DE3586892T2

DE3586892T2 - Vorrichtung zum trennen von zellen.

Info

Publication number: DE3586892T2
Application number: DE8585904852T
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Funakubo; Shinichi Osaka Works Of Miyake; Yoshikazu Osaka Work Nishiwaki
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1984-09-18
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2005-09-19
Also published as: US5106584A; EP0195088A4; EP0195088A1; EP0195088B1; DE3586892D1; WO1986001824A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zellauswahlvorrichtung zum Auswählen und Isolieren erwünschter Zellen oder Mikroorganismen aus Zellen oder Mikroorganismen, die verschiedene Arten von Zellen oder Mikroorganismen enthalten, z. B. vermehrungsfähige Zellen mit einer großen Fähigkeit, Antikörper zu erzeugen oder Zellen, die in der Lage sind, Abscheidungen wie z. B. monoclonale Antikörper zu erzeugen, aus Antikörper produzierenden Zellen, die in der Lage sind, Antikörper zu erzeugen.
(i) In dem Fall, in dem nur verschmolzene Zellen, ausgewählt von Zellen, bei denen zum Beispiel Milzzellen und Tumorzellen miteinander verschmolzen und selektiv durch die HAT-Kultivierung (als Screening oder Aussonderung bezeichnet) vermehrt werden,
(ii) in dem Fall, in dem die monoclonale Antikörper erzeugenden Zellen ausgewählt werden, obwohl Abscheidungen, wie z. B. monoclonale Antikörper, erhalten werden, von Zellen, die in der Lage sind, sie zu erzeugen,
(iii) in dem Fall, in dem Zellen, die in der Lage sind, Abscheidungen, wie z. B. Antikörper, zu erzeugen, ausgewählt und beispielsweise als begrenzte Verdünnung isoliert werden und
(iv) in dem Fall, wo die monoclonale Antikörper erzeugenden Zellen ausgewählt und erzeugt werden, wurden bisher jeweils die folgenden Verfahren angewandt.

Fall (i)

Milzzellen (2,5·10&sup8; zahlenmäßig) und Tumorzellen (2,5· 10&sup7; zahlenmäßig) werden miteinander verschmolzen unter Benutzung von Polyäthylenglycol als Verschmelzungsbeschleuniger und nach Zentrifugierung wird eine Verschmelzungsflüssigkeit verworfen, gefolgt von dem Hinzufügen einer flüssigen HAT-Kultur (eine flüssige Kultur mit Hypoxanthin, Aminopfterin und Thymidin), um die Zellen zu dispergieren. Hierauf wird die durch Dispersion erhaltene Zellen enthaltende Flüssigkeit verteilt in beispielsweise jeweils 0,2 ml in jeden in einem Tablett vorgesehenen Behälter, welcher wiederum zwei Wochen lang in einem CO&sub2; Inkubator kultiviert wird. Durch diese Kultivierung können die nicht verschmolzenen Zellen abgetötet werden und die verschmolzenen Zellen können vermehrt werden. Ob oder ob nicht die verschmolzenen Zellen vermehrt worden sind, kann bestimmt werden durch Beobachten der Gegenwart oder Abwesenheit von Kolonien.

Fall (ii)

In Weiterverfolgung von Fall (i), und bezüglich Behältern bei denen bestimmt worden ist, daß sich die verschmolzenen Zellen vermehrt haben, wird der Überstand der flüssigen Kulturen davon extrahiert unter Benutzung einer Mikropipette und wird dann injiziert in jeden Behälter eines Tabletts zur Erfassung von Antikörpern. Das Tablett zur Erfassung der Antikörper mit den Behältern, die gefüllt sind mit dem Überstand der flüssigen Kultur, wird in einen Antikörper-Erfassungsabschnitt geladen, um die Menge der Antikörper zu messen, die in dem Überstand enthalten sind. Diese Messung wird gewöhnlicherweise ausgeführt durch ELISA (enzym-verbundene Immunsorbentsprobe) und damit kann die Menge der durch die Zellen erzeugten Antikörper, die in den Behältern enthalten ist, erfaßt werden. Dabei wird herausgefunden werden, daß etwa fünf Behälter die Erzeugung der gewünschten Antikörper zeigen werden, während die Anzahl von Behältern, in die die Zellflüssigkeit injiziert wurde, beispielsweise 480 war.

Fall (iii)

In Weiterverfolgung von Fall (ii) wird der Überstand der flüssigen Kultur in den Behältern, welche gemäß der Beobachtung der Kolonien dafür gehalten werden, die verschmolzenen Zellen zu enthalten, die vermehrt worden sind, extrahiert und injiziert und es wird durch ELISA erfaßt, ob oder ob nicht der Kulturüberstand die erwünschten Antikörper enthält. Darauf folgend wird der Zellflüssigkeit, die die erwünschten Antikörper erzeugt, eine Verdünnungsflüssigkeit in einer Menge hinzugefügt, die ausreicht, daß die Anzahl unter Benutzung eines Mikroskops gezählt werden kann, wodurch sich die Zellen gleichmäßig verteilen und danach wird die Anzahl der verschmolzenen Zellen gezählt. Diese Messung wird ,ausgeführt durch Zählen der Anzahl von Zellen mittels einer Mikroskopbeobachtung und Berechnen der Gesamtanzahl von Zellen, die in der Zellflüssigkeit enthalten sind.
Darauf folgend wird die Zellflüssigkeit so verdünnt, daß aus der erhaltenen Anzahl von Zellen eine in drei Behälter injiziert werden kann. Das ist zum Zweck des Erhöhens der Wahrscheinlichkeit, sie monoclon zu machen, zwei oder mehr Zellen werden nicht in jeden Behälter injiziert werden. Nachdem Thymozythen, die nicht in der Lage sind, Antikörper zu erzeugen, so hinzugefügt worden sind, daß die verdünnten und injizierten Zellen sich vermehren können, wird die Wahrscheinlichkeit, monclon zu sein, erhöht durch Wiederholen eines Prozesses einer Verdünnung-Injektion-Kultivierung und monoclonale Antikörper erzeugende Zellen werden isoliert.

Fall (iv)

In Weiterverfolgung von Fall (iii) und um die Zellen anschließend zu vermehren, ist eine gewisse Anzahl erforderlich und deshalb werden die Thymozythen, die nicht in der Lage sind, Antikörper zu erzeugen, hinzugefügt.
Durch zweimaliges Wiederholen des obigen Prozesses (der Prozeß von der Dispersion der Zellen durch das Hinzufügen der HAT-Kultur bis zum Hinzufügen der Thymozythen nach der Injektion der Zellflüssigkeit in die Behälter, dieser Prozeß wird als begrenzte Verdünnung bezeichnet) wird die Wahrscheinlichkeit, monoclon zu sein, erhöht, werden die so erhaltenen, monoclone Antikörper erzeugenden Zellen auf eine größere Anzahl vermehrt und wird eine größere Anzahl monoclonaler Antikörper erzeugt.
Die so erhaltenen monoclonalen Antikörper werden benutzt in der Forschung in der Antikörperchemie und Antigenchemie, um die molekulare Struktur und die Gene oder ihre Funktion zu analysieren, in der Forschung in der Pharmakologie nach Hormonen und Rezeptoren von Neuronmediatoren und in anderen Studien vom Virus, Parasiten und Bakterium. Zusätzlich wird Benutztung gemacht in dem molekularbiochemischen Versuch des Immunschwächesyndroms und der Erfassung von Antigenen (maligner Tumor, usw.), soweit es die Diagnose betrifft und ebenfalls, soweit es die therapeutische Behandlung betrifft, wird Benutzung gemacht für die Organtransplantation (Organkunde), für die passive Immunität (Injizierung von Antikörpern) und die Behandlung von malignen Tumoren.
Wie oben beschrieben, findet der monoclonale Antikörper große Anwendungsfelder. Jedoch wird bisher, wie im obigen beschrieben, die Auswahl erwünschter Zellen oder Mikroorganismen, die resistent gegen die flüssige Kultur einer bestimmten Zusammensetzung sind, beispielsweise monoclonale Antikörper erzeugende Zellen aus Zellen oder Mikroorganismen, die verschiedene Arten von Mikroorganismen enthalten, manuell ausgeführt, jedoch gibt es insofern Probleme, als daß die Wahrscheinlichkeit, daß die erwünschten monoclonale Antikörper erzeugenden Zellen erhalten werden können, niedrig ist, als daß die so erhaltenen Zellen stark unstabil (d. h. leicht abzutöten) sind und insofern als daß es eine große Wahrscheinlichkeit gibt, daß verschiedene Mikroorganismen sich vermischen während der Auswahlarbeit und dementsprechend muß die Auswahl von einer riesigen Anzahl verschmolzener Zellen ausgehen, wenn es zur Selektion der Zellen kommt, die in der Lage sind, eine große Anzahl hochaktiver monoclonaler Antikörper zu erzeugen. Somit sind auf jeden Fall gesteigerte Handarbeit und ein gesteigerter Zeitaufwand erforderlich.
Weiterhin erfordert dieser Typ von Selektion einen hohen technischen Grad und, um die sich diese Technik anzueignen, ist eine Trainingsperiode von normalerweise 1 bis 2 Jahren erforderlich und deshalb ist die Anzahl qualifizierter Techniker zur Durchführung der Auswahl der monoclonale Antikörper erzeugenden Zellen sehr gering. Deshalb ist die Anzahl von einer während einer Reihe von Experimenten behandelter Zellen begrenzt und dementsprechend ist die Wahrscheinlichkeit, die erwünschten monoclonale Antikörper produzierenden Zellen zu erhalten, gering und, sogar wenn sie erhalten werden, die Fähigkeit, die Antikörper zu erzeugen, gering. Auf diese Weise stellen sie eine Behinderung der Anwendung monoclonaler Antikörper dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den manuellen Eingriff während der Selektion der Zellen zu minimieren, und dadurch die Möglichkeit zu minimieren, daß die verschiedenen Mikroorganismen während der Selektionsarbeit vermischt werden, und die effiziente und stabile Selektion der Zellen zu erleichtern.
Erfindungsgemäß wird die obige Aufgabe gelöst nach Anspruch 1 durch eine Zellauswahlvorrichtung, welche umfaßt: einen Extraktions- und Injektionsabschnitt, einen Tablett-Transportabschnitt, einen Kontroller und einen Zellauswahlabschnitt umfassend einen Kultivierungsabschnitt und einen Koloniebeobachtungsabschnitt, wobei der Extraktions- und Injektionsabschnitt eine Pipette, einen Manipulator zum Halten der Pipette und eine Pumpe zum Einsaugen und Entladen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit in und aus der Pipette umfaßt, und der Tablett-Transportabschnitt eine Tablett-Trageeinrichtung zum Tragen eines Zellkulturtabletts und eine Antriebseinrichtung zum Transportieren der Tablett-Trageeinrichtung zu jeweiligen vorbestimmten Positionen des Extraktions- und Injektionsabschnittes und des Zellauswahlabschnittes umfaßt, und der Kultivierungsabschnitt einen Inkubator einschl. eines Tablettspeichers zum Beherbergen einer Vielzahl von Tabletts und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Tablettspeichers und eine KultivierungsabschnittsTablett-Trageeinrichtung zum Transportieren der Tabletts zum Tablettlager umfaßt, und der Koloniebeobachtungsabschnitt eine TV-Kamera und einen Steuerschaltkreis zum Umwandeln eines Oberflächenabschnittes, der durch die Kolonien besetzt ist, in ein elektrisches Signal, dessen Bild durch die TV-Kamera empfangen wird, umfaßt und der Kontroller angeordnet ist zum Steuern jedes Abschnitts entsprechend Betriebsbedingungen für jeden Abschnitt, die an ihn eingegeben werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Zellauswahlabschnitt einen Zellisolierungsabschnitt umfassend ein Verdünnungsgerät, in das eine von dem Extraktions- und Injektionsabschnitt aus Behältern des Zellkulturtabletts extrahierte Zellösung injizierbar ist, einen Zellösungsdurchgang, in den die verdünnte Zellösung aus dem Verdünnungsgerät eingesaugt wird und einen Zellerfassungsabschnitt, der in dem Durchgang angeordnet ist.
Der Zellerfassungsabschnitt kann auf gegenüberliegenden Seiten des Durchgangs ein Paar von Elektroden oder eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger umfassen.
Der Zellauswahlabschnitt kann weiterhin umfassen: einen Zellanzahlzählabschnitt umfassend einen Pipettenmanipulator zum Bewegen einer Pipette zum Extrahieren der Zellösung aus einem Behälter eines
Zellkulturtabletts und zum Auftropfen dessen auf eine Glasplatte, einen Glasplattentransportabschnitt zum Bewegen der Glasplatte von einer Position unter der Pipette, an der die Zellösung aufgetropft wird, zu einer Beobachtungsposition eines Mikroskops, wo die Zellösung auf der Glasplatte beobachtet wird, und einen Steuerschaltkreis zum Zählen der Anzahl von Zellen durch eine TV-Kamera eines durch das Mikroskop beobachteten Bildes, wobei die Zellösung durch den Extraktions- und Injektionsabschnitt aus Behältern des Zellkulturtabletts mit zumindest einer vorbestimmten Anzahl von Zellen spezifiziert durch den Zellanzahl-Zählabschnitt durch den Kontroller extrahiert wird und der Tablett-Transportabschnitt betreibbar ist durch den Kontroller synchron mit einem Zellerfassungssignal von dem Zellerfassungsabschnitt, um das Tablett über eine Entfernung entsprechend dem Abstand zwischen den Behältern an einem Auslaß des Zellösungsdurchgangs zu bewegen.
Alternativ dazu kann der Zellauswahlabschnitt einen Probenabschnitt umfassen, der einen Detektor zum Erfassen des Grads der Farbentwicklung durch ein Enzymantikörperverfahren und einen Steuerschaltkreis zum Umwandeln des Grades der Farbentwicklung in ein elektrisches Signal umfaßt, und der Tablett-Transportabschnitt betreibbar ist durch den Kontroller synchron mit einem Zellerfassungssignal von dem Zellerfassungsabschnitt, um das Tablett eine Entfernung entsprechend dem Abschnitt zwischen den Behältern an einem Auslaß des Zellösungsdurchgangs zu transportieren.
Der Zellauswahlabschnitt kann einen Probenabschnitt umfassen.
Der Probenabschnitt kann einen Detektor zum Erfassen des Grades der Farbentwicklung durch ein Enzymantikörperverfahren umfassen.
Zweckmäßigerweise kann der Detektor einen ELISA-Analysator umfassen.
Der Detektor kann so angeordnet sein, daß er Flüssigchromatographie durchführt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt detailliert beschrieben werden anhand von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Signalfluß in der Zellauswahlvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform (erste Ausführungsform) zeigt, wobei der Zellauswahlsabschnitt aus einem Kultivierungsabschnitt und einem Koloniebeobachtungsabschnitt besteht;
Fig. 3 eine ebene Oberansicht (A) und eine Seitenansicht (B) einer Tablett-Tragevorrichtung an einem Tablett-Transportabschnitt oder einem Kultivierungsabschnitt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm der ersten Ausführungsform;
Fig. 5 ein Flußdiagramm des Betriebs der ersten Ausführungsform;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform, wobei der Zellauswahlabschnitt einen Probenabschnitt umfaßt;
Fig. 7 ein Blockdiagramm der zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 ein Flußdiagramm des Betriebs der zweiten Ausführungsform;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform, wobei der Zellauswahlabschnitt einen Zellanzahlzählabschnitt und einem Zellisolierungsabschnitt umfaßt;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht eines Zellisolierungs- und Injektionsabschnitts;
Fig. 11 ein Blockdiagramm der dritten Ausführungsform;
Fig. 12 ein Flußdiagramm des Betriebs der dritten Ausführungsform;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform, wobei der Zellauswahlabschnitt einen Kultivierungsabschnitt, einen Koloniebeobachtungsabschnitt, einen Probenabschnitt und einen Zellisolierungsabschnitt umfaßt;
Fig. 14 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Antriebseinrichtung des Tablett-Transportabschnitts zeigt;
Fig. 15 ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Antriebseinrichtung des Tablett-Transportabschnitts zeigt;
Fig. 16 ein Blockdiagramm der vierten Ausführungsform;
Fig. 17 ein Flußdiagramm des Betriebs der vierten Ausführungsform;
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines Behältershalters;
Fig. 19 eine ebene Ansicht einer Einspanvorrichtung des Behälterhalters; und
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines Pipettenmanipulators.
Eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist in Blockdiagrammform in Fig. 1 gezeigt. Die Vorrichtung benutzt den Extraktions- und Injektionsabschnitt A, den Tablett-Transportabschnitt B, den Kontroller D und den Zellauswahlabschnitt C, wobei der Kontroller D angewendet wird in Form eines Computers, bei dem Arbeitsbedingungen für jeden der Abschnitte normalerweise programmiert werden.
Von dem Controller D werden für den Extraktions- und Injektionsabschnitt A Steuersignale S1 und S2 zum Veranlassen jeweiliger Operationen des Manipulators und der Pumpe, die den Extraktions- und Injektionsabschnitt darstellen, erzeugt. Das Steuersignal S1 beispielsweise ist an den Manipulator gerichtet und zeigt die Abfolge und Richtung des Betriebs an. Das Steuersignal S2 zeigt die einzusaugende oder zu entladende Menge in dem Extraktions- und Injektionsabschnitt und den Zeitablauf des Ansaugens oder Entladens an.
Von dem Kontroller D werden für den Tablett-Transportabschnitt B Signale S3 und S4 zum Veranlassen des Betriebs von einem Schrittmotor und einer Tabletteinspannvorrichtung, die den Tablett-Transportabschnitt B bilden (z. B. die Position für den Transport der Tablett-Tragevorrichtung, die Abfolge des Transports, den Betriebsablauf der Tabletteinspannvorrichtung in dem Tablett-Transportabschnitt usw.) erzeugt.
Von dem Kontroller D werden für den Zellauswahlabschnitt C eine Vielzahl von Steuersignalen S5 bis Sn gemäß dem Aufbau des Zellauswahlabschnitts erzeugt und von dem Zellauswahlabschnitt 10 werden für den Kontroller 10 Meßsignale T1 bis Tn zum Steuern von Betriebssignalen für die anderen Abschnitte erzeugt.
Der Zellauswahlabschnitt umfaßt einen Kultivierungsabschnitt und einen Koloniebeobachtungsabschnitt, wo nur verschmolzene Zellen aus den Zellen, bei denen Milzzellen und Tumorzellen verschmolzen werden, selektiv durch eine HAT-Kultur vermehrt werden, das heißt wo Screening bewirkt wird.
Wo Antikörper der verschmolzenen Zellen erfaßt werden und die Menge der erzeugten Antikörper wünschenswerterweise bestimmt werden soll, umfaßt der Zellauswahlabschnitt einen Probenabschnitt und wo anwendbar auf den Behälter, von dem Kolonien beobachtet werden können und die Gegenwart oder Abwesenheit von Kolonien, welche aus der Vermehrung der verschmolzenen Zellen resultieren, wünschenswerterweise beobachtet werden soll vor der Erfassung der Antikörper, kann der Zellauswahlabschnitt einen Koloniebeobachtungsabschnitt zusätzlich zum Probenabschnitt - umfassen.
Wo die Zellen individuell isoliert und in Behälter verteilt werden, kann der Zellauswahlabschnitt in der vorliegenden Erfindung einen Zellanzahlzählabschnitt und einen Zellisolierungsabschnitt umfassen. In dem Fall, daß die Kultivierung eine große Anzahl monoclonaler Antikörperzellen erzeugt werden soll, so daß monoclonale Antikörper erzeugt werden können, kann der Zellauswahlabschnitt der vorliegenden Erfindung einen Kultivierungsabschnitt, einen Probenabschnitt und einen Zellisolierungsabschnitt umfassen.
Die Ausführungsform, bei der der Zellauswahlabschnitt der vorliegenden Erfindung einen Kultivierungsabschnitt und einen Koloniebeobachtungsabschnitt umfaßt, wird jetzt beschrieben werden mit Bezug auf Fig. 2.
Eine Screeningvorrichtung, wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Vorrichtung umfassend einen Extraktions- und Injektionsabschnitt, einen Tablett-Transportabschnitt, einen Kultivierungsabschnitt, einen Koloniebeobachtungsabschnitt und einen Kontroller, wobei der Extraktions- und Injektionsabschnitt eine Pipette 4, einen Manipulator 3 zum Halten der Pipette 4 und eine Pumpe 5 zum Einsaugen und Entladen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit in und aus der Pipette 4 umfaßt und der Tablett-Transportabschnitt 7 eine Transportabschnitt-Tablett-Tragevorrichtung 8 zum Tragen eines Tabletts 6 mit einer Vielzahl von darin vorgesehenen Behältern und eine Antriebseinrichtung 9 und 10 zum Transportieren der Tablett-Tragevorrichtung 8 an jeweilige vorbestimmte Positionen des Extraktions- und Injektionsabschnittes, des Kultivierungsabschnitts 12 und des Koloniebeobachtungsabschnitts umfaßt, wobei der Kultivierungsabschnitt 12 einen Inkubator 14, ausgerüstet mit einem Tablettspeicher zum Beherbergen einer Vielzahl von Tabletts 6 und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Tablettspeichers und eine Kultivierungsabschnittstablett-Tragevorrichtung 13 zum Transportieren des Tabletts 6 zu dem Tablettspeicher umfaßt und der Kontroller 25 eine Vorrichtung zum Steuern jedes Abschnittes, wie gezeigt in Fig. 4 und 5, entsprechend den Betriebsbedingungen für jeden Abschnitt, die an ihn eingegeben werden, ist.
Ein Behälter 1, wie z. B. eine Röhre, die eine Flüssigkultur und Zellen oder Mikroorganismen enthält, wird ergriffen von einem Behälterhalter 2 und die Röhre wird an einen Ort des Manipulators 3 bewegt. Der Behälterhalter 2 hat seine Spitze verbunden mit einer luftgetriebenen oder motorgetriebenen Einspannvorrichtung, mit der die Röhre ergriffen wird. Wenn der Manipulator 3 betrieben wird, wird die durch den Manipulator 3 ergriffene Pipette 4 in die Röhre eingesetzt und die Lösung wird durch die Pumpe 3 angesogen.
Es sollte bemerkt werden, daß bei der vorliegenden Erfindung der Behälter oder dergleichen direkt ohne den Behälterhalter an die Stelle, an der die Pipette 4 eingesetzt wird, gestellt werden kann.
Der Manipulator 3 verursacht, daß die Pipette 4 an eine Position oberhalb des Behälters des Tabletts sich bewegt und eine vorbestimmte Menge der Lösung wird in die Behälter durch die Pumpe 5 entladen.
Durch die Bewegung des Tablettransportabschnitts 7 oder eine Bewegung des Manipulators 3 wird die Pipette 4 oberhalb der verschiedenen Behälter bewegt und in ähnlicher Weise wird eine vorbestimmte Menge der Lösung in jeden Behälter entladen. Durch Wiederholen dieses Betriebs wird die Lösung in jeden der Behälter injiziert. Der Pipettenmanipulator 3 kann einen Arm horizontal hervortretenden Typs anwenden, einen Arm transversalen Typs und so weiter. Die Pumpe 5 steuert die Menge der Entladung entsprechend dem Druckwert und der Anwendungszeit des Drucks. Der Tablettransportabschnitt 7 besteht aus der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung zum Tragen des Tabletts 6 und einer Antriebseinrichtung, z. B. einem Schrittmotor 9 und einer Führungsspindel (Kugelumlaufspindel) 10 zum Transportieren der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung an vorbestimmte Positionen des Extraktions- und Injektionsabschnitts, des Kultivierungsabschnitts und des Koloniebeobachtungsabschnitts, wobei die Positionierung des Tabletts ausgeführt wird entsprechend der Anzahl von an den Schrittmotor 9 eingegebenen Pulsen. Als davon verschiedene Antriebseinrichtung kann eine Drahtantriebseinrichtung oder eine Luftantriebseinrichtung verwendet werden. Das Tablett 6 mit den Behältern mit der Lösung wird ergriffen und durch die Einspannvorrichtung 16, die in der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 vorgesehen ist, und nach der Injektion wird das Tablett 6 folgend transportiert durch die Bewegung der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 an eine vorwärts gelegene Position der Kultivierungsabschnitt-Tablettragevorrichtung 13, die in dem Kultivierungsabschnitt 12 vorgesehen ist. Wo die Injektion ausgeführt wird an einer vorbestimmten Position des Kultivierungsabschnitts 12 (z. B. nahe bei und vorwärts gelegen von der Kultivierungsabschnitts-Tablettragevorrichtung 13), kann die Bewegung der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 nicht durchgeführt werden.
Die Schale 6, in die die Lösung injiziert worden ist, wird von der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 zur Kultivierungsabschnittragevorrichtung 13 und in den Tablettspeicher 15 innerhalb des CO&sub2;-Inkubators 14, der den Kultivierungsabschnitt 12 darstellt, gebracht. Die Betriebsabfolge des Tabletts 6 wird im folgenden beschrieben werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 und die Kultivierungsabschnitt-Tablettragevorrichtung 13 versehen mit jeweiligen Tabletteinspannvorrichtungen 16 und 16'. Die Tabletteinspannvorrichtungen 16 und 16' können angetrieben werden durch einen Motorantrieb oder einen Luftantrieb, um eine Schließ- und Öffnungsoperation in einer Tetarichtung und die Bewegung in X- und Z-Richtungen durchzuführen. Es sollte bemerkt werden, daß in Fig. 3, (A) eine ebene Ansicht der Tablettragevorrichtung und (B) eine Seitenansicht, 17 ein Motor, 18 eine Kugelumlaufspindel und 19 ein Zahnstangengetriebe ist.
Das ergriffene und durch die Tabletteinspannvorrichtung 16 der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 fixierte Tablett 6 mit der in jeden Behälter injizierten Lösung bewegt die Tabletteinspannvorrichtung 16 in X-Richtung und transportiert sie auf die Kultivierungsabschnitt-Tablettragevorrichtung 13. Dabei wird die Schaleneinspannvorrichtung 16' der Kultivierungsabschnittragevorrichtung 13 nahe einer oberen Oberfläche des Tabletts 13 positioniert. Wenn das Tablett 6 an eine vorbestimmte Position oberhalb der Kultivierungsabschnittstablettragevorrichtung 13 gebracht ist, bewegt sich die Tabletteinspannvorrichtung 16' in die Z-Richtung, ergreift das Tablett 6, bewegt sich weiter in X-Richtung und setzt es in den Tablettspeicher 15.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das Tablett 6 nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne innerhalb des CO&sub2;-Inkubators 14 aus dem Tablettspeicher 15 innerhalb des CO&sub2;-Inkubators 14 herausbewegt und dann auf die Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 im umgekehrten Betrieb.
Darauf folgend wird der Kulturüberstand in jedem Behälter teilweise angesaugt und verworfen mit der in dem Manipulator 3 vorgesehen Pipette und eine vorbestimmte Menge neuer Flüssigkultur 20 wird injiziert unter Benutzung des Pipettenmanipulators 3 und der Pumpe 5. Dabei wird die Spitze der Pipette 4 ersetzt durch eine Ersatzpipettenspitze 21, um irgendeine Kontamination zwischen den Flüssigkulturen in den Behältern und zwischen der Flüssigkultur in dem Behälter und der neuen Flüssigkultur zu vermeiden. Einen Spitzeneinpaßabschnitt der Pipette 4 bildet eine motorgetriebene oder luftangetriebene Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) und die Pipettenspitze kann eingepaßt und entfernt werden durch Schließen und Öffnen davon.
Auf diese Art und Weise wird das Tablett 6, dem die Flüssigkultur 20 beigefügt wurde, wiederum beherbergt in dem Tablettspeicher 15 im CO&sub2;-Inkubator 14 durch den Tablettransportabschnitt 7 und die Kultivierung wird fortgesetzt. Es sollte bemerkt werden, daß in Fig. 2 der Tablettspeicher 15 in dem Kultivierungsabschnitt 12 nach oben und unten oder rechts und links durch eine Antriebseinrichtung bewegt wird, um eine Vielzahl von Tabletts 6 nacheinander zu beherbergen. Die Antriebseinrichtung für den Tablettspeicher 15 umfaßt, wie in Fig. 2 gezeigt, beispielsweise eine Vorschubspindel 22 und einen Antriebsmotor 23.
Nach der Kultivierung wird die Schale 6 im umgekehrten Betrieb von dem Kultivierungsabschnitt 12 zur Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 des Tablettransportabschnitt 7 transportiert und weitertransportiert, um es zu ermöglichen, daß die Behälter des Tabletts 6 nahe dem Koloniebeobachtungsabschnitt 24 positioniert werden. Jeder Behälter wird beispielsweise durch eine TV-Kamera, die den Koloniebeobachtungsabschnitt 24 darstellt, beobachtet und durch Zählen der Anzahl und Größe der Kolonien wird der Grad der Vermehrung bestimmt. Alternativ dazu kann der Grad der Vermehrung bestimmt werden durch Messung der Intensität von durch die Lösung gesandtem Licht.
Es sollte bemerkt werden, daß der oben beschriebene CO&sub2;-Inkubator sowie die Komponententeile in einer sterilen Umgebung betrieben werden können, bedeckt durch eine äußere Bedeckung, um so zu erlauben, daß sterile Luft dadurch geblasen wird.
Der Kontroller 25 ist eine Vorrichtung, die aus einer Eingabevorrichtung 26 und einem Steuerabschnitt 27 besteht und wird gesteuert durch den Steuerabschnitt gemäß Betriebsbedingungen für jeden Abschnitt, die eingegeben werden durch die Eingabevorrichtung 26 (die anzusaugende und zu entladende Menge, die Betriebsabfolge des Manipulators, usw. im Extraktions- und Injektionsabschnitt, die Transportposition der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung, die Transportfolge, der Betrieb der Tabletteinspannvorrichtung, usw. in dem Tablettransportabschnitt, Kultivierungsbedingungen (Temperatur, Zeit, CO&sub2;, Menge, usw.), die Bewegung des Tablettspeichers, der Betrieb der Kultivierungsabschnitt-Tablettragevorrichtung, usw. im Kultivierungsabschnitt, und das Zählen usw. im Koloniebeobachtungsabschnitt) und Betriebsbedingungen zwischen den Abschnitten.
Ein Blockdiagramm und ein Betriebsflußdiagramm der ersten Ausführungsform sind jeweils in den Fig. 4 und 5 gezeigt.
Ein Steuersignal S6 ist beispielsweise ein Tabletteinspannvorrichtung-Öffnungs- und -Schließsignal und S8 ein Signal, das beispielsweise eine vorbestimmte Temperatur, CO&sub2;-Menge (Schließen und Öffnen eines Ventils) und die Feuchtigkeit (Zuführen von Wasser und eines Wassertabletts im Inkubator und Schließen und Öffnen eines Dampfventils) anzeigt.
Ein Steuersignal S1, erzeugt von dem Kontroller, ist ein Signal, das benutzt wird, um das Schließen und Öffnen der Einspannvorrichtung des Behälterhalters zu steuern und die Rotation und das Heben und Absenken des Behälterhalters und das Steuersignal S2 ist ein Signal, das benutzt wird, um einen Antriebsmotor in dem Manipulator zu steuern.
Ansprechend auf die Signale S1 und S2 werden der Behälterhalter 1 und der Manipulator 3 betrieben und eine Zellösung wird durch die Pipette 4 aus dem Behälter 1 extrahiert.
Darauffolgend wird der Manipulator 3 ansprechend auf Signal S2 betrieben, um die Pipette 1 in eine Position zu bringen, oberhalb von einem einer Vielzahl auf dem Tablett 6 vorgesehenen Behälter.
Die Pumpe 5 wird betrieben ansprechend auf das Steuersignal S3, um die Zellösung in der Pipette 4 in den Behälter zu injizieren.
Dann wird der Schrittmotor 9 des Tablettransportabschnitts 7 betrieben, ansprechend auf ein Steuersignal S4, um das Tablett 6 einer Entfernung entsprechend einem Behälter des Tabletts 6 zu bewegen und die oben beschriebene Operation des Manipulators 3 zu wiederholen.
Nach Vervollständigung der Injektion der Zellflüssigkeit in alle Behälter auf dem Tablett 6 werden das Steuersignal S4, ein Steuersignal S5 zum Steuern des Betriebs der Tabletteinspannvorrichtung 16 (das Schließen und Öffnen in der Thetarichtung und die Bewegung in den XY-Richtungen, wie gezeigt in Fig. 3) im Tablettransportabschnitt, ein Steuersignal S6 zum Steuern des Betriebs der Tabletteinspannvorrichtung 16' im Kultivierungsabschnitt und ein Steuersignal S7 zum Steuern des Betriebs eines Antriebsmotors im Inkubator 14 von dem Kontroller 25 für den jeweiligen Abschnitt erzeugt und daß das Tablett 6 wird in den CO&sub2;-Inkubator bewegt und in dem Tablettspeicher 15 beherbergt.
Im Kultivierungsabschnitt werden vorbestimmte Kultivierungsbedingungen aufrecht erhalten durch ein Steuersignal S4, das das Öffnen und Schließen einer Tür des CO&sub2;-Inkubators 14 anzeigt, die Kultivierungstemperatur, die Kultivierungszeit, die CO&sub2;-Menge (das Schließen und Öffnen eines an einer CO&sub2;-Versorgungsleitung angeordneten Ventils) und die Feuchtigkeit (Zuführung von Wasser des in dem Inkubator vorgesehenen Wassertabletts, das Schließen und Öffnen des Dampfventils, usw.).
Nach Beendigung der Kultivierung wird das Tablett 6 zum Koloniebeobachtungsabschnitt im umgekehrten Betrieb bewegt, veranlaßt durch die Steuersignale S4, S5 und S6.
Im Koloniebeobachtungsabschnitt wird ein Bild der Kolonien, das durch eine mikroskopausgerüstete TV-Kamera erhalten wird, an den Kontroller 25 als Meßsignal T1 eingegeben und im Kontroller 25 wird das Meßsignal T1 bild-verarbeitet und der Anteil von im Gesamtbild vorhandenen lebenden Zellen der Kolonien wird berechnet.
Durch den oben beschriebenen Prozeß können erwünschte Arten von Zellen oder Mikroorganismen, die resistent sind gegenüber der Flüssigkultur, automatisch ausgewählt werden aus der Zellösung oder Mikroorganismuslösung, die verschiedene Arten von Zellen oder Mikroorganismen enthält.
Wenn der Zellauswahlabschnitt der vorliegenden Erfindung einen Probenabschnitt umfaßt, ist dies so wie in Fig. 6 gezeigt, dessen Betrieb im folgenden beschrieben wird.
Eine Abscheidungserzeugungsfähigkeit-Detektorvorrichtung, gezeigt in Fig. 6, ist eine Vorrichtung, bestehend aus einem Tablettransportabschnitt, einem Extraktions- und Injektionsabschnitt, einem Probenabschnitt und einem Kontroller, wobei der Tablettransportabschnitt eine Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung für das Tragen eines Tabletts mit einer Vielzahl von darauf vorgesehenen Behältern, eine Antriebseinrichtung zum Transportieren der Tablettragevorrichtung an jeweilige vorbestimmte Positionen des Extraktions- und Injektionsabschnitts und des Probenabschnitts umfaßt, und der Extraktions- und Injektionsabschnitt einen Manipulator zum Halten einer Pipette und zum Positionieren der Pipette oberhalb jedes Behälters, der in dem Tablett auf der Tablettragevorrichtung vorgesehen ist, und eine Pumpe zum Ansaugen und Entladen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit in und aus der Pipette umfaßt, und der Kontroller eine Vorrichtung zum Steuern jedes Abschnittes, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, nach Betriebsbedingungen für jeden Betriebsabschnitt, die an ihn eingegeben wurden, ist.
Eine Zellflüssigkeit wird in jeden Behälter 31 gefüllt und das Tablett 6 wird nach Kultivierung in einem CO&sub2;-Inkubator auf die Tablettragevorrichtung 8 des Tablettransportabschnitts 7 gestellt. Wo die Anzahl und Größe von Kolonien beobachtet werden soll, kann ein Koloniebeobachtungsabschnitt 36 zusätzlich vorgesehen sein und durch die Antriebseinrichtung 9 des Tablettransportabschnitts 7 wird die Tablettragevorrichtung 8 an eine Position bewegt, wo jede der auf dem Tablett 6 vorgesehene Behälter 31 unter den Koloniebeobachtungsabschnitt 36 gebracht werden kann.
Ein Kulturüberstand in jedem Kulturtablett 6, dessen Vermehrungsgrad von Zellen bestimmt worden ist, wird in einer vorbestimmten Menge durch die Pipette 4 die von dem Manipulator 3 bewegt wird, im Extraktions- und Injektionsabschnitt 41 angesaugt, und wird dann injiziert in entsprechende Behälter eines Antikörpererfassungstabletts. Der Pipettenmanipulator 3 kann einen Arm horizontal hervorstehenden Typs, einen Arm transversalen Typs, usw. anwenden. Die Pumpe 42 steuert die Menge der Ansaugung und die Menge der Entladung entsprechend dem Druck und der Druckzeit. Zur Zeit der Extraktion des Kulturüberstands wird die Spitze der Pipette 4 einmalig benutzt, um irgendeine Kontamination zu vermeiden und die, die einmal in Benutzung gewesen ist, wird durch den Pipettenmanipulator 3 an eine Position eines Pipettenersatzabschnitts 43 bewegt und wird ersetzt durch eine neue Pipette durch Entfernen und Einpassen.
Das Antikörpererfassungstablett 47 mit den gesammelten Behältern und injiziert aus den entsprechenden Behältern des Kulturtabletts 6 wird auf eine Tablettragevorrichtung 45 im Probenabschnitt 44 gesetzt und zu einer Antikörpererfassungsposition innerhalb des Probenabschnitts 44 durch eine Antriebseinrichtung transportiert, welche eine Vorschubspindel 46 angetrieben durch einen Antriebsmotor oder eine Antriebseinrichtung mit einem Luftantrieb umfaßt, an deren Position die Menge von in dem Überstand in jedem der Behälter enthaltenen Antikörpern gemessen wird. Der Detektor im Probenabschnitt 44 kann von der Form einer ELISA Meßvorrichtung oder eines Flüssigchromatographen sein.
Durch den vorhergehenden Prozeß wird der Grad der Vermehrung und die Menge von Antikörpern in jedem Behälter gemessen und aus diesen Werten wird die Antikörpererzeugungsfähigkeit (gemessener Wert der Menge von Antikörpern geteilt durch gemessenen Wert des Vermehrungsstandes) der in jedem der Behälter enthaltenen Zellen automatisch erfaßt.
Ein Blockdiagramm und ein Betriebsflußdiagramm der zweiten Ausführungsform werden jeweils gezeigt in den Fig. 7 und 8. - Ein Meßsignal T1 zeigt die Anzahl, Größe und Helligkeit von Zellkolonien in dem Behälter an, der bild-verarbeitet wurde, und ein Meßsignal T2 zeigt die Menge von in dem Zellüberstand enthaltenen Antikörpern an. Die Menge von Antikörpern wird gespeichert in dem Kontroller und aus diesem Wert wird die Antikörpererzeugungsfähigkeit der in jedem Behälter enthaltenen Zellen berechnet.
In Übereinstimmung mit einem Steuersignal S2 wird das Kulturtablett 6 auf die Tablettragevorrichtung durch die Tabletteinspannvorrichtung gesetzt und in Übereinstimmung mit einem Steuersignal S1 wird das Kulturtablett 6 an eine Position unterhalb einer mikroskopausgerüsteten TV-Kamera im Koloniebeobachtungsabschnitt bewegt.
Hierauf werden das Meßsignal T1 von dem Koloniebeobachtungsabschnitt, ein Steuersignal S3 zum Steuern des Betriebs des Manipulators und ein Steuersignal S4 zum Betreiben einer Pumpe zur Extraktion und Injektion des Überstands der Zellkultur identisch mit dem Inhalt derer in der ersten Ausführungsform erzeugt und durch Steuersignale S3 und S4 wird die Pipette jedesmal ersetzt, wenn der Überstand der Zellkultur injiziert wird in jeden Behälter des Antikörpererfassungstabletts.
Nachdem die Injektion des Überstandes der Zellkultur in alle Behälter des Antikörpererfassungstabletts vervollständigt ist, wird das Antikörpererfassungstablett auf der Tablettragevorrichtung 45 des Probenabschnitts durch die Steuersignale S1 und S2 bewegt.
Darauf folgend kommt in Übereinstimmung mit dem Steuersignal S5 das Antikörpererfassungstablett auf der Tablettragevorrichtung 45 in den Probeabschnitt durch Betrieb einer Antriebseinrichtung. Ein Meßsignal T1 zeigt die Menge von in dem Überstand der Zellösung enthaltenen Antikörpern gemessen in dem Probenabschnitt an und im Kontroller wird die Antikörpererzeugungsfähigkeit (gemessener Wert der Menge von Antikörpern geteilt durch gemessener Wert des Vermehrungsgrades) der Zellen berechnet.
Diese Vorrichtung kann benutzt werden bei der Erfassung der Antikörpererzeugungsfähigkeit und ebenfalls bei der Erfassung der Fähigkeit von Organismen, erwünschte Substanzen abzuscheiden, um die erwünschte Substanz zu produzieren, wenn die Antikörpererfassungsvorrichtung ersetzt wird durch irgendeine andere Erfassungsvorrichtung.
Die Ausführungsform, bei der der Zellauswahlabschnitt der vorliegenden Erfindung einen Zellanzahlzählabschnitt und einen Zellisolierungsabschnitt umfaßt, ist in Fig. 9 gezeigt.
Eine Zellisolierungsvorrichtung, wie gezeigt in Fig. 9 und 10, ist eine Vorrichtung, welche einen Extraktions- und Injektionsabschnitt, ein Tablettransportabschnitt, einen Zellanzahlzählabschnitt, einen Isolierungs- und Injektionsabschnitt und einen Kontroller umfaßt, wobei der Extraktions- und Injektionsabschnitt einen Manipulator zum Halten einer Pipette und einer Pumpe zum Ansaugen und Entladen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit in und aus der Pipette umfaßt, und der Tablettransportabschnitt eine Tablettragevorrichtung zum Tragen eines Tabletts mit einer Vielzahl von darauf vorgesehenen Behältern umfaßt und eine Antriebseinrichtung zum Transportieren der Tablettragevorrichtung zu einer vorbestimmten Position des Extraktions- und Injektionsabschnitts, des Zellanzahlzählabschnitts und des Isolierungs- und Injektionsabschnitts und der Kontroller eine Vorrichtung ist zum Steuern jedes in den Fig. 11 und 12 gezeigten Abschnitts entsprechend den Betriebsbedingungen für jeden Abschnitt, die darin eingegeben worden sind.
Aus Zielzellen eines Zellkultivierungstabletts 6, in dem Zellen vermehrt werden, wird eine Zellösung teilweise extrahiert in die Pipette 4, die von dem Pipettenmanipulator 3 bewegt wird, und wird aufgetropft auf eine Glasplatte 51. Die Glasplatte 51, auf die die Zellösung aufgetropft wurde, wird bewegt in eine Position unterhalb eines Mikroskops 54 durch einen Antriebsmotor 53 eines Glasplattentransportabschnitts 52. Ein durch das Mikroskop 54 beobachtetes Bild wird an einen Steuerschaltkreis 25 eingespeist durch eine TV-Kamera 55 und die Anzahl von Zellen wird gezählt. Hier besteht der Zellanzahlzählabschnitt 56 beispielsweise aus dem Mikroskop 54, der TV-Kamera 55, einer Eingabevorrichtung 26, die auch als Monitor zum Überwachen eines Teils der Funktion des Steuerschaltkreises 25 dient, der Glasplatte 51 und dem Glasplattentransportabschnitt 52. Im Fall, in dem die Anzahl von Zellen davon größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird die ursprüngliche Zellösung in ein Verdünnungsgefäß 61 unter Benutzung der Pipette 4 und dem Pipettenmanipulator 3 injiziert und eine Verdünnungsflüssigkeit einer durch die Anzahl der Zellen bestimmten Menge wird hinzugefügt, um mit Hilfe eines Verdünnungsabschnittes zu verdünnen. Die so verdünnte Zellösung wird durch den Zellisolierungs- und Injektionsabschnitt 63 angesaugt. Die verdünnte Zellösung wird angesaugt durch den Zellisolierungs- und Injektionsabschnitt 63. Der Isolierungs- und Injektionsabschnitt ist beispielsweise, wie in Fig. 10 gezeigt, konstruiert. Während die Verdünnungsflüssigkeit, die ein Elektrolyt ist, durch eine dünne Röhre 64 fließt und in Anbetracht der Tatsache, daß der Widerstand des zwischen Elektroden fließenden Elektrolyts varriert mit Anwesenheit oder Abwesenheit von Zellen, werden Zellen erfaßt in Abhängigkeit von der Änderung in einer gemessenen Spannung. Der Tablettransportabschnitt 7, mit einem Tablett 65 darauf befestigt, bewegt sich synchron mit einem Zellerfassungssignal und die erfaßten Zellen werden individuell injiziert in die Behälter, und zwar eine in jeden Behälter. Es sollte bemerkt werden, daß in Fig. 10 66 Zellen, 67 Elektroden, 68 ein Amperemeter und 69 ein in dem Tablett 65 vorgesehener Behälter ist.
Das Blockdiagramm und das Flußdiagramm der dritten Ausführungsform sind jeweils gezeigt in den Fig. 11 und 12.
Ansprechend auf ein Steuersignal S1 wird der Manipulator 3 betrieben, um eine durch den Manipulator 3 ergriffene Pipette 4 zu einem der Behälter auf einem Kulturtablett zu bewegen und ansprechend auf ein Steuersignal S2 wird eine Pumpe betrieben, um die Zellösung in jedem Behälter zu extrahieren. Daraufhin wird ansprechend auf das Steuersignal S1 der Manipulator 3 betrieben, um die Pipette 4 in eine Position oberhalb der Glasplatte 51 zu bewegen und ansprechend auf das Steuersignal S2 wird die Zellösung in der Pipette 4 auf die Glasplatte 51 aufgetropft.
Dieses Steuersignal S5 ist ein Signal zum Steuern des Startens und Stoppens eines Antriebsmotors im Glasplattentransportabschnitt und ansprechend auf das Steuersignal S5 wird die Glasplatte 51 zu einer Position unterhalb eines Mikroskops 54 bewegt, um den Zellanzahlzählabschnitt zu befähigen, die Anzahl von Zellen in der Zellösung zu zählen. Das Meßsignal T1 zeigt die Anzahl der Zellen an, aus deren Wert die Konzentration der Zellen in der Zellösung im Kontroller berechnet wird. Wo die Zellkonzentration höher als ein vorbestimmter Wert ist, wird ansprechend auf das Steuersignal S1 die Pipette des Manipulators 3 bewegt zu dem Behälter, der die Zellösung solch einer Konzentration enthält und, ansprechend auf das Signal S3, wird eine Pumpe betrieben, um die Zellösung in die Pipette zu extrahieren. Darauf folgend wird die Pipette mit der extrahierten Zellösung zu einem Verdünnungsgefäß, ansprechend auf das Steuersignal S1 bewegt und ansprechend auf das Steuersignal S2 wird die Zellösung in den Verdünnungsbehälter gefüllt, und ansprechend auf ein Steuersignal S6 wird eine Verdünnungsflüssigkeit dem Verdünnungsbehälter zugeführt, um die Konzentration niedriger als den vorbestimmten Wert zu machen, so daß die Zellkonzentration in der Zellösung auf eine Konzentration, die geeignet für Isolation und Injektion ist, eingestellt werden kann.
Die verdünnte Zellösung wird in den Zellisolierungs- und Injektionsabschnitt 63 eingesogen und wenn die Zellen durch die dünne Röhre 64 gehen, wird das Meßsignal T2 erzeugt.
Das Meßsignal T2 ist ein Signal, das das Durchgehen der Zellen in der verdünnten Zellösung durch eine Erfassungsposition des Zellisolierungs- und Injektionsabschnitts anzeigt, und synchron mit diesem Signal wird der Tablettransportabschnitt betrieben, ansprechend auf die Steuersignale S3 und S4, um sich eine Entfernung entsprechend dem Abstand zwischen den Behältern auf dem Tablett am Auslaß einer Flüssigkeitszuführungsröhre 70 zu bewegen.
Durch den vorhergehenden Prozeß durch die Zellauswahlvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung können die Zellen individuell Stück für Stück aus den Zellen isoliert werden.
Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann gewährleistet werden, daß der erhaltene Antikörper monclon ist und nicht wie die Auswahl der monoclonale Antikörper erzeugenden Zellen gemäß der verdünnten Lösung braucht die Vermehrung nicht verschiedene Male wiederholt zu werden und es ist möglich, die monoclonalen Antikörperzellen in einer reduzierten Zeitspanne auszuwählen.
Die Ausführungsform, in der der Zellauswahlabschnitt der vorliegenden Erfindung einen Kultivierungsabschnitt, einen Koloniebeobachtungsabschnitt, einen Probenabschnitt und einen Zellisolierungsabschnitt umfaßt, ist in Fig. 13 gezeigt.
Die in den Fig. 13, 14 und 15 gezeigte Zellauswahlvorrichtung ist eine Vorrichtung, bestehend aus einem Extraktions- und Injektionsabschnitt, einem Tablettransportabschnitt, einem Probenabschnitt, einem Isolations- und Injektionsabschnitt und einem Kontroller, wobei der Extraktions- und Injektionsabschnitte eine Pipette, einen Manipulator zum Halten der Pipette und eine Pumpe zum Einsaugen und Entladen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit in und aus der Pipette umfaßt, wobei der Tablettransportabschnitt eine Tablettragevorrichtung zum Tragen eines Tabletts darauf und eine Antriebseinrichtung zum Transportieren der Tablettragevorrichtung an vorbestimmte Positionen des Extraktions- und Injektionsabschnitts, des Kultivierungsabschnitts, des Probenabschnitts und des Isolierungs- und Injektionsabschnitts, umfaßt, wobei der Kultivierungsabschnitt versehen ist mit einem Tablettspeicher zum Beherbergen einer Vielzahl von Tabletts und der Kontroller eine Vorrichtung ist zum Steuern jedes der Abschnitte, wie gezeigt in Fig. 16 und 15, entsprechend Betriebsbedingungen für jeden Abschnitt, die darin eingegeben worden sind.
Ein Behälter, wie z. B. eine Röhre, der verschmolzene Zellen und eine Flüssigkultur enthält, wird durch einen Behälterhalter 2 ergriffen und der Behälter 1 wird an die Position eines Pipettenmanipulators 3 bewegt. Der Behälterhalter 2 ist nach dem Stand der Technik aufgebaut und die Spitze des Behälterhalters 2, von der ein konkretes Beispiel in Fig. 18 gezeigt ist, hat Einspannvorrichtungen 79 und 79', die durch einen Motor 77, der daran angepaßt ist, angetrieben werden können. Fig. 19 ist eine Querschnittsansicht eines Einspannvorrichtungsabschnitts und die Einspannvorrichtungen 79 und 79' sind mit dem Motor 77 verbunden mittels einer Vorschubspindel 80 und haben Gewinde in entgegengesetzten Richtungen bezüglich zueinander und werden gesteuert, wobei deren Schließen und Öffnen abhängt von der Richtung der Rotation des Motors 77. Ebenfalls wird die Rotation des Behälterhalters 2 durch einen Motor 78 gesteuert. Die gepunktete Linie am Behälterhalter 2 in Fig. 13 ist eine Phantomlinie entsprechend der Bewegung zu einer Position des Pipettenmanipulators 3.
Der Pipettenmanipulator 3 ist ebenfalls nach dem Stand der Technik aufgebaut, von dem ein konkretes Beispiel in Fig. 20 gezeigt ist. 81 und 82 sind Motoren, welche eine Rotation um eine Teta-1-Achse und eine Teta-2-Achse übertragen. Ebenfalls ist ein Manipulatorbeinabschnitt 83 versehen mit einem Motor und einem Zahnstangengetriebe zum Steuern der Bewegung des gesamten Manipulators in einer Z-Richtung. Diese Steuerungen werden alle durch einen Kontroller 25 ausgeführt.
Durch Drehen des Motors im Manipulatorbeinabschnitt 83 wird der Pipettenmanipulator 3 erniedrigt, um die Pipette 4, die mit der Spitze versehen ist, in den Behälter 1 zu setzen, um der Pumpe 5 zu ermöglichen, die Zellösung anzusaugen. Die Pumpe 5 ist beispielsweise eine Perister-Pumpe und indem der Kontroller 25 die Rotationszeit der Pumpe steuert, wird die einzusaugende Menge gesteuert. Anschließend werden die Antriebsmotoren 81 und 82 gedreht, um den Manipulator 3 zu steuern, die Pipette 4 an der Spitze an eine Position eines bestimmten Behälters auf der Kulturschale 6 zu bewegen, und die Pumpe 5 wird benutzt, um eine vorbestimmte Menge der Zellösung in den Behälter zu entladen. Das Entladen ist möglich durch Drehen der Perister-Pumpe 5 in umgekehrter Richtung wie beim Ansaugen und die entladene Menge kann gesteuert werden durch die Rotationszeit der Pumpe 5. Der Tablettransportabschnitt 7 ist ein allgemeiner X-Y-Bewegungsmechanismus und betreibbar, um die Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8, die mit einer Tabletteinspannvorrichtung 16 versehen ist, in eine beliebige Position in einer X-Y-Ebene zu bewegen. Nach Bewegung jedes Behälters auf eine Position direkt unter der Pipette 4 durch Steuern des Tablettransportabschnitts 7 wird die Pumpe in ähnlicher Weise gesteuert wie zur Zeit, um eine vorbestimmte Menge der Zellösung in eine vorbestimmte Anzahl von Behältern des Tabletts zu entladen. Der Betrieb der Tablettransporteinheit 7 kann eine Antriebseinrichtung, wie z. B. einen Motorantrieb, wie gezeigt in Fig. 14, oder einen Getriebeantrieb, wie gezeigt in Fig. 15, enthalten. In Fig. 14 ist 71 eine Vorschubspindel (Kugelumlaufspindel) und 72 ist ein Pulsmotor, und durch Drehen des Pulsmotors wird die Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 horizontal bewegt, wobei die Steuerung der Postition davon ausgeführt wird entsprechend der Anzahl von Antriebspulsen für den Pulsmotor. In Fig. 15 ist 73 ein Luftzylinder, 74 eine elektromagnetische Bremse, 75 ein Potentiometer und 76 und 76' elektromagnetische Ventile und durch Steuern der Ventile 76 und 76' wird Luft eingeführt in den Zylinder, um die Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 8 zu bewegen, deren Position erfaßt wird durch das Potentiometer 75, und nachdem sie an eine vorherbestimmte Position bewegt worden ist, wird sie angehalten durch die elektromagnetische Bremse 74. Durch transversales Anordnen zueinander der Mechanismen von Fig. 14 und Fig. 15 kann der X-Y-Mechanismus aufgebaut werden.
Das Kulturtablett 6 mit der injizierten Lösung wird in dem Tablettspeicher 15 innerhalb des CO&sub2;-Inkubators 14 durch die Tablettragevorrichtung 13 beherbergt und für eine vorbestimmte Zeitspanne in einer Zellkultivierungsatmosphäre gehalten.
Das Transportabschnittablett 8 und die Tablettragevorrichtung 13 sind versehen mit Tabletteinspannvorrichtungen 16 und 16', wie gezeigt in Fig. 3. Beschrieben mit Bezug auf Fig. 13 wird das Kulturtablett 6 durch den Tablettransportabschnitt 7 an eine Position neben der Tablettragevorrichtung 13 bewegt, damit das Kulturtablett 6 in dem Tablettspeicher 15 aufgenommen werden kann. Dann wird die Tabletteinspannvorrichtung 16' der Tablettragevorrichtung 13 von oberhalb der Tablettragevorrichtung erniedrigt und die Tabletteinspannvorrichtung 16 wird dann in X-Richtung bewegt, wie in Fig. 3 gezeigt, um das Tablett auf die Tablettragevorrichtung 13 zu befördern. Weiterhin wird das Tablett 6 von der Tabletteinspannvorrichtung 16 entfernt und die Tabletteinspannvorrichtung 16 wird zurückgebracht nach oberhalb der Transportabschnitt-Tablettragevorrichtung 6. Hierauf wird die Tabletteinspannvorrichtung 16 emporgehoben, um das Tablett 6 zu ergreifen. Weiterhin wird die Tabletteinspannvorrichtung 16' bewegt, um das Tablett 6 auf eine der Abstellflächen des Tablettspeichers 15 einzusetzen. Durch Entfernen des Tabletts 6 von der Tabletteinspannvorrichtung 16' und ,Rückziehen der Tabletteinspannvorrichtung 16' wird die Beherbergung des
Tabletts 6 in dem CO&sub2;-Inkubator 14 vervollständigt. Der CO&sub2;-Inkubator 14 ist, wie durch die gepunktete Linie in Fig. 2 gezeigt, versehen mit einer Schließ- und Öffnungstür 14', wie nach dem Stand der Technik, und die Tür wird geöffnet und geschlossen beim Laden und Beladen des Tabletts 6. Der Tablettspeicher 15 besteht aus Abstellflächen, einer Vorschubspindel 22, um sie nach oben und unten zu bewegen, und einem Antriebsmotor 23.
Das Kulturtablett 6, welches eine vorbestimmte Zeitspanne lang in der Zellkultivierungsatmosphäre innerhalb des CO&sub2;-Inkubators 14 gehalten wurde, wird zu dem Tablettransportabschnitt durch den umgekehrten Betrieb im Vergleich mit dem beim Einsetzen davon in den Tablettspeicher 15 bewegt und jeder Behälter auf dem Kulturtablett 6 wird an eine Position des Koloniebeobachtungsabschnitts 24 bewegt zur Erfassung, ob oder ob nicht sich die Kolonien vermehrt haben.
Dieser Koloniebeobachtungsabschnitt 24 besteht aus einem Bildeingabeabschnitt, beinhaltend eine mikroskopausgerüstete TV-Kamera und einem Bildverarbeitungsabschnitt, der ein Computer ist, und eine Bildverarbeitung wird digital bewirkt für ein vergrößertes Bild, aufgenommen an dem Eingabeabschnitt, um die Kolonien zu erfassen. Bei einem Bildverarbeitungsverfahren werden die lebenden Zellen erfaßt auf einem binär kodierten Schema unter der Benutzung der Tatsache, daß die Helligkeit eines Abschnitts der lebenden Zellen hoch ist und aus dem Anteil, der durch die lebenden Zellen innerhalb des Gesamtbildes besetzt ist, die Kolonien erfaßt werden können. In dem Fall, daß keine Kolonie entdeckt wird bezüglich aller Behälter des Tabletts 6, wird der Überstand der Zellösung, d. h. die verbrauchte Flüssigkultur durch die Pipette 4 angesaugt, dann durch den Pipettenmanipulator 3 bewegt und der Pipettenmanipulator 3 weiterbewegt, und die angesaugte Flüssigkultur wird verworfen in einen Abflußtank 85. Darauffolgend wird der Pipettenmanipulator ähnlich bewegt, um eine frische Flüssigkultur von einem Flüssigkulturtank 84 einzusaugen und durch Entladen davon in den Behälter, aus dem die verbrauchte Flüssigkultur herausgesaugt wurde, wird der Ersatz der Flüssigkultur vervollkommnet. Die vorhergehende Prozedur wird ausgeführt für alle kultivierten Behälter und wiederum durch den beschriebenen Betrieb wird das Tablett 6 in den Tablettspeicher 15 innerhalb des CO&sub2;-Inkubators 14 geladen zum Weiterverfolgen der Kultivierung für eine vorbestimmte Zeitspanne lang. Andererseits wird im Falle daß keine Kolonie erfaßt wird, der Überstand der Zellösung in die Pipette 4 eingesaugt, bewegt durch den Pipettenmanipulator 3 von jedem Behälter des Kulturtabletts 6 und entladen auf den Behälter des Erfassungstabletts. Das wird ausgeführt für alle Behälter. Weiterhin wird unter Benutzung des Pipettenmanipulators 3 eine vorbestimmte Menge von Probenreagenz 48 zu jedem Behälter auf dem Erfassungstablett 47 hinzugefügt, welcher mit dem Zellösungsüberstand gefüllt ist, und das Erfassungstablett 47 wird bewegt durch einen Motorantrieb nach dem Stand der Technik zum Probenabschnitt 44, wo die Erfassung durchgeführt wird, um herauszufinden, ob oder ob nicht die Zielsubstanz in dem Zellösungsüberstand enthalten ist, der eingefüllt ist in jeden Behälter des Erfassungstabletts 47.
Als Erfassungsabschnitt dient ELISA. Die Tatsache, daß die Zielsubstanz erfaßt worden ist, in dem Zellösungsüberstand enthalten zu sein, bedeutet, daß die Zellen in dem Behälter des ursprünglichen Kulturtabletts 6 das Zielmaterial erzeugen. Bezüglich der Zellösung, die die größte Menge der Zielsubstanzen von den Behältern des Kulturtabletts 6, das die Zielsubstanzen erzeugen, wird ein Teil davon injiziert durch einen Pipettenmanipulator 3' auf eine Glasplatte auf einem Glasplattentransportabschnitt 52 und somit wird die Anzahl von Zellen, die enthalten sind in der Zellösung, auf der Glasplatte gezählt durch den Zellanzahlzählabschnitt 56. Der Pipettenmanipulator 3 ist ähnlich dem Pipettenmanipulator 3 und hat seine Spitze versehen mit einer Pipette 4' und eine Perister-Pumpe damit verbunden. Der Glasplattentransportabschnitt 52 ist ein linearer Bewegungsmechanismus bestehend aus einem Antriebsmotor und einer Vorschubspindel und ist im voraus befestigt auf einer beweglichen Stufe durch die Glasplatte 51. Der Zellanzahlzählabschnitt 56 umfaßt einen Bildeingabeabschnitt, beinhaltend eine mikroskopausgerüstete TV-Kamera und einen Bildverarbeitungsabschnitt, der ein Computer ist, und ist betreibbar, die Anzahl von lebenden Zellen auf einem digitalen Schema, wie im Falle des Koloniebeobachtungsabschnitts 24, zu zählen. Da die Position der Glasplatte, auf die die Zellösung in der Kulturschale 6 aufgebracht wird, sich von der unterscheidet, bei der das Zählen durchgeführt wird durch den Zellanzahlzählabschnitt 56, wird dies gesteuert am Glasplattentransportabschnitt 52.
Basierend auf der Anzahl von Zellen, die gezählt worden sind von dem Zählanzahlzählabschnitt 56, wobei die Konzentration der Zellen in der Zellösung in den Behältern des ursprünglichen Kulturtabletts 6 zum Bestimmen des Grades der Lösung, auf den sie verdünnt worden ist, entsprechend einer vorbestimmten Konzentration zum Durchführen des Isolation und Injektion, wird eine vorbestimmte Menge der Zellösung in die Behälter durch den Pipettenmanipulator 3' injiziert in ein Konstantmengenverdünnungsgefäß 61, wofür eine vorbestimmte Mengen von Verdünnungsflüssigkeit durch den Verdünnungsabschnitt 62 hinzugeführt wird, um die erwünschte Konzentration zu erhalten.
Die Zellkonzentration wird berechnet durch das folgende Verfahren. Das heißt, während die Menge der Zellösung in den Behältern und die Meßmenge auf der Glasplatte 51 fest sind, wird sie rückwärts berechnet von der Anzahl von Zellen auf der Glasplatte in Form des Volumenverhältnisses. Der Verdünnungsabschnitt 62 besteht aus einem Verdünnungsflüssigkeitstank und einer Pumpe und durch die Zeitsteuerung der Pumpe kann die Menge der zu entladenden Verdünnungsflüssigkeit gesteuert werden.
Die verdünnte Zellösung wird angesaugt durch den Isolierungs- und Injektionsabschnitt 63. Der Isolierungs- und Injektionsabschnitt hat eine Querschnittskonstruktion, wie gezeigt in Fig. 10 und in dem Isolierungs- und Injektionsabschnitt fließt die Verdünnungsflüssigkeit, die ein Elektrolyt ist, in einer dünnen Röhre 64 und unter Benutzung der Tatsache, daß der Widerstand des Elektrolyts, das zwischen den Elektroden 67 fließt, sich unterscheidet abhängig von der Gegenwart oder Abwesenheit der Zellen, werden die Zellen erfaßt bezüglich Änderungen im Stromwert.
Die Erfassung der Zellen kann erreicht werden durch Vorsehen einer Lichtquelle und eines Lichtempfängers anstelle der Elektrode auf jeweiligen Seiten der dünnen Röhre und Erfassen mit dem Lichtempfänger das Abfangen von Licht der Lichtquelle, resultierend aus dem Durchströmen der Zellen.
Der Isolierungs- und Injektionsabschnitt 63 besteht aus einer Saugpumpe 86 und den oben beschriebenen Zellerfassungsabschnitten 67 und 68 und in dem Fall, daß keine Zelle erfaßt wird, wird die Verdünnungsflüssigkeit weggegossen, aber in dem Fall, daß die Zellen erfaßt werden, wird das Kulturtablett 6 durch den Tablett-Transportabschnitt 7 synchron mit einem Signal, das die Erfassung von Zellen anzeigt, bewegt und die Zellen werden Stück für Stück injiziert in jeden Behälter des Kulturtabletts 6, welche nicht für Kultivierung benutzt werden.
Das bestimmt das Volumen einer Flüssigkeitszuführungsröhre 70 von dem Zellerfassungsabschnitt für den Behälter auf einen Wert kleiner als das Volumen des Behälters und zur Zeit wo das Signal, das die Erfassung der Zelle anzeigt, erhalten wird, wird die Ansaugpumpe des Isolierungs- und Injektionsabschnitts 63 zeitweise angehalten. Dann wird der Tablett-Transportabschnitt 7 angetrieben und nachdem die Behälter, in die die Zellen zu injizieren sind, in eine Position direkt unter der Flüssigkeitszuführungsröhre bewegt worden sind, wird die Ansaugpumpe wiederum angetrieben, um die Zellen in die Behälter zu injizieren. In diesem Fall, wenn zwei oder mehr Zellen innerhalb der Flüssigkeitszuführungsröhre von dem Zellerfassungsabschnitt zum Behälter vorliegen, kann eine Zelle nicht in den Behälter injiziert werden, und um das Auftreten einer solchen Situation zu vermeiden, wird eine notwendige und ausreichende Verdünnung durchgeführt in dem Verdünnungsgefäß 61. Dieser Wert wird empirisch im voraus bestimmt.
Das Kulturtablett, in das die Zellen Stück für Stück injiziert worden sind, wird wieder beherbergt in dem Tablettspeicher 20 innerhalb des CO&sub2;-Inkubators, um die Zellen zu kultivieren.
In einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben, wird das Erfassen der Zielsubstanzen ausgeführt und durch den vorhergehenden Prozeß werden die erwünschten Zellen selektiert.
Ein Blockdiagramm und ein Flußdiagramm der vierten Ausführungsform sind jeweils gezeigt in den Fig. 14 und 15.
Der Behälter 1 wird durch den Behälterhalter 2 ergriffen, ein Prozeß von der Bewegung des Behälters 1 zum Pipettenmanipulator 3 bis zum Entladen der Zellösung in jeden Behälter in einer vorgegebenen Menge durch die Pipette und ein Prozeß von der Bewegung des Kulturtabletts 6 zu einer Position, in dem der Tablettragevorrichtung 13 in dem Kultivierungsabschnitt durch den Tablettransportabschnitt 7 bis zur Bewegung auf eine Position des Koloniebeobachtungsabschnitts folgend auf die Vervollständigung der Kultivierung, werden gesteuert durch Steuersignale S1 bis S4 in einer Art und Weise ähnlich der in Beispiel 1. Ein Meßsignal T1 vom Koloniebeobachtungsabschnitt ist ein Signal ähnlich dem in der ersten Ausführungsform.
Dann wird die Pipette 4 durch den Manipulator 3 zu dem Behälter bewegt, an dem die Kolonien beobachtet worden sind und die Wiederholung eines Prozesses vom Ansaugen des Zellösungsüberstandes bis zum Entladen davon in jedem Behälter des Erfassungstabletts 47 wird ausgeführt durch Steuersignale S2 und S3 zum Steuern des Manipulators, des Extrahierungs- und Injektionsabschnitts und die Signale S4 und S5 zum Steuern des Tablett-Transportabschnitts.
Darauf folgende wird eine Reihe von Operationen, bis das Probereagenz entladen wird in den Behälter des Erfassungstabletts 47, gesteuert durch Signale (S4 bis S5), ähnlich in der Logik wie das Steuersignal S5 in der zweiten Ausführungsform.
Weiterhin wird eine Reihe von Operationen, wobei in dem Zellanzahlzählabschnitt die Anzahl von Zellen der Zellösung gezählt wird und in dem Zellisolierungsabschnitt die Zellen voneinander isoliert werden in jedem Behälter durch die Signale (S3 und S7 bis S9) gesteuert ähnlich in der Logik wie die Steuersignale S1 bis S8 der dritten Ausführungsform.
Die oben erwähnte Vorrichtung ist so beschaffen, daß in dem Fall, wo erwünschte Zellen oder Mikroorganismen, z. B. monoclonale Antikörper erzeugende Zellen, selektiert werden sollen aus der Zellösung oder der Mikroorganismuslösung, die verschiedene Arten von Zellen oder Mikroorganismen enthält, sie notwendigerweise die Zellen mit einer hohen Fähigkeit, Antikörper zu produzieren, auswählt. Mit der Vorrichtung ist es möglich, sicher Behälter zu erfassen, die Zellen enthalten, die in der Lage sind, sich in einer kurzen Zeit zu vermehren und eine hohe Antikörpererzeugungsfähigkeit haben, aus der Flüssigkultur einer großen Anzahl von Zellen, die nicht leicht manuell gehandhabt werden kann. Zusätzlich wird, da die Handhabung der Zellen ausgeführt wird innerhalb der Vorrichtung mit einer sterilen Umgebung, die Möglichkeit der Kontamination durch verschiedene Mikroorganismen minimalisiert und die gewünschten Zellen können sofort erfaßt werden, wofür die Selektion möglich ist.
Aus dem vorhergehenden können monoclonale Antikörper effizient erhalten werden und es ist augenscheinlich, daß ein Beitrag gemacht werden kann für die Anwendung der monoclonalen Antikörper.
Somit kann die Auswahl von Zellen leicht ausgeführt werden ohne Erfordernis einer speziellen ausgefeilten Technik lediglich durch Setzen von Bedingungen für jeden der Abschnitte und dann Starten der Vorrichtung, und deshalb kann die erforderliche Arbeit beträchtlich reduziert werden. Ebenfalls kann, da die Möglichkeit des Vermischens verschiedener Mikroorganismen eliminiert wird, und die Handhabungskapazität gesteigert werden kann, die Auswahl der erwünschten Zellen, wie z. B. monoclonale Antikörper produzierende Zellen, effizient durchgeführt werden in konstanter Weise zu allen Zeiten.
Weiterhin macht es die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, in etwa einem Monat bis zur Vermehrung der monoclonalen Antikörper produzierenden Zellen zu kommen und während dieser Zeitspanne verschiedene Arten von Monoclonen kontinuierlich gleichzeitig zu handhaben, während zwei oder drei Monate bis jetzt erforderlich waren, um eine einzelne monoclonale Antikörper produzierende Zellen zu erhalten.
Referenzzeichen in der Zeichnung:
A Extraktions- und Injektionsabschnitt
B Tablettransportabschnitt
C Zellauswahlabschnitt
D Kontrollerabschnitt
S&sub1; bis Sb Steuersignale
T&sub1; bis Tn Meßsignale

Claims

1. Zellauswahlvorrichtung, umfassend einen Extraktions- und Injektionsabschnitt (3, 4, 5), einen Tablettransportabschnitt (7, 8, 9, 10), einen Kontroller (25) und einen Zellauswahlabschnitt (C) mit einem Kultivierungsabschnitt und einem Koloniebeobachtungsabschnitt (24, 36, 54),

wobei der Extraktions- und Injektionsabschnitt (A) eine Pipette (4), einen Manipulator (3) zum Halten der Pipette (4) und eine Pumpe (5) zum Einsaugen und Entladen einer vorbestimmten Menge von Flüssigkeit in und aus der Pipette (4) umfaßt,

wobei der Tablettransportabschnitt eine Tablettragevorrichtung (8) zum Tragen eines Zellkulturtabletts (6) darauf und eine Antriebseinrichtung (9, 10) zum Transportieren der Tablettragevorrichtung (8) an jeweilige vorbestimmte Positionen des Extraktions- und Injektionsabschnitts (3, 4, 5) und des Zellauswahlabschnitts (C) umfaßt,

wobei der Kultivierungsabschnitt einen Inkubator (14) mit einem Tablettspeicher (15) zum Beherbergen einer Vielzahl von Tabletts (6) und eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Tablettspeichers, und eine Kultivierungsabschnitt-Tablettragevorrichtung (13) zum Transportieren der Tabletts zum Tablettspeicher umfaßt,

wobei der Koloniebeobachtungsabschnitt eine TV-Kamera und einen Steuerschaltkreis zum Umwandeln von einem Oberflächenbereich in ein elektrisches Signal, der durch Kolonien besetzt wird, dessen Bild empfangen worden ist durch die TV-Kamera umfaßt, und

wobei der Kontroller (25) angeordnet ist zum Steuern jedes Abschnitts nach Betriebsbedingungen für jeden Abschnitt, die darin eingegeben wurden.

2. Zellauswahlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellauswahlabschnitt umfaßt:

einen Zellisolierungsabschnitt mit einem Verdünnungsgefäß, in das eine Zellösung, die durch den Extraktions- und Injektionsabschnitt aus Behältern des Zellkulturtabletts extrahiert wurde, injizierbar ist, einen Zellösungsdurchgang in der verdünnte Zellösung von dem Verdünnungsgefäß eingesaugt wird und einen Zellerfassungsabschnitt, der in dem Durchgang angeordnet ist.

3. Zellauswahlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellerfassungsabschnitt

ein Paar von Elektroden auf jeweiligen Seiten des Zellösungsdurchgangs umfaßt.

4. Zellauswahlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellerfassungsabschnitt eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger umfaßt, die auf jeweiligen Seiten des Zellösungsdurchgangs positioniert sind.

5. Zellauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellauswahlabschnitt einen Probenabschnitt umfaßt.

6. Zellauswahlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenabschnitt einen Detektor zum Erfassen des Grades der Farbentwicklung durch ein Enzymantikörperverfahren umfaßt.

7. Zellauswahlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen ELISA-Analysator umfaßt.

8. Zellauswahlvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eingerichtet ist, um Flüssigkeitschromatographie durchzuführen.

9. Zellauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellauswahlabschnitt umfaßt: einen Zellanzahlzählabschnitt mit einem Pipettenmanipulator zum Bewegen einer Pipette zum Extrahieren der Zellösung aus einem Behälter eines Zellkulturtabletts und Auftropfen davon auf eine Glasplatte, einen Glasplattentransportabschnitt zum Bewegen der Glasplatte von einer Position unter der Pipette, an der die Zellösung aufgetropft wird, zu einer Beobachtungsposition eines Mikroskops, wo die Zellösung auf dem Glas beobachtet wird, und einen Steuerschaltkreis zum Zählen der Anzahl von Zellen durch eine TV-Kamera von einem Bild, das mit dem Mikroskop erfaßt wird,

wobei die durch den Extraktions- und Injektionsabschnitt extrahierte Zellösung aus den Behältern des Zellkulturtabletts zumindest eine vorbestimmte Anzahl von Zellen hat, die spezifiziert ist durch den Zellanzahlzählabschnitt durch den Kontroller und

der Tablettransportabschnitt durch den Kontroller synchron mit einem Zellerfassungssignal von dem Zellerfassungsabschnitt betreibbar ist, um das Tablett eine Entfernung entsprechend dem Abstand zwischen den Behältern an einem Auslaß des Zellösungsdurchgangs zu bewegen.

10. Zellauswahlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellauswahlabschnitt einen Probenabschnitt mit einem Detektor zum Erfassen des Grads der Farbentwicklung durch ein Enzymantikörperverfahren und einen Steuerschaltkreis zum Umwandeln des Grades der Farbentwicklung in ein elektrisches Signal umfaßt und