JP2016521857A - 温度検出手段及び温度検出手段を含むバイオリアクタシステム - Google Patents

Abstract

温度検出手段（１）は、被測定面と対向するように配置された熱伝導層（２）と、被測定面とは反対側に熱伝導層（２）に取り付けられた断熱層（３）と、熱伝導層（２）と断熱層（３）との間に設けられ、そのすべての側面が熱伝導層又は断熱層のいずれかによって完全に囲繞された温度センサ（５）とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、温度検出手段及び当該温度検出手段を含むバイオリアクタシステムに関する。

バイオリアクタにおける測定温度は、侵襲的又は非侵襲的に行うことができる。バイオリアクタの内容物が汚染されないので、非侵襲的測定が多くの場合好ましい。バイオリアクタの外部に設けられた温度センサが用いられている。このような温度センサに伴う問題は、周囲温度が測定された温度に影響を及ぼすことである。

米国特許出願公開第２０１３／００８３３２６号明細書

本発明の目的は、信頼性のある温度測定を提供し、取り扱いが容易なバイオリアクタシステムを提供することにある。

これは、被測定面と対向するように配置された熱伝導層と、被測定面とは反対側に熱伝導層に取り付けられた断熱層と、熱伝導層と断熱層との間に設けられ、そのすべての側面が熱伝導層又は断熱層のいずれかによって完全に囲繞された温度センサとを含む、温度検出手段で達成される。これにより、温度測定に対する周囲温度の影響が低減されるので、より信頼性の高い温度測定を行うことができる。

これはまた、制御システムを含むベースステーションと、ベースステーションに設けられるように構成され、バイオリアクタバッグを収容するように構成されたトレイとを含むバイオリアクタシステムで達成され、ベースステーションは、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の１以上の温度検出手段を含み、トレイは、温度検出手段がトレイに設けられたバイオリアクタの表面に接触するように、温度検出手段を受け入れるための１以上の開口部を含む。これにより、便利なバイオリアクタシステムが提供され、バイオリアクタ中の循環は温度センサの影響を受けず、較正のために、バイオリアクタを保持するトレイではなく、ベースステーションだけを考慮すればよい。さらに、周囲温度からほとんど影響を受けない信頼性の高い温度測定を提供するバイオリアクタシステムが達成される。

本発明による温度検出手段を模式的に示す図である。 １つの温度検出手段を含む本発明の実施形態による、バイオリアクタシステムのベースステーションを模式的に示す図である。 ３つの温度検出手段を含む本発明の実施形態による、バイオリアクタシステムのベースステーションを模式的に示す図である。 本発明による温度検出手段を含むアームを模式的に示す図であり、アームは、バイオリアクタシステムのベースステーションで使用されるように構成されている。 本発明によるベースステーションに設けられるように構成されたトレイを模式的に示す図であり、トレイはバイオリアクタバッグを保持するように構成されている。

図１は、本発明による温度検出手段１を模式的に示す。温度検出手段は、被測定面と対向するように配置された熱伝導層２と、被測定面とは反対側に熱伝導層２に取り付けられた断熱層３と、熱伝導層２と断熱層３との間に設けられ、そのすべての側面が熱伝導層又は断熱層のいずれかによって完全に囲繞された温度センサ５とを含む。熱伝導層は、断熱層よりも熱伝導率の高い材料である。それは、たとえば金属層又は熱伝導性グラファイト又はポリマー層であってもよい。温度センサ５は、断熱層を通って制御システムに至る通信接続７を有する。熱伝導層２は被測定面に向かう熱伝導率を向上させ、断熱層３は温度センサに対する周囲温度の影響を減少させる。

図２ａ及び図２ｂは、本発明のさらなる態様によるバイオリアクタシステムのベースステーションの２つの例を模式的に示し、それぞれ図１で説明したような１つ及び３つの温度検出手段を含んでいる。図２ａに、本発明の一態様の一実施形態によるベースステーション１１を模式的に示す。バイオリアクタシステムに対するベースステーションは、当然のことながら多くの細部を含むが、本発明の説明では省略する。本実施形態では、ベースステーション１１は、図１で説明したように１つの温度検出手段を含む。好適に、温度検出手段１は、図３に示すようにアーム２１に設けられる。アームは、ベースステーション上面１３下のベースステーション１１内に設けられる。アーム２１は、温度検出手段がベースステーション上面１３の開口部１５を通って上向きに突出できるように設けられる。これは、アーム２１をレバーとして設けることによって達成することができる。それから、温度検出手段１は、レバー２１の一端２２に設けられ、レバー２１の他端２３を押し下げると、温度検出手段１が上方に移動し、ベースステーションの開口部１５を通して突出する。これにより、ベースステーション上面１３には、温度検出手段の反対側のレバーの端部を押し下げる押圧手段を受け入れる別の開口部１６も設ける必要がある。バイオリアクタを保持し、ベースステーション上に配置されるように構成されたトレイは、この１以上の押圧手段を含むことができる。別の可能な設計は、弾性アーム２１に温度検出手段１を設けることであって、弾性アーム２１はベースステーション上面１３の開口部１５から上方に突出するが、上から温度検出手段１を押せば容易に押し戻される。図３に、温度検出手段１を有するアーム２１を示す。アームは、上述したように、レバー又は弾性アームとしてベースステーションに設けられてもよい。図３に、温度センサから断熱層３を通る通信接続７を示す。

図２ｂに、本発明の別の実施形態によるベースステーション１７を模式的に示す。本実施形態では、温度検出手段を含む３つのアーム２１が設けられている。これによって、また３つの開口部１９ａ、ｂ、ｃがベースステーション上面に設けられる。

図４ａ及び図４ｂは、本発明によるベースステーションに設けられるように構成されたトレイを模式的に示す図であり、トレイはバイオリアクタバッグを保持するように構成されている。図４ａのトレイ３１は、図２ａに示すベースステーション１１又は図２ｂに示すベースステーション１７のいずれかで使用することができる。トレイ３１は、バイオリアクタバッグを保持するように構成され、トレイは、図２ａのベースステーション１１の開口部１５及び図２ｂのベースステーション１７の中央開口部１９ｂと整列するように配置された開口部３３を含む。好適には、トレイの開口部３３は、温度検出手段よりも若干大きい。これにより、温度測定は、しばしばトレイに設けられているヒータによって影響を受けることが少なくなる。図４ａのトレイ３１を図２のベースステーション１７と併用する場合には、トレイ３１がこれらの温度検出手段のアームに対応する押圧手段を含まないので（レバーの変形例が使用される場合）、開口部１９ａ、１９ｃを通して設けられた他の２つの温度検出手段が開口部を通って上方に突出することはない。代わりに弾性アームを用いる場合には、開口部１９ａ、１９ｃを通して設けられた温度検出手段は、トレイ３１によって下方に押され、使用されない。

図４ｂのトレイ４１は、図２ｂに示すベースステーション１７で用いることができる。トレイ４１は、１つの温度検出手段１をそれぞれ受け入れるための２つの開口部４３ａ、４３ｂを含む。本実施形態では、ベースステーション１７の中央開口部１９ｂを通して設けられた温度検出手段１は使用されず、開口部１９ａを通して設けられた温度検出手段は、トレイ４１の開口部４３ａを通って上方に突出し、開口部１９ｃを通して設けられた温度検出手段は、トレイ４１の開口部４３ｂから上方に突出する。本実施形態では、２つのバイオリアクタバッグがトレイ４１に設けられてもよい。トレイの開口部３３、４３ａ、４３ｂは、一実施形態では、好適な薄膜、たとえばプラスチックフィルムで覆うことができる。これは、トレイにおける流出を維持するために有利であり得る。しかし、これは必須ではない。

バイオリアクタシステムの制御システムは、一実施形態では、周囲温度を測定するための手段、及び異なる周囲温度に対してバイオリアクタの温度測定を補償するための手段を含む。

本発明では、１以上の温度センサが、種々のトレイではなくベースステーションに設けられる。これにより、トレイを簡素に保つことができ、較正及び電気的接続を不要にすることができる。ベースステーションにおけるこれらの全ての機能を有することが有利である。

この明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイス又はシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、又は、それらが請求項の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。

１ 温度検出手段
２ 熱伝導層
３ 断熱層
５ 温度センサ
７ 通信接続
１１ ベースステーション
１３ ベースステーション上面
１５ 開口部
１６ 開口部
１７ ベースステーション
１９ａ 開口部
１９ｂ 開口部
１９ｃ 開口部
２１ アーム／レバー
２２ 一端
２３ 他端
３１ トレイ
３３ 開口部
４１ トレイ
４３ａ 開口部
４３ｂ 開口部

Claims (8)

1. 被測定面と対向するように配置された熱伝導層（２）と、
   被測定面とは反対側に熱伝導層（２）に取り付けられた断熱層（３）と、
   熱伝導層（２）と断熱層（３）との間に設けられ、そのすべての側面が熱伝導層又は断熱層のいずれかによって完全に囲繞された温度センサ（５）と
   を備える温度検出手段（１）。
2. 熱伝導層が、断熱層よりも熱伝導率の高い材料である、請求項１に記載の温度検出手段。
3. 熱伝導層が、金属又は熱伝導性グラファイト又はポリマーである、請求項１又は請求項２に記載の温度検出手段。
4. 温度センサ（５）から断熱層（３）を通って設けられた通信接続（７）をさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の温度検出手段。
5. 制御システムを含むベースステーション（１１、１７）と、
   ベースステーション（１１、１７）に設けられるように構成され、バイオリアクタバッグを収容するように構成されたトレイ（３１、４１）と
   を備えるバイオリアクタシステムであって、
   ベースステーション（１１、１７）が、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の１以上の温度検出手段（１）を備えており、トレイ（３１、４１）が、トレイに設けられたバイオリアクタの表面に温度検出手段（１）が接触するように温度検出手段（１）を受け入れるための１以上の開口部（３３、４３ａ、４３ｂ）を含んでいる、バイオリアクタシステム。
6. 温度検出手段（１）が、レバーであるアーム（２１）の一端に設けられていて、トレイがベースステーションに設けられた場合に、トレイに設けられた押圧手段がアーム（２１）の他端を下方に押して、温度検出手段（１）がバイオリアクタ表面に接触するが、バイオリアクタ表面を阻害しないように、温度検出手段がトレイ（３１、４１）の開口部（３３、４３ａ、４３ｂ）を通って上方へ移動する、請求項５に記載のバイオリアクタシステム。
7. ベースステーション（１１、１７）が、２以上の温度検出手段（１）を含んでいて、各温度検出手段が、個別のアーム（２１）に装着され、異なるトレイの異なる開口部が、どの温度検出手段がバイオリアクタ表面に接触しているかを決定し、それによって他の温度検出手段がトレイの開口部を通って突出することがない、請求項５又は請求項６に記載のバイオリアクタシステム。
8. 制御システムが、周囲温度に対して温度測定を補償するための手段を含む、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のバイオリアクタシステム。