[发明专利]用于间歇式过滤的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于间歇式过滤的装置和方法，并且特别是用于生物工艺过程中的过程分析技术，例如用于随后的样品制备的液体的自动取样。然而，本发明并不局限于生物工艺领域的应用。相反地，本发明可有利地应用于需要自动间歇式过滤的多种不同的过程中。 

背景技术

用于全自动液体取样、传送、样品制备和随后的分析的自动化平台是例如由EP 1439472Al和EP 2013328A2获知的。这种设备尤其用于生物工艺过程例如细胞培养中的自动化分析仪中。在细胞培养中，采取完整的样品作为标准，其含有细胞和细胞颗粒。在生物培养过程中在较短时间周期期间的全自动取样和分析能够提供对工业培养的细胞和微生物的可变生长过程中波动的早期识别 

并采取适当的措施的可能性。含有颗粒的完整样品允许多种分析方法能被实施。但是，其中某些方法在其使用的步骤中仅仅需要完整样品中去除颗粒后的部分。这些分析方法包括，例如，使用光学测量方法或液相色谱法分析培养基，从而能够确定多种原料和产品物质符合要求和/或确定多种原料和产品物质的数量。 

在许多培养过程中，只能取到较小体积的完整样品(例如从1ml到50ml的范围)，然后，其被有效地细分以用于分析。因此，所述样品只有一部分能够被用于颗粒分离。在具有取样和随后分析的全自动自动化平台的情况下，目的在于自动运行该系统一个星期而无人工干预。对于较小体积的含颗粒液体的情况下所需要的全自动过滤，还没有将颗粒截留率高同时液体损失较少、系统稳定和过滤步骤处理时间短相结合的适宜方法。 

对于来自培养过程的生物样品自动过滤，使用平膜实施样品的压缩空气过滤的装置是已知的。但是，其呈现的主要问题在于在动态培养过程中滤出液体积随着颗粒数目的增加而显著减小。在更高的颗粒密度时，其无法再从提供的样品体积中产生足够量的滤出液。另外，该现有技术的装置在处理细胞和微生物时不能满足卫生学一般要求。通过装置的长传输路径可能会导致在滤饼中留 下细胞残留物，其中一些具有很大的潜在污染性。 

当在具有变化的样品的自动化环境中使用过滤工艺时，排除样品成分传送至后续过滤操作或者使这种情况只在大为降低的程度下发生从而排除产品夹带或产品转移同样重要。当培养细胞用于利用优良制标准(GMP)生产药物时，这尤其是必须的，因为在这种情况下，需要确认提供产品夹带或产品转移已被排除的证据。 

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种装置和方法，其可优选(全)自动地生产颗粒去除降至过滤器截止尺寸例如不含细胞或者细胞碎片的样品，同时表现出损失低以及处理时间短。另外，在研发领域和生产环境中，都应满足稳定性和可靠性要求。进一步的目的是提供一种装置和方法，其中排除了或可以仅在可忽略的程度上发生样品组分传送至后续过滤操作。 

根据本发明，该目标通过一种具有权利要求1的特征的用于液体间歇式过滤的装置以及一种具有权利要求10的特征的方法来实现。本发明的优选实施方式记载于从属权利要求中。 

根据本发明的一个方面，提供了一种用于液体间歇式过滤的装置，其具有实现过滤的过滤站，向过滤站供应期望量的待过滤液体的进料管线，以及相对于过滤站可移动的过滤介质，过滤介质包括至少两个不同的膜，它们在过滤站中共同实现多级过滤。多级过滤意味着待过滤液体经过或经受至少两个过滤级，优选包括第一较粗过滤级和第二较细过滤级。 

以这种方式，可以在相对少的液体损失、处理时间短的情况下确保几乎无颗粒的样品。发明人已注意到多级过滤例如较粗的初步过滤和较细的最终过滤显著减少了处理时间和液体损失。即使多个膜相互叠置，过滤仍以多级进行。 

在本发明的一个优选实施方式中，过滤介质包括第一膜和第二膜，这些膜中的每一个膜都形成相应的过滤级。膜可以在过滤站中布置为一个置于另一个之上，膜优选方平膜，并且在过滤站中，第一膜布置在第二膜的上方或上面。