[發明專利]一次性pH值傳感器存儲溶液

在審

• 申請號: 201680050693.2
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107949786A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馮昌東;黃·阮
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特分析公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/414
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 孫紀泉

相關申請的交叉引用

本申請基于并要求2015年9月1日提交的美國臨時專利申請序列號62/212,783的權益，其內容通過引用整體并入本文。

背景技術

檢測和監測系統的pH值是當今最常見的過程化學測量之一。溶液的pH值是溶液中氫和氫氧根離子相對量的檢測測量值。在發酵和細胞培養過程中，一個重要的挑戰是在整個反應過程中保持最佳的pH值。發酵過程利用活的有機體，例如酵母，細菌或真菌菌株來產生期望的產物。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生長以產生活性成分的過程，通常需要更長的時間(2-8周)。

發酵和細胞培養領域中的pH值測量的一個挑戰是發酵罐或生物反應器所需的清潔過程。具體而言，發酵罐或生物反應器在使用前必須進行滅菌，以確保防止批次間污染或不需要的生長。這種清潔可以包括蒸發發酵罐或生物反應器以及pH值傳感器。暴露于高溫，蒸汽和快速熱沖擊下會顯著影響pH值傳感器的使用壽命。

發明內容

提供了用于一次性生物反應器的pH值傳感器。該傳感器包括pH值感測電極，參考系統，存儲室和訪問機構。參考系統包括參考電解質，設置在參考電解質中的參考電極和參考結區。存儲室包含存儲溶液，其被配置為接觸存儲室內的pH值感測電極。訪問機構被配置成當被致動時將pH值感測電極連接到一次性生物反應器的內部。存儲溶液包括能夠與參考電解質兼容的緩沖溶液。

附圖說明

圖1是本發明的實施例特別用于的pH值感測生物反應器系統的示意圖。

圖2A-2C提供了本發明的實施例特別用于的pH值傳感器的多個視圖。

圖3A-3C提供了根據本發明的一個實施例的pH值傳感器和參考系統的多個視圖。

圖4提供了根據本發明的一個實施例的用于提供pH值傳感器和緩沖溶液的方法的示例流程圖。

圖5提供了根據本發明的一個實施例的校準和使用pH值傳感器和緩沖溶液的方法的示例流程圖。

具體實施方式

存在對與塑料袋式即用型一次性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值傳感器都要求保護傳感器的活性表面或隔膜免受物理和環境損害。該功能通常由置于傳感器的感測端部上的一次性“保護罩”或杯提供。

對于許多一次性生物反應器應用，所需的傳感器直接集成到生物反應袋上。一旦生物反應系統進行滅菌，例如通過γ輻照，禁止訪問生物反應器內部。因此，一旦使用生物反應器，禁止訪問pH值傳感器，例如提供新的緩沖溶液，新的校準溶液或移除存儲溶液，以減少污染風險。

一次性容器的一些pH值傳感器在使用之前可能會長時間(例如多年)閑置。此外，一些設計可以提供與保護pH值電極的存儲溶液流體接觸的參考結區。由于流體可能通過參考結區，即使在最小程度上，重要的是要確保這種交換不會實質性地改變pH值傳感器的化學性質。此外，還需要針對一次性pH值傳感器設計的存儲/校準溶液。存儲/緩沖溶液必須與參考系統兼容，以允許通過參考結區的微小泄漏，并且還必須與生物反應器中的生物化合物相兼容。

例如，pH值傳感器(例如基于玻璃電極的pH值傳感器)應在存儲期間保持濕潤。如果允許干燥，電極可能需要幾個小時才能完全重新潤濕，這對于穩定的pH值讀數可能是必需的。基于玻璃電極的pH值傳感器可以存儲在水中。然而，將電極存儲在pH值緩沖溶液中可能是有益的。在本文所述的至少一些實施例中，存儲溶液是包含氯化鉀(KCl)的pH值緩沖溶液。例如，具有Ag/AgCl參考系統的pH值傳感器可以得益于具有已知pH值的KCl的緩沖溶液，以便于在使用之前校準傳感器。在一些實施例中，pH值傳感器在使用之前使用緩沖溶液進行兩點校準。

在至少一些實施例中，當傳感器被啟動時，將存儲溶液被丟棄到生物反應器中。因此，緩沖溶液必須與在生物反應器中進行的細胞培養過程的生物系統相兼容。在一個實施方案中，兼容性包括當排入反應混合物中時不會顯著改變正在進行的生物過程的緩沖溶液。

期望pH值傳感器存儲溶液足夠穩定以在存儲期間持續，與pH值傳感器的參考系統兼容，并且在一些情況下具有已知的pH值以便于校準。本文描述的至少一些實施方式提供用于一次性生物反應器pH值傳感器的穩定的，兼容的存儲溶液。