KR20160055255A - 다중 교반기 또는 위치 조정가능한 교반기 설계를 갖는 생물반응기 - Google Patents

다중 교반기 또는 위치 조정가능한 교반기 설계를 갖는 생물반응기 Download PDF

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KR20160055255A
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켈시 덴트
에드워드 찬
테리 허드슨
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Abstract

상이한 설계를 갖는 용기들과 함께 사용되도록 구성된 생물반응기 지지 구조물, 및 그러한 생물반응기를 만들고 사용하기 위한 방법이 본원에서 설명된다. 본원에서 설명되는 지지 구조물은 2개 이상의 교반기 모터 및 제어 시스템 또는 위치 조정가능한 교반기 모터, 제거가능한 스페이서 및/또는 뚜껑, 포트 및 프로브에 대한 복수의 구성, 및 다중 배기 필터 가열 블랭킷을 포함할 수 있다. 다중 교반기 모터 또는 위치 조정가능한 교반기 모터 생물반응기를 제조하는 방법과, 원래는 기존의 지지 구조물과 함께 사용되도록 설계되지 않은 용기와 함께 사용되도록 기존의 지지 구조물을 변형하는 방법, 및 이러한 생물반응기를 작동시키기 위한 방법이 또한 본원에서 설명된다.

Description

다중 교반기 또는 위치 조정가능한 교반기 설계를 갖는 생물반응기 {BIOREACTORS WITH MULTIPLE OR ADJUSTABLE-POSITION AGITATOR DESIGNS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 9월 16일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/878,516호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이는 본원에서 전체적으로 참조로 통합되었다.
생물반응기는 제어된 환경 하에서 세포, 유기체, 배양물 등의 배양을 통해 약품, 백신, 항체 등과 같은 생성물의 생산을 위해 사용될 수 있다. 지지 구조물, 및 지지 구조물 내에 끼워지도록 구성된 1회 사용 용기를 포함하는 1회 사용 생물반응기가 점점 더 많이 사용되고 있다. 그러한 시스템의 사용은 공정 간에 생물반응기의 더 간단한 세척 및 멸균을 허용한다. 1회 사용 생물반응기에 대한 다수의 설계가 존재하고, 몇몇 상황에서, 특정 설계가 바람직할 수 있고, 예를 들어, 특정 재료로 만들어지거나 특정 교반기 시스템 설계를 갖는 1회 사용 용기의 사용이 특정 생성물의 생산을 위해 바람직할 수 있다. 1회 사용 생물반응기 내의 1회용 구성요소는 특정 생물반응기 시스템과 함께 사용하도록 구성되고, 포트 및 커넥터의 배열은 그러한 시스템에 대해 맞춰진다.
몇몇 경우에, 상이한 1회 사용 용기와 함께 상이한 지지 구조물을 사용할 필요가 있는 것은 비용이 들고 및/또는 비효율적일 수 있다. 대신에, 다중 1회 사용 용기 설계와 함께 단일 지지 구조물을 사용할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 상이한 설계를 갖는 용기와 함께 사용되도록 구성된 생물반응기 지지 구조물, 및 그러한 생물반응기를 만들고 사용하기 위한 방법이 본원에서 설명된다. 본원에서 설명되는 지지 구조물은 2개 이상의 교반기 모터 및 제어 시스템 또는 위치 조정가능한 교반기 모터, 제거가능한 스페이서 및/또는 뚜껑, 포트 및 프로브에 대한 다중 구성, 및 다중 배기 필터 가열 블랭킷을 포함할 수 있다. 다중 교반기 모터 및/또는 위치 조정가능한 교반기 모터 생물반응기를 제조하는 방법과, 원래는 기존의 지지 구조물과 함께 사용되도록 설계되지 않은 용기와 함께 사용되도록 기존의 지지 구조물을 변형하는 방법이 또한 본원에서 설명된다. 본원에서 설명되는 생물반응기 지지 구조물을 작동시키기 위한 방법이 또한 본원에서 설명된다.
특정 실시예는 용기를 유지하도록 구성된 지지 구조물, 및 임펠러 및 교반기 모터를 포함하는 교반기 시스템을 포함하는 생물반응기를 포함하고, 교반기 시스템 및 지지 구조물은 지지 구조물에 대한 복수의 위치에 교반기 모터를 위치시키도록 구성된다. 지지 구조물은 상부 영역 및 바닥 영역을 포함할 수 있고, 복수의 위치는 상부 장착 교반기 모터 위치 및 바닥 장착 교반기 모터 위치를 포함할 수 있다. 복수의 위치는 상부 장착 교반기 모터 위치와 바닥 장착 교반기 모터 위치 사이에서 적어도 하나의 중간 위치를 추가로 포함한다. 교반기 모터는 길이 조정가능한 샤프트 상에 장착될 수 있다. 교반기 모터는 복수의 위치에 선택적으로 장착가능할 수 있다. 지지 구조물은 상부 영역 및 바닥 영역을 포함할 수 있고, 임펠러는 지지 구조물의 상부 영역과 바닥 영역 사이의 중간 위치들의 범위에서 선택적으로 작동되도록 구성될 수 있다. 임펠러는 길이 조정가능한 샤프트 상에 장착될 수 있다. 생물반응기는 지지 구조물 내에 존재하며 교반기 모터에 결합되도록 구성된 용기를 추가로 포함할 수 있고, 용기는 절첩가능한 주머니이다. 절첩가능한 주머니는 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 절첩가능한 주머니는 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 생물반응기는 지지 구조물의 바닥에 제거가능하게 위치되도록 구성된 상승된 지지 표면을 구비한 스페이서를 추가로 포함할 수 있다. 지지 구조물은 상부 개방부, 및 상부 개방부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성된 제거가능한 뚜껑을 포함할 수 있다. 뚜껑은 상부 개방부를 덮을 때 및 상부 개방부로부터 제거될 때, 지지 구조물에 부착되어 있을 수 있다. 지지 구조물은 내부 프로브 및 외부 프로브 둘 다와 함께 사용되도록 구성될 수 있다.
특정 실시예는 측벽 및 기부를 포함하며, 내부에 공동을 형성하는 지지 구조물 - 공동은 용기를 유지하도록 구성됨 -, 지지 구조물에 결합된 상부 장착 교반기 모터, 및 지지 구조물에 결합된 바닥 장착 교반기 모터를 포함하고, 상부 교반기 모터 및 바닥 교반기 모터는 용기의 구성에 기초하여 선택적으로 사용되도록 구성된다. 생물반응기는 용기를 부착하도록 구성된, 측벽 및 기부 중 적어도 하나에서의 적어도 하나의 커넥터를 추가로 포함할 수 있다. 생물반응기는 공동 내에 존재하며 상부 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 교반기 모터에 결합되도록 구성된 용기를 추가로 포함하고, 용기는 절첩가능한 주머니이다. 생물반응기는 지지 구조물의 바닥에 제거가능하게 위치되도록 구성된 상승된 지지 표면을 구비한 스페이서를 추가로 포함할 수 있다. 스페이서는 스페이서가 지지 구조물의 바닥에 있을 때, 용기와 바닥 장착 교반기 모터를 분리하도록 구성될 수 있다. 생물반응기는 상부 장착 교반기 모터를 제어하도록 구성된 제1 제어 시스템 및 바닥 장착 교반기 모터를 제어하도록 구성된 제2 제어 시스템을 추가로 포함할 수 있다. 생물반응기는 제1 제어 시스템과 제2 제어 시스템 사이에서 절환하기 위한 선택기를 추가로 포함할 수 있다. 제1 제어 시스템 및 제2 제어 시스템은 디지털 사용자 인터페이스를 사용하여 선택적으로 채용되도록 구성될 수 있다. 제1 제어 시스템 및 제2 제어 시스템은 가변 주파수 구동부를 포함할 수 있다. 지지 구조물은 상부 개방부, 및 상부 개방부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성된 제거가능한 뚜껑을 포함할 수 있다. 뚜껑은 상부 개방부를 덮을 때 및 상부 개방부로부터 제거될 때, 지지 구조물에 부착되어 있을 수 있다. 생물반응기는 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷을 추가로 포함할 수 있다. 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷은 상이한 크기를 가질 수 있다. 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷은 용기의 구성에 기초하여 선택적으로 채용되도록 구성될 수 있다. 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷은 회전가능한 요소에 장착될 수 있고, 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷은 회전가능한 요소를 회전시킴으로써 선택적으로 채용되도록 구성될 수 있다. 지지 구조물은 하나 이상의 프로브 접근 포트를 추가로 포함할 수 있다. 프로브 접근 포트들 중 적어도 하나는 내부 프로브를 수용하도록 구성될 수 있다. 측벽은 본체 및 도어를 포함할 수 있고, 하나 이상의 프로브 접근 포트는 측벽의 도어 상에 위치된다. 측벽은 본체 및 도어를 포함할 수 있고, 상부 장착 교반기 모터는 도어에 장착된다. 측벽은 본체 및 도어를 포함할 수 있고, 상부 장착 교반기 모터는 본체에 장착된다.
특정 실시예는 제1 교반기 모터를 포함하는 지지 구조물에 제2 교반기 모터를 부착하는 것, 및 지지 구조물에 접근 영역을 추가하는 것을 포함하는, 생물반응기를 변형하는 방법을 포함한다. 제1 교반기 모터는 바닥 장착 교반기 모터일 수 있고, 제2 교반기 모터는 상부 장착 교반기 모터일 수 있다. 제1 교반기 모터는 상부 장착 교반기 모터일 수 있고, 제2 교반기 모터는 바닥 장착 교반기 모터일 수 있다. 지지 구조물은 측벽 본체 및 도어를 포함할 수 있고, 접근 영역을 추가하는 것은 도어에 접근 패널을 추가하는 것을 포함할 수 있다. 지지 구조물은 기부를 포함할 수 있고, 방법은 지지 구조물의 기부 위에 위치하도록 구성된 끼워맞춤되는 제거가능한 스페이서를 제공하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 지지 구조물은 상부 개방부, 및 상부 개방부의 적어도 일부를 덮는 뚜껑을 포함할 수 있고, 접근 영역을 추가하는 것은 지지 구조물로의 내부 접근을 증가시키도록 뚜껑을 변형하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 뚜껑이 지지 구조물의 상부 개방부로부터 제거될 때, 뚜껑에 부착 유지되는 가요성 요소를 사용하여 지지 구조물에 뚜껑을 부착하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 접근 영역을 추가하는 것은 생물반응기에 하나 이상의 프로브 접근 포트를 추가하는 것을 포함할 수 있다. 프로브 접근 포트는 내부 프로브를 수용하도록 구성될 수 있다. 생물반응기는 원래의 배기 필터 가열 블랭킷을 포함할 수 있고, 방법은 생물반응기에 추가의 배기 필터 가열 블랭킷을 추가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 추가의 배기 필터 가열 블랭킷은 원래의 배기 필터 가열 블랭킷과 상이한 크기일 수 있다. 원래의 배기 필터 가열 블랭킷 및 추가의 배기 필터 가열 블랭킷은 선택적으로 채용되도록 구성될 수 있다. 생물반응기에 추가의 배기 필터 가열 블랭킷을 추가하는 것은 지지 구조물에 연결된 회전가능한 요소에 추가의 배기 필터 가열 블랭킷을 장착하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 제2 교반기 모터를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 추가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 원래의 제어 시스템과 추가된 제어 시스템 사이에서 절환하기 위한 선택기를 추가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 원래의 제어 시스템 및 추가된 제어 시스템은 디지털 사용자 인터페이스를 사용하여 선택적으로 채용되도록 구성될 수 있다.
특정 실시예는 상부 장착 교반기 주머니 및 바닥 장착 교반기 주머니로 이루어진 군으로부터 생물반응기 주머니를 선택하는 것, 지지 구조물의 상부 장착 교반기 모터와 바닥 장착 교반기 모터 사이에서 선택하는 것, 지지 구조물 내로 선택된 생물반응기 주머니를 위치시키는 것, 및 선택된 교반기 모터에 선택된 생물반응기 주머니를 결합시키는 것을 포함하는, 지지 구조물 및 다중 교반기 모터 시스템을 포함하는 생물반응기를 작동시키는 방법을 포함한다. 방법은 생물반응기 내부의 스페이서의 존재를 확인하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 생물반응기 내부에 스페이서를 위치시키는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 생물반응기 내부로부터 스페이서를 제거하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 지지 구조물 커넥터에 주머니 커넥터를 부착하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 방법은 상부 장착 교반기 모터의 수직 위치를 변화시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.
도 1a는 상부 장착 교반기 모터 및 바닥 장착 교반기 모터를 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기의 일 실시예의 측면도를 도시한다. 도 1b - 도 1c는 도어가 각각 개방 및 폐쇄되어 있는 도 1a의 생물반응기의 지지 구조물의 사시도를 도시한다.
도 2a는 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 주머니의 사시도를 도시한다. 도 2b는 도 2a의 주머니의 강성 기부의 사시도를 도시한다. 도 2c는 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 주머니의 사시도를 도시한다.
도 3a - 도 3b는 스페이서를 도시하는, 본원에서 설명되는 생물반응기의 바닥 부분의 상부 사시도 및 측면 사시도를 각각 도시한다.
도 4a - 도 4c는 이동가능한 뚜껑을 도시하는, 본원에서 설명되는 생물반응기의 일 실시예의 상부 부분을 도시한다. 도 4a - 도 4b는 제1 위치의 뚜껑을 갖는 생물반응기의 상부 사시도 및 측면도를 각각 도시한다. 도 4c는 제2 위치의 뚜껑을 갖는 생물반응기의 측면도를 도시한다.
도 5a는 복수의 프로브 구성과 함께 사용하도록 구성된 본원에서 설명되는 생물반응기의 측면 사시도를 도시한다. 도 5b는 도 5a의 생물반응기의 하부 부분의 확대도이다.
도 6은 복수의 선택적으로 사용가능한 배기 필터 가열 블랭킷을 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기의 일 실시예의 상부 부분의 사시도이다.
도 7a - 도 7b는 도 7a에서 제1 위치에 및 도 7b에서 제2 위치에 도시되어 있는, 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기의 일 실시예의 사시도를 도시한다.
1회 사용 생물반응기는 용기와, 용기 및 용기에 결합된 다른 물품을 지지하도록 구성된 지지 구조물을 대체로 포함한다. 전형적으로, 지지 구조물 및 용기는 함께 사용되도록 설계되어, 대안적인 용기 설계를 기존의 지지 구조물과 함께 사용하는 것을 어렵게 만든다. 그러나, 때때로, 상이한 설계를 갖는 용기들을 지지하기 위해 단일 지지 구조물을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 상이한 설계를 갖는 용기들과 함께 사용되도록 구성된 생물반응기 지지 구조물, 및 그러한 생물반응기를 사용하기 위한 방법이 본원에서 설명된다. 생물반응기는 전형적으로 상부 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 교반기 모터를 갖는 것으로서 분류되지만, 본원에서 설명되는 지지 구조물은 2개 이상의 교반기 모터 및 제어 시스템 및/또는 위치 조정가능한 교반기 모터, 제거가능한 스페이서 및/또는 뚜껑, 포트 및 프로브에 대한 다중 구성, 및 다중 배기 필터 가열 블랭킷을 포함할 수 있다. 다중 교반기 모터 생물반응기 및/또는 위치 조정가능한 교반기 모터 생물반응기를 제조하는 방법과, 원래는 기존의 지지 구조물과 함께 사용되도록 설계되지 않은 용기와 함께 사용되도록 기존의 지지 구조물을 변형하는 방법 및 그러한 생물반응기를 사용하기 위한 방법이 또한 본원에서 설명된다. 기존의 지지 구조물을 변형하는 이러한 방법은 하나 이상의 추가의 교반기 모터를 추가하거나 교반기 모터를 조정가능하게 구성하기 위해, 제거가능한 스페이서, 포트 및 프로브에 대한 추가의 구성, 및 배기 필터 가열 블랭킷을 추가하기 위해, 및/또는 기존의 뚜껑을 제거하거나 변형하기 위해, 기존의 지지 구조물을 변형하는 것들 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 생물반응기 지지 구조물을 작동시키기 위한 방법, 및 본원에서 설명되는 변형 방법의 결과로서 만들어진 생물반응기 지지 구조물을 작동시키기 위한 방법이 또한 본원에서 설명된다. 이러한 생물반응기는 각각의 용기 구성에서 질량 전달 계수 및 배양 성능 표준을 여전히 만족시키면서, 상이한 1회용 또는 1회 사용 용기 구성에서의 생산 공정들에 대해 사용될 수 있다.
도 1a는 상이한 구성을 갖는 용기들과 함께 사용하도록 구성된 본원에서 설명되는 생물반응기(100)의 일 실시예의 측면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 생물반응기(100)는 지지 구조물(102) 및 용기(202)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 지지 구조물(102)은 측벽(104)을 포함할 수 있다. 도 1a - 도 1c에서 실질적으로 원통형이며 바닥 개방부(116) 및 상부 개방부(118)를 형성하는 것으로 도시되어 있지만, 측벽(104)은 아래에서 더 상세하게 설명되는, 용기를 지지하도록 구성된 임의의 적합한 형상을 포함할 수 있다. 측벽(104)은 상부 개방부(118)에서 내측으로 향하는 립(120)을 포함할 수 있다. 측벽(104)은 금속(예컨대, 스테인리스강, 알루미늄 등), 중합체(예컨대, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 나일론, 또는 다른 폴리아미드, 폴리에스터, 페놀 중합체), 유리, 유리 섬유 등과 같은, 용기를 지지하기에 적합한 임의의 재료 또는 재료들을 포함할 수 있다. 측벽(104)의 바닥 개방부(116)는 개방부(116)를 부분적으로 (또는 몇몇 변경예에서, 완전히) 덮을 수 있는, 도 1b에 도시된 바와 같은 기부(106)에 부착될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 기부(106)는 측벽(104)과 일체일 수 있다. 측벽(104)과 함께, 기부(106)는 챔버(108)를 생성할 수 있지만, 도 1b에 도시된 바와 같이, 챔버(108)는 그의 바닥에서 기부(106)에 의해 완전히 봉입되지 않을 수 있다. 기부(106)는 원추 형상과 같은 오목한 형상을 가질 수 있거나, 다른 변경예에서, 기부(106)는 편평하거나 볼록한 형상을 가질 수 있다. 도 1b에 도시된 변경예에서, 기부(106)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 바닥 장착 교반기 모터(302)가 용기와 접속하게 허용하도록 구성된 개방부(140)를 포함할 수 있다. 개방부(140)는 도시된 바와 같이 원형일 수 있거나, 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 기부(106)는 아래에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 포트, 프로브, 및 스파저와 같은 요소에 대한 기부(106)를 통한 접근을 허용하도록 구성된 임의의 적합한 형상을 가질 수 있는 개방부(142)를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 도 1b의 변경예에서, 개방부(142)는 중심 영역(148) 및 외측 영역(150)을 포함할 수 있다. 챔버(108)의 체적은 약 1L, 3L, 10L, 20L, 40L, 60L, 100L, 150L, 200L, 400L, 600L, 1,000L, 2,000L, 4,000L, 또는 그 이상과 같지만 이들로 제한되지 않는 임의의 원하는 체적일 수 있다.
몇몇 변경예에서, 측벽(104)의 일 부분은 하나 이상의 도어(112)를 포함할 수 있다. 도 1a - 도 1c에 도시된 바와 같이, 도어(112)는 측벽(104)의 방사상 세그먼트를 포함할 수 있다. 도어(112)는 힌지를 통해 측벽(104)의 잔여부에 부착될 수 있다. 2개의 인접한 도어(112a, 112b)를 갖는 변경예에서, 힌지들은 2개의 도어(112)들이 외측으로 서로로부터 멀리 개방되도록, 도어(112a, 112b)들의 대향하는 측면들 상에 위치될 수 있다. 도어(112)는 손잡이(146)를 포함할 수 있다. 도어(112)가 개방되면, 이는 지지 구조물(102) 내에서의 용기의 더 용이한 배치를 허용할 수 있는 측벽(104) 내의 개방부를 생성할 수 있다. 도어(112)가 도 1a - 도 1c에서 측벽(104)의 전체 수직 길이로 연장하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 변경예에서, 도어(112)(들)은 측벽(104)의 수직 길이의 일부에 대해서만 연장할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 도어(112)(들)은 측벽(104)의 상부로부터 측벽(104)의 수직 길이를 따라 부분적으로 아래로 연장할 수 있거나, 다른 변경예에서, 도어(112)(들)은 중간 위치로부터 측벽(104)의 길이를 따라 측벽(104)의 바닥까지 연장할 수 있다. 도어(112)는 투명하거나 투광성인 창(138)을 선택적으로 포함할 수 있다. 측벽(104)이 도 1a - 도 1c에서 제1 도어(112a) 및 제2 도어(112b)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 변경예에서, 측벽(104)은 하나의 도어만을 포함할 수 있거나, 또 다른 변경예에서, 측벽(104)은 도어를 포함하지 않을 수 있음을 또한 이해하여야 한다.
몇몇 변경예에서, 지지 구조물(102)은 생물반응기 공정 중에 온도를 조절하기 위한 온도 조절 시스템을 포함할 수 있다. 온도 조절 시스템은 가열 및 냉각 둘 다를 허용할 수 있는 재킷(136)을 포함할 수 있다. 재킷(136)은 측벽(104)의 내벽과 외벽 사이에서, 측벽(104) 내에 위치될 수 있다. 다른 변경예에서, 재킷은 측벽(104)의 내부 상에서, 챔버(108) 내에 위치될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 온도 조절 시스템은 전기 가열 요소 및/또는 순환 유체 시스템을 포함할 수 있다. 온도 조절 시스템이 순환 유체 시스템을 포함하는 변경예에서, 재킷(136) 내에 위치된 하나 이상의 유체 채널이 있을 수 있다. 유체 채널은 온도 제어 유닛에 의해 가열 또는 냉각될 수 있는 유체(예컨대, 프로필렌 글라이콜, 물 등)가 생물반응기의 온도를 조절하기 위해 채널을 통해 순환되도록 허용하는 하나 이상의 입구 및 출구를 가질 수 있다.
몇몇 변경예에서, 생물반응기(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이, 추가의 요소를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물(102)은 지지 구조물(102)의 높이를 지면으로부터 상승시킬 수 있고 및/또는 지지 구조물(102)이 더 쉽게 이동되도록 허용할 수 있는 지지 조립체(126) 상에 선택적으로 놓일 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물(102)은 부착된 캐스터 또는 휠(132)을 가질 수 있는 카트(128) 상에 놓일 수 있다. 다른 변경예에서, 지지 구조물(102)은 바닥 또는 다른 표면 상에 놓일 수 있다. 생물반응기(100)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 온도 제어 유닛, 펌프 및 질량 유동 제어부, 배지 및 완충제 주머니, 및 제어기와 같지만 이들로 제한되지 않는, 생산 공정 중에 사용되는 요소들을 유지할 수 있는 하나 이상의 제어 카트를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 변경예에서, 제어 카트(144)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 온도 제어 유닛(152) 및 제어기(306, 308)를 유지할 수 있지만, 제2 카트(도시되지 않음)가 아래에서 더 상세하게 설명되는 질량 유동 제어기를 유지할 수 있다. 이러한 요소들을 갖는 다른 변경예에서, 이들은 2개 이상의 카트 상에서 상이한 구성으로 유지될 수 있거나, 이들은 단일 카트에 의해 유지될 수 있음을 이해하여야 한다.
지지 구조물(102)은 지지 구조물(102)의 챔버(108) 내에 위치되도록 구성될 수 있는 용기(202)를 지지하고, 둘러싸고, 및/또는 포함하도록 구성될 수 있다. 용기(202)는 배지, 반응물, 기체, 및 또는 구성요소와 같지만 이들로 제한되지 않는, 생물반응기(100) 내에서 공정을 수행하기 위한 내용물을 유지하기 위한 저장소(204)를 형성할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 용기(202)는 (아래에서 설명되는) 포트 및 프로브 커넥터와 같은 지정된 지점을 제외하고는, 외부 환경으로부터 실질적으로 밀봉되도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 용기(202)는 지지 구조물(102)의 전부 또는 일부 내에 포함되지만 그와 접촉하지 않게 내용물을 유지할 수 있다. 이는 용기(202)가 1회 사용 또는 1회용으로 설계될 수 있으면서, 용기(202)가 없으면 요구될 수 있는 동일한 수준의 멸균을 요구하지 않고서, (예컨대, 지지 구조물(102)로부터 용기(202)를 제거하여 이를 새로운 용기로 교체함으로써) 지지 구조물(102)이 복수의 공정에서 재사용되도록 허용할 수 있다.
몇몇 변경예에서, 용기(202)는 주머니(206)를 포함할 수 있다. 주머니(206)는 적어도 부분적으로 절첩가능할 수 있고, 및/또는 생물반응기(100) 내에서 수행되는 공정 중에 저장소(204)의 내용물과 접촉하기에 적합할 수 있으며 불투수성일 수 있는 가요성 재료를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 주머니(206)는 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐다이클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴라카르보네이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 나일론, 및/또는 합성 고무 또는 플라스틱 등과 같지만 이들로 제한되지 않는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 주머니(206)는 약 1mm 미만, 약 1 내지 3mm, 또는 약 3 내지 5mm, 또는 그 이상과 같지만 이들로 제한되지 않는 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 주머니(206)는 단겹일 수 있지만, 다른 변경예에서, 이는 다겹일 수 있다. 1개를 초과하는 층을 갖는 변경예에서, 각각의 층은 다른 인접한 층에 대해 동일하거나 상이한 중합체 배향을 가질 수 있다. 주머니(206)는 임의의 개수의 방식으로 저장소(204)를 형성할 수 있고; 예를 들어, 몇몇 변경예에서, 주머니는 저장소(204)를 생성하기 위해 모서리에서 접합되는 재료의 2개의 시트를 포함할 수 있다. 다른 변경예에서, 재료의 단일 시트가 저장소(204)를 생성하기 위해 그의 모서리들에서 접합될 수 있다. 또 다른 변경예에서, 재료의 2개를 초과하는 시트가 원통형 부분을 형성하는 단일 시트 및 상부 패널 및 바닥 패널을 형성하는 2개의 시트와 같이, 저장소(204)를 생성하기 위해 그들의 모서리에서 접합될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 용기의 일 부분은 강성 기부와 같은 강성 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 주머니(206)는 미리 멸균되어 밀봉될 수 있다. 주머니(206)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 지지 구조물(102)에 주머니(206)를 부착하기 위한 하나 이상의 커넥터와, 하나 이상의 입구 및/또는 출구 포트, 및 하나 이상의 프로브 커넥터를 추가로 포함할 수 있다.
주머니(206)의 저장소(204)는 1L, 3L, 10L, 20L, 40L, 60L, 100L, 150L, 200L, 400L, 600L, 1,000L, 2,000L, 4,000L, 또는 그 이상과 같지만 이들로 제한되지 않는 임의의 원하는 체적을 가질 수 있다. 1회 사용 생물반응기 지지 구조물은 일반적으로 대체로 동일한 치수 및 체적을 갖는 용기와 함께 사용되고, 그러한 대응은 필수적이지는 않고, 실제로 지지 구조물(102)은 지지 구조물(102)이 지지 구조물(102)의 챔버(108)와 상이한 체적 또는 치수를 갖는 주머니(206)와 함께 사용될 수 있도록 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 하나의 변경예에서, 지지 구조물(102)의 챔버(108)는 약 200L의 체적을 가질 수 있고, 이는 약 250L의 체적을 갖는 주머니와 함께 사용될 수 있다. 다른 변경예에서, 챔버(108)는 약 200 내지 250L의 체적을 가질 수 있고, 이는 약 100L의 체적을 갖는 주머니와 함께 사용될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 지지 구조물(102)의 챔버(108)는 약 20 내지 22인치의 최대 직경 (또는 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)를 가질 수 있고, 이는 약 23 내지 25인치의 직경 (또는 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)를 갖는 주머니와 함께 사용될 수 있거나, 이는 약 16 내지 18인치의 직경 (또는 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)를 갖는 주머니와 함께 사용될 수 있다. 일정 범위의 체적 및 치수를 갖는 챔버를 갖는 지지 구조물은 본원에서 제공되는 예로 제한되지 않는 체적 및 치수의 범위를 갖는 주머니와 함께 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 지지 구조물(102)의 온도 조절 시스템이 측벽(104)의 내부 상에 또는 내벽과 외벽 사이에서 측벽(104) 내에 위치된 재킷(136)을 포함하는 몇몇 경우에, 주머니(206)의 직경 (또는 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)가 온도 조절 시스템의 성능에 영향을 미칠 정도로 지지 구조물(102)의 직경 (또는 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)보다 더 작으면, 스페이서 또는 온도 조절을 보조하기 위한 다른 구조물과 같은, 재킷(136)과 주머니(206) 사이에서 열을 전달하기 위한 구성요소가 추가될 수 있음을 또한 이해하여야 한다.
대체로, 1회 사용 생물반응기는 용기의 내용물의 혼합을 용이하게 할 수 있는 교반기 시스템을 포함한다. 교반기는 임펠러, 및 임펠러를 회전시키도록 구성된 교반기 모터를 포함할 수 있다. 임펠러는 회전될 때 용기의 내용물과 맞물리기 위한 베인 또는 블레이드를 포함할 수 있다. 임펠러는 대체로 용기 내에 위치될 수 있고, 교반기 모터는 용기의 외부에 위치되고, 교반기 모터와 임펠러 사이의 결합은 용기 내의 환경의 멸균이 유지될 수 있도록 구성된다. 몇몇 생물반응기에서, 결합은, 예를 들어, 자성일 수 있지만, 다른 생물반응기에서, 이는 기계식일 수 있다. 1회 사용 생물반응기는 대체로, 각각 상부 장착 교반기 용기(즉, 상부 장착 교반기 모터에 의해 회전되도록 구성된 임펠러를 갖는 용기) 또는 바닥 장착 교반기 용기(즉, 바닥 장착 교반기 모터에 의해 회전되도록 구성된 임펠러를 갖는 용기)와 함께 사용되도록 구성된 상부 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 교반기 모터를 갖는 지지 구조물을 포함한다. 그러나, 위에서 설명된 바와 같이, 단일 지지 구조물이 상부 장착 교반기 용기 또는 바닥 장착 교반기 용기 둘 다를 포함한 상이한 설계를 갖는 용기들과 함께 사용될 수 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 하나의 변경예에서, 본원에서 설명되는 생물반응기(100)는 바닥 장착 교반기 모터 및 상부 장착 교반기 모터 둘 다를 포함하는 교반기 시스템(300)을 포함할 수 있다. 따라서, 생물반응기(100)는 바닥 장착 교반기 모터 및 상부 장착 교반기 모터 둘 다와 함께 사용하도록 구성된 것을 포함한, 상이한 설계를 갖는 용기들과 함께 사용되도록 구성될 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 생물반응기(100)는 바닥 장착 교반기 모터(302)를 포함할 수 있다. 바닥 장착 교반기 모터(302)는 지지 구조물(102)의 기부(106) 아래에 위치될 수 있다. 기부(106)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 바닥 장착 교반기 모터(302)가 용기와 접속하는 것을 허용하도록 구성된 개방부(140)를 포함할 수 있다. 개방부(140)는 도시된 바와 같이 원형일 수 있거나, 임의의 적합한 형상일 수 있다.
도 1a - 도 1c에 도시된 바와 같이, 생물반응기(100)는 상부 장착 교반기 모터(304)를 추가로 포함할 수 있다. 상부 장착 교반기 모터(304)는 지지 구조물(102)에 장착될 수 있다. 도 1a - 도 1c에 도시된 변경예에서, 상부 장착 교반기 모터(304)는 측벽(104)의 도어(112)의 상부(114)에 장착될 수 있다. 다른 변경예에서, 상부 장착 교반기 모터(304)는 측벽(104)의 립(120)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 지지 구조물(102)의 고정된 구성요소에 상부 장착 교반기 모터(304)를 장착하는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 경우에, 상부 장착 교반기 모터(304)가 재킷(136)과 간섭하지 않도록, 재킷(136) 위의 측벽(104)의 부분에 상부 장착 교반기 모터(304)를 장착하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 다른 변경예에서, 상부 장착 교반기 모터(304)는 재킷(136)을 포함하는 측벽(104)의 부분에 장착될 수 있다. 또 다른 변경예에서, 상부 장착 교반기 모터(304)는 측벽(104)으로부터 분리된 구조물에 장착될 수 있다. 예를 들어, 상부 장착 교반기 모터(304)는 카트(144)에 부착될 수 있는 막대에 장착될 수 있다. 대안적으로, 상부 장착 교반기 모터(304)는 독립형 지지 구조물에 장착될 수 있다. 상부 장착 교반기 모터(304)는 상부 장착 교반기 모터(304)를 제 위치에 용접함으로써 또는 이를 장착 브라켓을 통해 지지 구조물(102)에 부착함으로써와 같이, 임의의 적합한 방법에 의해 장착될 수 있다.
교반기 모터(304)가 도 1a - 도 1c에서 고정된 위치를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 변경예에서, 상부 장착 교반기 모터(304)는 조정가능한 위치를 가질 수 있다. 이러한 변경예들 중 일부에서, 상부 장착 교반기 모터는 지지 구조물(102)의 측벽(104)에 대해 이동될 수 있다. 예를 들어, 상부 장착 교반기 모터는 레일 또는 트랙을 따라 활주가능할 수 있다. 그러한 경우에, 레일 또는 트랙은 상부 장착 교반기가 레일 또는 트랙을 따른 하나 이상의 이산된 위치에 고정되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 레일 또는 트랙은 지지 구조물의 측벽에 대한 다양한 수직, 수평, 또는 방사상 위치에 대응하는, 레일 또는 트랙을 따른 다양한 위치에 상부 장착 교반기 모터가 고정되도록 허용할 수 있는 핀을 위한 개방부를 포함할 수 있다. 다른 변경예에서, 레일 또는 트랙은 상부 장착 교반기가 레일 또는 트랙을 따른 임의의 위치에 고정되도록 허용할 수 있다. 다른 예로서, 상부 장착 교반기 모터는 지지 구조물의 측벽에 대한 다양한 위치에 위치된 복수의 장착 브라켓 중 하나에 제거가능하게 고정될 수 있다. 상부 장착 교반기 모터는 그 다음 원하는 위치에서 (예를 들어, 제거가능한 핀을 사용하여) 장착 브라켓들 중 하나에 선택적으로 고정될 수 있다. 조정가능한 위치를 가짐으로써, 상부 장착 교반기 모터는, 예를 들어, 지지 구조물(102)의 상부 영역과 바닥 영역 사이의 중간 위치들의 범위에 위치되어 작동될 수 있다. 수직으로 이동가능한 상부 장착 교반기 모터는 상부 장착 교반기 모터에 의해 교반되는 지지 구조물의 챔버보다 더 짧은 높이를 갖는 용기의 사용을 허용하거나 용기가 더 낮은 최소 작동 체적을 갖도록 허용하는 데 있어서 추가의 유연성을 제공하는 것과 같은 장점을 가질 수 있다. 또한, 위치 조정가능한 교반기 모터는, 예를 들어, 작동 체적이 증가됨에 따라, 교반기의 위치가 공정 운전 중에 이동되도록 허용할 수 있다.
다른 변경예에서, 단일 지지 구조물이 상이한 설계를 갖는 용기들과 함께 사용될 수 있도록, 본원에서 설명되는 생물반응기는 조정가능한 위치를 갖는 단일 교반기 모터만을 포함할 수 있다. 위치 조정가능한 상부 장착 교반기 모터를 갖는 다중 교반기 모터 설계와 유사하게, 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 단일 교반기 모터 설계에서, 단일 교반기 모터는 지지 구조물에 대해 수직으로, 수평으로, 및/또는 방사상으로 이동될 수 있고, 및/또는 지지 구조물에 대해 회전될 수 있다. 조정가능한 위치를 가짐으로써, 교반기 모터는 일정 범위의 위치에 위치되어 작동될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 이러한 위치들은 상부 장착 교반기 위치 및 바닥 장착 교반기 위치(즉, 교반기 모터가 각각 상부 장착 교반기 및 바닥 장착 교반기와 함께 사용하도록 구성된 용기들과 함께 사용되도록 허용하는 위치)를 포함할 수 있다. 다른 변경예에서, 이러한 위치들은 상부 위치와 바닥 위치 사이의 하나 이상의 중간 위치를 선택적으로 추가로 포함할 수 있다. 위치 조정가능한 교반기 모터는 상부 장착 교반기 용기 또는 바닥 장착 교반기 용기의 임펠러를 작동시키기 위한 모터의 사용을 허용하거나, 지지 구조물의 챔버보다 더 짧은 높이를 갖는 상부 장착 교반기 용기의 임펠러를 회전시키기 위한 모터의 사용을 허용하거나, 용기가 더 낮은 최소 작동 체적을 갖도록 허용하는 데 있어서 추가의 유연성을 제공하는 것과 같지만 이들로 제한되지 않는 장점을 가질 수 있다. 또한, 위치 조정가능한 교반기 모터는 교반기의 위치가 공정 운전 중에 이동되도록 허용할 수 있다.
위치 조정가능한 교반기 모터의 하나의 예에서, 교반기 모터는 상부 장착 교반기 모터에 대해 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로, 레일 또는 트랙을 따라 활주가능할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 트랙은 교반기 모터가 지지 구조물의 원주부 둘레에서 수평으로 조정가능하도록 허용하기 위해 지지 구조물의 주연부를 따라 이어질 수 있다. 다른 변경예에서, 레일 또는 트랙은 교반기 모터가 지지 구조물에 대해 수직으로 상하로 조정가능하도록 허용하기 위해 수직으로 이어질 수 있다. 다른 변경예에서, 트랙은 교반기 모터가 지지 구조물의 중심을 향해 및 그로부터 멀리 방사상으로 조정가능할 수 있도록 구성될 수 있다. 또 다른 변경예에서, 교반기 모터의 각도가 조정될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 트랙은 교반기 모터가 이러한 치수들 중 둘 이상을 따라 조정가능할 수 있도록 구성될 수 있다. 레일 또는 트랙, 및 교반기 모터는 교반기 모터가 레일 또는 트랙을 따른 이산된 위치에 선택적으로 고정될 수 있도록 구성될 수 있거나, 교반기 모터가 레일 또는 트랙을 따른 임의의 지점에 선택적으로 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 교반기 모터는 제거가능한 핀, 랙-피니언 배열, 클램프 등과 같지만 이들로 제한되지 않는 메커니즘을 사용하여 고정될 수 있다. 예를 들어, 교반기 모터가 핀을 사용하여 레일 또는 트랙에 고정되면, 레일 또는 트랙은 핀을 수납하도록 구성된 일련의 개방부를 포함할 수 있다. 교반기 모터는 장착부를 통해 레일 또는 트랙에 활주가능하게 부착될 수 있고, 장착부 내의 하나 이상의 개방부가 레일 또는 트랙 내의 하나 이상의 개방부와 정렬될 때까지 레일 또는 트랙을 따라 밀리거나 당겨질 수 있다. 하나 이상의 핀이 그 다음 원하는 위치에 교반기 모터를 고정하기 위해 하나 이상의 개방부 내로 삽입될 수 있다. 다른 예로서, 교반기 모터가 클램프를 사용하여 레일 또는 트랙에 고정되면, 교반기 모터는 클램프가 풀린 구성에 있을 때 레일 또는 트랙을 따라 활주가능할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 교반기 모터는 원하는 위치까지 레일 또는 트랙을 따라 밀리거나 당겨질 수 있고, 이러한 지점에서 클램프는 교반기 모터를 제 위치에 유지하기 위해 조여진 구성으로 위치될 수 있다. 다른 변경예에서, 교반기 모터는 클램프가 풀린 구성에 있을 때 레일 또는 트랙으로부터 제거가능할 수 있다. 교반기 모터는 레일 또는 트랙을 따른 원하는 위치에 위치되고, 클램프를 조여진 구성으로 위치시킴으로써 고정될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 클램프, 및 레일 또는 트랙은 교반기 모터가 레일 또는 트랙에 대해 2개 이상의 각도로 클램핑되어, 교반기 모터가 지지 구조물에 대해 2개 이상의 각도로 고정되도록 허용할 수 있도록 구성될 수 있다. 교반기 모터가 레일 또는 트랙을 따라 밀리거나 당겨지는 변경예에서, 교반기 모터는 사용자에 의해 직접 밀리거나 당겨질 수 있거나, 수동 메커니즘(예컨대, 핸드 크랭크)을 통해 또는 자동화된 메커니즘(예컨대, 모터 및 사용자 인터페이스 또는 스위치)을 통해서와 같이, 간접으로 밀리거나 당겨질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 레일 또는 트랙은 생물반응기의 지지 구조물에 고정될 수 있지만, 다른 변경예에서, 레일 또는 트랙은 분리된 구조물에 추가적으로 또는 대안적으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 레일 또는 트랙은 (도 1a의 카트(144)와 유사한) 생물반응기 공정 중에 사용되는 다른 요소들을 유지하는 카트에 부착될 수 있거나, 독립형 지지 구조물에 고정되거나 그의 일부일 수 있다.
다른 예로서, 교반기 모터는 지지 구조물에 대해 조정가능한 샤프트에 고정됨으로써 조정가능한 위치를 가질 수 있다. 즉, 교반기 모터는 지지 구조물에 조정가능하게 부착되는 샤프트에 고정식으로 부착될 수 있다. 위에서 설명된 변경예에서와 같이, 샤프트는 교반기 모터가 지지 구조물에 대해 수평으로, 수직으로, 및/또는 방사상으로 이동될 수 있도록, 및/또는 지지 구조물에 대한 교반기 모터의 각도가 조정될 수 있도록, 지지 구조물에 대해 조정가능할 수 있다. 샤프트는 제거가능한 핀, 랙-피니언 배열, 클램프 등을 통해 지지 구조물에 고정되는 것과 같지만 이들로 제한되지 않는, 임의의 적합한 메커니즘을 사용하여 지지 구조물에 대해 조정가능할 수 있다. 예를 들어, 샤프트는 레일 또는 트랙을 따라 이동가능한 교반기 모터에 대해 위에서 설명된 바와 유사한 방식으로 제거가능한 핀 또는 클램프를 사용하여 지지 구조물에 대해 조정될 수 있다. 다른 변경예에서, 샤프트는 생물반응기의 지지 구조물로부터 분리된 구조물에 부착될 수 있고, 샤프트가 분리된 구조물에 대해 조정가능할 수 있거나, 분리된 구조물이 생물반응기의 지지 구조물에 대해 조정가능할 수 있다. 또 다른 예로서, 교반기 모터는 조정가능한 길이를 갖는 샤프트에 고정됨으로써 조정가능한 위치를 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 샤프트는 길이 조정을 허용할 수 있는 삽통식 세그먼트들을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 샤프트는 길이 조정을 허용하기 위해 추가 또는 제거될 수 있는 세그먼트를 가질 수 있다. 위와 같이, 샤프트는 생물반응기의 지지 구조물에 장착될 수 있거나, (도 1a의 카트(144)와 유사한) 생물반응기 공정에서 사용되는 다른 요소들을 유지하는 카트 또는 독립형 구조물과 같은 분리된 구조물에 장착될 수 있다.
또 다른 예로서, 교반기 모터는 지지 구조물의 측벽에 대한 다양한 위치에 위치된 복수의 장착 브라켓 중 하나에 제거가능하게 고정됨으로써 조정가능한 위치를 가질 수 있다. 교반기 모터는 원하는 위치에서 (예를 들어, 제거가능한 핀을 사용하여) 장착 브라켓들 중 하나에 선택적으로 고정될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 장착 브라켓들 중 하나 이상은 교반기 모터가가 부착될 수 있는 다중 구성을 가질 수 있다 (예컨대, 교반기 모터는 일정 범위의 각도로 및/또는 장착 브라켓 상의 복수의 위치들 중 하나에, 고정될 수 있다). 교반기 모터가 복수의 장착 브라켓 중 하나에 제거가능하게 고정될 수 있는 생물반응기의 예가 도 7a - 도 7b에 도시되어 있다. 그에 도시된 생물반응기(800)에서, 위치 조정가능한 교반기 모터(802)는 제1 장착 브라켓(804) 또는 제2 장착 브라켓(806)에 제거가능하게 고정될 수 있다. 위치 조정가능한 교반기 모터(802)가 도 7a에 도시된 바와 같이 제1 장착 브라켓(804)에 제거가능하게 고정될 때, 이는 교반기 모터(802)가 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기와 함께 사용되도록 허용하는 위치에 위치될 수 있다. 교반기 모터(802)는 핀(808)을 통해 제1 장착 브라켓(804)에 고정될 수 있다. 위치 조정가능한 교반기 모터(802)가 도 7b에 도시된 바와 같이 제2 장착 브라켓(806)에 제거가능하게 고정될 때, 이는 교반기 모터(802)가 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기와 함께 사용되도록 허용하는 위치에 위치될 수 있다. 교반기 모터(802)의 배향은 추가적으로 또는 대안적으로 조정될 수 있고; 예를 들어, 용기에 대한 부착 부위는 교반기 모터가 제1 장착 브라켓(804)에 고정될 때 실질적으로 하방으로 향할 수 있고, 용기에 대한 부착 부위는 교반기 모터가 제2 장착 브라켓(806)에 고정될 때 실질적으로 상방으로 향할 수 있음을 이해하여야 한다. 도 7a - 도 7b에서 교반기 모터가 선택적으로 고정될 수 있는 장착 브라켓들이 생물반응기(800)의 지지 구조물에 부착되지만, 다른 변경예에서, 장착 브라켓들은 분리된 구조물 또는 카트 상에 위치될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1a로 돌아가면, 몇몇 변경예에서, 생물반응기(100)는 바닥 장착 교반기 모터(302)를 제어하도록 구성된 제1 제어 시스템(306), 및 상부 장착 교반기 모터(304)를 제어하도록 구성된 제2 제어 시스템(308)을 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 제1 제어 시스템(306) 및/또는 제2 제어 시스템(308)은 가변 주파수 구동부를 포함할 수 있다. 제1 제어 시스템(306) 및 제2 제어 시스템(308)은 각각 바닥 장착 교반기 모터(302) 및 상부 장착 교반기 모터(304)를 작동시키도록 선택적으로 채용될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 생물반응기(100)는 제1 제어 시스템(306) 및/또는 제2 제어 시스템(308)을 선택적으로 켜고 끄기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 수동 제어 스위치, 및/또는 제1 제어 시스템(306) 및 제2 제어 시스템(308)의 사용을 절환하기 위한 선택기(310)를 포함할 수 있다. 다른 변경예에서, 생물반응기(100)는 제1 제어 시스템(306) 및/또는 제2 제어 시스템(308)을 선택적으로 켜고 끄기 위해 사용될 수 있는 사용자 인터페이스를 추가적으로 또는 선택적으로 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 사용자 인터페이스는 디지털일 수 있다. 몇몇 변경예에서, 한 번에 제1 제어 시스템(306) 및 제2 제어 시스템(308) 중 하나가 작동될 수 있고, 다른 변경예에서, 제1 제어 시스템(306) 및 제2 제어 시스템(308) 둘 다가 한 번에 작동될 수 있다. 제1 제어 시스템(306) 및 제2 제어 시스템(308)은 또한 바닥 장착 교반기 모터(302) 및 상부 장착 교반기 모터(304)가 각각 켜지거나 꺼지는 지의 여부에 추가여 또는 그 대신에, 모터의 회전 속력을 제어할 수 있다. 또한, 몇몇 변경예에서, 제1 제어 시스템(306) 및/또는 제2 제어 시스템(308)은 또한 필터의 막힘을 방지하기 위한 배기 필터를 위한 가열 블랭킷, 및/또는 다른 센서의 온도를 제어할 수 있다.
몇몇 변경예에서 분리된 제어 시스템들과 함께 선택적으로 채용될 수 있는 바닥 장착 교반기 모터(302) 및 상부 장착 교반기 모터(304) 둘 다를 포함하는 변경예에서, 생물반응기(100)는 바닥 장착 교반기 모터 또는 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기와 함께 사용될 수 있다. 유사하게, 하나의 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 위에서 설명된 생물반응기(800)는 또한 바닥 장착 교반기 모터 또는 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 설명되는 생물반응기는 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용되도록 구성된 주머니(208)와 함께 사용될 수 있고, 이의 예가 도 2a - 도 2b에 도시되어 있다. 주머니(208)는 바닥 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 위치의 조정가능한 교반기 모터와 접속하도록 구성된 주머니(208)의 하부 부분(212) 내에 위치된 교반기 포트(210)를 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 교반기 포트(210)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 저밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌과 같지만 이들로 제한되지 않는 강성 또는 반강성 재료를 포함할 수 있는, 주머니(208)의 하부 부분(212)에 부착된 강성 기부(226) 내에 위치될 수 있다. 다른 변경예에서, 교반기 포트(210)는 주머니(208)의 가요성 부분 상에 위치될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 접속부 및 교반기 포트(210)의 위치는 지지 구조물(102) 및/또는 주머니(208)의 중심으로부터 오프셋될 수 있다. 예를 들어, 접속부는 중심으로부터 약 10 - 20°, 중심으로부터 약 20 - 30°, 또는 중심으로터 약 30 - 40°, 또는 그 이상에 위치될 수 있다. 교반기 포트(210)는 바닥 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 위치의 조정가능한 교반기 모터와 맞물리도록 구성될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 지지 구조물(102)의 기부(106)는 교반기 포트(210)를 제 위치에 유지하는 것을 돕기 위한 돌출부를 선택적으로 포함할 수 있다. 교반기 포트(210)는 바닥 장착 교반기 모터(302)가 임펠러(224)를 회전시키도록 허용할 수 있다. 바닥 장착 교반기 모터(302)는 분당 약 0 내지 120회전, 분당 약 0 내지 150회전, 또는 분당 약 0 내지 360회전과 같지만 이들로 제한되지 않는 임의의 적합한 속력 또는 속력의 범위에서 임펠러(224)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 임펠러(224)는 임의의 적합한 설계를 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 임펠러(224)는 10° 미만, 약 10 내지 20°, 약 20 내지 30°, 약 30 내지 40°, 약 40 내지 50°, 또는 그 이상의 피치각을 가질 수 있는, 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 블레이드를 포함할 수 있다. 임펠러(224)는 5cm 미만, 5 내지 10cm, 10 내지 15cm, 또는 그 이상과 같은 임의의 적합한 직경 (또는 그의 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)를 가질 수 있다. 임펠러(224)가 도 2b에서 교반기 포트(210)에 매우 근접하여 도시되어 있지만, 다른 변경예에서, 임펠러(224)의 수직 위치는 주머니(208)에 대해 조정가능할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 임펠러는 조정가능한 길이를 갖는 교반기 샤프트를 통해 교반기 포트와 접속할 수 있거나, 임펠러는 교반기 샤프트를 따라 조정가능할 수 있거나, 교반기 샤프트는 교반기 포트에 대해 이동가능할 수 있다.
본원에서 설명되는 생물반응기는 또한 도 2c에 도시된, 상부 장착 교반기 모터 또는 상부 장착 위치의 조정가능한 교반기 모터와 함께 사용되도록 구성된 주머니(214)와 함께 사용될 수 있다. 주머니(214)는 주머니(214)의 상부 부분(216) 내에 위치된 교반기 포트(218)를 포함할 수 있다. 주머니(214) 내에서, 교반기 샤프트(220)가 교반기 포트(218)에 부착될 수 있고, 교반기 샤프트(220)는 결국 임펠러(222)에 부착될 수 있다. 교반기 모터는 분당 약 0 내지 120회전, 분당 약 0 내지 150회전, 또는 분당 약 0 내지 360회전과 같지만 이들로 제한되지 않는 임의의 적합한 속력 또는 속력의 범위에서 교반기 샤프트(220)를 통해 임펠러(222)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 임펠러(222)는 임의의 적합한 설계를 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 임펠러(222)는 10° 미만, 약 10 내지 20°, 약 20 내지 30°, 약 30 내지 40°, 약 40 내지 50°, 또는 그 이상의 피치각을 가질 수 있는, 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 블레이드를 포함할 수 있다. 임펠러(222)는 5cm 미만, 5 내지 10cm, 10 내지 15cm, 또는 그 이상과 같은 임의의 적합한 직경 (또는 그의 종축에 대해 횡방향인 최대 거리)를 가질 수 있다.
몇몇 변경예에서, 임펠러(222)의 수직 위치는 주머니(214)에 대해 조정가능할 수 있다. 이러한 변경예에서, 교반기 샤프트(220)는 조정가능한 길이를 가질 수 있고, 및/또는 임펠러(222)의 위치는 교반기 샤프트(220)에 대해 이동가능할 수 있다. 예를 들어, 임펠러(222)는 교반기 샤프트(220)에 고정될 수 있고, 교반기 샤프트(220)는 교반기 샤프트(220)가 길이가 조정될 수 있도록 하나 이상의 부분들을 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 교반기 샤프트(220)는 길이 조정을 허용할 수 있는 삽통식 세그먼트들을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 교반기 샤프트(220)는 길이 조정을 허용하기 위해 추가 또는 제거될 수 있는 세그먼트들을 가질 수 있다. 임펠러(222)가 부착되는 위치와 교반기 포트(218) 사이의 교반기 샤프트(220)의 길이를 조정함으로써, 임펠러(222)의 수직 위치는 공정 이전 또는 도중에 조정될 수 있다. 다른 예로서, 임펠러(222)의 수직 위치는 교반기 샤프트(220)를 따른 다양한 수직 위치에 임펠러(222)를 고정시킬 수 있는, 하나 이상의 제거가능한 나사 또는 핀을 통해 교반기 샤프트(220)에 부착되도록 구성됨으로써, 주머니(214)에 대해 조정가능할 수 있다. 하나의 그러한 예에서, 임펠러(222)는 하나 이상의 제거가능한 나사 또는 핀을 통해 교반기 샤프트(220)에 부착되도록 구성될 수 있는 수평 플레이트에 장착될 수 있다. 이는 임펠러(222)가 공정 이전 또는 도중에, 용기 내의 원하는 수직 위치로, 교반기 샤프트(220)에 대해 이동되도록 허용할 수 있다. 다른 예로서, 임펠러(222)의 수직 위치는 주머니의 바닥이 임펠러 위치에 대해 수직으로 이동되도록 허용하는 이동가능한 바닥 플레이트를 포함하는 지지 구조물에 의해 주머니(214)에 대해 조정가능할 수 있다. 바닥 플레이트가 지지 구조물에 대해 수직 상방으로 이동되면, 이는 주머니를 바닥에서 상방으로 밀어낼 수 있고 (이는 주머니가 접히거나 압축되게 할 수 있음), 따라서 주머니의 바닥을 임펠러를 향해 이동시킨다. 이는 주머니의 체적을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 몇몇 변경예에서, 바닥 플레이트는 아래에서 더 상세하게 설명되는 스페이서(400)를 포함할 수 있고, 여기서 스페이서는 (예컨대, 탭 또는 후크에 의해) 가변 수직 위치에서 지지 구조물의 측벽의 내부에 결합되도록 구성된다. 위에서 설명된 방식들 중 하나로 또는 다른 방식으로 주머니(214)에 대해 조정가능한 임펠러(222)의 수직 위치를 갖는 것은 주머니(214)가 더 낮은 최소 작동 체적을 갖도록 허용하는 것과 같지만 이로 제한되지 않는 소정의 장점을 가질 수 있다. 또한, 수직으로 조정가능한 임펠러(222)는 공정 운전 중에, 예를 들어, 작동 체적이 증가될 때, 임펠러(222)의 위치가 이동되도록 허용할 수 있다.
용기(예컨대, 주머니(208) 또는 주머니(214)) 및/또는 지지 구조물은 생물반응기(예컨대, 생물반응기(100) 또는 생물반응기(800))의 지지 구조물에 용기를 부착하기 위한 및/또는 (예컨대, 확장 구성으로 당겨진) 특정 구성으로 용기를 유지하기 위한 하나 이상의 커넥터를 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 용기에 부착하기 위해 지지 구조물의 측벽 또는 기부 상에 위치된 적어도 하나의 커넥터가 있을 수 있다. 예를 들어, 용기는 지지 구조물 커넥터에 부착되도록 구성된 주머니 커넥터(예컨대, 후크)를 포함할 수 있다. 다른 변경예에서, 용기 및 지지 구조물은 커넥터를 포함하지 않을 수 있고, 대신에 용기는 아래에서 더 상세하게 설명되는 교반기 모터에 대한 부착에 의해 제 위치에 유지될 수 있다.
몇몇 변경예에서, 본원에서 설명되는 생물반응기는 지지 구조물(102)의 바닥 개방부(116) 또는 기부(106) 부근에 끼워지도록 구성된 스페이서(400)를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 스페이서(400)는 도 3a - 도 3b에 도시된 바와 같이, 지지 구조물(102)의 기부(106) 상에 놓이거나 그에 부착될 수 있다. 스페이서(400)는 생물반응기가 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기(예컨대, 주머니(214))와 함께 사용될 때, 지지 구조물(102) 내에 위치되도록 구성될 수 있고, 스페이서(400)는 생물반응기가 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기(예컨대, 주머니(208))와 함께 사용될 때, 지지 구조물(102)로부터 제거될 수 있다. 스페이서(400)가 지지 구조물 내에 있을 때, 스페이서(400)의 상부 표면(402)은 용기의 바닥에 대해 상승된 지지 표면을 제공할 수 있고, 용기의 바닥에 대해 매끄러운 표면을 생성할 수 있고, 및/또는 바닥 장착 교반기 모터를 갖는 생물반응기의 변경예에서, 용기의 바닥이 바닥 장착 교반기 모터(302) 및/또는 바닥 장착 교반기 모터(302)와 관련된 임의의 구조물(예컨대, 돌출부)과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 주머니(208)는 원추 형상의 바닥 부분을 가질 수 있으며, 주머니(214)는 편평한 바닥 부분을 가질 수 있고, 따라서, 스페이서(400)는 주머니(214)에 대해 편평한 바닥을 생성하기 위해, 주머니(214)가 사용될 때 지지 구조물(102) 내에 위치될 수 있고, 스페이서(400)는 주머니(208)의 원추 형상 바닥 부분을 수용하기 위해, 주머니(208)가 사용될 때 지지 구조물(104)로부터 제거될 수 있다.
스페이서(400)는 임의의 적합한 재료 또는 재료들을 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 스페이서(400)는 스페이서(400)가 지지 구조물(102) 내로 및/또는 그의 외부로 더 쉽게 이동될 수 있도록, 낮은 밀도를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(400)는 폴리옥시메틸렌 또는 초고분자량 폴리에틸렌과 같지만 이들로 제한되지 않는 중합체를 포함할 수 있다. 스페이서(400)는 지지 구조물 내에 끼워지도록 크기 설정되고 형상화될 수 있고, 몇몇 변경예에서, 지지 구조물 및/또는 지지 구조물의 기부와 동일한 (예컨대, 종축에 대해 횡방향인) 단면 형상을 가질 수 있다. 스페이서(400)는 약 1 내지 2인치, 약 2 내지 4인치, 약 4 내지 8인치, 또는 그 이상과 같지만 이들로 제한되지 않는 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 스페이서(400)는 가변 두께를 가질 수 있다.
몇몇 변경예에서, 스페이서(400)는 다른 특징을 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(400)는 상부 표면(402)으로부터 바닥 표면(406)으로 이어지는 슬롯(404)을 포함할 수 있다. 스페이서(400)가 용기의 바닥에 부착된 튜빙을 갖는 용기와 함께 사용되는 변경예에서, 슬롯(404)은 튜빙이 스페이서(400)를 통과하도록 허용할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 몇몇 변경예에서, 슬롯(404)은 실질적인 직사각형 영역(410)의 제1 단부(412)에서 연결될 수 있는, 실질적인 원형 영역(408) 및 실질적인 직사각형 영역(410)을 포함할 수 있다. 실질적인 직사각형 영역(410)의 제2 단부(414)는 스페이서(400)의 외측 모서리(416)로 연장할 수 있다. 다른 예로서, 스페이서(400)는 스페이서(400)의 외측 모서리(416)에서 만입부(418)를 포함할 수 있다. 슬롯(404)과 유사하게, 만입부(418)는 용기를 빠져나오는 튜빙이 스페이서(400)를 통해 또는 그 둘레로 통과하도록 허용할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 만입부(418)는 슬롯(404)에 대해 대체로 방사상으로 대향하여 위치될 수 있다. 도 3a - 도 3b에서 원통의 일 부분으로서 형상화되어 도시되었지만, 다른 변경예에서, 만입부(418)는 다른 적합한 형상을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 다른 변경예에서, 스페이서는 튜빙 또는 다른 구성요소가 스페이서를 통해 또는 그 둘레로 통과하는 것을 허용하도록 구성될 수 있는 슬롯, 리세스, 또는 개방부의 임의의 구성을 가질 수 있고, 스페이서는 도 3a - 도 3b에 도시된 특정 구성을 가질 필요가 없음을 또한 이해하여야 한다. 다른 변경예에서, 스페이서는 임의의 슬롯, 리세스, 또는 개방부를 포함하지 않을 수 있다. 스페이서(400)는 2개의 함요부(420)를 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 이러한 함요부는 손잡이가 스페이서에 부착되도록 허용하여, 스페이서가 지지 구조물로부터 더 쉽게 제거되도록 허용한다. 스페이서는 다른 변경예에서, 탭 또는 부착된 손잡이와 같은 그의 제거를 보조하기 위한 다른 특징부를 가질 수 있거나, 또 다른 변경예에서, 스페이서는 그의 제거를 보조하기 위한 임의의 특징부를 가질 필요가 없음을 이해하여야 한다. 스페이서(400)가 다중 교반기 모터를 갖는 생물반응기(100)에 대해 위에서 설명되었지만, 단일 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기(800) 또한 유사한 설계 및 특징을 갖는 스페이서를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4a - 도 4c에 도시된 바와 같이, 몇몇 변경예에서, 생물반응기(100)는 뚜껑(500)을 포함할 수 있다. 뚜껑은 본원에서 설명되는 생물반응기가 생물반응기와 관련된 튜빙의 조직화를 보조하고 하나 이상의 배플을 지지하는 것과 같지만 이들로 제한되지 않는 목적으로, 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기(예컨대, 주머니(208))와 함께 사용될 때, 바람직할 수 있다. 다른 한편으로, 생물반응기가 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기(예컨대, 주머니(214))와 함께 사용될 때, 지지 구조물의 상부 개방부 부근에서 더 큰 상부 공간을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 뚜껑(500)은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능할 수 있고, 여기서 제2 위치는 지지 구조물의 상부 개방부 부근에서 더 많은 상부 공간을 제공하고 및/또는 지지 구조물로의 내부 접근을 증가시킨다. 따라서, 뚜껑(500)은 생물반응기가 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기(예컨대, 주머니(208))와 함께 사용될 때, 대체로 제1 위치에 있을 수 있고, 뚜껑(500)은 생물반응기가 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기(예컨대, 주머니(208))와 함께 사용될 때, 대체로 제2 위치에 있을 수 있다.
생물반응기(100)에 대해 도시된 바와 같은 몇몇 변경예에서, 제1 위치에서, 뚜껑(500)은 측벽(104)의 상부 개방부(118)에 부착되거나 그 부근에 위치되어, 상부 개방부(118)를 완전히 또는 부분적으로 덮을 수 있다. 도 4a - 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 위치에서, 뚜껑(500)은 측벽(104)의 립(120)에 부착될 수 있다. 부착은 뚜껑(500)으로부터 연장하는 하나 이상의 탭(510)과 접속하도록 구성될 수 있는, 립(120)으로부터 연장하는 하나 이상의 볼트 또는 나사(122)에 의할 수 있다. 볼트 또는 나사(122), 및 탭(510)은 뚜껑(500)이 제1 위치에 고정되도록 허용할 수 있다. 도 4a - 도 4c에 도시된 변경예가 3개의 볼트(122) 및 탭(510)을 포함하지만, 뚜껑(500)과 립(120)은 더 적거나 더 많은 (예컨대, 1개, 2개, 4개, 5개, 6개, 또는 그 이상) 지점에서 연결될 수 있음을 이해하여야 한다. 뚜껑(500)은 클립 또는 슬롯에 의한 것과 같이, 다른 메커니즘에 의해 부착될 수 있음을 또한 이해하여야 한다.
제2 위치에서, 뚜껑(500)은 측벽(104)의 상부 개방부(118)를 덮지 않을 수 있다. 몇몇 변경예에서, 뚜껑(500)은, 제2 위치에서, 그가 생물반응기(100)에 부착되지 않고 다른 곳에 위치될 수 있도록, 생물반응기(100)로부터 완전히 제거가능할 수 있다. 도 4c에 도시된 변경예와 같은 다른 변경예에서, 뚜껑(500)이 제2 위치에 있을 때, 이는 뚜껑(500)이 잘못 위치되지 않도록, 생물반응기(100)의 일정 부분에 부착될 수 있다. 예를 들어, 뚜껑(500)은 테더(518)가 생물반응기(100)로부터의 뚜껑(500)의 완전한 탈착에 저항하도록, 생물반응기(100)의 다른 부분(예컨대, 측벽(104)의 립(120))에 부착될 수 있는 가요성 요소 또는 테더(518)(예컨대, 체인 또는 코드)에 부착될 수 있다. 테더(518)를 포함하는 다른 변경예에서, 테더(518)는 테더(518)가 뚜껑(500) 및 생물반응기(100)의 다른 부분에 부착 유지되는 동안, 뚜껑(500)이 제1 위치 및 제2 위치 둘 다에 있을 수 있도록 구성될 수 있다. 뚜껑(500)은 생물반응기(100)의 일정 부분에 직접 부착되도록 추가적으로 또는 대안적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물(102)의 측벽(104)은 뚜껑(500) 상의 탭(510)들 중 하나와 접속하도록 구성된 볼트(124)를 포함할 수 있다.
뚜겅(500)은 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 뚜껑의 형상은 용기, 임의의 배플, 및/또는 용기로부터 연장하는 튜빙을 제 위치에 유지하는 것을 보조하도록 구성될 수 있다. 도 4a - 도 4c의 변경예에서, 뚜껑은 도시된 바와 같이 직사각형일 수 있는 2개의 절결된 영역(504, 506)을 갖는 원형 세그먼트(502)를 포함할 수 있다. 뚜껑(500)은 뚜껑(500)의 이동을 용이하게 할 수 있는 손잡이(508)를 선택적으로 포함할 수 있다. 뚜껑(500)이 다중 교반기 모터를 갖는 생물반응기(100)에 대해 위에서 설명되었지만, 단일 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기(800) 또한 유사한 설계 및 특징을 갖는 뚜껑을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
대체로, 생물반응기는 성분(예컨대, 유체 또는 기체)의 용기 내외로의 이동을 허용하는 하나 이상의 입구 포트 및 하나 이상의 출구 포트를 포함할 수 있다. 입구 포트는, 예를 들어, 배지 또는 세포 배양물과 같은 성분을 전달하기 위한 튜빙 라인에 결합될 수 있다. 입구 포트는 산소, 이산화탄소, 질소 등과 같지만 이들로 제한되지 않는, 생물반응기 내에서 수행되는 공정에 대해 필요한 기체를 전달하도록 구성된 스파저를 또한 포함할 수 있다. 이러한 포트를 통한 유동은 질량 유동 제어기에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 변경예에서, 생물반응기는 공기, 산소, 이산화탄소, 및 질소에 대한 질량 유동 제어기의 세트를 포함할 수 있다. 이들은 각각 약 20slpm, 약 20slpm, 약 5slpm, 및 약 10slpm과 같은, 수행되는 공정에 의해 요구되는 바와 같은 유량을 가질 수 있다. 출구 포트는 시료 라인을 포함할 수 있다. 생물반응기는 또한 하나 이상의 프로브를 위한 위치를 대체로 포함할 수 있다. 프로브는 온도, pH, 용존 산소, 용존 이산화탄소, 압력, 혼합 속도, 기체 유량 등을 측정하도록 구성될 수 있다. 1회 사용 생물반응기가, (예컨대, 상부 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 교반기 모터를 갖는) 지지 구조물의 구성이 대체로 용기의 사용을 지지 구조물과 함께 사용하도록 구성된 사용으로 제한하는, 교반기 시스템을 구비한 지지 구조물을 대체로 갖는 바와 같이, 1회 사용 생물반응기는 유사하게 소정의 용기만이 소정의 지지 구조물과 함께 효과적으로 사용될 수 있도록 포트 및 프로브 구성을 보통 갖는다.
대조적으로, 본원에서 설명되는 생물반응기는 1개를 초과하는 용기 설계가 지지 구조물과 함께 사용될 수 있도록, 포트 및 프로브에 대한 복수의 구성을 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 본원에서 설명되는 생물반응기는 입구 및 출구 포트 및 스파저와 그들의 수반되는 튜빙 라인의 상이한 구성을 갖는 용기들과 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 스페이서(400)는 용기의 바닥에서 튜빙 또는 스파저를 수용하기 위해 적절한 대로 지지 구조물(102) 내에 위치되거나 그로부터 제거될 수 있고; 유사하게, 뚜껑(500)은 용기의 상부에서 튜빙을 수용하기 위해 적절한 대로 위에서 설명된 제1 위치 또는 제2 위치에 위치될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 본원에서 설명되는 생물반응기는 내부 프로브를 위해 구성된 용기와 함께 사용하도록 및 외부 프로브를 위해 구성된 용기와 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5a - 도 5b의 변경예에서, 생물반응기(100)는 내부 프로브(612)와 함께 사용하도록 구성된 포트(608)에 추가하여, 외부 프로브(606)와 함께 사용하도록 구성된 외부 센서 루프(604)(도 5a에 도시됨)를 포함할 수 있다. 외부 센서 루프(604)는 튜빙(616)을 통해 용기(202)에 부착될 수 있고, 몇몇 변경예에서, 외부 pH 프로브(606a) 및 외부 용존 산소 프로브(606b)를 포함할 수 있다. 내부 프로브(612)와 함께 사용하도록 구성된 포트(608)는 지지 구조물(102)의 측벽(104) 내의 개방부(610)를 포함할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같은 몇몇 변경예에서, 개방부(610)는 (예컨대, 창(138)을 통해) 도어(112) 상에 위치될 수 있다. 프로브 지지부(614)가, 삽입되었을 때 내부 프로브(612)를 지지하기 위해, 도어(112)의 외부에 선택적으로 부착될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 개방부(610)는 이중 내부 용존 산소 프로브(612a, 612b)의 삽입을 위해 구성된 2개의 상부 개방부(610a, 610b), 및 이중 pH 프로브(612c, 612d)의 삽입을 위해 구성된 2개의 바닥 개방부(610c, 610d)를 포함할 수 있다. 개방부(610)는 온도 프로브(612e)의 삽입을 위해 구성된 개방부(610e)를 추가로 포함할 수 있다. 도어(112)는 튜빙(620)을 통해 시료 포트로서 기능할 수 있는 개방부(618)를 또한 포함할 수 있다. 다른 변경예에서, 개방부들은 상이한 구성을 가질 수 있으며, 상이한 유형의 프로브와 함께 사용하도록 구성될 수 있고, 도어를 포함하지 않는 생물반응기(100)의 변경예와 같은 몇몇 변경예에서, 내부 프로브(612)는 측벽(104)을 통한 개방부와 같은 지지 구조물(102) 내의 다른 개방부를 통해 또는 기부(106) 내의 개방부를 통해 끼워지도록 구성될 수 있음을 이해하여야 한다. 지지 구조물(102)은 지지 구조물(102)이 1개를 초과하는 상이한 내부 프로브 포트 구성을 갖는 용기와 함께 사용되도록 허용하기 위해, 내부 프로브를 위한 개방부들의 1개를 초과하는 세트를 포함할 수 있음(예컨대, 지지 구조물(102)은 개방부들의 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 상이한 세트를 포함할 수 있음)을 또한 이해하여야 한다. 포트 및 프로브 구성이 다중 교반기 모터를 갖는 생물반응기(100)에 대해 위에서 설명되었지만, 단일 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기(800) 또한 유사한 포트 및 프로브 구성을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
생물반응기는 또한 하나 이상의 배기 필터를 대체로 포함할 수 있다. 배기 필터는 튜빙을 통해 용기에 연결될 수 있고, 용기 내에서의 압력의 축적을 방지할 수 있는, 용기의 외부로의 기체의 통기를 허용할 수 있다. 배기 필터는 보통 생물반응기의 지지 구조물에 부착되거나 그에 의해 지지되고, 생물반응기는 필터 내에서의 응축 또는 필터의 막힘을 방지할 수 있는 가열 블랭킷을 대체로 포함할 수 있다. 가열 블랭킷은 대체로 용기에 의해 변할 수 있는 특정 배기 필터를 끼우도록 크기 설정된다. 이와 같이, 가열 블랭킷은 대체로 생물반응기 지지 구조물과 함께 사용되는 용기와 양립가능할 필요가 있다. 따라서, 위에서 설명된 다른 특징과 유사하게, 가열 블랭킷 설계는 대체로 지지 구조물의 사용을 양립가능한 용기와의 사용으로 제한한다. 그러나, 지지 구조물을 상이한 용기들과 함께 사용할 수 있는 것이 바람직하고, 따라서, 생물반응기가 교환가능하거나 선택적으로 채용가능한 가열 블랭킷을 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 생물반응기(100)는 제1 설계를 갖는 적어도 하나의 제1 가열 블랭킷(702) 및 제2 설계를 갖는 적어도 하나의 제2 가열 블랭킷(704)을 포함할 수 있다. 제1 가열 블랭킷(702) 및 제2 가열 블랭킷(704)은 상이한 배기 필터 설계와 함께 사용하도록 구성된 용기와 함께 사용하도록 구성될 수 있고, 주어진 공정에 대해 사용되는 용기 구성에 대응하는 배기 필터에 기초하여 선택적으로 채용될 수 있다. 예를 들어, 가열 블랭킷(702) 및 가열 블랭킷(704)은 상이한 크기의 배기 필터들을 수용하기 위해 상이한 크기를 가질 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 2개 (또는 그 이상, 예컨대, 3개, 4개, 또는 그 이상)의 가열 블랭킷(704)이 있을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 2개 (또는 그 이상, 예컨대, 3개, 4개, 또는 그 이상)의 가열 블랭킷(702)이 있을 수 있다. 다른 변경예에서, 생물반응기(100)는 가열 블랭킷의 2개를 초과하는 상이한 설계(예컨대, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 그 이상)를 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
몇몇 변경예에서, 가열 블랭킷(702)(들) 및/또는 가열 블랭킷(704)(들)은 그들이 물리적으로 이동될 수 있도록 장착될 수 있다. 이는 특정 설계의 가열 블랭킷이 용기에 더 가까이 이동되도록 허용할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 막대(708)가 지지 구조물(102)로부터 수직 상방으로 연장할 수 있다. 가열 블랭킷(702, 704)은 막대(708)에 부착될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 막대(708)는 그의 종축에 대해 회전가능할 수 있어서, 지지 구조물(102)에 대한 가열 블랭킷(702, 704)의 위치가 조정가능할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 가열 블랭킷(702, 704)은 막대(708)가 가열 블랭킷(702)(들) 또는 가열 블랭킷(704)(들)을 용기에 더 가까이 이동시키기 위해 대략 180°만큼 회전될 수 있도록, 막대(708)의 대향하는 측면들 상에 위치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 막대(708)는 배기 필터(710)가 가열 블랭킷(704) 내에 더 쉽게 장착될 수 있도록, 가열 블랭킷(704)이 용기에 더 가깝도록 회전된다. 다른 변경예에서, 가열 블랭킷(702, 704)들은 대략 180° 미만으로 이격될 수 있고, 따라서, 막대(708)는 가열 블랭킷(702 또는 704)을 용기에 더 가까이 이동시키기 위해 대응하는 더 작은 각도만큼 회전될 수 있다. 또 다른 변경예에서, 막대(708)는 회전가능한 것 대신에 또는 그에 추가하여 조정가능한 길이를 가질 수 있다. 이러한 변경예에서, 가열 블랭킷(702, 704)은 (막대(708)의 동일한 측면 상에서, 막대(708)의 대향하는 측면들 상에서, 또는 중간 방사상 거리만큼 이격되어) 지지 구조물(102)로부터 상이한 수직 거리에 위치될 수 있고, 막대(708)의 길이는 가열 블랭킷(702 또는 704)을 용기에 더 가까이 이동시키기 위해 조정될 수 있다. 다른 변경예에서, 가열 블랭킷은 다른 메커니즘을 통해 지지 구조물에 연결될 수 있거나, 가열 블랭킷은 분리된 스탠드 또는 카트와 같은 지지 구조물(102)이 아닌 대안적인 구조물에 부착될 수 있음을 또한 이해하여야 한다. 가열 블랭킷이 다중 교반기 모터를 갖는 생물반응기(100)에 대해 위에서 설명되었지만, 단일 위치 조정가능한 교반기 모터를 갖는 본원에서 설명되는 생물반응기(800) 또한 유사한 설계 및 특징을 갖는 가열 블랭킷 구성을 포함할 수 있음을 이해하여야 한다.
원래는 기존의 지지 구조물과 함께 사용되도록 구성되지 않은 용기와 함께 사용되도록 기존의 지지 구조물을 변형하는 방법이 또한 본원에서 설명된다. 몇몇 변경예에서, 이는 기존의 단일 교반기 모터 지지 구조물을 다중 교반기 모터 지지 구조물로 변형하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 지지 구조물(102)의 일반적인 구성을 갖지만, 단일 상부 또는 바닥 장착 교반기 모터를 갖는 지지 구조물이 제2 교반기 모터를 추가하도록 변형될 수 있어서, 변형된 지지 구조물은 상부 장착 교반기 모터 및 바닥 장착 교반기 모터 둘 다를 갖는다. 원래의 지지 구조물이 (위에서 설명된 바닥 장착 교반기 모터(302)와 유사한) 바닥 장착 교반기 모터를 포함할 때, 변형은 생물반응기(100)의 상부 장착 교반기 모터(304)의 장착에 대해 위에서 설명된 구성들 중 하나에서, 측벽의 상부 부근에 (위에서 설명된 상부 장착 교반기 모터(304)와 유사한) 상부 장착 교반기 모터를 장착함으로써 수행될 수 있다. 변형은 대안적으로 또는 추가적으로 생물반응기(100)의 상부 장착 교반기 모터(304)에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 상부 장착 교반기를 그가 수직으로 조정가능하도록 허용하는 방식으로 장착함으로써 수행될 수 있다. 상부 장착 교반기 모터가 지지 구조물의 도어에 장착되는 변경예에서, 도어 힌지는 상부 장착 교반기 모터의 추가 중량을 지지하기 위해 보강될 수 있다. 상부 장착 교반기 모터가 온도 조절을 위한 재킷을 포함하는 측벽의 부분에 장착되는 변경예에서, 재킷은 모터의 장착을 허용하도록 변형될 수 있다. 대안적으로, 원래의 지지 구조물이 상부 장착 교반기 모터를 포함할 때, 변형은 지지 구조물의 측벽의 바닥 개방부 부근에 바닥 장착 교반기 모터를 장착함으로써 수행될 수 있다. 바닥 장착 교반기 모터를 장착하는 것을 포함하는 몇몇 그러한 방법에서, 지지 구조물의 기부의 전부 또는 일부는 제거되거나 변형될 필요가 있을 수 있다. 제2 교반기 모터가 지지 구조물에 추가될 때, 방법은 위에서 설명된 바와 같이, 제2 교반기 모터를 제어할 수 있는 위에서 설명된 제어 시스템(306, 308)과 유사한 제어 시스템을 생물반응기에 추가하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
다른 변경예에서, 원래는 기존의 지지 구조물과 함께 사용되도록 구성되지 않은 용기와 함께 사용되도록 기존의 지지 구조물을 변형하는 방법은 교반기 모터가 생물반응기(800)에 대해 위에서 설명된 특징을 갖는 조정가능한 위치를 갖게 하기 위해, 고정된 교반기 모터를 갖는 기존의 단일 교반기 모터 지지 구조물을 변형하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기존의 고정식 교반기 모터는 지지 구조물로부터 제거되어, 위에서 설명된 단일 교반기 생물반응기의 조정가능한 교반기 모터에 대해 설명된 바와 같이, 수직으로, 수평으로, 방사상으로, 및/또는 회전식으로 조정가능한 방식으로 장착될 수 있다. 기존의 단일 교반기 모터가 상부 장착 교반기 모터인 몇몇 그러한 방법에서, 지지 구조물의 기부의 전부 또는 일부는 교반기 모터가 바닥 위치에 선택적으로 위치되도록 허용하기 위해 제거되거나 변형될 필요가 있을 수 있다.
원래의 지지 구조물이 바닥 장착 교반기 모터를 포함할 때, 변형은 위에서 상세하게 설명된 스페이서(400)와 같은 스페이서를 지지 구조물의 바닥 부근에 추가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 스페이서는 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 용기에 대한 지지를 제공할 수 있고, 및/또는 위에서 상세하게 설명된 스페이서(400)에 대해 설명된 바와 같이, 그러한 용기에 대한 매끄러운 표면을 생성하며 용기가 바닥 장착 교반기 모터 또는 관련된 구조물과 접촉하는 것을 방지할 수 있다.
원래의 지지 구조물이 바닥 장착 교반기 모터를 포함할 때, 변형은 지지 구조물 상에서 임의의 기존의 뚜껑을 제거하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이는 지지 구조물의 상부 개방부 부근에서 더 많은 상부 공간을 제공할 수 있고, 및/또는 지지 구조물로의 내부 접근을 증가시킬 수 있다. 원래의 지지 구조물이 지지 구조물의 측벽과 일체인 뚜껑을 포함하는 변경예에서, 뚜껑은 그를 제거하기 위해 측벽으로부터 절결될 수 있다. 방법의 몇몇 변경예에서, 뚜껑은 뚜껑이 제1 위치 및 선택적으로 제2 위치에서 지지 구조물에 재부착되도록 허용하기 위해 추가로 변형될 수 있고, 여기서 제1 위치 및 제2 위치는 뚜껑(500)에 대해 위에서 설명된 바와 같다.
방법은 원래의 입구 포트, 출구 포트, 및/또는 프로브 구성을, 지지 구조물이 이러한 요소들 중 하나 이상의 상이한 구성을 갖는 생물반응기와 함께 사용되도록 구성된 용기와 함께 사용되도록 허용하기 위해, 변형하는 것을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 이는 변형된 포트를 제어하기 위해, 예를 들어, 더 높은 질량 유량을 허용하기 위해, 질량 유동 제어기를 변형하거나 질량 유동 제어기를 추가하는 것을 포함할 수 있다. 원래의 지지 구조물이 (위에서 설명된 외부 센서 루프(604)와 유사한) 외부 센서 루프와 함께 사용되도록 구성되는 변경예에서, 방법은 내부 프로브를 수용하기 위해 지지 구조물 내에 포트를 생성하는 것을 포함할 수 있고, 이는 위에서 설명된 내부 프로브(612)를 위한 포트(608)에 대해 위에서 설명된 구성들 중 하나 이상에서 행해질 수 있다. 방법은 배기 필터 가열 블랭킷(702, 704)에 대해 위에서 설명된 구성들 중 하나일 수 있는 하나 이상의 배기 필터 가열 블랭킷을 생물반응기에 추가하는 것을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
다중 교반기 모터 또는 위치 조정가능한 교반기 모터 생물반응기를 제조하는 방법이 또한 본원에서 설명된다. 몇몇 실시예에서, 그러한 생물반응기를 제조하기 위해, 용기를 지지하고, 둘러싸고, 및/또는 포함하도록 구성된 측벽을 포함하는 지지 구조물이 금속(예컨대, 스테인리스강, 알루미늄 등), 중합체(예컨대, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 나일론, 또는 다른 폴리아미드, 폴리에스터, 페놀 중합체), 유리, 유리 섬유 등과 같은 임의의 적합한 재료 또는 재료들로부터 제조될 수 있다. 지지 구조물은 지지 구조물(102)에 대해 위에서 상세하게 설명된 특징을 가질 수 있다. 몇몇 변경예에서, 제조 방법은 지지 구조물에 상부 장착 교반기 모터 및 바닥 장착 교반기 모터를 장착하는 것을 포함할 수 있다. 상부 장착 교반기 모터 및 바닥 장착 교반기 모터는 지지 구조물(102)에 대해 위에서 상세하게 설명된 구성들 중 하나로 지지 구조물에 장착될 수 있고, 상부 장착 교반기 모터 및 바닥 장착 교반기 모터는 상부 장착 교반기 모터(304) 및 바닥 장착 교반기 모터(302)에 대해 위에서 상세하게 설명된 특징을 가질 수 있다. 제조 방법은 바닥 장착 교반기 모터 및 상부 장착 교반기 모터를 각각 제어하기 위한 제1 제어 시스템 및 제2 제어 시스템을 설치하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 제어 시스템은 제어 시스템(306, 308)에 대해 위에서 상세하게 설명된 특징을 가질 수 있다. 다른 변경예에서, 제조 방법은 위에서 설명된 구성들 중 하나로 지지 구조물에 위치 조정가능한 교반기 모터를 부착하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 제조 방법은 지지 구조물 내에 온도 조절 시스템을 설치하는 것을 포함할 수 있다. 온도 조절 시스템을 설치하는 것은 생물반응기(100)의 온도 조절 시스템에 대해 위에서 더 상세하게 설명된 바와 같이, 전기 가열 요소 및/또는 순환 가열식 유체 시스템을 설치하는 것을 포함할 수 있다.
제조 방법은 위에서 더 상세하게 설명된 지지 조립체(126) 및 제어 카트(144)와 같은 지지 조립체 및/또는 제어 카트를 포함하지만 이들로 제한되지 않는, 지지 구조물과 동반되는 추가의 요소를 제공하거나 제조하는 것을 선택적으로 포함할 수 있다. 방법은 지지 구조물(102)에 대해 위에서 상세하게 설명된 구성들 중 하나 이상을 가질 수 있는, 포트 및 프로브를 수용하기 위한 지지 구조물 내의 하나 이상의 개방부를 생성하는 것을 또한 포함할 수 있다. 몇몇 변경예에서, 제조 방법은 지지 구조물에 하나 이상의 배기 필터 가열 블랭킷을 장착하는 것을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 배기 필터 가열 블랭킷은 가열 블랭킷(702, 704)에 대해 위에서 상세하게 설명된 특징을 가질 수 있고, 위에서 상세하게 설명된 구성들 중 하나로 장착될 수 있다.
몇몇 변경예에서, 제조 방법은 지지 구조물의 바닥 개방부 부근에 끼워지도록 구성된 스페이서, 및/또는 지지 구조물의 상부 개방부를 부분적으로 또는 완전히 덮도록 구성된 뚜껑을 제조하는 것을 포함할 수 있다. 스페이서는 폴리옥시메틸렌 또는 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 중합체와 같지만 이로 제한되지 않는 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있고, 스페이서(400)에 대해 위에서 상세하게 설명된 특징을 가질 수 있다. 뚜껑 또한 지지 구조물의 측벽을 제조하기 위해 사용되는 재료 또는 재료들과 같은 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있고, 뚜껑(500)에 대해 위에서 상세하게 설명된 특징을 가질 수 있다.
본원에서 설명되는 생물반응기, 및 본원에서 설명되는 변형 방법의 결과로서 만들어진 생물반응기 지지 구조물을 작동시키기 위한 방법이 또한 본원에서 설명된다. 방법은 먼저 상부 장착 용기를 사용할 지 또는 바닥 장착 용기를 사용할 지를 결정하는 것, 또는 상부 장착 교반기 모터를 사용할 지 또는 바닥 장착 교반기 모터를 사용할 지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 결정은 수행되는 특정 공정과 같은 인자에 기초할 수 있고, 예를 들어, 소정의 생성물의 생산은 상부 장착 구성 또는 바닥 장착 구성에서만 이용가능할 수 있는 소정의 재료의 주머니 내에서 바람직할 수 있다. 다른 예로서, 공정은 바람직하게는 공정 중의 작동 체적으로 인해 바닥 장착 교반기 모터를 사용하여 수행될 수 있고, (결과적으로, 바닥 장착 설계가 동일한 생물반응기 내에서의 예비 생산 및 생산을 허용할 수 있고, 이는 비용 절감 또는 더 높은 효율을 위한 것이고), 또는 바람직하게는 혼합 프로파일, 생산되는 세포 또는 단백질의 감도, 또는 효율 이득으로 인해 상부 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 교반기 모터, 또는 특정 주머니 설계를 사용하여 수행될 수 있다.
따라서, 방법은 생물반응기의 지지 구조물(예컨대, 지지 구조물(102))과 함께 사용하기 위한 용기를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 용기는 상부 장착 용기(예컨대, 위에서 상세하게 설명된 주머니(214)) 또는 바닥 장착 용기(예컨대, 위에서 상세하게 설명된 주머니(208))일 수 있다. 지지 구조물이 다중 교반기 모터 설계를 가질 때, 사용자는 그 다음 선택된 용기의 구성에 기초하여 지지 구조물의 상부 장착 교반기 모터와 바닥 장착 교반기 모터 사이에서 선택할 수 있다. 대안적으로, 지지 구조물이 위치 조정가능한, 단일 교반기 모터 설계를 가질 때, 사용자는 교반기 모터의 위치를 적절한 위치로 조정할 수 있다. 방법의 다른 변경예에서, 방법은 먼저 지지 구조물의 상부 장착 교반기 모터와 바닥 장착 교반기 모터 사이에서 선택하거나, 위치 조정가능한 교반기 모터의 위치를 선택하는 것과, 그 다음 선택된 교반기 모터 또는 위치에 기초하여 상부 장착 용기와 바닥 장착 용기 사이에서 선택하는 것을 포함할 수 있다.
사용자는 그 다음 스페이서(예컨대, 위에서 설명된 스페이서(400))가 지지 구조물 내에 존재하는 지를 결정할 수 있다. 선택된 용기가 상부 장착 용기이면, 사용자는 스페이서가 지지 구조물 내에 존재함을 확인하거나, (스페이서가 지지 구조물 내에 존재하지 않으면) 지지 구조물 내부에 스페이서를 위치시킬 수 있다. 선택된 용기가 바닥 장착 용기이면, 사용자는 스페이서가 지지 구조물 내에 존재하지 않음을 확인하거나, (스페이서가 지지 구조물 내에 존재하면) 지지 구조물로부터 스페이서를 제거할 수 있다.
용기는 그 다음 지지 구조물 내로 위치될 수 있다. 지지 구조물이 하나 이상의 도어(예컨대, 도어(112))를 포함하는 변경예에서, 하나 이상의 도어는 용기의 배치를 용이하게 하도록 개방될 수 있다. 용기가 하나 이상의 커넥터를 포함하고 및/또는 지지 구조물이 하나 이상의 커넥터를 포함하는 변경예에서, 용기는 커넥터(들)을 통해 지지 구조물에 연결될 수 있다. 몇몇 변경예에서, 용기는 지지 구조물 내로 위치되기 전에 완전히 또는 부분적으로 팽창될 수 있다. 이는 용기가 가요성 주머니인 변경예에서 지지 구조물 내에서의 설치 중에 용기의 접힘을 감소시킬 수 있다. 용기는 선택된 교반기 모터에 결합될 수 있다. 교반기 포트를 포함하는 변경예에서, 교반기 포트는 교반기 모터에 결합될 수 있다. 교반기 모터가 조정가능한 위치를 갖는 변경예에서, 교반기 모터의 수직 위치가 변화될 수 있다. 예를 들어, 지지 구조물보다 더 짧은 높이를 갖는 상부 장착 용기가 선택되면, 위치 조정가능한 상부 장착 교반기 모터가 하방으로 이동될 수 있거나, 위치 조정가능한 교반기 모터가 적절한 위치로 이동될 수 있다. 임펠러가 길이 조정가능한 샤프트 상에 장착되는 변경예에서, 임펠러의 수직 위치가 변화될 수 있다. 예를 들어, 상부 장착 용기가 선택되어 낮은 작동 체적에서 사용되도록 의도되면, 임펠러는 하방으로 이동될 수 있다.
생물반응기(100)에 대해 위에서 더 상세하게 설명된 바와 같은, 용기의 입구 및/또는 출구 포트는 적절한 튜빙 라인에 연결될 수 있다. 하나 이상의 프로브가 또한 생물반응기에 연결될 수 있다. 선택된 용기가 외부 센서 루프(예컨대, 외부 센서 루프(604))와 함께 사용되도록 구성되면, 외부 센서 루프는 용기에 연결될 수 있다. 선택된 용기가 내부 프로브와 함께 사용되도록 구성되면, 프로브는 프로브 포트를 통해 삽입될 수 있다. 지지 구조물의 측벽 내에 (예컨대, 도어를 갖는 지지 구조물의 변경예에서 도어 상에) 위치된 프로브 포트를 갖는 지지 구조물의 변경예에서, 프로브는 지지 구조물의 측벽을 통해 삽입될 수 있다. 프로브 지지부를 갖는 지지 구조물의 변경예에서, 외부 프로브는 그를 제 위치에 유지하기 위해 프로브 지지부 내에 위치될 수 있다. 적절한 배기 필터(들)이 또한 튜빙을 통해 용기에 부착되고, 가열 블랭킷(들) 내에 위치될 수 있다. 배기 필터 가열 블랭킷들이 이들이 (예컨대, 막대(708)와 같은 회전가능한 막대 상에 장착됨으로써) 용기에 대해 물리적으로 이동될 수 있도록 장착되는 생물반응기의 변경예에서, 적절한 가열 블랭킷(들)의 위치는 배기 필터(들)을 용기에 더 가까이 이동시키도록 조정될 수 있다.
사용자는 제거가능한 뚜껑(예컨대, 위에서 설명된 뚜껑(500))이 지지 구조물의 상부 개방부를 완전히 또는 부분적으로 덮고 있는 지를 추가로 결정할 수 있다. 선택된 용기가 바닥 장착 용기이면, 사용자는 뚜껑이 지지 구조물의 상부 개방부를 부분적으로 또는 완전히 덮고 있음을 확인하거나, (뚜껑이 지지 구조물의 상부 개방부를 부분적으로 또는 완전히 덮고 있지 않으면) 지지 구조물의 상부 개방부 위에 뚜껑을 위치시킬 수 있다. 선택된 용기가 상부 장착 용기이면, 사용자는 뚜껑이 지지 구조물의 상부 개방부를 덮고 있지 않음을 확인하거나, (뚜껑이 지지 구조물의 상부 개방부를 부분적으로 또는 완전히 덮고 있으면) 지지 구조물의 상부 개방부로부터 뚜껑을 제거할 수 있다. 뚜껑이 상부 개방부로부터 제거될 때 지지 구조물에 부착 유지되는 지지 구조물의 변경예에서, 사용자가 뚜껑을 제거하면, 사용자는 그 다음 지지 구조물의 상이한 부분(예컨대, 측벽의 외부에 뚜껑을 유지하기 위한 볼트 또는 다른 요소를 갖는 변경예에서 측벽의 외부)에 뚜껑을 선택적으로 부착할 수 있다.
용기가 지지 구조물 내에서 완전히 제 위치에 있으며 적절하게 연결되면, 생물반응기는 원하는 공정을 위해 사용될 수 있다. 그렇게 할 때, 적절한 제어 시스템은 교반기 모터를 켜거나 끄기 위해, 임펠러의 회전 속력을 제어하기 위해, 및/또는 배기 필터를 위한 임의의 가열 블랭킷의 온도를 제어하기 위해, 사용될 수 있다. 다중 교반기 설계에서 교반기 모터들 중 하나 또는 둘 다를 위한 수동 제어 스위치를 갖는 변경예에서, 수동 제어 스위치(들)은 적절한 교반기 모터를 선택하기 위해 사용될 수 있다. 사용자 인터페이스(예컨대, 디지털 사용자 인터페이스)를 갖는 변경예에서, 사용자 인터페이스는 선택된 모터를 제어하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (56)

  1. 용기를 유지하도록 구성된 지지 구조물; 및
    임펠러 및 교반기 모터를 포함하는 교반기 시스템
    을 포함하고,
    교반기 시스템 및 지지 구조물은 지지 구조물에 대한 복수의 위치에 교반기 모터를 위치시키도록 구성된 것인
    생물반응기.
  2. 제1항에 있어서, 지지 구조물이 상부 영역 및 바닥 영역을 포함하고, 복수의 위치는 상부 장착 교반기 모터 위치 및 바닥 장착 교반기 모터 위치를 포함하는 것인 생물반응기.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 위치가 상부 장착 교반기 모터 위치와 바닥 장착 교반기 모터 위치 사이에 적어도 하나의 중간 위치를 추가로 포함하는 것인 생물반응기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 교반기 모터가 길이 조정가능한 샤프트 상에 장착된 것인 생물반응기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 교반기 모터가 복수의 위치에 선택적으로 장착가능한 것인 생물반응기.
  6. 제1항에 있어서, 지지 구조물이 상부 영역 및 바닥 영역을 포함하고, 임펠러가 지지 구조물의 상부 영역과 바닥 영역 사이의 중간 위치들의 범위에서 선택적으로 작동되도록 구성된 것인 생물반응기.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 임펠러가 길이 조정가능한 샤프트 상에 장착된 것인 생물반응기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물 내에 존재하며 교반기 모터에 결합되도록 구성된 용기를 추가로 포함하고, 용기는 절첩가능한 주머니인 생물반응기.
  9. 제8항에 있어서, 절첩가능한 주머니가 상부 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 것인 생물반응기.
  10. 제8항에 있어서, 절첩가능한 주머니가 바닥 장착 교반기 모터와 함께 사용하도록 구성된 것인 생물반응기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물의 바닥에 제거가능하게 위치되도록 구성된 상승된 지지 표면을 구비한 스페이서를 추가로 포함하는 생물반응기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 상부 개방부, 및 상부 개방부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성된 제거가능한 뚜껑을 포함하는 것인 생물반응기.
  13. 제12항에 있어서, 뚜껑이 상부 개방부를 덮을 때 및 상부 개방부로부터 제거될 때 지지 구조물에 부착되어 있는 것인 생물반응기.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 내부 프로브 및 외부 프로브 둘 다와 함께 사용되도록 구성된 것인 생물반응기.
  15. 측벽 및 기부를 포함하며, 내부에 공동을 형성하는 지지 구조물로서, 상기 공동은 용기를 유지하도록 구성된 것인 지지 구조물;
    지지 구조물에 결합된 상부 장착 교반기 모터; 및
    지지 구조물에 결합된 바닥 장착 교반기 모터
    를 포함하고,
    상부 교반기 모터 및 바닥 교반기 모터는 용기의 구성에 기초하여 선택적으로 사용되도록 구성된 것인
    생물반응기.
  16. 제15항에 있어서, 용기에 부착되도록 구성된, 측벽 및 기부 중 적어도 하나에서의 적어도 하나의 커넥터를 추가로 포함하는 생물반응기.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 공동 내에 존재하며 상부 장착 교반기 모터 또는 바닥 장착 교반기 모터에 결합되도록 구성된 용기를 추가로 포함하고, 용기는 절첩가능한 주머니인 생물반응기.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물의 바닥에 제거가능하게 위치되도록 구성된 상승된 지지 표면을 구비한 스페이서를 추가로 포함하는 생물반응기.
  19. 제18항에 있어서, 스페이서는 스페이서가 지지 구조물의 바닥에 있을 때 용기와 바닥 장착 교반기 모터를 분리하도록 구성된 것인 생물반응기.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 장착 교반기 모터를 제어하도록 구성된 제1 제어 시스템 및 바닥 장착 교반기 모터를 제어하도록 구성된 제2 제어 시스템을 추가로 포함하는 생물반응기.
  21. 제20항에 있어서, 제1 제어 시스템과 제2 제어 시스템 사이에서 절환하기 위한 선택기를 추가로 포함하는 생물반응기.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 제1 제어 시스템 및 제2 제어 시스템이 디지털 사용자 인터페이스를 사용하여 선택적으로 채용되도록 구성된 것인 생물반응기.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 제어 시스템 및 제2 제어 시스템이 가변 주파수 구동부를 포함하는 것인 생물반응기.
  24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 상부 개방부, 및 상부 개방부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성된 제거가능한 뚜껑을 포함하는 것인 생물반응기.
  25. 제24항에 있어서, 뚜껑이 상부 개방를 덮을 때 및 상부 개방부로부터 제거될 때 지지 구조물에 부착되어 있는 것인 생물반응기.
  26. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷을 추가로 포함하는 생물반응기.
  27. 제26항에 있어서, 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷이 상이한 크기를 갖는 것인 생물반응기.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷이 용기의 구성에 기초하여 선택적으로 채용되도록 구성된 것인 생물반응기.
  29. 제28항에 있어서, 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷이 회전가능한 요소에 장착되고, 적어도 2개의 배기 필터 가열 블랭킷이 회전가능한 요소의 회전에 의해 선택적으로 채용되도록 구성된 것인 생물반응기.
  30. 제15항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 하나 이상의 프로브 접근 포트를 추가로 포함하는 것인 생물반응기.
  31. 제30항에 있어서, 프로브 접근 포트들 중 적어도 하나가 내부 프로브를 수용하도록 구성된 것인 생물반응기.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 측벽이 본체 및 도어를 포함하고, 하나 이상의 프로브 접근 포트가 측벽의 도어 상에 위치된 것인 생물반응기.
  33. 제15항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 측벽이 본체 및 도어를 포함하고, 상부 장착 교반기 모터가 도어에 장착된 것인 생물반응기.
  34. 제15항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 측벽이 본체 및 도어를 포함하고, 상부 장착 교반기 모터가 본체에 장착된 것인 생물반응기.
  35. 제1 교반기 모터를 포함하는 지지 구조물에 제2 교반기 모터를 부착하는 것; 및
    지지 구조물에 접근 영역을 추가하는 것
    을 포함하는, 생물반응기를 변형하는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 제1 교반기 모터가 바닥 장착 교반기 모터이고, 제2 교반기 모터가 상부 장착 교반기 모터인 방법.
  37. 제35항에 있어서, 제1 교반기 모터가 상부 장착 교반기 모터이고, 제2 교반기 모터가 바닥 장착 교반기 모터인 방법.
  38. 제35항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 측벽 본체 및 도어를 포함하고, 상기 접근 영역을 추가하는 것은 도어에 접근 패널을 추가하는 것을 포함하는 것인 방법.
  39. 제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 기부를 포함하고, 방법은 지지 구조물의 기부 위에 위치하도록 구성된 끼워맞춤되는 제거가능한 스페이서를 제공하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  40. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물이 상부 개방부, 및 상부 개방의 적어도 일부를 덮는 뚜껑을 포함하고, 상기 접근 영역을 추가하는 것은 지지 구조물로의 내부 접근을 증가시키도록 뚜껑을 변형하는 것을 포함하는 것인 방법.
  41. 제40항에 있어서, 뚜껑이 지지 구조물의 상부 개방부로부터 제거될 때 뚜겅에 부착 유지되는 가요성 요소를 사용하여 지지 구조물에 뚜껑을 부착하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  42. 제35항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 접근 영역을 추가하는 것이 생물반응기에 하나 이상의 프로브 접근 포트를 추가하는 것을 포함하는 것인 방법.
  43. 제42항에 있어서, 프로브 접근 포트가 내부 프로브를 수용하도록 구성되는 것인 방법.
  44. 제35항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 생물반응기가 원래의 배기 필터 가열 블랭킷을 포함하고, 방법은 생물반응기에 추가의 배기 필터 가열 블랭킷을 추가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 추가의 배기 필터 가열 블랭킷이 원래의 배기 필터 가열 블랭킷과 상이한 크기인 방법.
  46. 제44항 또는 제45항에 있어서, 원래의 배기 필터 가열 블랭킷 및 추가의 배기 필터 가열 블랭킷이 선택적으로 채용되도록 구성되는 것인 방법.
  47. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 생물반응기에 추가의 배기 필터 가열 블랭킷을 추가하는 것이 지지 구조물에 연결된 회전가능한 요소에 추가의 배기 필터 가열 블랭킷을 장착하는 것을 포함하는 것인 방법.
  48. 제35항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 교반기 모터를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 추가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 원래의 제어 시스템과 추가된 제어 시스템 사이에서 절환하기 위한 선택기를 추가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  50. 제48항 또는 제49항에 있어서, 원래의 제어 시스템 및 추가된 제어 시스템이 디지털 사용자 인터페이스를 사용하여 선택적으로 채용되도록 구성되는 것인 방법.
  51. 지지 구조물 및 다중 교반기 모터 시스템을 포함하는 생물반응기를 작동시키는 방법이며,
    상부 장착 교반기 주머니 및 바닥 장착 교반기 주머니로 이루어진 군으로부터 생물반응기 주머니를 선택하는 것;
    지지 구조물의 상부 장착 교반기 모터와 바닥 장착 교반기 모터 사이에서 선택하는 것;
    지지 구조물 내로 선택된 생물반응기 주머니를 위치시키는 것; 및
    선택된 교반기 모터에 선택된 생물반응기 주머니를 결합시키는 것
    을 포함하는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 생물반응기 내부의 스페이서의 존재를 확인하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  53. 제52항에 있어서, 생물반응기 내부에 스페이서를 위치시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  54. 제52항에 있어서, 생물반응기 내부로부터 스페이서를 제거하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  55. 제51항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 구조물 커넥터에 주머니 커넥터를 부착하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  56. 제51항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 장착 교반기 모터의 수직 위치를 변화시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
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