JPH07506492A - 無菌培地の連続調合法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 無菌培地の連続調合法 本発明は、異なる培地成分を培地流に混合する、バイオリアクターの装入に適当 である無菌培地の連続調合法に関する。

連続的に運転するバイオリアクターの方法技術的工程は、主に、培地滅菌、発酵 及び生成物評価もしくは生成物分析学からなる。バイオリアクターの効果ある連 続運転は、とりわけ、無菌で流入する培地の品質に左右されるうこれを製造する ために、３種の方法、すなわち、高温短滞留時間（旧ｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ ｒｅ　５ｈｏｒｔ　Ｒｅ５ｉｄｅｎｃｅ　Ｔｉｍｅ　；　ＨＴ　Ｓ　ＲＴ−）法 、無菌濾過及び汚染非感受性培地（ｋｏｎｌａａ＋１ｎａｌｉｏｎｓｕｎｅａ＋ ｐｄｉｎｄｌｉｃｈｅ＋　Ｍｅｄｉ！ｎ）の使用が知られている。

ＨＴＳＲＴ−法において、無菌でない（ｉｎｓｌｅｒｉｌｅ）培地流を、熱交換 系で約１３５℃まで加熱し、かっこの温度で数分間保持する。これにより、存在 する微生物を殺し、かつこうして無菌培地が得られる。細菌を殺すことに関して は非常に効果的であるが、この方法は、一方では、異なる培地成分が互いに反応 しぇ（例えば、糖分子とアミノ酸とが反応してメラノイドになる）、かつ他方で は、一定の培地成分、例えばビタミンが高温で分解しうるという欠点を有する。

無菌濾過の際に、バイオリアクターにつながる導管中へ無菌フィルターを取付け ることにより、無菌培地が得られる。この方法では、高温で操作しなくてよいの で、培地の高い品質が得られる。しかしながら、多くの従来の培地の連続加工に おいて、フィルターは、比較的短時間の後に既に目詰まりしうる。これを用いて 確実でかつ汚染のない運転は保証されていないので、この方法は、実際には比較 的あまり使用されない。

汚染非感受性培地を使用する際、自動的に無菌培地が生じる。それというのも、 組成に基づいて、汚染物質の成長が不可能であるからである。しかしながら、使 用範囲としては、強酸環境で進行するか又は抗生物質を培地中に含有する発酵法 のみが適当である。しかしながら、このような方法の使用は限定されている。

本発明は、全般的に使用可能であり、持続的連続運転法を可能にし、かつ培地の 注意深い処理を保証する無菌培地の連続調合法を提供することを課題とする。

この課題は、培地成分を滅菌の前に互いに混合し、こうして得られた培地流を、 濾過膜を備えている横断流濾過モジュール（Ｑｕｅｒｓｊ＋ｏ＋ｍｌｉｌｌｒａ ｌｉｏｎｓｍｏｄｕｌ）に供給し、濾過膜を介して、培地流を透過物質と保持物 質に分け、保持物質を細菌の分離のために遠心機に供給し、かつ遠心分離した保 持物質を横断流濾過モジュールへと続く培地流中に戻し、一方、透過物質をバイ オリアクターに送り込むことにより解決される。

この方法において、培地成分は、無菌ではない範囲で、既に、−緒に混合するこ とができ、このことにより、装置の簡単な取扱い及び種々異なる培地成分の組合 せ可能性に関する高い柔軟性が生じる。遠心機により、常に微生物を保持物質− 循環から外へ移動し、このことにより、濾過膜の表面目詰まりもしくは中目詰ま り　（Ｚａ−ｂｘｖ、Ｄｕｒｃｈｖａｃｂｓｅａ　；　ｏｖｅｔｇｒｏｗｌｈｓ 　ｏｒ　ｉｎｇｒｏｖ＋ｂｓ）が妨げられる。更に、遠心機は、自動的に、濾過 膜上に微生物の有利ではない堆積が起きない十分な再循環流を保持するよう配慮 する。更に、遠心機により、十分な透過膜圧が得られる。

方法の有利な１態様においては、培地流の温度を、保持物質の添加後に、熱交換 器によって少な（とも７０℃の温度に調節する。これによって、一方では、多く の細菌が殺され、かつ他方では、耐熱性細菌の細胞成長が、遠心機及び横断流濾 過モジュールの過負荷が起きない程度、著しく減少する。中温によって、培地成 分の汚染は避けられる。

本発明のもう一つの有利な態様により、濾過膜の孔径は、最大０．２マイクロメ ートルである。この直径において、一方では、透過物質の高い体積流量が達成さ れ、かつ他方では、モジュールの無菌特性が十分であることが分かった。最良の 結果は、その孔径が０゜１４マイクロメートルである濾過膜を用いて得られた横 断流濾過モジュールの十分に長い持続時間を得るために、保持物質の体積流量は 、透過物質の体積流量と少なくとも全く同じ程度であるのがよい。特に、保持物 質の体積流量は、透過物質の体積流量の少なくとも４倍であるのがよい。

培地成分を供給するための容積型ポンプ（Ｖｅｙｄｒ＊ｅｎ１ｕｎｇｅｔｐａＩ Ｉｐｅ＋＋）を使用する際に、この方法は、殊に簡単に、制御工学的に実施する ことができる。

本発明のもう一つの有利な態様において、培地成分の体積流量を調節することに より、遠心機の流出圧を一定に保つ。

残りの培地成分の体積流量は、有利には、調節された培地成分の変化された体積 流量に適合する。

本発明の実施例を図で示し、かつ次に詳述する。

図中、１．２．３及び４は、種々異なる培地成分を示し、これを、容積型ポンプ ５．６．７及び８を用いて培地流９へと混合し、これを熱交換器１０で加熱し、 その後、横断流濾過モジュール１１に通す。横断流濾過モジュール１１中には濾 過膜１２が存在し、濾過膜は、培地流９を透過物質１３と保持物質１４に分ける 。

無菌透過物質１３を、ポンプ１５を用いて、図には記載されていないバイオリア クターに供給する。保持物質１４は、遠心機１６中に導かれ、その中で、保持物 質１４から、微生物を常に分離する。遠心機１６から流出する精製された保持物 質１７を、熱交換器１０中に導入する前に培地流９と再び混合する。精製された 保持物質１７の導管中には、圧力調節機１８が備えられていて、圧力調節機は、 導管１９を介して、ポンプ５と連結している。

培地成分１．２．３及び４を、ポンプ５．６．７及び８を用いて、無菌でない範 囲内で、培地流９に対して所望の比で互いに集めた。これにより、装置の簡単な 取扱い及び種々異なる培地成分の組合せ可能性に関する高い柔軟性が得られる。

熱交換器１０で培地流９を７０℃まで加熱することにより、一方では、多くの細 菌が殺され、かつ他方では、耐熱性細菌の細胞成長が、遠心機１６及び横断流濾 過モジュール１１の過負荷が起きない程度、著しく減少する。中温によって、培 地成分の汚染は避けられる。

次に、こうして処理された培地流９を、横断流濾過モジュール１１中の濾過膜１ ２により、無菌透過物１３と細菌含有保持物質１４に分け、その際、保持物質１ ４の体積流量は、濾過膜１２がふさがらない程度に選択すべきである。

遠心機１６中で、保持物質１４から微生物を常に分離し、その後、これを、精製 された保持物質１７として、熱交換器１０中に導入する前に再び培地流９と混合 する。これにより、濾過膜の表面目詰まりもしくは中目詰まりの危険性が著しく 減少する。更に、遠心機１６は、自動的に、濾過膜上に微生物の有利ではない堆 積が起きない十分な再循環流を保持するよう配慮する。更に、遠心機１６により 、十分な透過膜圧が得られる。

濾過膜の有利な孔径として、０．１４マイクロメートルが測定された。この値で 、膜の十分な浸透能力が達成され、かつ膜の無菌特性は満足できるものである遠 心機１６の浸透能力は、圧力調節機１８を用いて遠心機の流出圧を保持すること により一定に保たれ、圧力調節機は、培地成分１を送り出すポンプ５を、相当し て調節する。

培地成分１は、培地流９の組成の主な割合を有し、かつそれ以外の培地成分２． ３．４の体積流量は、図示されていない調節装置を用いてポンプ６．７及び８の 送出効率を変化させることにより適合させる。

遠心機１６として、有利には、精製された層を圧力下に排出するための装置を備 えている円盤型分離機（Ｔｅ　Ｉ　Ｉ　ｅ口ｅｐａｔｉｔｏ＋）を使用する。分 離された細菌は遠心機中に堆積し、手で除去するか、又は相当して装備を施され た遠心機の使用の際には自動的にこれから排出する。

フロントページの続き （７２）発明者　ローゼンタール、ヴエルナードイツ連邦共和国　Ｄ−５８７０ ヘマー　エプベルク　７

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．異なる培地成分を培地流に混合する、バイオリアクターの装入に適当である 無菌培地の連続調合法において、培地成分を滅菌の前に互いに混合し、こうして 得られた培地流を濾過膜を備えている横断流濾過膜モジュールに供給し、濾過膜 を介して、培地流を透過物質と保持物質に分け、保持物置を細菌の分離のために 遠心機に供給し、かつ達心分離した保持物質を横断流濾過モジユールヘと続く培 地流中に戻し、一方、透過物質はバイオリアクターに送り込むことを特徴とする 、無菌培地の連続調合法。
2. ２．培地流の温度を、反応成分の添加後に、熱交換器によリ、少なくとも７０℃ の温度に調節する、請求項１記載の方法。
3. ３．濾過膜の孔径は最大０．２マイクロメートルである、請求項１又は２記載の 方法。
4. ４．濾過膜の孔径は０．１４マイクロメートルである、請求項１又は２記載の方 法。
5. ５．保持物質の体積流量は、透過物質の体積流量と少なくとも全く同じである、 請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ６．保持物質の体積流量は、透過物置の体積流量の少なくとも４倍である、請求 項１から４までのいずれか１項記載の方法。
7. ７．培地成分の供給を容積型ポンプを用いて行なう、請求項１から５までのいず れか１項記載の方法。
8. ８．培地成分の体積流量を調節することによリ、遠心機の流出圧を一定に保つ、 請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. ９．残りの培地成分の体積流量を、調節された培地成分の変化された体積流量に 適合する、請求項８記載の方法。