具有多个或可调节位置的搅拌器设计的生物反应器对相关申请的相交引用
本申请要求在2013年9月16日提交的美国临时专利申请系列号
61/878,516的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
生物反应器可用于通过在受控环境下培养细胞、组织、培养物等来生
产诸如药物、疫苗、抗体等产品。越来越多地使用一次性生物反应器，其
包括支承结构和构造成装配在支承结构内的一次性容器。这些系统的使用
允许生物反应器在过程之间的更简单的清洁和消毒。存在许多用于一次性
生物反应器的设计，并且在一些情况下，可能希望有一种特别的设计——
例如，对于特定产品的生产，可能希望使用由特定材料制成或具有特定搅
拌器系统设计的一次性容器。一次性生物反应器中的用后即抛构件构造成
用于与特定生物反应器系统联用，其端口和连接器的布置是针对该系统定
制的。
发明内容
在一些情况下，需要使用具有不同一次性容器的不同支承结构可能是
昂贵的和/或低效的。反而，可能希望能使用具有多种一次性容器设计的单
个支承结构。本文描述了一种构造成与具有不同设计的容器联用的生物反
应器支承结构，以及用于制作和使用这些生物反应器的方法。本文描述的
支承结构可包括两个或更多个搅拌器电机和控制系统或可调节位置的搅拌
器电机、可移走的间隔件和/或盖子、用于端口和探测器的多种构型、和多
个排气过滤器加热毯。本文还描述了制造多搅拌器电机和/或可调节位置的
搅拌器电机生物反应器的方法，以及将已有的支承结构改造成与本来未被
设计成与已有的支承结构联用的容器联用的方法。本文还描述了用于操作
这里描述的生物反应器支承结构的方法。
一个特定实施例包括一种生物反应器，该生物反应器包括构造成保持
容器的支承结构以及包括叶轮和搅拌器电机的搅拌器系统，其中搅拌器系
统和支承结构构造成将搅拌器电机相对于支承结构定位在多个位置。支承
结构可包括顶部区域和底部区域，并且多个位置可包括顶部安装的搅拌器
电机位置和底部安装的搅拌器电机位置。所述多个位置还包括介于顶部安
装的搅拌器电机位置与底部安装的搅拌器电机位置之间的至少一个中间位
置。搅拌器电机可安装在可调节长度的轴上。搅拌器电机可选择性地安装
在多个位置。支承结构可包括顶部区域和底部区域，并且叶轮可构造成选
择性地在介于支承结构的顶部区域和底部区域之间的一定范围的中间位置
处运转。叶轮可安装在可调节长度的轴上。该生物反应器还可包括构造成
位于支承结构内并与搅拌器电机联接的容器，其中容器是可塌缩的袋。可
塌缩的袋可构造成与顶部安装的搅拌器电机联用。可塌缩的袋可构造成与
底部安装的搅拌器电机联用。该生物反应器还可包括构造成可移走地定位
在支承结构的底部处的具有凸起支承面的间隔件。支承结构可包括顶部开
口和构造成至少部分地覆盖顶部开口的可移走的盖子。盖子在覆盖顶部开
口时和从顶部开口被移走时可附装在支承结构上。支承结构可构造成与内
部探测器和外部探测器两者联用。
一个特定实施例包括支承结构、与该支承结构联接的底部安装的搅拌
器电机和与该支承结构联接的底部安装的搅拌器电机，所述支承结构包括
侧壁和基部，该支承结构中形成有腔体，该腔体构造成保持容器，其中所
述顶部和底部搅拌器电机构造成基于容器的构型而被选择性地使用。该生
物反应器还可在侧壁和基部中的至少一者中包括构造成附装容器的至少一
个连接器。该生物反应器还可包括构造成位于腔体内并与顶部安装的或底
部安装的搅拌器电机联接的容器，其中容器是可塌缩的袋。该生物反应器
还可包括构造成可移走地定位在支承结构的底部处的具有凸起支承面的间
隔件。该间隔件可构造成在该间隔件位于支承结构的底部时将容器和底部
安装的搅拌器电机分离。该生物反应器还可包括配置成控制顶部安装的搅
拌器电机的第一控制系统和配置成控制底部安装的搅拌器电机的第二控制
系统。该生物反应器还可包括用于在第一和第二控制系统之间切换的选择
器。第一和第二控制系统可配置成利用数字用户界面而被选择性地采用。
第一和第二控制系统可包括变频驱动器。支承结构可包括顶部开口和构造
成至少部分地覆盖顶部开口的可移走的盖子。盖子在覆盖顶部开口时和从
顶部开口被移走时可附装在支承结构上。该生物反应器还可包括至少两个
排气过滤器加热毯。该至少两个排气过滤器加热毯可具有不同尺寸。该至
少两个排气过滤器可构造成基于容器的构型而被选择性地采用。该至少两
个排气过滤器加热毯可安装在可旋转元件上，并且该至少两个排气过滤器
加热毯可构造成通过使可旋转元件旋转而被选择性地采用。支承结构还可
包括一个或多个探测器通道/接近/检修端口(accessport)。探测器通道端
口中的至少一个探测器通道端口可构造成容纳内部探测器。侧壁可包括主
体和门，其中所述一个或多个探测器通道端口位于侧壁的门上。侧壁可包
括主体和门，并且其中顶部安装的搅拌器电机安装在门上。侧壁可包括主
体和门，并且其中顶部安装的搅拌器电机安装在主体上。
一个特定实施例包括一种改造生物反应器的方法，该方法包括将第二
搅拌器电机附装在包括第一搅拌器电机的支承结构上以及对该支承结构增
加通道区域。第一搅拌器电机可以是底部安装的搅拌器电机，而第二搅拌
器电机可以是顶部安装的搅拌器电机。第一搅拌器电机可以是顶部安装的
搅拌器电机，而第二搅拌器电机可以是底部安装的搅拌器电机。支承结构
可包括侧壁主体和门，并且其中增加通道区域可包括对门增加通道面板。
支承结构可包括基部，并且该方法还可包括构造成提供用于布置在支承结
构的基部上方的装配好的可移走间隔件。支承结构可包括顶部开口和覆盖
顶部开口的至少一部分的盖子，并且增加通道区域可包括改造盖子以扩大
通向支承结构的内部通道。该方法还可包括在盖子从支承结构的顶部开口
被移走时利用保持附装在盖子上的柔性元件将盖子附装在支承结构上。扩
大通道区域可包括对生物反应器增加一个或多个探测器通道端口。探测器
通道端口可构造成容纳内部探测器。该生物反应器可包括原来的排气过滤
器加热毯，并且该方法还可包括对生物反应器增设附加的排气过滤器加热
毯。该附加的排气过滤器加热毯可具有与原来的排气过滤器加热毯不同的
尺寸。原来的和附加的排气过滤器加热毯可构造成被选择性地采用。对生
物反应器增设附加的排气过滤器加热毯可包括将附加的排气过滤器加热毯
安装在与支承结构连接的可旋转元件上。该方法还可包括增设配置成控制
第二搅拌器电机的控制系统。该方法还可包括增设用于在原来的和增设的
控制系统之间切换的选择器。原来的和增设的控制系统可配置成利用数字
用户界面而被选择性地采用。
一个特定实施例包括一种操作生物反应器的方法，所述生物反应器包
括支承结构和多搅拌器电机系统，所述方法包括：从由顶部安装的搅拌器
袋和底部安装的搅拌器袋组成的群组中选择生物反应器袋；在支承结构的
顶部安装的搅拌器电机和底部安装的搅拌器电机之间进行选择；将选定的
生物反应器袋置于支承结构内；以及将选定的生物反应器袋与选定的搅拌
器电机联接。该方法还可包括确认生物反应器内存在间隔件。该方法还可
包括将间隔件置于生物反应器内。该方法还可包括从生物反应器内移走间
隔件。该方法还可包括将袋连接器附装在支承结构连接器上。该方法还可
包括改变顶部安装的搅拌器电机的竖直位置。
附图说明
图1A示出具有顶部安装的和底部安装的搅拌器电机的生物反应器的
一个实施例的侧视图。图1B-1C分别示出其门打开和关闭的图1A的生物
反应器的支承结构的透视图。
图2A示出构造成与底部安装的搅拌器电机联用的袋的透视图。图2B
示出图2A的袋的刚性基部的透视图。图2C示出构造成与顶部安装的搅拌
器电机联用的袋的透视图。
图3A-3B分别示出这里描述的生物反应器的底部的顶部和侧面透视
图，显示了间隔件。
图4A-4C示出这里描述的生物反应器的一个实施例的顶部，显示了可
移动的盖子。图4A-4B分别示出具有处于第一位置的盖子的生物反应器的
顶部透视图和侧视图。图4C示出具有处于第二位置的盖子的生物反应器
的侧视图。
图5A示出构造成与多个探测器构型联用的这里描述的生物反应器的
侧面透视图。图5B是图5A的生物反应器的下部的放大视图。
图6示出具有多个可选择性地使用的排气过滤器加热毯的这里描述的
生物反应器的一个实施例的顶部的透视图。
图7A-7B示出具有在图7A中被示出处于第一位置且在图7B被示出
处于第二位置的可调节位置的搅拌器电机的这里描述的生物反应器的一个
实施例的透视图。
具体实施方式
一次性使用的生物反应器通常包括容器和构造成支承容器的支承结构
以及与容器联接的其它物品。通常，支承结构和容器被设计成一起使用，
利用了包含已有的支承结构缺点的替换容器设计。然而，有时可能希望利
用单个支承结构来支承具有不同设计的容器。本文描述了一种构造成与具
有不同设计的容器联用的生物反应器支承结构，以及用于使用此类生物反
应器的方法。生物反应器通常被分类为具有顶部或底部安装的搅拌器电机，
但本文描述的支承结构可包括两个或更多个搅拌器电机和控制系统和/或
可调节位置的搅拌器电机、可移走的间隔件和/或盖子、用于端口和探测器
的多个构型以及多个排气过滤器加热毯。本文还描述了制造多搅拌器电机
生物反应器和/或可调节位置的搅拌器电机生物反应器的方法，以及将已有
的支承结构改造成与本来未被设计成与已有的支承结构联用的容器联用的
方法和使用此类生物反应器的方法。这些改造已有的支承结构的方法可包
括以下中的一部分或全部：改造已有的支承结构以增设一个或多个附加搅
拌器电机或将搅拌器电机构造成可调节的，增设可移走的间隔件、用于端
口和探测器的附加构型以及排气过滤器加热毯，和/或移走或改造已有的盖
子。本文还描述了用于操作本文描述的生物反应器支承结构和操作通过这
里描述的改造方法形成的生物反应器支承结构的方法。这些生物反应器可
用于具有不同的用后即抛或一次性容器构型的生产工艺，同时仍利用每种
容器构型满足传质系数和培养物性能标准。
图1A示出构造成与具有不同构型的容器联用的这里描述的生物反应
器100的一个实施例的侧视图。如所示的，生物反应器100可包括支承结
构102和容器202。如所示的，支承结构102可包括侧壁104。虽然在图
1A-1C中被示出为大致圆筒形并形成底部开口116和顶部开口118，但侧
壁104可包括构造成支承下文更详细地描述的容器的任意合适的形状。侧
壁104可在顶部开口118处包括朝内的盖子120。侧壁104可包括适于支
承容器的任意一种或多种材料，如金属(例如，不锈钢、铝等)、聚合物
(例如，高密度聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、尼龙或其它
聚酰胺、聚酯、酚醛聚合物)、玻璃、玻璃纤维等。侧壁104的底部开口
116可如图1B所示附装在基部106上，基部106可部分地(或在一些变型
中完全)覆盖开口116。在一些变型中，基部106可与侧壁104一体化。
结合侧壁104，基部106可形成腔室108，但如图1B所示，腔室108不可
能在其底部由基部106完全覆盖。基部106可具有凹陷形状，如圆锥形，
或在另一些变型中，基部106可具有平坦或凸起形状。在图1B所示的变
型中，基部106可包括构造成允许底部安装的搅拌器电机302与如下文更
详细地描述的容器接口的开口140。开口140可如图所示呈圆形，或它可
具有任意合适的形状。基部106可附加地或替换地包括开口142，该开口
142可具有构造成允许经基部106到达如下文更详细地描述的元件如端口、
探测器和分布器的任意合适的形状。在图1B的变型中，开口142可包括
中央区域148和外部区域150。腔室108的容积可以是任意期望的容积，
例如但不限于约1L、3L、10L、20L、40L、100L、150L、200L、400L、
600L、1000L、2000L、4000L或更大。
在一些变型中，侧壁104的一部分可包括一个或多个门112。如图
1A-1C所示，门112可包括侧壁104的一个径向部段。门112可经由铰链
附装在侧壁104的其余部分上。在具有两个相邻的门112a和112b的变型
中，铰链可位于门112a和112b的相对两侧，使得两个门112向外并远离
彼此打开。门112可包括手柄146。当门112打开时，这可在侧壁104中
形成一开口，该开口可允许更容易将容器置于支承结构102内。虽然门112
在图1A-1C被示出为沿侧壁104的全部竖直长度延伸，但应当理解，在其
它变型中，门112可仅沿侧壁104的一部分竖直长度延伸。例如，门112
可从侧壁104的顶部部分地沿侧壁104的竖直长度向下延伸，或在另一些
变型中，门112可从中间位置沿侧壁104的长度延伸到侧壁104的底部。
门112可非必要地包括透明或半透明的窗138。还应当理解，尽管侧壁104
在图1A-1C中被示出为具有第一门112a和第二门112b，但在另一些变型
中，侧壁104可包括仅一个门，或在又一些变型中，侧壁104可以不包括
门。
在一些变型中，支承结构102可包括用于在生物反应器过程期间调节
温度的温度调节系统。温度调节系统可包括包壳136，其可允许加热和冷
却两者。包壳136可在侧壁104的内壁和外壁之间位于侧壁104内。在另
一些变型中，包壳可在侧壁104的内侧位于腔室108内。在一些变型中，
温度调节系统可包括电加热元件和/或循环流体系统。在温度调节系统包括
循环流体系统的变型中，可存在位于包壳136内的一个或多个流体通道。
流体通道可具有允许可由温度控制单元加热或冷却的流体(例如，丙二醇、
水等)循环通过该通道以调节生物反应器的温度的一个或多个入口和出口。
在一些变型中，生物反应器100可非必要地包括如图1A所示的附加
元件。例如，支承结构102可非必要地搁靠在支承组件126上，这可以提
升支承结构102离开地面的高度，和可允许支承结构102被更容易地移动。
例如，支承结构102可搁靠在小车128上，小车128可附装有脚轮或车轮
132。在另一些变型中，支承结构102可搁靠在地板上或另一表面上。生物
反应器100可附加地或替换地包括一个或多个控制小车，该控制小车可保
持在生产工艺中使用的元件，例如但不限于下文更详细地描述的温度控制
单元、泵和质量流量控制器、介质和缓冲袋以及控制器。例如，在图1A
所示的变型中，控制小车144可保持下文更详细地描述的温度控制单元152
以及控制器306和308，而第二小车(未示出)可保持下文也更详细地描
述的质量流量控制器。应当理解，在具有这些元件的另一些变型中，它们
可以以不同构型被保持在两个或更多个小车上，或它们可由单个小车保持。
支承结构102可构造成支承、包围和/或容纳容器202，容器202可构
造成被置于支承结构102的腔室108内。容器202可限定出储器204以保
持用于执行生物反应器100内的过程的内含物，例如但不限于介质、反应
剂、气体和其它成分。在一些变型中，容器202可构造成与外部环境大致
密封，通过指定点如端口和探测器连接器(下文描述)除外。这样，容器
202可保持内含物被容纳且不与支承结构102的全部或一部分接触。这可
允许支承结构102在多个过程中被重复使用(例如，通过从支承结构102
移走容器202并用新容器替换它而不需要在不利用容器202的情况下将需
要的相同水平的消毒，而容器202可被设计成一次性使用或用后即抛。
在一些变型中，容器202可包括袋206。袋206可至少部分地塌缩和/
或至少部分地包含柔性材料，其可适合于在生物反应器100中执行的过程
期间与储器204的内含物接触，且其可以是不透水的。在一些变型中，袋
206可包含一种或多种材料，例如但不限于聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、
聚氯乙烯、聚二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚
甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、尼龙和/或合成橡胶或塑料等。袋206可具有任
意合适的厚度，例如但不限于约1mm以下、约1至3mm，或约3至5mm，
或更厚。在一些变型中，袋206可以是单层的，而在另一些变型中，它可
以是多层的。在具有多于一层的变型中，每层都可相对于其它相邻层具有
相同或不同的聚合物取向。袋206可以以任意数量的方式形成储器204；
例如，在一些变型中，袋可包含在它们的边缘处结合以形成储器204的两
片材料。在另一些变型中，单片材料可在其边缘处结合而形成储器204。
在又一些变型中，多于两片材料可在它们的边缘处结合而形成储器204，
例如形成圆筒形部分的单片以及形成顶部和底部面板的两片。在一些变型
中，容器的一部分可包含刚性材料，例如刚性基部。在一些变型中，袋206
可被预先消毒并密封。袋206还可包括用于将袋206附装在支承结构102
上的一个或多个连接器，以及如下文更详细地描述的一个或多个入口和/
或出口端口和一个或多个探测器连接器。
袋206的储器204可具有任意期望的容积，例如但不限于多达约1L、
3L、10L、20L、40L、100L、150L、200L、400L、600L、1000L、2000L、
4000L或更大。应当理解，虽然一次性生物反应器支承结构通常供具有大
致相同的尺寸和体积的容器使用，但这种一致性不是必要的，并且事实上，
支承结构102可构造成使得支承结构102可供具有与支承结构102的腔室
108不同的容积或尺寸的袋206联用。例如，在一个变型中，支承结构102
的腔室108可具有约200L的容积，同时它可与具有约250L的容积的袋联
用。在另一变型中，腔室108可具有约200至250L的容积，同时它可与
具有约100L的容积的袋联用。在一些变型中，支承结构102的腔室108
可具有约20至22英寸的最大直径(或横向于纵向轴线的最大距离)，同
时它可与具有约23至25英寸的直径(或横向于纵向轴线的最大距离)的
袋联用。应当理解，具有包括一定范围的容积和尺寸的腔室的支承结构可
与包括一定范围的体积和尺寸的袋联用，不限于这里提供的这些示例。还
应当注意，在一些情况下，其中支承结构102的温度调节系统包括位于侧
壁104的内侧或内壁和外臂之间的侧壁104内的包壳136，如果袋206的
直径(或横向于纵向轴线的最大距离)以影响温度调节系统的性能的程度
小于支承结构102的直径(或横向于纵向轴线的最大距离)，则可增设用
于在包壳136与袋206之间传热的构件，例如间隔件或其它辅助温度调节
的结构。
通常，一次性生物反应器包括搅拌器系统，其可促进容器的内含物的
混合。该搅拌器可包括叶轮和构造成使叶轮旋转的搅拌器电机。叶轮可包
括用于在旋转时与容器的内含物接合的轮叶或叶片。叶轮通常可位于容器
内，而搅拌器电机位于容器的外部，其中搅拌器电机与叶轮之间的联接配
置成使得可维持容器的环境的消毒。在一些生物反应器中，该联接例如可
以是磁性的，而在另一些生物反应器中，该联接可以是机械的。一次性生
物反应器通常包括具有顶部安装的搅拌器电机或底部安装的搅拌器电机的
支承结构，其构造成分别与顶部安装的搅拌器容器(亦即，具有构造成由
顶部安装的搅拌器电机旋转的叶轮的容器)或底部安装的搅拌器容器(亦
即，具有构造成由底部安装的搅拌器电机旋转的叶轮的容器)联用。然而，
如上所述，希望单个支承结构能够供具有不同设计的容器使用，包括顶部
安装和底部安装的搅拌器容器两者。
因此，在一个变型中，本文描述的生物反应器100可包括搅拌器系统
300，该搅拌器系统300包括底部安装的搅拌器电机和顶部安装的搅拌器电
机两者。因此，生物反应器100可构造成与具有不同设计的容器使用，包
括构造成与底部和顶部安装的搅拌器电机联用的容器。如图1B所示，生
物反应器100可包括底部安装的搅拌器电机302。底部安装的搅拌器电机
302可位于支承结构102的基部106下方。基部106可包括构造成允许与
如下文更详细地描述的容器接口的开口140。开口140可如图所示呈圆形，
或它可以是任意合适的形状。
如图1A-1C所示，生物反应器100还可包括顶部安装的搅拌器电机
304。顶部安装的搅拌器电机304可安装在支承结构102上。在图1A-1C
所示的变型中，顶部安装的搅拌器电机304可安装在侧壁104的门112的
顶部114上。在另一些变型中，顶部安装的搅拌器电机304可安装在侧壁
104的盖子120上。例如，在一些情况下，可能希望将顶部安装的搅拌器
电机304安装在支承结构102的固定构件上。在一些情况下，可能希望将
顶部安装的搅拌器电机304安装在侧壁104的位于包壳136上方的部分上，
使得顶部安装的搅拌器电机304不与包壳136接口。然而，在一些变型中，
顶部安装的搅拌器电机304可安装在侧壁104的包含包壳136的部分上。
在又一些变型中，顶部安装的搅拌器电机304可安装在与侧壁104分开的
结构上。例如，顶部安装的搅拌器电机304可安装在杆上，该杆又可附装
在小车144上。或者，顶部安装的搅拌器电机304可安装在单独的支承结
构上。顶部安装的搅拌器电机304可经由任何合适的方法安装，例如通过
将顶部安装的搅拌器电机304焊接在适当位置或经由安装托架将它附装在
支承结构102上。
虽然搅拌器电机304在图1A-1C中被示出为具有固定位置，但在另一
些变型中，顶部安装的搅拌器电机304可具有可调节的位置。在这些变型
中的一些变型中，顶部安装的搅拌器电机可相对于支承结构102的侧壁104
移动。例如，顶部安装的搅拌器电机可沿滑轨或轨道滑动。这种情况下，
该滑轨或轨道可允许顶部安装的搅拌器固定在沿该滑轨或轨道的一个或多
个离散位置。例如，该滑轨或轨道可包括用于销的开口，这些开口可允许
顶部安装的搅拌器电机固定在与相对于支承结构的侧壁的各种竖直、水平
或径向位置对应的沿滑轨或轨道的各种位置。在另一些变型中，该滑轨或
轨道可允许顶部安装的搅拌器固定在沿滑轨或轨道的任意位置。作为另一
个示例，顶部安装的搅拌器电机可以可移走地固定在位于相对于支承结构
的侧壁各种位置的多个安装托架中的一个安装托架上。顶部安装的搅拌器
电机然后可选择性地在所需位置处固定在安装托架(例如，利用可移走的
销)中的一个安装托架上。通过具有可调节的位置，例如，顶部安装的搅
拌器电机可在支承结构102的顶部区域和底部区域之间的一定范围的中间
位置处定位和操作。可竖直地移动的顶部安装的搅拌器电机可具有优点，
例如提供允许使用具有比要由顶部安装的搅拌器电机搅动的支承结构的腔
室短的高度的容器或允许容器具有较低的最小工作容积的附加灵活性。此
外，可调节位置的搅拌器电机可允许搅拌器电机的位置在过程周期期间例
如随着工作容积增大而移动。
在另一些变型中，为了单个支承结构能够供具有不同设计的容器使用，
这里描述的生物反应器可仅包括具有可调节位置的单搅拌器电机。与具有
可调节位置的顶部安装的搅拌器电机的多搅拌器电机相似，在具有可调节
位置的搅拌器电机的单搅拌器电机设计中，单搅拌器电机可相对于支承结
构竖直地、水平地和/或径向地移动，和/或可相对于支承结构旋转。通过具
有可调节的位置，搅拌器电机可在一个范围的位置处定位和运转。在一些
变型中，这些位置可包括顶部安装的搅拌器位置和底部安装的搅拌器位置
(亦即，允许搅拌器电机供构造成分别供与顶部安装的和底部安装的搅拌
器使用的容器联用的位置)。在另一些变型中，这些位置可非必要地另外
包括介于顶部位置和底部位置之间的一个或多个中间位置。可调节位置的
搅拌器电机可具有优点，例如但不限于提供允许使用电机来操作顶部安装
的或底部安装的搅拌器容器的叶轮、允许使用电机来使具有比支承结构的
腔室短的高度的顶部安装的搅拌器容器的叶轮旋转、或允许容器具有较低
的最小工作容积的额外的灵活性。此外，可调节位置的搅拌器电机可允许
搅拌器的位置在过程周期期间移动。
在可调节位置的搅拌器电机的一个示例中，搅拌器电机可以以与上文
关于顶部安装的搅拌器电机所述的方式相似的方式沿滑轨或轨道滑动。在
一些变型中，该轨道可沿支承结构的周边延伸以允许搅拌器电机可在支承
结构的外周周围水平地调节。在另一些变型中，该滑轨或轨道可竖直地延
伸，以允许搅拌器电机可相对于支承结构竖直地上下调节。在另一些变型
中，该轨道可构造成使得搅拌器电机可朝向和远离支承结构的中心径向地
调节。在又一些变型中，可调节搅拌器电机的角度。在一些变型中，该轨
道可构造成使得搅拌器电机可沿这些尺寸中的两个或更多个尺寸调节。滑
轨或轨道和搅拌器电机可构造成使得搅拌器电机可选择性地固定在沿滑轨
或轨道的离散位置处，或它们可构造成使得搅拌器电机可选择性地固定在
沿滑轨或轨道的任意点。搅拌器电机可利用诸如但不限于可移走的销、齿
条和小齿轮装置、夹具等的机构固定。例如，如果搅拌器电机利用销固定
在滑轨或轨道上，则滑轨或轨道可包括构造成接纳销的一系列开口。搅拌
器电机可经由底座可滑动地附装在滑轨或轨道上，并且可沿滑轨或轨道被
推动或拉动，直至底座中的一个或多个开口与滑轨或轨道中的一个或多个
开口对准。一个或多个销然后可插入到该一个或多个开口内以将搅拌器电
机固定在所需位置。作为另一个示例，如果搅拌器电机利用夹具固定在滑
轨或轨道上，则搅拌器电机在夹具处于释放构型时可沿滑轨或轨道滑动。
在一些变型中，搅拌器电机可沿滑轨或轨道被推动或拉动，此时夹具可被
置于紧固构型以将搅拌器电机保持在适当位置。在另一些变型中，搅拌器
电机在夹具处于释放构型时可从滑轨或轨道移走。搅拌器电机可被置于沿
滑轨或轨道的所需位置并通过将夹具置于紧固构型而被固定。在一些变型
中，夹具和滑轨或轨道可构造成使得搅拌器电机可相对于滑轨或轨道成两
个或更多个角度被夹持，从而允许搅拌器电机相对于支承结构成两个或更
多个角度被固定。在搅拌器电机沿滑轨或轨道被推动或拉动的变型中，搅
拌器电机可由使用者直接推动或拉动，或它可被间接推动或拉动，例如经
由手动机构(例如，手摇柄)或经由自动化机构(例如电机或用户界面或
开关)。在一些变型中，滑轨或轨道可固定在生物反应器的支承结构上，
而在另一些变型中，滑轨或轨道可替换地固定在单独的结构上。例如，滑
轨或轨道可附装在保持在生物反应器过程期间使用的其它元件的小车(与
图1A的小车144相似)上，或可固定在单独的支承结构上或可为其一部
分。
作为另一个示例，搅拌器电机可通过固定在轴上而具有可调节位置，
所述轴又可相对于支承结构调节。亦即，搅拌器电机可固定地附装在轴上，
所述轴又可以可调节地附装在支承结构上。与上述变型中一样，该轴可相
对于支承结构被调节以使得搅拌器电机可相对于支承结构水平地、竖直地
和/或径向地移动，和/或使得可调节搅拌器电机相对于支承结构的角度。该
轴可利用任意合适的机构相对于支承结构调节，例如但不限于经由可移走
的销、齿条和小齿轮装置、夹具等固定在支承结构上。例如，该轴可采用
上文关于可沿滑轨或轨道移动的搅拌器电机所述相似的方式利用可移走的
销或夹具相对于支承结构调节。在另一些变型中，该轴可附装在与生物反
应器的支承结构分开的结构上，并且该轴可相对于单独的结构调节，或该
单独的结构可相对于生物反应的支承结构调节。作为又一个示例，搅拌器
电机可通过固定在具有可调节长度的轴上而具有可调节位置。在一些变型
中，该轴可具有伸缩部段，伸缩部段可允许长度调节。附加地或替换地，
该轴可具有可增加或移走以允许长度调节的部段。如上所述，该轴可安装
在生物反应器的支承结构上，或它可安装在分开的结构——例如保持在生
物反应器过程中使用的其它元件的小车(比如图1A的小车144)——或单
独的结构上。
作为又一个示例，搅拌器电机可通过可移走地固定在相对于支承结构
的侧壁位于各种位置处的多个安装托架中的一个安装托架上而具有可调节
位置。搅拌器电机可选择性地在所需位置处固定在安装托架(例如，利用
可移走的销)中的一个安装托架上。在一些变型中，安装托架中的一个或
多个安装托架可具有可供附装搅拌器电机的多种构型(例如，搅拌器电机
可成一个范围的角度固定，和/或可固定在安装托架上的多个位置中的一个
位置处)。其中搅拌器电机可移走地固定在多个安装托架中的一个安装托
架上的生物反应器的示例在图7A-7B中示出。在其中示出的生物反应器800
中，可调节位置的搅拌器电机802可以可移走地固定在第一安装托架804
或第二安装托架806上。当可调节位置的搅拌器电机802如图7A所示可
移走地固定在第一安装托架804上时，它可位于允许搅拌器电机802供构
造成与顶部安装的搅拌器电机联用的容器使用的位置处。搅拌器电机802
可经由销808固定在第一安装托架804上。当可调节位置的搅拌器电机802
如图7B所示可移走地固定在第二安装托架806上时，它可位于允许搅拌
器电机802供构造成与底部安装的搅拌器电机联用的容器使用的位置处。
应当理解，搅拌器电机802的取向可被附加地或替换地调节；例如，用于
容器的附装部位在搅拌器电机固定在第一安装托架804上时可大致朝下，
而用于容器的附装部位在搅拌器电机固定在第二安装托架806上时可大致
朝上。尽管图7A-7B中的可供选择性地固定搅拌器电机的安装托架附装在
生物反应器800的支承结构上，但应当理解，在另一些变型中，安装托架
可位于单独的结构或小车上。
返回图1A，在一些变型中，生物反应器100可包括配置成控制底部安
装的搅拌器电机302的第一控制系统306和配置成控制顶部安装的搅拌器
电机304的第二控制系统308。在一些变型中，第一控制系统306和/或第
二控制系统308可包括变频驱动器。第一控制系统306和第二控制系统308
可被选择性地分别用于操作底部安装的搅拌器电机302和顶部安装的搅拌
器电机304。在一些变型中，生物反应器100可包括可用于选择性地开启
和关闭第一控制系统306和/或第二控制系统308的一个或多个手动控制开
关，和/或用于在使用第一控制系统306与使用第二控制系统308之间切换
的选择器310。在另一些变型中，生物反应器100可附加地或替换地包括
用户界面，该用户界面可用于选择性地打开和关闭第一控制系统306和/
或第二控制系统308。在一些变型中，用户界面可以是数字的。在一些变
型中，第一控制系统306和第二控制系统308中每次只有一者可操作，而
在另一些变型中，第一控制系统306和第二控制系统308两者可同时操作。
除分别控制底部安装的搅拌器电机302和顶部安装的搅拌器电机304打开
或关闭外或代替它，第一控制系统306和第二控制系统308还可控制电机
的转速。此外，在一些变型中，第一控制系统306和/或第二控制系统308
还可控制用于排气过滤器的加热毯的温度以防止过滤器的堵塞，和/或控制
其它传感器。
在包括在一些变型中可由分开的控制系统选择性地采用的底部安装的
搅拌器电机302和顶部安装的搅拌器电机304两者的变型中，生物反应器
100可供构造成与底部安装的或顶部安装的搅拌器电机联用的容器使用。
类似地，具有一个可调节位置的搅拌器电机的上述生物反应器800也可供
构造成与底部安装的或顶部安装的搅拌器电机联用的容器使用。例如，本
文描述的生物反应器可供构造成与底部安装的搅拌器电机联用的袋208使
用，袋208的一个示例在图2A-2B中示出。袋208可包括位于袋208的下
部212中的搅拌器端口210，该搅拌器端口210构造成与底部安装的搅拌
器电机或处于底部安装位置的可调搅拌器电机接口。在一些变型中，如图
2B所示，搅拌器端口210可位于附装在袋208的下部212上的刚性基部
226中，刚性基部226可包含刚性或半刚性材料，例如但不限于低密度或
高密度聚乙烯。在另一些变型中，搅拌器端口210可位于袋208的柔性部
分上。在一些变型中，接口和因而搅拌器端口210的位置可与支承结构102
和/或袋208的中心偏离。例如，接口的位置可偏离中心约10-20度，偏离
中心约20-30度，偏离中心约30-40度，或更多。搅拌器端口210可构造
成与底部安装的搅拌器电机或处于底部安装位置的可调节搅拌器电机接
合。在一些变型中，支承结构102的基部1006可非必要地包括突出部以帮
助将搅拌器端口210保持在适当位置。搅拌器端口210可允许底部安装的
搅拌器电机302使叶轮224旋转。底部安装的搅拌器电机302可构造成使
叶轮224以任意合适的速度或一定范围的速度——例如但不限于约0至
120rpm、约0至150rpm或约0至360rpm——旋转。叶轮224可具有任
意合适的设计。在一些变型中，叶轮224可包括两个、三个、四个或更多
个叶片，该叶片可具有10度以下、约10至20度、约20至30度、约30
至40度、约40至50度或更大的俯仰角。叶轮224可具有任意合适的直径
(或横向于其纵向轴线的最大距离)，例如5cm以下、5至10cm、10至
15cm或更大。尽管叶轮224在图2B中被示出为紧邻搅拌器端口210，但
应当理解，在另一些变型中，叶轮224的竖直位置可相对于袋208调节。
例如，叶轮可经由具有可调节长度的搅拌器轴与搅拌器端口接口，叶轮可
沿搅拌器轴调节，或搅拌器轴可相对于搅拌器端口移动。
本文描述的生物反应器也可供图2C所示的构造成与顶部安装的搅拌
器电机或处于顶部安装位置的可调节搅拌器电机联用的袋214使用。袋214
可包括位于袋214的顶部216中的搅拌器端口218。在袋214内，搅拌器
轴220可附装在搅拌器端口218上，且搅拌器轴220又可附装在叶轮222
上。搅拌器电机可构造成经由搅拌器轴220使叶轮222以任意合适的速度
或一定范围的速度——例如但不限于约0至120rpm、约0至150rpm或约
0至360rpm——旋转。叶轮222可具有任意合适的设计。在一些变型中，
叶轮222可包括两个、三个、四个或更多个叶片，该叶片可具有10度以下、
约10至20度、约20至30度、约30至40度、约40至50度或更大的俯
仰角。叶轮222可具有任意合适的直径(或横向于其纵向轴线的最大距离)，
例如5cm以下、5至10cm、10至15cm或更大。
在一些变型中，叶轮222的竖直位置可相对于袋214调节。在这些变
型中，搅拌器轴220可具有可调节长度，和/或叶轮222的位置可相对于搅
拌器轴220移动。例如，叶轮222可固定在搅拌器轴220上，而搅拌器轴
220可具有一个或多个部分以使得搅拌器轴220的长度可被调节。在一些
变型中，搅拌器轴220可具有伸缩部段，伸缩部段可允许长度调节。附加
地或替换地，搅拌器轴220可具有可增加或移走以允许长度调节的部段。
通过在附装叶轮222的位置与搅拌器端口218之间调节搅拌器轴220的长
度，可在过程之前或过程期间调节叶轮222的竖直位置。作为另一个示例，
通过构造成经由可将叶轮222固定在沿搅拌器轴220的各种竖直位置的一
个或多个可移走的螺钉或销附装在搅拌器轴220上，可相对于袋214调节
叶轮222的竖直位置。在一个这样的示例中，叶轮222可安装在水平板上，
所述板又可构造成经由一个或多个可移走的螺钉或销附装在搅拌器轴220
上。这可允许叶轮222在过程之前或过程期间移动到容器内并相对于搅拌
器轴220的所需竖直位置。作为另一示例，叶轮222的竖直位置可由包括
可移动底板的支承结构相对于袋214调节，所述可移动底板允许袋的底部
相对于叶轮位置竖直地移动。如果底板相对于支承结构竖直向上移动，则
它可上推底部和袋(这可引起袋折叠或压缩)，从而使袋的底部朝叶轮移
动。这可有效地减小袋的容积。在一些变型中，底板可包括下文更详细地
描述的间隔件400，其中该间隔件构造成在可变的竖直位置处与支承结构
的内壁的内侧联接(例如，通过突片或钩)。以上述方式中的一种方式或
以另一种方式使叶轮222的竖直位置可相对于袋214调节可具有特定优点，
例如但不限于允许袋214具有较低的最大工作容积。此外，可竖直调节的
叶轮222可允许叶轮222的位置在过程周期期间例如随着工作容积增大而
移动。
容器(例如，袋208或袋214)和/或支承结构可包括用于将容器附装
在生物反应器(例如生物反应器100或生物反应器800)上和/或用于以特
性构型保持容器(例如，拉成膨胀构型)的一个或多个连接器。在一些变
型中，至少一个连接器位于支承结构的侧壁或基部上以附装在容器上。例
如，容器可包括构造成附装在支承结构连接器上的袋连接器(例如，钩)。
在另一些变型中，容器和支承结构可以不包括连接器，反而，容器可通过
附装在上文更详细地描述的搅拌器电机上而被保持在适当位置。
在一些变型中，本文描述的生物反应器可包括构造成装配在支承结构
102的底部开口116或基部106附近的间隔件400。更具体地，间隔件400
可如图3A-3B所示搁靠或附装在支承结构102的基部106上。间隔件400
可构造成在生物反应器供构造成与顶部安装的搅拌器电机联用的容器(例
如，袋214)使用时被置于支承结构102中，而间隔件400在生物反应器
供构造成与底部安装的搅拌器电机联用的容器(例如，袋208)使用时可
从支承结构102移走。当间隔件400位于支承结构中时，间隔件400的顶
面402可提供用于容器的底部的凸起支承面，形成用于容器的底部的平滑
面，和/或在具有底部安装的搅拌器电机的生物反应器的变型中防止容器的
底部与底部安装的搅拌器电机302和/或与底部安装的搅拌器电机302相关
的任何结构(例如，突出部)接触。例如，袋208可具有圆锥形的底部，
而袋214可具有平坦底部，且因此间隔件400在袋214被使用时可被置于
支承结构102中，以形成用于袋214的平坦底部，而间隔件400在袋208
被使用时可从支承结构104被移走，以容纳袋208的圆锥形底部。
间隔件400可包含任意合适的一种或多种材料。在一些变型中，间隔
件400可包含低密度材料，使得间隔件400可更容易地移动进入和/或退出
支承结构102。例如，间隔件400可包含聚合物，例如但不限于聚甲醛或
超高分子量聚乙烯。间隔件400可定尺和成形为装配在支承结构内，且在
一些变型中可具有与支承结构和/或支承结构的基部相同的截面(例如，横
向于纵向轴线)形状。间隔件400可具有任意合适的厚度，例如但不限于
约1至2英寸，约2至4英寸，约4至8英寸，或更大。在一些变型中，
间隔件400可具有可变厚度。
在一些变型中，间隔件400可非必要地包括其它特征。例如，间隔件
400可包括从顶面402延伸到底面406的槽404。在间隔件400与具有附装
在容器底部上的管子的容器联用的变型中，槽404可允许管子穿过间隔件
400。如图3A所示，在一些变型中，槽404可包括大致圆形区域408和大
致矩形区域410，这两个区域可在大致矩形区域410的第一端412处连接。
大致矩形区域410的第二端414可延伸到间隔件400的外缘416。作为另
一个示例，间隔件400可在间隔件400的外缘416处包括缺口418。与槽
404相似，缺口418可允许离开容器的管子穿过间隔件400或从其周围通
过。在一些变型中，缺口418可定位成与槽404大致径向相对。虽然在图
3A-3B中被示出为圆柱体的一部分，但应当理解，在另一些变型中，缺口
418可具有其它合适的形状。还应当理解，在另一些变型中，间隔件可具
有可构造成允许管子或其它构件穿过间隔件或从其周围通过的槽、凹部或
开口的任意构型，并且间隔件无需具有图3A-3B所示的特定构型。在另一
些变型中，间隔件可以不包括任何槽、凹部或开口。间隔件400可附加地
或替换地包括两个凹窝420。这些凹窝允许将手柄附装在间隔件上，从而
允许更容易地从支承结构移走它。应当理解，在另一些变型中，间隔件可
具有其它特征结构以辅助其移走，例如突片或附装的手柄，或在又一些变
型中，间隔件无需具有任何辅助其移走的特征结构。尽管上文关于具有多
个搅拌器电机的生物反应器100描述了间隔件400，但应当理解，具有单
个可调节位置的搅拌器电机的本文描述的生物反应器800也可包括具有类
似设计和特征结构的间隔件。
如图4A-4C所示，在一些变型中，生物反应器100可包括盖子500。
当本文描述的生物反应器出于例如但不限于辅助与生物反应器相关的管子
的组织和支承一个或多个挡板的目的而供构造成与底部安装的搅拌器联用
的容器(例如，袋208)使用时，盖子可能是理想的。另一方面，当生物
反应器供构造成与顶部安装的搅拌器电机联用的容器(例如，袋214)使
用时，可能希望在支承结构的顶部开口附近具有更大的头部空间。因此，
盖子500可在第一位置与第二位置之间移动，其中第二位置在支承结构的
顶部开口附近提供更多头部空间和/或扩大通向支承结构的内部通道。因
此，盖子400在生物反应器采用构造成与底部安装的搅拌器电机联用的容
器(例如，袋208)时通常可处于第一位置，而盖子500在生物反应器采
用构造成与顶部安装的搅拌器电机联用的容器(例如，袋208)时通常可
处于第二位置。
在如关于生物反应器100所示的一些变型中，在第一位置，盖子500
可附装或以其它方式定位在侧壁104的顶部开口118附近，完全或部分地
覆盖顶部开口118。如图4A-4B所示，在第一位置，盖子400可附装在侧
壁104的唇部120上。该附装可通过从唇部120延伸的一个或多个螺栓或
螺钉122，螺栓或螺钉122可构造成与从盖子500延伸的一个或多个突片
510接口。螺栓或螺钉122和突片510可允许盖子500固定在第一位置。
虽然图4A-4C所示的变型包括三个螺栓122和突片510，但应当理解，盖
子500和唇部120可在更少或更多(例如，一个，两个，四个，五个，六
个，或更多个)点连接。还应当理解，盖子500可经由另一机构——例如
通过夹子或槽——附装。
在第二位置，盖子400可以不覆盖侧壁104的顶部开口118。在一些
变型中，盖子500可从生物反应器100完全移走，使得在第二位置，它未
附装在生物反应器100上并且可以放置在其它地方。在另一些变型如图4C
所示的变型中，当盖子500处于第二位置时，它可附装在生物反应器100
的某一部分上，使得盖子500不会错位。例如，盖子500可附装在柔性元
件或系绳518(例如，链或帘线)上，柔性元件或系绳518又可附装在生
物反应器100的另一部分(例如侧壁104的唇部120)上，使得系绳518
阻止盖子500完全脱离生物反应器100。在一些包括系绳518的变型中，
系绳518可构造成使得盖子500可处于第一位置和第二位置两者，而系绳
518保持附装在盖子500和生物反应器100的另一部分两者上。盖子500
可附加地或替换地构造成直接附装在生物反应器100的某一部分上。例如，
支承结构102的侧壁104可包括构造成与盖子500上的接片510之一接口
的螺栓124。
盖子500可具有任意合适的形状。在一些变型中，盖子的形状可构造
成辅助将容器、任何挡板和/或从容器延伸的管子保持在适当位置。在图
4A-4C的变型中，盖子可包括具有两个切口区域504和506的圆形部段502，
所述切口区域可以如图所示呈矩形。盖子500可非必要地包括手柄508，
手柄508可便于盖子500的移动。尽管上文关于具有多个搅拌器电机的生
物反应器100描述了盖子500，但应当理解，具有单个可调节位置的搅拌
器电机的本文描述的生物反应器800也可包括具有类似设计和特征结构的
盖子。
通常，生物反应器可包括允许成分(例如，流体或气体)移动进入和
退出容器的一个或多个入口端口和一个或多个出口端口。入口端口可与例
如用于输送诸如介质和细胞培养物的成分的管路联接。入口端口还可包括
构造成输送生物反应器内实施的过程所需的气体——例如但不限于氧气、
二氧化碳、氮气等——的分布器。通过这些端口的流量可由质量流量控制
器控制。例如，在一些变型中，生物反应器可包括用于空气、氧气、二氧
化碳和氮气的一组质量流量控制器。这些气体可具有要实施的过程所需的
流速，例如分别为约20slpm、约20slpm、约5slpm和约10slpm。出口端
口可包括样品管路。生物反应器通常还可包括用于一个或多个探测器的位
置。探测器可构造成测量温度、pH值、溶解氧、溶解二氧化碳、压力、混
合速度、气体流速等。正如一次性生物反应器通常具有带搅拌器系统的支
承结构——其中支承结构的构型(例如，具有顶部安装的或底部安装的搅
拌器电机)通常将容器的用途限制为构造成与该支承结构联用——那样，
一次性生物反应器类似地通常具有端口和探测器构型，使得仅特定容器可
有效地与特定支承结构联用。
相比而言，本文描述的生物反应器可包括多种用于端口和探测器的构
型，使得多于一种容器设计可与支承结构联用。在一些变型中，这里描述
的生物反应器可构造成与具有入口和出口端口和分布器的不同构型的容器
以及它们附带的管路联用。例如，上述间隔件400可酌情被放置在支承结
构102内或从其移走以在容器的底部容纳管子或分布器；类似地，盖子500
可酌情被放置在第一或第二位置以在容器的底部容纳管子。在一些变型中，
本文描述的生物反应器可构造成与构造成用于内部探测器的容器联用和与
构造成用于外部探测器的容器联用。例如，在图5A-5B的变型中，生物反
应器100除构造成与内部探测器612联用的端口608以外还可包括构造成
与外部探测器606联用的外部传感器回路604(在图5A中示出)。外部传
感器回路604可经由管子616附装在容器202上，并且在一些变型中可包
括外部pH探测器606a和外部溶解氧探测器606b。构造成与内部探测器
612联用的端口608可在支承结构102的侧壁104中包括开口610。在如图
5B所示的一些变型中，开口610可位于门112上(例如，穿过窗138)。
探测器支承件614可非必要地附装在门112的外侧以在支承插入后的内部
探测器612。在一些变型中，开口610可包括构造成用于双内部溶解氧探
测器612a和612b的插入的两个顶部开口610a和610b以及构造成用于双
pH探测器612c和612d的插入的两个底部开口610c和610d。开口610还
可包括构造成用于温度探测器612e的插入的开口610e。门112还可包括
可用作经由管子620的采样端口的开口618。应当理解，在另一些变型中，
开口可具有不同构型并且构造成与不同类型的探测器联用，并且在一些变
型如不包括门的生物反应器100的变型中，内部探测器612可构造成穿过
支承结构102中的其它开口如穿过侧壁104的开口或穿过基部106中的开
口装配。还应当理解，支承结构102可包括多于一组用于内部探测器的开
口(例如，支承结构102可包括两组、三组、四组或更多不同组的开口)，
以允许支承结构102与具有多于一种不同的内部探测器端口构型的容器联
用。尽管上文关于具有多个搅拌器电机的生物反应器100描述了端口和探
测器构型，但应当理解，具有单个可调节位置搅拌器电机的本文描述的生
物反应器800也可保持类似的端口和探测器构型。
生物反应器通常还可包括一个或多个排气过滤器。排气过滤器可经由
管子与容器连接并且可允许气体从容器排出，这可防止容器内的压力累积。
排气过滤器通常附装在生物反应器的支承结构上或由其以其它方式支承，
并且生物反应器通常可包括加热毯，该加热毯可防止过滤器内的凝结或过
滤器的堵塞。加热毯通常定尺成装配特定排气过滤器，排气过滤器可因容
器而异。因此，加热毯通常需要与供生物反应器支承结构使用的容器兼容。
因此，与上述其它特征结构相似，加热毯设计通常将支承结构的用途限制
为与兼容的容器联用。然而，希望能使用具有不同容器的支承结构，且因
此希望生物反应器包括可互换或可选择性地采用的加热毯。
如图6所示，生物反应器100因此可包括具有第一设计的至少一个第
一加热毯702和具有第二设计的至少一个第二加热毯704。第一加热毯702
和第二加热毯704可构造成供构造成与不同排气过滤器设计联用的容器使
用，并且可基于正与用于特定过程的容器构型相对应的排气过滤器而被选
择性地采用。例如，加热毯702和加热毯704可具有不同尺寸以容纳以不
同方式定尺的排气过滤器。如图6所示，可存在两个(或更多个，例如，
三个、四个或更多个)加热毯704。附加地或替换地，可存在两个(或更
多个，例如，三个、四个或更多个)加热毯702。应当理解，在另一些变
型中，生物反应器100可包括多于两种不同的加热毯设计(例如，三种、
四种、五种、六种或更多种)。
在一些变型中，加热毯702和/或加热毯704可安装成使得它们可被物
理地移动。这可允许特定设计的加热毯移动靠近容器。如图6所示，杆708
可从支承结构102竖直向上延伸。加热毯702和704可附装在杆708上。
在一些变型中，杆708可绕其纵向轴线旋转，使得可调节加热毯702和704
相对于支承结构102的位置。例如，如图6所示，加热毯702和704可位
于杆708的相对两侧，使得杆708可旋转大约180度以使加热毯702或加
热毯704更靠近容器移动。如图所示，杆708旋转以使得加热毯704更接
近容器，使得排气过滤器710可以更容易地安装在加热毯704内。在另一
些变型中，加热毯702和704可间隔开大约180度以下，且因此杆708可
相应地旋转较小的角度以便使加热毯702或704更接近容器。在又一些变
型中，代替可旋转或除可旋转以外，杆708可具有可调节的长度。在这些
变型中，加热毯702和704可位于离支承结构102的不同竖直距离处(位
于杆708的同一侧，杆708的相对两侧，或以中间径向距离间隔开)，并
且可调节杆708的长度以使加热毯702或704更接近容器。还应当理解，
在另一些变型中，加热毯可经由其它机构与支承结构连接，或加热毯可附
装在替换结构而不是支承结构102上，例如单独的支柱或小车。尽管上文
关于具有多个搅拌器电机的生物反应器100描述了加热毯，但应当理解，
具有单个可调节位置的搅拌器电机的本文描述的生物反应器800也可包括
具有类似设计和特征结构的加热毯构型。
本文还描述了将已有的支承结构改造成与本来未构造成与已有的支承
结构联用的容器联用的方法。在一些变型中，这可包括将已有的单搅拌器
电机支承结构改造成多搅拌器电机支承结构。例如，可改造具有上述支承
结构102的一般构型但具有单个顶部安装的或底部安装的搅拌器电机的支
承结构以增设第二搅拌器电机，使得改造后的支承结构具有顶部安装和底
部安装的搅拌器电机两者。当原来的支承结构包括底部安装的搅拌器电机
(比如上述底部安装的搅拌器电机302)时，可通过以上文关于生物反应
器100的顶部安装的搅拌器电机304的安装所述的构型中的一种构型安装
顶部安装的搅拌器电机(比如上述顶部安装的搅拌器电机304)来实施改
造。可替换地或附加地通过以如上文关于生物反应器100的顶部安装的搅
拌器电机304所述允许顶部安装的搅拌器可竖直地调节这样的方式安装顶
部安装的搅拌器来实施改造。在顶部安装的搅拌器电机安装在支承结构的
门上的变型中，门铰链可被强化以支承顶部安装的搅拌器电机的额外重量。
在顶部安装的搅拌器电机安装在侧壁的包含用于温度调节的包壳的部分上
的变型中，包壳可被改造以允许安装电机。或者，当原来的支承结构包括
顶部安装的搅拌器电机时，可通过将底部安装的搅拌器电机安装在支承结
构的侧壁的底部开口附近来实施改造。在一些这样的包括安装底部安装的
搅拌器电机的方法中，可能需要移走或以其它方式改造支承结构的全部或
一部分基部。当对支承结构增设第二搅拌器电机时，该方法还可包括对生
物反应器增设控制系统，比如上述控制系统306和308，该控制系统可如
上所述控制第二搅拌器电机。
在另一些变型中，将已有的支承结构改造本来未构造成与已有的支承
结构联用的容器使用的方法可包括改造具有固定搅拌器电机的已有单搅拌
器电机支承结构以使搅拌器电机具有可调节位置，从而具有上文关于生物
反应器800所述的特征。例如，已有的固定搅拌器电机可从支承结构被移
走并以可竖直地、水平地、径向地和/或旋转地调节这样的方式安装，如关
于上述氮搅拌器生物反应器的可调节搅拌器电机所述。在一些这样的方法
中，其中已有的单搅拌器电机是顶部安装的搅拌器电机，支承结构的全部
或一部分基部可能不需要被移走或以其它方式改造以允许搅拌器电机选择
性地定位在底部位置。
当本来的支承结构包括底部安装的搅拌器电机时，改造还可包括在支
承结构的底部附近增设间隔件，例如上文详细描述的间隔件400。该间隔
件可为构造成与顶部安装的搅拌器电机联用的容器提供支承，和/或形成用
于这种容器的平滑面并防止它与底部安装的搅拌器电机或相关结构接触，
如关于上文详细论述的间隔件400所述。
当原来的支承结构包括底部安装的搅拌器电机时，改造还可包括移走
支承结构上的任意已有的盖子。这可在支承结构的顶部开口附近提供更多
头部空间，和/或可扩大通向支承结构的内部通道。在原来的支承结构包括
与支承结构的侧壁一体化的盖子的变型中，盖子可从侧壁被切掉以移走它。
在该方法的一些变型中，盖子还可被改造以便允许盖子在第一位置和非必
要地第二位置重新附装在支承结构上，其中第一和第二位置是如上文关于
盖子500所述的位置。
该方法可附加地或替换地包括改造原来的入口端口、出口端口和/或探
测器构型以允许支承结构供构造成与具有这些元件中的一个或多个元件的
不同构型的生物反应器联用的容器使用。在一些变型中，这可包括改造质
量流量控制器或增设质量流量控制器以例如为了允许更高的质量流量而控
制改造后的端口。在原来的支承结构构造成与外部传感器回路(比如上述
外部传感器回路604)联用的变型中，该方法可包括在支承结构中形成端
口以容纳内部探测器，这可在上文关于用于上述内部探测器612的端口608
所述的构型中的一种或多种构型下完成。该方法可附加地或替换地包括对
生物反应器增设一个或多个排气过滤器加热毯，这可在上文关于排气过滤
器加热毯702和704所述的构型中的一种构型下完成。
本文还描述了制造多搅拌器电机或可调节位置的搅拌器电机生物反应
器的方法。在一些实施例中，为了制造这种生物反应器，包括构造成支承、
包围和/或容纳容器的支承结构可由任意合适的一种或多种材料制成，例如
金属(例如，不锈钢、铝等)、聚合物(例如，高密度聚乙烯、聚丙烯酸
酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、尼龙或其它聚酰胺、聚酯、酚醛聚合物)、玻
璃、玻璃纤维等。该支承结构可具有上文关于支承结构102详细描述的特
征。在一些变型中，该制造方法可包括将顶部安装的搅拌器电机和底部安
装的搅拌器电机安装在支承结构上。顶部安装和底部安装的搅拌器电机可
在上文关于支承结构102详细描述的构型中的任意构型下安装在支承结构
上，并且顶部安装和底部安装的搅拌器电机可具有上文关于顶部安装的搅
拌器电机304和底部安装的搅拌器电机302详细描述的特征。该制造方法
还可包括安装第一和第二控制系统以分别控制底部安装和顶部安装的搅拌
器电机。控制系统可具有上文关于控制系统306和308详细描述的特征。
在另一些变型中，该制造方法可包括在上述构型中的任意构型下将可调节
位置的搅拌器电机附装在支承结构上。在一些变型中，该制造方法可包括
将温度调节系统安装在支承结构中。安装温度调节系统可包括安装如上文
关于生物反应器100的温度调节系统更详细地描述的电加热元件和/或循环
加热流体系统。
该制造方法可非必要地包括提供或制造支承结构附带的附加元件，包
括但不限于支承组件和/或控制小车，例如上文更详细地描述的支承组件
126和控制小车144。该方法还可包括在支承结构中形成一个或多个开口以
容纳端口和探测器，这些端口和探测器可具有上文关于支承结构102详细
描述的构型中的一种或多种构型。在一些变型中，该制造方法可附加地或
替换地包括将一个或多个排气过滤器加热毯安装在支承结构上。排气过滤
器加热毯可具有上文关于加热毯702和704详细描述的特征并且可在上文
详细描述的构型中的一种构型下安装。
在一些变型中，该制造方法可包括制造构造成装配在支承结构的底部
开口附近的间隔件，和/或构造成部分地或完全覆盖支承结构的顶部开口的
盖子。间隔件可由任意合适的材料——例如但不限于聚合物如聚甲醛或超
高分子量聚乙烯——制成，并且可具有上文关于间隔件400详细描述的特
征。盖子还可由任意合适的材料如用于制造支承结构的侧壁的一种或多种
材料制成，并且可具有上文关于盖子500详细描述的特征。
本文还描述了用于操作这里描述的生物反应器的方法，和由于这里描
述的改造方法而形成的生物反应器支承结构。该方法可包括首先决定是否
使用顶部安装的或底部安装的容器，或决定是否使用顶部安装的或底部安
装的搅拌器电机。该决定可基于各种因素如要实施的特定过程——例如，
特定产品的生产可优选在特定材料的袋内进行，所述袋又可仅在顶部安装
的或底部安装的构型下得到。作为另一个示例，该过程可优选由于过程期
间的工作容积而利用底部安装的搅拌器电机实施(并且因此，底部安装的
设计可允许同一生物反应器中的预生产和生产，从而节省成本或提高效
率)，或可优选地由于混合轮廓、所制得的细胞或蛋白质的敏感性或效率
增益而利用顶部安装的或底部安装的搅拌器电机或特定袋设计来实施。
因此，该方法可包括选择用于与生物反应器的支承结构(例如，支承
结构102)联用的容器。该容器可以是顶部安装的容器(例如，上文详细
描述的袋214)或底部安装的容器(例如，上文详细描述的袋208)。当支
承结构具有多搅拌器电机设计时，用户然后可基于选定的容器的构型而在
支承结构的顶部安装的搅拌器电机和底部安装的搅拌器电机之间进行选
择。或者，当支承结构具有可调节位置的单搅拌器电机设计时，用户可将
搅拌器电机的位置调节为适当位置。在该方法的另一些变型中，该方法可
包括首先在支承结构的顶部安装的搅拌器电机和底部安装的搅拌器电机之
间进行选择，或选择可调节位置的搅拌器电机的位置，然后基于所选择的
搅拌器电机或位置而在顶部安装的容器与底部安装的容器之间进行选择。
用户然后可判定支承结构内是否存在间隔件(例如，上述间隔件400)。
如果所选择的容器是顶部安装的容器，则用户可确认支承结构内存在间隔
件，或将间隔件置于支承结构内(如果支承结构内不存在间隔件)。如果
所选择的容器是底部安装的容器，则用户可确认支承结构内不存在间隔件，
或从支承结构内移走间隔件(如果支承结构内存在间隔件)。
然后可将容器置于支承结构内。在支承结构包括一个或多个门(例如，
门112)的变型中，一个或多个门可被打开以方便放置容器。在容器包括
一个或多个连接器和/或支承结构包括一个或多个连接器的变型中，容器可
经由所述连接器与支承结构连接。在一些变型中，容器可在被置于支承结
构内之前被完全或部分地充气。在容器为柔性袋的构型中，这可减少容器
在安装在支承结构中期间的折叠。容器可与选定的搅拌器电机联接。在包
括搅拌器端口的变型中，搅拌器端口可与搅拌器电机联接。在搅拌器电机
具有可调节位置的变型中，可改变搅拌器电机的竖直位置。例如，如果选
择具有比支承结构短的高度的顶部安装的容器，则可使可调节位置的顶部
安装的搅拌器电机可移动，或可使可调节位置的搅拌器电机移动到适当位
置。在叶轮安装在可调节长度的轴上的变型中，可改变叶轮的竖直位置。
例如，如果顶部安装的容器被选择并意图与低工作容积联用，则叶轮可向
下移动。
如上文关于生物反应器100更详细地描述的容器的入口端口和/或出口
端口可与适当的管路连接。一个或多个探测器也可与生物反应器连接。如
果选定的容器构造成与外部传感器回路(例如，外部传感器回路604)联
用，则外部传感器回路可与容器连接。如果选定的容器构造成与内部探测
器联用，则探测器可穿过探测器端口插入。在具有位于支承结构的侧壁中
(例如，在具有门的支承结构的变型中位于门上)的探测器端口的支承结
构的变型中，探测器可穿过支承结构的侧壁插入。在具有探测器支承件的
支承结构的变型中，外部探测器可被置于探测器支承件中以将它们保持在
适当位置。适当的排气过滤器也可经由管子安装在容器上并被置于加热毯
中。在排气过滤器加热毯附装成使得它们可相对于容器物理地移动(例如，
通过安装在诸如杆708的可旋转杆上)的变型中，可调节适当的加热毯的
位置以使排气过滤器更接近容器。
用户还可判定可移走的盖子(例如，上述盖子500)是否完全或部分
地覆盖支承结构的顶部开口。如果所选择的容器是底部安装的容器，则用
户可确认盖子部分地或完全覆盖支承结构的顶部开口，或将盖子置于支承
结构的顶部开口上方(如果盖子未部分地或完全覆盖支承结构的顶部开
口)。如果所选择的容器是顶部安装的容器，则用户可确认盖子未覆盖支
承结构的顶部开口，或从支承结构的顶部开口移走盖子(如果盖子部分地
或完全覆盖支承结构的顶部开口)。在盖子在从顶部开口被移走时保持附
装在支承结构上的支承结构的变型中，如果用户移走盖子，则用户然后可
非必要地将盖子附装在支承结构的不同部分上(例如，在具有用于将盖子
保持在侧壁的外侧的螺栓或其它元件的变型中，安装在侧壁的外侧)。
一旦容器在支承结构内完全就位并适当连接，生物反应器便可用于所
需过程。这样一来，适当的控制系统可用于开启或关闭搅拌器电机，控制
叶轮的转速，和/或控制任何用于排气过滤器的加热毯的温度。在采用多搅
拌器设计的具有用于一个或两个搅拌器电机的手动控制开关的变型中，手
动控制开关可用于选择适当的搅拌器电机。在具有用户界面(例如，数字
用户界面)的变型中，用户界面可用于控制选定的电机。