ДАТЧИК ПОКАЗАТЕЛЯ pH ДЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК G01N21/80 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данная заявка испрашивает основана на предварительной американской заявке № 62/152,146, поданной 24 Апреля 2015, содержание которой включено сюда полностью посредством ссылки.

[0002] Возможности оборудования одноразового использования предоставляют множество преимуществ в различных промышленных применениях. Как правило, такое оборудование не должно очищаться и/или сохраняться после использования. Оборудование одноразового использования может также сократить необходимое для промышленного предприятия механическое оборудование, например, в этом случае не требуется оборудование стерилизации. Кроме того, оборудование одноразового использования предполагает, что и производство соответствует одноразовому использованию, что часто позволяет использовать альтернативные, менее дорогие, конструкционные материалы. Кроме того, начальные условия, предоставляемые изготовителем такого оборудования, такие как предварительная стерилизация, например, могут позволить использовать оборудование одноразового использования без существенных времени установки и затрат. Один из примеров оборудования одноразового использования - это контейнер одноразового использования, такой как биореактор одноразового использования.

[0003] Биореакторы полезны для создания и поддержания биологических реакций для самых разных целей. Поскольку биологическая реакция прогрессирует во времени, то сама реакция может изменить показатель pH раствора в пределах биореактора. Контроль или регистрация показателя pH могут быть, таким образом, очень полезными для мониторинга состояния и/или развития реакции. Соответственно, датчики показателя pH часто используются с биореакторами одноразового использования.

[0004] Регистрация показателя pH реакционной смеси - это один из самых общих процессов химических измерений, особенно в биологической промышленности. Показатель pH - это мера относительного количества водорода и ионов гидроокиси в водном растворе. При ферментации и культивировании клеток, одна из самых важных технологических задач заключается в поддержании оптимального уровня показателя pH. Некоторые биологические реакции, такие как ферментация или процессы культивации, используют живой организм, например, дрожжи, бактерии, или грибковый штамм, для производства желаемого активного компонента. Процессы ферментации обычно имеют относительно короткую продолжительность (2-7 дней). Культивирование клеток - это процесс, в котором выращивается клетка млекопитающего для производства активного компонента. Культивирование клеток обычно занимает несколько большее время (2-8 недель). Показатель pH реакционной смеси для этих или других примеров биологических реакционных процессов часто должен быть сохранен в пределах оптимального диапазона. Смесь, становящаяся слишком кислой или слишком щелочной, например, может привести к изменению скорости реакции, к производству нежелательных побочных продуктов или даже преждевременной смерти живого организма, управляющего реакцией.

[0005] Одна из существенных проблем для измерения показателя pH при ферментации и при культивации клеток - это процессы очистки, связанные с камерой ферментации или биореактором. Камера для ферментации, или для биореакции, должна стерилизоваться до реакционного процесса для гарантии отсутствия перекрестной контаминации любых нежелательных наростов. Кроме того, датчики показателя pH обычно подвергаются калибровке с двумя точками, используя буферные растворы. Такая очистка может включать в себя пропаривание ферментатора или биореактора, так же как и pH датчика. Действие высоких температур, пара, и быстрого теплового удара, может значительно влиять на срок службы датчика.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Предоставляется корпус pH датчика одноразового использования для контейнера одноразового использования. Корпус pH датчика одноразового использования включает в себя отделение, сконфигурированное для размещения pH датчика одноразового использования. В одном варианте реализации, корпус pH датчика одноразового использования содержит привод, сконфигурированный, при приведении его в действие, для перевода pH датчика одноразового использования из положения хранения в рабочее положение. В положении хранения, pH датчик находится в контакте по текучей среде с буферным раствором. В рабочем положении, pH датчик одноразового использования находится в контакте по текучей среде с внутренней областью контейнера одноразового использования. Во время перехода из положения хранения до рабочего положения, буферный раствор перемещается от участка датчика отделения к участку хранения отделения так, что предупреждается попадание буферного раствора во внутреннюю область контейнера одноразового использования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] Фиг.1 изображает схематический вид системы, определяющей показатель pH биореактора, с которой варианты реализации настоящего изобретения являются особенно полезными.

[0008] Фиг.2A-2C - включают в себя схематические виды pH датчика в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.

[0009] Фиг.3A-3D - виды сечения pH датчика в различных конфигурациях в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.

[0010] Фиг.4A-4C - виды сечения pH датчика в различных конфигурациях в соответствии со вторым вариантом реализации настоящего изобретения.

Фиг.5 - способ предоставления pH датчика для измерения показателя pH в пределах конфигураций биореактора в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

[0011] Существует растущая потребность в одноразовом датчике показателя pH, совместимом с мешочным пластиковым, готовым к использованию, одноразовым биореактором. Многие стеклянные электродные датчики показателя pH требуют, чтобы активная поверхность или мембрана датчика была защищена от физического повреждения и от воздействия окружающей среды. Этой функции обычно служат одноразовый колпачок или крышка, помещаемые поверх определяющего конца pH датчика. Однако, датчики показателя pH многоразового использования требуют очистки и стерилизации перед повторным использованием в другой биореакционной камере. Кроме того, датчики показателя pH требуют калибровки и хранения в буферном растворе для гарантии точных измерений. Однако, желательно иметь pH датчик, совместимый с биореакторами одноразового использования.

[0012] Варианты реализации настоящего изобретения в целом содержат pH датчик, сконфигурированный для установки на стенке биореактора одноразового использования с механической конструкцией, которая позволяет сохранять буферный или загружаемый раствор вокруг определяющего показатель pH элемента и опорного элемента во время стерилизации, хранения, и загрузки биореактора одноразового использования. Вместе с тем, механическая конструкция, в одном варианте реализации, также позволяет камере хранения, удерживающей загружаемый раствор, подвергать определяющий и опорный элемент действию реакционной текучей среды в пределах биореактора. Кроме того, по меньшей мере, в некоторых вариантах реализации, датчик также сконфигурирован для удержания загружаемого раствора, так, что биореактор не загрязняется загружаемым раствором, когда pH датчик развертывается.

[0013] На Фиг.1 показан схематический вид системы определения показателя pH биореактора, с которой варианты реализации настоящего изобретения оказываются особенно полезными. В одном варианте реализации, pH датчик 40 электрически связан с анализатором 54 показателя pH, который может содержать любой подходящий анализатор показателя pH, или другой соответствующий электрический прибор. В одном варианте реализации, датчик 40 показателя pH и анализатор 54 показателя pH связаны, например, через проводное соединение. В другом варианте реализации, датчик 40 и анализатор 54 показателя pH представляют собой две части аппарата одноразового определения показателя pH.

[0014] В одном варианте реализации, pH датчик 40 физически прикреплен к стенке 50 биореактора 51 одноразового использования. В другом варианте реализации, pH датчик 40 установлен в пределах порта, расположенного в пределах стенки 50 биореактора 51 одноразового использования. Проба 52 располагается в пределах биореактора 51 одноразового использования, и она контролируется, или иначе измеряется датчиком 40 показателя pH. В одном варианте реализации, pH датчик 40 подвергается действию пробы 52 только при инициировании оператором. Например, pH датчик 40 может требовать активации до контакта с пробой 52.

[0015] На Фиг.2A показан схематический вид сечения pH датчика 60 в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. В одном варианте реализации, на Фиг.2A, pH датчик 60 показан в загруженном положении. Загруженное положение содержит элемент определения, такой как электрод 62, расположенный как отделенный от пробы и не находящийся в контакте с пробой 52. В одном варианте реализации, загруженное положение является положением датчика 60 при изготовлении. В загруженном положении, определяющий электрод 62 подвергается действию только буферного раствора. По меньшей мере, некоторые датчики показателя pH имеют преимущество благодаря регулярной калибровке до использования. Кроме того, некоторые датчики показателя pH требуют постоянного нахождения в водном растворе, и могут стать неточными, или даже нефункциональными, если они оказываются пересушенными. В одном варианте реализации, буферный раствор 78 может быть сконфигурирован для предоставления электроду 62 контакта по текучей среде с водным раствором, так, чтобы электрод 62 не пересыхал. Однако, многие электроды не сконфигурированы для их хранения в дистиллированной воде и, поэтому, хранятся с буферным раствором. В одном варианте реализации, буферный раствор может быть буферным раствором с показателем pH, равным 7. В другом варианте реализации, может быть использован буферный раствор с показателем pH, равным 4. Однако, в одном варианте реализации, буферный раствор 78 может содержать компоненты, которые не должны загрязнять пробу 52.

[0016] В данном случае, определяющий электрод 62 может содержать любой электрод или участок электрода, который может подвергаться действию пробной текучей среды, и сконфигурирован для предоставления электрического отклика, связанного с пробной текучей средой. Соответственно, определяющий электрод 62 предполагает включение в себя электрода со стеклянным шариком и опорный спай. Датчик 60 показателя pH включает в себя плунжер 64, который связан с электродом 62 так, чтобы осевое перемещение плунжера 64 в направлении с цифровым обозначением 66 создавало бы соответствующее перемещение электрода 62. В одном варианте реализации, электрод 62 расположен так, что он оказывается в непосредственной близости, и может перемещаться в необходимое положение с технологическим наконечником 68. Технологический наконечник 68 физически выполнен как острие, так, чтобы приведение в действие плунжера 64 приводило бы к прохождению технологического наконечника 68 через резиновую мембрану 70. Когда технологический наконечник 68 проходит через резиновую мембрану 70, порты 72 и/или 74 позволяют пробе 52 входить в контакт с электродом 62. Когда технологический наконечник 68 пробивает резиновую мембрану 70, pH датчик 60, как говорят, находится в рабочем положении. Такая конфигурация показана на Фиг.2B. Однако, хотя рассмотрен технологический механизм 68 в виде острия, другие механизмы для обеспечения контакта между электродом и пробой также предполагаются.

[0017] В одном варианте реализации, pH датчик 60 содержит фланец 76 (показанный на Фиг.2A), который сплавлен, приклеен, или иначе присоединен к участку стенки 50 биореактора 51. В показанном на Фиг.2A варианте реализации, фланец 76 присоединен к внешней поверхности стенки 50. Однако, варианты реализации настоящего изобретения также предполагают фланец 76, присоединяемый к внутренней поверхности стенки 50. Фланец 76 может быть термически приварен или иначе неподвижно прикреплен к боковой стенке 50 биореактора 51 любым подходящим образом. В одном варианте реализации, прикрепление фланца 76 к стенке 50 может быть выполнено изготовителем так, чтобы в пределах биореактора 51 поддерживалась стерильная среда. В другом варианте реализации, фланец 76 сконфигурирован для последующего прикрепления оператором биореактора 51, как послепродажная процедура.

[0018] На Фиг.2C показан схематический перспективный вид pH датчика 60 в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, показанного, как пример, в рабочем положении. Следует отметить, что, по меньшей мере, для некоторых реакций калибровочная текучая среда в пределах pH датчика не должен входить в контакт с реакционной пробой. Например, калибровочный раствор может не быть инертным относительно некоторых или всех реагентов в пределах реакционной пробы. Кроме того, калибровочный раствор может содержать показатель pH, который может изменить показатель pH пробы 52. По этой причине, может быть желательным допустить контакт между датчиком 62 и реакционной пробой 52, так, чтобы калибровочная текучая среда 78 сохранялась отдельно от пробы 52.

[0019] Датчик показателя pH для обычного биореактора одноразового использования содержит сохраняемый и/или калибровочный раствор, который, когда pH датчик приводится в действие, входит в биореактор. В некоторых случаях, буферный раствор будет загрязнять и мешать культивационному или ферментационному процессу, происходящему в пределах биореактора. Варианты реализации настоящего изобретения в целом предоставляют систему, которая поддерживает буфер для определяющего показатель pH электрода 62 в загруженном положении, и препятствует вхождению в контакт буфера 78 с пробой 52 в рабочем положении. Конкретно, варианты реализации настоящего изобретения в целом забирают, или иначе содержат буфер 78 так, чтобы он не мог контактировать с пробой 52 в пределах реактора 51 одноразового использования.

[0020] На Фиг.3A-3C показаны виды сечения pH датчика в различных конфигурациях в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. В одном варианте реализации, pH датчик 100 соединен с портом 114 датчика на стенке 116 во внутренней области биореактора 110.

[0021] На Фиг.3A показан вид сечения pH датчика 100, соединенного с портом 114 датчика контейнера биореактора, тогда как pH датчик 100 находится в конфигурации хранения или калибровки. В показанном на Фиг.3A варианте реализации, pH датчик 100 содержит цилиндрическую форму, подобную таковой для датчика 60, показанного на Фиг.2C. Датчик 100, в одном варианте реализации, включает в себя множество уплотнительных колец 102, 104, 106, 108, расположенных вокруг его внешнего диаметра. Хотя показано четыре уплотнительных кольца 102, 104, 106 и 108, в другом варианте реализации датчик 100 содержит дополнительные кольцевые уплотнения, расположенные ближе относительно друг друга, например, 6 кольцевых уплотнений, или 8 кольцевых уплотнений, расположенных равномерно вдоль стержня датчика 100. По меньшей мере, в одном варианте реализации, избыточные кольцевые уплотнения включены для гарантии полного удержания буферного раствора, когда датчик 100 перемещается от загруженного положения до рабочего положения, например.

[0022] В одном варианте реализации, уплотнительные кольца 102, 104, 106 и 108, соответствуют внутреннему диаметру порта 114 датчика, так, что они поддерживают герметичность. В одном варианте реализации, уплотнение, поддерживаемое между уплотнительными кольцами 102-108 и портом 114 сконфигурировано так, что внутренняя область биореактора 110 одноразового использования оказывается изолированной от окружающей среды.

[0023] Порт 114 датчика может быть сформирован из любого подходящего материала. В одном варианте реализации, порт 114 датчика сформирован из материала, который может быть термически приварен к стенке 116 биореактора одноразового использования. В одном варианте реализации, порт 114 датчика содержит тот же самый материал, что и стенка 116. В другом варианте реализации, порт 114 датчика содержит материал, отличный от материала стенки 116. В одном варианте реализации, порт 114 датчика и стенка 116 выполнены из пластика. Хотя в показанном на Фиг.3A примере имеется порт 114 датчика, прикрепленный к внешней поверхности стенки 116, предполагается также, что варианты реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены и если участок порта 114 датчика проходит через апертуру стенки 116, и если поверхность 118 порта 114 датчика может быть присоединена к внутренней поверхности стенки 116. В одном варианте реализации, после того, как порт 114 приварен к стенке 116, реакторный аппарат подвергается процессу стерилизации.

[0024] В загруженном положении, показанном на Фиг.3A, уплотнительное кольцо 108 находится напротив внутренней поверхности 115 порта 114 датчика, формируя уплотнение между датчиком 100 показателя pH и внутренней областью 110 биореактора. Кроме того, в одном варианте реализации, уплотнительное кольцо 106 находится напротив другого участка внутренней поверхности 115 порта 114 датчика, формируя герметичное пространство, так, чтобы калибровочный раствор 122 захватывался в пределах буферного пространства в загруженном положении, и захватывался в пределах пространства 120 в рабочем положении, как показано на Фиг.3B. В одном варианте реализации, раствор 122 представляет собой сохраняющий раствор, служащий для защиты и поддержания определяющего элемента 124 во время загрузки и обработки. В одном варианте реализации, раствор 122 - это буферный раствор с известным показателем pH. В одном варианте реализации, раствор 122 содержит один или несколько элементов буферизации, сконфигурированных для поддержания однородного показателя pH вокруг определяющего элемента 124, и для гарантии того, что определяющий элемент 124 не высохнет до использования. Таким образом, раствор 122 может обозначаться или как сохраняющий раствор или как калибровочный раствор, даже при том, что варианты реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены, не используя раствор 122 как механизм калибровки для определяющего элемента 124.

[0025] Уплотняющие кольца 102 и 104 находятся напротив внутренней поверхности порта 114 датчика и поддерживают герметичность, так, чтобы раствор 122 не мог просочиться в окружающую среду и в загруженном, и в рабочем положении. В одном варианте реализации, в полностью рабочем положении, уплотняющие кольца 102 и 104 обеспечивают герметичность вокруг пространства 120, так, чтобы забираемый раствор 122 не мог загрязнять пробу в пределах внутренней области 110 или не мог быть выпущен в окружающее пространство 112.

[0026] На Фиг.3B показан вид сечения pH датчика, присоединенного к порту датчика мешка биореактора, тогда как pH датчик находится в конфигурации захвата раствора. В одном варианте реализации, pH датчик 100, когда приводится в действие, может перейти из положения хранения в рабочее положение и пройти через конфигурацию захвата раствора, такую, как показано на Фиг.3B. В одном варианте реализации, pH датчик 100 не останавливает движение вперед в конфигурации захвата раствора, но двигается от положения загрузки до рабочего положения в едином движении. В другом варианте реализации, pH датчик 100 сконфигурирован для остановки после достижения конфигурации захвата раствора для предоставления достаточного времени для течения раствора 122 в пространство 120. При переходе от загруженного положения, показанного на Фиг.3A, в конфигурацию захвата раствора, показанную на Фиг.3B, pH датчик 100 перемещается в осевом направлении, обозначенном стрелкой 126, так, что раствор 122 свободно течет в пространство 120 забора раствора в пределах порта 114 датчика.

[0027] В конфигурации захвата раствора, показанной на Фиг.3B, уплотнительное кольцо 106 контактирует с участком внутренней поверхности 115 порта 114 датчика, формируя уплотнение между внутренней областью биореактора 110 и пространством 120 забора раствора, так, что раствор 122 не может загрязнить пробу в пределах внутреннего пространства 110. В одном варианте реализации, уплотнительное кольцо 104 также контактирует с внутренней поверхностью 115 порта 114 датчика, так, что раствор 122 не может просочиться в окружающее пространство 112. В одном варианте реализации, как показано на Фиг.3B, в конфигурации захвата раствора уплотнительное кольцо 108 располагается в пределах внутренней области 110.

[0028] На Фиг.3C показан вид сечения pH датчика 100, присоединенного к порту 114 датчика мешка биореактора, тогда как pH датчик 100 находится в активной, или рабочей, конфигурации. В одном варианте реализации, переход pH датчика от загруженной конфигурации до активизированной конфигурации, как показано для перехода от Фиг.3A к Фиг.3C, содержит pH датчик 100, двигающийся в осевом направлении вдоль стрелки 126. В одном варианте реализации, необходимо единственное движение для перехода pH датчика 100 между положениями, показанными на Фиг.3A и 3C. В другом варианте реализации, переход от загруженного до рабочего положения содержит первый переход от загруженной конфигурации до конфигурации захвата раствора, и затем переход от конфигурации захвата раствора к активному, или рабочему положению. В одном варианте реализации, это может содержать перевод датчика 100 дополнительно по направлению стрелки 126 для достижения положения, показанного на Фиг.3C, по сравнению с конфигурацией, показанной на Фиг.3B, например.

[0029] В рабочей конфигурации, такой как показана на Фиг.3C, определяющий элемент 124 связан по текучей среде с внутренней областью 110 биореактора. Таким образом, в рабочей конфигурации, pH датчик 100 доступен для определения показателя pH содержимого в пределах биореактора. Однако, при переходе от конфигурации захвата раствора Фиг.3B к рабочему положению Фиг.3C, буферный раствор 122 остается захваченным в пределах пространства 120.

[0030] В одном варианте реализации, в рабочей конфигурации, показанной на Фиг.3C, уплотнительное кольцо 104 находится напротив внутренней поверхности 115 порта 114 датчика, так, что оно формирует уплотнение между внутренней областью 110 и пространством 120 забора раствора. В одном варианте реализации, уплотнительное кольцо 102 одновременно находится напротив внутренней поверхности 115 порта 114 датчика, так, что оно формирует уплотнение между пространством 120 и окружающей средой 112. В одном варианте реализации, в рабочей конфигурации, показанной на Фиг.3C, уплотнительные кольца 106 и 108 подвергаются действию пробы в пределах внутренней области 110.

[0031] Варианты реализации, показанные на Фиг.3A-3C, описанные выше, и 4A-4C, описанные ниже, как можно видеть, показывают возможность того, что пространство забора раствора может быть непосредственно связано по текучей среде с внутренней областью биореактора, тогда как pH датчик двигается от конфигурации захвата раствора к активной конфигурации. Однако, это кажется так просто из-за увеличенных размеров для ясной демонстрации различных конфигураций. По меньшей мере, в одном варианте реализации, уплотнительное кольцо, например, уплотнительное кольцо 106, будет поддерживать герметичность между внутренней областью реактора и пространством забора раствора, пока другое уплотнительное кольцо, например уплотнительное кольцо 104, не выполнит ту же самую функцию. Таким образом, толщина самой отдаленной от центра стенки, например стенки 128, больше, чем осевой промежуток между уплотнительными кольцами 104 и 106 вдоль длины датчика, например датчика 100.

[0032] На Фиг.3A-3C показан вариант реализации, где множество уплотнительных колец 102-108 установлены на датчике 100. Однако, в другом варианте реализации, как показано на Фиг.3D, множество уплотнительных колец 132 и 130 вместо этого установлены во внутренней области порта 114, так, что когда датчик 100 перемещается вдоль осевого направления 126, буферный раствор 122 входит во контакт по текучей среде с пространством 120 и переходит в пространство 120. В одном варианте реализации, уплотнительное кольцо 132 обеспечивает герметичность между пространством 120 и окружающим пространством 112, так, что растворная текучая среда 122 не может просочиться из pH датчика 100 в окружающую среду. В одном варианте реализации, уплотнительное кольцо 130 обеспечивает герметичность между пространством 120 и внутренней областью 110, так, что растворная текучая среда 122 не может загрязнить пробу в пределах биореактора.

[0033] На Фиг.4A-4C показаны виды сечения pH датчика в различных конфигурациях в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения. Чертежи на Фиг.4A-4C могут иметь некоторые подобия с Фиг.3A-3C и подобные компоненты пронумерованы аналогичным образом. Однако, в одном варианте реализации, пространство 220 забора раствора pH датчика 200, по меньшей мере, частично заполнено абсорбирующим материалом 250. В одном варианте реализации, абсорбирующий материал 250 сконфигурирован для облегчения забора раствора 222, когда pH датчик 200 помещен в конфигурацию захвата раствора, например, как показано на Фиг.4B. В одном варианте реализации, абсорбирующий материал 250 может быть сконфигурирован, по меньшей мере, для частичной абсорбции раствора 222. В одном варианте реализации, абсорбирующий материал 250 представляет собой синтетический полимер, например сополимер. В одном варианте реализации, абсорбирующий материал 250 содержит целлюлозный порошок или суперабсорбирующий полимер (SAP), сконфигурированный для абсорбции и удержания больших количеств текучей среды относительно сухой массы порошка. В другом варианте реализации, абсорбирующий материал 250 содержит волокнистый полимер, целлюлозный или на основе стекловолокна, например губку, пульпу, ватный тампон, и т.д. В одном варианте реализации, абсорбирующий материал содержит гель, сконфигурированный для абсорбции текучей среды 222. В одном варианте реализации, абсорбирующий материал 250, до контакта с раствором 222, заполняет только участок пространства 220 и сконфигурирован для расширения после абсорбции раствора 222.

[0034] В одном варианте реализации, pH датчик 200 содержит множество уплотнительных колец, сконфигурированных для поддержания непроницаемости между раствором 222 и окружающей средой 212 и внутренней областью 210, например, уплотнительные кольца 202 и 208. В одном варианте реализации, уплотнительные кольца необходимы только для поддержания непроницаемости вокруг определяющего элемента 224, так, чтобы определяющий элемент 224 не мог пересохнуть, например, уплотнительные кольца 204 и 206. В одном варианте реализации, множество уплотнительных колец установлены на внутренней поверхности 215 порта 214, например, для гарантии того, что раствор 222 принимается в пределах пространства 220 и захватывается в пространстве 220, когда pH датчик 200 перемещается между положением хранения и рабочим положением.

[0035] На Фиг.4B показана конфигурация захвата раствора датчика 200. В одном варианте реализации, когда датчик 200 перемещается из положения хранения, например, как показано на Фиг.4A, в рабочее положение, например, как показано на Фиг.4C, то он двигается через конфигурацию захвата раствора, как показано на Фиг.4B.

[0036] На Фиг.4C показана рабочая конфигурация для датчика 200. В одном варианте реализации, датчик 200 переходит от конфигурации хранения, например, Фиг.4A, к рабочей конфигурации, например, Фиг.4C, посредством приведения в действие механизма движения, так, что датчик 200 перемещается вдоль осевого направления, обозначенного стрелкой 226. В одном варианте реализации, механизм приведения в действие содержит ручной плунжер, активируемый пользователем. В одном варианте реализации, приведение в действие механизма активации вызывает гладкий переход между конфигурацией хранения и рабочей конфигурацией. В другом варианте реализации, приведение в действие механизма активации вызывает ряд переходов, например, из положения хранения в конфигурацию захвата раствора, и затем от конфигурации захвата раствора до рабочей конфигурации. В одном варианте реализации, требуется дополнительная сила, чтобы заставить технологический наконечник пройти через стенку 216, например, дополнительное давление на ручной плунжер.

[0037] На Фиг.5 показан способ измерения показателя pH в пределах биореактора в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения. Способ 300 может быть использован с любой подходящей реакционной камерой, но может быть особенно полезным с реакционной камерой, сконфигурированной для размещения биологической реакции.

[0038] В блоке 310, pH датчик предоставляется для биореактора. В одном варианте реализации, pH датчик изготовлен вместе с биореактором и отправлен пользователю как монолитный модуль. Однако, в другом варианте реализации, биореактор изготовлен с портом датчика, и предоставление pH датчика для биореактора, как показано в блоке 310, содержит связь pH датчика с биореактором через порт датчика. В одном варианте реализации, pH датчик предоставляется для биореактора так, что определяющий элемент подвергается действию показателя pH буферизующего раствора, где буферизующий показатель pH раствор сконфигурирован для поддержания контакта по текучей среде с датчиком показателя pH.

[0039] В блоке 320 происходит развертывание pH датчика. В одном варианте реализации, развертывание может содержать переход pH датчика из положения хранения в рабочее положение. Развертывание может включать в себя участок pH датчика, прорывающего стенку биореактора. Развертывание может также включать в себя приведение в действие плунжера для осевого перемещения pH датчика к биореактору. В одном варианте реализации, развертывание содержит активизирование винтового плунжера, который, при его вращении по резьбе, толкает pH датчик к пробе в пределах биореактора. В одном варианте реализации, pH датчик предоставляется, например, через порт, так, что он отделен от реакционной текучей среды стенкой мешка биореактора. В другом варианте реализации, нет никакой отделяющей стенки, но участок pH датчика предоставляет барьер, например, уплотнительное кольцо, как показано на Фиг.3 и 4.

[0040] В блоке 330, раствор для калибровки или хранения, первоначально предоставленный вокруг определяющего элемента, собирается так, что он не может войти во контакт по текучей среде с пробой в пределах биореактора. Забор раствора для калибровки может быть достигнут по-разному, например, удалением на отдельный контейнер 332, удалением абсорбирующим материалом 334, или другим механизмом удаления. Например, в одном варианте реализации, раствор для калибровки показателя pH иначе выпускается из pH датчика, предоставляемого в мусоросборник. В другом варианте реализации, раствор для калибровки показателя pH поглощается абсорбирующим материалом.

[0041] В блоке 340, pH датчик входит в контакт с реакционной смесью в пределах реакционной камеры. Контакт по текучей среде pH датчика с реакционной смесью может содержать, например, прорыв pH датчика через стенку реакторного мешка, как описано выше относительно Фиг.2A-2C, или может содержать открытие камеры и подвергание pH датчика действию реакционной смеси, как показано на Фиг.3 и 4. В одном варианте реализации, контакт по текучей среде pH датчика происходит вслед за удалением текучей среды датчика, так, что pH датчик не иссушается до контакта с реакторной пробой.

[0042] Хотя описанные здесь варианты реализации в целом фокусировались на выборе различных конфигураций датчика в смвсле относительного перемещения между датчиком и портом датчика на биореакторе, другие формы перемещения также могут быть использованы. Например, варианты реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены при том, что конфигурации выбираются вращением датчика относительно порта датчика. Кроме того, комбинации осевого и вращательного движения также могут быть использованы в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения.

Изобретение относится к корпусу pH датчика одноразового использования для контейнера (50) одноразового использования, pH датчику одноразового использования и способу его использования. Корпус pH датчика одноразового использования включает в себя отделение, сконфигурированное для помещения pH датчика (60, 100) одноразового использования. В одном варианте реализации корпус pH датчика одноразового использования содержит привод сконфигурированный, когда он приводится в действие, для перевода pH датчика (60, 100) одноразового использования из положения хранения в рабочее положение. В положении хранения pH датчик (60, 100) находится в контакте по текучей среде с буферным раствором (78). В рабочем положении pH датчик (60, 100) одноразового использования находится в контакте по текучей среде с внутренней областью контейнера (50) одноразового использования. Во время перехода из положения хранения до рабочего положения буферный раствор (78) перемещается от участка датчика отделения к участку (120) хранения отделения так, что буферный раствор изолирован от контакта с внутренней областью контейнера (50) одноразового использования. Технический результат – создание датчика, совместимого с биореакторами одноразового использования. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Корпус pH датчика одноразового использования для контейнера одноразового использования, содержащий:

отделение, выполненное с возможностью размещения pH датчика одноразового использования;

привод, выполненный с возможностью, когда приводится в действие, переводить pH датчик одноразового использования из положения хранения в рабочее положение;

причем, в положении хранения, pH датчик находится в контакте по текучей среде с буферным раствором, и причем в рабочем положении pH датчик одноразового использования находится в контакте по текучей среде с внутренней областью контейнера одноразового использования; и

причем, во время перехода из положения хранения в рабочее положение, буферный раствор перемещается от участка датчика отделения к участку забора отделения так, что предотвращается контакт буферного раствора с внутренней областью контейнера одноразового использования.

2. Корпус pH датчика одноразового использования по п.1, в котором корпус соединён с контейнером одноразового использования.

3. Корпус pH датчика одноразового использования по п.2, в котором корпус сплавлен с участком контейнера одноразового использования.

4. Корпус pH датчика одноразового использования по п.2, в котором корпус соединен с контейнером одноразового использования через порт датчика на стенке контейнера одноразового использования.

5. Корпус pH датчика одноразового использования по п.1, в котором участок забора отделения содержит абсорбирующий состав.

6. Корпус pH датчика одноразового использования по п.5, в котором абсорбирующий состав содержит полимер.

7. Корпус pH датчика одноразового использования по п.1, дополнительно содержащий:

уплотнение, выполненное с возможностью поддержания герметичности между буферным раствором и внутренней областью контейнера одноразового использования.

8. Корпус pH датчика одноразового использования по п.7, в котором уплотнение содержит уплотнительное кольцо.

9. Корпус pH датчика одноразового использования по п.1, в котором приведение в действие содержит движение pH датчика в осевом направлении.

10. Корпус pH датчика одноразового использования по п.1, в котором приведение в действие содержит прорыв стенки контейнера одноразового использования.

11. Способ использования pH датчика одноразового использования с контейнером одноразового использования, содержащий:

приведение в действие pH датчика одноразового использования, причем приведение в действие содержит переход pH датчика одноразового использования из положения хранения в рабочее положение;

обеспечение контакта по текучей среде между датчиком pH одноразового использования и внутренней областью контейнера одноразового использования;

определение индикации показателя pH текучей среды в пределах контейнера одноразового использования; и

причем положение хранения содержит pH датчик одноразового использования в пределах буферного раствора, и причем переход содержит забор буферного раствора такой, что буферный раствор изолирован от контакта с текучей средой в пределах контейнера одноразового использования.

12. Способ по п.11, в котором приведение в действие pH датчика одноразового использования содержит прохождение участка pH датчика одноразового использования через отверстие в стенке контейнера одноразового использования.

13. Способ по п.14, в котором приведение в действие pH датчика одноразового использования содержит создание апертуры в стенке контейнера одноразового использования.

14. Способ по п.11, в котором забор буферного раствора содержит перемещение буферного раствора из отделения датчика до отделения забора.

15. Способ по п.12, в котором отделение датчика содержит абсорбирующий материал, выполненный с возможностью абсорбции по меньшей мере части буферного раствора.

16. Способ по п.14, в котором забор буферного раствора содержит герметизацию буферного раствора в пределах отделения забора.

17. Способ по п.16, причем герметизация буферного раствора в пределах отделения забора содержит размещение уплотнения так, что оно действует как барьер между отделением забора и внутренней областью контейнера одноразового использования.

18. Способ по п.17, в котором уплотнение содержит уплотнительное кольцо, выполненное с возможностью перемещения на место, когда pH датчик приводится в действие.

19. Способ по п.17, в котором уплотнение содержит уплотнительное кольцо, выполненное с возможностью оставаться стационарным во время приведения в действие pH датчика одноразового использования, и размещение уплотнения содержит осевое перемещение pH датчика одноразового использования в положение, где уплотнительное кольцо находится между отделением забора и внутренней областью контейнера одноразового использования.

20. pH датчик одноразового использования, содержащий:

отделение датчика, выполненное с возможностью размещения pH датчика одноразового использования;

буферный раствор, который, в положении хранения, поддерживает контакт по текучей среде с определяющим элементом pH датчика одноразового использования;

отделение забора, выполненное с возможностью, в рабочем положении pH датчика одноразового использования, принимать и удерживать буферный раствор; и

привод, выполненный с возможностью, когда приводится в действие, перемещения pH датчика одноразового использования между положением хранения и рабочим положением.