包括生物反應器的生物技術裝置、用於生物反應器的排出氣體溫度控制裝置以及用於處...的製作方法

2023-05-30 16:47:21 2

包括生物反應器的生物技術裝置、用於生物反應器的排出氣體溫度控制裝置以及用於處 ...的製作方法
【專利摘要】本發明涉及生物技術裝置的領域，尤其涉及一種包括生物反應器的生物技術裝置、排出氣體溫度控制裝置以及處理排出氣流的方法。本發明還涉及一種用於一次性生物反應器(V)的無菌的一次性流體導管的連接裝置(720)以及一種用於處理流體流的方法。可重複使用的連接裝置包括：插座(721)，其中流體導管(701)的一部分能夠被可分離地設置；以及聯接構件(712)，將連接裝置連接到溫度控制裝置(700)，該插座具有接觸表面(723)，該接觸表面設置為使得接觸表面鄰接設置在插座中的流體導管，並且其中流體導管的一部分能夠沿與連接裝置的縱軸線大體上正交地延伸的方向被引入到插座中。
【專利說明】包括生物反應器的生物技術裝置、用於生物反應器的排出氣體溫度控制裝置以及用於處理生物技術裝置中的排出氣流的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物技術裝置的領域，尤其涉及一種包括生物反應器的生物技術裝置、用於生物反應器的排出氣體溫度控制裝置以及用於處理生物技術裝置中的排出氣流的方法。
[0002]本發明還涉及一種可重複使用的連接裝置，所述連接裝置用於一次性生物反應器的無菌一次性流體導管，尤其用於無菌一次性排出氣體管，並且涉及一種可重複使用的溫度控制裝置，所述溫度控制裝置用於控制一次性生物反應器的無菌一次性流體導管的溫度，生物技術裝置包括具有無菌一次性流體導管的一次性生物反應器以及用於處理生物技術裝置中的流體流的方法。
【背景技術】
[0003]生物反應器，也稱為發酵器，是生物技術裝置的一部分。它們具有封閉的反應室，其中真核細胞或原核細胞在被限定和控制為儘可能最佳的條件下進行培養。利用生物體需要的邊界條件以及藉助於該過程需要首要和次要物質來研究、優化和執行物質的轉化，其主要是通過處理工程而自動操作和控制。
[0004]生物技術培養在為了生物體和為了實現轉化而優化的條件下進行。對於所使用的大比例的細胞類型，該過程發生在37°C，在該溫度下，每公斤乾燥的空氣能夠吸收大約40克的水。這意味著當培養物被 施放微生物需要的氣體組合物時，水連續地離開系統。為了抵消該效果，排出氣流通過設有溫度控制裝置的排出氣體導管引導，該溫度控制裝置使排出氣體導管的表面冷卻，於是使氣流冷卻，例如，冷卻到約4°C與約10°C之間的溫度。藉助該裝置，排出氣流被顯著地冷卻下來。排出氣體導管的表面上的溫度下降到露點以下。作為該測量的結果，排出氣流中去除的水在排出氣體冷卻器的壁上冷凝，並且返回到培養介質中。
[0005]當在細胞培養【技術領域】中使用這樣的生物反應器時，培養時間從幾天到幾個星期都是常見的。施放氣體的速率還是顯著低於微生物應用中的。基於該原因，還需要加熱排出氣流，以防止從排出氣體導管連接到下遊的無菌過濾器發生阻塞。
[0006]藉助溫度控制裝置控制溫度通常利用溫度控制流體來完成。該流體被限制在單獨的單元中。如果自來水的溫度被充分地控制，則自來水也可用作替代流體。
[0007]當使用製冷劑和單獨的單元時，需要複雜的連接技術。環境與連接器單元的不同溫度會導致很多溫度差，這就是為什麼能夠觀察到在供應和排放管道上會形成堅固的冷凝物。
[0008]在「臺式規模(benchtop scale)」(實驗室規模，laboratory scale)上實施的典型的生物技術方法中，經常使用玻璃反應容器。這樣能設計出耐高壓加熱的生物反應器，其中玻璃反應容器能夠在壓熱器中以單件的形式被蒸汽滅菌。於是，在這樣的情況下，有必要在高壓滅菌之前使反應容器與控制單元全部脫離連接。所述連接通常採取軟管連接件的形式，諸如夾緊螺釘連接、推入連接器、壓接或者相似的連接形式。因此，生物反應器的這種耐高壓加熱的設計需要連接到生物反應器自身的生物技術裝置的功能性部件都儘可能高效地安裝在反應容器上，並且當高壓滅菌到期時能夠被再次拆除。
[0009]另一種生物反應器的設計採取一次性生物反應器的形式，其中反應容器例如僅在一個培養過程中使用，然而被分配給反應容器的功能性元件(如攪拌器驅動器，或者用於排除廢氣的溫度控制單元)能夠重複使用。在該連接中，也有必要將聯接到生物反應器的生物技術裝置的功能性部件儘可能高效地安裝在反應容器上以及在使用後再次拆除。
[0010]生物反應器(其還經常被稱為發酵器)包圍反應室，在該反應室中，生物過程或生物技術過程能夠在實驗室規模下進行。這樣的過程例如包括在限定的、優選優化的、受控的並且可再生的條件下對細胞、微生物或小型植物進行培養。生物反應器通常具有多個連接器，首要和次 要物質以及各種儀器(如傳感器)能夠經由這些連接器被引入到反應室，或者例如流體導管能夠被連接到這些連接器。流體(尤其是氣體)能夠通過這樣的流體導管(尤其是氣體導管)被供應到反應室或者從反應室去除。根據流體流動的方向，流體導管可稱為供給導管或排放導管。氣體導管例如可稱為氣體供給線路或導管或者放出氣體線路或導管，或者根據氣流的方向稱為氣體排出導管或排放導管。
[0011]不僅在細胞培養的領域中，而且在微生物應用的領域中，生物反應器優選地用在生物反應器系統中，優選地用在平行生物反應器系統中。平行生物反應器系統例如在DE 102011 054 363.5和DE 10 2011 054 365.1中描述。在這樣的生物反應器系統中，多個生物反應器能夠平行地操作並且以更高的精度控制。能夠良好地再生和衡量的高通量試驗能夠在甚至具有小操作容量的單個生物反應器中執行。
[0012]在細胞培養領域，這樣的平行生物反應器系統例如用於基於統計規劃方法(statistical planning method,實驗設計DoE)的過程優化的實驗系列,用於過程擴展，以及用在研究和擴展中，例如用以培養不同的細胞系，諸如中國倉鼠卵巢(CHO)、雜種細胞或NSO細胞系。在本申請的上下文中，用語「細胞培養」具體被理解為在生物體以外的營養介質中對動物或植物細胞進行培養。
[0013]在微生物學的領域，平行生物反應器系統同樣地用於基於統計規劃方法(實驗設計DoE)的過程優化的實驗系列，用於加工工程以及用在研究和擴展中，例如以培養各種微生物，尤其是細菌或菌類，如酵母。
[0014]由於生物反應器在不同的用途之間必須殺菌，優選地通過在壓熱器中蒸汽殺菌，所以實驗室中使用的生物反應器通常由玻璃和/或金屬(尤其是不鏽鋼)製成。殺菌和清潔可重複使用的生物反應器是複雜的過程。消毒和清潔過程受到有效性的限制，並且對每個單獨的生物反應器而言需要準確的記錄。尚未充分殺菌的生物反應器中的殘留物能夠篡改後續過程的結果，或者致使它們無效，並且可導致後續過程的破壞。而且，殺菌過程還可將生物反應器中的單個部件或材料暴露於應力和張力下，並且在一些情況下可能損壞它們。
[0015]一次性生物反應器提供了對可重複使用的生物反應器的替代，並且在拋棄之前僅用於執行一個生物學或生物技術過程。通過為每個過程提供新的一次性生物反應器，並且其在生產過程期間優選地被殺菌，能夠減小(交叉)汙染的風險，同時排除了執行和記錄對之前用過的生物反應器進行無瑕疵的清潔和消毒的需要。一次性生物反應器通常被設計為柔性的容器，例如袋子，或者被設計為具有至少多段是柔性的壁的容器。這樣的生物反應器的示例在 US2011/0003374A1、US2011/0058447AU DE202007005868UU US2011/0058448AUUS2011/0207218A1、W02008/088379A2, US2012/0003733AU W02011/079180A1、US2007/0253288AU US2009/0275121A1 以及 US2010/0028990A1 中描述。尺寸恆定的一次性生物反應器例如從EP2251407A1和US2009/0311776A1中是公知的。
[0016]無菌一次性生物反應器大體包括附接到其上的流體導管，尤其是一個或多個氣體導管，該流體導管同樣地被殺菌並且僅用於單次使用。這樣的一次性流體導管可被具體實施為剛性管或柔性管。在大多數情況下同樣被殺菌並且設置為用於單次使用的無菌過濾器通常設置在一次性流體導管上，優選地設置在未附接到生物反應器的端部。尤其在氣體導管中，無菌過濾器用於過濾通過放出氣體導管流入生物反應器中的氣體，或者經由排出氣體導管流動到生物反應器之外的氣體。
[0017]當在生物過程或生物技術過程中使用生物反應器、例如用以培養各種微生物(尤其是細菌或菌類，如酵母)或者用以培養各種細胞系(諸如中國倉鼠卵巢(CHO)、雜種細胞或NSO細胞系)時，重要的是一次性生物反應器以及它的部件的無菌性不會受到損害。在本申請的上下文中，用語「細胞培養」具體地理解為在生物體以外的營養介質中對動物或植物細胞進行培養。
[0018]這樣的生物過程和生物技術過程通常在生物反應器的反應室中的水狀介質(也稱為液體培養基)中的無菌條件下執行。氣態的流體(例如氮氣、氧氣、二氧化碳的混合物等等)在至少特定培養周期期間被供給到系統，從而使生物過程保持運行、和/或使氣態的流體(諸如甲烷、二氧化碳等等)從系統去除，該系統還可包含由生物過程產生的其他成分。當供應流體時以及當去除流體時，生物反應器的反應室中的無菌條件以及因此生物系統的無菌條件兩者通 常通過將無菌過濾器插入到流體流中而得以保持。被去除的氣態流體一般飽含水蒸汽。水狀培養基的溫度通常高於例如實驗室中的系統環境的溫度。在這樣的情況下，去除的氣態流體當從生物反應器的反應室排放到排出氣體管中時至少被稍微地冷卻。這導致氣體中的一部分水蒸汽冷凝。理想的情況是冷凝物返回到反應室，否則液體培養基中的介質成分的濃度會在加工的過程中增大，這例如能夠導致滲透壓的非期望的增大。另一缺點在於無菌過濾器因形成冷凝物而被阻塞，其結果是氣態流體不再能夠被去除，因此導致排出氣流被阻擋。這會導致向反應室中的氣體供應也被阻擋，因此破壞或終止培養過程。
[0019]因此，在可重複使用的生物反應器中的排出氣體導管中配置冷卻裝置，例如US2012/0103579AU US2010/0170400A1 以及 US2011/0076759A1 中所示。用於一次性生物反應器的排出氣體冷卻裝置例如在W02011/041508A1中提出。
[0020]由於需要維持無菌，具體地，使用冷卻排出氣體的系統還未變成一次性生物反應器中的慣例，然而，這會導致上述的水提取和過濾器阻塞的缺點。在一些現有的技術方案中，嘗試通過加熱排出氣體管的區域中的排出氣體以將排出氣流中的相對的水分降低到使得排出氣體能夠經過無菌過濾器而不產生冷凝物，從而防止無菌過濾器的阻塞。這並沒有解決不能從可返回到培養液的排出氣體中回收冷凝物的缺點。而且，當應用這些技術方案時無菌過濾器仍會發生阻塞。為了增加加工可靠性，經常被使用複雜的一次性無菌過濾器(諸如深層過濾器或膠囊式過濾器)，因此，作為薄膜過濾器的替代，其較為便宜但是易於發生阻塞。然而，這導致一次性生物反應器的成本更高。
[0021 ] 藉助加熱無菌過濾器自身、通過提高無菌過濾器中的溫度以避免或減少冷凝物的形成，還試圖避免無菌過濾器發生阻塞。該方法還具有這樣的缺點:從可返回到培養液的排出氣體不能回收冷凝物，並且該途徑在防止無菌過濾器的阻塞方面不是足夠可靠。
[0022]從專利申請DE102011054364.3中可知具有溫度控制裝置的生物技術裝置。雖然在其中描述的生物技術裝置和同樣在其中描述的溫度控制裝置提供使生物反應器能夠被高壓滅菌的優點，但理想的是，還簡化並改進了無菌的、一次性生物反應器的排出氣體的溫度控制，尤其是關於加工可靠性和能量效率。一次性生物反應器的無菌化和附接到其上的無菌的可拋棄的排出氣體管的無菌化不應由於提供用於控制排出氣體的溫度的裝置而受到不利的影響。
[0023]現有技術的技術方案的另一缺點在於反應室中的溫度能夠通過將流體或氣體(例如冷卻流體)供給到反應室中而被影響或改變，這尤其對溫度敏感的過程會產生負面效果，並且會使控制液體培養基的溫度更加複雜或昂貴。而且，溫度控制會因為(尤其通過冷氣脈衝)將流體或氣體(例如冷卻流體)供給到反應室中而受負面影響。氣體供應或施放導管同樣可安裝有過濾器，由於形成冷凝物，這些過濾器會被阻塞。當供給潮溼氣體或氣體混合物時，例如，當將排出氣體作為供給氣體從上遊過程供給到下遊生物反應器時，理想的是藉助過濾器過濾出氣體成分，過濾器的阻塞對其而言同樣是不利的。

【發明內容】

[0024]本發明的目的是提出用於控制包括生物反應器的生物技術裝置中的排出氣流的溫度的改進的技術，並且其使得操縱和操作這樣的裝置更容易。
[0025]本發明的另一目的在於改進一次性生物反應器的無菌一次性流體導管中的流入或流出的流體(尤其是氣體)的流體溫度控制，尤其是無菌一次性氣體導管中的排出氣體的流體溫度控制，從而防止或減少上述的缺點的一個或多個。本發明的一個目的尤其在於詳述一次性生物反應器的無菌一次性流體導管中的連接裝置，其改進了流體溫度控制(尤其是排出氣體的溫度控制)的過程可靠性和/或能量效率。本發明的又一目的在於提供一種用於一次性生物反應器的無菌一次性流體導管的連接裝置，其便於流體溫度控制的應用。本發明的再一目的在於提供一種用於一次性生物反應器的無菌一次性流體導管的連接裝置，其生產和使用較為便宜。本發明的另一目的在於詳述一種用於處理生物技術裝置中的流體流(尤其是氣流)的適當的方法。
[0026]根據本發明，該目的通過包括根據獨立權利要求1所述的生物反應器的生物技術裝置而實現。根據獨立權利要求10所述的用於生物反應器的排出氣體溫度控制裝置，以及根據獨立權利要求11所述的用於處理包括生物反應器的生物技術裝置中的排出氣流的方法也被具體描述。本發明的有利的實施例在從屬權利要求中進行描述。
[0027]本發明包括生物 技術裝置的概念，該生物技術裝置包括:生物反應器；以及設計和構造在生物反應器上的排出氣體導管，對培養期間在生物反應器的反應器容器中產生的氣體進行去除；和排出氣體溫度控制裝置，設計為無溫度控制流體；以及溫度控制致動器，排出氣體溫度控制裝置被布置為在連接器裝置的幫助下與排出氣體導管可釋放地連接，並且將溫度控制致動器熱聯接到排出氣體導管。
[0028]根據本發明的另一方案，提供用於生物反應器的排出氣體溫度控制裝置，其設計為無溫度控制流體，並且具有以下特徵:溫度控制致動器被設計為無溫度控制流體並且構造成控制生物反應器的排出氣體導管的溫度，並且聯接機構分配給連接器裝置，溫度控制致動器能夠藉助該連接器裝置被可釋放地安裝在排出氣體導管上並且熱聯接到其上。
[0029]本發明還包括一種用於處理包括生物反應器的生物技術裝置中的排出氣流的方法，該方法包括以下步驟:經由排出氣體導管去除培養期間在生物反應器的反應器容器中產生的氣體流，藉助設計為無溫度控制流體的排出氣體溫度控制裝置控制排出氣體導管中的排出氣流的溫度，使得排出氣流至少部分地冷凝，並且當控制排出氣流的溫度時提供形成的冷凝物的至少一部分，用於返回到反應器容器中的培養過程。
[0030]更具體地，本發明提出通過設置無溫度控制流體的溫度控制致動器、在生物反應器的運行期間產生的排出氣流的溫度藉助設計為無溫度控制流體的排出氣體溫度控制裝置而被控制。具體地，生物反應器可以是能夠耐高壓加熱的生物反應器或一次性生物反應器。後者優選地設置為無菌包裝的。然而，所提出的技術還可用在生物反應器的混合式變型的其各種實施例中。
[0031]熱致動器，其也可稱為致動器，藉助連接器裝置熱聯接到排出氣體導管，並且因此熱聯接到在其中輸送的排出氣流，作為其結果，例如形成排出氣體冷卻器。然而，也可以使用溫度控制裝置以供應熱量，例如加熱排出氣流中的過濾器元件。藉助於連接器裝置來聯接或設置排出氣體溫度控制裝置而自動地將溫度控制致動器熱聯接到排出氣體導管。換言之，當排出氣體溫度控制裝置自身並未設置在排出氣體導管上時，溫度控制致動器與排出氣體導管熱分離，當排出氣體溫度控制裝置藉助於連接器裝置可釋放地安裝在排出氣體導管上時，溫度控制致動 器與排出氣體導管之間自動地形成熱聯接。
[0032]設計無溫度控制流體的排出氣體溫度控制裝置對現有技術(其使用流體作為用於控制排出氣體的溫度的手段)具有的優勢在於，用於流體的管道和供給線路能夠被去除。而且當從反應器容器斷開功能性部件時，也不需要連接或斷開管道或連接器，並且在管道和供給線路中也不會形成冷凝物。新的技術無需任何額外的、外部裝置，用以提供和加工溫度控制流體。這還消除了額外的外部裝置的能耗和噪音排放。另一優點在於該方式了防止潛在的洩漏，輸送洩漏能夠導致溫度控制介質溢出，並因此導致對該系統的多個部分的損害。
[0033]所提出的技術的另一優點在於，例如當生物反應器在壓熱器中待處理、或者一次性反應器容器與聯接到其上的功能性部件斷開時，排出氣體溫度控制裝置能夠以簡單的方式與生物反應器分離，因為不需要斷開現有技術中用於溫度控制流體的操作性管理的管道或供給線路。而且，當安裝排出氣體溫度控制裝置時，所提出的連接器裝置將溫度控制致動器自動地熱聯接到排出氣體導管。這還導致當排出氣體溫度控制裝置被去除時，排出氣體導管和溫度控制致動器自動地熱分離。
[0034]當控制排出氣流的溫度時擴大熱能傳輸表面的表面輪廓可形成在排出氣體通道中，在該排出氣體通道中，排出氣流在排出氣體導管中被引導。這樣的表面輪廓還可額外地或替代地使用以導致排出氣流中的湍流，這用來提高當控制排出氣流的溫度時的熱量傳輸。排出氣體溫度控制裝置可具有一個或多個風扇，這些風扇用於改進溫度控制致動器與操作環境之間的熱聯接。操作環境可以例如是周圍的空氣，或者一些其他的無流體的潛在物。
[0035]如果溫度控制導致排出氣流的至少一部分發生冷凝，在本發明的一個變型中可規定排出氣體導管被聯接到流體返回線路，該流體返回線路構造成使得控制溫度時形成的冷凝物至少部分地返回到生物反應器中的培養過程。
[0036]在本發明的一種優選的擴展中，排出氣體溫度控制裝置藉助連接器裝置被機械地聯接到排出氣體導管。機械連接通常能夠以彼此可結合的多種方式設計，包括例如插塞或螺栓連接等。機械聯接例如可藉助於如橡膠等彈性屈服材料、通過產生彈性連接(例如通過使用一個或多個彈性彈簧構件和/或通過使用用於一個或多個聯接部件的彈性裝備)而設置成彈性形式。
[0037]在本發明的一個有利的構造中，排出氣體溫度控制裝置到排出氣體導管的機械聯接是自鎖式的。例如藉助如以下更詳細地描述的壓配合能夠實現自動鎖定，因為壓配合連接還防止任何意外的分離。排出氣體溫度控制裝置與排出氣體導管之間的機械連接的自鎖屬性在溫度控制致動器與排出氣體導管之間同時形成自動熱聯接，結果溫度控制致動器於是熱聯接到排出氣流。
[0038]在本發明的一個有利的實施例中，排出氣體溫度控制裝置的機械聯接藉助推進式連接形成，該推進式連接被具體實施為彼此配合的、所述排出氣體溫度控制裝置和所述排出氣體導管上的互相指定的引導構件，使得當推壓排出氣體溫度控制裝置時，執行排出氣體溫度控制裝置與排出氣體導管之間的直的相對運動。例如，可設置互相接合的引導構件，這些引導構件優選地例如通過使用底切(undercut)而彼此正接合。為了在本發明的本實施例中形成壓配合，彼此接合的引導構件可具有圓錐形或楔形的部分。推壓連接的互相指定的引導構件允許排出氣體溫度控制裝置被推壓到排出氣體導管上，以產生機械聯接，排出氣體導管與溫度控制致動器之間的熱聯接也藉助該機械聯接產生。在一種構造中，排出氣體溫度控制裝置被推壓到排出氣體導管上，使得它沿著排出氣體導管中形成的排出氣流移動。例如，可規定，可以沿生物反應器的軸向去除排出氣體溫度控制裝置，這例如在生物技術裝置中的空間有限時是適當的。在該實施例或其他實施例中，形成機械聯接和熱聯接的連接有益於緊湊的系統設計。
[0039]在本發明的一種擴展中，排出氣體溫度控制裝置到排出氣體導管的機械聯接可藉助壓配合形成，使得排出氣體溫度控制裝置上的以及排出氣體導管上的互相指定的熱能傳輸表面壓靠彼此。在該構造中，排出氣體溫度控制裝置到排出氣體導管上的壓配合藉助機械連接產生，其中排出氣體溫度控制裝置上的以及排出氣體導管上的互相指定的熱交換表面當處於聯接狀態時壓靠彼此，因此提供壓配合連接。
[0040] 在本發明的一種擴展中，溫度控制致動器到排出氣體導管的熱聯接優選地包括支撐表面的配置結構，該配置結構使排出氣體導管上的熱能傳輸表面以及相關的致動器溫度控制表面延伸，使得這些平坦的表面彼此接觸。在一個構造中，排出氣體導管上的支撐表面沿著在其中形成的排出氣體通道延伸。當排出氣體溫度控制裝置被推壓到排出氣體導管上時，兩個互相指定的表面(即排出氣體導管上的支撐表面和致動器上的溫度控制表面)滑動到彼此上，使得重疊面積逐漸增大，直到當排出氣體溫度控制裝置被充分地推動時，達到最佳重疊。以這種方式，在本發明的一個實施例中能夠產生以上描述的壓配合連接的變型。[0041]在本發明的一種有利的變型中，溫度控制致動器可聯接到控制單元，該控制單元構造成當排出氣體溫度控制裝置與排出氣體導管斷開時，使溫度控制致動器自動地停用。溫度控制致動器的自動停用藉助於控制單元實現。溫度控制功能例如通過中斷能量的供應和/或供給到溫度控制致動器的信號而自動地停用。在一種構造中，除溫度控制致動器的自動停用和/或自動的激活之外，生物技術裝置的一個或多個其他功能性部件(諸如產生用於生物反應器的氣流的通風元件和/或部件)可以相同的方式自動地激活/停用。其它功能性部件可聯接到相同的控制單元。還可設置另一控制單元，其用於當排出氣體溫度控制裝置與排出氣體導管斷開時的自動激活/停用。
[0042]在本發明的一種擴展中，控制單元可設計為具有從如下停用機構的組中選擇的至少一個停用機構:光學停用機構、機械停用機構、磁性停用機構和電停用機構。各個機構由適於各個設計的發送-接收傳感器系統形成。傳感器構件，其設置在保持於生物反應器上的排出氣體導管上，優選被動地工作，即尤其是它不需要自己的電源。這樣的傳感器構件的示例是機械停用機構中的永磁體，或 者在光學傳感器的情況下的光反射構件。RFID(射頻識另IJ)技術也可用在這裡，其還允許在排出氣體溫度控制裝置上的RFID晶片中儲存電子可取回信息。當排出氣體溫度控制裝置與排出氣體導管斷開時，單個停用機構、或多個停用機構的任何組合可用於選擇性地實施使溫度控制致動器和其他功能性部件停用的控制單元。相反，所用的機構還可選擇性地導致溫度控制致動器和其他功能性部件的自動激活，尤其使得在排出氣體溫度控制裝置已經附接之後提供溫度控制致動器的溫度控制功能。控制單元可設有光學停用機構，例如，當來自指定的光學發射器的信號不再到達光學接收器時發生停用。作為替代方案或者額外的方案，上述的停用機構的另一個可以相似的方式實施。在磁性停用的情況下，例如可使用霍爾傳感器，其中永磁體例如被設置為排出氣體導管上的傳感器。
[0043]在本發明的一個優選的擴展中，溫度控制致動器具有至少一個珀爾帖元件(Peltier element)。在該實施例或其他實施例中,排出氣體溫度控制裝置可設有一個或多個散熱器和/或至少一個風扇組件，因此支撐溫度控制功能的優化的構造。
[0044]與排出氣體溫度控制裝置以及用於處理排出氣流的方法相結合，以上描述因此與有利的構造和變型相關地應用。
[0045]根據本發明的另一方案，這些目的通過用於一次性生物反應器的無菌的、一次性流體導管的可重複使用的連接裝置而實現，該連接裝置包括:插座，流體導管的一部分被可分離地布置在該插座中；以及聯接構件，具有用於將連接裝置連接到溫度控制裝置的聯接面，其中該插座具有接觸表面，該接觸表面被設置和調整為使得接觸表面鄰接布置在插座中的流體導管的一部分，並且其中流體導管的一部分能夠沿大體上與連接裝置的縱軸正交地延伸的方向被引入到插座中。
[0046]尤其優選的是用於一次性生物反應器的無菌的、一次性氣體導管的可重複使用的連接裝置，其包括:插座，氣體導管的一部分被可分離地設置在該插座中；以及聯接構件，具有用於將連接裝置連接到溫度控制裝置的聯接面，其中該插座具有接觸表面，該接觸表面被設置和調整為使得接觸表面鄰接布置在插座中的氣體導管的一部分，並且其中氣體導管的一部分能夠沿大體上與連接裝置的縱軸正交地延伸的方向被引入到插座中。
[0047]在當前的描述中，本發明的實施例和優點被描述為尤其用於氣體傳導，並且還尤其用於排出氣體傳導。然而，實施例和優點還可實現為用於具有不同的流動方向的氣體導管，還尤其用於放出氣體或供給氣體導管。在此描述的實施例和優點通常還可實現為用於流體導管。
[0048]本發明的實施例和優點同樣具體地參照藉助溫度控制裝置來控制排出氣流的溫度來描述。在此，各個實施例和優點也還可關於流體的溫度控制來實現，而不管它們的流動方向。
[0049]本發明基於其能夠避免危害一次性生物反應器和連接到其上的氣體導管的無菌狀態，並且通過使用具有連接到其上的無菌的、一次性氣體導管的現有技術的一次性生物反應器，以及通過在其上設置根據本發明的可重複使用的連接裝置，而獲得用於控制氣體溫度的便宜的技術方案。因此，它能夠使用現有的一次性生物反應器，不會藉助特殊的裝置而增加它們的生產成本。同時，本發明的連接裝置的可重複使用性使氣體溫度控制的成本較低。
[0050]為了實現這些，連接裝置設有插座，氣體導管的一部分、尤其是排出氣體管的一部分能夠可分離地設置在其中。氣體導管、尤其是排出氣體管與連接裝置之間大體上與連接裝置的縱軸線正交地執行相對運動，即，氣體導管能夠大體上沿徑向(相對於直的導管的導管軸線)被插入到插座中。連接裝置的縱軸線在此被理解為沿連接裝置延伸程度最大的方向延伸的軸線。當導管是直的時，連接裝置的縱軸線優選地與氣體導管的導管軸線相同或平行。
[0051]氣體導管和連接裝置因此以簡單的方式被連接和斷開。具有插座的連接裝置優選地沿大體上與插座的延伸部正交的方向、被逐漸地附接到氣體導管以及與氣體導管分離。這是尤其有利的，因為這樣的布置以特別簡單的方式確保氣體導管不必從一次性生物反應器拆除，以及不需要從氣體導管拆除無菌過濾器，因此確保系統保持它的無菌性。一旦已經設置無菌一次性生物反應器，根據本發明的連接裝置因此能夠設置在無菌一次性排出氣體管上，使得該過程能夠通過將氣體導管的一部分插入到連接裝置的插座中、或通過使具有插座的連接裝置附接到氣體導管來執行。當該過程已經完成時，並且在一次性生物反應器被設置之前，連接裝置能夠再次從氣體導管被去除，並且可用於再使用。一次性氣體導管或一次性生物反應器的無菌性不受可分離地附接到它們的連接裝置的危害。
[0052]流體導管、尤其是氣體導管例如可被具體實施為柔性管或尺寸恆定的管。
[0053]在如柔性管的一個實施例中，尤其優選的是，連接裝置被具體實施為尺寸恆定的形式。當氣體導管被具體實施為管時，優選的是，連接裝置(尤其是插座和接觸表面)由可變形的(並且優選地彈性可變形的)材料製成。該組合允許氣體導管和連接裝置以有利的簡單方式被連接和斷開，而且上述組合中的氣體導管和/或連接裝置允許一定程度的不可變形性，其於是允許壓配合或夾緊配合，例如用以容易地形成或釋放。
[0054]連接裝置還具有聯接構件，連接裝置能夠藉助該聯接構件被附接到溫度控制裝置。藉助這樣的溫度控制裝置，能夠控制氣體導管中的溫度，並且因此還控制在氣體導管中流動的氣流。與氣體導管被可分離地設置在插座中相比，聯接構件與溫度控制裝置之間的連接是可分離 的或固定的。聯接構件與氣體溫度控制裝置之間的連接優選地是熱聯接連接，從而確保連接裝置與溫度控制裝置之間良好的熱導率。聯接構件具有聯接面，該聯接面優選地是平面的並且能夠與溫度控制裝置的溫度控制表面進行平面接觸。[0055]連接裝置的插座具有接觸表面，該接觸表面鄰接設置在插座中的氣體導管的一部分的外表面。在插座的剖視圖中，接觸表面優選地形成大體上弓形的接觸區段。接觸表面優選地產生於弓形輪廓的接觸區段和沿縱軸線的方向的插座的縱向延伸部。截面中的插座的接觸區段的半徑優選地適合於氣體導管的半徑，從而允許氣體導管的外表面上的對應的面積與接觸表面之間的接觸。接觸表面優選地在其整個表面上抵靠氣體導管的外表面的相應區域。在整個表面上的這樣的接觸允許連接裝置與氣體導管之間良好的熱量傳輸。這對於有效率地傳遞連接到聯接構件、氣體導管以及在其中流動的氣流的氣體溫度控制裝置的溫度控制能力(尤其是冷卻能力)是有利的。
[0056]連接裝置還具有的優點是，它使設置在插座中的氣體導管的部分穩固，因此防止氣體導管發生紐結，尤其是當後者被具體實施為柔性管時。這種穩定性尤其當它沿各個方向執行時還可在氣體導管中形成的冷凝物的重力下促進回流到一次性生物反應器中。
[0057]根據本發明的連接裝置的另一優點在於它將一次性生物反應器的應用範圍擴大到無菌應用，其中，必須從排出氣體有效地回收流體。
[0058]尤其優選的是，根據本發明的連接裝置與諸如 申請人:的名為「Single-usebioreactor and head plate, and a process of manufacturing same，， 的申 請EP12172304.3中描述的一次性生物反應器一起使用。
[0059]該插座可具有第一和第二部分，這兩個部分被設計為沿大體上與連接裝置的縱軸線正交地延伸的方向結合在一起，並且容納插座中的流體導管，尤其是氣體導管的一部分。也在該實施例中，氣體導管沿相對於氣體導管的軸線大體上徑向地設置在插座中，結果，系統的無菌性以有利的方式、尤其是通過避免氣體導管和無菌過濾器的任何分離、或者氣體導管與一次性生物反應器的任何分離而被同樣地維持。 [0060]在一個優選的實施例中，插座被設計為使得流體導管的一部分、尤其是氣體導管的一部分能夠被夾持地保持在其中和/或通過形成鎖定效果而保持在其中。特別好的熱聯接、並且因此特別好的熱傳遞能夠由於在插座與流體或氣體導管之間形成的這些配件而實現。
[0061]尤其優選的是，柔性管當插入到插座中時可彈性地變形，並且當變形的管在插座中恢復它的形狀時，管的外表面的各個區域與插座的接觸表面發生接觸。
[0062]替代的優選實施例是，其中當連接裝置的插座附接到尺寸恆定的管時，插座彈性地變形，並且插座的接觸表面圍繞管的外表面上的各個區域纏繞它自身。
[0063]尤其優選的是，連接裝置由具有高熱導率的材料製成，或者包括這樣的材料。優選熱導率λ大於10W/(m*K)。尤其優選熱導率λ大於15W/(m*K)，尤其是大於25W/(m*K)、大於 50W/ (m*K)、大於 75W/ (m*K)、大於 IOOW/ (m*K)、大於 150W/ (m*K)或者大於 200W/ (m*K)的熱導率。尤其優選的是，連接裝置由鋁製成或者包括鋁。用於連接裝置的其他優選的材料是如不鏽鋼等金屬，或者具有高熱導率的其他材料。也可使用包括塑料基質以及嵌入其中的高導熱材料的複合材料，例如當連接裝置優選地是彈性可變形時尤其如此。
[0064]還優選的是，連接裝置具有縱向延伸部，該縱向延伸部比流體導管到一次性生物反應器的連接部與到布置在流體導管上的無菌過濾器的連接部之間的流體導管的延伸部短。更具體地，優選的是，連接裝置具有縱向延伸部，該縱向延伸部比氣體導管到一次性生物反應器的連接部與到布置在氣體導管上的無菌過濾器的連接部之間的氣體導管的延伸部短。
[0065]以這種方式，能夠確保連接裝置不比可用於連接目的的氣體導管的部分長。然而，還優選地是，連接裝置的縱向延伸部相當於氣體導管的在它到一次性生物反應器與到無菌過濾器的各個連接部之間的長度的大部分，因為它能夠以這種方式增大可用於熱傳遞的接觸表面。
[0066]插座和接觸表面優選地具有相同的縱向延伸部，也就是說，優選地插座的橫截面中的大體上弓形的接觸區段優選在插座的整個長度上實施。
[0067]還優選的是，連接裝置具有連接區段，連接裝置能夠藉助該連接區段可分離地附接到一次性生物反應器的連接構件。該附接優選是可分離的插塞連接，連接裝置的連接區段優選地可插入到一次性生物反應器的各自的連接構件中。連接構件例如可設置在一次性生物反應器的頂板上。
[0068]通過經由連接區段將連接裝置連接到一次性生物反應器的連接構件，具有可分離地放置在其中的氣體導管(尤其是柔性管)的連接裝置優選地在使其更容易在氣體導管中形成冷凝物的位置處可以是穩定的，用以在重力作用下回流到一次性生物反應器的反應室中。
[0069]連接裝置優選地還具有隔熱構件，其可分離地連接到連接裝置。該隔熱構件用於使氣體導管隔熱，並且如果可適用的話，使圍繞所述氣體導管的連接裝置隔熱。使氣流隔熱具體地用來防止或減 少在氣體導管或連接裝置的外部上形成冷凝物。
[0070]隔熱構件優選地可通過形成鎖定效果和/或通過夾持而連接到氣體導管和/或連接裝置的一部分。隔熱構件優選地可分離地附接到氣體導管和/或連接裝置並且被設計為可重複使用。連接可由隔熱構件形成，該隔熱構件至少在一定範圍內是彈性可變形的，並且通過相應的變形(例如變寬)被設置在氣體導管和/或連接裝置的一部分上，並且當彈性可變性構件恢復到它的初始形狀時實現夾持連接和/或成形鎖定連接。
[0071]隔熱構件可被具體實施成兩個部分，這兩個部分優選地沿大體上與隔熱構件的縱軸線正交的方向結合在一起，該隔熱構件優選地與連接裝置的縱軸線相同或平行，因此圍繞氣體導管的一部分和/或連接裝置的一部分。
[0072]隔熱構件優選包括具有低熱導率的材料，如泡沫聚合物，或者由上述材料構成，並且上述材料優選嵌入隔離空腔。
[0073]根據本發明的另一方案，本發明的目的是通過控制一次性生物反應器的無菌一次性流體導管、尤其是無菌一次性氣體導管的溫度的可重複使用的溫度控制裝置來實現的，該溫度控制裝置包括溫度控制致動器，該溫度控制致動器並不包含任何溫度控制流體，並且其特徵在於，如之前描述的連接裝置用於將溫度控制裝置連接到一次性生物反應器的流體導管，尤其是氣體導管。
[0074]尤其優選的是，溫度控制致動器能夠優選地以熱聯接方式安裝在連接裝置的聯接構件上。另一尤其優選的實施例是，其中溫度控制致動器能夠可分離地安裝在連接裝置的聯接構件上。例如，這樣的可分離的連接可以是形狀鎖定和/或力鎖定連接，並且可被具體實施為插塞連接、搭扣連接、螺紋連接或滑動連接。作為替代，溫度控制致動器可被連接到聯接構件，使得用戶不能夠拆除它。這可實施為溫度控制致動器與連接裝置之間的不能分離的、一體的連接，或者通過某個其他的、基本上可分離的連接實現，然而，當該裝置以有意的方式使用時，上述連接對於用戶來說是不可進入或分離的。
[0075]在一個優選的實施例中，溫度控制裝置的特徵在於，用於控制一次性生物反應器的無菌過濾器的溫度、尤其是用於加熱一次性生物反應器的無菌過濾器的至少一個熱傳遞構件的溫度，其中至少一個熱傳遞構件熱電偶地連接到溫度控制致動器。尤其優選地是，將來自溫度控制致動器的廢熱用於加熱至少一個熱傳遞構件。
[0076]這具有的優點是，當排出氣體被冷卻以重新獲得冷凝物時產生的廢熱不會被簡單地消耗掉，而是用於加熱無菌過濾器。加工可靠性也能夠通過該組合提高，因為排出氣體的冷卻不僅導致冷凝物形成，因此減少排出氣體的水分含量，而且防止由於無菌過濾器被同時加熱導致的保留在排出氣體中的水蒸汽阻擋無菌過濾器。以該方式同時形成節能的技術方案，其中因冷卻過程產生的廢熱用於加熱熱傳遞構件。熱傳遞構件和溫度控制致動器(優選地溫度控制致動器的暖側)優選地經由導熱的熱傳遞本體(該熱傳遞本體也可稱為散熱器)被熱聯接，因為它的主要功能是引導廢熱離開溫度控制致動器。散熱器可以是將溫度控制致動器連接到熱傳遞構件的延續的部件。
[0077]在另一優選的實施例中，溫度控制裝置的特徵在於第二熱傳遞構件，用於控制一次性生物反應器的無菌過濾器的溫度，尤其是用於加熱一次性生物反應器的無菌過濾器，第二熱傳遞構件熱電偶地連接到溫度控制致動器，第一和第二熱傳遞構件優選地被調整和設置為使得它們能夠至少部分地圍繞無菌過濾器。
[0078]尤其優選地是，將來自溫度控制致動器的廢熱用於加熱第二熱傳遞構件。
[0079]該構造不僅提高加工可靠性而且還提高能量效率。優選地在無菌過濾器的兩個不同側上的兩個熱傳遞構件的布置導致無菌過濾器被改進地、更均勻地加熱。
[0080] 第一和/或第二熱傳遞構件優選地可具體實施為板形的形式，如果必要，具有用於使氣體導管經過的槽。而且第一和/或第二熱傳遞構件優選地在它們的面向無菌過濾器的各側上包括凹口，用於容納無菌過濾器的至少一部分，其中凹口優選地形成為對被容納在其中的無菌過濾器的部分的配對物。這具有的優點在於實現了第一和/或第二熱傳遞構件與無菌過濾器的更好的成形鎖定效果，並且因此能夠實現更好的熱傳遞。
[0081]還優選的是，第一和/或第二熱傳遞構件關於水平軸線樞轉地安裝，從而使其更容易地圍繞並釋放無菌過濾器。第一和/或第二熱傳遞構件的該可樞轉的安裝優選地在將熱傳遞構件連接到溫度控制致動器的熱傳遞本體上完成。
[0082]尤其優選的是，溫度控制裝置被具體實施為排出氣體溫度控制裝置，其並不包含如DE102011054364.3中描述的溫度控制流體。更具體地，優選的是，DE102011054364.3中描述的排出氣體溫度控制裝置的單個或若干個實施例能夠與預先描述的連接裝置的單個或若干個實施例結合。
[0083]根據本發明的另一方案，本發明的目的由生物技術裝置實現，該生物技術裝置包括:一次性生物反應器，設有無菌的一次性流體導管，尤其是氣體導管；以及如之前描述的可重複使用的溫度控制裝置，和/或如之前描述的可重複使用的連接裝置。
[0084]尤其優選的是，生物技術裝置被具體實施為DE102011054364.3中描述的類型的生物技術裝置。更具體地，優選的是，DE102011054364.3中描述的生物技術裝置的單個或若干個實施例能夠與預先描述的溫度控制裝置的單個或若干個實施例結合。
[0085]還優選的是，一次性生物反應器被具體實施為如 申請人:的名為「Single-usebioreactor and head plate, and a process of manufacturing same，， 的申 請EP12172304.3中描述的一次性生物反應器。更具體地，優選的是，其中描述的一次性生物反應器裝置的單個或若干個實施例能夠與預先描述的連接裝置的或溫度控制裝置的單個或若干個實施例結合。
[0086]根據本發明的另一方案，本發明的目的通過處理生物技術裝置中的流體流的方法實現，該方法包括以下步驟:經由無菌一次性流體導管從一次性生物反應器供應流體流或者將流體流排放到一次性生物反應器中，並且如預先描述地將可重複使用的連接裝置設置在流體導管的一部分上。尤其優選的是、處理生物技術裝置中的氣流的方法，該方法包括以下步驟:經由無菌一次性氣體導管從一次性生物反應器供應或排放氣流，並且如預先描述地將可重複使用的連接裝置設置在氣體導管的一部分上。
[0087]該方法優選地能夠通過以下步驟而被擴展:將可重複使用的溫度控制裝置連接到連接裝置的聯接構件；藉助溫度控制裝置控制流體導管中的流體流的溫度，使得流體流被至少部分地冷凝；並且當控制流體流的溫度時提供形成的冷凝物的至少一部分，用於返回到一次性生物反應器。該方法的擴展特別優選地包括以下步驟:將可重複使用的溫度控制裝置連接到連接裝置的聯接構件；藉助溫度控制裝置控制氣體導管中的氣流的溫度，使得氣流被至少部分地冷凝；並且當控制氣流的溫度時提供形成的冷凝物的至少一部分，用於返回到一次性生物反應器。
[0088]關於本發明的優點、變型和該方法的細節以及其發展，將參照各個裝置特徵的以上描述。
[0089]根據本發明的另一方案，本發明的目的通過使用如預先描述的可重複使用的連接裝置而實現，從而優 選地藉助熱聯接將無菌的一次性流體導管的一部分、尤其是一次性生物反應器的無菌的一次性氣體導管的一部分連接到溫度控制裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0090]現在，將參照優選的實施例並且參照圖1-圖5描述本發明，其中
[0091]圖1示出包括生物反應器的生物技術裝置的立體圖；
[0092]圖2示出包括排出氣體導管並且其上安裝有用於圖1中的生物技術裝置的排出氣體溫度控制裝置的配置結構的立體圖，；
[0093]圖3顯示圖2中的配置結構的立體圖，其中排出氣體溫度控制裝置與排出氣體導管斷開；
[0094]圖4從不同的視角示出圖3中的配置結構的立體圖；和
[0095]圖5示出圖2中的配置結構的剖視圖。
[0096]本發明的另一優選的實施例作為示例參照圖6-圖11被描述，其中:
[0097]圖6A:示出包括一次性生物反應器、連接裝置和溫度控制裝置的生物技術裝置的三維視圖；
[0098]圖6B:示出圖6A中的生物技術裝置的側視圖；
[0099]圖6C:示出圖6A中的生物技術裝置的平面圖；
[0100]圖6D:示出圖6A中的生物技術裝置沿圖6C中的截面A-A截取的剖視圖；
[0101]圖7:示出供生物技術裝置使用的平行生物反應器系統；[0102]圖8:示出從圖6D放大的截面；
[0103] 圖9A、圖9B、圖9C、圖9D示出將連接裝置和溫度控制裝置裝配到排出氣體管的多個步驟；
[0104]圖10:示出具有兩個熱傳遞構件的溫度控制裝置和連接裝置的立體圖；並且
[0105]圖11:示出圖10中的溫度控制裝置和連接裝置的另一立體圖。
【具體實施方式】
[0106]圖1示出包括生物反應器I的生物技術裝置的立體圖，其在實施例中示出為設計成能夠耐高壓加熱的。生物反應器I的反應器容器2由玻璃製成。功能性部件(尤其是攪拌器3)以通常的方式設置在反應器容器2中。以下描述可相應地應用到其他生物反應器的設計，諸如一次性反應器或混合反應器，這些未在附圖中明確地示出。
[0107]藉助其關閉反應器容器2的內部蓋4、多個通路(feedthrough) 5用於供應培養過程需要的物質和/或從反應器容器2去除物質，例如在培養期間產生的氣體。在一個通路6上，布置有排出氣體導管7，在其中形成排出氣體通道8，用於去除培養期間在反應器容器2中產生的、呈氣流形式的氣體，例如水蒸氣。
[0108]分配給排出氣體導管7的是排出氣體溫度控制裝置9，其可釋放地安裝在排出氣體導管7上，並且用於控制流經排出氣體通道8的排出氣流的溫度，尤其是使得排出氣流至少部分地冷凝。由此產生的冷凝物於是能夠返回到反應器容器2，因而例如減少培養期間、通過施放氣體導致的水的損失量。
[0109]圖2到圖5示出包括排出氣體導管7以及分配給其上的排出氣體溫度控制裝置9的配置結構的其他細節的示意圖。
[0110]在圖2中示出的附圖中，排出氣體溫度控制裝置9以操作位置安裝在排出氣體導管7上。圖5示出該配置結構的剖視圖。
[0111]在圖3和圖4示出的視圖中，排出氣體溫度控制裝置9與排出氣體導管7分離，結果，被包括在排出氣體溫度控制裝置9中的溫度控制致動器11的一個溫度控制表面10與相關的排出氣體導管7的支撐表面12之間的熱聯接斷開。當排出氣體溫度控制裝置9安裝在排出氣體導管7上時，兩個表面都自動地重疊接觸，使得當排出氣體溫度控制裝置9安裝到排出氣體導管7上時，不僅自動產生機械附接，而且自動產生熱聯接。
[0112]溫度控制致動器11可設計為例如具有至少一個珀爾帖元件。在示出的實施例中，排出氣體溫度控制裝置9還具有設置在其上的散熱器13和風扇組件14。
[0113]排出氣體溫度控制裝置9在機械的自鎖式連接件的幫助下固定到排出氣體導管7，在圖3和圖4中示出的實施例中該自鎖式連接件是藉助引導構件15、16產生，引導構件
15、16被形成在排出氣體導管7和排出氣體溫度控制裝置9上。當被推動到排出氣體溫度控制裝置9上時，引導構件15、16彼此正接合，結果使排出氣體溫度控制裝置9能夠沿平行於排出氣體通道8的方向從上向下被一點一點地推動。在示出的實施例中，引導構件15、16被形成在兩個表面的邊緣處，這兩個表面用來在排出氣體導管7與排出氣體溫度控制裝置9之間產生熱聯接。至少一個引導構件15、16的圓錐或楔形的設計導致交換熱量的相對兩表面壓靠於彼此。
[0114]在圖4中，傳感器構件17在支撐表面12的下部區域設置在排出氣體溫度控制裝置9上，其與排出氣體溫度控制裝置9上的相關的傳感器構件18 (參照較圖5)共同形成傳感器系統的一部分，該傳感器系統檢查排出氣體溫度控制裝置9是否聯接到排出氣體導管7，並且在分離的情況下，該傳感器系統使排出氣體溫度控制裝置9中的溫度控制致動器11自動地停用。傳感器構件17例如是反光鏡，當排出氣體溫度控制裝置9被連接時，該傳感器構件反射由相關的傳感器構件18傳輸的光信號。在另一實施例中，傳感器構件17設置為呈永磁體的形式，其與封裝在相關的傳感器構件18中的霍爾傳感器配合。
[0115]圖5示出圖2中的配置結構的剖視圖，從該圖中能夠看到，在排出氣體通道8中沿排出氣體通道8的軸向形成有突出部19，這導致優化熱量傳遞的湍流。在示出的實施例中，突出部19沿排出氣體通道8的軸向形成規則的橫向配置。
[0116]在以上描述、權利要求書以及附圖中公開的本發明的特徵可以是其各個實施例中的單獨地和以組合形式實現本發明的材料。
[0117]圖6到圖11作為示例示出本發明的某些實施例以及其如何實施。相同的或相似的元件在附圖中被標以相同的附圖標記。
[0118]圖6A、圖6B、圖6C、圖6D示出一次性生物反應器I』，其包括頂板100和容器200，它們包圍反應室400，其中混合器的攪拌構件320扭轉而牢固地設置在混合器軸上。頂板100具有面向反應室的內側101，突出到反應室400內的多個汲取管110設置在該內側上。多個連接器120設 置在面向反應室400的頂板100的外側102上。頂板100優選地是一體構造的，並且優選地在注射成型過程中由聚醯胺製成，頂板100包括設置在頂板100的外側的連接器120和設置在頂板100的內側的汲取管110。汲取管110匹配連接器120的一部分，使得儀器、傳感器、導管、軟管能夠通過對應的連接器120以及通過汲取管110而被插入到反應室中以及從反應室去除。連接器120用於提供反應過程需要的物質和/或從反應室400去除物質，諸如在運行期間產生的氣體。連接器120還可稱為覆蓋物，汲取管110可稱為潛入物(submersibles)。
[0119]這樣的尺寸恆定的一次性生物反應器在 申請人:的名為「Single-use bioreactorand head plate, and a process of manufacturing same」的申請EP12172304.3 中被描述過，其尤其適於用在如圖7示出的平行生物反應器系統10』中。圖7中示出的平行生物反應器系統10』具有基座墊塊11』，其中設置有四個插座12』，一次性生物反應器I』能夠可分離地插入到每一個插座12』中。根據需要構造成對設置在插座12』中的生物反應器I』進行加熱或冷卻的溫度控制單元優選地設置在基座墊塊11』中。具有容器13』的配置結構鄰近基座墊塊11』而形成。基座墊塊11』還包括堆疊表面，兩個功能塊14』、15』以堆疊的方式可去除地設置在該堆疊表面上，這兩個功能塊14』、15』例如構造為沉積和顯示站(depositand display station)或泵站,例如用以供應或去除操作一次性生物反應器需要的流體。這樣的平行生物反應器系統10』的優點是具有高度的可擴展性，因為各自具有四個一次性生物反應器I』的多個這些平行生物反應器系統10』能夠並排設置。
[0120]如圖8中能夠看見的，具體地，包括中心構件709的溫度控制裝置700可分離地附接到氣體導管，在此具體實施為排出氣體管701，並且設有一次性生物反應器I』的無菌過濾器702。以下描述示出溫度控制裝置700和用於連接到尺寸恆定的一次性生物反應器I』的連接裝置720與頂板100 —起使用。然而，溫度控制裝置700和連接裝置720同樣可與具有柔性壁的一次性生物反應器一起使用，並且優選地在該一次性生物反應器殼體中連接到連接構件。連接裝置和溫度控制裝置用於控制柔性排出氣體管中的排出氣流的溫度在此被同樣示出。然而，例如在尺寸恆定的供給管或排出管中，連接裝置和溫度控制裝置同樣可用於控制其他流體導管中和/或沿其他方向流動的流體的溫度。
[0121]在圖9A-圖9C中示出的附圖中，溫度控制裝置700與連接裝置720分離，結果，被包括在溫度控制裝置700中的溫度控制致動器711的溫度控制表面710與連接裝置720的聯接構件712之間的熱聯接分離。當溫度控制裝置700安裝在連接裝置720上時，溫度控制表面710與聯接構件712的聯接面(其在此具體實施為平表面)重疊接觸，因此將溫度控制裝置700安裝到連接裝置720不僅自動地產生機械附接，而且自動地產生熱聯接。
[0122]溫度控制致動器711可設計為例如具有至少一個珀爾帖元件。在示出的實施例中，溫度控制裝置700還具有散熱器713以及布置在其上的風扇組件714。
[0123]溫度控制裝置700優選地在機械的自鎖式連接件的幫助下附接到連接裝置720。在圖8和圖9A-圖9C中，在聯接構件712的下部區域中，能夠看見傳感器元件717，其與溫度控制裝置700上的相關的傳感器元件718 (參照圖8)共同形成傳感器系統的一部分，該傳感器系統檢查溫度控制裝置700是否連接到連接裝置720，並且在分離的情況下，該傳感器系統使溫度控制裝置700中的溫度控制致動器711自動地停用。傳感器元件717例如是反光鏡，當溫度控制裝置700被連接時，該傳感器構件反射由相關的傳感器元件718傳輸的光信號。在另一實施例中，傳感器元件717設置有永磁體，其與被包括在相關的傳感器元件718中的霍爾傳感器配合。
[0124]在圖9A-圖9D中示出製成用於連接裝置720和用於溫度控制裝置700的附接機構的步驟。無菌、一次性生物反應器I』通常已經設有排出氣體管701，無菌過濾器702設置在所述排出氣體管上，所述排出氣體管在生產過程期間同樣被殺菌並且附接到頂板100上的連接器123。使包括排出 氣體管701和無菌過濾器702的該系統保持無菌對於在一次性生物反應器中執行生物過程或生物技術過程是至關重要的。
[0125]具體實施為縱向槽並且包括聯接構件712和連接區段722的具有插座721的連接裝置720能夠可分離地附接到一次性生物反應器I』，而不會危及它的無菌性。連接區段722為了該目的而被插入到頂板100上的連接槽124中。柔性排出氣體管701還在它的多個部分中沿與連接裝置720的縱軸線大體上正交地延伸的方向被擠壓到插座721中，使得排出氣體管701優選地被夾持到插座721中。插座721的接觸表面723優選地接觸排出氣體管701的外表面的各自的區域，從而在排出氣體管701與連接裝置720之間提供最佳的熱傳遞。連接裝置720的縱向延伸部比排出氣體管701的到一次性生物反應器I』的連接部與設置在排出氣體管701上的無菌過濾器702之間的延伸部短。然而，連接裝置720的縱向延伸部相當於排出氣體管701的到一次性生物反應器I』的連接部與到無菌過濾器702的連接部之間的長度的大部分，從而具有更大的接觸表面並且因此實現更好的熱傳遞。連接裝置720優選地由鋁製成。
[0126]例如，如果可能的話，為了優選地通過夾持和/或通過形成鎖定效果而圍繞其整個周緣保持排出氣體管701，連接裝置720還可具體實施為兩個部分。這兩個部分於是優選地設計為沿與連接裝置720的縱軸大體上正交地延伸的方向結合到一起，並且容納插座721中的排出氣體管701的一部分。
[0127]隔熱構件730設置在下一個步驟中，從而提高熱效率並且防止在外側形成冷凝物。隔熱構件730同樣可設有縱向槽並且同樣可通過夾持和/或通過形成鎖定效果連接到排出氣體管701和/或連接裝置720。
[0128]隔熱構件730優選地由導熱差的材料、如泡沫聚合物製成。現在溫度控制裝置700能夠設置在連接裝置720的聯接構件712上，具有良好的熱聯接，並且優選可分離。溫度控制裝置700包括優選地具體實施為珀爾帖元件的溫度控制致動器711、熱傳遞本體或散熱器713和設置在其上的風扇組件714，該溫度控制裝置700的構造優選地可與申請DE102011054364.3描述的溫度控制裝置相同。
[0129]圖10和圖11示出溫度控制裝置700』的一個變型，其中熱傳遞本體713』沿長度方向伸出，並且兩個熱傳遞構件741、742在溫度控制裝置700』上關於水平軸線可旋轉地安裝，所述熱傳遞構件是具有多個槽的板形設計，並且能夠在它的至少多個區段中保持無菌過濾器702。而且，第一熱傳遞構件741在它的面向無菌過濾器702的各側上包括凹口743，用於容納無菌過濾器702的至少一部分，其中凹口 743優選地形成為被容納在其中的無菌過濾器702的一部分的對應部。同樣地，第二熱傳遞構件742在它的面向無菌過濾器702的各側上包括凹口 744，用於容納無菌過濾器702的至少一部分。而且，第二熱傳遞構件742的凹口 744優選地形成為容納在其中的無菌過濾器702的一部分的對應部。
[0130]這具有的優點是，當排出氣體被冷卻以回收冷凝物時出現的廢熱不會被簡單地消耗掉，而是用於加熱無菌過濾器。熱傳遞構件741、742與溫度控制致動器711 (優選地溫度控制致動器的暖側)的熱聯接優選地經由散熱器713』而生效。優選地在無菌過濾器702的兩個不同側上的兩個熱傳遞構件741、742的配置結構導致隊對無菌過濾器702的改進的、更均勻的加熱。
[0131]在以上描述 、權利要求書以及附圖中公開的本發明的特徵可以是其各個實施例中的單獨地和以組合形式實現本發明的材料。
【權利要求】
1.一種生物技術裝置，包括: -生物反應器⑴； -排出氣體導管(7)，設計且構造為位於所述生物反應器(I)上，用以去除培養期間在所述生物反應器(I)的反應器容器(2)中產生的氣體；以及 -排出氣體溫度控制裝置(9)，設計為無溫度控制流體並且具有溫度控制致動器(11)，其中，所述排出氣體溫度控制裝置(9)被設置為藉助於連接器裝置(10，12，15，16)與所述排出氣體導管(7)可釋放地連接，並且將所述溫度控制致動器(11)熱聯接到所述排出氣體導管(X)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述排出氣體溫度控制裝置(9)藉助所述連接器裝置(10，12，15，16)機械地聯接到所述排出氣體導管(7)。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述排出氣體溫度控制裝置(9)與所述排出氣體導管(7)的機械聯接是自鎖式的。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其特徵在於，所述排出氣體溫度控制裝置(9)的機械聯接藉助推壓式連接形成，該推壓式連接被實施為彼此配合的、所述排出氣體溫度控制裝置(9)和所述排出氣體導管(7)上的互相指定的引導構件(15，16)，其中，當推壓所述排出氣體溫度控制裝置(9)時，在所述排出氣體溫度控制裝置(9)與所述排出氣體導管(7)之間執行直的相對運動。
5.根據權利要求2到 4中任意一項所述的裝置，其特徵在於，所述排出氣體溫度控制裝置(9)與所述排出氣體導管(7)的機械聯接通過壓配合形成，其中，所述排出氣體溫度控制裝置(9)上和所述排出氣體導管(7)上的互相指定的熱能傳輸表面壓靠彼此。
6.根據前述權利要求中任意一項所述的裝置，其特徵在於，所述溫度控制致動器(11)與所述排出氣體導管(7)的熱聯接包括支撐表面(12)的配置結構，該配置結構延伸所述排出氣體導管(7)上的熱能傳輸表面以及相關的致動器溫度控制表面(10)，使這些表面彼此接觸。
7.根據前述權利要求中任意一項所述的裝置，其特徵在於，所述溫度控制致動器(11)被聯接到控制單元，所述控制單元被構造成當所述排出氣體溫度控制裝置(9)與所述排出氣體導管(7)斷開時，使所述溫度控制致動器(11)自動地停用。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述控制單元被設計為具有從如下停用機構的組中選出的至少一個停用機構:光學停用、機械停用、磁性停用和電停用。
9.根據前述權利要求中任意一項所述的裝置，其特徵在於，所述溫度控制致動器(11)具有至少一個珀爾帖元件。
10.一種用於生物反應器並設計為無溫度控制流體的排出氣體溫度控制裝置(9)，包括: -溫度控制致動器(11)，被設計為無溫度控制流體並且構造成控制生物反應器(I)的排出氣體導管⑵的溫度；以及 -聯接機構(10，15)，分配給連接器裝置，所述溫度控制致動器(11)藉助所述連接器裝置能夠被可釋放地安裝在所述排出氣體導管(7)上並且被熱聯接到其上。
11.一種用於處理形成有生物反應器(I)的生物技術裝置中的排出氣流的方法，該方法包括以下步驟:-經由排出氣體導管(7)去除培養期間在所述生物反應器(1)的反應器容器(2)中產生的氣體流； -藉助設計為無溫度控制流體的排出氣體溫度控制裝置(9)來控制所述排出氣體導管(7)中的排出氣流的溫度，其中，使所述排出氣流至少部分地冷凝，以及 -當控制返回到所述反應器容器(2)中的培養過程的排出氣流的溫度時提供所形成的冷凝物的至少一部分。
12.一種用於一次性生物反應器(1')的無菌一次性流體導管(701)的能夠重複使用的連接裝置(720)，包括: 插座(721)，流體導管(701)的一部分可分離地設置在其中；和聯接構件(712)，具有將所述連接裝置連接到溫度控制裝置(700)的聯接面，其中，所述插座(721)具有接觸表面(723)，所述接觸表面被設置和調整為使得所述接觸表面(723)鄰接設置於所述插座(721)中的流體導管(701)，並且其中流體導管(701)的一部分能夠沿與所述連接裝置(720)的縱軸線大體上正交地延伸的方向被引入到所述插座(721)中。
13.根據前述權利要求所述的連接裝置(720)， 其特徵在於，所述插座(721)具有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分被設計為沿與所述連接裝置(720)的縱軸線大體上正交地延伸的方向結合到一起，並且在所述插座(721)中容納流體導管(701)的一部分。
14.根據前述權利要求12-13中的任意一項所述的連接裝置(720)， 其特徵在於，所述插座(721)被設計為使得流體導管(701)的一部分能夠被夾持地和/或通過形成鎖定效果而被保持在所述插座中。
15.根據前述權利要求12-14中的任意一項所述的連接裝置(720)， 其特徵在於，所述連接裝置(720)由具有高熱導率的材料製成，或包括這樣的材料。
16.根據前述權利要求12-15中的任意一項所述的連接裝置(720)， 其特徵在於，所述連接裝置(720)具有縱向延伸部，所述縱向延伸部比所述流體導管(701)的到一次性生物反應器0-)的連接部與所述流體導管的到布置於所述流體導管(701)上的無菌過濾器(702)的連接部之間的所述流體導管(701)的延伸部短。
17.根據前述權利要求12-16中的任意一項所述的連接裝置(720)， 其特徵在於，連接區段(622)，所述連接裝置(720)能夠藉助所述連接區段可分離地附接到一次性生物反應器(1』)的連接構件(124)。
18.根據前述權利要求12-17中的任意一項所述的連接裝置(720)， 其特徵在於，隔熱構件(730)，其可分離地連接到所述連接裝置(720)。
19.一種用於控制一次性生物反應器0- )的無菌一次性流體導管(701)的溫度的能夠重複使用的溫度控制裝置(700)，包括溫度控制致動器(711)，所述溫度控制致動器不包含任何溫度控制流體， 其特徵在於，根據前述權利要求12-18的任意一項所述的連接裝置(720)用於將所述溫度控制裝置(700)連接到一次性生物反應器0-)的流體導管(701)。
20.根據前述權利要求所述的溫度控制裝置(700)，其特徵在於，至少一個熱傳遞構件(741)用於控制一次性生物反應器0-)的溫度，尤其是用於加熱所述一次性生物反應器的無菌過濾器(702)的溫度，其中所述至少一個熱傳遞構件(741)被熱電偶地連接到所述溫度控制致動器(711)。
21.根據前述權利要求所述的溫度控制裝置(700)，其特徵在於，第二熱傳遞構件(742)用於控制一次性生物反應器0-)的溫度，尤其是用於加熱所述一次性生物反應器的無菌過濾器(702)的溫度，所述第二熱傳遞構件(742)被熱電偶地連接到所述溫度控制致動器(711)，所述第一熱傳遞構件和所述第二熱傳遞構件(742)優選地被調整和設置為使得它們能夠至少部分地圍繞無菌過濾器(702)。
22.根據兩個前述權利要求中的任意一個所述的溫度控制裝置(700)， 其特徵在於，所述第一熱傳遞構件和/或所述第二熱傳遞構件(741，742)被實施為板形的形狀，如果必要，所述第一熱傳遞構件和/或所述第二熱傳遞構件具有用於使氣體導管通過的槽，其中優選所述第一熱傳遞構件和/或所述第二熱傳遞構件(741，742)在它們的面向所述無菌過濾器(702)的相應側上包括用於容納所述無菌過濾器(702)的至少一部分的凹口(743，744)。
23.—種生物技術裝置，包括: 一次性生物反應器(I』)，設有根據前述權利要求8-11中任意一項所述的無菌一次性流體導管(701)和能夠重複使用的溫度控制裝置(700)，和/或根據前述權利要求12-18中的任意一項所述的能夠重複使用的連接裝置(720)。
24.一種在生物技術裝置中處理流體流的方法，所述方法包括以下步驟: -經由無菌一次性流體導管(701)將流體流供應到一次性生物反應器0- )中或者從所述一次性生物反應器(I』)中排出； -在流體導管(701)的一部分上設置根據前述權利要求12到18中任意一項所述的能夠重複使用的連接裝置(720)。
25.根據前述權利要求所述的方法， 其特徵在於以下步驟: -將能夠重複使用的溫度控制裝置(700)連接到所述連接裝置(720)的聯接構件(712)； -藉助所述溫度控制裝置(700)控制流體導管(701)中的流體流的溫度，其中，使所述流體流至少部分地冷凝；以及 -當控制返回到一次性生物反應器(I』)的流體流的溫度時提供所形成的冷凝物的至少一部分。
26.一種根據前述權利要求12-18中任意一項所述的能夠重複使用的連接裝置(720)的應用，用以將一次性生物反應器(I』)的流體導管(701)的一部分連接到溫度控制裝置(700)。
【文檔編號】C12M1/34GK103975055SQ201280060936
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月10日 優先權日:2011年10月10日
【發明者】馬蒂斯·阿諾德, 漢茲-格哈德·肯恩, N·古爾佐, S·埃克爾曼, G·艾特爾, S·賽爾茲 申請人:德國達斯其普信息與程序技術有限公司