JP7297687B2 - バイオプロセス溶液を調製するための自動化された方法及び装置 - Google Patents

Description

本技術の実施形態は、全体として、少なくとも１つの材料を少なくとも１つの流体と混合するための自動化された方法及び装置に関する。より詳細には、本技術の実施形態は、所定の単位体積量の乾燥成分をバイオプロセス溶液に再構成するのに特に適している自動化された方法及び装置に関する。

関連出願への相互参照
本出願は、２０１７年６月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／５２７，８７８号に対する優先権を主張するものであり、当該米国仮特許出願は、その全体が参照により本明細書に含まれるものとする。

バイオプロセスは、生細胞又はその成分を使用して、所望の製品を得るプロセスである。バイオプロセスでは多くの場合、様々な溶液の使用が必要である。例えば、バイオプロセスの最初のステップには細胞培養が含まれる場合があり、細胞培養では多くの場合、細胞培養培地を使用して新しい細胞をうまく培養する必要がある。バイオプロセスの後のステップでは、製品精製プロセスの一部として様々な緩衝液の使用が必要になる場合がある。

バイオプロセス溶液は多くの場合、大きなステンレス鋼タンク又は単回使用の混合デバイスで使用する直前に乾燥成分から水和される。典型的なプロセスは時間がかかり、費用がかかり、所望の製品に直接的な価値を付加しない。
基本的な細胞培養法は長年にわたってあまり変化していないが、細胞培養の量は劇的に増加し続け、それにより培地調製の要件が変わっている。多くの研究所、製薬会社、バイオテクノロジー企業が細胞培養法を使用しているだけでなく、多くの場合非常に大規模に行っている。バイオテクノロジー企業は、１日に数千リットルの液体培地を消費し、多数の製造技術者及び科学者を雇用して、商業的利用のために細胞培養から抗体、成長因子、又は組み換えタンパク質を生成する場合がある。

本発明は、これらのプロセスで必要な時間、労力、エラーのリスク、及び汚染のリスクを低減するのに役立つと同時に、信頼性及び一貫性も向上させる、インライン混合デバイスを使用してバイオプロセス溶液を調製するための自動化されたシステム及び方法を提供する。

全体として、本明細書に記載の実施形態は、乾燥成分を液体溶液に調製する（例えば、粉末バイオプロセス培地を液体バイオプロセス培地に調製する）ための自動化された方法及び装置に関する。以下でさらに説明するように、乾燥成分は、再構成された液体溶液よりも貯蔵スペースが少なく、貯蔵寿命が長く、安価で、予め包装された液体溶液よりも出荷及び取扱い時間が短くなる傾向がある。したがって、液体溶液が必要な場合、予め包装された液体溶液を購入するよりも、乾燥成分から液体溶液への調製をシンプルで、直接的かつ再現可能にするように設計された自動化された方法及び装置を利用することが有利である。したがって、いくつかの実施形態による技術は、細胞培養培地又は緩衝液などの流体に乾燥成分（例えば、粉末培地）を混合するための混合装置と共に使用される自動化された方法に関する。より詳細には、本技術のいくつかの実施形態は、混合装置と共に使用される自動化された方法に関し、自動化された方法及び混合装置の両方が乾燥成分を所定の単位体積量の液体に再構成するのに適している。

本技術を使用して、様々な乾燥成分を液体溶液に再構成することができる。例えば、本明細書で使用される場合、乾燥成分は、粉末細胞培養培地、乾燥粉末培地、乾燥緩衝液粉末、顆粒状培地、乾燥塩、乾燥化学物質、乾燥成分、乾燥材料、及び未水和成分を指し得る。

本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、本技術の発明者により認識されるような、既存の再構成技術の欠点及び／又は不便さに少なくとも部分的に基づいて、又は本発明者による潜在的な改善の認識に基づいている。例えば、予め包装された液体細胞培養培地は、滅菌され、便利なサイズに等分され、すぐに使用できるようになる。しかしながら、予め包装された液体細胞培養培地は、一般に、感光性であり、所定の貯蔵寿命を有する。したがって、予め包装された液体細胞培養培地は定期的に注文する必要がある。また、それらは冷蔵下で保管する必要があり、予め包装された形では、開梱して輸送するのにかなりのマンパワー時間を必要とする。さらに、予め包装された液体細胞培養培地の輸送費は、ますます高くなっている。

対照的に、粉末細胞培養培地はバルク又は予め測定されたパッケージで提供される。それらは、液体の場合よりも貯蔵寿命が長く、安価で、貯蔵スペーススペースと出荷及び取扱い時間が少なくて済む傾向がある。しかしながら、粉末細胞培養培地は、無菌状態で粉末培地を等分して溶かすことにより、液体細胞培養培地に再構成する必要がある。粉末細胞培養培地、特に大量の培地調製のための取扱い及び調製時間の増加により、多くの場合、コストの増加にもかかわらず、予め包装された液体細胞培養培地が好ましい選択肢になる。

さらに、乾燥成分を液体バイオプロセス溶液に再構成することは、一般に数段階のプロセスである。一例として、固体粉末から液体細胞培養培地を調製するために、特定の体積の培地用の既知の量の粉末を計量し、通常最終的な所望の体積よりも少ない体積の蒸留水に加える。固体が完全に溶解するまで、粉末と水を攪拌する。特定量の重炭酸ナトリウムを加えて溶解させる。その後、酸又は塩基を使用してｐＨを調整し、追加の水を加えて培地を最終体積まで増大させる。次に、混合物全体を滅菌フィルターに通す。その後、培地は単一の大きな滅菌容器に集められるか、いくつかの小さな滅菌容器に分けられる。

再構成される乾燥成分の特性に基づいて溶液を再構成することには、さらなる困難があり得る。例えば、粉末組織培養培地は非常に微細な粒子サイズを有し、吸湿性である。水と混ぜると、「球」又は「塊」になる傾向がある。したがって、水又は別の水性液体で再構成する場合、最初に水と接触したときに形成され得る塊を破壊するのに十分な攪拌が必要である。バッチサイズが小さい場合、混合容器に滅菌磁気攪拌棒を追加し、容器を磁気撹拌プレートに置く。混合容器に攪拌棒を追加するには、通常、追加の操作が必要である。しかしながら、典型的な研究室の環境では、磁気攪拌プレートは大量の培地調製のための現実的な方法ではない。

さらに、特に湿気の多い環境では、吸湿性のため、粉末細胞培養培地は保管時に水を吸収する。湿った粉末培地は貯蔵寿命を短縮し、塊だらけになり、再構成するのに激しい攪拌を必要とする。したがって、粉末細胞培養培地の貯蔵寿命は、事前に測定され、密封され、乾燥された一定分量（アリコート）で提供すると改善することができる。

さらに、再構成プロセスには、いくつかのステップといくつかの別個の機器が必要である。一般に、再構成培地の最終容量全体を収容するのに十分な大きさの少なくとも１つの容器と、濾過後に滅菌培地を受け入れるための１つ以上の容器とが必要である。滅菌された培地は、通常、上部が開いた容器に入れられる。したがって、ほとんどの培地調製は層流フード内で行われる。しかしながら、フード内で大量の培地を処理することは、容器と滅菌培地を収容するのに十分なスペースがないことが多いため困難である。したがって、最小限の物理的接触でかつ信頼性が高く再現可能な方法で大量の溶液（例えば、細胞培養培地）の調製を可能にする方法及びデバイスが本明細書に記載されている。

本技術の一実施形態は、自動化された方法に関する。自動化された方法は、液体バイオプロセス溶液に再構成される乾燥成分を提供することと、乾燥成分から液体バイオプロセス溶液を自動的に調製するために、処理回路により、少なくとも１つの混合チャンバーと、システム内の流体の流れのための複数の管と、管内に設けられた複数の弁とを含む自動化されたシステムを処理回路により制御することとを含む。自動化されたシステムを制御することは、液体バイオプロセス溶液の調製を引き起こす一連の連続混合ステップを行うことを含むことができる。方法は、液体バイオプロセス溶液の調製中に１つ以上の測定値を得ることをさらに含むことができ、各ステップは、測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つにより引き起こされる。各ステップはまた、自動化されたシステム内の流体の流れを制御するために、処理回路により複数の弁の少なくとも１つを開閉することを含むことができる。バイオプロセス溶液は、細胞培養培地又は緩衝液であることができる。

本技術の第２実施形態は、自動化された方法に関する。自動化された方法は、液体バイオプロセス溶液に再構成される乾燥成分を提供することと、少なくとも１つの混合チャンバーと、システム内の流体の流れのための複数の管と、管内に設けられた複数の弁と、管への１つ以上の流入口とを含む自動化されたシステムを提供することとを含む。自動化された方法はまた、１つ以上の流入口の１つに精製水供給源を連結することを含む。自動化された方法は、一連の連続混合ステップを行うことにより乾燥成分から液体バイオプロセス溶液を調製するために、処理回路により自動化されたシステムを制御することをさらに含み、各ステップは、自動化されたシステム内の流体の流れを制御するために複数の弁の少なくとも１つを開閉することと、液体バイオプロセス溶液の調製中に１つ以上の測定値を得ることとを含み、各ステップは、測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つにより引き起こされる。バイオプロセス溶液は、細胞培養培地又は緩衝液であることができる。

本技術の第３実施形態は、乾燥成分から液体バイオプロセス溶液を調製するための自動化された装置に関する。自動化された装置は、少なくとも１つの混合チャンバーと、複数の管と、管内に設けられた複数の弁と、混合制御装置とを含む。混合制御装置は、少なくともプロセッサーと、命令が格納されたメモリーとを含み、混合制御装置は、乾燥成分から液体バイオプロセス溶液を調製するために複数の弁を制御するように構成される。自動化された装置はまた、液体バイオプロセス溶液の調製中に１つ以上の測定値を得るように構成された１つ以上のセンサーを含むことができ、混合制御装置は、測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つに応答して複数の弁を制御するように構成される。バイオプロセス溶液は、細胞培養培地又は緩衝液であることができる。

本技術の第４の実施形態は、自動化された方法に関する。自動化された方法は、バイオプロセス緩衝液を乾燥形態で提供することと、乾燥形態のバイオプロセス緩衝液から液体バイオプロセス緩衝液を自動的に調製するために、処理回路により、少なくとも１つの混合チャンバーと、システム内の流体の流れのための複数の管と、管内に設けられた複数の弁とを含む自動化されたシステムを制御することとを含む。自動化されたシステムを制御することは、処理回路により一連の連続混合ステップを行うことを含むことができ、一連の連続混合ステップは液体バイオプロセス緩衝液の調製を引き起こす。この方法は、液体バイオプロセス緩衝液の調製中に１つ以上の測定値を得ることをさらに含むことができ、各ステップは、測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つにより引き起こされる。各ステップはまた、自動化されたシステム内の流体の流れを制御するために、処理回路により複数の弁の少なくとも１つを開閉することを含むことができる。

添付の図面を参照して、本技術の上記の特徴、ならびに他の特徴、態様、及び利点を本発明の様々な実施形態に関連して説明する。しかしながら、例示された実施形態は単なる例であり、本発明を限定することを意図するものではない。

バイオプロセス溶液の自動再構成法で使用される混合装置の概略図である。 バイオプロセス溶液の自動再構成法で使用される混合装置の概略図である。

図１Ａ及び図１Ｂの混合装置と共に使用される混合制御装置の概略図である。

粉末細胞培地を再構成するための自動化された方法を示すフローチャートである。

図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。 図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。 図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。 図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。 図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。 図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。 図３の自動化された方法のステップを示す図１Ａ及び１Ｂの混合装置の概略図である。

以下の詳細な説明では、本開示の一部を形成する添付の図面を参照する。図面では、文脈からそうでないことが示されていない限り、同様の符号は通常、同様のコンポーネントを特定する。詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲に記載されている例示的な実施形態は、限定することを意図していない。詳細な説明は、例示的な実施形態の説明として意図されており、実施され得る実施形態のみを表すことは意図されていない。本明細書で使用される「例示的」という用語は、「例、事例、又は例示として役立つ」ことを意味し、必ずしも他の実施形態よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。本明細書に提示される主題の主旨又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を加えることができる。本明細書に全体として記載され、図面に示される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置、置換、組み合わせ、及び設計することができることは容易に理解されるであろう。これらの構成はすべて明示的に想定されており、本開示の一部を形成する。

本明細書に記載の実施形態は、全体として、乾燥成分から溶液を、例えば、乾燥粉末細胞培養培地から細胞培養用培地を、又は乾燥緩衝液粉末から緩衝液を調製するためのデバイス／装置、システム、及び方法に関する。提供される実施形態の１つ以上は、溶液の再構成に関して、特に乾燥粉末培地を含む乾燥形態の細胞培養培地の再構成に関して、当技術分野に存在する１つ以上の欠点、制限、又は欠陥を克服することができる。例えば、本明細書に記載されるいくつかの実施形態において、自動化された方法及び装置は、混合プロセスが使いやすく、比較的大量の溶液を再構成するのに使用することができ、完全に混合されて凝集していない溶液をもたらすことができるように、乾燥成分を液体バイオプロセス溶液に混合する。

本開示は、粉末細胞培養培地から液体細胞培養培地を調製することとの関連で本明細書に記載されるシステム及び方法に言及する。しかしながら、本明細書に記載されるシステム及び方法は、他のタイプの溶液の調製に適合させることができることを理解されたい。例えば、本明細書に記載のシステム及び方法を使用して、バイオ医薬品バルク薬剤原料のクロマトグラフィー及び下流処理用の緩衝液を調製することができる。別の実施例として、本明細書に記載のシステム及び方法を使用して、様々な「バイオプロセス溶液」、又は生細胞又はその成分を使用して所望の製品を得るプロセスで使用される溶液を調製することができる。さらに、本明細書に記載されるシステム及び方法は、多くのより広範な商業的又は工業的利用に適合させることができると考えられる。例として、多くの液体医薬品が病院の薬局で一定の頻度と量で調製されている。生理食塩水、栄養製剤、イメージング試薬、染料、滅菌液、及び麻酔薬は液体として再構成される。追加の代替的な用途には、これらに限定されないが、殺虫剤、肥料、及び一般に粉末から調製される様々な飲料（例えば、牛乳、アイスティーなど）の調製が含まれ、これらはすべて、本明細書に記載のシステム及び方法の実施形態を使用して再構成することができた。これに関して、本システム及び方法を使用して再構成され得る乾燥成分は、粉末細胞培養培地に限定されず、乾燥粉末培地、乾燥緩衝液粉末、顆粒状培地、乾燥塩、乾燥化学物質、乾燥成分、乾燥材料、及未非水和成分を含むことができる。

図１Ａは、混合装置１０の一実施形態の全体システム図である。好ましくは、混合装置１０は、培地を汚染しない非毒性の医療グレードのプラスチック又は他の非毒性材料のような、細胞培養環境に適した材料で作られる。混合装置１０は、様々な長さの管（例えば、可撓性ホース）で互いに接続された第１混合チャンバー１２と、第２混合チャンバー１４と、フィルターユニット１６とを含む。以下でさらに詳細に説明するように、管は、弁を通る流体の流れを選択的に許可（例えば、弁が開位置にあるとき）及び停止（例えば、弁が閉位置にあるとき）するために管に設けられた様々な弁をさらに含む。例示的な実施形態において、弁はピンチ弁であるが、他の実施形態において、弁はボール弁などの他のタイプの弁であるか又は他のタイプの弁を含むことができる。様々な実施形態において、混合装置１０は、粉末細胞培養培地を液体培地に再構成するように設計される。例えば、混合装置１０は、必要な培地成分（例えば、粉末細胞培養培地、重炭酸ナトリウムなど）が予め包装された単回使用の装置であることができる。しかしながら、当業者は、混合装置１０を使用して、他の形態の未溶解細胞培養培地（例えば、顆粒状細胞培養培地）を再構成するか、乾燥形態からバイオプロセス緩衝液を調製するか、又はより一般的に粉末から液体を再構成することができることを理解するであろう。

初めに、様々な実施形態において、第１混合チャンバー１２は、液体培地に再構成される乾燥粉末培地を含む。第１混合チャンバー１２には、予め測定された量の乾燥粉末培地が提供されると考えられる。いくつかの実施形態において、第１混合チャンバー１２は、その中に予め測定された量の乾燥粉末培地を有して予め包装されていることができる。さらに、様々な実施形態において、第１混合チャンバー１２は、培地と精製水及び／又は溶解重炭酸ナトリウム又は補助物質などの他の粉末又は液体との混合を促進するように設計される。例えば、第１混合チャンバー１２は、流体が第１混合チャンバー１２に入るときに旋回渦運動の生成を促進するために、第１混合チャンバー１２の上端及び／又は下端にそれぞれ連結された上部コーン及び／又は下部コーンを含むことができる。旋回渦運動は、乾燥粉末培地、精製水、溶解重炭酸ナトリウム、補助物質などの混合を促進する。第１混合チャンバー１２の様々な構成及び実施形態は、２０１６年３月３１日に出願された「培地混合チャンバー」という発明の名称の米国特許出願第１５／０８７，８２６号に記載されており、当該米国特許出願は、その全体が本明細書に含まれるものとする。

第１混合チャンバー１２は、それにより流体が第１混合チャンバー１２に流入及び第１混合チャンバー１２から流出することができる３つのポート、すなわち、頂部ポート２０、上部ポート２２、及び下部ポート２４を含む。例示的な実施形態において、ポート２２及び２４は、流体がポート２２及び２４を通って第１混合チャンバー１２の内壁に対して実質的に接線方向の角度で第１混合チャンバー１２に入るように第１混合チャンバー１２に配置され、それにより第１混合チャンバー１２内の様々な培地成分の混合がさらに促進され得る。

頂部流入出管３０が、頂部ポート２０において第１混合チャンバー１２に連結される。図１Ａに示されるように、頂部流入出管３０は、第１混合チャンバー１２を共通流入管３２及び上部フィルター流入管３４に接続する。同様に、共通流入管３２は、補助物質流入管３６及び圧縮空気流入管３８に接続する。補助物質流入管３６は、補助物質入口４０で補助物質供給源（図示せず）に連結するように構成される。補助物質供給源は、アミノ酸補助物質、コレステロール補助物質、脂質補助物質など、細胞培養培地で使用される任意のタイプの補助物質を含むことができる。圧縮空気流入管３８は、圧縮空気入口４２で圧縮空気供給源（図示せず）に連結するように構成される。したがって、流体（例えば、培地補助物質、圧縮空気）が補助物質流入管３６及び圧縮空気流入管３８により装置１０に導入されると、流体は共通流入管３２へ流れる。次いで、流体は、頂部流入出管３０へ流れ、頂部ポート２０により第１混合チャンバー１２に流入する。

図１Ａに示されるように、圧縮空気流入管３８はまた、圧縮空気弁４４を含む。開位置にあるとき、圧縮空気弁４４は、説明したように、圧縮空気が圧縮空気供給源から圧縮空気弁４４を通って第１混合チャンバー１２へ流れることを可能にする。逆に、圧縮空気弁４４が閉位置にあるとき、圧縮空気弁４４は、圧縮空気が弁４４を通って流れるのを防ぐ。しかしながら、図１Ａにさらに示されるように、補助物質流入管３６は弁を含まない。したがって、圧縮空気とは異なり、補助物質は、補助物質流入管３６により装置１０に補助物質が導入されるときはいつでも、第１混合チャンバー１２へ流れることができる。

上部流入管４６が、上部ポート２２で第１混合チャンバー１２に連結される。上部流入管４６は、流体流入管４８に接続している。水流入管４８は、流体入口５０により流体供給源（図示せず）に連結するように構成される。例示的な実施形態において、流体供給源は、精製水（例えば、蒸留脱イオン水（ｄｄＨ₂Ｏ））を含み、供給する。例示的な実施形態において、水供給源は少なくとも１，０００Ｌの精製水を含む。さらに、上部流入管４６は上部流入弁５２を含む。このため、上部流入弁５２が開位置にあり、水が水流入管４８により装置１０に導入されると、水は、水流入管４８から、開いた上部流入弁５２を通って、上部流入管４６に流入する。上部流入管４６から、水は上部ポート２２により第１混合チャンバー１２に流入する。上部流入弁５２が閉位置にあるとき、水は上部ポート２２により第１混合チャンバー１２に流れることができない。

図１Ａに示されるように、水流入管４８は、下部流管５４、第２チャンバー管５６、及び下部フィルター管５８にさらに接続する。下部流管５４は下部ポート２４により第１混合チャンバー１２に連結され、第２チャンバー流出管６０が下部流管５４の長さの途中で下部流管５４から分岐する。下部流管５４は、水流入管４８、下部流管５４、第２チャンバー管５６、及び下部フィルター管５８が接続する管部分に近接した下部ポート弁６２をさらに含む。したがって、下部ポート弁６２が開位置にあるとき、流体は下部流管５４及び下部ポート２４を通って第１混合チャンバー１２に流入及び第１混合チャンバー１２から流出することができるが、下部ポート弁６２が閉位置にあるとき、流体は弁６２を通って流れることができない。

第２混合チャンバー１４は、細胞培養培地への添加物を含む。例示的な実施形態において、第２混合チャンバー１４は、重炭酸ナトリウム粉末を含み、第２混合チャンバー１４は、重炭酸ナトリウムと精製水との混合を促進するように設計される。さらに、第２混合チャンバー１４は、その中に予め測定された量の重炭酸ナトリウムを有して予め包装されていることができる。いくつかの実施形態において、第２混合チャンバー１４は、第１混合チャンバー１２と同様に構成される（例えば、流体が第２混合チャンバー１４に入るときに旋回渦運動の生成を促進するために、第２混合チャンバー１４の上端及び／又は下端にそれぞれ連結された上部及び／又は下部コーンを含む）。他の実施形態において、第２混合チャンバー１４は、第１混合チャンバー１２とは異なるように構成される。第２混合チャンバー１４の様々な構成及び実施形態は、２０１６年３月３１日に出願された「培地混合チャンバー」という発明の名称の米国特許出願第１５／０８７，８２６号に記載されており、当該米国特許出願は、上記のようにその全体が本明細書に含まれるものとする。

第２混合チャンバー１４は、それにより流体が第２混合チャンバー１４に流入及び第２混合チャンバー１４から流出することができる２つのポート、すなわち、第２チャンバー頂部ポート６４及び第２チャンバー下部ポート６６を含む。例示的な実施形態において、ポート６６は、流体が第２混合チャンバー１４の内壁に対して実質的に接線方向の角度でポート６６により第２混合チャンバー１４に入るように配置され、それにより第２混合チャンバー１４内の重炭酸ナトリウムと重炭酸ナトリウムとの混合がさらに促進され得る。

図１Ａに示されるように、第２チャンバー流出管６０は、第２チャンバー頂部ポート６４で第２混合チャンバー１４に連結される。第２チャンバー流出管６０はまた、第２チャンバー流出管６０が下部流管５４から分岐する場所に近接した第２チャンバー流出弁６８を含む。さらに、図１Ａに示されるように、第２チャンバー管５６は、第２チャンバー下部ポート６６で第２混合チャンバー１４に連結される。第２チャンバー流入管５６は、水流入管４８、下部流管５４、第２チャンバー管５６、及び下部フィルター管５８が接続する管部分に近接した第２チャンバー流入弁７０をさらに含む。したがって、流体（例えば、水供給源からの精製水）は、第２チャンバー流入弁７０及び第２チャンバー流出弁６８が開位置にあるときのみ、第２混合チャンバー１４に流入及び第２混合チャンバー１４から流出することができる。第２チャンバー流入弁７０及び第２チャンバー流出弁６８が閉位置にあるとき、流体は第２混合チャンバー１４に流入又は第２混合チャンバー１４から流出することができない。

下部フィルター管５８は、下部フィルター管５８及び上部フィルター流入管３４が合流する位置で、水流入管４８、下部流管５４、第２チャンバー管５６、及び下部フィルター管５８が集まる管部分を上部フィルター流入管３４に接続する。次に、合流した下部フィルター管５８及び上部フィルター流入管３４は、フィルターユニット１６に接続する。図１Ａに示されるように、フィルターユニット１６は、それによりフィルターユニット１６が合流した下部フィルター管５８及び上部フィルター流入管３４に連結する濾過管部分７２を含む。濾過管部分７２はまた、装置出口７６で終わる流出口７４に連結される。装置出口７６は、装置１０により混合されて排出される培地溶液を回収する回収容器に連結するように構成される。様々な実施形態において、回収容器は、ガラス、プラスチック、又は金属で作られることができ、予め成形されていても可撓性でもよい。

フィルター１６は、濾過管部７２によりフィルターに流入する溶液を濾過するように構成される。例えば、フィルター１６は、フィルター１６内の膜により溶液から未溶解の粉末培地を除去することができる。フィルター１６はさらに、溶液が流出口７４により装置から流出する前に、フィルターに流入する溶液を滅菌するように構成されることができる。加えて、フィルター１６が濡れると空気がフィルター１６の膜を通過しないため、フィルター１６は、空気がフィルター１６から逃げることを可能にする疎水性通気口を備えた頂部セグメントをさらに含むことができる。この通気口は、空気がフィルター１６に閉じ込められ、濾過プロセスを妨げるのを防ぐ。

本技術で想定されているタイプのフィルターは、多くの供給業者から購入することができる。例えば、フィルター１６は、ナイロン又はセルロースアセテートを含むことができる。加えて、培地製品の場合、フィルター１６は典型的には０．２μフィルターであるが、特定の機能のために他のフィルターサイズを選択することができると考えられる。例えば、電気泳動緩衝液の調製には、汚染されていないが、必ずしも無菌でない溶液を必要とし、０．４５μフィルターで十分である。同様に、より粘性の高い溶液の調製には、より広い孔径が必要になる場合がある。要するに、フィルター１６は、あらゆる所望のサイズ、体積、孔径などのものであることができる。さらに、本明細書に開示されている技術の他の用途については、濾過装置を追加する必要がない場合がある。その後、液体は、流出口７４を通って回収容器に直接移動する。代わりに、いくつかの実施形態において、疎水性通気口フィルターが、フィルター１６の前のどこかの位置で使用され、溶解した培地に同伴された空気がフィルター１６を満たさないよう出ていくことを可能にする。

図１Ａに示されるように、下部フィルター管５８は、水流入管４８、下部流管５４、第２チャンバー管５６、及び下部フィルター管５８が接続する管部分に近接した水バイパス弁７８をさらに含む。このため、水バイパス弁７８が開位置にあり、水供給源が開いているとき、流体は、流体供給源から水流入口４８を通って下部フィルター管５８に流入する。下部フィルター管５８から、流体は濾過管部分７２によりフィルター１６に流れ込む。このようにして、流体は、第１混合チャンバー１２と第２混合チャンバー１４の両方を迂回し、フィルター１６に直接流れることができる（例えば、フィルター１６の背圧を軽減するため）。水バイパス弁７８が閉位置にあるとき、水バイパス弁７８は、流体（例えば、水供給源からの水、第２混合チャンバー１４により混合された重炭酸塩溶液）が第１混合チャンバー１２を迂回してフィルター１６に直接に流れるのを防ぐ。

同様に図１Ａに示されるように、上部フィルター流入管３４は、上部フィルター流入弁８０をさらに含む。したがって、上部フィルター流入弁８０が開位置にあるとき、上部フィルター流入管３４は、流体が上部フィルター流入管３４を通ってフィルター１６に流れることを可能にする。より具体的には、第１混合チャンバー１２が溶液（例えば、精製水、粉末培地、重炭酸塩、及び／又は補助物質の溶液）で満たされると、溶液は頂部ポート２０により第１混合チャンバー１２から流出し、頂部流入出口３０に流入する。次に、溶液は上部フィルター流入管３４に流入し、上部フィルター流入弁８０が開位置にあるとき、濾過管部７２によりフィルター１６に流入する。一方、上部フィルター流入弁８０が閉位置にあるとき、流体は上部フィルター流入管３４を通ってフィルター１６に流れることができない。

さらに、様々な実施形態において、混合装置１０は、混合装置１０内で測定値を得るための様々なセンサーを含むことができる。これらのセンサーは、例えば、（例えば、装置１０内の水圧を検出するための）圧力センサー、（例えば、装置１０内の溶液の導電率、ひいては濃度を検出するための）導電率センサー、（例えば、混合プロセスで消費される流体の体積及び流量を検出するための）回転式流量計などの体積センサー、（例えば、装置１０内の溶液のｐＨを検出するための）ｐＨセンサー、（例えば、装置１０内の流体の粘度を測定するための）粘度計などを含むことができる。図１Ｂに示されるように、例示的な実施形態において、混合装置１０は少なくとも、上部フィルター流入管３４に位置する圧力センサー９０と、合流した上部フィルター流入管３４及び下部フィルター管５８に位置する導電率センサー９２と、水流入管４８に位置する体積センサー９４とを含む。圧力センサー９０は、（例えば、フィルター１６の背圧が高くなりすぎないようにするために）フィルター１６に流入する流体の圧力を測定するように構成される。導電率センサー９２は、フィルター１６に流入する溶液の導電率を測定するように構成され、それにより、フィルター１６に流入し、最終的に装置１０から流出する溶液の濃度を間接的に測定する。最後に、体積センサー９４は、混合プロセス中に消費される水の体積及び流量を測定するように構成される。

様々な実施形態において、以下でさらに詳細に説明するように、粉末培地は、自動化された方法により混合装置１０で液体培地に混合される。混合装置１０を使用して自動化された方法により乾燥粉末培地から液体培地を調製することは、容易かつ効率的な液体培地の調製を可能にするため、現在の分野よりも改善されている。さらに、（例えば、コンピューティングシステムの一部として非一時的な機械可読媒体に格納された命令を実行する処理回路により実装される）自動化された方法を制御するプログラミングロジックを有することにより、乾燥粉末培地からの液体培地の調製が再現性及び一貫性のあるものとなる。

自動化された方法において、コンピューティングシステムは、弁（例えば、弁４４、５２、６２、６８、７０、７８、及び８０）の開閉と自動化された方法で使用される成分の供給源（例えば、水供給源、圧縮空気供給源、補助物質供給源）を制御して、粉末培地の液体培地への混合を制御する。コンピューティングシステムは、様々なトリガーに応答して弁及び成分供給源を開閉する。例えば、コンピューティングシステムは、混合プロセスに関係する混合装置１０からの（例えば、圧力センサー９０、導電率センサー９２、及び体積センサー９４からの）測定値を受信することができる。次いで、コンピューティングシステムは、特定のレベル、特定のレベルより下又は上、特定の範囲内などの測定値の受信に応答して、弁及び／又は成分供給源を開閉することができる。別の実施例として、コンピューティングシステムは、特定の経過時間に応答して弁及び／又は成分供給源を開閉することができる。

したがって、図２は、自動化された方法に従って混合装置１０を制御するように構成されたコンピューティングシステムを示しており、このコンピューティングシステムは混合制御装置１００として具現化されている。図２に示されるように、混合制御装置１００は、通信インターフェース１０２と処理回路１０４とを含む。通信インターフェース１０２は、混合制御装置１００と外部システム又はデバイスとの間の通信を容易にするように構成される。したがって、図２に示されるように、通信インターフェース１０２は、圧力センサー９０からの圧力データ、導電率センサー９２からの導電率データ、及び体積センサー９４からの体積／流量データなどの、混合装置１０に含まれるセンサー群１５０からの混合プロセスに関するデータを受信することができる。さらに、通信インターフェース１０２は、ユーザーデバイス１７０を介してユーザーからコマンドを受信することができる。例えば、通信インターフェース１０２は、自動化混合法の実行を開始するために、ユーザーデバイス１７０を介してユーザーからコマンドを受信することができる。

図２に示されるように、通信インターフェース１０２は、上述の弁４４、５２、６２、６８、７０、７８、及び８０などの弁群１５２の１つ以上にコマンドを送信することができる。同様に、通信インターフェース１０２は、（例えば、水入口５０に連結された）水供給源１６０、（例えば、補助物質入口４０に連結された）補助物質供給源１６２、（例えば、圧縮空気入口４２に連結された）圧縮空気供給源１６４などの成分供給源群１５４に命令又はコマンドを送信することができる。例えば、通信インターフェース１０２は、弁群１５２内の任意の弁又は成分供給源群１５４内の任意の成分供給源を開閉する命令を送信することができる。

通信インターフェース１０２は、外部システム又はデバイスとのデータ通信を行うための有線又は無線通信インターフェース（例えば、ジャック、アンテナ、送信機、受信機、トランシーバー、ワイヤターミナルなど）を含むことができる。様々な実施形態において、通信は、直接（例えば、ローカル有線又は無線通信）又は通信ネットワーク（例えば、ＷＡＮ、インターネット、セルラーネットワークなど）を介したものであることができる。例えば、通信インターフェース１０２は、イーサネット（登録商標）ベースの通信リンク又はネットワークを介してデータを送受信するためのイーサネットカード及びポートを含むことができる。別の実施例において、通信インターフェース１０２は、無線通信ネットワーク又はセルラー又は携帯電話通信トランシーバーを介して通信するためのＷｉＦｉトランシーバーを含むことができる。

処理回路１０４は、プロセッサー１０６とメモリー１０８とを含む。プロセッサー１０６は、汎用又は特定用途プロセッサー、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、処理コンポーネント群、又は他の適切な処理コンポーネントであることができる。プロセッサー１０６は、メモリー１０８に格納されるか又は他のコンピューター可読媒体（例えば、ＣＤＲＯＭ、ネットワークストレージ、リモートサーバーなど）から受信したコンピューターコード又は命令を実行するように構成される。

メモリー１０８は、本開示に記載されている様々なプロセスを完了するため及び／又は容易にするためのデータ及び／又はコンピューターコードを格納するための１つ以上のデバイス（例えば、メモリーユニット、メモリーデバイス、ストレージデバイスなど）を含むことができる。メモリー１０８は、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）、ハードドライブストレージ、一時記憶装置、不揮発性メモリー、フラッシュメモリー、光メモリー、又はソフトウェアオブジェクト及び／又はコンピューター命令を格納するための他の好適なメモリーを含むことができる。メモリー１０８は、データベースコンポーネント、オブジェクトコードコンポーネント、スクリプトコンポーネント、又は本開示に記載されている様々なアクティビティ及び情報構造をサポートするためのあらゆる他のタイプの情報構造を含み得る。メモリー１０８は、処理回路１０４を介してプロセッサー１０６に通信可能に接続することができ、本明細書に記載されている１つ以上のプロセスを（例えばプロセッサー１０６により）実行するためのコンピューターコードを含むことができる。プロセッサー１０６が本明細書に記載の様々なアクティビティを完了するためにメモリー１０８に格納された命令を実行する場合、プロセッサー１０６は一般に、混合制御装置１００（より詳細には処理回路１０４）を構成してそのようなアクティビティを完了する。

混合制御装置１００は、測定制御装置１１０及び方法実行制御装置１１２をさらに含む。図２に示されるように、測定制御装置１１０は、通信インターフェース１０２を介してセンサー群１５０から測定値を受信するように構成される。加えて、様々な実施形態において、測定制御装置１１０は、自動化された方法の実行中に経過時間を追跡するための内部タイマーで構成される。測定制御装置１１０は、自動化された方法の実行中に、受信した測定値及び／又は追跡した経過時間の１つ以上を方法実行制御装置１１２に提供する。加えて、測定制御装置１１０は、自動化された方法の実行中の方法実行制御装置１１２から自動化された方法の進捗を示すデータを受け取ることができる。例えば、測定制御装置１１０は、方法実行制御装置１１２から、自動化された方法の所定のステップが現在実行されていることの表示を受信することができる。

方法実行制御装置１１２は、弁群１５２及び成分供給源群１５４の１つ以上にコマンドを提供するように構成される。様々な実施形態において、方法実行制御装置１１２は、（ａ）通信インターフェース１０２を介して受信したユーザーからの命令及び（ｂ）測定制御装置１１０から受信したデータに応答してコマンドを提供する。一実施例において、方法実行制御装置１１２は、自動化された方法の実行を開始するユーザー命令に応答して、弁群１５２の特定の弁及び／又は成分供給源群１５４の特定の成分供給源を開閉することができる。第２の実施例において、方法実行制御装置１１２は、受信した測定値が特定のレベルにあることに応答して、弁群１５２の特定の弁及び／又は成分供給源群１５４の特定の成分供給源を開閉することができる。第３の実施例において、方法実行制御装置１１２は、特定の経過時間に応答して、弁群１５２の特定の弁及び／又は成分供給源群１５４の特定の成分供給源を開閉することができる。加えて、方法実行制御装置１１２は、フィードバックデータを測定制御装置１１０に提供するようにさらに構成されることができる。例えば、方法実行制御装置１１２は、自動化された方法の所定のステップが実行されたことを示す通知を測定制御装置１１０に提供することができる。

図３は、混合装置１０を使用して粉末培地を液体培地に混合するための自動化された方法２００の一実施例を示すフローチャートを示している。図４Ａ～４Ｇは、自動化された方法２００のステップ中に混合装置１０を通る流体の流れを示す。以下に説明するように、図３及び図４Ａ～４Ｅに示される一連のステップは、混合装置１０をうまく使用して粉末培地を液体培地に再構成するための厳密なプロトコルを示している。この厳密なプロトコルを使用することにより、自動化された方法２００の成功の鍵となるタイミングが得られる。例えば、例示的な実施形態において、混合制御装置１００は、自動化された方法２００のプロトコルを使用して、第１混合チャンバー１２の容積の５０％未満の粉末細胞培養培地量を混合する。

しかしながら、当業者は、自動化された方法２００が一例であることを意図しており、混合装置１０の使用を自動化された方法２００に関して説明したステップのタイプ及び順序に限定しないことを理解するであろう。むしろ、混合制御装置１００は、混合装置１０を用いた自動化された方法の他の実施形態を使用して、乾燥培地粉末を液体培地に混合し、より一般的には、乾燥粉末を液体に混合することができる。例えば、混合装置１０で使用する自動化された方法の他の実施形態は、異なる溶液成分の使用を含むこと、より少ないステップ又は追加のステップを含むこと、異なるステップを含むこと、自動化された方法２００のステップを異なる順序で提供することなどができる。さらに、混合装置１０で使用する自動化された方法の他の実施形態において、ステップは、以下で説明するものとは別に、ステップのための異なる「トリガー」又は追加の「トリガー」を含むことができる。

初めに、混合装置１０の運搬、設置、及びセットアップの間、すべての弁（例えば、弁４４、５２、６２、６８、７０、７８、及び８０）を閉じる（２０２）。これは、混合装置１０のセットアッププロセス中の漏れ及び汚染の防止に役立つ。例えば、セットアップ中に、チャンバー１２及び１４にそれぞれ予め測定された量の粉末培地及び重炭酸ナトリウムが提供されている第１混合チャンバー１２及び第２混合チャンバー１４を開梱し、図１Ａに示されるようにセットアップする。代わりに、第１混合チャンバー１２及び第２混合チャンバー１４を図１Ａに示されるようにセットアップし、一定分量の粉末培地及び重炭酸ナトリウムをチャンバー１２及び１４に入れる。次に、図１Ａに示されるような混合装置１０を生じるために、第１混合チャンバー１２及び第２混合チャンバー１４をフィルター１６及び管と共に構成する。さらに、圧縮空気源を圧縮空気入口４２に連結し、一定量の水を含む精製水供給源を水入口５０に連結し、必要に応じて、補助物質供給源を補助物質入口４０に連結する。回収容器も装置出口７６に連結する。

次に、混合制御装置１００は、水供給源、下部ポート弁６２、及び上部フィルター流入弁８０を開く（２０４）。図４Ａに示されるように、水供給源及び下部ポート弁６２が開かれると、水は水供給源から水流入管４８及び下部ポート弁６２を通って下部流管５４に流入する。次いで、水は、下部流管５４から下部ポート２４を通って第１混合チャンバー１２に流入し、この時点で、水は、第１混合チャンバー１２内に含まれる粉末培地と混合し始める。

さらに、上部フィルター流入弁８０が開いているため、第１混合チャンバー１２がチャンバー１２の底部から水で満たされ始めると、図４Ｂに示されるように、追い出された空気が第１混合チャンバー１２の頂部ポート２０から排出される。排出された空気は、頂部流入出口３０と上部フィルター流入管３４を通って流れる。排出された空気は、フィルター１６を通って流出口７４から流出することにより混合装置１０を出る。代わりに、フィルター１６の濾過膜が濡れると、膜により、空気が膜及びフィルター１６を通過できなくなる場合がある。したがって、代わりに、空気は、フィルター１６に設けられた（例えば、フィルター１６の頂部セグメントに設けられた）疎水性通気孔により混合装置１０から出ることができる。これは、第１混合チャンバー１２内に閉じ込められた空気の量を減らすため、有益である。

最終的に、下部ポート２４により第１混合チャンバー１２に流れ込み、粉末培地と混合して培地溶液を形成する水は、第１混合チャンバー１２を満たす。いくつかの実施形態において、第１混合チャンバー１２は、混合プロセスが開始した直後に（例えば、ステップ２０４中に）溶液で満たされる。他の実施形態において、第１混合チャンバー１２は、混合プロセスの後の方で（例えば、ステップ２０４の後に）溶液で満たされる。とにかく、これが起こると、溶液は、図４Ｂに示されるように、排気された空気と同じ経路をたどる。溶液は、頂部ポート２０を通って第１混合チャンバー１２を出て、頂部流入出口３０及び上部フィルター流入管３４を通って濾過管部分７２によりフィルター１６に流入する。フィルター１６により濾過されかつ滅菌された後、溶液は流出口７４に流入し、装置出口７６を通って混合装置１０から流出し、そこで回収容器により回収される。図４Ｃ～４Ｅには示されていないが、溶液が頂部ポート２０により第１混合チャンバー１２から流出し始めると、溶液は、水が第１混合チャンバー１２に流入し続ける限り、第１混合チャンバー１２から流出し、フィルター１６を通って、装置出口７６により装置１０から流出する（例えば、以下で説明するステップ２１６まで）。

所定の経過時間の後、混合制御装置１００は、下部ポート弁６２を閉じ、上部流入弁５２を開く（２０６）。例えば、一実施形態において、混合制御装置１００は、下部ポート弁６２を閉じて上部流入弁５２を開く前に１分間待機する。図４Ｃに示されるように、これにより、水は下部ポート２４による第１混合チャンバー１２への流入を停止する。代わりに、水は水流入管４８から上部流入口４６に流れる。上部流入口４６から、水は上部ポート２２により第１混合チャンバー１２に流入し、第１混合チャンバー１２内の粉末培地との混合を続ける。第１混合チャンバー１２への水の流れの下部ポート２４から上部ポート２２への切り替えは、水が下部ポート２４によりチャンバー１２に流入するときに発生する可能性のある高濃度の溶質、未溶解粒子、及び空気でフィルター１６を埋め尽くすことなく、チャンバー１２内の粉末培地の均一な溶解速度を維持するのに役立つ。さらに、水流を切り替えることにより、望ましい有益な溶解速度を促進することができる。

自動化された方法２００の上述のステップの間、混合制御装置１００は、上部フィルター流入管３４内の圧力を（例えば、圧力センサー９０により）連続的に監視する。上部フィルター流入管３４内の圧力が所定のレベルに達すると、混合制御装置１００は水バイパス弁７８を開く（２０８）。例えば、一実施形態において、上部フィルター流入管３４内の圧力が２０ｐｓｉｇ（重量ポンド毎平方インチゲージ圧）に達すると、混合制御装置１００は水バイパス弁７８を開く。図４Ｄに示されるように、これが起こると、水は上部流入口４６及び上部ポート２２により第１混合チャンバー１２に流れ込み続ける。しかし、水はまた、水供給源から水流入管４８を通って下部フィルター管５８に流入する。下部フィルター管５８から、水は、上部フィルター流入管３４と下部フィルター管５８が合流する場所で第１混合チャンバー１２から流出する溶液（図示せず）と混合する。その後、溶液は、濾過管部分７２によりフィルター１６に流入する。濾過後、水は流出口７４により装置１０から流出し、回収容器に流入する。水バイパス弁７８を開くことにより、水が第１混合チャンバー１２及び第２混合チャンバー１４を迂回してフィルター１６に直接流れることを可能にし、フィルター１６内の背圧を低減するのに役立つ。また、第１混合チャンバー１２が適切に機能するのに必要な流れを維持するのに役立つ。

混合制御装置１００は、水バイパス弁７８を所定の時間開いた状態に保ち、水がフィルター１６に直接流れることを可能にする。所定の時間が経過した後、混合制御装置１００は水バイパス弁７８を閉じる（２１０）。例えば、一実施形態において、混合制御装置１００は、２分経過後に水バイパス弁７８を閉じる。その後、フィルター１６への直接的な水流が停止し、混合装置１０は、図４Ｃに示されるようにステップ２０６の状態に戻される。水バイパス弁７８を閉じることにより、混合制御装置１００は、自動化された方法２００に必要な一定量の水（例えば、一定量の１０００Ｌの精製水）の早すぎる枯渇を回避するのに役立つ。

混合制御装置１００はまた、フィルターに入る溶液の導電率を（例えば、導電率センサー９２により）連続的に監視する。溶液は導電的に溶液濃度に関係しているため（例えば、溶液導電率が高いほど溶液濃度が高いことを示し、逆もまた同様）、フィルターに入る溶液の導電率を監視することにより、混合制御装置１００は、第１混合チャンバー１２を出る溶液の濃度を間接的に監視することができる。溶液の導電率が所定の導電率に達すると、混合制御装置１００は、上部流入弁５２を閉じ、下部ポート弁６２を開く（２１２）。例えば、一実施形態において、混合制御装置１００は、フィルターに入る溶液の導電率が６ｍＳ／ｃｍ（ミリジーメンス毎センチメートル）以下であるときに、上部流入弁５２を閉じ、下部ポート弁６２を開く。したがって、第１混合チャンバー１２への水流は、上部ポート２２から下部ポート２４に切り替わり、混合装置１０を図４Ａに示されるステップ２０４の状態に戻す。溶液の導電率が６ｍＳ／ｃｍに達したときに水の流れを上部ポート２２から下部ポート２４に切り替えることにより、第１混合チャンバー１２で混合する溶液中の溶質（例えば、粉末培地）の十分な濃度が（例えば、水供給源に提供された一定量の水が十分に濃縮された溶液に混合されることなく使い果たされないように）維持されることを確実にするのに役立つ維持される。

上部フィルター流入管３４内の圧力及びフィルター１６に入る溶液の導電率を監視することに加えて、混合制御装置１００はさらに、自動化された方法２００の実行中に消費される水量を（例えば、体積センサー９４により）連続的に監視する。所定の総水量が消費されると、混合制御装置１００は、下部ポート弁６２を閉じ、第２チャンバー流入弁７０を開き、第２チャンバー流出弁６８を開く（２１４）。例えば、一実施形態において、混合制御装置１００は、消費された総水量が８００Ｌ以上になると、下部ポート弁６２を閉じ、第２チャンバー流入弁７０を開き、第２チャンバー流出弁６８を開く。図４Ｅに示されるように、これが起こると、水は水供給源から水流入管４８を通って第２チャンバー管５６に流入する。第２チャンバー管５６から、水は、第２チャンバー下部ポート６６を通って第２混合チャンバー１４に流れ込み、そこで、第２混合チャンバー１４内で重炭酸ナトリウム粉末と混合する。第２混合チャンバー１４が水で満たされると、水と重炭酸塩の溶液は、第２チャンバー頂部ポート６４から押し出され、第２チャンバー流出口６０に押し込まれる。次いで、重炭酸塩溶液は、第２チャンバー流出口６０から下部流管５４に流入し、最終的に下部ポート２４により第１混合チャンバー１２に入る。重炭酸塩溶液が第１混合チャンバー１２に入ると、重炭酸塩溶液は第１混合チャンバー１２に含まれる水及び粉末培地と混合する。このようにして、重炭酸ナトリウム粉末（及び／又は第２混合チャンバー１４内に含まれる他の添加物）は、第１混合チャンバー１２内の溶液に添加される前に別個に溶解される。

混合制御装置１００は、所定の時間、弁をこの配置に保つ。所定の時間が経過した後、混合制御装置１００は、第２チャンバー流入弁７０を閉じ、第２チャンバー流出弁６８を閉じ、下部ポート弁６２を開く（２１６）。例えば、一実施形態において、混合制御装置１００は、少なくとも５分が経過すると、第２チャンバー流入弁７０を閉じ、第２チャンバー流出弁６８を閉じ、下部ポート弁６２を開く。これにより、第２混合チャンバー１４を通る水流が停止し、下部ポート２４を通して水供給源から第１混合チャンバー１２への水流が再開し、混合装置１０が図４Ａに示されるステップ２０４及び２１２の配置に戻る。

最後に、（例えば、体積センサー９４により）消費された総水量が所定の総量に達したと混合制御装置１００が判定すると、混合制御装置１００は、水供給源及び上部フィルター流入弁８０を閉じる。混合制御装置１００はさらに、圧縮空気弁４４及び水バイパス弁７８を開く（２１８）。例えば、一実施形態において、混合制御装置１００は、混合プロセス中に１，０００Ｌの水が消費されると、水供給源及び上部フィルター流入弁８０を閉じ、圧縮空気弁４４及び水バイパス弁７８を開く。これが起こると、圧縮空気は、圧縮空気供給源から圧縮空気入口４２により圧縮空気流入口３８に流入する。圧縮空気流入口３８から、圧縮空気は、共通流入口３２に流入し、頂部流入出口３０により頂部ポート２０を通って第１混合チャンバー１２に流入する。第１混合チャンバー１２に流入する圧縮空気は、チャンバー１２内に残っている溶液を、下部ポート２４を通してチャンバー１２から下部流管５４に排出する。排出された溶液は、その後、下部流管５４を通って下部フィルター管５８に流入し、濾過管部分７２によりフィルター１６に流入する。濾過された後、溶液は流出口７４を通って装置出口７６に連結された回収容器に流入する。このようにして、圧縮空気を使用して、第１混合チャンバー１２内に残っている溶液を装置１０から回収容器に排出し、目標体積収率（例えば、１，０００Ｌの調製液体培地）を得ることができる。

自動化された方法２００の任意のステップ中に、第１混合チャンバー１２で混合されている溶液に補助物質を加えることができる。図４Ｇは、第１混合チャンバー１２への所定の補助物質の流れを示している。補助物質は、補助物質入口４０により装置１０の補助物質流入口３６に流入し、補助物質流入口３６の管をたどって共通流入口３２に流入する。第１混合チャンバー１２で混合している溶液がチャンバー１２にまだ含まれている場合、補助物質は、共通流入口３２から頂部流入出口３０に流入し、頂部ポート２０により第１混合チャンバー１２に流入する。第１混合チャンバー１２で混合している溶液がチャンバー１２を満たし、頂部ポート２０から流出している場合、補助物質は、上部フィルター流入管３４内でチャンバー１２から流出する溶液と混合する。

しかしながら、上述の自動化された方法２００は粉末細胞培養培地の再構成に関するが、混合装置１０の実施形態は自動化された方法の実施形態と共に使用して、様々な乾燥成分を液体に、例えば様々なバイオプロセス粉末をバイオプロセス溶液に再構成することができることを理解されたい。さらに、使用される液体溶媒は、水、アルコール、又は他の有機物であることができると考えられる。溶解度特性、使用する溶媒、必要な量、溶媒と再構成された化学物質との化学的相互作用は、粉末を再構成するのに使用される自動化された方法の実施形態及び所定の自動化された方法の実施形態で使用される混合装置の構成のガイドラインを提供する役割を果たす。さらに、本明細書に記載の好ましい実施形態は、乾燥成分を再構成する目的でこれらの乾燥成分に液体を加えるが、混合装置は、濃縮液又は液体と粉末の一連の組み合わせの再構成のために同様に効果的であると考えられる。

様々な修正された形式の技術を、様々な最終用途に合わせて構築することができる。例えば、混合装置１０は、第１混合チャンバー１２のみを含むことができる。粉末培地と重炭酸ナトリウムなどの二次添加物の両方を一緒に第１混合チャンバー１２に供給することができる。したがって、液体中に固体を溶解させるのに必要なチャンバーは１つだけである。別の実施例として、混合装置１０は、（例えば、追加の二次添加物を別々に混合するために）第１混合チャンバー１２及び第２混合チャンバー１４の他に１つ以上の追加の混合チャンバーを含むことができる。

前述の説明は、本明細書で開示されるシステム、デバイス、及び方法の特定の実施形態を詳述している。しかし、当然のことながら、前述の内容が文章でどの程度詳細に記載されていても、デバイス及び方法は様々に実施することができる。また前述のように、技術の特定の特徴又は態様を説明する際の特定の用語の使用は、用語が関連付けられている技術の特徴又は態様の特定の特性を含むことに限定されるようにその用語が本明細書で再定義されていることを意味するものではないことに留意されたい。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物に従って解釈されるべきである。

記載された技術の範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を行うことができることは、当業者に理解されるであろう。このような修正及び変更は、添付の特許請求の範囲により定められるように、実施形態の範囲内に入ることが意図されている。また、一実施形態に含まれる部分は、他の実施形態と交換可能であり、図示された実施形態の１つ以上の部分を他の図示された実施形態と任意の組み合わせで含むことができることも当業者には理解されるであろう。例えば、本明細書に記載明され、かつ／又は図面に示された様々なコンポーネントのいずれかを、他の実施形態と組み合わせ、交換し、又は除外することができる。

図面を参照して本明細書の実施形態を説明した。図面は、本明細書に記載されるシステム及び方法を実施する特定の実施形態の特定の詳細を示している。しかしながら、図面を用いて実施形態を説明することは、図面に存在する可能性のある制限を本開示に課すものと解釈されるべきではない。

本明細書における複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、文脈及び／又は用途に適切なように、複数形から単数形及び／又は単数形から複数形に翻訳することができる。様々な単数形／複数形の入れ替えは、明確にするために、本明細書に明示的に記載されることができる。

一般に、本明細書及び特に添付の特許請求の範囲で使用される用語は、一般に「オープンな」用語として意図されていることを当業者は理解するであろう（例えば、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は「含むが、これ（ら）に限定されない」と解釈されるべきであり、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「有する」という用語は、それぞれ「少なくとも含む」及び「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語は「含むが、これ（ら）に限定されない」と解釈されるべきである、など）。さらに、導入された請求項の記載の特定の数が意図されている場合、そのような意図は請求項に明示的に記載されており、そのような記載がない場合、そのような意図が存在しないことを当業者は理解するであろう。例えば、理解の一助として、以下の添付の特許請求の範囲は、請求項の記載を導入するために「少なくとも１つの」及び「１つ以上の」という導入句の使用を含むことができる。しかしながら、このような語句の使用は、同じ請求項が導入句「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」及び「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合でも、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」によるクレームの記載の導入が、このようなクレームの記載を含む特定のクレームを、このような記載を１つだけ含む実施形態に限定することを暗示すると解釈されるべきではない。一般的に、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味すると解釈されるべきであり、同じことがクレームの記載を導入するために使用される定冠詞の使用にも当てはまる。

また、「Ａ、Ｂ、及びＣなどの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、一般に、このような構文は、当業者がこの慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａを単独で、Ｂを単独で、Ｃを単独で、Ａ及びＢを共に、Ａ及びＣを共に、Ｂ及びＣを共に、及び／又はＡ、Ｂ、及びＣを共に有するシステムなどを含むが、それらに限定されない）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、一般に、このような構文は、当業者がこの慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａを単独で、Ｂを単独で、Ｃを単独で、Ａ及びＢを共に、Ａ及びＣを共に、Ｂ及びＣを共に、及び／又はＡ、Ｂ及びＣを共に有するシステムなどを含むが、それらに限定されない）。明細書、特許請求の範囲、又は図面のいずれにおいても、２つ以上の代替用語を提示する実質的にいかなる離接語及び／又は句も、用語の１つ、用語のいずれか、又は用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には更に理解されるであろう。例えば、「Ａ又はＢ」という語句は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解される。

本開示のために、「連結」という用語は、２つの部材が互いに直接又は間接的に結合することを意味する。そのような接合は、固定的又は移動可能です。そのような接合は、２つの部材又は２つの部材と追加の中間部材が互いに単一の一体体として一体に形成されるか、２つの部材又は２つの部材と追加の中間部材が互いに取り付けられることで達成できる。そのような接合は、本質的に永続的であっても、本質的に取り外し可能又は解放可能であってもよい。

本明細書で説明された技術には多くの用途があり、本技術の特定の実施形態を詳細に説明したが、本明細書で説明された設計上の考慮事項を考慮して開示された実施形態を修正できることは当業者には明らかであろう。したがって、前述の説明は、限定ではなく例示と見なされるべきであり、本発明の真の範囲は、添付の特許請求の範囲で定められるものである。

Claims (24)

1. 自動化された方法であって、
   液体バイオプロセス溶液に再構成される乾燥成分を提供することと、
   前記乾燥成分から前記液体バイオプロセス溶液を自動的に調製するために、処理回路により、少なくとも１つの混合チャンバーに流体が入るための下部ポート及び上部ポートを有する前記少なくとも１つの混合チャンバーと、システム内の流体の流れのための複数の管と、前記管内に設けられかつ前記処理回路により制御される複数の弁とを含む自動化されたシステムを制御することと
   を含み、
   前記自動化されたシステムを制御することは、前記処理回路により、前記自動化されたシステムを制御して前記液体バイオプロセス溶液の調製を引き起こす一連の連続混合ステップを行うことを含み、前記一連の連続混合ステップは、
   前記下部ポートに関連する第１の弁を開いて、前記下部ポートを通して前記少なくとも１つの混合チャンバーに流体を供給することと、
   所定の経過時間の後、前記第１の弁を閉じかつ前記上部ポートに関連する第２の弁を開いて、前記上部ポートを通して前記少なくとも１つの混合チャンバーに流体を供給することと
   を含む、方法。
2. 前記液体バイオプロセス溶液は細胞培養培地である、請求項１に記載の方法。
3. 前記液体バイオプロセス溶液は緩衝液である、請求項１に記載の方法。
4. 前記乾燥成分は粉末状である、請求項１に記載の方法。
5. 前記乾燥成分は顆粒状である、請求項１に記載の方法。
6. 前記液体バイオプロセス溶液の調製中に１つ以上の測定値を得ることをさらに含み、各ステップは、測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つにより引き起こされる、請求項１に記載の方法。
7. 前記１つ以上の測定値は、圧力、導電率、調製中に消費される水の体積、流量、又は経過時間の少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
8. 各ステップは、前記自動化されたシステム内の流体の流れを制御するために、前記処理回路により前記複数の弁の少なくとも１つを開閉することを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記自動化されたシステムは、前記管への２つ以上の流入口をさらに含み、各流入口が、流体の流れを前記自動化されたシステムに向けるように構成されている、請求項１に記載の方法。
10. 自動化された方法であって、
    液体バイオプロセス溶液に再構成される乾燥成分を提供することと、
    少なくとも１つの混合チャンバーに流体が入るための下部ポート及び上部ポートを有する前記少なくとも１つの混合チャンバーと、システム内の流体の流れのための複数の管と、前記管内に設けられた複数の弁と、前記管への１つ以上の流入口とを含む自動化されたシステムを提供することと、
    前記１つ以上の流入口の１つに精製水供給源を連結することと、
    前記乾燥成分から前記液体バイオプロセス溶液を調製するために、
    少なくとも、
    前記下部ポートに関連する第１の弁を開いて、前記下部ポートを通して前記少なくとも１つの混合チャンバーに流体を供給することと、
    所定の経過時間の後、前記第１の弁を閉じかつ前記上部ポートに関連する第２の弁を開いて、前記上部ポートを通して前記少なくとも１つの混合チャンバーに流体を供給することと
    を含む一連の連続混合ステップを行うことと、
    前記液体バイオプロセス溶液の調製中に１つ以上の測定値を得ることと
    により、処理回路により、前記自動化されたシステムを制御することと
    を含み、
    各ステップは、測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つにより引き起こされる、方法。
11. 前記液体バイオプロセス溶液は細胞培養培地である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記液体バイオプロセス溶液は緩衝液である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記乾燥成分は粉末状である、請求項１０に記載の方法。
14. 前記乾燥成分が顆粒状である、請求項１０に記載の方法。
15. 前記１つ以上の測定値は、圧力、導電率、調製中に消費される水の体積、流量、又は経過時間の少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記自動化されたシステムは２つ以上の流入口を含み、前記方法は、
    前記２つ以上の流入口の１つに圧縮空気供給源を連結することと、
    前記圧縮空気供給源を開いて、前記自動化されたシステムから調製された前記液体バイオプロセス溶液を排出することと
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
17. 前記自動化されたシステムは、前記乾燥成分を含む第１混合チャンバーと添加物を含む第２混合チャンバーとを少なくとも含み、
    前記ステップの少なくとも１つが、前記添加物を、前記第１混合チャンバーに添加される前に前記第２混合チャンバー内で精製水と混合させる、請求項１０に記載の方法。
18. 液体バイオプロセス溶液を調製するための自動化された装置であって、
    少なくとも１つの混合チャンバーに流体が入るための下部ポート及び上部ポートを有する前記少なくとも１つの混合チャンバーと、
    複数の管と、
    前記管内に設けられた複数の弁と、
    少なくともプロセッサーと、命令が格納されたメモリーとを含む混合制御装置であって、前記複数の弁を制御して乾燥成分から液体バイオプロセス溶液を調製するように構成された混合制御装置と
    を含み、
    前記複数の弁を制御することは、少なくとも、
    前記下部ポートに関連する第１の弁を開いて、前記下部ポートを通して前記少なくとも１つの混合チャンバーに流体を供給することと、
    所定の経過時間の後、前記第１の弁を閉じかつ前記上部ポートに関連する第２の弁を開いて、前記上部ポートを通して前記少なくとも１つの混合チャンバーに流体を供給することと
    を含む、自動化された装置。
19. 前記液体バイオプロセス溶液の調製中に１つ以上の測定値を得るように構成された１つ以上のセンサーをさらに含み、
    前記混合制御装置は、前記測定値が測定閾値を下回ること、測定閾値に等しいこと、又は測定閾値を超えることのうちの少なくとも１つに応答して前記複数の弁を制御するように構成される、請求項１８に記載の自動化された装置。
20. 前記１つ以上のセンサーは、圧力センサー、導電率センサー、体積センサー、又はタイマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の自動化された装置。
21. 前記管への２つ以上の流入口をさらに備え、各流入口は、流体の流れを前記自動化されたシステムに向けるように構成される、請求項１８に記載の自動化された装置。
22. 前記２つ以上の流入口の１つが圧縮空気供給源に連結されるように構成され、
    前記混合制御装置はさらに、前記圧縮空気供給源を開いて前記自動化された装置から調製された液体バイオプロセス溶液を排出するように構成される、請求項２１に記載の自動化された装置。
23. 前記自動化された装置は、乾燥成分を含む第１混合チャンバーと、添加物を含む第２混合チャンバーとを少なくとも含み、
    前記混合制御装置は、前記添加物が前記第２混合チャンバー内で精製水と混合され、その後前記第１混合チャンバーに添加されるように、前記複数の弁を制御するように構成される、請求項１８に記載の自動化された装置。
24. 前記液体バイオプロセス溶液は細胞培養培地又は緩衝液である、請求項１８に記載の自動化された装置。

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