CN105960585B - 一次性液体化学传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本文中所揭示的实施例可提供一种传感器系统，其包含具有与其集成的端口组合件的容器(例如袋)。所述端口组合件包含光学透明窗且经配置使得传感器可以机械方式附接到所述端口组合件以与所述光学窗介接。所述传感器可包含折射率IoR传感器，其基于折射率而测量所述容器内部的液体的化学浓度。

Description

一次性液体化学传感器系统
相关申请案的交叉参考
本专利申请案根据35 U.S.C.§119主张2014年3月17日申请的标题为“一次性液体化学浓度及温度传感器系统(Disposable Liquid Chemical Concentration andTemperature Sensor System)”的序列号为61/954,500的美国临时专利申请案的优先权的益处，所述临时专利申请案全文出于全部目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及传感器系统。特定来说，本发明涉及经配置以用于单次使用系统中的包含化学浓度、温度或其它传感器系统的传感器系统。
背景技术
常规地，在可再用不锈钢系统内执行化学制造应用。然而，单次使用(例如，一次性)技术(SUT)且尤其是单次使用系统(SUS)(例如袋或类似物)是针对生物技术及生物医药制造市场的快速发展的技术创新。SUS用于多种生物医药制造应用(上游及下游应用两者)，尤其用于临床测试及研究及开发。
相对于常规可再用不锈钢系统，SUS通过减少污染风险、减少每一过程所需的清洁时间及化学品的量及减少必要系统验证步骤的数目及/或复杂度来提供若干优点。采用SUS的一些额外益处包含灵活性、可伸缩性及实施的速度。
因此，目前SUS部署于从生物反应器到混合系统的范围内的系统中。当前使用SUS的上游应用的实例包含介质制备过程，例如混合、澄清及灭菌过滤。当前使用SUS的下游应用的实例包含细胞收集、澄清、层析浓缩及透析过滤、污染物移除及缓冲剂制备。
此类过程的控制需要数个过程参数的准确测量，所述参数包含(例如)过程中涉及的化学品的温度或浓度。因而，随着SUS的使用的增长，期望结合这些SUS来测量这些过程参数。然而，还未证明这样做简单或有效。绝大部分这样做的努力因传感器必须与SUS集成的事实而毫无结果。难以使传感器与用于SUS中的容器(例如袋)介接且仍获得准确测量。造成这种情况的绝大部分原因是因为某些传感器可能需要接触化学品本身以获得准确测量或可能间接地测量参数(例如，测量参数的代替物)。另外，此类传感器的成本成问题。当完成过程的例子时，可弃置包含传感器的SUS。由于传感器可为昂贵的，经常弃置此类传感器可增加使用此SUS制造化学品的成本。
接着，期望有效地将传感器集成到SUS中以改进用于过程控制或管理的数据收集的系统及方法。尤其期望提供用于这些SUS中的有效化学浓度或温度测量的有效且相对低成本的系统及方法。
发明内容
为此目的，如本文中所揭示的实施例可包含小型化单个完全集成接口封装中的一次性传感器，其经配置以与单次使用系统介接。此传感器的实施例可包含(例如)化学浓度或温度传感器。所述传感器可与电子控制及数据通信模块(其可经配置以介接多个传感器)介接。
每一一次性传感器易于介接到一次性容器，例如聚合袋、衬垫、外包装或类似物。可使用灭菌方法来完成此介接。在一些实施例中，可使用与所述容器集成的端口组合件来介接所述容器。所述端口组合件包含光学透明窗且经配置使得所述传感器可以机械方式附接到所述端口组合件以使用(例如)连接器中的螺合附接或卡扣与所述光学窗介接。此窗可为(例如)硼硅酸盐玻璃、蓝宝石或另一光学透明材料。
在实施例中，所述传感器包含基于折射率(IoR)来测量所述化学浓度的折射率传感器。此光学测量可为真实浓度测量，相对于由常规SUS独立传感器提供的pH及导电率的测量提供优点。
为避免所述光学传感器与所述光学透明窗之间的空气(其可使此光学测量失真)，可在所述传感器与凸缘的窗之间布置光学透明或IoR匹配流体。在所述传感器附接到所述凸缘之前，此流体可(例如)放置于所述窗上。
相应地，除其它优点外，实施例可提供来源于将光学传感器(例如折射率(IoR)浓度传感器)耦合到包含袋或类似物的SUS的优点。这些优点可包含灵敏度、准确度或其它功能优点。举例来说，某些连接性传感器在非离子物种中将不起作用，而IoR传感器可结合此类物种起作用且不与样本自身物理接触。因此，实施例可提供真实浓度传感器，其可与各种化学品(包含非离子物种)一起利用。此外，此类传感器相比于其它传感器(例如需要抓取样本的传感器或类似物)在产生测量时可为相对快速的。
另外，通过在容器中提供端口组合件(其中传感器随后可机械附接到所述端口组合件)，可与此袋一起利用各种灭菌过程而无需关注传感器(包含辐射或类似物)。由于此优点，结合此传感器系统使用的单次使用传感器可无需经设计以耐受此类灭菌过程，这又可减少了此类传感器及包含所述单次使用传感器系统的对应系统的成本。
此外，其中浓度及温度传感器经集成到单个平台中的实施例相比于常规SUS传感器系统可提供若干优点。所述集成消除对多个袋端口(其每一者将为相应独立传感器所需)的需求。经配置以连接到多个传感器的单个电子控制器模块减少SUS配置成本且实现改进的数据收集及监测及控制系统的管理。
当结合下列描述及附图考虑时将更好地了解及理解本发明的这些及其它方面及优点。尽管指示各种实施例及其众多特定细节，但下列描述是通过说明的方式而非通过限制的方式给出。可在本发明的范围内进行许多取代、修改、添加及/或重新布置，且本发明包含所有此类取代、修改、添加及/或重新布置。
附图说明
因此，大体上已描述本发明，现在将对附图进行参考，所述附图无需按比例绘制。可通过参考结合附图的以下描述而获取对实施例及其优点的更完全理解，其中相似参考数字指示相似特征，且其中：
图1说明使用经配置用于化学混合过程的一次性袋的单次使用系统的一个实施例；
图2是经配置以包含一次性传感器系统的单次使用系统的一实施例的图式；
图3A描绘一次性传感器到一次性容器的接口的一个实施例的俯视图；
图3B描绘一次性传感器到一次性容器的接口的一个实施例的仰视图；
图4描绘一次性传感器到一次性容器的接口的一个实施例的横截面图；
图5A及5B是经介接到一次性容器中的光学窗的一次性光学传感器的图式；及
图6是经配置以连接到根据本文中所讨论的一些实施例的两个一次性光学传感器的电子控制器模块的一个实施例。
具体实施方式
参考附图中说明且下列描述中详述的非限制性实施例更完整地解释本发明及其各种特征及有利细节。省略众所周知的起始材料、处理技术、组件及设备的描述以免不必要地在细节方面混淆本发明。然而，技术人员应理解在揭示优选实施例时，详细描述及特定实例是仅通过说明的方式且非通过限制的方式给定。所属领域的技术人员将在阅读本发明之后明白在基本发明概念的范围内的各种取代、修改、添加或重新布置。
如上文所讨论，单次使用系统(SUS)相对于常规可再用不锈钢(或其它)系统提供若干优点且目前部署于从生物反应器到混合系统的范围内的各种系统中。在更详细讨论特定实施例之前，首先给出一些简要背景信息可为有帮助的。在化学应用(包含制造应用)中，在生命科学或生物医药的内容背景下，通常需要快速周转时间。然而，许多可再用制造装置(例如，生物反应器或类似物)可能需要较长时间来清洁、灭菌或以其它方式准备另一批次化学品的制造。因此，许多这些制造工艺已开始利用SUS。具体来说，单次使用容器用于过程而接着被丢弃。相对于常规可再用不锈钢系统，SUS通过减少污染风险、减少每一过程所需的清洁时间及化学品的量及减少必要系统验证步骤的数目或复杂度来提供若干优点。
因此，目前SUS尤其部署于从生物反应器到混合系统的范围内的系统中。然而，在许多情况中，与这些SUS一起利用的过程是对某些过程参数高度敏感。因此，为适当地管理或以其它方式控制这些过程，能够准确地测量此类过程参数是重要的。然而，迄今为止，使传感器与用于SUS中的单次使用容器集成以测量这些参数还未成功。不仅难以使传感器与这些单次使用容器(例如，袋、衬垫、外包装等等)介接且仍获得准确测量，而且(另外)此类传感器的成本也成问题。
化学品的处理、存储或运输可涉及容器的使用。现转向图1，描绘用于化学混合或其它类型的过程的典型SUS配置100的图式。可在容器(例如聚合袋、衬垫或外包装)内执行混合过程。此容器可利用于独立配置中或可安装到器皿，例如可再用不锈钢(或其它类型的)器皿110。因此，所述容器可为瓶中袋(BIB)或容器中袋(BIC)系统的部分。所述容器(例如一次性聚合袋120)将在使用(例如，化学混合过程、使用所述容器的化学品的运输等等)结束之后被丢弃。
由于这些类型的容器可用于可能需要使用灭菌或非灭菌容器的各种过程；可用于各种产业(例如，生命科学、医药、半导体制造等等)且与各种腐蚀性或非腐蚀性化学品(例如，氟化氢、硫化氢、过氧化氢及氢氧化铵、酸、溶剂、碱、光致抗蚀剂、浆料、清洁调配物、掺杂剂、无机、有机、金属有机、生物溶液、医药、放射性化学品、硅源化合物、化学机械研磨(CMP)组合物等等)一起使用，这些类型的容器由各种材料制成。这些材料可包含(例如)聚合物，所述聚合物包含塑料、尼龙、EVOH、聚烯烃或其它自然或合成聚合物，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚(2,6-萘二甲酸丁二酯)(PBN)、聚乙烯(PE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及/或聚丙烯(PP)、氟聚合物(例如(但不限于)聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、乙烯四氟乙烯(ETFE)，包含由杜邦公司(Dupont)以商标
Figure GDA0002651271380000041
销售的聚合物等等。
在所说明的实施例中，用于过程中的化学品通过附接到袋端口的化学递送管件140进入袋120。每一化学递送管140在所述袋的外表面上的凸缘130处具有到每一袋端口的机械附接。常规地，与此袋120一起使用的独立传感器测量化学属性，例如pH、导电率或温度。这些独立传感器中的每一者安装到端口中。因此，使用多个独立传感器需要经配置有多个端口的容器(例如袋120)。袋端口是额外成本及污染的来源，且其通常需要针对实施(例如，校准)及附接的技术支持。
因此，期望提供具成本效应的解决方案来改进化学参数(包含SUS中的化学浓度或温度)的测量。为此目的，如本文中所揭示的实施例可包含具有与其集成的端口组合件的容器(例如袋)，其中所述端口组合件包含光学透明窗。此窗可为(例如)硼硅酸盐玻璃、蓝宝石或另一光学透明材料。传感器可使用(例如)螺合连接、连接卡扣、粘合剂等等以机械方式附接到所述端口组合件(例如，借此所述传感器可与所述光学窗介接)。
此传感器的实施例可包含(例如)化学浓度(包含(例如)分析物浓度)或温度传感器。所述传感器可与电子控制及数据通信模块介接，所述电子控制及数据通信模块可经配置以与一或多个传感器介接。举例来说，可通过使用Turk或Hiroshi连接器(其经配置而以机械或通信方式耦合到所述传感器)将所述控制模块耦合到所述传感器来完成此介接。此传感器可为(例如)用于利用基于折射率原理的光学测量来测量化学浓度的光学浓度传感器。此传感器的实施例也可测量化学品的温度或其它性质。
图2是SUS 200的一个实施例的图式，所述SUS 200包含容器205(例如袋、衬垫、外包装或类似物)，所述容器205经配置以包含一次性传感器系统，包含(例如)一次性液体化学浓度及温度传感器系统。所述一次性液体化学浓度及温度传感器系统包括电子控制及数据通信模块240，其经配置以经由缆线(230a及230b)分别连接到一或多个一次性传感器。
在实施例中，传感器中的一或多者是经配置以与一次性容器205中的光学窗介接的光学传感器。在此类情况中，端口组合件可包含凸缘(210a、210b)且可与袋集成，其中光学透明窗安置于所述凸缘中，使得所述窗与容器205中的流体接触(当流体存在于容器205中时)。此窗可为(例如)硼硅酸盐玻璃、蓝宝石或另一光学透明材料，例如光学透明聚合材料(例如乙烯四氟乙烯(ETFE))。每一光学传感器分别使用机械机制在袋中的凸缘(210a、210b)的光学窗处固定到一次性容器205的外表面。所述光学传感器可(例如)装填到包含插口220(例如，220a或220b)的传感器组合件中且插口220可使用(例如)连接器中的螺纹或卡扣以机械方式耦合到凸缘(210a、210b)，使得传感器可与凸缘(210a、210b)的光学窗介接。
在某些情况中，连接器(未展示)可以机械或通信方式耦合到装填到插口220中的传感器且提供连接器(例如，Turk或Hiroshi连接器)，电子控制及数据通信模块240通过所述连接器可耦合(例如，以机械或通信方式)到传感器。此连接器可为(例如)经配置而以机械方式(例如，通过连接器中的螺纹或卡扣)附接到传感器的引线或另一电子接口的罩帽，且通过电子控制及数据通信模块240耦合到其的连接器提供传感器的一或多个信号。
图3A及3B各自描绘经配置以集成到一次性容器(例如袋)中以使传感器与一次性容器介接的端口接头的一个实施例的视图。具体来说，图3A描绘一个实施例的俯视图而图3B描绘所述实施例的仰视图。此处，端口组合件300经配置以与一次性袋以机械方式集成，使得端口组合件300的光学窗经暴露于所述一次性袋内且一次性光学传感器与所述光学窗介接。端口组合件300可由对伽玛辐射具稳定性的材料制成，包含此类伽玛稳定聚合材料，包含(例如)聚氯乙烯、聚氟乙烯或聚乙烯乙酸酯，或其它聚合物，例如氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚乙烯(如高密度聚乙烯或低密度聚乙烯)、聚偏二氟乙烯、乙烯四氟乙烯、聚酰亚胺等等。
更具体来说，端口组合件300的俯视图描绘将面向与其集成的一次性袋的外表面的端口接头300的部分。此视图说明传感器310到所述一次性袋的外表面的机械附接。在实施例中，一次性光学传感器310使用由(例如)氧化铝或基于硅的材料(例如，室温硫化(RTV)聚硅氧)组成的装填材料装填到盖330(其也可由如上文所讨论的伽玛稳定聚合材料制成)中。在其中光学传感器310装填到盖330的实施例中，装填材料的热传导性可促进通过热传感器324的温度测量。接着，使用光学环氧树脂将盖330焊接到一次性光学连接器凸缘320中，所述凸缘320位于与一次性袋集成的光学窗350处且其中所述光学窗350的内表面经暴露于所述一次性袋的内部。传感器310的一个实例是由加利福尼亚州的普莱森特希尔的英特格-杰塔伦溶液公司(Entegris-Jetalon Solutions,Inc.of Pleasant Hill,California)制造的传感器。此传感器的其它实施例揭示于第13/401,765号美国专利申请案、第7,319,523号美国专利及第7,317,533号美国专利中，所述申请案的全文以引用方式并入本文中。
图3B描绘朝向传感器310(位于经焊接到光学连接器凸缘320的盖330内)观看的端口组合件300的仰视图。端口组合件300的此部分使光学窗暴露于一次性袋的内部且此视图说明传感器310、光学窗与一次性袋之间的接口。光学传感器310可包含液体浓度传感器322及热传感器324。
在实施例中，光学传感器310接合到与内表面经暴露于一次性袋的内部的光学窗350介接的光学透明窗360(例如硼硅酸盐玻璃或蓝宝石)。在实施例中，光学窗350是由化学惰性的光学透明材料(例如，硼硅酸盐玻璃、蓝宝石、钻石，或光学透明聚合材料，例如氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯四氟乙烯(ETFE))组成。传感器玻璃窗360与光学窗350之间的接口填充有折射率(IoR)匹配材料(例如，油、凝胶或环氧树脂)以确保所述表面接合而在其之间没有气隙。可选择用于特定接口中的IOR匹配材料以匹配一次性袋中的光学窗的IoR。
应注意，尽管此实施例描绘光学传感器310接合到与光学窗350(其暴露于一次性袋的内部)介接的光学透明窗360，但在其它实施例中可消除光学透明窗360。在此类实施例中，光学传感器310可直接接触光学窗350，或可与光学窗350分离工作距离，其中可存在安置于光学传感器310与光学窗350之间的IoR匹配材料。
图4是根据本发明的各种实施例的经介接到一次性袋405中的光学窗450的一次性光学传感器410的图式。光学传感器410装填到经由光学连接器凸缘420附接到光学窗450处的一次性袋405的外表面的插口430中，如先前所描述。光学传感器410包含液体化学浓度传感器422及邻近于光学窗450的热传感器424。
在实施例中，光学传感器410经由缆线442以通信方式耦合到电子控制及数据通信模块。如先前相对于图2所描述，SUS可经配置以包含多个光学传感器且单个电子控制器模块可经配置以同时连接到所有所述光学传感器。
图5A及5B中描绘一次性光学传感器系统的另一实施例。光学传感器系统500包含端口组合件510及传感器组合件520。图5A描绘处于解耦合状态中的端口组合件510及传感器组合件520，而图5B描绘处于机械耦合状态中的端口组合件510及传感器组合件520。端口组合件510(及在一些情况中的传感器组合件520)的材料可包含经选择而具伽玛稳定性(例如上文所讨论的所述材料)或耐受其它灭菌过程(例如电子束、臭氧水等等)的材料。
端口组合件510还可包含端口窗512，其可使用将窗512与袋密封的安装技术(例如注射模制(包含包覆模制或类似技术))或使用螺合式插入及压缩密封来与袋集成。以此方式，窗512的内表面将暴露于所述袋内部且与所述内表面相对的外表面将暴露于所述袋的外表面上。
在所描绘的实施例中，端口组合件510可包含螺合于内径上的环形外喷嘴514及螺合于内径及外径上的环形内喷嘴516。端口组合件510还可包含环形外环518(其可形成为外喷嘴514的部分)及环形内环522。窗512可安置于环形内环522上或在一些实施例中环形o-环密封件524可安置于窗512与环形内环522之间。当内喷嘴516经螺合到环形外喷嘴514的内螺纹时，其可至少接触窗512(且在一些实施例中还可至少接触环形外环518的部分)。使用足够力可使内喷嘴变紧，使得可在窗512与环形内环522之间(或内环522、窗512与o-环之间)形成流体紧密密封。因此，传感器组合件520可以机械方式固定到袋，其中窗512与可在袋中的任何流体接触且其中通过内喷嘴516中的开口使窗512的部分暴露。
因此，端口组合件510可与系统的单次使用袋、管件或其它组件集成。所述袋、管件或其它组件可为灭菌的。在一些情况中，此端口组合件510可为流通装置(例如管或其它组件)的部分。所述组件可使用无菌(灭菌)输入及/或输出连接器以连接到系统的其它部分。因此，例如，在灭菌环境中，可连接/断开提供传感器端口的流通装置。
在一些情况中，端口组合件510可耦合到系统的组件或以其它方式与其集成，液体流动通过所述组件(例如袋外部的管件)。举例来说(但非限制)，可对单次使用袋提供再循环回路，其中泵(例如蠕动式泵或其它泵)从所述单次使用袋泵抽流体且通过回路返回到所述袋。端口组合件510可经集成于所述回路的壁中，使得流体流过端口窗。
现移到传感器组合件520，传感器组合件520可包含螺合盖532，其中传感器534接合到螺合盖532。螺合盖532可为圆柱形且在其外径上具有螺纹。例如，传感器534可装填到螺合盖532中。任选地，传感器组合件520也可包含传感器窗536且传感器534可使用粘合剂或类似物接合到传感器窗536。
传感器组合件520可经螺合到内喷嘴516中，使得螺合盖532上的外表面上的螺纹啮合内喷嘴516的内表面上的螺纹。接着，可使螺合盖532变紧直到传感器534(或在某些实施例中传感器窗536)接触窗512或与窗512相距所要工作距离。以此方式，传感器534可与端口光学窗512的外表面介接。将理解，尽管实施例经描述为使用螺合喷嘴将传感器以机械方式附接到端口，但在其它实施例中端口组合件可使用其它机构接纳传感器。例如，使用保持夹具等等。
当传感器组合件520处于适当位置时，传感器光学窗536及端口光学窗512可接触(或彼此相距工作距离)，或如果传感器组合件520不包含传感器窗536，那么传感器534的表面可接触端口光学窗512(或与端口光学窗512相距工作距离)。在此类情况中，可接合所述表面(例如，端口窗512及传感器窗536的表面或端口窗512的表面及接触端口窗512的传感器534的表面)。在一个实施例中，可通过范德华力接合所述表面，或在其它实施例中，可使用中间材料(例如聚硅氧油、光学环氧树脂或其它材料)。所述中间材料可为IoR匹配材料，例如，所述IoR匹配材料可匹配端口窗或传感器窗的IoR。另外，为促进此接合，所述表面可经抛光。
接着，连接器上的卡扣可附接到传感器以使传感器532耦合到控制模块或其它装置。在一个实施例中，罩帽540可包含经配置而以机械及通信方式耦合到传感器的连接器上的卡扣。罩帽540也可包含连接器(例如，Turk或Hiroshi连接器)，缆线可连接到所述连接器以将来自传感器的信号提供到电子控制或数据通信模块。在一些实施例中，中间微处理器包含于罩帽540中以进行信号放大或其它处理。
在实施例中，光学传感器(例如，光学传感器310、410或534)是折射率传感器，其基于折射率原理而测量液体化学浓度。常规地，使用庞大且昂贵的实验室仪器(例如，折射计或复杂联机化学监测装备的工作台)测量折射率。可使用至少一个一次性小型化光学路径(其包含光源、棱镜、反射窗及光学反射光的检测器)在一次性传感器处运算袋内液体化学品的折射率。
在SUS中使用折射率传感器相对于常规上用于SUS中的传感器提供若干优点。折射率测量液体中全部成分的总浓度，而pH及导电率传感器(通常用于SUS中的独立传感器)分别受限于仅液体的H+及离子成分。折射率与浓度是线性相关且易于校准。因此，折射率传感器可测量流体或化学品的浓度而与其是透明还是不透明无关。通过使用折射率的波长色散，折射率传感器可用作化学化合物物种分析(speciation)装置。通常，使用不与基于SUS的系统兼容的高成本吸收光谱学技术(例如，近红外线吸收光谱学)来执行确定物种分析。折射率传感器使用灭菌方法也容易地介接到一次性袋中的光学窗，如先前所描述。
在实施例中，可使用包含用于固持裸片安装LED、LED控制电路及用于光学反射光的接收电子器件的小型化印刷电路板(下文中的PCB)的小型化组件来制造如与SUS一起利用的折射率传感器。用于光学反射光的接收电子器件是用于缩放、放大及读出从传感器传输的模拟或数字信号，且在实施例中可包含光电二极管阵列及/或具有电路驱动器的电荷耦合装置。
所述光学传感器也可包含非易失性存储器以存储(例如)从执行化学过程收集且实时处理的数据。所收集的数据的类型的实例包含校准表、传感器识别符、温度补偿系数及压力/流率补偿系数。
在实施例中，光学传感器进一步包含热传感器。如此项技术中已知，折射率具有与温度以及与化学浓度的函数相关性。尽管理论上折射率是参照在恒温(例如，摄氏20度)下发生的操作，但在化学过程期间进行测量的传感器通常暴露于波动温度。当折射率用于实时浓度监测时，每一温度偏移也可经检测为浓度的改变。
为检测执行化学过程期间发生的温度变化，第一热传感器可位于某些实施例的光学传感器窗上及第二热传感器集成到所述光学传感器的印刷电路板中。可收集表示所检测温度变化的数据且将其存储于光学传感器的非易失性存储器内。
由热传感器收集的温度数据可输入到实施为可由光学传感器(或以其它方式)执行的软件及/或固件的各种方法以在执行化学过程期间进行实时温度补偿。例如，在实施例中，第一方法可计算取决于测试中的化学品及SUS内的热环境的相关系数，所述计算基于将表示温度的缓慢变化的所收集数据与表示化学浓度变化的所收集数据进行比较。另外或替代地，第二方法可相对于温度的导数计算由变化的化学浓度之间的相关性导出的温度波动率校正项。此温度波动率校正项可用于校正温度的快速瞬时改变。这些快速温度瞬时改变可为例如将新化学品添加到现有生物反应器的情境的特性或这些快速温度瞬时改变可由小传感器上的不具有足够热质量来减缓温度改变的非均衡流动的化学品引起。可结合快速瞬时校正来施加缓慢变化温度校正以实现执行化学过程期间(例如，化学注射循环、反应循环等等)的整体温度补偿。
图6是经配置以连接到根据本发明的各种实施例的两个一次性光学传感器的示范性电子控制器模块600的图式。所述示范性电子控制器模块640是Jetalon CR-288通用液体化学浓度监测器。两个缆线630中的每一者分别结束于包含传感器头的流动槽中。在一些实施例中，两个缆线630可终止于经配置以与耦合到如所描述的光学传感器的连接器(例如，Turk或Hiroshi连接器)配合的连接器中。
如本文中所使用，术语包括、包含、具有或其任何其它变型旨在涵盖非排斥性的包含。举例来说，包括一系列元件的过程、产品、物品或设备不一定仅限于所述元件，而可包含未明确列出或此过程、物品或设备固有的其它元件。此外，除非明确说明相反的情形，否则或是指包含性或而非排斥性或。举例来说，以下中的任何者满足条件A或B：A为真(或存在)且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)且B为真(或存在)；及A及B两者皆为真(或存在)。
另外，本文中给定的任何实例或说明无论如何皆不会被视为约束于、限于搭配其利用的任何术语或表达其定义。相反，这些实例或说明被视为关于一个特定实施例描述且仅视为说明性。例如，如上文所讨论，尽管本文中所描绘的实施例经说明为利用聚合袋，但应注意如本文中所描绘的实施例与搭配衬垫(例如，聚合衬垫)或利用于(例如)基于衬垫的应用(例如用于存储或施配系统(例如，BIB或BIC系统))中的外包装一起利用可同样有效。此类衬垫包含(例如)具有焊体的管状或圆柱形衬垫、可折叠或柔性衬垫、刚性衬垫、挤压衬垫、具有或不具有角板的衬垫、独立衬垫、利用于插口(receptacle)或器皿中的衬垫等等。此类袋、衬垫及外包装说明于1994年7月1日申请的标题为“液体化学品施配及再循环系统(Liquid Chemical Dispensing and Recirculating System)”的第5,526,956号美国专利；2002年5月3日申请的标题为“可回收及可再用桶中袋流体存储及施配容器系统(Returnable and Reusable,Bag-in-Drum Fluid Storage and Dispensing ContainerSystem)”的第6,698,619号美国专利；2012年10月25日公开的标题为“大体上刚性可折叠衬垫及柔性具有角板或不具有角板的衬垫及制造所述衬垫的方法及用于限制衬垫中的阻塞的方法(Substantially Rigid Collapsible Liner and Flexible Gusseted or Non-Gusseted Liners and Methods of Manufacturing the Same and Methods forLimiting Choke-Offs in Liners)”的第2012/0267388号美国专利申请公开案；及2011年12月9日申请的标题为“用于压力施配系统的大体上圆柱形衬垫及制造所述衬垫的方法(Generally Cylindrically-Shaped Liner for Use in Pressure Dispense Systemsand Methods of Manufacturing the Same)”的第PCT/US2011/064141号国际PCT申请案；2012年12月20日申请的标题为“基于衬垫的运输及施配系统(Liner-based Shipping andDispensing Systems)”的第PCT/US2012/070866号国际PCT申请案；2011年10月10日申请的标题为“大体上刚性可折叠衬垫、容器及/或用于替代玻璃瓶的衬垫及增强的柔性衬垫(Substantially Rigid Collapsible Liner,Container and/or Liner for ReplacingGlass Bottles,and Enhanced Flexible Liners)”的第PCT/US11/55558号国际PCT申请案；2011年10月10日申请的名为“嵌套吹模制衬垫及外包装及用于制造所述衬垫及外包装的方法(Nested Blow Molded Liner and Overpack and Methods of Making Same)”的第PCT/US11/55560号国际PCT申请案；2011年12月9日申请的标题为“用于压力施配系统的大体上圆柱形衬垫及制造所述衬垫的方法(Generally Cylindrically-Shaped Liner forUse in Pressure Dispense Systems and Methods of Manufacturing the Same)”的第PCT/US11/64141号国际PCT申请案；2011年3月29日申请的标题为“基于衬垫的施配器(Liner-Based Dispenser)”的第61/468,832号美国临时申请案；2011年8月19日申请的标题为“基于衬垫的施配系统(Liner-Based Dispensing Systems)”的第61/525,540号美国临时申请案；2006年6月5日申请的标题为“流体存储及施配系统及过程(Fluid Storageand Dispensing Systems and Processes)”的第11/915,996号美国专利申请案；2010年10月7日申请的标题为“借助于脱气组合件的材料存储及施配系统及方法(Material Storageand Dispensing System and Method With Degassing Assembly)”的第PCT/US10/51786号国际PCT申请案；第PCT/US10/41629号国际PCT申请案；第7,335,721号美国专利；第11/912,629号美国专利申请案；第12/302,287号美国专利申请案及第PCT/US08/85264号国际PCT申请案，所述申请案中的每一者的全文出于全部目的以引用方式并入本文中。
所属领域的技术人员应明白，搭配这些实例或说明利用的任何术语涵盖于可由或不一定由说明书中的所述处或其它处给定的其它实施例以及实施方案及其调适，且所有此类实施例旨在包含于所述术语的范围内。指定此类非限制性实例及说明的用语包含(但不限于)：举例来说、例如(for instance)、例如(e.g.)、在一个实施例中、及其类似物。
鉴于此描述，所属领域的技术人员将明白本发明的各种方面的进一步修改及替代实施例。因此，此描述仅解释为说明性的且出于教示所属领域的技术人员实施本发明的一般方法的目的。应理解，在本文中展示及描述的本发明的形式将作为目前优选实施例。元件及材料可取代在本文中说明及描述的元件及材料，可颠倒部分及过程，且可独立利用本发明的某些特征，所有将如所属领域的技术人员在受益于本发明的此描述之后变得明显。在不脱离如在所附权利要求书中描述的本发明的精神及范围的情况下可对本文中描述的元件做出改变。

Claims (9)

1.一种一次性传感器系统，其包括：
至少一个一次性传感器组合件，其包括螺合盖，其中折射率传感器接合到所述螺合盖，所述折射率传感器基于折射率来测量化学浓度，所述折射率传感器经配置以执行表示化学浓度的数据获取，其中所述一次性传感器组合件通过端口组合件固定到一次性聚合袋，所述一次性聚合袋包括与所述一次性聚合袋集成的光学窗，所述传感器组合件在所述光学窗的外表面处耦合到所述一次性聚合袋；所述光学窗的内表面经暴露于所述一次性聚合袋的内部；所述端口组合件包含螺合于内径上的环形外喷嘴及螺合于内径和外径上的环形内喷嘴，所述端口组合件包含环形内环，且所述光学窗安置于所述环形内环上，借此当内喷嘴螺合至环形外喷嘴的内螺纹时，所述内喷嘴至少接触所述光学窗；所述传感器组合件螺合至所述内喷嘴，借此外螺合盖上的螺纹啮合所述内喷嘴的内表面上的螺纹；
所述光学窗上的第一热传感器以及所述折射率传感器的电路板上的第二热传感器；且
所述折射率传感器经配置以耦合到控制及数据通信系统，所述控制及数据通信系统经配置以从所述至少一个一次性传感器组合件接收表示所述化学浓度的所述数据，
其中所述端口组合件与所述一次性聚合袋集成。
2.根据权利要求1所述的一次性传感器系统，其中所述光学窗是硼硅酸盐玻璃、蓝宝石、钻石或光学透明聚合物。
3.根据权利要求1所述的一次性传感器系统，其中所述端口组合件由对伽玛辐射具稳定性的材料所构成。
4.根据权利要求1所述的一次性传感器系统，其中所述传感器组合件是盖且所述折射率传感器装填于所述传感器组合件中，其中所述盖由通过伽玛辐射灭菌的聚合材料制成。
5.根据权利要求1所述的一次性传感器系统，其中折射率IoR匹配材料安置于所述光学窗的所述外表面与所述折射率传感器之间。
6.根据权利要求5所述的一次性传感器系统，其中所述IoR匹配材料匹配所述光学窗的所述IoR。
7.根据权利要求1所述的一次性传感器系统，其中所述传感器组合件包含传感器窗且所述折射率传感器接合到所述传感器窗。
8.根据权利要求7所述的一次性传感器系统，其中折射率IoR匹配材料安置于所述光学窗的所述外表面与所述传感器窗之间。
9.根据权利要求1所述的一次性传感器系统，其进一步包含经配置而以机械方式耦合到所述折射率传感器且将所述折射率传感器以通信方式耦合到所述控制及数据通信系统的连接器。
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