CN111315486B - 生物过程系统 - Google Patents

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Abstract

一种基站(1)和生物过程系统(3)，其中所述基站(1)包括：‑框架或壳体(5)，其中所述框架或壳体包括多个阀(7a‑f、9a‑d、11a‑f、13a‑e、15a‑f)，在系统运行期间一次性管组(21)设到该阀中，使得一次性管组的至少一个入口(23a‑j)经由生物过程系统(3)的生物过程分离装置(31)连接到一次性管组的至少一个出口(25a‑f)；‑可移动泵保持装置(35)，该装置(35)可设在至少两个不同的位置中，其中一个在框架或壳体(5)内且另一个至少部分地在框架或壳体(5)外，且该装置(35)包括至少一个泵主体(37)，所述泵主体包括连接件(39)，该连接件(39)构造成用于连接到包括于一次性管组(21)中的一次性泵连接部分(27)。

Description

生物过程系统
技术领域
本发明涉及生物过程系统和生物过程系统的基站。
背景技术
对于大的生物过程系统(诸如色谱或过滤系统)，系统内的流径传统上作为金属或塑料管固定地设在系统中。这些管需要在系统中执行的不同过程之间消毒。尤其是在较小的生物过程系统中，流径现在通常改成设为柔性的一次性管。由此可在不同过程之间更换整个流径。在更换一次性管时，需要到阀和泵的通路，管需要连接到该阀中，管应连接到该泵。问题可在于获得对于容易更换一次性管的良好通路，且另一问题可在于该系统庞大(bulky)。
发明内容
本发明的目标在于提供一种包括一次性管组的改进的生物过程系统，其中一次性管组可容易更换。
这在根据独立权利要求的基站和生物过程系统中实现。
根据本发明的一个方面，提供一种生物过程系统，该生物过程系统包括：基站(1)，该基站(1)包括框架或壳体(5)，其中所述框架或壳体包括多个阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)，该阀用于控制系统中的流体流且构造成能够可释放地流体连接到一次性管组(21)；以及离散的可移动泵保持装置(35)，该装置(35)能够至少部分地容纳于框架或壳体(5)内且能够从其去除，且该装置(35)包括至少一个泵主体(37)，所述泵主体包括流体连接件，该流体连接件构造成能够可释放地连接到一次性管组(21)的泵连接部分(27)。
以不同的方式表达，本发明提供一种生物过程系统的基站。所述基站包括：
-框架或壳体，其中所述框架或壳体包括多个阀，在系统运行期间一次性管组可设到该阀中，使得一次性管组的至少一个入口经由生物过程系统的生物过程分离装置连接到一次性管组的至少一个出口；以及
-可移动泵保持装置，该装置可设在至少两个不同的位置中，其中一个在框架或壳体内且另一个至少部分地在框架或壳体外，且该装置包括至少一个泵主体，所述泵主体包括连接件，该连接件构造成用于连接到包括于一次性管组中的一次性泵连接部分。
根据本发明的另一方面，提供一种生物过程系统，该生物过程系统包括如上文限定的基站、一次性管组和生物过程分离装置。
由此，生物过程系统的泵可设在框架或壳体内和至少部分地在框架或壳体外。由此可容易接近泵以改变泵头，以用于连接管和维护。在系统运行期间，泵也可完全设在框架或壳体内。由此提供与泵头总是需要设在系统外且需要用于维护泵的通路的情况相比不太庞大的系统。
在本发明的一个实施例中，所述可移动泵保持装置包括轮上的台车，且所述框架或壳体包括用于接纳所述可移动泵保持装置的框架或壳体的底部部分中的空余空间。
在本发明的一个实施例中，所述框架或壳体包括四个壁，该四个壁连同框架或壳体的顶板基本构成箱，其中框架或壳体的阀设在所述四个壁中的至少三个上，且其中所述四个壁中的第一壁包括用于将可移动泵保持装置接纳到框架或壳体的底部部分的空余空间中的开口，且其中所述四个壁中的第二壁包括入口阀通路开口，通过该开口实现到定位在框架或壳体内的至少一个入口阀的通路。
在本发明的一个实施例中，框架或壳体的所述出口阀设在所述四个壁中的第三壁上。
在本发明的一个实施例中，至少五个分离装置阀设成用于接纳一次性管组，以用于控制通过或绕过连接到一次性管组的生物过程分离装置上流或下流的一次性管组中的流体的供给。
在本发明的一个实施例中，所述至少五个分离装置阀设在所述四个壁中的第三壁中，但在比出口阀更低的位置处。
在本发明的一个实施例中，所述框架或壳体包括用于一次性管组的一次性空气阱的保持器，其中用于一次性空气阱的所述保持器设在所述入口阀上方。
在本发明的一个实施例中，所述阀是夹紧阀。
在本发明的一个实施例中，所述一次性管组包括：
-至少一个入口管；
-至少一个出口管；
-至少一个一次性泵连接部分，其连接到入口管且构造成用于连接到泵主体；
-至少一个一次性空气阱；以及
-两个分离装置连接点，该分离装置连接点用于到生物过程分离装置的连接，
其中所述至少一个出口管经由一次性管组的其它构件连接到所述至少一个入口管。
在本发明的一个实施例中，所述一次性空气阱是一次性旋流型空气阱。
在本发明的一个实施例中，所述一次性管组还包括一次性UV传感器、一次性流量传感器、一次性空气传感器、一次性pH计、一次性传导率计和一次性压力计中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，一次性管组的所有构件连接，且一次性管组可一件式地从基站去除。
附图说明
图1a和图1b示出根据本发明的一个实施例的生物过程系统的基站的两个不同的透视图。一次性管连接到基站。
图2a和图2b示出根据本发明的一个实施例的生物过程系统的两个不同的透视图。
图3a和图3b示出根据本发明的一个实施例的基站的两个不同的透视图。基站的可移动泵保持装置在此设在基站的框架或壳体外。
具体实施方式
图1a和图1b示出根据本发明的一个实施例的生物过程系统的基站1的两个不同的透视图。图2a和图2b示出与图1a和图1b中示出的相同但还连接到生物过程分离装置31的基站。由此，图2a和图2b示出根据本发明的一个实施例的生物过程系统3的两个不同的透视图。图3a和图3b示出与图1a和图1b中示出的相同但没有连接的一次性管组的基站的两个不同的透视图。
本发明涉及一种生物过程系统3的基站1，且涉及一种包括此类基站1的生物过程系统3。根据本发明的生物过程系统包括基站1、连接到基站的一次性管组21和分离装置31，诸如，例如连接到一次性管组的色谱柱或过滤器。分离装置31未在图1a和图1b中而在图2a和图2b中示出。基站1包括一次性管组将连接到的阀和泵(下文进一步描述和编号)。此外，基站1适当地包括用于在生物过程系统运行期间控制阀和泵的某一类型的控制能力。该控制将不进一步描述。
根据本发明的基站1包括框架或壳体5，其中所述框架或壳体包括多个阀7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f，在系统运行期间一次性管组21设到阀中，使得一次性管组的至少一个入口23a-j经由生物过程系统3的生物过程分离装置31连接到一次性管组的至少一个出口25a-f。在本发明的该实施例中，提供一次性管组21的10个单独入口23a-j。当然，入口的数量可变化。在本发明的该实施例中，入口23a-j分成两组。第一组包括四个入口23a-d，称为第一入口23a-d，其设在第二组上方，第二组包括六个入口23e-j，称为第二入口23e-j。所有入口23a-j可用于将例如缓冲剂和样品供给到系统中。当然，第一和第二入口23a-j的数量可变化。入口23a-j中的每个在生物过程系统运行期间连接到设在基站1上的阀7a-f、9a-d。第二入口23e-j连接到的阀7a-f称为第二入口阀7a-f，且第一入口23a-d连接到的阀9a-d称为第一入口阀9a-d。当然，在基站中，第一入口阀9a-d和第二入口阀7a-f的数量可变化。此外，在本发明的该实施例中，提供一次性管组21的六个不同的出口25a-f。当然，出口25a-f的数量可在本发明的范围内变化。因此，在本发明的该实施例中，六个出口阀11a-f设在基站1中。在系统运行期间，一次性管组21的出口25a-f设成将一个连接到这些出口阀11a-f中的每个。当然，出口阀11a-f的数量也可变化。
在系统运行期间，一次性管组21将连接到生物过程分离装置31。一次性管组21包括两个分离装置连接点71、73，其可在图1a中看到。一次性管分叉成使得管的一个分叉75a包括分离装置连接点中的一个71且另一分叉75b包括另一分离装置连接点73。此外，在该实施例中，管的旁通分叉75c还设在其它两个分叉75a、75b中间。三个分叉聚集到分离装置连接点71、73之前和之后的一个管中。基站1包括分离装置阀13a-e，一次性管的所述分叉75a、75b、75c在运行期间连接到该分离装置阀13a-e。一个分离装置阀设在每个分离装置连接点71、73的每侧上，且一个分离装置阀还设至旁通分叉。通过分离装置阀13a-e的该布置和用于连接分离装置31的一次性管组21的分叉，分离装置31可连接用于上流分离(向上通过装置31的液体流)和下流分离(向下通过装置的液体流)，不需要管的任何重新布置而仅需要通过控制分离装置阀13a-e。此外还可绕过分离装置31。然而，在上流分离与下流分离之间没有切换的该可能性的情况下，分离装置阀的更简单的布置也为本发明所涵盖。在此类系统中不需要一次性管在分离装置连接点71、73周围分叉，且此外将仅需要三个分离装置阀。
此外，在如图1a和图1b中示出的基站1中，还提供六个阀15a-f。这些设成用于允许一次性管组21的单独构件的旁通或连接，且还称为构件旁通阀15a-f。在本发明的该实施例中，一次性管组21的空气阱63和滤筒64连接到这些构件旁通阀15a-f。如果不需要这些构件的旁通，基站1中可省去这些阀。在该实施例中，额外的空气排放阀65还设在框架或壳体5上，来自空气阱63的空气排放管可连接到它。
连接到基站1的框架或壳体5的阀7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f、65可例如为夹紧阀或隔膜阀。
根据本发明，基站1还包括可移动泵保持装置35。可移动泵保持装置35可设在至少两个不同的位置中，其中一个在框架或壳体5内且另一个至少部分地在框架或壳体5外。可移动泵保持装置35包括至少一个泵主体37。在图1和图3中示出的实施例中，可移动泵保持装置35包括两个泵主体37，但泵主体的数量可在本发明的范围内变化。每个泵主体37包括泵连接件38，该泵连接件38构造成用于连接到包括于一次性管组21中的一次性泵连接部分27，例如一次性泵头。
在如图1-3中示出的本发明的实施例中，可移动泵保持装置35包括轮上的台车39。此外，框架或壳体5包括用于接纳所述可移动泵保持装置35的框架或壳体5的底部部分43中的空余空间41。对用于可移动泵保持装置35的轮上的台车39的备选方案可为向框架或壳体5提供轨道，使得可移动泵保持装置35可安装到轨道且沿着轨道移动到在框架或壳体内和至少部分地在框架或壳体外的位置。然而，关于将可移动泵保持装置单独设在轮上的台车39上的优点在于，当泵运行时来自泵的振动不传递到系统的其余部分。在其中泵安装于系统中的传统系统中，这可为问题。根据本发明，关于将泵主体37设在可移动泵保持装置35上的另一优点在于，可实现不太庞大的系统，其中泵完全隐藏在系统内，同时可容易通过将可移动泵保持装置35移动于框架或壳体5外来实现到泵的良好通路。例如，在应更换一次性管组时和需要维护泵时，需要到泵的通路。在其中泵固定地安装到系统的传统系统中，泵需要安装成使得它们可接近以用于连接和维护。这可能需要从泵的多于一侧接近。由此，系统通常是庞大的，且泵的部分从系统突出。这需要室中更大的空间。
在如图1-3中示出的本发明的实施例中，框架或壳体5包括四个壁45a、45b、45c、45d，该四个壁连同框架或壳体5的顶板47基本构成箱48。由此实现基站的紧凑设计。在本发明的该实施例中，框架或壳体5的阀7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f设在这些壁中的两个45a、45c上和壁中另一个45b的开口51内，这将在下文进一步描述。所述四个壁中的第一壁45a包括开口49，开口49用于将可移动泵保持装置35接纳到框架或壳体5的底部部分43的空余空间41中。在图1-3中示出的实施例中，但不是必要的，所述四个壁中的第二壁45b包括入口阀通路开口51，通过该入口阀通路开口51实现到框架或壳体的入口阀7a-f、9a-d的通路。备选地，入口阀7a-f、9a-d设为安装到壁45a、45b、45c、45d中的一个。然而，如图1-3中示出的，将入口阀7a-f、9a-d设在壁45b中的一个的开口51内的优点在于，基站将不太庞大，且当一次性管组21设至基站1时到入口的通路是便利的。此外，管可做得更短且以有效方式保持在系统内。一次性管组21中管长的最小化有利于处理效率、节省样品和总体性能以及测量精度。由此，当可移动泵保持装置35设在框架或壳体5内时，开口51适当地设在接近于可移动泵保持装置35的框架或壳体5的底部部分43中。在如图1-3中示出的实施例中，第二入口阀7a-f设在开口51周围的框架或壳体5的下表面101上，且第一入口阀9a-d设在开口51周围的框架或壳体的上表面103上。下表面101示为倾斜的且上表面示为平的，但两个表面可为平的或倾斜的。这些仅是用于提供良好通路的设计备选方案。
在如图1-3中示出的实施例中，第一壁45a还包括构件旁通阀15a-f，且第三壁45c包括出口阀11a-f和分离装置阀13a-e。在箱48中，第三壁45c与第二壁45b相反。此外，参照图中的方向以及基站将如何设到地面上，出口阀11a-f设在第三壁45c上的分离装置阀13a-e上方。出口阀11a-f定位在到分离装置31的连接点71、73上方，以确保即使在低流率下在操作期间所有器械完全充满液体。
构件旁通阀15a-c中的三个可用于连接一次性管组21的空气阱63，且构件旁通阀15d-f中的其它三个可用于连接滤筒64。空气阱保持器61和滤筒保持器66可设在第一壁45a上。空气阱保持器61可设在框架或壳体5的第一壁45a上比泵更高的位置处。由此提供从入口到空气阱63的上升流，其适于允许空气通过空气阱从系统排出。
如上文提到的，生物过程系统3的一次性管组21包括至少一个入口管、至少一个出口管、至少一个一次性泵连接部分27，例如泵头，其连接到入口管且构造成用于连接到泵主体37。根据本发明的一个实施例，一次性管组21还包括至少一个一次性空气阱63和两个分离装置连接点71、73，该分离装置连接点71、73用于到生物过程分离装置31的连接。所述至少一个出口管经由一次性管组21的其它构件27、63、71、73连接到所述至少一个入口管。
在本发明的一个实施例中，一次性空气阱63是旋流型空气阱。此类空气阱需要比传统空气阱(其中入口和出口都设在空气阱的底部中)更小的体积。在旋流型空气阱中，呈圆柱形形式的壳体设有内部中心杆，流体在该内部中心杆周围循环。到圆柱形壳体的入口设成通过壳体的壁且沿一方向使得提供到壳体中的流体沿着壳体的壁提供。由此，流体将在内部中心杆周围成旋流。来自空气阱的出口设在圆柱形壳体的底部中，即在入口下方。此外，用于排出气体的排放开口设在空气阱的顶部中。整个空气阱63由塑料制成，且因此连同一次性管组21的其余部分是一次性的。
一次性管组21还可包括以下一次性构件中的一种或多种：一次性UV传感器、一次性流量传感器、一次性空气传感器、一次性pH计、一次性传导率计和一次性压力计。根据本发明，带有如上文指定的构件(诸如泵头、空气阱、UV传感器等)的整个管组用适于一次性(即，低成本)和(以另一方式)适于伽马辐照或消毒的材料提供。此外，带有其连接构件的整个一次性管组21可一件式(即，连接的所有部分)去除。由此实现产品容易处理。

Claims (14)

1.一种生物过程系统(3)，所述生物过程系统(3)包括：
基站(1)，所述基站(1)包括壳体(5)，其中所述壳体包括多个阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)，所述阀用于控制所述系统中的流体流且构造成能够可释放地流体连接到一次性管组(21)；以及
离散的可移动泵保持装置(35)，所述离散的可移动泵保持装置(35)能够至少部分地容纳于所述壳体(5)内且能够从其去除，且所述离散的可移动泵保持装置(35)包括至少一个泵主体(37)，所述泵主体包括流体连接件，所述流体连接件构造成能够可释放地连接到所述一次性管组(21)的泵连接部分(27)，
其中所述壳体(5)包括四个壁(45a、45b、45c、45d)，所述四个壁连同所述壳体(5)的顶板(47)构成箱(48)，且其中所述四个壁中的第一壁(45a)包括开口(49)，所述开口(49)用于将所述可移动泵保持装置(35)接纳到所述壳体(5)的底部部分(43)的空余空间(41)中。
2.根据权利要求1所述的生物过程系统，其特征在于，所述可移动泵保持装置(35)包括轮上的台车(39)。
3.根据权利要求1或2所述的生物过程系统，其特征在于，所述阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)包括至少一个入口阀(7a-f、9a-d)，其中所述壳体(5)的阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)设在所述四个壁(45a、45b、45c、45d)中的至少三个上，且其中所述四个壁中的第二壁(45b)包括入口阀通路开口(51)，通过所述入口阀通路开口(51)实现到定位在所述壳体内的至少一个入口阀(7a-f、9a-d)的通路。
4.根据权利要求3所述的生物过程系统，其特征在于，所述阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)包括出口阀(11a-f)，其设在所述四个壁中的第三壁(45c)上。
5.根据权利要求1或2所述的生物过程系统，其特征在于，所述阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)包括至少五个分离装置阀(13a-e)，其设成用于接纳所述一次性管组(21)，以用于控制沿上流或下流分离方向的所述一次性管组中的流体的供给或者连接或能够连接到所述一次性管组(21)的生物过程分离装置(31)的旁通。
6.根据权利要求4所述的生物过程系统，其特征在于，所述阀(7a-f、9a-d、11a-f、13a-e、15a-f)包括至少五个分离装置阀(13a-e)，其设在所述四个壁中的第三壁(45c)中，但在比所述出口阀(11a-f)更低的位置处。
7.根据权利要求3所述的生物过程系统，其特征在于，所述壳体(5)包括用于所述一次性管组(21)的一次性空气阱(63)的保持器(61)，其中用于一次性空气阱(63)的所述保持器(61)设在所述入口阀(7a-f、9a-d)上方。
8.根据权利要求1或2所述的生物过程系统，其特征在于，所述阀中的至少一个是夹紧阀。
9.根据权利要求1或2所述的生物过程系统，其特征在于，所述生物过程系统还包括一次性管组(21)以及连接或能够连接到所述一次性管组(21)的生物过程分离装置(31)。
10.根据权利要求9所述的生物过程系统，其特征在于，所述一次性管组(21)包括构件，所述构件包括：
至少一个入口管；
至少一个出口管；
至少一个泵连接部分(27)，其连接到所述入口管且构造成用于连接到泵主体(37)；
至少一个空气阱(63)；以及
两个分离装置连接点(71、73)，所述分离装置连接点(71、73)用于到生物过程分离装置(31)的连接，
其中所述构件在所述至少一个出口管与所述至少一个入口管之间流体互连。
11.根据权利要求10所述的生物过程系统，其特征在于，所述空气阱(63)是一次性空气阱。
12.根据权利要求11所述的生物过程系统，其特征在于，所述空气阱(63)是旋流型空气阱。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的生物过程系统，其特征在于，所述一次性管组(21)还包括一次性UV传感器、一次性流量传感器、一次性空气传感器、一次性pH计、一次性传导率计和一次性压力计中的一种或多种。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的生物过程系统，其特征在于，所述一次性管组(21)的所有构件流体互连，且所述一次性管组(21)可一件式地从所述基站(1)去除。
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