DE102016210850A1 - Fluid supply interface with backwash device, use of such a fluid supply interface for the management of cell culture containers and cell culture management system - Google Patents
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Abstract
Eine Fluidversorgungsschnittstelle (10) weist auf: – wenigstens eine Versorgungskopplungsformation (20, 22, 24, 26, 28) zur Ankopplung je einer Versorgungsfluidleitung (34, 36, 38, 40, 42) an die Fluidversorgungsschnittstelle (10), – wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation (82, 84) zur Ankopplung je einer Entsorgungsfluidleitung (86, 88) an die Fluidversorgungsschnittstelle (10), – wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation (104) zur Ankopplung je einer Verbraucherfluidleitung (108) an die Fluidversorgungsschnittstelle (10), – einen Fluidkanal (16), welcher die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation (20, 22, 24, 26, 28), die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation (82, 84) und die wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation (104) miteinander verbindet, – wenigstens ein Versorgungsventil (64, 66, 68, 70, 72), durch welches abhängig von seiner Stellung eine Versorgungskopplungsformation (20, 22, 24, 26, 28) von Fluid durchströmbar ist oder für eine Durchströmung gesperrt ist, – wenigstens ein Entsorgungsventil (94, 96), durch welches abhängig von seiner Stellung eine Entsorgungskopplungsformation (82, 84) von Fluid durchströmbar ist oder für eine Durchströmung gesperrt ist, Erfindungsgemäß ist die Fluidversorgungsschnittstelle mit einer Rückspülvorrichtung (110) gekoppelt, durch welche ein und dasselbe Fluid im Fluidkanal (16) zur Strömung in entgegengesetzte Richtungen antreibbar ist.A fluid supply interface (10) comprises: - at least one supply coupling formation (20, 22, 24, 26, 28) for coupling each supply fluid line (34, 36, 38, 40, 42) to the fluid supply interface (10), - at least one disposal coupling formation (82, 84) for coupling one disposal fluid line (86, 88) to the fluid supply interface (10), - at least one consumer coupling formation (104) for coupling one consumer fluid line (108) to the fluid supply interface (10), - one fluid channel (16) comprising at least one supply coupling formation (20, 22, 24, 26, 28) interconnecting at least one disposal coupling formation (82, 84) and the at least one consumer coupling formation (104), - at least one supply valve (64, 66, 68, 70 , 72), through which depending on its position, a supply coupling formation (20, 22, 24, 26, 28) can be flowed through by fluid or for a Du rchströmung is locked, - at least one disposal valve (94, 96), through which depending on its position a Entsorgungskopplungsformation (82, 84) is flowed through by fluid or is blocked for flow, according to the invention the fluid supply interface is coupled to a backwash device (110), by which one and the same fluid in the fluid channel (16) can be driven to flow in opposite directions.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidversorgungsschnittstelle für eine Zellkulturanlage, wobei die Fluidversorgungsschnittstelle aufweist:
- – wenigstens eine Versorgungskopplungsformation zur Ankopplung je einer Versorgungsfluidleitung an die Fluidversorgungsschnittstelle,
- – wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation zur Ankopplung je einer von der Versorgungsfluidleitung verschiedenen Entsorgungsfluidleitung an die Fluidversorgungsschnittstelle,
- – wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation zur Ankopplung je einer von der Versorgungsfluidleitung und der Entsorgungsfluidleitung verschiedenen Verbraucherfluidleitung an die Fluidversorgungsschnittstelle,
- – einen Fluidkanal, welcher die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation, die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation und die wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation miteinander verbindet,
- – wenigstens ein Versorgungsventil, durch welches abhängig von seiner Stellung eine Versorgungskopplungsformation von Fluid durchströmbar ist oder für eine Durchströmung gesperrt ist, und
- – wenigstens ein vom Versorgungsventil verschiedenes Entsorgungsventil, durch welches abhängig von seiner Stellung eine Entsorgungskopplungsformation von Fluid durchströmbar ist oder für eine Durchströmung gesperrt ist.
- At least one supply coupling formation for coupling each supply fluid line to the fluid supply interface,
- At least one disposal coupling formation for coupling each of a disposal fluid line different from the supply fluid line to the fluid supply interface,
- At least one consumer coupling formation for coupling each of a consumer fluid line different from the supply fluid line and the disposal fluid line to the fluid supply interface,
- A fluid channel which connects the at least one supply coupling formation, the at least one disposal coupling formation and the at least one consumer coupling formation,
- - At least one supply valve through which depending on its position, a supply coupling formation of fluid is flowed through or is blocked for a flow, and
- - At least one disposal valve different from the supply valve, through which depending on its position a disposal coupling formation of fluid can flow or is blocked for a flow.
Eine solche Fluidversorgungsschnittstelle ist aus der
Mit der eingangs genannten Fluidversorgungsschnittstelle können Zellkulturen äußerst wirtschaftlich bewirtschaftet werden. Entscheidend für den Erfolg ist allerdings, dass es zwischen den durch eine gemeinsame Fluidversorgungsschnittstelle bewirtschafteten Zellkulturbehältern nicht zu einer Kreuzkontamination kommt. Hierzu dienen die genannten Ventile, die die Trennung einer Fluidleitung vom Fluidkanal gestatten. With the fluid supply interface mentioned above cell cultures can be managed extremely economically. Decisive for the success, however, is that there is no cross-contamination between the cell culture containers managed by a common fluid supply interface. Serve for this purpose, the said valves, which allow the separation of a fluid line from the fluid channel.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannte Fluidversorgungsschnittstelle und eine sie verwendende Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage noch besser gegen das Risiko einer Kreuzkontamination abzusichern. It is therefore an object of the present invention to better protect the above-mentioned fluid supply interface and a cell culture management system using it against the risk of cross-contamination.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gattungsgemäße Fluidversorgungsschnittstelle, welche mit einer Rückspülvorrichtung gekoppelt ist, durch die ein und dasselbe Fluid im Fluidkanal zur Strömung in entgegengesetzte Richtungen antreibbar ist. This object is achieved by a generic fluid supply interface, which is coupled to a backwash device through which one and the same fluid in the fluid channel to the flow in opposite directions can be driven.
Somit kann der Fluidkanal beispielsweise mit Reinigungsfluid gefüllt werden und es kann dann die im Fluidkanal vorhandene Reinigungsfluidsäule in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, um zusätzlich zur chemischen Reinigungswirkung aufgrund der Fluidzusammensetzung eine mechanische Reinigungswirkung durch die Fluidbewegung zu erzielen, und zwar unter Vermeidung irgendwelcher Strömungsschattengebiete, in welche ein Reinigungsfluid bei Strömung in nur einer Bewegungsrichtung nur unzureichend einströmen würde. Thus, for example, the fluid channel may be filled with cleaning fluid, and then the cleaning fluid column present in the fluid channel may be moved in opposite directions to provide mechanical cleaning action through fluid movement in addition to the chemical cleaning action due to the fluid composition, avoiding any flow shadow areas into which a cleaning fluid would flow only insufficiently in flow in only one direction of movement.
Das Reinigungsfluid ist jedoch nur ein besonders bevorzugtes Beispiel. Die Verwendung der Rückspülvorrichtung soll hierauf nicht beschränkt sein. So kann es auch vorteilhaft sein, die Rückspülvorrichtung im Zusammenhang mit anderen Fluiden einzusetzen, etwa um eine möglichst vollständige Benetzung des Fluidkanals und aller möglicherweise in diesen einragenden Ventilkörper zu bewirken, bevor dieses oder ein anderes Fluid in einen Zellkulturbehälter ein- oder aus diesem ausgeleitet wird. However, the cleaning fluid is only a particularly preferred example. The use of the backwash device should not be limited thereto. Thus, it may also be advantageous to use the backwashing device in conjunction with other fluids, for example to effect the most complete possible wetting of the fluid channel and all possibly protruding in this valve body before this or another fluid in a cell culture container on or is discharged from this ,
Zur Erzielung der genannten Rückspülwirkung ist es vorteilhaft, wenn die Rückspülvorrichtung eine richtungsumkehrbare Pumpe umfasst. Diese kann eine drehrichtungsumkehrbare kontinuierlich arbeitende Pumpe sein, oder es kann – und dies ist aufgrund der erreichbaren präzisen Fluidbewegung bevorzugt – eine Kolben-Zylinder-Anordnung sein. Der Kolben kann beispielsweise durch einen rotierenden Exzenterantrieb zur hin- und hergehenden Bewegung im Zylinder antreibbar sein, wobei er die im Fluidkanal vorhandene Flüssigkeitssäule abhängig von der jeweils vorherrschenden Kolbenbewegung in die eine oder in die entgegengesetzte andere Richtung bewegt. To achieve the mentioned backwashing effect, it is advantageous if the backwashing device comprises a direction reversible pump. This may be a reversible, continuously operating pump, or it may be - and this is preferred due to the achievable precise fluid movement - a piston-cylinder arrangement. The piston can, for example, be driven by a rotating eccentric drive for reciprocating movement in the cylinder, wherein it moves the liquid column present in the fluid channel depending on the respectively prevailing piston movement in one or in the opposite other direction.
Um die Rückspülvorrichtung gewünschtenfalls von dem Fluidkanal wirkungsmäßig trennen zu können, kann vorgesehen sein, dass eine Rückspülfluidleitung, welche die richtungsumkehrbare Pumpe mit dem Fluidkanal verbindet, in Versorgungs- bzw. Zufuhr-Strömungsrichtung von der Versorgungskopplungsformation zur Verbraucherkopplungsformation hin stromaufwärts des Versorgungsventils vorgesehen ist. In order to be able to operatively separate the backwash device from the fluid channel if desired, provision may be made for a backwash fluid line which connects the direction-reversible pump to the fluid channel to be provided upstream of the supply valve in the supply flow direction from the supply coupling formation to the consumer coupling formation.
Das wenigstens eine Versorgungsventil ist zur Vermeidung eines unerwünschten Zugangs zum Fluidkanal bevorzugt in eine die Durchströmung der ihm zugeordneten Versorgungskopplungsformation verhindernde Sperrstellung vorbelastet. Um das Versorgungsventil mit möglichst wenigen Bauteilen ausbilden und in einer definierten Betriebsstellung halten zu können, ist das Versorgungsventil bevorzugt durch Magnetkraft in die Sperrstellung vorbelastet. Auch dies dient der Hygiene der Vorrichtung, denn mit geringerer Bauteileanzahl nimmt auch das Verschmutzungsrisiko in der Fluidversorgungsschnittstelle ab. The at least one supply valve is to avoid unwanted access to Fluid channel is preferably biased into a blocking position preventing the flow through the supply coupling formation associated with it. In order to form the supply valve with as few components and hold in a defined operating position, the supply valve is preferably biased by magnetic force in the blocking position. This also serves the hygiene of the device, because with less component count also decreases the risk of contamination in the fluid supply interface.
Um sicherzustellen, dass durch die Versorgungskopplungsformation stets Fluid in Versorgungsrichtung zum Fluidkanal hin förderbar ist, ist das wenigstens eine Versorgungsventil vorzugsweise derart ausgebildet, dass es durch ausreichend hohen Druckunterschied zu beiden Seiten des Versorgungsventils gegen die, bevorzugt magnetische, Vorbelastungskraft zur Durchströmung in Richtung von der Versorgungskopplungsformation zum Fluidkanal hin öffnet. Dies lässt sich mit einer magnetischen Vorbelastung in die Sperrstellung konstruktiv besonders einfach realisieren. Ebenso kann das Entsorgungsventil in eine seine Durchströmung verhindernde Schließstellung vorgespannt sein. In order to ensure that fluid can always be conveyed in the direction of supply to the fluid channel through the supply coupling formation, the at least one supply valve is preferably designed such that, due to sufficiently high pressure difference on both sides of the supply valve against the, preferably magnetic, biasing force for flow in the direction of the Supply coupling formation opens to the fluid channel. This can be realized with a magnetic preload in the blocking position structurally particularly simple. Likewise, the disposal valve can be biased in a closed flow preventing its closed position.
Unabhängig davon, ob das Entsorgungsventil durch eine magnetische oder mechanische Vorspanneinrichtung, durch eine elastomere oder eine metallische Federeinrichtung in die Schließstellung vorgespannt ist, ist es zur gezielten berührungslosen und damit hochreinen Betätigung des Entsorgungsventils vorteilhaft, wenn es durch Änderung eines äußeren Magnetfelds zwischen seinen Betriebsstellungen: Schließstellung und Durchströmungsstellung, schaltbar ist. Das von außen an das Entsorgungsventil anlegbare Magnetfeld und die Vorspanneinrichtung des Entsorgungsventils müssen daher so aufeinander abgestimmt sein, dass die vom äußeren Magnetfeld auf das wenigstens eine Entsorgungsventil ausgeübte Kraft die Vorspannkraft in die Schließstellung überwinden kann. Auch zu dieser Abstimmung ist die Verwendung von Schraubendruckfedern als mechanische Vorspanneinrichtung des Entsorgungsventils vorteilhaft. Regardless of whether the disposal valve is biased by a magnetic or mechanical biasing device, by an elastomeric or metallic spring means in the closed position, it is for targeted non-contact and therefore high-purity operation of the disposal valve advantageous if it by changing an external magnetic field between its operating positions: Closed position and flow position, can be switched. The externally applied to the disposal valve magnetic field and the biasing device of the disposal valve must therefore be coordinated so that the force exerted by the external magnetic field on the at least one disposal valve force can overcome the biasing force in the closed position. Also for this vote, the use of helical compression springs as a mechanical biasing device of the disposal valve is advantageous.
Das Entsorgungsventil kann ein verlagerbares Betätigungsglied aufweisen, welches durch das äußere Magnetfeld verlagert wird und selbst wiederum bei seiner Verlagerung einen Ventilkörper des Entsorgungsventils von der Schließstellung in die Durchströmungsstellung bewegt. Aus Gründen einer möglichst geringen Anzahl von zur Bildung des Entsorgungsventils notwendigen Bauteilen ist es jedoch vorteilhaft, wenn das Entsorgungsventil einen Ventilkörper mit oder aus ferromagnetischem oder/und dauermagnetisiertem Material aufweist. Dann kann das äußere Magnetfeld unmittelbar auf den Ventilkörper einwirken und diesen zwischen seinen Betriebsstellungen bewegen. The disposal valve may comprise a displaceable actuator, which is displaced by the external magnetic field and in turn moves in its displacement a valve body of the disposal valve from the closed position to the flow position. For reasons of the smallest possible number of necessary for the formation of the disposal valve components, it is advantageous if the disposal valve has a valve body with or made of ferromagnetic and / or permanent magnetized material. Then, the external magnetic field can act directly on the valve body and move it between its operating positions.
Entsprechendes gilt für das Versorgungsventil. Unabhängig von der Ausgestaltung des Entsorgungsventils ist auch dieses bevorzugt durch Änderung eines äußeren Magnetfelds zwischen seinen Betriebsstellungen: Sperrstellung und Durchlassstellung, schaltbar, um von außen gezielt eine gewünschte Betriebsstellung einstellen zu können. Auch das Versorgungsventil weist daher aus den oben genannten Gründen bevorzugt einen Ventilkörper mit oder aus ferromagnetischem oder/und dauermagnetisiertem Material auf. The same applies to the supply valve. Regardless of the design of the disposal valve, this is also preferably by changing an external magnetic field between its operating positions: blocking position and passage position, switchable to set from the outside targeted a desired operating position can. The supply valve therefore also preferably has a valve body with or made of ferromagnetic or / and permanently magnetized material for the reasons stated above.
Schaltbarkeit des wenigstens einen Entsorgungsventils oder/und des wenigstens einen Versorgungsventils durch Änderung eines äußeren Magnetfelds kann das jeweilige Ventil beispielsweise unabhängig von einer die Ventile schaltenden Schalteinrichtung manuell in eine gewünschte Betriebsstellung geschaltet werden. Switchability of the at least one disposal valve and / or the at least one supply valve by changing an external magnetic field, the respective valve, for example, be switched independently of a switching the valves switching device manually in a desired operating position.
Die Änderung eines äußeren Magnetfelds kann dabei durch Änderung eines Bestromungszustands eines ausreichend nahe bei dem jeweiligen Ventil befindlichen Elektromagneten oder durch Annäherung und Entfernung eines Permanentmagneten an das Ventil bewirkt werden. Die Verwendung eines annäherbaren und entfernbaren Permanentmagneten ist gegenüber der Verwendung eines Elektromagneten bevorzugt, da der Elektromagnet im Falle seiner Bestromung eine Wärmequelle bilden kann, was im Falle der Verwendung thermisch sensibler Fluide oder thermisch sensibler Zellen unerwünscht ist. The change of an external magnetic field can be effected by changing a Bestromungszustands of an electromagnet located sufficiently close to the respective valve or by approaching and removing a permanent magnet to the valve. The use of an approachable and removable permanent magnet is preferred over the use of an electromagnet because the electromagnet can generate a heat source when energized, which is undesirable in the case of using thermally sensitive fluids or thermally sensitive cells.
Die genannten "beiden Seiten" eines Ventils sind eine Seite in Strömungsrichtung vor einem Ventilkörper und eine Seite in Strömungsrichtung hinter dem Ventilkörper. The named "two sides" of a valve are one side in the flow direction in front of a valve body and one side in the flow direction behind the valve body.
Da die vorliegend vorgestellte Fluidversorgungsschnittstelle bevorzugt zur Bewirtschaftung von Zellkulturbehältern einer Zellkulturanlage dient, wird an die Verbraucherkopplungsformation eine entsprechende, wenigstens abschnittsweise komplementäre Verbrauchergegenkopplungsformation eines Zellkulturbehälters vorübergehend angekoppelt. Die Verbrauchergegenkopplungsformation ist über eine Verbraucherfluidleitung mit dem Zellkulturbehälter verbunden. Der Fluidkanal, der die in der vorliegenden Anmeldung genannten Kopplungsformationen der Fluidversorgungsschnittstelle miteinander verbindet, kann somit als Bezugsort zur Beschreibung von Strömungen durch die Versorgungsschnittstelle hindurch dienen. Sofern der Fluidkanal eine räumlich zu große Ausdehnung hat, um in einem Einzelfall als brauchbarer Bezugsort zu dienen, kann die wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation als Bezugsort dienen. Sofern mehrere Verbraucherkopplungsformationen vorgesehen sind, etwa weil an jedem Zellkulturbehälter mehr als eine Verbrauchergegenkopplungsformation ausgebildet ist, kann willkürlich eine aus der Mehrzahl der Verbraucherkopplungsformationen ausgewählt werden, wobei lediglich darauf zu achten ist, dass dann für innerhalb eines Beurteilungstatbestands stets dieselbe Verbraucherkopplungsformation der Fluidversorgungsstelle herangezogen wird. Since the presently presented fluid supply interface is preferably used for the management of cell culture containers of a cell culture system, a corresponding, at least partially complementary consumer negative feedback formation of a cell culture container is temporarily coupled to the consumer coupling formation. The consumer negative feedback formation is connected to the cell culture vessel via a consumer fluid line. The fluid channel interconnecting the fluid supply interface coupling formations referred to in the present application may thus serve as a reference for describing flows through the supply interface. If the fluid channel has a spatially excessive extent in order to serve as a suitable reference location in an individual case, the at least one consumer coupling formation can be used as Serve reference. If a plurality of consumer coupling formations are provided, for example because more than one consumer negative feedback formation is formed on each cell culture container, one of the plurality of consumer coupling formations can be arbitrarily selected, it being merely necessary to ensure that the same consumer coupling information of the fluid supply point is always used within a judgment situation.
Während also die wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation betriebs- und bestimmungsgemäß zur lediglich vorübergehenden Ankopplung einer Verbrauchergegenkopplungsformation ausgebildet ist, sind die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation und die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation bevorzugt zur dauerhaften Ankopplung einer Versorgungs- bzw. Entsorgungsfluidleitung ausgebildet. Die Ausbildung zur "dauerhaften" Ankopplung ist dabei nicht etwa so zu verstehen, dass die jeweilige Fluidleitung nur noch zerstörend von ihrer Kopplungsformation getrennt werden kann. "Dauerhaft" im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist die Ankopplung einer Fluidleitung an die Kopplungsformation bereits dann, wenn sie zwar zu Reparatur- und Wartungszwecken von der Kopplungsformation gelöst werden kann, jedoch während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Versorgungsschnittstelle dauerhaft mit der Versorgungsstelle verbunden bleibt, während die Verbraucherkopplungsformation wiederholt mit Verbrauchergegenkopplungsformationen verschiedener Zellkulturbehälter gekoppelt wird. Thus, while the at least one consumer coupling formation is configured for the purpose of merely temporary coupling of a consumer negative feedback formation, the at least one supply coupling formation and the at least one disposal coupling formation are preferably designed for permanent coupling of a supply or disposal fluid line. The training for "permanent" coupling is not to be understood that the respective fluid line can only be separated destructive of their coupling formation. "Permanent" in the sense of the present application, the coupling of a fluid line to the coupling formation already when it can be solved for repair and maintenance purposes of the coupling formation, but remains permanently connected to the supply point during normal operation of the supply interface, while the Consumer coupling formation is repeatedly coupled with Verbrauchergegenkopplungsformationen different cell culture container.
Die Versorgungs- oder/und die Entsorgungskopplungsformation können beispielsweise durch Rohrstutzen gebildet sein, auf die ein Schlauch- oder ein Rohrende aufschiebbar und durch geeignete Sicherungsmittel, wie etwa Schlauchschellen und dergleichen, gegen ein Abziehen sicherbar ist. Die genannten Kopplungsformationen können jedoch auch durch Schlauch- oder Rohrkupplungsbauteile gebildet sein, von welchen eines an der Versorgungs- bzw. der Entsorgungskopplungsformation und das jeweils andere an der zugeordneten Fluidleitung vorgesehen ist, sodass diese zu einer durchgehenden Fluidleitung miteinander verbunden werden können. The supply or / and the Entsorgungskopplungsformation can be formed, for example, by pipe sockets on which a hose or a pipe end can be pushed and secured by a suitable securing means, such as hose clamps and the like, against peeling. However, said coupling formations can also be formed by hose or pipe coupling components, one of which is provided on the supply or the disposal coupling formation and the other on the associated fluid line, so that they can be connected together to form a continuous fluid line.
Der Fluidkanal kann in einer einfachen, aber flexiblen Bauweise der Fluidversorgungsschnittstelle durch einen Schlauch gebildet sein, in welchen die mit der wenigstens einen Versorgungs- und der wenigstens einen Entsorgungskopplungsformation angekoppelten Leitungen einmünden. The fluid channel can be formed in a simple but flexible construction of the fluid supply interface by a hose, in which the lines coupled to the at least one supply and the at least one disposal coupling formation open.
Da die Fluidversorgungsschnittstelle zur Ankopplung an unterschiedliche Zellkulturbehälter bevorzugt durch ein Handhabungsgerät, wie etwa einen Mehrachsenroboter, zu unterschiedlichen Kopplungsorten bewegbar ist, ist es bevorzugt, wenn der Fluidkanal und damit die Fluidversorgungsschnittstelle möglichst steif ausgebildet ist. Die Fluidversorgungsschnittstelle weist daher bevorzugt ein im Wesentlichen starres Gehäuse auf, in welchem der Fluidkanal ausgebildet ist. Die Verbraucherkopplungsformation kann bevorzugt integral an dem Gehäuse ausgebildet sein. Since the fluid supply interface for coupling to different cell culture containers preferably by a handling device, such as a multi-axis robot, is movable to different coupling locations, it is preferred if the fluid channel and thus the fluid supply interface is formed as stiff as possible. The fluid supply interface therefore preferably has a substantially rigid housing in which the fluid channel is formed. The consumer coupling formation may preferably be integrally formed on the housing.
Die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation oder/und die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation können integral mit dem Gehäuse ausgebildet sein oder als Formationsbaugruppen in entsprechende Aufnahmen am Gehäuse montiert sein. Letzteres ist aus Gründen einer einfacheren Fertigung der Fluidversorgungsschnittstelle bevorzugt. Bevorzugt befinden sich wenigstens ein Teil, vorzugsweise alle Versorgungs- oder/und Entsorgungsventile im Gehäuse. The at least one supply coupling formation and / or the at least one disposal coupling formation can be formed integrally with the housing or mounted as formation assemblies in corresponding receptacles on the housing. The latter is preferred for reasons of simpler manufacture of the fluid supply interface. At least one part, preferably all supply and / or disposal valves, are preferably located in the housing.
Das Gehäuse kann mehrteilig ausgebildet sein, um beispielsweise komplexe Gehäusegestalten zu realisieren. Bevorzugt ist das Gehäuse jedoch einstückig ausgebildet. The housing may be designed in several parts to realize, for example, complex housing designs. Preferably, however, the housing is integrally formed.
Wenngleich der Fluidkanal grundsätzlich einen beliebigen Verlauf in der Fluidversorgungsschnittstelle und insbesondere in deren Gehäuse aufweisen kann, ist für die erfindungsgemäße Fluidversorgungsschnittstelle ein Fluidkanal mit geradlinigem Verlauf vorteilhaft, wenigstens mit einem geradlinigen Verlauf zwischen der am weitesten von der wenigstens einen Verbraucherkopplungsformation vorgesehenen Versorgungskopplungsformation und der am weitesten von derselben wenigstens einen Verbraucherkopplungsformation vorgesehenen Entsorgungskopplungsformation. Although the fluid channel may in principle have any profile in the fluid supply interface and in particular in its housing, a fluid channel with straight course is advantageous for the fluid supply interface according to the invention, at least with a rectilinear profile between the supply coupling formation furthest from the at least one consumer coupling formation and the furthest from the same at least one consumer coupling formation provided Entsorgungskopplungsformation.
Daher ist der Fluidkanal bevorzugt entweder als geradliniges Sackloch in dem Gehäuse der Fluidversorgungsschnittstelle ausgebildet, welches bevorzugt an seiner Öffnungsseite durch einen Stopfen oder dergleichen verschlossen oder durch ein Ventil verschließbar ist, oder ist durch ein das Gehäuse durchsetzendes Durchgangsloch ausgebildet, das an einer oder an beiden Längsenden im Gehäuse verschlossen oder durch ein Ventil verschließbar sein kann. Das Sackloch ebenso wie die Durchgangsöffnung können fertigungstechnisch einfach und daher vorteilhaft als Bohrungen ausgeführt sein. Therefore, the fluid channel is preferably formed either as a rectilinear blind hole in the housing of the fluid supply interface, which is preferably closed at its opening side by a plug or the like or closed by a valve, or is formed by a through hole passing through the housing, on one or both Closed longitudinal ends in the housing or can be closed by a valve. The blind hole as well as the through hole can be made simple in manufacturing technology and therefore advantageous as holes.
Bevorzugt sind die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation und die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation auf unterschiedlichen Seiten der wenigstens einen Verbraucherkopplungsformation vorgesehen, um einen strömungsmechanischen Schluss zwischen einer Versorgungskopplungsformation und einer Entsorgungskopplungsformation zu verhindern, bei welcher das zwischen diesen Kopplungsformationen strömende Fluid die Verbraucherkopplungsformation nicht erreicht. Bevorzugt sind daher die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation und die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation so in der Fluidversorgungsschnittstelle angeordnet, dass eine zwischen ihnen im Fluidkanal bestehende oder entstehende Fluidströmung stets an der Verbraucherkopplungsformation vorbei strömt. The at least one supply coupling formation and the at least one disposal coupling formation are preferably provided on different sides of the at least one consumer coupling formation in order to prevent a flow-mechanical conclusion between a supply coupling formation and a disposal coupling formation in which the gas flowing between these coupling formations Fluid does not reach the consumer coupling formation. The at least one supply coupling formation and the at least one disposal coupling formation are therefore preferably arranged in the fluid supply interface such that a fluid flow existing or arising between them in the fluid channel always flows past the consumer coupling formation.
Grundsätzlich kann das wenigstens eine Entsorgungsventil – ebenso wie das wenigstens eine Versorgungsventil – eine magnetische Vorspanneinrichtung aufweisen. In principle, the at least one disposal valve - as well as the at least one supply valve - have a magnetic biasing device.
Zur Erleichterung der Dimensionierung der Ventile, ihrer Vorspanneinrichtungen und etwaiger äußerer Magnetfeldquellen ist es bevorzugt, wenn das wenigstens eine Entsorgungsventil und das wenigstens eine Versorgungsventil die gleichen Ventilkörper aufweisen. Die Ventilkörper sind vorzugsweise sphärisch, also kugelförmig, sodass es auf ihre relative Orientierung zu ihrer Umgebung in der Fluidversorgungsschnittstelle nicht ankommt. To facilitate the sizing of the valves, their biasing means and any external magnetic field sources, it is preferred if the at least one disposal valve and the at least one supply valve have the same valve bodies. The valve bodies are preferably spherical, that is spherical, so that their relative orientation to their surroundings in the fluid supply interface does not matter.
Um zu vermeiden, dass ein Ventilkörper dann, wenn er von seinem Ventilsitz des jeweiligen Ventils abgehoben ist, mit der dann zugelassenen Fluidströmung fortgerissen wird oder/und schwerkraftbedingt aus dem Einflussbereich seiner Vorspanneinrichtung gerät, sodass er nicht mehr in die Sperrstellung zurückgestellt wird, ist es vorteilhaft, wenn an der Fluidversorgungsschnittstelle eine Halteformation ausgebildet ist, welche einen Ventilkörper des Versorgungsventils in dessen Durchlassstellung bei von einem Ventilsitz abgehobenen Ventilkörper im Einflussbereich der, bevorzugt magnetischen, Vorbelastungskraft hält. Bevorzugt ist die Halteformation im Fluidkanal ausgebildet, sodass der Ventilkörper des Versorgungsventils von seinem Ventilsitz bevorzugt in den Fluidkanal hinein abhebt. In order to avoid that a valve body, if it is lifted from its valve seat of the respective valve is then carried away with the then allowed fluid flow or / and gravitationally device from the sphere of influence of its biasing device, so that it is no longer returned to the locked position, it is advantageous if at the fluid supply interface, a holding formation is formed, which holds a valve body of the supply valve in its passage position with lifted from a valve seat valve body in the influence of the, preferably magnetic, biasing force. Preferably, the holding formation is formed in the fluid channel, so that the valve body of the supply valve preferably lifts off from its valve seat into the fluid channel.
Bevorzugt ist die Halteformation als Wandformation, insbesondere konkave, etwa negativ-kalottenförmige, Wandformation, des Fluidkanals ausgebildet, sodass hierfür keine gesonderten Bauteile benötigt werden. Die Wandformation kann beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung eines den Fluidkanal im Bereich des jeweils betroffenen Ventils bildenden Gehäuseabschnitts erzeugt sein. Die Halteformation kann sich orthogonal zur Verlaufsrichtung des Fluidkanals im Bereich des jeweiligen Ventils abschnittsweise in das den Fluidkanal definierende Material hinein erstrecken. Zur spanabhebenden Herstellung einer Wandformation im Fluidkanal als Halteformation für den Ventilkörper eines Versorgungsventils kann beispielsweise ein gemäß der gewünschten Wandformation geformter Stirn- oder/und Walzenfräser, insbesondere Kugelfräser, zum Einsatz kommen. Preferably, the retaining formation is formed as a wall formation, in particular a concave, approximately negative-dome-shaped, wall formation, of the fluid channel, so that no separate components are required for this purpose. The wall formation can be produced, for example, by machining a section of the housing forming the fluid channel in the region of the respectively affected valve. The holding formation may extend in sections orthogonal to the direction of travel of the fluid channel in the region of the respective valve into the material defining the fluid channel. For machining a wall formation in the fluid channel as a holding formation for the valve body of a supply valve, it is possible to use, for example, a face cutter and / or roll milling cutter, in particular ball milling cutters, shaped according to the desired wall formation.
Bevorzugt reicht der Ventilkörper des wenigstens einen Versorgungsventils bereits in der Sperrstellung des wenigstens einen Versorgungsventils in den Fluidkanal hinein, jedoch bevorzugt um nicht mehr als seine halbe Erstreckung in Richtung orthogonal zum Fluidkanalverlauf. So kann erreicht werden, dass der Ventilkörper zwar durch eine Strömung im Ventilkanal umspült, jedoch nicht durch diese fortgerissen wird. The valve body of the at least one supply valve preferably already extends into the fluid channel in the blocking position of the at least one supply valve, but preferably not more than half its extent in the direction orthogonal to the fluid channel course. Thus, it can be achieved that the valve body, although flushed by a flow in the valve channel, but is not carried away by this.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn der Ventilkörper eines Versorgungsventils zwischen seiner Sperrstellung und seiner maximal vom Ventilsitz abgehobenen Stellung weniger als seine größte Erstreckung in Abheberichtung, stärker bevorzugt weniger als zwei Drittel seiner Erstreckung in Abheberichtung an Abhebeweg zurücklegt. Besonders bevorzugt legt der Ventilkörper zwischen seiner Sperrstellung, in welcher er an einem Ventilsitz anliegt, und seiner maximal abgehobenen Stellung nicht mehr als die Hälfte seiner größten Erstreckung in Abheberichtung zurück. Bei der bevorzugten Verwendung eines sphärischen Ventilkörpers ist die maximale Abmessung des Ventilkörpers in jeder beliebigen Richtung stets der Durchmesser desselben. It is likewise preferred if the valve body of a supply valve covers less than its greatest extent in the lifting direction, more preferably less than two thirds of its extent in the lifting direction, on its lifting position between its blocking position and its position lifted off at maximum from the valve seat. Particularly preferably, between its blocking position, in which it rests against a valve seat, and its maximum lifted position, the valve body does not rest more than half of its greatest extent in the lifting direction. In the preferred use of a spherical valve body, the maximum dimension of the valve body in any direction is always the diameter thereof.
Im Zweifelsfall soll der Fluidkanal an Mündungsstellen von Fluidleitungen, die in den Fluidkanal münden, entsprechend seiner Ausbildung zu einer oder beiden Seiten der Mündungsstelle über die Mündungsstelle hinweg fortgesetzt gedacht werden, um die Einragtiefe des üblicherweise in der Sperrstellung noch in der einmündenden Fluidleitung befindlichen Ventilkörpers in den Fluidkanal zu bestimmen. In case of doubt, the fluid channel should continue to be considered at the mouth of fluid lines that open into the fluid channel, according to its training to one or both sides of the mouth over the mouth point away to the Einragtiefe usually located in the blocking position in the opening fluid line valve body in to determine the fluid channel.
Weiter kann ein unerwünschtes Fortreißen eines Ventilkörpers von seinem Ventil dadurch verhindert werden, dass der Strömungsquerschnitt des Fluidkanals in einem an die Halteformation angrenzenden Abschnitt kleiner als eine zur Verlaufsbahn des Fluidkanals im angrenzenden Abschnitt orthogonale Querschnittsabmessung des Ventilkörpers ist, sodass ein Eindringen des Ventilkörpers in den Fluidkanal verhindert ist. Further, undesirable tearing of a valve body from its valve can be prevented by making the flow cross-section of the fluid channel smaller than a cross-sectional dimension of the valve body orthogonal to the trajectory of the fluid channel in the adjoining section so that penetration of the valve body into the fluid channel is prevented.
Um den Hub des Ventilkörpers von der Schließ- oder Sperrstellung ausgehend, also vom Ventilsitz weg, ohne zusätzliche Bauteile begrenzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Fluidkanal mit der Abheberichtung des Ventilkörpers wenigstens eines Versorgungsventils oder/und wenigstens eines Entsorgungsventils einen Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel einschließt. In diesem Falle kann ein Wandabschnitt des Fluidkanals, insbesondere ein zuvor beschriebener als Halteformation ausgestalteter Wandabschnitt des Fluidkanals, gemeinsam mit dem Ventilsitz zur Begrenzung des Bewegungshubs des Ventilkörpers zwischen seinen Betriebsstellungen dienen. In order to limit the stroke of the valve body from the closing or blocking position, ie away from the valve seat, without additional components, it is advantageous if the fluid channel with the lifting direction of the valve body at least one supply valve and / or at least one disposal valve an angle, preferably includes a right angle. In this case, a wall portion of the fluid channel, in particular a previously described designed as a holding formation wall portion of the fluid channel, together with the valve seat to limit the movement stroke of the valve body between its operating positions are used.
Wenn in der vorliegenden Anmeldung von einer Betriebsstellung des Ventilkörpers: Sperrstellung oder Durchlassstellung, die Rede ist, so ist dies gleichbedeutend mit der Betriebsstellung des Versorgungsventils selbst. Entsprechendes gilt für die Betriebsstellungen des Ventilkörpers des Entsorgungsventils und die Betriebsstellungen des Entsorgungsventils. If in the present application of an operating position of the valve body: blocking position or passage position, the speech, this is synonymous with the operating position of the supply valve itself. The same applies to the operating positions of the valve body of the disposal valve and the operating positions of the disposal valve.
Üblicherweise benötigt die Bewirtschaftung von Zellkulturbehältern die gezielte Zufuhr von mehr als einem Fluid zu einem jeweils angekoppelten Zellkulturbehälter und damit zur Fluidversorgungsschnittstelle, weshalb vorgesehen ist, dass die Fluidversorgungsschnittstelle eine Mehrzahl von Versorgungskopplungsformationen aufweist, welche:
- – durch den Fluidkanal miteinander verbunden sind und
- – je ein Versorgungsventil aufweisen, das in eine die Durchströmung verhindernde Sperrstellung vorbelastet ist, vorzugsweise durch Magnetkraft.
- - Are interconnected by the fluid channel and
- - Have each a supply valve which is biased into a flow-preventing blocking position, preferably by magnetic force.
Aus den oben bereits genannten Gründen ist es vorteilhaft, wenn eine mehrere, vorzugsweise alle Versorgungsventile durch ausreichend hohen Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des jeweiligen Versorgungsventils gegen die, bevorzugt magnetische, Vorbelastungskraft zur Durchströmung in Richtung von der jeweiligen Versorgungskopplungsformation zum Fluidkanal hin öffnen. For the reasons already mentioned above, it is advantageous if a plurality, preferably all, supply valves open by sufficiently high pressure difference between the two sides of the respective supply valve against the, preferably magnetic, biasing force for flow in the direction of the respective supply coupling formation to the fluid channel.
Bevorzugt weist die Fluidversorgungsschnittstelle eine Schalteinrichtung mit wenigstens einem unten auch als "Schaltmagneten" bezeichneten Magneten auf, durch welchen an einem Versorgungs-Schaltort ein von dem wenigstens einen Magneten erzeugtes äußeres Magnetfeld veränderbar ist, um ein am Versorgungs-Schaltort vorgesehenes Versorgungsventil gezielt zwischen dessen Betriebsstellungen schalten zu können. Durch die Schalteinrichtung kann wenigstens ein Teil der vorgesehenen Versorgungsventile zwischen ihren jeweiligen Betriebsstellungen berührungslos geschaltet werden, was die Gefahr einer Beeinträchtigung der Qualität der durch die Versorgungsventile hindurchgeleiteten Fluide durch die Schalteinrichtung minimiert oder gar ausschließt. The fluid supply interface preferably has a switching device with at least one magnet, also referred to below as a "switching magnet", through which an external magnetic field generated by the at least one magnet can be changed at a supply switching location to a supply valve provided at the supply switching location in a targeted manner between its operating positions to be able to switch. By the switching device, at least a portion of the provided supply valves can be switched between their respective operating positions without contact, which minimizes or even precludes the risk of deterioration of the quality of the passed through the supply valves fluids through the switching device.
Zwar soll von der vorliegenden Erfindung auch eine Fluidversorgungsschnittstelle mit einer Mehrzahl von durch den Fluidkanal miteinander verbundenen Versorgungskopplungsformationen mit jeweils einem wie oben beschrieben ausgestalteten Versorgungsventil ohne jegliche Schalteinrichtung umfasst sein. Jedoch ist dies nicht bevorzugt, da es vorteilhaft ist, wenn ein Teil der Versorgungsventile unabhängig vom jeweils am Ventilort herrschenden Fluiddruck und Fluiddruckunterschied gezielt zwischen ihren Betriebsstellungen schaltbar sind. It is true that the present invention also includes a fluid supply interface having a plurality of supply coupling formations interconnected by the fluid channel and each having a supply valve configured as described above without any switching device. However, this is not preferred since it is advantageous if a part of the supply valves can be selectively switched between their operating positions independently of the respective fluid pressure and fluid pressure difference prevailing at the valve location.
Zur Verringerung der Komplexität der Versorgungsschnittstelle und der zu ihrem Aufbau notwendigen Bestandteile ist bevorzugt vorgesehen, dass durch die Schalteinrichtung nicht alle vorhandenen Versorgungsventile schaltbar sind. Es kann ausreichen, nur jene Versorgungsventile für Versorgungsfluidleitungen durch die Schalteinrichtung schaltbar auszubilden, die besonders sensible Fluide leiten. Daher kann die Anzahl an Versorgungs-Schaltorten geringer sein als die Anzahl an Versorgungsventilen. Dabei kommt es vor allen Dingen auf die gleichzeitige Schaltbarkeit von Versorgungsventilen an. So kann es theoretisch denkbar sein, dass ein Magnet derart verlagerbar ist, dass er zu einem ersten Zeitpunkt mit einem ersten Versorgungs-Schaltort zum Schalten eines ersten Versorgungsventils zusammenwirkt und zu einem späteren zweiten Zeitpunkt mit einem davon verschiedenen zweiten Versorgungs-Schaltort zum Schalten eines zweiten Versorgungsventils zusammenwirkt. Folglich sind das erste und das zweite Versorgungsventil nicht gleichzeitig schaltbar. Auch dieser Fall fällt unter die obige Definition, dass die Anzahl an Versorgungs-Schaltorten geringer ist als die Anzahl an Versorgungsventilen. In order to reduce the complexity of the supply interface and the components necessary for its construction, it is preferably provided that not all existing supply valves can be switched by the switching device. It may be sufficient to provide only those supply valves for supply fluid lines switchable by the switching device which conducts particularly sensitive fluids. Therefore, the number of supply switching locations may be less than the number of supply valves. It is all about the simultaneous switchability of supply valves. Thus, it may theoretically be conceivable that a magnet is displaceable in such a way that it interacts with a first supply switching location for switching a first supply valve at a first time and with a second supply switching location different therefrom for switching a second supply time Supply valve cooperates. Consequently, the first and second supply valves are not switchable simultaneously. This case also falls under the above definition that the number of supply switching points is less than the number of supply valves.
Ein Versorgungs-Schaltort ist einem Versorgungsventil zugeordnet und daher in der Regel ist ortsfest bezüglich dem Fluidkanal oder/und einem Gehäuse der Fluidversorgungsschnittstelle. A supply switching location is associated with a supply valve and therefore typically is stationary with respect to the fluid channel and / or a housing of the fluid supply interface.
Vorteilhafterweise kann auch das wenigstens eine Entsorgungsventil durch die Schalteinrichtung unabhängig von dem an dem wenigstens einen Entsorgungsventil herrschenden Fluiddruck zwischen seinen Betriebsstellungen schaltbar sein. Advantageously, the at least one disposal valve can also be switched between its operating positions by the switching device independently of the fluid pressure prevailing at the at least one disposal valve.
Weiterhin kann es zur Bewirtschaftung mehrerer Zellkulturbehälter notwendig sein, unterschiedliche Fluide aus dem Fluidkanal oder aus dem jeweils angekoppelten Zellkulturbehälter auszuleiten. Hierzu kann eine Mehrzahl von Entsorgungskopplungsformationen vorgesehen sein, welche durch den Fluidkanal miteinander verbunden sind und je ein Entsorgungsventil aufweisen, wobei durch die Schalteinrichtung an einem Entsorgungs-Schaltort ein von dem wenigstens einen Magneten erzeugtes äußeres Magnetfeld veränderbar ist, um ein am Entsorgungs-Schaltort vorgesehenes Entsorgungsventil zwischen dessen Betriebsstellungen schalten zu können. Dabei ist die Anzahl an Entsorgungs-Schaltorten gleich groß wie oder geringer als die Anzahl an Entsorgungsventilen. Es gilt hier zu dem wenigstens einen Entsorgungsventil und seinem Zusammenwirken mit der Schaltvorrichtung das oben zu der Mehrzahl von Versorgungsventilen und ihrem Zusammenwirken mit der Schalteinrichtung Gesagte entsprechend. Furthermore, it may be necessary to manage a plurality of cell culture containers, to divert different fluids from the fluid channel or from the respectively coupled cell culture container. For this purpose, a plurality of Entsorgungskopplungsformationen be provided, which are interconnected by the fluid channel and each have a disposal valve, wherein by the switching device at a disposal switching a generated by the at least one magnet external magnetic field is changed to a disposal at the disposal provided Disposal valve to be able to switch between its operating positions. The number of disposal switching locations is the same as or less than the number of disposal valves. It applies here to the at least one disposal valve and its interaction with the switching device, the above to the plurality of supply valves and their interaction with the switching device said accordingly.
Vorzugsweise Mehrzahl von Entsorgungsventilen konstruktiv wie die Versorgungsventile an den Versorgungskopplungsformationen aufgebaut und weist lediglich eine von diesen abweichende Funktion auf, nämlich eine wenigstens überwiegend der Ausleitung von Fluiden aus dem Fluidkanal dienende Funktion. Bei konstruktiv mit den Versorgungsventilen baugleichen Entsorgungsventilen hebt der Ventilkörper bevorzugt zum Fluidkanal hin ab, um das Entsorgungsventil in die Durchströmungsstellung zu schalten. Daher gilt für solch ein Entsorgungsventil das oben zu dem wenigstens einen Versorgungsventil Gesagte mutatis mutandis entsprechend, auch und insbesondere im Zusammenhang mit der Halteformation zur Sicherung des Verbleibs des Ventilkörpers am jeweiligen Ventil. Auch für ein oder mehrere weitere Entsorgungsventile ist daher an der Fluidversorgungsschnittstelle bevorzugt eine wie oben beschrieben ausgebildete Halteformation vorgesehen. Preferably, a plurality of disposal valves constructively constructed as the supply valves to the supply coupling formations and has only one of these deviating function, namely a serving at least predominantly the discharge of fluids from the fluid channel function. In constructive with the supply valves identical disposal valves, the valve body preferably lifts off to the fluid channel out to switch the disposal valve in the flow position. Therefore, for such a disposal valve the above to the at least one supply valve What mutatis mutandis mutatis mutandis accordingly, and in particular in connection with the holding formation to secure the whereabouts of the valve body to the respective valve. For one or more further disposal valves, therefore, a retaining formation designed as described above is preferably provided at the fluid supply interface.
Ebenso weist bevorzugt das wenigstens eine Entsorgungsventil ebenso wie das wenigstens eine Versorgungsventil eine magnetische Vorspanneinrichtung auf, um den Ventilkörper in die Schließstellung vorzuspannen. Likewise, preferably, the at least one disposal valve as well as the at least one supply valve on a magnetic biasing means to bias the valve body in the closed position.
Bevorzugt ist der Abstand eines Entsorgungsventils und eines Versorgungsventils in Längsrichtung des Fluidkanals voneinander größer als der Abstand in gleicher Richtung zwischen zwei Entsorgungsventilen oder/und zwischen zwei Versorgungsventilen. Dadurch kann zwischen einem Entsorgungs- und einem Versorgungsventil die Verbraucherkopplungsformation angeordnet und mit einem äußeren Magnetfeld beeinflusst werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass das am Ort der Verbraucherkopplungsformation, also an einem Verbraucher-Schaltort, wirkende Magnetfeld unerwünschterweise auch auf ein Versorgungs- oder ein Entsorgungsventil einwirkt und dort unbeabsichtigterweise eine Umschaltung der Betriebsstellung bewirkt. Preferably, the distance between a disposal valve and a supply valve in the longitudinal direction of the fluid channel is greater than the distance in the same direction between two disposal valves and / or between two supply valves. As a result, the consumer coupling formation can be arranged between a disposal and a supply valve and be influenced by an external magnetic field, without the risk that the magnetic field acting at the location of the consumer coupling formation, that is to say at a consumer switching location, may also be undesirably applied to a supply or a supply Disposal valve acts and unintentionally causes a changeover of the operating position.
Gemäß dem oben Gesagten kann in einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fluidversorgungsschnittstelle vorgesehen sein, dass durch die Schalteinrichtung auch an einem Verbraucher-Schaltort, welcher im Bereich der Verbraucherkopplungsformation gelegen ist und an welchem eine Verbraucherfluidleitung mit einem Verbraucherventil vorübergehend anordenbar ist, ein von einem Magneten erzeugtes äußeres Magnetfeld veränderbar ist, um das am Verbraucher-Schaltort vorgesehene Verbraucherventil zwischen dessen Betriebsstellungen: Verriegelungsstellung und Durchflussstellung, schalten zu können. Bevorzugt sind in dem Fall, dass eine Mehrzahl von Verbraucherkopplungsformationen vorgesehen sind, genauso viele Verbraucher-Schaltorte vorgesehen wie Verbraucherkopplungsformationen, um sicherzustellen, dass jedes an einer Verbraucherkopplungsformation vorübergehend angeordnete Verbraucherventil unabhängig vom jeweils anderen Verbraucherventil schaltbar ist. According to the above, it can be provided in a further development of the fluid supply interface according to the invention that by the switching device at a consumer switching location, which is located in the consumer coupling formation and on which a consumer fluid line with a consumer valve is temporarily arranged, generated by a magnet outer Magnetic field is changeable in order to switch the provided at the consumer switching point consumer valve between its operating positions: locking position and flow position. Preferably, in the case that a plurality of consumer coupling formations are provided, as many consumer switching locations are provided as consumer coupling formations to ensure that each consumer valve temporarily arranged on a consumer coupling formation is switchable independently of the other consumer valve.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Verwendung einer wie oben beschrieben und weitergebildeten Fluidversorgungsschnittstelle zur Bewirtschaftung von Zellkulturbehältern, an welchen jeweils wenigstens eine Verbrauchergegenkopplungsformation zur vorübergehenden Kopplung mit der wenigstens einen Verbraucherkopplungsformation vorgesehen ist. The present invention further relates to a use of a fluid supply interface as described above and further developed for the management of cell culture containers, to each of which at least one consumer negative feedback formation for temporary coupling with the at least one consumer coupling formation is provided.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage mit einem Fluidvorrat, mit einer Entsorgungssenke und mit einer Fluidversorgungsschnittstelle, wie sie oben beschrieben und weitergebildet wurde. Dabei ist der Fluidvorrat über eine Versorgungsfluidleitung mit der Versorgungskopplungsformation gekoppelt, die Entsorgungssenke ist über eine Entsorgungsfluidleitung mit der Entsorgungskopplungsformation gekoppelt ist und ein Zellkulturbehälter ist lösbar an die wenigstens eine Verbraucherkopplungsformation ankoppelbar. Furthermore, the present invention relates to a cell culture management system with a fluid reservoir, with a disposal sink and with a fluid supply interface, as described above and further developed. In this case, the fluid reservoir is coupled via a supply fluid line to the supply coupling formation, the disposal sink is coupled via a disposal fluid line with the disposal coupling formation and a cell culture container is detachably coupled to the at least one consumer coupling formation.
Ein Zellkulturbehälter oder eine Mehrzahl von Zellkulturbehältern muss nicht Teil der Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage sein, ist jedoch bevorzugt Bestandteil derselben. A cell culture container or a plurality of cell culture containers need not be part of the cell culture management system, but is preferably part of the same.
Ein Fluidvorrat kann dabei einen Behälter mit einem Fluidvorrat umfassen oder kann, beispielsweise im Falle von Leitungswasser, eine fluidführende Versorgungsleitung umfassen. A fluid reservoir may comprise a container with a fluid reservoir or, for example in the case of tap water, may comprise a fluid-carrying supply line.
Ebenso kann die Entsorgungssenke einen Behälter umfassen, in dem entsorgtes Fluid aus einem Zellkulturbehälter aufgefangen wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich bei dem aus dem Zellkulturbehälter ausgeleiteten Fluid um das gewünschte Ergebnis der Zellkultivierung handelt. Alternativ kann es sich bei der Entsorgungssenke um ein Leitungssystem handeln, wie beispielsweise ein Abwasser- oder Abfallentsorgungssystem einer Gebietskörperschaft, in welcher die Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage betrieben wird. Likewise, the disposal sink may comprise a container in which discarded fluid is collected from a cell culture container. This is especially the case when the fluid discharged from the cell culture container is the desired result of the cell culture. Alternatively, the disposal sink can be a piping system, such as a wastewater or waste disposal system of a local authority in which the cell culture management plant is operated.
Um mit der Rückspülvorrichtung auch eine Fluidbewegung an dem das rückzuspülende Fluid wahlweise durchlassenden oder sperrenden Ventil zu bewirken, ist es vorteilhaft, wenn die Rückspülfluidleitung in Versorgungs- oder Zufuhr-Strömungsrichtung von der Versorgungskopplungsformation zur Verbraucherkopplungsformation stromaufwärts des Versorgungsventils in die Versorgungsfluidleitung mündet. In order to also effect a fluid movement with the backwashing device on the valve to be flushed or blocked, it is advantageous for the backwashing fluid line in the supply or supply flow direction from the supply coupling formation to the consumer coupling formation to flow upstream of the supply valve into the supply fluid line.
Weiterhin kann gewünscht sein, dass die Rückspülvorrichtung dann, wenn sie einen rückspülenden Betrieb ausführt, keine Rückwirkung auf den Fluidvorrat hat, welcher mit der gleichen Versorgungskopplungsformation gekoppelt ist wie die Rückspülvorrichtung und in welchem in der Regel hochreines Fluid bereitgestellt ist. Daher ist gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass in Zufuhr-Strömungsrichtung von der Versorgungskopplungsformation zur Verbraucherkopplungsformation stromaufwärts der Mündung der Rückspülfluidleitung in die Versorgungsfluidleitung ein Absperrventil vorgesehen ist, durch welches ein stromaufwärts der Mündung gelegener Abschnitt der Versorgungsfluidleitung von der Rückspülfluidleitung abtrennbar ist. Furthermore, it may be desired that the backwashing device, when performing a backwashing operation, has no effect on the fluid supply coupled to the same supply coupling formation as the backflushing device and in which generally high purity fluid is provided. Therefore, according to A further preferred development of the present invention provides that in the feed flow direction from the supply coupling formation to the consumer coupling formation upstream of the mouth of the backwash fluid line into the supply fluid line, a shut-off valve is provided, through which a section of the supply fluid line located upstream of the mouth can be separated from the backwash fluid line.
Nachzutragen ist, dass die Angabe einer Strömungsrichtung von einem Punkt zu einem anderen Punkt in einer Fluidleitung nicht nur den Strömungszustand zwischen den genannten Punkten betrifft, sondern eine Strömungsrichtung angibt, die für jeden Punkt einer mit den genannten Punkten strömungsmechanisch in Fluidförderverbindung stehenden Fluidleitung gilt. It should be noted that the indication of a flow direction from one point to another point in a fluid line not only relates to the flow state between said points, but indicates a flow direction which applies to each point of a fluid line fluidically connected to said points in fluid communication.
Um Zellkulturen in Zellkulturbehältern möglichst umfassend durch die hier vorgestellte Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage bewirtschaften zu können, weist die Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage einen Reinigungsfluidvorrat als den zuvor genannten Fluidvorrat auf und weist zusätzlich wenigstens einen Nährmedienvorrat als einen weiteren Fluidvorrat auf. Weiterhin weist die Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage bevorzugt zusätzlich eine Erntesenke als eine weitere Senke auf, in die Fluid aus einem an die Fluidversorgungsschnittstelle angekoppelten Zellkulturbehälter hinaus gefördert wird, um fertig kultivierte Zellkulturen abzuernten und bestimmungsgemäß weiterverarbeiten zu können. In order to be able to cultivate cell cultures in cell culture containers as comprehensively as possible by the cell culture management plant presented here, the cell culture management plant has a cleaning fluid reservoir as the previously mentioned fluid reservoir and additionally has at least one nutrient media reservoir as a further fluid reservoir. Furthermore, the cell culture management system preferably additionally has a harvest sink as a further sink, into which fluid is conveyed out of a cell culture container coupled to the fluid supply interface, in order to be able to harvest finished cultivated cell cultures and process them as intended.
Der Reinigungsfluidvorrat ist dann über eine erste Versorgungsfluidleitung mit einer ersten Versorgungskopplungsformation gekoppelt, wobei die erste Versorgungsfluidleitung bevorzugt jene Versorgungsfluidleitung ist, in welche die Rückspülfluidleitung wie oben beschrieben mündet. The cleaning fluid supply is then coupled to a first supply coupling formation via a first supply fluid line, wherein the first supply fluid line is preferably the supply fluid line into which the backwash fluid line opens, as described above.
Ebenso ist der wenigstens eine Nährmedienvorrat über eine zweite Versorgungsfluidleitung mit einer zweiten Versorgungskopplungsformation gekoppelt. Likewise, the at least one nutrient media supply is coupled to a second supply coupling formation via a second supply fluid line.
Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage kann weiter einen oder mehrere Funktionsfluidvorräte aufweisen, etwa zur Bereitstellung eines Spülfluids, um adhärente Zellen im Zellkulturbehälter von Nährmedium zu reinigen, oder/und zur Bereitstellung eines Lösefluids, um adhärente Zellen im Zellkulturbehälter von ihren Substratflächen zu lösen. Diese Funktionsfluidvorräte können durch dritte und noch weitere Versorgungsfluidleitungen mit dritten und noch weiteren Versorgungskopplungsformationen gekoppelt sein. The cell culture management system may further include one or more functional fluid supplies, such as for providing a rinse fluid to purify adherent cells in the cell culture container of nutrient medium, and / or for providing a release fluid to dislodge adherent cells in the cell culture container from their substrate surfaces. These functional fluid supplies may be coupled by third and even further supply fluid conduits with third and yet further supply coupling formations.
Die Entsorgungssenke ist über eine erste Entsorgungsfluidleitung mit einer ersten Entsorgungskopplungsformation gekoppelt. Die Entsorgungssenke dient dabei als häufig so bezeichnete "Waste"-Senke der endgültigen Entsorgung von aus einem an die Versorgungsschnittstelle angekoppelten Zellkulturbehälter oder/und aus der Versorgungsschnittstelle selbst ausgeleitetem Fluid. The disposal sink is coupled via a first disposal fluid line to a first disposal coupling formation. The disposal sink serves as a so-called "waste" sink of the final disposal of a coupled to the supply interface cell culture container and / or discharged from the supply interface itself fluid.
Die Erntesenke ist bevorzugt über eine zweite Entsorgungsfluidleitung mit einer zweiten Entsorgungskopplungsformation gekoppelt. The harvest sink is preferably coupled to a second disposal coupling formation via a second disposal fluid line.
Bevorzugt ist die Erntekopplungsformation zwar als Entsorgungsformation zur Ausleitung von Fluid aus einem Zellkulturbehälter oder aus der Fluidversorgungsschnittstelle ausgebildet, ist jedoch konstruktiv wie eine Versorgungskopplungsformation ausgestaltet. Bevorzugt ist von den vorhandenen Entsorgungsventilen jedes durch die Schalteinrichtung zwischen seinen Betriebsstellungen schaltbar, um gezielt Fluid durch genau die gewünschte von mehreren Entsorgungsfluidleitungen ausleiten zu können. Although the harvested coupling formation is preferably designed as a disposal formation for discharging fluid from a cell culture container or from the fluid supply interface, it is structurally designed like a supply coupling formation. Preferably, each of the existing disposal valves can be switched by the switching device between its operating positions in order to specifically discharge fluid through exactly the desired of several disposal fluid lines.
Von den Versorgungsventilen ist vorzugsweise nur jenes der mit dem Reinigungsfluidvorrat gekoppelten ersten Versorgungsfluidleitung durch die Schalteinrichtung schaltbar. Für die zweite und jede weitere Versorgungsfluidleitung kann es ausreichen, wenn diese durch Überdruck in der jeweiligen Versorgungsfluidleitung gegenüber einem im Fluidkanal herrschenden Fluiddruck zu öffnen sind. Of the supply valves, preferably only that of the first supply fluid line coupled to the cleaning fluid supply can be switched by the switching device. For the second and each further supply fluid line, it may be sufficient if they are to be opened by overpressure in the respective supply fluid line with respect to a fluid pressure prevailing in the fluid channel.
Beispielsweise kann eine dritte Versorgungskopplungsformation vorgesehen sein, welche über eine dritte Versorgungsfluidleitung mit einem Waschfluidvorrat zum Reinigen kultivierter Zellen von Nährmedium gekoppelt ist. For example, a third supply coupling formation may be provided which is coupled via a third supply fluid line to a wash fluid supply for purifying cultured cells of nutrient medium.
Ebenso kann eine vierte Versorgungskopplungsformation vorgesehen sein, welche mit einem Vorrat an Trypsin-EDTA über eine vierte Versorgungsfluidleitung gekoppelt ist, um ein Ablösen adhärenter Zellen von einer Innenwandung eines an die Fluidversorgungsschnittstelle angekoppelten Zellkulturbehälters bewirken zu können. Likewise, a fourth supply coupling formation may be provided, which is coupled to a supply of trypsin-EDTA via a fourth supply fluid line to effect detachment of adherent cells from an inner wall of a cell culture container coupled to the fluid supply interface.
Zur Erleichterung der Ankopplung eines Zellkulturbehälters liegen die wenigstens eine Versorgungskopplungsformation und die wenigstens eine Entsorgungskopplungsformation einerseits und die Verbraucherkopplungsformation bezüglich des Fluidkanals auf unterschiedlichen Seiten der Fluidversorgungsschnittstelle. In order to facilitate the coupling of a cell culture container, the at least one supply coupling formation and the at least one disposal coupling formation on the one hand and the consumer coupling formation with respect to the fluid channel lie on different sides of the fluid supply interface.
Die Zellkultur-Bewirtschaftungsanlage kann wenigstens eine Pumpe umfassen, um in einer Fluidleitung gezielt einen Überdruck (in der Regel in einer Versorgungsfluidleitung) oder einen Unterdruck (in der Regel in einer Entsorgungsfluidleitung) zu erzeugen. The cell culture management system may comprise at least one pump in order to generate a positive pressure in a fluid line (usually in a supply fluid line) or a negative pressure (usually in a disposal fluid line).
Bevorzugt ist an jeder Pumpe nur eine Fluidleitung angeschlossen, um auch hier Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Das Vorsehen von Pumpen ist jedoch nicht unbedingt nötig. Einerseits kann ein Fluidvorrat unter Überdruck oder eine Senke unter Unterdruck bezüglich des Atmosphärendrucks stehen. Durch geeignete Steuerventile kann dann der in einem jeweiligen Vorrat herrschende Überdruck oder der in einer jeweiligen Senke herrschende Unterdruck in die angeschlossene Fluidleitung eingekoppelt werden. Andererseits kann wenigstens ein Fluidvorrat gegenüber der Fluidversorgungsschnittstelle und dem daran angekoppelten Zellkulturbehälter entgegen der Schwerkraftwirkungsrichtung erhöht angeordnet sein, sodass sich ein hydrostatischer Druckunterschied zwischen Fluidvorrat und Fluidkanal aufgrund des Höhenunterschieds zwischen Fluidvorrat und Fluidkanal einstellt. Auch hier kann der erzeugte hydrostatische Überdruck in einer Versorgungsfluidleitung zu einem Fluidvorrat durch geeignete Steuerventile auf das jeweils angeschlossene Versorgungsventil ausgeübt oder nicht ausgeübt werden. Preferably, only one fluid line is connected to each pump in order to avoid cross-contamination here as well. However, the provision of pumps is not absolutely necessary. On the one hand, a fluid reservoir may be under positive pressure or a drain may be under negative pressure with respect to the atmospheric pressure. By means of suitable control valves, the overpressure prevailing in a respective reservoir or the negative pressure prevailing in a respective depression can then be coupled into the connected fluid line. On the other hand, at least one fluid reservoir opposite the fluid supply interface and the cell culture container coupled thereto can be arranged increased in the opposite direction to the direction of gravity, so that a hydrostatic pressure difference between the fluid reservoir and fluid channel is established due to the height difference between the fluid reservoir and the fluid channel. Again, the generated hydrostatic overpressure in a supply fluid line to a fluid supply can be exercised by suitable control valves on the respective connected supply valve or not exercised.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar: The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
In
Im dargestellten Beispiel weist die Fluidversorgungsschnittstelle
Im dargestellten Beispiel weist die Fluidversorgungsschnittstelle
Die Versorgungskopplungsformationen
Jeder Versorgungskopplungsformation
Im vorliegenden Beispiel ist darüber hinaus jeder Versorgungsfluidleitung
Weiter ist jede Versorgungsfluidleitung
Beispielsweise kann der erste Fluidvorrat
Im zweiten Fluidvorrat
Im dritten Fluidvorrat
Im vierten Fluidvorrat
Der fünfte Fluidvorrat
Die Versorgungskopplungsformation
Beispielhaft sei nachfolgend das erste Versorgungsventil
In der Sperrstellung ragt der Ventilkörper
Zum Übergang in seine Durchlassstellung, in welcher das erste Versorgungsventil
Bevorzugt ist der Fluidkanal
Um das Halten des Ventilkörpers
Im vorliegenden Beispiel weist die erfindungsgemäße Fluidversorgungsschnittstelle
Wenngleich die Entsorgungskopplungsformationen
Die erste Entsorgungskopplungsformation
Die zweite Entsorgungskopplungsformation
Die erste Entsorgungsfluidleitung
Die zweite Entsorgungskopplungsformation
Das erste Entsorgungsventil
Die Schraubendruckfeder
Zur Verstellung des Ventilkörpers
Aufgrund seiner Ausbildung aus ferromagnetischem Material ist der Ventilkörper
Im vorliegenden Beispiel bilden die Versorgungskopplungsformationen
Die Rohrstutzen
In dem Bereich zwischen den Kopplungsformationen
In den
Die Fluidversorgungsschnittstelle
Die Rückspülvorrichtung
Das Absperrventil
Das Absperrventil
Durch das Absperrventil
In
Das Verbraucherventil
Während das Verbraucherventil
Vorliegend wird beispielsweise ein fertig kultivierter Zellkulturbehälter
Der Schaltmagnet
Im Verbraucher-Schaltort
In
Auf jeden Fall wird dann, wenn die dritte Versorgungspumpe
Mit der vorliegenden Ausführungsform der Fluidversorgungsschnittstelle
In
Aufgrund der Eigenschaft des ersten Entsorgungsventils
In
Diese Betriebsstellung der Versorgungsschnittstelle
Um eine möglichst große Reinigungsstrecke zu erreichen, sind vorzugsweise die mit dem Reinigungsfluidvorrat
Durch die Förderung von Reinigungsfluid aus dem Reinigungsfluidvorrat
Diese Reinigungswirkung kann durch die Rückspülvorrichtung
In dem in
Somit entfaltet das Reinigungsfluid nicht nur eine chemische Reinigungswirkung, sondern auch eine mechanische, indem es wiederholt an ein und derselben Stelle eines Bauteils in entgegengesetzte Richtungen vorbeiströmt. Am Ende eines solchen Rückspülvorgangs kann die Rückspülvorrichtung
Der Kolben
Von den an der Versorgungsschnittstelle
Das zweite bis fünfte Versorgungsventil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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