JP2011514142A - 植物の大規模溶浸システムならびに方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、連続的あるいは準連続的な処理モードにて植物を溶浸するシステムならびに方法に関する。本発明システムならびに方法は、機械式（自動と手動）の可動かつ操作可能なユニットおよび／または植物の大規模溶浸を可能にする真空溶浸チャンバを有するコンテナを組み合わせたものである。

Description

本発明は、連続式または準連続式の処理モードにて植物を溶浸するシステムならびに方法に関する。本発明のシステムならびに方法は、機械式（自動的と手動的）に可動で操作可能なユニットおよび／またはコンテナに真空溶浸チャンバを組み合わせ、植物の大規模溶浸を可能にするものである。

より高等な植物の遺伝学的変質は、工業的重要性のある蛋白の大規模生産に対し大きな影響力を有する。遺伝学的変質により植物を品種改良する様々な方法が、知られている。植物内に異種蛋白を生成する１つの手法は、安定な遺伝形質転換植物系統を生成するものである。より高速の代替的方法は、植物の表面にウイルス等の伝染性粒子および／または腫瘍菌腫大物等の微生物の懸濁液を接触させることによる一過性の変質に基づくものである。伝染性の粒子および／または微生物の溶浸により、遺伝学的情報は細胞内に一過性的に導入される。

溶浸は、例えばｍａｇｎＩＣＯＮ（商標）技術［欧州特許第１６１６９５９号明細書］を用いて実現することができる。ここで、固体基板内で成長する植物は、緩衝液中の腫瘍菌の懸濁液内に上下逆さまにして浸される。この状態では、植物の毛細管（圧倒的に葉内）の脱ガス処理に通ずる真空引きがなされる。真空に到達した後、それは急速に解放され、かくして腫瘍菌懸濁液は植物毛細管内に吸入されるようになる。腫瘍菌はここで植物細胞に非常に効率的に侵入し、植物の一過性遺伝学的改質へ導く。植物は懸濁液から取り出され、すなわち再度上側を上にして培養領域へ持っていく。ここで、改質された植物細胞は特別な蛋白を生産しつつある。培養後、植物は収穫され、蛋白が精製される。しかしながら、本方法はこれまで実験室規模で行われてきたに過ぎない。

真空溶浸法を遂行する従来の装置は、例えば上蓋の付いたボックス型チャンバである。ボックスは腫瘍菌懸濁液で充たされ、植物は上下逆さまに配置される。蓋を閉じ、真空引きする。この手法で有益なのは、圧倒的に空間の最適使用に近いことである。他方で、浸漬工程後の植物の開放的な取り扱いは、真空チャンバ自体だけでなく処理ユニットや部屋に対しても漏洩を引き起こす可能性がある。腫瘍菌懸濁液は遺伝子的に改質された生体（ＧＭＯ）を含んでいるため、漏洩を回避しなければならない。漏洩が防止できない場合、装置は少なくとも簡単に清掃可能とすべきである。両問題とも、従来のボックス型真空チャンバによっては対処し切れない。

この種の従来装置に付随する別の問題は、規模可変性である。従来のボックス型チャンバの寸法は、例示的には幅が１〜２ｍ、長さが１〜２ｍ、高さが１〜２ｍである。非常に大型の浸漬ユニットでは、数を定めることによる大型かつ高価な規模拡大が必要となる筈である。

真空を用いるかあるいは用いない植物の溶浸は、周知の実験台規模の方法である［Ｃｌｏｕｇｈ等著、「Ｔｈｅ Ｐｌａｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ （プラントジャーナル）」、１９９８年、１６巻６号， ｐｐ７３５−７４３参照］。本方法は通常、植物全体に行われる。時として、植物のごく一部だけ（例えば、葉等）を切り取って処理される。いずれにせよ、植物あるいは植物の一部の操作は手で行われる。

化学では、乾燥剤／乾燥チャンバあるいは小型の真空チャンバが通常、真空チャンバとして用いられる。これらは、ＧＭＯを含む液体で直接充たされるか、あるいはカートリッジ（インライナー）内に注がれるかのいずれかである。

植物溶浸用真空チャンバの大規模使用は、未知である。真空チャンバを用いる植物操作法は、木材含浸用の蒸気缶−真空−加圧方法（全圧法）［例えば、Ｂａｙｅｒｉｓｃｈｅｓ Ｌａｎｄｅｓａｍｔ ｆｕｒ Ｗａｓｓｅｒｗｉｒｔｓｃｈａｆｔ， Ｍｅｒｋｂｌａｔｔ（バイエルン州水利経済局公報）第３．３／３ 号、１９９５年３月２１日］である。この方法を用いると、積み重ねた木材はバッチ式に真空チャンバへ移送される。真空チャンバは閉鎖され、真空引きされ、チャンバに含浸剤を漲らせる。真空を取り除いた後、含浸剤が木材を溶浸し、残る含浸材は排液する。そこで、真空チャンバは再度開放することができる。

様々な理由が故に、この方法は本発明が提供する解決策とは釣り合わない。チャンバをＧＭＯを含む液体で漲らせることは実現できず、何故ならチャンバは汚染されることがあり、チャンバを開放した後に環境が汚染されることがあるからである。加えて、この方法を用いることで、植物基板はＧＭＯを含む液体で浸されることになる筈である。しかしながら、衛生学的理由とＧＭＯを含む不釣り合いに大量の液体を消失するであろうとの事実から、これを防止しなければならない。さらに、本発明が提供する解決策は植物の浸漬後に真空の印加を必要とする。説明した蒸発缶−真空圧力法が、この種の時系列を可能にすることはない。

蒸発缶−真空−圧力法とのもうひとつの差異は、木材とは対照的に植物は積み重ねに過敏であるという事実が故にバッチ当たりの低処理量に帰着する。蒸発缶−真空圧力法もまた不適であり、何故なら１バッチごとの処理時間が数時間だからである。この種の大滞留時間は、大処理手法に反するものである。本発明が提供する解決策により、２０分以下のサイクルタイムをもって連読的あるいは準連読的な植物の溶浸が可能になる。連読的あるいは準連読的に２以上のユニットを用いる技術的処理モードは、先行技術には知られていなかった。

欧州特許第１６１６９５９号明細書 米国特許出願第２００４／０１１８７２９号明細書 米国特許出願第２００５／００３９３９６号明細書

Ｃｌｏｕｇｈ等著、「Ｔｈｅ Ｐｌａｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ （プラントジャーナル）」、１９９８年、１６巻６号， ｐｐ７３５−７４３ Ｂａｙｅｒｉｓｃｈｅｓ Ｌａｎｄｅｓａｍｔ ｆｕｒ Ｗａｓｓｅｒｗｉｒｔｓｃｈａｆｔ， Ｍｅｒｋｂｌａｔｔ（バイエルン州水利経済局公報）第３．３／３ 号、１９９５年３月２１日

本発明の技術的課題はそれ故、植物の大処理溶浸用の規模可変解決策を提供することにある。高い能力を可能にする以外に、この解決策はまた連読式あるいは準連読式の処理モードでの自動化もまた何としても可能にさせるものである。加えて、この解決策はＧＭＯを用いる生産システムに関する生物学的安全要件を遵守しなければならない。

技術的課題は、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を少なくとも１本の植物（３）に溶浸させるシステムによって解決され、それはａ）少なくとも１個の密閉チャンバ（１）であって、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を搬入出手段によりそこを通って少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する少なくとも１個の閉鎖可能な開口（２）と、前記チャンバに対し真空を印加する真空印加手段とを含む密閉チャンバ（１）と、ｂ）少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外へ輸送する技術的輸送システムを含む搬入出手段と、ｃ）それによって少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させる手段とを含むものである。

本発明は、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）の溶浸機構を提供するものである。本発明での用語「伝染性粒子」は、ウイルスやウイロイドやウイルソイド等を意味する。用語「微生物」は、バクテリアや真菌や藻類等を意味する。特に好ましいのが、腫瘍菌腫脹の懸濁液である。よりさらに好ましくは、遺伝学的に加工された腫瘍菌腫大物の懸濁液である。当業者は、本発明システムならびに方法を用いて植物内へ溶浸させることのできる伝染性粒子および／または微生物に精通している。

本願明細書に使用する如く、「植物」は植物全体あるいは植物の一部を含む。特に好適なのは、植物全体である。本発明の溶浸機構では、植物の全種を用いうる。しかしながら、本発明の好適な実施形態では、タバコ植物が用いられる。さらにもっと好適なのは、ベンサミアナタバコ植物の使用である。

本発明は、少なくとも１個の密閉チャンバ（１）を備えている。少なくとも１個の密閉（溶浸）チャンバ（１）は、密閉ボックス内での溶浸の達成に役立つ。このことは好都合であり、法律に規定された環境（生物学的安全性）が故に、粒状物質や他の汚染物質がＧＭＯを含む液体により生成されるときに必要でさえある。

本発明の好適な実施形態では、密閉チャンバとしてオートクレーブが用いられる。市販のオートクレーブは既に本発明が必要としあるいは有益な２つの機能を組み合わせており、それらは真空引きができ、かつそれらは漏れ液を不活性化するようそれ自体で殺菌することができる。それ故、オートクレーブは真空引き殺菌手段を備える。市販のオートクレーブを用いることで、本発明の溶浸機構に関する生産コストはそれ故に低減することができる。

本発明の一実施形態では、筒状オートクレーブを密閉溶浸チャンバ（１）として用いる。代替実施形態では、立体オートクレーブもまた配備可能である。具体的事例に応じて、植物の大規模溶浸用にいずれの型も選択しうる。

本発明の好適な実施形態では、少なくとも１個のコンテナ（４）は基板内に植え込まれた少なくとも１本の植物（３）を保持する少なくとも１個のトレイである。トレイ（４）と基板は、トレイ（と植物）の上下反転ができるように植物（３）を保持している。加えて、トレイ（４）に回転処理中に基板の脱落を防止する手段を具備させることもできる。これらの手段は、例えばグリッドやフィルムやフィルタやキャンバス等とすることができる。トレイ（４）は好ましくはセルに細分してあり、これが狭い面積内で一様な大きさのより多くの植物が生産できるようにしている。トレイ（４）のセルには、土壌あるいは土壌を用いない媒体、例えばピート（泥炭）やバーミキュライトやロックウールや高分子繊維やセルロース繊維あるいはそれらの混合物のいずれかを充填することができる。トレイ（４）内のセルは、底部に穿孔し、水や栄養分を吸い上げられるようにしてある。

代替例として、植物（３）の少なくとも根茎を液体培養媒体（４）内に浸漬させる。本実施形態では、コンテナ（４）は浮遊トレイとして構成される。植物（３）の茎は、例えばポリスチレンやポリプロピレンや発泡スチロールや厚紙のプレートの孔を挿通させる。浮遊トレイ（４）は、１（又は複数）のプレート上の１本（又は複数本）の植物を移動不能とすることができる。

本発明の好適な実施形態では、コンテナ（４）は輸送システムの荷重を低減すべく軽量の材料、例えばポリスチレンやポリプロピレンや発泡スチロールや厚紙から作製する。

純粋に連続的な処理は、搬入出領域から密閉溶浸チャンバ（１）を自動的に隔離することで実現することができる。これについては、閉鎖可能な１（または複数）の開口（２ａ；２ｂ）、好ましくは電子的に閉鎖可能な１（または複数）の開口で、搬入および搬出の速度に同期させることのできるものを用いることができる。

本発明の好適な実施形態では、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（１）を搬入出手段によりそこを通って少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する１個の閉鎖可能な開口（２ａ）が存在する。本発明のさらにより好適な実施形態では、少なくとも２箇所の閉鎖可能な開口（２ａ；２ｂ）を用いて互いに独立して搬入と搬出とが行われる。

本発明の溶浸機構はさらに、密閉チャンバ（１）に真空を印加する真空引き手段を備える。本発明の目的に合わせ、約１０〜約３００絶対真空ミリバール、好ましくは約５０〜約１５０絶対真空ミリバールの真空引きをすることが好ましくは必要とされる。真空引き時間は、出来る限り最短かまたはそれを上回るようにできる。高い回転率を達成するため、３０分未満の吸引時間が好適であり、１０分未満の吸引時間が特に好適である。

真空引き手段は、当業者には周知である。前記した如く、オートクレーブの使用はこの種の装置から引かれる真空が伝染性粒子および／または微生物で植物を溶浸するのに十分であるが故に好適である。

本発明の好適な実施形態では、真空引き手段は真空引き手段からのその空気排気（例えば、伝染性粒子および／または微生物を含むエアロゾル）の漏洩を回避する殺菌フィルターをさらに備える。

本発明はまた、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する技術的輸送システムを含む搬入出手段を備える。

トレイ上あるいはポット内の植物材料の自動的な移動は、先行技術では水平方向において周知である。ポットやトレイは、入れ物としての構造上の理由から輸送手段上に配置することができる。

米国特許出願第２００４／０１１８７２９号明細書は、垂直方向軸において植物の向きを変えることを論じている。

米国特許出願第２００５／００３９３９６号明細書は、植物生育コンテナ用の筒状構造と、筒状構造を回転可能に支持する基部と、基部上で筒状構造を回転させる手段と、筒状構造内の照明と、筒状構造が回転する際にコンテナ内の植物に給水する手段とを備える回転式水耕法植物生育機械に関するものである。同出願では、植物は筒状構造内に配置されているのに対し、基板は筒状構造外部の水や他の植物栄養分を含む貯槽へアクセス可能としてある。それ故に、この機械は植物への給水にのみ使用することができる。筒状構造を回転させることで、全ての植物を順次給水することができる。米国特許出願第２００５／００３９３９６号明細書の目的は、筒状構造の連続的でかつ非常に低速の回転により全ての植物の定期的な給水を保証することにある。同時に、全ての植物は筒状構造内部の照明によって均質に光にさらされる。

米国特許出願第２００５／００３９３９６号明細書に従う装置は、本発明の目的には適さない。先ず、基板が損失と漏洩を引き起こしながら植物を溶液内へ浸漬させる。さらに、米国特許出願第２００５／００３９３９６号明細書に従う解決策の装填密度は、大規模用途には適さない。提供される解決策の給送レートは、筒状構造の外表面とともに増大する。しかしながら、真空チャンバの所要の空間は筒状構造の容積によって決まる。これは、古典的な規模選択の問題である。加えて、筒状構造の芯部は使用されないままであり、筒状構造内部の照明は本発明の目的には必要ない。

それ故、本発明は異なる輸送問題に対処し、異なる搬入出手段を備える。

本発明の技術的輸送機構は、機械式および／または電子式のレール機構と、手動式および／または電子式の可動カートシステム、手動式の可動および／またはモーター付きチェーンブロック機構および／または他の機械式、電気式、油圧式、空気圧式および／またはロボット式輸送機構を備える。好適なのは、随意選択的に少なくとも１基のロボット操縦ユニットを備える機械式および／または電子式のレール機構、および／または随意選択的に少なくとも１基のロボット操縦ユニットを備える手動式および／または電子的の可動カート機構である。

本発明のさらにずっと好適な実施形態は、技術的輸送機構が少なくとも１つの機械式および／または電気式レール機構と、随意選択的に少なくとも１個のコンテナ（４）上の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個のチャンバ（１）の内外で輸送する少なくとも１基のロボット操縦ユニット（２０）とを備えるシステムに関する。

本発明の別の好適な実施形態は、少なくとも１個の機械式および／または電気式レール機構が、少なくとも１個のレール（６ａ）と少なくとも１個のコンテナ（４）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外で輸送する少なくとも１個の台車または高架移動式滑車（６ｂ）とを備え、少なくとも１個の台車または高架移動式滑車（６ｂ）を少なくとも１個の連結装置（１３）を用いて少なくとも１本のレール内に装着したシステムを備える。

本発明のさらなる好適な実施形態は、少なくとも１個の台車または高架移動式滑車（６ｂ）がさらに下記を備えるシステムに関するものであり、それは少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に固定する手段（１１）と、少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に上下反転する手段（１２）とを備える。

機械式および／または電気式レールおよびモノレール機構は、材料輸送用に確立された技術である。それらは、複雑さを制限したまま、高度の自動化を可能にする。しかしながら、それらは本発明の文脈内では未知である。

本発明になる機械式および／または電気式レール機構は、台車や高架移動式滑車（６ｂ）が機械的システムにより手動で、あるいは例えばモーター付きシステムにより電気的に移動させるシステムを含むと解釈されねばならない。本発明はまた、機械式システムと電気式システムの組み合わせで構成される。

本発明の好適な実施形態では、コンテナ（４）は個別に取り扱われる。それらは、逆さまにして少なくとも１個の密閉チャンバ（１）内へ移動させられる。さらなる好適な実施形態では、コンテナ（１）を上下反転搬入の前や最中や後に回転させる。チャンバ（１）の内部では、懸濁液（５）は、好ましくは開放鉢（８）内にあり、植物（３）と共に運ばれる。真空サイクルが行われ、コンテナ（４）は再度密閉チャンバ（１）を退出させられる。コンテナ（４）の上下反転は、真空チャンバ（１）内部かあるいは別個の後続の湿潤域内のいずれかで行うことができる。本発明の好適な実施形態では、コンテナ（４）は漏洩を回避し、および／または最小化するため、それらが密閉真空チャンバから搬出される前にそれらの元の位置へ回転させる。この種のシステムでは、落下物は密閉真空チャンバ（１）内部に止まり、オートクレーブを用いたときに簡単に撤去し、直接不活性化することができる。

少なくとも１個のコンテナ（４）を少なくとも１個のチャンバ（１）の内外に輸送する輸送手段（６ａ；６ｂ）は、少なくとも１本のレール（６ｂ）と、少なくとも１個の連結装置（１３）を用いてレール（６ａ）内に装着する少なくとも１両の台車または高架移動式滑車（６ｂ）とで構成される。好適な実施形態では、１両の台車または高架移動式滑車（４）は、チャンバを全体的に植物（３；図９ａ，９ｂ参照）で充たすべく、台車または高架移動式滑車を１両だけ密閉チャンバ（１）内へ輸送しなければならないよう密閉チャンバ（１）内に適合する寸法を有する。好適な輸送手段は、モノレール機構である。本発明の別の好適な実施形態では、レール機構は密閉されたサイクルを構築する。台車または高架移動式滑車（６ｂ）は、好ましくは少なくとも１輪の車輪（連結装置（１３）の一部である）により移動し、例えばコンピュータシステムにより遠隔制御されるエンジンにより動力供給される。本発明の別の実施形態では、電動モノレール機構は磁気懸架鉄道である。当業者は、手動機構を含むレール（６ａ）機構を用いて台車または高架移動式滑車（６ｂ）を移動させる他の適用可能な輸送手段を知っている。当業者は、本発明にとって有用な異なる連結装置（１３）にも精通している。

輸送手段は、少なくとも１個の閉鎖可能な開口（２ａ）により密閉チャンバ（１）の開閉ができるよう構成される。レール（６ａ）はそれ故に、密閉チャンバ（１；例えば図６参照）の開／閉が可能なように簡単に分離／再接続することができる。

少なくとも１両の台車または高架移動式滑車（６ｂ）はさらに、少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に固定することのできる手段（１１）を備える。この手段は、クランプや留め金やストラップ等の従来の締結機構とすることができる。特に好適な実施形態では、手段（１１）は各種ピンを備える（図１０）。植物（３）を有するコンテナ（４）は、（コンテナ（４）上方に直接載置した）ピンにより台車または高架移動式滑車（６ｂ）上と台車または高架移動式滑車（６ｂ）の底部（４０）とに保持される。本発明によれば、用語「固定され」はコンテナ（４）があらゆる次元で移動不能とされているとの解釈だけでなく、コンテナを所定の方向（例えば、図１０に示す如く水平方向と２つの垂直方向）に移動不能とする技術的システムもまた含むことを意味するものである。後者の意味は、ファスナー機構と共に知られる開閉を必要としない場合に好都合な解釈を提供するが故にさらに好ましい。

加えて、少なくとも１両の台車または高架移動式滑車（６ｂ）は、それによって少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に上下反転できる手段（１２）を含むものである。この種の手段は、上下反転ナックルとしうる。ナックル（かくして、１（または複数）のコンテナと１本（または複数本）の植物）の上下反転は、コンピュータシステムを介して電子的に制御される。代替的には、台車または高架移動式滑車（６ｂ）は手動で向きを変えることもできる。１両の台車または高架移動式滑車（６ｂ）の寸法諸元を密閉チャンバ（１；図９ａ，９ｂ，１１参照）の寸法諸元に適合させることは、この種の台車または高架移動式滑車（６ｂ）が（１回の真空サイクルの始めと終わりの）２回反転するだけで済むという理由から特に好都合となることがある。

実際は、コンテナ（４）の搬送は、好ましくは各個別区画内に１又は２個のコンテナ（４）を有する電気式モノレール機構（図２と図３参照）により実現される。幾つかの区画を、１回のバッチの浸漬面積を覆う列車様ユニットに組み合わせる。個別の搬入ステーション（２３）と搬出ステーション（２４）とを検討するときに、モノレール機構は高処理量を可能にする。モノレール復路機構は、例えば遺伝学的に改質された物質の不要な拡散を防止するため再使用する前に清掃および／または殺菌ユニット（２５）内で清掃することを想定している。この種の機構の配置概念が、図３に示してある。

本発明の別の好適な実施形態は、技術的輸送機構が下記を備えるシステムを含んでおり、それは少なくとも１本の植物（３）を有する少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に反転し、それを少なくとも１個のフレーム（２７）上に上下逆さまに載置する少なくとも１基のロボット操縦ユニット（２０）と、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を有する少なくとも１個のフレーム（２７）を転動体（２９）上で少なくとも１個の密閉チャンバ（１）内外に輸送するレール機構（２８）とである。

本機構では、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）は、好ましくはローラーコンベヤ（２６）を介して少なくとも１基のロボット操縦ユニット（２０）へ輸送される。少なくとも１基のロボット操縦ユニット（２０）は少なくとも１個のコンテナ（４）を確保し、１本（または複数本）の植物（３）と一緒に少なくとも１個のフレーム（２７）上にコンテナを上下逆さまに載置する。

フレーム（２７）は、１個のコンテナ（４；好ましくはコンテナの端部）を担持するよう構成してある。フレーム（２７）は少なくとも２個の、好ましくは少なくとも４個の転動体（２９）によりレール機構（２８）、好ましくは少なくとも２本のレール（２８ａと２８ｂ）を有するレール機構上を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）内外に輸送される。転動体（２９）は、フレーム（２７）に装着するか、代替的にそれらをレール機構自体の一部とするかのいずれも可能である。フレーム（２７）上のコンテナは、後続のフレームにより押されたときに密閉チャンバ（１）内へ移動する。これは、傾斜レールと下側位置から始動位置までフレームを戻し輸送するエンジン（図５ｂ参照）付きのフレーム積載装置（３２）と組み合わせることができる。代替的に、装填部内の牽引機構がそれらを少なくとも１個の閉じたチャンバ（１）へ移動させる。当業者には周知の他の類似の輸送手段もまた、用いることができる。

本発明の特に好適な実施形態は、下記のシステムに関するものであり、それは少なくとも１個の密閉チャンバ（１）内に位置するレール機構の一部と、少なくとも１個のフレーム（２７）と、転動体（２９）とが、例えば鋼鉄（好ましくはステンレス鋼）やプラスチック等の耐熱材料で出来ている。

この種のシステムの利点は、真空チャンバ内部で可動部品が（例えば、清掃作業向けに）一切恒久的ではなく、例えばチャンバ内にただ簡単な鋼製レールさえあれば済む点にある。真空チャンバ（１）が作業を継続している一方で、破損したフレーム（２７）だけを生産ラインから取り外すことで、保守はかくして簡単化される。輸送用に用いるフレーム（２７）は再利用し、清掃および／または殺菌ユニット（３０）により自動的に清掃することができる。

本発明の好適な実施形態では、少なくとも２基のロボット操縦ユニットが用いられる。本実施形態では、一方のロボット操縦ユニット（２０ａ）がコンテナ（４）をフレーム（２７）上に積載する。フレーム（２７）は、第１の閉鎖可能な開口（２ａ）を介して密閉チャンバ（１）内へ輸送される。真空引き後、コンテナ（４）は第２の閉鎖可能な開口（２ｂ）を介して密閉チャンバ（１）外へ輸送される。ロボット操縦ユニット（２０ｂ）がコンテナを上下反転させ、それらをもうひとつのローラーコンベヤ（３１）上へ載置し、それらを生育後領域へ輸送する。

本発明によれば、用語「少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に上下反転させる」は、植物の土壌（あるいは基板）上方の部分が上下逆さまとなるよう、コンテナ（４）を９０度超（好ましくは約１８０度）回転させることを意味する。この回転は、好ましくは密閉チャンバ（１）の外部あるいは内部で行われる。この用語はさらに、少なくとも１個のコンテナ（４）が溶浸工程を行った後にその元の位置へ再度回転復帰させることを意味する。２回目の回転は好ましくは密閉チャンバ（１）内で完了させるが、コンテナ（４）が密閉チャンバ（１）外へ輸送された後に行うこともできる。

本発明の溶浸機構はさらに、少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させることのできる手段を備える。少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に、密閉チャンバ（１）の外部またはその内部のいずれかの懸濁液（５）を接触させることができる。

植物（３）を密閉チャンバ（１）外で懸濁液（５）に接触させる手段は、例えば少なくとも１個のボックス（１４）で、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）はそれに対し上下反転して載置されるボックス（１４）と、ボックスと流入管（９ａ）とそこから懸濁液（５）を閉鎖ボックス（１４）内へポンプ給送するタンク（１０ａ）とを可逆的に閉鎖する手段（１５）とを備える。この種のボックス（１４）あるいは幾つかのこの種のボックス（１４）は、密閉チャンバ（１）内へ詰め込むことができる。代替的には、それらをカート（１８）内へ積み重ね、カート（１８）を例えばここで説明したレール機構を用いて密閉チャンバ（１）内へ移動させる。別の実施形態では、ボックスはそれ自体車輪を含むカートの一部である。

本発明の好適な実施形態は１つのシステムに関するが、ここでは少なくとも１個の密閉チャンバ（１）がそれによって少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させることのできる手段を備える。

密閉チャンバ（１）内では、この種の手段は例えば懸濁液（５）を含む鉢（８）内へ植物を浸漬させる手段とすることができる。これらは、例えば１（又は複数）のコンテナ（４）内の１本（又は複数本）の植物（３）用の格納式装着体により実現することができる。これらの格納式装着体は、好ましくは台車あるいは高架移動式滑車（６ａ）の一部である。

噴霧式溶浸の場合、この手段は密閉チャンバ（１）の一部である噴霧ノズルとすることもできる。この種のノズルは、例えば密閉チャンバの壁の中に装着することができる。ノズルは、好ましくはノズルに懸濁液（５）を供給する密閉チャンバ（１）外部の手段（例えば流入管９ａとタンク１０ａ等）に接続する。密閉チャンバ（１）内の少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に対し懸濁液を噴射する圧力は、モータ駆動ポンプ等の従来の手段により供給することができる。

本発明の好適な実施形態は、１つのシステムを含んでおり、ここでは少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させることのできる手段が、懸濁液（５）を含む少なくとも１個の鉢（８）で構成される。好ましくは、密閉チャンバ（１）は、懸濁液（５）を含む少なくとも１個の鉢（８）を移動させ、少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に鉢（８）内の懸濁液（５）を接触させる手段（７）を備える。

本発明の好適な実施形態では、鉢（８）は可動手段（７）の頂部にあり、懸濁液（５）を有する鉢（８）を少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部との接触状態に持っていくべく、移動手段（７）により鉢（８）を持ち上げる。植物は好ましくは密閉チャンバ（１）内で上下反転させるため、懸濁液（５）は基板の上方にある植物の部分（茎と葉）に接触する。本発明のこの実施形態では、移動手段（７）は好ましくは流体圧作動傾斜路である。

少なくとも１個のコンテナ（４）を有する台車または高架移動式滑車（６ｂ）を密閉チャンバ（１）内で上下反転させた場合、植物（３）は回転運動により開放鉢（８）内へ直接浸漬させることができる。この種の好適な実施形態では、非格納式装着体あるいは移動手段（７）が必要である。

本発明の別の好適な実施形態は、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を含む鉢（８）がさらに、それによって懸濁液（５）を取り除き、かつ／またはそれによって鉢（８）を新たな伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）で充たすことのできる密閉チャンバ外部の手段（１０ａ；１０ｂ）への少なくとも１本の接続部（９ａ；９ｂ）をさらに含むシステムに関する。この実施形態では、懸濁液（５）は流入管（９ａ）を介してタンク（１０ａ）から鉢（８）内へポンプ給送される。懸濁液（５）は流出管（９ｂで、流入管９ａと同じか別物とすることができる）により鉢（８）からタンク（１０ｂで、タンク１０ａと同じか別物にできる）へ取り出される。鉢（８）から懸濁液を取り除く前に、密閉チャンバ（１）の殺菌手段によりそれを随意選択的に不活性化することができる。懸濁液（５）の調製品は、好ましくは１日置きか代替的には１日に１回交換される。懸濁液（５）はまた、他の伝染性粒子および／または微生物を溶浸する際に交換される。

本発明のさらなる好適な実施形態では、溶浸機構はさらに伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を殺菌する殺菌手段を備える。オートクレーブを用いると、密閉チャンバ（１）は蒸気を介して懸濁液（５）を殺菌することができる。代替的には、システムは懸濁液（５）を化学的に殺菌する手段を備える。

密閉溶浸チャンバ（１）を用いることで、バッチ処理溶浸が可能である。より密閉されたチャンバ（１）を並列（図４と図７参照）にかつ遅延処理モード（図７）にて用いることで、コンテナの連続的あるいは準連続的な搬入と搬出が可能となる。

この種のシステムでは、並列な幾つかの密閉チャンバ（１）に、流入管（９ａ）を介して伝染性粒子および／または微生物を含む懸濁液（５）が１基の中央調製ユニット／タンク（１０ａ）経由で供給される。後者（１０ａ）は、懸濁液を調製できるよう飲料水（３３）と伝染性粒子および／または微生物（３４）へのアクセスを有する。密閉チャンバ（１）には、懸濁液（５）を殺菌する蒸気が蒸気管（３５）を介して供給される。システムはさらに、殺菌された懸濁液（５）を廃棄物として対応する廃棄物置場へ輸送する流出管（９ｂ）を備える。（例えばＧＭＯを含む）空気排気は、配管（３６）を介して後続の処理工程へ輸送される。システムは、真空ポンプ（３９）用の冷却水を用いる配管系（３７）もまた備える。

遅延処理モードが、図７に示してある。２基の搬入ロボット操縦ユニット（２０ａ）が２個の密閉チャンバ（１）を充填している間、２基の搬入ロボット操縦ユニット（２０ｂ）は既に真空引きのなされている２個の異なる密閉チャンバ（１）を搬出している。それによって、連続式処理モードを実施することができる。

ロボット操縦（２０ａ；２０ｂ）ユニットは、好ましくは別のレール機構（３８）を介して異なる密閉チャンバ（１）へ移動させられる。この種のシステムでは、コンテナ（２６）用の適切な寸法諸元を有する待機領域が必要である。

本発明の別の実施形態では、１バッチの全ての植物（３）は一緒に真空チャンバ（１）内へ搬入される。これは、例えば積み重ねられた単一ユニットにより達成することができる（図８参照）。

この種のシステムは、技術的輸送システムとして少なくとも１個のカートを備えており、これが車輪と、少なくとも１個のコンテナ（４）上の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する手段とを備える。

少なくとも１個のコンテナ（４）上の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する手段は、コンテナ（４）を可逆的に固定することのできるフレームである。この種のフレームは、少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に上下反転する手段で構成することもできる。代替的には、コンテナ（４）はこの種の態様にて（例えば、ロボット操縦ユニットにより）既にフレームに固定しておく。別の実施形態では、少なくとも１個のコンテナ（４）上の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）内外に輸送する手段は、植物（３）を有するコンテナ（４）を（好ましくは上下逆さに）挿入することのできるボックスである。伝染性粒子および／または微生物を含む懸濁液は、（密閉チャンバ（１）の外部または内部の）カート内に充填される。好適な実施形態では、カートは懸濁液（５）を充填し取り除く手段（９ａ，１０ａ，９ｂ，１０ｂに類似）を備える。

カートがフレームを備える場合、植物（３）は密閉チャンバ（１）内の開放鉢（８）内に浸漬させることもできる。これは、移動手段（７）と、（フレームの一部としての）格納式装着体か、あるいはフレームが少なくとも１個のコンテナ（４）を上下反転する手段をさらに含む場合は、回転運動によって行われる。

本発明の別の実施形態は、それ故に技術的輸送システムが下記を備えるシステムに関するものであり、それは少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）をボックス（４）内に上下逆さまに配置する少なくとも１個のボックス（１４）と、ボックス（１４）を可逆的に閉鎖する手段（１５）と、少なくとも１個のボックス（１４）を積み重ねる（好ましくは少なくとも２個以上のボックス（１４）を積み重ねる）少なくとも１個のカート（１６）とを備え、少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させる手段がさらに、ボックス（１４）に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を充填する手段（９ａ，１０ａ）と、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）をボックス（１４）から取り除くことのできる手段（９ａまたは９ｂ，１０ａまたは １０ｂ）とを備える。

本発明のこの実施形態では、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）と好ましくは２本以上の植物をボックス（１４）上に上下反転配置し、例えばクランプや留め金やストラップ等を用いる固定手段（１５）によりそこに固定する。ボックスは、任意の形状とすることができる。しかしながら、矩形形状が好ましい。

ボックス（１４）は流入管（９ａ）を介してタンク（１０ａ）から懸濁液（５）を充填され、随意選択的には他のボックスと共にカート（１６）内へ積み重ねられる。

別の実施形態では、ボックス（１４）はそれらをカート（１６）内に載置した後、懸濁液（５）で充たされる。これは、様々な流入管（９ａ；例えば各ボックスごとの）を介して行うことができる。この種の実施形態では、カートはしかるべく適合されねばならない。代替的には、ボックス（１４）は接続手段（例えば、配管）により互いに接続されており、懸濁液（５）は１または（数本の）流入管を介して充填され、ボックス（１４）間の接続手段を介して配給される。

カートは、ボックス（１４）を取り上げる開口を有する。カートは、任意の形状とすることができる。しかしながら、矩形形状が好ましい。

カートは好ましくは、異なる高さに幾つかのボックスを収容し、車輪（１７）あるいは他の従来の輸送手段上を密閉チャンバ（１と図８中の１８）内へ移動させる。後者は、好ましくは少なくとも１個の閉鎖可能な開口（２）を含む真空チャンバである。密閉チャンバ（１，１８）内外でカート（１６）を駆動する随意選択的なレール機構が、搬入と搬出の工程を簡略化する。

カート（１６）が密閉チャンバ（１，１８）内へ搬入された後、チャンバは閉鎖され、真空が印加される。真空解除後、カート（１６）は密閉チャンバ（１，１８）から取り出される。懸濁液（５）は、流出管（９ｂで、流入管９ａと同じか別物とすることができる）により再度ボックス（１４）からタンク（１０ｂで、タンク１０ａと同じか別物とすることができる）へポンプ給送される。

植物（３）はここで、ボックス（１４）がクランプ解除（あるいは他の手段により開放）された後、ボックス（１４）から取り出される。これは、好ましくはボックス（１４）が随意選択的に輸送ベルト（２１）上に載置される別個の（密閉）湿潤領域（１９）で行われる。コンテナ（４）内の植物（３）は、好ましくはロボット操縦ユニット（２０）を介して向きを変え、（例えば、ベルト（２２）を介して）生育後領域へ持ち込まれる。ボックス（１４）は洗浄し、再利用する。

本発明の好適な実施形態では、ボックス（１４）はさらにボックス（１４）からのその空気排気（例えば、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液を含むエアロゾル）の漏洩を防止する殺菌フィルタをさらに含むものである。

本発明の全ての実施形態において、ユニットおよび／またはコンテナを好ましくはより良好な結合に向け移動枠体に接続する。モノレール機構やアクチュエータやロボットやマニピュレータ等を、枠体に係合させることができる。加えて、ユニットおよび／またはコンテナは好ましくは回転工程中の基板の脱落を防止する手段を備える。これらの手段は、例えばグリッドやフィルムやフィルタやキャンバス等とすることができる。

本発明は、ここに前記したシステムあるいは複数のシステムの使用を含む伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を少なくとも１本の植物（３）内へ溶浸する方法にも関するものである。

本発明のさらなる実施形態は、大規模溶浸プラント（３）用にここに説明したシステムあるいは複数システムの使用である。

好適な実施形態では、本発明の１（または複数）のシステムおよび１（または複数）の方法を、例えば時間当たり１０〜１０００平方メートルの量の植物等の植物の大規模溶浸に用いる。

機械式および／または電気式モノレール機構の一例である。 機械式および／または電気式モノレール機構の一例である。 搬送方向にモノレール機構（６ａ）を有する１両の台車または高架移動式滑車（６ｂ）の側面図である。 モノレール方向に見たモノレール機構（６ａ）を有する１両の台車または高架移動式滑車（６ｂ）の側面図である。 ５個の密閉チャンバ（１；オートクレーブ）と密閉レール機構（６ａ）とを有する溶浸機構の上面図である。矢印ａ）は、植物を有するコンテナ（４）を電気式モノレールに積載することを示している。コンテナ（４）は、密閉チャンバ（１、矢印ｂ）を介して搬出ステーション（２４、矢印ｃ）へ輸送される。矢印ｄ）は、モノレール（台車または高架移動式滑車６ｂ付き）をその後に清掃し殺菌することを示す。 少なくとも１基のロボット操縦ユニット（２０）を有する溶浸機構の一例である。 少なくとも２基のロボット操縦ユニット（２０）を有する溶浸機構の上面図である。 少なくとも２基のロボット操縦ユニット（２０）を有する溶浸機構の側面図である。 少なくとも２基のロボット操縦ユニット（２０）を有する溶浸機構の別の側面図である。 幾つかの密閉チャンバ（１：オートクレーブ）を有する溶浸機構の上面図である。 単一ユニット区画溶浸機構の一例である。 単一ユニット区画溶浸機構の一例である。 機械式および／または電気式レール機構の別の例である。このシステムは、特に手動操作するのに適している。 機械式および／または電気式レール機構の別の例である。このシステムは、特に手動操作するのに適している。 少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に固定することのできる手段（１１）を備える台車または高架移動式滑車（６ｂ）である。 密閉チャンバ（１）内のコンテナ（４）を有する台車または高架移動式滑車（６ｂ）の上下反転箇所の断面図である。

単クローン性抗体の製造は通常、大型の発酵用容器内での哺乳類細胞培養発酵に基づく。ここで、一般的な工業的バッチ規模は蛋白１ｋｇである。この医薬品を植物を母体とする技術を用いて生産することは有益であり得、何故なら植物は例えば人類にとって病原性であるウイルスに対する宿主となることはできないという利点を有するからである。それ故、汚染された医薬品に対する潜在的な危険は著しく低減される。

植物中に抗体を生産するのに、真空溶浸法による植物ベンサミアナタバコの一過性遺伝学的改質を用いることができる。本方法を用いることで、１平方メートルの植物当たりの抗体産出量は通常１ｇとなる。その結果、１０００平方メートルの面積がバッチ当たり１ｋｇの蛋白に必要となる。

最新の技術を用いたこの種の作付面積の真空溶浸（国際公開第０１／１２８２８号パンフレットに記載されているようなもの）は、長時間の実際には非現実的な処理時間に通ずることになる。現時点の技術水準での方法は手動であり、それ故に一度に処理できる植物の面積の大きさは制限される。人間１人に対する最大量は、１トレイ分の植物である。通常、ベンサミアナタバコ用のトレイは１／６平方メートルの大きさを有する。それ故、１２０００回の単一の処理工程（６０００個のトレイの搬入と搬出）が必要である。溶浸溶液内への上下反転した植物の導入と撤去は極めて慎重に行わねばならず、各操作ごとに少なくとも１分を要することになる。それ故、操作用の時間はそれだけで２００時間に及ぶことになる。手動による搬入と搬出を用いる真空チャンバは１平方メートルまでしか処理できないので、少なくとも５分で１０００回の真空サイクルのための追加の工程を追加しなければならない。組み合わせた場合、全工程は、１１日間を上回る２８０時間超を要する。

自動化された搬入手順、例えば本発明になる電気式レール機構を用いることで、大型真空チャンバの搬入を実現することができる。２０平方メートルの植物面積に使用可能なチャンバでは、搬入と搬出の処理はそれぞれ約５分を要する。この種の大型の真空チャンバ内では、より大きな容積を排気しなければならないために、真空サイクルはより長時間化することになる。１回の真空サイクルは、５分ではなく１０分を要することになる。こうして、２０平方メートルの処理には２０分を要し、全大型バッチは１７時間未満で処理される。その結果、本願発明を用いることで、その性能は１７倍に増大する。さらに驚くべきことに、本発明の搬入出手段の効率は大規模真空チャンバの実際の真空サイクルに必要なより長い時間を過大補償さえする。こうして、医薬生産用の現実的な条件を満たすことのできる処理時間内での工業的規模のバッチを処理することが可能となる。

Claims (13)

1. 伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（４）を少なくとも１本の植物（３）に溶浸させるシステムであって、
   ａ）少なくとも１個の密閉チャンバ（１）であって、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）をそこを介して搬入出手段により少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する少なくとも１個の閉鎖可能な開口（２）と、前記チャンバに対し真空を印加する真空引き手段とを含む密閉チャンバと、
   ｂ）少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外へ輸送する技術的輸送システムを含む搬入出手段と、
   ｃ）それによって１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させる手段とを備える、システム。
2. 技術的輸送システムは、少なくとも１個の機械式および／または電気式レール機構と、随意選択的ではあるが少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１個の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する少なくとも１基のロボット操縦システム（２０）とを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 少なくとも１個の機械式および／または電気式レール機構は、少なくとも１個のコンテナ（４）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する少なくとも１基の台車または高架移動式滑車（６ｂ）を備え、少なくとも１基の台車または高架移動式滑車（６ｂ）は少なくとも１個の結合装置（１３）を用いて少なくとも１本のレール内に装着する、請求項２に記載のシステム。
4. 少なくとも１基の台車または高架移動式滑車（６ｂ）はさらに、それによって少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に固定する手段（１１）と、それによって少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に上下反転する手段（１２）とを含む、請求項３に記載のシステム。
5. 技術的輸送システムは、少なくとも１本の植物（３）を有する少なくとも１個のコンテナ（４）を可逆的に反転し、少なくとも１個のコンテナ（４）を少なくとも１個のフレーム（２７）上に上下反転して載置する少なくとも１基のロボット操縦ユニット（２０）と、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を有する少なくとも１個のフレーム（２７）を転動体（２９）上で少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外へ輸送するレール機構（２８）とを備える、請求項１または２に記載のシステム。
6. 少なくとも１個の密閉チャンバ（１）は、少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させることのできる手段を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のシステム。
7. 少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させることのできる手段は、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を含む少なくとも１個の開放鉢（８）を備える、請求項６記載のシステム。
8. 密閉チャンバ（１）は、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を含む少なくとも１個の開放鉢（８）を移動させ、少なくとも１本の植物（３）の一部に開放鉢（８）内の懸濁液（５）を接触させる手段（７）を備える、請求項７に記載のシステム。
9. 伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を含む開放鉢（８）は、それによって懸濁液（５）を取り除くことができ、またそれによって開放鉢（８）を新規の伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）で再充填することのできる少なくとも１個の密閉チャンバ（１）外部の手段（１０ａ，１０ｂ）への少なくとも１本の接続部（９ａ；９ｂ）をさらに含む、請求項７または８に記載のシステム。
10. 伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を殺菌する殺菌手段をさらに含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のシステム。
11. 技術的輸送システムが、少なくとも１個のカートであって、車輪と、最後の１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）を少なくとも１個の密閉チャンバ（１）の内外に輸送する手段とを備えるカートを含む、請求項１、２、６、７、８、９および１０のいずれか１項に記載のシステム。
12. 技術的輸送システムが、少なくとも１個のコンテナ（４）内の少なくとも１本の植物（３）をボックス（１４）内に上下反転させて配置する少なくとも１個のボックス（１４）と、ボックス（１４）を可逆的に閉鎖する手段（１５）と、少なくとも１個のボックスを積み上げる少なくとも１個のカート（１６）とを備え、少なくとも１本の植物（３）の少なくとも一部に伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）を接触させる手段がさらに、ボックス（１４）を伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）で充たす手段（９ａ，１０ａ）と、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液（５）をボックス（１４）から取り除くことのできる手段（９ｂ，１０ｂ）とを備える、請求項１、２または１０に記載のシステム。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載のシステムの使用を含む、伝染性粒子および／または微生物の懸濁液を少なくとも１本の植物（３）へ溶浸させる方法。

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