KR20220066362A - 생물처리 시스템을 위한 완충제 관리 - Google Patents

생물처리 시스템을 위한 완충제 관리 Download PDF

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KR20220066362A
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로베르트 플리자르
다미르 에프 쇤겐
보얀 이사일로빅
마이클 비. 실
매튜 제이. 러브리스
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폴 코포레이션
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Abstract

완충제 관리 시스템은, 농축된 완충제 용액의 공급물, 농축된 완충제 용액의 공급물과 유체연통하는 매니폴드를 갖는 인라인 희석 스키드, 및 주입수(WFI) 원천으로 매니폴드 내의 농축된 완충제 용액의 공급물을 선택적으로(selectively) 희석하도록 희석 스키드를 작동시키도록 구성된 제어 유닛, 및 생물용기 어셈블리를 포함한다. 생물용기 어셈블리는, 저장 용적을 한정하는 생물용기 백, 및 생물용기 백의 저장 용적 내의 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된 충전 수준 센서를 포함한다. 생물용기 백은 희석 스키드의 매니폴드와 유체연통하여, 희석된 완충제 용액을 내부에 저장한다. 충전 수준 센서는 충전 수준 신호를 희석 스키드의 제어 유닛에 전달하고, 이 제어 유닛은 희석 스키드의 작동을 관리하기 위해 충전 수준 신호를 사용한다.

Description

생물처리 시스템을 위한 완충제 관리
관련 출원의 상호 참조
본 특허출원은 미국 임시특허출원 제62/956,046호(출원일: 2019년 12월 31일, 제목: "Buffer Management for Bioprocessing System")에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
완충제 관리 시스템은 전형적으로, 생물처리 적용분야(bioprocessing application)에서 사용하기 위한 완충제 용액을 함유하는 다수의 생물용기 백(biocontainer bag)들을 포함한다. 종래의 완충제 관리 시스템은, 자동 시스템으로 전송되는 수준 감지를 위해, 무게 저울(weigh scales)(전형적으로는 로드 셀(load cells))을 사용하여, 생물용기 백 내의 액체의 무게를 측정한다. 무게 저울에 의해 감지된 무게는, 환산계수를 사용하여, 계산된 부피 값으로 변환된다.
종래의 시스템에서, 완충제 용액들은 최대 강도(full strength)로 만들어지고, 대량으로 생산되어 그것들의 각각의 토트백(totes)에 저장된다. 전형적인 생물처리 적용분야의 경우, 다수의 완충제 용액들이 사용되며, 이때, 각각의 완충제 용액에 대한 수요량은 가변적이며, 일부 상황에서는 각각의 완충제에 대해 2,000 리터 정도이다. 그 다음, 상기 토트백들(totes)은, 완충제 제조 구역으로부터 처리 구역(process suite)으로 운반된다. 결과적으로, 생물처리 공정 작동구역 및 그것의 완충제 제조 구역은 완충제 토트백들과 함께, 상당한 점유공간(footprint)을 차지할 수 있다. 또한, 대형 토트백들을 위한 특수한 이동 장비가 요구되는 경우들이 있으며, 이들은 모두 위험성을 내재하고 있다.
다양한 생물처리 적용분야에 사용되는 완충제 용액의 관리를 향상시키기 위한 추가적인 해결책을 제공하는 것이, 당해 기술분야에서 지속적으로 요구되고 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 이러한 배경 설명은 독자를 돕기 위해 발명자들에 의해 작성되었으며, 표시된 문제점들 중 어느 것이라도 그 자체가 당해 기술분야에서 인식되었던 것이라는 표시로서 간주되어서는 안된다. 기술된 원리들은, 일부 측면들 및 구현들에서, 다른 시스템에 내재된 문제점들을 완화시킬 수 있지만, 인식될 수 있는 바와 같이, 보호받고자 하는 혁신의 범위는, 본 명세서에 언급된 임의의 특정 문제점을 해결하기 위한 임의의 개시된 특징의 능력에 의해서가 아니라, 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
일 측면에서, 본 개시는 생물처리 시스템에서 사용되는 완충제 관리 시스템의 구현예들에 관한 것이다. 일 구현예에서, 완충제 관리 시스템은 농축된 완충제 용액의 공급물(supply of concentrated buffer solution), 희석 스키드(dilution skid), 및 생물용기 어셈블리(biocontainer assembly)를 포함한다.
희석 스키드는 일회용 매니폴드(single use manifold) 및 제어 유닛을 포함한다. 일회용 매니폴드는 농축된 완충제 용액의 공급물과 유체연통한다. 매니폴드는 주입수(WFI) 원천과 유체연통 상태로 배치되도록 적합화(adapted)된다. 제어 유닛은, 일회용 매니폴드에서, WFI 원천으로부터의 WFI의 일 양(an amount)과, 농축된 완충제 용액의 공급물을 선택적으로(selectively) 혼합하여 희석된 완충제 용액을 생성하도록 희석 스키드를 작동시키도록 구성된다.
생물용기 어셈블리는 생물용기 백(biocontainer bag) 및 충전 수준 센서(fill level sensor)를 포함한다. 생물용기 백은 저장 용적(storage volume)을 한정(define)한다. 생물용기 백은 희석 스키드의 매니폴드와 유체연통하여, 희석된 완충제 용액을 내부에 저장한다. 충전 수준 센서는, 생물용기 백의 저장 용적 내의 재료의 부피를 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다. 충전 수준 센서는 희석 스키드의 제어 유닛과 통신하여 충전 수준 신호를 제어 유닛에 전송한다. 제어 유닛은, 충전 수준 센서로부터 수신된 충전 수준 신호에 기초하여, 생물용기 백의 저장 용적 내에서, 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최소 부피를 유지하도록 구성된다.
다른 구현예들에서, 완충제 관리 시스템은, 농축된 완충제 용액의 공급물을 지지(support)하도록 구성된 적어도 하나의 워크스테이션(workstation), 인라인 희석 스키드(inline dilution skid), 및 생물용기 어셈블리를 포함한다. 인라인 희석 스키드는 제1 펌프 몸체, 제2 펌프 몸체, 매니폴드, 및 제어 유닛을 포함한다. 생물용기 어셈블리는 생물용기 백 및 충전 수준 센서를 포함한다.
인라인 희석 스키드의 매니폴드는, 제1 펌프 몸체 및 제2 펌프 몸체와 작동가능하게 배열된다(operably arranged). 매니폴드는 완충제 입구 라인, WFI 입구 라인, 및 상기 완충제 입구 라인 및 상기 WFI 입구 라인 둘 다와 유체연통하는 배출 라인을 포함한다. 완충제 입구 라인은, 농축된 완충제 용액의 공급물과 선택적(selective) 유체연통 상태에 있다. WFI 입구 라인은 WFI 원천과 유체연통 상태로 배치되도록 적합화된다. 매니폴드는 제1 펌프 헤드 및 제2 펌프 헤드를 포함한다. 제1 펌프 헤드는 완충제 입구 라인에 배치되고, 또한 제1 펌프 헤드는, 제1 펌프 몸체를 작동하는 것에 의해 완충제 입구 라인 내에서 유체 변위(fluid displacement)를 선택적으로(selectively) 생성하도록, 제1 펌프 몸체와 작동가능하게 배열된다. 제2 펌프 헤드는 WFI 입구 라인에 배치되고, 또한 제2 펌프 헤드는, 제2 펌프 몸체를 작동시키는 것에 의해 WFI 입구 라인 내에서 유체 변위를 선택적으로(selectively) 생성하도록, 제2 펌프 몸체와 작동가능하게 배열된다. 제어 유닛은 제1 펌프 몸체 및 제2 펌프 몸체와 전기적으로 통신한다. 제어 유닛은, 희석된 완충제 용액의 일 양(a quantity)을 생성하기 위해, 제1 펌프 몸체 및 제2 펌프 몸체를 선택적으로(selectively) 작동시키도록 구성된다.
생물용기 어셈블리의 생물용기 백은 저장 용적을 한정한다. 생물용기 백은, 희석된 완충제 용액을 내부에 저장하기 위해, 희석 스키드의 매니폴드와 유체연통한다. 충전 수준 센서는, 생물용기 백의 저장 용적 내의 재료의 부피를 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다. 충전 수준 센서는 희석 스키드의 제어 유닛과 통신하여 충전 수준 신호를 제어 유닛에 전송한다. 제어 유닛은, 충전 수준 센서로부터 수신된 충전 수준 신호에 기초하여, 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최대 부피가 생물용기 백의 저장 용적 내에 있게 되면, 희석된 완충제 용액의 생성을 중단하도록 구성된다.
개시된 원리의 추가 및 대안적인 측면 및 특징은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 인식될 것이다. 이해될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 개시된 완충제 관리 시스템에서 사용하기 위한 완충제 관리 시스템 및 희석 스키드, 매니폴드, 및 생물용기 어셈블리는 다른 다양한 구현예들에서 수행될 수 있고, 다양한 측면들에서 변형될 수 있다. 따라서, 이해되어야 하는 바와 같이, 앞에서 기술된 개략적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시 및 설명을 위한 것일 뿐, 첨부된 청구항들의 범위를 제한하지 않는다.
도 1은, 본 개시의 원리에 따라 구성된 매니폴드의 일 구현예 및 생물처리 유닛을 포함하는, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 일 구현예의 사시도이다.
도 2는, 농축된 완충제 용액 측에서 본, 도 1의 완충제 관리 시스템의 다른 사시도이다.
도 3은, 희석된 완충제 용액 측에서 본, 도 1의 완충제 관리 시스템의 또 다른 사시도이다.
도 4는, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들에서 사용하기에 적합한 생물용기 백(biocontainer bag)의 일 구현예의 평면도이다.
도 5는, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 생물용기 어셈블리의 구현예들에서 사용하기 위한 경사진 지지 부재(angled support member) 및 정전용량성 충전 수준 센서(capacitive fill level sensor)의 상부 평면도이다.
도 6은 도 5의 경사진 지지 부재 및 정전용량성 충전 수준 센서의 측면 입면도이다.
도 7은 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 생물용기 어셈블리의 구현예에서 사용하기 위한 경사진 지지 부재 및 복수의 충전 수준 센서들의 개략적인 상부 평면도이다.
도 8은, 본 개시의 원리에 따른 완충제 관리 시스템에서 사용하기에 적합한, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 생물용기 어셈블리의 일 구현예의 상부 사시도이다.
도 9는 도 8의 생물용기 어셈블리의 저면 사시도이다.
도 10은 도 8의 생물용기 어셈블리의 종단면도이다.
도 11은 도 8의 생물용기 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 12는 도 8의 생물용기 어셈블리의 그 바닥으로부터의 또 다른 분해 사시도이다.
도 13은 본 개시의 원리에 따라 구성된 복수의 생물용기 어셈블리들의 일련의 종단면도들로서, 생물용기 어셈블리들의 각각의 생물용기 백들 내의 완충제 용액의 다양한 충전 위치들을 예시한다.
도 14는 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들에서 사용하기에 적합한 도 1의 매니폴드의 입면도이다.
도 15는 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 일 구현예의 부분 입면도로서, 이 구현예는 농축된 완충제 래크 타워(concentrated buffer rack tower)와 희석된 완충제 래크 타워(diluted buffer rack tower) 사이에 개재된 본 개시의 원리에 따라 구성된 인라인 희석 스키드(inline dilution skid)의 일 구현예를 포함하며, 플러싱 위치(flushing position)에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 16은 도 15의 완충제 관리 시스템의 유압 회로(hydraulic circuit)의 부분 개략도로서, WFI 프라이밍 위치(priming position)에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 17은 완충제 관리 시스템에 대한 도 15와 같은 도면으로서, 제1 완충제 안정화 위치에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 18은 완충제 관리 시스템에 대한 도 15에서와 같은 도면으로서, 제1 완충제 충전 위치(first buffer filling position)에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 19는 완충제 관리 시스템에 대한 도 15와 같은 도면으로서, 제2 완충제 안정화 위치에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 20은 완충제 관리 시스템에 대한 도 15와 같은 도면으로서, 제2 완충제 충전 위치에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 21은 완충제 관리 시스템에 대한 도 15와 같은 도면으로서, 제1 농축된 완충제 드레인 위치(concentrated buffer draining position)에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 22는 도 8의 완충제 관리 시스템의 유압 회로에 대한 도 16에서와 같은 도면으로서, 제2 농축된 완충제 드레인 위치에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 23은 완충제 관리 시스템에 대한 도 15에서와 같은 도면으로서, 시스템 드레인 위치(system draining position)에 있는 매니폴드를 보여준다.
도 24는 본 개시의 원리에 따라 완충제 관리 시스템을 작동시키는 방법에서 사용하기에 적합한 단계들의 흐름도로서, 안정화 제어 시퀀스를 예시한다.
도 25는 본 개시의 원리에 따라 완충제 관리 시스템을 작동시키는 방법에서 사용하기에 적합한 단계들의 흐름도로서, 수준 제어 시퀀스를 예시한다.
도 26은 본 발명의 원리에 따라 완충제 관리 시스템을 작동시키는 방법에서 사용하기에 적합한 단계들의 흐름도로서, 다른 안정화 제어 시퀀스를 예시한다.
이해되어야 하는 바와 같이, 도면은 반드시 축척대로 그려진 것은 아니며, 개시된 구현예들은 도식적으로 그리고 부분적으로 도시되었다. 특정한 경우에, 본 개시의 이해에 필요하지 않거나, 다른 세부 사항을 이해하기 어렵게 만드는 세부 사항은 생략될 수 있다. 이해되어야 하는 바와 같이, 본 개시는 본 명세서에 예시된 특정 구현예로 제한되지 않는다.
본 개시의 원리에 따라 구축된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 생물처리 시스템에서 사용되도록 적합화된다. 본 개시의 원리에 따라 구축된 완충제 관리 시스템의 구현예는 농축된 완충제 용액의 공급, 희석된 완충제 용액이 미리 결정된 완충제 특성을 갖도록 농축된 완충제 용액을 선택적으로(selectively) 희석하도록 구성된 희석 스키드, 및 선택된(selected) 생물처리 적용분야에 사용하기 위해 그 안에 적어도 하나의 희석된 완충제 용액의 일 부피(a volume)를 저장하도록 구성된 희석된 완충제 용액 저장 어셈블리를 포함한다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템은 인라인 희석 스키드를 포함하며, 인라인 희석 스키드는 생물처리 적용분야에서 사용하기 위해 대응하는 복수의 농축된 완충제 용액으로부터 복수의 완충제 용액들을 생성하는 데 사용되도록 구성된다. 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 희석 스키드는 일회용 매니폴드를 포함한다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 생물 약제학적 환경에서 사용될 수 있지만, 공정 스테이션(process station)에 대한 계량을 위해 다른 유체, 용액, 시약 및/또는 화학 물질들이 저장되는 다른 산업 분야에서 사용될 수 있다. 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 다운스트림 처리 적용분야에서 사용하기 위해 농축된 완충제 용액의 공급으로부터 적어도 하나의 완충제 용액을 선택적으로(selectively) 생성하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 생물처리 적용분야에서 의도된 사용을 위한 다양한 완충제 용액들의 범위를 달성하기 위해 상대적으로 컴팩트한(compact) 저장 용액으로 구성된다. 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 농축된 완충제 용액의 공급, 일회용 매니폴드가 있는 희석 스키드, 및 미리 결정된 생물처리 적용에 사용하기 위해 목적하는 정도로 희석된 완충제 용액을 그 안에 저장하기 위한, (특히 유사한 생물처리 적용분야에서 사용하도록 구성된 종래의 워크스테이션과 비교하여) 작은 점유공간(footprint)에 쌓인 여러 개의 생물용기 백(biocontainer bags)을 포함할 수 있다. 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 비교가능한 생물처리 적용분야를 위해 상대적으로 더 큰 저장 토트백(totes)을 사용하는 종래의 시스템의 대체물로서 사용될 수 있다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 완충제 용액 농축액을 WFI로 희석함으로써 완충제 용액을 생성하도록 구성된다. 본 명세서에서 및 본 개시의 원리에 따른 구현예에서 사용된 바와 같이, WFI는 또한, 희석 목적 또는 임의의 다른 적합한 블렌딩 작동을 위해 다른 액체와 블렌딩 또는 혼합하는데 사용하기에 적합한 임의의 다른 액체를 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템은 최종 희석 완충제 용액을 달성하기 위해 5 배 내지 20 배 범위의 희석 계수를 갖는 완충제 농축액을 사용하여 완충제 용액을 생성하도록 구성된다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 구현예들은 농축된 완충제 용액(예를 들어, 목적하는 완충제 용액의 5 배에서 20 배 농도 범위의 농축된 완충제)을 수용하고 농축된 완충제 용액을 가변 비율로 WFI의 공급과 혼합하여 목적하는 완충제 용액을 얻도록 구성된다. 희석된 완충제 용액들은 필요에 따라 생물처리 적용분야(예를 들어, 크로마토그래피/접선 흐름 여과(tangential flow filtration)(TFF) 적용분야)에서 사용하기 위해 복수의 생물용기 백(bags)을 지지하는 저장 영역(예를 들어, 래크 타워)으로 전달될 수 있다.
구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 매니폴드는 적어도 하나의 농축된 완충제 용액을 WFI와 선택적으로(selectively) 혼합하도록 구성된 배관(tubing), 일회용 펌프 헤드, 센서들, 및 연결부들을 포함하여, 주어진 완충제 특성(예를 들어, pH 또는 전도도) 또는 둘 이상의 완충제 특성들의 조합에 대해 미리 결정된 허용 범위 내에서 희석된 완충제 용액을 생성한다. 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 매니폴드는 2개의 일회용 펌프 헤드를 포함하는데, 하나는 적어도 하나의 완충제 농축액을 전달하기 위한 것이고 다른 하나는 매니폴드 내의 완충제 농축액과 혼합하기 위한 WFI를 전달하기 위한 것으로, 미리 결정된 완충제 레시피에 따라 희석된 완충제 용액을 생성한다. 구현예들에서, 매니폴드는 희석 스키드의 제어 유닛과 함께 배열되어, 예를 들어, 여러 완충제 레시피들의 라이브러리(library)에서 목적하는 완충제 레시피를 달성하기 위해 적어도 하나의 센서 피드백 루프에 대한 응답(response)으로서 펌프 속도/비율을 변경함으로써, 미리 결정된 작동 시퀀스에 따라 제어 밸브들을 선택적으로(selectively) 작동시킴으로써, 그리고, 완충제 용액에 대한 요구에 응답하기 위해 다른 작동 유닛들과 인터페이스함으로써, 완충제 관리 시스템의 자동화된 작동을 제공한다.
구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 매니폴드는 복수의 완충제 입구 포트들, WFI 입구 포트, 한 쌍의 일회용 펌프 헤드, 적어도 하나의 완충제 특성 센서, 완충제 입구 포트들의 수에 해당하는 복수의 완충제 배출 포트들, 및 폐기물 출구 포트를 포함한다. 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 매니폴드는 배관 배열을 포함하며, 배관 배열은 매니폴드를 통과하는 액체의 흐름을 닫거나, 열거나, 또는 방향을 재지정하기 위해 제어 유닛이 제어 밸브를 작동할 수 있도록 복수의 제어 밸브들과 상호작용하도록 구성되어, 다양한 완충제 관리 순서를 수행한다.
이제 도면으로 돌아가면, 본 개시의 원리에 따라 구축된 완충제 관리 시스템(20)의 구현예가 도 1 내지 도 3에 도시되었으며, 완충제 관리 시스템(20)은 본 개시의 원리에 따라 구축된 일회용 매니폴드(23)를 포함하는 본 개시의 원리에 따라 구성된 희석 스키드(30)를 포함한다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은 본 개시의 원리에 따라 구축된 매니폴드(23)의 적어도 하나의 구현예를 포함할 수 있다. 예시된 완충제 관리 시스템(20)은 상이한 농축된 완충제 용액들(예를 들어, 생물처리 유닛(24)에서 의도된 생물처리 적용분야에 사용하기 위해 완충제 용액 농도의 5 배 내지 20 배 범위의 완충제 용액들)을 수용하도록 구성되고, 농축된 완충제 용액들을 가변 비율로 WFI 공급물과 연속적으로 혼합하여 목적하는 완충제를 얻는다. 완충제 관리 시스템(20)은 생물처리 유닛(24)에서 요구에 따라 수행되는 생물처리 적용분야(예를 들어, 크로마토그래피, TFF, 등)에 전달, 및 사용하기 위해 희석된 완충제 용액을 저장하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 희석된 완충제 용액은 복수의 생물용기 어셈블리들(25)에 저장될 수 있다.
구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은 농축된 완충제 용액의 공급물을 지지하도록 구성된 적어도 하나의 워크스테이션(22, 26, 27), 일회용 매니폴드(23)를 갖는 인라인 희석 스키드(30), 및 농축 완충제 용액의 공급으로부터 만들어진 희석된 완충제 용액을 저장하도록 구성된 적어도 하나의 워크스테이션(28, 29)을 포함하며, 이는 생물용기 어셈블리들(25)에 저장될 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은 농축된 완충제 용액들로부터 다중 완충제들을 생성하도록 구성된 일회용 시스템을 포함한다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은 다중의, 상이한 농축된 완충제들을 지지하도록 구성된 다중의 워크스테이션들(22, 26, 27), 및 인라인 희석 스키드(30)를 통해 농축된 완충제 용액의 다른 공급원들로부터 제조된 상응하는 희석된 완충제 용액들을 저장하도록 구성된 다중 서지 생물용기 어셈블리들(25)을 보유하도록 구성된 다중 워크스테이션들(28, 29)을 포함한다.
예시된 구현예에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 농축된 완충제 용액들의 상이한 공급물들을 보유하도록 구성된 3개의 농축된 완충제 래크 타워들(rack towers)(22, 26, 27); 생물처리 유닛(24)에서 생물처리 적용분야에 사용하기 위한 복수의 희석된 완충제 용액들을 생성하도록 구성된 인라인 희석 스키드(30); 및 희석된 완충제 용액들의 공급물을 보유하도록 구성된 한 쌍의 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29);을 포함한다. 다른 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은 농축된 완충제 용액들 및/또는 희석된 완충제 용액들의 공급물을 보유하도록 구성된 상이한 장비를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)은, 농축된 완충제로 채워진 하나 이상의 생물용기 어셈블리들을 보유하도록 구성된 적어도 하나의 타워(22, 26, 27)를 포함할 수 있다. 다른 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템은 희석된 완충제로 채워진 하나 이상의 탱크를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 타워(28, 29)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도시된 완충 관리 시스템(20)의 3개의 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)는 유사한 구성을 갖는다. 도시된 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27) 각각은 트롤리(32), 프레임 구조체(34), 및 한 쌍의 생물용기 토트백(37)을 포함한다. 프레임 구조체(34)는 트롤리(32)에 장착되고 한 쌍의 생물용기 토트백(37)을 적층된 관계로 지지하도록 구성된다. 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)은 인라인 희석 스키드(30)로의 선택적(selective) 전달을 위해 농축된 완충제 용액들을 보유하도록 구성된 워크스테이션들을 포함한다.
트롤리(32)는 기부(base)(40) 및 기부(40)에 회전가능하게 부착된 복수의 바퀴들(41)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 기부(40)는 직사각형이고, 기부(40)의 각각의 코너에 회전가능하게 부착된 바퀴들(41)이 있다. 구현예들에서, 기부(40)는 실질적으로 정사각형 형상일 수 있다. 트롤리(32)의 기부(40)는 프레임 구조체(34)의 바닥부(43)에 장착된다.
프레임 구조체(34)는 트롤리(32)에 연결된다. 프레임 구조체(34)는 트롤리(32)에 연결되고 서로 이격된 관계에 있는 복수의 직립부(uprights)(45) 및 프레임 구조체(34)가 서로 수직으로 적층된 관계로 생물용기 토트백(37)을 지지할 수 있도록 2개의 직립부들(45) 사이에서 연장하는 복수의 크로스 부재들(cross members)(47)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 각각의 농축된 완충제 래크 타워(22, 26, 27)는 적층된 관계로 2개의 생물용기 토트백(37)을 지지하도록 구성된다. 다른 구현예들에서, 농축된 완충제 래크 타워(22, 26, 27)는 단일 생물용기 토트백(37)을 포함하여, 상이한 수의 생물용기 토트백(37)을 지지하도록 구성될 수 있다.
각각의 생물용기 토트백(37)은 각각의 생물용기 토트백(37)과 매니폴드(23) 사이에서 연장하는 각각의 유연성 배관 라인(flexible tubing lines)(61, 62, 63, 64, 65, 66)을 통해 인라인 희석 스키드(30)의 매니폴드(23)와 유체연결된다. 특히, 배관은 각각의 생물용기 토트백(37)과 매니폴드(23)의 복수의 완충제 입구 포트들(121, 122, 123, 124, 125, 126) 중 각각의 포트 사이에서 연장된다. 물 공급 라인(67)은 물 공급 라인(67)이 WFI의 공급과 매니폴드(23)의 WFI 입구 포트(127) 사이에서 연장되도록 WFI의 공급물과 유체연통될 수 있다. 구현예들에서, 유연성 배관(61, 62, 63, 64, 65, 66)은 실리콘, 열가소성 엘라스토머(TPE), 등과 같은 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있다. 구현예들에서, 배관(61, 62, 63, 64, 65, 66)은 이의 외부에 장착된 핀치 밸브에 의해 선택적으로(selectively) 폐쇄되도록 구성된다.
다른 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 농축된 완충제 래크 타워(22, 26, 27)는 상이한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 당해 기술분야에서 이해되는 바와 같이, 농축된 완충제 래크 타워는 "2D"(또는, "2차원") 생물용기 백을 갖는 희석된 완충제 래크 타워(28, 29)와 관련하여 후술하는 바와 같은 복수의 생물용기 어셈블리들을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 완충제 관리 시스템(20)의, 한 쌍의 희석된 완충제 래크 타워들(diluted buffer rack towers)(28, 29)은 유사한 구성을 갖는다. 예시된 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29) 각각은 트롤리(trolley)(32), 프레임 구조체(frame structure)(34), 및 복수의 생물용기 어셈블리들(25)을 포함한다. 트롤리(32) 및 프레임 구조체(34)는, 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)의 그것들과 구성이 유사하다. 프레임 구조체(34)는 트롤리(32)에 장착되고, 다수의 생물용기 어셈블리들(25)을 지지하도록 구성된다. 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)은, 서지 용기들(surge containers)로서 작용하도록 구성된 생물용기 어셈블리들(25)을 유지하도록 구성된 워크스테이션들을 포함한다.
프레임 구조체(34)는 서로 수직으로 적층된 관계로 복수의 생물용기 어셈블리들(25)을 지지할 수 있다. 예시된 구현예에서, 각각의 희석된 완충제 래크 타워(28, 29)는 서로 수직으로 적층된 관계로 4개의 생물용기 어셈블리들(25)을 지지하도록 구성된다. 다른 구현예들에서, 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)은 단일 생물용기 어셈블리(25)를 포함하여, 다른 개수의 생물용기 어셈블리들(25)을 지지하도록 구성될 수 있다.
구현예들에서, 각각의 생물용기 어셈블리들(25)은 적어도 하나의 생물용기(55)(도 4 참조)를 포함하며, 적어도 하나의 생물용기는 각각의 생물용기(25)와 매니폴드(23) 및 각각의 생물용기 어셈블리(25)와 생물처리 유닛(24) 사이에서 연장하는 각각의 유연성 배관 라인들(91, 92, 93, 94, 95, 96)을 통해 인라인 희석 스키드(30)의 매니폴드(23)와 유체연결된다. 특히, 배관(91a, 92a, 93a, 94a, 95a, 96a)은 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 각각의 생물용기(25)와, 매니폴드(23)의 복수의 배출 포트들(131, 132, 133, 134, 135, 136) 중 각각의 하나 사이에서 연장한다. 배관(91b, 92b, 93b, 94b, 95b, 96b)은 생물처리 유닛(24)에 의한 주문형 사용을 위해 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 각각의 생물용기(25)와 생물처리 유닛(24) 사이에서 연장하여 생물처리 적용분야를 수행한다. 폐기물 라인(97)은 매니폴드(23)의 폐기물 포트(137)와 유체연통되어 폐기물 흐름이 매니폴드로부터 적합한 위치(예를 들어, 별도의 탱크 또는 드레인 시스템)로 배출될 수 있도록 한다. 구현예들에서, 유연성 배관(91, 92, 93, 94, 95, 96, 97)은 실리콘, TPE, 등과 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 구현예들에서, 배관(91, 92, 93, 94, 95, 96, 97)은 이의 외부에 장착된 핀치 밸브에 의해 선택적으로(selectively) 폐쇄되도록 적용된다. 구현예들에서, 각각의 바이오용기 어셈블리(25)는, 희석 스키드(30)의 자동화 제어 유닛(100)에 피드백 신호(36)를 전송하는 액체 수준 센서(52)(도 5 및 도 6 참조)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 구현예들에서, 각각의 생물용기 어셈블리(25)의 생물용기 백(55)은 의도된 적용분야에 사용하기 위해 미리 결정된 부피의 재료를 저장하도록 구성된 임의의 적합한 용기를 포함한다. 구현예들에서, 생물용기 백(55)은 당해 기술분야에서 이해되는 바와 같은 "2D"(또는, "2차원") 생물용기 백을 포함하는데, 여기서, 생물용기 백(55)의 폭(W) 및 길이(L)는 충전 수준이 생물용기 백(55)을 어떻게 채워 올라가는지, 및 충전 수준 센서(52)에 의해 어떻게 감지되는지를 결정한다.
예시된 구현예에서, 생물용기 백(55)은 유연성 필름 재료로 만들어진 2D 생물용기 백을 포함한다. 생물용기 백(55)은 2개 이상의 포트들(85, 86), 및 백(55)의 내부 저장 용적 내에 재료를 수용하거나 및/또는 백(55)으로부터 재료를 배출하도록 구성된 커넥터 말단들을 갖는 배관을 포함할 수 있다. 다른 구현예들에서, 생물용기 백(55)은 샘플링 포트로 사용하도록 구성된 적어도 하나의 다른 포트를 포함한다. 구현예들에서, 생물용기 백(55)은, 그 내부에, 예를 들어, 100 리터와 같은 미리 결정된 크기의 저장 용적을 한정할 수 있다. 다른 구현예들에서, 저장 용적은 상이한 크기일 수 있다. 구현예들에서, 생물용기 백(55)은, 예를 들어, 브랜드명 AllegroTM 2D biocontainer bags로서 뉴욕 주 포트 워싱턴의 Pall Corporation으로부터 입수가능한, 상업적으로 입수가능한 적합한 일회용 생물용기 백을 포함한다.
구현예들에서, 생물용기 백(55)은 함께 연결된 적어도 한 쌍의 유연성 패널들(81)을 포함할 수 있다. 유연성 패널들(81)은 미리 결정된 부피의 재료(예를 들어, 100 리터)를 보유하도록 구성된 내부 저장 용적(도 10 및 도 13 참조)을 한정(define)하기 위해 함께 협력한다. 구현예들에서, 각 패널(81)은 적합한 플라스틱 재료로 만들어진다. 예를 들어, 구현예들에서, 각 패널(81)은 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머(EvOH) 가스 차단 내부 필름과 함께 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 유체 접촉 및 외부 필름으로 제조된다. 구현예들에서, 생물용기 백(55)은 다음 중 적어도 하나의 요건: 체내 독성, 조직 자극, 및 이식에 대한 생체 적합성에 대한 생물용기 추출물의 효과를 표적으로 모니터링하는 클래스 VI-50 ℃ 플라스틱에 대한 USP <88> 생체 내 생물학적 반응성 시험; 플라스틱에 대한 USP <87> 생물학적 반응성 시험(시험관 내)(세포 독성); 및 섹션 4(용혈), 섹션 5(세포 독성), 섹션 6(이식 시험), 섹션 10(자극 및 과민성 시험), 및 섹션 11(급성 전신 독성)에서 ISO 10993 의료 기기의 생물학적 평가(섹션 8.2.2: ISO 10993 의료 기기의 생물학적 평가);를 충족하는 재료로 제조될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 구현예들에서, 각 생물용기 어셈블리(25)는 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29) 중 하나의 프레임 구조체(34)에 장착된 경사진 선반 형태의 지지 부재(50), 전자 충전 수준 센서(52), 및 생물용기 백(55)을 포함한다. 구현예들에서, 경사진 지지 부재(50)는 수평축(HA)에 대해 경사진 저장 위치에서 생물용기 백(55)을 지지하도록 구성된 지지 표면(57)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 각각의 희석된 완충제 래크 타워(28, 29)의 프레임 구조체(34)는 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)으로 피치된(pitched), 일련의 경사진 선반들(50)을 포함한다. 각 선반(50)의 하부 가장자리는 프레임 구조체(34)의 전방 단부에 위치된다. 각 선반(50)의 상부 가장자리는 프레임 구조체(34)의 후방 단부에 위치되며, 이는 프레임 구조체(34)의 전방 단부에 대해 대향하는 관계에 있다.
구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는 충전 수준 센서(52)에 의해 감지된 바와 같이 생물용기 백(55)의 저장 용적 내의 재료의 부피를 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다. 구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는 정전용량성 충전 수준 센서(capacitive fill level sensor)를 포함한다.
도 5 및 6을 참조하면, 구현예들에서, 각 선반(50)은 미리 결정된 크기의 생물용기 백(55)을 지지하도록 구성된다. 경사진 지지체(50)는 수평축(HA)에 대해 경사진 저장 위치에서 생물용기 백(55)을 지지하도록 구성된 지지 표면(57)을 포함한다. 생물용기 어셈블리(25)의 구현예에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 충전 수준 센서(52)가 지지 부재(50)에 의해 지지되는 생물용기 백(55) 내에 저장된 재료의 부피를 감지할 수 있게 허용하는 임의의 적합한 방식으로 지지 부재(50)에 장착된다. 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 경사진 지지 부재(50)에 장착되어 생물용기 백(55)이 미리 결정된 최소 충전 부피와 미리 결정된 최대 충전 부피 사이의 액체 부피 범위에 걸쳐 경사진 저장 위치에 있을 때 정전용량성 충전 수준 센서(52)가 생물용기 백(55) 내에 배치된 액체의 부피를 감지하도록 위치될 수 있다.
선반(50)의 지지 표면(57)은 통상적으로 평면이고 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)을 형성하도록 배치된다. 예시된 구현예에서, 경사각(θ)은 25도이다. 구현예들에서, 생물용기 어셈블리의 지지 부재(50)의 경사각(θ)은 다양할 수 있다. 구현예에서, 생물용기 어셈블리의 지지 부재(50)의 지지 표면(57)은 수평축(HA)에 대해 경사각(θ)을 형성하도록 배치될 수 있으며, 이때, 경사각(θ)은 5도 내지 45도의 범위, 다른 구현예들에서는 10 도 내지 40도의 범위, 또 다른 구현예들에서는 15도 내지 35도의 범위, 및 또 다른 구현예들에서는 20도 내지 30도의 범위에 있다. 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구축된 생물용기 어셈블리의 지지 부재(50)의 지지 표면(57)은 수평축에 대해 경사각(θ)을 형성하도록 배치될 수 있으며, 이때, 경사각(θ)은 20도 내지 28도의 범위에 있으며, 또 다른 구현예들에서는 22도 내지 30도의 범위에 있다. 구현예들에서, 지지 부재(50)는, 예를 들어, 적합한 플라스틱 또는 금속과 같은, 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있다.
당해 기술 분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 경사각(θ)은 생물용기 어셈블리가 사용되도록 의도된 적용분야의 특정 파라미터들에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 모니터링하고자 하는 액체 용적의 범위가 생물용기 어셈블리에 사용되는 생물용기 백의 최대 충전 부피보다 작은 적용분야에서는 얕은 각도가 사용될 수 있다. 충전 수준 센서 스트립(52)의 분해능이 향상되거나 및/또는 부피의 더 작은 변화를 모니터링하는 것이 바람직한 구현예에서는 더 가파른 경사각이 사용될 수 있다.
구현예들에서, 각 선반(50)은 적어도 하나의 전자식 충전 수준 센서(52)와 관련되어 있다. 구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는 충전 수준 센서(52)에 의해 감지된 바와 같이 생물용기 백(55)의 저장 용적 내의 재료의 양을 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성된다. 구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55)의 저장 용적 내에 배치된 유체 매질 또는 고체 재료들의 충전 수준을 측정하는 데 사용될 수 있다. 구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 예를 들어, 850 mm와 같은 미리 결정된 길이에 걸쳐서 스트립을 따라 충전 수준을 감지할 수 있는, Balluff Ltd.로부터 입수가능한 것과 같은, 상업적으로 입수가능한 적합한 스트립 센서일 수 있다. 구현예들에서, 충전 수준을 측정하기 위한 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55) 내에 저장된 재료의 감지 근접 거리 내에 있는 것에 대한 응답으로서 측정 임피던스를 발현하도록 구성될 수 있으며, 측정 임피던스의 옴 구성요소, 특히 측정 임피던스의 정전용량성 성분은 생물용기 백(55) 내 재료의 충전 수준에 대한 측정 값을 반영하고 측정 임피던스는 충전 수준 신호를 생성하는 데 사용할 수 있다.
구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는 선반(50)의 지지 표면(57)에 직접 장착될 수 있다. 또 다른 구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는 지지 부재(50)의 밑면에 장착될 수 있다.
생물용기 어셈블리(25)의 구성요소들의 조합 및 구조는, 생물용기 부피 및/또는 생물처리 적용분야 요구사항들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 지지 부재(50)는 복수의 생물용기 백들(55)을 지지하도록 구성될 수 있으며, 각각의 이러한 생물용기 백(55)은 지지 부재(50)에 장착된 각각의 전자식 충전 수준 센서(52)와 결부된다. 이러한 구현예들 중 적어도 일부에서, 다수의 더 좁은 백들(55)이 지지 부재(50) 상에 나란히 장착될 수 있으며, 이들 각각은, 서로 다른 더 작은 부피들과 관련하여, 동일한 길이 L을 갖되 서로 다른 폭 W'를 가질 수 있다. 이러한 생물용기 백들(55)의 각각은, 각각의 충전 수준 센서(52)(예를 들어, 충전 수준 센서 스트립 또는 다수의 센서 포인트들)와 결부될 수 있다.
도 7을 참조하면, 다른 구현예들에서, 생물용기 어셈블리는, 예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같은, 매트릭스 형태로 배열되고 목적하는 제어 시퀀스에 해당하는 이산된 위치들(discrete positions)에 위치된 다수의 충전 수준 센서들(261, 262, 263, 264, 265)을 포함하는 충전 수준 센서(252)를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 다수의 충전 수준 센서들(261, 262, 263, 264, 265)은, 완충제 용액들을 관리하는 데 사용될 수 있는 생물용기 백(55) 내의 액체의 특정 부피(예를 들어, 최대 충전 위치, 최소 충전 위치, 및 작동 충전 수준들)를 나타내는 충전 수준 신호를 제공하는 온-오프 유형 센서들로서 작동할 수 있다.
도 7을 참조하면, 충전 수준 센서(252)는, 서로 이격된 관계로 배열된 복수의 충전 수준 센서들(261, 262, 263, 264, 265)을 포함한다. 제1 충전 수준 센서(261)는 미리 결정된 최대 충전 부피에 대응하는 제1 위치에 배치되고, 제2 충전 수준 센서(265)는 미리 결정된 최소 충전 부피에 대응하는 제2 위치에 배치된다. 예시된 구현예에서, 중간 충전 수준 센서들(262, 263, 264)은, 중간 충전 부피들에서의 추가 감지를 제공하기 위해, 제1 충전 수준 센서(261)와 제2 충전 수준 센서(265) 사이에 제공된다. 충전 수준 센서들(261, 262, 263, 264, 265)은 선반의 후방 단부(274)로부터 전방 단부(271)까지 선반(250)을 따라 종방향으로 늘어서는(running) 선형 배열로 배치된다. 다른 구현예들에서, 충전 수준 센서들(261, 262, 263, 264, 265)은 서로에 대해 다른 배열을 가질 수 있다. 다른 구현예들에서, 생물용기 어셈블리는 다른 유형의 충전 수준 센서를 포함한다.
다른 구현예들에서, 생물용기 어셈블리(25)는 상이한 유형의 충전 수준 센서를 포함한다. 예를 들어, 다른 구현예들에서, 생물용기 어셈블리(25)는 생물용기 백(55) 중 각각의 하나 내의 완충제 용액의 중량을 측정하기 위해 중량 계량 저울을 포함할 수 있다. 완충제 용액의 측정된 중량은 그러한 액체에 대한 부피 측정으로 변환될 수 있다. 구현예들에서, 중량 계량 저울은 측정된 중량을 나타내는 전기적 신호를 생성하는 적합한 로드 셀(load cell)을 포함한다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 생물용기 어셈블리(25)는, 상부 지지 패널(90) 상에 2D 생물용기 백(55)을 지지하고 전자식 충전 수준 센서(52)를 그 안에 수용하여 그에 따라 이것이 상부 지지 패널(90)의 밑면(91)에 매우 근접하게 되도록(도 10 내지 도 12 참조) 구성된 선반(50)을 포함한다.
도 10을 참조하면, 예시된 구현예에서, 지지 부재(50)는, 선반(50)의 전방 하부 단부(71)에 장착된 백 크레이들(bag cradle)(92)을 포함한다. 백 크레이들(92)은 경사진 지지 표면(93)을 포함하는데, 경사진 지지 표면(93)은, 특히 도 10에 도시된 바와 같이 생물용기 백(55)이 액체로 채워질 때, 백(55)을 지지하고 그것을 선반(50) 상의 제자리에 유지하는 것을 돕기 위해, 생물용기 백(55)의 바닥부 단부(94)를 그 안에 수용하도록 구성된다.
도 10을 참조하면, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 선반(50)의 밑면 표면(91)에 장착되도록 구성된다. 밑면(91)으로부터 상부 지지 패널(90) 상에 놓인 백 패널(82)까지의 선반(50)의 두께는, 명목상 2 mm와 같이, 비교적 얇을 수 있으며, 그에 따라, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55) 내에 저장된 재료를 감지하도록 효과적으로 작동할 수 있게 된다. 구현예들에서, 충전 수준 센서(52)는, 미리 결정된 최소 충전 수준과 미리 결정된 최대 충전 수준 사이에서 측정하고자 하는 재료의 부피 범위 및 백 형상(bag geometry)에 상응할 수 있는 그것의 길이를 따라, 최대 판독 범위를 갖는다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 상부 선반 가장자리(74)로부터 하부 선반 가장자리(71)까지의 중앙에 배치된 자체 접착성 테이프(self-adhesive tape)로, 상부 지지 패널(90)의 밑면(91)에 장착되며, 그에 따라, 센서(52)는 상부 지지 패널(90)의 밑면 표면(91)과 매우 근접하게 된다. 예시된 구현예에서, 지지 패널(90)의 밑면(91)은 정전용량성 충전 수준 센서가 그 안에 배치될 수 있는 오목부(recess)(95)를 한정한다. 오목부(95) 내에 정전용량성 충전 수준 센서(52)를 둘러싸는 커버 플레이트(97)가 제공되어, 센서(52)에 대한 향상된 보호를 제공하고 깔끔한 외관을 제공할 수 있다. 커버 플레이트(97)는, 커버 플레이트(97)가 오목부(95) 위에(over) 있게 되도록, 선반(50)의 밑면(91)에 장착되도록 구성된다.
구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 스트립 형상 측정 전극, 스트립 형상 상대 전극 및 스트립 형상 차폐 전극을 갖는 전극 유닛을 포함한다. 구현예들에서, 차폐 전극은 측정 전극을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 미리 정의된 주파수 및 진폭을 갖는 제1 AC 전압 공급원이 제공되고, 차폐 전극이, 차폐 전극과 측정 전극 사이에 형성된 차폐 축전기가 차폐 전극의 길이에 비례하는 차폐 정전용량(shielding capacitance)을 갖도록 제1 AC 전압 공급원에 연결된다. 동등한 주파수와 미리 정의된 제2 진폭의 제2 AC 전압 공급원이 제공된다. 제2 진폭은 제1 진폭과 반대 위상을 가지며, 이때, 여기에 AC 전압 공급원 및 상대 전극이 연결됨으로써, 상대 전극과 측정 전극 사이에 형성되는 측정 축전기(measurement capacitor)는, 충전 수준에 비례하는 측정 정전용량을 갖는다. 측정 전극에 존재하는 측정 전극 전압은 충전 수준을 측정하는 데 사용된다. 구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 "정전용량성 충전 수준 센서"라는 제목의 미국 특허출원 공개 번호 US2016/0047683에 개시된 센서들과 다른 측면에서 유사할 수 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
구현예들에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는 생물용기 백(55) 내의 매질의 충전 수준을 측정하도록 구성된다. 예시된 구현예에서, 정전용량성 충전 수준 센서(52)는, 액체 완충제 용액이 용기 백(55)을 채워감에 따라(액체에 대한 중력의 작용에 의해 하단부(94)로부터 상단부를 향해 채워감), 저장 용적(84) 내에 배치된 액체 완충제 용액을 감지하도록 구성된다.
도 12를 참조하면, 희석된 완충제 래크 타워(28)의 각각의 생물용기 어셈블리(25)의 충전 수준 센서(52)에 의해 감지된 액체 수준은, 충전 수준 신호들(36a, 36b, 36c, 36d)을 통해, 완충제 관리 시스템의 제어 유닛(100)(이것은, 예를 들어, 적합한 프로그래밍가능한 논리 제어기(programmable logic controller: PLC)를 포함할 수 있음)에 피드백될 수 있으며, 이는 피드백 루프(feedback loop)를 생성한다. 이 피드백 루프는, 당해 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 다양한 완충제 관리 기능들을 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 다양한 기능들을 위해 생물용기 백 내로 펌프 액체 흐름을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
각각의 생물용기 어셈블리(25)는, 각각의 생물용기 백(55) 내에 함유된 재료의 수준을 자동으로 측정하는 데 사용될 수 있다. 각각의 생물용기 백(55)은, 경사진 저장 위치(예를 들어, 수평축 HA에 대해 25 도의 경사각(θ)에서 선반들(55) 중 각각의 하나에 배치될 수 있고, 백(55)의 상부 가장자리에서 후크(hooks)에 의해 매달릴 수 있다. 액체가 각각의 백(55) 내로 도입됨에 따라, 액체는 생물용기 백(55)의 유연성 패널들을 변위(displace)시키며, 그에 따라, 백(55)이 선반(50)의 지지 표면(57) 위로 연장되도록 하며, 이에 의해, 생물용기 백(55) 내에 배치된 액체와, 특정 선반(50)과 결부된 정전용량성 충전 수준 센서(52) 사이의 근접성(close proximity)을 촉진하게 된다.
도 13을 참조하면, 생물용기 어셈블리(25)는, 예를 들어 크로마토그래피 적용분야 또는 접선 흐름 여과(tangential flow filtration: TFF) 적용분야와 같은, 생물처리 적용분야의 일부로서 어셈블리(25)의 각각의 생물용기 백(55) 내의 액체의 수준을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(100)은 생물용기 어셈블리(25)의 정전용량성 충전 수준 센서들(52)의 각각과 작동가능하게 배열되어, 그로부터 각각의 충전 수준 신호(36a, 36b, 36c, 36d)를 수신한다. 제어 유닛(100)은, 각각의 백(55)과 각각 연관된 정전용량성 충전 수준 센서(52)로부터 수신된 충전 수준 신호에 기초하여, 생물용기 백(55)의 저장 용적(84) 내의 재료의 양에 대한 부피 관리 작동을 제어하도록 구성된다.
구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 생물용기 어셈블리(25)의 각각의 정전용량성 액체 수준 센서(52)로부터 수신된 충전 수준 신호(36a, 36b, 36c, 36d)를 사용하여 각각의 백(55) 내에 저장된 액체의 부피를 모니터링하도록, 그리고 이 데이터를 각각의 충전 수준 신호를 통해 제어 유닛(100)에 전송하여 실시간 피드백을 얻도록, 구성된다. 충전 수준 신호들의 모니터링은, 다양한 작동 모드들을 위해, 완충제 관리 시스템(20)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 생물용기 어셈블리(26, 27, 28, 29)의 각각의 백 충전 수준 어셈블리(35)로부터의 충전 수준 신호들은 충전 시퀀스 동안 모니터링되어, 생물처리 적용을 시작하기 전에 각각의 생물용기 백(55)이 목적하는 부피의 완충제 용액을 내부에 함유하도록 보장할 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 각각의 충전 수준 신호들(36a, 36b, 36c, 36d)에 기초하여 각각의 생물용기 백(55) 내의 완충제 용액 수준들이 부피들의 허용가능한 범위 내에 있는지를 결정하도록, 그리고 생물용기 백(55) 내에서 감지된 충전 수준이 미리 결정된 문턱치 아래로 떨어지는 경우에 추가 완충제 용액으로 생물용기 백(55)을 채우도록, 구성될 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 충전 수준 센서들(52)로부터 수신된 충전 수준 신호들(36a, 36b, 36c, 36d)에 기초하여, 생물용기 백들의 저장 용적 내에서, 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최소 부피를 유지하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 충전 수준 센서들(52)로부터 수신된 충전 수준 신호(36a, 36b, 36c, 36d)에 기초하여, 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최대 부피가 생물용기 백(55)의 저장 용적 내에 있게 되면, 희석된 완충제 용액의 생성을 중지하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 생물용기 어셈블리들(25)로부터 수신된 충전 수준 신호들(36a, 36b, 36c, 36d)에 기초하여, 완충제의 안정적인 흐름을, 예를 들어 크로마토그래피 적용 또는 접선 흐름 여과(tangential flow filtration: TFF) 적용과 같은, 공정 작동 유닛으로 전달하기 위해 순서대로 서지 탱크들(surge tanks)을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 인라인 희석 스키드(30)는 트롤리(138), 캐비닛(139), 및 일회용 매니폴드(23)를 포함한다. 캐비닛(139)은 트롤리(138) 위에 장착되고 완충제 관리 시스템(20)의 유압(hydraulic) 및 자동화 장비를 수용하도록 구성된다. 매니폴드(23)는 캐비닛(139)에 착탈식으로 장착된 일회용 매니폴드를 포함함으로써, 매니폴드(23)가 캐비닛(139) 내부의 유압 및 자동화 장비와 작동 가능한 배열을 갖도록 한다.
트롤리(138)는 베이스(140) 및 베이스(140)에 회전가능하게 부착된 복수의 바퀴들(141)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 베이스(140)는 직사각형이고, 베이스(140)의 각 코너에 회전가능하게 부착된 바퀴(141)가 있다. 구현예들에서, 베이스(140)는 실질적으로 정사각형 형상일 수 있다.
캐비넷(139)은 트롤리(138)의 베이스(140)에 장착된다. 구현예들에서, 캐비넷(139)은 자동화 장비를 위한 저장 유닛을 포함하고, 예를 들어, 스테인레스 스틸과 같은 적합한 금속으로 제조된다. 캐비닛(139)은 내부 공동(143)을 형성하고 외부 표면(144)을 갖는다. 구현예들에서, 캐비닛(139)은 그 안에 제어 유닛(100) 및 완충제 펌프 본체(145) 및 WFI 펌프 본체(147)를 포함하는 한 쌍의 펌프 본체들을 수용한다. 복수의 유압 제어 밸브들(151 내지 167)(도 14 참조)도 또한 캐비닛(139)에 의해 지지될 수 있다.
도 1을 참조하면, 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147)는 캐비닛(139)의 내부 공동(143) 내에 배치된다. 일회용 매니폴드(23)는 캐비닛(139)의 외부 표면(144)에 착탈식으로 장착됨으로써, 매니폴드(23)가 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147)와 작동가능하게 배열된다.
구현예들에서, 매니폴드(23)는 완충제 펌프 본체(145), WFI 펌프 본체(147), 및 제어 유닛(100)와 작동가능하게 배열되도록 구성되며, 제어 유닛(100)은 캐비닛(139) 내에 저장되고 제어 밸브(151 내지 167)를 갖는다(도 14 참조). 매니폴드(23)는 적어도 하나의 농축된 완충제 용액의 공급물을 WFI의 공급물과 선택적으로(selectively) 혼합하여 생물처리 적용분야에 사용하기 위한 목적하는 완충제 특성을 갖는 완충제 용액을 생성하도록 구성된다. 의도된 생물처리 적용분야에서 사용한 후에, 매니폴드(23)는 인라인 희석 스키드(30)의 캐비닛(139)으로부터 분리될 수 있고 유사한 구조를 갖는 다른 일회용 매니폴드로 교체될 수 있다.
도 1을 참조하면, 펌프(145, 147)는 제어 유닛(100)과 작동가능한 관계에 있음으로써, 제어 유닛(100)이 선택적으로(selectively) 펌프들(145, 147)을 작동시킬 수 있도록 한다. 완충제 펌프(145)는 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)에 저장된 농축된 완충제들 중 적어도 하나의 공급물을 매니폴드(23)를 통해 전달하도록 구성되며, WFI 펌프(147)는 매니폴드(23)를 통해 WFI의 공급물을 전달하도록 구성된다. 구현예들에서, 펌프들(145, 147)은 의도된 적용분야의 사양을 충족하는 액체의 흐름을 생성할 수 있는 임의의 적합한 펌프일 수 있다. 구현예들에서, 완충제 펌프(145) 및 WFI 펌프(147)는 가변 변위 펌프들을 포함한다.
구현예들에 있어서, 완충제 농축액은 5 배 내지 적어도 20 배 이상의 강도 범위에서 제조될 수 있다. 결과적으로, 목적하는 희석된 완충제 레시피를 달성하기 위해 비례적으로 WFI가 완충제 농축액(들)보다 더 큰 부피로 펌핑된다. 따라서, 구현예들에서, 완충제 펌프(145) 및 WFI 펌프(147)는 완충제 관리 시스템(20)과 함께 사용되도록 의도된 다양한 희석된 완충제 레시피들의 각각의 명기된 흐름 요구들을 충족하도록 크기가 정해진다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은 시간당 최대 1,200 리터를 생산하도록 구성되지만, 또 다른 구현예들에서는 다양한 시스템 크기가 제공될 수 있다.
제어 유닛(100)은 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147)와 전기적으로 통신한다. 제어 유닛(100)은 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147)를 선택적으로(selectively) 작동시키도록 구성된다. 예시된 구현예에서, 제어 유닛(100)은 완충제 펌프(145) 및 WFI 펌프(147)를 독립적으로 작동하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147) 중 적어도 하나의 펌프 속도 및 부피 변위 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되어, 매니폴드(23)에서 함께 혼합되는, 완충제 용액과 일 양(an amount)의 WFI의 부피비를 조절한다.
제어 유닛(100)은 매니폴드(23) 및 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 어셈블리들(25)로부터 수신된 적어도 하나의 입력 신호에 따라 펌프들(145, 147)을 선택적으로(selectively) 작동시키도록 구성되어, 복수의 완충제 관리 작동을 제공한다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 적어도 하나의 완충제 관리 시퀀스를 수행하기 위해 인라인 희석 스키드(30)를 작동시키도록 구성된다.
도 3을 참조하면, 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 컨트롤러(104), 프로세서(107), 완충제 관리 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체(108), 데이터 저장 장치(109), 및 디스플레이 장치(110)를 포함한다. 제어기는, 예를 들어, 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147)와 같은 완충제 관리 시스템(20)의 적어도 하나의 구성요소를 선택적으로(selectively) 작동시키도록 구성될 수 있다. 제어기는 프로세서(107)와 작동가능한 통신 배열에 있다. 프로세서(107)는 그 위에 포함된 완충제 관리 프로그램을 실행하기 위해 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체(108)와 작동가능하게 배열된다. 프로세서(107)는 디스플레이 장치(110)와 작동가능하게 배열되어, 완충제 관리 프로그램으로부터의 출력 정보를 선택적으로(selectively) 디스플레이하거나 및/또는 디스플레이 장치(110)에 의해 디스플레이된 그래픽 사용자 인터페이스로부터 입력 정보를 수신한다.
구현예들에서, 제어기(104)는 하나 이상의 사용자 작동 입력 제어 신호들을 생성하기에 적합화된 하나 이상의 사용자 작동 메커니즘(예를 들어, 하나 이상의 푸시 버튼(push buttons), 슬라이드 바, 회전가능한 노브(knobs), 키보드, 및 마우스)을 갖는 사용자 입력 및/또는 인터페이스 장치를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 제어기(104)는, 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 완충제 관리 시스템에 대한 다양한 다른 제어 기능들을 제공하기 위해 하나 이상의 다른 사용자 활성화 메커니즘을 포함하도록 구성될 수 있다. 제어기(104)는 그래픽 사용자 인터페이스를 디스플레이하도록 적합화된 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스는 구현예들에서 사용자 입력 장치 및 디스플레이 장치 둘다로 기능하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 디스플레이 장치는 디스플레이 스크린의 다른 부분들을 터치하는 사용자로부터 입력 신호들을 수신하도록 적합화된 터치 스크린 장치를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 제어기(104)는 스마트 폰, 태블릿, 개인용 디지털 어시스턴트(예를 들어, 무선, 모바일 장치), 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 또는 다른 유형의 장치의 형태일 수 있다. 구현예들에서, 제어기(104) 및 프로세서(107)는 동일한 장치 또는 장비 세트를 포함할 수 있다.
구현예들에서, 프로세서(107)는 특별히 프로그래밍된 프로세서를 포함하며, 이는, 인라인 희석 스키드를 통해 생성되는 완충제 용액이, 주어진 목적하는 완충제 용액에 대해 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지를, 매니폴드(23)에 의해 프로세서(107)에 전송된 완충제 용액 데이터에 기초하여 결정하는 데 사용될 수 있다. 예시된 구현예에서, 프로세서(107)는 완충제 관리 시스템(20)의 제어 및 작동을 용이하게 하기 위해 제어기(104)와 작동가능하게 배열된다. 구현예들에서, 프로세서(107)는 제어기(104)로부터 입력 신호들을 수신하고, 입력 제어 신호들을 제어기(104)에 전송하거나 및/또는 출력 정보를 제어기(104)에 전송하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 제어기(104) 및 프로세서(107)는 동일한 장치를 포함할 수 있다.
구현예들에서, 적어도 하나의 센서(171, 172, 173)는 매니폴드(23)의 배출 라인(183)과 결부되며, 적어도 하나의 센서(171, 172, 173)는 완충제 특성(예를 들어, 전도도 또는 pH 등) 또는 유체 파라미터의 값을 감지하도록, 완충제 특성/유체 파라미터에 대해 감지된 값을 나타내는 신호를 생성하도록, 그리고 신호를 제어 유닛(100)으로 전송하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 완충제 관리 시스템(20)의 작동을 제어하기 위해 수신된 신호를 사용할 수 있다. 각 센서(171, 172, 173)는 제어 유닛(100)과 전기적으로 통신하여 각각의 신호를 제어 유닛(100)에 전송한다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 적어도 하나의 이러한 센서(171, 172, 173)로부터 수신된 신호에 기초하여, 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147) 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성된다.
구현예들에서, 센서(171, 172, 173)는 완충제 용액의 파라미터를 감지하도록 구성된 임의의 적합한 센서일 수 있다. 구현예들에서, 완충제 파라미터는, 생성되는 완충제 용액이 목적하는 완충제 용액에 대해 명기된 허용 범위 내에 있는지 및/또는 목적하는 유체 특성에 대해 목적하는 작동 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예시된 구현예에서, 일회용 매니폴드(23)는 전도도 센서(171), 압력 센서(172), 및 pH 센서(173)를 포함하며, 이들은 매니폴드(23)의 배출 라인(183)에 배치되고, 각각 전도도 신호, 압력 신호, 및 pH 신호를 제어 유닛(100)으로 전송하도록 구성된다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은 전도도 신호 및 pH 신호 중 적어도 하나를 사용하여, 배출 라인을 통과하는 완충제 용액이 목적하는 완충제에 대해 주어진 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지를 결정할 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은 압력 신호를 사용하여 매니폴드(23)가 안전한 작동을 위해 미리 결정된 최대 압력 미만으로 작동하는지 여부를 결정할 수 있다.
프로세서(107)는 매니폴드(23)와 함께 작동가능하게 배열되어 그로부터 완충제 용액 데이터를 수신하고, 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)과 함께 작동가능하게 배열되어 그로부터 완충제 용액 사용 데이터를 수신한다. 프로세서(107)와 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29) 사이에서 연장하는 하나의 전기적 통신 라인이 도시되어 있지만, 이해되어야 하는 바와 같이, 구현예들에서, 희석된 완충제 래크 타워(28, 29)의 각 생물용기 어셈블리는 프로세서(107)와 독립적으로 통신할 수 있다. 구현예들에서, 프로세서(107)는, 유선 통신 채널을 포함하는, 임의의 적합한 기술을 통해 매니폴드(23), 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29), 및 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)과 전기적으로 통신한다. 구현예들에서, 프로세서(107)는, 완충제 관리 시스템(20) 전체에 걸쳐 Wi-Fi 네트워크 및 연결된 사물 인터넷(IoT) 장치를 포함하는 무선 통신 네트워크를 통해, 매니폴드(23), 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29) 및 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27) 중 적어도 하나와 전기적으로 통신한다.
구현예들에서, 프로세서(107)는 매니폴드 및/또는 래크 타워들(22, 26, 27, 28, 29)로부터 수신된 완충제 용액 데이터를 디스플레이 장치(110)에 디스플레이하도록 구성된다. 완충제 용액 데이터는 또한, 프로세서(107)와 작동가능하게 배열된 데이터 저장 장치(109)에 저장될 수 있거나, 및/또는 완충제 용액 데이터를, 예를 들어, 그것의 pH와 같은 미리 결정된 완충제 특성과 상관시키도록, 매니폴드를 통과하는 완충제 용액을 식별하도록, 및/또는 매니폴드를 통해 생성되는 완충제 용액이 목적하는 완충제 용액에 대해 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 저장될 수 있다.
구현예들에서, 프로세서(107)는 마이크로프로세서, 메인프레임 컴퓨터, 디지털 신호 프로세서, 휴대용 컴퓨팅 장치, 개인용 오거나이저(personal organizer), 장치 제어기, 논리 장치(예를 들어, 처리 기능들을 수행하도록 구성된 프로그래밍 가능 논리 장치), 디지탈 신호 처리(DSP) 장치, 또는 기기 내의 계산 엔진과 같은 임의의 적합한 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 프로세서(107)는 또한, 하나 이상의 추가 입력 장치(예를 들어, 키보드 및 마우스)를 포함한다.
프로세서(107)는 데이터 및 정보를 저장하기 위해 그와 결부된 하나 이상의 메모리 장치를 가질 수 있다. 하나 이상의 메모리 장치는 RAM(Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시 메모리 등과 같은 휘발성 및 비휘발성 메모리 장치를 포함하여, 임의의 적합한 유형을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 프로세서(107)는 본 개시의 원리를 따르는 방식으로 다양한 방법, 프로세스, 및 작동 모드를 수행하기 위해 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 프로그래밍을 실행하도록 적합화된다.
완충제 관리 프로그램은, 매니폴드(23)를 통해 생성되는 완충제 용액이 주어진 목적하는 완충제 용액에 대해 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를, 매니폴드(23)로부터 프로세서(107)에 의해 수신된 측정 신호들에 기초하여 결정하도록 구성된다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은, 생성되는 완충제 용액이 주어진 목적하는 완충제 용액에 대해 제공된 공칭 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지를 결정하기 위해 매니폴드(23)의 pH 센서(173)로부터의 pH 신호를 사용하도록 구성된다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은, 매니폴드(23)의 전도도 센서(171)로부터 전도도 신호를 사용하여, 생성되는 완충제 용액이 주어진 목적하는 완충제 용액에 대해 제공된 공칭 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성된다.
구현예들에서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체(108)는 본 개시의 원리에 따라 완충제 용액을 관리하는 방법의 구현예를 구현하도록 구성된 완충제 관리 프로그램을 포함할 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은 디스플레이 장치(110)에 의해 디스플레이 될 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스를 포함한다. 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 사용자로 하여금 완충제 관리 프로그램에 명령 및 데이터를 쉽게 입력하고 완충제 관리 프로그램에 의해 생성된 출력을 디스플레이할 수 있다.
완충제 관리 프로그램은 임의의 적합한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 본 개시의 원리를 따르는 완충제 관리 프로그램은 하드 드라이브, 플로피 디스크, CD-ROM 드라이브, 테이프 드라이브, 집(zip) 드라이브, 플래시 드라이브, 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, 등에 저장될 수 있다.
구현예들에서, 매니폴드(23)로부터의 pH 및 전도도 데이터는 디스플레이 장치(110)의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 완충제 관리 프로그램에 의해 디스플레이될 수 있다. 구현예들에서, 작동자는 pH 및/또는 전도도에 대해 미리 결정된 허용 범위를 설정할 수 있으며, 완충제 관리 프로그램은 측정된 pH 및 전도도 중 적어도 하나가 미리 결정된 허용 범위를 벗어날 때 경보를 생성하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 경보는 디스플레이 장치(110) 상의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 디스플레이되는 가청 신호 및/또는 경고 메시지를 포함하는 임의의 적합한 경보일 수 있다.
구현예들에서, 프로세서(107)는 완충제 용액 데이터를 포함하는 적어도 하나의 데이터 베이스를 포함하는 데이터 저장 장치(109)와 작동가능하게 통신한다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은 매니폴드에 의해 생성된 측정 데이터 및 래크 타워들에 의해 생성된 완충제 용액 데이터를 데이터 저장 장치(109)에 저장하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 측정 데이터 및 완충제 용액 사용 데이터는, 다양한 데이터가 주어진 시간 동안 검색될 수 있도록, 데이터 저장 장치의 시간 데이터와 논리적 방식으로 결부될 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 개시의 원리에 따라 구축된 완충제 관리 시스템(20)의 구현예에서 사용하기에 적합한 본 개시의 원리에 따라 구축된 매니폴드(23)의 구현예가 도시되어 있다. 도 14에 도시된 매니폴드(23)는 일회용 인라인 완충제 희석 매니폴드를 포함한다. 매니폴드(23)는 도 1의 완충제 관리 시스템(20)의 인라인 희석 스키드(30)의 캐비닛(139) 내에 저장된 유압 및 자동화 장비에 착탈식으로 장착되도록 구성된다. 예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 생물처리 적용분야에서 사용하기 위해 인라인 완충제 스키드(30)에 한번 설치되고 그 후에 그것의 폐기를 위해 해체되는 교체가능한 부품을 포함한다.
구현예들에서, 매니폴드(23)는 희석 스키드(30)의 캐비닛(239) 내에 저장된 WFI 펌프(147), 완충제 펌프(145), 제어 밸브들 및 제어 유닛(100)과 작동가능하게 배열되도록 구성된다. 매니폴드(23)는 적어도 하나의 농축된 완충제 용액의 공급물을 WFI의 공급물과 선택적으로(selectively) 혼합하여 생물처리 적용분야에 사용하기 위해 목적하는 완충제 특성을 갖는 완충제 용액을 생성하도록 구성된다. 의도된 생물처리 적용분야에서 사용한 후, 매니폴드(23)는 인라인 희석 스키드(30)로부터 연결해제될 수 있고, 유사한 구조를 갖는 다른 일회용 매니폴드로 교체될 수 있다.
예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 완충제 입구 라인(181), WFI 입구 라인(182), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)을 갖는 배관 배열을 포함한다. 배관 배열은 매니폴드(23)의 다양한 포트들(201 내지 207, 211 내지 217)을 상호 연결하고, 매니폴드(23)를 통해 완충제 용액 및 WFI의 흐름을 제어하기 위해 제어 밸브들(151 내지 167)과 결부된다. 구현예들에서, 배관 배열은 복수의 유연성 배관 라인을 포함한다. 구현예들에서, 유연성 배관은 실리콘(silicone), TPE, 등과 같은 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 구현예들에서, 완충제 입구 라인(181), WFI 입구 라인(182), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)은 외부에 장착된 핀치 밸브에 의해 선택적으로(selectively ) 폐쇄되도록 적합화된 배관을 포함한다.
완충제 입구 라인(181)은 혼합 접합부(185)와 유체연통한다. WFI 입구 라인(182)은 또한, 혼합 접합부(185)와 유체연통됨으로써, 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)은 혼합 접합부(185)를 통해 서로 유체연통한다. 예시된 구현예에서, 혼합 접합부(185)는 "T"조각의 형태이다.
구현예들에서, 완충제 입구 라인(181)은 그와 유체연통하는 적어도 하나의 완충제 입구 포트들(201 내지 206)을 포함한다. 예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하는 6개의 완충제 입구 포트들(201 내지 206)을 포함한다. 완충제 입구 포트들(201 내지 206) 각각과 완충제 입구 라인(181) 사이에 제어 밸브(151 내지 156)가 각각 개재되어, 완충제 입구 포트들(201 내지 206) 중 각각의 하나를 통한, 완충제 입구 라인(181) 내로의, 농축된 완충제 용액의 흐름을 선택적으로(selectively) 제어한다.
완충제 드레인 접합부(186)는 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)과 유체연통하고 그 사이에 개재된다. 완충제 입구 라인(181)은 완충제 드레인 접합부(186)와 혼합 접합부(185) 사이에서 연장된다.
제어 밸브(157, 158)는 WFI 입구 라인(182) 및 완충제 입구 라인(181) 모두에서 완충제 드레인 접합부(186)의 상류에 각각 배치된다. 완충제 드레인 제어 밸브(158)는 선택적으로(selectively) 작동되어, 완충제 입구 라인(181)이 완충제 드레인 작동을 위한 폐기물 라인(184)(WFI 입구 라인(182)을 통해)과 유체연통되도록 허용할 수 있다. WFI 입구 제어 밸브(157)는 WFI 입구 라인(182)을 통한 WFI의 흐름을 제어하도록 선택적으로(selectively) 작동될 수 있다.
WFI 입구 라인(182)은 그와 유체연통하는 물 포트(207)를 포함한다. 구현예들에서, WFI 입구 포트(207)는 적합한 WFI 원천에 유체 연결될 수 있다. 구현예들에서, WFI 원천은 WFI 탱크를 포함할 수 있다. 구현예들에서, WFI는 다중 효과 증류 및 증기 압축 중 적어도 하나를 사용하는 온-사이트(on-site) WFI 생성 시스템을 사용하여 생성된다.
WFI 입구 라인(182)은 물 포트(207)와 혼합 접합부(185) 사이에서 연장한다. WFI 입구 라인(182)은 WFI 드레인 접합부(187)를 통해 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. WFI 드레인 접합부(187)는 물 입구 포트(207)와 혼합 접합부(185) 사이에 개재된다. WFI 드레인 접합부(187)는 WFI 입구 라인(182) 및 폐기물 라인(184) 둘 다와 유체연통됨으로써, WFI 입구 라인(182)은 WFI 드레인 접합부(187)를 통해 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. 제1 폐기물 제어 밸브(159)는 폐기물 라인(184)에서 WFI 드레인 접합부(187)의 하류에 배치되어, WFI 입구 라인(182)으로부터 폐기물 라인(184)으로의 유체의 흐름을 선택적으로(selectively) 차단한다.
배출 라인(183)은 혼합 접합부(185)를 통해 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182) 둘다와 유체연통한다. 배출 라인(183)은 배출 드레인 접합부(188)를 통해 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. 배출 라인(183)은 혼합 접합부(185)와 배출 드레인 접합부(188) 사이에서 연장한다. 배출 드레인 접합부(188)는 배출 라인(183) 및 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. 제2 및 제3 폐기물 제어 밸브(160, 167)는 폐기물 라인(184)에서 배출 드레인 접합부(188)의 상류 및 하류에 각각 배치된다. 완충제 입구 라인(181)은 완충제 드레인 접합부(186), WFI 라인(182), 및 WFI 드레인 접합부(187)를 통해 폐기물 라인(184)과 유체연통한다.
구현예들에서, 배출 라인(183)은 그와 유체연통하는 적어도 하나의 완충제 배출 포트(211 내지 216)를 포함한다. 예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 배출 라인(183)과 유체연통하는 6개의 완충제 배출 포트(211 내지 216)를 포함한다. 구현예들에서, 배출 포트들(211 내지 216)의 수는 완충제 입구 포트들(201 내지 206)의 수에 상응한다. 각각의 완충제 배출 포트들(211 내지 216)과 배출 라인(183) 사이에 제어 밸브(161 내지 166)가 개재되어, 완충제 배출 포트들(211 내지 216) 중 각각의 하나를 통해 매니폴드로부터 완충제 래크 타워들(28, 29)로의 희석된 완충제 용액의 흐름을 선택적으로(selectively) 제어한다.
예시된 구현예에서, 배출 라인은 또한, 무결성(integrity) 시험 라인(190)과 유체연통한다. 구현예들에서, 무결성 시험 라인(190)은, 당해 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 생성되는 완충제 용액의 다른 적합한 샘플링 및 시험을 수행하는 데 사용될 수 있다. 구현예들에서, 가압된 공기는 압력 감쇠 시험을 수행하기 위해 무결성 시험 라인(190)을 통해 매니폴드(23) 내로 도입될 수 있으며, 이는 매니폴드(23)가 일체형인지 여부를 표시할 것이다.
폐기물 라인(184)은 WFI 드레인 접합부(187)를 통해 WFI 입구 라인(182)과 유체연통하고, 배출 드레인 접합부(188)를 통해 배출 라인(183)과 유체연통한다. 폐기물 라인(184)은 완충제 드레인 접합부(186), WFI 라인(182), 및 WFI 드레인 접합부(187)를 통해 완충제 입구 라인(181)과 유체연통한다. 폐기물 출구 포트(217)는 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. 구현예들에서, 유체는 폐기물 출구 포트(217)를 통해 폐기물 라인(184)으로부터 적합한 탱크 또는 시설 드레인으로 배출될 수 있다.
예시된 구현예에서, 폐기물 라인(184)은 WFI 드레인 접합부(187)와 폐기물 출구 포트(217) 사이에서 연장된다. 폐기물 라인(184)은 폐기물 라인(184)을 선택적으로(selectively) 폐쇄하기 위해 3개의 제어 밸브들(159, 160, 167)과 결부되어 있다. 제1 및 제2 폐기물 제어 밸브들(159, 160)은 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)을 폐기물 출구 포트(217)에 유체적으로 연결하는 폐기물 라인(184)의 부분을 선택적으로(selectively) 폐쇄하는데 사용될 수 있다. 제3 폐기물 제어 밸브(167)는 배출 드레인 접합부(188)의 하류에 있는 폐기물 라인(184)의 일부를 선택적으로(selectively) 폐쇄하는데 사용될 수 있다. 구현예들에서, 각각의 포트들(201 내지 207, 211 내지 217)은 그와 작동가능한 관계에 있는 복수의 제어 밸브들(151 내지 157, 211 내지 217) 중 각각의 하나를 가지므로, 제어 유닛(100)을 통해 완충제 입구 포트들(201 내지 206), WFI 입구 포트(207), 완충제 배출 포트들(211 내지 216), 및 폐기물 출구 포트(217) 중 각각의 하나를 선택적으로(selectively) 폐쇄한다.
구현예들에서, 제어 밸브들(151 내지 167)은 아래에서 추가적으로 논의되는 바와 같이 매니폴드(23)를 통한 유체의 흐름을 선택적으로(selectively) 제어하기에 적합한 임의의 유형의 제어 밸브일 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 제어 밸브들(151 내지 167)은, 핀치 밸브와 배관 사이의 접촉 지점에서 각각의 유연성 배관 라인 내의 오리피스를 선택적으로(selectively) 폐쇄하도록 구성된 핀치 밸브를 포함한다. 제어 밸브들(151 내지 167)은 제어 유닛(100)과 작동가능하게 배열되어, 제어 유닛(100)이 제어 밸브들(151 내지 167)을 선택적으로(selectively) 작동시킬 수 있도록 한다. 예시된 구현예에서, 제어 유닛(100)은 각각의 제어 밸브들(151 내지 167)을 독립적으로 작동시키도록 구성된다.
예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 완충제 펌프 헤드(191) 및 WFI 펌프 헤드(192)를 포함한다. 완충제 펌프 헤드(191)는 완충제 입구 라인(181)에 배치되고, 인라인 희석 스키드(30)의 캐비닛(139)에서 완충제 펌프 몸체(145)와 작동가능하게 배열되도록 구성되어, 완충제 펌프 몸체(145)를 작동시킴으로써 완충제 입구 라인(181) 내에서 유체 변위를 선택적으로(selectively) 생성한다. 완충제 펌프 헤드(191)는 희석 스키드(30)의 캐비닛(139)에서 완충제 펌프 몸체(145)와 함께 작동가능하게 배열되도록 구성됨으로써, 완충제 펌프는 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)로부터 완충 입구 라인(181)을 통해 적어도 하나의 선택된 농축된 완충제 용액을 펌핑하도록 작동될 수 있다.
WFI 펌프 헤드(192)는 WFI 입구 라인(182)에 배치되고, 인라인 희석 스키드(30)의 캐비닛(139)에서 WFI 펌프 몸체(147)와 함께 작동가능하게 배열되도록 구성되어, WFI 펌프 몸체(147)를 작동시킴으로써 WFI 입구 라인(182) 내에서 유체 변위를 선택적으로(selectively) 생성한다. WFI 펌프 헤드(192)는 희석 스키드(30)의 캐비닛(139)에서 WFI 펌프 몸체(147)와 함께 작동가능하게 배열되도록 구성됨으로써, WFI 펌프는 WFI 입구 라인(182)을 통해 WFI 원천으로부터 WFI의 공급물을 펌핑하도록 작동될 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 완충제 펌프 몸체(145) 및 WFI 펌프 몸체(147) 중 적어도 하나의 펌프 속도 및 부피 변위 중 적어도 하나를 제어하도록 구성되어, 배출 라인(183)에서 함께 혼합되는, 완충제 입구 라인(181)을 통해 흐르는 완충제 용액과, WFI 입구 라인(182)을 통해 흐르는 일 양의 WFI의 부피비를 조절한다.
구현예들에서, 매니폴드(23)는 배출 라인(183)에 배치된 적어도 하나의 완충제 특성 센서(171, 173)를 포함하며, 완충제 특성 센서는 배출 라인(183)에서 유체의 완충제 특성 값을 감지하고 완충제 특성에 대해 감지된 값을 나타내는 완충제 특성 신호를 생성하도록 구성된다. 예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 배출 라인(183)에 배치된 2개의 완충제 특성 센서들(171, 173), 즉 전도도 센서(171) 및 pH 센서(173)를 포함하며, 이들은 각각 전도도 신호 및 pH 신호를 제어 유닛(100)로 전송하도록 구성된다.
구현예들에서, 적어도 하나의 작동 센서(172)가 또한, 배출 라인(183)에 제공될 수 있다. 제어 유닛(100)은 매니폴드(23)가 목적하는 유체 특성에 대해 목적하는 작동 범위 내에서 작동하고 있는지 여부를 결정하기 위해 작동 센서(172)로부터 수신된 신호를 사용하도록 구성될 수 있다. 예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 제어 유닛(100)에 압력 신호를 전송하도록 구성된 배출 라인(183)에 배치된 압력 센서(172)를 포함한다. 제어 유닛(100)은, 매니폴드(23)가 예를 들어, 안전한 작동 압력 범위 내에서와 같은 목적하는 작동 압력 범위 내에서 작동하고 있는지를 결정하기 위해 압력 신호를 사용하도록 구성될 수 있다.
구현예들에서, 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 완충제 특성 센서(174)는 폐기물 라인(184)과 결부되고, 폐기물 라인(184)에서 완충제 용액의 완충제 특성 값을 감지하고 완충제 특성에 대해 감지된 값을 나타내는 완충제 특성 신호를 제어 유닛(100)으로 전송하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 완충제 관리 시스템(20)의 작동을 제어하기 위해 폐기 라인(184)으로부터 수신된 완충제 특성 신호를 사용할 수 있다.
구현예들에서, 폐기물 라인(184)에 있는 완충제 특성 센서(174)는 임의의 적합한 센서, 예를 들어, 전도도 센서일 수 있다. 구현예들에서, 배출 라인(183) 및 폐기물 라인(184)은 동일한 유형의 적어도 하나의 센서(171, 174)와 결부될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 배출 라인(183)의 제1 완충제 특성 센서(171) 및 폐기물 라인(184)의 완충제 특성 센서(174)는 둘다 전도도 센서를 포함한다.
예시된 구현예에서, 폐기물 라인(184)에 배치된 제2 전도도 센서(174)는 제2 전도도 신호를 제어 유닛(100)으로 전송하도록 구성된다. 구현예들에서, 완충제 관리 프로그램은 제2 전도도 신호를 사용하도록 구성되어, 폐기물 라인(184)을 통과하는 액체를 식별하거나 및/또는 폐기물 라인(184)을 통과하는 완충제 용액이 목적하는 완충제에 대해 주어진 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 제2 전도도 센서(174)로부터의 제2 전도도 신호를 사용하여, WFI의 전도도가 목적하는 완충제 용액을 준비하는데 사용하기에 적합하도록 미리 결정된 범위 내에 있는지 여부를 평가하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 폐기물 라인을 통과하는 액체가 목적하는 완충제에 대해 주어진 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를, 완충제 특성 신호에 기초하여 결정하도록, 그리고 폐기물 라인의 유체가 미리 결정된 허용 범위 내에 있을 때 제3 폐기물 제어 밸브(167)를 통해 폐기물 라인(184)을 폐쇄하도록(및 완충제 배출 포트들(211 내지 216) 중 하나를 개방하도록) 구성된다.
구현예들에서, 제2 센서(174)는, WFI 입구 포트(207)를 통해 WFI 원천으로부터 공급되어 라인들(182, 184)을 통과해 폐기물 출구 포트(217) 밖으로 나가는 WFI의 특성을 감지하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 제2 센서(174)는 WFI 원천으로부터 전달되고 있는 WFI의 전도도를 감지하는데 사용되는 제2 전도도 센서(174)를 포함한다. 구현예들에서, 제2 전도도 센서(174)는 라인(181, 183, 184)을 통해 흐르는 WFI가 다른 완충제의 도입 전에 하나의 레시피에서 사용된 완충제를 완전히 플러싱하여 제거한 시기를 결정하는 데 사용될 수 있다.
구현예들에서, 제어 유닛(100)은 주어진 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에서 완충제 용액을 준비하기 위해 완충제 관리 시스템(20)의 작동을 자동으로 제어하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 목적하는 완충제 용액을 생성하기 위해 적어도 하나의 센서 피드백 루프를 통해 수신된 정보에 대한 응답으로서 완충제 펌프 및 WFI 펌프 중 적어도 하나의 작동을 자동으로 제어하도록 구성된다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 완충제 펌프 및 WFI 펌프 중 적어도 하나의 펌프 속도/부피 변위를 제어하도록 구성되어, 목적하는 완충제 레시피를 달성하기 위해 배출 라인(183)에서 함께 블렌딩되는 WFI에 대한 농축된 완충제의 비율을 조정한다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)의 구현예는 종래의 접근법에 비해 완충제 조제실로 요구되는 공간을 줄일 수 있다. 예를 들어, 2,000 L가 생산되어야 하는 비교적 많은 양의 최대 강도 완충제를 사용하는 응용 분야에서는 단지 200 L 토트백(10 배 희석 기준으로)이 사용될 수 있다. 20,000L의 캠페인(campaign)을 위한 완충제의 총 부피를 갖는 적용분야에서, 2,000 L의 농축된 완충제 용액(10 배 희석 기준)은 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템과 함께 사용될 수 있다.
본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템의 다른 구현예들에서, 인라인 완충제 희석 시스템 구성은 대안적인 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 워크스테이션은 토트백으로 대체될 수 있다. 다른 구현예들에서, 완충제 관리 시스템은 더 큰 완충제 부피를 위해 확장되거나 또는 실험실 사용을 위해 감소될 수 있다. 구현예들에서, 매니폴드 어셈블리는 강성 플라스틱 구조(rigid plastic construction)로 구성될 수 있다. 구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 관리 시스템은 다른 적용분야의 요구 사항들을 충족하기 위해 완충제 용액들 이외의 액체들을 처리하는 데 사용될 수 있다.
본 개시의 원리를 따르는 완충제 관리 시스템(20)을 사용하는 방법의 구현예에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)은 본 명세서에서 논의된 바와 같이 연속적으로 목적하는 완충제 용액을 생성하는 데 사용된다. 구현예들에서, 본 개시의 원리를 따르는 완충제 관리 시스템을 사용하는 방법은 여기에서 논의된 원리에 따른 완충제 관리 시스템(20)의 임의의 구현예와 함께 사용될 수 있으며, 이는 본 개시의 원리에 따른 일회용 매니폴드(23)를 갖는 인라인 희석 스키드(30)의 구현예를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 완충제 관리 시스템(20)을 사용하는 방법은 일 양(an amount)의 완충제 용액 농축액과 일 양의 WFI를 인라인 희석 스키드(30)로 인입(drawing)하는 단계를 포함한다. 상기 양의 완충제 농축액과 상기 양의 WFI는 인라인 희석 스키드에서 혼합되어 희석된 완충제 용액을 형성한다.
희석된 완충제 용액의 완충제 특성은 인라인 희석 스키드(30)에서 감지된다. 감지된 완충제 특성에 대한 값을 나타내는 완충제 특성 신호는 제어 유닛(100)으로 전송된다. 제어 유닛(100)은 희석된 완충제 용액이 선택된 완충제 레시피에 대해 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지를, 완충제 특성 신호에 기초하여 결정하는데 사용된다. 제어 유닛이 희석된 완충제 용액이 미리 정해진 허용 범위 내에 있다고 결정하면, 희석된 완충제 용액은 인라인 희석 스키드(30)로부터 생물용기(55)로 배출된다.
구현예들에서, 상기 방법은 제어 유닛(100)이 희석된 완충제 용액이 미리 결정된 허용 범위를 벗어났다고 결정하면, 폐기물 라인(184)을 통해 인라인 희석 스키드(30)로부터 희석된 완충제 용액을 배출하는 단계를 더 포함한다. 제어기(100)는, 완충제 농축액의 일 양을 인라인 희석 스키드로 인출하는 완충제 펌프 및 WFI의 일 양을 인라인 희석 스키드(30)로 인출하는 WFI 펌프 중 적어도 하나를, 완충제 특성 신호에 기초하여 조정하는데 사용된다.
구현예들에서, 본 개시의 원리에 따라 구성된 완충제 관리 시스템(20)의 구현예가 사용되어, 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)에 저장된 적어도 하나의 완충제 농축액을 배관을 통해 인라인 희석 스키드(30)로 인입하고, 혼합 T-피스(185)를 통해 완충제 펌프 및 WFI 펌프 중 적어도 하나를 조정함으로써 농축된 완충제를 일 양의 WFI와 가변 비율로 혼합할 수 있다. 일단 혼합되면, 희석된 완충제 용액은 제1 전도도 센서(171)를 통과한 다음 pH 센서(173)를 통과한다. 제어 유닛(100)의 완충제 관리 프로그램은, 배출 라인(183)을 통과하는 희석된 완충제 용액이, 선택된 완충제 레시피에 대해 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를, 제1 전도도 신호와 pH 신호 중 적어도 하나에 기초하여 결정하도록 작동될 수 있다. 희석된 완충제 용액은 정확한 사양에 도달할 때까지 폐기물 라인(184)으로 우회된다. 제어 유닛(100)은 매니폴드(23)를 자동으로 제어하도록 구성되어, 목적하는 희석된 완충제 레시피 생성하고, 희석된 완충제 용액을, 피드백 센서들(171, 173, 174)로부터 수신된 신호에 기초하여, 희석 스키드(30)의 제어 밸브들(201 내지 217)의 제어, 및 완충제 펌프 및 WFI 펌프 중 적어도 하나의 제어를 통해, 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 목적하는 서지 용기 백(55)으로 보낸다.
폐기물 라인(184)의 제2 전도도 센서(174)로부터의 제2 전도도 신호는, 제어 유닛(100)으로 전송될 수 있고, 완충제 관리 프로그램에 의해 폐기물 라인(184)을 통과하는 희석된 완충제 용액이 선택된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 혼합된 액체가 폐기물 라인(184)을 통과할 때 농축된 완충제 용액과 WFI의 혼합이 계속될 수 있기 때문에, 희석된 완충제 용액이 폐기물 라인(184)으로 우회되는 용액의 양을 줄이기 위해 목적하는 레시피에 대한 사양 내에 있는지 여부를 결정하기 위해 제2 전도도 신호를 모니터링하는 것이 도움이 될 수 있다.
구현예들에서, 폐기물 라인(184)의 제2 전도도 센서(174)로부터의 제2 전도도 신호는, 제어 유닛(100)으로 전송될 수 있고, 완충제 관리 프로그램에 의해 WFI가 선택된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 구현예들에서, WFI는 WFI 원천으로부터 WFI 입구 포트(207)를 통해 공급됨으로써 제2 전도도 센서(174)를 통해 전달되고 라인(182, 184)을 통해 폐기물 출구 포트(217)를 나간다. 구현예들에서, 폐기물 라인(184)의 제2 전도도 센서(174)로부터의 제2 전도도 신호는 제어 유닛(100)로 전송될 수 있고, 완충제 관리 프로그램에 의해 라인들(181, 183, 184)을 통해 흐르는 WFI가 다른 완충제의 도입 전에 하나의 레시피에 사용된 완충제를 완전히 플러싱하여 제거한 시기를 결정하는 데 사용될 수 있다.
일단 제어 유닛(100)이, 매니폴드(23) 내에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 목적하는 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있다고 결정하면, 제어 유닛(100)은 매니폴드(23)를 작동시켜, 희석된 완충제 용액이 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 서지 생물용기들 중 선택된 하나로 향하도록 한다. 선택된 서지 생물용기에 저장된 희석된 완충제 용액은 작동 공정(예를 들어, TFF 또는 크로마토그래피)으로 보내지도록 준비된 상태이다.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 제1 생물용기 서지 백 충전 시퀀스(surge bag filling sequence)가 도시된다. 구현예들에서, 각각의 서지 백 충전 시퀀스는: 매니폴드(23)를 플러싱하는 단계; 제어 유닛(100)이, 생성되는 완충제 용액이 주어진 희석된 완충제 레시피의 미리 결정된 허용 범위 내에 있다고 결정할 때까지, 완충제 용액을 폐기물 라인(184)으로 전환하는 단계; 및 희석된 완충제 래크 타워(28, 29)의 생물용기 서지 백들 중 선택된 하나를 미리 결정된 부피로 채우는 단계;를 포함한다. 예시된 구현예에서, 초기 서지 백 충전 시퀀스는: 매니폴드(23)를 플러싱하는 단계; 매니폴드(23)를 통한 WFI의 흐름을 프라이밍(priming)하는 단계; 제어 유닛(100)이, 생성되는 완충제 용액이 주어진 희석된 완충제 레시피의 미리 결정된 허용 범위 내에 있다고 결정할 때까지, 완충제 용액을 폐기물 라인(184)으로 전환하는 단계; 및 희석된 완충제 래크 타워(28, 29)의 생물용기 서지 백들 중 선택된 하나를 미리 결정된 부피로 채우는 단계;를 포함한다.
도 15를 참조하면, 매니폴드(23)는 플러싱 위치에 있다. 플러싱 단계는 매니폴드(23) 내의 임의의 미량의 완충제 용액 또는 임의의 다른 불순물을 제거하여 각각의 충전 순서를 시작하기 위해 수행된다. 플러싱 위치에서, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)은 제어 밸브(151 내지 167)를 제어하여, 농축된 완충제 래크 타워들의 농축된 완충제들 및 희석된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)의 생물용기 어셈블리들이 모두 매니폴드(23)로부터 유체격리(fluid isolation)되도록 한다. 완충제 입구 라인(181), WFI 입구 라인(182), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)은 모두 WFI 입구 포트(207)를 통해 WFI 원천과 유체연통되어, WFI가 이러한 라인들(181, 182, 183, 184)을 통해 폐기물 출구 포트(217) 밖으로 흐를 수 있도록 한다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 플러싱 위치에 있을 때, 매니폴드를 통해 WFI 입구 포트(207)로부터 폐기물 출구 포트(217)에 이르는 다수의 흐름 경로들이 확립된다. 예시된 구현예에서, 제어 유닛(100)은 완충제 입구 제어 밸브(151 내지 156) 및 완충제 배출 제어 밸브(161 내지 166)를 작동시켜 각각의 완충제 입구 포트들(201 내지 206) 및 배출 포트들(211 내지 216)을 막는다.
구현예들에서, 플러싱 단계는 미리 결정된 기간 동안 수행될 수 있다. 구현예들에서, 플러싱 단계는, 제어 유닛(100)의 완충제 관리 프로그램이 제2 전도도 센서(174)로부터의 제2 전도도 신호가 미리 결정된 사양(specification)을 충족한다고 결정할 때까지, 수행될 수 있다.
도 16을 참조하면, 매니폴드(23)는 WFI 프라이밍 위치에 있다. 전형적인 완충제 레시피에서의 WFI에 대한 수요량이 WFI와 혼합되는 농축된 완충제 용액의 양의 5 배 내지 20 배의 범위에 있을 수 있으므로, 매니폴드의 구현예들에서 WFI 펌프(192)는 완충제 펌프(191)보다 크다. 비례적으로, WFI는 완충제 농축액(들)보다 더 큰 부피로 펌핑된다. WFI와의 혼합을 위해 목적하는 농축된 완충제 용액을 매니폴드(23) 내로 도입하기 전에, 매니폴드(23)를 통한 WFI의 흐름을 정상 상태로 올리기 위해 프라이밍 단계가 포함될 수 있다.
WFI 프라이밍 위치에서, 희석 스키드의 제어 유닛(100)은 제어 밸브를 제어하여, 농축된 완충제 래크 타워들의 농축된 완충제들 및 희석된 완충제 래크 타워들의 생물용기 어셈블리들이 모두 매니폴드로부터 유체격리되도록 한다. 완충제 입구 라인(181)은 WFI 입구 라인(182), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)으로부터 유체격리된다. WFI 입구(182), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)은 모두 WFI 원천과 유체연통하여, WFI가 이들 라인(182, 183, 184)을 통해 WFI 입구 포트(207)로 흘러서 폐기물 출구 포트(217)를 빠져나갈 수 있도록 한다. 제어 유닛(100)은, WFI 입구 제어 밸브(157) 및 제3 폐기물 제어 밸브(167)를 개방하도록, 작동된다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 프라이밍 위치에 있을 때, WFI 입구 라인(182), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)을 통해 WFI 입구 포트(207)로부터 폐기물 출구 포트(217)에 이르는, 매니폴드(23)를 통과하는 흐름 경로가 확립된다.
도 17을 참조하면, 매니폴드(23)는 제1 완충제 안정화 위치에 있다. 매니폴드(23)는 제1 완충제 안정화 위치에 유지되어, 제어 유닛(100)이, 생성되는 완충제 용액이 주어진 희석된 제1 완충제 레시피의 미리 결정된 허용 범위 내에 있다고 결정할 때까지, 초기에 생성된 희석된 완충제 용액이 폐기물 라인(184)으로 우회되도록 한다.
제1 완충제 안정화 위치에서, 희석 스키드의 제어 유닛(100)은 제어 밸브(151 내지 156)를 제어하여, 제1 완충제 입구 포트(201)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고 다른 5개의 완충제 입구 포트(202 내지 206)는 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 제어 유닛(100)은 WFI 입구 제어 밸브(157)를 개방하여, WFI 입구 포트가 WFI 입구 라인(182)과 유체연통되어 WFI의 흐름이 그 안으로 유입되도록 한다. 완충제 배출 포트(211 내지 216)는 배출 라인(183)으로부터 유체격리되어, 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 어셈블리들이 모두 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. WFI 입구 라인(182) 및 완충제 입구 라인(181)은 배출 라인(183)과 유체연통되고, 배출 라인(183)은 폐기물 라인(184)과 유체연통되어, 각각 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)을 통해 흐르는 조합된 제1 완충제 농축액 및 WFI가 배출 라인(183) 및 폐기물 라인(184)을 통해 폐기물 출구 포트(217) 밖으로 흐르도록 할 수 있다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제1 완충제 안정화 위치에 있을 때, 매니폴드(23)를 통과하는 다수의 흐름 경로들(예를 들어, WFI 입구 포트(207)로부터 폐기물 출구 포트(217)로의 하나의 흐름 경로, 및 제1 완충제 유입 포트(201)로부터 폐기물 출구 포트(217)로의 다른 흐름 경로)이 구축된다.
구현예들에서, 매니폴드(23)는, 제어 유닛(100)이 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 제1 완충제 레시피에 대한 미리 결정된 사양 내에 있다고 결정할 때까지, 제1 완충제 안정화 위치에서 유지된다. 제어 유닛(100)은 제1 전도도 센서(171), pH 센서(173), 및 제2 전도도 센서(174) 중 적어도 하나에서 생성된 완충제 데이터 신호를 사용하여, 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 목적하는 제1 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 구현예들에서, 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 제1 희석된 완충제 레시피의 사양 내에 있지 않을 경우, 매니폴드(23)에서 함께 블렌딩되는 완충제 농축액 및 WFI의 비율을 조정하기 위해, 제어 유닛(100)은 완충제 펌프(191) 유량 및 WFI 펌프(192) 유량 중 적어도 하나를 조정하도록 구성될 수 있다. 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 목적하는 제1 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는 것으로 결정될 때까지, 제어 유닛(100)은 완충제 관리 시스템(20)의 작동을 조정하기 위해 센서 피드백 루프(들)를 사용하도록 구성될 수 있다.
제1 완충제 안정화 위치에서, 폐기물 라인(184)을 통해 보내진 희석된 완충제 용액은, 폐기물 출구 포트(217) 근처에 배치된 제2 전도도 센서(174)를 통과한다. 제1 완충제 농축액과 WFI의 조합된 흐름이 제1 전도도 센서(171)와 제2 전도도 센서(174) 사이의 배출 라인(183)에서 계속 혼합되기 때문에, 제2 전도도 신호는, 희석된 완충제 용액이 목적하는 제1 희석된 완충제 레시피의 사양을 언제 달성했는지를 더 빠르게 감지하는 것을 돕는 데 사용될 수 있으며, 그에 따라, 폐기물로 보내지는 사용가능한 완충제 용액의 양을 감소시킬 수 있게 된다.
도 18을 참조하면, 매니폴드(23)는 제1 완충제 충전 위치에 있다. 매니폴드(23)는 제1 완충제 충전 위치에서 유지되어, 목적하는 제1 희석된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는 희석된 완충제 용액이, 제1 희석된 완충제 레시피를 위한 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 지정된 서지 백(55')까지 운반되도록 한다.
제1 완충제 충전 위치에서, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)은 제어 밸브들(151 내지 156)을 제어하여, 제1 완충제 입구 포트(201)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고, 다른 5개의 완충제 입구 포트들(202 내지 206)은 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 제1 완충제 배출 포트(211)는 매니폴드(23)의 배출 라인(183)과 유체연통하고, 다른 완충제 배출 포트들(212 내지 216)은 매니폴드(23)로부터 유체격리된다. 제1 완충제 배출 포트(211)는, 제1 희석된 완충제 레시피에 따라 만들어진 완충제 용액을 수용하도록 지정된 제1 희석된 완충제 래크 타워(28)의 생물용기 백(55')과 유체연통한다. 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)은 배출 라인(183)과 유체연통되고, 배출 라인(183)은 제1 완충제 배출 포트(211)와 유체연통되며, 그에 따라, 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)을 통해 각각 흐르는 결합된 제1 완충제 농축액 및 WFI는 배출 라인(183)을 통해 제1 완충제 배출 포트(211) 밖으로 흐를 수 있게 된다. 폐기물 라인(184)은 배출 라인(183)으로부터 유체격리된다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제1 완충제 충전 위치에 있을 때, 매니폴드(23)를 통과하는 다수의 흐름 경로들(예를 들어, WFI 입구 포트(207)로부터 제1 완충제 배출 포트(211)로의 하나의 흐름 경로, 및 제1 완충제 입구 포트(201)로부터 제1 완충제 배출 포트(211)로의 다른 흐름 경로)이 확립되며, 그에 따라, 제1 완충제 배출 포트(211)는 제1 희석된 완충제 레시피에 따라 혼합된 희석된 완충제 용액을 수용하게 된다.
예시된 구현예에서, 제1 완충제 충전 위치에서, 제1 완충제 배출 포트(211)는, 제1 완충제 배출 포트(211)를 통해 제1 희석된 완충제 레시피에 따라 제조된 완충제 용액을 수용하도록 지정된 희석된 완충제 래크 타워들의 생물용기 백(55')과 유체연통한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 다른 구현예들에서는, 또 다른 완충제 배출 포트(예를 들어, 제3 완충제 배출 포트(213)와 같은 것)는 제1 희석된 완충제 레시피를 수용하기 위해 지정된 생물용기 백에 유체연결될 수 있다. 이러한 배열에서, 매니폴드가 제1 완충제 충전 위치에 있을 때, 매니폴드를 통해, 제1 완충제 입구 포트로부터 제3 완충제 배출 포트로의 흐름 경로가 구축된다.
매니폴드(23)는, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)이 제1 희석된 완충제 래크 타워(28)로부터 제1 충전 수준 신호(이는, 지정된 서지 백(55')이 제1 완충제 용액의 미리 결정된 최대 충전량을 그 안에 저장했음을 나타낸다)를 수신할 때까지, 제1 희석된 완충제 용액으로 지정된 서지 백(55')을 채우기 위해 제1 완충제 충전 위치에서 유지될 수 있다. 제어 유닛(100)이 지정된 서지 백(55')이 목적하는 최대량의 제1 완충제 용액을 가지고 있음을 나타내는 충전 수준 신호를 수신하면, 제어 유닛(100)은 제1 완충제 용액의 생산을 중단하도록 작동될 수 있다.
구현예들에서, 제어 유닛(100)은 서지 백(55') 내의 제1 완충제 용액의 부피를 목적하는 최소 충전 수준으로 유지하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 제1 생물용기 백(55')으로부터의 제1 충전 수준 신호가 제1 생물용기 백(55') 내의 제1 완충제 용액의 수준이 미리 결정된 수준 미만임을 나타내는 경우, 제어 유닛(100)은, 제1 완충제 충전 시퀀스를 실행하여 제1 완충제 용액의 수준을 미리 결정된 작동 수준 위로 되돌리도록, 구성될 수 있다. 구현예들에서, 작동 수준은 최대 충전 수준과 다를 수 있다. 구현예들에서, 각각의 생물용기 어셈블리는, 생물처리 적용의 일부로서 각각의 생물용기 백(55) 내의 액체의 수준을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 생물용기 어셈블리들의 정전용량성 액체 수준 센서(capacitive liquid level sensor) 각각으로부터 수신된 충전 수준 신호를 사용하여, 각각의 백(55) 내에 저장된 액체의 부피가 어떻게 변하는지를 모니터링하고 그에 따라 실시간 피드백을 얻도록, 구성될 수 있다. 충전 수준 신호들의 모니터링은, 다양한 작동 모드를 위한 완충제 관리 시스템(20)에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 충전 수준 신호는, 각각의 개별적 서지 백(55') 내의 완충제 용액의 부피를 목적하는 최소 충전 수준으로 유지하기 위해, 모니터링될 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 제2 생물용기 서지 백 충전 시퀀스가 도시되어 있다. 구현예들에 있어서, 주어진 생물처리 적용분야를 위한 다양한 완충제 용액들이 사용된다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 이러한 생물처리 적용분야에서 사용하기 위한 다양한 희석된 완충제 용액 레시피들을 생성하도록 구성된다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 다수의 희석된 완충제 용액들을 순차적으로 생성하는데 사용될 수 있다. 희석 스키드(30)는, 희석된 완충제 용액의 생성을 하나의 완충제 레시피로부터 다른 완충제 레시피로 전환할 때마다, 플러싱 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템(20)은, 도 15에 도시된 바와 같은 플러싱 사이클로 각각의 충전 시퀀스를 시작한다. 구현예들에서, 제2 서지 백 충전 시퀀스는: 매니폴드(23)를 플러싱하는 단계; 제어 유닛(100)이 생성되는 완충제 용액이 주어진 제2 희석된 완충제 레시피의 미리 결정된 허용 범위 내에 있다고 결정할 때까지, 제2 완충제 용액을 폐기물 라인(184)으로 우회시키는 단계; 및 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 서지 백들 중 선택된 하나를 미리 결정된 부피까지 채우는 단계;를 포함한다.
구현예들에서, 프라이밍 단계는, 시스템(20)이 매니폴드(23)(이 시점까지 건조 상태임)에 처음으로 임의의 액체를 인입시킬 때, 초기 완충제 충전 시퀀스에 포함된다. 시스템(20)이 완충제들 사이에서 전환할 때, 즉 하나의 완충제를 희석하고 제2 완충제로 변경할 준비가 될 때, WFI 플러싱 만으로도 이 두 단계들 사이에서 충분할 수 있다(매니폴드가 이전 단계에서부터 이미 액체로 가득 차 있으므로 프라이밍이 필요하지 않음).
도 19를 참조하면, 매니폴드(23)는 제2 완충제 안정화 위치에 있다. 매니폴드(23)는 제2 완충제 안정화 위치에서 유지되며, 그에 따라, 제어 유닛(100)이 생성되는 완충제 용액이 주어진 제2 희석된 완충제 레시피의 미리 결정된 허용 범위 내에 있다고 결정할 때까지, 초기에 생성된 희석된 완충제 용액이 폐기물 라인(184)으로 우회하도록 한다. 구현예들에서, 제2 희석된 완충제 레시피는 제1 희석된 완충제 레시피와 다르다.
제2 완충제 안정화 위치에서, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)은 제어 밸브들(151 내지 156)을 제어하여, 제2 완충제 입구 포트(202)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고, 제1 및 제3 내지 제6 완충제 입구 포트들(201, 203 내지 206)은 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 제어 유닛(100)은 WFI 입구 제어 밸브(157)를 개방하여, WFI 입구 포트(207)가 WFI 입구 라인(182)과 유체연통되어 WFI의 흐름이 그 내부로 들어가도록 한다. 완충제 배출 포트들(211 내지 216)은 배출 라인(183)으로부터 유체격리되어, 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 어셈블리들이 모두 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)은 배출 라인(183)과 유체연통되고, 배출 라인(183)은 폐기물 라인(184)과 유체연통되어, 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)을 통해 각각 흐르는 조합된 제2 완충제 농축액 및 WFI가 배출 라인(183) 및 폐기물 라인(184)을 통해 폐기물 출구 포트(217) 밖으로 흐를 수 있도록 한다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제2 완충제 안정화 위치에 있을 때, 매니폴드(23)를 통해 다수의 흐름 경로들(예를 들어, WFI 입구 포트(207)로부터 폐기물 출구 포트(217)로의 하나의 흐름 경로, 및 제2 완충제 입구 포트(202)로부터 폐기물 출구 포트(217)로의 다른 흐름 경로)이 구축된다.
구현예들에서, 제어 유닛(100)이 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 제2 완충제 레시피에 대한 미리 결정된 사양 내에 있다고 결정할 때까지, 매니폴드(23)는 제2 완충제 안정화 위치에서 유지된다. 제어 유닛(100)은, 제1 완충제 안정화 위치와 관련하여 앞에서 언급된 방식으로 매니폴드(23)의 작동을 제어하도록, 구성될 수 있다. 제어 유닛(100)은 제1 전도도 센서(171), pH 센서(173), 및 제2 전도도 센서(174) 중 적어도 하나에 의해 생성된 완충제 데이터 신호를 사용하여, 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 목적하는 제2 희석된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는지의 여부를 결정할 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 제2 희석된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있지 않다는 결정에 대한 응답으로서, 매니폴드에서 함께 블렌딩되는 완충제 농축액 및 WFI의 비율을 조정하기 위해, 완충제 펌프(191) 유량 및 WFI 펌프(192) 유량 중 적어도 하나를 조정하도록 구성될 수 있다. 매니폴드(23)에서 생성되는 희석된 완충제 용액이 목적하는 제2 희석된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있다고 결정될 때까지, 제어 유닛(100)은 센서 피드백 루프(들)를 사용하여 완충제 관리 시스템의 작동을 조정할 수 있다.
도 20을 참조하면, 매니폴드(23)는 제2 완충제 충전 위치에 있다. 매니폴드(23)는 제2 완충제 충전 위치에서 유지되어, 목적하는 제2 희석된 완충제 레시피에 대한 사양 내에 있는 희석된 완충제 용액이 제2 희석된 완충제 레시피를 위한 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 지정된 서지 백으로 전달되도록 한다.
제2 완충제 충전 위치에서, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)은 제어 밸브들(151 내지 156)을 제어하여, 제2 완충제 입구 포트(202)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고, 제1 및 제3 내지 제6 완충제 입구 포트들(201, 203 내지 206)은 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 제2 완충제 배출 포트(212)는 매니폴드의 배출 라인과 유체연통하고, 제1 및 제3 내지 제6 완충제 배출 포트들(201, 203 내지 206)은 매니폴드(23)로부터 유체격리된다. 제2 완충제 배출 포트(212)는 제2 희석된 완충제 레시피에 따라 만들어진 완충제 용액을 수용하도록 지정된 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 백과 유체연통한다. 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)은 배출 라인(183)과 유체연통하고, 배출 라인(183)은 제2 완충제 배출 포트(212)와 유체연통하여, 완충제 입구 라인(181) 및 WFI 입구 라인(182)을 통해 각각 흐르는 조합된 제2 완충제 농축액 및 WFI는 배출 라인(183)을 통해 흘러, 제2 완충 배출 포트(212)를 통해 밖으로 흘러나갈 수 있도록 한다. 폐기물 라인(184)은 배출 라인(183)으로부터 유체격리된다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제2 완충제 충전 위치에 있을 때, 매니폴드를 통한 다수의 흐름 경로들(예를 들어, WFI 입구 포트(207)로부터 제2 완충제 배출 포트(212)로의 하나의 흐름 경로, 및 제2 완충제 입구 포트(202)로부터 제2 완충제 배출 포트(212)로의 다른 흐름 경로)이 구축되어, 제2 완충제 배출 포트(212)가 제2 희석된 완충제 레시피에 따라 혼합된 희석된 완충제 용액을 수용하도록 한다.
예시된 구현예에서, 제2 완충제 충전 위치에서, 제2 완충제 배출 포트(212)는, 제2 완충제 배출 포트(212)를 통해 제2 희석된 완충제 레시피에 따라 제조된 완충제 용액을 수용하도록 지정된 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 백과 유체연통한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 다른 구현예들에서, 또 다른 완충제 배출 포트(예를 들어, 제3 완충제 배출 포트(213)와 같은 것)는 제2 희석된 완충제 레시피를 수용하기 위해 지정된 생물용기 백에 유체연결될 수 있다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제2 완충제 충전 위치에 있을 때, 매니폴드를 통해, 제2 완충제 입구(202) 포트로부터 제3 완충제 배출 포트(213)로의 흐름 경로가 구축된다.
제어 유닛(100)이 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)로부터 제2 충전 수준 신호(이는 지정된 서지 백이 미리 결정된 최대 충전량의 제2 완충제 용액을 그 안에 저장했음을 나타낸다)를 수신할 때까지, 매니폴드(23)는 제2 완충제 용액 충전 위치에서 유지되어, 지정된 서지 백을 제2 희석된 완충제 용액으로 채울 수 있다. 제어 유닛(100)이 지정된 서지 백이 목적하는 최대량의 제2 완충제 용액을 가지고 있음을 나타내는 제2 충전 수준 신호를 수신하면, 제어 유닛(100)은 제2 완충제 용액의 생성을 중단하도록 작동될 수 있다. 제2 희석된 완충제 용액의 생성 및 유지에 관한 희석 스키드(30)의 작동은, 다른 측면들에 있어서는, 제1 희석된 완충제 용액에 대해 기술된 것과 유사할 수 있다.
예시된 구현예에서, 매니폴드(23)는 다양한 희석된 완충제 레시피들의 완충제 용액들을 생성하는데 사용하기 위한 최대 6개의 상이한 완충제 농축액들을 위한 6개의 완충제 입구 포트들(201 내지 206)을 포함한다. 완충제 충전 시퀀스는, 각각 제3 내지 제6 완충제 입구 포트들(203 내지 206)로 제3 내지 제6 농축된 완충제 용액들에 대해, 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 다른 구현예들에서, 다른 수의 완충제 입구 포트들(201 내지 206)이 제공될 수 있다.
도 21 및 22를 참조하면, 완충제 농축액 드레인 시퀀스가 나타나 있다. 구현예들에서, 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)에 저장된 각각의 완충제 농축액은 순차적인 방식으로 각각의 토트백들(totes)로부터 드레인될 수 있다. 그러한 작동은, 새로운 일회용 매니폴드를 사용하는 또 다른 생물처리 적용을 위한 완충제 관리 시스템(20)의 준비를 용이하게 하기 위해, 목적하는 생물처리 적용의 완료 후에, 수행될 수 있다.
도 21을 참조하면, 매니폴드(23)는 제1 농축된 완충제 드레인(draining) 위치에 있다. 매니폴드(23)는 제1 농축된 완충제 드레인 위치에서 유지되어, 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)에 저장된 제1 농축된 완충제 용액이 거기로부터 드레인(draining)될 수 있도록 한다.
제1 농축된 완충제 드레인 위치에서, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)은 제어 밸브들(151 내지 156)을 제어하여, 제1 완충제 입구 포트(201)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고, 다른 5개의 완충제 입구 포트들(202 내지 206)은 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 희석된 완충제 래크 타워들(28, 29)의 생물용기 어셈블리들은 모두 매니폴드(23)로부터 유체격리된다. 완충제 입구 라인(181)은 배출 라인(183)과 유체연통하고, 배출 라인(183)은 폐기물 라인(184)과 유체연통하여, 제1 완충제 농축액이, 농축된 완충제 래크 타워들(22, 26, 27)로부터, 제1 완충제 입구 포트(201), 완충제 입구 라인(181), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)을 통과한 다음, 폐기물 출구 포트(217)를 통해 밖으로 흘러나가도록 할 수 있다. WFI 입구 라인(182)은 완충제 입구 라인(181), 배출 라인(183) 및 폐기물 라인(184)으로부터 유체격리된다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제1 농축된 완충제 드레인(draining) 위치에 있을 때, 제1 완충제 입구 포트(201)로부터 매니폴드(23)를 통해 폐기물 출구 포트(217)에 이르는 흐름 경로가 구축된다.
제어 유닛(100)은, 완충제 펌프(191)를 작동시켜 제1 농축된 완충제 드레인(draining) 시퀀스를 수행하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 매니폴드(23)를 제1 농축된 완충제 드레인 위치에 배치하고 미리 결정된 기간 동안 완충제 펌프(191)를 작동시킴으로써 제1 농축된 완충제 드레인 시퀀스를 작동하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템은, 제어 유닛(100)과 통신가능하게 배열된 제1 농축된 완충제 용액을 위한 드레인 경로에 걸쳐 있는 적합한 유량계를 포함할 수 있으며, 그에 따라, 그것으로부터, 이 흐름 경로를 통한 액체의 흐름을 나타내는 흐름 신호를 수신할 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 흐름 신호가 드레인 경로를 따른 액체의 흐름이 미리 결정된 문턱치 미만임을 나타낼 때까지 완충제 펌프(191)를 작동시켜 제1 농축된 완충제 드레인 시퀀스를 수행하도록, 구성될 수 있다.
도 22를 참조하면, 매니폴드(23)는 제2 농축된 완충제 드레인 위치에 있다. 매니폴드(23)는 제2 농축된 완충제 드레인 위치에서 유지되어, 농축된 완충제 래크 타워들에 저장된 제2 농축된 완충제 용액이 그것들로부터 드레인되도록 할 수 있다.
제2 농축된 완충제 드레인 위치에서, 희석 스키드의 제어 유닛은 제어 밸브들(151 내지 156)을 제어하여, 제2 완충제 입구 포트(202)는 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고, 제1 및 제3 내지 제6 완충제 입구 포트들(201, 203 내지 206)은 매니폴드(23)로부터 유체격리되도록 한다. 희석된 완충제 래크 타워들의 생물용기 어셈블리들(25)은 모두 매니폴드(23)로부터 유체격리된다. 완충제 입구 라인(181)은 배출 라인(183)과 유체연통하고, 배출 라인(183)은 폐기물 라인(184)과 유체연통하여, 제2 완충제 농축액이, 농축된 완충제 래크 타워들로부터, 제2 완충제 입구 포트(202), 완충제 입구 라인(181), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)을 통과한 다음, 폐기물 출구 포트(217)를 통해 밖으로 흘러나가도록 할 수 있다. WFI 입구 라인(182)은 완충제 입구 라인(181), 배출 라인(183), 및 폐기물 라인(184)으로부터 유체격리된다. 이러한 배열에서, 매니폴드(23)가 제2 농축된 완충제 드레인 위치에 있을 때, 제2 완충제 입구 포트(202)로부터 매니폴드(23)를 통해 폐기물 출구 포트(217)에 이르는 흐름 경로가 구축된다.
제어 유닛은, 제1 농축된 완충제 드레인 시퀀스와 관련하여 앞에서 언급된 것과 유사한 방식으로, 제2 농축된 완충제 드레인 시퀀스를 수행하도록 구성될 수 있다. 농축된 완충제 드레인 시퀀스는, 각각 제3 내지 제6 완충제 입구 포트들(203 내지 206)로 제3 내지 제6 농축된 완충제 용액들에 대해 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
도 23을 참조하면, 매니폴드(23)는 시스템 드레인 위치에 있다. 매니폴드(23)는, 시스템 내에 저장된 액체가 그로부터 드레인될 수 있도록, 시스템 드레인 위치에서 유지된다.
시스템 드레인 위치에서, 희석 스키드(30)의 제어 유닛(100)은 제어 밸브들(151 내지 156, 161 내지 166)을 제어하여, 모든 완충제 입구 포트들(201 내지 206)은 완충제 입구 라인(181)과 유체연통하고, 모든 완충제 배출 포트들(211 내지 216)은 배출 라인(183)과 유체연통하도록 한다. 완충제 입구 라인(181)은 완충제 드레인 접합부(186)를 통해 WFI 입구 라인(182)과 유체연통하고, 완충제 드레인 접합부(186)는 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. 배출 라인(183)은 폐기물 라인(184)과 유체연통한다. 그러한 배열에서, 매니폴드(23)가 시스템 드레인 위치에 있을 때, 각각의 완충제 입구 포트들(201 내지 206)로부터 매니폴드(23)를 통해 폐기물 출구 포트(217)에 이르는, 그리고 각각의 완충제 배출 포트들(211 내지 216)로부터 매니폴드(23)를 통해 폐기물 출구 포트(217)에 이르는, 다수의 흐름 경로들이 구축된다. 이와 같이, 매니폴드(23)가 시스템 드레인 위치에 있을 때, 시스템 내의 액체는 중력의 영향을 통해 폐기물 출구 포트(217)로부터 밖으로 드레인될 수 있다.
구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 매니폴드(23)가 시스템 드레인 위치에 있을 때 모든 제어 밸브를 개방 위치에 배치하도록 구성된다. 시스템 드레인 위치는 매니폴드(23)로부터 액체를 드레인시키는 데 사용될 수 있다. 모든 제어 밸브가 열리면, 매니폴드(23) 내의 잉여 액체는 중력의 영향에 의해 드레인 지점까지 흐르도록 허용될 수 있다. 매니폴드(23)의 상단부에 있는 공기 라인(190)은 매니폴드(23)로부터 액체를 빼내는 것을 돕기 위해 개방될 수 있다. 매니폴드(23) 내의 유체를 드레인시키는 것은, 사용된 매니폴드(23)의 취급 및 폐기를 용이하게 하는 것을 도울 수 있다.
제어 유닛(100)은 시스템 드레인 시퀀스를 작동하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은 미리 결정된 시간 동안 시스템 드레인 위치에 매니폴드(23)를 배치함으로써 시스템 드레인 시퀀스를 작동하도록 구성될 수 있다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템은 폐기물 출구 포트(217) 근처의 드레인 경로를 따라 적합한 유량계를 포함할 수 있는데, 이때, 이 유량계는 제어 유닛(100)과 통신가능하게 배열되어, 흐름 경로를 통한 액체의 흐름을 나타내는 흐름 신호를 제어 유닛(100)이 이 유량계로부터 수신하도록 한다. 구현예들에서, 제어 유닛(100)은, 적어도 흐름 신호가 드레인 경로를 따른 액체의 흐름이 미리 결정된 문턱치 미만이라는 것을 나타낼 때까지, 매니폴드(23)를 시스템 드레인 위치에서 유지하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 원리에 따른 완충제 관리 시스템을 사용하는 방법의 구현예들에서, 시스템은 매니폴드를 통해 WFI로 펌프를 통해 프라이밍된다(primed). 농축된 완충제 1은 WFI와 정확한 혼합 비율로 혼합되지만, 안정화가 달성될 때까지 폐기물 출구 포트로 보내진다. 제어 유닛은, 제1 전도도 센서 및 pH 센서 중 적어도 하나로부터의 피드백에 의해, 안정화가 달성된 시기를 결정한다. 도 24 및 26은, 완충제 관리 시스템에 의해 수행될 수 있는 안정화 제어 시퀀스를 예시하는 단계들의 흐름도를 도시한다.
희석된 완충제 용액이 안정화되고 목적하는 사양 내에 있으면, 제어 유닛은 드레인을 닫고, 완충제 용액이 제1 완충제 출구로부터 배출되도록, 제1 완충제 충전 위치로 전환한다. 그 다음 서지 백(surge bag)이 채워진다. 서지 백과 결부된 충전 수준 센서는, 펌프와 함께 피드백 루프에서 사용되는 제어 유닛에 충전 수준 신호를 보내서, 서지 백의 설정된 완충제 부피를 유지한다.
다른 완충제가 매니폴드를 통과하기 전에, 제어 유닛은, 매니폴드를 플러싱 위치에 배치하고 WFI 펌프를 작동시켜 매니폴드 전체에 걸쳐서 WFI를 들여보내서 그로부터 제1 완충제 용액의 흔적(traces)을 제거함으로써, 플러싱 시퀀스(flushing sequence)를 개시한다. 플러싱에 의해 충분한 폐기물 제거가 달성되었는지를 판정하기 위해, 제어 유닛은 제2 전도도 센서로부터의 피드백을 사용하여, 매니폴드에 제1 완충제 용액이 없는지를 판정할 수 있다. 제2 전도도 센서는, 플러싱 루틴을 향상시키고 WFI 사용을 줄이는 수단으로서 사용될 수 있다.
안정화, 충전, 및 플러싱 시퀀스들은, 특정 생물처리 적용에 사용되는 농축된 완충제 용액들 각각에 대해 반복될 수 있다. 예시된 구현예에서, 최대 6개의 상이한 완충제 용액들이, 6개의 완충제 입구 포트들 및 대응하는 6개의 완충제 출구 포트들을 경유하여, 매니폴드를 통해 희석될 수 있다. 다른 구현예들에서, 매니폴드는 다른 개수의 완충제 입구/출구 포트들을 가질 수 있다.
구현예들에서, 제어 유닛은 수준 제어 모드에서 작동하도록 구성될 수 있다. 그러한 작동에서, 제어 유닛은, 서지 백 용기들로부터 충전 수준 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로서, 주어진 희석된 완충제 용액을 선택적으로(selectively) 생성하여, 생물용기 백에 저장된 용액의 부피를 나타내는 완충제 용액이 미리 결정된 문턱치 미만이 되게 하도록, 구성된다. 도 25는, 완충제 관리 시스템에 의해 수행될 수 있는 수준 제어 시퀀스를 예시하는 단계들의 흐름도를 도시한다.
구현예들에서, 제어 유닛은, 요청시 완충제들을 전달하기 위한 수준 제어 시퀀스를 수행하여 서지 백들이 주어진 설정 포인트까지 채워지는 것을 보장하도록, 구성될 수 있다. 연속 크로마토그래피와 같은 특정 공정 작동들에서, 완충제들은 연속적으로 잇따라 사용된다. 구현예들에서, 완충제 관리 시스템은, 서지 백들로부터의 지속적인 인출을 허용함으로써 완충제를 처리하도록 구성된다. 구현예들에서, 서지 백들을 협대역/설정점(narrow band/set point)(예를 들어, 40/45L)으로 채우는 대신, 구현예들에서, 제어 유닛은, 완충제가 명목상 최소 수준(예를 들어, 10L)으로 떨어지는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 그러한 수준 제어 모드에서 작동하는 경우, 완충제 관리 시스템은, 백들이 완전히 비워지기 전에 채워지도록, 완충제들의 연속 스트림을 효과적으로 생성한다.
본 명세서에서 인용된 간행물, 특허출원, 및 특허를 포함한 모든 참고 문헌은, 각각의 참고 문헌이 인용에 의해 본 명세서에 통합되는 것으로 개별적으로 그리고 명시적으로 표시되고 그 전체가 본 명세서에 기재된 것과 동일한 정도로, 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.
본 발명을 설명하는 맥락에서(특히 다음 청구항들의 문맥에서) 단수 용어 및 유사한 지시어의 사용은, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥 상 명백히 모순되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "포함하는(comprising)", "갖는(having)", "포함하는(including)", 및 "함유하는(containing)"은, 달리 표시되지 않는 한, 개방형 용어로(즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하는 것으로) 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값의 범위를 인용하는 것은, 본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 단지 그 범위 내에 있는 각각의 개별적인 값을 개별적으로 언급하는 것을 나타내는 간략한 표현인 것으로 의도되며, 각각의 개별적인 값은, 마치 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것인 양, 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에서 설명된 모든 방법들은, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥 상 명백히 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 모든 예, 또는 예시적인 표현(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 더 잘 설명하기 위한 것이며, 달리 청구되지 않는 한, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 명세서의 어떤 표현도, 청구되지 않은 임의의 요소가 본 발명의 실행에 필수적이라고 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 알려진 최상의 모드를 포함하여 본 발명의 바람직한 구현예들이 본 명세서에 기술되어 있다. 이러한 바람직한 구현예들의 변형은 앞에 기술된 상세한 설명을 읽을 때 통상의 기술자에게 명백할 수 있다. 본 발명자들은 통상의 기술자가, 적절한 경우, 이러한 변형을 사용할 것으로 예상하며, 본 발명자들은 본 발명이 본 명세서에서 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용가능한 법률에 의해 허용되는 바와 같이 본 명세서에 첨부된 청구범위에 인용된 주제의 모든 변형예 및 균등물을 포함한다. 더욱이, 모든 가능한 변형예에서 앞에서 기술된 요소들의 임의의 조합은, 본 명세서에서 달리 표시되거나 문맥에 의해 명확하게 모순되지 않는 한, 본 발명에 포함된다.

Claims (20)

  1. 완충제 관리 시스템(buffer management system)으로서, 상기 완충제 관리 시스템은:
    농축된 완충제 용액의 공급물(supply);
    희석 스키드(dilution skid)로서, 상기 희석 스키는 일회용 매니폴드(single use manifold) 및 제어 유닛을 포함하고, 상기 일회용 매니폴드는 농축된 완충제 용액의 상기 공급물과 유체연통하고, 상기 일회용 매니폴드는 주입수(water for injection: WFI)의 원천과 유체연통하는 상태로 배치되도록 적합화되고, 상기 제어 유닛은, 상기 일회용 매니폴드에서, 농축된 완충제 용액의 상기 공급물을, WFI의 상기 원천으로부터의 WFI의 양(amount of WFI)과 선택적으로(selectively) 혼합하여 희석된 완충제 용액을 생성하도록 상기 희석 스키드를 작동시키도록 구성된, 희석 스키드;
    생물용기 어셈블리(biocontainer assembly)로서, 상기 생물용기 어셈블리는 생물용기 백(biocontainer bag) 및 충전 수준 센서(fill level sensor)를 포함하고, 상기 생물용기 백은 저장 용적을 한정(define)하고, 상기 생물용기 백은 상기 희석 스키드의 상기 일회용 매니폴드와 유체연통하여 상기 희석된 완충제 용액을 내부에 저장하고, 상기 충전 수준 센서는 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내의 재료의 부피를 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 충전 수준 센서는 상기 희석 스키드의 상기 제어 유닛과 통신하여 상기 충전 수준 신호를 상기 제어 유닛에 전송하는, 생물용기 어셈블리;를 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 충전 수준 센서로부터 수신된 상기 충전 수준 신호에 기초하여, 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내에서, 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최소 부피를 유지하도록 구성된,
    완충제 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 생물용기 어셈블리는 상기 생물용기 백을 지지하도록 구성된 지지 표면(support surface)을 갖는 선반(shelf)을 포함하고, 상기 지지 표면은 수평축에 대해 경사각(oblique angle)을 형성하도록 배치되며, 상기 충전 수준 센서는 정전용량성 충전 수준 센서를 포함하고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 지지 표면에 장착된, 완충제 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 표면이 배치되는 상기 경사각은 5도 내지 45도의 범위인, 완충제 관리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 표면이 배치되는 상기 경사각은 15도 내지 35도의 범위인, 완충제 관리 시스템.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선반은 상부 단부(upper end) 및 하부 단부(lower end)를 포함하고, 상기 하부 단부는 상기 상부 단부의 수직으로 아래에 배치되고, 상기 선반은 상기 하부 단부에 장착된 백 크레이들(bag cradle)을 포함하고, 상기 백 크레이들은 그 안에 상기 생물용기 백의 바닥부 단부(bottom end)를 수용하도록 구성된 경사진 지지 표면(angled support surface)을 포함하는, 완충제 관리 시스템.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선반은 밑면 표면(underside surface)을 포함하고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 밑면 표면에 장착된, 완충제 관리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 선반의 상기 밑면 표면은 오목부(recess)를 한정(define)하고, 상기 정전용량성 충전 레벨 센서는 상기 오목부 내에 배치되고, 상기 선반은 커버 플레이트를 포함하고, 상기 커버 플레이트는, 상기 커버 플레이트가 상기 오목부 위에 있도록, 상기 선반의 상기 밑면 표면에 장착된, 완충제 관리 시스템.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는, 미리 결정된 길이에 걸쳐 스트립을 따라 충전 수준을 감지하도록 구성된 스트립 센서(strip sensor)를 포함하는, 완충제 관리 시스템.
  9. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 서로 이격된 관계로 배열된 복수의 충전 수준 센서들을 포함하되, 제1 충전 수준 센서는 미리 결정된 최대 충전 부피에 대응하는 제1 위치에 배치되고, 제2 충전 수준 센서는 미리 결정된 최소 충전 부피에 대응하는 제2 위치에 배치된, 완충제 관리 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일회용 매니폴드는 완충제 특성 센서(buffer characteristic sensor)를 포함하고, 상기 완충제 특성 센서는, 상기 일회용 매니폴드 내의 상기 희석된 완충제 용액의 완충제 특성의 값을 감지하도록 그리고 상기 완충제 특성에 대해 감지된 상기 값을 나타내는 완충제 특성 신호를 생성하도록, 구성되고, 상기 완충제 특성 센서는 상기 제어 유닛과 전기적으로 통신하여 상기 제어 유닛으로부터 상기 완충제 특성 신호를 수신하며, 상기 제어 유닛은, 상기 완충제 특성 신호에 기초하여, 상기 희석된 완충제 용액이 목적하는 완충제에 대한 주어진 사양의 미리 결정된 허용 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성되며, 상기 제어 유닛은, 상기 완충제 특성 신호에 기초하여, 농축된 완충제 용액 대 상기 일회용 매니폴드를 통해 흐르는 WFI의 부피비를 선택적으로(selectively) 조정하도록 구성된, 완충제 관리 시스템.
  11. 완충제 관리 시스템으로서, 상기 완충제 관리 시스템은:
    농축된 완충제 용액의 공급물(supply)을 지지(support)하도록 구성된 적어도 하나의 워크스테이션(workstation);
    제1 펌프 몸체, 제2 펌프 몸체, 매니폴드 및 제어 유닛을 갖는 인라인 희석 스키드(inline dilution skid)로서,
    상기 매니폴드는 상기 제1 펌프 몸체, 및 상기 제2 펌프 몸체와 작동가능하게 배열되고(operably arranged), 상기 매니폴드는 완충제 입구 라인, 주입수(WFI) 입구 라인, 및 상기 완충제 입구 라인 및 상기 WFI 입구 라인 둘 다와 유체연통하는 배출 라인을 포함하고, 상기 완충제 입구 라인은 농축된 완충제 용액의 상기 공급물과 선택적(selective) 유체연통 상태에 있고, 상기 WFI 입구 라인은 WFI의 원천과 유체연통하는 상태로 배치되도록 적합화되고, 상기 매니폴드는 제1 펌프 헤드 및 제2 펌프 헤드를 포함하고, 상기 제1 펌프 헤드는 상기 완충제 입구 라인에 배치되되, 상기 제1 펌프 몸체를 작동시키는 것에 의해 상기 완충제 입구 라인 내에서 유체 변위(fluid displacement)를 선택적으로(selectively) 생성하도록, 상기 제1 펌프 몸체와 작동가능하게 배열되고, 상기 제2 펌프 헤드는 상기 WFI 입구 라인에 배치되되, 상기 제2 펌프 몸체를 작동시키는 것에 의해 상기 WFI 입구 라인 내에서 유체 변위를 선택적으로(selectively) 생성하도록, 상기 제2 펌프 몸체와 작동가능하게 배열되며,
    상기 제어 유닛은 상기 제1 펌프 몸체 및 상기 제2 펌프 몸체와 전기적으로 통신하고, 상기 제어 유닛은, 희석된 완충제 용액의 일 양(a quantity)을 생성하기 위해, 상기 제1 펌프 몸체 및 상기 제2 펌프 몸체를 선택적으로(selectively) 작동시키도록 구성된,
    인라인 희석 스키드; 및
    생물용기 백 및 충전 수준 센서를 포함하는 생물용기 어셈블리로서, 상기 생물용기 백은 저장 용적을 한정(define)하고, 상기 생물용기 백은 상기 인라인 희석 스키드의 상기 매니폴드와 유체연통하여 희석된 완충제 용액을 내부에 저장하고, 상기 충전 수준 센서는 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내의 재료의 부피를 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 충전 수준 센서는 상기 인라인 희석 스키드의 상기 제어 유닛과 통신하여 상기 충전 수준 신호를 상기 제어 유닛에 전송하는, 생물용기 어셈블리;를 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 충전 수준 센서로부터 수신된 상기 충전 수준 신호에 기초하여, 상기 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최대 부피가 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내에 있게 되면, 상기 희석된 완충제 용액의 생성을 중단하도록 구성된,
    완충제 관리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 매니폴드는 완충제 특성 센서를 포함하고, 상기 완충제 특성 센서는 상기 배출 라인에 배치되고, 상기 완충제 특성 센서는 상기 배출 라인 내의 유체의 완충제 특성의 값을 감지하도록 그리고 상기 완충제 특성에 대해 감지된 상기 값을 나타내는 완충제 특성 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 완충제 특성 센서는 상기 제어 유닛과 전기적으로 통신하여 상기 제어 유닛에 상기 완충제 특성 신호를 전송하고, 상기 제어 유닛은, 상기 완충제 특성 센서로부터 수신된 상기 완충제 특성 신호에 기초하여, 상기 제1 펌프 몸체 및 상기 제2 펌프 몸체 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성된, 완충제 관리 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 완충제 입구 라인, 상기 WFI 유입 라인, 및 상기 배출 라인은, 배관(tubing)의 외부에 장착된 핀치 밸브(pinch valve)에 의해 선택적으로(selectively) 폐쇄되도록 적합화된 상기 배관을 포함하는, 완충제 관리 시스템.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매니폴드는 드레인 접합부(drain junction) 및 폐기물 라인(waste line)을 포함하고, 상기 드레인 접합부는 상기 배출 라인과 유체연통하고, 상기 폐기물 라인은 상기 드레인 접합부를 통해 상기 배출 라인과 유체연통하는, 완충제 관리 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 드레인 접합부는 제1 드레인 접합부를 포함하고, 상기 매니폴드는:
    제2 드레인 접합부로서, 상기 WFI 라인이 상기 제2 드레인 접합부를 통해 상기 폐기물 라인과 유체연통하도록 상기 WFI 라인 및 상기 폐기물 라인 둘 다와 유체연통하는 제2 드레인 접합부;를 더 포함하는,
    완충제 관리 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 완충제 입구 라인은 상기 폐기물 라인과 유체연통하는, 완충제 관리 시스템.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 완충제 관리 시스템은:
    제3 드레인 접합부로서, 상기 완충제 입구 라인과 상기 WFI 입구 라인과 유체연통하고 이들 사이에 개재된 제3 드레인 접합부;를 더 포함하고,
    상기 완충제 입구 라인은 상기 제3 드레인 접합부, 상기 WFI 라인, 및 상기 제2 드레인 접합부를 통해 상기 폐기물 라인과 유체연통하는,
    완충제 관리 시스템.
  18. 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 워크스테이션은, 농축된 완충제 용액의 복수의 공급물들을 지지하도록 구성되고, 상기 완충제 입구 라인은 농축된 완충제 용액의 상기 복수의 공급물들 중 각각의 공급물과 유체연통하는 복수의 완충제 입구 포트들을 포함하고, 상기 배출 라인은 상기 배출 라인과 유체연통하는 복수의 완충제 배출 포트들을 포함하고, 상기 복수의 완충제 배출 포트들은 상기 복수의 완충제 입구 포트들에 대응하고, 상기 매니폴드는 상기 완충제 입구 포트들 및 상기 완충제 배출 포트들 중 각각과 연관된 각각의 제어 밸브를 더 포함하고, 각각의 상기 제어 밸브는 상기 제어 유닛과 전기적으로 통신하여 상기 완충제 입구 포트들 또는 상기 완충제 배출 포트들 중 각각의 하나를 선택적으로(selectively) 폐쇄하며, 상기 완충제 관리 시스템은:
    생물용기 백 및 충전 수준 센서를 포함하는 복수의 생물용기 어셈블리들로서, 상기 복수의 생물용기 어셈블리들은 농축된 완충제 용액들의 공급물들의 개수에 대응하고, 상기 복수의 완충제 배출 포트들은 상기 복수의 생물용기 어셈블리들 중 다른 하나의 상기 생물용기 백과 각각 유체연통하고, 상기 생물용기 어셈블리들 중 각각의 하나의 상기 충전 수준 센서는, 각각의 상기 생물용기 백 내의 재료의 부피를 감지하도록 그리고 각각의 상기 생물용기 백 내의 재료의 감지된 부피를 나타내는 충전 수준 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 충전 수준 센서들 중 각각은 상기 제어 유닛과 전기적으로 통신하여 각각의 상기 충전 수준 신호를 상기 제어 유닛에 전송하는, 복수의 생물용기 어셈블리들;을 더 포함하는,
    완충제 관리 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 충전 수준 센서로부터 수신된 상기 충전 수준 신호에 기초하여, 각각의 상기 생물용기 백의 상기 저장 용적 내에서, 희석된 완충제 용액의 미리 결정된 최소 부피를 유지하도록 구성된, 완충제 관리 시스템.
  20. 제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 상기 생물용기 어셈블리는 상기 생물용기 백을 지지하도록 구성된 지지 표면을 갖는 선반을 포함하고, 상기 지지 표면은 수평축에 대해 경사각을 형성하도록 배치되고, 상기 충전 수준 센서는 정전용량성 충전 수준 센서를 포함하고, 상기 정전용량성 충전 수준 센서는 상기 지지 표면에 장착된, 완충제 관리 시스템.
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