一种兼备细菌裂解与在线清洗功能的组合系统的制作方法

本技术涉及生物医药设备，具体而言，涉及一种兼备细菌裂解与在线清洗功能的组合系统。

背景技术：

1、当今，细胞治疗与基因治疗（简称cgt）已经成为全球最具发展潜力的医药领域之一，全球上市细胞基因治疗产品已达20余种，包括car-t疗法、干细胞疗法、溶瘤病毒疗法和基因疗法等。而cgt治疗关键在于携带治疗基因的载体，即质粒产品，能否有效地进入靶细胞。

2、质粒产品一般在重组大肠杆菌中生产，工艺环节包括菌体发酵扩增、菌体收集清洗、菌体裂解、澄清过滤、层析纯化、浓缩换液等，最终获得合格质粒产品，广泛应用于细胞治疗与基因治疗（cgt）。其中，菌体裂解是工序中非常重要的一环。目前在gmp（goodmanufacturing practice，药品生产质量管理规范）大规模生产中，逐步采用裂解设备对菌体进行裂解，替代之前极不稳定、难以放大生产的手动搅拌模式。使用裂解设备，自动化进行碱裂解、酸中和等流程，不仅工艺稳定，还能大量减轻劳动强度。

3、生产过程中，碱裂解时长的控制尤为重要，一般控制在2-12分钟。时间过短则裂解不充分，质粒释放不足，难以提取，下游纯化困难，收率低下；而如果碱裂解时长过长，会导致质粒dna的不可逆变性，从而降低质粒dna的超螺旋比例，同样也会降低其收率。而裂解时长，与裂解管道的流向设计、管道尺寸长短等因素密切相关；因待裂解菌悬液或多或少，如何匹配适宜的裂解管路长短，需设计周全。

4、此外，药品gmp生产活动中，cip（cleaning in place，在线清洗）也极为重要。cip是系统或设备在原安装位置不作拆卸及移动条件下的清洁与灭菌工作，以有效防止污染和交叉污染。特别是在空间有限的厂房，增设配套cip装置，不宜占用额外较多空间；如果在裂解设备本身基础上即可进行增设cip系统，则极具价值与意义。

5、本技术通过合理设计，即可实现以上两点，做到兼而顾之；目前未查询到其他裂解设备有此类似的组合设计。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种兼备细菌裂解与在线清洗功能的组合系统。

2、本技术在裂解设备的基础上，通过设计适宜长度的裂解管道，综合考虑流路走向与尺寸、安放位置、菌悬液裂解量等因素对裂解时长及周期的影响，将裂解管路一分为二或者三套；在2-3套裂解盘管的基础上，在2套或者3套裂解盘管的中间空腔位置设有cip清洗所需的2-3个储罐（纯水储罐与碱液储罐，以及备用储罐）及配套管路、阀门、输液泵等，组成兼顾菌体裂解与设备在线清洗的组合系统。在线清洗特别是裂解管路与裂解中和液储罐的cip。如此，裂解菌液量可多可少，以确保裂解工艺时长，裂解过程方便快捷且操作性强，又能适用于中试与大规模的gmp生产，实现裂解管道与裂解中和液储罐的cip，且不额外占用空间。

3、将裂解管路设计为2-3套裂解盘管，利用快接与短接的方式，2-3套裂解盘管可单独使用，也可组合串联使用，实现裂解量可多可少，确保裂解时长在2-12分钟范围内。以及在2-3套裂解盘管的中间空腔位置设有2-3个不锈钢储罐，分别为cip纯水储罐、cip碱液储罐（及备用储罐），储罐都连接有纯水补水管路、cip循环清洗回流管路；储罐底部设有出液清洗以及排污管道等，实现对设备的在线清洗（cip），主要是对直接接触料液的裂解管路与裂解中和液储罐的在线清洗（cip）。cip在gmp生产工作中尤为重要，gmp极其重视对制药系统的中间设备、中间环节的清洗及监测。

4、本技术的目的是通过如下技术方案实现：

5、一种兼备细菌裂解与在线清洗功能的组合系统，包括第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、碱液循环回流、第一裂解盘管、第二裂解盘管、cip纯水储罐、cip碱液储罐、裂解中和液储罐、配套管路以及阀门，其中所述第一泵、所述第二泵通过所述配套管路与所述第一裂解盘管、所述第二裂解盘管依次相连，所述第二裂解盘管通过所述配套管路最终连接所述裂解中和液储罐；所述cip纯水储罐和所述cip碱液储罐可通过所述配套管路与所述第一泵、所述第二泵、所述第三泵相连；所述第四泵通过所述配套管路与所述裂解中和液储罐相连；所述碱液循环回流泵通过所述配套管路与所述裂解中和液储罐相连。所述第一泵、所述第二泵通过所述配套管路可输送菌悬液、裂解液，混合后进入所述裂解盘管；所述第三泵通过所述配套管路输送中和液，与上述裂解盘管出来的混合液再次混合，中和料液。

6、优选地，所述第一裂解盘管通过快接短接的方式单独使用，或通过串联的方式同时使用所述第一裂解盘管和所述第二裂解盘管。

7、进一步地，裂解盘管走向皆为从下至上，用于菌悬液的碱裂解，由泵速与各裂解盘管的长度控制碱裂解工艺时长，裂解盘管以快接短接形式连接，可以单独使用1套，也可串联使用2-3套，单独使用第1套裂解盘管时，出口端短接至中和液管路，与中和液管路合并。串联使用时，第1套裂解盘管连接第2套裂解盘管（如有必要，也连接第3套裂解盘管），然后连接至中和液管路，与中和液管路合并。

8、优选地，在所述第一裂解盘管与所述第二裂解盘管的中间空腔处设有cip清洗所需的所述cip纯水储罐与所述cip碱液储罐，以用于各裂解盘管及其管道、以及所述裂解中和液储罐的在线清洗。

9、优选地，所述cip纯水储罐的底部设置所述cip纯水储罐的第一底阀，所述cip碱液储罐的底部设置所述cip碱液储罐的第二底阀，连接所述第一底阀的管路与连接所述第二底阀的管路合并后设有第一排污阀；所述cip纯水储罐与所述cip碱液储罐的管路合并后依次设有第一管路快接口、第二管路快接口、第三管路快接口及第四管路快接口，所述第一管路快接口与所述第二泵快接相连，所述第二管路快接口与所述第一泵快接相连，所述第三管路快接口与所述第三泵快接相连，所述第四管路快接口与所述第四泵快接相连，从而开展cip工作。

10、优选地，通过所述第一泵、所述第二泵、所述第三泵可对各裂解盘管及其工作管路进行在线清洗。

11、优选地，所述碱液循环回流泵可输送依次通过第三底阀与循环阀的碱液，回流至所述cip碱液储罐。

12、优选地，所述第一裂解盘管进液口端的管道旁路安装有用于对所述第一裂解盘管进行空压排干的第一手动隔膜阀，所述第二裂解盘管进液口端的管道旁路安装有用于对所述第二裂解盘管进行空压排干的第二手动隔膜阀，所述第一裂解盘管的出液口端的管道旁路安装有第三手动隔膜阀，以作为快接阀门，可接空压，以用于空压排出所述第一裂解盘管内液体；所述第二裂解盘管的出液口端的管道旁路安装有第四手动隔膜阀，以作为快接阀门，可接空压，以用于空压排出所述第二裂解盘管内的液体。

13、优选地，所述cip纯水储罐设有第一清洗喷淋球，所述cip碱液储罐设有第二清洗喷淋球，所述裂解中和液储罐设有第三清洗喷淋球和第四清洗喷淋球，所述cip纯水储罐、所述cip碱液储罐及所述裂解中和液储罐均分别对应设有玻璃视窗的第一快接密封罐盖、第二快接密封罐盖、第三快接密封罐盖，且都分别对应设有第一视镜灯、第二视镜灯、第三视镜灯，所述裂解中和液储罐安装搅拌装置，所述cip纯水储罐、所述cip碱液储罐及所述裂解中和液储罐的底部都为椭圆锥型底，以便于液体排放干净。

14、优选地，所述cip纯水储罐和所述cip碱液储罐的上端都有补水管路与阀门，所述cip纯水储罐和所述cip碱液储罐的补水均通过对应的清洗喷淋球进入罐内，既可补水，同时方便储罐清洗；所述cip纯水储罐的内部设有第一液位计和第一补水液位连锁装置，以在到达指定液位后停止补水，所述cip碱液储罐的内部设有第二液位计和第二补水液位连锁装置，以在到达指定液位后停止补水。

15、其中，所有管道、阀门、储罐均为316 l不锈钢材质。

16、其中，所有阀门都为隔膜阀，或手动或气动，由管路管径决定阀门大小。

17、其中，菌悬液、裂解液、中和液分支管道管径dn8或dn15，主管道以及裂解盘管管路dn20或dn32。

18、其中，菌悬液、裂解液、中和液管路输送液体使用的是隔膜泵或者其他泵，流速0-500 l/h。

19、其中，裂解中和液储罐的循环清洗，使用转子离心泵或者其他泵，流速0-5000 l/h，泵口管径dn32或dn40。

20、其中，2-3个cip清洗储罐（如，cip纯水储罐、cip碱液储罐（及备用储罐））皆有纯水进水管路，cip碱液储罐另有cip回流清洗管路。

21、其中，cip的2-3个储罐（如，cip纯水储罐、cip碱液储罐（及备用储罐））以及裂解中和液储罐内部都设有相应的清洗喷淋球，确保冲洗干净。

22、本技术的积极进步效果在于：

23、将裂解系统的裂解管路，设计成2套-3套裂解盘管，通过快接与短接的方式，可单独使用1套，也可串联使用2套或者3套，即实现裂解菌体量可多可少，完全满足裂解工艺时长的要求，以及控制好裂解周期，节省时间，提高效率。

24、裂解过程方便快捷且操作性强，又能适用于中试与大规模的gmp生产。

25、在2套-3套裂解盘管的中间空腔位置设有2个-3个在线清洗储罐（如，纯水储罐、碱液储罐、备用储罐）及配套管道、阀门与输液泵等，不额外占用空间，实现对裂解盘管与裂解中和液储罐的cip，满足gmp相关清洁要求。

26、此外，清洗液封闭不暴露，特别是碱液，有效避免碱液在循环过程中喷溅伤人。

27、裂解中和液储罐的cip清洗所用离心泵，无需再灌引水以及循环用碱液，减少人工操作。

28、兼备细菌裂解与cip功能的组合系统，既节省空间、美观、操作便捷、明显减少劳动操作，又极大降低污染风险以及安全隐患。