本发明专利技术公开了一种用于在线监测和控制反应器中的化学反应的系统，涉及一种反应器装置，用于时间分辨反应的连续且同步的磁共振检测器分析，该反应器装置包括：a.?反应容器；b.?位于所述反应容器内的可流动反应介质，所述可流动反应介质在第一时间段内至少发生一个时间分辨反应；c．磁共振检测器，在该磁共振检测器的感兴趣体积内至少临时容纳着至少一部分的可流动反应介质即样品，该样品在给定的第二时间段内发生时间分辨反应；其中，所述样品与所述可流动反应介质连续且有效地均质化；所述第一时间段与所述第二时间段同时发生，且所述样品的磁共振检测器分析与所述可流动反应介质的磁共振检测器分析相同且同步。本发明专利技术还涉及一种对时间分辨反应进行连续且同步的磁共振检测器分析的方法。用本发明专利技术的反应器装置和方法分析样品，可以使样品的性能在抽取样品的时间和分析样品的时间期间不会改变，并且不用从反应介质的主体中移出样品。
【技术实现步骤摘要】
用于在线监测和控制反应器中的化学反应的系统
本专利技术一般涉及能确保时间分辨反应在样品与提供样品的介质中相一致的系统 和方法。
技术介绍
化学反应，特别是涉及生物物质的化学反应，通常不是一阶的。特别是药品的生 产，必须严格控制容器中的环境，使生化反应能恰当表达以生产出想得到的产物。现有技术依赖于从反应器中移出反应介质的样品，并在一个独立的，通常是单机 的分析仪器中分析样品。无论多么小心地从反应器中移出样品，并且无论采取多么小心的 措施以在从反应器到分析仪器的转移的过程中保证正确的操作条件，在可以分析之前时间 必定已经推移了。时间的推移有几个有害的效应。首先且比较明显的一个是，由于在产生分析结果 之前不能使用该结果，从而使反应的控制变得更加困难，如果并非不可能控制。例如，得到 一个分析结果，该分析结果显示在样品从反应器中抽取出来的一分钟之内需要作出改变。 如果在从反应器中抽取样品到接收到分析结果之间的时间大于一分钟，在知道需要作出改 变的时候，已经太迟了。另外一个有害的效应在生化工艺中最为突出，尽管也发生在其它工艺中。它是老 化效应。例如，即使从反应器中移出时，细胞既不停止生长也不停止老化。处于延迟期的细 胞很可能在样品抽取和分析期间繁殖成许多细胞，细胞也可能已经进入其对数生长期，细 胞甚至可能已经进入衰退期。因此，所分析的样品与抽取的样品是不相同的，并且该分析的 样品不仅仅与其意图代表的反应介质不相同，而且可能与该反应介质有很大的不同。因此， 采用样品的分析结果来控制工艺很可能导致不想要的结果。这在工业中已经是众所周知的 问题，并且人们做了很多的努力，以使在抽取时和分析时样品的变化最小。样品在抽取时和分析时变化的另外一个结果是很难用样品去计算工艺中产生的 产物的总量。可以进行用于得到产物的量的样品分析，在量-时间曲线下面，对曲线进行 积分，可得到产物的总量。然而，所测得的产物的量与实际的产物的量之间即使是很小的差 异也可能造成测得的产量与实际的产量之间重大的差异。因此，产物的量必须在在从容器 中移出反应介质之后，通过独立分析反应介质，来确定。Hallinanet等人的美国专利6，103, 934公开了一种用于通过催化甲醇羰基化制 备醋酸的工艺控制方法，在该工艺控制方法中，通过红外分析仪测量各种反应成分的浓度， 比如活性催化剂、甲基碘、水及乙酸甲酯。调整所述浓度，以响应用于优化醋酸反应的测 量。但是，该专利教导了反应器的红外分析仪的下游，并且也教导了一种不随时间而变化的工艺。Moore等人的美国专利6，228，650公开了通过测量在红外分析仪中连续流动的 催化剂流并利用该结果改变提馏温度来控制烷基化催化剂成分氢氟酸、油溶性酸(ASO)及 水的浓度，从而将油溶性酸(ASO)的水平控制在优选范围内。然而,该专利教导了将连续流动的催化剂流泵入独立于反应器的分析仪/控制器，同时也教导了一种不随时间而变化的工艺。Murray, Jr的美国专利5，862，060公开了使用成分数据控制化学工艺，该成分数 据作为使用允许实时在线测量的NIR (近红外)光谱进行控制的基础。装配了 NIR光谱的 校正集，该校正集约束用于特定受控性能的可接受的工艺空间，将多变量统计法用于该校 正步骤，以识别管理所述受控性能的集合的少数(2-4)特征。如此，通过这种方式来控制复 杂的工艺，以提供基本不变的产物成分。但是，该专利教导了反应器的近红外光谱的下游， 同时也教导了一种不随时间而变化的工艺。美国专利2009/0197294公开了一种用作发酵罐的MRD-基反应器。该专利没有教 导样品的时间分辨分析。因此，人们长期需要用于分析反应介质的样品的装置，从而使样品的性能在抽取 样品的时间和分析样品的时间期间不会改变，并且不用从反应介质的主体中移出样品。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，公开一种用于对时间分辨反应进行连续并且同步的MRD 分析的反应器装置，所述反应器装置的特征为反应容器；在该容器内提供可流动反应介质 (FRM)，所述可流动反应介质(FRM)的进一步的特征是在第一时间段(1st TP)内至少发生一 个时间分辨反应(TRR);并且MRD在其感兴趣体积(volume of interest, V0I)内至少能临 时容纳至少部分可流动反应介质(样品，SRM)，所述部分可流动反应介质(SRM)进一步的特 征是，时间分辨反应(TRR)，且TRR可发生在给定的第二时间段(2nd TP)内；在第二时间段 (2nd TP)，所述部分可流动反应介质(SRM)与所述可流动反应介质(FRM)是连续的、并且事 实上均一的，所述第一时间段(1st TP)和第二时间段(2nd TP)同时发生，以所述SRM的MRD 分析与所述FRM的MRD分析相同且同步的方式发生。将所述MRD配置为使其能够在其感兴趣体积(VOI)内进行SRM的时间分辨分析， 这在本专利技术的范围内。将所述MRD进一步配置为使其能够在其感兴趣体积(VOI)内进行SRM的空间分辨 分析，这在专利技术的范围内。所述反应器装置还包括报警器，所述报警器能在至少一定范围内响应MRD分析的 至少一种成分，这也在本专利技术的范围内。所述反应器装置适合于检测生物活性物质，这在本专利技术的范围内。所述MRD适合于检测ATP或ADP，这在本专利技术的范围内。所述生物活性物质通过磷的共振来检测，这在本专利技术的范围内。所述生物活性物质是所述反应介质的污染物,这在本专利技术的范围内。所述反应器装置适合于发酵，这在本专利技术的范围内。本专利技术的另一个目的是，公开一种用于对时间分辨反应进行连续并同步MRD分 析的方法。该方法包括以下步骤获得反应容器；在所述反应容器内提供可流动反应介质 (flowable reaction medium, FRM),所述可流动反应介质(FRM)进一步的特征是在第一时 间段(1st TP)内至少发生一个时间分辨反应(TRR);并且在MRD感兴趣体积(VOI)内至少 能临时容纳一部分的FRM (样品，SRM)，该SRM进一步的特征是时间分辨反应(TRR)且该时间分辨反应可发生在给定的第二时间段(2nd TP)内；在第二时间段(2nd TP)，所述SRM与所 述可流动反应介质(FRM)连续、有效地均质化；所述第一时间段(1st TP)和第二时间段(2nd TP)同时发生，以所述SRM的MRD分析与所述FRM的MRD分析相同且同步的方式发生。将所述MRD配置为使其能够在其感兴趣体积内进行SRM的时间分辨分析，这在本 专利技术的范围内。将所述MRD进一步配置为使其能够在其感兴趣体积(VOI)内进行SRM的空间分辨 分析，这在本专利技术的范围内。所述方法还包括通过对所述MRD分析进行响应的反馈控制系统控制所述反应容 器的至少一个操作条件的步骤，这在本专利技术的范围内。所述方法另外包含启动报警器以在至少一定范围内响应MRD分析的至少一种成 分的步骤，这在本专利技术的范围内。所述方法适合于检测生物活性物质，这在本专利技术的范围内。所述方法适合于用于检测ATP或ADP的MRD)分析，这在本专利技术的范围内。所述方法适合于通过磷的共振来检测生物活性物质，这在本专利技术的范围内。所述方法适合于用于发酵的反应容器，这在本专利技术的范围内。附图说明为了更好地理解本专利技术及其在实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反应器装置，用于时间分辨反应的连续且同步的磁共振检测器分析，其特征在于，所述反应器装置包括：a.??反应容器；b.??位于所述反应容器内的可流动反应介质，所述可流动反应介质在第一时间段内至少发生一个时间分辨反应；?c．磁共振检测器，在该磁共振检测器的感兴趣体积内至少临时容纳着至少一部分的可流动反应介质即样品，该样品在给定的第二时间段内发生时间分辨反应；?所述样品与所述可流动反应介质连续且有效地均质化；所述第一时间段与所述第二时间段同时发生，且所述样品的磁共振检测器分析与所述可流动反应介质的磁共振检测器分析相同且同步。
【技术特征摘要】
2011.09.21 US 61/537,1081.一种反应器装置，用于时间分辨反应的连续且同步的磁共振检测器分析，其特征在于，所述反应器装置包括 a.反应容器； b.位于所述反应容器内的可流动反应介质，所述可流动反应介质在第一时间段内至少发生一个时间分辨反应； c.磁共振检测器，在该磁共振检测器的感兴趣体积内至少临时容纳着至少一部分的可流动反应介质即样品，该样品在给定的第二时间段内发生时间分辨反应； 所述样品与所述可流动反应介质连续且有效地均质化；所述第一时间段与所述第二时间段同时发生，且所述样品的磁共振检测器分析与所述可流动反应介质的磁共振检测器分析相同且同步。2.根据权利要求1所述的反应器装置，其特征在于，由所述磁共振检测器分析所确定的测得积分量必须等于实际的积分量。3.根据权利要求1所述的反应器装置，其特征在于，所述磁共振检测器被设置为能够在其感兴趣体积内进行所述样品的时间分辨分析。4.根据权利要求3所述的反应器装置，其特征在于，所述磁共振检测器被设置为能够在其感兴趣体积内进行所述样品的空间分辨分析。5.根据权利要求1所述的反应器装置，其特征在于，还包括报警器，所述报警器能够在至少一个范围内响应所述磁共振检测器分析的至少一种成分。6.根据权利要求1所述的反应器装置，其特征在于，还包括关闭程序，所述关闭程序能够响应处于至少一个范围内的所述磁共振检测器分析的至少一种成分。7.根据权利要求1所述的反应器装置，其特征在于，所述反应器装置适合检测生物活性物质。8.根据权利要求7所述的反应器装置，其特征在于，所述磁共振检测器适合检测三磷酸腺苷或者二磷酸腺苷。9.根据权利要求7所述的反应器装置，其特征在于，所述生物活性物质通过磷的共振来检测。10.根据权利要求7所述的反应器装置，其特征在于，所述生物活性物质是所述反应介质的污染物。11.根据权利要求1或权利要求7所述的反应器装置，其特征在于，所述反应器装置适合用于发酵。12....
【专利技术属性】
技术研发人员：尤里·拉波波特，
申请(专利权)人：艾斯拜克特AI有限公司，
类型：发明
国别省市：
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