一次性生物反应器传感器接口制造技术

提出了一种生物反应器感测系统。生物反应器感测系统包括生物反应容器。生物反应容器包括被构造成提供用于监测生物反应容器内的内容物的界面的孔。生物反应容器还包括在邻近所述孔处联接到生物反应容器的端口。生物反应器感测系统还包括至少部分地设置在端口内的感测装置，使得感测元件暴露于内容物。生物反应器感测系统还包括构造成施加在感测装置的一部分和端口的一部分上的外部密封件。

One time bioreactor sensor interface

A bioreactor sensing system is proposed. The bioreactor sensing system includes a biological reaction vessel. A bioreactor container consists of a hole constructed to provide an interface for monitoring the content of the content in a biological reaction container. The bioreactor container also includes a port connected to a biological reaction container at the adjacent hole. The bioreactor sensing system also includes a sensor set at least partially in the port so that the sensor is exposed to the content. The bioreactor sensing system also includes an external seal constructed to be applied to part of the sensing device and part of the port.

【技术实现步骤摘要】
一次性生物反应器传感器接口相关申请的交叉引用本申请基于并要求于2015年12月10日提交的美国临时专利申请序列号62/265,819的权益，其内容通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及一种生物反应器感测系统，以及一种将传感器可密封地联接到生物反应器的方法和用于生物反应器的密封式传感器接口系统。
技术介绍
生物反应器支持用于许多重要应用的生物反应，包括细胞培养，发酵等。生物反应可能容易受温度、压力，pH和其它的变化的影响。另外，随着生物反应的进行，反应本身可能改变生物反应容器内的各种参数，例如溶解氧含量和/或pH。因此，随着时间进行监测一个或多个过程变量以跟踪生物反应的进展可能是重要的。生命科学行业正在远离由不锈钢制造的、具有大型原地清洗(CIP)基础设施的大型、资本密集型设备，而朝向利用作为一次性生物反应器的基于聚合物的袋或容器的小型设备发展。一次性生物反应器袋可被使用一次并且之后被弃用。使用一次性生物反应器可以显着降低工厂所需的资本成本。例如，在使用不锈钢CIP基础设施的现有设备中，高达90％的操作成本可能是与CIP基础设施相关，包括被设计成用于承受蒸汽清洁循环的高端仪器。通过使用用完即弃的一次性生物反应器袋，可以消除资本成本的CIP部分，设备可以是灵活的并且小得多，这继而允许更小批量的生产，例如用于更有针对性的药物治疗和其它小规模应用所需要的。
技术实现思路
提出了一种生物反应器感测系统。生物反应器感测系统包括生物反应容器。生物反应容器包括被构造成提供用于监测生物反应容器内的内容物的界面或接口(interface)的孔。生物反应容器还包括在邻近孔处联接到生物反应容器的端口。生物反应器感测系统还包括至少部分地设置在端口内的感测装置，使得感测元件暴露于内容物。生物反应器感测系统还包括构造成施加在感测装置的一部分和端口的一部分上的外部密封件。附图说明图1是本专利技术的实施例对其特别有用的一次性生物反应器(single-usebioreactor)的示意图。图2A和图2B为联接到一次性生物反应器袋(bag)的传感器的示意图；图3为根据本专利技术的一个实施例的在传感器和生物反应器端口之间的密封联接的示意图；图4A-4D为根据本专利技术的一个实施例的联接到生物反应器上的端口的传感器的示意图；图5为根据本专利技术的实施例将传感器密封至生物反应器端口的方法的流程图。具体实施方式一次性生物反应器可以具有一个或多个接口或界面或接合界面(interface)，其被构造成附接能够随着反应进行而监测过程变量的传感器装置。促进用完即弃的、一次性生物反应技术的使用和采用并同时在仪器和生物反应器之间提供可靠密封的仪器接口将是对于生命科学产业的显著的益处。图1是本专利技术的实施例对其特别有用的一次性生物反应器的示意图。传感器装置30对于测量一次性生物反应器20内的生物样本的特性，例如压力、温度、pH、溶解氧等是有用的。传感器30可以安装到一次性生物反应器20并且被布置成提供相对于对位于生物反应器20内的样本22感兴趣的参数的电指示。传感器30联接到合适的分析器，该分析器提供对于样本22感兴趣的参数的读取和/或其他合适的指示。在一次性生物反应器的应用中，各种传感器装置(例如传感器30)可以集成到或以其他方式联接到生物反应器袋。根据本文所述的实施例，在传感器和生物反应器之间设置机械接口。机械接口可便于将传感器安装在端口内。机械接口还可以提供高可靠性的一体性。在一个实施例中，机械接口可以包括密封件，其防止生物反应器流体泄漏到环境中以及环境对生物反应材料的污染。在一个实施例中，机械接口至少部分地与传感器的主体重叠和/或至少部分地与生物反应器上的传感器接收端口重叠。外部密封件的使用可以比依赖于内部密封机构的当前系统提供额外的益处。图2A和2B是示出当前传感器装置通过端口40联接到一次性生物反应器袋的一种方式的示意图。如图2A所示，一次性生物反应器袋通常具有所谓的“带倒钩的端口”。带倒钩的端口40通常包括以近似直角46与圆柱形侧壁44相交的圆形凸缘42。软管倒钩49设置在圆柱形侧壁44的远端48，软管倒钩49构造成与软管(诸如橡胶或弹性软管)的可变形侧壁干涉(interfere)。带倒钩的端口40在一次性的生物反应器上是常见的，以接纳联接到生物反应器的软管。凸缘42可以以任何合适的方式附接到生物反应器袋中的孔，例如超声波焊接，或通过使用任何其它合适的方法。凸缘42可以设置在生物反应器内从而壁44穿过生物反应器袋中的孔。凸缘42还可以联接到生物反应器袋的外表面，从而圆柱形侧壁44不穿过生物反应器袋中的孔。因此，带倒钩的端口40是非常有用的，并且为管到一次性生物反应器提供灵活的联接选择。因此，期望任何外部密封机构与现有的带倒钩的端口兼容。目前，诸如传感器装置50的传感器装置被设计成位于一次性生物反应器袋的倒钩端口诸如端口40内。传感器50的外径的尺寸形成为使得其可配合到圆柱形侧壁44的内径51之内。O形环52被构造成结合圆柱形侧壁44的内径51，以使得传感器装置50被密封在带倒钩的端口40内。传感器50可以包括任何合适的感测装置，该感测装置被构造成提供相对于对生物反应器袋内的生物样品的感兴趣的参数的电指示。这样的传感器可以包括温度传感器、压力传感器、溶解氧传感器、二氧化碳传感器、电导率传感器、pH传感器、可视传感器(colorimetricsensors)或被构造为检测感兴趣的参数的任何其它合适的传感器。当传感器50被正确地安装在圆柱形侧壁44内时，组件可以如图2B所示。然而，已经发现，圆柱形侧壁44的内表面可能不具有适当的质量控制，以便使用O形环52可靠地形成密封。带倒钩的端口40的主要设计特征是联接到一段管，并允许流体流过其中。为了使用圆柱形侧壁44的内表面来密封传感器50，仅使用O形环52可能无法实现对于所有应用合适的强健的流体和/或机械密封。例如，如果在圆柱形侧壁44的内径51上存在划痕，则在传感器装置50安装在其中之后存在流体通过划痕泄漏的风险。外部密封件可以提供更可靠和更强健的密封。在一个实施例中，传感器联接结构可包括外部密封件的使用以避免流体穿过传感器50或圆柱形侧壁44的任一个。这种外部密封件可被单独使用以将传感器机械地密封到生物反应器，或在需要冗余密封件的情况下除如图2A和2B所描述的内部密封机构之外被使用。图3为根据本专利技术的一个实施例的在传感器和生物反应器端口之间的密封联接的示意图。在一个实施例中，外部密封件可提供对于目前的传感器-生物反应器的联接结构的额外的保护。例如，外部密封件可被放置在图2B所示的传感器-端口组件的上。在另一个实施例中，外部密封件在传感器和端口之间没有附加的密封机构的情况下使用。外部密封件可支持很多各种不同的传感器生物反应器袋的结构的使用。外部密封件还可以提供比例如传感器和端口之间的O形环更可靠和更强健的密封。可期望将生物反应器102内的反应混合物与生物反应器102外部的环境100隔离。在一个实施例中，密封件110可以放置在传感器104和传感器端口106之间的接口或联接处，以便加强或生成在反应混合物和环境100之间的障碍物。在一个实施例中，传感器104具有小于接收的传感器端口106的内径的外径，并且所述外径被构造成配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物反应器感测系统，包括：生物反应容器，所述生物反应容器包括：孔，所述孔被构造成提供用于监测在所述反应容器中的内容物的界面；以及端口，所述端口在邻近所述孔处联接到所述生物反应容器；感测装置，所述感测装置至少部分地布置在所述端口内，使得感测元件暴露于所述内容物；以及外部密封件，所述外部密封件被构造成施加到所述感测装置的一部分和所述端口的一部分之上。

【技术特征摘要】
2016.09.28 US 15/278,7661.一种生物反应器感测系统，包括：生物反应容器，所述生物反应容器包括：孔，所述孔被构造成提供用于监测在所述反应容器中的内容物的界面；以及端口，所述端口在邻近所述孔处联接到所述生物反应容器；感测装置，所述感测装置至少部分地布置在所述端口内，使得感测元件暴露于所述内容物；以及外部密封件，所述外部密封件被构造成施加到所述感测装置的一部分和所述端口的一部分之上。2.根据权利要求1所述的生物反应器感测系统，其中所述外部密封件包括弹性管。3.根据权利要求1所述的生物反应器感测系统，其中所述感测装置包括传感器结构，所述端口包括端口结构，并且其中所述传感器结构和所述端口结构包括接口，并且其中所述外部密封件流体地密封所述接口。4.根据权利要求3所述的生物反应器感测系统，其中所述感测元件包括传感器软管倒钩。5.根据权利要求4所述的生物反应器感测系统，其中所述端口结构包括端口软管倒钩，并且其中所述端口软管倒钩和所述传感器软管倒钩具有相反的方向性。6.一种将传感器可密封地联接到生物反应器的方法，包括如下步骤：在生物反应器上定位端口，所述端口被构造成接收传感器的感测元件；将传感器定位在所述端口内，使得所述感测元件被暴露于生物反应器的内部；以及将密封元件联接到所述传感器和所述端口，使得所述密封元件沿着所述传感器的周边延伸并且跨越所述传感器和所述端口之间的接口。7.根据权利要求6所述的方法，其中将传感器定位在所述端口内的步骤包括邻近于端口结构设置传感器结构。8.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯昌东，
申请(专利权)人：罗斯蒙特分析公司，
类型：发明
国别省市：美国,US