JP7482247B2 - 粒子セトリングデバイス - Google Patents
粒子セトリングデバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP7482247B2 JP7482247B2 JP2022556268A JP2022556268A JP7482247B2 JP 7482247 B2 JP7482247 B2 JP 7482247B2 JP 2022556268 A JP2022556268 A JP 2022556268A JP 2022556268 A JP2022556268 A JP 2022556268A JP 7482247 B2 JP7482247 B2 JP 7482247B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cones
- cone
- opening
- settling device
- cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 139
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 380
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 158
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 149
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 78
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 66
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 54
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 54
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 51
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 49
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 49
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 49
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 41
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 41
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 37
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 claims description 36
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 claims description 34
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 21
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 19
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 14
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 claims description 14
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 claims description 13
- 239000005556 hormone Substances 0.000 claims description 13
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 13
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 13
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 13
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 claims description 12
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 10
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 241000235058 Komagataella pastoris Species 0.000 claims description 9
- 238000002659 cell therapy Methods 0.000 claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 9
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 claims description 9
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 claims description 8
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 claims description 8
- 210000004413 cardiac myocyte Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000004408 hybridoma Anatomy 0.000 claims description 8
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 claims description 7
- 239000012092 media component Substances 0.000 claims description 7
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 claims description 6
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 6
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 5
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims description 5
- 241001138401 Kluyveromyces lactis Species 0.000 claims description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 claims description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 claims description 5
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 5
- 239000013603 viral vector Substances 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 210000003527 eukaryotic cell Anatomy 0.000 claims description 4
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 3
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 57
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 50
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 46
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 42
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 37
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 36
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 35
- 239000000047 product Substances 0.000 description 35
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 30
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 30
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 description 28
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 27
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 27
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 27
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 description 24
- -1 mining Substances 0.000 description 23
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 21
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 21
- 239000000306 component Substances 0.000 description 20
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 17
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 15
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 15
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 14
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 14
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 13
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 12
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 11
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 10
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 10
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 10
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 9
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 8
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 7
- 239000012930 cell culture fluid Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 7
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 6
- 239000012533 medium component Substances 0.000 description 6
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 102000003951 Erythropoietin Human genes 0.000 description 5
- 108090000394 Erythropoietin Proteins 0.000 description 5
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 5
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 5
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 5
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 5
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 5
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 5
- 229940105423 erythropoietin Drugs 0.000 description 5
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 5
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 5
- 210000001778 pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 5
- OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N potassium;[2-butyl-5-chloro-3-[[4-[2-(1,2,4-triaza-3-azanidacyclopenta-1,4-dien-5-yl)phenyl]phenyl]methyl]imidazol-4-yl]methanol Chemical compound [K+].CCCCC1=NC(Cl)=C(CO)N1CC1=CC=C(C=2C(=CC=CC=2)C2=N[N-]N=N2)C=C1 OXCMYAYHXIHQOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 5
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 5
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 5
- 102000007644 Colony-Stimulating Factors Human genes 0.000 description 4
- 108010071942 Colony-Stimulating Factors Proteins 0.000 description 4
- 101000865553 Pentadiplandra brazzeana Defensin-like protein Proteins 0.000 description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 4
- 210000004978 chinese hamster ovary cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000011118 depth filtration Methods 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 210000003593 megakaryocyte Anatomy 0.000 description 4
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 4
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 3
- 108010057186 Insulin Glargine Proteins 0.000 description 3
- COCFEDIXXNGUNL-RFKWWTKHSA-N Insulin glargine Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H]1CSSC[C@H]2C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CSSC[C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3NC=NC=3)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC1=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O)C(=O)NCC(O)=O)=O)CSSC[C@@H](C(N2)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CN)[C@@H](C)CC)[C@@H](C)CC)[C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)C1=CN=CN1 COCFEDIXXNGUNL-RFKWWTKHSA-N 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000011130 autologous cell therapy Methods 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000003501 co-culture Methods 0.000 description 3
- 229940047120 colony stimulating factors Drugs 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 3
- 210000001808 exosome Anatomy 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 229960002869 insulin glargine Drugs 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 3
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 210000002220 organoid Anatomy 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 3
- 241000217377 Amblema plicata Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000004115 adherent culture Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000011129 allogeneic cell therapy Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 2
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012444 downstream purification process Methods 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 210000000267 erythroid cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000000925 erythroid effect Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 2
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 210000004263 induced pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000003924 normoblast Anatomy 0.000 description 2
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 210000000468 rubriblast Anatomy 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 210000002536 stromal cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 2
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 108010019670 Chimeric Antigen Receptors Proteins 0.000 description 1
- 241000223782 Ciliophora Species 0.000 description 1
- 241000699802 Cricetulus griseus Species 0.000 description 1
- 241000702421 Dependoparvovirus Species 0.000 description 1
- 241000713666 Lentivirus Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 1
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 210000002798 bone marrow cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000030833 cell death Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 230000006727 cell loss Effects 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000010437 erythropoiesis Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 230000002414 glycolytic effect Effects 0.000 description 1
- 210000003958 hematopoietic stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 239000004026 insulin derivative Substances 0.000 description 1
- 210000004005 intermediate erythroblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 210000002540 macrophage Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002727 particle therapy Methods 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 238000004161 plant tissue culture Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010925 quality by design Methods 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229940031626 subunit vaccine Drugs 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
- B01D21/265—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a vortex inducer or vortex guide, e.g. coil
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/003—Sedimentation tanks provided with a plurality of compartments separated by a partition wall
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0003—Making of sedimentation devices, structural details thereof, e.g. prefabricated parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0006—Settling tanks provided with means for cleaning and maintenance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/0039—Settling tanks provided with contact surfaces, e.g. baffles, particles
- B01D21/0045—Plurality of essentially parallel plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
- B01D21/2405—Feed mechanisms for settling tanks
- B01D21/2416—Liquid distributors with a plurality of feed points
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
- B01D21/2494—Feed or discharge mechanisms for settling tanks provided with means for the removal of gas, e.g. noxious gas, air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/30—Control equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
- B01J8/007—Separating solid material from the gas/liquid stream by sedimentation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2221/00—Applications of separation devices
- B01D2221/08—Mobile separation devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2221/00—Applications of separation devices
- B01D2221/10—Separation devices for use in medical, pharmaceutical or laboratory applications, e.g. separating amalgam from dental treatment residues
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F2001/007—Processes including a sedimentation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
- C02F2203/006—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage details of construction, e.g. specially adapted seals, modules, connections
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
本願は、「PARTICLE SETTLING DEVICES」と題する2020年3月19日付で出願された米国仮特許出願シリアル番号第62/991,976号に対して35 U.S.C.セクション119(e)に基づく優先権の利益を主張する。また、2019年4月4日付で出願された米国特許出願第16/375,683号(現在、米国特許第10,576,399号であり、これは、2018年4月18日付で出願された米国仮特許出願シリアル番号第62/659,295号に対して35 U.S.C.セクション119(e)に基づく優先権の利益を主張するものである)に関連し、2017年5月4日付で出願された米国特許出願第15/586,902号(現在は、米国特許第10,596,492号であり、2017年1月5日付で出願された米国特許出願第15/324,062号の一部継続出願である)に関連し、PCT出願番号第PCT/US2015/063195号(2015年12月1日の国際出願日を有し、米国が指定されているもの)に関連する。また、本願は、2016年5月6日付で出願された米国仮特許出願第62/332,546号に関連し、2017年2月15日付で出願された米国仮特許出願第62/459,509号にも関連している。米国特許出願第15/324,062号は、PCT出願番号第PCT/US2015/039723号(2015年7月9日の国際出願日を有し、米国が指定されているもの)の35 U.S.C.371に基づく国内段階の出願である。このPCT出願は、2014年7月9日付で出願した米国仮特許出願番号第62/022,276号の利益、および2014年8月14日付で出願した米国仮特許出願番号第62/037,513号の利益を主張している。PCT出願番号第PCT/US2015/063195号は、2014年12月1日付で出願された米国仮特許出願番号第62/086,122号の利益を主張している。これらの出願は、全て、その全体が参照により本明細書中に組み込まれている(又は援用されている)。
本開示は、細胞または粒子のセトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)を提供する。当該セトリングデバイスでは、多層化された傾斜表面へのセトリング(又は沈降)が強化されている。本開示のデバイスは、多数の分野での用途を有しており、例えば、以下の(i)~(vi)が挙げられる。
(i)ポリペプチド、ホルモン、タンパク質または糖タンパク質、ワクチンまたはワクチン様の粒子、または他の小さな化学製品(例えば、エタノール、イソブタノール、イソプレノイド、フレーバーおよびフレグランスの化合物)などを分泌する細胞密度の高い生物学的な細胞培養物(哺乳動物、微生物、植物または藻類の細胞培養物);
(ii)多孔性または非多孔性の固体の触媒粒子(固体粒子をとりまく液相または気相での化学反応を触媒するもの)を分離およびリサイクルすること;
(iii)物理的な変換(又は変態又はトランスフォーメーション)(例えば、結晶化(又はクリスタリゼーション)、凝結(又はフロキュレーション)、凝集(又はアグロメレーション)、沈殿(又はプレシピテーション))などにおいて、新たに形成される固体を周囲の液相から分離および回収すること;
(iv)アフィニティ・リガンド(例えば、マイクロスフィア・ビーズに固定化(又はイモビライゼーション)されたプロテインA)に分泌タンパク質(例えば、モノクローナル抗体)などを捕捉および精製すること;
(v)様々な哺乳動物の細胞(例えば、ヒト間葉系幹細胞、分化したヒトの細胞(例えば、心筋細胞または赤血球細胞)、修飾されたヒトの細胞(例えば、キメラ抗原受容体がトランスフェクトされたT細胞またはCAR-T細胞(自家または同種の細胞治療用途のための細胞))などのインビトロ(in vitro)での増殖(又は成長);および
(vi)複雑な生物学的なコンソーシアムまたは活性スラッジ(又は下水浄化泥)または他の固体粒子を沈降(又はセトリング)および除去することによって、大規模な都市または商業的な廃水処理プラントにおける処理水を清澄化すること。
セトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)の上記のすべての適用分野のなかでも、より即応性のある適用可能な十分に確立された分野は、組み換え微生物または哺乳動物の細胞の懸濁培養物から分泌される生物学的なタンパク質、ポリペプチドまたはホルモンの産生である。組み換え哺乳動物細胞や微生物細胞で生物学的なタンパク質を産生する最も一般的な方法は、フェッドバッチ培養に依存している。フェッドバッチ培養では、細胞が高い細胞密度まで成長(又は増殖)し、次いで、典型的には、誘導培地(又はインダクション・メディア)または誘導剤(又はインデューサ)に暴露され、タンパク質の産生を誘発している。所望のタンパク質が細胞から分泌されるのであれば、フェッドバッチ培養から連続パーフュージョン培養(又は連続灌流培養)に切り替えた方がより有益である。連続パーフュージョン培養は、かなり長い培養期間にわたって、高い細胞密度および高い生産性を維持することができる。連続パーフュージョン培養の間には、生産的な生きた細胞は、維持されるか、あるいはバイオリアクタにリサイクルされて戻される。その間、分泌されたタンパク質は、バイオリアクタから連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)され、下流の精製プロセスに送られる。
(1)分泌されるタンパク質の産物は、バイオリアクタから連続的に除去される。かかる産物は、死んだ細胞から培養培地(又は培養媒体)中に放出されるタンパク質分解酵素および/または解糖酵素による潜在的な分解を受けることがない。
(2)生産的な生きた細胞は、維持されるか、あるいはリサイクルされて戻されて、連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、高い細胞密度を達成する。生産的な生きた細胞は、連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、はるかに長い培養期間にわたって、制御されたバイオリアクタ環境において、価値あるタンパク質を産生し続ける。これは、それぞれのフェッドバッチ培養の終了時に殺してバイオリアクタから取り出すのとは異なるものである。
(3)パーフュージョン・バイオリアクタの環境は、定常状態にかなり近い状態を維持することができる(それにより、設計上、より一貫した製品の品質を維持する)。このとき、新鮮な栄養培地(又は培養媒体)を連続的にに添加して、回収したタンパク質産生物とともに老廃物を除去する。これは、フェッドバッチ培養における栄養分および老廃物の濃度が動的に変化するのとは異なるものである。
(4)セル・リテンション・デバイス(又は細胞保持装置)のサブセットを使用することによって、より小さい死細胞または瀕死の細胞を、パーフュージョン・バイオリアクタから選択的に除去することができる。その後、これらの細胞は、溶解し、その細胞内酵素を放出する。それによって、高い生存率(又はバイアビリティ・フラクション(viability fraction))の細胞を維持し、高品質の分泌タンパク質産生物を、回収された状態で維持する。
例えば、インターナル・スピン・フィルタ・デバイス(Himmelfarbら、Science 164:555-557、1969)、エクスターナル・フィルトレーション・モジュール(Brennanら、Biotechnol.Techniques、1(3).169-174, 1987)、ホロー・ファイバー・モジュール(Knazekら、Science, 178: 65-67, 1972)、サイクロンでの重力によるセトリング(Kitanoら, Appli. Microbiol. Biotechnol. 24, 282-286, 1986)、傾斜セトラ(Battら, Biotechnology Progress, 6:458-464, 1990)、連続遠心分離(Johnsonら、Biotechnology Progress, 12, 855-864, 1999)、およびアコースティック・フィルタリング(Gorenfloら、Biotechnology Progress, 19, 30-36, 2003)。
サイクロンは、哺乳動物の細胞培養の実験に使用されるデバイスの寸法(又は大きさ又はサイズ)およびハーベスト・フロー・レート(又は回収フローレート)では、十分な細胞分離のための十分な遠心力を発生させることができないことが判明している(Kitanoら、1986)。哺乳動物細胞は、効率的な細胞分離に必要とされるより高いフローレート(又は流速又は流量)(および遠心力)において、深刻なダメージ(又は損傷)を受ける(Elsayedら、Eng. Life Sci., 6: 347-354, 2006)。他のデバイス(又は装置)のほとんどが、回収物(又はハーベスト)から、全ての哺乳動物細胞を適切に保持(又はリテンション)する。その一方で、かかるデバイス(又は装置)は、バイオリアクタにおいて、所望の生細胞から死細胞を分離することができない。その結果、死細胞は、パーフュージョン・バイオリアクタ内に蓄積され続けて、メンブレンフィルタが目詰まりを起こし、連続パーフュージョン・バイオリアクタを停止せざるを得ない(哺乳動物細胞の培養では、典型的には、3~4週間以内)。
本開示は、細胞または粒子のセトリングデバイスを提供する。当該セトリングデバイスでは、ハウジングの内部に配置(又は配列又は整列)される、多層化されて傾斜した表面において、セトリング(又は沈降)が強化されている。ハウジングは、サイクロン・ハウジングであってよい。本開示の粒子分離デバイス(又は粒子セパレーション・デバイス)は、多数の用途で使用することができ、先行技術の分離デバイスと比較して、大きな改善(又は改良)を示すことができる。かかるセトリング・デバイスにおいて、傾斜した表面は、複数の垂直(方向)の円筒形のプレートに取り付けられてよい。セトリング・デバイスは、螺旋円錐表面(又はスパイラル・コニカル・サーフェス)、または、いくつかの傾斜したプレート(角度が付いた円錐表面に近似していて、螺旋(又はスパイラル)のボトム(又は底部又は下部)に接続されている)を含んでよい。多数の層状の傾斜したプレートは、バルク液体からの粒子の沈降効率を向上させる。バルク流体は、円錐形のアセンブリの内部で下方または上方に運動(又は移動)するものである。円錐形のアセンブリにおいて、液体のボリューム(又は容量又は容積又は体積)は、円錐形または螺旋形の沈降表面の周囲部から沈降装置の中央部に向けて進んで運動(又は移動)するものである。
(1)2以上のコーンがスタックした第1スタック(それぞれのコーンが中央の開口部を有している)、および
(2)2以上のコーンがスタックした任意の第2スタック(それぞれのコーンが中央の開口部を有していて、そのボトム(又は底部又は下部)またはボトム(又は底部又は下部)付近で結合(又はジョイント)されており、円錐表面が、ハウジングのボトム(又は底部又は下部)にある中央の開口部に向けてテーパリングして下がっている(又はテーパ状になっている又は先細りしている)。
当該セトリングデバイスは、以下の(1)下方円錐部分と、(2)円筒部分と、(3)複数のコーンと、(4)上方部分と、(5)外側導管とを含んで成る。
(1)下方円錐部分は、ポートを有する。
(2)円筒部分は、(i)下方の端部と、(ii)上方の端部と、(iii)内壁部とを有し、下方の端部は、下方円錐部分に接し、なおかつ下方円錐部分から上方に延在している。
(3)複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられている。複数のコーンの各コーンは、(i)第1開口部を有する本体と、(ii)第2開口部と、(iii)外縁部(又は外側のエッジ)とを含んで成る。第1開口部は、下方円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。第2開口部は、第1開口部よりも大きい。外縁部は、第2開口部の近くにあり、円筒部分の内壁部から離間している(又は間隔をあけて配置されている)。
(4)上方部分は、円筒部分の上方の端部に接続されている。
(5)外側導管は、上方部分から延在し、なおかつ、円筒部分の内壁部と、コーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在している。
一実施形態において、複数のコーンは、当該セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされている。
下方突部は、下方表面から延在して、本体の下方表面と、下方円錐部分の内表面との間にチャネルを規定する。
上方突部は、上方表面から延在して、本体の上方表面と、複数のコーンの最も下方のコーンとの間に空間(又はスペース)を規定する。
複数のホールは、本体を通して延在し、本体の大きな端部の近くにある。
(1)セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入すること(又は工程又はステップ)を含み、セトリングデバイスが、(i)下方円錐部分と、(ii)円筒部分と、(iii)複数のコーンと、(iv)上方部分と、(v)第1導管と、(vi)外側導管と、(vii)センサとを含んで成り、
下方円錐部分は、ポートを有し、
円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、下方の端部は、下方円錐部分に接し、なおかつ下方円錐部分から上方に延在しており、
複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部(又は外側のエッジ)とを含んで成り、
第1開口部は、下方円錐部分に向けて配置(又は配向)されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
外縁部(又は外側のエッジ)は、第2開口部の近くにあり、円筒部分の内壁部から離間しており(又は間隔をあけて配置されており)、
上方部分は、円筒部分の上方の端部に接続されており、
第1導管は、上方部分から延在し、オリフィス(又は穴)を含んで成り、オリフィスは、複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムに位置付けられており(又は配置されており)、
外側導管は、上方部分から延在し、なおかつ、円筒部分の内壁部と、コーンの外縁部(又は外側のエッジ)との間の環状の空間(又はスペース)において、下方に延在しており、
センサは、外側導管に関連付けられている(又は結合されている)。
当該方法は、さらに、
(2)外側導管に関連付けられたセンサ(又は結合されたセンサ)を用いて、環状の空間(又はスペース)において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO2、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定すること(又は工程又はステップ)と、
(3)第1導管のオリフィス(又は穴)を通して、清澄化した液体を回収すること(又は工程又はステップ)と、
(4)下方円錐部分のポートから、濃縮された液体懸濁液を回収すること(又は工程又はステップ)と
を含む。
(i)セトリングデバイスへの気体(又はガス)のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)すること(又は工程又はステップ)、および
(ii)セトリングデバイスへの様々な液体メディア成分(又は異なる液体メディア成分又は液体培地成分又は液体媒体成分又はリキッド・メディア・コンポーネント)のフロー・レートを操作(又はマニピュレーション)すること(又は工程又はステップ)。
必要に応じて、気体(又はガス)は、空気(又はエア)、O2、CO2およびN2の少なくとも1つである。気体(又はガス)は、第1ディストリビュータ・エレメントを通して導入されてよい。一実施形態において、液体メディア成分は、第2ディストリビュータ・エレメントを通してポンピングで入れる。
(i)第1リングは、複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、最も下方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
(ii)第1チューブは、第1リングから、環状の空間(又はスペース)に、上方部分まで、上方に延在している。
(i)第2リングは、最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられている(又は配置されている)。
(ii)第2チューブは、第2リングから、環状の空間に、上方部分まで上方に延在している。
(1)第1円錐部分、
(2)第2円錐部分、
(3)第1円錐部分と第2円錐部分との間に配置される円筒部分、
(4)液体をハウジングに導入するための少なくとも1つのインレット(または入口)、
(5)第1アウトレット・ポート(又は第1出口)、
(6)第2アウトレット・ポート(又は第2出口)、および
(7)ハウジングの内部に配置されるコーンの第1スタック。
一実施形態において、第1アウトレット・ポート(又は第1出口)は、第1円錐部分に関連付けられている(又は結合されている)。第2アウトレット・ポート(又は第2出口)は、第2円錐部分に関連付けられている(又は結合されている)。必要に応じて、ハウジングに導入される液体は、粒子を含む液体懸濁液であってよい。粒子は、複数のサイズ(又は寸法又は大きさ)を有するものであってよい。
上方部分は、セントラル・ポート(又は中央ポート)と、少なくとも1つのペリフェラル・ポート(又は周囲ポート)とを有する。
下方部分は、ミドル・ポート(又は真ん中のポート又は中間ポート)と、少なくとも1つのアウター・ポート(又は外側ポート)とを有する。
コーンのスタックは、セトリングデバイス内に配置され、コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、上方部分および下方部分の一方に向けて配置(又は配向)されており、コーンのスタックは、セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされている。
アライメント・エレメントは、長手軸に対して、ほぼ平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されており、コーンのアパチャ(又は開口)を通して延在している。
ディストリビュータ・エレメントは、コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている(又は配置されている)。
(i)下方の表面(又は下面)、
(ii)下方の表面から延在する下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)、
(iii)上方の表面(又は上面)、
(iv)上方の表面から延在する上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)、
(v)複数のホール(又は孔)(本体の大きな端部の近くにある)。
(1)上方ハウジングは、第1円錐部分と、第1円筒部分と、少なくとも1つのポートとを含んで成る。
(2)下方ハウジングは、上方ハウジングに相互接続可能であり、第2円錐部分と、第2円筒部分と、少なくとも1つのポートとを含んで成る。
(3)コーンのスタックは、セトリングデバイスの内部に配置され、コーンのスタックに含まれる各コーンは、小さな開口部と、大きな開口部とを含んで成る。小さな開口部は、第1円錐部分に向けて配置(又は配向)されていて、大きな開口部は、第2円錐部分に向けて配置(又は配向)されている。コーンの第1スタックは、概して、セトリングデバイスの長手軸を中心としてセンタリングされている。
必要に応じて、上方ハウジングは、第1フランジをさらに含んで成る。第1フランジは、下方ハウジングの第2フランジと係合するように構成されている。上方ハウジングは、下方ハウジングに恒久的に結合(又はジョイント)されてよい。
(1)セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入すること(又は工程又はステップ)を含み、前記デバイスは、(a)上方部分と、(b)円筒部分と、(c)下方部分と、(d)コーンのスタックと、(e)アライメント・エレメント(又はアライメント要素)と、(f)ディストリビュータ・エレメント(又はディストリビュータ要素)とを含んで成り、
上方部分は、セントラル・ポート(又は中央ポート)と、少なくとも1つのペリフェラル・ポート(又は周囲ポート)とを有し、
下方部分は、ミドル・ポート(又は真ん中のポート又は中間ポート)と、少なくとも1つのアウター・ポート(又は外側ポート)とを有し、
コーンのスタックは、セトリングデバイス内に配置され、コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャ(又は開口)とを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、アパチャ(又は開口)は、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、上方部分および下方部分の一方に向けて配置(又は配向)されており、コーンのスタックは、セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
アライメント・エレメントは、長手軸に対して、ほぼ平行(又はパラレル)に配向(又は配置)されており、コーンのアパチャ(又は開口)を通して延在しており、
ディストリビュータ・エレメントは、コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている(又は配置されている)。
当該方法は、さらに、
(2)上方部分のセントラル・ポートから、清澄化された液体を回収すること(又は工程又はステップ)と、
(3)下方部分のミドル・ポートから、濃縮された液体懸濁液を回収すること(又は工程又はステップ)と
を含む。
(a)ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞、および
(b)マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、および表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上
(i)下方の表面(又は下面)は、下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)を有する。下方突部(又は下方の凸部又はプロトルージョン)は、セトリングデバイスの下方部分の内表面と接触している。
(ii)上方の表面(又は上面)は、上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)を有する。上方突部(又は上方の凸部又はプロトルージョン)は、コーンのスタックの最も下方のコーンと接触している。
(i)セトラ・デバイスの内部で細胞へのせん断応力を低減し、細胞の損傷(又はダメージ)および死亡を減少させる。
(ii)以前に発生した死細胞(又はデッド・セル)および/または細胞破片(又はセル・デブリ)を選択的に除去する。
(iii)より大きなマイクロキャリア・ビーズまたは細胞の凝集体(又はアグリゲート)(例えば、オルガノイド)または細胞より小さい産物(例えば、細胞外小胞またはエクソソーム)から単一の生細胞を分離する。
細胞へのせん断応力および損傷(又はダメージ)を低減することによって、本開示のセトラ・デバイスは、他のセトラ・デバイスと比較して、生存細胞治療産物(又はバイアブル・セル・セラピー・プロダクト)をより高い割合(%)で提供する。このような産物は、より高い治療価値を有するものであり、様々な癌および他の疾患の治療に役立つ。
本開示で使用する通り、「少なくとも1つ(at least one)」、「1以上(one or more)」および「および/または(and/or)」との語句は、オープン・エンドの表現であり、実施において、接続的および分離的な両方の意味を有する表現である。例えば、「A、BおよびCの少なくとも1つ(at least one of A, B and C)」、「A、BまたはCの少なくとも1つ(at least one of A, B, or C)」、「A、BおよびCの1以上(one or more of A, B, and C)」、「A、BまたはCの1以上(one or more of A, B, or C)」および「A、Bおよび/またはC(A, B, and/or C)」との表現は、それぞれ、A単独、B単独、C単独、AとBとともに、AとCとともに、BとCとともに、あるいはAとBとCとともにを意味する。
従って、他に記載しない限り、明細書および特許請求の範囲で使用される全ての数は、量、寸法(又は次元又はディメンション)、条件(又は状態又はコンディション)、比(又はレシオ)、範囲(又はレンジ)などを表し、満足な結果を達成するために、約5%だけ増加しても、減少してもよい。
さらに、本開示で使用される通り、用語「約(about)」または「約(又はほぼ)(approximately)」の意味が、他の点で、当業者に明らかでない場合、用語「約(about)」または「約(又はほぼ)(approximately)」は、記載された値のプラスまたはマイナス(±)5%の範囲を意味するものとして解釈されるべきである。
図16~図18には図示されていないが、スペーサは、本開示に記載され、図5A、図5Bおよび図7に示されているスペーサ315と同じであるか、あるいはそれと同様であってよい。本開示に記載するセトリングデバイス500、600および800の全ての実施形態は、同様のスペーサを含んでよい。
本開示のセトリングデバイス(又はセトリング装置又は沈降デバイス又は沈降装置)を使用する例示的な方法を以下に説明する。粒子含有液体(例えば、細胞培養液や、固体触媒粒子を含む廃水または反応流体などが挙げられる)を本開示のセトラ・デバイスにポートを介して導入する。導入する液体の約50%~99%(典型的には、約90%)をセトラ・デバイスのボトム(又は底部又は下部)にあるポートを通して除去する。その一方で、残りの液体の1%~50%(典型的には、約10%)をデバイスのトップ(又は頂部又は上部)にあるポートを通して除去する。ポンプ(例えば、ぜん動ポンプ)を使用してよい。そうすることで、トップ(又は頂部又は上部)のポートから液体を吸い出してよい。その一方で、ボトム(又は底部又は下部)から出る濃縮された液体は、ポンプを必要とすることなく、重力によってサイクロン・ハウジングのボトム・アウトレット(又はボトム出口又は底部出口又は下部出口)から放出できるようにしてよい。あるいは、沈降(又はセトリング)した細胞または粒子を含む液体は、流入する液体のフロー・レート(又は流量又は流速)の約50%~99%で円錐セトラのボトム・ポート(又は底部ポート又は下部ポート)からポンピングして出してよい。そして、残りの清澄化された液体(1%~50%)が、トップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)を介して、放出されてよい。必要に応じて、ポートを出る流体は、ポンピングされ、ハーベスト・ライン(又は回収ライン)に送り出されてよい。
実施例1
タンパク質産生物を分泌する酵母または他の微生物の細胞
微生物の組み換え細胞(例えば、酵母または真菌(ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)など)または細菌(又はバクテリア)の細胞(エシェリキア・コリ(Escherichia coli)、バチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)など)の細胞)(これらは、異種タンパク質(例えば、インスリンまたはブラゼイン)を分泌するように操作されたものまたは天然分泌酵素(例えば、A.ニガー(A. niger)、B.スブチリス(B. subtilis)など))が、本開示のコンパクト・セトラ・デバイスに取り付けられたバイオリアクタで増殖(又は成長)させることができ、それによって、生きた生産性の高い細胞をバイオリアクタに戻してリサイクルすることができる。それによって、高い細胞密度および高い生産性を達成する。高い細胞密度のバイオリアクタにおいて、生きた生産性の高い細胞に新鮮な栄養培地(又は栄養媒体又はニュートリエント・メディア)を連続的に供給する。そして、分泌されたタンパク質または酵素をトップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)(またはトップ・サイド・アウトレット(又は上側出口)353A、354A、553A、554A)から、清澄化されたアウトレットで連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)する。その一方で、濃縮された生きた生産性の高い細胞をバイオリアクタに戻してリサイクルする。死細胞および生きた細胞の小さな画分(又はスモール・フラクション)を、ハーベスト・アウトレット(又は回収アウトレット又はハーベスト出口又は回収出口)を介して、バイオリアクタから連続的に除去する。細胞の増殖(又は成長)およびタンパク質の産生を無期限で維持することができる。このとき、バイオリアクタの操作(又は作動又は運転)を停止する実際の必要はない。酵母ピキア(Pichia)細胞を用いた操作(又は作動又は運転又はオペレーション)では、本開示のコニカル・セトラ・デバイスを用いており、1ヶ月間以上にわたって、パーフュージョン・バイオリアクタを操作(又は作動又は運転)した。微生物の細胞は、懸濁培養液中で成長(又は増殖)する。そして、細胞保持装置(又はセル・リテンション・デバイス)は、任意の所望の寸法(又は大きさ又はサイズ)までスケールアップできるので、本開示のセトラは、懸濁バイオリアクタに取り付けることができる(ラボスケール(<1リットル)から工業スケール(>50,000リットル)で変化する寸法(又は大きさ又はサイズ)、またはその間の任意の寸法(又は大きさ又はサイズ))。それによって、高い細胞密度のパーフュージョン培養(又は灌流培養)を達成することができる。
ビールからの酵母細胞の除去
大規模(又はラージ・スケール)での醸造の操作(又は作動又は運転)では、酵母細胞が、濾過デバイス(定期的に目詰まりする)または遠心分離デバイス(高価な高速の機械的なデバイスである)によって、生成物であるビールから除去されている。以前は、ハイドロサイクロンがこの用途のためにテストされたが失敗している(Yuanら、1996; Cilliers and Harrison, 1997)。かかるデバイスは、本開示のセトラ・デバイスによって容易に置き換えることができ、それによって、トップ(又は頂部又は上部)のアウトレット(又は出口)からビールを清澄化し、濃縮された酵母細胞の懸濁液をボトム(又は底部又は下部)のアウトレット(又は出口)から除去する。本開示のコニカル・セトラ・ゾーンにおける滞留時間の増加および沈降(又はセディメンテーション)の強化に起因して、本発明者は、細胞培養液から、酵母細胞の分離に成功し、その最初の操作(又は作動又は運転)において、セトラ・デバイスに入る細胞のわずかに約5%だけを含む培養上清を回収(又は収穫又はハーベスト)した。このデバイス(又は装置)は、スケールアップまたはスケールダウンすることができ、それによって、その細胞分離の効率を増加または減少させることができるので、所望により、ハーベスト・ポート(又は回収ポート)から完全に無細胞(又はセル・フリー)のビールを得ることが促進され得る。したがって、本開示のデバイス(又は装置)は、ビールの醸造、ならびに、ビールの清澄化、および連続醸造の配置(又は配列又は整列又はアレンジメント)において、特に有用であってよい。
哺乳動物細胞の培養ブロスからの細胞の清澄化または除去
上記の実施例2と同様に、フェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタ培養の最後に細胞培養ブロスから哺乳動物細胞を清澄化することは、分泌産生物(例えば、抗体または治療用の糖タンパク質)の回収(又は収穫又はハーベスト)に必要な第1の工程(又はステップ)であり、それによって、その後、他の一連の下流の処理操作が続く。現在、細胞培養ブロスから哺乳動物細胞および細胞破片を除去するための共通ユニット操作として、遠心分離および深層ろ過が使用されている。しかし、連続した遠心分離プロセスから蓄積された細胞を定期的に除去することは、清澄化された細胞培養液の上清への細胞のクラウドバーストを繰り返す結果となる。本開示のセトラ・デバイスは、清澄化された上清(無細胞(又はセル・フリー)の上清、または細胞が著しく減少した上清)を連続して生成する。このとき、哺乳動物細胞は、デバイスの内部で容易に沈降する(又はセトリングする)。かかるコンパクト・セトラ・デバイスによって、細胞培養ブロスから細胞をより一貫して除去し、潜在的な遠心分離の必要性を置き換え、第2の深層ろ過の操作において、必要な膜面積の量を減少させて、残存する細胞および全ての細胞破片を完全に除去することを提供する。この清澄化は、バッチ操作であっても、以下にて説明するようなパーフュージョン・バイオリアクタでの連続操作においても可能である。
哺乳動物細胞のパーフュージョン培養
傾斜セトラにおけるマウスのハイブリドーマ細胞および組み換え哺乳動物細胞の強化(又は促進)された沈降(又はセディメンテーション)は、既に成功したものとして実証されている(Battら、1990 及び Searlesら、1994)、ラメラ・セトラでスケールアップされている(Thompson および Wilson、米国特許第5,817,505号)。ラメラ・セトラは、独立して、3次元的にスケールアップされている。その一方で、本開示のコニカル・セトラ・デバイス(又は円錐セトラ・デバイス)は、上記で説明したように、単にその半径を大きくすることによって、同時に3次元的にスケールアップすることができる。したがって、本開示のセトラは、よりコンパクトであり、より小さなフットプリントで沈降(又はセトリング)させるためには、かなりより多くの傾斜した表面を含み、糖タンパク質(例えば、モノクローナル抗体)、および他の治療用のタンパク質を分泌する哺乳動物の細胞培養において、実証されている用途とともに、より容易にスケールの調節が可能なセル・リテンション・デバイス(又は細胞保持装置)である。分泌されたタンパク質を含むトップ・ポート(又は頂部ポート又は上部ポート)からの清澄化されたハーベスト(又は回収物又は収穫物)・アウトプットは、セル・リテンション・デバイスから連続的に回収(又は収穫又はハーベスト)される。その一方で、ボトム・アウトレット(又は底部出口又は下部出口)からの濃縮細胞は、バイオリアクタに戻してリサイクルされ、高い細胞密度のパーフュージョン・バイオリアクタをもたらす。それによって、無期限(すなわち、数ヶ月間にわたる連続したパーフュージョンの操作(又は作動))で運転することができる。単一(又はシングル)の1000リットルの大きな細胞密度のパーフュージョン・バイオリアクタから連続的に得られる高い力価(又はタイター)の回収物(又は収穫物又はハーベスト)は、大型(>20,000リットル)のフェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタで得られる年間ベースの累積生産量を上回ることができる。
このようなサイズ測定は、セトラ・トップの流出物が、パーフュージョン・バイオリアクタ(218)から、より小さな死細胞および細胞破片を選択的に除去し、その一方で、より大きな生細胞が、パーフュージョン・バイオリアクタ(218)に連続的に戻されることを強く実証するものである。より小さな死細胞および細胞破片のこのような選択的な除去は、傾斜プレート・セトラで実証されている(Battら、1990 および Searlesら、1994)。また、本開示のコンパクト・セル・セトラは、よりコンパクトで、より容易にスケールの調節が可能な設計で、それらの連続した結果を再現している。哺乳動物細胞用に今日利用可能な他のセル・リテンション・デバイスのいずれもが、より小さな死細胞および細胞破片のみを除去するような選択性は示さない。
ワクチン、ウイルスまたはウイルス様の粒子あるいは遺伝子治療ベクター製品
ワクチン(例えば、ウイルスまたはウイルス様の粒子(virus-like particle)(VLP))、遺伝子治療ベクター(例えば、アデノ随伴ウイルス(adeno-associated viruses)(AAV)、レンチウイルス)などの製造は、通常、バッチまたはフェッドバッチ(fed-batch)のバイオリアクタ培養において、生きた哺乳動物または昆虫の細胞の感染および溶解によって行われる。ウイルスまたはウイルス様の粒子が細胞内で大量に産生された後、溶解プロセスにおいて、感染した細胞からウイルスまたはウイルス様の粒子が放出される。これらの粒子は、哺乳動物および昆虫の生細胞の大きさ(又はサイズ)(約5~20ミクロン(μm))と比較して、サイズが大きく異なる(サブミクロンまたはナノメートルのスケール)。バッチまたはフェッドバッチのバイオリアクタ培養物からウイルスまたはウイルス様の粒子を分離することは非常に簡単である。主にウイルスまたはVLPを含む清澄化された細胞培養ブロス(細胞破片(又はセル・デブリ)を伴う)の連続回収(又は連続ハーベスト)またはアウトレット・レート(又は出口速度)を制御することによって、増殖(又は成長)する生細胞と共に、より少数の感染粒子をバイオリアクタ内で保持することも可能である。そうすることによって、ウイルスおよびVLPの連続回収(又は連続ハーベスト)のために本開示のセトラ・デバイスに取り付けられた連続パーフュージョン・バイオリアクタにおいて、ワクチンを連続的に感染および製造することができる。
固体触媒粒子の分離およびリサイクル
固体触媒粒子のリアクタへのリサイクルおよび液相化学反応(例えば、フィッシャー・トロプシュ合成)をさらに触媒するための再使用(又はリユース)における分離は、ラメラ・セトラを用いることで以前に実証されている(米国特許第6,720,358号、2001年)。多くのこのような二相化学反応は、液相または気相の反応において固体触媒粒子を含むものであり、本開示の粒子セトリングデバイスによって強化(又は促進)することができる。これは、よりコンパクトな粒子セパレーション・デバイス(又は粒子分離装置)を提示するものである。それによって、ラメラ・セトラで実証されたのと同じ固体のセパレーション(又は分離)およびリサイクル(又は再利用又は循環)を達成する。
植物および藻類の細胞の回収(又は収穫又はハーベスト)
価値ある産物を分泌する組み換え植物細胞の培養は、まだ、商業的には実現可能ではない。しかし、これは、本開示のセトリングデバイスの潜在的な用途のさらに別の分野である。傾斜セトラは、いくつかの植物細胞培養の用途で使用されている。このようなデバイスは、本開示のよりコンパクトなコニカル・スパイラル・セトラ・デバイス(又は円錐螺旋セトラ装置又は円錐螺旋沈降デバイス又は円錐螺旋沈降装置)で置き換えることができる。植物細胞のサイズは、酵母または哺乳動物の細胞のサイズよりも大きいことから、単一の植物細胞または植物組織培養を用いると、細胞分離効率は、より高くなる。
都市下水処理
大規模な都市下水処理プラント(汚水または廃水の生物学的および有機的な廃棄物を分解するために活性化されたスラッジまたは複数の細菌種のコンソーシアムを使用するもの)は、共通して、大型の沈殿槽(又はセトリング・タンク)を使用する。これらのプラントのより近代的なバージョンでは、ラメラ・セトラを使用して、スラッジから清澄化された水を取り除いている。本開示のコニカル・スパイラル・セトラ・デバイスは、これらのプラントで必要とされるサイズよりも大きなサイズにスケールアップすることができる。その一方で、これらの処理プラントで現在使用されている大型の沈降槽(又はセトリング・タンク)またはラメラ・セトラと比べて、小さいサイズを維持している。
産業処理水の清澄化
大規模な水処理プラントは、濁水(懸濁した固体を含む)の天然源または産業廃水のいずれかを浄化するものであり、大規模な沈殿槽(又はセトリング・タンク)または傾斜ラメラ・セトラを使用している。かかる大規模なデバイスは、本開示において、本開示のよりコンパクトなコニカル・スパイラル・セトラ・デバイスに置き換えることができる。それによって、産業で再使用するために水を清澄化することや、自治体による真水の供給のために水を清澄化するという同じ目的を達成することができる。
プロテインAをコーティングしたビーズでのモノクローナル抗体の捕捉および精製
モノクローナル抗体を含む細胞培養の上清は、プロテインAをコーティングしたマイクロスフィアまたはビーズ(40~200ミクロン(μm))と接触させることができる。接触は、当該セトラ内において、2つの異なるインレットを介して行われる(例えば、ビーズはトップ・インレットから導入され、細胞培養の上清はボトム・ポートを介して導入される)。そうすることで、それらの接触および捕捉の効率を最大にすることができる。プロテインAビーズによるモノクローナル抗体の捕捉は、非常に迅速であり、競合するアフィニティ・クロマトグラフィー・カラム内での滞留時間は、典型的には、10分以下である。プロテインAをコーティングしたマイクロスフィアビーズは、速やかに沈降する。そして、懸濁状態で維持することができ、ボトム・インレットからのポンピングによって入れて細胞培養の上清と接触させて十分に混合させることができる。減少した細胞培養の上清は、バッチ・ローディング操作によって、本開示のセル・セトラのトップ・アウトレットから連続的に除去することができる。上方に流れる液体に随伴(又はエントレイン)されるビーズは、いずれも、傾斜した表面に沈降(又はセトリング)し、ボトム(又は底部又は下部)の撹拌領域に戻る。添加したビーズの最大結合容量(又はマキシマム・バインディング・キャパシティ)の近くまでローディング(又は充填)した後、ビーズをセトラの量の約3倍~5倍の典型的な洗浄液で洗浄することができる。それによって、死細胞破片(又はデス・セル・デブリ)(これは、上澄み液中に存在する)と共に、未結合の宿主細胞タンパク質をトップ・アウトレットから除去することができる。
(i) 細胞培養の上清を直接的に充填(又はロード又はローディング)して、プロテインAビーズと接触させることができる。このとき、上清に一般に存在する死細胞(又はデッド・セル)または細胞破片(又はセル・デブリ)を除去する必要がない。
(ii) 全ての懸濁したビーズを、流入する上清とより効率的に即時に接触させている(カラムの後半の部分でビーズの固定床にモノクローナル抗体を徐々にまたは遅れて曝露させることはない)。
アフィニティ・カラム・クロマトグラフィーを本開示の実施形態のセトラ・デバイスの内部において懸濁したプロテインAビーズによる抗体のアフィニティ・キャプチャと置き換える場合、現在、死細胞および細胞破片を除去するための遠心分離および/または深層ろ過に必要なユニット操作を排除することで顕著なコストの低減をもたらす。
細胞から分泌される有機産生物をインサイチュ(in situ)で抽出するためのデカンタ/セル・セトラ
いくつかのフレグランスおよびフレーバーの化合物の産生および分泌は、微生物の酵母細胞(例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae))において代謝的に操作されている。かかる化合物のいくつかは、細胞に対して毒性がより強いものもあり、有機の液体に容易に抽出され得ることによって、細胞への毒性を低減するとともに、酵母細胞の生産性を高めることができる。分泌される産物を含む有機の液体と、生産性の高い微生物の細胞を含む水層とのエマルジョン(撹拌式のタンク・バイオリアクタからのエマルジョン)は、本開示のコンパクト・セル・セトラ・デバイスのインレット・ポートにポンピングして入れることができる。セトラの静かなゾーンにおいて、エマルジョンは、上方(又はトップ)に浮いている有機層(トップ・ポートを介して回収(又は収穫又はハーベスト)される有機層)と、生産的な生細胞を含む水層(ボトムに沈降(又はセトリング)してボトム・ポートを介してバイオリアクタにリサイクルされる水槽)とに簡単に分離される。細胞破片は、有機層に分別されて、セトラのトップ(又は頂部又は上部)から容易に除去される。水層中の生産的な生細胞は、バイオリアクタに戻される。それによって、パーフュージョン・バイオリアクタにおける細胞の密度および生産性が向上する。
スタンド・アローンのパーフュージョン・バイオリアクタとして使用されるコンパクト・セル・セトラにおける様々な哺乳動物細胞のインビトロ(in vitro)での増殖
現在、様々な哺乳動物細胞(例えば、幹細胞およびCAR-T細胞)のインビトロ(in vitro)での増殖(又は成長)の分野が急速に拡大しつつある。バイオリアクタとして、無菌の単回使用の使い捨て(又はディスポーザブル)の培養バッグが、混合のためのロッキング・プラットフォーム上や、pH制御用のCO2インキュベータの内部に設置されている。このようなバッグ・バイオリアクタは、連続パーフュージョン・モードで操作(又は作動又は運転)させることが増えている。そうすることで、蓄積した廃棄物である代謝の副産物(例えば、アンモニアおよびラクテート)を除去している。このとき、バッグのセル・リテンション・デバイスとして、精密ろ過膜を使用することで、増殖中の高い細胞生存率を維持している。しかし、長時間のパーフュージョン操作の間において、これらのバッグに死細胞および細胞破片が蓄積し、バッグの精密ろ過膜を通して除去することができなくなる。本開示のセル・セトラ・デバイスは、スタンド・アローンのエア・リフト・バイオリアクタとして効果的に操作することができ、連続パーフュージョンで操作(又は作動又は運転)させることができる。それによって、新鮮な栄養を取り込み、代謝廃棄物を除去し、さらに、死細胞および細胞破片を選択的に除去することができる。ボトム・ポートは、複数のガス(CO2、O2およびN2)の混合を制御するためのインレット(又は入口)として使用することができる。それによって、バイオリアクタにおいて、所望のpHおよびDO(溶存酸素)を維持することができる。中央部分を通過する上昇気流は、細胞培養液の一部を随伴または巻き上げ、バイオリアクタ内の栄養を穏やかに混合し、トップ・アウトレットから出る。その一方で、液体は、セトラの円筒部分において自由であり、コニカル・セトラを循環(又はリサイクル)している。戻ってくる細胞培養液は、サンプリングさてよい(pH、DO(溶存酸素)の連続測定のためのサンプリング、インレット・ガス・ミクスチャを制御するコンピュータへの入力(又はインプット)のためのサンプリング、必要に応じて、細胞の密度や生存率のための臨時のサンプリング)。所望の細胞増殖の後、セル・コレクション・バックにガス・フローをスイッチングすることによって、ボトム・ポートを介して、濃縮された生細胞を回収する。当該セル・セトラ/バイオリアクタの大きな利点は、毒性の代謝廃棄物の副産物とともに、死細胞および細胞破片の容易な除去を提供することである。それによって、自己細胞治療のためのインビトロ(in vitro)での増殖の後に生細胞の高い細胞密度をもたらす。
沈殿して濃縮された治療用のタンパク質の連続分離
いくつかの治療用のタンパク質(例えば、インスリン・アナログ・グラルギンおよびモノクローナル抗体)は、単純な塩(例えば、グラルギンでは、塩化亜鉛、または抗体では、硫酸アンモニウム)の添加、pH調整、その他の溶媒(例えば、グラルギンでは、m-クレゾールまたは他のフェノール類、抗体では、エタノール)の添加で沈殿させることができる。このような沈殿は、かかる治療用のタンパク質の下流での精製プロセスにおいて、クロマトグラフィーに代わる低コストの方法である。現在、これらの沈殿工程は、バッチモードで行われている。その後、遠心分離またはデカンテーションによって沈殿物から上清を除去している。
マイクロキャリア・ビーズでの間葉系間質細胞/幹細胞(MSC)のエクソビボ(ex vivo)での増殖および増殖した幹細胞の精製
MSCは、適切な増殖培地の存在下でエクソビボ(ex vivo)での増殖が可能であり、共通して、組織培養フラスコ、ペトリ皿、ローラーボトル、セルキューブ、マイクロキャリア・ビーズなどの表面に付着させて成長(又は増殖)させる。マイクロキャリア・ビーズ(100ミクロン(μm)から500ミクロン(μm)の範囲のサイズ)での付着成長(又は付着増殖)は、非常に容易にスケールを調節することができる。なぜなら、マイクロキャリア・ビーズは、撹拌または振とうしたバイオリアクタにおいて懸濁され、pH、温度、溶存酸素濃度、栄養濃度などの最適成長条件を制御するからである。しかし、増殖した幹細胞をマイクロキャリアから分離することは困難である。酵素による剥離、余分な酵素の迅速な洗い流し、幹細胞をマイクロキャリア・ビーズから分離することが必要であるからである。これらの様々な工程(又は異なる工程)(又はステップ)は、現在、労働集約的で汚染を招きやすいバッチ処理工程を使用して試みられている。これらの困難な工程の各々は、本開示のバイオリアクタ/セル・セトラ・デバイスにおいて、より容易に達成することができる。本開示のバイオリアクタ/セル・セトラ・デバイスは、センサ・プローブを含んでよく、センサ・プローブは、サイクロン・ハウジング内に位置付けられている(又は配置されている)。一実施形態において、センサ・プローブは、蛍光プローブを含んで成る。蛍光プローブによって、サイクロン・ハウジングの内部において、pH、溶存酸素(DO)、グルコース濃度、温度およびCO2レベルの1以上を測定する。より具体的には、かかるセトラ・デバイスにおいて、
(i)ボトム・ポートを介して、新鮮な栄養培地(又は栄養媒体又は栄養メディア)に供給することによって、トップ・ポートを介して、過剰な酵素が非常に容易に洗浄または除去される。その一方で、より遅い沈降の剥離した細胞および速い沈降の新たに露出したマイクロキャリア・ビーズがセトラの内部で循環して保持されている。
(ii)裸(又はベア)のマイクロキャリア・ビーズ(100~500ミクロン(μm))は、幹細胞(10~20ミクロン(μm))と比べて、かなり速く沈降し、ボトム・ポートから除去することができる。その間、幹細胞は、懸濁液中で循環している。
(iii)最後に、増殖した幹細胞は、ボトム・ポートを介して、その後の細胞治療の用途に適した所望の濃度で回収(又は収穫又はハーベスト)することができる。
他の分化した細胞(例えば、Tリンパ球または心筋細胞)のインビトロ(in vitro)での増殖または成長をサポートするために必要な成長因子を分泌するマイクロキャリア・ビーズでのストローマ細胞の共培養
多能性の幹細胞から心筋細胞または活性化リンパ球(CAR-T細胞)への成長および分化には、成長バイオリアクタに補充するべき高価な成長因子が必要となる。このコストは、所望の成長因子を成長培地に分泌する操作した(又は人工の)間葉系幹細胞(MSC)と目的の細胞とを共培養することで削減することができる。かかる成長因子分泌細胞は、例えば、CAR-T細胞、心筋細胞などの他の所望の細胞の成長をサポートする。この共培養は、本開示のバイオリアクタ/セル・ソータの組み合わせデバイスの内部で影響を与えることができる。このような細胞の産生または増殖のコストが顕著に削減される。増殖した細胞は、バイオリアクタ/セル・ソータの内部により大きなマイクロキャリア・ビーズを維持しながら、増殖した単細胞または細胞の凝集体(又はアグリゲート)を除去するために必要なフロー・レート(又は流量又は流速)に新鮮な培地を送り込むことによって共培養から容易に除去することができる。
混合細胞集団(例えば、骨髄からのもの)の望ましい特性または望ましくない特性を有するいくつかの異なる亜集団への分画または選別
本開示のいずれかのバイオリアクタ/セル・セトラ・デバイスに混合細胞集団(例えば、骨髄細胞)の初期ボーラスをいくらかロード(又はローディング又は充填)した後、フロー・レート(又は流量又は流速)を段階的に増加させて、ゆっくりと新鮮な栄養培地を供給することができる。そうすることによって、最小の細胞(例えば、血小板、赤血球の細胞など)が最も低いフロー・レート(又は流量又は流速)でトップ(又は頂部又は上部)の流出物ストリームを介して出て行き、続いて、より大きな細胞のタイプ(リンパ球、単核球の細胞など)が、ますますより大きなフロー・レート(又は流量又は流速)で出て行き、次いで、最も大きな細胞のタイプ(例えば、マクロファージ、巨核球など)が、最も大きなフロー・レート(又は流量又は流速)で流出するようになる。栄養の供給およびトップ流出物のフロー・レート(又は流量又は流速)をゆっくりと増加する段階的なフロー・レートで増加させることによって、単一の所望の細胞タイプの比較的に純粋な集団が得られる。これは、バイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスから健全な細胞培養成長培地に放出される。従って、それらは、その後の使用のために、さらに増殖することができるようになっている。
ユニバーサル赤血球細胞のインビトロ(in vitro)での産生
造血幹細胞を赤血球細胞の系統に分化させるために、新しい遺伝子工学的な手法が開発されている。前赤芽球細胞(赤血球生成の初期のコミットされた段階)は、かなり大きく(12~20ミクロン(μm))、通常の赤血球と比べて、最大で3倍の大きさである。多染性正赤芽球(赤血球の系統の後期の段階)は、前赤芽球細胞よりも小さい(12~15ミクロン(μm))。正染性正赤芽球細胞(有核赤血球の前駆細胞)は、さらに小さく(8~12ミクロン(μm))、その後にさらに小さな核が除かれた成熟した赤血球細胞となる(Geiler, C.ら、International Journal of Stem Cells, 9:53-59)。本開示のバイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスのサイズ分画能力(又はサイズ・フラクシオネーション・キャパシティ)に基づいて、より大きな前駆細胞の全てが保持され、最も小さな核が除かれた成熟した赤血球細胞のみがデバイスのトップ(又は頂部又は上部)の流出物から除去される。その一方で、より大きな前駆細胞の全てが、バイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスの内部で連続して増殖している。
大規模な血小板の生産
制御されたバイオリアクタの培養条件において、高い倍数性で巨核球細胞をエクソビボ(ex vivo)で増殖させることと、巨核球細胞のより小さな血小板細胞へのシヤリング(又は剪断)は、基礎的なレベルでますます理解されている(Panuganti, S.ら、Tissue Engineering Part A, 19:998-1014)。この理解がさらに進むと、これらのバイオリアクタ/セル・ソータ・デバイスにおいて、巨核球細胞の成長(又は増殖)と分化とに必要な培養パラメータを取得および制御することができる。その一方で、セトラからトップ・アウトレットを介して、成熟して剪断されたより小さな血小板のみを回収(又は収穫又はハーベスト)する。
あるいは、コーン309Bは、図28Cに概して示されるように、大きな開口部346が上方部分303Aに面するように配向(又は配置)されてよい。
あるいは、ボトム・エンドキャップは、セントラル・ポート653Bと、1以上のペリフェラル・ポート654(円錐形の表面のまわりに分布している)とを有する。それによって、様々な流体(又は異なる流体)(液体および気体)をセトラ・デバイスにポンピングして入れることができる。また、必要に応じて、1以上のポート653B、654Bは、液体または沈降した細胞もしくは粒子のサンプルを取り出すために使用されてよい。ボトムにあるセントラル・ポート653Bは、主として、沈降した細胞、凝集体(又はアグリゲート)またはビーズもしくは粒子を収集するため、そして/または、これらをセトラからポンピングして出すために使用することができる。
(i)チューブ660に固定(又は貼付)された蛍光センサ(又は蛍光色素センサ(fluorescent dye sensor))(例えば、pH、溶存CO2およびDO(溶存酸素)、他のパラメータ(グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアを含む)のための蛍光センサ)への入射光(このとき、チューブは、必要に応じて、所望の位置(又はロケーション)/高さ)まで短くされている)、および
(ii)専用リーダ(光信号をpH、溶存CO2、DO(溶存酸素)、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの値に変換するためのリーダ)に送るためのセンサからの蛍光。
同様に、チューブの1つをサーモウェルに変更(又はコンバート)することができる。サーモウェルは、そのボトム(又は底部又は下部)において伝導性の流体に熱電対を挿入するためのものであって、チューブの端部のすぐ下側において、細胞培養流体の温度を測定することができる。次いで、トップ・キャップエンドでのマーキングは、パラメータの名称を適切に表示することができる。
(i)バイオセーフティ・キャビネットでのデイリー・オープン・オペレータ・マニピュレーションの工程(又はステップ)であって、細胞の増殖(又は成長)を維持するための培地(又は媒体又はメディア)の交換操作のための工程(又はステップ)、および
(ii)使用済みの培地(又は媒体又はメディア)の除去プロセス中における幹細胞および細胞クラスターの再発性損失(又はリカレント・ロス)。
より具体的には、いくつかの実施形態において、本開示のセトラ・デバイスは、バイオセーフティ・キャビネットでのオープン・オペレータ・マニピュレーションを必要とせず、使用済みの培地(又は媒体又はメディア)の除去の間に生存幹細胞または細胞クラスターが損失しないので、これら2つの問題を排除している。
(i)マイクロキャリア・ビーズから単一の幹細胞を穏やかに分離すること、
(ii)パーフュージョン操作で使用済みの培地(又は媒体又はメディア)を連続的に除去しながら細胞クラスターを完全に保持すること、
(iii)せん断による損傷なしに幹細胞を濃縮および回収(又は収穫又はハーベスト)すること、
(iv)セトラ・デバイスの内部にセンサを取り付けることによって、大きな面積を有する傾斜したセトリング表面の内側において、付着幹細胞を成長(又は増殖)させること(センサによって、pH、DO(溶存酸素)、溶存CO2、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよびT(温度)を測定し、空気(又はエア)、O2、CO2、N2および空気(又はエア)が操作(又はマニピュレーション)された混合物をスパージングすることによって、および/または、ディストリビュータ670、870を通して、セトラ・デバイスにポンピングして入れる様々な液体メディア(又は媒体又は培地)成分(又は液体媒体成分又は液体培地成分)(又は異なる液体メディア(又は媒体又は培地)成分(又は液体媒体成分又は液体培地成分))のフロー・レート(又は流速又は流量)を操作(又はマニピュレーション)することによって、これらの培養パラメータを制御(又はコントロール)している。
(i)セトラ・デバイスの内部のすべての培養パラメータを制御するために、セトラ・デバイスをインキュベータ内で維持すること、
(ii)無菌液体処理および細胞の回収(又は収穫又はハーベスト)のためにセトラ・デバイスをバイオセーフティ・キャビネット内で維持すること、
(iii)毎日の培地交換のためにインキュベータとバイオセーフティ・キャビネットとの間でセトラ・デバイスを往復させて輸送すること。
欧州特許第EP0521583B1号、米国特許第1,701,068号、米国特許第2,230,386号、米国特許第2,261,101号、米国特許第2,307,154号、米国特許第2,651,415号、米国特許第5,624,580号、米国特許第5,840,198号、米国特許第5,948,271号、米国特許第6,146,891号、米国特許出願公開第2005/0194316号、米国特許出願公開第2007/0246431号、米国特許出願公開第2009/159523号、米国特許出願公開第2011/097800号、米国特許出願公開第2012/180662号、米国特許出願公開第2014/011270号、米国特許出願公開第2014/0225286号、および米国特許出願公開第2017/0090490号。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、外側導管とを含んで成り、
前記下方円錐部分は、ポートを有し、
前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、
前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記コーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在している、
セトリングデバイス。
(態様2)
前記外側導管が、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されている、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様3)
前記外側導管が、当該セトリングデバイスから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを含んで成り、当該セトリングデバイスの内部において、所定のレベルで流体を取り出すために、前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記オリフィスが位置付けられている、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様4)
当該セトリングデバイスの内部において、コンディションを測定するために、前記外側導管に関連付けられたセンサをさらに含んで成る、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様5)
前記センサは、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO 2 、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するために操作可能である、態様4に記載のセトリングデバイス。
(態様6)
前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記センサが位置付けられている、態様1~5のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様7)
前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は、第1直径を有し、第2端部は、第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されている、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様8)
前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、態様7に記載のセトリングデバイス。
(態様9)
前記上方部分の第1端部から延在する第2導管をさらに含んで成り、第2導管は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部を通って、下方に延在し、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムまで延在している、態様7に記載のセトリングデバイス。
(態様10)
前記第2導管は、前記セントラル・カラムにおける流体のコンディションを測定するためのセンサを含んで成る、態様9に記載のセトリングデバイス。
(態様11)
前記第2導管は、前記セントラル・カラムから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを有する、態様1~5または7~10のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様12)
第1ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第1ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントによって、当該セトリングデバイスに流体を導入するか、または当該セトリングデバイスから流体を取り出す、態様1に記載のセトリングデバイス。
(態様13)
前記第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングを含んで成り、第1リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記環状の空間において上方に延在している第1チューブに接続され、なおかつ前記上方部分に接続されている、態様12に記載のセトリングデバイス。
(態様14)
第2ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第2ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第1ディストリビュータ・エレメントから離れており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと第2チューブとを含んで成り、
第2リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
第2チューブは、前記環状の空間において、前記上方部分まで、上方に延在している、
態様1~5、7~10または12~13のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様15)
前記第1ディストリビュータ・エレメントが、下方表面と、下方突部と、上方表面と、上方突部と、複数のホールとを有する本体を含んで成り、
前記下方突部は、前記下方表面から延在して、前記本体の下方表面と、前記下方円錐部分の内表面との間にチャネルを規定し、
前記上方突部は、前記上方表面から延在して、前記本体の上方表面と、前記複数のコーンの最も下方のコーンとの間に空間を規定し、
前記複数のホールは、前記本体を通して延在し、前記本体の大きな端部の近くにある、
態様1~5、7~10または12~13のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様16)
前記複数のコーンの各コーンの内表面は、凸状であり、前記長手軸に対して、約5度と約85度との間の角度で配向されており、
コーンの本体の長手方向の断面が、弓形の形状のラインを形成し、前記ラインは、第1開口部に近い第1曲率半径と、第2開口部に近い第2曲率半径とを有し、第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なっている、
態様1~5、7~10または12~13のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。
(態様17)
懸濁液中の粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスが、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、第1導管と、外側導管と、センサとを含んで成り、
前記下方円錐部分は、ポートを有し、
前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、
第1導管は、前記上方部分から延在し、オリフィスを含んで成り、前記オリフィスは、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラム内に位置付けられており、
前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記コーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在しており、
前記センサは、前記外側導管に関連付けられており、
当該方法は、さらに、
前記外側導管に関連付けられたセンサを用いて、前記環状の空間において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO 2 、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することと、
第1導管のオリフィスを通して、清澄化した液体を回収することと、
前記下方円錐部分のポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
を含む、方法。
(態様18)
前記液体懸濁液が、以下の(a)~(c)の少なくとも1つ
(a)組み換え細胞懸濁液、アルコール発酵液、固体触媒粒子の懸濁液、都市下水、産業排水、哺乳動物の細胞、細菌の細胞、酵母の細胞、植物の細胞、藻類の細胞、植物の細胞、哺乳動物の細胞、マウスのハイブリドーマ細胞、幹細胞、CAR-T細胞、赤血球の前駆細胞および成熟細胞、心筋細胞、ビール中の酵母、および真核細胞、
(b)ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞、および
(c)マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、および表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上
を含んで成り、清澄化され回収された液体は、少なくとも1つの生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学的な反応物、化学反応の生成物、炭化水素(例えば、テルペン、イソプレノイド、ポリプレノイド)、ポリペプチド、タンパク質(例えば、ブラゼイン、コロニー刺激因子)、アルコール、脂肪酸、ホルモン(例えば、インスリン、成長因子)、炭水化物、糖タンパク質(例えば、エリスロポエチン、モノクローナル抗体)、ビール、およびバイオディーゼルを含んで成る、態様17に記載の方法。
(態様19)
第1ディストリビュータ・エレメントを通して前記セトリングデバイスに導入する空気、O 2 、CO 2 およびN 2 の少なくとも1つのフロー・レートを操作することによって、あるいは、第2ディストリビュータ・エレメントを通してポンピングして入れる様々な液体メディア成分のフロー・レートを操作することによって、前記セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO 2 、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの少なくとも1つを制御することをさらに含む、態様17に記載の方法。
(態様20)
前記セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することが、前記セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられているディストリビュータ・エレメントを通して、液体懸濁液をポンピングすることを含む、態様17に記載の方法。
(態様21)
前記セトリングデバイスが、第1ディストリビュータ・エレメントと、第2ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
第1ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングと、第1チューブとを含んで成り、
第1リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記最も下方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられており、
第1チューブは、第1リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで、上方に延在しており、
第2ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと、第2チューブとを含んで成り、
第2リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
第2チューブは、第2リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで上方に延在している、態様17に記載の方法。
(態様22)
前記上方部分から延在する第2導管に関連付けられたセンサを用いて、セントラル・カラムにおいて、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO 2 、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することをさらに含む、態様17に記載の方法。
(態様23)
前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は第1直径を有し、第2端部は第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されている、態様17に記載の方法。
(態様24)
前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、態様17~23のいずれか1項に記載の方法。
(態様25)
細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのアパチャを通して延在しており、
前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている、
セトリングデバイス。
(態様26)
懸濁液における粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのアパチャを通して延在しており、
前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられており、
当該方法は、さらに、
前記上方部分のセントラル・ポートから、清澄化された液体を回収することと、
前記下方部分のミドル・ポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
を含む、方法。
Claims (24)
- 細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、外側導管とを含んで成り、
前記下方円錐部分は、ポートを有し、
前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は、第1直径を有し、第2端部は、第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されていて、
前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記複数のコーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在している、
セトリングデバイス。 - 前記外側導管が、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
- 前記外側導管が、当該セトリングデバイスから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを含んで成り、当該セトリングデバイスの内部において、所定のレベルで流体を取り出すために、前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記オリフィスが位置付けられている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
- 当該セトリングデバイスの内部において、コンディションを測定するために、前記外側導管に関連付けられたセンサをさらに含んで成る、請求項1に記載のセトリングデバイス。
- 前記センサは、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO2、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の少なくとも1つを測定するために操作可能である、請求項4に記載のセトリングデバイス。
- 前記円筒部分の上方の端部と下方の端部との間に前記センサが位置付けられている、請求項4または5に記載のセトリングデバイス。
- 前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
- 前記上方部分の第1端部から延在する第2導管をさらに含んで成り、第2導管は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部を通って、下方に延在し、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラムまで延在している、請求項1に記載のセトリングデバイス。
- 前記第2導管は、前記セントラル・カラムにおける流体のコンディションを測定するためのセンサを含んで成る、請求項8に記載のセトリングデバイス。
- 前記第2導管は、前記セントラル・カラムから流体を取り出すためのルーメンおよびオリフィスを有する、請求項8または9に記載のセトリングデバイス。
- 第1ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第1ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントによって、当該セトリングデバイスに流体を導入するように構成されているか、または当該セトリングデバイスから流体を取り出すように構成されている、請求項1に記載のセトリングデバイス。
- 前記第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングを含んで成り、第1リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記環状の空間において上方に延在している第1チューブに接続され、なおかつ前記上方部分に接続されている、請求項11に記載のセトリングデバイス。
- 第2ディストリビュータ・エレメントをさらに含んで成り、第2ディストリビュータ・エレメントは、当該セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第1ディストリビュータ・エレメントから離れており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと第2チューブとを含んで成り、
第2リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
第2チューブは、前記環状の空間において、前記上方部分まで、上方に延在している、
請求項12に記載のセトリングデバイス。 - 前記第1ディストリビュータ・エレメントが、下方表面と、下方突部と、上方表面と、上方突部と、複数のホールとを有する本体を含んで成り、
前記下方突部は、前記下方表面から延在して、前記本体の下方表面と、前記下方円錐部分の内表面との間にチャネルを規定し、
前記上方突部は、前記上方表面から延在して、前記本体の上方表面と、前記複数のコーンの最も下方のコーンとの間に空間を規定し、
前記複数のホールは、前記本体を通して延在し、前記本体の大きな端部の近くにある、
請求項11または12に記載のセトリングデバイス。 - 前記複数のコーンの各コーンの内表面は、凸状であり、前記長手軸に対して、5度と85度との間の角度で配向されており、
コーンの本体の長手方向の断面が、弓形の形状のラインを形成し、前記ラインは、第1開口部に近い第1曲率半径と、第2開口部に近い第2曲率半径とを有し、第2曲率半径は、第1曲率半径とは異なっている、
請求項1~5、7~9または11~12のいずれか1項に記載のセトリングデバイス。 - 懸濁液中の粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスが、下方円錐部分と、円筒部分と、複数のコーンと、上方部分と、第1導管と、外側導管と、センサとを含んで成り、
前記下方円錐部分は、ポートを有し、
前記円筒部分は、下方の端部と、上方の端部と、内壁部とを有し、前記下方の端部は、前記下方円錐部分に接し、なおかつ前記下方円錐部分から上方に延在しており、
前記複数のコーンは、当該セトリングデバイスの内部に設けられており、前記複数のコーンの各コーンは、第1開口部を有する本体と、第2開口部と、外縁部とを含んで成り、
第1開口部は、前記下方円錐部分に向けて配置されており、
第2開口部は、第1開口部よりも大きく、
前記外縁部は、第2開口部の近くにあり、前記円筒部分の内壁部から離間しており、
前記上方部分は、前記円筒部分の上方の端部に接続されており、前記上方部分の形状は、円錐形であり、前記上方部分は、第1端部と第2端部とを有し、第1端部は第1直径を有し、第2端部は第2直径を有し、第2直径は、第1直径よりも大きく、第1端部は、前記下方円錐部分に向けて配置されていて、
第1導管は、前記上方部分から延在し、オリフィスを含んで成り、前記オリフィスは、前記複数のコーンの第1開口部によって規定されるセントラル・カラム内に位置付けられており、
前記外側導管は、前記上方部分から延在し、なおかつ、前記円筒部分の内壁部と、前記複数のコーンの外縁部との間の環状の空間において、下方に延在しており、
前記センサは、前記外側導管に関連付けられており、
当該方法は、さらに、
前記外側導管に関連付けられたセンサを用いて、前記環状の空間において、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO2、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することと、
第1導管のオリフィスを通して、清澄化した液体を回収することと、
前記下方円錐部分のポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
を含む、方法。 - 前記液体懸濁液が、以下の(a)~(c)の少なくとも1つ
(a)組み換え細胞懸濁液、アルコール発酵液、固体触媒粒子の懸濁液、都市下水、産業排水、哺乳動物の細胞、細菌の細胞、酵母の細胞、植物の細胞、藻類の細胞、植物の細胞、哺乳動物の細胞、マウスのハイブリドーマ細胞、幹細胞、CAR-T細胞、赤血球の前駆細胞および成熟細胞、心筋細胞、ビール中の酵母、および真核細胞、
(b)ピキア・パストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)、アスぺルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、エシェリキア・コリ(Escherichia coli)およびバチルス・スブチリス(Bacillus subtilis)の少なくとも1つから選択される組み換え微生物細胞、および
(c)マイクロキャリア・ビーズ、アフィニティ・リガンド、および表面活性化されたマイクロスフィア・ビーズの1以上
を含んで成り、清澄化され回収された液体は、少なくとも1つの生物学的な分子、有機化合物もしくは無機化合物、化学的な反応物、化学反応の生成物、炭化水素、ポリペプチド、タンパク質、アルコール、脂肪酸、ホルモン、炭水化物、糖タンパク質、ビール、およびバイオディーゼルを含んで成る、請求項16に記載の方法。 - 第1ディストリビュータ・エレメントを通して前記セトリングデバイスに導入する空気、O2、CO2およびN2の少なくとも1つのフロー・レートを操作することによって、あるいは、第2ディストリビュータ・エレメントを通してポンピングして入れる様々な液体メディア成分のフロー・レートを操作することによって、前記セトリングデバイスの内部において、pH、溶存酸素、溶存CO2、グルコース、ラクテート、グルタミンおよびアンモニアの少なくとも1つを制御することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することが、前記セトリングデバイスにおいて、前記複数のコーンの最も下方のコーンの第2開口部の下側に位置付けられているディストリビュータ・エレメントを通して、液体懸濁液をポンピングすることを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記セトリングデバイスが、第1ディストリビュータ・エレメントと、第2ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
第1ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第1ディストリビュータ・エレメントは、第1リングと、第1チューブとを含んで成り、
第1リングは、前記複数のコーンの最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第1リングは、前記最も下方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられており、
第1チューブは、第1リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで、上方に延在しており、
第2ディストリビュータ・エレメントが、前記セトリングデバイスの内部に位置付けられており、第2ディストリビュータ・エレメントは、第2リングと、第2チューブとを含んで成り、
第2リングは、前記最も下方のコーンの外表面のまわりに延在し、第2リングは、第1リングと、前記最も下方のコーンの第1開口部との間に位置付けられており、
第2チューブは、第2リングから、前記環状の空間に、前記上方部分まで上方に延在している、請求項16に記載の方法。 - 前記上方部分から延在する第2導管に関連付けられたセンサを用いて、セントラル・カラムにおいて、pH、溶存酸素(DO)、溶存CO2、グルコース、ラクテート、グルタミン、アンモニアおよび温度の1以上を測定することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記上方部分の第1端部は、前記複数のコーンの最も上方のコーンの第1開口部と第2開口部との間に位置付けられている、請求項16~21のいずれか1項に記載の方法。
- 細胞治療製品、生物学的なタンパク質、ポリペプチドもしくはホルモン、ワクチン、ウイルスベクターまたは遺伝子治療製品の製造での使用において操作可能なセトリングデバイスであって、当該セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのスタックのアパチャを通して延在しており、
前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられている、
セトリングデバイス。 - 懸濁液における粒子をセトリングするための方法であって、当該方法は、
セトリングデバイスに粒子の液体懸濁液を導入することを含み、前記セトリングデバイスは、上方部分と、円筒部分と、下方部分と、コーンのスタックと、アライメント・エレメントと、ディストリビュータ・エレメントとを含んで成り、
前記上方部分は、セントラル・ポートと、少なくとも1つのペリフェラル・ポートとを有し、
前記下方部分は、ミドル・ポートと、少なくとも1つのアウター・ポートとを有し、
前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの内部に配置され、前記コーンのスタックの各コーンは、第1開口部と、第2開口部と、アパチャとを含んで成り、第2開口部は、第1開口部よりも大きく、前記アパチャは、第2開口部の近くにあり、第1開口部のそれぞれが、前記上方部分および前記下方部分の一方に向けて配置されており、前記コーンのスタックは、前記セトリングデバイスの長手軸をほぼ中心としてセンタリングされており、
前記アライメント・エレメントは、前記長手軸に対して、ほぼ平行に配向されており、前記コーンのスタックのアパチャを通して延在しており、
前記ディストリビュータ・エレメントは、前記コーンのスタックの最も下方のコーンの下側に位置付けられており、
当該方法は、さらに、
前記上方部分のセントラル・ポートから、清澄化された液体を回収することと、
前記下方部分のミドル・ポートから、濃縮された液体懸濁液を回収することと
を含む、方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202062991976P | 2020-03-19 | 2020-03-19 | |
US62/991,976 | 2020-03-19 | ||
PCT/US2021/023006 WO2021188820A1 (en) | 2020-03-19 | 2021-03-18 | Particle settling devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023520753A JP2023520753A (ja) | 2023-05-19 |
JP7482247B2 true JP7482247B2 (ja) | 2024-05-13 |
Family
ID=77747292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022556268A Active JP7482247B2 (ja) | 2020-03-19 | 2021-03-18 | 粒子セトリングデバイス |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11679345B2 (ja) |
EP (1) | EP4121214A4 (ja) |
JP (1) | JP7482247B2 (ja) |
KR (1) | KR20230004503A (ja) |
CN (1) | CN115461156A (ja) |
AU (1) | AU2021236679B2 (ja) |
BR (1) | BR112022018659A2 (ja) |
CA (1) | CA3172276A1 (ja) |
IL (1) | IL296581A (ja) |
TW (1) | TW202243717A (ja) |
WO (1) | WO2021188820A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20240157280A1 (en) * | 2021-08-04 | 2024-05-16 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Dust collection device and plasma equipment |
CN113801774B (zh) * | 2021-09-23 | 2023-11-10 | 四川省食品发酵工业研究设计院有限公司 | 菌体培养设备及方法 |
WO2023069437A1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | Sudhin Biopharma | Particle settling devices inside bioreactors |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190321756A1 (en) | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Dhinakar S. KOMPALA | Particle settling devices |
Family Cites Families (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1682256A (en) * | 1928-08-28 | Clabifieb and thickener | ||
GB105318A (en) | 1917-01-02 | 1917-04-12 | Severin Christian Anker-Holth | Improvements in Cream Separators. |
US1274814A (en) * | 1918-03-16 | 1918-08-06 | Odin A Sundness | Dewaterer and classifier. |
USRE16932E (en) | 1922-06-26 | 1928-04-10 | Clabifying device eob liquids | |
US1578221A (en) * | 1925-10-15 | 1926-03-23 | Vachier Rafael | Clarifier for saccharine solutions |
US1701068A (en) | 1926-06-22 | 1929-02-05 | Laval Separator Co De | Apparatus for continuously treating liquids |
US2230386A (en) | 1937-08-12 | 1941-02-04 | American Centrifugal Corp | Separation of solids from liquids |
US2253543A (en) | 1938-08-24 | 1941-08-26 | Petree & Dorr Engineers Inc | Liquid clarification |
USRE22814E (en) | 1940-07-30 | 1946-12-03 | Apparatus for continuous | |
US2261101A (en) | 1941-07-25 | 1941-10-28 | Salt Water Control Inc | Emulsion treating apparatus |
US2651415A (en) | 1947-05-01 | 1953-09-08 | Bethlehem Steel Corp | Oil separator |
US2470076A (en) | 1947-09-30 | 1949-05-10 | Dorr Co | Clarification of sugar cane juice |
FR1377356A (fr) | 1963-08-12 | 1964-11-06 | Neyrpic Ateliers Neyret Beylie | Dispositif séparateur |
US3306456A (en) | 1964-09-16 | 1967-02-28 | Westinghouse Electric Corp | Settling apparatus |
GB1344064A (en) | 1970-07-01 | 1974-01-16 | Mirrlees Watson Co Ltd | Process and apparatus for the clarification of liquids |
US3960734A (en) | 1972-10-10 | 1976-06-01 | Antoni Zagorski | High efficiency cyclone separator |
US3919084A (en) * | 1974-01-22 | 1975-11-11 | Michael J Bebech | Rapid settler apparatus |
US3915862A (en) | 1974-06-24 | 1975-10-28 | Envirex | Submerged air release device particularly for sewage treatment |
US4048069A (en) | 1976-02-02 | 1977-09-13 | Bureau De Recherches Geologiques Et Minieres | Small surface liquid decantation apparatus and process for making same |
NL7604390A (nl) | 1976-04-23 | 1977-10-25 | Ballast Nedam Groep Nv | Werkwijze en inrichting voor het van elkaar scheiden van water in daarin voorkomende stoffen. |
US4176068A (en) | 1977-05-10 | 1979-11-27 | Ankersmit Hendrik J | Method for the separation from each other of the components of a mixture of water, oil and dirt (sludge) as well as apparatus for performing said method |
US4151084A (en) | 1977-10-06 | 1979-04-24 | Water Purification Associates | Lamella separators |
JPS5576005A (en) | 1978-12-05 | 1980-06-07 | Kawasaki Steel Corp | Desulfurizing method of molten iron |
FR2480617B1 (fr) * | 1980-04-21 | 1986-01-17 | Bardet Sa Ets Andre | Appareil et installation de separation de liquides non miscibles de densites differentes |
US4348215A (en) | 1981-01-09 | 1982-09-07 | Dehne Manfred F | Particulate separation device |
JPS6082108A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-10 | 陳 俊英 | 沈澱装置 |
GB2170419A (en) | 1985-01-31 | 1986-08-06 | Fluid Treatment Pte Ltd | Sedimentation apparatus |
US4939087A (en) | 1987-05-12 | 1990-07-03 | Washington State University Research Foundation, Inc. | Method for continuous centrifugal bioprocessing |
GB8818866D0 (en) | 1988-08-09 | 1988-09-14 | Allied Colloids Ltd | Clarification apparatus |
US4931175A (en) | 1988-09-07 | 1990-06-05 | Lenox Institute For Research, Inc. | Water clarifying apparatus |
US4859347A (en) | 1988-11-18 | 1989-08-22 | Simon Wayne E | Centrifugal separator |
JPH05504054A (ja) | 1989-11-03 | 1993-07-01 | マサチューセッツ インスティチュート オブ テクノロジー | 入れ子コーン式分離器 |
US5492622A (en) | 1990-09-28 | 1996-02-20 | Broussard; Paul C. | Water clarification apparatus |
NL9101167A (nl) | 1991-07-04 | 1993-02-01 | Astraco Beheer Bv | Scheidingsinrichting. |
US5320963A (en) | 1992-11-25 | 1994-06-14 | National Research Council Of Canada | Bioreactor for the perfusion culture of cells |
US5401404A (en) | 1993-01-21 | 1995-03-28 | Strauss; Richard | Stacked disk coalescer |
GB9309429D0 (en) | 1993-05-07 | 1993-06-23 | Bioscot Ltd | Fermenter accessory |
GB9313589D0 (en) | 1993-07-01 | 1993-08-18 | Southern Water Services Ltd | Separating liquid suspensions |
AUPM714794A0 (en) * | 1994-07-29 | 1994-08-18 | International Fluid Separation Pty Limited | Separation apparatus and method |
DE9416218U1 (de) | 1994-10-09 | 1995-02-16 | Tiede GmbH + Co Rissprüfanlagen, 73457 Essingen | Rißprüfanlage mit Selbstüberprüfung |
US5637217A (en) | 1995-01-25 | 1997-06-10 | Fleetguard, Inc. | Self-driven, cone-stack type centrifuge |
US6133019A (en) | 1995-03-28 | 2000-10-17 | Kinetic Biosystems, Inc. | Centrifugal fermentation process |
WO1997020634A1 (en) | 1995-12-01 | 1997-06-12 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for controlling and monitoring continuous feed centrifuge |
US5713985A (en) | 1996-02-12 | 1998-02-03 | Hamilton; Boyd Lynn | Multi-function separator |
US6146891A (en) | 1997-01-31 | 2000-11-14 | Schering Corporation | Methods for cultivating cells and propagating viruses |
US5904855A (en) | 1997-02-27 | 1999-05-18 | David H. Manz | Closed chemically enhanced treatment system |
CA2312102C (en) | 1997-12-24 | 2007-09-04 | Cepheid | Integrated fluid manipulation cartridge |
JP4249845B2 (ja) | 1999-04-22 | 2009-04-08 | 積水化学工業株式会社 | 湿式分級装置及び湿式分級方法 |
RU2182508C2 (ru) | 2000-04-12 | 2002-05-20 | Военный инженерно-технический университет | Отстойный резервуар |
US7293657B1 (en) | 2000-05-02 | 2007-11-13 | Krebs International | Hydrocyclone and method for liquid-solid separation and classification |
EP1303339A2 (en) | 2000-07-25 | 2003-04-23 | Water Minerals Limited | Separators |
WO2005068407A1 (en) | 2004-01-07 | 2005-07-28 | Conocophillips Company | Systems and methods for catalyst/hydrocarbon product separation |
US6720358B2 (en) | 2001-12-28 | 2004-04-13 | Conocophillips Company | Water stripping and catalyst/liquid product separation system |
US8216854B2 (en) | 2003-01-07 | 2012-07-10 | Biotex, Inc. | Device and method for measuring analytes |
CA2635663C (en) | 2004-03-02 | 2011-07-05 | Robert M. Palmer | Method, system and apparatus for concentrating solids from drilling slurry |
RU2260468C1 (ru) | 2004-07-20 | 2005-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) | Конический сгуститель |
US7059311B2 (en) | 2004-08-12 | 2006-06-13 | Shiloh Industries, Inc. | Air/oil separating device |
US7527726B2 (en) | 2006-01-25 | 2009-05-05 | Q'max Solutions Inc. | Fluid treatment apparatus |
US7934606B2 (en) | 2007-05-24 | 2011-05-03 | Advanced Petroleum Technologies, Inc. | Induced vortex particle separator |
KR20080111843A (ko) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | 호서대학교 산학협력단 | 침지형 분리막 생물반응기 |
WO2008155649A1 (en) | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Waterco Limited | Multi-cyclone sediment filter |
US20100133198A1 (en) | 2007-07-24 | 2010-06-03 | Herbert Gunther Joachim Langner | Method and apparatus for separating waste products from cellulose fibres in a paper recycling process |
US9109193B2 (en) | 2007-07-30 | 2015-08-18 | Ge Healthcare Bio-Sciences Corp. | Continuous perfusion bioreactor system |
US7757866B2 (en) | 2007-12-20 | 2010-07-20 | Mccutchen Co. | Rotary annular crossflow filter, degasser, and sludge thickener |
DE102008029307A1 (de) | 2008-06-20 | 2009-12-24 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Rückhaltung und Rückführung von Zellen |
EP2065344A1 (en) | 2008-09-23 | 2009-06-03 | Paques Bio Systems B.V. | Settling device, purifier containing the settling device and method for anaerobic or aerobic water purification |
JP5281884B2 (ja) | 2008-12-26 | 2013-09-04 | セイコーエプソン株式会社 | 電気泳動表示装置用マイクロカプセルの製造方法 |
WO2010144887A1 (en) | 2009-06-11 | 2010-12-16 | Minerva Biotechnologies Corporation | Methods for culturing stem and progenitor cells |
DE102009042013B4 (de) | 2009-09-21 | 2015-05-07 | Outotec Oyj | Zyklon für die Abscheidung klebriger Partikel aus Gasströmen |
US7931445B2 (en) | 2009-11-05 | 2011-04-26 | General Electric Company | Apparatus and method for cleaning an active flow control (AFC) system of a wind turbine |
US8342338B2 (en) * | 2010-03-22 | 2013-01-01 | Hydro International Plc | Separator for separating solids from an influent |
US10234852B2 (en) | 2010-06-30 | 2019-03-19 | Ge Healthcare Bio-Sciences Corp. | Batch authoring tool and bioreactor control system |
SI2661480T1 (sl) | 2011-01-04 | 2021-04-30 | M-I L.L.C. | Izdelek za razžvepljanje, odporen na aglomeracijo |
WO2012098055A1 (en) | 2011-01-17 | 2012-07-26 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Separation apparatus and use thereof |
US9550969B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-01-24 | Ge Healthcare Bio-Sciences Ab | Flexible bag for cultivation of cells |
WO2013029053A1 (en) | 2011-08-25 | 2013-02-28 | B9 Plasma, Inc. | System and method for processing aqueous solutions |
GB201116366D0 (en) | 2011-09-22 | 2011-11-02 | Paxton Richard G | Tubular cyclonic separation & materials processing unit |
WO2013181029A1 (en) | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Dow Global Technologies Llc | Cross-flow filtration system including particulate settling zone |
CA2844330C (en) | 2013-02-25 | 2019-10-15 | Bruce Lyon | Sand separator |
CA2853391A1 (en) | 2014-06-03 | 2015-12-03 | Donald R. Smith | Enhanced vortex fluid treatment apparatus, system, and method for separating solids from solids-containing liquids |
US10596492B2 (en) * | 2014-07-09 | 2020-03-24 | Sudhin Biopharma | Particle settling devices |
WO2016089874A1 (en) | 2014-12-01 | 2016-06-09 | Sudhin Biopharma | Particle settling device with annular ramps |
US20190210042A1 (en) | 2014-07-09 | 2019-07-11 | Sudhin Biopharma | Particle setting devices |
WO2016007730A1 (en) | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Sudhin Biopharma | Particle settling devices |
-
2021
- 2021-03-18 CN CN202180030056.XA patent/CN115461156A/zh active Pending
- 2021-03-18 AU AU2021236679A patent/AU2021236679B2/en active Active
- 2021-03-18 KR KR1020227036168A patent/KR20230004503A/ko active Search and Examination
- 2021-03-18 US US17/205,858 patent/US11679345B2/en active Active
- 2021-03-18 JP JP2022556268A patent/JP7482247B2/ja active Active
- 2021-03-18 CA CA3172276A patent/CA3172276A1/en active Pending
- 2021-03-18 IL IL296581A patent/IL296581A/en unknown
- 2021-03-18 BR BR112022018659A patent/BR112022018659A2/pt unknown
- 2021-03-18 WO PCT/US2021/023006 patent/WO2021188820A1/en active Application Filing
- 2021-03-18 EP EP21771963.2A patent/EP4121214A4/en active Pending
-
2022
- 2022-03-18 TW TW111110037A patent/TW202243717A/zh unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190321756A1 (en) | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Dhinakar S. KOMPALA | Particle settling devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2021236679B2 (en) | 2024-02-15 |
US20210291080A1 (en) | 2021-09-23 |
WO2021188820A1 (en) | 2021-09-23 |
KR20230004503A (ko) | 2023-01-06 |
TW202243717A (zh) | 2022-11-16 |
JP2023520753A (ja) | 2023-05-19 |
CA3172276A1 (en) | 2021-09-23 |
IL296581A (en) | 2022-11-01 |
EP4121214A1 (en) | 2023-01-25 |
CN115461156A (zh) | 2022-12-09 |
US11679345B2 (en) | 2023-06-20 |
AU2021236679A1 (en) | 2022-11-17 |
EP4121214A4 (en) | 2024-07-10 |
BR112022018659A2 (pt) | 2022-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11148076B2 (en) | Particle settling devices | |
CN112020385B (zh) | 颗粒沉降装置 | |
JP7482247B2 (ja) | 粒子セトリングデバイス | |
US20190210042A1 (en) | Particle setting devices | |
US20170197158A1 (en) | Particle settling devices | |
Yin et al. | Miniature auto‐perfusion bioreactor system with spiral microfluidic cell retention device | |
WO2016089874A1 (en) | Particle settling device with annular ramps | |
Kuystermans et al. | Bioreactor systems for producing antibody from mammalian cells | |
Kompala et al. | Optimization of high cell density perfusion bioreactors | |
JPS63500008A (ja) | 発酵装置 | |
US20230121588A1 (en) | Particle settling devices inside bioreactors | |
Vallez-Chetreanu | Characterization of the mechanism of action of spin-filters for animal cell perfusion cultures | |
Yin et al. | uscrip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240402 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240426 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7482247 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |