[發明專利]與單用途生物反應器/混合器結合的pH值傳感器

有效

• 申請號: 201180059710.6
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN103339248A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 馮昌東;貝利·W·本頓;戴夫·安德森;楊時風;韋恩·B·伍德
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德分析公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪洋

背景技術

pH值測定是當今最常見的過程化學測量之一。pH值表示是水溶液中的氫離子和氫氧根離子的相對量的尺度。在發酵和細胞培養中，最嚴峻的程序挑戰之一就是保持理想的pH值水平。發酵過程使用活的生物體，例如酵母、細菌、或真菌菌株，以產生活性成分。發酵過程通常具有相對較短的持續時間(2-7天)。細胞培養是哺乳動物細胞成長以產生活性成分的過程。細胞培養過程通常需要更長的時間(2-8周)。

在發酵和細胞培養領域中對于pH值測定而言，一個重要挑戰是涉及發酵槽或生物反應器的清洗工藝。特別地，發酵槽或生物反應器在開始相應的程序之前必須被消毒以確保避免不同批次之間的交互污染或任何不期望的生長(growth)。此外，pH值傳感器通常需要使用緩沖溶液接受兩點校準。剩余的緩沖化學藥品必須在發酵或細胞培養之前被清除。這種清理可能包括對發酵槽或生物反應器以及pH值傳感器進行蒸汽消毒。暴露于高溫之下，蒸汽和快速的熱沖擊可能嚴重地影響傳感器的使用壽命。

發明內容

本發明提供了一種pH值檢測生物反應系統。該系統包括具有塑料壁的生物反應容器和附接到所述塑料壁的pH值傳感器。所述pH值傳感器包括具有密封地附接到所述塑料壁的凸緣的傳感器主體。該傳感器主體中具有基準電解液和設置在所述基準電解液中的第一檢測元件。所述第一檢測元件被構造為與所述生物反應容器內的所述基準電解液和樣本溶液都接觸。第二檢測元件能夠定位到所述生物反應容器的內部。所述pH值傳感器具有多種配置，包括所述至少一個檢測元件與生物反應容器的內部隔離的防護配置，和所述至少一個檢測元件流體地連接到所述生物反應容器的內部的工作配置。

附圖說明

圖1是本發明的實施例特別用于的pH值檢測生物反應器系統的示意圖。

圖2是根據本發明實施例的處于防護(booted)位置的pH值傳感器的橫截面示意圖。

圖3是根據本發明實施例的處于工作位置的pH值傳感器的橫截面示意圖。

圖4是根據本發明實施例的處于工作位置的pH值傳感器的透視示意圖。

圖5是根據本發明的另一實施例的pH值傳感器的橫截面示意圖。

圖6是根據本發明一個實施例的被布置在工作位置的pH值傳感器的示意圖。

圖7是根據本發明的另一實施例的處于防護位置的pH值傳感器的橫截面示意圖。

圖8是根據本發明的另一實施例的處于工作位置的pH值傳感器的橫截面示意圖。

圖9是根據本發明實施例的、與單用途生物反應器/混合器集成在一起的、處于防護位置的pH值傳感器的示意圖。

圖10根據本發明實施例的、與單用途生物反應器/混合器集成在一起的、處于校準位置的pH值傳感器的示意圖。

圖11是根據本發明實施例的、與單用途生物反應器/混合器集成在一起的、處于工作位置的pH值傳感器的示意圖。

圖12是根據本發明一個實施例的、集成到單用途生物反應器的壁中的、處于防護配置(configuration)的pH值傳感器和護罩的示意圖。

圖13是根據本發明實施例的、集成到單用途生物反應器的壁中的、處于工作配置的pH值傳感器和護罩的示意圖。

圖14A和14B是根據本發明實施例的連接到另一過程分析傳感器的pH值傳感器的示意圖，其中每個傳感器包括通過焊接或其他方式結合或固定到單用途生物反應器/混合器的壁上的凸緣。

具體實施方式

人們相信存在著對于可與塑料袋類型、隨時可用的、一次性的生物反應器兼容的一次性pH值傳感器的需求。許多基于玻璃電極的pH值傳感器要求保護傳感器的反應表面或膜，使之免受物理的或環境的損害。這一功能通常是由覆蓋在傳感器的檢測端上的一次性“護罩”或蓋提供的。

本發明的實施例整體上包括被安裝到單用途生物反應器/混合器的壁上的pH值傳感器，其中所述生物反應器/混合器具有在所述單用途生物反應器/混合器的滅菌(伽馬射線照射)、存儲和運輸過程中允許防護溶液存儲在所述pH值檢測和基準元件周圍的機械結構。該機械結構還允許保持所述防護溶液的存儲腔被打開，以便在進行操作之前露出所述檢測和基準元件。

圖1是本發明的實施例特別用于的pH值檢測生物反應器系統的示意圖。pH值傳感器40電連接到pH值分析器54，pH值分析器54可以是任一適當的pH值分析器或其他電子設備。pH值傳感器40被物理地附接到單用途生物反應器/發酵槽51的壁50上。樣本52被放置在單用途生物反應器50內并由pH值傳感器40監測或者測量。