用于生物过程系统中的缩放的方法和设备与流程

本公开一般涉及生物过程系统，以及更特别涉及用于生物过程系统中的缩放的方法和设备。

背景技术：

1、生物过程用来通过优化自然和/或人工生物系统使用生物制造来生产医疗和工业关键产品(例如治疗剂、生物燃料等)，以允许大规模生产。用于生物过程控制和分析的仪器用于通过监测和控制操作变量(例如流率、温度、ph、压力、搅拌器轴功率、搅拌速率等)来保持最佳环境条件。因此，物理、化学和生物参数必须保持为恒定或者保持在最佳水平，以防止与设置范围的任何偏差。在一些示例中，基于计算机的系统用来通过使用基于过程的参数以估计过程的轨迹来控制和/或监测生物过程。但是，这类方法缺乏生物反应器过程参数的基于设计空间的识别，所述生物反应器过程参数能够被修改以产生期望的生物过程输出。

技术实现思路

1、某些示例提供用于生物过程系统中的缩放的方法和设备。某些示例提供用于生物过程缩放的设备，包括：至少一个存储器，其存储指令；以及处理器电路系统，其用来执行所述指令，以识别目标生物反应器的至少一个操作参数。示例处理器电路系统包括指令，其用来确定用于至少一个生物反应器过程参数的定义设计空间的上边界和/或下边界以基于所述至少一个操作参数来匹配一个或多个目标参数范围，以及基于对所述设计空间中的所述上边界和/或所述下边界的调整来模拟所述一个或多个目标参数范围的变化。示例处理器电路系统还包括指令，其用来使用从对所述上边界和/或所述下边界的所述调整所获得的输出来配置目标生物反应器，以识别所述一个或多个目标参数范围与目标生物过程参数值的基于用户的输入之间的匹配。

2、某些示例提供一种用于生物过程缩放的方法，包括识别目标生物反应器的至少一个操作参数。示例方法还包括：确定用于至少一个生物反应器过程参数的上边界和/或下边界，以基于所述至少一个操作参数来匹配一个或多个目标参数范围；以及基于对所述上边界和/或所述下边界的调整来模拟所述一个或多个目标参数范围的变化。示例方法还包括使用从对所述上边界和/或所述下边界的所述调整所获得的输出来配置目标生物反应器，以识别所述一个或多个目标参数范围与目标生物过程参数值的基于用户的输入之间的匹配。

3、某些示例提供包括指令的至少一个计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使至少一个处理器识别目标生物反应器的至少一个操作参数，并且确定用于至少一个生物反应器过程参数的上边界和/或下边界，以基于所述至少一个操作参数来匹配一个或多个目标参数范围。示例指令进一步使所述至少一个处理器基于对所述上边界和/或所述下边界的调整来模拟所述一个或多个目标参数范围的变化，以及使用从对所述上边界和/或所述下边界的所述调整所获得的输出来配置目标生物反应器，以识别所述一个或多个目标参数范围与目标生物过程参数值的基于用户的输入之间的匹配。

技术特征：

1.一种用于生物过程缩放的设备，所述设备包括：

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述一个或多个目标参数范围包括至少两个目标参数范围。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述一个或多个目标参数范围包括至少三个目标参数范围。

4.如权利要求1-3中的任一项所述的设备，其中，所述一个或多个目标参数范围包括氧传递速率(otr)范围或者总曝气与所述生物反应器工作体积(vvm)范围的比率。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的设备，其中，所述处理器电路系统将识别用于从参考规模到目标规模的缩放的至少一个生物反应器过程参数。

6.如权利要求5所述的设备，其中，所述缩放包括模拟过程参数调整，以确定减少与所述参考规模的偏差的目标生物反应器值范围。

7.如权利要求5或6所述的设备，其中，所述缩放包括缩放参数的调整，所述缩放参数包括尖端速度、能量耗散速率、混合时间、传质系数或剪切力。

8.如权利要求1-7中的任一项所述的设备，其中，所述处理器电路系统将确定一次和/或二次喷洒器传质系数、每液体体积的功率消耗(p/v)混合时间和/或氧传递速率(otr)。

9.如权利要求1-8中的任一项所述的设备，其中，所述处理器电路系统将基于所述otr来计算活细胞密度(vcd)。

10.一种用于生物过程缩放的方法，所述方法包括：

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述一个或多个目标参数范围包括氧传递速率(otr)范围或者总曝气与所述生物反应器工作体积范围的比率。

12.如权利要求10或11所述的方法，进一步包括识别用于从参考规模到目标规模的缩放的至少一个生物反应器过程参数。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括模拟过程参数调整，以确定减少与所述参考规模的偏差的目标生物反应器值范围。

14.如权利要求12或13所述的方法，进一步包括调整缩放参数，所述缩放参数包括尖端速度、能量耗散速率、混合时间、传质系数或剪切力。

15.如权利要求10-13中的任一项所述的方法，进一步包括确定一次和/或二次喷洒器传质系数、每液体体积的功率消耗(p/v)混合时间和/或氧传递速率(otr)。

16.如权利要求10-15中的任一项所述的方法，进一步包括基于所述otr来计算活细胞密度(vcd)。

17.包含指令的至少一个计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使至少一个处理器至少：

18.如权利要求17所述的至少一个存储介质，其中，所述计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器识别用于从参考规模到目标规模的缩放的至少一个生物反应器过程参数。

19.如权利要求17或18所述的至少一个存储介质，其中，所述计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器模拟过程参数调整，以确定减少与所述参考规模的偏差的目标生物反应器值范围。

20.如权利要求17-19中的任一项所述的至少一个存储介质，其中，所述计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器调整缩放参数，所述缩放参数包括尖端速度、能量耗散速率、混合时间、传质系数或剪切力。

21.如权利要求17-20中的任一项中所述的至少一个存储介质，其中，所述计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器确定一次和/或二次喷洒器传质系数、每液体体积的功率消耗(p/v)混合时间和/或氧传递速率(otr)。

22.如权利要求21所述的至少一个存储介质，其中，所述计算机可读指令在被执行时使所述一个或多个处理器基于所述otr来计算活细胞密度(vcd)。

技术总结
公开用于生物过程系统中的缩放的方法和设备。一种用于生物过程缩放的示例设备包括：至少一个存储器，其用来存储指令；以及处理器电路系统，其用来执行所述指令以：识别目标生物反应器的至少一个操作参数；确定用于至少一个生物反应器过程参数的定义设计空间的上边界和/或下边界以基于所述至少一个操作参数来匹配至少一个目标参数范围；基于对所述设计空间中的所述上边界和/或所述下边界的调整来模拟所述一个或多个目标参数范围的变化；以及使用从对所述上边界和/或所述下边界的所述调整所获得的输出来配置目标生物反应器，以识别所述至少一个目标参数范围与目标生物过程参数值的基于用户的输入之间的匹配。

技术研发人员：A·卡斯坦,H·欧维克,N·孔杜鲁,A·汉达,N·博达帕缇,A·S·乔汉
受保护的技术使用者：环球生命科技咨询美国有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14