包括用于电测量或电磁测量的探针的生物反应器制造技术

生物反应器包括用于容纳生物介质的刚性壁容器，该容器具有盖子。生物反应器还包括探针，该探针穿过盖子中的孔并具有在容器内的感测端和在容器外的远端。感测端具有用于浸没在生物介质中的多个电极，远端被配置为耦合到外部设备并且向该外部设备传输电极的电测量或电磁测量值。盖子和探针中的一个具有一个或多个可弹性变形机构，而盖子和探针中的另一个具有一个或多个相应的互补表面。可弹性变形机构和互补表面被配置成使得当探针穿过孔插入以将探针装配到盖子上时，一个或多个可弹性变形机构首先相对于一个或多个互补表面滑动变形，然后在探针到达相对于盖子的预定插入位置时回弹以将探针固定到盖子上。盖子和探针中的一个带有封闭元件，当探针固定在预定位置时，该封闭元件将探针封闭到盖子上。封闭元件将探针封闭到盖子上。封闭元件将探针封闭到盖子上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括用于电测量或电磁测量的探针的生物反应器
[0001]本申请要求2020年10月15日提交的EP 20202136.6的优先权，其内容和要素出于所有目的通过引用并入本文。


[0002]本专利技术涉及包括用于电测量或电磁测量的探针的生物反应器。

技术介绍

[0003]细胞培养是在人工环境(例如生物反应器)中培养细胞的过程。通常，细胞在悬浮于培养基中的同时生长。监测和/或控制细胞在生物反应器中暴露的环境对于控制细胞的生理学和产生的靶标的量是重要的。具体而言，监测生物反应器内细胞和/或培养基的各种参数是控制它们的关键。
[0004]适用于细胞培养的示例性生物反应器系统在US 2016/0152936和WO 2014/020327中有所描述。
[0005]细胞参数的监测可以通过取样和/或在线通过直接在过程中测量细胞的各种特性来实现。在线监测越来越重要，因为它有助于过程控制和过程自动化。在线监测通常使用传感器直接插入包含在容器中的培养基。例如，浸入生长培养物中的电极的电测量或电磁测量值可用于测量电容、阻抗、介电常数、电导率等参量。这些测量值然后可以通过分析技术，例如阻抗谱，来推导例如细胞浓度。
[0006]带有此类电极的探针需要配置以使它们可以连接到容器生物反应器外部的电子设备和通信设备，同时确保探针的感测端恰当地浸入容器中的细胞培养物中。
[0007]其他考虑因素是：组装速度，以及将污染物引入细胞培养物的风险低。
[0008]本专利技术的设计基于上述考虑。
专利技术内容
[0009]本专利技术提供了一种生物反应器，其包括：
[0010]用于容纳生物介质的刚性壁容器，所述容器具有盖子；
[0011]探针，所述探针穿过盖子中的孔并具有在所述容器内的感测端和在所述容器外的远端，所述感测端具有用于浸没在生物介质中的多个电极，所述远端被配置为耦合到外部设备并且向所述外部设备传输所述电极的电测量或电磁测量值；
[0012]其中所述盖子和所述探针中的一个具有一个或多个可弹性变形机构，所述盖子和所述探针中的另一个具有一个或多个相应的互补表面，所述可弹性变形机构和所述互补表面被配置成使得当所述探针穿过所述孔插入以将所述探针装配到所述盖子上时，所述一个或多个可弹性变形机构首先相对于所述一个或多个互补表面滑动变形，然后在所述探针到达相对于所述盖子的预定插入位置时回弹以将所述探针固定到所述盖子上；
[0013]其中所述盖子和所述探针中的一个带有封闭元件，当所述探针固定在预定位置时，所述封闭元件将所述探针封闭到所述盖子上。
[0014]通过以这种方式将探针穿过盖子固定到容器，可以确保感测端在容器中的正确位置，即使探针不是盖子(或者实际上是容器)的整体部分。此外，通过插入容器的盖子并通过可弹性变形机构和互补表面进行机械连接，这样的组装与快速组装兼容。机械连接方法还可以避免使用胶水或其他基于粘合剂的固定技术，这些技术会因细胞培养物与胶水或胶水残留物接触而带来污染风险。
[0015]现在将阐述本专利技术的可选特征。本专利技术包括本文所描述的可选特征的组合，除非这种组合明显不允许或应避免。
[0016]适宜地，一个或多个可弹性变形机构和一个或多个互补表面可以形成卡扣连接器。
[0017]一个或多个可弹性变形机构可以是一个或多个柔性构件，例如由柔性塑料形成。然而，作为另一种选择，可弹性变形机构可以是一个或多个弹簧式制动机构，例如弹簧式制动机构中的可弹性变形机构或每个可弹性变形机构具有基本上刚性的(非柔性的)接触构件和弹簧，其中该基本上刚性的(非柔性的)接触构件在其相应的互补表面上滑动，该弹簧在朝向互补表面的方向上偏向接触构件，同时适应接触构件在相反方向上的移动。
[0018]探针和盖子可以被配置成使得一个或多个可弹性变形机构可由用户变形，以允许探针多次从盖子上取出并重新插入。例如，可弹性变形机构可具有可手动或通过工具接近的特征，使得可将力施加到该机构或每个机构上，使该机构重新变形以允许取出。这在卡扣连接器的情况下特别有用，否则可能无法在不损坏机构的情况下取出。
[0019]适宜地，盖子和探针可以具有相应的邻接表面，该邻接表面相互作用以防止探针过度插入而超过预定位置。在这种布置中，封闭元件可以夹在邻接表面之间并封闭到邻接表面上以在探针位于预定位置时将探针封闭到盖子上。
[0020]封闭元件可以是例如垫圈或弹性体封闭元件，例如O形环。
[0021]探针和孔可以是键合的(keyed)，使得当探针位于预定位置时，探针可以围绕所述探针的插入方向仅采用一个角度取向(即旋转)。例如，如果感测端被配置为沿着不是探针的插入方向的感测方向(例如，可能与插入方向成90
°
)进行电测量或电磁测量，则可以固定探针使感测方向围绕插入方向正确对齐，例如对于在容器中偏离中心装配的探针，指向容器的中心。
[0022]探针可以在其感测端具有具有靠在所述容器的侧壁上的侧向突出部，使得沿着探针从所述盖子到所述突出部的长度，所述探针和所述侧壁之间有最小间隔距离。以这种方式，可以避免生物质固体在探针和侧壁之间的不希望的积累。优选地，该最小间隔距离为至少1.0mm。
[0023]适宜地，探针可以是通过盖子中的孔插入的多用途组件的一部分，该多用途组件还包括以下中的一个或两个：(a)分布器，用于将分布气体输送到生物介质；以及(b)形成pH传感器的进一步的电极，用于感测生物介质的pH。这样，可能需要更少的组装步骤来制造生物反应器成品。
[0024]盖子可以从容器上可移除地更换。
[0025]生物反应器可以是一次性生物反应器。在这种情况下，盖子可以是容器的整体部分，即不可移除地更换。
[0026]探针可以是电容、阻抗、介电常数或电导率探针。通常，电极的电测量或电磁测量
是在高交流频率下进行的。例如，它们可以在定义的频率范围内或之上进行(例如10kHz至40MHz)。
附图说明
[0027]现在将参考附图讨论用于说明本专利技术原理的实施例和实验，其中：
[0028]图1是自动化大型生物反应器系统的透视图；
[0029]图2A是用于图1系统的生物反应器容器和相关过滤器模块的侧视图；
[0030]图2B是图2A的A
‑
A剖视图；
[0031]图2C是图2A的B
‑
B剖视图；
[0032]图3是带有电容探针的生物反应器的透明透视图；
[0033]图4是图3的生物反应器的电容探针和容器的盖子的透明透视图；
[0034]图5是图3和图4的电容探针穿过盖子时的细节剖视图；
[0035]图6是图3至图5的生物反应器的横向剖视图；
[0036]图7是具有作为多用途组件的一部分的电容探针的变体生物反应器的透明透视图；
[0037]图8是图7的生物反应器的多用途组件和容器的盖子的透明透视图；
[0038]图9是图7和图8的多用途本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生物反应器(40)，其包括：用于容纳生物介质的刚性壁容器(100)，所述容器(100)具有盖子(110)；探针(200)，所述探针(200)穿过盖子(110)中的孔并具有在所述容器(100)内的感测端和在所述容器外的远端，所述感测端具有用于浸没在生物介质中的多个电极(202)，所述远端被配置为耦合到外部设备并且向所述外部设备传输所述电极的电测量或电磁测量值；其中所述盖子(110)和所述探针(200、230、250)中的一个具有一个或多个可弹性变形机构(207、240)，所述盖子和所述探针中的另一个具有一个或多个相应的互补表面(206、236)，所述可弹性变形机构和所述互补表面被配置成使得当所述探针穿过所述孔插入以将所述探针装配到所述盖子上时，所述一个或多个可弹性变形机构首先相对于所述一个或多个互补表面滑动变形，然后在所述探针到达相对于所述盖子的预定插入位置时回弹以将所述探针固定到所述盖子上；其中所述盖子(110)和所述探针(200、230、250)中的一个带有封闭元件(212)，当所述探针固定在预定位置时，所述封闭元件将所述探针封闭到所述盖子上；其特征在于，所述探针(200)和所述孔是键合的，使得当所述探针位于预定位置时，所述探针仅围绕所述探针的插入方向采用一个角度方向。2.根据权利要求1所述的生物反应器(40)，其中所述一个或多个可弹性变形机构(240)和所述一个或多个互补表面(236)形成卡扣连接器。3.根据权利要求1或2所述的生物反应器(40)，其中所述一个或多个可弹性变形机构是一个或多个柔性构件或一个或多个弹簧式制动机构。4.根据前述权利要求中任一项所述的生物反应器(40)，其中所述探...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：自动化合作关系剑桥有限公司，
类型：发明
国别省市：