[发明专利]取样端口、多层过滤器、取样方法以及取样端口在取样中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及取样处理，尤其是与取样和不同样品组分的回收有关的液体和固体样品组分的分离。本发明尤其涉及从生物反应器中培养中取样，其中具有高的固体含量或者高粘度。更特别地，本发明涉及，分别根据权利要求1、15、21和33的前序所述的，取样端口、多层过滤器、取样方法和取样装置(fate)在取样中的应用，以及与取样相关联的固体、液体样品组分的分离。

背景技术

从有效地控制生物过程和一般过程的观点来看，能够监测关键的过程参数十分重要。因此必须经常从反应容器中取出用来分析的样品。尤其在受到越来越多的关注的具有高固体含量的过程中，取样是当前的非常挑战，对于此，已知一些解决方案。物质可以手动地被回收、或者使用一种被称作取样端口的自动回收装置而回收，所述自动回收装置直接地与生物反应器相连接。在这种情况下，由于具有高固体含量或者高粘度的浆状或几乎是固体的物质的流动性差，则将不能使用常规的管道和水龙头仅仅基于压力上的差别来取样。因此，已开发了若干个适合于具有高固体含量的过程的不同取样方案，例如，诸如螺旋输送机这样的输送机，把物质从反应器中传送出来。然而，在取样中使用螺旋输送机不是最优的，因为从反应器中移出的样品只有一小部分能被利用。其它在介于反应器和取样容器之间的输送机中不必要地剩下的成为废品。

为了达到较高的效率，已开发了无损取样方法和装置，其中剩余的样品被运回反应器。这种装置经常极其复杂，且不适于对可靠性具有要求的应用。这是因为，当样品循环回去时，存在着会把外部的污染生长的生物体也运回去的危险。因此，样品不再是无菌的。另外，根据已知的取样方法，样品以溶液的形式通过烧结物或滤膜进行原位过滤。然而，所述的收集系统阻塞得非常快，并且过滤器上的所收集的不纯物/杂质在被研究的物质的生长期间不能移除。在已知的用来从反应器中回收浆状物质的方案中，布置了活塞来推入反应器中，且在返回冲程中，推动它前面的样品进入取样端口。为了把样品喷射到端口下面的样品容器里，样品被压缩在取样端口内。这样的装置的例子是Isolok系列MSD取样器(Isolok Series MSD sampler)，在它的中空主体内有一种反向活塞，活塞与其相抵对着而推入反应器，压缩所述浆状样品，之后样品被收集。所讨论的装置与所述生产商的其他装置，在取样过程中不能使溶解的样品组分与固定样品组分的分离立即进行。此外，所讨论的装置在取样过程中的清洗和消毒是具有挑战性的，或者说，如果自动化则甚至是不可能实现的。

然而，已知的方案与其他显著的缺点相关联。基于输送机诸如螺旋输送机的解决方案，效率不高，因为他们浪费样品，或者需要单独的用于样品的返回输送系统，这既增加了装置的复杂性，又增加了外部生物体污染的风险。即使已知的技术不浪费物质，也主要只适用于液体样品。另一方面，因为所述的清洗问题，则基于过滤器的系统效率也不高。然而，已知的方案中普遍存在的最显著的问题在于液体样品组分不能从包含高的固体含量的样品中重复和自动地过滤出来，这是由于样品的液相和固相通常必须被分离开，以进行取样后的自动化分析。目前浆状样品在取样之后必须分离地处理，以便分离出液体组分，由于额外的劳动密集型的工作阶段，因而不允许基于测定结果而迅速、自动地调整所述过程，因此，这是不利的。

发明内容

所述发明旨在消除现有技术中的至少一些缺陷，并创造一种取样端口，借助其帮助，含有高的固体含量的样品可以从培养生物反应器中自动收集，从而使得：样品不被浪费，并且液体和干的样品组分可以在同一连接方面从样品中分离出来。

通过使用取样端口、过滤器或如下文描述的那些取样方法来实现本发明的目的。

根据本发明的取样端口包括一种配备有内腔的主体、以及布用以在其中移动的两个活塞，其可以相互抵靠着而被挤压，以便向内腔中的样品施压，至少其中一个活塞能够移动以收集样品。取样端口还包括样品腔室，其是在介于内腔和活塞之间的剩余的空间中形成的，以及至少一个连接至所述内腔的样品-容器接头，以便于从样品腔室收集样品。另外，取样端口具有：至少适应于任一个活塞的过滤器件，用以从其固体组分中分离出样品的液体组分；以及用于引导所述的样品的液体组分流出样品腔室的器件。

更具体地，根据本发明所述的取样端口的特征在于，权利要求1的特征部分的所陈述的内容。

根据发明所述的多层过滤器，用于本发明所述的取样端口，包括一种主体，其设置有通孔，以及一定数目的过滤元件，其被装配在该通孔周围的主体上，且其中每一个过滤元件包括至少一个过滤膜，其根据所述过滤需要而配置有孔。