KR20120102050A - 입자를 조작하는 방법, 시스템 및 장치 - Google Patents

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KR20120102050A
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서닐 메타
토드 허만
조 맥마혼
스티븐 윌슨
이안 피츠패트릭
티모시 크레이그
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케이비아이 바이오파마, 인크.
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Abstract

본 발명에 따른 입자를 조작하는 장치는, 축에 대해 소정 속도로 회전 가능한 회전자로서, 회전자는 외주연부 그리고 전방 및 후방 대향 측부를 갖는, 회전자와; 회전자 상에 장착되는 적어도 1개의 챔버(50)로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 챔버와; 축에 대해 회전 가능한 제대형 조립체와; 회전자의 속도의 약 1/2로 제대형 조립체를 회전시키도록 구성되는 구동 기구를 포함한다. 제대형 조립체는 회전자의 후방 측부에서 드럼에 연결되는 곡선형 안내 튜브(125)와, 안내 튜브 내에 위치되는 가요성 도관(130)과, 도관을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 긴 통로(135)를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통된다. 통로는 서로에 대해 이격된 관계로 유지된다.

Description

입자를 조작하는 방법, 시스템 및 장치{METHODS, SYSTEMS AND APPARATUS FOR MANIPULATING PARTICLES}
본 발명은 입자를 전달 및 조작(manipulating)하는 데 사용되는 방법, 시스템 및 장치 그리고 또한 연속 유체 원심 분리기 등의 입자를 전달 및 조작하는 시스템 및 장치에 유용한 구성 요소에 관한 것이다.
종래의 연속 유체 원심 분리기는 누출 및/또는 오염과 관련된 여러 문제점을 유발한다. 예컨대, 종래의 연속 유동 원심 분리기에서, 소정 길이의 튜브가 원심 분리될 유체 재료를 수용하는 장치의 회전 축에 견고하게 부착될 때에, 전체 길이의 튜브가 튜브의 비틀림을 피하도록 회전 밀봉부 또는 다른 수단의 사용에 의해 회전되어야 한다. 그러나, 이들 밀봉부는 과도하게 빈번하게 누출 및/또는 오염의 발생원이 된다.
연속 유동 원심 분리기와 사용되는 제대형 배열 장치(umbilical-like arrangement)가 예컨대 미국 특허 제4,216,770호, 제4,419,089호, 제4,389,206호 및 제5,665,048호에 개시되어 있다. 그러나, 이들 해결책은 고속으로 원심 분리기를 회전시킴으로써 생성되는 관성력(g-force)으로 인해 및/또는 입자를 실질적으로 고정하는 데 필요한 연속 유체 유동으로 인해 튜브 상에 부여되는 높은 응력 및 변형률을 충분히 처리하지 못한다. 더욱이, 고속으로 원심 분리기를 회전시키는 것은 제대형 시스템 및 그 내에 수용된 튜브의 증가된 "부분" 비틀림 작용을 생성하고, 현재까지 개시된 배열 장치는 제대형 시스템 및 그 내에 수용된 튜브가 파괴 전에 수용 가능한 크기의 시간 동안 고속으로 회전되게 하지 못한다. 바꿔 말하면, 전술된 해결책은 간단하게 말하면 시스템이 상당한 정도까지 "확장"되게 하지 못하고 시스템이 튜브 시스템의 급속하고 심각한 파괴 없이 고속으로 회전되게 하지 못하는 것으로 여겨진다.
작은-규모의 작업에 대해, 회전 밀봉부 등의 제거는 종래의 연속 유동 원심 분리기와 관련된 일부 오염 문제점을 처리할 수 있다. 그러나, 다른 오염 문제가 남아 있다. 예컨대, 유체 유동 경로는 최대한의 관심이 세정 및/또는 살균에서 집중되지 않으면 시간이 경과함에 따라(예컨대, 1회 초과의 사용 후에) 오염될 수 있다. 일회용 유체 유동 경로(또는 다수개의 일회용 유체 유동 경로)는 값비싸고 시간-소모적인 세정에 대한 필요성을 제거할 수 있고, 오염-없는 작업의 보증을 도울 수 있다. 일회용 유체 유동 경로는 바람직하게는 용이하게 교체 가능할 것이고, 위에서 논의된 것과 같이 전체로서의 시스템이 "확장"되게 하는 시스템에 맞게 변형 가능할 것이다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 입자를 조작하는 장치는, 축에 대해 소정 속도로 회전 가능한 회전자로서, 회전자는 외주연부 그리고 전방 및 후방 대향 측부를 갖는, 회전자와; 회전자 상에 장착되는 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 챔버와; 축에 대해 회전 가능한 제대형 조립체와; 회전자의 속도의 약 1/2로 제대형 조립체를 회전시키도록 구성되는 구동 기구를 포함한다. 제대형 조립체는 회전자의 후방 측부에서 드럼에 연결되는 곡선형 안내 튜브와, 안내 튜브 내에 위치되는 가요성 도관과, 도관을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 긴 통로를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통된다. 통로는 서로에 대해 이격된 관계로 유지된다.
일부 실시예에서, 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로는 도관의 길이의 적어도 대부분을 통해 연장되는 대응 제1 및 제2 가요성 튜브를 포함한다. 도관 내의 포팅 재료(potting material)는 서로에 대해 이격된 관계로 튜브를 유지하고 도관에 대해 이격된 관계로 튜브를 유지하도록 구성된다. 포팅 재료는 도관에 대한 튜브의 운동을 제한하고 및/또는 서로에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제대형 조립체는 도관의 길이의 적어도 대부분을 통해 연장되는 가요성 부재를 추가로 포함하고, 가요성 부재는 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브는 가요성 부재를 둘러싼다. 포팅 재료는 가요성 부재에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성될 수 있다.
각각의 챔버는 가요성 반투명 또는 투명 유체 챔버일 수 있고, 장치는 회전자의 전방 측부에 피벗식으로 장착되는 적어도 1개의 챔버 홀더를 추가로 포함할 수 있고, 각각의 챔버 홀더는 각각의 챔버를 해제 가능하게 둘러싸도록 구성된다. 각각의 챔버 홀더는 둘러싸여진 챔버로의 시각적 접근이 가능하도록 창을 포함할 수 있다.
각각의 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분 그리고 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 포함할 수 있다. 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 제1 가요성 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 연결되고, 제2 가요성 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 연결된다. 플랜지 입구 및 출구 경로는 제1 및 제2 튜브가 플랜지 입구 및 출구 경로와 연결되는 지점으로부터 연장되는 세그먼트를 따라 실질적으로 평행할 수 있다.
일부 실시예에서, 도관 및 통로는 이격된 통로를 형성하는 내부 긴 채널들과 외벽을 갖는 가요성 연장부로 합체된다.
각각의 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분 그리고 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 포함할 수 있다. 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 유체 소통된다. 제1 튜브가 제1 통로와 플랜지 입구 유체 경로를 연결할 수 있고, 제2 튜브가 제2 통로와 플랜지 출구 유체 경로를 연결할 수 있고, 플랜지 입구 및 출구 경로는 제1 및 제2 튜브가 플랜지 입구 및 출구 경로와 연결되는 지점으로부터 연장되는 세그먼트를 따라 실질적으로 평행할 수 있다. 커넥터가 제1 및 제2 통로의 각각에서 포함될 수 있고, 이때 하나의 커넥터가 제1 통로와 제1 튜브를 연결하도록 구성되고, 다른 커넥터는 제2 통로와 제2 튜브를 연결하도록 구성된다.
구동 기구는 기어를 포함할 수 있다. 기어는 드럼에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여질 수 있다. 도관은 근접 및 말단 대향 단부를 포함할 수 있고, 도관 말단 단부는 회전자에 연결된다. 일부 실시예에서, 도관 말단 단부는 실질적으로 육각형 형상의 커플링을 갖는다.
일부 실시예에서, 제대형 조립체는 이격된 관계로 통로를 유지하도록 도관 내의 복수개의 이격된 가요성 홀더를 포함한다.
일부 실시예에서, 적어도 1개의 챔버는 이격된 관계로 회전자 상에 장착되는 복수개의 챔버를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외주연부 그리고 전방 및 후방 대향 측부를 갖는 회전자를 포함하는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 일회용 유체 경로는, 회전자 상에 장착되는 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 챔버와; 회전자의 외주연부 주위에서 휘어지고 회전자에 연결되는 가요성 도관과; 도관을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 가요성 튜브로서, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 제1 및 제2 가요성 튜브와; 도관 내의 포팅 재료로서, 포팅 재료는 이격된 관계로 튜브를 유지하도록 구성되는, 포팅 재료를 포함한다. 포팅 재료는 도관에 대한 및/또는 서로에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 일회용 유체 경로는 도관을 통해 연장되는 가요성 부재를 추가로 포함하고, 가요성 부재는 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브는 가요성 부재를 둘러싼다. 포팅 재료는 가요성 부재에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회전자 그리고 회전자에 부착되는 입구 및 출구를 갖는 적어도 1개의 챔버를 갖는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 제대형 조립체는, 회전자의 후방 측부에서 드럼에 연결되는 곡선형 안내 튜브와; 안내 튜브 내에 위치되는 가요성 도관과; 도관의 길이의 적어도 대부분을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 가요성 튜브로서, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 제1 및 제2 가요성 튜브와; 도관 내의 포팅 재료로서, 포팅 재료는 이격된 관계로 튜브를 유지하도록 구성되는, 포팅 재료를 포함한다. 포팅 재료는 도관에 대한 및/또는 서로에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제대형 조립체는 도관을 통해 연장되는 가요성 부재를 추가로 포함하고, 가요성 부재는 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브는 가요성 부재를 둘러싼다. 포팅 재료는 가요성 부재에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회전자 그리고 회전자에 부착되는 적어도 1개의 챔버를 갖는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 제대형 조립체는, 각각의 챔버를 위해 그 내에 제1 및 제2 이격 통로를 갖는 가요성 연장부를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 회전자를 갖는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 일회용 유체 경로는 제1 일회용 섹션 및 제2 일회용 섹션을 포함한다. 제1 일회용 섹션은, 회전자 상에 보유되도록 구성되는 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 챔버와, 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 튜브로서, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되도록 구성되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되도록 구성되는, 제1 및 제2 가요성 튜브를 포함한다. 제2 일회용 섹션은, 적어도 1개의 용기와 유체 소통되는 튜브로서, 튜브는 1개 이상의 밸브 내에 끼워지도록 구성되는, 튜브를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 일회용 섹션은 적어도 1개의 용기와 유체 소통되는 복귀 튜브(return tubing)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제2 일회용 섹션은 적어도 1개의 용기와 유체 소통되는 복귀 튜브를 포함한다. 제1 및 제2 일회용 섹션은 살균 튜브 용접 공정을 사용하여 연결되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 챔버는 가요성 반투명 또는 투명 유체 챔버를 포함하고, 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분을 포함한다. 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 또한 포함하고, 플랜지는 일체형 입구 유체 경로 및 일체형 출구 유체 경로를 포함한다. 제1 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 연결되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 연결된다. 플랜지 입구 및 출구 유체 경로는 제1 및 제2 튜브가 플랜지 입구 및 출구 유체 경로와 연결되는 지점으로부터 연장되는 세그먼트를 따라 실질적으로 평행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원심 유체 처리 시스템은, 내부 공동을 갖는 하우징으로서, 이때 접근 구멍이 하우징의 외부 표면으로부터 내부 공동까지 연장되는, 하우징과; 내부 공동 내에서 회전자 상에 이격된 관계로 유지되는 복수개의 유체 챔버와; 그 내에서 이격된 관계로 복수개의 가요성 튜브를 유지하는 가요성 도관으로서, 가요성 도관은 하우징의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍을 통해 내부 공동 내로 연장되고, 복수개의 튜브는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 튜브를 포함하고, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되고, 가요성 도관은 도관의 내부 체적을 실질적으로 충전하고 가요성 튜브를 둘러싸는 중실 가요성 재료(solid flexible material)를 포함하고, 이때 중실 가요성 재료는 이격된 관계로 가요성 튜브를 유지하도록 구성되는, 가요성 도관과; 내부 공동 내에 가요성 도관의 일부를 보유하는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브와; 제1 속도로 안내 튜브를 회전시키고 제2 속도로 회전자 및 유체 챔버를 회전시키도록 구성되는 구동 기구로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 2배인, 구동 기구를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원심 유체 처리 시스템은, 내부 공동을 갖는 하우징으로서, 이때 접근 구멍이 하우징의 외부 표면으로부터 내부 공동까지 연장되는, 하우징과; 내부 공동 내에서 회전자 상에 이격된 관계로 유지되는 복수개의 유체 챔버와; 그 내에 복수개의 이격 통로를 포함하는 가요성 도관으로서, 가요성 도관은 하우징의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍을 통해 내부 공동 내로 연장되고, 복수개의 튜브는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 가요성 도관과; 개방된 중심 통로를 갖는 실질적으로 깔때기-형상의 지지부로서, 지지부는 내부 공동 내로 더욱 연장됨에 따라 외향으로 테이퍼를 형성하는 형상을 갖고, 지지부는 가요성 도관을 둘러싸고, 이때 깔때기 형상의 지지부의 중심선이 접근 구멍의 중심선과 정렬되는, 지지부와; 내부 공동 내에 가요성 도관의 일부를 보유하는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브와; 제1 속도로 안내 튜브를 회전시키고 제2 속도로 회전자 및 유체 챔버를 회전시키도록 구성되는 구동 기구로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 2배인, 구동 기구를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원심 유체 처리 시스템은, 내부 공동을 갖는 하우징으로서, 이때 접근 구멍이 하우징의 외부 표면으로부터 내부 공동까지 연장되는, 하우징과; 내부 공동 내에서 회전자 상에 이격된 관계로 유지되는 입구 및 출구를 갖는 복수개의 가요성 반투명 또는 투명 유체 챔버로서, 각각의 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분을 포함하고, 각각의 챔버는 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 포함하고, 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 플랜지 입구 유체 경로는 챔버의 입구와 유체 소통되고, 플랜지 출구 유체 경로는 챔버의 출구와 유체 소통되는, 유체 챔버와; 그 내에 복수개의 긴 이격 통로를 포함하는 가요성 도관으로서, 가요성 도관은 하우징의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍을 통해 내부 공동 내로 연장되고, 복수개의 통로는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 유체 소통되는, 가요성 도관과; 내부 공동 내에 가요성 도관의 일부를 보유하는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브와; 제1 속도로 안내 튜브를 회전시키고 제2 속도로 회전자 및 유체 챔버를 회전시키도록 구성되는 구동 기구로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 2배인, 구동 기구와; 내부 공동 내의 복수개의 실질적으로 강성의 챔버 홀더로서, 각각은 회전자에 부착되는 각각의 가요성 챔버를 해제 가능하게 보유하도록 된 크기 및 구성을 갖는, 챔버 홀더를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입자를 조작하는 방법은, 외주연부를 갖는 회전자 상의 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 챔버와, 각각의 챔버를 위해 그 내에 제1 및 제2 이격 통로를 갖는 가요성 도관으로서, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 가요성 도관과, 그 내에 도관의 일부를 보유하고 회전자의 외주연부 주위에서 휘어지는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은, 제1 속도로 회전자 및 적어도 1개의 챔버를 회전시키는 단계로서, 그에 의해 원심력장(centrifugal force field)을 생성하는, 단계와; 제2 속도로 안내 튜브 및 그 내의 도관을 회전시키는 단계로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 1/2이고, 그에 의해 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로가 완전히 비틀리는 것(fully twisting)을 억제하는, 단계와; 제1 통로를 사용하여 각각의 챔버 내로 매체 및 입자를 유동시키는 단계로서, 매체 및 입자의 연속 유동이 원심력장과 실질적으로 반대되는 유체력(fluid force)을 생성하고, 그에 의해 각각의 챔버 내의 유동화 베드(fluidized bed) 내에 입자들 중 적어도 일부를 고정하는, 단계와; 각각의 챔버로부터 외부로 제2 통로를 통해 매체를 유동시키는 단계를 추가로 포함한다.
하나의 실시예에 대해 설명된 본 발명의 특징은 그에 대해 구체적으로 설명되어 있지 않지만 상이한 실시예에서 합체될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 즉, 모든 실시예 및/또는 임의의 실시예의 특징은 임의의 방식 및/또는 조합으로 조합될 수 있다. 본 출원인은 그러한 방식으로 최초로 청구되지 않았지만 임의의 다른 청구항의 임의의 특징으로부터 종속되고 및/또는 임의의 다른 청구항의 임의의 특징을 합체하도록 임의의 최초로 출원된 청구항을 보정할 수 있는 권리를 포함하는 임의의 최초로 출원된 청구항을 변경하거나 그에 따라 임의의 새로운 청구항을 출원할 권리를 보유한다. 본 발명의 이들 및 다른 목적 및/또는 특징은 아래에 기재된 명세서에서 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템의 측면 사시도이다.
도 2는 도 1의 시스템의 반대편 측면 사시도이다.
도 3은 내부 구성 요소를 도시하는 도 1의 시스템의 내부 부분의 측면 사시이다.
도 4는 내부 구성 요소를 도시하는 도 1의 시스템의 내부 부분의 측면 사시이다.
도 5a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템 및 조립체에서 사용되는 챔버를 도시하고 있다.
도 5b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템 및 조립체에서 사용되는 챔버 홀더를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른 도 1의 시스템 내의 소정 위치의 챔버 및 챔버 홀더를 도시하고 있다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따른 일회용 챔버의 평면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체의 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체의 부분 단면도이다.
도 9b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체의 일부를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체의 사시도이다.
도 11은 드럼과 연결되는 도 10의 제대형 조립체를 도시하는 사시도이다.
도 12는 도 10의 제대형 조립체와 결합되는 구동 기구를 도시하는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체의 평면도이다.
도 14a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체와 사용되는 깔때기 형상의 진입/배출 포트의 사시도이다.
도 14b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체와 사용되는 클램프를 도시하고 있다.
도 14c는 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체와 사용되는 깔때기-형사의 진입/배출 포트의 사시도이다.
도 14d는 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체와 사용되는 깔때기-형상의 진입/배출 포트를 도시하고 있다.
도 15는 본 발명의 일부 실시예에 따른 일회용 유동 경로를 포함하는 시스템의 사시도이다.
도 16은 도 15의 시스템의 또 다른 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일부 실시예에 따른 작업을 도시하는 흐름도이다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템과 결합되는 디스플레이의 모의된 스크린샷이다.
도 21은 본 발명의 일부 실시예에 따른 제대형 조립체의 일부를 도시하고 있다.
본 발명은 이제부터 본 발명의 일부 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 이후에서 더 완전하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 실시될 수 있고, 여기에 기재된 실시예에 제한되는 것으로 해석되지 않아야 하고; 오히려, 이들 실시예는 본 발명이 철저하고 완전하도록 제공되고, 당업자에게 본 발명의 범주를 완전하게 전달할 것이다.
동일한 도면 부호는 전체에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다. 도면에서, 어떤 선, 층, 구성 요소, 요소 또는 특징부의 두께는 명료화를 위해 과장될 수 있다.
여기에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명할 목적을 위한 것이고, 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 여기에서 사용된 것과 같이, 단수 형태의 용어는 그렇지 않은 것으로 명확하게 지시되지 않으면 복수 형태를 또한 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때의 "포함하다" 및 "포함"과 관련된 용어는 설명된 특징부, 단계, 작업, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 특정하지만 1개 이상의 다른 특징부, 단계, 작업, 요소, 구성 요소 및/또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다. 여기에서 사용된 것과 같이, 용어 "및/또는"은 관련하여 나열된 항목들 중 1개 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함한다.
여기에서 그렇지 않은 것으로 정의되지 않으면, 여기에서 사용된 (기술 및 과학 용어를 포함하는) 모든 용어는 당업자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 통상적으로 사용되는 사전에서 정의되는 것들 등의 용어는 관련 기술 및 본 명세서와 관련되는 그 의미와 일관되는 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고 여기에서 명시적으로 그러한 것으로 규정되지 않으면 이상화되거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다는 것이 또한 이해될 것이다. 주지된 기능 또는 구성은 간략화 및/또는 명료화를 위해 상세하게 설명되지 않을 수 있다.
요소가 또 다른 요소 "상에" 있거나 그에 "부착"되거나 그에 "연결"되거나 그와 "결합"되거나 그에 "접촉"되는 것으로서 언급될 때에 이 요소는 다른 요소 상에 직접적으로 있거나 그에 부착되거나 그에 연결되거나 그와 결합되거나 그에 접촉될 수 있거나 개재 요소가 또한 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대조적으로, 요소가 예컨대 또 다른 요소 "상에 직접적으로" 있거나 그에 "직접적으로 부착"되거나 그에 "직접적으로 연결"되거나 그와 "직접적으로 결합"되거나 그에 "직접적으로 접촉"되는 것으로서 언급될 때에, 개재 요소가 존재하지 않는다. 또 다른 요소에 "인접"하게 배치되는 구조물 또는 특징부에 대한 인용은 인접한 특징부 위에 또는 아래에 놓이는 부분을 가질 수 있다는 것이 당업자에 의해 또한 이해될 것이다.
"아래", "밑", "하위", "위", "상위" 등 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 것과 같이 또 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징부의 관계를 설명하기 위한 설명의 용이성을 위해 여기에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향에 추가하여 사용 또는 작업 시의 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 예컨대, 도면에서의 장치가 반전되면, 다른 요소 또는 특징부 "아래" 및 "이면"에 있는 것으로서 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징부 "위"에 있는 것으로서 배향될 것이다. 따라서, 예시적 용어 "아래"는 "위" 및 "아래"의 배향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 그와 다르게 배향(90˚만큼 회전된 상태로 또는 다른 배향으로) 배향될 수 있고, 여기에서 사용된 공간적으로 상대적인 용어는 그에 따라 해석되어야 한다. 마찬가지로, 용어 "상향", "하향", "수직", "수평" 등은 그렇지 않은 것으로 구체적으로 지시되지 않으면 단지 설명의 목적을 위해 여기에서 사용된다.
입자의 조작을 위한 장치, 시스템 및 방법이 여기에 개시되어 있다. 또한, 입자의 조작을 위한 장치 및 시스템에 유용한 구성 요소가 여기에 개시되어 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 시스템(10)을 도시하고 있다. 시스템(10)은 인클로져 또는 하우징(15) 및 도어(20)를 포함한다. 도어(20)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 시스템(10)의 내부 구성 요소로의 접근을 제공한다. 도어(20)는 내부 구성 요소로의 시각적 접근을 제공하도록 창(25)을 포함할 수 있다. 도어(20)는 인클로져(15)에 힌지식으로 부착될 수 있고, 예컨대 핸들(30)에 의해 개방될 수 있다.
시스템(10)은 플랜지(35)를 포함한다. 플랜지(35)는 도어(20) 내에 포함될 수 있거나 별개의 구성 요소일 수 있다[즉, 도어(20)가 개방될 때에, 플랜지(35)가 소정 위치에 남아 있다]. 플랜지(35)는 예컨대 채널, 통로 또는 튜브가 그 내에 있는 도관이 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 연장될 수 있는 접근 구멍(40)을 포함한다. 도어(20) 및/또는 플랜지(35)는 소정 위치에 도관을 보유하고 및/또는 도관을 해제하도록 구성되는 클램프(42)를 포함할 수 있다.
도 3은 도어(20)가 개방된 시스템(10)을 도시하고 있다. 도시된 것과 같이, 플랜지(35)는 소정 위치에 남아 있다. 도 4는 도어(20) 및 플랜지(35)가 피벗식으로 개방된 시스템(10)을 도시하고 있다. 인클로져 또는 하우징은 도어(20) 및/또는 플랜지(35)가 개방된 때에 도 3 및 도 4에서 관찰될 수 있는 내부 공동(44)을 갖는다. 시스템(10)의 내부 구성 요소들 중 일부가 도 3 및 도 4에서 관찰되는 것과 같이 내부 공동(44) 내에 수용된다. 특히, 회전자(45)가 축에 대해 회전 가능하도록 구성된다. 적어도 1개의 유체 챔버(50)가 고정 상태로 이격된 관계로 유지되고 회전자(45)의 회전에 따라 회전되도록 회전자(45)에 부착되거나 회전자(45) 상에 장착된다. 일부 실시예에서, 복수개의 챔버(50)가 회전자(45)에 부착되거나 회전자(45) 상에 장착되고; 도시된 실시예에서, 4개의 챔버(50)가 존재한다.
예시의 챔버(50)가 도 5a에 더 상세하게 도시되어 있다. 챔버(50)는 도시된 것과 같이 실질적으로 원뿔-형상일 수 있거나 실질적으로 원뿔-형상의 부분을 포함할 수 있지만, 예컨대 원통형, 직사각형, 절두 원뿔형, 피라미드형 등을 포함하는 다른 형상이 고려된다. 챔버(50)는 입구(55) 및 출구(60)를 포함한다. 챔버(50)는 전형적으로 입구(55)가 회전자(45)의 외주연부를 향해 위치되고 출구(60)가 회전자(45)의 중심을 향해 위치되도록 회전자(45)에 부착되거나 회전자(45) 상에 장착된다(도 6). 챔버(50)는 회전자(45) 및 챔버(50)가 축에 대해 회전되는 동안에 그를 통한 유체 유동을 가능케 하도록 구성된다. 입구(55)로부터 출구(60)로 유동되는 유체의 힘은 회전자(45) 및 챔버(50)의 회전에 의해 생성되는 원심력과 실질적으로 반대된다. 이러한 관점에서, 입자가 입자 상에 작용하는 힘의 합산의 사용에 의해 챔버(50) 내의 유동화 베드(fluidized bed) 등의 챔버(50) 내에 실질적으로 고정될 수 있다. 이러한 작용은 미국 특허 제5,622,819호; 제5,821,116호; 제6,133,019호; 제6,214,617호; 제6,334,842호; 제6,514,189호; 제6,660,509호; 제6,703,217호; 제6,916,652호; 6,942,804호; 제7,029,430호; 및 제7,347,943호; 그리고 미국 특허 출원 공개 제2005/0266548호 및 제2008/0264865호에 더 상세하게 기재되어 있고, 이들의 각각의 개시 내용은 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다.
본 발명의 일부 실시예에서 그리고 도면에 도시된 것과 같이, 회전자(45)는 중력 축과 실질적으로 동축인 평면 내에서 회전될 수 있다(즉, 회전자는 실질적으로 수평의 축에 대해 회전될 수 있다). 입자가 각각의 입자 상에 작용하는 벡터 힘의 합산의 사용에 의해 챔버(50) 내의 유동화 베드 내에 실질적으로 고정된다. 이러한 장치의 실시예가 미국 특허 제5,622,819호; 제5,821,116호; 제6,133,019호; 제6,214,617호; 제6,660,509호; 제6,703,217호; 제6,916,652호; 6,942,804호; 및 제7,347,943호; 그리고 미국 특허 출원 공개 제2005/0266548호 및 제2008/0264865호에 기재되어 있고, 이들의 각각의 개시 내용은 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다. 세포(cell) 및 입자는 중량 면에서 가볍지만, 그 질량은 0이 아니다. 결국, 중력이 현수된 입자 또는 세포에 상당한 영향을 미치고, 이러한 영향은 시간에 따라 증가될 것이다. 현수된 입자 또는 세포의 중량은 이들 입자가 용기의 최하 영역에 위치되게 하고, 그에 의해 초기에 챔버 내에 이들을 현수시킨 힘의 균형을 파괴시킨다. 종래 기술의 장치에서와 같이, 입자는 응집되는 경향을 갖고, 더 큰 입자로의 이들 입자의 응집은 응집체가 더 긴 반경으로 이동되게 하는 증가된 원심 효과를 초래하고, 결국 유동화 베드의 불안정화를 유발한다.
본 발명의 일부 다른 실시예에서, 회전자(45)는 중력 축에 실질적으로 횡단하는 평면 내에서 회전될 수 있다. 이러한 관점에서, 회전자(45)는 실질적으로 수직의 축에 대해 회전될 수 있다. 이러한 장치의 실시예가 미국 특허 제4,939,087호; 제5,674,173호; 제5,722,926호; 제6,051,146호; 제6,071,422호; 제6,334,842호; 제6,354,986호; 제6,514,189호; 제7,029,430호; 제7,201,848호; 및 제7,422,693호에 기재되어 있고, 이들의 각각의 개시 내용은 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다. 입자가 각각의 입자 상에 작용하는 벡터 힘의 합산의 사용에 의해 챔버(50) 내의 유동화 베드 내에 실질적으로 고정된다. 더 구체적으로, 액체 매체의 유동은 회전 챔버(들)에 의해 생성된 원심력과 반대되는 힘을 생성하도록 작용한다.
추가의 다른 실시예에서, 회전자는 예컨대 실질적으로 수평의 축을 포함하는 수평 축과 수직 축 사이의 임의의 축에 대해 회전될 수 있다.
도 5a를 재차 참조하면, 챔버(50)는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분(71) 그리고 원뿔형 본체 부분(71)의 적어도 일부를 둘러싸고 및/또는 원뿔형 본체 부분(71)의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지(72)[예컨대, 플랜지(72)는 챔버(50) 및/또는 원뿔형 본체 부분(71)의 적어도 일부의 "주위를 감싸는(wrap around)" 평면을 형성함]를 포함할 수 있다. 도시된 것과 같이, 챔버(50)는 챔버(50)의 플랜지(72)와 합체될 수 있는 입구 및 출구 유체 경로(65, 70)를 포함한다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이, 튜브가 플랜지 입구 및 출구 유체 경로(65, 70)와 연결될 수 있다. 이들 실시예에서, 플랜지 입구 및 출구 유체 경로(65, 70)는 튜브가 플랜지 입구 및 출구 유체 경로(65, 70)와 연결되는 지점으로부터 연장되는 실질적으로 평행한 세그먼트(73, 74)를 포함할 수 있다.
챔버(50)는 도 5b에 도시된 챔버 홀더(75) 등의 홀더 내에 끼워질 수 있다. 챔버 홀더(75)는 챔버(50) 상의 구심력의 모두 또는 상당한 부분을 감당할 수 있다. 일부 실시예에서, [입구 및 출구 경로(65, 70)를 포함할 수 있는] 챔버(50)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 일회용일 수 있다. 일부 실시예에서, 도 7에 도시된 것과 같이, 챔버(50)는 일회용이고, 가요성일 수 있는 중합체 재료(예컨대, "백 챔버"로 제조된다. 그러므로, 챔버 홀더(75)는 챔버(50)가 일회용인 경우에 특히 유용할 수 있는데, (그 자체의) 챔버(50)가 특히 고속으로 및/또는 장시간 동안 회전자(45) 및 챔버(50)가 회전 중일 때에 경험되는 하중을 수용할 수 없기 때문이다. 챔버 홀더(75)는 챔버(50)에 비해 증가된 강성 또는 강도를 가질 수 있다.
챔버 홀더(75)는 챔버 홀더(75)가 챔버(50)를 보유할 때에 챔버(50) 그리고 (사용된 경우에) 관련된 입구 및 출구 경로(65, 70)를 결합 가능하게 수용하도록 된 크기를 갖는 공동(80)을 포함한다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 챔버 홀더(75) 및/또는 회전자(45)는 챔버 홀더(75)가 챔버(50) 위에서 또는 아래에서 개방 및 폐쇄되게 회전될 수 있도록 회전자(45) 상에 또는 회전자(45) 근처에 위치되는 힌지 조립체(85)를 포함할 수 있다. 이러한 관점에서, 챔버 홀더(들)(75)는 챔버(들)(50)를 해제 가능하게 둘러싸도록 구성될 수 있다. 적어도 1개의 위치 설정 핀(90)이 회전자(45) 상에 또는 회전자(45) 근처에 위치될 수 있고, 이때 핀(들)(90)은 챔버 홀더(75) 내의 대응 구멍(들)(95)과 결합되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 핀(들)(90)은 챔버 홀더(75) 상에 위치될 수 있고, 대응 구멍(95)은 회전자(45) 상에 또는 회전자(45) 근처에 위치될 수 있다. 챔버 홀더(75)는 회전자(45) 상에 또는 회전자(45) 근처에 위치되는 대응 구멍(들)(105)과 결합되도록 구성되는 적어도 1개의 로크(100)를 도한 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 로크(들)(100)는 회전자(45) 상에 또는 회전자(45) 근처에 있을 수 있고, 대응 구멍(들)(105)은 챔버 홀더(75) 상에 위치될 수 있다. 도 5b를 재차 참조하면, 챔버 홀더(75)는 상부 쉘(751, top shell) 및 저부 쉘(752)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 저부 쉘(752)가 회전자(45)에 장착될 수 있거나 회전자(45)와 합체될 수 있고, 상부 쉘(751)가 개방 및 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 쉘(751)가 회전자(45)에 장착될 수 있거나 회전자(45)와 합체될 수 있고, 저부 쉘(752)가 개방 및 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 이들 실시예에서, 핀(들)(90), 구멍(들)(95) 및/또는 로크(들)(100)는 상부 쉘(751) 또는 저부 쉘(752) 중 어느 한쪽 상에 위치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 재차 참조하면, 적어도 1개의 챔버(50)가 회전자(45)에 부착될 수 있거나 회전자(45) 상에 장착될 수 있거나 회전자(45)에 의해 보유될 수 있다. 도시된 실시예에서, 4개의 챔버(50)가 회전자(45)에 부착되거나 회전자(45) 상에 장착된다. 다른 실시예에서, 임의의 개수의 챔버(50)가 회전자(45)에 부착될 수 있거나 회전자(45) 상에 장착될 수 있다. 또한, 도시된 실시예에서, 챔버 홀더(75)가 챔버(50)의 각각을 덮도록 폐쇄된 상태로 회전되었다. 챔버 홀더(75)는 작업자가 챔버(50)의 내부를 관찰하게 하거나 챔버(50)의 내부로의 시각적 접근을 가능케 하는 창(110)을 포함할 수 있다. 도 5b에서 2개의 편(751, 752)으로서 도시되어 있지만, 챔버 홀더(75)는 각각의 챔버(50)를 보유하도록 단일 편 또는 2개 초과의 편을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제대형 조립체(120)의 적어도 일부가 플랜지(35)의 구멍(40)을 통해 연장된다. 제대형 조립체(120)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 회전자(45)의 외주연부 주위에서 휘어지거나 회전자(45)의 외주연부 주위에서 연장되고 회전자(45)의 후방 측부에서 드럼 내로 진입되고 및/또는 드럼에 연결되는 곡선형 제대형 안내부 또는 안내 튜브(125)를 포함할 수 있다. 안내부(125)는 전형적으로 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 제대형 조립체(120)가 회전자(45)와 동일한 회전 축에 대해 "회전"될 수 있도록 제대형 조립체(120)에 강도를 제공하게 알루미늄 또는 강철 등의 비교적 강한 재료로 구성된다. 다양한 실시예에서, 안내부(125)는 플랜지(35)의 구멍(40)을 통해 줄곧 연장될 수 있거나, 구멍(40)까지 연장될 수 있거나, 도 8에 도시된 것과 같이 구멍(40)에 도달되기 전에 종료될 수 있다.
여기에서 설명된 제대형 조립체는 안내 튜브(120) 내에 위치되는 가요성 도관을 포함할 수 있다. 각각의 챔버(50)를 위한 제1 및 제2 긴 채널 또는 통로가 도관을 통해 연장된다. 제1 채널 또는 통로는 각각의 챔버(50)의 입구(55)와 유체 소통되고, 제2 채널 또는 통로는 각각의 챔버(50)의 출구(60)와 유체 소통된다. 채널 또는 통로는 바람직하게는 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 서로에 대해 이격된 관계로 유지된다. 여기에서 사용된 것과 같이, "채널" 및 "통로"는 이러한 맥락에서 상호 교환 가능하다.
도 8에 도시된 것과 같이, 예컨대, 제대형 조립체(120)는 제대형 안내부(125) 내에 장착되고 제대형 안내부(125)의 길이를 따라 연장되는 가요성 도관(130)을 포함할 수 있다. 바꿔 말하면, 도관(130)은 제대형 안내부 또는 안내 튜브(125) 내에 위치될 수 있다. 도관(130)은 굽힘에 적절한 가요성을 제공하고 또한 높은 비틀림 강성 또는 강도를 가질 수 있는 나선형 튜브를 포함할 수 있다. 도관(130)은 바람직하게는 원심 작업과 관련된 계속적인 굴곡을 견딜 수 있는 충분히 긴 피로 수명을 갖고; 예시의 도관(130)이 개질된 폴리아미드 12로 구성되는 영국 버밍엄에 소재한 플렉시콘 리미티드(Flexicon Limited)로부터 이용 가능한 타입 FPI이다. 도관(130)은 아래에서 설명되는 제대형 조립체(120)의 다른 구성 요소를 수용하는 데 적절한 임의의 내경 및 임의의 외경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 도관(130)은 약 35.5 ㎜의 내경 및 약 42.5 ㎜의 외경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 그리스 또는 또 다른 윤활 재료가 그 사이의 마찰을 감소시키도록 제대형 안내부(125)와 도관(130) 사이에 제공된다.
제대형 조립체(120)의 전술된 채널 또는 통로는 각각의 챔버(50)를 위한 제1 및 제2 가요성 튜브(135)일 수 있거나 각각의 챔버(50)를 위한 제1 및 제2 가요성 튜브(135)를 포함할 수 있다. 튜브(135)는 PVC를 포함하지만 이것에 제한되지 않는 임의의 가요성 중합체 등의 임의의 가요성 재료로 구성될 수 있다. 튜브(135)는 도관(130) 내에 장착되고, 도관(130)의 길이를 따라 연장된다. 각각의 챔버(50)의 튜브(135) 중 하나가 챔버(50)의 입구(55)[또는, 사용된 경우에, 챔버(50)의 입구 경로(65)]와 연결될 수 있고, 다른 하나가 챔버(50)의 출구(60)[또는, 사용된 경우에, 챔버(50)의 출구 경로(70)]와 연결될 수 있다(도 5a). 도시된 실시예에서, 제대형 조립체(120)는 8개의 가요성 튜브(135)를 포함하고, 튜브(135) 중 2개가 4개의 챔버(50)의 각각과 연결된다. 도관(130) 및 튜브(135)는 제대형 안내부(125)가 그렇게 멀리 연장되는 지와 무관하게 플랜지(35)의 구멍(40)을 통해 연장된다. 바꿔 말하면, 가요성 도관(130) 및 그 내의 튜브(135)는 인클로져 또는 하우징(15)의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍(40)을 통해 내부 공동(44) 내로 연장된다. 튜브(135)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 그 내에 포팅 재료를 또한 포함할 수 있는 도관(130) 내에 적절한 개수의 튜브(135)를 끼우는 데 적절한 임의의 내경 및 임의의 외경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 튜브(135)는 약 6.35 ㎜(1/4 인치)의 내경 및 약 9.525 ㎜(3/8 인치)의 외경을 가질 수 있다[예컨대, 도관(130)은 위에서 설명된 치수를 갖고, 8개의 튜브(135)가 채용된다].
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일부 실시예에서, 제대형 조립체(120)는 도관(130) 내에 장착되고 도관(130)의 길이를 따라 연장되는 가요성 중심 부재(140)를 포함한다. 가요성 부재(140)는 실질적으로 도관(130)의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브(135)는 어레이를 형성하여 가요성 부재(140)를 둘러싼다. 가요성 부재(140)는 튜브(135)와 유사한 "더미 튜브"를 포함할 수 있지만, 챔버(50) 중 임의의 챔버와 유체 소통되지 않는다. 다른 실시예에서, 가요성 부재(140)는 개방된 공동이 튜브(135)와 동일하거나 튜브(135)보다 작거나 큰 직경을 갖는 튜브일 수 있거나, 예컨대 중합체 재료로 된 중실 튜브일 수 있다. 예컨대, 가요성 부재(140)는 약 9.525 ㎜(3/8 인치)의 내경 및 약 14.2875 ㎜(9/16 인치)의 외경을 갖는 튜브를 포함할 수 있고, 튜브(135)는 약 6.35 ㎜(1/4 인치)의 내경 및 약 9.525 ㎜(3/8 인치)의 외경을 가질 수 있다. 가요성 부재(140)가 튜브를 포함하는 경우에, 튜브의 내부측이 아래에서 더 상세하게 설명된 것과 같이 포팅 재료를 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 가요성 부재(140)는 튜브를 통해 유체 유동을 갖도록 구성되는 튜브를 포함한다. 유체는 예컨대 제대형 조립체(120)에 추가의 냉각을 제공할 수 있다.
제대형 조립체(120)는 도관(130) 내에 포팅 재료(145)를 또한 포함할 수 있다. 포팅 재료(145)는 도관(130)으로부터 튜브(135)를 분리할 수 있고, 서로로부터 튜브(135)를 분리할 수 있고, 및/또는 사용된 경우에 가요성 부재(140)로부터 튜브를 분리할 수 있다. 더 구체적으로, 포팅 재료(145)는 서로에 대해 이격된 관계로 튜브(135)를 유지하고, 및/또는 도관(130)에 대해 이격된 관계로 튜브(135)를 유지하고, 및/또는 사용된 경우에 가요성 부재(140)에 대해 이격된 관계로 튜브(135)를 유지하도록 구성될 수 있다. 포팅 재료(145)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 작업 중에 서로에 대한 튜브(135)의 운동(예컨대, 비틀림)을 제한하는 데 유용할 수 있다. 바꿔 말하면, 포팅 재료(145)는 튜브(135)가 서로에 대해 및/또는 도관(130)에 대해 운동되는 것을 억제하도록 튜브(135) 및/또는 도관(130)을 함께 "로킹"할 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이, "포팅 재료"는 도관의 내부 체적을 실질적으로 충전하고 튜브 및/또는 가요성 중심 부재를 둘러싸는 임의의 중실 가요성 재료를 포함한다. 포팅 재료(145)는 예컨대 폴리우레탄 등의 중합체를 포함하는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 예시의 포팅 재료가 미국 캘리포니아주 터스틴에 소재한 BJB 엔터프라이지즈, 인코포레이티드(BJB Enterprises, Inc.)로부터 이용 가능한 F-25 가요성 폴리우레탄이다.
아래에서 더 상세하게 논의되는 것과 같이, 도관(130)은 대향 근접 및 말단 단부(1301, 1302)를 갖는다. 일부 실시예에서, 도관(130)의 근접 단부(1301) 및 그 내에 수용된 튜브(135)는 접근 구멍(40)을 통해 연장된다. 도 9b에 도시된 것과 같이, 도관(130)의 근접 단부(1301)는 튜브(135)가 연장되는 플랜지(132)를 포함할 수 있다. 포팅 재료가 채용되는 경우에, 플랜지(132)는 도관(130) 내에 포팅 재료를 수납하는 것을 도울 수 있다. 플랜지(132)는 또한 튜브(135)가 그 내에 수용된 도관(130)의 적절한 위치 설정을 도울 수 있다. 예컨대, 플랜지(132)는 구멍(40)의 외부측 상에[예컨대, 인클로져(15)의 외부측 상에) 위치될 수 있고; 플랜지(132)는 그에 따라 작업자가 내부 공동(44) 내에 적절한 길이의 도관(130)을 위치 설정하게 한다.
도 10 내지 도 12를 이제부터 참조하면, 제대형 조립체(120)는 회전자(45)의 외주연부 주위에서 휘어지거나 회전자(45)의 외주연부 주위에서 연장되고, 회전자(45)의 후방 측부에서 드럼(150) 내로 진입된다. 일부 실시예에서, 제대형 조립체(120)의 일부가 드럼(150)과 연결된다. 도시된 실시예에서, 구동 기구(155)가 모터(160) 및 벨트(165)에 의해 구동된다. 구동 기구(155)는 다양한 기어(170)를 포함할 수 있고, 이들 중 적어도 일부가 드럼(150) 내에 위치될 수 있다. 특정 실시예에서, 구동 기구(155)는 제대형 조립체(120)가 속도 X로 축에 대해 회전되게 하고, 회전자(45)가 속도 2X 또는 약 속도 2X로 동일한 축에 대해 회전되게 한다. 바꿔 말하면, 제대형 조립체(120)는 회전자(45)의 1/2 또는 약 1/2 속도로 회전된다. 일부 실시예에서, 드럼(150)은 모터(160)에 의해 속도 X로 구동되고[제대형 조립체(120)는 결국 속도 X로 회전되고], 구동 기구(155)는 회전자(45)가 속도 2X 또는 약 속도 2X로 회전되게 하는 기어를 포함한다.
도 13은 제대형 조립체(120)의 예시의 배열 및 형상을 도시하고 있다. 도관(130)은 대향 근접 및 말단 단부(1301, 1302)를 갖는다. 일부 실시예에서, 도관(130)의 근접 단부(1301) 및 그 내에 수용된 튜브(135)는 접근 구멍(40)을 통해 연장된다(예컨대, 도 15 및 도 16). 도관(130)의 말단 단부(1302)는 드럼(150)을 통해 연장되고, 회전자(45)에 연결되고 그에 의해 튜브(135)가 챔버(50)와 유체 연결되게 한다. 일부 실시예에서 그리고 도시된 것과 같이, 도관 말단 단부(1302)는 커플링(133)을 포함한다. 커플링(133)은 회전자(45)에 도관(130)을 결합시킬 수 있고 그에 따라 튜브(135)가 챔버(50)와 유체 연결되게 한다. 일부 실시예에서, 커플링(133)은 육각형 형상을 갖지만, 다른 다각형 형상을 포함하는 다른 형상이 고려된다.
이러한 구성에서, 제대형 조립체(120)의 동축 1/2-속도 회전은 제대형 조립체(120)의 튜브(135)가 회전자(45)의 회전 중에 완전히 비틀리는 것을 억제한다. 이러한 현상에 대한 완전한 과학적 설명은 예컨대 아담스(Adams)의 미국 특허 제3,586,413호에서 찾아볼 수 있고, 이것의 개시 내용은 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다. 요약하면, 회전자(45)가 제1의 360˚ 회전을 완료하고 제대형 조립체(120)가 동일한 방향으로 180˚ 1/2-회전을 완료하면, 제대형 조립체(120)의 튜브(135)에는 하나의 방향으로 180˚ 회전 비틀림이 적용될 것이다. 추가의 180˚ 회전에 대한 제대형 조립체(120) 및 추가의 360˚ 회전에 대한 회전자(45)의 계속된 회전은 제대형 조립체(120)의 튜브(135)가 다른 방향으로 180˚만큼 비틀리게 하고, 그에 의해 그 최초의 비틀리지 않은 상태로 튜브(135)를 복귀시킨다. 따라서, 제대형 조립체(120)의 튜브(135)에는 작업 중에 계속적인 부분 비틀림, 굴곡 또는 굽힘이 적용될 수 있지만, 그 자체 축에 대해 완전하게 회전되거나 비틀리지 않는다.
이러한 해결책은 전형적인 연속 유동 원심 분리기보다 우수한 장점을 제공할 수 있다. 종래의 기구에서, 소정 길이의 튜브가 원심 분리될 유체 재료를 수용하는 장치의 회전 축에 견고하게 부착될 때에, 전체 길이의 튜브가 튜브의 비틀림을 피하도록 회전 밀봉부 또는 다른 수단의 사용에 의해 회전되어야 한다. 그러나, 이들 밀봉부는 과도하게 빈번하게 누출 및/또는 오염의 발생원이 된다.
대조적으로, 본 발명의 제대형 조립체(120)는 회전자(45)를 포함하는 "회전 영역"으로부터 인클로져(15) 외부측의 영역 등의 "정지 영역"으로의 전이부를 제공한다. 살균되고 완전히 폐쇄된 시스템을 제공하는 회전 결합체 및 밀봉부가 요구되지 않는다. 다른 장점은 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 용이하게 교체될 수 있고 그에 의해 살균된 경로를 초래하는 일회용 구성 요소의 사용을 포함할 수 있다.
연속 유동 원심 분리기와 사용되는 제대-같은 배열 장치가 예컨대 미국 특허 제4,216,770호, 제4,419,089호, 제4,389,206호 및 제5,665,048호에 개시되어 있다. 그러나, 이들 해결책은 고속으로 원심 분리기를 회전시킴으로써 생성되는 관성력으로 인해 및/또는 입자를 실질적으로 고정하는 데 필요한 연속 유체 유동으로 인해 튜브 상에 부여되는 높은 응력 및 변형률을 충분히 처리하지 못한다. 더욱이, 고속으로 원심 분리기를 회전시키는 것은 제대형 시스템 및 그 내에 수용된 튜브의 증가된 토크를 생성하고, 현재까지 개시된 배열 장치는 제대형 시스템 및 그 내에 수용된 튜브가 파괴 전에 수용 가능한 크기의 시간 동안 고속으로 회전되게 하지 못한다. 바꿔 말하면, 전술된 해결책은 간단하게 말하면 시스템이 상당한 정도까지 "확장"되게 하지 못하고 시스템이 튜브 시스템의 급속하고 심각한 파괴 없이 고속으로 회전되게 하지 못하는 것으로 여겨진다. 이것은 적어도 부분적으로 속도 및 규모가 증가됨에 따라 마찰이 증가되고 그에 의해 제대형 시스템의 증가된 토크를 생성하기 때문인 경우이다.
본 발명은 더 높은 회전 속도(그리고 그에 따라 더 높은 관성력)를 견딜 수 있고 그에 의해 연속 유동 원심 분리기 등의 시스템이 제대형 조립체에 즉각적이거나 급속하고 심각한 파괴를 적용시키지 않으면서 더 큰 크기로 "확장"되게 하는 더 강건한 제대형 조립체를 제공함으로써 이들 결점을 처리한다. 이것은 도 8 내지 도 14에 도시된 제대형 조립체(120) 등의 본 발명의 제대형 조립체의 구성에 기인한다.
이러한 구성에서, 튜브(135)의 과도한 비틀림이 작업 중에(즉, 회전자가 속도 2X로 축에 대해 회전되고 제대형 조립체가 속도 X로 축에 대해 회전되는 동안에) 억제된다. 더 구체적으로, 서로에 대한 그리고 도관(130)에 대한 튜브(135)의 과도한 비틀림이 방지된다. 바꿔 말하면, 튜브(135) 및 도관(130)은 [예컨대, 포팅 재료(145)의 사용에 의해] 효과적으로 함께 "로킹"되고, 그에 의해 구성 요소의 상대 운동을 억제한다. 추가로, 서로에 대한 그리고 도관(130)에 대한 튜브(135)의 과도한 마모가 완전히 방지되지는 않더라도 감소된다. 그 결과는 높은 속도로 축에 대해 회전되는 큰-규모의 시스템에서 비교적 긴 수명을 경험할 수 있는 튜브 시스템이다.
이것은 부분적으로 도관(130) 내에서의 튜브(135)의 운동을 제한함으로서 성취된다. 포팅 재료(145)는 소정 위치에 튜브(135)를 유지할 수 있고, 그에 의해 튜브(135)가 도관(130)에 대해 과도하게 비틀리는 것을 방지한다. 바꿔 말하면, 포팅 재료(145)는 튜브(135) 및/또는 도관(130)을 함께 "로킹"할 수 있고, 그에 의해 서로에 대한 및/또는 도관(130)에 대한 튜브(135)의 운동을 억제한다. 포팅 재료(145)는 또한 개별의 튜브(135) 사이에 버퍼를 제공할 수 있고, 그에 의해 튜브(135)가 서로에 대해 마모되는 것을 방지한다. 더욱이, 포팅 재료(145)는 튜브(135)와 도관(130) 사이에 버퍼를 제공할 수 있고, 그에 의해 튜브(135)가 작업 중에 도관(130)에 대해 마모되는 것을 방지한다. 이들 구성 요소의 마모는 계속적인 응력을 유발할 수 있고, 또한 열을 발생시킬 수 있고, 그에 의해 구성 요소를 더욱 약화시킨다.
더욱이, 사용된 경우에, 가요성 부재(140)는 가요성 부재(140) 주위에서 조직화된 어레이로 튜브(135)를 유지하는 역할을 수행할 수 있고, 그에 의해 튜브(135)의 비틀림을 더욱 감소시킨다. 포팅 재료(145)가 채용되는 경우에, 포팅 재료(145)는 도관(130), 튜브(135) 및/또는 가요성 부재(140)를 함께 "로킹"하는 역할을 수행할 수 있고, 그에 의해 서로에 대한 구성 요소의 운동을 억제한다. 더욱이, 포팅 재료(145)는 튜브(135)와 가요성 부재(140) 사이에서 버퍼로서 역할을 수행할 수 있고, 그에 의해 튜브(135)가 작업 중에 가요성 부재에 대해 마모되는 것을 방지한다. 이들 구성 요소의 마모는 계속적인 응력을 유발할 수 있고, 또한 열을 발생시킬 수 있고, 그에 의해 구성 요소를 더욱 약화시킨다.
도관(130)을 위한 적절한 재료의 선택은 작업 중의 제대형 안내부(125)에 대한 마모로 인한 그 파괴를 방지할 수 있다. 나아가, 그리스 또는 다른 유활 재료가 작업 중의 도관(130) 및/또는 튜브(135)의 마찰 및 잠재적인 파괴[예컨대, 도관(130)의 피로 파괴]를 더욱 감소시키도록 도관(130)과 안내부(125) 사이에 가해질 수 있다. 더욱이, 안내부(125)의 내부측은 도관(130)과 안내부(135) 사이의 마찰을 더욱 감소시키도록 연마(예컨대, 기계 연마)될 수 있다. 추가예에서 또는 대체예에서, 안내부(125)의 내부측 및/또는 도관(130)의 외부측은 2개의 구성 요소 사이의 마찰을 감소시키도록 테플론®(Teflon®) 등의 윤활 재료로써 코팅될 수 있다.
이들 구성을 사용하면, 회전 밀봉부 등의 사용 없는 연속 유동 원심 분리기 등의 시스템이 다음과 같이 성공적으로 "확장"되었다. 회전자 및 챔버(들)는 적어도 3000 RPM의 속도로 회전될 수 있다. 이것은 챔버에서(예컨대, 챔버 "원뿔"의 1/3 높이 또는 챔버의 "팁"으로부터 1/3 챔버 높이에서) 약 1000 g의 관성력에 해당한다. 각각의 챔버를 통한 유체 유량은 적어도 1 ℓ/분일 수 있다. 따라서, 예컨대 4개의 챔버가 채용되는 경우에, 각각의 챔버의 총 유량은 적어도 4 ℓ/분일 수 있다. 각 챔버의 체적은 적어도 1 ℓ일 수 있다. 따라서, 예컨대 4개의 챔버가 채용되는 경우에, 총 챔버 체적은 적어도 4 ℓ일 수 있다. 물론, 더 낮은 회전 속도, 유량 및/또는 챔버 체적이 다양한 작업을 위해 채용될 수 있다(예컨대, 회전자의 회전 속도는 0 내지 3000 RPM의 범위 내에 있을 수 있고 및/또는 각각의 챔버를 통한 유체 유량은 0 내지 1 ℓ/분의 범위 내에 있을 수 있고 및/또는 각각의 챔버의 체적은 1 ℓ 미만일 수 있다). 더욱이, 전술된 실시예 및 아래에 개시된 대체 실시예는 훨씬 더 높은 정도(예컨대, 3000 RPM 초과의 회전 속도, 1 ℓ/분/챔버 초과의 유량, 1 ℓ 초과의 챔버 체적 등)까지 "확장(scaled-up)"되는 강건한 시스템을 가능케 하는 것으로 여겨진다. 더 구체적으로, 전술된 실시예 및 아래에 개시된 대체 실시예는 약 10, 25, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2500, 3000, 5000 또는 10,000 RPM 이상 또는 그 내의 임의의 하위 범위의 회전 속도를 채용하는 강건한 시스템을 가능케 하는 것으로 여겨지고; 전술된 실시예 및 아래에 개시된 대체 실시예는 약 10, 25, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2500, 3000, 5000 또는 10,000 g 이상 또는 그 내의 임의의 하위 범위의 관성력을 생성하고 견딜 수 있는 강건한 시스템을 가능케 하는 것으로 또한 여겨진다. 마찬가지로, 전술된 실시예 및 아래에 개시된 대체 실시예는 약 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.5, 3, 5, 10, 20, 25 또는 50 ℓ/분/챔버 이상 또는 그 내의 임의의 하위 범위의 유체 유량을 가능케 하는 것으로 여겨지고; 전술된 실시예 및 아래에 개시된 대체 실시예는 약 0.0001, 0.001, 0.01, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.5, 3, 5, 10, 20, 25 또는 50 ℓ 이상 또는 그 내의 임의의 하위 범위의 개별의 챔버 체적을 가능케 하는 것으로 또한 여겨진다.
제대형 조립체(120)의 다른 실시예가 고려된다. 예컨대, 도관의 중심선을 다른 가요성 부재가 생략될 수 있다. 튜브들 중 하나가 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장될 수 있고, 이때 잔여 튜브는 어레이를 형성하여 중심 튜브를 둘러싼다. 이러한 관점에서, 중심 튜브는 "더미 튜브"를 대신하고, 챔버들 중 하나의 입구 또는 출구 경로 중 어느 한쪽과 연결된다. 포팅 재료가 위에서 상세하게 설명된 것과 같이 비틀림 및 마모를 방지하도록 제공될 수 있다.
추가의 다른 실시예에서, 포팅 재료가 요구되지 않는다. 예컨대, 제대형 조립체는 복수개의 채널 또는 통로가 그를 통해 연장되는 1개의 중실 연장부를 포함할 수 있다. 각각의 채널 또는 통로는 챔버들 중 하나의 입구 또는 출구 중 어느 한쪽과 연결될 것이다. 중실 연장부는 가요성일 수 있고, 강도를 제공하도록 위에서 설명된 안내부(120) 등의 안내부 내에 수용될 수 있다.
예시의 중실 연장 조립체(330)가 도 21에 도시되어 있다. 중실 연장 조립체(330)는 여기에서 설명된 제대형 조립체(120)의 일부를 형성할 수 있다. 더 구체적으로, 중실 연장 조립체(330)는 위에서 및 아래에서 설명된 모든 실시예에서 도관(130) 및 튜브(135)[그리고 또한 이들 구성 요소가 사용된 경우에 포팅 재료(145) 및/또는 가요성 부재(140)]를 대신할 수 있다. 따라서, 중실 연장 조립체(330)는 안내 튜브(125) 내에 끼워질 수 있고 격리된 긴 통로가 그 내에 있는 도관을 형성할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 21을 재차 참조하면, 중실 연장 조립체(330)는 중실 연장부(330e)를 포함한다. 외부 벽 및 내부 긴 채널 또는 통로(335)가 이격된 통로를 형성하는 중실 연장부는 가요성이다. 여기에서 상세하게 설명된 튜브(135)와 마찬가지로, 통로(335)는 챔버(들)(50)와 유체 소통된다. 구체적으로, 하나의 통로(335)가 각각의 챔버(50)의 입구(55)와 유체 소통되고, 또 다른 상이한 통로(335)가 각각의 챔버(50)의 출구(60)와 유체 소통된다. 도시된 실시예에서, 중실 연장부(330e)는 8개의 통로(335)를 포함하고, 그에 따라 4개의 챔버(50)와 사용되도록 구성된다. 연장부(330e)는 필요에 따라 8개보다 많거나 적은 통로(335)를 포함할 수 있다.
위에서 설명된 것과 같이, 연장 조립체(330)는 적어도 제대형 조립체(120) 내의 도관(130)을 대신할 수 있다. 연장 조립체(330)와 도관(130) 사이의 어떤 차이가 이제부터 설명될 것이다.
위에서 설명된 것과 같이, 통로(335)는 일반적으로 가요성 튜브(135)를 대신한다. 그러나, 튜브(135)와 달리, 통로(335)는 챔버(들)(50)까지 줄곧 및/또는 인클로져(15) 외부측의 연결 지점까지 줄곧 연장되지 않을 수 있다(도 15 및 도 16). 따라서, 일부 실시예에서, (바브형 커넥터 등의) 커넥터가 각각의 통로(335)의 한쪽 또는 양쪽 단부에서 포함 또는 사용될 수 있다. 통로(335)의 말단 단부에서의 커넥터는 [여기에서 설명된 가요성 튜브(135)와 유사할 수 있는] 튜브가 챔버(들)(50)의 입구(55) 및 출구(60)[또는, 사용된 경우에, 플랜지 입구 및 출구 경로(65, 70)]와 통로(335)를 연결하게 한다. 마찬가지로, 통로(335)의 근접 단부에서의 커넥터는 [여기에서 설명된 가요성 튜브(135)와 유사할 수 있는] 튜브가 아래에서 더 상세하게 설명되는 펌프 또는 다른 튜브 등의 인클로져(15) 외부측의 구성 요소와 통로(335)를 연결하게 한다.
일부 실시예에서 그리고 도시된 것과 같이, 중실 연장 조립체(330)는 외피(330s, sheath)를 포함한다. 외피(330s) 재료 및 구성은 위에서 설명된 도관(130) 재료 및 구성과 유사한 성질을 가질 수 있고, 위에서 설명된 도관(130) 재료 및 구성과 유사한 장점을 제공할 수 있다. 구체적으로, 외피(330s)는 안내 튜브(125)와의 마찰을 견디는 것을 도울 수 있고 및/또는 작업 중에 토크를 전달하는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 외피(330s)는 안내 튜브(125)와의 접촉 면적을 최소화하도록 및/또는 작업 중의 마찰을 최소화하도록 리지를 포함할 수 있다. 외피(330s)는 중실 연장부(330e)의 외벽에 부착될 수 있거나 중실 연장부(330e)의 외벽 주위에 정확하게 끼워질 수 있다. 일부 실시예에서, 외피(330s) 및 중실 연장부(330e)는 2개의 구성 요소 사이에 억지 끼움(아마도, 상당한 억지 끼움)이 있도록 된 크기 및 구성을 갖는다. 이러한 관점에서, 외피(330s) 및 중실 연장부(330e)는 작업 중에 단일 유닛으로서[즉, 연장 조립체(330)로서] 작용할 수 있다. 일부 실시예에서 외피(330s) 및 중실 연장부(330e)가 합체될 수 있고, 일부 실시예에서 외피(330s)가 생략될 수 있다.
중실 연장 조립체(330)는 위에서 상세하게 설명된 것과 같은 도관(130), 튜브(135) 및 포팅 재료(145)와 동일하거나 실질적으로 동일한 장점을 제공할 수 있다. 간략하게 말하면, 통로(335)는 서로로부터 및/또는 연장부(330e)의 외벽으로부터 및/또는 사용된 경우에 외피(330s)로부터 이격되도록 중실 연장부(330e) 내에 위치될 수 있다. 이격된 관계는 작업 중에 유지될 수 있고, 그에 따라 서로에 대한 통로(335)의 이동/비틀림을 최소화하는 것을 도울 수 있고 및/또는 사용된 경우에 외피(330s)에 대한 통로(335)의 이동/비틀림을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 그 결과는 위에서 더 상세하게 설명된 것과 같이 "확장" 작업에서 사용될 수 있는 더 강건한 제대형 조립체이다.
중실 연장부(330e)는 PVC, 백금-경화 실리콘, C-플렉스(C-Flex) 및 다른 유사한 재료 등의 중합체 재료를 포함할 수 있다. 외피(330s)는 사용된 경우에 도관(130)에 대해 위에서 설명된 것과 유사한 재료를 포함할 수 있다.
재차, 반복을 피하기 위해, 위에서 및 아래에서 설명된 실시예는 단지 도관(130) 및 튜브(135)[그리고 선택적으로 포팅 재료(145) 및/또는 가요성 부재(140)]를 포함하는 제대형 조립체(120)로써 설명될 것이다. 그러나, 제대형 조립체(120)는 도관(130), 튜브(135) 및/또는 포팅 재료(145) 대신에 연장 조립체(330) 또는 간단하게 연장부(330e)를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일부 실시예에서 그리고 도 14a 내지 도 14d에 도시된 것과 같이, 깔때기(180)가 플랜지(35) 및/또는 도어(20)의 후방 측부 상에 제공된다. 깔때기(180)는 구멍(40)과 대향되는 개구(185)를 포함한다. 깔때기(180)는 제대형 조립체(120)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 깔때기(180)는 튜브(135)가 그 내에 수용된 도관(130)을 수용한다. 도관(130)은 적어도 튜브(135)가 구멍(30)을 통해 연장되도록 개구(185) 및 구멍(40)을 통과한다. 튜브(135)가 그 다음에 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이 추가의 구성 요소에 연결될 수 있다.
깔때기(180)는 도관이 구멍(30)을 통해 연장되기 전에 마지막 굽힘을 수행하는 경우에 도관(130) 및 튜브(135) 상에 감소된 응력/변형률을 제공할 수 있다. 이러한 관점에서, 깔때기(180)는 그 내에 수용된 도관(130) 및 튜브(135)의 제어식 굽힘을 제공한다. 이것은 그렇지 않으면 높은 응력 집중 지점인 곳에서의 도관(130) 및/또는 튜브(135)의 파괴의 가능성을 감소시킬 수 있다. 개구(185)의 중심선은 바람직하게는 제대형 조립체(120)의 회전 축과 정렬되거나 실질적으로 정렬되고; 그렇지 않으면, 추가적인 불필요한 하중이 도관(130) 및/또는 튜브(135)에 가해질 수 있다. 또한, 깔때기(180)는 바람직하게는 도관(130)의 최소 동적 굽힘 반경보다 큰 굽힘 반경을 갖는다.
더욱이, 깔때기(180)의 형상은 제대형 조립체(120)가 작업 중에 회전 중인 동안에 그 내에 수용된 도관(130) 및 튜브(135)의 일관된 굽힘을 제공한다. 깔때기(180)는 도관(130)이 깔때기(180) 내에서 회전 중인 동안에 마찰 또는 마모를 감소시키도록 기계 가공 및/또는 연마될 수 있다. 추가로, 그리스 또는 다른 윤활 재료가 마찰 또는 마모를 더욱 감소시키도록 깔때기(180)에 가해질 수 있다. 추가예에서 또는 대체예에서, 깔때기 및/또는 도관(130)의 외부 표면은 마찰 또는 마모를 감소시키도록 테플론® 등의 윤활 재료로써 코팅될 수 있다.
도 15 및 도 16을 이제부터 참조하면, 도관(130) 및 튜브(135)는 구멍(40)으로부터 돌출되는 것으로 관찰된다. 적어도 1개의 펌프(200)가 인클로져(15) 상에 또는 그 상의 패널 상에 제공될 수 있거나, 인클로져(15)로부터 멀리 떨어져 제공될 수 있다. 적어도 1개의 밸브가 인클로져(15) 상에 또는 그 상의 패널 상에 제공될 수 있거나, 인클로져(15)의 우측 상에 도시된 튜브와 합체될 수 있거나, 인클로져(15)로부터 멀리 떨어져 제공될 수 있다. 예컨대, 1개 이상의 핀치 밸브(pinch valve)가 인클로져(15) 상에 제공될 수 있고, 이때 핀치 밸브는 튜브가 폐쇄되거나 부분적으로 폐쇄된 상태로 압착(또는 고정)될 수 있도록 튜브가 그를 통해 삽입되게 하도록 구성된다.
도 17은 시스템의 예시의 흐름도를 도시하고 있다. 시스템은 2개의 세트 즉 챔버/제대형 세트 및 밸브/유체 경로 세트를 포함할 수 있다. 챔버/제대형 세트는 적어도 챔버(들)(50), 도관(130) 및 도관(130) 내의 튜브(135)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 챔버(50)의 입구 경로(65)와 유체 소통되는 튜브(135)는 펌프(200)와 연결될 수 있다(또한, 도 15 및 도 16). 또한, 도시된 실시예에서, 챔버(50)의 출구 경로(70)와 유체 소통되는 튜브(135)는 적어도 1개의 복귀 튜브(205)와 연결될 수 있다(도 15 및 도 16). 펌프(200)의 대향측 상에서, 튜브(210)가 밸브/유체 경로 세트와 챔버/제대형 세트를 연결하는 하니스(harness) 또는 매니폴드(manifold)(215)와 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 일회용 세트는 살균 튜브 용접 공정에 의해 연결될 수 있다. 일회용 세트는 밀봉 및/또는 살균된 상태로 공급될 수 있다. 살균 튜브 용접 공정을 채용함으로써, 일회용 세트는 임의의 종류의 커넥터(예컨대, 하니스, 매니폴드 등)를 사용하지 않으면서 연결될 수 있고, 일회용 세트는 "개방"될 필요가 없고, 이것은 살균성의 상실을 초래할 수 있다.
밸브/유체 경로 세트는 전형적으로 튜브 및/또는 튜브와 합체될 수 있는 밸브를 포함한다. 일부 실시예에서, 밸브/유체 경로 세트는 예컨대 인클로져 상에 포함되는 핀치 밸브 등의 1개 이상의 밸브를 통해 진행되도록 구성된다. 도 15 및 도 16에 도시된 실시예에서, 밸브/유체 경로 세트는 인클로져(15)의 우측 상에서 관찰되는 튜브를 포함한다. 일부 실시예에서, 밸브/유체 경로 세트는 복귀 튜브(들)(205)를 포함한다. 튜브는 도 15 및 도 16에서 "파단"된 것으로서 도시되어 있지만, 플랜지(35)의 구멍(40)으로부터 돌출되는 튜브(135)는 전형적으로 펌프(200) 및/또는 복귀 튜브(들)(205)와 연결된다는 것이 주목되어야 한다. 펌프(200)까지 연장되는 복귀 튜브(들)(205) 및/또는 튜브(135)는 도어(20)의 핸들(30)을 통해 진행될 수 있고 및/또는 후크 등의 1개 이상의 홀더(220)에 의해 소정 위치에 유지될 수 있다.
도 17의 흐름도에서 관찰되는 것과 같이, 밸브/유동 경로 세트는 생물 반응기(230, bioreactor), 폐기물 매체 용기(235), 청정 매체 용기(240) 및/또는 세포 수확 용기(245) 등의 다양한 용기에 연결될 수 있다. 다양한 용기는 전형적으로 인클로져(15)로부터 멀리 떨어져 위치되지만, 용기들 중 적어도 일부가 일부 실시예에서 인클로져(15) 내에 수용될 수 있다. 도 15 및 도 16에 도시된 실시예에서, 인클로져(15)의 우측 상의 튜브의 하부(개방) 부분은 위에서 설명된 용기 등의 다양한 용기와 연결될 수 있다. 밸브/유체 경로 세트는 아래에서 더 상세하게 요약되는 것과 같이 다양한 작업을 수행하도록 구성 가능하다. 적어도 1개의 2차 펌프(250)가 인클로져(15) 상에 또는 인클로져(15)로부터 떨어져 포함될 수 있고; 2차 펌프(250)는 이들 다양한 작업 중 적어도 일부에서 유용할 수 있다.
여기에서 설명된 구성 요소들 중 적어도 일부가 일회용일 수 있다. 예컨대, 챔버(50), 도관(130) 및/또는 그 내에 수용된 튜브(135)가 일회용일 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 일회용 챔버(50)는 투명 또는 반투명 중합체 등의 가요성 또는 탄성 중합체로 구성될 수 있고, 그에 의해 "백 챔버"를 형성한다. 일부 실시예에서, 일회용 챔버(50)는 열성형될 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용 챔버(50)의 재료는 비교적 얇을 수 있다(예컨대, 1 ㎜ 미만의 두께를 갖는 의료용 PVC). 다른 실시예에서, 일회용 챔버(50)의 재료는 우수 의약품 제조 관리 기준의 준수(cGMP: compliance with good manufacturing practice)를 가능케 하도록 또 다른 재료(예컨대, FEP, C-플렉스, 취입 성형된 EVA, 저밀도 폴리에틸렌 등)일 수 있다. 일회용 챔버(50)는 도 5a에 도시된 것과 같이 그리고 위에서 상세하게 설명된 것과 같이 (합체될 수 있는) 입구 및 출구 유체 경로(65, 70)를 포함할 수 있다. 챔버 홀더(75)(도 5b)는 회전자(45) 및 챔버(50)의 회전으로 인해 경험되는 하중의 대부분 또는 모두를 수용함으로써 일회용 챔버(50)의 파괴를 억제할 수 있다.
2개의 별개의 일회용 유체 경로를 포함하는 시스템이 또한 고려된다. 이러한 시스템에서, 위에서 설명된 2개의 세트(즉, 챔버/제대형 세트 및 밸브/유체 경로 세트)는 별개로 일회용일 수 있다. 예컨대, 도 15 내지 도 17을 참조하면, 챔버(50), 도관(130) 및 [펌프(200)까지 이어지거나 펌프(200)를 바로 지나 연장되는] 그 내에 수용된 튜브(135)는 제1 일회용 유동 경로(세트 #1)를 포함할 수 있다. 하니스 또는 매니폴드(215)의 우측으로의 튜브 및/또는 밸브는 제2 일회용 유동 경로(세트 #2)를 포함할 수 있다. 복귀 튜브(들)(205)는 전형적으로 일회용 세트 #2 내에 포함되지만, 어느 한쪽의 일회용 유동 경로 내에 포함될 수 있다.
일회용 유체 경로(들)는 종래의 연속 유동 원심 분리기 및 유사 장치보다 우수한 장점을 제공할 수 있다. 일회용 유동 경로를 채용하지 않는 시스템은 일반적으로 소정-위치-세정(CIP: Cleaning-in-Place) 및 소정-위치-살균(SIP: Sterilization-in-Place) 절차 및 표준을 준수하여야 한다. 이것은 특히 예컨대 세포 배양/수확 및 혈액 처리 등의 오염에 민감한 작업을 수행하는 시스템인 경우이다. 여기에서 설명된 일회용 유동 경로는 CIP 및 SIP 절차를 수행할 필요성을 제거할 수 있다. 나아가, 완전한 일회용 유체 경로의 사용은 우수 의약품 제조 관리 기준의 준수(cGMP)를 가능케 한다. 경로는 삽입 및 사용을 위한 준비가 되어 있는 살균 구성 요소로서 제공될 수 있다.
위에서 논의된 것과 같이, 여기에 개시된 시스템은 다수개의 처리, 수확 등, 방법 및 작업을 수행하는 데 사용될 수 있다. 예시의 방법 및 작업이 양쪽 모두가 2009년 7월 16일자로 출원된 동시-계속되고 공동 소유되는 국제 출원 제PCT/US2009/004113호(국제 공개 제WO 2010/008563호) 및 제PCT/US2009/004137호(국제 공개 제WO 2010/008579호)에 상세하게 기재되어 있고, 이들의 각각의 개시 내용은 온전히 참조로 여기에 합체되어 있다. 방법 및 작업 중 일부의 간략한 개관이 도 17을 참조하여 후속된다.
연속 유동 원심 분리 작업(continuous flow centrifugation operation)에서, 세포 등의 입자를 수용하는 매체가 세포의 유동화 베드를 형성하도록 회전 챔버(50) 내에 급송될 것이다. 챔버(50)가 세포로써 충전된 후에, 유동은 챔버(50)를 비우도록 역전될 것이다. 시스템(즉, 회전자 및 챔버)은 이러한 적용 전체에 걸쳐 회전을 정지시킬 필요가 없다. 사이클은 큰 체적으로부터 세포를 농축하도록 반복될 수 있다.
마찬가지로, 살포 작업(perfusion operation)에서, 세포 등의 입자가 배향 및/또는 수확을 위한 유동화 베드 내의 회전 챔버(50) 내에 고정된다. 예컨대, 세포 및 매체가 생물 반응기(230)로부터 제거되어 챔버(50)로 운반될 수 있다. 매체 및 세포의 연속 유동은 회전 챔버(50)에 의해 생성되는 원심력과 실질적으로 반대되고, 그에 의해 유동화 베드 내에 세포를 고정한다. 살포 사이클을 사용하면, 세포에는 연속적으로 새로운 매체가 제공되고, 소모된 매체가 폐기물 용기(235) 등으로 제거된다. 세포가 그 다음에 아마도 유체 유동을 역전시키고 생물 반응기(230) 또는 세포 수확 용기(245)로 세포를 복귀시킴으로써 챔버(50)로부터 제거될 수 있다.
여기에 개시된 시스템은 또한 세포 배양 또는 수확 중에 매체 교환을 수행할 수 있다. 이러한 적용에서, 세포 배양액이 우선 유동화 세포의 베드를 형성하도록 회전 챔버(50)로 급송되고, 그 다음에 새로운 매체 또는 버퍼가 베드를 통해 살포되도록 챔버(50)의 입구 경로(65)를 통해 급송된다. 예컨대, 새로운 매체 또는 버퍼는 청정 매체 용기(240)로부터 도입될 수 있다. 세포가 매체 또는 버퍼와 함께 세척된 후에, 챔버(50)는 유동을 역전시킴으로써[즉, 챔버(50)의 출구 경로(70)로 매체를 유입시킴으로써] 비워진다. 매체/버퍼 교환 적용은 트랜스펙션(transfection), 세포 분배, 생물 반응기로의 시딩 등의 추가의 처리 전에 사용될 수 있다.
시스템은 또한 밀도 및/또는 크기를 기초로 하여 세포의 모집단을 분리할 수 있다. 이러한 적용에서, 상이한 모집단의 세포를 수용하는 유체가 회전 챔버(50) 내로 급송될 것이다. 세포가 유체 급송 속도 및/또는 원심력(즉, 회전자의 회전 속도)을 조정함으로써 분리될 것이다. 유체 급송 속도 및 원심력이 적절하게 조정되면, 더 가벼운/더 작은 세포가 매체로써 챔버(50)로부터 배출될 것이다. 세포 베드가 형성된 후에, 새로운 매체 또는 버퍼가 급송 속도 및/또는 원심력을 재차 조정함으로써 또 다른 모집단을 분리하는 데 사용될 수 있다. 이러한 과정은 밀도 및/또는 크기가 상이한 다수개의 모집단의 세포를 분리하도록 수회 반복될 수 있다. 마지막으로, 더 무거운/더 큰 세포가 새로운 매체의 유동을 역전시킴으로써 수확된다.
이들은 단지 개시된 시스템에 의해 수행될 수 있는 공정의 예이다. 다른 공정은 세포 분배, 트랜스펙션, 전기 천공법(electroporation), [예컨대, 친화성 매트릭스(affinity matrix)를 사용함으로써 수행되는] 선택/정화/농축, 단백질/생물 재료의 분류, 스캐폴딩 재료(scaffolding material)와 입자를 결합시키는 공정 및/또는 스캐폴딩 재료로부터 입자를 제거하는 공정 그리고 입자를 코팅하는 공정을 포함한다. 이들 공정은 전술된 적용예에서 상세하게 설명되어 있다.
도 15 및 도 16을 재차 참조하면, 디스플레이(260)가 인클로져(15) 상에 제공될 수 있거나, 인클로져(15)에 부착되거나 인접한 패널 상에 제공될 수 있거나, 인클로져(15)로부터 멀리 떨어져 제공될 수 있다. 디스플레이(260)는 (도시되지 않은) 적어도 1개의 제어기에 (예컨대, 직접적으로 또는 무선으로) 연결된다. 제어기가 모터, 펌프(들), 밸브 등을 포함하는 시스템의 다양한 구성 요소와 결합될 수 있다. 1개의 제어기가 모든 구성 요소와 결합될 수 있거나, 일부 구성 요소가 전용 제어기를 가질 수 있다.
디스플레이(260)의 모의 스크린샷이 도 18 내지 도 20에 도시되어 있다. 디스플레이(260)는 파라미터가 입력되게 하고 데이터 또는 진행 상황이 작업자에 의해 읽혀지게 한다. 디스플레이는 도 18에서 관찰되는 것과 같이 다양한 구성 요소의 작업을 지시하는 터치 스크린 버튼을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 키보드 등의 별개의 사용자 입력 장치가 있고; 바꿔 말하면, 디스플레이는 터치 스크린을 채용하지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 광원 및/또는 카메라가 인클로져 상에 또는 인클로져의 내부 공동 내에 포함될 수 있다. 광원 및/또는 카메라는 챔버(들)를 조명하는 데 및/또는 챔버(들)[예컨대, 작업 중의 챔버(들)의 내부]의 이미지를 포착하는 데 유용할 수 있다. 포착된 이미지는 챔버(들) 내에서 일어나는 특정한 공정의 진행 상황에 대해 작업자 및/또는 시스템에 피드백을 제공하는 데 유용할 수 있다. 카메라는 이미지가 예컨대 디스플레이로 전달될 수 있도록 (직접적으로 또는 제어기를 통해 중 어느 한쪽으로) 디스플레이와 통신할 수 있다. 제어기(들) 및/또는 제어기(들)와 관련된 소프트웨어가 특정한 챔버와 포착된 이미지를 자동적으로 상호 관련시킬 수 있다.
위의 사항은 본 발명의 예시이고, 그 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 소수의 예시 실시예가 설명되었지만, 당업자라면 많은 변형이 본 발명의 개시 내용 및 장점으로부터 실질적으로 벗어나지 않으면서 예시 실시예에서 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 모든 이러한 변형은 특허청구범위 내에 규정된 것과 같은 본 발명의 범주 내에 포함되도록 의도된다. 본 발명은 다음의 특허청구범위에 의해 규정되고, 이때 특허청구범위의 등가물은 그 내에 포함되어야 한다.
10: 시스템
15: 인클로져 또는 하우징
20: 도어
25: 창
30: 핸들
35: 플랜지
42: 클램프
44: 내부 공동
45: 회전자
50: 유체 챔버
55: 입구
60: 출구

Claims (43)

  1. 입자를 조작하는 장치이며,
    축에 대해 소정 속도로 회전 가능한 회전자로서, 회전자는 외주연부 그리고 전방 및 후방 대향 측부를 갖는, 회전자와;
    회전자 상에 장착되는 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 챔버와;
    축에 대해 회전 가능한 제대형 조립체로서, 제대형 조립체는
    회전자의 후방 측부에서 드럼에 연결되는 곡선형 안내 튜브와,
    안내 튜브 내에 위치되는 가요성 도관과,
    도관을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 긴 통로로서, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 제1 및 제2 긴 통로를 포함하는, 제대형 조립체와;
    회전자의 속도의 약 1/2로 제대형 조립체를 회전시키도록 구성되는 구동 기구를 포함하고,
    상기 통로들은 서로에 대해 이격된 관계로 유지되는, 입자 조작 장치.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로는 도관의 길이의 적어도 대부분을 통해 연장되는 대응하는 제1 및 제2 가요성 튜브를 포함하고, 상기 장치는 도관 내에 포팅 재료를 추가로 포함하고, 포팅 재료는 튜브들을 서로에 대해 이격된 관계로 유지하고, 튜브들을 도관에 대해 이격된 관계로 유지하도록 구성되는, 입자 조작 장치.
  3. 제2항에 있어서, 포팅 재료는 도관에 대한 튜브의 운동을 제한하고 및/또는 서로에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성되는 입자 조작 장치.
  4. 제2항에 있어서, 제대형 조립체는 도관의 길이의 적어도 대부분을 통해 연장되는 가요성 부재를 추가로 포함하고, 가요성 부재는 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브는 가요성 부재를 둘러싸는, 입자 조작 장치.
  5. 제4항에 있어서, 포팅 재료는 가요성 부재에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성되는 입자 조작 장치.
  6. 제2항에 있어서, 도관은 주름형 가요성 도관인 입자 조작 장치.
  7. 제1항에 있어서, 도관 및 통로는 이격된 통로를 형성하는 내부 긴 채널들과 외벽을 갖는 가요성 연장부로 합체되는 입자 조작 장치.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 챔버는 가요성 반투명 또는 투명 유체 챔버이고, 상기 장치는 회전자의 전방 측부에 피벗식으로 장착되는 적어도 1개의 챔버 홀더를 추가로 포함하고, 각각의 챔버 홀더는 각각의 챔버를 해제 가능하게 둘러싸도록 구성되는, 입자 조작 장치.
  9. 제8항에 있어서, 각각의 챔버 홀더는 둘러싸여진 챔버로의 시각적 접근이 가능하도록 창을 포함하는 입자 조작 장치.
  10. 제2항에 있어서, 각각의 챔버는 플랜지를 갖는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분을 포함하고, 플랜지는 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되고, 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 제1 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 연결되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 연결되는, 입자 조작 장치.
  11. 제10항에 있어서, 플랜지 입구 및 출구 유체 경로는 제1 및 제2 튜브가 플랜지 입구 및 출구 유체 경로와 연결되는 지점으로부터 연장되는 세그먼트를 따라 실질적으로 평행한 입자 조작 장치.
  12. 제7항에 있어서, 각각의 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분 그리고 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 포함하고, 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 도관의 제1 긴 통로는 플랜지 입구 유체 경로와 유체 소통되고, 도관의 제2 긴 통로는 플랜지 출구 유체 경로와 유체 소통되는, 입자 조작 장치.
  13. 제12항에 있어서, 제1 통로와 플랜지 입구 유체 경로를 연결하는 제1 튜브 그리고 제2 통로와 플랜지 출구 유체 경로를 연결하는 제2 튜브를 추가로 포함하고, 플랜지 입구 및 출구 경로는 제1 및 제2 튜브가 플랜지 입구 및 출구 경로와 연결되는 지점으로부터 연장되는 세그먼트를 따라 실질적으로 평행한 입자 조작 장치.
  14. 제13항에 있어서, 제1 및 제2 통로의 각각에서 커넥터를 추가로 포함하고, 하나의 커넥터가 제1 통로와 제1 튜브를 연결하도록 구성되고, 다른 커넥터는 제2 통로와 제2 튜브를 연결하도록 구성되는, 입자 조작 장치.
  15. 제1항에 있어서, 구동 기구는 기어를 포함하는 입자 조작 장치.
  16. 제15항에 있어서, 기어는 드럼에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 입자 조작 장치.
  17. 제1항에 있어서, 회전자는 실질적으로 수평의 회전 축을 형성하고, 적어도 1개의 챔버 및 제대형 조립체는 실질적으로 수평의 축에 대해 회전되는, 입자 조작 장치.
  18. 제1항에 있어서, 곡선형 안내 튜브는 회전자의 외주연부 주위에서 연장되도록 구성되는 입자 조작 장치.
  19. 제1항에 있어서, 도관은 근접 및 말단 대향 단부를 포함하고, 도관 말단 단부는 회전자에 연결되는, 입자 조작 장치.
  20. 제19항에 있어서, 도관 말단 단부는 실질적으로 육각형 형상의 커플링을 갖는 입자 조작 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 통로들을 이격된 관계로 유지하도록 구성되는 도관 내의 복수개의 이격된 가요성 홀더를 추가로 포함하는 입자 조작 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 1개의 챔버는 이격된 관계로 회전자 상에 장착되는 복수개의 챔버를 포함하는 입자 조작 장치.
  23. 외주연부 그리고 전방 및 후방 대향 측부를 갖는 회전자를 포함하는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 일회용 유체 경로이며,
    회전자 상에 장착되는 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 적어도 1개의 챔버와;
    회전자의 외주연부 주위에서 휘어지고 회전자에 연결되는 가요성 도관과;
    도관을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 가요성 튜브로서, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 제1 및 제2 가요성 튜브와;
    도관 내의 포팅 재료로서, 포팅 재료는 튜브들을 이격된 관계로 유지하도록 구성되는, 포팅 재료를 포함하는
    일회용 유체 경로.
  24. 제23항에 있어서, 포팅 재료는 도관에 대한 튜브의 운동을 제한하고 및/또는 서로에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성되는 일회용 유체 경로.
  25. 제23항에 있어서, 도관을 통해 연장되는 가요성 부재를 추가로 포함하고, 가요성 부재는 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브는 가요성 부재를 둘러싸는, 일회용 유체 경로.
  26. 제25항에 있어서, 포팅 재료는 가요성 부재에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성되는 일회용 유체 경로.
  27. 제23항에 있어서, 도관은 근접 및 말단 대향 단부를 포함하고, 도관은 말단 단부에 커플링을 포함하고, 커플링은 회전자에 연결되는, 일회용 유체 경로.
  28. 제27항에 있어서, 커플링은 실질적으로 육각형의 형상을 갖는 일회용 유체 경로.
  29. 회전자 그리고 회전자에 부착되는 입구 및 출구를 갖는 적어도 1개의 챔버를 갖는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 제대형 조립체이며,
    회전자의 후방 측부에서 드럼에 연결되는 곡선형 안내 튜브와;
    안내 튜브 내에 위치되는 가요성 도관과;
    도관의 길이의 적어도 대부분을 통해 연장되는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 가요성 튜브로서, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 제1 및 제2 가요성 튜브와;
    도관 내의 포팅 재료로서, 포팅 재료는 튜브들을 이격된 관계로 유지하도록 구성되는, 포팅 재료를 포함하는
    제대형 조립체.
  30. 제29항에 있어서, 포팅 재료는 도관에 대한 튜브의 운동을 제한하고 및/또는 서로에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성되는 제대형 조립체.
  31. 제29항에 있어서, 도관을 통해 연장되는 가요성 부재를 추가로 포함하고, 가요성 부재는 실질적으로 도관의 중심선을 따라 연장되고, 가요성 튜브는 가요성 부재를 둘러싸는, 제대형 조립체.
  32. 제31항에 있어서, 포팅 재료는 가요성 부재에 대한 튜브의 운동을 제한하도록 추가로 구성되는 제대형 조립체.
  33. 회전자 그리고 회전자에 부착되는 적어도 1개의 챔버를 갖는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 제대형 조립체이며,
    상기 조립체는 각각의 챔버를 위해 그 내부에 제1 및 제2 이격 통로를 포함하는 가요성 연장부를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 제대형 조립체.
  34. 회전자를 갖는 연속 유동 원심 분리기와 사용되는 일회용 유체 경로이며,
    상기 일회용 유체 경로는
    제1 일회용 섹션으로서,
    회전자 상에 보유되도록 구성되는 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 적어도 1개의 챔버와,
    각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 튜브로서, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되도록 구성되고 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되도록 구성되는, 제1 및 제2 튜브를 포함하는, 제1 일회용 섹션과;
    제2 일회용 섹션으로서,
    적어도 1개의 용기와 유체 소통되고 적어도 1개의 밸브를 통과하도록 구성되는 튜브를 포함하는, 제2 일회용 섹션을 포함하는
    일회용 유체 경로.
  35. 제34항에 있어서, 제1 일회용 섹션은 적어도 1개의 용기와 유체 소통되는 복귀 튜브를 포함하는 일회용 유체 경로.
  36. 제34항에 있어서, 제2 일회용 섹션은 적어도 1개의 용기와 유체 소통되는 복귀 튜브를 포함하는 일회용 유체 경로.
  37. 제34항에 있어서, 제1 및 제2 일회용 섹션은 살균 튜브 용접 공정을 사용하여 연결되도록 구성되는 일회용 유체 경로.
  38. 제34항에 있어서, 각각의 챔버는 가요성 반투명 또는 투명 유체 챔버를 포함하고, 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분 그리고 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 포함하고, 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 제1 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 연결되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 연결되는, 일회용 유체 경로.
  39. 제38항에 있어서, 플랜지 입구 및 출구 유체 경로는 제1 및 제2 튜브가 플랜지 입구 및 출구 유체 경로와 연결되는 지점으로부터 연장되는 세그먼트를 따라 실질적으로 평행한 일회용 유체 경로.
  40. 원심 유체 처리 시스템이며,
    내부 공동을 갖는 하우징으로서, 접근 구멍이 하우징의 외부 표면으로부터 내부 공동까지 연장되는, 하우징과;
    내부 공동 내에서 회전자 상에 이격된 관계로 유지되는 복수개의 유체 챔버와;
    그 내부에 이격된 관계로 복수개의 가요성 튜브를 유지하는 가요성 도관으로서, 가요성 도관은 하우징의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍을 통해 내부 공동 내로 연장되고, 복수개의 튜브는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 튜브를 포함하고, 제1 튜브는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 튜브는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되고, 가요성 도관은 도관의 내부 체적을 실질적으로 충전하고 가요성 튜브를 실질적으로 둘러싸는 중실 가요성 재료를 포함하고, 중실 가요성 재료는 가요성 튜브들을 이격된 관계로 유지하도록 구성되는, 가요성 도관과;
    내부 공동 내에 가요성 도관의 일부를 보유하는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브와;
    제1 속도로 안내 튜브를 회전시키고 제2 속도로 회전자 및 유체 챔버를 회전시키도록 구성되는 구동 기구로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 2배인, 구동 기구를 포함하는
    원심 유체 처리 시스템.
  41. 원심 유체 처리 시스템이며,
    내부 공동을 갖는 하우징으로서, 접근 구멍이 하우징의 외부 표면으로부터 내부 공동까지 연장되는, 하우징과;
    내부 공동 내에서 회전자 상에 이격된 관계로 유지되는 복수개의 유체 챔버와;
    그 내부에 복수개의 긴 이격 통로를 포함하는 가요성 도관으로서, 가요성 도관은 하우징의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍을 통해 내부 공동 내로 연장되고, 복수개의 통로는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 가요성 도관과;
    개방된 중심 통로를 갖는 실질적으로 깔때기-형상의 지지부로서, 상기 지지부는 내부 공동 내로 더욱 연장됨에 따라 외향으로 테이퍼를 형성하는 형상을 갖고, 상기 지지부는 가요성 도관을 둘러싸고, 깔때기 형상의 지지부의 중심선은 접근 구멍의 중심선과 정렬되는, 실질적으로 깔때기-형상의 지지부와;
    내부 공동 내에 가요성 도관의 일부를 보유하는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브와;
    제1 속도로 안내 튜브를 회전시키고 제2 속도로 회전자 및 유체 챔버를 회전시키도록 구성되는 구동 기구로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 2배인, 구동 기구를 포함하는
    원심 유체 처리 시스템.
  42. 원심 유체 처리 시스템이며,
    내부 공동을 갖는 하우징으로서, 접근 구멍이 하우징의 외부 표면으로부터 내부 공동까지 연장되는, 하우징과;
    내부 공동 내에서 회전자 상에 이격된 관계로 유지되는 입구 및 출구를 갖는 복수개의 가요성 반투명 또는 투명 유체 챔버로서, 각각의 챔버는 실질적으로 원뿔형의 본체 부분을 포함하고, 각각의 챔버는 원뿔형 본체 부분의 주변부의 적어도 일부 주위에서 연장되는 플랜지를 포함하고, 플랜지는 입구 유체 경로 및 출구 유체 경로를 포함하고, 플랜지 입구 유체 경로는 챔버의 입구와 유체 소통되고, 플랜지 출구 유체 경로는 챔버의 출구와 유체 소통되는, 유체 챔버와;
    그 내부에 복수개의 긴 이격 통로를 포함하는 가요성 도관으로서, 가요성 도관은 하우징의 외부에 있는 위치로부터 접근 구멍을 통해 내부 공동 내로 연장되고, 복수개의 통로는 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로를 포함하고, 제1 통로는 각각의 챔버의 플랜지 입구 유체 경로와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 플랜지 출구 유체 경로와 유체 소통되는, 가요성 도관과;
    내부 공동 내에 가요성 도관의 일부를 보유하는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브와;
    제1 속도로 안내 튜브를 회전시키고 제2 속도로 회전자 및 유체 챔버를 회전시키도록 구성되는 구동 기구로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 2배인, 구동 기구와;
    내부 공동 내의 복수개의 실질적으로 강성의 챔버 홀더로서, 각각은 회전자에 부착되는 각각의 가요성 챔버를 해제 가능하게 보유하도록 된 크기 및 구성을 갖는, 복수개의 실질적으로 강성의 챔버 홀더를 포함하는
    원심 유체 처리 시스템.
  43. 입자를 조작하는 방법이며,
    외주연부를 갖는 회전자 상의 적어도 1개의 챔버로서, 각각의 챔버는 입구 및 출구를 갖는, 적어도 1개의 챔버와; 각각의 챔버를 위해 그 내부에 제1 및 제2 이격 통로를 갖는 가요성 도관으로서, 제1 통로는 각각의 챔버의 입구와 유체 소통되고, 제2 통로는 각각의 챔버의 출구와 유체 소통되는, 가요성 도관과; 그 내부에 도관의 일부를 보유하고 회전자의 외주연부 주위에서 휘어지는 실질적으로 강성의 곡선형 안내 튜브를 제공하는 단계와,
    제1 속도로 회전자 및 적어도 1개의 챔버를 회전시키는 단계로서, 그에 의해 원심력장을 생성하는, 단계와,
    제2 속도로 안내 튜브 및 그 내의 도관을 회전시키는 단계로서, 제2 속도는 제1 속도의 약 1/2이고, 그에 의해 각각의 챔버를 위한 제1 및 제2 통로가 완전히 비틀리는 것을 억제하는, 단계와,
    제1 통로를 사용하여 각각의 챔버 내로 매체 및 입자를 유동시키는 단계로서, 매체 및 입자의 연속 유동이 원심력장과 실질적으로 반대되는 유체력을 생성하고, 그에 의해 각각의 챔버 내의 유동화 베드 내에 입자들 중 적어도 일부를 고정하는, 단계와,
    각각의 챔버로부터 외부로 제2 통로를 통해 매체를 유동시키는 단계를 포함하는
    입자 조작 방법.
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