BR112020017407A2

BR112020017407A2 - Sensor de ph para recipiente de uso único

Info

Publication number: BR112020017407A2
Application number: BR112020017407-6A
Authority: BR
Inventors: Jinbo Hu; Andrew S. Dierker; Rick J. Sumrall; Ryan L. Bowlds; Tyrel L. Ruch; John W. Simon
Original assignee: Rosemount Inc.
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-12-15
Also published as: AU2019227731B2; EP3759473A1; US20190264161A1; WO2019168966A1; JP2021515217A; EP3759473A4; JP7174766B2; CN111837029A; RU2752474C1; AU2019227731A1; US11667880B2; US11046927B2; US20210189319A1; CN111837029B

Abstract

um sensor de ph (100) para um recipiente de uso único inclui uma luva de êmbolo (114) configurada para acoplar a um flange (102) do recipiente de uso único. um êmbolo (134) é axialmente móvel dentro da luva de êmbolo (114) entre uma posição de armazenamento e uma posição de operação. um elemento de detecção de ph (142) acoplado ao êmbolo (134), em que o elemento de ph (142) está disposto dentro de uma câmara de armazenamento (162) na posição de armazenamento e é configurado para ser exposto a um interior do recipiente de uso único na posição de operação; e em um exemplo, um elemento sensível à temperatura (164) é disposto dentro do sensor de ph (100) e configurado para detectar temperatura próxima ao elemento de detecção de ph (142). em outro exemplo, um membro de trava (120) é acoplado ao êmbolo (134), onde o membro de trava (120) tem uma posição travada e uma posição destravada, o membro de trava (120) sendo configurado para inibir o movimento do êmbolo (134) quando na posição travada. em ainda outro exemplo, o êmbolo (134) inclui pelo menos um canal de preenchimento (156) que possibilita o acesso a uma câmara de preenchimento de referência (154) quando o êmbolo (134) está na posição de preenchimento.

Description

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SENSOR DE PH PARA RECIPIENTE DE USO ÚNICO FUNDAMENTOS

[001] A determinação do pH é uma das medições químicas de processo mais comuns atualmente. O pH é uma medida de uma quantidade relativa de íons hidrogênio e hidróxido em uma solução aquosa. Na fermentação e cultura de células, um dos desafios mais críticos do processo é manter o nível de pH ideal. Os processos de fermentação utilizam um organismo vivo, como uma levedura, bactéria ou cepa de fungo para produzir um ingrediente ativo. Os processos de fermentação têm, normalmente, uma duração relativamente curta (2-7 dias). A cultura de células é um processo no qual uma célula de mamífero é cultivada para produzir um ingrediente ativo. O processo de cultura de células tipicamente leva um pouco mais de tempo (2-8 semanas).

[002] Um desafio significativo para a medição de pH nos campos de fermentação e cultura de células são os processos de limpeza envolvidos com o fermentador ou biorreator. Especificamente, o fermentador ou biorreator deve ser esterilizado antes do início de qualquer processo para assegurar contra contaminação cruzada de lote ou quaisquer crescimentos indesejados. Além disso, os sensores de pH normalmente passam por uma calibração de dois pontos usando soluções tampão. Os produtos químicos tampão residuais devem ser removidos antes do início de uma fermentação ou lote de cultura. Essa limpeza pode incluir vaporizar o fermentador ou biorreator, bem como o sensor de pH. A exposição a altas temperaturas, vapor e choque térmico rápido pode afetar significativamente a vida útil do sensor.

[003] A indústria das ciências biológicas está se afastando de grandes instalações de capital intensivo feitas de aço inoxidável com grande infraestrutura limpa no local (CIP) e em direção a instalações menores que utilizam sacos ou recipientes à base de polímero funcionando

2 / 13 como biorreatores de uso único. Uma bolsa de biorreator de uso único pode ser usada uma vez e depois descartada. Usar biorreatores de uso único pode reduzir significativamente o custo de capital exigido para uma usina. Por exemplo, em instalações existentes que usam infraestrutura CIP de aço inoxidável, até 90% dos custos operacionais podem estar relacionados à infraestrutura CIP, incluindo instrumentação de ponta projetada para resistir a um ciclo de limpeza a vapor. Ao mudar para bolsas de biorreator descartáveis de uso único, a porção CIP dos custos de capital pode ser eliminada, as instalações podem ser flexíveis e muito menores, o que, por sua vez, permite a produção de lotes menores que são necessários, por exemplo, para terapias com medicamentos mais direcionadas e outras aplicações em pequena escala.

[004] Um sensor de pH de uso único dissolvido é descrito na Patente dos EUA No. 8.900.855. O sensor descrito nessa patente é um sensor de pH de uso único que é adequado para biorreatores. O sensor pode ser fixado à parede de uma bolsa de biorreator descartável, com um compartimento configurado para abrigar um sensor de pH descartável baseado em um eletrodo de pH de vidro. Durante o armazenamento, o eletrodo de vidro é imerso em uma solução tampão de armazenamento. Após a ativação, o sensor de pH é calibrado em um ponto contra o valor de pH conhecido da solução tampão de armazenamento e, em seguida, empurrado para dentro da bolsa do biorreator para uma posição operacional através de um mecanismo deslizante. A presente descrição provê uma série de melhorias quanto ao sensor descrito na patente ‘855.

SUMÁRIO

[005] Um sensor de pH para um recipiente de uso único inclui uma luva de êmbolo configurada para acoplar a um flange do contêiner de uso único. Um êmbolo é axialmente móvel dentro da luva do êmbolo entre uma posição de armazenamento e uma posição operacional. Um elemento

3 / 13 de detecção de pH acoplado ao êmbolo, em que o elemento de pH está disposto dentro de uma câmara de armazenamento na posição de armazenamento e está configurado para ser exposto a um interior do recipiente de uso único na posição operacional. Em um exemplo, um elemento sensível à temperatura é disposto dentro do sensor de pH e configurado para detectar a temperatura próxima ao elemento de detecção de pH. Em outro exemplo, um membro de travamento é acoplado ao êmbolo, onde o membro de travamento tem uma posição travada e uma posição destravada, o membro de travamento sendo configurado para inibir o movimento do êmbolo quando na posição travada. Em ainda outro exemplo, o êmbolo inclui pelo menos um canal de preenchimento que permite o acesso a uma câmara de preenchimento de referência quando o êmbolo está em uma posição de preenchimento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A Figura 1A é uma vista diagramática de um sensor de pH acoplado a uma flange de bolsa de biorreator de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[007] A Figura 1B é uma vista diagramática de um sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[008] A Figura 2 é uma vista diagramática de uma trava deslizante de um sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[009] As Figuras 3A a 3D são vistas diagramáticas que ilustram diversas posições travada(s)/destravada(s) de armazenamento/operação de sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0010] As Figuras 4A e 4B ilustram um sensor de pH em sua posição operacional tanto com uma afixação a um flange de biorreator (Figura 4A) quanto sem uma afixação a um flange de biorreator (Figura 4B).

[0011] As Figuras 5A e 5B são vistas em corte transversal de um

4 / 13 sensor de pH em uma posição operacional e de armazenamento, respectivamente.

[0012] As Figuras 6A e 6B são vistas diagramáticas do preenchimento da cavidade de preenchimento de referência de um sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0013] As Figuras 7A e 7B são vistas diagramáticas que ilustram o preenchimento de uma cavidade de preenchimento de armazenamento de um sensor de pH através de um canal de preenchimento de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0014] A Figura 7C é uma vista em perspectiva de uma tampa de armazenamento que pode ser fixada a um sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0015] A Figura 8 é uma vista esquemática em corte transversal de um desenho alternativo de uma tampa de preenchimento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0016] A Figura 9 é uma vista diagramática de uma interface alternativa sensor-bolsa de acordo com outra modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[0017] A temperatura é um parâmetro importante que afeta as medições de pH, alterando a resposta teórica do eletrodo de vidro de detecção de pH. Durante a operação de calibração, o sensor de pH ainda está na posição de armazenamento onde o eletrodo de vidro está fora do biorreator. A temperatura do processo dentro da bolsa é geralmente controlada a uma temperatura constante, como 36,5ºC, enquanto o sensor de pH conectado é exposto à temperatura ambiente (geralmente 20°C a 25°C) sem um mecanismo de controle conciso. Isso cria um gradiente de temperatura por todo o sensor de pH, de modo que a temperatura da solução tampão de armazenamento de calibração é desconhecida e não

5 / 13 previsível. Isso pode levar a erros na calibração do sensor.

[0018] Durante a operação do sensor, o eletrodo de vidro é empurrado para o processo do biorreator. No entanto, a temperatura local próxima ao eletrodo e a temperatura do termômetro do biorreator podem ser diferentes. Portanto, para garantir uma compensação de temperatura precisa, a medição da temperatura do eletrodo de vidro é preferida. Isso é especialmente importante quando o bulbo de vidro está próximo à parede da bolsa do biorreator, o que pode levar a uma temperatura diferente do centro da bolsa. Consequentemente, pelo menos um aspecto da presente invenção provê um elemento sensível à temperatura dentro do conjunto do sensor de pH, de preferência próximo ao bulbo de vidro. O elemento sensível à temperatura pode ser qualquer dispositivo adequado que tenha uma característica elétrica que muda com a temperatura. Os exemplos incluem, sem caráter limitativo, dispositivos de temperatura de resistência (RTDs), termopares, termistores, etc.

[0019] Durante a operação do sensor, a porção do eletrodo de vidro pode ser empurrada de sua posição operacional para a posição de armazenamento pela pressão interna da bolsa. Isso gera risco de desativação do sensor durante sua operação. A fim de lidar com essa situação, pelo menos uma modalidade da presente invenção provê um mecanismo de travamento configurado para evitar que o sensor de pH seja movido para fora da posição de operação.

[0020] Ao menos algumas modalidades aqui descritas proveem um sensor de pH com fabricabilidade melhorada. De forma geral, há duas cavidades vedadas no conjunto do sensor de pH que precisam ser preenchidas com soluções sem deixar bolhas de ar que possam resultar na falha do sensor criando circuitos abertos. Algumas modalidades proveem um método para preencher essas duas cavidades sem gerar bolhas de ar. Isso pode melhorar a velocidade de fabricação e o rendimento quando esses

6 / 13 sensores de pH são produzidos em grande escala.

[0021] Consequentemente, as modalidades da presente invenção geralmente incluem uma ou mais das características estabelecidas acima. O desenho é ilustrado em relação às diversas figuras.

[0022] A Figura 1A é uma vista lateral diagramática de um sensor de pH acoplado a um flange de bolsa de biorreator de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sensor de pH 100 é ilustrado acoplado ao flange da bolsa do biorreator 102, que é acoplado a uma parede do biorreator 104 na interface 106. O flange da bolsa de biorreator 102 inclui um encaixe de farpa de mangueira 108. Além disso, uma porção de acoplamento 110 do sensor de pH inclui, preferivelmente, uma farpa de mangueira 112. Quando a luva de êmbolo 114 (mostrada na Figura 1B) é inserida no encaixe de farpa de mangueira 108, a farpa de mangueira 112 da porção de acoplamento 110 é posicionada adjacente à farpa de mangueira 108 do flange da bolsa de biorreator 102. Um tubo plástico ou polimérico 116 é posicionado sobre as farpas da mangueira 112, 108 para fixar o sensor de pH 100 ao flange da bolsa do biorreator 102. A tubulação de plástico também veda o sensor de pH 100 ao flange da bolsa do biorreator 102. A tubulação de plástico 116 pode ser adicionalmente presa pelo uso de laços do tipo “zip-tie” ou outros fechos adequados.

[0023] Como mostrado na Figura 1A, o sensor de pH 100 inclui um flange de êmbolo 118 que permite ao usuário final empurrar o êmbolo para dentro do processo de biorreator para ativar o sensor de pH 100 para sua posição operacional. O sensor de pH 100 também inclui uma trava deslizante 120 móvel na direção das setas 122 para prover uma posição travada ou destravada. Quando na posição destravada, o sensor de pH 100 é móvel axialmente para dentro ou para fora da bolsa do biorreator. Por outro lado, quando a trava deslizante 120 está na posição travada, o sensor de pH não é axialmente móvel em relação ao flange da bolsa 102 ou à bolsa do

7 / 13 biorreator.

[0024] A Figura 1A também mostra o sensor de pH 100 incluindo um conector elétrico 124 em uma extremidade que é oposta à luva de êmbolo 114. Em um exemplo, o conector 124 é um variopin (VP), que é um conector multipin que permite a comunicação simultânea de sinais de pH, bem como sinais de temperatura. Além disso, o conector VP 124 também é vedado, mesmo quando em uma condição desconectada.

[0025] A Figura 1B é uma vista diagramática em perspectiva de um sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na Figura 1B, o sensor 100 é mostrado sem o flange de bolsa 102 (mostrado na Figura 1A). A luva de êmbolo 114 tem formato substancialmente cilíndrico, tendo um diâmetro que é menor do que aquele da porção de acoplamento 110. Este arranjo permite que o ombro 124 se apoie contra a farpa da mangueira 108 do flange da bolsa 102 para criar uma parada axial positiva quando a luva do êmbolo é inserida no encaixe da farpa da mangueira 108. Tal parada ajuda a criar uma posição axial repetível do sensor de pH em relação ao flange da bolsa do biorreator 102.

[0026] A Figura 2 é uma vista esquemática da trava deslizante 120 mostrando seu uso durante as posições de armazenamento e operação. Como mostrado na Figura 2, a trava deslizante 120 inclui um par de orifícios interligados 130, 132 com diâmetros externos diferentes. O furo 132 é dimensionado para permitir o movimento axial do êmbolo 134 (mostrado nas Figuras 3A a 3D). Por outro lado, o furo 130 é dimensionado para evitar o movimento axial do êmbolo 134 por meio de um encaixe de atrito ou interferência ou por meio de um engate cooperativo com uma ranhura ou estrutura na luva do êmbolo 114. A posição travada / destravada da trava deslizante 120 pode ser comutada mediante o deslizamento na direção da seta 122. Isso provê um mecanismo de bloqueio do movimento do êmbolo 134 nas posições de armazenamento e operação, evitando assim

8 / 13 a ativação ou desativação indesejada do sensor de pH. A trava deslizante 120 também provê dois furos 136, 138 para bloqueio/sinalização (“lockout/tagout”) para evitar deslizamentos indesejados.

[0027] As Figuras 3A a 3D são vistas diagramáticas que ilustram diversas posições travada(s)/destravada(s) de armazenamento/operação de sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Figura 3A mostra o sensor de pH 100 travado na posição de armazenamento. A posição de travamento pode ser identificada pela trava deslizante 120 ser localizada na posição o mais à esquerda. Além disso, a posição de armazenamento pode ser identificada pela extremidade 140 ser posicionada contra a luva de êmbolo 114. A Figura 3B mostra o sensor de pH 100 em uma posição de armazenamento destravada. Como pode ser visto, a extremidade 140 ainda está posicionada contra a luva de êmbolo 114, mas a trava deslizante 120 foi deslizada da posição o mais à esquerda (mostrada na Figura 3A) para a posição o mais à direita. Assim, o êmbolo 134 é axialmente móvel na Figura 3B.

[0028] A Figura 3C mostra o sensor de pH 100 em uma posição operacional destravada. Em comparação à Figura 3B, a trava deslizante 120 ainda está na mesma posição. No entanto, a luva de êmbolo 118 está mais próxima da trava deslizante 120 na Figura 3C do que na Figura 3B. Adicionalmente, o êmbolo 134 se moveu axialmente para dentro da bolsa do biorreator, fazendo com que a extremidade 140 fosse afastada da luva do êmbolo 114. Isso permite que o conteúdo do biorreator entre em contato com o bulbo de detecção de pH 142 para obter um valor de pH do conteúdo do biorreator. A Figura 3D mostra o sensor de pH 100 travado em uma posição operacional quando a trava deslizante 120 foi retornada à sua posição o mais à esquerda. Nesta posição, o êmbolo 134 é impedido de se mover axialmente e, assim, mantém o espaçamento entre a extremidade 140 e a luva de êmbolo 114. Embora as Figuras 3A a 3D provejam um

9 / 13 exemplo de um mecanismo de travamento, aqueles versados na técnica reconhecerão que uma variedade de mecanismos pode ser empregada para seletivamente inibir o movimento axial.

[0029] As Figuras 4A e 4B ilustram o sensor de pH 100 em sua posição operacional (Figura 4A) e sem afixação ao flange da bolsa do biorreator (Figura 4B). As Figuras 4A e 4B mostram o sensor de pH em sua posição operacional. Nesta posição, o êmbolo 134, juntamente com a solução de armazenamento, foi empurrado para fora do processo (ou seja, o interior do biorreator), de modo que o eletrodo de vidro de pH 142 e a junção de referência (mostrada nas Figuras 5A e 5B) sejam expostos ao processo. A extremidade do êmbolo 134 é projetada para ser aberta, o que permite que as bolhas de ar no processo passem através, assim reduzindo o risco de bolhas de ar se acumularem no eletrodo de vidro de pH 142 ou na junção de referência.

[0030] As Figuras 5A e 5B são vistas em corte transversal de uma modalidade de um sensor de pH em posições de operação e de armazenamento, respectivamente. Na Figura 5A, a extremidade 140 é afastada da luva de êmbolo 114, colocando assim o sensor de pH 100 em uma posição operacional. Nesta posição, o fluido de amostra (por exemplo, fluido de processo ou conteúdo do biorreator) entra em contato com o eletrodo de vidro de pH 142, bem como a junção de referência 150 do eletrodo de referência 152. A junção de referência 150 pode ser formada de uma cerâmica e tem porosidade suficiente para suportar o fluxo de íons da cavidade de preenchimento de referência 154 para o processo. A cavidade de preenchimento de referência 154 é preenchida com um líquido adequado ou eletrólito gelificado, como KCl ou Ag/KCl. O líquido de preenchimento de referência é introduzido na cavidade de preenchimento de referência 154 por meio de um ou mais canais de preenchimento de referência 156. O líquido de preenchimento de referência é substancialmente vedado dentro

10 / 13 da cavidade de preenchimento de referência 154 por meio de um par de elementos de vedação (por exemplo, “o-rings”) 158, 160. A cavidade de preenchimento de referência 154 é preenchida através de dois canais de preenchimento de referência 156 que estão localizados na extremidade da luva de êmbolo 114 e a operação de preenchimento é ilustrada em relação às Figuras 6A e 6B.

[0031] O eletrodo 152 é preferivelmente um eletrodo de referência de junção dupla tendo a junção de referência 162 e a junção de referência

150. A junção de referência 162, como a junção de referência 150, tem porosidade suficiente para suportar o fluxo de íons entre a cavidade de preenchimento de referência 154 e um interior do eletrodo 152. O eletrodo de referência de junção dupla 152 é assim denominado devido ao par de junções de referência 150, 162 através das quais os íons fluem durante a medição de pH. Em uma modalidade, o eletrodo de referência 152 é baseado em um fio de prata/cloreto de prata (não mostrado) que é protegido por uma tubulação de vidro e duas junções de referência de cerâmica 162,

150. Uma junção de referência 162 está localizada na extremidade da tubulação de vidro e a segunda junção 150 está localizada entre a cavidade de preenchimento de referência 154 e a cavidade de solução de preenchimento de armazenamento 168 (mostrada na Figura 5B) para isolar as duas cavidades, protegendo o eletrodo de referência 152 de ser contaminado ou envenenado pelo processo de biorreator.

[0032] Como mostrado nas Figuras 5A e 5B, o sensor de pH 100 inclui um elemento sensível à temperatura 164 disposto dentro do tubo de vidro 166 do eletrodo de vidro de pH 142. O elemento sensível à temperatura pode ser qualquer estrutura adequada que tenha uma característica elétrica que varie com a temperatura. Os exemplos incluem, sem caráter limitativo, dispositivos de temperatura de resistência (RTDs), termopares, termistores, etc.). Posicionar o elemento sensível à temperatura

11 / 13 164 no interior do tubo 166 ajuda a garantir que a temperatura medida seja precisamente aquela do eletrodo de vidro de pH 142. Este acoplamento térmico próximo entre o elemento 164 e o eletrodo de vidro de pH 142 ajuda a melhorar a precisão da(s) calibração(ões), bem como a medição do pH.

[0033] A Figura 5B é uma vista em corte transversal que mostra o sensor de pH 100 em sua posição de armazenamento. Como mostrado na Figura 5B, a luva de êmbolo 118 está mais afastada da trava deslizante 120 na Figura 5B do que na Figura 5A. Adicionalmente, a extremidade 140 é pressionada em contato com a luva de êmbolo 114. Adicionalmente, a cavidade de solução de preenchimento de armazenamento 168 é vedada no interior da luva de êmbolo 114 via elementos de vedação (por exemplo, “o- rings”) 160 e 170. Nesta posição, o eletrodo de vidro de pH 142 é vedado no interior da cavidade de solução de preenchimento de armazenamento

168. A solução de preenchimento de armazenamento é selecionada de forma a ter um valor de pH conhecido. Logo, antes de colocar o sensor de pH 100 em sua posição operacional, uma operação de calibração pode ser feita fazendo com que o eletrodo de vidro de pH detecte o pH da solução de preenchimento de armazenamento. A solução de preenchimento de armazenamento com o valor de pH conhecido provê a capacidade de calibração de um ponto para o sensor de pH, assim minimizando o erro quando o sensor de pH é posicionado em sua posição operacional (mostrado na Figura 5A).

[0034] A Figura 6A e 6B são vistas diagramáticas do preenchimento da cavidade de preenchimento de referência de um sensor de pH de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na Figura 6A, o êmbolo foi suficientemente levantado ou retirado para possibilitar que o “O-ring” 158 seja localizado acima dos canais de preenchimento de referência 156. Nesta posição, a solução de preenchimento de referência

12 / 13 pode ser introduzida na câmara de preenchimento de referência 154. A porção inferior da câmara de preenchimento de referência 154 permanece vedada pelo “O-ring” 160 (mostrado nas figuras 5A e 5B). Quando uma quantidade suficiente de solução de preenchimento de referência é introduzida na cavidade de preenchimento de referência 154, o êmbolo é abaixado (na direção mostrada pela seta 180 na FIG. 6B) até que o “O- ring” 158 esteja localizado abaixo dos canais de preenchimento de solução de referência 156. Nesta posição (Figura 6B) a solução de preenchimento de referência é vedada dentro da câmara de preenchimento de referência 154 por “O-rings” 158, 160. Em um exemplo, a luva de êmbolo 114 é transparente, de forma a permitir que um usuário observe a operação de preenchimento para garantir que não haja bolhas de ar se acumulando na junção de referência.

[0035] As Figuras 7A e 7B são vistas diagramáticas que ilustram o preenchimento de uma cavidade de preenchimento de armazenamento de um sensor de pH através de um canal de preenchimento de acordo com uma modalidade da presente invenção. Na Figura 7A, a tampa de preenchimento 190 (mostrada na Figura 7B) foi removida, permitindo o acesso à cavidade de preenchimento de armazenamento 168 através do canal de preenchimento de armazenamento 192. A solução de preenchimento de armazenamento é injetada na cavidade de preenchimento de armazenamento 168 através do canal de preenchimento de armazenamento 192 e, em seguida, vedada pela tampa de preenchimento 190 com um elemento de vedação, como um “O-ring”. A Figura 7B ilustra a tampa de preenchimento 190 acoplada ao sensor de pH 100 quando a cavidade de preenchimento de armazenamento 168 foi preenchida com solução de armazenamento. Como mostrado na Figura 7C, a tampa de preenchimento 190 contém um elemento de vedação (tal como o tampão 194 que é acoplado a um “O-ring” para vedar a cavidade de preenchimento

13 / 13 de armazenamento 168). A Figura 8 mostra a tampa de preenchimento 190 engatada de modo que o tampão 194 veda o canal de preenchimento 192. De acordo com uma modalidade, a Figura 8 também mostra a tampa de preenchimento 190 tendo um recurso de travamento mecânico 196 nas roscas 200 da tampa de preenchimento 190. Isso pode ser realizado com um corte nas roscas para permitir que a tampa de preenchimento 190 gire livremente ou que haja roscas apenas na tampa, e não no alojamento. Isso só aconteceria depois que a distância necessária fosse alcançada para possibilitar que o elemento de vedação (plugue ou “o-ring”) vedasse corretamente. Isso garantiria que a tampa de preenchimento 190 fosse travada em sua posição sem o uso de epóxis, adesivos, etc. adicionais que seriam voltados para o processo.

[0036] A Figura 9 é uma vista diagramática de uma interface alternativa sensor-bolsa de acordo com outra modalidade da presente invenção. No exemplo ilustrado, um recurso mecânico 302 foi adicionado ao sensor de pH que interage com o flange da bolsa do biorreator do fabricante da bolsa. Uma vez que a bolsa é pressurizada durante a aplicação, o único ponto de preocupação de conexão é a fixação à bolsa. Isso eliminaria os dispositivos de fixação de plástico (zíper, etc.) para garantir que o sensor seja mantido no lugar.

[0037] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a modalidades preferidas, os versados na técnica reconhecerão que mudanças podem ser feitas na forma e nos detalhes sem se afastar do espírito e escopo da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sensor de pH para recipiente de uso único, caracterizado pelo fato de que o sensor de pH compreende: uma luva de êmbolo configurada para acoplar a um flange do recipiente de uso único; um êmbolo axialmente móvel dentro da luva de êmbolo entre uma posição de armazenamento e uma posição de operação; um elemento de detecção de pH acoplado ao êmbolo, em que o elemento de pH está disposto dentro de uma câmara de armazenamento na posição de armazenamento e é configurado para ser exposto a um interior do recipiente de uso único na posição de operação; e um elemento sensível à temperatura disposto dentro do sensor de pH e configurado para detectar temperatura próxima ao elemento de detecção de pH.

2. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento sensível a pH é um bulbo de vidro de pH.

3. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o bulbo de vidro de pH é acoplado a um tubo de vidro, e o elemento sensível a temperatura é disposto dentro do tubo de vidro.

4. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento sensível a temperatura é um RTD.

5. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento sensível a temperatura é um termopar.

6. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um eletrodo de referência acoplado ao êmbolo, o eletrodo de referência sendo configurado de modo que pelo menos uma porção do eletrodo de referência seja exposta ao interior do recipiente de uso único quando o êmbolo está na posição de operação.

7. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o eletrodo de referência inclui pelo menos uma junção de referência.

8. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o eletrodo de referência é um eletrodo de referência de junção dupla.

9. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o eletrodo de referência é disposto dentro de um eletrólito de referência e em que o eletrodo de referência inclui um fio de prata revestido com cloreto de prata.

10. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um conector elétrico vedado operativamente acoplado ao elemento de detecção de pH e ao elemento sensível à temperatura.

11. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o conector elétrico vedado é um conector variopin.

12. Sensor de pH para recipiente de uso único, caracterizado pelo fato de que o sensor de pH compreende: uma luva de êmbolo configurada para acoplar a um flange do recipiente de uso único; um êmbolo axialmente móvel dentro da luva de êmbolo entre uma posição de armazenamento e uma posição de operação; um elemento de detecção de pH acoplado ao êmbolo, em que o elemento de pH está disposto dentro de uma câmara de armazenamento na posição de armazenamento e é configurado para ser exposto a um interior do recipiente de uso único na posição de operação; e um membro de trava acoplado ao êmbolo, o membro de trava tendo uma posição travada e uma posição destravada, o membro de travamento sendo configurado para inibir o movimento do êmbolo quando na posição travada.

13. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o membro de trava é configurado para deslizar entre a posição travada e a posição destravada.

14. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o membro de trava inclui uma pluralidade de furos interconectados tendo diâmetros diferentes.

15. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que um dos furos interconectados tem um diâmetro dimensionado para possibilitar que o êmbolo se mova axialmente através do membro de trava.

16. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que outro dos furos interconectados tem um diâmetro que é dimensionado para impedir o movimento axial do êmbolo através do mesmo.

17. Sensor de pH para recipiente de uso único, caracterizado pelo fato de que o sensor de pH compreende: uma luva de êmbolo configurada para acoplar a um flange do recipiente de uso único; um êmbolo axialmente móvel dentro da luva de êmbolo entre uma posição de preenchimento, uma posição de armazenamento, e uma posição de operação; um elemento de detecção de pH acoplado ao êmbolo, em que o elemento de pH está disposto dentro de uma câmara de armazenamento na posição de armazenamento e é configurado para ser exposto a um interior do recipiente de uso único na posição de operação; e em que o êmbolo inclui pelo menos um canal de preenchimento que possibilita o acesso a uma câmara de preenchimento de referência quando o êmbolo está na posição de preenchimento.

18. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma vedação disposta em torno do êmbolo e posicionada de modo que a vedação esteja em um primeiro lado do pelo menos um canal de preenchimento quando o êmbolo está na posição de armazenamento e em um lado oposto do pelo menos um canal de preenchimento quando o êmbolo está na posição de preenchimento.

19. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o êmbolo tem uma extremidade com uma um canal de preenchimento de solução de armazenamento que é acoplado fluidamente à cavidade de preenchimento de solução de armazenamento.

20. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma tampa de preenchimento acoplada de forma vedante à extremidade do êmbolo para vedar o canal de preenchimento de solução de armazenamento.

21. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a tampa de preenchimento inclui um recurso de travamento mecânico para travar a tampa de preenchimento na extremidade do êmbolo.

22. Sensor de pH de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um eletrodo de referência pelo menos parcialmente disposto dentro da câmara de preenchimento de referência.