JP6106866B2 - バイオプロセシングで用いる混合流体を調製する方法、及び、混合容器 - Google Patents

Description

発明の背景

[0001]流体、特に製薬及びバイオ医薬品製造における溶液及び懸濁液の調製は、典型的には、製品内の成分の所望の分布を得るために完全な混合（ｍｉｘｉｎｇ）を必要とする。多くの混合処理は、容器の基部の近くに取り付けられた混合インペラを有するステンレス鋼容器内で行われ、該インペラは、流体を容器の底から排出しながら動作させることができる。

[0002]しかしながら、改善されたインペラ、及び該インペラを有する混合容器が必要とされている。

[0003]本発明は、従来技術の欠点のうちの少なくとも幾つかの改善を提供する。本発明のこれら及び他の利点は、以下で述べる説明から明らかとなろう。

[0004]本発明の一実施形態は、バイオプロセシングでの使用のためのインペラを提供し、該インペラは、（ａ）回転ハブと、（ｂ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及びハブ端部から末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、を備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの末端部は、（ｃ）アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの前記末端部までの長さの約２５％〜約６０％までの範囲内にある。好ましくは、インペラは、第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備えた回転シャフトをさらに備え、該シャフトは、垂直回転軸を有し、ハブは、回転シャフトの第１の端部上に取り付けられ、ハブは、シャフトの垂直回転軸に直交する水平軸を有する。

[0005]別の実施形態において、バイオプロセシングでの使用のための混合容器が提供され、該混合容器は、（ａ）底壁、上壁、並びに該上壁及び底壁に接合した少なくとも１つの側壁を備えた、流体を収容するのに適した内容積部を有する閉鎖コンテナと、少なくとも入口ポートと、底壁内に配置された排出ポートと、を備えたバイオコンテナを備え、該バイオコンテナは、（ｂ）インペラとハウジングアセンブリとを備えた回転型攪拌機（ｒｏｔａｔａｂｌｅ ａｇｉｔａｔｏｒ）をさらに備え、該インペラは、（ｉ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備えた、垂直回転軸を有する回転シャフトであって、バイオコンテナの底壁を貫通し、第１の端部が該コンテナの内容積部の中に延びるとともに第２の端部が底壁の外側に延びるようになった回転シャフトと、（ｉｉ）該回転シャフトの第１の端部上に取り付けられ、シャフトの前記垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、（ｉｉｉ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及びハブ端部から末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、を備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの末端部は、（ｉｖ）アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの末端部までの長さの約２５％〜約６０％の範囲内にあり、（ｖ）該ハウジングアセンブリは、バイオコンテナの底壁に取り付けられ、軸受及びシールを備え、回転シャフトをシールするように支持し、該シャフトの第２の端部が該ハウジングアセンブリを貫通する。

[0006]本発明の方法の別の実施形態による、バイオプロセシングで用いる混合流体を調製する方法は、（ａ）少なくとも１つの流体と該流体に混合される少なくとも１つの成分とを入口ポートを通してバイオコンテナの中に入れるステップであって、該バイオコンテナは、底壁、上壁、並びに該上壁及び底壁に接合した少なくとも１つの壁を備えた、内容積部を有する閉鎖コンテナと、少なくとも入口ポートと、底壁内に配置された排出ポートとを備え、該バイオコンテナは、回転インペラをさらに備え、該インペラは、（ｉ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備え、垂直回転軸を有する回転シャフトであって、バイオコンテナの底壁を貫通し、第１の端部が該コンテナの内容積部の中に延びるとともに第２の端部が底壁の外側に延びるようになった回転シャフトと、（ｉｉ）該回転シャフトの第１の端部上に取り付けられ、該シャフトの垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、（ｉｉｉ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及びハブ端部から末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、を備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの前記末端部は、（ｉｖ）アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの前記末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの末端部までの長さの約２５％〜約６０％までの範囲内にある、ステップと、（ｂ）インペラを回転させ、少なくとも１つの流体と該流体に混合される少なくとも１つの成分とを混合し、混合流体を生成するステップと、を含む。

本発明の一実施形態のインペラの斜視図である。 本発明の一実施形態のインペラの側面図である。 図１に示すインペラと、シールハウジングとを備えた、本発明の一実施形態による組み立てられた攪拌機の側面図である。 図２の攪拌機の分解図である。 図２に示すような攪拌機を備え、該攪拌機が混合容器のバイオコンテナの底壁に取り付けられた、本発明の一実施形態による攪拌機の側面図である。 混合容器のバイオコンテナの底壁に取り付けられた図２に示す攪拌機を含む、本発明の一実施形態による混合容器の斜視図である。

[0012]有利には、流体内の成分の所望の分布が提供され、より大容量の混合溶液を更なる使用のために得ることができる。混合容器の底壁に取り付けられたインペラによって行われる混合処理は、混合することができる最少容量を有し、これは容器の幾何学的形状及びインペラが取り付けられた高さによって決まる。最大混合容量と最少混合容量との間の管系は、「ターンダウン比」と呼ばれる。本発明の実施形態は、底に取り付けられたインペラを有する従来の混合容器と比べて改善されたターンダウン比を与え、その結果、本発明の実施形態は、そうした従来の混合容器と比べてより少ない最少混合容量を有する。有利には、より少量の開始容量の流体を上手く混合することができる。代替的に又は付加的に、流体を混合容器から排出しながら流体を混合し続けることができ、このことが混合流体の均一性を維持する。

[0013]いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、インペラの下縁部の一部を混合容器の基部に向かって下方に延ばす（すなわち、従来は流体を混合できない部分の中へ延ばす）ことで、従来の混合ブレードを取り付ける高さを低くするのと比べて、より良い性能が得られると考えられる。

[0014]本発明の一実施形態は、バイオプロセシングでの使用のためのインペラを提供し、該インペラは、回転ハブを備え、該ハブは、（ａ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及びハブ端部から末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームを有し、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの末端部は、（ｂ）アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの前記末端部までの長さの約２５％〜約６０％までの範囲内にある。好ましくは、インペラは、第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備えた回転シャフトをさらに備え、該シャフトは、垂直回転軸を有し、ハブは、回転シャフトの第１の端部上に取り付けられ、ハブは、シャフトの垂直回転軸に直交する水平軸を有する。

[0015]本発明の別の実施形態によれば、バイオプロセシングでの使用のためのインペラが提供され、該インペラは、（ａ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備え、垂直回転軸を有する回転シャフトと、（ｂ）該回転シャフトの前記第１の端部上に取り付けられ、該シャフトの前記垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、（ｃ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及び前記ハブ端部から前記末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、を備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの末端部は、（ｄ）該アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの末端部までの長さの約２５％〜約６０％の範囲内にある。

[0016]別の実施形態において、バイオプロセシングでの使用のための混合容器が提供され、該混合容器は、（ａ）底壁、上壁、並びに該上壁及び底壁に接合した少なくとも１つの側壁を備えた、流体を収容するのに適した内容積部を有する閉鎖コンテナと、少なくとも入口ポートと、底壁内に配置された排出ポートと、を備えたバイオコンテナを備え、該バイオコンテナは、（ｂ）インペラとハウジングアセンブリとを備えた回転攪拌機をさらに備え、該インペラは、（ｉ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備えた、垂直回転軸を有する回転シャフトであって、バイオコンテナの底壁を貫通し、第１の端部が該コンテナの内容積部の中に延びるとともに第２の端部が底壁の外側に延びるようになった回転シャフトと、（ｉｉ）該回転シャフトの第１の端部上に取り付けられ、シャフトの前記垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、（ｉｉｉ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及びハブ端部から末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、を備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの末端部は、（ｉｖ）アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの末端部までの長さの約２５％〜約６０％の範囲内にあり、（ｖ）該ハウジングアセンブリは、バイオコンテナの底壁に取り付けられ、軸受及びシールを備え、回転シャフトをシールするように支持し、該シャフトの第２の端部が該ハウジングアセンブリを貫通する。

[0017]本発明の方法の別の実施形態による、バイオプロセシングで用いる混合流体を調製する方法は、（ａ）少なくとも１つの流体と該流体に混合される少なくとも１つの成分とを入口ポートを通してバイオコンテナの中に入れるステップであって、該バイオコンテナは、底壁、上壁、並びに該上壁及び底壁に接合した少なくとも１つの壁を備えた、内容積部を有する閉鎖コンテナと、少なくとも入口ポートと、底壁内に配置された排出ポートとを備え、該バイオコンテナは、回転インペラをさらに備え、該インペラは、（ｉ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備え、垂直回転軸を有する回転シャフトであって、バイオコンテナの底壁を貫通し、第１の端部が該コンテナの内容積部の中に延びるとともに第２の端部が底壁の外側に延びるようになった回転シャフトと、（ｉｉ）該回転シャフトの第１の端部上に取り付けられ、該シャフトの垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、（ｉｉｉ）該ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及びハブ端部から末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、を備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの前記末端部は、（ｉｖ）アームの下端部から延びる突起をさらに備え、該突起は、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離を有し、第１の端部は、アームのハブ端部と該アームの前記末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面は、アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部から該アームの末端部までの長さの約２５％〜約６０％までの範囲内にある、ステップと、（ｂ）インペラを回転させ、少なくとも１つの流体と該流体に混合される少なくとも１つの成分とを混合し、混合流体を生成するステップと、を含む。

[0018]以下、本発明の構成要素の各々をより詳細に説明するが、同様の構成要素は同様の参照番号を有するものとする。

[0019]図１は、例示的な回転インペラを斜視図（図１Ａ）及び側面図（図１Ｂ）で示す。この例示的な実施形態において、インペラ１０は、ハブ１１と、該ハブから延びる４つのアーム１２とを備え、各アーム１２は、上縁部１３、下縁部１４、ハブ端部１２Ａ、末端部２１Ｂ、アーム外面Ｅ、アーム内面Ｅ’、及びハブ端部から末端部までの長さＬを備え、アームのハブ端部は、ハブに接続し、アームの末端部は、アームの下縁部から延びる突起１５をさらに備え、該突起は、第１の端部１５Ａ、第２の端部１５Ｂ、突起外面Ｆ、及び突起内面Ｆ’（面Ｆ及びＦ’は使用中、鉛直に配置される）を備えるとともに第１の端部と第２の端部との間の距離Ｄを有し、第１の端部は、アームのハブ端部とアームの末端部との間に配置され、第２の端部は、アームの末端部に延び、突起外面Ｆは、アーム外面Ｅに対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度Ａを形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部からアームの末端部までの長さの約２５％〜約６０％までの範囲内にある。図１Ａ、図１Ｂ、及び図５を一般的な参照に用いると、混合容器内での使用中、突起は、混合容器基部に向かって下方に延び、好ましくは、突起の面は、容器基部対して垂直又はほぼ垂直である。

[0020]アーム１２は、ハブの回転軸（ＲＡ）に対して約４５°〜約９０°の角度で配置することができ、例示した実施形態において、アームは、ハブの回転軸に対して約４５°の角度で配置される。図１Ｂに示す実施形態において、突起外面Ｆは、アーム外面Ｅに対して約４５°の角度を形成し、突起の第１の端部と第２の端部との間の距離は、アームのハブ端部からアームの末端部までの長さの約５０％である。

[0021]典型的には、回転インペラは、機械駆動式インペラであり、第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備えた回転シャフトをさらに備え、ハブは、回転シャフトの第１の端部に取り付けられ、ハブは、シャフトの垂直回転軸に直交する水平軸を有する。図２は、第１の端部２１（図３に示す）と第２の端部２２とを有する円筒形要素を備えた回転シャフト２０（垂直回転軸ＶＡを有する）に取り付けられたインペラ１０を示す。

[0022]本発明の別の実施形態は、インペラの一実施形態（回転シャフトに取り付けられた）と、少なくとも１つの軸受け及び少なくとも１つのシールを備えたハウジングアセンブリと、を備えた攪拌機を含み、該ハウジングアセンブリは、回転シャフトをシールするように支持し、シャフトの第２の端部が該ハウジングアセンブリを貫通する。

[0023]図２（組立図）及び図３（分解図）は、本発明の一実施形態による機械駆動式攪拌機５００の実施形態を示し、攪拌機５００は、回転シャフト２０（これも上述のような）に取り付けられた上述のようなインペラ１０を備え、該攪拌機は、ハウジングアセンブリ５１０をさらに備える。

[0024]図３を参照に用いると、例示したシールハウジングアセンブリ５１０は、キャビティ５１１を有するハウジング１００を備え、該ハウジングアセンブリは、上部シールアセンブリ１１０及び下部シールアセンブリ２１０と、該シールハウジングアセンブリ並びに上部及び下部シールアセンブリ１１０、２１０を貫通する中央チャネル５１１Ａとを備え、キャビティ５１１は、上部及び下部シールアセンブリ１１０、２１０を受け入れ、シャフト２０は、キャビティ５１１及び中央チャネル５１１Ａを貫通する。

[0025]図３により詳細に示されるように、例示した上部シールアセンブリ１１０及び下部シールアセンブリ２１０は各々、中央チャネル１１１、２１１（回転シャフト２０の受け入れ用）をそれぞれ有しており、かつ、各々、環状開口部を有するそれぞれのシール１２０、２２０（例えば、付勢ばね及びシーリング・リップを備えた、例えばＶＡＲＩＳＥＡＬ（Ｔｒｅｌｌｅｂｏｒｇ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）のような市販のシール）を備え、各シールアセンブリは、弾性リング１２４、２２４及び軸受１２６、２２６（軸受は、シャフト２０上に嵌合する）をさらに備える。例示した実施形態では、軸受スペーサ３２６が軸受１２６と２２６との間に挿入されている。好ましくは、弾性リング１２４、２２４は、シールアセンブリをシールハウジングアセンブリ５１０のハウジング１００の中に嵌合したときに圧縮する。典型的には、図３に示すように、シールアセンブリをハウジング１００の中に保持するために、エンドキャップ１６１が挿入され、図３では、ハウジング１００にねじ込まれるキャップを例示する。図３はまた、シャフト及びハブの一部に係合するインペラ保持クリップ１０Ａも例示する。

[0026]図３はまた、上部シールアセンブリ１１０及び下部シールアセンブリ２１０と連通する中央チャネル５１１Ａの一部と、中央チャネル５１１Ａと連通するポート５２７と、を備えた完全性検査アセンブリも例示する。

[0027]上記のように、インペラは、混合容器基部に向かって下向きに面した部分を有し、好ましくは容器基部に対して垂直な突起面を有する。図４は、混合容器のバイオコンテナ又はバイオプロセシングコンテナの底壁に向かって下向きに面した突起を有するインペラ（攪拌機の一部として図示）の実施形態を示し、ハウジングアセンブリは、底壁に取り付けられており、該ハウジングアセンブリは、回転シャフトをシールするように支持し、シャフトの第２の端部が該ハウジングアセンブリを貫通する。

[0028]底壁１１０１、上壁１１０２、並びに対抗する側壁１１０３、１１０４及び１１０５、１１０６を備えた閉鎖バイオコンテナ又は閉鎖バイオプロセシングコンテナ１１００を備え、少なくとも１つの入口ポート１１５０と排出ポート１１５２とを含む複数のポートを含み、流体を収容するのに適した内容積部を有し、バイオコンテナ１１００の底壁１１０１に取り付けられた攪拌機５００を有する例示的な混合アセンブリ１０００を図５に示し、インペラの突起１５の垂直面は、底壁１１０１に対して垂直である。可撓性（例えばプラスチック）のバイオコンテナ（又はバイオプロセシングコンテナ）は、任意の適切な形状（例えば、円筒形（例えば単一の連続した側壁を有する）、正方形、又は長方形）を有するものとすることができ、図５では複数の側壁を形成する概ね長方形の直方体形状を有するものとして示されている。

[0029]混合容器の実施形態は、任意の適切な数及び位置のポート、例えば、液体入口ポート、気体入口ポート、気体出口ポート、粉体入口ポート、酸／塩基入口ポート、プローブポート、及び／又は試料ポートのいずれかのうちの１以上のポートを有することができる。

[0030]図５を参照として用いると、本発明の実施形態によるバイオプロセシングで混合流体を調製する方法は、少なくとも１つの流体と該流体と混合される少なくとも１つの成分とを１以上のポートを通してバイオコンテナの中に入れ、インペラを回転させ、少なくとも１つの流体と該流体と混合される少なくとも１つの成分とを混合し、混合流体を生成することを含む。

[0031]典型的には、この方法は、インペラを回転させながら、バイオコンテナの内容積部から排出ポートに混合流体を通すことをさらに含む。

[0032]幾つかの実施形態において、本発明は、少なくとも約２０のターンダウン比、例えば、少なくとも約２５、又は少なくとも約３０のターンダウン比を得ることを含む。

[0033]所望であれば、方法の実施形態は、例えば、コンテナ内のｐＨを測定及び／又は調整すること、１以上の液体を添加すること、１以上の乾燥成分を添加すること、１以上の試料を採取すること、コンテナ内のＯ_２を測定及び／又は調整すること、及び／又は、コンテナ内のＣＯ_２を測定及び／又は調整すること、のいずれかのうちの１以上をさらに含むことができる。

[0034]本発明の実施形態により、多様な流体を処理及び／又は調製（混合を含む）することができる。用途としては、例えば、細胞培養（例えば、懸濁及び接着細胞株のバッチ及び流加処理を含む）、並びに、医薬品、ワクチン、及び静脈内輸液、抗体及び／又はタンパク質含有流体、及び／又は食品及び飲料工業のための流体を含む、製薬及び／又はバイオ医薬品製造のための無菌流体の調製が挙げられる。本発明の実施形態により混合される流体はまた、例えば、培地及び／又はクロマトグラフィ緩衝液として用いることもできる。

[0035]本発明の実施形態による機械駆動式攪拌機のシールの完全性を試験する方法は、内部チャネル５１１Ａに連通するポート５２７（図３に示す）に圧力を印加し、圧力をある期間にわたって解析して圧力が維持されているかどうか観察し、これによりシールの完全性が維持されていることを示すことを含む。圧力が減衰していれば、シールのうちの１つの完全性は破られている。例証として、インペラに約０．６ｂａｒｇで６分間にわたって圧力をかけて、圧力の減衰を解析することができる。

[0036]以下の実施例は、本発明をさらに例証するが、もちろん、いかなる意味でもその範囲を限定するものと解釈すべきではない。
実施例１
[0037]この実施例は、本発明の一実施形態による、底部に取り付けられたインペラを備えたシングルユース混合容器内での、容器の基部に対して同じ位置に取り付けられた従来のインペラと比較した、撹拌流体容量及びターンダウン比における改善を実証する。

[0038]５０ｍＬの混合バッグ（低密度ポリエチレン）を入手し、本発明の一実施形態によるインペラを備えた攪拌機をその底部に取り付ける。シャフトは、熱及び圧力によりバッグのフィルムに溶接された射出成形シールハウジング内に収容されたロータリーシール及び軸受に嵌合する、平滑な表面を有するステンレス鋼バーである。アーム及びハブは、射出成形されて一体部品を形成したものであり、これがシャフトの端部の上に嵌合する。バッグは、該バッグを支持するトート内に取り付けられ、該トートはまた、インペラを駆動するように配置されたモータも含む。本発明によるインペラ及び攪拌機は、図１〜図３に示され、バッグは、一般に図５に示される。アーム１２は、インペラの回転軸から約４５°の角度でシャフトから外方に延び、突起の外面Ｆ及びアームの外面Ｅからの角度Ａは約４５°（突起の内面Ｆ’及びアームの内面Ｅ’からの角度は約１３５°）である。インペラは、アームのハブ端部からアームの末端部までの長さの約５０％の、突起の第１及び第２の端部間の距離を有する。突起１５は、その面がバッグの床に対して垂直になるように混合容器基部に向かって下方に延びる。

[0039]５０ｍＬの水を加え、モータを始動させる。インペラを、流体をバッグから排出しながら動作させ続ける。流体の撹拌が停止する容量は、撹拌が止まったときに排出動作を停止することにより見いだされる。

[0040]流体容量を測定し、バッグの基部に対して同じ位置に取り付けられた従来のインペラで達成されるであろう容量と比較する。

[0041]バッグの基部に対して同じ位置に取り付けられた従来のインペラで達成されるであろう容量は、以下のように計算される。

[0042]最少混合容量＝（幅）×（長さ）×（インペラ縁部までの高さ）。バッグの幅は３４ｃｍ、長さは４４ｃｍ、従来のインペラの下部までの高さは２．６ｃｍである。従って、最少混合容量は、３８９０ｃｃ（３．９８Ｌ）である。

[0043]従来のインペラを用いた混合容器における不撹拌流体容量は約４Ｌであり、他方、本発明の実施形態によるインペラを用いた混合容器における不撹拌流体容量は、約１．４Ｌから約２Ｌの範囲内である。従って、従来のインペラでのターンダウン比（開始容量／不撹拌容量）は１３（５０Ｌ／３．９８Ｌ）であり、他方、本発明の実施形態によるインペラを用いたターンダウン比は、約２５（５０Ｌ／２Ｌ）〜約３６（５０Ｌ／１．４Ｌ）の範囲内である。
実施例２
[0044]この実施例は、本発明の実施形態によるインペラを用いた混合における、従来のインペラと比較した改善を実証する。

[0045]本発明の実施形態に従い、２つのインペラを準備する。第１のインペラは、実施例１に記載したように、及び一般に図１Ｂに示すように構成する。

[0046]第２のインペラは同様に構成するが、アームのハブ端部からアームの末端部までの長さの約９５％の、突起の第１及び第２の端部間の距離を有する（第１のインペラの場合の約５０％とは対照的に）。

[0047]突起無しの従来のインペラを入手する。

[0048]概ね実施例１に記載したように、インペラを混合バッグ内に取り付け、バッグをトート内に取り付ける。各バッグには、４０Ｌのグリセリン（高粘性流体）を入れる。

[0049]インペラを順方向で２００ｒｐｍに設定し、１分間動作させる。カメラを起動して０．５秒間隔で写真を撮る。２ｍｌの赤色食用色素を添加する。

[0050]経時的な色素の流れで証明されるように、従来のインペラは軸流を与え、流体の大部分を上方に移動させるが、半径方向成分は小さい。

[0051]本発明の実施形態によるインペラは両方とも、軸流及び半径流を与え、グリセリンの高さのみならず幅にわたってより効率的に色素を混合することを可能にし、結果として混合時間がより速くなる。約１５秒後には両方のインペラとも均一溶液を与え、他方、従来のインペラは、約４０秒後に均一溶液を与える。従って、本発明の実施形態によるインペラは、従来のインペラと比べて、混合時間を５０％を超えて短縮した。短い突起を有するインペラの方が、長い突起を有するインペラよりもわずかに速い混合をもたらす。

[0052]本明細書で引用される、刊行物、特許出願、及び特許を含むすべての参照文献は、あたかも各々の参照文献が個々にかつ明確に引用により組み入れられ、その全体がここで記述されているかの如くに、引用により本明細書に組み入れられる。

[0053]本発明を説明する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）用語「１つの（ａ）」及び「１つの（ａｎ）」及び「この（ｔｈｅ）」及び「少なくとも１つの」、並びに類似の指示対象の使用は、ここで特段の断りのない限り又は文脈により明らかに否定されない限りは、単数及び複数の両方を網羅するものと解釈すべきである。１以上の項目のリストに続く「少なくとも１つの」という用語の使用（例えば、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」）は、ここで特段の断りのない限り又は文脈により明らかに否定されない限りは、列挙された項目から選択された１つの項目（Ａ又はＢ）又は列挙された項目のうちの２以上の任意の組合せ（Ａ及びＢ）を意味するものと解釈すべきである。「備える」、「有する」、「含む」、及び「含有する」という用語は、特段の断りのない限り、オープンエンド形式の用語（すなわち、「それを含むが、それに限定されない」を意味する）と解釈すべきである。ここで値の範囲を述べることは、特段の断りのない限り、単に、その範囲内に入る各々の別個の値に個々に言及することの簡略法としての役割を果たすことを意図したものであり、各々の別個の値は、あたかもそれがここで個々に述べられているかの如くに本明細書内に組み入れられる。ここに記載のすべての方法は、ここで特段の断りのない限り又は文脈により明らかに否定されない限りは、任意の適切な順序で行うことができる。ここに提示するあらゆる例、又は例示的言語（例えば、「のような」）の使用は、単に、本発明をより良く解明することを意図したものであり、特段に特許請求されない限り、本発明の範囲に対する制限を課すことを意図したものではない。明細書内のいかなる言語も、特許請求されていない要素が本発明の実施にとって必須であることを示すものと解釈すべきではない。

[0054]本発明者が知る本発明を実施するための最良の形態を含めて、本発明の好ましい実施形態をここに記載する。これらの好ましい実施形態の変形は、上記の説明を読めば当業者には明らかとなるであろう。本発明者は、当業者がかかる変形を適宜使用することを予期するものであり、本発明者は、本発明がここで具体的に記載したのとは別のやり方で実施されることを意図するものである。従って、本発明は、準拠法により許容される限り、ここに添付した特許請求の範囲で述べられている主題のすべての変更及び均等物を含む。さらに、そのすべての可能な変形における上記の要素の任意の組合せが、ここで特段の断りのない限り又は文脈により明らかに否定されない限りは、本発明に包含される。

１０…インペラ、１１…ハブ、１２…アーム、１２Ａ…ハブ端部、１２Ｂ…末端部、Ｅ…アーム外面、Ｅ’…アーム内面、Ｌ…長さ、１３…上縁部、１４…下縁部、１５Ａ…突起の第１の端部、１５Ｂ…突起の第２の端部、Ｆ…突起外面、Ｆ’…突起内面、Ｄ…距離、２０…回転シャフト、２１…シャフトの第１の端部、２２…シャフトの第２の端部、１００…ハウジング、１１０、２１０…シールアセンブリ、１１１、２１１、５１１Ａ…中央チャネル、１２０、２２０…シール、１２６、２２６…軸受、５００…攪拌機、５１０…ハウジングアセンブリ、１０００…混合アセンブリ、１１００…バイオコンテナ又はバイオプロセシングコンテナ、１１０１…底壁、１１０２…上壁、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６…側壁、１１５０…入口ポート、１１５２…排出ポート

Claims (6)

1. バイオプロセシングで用いる混合流体を調製する方法であって、前記方法は、
   （ａ）少なくとも１つの流体と前記流体に混合される少なくとも１つの成分とを入口ポートを通してバイオコンテナの中に入れるステップであって、
   前記バイオコンテナが、底壁、上壁、並びに前記上壁及び前記底壁に接合した少なくとも１つの壁を備えた、内容積部を有する閉鎖コンテナと、少なくとも前記入口ポートと、前記底壁内に配置された排出ポートとを備え、前記バイオコンテナが、インペラと、前記バイオコンテナの前記底壁に取り付けられたハウジングアセンブリとを備えた回転攪拌機をさらに備え、
   前記インペラが、
   （ｉ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備え、垂直回転軸を有する回転シャフトであって、前記バイオコンテナの底壁を貫通し、前記第１の端部が前記コンテナの内容積部の中に延びるとともに前記第２の端部が前記底壁の外側に延びるようになった回転シャフトと、
   （ｉｉ）前記回転シャフトの前記第１の端部上に取り付けられ、前記回転シャフトの前記垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、
   （ｉｉｉ）前記ハブから延びる、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及び前記ハブ端部から前記末端部までの長さを備えた少なくとも２つのアームと、
   を備え、
   前記アームの前記ハブ端部が、前記ハブに接続し、
   前記アームの前記末端部が、（ｉｖ）前記アームの前記下縁部から延びる突起をさらに備え、前記突起が、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離を有し、前記第１の端部が、前記アームの前記ハブ端部と該アームの前記末端部との間に配置され、前記第２の端部が、前記アームの前記末端部に延び、前記突起外面が、前記アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成すると共に前記バイオコンテナの前記底壁に対して垂直であり、前記突起の前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記距離が、前記アームの前記ハブ端部から該アームの前記末端部までの前記長さの約２５％〜約６０％の範囲内にある、
   ステップと、
   （ｂ）前記インペラを回転させ、前記少なくとも１つの流体と前記流体に混合される前記少なくとも１つの成分とを混合し、前記混合流体を生成するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記インペラを回転させながら、前記バイオコンテナの前記内容積部から前記排出ポートに混合流体を通すステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも約２０のターンダウン比を得ることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. バイオプロセシングでの使用のための混合容器であって、
   （ａ）底壁、上壁、並びに前記上壁及び前記底壁に接合した少なくとも１つの側壁を備えた、流体を収容するのに適した内容積部を有する閉鎖コンテナと、少なくとも入口ポートと、前記底壁内に配置された排出ポートと、を備えたバイオコンテナを備え、
   前記バイオコンテナが、
   （ｂ）インペラとハウジングアセンブリとを備えた回転攪拌機をさらに備え、
   前記インペラが、
   （ｉ）第１の端部と第２の端部とを有する円筒形要素を備えた、垂直回転軸を有する回転シャフトであって、前記バイオコンテナの底壁を貫通し、前記第１の端部が前記コンテナの内容積部の中に延びるとともに前記第２の端部が前記底壁の外側に延びるようになった回転シャフトと、
   （ｉｉ）前記回転シャフトの前記第１の端部上に取り付けられ、前記回転シャフトの前記垂直回転軸に直交する水平軸を有するハブと、
   （ｉｉｉ）前記ハブから延びる少なくとも２つのアームであり、各アームが上縁部、下縁部、ハブ端部、末端部、アーム外面、アーム内面、及び前記ハブ端部から前記末端部までの長さを備える、少なくとも２つのアームと、
   を備え、
   前記アームの前記ハブ端部が前記ハブに接続し、
   前記アームの前記末端部が、
   （ｉｖ）前記アームの前記下縁部から延びる突起をさらに備え、前記突起が、第１の端部、第２の端部、突起外面、及び突起内面を備えるとともに前記第１の端部と前記第２の端部との間の距離を有し、前記第１の端部が、前記アームの前記ハブ端部と該アームの前記末端部との間に配置され、前記第２の端部が、前記アームの前記末端部に延び、前記突起外面が、前記アーム外面に対して少なくとも約４５°〜約９０°の範囲内の角度を形成すると共に前記バイオコンテナの前記底壁に対して垂直であり、前記突起の前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記距離が、前記アームの前記ハブ端部から該アームの前記末端部までの前記長さの約２５％〜約６０％の範囲内にあり、
   （ｖ）前記ハウジングアセンブリが、前記バイオコンテナの前記底壁に連結され、軸受及びシールを備え、前記回転シャフトをシールするように支持し、前記シャフトの前記第２の端部が前記ハウジングアセンブリを貫通する、
   混合容器。
5. 前記バイオコンテナが、前記底壁、前記上壁、互いに対向する第１の側壁及び第２の側壁、並びに互いに対向する第３の側壁及び第４の側壁を備え、前記第１、第２、第３及び第４の側壁が前記上壁及び前記底壁に接合した、請求項４に記載の混合容器。
6. 液体入口ポート、気体入口ポート、気体出口ポート、粉体入口ポート、酸／塩基入口ポート、プローブポート、及び／又は試料ポートを含む少なくとも１つの追加ポートをさらに備えた、請求項４又は５に記載の混合容器。

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