实施方式中，结构化固定床可以包括一个或多个细胞固定层，该一个或多个细胞固定层具有允许细胞粘附和生长在其上并且形成细胞固定部分的表面。在一些实施方式中，与细胞固定层相邻的是一个或多个间隔层。在一些实施方式中，间隔层可以包括形成间隔区段的结构。在一些实施方式中，间隔区段允许细胞和培养基通过开放但曲折的路径。在一些实施方式中，可以选择间隔层的结构或性质使得间隔层为细胞和培养基产生曲折、开放的路径以平行于间隔层和细胞固定层的表面行进。在一些实施方式中，由间隔区段形成的弯曲路径或通道产生湍流，该湍流促进细胞和细胞培养基侵入固定层中。

在一些实施方式中，间隔层可以是网或包括网状结构。在一些实施方式中，网状结构或网可以是包括细丝、金属丝或线的网络或网状图案的结构。在一些实施方式中，网络可以限定由三维织物形成的孔、开口或穿孔。在一些实施方式中，间隔区段和固定区段的间隔层和/或细胞固定层可以由生物相容性聚合物，例如聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、等离子体处理的聚乙烯、等离子体处理的聚酯、等离子体处理的聚丙烯或等离子体处理的聚酰胺来制成。在一些实施方式中，间隔层或细胞固定层可以包括二氧化硅、聚苯乙烯、琼脂糖、苯乙烯二乙烯基苯、聚丙烯腈或胶乳。在一些实施方式中，层可以是亲水的或疏水的。在一些实施方式中，细胞固定层可以是亲水的。在一些实施方式中，细胞固定层可以是织造或非织造的。在一些实施方式中，细胞固定区段和间隔区段可以交替定位。在一些实施方式中，交替定位的区段可以在竖直位置或水平位置中交替。在一些实施方式中，细胞固定区段可以分层或交替定位在垂直位置或水平位置中。在一些实施方式中，可以连接一个或多个层。在一些实施方式中，细胞固定层的一层或多层可以叠加在一个或多个间隔层上(或反之亦然)。在一些实施方式中，本文所公开的结构化床可以紧密地或松散地卷绕成诸如螺旋结构、整体结构或变化的形状的结构，或者可以由彼此上下的层形成，其中流体平行于或垂直于层的表面流动。

在一些实施方式中，这些固定床生长表面可以在从1m²至2m²、7-30m²、150-600m²、2,400m²的范围内，并且可以在生物反应器的不同大小(高度或直径)之间变化。如上所描述，多个固定床可以设置成堆叠构造，例如一个、两个、三个、四个或更多个固定床。在一种实施方式中，固定床生长表面可以是例如200m²或600m²。

在一些实施方式中，可以调节叶轮速度以补偿压降的增加，从而从反应器的底部到顶部保持一致的线速度，反之亦然。在这种情况下，对于所有尺寸的生物反应器，细胞上的剪切应力可以保持恒定。在一些实施方式中，还可以提供分布器。在一些实施方式中，可能期望在分布期间停止叶轮的操作以避免将气泡输送到固定床中。

在一些实施方式中，一个或多个生物反应器部件是柔性的。在一些实施方式中，一个或多个生物反应器部件是刚性的。在一些实施方式中，生物反应器部件中的一个或多个包含聚碳酸酯。在一些实施方式中，一个或多个生物反应器部件包括刚性聚碳酸酯。在一些实施方式中，生物反应器容器包含聚碳酸酯。在一些实施方式中，一个或多个生物反应器部件是注塑成型的。

在一种实施方式中，系统设置有生物反应器，如PCT/EP2018/086394中所描述，该专利以其全文通过引用结合在此。简而言之，提供了一种生物反应器，该生物反应器可以处于模块化形式，其利用一个或多个结构化固定床来促进易于制造和使用，同时即使在放大或缩小时，仍能从所提供的所得均匀性和重复性中获得优异的细胞培养结果。

在一些实施方式中，模块化生物反应器包括：基座部分，该基座部分具有第一室；中间部分，该中间部分形成用于接收固定床的第二外室的至少一部分和用于将流体流从第二外室返回到第一室的第三内室的至少一部分；以及盖部分，该盖部分用于定位在中间部分上方。固定床可以包括结构化固定床，并且中间部分可以包括管状部件，该结构化固定床围绕管状部件螺旋地延伸，或者中间部分可以包括固定床的内壁。在任何实施方式中，中间部分可以包括多个中间部件，每个中间部分与结构化固定床相关联。

在一些实施方式中，多个中间部件中的至少一个被穿孔，以允许流体从至少一个中间部件下方的第一结构化固定床流到至少一个中间部件上方的第二结构化固定床。在一些实施方式中，多个中间部件中的每个为管状，并且每个结构化固定床包括围绕管状中间部件缠绕的螺旋床。可以为结构化固定床提供穿孔的支撑物。

在一些实施方式中，中间部分还可以包括用于形成模块化生物反应器的外周的管状壳体。管状壳体形成用于加热、冷却或隔离生物反应器的空间。中间部分可以包括多个中间部件，每个适配用于彼此连接。

在一些实施方式中，中间部分包括管，该管用于与至少一个中间部件接合并且形成用于接收固定床的外第二室的内壁。该管可以接合，其中，该管接合管下方的第一中间部件以及管上方的第二中间部件。第二中间部件可以包括用于沿着第三内室产生流体膜的开口。可以提供支撑件，比如竖直杆用于从第一中间部件支撑第二中间部件。

在一些实施方式中，盖部分包括盖子，该盖子包括多个端口。在一些实施方式中，盖部分包括可移除帽。可移除帽可以具有小于中间部分的外径的外径。可移除帽可以具有大于中间部分的外径的外径。端口中的至少一个端口可以包括带螺纹的金属插入件。盖部分可以具有等于或大于中间部分的外径的外径。

中间部分可以包括适用于至少部分地定位在基座部分内的中间部件。中间部件还可以包括用于中断流体流动的流动干扰器。

基座部分可以包括另外的室，该另外的室在第一室的径向外侧与包括固定床的第二外室流体连通。这个另外的室可以部分地由直立壁形成，该直立壁具有用于将流体从第一室传输到另外的室的多个开口。

在一些实施方式中，搅拌器与基座部分相关联。中间部分可以适于以允许与外部驱动器对准的左右运动的方式将搅拌器悬挂在第一室中。

在一些实施方式中，提供容器用于容纳搅拌器。在一些实施方式中，容器包括中央入口和多个径向定向的出口。流动分隔器可以与中央入口相关联。在任何实施方式中，或作为独立于任何生物反应器的独立部件，搅拌器可以包括多个弯曲的叶片。

在一些实施方式中，提供了多个流动干扰器，用于将进入第三内室的流体流分成多个流。多个流动干扰器可以与环相关联。在一些实施方式中，提供了用于允许气体进入这些流之一后面的空间中的一个或多个导管。一个或多个导管可以连接至包括多个流动干扰器的结构。例如，第一导管可以连接至结构，或者第一导管和第二导管两者可以连接至结构。替代地，第一导管和第二导管可以不连接至结构。

根据本公开的另一方面，公开了一种用于培养细胞的装置。该设备包括模块化生物反应器，该模块化生物反应器包括可移除地连接至中心柱和/或外壳两者的基座部分，该外壳和中心柱一起形成用于培养细胞的隔室。

在可能的实施方式中，多个堆叠的结构化固定床中的每一个包裹在中心柱周围。中心柱包括相互连接的第一管和第二管，多个结构化固定床中的第一结构化固定床包裹在第一管周围，并且多个结构化固定床中的第二结构化固定床包裹在第二管周围。在一些实施方式中，中心柱包括用于与在多个结构化固定床中的至少两个之间延伸的穿孔支撑件接合的第一管和第二管。

在任何实施方式中，结构化固定床可以包括适于插入第二外室或隔室和从第二外室或隔室移除的筒。

根据本公开的另一实施方式，提供了一种用于培养细胞的生物反应器。生物反应器可以包括具有适于接收用于搅拌流体的搅拌器的第一室的基座部件。第一中心柱可以附接至基座部件，任选地可移除地，第一中心柱形成用于培养细胞的第二外室和用于将流体流动从第二外室返回到第一室的第三内室的至少一部分。

在这个或其他实施方式中，第二外室包括第一结构化固定床。在这个或任何实施方式中，第一结构化固定床包括螺旋床，并且可以缠绕或包裹在第一中心柱周围。第二中心柱还可以形成第二外室的至少一部分，并且还包括与第一结构化固定床竖直间隔开的第二结构化固定床。可以在第一结构化固定床与第二结构化固定床之间提供穿孔的支撑物。

在任何实施方式中，第二外室包括非结构化床。

根据本公开的又另一实施方式，使用了用于培养与流体相连的细胞的生物反应器。生物反应器包括：第一室，该第一室包括用于搅拌流体的搅拌器；第二外室，该第二外室包括用于培养细胞的多个堆叠的床；以及第三内室，该第三内室用于将流体从第二外室返回到第一室。在另一实施方式中，生物反应器包括：第一室，该第一室包括用于搅拌流体的搅拌器；第二外室，该第二外室包括用于培养细胞的多个堆叠的床；以及第三内室，该第三内室用于将流体从第二外室返回到第一室。

在一些实施方式中，生物反应器包括基座部分，该基座部分具有第一室；中间部分，该中间部分形成第二外室的至少一部分和第三内室的至少一部分；以及盖部分，该盖部分用于定位在中间部分上方。在这个或其他实施方式中，中间部分包括用于支撑多个堆叠床中的第一床的第一支撑件。中间部分包括用于支撑多个堆叠床中的第二床的第二支撑件，并且可以适用于与基座部分和盖部分可移除地连接。

在一些实施方式中，第二外室由外壁界定。生物反应器还可以包括与外壁形成空间的外壳，该空间用于绝缘、加热或冷却第二外室。

本公开的又一方面涉及与生物反应器平台结合使用的生物反应器，该生物反应器适于与流体连接培养细胞。在一种实施方式中，生物反应器包括：第一室，该第一室包括用于搅拌流体的搅拌器；第二外室，该第二外室包括用于培养细胞的至少一个床；以及第三内室，该第三内室用于将流体从第二外室返回到第一室。第二外室可以由外壁界定，并且还包括与外壁形成空间的外壳，该空间用于绝缘、加热或冷却第二外室。在另一实施方式中，生物反应器包括：第一室，该第一室包括用于搅拌流体的搅拌器；第二外室，该第二外室包括用于培养细胞的至少一个床；以及第三内室，该第三内室用于将流体从第二外室返回到第一室。第三外室可以由外壁界定，并且还可以包括与外壁形成空间的外壳，该空间用于绝缘、加热或冷却第三外室。

在这个或任何其他实施方式中，至少一个床包括结构化固定床，比如螺旋床或堆叠/分层床，但也可以是未结构化床。内室可以由至少一个管(该管可以与床分离或是床的一部分)形成。至少一个管可以连接至界定至少一个床的第一支撑件和第二支撑件。第一支撑件和第二支撑件可以连接至外壁，或者第一支撑件和第二支撑件可以至少部分地穿孔。

本发明还涉及包括第一堆叠结构化床和第二堆叠结构化床的生物反应器。生物反应器还可以包括与第一堆叠结构化床和第二堆叠结构化床接合的网。第一堆叠床和第二堆叠床可以包括结构化床，诸如螺旋床。

还公开了生物反应器，其包括形成生物反应器中心柱的结构化固定床。结构化固定床可以包括螺旋床。结构化固定床的内表面是不透流体的，使得形成中央柱，用于使流体，比如从顶部到底部返回通过结构化固定床的再循环。生物反应器可以是模块化的，并且可以提供多个堆叠的结构化固定床，在堆叠中的每个床之间可能具有间隙或间隔物。

如本文所描述的紧凑的生物反应器可能具有这样的缺点，即接种物应(例如通过离心)浓缩，因为生物反应器否则不能容纳接种物的体积(最大工作体积-最小工作体积<非浓缩接种物)。在一些情况下，这可能需要部分地清空生物反应器以达到最小工作体积。

典型地，需要5，000至25，000个细胞/m²生物反应器表面的量。对于600m²的生物反应器，这等于3x10¹⁰至15x10¹⁰个活细胞的量。这是相当大的数量，相当于9到10个细胞工厂的细胞收获量。

本公开还涉及一种用于接种生物反应器而不必浓缩接种物的方法。为此目的，本公开描述了一种方法，其中，以再循环模式接种生物反应器，并且其中，在过程的稍后阶段改变接种物受体。

在一种实施方式中，该方法包括以下步骤：

-用培养基填充生物反应器并且平衡培养基的pH，制备在细胞培养基体积中包含足够量的细胞的接种物，其中，不浓缩接种物(例如通过离心)。作为实例，可以针对150m²生物反应器制备6L接种物。将接种物放置在接种物受体例如袋或瓶中。

-将接种物受体连接至生物反应器并且优选地通过本领域中已知的并且适合于目的的任何方式轻轻地搅动。

-在生物反应器与接种物受体之间建立循环回路，从而允许具有培养基的细胞从受体循环至生物反应器并返回。循环可以持续合适的时间量，这取决于接种物的体积和生物反应器的尺寸。循环时间可以典型地为1小时至10小时、或1小时至4小时。此时，活细胞应当附着并且固定至存在于生物反应器内的固定床。非活细胞将保持在生物反应器中或者受体中的悬浮液中。

-一旦循环周期结束，将接种物受体从生物反应器分离。

-允许细胞在生物反应器内生长(分批生长)，随后再循环不含细胞的新鲜培养基，或借助于具有再循环培养基容器(优选一次性使用容器)的再循环模式。在一种实施方式中，容器是袋。

如上所描述的方法不需要浓缩细胞接种物并且还防止在再循环回路中具有非活细胞或未附着细胞的风险。该方法提供了接种紧凑型的(固定床)生物反应器的有效方式，由此确保高细胞密度，同时仍允许低工作体积。该方法还允许去除用于收获细胞的任何不需要的赋形剂，比如胰蛋白酶，否则会不利地影响细胞生长。在一种实施方式中，生物反应器的接种密度是在1x10³与1x10⁴细胞/cm²之间、更优选在2x10³与8x10³细胞/cm²之间，比如5x10³细胞/cm²。在一种实施方式中，收获时的细胞密度在5x10⁴与5x10⁵细胞/cm²之间、更优选地在1x10⁵与4x105细胞/cm²之间，比如1.5x10⁵细胞/cm²。

在一种实施方式中，本公开因此描述了：

一种用于接种固定床生物反应器的方法，该方法包括以下步骤：

-将包含一定体积的培养基中的一定量的细胞的接种物受体联接至设置有培养基体积的生物反应器；

-允许接种物受体的内容物循环至生物反应器并且返回至受体，由此允许细胞填充固定床；以及

-一旦循环已经结束，将受体与生物反应器分离。

该方法用于接种如在本文所描述的系统中存在的生物反应器。

在优选的实施方式中，可以在生物反应器容器内进行培养基调节。

在另一实施方式中(例如，利用在细胞生长阶段再循环到单独的培养基调节容器中的生物反应器)，采用两个再循环步骤：在接种过程中引入第一再循环，并且在细胞生长过程中采用第二再循环步骤。

在一种实施方式中，还可以提供用于培养基调节的(再循环)循环回路。该环路将固定床反应器流体连接至培养基调节容器，从而将调节容器内的细胞培养基供应至生物反应器。将来自培养基调节容器的培养基经由入口递送至生物反应器，入口也可以包括用于细胞接种物接种并开始培养细胞的注射端口。生物反应器容器还可以包括一个或多个出口，细胞培养基通过该出口离开容器。此外，细胞或细胞产物可以通过出口输出。为了分析从生物反应器流出的内容物，可以在管线中提供一个或多个传感器。在一些实施方式中，该系统包括用于控制进入生物反应器的流量的流量控制单元。例如，流量控制单元可以接收来自一个或多个传感器(例如，O₂传感器)的信号，并且基于信号，通过向生物反应器的入口上游的泵(例如，蠕动泵)发送信号来调节进入生物反应器的流量。因此，基于通过传感器测量的因素之一或组合，泵能够控制进入生物反应器的流量以获得期望的细胞培养条件。

培养基调节容器可以包括在生物加工工业中使用的用于悬浮分批培养、补料分批培养或灌注培养的典型生物反应器中发现的传感器和控制组件。这些包括但不限于DO氧传感器、pH传感器、氧合器/气体喷射单元、温度探头、以及营养添加口和碱添加端口。供应到喷射单元的气体混合物可以由用于N₂、O₂和CO₂气体的气流控制器来控制。培养基调节容器还包含用于培养基混合的叶轮。由以上列出的传感器测量的所有培养基参数可以由与培养基调节容器连通的培养基调节控制单元来控制，并且能够测量和/或调节细胞培养基的条件至所期望的水平。在一种实施方式中，培养基调节容器作为与生物反应器容器分开的容器提供。在能够与培养细胞的位置分离地调节培养基，然后将调节的培养基供应到细胞培养空间方面，这可以具有优势。

因此，如本文所描述的系统可以设置有用于将接种物受体连接至生物反应器的装置和用于允许接种物以及可选地还允许新鲜条件培养基再循环至生物反应器的装置。接种物受体可以存在于如本文所描述的三个室(生物反应器、过程或下游室)的任一个中，但优选地存在于生物反应器室中。在一种实施方式中，将接种物提供在滑动件上。

在另外的方面，本公开还涉及一种用于生产生物分子的系统，该系统包括至少一个处理室和适合于接收生物反应器处理的生物反应器室，该室包括允许纯化或过滤细胞收获物的生物分子的一个或多个纯化或过滤设备。在一种实施方式中，生物反应器室设置有连接器，该连接器允许在与包括生物反应器的生物反应器柜配对时传输电力、信号和/或数据。在一种实施方式中，该系统联接至另外的模块，诸如用于另外的处理、配制或包装的模块。

在优选实施方式中，该系统可以组装在可以穿过93cm x 200cm的门的包装中。此外，系统的设计是为了易于维护而做出的，其中，每个关键部件可以在无需任何升降机或其他特定工具的情况下由2名技术人员容易地移除，并且其中，每个部件维护持续少于2小时。

一般壳体是系统的主要结构。在可能的实施方式中，尺寸为2445mm x 2496mm x950mm。在一些实施方式中，系统的长度可以根据处理室和下游室中的过滤器的数量而减小。在一种实施方式中，一般壳体包括在约2平方米与约10平方米之间的占用面积；优选地，占用面积为约3-5平方米，更优选地，占用面积为约3平方米。

在另一或另外的实施方式中，系统设置有生物反应器，如PCT/EP2020/084317和US20210024868中所描述，其被认为通过引用以其全文结合在本文中。简而言之，该生物反应器包括固定的细胞培养床和用于泵送液体穿过该细胞培养床的搅拌器，其中，搅拌器放置在容器中。在一种实施方式中，搅拌器连接至导管。在一种实施方式中，导管包括注入器，该注入器用于将气泡递送到容器中。在一种实施方式中，搅拌器将源自注射器的气泡转化成具有比第一尺寸小的第二尺寸的第二气泡，用于与液体一起递送至细胞培养床。考虑到它们的较小的尺寸，第二气泡能够更好地进入并穿过由固定床的间隔层和相邻细胞固定层(或其他可用路径)形成的通道。在无需增加叶轮的速度和所得液体流速的情况下，这用于进一步增强正在床中生长的细胞的氧合作用。此外，将气体释放到搅拌器容器中或附近以及所产生的流动避免了在生物反应器中产生有害的气穴，这些气穴众所周知地难以在不停止生物反应器操作的情况下移除。

在一种实施方式中，该系统配备有控制软件。该软件使得能够收集、传输、处理和可视化系统中的参数测量。此外，控制软件将能够调整这些参数。参数包括但不限于pH、温度、溶解氧、体积、营养物、水平和跨膜压。在一种实施方式中，当系统不适当地操作时，控制软件能够显示警报信号。在一种实施方式中，可以经由到网络的连接远程访问系统。在一种实施方式中，系统由用户通过连接至控制系统的智能平板控制。

在一些实施方式中，系统是移动系统，包括允许运输的轮子或轨道。

在一种实施方式中，系统设计成抵靠墙壁安装。在优选实施方式中，系统安装在多个轮子上，从而允许在非生产时移动该系统以进行维修访问。在一些实施方式中，轮子可以配备有制动器和定向锁。这将防止系统的不必要的移动。

在优选实施方式中，每个室包括与该室的操作区域相对的壁或背板，该壁或背板设置有一个或多个仪器，该仪器选自用于允许室运作所需的泵、管道、电气插座和/或歧管。

背板优选地是在室的背面处的竖直金属片材，从而限制室。在一种实施方式中，背板支撑工艺仪器和在至少一个对应室中使用的单次使用歧管。在另外的实施方式中，背板支撑所有工艺仪器(即，泵、阀、传感器)和单次使用的歧管。在一种实施方式中，取决于待在系统中执行的过程，可以设计模块化背板模板、具有特定硬件的不同背板，从而允许可互换性并且易于开发以满足未来客户的需要或要求。背板可以适配并组装在一起以适应不同的工艺需要。此外，这些背板的组合和位置可以在任何点处现场调整，以便于多产品制造。每个背板设计成具有可由操作员访问的所有设备和装置，而在这个板的背面中安装了所有技术部件，像马达、网络电缆、电源等。这种设计允许容易的维护、增加的可及性、颗粒减少并且增加安全性。

在一些实施方式中，系统中的每个室的用户操纵区域被前窗屏蔽系统中。在一种实施方式中，前窗优选地设置有间隙以允许在操作期间进入。在另一实施方式中，前窗是可密封的。在一种实施方式中，窗口可以通过锁定设备锁定。在一种实施方式中，锁定设备可以由控制软件控制。在一种实施方式中，一旦进程准备好开始，软件就发送命令以锁定锁定设备并且保持锁定设备锁定整个进程持续时间。在一种实施方式中，室的横向左门设置有锁定设备。在一种实施方式中，锁定设备是电磁体，该电磁体由通电部件和不锈钢部件组成，一旦通电，该电磁体就被阻挡。在一种实施方式中，用1000N的力阻塞这两部件。在一种实施方式中，窗口用多于一个锁定设备锁定。在一种实施方式中，窗口用3个锁定设备锁定。在一种实施方式中，窗口在系统操作期间锁定。在另一实施方式中，系统的紧急停止被激活，这意味着当向锁定的窗口施加力时，使所有移动的致动器停止进入处理室，并且将处理设置为保持状态。通过锁定窗和侧门，保证了操作者的安全和层状气流(来自室的顶部)的效率。

在一种实施方式中，系统的一般壳体具有与工作空间具有100至300mm，比如200mm的间隙的前部窗口。该间隙允许空气从处理室排出，并且在操作期间提供入口。总体设计允许操作者停留在室的前面。窗可以由在本领域中适合的任何材料，比如(热)塑料或玻璃制成。在特别优选的实施方式中，窗由有机玻璃制成。有机玻璃具有轻的重量并且比玻璃更耐碎。

在一种实施方式中，可以打开窗子，以允许操作人员进一步访问。窗子可以以竖直方式打开，朝向系统或室的侧面打开，或者以水平方式朝向系统的顶部打开。可以手动地或自动地操作窗子的打开和关闭。

为了能够完全操作和实施生产或纯化所期望的生物分子的任务，生物反应器柜将配备有生物反应器柜，其中，生物反应器柜借助于连接系统与系统连接，该连接系统包括生物反应器柜和系统上的连接部件和接收部件。

在一种实施方式中，生物反应器柜与系统之间的连接件将允许生物反应器柜与该系统对接并且确保两个实体彼此牢固地连接，从而在生物分子的生产过程中禁止生物反应器柜从系统中释放。在优选实施方式中，连接件是磁性的。磁体可以是电磁体，其中，磁场由电流产生。电磁体优于永磁体的主要优点在于，通过控制电流量可以快速地改变磁场。在当前应用中，使用磁体，更具体地说，使用电磁体增强了系统的安全性，因为它将防止生物反应器柜未经授权地对接到生产系统或从生产系统移除。系统可以包括相应的磁性部分以允许与生物反应器柜的磁体相互作用。在一种实施方式中，磁性连接件由软件控制。

为了允许对接和发挥功能，生物反应器柜还设置有连接器，该连接器允许在与生物分子生产系统配对时传输电力、信号和/或数据；以及连接件，优选是磁性的，用于允许连接至生物分子生产系统。在一种实施方式中，连接器可以包括连接部件和接收部件，其中，连接部件可以存在于生物反应器柜上并且接收部件可以存在于生物反应器柜中的凹陷处；反之亦然。在一种实施方式中，磁性连接件的动力部分设置在系统上，并且磁性连接件的不锈钢部分设置在生物反应器柜的背面上。在一种实施方式中，一旦添加了电力，则这两部件就被阻塞。在一种实施方式中，用1000N的力阻塞这两部件。

在一种实施方式中，该生物反应器柜的阴连接器连接到生产系统的阳连接器。在一种实施方式中，为了确保阳连接器和阴连接器之间的正确连接，阴连接器包含定心销。

在优选实施方式中，连接器可以是模块化连接器系统，该模块化连接器系统允许电力触点和信号触点、以太网、光纤、同轴触点、液压、气动和热耦合组合在紧凑的框架或壳体中。这个模块化连接器系统可以根据该连接件的具体要求进行配置。在优选的实施方式中，连接器是防水的。

生物反应器柜将用工业连接器连接至生物反应器室，该工业连接器提供电源、信号和数据的可靠且可插拔的传输。

优选地，生物反应器柜是如上所描述的生物反应器柜。

在一些实施方式中，系统的生物反应器柜从处理室平面突出。这为使用系统的操作者提供了更好的人体工学条件，使得它们更容易访问生物反应器柜中的各种元件。

在一种实施方式中，生物反应器柜和生物反应器室能够作为独立的生物分子生产系统起作用。在另一实施方式中，生物反应器室和生物反应器柜连接至一个或多个上游室(处理室)或下游室。

在一种实施方式中，生物反应器柜首先连接至生物反应器室，并且之后该生物反应器柜和生物反应器室连接至上游室(处理室)或下游室用于纯化或澄清。

在一种实施方式中，生物反应器室和处理室(用于上游或下游处理)是预组装的。在一种实施方式中，生物反应器室连接到至下游室。在另一实施方式中，生物反应器室/处理室组件连接至下游室。

系统和系统的室将配备有允许生物反应器的收获物的进一步纯化或过滤的设备。收获物可以包含源自生物反应器的培养基或可以是在生物反应器中培养的细胞的裂解物。纯化手段可以是澄清、絮凝、细胞碎片沉淀、脂质、宿主细胞蛋白、DNA以及超滤、旨在浓缩上清液或改变化学条件(如pH、电导率、离子强度)的切向流过滤中的一种或多种的组合。装置还可以是处于捕获模式或处于流通模式的色谱装置；可以设想色谱法处于填充模式、整体模式、基于膜的模式或流化模式；如果色谱法以流化模式实施，它可以包括使用通过沉降或离心分离的经典培养基，或通过外部磁场分离的(对位)磁性培养基。它可以是先前描述的任何装置的任何组合。

此类装置可以包括但不限于一个或多个色谱柱，诸如亲和色谱法、离子交换色谱法(例如，阴离子或阳离子)、疏水相互作用色谱法、尺寸排阻色谱法(SEC)、填充有亲和树脂(诸如，抗IgM树脂、蛋白质A、蛋白质G或抗IgG树脂或任何组合)的柱的免疫亲和色谱法。阴离子交换利用了包含在收获的上清液中的不同产物之间的电荷差异。中性电荷的产物穿过阴离子交换色谱柱筒而不被保留，而电荷的杂质被保留。柱的大小可以基于待纯化的蛋白质的类型和/或蛋白质有待从其纯化的溶液的体积而变化。

为此目的，并且在一种实施方式中，生物反应器室设置有浓缩器，诸如TFF以及任选地流体收集容器，该浓缩器适合于接收来自浓缩器的流出物并且将其再循环回到浓缩器或下游工艺。在优选实施方式中，浓缩器，比如TFF，以及流体收集容器连接至生物反应器室的背板。

在一种实施方式中，室的生物反应器和浓缩器通过导管连接，促进液体从生物反应器运输至浓缩器。替代地，当容器包括在系统中时，生物反应器和容器通过导管连接，促进液体从生物反应器通过入口输送至中间容器。此外，容器和浓缩器还通过浓缩器进料导管连接，允许液体从容器输送到浓缩器。在优选的实施方式中，浓缩器由一个或多个阀，比如夹管阀来控制。在一种实施方式中，液体通过泵从收集容器泵送至浓缩器。在进一步的实施方式中，泵是一次性使用的泵。在优选的实施方式中，泵是一次性使用的隔膜泵。在一种实施方式中，收集容器包括允许流体绕过浓缩器的导管。最后，还可以提供促进液体从浓缩器运输到生物反应器的导管。在优选的实施方式中，收集容器包括用于少量添加的入口。在优选的实施方式中，收集容器包括用于CO₂的入口。在优选的实施方式中，收集容器包括用于一个或多个缓冲液的入口。在一种实施方式中，收集容器包括一个或多个液位传感器。在优选的实施方式中，收集容器包括用于连接至气泡捕获器的导管。在生物工艺过程中产生泡沫仍然是有待解决的主要技术挑战。生物反应器中使用的培养基的起泡倾向诱导各种直接的(即微生物细胞的剥离和污染)以及间接的不利影响，即在添加化学消泡剂之后改变培养基的特性，导致在微生物代谢水平的毒性影响和下游加工设备的污染。在一种实施方式中，系统包括泡沫捕集器以便将泡沫从系统中去除。

在一种实施方式中，收集容器包括用于容易地运输收集容器的一个或多个手柄。在一种实施方式中，中间容器可以是一次性使用的、一次性的和/或可高压灭菌的。容器的形状可以是本领域技术人员已知的并且适合于其目的的任何种类的形状。

在一种实施方式中，系统的一个或多个部件通过升降机在系统中安装和/或移除。在一种实施方式中，浓缩器(例如TFF筒)、收集容器、泵头以及所要求的管道通过升降机来输送。在一种实施方式中，升降机包括用于运输待安装的这些不同部件的多个轮子、以及用于抓住这些不同部件的固持器。在一种实施方式中，升降机通过将固持器定位在收集容器的手柄之间来抓住收集容器(以及连接部件)。

在一种实施方式中，系统的一个或多个容器，比如收集容器和生物反应器是一次性使用的。在一种实施方式中，系统的一个或多个容器是刚性的。在一种实施方式中，系统的一个或多个容器是柔性的。在一种实施方式中，传感器，诸如水平传感器、流量计、压力传感器、温度传感器或pH传感器存在于系统的一个或多个容器中或连接至系统的一个或多个容器。在一种实施方式中，传感器是一次性使用的。流量计允许从外部通过管的非侵入性流体监测。在一种实施方式中，流量计位于过滤泵之后，并且用于测量过滤流量。在一种实施方式中，流量计位于渗透物导管上并且用于测量渗透物流量。压力传感器保护系统免于过压。在优选的实施方式中，单个压力传感器位于系统中的每个泵的下游。在一种实施方式中，收集容器的液位测量是用三个电容式液位传感器完成的，这些传感器测量20cm范围内的液位。在一种实施方式中，液位传感器的一部分位于背板上的处理室中，并且需要与收集容器接触以操作。液位传感器能够连续地测量收集容器中的液位。在一种实施方式中，系统包括一个或多个pH传感器。在一种实施方式中，生物反应器包括pH传感器。在一种实施方式中，收集容器包括pH传感器。在一种实施方式中，pH传感器包括与收集容器内的流体接触的pH探针和传输器。在一种实施方式中，pH探针是一次性使用的。在一种实施方式中，pH探针是多次使用的。在一种实施方式中，传输器是一次性使用的。在一种实施方式中，传输器是多次性使用的。在优选的实施方式中，pH探针是一次性使用的，并且发射器是多次使用的。在一种实施方式中，流向生物反应器和收集容器的气流通过一个或多个质量流量控制器(MFC)来控制。在一种实施方式中，3个MFC是用于分别用空气、CO₂和O₂控制生物反应器内部的pH和DO。在一种实施方式中，一个MFC用于用O₂来控制分布器内部的DO。在一种实施方式中，一个MFC用于用空气或CO2控制收集容器中的pH。在一种实施方式中，MFC被分组到MFC块中。在另一实施方式中，MFC块位于生物反应器柜内。在一种实施方式中，MFC块位于生物反应器室的电气柜中。

系统的浓缩器可以选自本领域技术人员已知的多种设备，其适于减少目标生物分子所驻留的液体的体积。在一些实施方式中，浓缩器包括一种类型的浓缩设备(例如，切向流过滤器)。在一些实施方式中，浓缩器包括多于一种类型的浓缩设备(例如，切向流过滤器和死端过滤器)。大多数这些设备基于过滤和/或大小排阻色谱法。在一种实施方式中，浓缩器是过滤设备，更优选微过滤设备、或超滤设备、或微过滤设备和超过滤设备二者的组合。当系统设置有用于减小目标生物分子所驻留的液体体积的超滤设备时，设备的膜适于允许水和低分子量溶质(其通常称为渗透物)流过，而大分子如生物分子保留在渗余物中的膜上。

在一种实施方式中，TFF配备有至少一种中空纤维，该中空纤维具有足以保持几乎所有目标生物分子的孔隙度的孔隙同时允许更小的污染物，比如生长培养基和溶质穿过该膜的孔隙。与其中液体穿过膜或床并且其中固体被截留在过滤器上的死端过滤相反，在TFF设备中允许跨过过滤器表面的切向流，而不是直接穿过过滤器。因此，避免了TFF中滤饼的形成。在另一实施方式中，TFF可以配备有允许切向流过滤的筒/盒。在又另一实施方式中，TFF是单程切向流过滤(SP-TFF)。当纯化蛋白质如抗体时，该设备尤其有利。在一些实施方式中，TFF包括具有在约1000cm²与2000cm²之间、优选约1500cm²的面积的膜。TFF可以重复使用，一次性使用和/或一次性。在一些实施方式中，TFF是即插即用的。

在另一实施方式中，提供了一种试剂盒，其中，该试剂盒包括TFF筒和一个或多个预组装的歧管。优选地，一个或多个歧管包括管道、无菌连接件以及任选地一个或多个压力传感器。在一种实施方式中，一个或多个压力传感器是一次性的。

如上所描述，该系统设置有渗余物导管，该渗余物导管介导渗余物到生物反应器的输入端或容器的输入端的再循环。在系统中实施TFF设备作为浓缩器的另外优点是，该TFF设备适合于在连续灌流工艺中操作。这允许培养体积的显著浓缩。

在优选的实施方式中，附接有TFF的收集容器位于生物反应器后面的生物反应器室的中心处。TFF用支撑件连接至收集容器。收集容器-TFF-和TFF泵组件附接至系统的背景金属板。在一种实施方式中，一旦除去生物反应器柜，就安装和卸载收集容器和TFF。在另一实施方式中，对于小于5升的试剂添加，在生物反应器室中产生支撑件以悬挂袋。

在一种实施方式中，使用泵用生物反应器的细胞收获物填充收集容器。收集容器-TFF与生物反应器或与气泡分离器的歧管连接用无菌连接进行。苯加酶和NaCl在袋中制备，该袋将用袋支架(即挂钩)悬挂在处理室内。在一种实施方式中，用一个泵将这两种产品加入到收集容器中。体积精度需要用精确的试剂量填充袋或用流量计控制蠕动泵。用TFF泵通过TFF的再循环回路保证收集容器内的均匀性。将来自渗透物管线的废物收集在(系统外部)废物罐/容器/袋/管线中，并且通过无菌连接完成至这个废物罐/容器/袋/管线的连接。在优选的实施方式中，该罐/容器/袋/管线应具有排气系统和/或止回阀以避免任何回流并且理想地分离系统。

在一些实施方式中，将产物送至在TFF中浓缩之后允许进一步纯化或过滤的设备。气泡检测器可以刚好位于那些纯化或过滤设备之前，从而允许检测收集容器何时是空的并且确定气泡或液体的存在。在一种实施方式中，气泡检测器包括超声波传感器。在一种实施方式中，为了最小化产物损失，清洗收集容器和TFF。在一种实施方式中，漂洗包括在收集容器和TFF环路内添加追踪缓冲液，并且任选地在环路中使追踪缓冲液再循环一定时间以减少产物。在清洗之后，将处理空气送至TFF的入口，以推动产物并尽可能减少死体积。在另一实施方式中，收集容器的排放还允许减小空隙体积。在一种实施方式中，取样组件连接至收集容器，用于收集样品。在进一步的实施方式中，取样组件连接至收集容器的顶部。

收集容器的一般目的是具有γ辐射的“即插即用/即用”溶液。在一种实施方式中，容器是用聚丙烯设计的，有可能使用固持器将TFF悬挂在侧面上。将所选择的TFF进行γ辐射并且使用完整的γ稳定的歧管(收集容器+泵+TFF)。

根据本公开的系统的一种实施方式，首先包括生物反应器柜，该生物反应器柜包含生物反应器室，该生物反应器室包括生物反应器。生物反应器中的方法从培养的细胞产生生物分子。所得产物任选地在流体连接并且邻近生物反应器室的处理室中纯化。在一种实施方式中，在进一步处理之前裂解培养的细胞。在一种实施方式中，在进一步加工之前从培养的细胞中去除DNA。该处理室包含一个或多个纯化、澄清或过滤设备，其允许纯化或过滤细胞收获物的生物分子。

在另一或进一步方面，本公开还涉及一种用于生产生物分子的系统，该系统包括处理室、下游室以及适合于接收生物反应器的生物反应器室，该处理室包括允许细胞收获物的生物分子的纯化、澄清或过滤的一个或多个纯化、澄清或过滤设备，其中，生物反应器室定位在处理室与下游室之间，并且流体连接至两个室，其中，生物反应器室设置有连接器，该连接器允许在与包括生物反应器的生物反应器柜配对时传输电力、信号和/或数据，该生物反应器柜包括生物反应器和用于允许连接至生物反应器柜的连接系统。在另一实施方式中，生物反应器室没有定位在处理室和下游室之间，而是定位在系统的外部。

在一种实施方式中，流体连接包括一个或多个介入歧管、容器、设备等。

在一种实施方式中，一个或多个过滤或纯化设备与出口管线液体连接，该出口管线包括平行于过滤或纯化设备定位并且在竖直方向上升的区段，从而允许出口管线中的竖直流动。

在一种实施方式中，处理室包括深层过滤系统。在该过滤系统中的过滤器的数量是灵活的。在一种实施方式中，处理室的一个或多个壁是独立的，从而允许处理室的膨胀以及在过滤系统中添加额外的过滤器。由于过滤器位于系统的侧面，所以如果必须添加大量过滤器，设计是相当灵活的。过滤器的数量将对系统的尺寸具有直接影响。在一种实施方式中，深层过滤系统包括一个或多个高性能聚醚砜(PES)液体过滤器。

在一种实施方式中，处理室包括在室中执行处理所需的设备、仪器和一次性使用的歧管。在一种实施方式中，处理室包括生产生物分子所需的设备、仪器和一次性使用的歧管。在另一实施方式中，处理室包括基因治疗工艺所需的设备、仪器和一次性使用的歧管。在另一实施方式中，处理室包括生产抗体所需的设备、仪器和和一次性使用的歧管。在另一实施方式中，处理室包括生产病毒疫苗所需的设备、仪器和和一次性使用的歧管。处理室设计必须确保仪器、设备、歧管、无菌连接的容易访问性。工作空间位于离地面约90cm处，以允许操作者进行站立的过程。

在处理室中执行的处理可以细分为一个或多个模块。在一种实施方式中，处理室包含多个模块。在另一实施方式中，与一个或多个模块相关联的硬件安装或至少部分地安装在一个或多个面板上。在又一实施方式中，每个模块是安装有硬件的一个(或多个)面板。在一种实施方式中，所有面板固定抵靠处理室。模块化的概念/面板允许可互换性并且易于开发以满足未来客户的需要或要求。每个面板设计具有操作者可访问的所有设备和装置，而在后面优选地安装所有的技术部件，像电动机、网络电缆、电源等。在一种实施方式中，面板形成后端柜的一部分。在一种实施方式中，后端柜是模块化的。

在该第一纯化或过滤步骤(称为初级澄清)之后，在生物反应器室中浓缩收获物。作为浓缩器，例如可以使用TFF。任选地，使用渗滤对收获物进行缓冲液交换。

渗滤是将较小的分子通过膜洗涤并且将感兴趣的分子保持在渗余物中的分馏过程。可以使用渗滤来去除盐或交换缓冲液。因此，渗滤模块可以用于将一种缓冲液更换为另一种缓冲液，并且是透析的更有效的替代物。可以使用渗滤来中和pH并且作为浓缩步骤(来浓缩细胞产物)。

在进一步实施方式中，系统包括在生物反应器室侧翼的下游室。在下游室中，在生物反应器室中的浓缩(和缓冲液交换)步骤之后，可选地进一步澄清收获物。该步骤称为次级澄清。

在一种实施方式中，下游室与生物反应器室和/或处理室处于流体连接。在优选的实施方式中，下游室与生物反应器室处于流体连接。在另一实施方式中，在观察产品之前，下游室中的纯化或过滤设备首先冲洗到废物罐中。冲洗之后，收集容器中的产品通过下游室中的设备运送，直到收集容器排空。在另一实施方式中，然后用追踪缓冲液清洗设备持续指定的时间。追踪步骤与收集容器和TFF的漂洗循环组合。缓冲器位于系统外部，并且对于培养基而言由左侧引入到系统中。在一些实施方式中，调度具体的泵以添加缓冲器。在一种实施方式中，存在用于将收获物从处理室转移到收集容器和废物容器的组件(称为生物收获物进料组件)。

在另一实施方式中，存在组件(称为渗滤缓冲液组件)，从处理室中的渗滤缓冲液进料至生物反应器室中的收集容器和下游室中的次级澄清系统开始，或者从生物反应器室中的收集容器至下游室中的次级澄清系统开始。在一种实施方式中，这个渗滤缓冲组件连接至缓冲进料组件，其中，该缓冲进料组件为澄清过滤器提供缓冲液，用于过滤器润湿/灌注。在一种实施方式中，缓冲进料组件包括四个入口连接件和一次性使用的泵头。

在另一实施方式中，存在连接下游室中的TFF渗透物和废物容器的组件(称为渗透物/废物组件)。

在另一实施方式中，组件(称为散装产品出口组件)将次级澄清组件或渗滤缓冲组件与废物容器和转移袋连接。

本发明还提供了排出过滤器(诸如，澄清过滤器)的创新性方式。在使用之前，应当灌注这些过滤器并且排气。以经典的方式，过滤器通过经由泵添加灌注溶液无菌排气直到溶液到达排气管线(典型地，过滤器的顶部)。在添加溶液的过程中，过滤器的出口管线是关闭的。在这样做时，一些灌注溶液可以进入与过滤器连接的瓶中。当溶液到达排气管线时，泵停止并且借助于(手动)夹或夹管阀等关闭排气管线。此时，过滤器经灌注并且排气(在过滤器内部没有空气)。一旦出口管线再次打开，就可以使用过滤器。如上所描述的操作是手动操作，并且因此包括几个风险。实际上，如果操作者未能看到灌注溶液已到达排气管线，则与排气口连接的瓶子将迅速充满灌注溶液，并且瓶子的排气口阻塞。因此，压力将增加并且可以产生具有泄漏风险的超压。此外，过滤器是不透明的，并且操作者可能难以看到过滤光内部的水平是否增加以及增加到什么程度。

总之，上述操作需要极其小心和注意力，并且因此通常与至少两个操作者执行。在许多情况下，这些操作员将手动地调节流速以仔细地执行步骤。当液体到达排气管线时，操作者必须准备好立即反应并停止泵。

该步骤的自动化是困难和危险的，因为使用的一次性歧管和过滤器通常不能抵抗高压。

本发明旨在通过允许过滤器(诸如，澄清过滤器)以新颖且创新的方式排气和灌注，从而提供用于上述问题的解决方案，该解决方案可限制如上所描述的风险和问题。

该方法利用连接至过滤器的线路，该线路在过滤器上方移动(竖直上升管道)并且通过连通容器的原理允许到达过滤器内部的水平。这样做，出口管线将与过滤器并行地填充并且达到相同的水平(连通容器原理)。后者允许出口管线在灌注和排气期间保持打开并且防止过压的风险。如果系统中仍存在一些过压力，则将灌注溶液推入出口管线内。

更详细地，该方法采用以下步骤：

-排气管线(过滤器的顶部)打开(自动夹管阀)并且连接至包含排气口的无菌瓶。向过滤器提供出口管线，其中，出口管线的一部分竖直且平行于过滤器上升。

-通过泵将灌注溶液加入到过滤器中。当溶液填充过滤器时，出口管线的垂直部件也得以填充。继续填充直到过滤器被完全填充并且溶液到达过滤器的排气管线。到达排气管线由液体传感器，比如气泡传感器来检测。液体传感器优选地存在于出口管线的竖直部分中。

-一旦到达排气管线，则关闭排气管线(自动夹管阀)。在这个步骤，灌注过滤器并排气(不再有空气在内部)，并且过滤器可用。

可选地，可以存在(数字)压力传感器，用于在紧急或技术问题的情况下停止系统。

通过如上所描述的方法，一旦排气管线关闭，过滤器立即是可用的。因此，手动操作限于绝对最小值，并且在灌注/排气期间出现错误的风险被最小化。

在一种实施方式中，一种用于对过滤器，比如澄清过滤器进行排气和灌注的方法，其中，过滤器与出口管线液体连接，出口管线包括平行于过滤器定位并且在竖直方向上升的区段，从而允许出口管路中的竖直流动，其中，借助于泵将灌注溶液添加到过滤器中，并且其中，灌注溶液在灌注期间填充过滤器和出口管线的竖直区段。

继续填充直到溶液到达过滤器的排气管线，之后关闭排气管线，优选自动关闭。

如在本文所公开的方法可以用于如在本文所描述的系统中。为此目的，过滤器，比如澄清过滤器可以设置有出口管线，该出口管线包括平行于过滤器定位并且与过滤器液体连接的竖直区段。存在适于打开和关闭排气管线(过滤器的顶部)的自动夹捏。数字液体检测器，比如气泡传感器可以定位在排气管线中以便防止泄漏或在紧急情况下停止系统。

在活跃地产生生物分子的一种实施方式中，系统与生物反应器柜配对。

在优选的实施方式中，生物反应器柜位于系统的中间。这个位置允许更好的操作者访问和减少占用面积。

可以从系统移除的独立生物反应器柜的配对允许更好地接近工艺的所有其他元件，因为当生物反应器柜移除时操作者可以进入系统内部。类似地，在歧管安装期间，生物反应器柜能够从系统移除并且生物反应器和容器能够安装，在此之后生物反应器柜能够重新连接至系统，从而改善人体工程学约束。

在一种实施方式中，以下元件中的一个或多个：流体路径的一部分、细胞培养基、缓冲液、废物容器或药物物质容器位于生物反应器柜的外部并且与标准无菌连接器连接。

在优选的实施方式中，系统是可移动的。为此目的，这些室可以包括轮子或允许移动的任何其他元件。轮子将允许系统是可移动的并且被运输。

在一种实施方式中，系统设计成安装在GMP制造区域中。然而，为了清洁的目的，系统可以容易地运输到不同的位置。在一种实施方式中，系统设计成耐受标准VHP净化循环或类似物。在一种实施方式中，系统仅适用于室内环境，并且室温应维持在环境温度下。

在本发明的优选实施方式中，系统包括HVAC系统，该HVAC系统从系统的周围提取空气，优选地借助于HEPA过滤器过滤空气，并且在系统室中提供过滤的空气。

HVAC系统允许以适当的质量水平将空气供应到系统室，为产品提供额外的保护。在优选的实施方式中，排气确保在系统室中达到具有C等级的环境等级ISO 7(在ISO 14644中定义)。

在优选的实施方式中，空气从周围C级或D级区域中提取、在HEPA(H14)中过滤并且吹入系统室中。空气在工作计划水平通过窗口间隙排出系统室。优选地，系统室内(工作区域中)的气流(向下流)在距工作平面和背板15cm处具有0.45m/s的速度。在优选的实施方式中，HVAC系统包括彼此附接的3个块。每个块包含具有风扇的过滤器HEPA(H14)，从而允许每个HEPA过滤器单独地进行完整性测试并且由一名工程师轻松更换，并且允许该风扇由一名操作者轻松更换并且便于维护操作。预计在技术领域将采用100％DOP中心连接，以便于完整性测试。在一种实施方式中，每个HEPA过滤器可以由磁性指示器监测。在一种实施方式中，膜扩散网位于一个或多个系统室上方，从而在室内生成均匀的气流。在一种实施方式中，膜扩散网包括不锈钢框架和不锈钢网。

在一些实施方式中，HVAC系统放置在室的顶部上。在优选的实施方式中，系统的设计围绕中心柱铰接，该中心柱在柱的上端处包含HVAC系统。在优选的实施方式中，气流是单向的并且在技术外壳的背板与窗玻璃之间被引导。玻璃窗可以由本领域中适合的任何材料制成，诸如有机玻璃、玻璃或聚碳酸酯(PC)。

在一些实施方式中，系统中的每个室的背面设置有电气柜，该电气柜容纳存在于室中的仪器的电气部件。

在系统的背面集成了为仪器供电并且控制工艺的电气柜。在优选的实施方式中，电气柜由背板、技术外壳和用于电路板的空间组成。在一些实施方式中，电气柜由不锈钢制成并且可通过打开系统的后门接近。将背板固定至电气柜的前部以允许适当的仪器和电子部件固定。在一些实施方式中，在操作期间通过维护可接近的关键部件位于室的前部中，而在操作期间所有端子盒、接线和电子器件都位于后面而没有接入。在优选的实施方式中，电气柜是可移除的、可更换的、可更换的和/或可互换的。在一种实施方式中，电气柜是模块化的。在一种实施方式中，系统包括至少一个电气柜。在进一步的实施方式中，系统包括多个电气柜。在优选的实施方式中，系统包括9个电气柜。在另外的实施方式中，系统中的每个室(生物反应器室、处理室和下游室)各自包括3个电气柜。

在另一方面中，本公开还包括将如上所描述的系统用于生物分子生产(诸如，蛋白质、病毒或病毒颗粒、或基因治疗产品)的用途。

在优选的实施方式中，系统中的流体路径是由一次性使用的耗材(例如，生物反应器、过滤器、TFF膜、瓶子、取样设备、单次使用的传感器)制成的全封闭系统，其通过一次性管歧管互连。在一种实施方式中，流体路径包括取样系统。在一种实施方式，泡沫捕集器与收集容器连接。在一种实施方式中，生物反应器开发用于一次性使用，并且包括用于顶部和底部液体生物反应器排放管、液体样品管线、气泡或泡沫捕集器以及碱添加的一次性预装配歧管。

在最后方面，本公开还涉及一种用于借助于根据如以上所描述的实施方式中任一项的系统来生产生物分子，诸如蛋白质、病毒或病毒颗粒、或基因治疗产品的链式方法。该方法可以包括以下步骤：提供设置在生物反应器柜(优选轮式生物反应器柜)中的生物反应器，该生物反应器柜对接到生物分子生产系统的生物反应器柜中，并且其中，将来自生物反应器的收获物在位于生物反应器室侧翼的处理室中过滤或纯化以产生生物分子收获物，该生物分子收获物借助于位于生物反应器室中的浓缩器进一步浓缩。

在一些实施方式中，生物分子收获物在生物反应器室侧翼的下游室中存在的一个或多个过滤器中在线澄清。

在系统的一种实施方式中，可能的工艺流程包括生产生物分子，诸如病毒颗粒，例如用于生产疫苗或病毒基因治疗产品。为此目的，在包埋在生物反应器室中的生物反应器柜内在生物反应器中培养细胞。培养基和缓冲液通过连接至生物反应器室的外部供给袋供给至生物反应器。在生产周期中产生的废物被引导朝向废物容器。随后，将生物反应器收获物裂解并且运输至处理室，其中使用纯化或过滤设备对其进行过滤。在该步骤之后，将产物收获或运输至生物反应器室，在此通过收集容器和TFF将其浓缩。然后，将浓缩物向下游室中的纯化或过滤设备输送。如果需要进一步的上游或下游处理，另外的室可以连接至系统。

在具体实施方式中，本公开提供了用于生产(治疗性)基因治疗产品、更优选人类基因治疗产品、甚至更优选使用病毒载体将遗传物质引入受试者中的病毒基因治疗产品的系统和方法。

在一种实施方式中，病毒载体可以是逆转录病毒、腺病毒、单纯疱疹、痘苗、慢病毒或腺相关病毒。

在感染阶段期间，将病毒添加至生物反应器。在一种实施方式中，借助于病毒感染试剂盒将病毒添加至生物反应器。在一种实施方式中，病毒感染试剂盒包括用于病毒感染过程的两部件瓶组件和两个备用连接件。在一种实施方式中，通过泵，比如Watson-Marlow蠕动泵将病毒添加至生物反应器。

在一种实施方式中，将内切核酸酶添加至生物反应器用于核酸去除。在一种实施方式中，经由入口将内切核酸酶以小量添加的方式盖添加至生物反应器。内切核酸酶是用于病毒载体中的核酸去除和疫苗制造的理想工具。在进一步的实施方式中，借助于包含5L单次使用瓶组件和额外连接的内切核酸酶组件添加内切核酸酶。在一种实施方式中，通过泵，比如Watson-Marlow蠕动泵将内切核酸酶添加至生物反应器。在一种实施方式中，内切核酸酶是全能核酸酶内切核酸酶，其将DNA和RNA两者降解为没有碱基偏好的3-5个碱基对(<6kDa)的小片段。全能核酸酶内切核酸酶的使用另外增加了病毒纯化中的产率，保护下游色谱和过滤器设备免于结垢并且降低进料流粘度。

在一种实施方式中，通过包括单次使用袋组件和两个额外连接的转染组件将转染试剂添加至生物反应器。

在另一实施方式中，生成的生物分子是疫苗，诸如抗流感、SARS、MERS、新冠肺炎、麻疹、狂犬病、寨卡病毒、脊髓灰质炎、腮腺炎或风疹的疫苗。

现在将参考非限制性附图更详细地描述本发明。附图说明

本发明决不限于在附图中描述和/或示出的实施方式。相反，在不背离本发明的范围的情况下，可以以许多不同的方式实现根据本发明的方法。

参考图1A，其示出了生物反应器柜001的一种实施方式。箭头指示生物反应器100、200、300、加热支撑件(未示出)和搅拌马达(未示出)可以安装在生物反应器柜001上的位置。生物反应器100、200、300安装在生物反应器对接站044中。此外，作为移动结构的轮子005在图1A上可见。两个手柄004、004’允许生物反应器柜001的容易操作。可移除的高度调节器006能够容纳200m²100、200、300的生物反应器。

图1B示出了生物反应器柜001的另一实施方式。连接至生物反应器柜001的前壁上的一个手柄004允许容易地操纵生物反应器柜001，尤其是当对接生物反应器柜时。该生物反应器柜由轮子005(或用于提供移动性的其他特征)提供以便允许容易的运输。生物反应器100、200、300、用于加热生物反应器的培养基的加热支撑件(未示出)和搅拌马达(未示出)安装在生物反应器柜001中。圆盘状结构形式的可移除高度调节器006使得可以容纳200m²的生物反应器100、200、300，同时确保生物反应器114的顶表面与生物反应器柜008的顶表面齐平。在使用较大的生物反应器100、200、300(例如600m²的表面生物反应器)的情况下，高度调节器006的使用可能变得过时。连接件009的连接部分和磁性连接件010设置在生物反应器柜001的与生物反应器柜的前壁011相对的壁上。虽然连接器009的连接部分和磁性连接件010不一定如图1B所示定位在生物反应器柜001的同一壁上，但是后者确实增强了生物反应器柜001的人体工程学和操作的容易性。连接器009的连接部分和磁性连接件010都设计成能够与存在于生物分子生产系统上的它们的对应物接合。在图1B所示的实施方式中，生物反应器柜001的每个侧壁012在这些侧壁的拐角处设置有定位装置，这些定位装置本质上是一对轮子013。每对轮子包括两个轮子，其中，该第一轮子定位成垂直于第二轮子的方向。生物反应器柜包括在生物反应器柜008的顶表面上的网格状生物反应器支撑板014，该支撑板包括凹陷部015以允许生物反应器表面114的突出。生物反应器柜001可以在内部分成搁架016，从而允许储存材料和硬件。这个实施方式的生物反应器柜包含两个保留托盘037。生物反应器柜上的不同保留托盘037处于不同水平面上，并且通过管038彼此连接。

图1C示出图1B的进一步详细实施方式。连接至生物反应器柜001的前壁011上的一个手柄004允许容易地操纵生物反应器柜001，尤其是当对接生物反应器柜001时。生物反应器柜001由轮子/脚轮005提供以便允许容易的运输。可替代地，其他特征可以用于提供柜001的移动性。生物反应器100、200、300、用于加热生物反应器的培养基的加热支撑件(未示出)和搅拌马达(未示出)安装在生物反应器柜中。圆盘状结构形式的可移除高度调节器006使得可以容纳200m²的生物反应器，同时确保生物反应器114的顶表面与生物反应器柜008的顶表面齐平。连接件009的连接部分和磁性连接件010设置在生物反应器柜的与生物反应器柜的前壁相对的壁上。在图1C中所示的实施方式中，生物反应器柜001的每个侧壁012设置有在这些侧壁的拐角处的定位装置，其实质上是一对轮子013。每对轮子包括两个轮子，其中，该第一轮子定位成垂直于第二轮子的方向。生物反应器柜包括在生物反应器柜的顶表面上的网格状生物反应器支撑板014，该支撑板包括凹陷部015以允许生物反应器表面114的突出。生物反应器柜001可以在内部分成搁架016，从而允许储存材料和硬件。生物反应器包括形成内部隔室的外部壳体或外壳112以及用于覆盖该内部隔室的可移除的盖或顶表面114，该盖件或顶表面可以包括带有可移除盖或盖C的不同开口或端口P，以便允许选择性地引入或移除流体、气体(包括通过鼓泡器)、探针、传感器、取样器、或类似物。

图1D至图1F示出了根据本公开的一种实施方式的截面。连接至生物反应器柜001的前壁011上的一个手柄004允许容易地操纵生物反应器柜001，尤其是当对接生物反应器柜001时。该生物反应器柜001设置有轮子005或用于提供移动性的其他特征，以便允许容易的运输。

在图1E至图1F中，生物反应器100、200、300，用于加热生物反应器的培养基的加热支撑件(未示出)和搅拌马达(未示出)安装在生物反应器柜001中。圆盘状结构形式的可移除高度调节器006使得可以容纳200m²的生物反应器，同时确保生物反应器114的顶表面与生物反应器柜008的顶表面齐平。生物反应器柜001包括在生物反应器柜的顶表面上的网格状生物反应器支撑板014，该支撑板包括凹陷部015以允许生物反应器表面114的突出。生物反应器柜001可以在内部分成搁架016，从而允许储存材料和硬件。生物反应器包括形成内部隔室的外部壳体或外壳112以及用于覆盖该内部隔室的可移除的盖或顶表面114，该盖或顶表面可以包括带有不同开口或端口P，以便允许选择性地引入或移除流体、气体(包括通过鼓泡器)、探针、传感器、取样器、或类似物。

图2示出了根据本公开的一种实施方式的生物分子系统017的前视图，示出了适合于在生物反应器柜001中接收生物反应器100、200、300的处理室018、下游室019以及生物反应器室020。为此目的，系统017设置有凹陷部021，该凹陷部允许在系统017中接收生物反应器柜001。生物反应器室020是强制性的；处理室018和下游室019任选地并且可以单独地联接至生物反应器室020。生物反应器100、200、300包括形成内部隔室的壳体或外壳112(未显示)和用于覆盖内部隔室的可移除的盖或顶表面114。系统中的每个室的用户处理区域由前窗022遮蔽，该前窗优选地设置有间隙023以允许在操作期间进入。

图3示出了根据本公开的一种实施方式的系统017的顶视图，该系统包括处理室018、下游室019以及生物反应器室020。当装配在系统中时，系统017的生物反应器柜001从处理室018的平面突出，从而允许操作者更容易地接近生物反应器柜001。系统中的每个室的背面设置有电气柜024。这些电气柜向仪器供电并且控制过程，并且由背板025、技术壳体028和用于电路板029的空间构成。在该实施方式中，电气柜由不锈钢制成并且可通过打开系统的后门接近。将背板025固定至电气柜024的前部以允许适当的仪器和电子部件伪装(dissimulation)。在操作期间通过维护可接近的关键部件位于室的前部中，而在操作期间所有端子盒、接线和电子器件都位于后面而没有接入。

图4A示出了根据本公开的一种实施方式的系统017的前视图。该系统包括处理室018、下游室019和生物反应器室020，该处理室包括一个或多个允许纯化或过滤细胞收获物的生物分子的纯化或过滤设备。该生物反应器柜适合于在生物反应器柜001中接收生物反应器100、200。通过使用生物反应器柜020上的引导件036和生物反应器柜001上的轮子013，将生物反应器柜001引导至生物反应器柜中。一般壳体026是系统的主要结构。在一些实施方式中，系统017的长度可以取决于处理室018和下游室019中的过滤器的数目而减小。用于系统的一般壳体026的材料是耐腐蚀的。在图4A所示的实施方式中，金属元素由具有Ra<1.2pm的粗糙度的不锈钢SS316制成。

图4B示出图4A中所示的系统017的后视图和前视图。HVAC系统027置于室018、019、020的顶部，确保具有适当质量水平的空气供应至系统室。系统的外壳的背面和侧面包括电气柜024和气动柜030，包括系统的重要电气部件和气动部件。这允许操作者容易接近这些电气部件和气动部件，同时确保操作员不必进入产生生物分子的空间。

图5示出了根据本公开的一种实施方式的包括前窗022的系统的前视图的细节。在优选的实施方式中，系统的一般壳体具有前窗，前窗与工作平面031之间具有200mm的间隙023。该间隙允许空气从处理室018排出，并且在操作期间提供入口。总体设计允许操作者停留在室的前面。在一种实施方式中，可以通过两种不同的方式(竖直和水平)打开窗口。

图6A示出了根据本发明的系统017的优选实施方式。在这个实施方式中，生物反应器室020居中地定位在生产系统017中，该生产系统侧接有处理室018和下游室019。生物反应器柜020允许包括生物反应器100、200、300的生物反应器柜001的对接。为此目的，生物反应器室020设置有允许接收生物反应器柜001的凹陷部(未示出)。为了促进生物反应器柜的对接，在生物反应器柜001上存在手柄004。生物反应器柜001包括轮子005以易于运输。生物反应器100、200、300包括形成内部隔室的外部壳体或外壳(未示出)以及用于覆盖该内部隔室的可移除的盖或顶表面114，该盖或顶表面可以包括带有可移除盖或盖C的不同开口或端口P，以便允许选择性地引入或移除流体、气体(包括通过鼓泡器)、探针、传感器、取样器或类似物。

来自生物反应器端口的生物反应器收获物将运输至处理室018，提供了合适的管道039以允许流体转移。处理室018设置有一个或多个纯化或过滤设备032，从而允许细胞收获物的生物分子的纯化或过滤。这些纯化或过滤设备032设置有出口管线，该出口管线具有平行于纯化或过滤设备032的竖直区段502，并且该出口管线允许在使用之前对纯化或过滤设备032进行安全灌注和排放。经由与纯化或过滤设备032连接的入口管线503提供灌注溶液。这种过滤器可以例如是深层过滤系统。处理室018中的过滤器的数目是灵活的，这取决于待生产的产品。由于过滤器位于系统的侧面，所以如果必须添加大量过滤器，设计是相当灵活的。工作空间031位于离地面约90cm处，以允许操作者进行站立的过程。

在处理室018中的背景金属板025设计成具有可由操作者触及的所有装备和设备，而在背面028中安装了所有技术部件，像马达、网络电缆、电源等。

生物反应器室020配备有收集容器033和TFF 034以便浓缩收获物。收集容器033和TFF 034彼此流体连接。两者都位于生物反应器100、200后面的生物反应器室020的中心。收集容器033-TFF 034-和TFF泵(未示出)组件附接至系统017的背景金属板025。当生物反应器柜001未对接至系统017中时，可以接近收集容器033和TFF034。用TFF泵(未示出)通过TFF034的再循环回路保证收集容器内的均匀性。可以将浓缩的生物分子收获物从TFF 034转移到系统的下游室019中。同样，提供适当的管道039以允许流体转移。下游室019位于生物反应器室020的与处理室018相对的一侧的侧面。下游室019的存在是任选的。在下游室019中，收获物可以在生物反应器室020中的浓缩步骤之后进一步澄清。下游室019与生物反应器室020流体连接，并且包括一个或多个纯化或过滤设备032，允许纯化或过滤细胞收获物的生物分子。该下游室的背板025设置有用于允许室运作所需的泵、管道、电插座和/或歧管。在技术壳体028的后面，所有技术部件必须像马达、网络电缆、电源等那样安装。

图6B从不同的视角示出了图6A的实施方式。

现在参考图7，其示出了根据本公开的一方面的用于培养细胞的生物反应器100的一种实施方式。在一些实施方式中，生物反应器100包括形成内部隔室的外部壳体或外壳112以及用于覆盖该内部隔室的可移除的盖114，该盖或顶表面可以包括带有可移除盖或盖C的不同开口或端口P，以便允许选择性地引入或移除流体、气体(包括通过鼓泡器)、探针、传感器、取样器、或类似物。

在由生物反应器外壳112形成的内部隔室内，可以提供若干隔室或室以用于传输遍及生物反应器100的流体或气体流。如图8所示，在一些实施方式中，室可以包括在生物反应器100的底座处或附近的第一室116。

在一些实施方式中，第一室116可以包括搅拌器，用于引起生物反应器100内的流体流动。在一些实施方式中，搅拌器可以是“滴入式”可旋转非接触式磁性叶轮118的形式(如下文进一步概述的，其可以被捕获或容纳在包括用于允许和释放流体的多个开口的容器(未示出)内)。

在一些实施方式中，由于所提供的搅拌，流体然后可以沿生物反应器100的外部部分或周边部分向上(如图8中的箭头A所示)流入环形室120中。在一些实施方式中，生物反应器适用于接收固定床比如结构化螺旋床122，该固定床在使用中可以包含并且保留正在生长的细胞。如图8所示，在一些实施方式中，螺旋床122可为筒的形式，该筒可以在使用时掉落或放置到室120中。在一些实施方式中，螺旋床122可以在装运之前在设施处的制造过程中预安装在室中。

在一些实施方式中，离开室120的流体传递至床122的一(上)侧上的室124，其中流体暴露于气体(诸如，氧气或氮气)。在一些实施方式中，流体随后可以径向向内流动到中央返回室126。在一些实施方式中，中央返回室本质上可以为柱形，并且可以由无孔导管或管128形成，或更确切地说由结构化螺旋床的中心开口形成。在一些实施方式中，室126将流体返回到第一室116(返回箭头R)用于再循环通过生物反应器100，使得产生连续的回路(在这个版本中“底部到顶部”)。在一些实施方式中，还可以提供传感器(例如温度探针或传感器T)用于感测室126中的流体的温度。在一些实施方式中，还可以在流体进入(或再进入)室116之前的位置处提供额外的传感器，诸如pH、氧、溶解氧、温度。如本文所描述的传感器和探针可以是可重复使用的、一次性使用和/或一次性的。

图9A示出了用作本发明生物反应器中的结构化固定床，特别是螺旋床122的基质材料的一种实施方式。在一些实施方式中，一个或多个细胞固定层122a邻近由网状结构制成的一个或多个间隔层122b提供。在一些实施方式中，分层可以任选地重复若干次以实现堆叠或分层配置。在一些实施方式中，包括在间隔层122b中的网状结构形成细胞(参见图9B中的悬浮或截留在固定层122a的材料中的细胞L)的弯曲路径，并且当在两个固定层122a之间分层时细胞培养物可以形成本文要求保护的任何发明的一部分)和流体流动。由于这种类型的布置，这些细胞的均匀性维持在结构化的固定床内。在一些实施方式中，可以使用形成这种曲折路径的其他间隔件结构。在一些实施方式中，如图9A所示，结构化固定床可以随后沿着轴线或芯(例如，导管128，该导管可以设置在多个组成部件中)螺旋地或同心地滚动。在一些实施方式中，结构化固定床的各层牢固地缠绕。在一些实施方式中，芯的直径、层的长度和/或数量将最终限定组件或基体的尺寸。在一些实施方式中，层122a、122b中的每一个的厚度可以在0.1mm与5mm、0.01mm与10mm、或0.001mm与15mm之间。

根据本公开的一方面，在某些实施方式中，生物反应器100可以是“模块化的”。在一些实施方式中，模块化的生物反应器可以由多个分立的模块组成，这些模块相互作用在一起以产生适合于以由于这些模块的制造均匀性而高度预测的方式培养细胞的空间。在一些实施方式中，模块化的生物反应器不限于特定形状或形式(例如，圆柱形或其他形式，并且具有结构化固定床或非结构化床，取决于应用)。例如，如图10所示，在一些实施方式中，模块可以包括由基座模块130形成的基座部分、由中间模块140形成的中间部分(该中间模块可以由多个可堆叠模块化部分形成，如下文描述中进一步概述的)、也可被认为是中间模块的一部分的可选的相关联的中央模块，比如管道或管128、以及比如由盖子或可移除盖114形式的盖部件形成的盖模块。在一些实施方式中，模块可以单独地制造为单个部件，并且基于预期应用在制造设施处组装(然后运送到使用点)或基于最终使用点处的预期应用组装。在一些实施方式中，生物反应器100的模块相互作用以产生用于生长细胞的地方，诸如以高密度方式使用固定床，比如像结构化或非结构化固定床。

根据本公开的生物反应器200的另一实施方式示于图11至图14中。在一些实施方式中，生物反应器(不论是模块化的还是以其他方式预组装成单个单元)可以包括基座、中间部分以及盖。在一些实施方式中，基座部分可以包括基座部件230。在一些实施方式中，中间部分可以包括中间部件250和/或270。在一些实施方式中，中间部件250和270不相同。在一些实施方式中，盖部分可以包括盖部件280。参考图11，在一些实施方式中，基座部件230可以包括外壁232和内壁234，该外壁和内壁可以限定用于接收搅拌器(未示出)的第一室216。在一些实施方式中，内壁234可以包括用于允许流体流到由外壁或外壁232(图12)界定的第二径向向外室220的开口234a。

如在图12中可见，在一些实施方式中，内壁234可以包括多个连接器，比如凹槽236，用于接合第一中间部件250上的相应连接器，比如舌片250a，如图13所示。在一些实施方式中，内壁234可以具有比外壁232更低/更高的高度。在一些实施方式中，内壁234可以具有比外壁232更低的高度，如在图8中可见。参见图11，在一些实施方式中，第一中间部件250可以至少部分地凹入基座部件230内。

在一些实施方式中，基座部件230可以包括外围连接器，比如凹槽237(图11)。在一些实施方式中，连接器或凹槽237可以适于接收第二中间部分270的对应连接器，该第二中间部件可以简单地为其外壁262的一部分。在一些实施方式中，在中间部件270中，多个固定床274可以位于第三室224中(但是可以使用单个单片固定床，在这个或任何所公开的实施方式中，该固定床可以采用任何尺寸、形状或形式)，该第三室可由插入的支撑件支撑，但是也可以在固定床的相邻区段之间设置间隙G)。还可以消除间隙，使得上床搁置在下床上并且由该下床支撑。

在一些实施方式中，结构化固定床可以具有如图9、图9A、图9B和图9C中所示的螺旋形式(该螺旋形式可以在生物反应器的任何实施方式中实施，公开或以其他方式实施)。在螺旋床的情况下，床可以围绕内壁266缠绕，该内壁可以形成第五室228以用于将流体返回至基座部件230中的第一室216。内壁266可以包括多个堆叠的管状部件，如图所示。在一些实施方式中，多个堆叠的管状部件可以允许根据存在的固定床的数量来调整高度(例如，可以为每个堆叠的床提供一个管状部件)(图11)。

在一些实施方式中，盖部件280或盖子可以适于与第二中间部件270可移除地连接，并且因此形成液体在其中遇到气体(例如空气)的第四室226。在一些实施方式中，盖部件与第二中间件之间的连接可以通过连接器，比如凹槽282，该连接器接收外壁262的上端或本文中公开的任何进入机构。盖子或盖部件280可以包括各种端口P(图11)。

返回图11和图14，示出了中间部件250的进一步细节。在一些实施方式中，部件250可以包括多个径向延伸的支撑件254，从而当在相邻的第三室224中搁置在结构化固定床上时，该支撑件用于支撑结构化固定床。在一些实施方式中，支撑件254的高度H可以足以允许流体在进入室224之前形成足够的向上速度以通过固定床274的整个区段(图11)。

在一些实施方式中，内环形壁258可以连接至支撑件254的内侧端。在一些实施方式中，壁258在直径上对应于中间部件270的内壁266的直径，该中间部件也可以比如通过嵌套与其连接。在一些实施方式中，内壁266可以形成用于将流体从第五室228递送到第一室216的通道。在一些实施方式中，可以在该通道中提供流动干扰器260，以帮助防止在第五室228内产生任何涡流。

从图11，在一些实施方式中，可以理解的是，在细胞培养室224中从一个固定床模块至下一相邻的固定床模块的流可以是直接的或不中断的。在一些实施方式中，外室224可以产生穿过位于其中的多个床的连续流动路径，该多个床可以为结构化固定床、非结构化固定床或非结构化床。在一些实施方式中，通过预先设计的和匹配的床模块的连续且基本上不受阻碍的流动有助于促进细胞生长和其他处理的均匀性，并且增强细胞培养操作的一致性，并且还促进从堆叠的床中进行测量或取样的能力，如果存在阻挡隔板(与下面讨论的穿孔支撑件相比)，这是不容易实现的。最后，在结构化床实施方式中，整个生物反应器的制造甚至不那么复杂和劳动密集，因为大大减少了从一个固定床模块到另一固定床模块匹配特性和特征的努力。

现在参考图15和图16，其示意性地示出了生物反应器300的第三实施方式，为了清楚起见，以截面示出了生物反应器。在一些实施方式中，生物反应器300(无论是模块化的还是以其他方式预组装为单个单元)包括具有盖333的外壳体331，其中任一者可以包括用于允许流体引入或移除的不同开口或端口。在一些实施方式中，在生物反应器壳体331内，提供了若干隔室或室，包括第一室316，该第一室包括用于在生物反应器300内引起流体流动的搅拌器，该搅拌器可以处于在本文所公开的“滴入式”可旋转非接触式磁性叶轮318或搅拌器的形式。如图15A所示，在一些实施方式中，叶轮318可以容纳、捕获或包含在壳体内，该壳体诸如包括多个开口318b或容器318a的壳体，这些开口用作允许和释放流体的入口和出口(但可以使用任何其他形式的搅拌器)。在一些实施方式中，所产生的搅动可以使得流体流入第二或外侧环形室320中，该第二或外侧环形室在第一室316的径向外侧。

在一些实施方式中，流体然后可以沿着生物反应器300的中间、外部部分向上(如图16中的箭头所示)流入第三环形室324中。在一些实施方式中，外部部分可以适于接收固定床，诸如结构化螺旋床325，但是可以使用其他形式)，在使用中，该固定床可以包含生长的细胞。在一些实施方式中，螺旋床325可以为筒的形式，该筒可以在使用时简单地落入室324中，或可以在装运之前在设施处在制造期间预安装在室中。

在一些实施方式中，离开第三室324的流体然后可以传递到第四室326，在第四室中流体暴露于一种气体(比如，空气)并且然后径向向内流动到第五室328，该第五室本质上是柱状的并且使流体返回到第一室316用于通过生物反应器310再循环，使得产生连续的环路。在一些实施方式中，还可以提供温度探针或传感器T或本文所公开的任何其他传感器用于感测参数，例如直接在第五室中的流体的温度，并且还可以在位置(在流体进入(或再进入)固定床325之前)提供附加的传感器(比如，例如pH或溶解氧)。

根据图15B的部分切掉的图像，可以理解的是，第三室324可以由上板330和下板332界定，该上板和下板包括用于允许大体无细胞的流体进入和离开固定床325的开口或穿孔。在一些实施方式中，下板332可以包括用于允许流体从第五室328传递到第一室316以用于再循环的中央开口332a。在一些实施方式中，上板330可以包括开口330a，流体可以行进到开口中以进入第五或返回室328。

在一些实施方式中，上板330的支撑件可以由中空的大致圆柱形管334提供，但可以采用其他形状。在一些实施方式中，这个管334的相对端可以配合到板330、332中的对应的凹槽330b、332b中(在一些情况下，在所示出的实施方式中，下板332可以与叶轮壳体或容器318a整合)。在一些实施方式中，支撑件，比如大致竖直的杆336可以布置成为板330提供附加的支撑件。在一些实施方式中，所公开的竖直杆336不以任何显著的方式干扰相应室328中的流体流动。在一些实施方式中，杆336的端部可以凹陷在板330、332中，或通过合适的紧固件或锁定机构(例如，锁定连接件、螺栓或粘合剂)保持在适当位置。

从图16和其上提供的动作箭头可以理解，在一些实施方式中，由于流体搅动，流体可以从室316向外流入室320中。在一些实施方式中，流体随后可以重定向以垂直穿过包括固定床的室324并且进入室328。在一些实施方式中，流体随后被向内引导至室328，其中流体可以经由开口332a返回至第一室316。在一些实施方式中，流体可以指培养基。

图17进一步示出布置，其中，在一些实施方式中，上板330设置有周边开口330c以允许流体直接沿由管334形成的内壁流动。以此方式，可以产生流体薄层或薄膜，该流体薄层或薄膜在穿过第五室328的同时向下流动。在一些实施方式中，这可以用于增加暴露于第五室328内的气体(空气)的流体的体积，之后流体返回到第一室316。在一些实施方式中，该实现方式可以允许更大尺寸或以其他方式基于所生产的生物制剂来增加细胞生长速率或调整工艺参数所需的更多氧转移。在一些实施方式中，产生流体膜的“瀑布”实现方式可以通过从开始添加有限量的细胞培养基来实现，使得仅产生小的溢流。可替代地，在一些实施方式中，“瀑布”的实现方式是通过添加细胞培养基和细胞并且然后当细胞在床中生长时，在对应的室(比如室328)中抽出培养基(比如使用汲取管)来实现的。

图18图示在系统017的一种实施方式中的可能工艺流程。方法包括生产生物分子，比如病毒颗粒，例如用于生产疫苗或病毒基因治疗产品。为此目的，在包埋在生物反应器室020中的生物反应器柜001内在生物反应器100、200、300中培养细胞。培养基040和缓冲液041通过连接至生物反应器室的外部供给袋供给至生物反应器。在生产周期中产生的废物被引导朝向废物容器042。随后，将生物反应器收获物裂解并且运输至处理室018，其中使用纯化或过滤设备对其进行过滤032。在该步骤之后，将产物收获或运输至生物反应器室020，在此通过收集容器033和TFF将其浓缩034。然后，将浓缩物向下游室019中的纯化或过滤设备032输送。如果需要进一步的上游或下游处理，额外的室043可以连接至系统。

对于本领域技术人员显而易见的是，图18中所示的工艺流程是示例性的，并且相对于目前公开的本发明可以使用其他顺序的工艺流程。

图19示出了根据本公开的液位传感器的可能实施方式。这种液位传感器能够从外部连续测量收集容器中的液位。

图20示出了根据本公开的压力传感器的可能实施方式。图20示出了根据本公开的压力传感器的可能实施方式。

图21示出了根据本公开的流量计的两个可能实施方式。这种流量计允许从外部通过管的非侵入性流体监测。

图22示出了根据本公开的气泡捕集器的可能实施方式。这种气泡捕集器从水溶液中去除气泡。

图23示出了容器140的可能的实施方式。本领域技术人员将理解，这种容器140的壁可以独立于生物反应器的其余部分形成或可以与生物反应器的其他壁或部分共享。例如，在图23中，这种容器的底部由生物反应器的底部形成。为了允许液体流动，容器140可以包括多个开口141，这些开口中的一个或多个可以充当用于允许和释放液体的入口或出口(注意图23中的示例性动作箭头I(入口)和O(出口))。在一些实施方式中，离开容器140的液体然后可以向上流动并且穿过结构化床(比如螺旋床)，并且经由容器140的开口141返回至入口。本领域的技术人员将理解，该布置也可以相反地操作。为了确保气泡的稳定性和适当的注射位置，可以沿着容器140的侧壁连接管142。

可能期望增加向细胞培养基液体转移的气体量，同时循环通过生物反应器。根据本公开的一方面，并且参考图24，这可以通过将气流(比如空气或氧气)引入生物反应器中来实现。具体地，可以提供用于注射气体(比如无菌空气)的注射器，使得气泡在由搅拌器(比如容器140内的叶轮118)产生的离心泵处或附近注射到流体中。在一些实施方式中，注射器可以包括注射器导管或管142，其能够连接至生物反应器外部的气体供应(参见，例如，图25、图26)，并且连接至其任何壁。例如，这种管142可以连接至生物反应器100的盖114，如图25和图26所示。替代地，管142可以在沿生物反应器底部的邻近容器140位置的位置处连接至生物反应器100，如图24所示。

在一些实施方式中，如图24所示，用于供应气体至生物反应器100的液体的管142的出口在容器140的内部内或与容器140的内部流体连通，并因此位于入口I和出口O之间的流体路径中。然而，也可以使管142的出口位于中央室126内，例如当管142通过生物反应器100的另一壁或表面时。在图25中，管142显示为穿过盖114进入靠近容器140的生物反应器的中央室的下部，而在图26中，管142显示为进入容器140，使得管的开放远端可以将液体直接传输到容器的内部隔室，或直接与容器的内部隔室流体连通。

在任何实施方式中，经由管142注入生物反应器100中的含氧气体(比如空气)在流体中形成相对大尺寸的气泡，因为管简单地包括畅通无阻的开口端。或者，可以使用诸如喷雾器的设备以及定制的喷嘴和相关的振荡器系统来生成较小的气泡。在任一情况下，由于管142的开口端或喷嘴的定位，这些较大的“宏气泡”或较小的“微气泡”(尺寸1)释放至它们将遇到由形成生物反应器100的泵的搅拌器(例如，用作搅拌器的旋转叶轮118)产生的湍流和剪切作用的位置。该搅拌用于将较大的宏气泡分成更多的具有较小尺寸的气泡或“微气泡”，或将较小的微气泡分成更多更小尺寸的气泡(尺寸2)。更多气泡的形成可以进一步由搅拌器容器140(如果存在)内的气泡的停留时间以及搅拌器的速度和设计增加引起。

由于叶轮118的旋转，这些微气泡可以随后由流动液体带走，例如在所示生物反应器100中径向向外和向上。本领域技术人员可以理解，如果泵方向相反，将产生相反的流动模式。

考虑到它们的较小的尺寸，微气泡能够更好地进入并穿过由固定床122的间隔层122b和相邻细胞固定层122a(或其他可用路径)形成的通道。在不需要相应地增加叶轮118的速度和产生的液体流速，这用于进一步增强正在床中生长的细胞的氧合作用。此外，将气体释放到搅拌器容器140中或附近以及所产生的流动避免了在生物反应器100中产生有害的气穴，这些气穴众所周知地难以在不停止生物反应器操作的情况下移除。

然而，在本公开的另一实施方式中，当(尺寸2)微气泡通过结构化固定床122时，它们进一步分成更小和更多的微气泡(尺寸3)。例如，当气泡进入在固定床122中形成的通道(诸如，通过间隔层122b和/或相邻的细胞固定层122a)中并且通过所提供的所有可用的曲折(或迷宫)路径时，这可能发生。当它们行进时，较大的气泡倾向于在离开固定床122之前破碎或分成仍更小的微气泡。因此，在所示出的实施方式中，由于气泡与间隔层122b的网接合所引起的剪切力，在固定床122中的停留时间过程中的气体传递增加，并且一旦从床中流出的气泡穿过固定床就实际上在尺寸上仍比在进入点处更小(并且因此更大)。

如图25和图26中所示，在所示形式的生物反应器122中，从床122排出的液体行进至中央室126，在此处液体直接沿着其壁的内表面流动，该内表面可以由管128形成。中央室126中的液位可以低于床122中的液位。可以形成液体的薄层或“薄膜”，其向下流动(在本实施例中)，同时穿过中央室126。在一些实施方式中，该气液界面用于增加暴露于气体(例如，空气)的液体的体积，然后该液体返回至第一室116并且由于搅拌器产生的泵送作用最终再次进入固定床122。在一些实施方式中，这可以允许更大尺寸的生物反应器或以其他方式基于所生产的生物制剂来增加细胞生长速率或调整工艺参数所需的更多氧转移。

图27示出了生物反应器100的另一实例，该生物反应器包括多个堆叠的床(示出了两个，但可以提供任何数目)。在这种布置中，气体喷射器布置成将新鲜气体供应提供至堆中的每个床122的入口端处的位置，这可以使用穿过对应部分(例如，壳体112a)或连接至气体供应的歧管144的单独的管142来实现。在所示出的实施方式中，由于气泡接合间隔层122b的网所引起的剪切力，这些气泡在引入时可以在尺寸上更大，并且然后一旦穿过对应的床层122，实际上在尺寸上仍比在进入点处更小。替代地，由于使用可能带有振荡器的喷洒器/喷嘴系统，气泡可以更小，使得它们不会在固定床区段的入口产生云。

额外地(或替代地)，增加气体传递系数或kLa值可以通过增加或延长距离来实现，并且因此增加或延长在返回到固定床之前液体培养基在与气相接触时行进的时间。在一个可能的实施方式中，通过提供流动扩展器(为了本公开的目的，该流动扩展器意味着具有增加的表面积的结构，液体必须在表面积上流动以增加与气体接触的停留时间，并且该流动扩展器可以由任何合适的材料形成，诸如聚合物、金属等)来实现这种延长的流动模式。如以下进一步讨论的，还可能期望的是将流动扩展器与流动干扰器相结合以引起湍流，使得通常在气体/液体边界处形成的扩散层最小化。本领域技术人员应当理解，流动延长器和/或流动干扰器的引入可以应用于任何固定床生物反应器设计，包括非结构化填充床生物反应器。如图28中进一步示出的，流动延长器150可以以修改的形式提供有一系列同心壁架或台阶158，液体在径向移动的同时在这些壁架或台阶上流动或级联。这不仅增加了液体的停留时间，而且当液体在沿台阶158流动和/或在台阶158上方流动时改变方向时产生湍流的测量。

在床122在外(环形)室120中的情况下，延伸器150也可以位于中央室126内，如图29所示。

在此实例中，延长器150包括迷宫状结构，该迷宫状结构由多个分段壁180形成，这些分段壁可以竖直地且周向地间隔开以便在离开床122并且从上方进入室126的液体膜中产生曲折的流动。这产生了对通常发生的扩散层的所期望的破坏，并且因此引起液体与室124、126中的气体交界，由此改进气体传递。用于引起流动中断的延长器150的结构还可以采用销、叉等的形式。如图30所示，当床122位于中央室126中时，延长器150(例如包括销182或任何其他破坏性结构的延长器)也可以设置在室120中。

图31示出了根据本公开的一方面的用于运输系统的不同部件的升降机403的实施方式。升降机包括轮子401以运输待安装的各种部件以及固持器402(未示出)以抓住各种部件。

图32和图33示出了包括固定床496的模块化生物反应器400的替代性实施方式。在一些实施方式中，基座部件430和盖部件470可以适于与外部壳体492连接，该外部壳体与中间部件450的周边形成间隙或空间。在一些实施方式中，间隙G或空间可以用于提供加热或冷却效应，以控制与中间部件450相关的床的温度。间隙G或空间也可以简单地提供生物反应器的中间区域的壁的绝缘，其靠近床中生长的细胞并且可能对温度变化敏感。该隔热用于防止施加至生物反应器的基座部分430的底部的热量延伸直至床496中的粘附细胞。

图32还示出在生物反应器中可能使用鼓泡，这可以在任何公开的实施方式中提供。在所示布置中，该鼓泡通过位于第五室428中的喷洒器494来提供。因此生成的气泡可以与回流流体流逆流地向上流动。

这些图，或者图33最佳地示出，中间部件450可以与内管436接合，该内管是流体不可渗透的，从而提供用于使流动返回至基座部件430的室428，在此处流体可以被搅拌并返回以从下方进入床并从中向上流动(在所公开的任何实施方式中)。这些管436可以设置成使得一个管对应于如图所示的存在的每个固定床496，并且两个中间部件450接合每个管436(例如，一个从下方并且一个从上方)。然而，在该或任何其他公开的实施方式中，应当理解，固定床的最内侧表面，例如螺旋床的最内螺旋缠绕，可以通过使其或以其他方式调节以使其不透流体来执行类似的功能。例如，表面可以涂覆有不透流体的或疏水的材料，使得它仍然将流体保持在床中，并且维持流体穿过由室428形成的中央柱的不同的回流。

图34是过滤器单元500，比如设置有出口管线501的澄清过滤器的示意性概图，该出口管线具有平行于过滤器的竖直区段502，并且该出口管线允许在使用之前对过滤器单元500进行安全灌注和排气。借助泵504，经由与过滤器500连接的入口管线503提供灌注溶液。过滤器还与出口管线501液体连接，该出口管线如所描述的具有竖直区段502。连接至过滤器500顶部的排气管线505在加入灌注溶液过程中是开放的。排气管线505的打开和关闭可以通过自动夹管阀506来调节。本领域技术人员将清楚的是，本领域已知的其他选项也适合于调节排气管线。任选地，自动(夹紧)阀507、508可以存在于入口503处和/或出口管线501中。排气管线505可以设置有数字液体检测器509以监测排气管线中的液体。入口管线503可以设置有数字压力传感器510以监测入口管线503中的压力。排气口511存在于排气管线505的末端并且排气管线505终止于瓶子512中以回收任何过量的灌注溶液。

在如图6A和图6B所示的系统中，更具体地在处理室018中实施如图34中所描述的系统。本领域技术人员将清楚的是，原理还可以应用于需要灌注和排气并且存在于系统的任何其他室中的其他过滤器。

Claims (50)

1.一种生物反应器柜，配置为结合在生物分子生产系统中，其中，所述生物反应器柜优选地是适合于接收生物反应器的移动式生物反应器柜，所述生物反应器柜设置有生物反应器对接站，其中，所述生物反应器柜设置有连接器，更优选地所述生物反应器柜的侧壁设置有连接器，所述连接器允许在与生物分子生产系统配对时传输电力、信号和/或数据，比如在与所述系统的生物反应器室配对时传输电力、信号和/或数据。

2.根据权利要求1所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器柜适于借助于连接装置对接到所述生物分子生产系统中，比如对接到生物反应器室中，所述连接装置包括允许传输电力、信号和/或数据的连接器以及允许将所述生物反应器柜物理地固定到所述生物反应器室的附加连接件。

3.根据权利要求2所述的生物反应器柜，其中，所述附加连接件是一个或多个磁性连接件，优选地是一个或多个电磁体或RF系统。

4.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器柜是轮式柜。

5.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器柜包括用于容易地操纵所述平台的手柄。

6.根据权利要求5所述的生物反应器柜，其中，所述手柄连接到所述生物反应器柜的前壁。

7.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述连接器和所述磁性连接件设置在所述生物反应器柜的同一壁上。

8.根据权利要求7所述的生物反应器柜，其中，所述连接器和所述一个或多个磁性连接件设置在所述生物反应器柜的与所述前壁相对的壁上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器对接站位于所述生物反应器柜内部，优选地由所述生物反应器柜的壁与外界环境隔离。

10.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器对接站包括能移除的高度调节器，用于允许定位所述生物反应器。

11.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器柜的所述侧壁设置有定位装置，用于允许所述平台与生物分子生产系统对准。

12.根据权利要求11所述的生物反应器柜，其中，所述定位装置是旋转轴上的圆形或圆柱形元件，比如结合在所述生物反应器柜的所述侧壁中的插座中的轮或齿轮。

13.根据权利要求12所述的生物反应器柜，其中，所述定位装置是一对轮子，每个轮子在旋转轴上，其中，每对轮子包括两个轮子，其中，第一轮子的旋转轴定位成垂直于第二轮子的旋转轴方向。

14.根据权利要求13所述的生物反应器柜，其中，每个侧壁包括设置在所述侧壁的拐角处的两对轮子。

15.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，包括所述生物反应器柜的顶表面上的生物反应器支撑板，所述生物反应器支撑板包括允许生物反应器表面突出的凹陷部。

16.根据权利要求15所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器支撑板是网格状板。

17.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，还包括生物反应器，所述生物反应器放置在所述生物反应器对接站上。

18.根据权利要求17所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器是圆形或管状生物反应器。

19.根据权利要求17或18所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器包括用于培养细胞的固定床。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述固定床是结构化固定床，任选地包括螺旋床。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器包括：

基座部分，具有第一室；

中间部分，形成用于接收所述固定床的第二外室的至少一部分和用于使流体流从所述第二外室返回到所述第一室的第三内室的至少一部分；以及

盖部分，用于定位在所述中间部分上方。

22.根据权利要求17或21所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器是一次性使用的生物反应器。

23.根据权利要求17至22所述的生物反应器柜，其中，所述固定床具有10m²至800m²、更优选200m²至600m²的表面。

24.一种用于生产生物分子的系统，所述系统包括至少一个处理室和适合于接收生物反应器的生物反应器室，所述处理室包括允许从细胞收获物生产生物分子的一个或多个过滤或纯化设备，其中，所述生物反应器室设置有连接器，所述连接器允许在与包括生物反应器的生物反应器柜配对时传输电力、信号和/或数据。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述系统是移动式系统，优选地是允许运输的轮式系统。

26.根据权利要求24所述的系统，其中，每个室包括与所述室的操作区域相对的壁或背板，所述壁或背板设置有一个或多个仪器，所述仪器选自用于允许所述室运作所需的泵、管道、电气插座和/或歧管。

27.根据权利要求24所述的系统，其中，每个室的用户操纵区域由前窗遮蔽，所述前窗优选地设置有间隙以允许在操作期间进入。

28.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述生物反应器室壁设置有浓缩器，比如TFF和流体收集容器，所述浓缩器适合于接收来自所述浓缩器的流出物并且将所述流出物再循环回所述浓缩器。

29.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统包括HVAC系统，所述HVAC系统从所述系统的周围提取空气，优选地借助于HEPA过滤器过滤所述空气，并且在所述系统室中提供过滤的空气。

30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述HVAC系统放置在所述室的顶部上。

31.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，每个室的背面设置有电气柜，所述电气柜容纳存在于所述室中的所述仪器的电气部件。

32.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述生物反应器室配备有根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜，其中，所述生物反应器柜借助于所述磁性连接件和所述连接器连接至所述系统。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述生物反应器柜从处理室平面突出。

34.根据前述权利要求中任一项所述的系统，包括位于所述生物反应器室侧翼的下游室。

35.根据权利要求34所述的系统，所述下游室与所述生物反应器室流体连接。

36.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个过滤或纯化设备与出口管线液体连接，所述出口管线包括平行于所述过滤或纯化设备定位并且在竖直方向上升的区段，从而允许所述出口管线中的竖直流动。

37.一种用于生产生物分子的系统，包括处理室、下游室以及适合于接收生物反应器的生物反应器室，所述处理室包括允许细胞收获物的生物分子的纯化或过滤的一个或多个纯化或过滤设备，其中，所述生物反应器室定位在所述处理室与所述下游室之间，并且流体连接至两个室，其中，所述生物反应器室设置有连接器，所述连接器允许在与包括生物反应器的生物反应器柜配对时传输电力、信号和/或数据。

38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述系统与根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器柜配对。

39.根据前述权利要求所述的系统，其中，所述系统是移动式系统。

40.一种用于借助于根据前述权利要求中任一项所述的系统来生产生物分子的方法，所述生物分子诸如蛋白质、病毒或病毒颗粒、或基因治疗产品。

41.一种根据前述权利要求所述的系统用于在生物分子的生产中的用途，所述生物分子诸如蛋白质、病毒或病毒颗粒、或基因治疗产品。

42.一种用于生产生物分子的方法，所述生物分子诸如蛋白质、病毒或病毒颗粒、或基因治疗产品，所述方法包括以下步骤：提供设置在轮式生物反应器柜中的生物反应器，所述轮式生物反应器柜对接到生物分子生产系统的生物反应器柜中，并且其中，将来自所述生物反应器的收获物在位于所述生物反应器室侧翼的处理室中澄清以产生生物分子收获物，所述生物分子收获物借助于位于所述生物反应器室中的浓缩器进一步浓缩。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，将浓缩的所述生物分子收获物在位于所述生物反应器室侧翼的下游室中进一步过滤。

44.根据前述权利要求42-43中任一项所述的方法，其中，所述生物反应器柜借助于连接装置对接到所述生物反应器室中，所述连接装置包括允许传输电力、信号和/或数据的连接器以及允许将所述生物反应器柜物理地固定到所述生物反应器室的附加连接件。

45.一种用于接种固定床生物反应器的方法，包括以下步骤：

-将包含一定体积的培养基中的一定量的细胞的接种物受体联接至设置有培养基体积的生物反应器；

-允许所述接种物受体的内容物循环至所述生物反应器并且返回至所述受体，由此允许所述细胞填充所述固定床；以及

-一旦循环已经结束，将所述受体与所述生物反应器分离。

46.根据权利要求45所述的方法，其中，所述方法用于接种存在于根据前述权利要求中任一项所述的系统中的生物反应器。

47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述接种物受体存在于所述生物反应器室中或所述过程或下游室中。

48.一种用于对过滤器，比如澄清过滤器进行排气和灌注的方法，其中，所述过滤器与出口管线流体连接，所述出口管线包括平行于所述过滤器定位并且在竖直方向上升的区段，从而允许所述出口管路中的竖直流动，其中，借助于泵将灌注溶液添加到所述过滤器中，并且其中，所述灌注溶液在灌注期间填充所述过滤器和所述出口管线的所述竖直区段。

49.根据权利要求48所述的方法，其中，继续填充直到溶液到达所述过滤器的排气管线，之后关闭所述排气管线，优选自动关闭所述排气管线。

50.根据前述权利要求48至49中任一项所述的方法，其中，所述方法在根据前述权利要求中任一项所述的系统中使用。

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