KR20230062842A - 유체 이송 및 분배 매니폴드 - Google Patents

유체 이송 및 분배 매니폴드 Download PDF

Info

Publication number
KR20230062842A
KR20230062842A KR1020237010566A KR20237010566A KR20230062842A KR 20230062842 A KR20230062842 A KR 20230062842A KR 1020237010566 A KR1020237010566 A KR 1020237010566A KR 20237010566 A KR20237010566 A KR 20237010566A KR 20230062842 A KR20230062842 A KR 20230062842A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
conduits
conduit
distribution manifold
delivery
Prior art date
Application number
KR1020237010566A
Other languages
English (en)
Inventor
앤드류 반키에리
데이비드 바이저
브라이언 하우저
Original Assignee
썬플라워 테라퓨틱스, 피비씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 썬플라워 테라퓨틱스, 피비씨 filed Critical 썬플라워 테라퓨틱스, 피비씨
Publication of KR20230062842A publication Critical patent/KR20230062842A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/40—Manifolds; Distribution pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
    • F16L41/03—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted comprising junction pieces for four or more pipe members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/26—Conditioning fluids entering or exiting the reaction vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/072—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members
    • F16K11/074—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with pivoted closure members with flat sealing faces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/12—Specific details about materials
    • B01L2300/123—Flexible; Elastomeric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F16K2099/0082—Microvalves adapted for a particular use
    • F16K2099/0084—Chemistry or biology, e.g. "lab-on-a-chip" technology
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2201/00—Special arrangements for pipe couplings
    • F16L2201/10—Indicators for correct coupling

Abstract

수직으로 직조된 유체 도관의 구조화된 조립체는 도관 사이의 연결을 용이하게(일부 경우에는 볼 수 있게) 수립하여, 자동화된 유효성 검사 또는 확인 수단에 대한 운영 편의성 및 순응성을 제공할 수 있게 한다.

Description

유체 이송 및 분배 매니폴드
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 미국 일련 번호 63/075,447(출원일: 2020년 9월 8일, 전체 내용은 본 명세서에 참조에 의해 원용됨)의 우선권 및 이점을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 생물학적 생산 공정에서의 유체 이송 및 분배에 관한 것이다.
바이오 의약품 및 백신은 일반적으로 제조 공정의 일부로 단백질 또는 기타 제약 성분을 발현, 회수 및 안정화하도록 의도된 일련의 작업을 사용하여 생산 또는 제조된다. 이러한 작업은 생산 공정의 특정 단계를 지원하도록 의도된 염, 화학 물질 및 기타 물질종의 조합을 포함하는 하나 이상의 유체 매체 및 완충액의 전달, 전환 및 폐기를 포함한다. 이러한 작업의 예는 세포 배양 또는 발효, 완충액 교환, 크로마토그래피, 농축, 침전 및 결정화를 포함한다. 바이오 의약품 및 백신의 경우 무균 전환 및 가공을 보장하는 것도 중요하다.
단일 작업 또는 여러 작업에서 이러한 유체를 저장하고 전환하는 일반적인 수단은 저장 탱크와 같은 한 위치에서 다른 위치로 유체를 전달하는 도관 또는 파이프를 포함한다. 이러한 전환 도관은 증기, 화학 물질, 열 또는 조합에 대한 노출을 포함하여 다수의 방법으로 잔류 물질을 제거하기 위해 청소할 수 있는 스테인리스강 또는 기타 유사한 불활성 금속으로 이루어질 수 있다. 제조하는 데 필요한 복수의 단계 중 임의의 단일 작업은 공정의 완성을 달성하기 위해 상이한 유체의 전환을 요구할 수 있다. 제약 성분을 회수하거나 유체로부터 불순물을 제거하기 위해 수지를 사용하는 크로마토그래피 작업의 경우 사용되는 완충액의 개수는 4개 내지 10개의 유체일 수 있다. 일반적인 제조 공정은 이러한 유형의 3개 내지 6개 이상의 단계를 포함할 수 있다. 전체적으로, 유체 운송 도관의 고유한 개수는 2개에서 20개, 100개 이상에 이를 수 있다. 유사하게, 접선 흐름 여과, 한외여과, 정용여과, 멤브레인 분리 또는 업계에서 일반적인 다른 여과 방법과 같은 비크로마토그래피 분리 작업에 다수의 완충액 또는 유체가 사용될 수 있다.
일회용 유체 도관은 작업 사이에 고정 도관을 청소하는 데 필요한 화학 폐기물을 줄이고, 무균 작업의 보장을 개선하며, 새로운 제약 성분을 위한 새로운 제조 현장 또는 공정을 구축하는 데 필요한 시간을 줄일 수 있다. 이러한 일회용 유체 도관은 종종 실리콘 튜브 또는 기타 플라스틱과 같은 생체 적합성 재료를 포함한다. 도관은 공정에서 다른 장비를 연결하기 위해 종종 길이와 종단 연결이 맞춤화된다. 연결은 다른 도관에 대한 무균 연결을 허용하도록 설계된 백(bag) 또는 용기 또는 적응형 커넥터와 같은 다른 일회용 구성요소에 대한 직접 연결을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 한 세트의 조립된 도관이 하나 이상의 바이오프로세싱 작업에 필요한 복수의 유체의 연결 및 전환을 허용하기 위해 연결될 수 있다.
특정 응용에 필요한 부품은 튜브, 커넥터, 백, 밸브 등을 포함할 수 있고 이러한 기본 요소는 응용의 다양한 작동 단계에 영향을 미치기 위해 필요에 따라 복잡한 유체 전환 시스템으로 조립될 수 있다. 구성 요소가 너무 단순하고 다재다능한 경향이 있기 때문에 조립된 시스템은 보기 흉하고 재현하기 어려울 수 있다. 작업자는 기본 부품 키트를 복잡한 기능 장치로 조립하기 위해 자세한 지침을 따라야 할 수 있다. 구성 요소 또는 구성 요소의 하위 조립체를 연결하는 데 오류가 있으면 작동이 저하되고 높은 수준의 보증이 필요한 의약품 제조 또는 기타 생산 라인에서 시스템을 사용할 수 없게 될 수 있다. 따라서, 광범위한 배치에서 사용할 수 있을 만큼 다재다능하고 작업자 오류를 줄이거나 최소화하는 데 도움을 줄 수 있는 유연하고 확장 가능한 중간 수준의 유체 전환 구성 요소가 필요하다.
본 발명의 실시형태는 유체 도관의 구조화된 조립체를 이용하여 도관 사이의 연결을 용이하게(일부 경우에는 볼 수 있게) 수립하여, 자동화된 유효성 검사 또는 확인 수단에 대한 운영 편의성 및 순응성을 제공한다.
따라서, 제1 양태에서, 본 발명은 다양한 실시형태에서, 유체 이송 및 분배 매니폴드로서, 지지체; 지지체를 통과하는 제1 복수의 병렬 유체 도관; 및 제1 유체 도관과 수직이고 제1 유체 도관과 직조된(interwoven) 상태로 지지체를 통과하는 제2 복수의 병렬 유체 도관을 포함하고; 제2 유체 도관 중 적어도 일부는 제1 복수의 유체 도관 중 하나 이상에 선택적으로 유체 흐름 가능하게 연결된, 매니폴드에 관한 것이다. 제1 도관과 제2 도관은 날실과 씨실로 엇갈려 있을(interlaced) 수 있다.
다양한 실시형태에서, 매니폴드는 멀티포트 밸브 헤드를 추가로 포함하고, 제1 복수의 병렬 유체 도관은 밸브 헤드에서 종료된다. 제1 유체 도관과 제2 유체 도관 사이의 유체 연결은 이들 사이의 영구적인 연결 또는 조정 가능한 전환 밸브에 의해 수립될 수 있다. 체크 밸브일 수 있는 전환 밸브는 수동으로 또는 전자적으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 매니폴드는 사용자 명령을 수신하고 사용자 명령에 응답하여 전환 밸브 중 적어도 하나를 전자적으로 조정하기 위한 회로부를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 회로부는 예를 들어, 전환 밸브 및 그 개방도를 지정하기 위한 사용자 명령을 수신하기 위해 유선 및/또는 무선 네트워크 인터페이스를 포함할 수 있다.
다양한 실시형태에서, 각각의 제1 도관은 별도의 전환 밸브를 통해 모든 제2 도관에 연결된다. 지지체는 제1 도관과 제2 도관을 수직으로 직조된 구성으로 유지하기 위한 강성 프레임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지체는 도관을 수용하고 수직으로 직조된 구성을 시행하기 위해 다른 깊이의 채널을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서 매니폴드는 지지체와 일체형으로 제1 복수의 연결 가능 포트를 포함하고, 제1 복수의 연결 가능 포트 각각은 제1 도관 중 하나의 제1 도관의 자유 단부에 대한 유체의 접근을 제공한다. 매니폴드는 지지체와 일체형으로 제2 및 제3 복수의 연결 가능 포트를 포함할 수 있고, 제2 연결 가능 포트 각각은 제2 도관 중 하나의 제2 도관의 제1 단부에 대한 유체의 접근을 제공하고, 제3 연결 가능 포트 각각은 제2 도관 중 하나의 제2 도관의 제2 단부에 대한 유체의 접근을 제공한다.
다른 양태에서, 본 발명은 다양한 실시형태에서, 유체 이송 방법으로서, 제1 및 제2 복수의 평행한 유체 도관을 직조하는 단계로서, 제1 및 제2 복수의 유체 도관은 서로 실질적으로 수직인, 직조하는 단계; 제2 유체 도관의 적어도 일부 각각을 제1 복수의 유체 도관 중 하나 이상에 유체 흐름 가능하게 연결하는 단계; 및 제1 유체 도관의 적어도 일부로부터 유체 흐름 가능하게 연결된 제2 유체 도관으로 유체가 흐르게 하는 단계를 포함하는, 방법에 관한 것이다. 유체 연결은 영구적이거나 조정 가능하고 밸브가 이용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "대략"이라는 용어는 ±10%, 일부 실시형태에서는 ±5%를 의미한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예", "실시예", "일 실시형태" 또는 "실시형태"라는 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 기술의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 "일 실시예에서", "실시예에서", "일 실시형태" 또는 "실시형태"라는 어구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 루틴, 단계 또는 특성은 기술의 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 본 명세서에 제공된 식별 항목은 편의를 위한 것일 뿐, 청구된 기술의 범위나 의미를 제한하거나 해석하기 위해 의도된 것이 아니다.
전술한 내용 및 다음의 상세한 설명은 도면과 함께 취해질 때 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른 분배 매니폴드의 부분적으로 투명한 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시되고 동작을 위해 이루어진 유체 연결을 포함하는 회전식 밸브의 확대도를 도시한다.
도 2는 추가 기계적 특징이 표시된, 도 1a 및 도 1b에 도시된 회전식 밸브의 다른 확대도이다.
도 3은 도 1a에 도시된 분배 매니폴드의 프로그래밍 가능한 버전을 개략적으로 도시한다.
먼저 대표적인 유체 이송 및 분배 매니폴드(100)를 도시하는 도 1a 및 도 1b를 참조한다. 매니폴드(100)는 지지체(110), 멀티포트 밸브 헤드(125)에서 종료되는 대표적으로 120으로 표시된 제1 복수의 (수직) 병렬 유체 도관을 포함한다. 지지체(110)는 백플레이트(130), 융기된 플랫폼(135), 및 유체 도관을 보호하지만 밸브 헤드(125)를 노출시키고 접근 가능하게 하는 커버 플레이트(140)를 포함한다. 커버 플레이트(140)는 나사(도시된 바와 같음), 열밀봉, 접착제 또는 다른 체결 수단에 의해 융기된 플랫폼(135)에 고정될 수 있고, 적절한 조립체의 누출 검출 및 확인을 허용하도록 투명할 수 있다. 유체 도관(120)의 말단 부분은 리세스된 채널(145) 내에 안착되고 커버 플레이트(140)의 에지 아래를 통과하며, 각각은 밸브 헤드(125)의 포트에 연결되도록 루프로 연장된다. 회전식 밸브 헤드(125)는 출구 또는 입구 라인(155)과, 유체 도관(120) 중 하나 사이의 선택 가능한 유체 연결을 용이하게 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 커버 플레이트(140)는 표시된 도관(120)이 대응하는 회전식 밸브 헤드(125) 상의 위치를 지정하는 식별자(예를 들어, 숫자, 문자 또는 기계 판독 가능 마킹)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 회전식 밸브 헤드(125)의 전방 면은 원하는 도관이 홈 위치로 와서 라인(155)에 유체 흐름 가능하게 연결될 때까지 회전된다. 도관(120)의 루프형 종단 단부는 응력 없이 이러한 회전을 수용하도록 연장된다. 선택적으로, 잠금 레버(157)는 회전식 밸브 헤드(125)를 선택된 위치에 회전 방향으로 잠글 수 있도록 벨리빌(Belleville) 스프링 스택(158)에 결합된다. 한 쌍의 레버 정지부(159)는 손가락 간극을 보장한다.
제2 복수의 (수평) 평행 유체 도관(160)은 제1 유체 도관(120)과 수직이고 제1 유체 도관과 직조된 상태로 지지체(110)를 통과한다. 직조는 다양한 형태를 취할 수 있다. 도 1a에서, 연속적인 도관(140)은 교번하는 방식으로 도관(120)의 앞과 뒤를 통과한다. 이것은 교번하는 깊은(예를 들어, 도관(160D)) 깊이와 얕은(예를 들어, 도관(160S)) 깊이를 갖는 채널에 도관(160)을 안착시킴으로써 달성된다. 유체 도관(120)이 통과하는 채널(145)은 중간 깊이를 갖는다. 이 구성에서, 유체 도관(160)의 절반은 수직 도관(120) 위에 있고 절반은 아래에 있다. 대안적으로, 도관(120)은 날실을 형성할 수 있고, 도관(160)은 씨실로 이를 통해 개별적으로 직조될(즉, 엇갈려 있을) 수 있고, 또는 도관(160)은 날실을 형성할 수 있고, 도관(120)은 씨실(즉, x-y 직조)로 이를 통해 개별적으로 직조될 수 있다. 보다 정교한 "스티칭" 패턴"이 가능하며, 예를 들어, 서로에 대해 90° 회전되어 엇갈린 두 개의 직조된 세트(즉, 대각선의 추가 라인)가 가능하다.
연결은 수직 도관과 수평 도관 사이에 원하는 대로 이루어질 수 있고; 각각의 수평 도관은 하나 이상의 수직 도관에 연결되거나 다른 도관에 연결되지 않을 수 있으며, 유사하게 각각의 수직 도관은 하나 이상의 수평 도관에 연결되거나 다른 도관에 연결되지 않을 수 있다. 예를 들어, 수평 도관(160)은 다양한 분석 시약을 전달할 수 있고, 수직 도관(120)은 테스트할 샘플을 전달할 수 있다. 각각의 샘플은 개별 도관(140)을 통해 전달되는 하나 또는 다수의 시약과의 혼합을 필요로 할 수 있다. 도관은 다른 도관과의 연결에서 종료되거나 종료되지 않을 수 있다.
수직 도관과 수평 도관 사이의 유체 연결은 영구적이거나 일시적이거나 프로그래밍 가능할 수 있다. 직조된 도관 배열은 밀집되거나 간섭되는 일 없이 인접한 연결을 수립하기 위한 공간을 제공한다. 일부 실시형태에서, 연결은 예를 들어 두 도관을 관통하고 이들 사이에 유체 기밀 연결을 수립하는 영구적인 커넥터에 의해 이루어진다. 대안적으로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 연결은 관련된 수직 도관(120)을 종료되고 수평 도관(160)의 내강으로 유체 경로를 생성하는 T-커넥터(170)를 사용하여 이루어질 수 있다. 이러한 커넥터는 임의의 원하는 개수와 구성으로 설치될 수 있으며, 예를 들어, 샘플이 들어 있는 도관으로 시약이 들어가는 것은 허용하지만 샘플이 (다른 샘플 도관에 공급할 수 있는) 시약 도관으로 역방향으로 이동하는 것은 방지하는 체크 밸브를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 연결은 조정 가능한 전환 밸브에 의해 수립된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 시스템(300)에서, 전환 밸브(310)는 일부 또는 모든 도관 교차점에 배치되고, 원하는 연결 패턴을 달성하기 위해 제어기(320)에 의해 선택적으로 활성화될 수 있다. 특히, 이 밸브(310)는 수동으로 및/또는 제어기(320)에 의해 전기적으로 조정되어, 전환 속도가 도관 사이에 전혀 흐르지 않는 것에서부터 최대 흐름에 이르기까지 선택 가능한 것을 허용한다. 일 구현예에서, 밸브는 전기적으로 작동 가능하고, 원하는 밸브 작동 상태의 패턴은 제어기(320)에 전달되고, 관련된 비휘발성(예를 들어, 플래시) 메모리(325)에 저장된다. 예를 들어, 제어기는 종래의 무선(또는 유선) 인터페이스(330)를 가질 수 있고, 예를 들어, 전화 또는 태블릿을 통해 사용자로부터 명령을 수신할 수 있다. 인터페이스를 통해 입력되거나 그래픽 패턴으로 전달되는 이러한 명령은 각 제어 밸브(310)의 상태(즉, 개방 정도)를 규정한다. 제어기는 밸브(310)에 신호를 전송하여 밸브를 전기 기계적으로 영구적으로 프로그래밍된 상태에 놓는다. 밸브(310)는 흐름 센서를 포함할 수 있고, 센서의 출력은 제어기(320)에 의해 주기적으로 감지되어 초기에 밸브를 설정하고 이후 저장된 작동 패턴과 일치하는 것을 보장하며; 임의의 검출된 편차는 편차 밸브로 보내지는 적절한 제어 신호에 의해 수정될 수 있다. 제어기(320)와 메모리(325)는 예를 들어 백플레이트(130)와 융기된 플랫폼(135) 사이에 위치될 수 있다. 적절한 전기 기계 작동 가능 밸브는 종래의 것이며 쉽게 이용 가능할 수 있다.
유체 도관(120)은 도시된 바와 같이 밸브 헤드(130)에서 종료된다. 도관(120)의 일부 또는 모든 도관의 대향 단부는 또한 매니폴드(100)의 에지에서, 예를 들어, 유체 기밀 연결이 수립되는 것을 허용하는 루어 록(luer lock) 또는 유사한 결합구에서 종료될 수 있다. 유체 도관(160)의 일부 또는 전부는 유사하게 매니폴드(100)의 에지에서 일 단부 또는 양 단부에서 종료될 수 있다. 밸브 헤드(125)는 선택적이라는 점에 유의해야 한다. 일부 실시형태에서, 모든 유체 도관(120)의 출구는 매니폴드(100)를 빠져나가고, 즉, 단일 도관(120)이 선택되지 않는다. 매니폴드는 교차하는 도관 사이에서 선택 가능한 연결을 수립하는 역할을 한다.
매니폴드(100)는 제조 시 사용되는 다른 구성요소에 부착하는 것을 허용하는 특징부를 포함할 수 있다. 이러한 특징부는 구멍, 걸이부, 벨크로 또는 기타 부착 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 매니폴드(100)는 장착할 수용 부품 상의 맞춤 고정 요소 상에 장착될 수 있다. 일부 경우에, 이 특징부는 부착 후 어레이를 제자리에 고정하는 종래의 잠금 기구를 포함한다. 일부 경우에, 이 요소는 전기 또는 기계 센서에 연결된다.
도관 사이의 연결이 수동으로 이루어지는 실시형태에서, 연결 패턴은 바람직하게 커버 플레이트(140)를 통해 볼 수 있고, 디지털 카메라, 스캐너, 비디오 레코딩 디바이스 또는 이미지를 캡처하는 다른 수단에 의해 기록되고, 컴퓨터 비전 또는 기타 인식 시스템에 의해 해석되어 매니폴드(100)를, 예를 들어, 각각의 유형 특정 응용에 대응하는 복수의 가능한 유형으로 분류할 수 있다. 이것은 제조 및 분배를 단순화하고 또한 매니폴드가 생산 시 설치될 때 확인하는 것을 허용한다. 감지된 패턴은 패턴을 복제하기 위해 프로그래밍 가능한 실시형태(300)의 제어기(320)에 전달될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 설치를 위해 구조화된 어레이의 배향을 나타내거나 다시 한번 조립체의 신원을 보장하기 위해 마킹이 매니폴드(100)에 배치될 수 있다. 일부 경우에, 매니폴드(100)는 또한 RFID 또는 다른 수동 신호 디바이스를 포함(또는 수신)할 수 있다. 일부 경우에, 매니폴드(100)에는 바코드가 마킹된다. 일부 실시형태에서, 매니폴드 및 주변 지지체(110)의 형상은 도관의 개수 및 배치와 관련된다.
제어기(320)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 기능이 하나 이상의 소프트웨어 프로그램으로 제공되는 실시형태의 경우, 프로그램은 PYTHON, PASCAL, JAVA, C, C++, C#, BASIC, 다양한 스크립팅 언어 및/또는 HTML과 같은 다수의 고급 언어 중 임의의 언어로 작성될 수 있다. 추가적으로, 소프트웨어는 타깃 컴퓨터에 상주하는 마이크로프로세서와 관련된 어셈블리 언어로 구현될 수 있고; 예를 들어, 소프트웨어는 Intel 80x86 어셈블리 언어로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 PROM, EPROM, EEPROM 또는 전계 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 제조 물품에 구현될 수 있다. 하드웨어 회로부를 사용하는 실시형태는 예를 들어 하나 이상의 FPGA, CPLD 또는 ASIC 프로세서, 또는 종래의 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기를 사용하여 구현될 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어와 표현은 본 발명을 제한하는 것이 아니라 설명하는 용어와 표현으로 사용된 것이고, 이러한 용어와 표현을 사용할 때 도시되고 설명된 특징 또는 그 일부의 임의의 등가물을 배제하려는 의도가 없다. 또한, 본 발명의 특정 실시형태를 설명하였지만, 본 명세서에 개시된 개념을 포함하는 다른 실시형태가 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것은 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서 설명된 실시형태는 모든 양태에서 단지 예시적인 것이고, 본 발명을 제한하는 것이 아닌 것으로 간주되어야 한다.
주장하는 내용은 다음과 같다.

Claims (20)

  1. 유체 이송 및 분배 매니폴드로서,
    지지체;
    상기 지지체를 통과하는 제1 복수의 병렬 유체 도관; 및
    상기 제1 유체 도관과 수직이고 상기 제1 유체 도관과 직조된(interwoven) 상태로 상기 지지체를 통과하는 제2 복수의 평행 유체 도관
    을 포함하되, 상기 제2 유체 도관의 적어도 일부는 상기 제1 복수의 유체 도관 중 하나 이상에 선택적으로 유체 흐름 가능하게 연결된, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  2. 제1항에 있어서, 멀티포트 밸브 헤드를 추가로 포함하되, 상기 제1 복수의 병렬 유체 도관은 상기 멀티포트 밸브 헤드에서 종료되는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 유체 도관과 상기 제2 유체 도관 사이의 유체 연결은 이들 도관 사이의 영구적인 연결에 의해 수립되는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 유체 도관과 상기 제2 유체 도관 사이의 유체 연결은 조정 가능한 전환 밸브에 의해 수립되는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전환 밸브는 수동으로 조정 가능한, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전환 밸브는 체크 밸브인, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  7. 제4항에 있어서, 상기 전환 밸브는 전자적으로 조정 가능하고, 사용자 명령을 수신하고 상기 사용자 명령에 응답하여 상기 전환 밸브 중 적어도 하나를 전자적으로 조정하기 위한 회로부를 추가로 포함하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회로부는 상기 사용자 명령을 수신하기 위한 네트워크 인터페이스를 포함하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스는 유선인, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  10. 제8항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스는 무선인, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  11. 제7항에 있어서, 상기 사용자 명령은 각각 전환 밸브 및 상기 전달 밸브의 개방도를 지정하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  12. 제4항에 있어서, 각각의 상기 제1 도관은 별도의 전환 밸브를 통해 모든 상기 제2 도관에 연결되는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  13. 제1항에 있어서, 상기 지지체는 상기 제1 도관과 상기 제2 도관을 수직으로 직조된 구성으로 유지하기 위한 강성 프레임을 포함하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 지지체는 상기 도관을 수용하고 수직으로 직조된 구성을 시행하기 위해 상이한 깊이의 채널을 포함하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  15. 제1항에 있어서, 상기 지지체와 일체로 제1 복수의 연결 가능 포트를 추가로 포함하고, 상기 제1 연결 가능 포트 각각은 상기 제1 도관 중 하나의 제1 도관의 자유 단부에 대한 유체의 접근을 제공하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  16. 제1항에 있어서, 상기 지지체와 일체로 제2 및 제3 복수의 연결 가능 포트를 추가로 포함하고, 상기 제2 연결 가능 포트 각각은 상기 제2 도관 중 하나의 제2 도관의 제1 단부에 대한 유체의 접근을 제공하고, 상기 제3 연결 가능 포트 각각은 상기 제2 도관 중 하나의 제2 도관의 제2 단부에 대한 유체의 접근을 제공하는, 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1 도관과 상기 제2 도관은 날실과 씨실로 엇갈려 있는(interlaced), 유체 이송 및 분배 매니폴드.
  18. 유체 이송 방법으로서,
    제1 및 제2 복수의 병렬 유체 도관을 직조하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 복수의 유체 도관은 서로에 대해 실질적으로 수직인, 상기 직조하는 단계;
    상기 제2 유체 도관의 적어도 일부 각각을 상기 제1 복수의 유체 도관 중 하나 이상의 유체 도관에 유체 흐름 가능하게 연결하는 단계; 및
    상기 제1 유체 도관의 적어도 일부로부터 유체 흐름 가능하게 연결된 제2 유체 도관으로 유체가 흐르게 하는 단계
    를 포함하는, 유체 이송 방법.
  19. 제18항에 있어서, 유체 연결은 영구적인, 유체 이송 방법.
  20. 제18항에 있어서, 유체 연결은 조정 가능하고 밸브가 이용되는, 유체 이송 방법.
KR1020237010566A 2020-09-08 2021-09-07 유체 이송 및 분배 매니폴드 KR20230062842A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063075447P 2020-09-08 2020-09-08
US63/075,447 2020-09-08
PCT/US2021/049256 WO2022055862A1 (en) 2020-09-08 2021-09-07 Fluid transport and distribution manifold

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230062842A true KR20230062842A (ko) 2023-05-09

Family

ID=80470697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237010566A KR20230062842A (ko) 2020-09-08 2021-09-07 유체 이송 및 분배 매니폴드

Country Status (8)

Country Link
US (2) US11796111B2 (ko)
EP (1) EP4211221A1 (ko)
JP (1) JP2023550226A (ko)
KR (1) KR20230062842A (ko)
AU (1) AU2021341824A1 (ko)
CA (1) CA3191935A1 (ko)
CO (1) CO2023004384A2 (ko)
WO (1) WO2022055862A1 (ko)

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3012408A (en) * 1958-07-22 1961-12-12 Union Carbide Corp Method and apparatus for vaporizing liquefied gases
AU662203B2 (en) 1992-04-03 1995-08-24 Baxter International Inc. Improved transfer set
US5320139A (en) 1993-03-30 1994-06-14 Millipore Corporation Fluid delivery system
US5941635A (en) 1997-06-11 1999-08-24 Hyclone Labortories, Inc. Mixing block for resuspension system
US7378280B2 (en) 2000-11-16 2008-05-27 California Institute Of Technology Apparatus and methods for conducting assays and high throughput screening
JP2006512092A (ja) 2002-12-30 2006-04-13 ザ・リージェンツ・オブ・ジ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア 病原体の検出および分析のための方法および装置
CA2807591C (en) 2003-04-03 2014-11-18 Fluidigm Corp. Microfluidic devices and methods of using same
US8828663B2 (en) * 2005-03-18 2014-09-09 Fluidigm Corporation Thermal reaction device and method for using the same
EP1685282A2 (en) * 2003-04-17 2006-08-02 Fluidigm Corporation Crystal growth devices and systems, and methods for using same
KR100695151B1 (ko) 2005-05-18 2007-03-14 삼성전자주식회사 교차 채널을 이용한 유체 혼합 장치
US7815868B1 (en) 2006-02-28 2010-10-19 Fluidigm Corporation Microfluidic reaction apparatus for high throughput screening
KR100938146B1 (ko) 2009-02-11 2010-01-21 (주)엔엘에스바이오 다기관을 이용한 수처리 시스템
CN105209159B (zh) 2013-03-15 2018-06-12 懿华水处理技术有限责任公司 用于电化学分离的流量分配器
US9696097B2 (en) 2014-08-01 2017-07-04 Applied Materials, Inc. Multi-substrate thermal management apparatus
US20200399646A9 (en) 2017-01-10 2020-12-24 Massachusetts Institute Of Technology Constructs and cells for enhanced protein expression
CN110352120B (zh) 2017-03-17 2021-08-17 美国圣戈班性能塑料公司 流体歧管及其制造方法
EP3606945A1 (en) 2017-04-01 2020-02-12 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for manufacturing biologically-produced products
US20200199523A1 (en) 2017-04-01 2020-06-25 Massachusetts Institute Of Technology Media for microorganism culture and related compositions and methods
US10987636B2 (en) 2017-08-31 2021-04-27 Massachusetts Institute Of Technology Filtration systems and methods for manufacturing biologically-produced products
KR20200056995A (ko) 2017-09-21 2020-05-25 리플리겐 코포레이션 크로마토그래피 컬럼으로부터 압력 및 공기를 제거하기 위한 방법 및 시스템
CN111373188B (zh) 2017-10-13 2022-01-21 美国圣戈班性能塑料公司 流体歧管及其制造方法
WO2019099406A1 (en) 2017-11-14 2019-05-23 Sartorius Stedim North America Inc. Fluid transfer assembly with a junction having multiple fluid pathways
WO2019099954A1 (en) 2017-11-17 2019-05-23 Koska Family Limited Systems and methods for fluid delivery manifolds

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023550226A (ja) 2023-12-01
CO2023004384A2 (es) 2023-04-17
WO2022055862A1 (en) 2022-03-17
AU2021341824A1 (en) 2023-03-23
CA3191935A1 (en) 2022-03-17
US20220074533A1 (en) 2022-03-10
US11796111B2 (en) 2023-10-24
EP4211221A1 (en) 2023-07-19
US20230417352A1 (en) 2023-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102933286B (zh) 用于生物液体处理设备的装置
CN1877288B (zh) 无菌取样装置
US7901376B2 (en) Dialysis cassette having multiple outlet valve
US8815179B2 (en) Automated aseptic liquid collection workstations and collection devices therefore
US10738900B2 (en) Valve assembly with directional flow path
CN105814352B (zh) 用于生物液体加工系统的远程促动阀
AU3246493A (en) Connector apparatus and system
US10094481B2 (en) Device for delivery of sample fluid
WO2006026253A2 (en) Automated low-volume tangential flow filtration process development device
CN101669122A (zh) 流体处理医疗装置以及设置流体处理医疗装置的方法
JP2018534491A (ja) 医薬品、バイオプロセス、及び食品／乳製品用の可撓性チューブ管理システム
KR20230062842A (ko) 유체 이송 및 분배 매니폴드
KR20210128933A (ko) 유체 관리 및/또는 처리 시스템에서 사용하기 위한 플로우 셀
JP7460247B2 (ja) フロー分配用の装置
CA2951398C (en) Multiple identification point automated parameter assurance method
US20210023564A1 (en) Configurable device for the flexible provision of compounds and/or functions in a biopharmaceutical process
CN109313214A (zh) 用于系统的共用管线选择器阀
KR20230022179A (ko) 바이오 제약 공정을 위한 스마트 탱크
CN114713037B (zh) 在线滤膜完整性测试装置及方法、及其用途
CN117320795A (zh) 可重构生物处理系统
CN219784372U (zh) 一种超滤管路系统
US20220249752A1 (en) Dialysis system having fixed water preparation units
CN112585463A (zh) 用于诸如色谱系统之类的分离系统的连接装置
JP2005168814A (ja) 多足連結管および液体供給システム