DE01961662T1 - Bioreaktor und bioverfahrenstechnik - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung von mindestens zwei Züchtungsparametern in einer Zellkultur, umfassend:
(a) Erstellen mindestens einer Zellkultur in mindestens einem Bioreaktor, wobei jeder Bioreaktor mindestens zwei optische chemische Sensoren aufweist;
(b) Anregen der optischen chemischen Sensoren, um Licht-Emission oder -Absorption zu erzeugen;
(c) Erfassen der in (b) erhaltenen Emission und/oder Absorption;
(d) Analysieren der in (c) erhaltenen, erfassten Emission und/oder Absorption, um die bestimmten Züchtungs-Parameter festzustellen.

Claims (34)

  1. Verfahren zur Bestimmung von mindestens zwei Züchtungsparametern in einer Zellkultur, umfassend: (a) Erstellen mindestens einer Zellkultur in mindestens einem Bioreaktor, wobei jeder Bioreaktor mindestens zwei optische chemische Sensoren aufweist; (b) Anregen der optischen chemischen Sensoren, um Licht-Emission oder -Absorption zu erzeugen; (c) Erfassen der in (b) erhaltenen Emission und/oder Absorption; (d) Analysieren der in (c) erhaltenen, erfassten Emission und/oder Absorption, um die bestimmten Züchtungs-Parameter festzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die optischen chemischen Sensoren unter Verwendung von mindestens einer Licht emittierenden Diode pro optischen chemischen Sensor angeregt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Emission und/oder Absorption unter Verwendung von mindestens einem Photodetektor erfasst wird, wobei der Wellenlängen-Bereich des Photodetektors einer Emissions- und/oder Absorptions-Wellenlänge des dem Photodetektor entsprechenden optischen chemischen Sensor entspricht.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erfassten Züchtungs-Parameter ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: pH, gelöstem Sauerstoff, Kohlendioxid, Glucose-Konzentration, Nähstoff-Konzentration, Laktat-Konzentration, Phosphat-Konzentration, Ammonium-Konzentration, Metallionen-Konzentration, Temperatur und Kombinationen davon.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, wobei die optische Dichte der Kultur erfasst wird.
  6. Verfahren zur Bestimung von mindestens zwei Züchtungsparametern in mindestens zwei Zellkulturen, umfassend: (a) paralleles Erstellen mindestens einer Zellkultur in mindestens zwei Bioreaktoren, wobei jeder Bioreaktor mindestens zwei optische chemische Sensoren aufweist; (b) Anregen der optischen chemischen Sensoren, um Licht-Emission oder -Absorption zu erzeugen; (c) Erfassen der in (b) erhaltenen Emission und/oder Absorption; (d) Analysieren der in (c) erhaltenen, erfassten Emission und/oder Absorption, um die bestimmten Züchtungs-Parameter festzustellen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die optischen chemischen Sensoren unter Verwendung von mindestens einer Licht emittierenden Diode pro optischem chemischem Sensor angeregt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Emission und/oder Absorption unter Verwendung von mindestens einer Spektrometer- und Dioden-Anordnung erfasst wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die bestimmten Züchtungs-Parameter ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: pH, gelöstem Sauerstoff, Kohlendioxid, Glucose-Konzentration, Phosphat-Konzentration, Ammonium-Konzentration, Metallionen-Konzentration, Temperatur und Kombinationen davon.
  10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 9, wobei die optischen Dichten der Kultur bestimmt werden.
  11. Bioverarbeitungssystem, umfassend: (a) mindestens einen Bioreaktor; (b) mindestens zwei, mit jedem Bioreaktor assoziierte optische chemische Sensoren, worin die optischen chemischen Sensoren in jedem Bioreaktor angeordnet sind; (c) mindestens eine Anregungsquelle, die jeweils einem optischen chemischen Sensor entspricht; und (d) mindestens einen Detektor.
  12. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 11, worin jeder Bioreaktor eine in einer Platte mit mehreren Vertiefungen angeordnete Vertiefung ist.
  13. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 12, worin die optischen chemischen Sensoren Sensor-Stücke sind, die am Boden der Vertiefung angeordnet sind.
  14. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 11, worin jeder Bioreaktor eine Küvette ist.
  15. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 14, worin die optischen chemischen Sensoren Sensor-Stücke sind, die an mindestens eine Wand der Küvette angebracht sind.
  16. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 11, worin jeder Bioreaktor ein Kulturgefäß ist, das in einem Aufnahmegefäß einer Mehrfach-Aufnahme-Biorektor-Platform ist.
  17. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 16, worin die optischen chemischen Sensoren Sensor-Stücke sind, die am Boden des Kulturgefäßes angeordnet sind.
  18. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 17, worin die Anregungs-Quelle eine Lichtemittierende Diode ist.
  19. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 18, worin der Detektor eine integrierte Spektrometer- und Dioden-Anordnung ist
  20. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 11, welches weiter eine Bioreaktor-Platform mit mindestens einer Aufnahme zur Unterbringung eines jeden Bioreaktors ist.
  21. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 20, weiter eine Unter-Platform umfassend, worin die Bioreaktor-Platform auf der Unter-Platform angeordnet ist.
  22. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 21, weiter eine Rühreinrichtung umfassend, worin die Unter-Platform auf der Rühreinrichtung angeordnet ist.
  23. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 22, weiter einen Positionierungstisch umfassend, worin der Positionierungstisch unter der Rühreinrichtung angeordnet ist, so dass der Positionierungstisch den Bioreakor in einer x-y- oder x-y-z-Ebene in eine bestimmte Position bewegen kann.
  24. Bioverarbeitungssystem nach Anspruch 11 oder 23, weiter ein Daten-Erfassungs- und Steuer-System umfassend, das mit Komponenten des Bioverarbeitungssystems über Kabelmittel verbunden ist.
  25. Verfahren zum Optimieren von mindestens zwei Züchtungs-Parametern in einer Zell-Kultur, umfassend: (a) Erstellen mindestens einer Zellkultur in mindestens einem Bioreaktor, wobei jeder Bioreaktor mindestens zwei optische chemische Sensoren aufweist; (b) Anregen der optischen chemischen Sensoren, um Licht-Emission oder -Absorption zu erzeugen; (c) Erfassen der in (b) erhaltenen Emission und/oder Absorption; (d) Analysieren der in (c) erhaltenen, erfassten Emission und/oder Absorption, um zu bestimmen, ob die eingestellten Züchtungs-Bedingungen eingestellt werden sollen oder nicht, um eine Optimierung der Züchtungs-Parameter zu erhalten.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die optischen chemischen Sensoren unter Verwendung von mindestens einer Licht emittierenden Diode pro optischem chemischem Sensor angeregt werden.
  27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Emission und/oder Absorption unter Verwendung von mindestens einem Photodetektor erfasst wird, wobei der Wellenlängen-Bereich des Photodetektors einer Emissions- und/oder Absorptions-Wellenlänge des dem Photodetektor entsprechenden optischen chemischen Sensor entspricht.
  28. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die bestimmten Züchtungs-Parameter ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: pH, gelöstem Sauerstoff, Kohlendioxid, Glucose-Konzentration, Nährstoffkonzentration, Temperatur, Laktat-Konzentration, Ammonium-Konzentration, Phosphat-Konzentration, Metallionen-Konzentration, und Kombinationen davon.
  29. Verfahren nach Anspruch 25 oder 28, wobei die optische Dichte der Kultur erfasst wird.
  30. Verfahren zum Optimieren von mindestens zwei Züchtungsparametern in mindestens zwei Zellkulturen, umfassend: (a) paralleles Erstellen mindestens einer Zellkultur in mindestens zwei Bioreaktoren, wobei jeder Bioreaktor mindestens zwei optische chemische Sensoren aufweist; (b) Anregen der optischen chemischen Sensoren, um Licht-Emission oder -Absorption zu erzeugen; (c) Erfassen der in (b) erhaltenen Emission und/oder Absorption; (d) Analysieren der in (c) erhaltenen, erfassten Emission und/oder Absorption, um zu bestimmen, ob die Züchtungs-Bedingungen eingestellt werden sollen oder nicht, um eine Optimierung der Züchtungs-Parameter zu erhalten.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die optischen chemischen Sensoren unter Verwendung von mindestens einer Licht emittierenden Diode pro optischem chemischem Sensor angeregt werden.
  32. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Emission und/oder Absorption unter Verwendung von mindestens einer Spektrometer- und Dioden-Anordnung erfasst wird.
  33. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die bestimmten Züchtungs-Parameter ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: pH, gelöstem Sauerstoff, Kohlendioxid, Glucose-Konzentration, Nährstoff-Konzentration, Temperatur, Laktat-Konzentration, Ammonium-Konzentration, Phosphat-Konzentration, Metallionen-Konzentration, und Kombinationen davon.
  34. Verfahren nach Anspruch 30 oder 33, wobei die optischen Dichten der Kultur erfasst werden.
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