传感器容纳部和生物反应器及繁殖或培养生物材料的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生物反应器的传感器容纳部以及具有传感器容纳部的生物反应器和用于繁殖或培养生物材料的方法，在其中，用于保持至少一个传感器的具有窗口的传感器容纳部至少部分地在用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的通孔中延伸，其中，传感器容纳部以其窗口优选封闭通孔。

【技术实现步骤摘要】
传感器容纳部和生物反应器及繁殖或培养生物材料的方法
本专利技术涉及一种用于生物反应器的传感器容纳部和具有传感器容纳部的生物传感器以及用于繁殖或培养生物材料的方法。
技术介绍
用于制造生物材料的方法，例如包括培养微生物、动物和植物细胞的生物技术的生产处理的方法越来越重要。生物技术的生产处理例如包括培养微生物、动物和植物细胞。传统上，在也称为单次使用反应器的一次性生物反应器中以及在专业上通常也称为多次使用反应器的多用式生物容器中在对生物反应器灭菌之前安装测量探测器。这种测量探测器、例如pH探测器通常在灭菌之前进行校准。在生产处理、尤其培养期间更换用于获取各种物理、化学或生物测量参量的测量装置通常有很高的生产风险，高达一个批次完全失败。因此，在高压蒸汽灭菌时或培养期间的失误通常也意味着处理控制的损失。通常，基质和产品的浓度检测非常耗时。这通过通常也带有污染风险的取样以及通过资源密集型离线分析决定。DE102010063031A1示出一种电位传感器以及用于开始运行电位传感器的方法。为了使用作一次性发酵罐或一次性生物反应器的容器特别简单地应用，其中公开的电位传感器可在灭菌之前、例如通过用伽马射线辐射经由连接端牢固地安装到容器壁中并且为了持久存储和应用留在其中。在文献DE102006022307A1中描述了一种一次性生物反应器，其具有可逆的、可安装在外部的传感器组件，用于测量包含的介质的物理变量，其中，在生物反应器的用于介质流入和/或流出的至少一个外围管路中集成用于容纳经由传感器适配器的内分界面与流经外围管路的介质相互作用的电子传感器组件。因为相应仅可在生物反应器的外围管路中进行测量，不可在具有该组件的生物反应器之内进行处理控制。DE102010037923A1公开了一种用于细胞的生物反应器组件，其包括闭合的生物反应器、用于容纳细胞团(Zellpellet)的细胞团载体和用于将营养液输送到细胞团中的器件。该组件能够无接触地测量氧气含量。在此，借助激光器激励氧气探测器发出磷光。发出的磷光信号通过探测器接收并且引导给电子评估系统。为此，生物反应器具有透光窗口并且激光和探测器布置在生物反应器之外。传感器或测量装置的更换在该文献中没有讨论。DE102011101108A1描述一种用于在位于刚性容器中的流体处进行透射反射测量的透射反射探测器，其具有在其内部中配有光导的探测器杆，在探测器杆的前端侧上布置开口流通腔室(offenenDurchflusskammer)，其具有与探测器杆的前端侧相对而置的反射盘。探测器杆构造成在其前端侧通过透明窗口闭合的刚性的空心体，空心体在其后端部上具有用于使传感器模块刚性地耦合在探测器杆上的第一耦合装置。但是耦合装置和开口流通腔室以及尤其与探测器杆的前端侧相对而置的反射盘牢固地连接，从而能够更换在同一或不同容器的一个探测器上的传感器模块或不同探测器上的传感器模块的交替耦合装置。没有公开对用于测量物理、化学或生物测量参量的传感器的更换。尤其对于单次使用或一次性应用，没有观察端口(生物反应器的观察端口)可用，其满足对合适的测量技术的光学要求、尤其对传输和无失真性的要求并且在此可更换传感器或探测器以及可机械可靠地承载传感器或探测器。目前，根据现有技术，在市场上没有系统满足以下要求，可靠地使培养的无菌区域与测量的区域彼此严密分开并且在此同时能够使传感器用于不同的测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供也称为传感器端口的传感器容纳部以及设有传感器容纳部的生物反应器，借助其能在不打开至生物反应器的内部的入口的情况相应地灵活更换不同的传感器。该目的通过独立权利要求的主题实现。可由从属权利要求以及说明书中得到有利的改进方案。根据本专利技术的生物反应器包括用于容纳包含生物材料的流体介质的容器、具有在用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的内部和用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的外部之间的通孔的馈通部、以及至少部分地在馈通部的通孔中延伸、用于保持至少一个传感器的传感器容纳部。优选地，馈通部包括标准端口，例如英戈尔德端口(Ingold-Port)，布罗德利詹姆斯端口(Broadly-James-Port)，B.贝朗安全端口(B.-Braun-Sicherheitsport)或相应于另一标准的端口。这些端口相应地具有限定开口的直径，开口通常连接或打开生物反应器的内部与其外部。通常，用于容纳包含生物材料的流体介质的容器可为用于多次使用的多用式生物反应器的容器。有利地，用于容纳包含生物材料的流体介质的容器此时包括不锈钢或由不锈钢构成。替代性地，用于容纳包含生物材料的流体介质的容器也可为用于一次性使用的单次使用生物反应器的容器。如果用于容纳包含生物材料的流体介质的容器包括塑料、尤其能够灭菌的塑料或由塑料、尤其能够灭菌的塑料构成，则是有利的。塑料可包括聚合材料并且尤其可由合适的材料构成，其能够承受伽马灭菌或借助ETO的化学灭菌。例如具有EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)的聚酯弹性体或聚乙烯适合作为塑料。在此可以使用材料混合物，在其中例如层系统具有提供机械稳定性的外层。气密的中间层此时可连接在内部的与生物兼容的层上。为了满足制造生物医药的严格要求，生物反应器以及传感器容纳部包括的材料可如此选择，使得材料分别符合下面标准：i)FDA批准的材料(ICHQ7A，CFR211.65(a)-联邦法规，USP类，不含动物衍生物，不含双酚A)ii)EMA(欧洲药品管理局)欧盟GMP指南第II部分批准的材料iii)部分耐化学性-ASTMD543-06iv)生物相容性，例如参考美国药典或参考ISO10993的测试。为了实现传感器容纳部以及尤其保持在传感器容纳部中的感应装置在测量技术上有利的性能和对其机械稳定的固定，传感器容纳部可在馈通部、尤其其通孔之内与馈通部的通孔以形状配合的方式延伸，其中，传感器容纳部借助其窗口封闭通孔。本专利技术还包括用于保持至少一个传感器的传感器容纳部，该传感器容纳部用于生物反应器、尤其用于前述的生物反应器，传感器容纳部包括具有传感器容纳区域的保持体，具有透明元件的窗口布置在传感器容纳区域上，透明元件是电磁辐射可透射的。由此可借助不同的感应装置获取光学信号或测量参量，感应装置也可在培养期间保持可更换的，这明显降低了污染风险。特别有利的是，生物反应器可与用于保持至少一个传感器的传感器容纳部一起高压蒸汽灭菌，尤其在其至少部分地保持在馈通部的通孔中期间可高压蒸汽灭菌，因为由此此时可以非常高的安全性排除通过生物活性或相互作用的材料造成的污染。在此尤其用于保持至少一个传感器的传感器容纳部也构造成可高压蒸汽灭菌。令人惊奇地发现，在此处公开的用于保持至少一个传感器的传感器容纳部在2bar和134℃的情况下可具有3500个高压蒸汽灭菌周期。在本公开内容的范围内，高压蒸汽灭菌也理解为根据适用于医药产品的DINENISO14937；ENISO17665的高压蒸汽灭菌。有利地，保持体为圆柱形对称、尤其支柱状并且具有通孔，通孔在对应于生物反应器的内部的一侧上借助窗口以流体密封的方式、尤其严密密封地闭合。气密性还确保相应的生物反应器的无污染运行。优选地，窗口的透明元件在波长为250至2000nm的光谱范围中的透射率高于80％、特别优选高于90％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物反应器，其包括：容器，用于容纳包含生物材料的流体介质；馈通部，具有在用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的内部和用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的外部之间的通孔；其特征在于，用于保持至少一个传感器的传感器容纳部至少部分地在馈通部的通孔中延伸，其中，所述传感器容纳部以其窗口封闭所述通孔。

【技术特征摘要】
2018.04.09 DE 102018108325.41.一种生物反应器，其包括：容器，用于容纳包含生物材料的流体介质；馈通部，具有在用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的内部和用于容纳包含生物材料的流体介质的容器的外部之间的通孔；其特征在于，用于保持至少一个传感器的传感器容纳部至少部分地在馈通部的通孔中延伸，其中，所述传感器容纳部以其窗口封闭所述通孔。2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，用于容纳包含生物材料的流体介质的容器包括不锈钢或由不锈钢构成；或者用于容纳包含生物材料的流体介质的容器包括塑料、尤其能够灭菌的塑料或由塑料、尤其能够灭菌的塑料构成。3.根据权利要求1或2所述的生物反应器，其特征在于，所述传感器容纳部在所述馈通部之内与所述馈通部以形状配合的方式延伸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的生物反应器，其特征在于，所述生物反应器能与用于保持至少一个传感器的传感器容纳部一起高压蒸汽灭菌，尤其在所述传感器容纳部至少部分地保持在所述馈通部的通孔中期间能够进行高压蒸汽灭菌。5.一种用于保持至少一个用于生物反应器、尤其根据权利要求1-4中任一项所述的生物反应器的传感器的传感器容纳部，其特征在于，包括具有传感器容纳区域的保持体，具有透明元件的窗口布置在所述传感器容纳区域上，所述透明元件对于电磁辐射是能透射的。6.根据权利要求5所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述保持体是圆柱形对称、尤其支柱状并且具有通孔，所述通孔在对应于所述生物反应器的内部的一侧上借助所述窗口流体密封地、尤其气密地密封。7.根据权利要求5或6所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口的透明元件在波长为250至2000nm的光谱范围中的透射率高于80％、特别优选高于90％。8.根据权利要求5、6或7所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口的透明元件包括玻璃或由玻璃构成；优选地，所述窗口的透明元件的玻璃包括石英玻璃或硼硅酸盐或由其构成。9.根据权利要求5至8中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口的透明元件借助GMTS压力密封保持在基体上并且其保持在所述传感器容纳部的保持体上。10.根据权利要求5至9中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口借助焊接、尤其激光焊接严密密封地连接到所述保持体。11.根据权利要求5至10中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口的透明元件为盘形的并且具有尤其面平行的主表面。12.根据权利要求4至11中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口的透明元件为平凸、平凹、双凸、双凹、凸凹或凹凸的。13.根据权利要求5至12中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述窗口的透明元件为与其对应的成像系统的一部分。14.根据权利要求5至13中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述保持体具有侧向、在径向方向上延伸的突出部。15.根据权利要求5至14中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，在传感器容纳部插入到所述通孔中时，通过所述窗口的透明元件与侧向突出部的轴向间距限定所述窗口的透明元件与生物反应器的内壁的轴向间距。16.根据权利要求5至15中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述保持体包括凸缘，尤其包括标准凸缘，其沿径向向外延伸并且在轴向方向上限定用于密封件的接触面。17.根据权利要求5至16中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，所述传感器容纳部配有包括用于密封件的接触面的遮盖罩，其是传感器的一部分。18.根据权利要求5至17中任一项所述的用于生物反应器的传感器容纳部，其特征在于，用于保持至少一个传感器的传感器容纳部能够高压蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·奥特，R·海特乐，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE