RU98114506A - Способ и устройство для проведения биохимических реакций - Google Patents

Claims (19)

1. Способ проведения биохимических реакций, а в частности, бесклеточного биосинтеза полипептидов с помощью биореактора, который включает в корпусе (2) реакционную камеру (3), содержащую продуцирующую систему, и подающую камеру (6), отделенную от реакционной камеры (3) полупроницаемой мембраной (8), и содержащую жидкость, служащую в качестве питающей среды для продуцирующей системы, где подающая камера (6) в биореакторе разделена на первую парциальную камеру (4) и вторую парциальную камеру (5), причем, каждая из этих парциальных камер соединена с реакционной камерой посредством полупроницаемой подающей мембраны (8), и обе они соединены друг с другом посредством соединительного трубопровода (15), отличающийся тем, что в процессе биохимической реакции, жидкость циркулирует из первой парциальной камеры (4) подающей камеры (6), через реакционную камеру (3), во вторую парциальную камеру (5) подающей камеры (6) таким образом, что при прохождении жидкости из первой парциальной камеры (4) в реакционную камеру (3), жидкость одновременно поступает из реакционной камеры (3) во вторую парциальную камеру (5), и из второй парциальной камеры (5), через соединительный трубопровод, обратно в первую парциальную камеру (4).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем жидкости в реакционной камере (3) и в обеих парциальных камерах (4,5) подающей камеры (6) остается постоянным в процессе циркуляции, в результате чего, объем потока жидкости, поступающего в реакционную камеру (3) всегда равен объему потока жидкости, выходящего из реакционной камеры (3).

3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что продукт, продуцируемый продуцирующей системой, экстрагируют из подаваемой жидкости.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жидкость удаляют из реакционной камеры через полупроницаемую собирающую мембрану (7) для экстракции продукта, продуцированного продуцирующей системой.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в процессе биохимической реакции, направление подачи жидкости насосом, и тем самым, направление потока жидкости изменяют на противоположное, предпочтительно, множество раз.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что объем, подаваемый насосом в одном направлении вплоть до изменения этого направления на противоположное, является, по крайней мере, таким же, как объем реакционной камеры.

7. Устройство для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов, содержащее биореактор, имеющий корпус (2), в котором установлены реакционная камера (3), содержащая продуцирующую систему, и подающая камера (6), отделенная от реакционной камеры (3) полупроницаемой мембраной (8) и содержащая жидкость, служащую в качестве питающей среды для продуцирующей системы, отличающееся тем, что подающая камера (6) разделена на первую парциальную камеру (4) и вторую парциальную камеру (5); причем, каждая из этих парциальных камер соединена с реакционной камерой посредством полупроницаемой подающей мембраны (8), и обе они соединены друг с другом посредством соединительного трубопровода (15), причем каждая из парциальных камер (4, 5) подающей камеры имеет соединительное отверстие (17) для соединительного трубопровода (15), а насос (16) установлен в соединительном трубопроводе (15) для циркуляции жидкости.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что соединительный трубопровод (15) и насос (16) интегрированы в корпус (2) биореактора.

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что каждая из первой и второй парциальный камер (4, 5) подающей камеры (6) имеет соединительное устройство (47) у соединительного отверстия (17) для соединительного трубопровода (15), обеспечивающее соединение с соединительным трубопроводом (15), который выходит за пределы корпуса (2) биореактора.

10. Устройство по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что подающая мембрана (8) симметрично образована фильтрующим слоем (10), составляющим первую поверхность (9) мембраны (8), и опорным слоем (12), составляющим вторую поверхность (11) мембраны (8), причем первая поверхность (9) направлена в сторону реакционной камеры (3).

11. Устройство по любому из пп. 7-10, отличающееся тем, что подающая мембрана (8) состоит из капилляров (36), а реакционный объем образован внешним объемом между стенкой (49) корпуса (2) биореактора и капиллярами (36).

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что каждое внутреннее пространство первой серии (34) капилляров (36) имеет общее соединение трубопроводов (39а, 43; 40а, 45) для капилляров этой серии у обоих концов капилляров (36), и образует первую парциальную камеру (4) подающей камеры (6), каждое внутреннее пространство второй серии (35) капилляров (36) имеет общее соединение трубопроводов (39b, 44; 40b, 46) для капилляров этой серии у обоих концов капилляров (36), и образует вторую парциальную камеру (5) подающей камеры (6), причем капилляры обеих серий (34, 35) расположены в реакционной камере (3), в основном, параллельно друг другу.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что большая часть объема реакционной камеры (3) находится между двумя сериями (34, 35) капилляров.

14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что реакционная камера соединена с трубопроводом (29) посредством полупроницаемый собирающей мембраны (7), которая имеет Mw-отсечку, превышающую Mw-отсечку подающей мембраны, и благодаря которой жидкость удаляется из реакционной камеры (3) для сбора продукта, продуцированного продуцирующей системой.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что собирающая мембрана (7) включает серию мембранных капилляров (67), а каждое из внутренних пространств капилляров (67) имеет, с обоих концов, общую соединительную камеру (65) для капилляров данной серии для удаления жидкости.

16. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что реакционная камера содержит пористый материал (55) для включения, по крайней мере, части компонентов продуцирующей системы.

17. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что подающая мембрана (8) образует внешнюю оболочку пористого материала (55).

18. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что биореактор, для образования миниатюрного клапана, имеет желоб (74а), ограниченный краем (80) и эластичной пленкой (72), герметично покрывающей край (80), и где рабочий поршень клапана может передвигаться над пленкой (72) таким образом, что в своем закрытом положении, этот клапан вдавливает пленку (72) в желоб, а, в своем открытом положении, он высвобождает пленку (72), в результате чего, она растягивается над желобом (74а).

19. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что биореактор, для образования миниатюрного насоса (83), имеет полость (74с), ограниченную краем (80) и эластичной пленкой (72), герметично покрывающей край (80), и, тем самым, определяющей объем камеры насоса (86), который включает две секции трубопровода, причем, каждая из этих секций может быть закрыта клапаном, и обе они соединены с полостью (74а) и внутренним объемом полости (74с); и где рабочий поршень насоса выполнен с возможностью передвижения над пленкой таким образом, что этот поршень, в своем первом положении, проталкивает пленку в полость (74а) для уменьшения объема камеры для подачи насосом, а в своем втором положении, он высвобождает эту пленку, в результате чего она растягивается над полостью (74с).