[发明专利]用于一次性生物反应器的复合传感器组件

说明书

一种用于监测生物工艺的复合传感器组件，其适用于聚合物生物工艺容器或适用于下游设备，其包括：i)包括高表面张力的热塑性塑料的端口，所述端口具有中空管状部分以及底板部分，所述底板部分在生物反应器容器的壁部的孔处可熔地可密封到生物反应器容器；ii)基本上不透明的聚合物监测传感器组件，其包括电和/或光学测量部件。该传感器组件安装在所述端口的中空管状部分的内孔内部，并且粘着地固定在其内。此外，本发明还涉及制造复合传感器组合件的方法。

本申请是2012年03月26日递交的申请号为201210110032.8，发明名称为“用于一次性生物反应器的复合传感器组件”的分案申请。

背景技术

用于生物工艺的一次性系统在市场上的日益普及是显而易见的，并且通过考虑典型的生物技术制造设备，可容易地理解该普及。实施使用传统玻璃/钢生物反应器、搅拌器以及净化系统的设施所需的基础设施很大，并且构造这种生物工艺系统的时间和花费巨大。要求设备本身以及进出管道使用惰性材料(比如316L电抛光不锈钢)需要大量的初期投资，并且生物反应器(即生物工艺容器)、搅拌器以及下游工艺设备(比如色谱滑动架(chromatography skid)、过滤系统)均占用很大的空间。相反，与传统的刚性玻璃/钢解决方案相比，一次性平台的尺寸和形状因素通常允许更容易的储存和重新配置。与传统设计相比，一次性系统的其他优点包括更低的支撑性基础设施并且节省时间，具体地，包括减少了制备和消毒时间、运行后用更少的净化水清洗容器、并且明显减少了运行后维修时间。此外，当制造或工艺要求改变时，一次性系统及其相关联的塑料管道适合于被快速且有效地重新配置和验证。在本发明的上下文中，我们主要讨论一次性生物反应器，但是原理普遍适用于前述一次性设备中的任意一种，其中这些一次性设备用在上游工艺(USP)场所和下游工艺(DSP)场所两者中的生物工艺中。

虽然已经构想了并在市场中引入了许多不同类型的一次性生物反应器，但是目前两种类型占主导地位。商业上流行的第一种一次性生物反应器通常称为“枕头”或“摇杆(rocker)”袋类型，而且，比如在美国专利No.6,190,913中已进行了描述，该专利的内容通过引用的方式并入此文中。这种类型的袋可由多种不同的聚合物材料构成，但是一般来说，低或超低密度聚乙烯(LDPE)以及乙烯/醋酸乙烯(EVA)共聚物为目前最普通的材料，至少用于该袋的最内层，即，与水性培养基接触的袋表面。有时用于构成一次性生物反应器容器的其他材料包括高密度聚乙烯(HDPE)以及凯夫拉尔(Kevlar)(聚对苯二甲酰对苯二胺)。枕头或摇杆型一次性生物反应器使用袋支撑平台(该袋支撑平台通常围绕单轴摇动)的运动引起的波动来混合生物反应器的内含物以及对生物反应器的内含物进行喷射(通气)。摇杆型一次性生物反应器袋在市场上已经享有一些成功的同时，迄今，一个主要的问题是缺乏强健的一次性传感器，这种传感器可整合到这些摇杆袋内并且优选地与袋共同被辐射消毒。关于强健，我们指的是精确的，对γ或β辐射作用稳定的且能够实时(生物工艺所需要的速度或时间响应内的实时)使用，例如在至少21天内提供1-3秒采样以用于工艺监测和控制。枕头或摇杆袋不是当今使用的唯一类型的一次性生物反应器容器。还存在功能上模仿小型玻璃容器的一次性聚合物硬壳生物反应器，以及较大型的一次性塑料内衬袋，这些内衬袋安装在刚性引导器(pilot)和大规模玻璃/不锈钢搅拌罐生物反应器内(比如见美国专利7,384,783，该专利的内容通过引用的方式并入此文中)。较大的内衬袋通常由多层薄膜层压片构成，这些层压片也将超低密度聚乙烯或EVA至少用于其最内层。

比如，图6显示了由赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific)使用的用于生物反应器容器的CX-14薄膜的结构。通常通过侧端口将传感器引入这些较大的一次性生物反应器中。枕头(摇杆)袋和内衬袋可视为使用本发明的生物工艺监测组件的“聚合物生物反应器容器”。