CN113604342A - 一种全自动无菌连接反应器取样单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物药品生产技术领域，尤其为一种全自动无菌连接反应器取样单元，包括单元安装底板，所述单元安装底板正面的左上侧安装有蠕动泵，所述单元安装底板的正面并且位于蠕动泵的两侧安装有取样管路，所述单元安装底板的正面并且位于蠕动泵的右侧安装有电磁阀，所述单元安装底板的正面并且位于电磁阀的下侧安装有取样针，所述单元安装底板正面的左上侧安装有管卡，所述单元安装底板正面的左侧并且与取样管路对应的位置安装有单向阀，所述单元安装底板正面的左下侧安装有反应器罐体接口，所述单元安装底板正面的下侧设置有储液瓶，所述储液瓶端部的左侧安装有空气过滤器，整体结构简单，可实现全流程的数据采集与存储。
Description
技术领域
本发明涉及生物药品生产技术领域，具体为一种全自动无菌连接反应器取样单元。
背景技术
在使用生物反应器进行生物药品生产及细胞培养实验过程中，从罐体中取样有着较高的操作频率，通常每个罐体每天均需进行一次或多次取样操作对各罐体内细胞及环境进行检测，检测项包括pH值、细胞活率、细胞数量、培养基渗透压、糖、乳酸、氨基酸及多种影响细胞生长的离子含量，通过合适且可靠的自动化取样模式能够直接影响样本检测结果的准确性及其生产全流程的可靠性，目前一线研发及生产过程中，普遍且大量使用人工注射器取样操作方式，人员成本高且操作效率低下，除此之外，人工操作的稳定性及安全性也难以保证，因此需要一种全自动无菌连接反应器取样单元对上述问题做出改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动无菌连接反应器取样单元，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种全自动无菌连接反应器取样单元，包括单元安装底板，所述单元安装底板正面的左上侧安装有蠕动泵，所述单元安装底板的正面并且位于蠕动泵的两侧安装有取样管路，所述单元安装底板的正面并且位于蠕动泵的右侧安装有电磁阀，所述单元安装底板的正面并且位于电磁阀的下侧安装有取样针，所述单元安装底板正面的左上侧安装有管卡，所述单元安装底板正面的左侧并且与取样管路对应的位置安装有单向阀，所述单元安装底板正面的左下侧安装有反应器罐体接口，所述单元安装底板正面的下侧设置有储液瓶，所述储液瓶端部的左侧安装有空气过滤器，所述单元安装底板正面的右下侧并且位于储液瓶的右上侧安装有废液漏斗。
作为本发明优选的方案，所述取样针的上侧设置也有内壁接口，所述取样针的下侧安装有取样针外筒，所述取样针的下侧并且与取样针外筒的连接处安装有密封圈，所述取样针外筒的左下侧设置有外壁接口。
作为本发明优选的方案，所述内壁接口与外壁接口均为鲁尔接头。
作为本发明优选的方案，所述蠕动泵通过取样管路分别与取样针的内壁接口、外壁接口进行连接，所述电磁阀安装在蠕动泵与内壁接口、外壁接口之间的取样管路上。
作为本发明优选的方案，所述单元安装底板正面的下侧并且与储液瓶对应的位置设置有瓶体放置槽，并且所述储液瓶位于瓶体放置槽内。
作为本发明优选的方案，所述取样针与废液漏斗处于同一垂直线上。
作为本发明优选的方案，所述蠕动泵与储液瓶之间安装有取样管路，所述储液瓶的上端设置有上盖，所述空气过滤器安装在上盖上，所述取样管路贯穿于上盖，并且延伸至储液瓶的底部。
作为本发明优选的方案，所述反应器罐体接口位于蠕动泵与储液瓶之间的取样管路上。
作为本发明优选的方案，所述电磁阀与反应器罐体接口均为夹管阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过设置的整体结构可实现反应器研发与生产过程中的连续取样，使反应器连续生产中的无菌连续取样具备条件，实现洁净条件下的全自动化取样；高效率，通过设定值自动取样，无需使用注射器及鲁尔接头；单元结构简单、紧凑，耗材管路安装操作容易；高稳定性，程序控制能够实现更高的重复取样液量精度，防止浪费；高安全性，全自动取样针内外壁清洗消毒流程降低取样过程的污染风险；相比手工取样操作，可进一步优化单元空间，适合全自动系统紧凑空间安装；实现全流程的数据采集与存储。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明取样针详细结构示意图；
图3为本发明取样实现详细结构示意图。
图中：1、单元安装底板；2、蠕动泵；3、取样管路；4、电磁阀；5、取样针；6、管卡；7、单向阀；8、反应器罐体接口；9、储液瓶；10、空气过滤器；11、废液漏斗；12、内壁接口；13、取样针外筒；14、密封圈；15、外壁接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例,相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件,当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同,本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明,本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种全自动无菌连接反应器取样单元，包括单元安装底板1，单元安装底板1正面的左上侧安装有蠕动泵2，单元安装底板1的正面并且位于蠕动泵2的两侧安装有取样管路3，单元安装底板1的正面并且位于蠕动泵2的右侧安装有电磁阀4，单元安装底板1的正面并且位于电磁阀4的下侧安装有取样针5，单元安装底板1正面的左上侧安装有管卡6，单元安装底板1正面的左侧并且与取样管路3对应的位置安装有单向阀7，单元安装底板1正面的左下侧安装有反应器罐体接口8，单元安装底板1正面的下侧设置有储液瓶9，储液瓶9端部的左侧安装有空气过滤器10，单元安装底板1正面的右下侧并且位于储液瓶9的右上侧安装有废液漏斗11。
请参照图1-3，取样针5的上侧设置也有内壁接口12，取样针5的下侧安装有取样针外筒13，取样针5的下侧并且与取样针外筒13的连接处安装有密封圈14，取样针外筒13的左下侧设置有外壁接口15，内壁接口12与外壁接口15均为鲁尔接头，蠕动泵2通过取样管路3分别与取样针5的内壁接口12、外壁接口15进行连接，电磁阀4安装在蠕动泵2与内壁接口12、外壁接口15之间的取样管路3上，单元安装底板1正面的下侧并且与储液瓶9对应的位置设置有瓶体放置槽，并且储液瓶9位于瓶体放置槽，取样针5与废液漏斗11处于同一垂直线上，蠕动泵2与储液瓶9之间安装有取样管路3，储液瓶9的上端设置有上盖，空气过滤器10安装在上盖上，取样管路3贯穿于上盖，并且延伸至储液瓶9的底部，反应器罐体接口8位于蠕动泵2与储液瓶9之间的取样管路3上，电磁阀4与反应器罐体接口8均为夹管阀，整体结构可实现反应器研发与生产过程中的连续取样，使反应器连续生产中的无菌连续取样具备条件，实现洁净条件下的全自动化取样；高效率，通过设定值自动取样，无需使用注射器及鲁尔接头；单元结构简单、紧凑，耗材管路安装操作容易；高稳定性，程序控制能够实现更高的重复取样液量精度，防止浪费；高安全性，全自动取样针5内外壁清洗消毒流程降低取样过程的污染风险；相比手工取样操作，可进一步优化单元空间，适合全自动系统紧凑空间安装；实现全流程的数据采集与存储。
本发明工作流程：使用导线将本装置与人机交互系统进行电性连接，图三中取样管路3为一次性耗材，无菌焊接点1、2、3初始为被无菌封管机封闭的状态，取样针5带有硅胶密封套，确保一次性管路内部环境封闭，防止污染，反应器罐体接口8、储液瓶9的接口初始为被无菌封管机封闭的状态。
将一次性管路按图三所示卡入蠕动泵2及夹管阀1、2、3、4、5中，将反应器罐体、装有清洗液和消毒液的储液瓶9摆放到位，使用无菌接管机分别连接无菌焊接点1、2、3，取下取样针5针头处的硅胶密封套，完成初始安装。
取样前管路清洗流程：在人机操作界面(或者网络指令)中输入所需取样体积后，点击开始，系统接收取样指令后，会优先进行取样针5内外壁清洗，防止取样管路3内消毒液残留影响样本。
如图三所示，夹管阀2、5开启，蠕动泵2开启，取样单元进行取样针5的内壁清洗流程，内壁清洗完毕后，夹管阀4开启，夹管阀5关闭，取样单元进行取样针5外壁清洗流程，废液排入废液漏斗11中，并通过废液漏斗11流入相应的储液瓶9内。
取样流程：完成取样前清洗流程后，蠕动泵2和全部电磁阀4关闭，夹管阀1、5开启，蠕动泵2开启，取样单元进行取样管路3预填充，当取样针5留出样本液体后，蠕动泵2暂停，手动操作界面提示可以接样(或由取样单元向系统发送可以接样指令调度机械臂接样)，此时将相应耗材接在取样针5下方，在人机界面(或网络指令)点击继续，蠕动泵2继续工作，直到样本达到所需取样体积后，夹管阀1、5关闭，蠕动泵2关闭，自动化生产过程中，全自动机器人转运操作取样管进行自动取样。
取样后管路消毒流程：完成取样流程后，取样单元自动进行消毒流程，防止管路内细胞液残留变质，夹管阀3、5开启，蠕动泵2开启，取样单元进行取样针5内壁消毒流程，内壁消毒完毕后，夹管阀4开启，夹管阀5关闭，取样单元进行取样针5外壁消毒流程，废液排入废液漏斗11中，并通过废液漏斗11流入相应的储液瓶9内。
复用组件安装方式：取样针5支持重复使用，当反应器批次结束后，将取样管路3从蠕动泵2和全部电磁阀4上拆下，断开无菌焊接点1、2、3处管路，断开鲁尔接头1、2处管路，在生物安全柜中使用无菌水冲洗取样针5的各个组件，将新的一次性取样管路3连接取样针5的内壁接口12和外壁接口15即鲁尔接头1、2，使用无菌封管机封闭无菌焊接点1、2、3，并用硅胶密封套封闭取样针5出液口，将组装好的取样管路3进行高温高压灭菌，完成灭菌后可按照上述流程使用，在使用的过程中，可根据实际取样需求调整取样液量；可更换指定消毒液及清洗液；可安装在全自动化系统中，也可作为半自动小设备，在不同场景下提高操作效率；可用于0～20L的各类型生物反应器的取样操作。
整体结构可实现反应器研发与生产过程中的连续取样，使反应器连续生产中的无菌连续取样具备条件，实现洁净条件下的全自动化取样；高效率，通过设定值自动取样，无需使用注射器及鲁尔接头；单元结构简单、紧凑，耗材管路安装操作容易；高稳定性，程序控制能够实现更高的重复取样液量精度，防止浪费；高安全性，全自动取样针5内外壁清洗消毒流程降低取样过程的污染风险；相比手工取样操作，可进一步优化单元空间，适合全自动系统紧凑空间安装；实现全流程的数据采集与存储。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种全自动无菌连接反应器取样单元，包括单元安装底板(1)，其特征在于：所述单元安装底板(1)正面的左上侧安装有蠕动泵(2)，所述单元安装底板(1)的正面并且位于蠕动泵(2)的两侧安装有取样管路(3)，所述单元安装底板(1)的正面并且位于蠕动泵(2)的右侧安装有电磁阀(4)，所述单元安装底板(1)的正面并且位于电磁阀(4)的下侧安装有取样针(5)，所述单元安装底板(1)正面的左上侧安装有管卡(6)，所述单元安装底板(1)正面的左侧并且与取样管路(3)对应的位置安装有单向阀(7)，所述单元安装底板(1)正面的左下侧安装有反应器罐体接口(8)，所述单元安装底板(1)正面的下侧设置有储液瓶(9)，所述储液瓶(9)端部的左侧安装有空气过滤器(10)，所述单元安装底板(1)正面的右下侧并且位于储液瓶(9)的右上侧安装有废液漏斗(11)。
2.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述取样针(5)的上侧设置也有内壁接口(12)，所述取样针(5)的下侧安装有取样针外筒(13)，所述取样针(5)的下侧并且与取样针外筒(13)的连接处安装有密封圈(14)，所述取样针外筒(13)的左下侧设置有外壁接口(15)。
3.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述内壁接口(12)与外壁接口(15)均为鲁尔接头。
4.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述蠕动泵(2)通过取样管路(3)分别与取样针(5)的内壁接口(12)、外壁接口(15)进行连接，所述电磁阀(4)安装在蠕动泵(2)与内壁接口(12)、外壁接口(15)之间的取样管路(3)上。
5.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述单元安装底板(1)正面的下侧并且与储液瓶(9)对应的位置设置有瓶体放置槽，并且所述储液瓶(9)位于瓶体放置槽内。
6.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述取样针(5)与废液漏斗(11)处于同一垂直线上。
7.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述蠕动泵(2)与储液瓶(9)之间安装有取样管路(3)，所述储液瓶(9)的上端设置有上盖，所述空气过滤器(10)安装在上盖上，所述取样管路(3)贯穿于上盖，并且延伸至储液瓶(9)的底部。
8.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述反应器罐体接口(8)位于蠕动泵(2)与储液瓶(9)之间的取样管路(3)上。
9.根据权利要求1所述的一种全自动无菌连接反应器取样单元，其特征在于：所述电磁阀(4)与反应器罐体接口(8)均为夹管阀。
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