用于流體控制裝置的控制單元制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于流體控制裝置的控制單元，其中該控制單元包括用于提供正壓和/或負壓的壓力單元；至少一個第一控制單元出口，其可流體連接至包括有至少一個用于接收流體樣本的容器的加工裝置；至少一個第二控制單元出口，其可流體連接至具有用于接收該加工裝置的腔室的處理裝置；以及連接單元，通過該連接單元使該壓力單元可流體連接于或流體連接于該第一控制單元出口和/或該第二控制單元出口，其中該控制單元適于通過由該連接單元向該第一控制單元出口施加由該壓力單元所提供的正壓或負壓來控制該加工裝置中的該流體樣本的加工，并且適于控制該處理裝置的腔室中的物理狀態。理狀態。理狀態。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于流體控制裝置的控制單元


[0001]本專利技術涉及一種用于流體控制裝置的控制單元及一種包括該控制單元的流體控制裝置。

技術介紹

[0002]在生物相似性藥物的醫藥制程中，大部分生物制藥需要細胞株開發制程。細胞株開發是一種篩選蛋白質/抗體、達成蛋白質/抗體的高產率以及使其質量最優化的方法。然而，另一方面，細胞株開發是相當復雜、勞力密集且昂貴的制程。大部分藥廠的開發時間為半年。
[0003]細胞株開發中所需的核心工具是用于細胞培育的生物反應器。制程中從培育單細胞開始，通過重復篩選及放大的轉移步驟將規模連續擴大至大量生產規模。因此，針對不同階段及不同量的細胞，需要從微公升等級的生物反應器至大量生產等級的大型生物反應器的不同尺寸的生物反應器。然而，較小尺寸生物反應器的細胞培育環境的最優化存在限制。理想的生物反應器一般需要使細胞能夠在懸液中連續生長，動態監測生物信號，及對溶氧量及pH值進行反饋控制。很難在微公升等級的生物反應器中實現上述功能。
[0004]細胞培育設備中的傳統方法是將細胞置于用于靜態培養的具有不同尺寸的培育孔盤(96孔盤及24孔盤)中。然而，以此方式，細胞會沉降至孔盤的底部。結果是，細胞在不適當的環境中生長。靜態培養的缺點如下：1.細胞的生長環境受限于2D空間；2.氧自上方的氣
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液界面溶解至培養溶液中，且在細胞與氧之間存在一距離；3.細胞代謝物連續累積于細胞周圍，等等。
[0005]在生物反應器中，存在許多能達成均勻混合物的培養環境的方式。攪拌或搖動是達成均勻混合物的效應的最常見方式。然而，由于96孔盤及24孔盤中的液體量過小(雷諾數(Reynoldsnumber)小)，因此很難以傳統方式達成均勻混合物的效應。因此，就96孔盤細胞培育及24孔盤細胞培育而言，僅可選擇靜態培養，至多是以搖動方式的靜態培養，來達成部分的混合物效應。
[0006]就大多數現有的生物反應器而言，使用快速搖動方式來達成流體混合物的效應。然而，該方式僅在48孔盤及24孔盤中才可達成均勻混合物的效應，且在96孔盤中無法成功地進行均勻混合物的實驗。其原因是96孔盤中的液體量過小且雷諾數相對小。所以，快速搖動速度需大于1000rpm才能達成混合物效應。除此之外，在利用此種速度的快速搖動期間，很難整合各光學感測器。在快速搖動期間無法進行光學信號的檢測。這是為何現有生物反應器的孔盤僅可具有至多48孔的原因。
[0007]WO2018/189398A1披露一種生物反應器，其包括控制單元、用于接收包含生物粒子的流體樣本的孔以及蓋。由于上述組件是一個布置于另一個之上，該生物反應器具有堆疊式構造。該生物反應器存在的缺點為其具有復雜的結構且培養樣本的操作通量低。

技術實現思路

[0008]因此，本專利技術的目的是要提供一種可避免上述缺點的控制單元。
[0009]該目的由一種用于流體控制裝置的控制單元獲得解決，其中該控制單元包括：用于提供正壓和/或負壓的壓力單元；至少一個第一控制單元出口，其可流體連接至包括有至少一個用于接收流體樣本的容器的加工裝置；至少一個第二控制單元出口，其可流體連接至具有用于接收該加工裝置的腔室的處理裝置；以及連接單元，通過該連接單元使該壓力單元可流體連接于或流體連接于該第一控制單元出口和/或該第二控制單元出口，其中該控制單元適于通過由該連接單元向該第一控制單元出口施加由該壓力單元所提供的正壓或負壓來控制該加工裝置中的該流體樣本的加工，并且適于控制該處理裝置的腔室中的物理狀態。
[0010]根據本專利技術的控制單元具有經認定的如下優點：控制單元及處理裝置可彼此分開，從而簡化了處理裝置的結構。另外，經認定，可將同一控制單元用于兩項功能，即控制加工裝置中的加工及控制處理裝置中的物理狀態。已經認定，與已知實施例相反，控制單元不僅用于控制布置在加工裝置中的流體樣本的加工并且還用于控制其中設置有加工裝置的處理裝置的腔室中的物理狀態。特別地，當加工裝置設置于處理裝置的腔室內時，可通過控制單元來控制加工裝置的環境。因此，培養中的生物粒子的出產率得以提高。
[0011]處理裝置及加工裝置并非控制單元的一部分。加工裝置可設置于處理裝置的腔室內。加工裝置可為任何種類的可用于加工流體樣本的裝置。特別地，加工裝置可為可用于將流體供應至或移除于加工裝置的容器中以移動和/或混合布置于容器中的流體樣本的裝置。這樣的裝置可包括蓋及容器，且在下文中進行更詳細說明。備選地，加工裝置可為任何種類的微流體裝置，其中必需在該微流體裝置上施加力以加工微流體裝置內的液體。微流體裝置可為微流體芯片。
[0012]流體樣本視流體控制裝置而定。如果流體控制裝置與生物反應器相關，則流體樣本包含生物粒子。生物粒子可以是細胞或微生物。流體樣本可包含液體及至少一種生物粒子。液體可促進設置于液體中的生物粒子(特別地細胞或微生物)的生長。
[0013]如果流體控制裝置與化學反應器相關，則液體樣本可包含一或多種化學試劑。然而，如果流體控制裝置包括微流體裝置作為加工裝置，則流體樣本取決于微流體裝置的使用領域而定。
[0014]腔室中的物理狀態可為腔室的至少一個物理參數，如腔室溫度或腔室壓力或腔室內的氣體濕度或腔室內的氣體組成。
[0015]如前所述，流體樣本的加工可包括將流體(特別地為氣體)供應至或移除于加工裝置的容器和/或混合流體樣本和/或移動流體樣本和/或攪動流體樣本的生物粒子。混合流體樣本應理解為是一種使流體樣本的組分以產生新配置型態的方式相對于彼此運動的過程。加工裝置可執行前述加工步驟中的至少一者和/或是通過向第一控制單元出口施加正壓或負壓來控制。
[0016]控制單元可適于選擇性地向第一控制單元出口施加正壓或負壓。正壓或負壓可交替地施加至第一控制單元出口。附加或備選地，可向第一控制單元出口多次施加負壓或正壓。通過以前述方式向第一控制單元出口施加正壓或負壓，可確保位于加工單元中的流體樣本經得以被加工，特別地是得以被混合。
[0017]當流體可自一組件流入至另一組件(或反的亦然)時，兩組件之間存在流體連接。
[0018]連接單元是用于使壓力單元流體連接于或能流體連接于第一控制單元出口和/或第二控制單元出口的單元。
[0019]第一控制單元出口是流體(特別是氣體)通過其離開控制單元或進入控制單元的出口。同樣地，第二控制單元出口是流體(特別是氣體)通過其離開控制單元或進入控制單元的出口。第一控制單元出口可為供流體(特別是氣體)在其中流動的第一管的一部分。備選地，第一控制單元出口可為可用于與加工裝置建立流體連接的第一連接器的一部分。第二控制單元出口可為供流體(特別地氣體)在其中流動的第二管的一部分。備選地，第二控制單元出口可為可用于與處理裝置建立流體連接的第二連接器的一部分。
[0020]根據一實施例，控制單元可適于通過使壓力單元憑借連接單元與第二控制單元流體連接或分離來控制處理裝置的腔室中的物理狀態。
[0021]壓力單元可包括具有正壓的加壓氣箱，其中該加壓氣箱可流體本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.用于流體控制裝置(80)的控制單元(1)，其中所述控制單元(1)包括：壓力單元(2)，其用于提供正壓和/或負壓，至少一個第一控制單元出口(3)，其可流體連接至包括有至少一個用于接收流體樣本(26)(5)的容器(20)的加工裝置(4)，至少一個第二控制單元出口(7)，其可流體連接至具有用于接收所述加工裝置(4)的腔室(32)的處理裝置(30)，以及連接單元(8)，通過所述連接單元使所述壓力單元(2)可流體連接于或流體連接于所述第一控制單元出口(3)和/或所述第二控制單元出口(7)，其中所述控制單元(1)適于通過由所述連接單元(8)向所述第一控制單元出口(3)施加由所述壓力單元(2)提供的正壓或負壓來控制所述加工裝置(4)中的所述流體樣本(26)的加工，并且適于控制所述處理裝置(4)的所述腔室(32)中的物理狀態。2.根據權利要求1所述的控制單元(1)，其特征在于，所述控制單元(1)適于通過借助所述連接單元(8)使所述壓力單元(2)與所述第二控制單元出口(7)流體連接或分離來控制所述處理裝置的所述腔室(32)中的物理狀態。3.根據權利要求1或2所述的控制單元(1)，其特征在于，所述壓力單元(2)包括具有正壓的加壓氣箱(42)，其中所述加壓氣箱(42)可流體連接于或流體連接于所述第一控制單元出口(3)和/或所述第二控制單元出口(7)。4.根據權利要求1至3中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述壓力單元包括具有負壓的真空氣箱(44)，其中所述真空氣箱(44)可流體連接于或流體連接于所述第一控制單元出口(3)和/或所述第二控制單元出口(7)。5.根據權利要求1至4中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述壓力單元(2)包括氣體混合器(60)，所述氣體混合器a.設置于所述加壓氣箱(42)的上游和/或b.包括至少兩個用于氣體進入的入口(10)和/或c.包括用于釋放混合氣體的出口(9)。6.根據權利要求3至5中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述壓力單元(2)包括a.泵(46)，其設置于所述加壓氣箱(42)的上游和/或其適于提高所述加壓氣箱(42)中的壓力，和/或b.氣體過濾器(54)，其設置于所述加壓氣箱(42)的上游用以過濾氣體。7.根據權利要求3至6中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述壓力單元(2)包括a.另一泵(48)，其設置于所述真空氣箱(44)的下游和/或適于降低所述真空氣箱(44)中的壓力，和/或b.另一氣體過濾器(56)，其設置于所述真空氣箱(44)的下游。8.根據權利要求1至7中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述壓力單元(2)包括止回閥(58)，所述止回閥(58)流體設置于所述加壓氣箱(42)與所述第一控制單元出口(3)和/或第二控制單元出口(7)之間。9.根據權利要求1至8中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，
a.所述控制單元(2)適于將相同氣體供應至所述處理裝置(30)和所述加工裝置(4)，和/或b.所述加壓氣箱(42)將相同氣體供應至所述第一控制單元出口(3)和所述第二控制單元出口(7)。10.根據權利要求3至9中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述連接單元包括用于選擇性地使所述加壓氣箱(42)或所述真空氣箱(44)與所述第一控制單元出口(3)流體連接的至少一個閥(34)。11.根據權利要求3至10中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，所述連接單元(8)包括至少一個另一閥(62)，其在第一位置處使所述加壓氣箱(42)與所述處理裝置(30)流體連接，并且在第二位置處使所述加壓氣箱(42)與所述處理裝置(30)之間的流體連接分離。12.根據權利要求10或11所述的控制單元(1)，其特征在于，所述控制單元(1)包括用于控制所述閥(34)和/或所述另一閥(62)的至少一個控制器。13.根據權利要求12所述的控制單元(1)，其特征在于，a.所述控制器基于流動通過所述第一控制單元出口(3)的氣體流量來控制所述閥(34)，和/或b.所述控制器基于所述處理裝置(30)中的物理狀態，特別地為壓力，以及基于所述加工裝置(4)的物理狀態，特別地為壓力，來控制所述閥(34)。14.根據權利要求10至13中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，a.所述控制器基于流動通過所述第一控制單元出口(9)的氣體流量來控制所述閥(34)的出口的開度，和/或b.所述控制器基于所述處理裝置(30)的物理狀態以及基于所述加工裝置的物理狀態來控制所述閥(34)是使所述第一控制單元出口(3)與所述加壓氣箱(42)流體連接還是與所述真空氣箱(44)流體連接。15.根據權利要求12至14中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，a.所述控制器基于所述處理裝置(30)的所述腔室(32)的物理狀態，特別地為氣體組成，和/或位于所述加工裝置(4)中的所述流體樣本(26)的物理狀態來控制所述另一閥(62)，和/或b.所述控制器基于所述處理裝置(30)的所述腔室(32)的物理狀態，特別地為氣體組成，和/或位于所述加工裝置(4)中的所述流體樣本(26)的物理狀態來控制所述氣體混合器(60)。16.根據權利要求12至15中任一項所述的控制單元(1)，其特征在于，a.所述控制器適于控制設置于所述處理裝置(30)的所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡承翰，官大涵，江承昱，
申請(專利權)人：生德奈生物科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：