[发明专利]用于单用途生物反应器/混合器的可拆装式溶解氧传感器

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2010年12月17日提交的美国临时申请序号61/424,261的权益，所述申请的内容通过引证完整地结合于此。

背景技术

氧是受到极大关注的气体，简单地是因为它在所有生命有机体的循环中的作用。在众多应用中对氧浓度或分压的测量是重要的。在一些应用中，直接测量气态氧浓度。在其他的应用中，测量溶于液体中的氧的浓度。重要的是明白术语“溶解氧”是指溶于水中的气态氧，并且不应当将它与如在水分子(H₂O)中发现的化合氧(combined oxygen)混淆。

测量溶解氧的一种有前途的应用是在生物样品中。这些生物样品可以是实验室中的体外样品，或患者中的体内样品。测量生物样品中的溶解氧为医护人员提供重要的诊断信息，和/或关于特定治疗效力的信息。

经常地，生物样品包含在生物反应器/混合器内，并且溶解氧的测量提供关于包含在其中的生物量的状态的重要信息。

发明内容

提供用于与单用途生物反应器/容器一起使用的溶解氧传感器。该生物反应容器包括塑料壁，所述塑料壁限定其中的生物反应室，并且具有穿过的孔。膜支架被固定到塑料壁的内表面。膜支架具有穿过所述孔的圆柱形部分。传感器窗膜被连接到紧邻孔的膜支架。传感器窗膜具有高的透氧性，但是与膜支架一起形成防水密封。

附图说明

图1是示例性的安培计传感器(amperometric sensor)的简图，采用所述安培计传感器的本发明的实施方案尤其有用。

图2是根据本发明的实施方案的用于测量单用途生物反应器内的生物样品的溶解氧含量的安培计溶解氧传感器的简图。

图3是根据本发明的实施方案的用于测量生物样品的溶解氧的常规溶解氧传感器的简图。

图4是根据本发明的实施方案的与单用途生物反应器/混合器的壁或塑料片材连接的传感器窗支架的横截面简图。

图5是根据本发明的实施方案的与单用途生物反应器混合器/容器的壁连接合的感测膜的简图。

图6是根据本发明的实施方案的与单用途生物反应器/混合器连接的溶解氧传感器的简图。

具体实施方式

图1是典型的安培计传感器的简图，采用该安培计传感器的本发明的实施方案尤其有用。传感器1包括传感器体部10和感测膜16，传感器体部10和感测膜16协作提供其中保持有支持电解质12的室。感测电极14被布置在紧邻感测膜16的室内。传感器1被认为是安培计溶解氧传感器。自二十世纪六十年代起，这样的传感器已经被开发用于许多应用。安培计氧传感器的原理显示在图1中。具体地，感测膜16具有规定的透氧性，其控制扩散通过膜16的氧分子20的流动。一旦氧分子到达感测膜16的内侧，则它由于电极反应(显示在图1中)被感测电极14还原并且产生电流信号。电流信号的幅度与感测膜16处的氧分压成比例。

图2是根据本发明的实施方案的用于测量单用途生物反应器内的生物样品的溶解氧含量的安培计溶解氧传感器的简图。溶解氧传感器40被安装在单用途生物反应器50内并且被布置成提供样品52的溶解氧含量的电流指示。传感器40与操作传感器40的溶解氧分析器54相连。分析器54使用传感器40测量样品52的溶解氧并且提供样品52溶解氧含量的读数或其他合适的指示。

在生物反应器50的单用途性质以及常规操作与将溶解氧传感器插入到生物反应器中之间存在设计上的矛盾。根据本发明的实施方案，溶解氧传感器不需要与单用途生物反应器中的介质有直接的物理接触。以此方式，可以插入或移去溶解氧传感器而不需要灭菌过程。