(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−支持容器内容積（８）を画定する少なくとも１つの側壁（３、４、５、６）および底壁（７）、ならびに少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）を備える支持容器（２）と、
−バッグ内容積（１８）を画定する、少なくとも１つのバッグ側壁（１２；１１２、１３；１１３、１４、１５）、バッグ底壁（１６；１１６）およびバッグ頂壁（１７；１１７）を有し、前記バッグ内容積（１８）内の１または複数のバッグ壁に回転可能に取り付けられた少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）を有し、前記支持容器内容積（８）内に嵌合するように適合させた可撓性バッグ（１１；１１１）と、
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）に電気的または電磁的に接続された制御ユニット（２６）と
を備え、
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）の回転方向および回転速度を、前記制御ユニット（２６）によって個別に制御することができ、
前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）はそれぞれ、斜めのインペラブレード（２８）を複数有し、
前記第１の磁気インペラ（１９）の各インペラブレード（２８）は、前記第１の磁気インペラ（１９）の周方向に沿って同じ側へ、前記第１の磁気インペラ（１９）の回転軸に対して傾いており、
前記第２の磁気インペラ（２０）の各インペラブレード（２８）は、前記第２の磁気インペラ（２０）の周方向に沿って同じ側へ、前記第２の磁気インペラ（２０）の回転軸に対して傾いており、
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）が、前記底壁（７）の中またはその下に取り付けられ、前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）が、前記バッグ内容積（１８）中の前記バッグ底壁（１６；１１６）に回転可能に取り付けられ、
前記制御ユニット（２６）は、前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）の１つのポンピング方向が上方となり、他の１つのポンピング方向が下方となるように、前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）を回転させることができる、バイオプロセスミキサー（１）。
【請求項２】
−前記支持容器（２）が、長さ（ｌ）、幅（ｗ）および高さ（ｈ）を有する直方体の支持容器内容積（８）を画定する、４つの側壁（３、４、５、６）および底壁（７）を備え、
−前記可撓性バッグ（１１；１１１）が、４つのバッグ側壁（１２；１１２、１３；１１３、１４、１５）、バッグ底壁（１６；１１６）およびバッグ頂壁（１７；１１７）によって画定されたバッグ内容積（１８）を有する、直方体の形状を有する、
請求項１に記載のバイオプロセスミキサー（１）。
【請求項３】
ａ）前記支持容器内容積（８）が、少なくとも１．５の長さ対幅の比を有し、
ｂ）前記支持容器内容積（８）が、０．７〜２の高さ対幅の比を有し、
ｃ）前記支持容器内容積（８）および／またはバッグ内容積（１８）が、少なくとも１．５ｍ3であり、
ｄ）前記支持容器（２）が二重壁であり、温度制御流体用の入口ポート（２１）および出口ポート（２２）を備え、
ｅ）前記バイオプロセスミキサー（１）が、前記支持容器（２）に取り付けられた外部懸架式ステップ（３６）を有し、
ｆ）前記可撓性バッグ（１１；１１１）が、前記バッグ頂壁（１７；１１７）に少なくとも１つのポート（２７）を有し、
ｇ）前記バイオプロセスミキサー（１）が、フロアロック（２４）付きキャスター（２３）に取り付けられており、
ｈ）前記バイオプロセスミキサー（１）が、ロードセル（２５）によって支持され、および／または
ｉ）前記バイオプロセスミキサー（１）が、前記バッグ内容積（１８）に閉じ込められた液体の１または複数の特性を測定するように適合させた、１または複数のセンサ（２９）をさらに備える、
請求項１または２のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
【請求項４】
前記制御ユニット（２６）は、前記ロードセル（２５）および／または熱制御流体の供給源（３２）に電気的または電磁的に接続されている、請求項３に記載のミキサー（１）。
【請求項５】
前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）が、
ａ）それぞれ、少なくとも３枚のインペラブレード（２８）を有し、
ｂ）それぞれ、前記インペラブレードから前記バッグ底壁（１６；１１６）までの距離（ｄ）が少なくとも７ｃｍとなるように、前記バッグ底壁（１６；１１６）に回転可能に取り付けられており、および／または
ｃ）それぞれ、前記インペラブレードからバッグ壁までの最短距離（ｄ）が少なくとも７ｃｍとなるように、バッグ壁に回転可能に取り付けられる、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
【請求項６】
前記可撓性バッグ（１１；１１１）が、前記バッグ内容積（１８）を少なくとも２つの別個のミキサーコンパートメント（１０８、１１８）に分割する内壁を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のミキサー（１）を備え、前記可撓性バッグ（１１；１１１）が、少なくとも１つのガス入口ポート（３０）および少なくとも１つのガス出口ポート（３１）を備える、バイオリアクター。
【請求項８】
液体混合物を調製する方法であって、
ａ）請求項１乃至６のいずれか１項に記載のミキサー（１）を提供するステップ、
ｂ）少なくとも１種の液体および少なくとも１種のさらなる成分を前記バッグ内容積（１８）に添加するステップ、ならびに
ｃ）前記少なくとも１種の液体と前記少なくとも１種のさらなる成分とを、前記第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）によって提供される攪拌下で混合するステップ、
を含む方法。
【請求項９】
前記少なくとも１種のさらなる成分が、固形物を含み、前記液体混合物が、少なくとも前記固形物の溶液である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記液体混合物が水性緩衝液を含む、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップｃ）の間に、前記液体混合物の少なくとも１つの特性が、前記液体混合物が均質であるかどうかを決定するために監視される、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
細胞を培養する方法であって、
ａ）請求項７に記載のバイオリアクターを提供するステップ、
ｂ）培養培地および細胞を前記バッグ内容積（１８）に添加するステップ、ならびに
ｃ）前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）によって提供される攪拌下で、前記バイオリアクターにおいて細胞を培養するステップ
を含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオプロセス用途のミキサーに関し、より詳細には、単回使用バッグを有するミキサーに関する。本発明はまた、バイオリアクター、支持容器、ならびに細胞の混合および培養方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオプロセス産業では、治療用タンパク質の発現および精製などの製造プロセスにおいて、伝統的にステンレススチール製のシステムおよび配管が使用されている。これらの装置は、洗浄および／または滅菌後に再使用されるように設計されている。しかし、洗浄および滅菌は費用のかかる労働集約的な操作である。さらに、必要な配管およびユーティリティを備えたこれらの伝統的なシステムの設置コストは、多くの場合非常に高額である。さらに、これらのシステムは、通常、特定のプロセス用に設計されており、新たな用途のために容易に再構成することができない。これらの制限は、過去１５年間を通して、通常のステンレススチールタンクに換えてプラスチック製の単回使用の使い捨てバッグと細管とを使用する新しいアプローチの採用につながった。
【０００３】
大規模な操作では、外側のステンレススチール製の支持容器によって支持された可撓性バッグを使用することが好ましい解決策である。これにより、数立方メートルまでのスケールでの単回使用操作が可能になる。しかし、このような大規模においては、混合効率が課題となり、したがって、混合の改善された大規模な単回使用システムの必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／１８６８３４Ａ１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一態様は、支持容器中に単回使用バッグを有する効率的なバイオプロセスミキサーを提供することである。これは、請求項１に記載のミキサーによって達成される。
【０００６】
１つの利点は、大量の急速な混合を達成できることである。さらなる利点は、ミキサーが異なる位置間で容易に移動され、ミキサーが低重心を有し、効率的な熱伝達が達成され得ることである。
【０００７】
本発明の第２の態様は、効率的に攪拌するバイオリアクターを提供することである。これは、特許請求の範囲に記載のバイオリアクターによって達成される。
【０００８】
第３の態様は、バイオプロセスミキサーまたはバイオリアクター用の支持容器を提供することである。これは、特許請求の範囲に記載の支持容器によって達成される。
【０００９】
第４の態様は、液体混合物を調製する効率的な方法を提供することである。これは、特許請求の範囲に記載の方法によって達成される。
【００１０】
第５の態様は、細胞を培養する効率的な方法を提供することである。これは、特許請求の範囲に記載の方法によって達成される。
【００１１】
本発明のさらに適切な実施形態は従属請求項に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、支持容器内にバッグを備えた本発明によるミキサーを示す側面図および上面図である。
【図２】図２は、本発明による支持容器を示す側面図および上面図である。
【図３】図３は、本発明で使用するバッグを示す側面図および斜視図（斜視図ではインペラは図示せず）である。
【図４】図４は、本発明で使用するための別のバッグを示す側面図である。
【図５】図５は、本発明で使用するための別のバッグを示す側面図である。
【図６】図６は、本発明で使用するインペラを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
定義
特許請求する発明の主題をより明確かつ簡潔に記載し、指摘するために、下記の説明および本明細書に添付された特許請求の範囲に使用される特定の用語に対して、下記の定義が提供される。
【００１４】
単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈が特に他のことを明確に示さない限り、複数の指示対象を含む。本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、概略を表す言葉（Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｎｇ  ｌａｎｇｕａｇｅ）は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「約」などの用語により修飾された値は、指定された正確な値に限定されるものではない。特に他のことが明記されない限り、本明細書および特許請求の範囲に使用される原料、分子量などの特性、反応条件などの量を表現するすべての数字は、すべてにおいて「約」という用語により修飾されていると理解するべきである。したがって、特に反対のことが示されない限り、下記の明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数値パラメーターは、本発明の実施形態により得ることが探求されている所望の特性に依存して変動し得る近似値である。少なくとも各数値パラメーターは、少なくとも報告された有効数字を考慮して、普通の四捨五入技術の適用により解釈されるべきである。
【００１５】
本明細書では、「上部」、「底部」、「より上」、「より下」、「上へ」、「下へ」、および「高さ」などの任意の方向を示す用語は、図面に示されるデバイスに対しての言及である。接合についての言及（例えば、接合された、取り付けられた、連結された、接続されたなど）は広義に解釈されるべきであり、要素の接続と要素間の相対的運動との間に中間部材を含むことができる。このように、接合についての言及は、必ずしも２つの要素が直接的に接続され、互いに固定された関係にあることを意味するものではない。さらに、さまざまな実施形態を参照して考察したさまざまな要素を交換して、本発明の範囲内に入る全く新しい実施形態を作製することができる。
【００１６】
図１〜図６により例示される１つの態様において、本発明は、以下を備えるバイオプロセスミキサー１を開示する：
ａ）少なくとも１つの側壁３、４、５、６、例えば少なくとも１つの直立側壁３、４、５、６および底壁７を備え、これらの壁が支持容器内容積８を画定する支持容器２。支持容器は、少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット９と第２の磁気インペラ駆動ユニット１０とを備え、場合によりさらなる磁気インペラ駆動ユニット、例えば、１、２、３または４つのさらなるユニットなどを備えてもよい。磁気インペラ駆動ユニットは、例えば、側壁および底壁の１または複数の中または後ろ／下に取り付けることができる。それらはすべて同じ壁の中、後ろ、もしくは下に取り付けることも、または、異なる壁の中、後ろ、もしくは下に取り付けることもできる。磁気インペラ駆動ユニットは、例えば、１または複数の磁石がシャフトと共に回転し、磁気インペラを駆動可能な回転磁界を提供するように固定された回転シャフトを有するモータであってよい。支持容器は、バッグを保護し、絶縁体を提供するために、上部カバー（図示せず）をさらに有してもよい。
【００１７】
ｂ）支持容器内容積内に嵌合するように適合させた、一緒にバッグ内容積１８を画定する、少なくとも１つのバッグ側壁１２；１１２、１３；１１３、１４、１５、バッグ底壁１６；１１６およびバッグ頂壁１７；１１７を有する可撓性バッグ１１；１１１。バッグは、バッグ内容積中の１または複数のバッグ壁（すなわち内側のバッグ壁）に回転可能に取り付けられた少なくとも第１の磁気インペラ１９と第２の磁気インペラ２０を有し、場合によりさらなる磁気インペラ、例えば、１、２、３または４つなどのさらなるインペラを備えてもよい。磁気インペラは、バッグが支持容器の内部に嵌合されたときに、各インペラが磁気インペラ駆動ユニットに隣接し、駆動ユニットがインペラの１または複数の磁石に対する回転磁界の作用によってインペラを駆動できるように、適切に配置される。適切には、磁気インペラは、例えば、それぞれ別個の軸に取り付けられることによって、互いに独立して回転することができる。バッグ壁への回転可能な取り付けは、例えば、米国特許第６７５８５９３号明細書、米国特許第７４８１５７２号明細書または国際公開第２０１４１１６１６５号パンフレットに記載されているように構築することができ、これらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。バッグは、可撓性材料の１または複数のシート、例えば、プラスチックフィルムまたは多層可撓性プラスチックラミネートから製造することができる。各バッグ壁は、単一シートの均質な部分または溶接によって接合された複数のシート部分のいずれかを含むことができる。適切には、バッグは、バイオプロセス目的のための単回使用バッグの技術分野で公知の三次元バッグである（例えば、米国特許出願公開第２００２０１３１６５４号明細書、米国特許出願公開第２００４０２４５１４４号明細書または国際公開第２０１３１１２９６３Ａ１号パンフレットを参照されたい、これらの全体は参照により本明細書に組み込まれる）。バッグは、支持容器内容積と一致するか、または支持容器内容積と本質的に一致して、支持容器の内部に密接に嵌合することができる。バッグの壁の間の接合部は、曲率半径で直角またはほぼ直角にすることができる。
【００１８】
特定の実施形態において、少なくとも第１および第２の磁気インペラ駆動ユニット９、１０は、支持容器の底壁７の中または下に取り付けられ、少なくとも第１および第２の磁気インペラ１９、２０は、バッグ内容積内のバッグ底壁１６に、駆動ユニット９、１０に適切に隣接して回転可能に取り付けられる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、支持容器は、長さｌ、幅ｗおよび高さｈを有するほぼ直方体の支持容器内容積８を画定する、４つの側壁３、４、５、６および底壁７を備える。４つの側壁および底壁は、それぞれ長方形を有してもよく、互いに直角またはほぼ直角に交わることができ、ほぼ長方形の上部および側面投影を有する形状を形成する。これに対応して、可撓性バッグは、これらの実施形態において、４つのバッグ側壁１２；１１２、１３；１１３、１４、１５、バッグ底壁１６；１１６およびバッグ頂壁１７；１１７によって画定されたバッグ内容積１８を有する、ほぼ長方形の頂部および側面投影を有するほぼ直方体の形状を有する。４つのバッグ側壁、底壁および頂壁は、それぞれ、ほぼ長方形を有してもよく、隣接する壁は、互いに直角またはほぼ直角であってもよい。
【００２０】
特定の実施形態において、支持容器内容積は、少なくとも１．５、例えば１．５〜３または１．５〜２の長さ対幅の比（ｌ／ｗ）を有する。長さ対幅の比が高いことにより、異なる位置間で、例えば、ドア開口部を介して内容積が大きいミキサーの移動が可能になり、上述したインペラ配置を使用する場合には、長さ対幅の比が高くても良好な攪拌を達成することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、支持容器内容積は、０．７〜２、例えば０．７〜１．３の高さ対幅の比（ｈ／ｗ）を有する。高さ対幅の比が低いと、異なる位置間での大きなミキサーの移動が容易になり、低重心化が可能になる。低重心は、安定性にとって重要であり、ミキサーが転倒するリスクを防止する。例えば、支持容器に外部懸架式ステップ３６を取り付けて、ヒトが前記ステップを登ったときに、ミキサーまたは支持容器の転倒のリスクなしに支持容器内容積およびバッグに容易に接近することが可能である。
【００２２】
特定の実施形態において、支持容器内容積および／またはバッグ内容積は、少なくとも１．５ｍ3、例えば少なくとも２ｍ3または２〜５ｍ3または２〜３ｍ3である。良好な攪拌に対する要求は、規模が大きくなるほど特に高いが、上述のインペラ構成で実現することができる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、支持容器は二重壁であり、温度制御流体用の入口ポート２１および出口ポート２２を備える。温度制御流体は、例えば、温度制御流体の供給源３２からポンピングにより運ぶことができ、この流体の供給源は、例えば、温度調節された水または油浴、蒸気供給装置などであってよい。大部分のバイオプロセス用途において、所望の温度は４〜４０℃の範囲内であり、温度調節された水が一般的に使用される。
【００２４】
特定の実施形態において、ミキサーは、フロアロック２４付きキャスター２３に取り付けられている。ミキサーはキャスター上で移動することができ、フロアロックを適切に用い、その後バッグを液体で満たしてもよい。キャスターとフロアロックは一体化しても、別々に取り付けてもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ミキサーはロードセル２５によって支持される。電気的または電磁的に制御ユニットに接続できるロードセルは、バッグの充填度を連続的に監視することができる。
【００２６】
特定の実施形態において、ミキサーは、前記少なくとも第１および第２の磁気インペラ駆動ユニット、ならびに場合により、ロードセルおよび／または熱制御流体の供給源３２に電気的または電磁的に接続された制御ユニット２６をさらに備える。制御ユニットは、例えば、少なくとも第１および第２の磁気インペラ駆動ユニットの回転方向および回転速度を個別に制御することができる。これにより、例えば、同方向に回転するインペラまたは反対方向に回転するインペラを選択することによって、攪拌プロファイルの完全な融通性が得られる。斜めのブレードを有するインペラが使用される場合、インペラのポンピング方向（上下）は回転方向に依存する。いくつかの用途において、下方へのポンピング方向を有する１つのインペラと上方へのポンピング方向を有するインペラとが有利であり得るが、他の用途では、同じポンピング方向を有するすべてのインペラを運転することが好ましいことがある。
【００２７】
特定の実施形態において、可撓性バッグは、前記バッグ頂壁に少なくとも１つのポート２７、３０、３１；１２６、１２７；２２７、２３０、２３１を有する。このポートを介して、液体および固体成分をバッグ内容積に加えることができ、ポートに取り付けられたディップチューブを介してバッグから液体を抜き出すことも可能である。しかし、液体の回収のために、バッグの下部に排出ポート３３を使用することも可能であり、このポートは、支持容器の側壁または底壁の穴３５を通過して細管３４に流体連通することができる。バッグはまた、例えば、異なる成分の添加、試料の除去および／またはガスの添加もしくは回収のためのさらなるポートを備えてもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態において、前記少なくとも第１および第２の磁気インペラはそれぞれ、少なくとも３枚、例えば４枚のインペラブレード２８を有する。２枚のブレードのインペラも使用可能であり、４枚以上のブレード、例えば５または６枚のブレードを有するインペラも使用可能である。インペラは、例えば、斜めに、または垂直に取り付けられたインペラブレードを有することができ、これらのブレードは、用途の必要性に応じて平坦であっても、または湾曲していてもよい。インペラは、それぞれ、インペラブレードから任意のバッグ壁、例えばバッグ底壁までの最短距離ｄが、少なくとも７ｃｍ、例えば少なくとも１０ｃｍ、例えば１０〜３０ｃｍまたは１０〜２０ｃｍとなるように、バッグ壁、例えばバッグ底壁に回転可能に取り付けることができる。インペラの直径Ｄは、例えば、少なくとも１０ｃｍ、例えば少なくとも１５ｃｍ、または１０〜４０ｃｍ、例えば１５〜２５ｃｍであってもよい。
【００２９】
特定の実施形態において、ミキサーは、バッグ内容積に閉じ込められた液体の１または複数の特性、例えば導電率、ｐＨおよび／または温度を測定するように適合された、１または複数のセンサ２９をさらに備える。センサは、通常、いつ定常状態に達するかを監視することによって、混合動作において十分な均質性が達成されたことを検証するために使用することができる。代替的には、センサは、特性の意図的な変化を監視するために使用することができ、例えば、特定の値に達したときに成分の追加を停止するために使用することができる。一例は、酸または塩基の添加によって緩衝液を所定のｐＨに滴定することである。
【００３０】
図４に示すいくつかの実施形態において、バッグ１１１は、バッグ内容積を、各コンパートメント内に少なくとも１つのポート１２６、１２７を適切に有する、少なくとも２つの個別のミキサーコンパートメント１０８、１１８に分割する内壁１１０を備える。適切には、前記少なくとも第１および第２の磁気インペラのうちの１つを各コンパートメントに配置することができる。これにより、多くの状況で必要とされる複数の液体混合物の調製が可能になる。同じ支持容器を、大型シングルコンパートメントミキサーとして、および複数の独立したミキサーコンパートメントを用いた両方で使用する可能性は、バイオプロセスの設定に融通性を与え、資本コストを削減する。内壁１１０は、可撓性プラスチック材料のシートであってもよいが、例えば、プラスチックまたは金属材料の剛性壁であってもよい。代替的には、ミキサーは、２つの個別のバッグを備えてもよく、前記少なくとも第１および第２の磁気インペラのうちの１つが各バッグに配置される。
【００３１】
第２の態様において、本発明は、上記の実施形態のいずれかに開示されるミキサーを備えたバイオリアクターを開示する。ミキサーのバッグ１１；２１１は、少なくとも１つのガス入口ポート３０；２３０と、少なくとも１つのガス出口ポート３１；２３１とをさらに備えることができる。１または複数のガス入口ポート２３０は、例えば、バッグ内の細胞培養液の通気を提供するために、バッグ内容積内の１または複数のスパージャ２３２と流体連通されてもよい。１または複数の磁気駆動インペラは、スパージャからのガスをバッグ内容積に分散させるように構成することもできる。バイオリアクターは、例えば、酸素濃度、二酸化炭素濃度および／または他の栄養素または代謝産物の濃度を監視するための追加のセンサをさらに備えてもよい。発泡を最小限に抑えるために、バイオリアクターは、消泡剤添加ポートを備えることができ、および／またはバッグの頂部領域に破泡装置として作用するように適合された磁気的に駆動されるインペラを備えることができる。破泡装置インペラは、例えば、バイオリアクターの液体レベルより上の泡で回転するタービンであり、重力の作用によって培養物に戻ることができる、バッグの側壁に向かって発泡液体の加速を引き起す。破泡装置インペラは、第１および第２の磁気インペラのうちの１つであってもよいが、追加の磁気インペラであってもよい。バイオリアクターは、複数の磁気的に駆動される破泡装置インペラを含み得ることがさらに企図される。
【００３２】
図２に示す第３の態様において、本発明は、バイオプロセスミキサーまたはバイオリアクターのための支持容器２であって、少なくとも１つの側壁３、４、５、６および底壁７を備え、前記壁が支持容器内容積８を画定し、前記底壁の中または下に少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット９と第２の磁気インペラ駆動ユニット１０とを備える支持容器を開示する。
【００３３】
いくつかの実施形態において、支持容器は、長さｌ、幅ｗおよび高さｈを有するほぼ直方体の支持容器内容積８を画定する、４つの側壁３、４、５、６および底壁７を備える。支持容器内容積は、例えば、少なくとも１．５、例えば１．５〜３または１．５〜２の長さ対幅の比（ｌ／ｗ）を有することができ、および／または例えば０．７〜１．３の高さ対幅の比（ｈ／ｗ）を有することができる。支持容器内容積は、例えば少なくとも１．５ｍ3、例えば少なくとも２ｍ3または２〜５ｍ3または２〜３ｍ3であってよい。
【００３４】
特定の実施形態において、支持容器は二重壁であり、温度制御流体用の入口ポート２１および出口ポート２２を備え、これらは、例えば温度制御流体の供給源３２が起点であってもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態において、支持容器は、フロアロック２４付きキャスター２３に取り付けられている。また、ロードセル２５によって支持されてもよく、外部懸架式ステップ３６を備えていてもよい。
【００３６】
特定の実施形態において、支持容器は、前記少なくとも第１および第２の磁気インペラ駆動ユニット、ならびに場合により、前記ロードセルおよび／または熱制御流体の供給源３２に電気的または電磁的に接続された制御ユニット２６をさらに備える。制御ユニットは、少なくとも第１および第２の磁気インペラ駆動ユニットの回転方向および回転速度を個別に制御することができる。
【００３７】
第４の態様において、本発明は、液体混合物を調製する方法であって、以下のステップを含む方法を開示する：
ａ）上記で開示したミキサー１を提供するステップ。このステップは、上記で開示した支持容器２と、対応するバッグ１１；１１１との提供を含むことができる。バッグは支持容器内に取り付けられ、適用可能なすべてのポートおよびセンサが必要に応じて接続される。
【００３８】
ｂ）バッグ内容積１８に少なくとも１種の液体および少なくとも１種のさらなる成分を添加するステップ。液体は、例えば、水、緩衝液、塩溶液、細胞培養ブロスまたはクロマトグラフィーカラムからの溶出液であってよく、さらなる成分は、緩衝液成分、塩、酸、塩基などを含み得る。
【００３９】
ｃ）少なくとも第１の磁気インペラ１９および第２の磁気インペラ２０によって提供される攪拌下で、少なくとも１種の液体および少なくとも１種のさらなる成分を混合するステップ。
【００４０】
いくつかの実施形態において、少なくとも１種のさらなる成分は固形物を含み、粉末または顆粒、例えば、粉末状または顆粒状の塩または緩衝液種であってよい。このとき液体混合物は、混合物の液相中に溶解または懸濁する少なくともこの固形物の溶液または場合により懸濁液であってもよい。
【００４１】
特定の実施形態において、液体混合物は、水性緩衝液を含む。液体混合物は即時使用の緩衝液であってもよいが、例えば、使用前に（例えば、ｐＨまたは塩の調整によって）希釈および／または調整されることが意図された緩衝液濃縮物であってもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態において、ステップｃ）の間に、液体混合物の少なくとも１つの特性、例えば導電率および／またはｐＨが、該混合物が均質であるかどうかを決定するために監視される。これは、関連シグナルがいつ定常状態に到達したかを決定するために、センサ２９および制御ユニット２６を使用することによって適切に行うことができる。
【００４３】
第５の態様において、本発明は、細胞を培養する方法であって、
ａ）上記で開示したバイオリアクターを提供するステップ、
ｂ）培養培地および細胞を前記バッグ内容積に添加するステップ、ならびに
ｃ）前記少なくとも第１および第２の磁気インペラによって提供される攪拌下で、前記バイオリアクターにおいて細胞を培養するステップ
を含む方法を開示する。
【００４４】
いくつかの実施形態において、ステップｃ）において、ガス、例えば空気は、１または複数のガス入口ポートを介してバッグ内容積に運び込まれ、排気ガスは１または複数のガス出口ポートを介してバッグ内容積から運び出される。上述したように、ガスは、１または複数のスパージャを介して培養物に提供することができ、１または複数の磁気インペラにより分散させることができる。発泡は、１または複数の磁性破泡装置インペラによって低減させることができる。
【実施例１】
【００４５】
液−液混合
この実験は、内部寸法２０８ｃｍ（長さ）×１１２ｃｍ（幅）×１１４ｃｍ（高さ）および底壁に対称的に配置された２つの磁気インペラ駆動モータを有する細長い直角直方体支持容器内に閉じ込められた、底部に２つの磁気インペラを有する２５００Ｌのプラスチックバッグ内で実施した。支持容器を二重壁にし、４０℃に温度調節した。このバッグには、異なる位置に４つの導電率センサを装備した。インペラは、図６に示すように設計され、１０ｃｍの延長部３７を有する４つの斜めのブレードをそれぞれ有し、バッグ底壁からインペラブレードまでの距離ｄが１１．５ｃｍであり、インペラの直径Ｄが１８．７ｃｍであった。
【００４６】
バッグを２３００Ｌのろ過された水道水で満たし、逆方向に回転する（一方のポンピングは上方、一方のポンピングは下方）インペラを用いて攪拌を２００ｒｐｍに設定し、水温を４０℃に到達させた。導電率は４つのセンサで監視され、すべてが一定のシグナルを示した。次いで、１０Ｌの２．５Ｍ  ＮａＣｌ溶液を１回でバッグに添加し、導電率センサが一定のシグナルを示すまでの時間を測定した。このプロセスを、１０Ｌの２．５Ｍ  ＮａＣｌのさらに２回のショットにより２回繰り返した。３回の２００ｒｐｍでの実験においてシグナルが一定になるまでの時間は、３４秒、５２秒および３５秒であった。
【００４７】
次いで、攪拌を３５０ｒｐｍに設定し（ここでも回転は逆方向）、１０Ｌの２．５Ｍ  ＮａＣｌ溶液をさらに３回添加した。３回の３５０ｒｐｍでの実験においてシグナルが一定になるまでの時間は、２０秒、２２秒および２１秒であった。
【実施例２】
【００４８】
固液混合
４０℃の２３００Ｌのろ過された水道水を用いて実施例１と同じ設定を使用した。攪拌を２００ｒｐｍに設定して（この場合もまた逆方向の回転）、８ｋｇのＮａＣｌ粉末を１回で添加し、導電率シグナルが一定になるまでの時間を測定した。これを８ｋｇのＮａＣｌのさらに２回のショットにより繰り返した。３回の２００ｒｐｍでの粉末実験においてシグナルが一定になるまでの時間は、１２１秒、１２５秒および１２９秒であった。
【００４９】
本明細書は、最良の様式を含む本発明を開示するため、およびどのような当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含む本発明の実践を可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。本文において言及した特許または特許出願はいずれも、それらの全体が、それらがあたかも個別に援用されているかのように、ここでの言及によって本明細書に援用される。
［実施態様１］
−支持容器内容積（８）を画定する少なくとも１つの側壁（３、４、５、６）および底壁（７）、ならびに少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）を備える支持容器（２）と、
−バッグ内容積（１８）を画定する、少なくとも１つのバッグ側壁（１２；１１２、１３；１１３、１４、１５）、バッグ底壁（１６；１１６）およびバッグ頂壁（１７；１１７）を有し、前記バッグ内容積（１８）内の１または複数のバッグ壁に回転可能に取り付けられた少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）を有し、前記支持容器内容積（８）内に嵌合するように適合させた可撓性バッグ（１１；１１１）と
を備えるバイオプロセスミキサー（１）。
［実施態様２］
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）が、前記底壁（７）の中またはその下に取り付けられ、前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）が、前記バッグ内容積（１８）中の前記バッグ底壁（１６；１１６）に回転可能に取り付けられる、実施態様１に記載のバイオプロセスミキサー（１）。
［実施態様３］
−前記支持容器（２）が、長さ（ｌ）、幅（ｗ）および高さ（ｈ）を有するほぼ直方体の支持容器内容積（８）を画定する、４つの側壁（３、４、５、６）および底壁（７）を備え、
−前記可撓性バッグ（１１；１１１）が、４つのバッグ側壁（１２；１１２、１３；１１３、１４、１５）、バッグ底壁（１６；１１６）およびバッグ頂壁（１７；１１７）によって画定されたバッグ内容積（１８）を有する、ほぼ直方体の形状を有する、
実施態様１または２に記載のバイオプロセスミキサー（１）。
［実施態様４］
前記支持容器内容積（８）が、少なくとも１．５、例えば１．５〜３または１．５〜２の長さ対幅の比を有する、実施態様１乃至３のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様５］
前記支持容器内容積（８）が、０．７〜２、例えば０．７〜１．３の高さ対幅の比を有する、実施態様１乃至４のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様６］
前記支持容器内容積（８）および／またはバッグ内容積（１８）が、少なくとも１．５ｍ3、例えば少なくとも２ｍ3または２〜５ｍ3または２〜３ｍ3である、実施態様１乃至５のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様７］
前記支持容器（２）が二重壁であり、温度制御流体用の入口ポート（２１）および出口ポート（２２）を備える、実施態様１乃至６のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様８］
フロアロック（２４）付きキャスター（２３）に取り付けられている、実施態様１乃至７のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様９］
ロードセル（２５）によって支持される、実施態様１乃至８のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１０］
前記支持容器（２）に取り付けられた外部懸架式ステップ（３６）を有する、実施態様１乃至９のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１１］
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）、ならびに場合により、前記ロードセル（２５）および／または熱制御流体の供給源（３２）に電気的または電磁的に接続された制御ユニット（２６）をさらに備える、実施態様１乃至１０のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１２］
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）の回転方向および回転速度を、前記制御ユニット（２６）によって個別に制御することができる、実施態様１１に記載のミキサー（１）。
［実施態様１３］
前記可撓性バッグ（１１；１１１）が、前記バッグ頂壁（１７；１１７）に少なくとも１つのポート（２７）を有する、実施態様１乃至１２のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１４］
前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）がそれぞれ、少なくとも３枚、例えば４枚のインペラブレード（２８）を有する、実施態様１乃至１３のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１５］
前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）がそれぞれ、斜めに、または垂直に取り付けられたインペラブレードを有する、実施態様１乃至１４のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１６］
前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）がそれぞれ、前記インペラブレードから前記バッグ底壁（１６；１１６）までの距離（ｄ）が、少なくとも７ｃｍ、例えば１０〜３０ｃｍとなるように、前記バッグ底壁（１６；１１６）に回転可能に取り付けられる、実施態様１４または１５に記載のミキサー（１）。
［実施態様１７］
前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）がそれぞれ、前記インペラブレードからバッグ壁までの最短距離（ｄ）が、少なくとも７ｃｍ、例えば１０〜３０ｃｍとなるように、バッグ壁に回転可能に取り付けられる、実施態様１４または１５に記載のミキサー（１）。
［実施態様１８］
前記バッグ内容積（１８）に閉じ込められた液体の１または複数の特性、例えば導電率、ｐＨおよび／または温度を測定するように適合された、１または複数のセンサ（２９）をさらに備える、実施態様１乃至１７のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様１９］
前記バッグ（１１；１１１）が、前記バッグ内容積（１８）を少なくとも２つの別個のミキサーコンパートメント（１０８、１１８）に分割する内壁を備える、実施態様１乃至１８のいずれか１項に記載のミキサー（１）。
［実施態様２０］
実施態様１乃至１９のいずれか１項に記載のミキサー（１）を備えるバイオリアクター。
［実施態様２１］
前記バッグ（１１；１１１）が、少なくとも１つのガス入口ポート（３０）および少なくとも１つのガス出口ポート（３１）を備える、実施態様２０に記載のバイオリアクター。
［実施態様２２］
バイオプロセスミキサー（１）またはバイオリアクターのための支持容器（２）であって、支持容器内容積（８）を画定する少なくとも１つの側壁（３、４、５、６）および底壁（７）を備え、前記底壁（７）の中または下に少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）と第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）とを備える支持容器（２）。
［実施態様２３］
長さ（ｌ）、幅（ｗ）および高さ（ｈ）を有するほぼ直方体の支持容器内容積（８）を画定する４つの側壁（３、４、５、６）および底壁（７）を備える、実施態様２２に記載の支持容器（２）。
［実施態様２４］
前記支持容器内容積（８）が、少なくとも１．５、例えば１．５〜３または１．５〜２の長さ対幅の比を有する、実施態様２２または２３に記載の支持容器（２）。
［実施態様２５］
前記支持容器内容積（８）が０．７〜１．３の高さ対幅の比を有する、実施態様２２乃至２４のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様２６］
前記支持容器内容積（８）が少なくとも１．５ｍ3、例えば少なくとも２ｍ3または２〜５ｍ3または２〜３ｍ3である、実施態様２２乃至２５のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様２７］
二重壁であり、温度制御流体用の入口ポート（２１）および出口ポート（２２）を備える、実施態様２２乃至２６のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様２８］
フロアロック（２４）付きキャスター（２３）に取り付けられている、実施態様２２乃至２７のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様２９］
ロードセル（２５）によって支持される、実施態様２２乃至２８のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様３０］
外部懸架式ステップ（３６）を備える、実施態様２２乃至２９のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様３１］
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）ならびに場合により前記ロードセル（２５）および／または熱制御流体の供給源（３２）に電気的または電磁的に接続された制御ユニット（２６）をさらに備える、実施態様２２乃至３０のいずれか１項に記載の支持容器（２）。
［実施態様３２］
前記少なくとも第１の磁気インペラ駆動ユニット（９）および第２の磁気インペラ駆動ユニット（１０）の回転方向および回転速度を、前記制御ユニット（２６）によって個別に制御することができる、実施態様３１に記載の支持容器（２）。
［実施態様３３］
液体混合物を調製する方法であって、
ａ）実施態様１乃至１９のいずれか１項に記載のミキサー（１）を提供するステップ、
ｂ）少なくとも１種の液体および少なくとも１種のさらなる成分を前記バッグ内容積（１８）に添加するステップ、ならびに
ｃ）前記少なくとも１種の液体と前記少なくとも１種のさらなる成分とを、前記第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）によって提供される攪拌下で混合するステップ、
を含む方法。
［実施態様３４］
少なくとも１種のさらなる成分が、固形物、例えば粉末または顆粒を含む、実施態様３３に記載の方法。
［実施態様３５］
前記液体混合物が、少なくとも前記固形物の溶液である、実施態様３４に記載の方法。
［実施態様３６］
前記液体混合物が水性緩衝液を含む、実施態様３３乃至３５のいずれか１項に記載の方法。
［実施態様３７］
ステップｃ）の間に、前記液体混合物の少なくとも１つの特性、例えば導電率および／またはｐＨなどが、前記混合物が均質であるかどうかを決定するために監視される、実施態様３３乃至３６のいずれか１項に記載の方法。
［実施態様３８］
細胞を培養する方法であって、
ａ）実施態様２０または２１に記載のバイオリアクターを提供するステップ、
ｂ）培養培地および細胞を前記バッグ内容積（１８）に添加するステップ、ならびに
ｃ）前記少なくとも第１の磁気インペラ（１９）と第２の磁気インペラ（２０）によって提供される攪拌下で、前記バイオリアクターにおいて細胞を培養するステップ
を含む方法。
［実施態様３９］
ステップｃ）において、ガスが、１または複数のガス入口ポート（３０）を介して前記バッグ内容積（１８）に運び込まれ、排気ガスが１または複数のガス出口ポート（３１）を介してバッグ内容積（１８）から運び出される、実施態様３８に記載の方法。
【符号の説明】
【００５０】
１  バイオプロセスミキサー
２  支持容器
３  側壁
４  側壁
５  側壁
６  側壁
７  底壁
８  支持容器内容積
９  第１の磁気インペラ駆動ユニット
１０  第２の磁気インペラ駆動ユニット
１１  可撓性バッグ
１２  バッグ側壁
１３  バッグ側壁
１４  バッグ側壁
１５  バッグ側壁
１６  バッグ底壁
１７  バッグ頂壁
１８  バッグ内容積
１９  第１の磁気インペラ
２０  第２の磁気インペラ
２１  温度制御流体用の入口ポート
２２  温度制御流体用の出口ポート
２３  キャスター
２４  フロアロック
２５  ロードセル
２６  制御ユニット
２７  ポート
２８  インペラブレード
２９  センサ
３０  ガス入口ポート
３１  ガス出口ポート
３２  熱制御流体の供給源
３３  排出ポート
３４  細管
３５  穴
３６  外部懸架式ステップ
３７  延長部
１０８  ミキサーコンパートメント
１１０  内壁
１１１  可撓性バッグ
１１２  バッグ側壁
１１３  バッグ側壁
１１６  バッグ底壁
１１７  バッグ頂壁
１１８  ミキサーコンパートメント
１２６  ポート
１２７  ポート
２１１  バッグ
２２７  ポート
２３０  ガス入口ポート
２３１  ガス出口ポート
２３２  スパージャ
ｌ  長さ
ｗ  幅
ｈ  高さ
Ｄ  直径
【図１】
0006797417.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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