[发明专利]一次性生物反应器传感器接口

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2015年12月10日提交的美国临时专利申请序列号62/265,819的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种生物反应器感测系统，以及一种将传感器可密封地联接到生物反应器的方法和用于生物反应器的密封式传感器接口系统。

背景技术

生物反应器支持用于许多重要应用的生物反应，包括细胞培养，发酵等。生物反应可能容易受温度、压力，pH和其它的变化的影响。另外，随着生物反应的进行，反应本身可能改变生物反应容器内的各种参数，例如溶解氧含量和/或pH。因此，随着时间进行监测一个或多个过程变量以跟踪生物反应的进展可能是重要的。

生命科学行业正在远离由不锈钢制造的、具有大型原地清洗(CIP)基础设施的大型、资本密集型设备，而朝向利用作为一次性生物反应器的基于聚合物的袋或容器的小型设备发展。一次性生物反应器袋可被使用一次并且之后被弃用。使用一次性生物反应器可以显着降低工厂所需的资本成本。例如，在使用不锈钢CIP基础设施的现有设备中，高达90％的操作成本可能是与CIP基础设施相关，包括被设计成用于承受蒸汽清洁循环的高端仪器。通过使用用完即弃的一次性生物反应器袋，可以消除资本成本的CIP部分，设备可以是灵活的并且小得多，这继而允许更小批量的生产，例如用于更有针对性的药物治疗和其它小规模应用所需要的。

发明内容

提出了一种生物反应器感测系统。生物反应器感测系统包括生物反应容器。生物反应容器包括被构造成提供用于监测生物反应容器内的内容物的界面或接口(interface)的孔。生物反应容器还包括在邻近孔处联接到生物反应容器的端口。生物反应器感测系统还包括至少部分地设置在端口内的感测装置，使得感测元件暴露于内容物。生物反应器感测系统还包括构造成施加在感测装置的一部分和端口的一部分上的外部密封件。

附图说明

图1是本发明的实施例对其特别有用的一次性生物反应器(single-use bioreactor)的示意图。

图2A和图2B为联接到一次性生物反应器袋(bag)的传感器的示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的在传感器和生物反应器端口之间的密封联接的示意图；

图4A-4D为根据本发明的一个实施例的联接到生物反应器上的端口的传感器的示意图；

图5为根据本发明的实施例将传感器密封至生物反应器端口的方法的流程图。

具体实施方式

一次性生物反应器可以具有一个或多个接口或界面或接合界面(interface)，其被构造成附接能够随着反应进行而监测过程变量的传感器装置。促进用完即弃的、一次性生物反应技术的使用和采用并同时在仪器和生物反应器之间提供可靠密封的仪器接口将是对于生命科学产业的显著的益处。

图1是本发明的实施例对其特别有用的一次性生物反应器的示意图。传感器装置30对于测量一次性生物反应器20内的生物样本的特性，例如压力、温度、pH、溶解氧等是有用的。传感器30可以安装到一次性生物反应器20并且被布置成提供相对于对位于生物反应器20内的样本22感兴趣的参数的电指示。传感器30联接到合适的分析器，该分析器提供对于样本22感兴趣的参数的读取和/或其他合适的指示。

在一次性生物反应器的应用中，各种传感器装置(例如传感器30)可以集成到或以其他方式联接到生物反应器袋。根据本文所述的实施例，在传感器和生物反应器之间设置机械接口。机械接口可便于将传感器安装在端口内。机械接口还可以提供高可靠性的一体性。在一个实施例中，机械接口可以包括密封件，其防止生物反应器流体泄漏到环境中以及环境对生物反应材料的污染。在一个实施例中，机械接口至少部分地与传感器的主体重叠和/或至少部分地与生物反应器上的传感器接收端口重叠。外部密封件的使用可以比依赖于内部密封机构的当前系统提供额外的益处。

图2A和2B是示出当前传感器装置通过端口40联接到一次性生物反应器袋的一种方式的示意图。如图2A所示，一次性生物反应器袋通常具有所谓的“带倒钩的端口”。带倒钩的端口40通常包括以近似直角46与圆柱形侧壁44相交的圆形凸缘42。软管倒钩49设置在圆柱形侧壁44的远端48，软管倒钩49构造成与软管(诸如橡胶或弹性软管)的可变形侧壁干涉(interfere)。带倒钩的端口40在一次性的生物反应器上是常见的，以接纳联接到生物反应器的软管。