JP2022534277A

JP2022534277A - バイオリアクターにおけるプローブ角度調整のためのシステムおよび方法

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Publication number: JP2022534277A
Application number: JP2021570508A
Authority: JP
Inventors: プラサド・ヤッカール・キニ; シャシカンス・アグニホトリ; サラース・チャンドラ・エヌ; ヴィノドクマール・ムクンタラジ; サイラム・シー; プラサド・バギヤナタン; カンダクマール・ムルゲサン
Original assignee: Amersham Bioscience AB
Current assignee: Cytiva Sweden AB
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2022-07-28
Also published as: US20220243159A1; WO2020239786A1; EP3976750A1; CN113840905A

Abstract

バイオリアクター容器内のプローブ角度調整のためのシステム(100、700)および方法が提供される。システム(100)は、反応室(113)を有するリアクター容器(110)を備え、反応室(113)は、少なくとも1つの開口部(111)を有する。プローブ支持バーアセンブリ(200、300)がリアクター容器(110)上に装着され、センシングプローブ(114)がプローブ支持バー(112)に装着され、センシングプローブ(114)は反応室(113)上の開口部(111)を通過する。プローブ支持バーアセンブリ(200、300)の移動で、反応室(113)内のセンシングプローブ(114)の傾斜の角度を変化させる。

Description

本明細書の実施形態は、一般に、バイオリアクター内のプローブ支持アセンブリの角度を調整することに関係し、より具体的には、センシングプローブをバイオリアクターの内側にある角度で挿入するための角度調整可能プローブ支持アセンブリのためのシステムおよび方法に関係する。

バイオリアクターは、バイオテクノロジー製品のバイオマニュファクチャリングに広く使用されている。多目的バイオリアクターは、一般的に、購入および設置のための多額の資本投資、洗浄、および滅菌のための妥当性確認されたプロセス、ならびに操作および保守のための熟練スタッフを必要とする。このような理由から、少量生産操業では、ディスポーザブルバイオリアクター(disposable bioreactor)またはディスポーザブルバッグ(disposable bag)の使用が増えている。使い捨てまたはディスポーザブルバッグは、通常、3層プラスチックから作られ、バイオリアクター内に装着する前に事前に殺菌されている。

ディスポーザブルバッグ内のプロセス流体のいくつかのパラメータは、センシングプローブを使用して測定される。これらのパラメータのいくつかの例は、pH、細胞培養物の温度、グルコース、酸素レベル、導電率、色変化などを含む。センシングプローブは、バッグ表面の所定の配置でバッグ内を通過し、細胞培養物と直接的な接触を形成する。センシングプローブは、プロセス流体の様々なパラメータを測定し、プロセス流体の作業パラメータを表す信号を提供する。既存のセンシングプローブでは、プローブ装着配置は、ディスポーザブルバッグに封止されているディスポーザブルバッグの表面に存在するフェイスポート(face port)によって決定される。

インペラーはバイオリアクターの底部に配置され、細胞、ガス、栄養分のようなプロセス流体原料の容器内のいたるところで均一になるように混合する。インペラーの動きは、バイオリアクターの底部に培養物を沈殿させることなく培養物の成長を促進するためのプロセス流体の均一な混合を確実にする。したがって、バイオリアクター内にセンシングプローブを装着している間に、センシングプローブとインペラーとの間の安全な距離を保つためにディスポーザブルバッグの最小ワーキングボリュームを有することが必要になる。したがって、本発明のXDR-10機器用バッグはバッグの4.5リットルの最小ワーキングボリュームを有し、撹拌槽機器用バッグはどれも4.5リットルより少ない最小ワーキングボリュームを提供しない。また、製造上の制限があり、またセンシングプローブがインペラーに衝突する危険性もあるので、バッグの2.0リットルのワーキングボリュームに到達するためにセンシングプローブの配置を下に移動させることは極端に難しくなる。

さらに、プロセス流体中に発生した気泡は、ディスポーザブルバッグ内に配置されているセンシングプローブの表面に付着する。これは、センシングプローブの検知精度に悪影響を及ぼす。この問題は、検出プローブの配置が固定されていることで生じ、「気泡取り込み」と呼ばれている。気泡取り込みは、バイオリアクターのオペレータがバイオリアクターのバッチ全体で均一なプロセスパラメータを維持することができず、その結果バッチ内の収量が一貫しないという、誤った、またタイミングが悪い結果をもたらす。

最近のバイオリアクターは、固定されたセンシングプローブ支持バーを有しており、その上にセンシングプローブの一端が、センシングプローブの角度を調整するための備えなく装着される。固定された支持バー上に装着されたセンシングプローブは、垂直方向に移動制限を有する。センシングプローブの配置の変更または調整は、すべてのバイオリアクターバッチにわたって支持バー構造を事前に調整し、支持バー上にセンシングプローブを再度装着することを必要とする。また、センシングプローブのこの固定配置構成は、気泡取り込みを引き起こし、そのため、オペレータはプローブの角度を維持できず、その結果バッチ間の収量変動が生じる。したがって、ディスポーザブルバッグ内にセンシングプローブを装着する現在のアプローチには、多くの欠点がある。

本発明の一態様によりシステムが開示される。システムは、反応室を含むリアクター容器を備え、反応室は少なくとも1つの開口部を有する。さらに、プローブ支持バーアセンブリがリアクター容器上に装着され、少なくとも1つのセンシングプローブが反応室上の開口部を通過するプローブ支持バー上に装着される。プローブ支持バーアセンブリの移動は、反応室内の少なくとも1つのセンシングプローブの傾斜角度を変化させる。

本発明の一態様により方法が開示される。センシングプローブの角度を調整する方法は、センシングプローブをプローブ支持バー上に装着することを含む。さらに、方法は、プローブ支持バーを係止位置から可動位置に解放することを含む。さらに、方法は、プローブ支持バーを移動し、それによってセンシングプローブを異なる角度に調整することと、センシングプローブが装着されているプローブ支持バーを異なる角度に係止することとを含む。

本明細書の上記の利点および他の利点および特徴は、単独で、または添付図面と関連して理解されるときに、次の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。上記の要約は、詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡素化された形式で紹介するために用意されていることは理解されるべきである。請求項に記載されている主題の鍵となるまたは本質的な特徴を識別することは意図されず、その範囲は詳細な説明に続く請求項によって一意に定義される。さらに、請求項に記載されている主題は、上記または本明細書のいずれかの部分で指摘されている任意の欠点を解決する実装形態に限定されない。

本明細書の実施形態の様々な特徴は、詳細な説明における次の非限定的な実施形態が以下の添付図面を参照しつつ読まれたときに、よりよく理解されるであろう。

ディスポーザブルバッグを含むバイオリアクター容器と、本明細書の態様によりプローブ支持バーの上に装着されるセンシングプローブとを例示するシステムの図である。本明細書の態様による、図１のプローブ支持バーアセンブリを示す詳細図である。本明細書の他の態様による、図１のプローブ支持バーアセンブリを示す詳細図である。本明細書の態様による、０度位置にあるプローブ支持バー上に装着されたセンシングプローブを例示するシステムの図である。本明細書の態様による、約１５度の位置まで移動されるセンシングプローブを例示するシステムの図である。本明細書の態様による、ディスポーザブルバッグを装着するためにセンシングプローブから取り除かれているプローブ支持バーを例示するシステムの図である。本明細書の態様による、プローブ支持バーアセンブリを装着するためのバネおよびラッチレバー配置構成を例示するシステムの図である。本明細書の態様による、図７Ａのバネおよびラッチレバー配置構成を示す詳細図である。本明細書の態様による、図７Ａのバネおよびラッチレバー配置構成を示す詳細図である。ディスポーザブルバッグの内側にセンシングプローブを挿入するための傾斜ポート配置構成を示す図である。ディスポーザブルバッグおよび２列のセンシングプローブを備えるバイオリアクター容器を例示するシステムを提供する本発明の実施形態を示す図である。ディスポーザブルバッグおよび３列のセンシングプローブを備えるバイオリアクター容器を例示するシステムを提供する本発明の実施形態を示す図である。ディスポーザブルバッグおよび３列のセンシングプローブを備えるバイオリアクター容器を例示するシステムを提供する本発明の実施形態を示す図である。ディスポーザブルバッグおよび３列のセンシングプローブを備えるバイオリアクター容器を例示するシステムを提供する本発明の実施形態を示す図である。ディスポーザブルバッグおよび３列のセンシングプローブを備えるバイオリアクター容器を例示するシステムを提供する本発明の実施形態を示す図である。ディスポーザブルバッグおよび３列のセンシングプローブを備えるバイオリアクター容器を例示するシステムを提供する本発明の実施形態を示す図である。

例示的な実施形態の次の詳細な説明では、添付図面を参照する。異なる図面中の同じ参照番号は、同じまたは類似の要素を示す。それに加えて、図面は、必ずしも縮尺通りでない。また、次の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。その代わりに、本発明の範囲は、付属の請求項によって定義される。

本明細書全体を通して「一実施形態」または「別の実施形態」または「いくつかの実施形態」と記述されている場合、これは、実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が開示されている主題の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、「一実施形態では」または「ある実施形態」または「いくつかの実施形態では」という語句が本明細書全体の様々な箇所に記載されていても、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、好適な任意の方式で1つまたは複数の実施形態に組み合わせられ得る。

本明細書において開示されているのは、角度調整可能プローブ支持アセンブリを移動し、バイオリアクター用のセンシングプローブの傾斜を調整するためのシステムおよび方法である。他の実施形態では、プローブシースアセンブリ用の角張ったフェイスポートが提供され、返しおよびシャフトは、ディスポーザブルバッグのフェイスポート封止表面に関してある角度を成す。

バイオリアクターは、様々な化学物質、生物、栄養素、および一緒になって「プロセス流体」を構成するそれらに由来する物質を使用する様々なプロセスを実施するためにバイオテクノロジー産業において使用される特別に製造されたシステムまたは容器である。バイオリアクターは、典型的には、一般的に円筒形のバイオリアクター容器内で好気性または嫌気性プロセスを使用して細胞培養物を成長させるために使用される。典型的なバイオリアクターは、リアクター内の内容物を混合して均質化するためのインペラーまたは撹拌器、内容物内に形成される渦を破壊するためのバッフル、細胞成長のための十分な酸素を供給するためのスパージャー、内容物を覆う保護ステンレス製静止エンクロージャからなる。いくつかのバイオリアクター容器が、プロセス流体のバッチ生産に使用されてよく、オペレータがバッチのすべての容器にわたってプロセスパラメータの均一性を維持することは重要であるが、困難な作業である。バイオリアクターエンクロージャは、リアクターの内容物内でセンシングプローブを装着するために表面上にマウンティングブラケットの形態で開口部を設けられている。

ディスポーザブルバイオリアクターまたは使い捨てバイオリアクターは、培養容器の代わりにディスポーザブルバッグを含むバイオリアクターである。ディスポーザブルバッグは、バイオリアクターの反応室として機能する。反応室は、ディスポーザブルバッグの形態をとり得るか、または他の好適なエンクロージャの使用が企図されることは理解される。ディスポーザブルバッグは、典型的には、プロセスを実行するためにバイオリアクター容器内に組み立てられている事前滅菌された3層バッグである。異なる侵襲的および非侵襲的技術が、ディスポーザブルバッグ内の内容物のプロセスパラメータを測定するために利用可能である。ディスポーザブルバッグは、バッグの容積内にセンシングプローブを装着するための開口部を設けられている。ディスポーザブルバッグ内の反応流体が外部環境と接触するのを防ぐために、センシングプローブとディスポーザブルバッグとの界面にシールが設けられている。バイオリアクター容器のオペレータは、バッチプロセスのいくつかの容器にわたってパラメータの均一性を維持するために反応流体の様々なパラメータを連続的に監視する。本出願では、プローブ支持アセンブリおよびバイオリアクターへのその使用について説明しているが、プローブ支持アセンブリは、他の種類のリアクターとともに使用され得ることは、実施形態の説明から容易に明らかである。

図1を参照すると、本明細書の態様によるプローブ角度調整システム(100)の概略図が示されている。プローブ角度調整システム(100)は、バイオリアクター容器(110)と、バイオリアクター容器(110)の内側にセンシングプローブ(114)を挿入するためにバイオリアクター容器(100)の近くに装着されているプローブ支持バー(112)とを備える。バイオリアクター容器(110)は、マウンティングブラケット(111)の形態で開口部を設けられている。プローブ支持バー(112)は、マウンティングブラケット(111)の前に置かれる。センシングプローブ(114)を挿入するための複数の開口部を有するディスポーザブルバッグ(113)が、バイオリアクター容器(110)のエンクロージャの容積内に装着され、いくつかのセンシングプローブ(114)が、プローブ支持バー(112)に装着される。センシングプローブ(114)の先端またはセンシング端(図示せず)は、ディスポーザブルバッグ(113)の表面上の開口部を通過し、ディスポーザブルバッグ(113)の容積内を通過し、センシングプローブ(114)の後端は、プローブ支持バー(112)の表面上に載っている。センシングプローブ(114)は、様々なプロセスパラメータ、たとえば、反応流体の酸素含有量、温度、栄養分、pHなどを測定するために採用される。センシングプローブ(114)の先端は、反応流体中のパラメータのレベルに対応する適切な信号を発生する検知要素を有する。本明細書において説明されているセンシングプローブ(114)は例にすぎず、当技術分野で広く知られている任意の他のセンシングプローブの使用が企図される。本明細書において述べられている特定のセンシングプローブ(114)の例および特徴は、センシングプローブ(114)のタイプを限定することを意図されていない。

図2は、本明細書の態様による図1のプローブ支持バーアセンブリ(200)の詳細を例示している。バイオリアクター(図示せず)の形状、ただし、プローブ支持バー(210)の異なる形状、に対応する半円形の形状を有するプローブ支持バー(210)は、本明細書の範囲内にある。プローブバー脚部(211)は、プローブ支持バー(210)をリニアブッシュホルダー(213)上に取り外し可能に装着するために使用される溝(212)を備える。プローブバー脚部(211)は、ミニインデックスプランジャーまたはピン(214)を使用してリニアブッシュホルダー(213)内に係止される。プローブバー脚部(211)は、リニアブッシュホルダー(213)の穴(215)内に位置決めされ、2つのミニインデックスプランジャーまたはピン(214)がプローブバー脚部(211)をリニアブッシュホルダー(213)に係止する。リニアブッシュホルダー(213)は、プローブ支持バーアセンブリ(200)を操作するためのハンドルとしても機能する。プローブバー脚部(211)をハンドル(213)から取り外すために、ミニインデックスプランジャーまたはピン(214)が、ノブを引き出して約30°回転することによって係止解除され、刻み目付きキャッチによって固定される。プローブ支持バー(210)およびその脚部(211)の取り外しは、ディスポーザブルバッグの装填のための空間を空けるのに便利である。プローブ支持バー(210)は、典型的には、ステンレス鋼から作られるが、プローブ支持バー(210)を作るために使用される材料の種類に限定されることなく、プローブ支持バー(210)のための任意の他の種類の材料の使用は、本出願の範囲内にある。

図3に概略として示されているように、本明細書の態様による、図2の角度調整可能なプローブ支持バーアセンブリ(200)が例示されている。角度調整可能なプローブ支持バーアセンブリ(300)は、固定アセンブリ(310)および移動アセンブリの、2つのサブアセンブリに分割される(320は、図3の参照を必要とする)。固定アセンブリ(310)は、バイオリアクター容器の前に装着される。この固定アセンブリ(310)は、インデックスプランジャー(324)を挿入するための複数の溝(312)と、固定アセンブリ(310)を移動アセンブリ(320)に接続するためのリニアロッド(313)とを有するリニアシャフトホルダー(311)を備え、固定リニアシャフトホルダー(311)に関するプローブ支持バー(図3では部分的に参照番号323で示されている)のインデックス可能な高さ調整を行う。移動アセンブリ(320)は、図1に示されているように、プローブバー脚部(321)、リニアブッシュホルダー(322)を備え、それに加えて、インデックスプランジャー(324)を備える。リニアブッシュホルダー(322)は、移動アセンブリ(320)を保持するためのハンドルとしても機能し、インデックスプランジャー(324)は、移動アセンブリ(320)の表面と、リニアシャフトホルダー(311)の複数の溝(312)のうちのいずれかを通過するピンである。

図3の角度調整可能なプローブ支持バーアセンブリ(300)では、プローブバー脚部(321)の上下動により、プローブ支持バー(323)の上方に装着されているすべてのセンシングプローブに必要な角度調整が行われる。プローブ支持バー(323)は、センシングプローブの後端を支持し、センシングプローブの先端はディスポーザブルバッグ内に挿入され、プローブ支持バー(323)を上または下に移動させることによって所望のプローブ角度が得られる。

プローブ支持バー(323)は、4つのフランジリニアブッシュ(325)からなるリニアブッシュホルダー(322)に装着され、これらのうちの1つだけが図3に示されている。これらのリニアブッシュは、リニアシャフトホルダー(311)に装着されている2つのリニアシャフト(313)上を摺動する。インデックスプランジャー(324)がリニアブッシュホルダー(311)に係止されたときに、プローブ支持バー(323)の上または下への動きは、係止することにより妨げられる。プローブ角度を調整するために、インデックスプランジャー(324)は係止解除位置へ解放され、後続の溝(312)のどれかに係止するように上に移動される。これは、プローブ支持バー(323)を上方に押し上げ、その結果、センシングプローブの傾斜角度の変更が生じる。人間工学的に設計されているハンドル(322)は、オペレータがインデックスプランジャー(324)を係止解除し、必要な方向にセンシングプローブを移動するのを確実に容易にする。

図4は、本明細書の態様による、センシングプローブ(410)のゼロ度位置におけるプローブ支持バーアセンブリ(400)を示している。センシングプローブ(410)は、ゼロ度位置でプローブ支持バー(411)に装着される。センシングプローブ(410)の先端は、プロセス流体の様々な反応パラメータを感知するようにディスポーザブルバッグ(図示せず)内に位置決めされ、センシングプローブ(410)の後端は、プローブ支持バー(411)に装着される。異なるバイオリアクター容器(412)内の様々な反応物に関係する反応パラメータは、同じバッチの異なる反応容器(412)内で劇的に変化することなく類似しているままであるべきである。同じバッチの異なるバイオリアクター容器(412)にわたる反応パラメータの変動が観察されたときに、オペレータは、バイオリアクター容器(412)のバッチ内の異なる反応物の量および処理時間を調整することによってそれらのパラメータを調整し、排出される反応流体の均一性および均質性を達成することが要求される。図4に示されているようにセンシングプローブ(410)が、ゼロ度で固定支持バーに位置決めされているときに、センシングプローブ(410)から誤った結果出力をもたらす、センシングプローブ(410)の上の気泡の取り込みの問題が観察されている。したがって、オペレータがセンシングプローブ(410)の出力に基づきバッチにわたって均一なプロセスパラメータを維持することは可能でない。

図5は、本明細書の態様による、センシングプローブ(511)の15度位置におけるプローブ支持バーアセンブリ(500)を示している。ハンドル(510)は、インデックスプランジャーを係止解除しハンドル(510)を上方に移動して、ハンドル(510)をリニアシャフトホルダーの後続の溝に係止することによって上に移動される。インデックスプランジャーは、次の溝のうちのどれかに移動され、それにより、センシングプローブ(511)の角度を調整するようにプローブ支持バー(512)が持ち上げられる。プローブ支持バー(512)は上に動かされ、センシングプローブ(511)の角度を最大で約15度まで変える。これは、バッチにわたって均一な角度でバッチにわたってすべてのセンシングプローブ(511)を調整するために必要な自由度をオペレータにもたらす。

図6は、本明細書の態様による、センシングプローブ(611)がプローブ支持バー(610)から切り離されるプローブ支持バーアセンブリ(600)を示している。ディスポーザブルバッグを装着するために、インデックスプランジャーが解放され、これによりプローブ支持バー(610)とセンシングプローブ(611)との間の接触をなくす。ディスポーザブルバッグがバイオリアクター容器(612)内に装着された後、インデックスプランジャーは、プローブ支持バー(610)とセンシングプローブ(611)との間の接触を形成するために動かされる。

図7A～図7Cに示されているような別の実施形態では、本明細書の態様による、プローブ支持バーアセンブリ(700)が例示されている。プローブ支持バー(710)は、バネ(713)の上方に位置決めされているストッパープレート(715)上に装着される。図7Aは、ディスポーザブルバッグを装着するためにセンシングプローブ(712)から切り離されているプローブ支持バー(710)を示している。図7Bおよび図7Cに示されているように、プローブ支持アセンブリは、バネホルダー(714)内に装着され、ストッパープレート(715)の下に位置決めされているバネ(713)を備える。ストッパープレート(715)は、六角穴付き止めネジを使用してプローブバー脚部(710)と係合し、ラッチレバー(717)を備えるカラー(716)がストッパープレート(715)の周囲に位置決めされてプローブバー脚部(710)を囲んでいる。プローブバー脚部(710)は、その表面上に円形溝(718)を設けられており、ラッチレバー(717)は、それらの溝(718)内に係合され、プローブバー脚部(710)を下位置または上位置の一方に保持する。プローブ支持バー(710)の位置をさらに上または下に調整するために、ラッチレバー(717)は、その既存の溝(718)から係脱されてプローブ支持バー(710)を係止位置から解放し、ラッチレバー(717)は、上また下に動かされて、プローブ支持脚部(710)の表面上の次の溝(718)に来る。ラッチレバー(717)のこの上または下への動きの結果、プローブ支持バー(710)の対応する上または下への動きが生じる。バネ(713)は、プローブ支持バー(710)が上方に移動しているときに追加の持ち上げ力をもたらし、プローブ支持バー(710)を持ち上げるオペレータの労力を軽減し、カラー(716)の係止解除状態において、バネ(713)は、オペレータがプローブ支持バー(710)から手を離すときに減衰効果をもたらす。

別の実施形態では、本明細書の態様により、バイオリアクター容器上に角度調整可能プローブ支持アセンブリを組み立てる例示的な方法が開示される。この方法は、バイオリアクター容器内に開口部を有するディスポーザブルバッグを装着することと、リニアシャフトホルダーをバイオリアクター容器上に装着することと、プローブバー脚部をリニアブッシュホルダー上に装着し、インデックスプランジャーを使用してプローブバー脚部をリニアブッシュホルダー上に固定することと、インデックスプランジャーがリニアシャフトホルダー上の溝の1つの中に係止されるようにリニアブッシュホルダーをリニアロッド上に固定することと、少なくとも1つのセンシングプローブの後端をプローブ支持バー上に装着することと、センシングプローブの先端をディスポーザブルバッグ上の開口部内に挿入することとを含む。この例示的な方法は、例示することを目的としており、これらのステップの任意の特定の順序によって限定されないことは理解される。

別の実施形態では、本明細書の態様により、バイオリアクター容器上に角度調整可能プローブ支持アセンブリを組み立てる例示的な方法が開示される。この方法は、バイオリアクター容器内に開口部を有するディスポーザブルバッグを装着することと、表面に溝を有するプローブバー脚部をバネ支持ストッパープレート上に装着し、ラッチレバーをプローブバー脚部の溝内に係合することと、少なくとも1つのセンシングプローブの後端をプローブ支持バー上に装着し、センシングプローブの先端をディスポーザブルバッグの開口部内に挿入することとを含む。

さらに別の実施形態では、プローブ支持バーの角度を調整する方法が提供される。この方法は、インデックスプランジャーをリニアシャフトホルダー内の溝から解放することと、リニアブッシュホルダーを使用してインデックスプランジャーを上または下に移動することと、インデックスプランジャーをリニアシャフトホルダーの溝内に再挿入して、プローブ支持バーの位置を上げるか、または下げ、それにより、プローブ支持バー上に装着されているセンシングプローブの対応する上げまたは下げを引き起こすこととを含む。例示的な一実施形態において、プローブ支持バー内のすべての13.5mmの移動は、プローブ位置の5度の変化に相当する。プローブの先端はバッグ内に固定され、後端はプローブバーと一緒に垂直方向に移動する。目に見える数字のマーキングがプローブ支持バーに施されており、これはオペレータがプローブ支持バーを位置決めし、プローブの角度を調整するのを助ける。

さらに別の実施形態では、プローブ支持バーの角度を調整する方法が提供される。この方法は、ラッチレバーをプローブバー脚部の表面上の溝から解放することと、バネ力を使用してラッチレバーを上または下に動かすことと、ラッチレバーをプローブバー脚部の表面上の溝内に再挿入して、プローブ支持バーを上げるか、または下げ、それにより、プローブ支持バー上に装着されているセンシングプローブの対応する上げまたは下げを引き起こすこととを含む。

図8に示されているような一実施形態では、本明細書の態様による、低いワーキングボリュームを達成するためにディスポーザブルバッグ(811)の最小の高さでセンシングプローブ(810)を反応流体に接触させるための配置構成(800)が提供される。インペラーまたは撹拌器(812)は、典型的には、ディスポーザブルバッグ(811)の底部で、ディスポーザブルバッグ(811)のワーキングボリューム内に装着される。インペラーまたは撹拌器(812)は、反応流体を撹拌し、処理中の均質性を達成するためのブレードを有する。したがって、センシングプローブ(810)をインペラー(812)の近くに配置することは好ましくないが、それは運動中のインペラー(812)とセンシングプローブ(810)との間のいかなる接触も、インペラー(812)およびセンシングプローブ(810)の両方を損傷するおそれがあるからである。傾斜したフェイスポート(813)が、ディスポーザブルバッグ(811)の表面に設けられ、これはセンシングプローブ(810)をある角度で挿入する自由度をもたらす。

最小ワーキングボリュームが4.5リットルである現在のXDR-10機器に関連する問題は、図8の傾斜したフェイスポート(813)の配置構成によって対処され得る。傾斜したフェイスポート(813)により、センシングプローブ(810)は、インペラー(812)に接触することなく、反応流体中深く挿入され、インペラー(812)に近づけられ得る。センシングプローブ(810)が反応流体内深く入るこのような配置構成は、現在利用可能な反応容器よりも少ない量の反応流体を使用することを円滑にする。この実施形態は、センシングプローブ(810)をある角度で挿入する柔軟性をユーザに与え、したがって低いワーキングボリュームに対して使い捨てバッグ内のより小さい液体高さにプローブの先端を到達させることが可能となる。本発明の実施形態では、2リットル程度の低いワーキングボリュームが現在可能である。

傾斜したフェイスポート(813)は、ディスポーザブルバッグの表面上に様々な角度を有し得る。また、傾斜したフェイスポート(813)は、より多くのポートを収容するように垂直に配置することができる。傾斜したフェイスポート(813)の典型的な角度は、45°のシャフトフェイスポートおよび60°のシャフトフェイスポートである。傾斜したフェイスポート(813)の平坦な表面の外径は、シャフト角度の増大とともに大きくなり、60°のポート角度は、フットプリントが小さいのでより有利であり、より多くの傾斜したフェイスポート(813)が同じ水平面内に収容され得る。傾斜したフェイスポート(813)の角度の変更は、傾斜したフェイスポート(813)をディスポーザブルバッグの表面に封止するバッグ設計の対応する変更を必要とすることに留意されたい。

センシングプローブ支持バー(112)とディスポーザブルバックの表面上の傾斜したフェイスポート(813)との組み合わせは、反応流体内でセンシングプローブ(810)の角度を変更するための2つ以上の事例を提供する。したがって、オペレータは、より効果的に反応流体パラメータを取得し、バイオリアクター容器(110)を個別に制御して、バッチの異なるバイオリアクター容器(110)間の均一性および均質性を達成することができる。

図9は、センシングプローブ(914)の2列(940、942)を備えるディスポーザブルバッグ(913)を収納するためのバイオリアクター容器(910)を備えるシステム(950)を提供する本発明の一実施形態を示している。センシングプローブは、たとえば図8に関連して上で説明されているようなタイプの様々なポートを通してディスポーザブルバッグ(913)内に挿入され得る。バイオリアクター容器(910)は、バイオリアクター容器(910)内で特定の所定量の流体、たとえば200リットルを処理するようにさらに構成され得る。さらに、センシングプローブの複数の列を設けることによって、その反応室に設けられた様々な異なるサイズの開口部を有するバイオリアクター容器内で最適な測定が行われ得る。

図9の実施形態では、バイオリアクター容器(910)は、プローブ支持バーアセンブリ(900)が作動されるときにその中で枢動することができるセンシングプローブ(914)の2つの列(940、942)を収容するように構成される。プローブ支持バーアセンブリ(900)は、たとえば、図1から図7に関連して上で説明されているものを含む、様々な機構およびコンポーネントを組み込み得る。他のプローブ支持バーアセンブリの配置構成も提供され得る。様々な実施形態において、合計12個のセンシングプローブ(914)が提供され、図9の実施形態では、6個のプローブ(914)が下側の列(942)に設けられ、さらに6個のプローブ(914)が上側の列(940)に設けられている。

プローブ支持バーアセンブリ(900)は、作動機構に接続されている支持フレーム(912)を備える。支持フレーム(912)は、一対の実質的に垂直に配向されたエンドピース(924、925)によって離間された2つの実質的に平行な水平に配向されたプローブ支持バー(922、923)を備える。下側支持バー(922)は、下側の列(942)のプローブ(914)を移動するように構成され、上側支持バー(923)は、上側の列(940)のプローブ(914)を移動するように構成されている。いくつかの実施形態において、プローブ(914)のうちの1つまたは複数は、支持バー(922、923)のそれぞれに接続され得る。様々な実施形態において、プローブ(914)のうちの1つまたは複数は、その近位端においてそれぞれの支持バー(922、923)によってのみ支持されてよく、支持バーアセンブリ(900)が下がることで、バイオリアクター容器(910)内のそのようなプローブ(914)の遠位端が重力の影響下で上方に移動することができる。

プローブ支持バーアセンブリ(900)の作動は、したがって、ディスポーザブルバッグ(913)内のプローブ(914)の相対的な位置/角度を変更するために使用することができる。これは、必要な場合に、バイオリアクター容器(910)内の少量の内容物が分析できるという利点を有する。プローブの角度を制御することによって、プローブ(914)の遠位先端部に付着する気泡の数、およびプローブ(914)によって取られる読み取り値に他の何らかの形で影響を及ぼし得る気泡の数が低減されるか、または実質的に排除され得るというさらなる利点を有する。

図10Aは、センシングプローブ(1014)の3列(1038、1040、1042)を備えるディスポーザブルバッグ(1013)を収納するためのバイオリアクター容器(1010)を備えるシステム(1050)を提供する本発明の一実施形態を示している。センシングプローブは、たとえば図8に関連して上で説明されているようなタイプの様々なポートを通してディスポーザブルバッグ(1013)内に挿入され得る。バイオリアクター容器(1010)は、バイオリアクター容器(1010)内で特定の所定量の流体、たとえば50リットルを処理するようにさらに構成され得る。

図10Aの実施形態では、バイオリアクター容器(1010)は、プローブ支持バーアセンブリ(1000)が作動されるときにその中で枢動することができるセンシングプローブ(1014)の3つの列(1038、1040、1042)を収容するように構成される。プローブ支持バーアセンブリ(1000)は、たとえば、図1から図7に関連して上で説明されているものを含む、様々な機構およびコンポーネントを組み込み得る。他のプローブ支持バーアセンブリの配置構成も提供され得る。この実施形態では、合計12個のセンシングプローブ(1014)が設けられており、4個のプローブ(1014)が下側の列(1042)に設けられ、4個のプローブ(1014)が中央の列(1038)に設けられ、さらに4個のプローブ(1014)が上側の列(1040)に設けられている。

プローブ支持バーアセンブリ(1000)は、作動機構に接続されている支持フレーム(1012)を備える。支持フレーム(1012)は、一対の実質的に垂直に配向されたエンドピース(1024、1025)によって離間された3つの実質的に平行な水平に配向されたプローブ支持バー(1021、1022、1023)を備える。下側支持バー(1022)は、下側の列(1042)のプローブ(1014)を移動するように構成され、中央支持バー(1021)は、中央の列(1038)のプローブ(1014)を移動するように構成され、上側支持バー(1023)は、上側の列(1040)のプローブ(1014)を移動するように構成されている。

いくつかの実施形態において、プローブ(1014)のうちの1つまたは複数は、支持バー(1021、1022、1023)のそれぞれに接続され得る。様々な実施形態において、プローブ(1014)のうちの1つまたは複数は、その近位端においてそれぞれの支持バー(1021、1022、1023)によってのみ支持されてよく、支持バーアセンブリ(1000)が下がることで、バイオリアクター容器(1010)内のプローブ(1014)の遠位端が重力の影響下で上方に移動することができる。

プローブ支持バーアセンブリ(1000)の作動は、したがって、ディスポーザブルバッグ(1013)内のプローブ(1014)の相対的な位置/角度を変更するために使用することができる。したがって、これは、本明細書において説明されているような様々な利点を提供し得る。

図10Bは、さらに明確にするために、システム(1050)から分離されたプローブ支持バーアセンブリ(1000)および支持フレーム(1012)を示している。より具体的には、図10Bは、エンドピース(1024、1025)が、複数のそれぞれの解放可能なカップリング(1026)を使用して一緒に結合することができるそれぞれの支持セクション(1027、1028、1029、1030)から形成されることを例示している。また、当業者にとっては、このようなモジュール設計が任意の特定の用途に必要な数の追加のプローブ支持バーを追加することを可能にするために使用され得ることは明らかであろう。

図10Cは、図10Bの支持フレーム(1012)で使用され得る一般的なタイプの解放可能なカップリング(1026)を示している。解放可能なカップリング(1026)は、コネクタピース(1036)に少なくとも部分的に収納されているネジ山付きノブ(1032)を備える。コネクタピース(1036)は、支持セクション(1028)およびプローブ支持バー(1021)のC字形端部を収納するためのそれぞれの陥凹部を備える。プローブ支持バー(1021)は、たとえば、それにクリップすることによって、コネクタピース(1036)に接続される。

支持フレーム(1012)を組み立てる際に、C字形端部は、ネジ山付きノブ(1032)のシャフトを実質的に取り囲むようにコネクタピース(1036)内の空洞に挿入される。次いで、ネジ山付きノブ(1032)は、その段部(1033)が支持セクション(1028)のC字形端部をコネクタピース(1036)と摩擦係合するまで回される。

図10Dは、係止位置にある図10Cの解放可能なカップリング(1026)の断面を示している。これは、段部(1033)が支持セクション(1028)のC字形端部を圧迫するようにユーザがネジ山付きノブ(1032)を締め付けるときに生じる。

図10Eは、ネジ山付きノブ(1032)が回されてコネクタピース(1036)から離れる開位置にある図10Cの解放可能なカップリング(1026)の断面を示している。ネジ山付きノブ(1032)は、環状ストッパー(1034)を用いてコネクタピース(1036)から抜けることを防止される。

解放可能なカップリングは特定の実施形態に関連して説明されているが、当業者であれば、解放可能なカップリングの様々な代替的形態が提供され得ることを認識するであろう。たとえば、バネ仕掛けのプルツーリリースカップリングを使用する簡易脱着機構を組み込んだ様々な実施形態が提供され得る。

本明細書において説明されている主題の開示された実施形態は、図面に示され、いくつかの例示的な実施形態に関連して具体的に、詳細に上で説明されているが、新規の教示、本明細書に記載されている原理および概念、ならびに付属の請求項に記載されている主題の利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正、変更、および省略が可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、開示されている革新技術の適切な範囲は、そのような修正、変更、および省略をすべて包含するように付属の請求項の最も広い解釈によってのみ決定されるべきである。それに加えて、任意のプロセスまたは方法ステップの順番または順序は、代替的実施形態により変更されるか、または順序変更されてもよい。

100 プローブ角度調整システム
110 バイオリアクター容器
111 マウンティングブラケット
112 プローブ支持バー
113 ディスポーザブルバッグ
114 センシングプローブ
200 プローブ支持バーアセンブリ
210 プローブ支持バー
211 プローブバー脚部
212 溝
213 リニアブッシュホルダー
214 ミニインデックスプランジャーまたはピン
215 穴
300 プローブ支持バーアセンブリ
310 固定アセンブリ
311 リニアシャフトホルダー
312 溝
313 リニアロッド
320 移動アセンブリ
321 プローブバー脚部
322 リニアブッシュホルダー
323 プローブ支持バー
324 インデックスプランジャー
325 フランジリニアブッシュ
400 プローブ支持バーアセンブリ
410 センシングプローブ
411 プローブ支持バー
412 バイオリアクター容器
500 プローブ支持バーアセンブリ
510 ハンドル
511 センシングプローブ
512 プローブ支持バー
600 プローブ支持バーアセンブリ
610 プローブ支持バー
611 センシングプローブ
612 バイオリアクター容器
700 プローブ支持バーアセンブリ
710 プローブ支持バー、プローブバー脚部、プローブ支持脚部
712 センシングプローブ
713 バネ
714 バネホルダー
715 ストッパープレート
716 カラー
717 ラッチレバー
718 円形溝
800 配置構成
810 センシングプローブ
811 ディスポーザブルバッグ
812 インペラーまたは撹拌器
813 傾斜したフェイスポート
900 プローブ支持バーアセンブリ
910 バイオリアクター容器
912 支持フレーム
913 ディスポーザブルバッグ
914 センシングプローブ
922 下側支持バー
923 上側支持バー
924、925 エンドピース
940 上側の列
942 下側の列
950 システム
1000 プローブ支持バーアセンブリ
1010 バイオリアクター容器
1012 支持フレーム
1013 ディスポーザブルバッグ
1014 センシングプローブ
1021 中央支持バー
1022 下側支持バー
1023 上側支持バー
1024、1025 エンドピース
1026 カップリング
1027、1028、1029、1030 支持セクション
1032 ネジ山付きノブ
1033 段部
1034 環状ストッパー
1036 コネクタピース
1038 中央の列
1040 上側の列
1042 下側の列
1050 システム

Claims

システム(100)であって、
反応室(113)を備えるリアクター容器(110)であって、前記反応室(113)は、少なくとも1つの開口部(111)を有する、リアクター容器(110)と、
前記リアクター容器(110)に装着されているプローブ支持バーアセンブリ(200、300)およびプローブ支持バー(112)に装着されている少なくとも1つのセンシングプローブ(114)と、
を備え、前記少なくとも1つのセンシングプローブ(114)は、前記反応室(113)の前記開口部(111)を通過し、前記プローブ支持バーアセンブリ(200、300)の移動は、少なくとも1つのセンシングプローブ(114)の傾斜角度を変化させる、システム(100)。
前記プローブ支持バーアセンブリ(200、300)は、前記移動をもたらすように高さ調整可能である請求項1に記載のシステム(100)。
前記プローブ支持バーアセンブリ(200、300)は、
1つまたは複数のプローブ支持脚部(211、321)に装着されているプローブ支持バー(210、323)を備える移動可能部分(320)と、
複数の溝(312)と係合可能であるインデックスプランジャー(324)を有するリニアブッシュホルダー(213、322)と、
を備え、
リニアブッシュホルダー(213、322)と摺動可能に係合する1つまたは複数のリニアロッド(313)およびインデックスプランジャー(324)を保持するための複数の溝(312)を有するリニアシャフトホルダー(311)を備える固定部分(310)をさらに備え、高さ調整は、前記リニアシャフトホルダー(311)と前記リニアブッシュホルダー(213、322)との間の相対的移動によって行われる請求項1または2に記載のシステム(100)。
前記インデックスプランジャー(324)は、前記リニアシャフトホルダー(311)から係脱し、前記リニアシャフトホルダー(311)は、ディスポーザブルバッグ(113)の装着時に下に移動される請求項3に記載のシステム(100)。
プローブバー脚部(211、321)は、陥凹部(212)およびピン(214)によって前記リニアブッシュホルダー(213、322)内に固定されている請求項3または4に記載のシステム(100)。
前記プローブ支持バーアセンブリ(200、300)は、バネホルダー(714)内に装着され、ストッパープレート(715)の下に位置決めされているバネ(713)を備え、プローブバー脚部(710)は、前記ストッパープレート(715)およびカラー(716)に装着され、ラッチレバー(717)が前記プローブバー脚部(710)を取り囲むように前記ストッパープレート(715)の周りに位置決めされている請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム(100)。
前記反応室(110)の前記開口部(111)は、前記反応室(110)の表面に直角である請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム(100)。
前記反応室(811)の前記開口部(813)は、前記反応室(811)の表面に対して傾斜している請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(100)。
前記反応室(811)の傾斜した開口部(813)は、センシングプローブ(810)のセンシング端を前記反応室(811)内のより低い高さに挿入する請求項8に記載のシステム(100)。
前記反応室は、ディスポーザブルバッグ(113)を備える請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム(100)。
それぞれの列(940、942、1038、1040、1042)に設けられた複数のセンシングプローブ(914、1014)と、
前記それぞれの列(940、942、1038、1040、1042)に設けられた前記センシングプローブ(914、1014)のそれぞれを移動するように構成されている複数のプローブ支持バー(922、923、1021、1022、1023)と、
を備える請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム(100)。
センシングプローブ(114)の傾斜を調整する方法であって、
前記センシングプローブ(114)をプローブ支持バー(112)に装着するステップと、
前記プローブ支持バー(112)を係止位置から可動位置に解放するステップと、
前記プローブ支持バー(112)を移動し、それによって前記センシングプローブ(114)の前記傾斜を異なる角度に調整し、前記プローブ支持バーを前記異なる角度に係止するステップと、
を含む方法。
開口部(111)を有する反応室(113)をリアクター容器(110)の内側に装着するステップと、
溝(312)およびリニアロッド(313)を有するリニアシャフトホルダー(311)を前記リアクター容器(110)に固定するステップと、
インデックスプランジャー(324)を有するリニアブッシュホルダー(213、322)を前記リニアシャフトホルダー(311)に装着するステップであって、前記インデックスプランジャー(324)は、前記リニアシャフトホルダー(311)の前記溝(312)内に係合される、ステップと、
プローブバー脚部(211、321)を前記リニアブッシュホルダー(213、322)に装着するステップと、
少なくとも1つのセンシングプローブ(114)を前記プローブ支持バー(112)に位置決めし、前記センシングプローブ(114)を前記反応室(113)の前記開口部(111)の内側に通すステップと、
により、角度調整可能プローブ支持アセンブリ(200、300)をリアクター容器(110)に取り付けるステップをさらに含む請求項12に記載の方法。
前記プローブ支持バー(112)を係止位置から可動位置に解放するステップは、
インデックスプランジャー(324)を溝(312)から解放するステップと、
リニアブッシュホルダー(213、322)を上または下に移動してプローブ支持バー(112)の位置を調整するステップと、
を含む請求項12または13に記載の方法。
開口部(111)を有する反応室(113)をリアクター容器(110)の内側に装着するステップと、
バネ(713)およびラッチレバー(717)アセンブリを前記リアクター容器(110)に装着するステップと、
プローブバー脚部(710)を前記バネ(713)およびラッチレバー(717)アセンブリに装着するステップであって、前記ラッチレバー(717)は、前記プローブバー脚部(710)の表面の溝(718)内に係合する、ステップと、
により、角度調整可能プローブ支持アセンブリ(200、300)をリアクター容器(110)に取り付けるステップをさらに含む請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
前記プローブ支持バー(710)を係止位置から可動位置に解放するステップは、ラッチレバー(717)をプローブバー脚部(710)の表面の溝(718)から解放するステップを含む請求項12から15のいずれか一項に記載の方法。
プローブ支持バー(112)の移動により、前記プローブ支持バー(112)に装着されている複数の前記センシングプローブ(114)の傾斜角度を同時に変更する請求項12から16のいずれか一項に記載の方法。
反応室(811)の表面に傾斜した開口部(813)を設けるステップと、
センシングプローブ(810)を前記反応室(811)内のより低い高さに挿入するステップと、
をさらに含む請求項12から17のいずれか一項に記載の方法。