CN112789112A - 用于制药产品的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及生物流体处理系统和方法。该系统包括流体处理装置，该流体处理装置包括：至少一个流体通路；泵，所述泵用于提供至少一个流体通路中的压力；阀，所述阀沿所述流体通路来布置；以及第一致动器，所述第一致动器布置成控制阀以采取所述流体通路的预期打开状态。生物流体处理系统进一步包括：处理接口，所述处理接口包括用于驱动流体处理装置的泵的泵驱动器；以及处理控制元件，所述处理控制元件包括被布置成控制至少泵驱动器的泵控制系统以及被布置成控制第一致动器的阀控制系统。该系统是模块化的。流体处理装置被包括在具有预定流体处理装置配置的流体处理装置模块中。处理接口具有预定处理接口配置。处理控制元件被布置成接收与处理接口模块的预定处理接口配置和/或流体处理装置模块的预定流体处理装置配置相关的信息，并且基于与预定流体处理装置配置和预定处理接口配置相关的所接收信息来控制至少一个泵驱动器和/或阀。

Description

用于制药产品的系统和方法

技术领域

本公开涉及生物流体处理系统，所述生物流体处理系统包括流体处理装置、处理接口和处理控制元件。

本公开进一步涉及一种用于设置（set up）生物流体处理系统的方法，该生物流体处理系统包括流体处理装置、处理接口和处理控制元件。

背景技术

生物制药产品(又称作生物制品)是预计用于治疗或诊断用途的更大范围的复杂分子。生物制品通常通过活体或活细胞来制作，例如比如疫苗、重组治疗蛋白、单克隆抗体等。通常通过在生物反应器中培养宿主细胞以产生感兴趣原料药，之后接着诸如细胞培养的净化、过滤和色谱步骤之类的液体处理步骤，得到这些产品。生物药物产品通常要求通过灌输或注射的肠胃外投药。由此，需要密切控制的高质量制造和分发网络(包括高度专业化制造、特殊存储和操控)，以确保药物效能和安全性。

过去十年已经看到由创新生物制药产业所制造和销售的产品的性质的重大转变。当今的全球生物制药药物组合（portfolio）反映生物制品的数量、种类和特异性方面的急剧扩大。图示这个扩大的示例是个体化医药(即，针对特定患者或患者人群或个体患者的产品)的出现。这些发展趋势为生物制药产品提供有限的生产运行、高特定制造要求和基因型特定产品。增加所要求制造过程和药物产品的数量但是减少制造这些产品的数量和规模的另一个因素是如下事实：成功生物制药药物的专利权开始到期，由此打开许多通用生物制药(称作类似药)的市场。为了管理将这些新的改进和更成本有效治疗带给患者的成本、质量和速度，存在对于生产生物制药制造和关联技术的效率和效能的持续改进的需要。

当开始生物制药产品的制造时，这样的制造过程对于所生产的药物产品的特性和质量是重要的。制造过程包括处理步骤和操作参数的序列和设计，但是它还包括在制造系统的类型、配置和安装以及一般制造规范方面的处理设置。例如，用于通过安装和限定制造系统和组件的制造的设置的规范可对最终生物制药产品具有影响。例如，错误或不完善安装可引起处理步骤及其结果的污染、流体泄漏、失灵或变更。此外，产品和患者安全性可依靠在卫生和卫生规范(例如用于在处理或取样期间无菌地包含和管理流体或者用于清洁设备和设施)方面与良好制造规范的顺应性。

通常要求cGMP(现行良好制造规范)和QMS(质量管理系统)的应用，以通过良好控制和可审计生产条件来确保充分产品质量。cGMP处理环境被设计成遵照控制由制药产品的制造和销售的授权和许可的专门机构(例如比如食品和药物管理局FDA)所推荐的指导方针。例如通过FDA所批准的生物制药的生产的监管和/或法律要求都要求例如针对操作员交互和自动过程控制对设备的设置、安装和使用的严格控制和文件证明。批记录(BR)或电子批记录(eBR)在生物制药的生产中以及对于来自监管机构的批准和监测是基本的。批记录管理、监测和文件证明流程和结果，并且它们通常涉及通过QMS所管理的公认标准协议和标准操作流程(SOP)，它们描述例如子组件或步骤的操作、使用、维护和文件证明。

药物开发过程的特征一般在于‘发展漏斗’，其中与成功和最终批准药物的数量相比，具有经过临床试验的药物候选的明显更大数量。因此，触及患者的药物产品和治疗的不断增加数量和种类的趋势涉及临床试验的数量以及提供临床试验材料的生产运行的数量的增加。通常在如已批准药物的最终常规生产期间所应用的同样严格的cGMP和QMS要求下制造临床试验材料。因此，在卫生保健部门经受成本压力的观点以及更快并且更低地将新的改进治疗带给患者的需要中，特别是在临床阶段材料的生产中，其中能够平衡生物制造技术的改进。

连续和连接的处理体系当今正成为生物制药产业中按传统应用的传统批量制造方法的补充或替代，因为它们可提供总体产品和/或过程质量、效率和生产量或成本方面的优点。连续和连接的过程涉及制造设备设计和自动化(包括过程控制和监测)方面的更高复杂度。因此，期望以及当前开发并且适当应用附加和改进过程监测和过程分析技术(PAT)。

生物制药制造中的另一个需要是原料药的新兴分布式和本地生产以及所谓的‘国内（in country for country）’生产。连同药物产品的不断增加数量和个体化医药以及分布式和本地制造的趋势一起，要求生物制药制造技术的改进，所述改进提供生产容量、设施和设备的更模块化和灵活设计及部署。模块化设计允许特定制造地点和设施内部而且还跨不同生产地点和国家的生产容量的复制和扩大。此外，需要快速安装和部署制造技术以满足特定生产需要，而没有过度资本开支和投资的开销和金融风险。因此，改进制造技术应当实现对生物制药生产的LEAN方式。

生物制药制造中的另一个需要是用于患者、生产人员和环境的改进安全性。药物产品应当没有污染，以及生产技术应当帮助避免例如被微生物的产品污染、不同药物生产过程之间的产品遗留或者可能不利地影响患者健康或药物功效的其他不合需要污染物的风险。

当例如在某些疫苗或抗体药物偶联物(ADC)的生产中操控传染性的、有毒的或者其他有害物质时，运行生物制药制造过程的人员的保护是重要的。因此，需要改进制造技术，所述改进制造技术例如通过实现所处理流体和物质的封闭处理和防范来改进药物、患者和操作员安全性。

解决降低生产成本、增加生产生产量和质量并且增加生物制造中的安全性的上述需要的一个近来发展通过一次性使用技术(SUT)来表示，所述SUT被生物制药产业迅速适配。通过一次性使用处理技术和设备，在处理期间与过程流体和药物产品相接触的润湿部件(例如流体存储容器、管道、分离设备等)作为清洁和准备使用的消耗品来提供，所述消耗品将被安装并且仅对特定过程、产品或者对有限时间被使用，以及此后将被弃置。

SUT消耗品通常在洁净室环境中被产生、配置和封装，以避免微生物、微粒等的污染。能够进一步清洁和预灭菌地提供SUT润湿部件，因此允许无菌和/或灭菌处理，由此降低产品、操作员或患者安全性相关的上述风险。通常，SUT润湿部件在用于生物制造过程中之前经受灭菌伽马辐照处理，并且当这样做时，它们作为‘预灭菌’被部署在使用点。这可涉及在灭菌处理之后为消耗品提供正式和验证灭菌声明，但是它备选地可涉及提供消耗品，该消耗品经过灭菌处理，但是无需正式灭菌声明而提供。通过可控和严格制造条件，SUT消耗品还可非灭菌地和/或采用控制消耗品的状态和条件的处理来部署。由此，被微生物的污染水平(一般称作‘生物负荷’)或者污染的水平或者污染物质或微粒的存在可被控制和保持在预定义水平之内。

使用一次性使用技术(SUT)流体操控设备的优点主要在于，当SUT设备仅用于单一药物产品时，消除生产批次与季节性生产之间的交叉污染。SUT设备在使用之后被弃置，这能够是在包括多个运行和批次的单个运行、批次或季节性生产（campaign）之后。当预灭菌地或者通过生物负荷控制来提供SUT设备时，能够避免初始清洁和杀菌(例如通过将流路与氢氧化钠溶液相接触)或灭菌。这实现LEAN制造方式，因为能够省略费时、高费用和非增值步骤。当将SUT仅用于单个排程或批次时，甚至可省略使用后清洁。清洁流程和所要求的清洁流体的消除进一步降低首先制备清洁溶液、流体操控和废料处理的净水要求，这转化成减小的设施大小和复杂度。

一次性使用设备可被提供有流体连接器，所述流体连接器实现封闭处理，并且由此保护过程流体管线和/或操作员和环境免受污染或者对有害物质的暴露。备选地，流体连接器可提供无菌连通性特征，由此提供流体管线的严格和完全封闭。当使用无菌连接器或切断器时，能够保持流体管线、两个连接管线或组件或者两个断开管线或组件的灭菌性，只要灭菌地提供操作中涉及的流体管线或组件。通过这些特征，SUT设备不仅允许更有效处理，它还可允许降低对设施的分类和密封度的要求，由此降低成本以及过程流体和药物产品的污染或感染和/或过程环境、设施或操作员的污染和感染的风险。

SUT系统通过设计(即，通过与例如要求CIP和SIP的辅助系统的传统处理系统和装 备相比对固定装备的降低需要)来提供(重新)配置制造设施并且使它适合不同过程和产品方面的更高灵活性。当今，SUT设备和SUT处理体系因此可用于或者使得可用于全部类型的设备和/或单元操作的大多数，它们之中是用于细胞培养或发酵的生物反应器、用于液体存储的缓冲袋、用于液体传递和填充操作的管道和泵、用于分离的过滤器、色谱柱及相关系统。

通过这些特征，与传统装备和系统相比，SUT要求提供改进的效率、安全性和便利性。用于处理的传统装备和系统通常由不锈钢和/或塑料来制成，而不是在降低生物负荷的可控(或洁净室)条件下产生。传统系统通常被就地清洁(CIP)(有时又称作就地灭菌(SIP))，这不仅要求辅助装备、设备和流体，而且还涉及用于CIP和SIP流程的验证、执行和质量控制的大量时间。依靠传统设备和装备的设施的大小、成本和复杂度比部署SUT的生产设施明显要大。SUT设施和过程能够在比传统制造技术明显要短的时间被计划、构建和启动，以及SUT降低与药物产品的通常高动态组合关联的资本投资和金融风险以及与药物候选的测试和批准及其产品需求相关的风险和不定性。

虽然生物制药产业由于许多原因而迅速采用SUT，但是仍然需要进一步改进当前SUT系统和装备，以进一步增加生产生物制药制造的效率和效能。所需的这些改进涉及改进设计以及使用SUT系统的改进方式。

发明内容

对一次性使用技术的适配带来仍然需要被克服的难题。需要被克服的一些难题是传统和SUT两种系统共同的。

对当前系统、子系统和组件的设计的一个难题是在系统供应商以及特别是在生物制药制造中的使用点实现不同过程和系统配置方面的有限灵活性。通常，系统由系统供应商来构建或者适配用于特定处理任务，并且然后被交付给最终用户，以供被限制到所述特定任务和应用的使用。当今，传统和SUT两种系统均通过设计来提供在使用点并且因此由用户所执行的重新配置的极有限能力。由于可配置性的这种缺乏，当今一般要求不同的专用系统和产品以用于运行不同单元操作，例如运行色谱单元操作或者过滤单元操作。因此需要新系统，以及特别是在新SUT系统中以低成本和前置时间以及特别是在使用点的可配置性中来提供更大灵活性和可配置性。

这通过一种生物流体处理系统来实现，该生物流体处理系统包括流体处理装置，该流体处理装置包括：至少一个流体通路；泵，所述泵用于提供至少一个流体通路中的压力；阀，所述阀沿所述流体通路来布置；以及第一致动器，所述第一致动器布置成控制阀以采取（assume）所述流体通路的预期打开状态。生物流体处理系统进一步包括：处理接口，所述处理接口包括用于驱动流体处理装置的泵的泵驱动器；以及处理控制元件，所述处理控制元件包括被布置成控制至少泵驱动器的泵控制系统以及被布置成控制第一致动器的阀控制系统。该系统是模块化的。流体处理装置被包括在具有预定流体处理装置配置的流体处理装置模块中。处理接口被包括在具有预定处理接口配置的处理接口模块中。处理控制元件被布置成接收与处理接口模块的预定处理接口配置相关的信息，接收与流体处理装置模块的预定流体处理装置配置相关的信息，并且基于与预定流体处理装置配置和预定处理接口配置相关的所接收信息来控制至少一个泵驱动器和/或阀。

相应地，处理控制元件被布置成控制多种系统设置。

模块化设计允许系统的简易和健壮(重新)配置，以适合优选地在使用点的不同单元操作。

按照本公开的解决方案实现设计紧凑系统。可最小化系统的死区体积的发生。

流体处理装置可被预先制作。因此，用户连接软管的需要因此可被降低或者甚至消除。因此可减少用于安装的时间。

此外，由于用于不同类型的活动的处理控制元件可以是相同的，所以如果使一个处理控制元件不可用，则它可被另一个所取代，因为处理控制元件可以是通用的。

此外，又当涉及到验证要求时，通用处理控制元件的使用是有益的。

处理控制元件与流体处理装置的物理分离允许在适合不同系统容量(例如流路ID、流率或处理量)方面的增加灵活性。流体控制元件和流体处理装置的分离还允许在适合诸如具有单个柱(批色谱)或者多个柱的色谱等的不同单元操作方面的增加灵活性。

对于其中为生物制品计划小生产情形并且其中设施和设备中的更大灵活性将是竞争优势的生物处理，这个灵活性是特别有利的。具有能够服务于多个单元操作和过程的处理控制元件帮助降低CAPEX要求，因为控制元件能够用于不同操作和过程，与其中完全不同的系统需要被购买的当今技术形成对照。其他优点是维修设备方面的降低复杂度以及设施中的减少总体占用面积。

对于小生产设施，资本投资以及处理控制元件的数量可减少，而没有损害总体处理时间和生产量。实际上，相同处理控制元件可用于不同类型的过程。在处理控制元件在第一过程和单元操作中与具有第一流体处理配置的第一流体处理装置一起使用的同时，例如具有第二流体处理配置并且被布置用于第二制造过程的第二流体处理装置可能已经处于设置用于处理并且将装置连接到第二流体处理装置的(一个或多个)流体管线的过程中。处理控制元件然后在第一制造过程完成之后被部署并且被连接到按照第二流体处理装置配置的第二流体处理装置以供处理。

在不同的实施例中，流体处理装置模块被提供有自己的结构支承。

系统的模块性如上所述提供生物制造中工作和利用设备的全新LEAN方式。当流体处理装置被提供有不依靠处理过程元件所提供的结构支承的结构支承时，流体处理装置能够在生物制造过程中用于在将它与处理控制元件组对以用于进行自动处理之前建立到外部装置的流体连接。作为示例，流体管线的组装和配置以及由此还有SUT生物制造系统中的消耗品的设置是需要在自动处理之前将被执行的费时活动。为了完成消耗品的这个设置，流体处理装置需要与所要求外部装置(例如辅助流体存储和/或流体传递设备和/或分离装置)来连接和组装。按照本发明部署系统的新的改进方式是在与流体处理元件和外部装置(若有的话)的流体管线组装和/或流体连接已经完成或开始之后连接可再用(和昂贵)的处理控制元件。因此，处理控制元件主要在实际产品处理期间被使用，并且在不生成值的组装和制备步骤期间未被堵塞。

同样的情况可适用于处理接口(若作为独立模块化单元所提供并且与处理控制元件所分离)。

例如在处理控制元件用于另一个过程步骤中的同时，能够进行后一过程步骤的制备步骤。同样的有益效果适用于处理之后的已使用润湿部件和消耗品的拆卸和弃置。因此，处理控制元件能够以过程和设施中的大许多的灵活性被使用，并且允许过程步骤与过程之间的更快转换。

在某些实施例中，处理接口可作为独立模块化单元来提供，并且在与流体处理元件和外部装置(若有的话)的流体管线组装和/或流体连接已经完成或开始之后被连接。由此，处理接口还可以以过程和设施中的大许多的灵活性和LEAN效率被利用，因为处理接口在不生成值的组装和制备步骤期间未被堵塞。

对于SUT系统，与采用传统系统的传统制造相比，难题产生于材料(即，SUT消耗品)的频繁变化和更换。在一个方面中，这造成在生物制造商设施存储消耗品所要求的仓库空间的难题。在另一方面中，SUT消耗品的封装和加标签需要与卫生存储和运输要求兼容。例如，常规纸板箱易于发霉和/或长孢子，并且因此不适合于存储。此外，它们对生物制造设施内部的进一步材料传递被严格排除。被提供有自己的结构支承的流体处理装置模块允许改进的(重新)封装、加标签和操控，使得流体处理装置能够按照安全和健壮方式被存储、运输并且最终部署在生物制造商处。

当今，与SUT消耗品关联的频繁变化要求处理管线的新(新鲜)安装对每个生产排程、批次或季节性生产将被使用、安装、限定和文件证明。这暗示大量产品和扩展材料清单(BOM)在生物制造套装中的使用点将被操控。它还要求包括管理、文件证明和限定所述材料的成套中的更高材料流和材料操控。在实际处理期间，这要求操作员对材料的高强化和费时操控，这涉及在最坏情况下可影响制造的总体质量和效率的潜在误差、偏差和延迟。通过扩展批协议以及与传统制造相比在制造批协议和记录中表明的工作指令中的更高复杂度来反映伴随这个扩展BOM发生的操作步骤和操作员交互的数量的增加。因此，上述系统允许降低材料流、BOM、工作指令、批记录中的复杂度。

模块化生物流体处理系统能够操作流体处理装置FPD，该FPD被设计用于“传统”清洁和(再)使用。模块化系统概念由此可提供“一刀切”系统平台的标准化，其中模块按照它对单个或多个循环、批次、季节性生产和/或过程的预计用途来设计。

按照本发明的系统概念的模块性进一步允许使用流体处理装置FPD，并且将它从系统和处理控制元件PCE移开，以用于执行处理控制元件的维护或者对流体处理装置进行清洁和灭菌。这些活动能够在其他位置执行，例如在另一个房间、设施中或者在另一个地点、公司或者在供应商处。已移开的流体处理装置能够在维护、清洁或灭菌之后连同相同或不同处理控制元件一起再使用。由此，按照本发明的系统概念也允许传统和混合系统的改进部署和使用。

在另外的应用情形中，结构上自立的流体处理装置(消耗品)能够在季节性生产之间被存储，这在消耗品的设计和材料选择支持更长期使用时允许新用例。这个存储对于SUT以及为了避免不同过程之间的交叉污染的风险是特别受关注的。通过能够将流体处理装置与处理控制元件以及可选地与处理接口分离，流体处理装置可在生产活动之间潜在地连同流体处理装置(例如柱或过滤器)一起被存储，同时处理控制元件和/或处理接口能够用于其他过程中。

在另外的应用中，处理控制元件和/或处理接口可在处理之后从流体管线组合件(包括流体处理装置)移开，例如以用于使流体管线组合件保持原样并且准备好用于将来过程和批次，同时处理控制元件和/或处理接口可用于不同过程和批次中，并且可处于设施或工厂的另一个部分中。这个备选方案在按照传统方式来运行设备(包括流体处理设备和润湿部件的清洁、中间存储和再使用)时可以是有吸引力的。

在另外的应用中，系统和处理控制元件可用于连续处理操作中。连续处理一般表示跨越比典型批处理过程要长的时间跨度的操作。它们通常被设计成使得两个相邻和衔接的操作步骤之间没有或者极有限的流体保持容积出现，例如生物反应器的两个相邻和衔接的单元操作，其中过滤或色谱步骤处理生物反应器的输出。对于连续过程中的操作，FPD可特别适合于该过程并且按照与批处理过程不同的方式。色谱步骤和FPD例如可被设计成对两个柱轮流操作，其中通过应用被提供给系统的馈送来装载第一柱，同时第二柱被洗提并且此后被再生以用于新装载步骤，以及此后在第一柱被洗提并且此后被再生以用于新循环的同时装载第二柱。连续色谱系统及其FPD还可适合运行2、3、4或更多柱以适应连续处理，其中所述柱的两个或更多通常在柱装载步骤之内对某个时间段串联连接，这可允许柱的更高容量利用并且因此允许更高生产率。理想地，基本系统的模块化处理控制元件和/或处理接口单元能够适应大范围的不同FPD变体，以允许连续操作以及FPD以及连接的外部组件和外部流体处理装置的不同配置中的灵活性。

在一个实施例中，模块化系统适合或者按照批量或连续方式以及或者按照传统使用方式或者SUT使用方式来允许两个或更多单元操作的操作，以及处理控制元件可允许将两个或更多处理接口和流体处理装置模块进行接口。

在另一个实施例中，模块化系统及其处理控制元件可采用处理控制元件内部或外部的组件(例如允许阀、泵或传感器的数量或类型的增加的模块)来扩展。在另一个实施例中，模块化系统及其处理接口可采用处理控制元件内部或外部的组件(例如允许到阀、泵或传感器的接口的数量或类型的增加的模块)来扩展。

本公开进一步涉及如本文所公开的供生物流体处理系统中使用的处理控制元件。

本公开进一步涉及如本文所公开的供生物流体处理系统中使用的流体处理装置。

本公开进一步涉及设置生物流体处理系统的方法。该方法包括提供流体处理装置的步骤，该流体处理装置包括：至少一个流体通路；泵，所述泵用于提供至少一个流体通路中的压力；阀，所述阀沿所述流体通路来布置；以及第一致动器，所述第一致动器布置成控制阀以采取所述流体通路的预期打开状态。该方法进一步包括下列步骤：提供处理控制元件；将流体处理装置连接到处理控制元件；以及基于与预定流体处理装置配置和预定处理接口配置相关的所接收信息来控制至少一个泵驱动器，以用于泵和/或阀的控制。

附图说明

图1a和图1b示意图示生物流体处理系统的现有技术设计的示例。

图2示意图示按照本发明的模块化流体处理系统的示例。

图3是示意图示图2的流体生物流体处理系统的模块化设计的框图。

图4示意图示与图2的生物流体处理系统相关的工作流程。

图5a、b、c、d图示图2的模块化流体处理系统的不同设置。

图6a、b、c、d图示模块化流体处理系统的流体处理装置的模块化设计的示例。

图7图示按照本发明的示例的阀和第一阀致动器的示例。

图8是示意图示用于设置生物流体处理系统的方法的示例的流程图。

具体实施方式

在图1a和图1b中，图示现有技术流体处理系统1。

流体处理系统1包括流体处理部件2。流体处理部件2在特性上包括润湿部件，即，与过程流体相接触的部件。润湿部件包括系统润湿部件和/或消耗品。在所图示的示例中，流体处理部件2包括到外部流体处理组件和可能的其他外部组件的流体连接3。流体处理部件在所图示的示例中进一步包括至少一个阀4、至少一个泵5和至少一个传感器6。

流体处理系统1包括另外外部流体处理组件7。外部流体处理组件7包括被布置成与过程流体相接触的外部润湿部件/消耗品。在所图示的示例中，外部流体组件7包括流体供应容器8和/或流体处理装置9和/或流体接收容器10。

流体处理系统1包括另外的系统非润湿部件11。系统非润湿部件包括没有进行流体接触的流体处理系统1的部件11。系统非润湿部件11包括例如处理接口，例如(一个或多个)致动器12和/或(一个或多个)驱动器13。系统非润湿部件11包括另外的处理控制元件。处理控制元件包括例如阀控制系统14和/或泵控制系统15和/或传感器控制系统16。处理控制元件可进一步包括功率供应装置17。系统非润湿部件包括另外(一个或多个)人机接口HMI 18、处理元件19和存储器20。

本发明针对例如如相对于图1a和图1b所述的现有技术处理系统。本发明进一步针对相关过程和工作流程。

此外，本发明针对SUT处理系统、传统系统和/或混合系统，其中混合系统的特征在于SUT与传统系统、子系统或组件之间的混合和/或组合。

图2公开模块化生物流体处理系统200的示例。模块化生物流体处理系统200可包括如将相对于图3所述的部件的全部或一些。

生物流体处理系统例如可以是SUT生物流体处理系统。但是，生物流体处理系统也可以是传统生物流体处理系统或混合生物流体处理系统。

模块化生物流体处理系统200优选地采用三个模块来设计，其中公共处理控制元件124可与一个或多个处理接口123_1、…、123_n来组对，所述处理接口具有至少两个不同处理接口配置，以操作多种流体处理装置122_1、...、122_n，其中由流体处理装置122所包括的模块或流体处理装置122在单元操作和/或配置(P&ID)和/或容量/大小(例如流率范围、管道和组件确定大小、液体滞留容积、额定压力等)方面可有所不同。

SUT流体处理系统例如可以是为早期临床阶段中的过程扩大和生产所构建的SUT色谱系统。所例示系统预计与准备好使用的可弃置流体处理装置122_1、…122_n一起使用，所述流体处理装置作为消耗品被部署并且在处理之后被弃置。

流体处理装置122_1、...、122_n可以是结构上自立的流路系统。结构上自立的流体处理装置可作为小柜（cabinet）来提供。小柜可被布置成包含来自小柜内部的流体处理装置内的潜在泄漏的流体。

结构上自立的流体处理装置122_1、...、122_n可具有例如针对能力和单元操作的不同流体处理装置配置。流体处理装置122_1、...、122_n可进一步包括流体处理装置，例如柱、过滤器、反应器等。流体处理装置可进一步包括用于流体存储的装置和/或一个传递装置(例如软管)。

处理接口123_1、...123_n提供由流体处理装置122_1、...、122_n所要求的物理和/或机械接口。如从以上所述清楚的是，不同流体处理装置可要求针对位置、大小、数量等是不同的物理和/或机械接口。

相应处理接口123_1、...、123_n通常包括至少一个泵驱动器(例如具有旋转轴的马达)，其中旋转轴被耦合到流体处理装置中的泵室，由此接合泵室并且允许流体的泵送。在流体处理装置的一些配置中，单个泵可以是充分的，但是泵的大小和容量以及由此处理接口中所需的泵驱动器的大小可以是不同的。在流体处理装置的其他实施例中，流体处理装置的泵驱动器与泵室之间的接口的位置或数量可改变。因此，模块化系统允许部署不同的可能专用的处理接口模块，以供不同流体处理装置连同处理控制元件124的利用。备选地，模块化生物流体处理系统200可采用至少一个单一处理接口模块来构建，但是这个模块允许重新配置所述处理接口，以供不同流体处理装置连同处理控制元件的利用。例如，可采用更高或更低容量和大小的驱动器来取代泵驱动器，或者可添加、去除或重新布置泵驱动器，以匹配不同流体处理装置的不同要求。

模块化生物流体处理系统200具有流体处理装置的组件(例如比如传感器)与处理控制元件124之间的电连接。可在流体处理装置与处理控制元件之间直接建立电连接。但是，作为补充或替代，可经由处理接口来建立电连接。按照后一示例，处理接口还包括电连接。后一示例可具有优点，因为将要与流体处理装置所连接的缆线能够保持为较短。备选地，可通过在将流体处理装置对接到处理接口时将流体处理装置和处理接口进行接口并且建立它们之间的电接触来省略缆线。

模块化生物流体处理系统200可进一步具有流体处理装置的组件(例如阀及其第一致动器)与处理控制元件之间的气动连接。可在流体处理装置与处理控制元件之间直接建立气动连接。作为其替代或补充，经由处理接口来建立气动连接。后者可具有优点，因为将要与流体处理装置所连接的气动管线(气动管道)可保持为较短。备选地，可通过在将流体处理装置对接到处理接口时将流体处理装置和处理接口进行接口并且建立它们之间的气动接触来省略气动管线(气动管道)。

例如对于组合一个或多个连接器上的电和/或气动连接以减少在连接处理控制元件、处理接口和流体处理装置时将要进行的用户交互和连接的数量，多连接器的使用可以是优选的。多连接器还可帮助防呆用户交互，因为多连接器的布局是预先定义的。

此外，在将不同流体处理装置和/或处理接口与处理控制元件相连接时，可改变多连接器上的单独连接或连接点的指配和目的。这允许修改流体处理装置和处理接口例如以供流体处理装置的将来升级或者供采用新和/或不同组件对流体处理装置的定制方面的高灵活性。可提供具有用于传送通用信号(所述通用信号用于电或气动组件的控制和/或监测)的连接的通用I/O接口。可在处理控制元件、处理接口和流体处理装置的不同组合之间以不同方式利用通用I/O接口。而且，可在流体处理装置和/或处理接口和/或处理控制元件内的连接接口和/或多连接器上提供用于这类通用信号的连接的超出量，使得在某些配置中根本不使用全部可用I/O连接和接口能力。因此，流体处理装置和/或处理接口和/或处理控制元件之间的连接可通过使用多连接器、通用I/O接口来实现，其中在将不同流体处理装置和处理接口连接到处理控制元件时通过功能指配的变更来重新配置连接。

通过处理控制元件、(一个或多个)处理接口和(一个或多个)流体处理装置的模块化设计以及可能的通用连接器的使用，大量不同流体处理装置能够连同处理控制元件124一起使用，例如配置用于不同单元操作(例如色谱或过滤)的不同流体处理装置。在这方面，提供灵活性以通过流体处理装置122的更换来适合不同流体处理任务。

在另一方面中，提供使系统及其处理控制元件124‘永不过时’中的灵活性，因为通用连接器允许新流体处理装置和处理接口配置的添加以及它们与通用处理控制元件124的一起使用，而无需物理上升级或修改处理控制元件124。而是可通过固件更新或者通过部署不同软件配置来重新指配功能性(和连接)。

此外，通过模块化设计和可能的子模块经由通用连接器的连接，模块化生物流体处理系统200可与不同类型的流体处理装置一起使用，所述不同类型的流体处理装置在其用例方面有所不同，例如使用生物处理系统的传统方式或者使用生物处理系统的SUT方式。例如，处理控制元件124以及配置用于色谱单元操作的处理接口和对应流体处理装置可与一个制造设置或设施中的SUT流体处理装置配合使用，而等效流体处理装置和处理接口以及备选地相同流体处理元件和相同处理接口可用于具有相似流体处理装置但是在传统设置中的另一个制造实例中，包括处理之前和/或之后的流体处理装置的清洁并且由此允许流体处理装置的再使用。由此，模块化设计以及经由通用连接器的连接允许‘一刀切’系统平台，所述系统平台通过允许对于为不同用例所提供的不同流体处理装置的适配来实现系统的不同用例。为传统使用所提供的一个流体处理装置例如可包括流路中的泵模块或其他组件，它们提供比SUT流体处理装置及其流路要长的操作和使用寿命。为传统使用所提供的流体处理装置可包括与粗糙和扩展清洁流体和体系兼容的不同润湿材料，并且它可提供其他类型的流体连接器以及入口和出口。

对于最终用户，模块化生物流体处理系统200的模块化设计以及经由通用连接器的连接由此允许按需改变操作体系(例如从传统生物处理到SUT生物处理或者反过来)中的灵活性。由此省略对投资多个不同系统和产品的需要，这不仅降低资本开支，而且还降低维修和保养复杂度、制造设施中的占用面积等。

因此，模块化生物流体处理系统200在一个示例中是一次性使用技术(SUT)系统。SUT系统的特征主要在于使用润湿部件的方式和目的。通过SUT系统，润湿部件专用于特定生物产品或特定产品类的生产。可在某个时间之后，例如在生产批次、季节性生产的完成之后或者基于其他要求，来更换SUT润湿部件。已使用SUT润湿部件的更换通常引起这些部件的弃置，这就是SUT通常被描述为可弃置技术并且SUT润湿部件被描述为可弃置的原因。

通过新SUT润湿部件的更换和安装，所安装润湿部件的状态在卫生和污染水平和/或润湿部件功能性方面是已知的。例如，可安装预灭菌和清洁润湿部件。在SUT润湿部件的更换之后，可使用新安装的润湿部件来运行具有相同或不同生物产品的附加生产批次和/或季节性生产。包括润湿部件的SUT系统的设计应该优选地促进润湿部件的简易更换。

模块化生物流体处理系统200如以上在一个示例中所述是传统系统。传统系统的特征主要在于使用系统及其润湿部件的方式和目的。对于传统系统，通常在具有不同生物药物或不同生物药物类的生产排程之间不更换润湿部件。而是推行广泛深入的清洁，以避免不同药物的批次之间的交叉污染、遗留。自然可将传统系统专用于例如常规生产中的专用药物产品的生产，并且由此消除不同药物产品之间的交叉污染和遗留的风险。

当生产药物产品的临床试验的材料(其中少量的许多不同药物产品需要被生产)时，要求润湿部件的清洁，涉及繁琐的清洁方法、清洁验证和清洁步骤之后的QC。

包括润湿部件的传统系统的设计通常没有促进润湿部件的简易更换。

流体处理系统200在一个示例中是混合系统。混合系统的特征在于系统组件或者说是子系统的混合，其中至少一个子系统被表征为并且用作SUT子系统，而至少另一个子系统被表征为并且用作传统系统。例如在构建全SUT系统的技术不是可用的情况下，可使用混合系统。在难以清洁的子系统能够被部署为SUT子系统而其他易于清洁的子系统可属于传统类型的情况下，混合系统可以是有用的。混合系统的示例是色谱单元操作，包括具有SUT润湿部件的色谱系统，被连接到SUT流体供应和流体接收容器和小袋，但是其中传统色谱柱作为流体处理装置。虽然除了该柱之外的全部润湿部件可被部署为可被预灭菌的SUT消耗品，但是该柱可在常规柱包装操作之后可被清洁，因为特定色谱树脂和特定柱和包装床尺寸的组合采取SUT柱的形式不是可用的。虽然常规色谱柱的示例描述外部流体处理组件，但是可存在在SUT技术中不是可用的流体处理装置的某些组件或模块，或者其中可用SUT组件没有提供传统技术的所要求能力(例如所要求的特定传感器)。因此，传统技术可与SUT相组合以用于混合处理装置和系统。

在图3中，图示通过模块性所设计的流体处理系统200的示例。

流体处理系统包括：流体处理装置FPD 122，其包括与过程流体相接触的润湿部件；处理接口PI 123；以及处理控制元件PCE 124。在一个示例中，处理控制元件124能够优选地每次一个来操作至少两个不同类型的流体处理装置122或者不同设计的流体处理装置。相对于图2来论述模块化生物流体处理系统200的一些方面。

流体处理装置122如上所述在特性上包括润湿部件，即，与过程流体相接触的部件。润湿部件包括系统润湿部件和/或消耗品。

流体处理装置122包括至少一个流体通路。至少一个流体通路可包括具有至少一个入口和一个出口的流体导管(未示出)布置。流体处理装置122可包括流体连接103，所述流体连接103被布置成将流体导管(未示出)布置连接到外部流体处理组件。流体处理布置可在流体处理核心中形成。

流体处理装置122或流体处理核心包括至少一个阀104，所述至少一个阀104由对应第一致动器125来控制，其中阀/致动器布置被布置成控制所述至少一个流体通路中的流量。阀被布置在所述流体通路中，以及第一致动器被布置成控制阀来采取所述流体通路的预期打开状态。

流体处理装置122进一步包括至少一个泵105，所述至少一个泵105被布置成控制所述至少一个流体通路中的流量。流体处理装置122进一步包括至少一个传感器106，所述传感器106被布置成监测流体处理装置122的过程流体的至少一个状态。

具有对应第一致动器125的至少一个阀104、至少一个泵105和至少一个传感器106经由处理接口121或者经由直接连接在操作上连接到处理控制元件124。

流体处理装置122被设计为可更换流路。流体处理装置122可形成小柜，该小柜为与所述组件(所述组件提供、传递、处理和/或接收处理流体)的所述安装和/或组装提供充分结构支承。能够通过流体处理装置本身的结构或者通过对流体处理装置或者其部分提供支承结构来实现所述小柜的这个结构支承。由此，充分结构支承被提供，以允许外部装置的连接，而无需流体处理装置被连接到处理控制元件124。

为了构建制造步骤的单元操作，通常要求将流体处理装置122连接到外部流体处理组件107。外部流体处理组件107包括被布置成与过程流体相接触的外部润湿部件/消耗品。外部流体处理组件107包括例如至少一个流体供应容器108和/或至少一个流体接收容器110和/或流体处理装置109，该流体处理装置109例如可以是色谱柱或过滤器。

模块化生物流体处理系统200包括另外系统非润湿部件111。系统非润湿部件包括没有进行流体接触的流体处理系统100的部件111。系统非润湿部件110包括处理接口123和处理控制元件124。

处理控制元件124包括例如：阀控制系统114，其包括第二致动器112；和/或泵控制系统115；和/或系统116，其用于监测和/或控制流体处理装置的所述至少一个传感器和/或系统200的其他传感器。处理控制元件124可进一步包括功率供应装置117。

阀控制系统114被布置用于控制流体处理装置122中的至少一个第一致动器125及关联阀104。

阀控制系统114例如是气动控制的。阀控制系统114在一个示例中被布置成控制流体压力(液体或气体)，以便在全开与全闭之间操纵阀的阀位置。阀控制系统可被布置成控制流体压力，以便将阀控制到中间闭合和打开位置。由此，(一个或多个)阀可用作通/断阀和/或压力控制阀。压力或流量控制阀被控制成通过阀的全开与全闭状态之间的阀的部分闭合来限制过程流体的流体压力或流体流量。

阀控制系统114在所示示例中包括第二致动器。第二致动器可包括电磁阀或电动机驱动阀，其用来例如对于被连接到第一致动器及关联阀的气动导管内部的气动压力进行调制。

一个或多个连接器单元(未示出)可被提供，以允许阀控制系统中的多个气动导管的连接和断开，由此将第二致动器与第一致动器连接和断开。(一个或多个)连接器单元例如可被布置在流体处理装置，和/或将处理控制元件连接到流体处理装置，和/或经由处理接口将处理控制元件连接到流体处理装置。

在一个示例中，流体处理装置122的(一个或多个)阀104包括(一个或多个)隔膜阀。气动连通性提供将流体处理装置122中的成本有效隔膜阀及其第一致动器125与处理控制元件124中的第二致动器和气动阀控制进行接口的便利和灵活方式。备选地，(一个或多个)隔膜阀和对应第一致动器125由处理控制元件124中的(一个或多个)第二致动器112和机械或液压或电控制来控制。

泵控制系统115被布置成控制流体处理装置122中的至少一个泵105。用于监测和/或控制传感器106的系统116被布置成监测/控制流体处理装置中的至少一个传感器和/或潜在的系统的其他传感器。

为了允许处理控制元件PCE 124和流体处理装置FPD 122的灵活和模块化设计而且还有用户友好交互，处理控制元件124与流体处理装置FPD 122之间的机械接触点的数量可最小化。

流体处理元件122的机械接口包括到泵驱动器113的接口以及可能的传感器的可再用读取器121之间的接口。泵驱动器113通常被布置成驱动1-3个泵。(一个或多个)读取器121可包括至少一个流量计发射器(所述流量计发射器将要被定位成与流体通路相邻并且适合与例如磁流测量装置等的发射器进行配合)或者UV光源(该UV光源将要与流体通路中的UV单元相配合并且将要被定位成与其相邻)。这些接口优选地被包括在处理接口123中。

(一个或多个)泵驱动器113可以是被装配到处理接口PI 123中的独立单元。处理接口PI 123可被提供有配置时隙，例如以改变泵驱动器的物理位置或者适应不同大小或数量的不同泵驱动器。在另一个实施例中，处理接口123可以是模块化的，并且包括一个或数个过程接口以及独立组件(例如包括一个或数个泵驱动器的移动和独立滑轨)。在提供大规模高容量系统时要求独立处理接口中的独立泵驱动器113或者泵驱动器。对于这类系统，处理接口(备选地为泵驱动器)可作为优选地轮上移动的落地式滑轨来提供。但是对于小规模小容量系统，(一个或多个)处理接口可以是紧凑和轻量的，使得它们例如能够被定位在工作台上。流体处理装置也可被定位在工作台上。

存在处理控制元件124与(一个或多个)泵驱动器之间的(一个或多个)电和/或流体连接。这些连接可经由处理接口123来建立。备选地，这些连接可在处理控制元件123与(一个或多个)泵驱动器之间直接建立。

处理接口通常如上所述包括(一个或多个)泵驱动器113。(一个或多个)泵驱动器例如可包括具有旋转轴的电动机，其中旋转轴被耦合到流体处理装置中的泵室，由此接合泵室并且允许流体的泵送。

处理控制元件124具有对于不同处理接口123配置和/或不同流体处理装置122配置是可适配和可配置的能力。例如，处理控制元件124可按照一个配置来配置，从而产生一种色谱系统，其中流体处理装置122包括色谱系统的流路、功能和组件，以及可按照另一个配置来配置，从而产生一种过滤系统，其中流体处理装置122包括过滤系统的流路、功能和组件。

例如，处理控制元件124中的第二阀致动器可以能够针对至少两个不同或相似的第一致动器。至少两个不同或相似的第一致动器可被布置在至少两个不同的流体处理装置中，其中第二致动器可被布置成每次一个地针对它们两者。

流体处理装置122的(一个或多个)传感器和/或(一个或多个)阀和/或(一个或多个)泵可与处理控制元件124进行电通信。通信可无线地或者至少部分通过有线直接地或者经由处理接口来执行。

系统生物流体处理系统200允许操作在所提供的单元操作(例如批色谱、多柱色谱、过滤等)方面是不同的、在所提供的特定仪器配置(P&ID)(例如入口/出口的数量和位置、泵和传感器的数量等)方面是不同的和/或在容量范围(例如流率、容积、额定压力)方面是不同的多个流体处理装置中的至少一个。为了适应多个流体处理装置中的一个的操作，处理接口是可交换、可配置或者可重新配置的，以使所述流体处理装置适合处理控制元件。

在用于色谱系统的一个配置中，例如，流体处理装置可配置有特定数量的入口(例如6个入口)，其中所述入口应该被连接到外部流体供应容器或SU袋。流体处理装置及其流路可进一步配置有到至少一个流体处理装置的连接，所述流体处理装置例如可以是用于适应独立任务的色谱柱或膜吸附器，其中入口流体的溶解物被吸附到柱。具有流路的流体处理装置可进一步配置有特定数量的出口导管和连接以供连接到流体接收容器或一次性使用袋，例如4个出口。在流体处理装置的其他配置中，可部署不同数量的入口和出口，可连接其他流体处理装置，例如过滤过程中的过滤器。在流体处理装置的其他配置中，例如如果流体处理装置仅针对从流体供应到流体接收容器的流体传递，则可省略或者不要求流体处理装置。

将被连接到流体处理装置的外部流体处理组件(例如流体供应或流体接收导管或容器)和/或独立或反应装置(例如过滤器或色谱柱)可在将流体处理装置与过程接口和/或处理控制元件相连接之前被安装到流体处理装置和/或与其组装。

此外，(一个或多个)流体处理装置、(一个或多个)处理接口和/或处理控制元件本身也可通过多个子模块来形成。

系统非润湿部件111可包括其他(一个或多个)人机接口HMI 118。

通过软件所实现的处理控制元件的控制部件被包含在处理元件119和存储器120中。

详细来说，处理控制元件被布置成接收与处理接口模块的预定处理接口配置和/或流体处理装置模块的预定流体处理装置配置有关的信息。处理控制元件被布置成基于与预定流体处理装置配置和/或预定处理接口配置相关的所接收信息来控制(一个或多个)泵驱动器和/或(一个或多个)阀的至少一个。

处理控制元件可包括或者被连接到用于与预定流体处理装置配置和/或预定处理接口配置相关的信息的输入的用户接口。

处理控制元件可包括或者被连接到接收器，该接收器被布置成接收与预定流体处理装置配置和/或预定处理接口配置相关的信息，其中所接收信息可从例如RFID标签(该RFID标签被关联到处理接口模块和/或流体处理装置模块)来传递。

可部署用于存储、访问和/或传递关于和/或流体处理系统200的模块、系统本身和/或外部监测和/或控制系统(例如制造执行系统或者用于工厂、调度、工作流程或材料流的系统)之间的信息的不同技术。用于这类技术的示例是机器视觉(所述机器视觉可通过机器学习和/或人工智能来增强)以及一系列增强和/或混合现实操作员导引工具(包括光导技术)。可使用的用于加标记和感测技术的其他示例是条形码、QR码、激光雷达等。

在不同示例中，与流体处理装置和/或处理元件有关的信息在被识别时可从数据库等被得到。标识例如可由传感器(例如以上例示传感器的至少一个)来得到。与流体处理装置和/或处理元件的配置有关的信息可包括与系统的模块、材料流、本地调度和/或来自制造商的数据有关的信息。

在所图示的示例中，接收器被包括在数据通信接口121中。

所接收信息可包括流体处理装置模块的识别码和/或处理接口模块的识别码。

在图4中，图示用于制造的设置、制造以及使用如本文所公开的生物流体处理系统的生物制药产品的制造之后进行拆卸的工作流程方案的示例。

方案在所图示的示例中包括高级批记录工作流程40。

工作流程方案包括与流体处理的工作流程步骤。与流体处理相关的工作流程步骤被分为示出用于操控外部流体处理组件的工作流程50的第一方案以及示出用于操控生物流体处理系统的工作流程60的第二方案。

在所图示的示例中，高级批记录工作流程40开始于管线清洁41。此后，跟随材料传递和/或BOM检查的步骤42。此后，执行用于制造系统的安装和检验的安装和检验步骤43。于是执行可能采用手动交互的自动处理44。此后，执行产品操控和取样步骤45，以用于操控产品并且对手动活动进行取样。此后跟随处理管线的拆卸的步骤46。此后跟随转出材料并且清洁处理管线的步骤47。在这个步骤47，弃置一次性使用产品。步骤可被添加和/或从这个高级工作流程40中去除，和/或用于执行步骤的时间要求可改变。

特定用于操控外部流体处理组件的工作流程50的第一方案包括用于袋安装的步骤51。用于操控外部流体处理组件的工作流程50进一步包括用于袋填充的步骤52，该步骤表示要求大量液体和缓冲剂、由此要求在使用点对袋的填充的过程的示例。

图示用于操控生物流体处理系统的工作流程60的第二方案包括将已填充袋连接到流体处理装置的步骤61。此外，用于操控生物流体处理系统的工作流程60还可包括安装处理接口和/或处理控制元件的步骤62。流体处理装置然后被连接或安装63到处理接口和/或处理控制元件。

如从与流体处理相关的工作流程步骤清楚的是，图示用于操控外部流体处理组件的工作流程50的第一方案包括与将(一个或多个)袋连接到流体处理装置的步骤协调布置流体管线的步骤53。此外，图示用于操控外部流体处理组件的工作流程50的第一方案包括与(一个或多个)袋到流体处理装置61协调的最终检查的步骤54、安装处理接口和/或处理控制元件62的可能步骤以及将流体处理装置安装到处理接口和/或处理控制元件的步骤。

此后，图示用于操控生物流体处理系统的工作流程60的第二方案包括处理的步骤64。处理可优选地自动化(全自动或者半自动)执行。可得到与处理相关的数据记录。

此外，图示用于操控外部流体处理组件的工作流程50的第一方案可包括例如清洁(例如柱清洁)的步骤55。这个步骤可在处理64期间和/或处理之后的情况下执行。

图示用于操控生物流体处理系统的工作流程60的第二方案包括在处理64之后将流体处理装置与处理接口和/或处理控制元件断开的步骤65。用于操控生物流体处理系统的工作流程60可进一步包括去除处理接口和/或处理控制元件的步骤66。用于操控生物流体处理系统的工作流程60进一步包括将任何外部流体处理组件与流体处理装置断开的步骤67。

此外，图示用于操控外部流体处理组件的工作流程50的第一方案进一步包括弃置一次性使用技术SUT消耗品(若有的话)的步骤55。

批记录工作流程40和/或与流体处理相关的工作流程步骤可被关联到用于预定生物制药产品的制造的指令和数据。指令包括例如标准操作流程SOP和/或电子批记录eBR。指令可属于第2级或第3级或者提供符合(国际自动化学会的)ISA95标准制造支持的不同等级中的组合。

例如，指令可包括用于管线清洁41的指令。这个指令在特性上前导或者可被理解为材料传递和/或BOM检查42的初始化。

指令可包括用于消耗品和/或设备和/或流体和/或牌子的传递的指令。这个指令在特性上属于材料传递和/或BOM检查42和/或安装43。

指令按照对应方式可包括自动处理44、产品操控和取样45、处理管线的拆卸(46)以及材料传递和管线清洁47的指令。

用于预定生物制药产品的制造的这些方案如通过以上所述显而易见只是示例。高级工作流程和/或指令可被添加或去除。而且，图4的时间线只是示例。

概括来说，系统的模块性允许就在处理之前/之后的独立步骤中的流体处理装置与处理控制元件/处理接口的安装和/或断开。因此，当处理元件至少部分被包含在独立单元中时，可在流体处理装置的安装和/或断开之前分开利用和/或准备流体处理装置和处理元件。因此，部署系统的模块的步骤和过程可并行执行，以及能够显著改进模块的总体利用，因为例如在用于处理的建立和/或处理之后的清洁期间没有锁定控制单元。

图5a、b、c、d图示模块化流体处理系统200的不同设置。图示布置处理控制元件PCE124、处理接口PI 123和流体处理装置FPD 122的不同可能性。

模块化流体处理系统200和/或其模块可被设计成得到可配置性和扩展的全三维模块性和3D利用。

流体处理装置可被安装在简单框架或滑轨上。由此可得到移动性。可通过被安装到框架或滑轨的轮来得到移动性。流体处理装置可进一步被安装在框架或滑轨上，以提供小柜的结构支承和稳定性，例如以避免倾斜的风险，即，当流体处理装置被连接到周围流体管线(管道、袋和储罐)时。处理控制元件124可被设计有到处理接口123和/或到流体处理装置122的一个或多个刚性连接接口。刚性连接接口在这里被认为是连接器或者多连接器，所述连接器或者多连接器提供完整系统的操作中的通信、控制等所要求的电和/或气动和/或机械接口，其中连接要求子模块(处理控制元件、处理接口和/或流体处理装置)采取彼此相 对的预定义物理取向。通常，刚性连接接口是被定位或安装在包括子模块的小柜的壁中的连接器。刚性连接接口由此被设计成没有或者具有连接中的极有限灵活性，这与柔性连接接口形成对照，其中在柔性缆线、连接管线或者包括所述柔性缆线和/或连接管线的吊带的末端来提供(一个或多个)连接器。柔性连接接口通过两个子模块之间的缆线、连接管线和吊带的柔性来允许为待连接子模块提供与其相对物理位置和/或相互距离有关的高可变性。在本发明的一个实施例中，柔性连接接口用于处理控制元件与处理接口模块之间。

特别是在处理控制元件与处理接口之间利用柔性连接接口的优点在于，处理控制元件可被定位在离处理接口和流体处理装置的某个距离，以避免干扰流体处理组件的建立。例如，可能优选的是将外部流体处理组件(例如容器)和流体处理装置定位成靠近并且具有离f的短距离，因为这可帮助减少流体滞留容积并且增加处理效率。能够将处理控制元件及其小柜定位成更远离流体处理装置，具有大小和容积的处理控制元件柜没有阻塞流体管线组合件。

此外，当外部流体处理组件到流体处理装置的连接应该在将流体处理装置连接到处理控制元件之前进行时，柔性连接接口的利用以及其柔性缆线和管线的宽松长度允许连接流体处理装置和处理控制元件，而无需重新布置外部流体处理组件以允许所述连接。

处理控制元件与处理接口之间的缆线和连接还可被布置成将要在更长距离来得到，使得处理控制元件不在处理接口的邻近。处理控制元件和处理接口例如可处于不同房间中。

模块化生物流体处理系统可提供优选地也是模块化和移动的解决方案，这可在未被连接到处理控制元件的同时使用流体处理装置和/或处理接口时提供一些控制、监测和/或文件证明能力。这类解决方案可用作原本由处理控制元件和/或处理控制元件所包含或者与处理控制元件进行交互的HMI、处理元件(计算机)或存储器所提供的功能的补充或替代。提供控制、监测和/或文件证明能力的所述解决方案的示例是在流体处理装置未被连接到处理控制元件的同时将外部流体处理装置连接到流体处理装置时的情形。在这里，例如可希望部署用于流体管线和连接器处的标志和标签的识别的读取器或者无线读取器或者到传感器的接口。例如，用于读取监测管道夹具(流体管线到袋的手动阀)的开启/闭合位置的管道夹具传感器的无线读取器能够用来在流体处理装置尚未连接到处理控制元件的同时管理伴随或邻近流体处理装置的流体，以及流体处理装置中的阀可能还不是可控的，因为处理控制元件的第二阀致动器尚未连接到流体处理装置中的第一阀致动器。在本发明的另一个实施例中，可在流体处理装置被连接到处理控制元件和/或处理接口的同时或者在形成生物处理系统的处理控制元件、处理接口和流体处理装置模块的完全组装之前和期间利用提供控制、监测和/或文件证明能力的外部解决方案。因此，在如处理所要求利用系统的全部模块之前或之后在某些工作流程步骤期间利用系统的模块时，没有损害流体处理系统完整的能力。此外，可在预处理和/或后处理工作流程步骤(所述步骤提供预处理和/或后处理期间所要求的功能性)期间对系统添加支持模块。

图6a-6d图示用于流体处理装置922的模块化设计的示例。在所图示的示例中，连接到外部流体处理装置的入口/出口歧管作为子模块来提供。因此，入口/出口歧管可被设计为流体处理装置的模块。在子模块中提供流体处理装置可存在优点。然后可在使用点使用那些子模块。由此，可改进外部流体处理装置到流体处理装置的入口和出口的连接期间的人类工程学。提供流体处理装置的子模块中以及特别是提供入口和出口的数量的模块性中的另一个优点是在使用点的改进灵活性和可配置性。因此模块化设计首先在流体处理装置的生产中当然也可以是有帮助的。

在所图示的示例中，流体处理装置922被设计为包括入口歧管930(该入口歧管930被布置成连接到流体供应容器的一个或多个)的色谱系统的流路。流体处理装置922进一步包括出口歧管931，该出口歧管931被布置成连接流体接收容器的一个或多个。流体处理装置进一步包括柱歧管932，该柱歧管932被布置成连接到色谱柱。入口和出口歧管930、931以及柱歧管932被连接到流体流路核心933，该流体流路核心933通常包括一个或多个泵、传感器和阀。

通常，在流体通路核心933与出口歧管931之间仅存在一个流体导管。因此，为使用点的操作员将流体通路核心933与出口歧管931相连接是简单直接的，因为只有单个流体连接将被建立。无菌(灭菌)连接器可用来保持SUT组合件的灭菌性(若需要的话)。因此，将出口歧管部署为模块并且将出口连接来连接到流体接收容器可因人类工程学和改进用户交互的原因而在将出口歧管连接到流体通路核心可提供工作流程中的优点之前提供优点，以用于允许将要提供的出口歧管被预先连接到一个或数个出口连接和流体接收容器等。

在流体通路核心933的入口侧，通常一个或两个入口歧管930被连接到流体通路核心中的一个或两个泵。一个或两个连接再次可易于由操作员在使用点来建立，以便利用分开提供和/或部署(一个或多个)入口模块中的优点。

流体处理装置进一步包括用于将流体通路核心933连接到流体处理系统的处理接口的连接。

在图6b、图6c和图6d中，模块化歧管被设计成使得两个或更多歧管能够通过将所述歧管彼此相邻地安装来连接，以扩大入口和/或出口的数量。

可通过在处理之前的安装期间、在例如用于将流体管线添加到附加流体供应或流体接收容器或者在第一流体处理装置的容量不充分的情况下添加另一个流体处理装置的过程步骤期间或之间添加另一个模块化歧管来‘按需’扩展模块化歧管。

在将歧管用作子模块时并且通过由来自处理控制元件的阀控制系统的控制来操作流体部件核心933中的歧管和对应阀，第一致动器的阀系统、气动控制同样按照模块化方式来设计。特别是，气动控制线的布线和连接模块化地并且为了简易和防故障组装和操作来设计。

在使用点的模块化入口和出口歧管的部署可提供改进人类工程学灵活性。当建立用于制造的制造过程时，可能有用的是在将入口和/或出口歧管连接到流体处理装置之前、例如当使用焊接机将外部管道连接到歧管时建立流体处理装置的入口与出口之间的许多连接。入口和出口歧管可被移动到用于焊接操作的焊接机，而此后能够例如采用标准化无菌连接器来建立相应歧管与流体通路核心933之间的单个流体连接。

在使用点部署模块化入口和出口歧管的另一个优点将提供更大灵活性和可配置性。

流体入口接口可在一侧被形成，以及流体出口接口可在另一侧(例如小柜的相对侧)被形成。由此可使错误安装的风险为最小。

在图7中，图示流体处理装置的第一致动器和阀布置11´´的示例。因此，在所示的例示阀布置11´´中，第一致动器被包括在阀中。

阀例如作为夹管阀和/或隔膜阀来提供。每个阀包括第一致动器，该第一致动器移动阀的润湿部件组件以采取预期开启状态，这可通过夹紧管壁或者使隔膜阀中的隔膜移位来实现。

阀布置11´´可按照紧凑和成本有效方式来设计，使得第一致动器被设计为具有柔性壁的室74，该壁被移位并且由此响应处理控制元件中的第二致动器所定义的流体压力而改变室的容积。流体可以是液体，但是加压气体(例如加压空气)的气动系统是优选的。

阀布置在所图示的示例中通过阀座和柔性隔膜73来形成，其中隔膜还表示第一致动器的室中的柔性壁。

阀布置11´´能够控制一次性使用流路中的过程流体的流体流。流体通路的典型确定大小为1-32 mm之间的直径，但是更小和更大流路也是可行的。

在第一致动器为气动的示例中，流体处理装置可包括“气动分配器”，该气动分配器控制(气动)阀的加压，从而控制一次性使用消耗品的导管内部的过程流体的流量。“气动分配器”再次是通过公共加压空气供应装置所馈送的控制阀布置。

在另一个实施例中，第一致动器处的隔膜可经由机械元件(插销或致动器构件)来连接到隔膜阀中的隔膜或者连接到夹紧管道的夹管致动器。在另一个实施例中，第一致动器可接合杠杆或摆动阀中的杠杆。

在其他实施例中，双隔膜可用来实现密封完整性中的安全性，并且避免任何泄漏的情况下的过程流体或者气动流体的污染。

详细来说，在所图示的示例中，隔膜73经由导管49(所述导管49被连接到处理控制元件)通过加压空气直接驱动。

阀布置11´´被设计成使得第一致动器的室74的壁的位移影响与第一致动器相邻的流体通路75的闭合(或开启)。在一个示例中，第一致动器的气动室74与过程流体的流体导管75相邻，过程流体的流体导管被设计有阀座71和柔性隔膜73，其中隔膜73还表示第一致动器的气动室中的柔性壁元件。第一致动器的室到比过程流体的压力要大的压力的加压由此将隔膜推动到过程流体导管中的阀座上，由此使阀闭合。相反，将比过程流体压力要低的气动控制压力施加到第一致动器的室将主动开启阀，并且将隔膜拉向或拉入第一致动器的室。因此，通过将流体压力施加到室壁并且调制所述流体压力，气动地控制室壁。

如与传统系统中使用的标准阀布置相比，阀布置11´´具有低滞留容积和最小回混。此外，阀布置可以是可弃置部件，该可弃置部件是成本有效的并且具有低机械复杂度，以及它提供通过第一致动器的设计所实现的流体过程装置的空间定位和可配置性中的大灵活性。按传统，气动系统的第一致动器被设计为具有移动活塞和移动密封的液压缸，由此要求液压缸和活塞的尺寸的准确性。液压缸例如用于ÄKTA ready系统的夹管阀致动器(第一致动器)中。本文中描述为第一致动器的第一致动器的设计允许流体处理装置的极紧凑设计，特别是对于包括许多阀的流体处理装置。使流体处理装置处的三维阀配置是可行的，流体处理模块或小柜内部的阀的定位也是，其中不可能应用要求与阀位置相邻定位的传统第一致动器。紧凑设计因此对流体处理操作具有优点，因为它例如允许使滞留容积为最小。在过滤(即，例如交叉流过滤)中，低滞留容积允许更有效处理并且实现更高最终产品浓度。伴随紧凑流路和流体处理装置的其他优点是消耗品的低容积，由此改进操控中的易用性以及降低消耗品的存储和运输的容积要求。

图8涉及用于设置生物流体处理系统的方法80。该方法包括提供流体处理装置的步S2，该流体处理装置包括：至少一个流体通路；泵，所述泵用于提供至少一个流体通路中的压力；阀，所述阀沿所述流体通路来布置；以及第一致动器，所述第一致动器布置成控制阀以采取所述流体通路的预期打开状态。

该方法进一步包括提供处理控制元件的步骤S4。

该方法进一步包括将流体处理装置连接到处理控制元件的步骤S5。此外，流体处理装置可被连接到处理接口。处理接口可包括泵驱动器，其用于驱动流体处理装置的泵。在一个示例中，在独立处理接口模块中提供处理接口的至少部分。

该方法进一步包括接收与预定流体处理装置配置和/或预定处理接口配置相关的信息的步骤S6。这个信息可在连接S5时或者在连接之前、优选地当处理控制元件处于离处理接口和流体处理元件的短程通信距离之内时被接收。

该方法进一步包括基于与预定流体处理装置配置和/或预定处理接口配置相关的所接收信息来控制用于泵的控制的至少一个泵驱动器和/或阀的步骤S7。

该方法可进一步包括提供S1外部流体组件并且在将流体处理装置连接到处理接口和/或处理控制元件之前将所述外部流体处理组件连接S3到流体处理装置的步骤。

系统的模块性允许就在处理之前/之后的独立步骤中的流体处理装置与处理控制元件/处理接口的安装和/或断开。因此，当处理元件至少部分被包含在独立单元中时，可在流体处理装置的安装和/或断开之前分开利用和/或准备流体处理装置和处理元件。因此，部署系统的模块的步骤和过程可并行执行，以及能够显著改进模块的总体利用，因为例如在用于处理的建立和/或处理之后的清洁期间没有锁定控制单元。

此外，基于与预定流体处理装置配置和/或预定处理接口配置相关的所接收信息对用于泵的控制的至少一个泵驱动器和/或阀的自动控制(S7)进一步减少用于处理的建立的时间。

此外，系统的灵活性较高，因为处理控制元件基于处理接口的配置和/或流体处理装置的配置进行控制。因此，相应配置被关联到对应处理控制。被关联到相应配置的处理控制可通过软件在任何时间来适配。

Claims (19)

1.一种生物流体处理系统(200)，包括

流体处理装置，包括

至少一个流体通路

泵，所述泵用于提供所述至少一个流体通路中的压力

阀，所述泵沿所述流体通路来布置，以及

第一致动器，所述第一致动器布置成控制所述阀来采取所述流体通路的预期打开状态，

处理接口，所述处理接口包括泵驱动器，所述泵驱动器用于驱动所述流体处理装置的所述泵，

以及

处理控制元件，所述处理控制元件包括布置成控制至少所述泵驱动器的泵控制系统和布置成控制所述第一致动器的阀控制系统，

其特征在于所述系统是模块化的，以及

所述流体处理装置被包括在具有预定流体处理装置配置的流体处理装置模块中，以及

所述处理接口具有预定处理接口配置，以及

所述处理控制元件被布置成

接收与所述流体处理装置模块的所述预定处理接口配置和/或所述预定流体处理装置配置相关的信息，以及

基于与所述预定流体处理装置配置和/或所述预定处理接口配置相关的所接收信息来控制至少一个泵驱动器和/或所述阀。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理控制元件包括或者连接到用于与所述预定流体处理装置配置和/或所述预定处理接口配置相关的信息的输入的用户接口。

3.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述处理接口被包括在具有所述预定处理接口配置的处理接口模块中，其中所述处理控制元件被布置成接收与所述处理接口模块的所述预定处理接口配置相关的信息。

4.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述处理控制元件包括或者连接到接收器，所述接收器被布置成接收与所述预定流体处理装置配置和/或所述预定处理接口配置相关的信息，其中所述所接收信息可从被关联到处理接口模块和/或流体处理装置模块的RFID标签来传递，和/或其中所述所接收信息可经由机器视觉来得到。

5.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述所接收信息包括所述流体处理装置模块的识别码和/或所述处理接口模块的识别码。

6.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述流体处理装置模块被提供有自己的结构支承。

7.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述第一致动器被包括在所述阀中。

8.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述阀是隔膜阀。

9.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述第一致动器被布置成移动所述阀的润湿部件组件以采取所述阀的所述预期打开状态。

10.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述第一致动器被设计，使得所述第一致动器的室壁的位移影响所述流体通路的所述打开状态。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述阀和第一致动器通过阀座和柔性隔膜来形成，其中所述隔膜还表示所述第一致动器的所述室中的柔性壁。

12.如权利要求10或11所述的系统，其中，气动地控制所述室的所述壁。

13.如权利要求10-12中的任一项所述的系统，其中，通过将流体压力施加到所述室的所述壁并且调制所述流体压力，气动地控制所述室的所述壁。

14.如前述权利要求中的任一项所述的系统，

其中，所述处理控制元件包括用于所述第一致动器的控制的第二致动器。

15.如前述权利要求中的任一项所述的生物流体处理系统，其中，所述流体处理装置中的至少一个是一次性使用技术产品。

16.一种供在如前述权利要求中的任一项所述的生物流体处理系统中使用的处理控制元件。

17.一种供在如权利要求1-15中的任一项所述的生物流体处理系统中使用的流体处理装置。

18.一种用于设置生物流体处理系统的方法，包括

提供(S2)流体处理装置，所述流体处理装置包括

至少一个流体通路

泵，所述泵用于提供所述至少一个流体通路中的压力

阀，所述阀沿所述流体通路来布置，以及

第一致动器，所述第一致动器布置成控制所述阀来采取所述流体通路的预期打开状态，

提供(S4)处理控制元件，

将所述流体处理装置连接(S5)到处理接口并且连接到所述处理控制元件，

以及基于与预定流体处理装置配置和预定处理接口配置相关的所接收信息来控制(S7)用于所述泵的控制的至少一个泵驱动器和/或所述阀。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括提供(S1)外部流体组件并且在将所述流体处理装置连接到所述处理接口和/或处理控制元件之前将所述外部流体处理组件连接(S3)到所述流体处理装置的步骤。

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