[实用新型]一种碱裂解处理系统

说明书

本实用新型公开了一种碱裂解处理系统，包括顺次连通的备料管路、盘管、中和管路；备料管路上游并联设置有菌液罐和碱液罐；中和管路上游连通有与盘管并联布置的酸液罐；中和管路的下游连通有中和罐。该碱裂解处理系统能够快速高效地实施碱裂解的各工艺步骤，从而满足大规模批量生产的需求。

技术领域

本实用新型涉及mRNA疫苗制备工艺设备及其配套处理技术领域，特别涉及一种碱裂解处理系统。

背景技术

mRNA疫苗是继灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗和病毒载体疫苗后的第三代疫苗，其具有针对病原体变异反应速度快、生产工艺简单、易规模化扩大等特点。

mRNA疫苗是一种核酸疫苗，通过将病毒的部分mRNA片段注入人体细胞内产生抗原，再由此激发特异性免疫反应，达到形成免疫记忆的效果。

具体而言，mRNA是DNA转化为蛋白质的中间体，这也是它名称的由来，即信使RNA(messenger RNA)。mRNA疫苗中的mRNA片段编码病毒表面的某些蛋白或受体。疫苗递送人工编辑后的mRNA进入人体细胞，在体内“借用”人体自身细胞转译mRNA为蛋白质。此类mRNA在经过转译后会表达成为病毒所具有的某种抗原蛋白。虽然产生的抗原是由自身细胞制造，但由于其氨基酸序列具有外源性，因此仍旧会激发B细胞和T细胞针对此抗原蛋白的特异性免疫反应，并建立免疫记忆。

mRNA疫苗的生产可分为三大阶段，一是DNA原液制备，二是mRNA原液的制备，三是利用脂质微粒进行包封。

第一步：DNA质粒制备：

原液制备开始于质粒构建。通常使用的DNA质粒为环状质粒，质粒上含有设计好的序列模块。利用电流打破细胞膜，并将环状DNA质粒引入大肠杆菌。此后，大肠杆菌被储藏于含有大量营养物质的溶液中进行繁殖扩增。大肠杆菌每20分钟分裂一次，4天内可以得到数万亿DNA质粒。提取并纯化DNA质粒，过滤溶液，去除细菌及其他物质。利用酶将纯化后的环状DNA质粒切割为链状。将所得溶液分装冷藏，通过质量控制环节，并运送至下一阶段的生产加工场所。

第二步：体外转录：

第二阶段的目的是将DNA链转化为mRNA。上一步制备得到的DNA链与酶和核苷酸混合在10加仑容量的容器中，RNA聚合酶(RNA polymerase)会将DNA转录为mRNA。这一步骤被称为体外转录(IVT)。得到mRNA后，DNA以及其他物质将被滤除，mRNA被装进购物袋大小的塑料包装中，每袋含有约500万到1000万剂次的mRNA原料。

第三步：递送系统装载：

第三阶段的流程目的是将mRNA包裹进脂质载体(LNP)中。脂质悬浮于酒精溶液中，与mRNA接触并将其包裹，两种物质通过相反电荷相吸引。之后，原液经过切向流过滤(TFF)滤除溶液中多余的脂质、酒精等杂质，并制成最终的mRNA疫苗溶液。

第四步：灌装检验：

在上述三个生产阶段都完成后，mRNA疫苗原液即可进行灌装、分发。

质粒生产是mRNA药物的第一步，通常采用含有目的核苷酸序列的重组大肠杆菌(E.coli)发酵，用于扩增生产足量的质粒。其生产过程包括菌株培养、生产发酵、收获、碱裂解、澄清过滤、浓缩换液、层析纯化、浓缩换液、线性化、纯化换液、过滤分装、冷冻储存等步骤。

大肠杆菌经过培养，在其菌体内产生大量的质粒。首先，需要采用离心的方法，对菌体进行收集。然后使用重悬液将菌体重悬，再采用强碱裂解菌体。在实验室规模下，可以采用小体积的容器，如烧杯或者50L以下体积的容器，分别配制碱液和酸液，然后采用人工方式，直接将碱液倾倒入菌悬液中，如此可以准确控制碱裂解的时间。