[发明专利]与单用途生物反应器/混合器结合的pH值传感器

说明书

背景技术

pH值测定是当今最常见的过程化学测量之一。pH值表示是水溶液中的氢离子和氢氧根离子的相对量的尺度。在发酵和细胞培养中，最严峻的程序挑战之一就是保持理想的pH值水平。发酵过程使用活的生物体，例如酵母、细菌、或真菌菌株，以产生活性成分。发酵过程通常具有相对较短的持续时间(2-7天)。细胞培养是哺乳动物细胞成长以产生活性成分的过程。细胞培养过程通常需要更长的时间(2-8周)。

在发酵和细胞培养领域中对于pH值测定而言，一个重要挑战是涉及发酵槽或生物反应器的清洗工艺。特别地，发酵槽或生物反应器在开始相应的程序之前必须被消毒以确保避免不同批次之间的交互污染或任何不期望的生长(growth)。此外，pH值传感器通常需要使用缓冲溶液接受两点校准。剩余的缓冲化学药品必须在发酵或细胞培养之前被清除。这种清理可能包括对发酵槽或生物反应器以及pH值传感器进行蒸汽消毒。暴露于高温之下，蒸汽和快速的热冲击可能严重地影响传感器的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种pH值检测生物反应系统。该系统包括具有塑料壁的生物反应容器和附接到所述塑料壁的pH值传感器。所述pH值传感器包括具有密封地附接到所述塑料壁的凸缘的传感器主体。该传感器主体中具有基准电解液和设置在所述基准电解液中的第一检测元件。所述第一检测元件被构造为与所述生物反应容器内的所述基准电解液和样本溶液都接触。第二检测元件能够定位到所述生物反应容器的内部。所述pH值传感器具有多种配置，包括所述至少一个检测元件与生物反应容器的内部隔离的防护配置，和所述至少一个检测元件流体地连接到所述生物反应容器的内部的工作配置。

附图说明

图1是本发明的实施例特别用于的pH值检测生物反应器系统的示意图。

图2是根据本发明实施例的处于防护(booted)位置的pH值传感器的横截面示意图。

图3是根据本发明实施例的处于工作位置的pH值传感器的横截面示意图。

图4是根据本发明实施例的处于工作位置的pH值传感器的透视示意图。

图5是根据本发明的另一实施例的pH值传感器的横截面示意图。

图6是根据本发明一个实施例的被布置在工作位置的pH值传感器的示意图。

图7是根据本发明的另一实施例的处于防护位置的pH值传感器的横截面示意图。

图8是根据本发明的另一实施例的处于工作位置的pH值传感器的横截面示意图。

图9是根据本发明实施例的、与单用途生物反应器/混合器集成在一起的、处于防护位置的pH值传感器的示意图。

图10根据本发明实施例的、与单用途生物反应器/混合器集成在一起的、处于校准位置的pH值传感器的示意图。

图11是根据本发明实施例的、与单用途生物反应器/混合器集成在一起的、处于工作位置的pH值传感器的示意图。

图12是根据本发明一个实施例的、集成到单用途生物反应器的壁中的、处于防护配置(configuration)的pH值传感器和护罩的示意图。

图13是根据本发明实施例的、集成到单用途生物反应器的壁中的、处于工作配置的pH值传感器和护罩的示意图。

图14A和14B是根据本发明实施例的连接到另一过程分析传感器的pH值传感器的示意图，其中每个传感器包括通过焊接或其他方式结合或固定到单用途生物反应器/混合器的壁上的凸缘。

具体实施方式

人们相信存在着对于可与塑料袋类型、随时可用的、一次性的生物反应器兼容的一次性pH值传感器的需求。许多基于玻璃电极的pH值传感器要求保护传感器的反应表面或膜，使之免受物理的或环境的损害。这一功能通常是由覆盖在传感器的检测端上的一次性“护罩”或盖提供的。

本发明的实施例整体上包括被安装到单用途生物反应器/混合器的壁上的pH值传感器，其中所述生物反应器/混合器具有在所述单用途生物反应器/混合器的灭菌(伽马射线照射)、存储和运输过程中允许防护溶液存储在所述pH值检测和基准元件周围的机械结构。该机械结构还允许保持所述防护溶液的存储腔被打开，以便在进行操作之前露出所述检测和基准元件。

图1是本发明的实施例特别用于的pH值检测生物反应器系统的示意图。pH值传感器40电连接到pH值分析器54，pH值分析器54可以是任一适当的pH值分析器或其他电子设备。pH值传感器40被物理地附接到单用途生物反应器/发酵槽51的壁50上。样本52被放置在单用途生物反应器50内并由pH值传感器40监测或者测量。