(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210776556.4 (22)申请日 2022.07.03 (71)申请人 苏州谱博分析技 术有限公司 地址 215600 江苏省苏州市高新区旺米街 66号4幢A203 (72)发明人 高飞　秦佳　吴学星　郭智　 (51)Int.Cl. C12M 1/33(2006.01) C12M 1/12(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12N 15/10(2006.01) (54)发明名称 一种连续 流细菌破碎与澄清装置 (57)摘要 本发明提供了一种连续流细菌破碎与澄清 装置， 包括： 用于盛菌体悬浊液的第一容器、 用于 盛裂解液的第二容器、 用于盛中和液的第三容器 以及定时盘管， 还包括第一静态混合器、 第二静 态混合器、 至少一个静置容器以及澄清液收集容 器； 其中， 第一静态混合器的进液端口通过三通 管与第一容器和第二容器连通， 第一静态混合器 的出液端口与定时盘管的进液端口连通； 第二静 态混合器的进液端口通过三通管与定时盘管的 出液端口和第三容器连通， 第二静态混合器的出 液端口通过管道与静置容器顶部的入口连通； 静 置容器的底部设置有 过滤层； 过滤层底部通过管 路与澄清液收集容器连通。 本申请可以克服大体 积搅拌耗时长、 裂解时间控制不精确与局部不均 匀的缺点。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114933960 A 2022.08.23 CN 114933960 A 1.一种连续流细菌破碎与澄清装置， 包括： 用于盛菌体悬浊液的第一容器(1)、 用于盛 裂解液的第二容器(2)、 用于盛中和液的第三容器(3)以及定时盘管(4)， 其特征在于， 还包 括第一静态混合器(5)、 第二静态混合器(6)、 至少一个静置容器(7)以及澄清液收集容器 (8)； 其中， 所述第一静态混合器(5)的进液端口通过三通管与所述第一容器(1)和第二容器(2)连 通， 所述第一静态混合器(5)的出 液端口与所述定时盘管(4)的进液端口连通； 所述第二静态混合器(6)的进液端口通过三通管与所述定时盘管(4)的出液端口和第 三容器(3)连通， 所述第二静态混合器(6)的出液端口通过管道与所述静置容器(7)顶部的 入口连通； 所述静置容器(7)的底部设置有过滤层(9)； 所述过滤层(9)底部通过管路与所述澄清 液收集容器(8)连通。 2.根据权利要求1所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述第 一静态 混合器(5)包括第一不锈钢管(10)和沿轴向延伸设置在所述第一不锈钢管(10)内的第一搅 拌桨叶(1 1)； 所述第一搅拌桨叶(11)包括多片沿轴向依次交错布置的第一桨叶单元(12)， 所述第一 桨叶单元(12)为由第一矩形片两端绕轴线相对扭转180 °后形成的剪切叶片； 所述第一矩形片的宽度尺寸与所述第一 不锈钢管(10)的直径 尺寸相等。 3.根据权利要求2所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 相邻 两片所述 第一桨叶单 元(12)之间的错 位角度为90 °。 4.根据权利要求2所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述第 一搅拌 桨叶(11)包括至少四片所述第一桨叶单 元(12)。 5.根据权利要求1所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述第 二静态 混合器(6)包括第二不锈钢管(13)和沿轴向延伸设置在所述第二不锈钢管(13)内的第二搅 拌桨叶(14)； 所述第二搅拌桨叶(14)包括多片沿轴向依次交错布置的第二桨叶单元(15)， 所述第二 桨叶单元(15)为由第二矩形片两端绕轴线相对扭转180 °后形成的剪切叶片； 所述第二矩形片的宽度尺寸与所述第二 不锈钢管(13)的直径 尺寸相等。 6.根据权利要求5所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 相邻 两片所述 第二桨叶单 元(15)之间的错 位角度为90 °。 7.根据权利要求5所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述第 二搅拌 桨叶(14)包括至少六片所述第二桨叶单 元(15)。 8.根据权利要求1所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述静置容器 (7)设置有 多个， 所述静置容器(7)为高径比大于等于2:1的罐体； 所述静置容器(7)存放环境温度为2 ‑8℃。 9.根据权利要求1所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述过滤层 (9)的填充高度不小于 5cm； 所述过滤层(9)包括烧结板和填充在所述烧结板上的过 滤填料。 10.根据权利要求9所述的一种连续流细菌破碎与澄清装置， 其特征在于： 所述过滤填 料为吸附树脂、 惰性玻璃珠或不锈钢珠。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114933960 A 2一种连续流细菌破 碎与澄清装 置 技术领域 [0001]本发明涉及分离分析设备技 术领域， 尤其涉及一种连续 流细菌破碎与澄清装置 。 背景技术 [0002]质粒是一种独立于细胞染色体之外， 能携带一定遗传信息， 可进行自我复制的核 酸大分子。 质粒广泛存在于原核与真核生物细胞中， 是一类重要的基因载体。 除了在酵母发 现过RNA质粒， 其他质粒都是环状、 双链DNA大分子， 分子量在106‑107。 质粒是大肠杆菌中外 源基因的载体， 可以直接作为基因治疗的药物， 是基因治疗、 细胞治疗产品不可缺少的中间 品。 无论是构建基因工程重组菌株， 开发基因治疗药物， 开发核酸疫苗， 还是建立个性化的 细胞治疗药物都需要首 先制备DNA质粒。 [0003]采用重组的大肠杆菌发酵生产DNA质 粒， 是质粒生产的主要手段。 大肠杆菌的构 建、 菌体发酵与质粒表达属于上游生产工艺， 细胞裂解与质粒纯化属于下游生产工艺。 上游 菌种构建技术与发酵工艺的进步， 已经将质粒的产能提升至每升发酵液几百到几千毫克的 水平。 下游纯化方案中， 第二步均为菌体裂解， 后续还需要多步层析单元进一步去除RNA、 宿 主蛋白和内毒 素等杂质。 菌体裂解可以选择机械裂解， 如 使用高压匀浆的方法； 也可以采用 化学试剂裂解， 如采用NaOH和S DS碱裂解。 [0004]使用NaOH和SDS碱裂解法从大肠杆菌中分离制备质粒DNA已有30多年的历史。 将细 菌悬浮液暴露于碱性环境中， 在与阴离子表面活性剂协同作用下， 大肠杆菌的细胞壁会破 裂， 将质粒DNA释放到水溶液中。 菌体裂解操作， 既要使细菌产出的质粒充分释放， 避免裂解 操作破坏产出 的质粒， 还要控制避免细菌内毒素大量释放到 收集液中。 由于质粒分子耐受 一定浓度的NaOH， 而蛋白分子往往不耐受NaOH， 因此机械裂解被广泛应用于重组蛋白的生 产工艺， 碱裂解被广泛应用在质粒生产工艺中。 [0005]碱裂解法被普遍应用于质粒生产工艺， 在实际应用中面临很多挑战。 例如： NaOH浓 度与裂解时间是决定裂解是否充分的关键参数， 裂解不够充分会降低质粒 的回收率， 裂解 过于充分会破坏质粒分子， 造成料液粘稠难以过滤， 还会将细菌细胞壁大量裂解为可溶内 毒素， 增加后续纯化的压力。 因此需要对裂解参数进 行精确控制， 并需要将释放出的质粒与 菌体碎片及时分离 。 [0006]在实验室小规模质粒提取中， 可以精准控制NaOH浓度和裂解时间， 裂解时间结束 后可以采用离心分离及时去除菌体碎片。 但当发酵工艺放大时， 精确的参数控制与及时的 固液分离将面临更 大的挑战： [0007]1.对大体积、 高粘度发酵液难以与NaOH溶液混合均匀， 裂解结束后破碎菌液会更 加粘稠， 使得搅拌混合更加困难， 需要较长时间、 较大功率的搅拌； [0008]2.菌液、 裂解溶液(NaOH)与中和溶液(醋酸)的混匀困难使得大体积裂解的时间难 以精确控制， 裂解时间需要精确控制 到分钟级别， 控制不精确会造成局部裂解不足或过于 充分， 严重影响质粒回收率； [0009]3.如果充分搅拌裂解， 裂解时间过长， 一方面会降解生产的质粒， 造成产率降低，说　明　书 1/6 页 3 CN 114933960 A 3