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KR20220130743A - 생물반응기를 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

생물반응기를 제어하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20220130743A
KR20220130743A KR1020227028484A KR20227028484A KR20220130743A KR 20220130743 A KR20220130743 A KR 20220130743A KR 1020227028484 A KR1020227028484 A KR 1020227028484A KR 20227028484 A KR20227028484 A KR 20227028484A KR 20220130743 A KR20220130743 A KR 20220130743A
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KR
South Korea
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fluid
bioreactor
reservoir
parameters
bioreactor system
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020227028484A
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English (en)
Inventor
오하드 카니엘리
노암 베르코비츠
Original Assignee
아드바 바이오테크놀로지 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아드바 바이오테크놀로지 리미티드 filed Critical 아드바 바이오테크놀로지 리미티드
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Abstract

생물반응기 시스템 및 생물반응기 시스템의 제어된 작동이 본 발명에 개시되어 있다. 상기 생물반응기 시스템은 적어도 하나의 생물반응기 챔버, 적어도 하나의 저장소, 복수의 센서, 및 유체 회로를 포함할 수 있다. 본 발명에 개시된 작동 방법은 다양한 매개변수를 측정하면서 세포 또는 조직을 성장시키는 것 및 생물반응기 시스템의 작동 중 다양한 매개변수의 제어된 작동에 관한 것이다. 상기 매개변수의 제어된 작동에는 예를 들어 세포 농도; 유량; 부피; pH; 온도; 산소 수준; 이산화탄소 수준; 중탄산염 이온 수준; 영양 화합물; 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.

Description

생물반응기를 제어하는 장치 및 방법
본 발명은 생물반응의 하나 이상의 제어 방식을 위해 구성된 생물반응기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 생물반응기는 한정되고 제어된 환경에서 미생물과 생존 세포를 배양하는 데 사용될 수 있다. 일반적으로 이러한 미생물 및 세포의 배양 및 프로세싱은 여러 단계를 필요로 할 수 있으며 상기 다양한 단계들은 특정 매개변수를 모니터링하면서 배양 전 및/또는 배양 중에 수행될 수 있다.
다양하고 특정한 세포나 조직을 성장시키는 것은 어려울 수 있다. 본 발명은 생물반응의 제어 방식을 위해 구성된 생물반응기 시스템에 관한 것이다.
일 실시예로서, 본 발명에 개시된 방법은 적어도 하나의 저장소, 적어도 하나의 생물반응기 및 복수의 펌프를 작동시키는 것을 포함하고, 여기서 작동은 적어도 하나의 생물반응기에서 복수의 세포들을 성장시키는 것을 포함하고; 복수의 센서에 의해, 적어도 3개의 매개변수에 대한 측정값을 획득하기 위해 적어도 하나의 생물반응기에서 적어도 3개의 매개변수를 측정하고, 여기서 적어도 3개의 매개변수는 복수의 세포의 세포 농도 수준; 적어도 하나의 생물반응기의 제1 배지의 제1 액체가 적어도 하나의 저장소의 저장소 챔버로 흐르는 속도; 적어도 하나의 저장소 챔버로부터 적어도 하나의 생물반응기의 생물반응기 챔버로의 제2 배지의 제2 유체의 유량; 제1 배지 내의 적어도 하나의 제1 가스의 수준; 제1 배지에서 적어도 하나의 제1 영양소의 수준; 제1 배지의 제1 유체의 제1 부피; 제1 배지의 제1 유체의 제1 pH; 제1 배지의 제1 유체의 제1 온도; 또는 이들의 임의의 조합; 적어도 하나의 생물반응기의 적어도 3개의 파라미터 각각에 대한 설정점을 제공하고, 여기서 설정점은 적어도 3개의 파라미터 레벨의 미리 결정된 범위에 대응하고, 적어도 3개의 파라미터의 측정된 값을 미리 결정된 레벨과 비교하는 단계; 적어도 3개의 파라미터의 각각의 측정된 값이 적어도 3개의 파라미터의 미리 결정된 레벨과 동일할 때까지 적어도 제1 유체의 제1 부피를 조정함으로써 적어도 3개의 파라미터를 동시에 제어하고, 여기서 복수의 펌프 및 적어도 하나의 펌프와 적어도 하나의 저장소는 생물반응기로부터 제1 유체의 적어도 일부를 제거하거나 제1 유체의 부피가 조정 가능하도록 제2 유체의 일부를 제1 유체에 첨가하도록 구성된다.
본 발명에 개시된 일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 적어도 하나의 생물반응기 챔버, 적어도 하나의 저장소, 복수의 센서, 및 유체 회로(fluid circuit)를 포함한다. 일 실시예로서, 상기 유체 회로(fluid circuit)는 상기 유체 회로의 제1 섹션을 포함하고, 여기서 상기 제1 섹션은 생물반응기 챔버를 적어도 하나의 저장소에 유체적으로 연결하고, 생물반응기 챔버에 포함된 상기 제1 유체를 적어도 하나의 저장소로 흐르게 하도록 구성되고 상기 유체회로는 제2 섹션을 포함하는데, 여기서 상기 제2 섹션은 적어도 하나의 저장소를 생물반응기 챔버에 유체적으로 연결하고, 적어도 하나의 저장소에 포함된 제2 유체를 생물반응기 챔버로 흐르게 하도록 구성된다.
본 발명에 개시된 일 실시예로서, 본 발명에 개시된 방법은 생물반응기 시스템을 작동시키는 것을 포함한다. 일 실시예로서, 상기 생물반응기 시스템을 작동시키는 것은 복수의 센서를 통해 적어도 3개의 파라미터에 대한 센서 측정값을 획득하는 단계; 및 적어도 3개의 파라미터 각각에 대해 미리 결정된 설정 값을 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시예로서, 획득 및 상기 제공 단계는 임의의 순차적인 순서일 수 있다. 일 실시예로서, 상기 획득 및 상기 제공 단계는 특정의 순차적인 순서로 수행된다. 일 실시예로서, 상기 획득 단계는 상기 제공 단계 이전에 수행된다. 일 실시예로서, 상기 제공 단계는 상기 획득 단계 이전에 수행된다. 일 실시예로서, 상기 획득 및 제공 단계 후에 상기 방법은 센서 측정값을 적어도 3개의 파라미터에 대한 미리 결정된 설정 값과 비교하는 단계; 및 생물반응기 챔버로부터 제1 유체의 일부를 제거하고, 제2 유체의 일부를 생물반응기 챔버에 추가하거나, 이들의 조합으로 상기 유체 회로를 제어하여, 센서 측정값 각각이 적어도 하나의 미리 결정된 세 가지 매개변수의 설정 값과 실질적으로 일치할 때까지 상기 유체 회로를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 개시된 일 실시예로서, 상기 생물반응기 시스템은 생물반응기 챔버 및 복수의 저장소를 포함하고, 여기서 상기 복수의 저장소는 제1 저장소 및 제2 저장소를 포함한다. 상기 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 상기 시스템은 복수의 센서와 유체 회로를 추가로 포함하고, 여기서 상기 유체 회로는 상기 유체 회로의 제1 섹션을 포함하며, 여기서 상기 제1 섹션은 상기 생물반응기 챔버를 제1 저장소에 유체적으로 연결하고 상기 제1 섹션은 생물반응기 챔버에 포함된 제1 유체를 제1 저장소 및 유체 회로의 제2 섹션으로 흐르게 하도록 구성되고, 상기 유체 회로의 상기 제2 섹션은 제2 저장소를 생물반응기 챔버에 유체적으로 연결하고, 상기 제2 섹션은 제2 저장소에 포함된 제2 유체를 생물 반응기 챔버로 흐르게 하도록 구성된다.
본 발명에 개시된 방법의 일 실시예로서, 상기 방법은 생물반응기 시스템을 작동시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 작동시키는 단계는 복수의 센서를 통해 3개 이상의 매개변수에 대한 센서 측정값을 획득하는 단계; 적어도 3개의 파라미터 각각에 대해 미리 결정된 설정 값을 제공하는 단계; 상기 센서 측정값을 3개 이상의 매개변수에 대한 미리 결정된 설정 값과 비교하는 단계; 및 유체 회로를 제어하는 단계를 포함한다. 일 실시예로서, 상기 유체 회로를 제어하는 단계는 센서 측정 값 각각이 미리 결정된 최소 3개의 매개변수의 설정점과 실질적으로 일치할 때까지 생물반응기 챔버로부터 제1 유체의 일부를 제거하고, 생물반응기 챔버에 제2 유체의 일부를 추가하거나 이들의 조합을 포함한다.
일 실시예로서, 상기 적어도 3개 이상의 매개변수는 생물반응기 챔버에 함유된 세포 농도의 수준; 적어도 하나의 저장소로의 제1 유체의 흐름 속도; 생물반응기 챔버로의 제2 유체의 흐름 속도; 제1 유체의 부피; 제1 유체의 pH; 제1 유체의 온도; 제1 유체의 용존 산소 수준; 제1 유체에 용해된 CO2의 수준; 제1 유체의 HCO3 수준; 및 제1 유체의 영양소 수준 중에서 선택된다. 일 실시예로서, 상기 영양소의 수준은 영양소의 양 또는 농도를 포함한다. 일 실시예로서, 영양소는 포도당(Glucose), 젖산(Lactate), 글루타민(Glutamine), 글루탐산(Glutamate), 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시양태에서, 영양소는 포도당을 포함하지만, 젖산, 글루타민 및 글루탐산은 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 영양소는 젖산을 포함하지만 포도당, 글루타민 및 글루탐산은 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 영양소는 글루타민을 포함하지만 포도당, 젖산 및 글루탐산은 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 영양소는 글루탐산을 포함하지만 포도당, 젖산 및 글루타민은 포함하지 않는다.
일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 생물반응기 챔버에 포함된 복수의 세포를 포함한다. 일 실시예로서, 제1 유체는 액체, 기체, 영양소, 배지, 또는 이들의 조합이다. 일 실시예로서, 제2 유체는 액체, 기체, 영양소, 배지, 또는 이들의 조합이다.
일 실시예로서, 유체 회로를 제어하는 단계는 적어도 3개의 매개변수 중 1개 내지 3개를 조정하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 유체 회로는 적어도 3개의 매개변수 중 1개 내지 3개의 매개변수의 조정에 대하여 자동으로 조정한다.
일 실시예로서, 유체 회로를 제어하는 단계는 적어도 3개의 매개변수 모두를 조정하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 유체 회로는 적어도 3개의 매개변수 모두를 조정하도록 자동으로 조정된다. 일부 실시양태에서, 상기 조정은 동시에 이루어진다.
일 실시예로서, 생물반응기 시스템의 운영은 1.5 내지 10,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템의 작동은 100 내지 7,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템의 작동은 500 내지 2,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템의 작동은 50 내지 1,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행된다.
일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 재순환 배양 모드, 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod), 회분 배양 모드(a batch culturing mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode)로부터 선택된 적어도 2개의 배양 모드를 갖도록 구성된다. 본 발명에 개시된 방법의 일 실시예로서, 생물반응기 시스템을 작동시키는 것은 적어도 2개의 배양 모드를 하나에서 다른 것으로 변경하는 것을 포함한다.
본 발명에 개시된 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 상기 시스템은 적어도 하나의 생물반응기 챔버; 적어도 하나의 저장소; 복수의 센서, 제1 제어된 유체 흐름 경로, 여기서 상기 제1 제어된 유체 흐름 경로는 생물반응기 챔버 및 적어도 하나의 저장소에 연결되고, 여기서 상기 제1 제어된 유체 흐름 경로는 적어도 하나의 저장소로부터 상기 생물 반응기 챔버로 유체가 흐르도록 구성되고; 제2 제어된 유체 흐름 경로, 여기서 상기 제2 제어된 유체 흐름 경로는 생물반응기 챔버 및 적어도 하나의 저장소에 연결되고, 여기서 상기 제2 제어된 유체 흐름 경로는 생물반응기 챔버로부터 적어도 하나의 저장소로 유체를 흐르게 하도록 구성되며; 및 제어 장치를 포함한다. 일 실시예로서, 상기 제어 장치는 복수의 센서와 통신하고, 복수의 센서로부터 복수의 매개변수를 수신하도록 구성되며, 여기서 상기 제어 장치는 제1 제어된 유체 흐름 경로와 제2 제어된 유체 흐름 경로 또는 둘 다를 자동으로 복수의 센서로부터 수신된 복수의 파라미터에 기초하여 제어하도록 구성된다.
생물반응기 시스템에 대한 일 실시예로서, 복수의 매개변수는 생물반응기 챔버에 함유된 세포 농도의 수준; 적어도 하나의 저장소로의 제1 유체의 흐름 속도; 생물반응기 챔버로의 제2 유체의 흐름 속도; 제1 유체의 부피; 제1 유체의 pH; 제1 유체의 온도; 제1 유체의 용존 산소 수준; 제1 유체에 용해된 CO2의 수준; 제1 유체의 HCO3 수준; 및 제1 유체의 영양소 수준 중에서 선택된다. 일 실시예로서, 상기 영양소의 수준은 영양소의 양 또는 농도를 포함한다. 일 실시예로서, 영양소는 포도당(Glucose), 젖산(Lactate), 글루타민(Glutamine), 글루탐산(Glutamate), 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시양태에서, 영양소는 포도당을 포함하지만, 젖산, 글루타민 및 글루탐산은 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 영양소는 젖산을 포함하지만 포도당, 글루타민 및 글루탐산은 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 영양소는 글루타민을 포함하지만 포도당, 젖산 및 글루탐산은 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 영양소는 글루탐산을 포함하지만 포도당, 젖산 및 글루타민은 포함하지 않는다.
일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 1.5 내지 10,000의 세포의 배수 증식을 얻기 위해 충분한 시간 동안 작동하도록 구성된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 100 내지 7,500의 세포의 배수 확장을 얻기 위해 충분한 시간 동안 작동하도록 구성된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 500 내지 2,500의 세포의 배수 확장을 얻기 위해 충분한 시간 동안 작동하도록 구성된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 50 내지 1,000의 세포의 배수 확장을 얻기 위해 충분한 시간 동안 작동하도록 구성된다.
일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 재순환 배양 모드, 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod), 회분 배양 모드(a batch culturing mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode)로부터 선택된 적어도 2개의 배양 모드를 갖도록 구성된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 적어도 2개의 배양 모드 중 하나를 적어도 2개의 다른 배양 모드 중 다른 모드로 변경하도록 구성된다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템은 작동 중에 적어도 2개의 배양 모드 중 하나를 적어도 2개의 다른 배양 모드 중 다른 모드로 변경하도록 구성된 제어 장치를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 방법은 1.5 내지 10,000의 복수 세포의 배수 증식을 수득하도록 수행되고, 여기서 상기 작동은 충분한 시간 동안 수행된다.
본 발명에 개시된 실시예는 아래에 설명되고 기술된 바와 같이 다양한 개선된 결과를 초래할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 추가로 설명될 수 있으며, 여기서 유사한 구조는 여러 도면 전체에 걸쳐 유사한 번호로 지칭된다. 도시된 도면은 반드시 축척에 맞춰진 것은 아니며, 대신에 일반적으로 본 발명의 원리를 설명하는 데 중점을 두고 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 특정한 구조적 및 기능적 세부사항은 반드시 제한적인 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 하나 이상의 예시적인 실시예를 다양하게 채용하도록 당해 기술분야의 숙련자를 가르치기 위한 대표적인 기초로서 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 생물반응기 시스템의 일 실시예에 따른 생물반응기 시스템의 다양한 구성요소를 도시하는 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2a, 2b 및 2c는 본 발명의 생물반응기 제어 시스템의 실시예들의 결과를 나타낸 그래프로서, 본 발명의 적어도 일 실시예들의 일부 예시적인 측면를 예시하고 있다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 생물반응기 제어 시스템의 일 실시예들의 예시적인 실시예들의 결과를 나타낸 추가 그래프이다.
도 4는 본 발명의 생물반응기 시스템의 일부 실시예에 따른 생물반응기 시스템의 다양한 구성 요소들을 도시하는 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생물반응기 시스템의 다양한 구성 요소를 도시한 또 다른 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서 일부 예시적인 측면으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 생물반응기 시스템실시 태양의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 개시된 방법의 일 실시예에 대한 예시적인 흐름도이다.
첨부 도면과 관련하여 취해진 본 발명의 다양한 상세한 실시예가 여기에 개시된다; 그러나, 개시된 실시예는 단지 예시적인 것임을 이해해야 한다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예와 관련하여 주어진 각각의 예는 예시적인 것이며 제한적인 것이 아니다.
본 발명 전체에 걸쳐, 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 다음 용어들은 본 발명에서 명시적으로 관련된 의미를 취한다. 본 발명에 사용된 "일 실시예로서" 및 "일부 실시예에서"라는 문구는 반드시 동일한 실시예(들)를 지칭하는 것은 아니지만, 그럴 수도 있다. 또한, 본 발명에 사용된 "다른 실시예에서" 및 "일부 다른 실시예에서"라는 문구는 다른 실시예를 지칭할 수 있지만 반드시 다른 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 따라서, 후술하는 바와 같이 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 실시예가 용이하게 결합될 수 있다.
또한, "~에 기초한"이라는 용어는 배타적이지 않으며, 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 설명되지 않은 추가 요인에 기초하는 것을 허용한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 "a", "an" 및 "the"의 의미는 복수의 참조를 포함한다. "in"의 의미는 "in"과 "on"을 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어 "유체"는 액체 또는 기체를 지칭한다. 본 발명에서 사용된 용어 "배지"는 세포가 성장할 수 있는 유체 또는 유체의 조합을 의미한다. 본 발명에 사용된 용어 "흐름" 또는 "유동"은 적용된 압력 및/또는 적용된 전단 응력 하에서 지속적으로 변형되는 유체를 지칭한다. 이에 더하여, 본 발명에서 사용된 "유량"은 물질이 흐르는 시간당 비율이다. 또한, 본 발명에 사용된 바와 같이, 예시적인 생물반응기 시스템에서 시스템(흡입구), 시스템(배출구) 및 부품 사이의 펌프로 유입되는 물질의 흐름 또는 이동은 물질의 이동을 허용하는 임의의 적합한 일방향 밸브에 의해 이루어진다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, 두 개의 챔버가 "유체적으로 연결"되었을 때, 이는 유체가 두 챔버 사이를 왔다 갔다 할 수 있다는 것을 의미한다. 또, 상기 용어 "유체적으로 연결"은, 일 실시예들의 일부 구성에 기초하여, 유체가 특정 방향(예를 들어, 한 챔버에서 다른 챔버로)으로 방향 흐름을 가질 수 있음을 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "세포의 공급" 또는 "세포 공급"은 생물반응기에 물질을 도입하는 것을 의미하며, 여기서 상기 도입된 물질은 세포 성장을 촉진한다. 본 발명에서 사용된 "폐 배지", "폐 제품" 또는 "사용된 폐기물"은 세포 배지에 존재할 경우 세포 성장을 방해할 수 있는 세포 성장 중에 세포에 의해 분비되는 물질을 말한다.
본 발명에서 사용된 "회분 배양 모드(a batch culturing mode)"는 생물반응기 시스템에 신선하거나 새로운 배지를 이용하여 미리 정해진 양의 배지와 세포들을 공급하는 것을 의미한다. 상기 배양 모드에 의해 생성된 폐기물은 새로운 배지를 공급받는 것과 동일한 비율로 소비될 수 있으며 모든 배지가 폐기물로 소비되면 회분 배양 모드가 완료된다. 재순환은 회분 배양 모드에서는 수행되지 않는다.
본 발명에서 "유가식 배양 모드(a batch culturing mode)"는 배치식 배양 모드와 동일하지만, 모든 새로운 배지가 소모된 각 주기 후에 새로운 배지가 도입된다. 주기는 미리 결정된 시간 동안 계속된다. 유가식 배양 모드에서는 재순환이 수행되지 않는다.
본 발명에서 사용된 "관류 배양 모드(a perfusion culturing mod)"는 세포가 생물반응기 챔버에서 유지되는 동안 생물반응기 시스템으로부터 동일한 부피의 유체 배지가 동시에 공급되고 제거되는 것을 말한다. 이 배양 모드는 지속적인 공급과 세포 폐기물을 지속적으로 제거하는 것이다.
본 발명에서 사용된 "재순환 배양 모드"는 생물반응기의 연속적인 작동을 의미하며 배지는 2개의 챔버 사이에서만 순환한다.
본 발명에 사용된 "설정 값" 또는 "설정 점"은 제어 시스템이 도달하고자 하는 측정된 상태이고 제어 시스템은 설정 값 또는 설정 점에 대한 범위를 충족하도록 매개변수를 변경한다.
본 발명에 사용된 "레벨" 또는 "수준"은 값 또는 값의 범위를 의미한다. 예를 들어 "pH 수준"은 특정한 pH 값 또는 특정 pH 범위를 의미할 수 있다.
본 발명에서, 일 실시예은 세포 배양을 위해 설계된 생물반응기들 및 생물반응기 시스템들을 포함하는 세포 배양 프로세싱 및 조작 시스템에 관한 것이다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 하나의 단일 유닛에서 선택, 배양, 변형, 활성화, 팽창, 세척, 농축 및 제제화의 모든 필요한 단계를 연속적으로 허용하도록 구성될 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 세포 배양에 필요한 다양한 화학적 매개변수를 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 예시적인 생물반응기 시스템은 재순환 모드, 관류 모드(a perfusion mod), 회분 모드(a batch mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch mode) 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 배양 방식으로 사용될 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 폐쇄된 무균 환경에서 완전히 제어될 수 있고 단일 사용 용도(한 번의 배양 주기 후에 폐기됨) 뿐만 아니라 다중 주기 사용 용도로도 구현될 수 있다.
일 실시예로서, 분비 인자(예를 들어, 엑소좀, FGF, PDGF와 같은 성장 인자 및 IL2, TNFalfa와 같은 사이토카인), 단백질, 펩타이드, 항생제 또는 아미노산들을 포함하나 이에 제한되지 않는 세포의 임의의 생성물이 예시적인 생물반응기 시스템에서 수집될 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 최적 및 적응 배양을 제공할 수 있으며, 여기서 상기 세포의 조작은 폐쇄된 시스템에서 수행될 수 있고 상기 조작은 자동화될 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템에서 달성된 높은 성장 밀도는 표준 배양 조건을 사용하여 관찰된 것보다 2배일 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템에서 달성된 높은 성장 밀도는 표준 배양 조건을 사용하여 관찰된 것보다 5배일 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템에서 달성된 높은 성장 밀도는 표준 배양 조건을 사용하여 관찰된 것보다 10배 초과일 수 있다.
도 1에는 본 발명의 예시적인 생물반응기 시스템(100)이 모식적으로 도시되어 있다. 일 실시예로서 예시적인 생물반응기 시스템은 배출구(105)를 또한 포함할 수 있는 생물반응기(103)를 가지고 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 적어도 2개의 섹션(예를 들어, 2개의 펌프(109a 및 109b))을 포함하는 유체 회로(예를 들어, 펌프 시스템)에 의해 생물반응기(103)에 유체적으로 연결된다. 예시적인 생물반응기 시스템의 유체 회로는 각각, 예를 들어 펌프(109a, 109b)로 구성된 적어도 2개의 섹션을 포함하고, 유체 회로 또는 펌프 시스템은 일반적으로 이하에서 109로 지칭될 것이다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 흡입구(111)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 유체 배지가 있는 다른 챔버일 수 있다. 일 실시예로서, 저장소의 유체 매질은 생물반응기의 유체 매질과 동일할 수 있다. 일 실시예로서 저장소의 유체 매질은 생물반응기의 유체 매질과 상이할 수 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 어떠한 세포도 포함하지 않는다. 일 실시예로서, 저장소는 생물반응기(103)에 유체를 전달하기 위한 배지를 포함하도록 구성된 용기이다. 일 실시예로서, 저장소는 생물반응기(103)로부터 폐기물을 전달받고 수용하도록 구성된 컨테이너이다. 일 실시예로서, 생물반응기 시스템(100)은 적어도 2개의 저장소와, 생물반응기(103)에 유체를 제공하기 위한 배지를 포함하도록 구성된 제1 저장소(107), 여기서 상기 유체는 흡입구(111)를 통해 수용되고; 및 유체 회로(도 1에 도시되지 않음) 또는 배출구(105)를 통해 생물반응기(103)로부터 폐기물을 전달받고 수용하도록 구성된 제2 저장소(도 1에 도시되지 않음)를 포함한다.
예시적인 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 생물반응기(103)는 내부 챔버(103a)를 추가로 포함하고, 여기서 상기 내부 챔버(103a)는 적어도 복수의 세포를 포함하도록 구성된다. 일 실시예로서, 생물반응기(103)는 제1 유체 배지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 제1 유체 배지는 하나 이상의 기체, 하나 이상의 영양소를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 하나 이상의 영양소는 복수의 세포에 공급하기에 충분한 양으로 존재하며, 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 제1 유체 배지의 액체는 생물반응기(103) 내의 액체의 부피를 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 액체의 온도는 섭씨 37도 내지 섭씨 42도 범위 일 수 있다. 일 실시예로서, 상기 액체의 온도는 섭씨 24도 내지 섭씨 42도 범위일 수 있다. 일 실시예로서, 액체의 pH는 6.5 pH 내지 7.5 pH 범위일 수 있다. 일 실시예로서, 상기 액체의 pH는 5 pH 내지 8 pH 범위일 수 있다.
예시적인 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 저장소는 적어도 제2 유체 배지를 포함하도록 구성된 내부 챔버(107a)를 갖는다. 상기 제2 유체 배지는 적어도 하나의 기체, 적어도 복수의 세포에 공급하기에 충분한 양의 적어도 하나의 영양소, 액체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 상기 제2 배지의 액체는 저장소(107) 내의 액체의 부피, 온도 및 pH 수준을 더 포함할 수 있다. 예시적인 생물반응기 시스템에서 배양하기 위해 사용될 수 있는 영양소는 포도당, 젖산, 글루타민, 글루탐산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 예시적인 생물반응기 시스템에서 배양에 사용될 수 있는 하나 이상의 기체는 산소, 질소, 이산화탄소, 공기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예로서, 하나 이상의 가스는 용해된 가스(예를 들어, 배지 내에 용해된 가스)이다.
일 실시예로서, 생물반응기(103)는 유체 배지 및 생물반응기에 포함된 세포에서 물리적 및 화학적 모두의 복수의 매개변수를 측정하도록 구성된 적어도 2개의 센서(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 생물반응기(103)는 적어도 3개의 센서를 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 생물반응기(103)는 적어도 4개의 센서를 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 생물반응기는 5개 이상의 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템의 저장소(107)는 저장소에 포함된 유체 배지 내의 물리적 및 화학적 파라미터를 모두 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 적어도 2개의 센서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 적어도 3개의 센서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 적어도 4개의 센서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 저장소(107)는 5개 이상의 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템에서 (예를 들어, 센서를 통해) 감지 및 측정된 매개변수는 적어도 세포 농도 수준; 적어도 하나의 영양소의 수준; 적어도 하나의 가스 수준; 제1 배지의 액체 부피; 제1 배지의 액체의 pH 수준; 제1 배지의 액체 온도; 또는 이들의 임의의 조합에서 선택될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예로서, 매개변수는 감지되거나, 검출되거나, 측정되거나, 제어되거나 또는 이들의 임의의 조합이다. 예시적인 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 이들 매개변수는 생물반응기 챔버에 함유된 세포 농도 수준; 저장소로 유입되는 유체의 유량; 생물반응기 챔버로 유입되는 동일하거나 상이한 유체의 유량; 적어도 하나의 유체의 부피; 적어도 하나의 유체의 pH; 적어도 하나의 유체의 온도; 적어도 하나의 유체의 용존 산소 수준; 적어도 하나의 유체에 용해된 CO2 수준; 적어도 하나의 유체에서 HCO3의 수준; 적어도 하나의 유체에서 영양소 수준; 및 이들의 임의의 조합에서 선택되는 적어도 어느 하나이나 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예로서, 감지 및 측정되는 매개변수는 온도, pH 수준, 포도당 농도, 용존 산소 농도, 젖산 농도, 글루타민 농도, 글루탐산 농도, 용존 이산화탄소 농도, HCO3 이온의 농도 및 이들의 조합일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예로서, 상기 매개변수 중 적어도 3개 이상이 생물반응기 시스템의 센서에 의해 검출된다. 일 실시예로서, 상기 매개변수 중 적어도 3개 이상이 생물반응기 시스템에 의해 측정된다. 일 실시예로서, 상기 매개변수 중 적어도 3개 이상이 생물반응기 시스템의 구성에 의해 (예를 들어, 유체 회로를 제어하도록 구성된 제어 장치를 통해) 제어 가능하다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 감지 및 측정된 매개변수를 미리 결정된 설정점 또는 그 측정의 미리 결정된 범위 내로 제어할 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 1 내지 5개의 매개변수를 제어할 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기는 5 내지 10개의 매개변수를 제어할 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기는 적어도 3개의 매개변수를 동시에, 또는 실질적으로 동시에 제어할 수 있거나, 복수의 매개변수의 제어의 입력은 동시적이지 않지만 상기 제어의 입력에 기초한 생물반응기 시스템의 유체 회로의 활성화가 이러한 매개변수들을 변경하는데 동시에 영향을 미친다.
도 1로 돌아가면, 유체 회로는 제1 펌프(109a)가 저장소(107)로부터 생물반응기(103) 내로 연장되도록 구성될 수 있는 유체 회로(109)를 포함하고; 및 적어도 하나의 생물반응기로부터 적어도 하나의 저장소로 연장되는 제2 펌프(109b)를 포함한다. 일 실시예로서, 저장소(107)의 흡입구(111)는 생물반응기 배양을 위한 재료를 투입하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 저장소(107)의 배출구(105)는 사용된 폐기물, 배지, 또는 이들의 임의의 조합을 제거하는 데 사용될 수 있다.
일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템에서 유체 회로(예를 들어, 펌프 시스템)(109)의 이러한 구성은, 저장소(107)가 제어 장치 또는 그 구성요소를 통해 생물반응기에 대한 모든 입력을 제어하게 한다. 일 실시예로서, 상기 저장소(107)는 저장소와 연계하여 고유 펌프 시스템을 사용하여 생물반응기 또는 생물반응기의 제1 유체 배지 또는 세포의 매개변수를 제어할 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 생물반응기에서 적어도 하나의 매개변수를 측정하고, 그 측정을 통해 저장소의 매개변수를 변경함으로써 그 매개변수를 제어할 수 있다. 예시적인 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 매개변수의 측정은 생물반응기(103)에서 이루어지고 저장소(107)의 매개변수를 변경함으로써 제어된다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 펌프 시스템(109)을 사용함으로써 생물반응기(103)의 매개변수의 변화에 영향을 미치도록 저장소의 매개변수 또는 생물반응기의 매개변수를 변경할 수 있다. 예시적인 생물반응기 시스템의 일 실시예로서, 매개변수의 측정은 생물반응기(103)에서 이루어지며 저장소(107)의 매개변수를 변경함으로써만 제어된다. 예를 들어, 일 실시예로서, 다른 설정점들을 제어하면서 저장소 유체 배지의 pH 범위를 pH 5 내지 pH 8로 제어함으로써, 생물반응기 제1 배지의 pH가 6.5 내지 7.5 pH 범위로 제어될 수 있다. 일 실시예로서, 펌프 시스템(109)에 의해 도입된 다음 매개변수는 또한 생물반응기 또는 저장소 중 하나의 센서에 의해 측정될 수 있다: 생물반응기의 액체가 저장소로 흐르는 유체의 유량, 저장소의 액체가 생물반응기로 흐르는 유체의 유량, 또는 이들의 임의의 조합.
일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 더 많은 배지 및 영양소 및 더 큰 배양 부피를 요구할 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은, 별도의 용기로 셀을 이송할 필요 없이, 생물반응기의 부피를 변화시키고, 배지를 추가로 첨가할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 펌프 시스템으로 생물반응기에 포함된 배지의 부피를 조정할 수 있다. 일 실시예로서, 펌프 시스템은 생물반응기 액체의 부피가 조절 가능하도록 저장소 액체의 적어도 일부를 생물반응기 액체에 더하거나 생물반응기로부터 액체의 적어도 일부를 제거하는 것 또는 이들의 임의의 조합으로 구성된다.
일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 하기에 상세히 설명되는 바와 같이 배양 모드들 사이에서 배양 모드를 변경할 수 있다. 일 실시예로서, 배양 모드를 교대 변경하는 것은 생물반응기 시스템이 복수의 매개변수를 동시에 제어하는 능력을 용이하게 할 수 있다.
일 실시예로서, 시스템은 회분 배양 모드(a batch culturing mode)를 포함한다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 미리 결정된 양의 배지를 수용하고 배지를 생물반응기로 펌핑(102a)하는 저장소(107)에 의해 회분 배양 모드에서 처리할 수 있다. 그 다음 생물반응기는 배출구(105)를 통해 폐기물을 방출할 수 있다.
일 실시예로서, 시스템은 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode)를 포함한다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 미리 결정된 양의 배지를 수용하고 이 배지를 생물반응기로 펌핑(102a)하는 저장소(107)에 의해 유가식 모드(a fed batch mode)를 처리할 수 있다. 일 실시예로서, 그 후 프로세스는 미리 결정된 시간 동안 반복된다. 일 실시예로서, 미리 결정된 시간은 1일 내지 2개월이다. 일 실시예로서 미리 결정된 시간은 2일 내지 4개월이다.
일 실시예로서, 시스템은 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod)를 포함한다. 일 실시예로서, 예시적인 생물반응기 시스템은 흡입구(111)를 통해 배지를 수용하고 이 동일한 배지를 생물반응기로 펌핑(102a)하는 저장소(107)에 의해 관류 배양 모드를 처리할 수 있다. 센서는 생물반응기의 배출구(105)를 통해 동등한 폐기물만이 제거되도록 매개변수를 감지한다.
일 실시예로서, 시스템은 재순환 모드를 포함한다. 일부 실시태양에서, 예시적인 생물반응기 시스템은 액체 배지를 저장소로부터 생물반응기로 연속적으로 펌핑하는 제1 펌프(109a) 및 생물반응기로부터 저장소로 액체 배지를 연속적으로 펌핑하는 제2 펌프(109b)에 의해 재순환 배양 모드를 처리할 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 특정한 비제한적인 예를 통해 동일한 예시적인 생물반응기 시스템에서의 세포 성장을 보여준다. 도 2a, 2b 및 2c의 구체적인 비제한적인 예에서, 그룹 1은 관류 모드(perfusion mode)에서 처리되고 그룹 2는 재순환 모드에서 처리된다. 또한, 그룹 1은 생물 반응기(103)에 80%의 용존 산소가 있고 저장소(107)에 100%의 용존 산소가 있는 4일 배양이다. 그룹 1의 세포 접종량은 4.5 x 107이었고 수확량은 1.22 x 108이었다. 그룹 2는 생물반응기(103)에서 80% 용존산소와 저장소(107)에서 100% 용존산소가 있는 4일 배양이다. 그룹 2 세포 접종량은 4.5 x 107이었고 수확량은 1.33 x 108이었다.
도 2a는 두 그룹의 특정 배지 소비량을 밀리리터(mL) 단위로 나타낸 것이다. 도 2b에는 두 그룹의 배수 확장이 도시되어 있다. 도 2c는 비제한적인 구체적인 예에 의해, 그 설정점을 유지하기 위한 작용의 옵션이 하나 이상인 생물반응기 제1 배지에서의 설정점의 제어를 도시하고 있다. 여기에서 생물반응기 제1 배지에서 2시간 동안 70% 용존산소량의 설정 값은 저장소에서 미리 결정된 유량 밀리리터 분 및 저장소 내의 미리 결정된 용존산소량 퍼센트 수준으로 펌프(109a)를 사용하여 저장소로부터의 배지(배지)를 생물반응기로 관류함으로써 달성되었다. 막대(201)은 저장소가 80% 용존산소량인 상태에서 분당 5.5221 밀리리터의 유량이다. 막대(203)은 100% 용존산소량 비율로 분당 1.775 밀리리터의 유량이다. 예시적인 생물반응기 시스템의 유연성은 이 실험에 의해 설명된다. 생물 반응기에서 적어도 하나의 동일한 매개변수를 제어하기 위한 저장소의 여러 옵션을 비교하고 이를테면 낮은 순응력 및 효율적인 배지 사용 등으로 개선된 공정을 설계하기 위해 활용할 수 있다. 일 실시예로서, 효율적인 배지 또는 자원을 사용하면서 높은 농도의 분비 인자 및/또는 더 높은 세포 증식 또는 올바른 표현형을 산출하는 것을 목표로 하는 개선된 공정. 일부 실시예에서 엑소좀과 같은 분비 인자는 정확한 밀도, 매개변수 또는 시간을 판독한 후 폐기물 포트를 통해 수집될 수 있다.
도 3a, 3b, 3c 및 3d는 특정한 비제한적인 예를 통해 다양한 매개변수가 예시적인 생물반응기 시스템에서 제어될 수 있음을 입증하는 그래프를 나타낸다. 도 3A는 301로 표시된 저장소의 pH 수준 및 pH 제어값을 303으로 표시된 생물반응기의 pH 수준과 비교한 것이다. 도 3B는 305로 표시된 저장소의 온도 및 제어값을 307로 표시된 생물반응기의 온도와 비교한 것이다. 마찬가지로, 도 3C는 309로 표시된 저장소의 용존산소량 수준 및 제어값을 311로 표시된 생물반응기의 용존산소량 수준과 비교한 것이다. 도 3D는 특정한 비제한적인 예를 통해 온도 단독; 산소, 온도 및 pH 수준을 함께; 산소, 온도, 포도당, 젖산 및 pH 수준을 함께; 등 특정 매개변수를 제어할 때 세포 접종에서 수확까지의 세포 성장을 나타낸다.
도 4는 예시적인 생물반응기 시스템의 또 다른 실시 태양의 타임라인 데이터 그래프를 도시하며, 여기서 포도당 수준 및 젖산 수준은 생물반응기에서 유체의 부피를 증가시키는 방법을 사용하여 동시에 제어된다. 일 실시예서, 이러한 제어 방법은 도 4의 그래프에 도시된 바와 같이 배지를 보다 효율적으로 사용하는 결과를 가져올 수 있다.
도 5에 도시된 대체 실시 예에서는, 챔버 A에서 포도당 및/또는 젖산 수치가 측정되지 않는다. 대신, 포도당 및/또는 젖산 수치는 챔버 B의 배출구에서만 측정된다. 결과적으로, 챔버 A의 배지는 더 높은 포도당 수치를 가지며, 이는 챔버 B의 배지의 포도당 수치를 더 낮은 수준으로 만든다. 또한 (A)의 신선한 배지와 (B에서) 폐기물 배출구는 B에서 나오는 배지의 측정값만을 기준으로 활성화된다.
도 6에는 본 발명에 개시된 제어 방식 및 방법의 실시예에 따라 작동된, 생물반응기 시스템의 일 실시예를 이용한 특정 실험 실행에 따른 여러 개의 타임라인 데이터 그래프(600, 602, 604, 606)가 도시되어 있다. 이 예에서 생물반응 챔버 내의 유체의 용존 산소량; 생물반응 챔버 내의 유체 온도; 생물반응 챔버 내의 유체의 pH; 생물반응 챔버 내의 유체의 CO2 수준; 및 생물반응 챔버로 흐르는 유체의 유량 등 다양한 매개변수가 감지 및 측정되었다. 이러한 데이터가 수집된 운영 시간대에 걸쳐 생물반응기 시스템에 포함된 세포가 성장했다. 용존 산소량 그래프(600)는 용존 산소량에 대한 설정값이 15%로 설정되었을 때 시간이 지남에 따라 어떤 일이 발생하는지 보여준다. 온도 그래프(602)는 시간 경과에 따른 생물반응 챔버의 온도 변화를 보여준다. 또한, 그래프(604)에 나타난 바와 같이, 반응 챔버 내 세포의 젖산 분비로 인해 산의 필요성이 줄어들고, 시간이 지남에 따라 저장소에서 반응 챔버로 유입되는 흐름(606)이 증가하여 저장소로 유입되는 CO2 흐름이 감소하였다. 따라서, 이러한 그래프에서 얻어진 결과와 데이터를 통해 입증되는 바와 같이, 저장소의 유량, 용존산소량 수준 및 CO2 수준은 생물반응 챔버 내의 용존산소량 및 pH를 제어하고 영향을 미칠 수 있다. 또는, 다양한 매개 변수에 대한 설정값(예: 용존산소량)을 제어함으로써, 유체 회로가 자동으로 영향을 받아 측정된 매개 변수를 이러한 설정값(예: 미리 결정된 매개 변수)에 일치시킬 수 있음을 알 수 있다. 즉, 예를 들어, 유량을 제어(예를 들어, 변경)함으로써 생물반응 챔버 내의 용존산소량 수준을 제어하는 것이 가능하다. 또한, 시간이 지남에 따라 생물반응 챔버에 포함된 세포가 많아지므로 유량 증가 및 산 분비 증가로 인해 저장소에서 필요한 CO2의 양이 감소함을 알 수 있다.
도 7에는 본 발명에 개시된 방법들의 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 방법(700)의 실시예는 복수의 센서를 통해 적어도 3개의 파라미터에 대한 센서 측정 값을 획득하는 단계(702)를 포함한다. 방법(700)은 또한 적어도 3개의 파라미터 각각에 대해 미리 결정된 설정값을 제공하는 단계(704)를 포함한다. 일부 실시예에서, 획득(702) 및 제공(704)은 임의의 순차적인 순서일 수 있다. 일부 실시예에서, 획득(702)은 제공(704)이 수행되기 전에 수행된다. 일부 실시예에서, 획득(702)은 제공(704)이 수행된 후에 수행된다. 일부 실시예에서, 획득(702) 및 제공(704)은 동시에 또는 거의 동시에(즉, 동시에) 수행된다. 그 후, 도 7에 도시된 실시예에 따르면, 방법(700)은 각각의 센서 측정값이 최소 3개 매개변수의 미리 결정된 설정점과 실질적으로 일치할 때까지 센서 측정값을 상기 적어도 3개의 매개변수에 대해 소정의 설정점과 비교한 후(706), 유체 회로를 제어하여(708), 제1 유체의 일부를 생물반응기 챔버에서 제거하고, 제2 유체의 일부를 생물반응기 챔버에 첨가하거나, 또는 유체 회로를 제어하는 단계 또는 그들의 조합을 포함한다. 일 실시예로서는 매개변수의 설정값 및 센서 측정값을 바탕으로 생물반응기 시스템의 작동 변경에 영향을 미치는 다른 조치들이 취해진다.
하기 양상들은 본 발명에 개시된 실시예들을 열거하며, 그 중 임의의 양상에서 임의의 부분이 다른 임의의 양상의 다른 임의의 부분과 결합될 수 있다.
양상 1.
생물반응기 시스템을 운영하는 단계를 포함하되,
상기 생물반응기 시스템은,
생물반응기 챔버, 적어도 하나의 저장소, 복수의 센서, 및 유체 회로를 포함하고,
상기 유체 회로는,
상기 유체 회로의 제1 섹션과 상기 유체 회로의 제2 섹션을 포함하되,
상기 유체 회로의 상기 제1 섹션은,
적어도 하나의 저장소에 상기 생물반응기 챔버를 유체적으로 연결하고, 상기 생물반응기 챔버에 포함된 제1 유체를 상기 적어도 하나의 저장소로 흐르게 하도록 구성되고,
상기 유체 회로의 상기 제2 섹션은,
적어도 하나의 저장소에 상기 생물반응기 챔버를 유체적으로 연결하고, 상기 적어도 하나의 저장소에 포함된 제2 유체를 상기 생물반응기 챔버로 흐르게 하도록 구성되며,
상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는,
상기 복수의 센서를 통해 적어도 3개의 매개변수에 대한 센서 측정값을 획득하는 과정;
상기 적어도 3개의 매개변수 각각에 대해 기설정된 설정값을 제공하는 과정;
상기 센서 측정값을 상기 적어도 3개의 매개변수에 대한 상기 기설정된 설정값과 비교하는 과정; 및
상기 유체 회로를 제어하는 과정을 포함하고,
상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
각각의 상기 센서 측정값이 상기 적어도 3개의 매개변수의 기설정된 설정값에 실질적으로 매칭될 때까지 상기 생물반응기 챔버에서 상기 제1 유체의 일부를 제거하고, 상기 생물반응기 챔버에 상기 제2 유체의 일부를 추가하거나 조합하는, 방법.
양상 2.
양상 1에 있어서, 상기 적어도 3개의 매개변수는 상기 생물반응기 챔버에 포함된 세포 농도 수준, 상기 적어도 하나의 저장소로 유입되는 제1 유체의 유량, 상기 생물반응기 챔버로 유입되는 제2 유체의 유량, 상기 제1 유체의 부피, 상기 제1 유체의 pH, 상기 제1 유체의 온도, 상기 제1 유체의 용존 산소 수준, 상기 제1 유체의 용존 CO2 수준, 상기 제1 유체의 HCO3 수준 그리고 상기 제1 유체의 영양소 수준 에서 선택되는, 방법.
양상 3.
다음을 포함하는 방법:
생물반응기 시생물반응기 시스템을 운영하는 단계를 포함하되,
상기 생물반응기 시스템은,
생물반응기 챔버, 복수의 저장소, 복수의 센서 및 유체 회로를 포함하고,
상기 복수의 저장소는,
제1 저장소 및 제2 저장소를 포함하고,
상기 유체 회로는 제1 섹션, 제 2섹션을 포함하되,
상기 유체 회로의 상기 제1 섹션은,
상기 제1 저장소에 상기 생물반응기 챔버를 유체적으로 연결하고, 상기 생물반응기 챔버에 포함된 제1 유체를 상기 제1 저장소로 흐르게 하도록 구성되고,
상기 유체 회로의 상기 제2 섹션은,
상기 생물반응기 챔버에 상기 제2 저장소를 유체적으로 연결하고, 상기 제2 저장소에 포함된 제2 유체를 상기 생물반응기 챔버로 흐르게 하도록 구성되며,
상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는,
상기 복수의 센서를 통해 적어도 3개의 매개변수에 대한 센서 측정값을 획득하는 과정;
상기 적어도 3개의 매개변수 각각에 대해 기설정된 설정값을 제공하는 과정;
상기 센서 측정값을 상기 적어도 3개의 매개변수에 대한 상기 기설정된 설정값과 비교하는 과정; 및
상기 유체 회로를 제어하는 과정을 포함하고,
상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
각각의 상기 센서 측정값이 상기 적어도 3개의 매개변수의 기설정된 설정값에 실질적으로 매칭될 때까지 상기 생물반응기 챔버에서 상기 제1 유체의 일부를 제거하고, 상기 생물반응기 챔버에 상기 제2 유체의 일부를 추가하거나 조합하는, 방법.
양상 4.
양상 3에 있어서, 상기 적어도 3개의 매개변수는 상기 생물반응기 챔버에 포함된 세포 농도 수준, 상기 적어도 하나의 저장소로 유입되는 제1 유체의 유량, 생물반응기 챔버로 유입되는 제2 유체의 유량, 상기 제1 유체의 부피, 상기 제1 유체의 pH, 상기 제1 유체의 온도, 상기 제1 유체의 용존 산소 수준, 상기 제1 유체의 용존 CO2 수준, 상기 제1 유체의 HCO3 수준 그리고 상기 제1 유체의 영양소 수준에서 선택되는, 방법.
양상 5.
양상 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템은 상기 생물반응기 챔버에 포함된 복수의 세포들을 포함하는, 방법.
양상 6.
양상 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 유체는 액체, 기체, 영양소, 배지, 또는 이들의 조합인, 방법.
양상 7.
양상 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,상기 제2 유체는 액체, 기체, 영양소, 배지, 또는 이들의 조합인, 방법.
양상 8.
양상 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
상기 적어도 3개의 매개변수 중 1개 내지 3개를 조정하는 단계로서, 상기 유체 회로는 상기 적어도 3개의 매개변수 중 1개 내지 3개의 조정을 자동으로 조정하는 과정을 포함하는, 방법.
양상 9.
양상 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
상기 적어도 3개의 매개변수를 모두 조정하는 단계로서, 상기 유체 회로는 상기 적어도 3개의 매개변수 모두의 조정을 자동으로 조정하는 과정을 포함하는, 방법.
양상 10.
양상 9에 있어서, 상기 조정은 동시에 이루어지는, 방법.
양상 11.
양상 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 1.5 내지 10,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 방법.
양상 12.
양상 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 100 내지 7,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 방법.
양상 13.
양상 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 500 내지 2,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 방법.
양상 14.
양상 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계 50 내지 1,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 방법.
양상 15.
양상 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서,
상기 생물반응기 시스템은 재순환 배양 모드, 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod), 회분 배양 모드(a batch culturing mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode) 중에서 선택된 적어도 2개의 배양 모드를 갖도록 구성되고:
상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 적어도 2개의 배양 모드를 하나에서 다른 것으로 변경하는 단계를 더 포함하는 방법.
양상 16.
다음을 포함하는 생물반응기 시스템:
생물반응기 챔버,
적어도 하나의 저장소,생물반응기 챔버, 적어도 하나의 저장소, 복수의 센서, 제1 제어된 유체 흐름 경로, 제2 제어된 유체 흐름 경로, 제어 장치를 포함하고,
상기 제1 제어된 유체 흐름 경로는,
상기 생물반응기 챔버 및 상기 적어도 하나의 저장소에 연결되고,
상기 적어도 하나의 저장소로부터 상기 생물반응기 챔버로 유체를 흐르게 하도록 구성되고;
상기 제2 제어된 유체 흐름 경로는,
상기 생물반응기 챔버 및 상기 적어도 하나의 저장소에 연결되고,
상기 생물반응기 챔버로부터 상기 적어도 하나의 저장소로 유체를 흐르게 하도록 구성되고; 및
상기 제어 장치는,
상기 복수의 센서와 통신하고, 상기 복수의 센서로부터 복수의 매개변수를 수신하도록 구성되고,
상기 복수의 센서로부터 수신된 상기 복수의 매개변수에 기초하여 상기 제1 제어된 유체 흐름 경로, 상기 제2 제어된 유체 흐름 경로, 또는 둘 다를 제어하도록 구성되는; 생물반응기 시스템.
양상 17.
양상 16에 있어서, 상기 복수의 매개변수는 상기 생물반응기 챔버에 포함된 세포 농도 수준, 상기 적어도 하나의 저장소로 유입되는 제1 유체의 유량, 상기 생물반응기 챔버로 유입되는 제2 유체의 유량, 상기 제1 유체의 부피, 상기 제1 유체의 pH, 상기 제1 유체의 온도, 상기 제1 유체의 용존 산소 수준, 상기 제1 유체의 용존 CO2 수준, 상기 제1 유체의 HCO3 수준, 상기 제1 유체의 영양소 수준으로부터 선택된 적어도 3개의 매개변수를 포함하는, 생물반응기 시스템.
양상 18.
양상 16 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 유체는 액체, 기체, 영양소, 또는 이들의 조합인, 생물반응기 시스템.
양상 19.
양상 16 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 유체는 액체, 기체, 영양소, 또는 이들의 조합인, 생물반응기 시스템.
양상 20.
양상 16 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템은 1.5 내지 10,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 생물반응기 시스템.
양상 21.
양상 16 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 여기서 상기 생물반응기 시스템은 100 내지 7,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 생물반응기 시스템.
양상 22.
양상 16 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템은 500 내지 2,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 생물반응기 시스템.
양상 23.
양상 16 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 생물반응기 시스템은 50 내지 1,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인, 생물반응기 시스템.
양상 24.
양상 16 내지 23 중 어느 하나에 있어서,
상기 생물반응기 시스템은 재순환 배양 모드, 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod), 회분 배양 모드(a batch culturing mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode) 중에서 선택된 적어도 2개의 배양 모드를 갖도록 구성되는, 생물반응기 시스템.
양상 25.
양상 24에 있어서,
상기 제어장치는 상기 적어도 2개의 배양 모드 중 하나에서 상기 적어도 2개 이상의 배양 모드 중 다른 것으로 배양 모드를 변경하도록 구성되는, 생물반응기 시스템.
양상 26.
양상 24에 있어서,
상기 제어장치는 작동 중에 배양 모드를 상기 적어도 2개의 배양 모드 중 하나에서 상기 적어도 2개의 배양 모드 중 다른 모드로 변경하도록 구성되는, 생물반응기 시스템.
양상 27.
다음을 포함하는 방법:
생물반응기를 얻는 단계,
여기서 상기 생물반응기는 다음을 포함한다:
생물반응기 챔버,
여기서 상기 생물반응기 챔버는 적어도 다음을 포함하도록 구성되고:
복수의 세포, 및
제1 배지,
여기서 상기 제1 배지는 다음 중 하나 이상을 포함하고:
제1 액체,
여기서 상기 제1 액체는 제1 부피, 제1 온도, 제1 pH를 가진다.
제1 기체, 및
제1 영양소,
배출구, 및
복수의 센서;
저장소를 얻는 단계,
여기서 상기 저장소는 다음을 포함하고:
흡입구, 및
저장소 챔버,
여기서 상기 저장소 챔버는 제2 배지를 포함하도록 구성되고,
상기 제2 배지는 다음 중 하나 이상을 포함하고:
제2 액체,
여기서 상기 제2 액체는 제2 부피, 제2 온도, 제2 pH를 가지고,
제2 기체, 및
제2 영양소,
복수의 펌프를 얻는 단계,
여기서 상기 복수의 펌프는 다음을 포함하고:
제1 펌프, 여기서 상기 제1 펌프는 저장소로부터 생물반응기 챔버로 연장되고
제2 펌프, 여기서 상기 제2 펌프는 생물반응기로부터 저장소로 연장되고,
상기 저장소와 상기 생물반응기, 상기 복수의 펌프를 작동시키는 단계,
여기서 상기 작동은 다음을 포함하고:
상기 생물반응기 내에서 복수의 세포를 성장시키는 단계;
복수의 센서를 통해 적어도 3개의 매개변수에 대한 측정값을 획득하는 단계, 여기서 적어도 3개의 매개변수는 다음에서 선택되고:
복수 세포의 세포 농도 수준,
저장소의 저장소 챔버로 유입되는 제1 액체의 유량,
생물반응기 챔버로 유입되는 제2 액체의 유량,
제1 가스의 양,
제1 영양소의 양,
제1 볼륨,
제1 pH, 및
제1 온도;
생물반응기의 적어도 3개의 매개변수 각각에 대한 설정점을 제공하는 단계;
여기서 상기 설정점은 적어도 3개의 매개변수 각각에 대해여 미리 결정된 범위에 대응하고;
측정된 값을 적어도 3개의 매개변수 각각에 대해 미리 결정된 범위와 비교하는 단계; 그리고
각각의 측정된 값이 실질적으로 적어도 3개의 매개범위의 미리 결정된 범위 내에 있을 때까지 적어도 3개의 매개변수를 다음을 통해 제1 부피를 조정함으로써 동시에 제어하는 단계:
생물반응기로부터 제1 액체의 일부를 제거하거나,
제1 액체에 제2 액체의 일부를 첨가하는 단계;
를 포함하는 방법.
본 발명의 하나 이상의 실시예가 설명되었지만, 이러한 실시예들은 예시적인 것일 뿐, 제한적이지 않으며, 본 발명에 기술된 방법론, 본 발명의 시스템/플랫폼 및 본 발명의 장치를 포함하는 본 발명의 다양한 실시예들은 서로 임의의 조합으로 이용될 수 있음이 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 이와 같은 변형들이 명백하다고 이해된다. 더 나아가, 상기 다양한 단계들은 임의의 원하는 순서로 수행될 수 있다(그리고 임의의 원하는 단계들이 추가 및/또는 임의의 원하는 단계들이 제거될 수 있다).

Claims (26)

  1. 생물반응기 시스템을 운영하는 단계를 포함하되,
    상기 생물반응기 시스템은,
    생물반응기 챔버, 적어도 하나의 저장소, 복수의 센서, 및 유체 회로를 포함하고,
    상기 유체 회로는,
    상기 유체 회로의 제1 섹션과 상기 유체 회로의 제2 섹션을 포함하되,
    상기 유체 회로의 상기 제1 섹션은,
    적어도 하나의 저장소에 상기 생물반응기 챔버를 유체적으로 연결하고, 상기 생물반응기 챔버에 포함된 제1 유체를 상기 적어도 하나의 저장소로 흐르게 하도록 구성되고,
    상기 유체 회로의 상기 제2 섹션은,
    적어도 하나의 저장소에 상기 생물반응기 챔버를 유체적으로 연결하고, 상기 적어도 하나의 저장소에 포함된 제2 유체를 상기 생물반응기 챔버로 흐르게 하도록 구성되며,
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는,
    상기 복수의 센서를 통해 적어도 3개의 매개변수에 대한 센서 측정값을 획득하는 과정;
    상기 적어도 3개의 매개변수 각각에 대해 기설정된 설정값을 제공하는 과정;
    상기 센서 측정값을 상기 적어도 3개의 매개변수에 대한 상기 기설정된 설정값과 비교하는 과정; 및
    상기 유체 회로를 제어하는 과정을 포함하고,
    상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
    각각의 상기 센서 측정값이 상기 적어도 3개의 매개변수의 기설정된 설정값에 실질적으로 매칭될 때까지 상기 생물반응기 챔버에서 상기 제1 유체의 일부를 제거하고, 상기 생물반응기 챔버에 상기 제2 유체의 일부를 추가하거나 조합하는,
    방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 매개변수는 상기 생물반응기 챔버에 포함된 세포 농도 수준, 상기 적어도 하나의 저장소로 유입되는 제1 유체의 유량, 상기 생물반응기 챔버로 유입되는 제2 유체의 유량, 상기 제1 유체의 부피, 상기 제1 유체의 pH, 상기 제1 유체의 온도, 상기 제1 유체의 용존 산소 수준, 상기 제1 유체의 용존 CO2 수준, 상기 제1 유체의 HCO3 수준 그리고 상기 제1 유체의 영양소 수준 에서 선택되는,
    방법.
  3. 생물반응기 시스템을 운영하는 단계를 포함하되,
    상기 생물반응기 시스템은,
    생물반응기 챔버, 복수의 저장소, 복수의 센서 및 유체 회로를 포함하고,
    상기 복수의 저장소는,
    제1 저장소 및 제2 저장소를 포함하고,
    상기 유체 회로는 제1 섹션, 제 2섹션을 포함하되,
    상기 유체 회로의 상기 제1 섹션은,
    상기 제1 저장소에 상기 생물반응기 챔버를 유체적으로 연결하고, 상기 생물반응기 챔버에 포함된 제1 유체를 상기 제1 저장소로 흐르게 하도록 구성되고,
    상기 유체 회로의 상기 제2 섹션은,
    상기 생물반응기 챔버에 상기 제2 저장소를 유체적으로 연결하고, 상기 제2 저장소에 포함된 제2 유체를 상기 생물반응기 챔버로 흐르게 하도록 구성되며,
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는,
    상기 복수의 센서를 통해 적어도 3개의 매개변수에 대한 센서 측정값을 획득하는 과정;
    상기 적어도 3개의 매개변수 각각에 대해 기설정된 설정값을 제공하는 과정;
    상기 센서 측정값을 상기 적어도 3개의 매개변수에 대한 상기 기설정된 설정값과 비교하는 과정; 및
    상기 유체 회로를 제어하는 과정을 포함하고,
    상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
    각각의 상기 센서 측정값이 상기 적어도 3개의 매개변수의 기설정된 설정값에 실질적으로 매칭될 때까지 상기 생물반응기 챔버에서 상기 제1 유체의 일부를 제거하고, 상기 생물반응기 챔버에 상기 제2 유체의 일부를 추가하거나 조합하는,
    방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 매개변수는 상기 생물반응기 챔버에 포함된 세포 농도 수준, 상기 적어도 하나의 저장소로 유입되는 제1 유체의 유량, 생물반응기 챔버로 유입되는 제2 유체의 유량, 상기 제1 유체의 부피, 상기 제1 유체의 pH, 상기 제1 유체의 온도, 상기 제1 유체의 용존 산소 수준, 상기 제1 유체의 용존 CO2 수준, 상기 제1 유체의 HCO3 수준 그리고 상기 제1 유체의 영양소 수준에서 선택되는,
    방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 상기 생물반응기 챔버에 포함된 복수의 세포들을 포함하는,
    방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유체는 액체, 기체, 영양소, 배지, 또는 이들의 조합인,
    방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유체는 액체, 기체, 영양소, 배지, 또는 이들의 조합인,
    방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
    상기 적어도 3개의 매개변수 중 1개 내지 3개를 조정하는 단계로서, 상기 유체 회로는 상기 적어도 3개의 매개변수 중 1개 내지 3개의 조정을 자동으로 조정하는 과정을 포함하는,
    방법.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 회로를 제어하는 과정은,
    상기 적어도 3개의 매개변수를 모두 조정하는 단계로서, 상기 유체 회로는 상기 적어도 3개의 매개변수 모두의 조정을 자동으로 조정하는 과정을 포함하는,
    방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 조정은 동시에 이루어지는,
    방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 1.5 내지 10,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    방법.
  12. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 100 내지 7,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    방법.
  13. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 500 내지 2,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    방법.
  14. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계 50 내지 1,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    방법.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 재순환 배양 모드, 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod), 회분 배양 모드(a batch culturing mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode) 중에서 선택된 적어도 2개의 배양 모드를 갖도록 구성되고:
    상기 생물반응기 시스템을 운영하는 단계는 적어도 2개의 배양 모드를 하나에서 다른 것으로 변경하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  16. 생물반응기 챔버, 적어도 하나의 저장소, 복수의 센서, 제1 제어된 유체 흐름 경로, 제2 제어된 유체 흐름 경로, 제어 장치를 포함하고,
    상기 제1 제어된 유체 흐름 경로는,
    상기 생물반응기 챔버 및 상기 적어도 하나의 저장소에 연결되고,
    상기 적어도 하나의 저장소로부터 상기 생물반응기 챔버로 유체를 흐르게 하도록 구성되고;
    상기 제2 제어된 유체 흐름 경로는,
    상기 생물반응기 챔버 및 상기 적어도 하나의 저장소에 연결되고,
    상기 생물반응기 챔버로부터 상기 적어도 하나의 저장소로 유체를 흐르게 하도록 구성되고; 및
    상기 제어 장치는,
    상기 복수의 센서와 통신하고, 상기 복수의 센서로부터 복수의 매개변수를 수신하도록 구성되고,
    상기 복수의 센서로부터 수신된 상기 복수의 매개변수에 기초하여 상기 제1 제어된 유체 흐름 경로, 상기 제2 제어된 유체 흐름 경로, 또는 둘 다를 제어하도록 구성되는,
    생물반응기 시스템.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 복수의 매개변수는 상기 생물반응기 챔버에 포함된 세포 농도 수준, 상기 적어도 하나의 저장소로 유입되는 제1 유체의 유량, 상기 생물반응기 챔버로 유입되는 제2 유체의 유량, 상기 제1 유체의 부피, 상기 제1 유체의 pH, 상기 제1 유체의 온도, 상기 제1 유체의 용존 산소 수준, 상기 제1 유체의 용존 CO2 수준, 상기 제1 유체의 HCO3 수준, 상기 제1 유체의 영양소 수준으로부터 선택된 적어도 3개의 매개변수를 포함하는,
    생물반응기 시스템.
  18. 제 16항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유체는 액체, 기체, 영양소, 또는 이들의 조합인,
    생물반응기 시스템.
  19. 제 16항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유체는 액체, 기체, 영양소, 또는 이들의 조합인,
    생물반응기 시스템.
  20. 제 16항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 1.5 내지 10,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    생물반응기 시스템.
  21. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 100 내지 7,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    생물반응기 시스템.
  22. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 500 내지 2,500의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    생물반응기 시스템.
  23. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 50 내지 1,000의 복수 세포의 배수 확장을 얻기 위한 충분한 시간 동안 수행되는 것인,
    생물반응기 시스템.
  24. 제 16항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물반응기 시스템은 재순환 배양 모드, 관류 배양 모드(a perfusion culturing mod), 회분 배양 모드(a batch culturing mode) 및 유가식 배양 모드(a fed batch culturing mode) 중에서 선택된 적어도 2개의 배양 모드를 갖도록 구성되는,
    생물반응기 시스템.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 적어도 2개의 배양 모드 중 하나에서 상기 적어도 2개 이상의 배양 모드 중 다른 것으로 배양 모드를 변경하도록 구성되는,
    생물반응기 시스템.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 제어장치는 작동 중에 배양 모드를 상기 적어도 2개의 배양 모드 중 하나에서 상기 적어도 2개의 배양 모드 중 다른 모드로 변경하도록 구성되는,
    생물반응기 시스템.
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