用于使内联传感器装置投入运行的方法及内联传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于使内联传感器装置投入运行的方法及内联传感器装置，具体涉及如下内联传感器装置及用于使用于检测代表测量介质的分析物成分的测量参量的测量值的内联传感器装置投入运行的方法，其中，内联传感器装置包括传感器，其被设计成用于产生和输出与测量参量相关联的测量信号，传感器具有至少一个设置用于与测量介质接触的灭菌的传感器元件和至少一个壳体，壳体包围传感器元件并将传感器元件包含在相对壳体的周围环境密封封闭的腔中，该方法包括如下步骤：执行对内联传感器装置的至少一个包括壳体的壳体外侧的部分的热力灭菌；在结束热力灭菌后打开壳体；使传感器元件与测量介质接触。此外，本发明专利技术还涉及用于制造内联传感器装置的方法。

Method for enabling inline sensor device to be put into operation and inline sensor device

The present invention relates to the inline sensor device put into operation method and inline sensor device, in particular to the following inline sensor device and sensor device for inline measurement parameter analysis of compounds used in detection of representative measurement medium values of the operation method, the inline sensor device comprises a sensor, which is designed to produce and the measurement of output parameters measurement signal, the sensor has at least one set sensor element for sterilization and measurement in contact with the medium and at least one shell, shell and surrounded by the sensor element contained in the sensor element relative to the shell surrounding sealing cavity, the method comprises the following steps: performing outside of the housing at least a shell of the inline sensor device part in thermal sterilization; After the beam is sterilized by heat, the shell is opened; the sensor element is contacted with the measuring medium. In addition, the invention relates to a method for manufacturing an inline sensor device.

【技术实现步骤摘要】
用于使内联传感器装置投入运行的方法及内联传感器装置
本专利技术涉及用于使内联传感器装置(Inline-Sensoranordnung)投入运行的方法，内联传感器装置用于检测代表测量介质的分析物成分的测量参量的测量值。
技术介绍
为了确定测量介质，尤其是液体，如例如纯液体、液体混合物、乳剂或悬浮液的成分，在过程测量技术中并且在分析测量技术中使用了各种各样的分析测量仪器。分析测量仪器通常包括传感器以及评估电子装置，传感器被设计成用于产生依赖于测量介质的至少一个分析测量参量的电测量信号，评估电子装置从测量信号中获知代表测量介质中的至少一个分析测量参量中的当前值的测量值。分析测量参量例如可以是分析物的浓度或活性，或者是依赖于测量介质中的至少一种分析物的浓度或活性的参数。分析物指的是包含在测量介质中的一种或多种、特别是已溶解的物质，其在测量介质中的浓度应当借助传感器来获知或者监控。评估电子装置可以至少部分地整合到直接布置在测量位置上的测量转换器中，测量转换器拥有带显示和输入器件的壳体。评估电子装置的至少一部分也可以与传感器一起布置在共同的壳体中。这样的分析测量仪器被用在各种各样的领域中，例如被用于对在制药、化学、生物技术或生物化学生产中的过程的监控和控制，但也可以被用在水处理或废水净化的过程中，以及被用在环境分析学中。倘若在过程使用分析测量仪器，那么测量介质通常被包含在过程容器中。这样的过程容器例如可以是过程设备的管线路或反应器皿，例如发酵罐。被整合到过程容器的器壁中用来监控包含在过程容器中的测量介质的测量参量的传感器被称为内联传感器(Inline-Sensor)。内联传感器直接在所要监控的测量介质中检测测量参量。因此，在内联传感器中并不需要从过程中对样品进行提取和预处理用来确定分析测量参量。为了将传感器整合到过程器壁中公知有多种多样的适配器及配件，尤其是沉浸式配件或伸缩式配件。包括整合在过程容器的器壁中的内联传感器并且必要时包括与内联传感器连接、但能从该内联传感器上取下的评估电子装置的装置被称为内联传感器装置。内联传感器可以借助合适的适配器紧固在器壁中。在必须要在灭菌或无菌的条件下执行的如例如在生物技术、制药或食品技术中出现的过程中，在过程开始之前或各个过程步骤之间，通常对所有过程设备的与过程介质形成碰触的部分，尤其对所有的过程容器还有整合在其中的传感器进行灭菌，例如以热的方式通过热力进行灭菌。热力灭菌可以通过干燥的高温(通常利用160℃与180℃之间的热空气，作为灭菌介质)或通过热蒸汽作为灭菌介质在压力升高的情况下进行，例如通过在压力容器，即所谓的高压釜中的热压灭菌(Autoklavieren)。常见地例如是热蒸汽灭菌方法，其中可以出现在至少120℃或之上的温度。如果在高压釜中执行热力灭菌，那么过程设备的要碰触过程的部分必要时已经彼此连接、被引入高压釜中并在那儿被灭菌。经灭菌的部分随后又被从高压釜中提取并投入运行。替选地，过程设备可以借助所谓的SIP方法(SIP是英语技术术语“sterilizationinplace，就地灭菌”的缩写)来进行灭菌，其中，所要进行灭菌的过程容器(包括整合在其中的内联传感器装置)利用热蒸汽进行灭菌，热蒸汽在预定的时间间隔上被导入到过程容器中。因此，内联传感器能够承受所出现的条件，如高温和提升了的压力，而保持不失去功能。在生物过程技术中，例如为了对生物技术的过程进行监控、控制和/或调节也使用到传感器，其具有生物识别要素，例如这些生物识别要素必要时作为受体有选择地且专门地使分析物化合。生物识别要素可以是蛋白质，如酶或抗体、DNA/RNA片段、细胞器或整个细胞和微生物。这样的传感器被称为生物传感器。在典型地进行热蒸汽灭菌过程之后，受体或者说这样的生物传感器的生物识别要素通常活性大大减小，大多情况下发生不可逆变性，也就是说在他们的原生3-D结构(形态)方面遭到破坏。因此，这种生物传感器原则上并不能够容易地作为内联传感器置入到过程容器的器壁中，并且利用该过程容器借助常用的SIP方法进行灭菌。具有例如那些来源于在20℃至45℃的温度范围内存活的嗜温生物的生物识别要素的大量传感器可能无法经受SIP条件下的提高了的温度，例如在80℃之上，以便不丧失其功能性。在文献中描述了能被灭菌的基于安培滴定的酶传感器的生物传感器。在M.Phelps,Developmentofaregenerableglucosebiosensorprobeforbioprocessmonitoring,MasterThesis,UniversityofBritishColumbia,1993(不列颠哥伦比亚省大学，1993年，M.菲尔普斯的硕士学位论文，用于生物过程监控的可再生葡萄糖生物传感器测试的发展)中概述了这样的传感器。其中所描述的用于确保这样生物传感器的在保护其功能性的情况下的能灭菌性的对策包括只有在灭菌过程之后才将布置在例如包括工作电极的承载件上的对温度敏感的受体引入传感器壳体内部的反应空间中，该反应空间通过对于各种分析物来说是能透过的膜片来相对过程容器封闭。膜片在该情况下表现为灭菌阻隔件。在此，受体不动地存在于事后引入的工作电极上或存在于容纳在反应空间中的溶液中。在引入受体时，灭菌阻隔件不应被破坏，这使得对这种内联传感器的操作变得困难。由该文献所公知的内联传感器装置的缺点除了难于操作外，还要注意生物传感器的发生波动的测量性能。原因在于事后所引入的受体的量是很难再现的。迄今所公知的包括生物传感器的内联传感器装置并不实用，尤其是在考虑到用于对工业化的过程进行监控的应用时。在越来越多地用于生物过程的一次性技术(英语技术术语：singleusetechnology，一次性技术)的领域中，公知有适配器或连接器，其能够实现提前将例如借助伽玛射线进行灭菌的传感器引入同样事先被灭菌的一次性生物反应器(英语技术术语：Singleusefermentor，一次性发酵罐)中。然而，这些连接器往往被拒绝或不能用于常规的过程设备的多次针对大量批量过程所使用的过程容器中，过程容器定期进行清洁并且在其中一个上面所描述的SIP灭菌方法中进行灭菌。PALLCorporation,PortWashington,USA(美国华盛顿港，颇尔公司)例如提供了名称为“KleenpakII灭菌连接器”的连接器，其用于将液体或探测器或传感器引入一次性过程容器中。这些连接器由两个能彼此连接的元件构成，其中，这两个元件在其连接区域中在未连接的状态下分别用可拉出的条带封闭。可拉出的条带由具有聚酯涂覆部的铝箔制成。为了将探测器引入生物过程中，连接器的第一元件与过程容器连接并且与该过程容器一起灭菌，包含有探测器的第二元件可以用伽马灭菌或热压灭菌来进行灭菌。为了引入探测器，两个连接器元件首先松动地彼此连接，然后将可拉出的条带通过侧向拉出来去除，随后将两个元件密封地彼此连接起来，并且随后将探测器穿过连接器的第一元件移动进过程容器中。这些连接器的主要缺点是，两个元件之间的连接没有以高安全性在无菌的情况下进行，这是因为元件的可拉出的条带的两个外表面未被灭菌或无法灭菌，并且因此在拉出这些条带时有受污染的风险。此外，受污染的风险通过如下方式被提高，即，直接在将可拉出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用于检测代表测量介质的分析物成分的测量参量的测量值的内联传感器装置投入运行的方法，其中，所述内联传感器装置包括传感器，所述传感器被设计成用于产生和输出与所述测量参量相关联的测量信号，其中，所述传感器具有设置用于与所述测量介质接触的灭菌的至少一个传感器元件以及具有至少一个壳体，所述至少一个壳体包围所述传感器元件并且将所述传感器元件包含在相对所述壳体的周围环境密封地封闭的腔中，其中，所述方法包括如下步骤：‑执行对所述内联传感器装置的至少一个包括所述壳体的壳体外侧的部分的热力灭菌；‑在结束热力灭菌后打开所述壳体；以及‑使所述传感器元件与所述测量介质接触。

【技术特征摘要】
2015.12.21 DE 102015122446.1;2016.12.16 DE 10201611.一种用于使用于检测代表测量介质的分析物成分的测量参量的测量值的内联传感器装置投入运行的方法，其中，所述内联传感器装置包括传感器，所述传感器被设计成用于产生和输出与所述测量参量相关联的测量信号，其中，所述传感器具有设置用于与所述测量介质接触的灭菌的至少一个传感器元件以及具有至少一个壳体，所述至少一个壳体包围所述传感器元件并且将所述传感器元件包含在相对所述壳体的周围环境密封地封闭的腔中，其中，所述方法包括如下步骤：-执行对所述内联传感器装置的至少一个包括所述壳体的壳体外侧的部分的热力灭菌；-在结束热力灭菌后打开所述壳体；以及-使所述传感器元件与所述测量介质接触。2.根据权利要求1所述的方法，其中，打开所述壳体以及使所述传感器元件与所述测量介质接触都在无菌的情况下进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述内联传感器装置在执行热力灭菌前密封地整合到过程容器的器壁中，并且将对所述内联传感器装置的热力灭菌和对所述过程容器的热力灭菌一起在唯一的方法步骤中执行，并且其中，将所述壳体在结束热力灭菌后朝向所述过程容器打开。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，对所述内联传感器装置的热力灭菌的执行在高压釜中进行。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述壳体以如下方式来设计并且所述腔相对周围环境以如下方式来密封，即，在温度为至少110℃的情况下从外部对所述壳体进行热力灭菌期间，使得在所述壳体内部存在的相对湿度不超过77％，优选23％，更优选3％，还更优选1％的值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述内联传感器装置具有至少一个湿度传感器，并且其中，借助所述湿度传感器，至少在执行热力灭菌期间检测所述壳体内部存在的湿度的变化。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述壳体具有由一个或多个壳体部件形成的器壁，所述器壁密封地包含所述腔，并且形成阻隔件，以防水蒸气扩散进入所述腔中，其中，所述器壁由一个或多个壳体部件形成，并且其中，在温度为110℃的情况下，在所述腔与壳体器壁的周围环境之间存在的压差小于5bar的情况下，并且在所述腔中和在所述器壁的周围环境中存在的相对湿度的差大于67％的情况下，所述器壁平均具有小于420g/(m2d)，优选小于125g/(m2d)，更优选小于15g/(m2d)，还更优选小于6g/(m2d)的平均水蒸气穿透性。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述传感器元件具有至少一个针对分析物的生物识别要素，尤其是能在保留其活性的至少10％的情况下冷冻干燥的酶。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述传感器元件是尤其包括葡萄糖氧化酶的、基于酶的葡萄糖传感器。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述至少一个传感器元件至少暂时，尤其是在执行热力灭菌期间，与所述壳体的壳体外侧的周围环境热分离。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述过程容器具有接头，所述接头包围与所述过程容器连通的接头空间，并且所述接头在执行热力灭菌前与所述内联传感器装置的与所述接头互补的过程接头连接，并且其中，所述过程接头与所述内联传感器装置的壳体连接，从而当所述过程接头和所述过程容器的接头相互连接时，使得所述传感器元件在背离所述过程容器的一侧布置在所述接头空间之外。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：-在执行热力灭菌前，将所述内联传感器装置冷却，优选冷却至小于8℃，更优选小于-13℃，更优选小于-20℃。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述内联传感器装置具有至少一个温度感知器/传感器，并且其中，所述至少一个传感器元件在热力灭菌期间的温度变化通过所述内联传感器装置的所述至少一个温度感知器/传感器来监控。14.一种用于检测代表测量介质的分析物成分的测量参量的测量值的内联传感器装置，所述内联传感器装置包括：-传感器，所述传感器被设计成用于产生和输出与所述测量参量相关联的测量信号，其中，所述传感器具有设置用于与所述测量介质接触的灭菌的至少一个传感器元件；以及-包围所述至少一个传感器元件的壳体，所述壳体将所述传感器元件包含在相对所述壳体的周围环境密封地封闭的腔中。15.根据权利要求14所述的内联传感器装置，其中，所述壳体和包含在所述壳体中的腔以如下方式来设计并且所述腔相对周围环境以如下方式来密封，即，当在温度为110℃的情况下，在15min的时间段上从外部对所述壳体进行热力灭菌时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·汉克，安哥拉·奥比施，安妮·海曼，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE