包括同步机构的用于生物反应器搅拌的搅拌装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及包括用于搅拌生物反应器的搅拌装置的系统。该系统包括用于在生物反应器或生物反应器的保持器中引起搅拌移动的至少一个运动机构，以及附接到生物反应器或在生物反应器中的用于监测至少一个生理或物理读数的至少一个传感器。搅拌装置或生物反应器进一步包括用于生成同步读数的传感器或发射器(图1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括同步机构的用于生物反应器搅拌的搅拌装置
本专利技术涉及根据独立权利要求的前序的用于生物反应器搅拌的搅拌装置以及搅拌生物反应器的过程。
技术介绍
对于用于微生物或细胞培养物的培养基生产，或者对于受控的生物技术过程如细胞培养，生物反应器的搅拌或循环起特别重要的作用。由于物质的不同起始浓度以及在培养过程中微生物和细胞分别的代谢，存在培养基制备物中各种化学组分的浓度或在培养过程中营养素、氧和生成的代谢产物的浓度中的局部变化。为了允许在生物反应器各处相同或至少受控的浓度条件，需要在整个过程期间搅拌或循环容器中的流体或悬浮液。与由玻璃或不锈钢组成的刚性容器相比，使用由塑料箔制成的柔性一次性使用的生物反应器起稳定增长的作用，特别是关于生物技术过程中不断增长的无菌要求。除其良好的灭菌适合性之外，箔袋还提供了进一步的优点，例如成本效益生产、简单且节省空间的贮存、针对污染的安全性，并且它们使得在使用后的繁琐纯化可有可无。用于此类生物反应器搅拌的装置也称为摇摆器、平台振荡器、摆动混合器、旋转振荡器、振动振荡器、水平振荡器、轨道振荡器，并且例如在专利申请DE3248543A1、CH697035A5或EP1778828B1中描述。此类搅拌装置例如由Sartorius公司以商标名RM分销。使用该装置，整个生物反应器以这样的方式运动，使得运动导致反应器内容物混合。这些装置通常包括用于监视和控制培养过程的传感器。这些可以布置在生物反应器的内部和外部。可能发生传感器信号受到生物反应器内部的波动液位影响，这可以导致高信号波动或错误测量。例如，这种干扰可以通过传感器的传感器信号引起，所述传感器布置在生物反应器内部，受到瞬时变化的液位影响。传感器可以瞬时暴露并且被液体瞬时覆盖，或者在传感器上方的液柱可以经受高度中的波动。这是例如对于阻抗传感器的情况，通过使用所述阻抗传感器，例如，可以确定发酵液中活细胞的生物量。这也例如可以用电导率传感器来发生，通过使用所述电导率传感器，可以确定细胞悬液中的电导率以及因此溶解物质的量度。在这两种情况下，分别地只有当所述传感器理想地由相同高度的液柱永久覆盖或至少由最小液柱覆盖时，才能获得可再现的测量结果。因此，本专利技术的目的是提供用于生物反应器搅拌的搅拌装置以及搅拌生物反应器的方法，其不具有上文阐述的缺点。本专利技术的另一个目的是提供用于生物反应器搅拌的搅拌装置以及搅拌生物反应器的方法，其允许培养过程的可再现的监视和控制。这些及其他目的分别通过在本专利技术的独立权利要求中阐述的方法和装置来解决。从属权利要求描述了优选实施方案。受数值限制的值范围始终意欲涵盖所述限制数值。
技术实现思路
在详细描述本专利技术之前，应理解本专利技术并不限于所述装置或所述过程步骤的特定部件，因为这些过程和装置分别可以改变。应进一步理解，本文使用的术语仅用于特定描述的实施方案的目的，并不预期是限制性目的。必须指出，如说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”包括单数和/或复数指示物。此外应理解，在给出由数值限定的参数范围的情况下，范围被认为包括这些限制值。根据本专利技术，提供了包括用于生物反应器搅拌的搅拌装置的系统，其包括用于在生物反应器或生物反应器的保持器中引起搅拌移动的至少一个运动机构，附接到生物反应器或在生物反应器中的用于监测至少一个生理或物理读数的至少一个传感器，其中所述搅拌装置或生物反应器进一步包括用于生成同步读数的传感器或发射器。优选地提供了系统进一步包括用于以下的同步机构：a)基于至少一个测量值的同步读数以及任选的后续评估，触发至少一个生理或物理读数的测量，或b)基于至少一个测量值的同步读数以及任选的后续评估，选择至少一个生理或物理读数的至少一个监测值，或c)利用至少一个生理或物理读数启动同步读数。优选地进一步提供了系统包括用于展示、记录和/或评估至少一个生理或物理读数的评估装置。此类搅拌装置通常包括用于一次性使用的反应器例如生物反应器的板形或桶形保持器。生物反应器安装在所述保持器上，在其中它们通过使用夹具或钩或其他可逆固定材料进行固定。保持器被推进并且生成生物反应器内容物的搅拌运动。保持器由此执行例如沿水平轴的摇摆运动。生物反应器可以具有0.5至1000升的容积。优选地提供了同步读数与搅拌装置的运动或生物反应器中的搅拌运动同步或可同步。如本文使用的，术语“同步”或“适于同步”(“可同步”)特别涵盖所有这样的方法，其中同步读数以这样的方式选择，使得其拾取时钟脉冲或搅拌运动的节奏或者由搅拌运动直接或间接生成的时钟脉冲或人工产物的节奏。在一个优选实施方案中，提供了用于监测生理或物理读数的传感器以及用于生成同步读数的传感器或发射器是相同的。在这样的实施方案中，例如，可以例如以某一采样频率不连续地记录生理或物理读数。通过使用评估算法，可以实现，例如，在生理或物理读数超过或低于某一阈值的情况下，获取下一个或前一个测量值。例如，当用户用各种阈值进行实验时，这样的实施方案可以进行预先校准或教导。在另一个优选实施方案中，提供了用于监测生理或物理读数的传感器以及用于生成同步读数的传感器或发射器彼此不同。优选地进一步提供了用于监测生理或物理读数的传感器被布置用于记录生理或物理读数的时间序列。优选地进一步提供了用于生成同步测量值的传感器或发射器被布置用于生成同步测量值的时间序列。优选地进一步提供了生物反应器安装在其中可以引起搅拌运动的保持器上。优选地，本文的系统以这样的方式设计，使得它可以在生物反应器或生物反应器的保持器中引起选自以下的搅拌运动中的至少一种·周期运动·二维运动·三维运动·沿水平轴的摇摆运动和/或·沿垂直轴的旋转运动。本文搅拌运动的频率优选在≥5至≤200分钟-1的范围内(即≥0,083和≤3,33Hz)。对于摇摆运动，角度优选在+/-3°至+/-15°的范围内。优选地进一步提供了用于监测至少一个生理或物理读数的传感器选自：·电容传感器·温度传感器·阻抗传感器·电导率传感器·用于测量光密度和/或浊度的传感器·用于测量散射光的传感器·用于光谱法，尤其是吸收光谱法的光学传感器·荧光传感器·阻抗光谱传感器，和/或·FTIR光谱法。本文重要的是，关于生理或物理读数的数据记录根据传感器类型可以花费不同的时间，并且分别在连续的测量之间需要可变持续时间的信号处理时间，其对可以实现的数据记录频率具有影响。顺应高频率读数的传感器特别地分别适合于连续或伪连续的数据记录(即，具有高采样频率)，而仅顺应低频率读数的传感器适合于不连续的数据记录(例如，由同步读数触发)。优选地进一步提供了待监测的生理或物理读数选自以下·生物量·电导率·pH值·温度·pO2和/或pCO2·光密度·容量·细胞参数·细胞密度·细胞直径，和/或·代谢产物浓度。这些读数个别或组合允许关于(i)培养过程(细胞量的增长、细胞活力等)，(ii)培养条件的质量以及培养基等的陈述。优选地进一步提供了用于生成同步读数的传感器或发射器选自以下：·用于监测搅拌装置的角度位置的传感器或发射器，·用于记录来自电子、伺服或步进电机或者电子、伺服或步进电机控制的数据的传感器或发射器，·用于监测生物反应器或其保持器的位置的接近传感器，·用于监控电子、伺服或步进电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括用于生物反应器搅拌的搅拌装置的系统，其包括：用于在生物反应器或生物反应器的保持器中引起搅拌移动的至少一个运动机构，附接到生物反应器或在生物反应器中的用于监测至少一个生理或物理读数的至少一个传感器，其中所述搅拌装置或生物反应器进一步包括用于生成同步读数的传感器或发射器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.16 DE 102015119756.11.一种包括用于生物反应器搅拌的搅拌装置的系统，其包括：用于在生物反应器或生物反应器的保持器中引起搅拌移动的至少一个运动机构，附接到生物反应器或在生物反应器中的用于监测至少一个生理或物理读数的至少一个传感器，其中所述搅拌装置或生物反应器进一步包括用于生成同步读数的传感器或发射器。2.根据权利要求1的系统，其进一步包括用于以下的同步机构：a)基于至少一个测量值的同步读数以及任选的后续评估，触发至少一个生理或物理读数的测量，或b)基于至少一个测量值的同步读数以及任选的后续评估，选择至少一个生理或物理读数的至少一个监测值，或c)利用所述至少一个生理或物理读数启动同步读数。3.根据权利要求1或2的系统，其进一步包括用于展示、记录和/或评估所述至少一个生理或物理读数的评估装置。4.根据前述权利要求中任一项的系统，其中所述同步读数与由所述搅拌装置生成的运动或所述生物反应器中的搅拌运动同步或可同步。5.根据前述权利要求中任一项的系统，其中用于监测至少一个生理或物理读数的传感器以及用于生成同步读数的传感器或发射器是相同的。6.根据前述权利要求中任一项的系统，其中用于监测生理或物理读数的传感器以及用于生成同步读数的传感器或发射器彼此不同。7.根据前述权利要求中任一项的系统，其中用于监测至少一个生理或物理读数的传感器选自以下：·电容传感器·温度传感器·阻抗传感器·电导率传感器·用于测量光密度和/或浊度的传感器·用于测量散射光的传感器·用于光谱法，尤其是吸收光谱法的光学传感器·荧光传感器·阻抗光谱传感器，和/或·FTIR光谱法。8.根据前述权利要求中任一项的系统，其中待监测的所述生理或物理读数选自以下：·生物量·电导率·pH值·温度·pO2和/或pCO2·光密度·容量·细胞参数·细胞密度·细胞直径，和/或·代谢产物浓度。9.根据前述权利要求中任一项的系统，其中用于生成同步读数的所述传感器或发射器选自以下：·用于监测搅拌装置的角度位置的传感器或发射器，·用于记录来自电子、伺服或步进电机或者电子、伺服或步进电机控制的数据的传感器或发射器，·用于监测生物反应器或其保持器的位置的接近传感器，·用于监控电子、伺服或步进电机的功耗的传感器或发射器，·用于监测生物反应器或其保持器的瞬时运动变化的加速度传感器，·用于测量生物反应器中的液位的填充液位计，·压力、负载或重量传感器，和/或·相机系统/数字图...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布吕沙克，J·肖尔茨，
申请(专利权)人：德国赛多利斯公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE