CN116547375A - 用于生物处理系统的热传递和质量传递的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种生物处理方法包括以下步骤：提供具有气体可渗透、液体不可渗透的膜的生物反应器容器；启动气体流；以及使气体流横跨膜的底表面通过，以诱导气体流和膜之间的湍流相互作用。

Description

用于生物处理系统的热传递和质量传递的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有提交于2020年12月15日的序列号为63/125,870的美国临时申请的权益，该美国临时申请由此以其整体通过引用并入本文中。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及生物处理系统和方法，并且更特别地涉及用于产生细胞免疫疗法的生物处理系统和方法。

背景技术

多种医学疗法涉及用于在下游治疗过程中使用的细胞的提取、培养和扩增。例如，嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法是一种细胞疗法，其将患者的T细胞重新定向以特异性地靶向并破坏肿瘤细胞。CAR-T细胞设计的基本原理涉及组合抗原结合和T细胞激活功能的重组受体。CAR-T细胞的一般前提是人工产生靶向癌细胞上发现的标志物的T细胞。科学家可从人体内移除T细胞，对它们进行基因改造，并且将它们放回患者体内，以用于使它们攻击癌细胞。CAR-T细胞可来源于患者自身的血液(自体)，或者来源于另一个健康的供体(同种异体)。

CAR-T细胞的产生中的第一步骤涉及使用单采(例如白细胞单采)来从患者体内移除血液并分离白细胞。在已采集足够量的白细胞之后，将白细胞单采产物富集以用于T细胞，这涉及耗尽不合需要的细胞类型。然后，如果期望，则可使用具体的抗体缀合物或标志物从富集的亚群体中分离具有特定生物标志物的T细胞子集。

在目标T细胞的分离之后，细胞在某种环境中被激活，在该环境中它们可主动增殖。例如，可使用包被有抗CD3/抗CD28单克隆抗体或基于细胞的人工抗原呈递细胞(aAPC)的磁珠来激活细胞，该磁珠可使用磁性分离从培养物中移除。然后，通过整合γ逆转录病毒(RV)或通过慢病毒(LV)载体来利用CAR基因转导T细胞。病毒载体使用病毒机制附着到患者细胞，并且在进入细胞时，载体以RNA的形式引入遗传物质。在CAR-T细胞疗法的情况下，这种遗传物质编码CAR。RNA被逆转录成DNA，并永久整合到患者细胞的基因组中；允许在细胞在生物反应器中分裂和大量生长时维持CAR表达。然后，CAR被患者细胞转录和翻译，并且CAR在细胞表面上表达。

在T细胞被激活并利用编码CAR的病毒载体转导之后，细胞在生物反应器中大量扩增以实现期望的细胞密度。在扩增之后，细胞被采集、洗涤、浓缩和配制以用于输注到患者体内。

用于制造可输注剂量的CAR T细胞的现有系统和方法典型地要求涉及大量人接触点的许多复杂操作，这增加了总体制造过程的时间并增加了污染的风险。虽然最近使制造过程自动化的努力已消除了一些人接触点，但是这些系统可能仍然存在成本高、不灵活和工作流程瓶颈的问题。特别地，利用增加的自动化的系统是非常昂贵和不灵活的，因为它们要求消费者使他们的过程适应于系统的特定设备。WIPO国际公布No.WO 2019/106207公开了用于生物处理的系统和方法，其成功地解决了现有技术的许多缺点，该国际公布由此通过引用并入本文中。

然而，鉴于上述情况，需要在总体功能性、灵活性、适应性和易用性方面改进‘207公布中包含的教导的生物处理系统和方法。

发明内容

下文概述与最初要求保护的主题范围相当的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施例仅旨在提供可能实施例的简要概述。实际上，本公开可包括可与下文阐述的实施例类似或不同的多种形式。

在实施例中，提供了一种用于磁性细胞分离的套件。该套件包括：第一旋塞阀歧管，其具有至少四个旋塞阀；分离室，其配置成用于与细胞处理装置的离心处理室一起使用，分离室与第一旋塞阀歧管流体连通；混合袋，其配置成用于与细胞处理装置的加热/冷却混合室一起使用，混合袋与第一旋塞阀歧管流体连通；第二旋塞阀歧管，其具有至少四个旋塞阀，第二旋塞阀歧管与第一旋塞阀歧管流体连通；磁性细胞分离保持器，其与第二旋塞阀歧管流体连通，磁性细胞分离保持器配置成用于与磁性细胞分离装置的磁场发生器一起使用；以及多个细胞处理袋，其与第一和/或第二旋塞阀歧管流体连通。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于使用一次性套件进行磁性细胞分离的方法。该方法包括以下步骤：将具有至少四个旋塞阀的第一旋塞阀歧管与细胞处理装置的旋塞阀歧管接口接合；将分离室放置到细胞处理装置的离心处理室中，分离室与第一旋塞阀歧管流体连通；将混合袋放置到细胞处理的加热/冷却混合室中，混合袋与第一旋塞阀歧管流体连通；将第二旋塞阀歧管与磁性细胞分离装置的旋塞阀歧管接口接合；以及将磁性细胞分离保持器插入到磁性细胞分离装置的狭槽中，磁性细胞分离保持器与第二旋塞阀歧管流体连通。磁性细胞分离装置配置成当磁性细胞分离保持器接纳在狭槽中时产生用于将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器中的磁场。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于细胞处理的套件。该套件包括：旋塞阀歧管，其具有至少六个旋塞阀，旋塞阀歧管配置成用于与细胞处理装置一起使用；混合袋，其配置成用于与细胞处理装置的加热/冷却混合室一起使用，混合袋与旋塞阀歧管流体连通；以及多个细胞处理袋，其流体连接到旋塞阀歧管。

在另一个实施例中，提供了一种用于分离靶细胞的方法。该方法包括以下步骤：利用磁性粒子孵育细胞群体以形成包含结合珠的靶细胞的细胞混合物；产生磁场；以及使细胞混合物多次穿过磁场内的流动路径，以将结合珠的靶细胞固持在磁场内的流动路径的区域中。

在另一个实施例中，提供了一种用于磁性细胞分离的设备。该设备包括：旋塞阀歧管接口，其位于基座上并配置成接纳细胞处理套件的旋塞阀歧管；磁场发生器，其位于基座内；以及狭槽，其形成在基座中，狭槽配置成可移除地接纳磁性细胞分离保持器并选择性地使保持器与磁场发生器操作性地接触。

在另一个实施例中，提供了一种用于细胞处理的系统。该系统包括细胞处理模块，该细胞处理模块具有外壳，其包括离心处理室、泵组件、配置成接纳可移除的细胞处理套件的旋塞阀歧管的旋塞阀歧管接口、加热/冷却混合室和磁性分离模块(IM)。IM包括：基座；在基座上的IM旋塞阀歧管接口，IM旋塞阀歧管接口配置成接纳可移除的细胞处理套件的旋塞阀歧管；磁场发生器，其位于基座内；以及狭槽，其形成在基座中，狭槽配置成可移除地接纳磁性细胞分离保持器并选择性地使保持器与磁场发生器操作性地接触。

在另一个实施例中，提供了一种用于磁性分离细胞的方法。该方法包括以下步骤：将磁性细胞分离保持器插入到分离设备的狭槽中；将分离设备的磁场发生器从缩回位置移动到接合位置，在缩回位置中，由磁场发生器产生的磁场不作用于磁性细胞分离保持器上以便将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器内，在接合位置中，由磁场发生器产生的磁场足以将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器内；以及使结合珠的细胞群体流入磁性细胞分离保持器中，以将结合珠的细胞捕获在磁性细胞分离保持器内。

在又一个实施例中，提供了一种用于生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一生物反应器容器和第二生物反应器容器的生物处理系统；激活第一生物反应器容器中的细胞群体；遗传修饰细胞群体以产生遗传修饰的细胞群体；以及扩增第一生物反应器容器和第二生物反应器容器内的遗传修饰的细胞群体。

在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一生物反应器容器和第二生物反应器容器的生物处理系统；激活、遗传修饰和扩增第一生物反应器容器中的第一细胞群体；以及激活、遗传修饰和扩增第一生物反应器容器中的第二细胞群体。

在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有第一生物反应器容器和第二生物反应器容器的生物处理系统；激活第一生物反应器容器中的细胞群体；将细胞群体转移出第一生物反应器容器；遗传修饰细胞群体，以产生遗传修饰的细胞群体；将遗传修饰的细胞群体转移到第一生物反应器容器和第二生物反应器中的至少一个；以及扩增第一生物反应器容器和/或第二生物反应器容器内的遗传修饰的细胞群体。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理设备。该设备包括：外壳；过程抽屉，其能够接纳在外壳内并能够在关闭位置和打开位置之间移动，过程抽屉配置成在其中接纳至少一个培养物容器；以及机箱，其以与外壳的竖直堆叠关系定位，机箱包括可滑动地接纳在机箱内的至少一个竖直存储抽屉。

在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理设备的一次性套件。该一次性套件包括：托盘；至少一个生物处理容器，其接纳在托盘内；阀歧管，其安装到托盘的后部并配置成用于与生物处理设备的线性致动器阵列接合；至少一个蠕动泵管，其配置成用于与生物处理设备的蠕动泵接合；以及管道组织器，其固持流体连接到阀歧管的多个管。托盘配置成接纳在生物处理设备的温度控制的过程抽屉中。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理的方法。该方法包括以下步骤：将一次性生物处理套件定位在生物处理设备的过程抽屉内，使得一次性套件的培养物容器被接纳在生物处理设备的摇摆组件的顶上；将管道组织器连接到生物处理设备的机箱的门，管道组织器固持多个管道尾部，以用于流体连接到安装在机箱中的多个培养基袋和/或试剂袋；以及将多个管道尾部中的至少一个管道尾部流体连接到多个培养基袋和/或试剂袋中的至少一个。

在另一个实施例中，提供了一种用于生物反应器容器的摇摆机构。该摇摆机构包括：基座；马达，其安装到基座并具有由马达驱动的偏心辊；以及摇摆板，其与偏心辊接触，摇摆板配置成在其上接纳生物反应器容器。马达能够控制以驱动偏心辊来抵靠摇摆板的下侧传递力，从而使摇摆板和生物反应器容器倾斜。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理的方法。该方法包括以下步骤：在摇摆板的顶上接纳生物反应器容器；以及致动马达以使偏心辊在摇摆板的下侧上施加力，以使摇摆板和生物反应器容器围绕水平轴线倾斜。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：基座；支点，其安装到基座；摇摆板，其接纳在支点的顶上并配置成在支点上枢转；偏心辊，其与摇摆板的下侧接触；马达，其配置成驱动偏心辊以使偏心辊在摇摆板的下侧上施加力，从而使摇摆板围绕支点枢转；以及生物反应器容器，其接纳在摇摆板的顶上。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理的方法。该方法包括以下步骤：提供具有气体可渗透、液体不可渗透的膜的生物反应器容器；启动气体流；以及使气体流横跨膜的底表面通过，以诱导气体流和膜之间的湍流相互作用。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：孵育室；支承结构，其配置成将培养物容器支承在孵育室内的升高位置中；以及至少一个风扇，其配置成当培养物容器由支承结构支承时使孵育室内的气氛横跨培养物容器的气体可渗透、液体不可渗透的膜的底表面循环。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：一次性托盘，其具有成对的相对的支承腿以及在托盘中邻近该对支承腿的顶部的成对的开口；至少一个生物反应器容器，其在竖直位置处定位在一次性托盘内，该竖直位置对应于所述成对的开口的竖直位置；以及至少一个风扇，其配置成使气氛从生物反应器容器下方向上并通过所述成对的开口中的第一开口、横跨生物反应器容器的气体可渗透、液体不可渗透的膜的底表面、通过所述成对的开口中的第二开口并返回到生物反应器容器下方来循环。

在实施例中，提供了一种生物反应器容器。该生物反应器容器包括：基座，其具有多个贯穿开口；盖子，其经由多个热熔柱连接到基座；以及气体可渗透、液体不可渗透的膜，其夹在基座和盖子之间并由多个热熔柱保持就位。

在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理系统的一次性套件。该一次性套件包括托盘，该托盘具有成对的相对的腿和在腿之间延伸的平台，平台配置成支承至少一个生物反应器容器，至少一个生物反应器容器中的第一生物反应器容器接纳在托盘内，第一生物反应器容器具有：基座，其具有多个贯穿开口；盖子，其连接到基座；以及气体可渗透、液体不可渗透的膜，其夹在基座和盖子之间。基座包括多个孔洞，所述多个孔洞配置成接纳支承托盘定位在其内的生物处理系统的摇摆平台的对应支承柱，并且多个孔洞中的一个具有长圆形形状。

在另一个实施例中，提供了一种用于评价生物处理系统的完整性的方法。该方法包括以下步骤：确定第一贮器的质量；将一定体积的流体从第一贮器转移到第二贮器；确定第二贮器的质量；将第一贮器的质量与第二贮器的质量进行比较；以及如果第一贮器的质量与第二贮器的质量之间的差超过阈值，则产生指示存在泄漏的通知。

在另一个实施例中，提供了一种用于评价生物处理系统的完整性的方法。该方法包括以下步骤：将来自第一贮器的液体通过第二贮器灌注到第三贮器；在灌注步骤期间测量第二贮器的质量；以及如果第二贮器的质量上的变化超过阈值，则产生指示存在泄漏的通知。

在实施例中，提供了一种用于评价生物处理系统的完整性的方法。该方法包括以下步骤：利用生物处理系统的泵；对多条流动管线进行加压；以及在预确定持续时间内测量多条流动管线内的压力的衰减。

在另一个实施例中，提供了一种生物处理系统。该生物处理系统包括：源泵，其配置成通过第一流动管线将第一流体从源泵送到生物处理容器；过程泵，其配置成通过循环管线并通过过滤管线将流体循环出生物处理容器；废物泵，其配置成将由沿着过滤管线的过滤器移除的废物通过废物管线泵送到废物贮存器；第一阀，其配置成将生物处理容器与第一流动管线、过滤管线和废物管线分离；以及控制器，控制器配置成控制源泵和过程泵中的一个以对第一流动管线和/或循环管线中的至少一条进行加压并监测第一流动管线和/或循环管线中的至少一条内的压力的衰减。

在又一个实施例中，提供了一种用于生物处理系统的感测室。该感测室包括前板、背板、在前板和背板中间的至少一个流体通道、与流体通道流体连通并允许流体流入流体通道的第一端口以及与流体通道流体连通并允许流体流出流体通道的第二端口。至少一个流体通道包括允许利用至少第一感测装置和第二感测装置来感测流体的多个参数的多个节段。第一感测装置配置成使用第一感测技术来感测流体的至少一个参数，并且第二感测装置配置成使用第二感测技术来感测流体的至少一个参数。第一感测技术不同于第二感测技术。

在实施例中，提供了一种用于感测流体的参数的方法。该方法包括以下步骤：使流体从生物处理容器流入感测组件的流体通道中；经由流体与至少一个电极的接触对流体通道内的流体进行电化学分析；以及对流体通道内的流体进行光学分析。

在另一个实施例中，提供了一种用于生物处理系统的一次性套件。该一次性套件包括托盘、接纳在托盘内的生物处理容器和流通式感测室，该流通式感测室具有前板和背板、在前板和背板中间的流体通道、与流体通道流体连通并允许流体流入流体通道的第一端口以及与流体通道流体连通并允许流体流出流体通道的第二端口。流通式感测室安装到托盘。

附图说明

通过参考附图来阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明，其中在下文中：

图1是根据本发明的实施例的生物处理系统的示意性图示。

图2是根据本发明的另一个实施例的生物处理系统的示意性图示。

图3是根据本发明的实施例的细胞处理和分离系统的示意性图示。

图4是图3的细胞处理和分离系统的分离模块的透视图。

图5是分离模块的俯视平面视图。

图6是根据本发明的实施例的分离模块的旋塞阀歧管接口的透视图。

图7是旋塞阀歧管接口的放大透视图。

图8是分离模块的另一个透视图。

图9是分离模块的后视透视图。

图10是分离模块的前视分解透视图。

图11是分离模块的后视分解透视图。

图12是分离模块的气泡传感器组件的放大透视图。

图13是气泡传感器组件的侧视横截面视图。

图14是根据本发明的实施例的分离模块的磁场发生器组件的前视透视图。

图15是磁场发生器组件的另一个前视透视图。

图16是磁场发生器组件的后视透视图。

图17是磁场发生器组件的部分的后视透视图。

图18是磁场发生器组件的滑架的简化前视透视图。

图19是滑架的简化后视透视图。

图20是处于缩回位置的磁场发生器组件的横截面视图。

图21是磁场发生器组件的横截面视图，其中分离保持器接纳在分离模块的狭槽中。

图22是处于延伸位置的磁场发生器组件的横截面视图。

图23是接纳在狭槽中的分离保持器内处于延伸位置的磁场发生器组件的横截面视图。

图24是处于延伸位置并将分离保持器锁定在狭槽内的磁场发生器组件的横截面视图。

图25是磁场发生器组件的横截面视图，其图示分离保持器的未对准位置。

图26是根据本发明的实施例的用于与图4的分离模块一起使用的磁性细胞分离保持器的透视图。

图27是图26的磁性细胞分离保持器的分解透视图。

图28是图26的磁性细胞分离保持器的柱的侧视立面图。

图29是图28的柱的分解视图。

图30是图示磁性细胞分离保持器向分离模块中的狭槽中的插入的透视图。

图31是根据本发明的另一个实施例的用于与图4的分离模块一起使用的磁性细胞分离保持器的透视图。

图32是图31的磁性细胞分离保持器的透视图。

图33是根据本公开的方面的图31的磁性细胞分离保持器的俯视平面视图，其图示磁场发生器的磁场分布。

图34是根据本发明的另一个实施例的磁性细胞分离保持器的简化透视图。

图35是根据本发明的又一个实施例的磁性细胞分离保持器的简化透视图。

图36是用于与图3的处理设备一起使用的用于洗涤和浓缩细胞产物的一次性套件的示意性图示。

图37A是用于与图3的处理设备和分离模块一起使用的用于磁性细胞分离的一次性套件的示意性图示，并且示出在图3的处理设备和分离模块上的安装。

图37B是图37A的用于磁性细胞分离的一次性套件的示意性图示，其示出在图3的处理设备和分离模块上的安装。

图38是图示在图3的处理设备和分离模块上利用图37A和图37B的一次性套件的磁性细胞分离工作流程/过程的流程图。

图39是用于与图3的处理设备和分离模块一起使用的用于配量制备/配制的一次性套件的示意性图示。

图40是图39的用于配量制备/配制的一次性套件的示意性图示，其示出在图3的处理设备和分离模块上的安装。

图41是图示在图3的处理设备和分离模块上利用图39的一次性套件的配量制备工作流程/过程的流程图。

图42是根据本发明的实施例的生物处理系统/设备的透视图，其示出处于关闭位置的过程抽屉和机箱。

图43是图42的生物处理设备的另一个透视图，其示出处于打开位置的机箱。

图44是图42的生物处理设备的机箱的透视图，其图示生物处理设备的竖直抽屉的延伸位置。

图45是机箱的前视立面图。

图46是图42的生物处理设备的外壳和过程抽屉的透视图，其图示过程抽屉的打开位置。

图47是图42的生物处理设备的过程抽屉的俯视平面视图。

图48是根据本发明的实施例的过程抽屉的成对的平台摇杆组件的透视图。

图49是图42的生物处理设备的废物抽屉的透视图。

图50是用于与图42的生物处理设备一起使用的一次性生物处理套件的透视图。

图51是图50的一次性生物处理套件的托盘的后视透视图。

图52是图50的一次性生物处理套件的锚梳的透视图。

图53是图52的锚梳的前视立面图。

图54是图50的一次性生物处理套件的管道组织器的透视图。

图55是图50的一次性生物处理套件的采样卡的透视图。

图56是图53的采样卡的前视立面图。

图57是图示一次性套件的托盘和培养物容器向生物处理设备的过程抽屉中的插入的透视图。

图58是图示接纳在生物处理设备的处理抽屉中的一次性套件的托盘和培养物容器的侧视横截面视图。

图59是生物处理设备的过程抽屉的俯视图，其示出生物处理设备的多种对准特征和传感器。

图60是生物处理设备的蠕动泵组件的放大前视透视图，其示出生物处理设备的对准和接合特征。

图61是生物处理设备的蠕动泵组件的放大后视透视图，其示出生物处理设备的对准和接合特征。

图62是生物处理设备的线性致动器阵列的放大透视图，其示出生物处理设备的对准和接合特征。

图63是生物处理设备的过程抽屉的透视横截面视图。

图64是图50的一次性生物处理套件的培养物容器的分解透视图。

图65是图64的培养物容器的仰视平面视图。

图66是图42的生物处理设备的摇摆组件的部分的透视图。

图67是图66的摇摆组件的另一个透视图。

图68是图66的摇摆组件的另一个透视图，其图示摇摆组件与培养物容器的接合。

图69是图示图66的摇摆组件的操作的示意图。

图70是图42的生物处理设备的过程抽屉的横截面视图。

图71是图42的生物处理设备的过程抽屉的另一个横截面视图，其示出再循环空气流动路径。

图72是图42的生物处理设备的过程抽屉的另一个横截面视图，其示出在与培养物容器的接口处的湍流再循环空气流。

图73是图50的一次性生物处理套件的托盘的透视横截面视图，其图示再循环空气流动路径。

图74是生物处理设备的过程抽屉和托盘的透视横截面视图，其图示再循环空气流动路径。

图75是生物处理设备的过程抽屉和托盘的另一个透视横截面视图，其图示再循环空气流动路径。

图76是生物处理设备的过程抽屉和托盘的另一个透视横截面视图，其图示再循环空气流动路径。

图77是根据本发明的实施例的图42的生物处理设备的流通式感测室的后视透视图。

图78是图77的流通式感测室的前视透视图。

图79是图77的流通式感测室的横截面透视图。

图80是图77的流通式感测室的背板的透视图。

图81是图50的一次性生物处理套件的主干的放大透视图，其图示流通式感测室的位置。

图82是图50的一次性生物处理套件的主干的另一个放大透视图，其图示流通式感测室的位置。

图83是示出流通式感测室与多种感测装置的集成的示意性图示。

图84是示出流通式感测室与多种感测装置的集成的另一个示意性图示。

图85是图示根据本发明的实施例的图42的生物处理设备的流体流动架构的框图。

图86是图85的框图的部分的详细视图，其图示流体流动架构的第一流体组件。

图87是图85的框图的部分的详细视图，其图示流体流动架构的第二流体组件。

图88是图85的框图的部分的详细视图，其图示流体流动架构的采样组件。

图89是图85的框图的部分的详细视图，其图示流体流动架构的过滤流动路径。

图90是图示根据本发明的实施例的用于使用图42的生物处理设备执行的生物处理的方法的流程图。

图91是图示根据本发明的实施例的用于使用图42的生物处理设备执行的生物处理的方法的流程图。

图92是图示根据本发明的实施例的用于使用图42的生物处理设备执行的生物处理的方法的流程图。

图93是图示根据本发明的实施例的图42的生物处理设备的流体流动架构的框图。

图94是图示根据本发明的另一个实施例的图42的生物处理设备的流体流动架构的框图。

图95是图示根据本发明的又一个实施例的图42的生物处理设备的流体流动架构的框图。

图96是图示根据本发明的又一个实施例的图42的生物处理设备的流体流动架构的框图。

具体实施方式

下文将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中图示。在任何可能的情况下，在所有附图中使用的相同参考字符是指相同或相似的部件。

如本文中所使用的，用语“柔性的”或“可塌缩的”是指柔韧的或能够弯曲而不断裂的结构或材料，并且还可指可压缩或可膨胀的材料。柔性结构的示例是由聚乙烯薄膜形成的袋。用语“刚性”和“半刚性”在本文中可互换使用，以描述“不可塌缩”的结构，也就是说，在正常力下不会折叠、塌缩或以其它方式变形以显著减小其细长尺寸的结构。取决于上下文，“半刚性”还可表示比“刚性”元件柔性更大的结构，例如，可弯曲的管或导管，但仍然是在正常条件和力下不会纵向塌缩的结构。

如本文中所使用的用语“容器”意指柔性袋、柔性贮器、半刚性贮器、刚性贮器或柔性或半刚性管道，视情况而定。如本文中所使用的用语“容器”旨在包括具有半刚性或刚性的壁或壁的部分的生物反应器容器，以及在生物或生物化学处理中常用的其它贮器或导管，包括例如细胞培养/纯化系统、混合系统、培养基/缓冲液制备系统和过滤/纯化系统，例如色谱和切向流过滤器系统，以及它们相关联的流动路径。如本文中所使用的，用语“袋”意指柔性或半刚性贮器或容器，其例如用作用于多种流体和/或培养基的容纳装置。

如本文中所使用的，“流体联接”或“流体连通”意味着系统的构件能够在构件之间接纳或转移流体。用语流体包括气体、液体或它们的组合。如本文中所使用的，“电通信”或“电联接”意味着某些构件配置成通过直接或间接的电连接的方式通过直接或间接地发信号来彼此通信。如本文中所使用的，“操作性地联接”是指可为直接的或间接的连接。该连接不一定是机械附接。

如本文中所使用的，用语“托盘”是指能够至少临时地支承多个构件的任何物体。托盘可由多种合适的材料制成。例如，托盘可由适合于灭菌和单次使用的一次性产品的有成本效益的材料制成。

如本文中所使用的，用语“功能性封闭系统”是指组成封闭流体路径的多个构件，该流体路径可具有入口端口和出口端口，以在不损害封闭流体路径的完整性(例如，以维持内部无菌的生物医学流体路径)的情况下向系统添加或从系统移除流体或空气，由此端口可包括例如在每个端口处的过滤器或膜，以在向系统添加或从系统移除流体或空气时维持无菌完整性。取决于给定的实施例，构件可包括但不限于一个或多个导管、阀(例如多端口分流器)、容器、接收器和端口。

本发明的实施例提供了用于由生物样品(例如，血液、组织等)制造细胞免疫疗法的系统和方法。在实施例中，一种方法包括：对生物反应器容器中的细胞群体进行遗传修饰，以产生遗传修饰的细胞群体；以及在不从生物反应器容器移除遗传修饰的细胞群体的情况下，在生物反应器容器内扩增遗传修饰的细胞群体，以产生足以用于在细胞疗法治疗中使用的一个或多个剂量的多个遗传修饰的细胞。在某些实施例中，方法中的一种或多种可包括：在对细胞进行遗传修饰之前，使用磁珠或非磁珠来激活同一生物反应器容器中的细胞以产生激活的细胞群体；以及洗涤生物反应器容器上的遗传修饰的细胞以移除不合需要的材料。

参考图1，图示根据本发明的实施例的生物处理系统10的示意性图示。生物处理系统10配置成用于在细胞免疫疗法(例如，自体细胞免疫疗法)的制造中使用，其中，例如，人的血液、流体、组织或细胞样品被收集，并且从收集的样品或基于收集的样品产生细胞疗法。可使用生物处理系统10制造的一种类型的细胞免疫疗法是嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法，然而在不脱离本发明的更广泛的方面的情况下，也可使用本发明的系统或其方面来产生其它细胞疗法。如图1中所图示的，CART细胞疗法的制造大体上从收集患者的血液和通过单采分离淋巴细胞开始。收集/单采可在临床环境中进行，并且然后将单采产物送至实验室或制造设施，以用于产生CART细胞。特别地，一旦单采产物被接收以用于处理，期望的细胞群体(例如，白血细胞)就被富集或从收集的血液中分离，以用于制造细胞疗法，并且从初始细胞混合物中分离感兴趣的靶细胞。然后，感兴趣的靶细胞被激活，被遗传修饰以特异性地靶向和破坏肿瘤细胞，并且扩增以实现期望的细胞密度。在扩增之后，采集细胞，并且配制一定剂量。然后，通常将制剂冷冻保存并输送到临床环境以用于解冻、制备并且最后输注到患者体内。

进一步参考图1，本发明的生物处理系统10包括多个不同的模块或子系统，它们各自配置成以基本上自动化、功能性封闭且可扩展的方式执行制造步骤的特定子集。特别地，生物处理系统10包括：第一模块100，其配置成执行富集和分离的步骤；第二模块200，其配置成执行激活、遗传修饰和扩增的步骤；以及第三模块300，其配置成执行采集扩增的细胞群体的步骤。在实施例中，每个模块100、200、300可通信地联接到专用控制器(例如，分别联接到第一控制器110、第二控制器210和第三控制器310)。控制器110、210和310配置成提供对每个模块内的制造过程的基本上自动化的控制。虽然第一模块100、第二模块200和第三模块300被图示为包括用于控制每个模块的操作的专用控制器，但是设想到，可利用主控制单元来提供对三个模块的全局控制。每个模块100、200、300被设计成与其它模块协同工作，以形成单个的、连贯的生物处理系统10，如下文详细讨论的。

通过使每个模块内的过程自动化，可提高来自每个模块的产物一致性，并降低与大量人工操纵相关联的成本。另外，如下文中详细讨论的，每个模块100、200、300是基本上功能性封闭的，这有助于通过降低外部污染的风险来确保患者的安全，确保法规遵从性，并有助于避免与开放系统相关联的成本。此外，每个模块100、200、300是可扩展的，以支持低患者数量下的开发和高患者数量下的商业制造两者。

进一步参考图1，将过程步骤划分在各自提供封闭且自动化的生物处理的不同模块中的特定方式允许在迄今为止本领域中未见的程度上高效利用资本设备。如将认识到的，在采集和配制之前扩增细胞群体以实现期望的细胞密度的步骤典型地是制造过程中最耗时的步骤，而富集和分离步骤、采集和配制步骤以及激活和遗传修饰步骤耗时少得多。因此，试图使整个细胞疗法制造过程自动化除了在后勤上具有挑战性之外，还可加剧该过程中阻碍工作流程且降低制造效率的瓶颈。特别地，在全自动化过程中，虽然细胞的富集、分离、激活和遗传修饰的步骤可相当快速地进行，但是遗传修饰的细胞的扩增进行得非常缓慢。因此，从第一样品(例如，第一患者的血液)制造细胞疗法将快速地进行，直到扩增步骤，该步骤要求大量的时间来实现用于采集的期望细胞密度。在全自动化系统的情况下，整个过程/系统将被执行从第一样品的细胞扩增的扩增设备垄断，并且第二样品的处理可能直到整个系统被空出来以供使用才开始。在这方面，在全自动化生物处理系统的情况下，整个系统基本上是离线的，并且不可用于处理第二样品，直到对第一样品完成从富集到采集/配制的整个细胞疗法制造过程。

然而，本发明的实施例允许并行处理多于一个样品(来自相同或不同的患者)，以提供资本资源的更高效的利用。如上文所暗指的，该优点是将过程步骤分到三个模块100、200、300中的特定方式的直接结果。特别地参考图2，在实施例中，单个第一模块100和/或单个第三模块300可与生物处理系统12中的多个第二模块(例如，第二模块200a、200b、200c)结合来利用，以提供来自相同或不同患者的多个样品的并行和异步处理。例如，可使用第一模块100来富集和分离来自第一患者的第一单采产物，以产生分离靶细胞的第一群体，并且然后可将靶细胞的第一群体转移到第二模块中的一个，例如模块200a，以用于在控制器210a的控制下激活、遗传修饰和扩增。一旦靶细胞的第一群体被转移出第一模块100，第一模块就再次可用于使用以处理来自例如第二患者的第二单采产物。然后，在第一模块100中从取自第二患者的样品中产生的靶细胞的第二群体可被转移到另一个第二模块，例如第二模块200b，以用于在控制器201b的控制下激活、遗传修饰和扩增。

类似地，在靶细胞的第二群体被转移出第一模块100之后，第一模块再次可用于使用以处理来自例如第三患者的第三单采产物。然后，在第一模块100中从取自第三患者的样品中产生的细胞的第三靶群体可被转移到另一个第二模块，例如第二模块200c，以用于在控制器201c的控制下激活、遗传修饰和扩增。在这方面，例如，用于第一患者的CAR-T细胞的扩增可与用于第二患者、第三患者等的CAR-T细胞的扩增同时发生。

该方法还允许后处理如需要那样异步发生。换句话说，患者细胞可能不会全部同时生长。培养物可在不同时间达到最终密度，但是多个第二模块200没有链接，并且第三模块300可如需要那样使用。在本发明的情况下，虽然样品可被并行处理，但它们不必分批进行。

当每个扩增的细胞群体准备好采集时，来自第二模块200a、200b和200c的扩增的细胞群体的采集同样可使用单个第三模块300完成。

因此，通过将激活、遗传修饰和扩增(其是最耗时的，并且其共享某些操作要求和/或要求类似的培养条件)的步骤分到独立的、自动化的且功能性封闭的模块中，当执行一个细胞群体的扩增时，用于富集、分离、采集和配制的其它系统设备不会被占用或离线。结果，多个细胞疗法的制造可同时执行，从而使设备和占地面积的使用率最大化，并提高总体过程和设施的效率。构想额外的第二模块可被添加到生物处理系统10，以如期望那样提供任何数量的细胞群体的并行处理。因此，本发明的生物处理系统允许类似即插即用的功能性，这使得制造设施能够容易地扩大或缩小。

在实施例中，第一模块100可为能够从取自患者的单采产物中产生用于在生物过程(诸如再生医学和免疫疗法的制造)中使用的富集和分离的细胞的靶群体的任何系统或装置。第三模块300可为能够采集和/或配制由第二模块200产生的CAR-T细胞或其它修饰细胞以用于输注到患者体内、用于在细胞免疫疗法或再生医学中使用的任何系统或装置。在某些实施例中，第一模块100和第三模块300类似地或相同地配置，使得第一模块100可首先用于富集和分离细胞(其然后被转移到第二模块200以用于激活、转导和扩增(以及在一些实施例中采集))，并且然后也在该过程结束时用于细胞采集和/或配制。在这方面，在一些实施例中，同一设备可用于前端细胞富集和分离步骤，以及后端采集和/或配制步骤。

现在参考图3，图示第一模块100(和在一些实施例中第三模块300)的示例性配置。在实施例中，第一模块100(和第三模块300)包括处理设备102和分离模块104。在实施例中，处理设备102和分离模块104可彼此机械地互连，诸如经由安装到装置的相应底部的支架105。处理设备102可为例如可从Cytiva获得的Sefia S-2000细胞处理仪器。在实施例中，处理设备可配置成与WIPO国际公布No.WO 2019/106207中公开的设备900相同或基本上类似。因此，处理设备102包括容纳离心处理室108、高动态范围蠕动泵组件111、旋塞阀歧管接口112和加热-冷却-混合室(热混合器)114的基座106。如下文所指示的，旋塞阀歧管接口112配置成接纳具体地配置成用于执行细胞浓缩、血小板移除和基于密度梯度的分离、洗涤和/或最终配制的单次使用的一次性套件，并且提供使用例如鲁尔配件将多条流体或气体管线对接在一起的简单且可靠的手段。在基座106内是驱动地连接到多个(在这种情况下四个)输出轴的马达，这些输出轴能够操作以在控制器的控制下在打开位置和关闭位置之间移动一次性套件的旋塞阀。在实施例中，泵组件111被额定为提供低至约3mL/min且高达约150mL/min的流率。处理设备102可进一步包括一套传感器，所述传感器配置成监测设备102自身以及由设备102处理的多种流体的多种参数。

如图3中进一步示出的，第一模块100和/或第三模块300的处理设备102还包括大体上T形的悬挂器组件116，悬挂器组件116从基座106延伸并且包括多个钩子118，以用于悬挂用于包含或接纳在由第一或第三模块执行的生物处理操作中使用的流体的多个袋。在实施例中，可存在六个钩子。每个钩子可包括集成的重量传感器或称重传感器(未示出)，以用于监测每个容器/袋的重量。在实施例中，袋可为例如样品源袋、过程袋、分离缓冲液袋、洗涤袋、一个或多个存储袋、分离后废物袋、洗涤废物袋、培养基袋、释放袋和/或收集袋，这取决于正在执行的特定过程。处理设备102还包括中央控制单元，例如控制器110，以用于根据存储在存储器中的(多个)算法以自动或半自动方式执行一个或多个生物处理操作。

进一步参考图3，并且更具体地参考图4至图11，示出第一模块100和/或第三模块300的分离模块104。分离模块104包括基座/外壳130、位于基座130上并配置成接纳单次使用的一次性细胞处理套件的旋塞阀歧管的旋塞阀歧管接口132以及基座中的竖直孔口或狭槽134，竖直孔口或狭槽134配置成可移除地接纳分离模块104的磁性细胞分离保持器136，其目的将在下文中描述。分离模块104进一步包括支承杆138，支承杆138具有一个或多个钩子140或栓，以用于从其悬挂流体袋或容器。在实施例中，钩子140可配置成具有或连接到用于袋的内容物的实时质量监测的称重传感器。虽然图3将分离模块104图示为具有两个钩子140，但是可存在多于或少于两个钩子。例如，在实施例中，分离模块104具有四个钩子140。在实施例中，外壳130和/或其基座结构的内表面可涂覆或覆盖有导电涂料或涂层，以屏蔽例如EMC扰动。在实施例中，外壳130可由塑料制造，而支承外壳的基座结构可为金属的，然而在某些实施例中，基座结构和外壳两者都可由塑料或类似的非导电材料形成。

在实施例中，分离模块104包括滴液室保持器113，以插入和保持一次性生物处理套件的滴液室(例如，以用于细胞的洗涤、配量制备、配制和/或分离)，如下文中所描述的。在实施例中，滴液室保持器可适应不同的直径或形状，以与不同型式的一次性套件滴液室(例如，图36中所示出的套件350的滴液室380和/或图37A和图37B中所示出的套件800的滴液室829)兼容。在实施例中，滴液室保持器可包括一个或若干个弹簧柱塞，以改进在插入时对滴液室的夹持。

如图5至图7中最佳地示出的，旋塞阀歧管接口132包括一个或多个闩锁或夹具142、143，闩锁或夹具142、143可选择性地部署以将细胞处理套件在接口132上固持就位，如下文中所描述的。接口132进一步包括成阵列的旋塞阀销或带花键的输出轴144，其驱动地连接到容纳在基座130内的至少一个旋塞阀马达146。在实施例中，存在6个输出轴，其配置成与一次性细胞处理套件的6旋塞阀歧管的相应的一个旋塞阀对接，然而构想在不脱离本发明的更广泛方面的情况下并且取决于一次性套件的特定配置，可利用多于或少于6个旋塞阀销。在实施例中，每个输出轴144具有专用马达146。如下文中所描述的，马达146配置成在控制器的控制下使输出轴144旋转，以在打开位置和关闭位置之间移动接纳在接口132上的一次性细胞处理套件的旋塞阀。值得注意的是，图4中所示出的6旋塞阀接口能够与一次性细胞处理套件的4或6旋塞阀歧管对接。

具体参考图4至图6、图12和图13，分离模块104可包括多个传感器，以用于监测分离模块104的多种操作参数以及流动管线和/或其中的流体的参数或条件。例如，在实施例中，分离模块104可包括具有接口(压力传感器定位在其下方)的管线压力传感器组件148和气泡传感器/检测器组件150，两者都形成旋塞阀歧管接口132的部分，以分别用于监测连接到模块104的流体流动管线中的一条或多条内的压力和气泡的存在。如其中所示出的，气泡传感器组件150包括外壳152和枢转地连接到外壳152的盖156，外壳152在其中具有面向上的通道154或通路，气泡传感器与该通道154或通路相关联。通道154确定大小且确定尺寸成接纳一段管道，并且盖156相对于外壳152能够在打开位置和关闭位置之间选择性地移动，以将该段管道捕获和固持在通道154内。在实施例中，外壳152和盖156由诸如阳极氧化铝或塑料的具有差导电性的材料形成，使得存在的任何电流将穿过分离模块104的外壳130，而不穿过气泡传感器150(穿过气泡传感器150可能不利地影响其操作)。在实施例中，外壳130包括具有集成过滤器的空气入口，空气可通过该集成过滤器被吸入外壳130中，以用于在操作期间冷却其内部构件。

参考图10、图11和图14至图19，分离模块104另外包括容纳在基座外壳130内的磁场发生器组件160。在实施例中，磁场发生器组件160包括安装到可移动滑架166的成对的相对的永磁体162、164(其之间具有空间)。虽然图示成对的磁体162、164，但是设想在不脱离本发明的更广泛的方面的情况下，对于相同的最终高度，每个图示的磁体162和164可由单个长磁体制成或者由若干个较短磁体的叠堆制成。如下文详细描述的，滑架166能够在延伸位置和缩回位置之间移动，在延伸位置中，磁体162、164定位在狭槽134的相对侧部上，以用于在狭槽134内产生磁场，在缩回位置中，磁体162、164在狭槽134后方移动，以便在狭槽134内不产生磁场(或者仅产生小的或可忽略不计的磁场)。滑架166可滑动地连接到由滑架组件166中的衬套或轴承172接纳的上轴168和下轴170并由上轴168和下轴170支承，并且操作性地连接到导螺杆174，导螺杆174通过滑架166的中心衬套176被接纳。导螺杆174能够旋转以在滑架166的延伸位置和其缩回位置之间可滑动地移动滑架166，如下文中详细公开的。

如图14和图16中最佳地示出的，磁场发生器组件160包括马达178，马达178经由齿轮箱180和皮带182(皮带182将齿轮箱180的正时滑轮183链接到导螺杆174的正时滑轮184)驱动地连接到导螺杆174。马达178因此配置成使导螺杆174旋转以延伸或缩回滑架166和磁体162、164。如其中还示出的，磁场发生器组件160进一步包括成阵列的传感器，其用于检测滑架166的移动、滑架166的位置(和因此磁体162、164的位置)以及狭槽134内的磁性分离保持器136的存在。例如，磁场发生器组件160包括用于检测和确认滑架166的移动的第一传感器186和第二传感器188、用于检测外壳中的狭槽134内的磁性细胞分离保持器136的存在的第三传感器190以及曲柄传感器192。在实施例中，传感器186、188、190、192是感应接近传感器，然而在不脱离本发明的更广泛方面的情况下，也可利用本领域中已知的其它类型的传感器。结合磁性细胞分离保持器136的检测，磁场发生器组件160还包括具有凸缘196(或垫圈)的可滑动锁定销194，该凸缘196(或垫圈)配置成接合滑架166的邻近其顶部边缘的后面。锁定销194还包括螺旋弹簧198，螺旋弹簧198配置成将锁定销194朝向分离模块104的前面(即，朝向狭槽134)偏置，其目的在下文中描述。

现在转到图20至图25，现在将描述磁场发生器组件160的操作及其滑架166的定位。参考图20，使用第二传感器188和第三传感器190来执行对狭槽134内的磁性细胞分离保持器136的存在或不存在的检测。在该过程开始时，滑架166处于其缩回位置，在该位置中，滑架166通过传感器188和传感器186来感测。在该位置中，锁定销194处于其缩回位置(因为由于凸缘196与滑架166的后部的接合而防止锁定销194向前滑动)。特别地，滑架166抵抗弹簧198的偏置将锁定销194保持在其缩回位置中，从而空出狭槽134以用于插入磁性细胞分离保持器136。

如图21中示出的，现在插入磁体细胞分离保持器136。当马达178使导螺杆168旋转时，滑架166朝向狭槽134和分离保持器136被向前驱动。由于向前推压锁定销196的弹簧198的偏置，锁定销194及其凸缘196与滑架166一起向前移动。如其中所示出的，当向前推压锁定销194的凸缘196或圆盘时，它被传感器190检测到(并且第一和第二传感器也继续检测滑架166的存在)。在该位置中，锁定销194的远端接触与狭槽134接合的磁性细胞分离保持器136。

如图22中示出的，滑架166然后由马达178和导螺杆168驱动到其最前面的位置，直到相对的磁体162、164与具有狭槽134的狭槽的相对侧部对准。如其中所示出的，由于锁定销194与插入的分离保持器136的坐置接合(即，锁定销194接触分离保持器136中的座)，防止锁定销194进一步向前移动，并且因此凸缘196继续被传感器190检测。然而，在该位置中，滑架166向前并且离开传感器186、188，并且因此滑架166的存在不会被这些传感器检测到。因此，如将认识到的，传感器190检测到凸缘196指示分离保持器136被接纳在狭槽134中，并且第一传感器186或第二传感器188没有检测到滑架166指示滑架166和其磁体162、164处于向前的工作位置，在该位置中，可在狭槽134内产生磁场。

现在转到图23，当滑架166和磁体162、164朝向延伸位置向前移动，但是分离保持器136没有被接纳在外壳130中的狭槽134内时，锁定销194在弹簧198的偏置下随滑架166自由向前移动(即，锁定销194的向前运动不接触分离保持器136中的座)。因此，锁定销136向前滑动，直到其端部触底并到达其运动范围的末端。在该位置中，锁定销194的远端阻塞狭槽134，从而阻止分离保持器136的插入，并且凸缘196在传感器190的前方，使得凸缘196不会被传感器190检测到，从而指示分离保持器136不存在。如图23中示出的，甚至当滑架不在其最前面的位置中(即，传感器186检测到滑架166的存在，而传感器188没有检测到滑架166的存在)时，也可检测到分离保持器136的不存在。

参考图24，并且如上文所指示的，如果分离保持器136被正确地插入狭槽134内，则锁定销194与滑架166一起向前移动，直到锁定销194坐置在分离保持器136内的凹部或座内。在该位置中，锁定销194防止分离保持器136从狭槽134移除。然而，如图25中示出的，如果分离保持器136没有恰当地定位在狭槽134内，则分离保持器136内的座199与锁定销194的远端未对准。这种未对准防止锁定销194进入凹部/座199。因此，防止锁定销194向前行进足够远以用于使凸缘196与传感器190对准。在该位置中，传感器188没有检测到滑架166，从而指示滑架166已向前移动。然而，由于传感器190在滑架166的该位置中没有检测到锁定销194的凸缘196，故它指示分离保持器136没有被恰当地接纳在狭槽134内。一旦处于图24中所示出的位置，其中锁定销194将分离保持器136在狭槽134内保持就位，并且其中磁体162、164与狭槽134的相对侧部对准，就可产生磁场以便以本领域中已知且下文中更详细地讨论的方式捕获分离保持器136内的结合珠的细胞。

再次参考图9、图11、图15和图16，在实施例中，分离模块104进一步包括操作性地连接到线性螺杆174的人工曲柄171。曲柄171能够操作以在紧急情况下或在失去电功率的情况下人工将滑架166和磁体162、164移动到缩回位置。曲柄171具有可枢转的手柄，该手柄在不使用时保持关闭，但是其在需要时可被折叠。拧入手柄中的球形止动器将手柄维持在关闭位置中。在实施例中，曲柄171可包括棘爪和棘轮机构，使得当曲柄关闭时，由于弹簧的力，销将棘爪与棘轮分离。在该位置中，曲柄自由旋转，因为棘爪和棘轮不接触。为了打开曲柄171，操作者必须展开曲柄臂杆，该曲柄臂杆通过弹簧的力并通过销的后退将棘爪压靠在棘轮上。由于棘爪和棘轮现在接触，故曲柄171可在顺时针方向上旋转以接合导螺杆174，这种旋转对应于滑架166的向后移动。如上文所暗指的，提供传感器192来检测曲柄171的打开位置。在实施例中，曲柄171配置成使得防止在相反方向上的旋转，使得滑架166的人工向前移动是不可能的(从而防止磁路的无意或意外激活)。

返回参考图9，分离模块104的后部可包括：连接器151，其用于连接到电功率供应源以用于为分离模块104提供功率；开关153，其用于接通和断开分离模块104；通信连接器155，其用于通信地将分离模块104连接到控制器；以及多个开口157，内部风扇159可通过多个开口157排出空气以将分离模块104保持在最佳工作温度下。在实施例中，通信连接器155可为USB连接器，然而也可利用本领域中已知的其它有线或无线通信装置。在实施例中，分离模块104通信地联接到处理设备102并由其控制器110控制。在这方面，由分离模块104的多种传感器获得的所有信息(例如，关于磁场发生器组件160的位置和状态、接口132上的细胞处理套件和/或穿过多种流动管线的流体的参数等)被传送到处理设备102的控制器，在那里所述信息被分析，并且然后由控制器利用来控制分离模块104的操作、产生警报等。因此，分离模块104不需要配备有增加成本和复杂性的单独的处理器和存储器。

结合分离模块104的操作，如图4中示出的，分离模块104的前部可包括成阵列的指示灯，以用于向操作者传达磁场发生器组件的状态/位置。例如，指示灯161可包括：绿色指示灯，其指示滑架166和磁体162、164处于它们的缩回位置；闪烁的黄色指示灯，其指示滑架166正在移动；以及稳定的黄色指示灯，其指示滑架和磁体处于它们的延伸位置，以用于穿过分离保持器136的结合珠的细胞的磁性固持。在另一个实施例中，分离模块104的前部可改为或另外包括象形图，该象形图包括例如：第一象形图，当被照亮时，其指示分离保持器136可插入到分离模块104中的狭槽134中；第二象形图，当被照亮时，其指示应用/过程已经成功完成并且磁路断开(并且分离保持器136可从分离模块104移除)；以及呈锁或其它图标形式的第三象形图，当被照亮时，其指示分离保持器136被恰当地锁定就位。

如下文中详细讨论的，分离模块104提供在单个易于使用的系统中执行的生物处理功能的扩展阵列。这些过程可包括例如细胞的富集和磁性分离、洗涤以及包括细胞采集和最终配制的配量制备。如本领域中所已知的，基于磁性粒子的细胞选择或分离涉及经由细胞表面分子与磁性粒子(例如，珠)的抗体或配体的靶向结合而从细胞混合物中分离某些细胞。一旦结合，联接到磁性粒子的细胞就能够从未结合的细胞群体中分离。例如，包括结合细胞和未结合细胞的细胞混合物可穿过定位在磁场发生器(例如，分离模块104的磁场发生器组件160)内的分离柱，该磁场发生器捕获磁性粒子并因此捕获相关联的结合细胞。未结合细胞穿过该柱而未被捕获。在实施例中，磁性细胞分离保持器136和/或分离模块104可具体地配置成用于使用多种磁性分离珠类型(包括例如Miltenyi珠、Dynabead和StemCellEasySep珠)进行细胞富集和分离。下文提供分离保持器136的示例性配置。

如上文所指示的，磁性细胞分离保持器136可被设计和配置成用于与多种不同的磁珠尺寸和类型一起使用。例如，在实施例中，磁性细胞分离保持器136可被具体地设计成用于与纳米尺寸的磁珠(诸如，例如Miltenyi珠)一起使用。参考图26至图29，在实施例中，分离模块104的磁性细胞分离保持器136可包括主体部分274和连接到主体部分174从而允许用户容易地操纵(例如，将分离保持器136安装到分离模块104中的狭槽134和从狭槽134移除)的手柄276，主体部分274接纳竖直柱280并将竖直柱280固持在其中。在实施例中，主体部分274和手柄部分276是一体的，并且可由夹住柱280的模制半部277、278形成。如图26中最佳地示出的，用于接纳磁场发生器组件160的锁定销194的凹部199形成在主体部分274的前面中。参考图28和图29，在一个示例性实施例中，柱壳可为坯料挤出铝壳，其被阳极氧化并进一步为了尺寸公差而如必要地被机加工。柱280具有在其相对端部处连接到柱280的成对的相同的端盖282，每个端盖282包括用于直接对接到PVC管道284、286的段的凹型胶端口、O形环(用于形成流体密封)和热密封的网片(在添加密封剂之前固持珠的过程中有用)。在实施例中，柱填充有磁性固持元件和密封剂，在实施例中，该磁性固持元件呈铁磁球或珠的阵列形式。利用的密封剂可为生物相容性环氧树脂。为了施加密封剂，柱填充有铁磁球或珠，添加密封剂以完全润湿珠，并且然后经由离心移除过量的密封剂并使密封剂固化。

如图26和图27中最佳地图示的，第一段PVC管道284从上方竖直地进入柱280的上端，并且当分离保持器136被接纳在分离模块104的狭槽134内时形成用于结合珠的细胞进入柱280的入口流动通路。第二段PVC管道286离开柱280的下端，从而在结合珠的细胞被固持在柱内的同时提供来自柱280的流体的出口路径，如本领域中所已知的。在实施例中，第二段PVC管道286被导引通过手柄276，在那里第二段PVC管道286竖直地离开分离保持器136。虽然未图示，但是第一段管道284和第二段管道286包括连接器，以用于将柱280与接纳在分离模块的接口132上的磁性细胞分离套件或盒的流动路径集成，如下文中所描述的。图30图示磁性细胞分离保持器136向分离模块中的狭槽134中的安装(即，通过将磁性细胞分离保持器136从上方滑动到狭槽134中)。磁性细胞分离保持器136的移除通过在狭槽134内向上滑动保持器来执行。

现在转到图31至图35，图示用于与分离模块104一起使用的磁性细胞分离保持器136的多种其它示例性配置。如上文所公开的，某些磁性细胞分离技术可将纳米尺寸的粒子(例如，直径约50nm或更小的珠)并入，而其它技术可使用更大的粒子(例如，直径约2μm或更大的珠)。例如，较小的粒子可为合乎期望的，因为较小的粒子尺寸可避免靶细胞上的受体激活。此外，下游步骤可跳过粒子移除，因为纳米尺寸的粒子对下游处理或细胞功能可能几乎没有影响。然而，较小的纳米尺寸的磁性粒子可使用磁性细胞分离程序来分离，该程序涉及使用磁场梯度增强器来放大所施加的磁场梯度。相比之下，较大的粒子具有较高的磁矩。因此，某些较大粒子的分离可不涉及磁场梯度增强器。然而，在较大的粒子的情况下，磁场发生器内的分离柱可在捕获足够数量的结合珠的细胞之前达到容量。特别地，结合珠的细胞在通路的内侧上积累到如下的程度：待捕获的额外的结合珠的细胞不再处于具有足够高的梯度以克服将它们推压通过通路的粘性阻力的区域中。因此，使用较大的粒子可能需要多次捕获和洗脱循环来获得期望的产率，这增加了基于磁性粒子的细胞分离技术的复杂性。如下文中所公开的，磁性细胞分离保持器的某些配置可避免执行多次循环的需要，即通过以下方式：使细胞混合物穿过磁场内的非线性流动路径，使细胞混合物循环通过磁场或在磁场内循环和/或多次穿过磁场。如本文中所使用的，非线性意指不是以通过磁场的直线。例如，流动路径可为螺旋形或螺线形的，或者可在磁场内具有一个或多个曲线或轮廓。

如图31至图33中示出的，用于与分离模块104一起使用的磁性细胞分离保持器250被示出为联接到磁场发生器组件160(即，接纳在磁场发生器组件160的磁体162、164之间)。如上文所暗指的，磁场发生器160配置成在狭槽134(本文中也称为接纳区域134)内产生磁场。接纳区域134和磁场具有长轴线(限定磁场的纵向范围)和短轴线，由此梯度和场强度沿着平行于长轴线的线基本上恒定(并且可在长轴线的末端处减小)。观察垂直于长轴线的横截面区域(参见例如图32)，梯度沿着进入和离开页面的线基本上恒定。

磁性细胞分离保持器250配置成用于与磁场发生器160可移除地联接，例如，接纳在磁场发生器160的接纳区域/狭槽134内。如图31和图32中所图示的，在实施例中，磁性细胞分离保持器250包括主体252，该主体可由配置成适应细胞分离的任何合适的非磁性材料形成，并且联接到磁场发生器160。在实施例中，主体252在形状上是大体上矩形的，沿着磁场的长轴线(在图31中的竖直方向上)具有大于主体的宽度或厚度的纵向范围，并且包括多个通道或沟槽254，所述通道或沟槽254沿着主体252延伸以用于接纳和固持管256。就其本身而言，管256可配置成在磁场下固持结合到磁性粒子的细胞，并允许未结合的细胞穿过，如本领域中已知的。例如，磁性粒子可为Dynabead或SCT珠，然而在不脱离本发明的更广泛方面的情况下可利用其它磁性粒子/珠类型。

管256经由沟槽254沿着和/或通过主体252导引，并限定用于流体(例如，细胞混合物)的流动的流动通路。沟槽254和管256定位成使得当磁性细胞分离保持器250联接到磁场发生器160(即，接纳在狭槽134内)时由管256限定的流动通路定位在磁场内。此外，沟槽254以及因此管356和由其限定的流动通路配置成使得当磁性细胞分离保持器250联接到磁场发生器160时在磁场内的第一位置处在流动通路内(即，通过管)的流体流的方向不同于在磁场内的第二位置处在流动通路内的流体流的方向，如下文中所讨论的。

例如，如图31至图33中所图示的，在实施例中，主体252可包括八个大体上竖直的通道或沟槽254，主体252的每个纵向拐角邻近两个通道或沟槽254。管256以使得形成多个串联且流体互连的回路的方式被导引通过沟槽254。在主体包含八个沟槽254的情况下，通过将管256导引通过沟槽254来形成四个串联回路。设想主体252可形成有多于或少于八个沟槽，以便如期望那样适应多于或少于四个回路。将管256定位成回路在不降低流速(通过降低流率或扩大流动通路的横截面面积)的情况下提供细胞混合物在磁场内的增加的停留时间(细胞混合物穿过高梯度磁场的总时间)，因此与单次竖直穿过磁场(在相同流速和磁场发生器的相同纵向长度下)相比，实现更好地捕获结合珠的细胞。

图32更清楚地示出磁性细胞分离保持器250的管回路。如其中所示出的，多个管回路各自包括沿着主体252的纵向范围基本上线性延伸的第一部分258，其中主体252的纵向范围与磁体162、164的长轴线和磁场对准，该磁场沿着平行于磁体的长轴线并且因此平行于(并且最终共线于)沿着保持器的纵向轴线延伸的管道路径的线具有基本上恒定的梯度。管回路进一步包括从第一部分258延伸并形成第一返回弯曲部的第二部分260、基本上线性且平行于第一部分258延伸的第三部分262以及从第二部分延伸并形成第二返回弯曲部的第四部分264。如上文所指示的，回路串联连接到彼此，使得多个回路中的第一回路的第四部分/弯曲部264流体连接到第二回路的第一部分258，以提供第一回路与第二回路的流体互连，以用于磁场内的回路之间的流体的循环。例如，回路中的一个中的流体首先穿过大体上竖直的第一部分258，进入第一返回弯曲部260，并且然后进入大体上竖直的第三部分262中。然后，流体进入第四部分/弯曲部264并进入下一个下游回路中。在实施例中，第一返回弯曲部260和第二返回弯曲部264是大约180度的弯曲部，使得第一部分258和第三部分262中的流体流分别大体上平行但在相反的方向上。虽然未图示，但是管256具有用于连接到源(例如，过程袋)并用于从源(例如，过程袋)接收细胞混合物的入口端以及用于选择性地连接到废物袋和/或收集袋的出口端。管256的多个回路在入口端和出口端的中间。在一些实施例中，流动通路可具有偶数数量的段(例如，竖直部分)，使得入口和出口在磁性细胞分离保持器250的同一端部上。在其它实施例中，流动通路可具有奇数数量的竖直部分，使得入口和出口位于磁性细胞分离保持器250的相对端部上。

在实施例中，磁性细胞分离保持器250可包括手柄266或手指抓持部分，其使得用户能够抓握磁性细胞分离保持器250以将其定位在接纳区域134内或将其从接纳区域134移除。如图31中最佳地图示的，磁性细胞分离保持器250插入磁场发生器160的磁场板162、164之间。例如，沟槽254以及因此管256的纵向管段(pass)258、262在磁场发生器160内的位置可覆盖磁场中具有最高磁场强度的位置。在另一个示例中，沟槽254以及因此管256的竖直管段258、262在磁场发生器160内的位置可覆盖磁场中具有最高磁场梯度的位置，同时满足磁性粒子的磁场强度要求。图33图示当磁性细胞分离保持器250被接纳在磁体162、164之间的狭槽134中时管256的竖直管段在磁场内的位置。如其中所图示的，磁性细胞分离保持器250的主体252和沟槽254以及磁体162、164的位置配置且确定尺寸成使得当磁性细胞分离保持器302联接到磁场发生器350时管256的竖直管段定位在磁场发生器160的高梯度区域268内。

现在转到图34，在实施例中，磁性细胞分离保持器300可包括铁磁芯270，铁磁芯270基本上延伸磁场的整个长度，并且由管256环绕。在实施例中，铁磁芯270可为分离保持器250的主体252的一体部分，或者它可为额外构件。与没有铁磁芯的系统相比，铁磁芯270的使用允许在更长的长度上产生更高的梯度。特别地，铁磁芯沿着磁性板的纵向轴线产生额外的平行高梯度区域，从而与不具有铁磁芯相比，允许在相同的磁场体积内导引更长长度的管道。在实施例中，铁磁芯270可由诸如例如铁的多种铁磁性材料形成。

图35是根据本发明的另一个实施例的磁性细胞分离保持器的另一配置的简化图示。如其中所图示的，不是将管256形成为多个纵向回路，而是将管256卷绕或缠绕成基本上螺旋形或螺线形的配置。如所示出的，多个回路272在基本上垂直于纵向方向的方向上延伸，使得通过每个回路272的流在磁场内大体上垂直于纵向方向(例如，水平，而不是竖直)。类似于图31至图31中示出的管的配置，与线性延伸通过磁场的单个柱相比，磁场内的多个回路272为管256的流动通路内的流体提供更长的行进长度。在实施例中，管256的水平或螺旋回路272可环绕铁磁芯278。

虽然图31至图35图示分别布置成基本上竖直和水平延伸的回路(即，平行于或垂直于磁性板和接纳区域的纵向方向/长轴线)的管306，但是设想管可布置成与通过磁场的单个线性通路相比在由磁场发生器产生的磁场内提供长度/距离增加的流动通路的任何配置。这可通过使用任何取向/方向的多个回路(使得细胞混合物多次穿过磁场)和/或通过使用通过磁场的单个或多个非线性管段(例如，管道在磁场内具有弯曲或弓形部分)来实现。

在实施例中，管道可布置成形成多个回路，其中管道围绕接纳区域134的外侧(即，磁场外侧)形成回路，使得磁场区域内的所有流都在相同的方向上流动(例如，从顶部到底部或从底部到顶部)。此外，设想磁场中的管的全部可在相同方向上延伸，并且系统可包括在顶部处的歧管和在底部处的歧管，以允许平行流动。

更进一步，设想磁性分离保持器可配置有流动通路/管，该流动通路/管通过磁场转向成多个通路，并且再次会聚。此外，在实施例中，磁性细胞分离保持器250的主体252可配置为具有(多个)一体流动通路的流体装置(即，不需要单独的管256)。特别地，设想流动通路和/或铁磁芯可完全由金属制造。这将允许人们进一步利用磁场的较高梯度区域。在又一个实施例中，设想流动通路可被注射模制到插入件中。设想人们可插入具有金属框架的模具，以增加更多的梯度区域。类似地，设想人们可由合适的非铁材料(例如，塑料等)增材制造/印刷流动通路。

虽然上文中已经公开了磁场发生器可由形成永磁体的两个相对的磁性板构成，但是本发明在这方面并不如此受限。特别地，设想磁场发生器可为产生与由永磁体产生的场基本上类似的场的电磁体。

如上文所公开的，处理设备102和分离模块104旨在彼此组合使用，以便以自动或半自动方式执行与细胞产物的分离、采集和最终配制相关联的多种功能、方案(protocol)和/或工作流程。特别地，处理设备102和分离模块104可被控制，以便根据由处理设备102的控制器(例如，控制器110或310)执行并存储在处理设备102的存储器中的成组的指令在最少的人为干预或没有人为干预的情况下顺序地执行与这些过程相关联的多种操作。在实施例中，如下文所描述的，处理设备102配置并能够操作以执行WIPO国际公布No.WO 2019/106207中阐述并由其中公开的设备900执行的任何方案，其中分离模块104提供额外的功能性和可能的工作流程。实际上，如上文所公开并在下文更详细描述的，处理设备102和分离模块提供例如流体管理、离心、温度控制、细胞分离、细胞洗涤、细胞浓缩、细胞制备和配制。

结合处理设备102和分离模块104，本发明的实施例提供多种单次使用的一次性/消耗品套件，这些套件被设计成用于与处理设备102和/或分离模块104一起使用，以用于辅助执行与细胞产物的分离、采集和最终配制相关联的过程和/或工作流程。参考图36，示出用于与处理设备102一起使用的一次性洗涤套件350。洗涤套件350是单次使用的一次性套件，其与设备102结合利用以在任选的温度控制的初始稀释之后洗涤和浓缩新鲜或解冻的输入产物。如图36中示出的，套件350包括具有四个旋塞阀354、356、358、360的盒或歧管352、流体连接到旋塞阀354的输入管线362、经由管线366流体连接到旋塞阀356的最终产物/收集容器或袋364、经由管线372流体连接到旋塞阀358的洗涤溶液管线368和再悬浮溶液管线370以及经由管线376流体连接到旋塞阀360的废物贮器或袋374。如其中所示出的，输入管线362、洗涤溶液管线368和再悬浮溶液管线370可配备有端盖378，端盖378在运输和存储期间保持管线的无菌性，并且可在即将使用之前移除或切断，使得分别包含新鲜/解冻的输入产物、洗涤溶液和再悬浮溶液的袋可经由本领域中已知的任何手段(诸如无菌焊接等)连接到管线。

如图36中进一步示出的，输入管线362包括具有一体过滤器的在线(in-line)滴液室380。套件350进一步包括经由流动管线384流体连接到盒352的分离室382以及经由管线384流体连接到盒352的分支管道尾部386。管道尾部386和连接到盒的旋塞阀358的第二管道尾部配备有疏水过滤器388。在实施例中，疏水过滤器是2微米疏水过滤器。在实施例中，套件250可通过本领域中已知的手段(诸如例如环氧乙烷灭菌)来灭菌，并密封在泡罩包装中，以用于运输到最终用户和用于存储。

在使用中，歧管352安装在处理设备102的旋塞阀歧管接口112上，使得接口112的相应的马达输出轴与四个旋塞阀354、356、358、360中的相应的一个接合，以用于控制旋塞阀的位置。分离室382接纳在离心处理室108内。输入管线362连接到包含待洗涤的输入产物的袋，洗涤溶液管线372连接到包含洗涤溶液的袋，并且再悬浮溶液管线370连接到包含再悬浮溶液的袋，并且这些袋与废物袋374和收集袋364一起从处理设备102的钩子118悬挂。然后根据存储在存储器中并由处理设备102的控制器110利用的预编程指令组来执行洗涤和任选的浓缩过程。在实施例中，利用处理设备102和一次性套件350的洗涤过程任选地包括输入产物的初始稀释、浓缩输入产物(以便减小其体积)、洗涤输入产物并且然后再悬浮输入产物并将再悬浮的输入产物收集在收集袋中。

在初始稀释步骤期间，诸如温度、稀释后混合、稀释混合时间和稀释混合率的参数可被输入或从存储器中检索，并且来自连接到洗涤溶液管线372的袋的洗涤溶液用于执行初始稀释。在浓缩/体积减小步骤期间，可选择和/或输入和/或启用或禁用诸如用输入产物预注(或不预注)(多条)流动管线、在上一次体积减小循环期间的输入袋冲洗、输入袋冲洗体积和输入袋人工混合(在输入袋冲洗步骤的中间期间)的参数。此外，可输入和选择在洗涤阶段期间执行的洗涤循环的次数。最后，在再悬浮阶段期间，可启用或禁用指示用户在洗涤阶段之后切换洗涤和再悬浮夹具的提示，并且可输入和/或选择在再悬浮阶段的结束时的最终产物的体积。在实施例中，利用处理设备102和套件350执行的洗涤过程可用于在激活、转导和扩增之前和/或之后洗涤和浓缩输入产物。

在实施例中，处理设备102、分离模块104和套件350允许在再悬浮期间使用控制再悬浮介质到分离室382中的填充的算法来实现准确的、小的最终产物体积，以便避免超越该体积。一种再悬浮中间体积以实现期望的最终体积的方法与细胞产物的分离室的冲洗同时执行，并且该方法包括：在第一步骤处，将分离室中间体积的内容物提取到最终袋管线中；在第二步骤处，计算达到最终体积所需的冲洗循环的次数和相关联的填充体积；在第三步骤处，填充分离室382直到实现离冲洗循环体积最终目标10mL；在第四步骤处，以增量之间2秒的暂停递增填充1mL体积增量，直到达到目标冲洗循环体积；在第五步骤处，朝向最终/收集袋提取冲洗体积；以及重复步骤三至五，直到完成冲洗循环次数并且达到输出袋的最终体积。在朝向最终袋的冲洗体积的提取期间，考虑在填充步骤期间的空气摄入，并且随后调整下一个冲洗循环的填充体积，以确保总最终体积有效地达到目标值。设想上文公开的大体过程步骤可如期望那样被修改，使得例如分离室的初始填充被执行到任何期望的体积，并且然后分离室用任何期望的较小增量体积被递增填充，其中在较小体积增量之间发生选定持续时间的暂停(即，上文指定的体积和暂停持续时间可如期望那样被修改)。

参考图37A和图37B，示出用于与处理设备102和分离模块104一起使用的单次使用的一次性磁性细胞分离套件800(图37B更清楚地示出多种构件分别在处理设备102和分离模块104上的放置)。在处理设备100的控制器110的控制下，磁性细胞分离套件800和通过使用这样的套件实现的相关联的方案允许细胞群体的初始稀释、体积减小、洗涤、孵育、孵育后洗涤、磁性分离和最终再悬浮，如下文中所公开的。在实施例中，磁性细胞分离套件800包括具有四个旋塞阀804、806、808、810的盒或歧管802。套件800还包括：管线811，其流体连接到第一旋塞阀804并配置成用于流体连接到磁性细胞分离保持器136上的配件；管线812，其流体连接到第二旋塞阀806并配置成用于流体连接到磁性细胞分离保持器136上的第二配件；收集袋813，其经由管线814流体连接到第四旋塞阀810；管道尾部815，其流体连接到第三旋塞阀808以用于流体连接到包含用于在珠分离之后再悬浮细胞的阳性级分的悬浮介质的再悬浮缓冲液袋(未示出)；以及管道尾部816，其流体连接到第三旋塞阀808以用于流体连接到包含用于从磁性细胞分离保持器136内的磁珠释放细胞的释放缓冲液的袋(未示出)。如图37A和图37B中进一步示出的，磁性细胞分离套件800另外包括成对的管道尾部817、818，其分别流体连接到第二旋塞阀804和第四旋塞阀810，并配备有上文中所描述的类型的疏水过滤器。套件800还包括经由管线819流体连接到第一旋塞阀804的阴性级分袋820。如图37A中所示出的，歧管802配置成用于安装在分离模块104的歧管接口132上。

进一步参考图37A和图37B，套件800进一步包括第二歧管821，该第二歧管821具有四个旋塞阀822、823、824、825，并且配置成接纳在处理设备102的歧管接口112上。套件800另外包括流体连接到第二旋塞阀823的最终收集/转移袋826、同样流体连接到第二旋塞阀823的过程袋/孵育袋827、流体连接到第一旋塞阀822并具有带有200微米过滤器的在线滴液室829的管线828。管线828另外包括具有管道尾部的分支管线830和具有采样枕的分支管线831。如所图示的，套件800进一步包括流体连接到第一旋塞阀822的管线832，以用于连接到用于血小板耗尽的无血小板缓冲液袋。管线832包括具有过滤器的分支管线833。套件800还包括流体连接到第四旋塞阀825并具有分支管线835的管线834，分支管线835具有过滤器。管线834配置成用于流体连接到包含分离缓冲液的袋，该分离缓冲液用于执行在珠孵育期间的洗涤循环以及用于移除过量的珠的任选的孵育后洗涤循环。如所图示的，套件800包括流体连接到第四旋塞阀825的废物袋836以及流体连接到第三旋塞阀824的备用袋837(其在分离过程期间不使用)。如所图示的，某些管线配备有采样枕838和/或过滤器839。更进一步，套件800包括分离室840，分离室840配置成接纳在处理设备102的离心处理室108中。管线841将分离模块104上的歧管802与处理设备102上的歧管821互连，以用于在它们之间的流体流动，并且包括配置成接合处理设备102的蠕动泵组件111的蠕动泵管道842的区段以及滴液室843。套件800另外包括具有无菌空气过滤器844的另外的管道尾部。管线845也流体连接到第三旋塞阀824，第三旋塞阀824的相反端配置成用于流体连接到过程袋846中的底部端口，过程袋846也形成一次性套件800的部分。在实施例中，套件800可通过本领域中已知的手段(诸如，例如环氧乙烷灭菌)来灭菌，并密封在泡罩包装中，以用于运输到最终用户以及用于存储。

现在转到图38，图示用于使用磁体细胞分离套件800、处理设备102和分离模块104对细胞进行磁性分离的示例性方案850。如上文所指示的，当与处理设备102和分离模块104结合利用时，磁性细胞分离套件800允许细胞群体的初始稀释、体积减小、洗涤、孵育、孵育后洗涤、磁性分离和最终再悬浮。在实施例中，图38中图示的方案850执行任选的单采产物的初始稀释、浓缩细胞、耗尽血小板、使用分离保持器136中的磁珠分离CD3+细胞(例如)，并将细胞再悬浮在预选的溶液中以供下游使用(例如，以用于激活、转导和扩增，以及最终用于配制和配量制备)。如其中示出的，在步骤852处，在开始之前将磁性细胞分离珠(例如，Miltenyi珠、Dynabead和StemCell EasySep珠)插入到过程袋846中。可在步骤854处执行套件测试。在另外的步骤中执行初始稀释。然后在步骤856处执行体积减小，此后在步骤858处将细胞转移到定位在处理设备102的热混合室114内的过程袋。然后在步骤860处将细胞和珠在热混合室114中孵育，并且在步骤862处执行孵育后洗涤以移除过量的珠。在实施例中，包含细胞和珠的过程袋是三维过程袋，其由于袋的平底表面(同时上表面保持柔性)而提供改进的热控制。利用三维过程袋的另一个优点是改进的流体转移(例如，在袋到袋分离和冲洗步骤期间，袋的底表面和顶表面保持分离并且不太可能捕集或固持细胞)。在孵育步骤期间，实现用于孵育的体积(至目标特定细胞密度)的控制、温度的控制和混合载体移动的控制。

在孵育和洗涤之后，然后通过将磁性细胞分离保持器136插入到分离模块104中的狭槽134中并施加磁场以将结合珠的细胞固持在磁性细胞分离保持器的柱或流动通路内(视情况而定)，在步骤864处执行结合珠的细胞的磁性分离。在步骤866处执行冲洗和分离，此后在步骤868处利用再悬浮缓冲液收集靶细胞。在实施例中，步骤868可包括用培养基替换分离缓冲液，以3个步骤执行洗脱循环：(1)将大部分细胞从柱上脱离并收集体积，(2)用新鲜培养基执行洗脱循环并收集体积，和(3)冲洗管道/袋并收集体积。任选的体积减小步骤也可在靶细胞的再悬浮之前执行。在实施例中，如WIPO国际公布No.WO 2019/106207中更具体地公开的，空气塞可用于帮助从分离保持器/柱移出结合珠的细胞。

在实施例中，处理设备102、分离模块104和磁性细胞分离套件800可用于将结合珠的细胞群体来回循环通过磁场以分离/捕获结合珠的细胞(而不是单次穿过磁场)。例如，孵育后的结合珠的细胞群体可从第一袋通过定位在分离模块104中的狭槽134内的磁场内的磁性细胞分离保持器136泵送(经由泵111)到第二袋。当细胞混合物穿过由磁场发生器产生的磁场时，结合珠的细胞以上文所描述的方式固持/捕获在延伸通过磁性细胞分离保持器136的流体路径的部分中并定位在磁场发生器的磁体的相对板之间，而未结合的细胞群体、未被捕获的结合珠的细胞和细胞混合物的其它内容物穿过磁场发生器并进入磁场发生器的另一侧上的第二袋中。然后反向操作处理设备102的泵111，以将细胞混合物从第二袋泵送通过磁性细胞分离保持器136，并返回到第一袋。当细胞混合物再次穿过由磁场发生器产生的磁场时，额外的结合珠的细胞被固持/捕获在磁性细胞分离保持器136的流体路径的定位在磁场内的部分中。可重复该过程(细胞混合物的袋到袋循环/转移)，直到足够数量的结合珠的细胞固持在流体路径(或其磁性细胞分离保持器)中。如将认识到的，细胞混合物在第一袋和第二袋之间的来回转移使细胞混合物多次穿过磁场，从而增加了系统的捕获效率。

如上文所描述的细胞混合物在磁场发生器的相对侧部上的袋之间的来回循环基本上具有与如上文结合图31至图35所公开的利用多个回路、管段或通过使用通过磁场的非线性流动路径增加细胞混合物在磁场内的行进距离相同的效果。特别地，通过使细胞混合物来回循环，与通过磁场的单个线性管段相比，细胞混合物在磁场内行进的总“距离”增加。这确保在通过磁场的第一管段上没有固持的结合珠的细胞可在收集之前的后续管段中被捕获。因此，结合上文，设想磁场发生器的区域中的流体路径(例如，磁性细胞分离保持器内的流动通路)可采取上文中所描述的任何实施例的形式。例如，磁场内的流动通路可包括多个回路、管段、螺旋、轮廓、匝等，以增加磁场内的停留距离。特别地，设想图31至图35中所示出的流动通路配置可与上文所描述的分离序列(袋到袋循环)结合使用。在其它实施例中，可利用通过磁场的直线路径来捕获结合珠的细胞。

如上文还暗指的，套件800实现并允许收集由分离产生的阳性级分和阴性级分(分别在收集袋826和阴性级分袋820中)两者。特别地，阴性级分可被收集在阴性级分袋820中以用于其它潜在用途，而不是使阴性级分流动到废物。虽然上文公开的实施例讨论了使用磁性分离收集结合珠的细胞，但是套件800另外允许阴性选择，由此期望的细胞群体不用磁珠标记，而其它细胞用这样的珠标记，使得不期望的细胞群体被捕获在磁性细胞分离保持器中，并且期望的未标记的细胞群体被允许穿过分离保持器并在结合珠的细胞群体被捕获在磁性细胞分离保持器中之后被收集。

现在参考图39，示出用于与处理设备102和分离模块104一起使用的单次使用的一次性配量制备套件500。在处理设备100的控制器110的控制下，配量制备套件500和通过使用这样的套件实现的相关联的方案允许细胞产物的体积分开、稀释、混合、冷冻制备和配量的自动化，如下文中所描述的。配量制备套件500包括具有六个旋塞阀504、506、508、510、512、514的盒或歧管502、经由蠕动泵管道518流体连接到旋塞阀504的过程袋516、流体连接到盒502以用于流体连接(例如无菌焊接)到一个或多个培养基袋(未示出)的多条管道管线520、522、524、经由管线528流体连接到旋塞阀508的最终制剂/收集袋526以及经由管线532流体连接到旋塞阀508的袋530(其用于包含从其产生最终剂量/制剂的初始/中间产物)。在实施例中，过程袋516是三维过程袋。如其中进一步示出的，套件500进一步包括经由管线536流体连接到旋塞阀514的废物袋534以及流体连接到旋塞阀510、512、514的多条冷冻袋连接管线538、540、542、544(以用于利用无菌焊接或其它连接手段连接到多个冷冻袋)。最后，管线518在蠕动泵管道区段的相对侧部上配备有成对的疏水过滤器546、547，并且套件500进一步包括流体连接到旋塞阀510并具有疏水过滤器549的空气入口管线548。在实施例中，疏水过滤器是2微米疏水过滤器。在实施例中，套件500可通过本领域中已知的手段(诸如，例如环氧乙烷灭菌)来灭菌，并密封在泡罩包装中，以用于运输到最终用户以及用于存储。

图40图示在处理设备102和分离模块104上的配量制备套件500的集成/安装。如其中所图示的，在分离模块侧上，旋塞阀歧管/盒502安装在分离模块104的旋塞阀歧管接口132上，使得马达146的相应的马达输出轴144与六个旋塞阀504、506、508、510、512、514中的相应的一个接合，以用于控制旋塞阀的位置。废物袋534从分离模块的杆138上的钩子140中的一个悬挂，并且管线538、540、542、544中的一条或多条被无菌焊接(或经由其它手段连接)到对应的冷冻袋，所述冷冻袋然后从分离模块104的杆138上的钩子140中的一个或多个悬挂。最后，带有空气过滤器547的管道尾部连接到分离模块104的管线压力传感器148，并且将3D过程袋516连接到旋塞阀歧管502的管线的部分与分离模块104的气泡传感器组件150接合。

在处理设备侧上，初始产物袋530和最终制剂袋526从处理设备102的悬挂器组件116的单个钩子118悬挂(该单个钩子118具有集成的称重传感器或重量传感器，以用于感测从其悬挂的(多个)袋的重量)。培养基袋(未示出)被无菌焊接(或经由其它手段连接)到培养基管线520、522、524，并从处理设备102的悬挂器组件116的另一个钩子118悬挂(该另一个钩子118同样具有集成的称重传感器或重量传感器，以用于感测从其悬挂的(多个)袋的重量)。套件的3D过程袋516被放置在处理设备102的热混合室114的内部。最后，将过程袋516与旋塞阀歧管502流体互连的蠕动管道518的区段与处理设备102的蠕动泵组件111接合，并且具有空气过滤器546的管道尾部连接到处理设备102的压力传感器(未示出)。

转到图41，图示用于使用处理设备102、分离模块104和配量制备套件500制备细胞产物的剂量的方法550。如上文所指示的，配量方案由处理模块102的控制器110以自动化方式执行，通过处理模块102和分离模块104之间的数据连接来控制它们两者。在步骤552处，方法550包括测试和预注套件500，在实施例中，该步骤可包括：从3D过程袋516、冷冻袋和冷冻袋管线538、540、542、544抽空空气，以在过程结束时使袋中的空气最小化；预注3D混合袋534(以使3D过程袋534内部的空气量均衡)；预注培养基袋管线520、522、524；以及通过使培养基从连接到管线520的培养基袋流动来校准泵111(以利用从称重传感器/钩子上的袋上拉出的精确重量来校准泵速度)。接下来，在步骤554处，将袋530中的初始产物分开。在实施例中，这涉及将整个输入产物从袋530转移到定位在处理设备102的热混合室114内的过程袋516，以及在热混合室114中混合输入产物达预选或预设的持续时间。然后将预设或预选体积的产物从过程袋516转移到制剂袋526。将剩余体积的产物从过程袋516转移回到初始输入袋530。在实施例中，在步骤556处，然后利用来自连接到管线520的培养基袋的培养基冲洗3D过程袋516，并且将冲洗体积泵送到输入袋530。在实施例中，冲洗体积和冲洗混合时间可由用户选择。如其中进一步示出的，在步骤558处，然后执行制剂制备。在实施例中，这包括将预确定体积的培养基从连接到管线520的培养基袋转移到热混合器114内的过程袋516并将这样的培养基转移到制剂袋526。

如果选择/期望，则可分别在步骤560和562处执行冷冻袋制备和配量，以配制额外的袋(其可为用于冷冻保存目的的冷冻袋)。在这样的情况下，在步骤560处，来自输入袋530的选定体积的分开产物然后被转移到热混合器114内的过程袋516(其中过量的分开产物保留在输入袋530中)。来自连接到管线524的培养基袋和/或连接到管线522的培养基袋的预确定体积的培养基被泵送到热混合器114内的过程袋516，在那里然后在预确定/预选的温度下进行温度调节(持续由控制器110计算的调节至目标温度所需的时间段)。接下来，来自连接到管线520的培养基袋的培养基被转移到热混合器内的过程袋516(在提示之后)，并且过程袋516内的体积与这样的培养基混合。如期望那样，通过将预选体积转移到连接到管线538的第一冷冻袋、连接到管线540的第二冷冻袋、连接到管线542的第三冷冻袋和/或连接到管线544的第四冷冻袋来执行冷冻袋配量。通过确保准确的蠕动泵流率和控制流动定时来实现所转移体积的精确控制。在初始预注步骤期间校准蠕动泵流率设定点，以考虑到与蠕动泵管道518和/或蠕动泵111的标称基线的可能偏差。因此，该方案允许配制/产生一个制剂袋526和至多四个冷冻袋(分别连接到管线538、540、542和544)。因此，通过本发明的这样的系统和方法实现至多四种成分(初始产物加三种培养基)的用户选择体积的一个至五个剂量/袋。

现在转到图42至图45，图示用于细胞(例如，使用第一模块100富集和分离的细胞)的激活、转导和扩增的第二模块600(本文中也称为生物处理设备600)的示例性实施例。第二模块600可为例如配置成执行上文结合第二模块200描述的工作流程和方法的设备/系统，并且可配置成类似于WIPO国际公布No.WO 2019/106207中公开的模块200操作。如其中所示出的，在实施例中，第二模块600包括外壳602、可滑动地接纳在外壳602内的可闩锁的过程抽屉604以及位于过程抽屉604下方并且同样可滑动地接纳在外壳602内的可闩锁的废物袋抽屉606。如下文中所公开的，过程抽屉604和废物袋抽屉606两者都能够在关闭位置和打开位置之间移动，以用于插入和移除第二模块600的多种构件。如下文详细讨论的，过程抽屉604配置成在其中接纳具有一个或多个培养物/生物反应器容器的一次性细胞处理套件。在实施例中，外壳602的后部包括功率连接端口或线缆、一个或多个通信端口(例如，RJ45和RS485端口)、用于接收二氧化碳、空气氧气和/或氮气等的供应的至少一个入口、一个或多个出口/排气端口和/或多个(例如三个)USB端口。抽屉604还可包括状态指示灯605、用于传输数据的多个USB或其它端口607以及输入端子609。

第二模块600还包括以与外壳602的堆叠竖直关系定位(例如，安装在外壳602的顶上)的机箱608。机箱608包括围绕竖直轴线铰接安装的成对的可闩锁的门610、612，其配置成在关闭位置(防止接近机箱608的内部)和打开位置(允许接近机箱608的内部)之间移动。机箱608和门610、612还可包括互锁机构(例如，气动闩锁或销)，该互锁机构用于在生物处理操作正在进行时将门610、612维持在关闭位置中。在实施例中，机箱608进一步包括可滑动地接纳在机箱608内的多个竖直取向的存储抽屉614、616。虽然在图43和图44中图示两个竖直存储抽屉614、616，但是可存在多于或少于两个抽屉。在实施例中，存储抽屉614、616可滑动地安装在机箱608内的上轨道和/或下轨道上，从而允许抽屉614、616在收起位置和延伸位置(图43和图44中示出)之间容易地移动，在收起位置中，抽屉被接纳在机箱608内并且门610、612可被关闭，在延伸位置中，抽屉614、616从机箱608延伸，从而允许容易地接近安装到抽屉614、616的左侧和右侧竖直侧的构件和附件。

如图45中最佳地示出的，门610、612的内面包含用于将管道组织器卡和/或采样卡可释放地连接到门610、612的机构(例如，栓或销618的特定阵列)，如下文所描述的。例如，在实施例中，左门610可包括用于固持一次性套件的采样卡的栓的阵列，而右门612可包括用于固持一次性套件的管道组织器卡的栓的阵列。在实施例中，管道组织器卡和采样卡两者都可安装到右门612。如图43和图45中所示出的，竖直存储抽屉614、616中的一者或两者在其面中的一个或每个上可包括钩子620，以用于接纳用于在由设备600执行的多种生物处理操作中使用的培养基、试剂和/或其它流体/溶液袋。钩子620可各自操作性地连接到用于监测连接到其的(多个)袋的重量的称重传感器或与所述称重传感器集成。在一个实施例中，第一竖直抽屉614配置成接纳一个或多个培养基袋622，而第二竖直抽屉616配置成接纳一个或多个试剂袋624。在这方面，第一竖直抽屉614可被称为培养基托盘或隔室，而第二竖直抽屉616可被称为试剂托盘或隔室。第一竖直抽屉614在其相对的面上配备有培养基滴液托盘626，以用于接住来自从钩子620悬挂的培养基袋的泄漏物或滴液，而第二竖直抽屉616在其相对的面上配备有试剂滴液托盘628，以用于接住来自从钩子620悬挂的试剂袋624的泄漏物或滴液。在实施例中，滴液托盘626、628能够分别从抽屉614、616移除。

在实施例中，竖直抽屉614、616中的一个或多个可容纳在形成机箱608的部分的冷藏隔室内，以用于将包含在袋622、624中的一个中的流体或溶液维持在预确定温度下。类似于外壳604，机箱608同样可包括状态指示灯634。虽然图42至图45将废物袋抽屉606图示为下外壳602的部分，但是设想废物袋抽屉可备选地容纳在机箱608内(例如，作为水平取向的抽屉，或者作为竖直安装的抽屉)。如图43和图46中最佳地示出的，过程抽屉604包括面朝上的狭槽630，面朝上的狭槽630配置成接纳锚梳632，该锚梳便于管道从机箱608向过程抽屉604中的导引。在实施例中，整个设备600确定大小且确定尺寸成以便由工作台或台面支承，并且使得过程抽屉604和机箱608可由用户容易地接近。如下文中所公开的，设备600及其功能的控制由板载控制器(例如，控制器210)执行。

现在转到图46和图47，图示过程抽屉604的详细视图。如图46和图47中最佳地示出的，过程抽屉604包括第一内部空间636和第二内部空间638，第一内部空间636配置成接纳一次性生物处理套件，第二内部空间638定位在第一内部空间436的后方，设备606的功能构件安装在第二内部空间638内。例如，在实施例中，第二内部空间638容纳蠕动泵组件641、夹管阀阵列或线性致动器阵列643(用于控制通过流体流动管线的阵列的流体的流动)以及执行设备600的功能所必要的其它构件和装置。在实施例中，蠕动泵组件641以及其它构件和装置可如WIPO国际公布No.WO 2019/106207中公开的那样配置。如图47中示出的，在第一内部空间636内安装有第一平台摇杆组件640和第二平台摇杆组件642，第一平台摇杆组件640和第二平台摇杆组件642配置成以下文中所公开的方式在其上支承一次性生物处理套件的培养物容器(在本文中也称为生物反应器容器)。平台摇杆组件640、642各自具有盖644，多个培养物容器支承或安装柱646延伸通过盖644，以用于支承一次性套件的培养物容器。在实施例中，如图48中更清楚地示出的，每个平台摇杆组件640、642包括四个支承柱646。如其中还示出的，提供与每个平台摇杆组件640、642相关联的传感器组件648以检测培养物容器的存在和/或测量培养物容器内的温度。在其它实施例中，传感器组件648可用于测量接纳在每个平台摇杆组件640、642的顶上的培养物容器内的培养物的多种额外参数(例如，温度、二氧化碳浓度、氧气浓度等)和/或用于确定培养物容器是否恰当地定位和坐置在摇杆组件上。如下文所讨论的，每个平台摇杆组件640、642包括多个称重传感器658、660、662，以用于感测由安装柱646支承的培养物容器的重量/质量。

再次参考图47，过程抽屉604包含多个特征，这些特征配置成包含泄漏物并防止或抑制任何流体收集在过程抽屉604内。例如，过程抽屉604包括密封元件650，密封元件650在每个平台摇杆组件640、642和过程抽屉604的底部(其围绕每个摇杆组件的外围延伸)之间以及在摇杆组件640、642本身之间形成不透流体的密封。另外，每个培养物容器支承柱646配备有呈柔性波纹管652形式的密封元件，该密封元件在支承柱646和盖444之间形成密封。密封元件650和波纹管652防止任何流体进入平台摇杆组件640、642的盖644下方的空间。更进一步，过程抽屉604的底部形成有收集已经溢出或泄漏的流体的外围通道654。通道654中的排出孔656为收集在过程抽屉604的通道654中的流体提供外出手段。排出孔656与过程抽屉604下方的废物抽屉606流体连通，使得溢出或泄漏到过程抽屉604中的任何流体被直接排出到废物抽屉606中，以防止对过程抽屉604中的机电装置造成损害。

图49图示废物抽屉606的配置，如其中所示出的，废物抽屉606包括多个称重传感器664。在实施例中，存在邻近废物抽屉606的四个拐角定位的四个称重传感器。如上文所指示的，废物抽屉在过程抽屉604下方可滑动地接纳在外壳602中，并且配置成接纳废物袋。在实施例中，连接到废物袋的管道从过程抽屉沿着过程抽屉的前面板后面的凹槽导引，以便脱离过程抽屉，并且然后自由地向下导引到废物抽屉。此外，如上文所指示的，废物抽屉606配置成直接接纳已经经由过程抽屉604中的排出孔656泄漏到过程抽屉中的流体。

现在参考图50，图示用于与生物处理设备600一起使用的单次使用的一次性生物处理套件700。生物处理套件700包括大体上矩形的托盘702和接纳在托盘702内的成对的培养物容器704、706，托盘702确定大小且确定尺寸成接纳在过程抽屉604的第一内部空间636中。托盘702在培养物容器704、706下方具有成对的开口或窗口，并且将培养物容器704、706支承在升高的位置中，使得当托盘702定位在过程抽屉604的第一内部空间636内时，当与平台摇杆组件640、642的支承柱646接合时，培养物容器704、706从托盘702被提升。如图50和图51中所示出的，托盘702包括位于其前部和后部处的成对的腿708、710，其将托盘702支承在过程抽屉604的底部上。腿708、710是中空的并且形成托盘702的低点。因此，在托盘702内(与过程抽屉604中对照)发生泄漏或溢出的情况下，流体将收集并包含在腿708、710的底部中。

进一步参考图50和图51，托盘702进一步包括在托盘702的后部中的第一窗口709和第二窗口711，在第一窗口709和第二窗口711内定位有阀歧管712和蠕动泵管道的至多三个节段714、716、718，以用于与在托盘702后方安装在过程抽屉604中的蠕动泵组件641接合。阀歧管712可为例如如美国专利申请公布No.2020/0238282中公开的流体容器，其配置成与具有线性致动器阵列643的柱塞的多个线性致动器对接，线性致动器阵列643同样在托盘702后方安装在过程抽屉604中。备选地，阀歧管712可由多条流体流动管线形成，流体流动管线配置成由夹管阀阵列的多个夹管阀作用，如WIPO国际公布No.WO 2019/106207中所公开的。阀歧管712与培养物容器704、706、机箱608中的培养基袋和试剂袋、废物抽屉606中的废物袋和采样管线流体互连，以形成如‘207公布中公开的或类似于‘207公布中公开的流体网络或架构。图50图示多种管与阀歧管712的连接。

因此，如图50中进一步图示的，一次性套件700进一步包括固持多个管道尾部726的管道组织器卡720和固持多个采样管道尾部的采样卡722，多个管道尾部726流体连接到阀歧管712并且配置成用于连接到容纳在机箱608内的多种培养基袋和试剂袋，采样管道尾部同样流体连接到阀歧管712。最后，一次性套件700还包括锚梳632，锚梳632接纳在过程抽屉604中的狭槽630中，并且便于管道从机箱608(例如，从管道组织器720和采样卡722)向过程抽屉604中和到阀歧管712的导引。如下文中所讨论的，锚梳632、管道组织器720和采样卡722提供在套件700的安装和多种培养基、试剂和其它袋/贮器的连接期间和之后组织所有管道尾部的手段。在实施例中，包括上文结合图50描述的所有元件的一次性套件700可通过本领域中已知的手段(诸如例如环氧乙烷灭菌或伽马灭菌)来灭菌，并密封在泡罩包装中，以用于运输到最终用户以及用于存储。

如图52和图53中图示的，锚梳632包括主体部分730，主体部分730具有通过其的通路732。通路732内是多个管道固持元件734，其起到以有组织的方式固持和维持多段管道的作用。如上文所公开的，在安装期间，锚梳632被接纳在过程抽屉604的狭槽630内，并且便于管道的多种管段从机箱608向过程抽屉604中的导引，在过程抽屉604中，这些管段流体连接到阀歧管712。

参考图54，图示根据本发明的实施例的管道组织器720的详细视图。管道组织器720包括大体上刚性的板主体736和多个管道固持通道738，管道固持通道738模制到刚性板主体738中或以其它方式连接到刚性板主体738，并且配置成在其中接纳和固持对应的多个管道尾部726。在实施例中，通道738从板主体736的右下拐角沿着其右手侧向上延伸，返回自身并以一定角度朝向板主体738的右下拐角大体上向下延伸，再次返回自身，并从板主体736的左下拐角沿着其左手侧向上延伸。因此，接纳在这些通道738中的管道尾部726遵循同一曲折路径。因此，通道738的这种蛇形配置使能够由管道组织器固持的管道尾部726的长度最大化，从而允许相当程度的游隙，以便于管道尾部726到包含在生物处理设备600的机箱608内的多种袋和/或贮器的连接。因此，管道组织器720以有组织且容易接近的方式维持管道尾部726，这有助于使装配时间最小化。

如图54中还示出的，板主体736包括允许管道组织器720从机箱608的门612的内部可移除地安装或悬挂的特征，如图43中示出的。这样的特征可包括例如安装和/或定位孔口740，通过该安装和/或定位孔口740接纳门612上的栓618或钩子。在使用中，一旦管道组织器720附接到门612的内面，用户就可容易地抓握延伸到板主体736的间隙或缓冲区域742中的管道尾部726的端部，并将其从其对应通道738内的坐置位置移除。然后，管道尾部726可借助于无菌技术(诸如例如无菌管焊接)连接到包含在机箱608内的培养基袋、试剂袋或其它容器。可重复该过程，直到容纳在机箱608中的袋和容纳在抽屉604中的阀歧管712之间的所有流体连接都形成。

参考图55和图56，图示根据本发明的实施例的采样卡722的详细视图。如其中所示出的，采样卡/设备722包括主体部分744，主体部分744具有歧管746和流体连接到歧管746的多个采样管道尾部748。采样卡722还包括流体连接到歧管746的第一端的供给管线750和流体连接到歧管746的第二端的返回管线752。类似于管道组织器720，采样卡722的主体部分744包括允许采样卡722从机箱608的门612的内部可移除地安装或悬挂的特征。这样的特征可包括例如安装和/或定位孔口754，通过该安装和/或定位孔口740接纳门612上的栓618或钩子。在使用中，一旦采样卡722附接到门612的内面，用户就可使用采样卡722上能够容易接近的采样管道尾部748中的一个从培养物容器704、706中的一个抽取样品。因此，在生物处理操作期间可容易地抽取样品，而不需要打开过程抽屉604并且不必暂停操作。

现在转到图57至图63，图示托盘702在生物处理设备600的过程抽屉604内的安装和坐置。如其中所示出的，通过打开过程抽屉604并从上方将托盘702降低到过程抽屉604中，托盘702被接纳在过程抽屉604的第一内部空间636内，使得一次性套件700的培养物容器704、706在过程抽屉604内处于前后关系。在该位置中，阀歧管712定位在线性致动器阵列643的正前方并与其对准，并且蠕动泵管道的三个节段714、716、718定位在蠕动泵组件641的正前方并与其对准。如上文所指示的，当托盘702降低到过程抽屉604中时，培养物容器704、706被接纳在相应的平台摇杆组件640的支承/安装柱646上，使得培养物容器704、706从它们与托盘702的坐置接合被提升，并且改为由支承柱646支承。

如图59至图62中最清楚地示出的，一次性套件700的托盘702和过程抽屉604具有多个协作特征，这些协作特征便于托盘702在过程抽屉604内的恰当定位，并且允许验证恰当定位。例如，如图59中所示出的，托盘702和过程抽屉604包括多个接合特征/表面756，当托盘702恰当地定位在过程抽屉604内时，多个接合特征/表面756彼此协作。在第二内部空间636中的过程抽屉604包括与抽屉的接合特征756相关联的多个传感器758，这些传感器758可检测托盘702和过程抽屉604上的协作接合特征756何时彼此接合，从而指示托盘702的恰当定位。在实施例中，与托盘702相关联的接合特征756位于托盘的主干上，如图59中最佳地示出的，而与过程抽屉604(和传感器758)相关联的对应的接合特征756分别位于线性致动器阵列643和蠕动泵组件741附近。在实施例中，与过程抽屉604相关联的接合特征756是传感器758的销。如上文所指示的，除了检测托盘702在过程抽屉604内的恰当对准和定位之外，平台摇杆组件640、642还包括传感器648，传感器648配置成检测培养物容器704、706的恰当定位。

此外，除了上文所公开的接合特征和传感器之外，蠕动泵组件641还包括上接合结构760和下接合结构760以及枢转泵靴762，其便于蠕动泵组件641与托盘602的主干的恰当接合。这些特征还使关于蠕动泵组件741和线性致动器阵列742分别与阀歧管712和蠕动泵管道的节段714、716、718的接合和致动的公差累积问题最小化。

在实施例中，蠕动泵组件641和阀歧管712的螺线管致动器配置成当一次性套件定位在过程抽屉中并且抽屉被关闭时朝向一次性套件的对应特征移动并与其物理接合。特别地，具体参考图59，模块600包括机动接合机构，该机动接合机构朝向一次性套件700中的对应特征(阀歧管712和蠕动泵管道的节段714、716、718)物理地移动包含蠕动泵组件641和螺线管阵列643的组件，其中移动的固定距离由防止进一步移动的特征限制。脱离仅仅涉及反向操作这种机动接合机构。

现在参考图64和图65，示出一次性生物处理套件700的生物反应器/培养物容器704、706的配置。为了便于图示，仅图示培养物容器704(培养物容器706是准确副本)。如其中所示出的，在实施例中，培养物容器704包括基座764、连接到基座764的盖子766、夹在基座764和盖子766之间的气体可渗透、液体不可渗透的膜768以及夹在膜768和盖子766之间的垫圈770。在实施例中，基座764和盖子766由聚碳酸酯形成，然而在不脱离本发明的更广泛方面的情况下也可利用本领域中已知的其它材料。如图64中示出的，盖子766包括增强盖子766并提供增加的强度和耐久性的多个加强支承件772或角撑板。盖子766还包括入口端口774和出口端口776，管道可连接到入口端口774和出口端口776。如其中所图示的，入口端口774和出口端口776模制到盖子中，使得管道至少最初从盖子776竖直地延伸。端口774、776的这种配置便于装配，因为管道可更容易地从上方连接到培养物容器704。如进一步图示的，通气端口777设置在盖子766的顶部中。在实施例中，盖子766包括倒圆拐角(例如，拐角778)，其消除/防止任何滞留区。

进一步参考图64，膜768可由合适的气体可渗透材料(例如硅树脂和/或聚苯乙烯)或者具有不允许水或微生物经过的孔尺寸的多孔材料形成，然而在不脱离本发明的更广泛方面的情况下也可利用本领域中已知的其它材料。膜768包括沿着膜768的外围的多个定位/固持孔780，其目的将在下文中描述。就其本身而言，垫圈770可由本领域中已知的多种材料(诸如例如硅树脂)形成，并且包括对应的多个定位/固持孔782，这些定位/固持孔782沿着垫圈770的外围定位并与膜768中的孔780对准。

在实施例中，盖子766和基座764经由沿着盖子766和基座764的外围的热熔而彼此连接。在实施例中，热熔柱781分别延伸通过膜768和垫圈770的定位/固持孔780、782中的每个，并起到将膜768和垫圈770锚定在基座764和盖子766之间的作用。在实施例中，盖子766可配置有从其下侧向下延伸的热熔柱销784，使得在组装期间，热熔柱销784分别延伸通过膜768和垫圈770的对应的定位/固持孔780、782，并且被接纳在基座764的外围中的对应孔786中并被热熔到基座764。在实施例中，盖子766使用约20至约40个热熔柱并且更优选地大约34个热熔柱连结到基座764。虽然本文中描述的实施例利用热熔将盖子连接到基座，但是设想在不脱离本发明的更广泛方面的情况下也可利用其它连接手段，诸如紧固件、卡扣配合连接等。

在实施例中，基座764的上表面具有纹理化表面，该纹理化表面允许空气流动并且消除了对网(这在现有设计上已经是习惯的)的需要。如图65中所示出的，基座764的凸缘区域788包括多个肋790，其提供增加的刚性和强度以及与盖子766的更稳健的互连(其另外提供膜768和垫圈770的更可靠且稳健的锚定)。基座764的下侧的拐角各自包括销孔洞791、792、793、794，销孔洞791、792、793、794配置成在其中接纳支承培养物容器704的平台摇杆组件640或642的安装/支承柱646。在实施例中，销孔洞中的一个(例如，孔洞794)在形状上是长圆形的，这提供当将培养物容器704安装在平台摇杆组件640的顶上时改进的位置公差。基座764进一步设置有：IR传感器窗口796，其用于使用定位在过程抽屉604内的培养物容器704下方的传感器来测量培养物容器704内的(多种)气体或流体的温度；以及传感器孔洞798，其由平台摇杆组件640或642的传感器648利用来确定培养物容器704是否存在于过程抽屉内和/或是否恰当地定位于其中。最后，如图65中所图示的，基座764包括成阵列的小开口799，其在过程抽屉604内的气氛和膜768的下侧之间提供流体连通，以用于在生物处理期间的气体转移。在实施例中，在基座764中存在几百个小开口799。

如上文所指示的，当托盘702被接纳在过程抽屉604中时，培养物容器704、706配置成被接纳在平台摇杆组件640、642上。本领域中已知的多种摇摆机构可用于提供培养物容器704、706内的流体的混合，以支持其中的生物处理操作，包括WIPO国际公布No.WO 2019/106207中公开的机构。图66至图68图示根据本发明的另一个实施例的平台摇杆组件640、642的配置(为了简单和易于理解，描绘了摇杆组件640)。如其中所示出的，平台摇杆组件640包括：基座870；限定中心枢转轴线873的支点872，其接纳在基座870上；马达874，其安装到基座870并具有由马达874驱动的偏心辊876；摇摆板878，其接纳在支点872的顶上并与偏心辊876接触并能够围绕支点轴线873枢转；以及压缩弹簧880，其配置成维持摇摆板878与偏心辊876接触。在实施例中，支点872和马达874经由框架875连接到基座872。在实施例中，偏心辊876是配置成沿着偏心路径旋转的圆形辊。在又一些其它实施例中，可采用凸轮形辊来代替沿着偏心路径移动的圆形辊。

如图67和图68中所图示的，摇摆板878包括四个支承柱646，支承柱646由培养物容器704的基座764中的销孔洞791、792、793、794接纳。马达874是可控的(例如，在第二模块200(即，设备600)的控制器210的控制下)以取决于偏心辊876的位置驱动偏心辊876来抵靠摇摆板878的下侧传递力或从摇摆板878的下侧移除力，以向上和/或向下倾斜摇摆板878和接纳在其上的培养物容器704。虽然马达874可能够由主控制器控制，但是平台摇杆组件640、642可备选地具有定位在摇摆板878下方的基板872上的专用控制器。由于来自偏心辊876的力(或缺乏该力)，摇摆板878和支承在其上的培养物容器704围绕支点872的支点轴线873枢转。

在实施例中，支承柱646中的每个可配置有用于测量培养物容器704的质量的称重传感器。备选地或另外，摇杆组件640的基座870可包括多个(例如，三个)称重传感器882，称重传感器882延伸通过摇摆板878并接合培养物容器704的下侧以用于测量培养物容器704的质量。如图67中进一步示出的，摇摆板878可配备有倾斜传感器884，倾斜传感器884配置成测量摇摆板878(以及因此培养物容器704)的倾斜的程度，以供控制器在执行摇摆/混合过程中使用。

如上文所指示的，当马达874被致动时，偏心圆形辊876抵靠摇摆板878的底表面传递力，从而使摇摆板878取决于马达874的旋转的方向向上或向下移动。当在恒定操作中时，偏心圆形辊876的圆形轮廓赋予培养物容器704的内容物连续的正弦摇摆轮廓。这种摇摆运动在图69中图示。使用倾斜传感器884对摇摆板878的监测允许对倾斜角度、归位和排出操作的闭环控制以及故障事件条件的检测。使用支承柱646来将培养物容器704支承在摇摆板878上使得培养物容器704的整个底部能够保持畅通，这允许更好的通气、热传递和其它功能，如下文中所讨论的。偏心圆形辊876的使用允许倾斜机构紧凑/低轮廓，并提供与摇摆板878的低摩擦且高度可靠的对接。如将认识到的，特别地，哺乳动物细胞对由高湍流流体状态下的小规模涡流诱导的剪切力高度敏感。因此，导致过度湍流、泡沫形成或溢出的强烈振动、冲击或其它机械刺激是潜在有害的。因此，平台摇杆组件640、642的连续正弦摇摆轮廓通过移除任何高频机械刺激来使这样的小规模涡流的存在最小化，从而提供更安全且更温和的混合条件，这对哺乳动物细胞培养物尤其有益。

如上文所指示的，通过培养物容器704、706的基座764和膜768的通气和热传递对于多种生物处理操作是重要的。典型地，某些细胞培养物(例如哺乳动物细胞培养物)必须在适合细胞生长的温度和CO₂浓度下被无菌、均匀的孵育气氛包围。提供这样的物理化学条件的方式取决于应用、细胞类型特异性以及它们适于在悬浮或粘附中生长的程度。在一些情况下，过程可能要求细胞在气体可渗透膜的顶部上的单层上生长。在这种情况下，热传递和质量传递基于横跨膜的两侧处的紧邻区域的局部梯度通过被动扩散进行。本发明的实施例通过诱导在培养物容器704、706的底部上的气体可渗透膜768和孵育气氛再循环流之间的湍流相互作用来优化这样的现象。

图70至图72呈现生物处理设备600的过程抽屉604的部分的横截面视图，其中一次性生物处理套件700的托盘702和培养物容器704、706定位在该部分中。如上文所公开的，过程抽屉604形成孵育室902，托盘702和培养物容器704、706定位在孵育室902内。如其中所示出的，培养物容器704、706由平台摇杆组件640、642的支承柱646支承。在过程抽屉604内是加热元件/装置904(例如，定位在每个培养物容器的上方和下方)。例如，加热器904可定位在每个培养物容器704、706的下方，并且邻近过程抽屉604的顶部，以用于加热孵育室902和培养物容器704、706。过程抽屉604还包括成对的风扇或鼓风机906、908，其在摇杆组件640、642的盖644内邻近盖644的前壁和后壁。如其中进一步示出的，盖644可包括成对的相对的百叶窗或空气通路910、912，鼓风机906、908定位在其附近，从而允许空气离开盖644内邻近过程抽屉604的后部的空间(限定孵育气氛再循环室915)，并从过程抽屉604的前部重新进入再循环室915。如下文所讨论的，温度传感器914和二氧化碳传感器916也定位在沿着再循环空气流动路径的至少一个位置中，以用于测量再循环空气流的温度和再循环空气流的二氧化碳浓度。如其中另外示出的，二氧化碳的供应源918与过程抽屉604(例如，经由生物处理设备600的外壳602的后部上的二氧化碳入口端口)和阀920选择性地流体连通。过程抽屉604还包括气体端口922，气体端口922允许过程抽屉604的内部和环境空气之间的流体连通(从而避免具有专用的、单独的氧气供应源的需要)。上文所描述的构件形成用于生物过程系统600的液体至气氛直接质量传递的系统900，其操作将在下文中描述。

进一步参考图70，温度传感器914和二氧化碳传感器916与控制器(例如，设备600的主控制器210，然而也构想用于执行再循环空气流过程的专用控制器)电连接或以其它方式通信，以用于接收关于再循环空气流的温度和二氧化碳浓度的信息。控制器210还与阀920、风扇906、908和加热器904电连接或以其它方式通信，以用于响应于传感器读数和指定的设定点来控制它们的操作。

现在参考图71，控制器210能够操作以控制风扇906、908来产生再循环空气流924。如下文所讨论的，托盘702和过程抽屉604各自包括多种导管特征926，其确保再循环空气流924通过邻近过程抽屉604的后部的百叶窗912离开再循环室915，向上行进到培养物容器704、706的水平，大体上水平地横跨培养物容器704、706的底部行进，向下行进到过程抽屉604的前部附近，并通过百叶窗910重新进入再循环室915。在这方面，风扇908从再循环室915向外推动再循环空气流924，而风扇906将再循环空气流924吸入再循环室915中。

参考图72，风扇908推动孵育气氛通过孵育气氛再循环室915，并且导管特征926引导再循环空气流924横跨培养物容器704、706的底部。在这样做时，导管特征和培养物容器704、706的基座764的下侧的配置诱导局部湍流928的形成，局部湍流928有助于保持恒定的氧气和二氧化碳供应与培养物容器704、706的气体可渗透膜768接触。

图73至图76更清楚地图示系统900的导管特征，其允许再循环空气流924在来自风扇906、908的影响下从再循环室915、横跨培养物容器704、706的底部并被引导回到再循环室915中。如其中所示出的，托盘702的腿708、710的面向内部侧形成有凹痕或凹进区域930，凹痕或凹进区域930允许离开/进入再循环室915的再循环空气924沿着腿708、710的内面向上或向下行进，视情况而定。具体地，图73至图76图示离开再循环室915的再循环空气924如何由托盘702的腿710的凹进区域930向上引导。因此，腿708、710的凹进区域930和再循环室的外表面形成用于再循环空气924的流动的竖直空气通路。当离开百叶窗912的空气在腿710的凹进区域930内向上行进时，所述空气在腿710与托盘702的底部相接的点处受到阻碍。如图73和图74中最佳地示出的，托盘702包括成对的横向通气开口930，其高度大体上对应于培养物容器704、706的底部的竖直高度。因此，通气开口932将再循环空气流924横向地通过这样的开口932并朝向培养物容器704、706重新引导，在培养物容器704、706中，再循环空气流924与培养物容器704、706的底部几何结构及其对应的气体可渗透膜相互作用，从而导致局部湍流928的形成。再循环空气流924移动横跨培养物容器704、706的底部，在那里再循环空气流924进入相对的通气开口，在腿708的凹进区域930内向下行进，并通过百叶窗910重新进入再循环室915。

如上文所公开的，在再循环空气流924中形成局部湍流928有助于保持恒定的氧气和二氧化碳供应与培养物容器704、706的气体可渗透膜768接触。同时，总体再循环空气流924与由控制单元210、温度传感器914、二氧化碳传感器916、加热器904和二氧化碳控制阀920提供的控制作用一起允许孵育室902内部的体积的均匀化。因此，系统900提供热传递和质量传递优化。如将认识到的，仅在远离细胞单层几十微米处的氧气的恒定可用性支持更高的细胞浓度，并使横跨培养物容器704、706的膜768的表面的物理化学梯度最小化。

如上文中所描述的，设备600包括多个传感器和监测装置，以用于在执行生物处理操作时监测生物处理操作，包括监测培养物容器704、706内的细胞培养物的多种参数。这可包括例如使用采样卡722的采样管道尾部748周期性地从培养物容器704、706抽取样品和/或使用传感器来感测容器内的培养物的多种参数。例如，传感器组件648容纳用于温度测量和用于检测过程抽屉内的培养物容器的存在的IR传感器。培养物容器704、706的基座764中的窗口796实现培养物容器中的膜的基于IR的温度测量以及因此培养物容器内的液体温度测量。

参考图77至图84，在实施例中，设备600可另外包括流通式感测室950(在本文中也称为流通式感测设备950)，其可用于利用多种不同的感测/测量装置测量或监测设备600内的流体(例如，培养物容器704、706内的(多种)培养物)的多种参数，并且不从系统中抽出任何流体。如图77至图80中最佳地示出的，流通式感测室950包括第一板952、以面对关系连接到第一板952的第二板954以及在第一板952和第二板954中间的流体通道956。在实施例中，流体通道956由第一板952和/或第二板954中的至少一者或两者的内面上的缓冲区域形成。在实施例中，流体通道956的高度可在约0.1mm至约1mm之间。室950进一步包括：第一端口958，其与流体通道956流体连通以用于便于流体流入室950及其流体通道956；以及第二端口960，其与流体通道956流体连通以用于便于流体流出室950及其流体通道956。在实施例中，端口958、960与流体通道956的相对端部流体连通。

如图78中所示出的，在实施例中，板952、954可具有便于板彼此的对准和联接的特征。例如，板中的一个(例如，板952)可具有成对的凹口957，其接纳板中的另一个(例如，板954)的对应突出部959。如下文所讨论的，背板/第一板952包括延伸通过其的多个安装和定位孔961，这些安装和定位孔便于室950到一次性套件700的托盘702的安装。在实施例中，第一/背板952和第二/前板954在形状上为大体上矩形的，是透明的，并且由生物相容性塑料、玻璃或塑料和玻璃的组合制造，然而本发明不旨在在这方面如此受限。

如图78和图79中最佳地示出的，流体通道956包括多个节段或感测位置962、964、966，这些节段或感测位置允许或便于利用多个感测装置和技术询问流体通道956内的流体或监测流体。在实施例中，流体通道956内的流体可利用与多个感测位置962、964、966中的相应的一个相关联的多种不同的感测装置来询问。在实施例中，节段966具有一个或多个传感器968，传感器968位于流体通道956内并且配置成与穿过流体通道956的流体保持连续接触。如图77中所示出的，第二板954包括多个电极970，电极970延伸到流体通道956中，并且能够从第二板954的横向延伸凸缘972接近。在实施例中，电极970是镀金电极。

如上文所指示的，流通式感测室950允许利用多种不同的感测装置来询问流体通道956内的流体，以用于测量流体的多种不同参数。例如，在实施例中，感测位置962可配置为反射光询问节段，在流体通道956后面配置有镀金反射镜974，镀金反射镜974反射由感测装置发射的光。因此，感测位置962可适合于用于监测/感测生物变量的多种技术，诸如例如光密度感测、浊度测定、数字全息显微术、光动态散射和/或光学干涉量度法等。在实施例中，感测位置964可配置为透射和反向散射光询问节段，其允许使用透射或反向散射光感测仪器询问流体通道956内的流体。就其本身而言，感测位置966可配置为荧光传感器询问节段，该荧光传感器询问节段具有与流体通道956内的流体接触的多种传感器968，允许监测或感测流体的多种参数，诸如例如溶解氧、pH、二氧化碳、分析物等。电极970面向后方(与端口958、960相反)，并配置成由一个或多个测量装置的弹簧偏置销接触，所述测量装置适合于多种电化学测量技术，诸如例如电阻抗谱、电流测定、电流分析和/或极谱法等。

图81和图82图示流通式感测室950在一次性生物处理套件700的托盘702的主干上的定位。如上文所指示的，室950可通过在室950的对应的安装孔口961内接纳位于托盘700的主干上的卡扣销976来连接到托盘702。如其中所示出的，在实施例中，室950可在阀歧管712和蠕动泵管道节段714、716、718中间安装到托盘700。虽然销976被图示为用于将室950安装到托盘700，但是设想在不脱离本发明的更广泛的方面的情况下也可利用其它连接手段，诸如例如夹持、夹紧、紧固件、卡扣配合、压配合等。在实施例中，室950可形成一次性生物处理套件700的部分。

图83和图84呈现流通式感测室950和用于监测流体通道956内的流体的多种参数的多种感测仪器/装置的示意性图示。如图83中所示出的，例如，设备600上板载的第一电化学感测仪器978和第二电化学感测仪器980可经由弹簧偏置销982与电极970对接。如图84中所示出的，反射光仪器984可定位和配置成询问第一感测位置内的流体，第一荧光仪器986和第二荧光仪器988可定位和配置成询问第二感测位置964内的流体，并且透射/反向散射光仪器990可定位和配置成询问第三感测位置966内的流体。

因此，本发明的实施例提供在线感测室950，在线感测室950提供对室950的流体通道956内的流体的多种光学和电学测量，从而避免直接询问培养物容器704、706中的任一个的任何需要。在使用中，当期望监测或测量培养物容器704、706中任一个内的培养物的多种参数时，使用蠕动泵组件641将流体泵送通过感测室950，在那里，流体可由一套传感器仪器/装置询问。也就是说，本文中公开的室950便于在单个流体通道上使用电化学和光学感测技术，从而允许对培养物容器704、706内的细胞培养物的物理化学生长条件、细胞物种代谢活性(乳酸、葡萄糖等)和活细胞密度和总细胞计数测量进行多参数监测。

已经详细公开了生物处理设备600(也称为第二模块200)的构件，参考图85至图89图示设备600内的流体流动架构或系统200实施例。如上文所公开的，并且如下文中更详细地描述的，生物处理设备600和套件700的配置与由其提供的流体流动架构200一起允许以自动化和功能性封闭的方式进行细胞激活、细胞产物的遗传修饰和扩增以及辅助或相关的方案、工作流程和方法。在实施例中，流动架构或系统400可如WIPO国际公布No.WO 2019/106207的图3至图7中公开的那样配置或布置，然而其它配置也是可能的。如图85中所图示的，系统400包括第一生物反应器容器(例如培养物容器704)和第二生物反应器容器420(例如培养物容器706)。第一生物反应器容器至少包括第一端口412和与第一端口412流体连通的第一生物反应器管线414以及第二端口416和与第二端口416流体连通的第二生物反应器管线418。类似地，第二生物反应器容器至少包括第一端口422和与第一端口422流体连通的第一生物反应器管线424以及第二端口426和与第二端口426流体连通的第二生物反应器管线428。第一生物反应器容器410和第二生物反应器容器420一起形成生物反应器阵列430。虽然系统400被示出为具有两个生物反应器容器，但是本发明的实施例可包括单个生物反应器或多于两个的生物反应器容器。

如下文中所讨论的，第一生物反应器容器410的第一生物反应器管线414和第二生物反应器管线418与第二生物反应器容器420的第一生物反应器管线424和第二生物反应器管线428各自包括用于控制通过其中的流体流的相应的阀。特别地，第一生物反应器容器410的第一生物反应器管线414包括第一生物反应器管线阀432，而第一生物反应器容器410的第二生物反应器管线418包括第二生物反应器管线阀424。类似地，第二生物反应器容器420的第一生物反应器管线424包括第一生物反应器管线阀436，而第二生物反应器容器420的第二生物反应器管线428包括第二生物反应器管线阀438。

进一步参考图85，系统400还包括具有第一流体组件管线442的第一流体组件440、具有第二流体组件管线446的第二流体组件444和采样组件448。具有互连管线阀452的互连管线450提供第一流体组件440和第二流体组件444之间的流体连通。如图85中所示出的，互连管线450还提供第一生物反应器容器410的第二生物反应器管线418和第一生物反应器管线414之间的流体连通，从而允许流体沿着第一生物反应器容器的第一循环回路循环。类似地，互连管线还提供第二生物反应器容器420的第二生物反应器管线428和第一生物反应器管线424之间的流体连通，从而允许流体沿着第二生物反应器容器的第二循环回路循环。此外，如下文中所讨论的，互连管线450进一步提供第一生物反应器容器410的第二端口416和第二生物反应器管线418与第二生物反应器容器420的第一端口422和第一生物反应器管线424之间的流体连通，从而允许将第一生物反应器容器410的内容物转移到第二生物反应器容器420。如图85中所图示的，在实施例中，互连管线450从第二生物反应器管线418、428延伸到第一生物反应器容器410的第一生物反应器管线414和第一流体组件管线442的交叉点。

如由图85图示的，第一流体组件440和第二流体组件450沿着互连管线450设置。另外，在实施例中，第一流体组件分别通过第一生物反应器容器的第一生物反应器管线414和第二生物反应器容器420的第一生物反应器管线424来与第一生物反应器容器410的第一端口412和第二生物反应器容器420的第一端口流体连通。第二流体组件444经由互连管线450来与第一生物反应器容器410的第二端口416和第二生物反应器容器420的第二端口426流体连通。

能够提供双向流体流的蠕动泵组件641的第一泵454沿着第一流体组件管线442设置，并且能够提供双向流体流的蠕动泵组件641的第二泵或循环管线泵456沿着互连管线450设置，下文将讨论它们的功能和目的。如图85中还示出的，无菌空气源458通过无菌空气源管线460连接到互连管线450。沿着无菌空气源管线460定位的阀462提供无菌空气源458和互连管线450之间的选择性流体连通。虽然图85示出连接到互连管线450的无菌空气源458，但是在其它实施例中，在不脱离本发明的更广泛的方面的情况下，无菌空气源可连接到第一流体组件440、第二流体组件444或在第一生物反应器或第二生物反应器的第二生物反应器管线阀和第一生物反应器管线阀中间的流体流动路径。

现在另外参考图86至图88，示出第一流体组件440、第二流体组件444和采样组件448的详细视图。具体参考图86，第一流体组件440包括多个管道尾部464a-f，管道尾部464a-f中的每个配置成用于选择性地/可移除地连接到多个第一贮存器466a-f中的一个。第一流体组件440的每个管道尾部464a-f包括管道尾部阀468a-f，其用于选择性地控制去往或来自第一流体组件440的多个第一贮存器466a-f中的相应的一个的流体流。虽然图86具体地示出第一流体组件440包括六个流体贮存器，但是可如期望那样利用更多或更少的贮存器来提供多种处理流体的输入或收集。如下文所描述的，设想每个管道尾部464a-f可在流体组件440的操作期间所需的时间分别单独地连接到贮存器466a-f。

具体参考图87，第二流体组件444包括多个管道尾部470a-d，管道尾部470a-d中的每个配置成用于选择性地/可移除地连接到多个第二贮存器472a-d中的一个。第二流体组件444的每个管道尾部470a-d包括管道尾部阀474a-e，其用于选择性地控制去往或来自第一流体组件444的多个第二贮存器472a-d中的相应的一个的流体流。虽然图87具体地示出第二流体组件444包括四个流体贮存器，但是可如期望那样利用更多或更少的贮存器来提供多种处理流体的输入或收集。在实施例中，如下文中所讨论的，第二贮存器中的至少一个(例如第二贮存器472d)是用于收集扩增的细胞群体的容纳在设备600的机箱608内的收集贮存器。在实施例中，第二贮存器472a是容纳在设备600的废物抽屉606内的废物贮存器或袋，下文讨论其目的。

在实施例中，第一贮存器466a-f和第二贮存器472a-d是单次使用/一次性柔性袋，其容纳在设备600的机箱608内并且经由管道组织器720的管道尾部流体连接到歧管712。在实施例中，袋是基本上二维的袋，其具有相对的面板，面板围绕其周边焊接或固定在一起，并支承用于连接到其相应尾部的连接导管(如本领域中所已知的)。

在实施例中，贮存器/袋可使用无菌焊接装置连接到第一管道组件和第二管道组件的管道尾部。在实施例中，焊接装置可定位在设备600旁边，并且焊接装置用于将管道尾部中的一个拼接焊接到袋上的管的尾部(同时保持无菌)。因此，操作者可在需要袋的时候提供袋(例如，通过抓住来自管道组织器720的管道尾部并将其自由端插入到焊接装置中，将袋的管的自由端放置在管道尾部的端部附近，利用新的剃刀刀片切割管，并且当剃刀被拉离时对切割的端部进行加热，同时两个管端部在仍然熔化的同时被压在一起，使得它们重新固化在一起)。相反，可通过热密封来自袋的管线并在热密封处切割以分离两个闭合的管线来移除袋。因此，当期望时，贮存器/袋可单独连接，并且本发明不要求在方案开始时必须连接所有贮存器/袋，因为操作者将在整个过程期间能够接近适当的管道尾部，以及时连接贮存器/袋以用于其使用。实际上，虽然有可能所有贮存器/袋都预先连接，但是本发明不要求预先连接，并且第二模块200的一个益处是它允许操作者在操作期间接近流体组件/管线，使得用过的袋可以以无菌方式连接，并且断开，使得其它袋可在方案期间无菌地连接(如下文所讨论的)。

如图88中所图示的，采样组件448包括流体连接到互连管线450的一条或多条采样管线，例如采样管线476a-476d(其可为采样卡722的采样管道尾部748)。采样管线476a-476d中的每条可包括采样管线阀478a-d，采样管线阀478a-d能够选择性地致动以允许流体从互连管线450流过采样管线476a-476d。如其中还示出的，每条采样管线476a-476d的远端配置成用于选择性地连接到样品收集装置(例如，样品收集装置280a和280d)，以用于从互连管线450收集流体。样品收集装置可采用本领域中已知的任何采样装置的形式，诸如例如注射器、汲取管、袋等。虽然图88图示采样组件448连接到互连管线，但是在其它实施例中，采样组件可流体联接到第一流体组件440、第二流体组件444、第一生物反应器容器410的第二生物反应器管线阀434和第一生物反应器管线阀432中间的流体流动路径和/或第二生物反应器容器420的第二生物反应器管线阀438和第一生物反应器管线阀436中间的流体流动路径。采样组件448如期望那样在系统400中的一个或多个点处提供完全功能性封闭的流体采样。

返回参考图85，在实施例中，系统400还可包括过滤管线482，过滤管线482在沿着互连管线450的两个点处连接，并且沿着互连管线450限定过滤回路。过滤器484沿着过滤管线482定位，以用于从穿过过滤管线482的流体中移除渗透废物。如其中所示出的，过滤管线482包括分别定位在过滤器484的上游侧和下游侧上的上游过滤管线阀486和下游过滤管线阀488。废物管线490提供过滤器484和第二流体组件444之间以及特别地与第二流体组件444的连接到废物贮存器472a的管道尾部470a之间的流体连通。在这方面，废物管线490将通过过滤器484从穿过过滤管线482的流体中移除的废物输送到废物贮存器472a。如图85中所图示的，过滤管线482环绕互连管线阀452，使得通过互连管线450的流体流可被迫使通过过滤管线482(如下文中所讨论的)。沿着废物管线490定位的渗透泵492能够操作以将由过滤器移除的废物泵送到废物贮存器472a。在实施例中，过滤器484合乎期望地是细长的中空纤维过滤器，然而在不脱离本发明的更广泛的方面的情况下，也可利用本领域中已知的其它切向流或横流过滤装置，诸如例如平板膜过滤器。

在实施例中，第一流体组件440和第二流体组件444的阀以及生物反应器管线阀(即，阀432、434、436、438、无菌管线阀462、互连管线阀452和过滤管线阀486、488)通过线性致动器阵列643的线性致动器中的一个与阀歧管712的接合来形成，以阻止或允许特定的流体流通过其中。在实施例中，上文所公开的阀和泵(即，线性致动器阵列643的线性致动器和蠕动泵组件641的三个蠕动泵454、456、492)的操作根据编程方案自动执行，以便实现模块200/设备600的恰当操作。设想在第二模块200/设备600上板载的第二控制器210可引导这些阀(线性致动器)和泵的操作。

如上文所指示的，与一次性生物处理套件700组合，生物处理设备600配置成执行细胞处理的激活、转导和扩增阶段。在实施例中，激活阶段包含六个步骤，每个步骤包括多个用户可控制/可选择的参数，并且由控制器210执行。在激活阶段期间，可使用两种预接种试剂和两种后接种试剂。激活阶段的细胞输入是准备好经历激活的细胞。在激活后，有可能浓缩和洗涤细胞，以移除后续过程步骤不期望的任何残留试剂成分。同样，转导阶段包含六个步骤，每个步骤包括多个用户可控制/可选择的参数，并且由控制器210执行。在转导阶段期间，可使用两种预接种试剂和两种后接种试剂。转导阶段的细胞输入是在前一阶段中已激活的细胞。在转导后，有可能浓缩和洗涤细胞，以移除后续过程步骤不期望的任何残留试剂成分。就其本身而言，扩增阶段包含三个步骤(接种、细胞培养和采集)，每个步骤包括多个用户可控制/可选择的参数，并且由控制器210执行。在接种步骤期间，系统将在转导容器中添加培养基，以将内容物稀释到用于扩增的期望的细胞密度。在细胞培养步骤期间，用户可选择采样频率并限定用于在培养物容器704、706内扩增细胞的供给策略。在采集步骤期间，采集可在预设的时间点执行，或者一旦实现目标细胞剂量就由用户启动。

在实施例中，可由用户控制或选择的参数有预接种和后接种试剂参数、输入细胞体积、孵育、体积减小、洗涤、目标接种和细胞培养。预接种或后接种试剂步骤包含用于在接种细胞之前可添加到培养物容器的至多两种试剂的参数，以及用于在接种细胞之后可添加到培养物容器的至多两种试剂的参数。在将试剂转移到培养物容器之前，用户可通过系统转移空气或液体。在试剂的孵育之后，可在接种细胞之前冲洗培养物容器。输入细胞体积参数限定用于将源细胞添加到培养物容器中的参数。在将细胞添加到培养物容器之前，用户可人工混合源袋中的细胞。另外，源袋可被冲洗以使输入细胞的转移最大化。孵育参数限定在细胞在培养物容器704、706内的孵育期间的参数。用户可设置目标接种密度和用于激活的体积以及与采样相关的参数。体积减小参数限定在激活之后用于浓缩细胞的参数。使用中空纤维过滤器(HFF)或经由通过在不干扰细胞的情况下撇去液体并将液体从培养物容器中吸出而进行的体积减小(即，在不将培养基添加到入口的情况下灌注，使得培养物容器内的体积减小)(也称为高速灌注(HSP))来浓缩细胞。

洗涤参数限定用于在体积减小之后洗涤细胞以便为转导而制备它们的参数。使用中空纤维过滤器(HFF)或高速灌注(HSP)来洗涤细胞。在实施例中，HSP洗涤方案包括以下过程步骤：1)初始沉降阶段-激活容器在固定的时间量内保持稳定，以允许细胞沉降在容器膜上；2)任选地在不干扰细胞沉降的情况下启用非常缓慢的激活容器混合以增强上清液的均匀性；3)在保持激活容器体积稳定的同时，同时进行培养基添加和上清液移除；4)在洗涤持续时间的中间，任选地在不干扰细胞沉降的情况下启用非常缓慢的激活容器混合以增强上清液的均匀性；5)在保持激活容器体积稳定的同时，同时进行培养基添加和上清液移除，直到洗涤目标持续时间过去或洗涤目标培养基体积被消耗；6)任选地用培养基稀释激活容器内容物，直到目标容器体积；7)任选地在不干扰细胞沉降的情况下启用非常缓慢的激活容器混合以增强上清液的均匀性；以及8)在不干扰细胞沉降的情况下低流率移除上清液，直到目标激活容器体积。

在实施例中，对于转导阶段，步骤类似于上文提供的激活阶段描述。在实施例中，提供转移细胞参数，其限定用于将激活细胞从激活容器转移到转导容器中的参数。在将细胞转移到培养物容器之前，该系统可混合激活容器中的细胞。激活容器的部分或全部内容物可转移到转导容器。另外，可冲洗激活容器以使转移细胞最大化。

最后，目标接种通用参数限定用于在扩增期间设置细胞的起始条件的参数。细胞培养参数限定在扩增期间用于培养细胞的供给策略。用户可基于用户可配置的参数来限定供给时段。示例性的供给策略包括单次培养基添加(分批供给)或连续培养基添加(灌注)。采集参数限定启用细胞采集的参数。用户可限定待采集的细胞体积，并在限定的时间点或在期望时启动采集。如将认识到的，这些参数的选择和设置可使用接口609或通过与设备600通信的板外用户接口或终端(例如，通过在设备600的背面上的数据端口)来执行，然而无线通信装置也是可能的。

如上文所指示的，设备600和流动架构400还允许使用例如采样卡722的采样管道尾部748来对(多个)培养物容器704、706的内容物进行采样。

在实施例中，采样序列包括：使平台摇杆组件640、642倾斜以混合和均匀化培养物容器中的内容物(混合速度取决于容器体积)；致动过程泵456以使容器内容物从采样管道中的容器出口端口(416或426)循环并返回到容器的入口端口(412或422)；提示用户进行采样；停止循环和混合；以及最后，采样管道清理。

在实施例中，使用在设备的处理抽屉604内的两个培养物容器704、706允许以下文公开的方式执行并行处理。在实施例中，所有激活步骤可在第一培养物容器704中执行，此后将细胞转移到第二培养物容器706，在那里执行细胞的转导和扩增。在另一个实施例中，在第一培养物容器704中的激活期间，在将激活后的细胞从第一培养物容器704添加到第二培养物容器706以用于转导和扩增步骤之前，可在第二培养物容器706中执行转导试剂作用(例如，将(多种)预接种试剂添加到第二培养物容器706，孵育和冲洗培养物容器706)。在另一个实施例中，激活、转导和扩增步骤可在单个培养物容器(例如，第一培养物容器704或第二培养物容器706)中执行。

参考图90，图示由生物处理设备600实现的另一个工作流程1000。如其中所示出的，工作流程或方法1000包括：在第一培养物容器704中执行一系列激活步骤1002和一系列转导步骤1004；以及使用第一培养物容器704和第二培养物容器706两者在并行扩增步骤1006中扩增遗传修饰的细胞群体(转导后)。这涉及将一部分遗传修饰的细胞从第一培养物容器704转移到第二培养物容器，使得可同时使用两个培养物容器704、706执行并行扩增1006。

参考图91，图示由生物处理设备600实现的又一个工作流程1100。如其中所示出的，工作流程或方法1100包括在并行但独立的工作流程中执行激活、转导和扩增的步骤。这包括例如：针对完全在第一培养物容器704内的第一细胞群体执行激活步骤1102、转导步骤1104和扩增步骤1106；以及针对完全在第二培养物容器706内的第二细胞群体执行并行的激活步骤1108、转导步骤1110和扩增步骤1112。在实施例中，第一和第二细胞群体可来源于在激活阶段的输入段期间在第一培养物容器704和第二培养物容器706之间分开的单个细胞群体。在另一个实施例中，第一和第二细胞群体可为不同的(例如，来自不同的来源)。

现在转到图92，图示由生物处理设备600实现的又一个工作流程1200。如其中所示出的，工作流程或方法1200包括：针对细胞群体，在第一培养物容器704中执行激活步骤1202；以及然后在步骤1204处将来自第一培养物容器704的激活的细胞群体完全转移出生物处理设备600，以用于板外转导。在模块/设备600外的转导之后，细胞体积被转移到生物处理设备600的第二培养物容器706中，以用于第二培养物容器706中的转导后体积减小和转导后洗涤步骤1206。如其中还示出的，扩增步骤1208也在第二培养物容器706中执行。

在实施例中，本发明的生物处理设备600、一次性生物处理套件700和流动架构允许例如使用中空纤维过滤器执行激活后和转导后的洗涤。

与使用生物处理设备600来以上文所描述的方式执行细胞群体的激活、转导和扩增结合，为了确保批次品质和产品安全，对细胞培养和生物过程中使用的所有一次性装置的共同要求是其在其操作时段期间为无菌但也功能性封闭的且完全可靠的。因此，本发明的实施例还提供在使用之前对一次性生物处理套件700(包括培养物容器704、706和相关联的管道)执行的密封性验证和堵塞检测检查。转到图93，图示根据本发明的实施例的由设备600和一次性套件700采用的流动架构1300。流动架构1300大体上类似于上文所公开的流动架构400。

如其中所示出的，流动架构/系统1300包括允许空气被吸入系统1300中的多个气动接口(例如，两个气动接口1302、1304或四个气动接口1302、1304、1306、1308)。气动接口1302、1304、1306、1308允许相对于与每个接口相关联并形成一次性套件700的部分的无菌空气过滤器1310、1312、1314、1316的密封连接。除了三通阀1320之外，系统1300进一步包括三通阀1322和三通阀1323，三通阀1322允许切换空气流动路径以将套件通过无菌空气过滤器1310、1312连接到过程抽屉604内的套件外部的周围气氛或连接到压力监测传感器1324。系统1300进一步包括：两个蠕动泵1326、1328(例如，蠕动泵组件641的过程泵456和源泵454)，其旨在在密封性验证过程期间充当加压装置和夹管阀，并且在正常操作期间充当液体管理装置，如上文所公开的；一组至多二十个夹管阀1330(#1至#20)(例如，由阀歧管712和线性致动器阵列643形成)和一个蠕动泵1332(例如，蠕动泵组件641的废物泵492)，该蠕动泵1332旨在在密封性验证期间充当夹管阀并在正常操作期间充当液体管理装置。

空气可经由蠕动泵通过气动接口被吸入系统中，该气动接口使得流动路径能够经由无菌空气过滤器选择性地连接到大气。在实施例中，该接口有两个主要用途：(1)允许在套件完整性检查期间对一次性套件700的部分加压，如下文所讨论的；以及(2)在多种自动化工作流程期间吸入无菌空气以从管线清除流体。

图94图示根据本发明的另一个实施例的可由设备600和一次性套件700采用的代替架构1300的另一个流动架构/系统1400。流动架构/系统1400类似于流动架构/系统1300，其中相似的参考数字表示相似的部件。如其中所示出的，系统1440具有四个气动接口1302、1304、1306、1308，其中一个(气动接口1306)连接到在大气和压力传感器之间切换的三通阀1318。流动架构/系统1400的优点是培养物容器可独立于一次性套件700的其余部分被加压(在开始生物处理操作之前)。这允许在一种压力下检查培养物容器，并且在另一种压力(可能高于培养物容器可承受的压力)下检查套件的其余部分。这也使得套件700的其余部分及其流动管线能够在负压下进行测试，负压在培养物容器内典型地是避免的，因为膜可能移出或移位。

图95图示根据本发明的另一个实施例的可由设备600和一次性套件700采用的代替架构1300或1400的另一个流动架构/系统1402。流动架构/系统1402类似于流动架构/系统1400，其中相似的参考数字表示相似的部件。然而，如其中所示出的，图95的流动架构1402省略了中空纤维过滤器(HFF)和废物泵。图95的流动架构1402能够以与上文结合图94的流动架构1400描述的方式类似的方式操作。

图96图示根据本发明的另一个实施例的可由设备600和一次性套件700采用的代替架构1300、1400或1402的又一个流动架构/系统1410。流动架构/系统1410类似于流动架构/系统1402，其中相似的参考数字表示相似的部件。然而，如其中所示出的，存在流体连接到三通阀1320的额外的压力传感器1412(代替图95的从三通阀1320延伸到压力传感器1324的流动管线)。特别地，已经认识到，取决于特定的架构和应用，利用多于一个的压力传感器可提供某些优点(与图95的架构中采用的单个压力传感器对照)。在实施例中，第一压力传感器1324和第二压力传感器1412可具有适合于它们的特定用途的不同的压力范围。然而，应当认识到，在某些实施例中，第一压力传感器1324和第二压力传感器1410可具有相同或类似的压力范围。

在实施例中，流动架构/系统1410可进一步包括储蓄器1414。储蓄器1414用作体积缓冲器，并且可构造为贮存器或管道段。不管特定构造或配置如何，储蓄器1414具有大于或等于无菌空气过滤器1316和第二压力传感器1412之间/来自无菌空气过滤器1316和第二压力传感器1412的流体流动路径的总体积的体积。在使用中，在存在堵塞的情况下，储蓄器1414的存在和位置确保流体的体积将在储蓄器1414中积聚并且不接触无菌空气过滤器。

在上文公开的许多构件、系统、装置和架构中，已经参考了无菌空气过滤器的使用或采用。在实施例中，这些无菌空气过滤器中的一个或多个或全部可为疏水性的，使得它们可暴露于流体或与流体接触，并且仍然如预期那样维持它们的完整性和功能。在又一些其它实施例中，取决于特定的系统或架构布局和应用，可采用具有或不具有储蓄器或类似装置的非疏水性过滤器。

在实施例中，在一次性培养套件的三个有区别的节段上独立地执行上文引用的密封性验证。在实施例中，第一节段包括整个一次性套件(即，其流体流动路径的整体)，除了源泵1328/454和管道尾部1334a-d(例如，管道组织器720的管道尾部)之间的管道节段。第一节段的测试在两个阶段(加压阶段和压力衰减监测阶段)中进行。在实施例中，第二节段包括两个培养物容器和从入口端口直到供应泵的管道以及在源泵1328/454和管道尾部1334a-d之间的管道节段。第二节段的测试在两个阶段(加压阶段和压力衰减监测阶段)中进行。在实施例中，第三节段包括整个一次性套件(即，其流体流动路径的整体)，除了T/U回路(传感器旁路)和在源泵1328/454和管道尾部1334a-d之间的管道节段。第三节段的测试在三个阶段(加压阶段、压力衰减监测阶段和压力释放阶段)中进行。

如上文所指示的，上文公开的密封性验证和堵塞检测方法使得最终用户能够在开始生物处理操作之前对整个一次性套件700运行自动化完整性测试。这使得最终用户能够检测将对进行自动化工作流程的能力有负面影响并最终对批次的品质有负面影响的一次性套件内可能的泄漏和/或堵塞/挤压的管线。

如上文所指示的，哺乳动物细胞培养过程可能要求显著复杂的液体转移管理操作，这些操作必须以准确且安全的方式执行。因此，检测泄漏事件的能力是一个关键功能，该功能应当连续执行，以便在批次的生存力可能潜在地受到损害的情况下发出警报。鉴于上述情况，本发明的实施例还设想使用对生物过程中涉及的质量的实时监测来验证密封性并检测一次性套件700中的堵塞。在本文中公开的大部分(如果不是全部的话)生物处理操作中，通常在所有时间都存在或发生四种情况：(1)流体保持在封闭贮器内，(2)流体从源贮器转移到目的地贮器，(3)流体通过中间贮器从源贮器灌注到目的地贮器，和/或(4)流体从贮器或容器再循环并返回到同一贮器或容器。因此，只要源贮器、中间贮器和/或目的地贮器包括用于测量这样的贮器的质量的装置/机构(例如，如上文所公开的，与每个贮器相关联的一个或多个称重传感器)、用于以密封方式将流体从一个贮器泵送到另一个贮器或从同一贮器循环到同一贮器的装置(例如，使用蠕动泵组件641)以及用于监测每个贮器的质量的变化的控制单元(例如，控制器210)，就可执行多个泄漏和/或堵塞检测过程，如下文所公开的。如上文所公开的，称重传感器可包括例如支承多种贮器(例如，培养物容器704、706、废物袋等)的座板或具有集成称重传感器的栓或钩子(例如，用于悬挂培养基袋、试剂袋和其它袋的机箱608的竖直存储抽屉614、616上的钩子620)。如下文所公开的，控制器(例如，控制器210)配置成：监测每个贮器的质量上的变化，致动泵送装置以在贮器之间转移流体，执行质量平衡方程，并且如果质量平衡方程解不指示密封性或不存在堵塞，则产生报警或警报。

在一个实施例中，不发生泵送动作，并且控制单元210只是验证第一贮器的质量保持大体上恒定(例如，在预确定持续时间内在预确定或预设的变化阈值内)。如果质量上的变化低于预确定阈值量，则这指示第一贮器内的流体的体积保持恒定，从而指示不存在泄漏。然而，如果质量上的变化超过阈值，则这指示流体已经从贮器中泄漏，并且控制器210向用户产生警报。

在另一个实施例中，一种用于检测泄漏或堵塞的方法涉及监测第一源贮器和第二目的地贮器的质量以及将流体从第一贮器转移到第二贮器。例如，设备600的泵由控制器210控制以将流体从第一贮器泵送到第二贮器，同时使用相关联的称重传感器来监测每个贮器的质量。特别地，在这样的实施例中，首先确定第一贮器的质量(以及因此其中的一定体积的流体的质量)。然后将来自第一贮器的该体积的流体转移到第二贮器。接下来，确定第二贮器的质量(以及因此第二贮器内的该体积的流体的质量)。然后，控制器210将第一贮器中的该体积的流体的原始质量与第二贮器中的该体积的流体的质量进行比较，如果不存在泄漏或堵塞，则它们应当大致相等。如果第一贮器中的该体积的流体的原始质量与第二贮器中的转移体积的流体的质量之间的差超过阈值，则控制器210产生通知或警报。在实施例中，控制器还可执行上述泄漏检测过程，而不需要在贮器之间转移整个体积的流体。特别地，在实施例中，控制器210配置成验证源贮器质量体积绝对变化是否低于/保持低于转移流率加指定泄漏率检测阈值以及目的地贮器质量体积绝对变化是否高于或等于/保持高于或等于转移流率减指定泄漏率检测阈值。如果不是这样，则泄漏报警将由控制器210触发。

在使用实时质量平衡监测的密封性验证的又一个实施例中，目标是保持中间(例如，第三)贮器的质量恒定。因此，蠕动泵组件641的两个泵的同时动作是必要的，其中源贮器到中间贮器的液体转移必须根据源贮器相对于指定流量设定点的变化来控制，并且中间贮器到目的地贮器的液体转移必须根据目的地贮器相对于指定流量设定点的变化来控制。控制单元210配置成验证：源贮器质量体积绝对变化是否低于/保持低于转移流率加指定泄漏率检测阈值，中间贮器体积绝对变化低于/保持低于指定泄漏率检测阈值，以及目的地贮器质量体积绝对变化高于或等于/保持高于或等于转移流率减指定泄漏率检测阈值。如果这些条件中的任何不存在，则控制器210配置成产生警报。

在又一个实施例中，由控制器210通过控制泵使来自第一贮器的流体离开第一贮器并再循环回到第一贮器来执行密封性验证。因此，流体的泵送在开环中进行，并且控制单元210配置成验证第一贮器的质量体积绝对变化低于/保持低于指定泄漏率检测阈值。如果不是这样，则泄漏报警将由控制器210触发。该过程的变型是是否从再循环回路中抽出样品体积。在这种情况下，控制器210验证第一贮器的质量体积绝对变化是否保持低于指定泄漏率检测阈值加采样流率。

因此，本发明的实施例在生物过程操作中利用套件700之前利用实时质量平衡计算来在套件700中检查密封性和/或检测堵塞。然而，本文中公开的方法不限于在生物过程中使用套件700之前确定泄漏，而是还可在生物过程期间用于实时泄漏验证或堵塞检测。因此，有可能关于检测到的任何堵塞或泄漏采取补救动作，以便挽救或补救该批次。

在上文公开的实施例中，第一源袋/贮器可为培养基袋，第二目的地袋/贮器可为废物袋，并且第三中间袋/贮器可为培养物容器或生物反应器容器。然而，本发明并不旨在在这方面如此受限，并且只要流体可在这样的贮器之间和/或通过这样的贮器转移，多种袋/容器就可用作第一、第二和第三贮器。此外，虽然用于验证密封性和用于检测堵塞的质量平衡过程已经描述为在生物处理设备600和一次性生物处理套件700上执行，但是本发明并不旨在在这方面如此受限。特别地，设想质量平衡技术可在包括上文结合第一模块100和第三模块300公开的处理设备102和分离模块(及其一次性套件)的多种系统和装置上执行。

如本文中所使用的，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确陈述这样的排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也并入所叙述特征的额外的实施例的存在。此外，除非明确地相反陈述，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定性质的一个元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的额外的这样的元件。

本书面描述使用示例来公开本发明的若干实施例(包括最佳模式)，并且还使得本领域中的普通技术人员能够实践本发明的实施例(包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域中的普通技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种生物处理方法，包括以下步骤：

提供具有气体可渗透、液体不可渗透的膜的生物反应器容器；

启动气体流；以及

使所述气体流横跨所述膜的底表面通过，以诱导所述气体流和所述膜之间的湍流相互作用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

气体是与所述膜的底表面流体连通的孵育室内的气氛。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

使所述气体流横跨所述膜的底表面通过包括使所述气体流通过其内定位所述生物反应器容器的一次性托盘的通气开口。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：

所述一次性托盘的腿配置成将所述气体流向上引导到所述通气开口以用于横跨所述膜的底表面通过。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：

将二氧化碳引入到所述孵育室中。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：

监测所述孵育室的至少一个条件；以及

取决于所述至少一个条件来调整所述气体流的流率。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述至少一个条件包括所述孵育室内的气氛的温度和/或所述孵育室内的气氛的二氧化碳浓度中的至少一者。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

利用第一风扇，使所述气体流从所述生物反应器容器下方的室向上推动且横跨所述膜；以及

利用第二风扇，使所述气体流向下抽吸且回到所述室上。

9.一种生物处理系统，包括：

孵育室；

支承结构，其配置成使培养物容器支承在所述孵育室内的升高位置中；以及

至少一个风扇，其配置成当所述培养物容器由所述支承结构支承时使所述孵育室内的气氛横跨所述培养物容器的气体可渗透、液体不可渗透的膜的底表面循环。

10.根据权利要求9所述的生物处理系统，其中：

所述支承结构包括生物处理系统的摇摆组件。

11.根据权利要求9所述的生物处理系统，还包括：

控制单元；

二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器配置成测量所述孵育室内的气氛中的二氧化碳浓度；

温度传感器，所述温度传感器配置成测量所述孵育室内的气氛的温度；以及

其中，所述控制单元配置成取决于所述二氧化碳浓度和/或所述温度中的至少一者来控制所述气氛的循环的流率。

12.根据权利要求11所述的生物处理系统，还包括：

二氧化碳源，所述二氧化碳源与所述孵育室选择性流体连通；

其中，所述控制单元配置成取决于所述孵育室内的二氧化碳浓度来控制从所述二氧化碳源到所述孵育室中的二氧化碳流。

13.根据权利要求9所述的生物处理系统，其中：

所述支承结构配置成诱导所述气氛和所述膜之间的湍流相互作用。

14.根据权利要求9所述的生物处理系统，其中：

所述支承结构配置成使所述膜的底表面最大限度地暴露于所述孵育室内的气氛。

15.根据权利要求10所述的生物处理系统，其中：

所述风扇位于所述培养物容器下方。

16.根据权利要求9所述的生物处理系统，还包括：

一次性托盘，所述培养物容器定位在所述一次性托盘内，所述一次性托盘在与所述培养物容器的膜的竖直位置对应的竖直位置处具有相对的通气开口。

17.根据权利要求16所述的生物处理系统，其中：

所述一次性托盘包括成对的支承腿，所述成对的支承腿中的每个配置成使得形成流动通路，所述流动通路用于使由所述风扇循环的气氛从所述孵育室引导到所述通气开口中的第一通气开口且从所述通气开口中的第二通气开口向下引导回到所述孵育室。

18.根据权利要求9所述的生物处理系统，其中：

所述至少一个风扇是位于所述孵育室的相对端部处的两个风扇。

19.一种生物处理系统，包括：

一次性托盘，其具有成对的相对的支承腿以及在所述托盘中邻近成对的支承腿的顶部的成对的开口；

至少一个生物反应器容器，其定位在所述一次性托盘内在与所述成对的开口的竖直位置对应的竖直位置处；以及

至少一个风扇，其配置成使气氛从所述生物反应器容器下方向上且通过所述成对的开口中的第一开口、横跨所述生物反应器容器的气体可渗透、液体不可渗透的膜的底表面、通过所述成对的开口中的第二开口且回到所述生物反应器容器下方来循环。

20.根据权利要求19所述的生物处理系统，其中：

所述成对的支承腿具有形成通道的配置，所述气氛通过所述通道分别向通气开口和从通气开口引导。