Способ и устройство для проведения биохимических реакций

 

Изобретение относится к биотехнологии. Способ предусматривает его проведение в устройстве, содержащем корпус, размещенные в нем реакционную камеру с продуцирующей системой из биохимически активных компонентов и подающую камеру жидкой питающей среды для продуцирующей системы. Подающая камера разделена на первую и вторую секции, сообщенные посредством трубопровода и отделенные от реакционной камеры полупроницаемыми мембранами. В процессе биосинтеза проводят одновременно три этапа. На первом из них подают жидкость из первой секции в реакционную камеру. Из нее жидкость подают во вторую секцию и из второй секции по трубопроводу жидкость направляют в первую секцию для создания циркуляции жидкости по направлению потока через указанные секции и реакционную камеру. В устройстве полупроницаемая мембрана имеет фильтрующий слой, образующий поверхность, расположенную в реакционной камере, и опорный слой, расположенный в секциях подающей камеры. Изобретение обеспечивает проведение биохимических реакций с высокой эффективностью и в экономичном режиме. 2 с. и 16 з. п. ф-лы, 3 ил.

Таблицыт

Формула изобретения

1. Способ бесклеточного биосинтеза полипептидов, предусматривающий его проведение в устройстве, содержащем корпус, размещенные в нем реакционную камеру с продуцирующей системой из биохимически активных компонентов и подающую камеру жидкой питающей среды для продуцирующей системы, разделенную на первую и вторую секции, сообщенные посредством трубопровода и отделенные от реакционной камеры полупроницаемой мембраной, при этом в процессе биосинтеза проводят одновременно три этапа, согласно которым жидкость подают из первой секции в реакционную камеру, из реакционной камеры жидкость направляют во вторую секцию и из второй секции по трубопроводу жидкость направляют в первую секцию для создания циркуляции жидкости по направлению потока через указанные секции и реакционную камеру.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем жидкости в реакционной камере и секциях подающей камеры в процессе циркуляции поддерживают постоянным.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что полученный продукт, продуцируемый в реакционной камере, извлекают посредством жидкости, поступающей из этой камеры во вторую секцию подающей камеры.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в реакционной камере расположена полупроницаемая собирающая мембрана для извлечения продукта, полученного биосинтезом в продуцирующей системе.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в процессе биосинтеза при помощи насоса осуществляют изменение направления движения потоков жидкости в камерах один раз или многократно.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что объем жидкости, подаваемой насосом в одном направлении, до изменения этого направления на противоположное, по меньшей мере, такой же, как и объем реакционной камеры.

7. Устройство для бесклеточного биосинтеза полипептидов, включающее корпус, расположенные в нем реакционную камеру, содержащую продуцирующую систему, и подающую камеру с жидкой питающей средой для продуцирующей системы, разделенную на первую и вторую секции, которые отделены от реакционной камеры полупроницаемой мембраной и сообщены между собой при помощи трубопровода и насоса для циркуляции жидкости, при этом полупроницаемая мембрана имеет фильтрующий слой, образующий поверхность, расположенную в реакционной камере, и опорный слой, расположенный в секциях подающей камеры.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что трубопровод и насос размещены в его корпусе.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что трубопровод расположен снаружи корпуса и подключен к нему при помощи соединительного средства.

10. Устройство по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что полупроницаемая мембрана состоит из капилляров, при этом реакционная камера расположена между стенкой корпуса и капиллярами мембраны.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что мембрана состоит из первого и второго комплекта капилляров, сообщенных на конце с камерами сбора жидкости, при этом каждый указанный комплект образует первую и вторую секции подающей камеры, причем капилляры каждого комплекта расположены по существу параллельно друг другу.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что большая часть объема реакционной камеры расположена между комплектами капилляров полупроницаемой мембраны.

13. Устройство по любому из пп.7-12, отличающееся тем, что в реакционной камере размещена полупроницаемая собирающая мембрана, имеющая молекулярный вес (MW) больший, чем молекулярный вес полупроницаемой мембраны, разделяющей подающую и реакционные камеры, при этом собирающая мембрана соединена с трубопроводом для отвода жидкости с конечным продуктом из реакционной камеры.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что собирающая мембрана содержит комплект капилляров, концы которых с двух сторон сообщены с общей камерой для удаления жидкости.

15. Устройство по любому из пп.7-14, отличающееся тем, что в реакционной камере размещен пористый материал для приема, по крайней мере, части компонентов продуцирующей системы.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что полупроницаемая мембрана образует снаружи оболочку пористого материала.

17. Устройство по любому из пп.7-16, отличающееся тем, что каждый из трубопроводов снабжен клапаном, содержащим полость, образованную канавкой и пленкой, которая герметично расположена на кромке канавки, и поршень, размещенный над пленкой с возможностью его перемещения таким образом, что для закрытия клапана он вдавливает пленку в канавку, а в своем открытом положении он освобождает пленку для ее растягивания над канавкой.

18. Устройство по любому из пп.7-16, отличающееся тем, что оно снабжено насосом для обеспечения циркуляции жидкости в трубопроводах, содержащим полость, герметично закрытую эластичной пленкой и образующую его рабочую камеру, соединенную с трубопроводами, и установленный над эластичной пленкой поршень с возможностью его перемещения над последней таким образом, что поршень в одном из положений проталкивает пленку в камеру для уменьшения ее объема, а в другом положении он освобождает ее для растягивания над камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31