JP6483155B2 - 単回使用バイオリアクタセンサアーキテクチャ - Google Patents
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Description
バイオリアクタは、多数の目的で生物学的反応を発生させ及び支持するために有用である。生物学的反応は、温度及び/又は圧力の変化に敏感な場合がある。更に、生物学的反応が進行するにつれて、反応自体が、溶存酸素含有量及び/又はpHなどの、生物反応容器内の種々のパラメータを変化させることがあり得る。したがって、生物学的反応の多数の変数を監視することは重要であり得る。
センサアセンブリは、第1のセンサ及び第2のセンサを含む。エンクロージャは、第1及び第2のセンサの各々に作動可能な状態で結合されて、第1及び第2のセンサの各々のための補正データを保存するメモリを包含する。コネクタは、第1及び第2のセンサに作動可能な状態で接続される。生物反応検出アセンブリだけでなく、生物反応検出アセンブリを製造する方法もまた提供される。
図1は、本発明の実施形態に従った生物反応検出システムの概略図である。システム100は、サンプル106で発生する生物学的反応を支持するポリ袋104を収容した構造保持容器102を含む。図1に例示される実施形態では、生物学的反応への個々のセンサ110、112、及び114の結合を容易にするプロセスウィンドウ108が、提供される。センサ110、112、及び114は、典型的に、生物学的サンプルの異なる変数を検出する。このようなセンサとしては、温度センサ、圧力センサ、溶存酸素センサ、二酸化炭素センサ、伝導率センサ、pHセンサ、測色センサ、又は任意の他の好適なセンサを挙げることができる。プロセスウィンドウ108は、生物学的標本への種々のセンサの結合を容易にする。例えば、ポリ袋104に流体密封ウィンドウを維持しながら、ウィンドウ108の一部分は、高い酸素透過性を有してもよく、袋の外部の酸素センサの利用を容易にする。しかしながら、本発明の実施形態はまた、袋自体内への1つ以上のセンサ110、112、及び114の単純な配設、センサの電気的接続が袋壁を通過する際の電気的接続の封止を含む。追加的に、図1に関連して例示される実施形態は3つの別のセンサ110、112、及び114を示すが、より少ないセンサ又はより多いセンサが、本発明の実施形態に従って使用され得る。追加的に、これまでに説明された実施形態は異なるセンサタイプに関連して説明されているが、2つのセンサが類似のタイプであり異なる作動特性又は範囲を有してもよいことも明白に企図される。例えば、第1の圧力センサは0〜100PSIの範囲を有する一方で、第2の圧力センサは5〜10PSI間の範囲を有するだけであるが注目範囲内における非常に高い精度及び確度を有することができる。
Claims (20)
- 生物反応収容器のためのセンサアセンブリであって、
生物反応収容器のプロセスウインドウに物理的に結合し、第1のプロセス変数を検出するように構成された第1のセンサと、
生物反応収容器のプロセスウインドウに物理的に結合し、生物反応収容器内のサンプル圧力を検出するように構成された第1の絶対圧力センサと、
リード線を介して第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサに作動可能な状態で結合されたエンクロージャであり、第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサのための補正データを保存するメモリと、生物反応収容器内の検出されたサンプル圧力のための参照を供給するように構成されたエンクロージャの内部の圧力を検出するように構成された第2の絶対圧力センサと、を含むエンクロージャと、
エンクロージャに物理的に接続されたコネクタと、を含み、
第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサは、生物反応収容器に結合されているとき、減菌を受けるように構成される、
センサアセンブリ。 - プロセス変数トランスミッタが第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサのアナログセンサ信号を測定することができるように、コネクタが、プロセス変数トランスミッタに接続可能である、請求項1に記載のセンサアセンブリ。
- 補正データが、各々のアナログセンサ信号を補正されたプロセス変数出力に関連付けるために、プロセス変数トランスミッタによって読み込み可能である、請求項2に記載のセンサアセンブリ。
- 第1のセンサが、圧力センサ、温度センサ、pHセンサ、溶存酸素センサ、二酸化炭素センサ、伝導率センサ、及び測色センサからなる群から選択されるタイプである、請求項1に記載のセンサアセンブリ。
- 圧力センサ、温度センサ、pHセンサ、溶存酸素センサ、二酸化炭素センサ、伝導率センサ、及び測色センサからなる群から選択され、第1のセンサとは異なるタイプの第2のセンサを更に含み、メモリが、第2のセンサのための補正データを包含する、請求項4に記載のセンサアセンブリ。
- エンクロージャが、第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサに作動可能な状態で接続された信号調整電気回路を含む、請求項1に記載のセンサアセンブリ。
- 信号調整電気回路が、少なくとも1つのプリアンプを含む、請求項6に記載のセンサアセンブリ。
- 信号調整電気回路が、第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサのためのプリアンプを含む、請求項7に記載のセンサアセンブリ。
- メモリが、追加的なデータを保存する、請求項1に記載のセンサアセンブリ。
- 追加的なデータが、構造材料データ、製造年月日データ、シリアル番号データ、作動範囲データ、信号タイプデータからなる群から選択される情報であって、監督当局によって要求される情報を含む、請求項9に記載のセンサアセンブリ。
- メモリが、第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサのためのシフトデータを保存し、シフトデータが、第1のセンサ及び第1の絶対圧力センサがどのように減菌の影響を受けるか特性設定する、請求項1に記載のセンサアセンブリ。
- メモリが、無線周波数識別(RFID)タグ内に実施される、請求項1に記載のセンサアセンブリ。
- 生物反応検出アセンブリであって、
プロセスウインドウを含む単回使用生物反応収容器と、
プロセスウインドウに結合され、単回使用生物反応収容器の内側の第1の状態を検出するように構成された第1のセンサと、
プロセスウインドウに結合され、単回使用生物反応収容器の内側の第2の状態を検出するように構成された第2のセンサと、
第1及び第2のセンサの各々に動作可能に結合されたエンクロージャであり、第1及び第2のセンサの各々のための補正データと第1及び第2のセンサの各々がどのように減菌の影響を受けるか特性設定するシフトデータとを保存するメモリを包含するエンクロージャと、
を含む生物反応検出アセンブリであり、
第1及び第2のセンサは、単回使用生物反応収容器のプロセスウインドウに結合されているとき、減菌されるように構成される、生物反応検出アセンブリ。 - プロセス変数トランスミッタに結合されるように構成されたエンクロージャに結合されたコネクタを更に含む、請求項13に記載の生物反応検出アセンブリ。
- コネクタに結合されるように構成されて、第1のセンサに係る第1のアナログ信号を測定し第1のアナログ信号及び補正データに基づいて第1のプロセス変数を算出するように構成されるプロセス変数トランスミッタであって、第2のセンサに係る第2のアナログ信号を測定し第2のアナログ信号及び補正データに基づいて第2のプロセス変数を算出するように構成されるプロセス変数トランスミッタを更に含む、請求項14に記載の生物反応検出アセンブリ。
- プロセス変数トランスミッタが、エンクロージャのメモリから補正データを読み込むように構成される、請求項15に記載の生物反応検出システム。
- プロセス変数トランスミッタが、プロセス通信プロトコルに従って通信するように構成されたプロセス通信電気回路を含む、請求項16に記載の生物反応検出システム。
- プロセス変数トランスミッタが、プロセス通信電気回路を使用して第1及び第2のプロセス変数を通信するように構成される、請求項17に記載の生物反応検出システム。
- 第1の絶対圧力センサを含む複数のセンサを提供することと、
内部にメモリ及び第2の絶対圧力センサを含むエンクロージャに複数のセンサを結合することと、
1セットの補正データを生成するために、センサが周知の状態にある際に、複数のセンサを、各々のセンサ出力を測定する特性設定プロセスに従属させることと、
補正データをメモリに保存することと、
複数のセンサ、エンクロージャ、メモリ、生物反応袋を含む生物反応アセンブリを作成するために、生物反応袋に複数のセンサを結合することと、
生物反応アセンブリを減菌することと、
を含む、生物反応検出アセンブリを製造する方法。 - 補正データを保存することが、エンクロージャのRFIDデバイスとやり取りすることを含む、請求項19に記載の方法。
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