導(dǎo)管，包括，例如，細(xì)胞培養(yǎng)/凈化系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、介質(zhì)/緩沖劑制備系統(tǒng)和過濾/凈化系統(tǒng)，例如，色譜和切向流過濾器系統(tǒng)和它們的相關(guān)聯(lián)的流路徑。在生物處理行業(yè)中，用語(yǔ)“器皿”通常用來限定其中溫度的調(diào)整合乎需要的任何封閉的生物處理容積。用語(yǔ)“反應(yīng)器”和“反應(yīng)器系統(tǒng)”在本文可互換地使用且意圖包含化學(xué)、制藥和生物反應(yīng)器，包括但不限于細(xì)胞培養(yǎng)和疫苗產(chǎn)生反應(yīng)器，如本領(lǐng)域所已知的那樣。
[0046]如將在下面詳細(xì)描述，用于化學(xué)、制藥或生物反應(yīng)器系統(tǒng)中的熱交換模塊可包括本體，其構(gòu)造成在反應(yīng)器系統(tǒng)中設(shè)置在外部支承結(jié)構(gòu)和內(nèi)部可更換式反應(yīng)劑容器之間。本體可進(jìn)一步包括至少一個(gè)導(dǎo)熱表面，其適于接觸內(nèi)部可更換式反應(yīng)劑容器，以有利于熱傳遞。此外，熱交換模塊可包括熱交換器，其設(shè)置在模塊本體內(nèi)且可包括流體循環(huán)路徑，熱交換流體可循環(huán)通過流體循環(huán)路徑。熱交換模塊可從反應(yīng)器系統(tǒng)移除或可與反應(yīng)器支承結(jié)構(gòu)一體地形成。熱交換模塊還可形成為以便對(duì)內(nèi)部可更換式容器中的流體或在器皿中循環(huán)的流體提供增加的混合。增加的混合可增加反應(yīng)器系統(tǒng)中的熱傳遞的效率。
[0047]可用來支承可收縮的袋的支承結(jié)構(gòu)可具有包圍和/或容納袋的任何適當(dāng)?shù)男螤睢Ｔ谝恍┣闆r下，支承結(jié)構(gòu)可重復(fù)使用的。支承結(jié)構(gòu)可由基本剛性材料形成。可用來形成支承結(jié)構(gòu)的材料的非限制性示例包括不銹鋼、鋁、玻璃、樹脂浸漬的纖維玻璃或碳纖維、聚合物諸如高密度聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、尼龍或其它聚酰胺、聚酯、酚醛聚合物和其組合?？杀ＷC這些材料用于其所使用的環(huán)境中。例如，非脫落材料可用于需要產(chǎn)生最少顆粒的環(huán)境中。另外，支承結(jié)構(gòu)可包括其它構(gòu)件，諸如通道，以使流體流動(dòng)和/或容納材料，以修改支承結(jié)構(gòu)的屬性。
[0048]可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)或器皿可具有任何適當(dāng)?shù)娜莘e，并且在一些示例中，具有基本類似于容納在支承結(jié)構(gòu)中的容器的容積?？芍貜?fù)使用的支承結(jié)構(gòu)可具有例如大約5升至大約5000升之間的容積。大于10000升的容積也是可行的。
[0049]但是，在其它實(shí)施例中，反應(yīng)器系統(tǒng)不包括單獨(dú)的容器，例如，可收縮的袋和支承結(jié)構(gòu)，而是包括自支承式一次性容器。例如，可用來容納和/或存儲(chǔ)流體的容器可為塑料器皿的形式且可以可選地包括一體地或可釋放地附連到其上的攪動(dòng)系統(tǒng)。攪動(dòng)系統(tǒng)可與容器一起為一次性的。在一個(gè)特定實(shí)施例中，這種系統(tǒng)包括磁葉輪，其定位在聚合物容器或柔性袋中且通過外部磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持就位。在另一個(gè)實(shí)施例中，用作熱交換器的容器為剛性容器的形式。因此應(yīng)當(dāng)理解，本文參照容器和支承結(jié)構(gòu)描述的器皿的許多方面和特征也可適用于自支承性一次性容器。
[0050]如本文所描述，諸如可收縮的袋的器皿可包括混合系統(tǒng)，以混合器皿的內(nèi)容物。在一些情況下，不止一個(gè)攪動(dòng)器或葉輪可用來增加混合動(dòng)力，并且葉輪可為相同或不同的。在一些情況下，攪動(dòng)器可為其中高度可調(diào)節(jié)的攪動(dòng)器，例如，使得傳動(dòng)軸允許葉輪上升到箱的底部上方和/或允許使用多個(gè)葉輪。器皿的混合系統(tǒng)可為一次性的或在一些情況下意圖與容器一起為單次使用的?；旌狭黧w的各種方法可實(shí)施在容器中。例如，可使用基于磁促動(dòng)、鼓泡和/或空氣提升的葉輪。也可使用被密封且未磁耦合的直接軸驅(qū)動(dòng)混合器。另外或備選地，混合系統(tǒng)可包括具有不同的葉輪葉片構(gòu)造的葉輪。
[0051]許多公開的示例包括使用可收縮的袋、襯里或柔性容器。另外，本發(fā)明的實(shí)施例可包括利用非可收縮的袋、剛性容器、半柔性容器和涉及液體容納的其它構(gòu)造的系統(tǒng)。
[0052]可收縮的袋可由固有柔性的材料制成，諸如許多塑料，或可由通?？醋鲃傂圆牧系牟牧现瞥?，諸如玻璃或某些金屬，但是具有使容器當(dāng)經(jīng)歷在運(yùn)行期間預(yù)期的內(nèi)部壓力時(shí)在不受益于單獨(dú)的支承結(jié)構(gòu)的情況下整體上不能保持其形狀或結(jié)構(gòu)完整性的厚度或其它物理屬性。在一些實(shí)施例中，可收縮的袋包括柔性材料和基本剛性材料(諸如剛性聚合物、金屬或玻璃)的組合。例如，可收縮的袋、襯里或其它容器可包括剛性構(gòu)件，諸如連接件、端口、支承件，以用于混合和/或消泡系統(tǒng)。
[0053]在一些實(shí)施例中，剛性容器或可收縮的袋包括聚合材料，例如，作為主要材料。諸如本文描述的聚合材料的聚合材料可選擇或配方成具有適當(dāng)?shù)奈锢砗蜋C(jī)械特性，例如，通過改變聚合物摻雜物的成分的量，以調(diào)節(jié)任何預(yù)期的交聯(lián)的程度。例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可基于一些因素而選擇適當(dāng)?shù)木酆衔镆杂糜谌萜髦?，諸如聚合物的導(dǎo)熱率、與某些處理技術(shù)的相容性、與導(dǎo)熱材料的相容性、與容納在容器中的任何材料(諸如細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)物、溶劑)的相容性，以及與和在容器內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)相關(guān)聯(lián)的滅菌或其它處理或預(yù)處理的相容性。
[0054]在一些實(shí)施例中，可收縮的袋由適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧闲纬?，諸如均聚物或共聚物。柔性材料可為USP VI級(jí)論證的材料，例如，硅酮、聚碳酸酯、聚乙烯和聚丙烯。柔性材料的非限制性示例包括聚合物，諸如聚乙烯(例如，線性低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯)、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二氯乙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、尼龍、硅酮橡膠、其它合成橡膠和/或塑料。柔性容器的部分可包括基本剛性材料，諸如剛性聚合物，例如，高密度聚乙烯、金屬或玻璃。例如基本剛性材料可用于支承配件的區(qū)域中。
[0055]在其它實(shí)施例中，容器為基本剛性材料?？蛇x地，容器的所有或部分可為透光的，以允許觀察容器的內(nèi)部的內(nèi)容物。用來形成容器的材料或材料組合可基于一個(gè)或多個(gè)屬性來選擇，諸如，柔性、穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、液體和氣體可透性、不透明性，以及對(duì)于某些過程(諸如用于形成無縫可收縮的袋的吹制)的適應(yīng)能力。容器在一些情況下可為單次使用的或?yàn)橐淮涡缘摹?br>[0056]容器可具有任何適當(dāng)?shù)暮穸?，以容納液體，并且可設(shè)計(jì)成對(duì)在運(yùn)行期間或在被搬運(yùn)時(shí)的穿刺具有某些抵抗力。諸如容器壁的材料的厚度通常以“密耳”來規(guī)定。一密耳為等于千分之一英寸(10_3)的長(zhǎng)度單位，其等于0.0254毫米。單位“毫米”在本文縮寫為“mm”。例如，適于用于本發(fā)明的實(shí)施例中的可收縮的袋的柔性壁部分的厚度可小于10密耳(小于0.254mm)，或?yàn)榇蠹s10密耳至大約100密耳(大約0.254mm至大約2.54mm)或大約15密耳至大約70密耳(大約0.38 mm至大約1.78 mm)，或大約25 mm至大約50 mm (大約0.64_至大約1.27_)。在又一個(gè)示例中，容器的壁可具有大約250密耳的厚度。
[0057]在一些實(shí)施例中，容器包括不止一層材料，其可層疊在一起或以其它方式彼此附連，以便對(duì)容器賦予某些屬性。例如，一個(gè)層可由基本不透氧的材料形成。另一層可由對(duì)容器施加強(qiáng)度的材料形成?？砂ㄓ忠粚觼韺?duì)可容納在容器中的流體施加化學(xué)抵抗力。容器的一層或多層可包括導(dǎo)熱材料，以有利于熱傳遞到容器的內(nèi)部和從容器的內(nèi)部傳遞到容器外部的環(huán)境，如下面更詳細(xì)地描述的那樣。
[0058]本文公開的容器、襯里或其它物品可由任何適當(dāng)?shù)膶咏M合形成。非限制性示例包括包含I層至大約5層的相同或不同的材料的物品。各個(gè)層具有的厚度可為例如大約3密耳至大約200密耳(大約0.076mm至大約5.08mm)，或其組合。
[0059]可與可收縮的袋或其它容器集成的構(gòu)件可以任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬桑摬牧峡膳c袋或容器的材料相同或不同。在一個(gè)實(shí)施例中，容器以第一聚合物形成且構(gòu)件以例如在成分、分子量或化學(xué)結(jié)構(gòu)方面與第一聚合物不同的第二聚合物形成。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將熟悉材料處理技術(shù)，并且將能夠在本文描述的方法中使用這樣的技術(shù)來選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾筒牧辖M合。
[0060]適于用于本發(fā)明的實(shí)施例中的剛性容器或可收縮的袋可具有任何大小，以容納液體。例如，容器具有的容積可為大約0.1升至大約10000升(大約100立方厘米至大約IxlO7立方厘米。)。用語(yǔ)“立方厘米”在本文將縮寫為“Cm3”。在其它非限制性示例中，容器具有的容積可為大約5升至大約5000升(大約5000cm3至大約5x10 6cm3)，或大約40升至大約1000升(大約4xl04cm3至大約1x10 6cm3)。大于10000升(IxlO7Cm3)的容積也是可行的。適當(dāng)?shù)娜莘e可取決于容器的特定用途。例如，用作熱交換器的可收縮的袋可具有比用來容納和存儲(chǔ)大量流體的可收縮的袋更小的容積。
[0061]如果使用可收縮的袋，則其可在被填充液體之前基本癟縮，并且可在其被填充液體時(shí)開始膨脹。在其它實(shí)施例中，本發(fā)明可包括開口容器系統(tǒng)。
[0062]許多現(xiàn)有的可收縮的袋由兩個(gè)塑料材料片材構(gòu)建而成，它們通過熱或化學(xué)連結(jié)而連結(jié)，以形成具有兩個(gè)縱向接縫的容器。片材的開口端然后使用已知的技術(shù)進(jìn)行密封，并且接近孔口形成為通過容器壁。在一些實(shí)施例中，無縫可收縮的袋可特別制造成適合具有獨(dú)特的形狀和構(gòu)造的特定可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)。可使用基本完美地配合的可收縮的袋，例如，作為生物反應(yīng)器系統(tǒng)或生物化學(xué)或化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)的一部分。在一些情況下，無縫剛性或半剛性容器也可為有益的。
[0063]無縫容器的額外的描述可在G.Hodge等人的在2007年6月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.11/818,901中找到，其名稱為“氣體輸送構(gòu)造、泡沫控制系統(tǒng)和用于可收縮的袋器皿和生物反應(yīng)器的袋模制方法和物品”，該申請(qǐng)?jiān)?008年3月20日公開為US2008/0068920Al，其整個(gè)教導(dǎo)通過引用而結(jié)合在本文中。
[0064]在下面的示例中更詳細(xì)地描述本發(fā)明，示例以說明的方式提供且不意圖以任何方式限制本發(fā)明。在一個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)造成容納一定體積的液體的器皿為生物反應(yīng)器系統(tǒng)的一部分?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1的示意圖描繪器皿10，其包括可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)14。支承結(jié)構(gòu)14的示例為不銹鋼箱或器皿，其包圍和容納容器18。在一些實(shí)施例中，容器18構(gòu)造成可收縮的袋或襯里，例如，聚合物袋，并且可以可選地包括管道、磁驅(qū)動(dòng)泵和/或泡沫破碎器。在其它實(shí)施例中，容器18由基本剛性材料制成。容器18可為一次性的，并且可構(gòu)造成容易從支承結(jié)構(gòu)移除，或構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)地連接到支承結(jié)構(gòu)。
[0065]如果可收縮的袋用作容器18，則其可構(gòu)建和布置成容納液體22，液體22可包含反應(yīng)劑、介質(zhì)或執(zhí)行期望過程(諸如化學(xué)、生物化學(xué)或生物反應(yīng))所需要的其它成分?？墒湛s的袋還可構(gòu)造成使得液體22在使用期間保持基本不接觸可收縮的袋且不接觸支承結(jié)構(gòu)14。在這樣的實(shí)施例中，可收縮的袋可為一次性的且用于單個(gè)反應(yīng)或單個(gè)反應(yīng)系列，在此之后，袋被丟棄。因?yàn)樵谶@樣的實(shí)施例中的可收縮的袋中的液體不接觸支承結(jié)構(gòu)14，所以支承結(jié)構(gòu)14可重復(fù)使用，而不需要清潔。在容器18中進(jìn)行反應(yīng)之后，容器18可從可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)14移除且由第二一次性容器替代。第二反應(yīng)可在第二容器中進(jìn)行，而不必清潔第一容器18或可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)14。如果任何液體22由于來自袋的泄漏而接觸可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)，則在某些實(shí)施例中，與器皿10相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)泄漏且通知用戶，使得可采取適當(dāng)?shù)拇胧?br>[0066]還顯示在圖1中的為可選的入口端口 42和可選的出口端口 46，它們可形成于容器18或可重復(fù)使用的支承結(jié)構(gòu)14中，并且可有利于更