IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ライフ テクノロジーズ コーポレーションの特許一覧 ▶ ライフ テクノロジーズ ホールディングス プライベート リミテッドの特許一覧

特開2024-107138流体混合装置の制御システムおよび方法
<>
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図1
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図2
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図3
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図4
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図5
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図6
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図7
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図8
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図9
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図10
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図11
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図12
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図13
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図14
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図15
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図16
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図17
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図18
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図19
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図20
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図21
  • 特開-流体混合装置の制御システムおよび方法 図22
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024107138
(43)【公開日】2024-08-08
(54)【発明の名称】流体混合装置の制御システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
   C12M 1/00 20060101AFI20240801BHJP
【FI】
C12M1/00 D
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024091647
(22)【出願日】2024-06-05
(62)【分割の表示】P 2021517557の分割
【原出願日】2019-05-29
(31)【優先権主張番号】62/677,731
(32)【優先日】2018-05-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】502221282
【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ コーポレーション
(71)【出願人】
【識別番号】520468106
【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ ホールディングス プライベート リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】メッド,ジョシュア
(72)【発明者】
【氏名】リッケス,スコット
(72)【発明者】
【氏名】ツィマーマン,ショーン
(72)【発明者】
【氏名】バルボッサ,アレッサンドラ
(72)【発明者】
【氏名】リン,ミオ
(72)【発明者】
【氏名】ソー,ウーン リャン
(72)【発明者】
【氏名】マレン,ケヴィン
(72)【発明者】
【氏名】ブラウ,クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】コビア,ジョーダン
(72)【発明者】
【氏名】シカット,ハーモン ジュニア コスメ
(72)【発明者】
【氏名】チョン,コク ション
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ,ハン
(72)【発明者】
【氏名】テオ,ウェイ フー
(72)【発明者】
【氏名】アリ,シド ムハンマド バーバー
(57)【要約】
【課題】 改善された細胞培養培地混合システムを制御するシステムを提供すること。
【解決手段】 制御システムは、タッチ感知画面上に表示されているグラフィカルユーザインターフェースを通して、生物生産において一般的に使用されている広範囲の周辺デバイスを制御することが可能な統合制御ユニットを含む。生物生産システムは、プログラミングの知識がほとんどまたはまったくないユーザによって、プロセスの変更およびレシピの作成を通じて高度にカスタマイズ可能なように設計されており、単一ユニットを使用して広く多様なデバイスを制御することが可能である。生物生産システムは、生物生産ワークフローへのデバイス関連プロセスの自動検出、自動較正、および自動化を可能にする。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ミキサのための細胞培養培地混合プロセスを初期化する方法であって、
区画を有する細胞培養培地混合システムを提供することであって、前記区画が、混合要素を含んでおり、前記区画が、細胞増殖のための流体および栄養素を包含するように構成されている、細胞培養培地混合システムを提供することと、
統合制御ユニットにデバイスを接続することであって、前記デバイスが、前記細胞培養培地混合システムと物理的に通信し、前記統合制御デバイスと電子的に通信する、デバイスを接続することと、を含み、
前記統合制御ユニットが、前記デバイスの特性を自動的に検出し、
前記統合制御ユニットが、前記特性に基づいて、プロセスワークフロー内で前記デバイスに関連するプロセスを自動的に順序付けする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2018年5月30日に出願された米国出願番号第62/677,731号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
バイオ医薬品業界においては、伝統的なステンレス鋼および使い捨て技術システムの両方が、生物生産(すなわち、流体培地内で細胞を増殖させて、その後に製品を回収すること)のためだけでなく、強化された細胞培養培地と流体とを組み合わせて、生きている細胞のための栄養素を供給することができる細胞培養培地を作製するように、使用される単純な混合システムにも使用されてきた。これらのシステムは、空気流を提供するように質量流量コントローラと併せて使用する圧力監視システムを要求し得る可撓性ライナの膨張、モータによって駆動される可撓性ライナ内の撹拌機を要求し得る混合、またはpHセンサと、手動でもしくはポンプでリザーバから酸もしくは塩基溶液を追加する能力を要求し得るpH制御などの、制御する必要のあるプロセスを有する。
【0003】
歴史的に、オペレータは、可撓性ライナを特定の容量まで膨らませ、その後、環境条件をチェックして、手動で変更する必要があった場合がある。例えば、オペレータは、特定量の強化された媒体を容器または可撓性ライナに追加して、その後、混合デバイスをオンにする必要があった場合がある。しばらくして、生物学者は、pHをチェックし、ピペットを使用して酸または塩基を追加し、システムを混合して、pHを再度チェックするのを待つ。
【0004】
バイオ医薬品業界が成熟し始めると、より複雑な制御システムが利用可能になり、階層化された連続的なフィードバックループを追加することによって、生物学者の手動ステップの一部が自動化された。例えば、制御システムは、所望の最終pHを達成するように、pHを継続的に測定して、酸または塩基を非常に遅い速度で追加することができてきていた。
【0005】
制御のこの形式は、バイオ医薬品業界のいくつかの問題を解決したが、他の問題ももたらした。例えば、現在市場に出回っているコントローラは、カスタマイズが難しいため、概して設備を設置する場合、自動化エンジニアは、プログラミングまたはスクリプト言語を使用してこれらのコントローラをプログラムする必要がある。関係する専門知識のレベルは、エンドユーザが支援なしに既存の制御システムに変更を加えることは困難とし、時には不可能とする。
【0006】
現在利用可能な制御システムによってもたらされた別の問題は、多層の連続フィードバックシステムが、この種の自動化が利用可能になる前にオペレータによって使用された以前のレガシー検証済み標準動作手順を模倣しないことである。例えば、検証済みのレガシープロセスが線量Xを指定し、その後Y分間待つ場合、自動化は、逸脱することなくレガシープロセスに従うことができるはずである。
【0007】
追加的問題は、目標が単純な手順を制御することである場合でも、現在利用可能な制御システムが、ユーザに大量の不要データを提供することである。例えば、エンドユーザの唯一の目標が可撓性ライナを膨らませて、液体を追加することである場合でも、制御システムは、アクティブかどうかに関係なく数十の機能を表示し得る。
【0008】
必要なのは、ユーザフレンドリーである、高度にカスタマイズ可能なシステムである。かかるシステムは、ユーザが、プログラミングおよびスクリプトの専門知識を持つ自動化エンジニアに接触する必要なく、単純なユーザインターフェースを介してレシピを作成し、ワークフローを処理し、ユーザインターフェースの外観を制御することを可能にする。コントローラが不要な情報を提供することなく、非常に複雑なものから非常に単純なものまで幅広く、様々なタイプのワークフローを制御できることは、高度に望ましい。この出願の書面による記載および特許請求の範囲に開示されている制御システムは、ユーザが、多層の連続フィードバックシステムに基づく必要のない、生物学者によって使用されるレシピを実装することを許可する。さらに、開示された制御システムは、エンドユーザによって予期されない、システム全体の故障に導かれ得る、一連のハードコードされた警報を提供する代わりに、ユーザが、故障を検出するように独自の警報システムを作製することを可能にする。
【発明の概要】
【0009】
一態様において、ミキサのための細胞培養培地混合プロセスを初期化する方法が、開示されている。本方法は、区画を有する細胞培養培地混合システムであって、区画が、混合要素を含み得、区画が、細胞増殖のための流体および栄養素を包含するように構成され得る、細胞培養培地混合システムを提供することを含む。本方法は、統合制御ユニットにデバイスを接続することであって、デバイスが、細胞培養培地混合システムと物理的に通信し、統合制御デバイスと電子的に通信し得る、デバイスに接続することを含み得、統合制御ユニットが、デバイスの特性を自動的に検出し得、統合制御ユニットが、特性に基づいて、プロセスワークフロー内でデバイスに関連するプロセスを自動的に順序付けし得る。本方法は、生物生産ワークスペースと、生物生産ワークスペース内のデバイスを表す生物プロセスモジュールとをグラフィカルに表示するステップをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、第2の生物プロセスモジュールは、レシピ作成モジュールであり得る。本方法は、レシピを作成するステップをさらに含み得、レシピ内のステップが、容器にボーラス容量の液体を条件付きで追加することを含み得る。本方法は、プロセスワークフローに基づいて、生物生産ワークスペース上の一連の生物プロセスモジュール内で生物プロセスモジュールを自動的に順序付けするステップをさらに含み、プロセスワークフローが、メモリに格納され得る。本方法は、区画内で混合されている流体に基づいて、一連のプロセスワークフローからプロセスワークフローを選択するステップをさらに含み得る。本方法は、区画内で発生する生物学的プロセスに基づいて、一連のプロセスワークフローからプロセスワークフローを選択するステップをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、生物生産ワークスペースおよび生物プロセスモジュールは、統合制御ユニットのタッチ感知画面上に表示され得る。いくつかの実施形態において、ユーザは、デバイスに関連するプロセスを非アクティブ化するようにタッチ感知画面にタッチすることによって生物プロセスモジュールを選択し得、生物プロセスモジュールが、プロセスが非アクティブであることを示すように更新され得る。いくつかの実施形態において、ユーザは、デバイスに関連するプロセスをアクティブ化するようにタッチ感知画面にタッチすることによってモジュールを選択し得、モジュールが、プロセスがアクティブであることを示すように更新され得る。いくつかの実施形態において、ユーザは、生物生産ワークスペース内で生物プロセスモジュールを再順序付けするようにタッチ感知画面にタッチすることによって生物プロセスモジュールを選択し得、対応するプロセスが、プロセスワークフロー内で再順序付けされ得る。いくつかの実施形態において、生物プロセスモジュールおよびプロセスは、プロセスワークフローがアクティブである間に、再順序付けされ得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、センサであり得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、ポンプであり得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、モータであり得、モータが、区画内の混合要素を駆動する。いくつかの実施形態において、デバイスは、区画と物理的、光学的、または電気的に通信し得る。
【0010】
一態様において、細胞培養培地混合プロセスを構成する方法が、開示されている。本方法は、ディスプレイと、一連のポートと、を含む、統合制御ユニットを提供することを含み得る。本方法は、ディスプレイ上に生物生産ワークスペースを表示することを含み得る。本方法は、デバイスを含む混合システムを提供することを含み得る。本方法は、一連のポート内のポートにデバイスを接続することを含み得る。本方法は、ポートにデバイスを接続すると、デバイスを自動的にアクティブ化して、ディスプレイ上の生物生産ワークスペース内に生物プロセスモジュールが表示することを含み得る。様々な実施形態において、統合制御ユニットは、ポートにデバイスを接続すると、デバイスを自動的に較正し得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、ロードセルであり得、較正することが、ロードセルのための風袋値を設定するステップをさらに含み得る。本方法は、制御設定値およびアクションを選択するステップをさらに含み得る。本方法は、設定値および持続時間のための許容誤差を選択するステップをさらに含み得る。本方法は、許容誤差が持続時間を超えたときに、アクションを実行するステップをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、アクションは、デバイスをアクティブ化することを含み得る。本方法は、許容誤差が超えられたときに、警報をアクティブ化するステップをさらに含み得る。本方法は、許容誤差が持続時間を超えたときに、警報をアクティブ化するステップをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、DCモータであり得る。いくつかの実施形態において、ワークスペースは、タブを含み得る。本方法は、タブを選択して、アクティブプロセスのリストを表示するステップをさらに含み得る。本方法は、リストからアクティブプロセスを選択して、続いて詳細画面にナビゲートするステップをさらに含み得る。
【0011】
一態様において、生物生産混合プロセスを構成する方法が、開示されている。本方法は、対話型ディスプレイと、一連のポートと、を含む、統合制御ユニットを提供することを含み得る。本方法は、剛性ハウジングと、剛性ハウジングの内部に適合するように構成されている可撓性区画と、を含む、細胞培養培地混合システムであって、可撓性区画が、混合要素を含み得、可撓性区画の内部が、流体および栄養素を含有するように構成され得ている、細胞培養培地混合システムを提供することを含み得る。本方法は、ポートのうちの1つにセンサを接続することであって、センサが、可撓性区画の内部と通信している、センサを接続することを含み得る。本方法は、ポートにセンサを接続すると、対話型ディスプレイにセンサを表す、生物プロセスモジュールを自動的に表示することを含み得る。本方法は、センサの識別に基づいて、対話型ディスプレイ上の生物生産ワークスペース内に一連の生物プロセスモジュールを配置することであって、表示されている生物プロセスモジュールの順序が、プロセスワークフロー内で一連のプロセスが実行される順序と相関する、一連の生物プロセスモジュールを配置することを含む。本方法は、流体を混合するように、混合要素を使用して、可撓性区画の内部内で混合プロセスを開始するステップをさらに含み得る。本方法は、ユーザの選択に基づいて、プロセスワークフローを表す生物生産ワークスペース内で一連の生物プロセスモジュールおよびそれらの関連するプロセスを再順序付けするステップをさらに含み得る。本方法は、プロセスが、プロセスワークフロー内で使用されるようにスケジュールされていないことを、第2の生物プロセスモジュール内に示すステップをさらに含み得る。
【0012】
一態様において、細胞培養培地混合デバイスを制御するための生物生産システムが、開示されている。本システムは、区画を有する細胞培養培地混合システムであって、区画が、混合要素を含み得、区画が、流体および栄養素を含有するように構成され得る、細胞培養培地混合システムを備え得る。本システムは、区画と通信しており、区画内の環境条件を検出するように構成されているセンサを含み得る。本システムは、センサ識別情報およびプロセスワークフロー情報を格納するためのメモリと、センサを識別して、プロセスワークフロー内にセンサに関連するプロセスを組み込むように、メモリおよびセンサと電子的に相互作用するための中央処理装置と、プロセスワークフローを表す生物生産ワークスペース、および生物生産ワークスペース上の一連のプロセスを表すための一連の生物プロセスモジュールを表示するための対話型ディスプレイであって、生物プロセスモジュールのうちの1つが、センサに関連するプロセスを表し得る、対話型ディスプレイと、を備える統合制御ユニットを含み得る。いくつかの実施形態において、メモリは、動作範囲を含み得、センサが動作範囲の外側の読み取りを検出するときに、中央処理装置が、区画内の環境条件を変更するように構成されている周辺デバイスをアクティブ化する。いくつかの実施形態において、動作範囲は、プロセスワークフローに従って選択され得る。いくつかの実施形態において、動作範囲は、ユーザによって選択され得る。いくつかの実施形態において、センサは、pHセンサ、温度センサ、ロードセル、圧力センサ、または導電率プローブであり得る。いくつかの実施形態において、周辺デバイスは、インペラであり得、混合要素の一部として含まれ得、インペラが、回転速度を増加または減少させるように構成され得る。いくつかの実施形態において、周辺デバイスは、リザーバから区画に溶液を移送するか、または区画から溶液を除去するように構成されているポンプであり得る。いくつかの実施形態において、周辺デバイスは、加熱または冷却要素である。
【0013】
一態様において、細胞培養培地混合デバイスを制御するための生物生産システムが、開示されている。本システムは、区画を有する細胞培養培地混合システムと、細胞培養培地混合システムと通信するように構成されているデバイスと、統合制御ユニットであって、デバイス識別情報およびプロセスワークフロー情報を格納するためのメモリと、デバイスを識別して、プロセスワークフロー内にデバイスに関連するプロセスを組み込むように、メモリおよびデバイスと電子的に相互作用するための中央処理装置と、プロセスワークフローを表す生物生産ワークスペース、および生物生産ワークスペース内の一連の生物プロセスモジュールを表示するための対話型ディスプレイであって、第1の生物プロセスモジュールが、デバイスに関連するプロセスを表す、対話型ディスプレイと、を備える統合制御ユニットと、を備え得る。本システムは、第2の生物プロセスモジュール、をさらに備え、対話型ディスプレイは、ユーザが生物生産ワークスペース内でモジュールを再順序付けするように対話型ディスプレイにタッチすることによって生物プロセスモジュールを選択することを可能にするように構成され得、中央処理装置が、その後プロセスワークフロー内の対応するプロセスを再順序付けする。いくつかの実施形態において、生物プロセスモジュールおよびプロセスは、プロセスワークフローがアクティブである間に再順序付けされ得る。いくつかの実施形態において、生物生産ワークスペースは、制御設定値入力のための第1のフィールドと、アクション入力のための第2のフィールドと、を含み得る。いくつかの実施形態において、生物生産ワークスペースは、設定値に関連する許容誤差入力のための第3のフィールドと、持続時間入力のため第4のフィールドと、を含み得る。いくつかの実施形態において、細胞培養培地混合システムは、使用されており、入力された許容誤差が入力された持続時間を超えられたときに、入力されたアクションは、実行されている。いくつかの実施形態において、アクションは、デバイスをアクティブ化することを含む。いくつかの実施形態において、入力された許容誤差が超えられるときに、警報は作動している。いくつかの実施形態において、入力された許容誤差が入力された持続時間を超えられたときに、警報は作動し得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、DCモータであり得る。いくつかの実施形態において、生物生産ワークスペースは、タブを含み得る。いくつかの実施形態において、タブが選択されているときに、アクティブプロセスのリストが、ディスプレイ上に示され得る。いくつかの実施形態において、アクティブプロセスがアクティブプロセスのリストから選択されているときに、詳細画面は、ディスプレイ上に示され得る。いくつかの実施形態において、本システムは、レシピ作成モジュールをさらに備え得る。いくつかの実施形態において、レシピ作成モジュールは、区画内の流体にボーラスを送達するためのステップを含む、レシピを作成し得る。いくつかの実施形態において、メモリは、デバイスのための較正設定を含み得、較正設定が、生物プロセスモジュール上に示され、対話型ディスプレイ上で操作することができる。いくつかの実施形態において、メモリは、プロセスのための警報設定を含み得、警報設定は、生物プロセスモジュール上に示され、対話型ディスプレイを使用して構成されていることができる。いくつかの実施形態において、メモリは、デバイスのためのインターロックを含み得、インターロックは、生物プロセスモジュール上に示され得、対話型ディスプレイにタッチすることによって調整することができる。いくつかの実施形態において、メモリは、生物プロセスモジュール上に示されている、デバイスのための較正設定を含み得、中央処理装置がデバイスを較正している間、ユーザは、第2のデバイスのための設定を操作することができる。いくつかの実施形態において、デバイスと細胞培養培地混合システムとの通信は、物理的、電気化学的、光学的、または流体的であり得る。いくつかの実施形態において、ユーザは、中央処理装置によって認識されていない、第2のデバイスのためのカスタム生物プロセスモジュールを作製し得、それをプロセスワークフローに追加し得る。
【0014】
一態様において、細胞培養培地混合デバイスを制御するための生物生産システムが、開示されている。本システムは、区画を有する細胞培養培地混合システムと、細胞培養培地混合システムと通信するように構成されている第1のデバイスと、細胞培養培地混合システムと通信するように構成された第2のデバイスと、統合制御ユニットであって、デバイス識別情報およびプロセスワークフロー情報を格納するためのメモリと、第1および第2のデバイスを識別して、プロセスワークフロー内に第1および第2のデバイスに関連する第1および第2のプロセスを組み込むように、メモリならびに第1および第2のデバイスと電子的に相互作用するための中央処理装置と、プロセスワークフローを表す生物生産ワークスペース、および生物生産ワークスペース内の一連の生物プロセスモジュールを表示するための対話型ディスプレイであって、第1の生物プロセスモジュールが、第1のデバイスに関連する第1のプロセスを表して、第2の生物プロセスモジュールが、第2のデバイスに関連する第2のプロセスを表す、対話型ディスプレイと、を含む統合制御ユニットと、を含み得る。いくつかの実施形態において、第1のデバイスは、センサであり得る。いくつかの実施形態において、第2のデバイスは、ポンプであり得、センサが動作範囲の外側である、区画内の環境条件を検出するときに、中央処理装置は、ポンプをアクティブ化する。いくつかの実施形態において、第2のデバイスは、区画内の混合要素であり、センサが動作範囲の外側である、区画内の環境条件を検出するときに、中央処理装置は、混合要素をアクティブ化する。
【0015】
一態様において、細胞培養培地混合デバイスを制御するための生物生産システムが、開示されている。本システムは、区画を有する細胞培養培地混合システムであって、区画が、混合要素を含んでおり、流体および栄養素を含有するように構成されている、細胞培養培地混合システムと、細胞培養培地混合システムと通信するように構成されているデバイスと、統合制御ユニットであって、デバイス識別情報およびプロセスワークフロー情報を格納するためのメモリであって、ワークフロー情報が、動作順序情報、周辺較正標準、および動作範囲を含んでいる、メモリと、デバイスを自動的に識別し、デバイスを較正し、動作順序に従ってプロセスワークフロー内にデバイスに関連するプロセスを組み込み、動作範囲内でデバイスを動作するように、メモリおよびデバイスと電子的に相互作用するための中央処理装置と、プロセスワークフローをグラフィカルに表すための生物生産ワークスペース、および生物生産ワークスペース内の一連の生物プロセスモジュールを表示するための対話型ディスプレイであって、生物プロセスモジュールのうちの1つが、デバイスに関連するプロセスを表して、動作範囲を示す、対話型ディスプレイと、を含む、統合制御ユニットと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0016】
任意の特定の要素または行為の考察を容易に識別するために、参照番号における最上位桁(複数可)は、その要素が最初に導入された、図の番号を指す。
図1】一実施形態による細胞培養培地混合システム100を示す。
図2】一実施形態による統合制御ユニット102を示す。
図3】一実施形態による統合制御ユニット102を示す。
図4】一実施形態による細胞培養培地混合システム400を示す。
図5】一実施形態による細胞培養培地混合システム500を示す。
図6】一実施形態による生物生産ワークスペース600上のホーム画面602を示す。
図7】一実施形態による生物生産ワークスペース700上のアクティブプロセス726を示すホーム画面702を示す。
図8】一実施形態による生物生産ワークスペース800上の生物プロセスモジュール804の再配置を示すホーム画面802を示す。
図9】一実施形態による生物プロセスモジュールの再配置を示すホーム画面802を示す。
図10】一実施形態による生物プロセスモジュールの再配置を示すホーム画面802を示す。
図11】一実施形態による生物生産ワークスペース1100上の警報詳細画面1102を示す。
図12】一実施形態によるワークスペース1200上の警報詳細画面1202を示す。
図13】一実施形態によるワークスペース1300上の警報詳細画面1302を示す。
図14】一実施形態によるワークスペース1400上のインターロック詳細画面1402を示す。
図15】一実施形態によるワークスペース1500上のボーラス詳細画面1502を示す。
図16】一実施形態によるワークスペース1600上のプロセス詳細または単一ボーラスポンプ画面1602を示す。
図17】一実施形態によるワークスペース1700上の回収プロセス詳細画面1702を示す。
図18】一実施形態によるワークスペース1800上の回収詳細画面1802を示す。
図19】一実施形態による細胞培養培地混合プロセス1900の概略および一覧図を示す。
図20】一実施形態による細胞培地混合プロセスを初期化する方法を示す。
図21】一実施形態による細胞培養培地混合プロセスを構成する方法を示す。
図22】一実施形態による生物生産混合プロセスを構成する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
細胞培養のためのシステム、方法、および装置の実施形態は、添付の記載および図面に記載されている。図面において、特定の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が示されている。当業者は、本明細書に記載される細胞培養培地混合システムが、緩衝液作製、培地再水和、細胞培養、ウイルス不活化、および発酵を含むが、これらに限定されない、様々な用途に使用され得ることを理解することができる。さらに、当業者は、特定の実施形態がこれらの具体的な詳細なしで実施され得ることを理解するであろう。さらに、当業者であれば、方法が提示および実施される特定のシーケンスが例示的であることを容易に理解することができ、このシーケンスが変更されてもよく、依然として特定の実施形態の趣旨および範囲内に収まり得ることが企図される。
【0018】
本教示は、様々な実施形態と併せて記載されているが、本教示がかかる実施形態に限定することを意図していない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるように、様々な代替物、変形物、および同等物を包含する。
【0019】
さらに、記載された様々な実施形態において、本明細書は、特定のシーケンスのステップとして、方法および/またはプロセスが提示され得る。しかしながら、本方法またはプロセスが本明細書に記載された特定のステップのシーケンスに依拠しない限り、本方法またはプロセスは、記載された特定のステップの順序に限定されるべきではない。当業者であれば理解するように、他のステップのシーケンスが、可能であり得る。したがって、本明細書に記載されている特定のステップの順序は、特許請求の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。加えて、本方法および/またはプロセスを対象とする特許請求の範囲は、記述された順序でのそれらのステップの実行に限定されるべきではなく、当業者は、シーケンスが変更され得、それでもなお様々な実施形態の趣旨および範囲内に収まり得ることを容易に理解するであろう。
【0020】
本発明の好ましい実施形態が本明細書において示され、記載されてきたが、かかる実施形態が実施例としてのみ提供されることは、当業者には明らかであろう。多くの変化形、変更、および置換は、本発明から逸脱することなく、当業者に思いつくであろう。本明細書に記載される本発明の実施形態の種々の代替物が本発明の実施に用いられ得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲の範囲内の方法および構造ならびにそれらの同等物がそれにより網羅されることが意図される。
【0021】
図1は、様々な実施形態による細胞培養培地混合システム100を示す。細胞培養培地混合システム100は、ユーザインターフェース204を有する統合制御ユニット102、支持体116、基部118、モータ106、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108、剛性ハウジング110、ミキサ112、および剛性ハウジング114の内部を備え得る。
【0022】
様々な実施形態において、統合制御ユニット102は、支持体116によって支持され得、支持体116は、剛性ハウジング110に取り付けられ得る。支持体116は、統合制御ユニット102および剛性ハウジング110への物理的接続を可能にする、ねじまたは溶接のための場所を有し得る。基部118は、剛性ハウジング110が静止するための固定または可動プラットフォームのいずれかとして役立ち得る。様々な実施形態において、モータ106は、剛性ハウジング110に装着され得る。
【0023】
様々な実施形態において、統合制御ユニット102は、細胞培養培地混合システム100内で発生する環境条件の変化を感知するように構成することができる。統合制御ユニット102は、支持体116に装着することができ、支持体は、細胞培養培地混合システム100の剛性ハウジング110を支持しているのと、同じ基部118に取り付けられることができる。統合制御ユニット102、304は、それが各制御された構成要素を単一のユーザインターフェース104、204、502に統合するので、生物生産の分野において独特である。
【0024】
様々な実施形態において、統合制御ユニット102は、剛性ハウジング114の内部内で混合要素404を、その後駆動することができる、モータ106と電気的に通信することができる。
【0025】
様々な実施形態において、ユーザは、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108にタッチすることによって、ユーザインターフェース204を通じて統合制御ユニット102の機能にアクセスすることができる。例えば、ユーザは、モータ106がオンまたはオフの位置にあるかどうか、ならびに動作速度(すなわち、混合要素404がモータ106によって駆動されるときに回転されている速度)を制御し得る。
【0026】
図2は、様々な実施形態による統合制御ユニット102の正面図を示す。統合制御ユニット102は、統合制御ユニット102と、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108とを備え得る。統合制御ユニット102は多くの形式をとることができることが理解される。
【0027】
図3は、様々な実施形態による統合制御ユニット102の背面図を示す。統合制御ユニット102は、ポート302を備え得る。ポート302は、細胞培養培地混合システム100と通信する様々なデバイスへの電子、デジタル、または光通信を可能にする。
【0028】
図4は、様々な実施形態による細胞培養培地混合システム100、400を示す(図4には示されていない統合制御ユニット102)。細胞培養培地混合システム100、400は、混合要素404を駆動するモータ402、流体406、栄養素408、細胞または微生物436、センサ412、デバイス414、ポンプ416、弁418、多孔分散管(スパージャー)(sparger)420、出口422、リザーバ424、剛性ハウジング426の内部、可撓性区画434、可撓性区画428の内部、ドライブシャフト430、ドライブシャフトインターフェース432、および剛性ハウジング410を備え得る。
【0029】
様々な実施形態において、単純な細胞培養培地混合システム100は、剛性ハウジング114の内部内に含まれる可撓性区画428の内部を含み得る。剛性ハウジング110は、可撓性区画434のための構造的支持を提供し得る。栄養素408の形式における乾燥媒体は、入口512を通じて可撓性区画428の内部に導入され得る。追加的に、流体406は、乾燥媒体を液体フォーマットに再構成する目的で、可撓性区画428の内部に導入され得る。流体406は、その後、流体406をリザーバ424から可撓性区画428の内部に移送することができる、ポンプ416の作動によって導入され得る。統合制御ユニット102は、この移送を容易にするようにポンプ416を作動させ得る。ドライブシャフト430は、ドライブシャフトインターフェース432を通じて、可撓性区画428の内部および外部の両方にアクセスし得る。その後、モータ106は、流体406、栄養素408、および/または細胞を含み得る、可撓性区画510の内容物をかき混ぜることを、可撓性区画434内に配置された混合要素404に起こすように、統合制御ユニット102によって作動され得る。
【0030】
様々な実施形態において、より複雑な細胞培養培地混合システム100は、細胞増殖を維持するように栄養素408および細胞または微生物436を加えることによって、可撓性区画428の内部内で増殖する細胞を含み得る(組み合わされた内容物は、流体406であり得る)。いくつかの実施形態において、センサ412は、その後、情報を統合制御ユニット102に伝送することができる、可撓性区画428の内部内の環境条件を検出し得る。その後、統合制御ユニット102は、多孔分散管420、モータ106、ポンプ416、出口422、または弁418を含むが、これらに限定されない、可撓性区画428の内部と通信する多様なデバイスを作動させ得る。ピンチ弁または蠕動ポンプを含むが、これらに限定されない、当技術分野内の多様なポンプおよび弁が、好適である。
【0031】
図5は、様々な実施形態による細胞培養培地混合システム100、500の概略図を示す。細胞培養培地混合システム100、500は、ユーザインターフェース502を有する統合制御ユニット102、モータ504、流体506、混合要素508、可撓性区画510、入口512、ポンプ514、弁または質量流量コントローラ516、多孔分散管518、リザーバ520、デバイス522、駆動シャフトインターフェース524、ガス供給526、ロードセル528、圧力センサ530、導電率センサ532、pHセンサ534、熱制御要素(加熱/冷却)536、撹拌機駆動回路538、ポンプ駆動回路540、pH伝送機および検出回路542、圧力伝送機および検出回路544、ロードセル伝送機および検出回路546、多孔分散管弁回路548、デバイス制御回路550、メモリ552、熱制御要素回路554、ならびに中央処理装置556を備え得る。
【0032】
様々な実施形態において、統合制御ユニット102は、メモリ552、中央処理装置556、ユーザインターフェース204、504、および撹拌機駆動回路538を含み得る、色々な制御回路、熱制御要素回路554、ポンプ駆動回路540、pH伝送機および検出回路542、導電率伝送機および検出回路558、圧力伝送機および検出回路544、ロードセル伝送機および検出回路546、多孔分散管弁回路548、ならびにデバイス制御回路550を備える。様々な実施形態において、回路は、細胞培養培地混合システム100に関連する他のデバイスと電子通信し得る。様々な実施形態において、中央処理装置556は、情報を受信するか、または命令を提供するように、各回路と電子的に通信し得る。様々な実施形態において、メモリ552は、各回路に関連する情報を格納することができる。例えば、ポンプ駆動回路540は、ポンプ416と通信し得、メモリ552は、中央処理装置556にアクセス可能であり、ポンプ514をオン、オフ、または動作速度(すなわち流量)を増加または減少させることによってポンプ514を作動させるように使用され得る命令を含み得る。ユーザインターフェース502、104は、活動(activities)またはポンプ514を表示し得、また、ポンプ514の動作を果たすようにユーザがとり得る一連のアクションをリストし得る。
【0033】
様々な構成において、多様なセンサ412は、細胞培養培地混合システム100と通信し得る。例えば、いくつかのセンサは、可撓性区画428の内部内の環境条件を検出するように使用され得、それらのセンサは、pHセンサ534、導電率センサ532、圧力センサ530、熱制御要素(加熱/冷却)536、および他の種類のデバイス522を含み得る。かかるセンサ412は、物理的、光学的、電子的、熱的、または可撓性区画428の内部と通信する他の既知の方法であり得る。いくつかの実施形態において、可撓性区画510の内容物は、ロードセル528を使用して秤量され得る。様々な実施形態において、センサ412データは、電気通信を通じて参照されるデバイスの各々を制御するための様々な回路に伝送され得、その後、CPUに送信され得る。例えば、pHセンサ534は、可撓性区画428の内部内のpHを読み取ることができ、そのデータをpH伝送機および検出回路542に伝送することができる。その後、pH伝送機および検出回路542は、分析のために中央処理装置556にデータを提供し得る。中央処理装置556は、ユーザが、可撓性区画428の内部内のpHを知り得、適切なアクションをとり得るように、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108のユーザインターフェース502、104上にpHデータを表示し得る。
【0034】
様々な実施形態において、フィードバックループの実施例は、導電率センサ532を使用して、可撓性区画428の内部内の導電率を測定することを含み得る。その後、導電率センサ532は、導電率伝送機および検出回路558に、無線または有線通信によって、可撓性区画428の内部内の溶存酸素含有量に関連し得る、情報を中継し得る。その後、情報は、無線または有線通信によって中央処理装置556に中継され得る。中央処理装置556は、受信されている、およびどのデバイスからの情報のタイプであるかを識別できる、メモリ552にアクセスし得る。メモリは、受信されている情報に応じて実行されるアクションのための命令も含み得る。例えば、ガス含有量が低すぎる場合、メモリは、可撓性区画428の内部にガスを追加する命令を含み得る。その後、中央処理装置556は、多孔分散管弁回路548を作動させ得、弁または質量流量コントローラ516、418を開き、ガス供給526からガスを放出することができ、ガス供給526は、多孔分散管518、420を通って可撓性区画428の内部に入ることができる。導電率センサ532が定義された範囲内の値を登録すると、多孔分散管420が、非アクティブ化することができるか、またはガス供給526が、それに応じて調整することができる。
【0035】
様々な実施形態において、フィードバックループの実施例は、ロードセル528を使用して、細胞培養培地混合システム500、400、100の重量を測定することを含み得る。その後、ロードセル528は、無線または有線通信を使用して、ロードセル伝送機および検出回路546に情報を中継し得る。その後、ロードセル伝送機および検出回路546は、情報を中央処理装置556に中継し得る。中央処理装置556は、受信されている、およびどのデバイスからの情報のタイプであるかを識別することができる、メモリ552にアクセスし得る。メモリ552は、受信されている情報に応じて実行されるアクションのための命令も含み得る。例えば、レシピの流体充填段階中にシステムの重量が低すぎる場合、中央処理装置556は、ポンプ514、416を作動させることができる、ポンプ駆動回路540を作動させ得、その後、リザーバ520、424から流体を引き出すことができ、それにより、可撓性区画428の内部に流体を加える。ロードセル528が適切な重量を登録すると、ポンプ駆動回路540は、プロセスを閉じて、停止するように、ポンプ514、416を作動させることができる。
【0036】
様々な実施形態において、フィードバックループの実施例は、可撓性区画428の内部内の圧力を測定することを含み得る。かかる読み取りは、剛性ハウジング110内に可撓性区画510、434の設置に際して、特に重要であり得る。圧力センサ530は、可撓性区画428の内部内の圧力を検出し得、その後、有線または無線通信を使用して、情報を圧力伝送機および検出回路544に中継され得る。その後、圧力伝送機および検出回路544は、情報を中央処理装置556に中継し得る。中央処理装置556は、受信されている、およびどのデバイスからの情報のタイプであるかを識別できる、メモリ552にアクセスし得る。メモリ552は、受信されている情報に応じて実行されるアクションのための命令も含み得る。例えば、圧力が特定量未満である場合、その後、ポンプ514、416は、圧縮空気で充填されたリザーバ520、424から空気を放出し得る、ポンプ駆動回路540を通じて作動させ得る。圧力センサ530は、最新の読み取りを伝送し続けることができ、これにより、可撓性区画510が所望の圧力に達すると、最終的にポンプ514、416が閉じられる。
【0037】
様々な実施形態において、フィードバックループの実施例は、可撓性区画428の内部内のpHを測定することを含み得る。かかる読み取りは、細胞増殖を最適化しようとする場合、または別のプロセスで使用される流体506、408のpHを取得するために、重要であり得る。pHセンサ534は、可撓性区画428の内部内のpHを検出し得、その後、有線または無線通信を使用して、情報をpH伝送機および検出回路542に中継し得る。その後、pH伝送機および検出回路542は、情報を中央処理装置556に中継し得る。中央処理装置556は、受信されている、およびどのデバイスからの情報のタイプであるかを識別できる、メモリ552にアクセスし得る。メモリ552は、受信されている情報に応じて実行されるアクションのための命令も含み得る。例えば、メモリ552に記憶された値に基づいてpHが高すぎる場合、ポンプ514、416は、リザーバ520、424から塩基を送達するように作動され得るか、または、代替的に、pHが低すぎる場合、ポンプ514、416は、リザーバ520、424から酸を送達するように作動され得る。メモリ552内に含有される記載された様々なプロセスのいずれかのための値および情報のいずれかは、ユーザによって入力され得るか、またはレシピの一部であり得る。
【0038】
様々な実施形態において、フィードバックループの実施例は、可撓性区画428の内部内の温度を測定することを含み得る。かかる読み取りは、多様な理由のために重要になり得る。例えば、異なる細胞増殖段階は、異なる最適温度範囲下で発生することができる。追加的に、特定の栄養素408は、特定の環境条件(すなわち、特定の温度)下でより効率的に混合し得る。デバイス522または熱感知デバイス522は、有線または無線通信を使用して、可撓性区画428の内部内の温度をデバイス制御回路550に伝達することができる、温度読取装置であり得る。その後、デバイス制御回路550は、中央処理装置556に情報を中継することができる。中央処理装置556は、受信されている、およびどのデバイスからの情報のタイプであるかを識別できる、メモリ552にアクセスし得る。メモリ552は、受信されている情報に応じて実行されるアクションのための命令も含み得る。例えば、レシピにおけるステップが、Xとして読み取ることを温度のために要求して、現在の温度がデバイス522からの入力に基づいてYとして読み取る場合、中央処理装置556は、熱制御要素(加熱/冷却)536を作動させ得、その後、可撓性区画428の内部内の温度を増加または減少させるように、命令を熱制御要素(加熱/冷却)536に中継することができる。
【0039】
様々な実施形態において、フィードバックループの実施例は、混合要素508、404と併せて、以前に記載されたセンサのいずれかを使用することを含み得る。より具体的には、流体506、406が可撓性区画428の内部に追加されると、中央処理装置556は、モータ504、402、106の状態を変更して、混合要素508、404に回転接続されている、ドライブシャフト430を回転させることができる、回転速度をオンまたは増加させるように、撹拌機駆動回路538に命令を送信し得る。別の実施形態において、環境条件が満たされた後、または一定期間後、中央処理装置556は、回転速度を低下させるか、またはモータ504、404、106をオフにするように、撹拌機駆動回路538に命令を送信し得る。
【0040】
様々な実施形態において、デバイス522が統合制御ユニット102との通信を開始する(すなわち、デバイスがシステムにプラグ接続する)ときに、中央処理装置556は、どの種類のデバイス(すなわち、センサ、ポンプなど)がアクセスされているかを判定するために、その後、メモリ552上に格納された信号のライブラリと比較することができる信号を検出し得る。メモリは、デバイス522の自動較正のための命令をさらに含み得る。例えば、デバイスがpHセンサ534である場合、それは、可撓性区画428内から正確なpH測定を行うように、較正され得る。いくつかの実施形態において、デバイス522が認識された後、生物プロセスモジュール604は、アクティブ化され得、ユーザによって選択された、またはシステムによって既定された一連のプロセスまたはタスクに基づいて、生物生産ワークスペース602内に自動的に配置され得る。
【0041】
様々な実施形態において、弁または質量流量コントローラ516は、統合制御ユニット102に組み込まれ得る。統合制御ユニット102は、弁または質量流量コントローラ516に接続された1つ以上のガス入口を含み得、流路は、弁または質量流量コントローラ516から統合制御ユニット102からの出口に導かれ得る。その後、統合制御ユニット102上の出口は、可撓性区画510に導かれ得る。多孔分散管弁回路548は、圧力センサ530からの読み取りに基づいて、質量流量コントローラから来るガス流量を判定する、命令を含み得る。
【0042】
様々な実施形態において、統合制御ユニット102は、ユニット102を通って循環される流体の流れを低減または停止するためのピンチ弁を含み得る。いくつかの実施形態において、統合制御ユニット102は、可撓性区画510を充填するための1つ以上の空気圧シリンダおよびピンチ弁を含み得る。いくつかの実施形態において、統合制御ユニット102は、可撓性区画510を膨張させる1つ以上の比例弁を含み得る。
【0043】
様々な実施形態において、データは、統合制御ユニット102内の様々な回路から収集され得、さらなる処理のためにデスクトップコンピュータに送信され得る。いくつかの実施形態において、データは、移送を容易にするために、統合制御ユニットからUSBドライブに移送することができる。
【0044】
図6は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上に表示され得る、生物生産ワークスペース600上に示され得る、ホーム画面602を示す。生物生産ワークスペース600は、1つ以上の生物プロセスモジュール604、アクション624、プロセス名606、プロセス詳細608、手動プロセスアクティベータ610、制御設定値612、モジュール設定セレクタ614、ワークスペース設定セレクタ616、タブ618、警報インジケータ620、およびワークフロータイトル622を備え得る。
【0045】
様々な実施形態において、生物生産ワークスペース600は、1つ以上の生物プロセスモジュール604を含み得る。ユーザは、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108を通じて生物プロセスモジュール604と対話し得る。各生物プロセスモジュール604は、プロセス(複数可)を表し得る。代替的に、生物プロセスモジュール604は、色々な周辺デバイス(図4および5に示されている)を利用する単一のプロセスを表し得る。図6において示されている個々のモジュール604は、プロセス名606に示されている、撹拌、pH、溶存酸素、酸、回収、液体充填、および質量に固有である。
【0046】
様々な実施形態において、生物プロセスモジュール604は、プロセス名606が発生している、または発生するようにスケジュールされた、アクション624、制御設定値612、プロセス詳細608、モジュール設定セレクタ614、および手動プロセスアクティベータ610を表示し得る。各生物プロセスモジュール604の構成要素のいくつかまたはすべては、対話型であり得、生物プロセスモジュール604によって表されるプロセスのタイプに依存し得る。例えば、手動プロセスアクティベータ610は、ユーザがポンプ514、414、およびモータ106、402、504などの出力特徴と直接対話することを可能にし得る。具体的には、ユーザは、混合要素404、508の速度を増加させるか、またはポンプ416、514を作動させることによって酸もしくは塩基を加えることを選択し得る。別の実施例は、プロセスが発生している間、またはレシピの一部としてユーザによって調整することができる、制御設定値612を含む生物プロセスモジュール604を含み得る。
【0047】
様々な実施形態において、生物生産ワークスペース600は、ユーザが警報詳細画面901にアクセスすることを可能にする、警報インジケータ620ボタンを有し得る。様々な実施形態において、ワークスペース設定セレクタ616は、ユーザがワークスペース詳細画面にアクセスすることを可能にし得る。様々な実施形態において、モジュール設定セレクタ614は、ユーザが、インターロック詳細画面1202またはプロセス詳細画面1302を含み得る、システムの異なる部分にアクセスすることを可能にし得る。様々な実施形態において、タブ618は、ユーザがアクティブプロセス714のリストを表示するポップアップメニューにアクセスすることを可能にし得る。
【0048】
図7は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、生物生産ワークスペース700に示され得る、ホーム画面を示す。生物生産ワークスペース700は、1つ以上の生物プロセスモジュール704、プロセス名706、プロセス詳細708、手動プロセスアクチュエータ710、制御設定値712、モジュール設定セレクタ714、タブ716、ポップアップメニュー730、ワークスペース設定セレクタ718、警報インジケータ720、ワークフロータイトル722、アクティブ警報724、アクティブプロセス726、およびアクション728を備え得る。
【0049】
様々な実施形態において、タブ618、714は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108のユーザ対話を通じて選択され得る。タブ618が選択されると、ポップアップメニュー730は、画面の側面から延在し得、アクティブプロセス726のリストを表示し得る。アクティブプロセス726のそれぞれは、ユーザをプロセス詳細画面にナビゲートするように個別に選択され得る。
【0050】
様々な実施形態において、警報インジケータ720は、所与の瞬間における警報の数を表す、数を表示するであろう。アクティブ警報724は、どの警報がどのモジュールおよびプロセスに関連するかを示すように、プロセス名706の近くに表示され得る。警報履歴は、警報インジケータ720のユーザ選択によって表示され得る。警報は、重大度によっても区別され得る。重大な警報は、赤色によって示され、ところが一方、それほど重大でない警報は、黄色によって示され得る。警報インジケータ720、生物プロセスモジュール704、またはプロセス名706の場所は、警報の重大度を示すように色を変え得る。
【0051】
図8~10は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、生物生産ワークスペース800上に示され得る、ホーム画面802を示す。生物生産ワークスペース800は、生物プロセスモジュール804、プロセス名806、プロセス詳細808、手動プロセスアクティベータ810、制御設定値812、モジュール設定セレクタ814、ワークスペース設定セレクタ816、タブ818、警報インジケータ820、ワークフロータイトル822、アクション824、第1の移行モジュール826、および第2の移行モジュール828を備え得る。
【0052】
様々な実施形態において、生物プロセスモジュール804は、ユーザのドラッグアンドドロップによって、同じ生物生産ワークスペース800上で、または別の生物生産ワークスペース800に移動することができる。例えば、ユーザは、第1の移行モジュール826を選択し得、それを生物生産ワークスペース800上の別の場所にドラッグし得る。かかるアクションは、第2の移行モジュール828に、第1の移行モジュール826との場所の交換を起こす。モジュールの場所の交換は、プロセスワークフロー内で基礎となるプロセスが発生する順序が変わり得る。場所の交換は、ユーザの便宜のためにも完了であり得る。
【0053】
モジュールを交換する実施例は、図8において始まり、ユーザが「回収」と題された第1の移行モジュール826を選択し、それを「pH」と題された第2の移行モジュール828に向かってドラッグし始めた。図9において、ユーザは、第1の移行モジュール826を第2の移行モジュール828がかつてあった場所に移動し、第1の移行モジュール826がドロップされると、第2の移行モジュール828が、第1の移行モジュール826の元の位置に向かって自動的に移動する。図10は、第1および第2の移行モジュール826、828のための生物生産ワークスペース1000内の新しい場所を示す。いくつかの実施形態において、生物生産ワークスペース800、900、1000内の2つのモジュールの位置を移動することは、基礎となるプロセスを再編成し得る。
【0054】
図11は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、生物生産ワークスペース1100に示され得る、警報詳細画面1102を示す。生物生産ワークスペース1100は、警報詳細画面1102、警報1104、警報凡例1106、警報ステータス1108、警報重大度インジケータ1110、警報詳細セレクタ1112、警報時間1114、警報閾値1116、ワークスペースタイトル1118、および警報リスト1120を備え得る。
【0055】
様々な実施形態において、警報詳細画面1102は、警報インジケータ620、718、818を選択することによって、またはユーザインターフェース204、502の他の部分からアクセスされ得る。
【0056】
様々な実施形態において、ユーザは、ユーザ対話を必要とするか、または単にユーザ通知のためであり得る、細胞培養培地混合システム100、400、500内で発生する重要な変化をマークするように、警報1104を追加し得る。いくつかの実施形態において、警報1104は、自動プロセスを開始する。例えば、前に考察されるフィードバックシステムは、警報閾値916に基づいてアクティブ化され得る。
【0057】
様々な実施形態において、警報凡例1106は、重大度およびそれらがユーザによって確認されたかどうかに基づいて、警報1104を分類し得る。
【0058】
様々な実施形態において、警報リスト1120は、凡例上で選択された、警報1104の特定のクラス内の警報1104を示す。警報警報リスト1120における各入力は、警報重大度インジケータ1110、警報閾値1116、警報時間1114、および警報ステータス1108を示し得る。例えば、赤色警報は、警報重大度インジケータ1110の下で色が赤色である、1つまたは2つのドットとして示される警報重大度を有し得、pH1~7.3の警報閾値1116を有しており、指定された日時にアクティブ化されており、警報ステータス1108は、警報がアクティブであるか、またはユーザによって確認されているかどうかを示し得る。
【0059】
図12は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上に表示され得る、ワークスペース1200上に示され得る、警報詳細画面1202を示す。ワークスペース1200は、警報詳細画面1202、トグル1204、モジュールリスト1206、警報ステータス1208、警報詳細1210、およびワークフロータイトル1212を備える。
【0060】
様々な実施形態において、警報詳細画面1202は、警報詳細セレクタ1112から、またはユーザインターフェース204、502の他の部分からアクセスされ得る。
【0061】
様々な実施形態において、ユーザは、モジュールリスト1206からモジュールを選択して、2つの位置の間でトグル1204アイコンをドラッグすることによって、関連する警報およびインターロックを有効または無効にすることができる。警報ステータス1208、908は、警報がオンであるかどうかを示すように更新される。様々な実施形態において、警報詳細1210は、ユーザを警報詳細画面1102にナビゲートする、ボタンであり得る。
【0062】
図13は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上に表示され得る、ワークスペース1300上に示され得る、警報詳細画面1302を示す。ワークスペース1300は、警報詳細画面1302、警報設定1304、トグル1306、アクション1308、持続時間1310、許容誤差1312、制御設定値1314、およびワークフロータイトル1316を備える。
【0063】
様々な実施形態において、警報詳細画面1302は、警報詳細1210ボタンから、またはユーザインターフェース204、502の他の部分からアクセスされ得る。
【0064】
様々な実施形態において、ユーザは、2つの位置の間でトグル1306を動かすことによって、特定の警報904および関連するインターロックを有効または無効にすることができる。
【0065】
様々な実施形態において、ユーザは、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108を通じて警報設定1304を編集し得る。編集は、警報1104を追加すること、もしくは減らすこと、または制御設定値1114を設定することを含み得る。制御設定値1114は、狭い範囲の許容誤差1112を定義し得る。制御設定値1114の第2のセットは、より広い範囲の許容誤差1112を定義するように、入力され得る。許容誤差1312は、細胞培養培地混合システム100、400、500内の環境条件の許容範囲を定義し得、アクション1308を必要としない、範囲を表し得、または、環境条件が事前定義された持続時間1310の間、許容誤差1312の範囲から外れるときに、アクション1308を発生させる、範囲を表し得る。
【0066】
図14は、様々な実施形態による、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上に表示され得る、ワークスペース1400上に示され得る、インターロック詳細画面1402を示す。ワークスペース1400は、インターロック詳細画面1402、アクション入力1404、持続時間入力1406、許容誤差入力1408、制御設定値入力1410、ワークフロータイトル1412、およびインターロック1414を備える。
【0067】
様々な実施形態において、インターロック詳細画面1402は、警報詳細1210ボタンから、またはユーザインターフェース204、502の他の部分からアクセスされ得る。
【0068】
様々な実施形態において、制御設定値入力1410は、所望の値または値の範囲について、ユーザインターフェース204、502を通じてユーザによって入力され得る。アクション入力1404は、環境条件が値または値の範囲から逸脱した場合に、アクション624、728、824、または1108が発生することを可能にするように選択され得る。様々な実施形態において、入力フィールドに値を入力することは、ユーザがタッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108をタップすること、およびユーザインターフェース204、502との対話を通じて所望の値を入力することを含み得る。他の実施形態において、ユーザは、口頭コマンドを述べて、その後、所望の値を列挙し得る。例えば、ユーザは、「6.7の制御設定値入力、および一時停止するアクション入力」と言い得る。
【0069】
様々な実施形態において、インターロック1414のための方程式の実施例は、pH6.7を超えるときに、ポンプ416、514が酸性溶液を加えるように作動されるときに指示し得る、pHの制御設定値入力1410を6.7に設定するユーザを含み得る。より具体的には、pHが6.7を超えるときに、アクションは、ポンプ416、514を一時停止することであり得る。レシピにおいて使用するために、酸のボーラスは、混合プロセスまたは生体反応の特定の期間中に、流体406、506に加えられ得、量および頻度が、メモリ552に格納され得る。pHセンサ534は、流体406、506のpHを読み取って、情報をpH伝送機および検出回路542に送信し得、その後、中央処理装置556に情報を中継することができる。中央処理装置556は、pHセンサ534によって読み取られた値をメモリ552に格納された値とチェックして、メモリ552に格納されたアクション入力1404に基づいて、アクションを実行するかどうかを判定し得る。制御設定値入力1410を超える場合、中央処理装置556は、ポンプ駆動回路540と通信して、それに応じてポンプ416、514を作動させ得る。
【0070】
様々な実施形態において、インターロックのための方程式の実施例は、ユーザが溶存酸素の制御設定値入力1410をXに設定することを含み得、アクション入力1404は、ガス供給526から多孔分散管420、518を通じて可撓性区画428の内部にガスを放出するように、弁418のアクティブ化を示し得る。
【0071】
様々な実施形態において、動作中のインターロック1414の実施例は、ユーザが、pHに対して0.5の許容誤差入力1408を、および持続時間入力1406を5秒入力することであり得る。これは、pHが制御設定値入力1410から5秒を超えて0.5だけ逸脱する場合、アクション624、728、824、1008が発生し得ることを意味する。
【0072】
熟練した職人は、異なる混合プロセスまたは生物反応のために、任意の数の組み合わせおよび並べ替えが必要とされ得ることを理解するであろう。記載されているシステムは、ユーザがそれらの特定のニーズのためのシステムを簡単にカスタマイズすることを可能にする。
【0073】
図15は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、ワークスペース1500に示され得る、ボーラス詳細画面1502を示す。ワークスペース1500は、ボーラス詳細画面1502、量1504、時間枠1506、流量1508、単位1510、トグル1512、制御設定値1514、アクション1516、手動アクティベータ1518、およびワークフロータイトル1520を備える。
【0074】
様々な実施形態において、ユーザは、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108を通じて、追加されるボーラスの量1504、それが追加される時間枠1506、流量1508を含み得る、多様な設定を入力することができ、ユーザは、所望の単位1510を選択し得る。
【0075】
様々な実施形態において、ユーザは、ボーラスを送達するように、所望の設定を入力し得、単に手動アクティベータ1518を押し得る。
【0076】
様々な実施形態において、ユーザは、トグル1512をオン位置にスライドさせることによって、制御方程式および履歴現象設定をトグル1512し得る。その後、ユーザは、実行される制御設定値1514およびアクション1516を入力し得る。前に参照したように、実行できるアクションには異なるタイプがあり、制御設定値1314は、異なり得る。いくつかの実施形態において、ユーザは、ボーラスに関連して、制御設定値入力1410、アクション入力1404、許容誤差入力1408、および持続時間入力1406を入力することを望み得る。
【0077】
様々な実施形態において、ボーラスは、酸性もしくは塩基性の流体もしくは粉末、酸素などのガス、流体もしくは粉末形式の栄養素408、または細胞培養培地混合システム100、400、500に加えることができる、有用なものであり得る。
【0078】
様々な実施形態において、手動アクティベータ1518は、ユーザをプロセス詳細または単一ボーラスポンプ画面1602にナビゲートし得る。
【0079】
熟練した職人は、異なる混合プロセスまたは生物反応のために、任意の数の組み合わせまたは並べ替えが必要とされ得ることを理解するであろう。記載されているシステムは、ユーザがそれらの特定のニーズのためのシステムを簡単にカスタマイズすることを可能にする。
【0080】
図16は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、ワークスペース1600に示され得る、単一プロセスの詳細または単一ボーラスポンプ画面1602を示す。ワークスペース1600は、プロセス詳細または単一ボーラスポンプ画面1602、持続時間1604、アクション1606、制御設定値1608、量1610、リザーバ量1612、追加された量1614、環境条件1616、手動アクティベータ1618、およびプロセスタイトル1620を備える。
【0081】
様々な実施形態において、ユーザまたはレシピが、ボーラスが細胞培養培地混合システム100、400、500に送達されることを判定すると、プロセス詳細または単一ボーラスポンプ画面1602は、ロードされ、送達に関連する情報を提供し得る。例えば、持続時間1604は、プロセス詳細の中央に、または単一ボーラスポンプ画面1602に、数値的および絵文字的の両方で示され得る。アクション1606ステータスはまた、制御設定値1608、ボーラスの総量1610、まだ追加されていないリザーバ量1612、すでに追加された量1614、および関連する環境条件1616とともに示され得る。
【0082】
様々な実施形態において、手動アクティベータ1618は、ユーザがボーラスの送達をキャンセル、一時停止、または再開することを可能にし得る。
【0083】
図17は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、ワークスペース1700に示され得る、プロセス詳細画面1702を示す。ワークスペース1700は、プロセス詳細画面1702、総量1704、回収量1706、残量1708、流量1710、移行設定1712、第2の流量1714、第1の単位1716、第2の単位1718、およびプロセスタイトル1720を備える。
【0084】
様々な実施形態において、所望のプロセスが完了した後、細胞培養培地混合システム100、400、500を空にする必要がある。ユーザは、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108を使用して多様な設定を入力し得る。例えば、ユーザは、総量1704を観察して、回収量1706を判定し得る。その後、統合制御ユニット102は、残量1708を計算して、表示し得る。ユーザはさらに、回収が発生する段階の数を判定し得る。例えば、ユーザは、回収のために2つの段階を選択し得、その後、流量1710および第2の流量1714、ならびに変化が流量であるときの移行設定1712を入力し得る。ユーザがアクティベータ1722ボタンを押すと、ユーザインターフェース204、502は、回収詳細画面1602にナビゲートする。
【0085】
図18は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示され得る、ワークスペース1800上に示され得る、回収詳細画面1802を示す。ワークスペース1800は、回収詳細画面1802、総量1804、回収量1806、環境条件1808、質量1810、第1の圧力インジケータ1812、第2の圧力インジケータ1814、およびプロセスタイトル1816を備える。
【0086】
様々な実施形態において、ユーザが回収の設定を入力し、アクティベータ1722を押すと、ユーザインターフェース204、502は、回収に関連する多様な情報およびデータでユーザに提示し得る、回収詳細画面1802にナビゲートし得る。例えば、総量1804は、回収詳細画面1802と同様に、数値的およびグラフィカルの両方で回収詳細画面1802の中央に表示され得る。いくつかの実施形態において、システム内に蓄積され得る、堆積物、廃棄物、または粒子のために、可撓性区画510の内容物全体を回収することは望ましくないであろう。質量1810はまた、ロードセル528によって検出され得、可撓性区画510の容量だけでなく、細胞培養培地混合システム100、400、500の重量も減少していることを示すように、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上に提示される。追加的に、第1の圧力インジケータ1812および第2の圧力インジケータ1814は、2つの液体中の圧力を示し得る。可撓性区画510の圧力は、環境条件1808として示され得る。
【0087】
図19は、細胞培養培地混合プロセス1900の一実施形態の実施例を示す。細胞培養培地混合プロセス1900は、プロセスワークフロー1902、プロセス1904、レシピ1906、およびレシピステップ1908を含む。
【0088】
様々な実施形態において、生物生産ワークスペース600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600および関連する生物プロセスモジュール604、704、804は、様々な詳細をすべて含む、図19に示される細胞培養培地混合プロセス1900をグラフィカルに表し得る。
【0089】
様々な実施形態において、プロセスワークフロー1902は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上での対話を通じて、ユーザによってカスタマイズされ得る。いくつかの実施形態において、生物プロセスモジュール604、704、804は、ユーザが様々なプロセス1704に関連する個々のレシピステップ1908をカスタマイズすることを可能にし得る、レシピ1906ビルダーであり得る。図19における実施例は、使い捨てミキサが混合プロセスを開始し、流体406、506のpHが調整されて、約3.7のpHに保持され、その後、pHが4.0に変更されて保持され、最終的に可撓性区画510の内容物が回収されることを示す。
【0090】
熟練した職人は、用途に応じて、任意の数の混合プロセス1700または生物反応が有用であり得ることを理解するであろう。本明細書の細胞培養培地混合システム100、400、500は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108に表示されるユーザフレンドリーなユーザインターフェース204、502を通じて容易なカスタマイズを可能にし、所望の結果を達成するように、ユーザがワークスペース600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600および生物プロセスモジュール604、704、804設定と対話および変更し得る。
【0091】
図20は、細胞培養培地混合システム100のための使用方法を示す。ブロック2002において、ルーチン2000は、区画が、混合要素を含み、区画が、細胞増殖のための流体および栄養素を含むように構成される、区画を有する細胞培養培地混合システムを提供する。ブロック2004において、ルーチン2000は、デバイスが、混合システムと物理的に通信し、統合制御デバイスと電子的に通信する、統合制御ユニットにデバイスを接続する。ブロック2006において、ルーチン2000は、統合制御ユニットが、デバイスの特性を自動的に検出する。ブロック2008において、ルーチン2000は、統合制御ユニットが、特性に基づいて、プロセスワークフロー内でデバイスに関連するプロセスを自動的に順序付けする。
【0092】
様々な実施形態において、ルーチン2000は、生物生産ワークスペースと、生物生産ワークスペース内のデバイスを表す生物プロセスとをグラフィカルに表示し得る。いくつかの実施形態において、レシピは、流体にボーラスを追加することを含み得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2000は、プロセスワークフローに基づいて、生物生産ワークスペース上の一連の生物プロセスモジュール内の生物プロセスモジュールを自動的に順序付けすることができ、プロセスワークフローが、メモリに格納される。いくつかの実施形態において、ルーチン2000は、区画内で混合されている流体に基づいて、一連のプロセスワークフローからプロセスワークフローを選択し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2000は、区画内で発生する生物学的プロセスに基づいて、一連のプロセスワークフローからプロセスワークフローを選択し得る。
【0093】
様々な実施形態において、ルーチン2000は、タッチ感知ディスプレイまたは対話型ディスプレイ108上に生物生産ワークスペースおよび生物プロセスモジュールを表示し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2000のユーザは、デバイスに関連するプロセスを非アクティブ化するようにタッチ感知画面にタッチすることによって生物プロセスモジュールを選択し得、生物プロセスモジュールが、プロセスが非アクティブであることを示すように更新される。いくつかの実施形態において、ユーザは、デバイスに関連するプロセスをアクティブにするようにタッチ感知画面にタッチすることによってモジュールを選択し得、モジュールが、プロセスがアクティブであることを示すように更新される。いくつかの実施形態において、ユーザは、生物生産ワークスペース内で生物プロセスモジュールを再順序付けするようにタッチ感知画面にタッチすることによって生物プロセスモジュールを選択し得、対応するプロセスが、プロセスワークフロー内で再順序付けられる。いくつかの実施形態において、生物プロセスモジュールおよびプロセスは、プロセスワークフローがアクティブである間に、再順序付けされ得る。
【0094】
図21は、細胞培養培地混合システム100のための使用方法を示す。ブロック2102において、ルーチン2100は、ディスプレイと、一連のポートと、を含む、統合制御ユニットを提供する。ブロック2104において、ルーチン2100は、ディスプレイ上に生物生産ワークスペースを表示する。ブロック2106において、ルーチン2100は、デバイスを含む混合システムを提供する。ブロック2108において、ルーチン2100は、一連のポート内のポートにデバイスを接続する。ブロック2110において、ルーチン2100は、ポートにデバイスを接続すると、デバイスを自動的にアクティブ化して、ディスプレイ上の生物生産ワークスペース内に生物プロセスモジュールを表示する。
【0095】
様々な実施形態において、統合制御ユニット102は、ポート302に接続すると、デバイス522を自動的に較正し得る。いくつかの実施形態において、デバイスは、ロードセル528であり得、ルーチン2100は、風袋値を設定することによってロードセル528を較正し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2100は、制御設定値712およびアクション624、728を選択し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2100は、制御設定値612、712、812、1114、1210、1314、1408および持続時間1310、1206、1404のための許容誤差1312を選択し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2100は、アクション624、728、824、1108、1204、1316、1406を実行し得る。いくつかの実施形態において、アクション624、728、824、1108、1204、1316、1406は、デバイス522をアクティブ化することを含み得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2100は、許容誤差1312、1208が持続時間1310、1208、1404を超えられたときに、警報904をアクティブ化し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2100は、タブ618、716、818を選択して、アクティブプロセス726のリストを表示し得る。いくつかの実施形態において、ルーチン2100は、アクティブプロセス726のリストからアクティブプロセスを選択し、続いて詳細画面902、1002、1102、1202、1302、1402、1502、1602にナビゲートし得る。
【0096】
図22は、細胞培養培地混合システム100のための使用方法を示す。ブロック2202において、ルーチン2200は、対話型ディスプレイと、一連のポートと、を含む、統合制御ユニットを提供する。ブロック2204において、ルーチン2200は、剛性ハウジングと、剛性ハウジングの内部に適合するように構成されている可撓性区画と、を含む、細胞培養培地混合システムであって、可撓性区画が、混合要素を含み得、可撓性区画の内部が、流体および栄養素を含有するように構成され得ている、細胞培養培地混合システムを提供する。ブロック2206において、ルーチン2200は、ポートのうちの1つにセンサを接続することであって、センサが、可撓性区画の内部と通信している、センサを接続する。ブロック2208において、ルーチン2200は、ポートにセンサを接続すると、対話型ディスプレイにセンサを表す、生物プロセスモジュールを自動的に表示する。ブロック2210において、ルーチン2200は、センサの識別に基づいて、対話型ディスプレイ上の生物生産ワークスペース内に一連の生物プロセスモジュールを配置することであって、表示されている生物プロセスモジュールの順序が、プロセスワークフロー内で一連のプロセスが実行される順序と相関する、一連の生物プロセスモジュールを配置する。
【0097】
様々な実施形態において、ルーチン2200は、流体を混合するように、混合要素を使用して、可撓性区画の内部内で混合プロセスを開始する。
【0098】
様々な実施形態において、ルーチン2200は、ユーザの選択に基づいて、プロセスワークフローを表す生物生産ワークスペース内で一連の生物プロセスモジュールおよびそれらの関連するプロセスを再順序付けする。
【0099】
様々な実施形態において、ルーチン2200は、プロセスが、プロセスワークフロー内で使用されるようにスケジュールされていないことを、第2の生物プロセスモジュール内に示す。
【0100】
本教示は、様々な実施形態と併せて記載されるが、本教示がかかる実施形態に限定されることを意図していない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるように、多様な代替物、変形物、および同等物を包含する。
【0101】
さらに、様々な実施形態の記載において、本明細書は、方法および/またはプロセスを特定のシーケンスのステップとして提示している場合がある。しかしながら、本方法またはプロセスが本明細書に記載された特定のシーケンスのステップに依拠しない限り、本方法またはプロセスは、記載された特定のシーケンスのステップに限定されるべきではない。当業者であれば理解するように、他のシーケンスのステップが、可能であり得る。したがって、本明細書に記載された特定の順序のステップは、特許請求の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。加えて、本方法および/またはプロセスを対象とする特許請求の範囲は、記述された順序でのそれらのステップの性能に限定されるべきではなく、当業者であれば、シーケンスが変更されてもよく、それでもなお様々な実施形態の趣旨および範囲内に収まり得ることを容易に理解するであろう。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
【外国語明細書】