本发明的实施例总体上涉及生物处理系统和方法,并且更特别地涉及一种用于生物处理系统的管道和构件管理系统。
背景技术:
1、多种器皿、装置、构件以及单元操作被已知用于执行生物化学过程和/或生物过程和/或操纵这样的过程的液体和其它产物。为了避免与对在生物制药制造过程中使用的器皿进行杀菌相关联的时间、费用以及困难,单次使用式或一次性生物反应器袋和单次使用式混合器袋用作这样的器皿。例如,生物材料(例如,动物细胞和植物细胞)(包括例如哺乳动物细胞、植物细胞或昆虫细胞和微生物培养物)可使用一次性或单次使用式混合器和生物反应器来处理。
2、越来越多地,在生物制药行业中,使用单次使用式或一次性容器。这样的容器可为由外刚性结构(诸如,不锈钢壳或器皿)支承的柔性或可塌缩塑料袋。使用无菌一次性袋排除清洁器皿的耗时步骤并且降低污染的可能性。袋可定位于刚性器皿内,并且利用期望的流体填充以用于混合。取决于被处理的流体,系统可包括与袋联接的许多流体管线和不同的传感器、探头以及端口,以用于监测、分析、采样以及流体转移。例如,多个端口可典型地位于袋的前面,并且能够通过位于器皿的侧壁中的开口接近,多个端口为传感器、探头和/或流体采样管线提供连接点。另外,收获端口或排放管线配件典型地位于一次性袋的底部处,并且构造成用于通过器皿的底部中的开口插入,从而允许收获管线连接到袋,以用于在生物过程完成之后袋的收获和排放。
3、典型地,设置于袋内的搅拌器组件用于使流体混合。现有的搅拌器为顶部驱动式(具有向下延伸到袋中的轴,一个或多个叶轮安装于该轴上)或底部驱动式(具有由定位于袋和/或器皿外部的磁性驱动系统或马达驱动的设置于袋的底部中的叶轮)。大部分磁性搅拌器系统包括位于袋的外部的旋转磁性驱动头部和位于袋内的旋转磁性搅拌器(在该上下文中也被称为“叶轮”)。磁性驱动头部的移动实现转矩转移,并且因而实现磁性搅拌器的旋转,从而允许搅拌器使器皿内的流体混合。使位于袋内部的搅拌器磁性地耦合到位于袋和/或生物反应器器皿外部的驱动系统或马达可排除污染问题,允许完全地封闭的系统,并且阻止泄漏。由于不需要使得驱动轴穿透生物反应器器皿壁以使搅拌器机械地自旋,因而磁性地耦合的系统还可排除对于具有驱动轴与器皿之间的密封件的需要。
4、在生物反应器器皿内安装和设置柔性生物处理袋以及相关联的管道、过滤器加热器、叶轮和其它构件可为劳动密集型且耗时的过程。例如,现有的生物反应器器皿可存在可接近性问题,从而使得难以将叶轮与生物反应器器皿基部对齐并适当地安置。还可能需要多个操作者和梯子,尤其是为了安装位于器皿的顶部处的管道和过滤器加热器。此外,缺乏用于连接到柔性袋的多种管的管道支承可导致生物反应器器皿周围的管的混乱阵列。除了以上内容之外,在现有系统的情况下,柔性生物处理袋消耗品的充胀和瘪缩也可为耗时的过程,花费在10分钟和几乎一小时之间的时间。
5、除了在生物反应器器皿的顶部处安装柔性生物处理袋和其它构件的困难之外,在柔性袋的安装期间将柔性生物处理袋的叶轮基板适当地安置在生物反应器器皿的底部上也可带来挑战。特别地,在现有系统的情况下,除了视觉检查之外,没有反馈机制来指示柔性袋的叶轮基板适当地安置在生物反应器器皿的底部中的凹部内。甚至当视觉检查显示基板适当地安置时,在搅拌器和磁性驱动组件在器皿下方配合之前,基板的移动也是可能的。
6、鉴于以上内容,需要一种用于生物处理系统的管道和构件管理系统,其在人体工程学上是高效的,便于安装和设置,和/或有助于柔性生物处理袋的充胀和瘪缩。
技术实现思路
1、在实施例中,一种生物反应器器皿包括:底部;周边侧壁,底部和周边侧壁限定用于接纳柔性生物处理袋的内部空间;在底部中的凹部,其用于接纳柔性生物处理袋的基板;和锁定机构,其构造成将基板保持在凹部中。
2、在另一个实施例中,一种生物处理设备包括柔性生物处理袋和基板,该基板定位在柔性生物处理袋的底部处并且被成形为以便接纳在生物反应器器皿的底部中的对应凹部中。基板包括:定位机构,其邻近基板的后边缘,用于与邻近凹部的在生物反应器器皿的底部上的对应定位特征协作,以将基板定位在凹部中;和锁定机构,其从与定位机构相反的基板的下侧向下延伸,用于与生物反应器器皿的对应锁定装置协作,以用于将基板保持在凹部中。
3、在又一个实施例中,一种生物处理系统包括:生物反应器器皿,其具有限定内部空间的底部和周边侧壁、底部中的凹部和邻近凹部的锁定机构;和柔性生物处理袋,其能够定位在内部空间内,柔性生物处理袋包括位于柔性生物处理袋的底部处的基板。基板构造成接纳在生物反应器器皿的底部中的凹部中。锁定机构构造成接合基板以将基板保持在凹部中。在实施例中,锁定机构包括闩锁,并且基板包括锁扣。闩锁能够在接合位置和间隙位置之间移动,在接合位置,当基板定位在凹部中时,闩锁接合锁扣,以将基板保持在凹部中,在间隙位置,基板可从凹部抽回。
4、在又一另外的实施例中,一种生物处理系统包括:生物反应器器皿,其具有限定内部空间的底部和周边侧壁、底部中的凹部、邻近凹部的锁定机构、指示器机构;和柔性生物处理袋,其能够定位在内部空间内,柔性生物处理袋包括位于柔性生物处理袋的底部处的基板。基板构造成接纳在生物反应器器皿的底部中的凹部中。锁定机构构造成接合基板以将基板保持在凹部中。在实施例中,锁定机构包括闩锁,并且基板包括锁扣。闩锁能够在接合位置和间隙位置之间移动,在接合位置,当基板定位在凹部中时,闩锁接合锁扣,以将基板保持在凹部中,在间隙位置,基板可从凹部抽回。指示器机构构造成指示基板何时适当地定位在凹部内。在实施例中,指示器机构包括柱塞、摇臂和指示器。柱塞构造成当基板适当地定位在凹部内时被压下,柱塞的移动经由摇臂转化成指示器的移动。在另外的实施例中,摇臂构造成从其中摇臂阻止锁定机构接合基板的位置移动到其中锁定机构自由接合基板的位置,这些位置对应于基板在凹部内的不适当和适当的位置。在再一些另外的实施例中,指示器机构包括至少一个传感器,该传感器配置成指示基板何时适当地定位在凹部内。
5、在实施例中,一种生物处理系统包括:器皿,其限定用于接纳柔性生物处理袋的内部空间,器皿在器皿的侧壁中具有接近门并使得能够接近内部空间;以及管道和构件管理设备,其安装到器皿的侧壁并具有用于安装生物处理系统的至少一个可消耗构件的安装框架。安装框架能够竖直地移入和移出内部空间。
6、在另一个实施例中,一种用于安装生物处理系统的构件的方法包括:将安装框架通过器皿的顶部开口降低到器皿中;打开器皿的侧壁中的接近门以接近安装框架;将至少一个可消耗构件安装到安装框架;关闭接近门;以及将安装框架升高到邻近器皿的顶部的位置。
7、在又一个实施例中,一种生物处理系统包括:器皿,其限定用于接纳柔性生物处理袋的内部空间,器皿在器皿的侧壁中具有接近门,并且通过接近门开口使得能够接近内部空间;以及管道和构件管理设备,其安装到器皿的侧壁并具有用于安装生物处理系统的至少一个可消耗构件的安装框架。安装框架能够在安装位置和操作位置之间移动,在安装位置,安装框架在安装框架能够通过接近门接近的高度处定位在器皿的内部空间内,在操作位置,安装框架大体上定位在生物反应器器皿的顶部上方。管道和构件管理设备包括用于在安装位置和操作位置之间移动安装框架的升降机构。
1.一种生物处理系统,包括:
2.根据权利要求1所述的生物处理系统,其中:
3.根据权利要求1或2所述的生物处理系统,其中:
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的生物处理系统,其中:
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的生物处理系统,其中:
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的生物处理系统,其中:
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的生物处理系统,其中:
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的生物处理系统,其中:
9.根据权利要求3至8中的任一项所述的生物处理系统,其中:
10.根据权利要求3至9中的任一项所述的生物处理系统,其中:
11.根据权利要求9或10所述的生物处理系统,其中:
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的生物处理系统,其中:
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的生物处理系统,其中:
14.根据权利要求13所述的生物处理系统,其中:
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的生物处理系统,其中,所述器皿是生物反应器器皿,其包括:
16.根据权利要求15所述的生物处理系统,其中:
17.根据权利要求16所述的生物处理系统,其中:
18.根据权利要求16或17所述的生物处理系统,其中:
19.根据权利要求17或18所述的生物处理系统,其中:
20.根据权利要求15至19中的任一项所述的生物处理系统,其中,所述生物反应器器皿进一步包括:
21.根据权利要求15至20中的任一项所述的生物处理系统,其中:
22.根据权利要求21所述的生物处理系统,其中:
23.根据权利要求15至22中的任一项所述的生物处理系统,所述生物反应器器皿进一步包括指示器机构,所述指示器机构构造成指示所述柔性生物处理袋的所述基板是否适当地定位在所述凹部内。
24.根据权利要求23所述的生物处理系统,其中,所述指示器机构包括:
25.根据权利要求24所述的生物处理系统,其中: