JP2015049174A - 自動化細胞調製のための遠心分離機装置、遠心分離機チューブ、および方法 - Google Patents
自動化細胞調製のための遠心分離機装置、遠心分離機チューブ、および方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】自動化された細胞調製物のための遠心分離機装置、遠心分離機チューブおよび方法。
【解決手段】細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置をモニターするための自動化方法であって、該方法は:該細胞調製手順の間に状態チェックのセットを実施する工程であって、該状態チェックが該自動化された遠心分離機装置のローターアセンブリに設置可能な複数の遠心分離機チューブに関する工程;該細胞調製手順の間に該自動化された遠心分離機装置におけるインデックス位置を感知モジュールでモニターする工程;該状態チェックのセットにおける個々の状態チェックが、該インデックス位置で位置決め可能な該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブの状態に基づき満足されているか否かを決定する工程;および該状態チェックのセットにおける少なくとも1つの状態チェックが満足されていない決定に応答して過失状態を示す工程を包含する方法。
【選択図】図5
【解決手段】細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置をモニターするための自動化方法であって、該方法は:該細胞調製手順の間に状態チェックのセットを実施する工程であって、該状態チェックが該自動化された遠心分離機装置のローターアセンブリに設置可能な複数の遠心分離機チューブに関する工程;該細胞調製手順の間に該自動化された遠心分離機装置におけるインデックス位置を感知モジュールでモニターする工程;該状態チェックのセットにおける個々の状態チェックが、該インデックス位置で位置決め可能な該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブの状態に基づき満足されているか否かを決定する工程;および該状態チェックのセットにおける少なくとも1つの状態チェックが満足されていない決定に応答して過失状態を示す工程を包含する方法。
【選択図】図5
Description
(技術分野)
本発明は、特に、自動化された、そして半自動化された様式の、電気生理学に関連する測定およびアッセイを実施するために利用される電気生理学およびシステムおよび装置に関する。より詳細には、本発明は、このようなシステムで用いられる細胞の溶液を調製するための装置および方法に関する。
本発明は、特に、自動化された、そして半自動化された様式の、電気生理学に関連する測定およびアッセイを実施するために利用される電気生理学およびシステムおよび装置に関する。より詳細には、本発明は、このようなシステムで用いられる細胞の溶液を調製するための装置および方法に関する。
(背景)
細胞および細胞膜の電気的挙動は、基礎研究において、および現代の薬物開発において意味深く重要である。この分野における目的の特定領域は、イオンチャネルおよびトランスポータの研究にある。イオンチャネルは、細胞外環境と細胞の細胞質との間の電気化学的勾配を維持することの原因となる、細胞膜中に見いだされるタンパク質を基礎にした孔である。イオンチャネルは、一旦開くと、イオンが存在する電気化学的勾配の方向に流れる点で、受動的な要素である。
細胞および細胞膜の電気的挙動は、基礎研究において、および現代の薬物開発において意味深く重要である。この分野における目的の特定領域は、イオンチャネルおよびトランスポータの研究にある。イオンチャネルは、細胞外環境と細胞の細胞質との間の電気化学的勾配を維持することの原因となる、細胞膜中に見いだされるタンパク質を基礎にした孔である。イオンチャネルは、一旦開くと、イオンが存在する電気化学的勾配の方向に流れる点で、受動的な要素である。
イオンチャネルの研究は、基礎的学究的研究、ならびに生物工学的および薬学的研究を包含する非常に多様で、かつ実を結ぶ領域である。電気生理学は、単離された細胞膜または小胞(vesicle)に対し、ならびに可溶化されたチャネルが製造された膜に再構築されている合成の膜に対して実施される。イオンチャネルの自動化された、高スループットの研究のための器具類が開発されており、そして高スループット電気生理学的測定システムと称され得る。
自動化された高スループット測定システムは、比較的迅速で、かつ効率的な様式で電気生理学的アッセイを実施するために採用され得るが、このようなシステムは、これらアッセイで用いられる細胞および細胞の溶液を自動的に調製するために装備されてはいない。従って、電気生理学的アッセイで用いられる細胞および細胞の溶液を自動的に調製するためのシステムおよび方法に対する必要性が存在している。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置(300)をモニターするための自動化方法であって、該方法は:
該細胞調製手順の間に状態チェックのセットを実施する工程であって、該状態チェックが該自動化された遠心分離機装置のローターアセンブリ(304)に設置可能な複数の遠心分離機チューブ(310)に関する工程;
該細胞調製手順の間に該自動化された遠心分離機装置におけるインデックス位置(336)を感知モジュール(304)でモニターする工程;
該状態チェックのセットにおける個々の状態チェックが、該インデックス位置(336)で位置決め可能な該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)の状態に基づき満足されているか否かを決定する工程;および
該状態チェックのセットにおける少なくとも1つの状態チェックが満足されていない決定に応答して過失状態を示す工程、を包含する、方法。
(項目2)
上記状態チェックが、以下:
遠心分離機(310)チューブが、細胞懸濁物が上記ローターアセンブリのチューブ位置に分与される前に該ローターアセンブリ(304)のそれぞれの遠心分離機チューブ位置(P1−P4)に設置されたか否かを自動的に決定する遠心分離機チューブ存在チェック;
上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、細胞懸濁物中の細胞をペレット化する前に所定量の細胞懸濁物を含むか否かを自動的に決定する充填レベルチェック;および
該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離チューブ(310)が、細胞ペレット化の後に実質的に垂直な配向に戻ったか否かを自動的に決定する垂直への戻りチェック、の少なくとも1つを含む、上記項目に記載の方法。
(項目3)
上記遠心分離機チューブ存在チェックが:
上記ローターアセンブリ(304)の個々のチューブ位置(P1−P4)をインデックス位置(336)まで回転する工程であって、該インデックス位置に回転されたチューブ位置が、インデックスチューブ位置である工程;
感知モジュール(324)を用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、該レーザビームが、遠心分離機チューブ(310)が該インデックスチューブ位置に設置されているときに反射され、そして該レーザビームが、遠心分離機チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていないときに反射されない工程;
該レーザビームが反射されるとき、遠心分離機チューブ(310)がインデックスチューブ位置(P1−P4)に設置されていることと決定する工程;
該レーザビームが反射されないとき、遠心分離機チューブ(310)がインデックスチューブ位置(P1−P4)に設置されていないことと決定する工程;および
遠心分離機チューブが該ローターアセンブリ(304)の少なくとも1つのチューブ位置に設置されていないことの決定に応答して該遠心分離機チューブ存在チェックが満足されていないことと決定する工程、を含む上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目4)
さらに:遠心分離機チューブ(310)が上記ローターアセンブリ(304)の少なくとも1つのチューブ位置(P1−P4)に設置されていない決定に応答してバランスチェックを実施する工程;
上記自動化された遠心分離機装置(300)のバランスがとれているという決定に応答して、上記遠心分離機存在チェックが満足されていることを決定する工程;および
該自動化された遠心分離機装置のバランスがとれていないという決定に応答して、上記遠心分離機が満足されていないことを決定する工程、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
上記充填レベルチェックが:
上記遠心分離機装置(300)の上記ローターアセンブリ(304)を比較的低速度で回転する工程であって、第1のレベルまで充填され、そして上記ローターアセンブリに設置された上記遠心分離機チューブ(310)が垂直配向に対して角度をなす配向に旋回され、そして該第1のレベルより少ない第2のレベルまで充填され、そして該ローターアセンブリに設置された遠心分離機チューブが該角度をなす配向に旋回しない工程;
感知モジュール(324)を用いて上記インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、該第1のレベルまで充填された遠心分離機チューブが、該第1のレベルまで充填された遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射せず、そして該2のレベルまで充填された遠心分離機チューブが、該2のレベルまで充填された遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射する工程;
遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行する間に該レーザビームを反射しないとき、該遠心分離機チューブ(310)の1つが第1のレベルまで充填されていることを決定する工程;
遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行する間に該レーザビームを反射するとき、該遠心分離機チューブ(310)の1つが第2のレベルまで充填されていることを決定する工程;および
該遠心分離機チューブの少なくとも1つが該第2のレベルまで充填されている決定に応答して、該充填レベルチェックが満足されていないことを決定する工程、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
上記垂直への戻りチェックが;
上記ローターアセンブリ(304)のそれぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置された上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)を上記インデックス位置まで回転する工程;
感知モジュール(324)を用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、垂直に配向された遠心分離機チューブが、該インデックス位置に位置決めされるとき該レーザビームを反射し、そして非垂直に配向された遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされるとき該レーザビームを反射しない工程;
該遠心分離機チューブ(310)の1つが、該遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされる間に該レーザビームが反射されるときに、垂直に配向された遠心分離機チューブであると決定する工程;
該遠心分離機チューブ(310)の1つが、該遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされる間に該レーザビームが反射されないときに、非垂直に配向された遠心分離機チューブであると決定する工程;および
該遠心分離機チューブの1つが非垂直に配向された遠心分離機チューブであるとの決定に応答して、垂直位置への戻りチェックが満足されていないと決定する工程を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
細胞調製手順を実施するための自動化された遠心分離機装置(300)であって、以下:
複数のチューブ位置(P1−P4)に設置された複数の遠心分離機チューブ(310)を支持するように構成されたローターアセンブリ(304)であって、該複数のチューブ位置がインデックス位置(336)まで回転可能である、ローターアセンブリ;
状態チェックの間に該インデックス位置(336)をモニターするように構成された感知モジュール(324)であって、該状態チェックが、該複数の遠心分離機チューブ(310)に関する、感知モジュール;を備え、
ここで、該感知モジュール(324)によって発生される論理信号が、該状態チェックが満足されているか否かを自動的に決定するために用いられる、自動化された遠心分離機装置。
(項目8)上記ローターアセンブリ(304)が:
上記複数のチューブ位置(P1−P4)を画定するローター(308);
それぞれのチューブ位置(P1−P4)で該ローター(308)にそれぞれ取り付けられた複数のカラー(316)であって、該カラーは該ローターに対して旋回可能であり、そしてそれぞれの遠心分離機チューブ(310)を受容かつ支持するように構成された複数のカラー;および
それぞれのチューブ位置(P1−P4)で該ローター(308)上に位置決めされる複数の旋回制限器(604)であって、該旋回制限器は、該カラー(316)を該ローターアセンブリ(304)の回転の間に所定の旋回角度に制限する、旋回制限器を含む上記項目に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目9)
上記旋回制限器(604)の各々が、上記カラー(316)を上記所定の旋回角度に制限する一対の機械的停止部材(610)を含み、そして
該一対の機械的停止部材における各々の機械的停止部材が、該カラーが該ローターアセンブリ(304)の回転の間に旋回するとき、該カラー(316)の下表面と係合する面取り部を含み、該カラーの該所定の旋回角度を超える動きが制限され、ここで、特に、該所定の角度が約32゜と約40゜との間である、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目10)
上記感知モジュール(324)が、以下:
遠心分離機チューブ(310)が、細胞懸濁物が上記ローターアセンブリのチューブ位置で分与される前に上記ローターアセンブリ(304)のそれぞれの遠心分離機チューブ位置(P1−P4)に設置されたか否かを自動的に決定する遠心分離機チューブ存在チェック;
上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、該細胞懸濁物中の細胞をペレット化する前に、所定量の細胞懸濁物を含むか否かを自動的に決定する充填レベルチェック;および
上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、細胞ペレット化の後に実質的に垂直配向に戻ったか否かを自動的に決定する垂直への戻りチェックの少なくとも1つを含むことにより、上記状態チェックをモニターするように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目11)
上記感知モジュール(324)が、上部センサ(326)および下部センサ(328)を含み;該上部センサ(326)が遠心分離機装置チューブ存在チェックを実施するように構成され;そして
該下部センサ(328)が充填レベルチェックおよび垂直への戻りチェックを実施するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目12)
上記自動化された遠心分離機装置(300)が:
上記ローターアセンブリ(304)の個々のチューブ位置(P1−P4)を上記インデックス位置(336)まで回転させること;
上記感知モジュールを用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向けることであって、上記遠心分離機装置チューブ(310)が上記インデックスチューブ位置に設置されるとき該レーザビームが反射され、そして該遠心分離機装置チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていないとき該レーザビームが反射されないこと;
該レーザビームが反射されるとき該感知モジュール(324)を用いて論理信号を発生することであって、該論理信号が、該遠心分離機チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていることを示すこととを行うように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目13)
さらに:比較的遅い速度で上記ローターアセンブリ(304)を回転するように構成された回転アクチュエータ(340)を備え、該ローターアセンブリに設置された適切に充填された遠心分離機チューブ(310)が垂直配向に対して角度をなす配向に旋回し、そして該ローターアセンブリに設置された不適切に充填された遠心分離機チューブが該角度をなす配向に旋回せず、そしてここで:
該感知モジュール(324)が上記インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向けるように構成され、適切に充填された遠心分離機装置チューブが、該適切に充填された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射せず、そして不適切に充填された遠心分離機装置チューブが、該不適切に充填された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射し;そして
該感知モジュール(324)が、該レーザビーム(332、334)が反射されるとき、論理信号を発生するように構成され、該論理信号が、上記複数の遠心分離機チューブの遠心分離機チューブの少なくとも1つが不適切に充填された遠心分離機チューブであることを示す、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目14)
さらに:上記ローターアセンブリ(304)のそれぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置された上記複数の遠心分離機装置チューブのそれぞれの遠心分離機装置チューブ(310)を上記インデックス位置(336)まで回転するように構成された回転アクチュエータ(340)を備え、
上記感知モジュール(324)が、該インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向けるように構成され、垂直に配向された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置に位置決めされとき該レーザビームを反射し、そして非垂直に配向された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置に位置決めされとき該レーザビームを反射せず;そして
該感知モジュール(324)が、該レーザビーム(332、334)が反射されるとき論理信号を発生するように構成され、該論理信号が、該複数の遠心分離機装置チューブの遠心分離機装置チューブ(310)の少なくとも1つが非垂直配向の遠心分離機チューブであることを示す、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目15)
細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置(300)における使用のため、特に、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置における使用、または上記項目のいずれか一項に記載の方法における使用のための遠心分離機チューブ(310、700)であって:
円筒形の上部分(704);
該円筒形の上部分に隣接する円錐形の下部分(706);および
該円錐形の下部分(706)に形成された内部ポケット(702)を備え、ここで、該内部ポケットが細胞ペレット化の間に細胞を収集し、該細胞が、ピペッターが上記遠心分離機チューブ中に挿入されるとき該ピペッターから離れて位置決めされる、遠心分離機チューブ。
(項目1)
細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置(300)をモニターするための自動化方法であって、該方法は:
該細胞調製手順の間に状態チェックのセットを実施する工程であって、該状態チェックが該自動化された遠心分離機装置のローターアセンブリ(304)に設置可能な複数の遠心分離機チューブ(310)に関する工程;
該細胞調製手順の間に該自動化された遠心分離機装置におけるインデックス位置(336)を感知モジュール(304)でモニターする工程;
該状態チェックのセットにおける個々の状態チェックが、該インデックス位置(336)で位置決め可能な該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)の状態に基づき満足されているか否かを決定する工程;および
該状態チェックのセットにおける少なくとも1つの状態チェックが満足されていない決定に応答して過失状態を示す工程、を包含する、方法。
(項目2)
上記状態チェックが、以下:
遠心分離機(310)チューブが、細胞懸濁物が上記ローターアセンブリのチューブ位置に分与される前に該ローターアセンブリ(304)のそれぞれの遠心分離機チューブ位置(P1−P4)に設置されたか否かを自動的に決定する遠心分離機チューブ存在チェック;
上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、細胞懸濁物中の細胞をペレット化する前に所定量の細胞懸濁物を含むか否かを自動的に決定する充填レベルチェック;および
該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離チューブ(310)が、細胞ペレット化の後に実質的に垂直な配向に戻ったか否かを自動的に決定する垂直への戻りチェック、の少なくとも1つを含む、上記項目に記載の方法。
(項目3)
上記遠心分離機チューブ存在チェックが:
上記ローターアセンブリ(304)の個々のチューブ位置(P1−P4)をインデックス位置(336)まで回転する工程であって、該インデックス位置に回転されたチューブ位置が、インデックスチューブ位置である工程;
感知モジュール(324)を用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、該レーザビームが、遠心分離機チューブ(310)が該インデックスチューブ位置に設置されているときに反射され、そして該レーザビームが、遠心分離機チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていないときに反射されない工程;
該レーザビームが反射されるとき、遠心分離機チューブ(310)がインデックスチューブ位置(P1−P4)に設置されていることと決定する工程;
該レーザビームが反射されないとき、遠心分離機チューブ(310)がインデックスチューブ位置(P1−P4)に設置されていないことと決定する工程;および
遠心分離機チューブが該ローターアセンブリ(304)の少なくとも1つのチューブ位置に設置されていないことの決定に応答して該遠心分離機チューブ存在チェックが満足されていないことと決定する工程、を含む上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目4)
さらに:遠心分離機チューブ(310)が上記ローターアセンブリ(304)の少なくとも1つのチューブ位置(P1−P4)に設置されていない決定に応答してバランスチェックを実施する工程;
上記自動化された遠心分離機装置(300)のバランスがとれているという決定に応答して、上記遠心分離機存在チェックが満足されていることを決定する工程;および
該自動化された遠心分離機装置のバランスがとれていないという決定に応答して、上記遠心分離機が満足されていないことを決定する工程、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
上記充填レベルチェックが:
上記遠心分離機装置(300)の上記ローターアセンブリ(304)を比較的低速度で回転する工程であって、第1のレベルまで充填され、そして上記ローターアセンブリに設置された上記遠心分離機チューブ(310)が垂直配向に対して角度をなす配向に旋回され、そして該第1のレベルより少ない第2のレベルまで充填され、そして該ローターアセンブリに設置された遠心分離機チューブが該角度をなす配向に旋回しない工程;
感知モジュール(324)を用いて上記インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、該第1のレベルまで充填された遠心分離機チューブが、該第1のレベルまで充填された遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射せず、そして該2のレベルまで充填された遠心分離機チューブが、該2のレベルまで充填された遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射する工程;
遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行する間に該レーザビームを反射しないとき、該遠心分離機チューブ(310)の1つが第1のレベルまで充填されていることを決定する工程;
遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行する間に該レーザビームを反射するとき、該遠心分離機チューブ(310)の1つが第2のレベルまで充填されていることを決定する工程;および
該遠心分離機チューブの少なくとも1つが該第2のレベルまで充填されている決定に応答して、該充填レベルチェックが満足されていないことを決定する工程、を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
上記垂直への戻りチェックが;
上記ローターアセンブリ(304)のそれぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置された上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)を上記インデックス位置まで回転する工程;
感知モジュール(324)を用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、垂直に配向された遠心分離機チューブが、該インデックス位置に位置決めされるとき該レーザビームを反射し、そして非垂直に配向された遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされるとき該レーザビームを反射しない工程;
該遠心分離機チューブ(310)の1つが、該遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされる間に該レーザビームが反射されるときに、垂直に配向された遠心分離機チューブであると決定する工程;
該遠心分離機チューブ(310)の1つが、該遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされる間に該レーザビームが反射されないときに、非垂直に配向された遠心分離機チューブであると決定する工程;および
該遠心分離機チューブの1つが非垂直に配向された遠心分離機チューブであるとの決定に応答して、垂直位置への戻りチェックが満足されていないと決定する工程を含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
(項目7)
細胞調製手順を実施するための自動化された遠心分離機装置(300)であって、以下:
複数のチューブ位置(P1−P4)に設置された複数の遠心分離機チューブ(310)を支持するように構成されたローターアセンブリ(304)であって、該複数のチューブ位置がインデックス位置(336)まで回転可能である、ローターアセンブリ;
状態チェックの間に該インデックス位置(336)をモニターするように構成された感知モジュール(324)であって、該状態チェックが、該複数の遠心分離機チューブ(310)に関する、感知モジュール;を備え、
ここで、該感知モジュール(324)によって発生される論理信号が、該状態チェックが満足されているか否かを自動的に決定するために用いられる、自動化された遠心分離機装置。
(項目8)上記ローターアセンブリ(304)が:
上記複数のチューブ位置(P1−P4)を画定するローター(308);
それぞれのチューブ位置(P1−P4)で該ローター(308)にそれぞれ取り付けられた複数のカラー(316)であって、該カラーは該ローターに対して旋回可能であり、そしてそれぞれの遠心分離機チューブ(310)を受容かつ支持するように構成された複数のカラー;および
それぞれのチューブ位置(P1−P4)で該ローター(308)上に位置決めされる複数の旋回制限器(604)であって、該旋回制限器は、該カラー(316)を該ローターアセンブリ(304)の回転の間に所定の旋回角度に制限する、旋回制限器を含む上記項目に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目9)
上記旋回制限器(604)の各々が、上記カラー(316)を上記所定の旋回角度に制限する一対の機械的停止部材(610)を含み、そして
該一対の機械的停止部材における各々の機械的停止部材が、該カラーが該ローターアセンブリ(304)の回転の間に旋回するとき、該カラー(316)の下表面と係合する面取り部を含み、該カラーの該所定の旋回角度を超える動きが制限され、ここで、特に、該所定の角度が約32゜と約40゜との間である、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目10)
上記感知モジュール(324)が、以下:
遠心分離機チューブ(310)が、細胞懸濁物が上記ローターアセンブリのチューブ位置で分与される前に上記ローターアセンブリ(304)のそれぞれの遠心分離機チューブ位置(P1−P4)に設置されたか否かを自動的に決定する遠心分離機チューブ存在チェック;
上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、該細胞懸濁物中の細胞をペレット化する前に、所定量の細胞懸濁物を含むか否かを自動的に決定する充填レベルチェック;および
上記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、細胞ペレット化の後に実質的に垂直配向に戻ったか否かを自動的に決定する垂直への戻りチェックの少なくとも1つを含むことにより、上記状態チェックをモニターするように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目11)
上記感知モジュール(324)が、上部センサ(326)および下部センサ(328)を含み;該上部センサ(326)が遠心分離機装置チューブ存在チェックを実施するように構成され;そして
該下部センサ(328)が充填レベルチェックおよび垂直への戻りチェックを実施するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目12)
上記自動化された遠心分離機装置(300)が:
上記ローターアセンブリ(304)の個々のチューブ位置(P1−P4)を上記インデックス位置(336)まで回転させること;
上記感知モジュールを用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向けることであって、上記遠心分離機装置チューブ(310)が上記インデックスチューブ位置に設置されるとき該レーザビームが反射され、そして該遠心分離機装置チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていないとき該レーザビームが反射されないこと;
該レーザビームが反射されるとき該感知モジュール(324)を用いて論理信号を発生することであって、該論理信号が、該遠心分離機チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていることを示すこととを行うように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目13)
さらに:比較的遅い速度で上記ローターアセンブリ(304)を回転するように構成された回転アクチュエータ(340)を備え、該ローターアセンブリに設置された適切に充填された遠心分離機チューブ(310)が垂直配向に対して角度をなす配向に旋回し、そして該ローターアセンブリに設置された不適切に充填された遠心分離機チューブが該角度をなす配向に旋回せず、そしてここで:
該感知モジュール(324)が上記インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向けるように構成され、適切に充填された遠心分離機装置チューブが、該適切に充填された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射せず、そして不適切に充填された遠心分離機装置チューブが、該不適切に充填された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射し;そして
該感知モジュール(324)が、該レーザビーム(332、334)が反射されるとき、論理信号を発生するように構成され、該論理信号が、上記複数の遠心分離機チューブの遠心分離機チューブの少なくとも1つが不適切に充填された遠心分離機チューブであることを示す、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目14)
さらに:上記ローターアセンブリ(304)のそれぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置された上記複数の遠心分離機装置チューブのそれぞれの遠心分離機装置チューブ(310)を上記インデックス位置(336)まで回転するように構成された回転アクチュエータ(340)を備え、
上記感知モジュール(324)が、該インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向けるように構成され、垂直に配向された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置に位置決めされとき該レーザビームを反射し、そして非垂直に配向された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置に位置決めされとき該レーザビームを反射せず;そして
該感知モジュール(324)が、該レーザビーム(332、334)が反射されるとき論理信号を発生するように構成され、該論理信号が、該複数の遠心分離機装置チューブの遠心分離機装置チューブ(310)の少なくとも1つが非垂直配向の遠心分離機チューブであることを示す、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置。
(項目15)
細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置(300)における使用のため、特に、上記項目のいずれか一項に記載の自動化された遠心分離機装置における使用、または上記項目のいずれか一項に記載の方法における使用のための遠心分離機チューブ(310、700)であって:
円筒形の上部分(704);
該円筒形の上部分に隣接する円錐形の下部分(706);および
該円錐形の下部分(706)に形成された内部ポケット(702)を備え、ここで、該内部ポケットが細胞ペレット化の間に細胞を収集し、該細胞が、ピペッターが上記遠心分離機チューブ中に挿入されるとき該ピペッターから離れて位置決めされる、遠心分離機チューブ。
(摘要)
細胞調製手順を実施するための自動化遠心分離機装置(300)が提供される。ローターアセンブリ(304)が遠心分離機チューブ(310)を支持し、これらチューブは、それぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置可能である。これらチューブ位置は、インデックス位置(336)まで回転可能である。感知モジュール(324)が、遠心分離機チューブ(310)に関する状態チェックのセットの間にインデックス位置をモニターする。感知モジュール(324)によって生成される論理信号が、状態チェックが満足されているか否かを自動的に決定するために用いられる。
細胞調製手順を実施するための自動化遠心分離機装置(300)が提供される。ローターアセンブリ(304)が遠心分離機チューブ(310)を支持し、これらチューブは、それぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置可能である。これらチューブ位置は、インデックス位置(336)まで回転可能である。感知モジュール(324)が、遠心分離機チューブ(310)に関する状態チェックのセットの間にインデックス位置をモニターする。感知モジュール(324)によって生成される論理信号が、状態チェックが満足されているか否かを自動的に決定するために用いられる。
(要約)
本発明は、請求項1、7および15にそれぞれ規定される。詳細な実施形態は、従属請求項に配置される。
本発明は、請求項1、7および15にそれぞれ規定される。詳細な実施形態は、従属請求項に配置される。
細胞調製手順の間の自動化された遠心分離機装置をモニターするための自動化された方法が提供される。状態チェックのセットが細胞調製手順の間に行われる。この状態チェックは、装置のローターアセンブリに設置された遠心分離機チューブに関連する。感知モジュールが、細胞調製手順の間の装置のインデックス位置をモニターする。次いで、それぞれの状態チェックが、インデックス位置に位置決め可能である遠心分離機チューブの状態を基に満足されるか否かが決定される。少なくとも1つの状態チェックが満足されていない決定に応答して、過失状態が示される。
実施形態では(例えば、請求項3および4を参照のこと。)、本発明の方法は、以下の工程を含むバランスチェックを提供する:自動化遠心分離機装置のローターアセンブリにゼロ、1つ、2つまたは3つの遠心分離機チューブが設置されているか否かを自動的に決定する工程;それぞれの遠心分離機チューブが設置されているローターアセンブリのチューブ位置を自動的に識別する工程;2つの遠心分離機チューブがローターアセンブリでまったく反対のチューブ位置に設置されている決定に応答して、自動化遠心分離機装置がバランスされていることを自動的に決定する工程;2つの遠心分離機チューブがローターアセンブリで隣接するチューブ位置に設置されている決定に応答して自動化遠心分離機装置のバランスがとれていないことを自動的に決定する工程;およびゼロ、1つ、または3つの遠心分離機チューブがローターアセンブリに設置されている決定に応答して自動化遠心分離機装置のバランスがとれていないことを自動的に決定する工程。
上記バランスチェックのさらなる、または代替の実施形態によれば、このバランスチェックは以下の工程を提供する:上記ローターアセンブリの1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、またはより多くのチューブ位置に遠心分離機チューブを手動により、または自動的に配置する工程;ローターアセンブリ内の利用可能なチューブ位置のどれが、チューブの不存在/存在が好ましくは感知モジュールによって決定されるインデックス位置に上記ローターアセンブリの利用可能な位置の各1つを好ましは割り当てることによって、その位置に配置された遠心分離機チューブによって実際に占領されているのかを決定する工程;および実際に検出されたチューブが上記ローターアセンブリの回転軸の周りに対称形態で位置決めされている場合に上記遠心分離機装置のバラスンがとれていると決定する工程。詳細には、または代替的に、上記チューブは、実際に位置決めされたチューブの質量の中心が、回転軸と一致または本質的に一致するように上記軸の周りに配置される。
細胞調製手順を行うための自動化された遠心分離機装置がまた、提供される。ローターアセンブリが、それぞれのチューブ位置で設置可能である遠心分離機チューブを支持する。チューブ位置は、インデックス位置に指し示され得る。感知モジュールが、遠心分離機チューブに関する状態チェックのセットの間にインデックス位置をモニターする。この感知モジュールによって発生された論理シグナルが、状態チェックが満足されるか否かを自動的に決定するために用いられる。
自動化遠心分離機装置の実施形態によれば、複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブは、以下:円筒形の上部分;上記円筒形の上部分に隣接し、そして上部テーパー状領域、このテーパー状領域の下に位置する垂直遷移領域、およびこの垂直遷移領域の位置に位置する下部テーパー状領域を含む円錐形の下部分;およびこの円錐形の下部分に形成され、そして上記垂直遷移領域と下部テーパー状領域とによって画定される内部ポケットを含み、ここで、この内部ポケットは、細胞ペレット化の間に細胞を収集し、細胞は、ピペッターが上記遠心分離機チューブ中に挿入されるとき、ピペッターから離れて位置決めされる。さらなる実施形態では、自動化遠心分離機装置または上記の方法で用いられる少なくとも1つ、またはすべての遠心分離機チューブは、以下または詳細な説明で提示されるように設計される。
細胞調製手順の間に自動化遠心分離機装置での使用のための遠心分離機チューブがさらに提供される。この遠心分離機チューブは、円筒形の上部分、この円筒形の上部分に隣接する円錐形の下部分、およびこの円錐形の下部分に形成される内部ポケットを含む。この内部ポケットは、ピペッターが遠心分離機チューブ中に挿入されるとき、細胞がピペッターから離れて位置決めされるように、細胞ペレット化の間に細胞を集める。
請求項に記載の遠心分離機チューブによれば:円錐形の下部分は、上部テーパー状領域、この上部テーパー状領域の下に位置する垂直遷移領域、およびこの垂直遷移領域の下に位置する下部テーパー状領域;この垂直遷移領域および下部テーパー状領域によって画定される内部ポケットを備え、上記テーパー遠状領域における上記遠心分離機チューブの内径は、上記垂直遷移領域に向かってテーパー状であり;そして上記内径は、上記下部テーパー状領域において、上記垂直遷移領域から下方にテーパー状となっている。
上記遠心分離機チューブの代替またはさらなる実施形態では:上記遠心分離機チューブ壁は、円筒形の上部分および円錐形の下部分を画定し;この遠心分離機チューブ壁は、上記円錐形の下部分の上部テーパー状領域で第1の厚みを、そして上記円錐形の下部分の下部テーパー状領域で第2の厚みを有し;そして、この第2の厚みは第1の厚みより薄い。
以下の詳細な説明においては、本発明の方法、装置および/またはチューブの特徴が記載され、これらの特徴は、それぞれ、または本発明または添付の請求項に記載の上記の要約された要旨の局面と任意の組み合わせで組み合わされ得る。
本発明は、添付の図面を参照することにより、より良好に理解され得る。図面中の構成要素は必ずしもスケール通りではなく、それに代わって、本発明の原理を示す際に強調がなされている。図面において、同様の参照番号は、異なる図の全体で対応する部品を指定している。
図1は、自動化高スループット電気生理学的測定システムの実施の一例の平面図である。
図2は、自動化高スループット電気生理学的測定システムのロボットピペッターヘッドの実施の一例の側面図である。
図3は、自動化高スループット電気生理学的測定システムのプレナム上に支持されたパッチプレートの例示の実施の側断面図である。
図4は、調製手順の例示の方法ステップのフローチャーである。
図5は、自動化遠心分離機装置の実施の一例の上からの斜視図である。
図6は、図5の自動化遠心分離機装置の側面図である。
図7は、チューブ状態チェック手順を含む細胞調製手順の例示の方法ステップのフローチャーである。
図8は、チューブ存在チェック手順の例示の方法ステップのフローチャーである。
図9Aは、チューブ存在チェック手順の間の自動化遠心分離機装置の実施の一例の平面図である。図9Bは、図9Aの自動化遠心分離機装置の側面図である。
図10は、チューブバランスチェック手順の例示の方法ステップのフローチャートである。
図11は、チューブ充填レベルチェック手順の例示の方法ステップのフローチャートである。
図12Aは、チューブ充填レベルチェック手順の間の自動化遠心分離機装置の実施の一例の平面図である。図12Bは、図12Aの自動化遠心分離機装置の側面図である。
図13は、垂直へのチューブ戻りチェック手順の間の例示の方法ステップのフローチャートである。
図14Aは、垂直へのチューブ戻りチェック手順の間の自動化遠心分離機装置の実施の一例の平面図である。図14Bは、図14Aの自動化遠心分離機装置の側面図である。
図15Aは、ローターアセンブリの実施の一例の上からの斜視図である。図15Bは、図15Aのローターアセンブリの別の上からの斜視図である。
図16は、ポケットのある遠心分離機チューブの実施の一例の前部の断面図である。
図17は、図16の遠心分離機チューブの一部分の拡大した前部の断面図である。
図18は、ポケットのある遠心分離機チューブの実施の一例のポケットの上からの斜視断面図である。
(詳細な説明)
自動化高スループット電気生理学的測定システムにおける使用のための細胞および細胞の溶液の自動化された調製のための装置、デバイス、および方法が提供される。自動化遠心分離機装置は、自動化細胞調製手順の間に細胞濃縮物を調製する。この自動化遠心分離機装置は、自動化高スループット電気生理学的測定システムの構成要素であり得、それによって、このシステムによって実行されるアッセイのための細胞濃縮物の自動化されたデッキ上(on-deck)の調製を可能にする。
自動化高スループット電気生理学的測定システムにおける使用のための細胞および細胞の溶液の自動化された調製のための装置、デバイス、および方法が提供される。自動化遠心分離機装置は、自動化細胞調製手順の間に細胞濃縮物を調製する。この自動化遠心分離機装置は、自動化高スループット電気生理学的測定システムの構成要素であり得、それによって、このシステムによって実行されるアッセイのための細胞濃縮物の自動化されたデッキ上(on-deck)の調製を可能にする。
この自動化された遠心分離機装置は、細胞濃縮物の調製に用いられる遠心分離機チューブに関する状態チェックを実行するために利用される感知モジュールを含み得る。この感知モジュールは、チューブの存在または不在、チューブの充填状態、およびチューブの相対的な垂直配向を自動的に決定するために細胞調製手順の間に利用され得る。
ポケットのある遠心分離機チューブが、媒体がチューブから吸引され、そしてチューブ中に分配されるとき、細胞を損傷すること、または細胞を分解することを最小にするために、細胞調製手順の間に利用され得る。この自動化遠心分離機装置はまた、システムのプロセスデッキにおける装置の設置面積(footprint)を最小にするために、細胞調製プロセスの間のチューブの旋回角度を束縛し得る。この自動化遠心分離機装置に関するこれら局面およびその他の局面は、以下にさらに詳細に論議される。
図1を参照して、自動化高スループット電気生理学的測定システム100の実施の一例が平面図で示される。この例におけるシステム100は、複数サンプル(例えば、サンプルの二次元グリッドまたはアレイ)に対する同時測定を行うように構成されている。この高スループット電気生理学的測定システムは、測定プラットホーム102を含み得、これはまたプロセスデッキ102とも称される。このプロセスデッキ102は、システム100の種々の構成要素を支持し得、そしてこの測定システム100のいくつか、またはすべての構成要素の所望の空間的配列を支持または維持するためにほぼ平面状の表面を備え得る。
このシステムは、アッセイの間にシステム100の操作を制御する制御モジュール104を含み得る。この制御モジュール104は、例えば、外部マイクロコンピュータ、ディスプレイデバイス、およびソフトウェアユーザインターフェースを含み得る。この制御モジュール104はまた、運動制御、流体工学的制御、および電気的データ記録を含むシステム100のリアルタイムの機能的局面を制御するために、外部マイクロコンピュータにインターフェースされるマイクロコントローラを含み得る。
このシステム100はまた、システム100の構成要素を制御し、電気生理学的測定を実施し、そしてパッチクランプアッセイの間に獲得されたデータをデジタル化するパッチエンジンを含み得る。この例では、パッチエンジンは、プレナム106、電極プレート108、およびデータ獲得エンジンを含む。これらの構成要素は、以下でさらに詳細に論議される。
このシステム100は、種々の機能を実行するために構成された複数のステーションまたはモジュールを含み得る。例示される例では、このシステム100は、7つのステーション:チップラックステーション110;外部緩衝ステーション112;第1の化合物ステーション114;分析ステーション116;洗浄ステーション118;第2の化合物ステーション120;および細胞ステーション122を含む。このシステム100が、まさに上記した機能とは異なる機能を提供するステーションを含む、より多く、またはより少ないステーションを含み得ることが理解される。
この例では、これらステーションの各々は、SBS−標準384ウェルマイクロタイタープレート(Society for Biomolecular Sciences)を受容するような形状である。換言すれば、この例では、これらのステーションは、SBS−標準384ウェルマイクロプレートフットプリントを有するとして記載され得る。アッセイのステップは、プロセスデッキ102で行われ、そしてロボットピペッターヘッドが、流体を、外部緩衝ステーション112、細胞ステーション122、ならびに化合物ステーション114および120から、分析ステーション116にある測定基板に送達する。このロボットヘッドは、図2を参照して以下にさらに論議される。
測定基板はパッチプレートと称され得、そしてその周りに、対応するサンプル(例えば、細胞または細胞膜)が分析のために位置決め、またはシールされる複数の穴または孔を含み得る。この例においては、パッチプレートは、SBS−標準384ウェルマイクロプレートである。従って、この例におけるパッチプレートは、細胞、外部緩衝液、および生物学的スクリーニング化合物を保持するための384のそれぞれのウェルを含む。この例においては、パッチプレートの384のウェルは、16の列(A−Pで識別される)および24の縦列(1−24)のグリッドで配列され得る。このパッチプレートのウェルは、下部表面を通って形成された1つ以上の孔を含み得る。各孔は、例えば、約2マイクロメートル(μm)の直径を有し得る。ウェルあたり1つの孔を有するパッチプレートは、単一穴プレートと称され得る。ウェルあたり複数の孔(例えば、64孔のアレイ)を有するパッチプレートは、集団パッチクランプ(PPC)プレートと称され得る。このパッチプレートは、アッセイの間に分析ステーションに、および分析ステーションから移動され得る。このパッチプレートは、図3を参照して以下にさらに詳細に論議される。
チップラックステーション110は、ピペッターチップが予備装填され得るトレイを保持する。ロボットピペッターヘッドは、チップラックステーション110の方に向けられてより低くなり、アッセイの開始時にピペッターチップを装填する。このピペッターチップは、アッセイのために指示された特定方法に依存して、外部緩衝溶液、化合物、および細胞を、所定のアッセイの間に適切な回数で吸引および分与するために利用され得る。
外部緩衝ステーション112はまた、入力ステーションとも称され得、そして外部緩衝溶液を保持する外部緩衝ボートを含み得る。いくつかの例の実施では、蠕動ポンプおよび減圧支援廃棄ボトルが選択的に採用されて外部緩衝ステーション112を自動的に充填かつ排液する。この外部緩衝ボートは、アッセイの開始前に外部緩衝溶液で充填され得る。この外部緩衝溶液は、細胞外溶液を模倣する塩または塩の混合物(例えば、低濃度のカリウムを含む溶液)を含む生理学的塩溶液であり得る。ロボットピペッターヘッドは、外部緩衝ステーション112から外部緩衝溶液を吸引し、この外部緩衝溶液を分析ステーション116に輸送し、そしてこの緩衝溶液をパッチプレートのウェル中に分与し得る。
第1および第2の化合物ステーション114および120はまた、入力ステーションとも称され、そして、アッセイの間に利用され得る生物学的スクリーニング化合物またはその他のタイプの試薬を保持する。SBS−標準384ウェル化合物プレート(例えば、ハマイクロプレート)は、生物学的スクリーニング化合物を保持し得、そして上記第1または第2の化合物ステーション114または120にある設置面積内にある。ロボットピペッターヘッドは、同様に、化合物ステーション114または120から化合物を吸引し、化合物を分析ステーション116に輸送し、そして化合物をパッチプレートのウェル中に分与し得る。
分析ステーション116は、パッチエンジンのプレナム106を含み、そしてアッセイの間パッチプレートを支持する。プレナム106はリザーバ126を含み、そして内部緩衝溶液が、アッセイの間に下からこのプレナムリザーバ126中に、かつそれからポンプ輸送され得る。内部緩衝溶液は、生存細胞の内部細胞質を模倣する塩または塩の混合物を含む塩溶液(例えば、高濃度のカリウムを含む溶液)であり得る。パッチプレートはプレナム106上に静止し、そしてプレナム106の周を取り囲むo−リング128は、パッチプレートとプレナムリザーバ126との間に気密シールを作製する。小さな負(差動的)の圧力が導入され、これは、ウェル中にある細胞(または細胞膜)をウェルの底にある孔に向かって引く。この差動的な圧力は、それ故、当業者に認識されるように、細胞(または細胞膜)とウェルの底との間に高い抵抗の電気的シールを形成する。
電極プレート108は、電子工学的ヘッドとも称され、そしてパッチプレートにおいて細胞サンプルに対する電気生理学的測定を実施するために用いられる。電気生理学的測定は、パッチプレートのウェル中の孔を横切る電気的回路を形成することにより実施され得る。電気的回路は、パッチプレートの膜の対向する側に電極を位置決めすることにより形成され得る。例えば、感知電極が膜の上の位置決めされ得、そして接地電極が膜の下に位置決めされ得る。従って、この例では、プレナム106は、プレナムリザーバ126の頂部に位置決めされる4つの接地電極130を含み得、そして、この例では、電極プレート108は、パッチプレートおよびプレナムの頂部に適合するフレーム中に収容される感知電極132のアレイを含み得る。電極プレート108は、図2および図3を参照して以下にさらに詳細に論議される。
電極プレート108の感知電極132の配列は、パッチプレートのウェルの配列に対応し得、各感知電極132は、パッチプレートのそれぞれのウェルで電気生理学的測定を実施し得る。従って、この例では、電極プレート108は、384の感知電極132のアレイを含み得る。各感知電極132は、1つの電子チャネルに対応する。従って、この例では、384の感知電極132は、384の電子チャネルに対応する。
電極132は、例えば、銀または銀で被覆されたピン(例えば、Ag/AgCl)であり得る。回路を完成するために、適切な電解質(例えば、塩)溶液がパッチプレートのウェルおよびプレナムリザーバ126に添加され得る。例えば、外部緩衝溶液および内部緩衝溶液は、感知電極132および接地電極130が電気的活性をモニターすることを可能にするために塩素イオンを含み得る。
電極プレート108は、アッセイの間にプレナム106にクランプされ得、感知電極132がパッチプレートのそれぞれのウェル中に受容される。電極プレート108は、その上部表面を通って形成された孔を含み得、ピペッターチップへのアクセスを提供する。このようにして、電極プレート108は、パッチプレートウェルへの化合物の添加を可能にし、その一方、同時にウェル中のイオン電流を測定する。図3を参照して以下にさらに詳細に論議されるように、感知電極132および接地電極130は測定電子部品に連結されてもよく、電気生理学的測定に関連するデータを得る。
洗浄ステーション118は種々の構成要素を受容し得、アッセイの後で、これら構成要素をきれいにする。この例では、洗浄ステーション118は、洗浄手順のために、ピペッターチップおよび電極プレートの電極ピンを収容するリザーバを含む。従って、この例では、洗浄ステーション118は、ピペッターチップおよび電極ピンの寸法に一致する入力ポートのマニホールドを含み得る。流体取扱いシステム(図示はされていない)は、洗浄ステーション118を通って洗浄溶液をポンプ輸送し得、この洗浄溶液は、プロセスデッキ102の下の箱入り大型ガラス瓶(carboy)(図示はされていない)中に注がれる。洗浄ステーション118はまた、使用されていないとき、電極プレートのための静止位置として供され得る。ロボットピペッターヘッドは、洗浄ステーション118で電極プレート108をピックアップし得、そしてアッセイの間に電極プレート108を分析ステーション116に輸送し得る。ロボットピペッターヘッドは、次いで、電極プレート108を、アッセイの終わりで洗浄ステーション118にあるその静止位置に戻し得る。
細胞ステーション122はまた、入力ステーションとも称され得、そしてアッセイで用いられる細胞(またはその他の生物学的サンプル)を保持する細胞ボートを含む。細胞は、細胞ボートに存在しながら、外部緩衝溶液中に分散され得る。ロボットピペッターヘッドは、同様に、細胞ステーション122から細胞を吸引し、細胞を分析ステーション116に輸送し、そしてパッチプレートのウェル中に細胞を分与し得る。
図2を参照して、高スループット電気生理学的測定システム100のためのロボットピペッターヘッド150の実施の例が側面図で示される。このロボットピペッターヘッド150はまた、流体工学的ヘッドまたは複数チャネル分与ヘッドとも称され得る。このロボットピペッターヘッド150は、流体、細胞溶液、および化合物をパッチプレートのウェル中に添加し、除去し、置換し、または移すために用いられ得る。この例では、ロボットピペッターヘッド150は、流体を、細胞ステーション122、外部緩衝ステーション112、および化合物ステーション114および120から、分析ステーション116に輸送するために利用されるピペッターチップを保持し得る。ピペッターチップは、アッセイプロトコルに従って、流体を正確な量で吸引または分与する。
ロボットピペッターヘッド150は、ロボットピペッターヘッド150をプロセスデッキのステーション間で移動するための三次元の機械的構台(gantry)システム152に連結され得る。制御モジュール104は、この機械的構台システム152と通信し得、アッセイの間、ロボットピペッターヘッド150の移動を制御する。
アッセイの開始のときに、ロボットピペッターヘッド150は、チップラックステーション110に移動し得、そしてピペッターチップを装填する。ロボットピペッターヘッド150はまた、電極プレート108のための輸送機構としても供される。従って、ロボットピペッターヘッド150は、例えば、電極プレート108を保持する電極プレート輸送クリップ154を含み得る。このロボットピペッターヘッド150は、電極プレート108を洗浄ステーション118にあるその静止位置から装填し得、そしてそれを分析ステーション116に輸送し、そこで、それは、アッセイの間にプレナム106にクランプする。アッセイの終わりに、ロボットピペッターヘッド150は、分析ステーション116から電極プレート108を装填し得、そしてそれを洗浄ステーション118に輸送して戻す。
ここで、図3を参照して、高スループット電気生理学的測定システム100のプレナム106によって支持されるパッチプレート160の例示の実行が示される。このパッチプレート160は、上記で論議されたように、複数のウェル162(例えば、384個のウェル)を含み得る。パッチプレート160の2つのウェル162が、図3に例示の目的で示される。各ウェル162は、ウェル壁164によって区画され、そしてパッチプレート160の底166によって境される。さらに、図3の例示のパッチプレート160中のウェル162は、各々がパッチプレート160の底166を通って形成された孔168を含む。それぞれのウェル162中の細胞170は、上記で論議されたように、差動的圧力によりパッチプレート160の底166にシールされ得る。
パッチプレート160のウェル162は外部緩衝溶液172で充填され得、そしてパッチプレート160の下に位置するプレナム106のプレナムリザーバ126は、内部緩衝溶液174で充填され得る。感知電極132は、パッチプレート160のそれぞれのウェル162中に位置決めされ得、当業者によって認識されるように、細胞170のイオンチャネル176の活性のような、アッセイの間にウェル162中で起こる電気的活性を測定する。プレナム106の接地電極130は、パッチプレート160のそれぞれの孔138を横切る電気的回路を完成する。
電極プレート108の感知電極132および接地電極130は、例えば、プログラム可能な電圧供給源(図示はされていない)、増幅器182およびアナログ−デジタルコンバータ(ADC)184のような、測定電子機器180を経由して、データ獲得エンジン178と通信し得る。図3に示される例で見られるように、感知電極132および接地電極130は、増幅器182と信号通信しており、増幅器はADC184と信号通信しており、ADCは次にデータ獲得エンジン178と信号通信している。増幅器182は、感知電極132上で測定された電流を、アナログ電圧信号に変換する、高ゲイン、低ノイズのトランス−インピーダンス増幅器であり得る。ADC184は、増幅器182からのこのアナログ電圧信号をデジタル電圧測定値に変換し得る。データ獲得エンジン178は、それ故、コンピュータメモリ中に、感知電極チャネルのためのこのデジタル電圧測定値を記録し得る。
図4を参照して、細胞調製手順の例示のステップのフローチャート200が示される。自動化高スループット電気生理学的測定システムによって実行されるアッセイにおける使用のための細胞を調製するために、オペレータは、遠心分離機チューブ、細胞収集チューブ、緩衝チューブ、および開始混合物を細胞取扱いユニットに設置することにより細胞取扱いユニットをセットアップし得る。開始混合物は、例えば、媒体(例えば、血清、緩衝溶液、抗生物質など)中に懸濁された細胞を含む細胞懸濁物であり得る。オペレータは、細胞取扱いユニットの細胞小屋(cabana)中に比較的低密度の細胞供給物を装填し得る。
この細胞取扱いユニットは、細胞ピペッター(図17)を含み得る。この細胞ピペッターは、プロセスデッキの上で、かつ細胞ステーション近傍に位置決めされ得るロボットピペッティングユニットである。細胞ピペッターは、アッセイの間の使用のために細胞ステーションの細胞ボートに最終の混合物を送達する。この最後の混合物は、例えば、最後の細胞懸濁物であり得る。
一旦、遠心分離機チューブが設置されると、細胞ピペッターは、細胞小屋からチューブに比較的低密度の細胞供給物を添加する(ステップ204)。細胞取扱いユニットは、次いで、細胞をペレット化する(ステップ206)。細胞ペレット化の後、細胞ピペッターは、チューブから上清液(例えば、媒体、細胞残渣など)を除去し、そしてチューブに緩衝溶液を添加する(ステップ210)。細胞取扱いユニットは、次いで、チューブの内容物を混合し、緩衝溶液中にペレット化細胞を再懸濁する。すなわち、ペレット化細胞を砕き(ステップ212)、比較的高密度の細胞の溶液を得る。細胞取扱いユニットは、ペレット化細胞を緩衝溶液中に再懸濁するために複数の混合サイクルを実施し得る。従って、さらなるり混合サイクルが実施されるべき場合、細胞取扱いユニットは、ステップ212を繰り替えし得、チューブの内容物をさらに混合する。
さらに、細胞取扱いユニットは、複数のチューブにおいて細胞懸濁物を調製し得る。従って、さらなるチューブがチューブ内容物の再懸濁のために残っている場合(ステップ216)、そのときは、この細胞取扱いユニットは次のチューブに指標付け得(ステップ218)、そして次のチューブから上清液を除去し、緩衝溶液を添加し、そして緩衝溶液中にペレット化細胞を再懸濁するためにステップ208−214を繰り返す。
チューブ内容物の再懸濁のためのチューブがもはや残っていない場合(ステップ216)、そのときは、細胞ピペッターはチューブから比較的高密度の細胞溶液を吸引し得(ステップ220)、そして細胞溶液を細胞収集チューブ中に分与する(ステップ224)。さらなるチューブが吸引のために残っている場合(ステップ224)、そのときは、細胞取扱いユニットは、次のチューブに指標を付けし得(ステップ226)、そしてステップ220−224を繰り返し、比較的高密度の細胞溶液をチューブから細胞収集チューブに移す。
吸引されるべきチューブがもはや残らない場合(ステップ224)、そのときは、細胞取扱いユニットは、細胞収集チューブの内容物を、プロセスデッキにある細胞ステーションの細胞ボート中に分与し得る(ステップ228)。一旦、細胞取扱いユニットが、細胞収集チューブの内容物を細胞ボート中に分与すると、細胞取扱いユニットは、緩衝溶液でチューブを繰り返しすすぐことにより遠心分離チューブをきれいにし得る(ステップ230)。緩衝溶液でチューブをすすぐために、細胞取扱いユニットは、チューブに緩衝溶液を注ぎ得、そしてチューブから緩衝溶液を吸引する。細胞取扱いユニットは、吸引された緩衝溶液を、すすぎサイクル間に廃棄液(spit)溜め(sink)中に分与し得る。細胞取扱いユニットはまた、緩衝溶液で細胞収集チューブを繰り返しすすぐことによって同様の様式で細胞収集チューブをきれいにする(ステップ232)。遠心分離機チューブのように、細胞取扱いユニットは、繰り返し、細胞収集チューブに緩衝溶液を注ぎ、細胞収集チューブから緩衝溶液を吸引し、そして吸引された緩衝溶液を液溜め中に分与する。
このようにして、細胞取扱いユニットは、自動化高スループット電気生理学的測定システムによって実施されるべき複数アッセイのための細胞を調製し得る。(ステップ234)のための細胞を調製するためのさらなるアッセイが残っている場合、そのときは、細胞取扱いユニットは、さらなるアッセイのための細胞を調製するために、ステップ204−232を繰り返し得る。
上記で述べたように、この細胞調製手順は自動化され得る。しかし、自動化細胞調製手順は、細胞取扱いユニットが適正にセットアップされていない場合には失敗し得る。失われた、または誤整列された遠心分離機チューブ、バランスのとれていない遠心分離機、または不十分な量の細胞懸濁物は、細胞調製手順またはアッセイの成功した終了を危うくし得る。
自動化遠心分離機装置は、細胞調製手順の間に一連のチューブ状態チェックを実行することによってこれらのリスクを緩和する。図5を参照して、自動化遠心分離機装置300の実施の例が、上からの斜視図で示される。この自動化遠心分離機装置300は、取り付けフレーム、例えば、自動化高スループット測定システム(図1中の100)のプロセスデッキ(図1中の102)上に取り付けられ得る。この例では、自動化遠心分離機装置300は、スピンドル306頂部に取り付けられるローターアセンブリ304を含む。この例では、ローターアセンブリ304は、遠心分離機チューブ310を支持するローター308を含み、チューブ310は、ローターアセンブリ304が中央軸のまわりでスピンするとき、ローターアセンブリ304に対して外向きに旋回し得る。スピンハウジング312は、取り付けフレーム302に取り付けられ、そしてローターアセンブリ304および遠心分離機チューブ310を取り囲み、それによって、スピン領域314を画定し得る。この例では、スピンハウジング312は、遠心分離機チューブ310およびローターアセンブリ304を取り囲む垂直の円筒壁である。この例におけるスピンハウジング312はまた、過剰に充填された遠心分離機チューブ310からの任意の溢れ物またはスプレーを含むための、はね返し保護として機能し得る。
この例では、ローターアセンブリ304のローター308は、ローター308の周辺の周りの4つのそれぞれのチューブ位置で4つの遠心分離機チューブ310を支持する。この例では、各チューブ位置において、カラー窪み(図15A)が、遠心分離機チューブ310を保持するカラー316を受容するために、ローター308中に形成される。一対の旋回ピン318が、ローター308のそれぞれのカラー窪み中にカラー316の各々をそれぞれ固定する。この例では、カラー316は環状のリングであり、これを通って遠心分離機チューブ310が挿入され得る。従って、このカラー窪みは、カラー316を受容するための形状である。この例では、カラー窪みは、カラー316の環状形状を受容するための半球形形状を有する。
遠心分離機チューブ310の頂部を取り囲むリム320は、カラー316の上部表面上に静止し得る。このようにして、カラー316は、遠心分離機チューブ310をローター308に固定する。この例では、ローターアセンブリ304が4つの遠心分離機チューブ310を支持するとき、図5に例として示されるローターアセンブリ304は、従って、一対の旋回ピン318を経由して窪み中にそれぞれ支持されている4つのカラー316のそれぞれの受容のための4つのカラー窪みを含み、それ故、旋回ピンは、合計して8つの旋回ピンである。ローター308が4つより多いか、または少ない遠心分離機チューブ310を支持するように構成され得ることが理解される。
さらに、遠心分離機チューブ310は、ローターアセンブリ304が中央軸の周りで回転されるとき、カラー316と組み合わされて旋回ピン318の周りで旋回し得る。ローター308のカラー窪みは、カラー316とチューブ310とがカラー窪み中で旋回することを許容するようなサイズである。自動化遠心分離機装置300は、ローターアセンブリ304を比較的速い速度で回転することにより、遠心分離機チューブ310に含まれる細胞をペレット化し得る。遠心分離力は、チューブ310の下端部322をローターアセンブリ304から遠ざかる外方に引く。遠心分離力はまた、チューブ310内の細胞をチューブ310の下端部322に向かって引き、そこで、それらは、ペレットと称され得る細胞の塊に一緒に集まり得る。
自動化遠心分離機装置300はまた、細胞調製手順の間にローターアセンブリ304中に支持されたチューブ310の状態をモニターするセンサモジュール324を含む。この例におけるセンサモジュールは、2つのセンサ326および328を含む。図5に見られるように、センサモジュール324は、上部センサ326および上部センサ326の直接下に位置される下部センサ328を含み得る。これらセンサ326および328は、例えば、光学的センサであり得、そしてスピンハウジング312内の遠心分離機チューブ310の状態をモニターするように構成されている。光学的センサ326および328は、取り付けフレーム302または取り付けフレーム302に取り付けられている垂直取り付け壁330に取り付けられ得る。図5に例として示されるように、上部光学的センサ326は垂直取り付け壁330に取り付けられ、そして下部光学的センサ328は取り付けフレーム302に取り付けられる。
この例では、各光学的センサ326および328は、それぞれのレーザビーム332および334をスピン領域314に向け、遠心分離機チューブ310の状態をモニターする。従って、この例では、取り付け壁330およびスピンハウジング312は、センサ326および328からのレーザビーム332および334がスピン領域314に入ることを許容するために透明である。回転アクチュエータ(図6)は、回転アセンブリ304を回転し得、ローター308上のチューブ位置(図9A)を、スピン領域314内のインデックス位置336まで回転させる。インデックス位置336(即ち、インデックス位置336に位置決めされる)まで回転されたローター308のチューブ位置は、チューブインデックス位置と称される。遠心分離機チューブ310がチューブインデックス位置に設置されるとき、すなわち、遠心分離機チューブ310がインデックス位置336に位置されるとき、この遠心分離機チューブ310は、同様に、チューブインデックス位置にある遠心分離機チューブと称され得る。遠心分離機チューブ310は、各レーザビーム332および334の経路中に位置されるインデックス位置まで回転され得る。種々のチューブ状態のための測定値は、それ故、このインデックス位置336でとられ得る。
図5に見られるように、この例では、上部光学的センサ326は、下部光学的センサ328の直接上に位置決めされる。従って、この上部光学的センサ326は、上部レーザビーム332を、インデックス位置336に位置する遠心分離機チューブ310の上端部338に向かって方向付け得、そして下部光学的センサ328は、下部レーザビーム334を、インデックス位置336に位置するチューブ310の下端部322に向かって方向づけ得る。
これら光学的センサ326および328は、例えば、インデックス位置336でそれぞれのレーザビーム332および334を検出し、そして受容される任意の反射をモニターすることにより、インデックス位置336におけるチューブ336におけるチューブ310を検出する反射レーザセンサであり得る。この例では、レーザビーム332および334は、660ナノメートル(nm)あたりの波長を有し得る。レーザビーム332および334が、それぞれの反射を受容した場合、そのときは、光学的センサ326および328は、チューブ310がインデックス位置336で検出されたことを示す信号を発生し得る。反射レーザセンサ326および328は、レーザ光供給源(例えば、レーザダイオード)をそれぞれ含み得、それぞれのレーザビーム332および334を発生し、そしてそれぞれの画像センサ(例えば、CMOS画像センサ)は任意の反射を受容する。センサモジュール324の光学的センサ326および328は、インデックス位置336から離れた作動距離(すなわち、作業距離)に位置決めされ得る。作動距離は35mm〜100mmであり得、そしていくつかの実施においては、55mmほどであり得る。作動距離は、光学的センサ326および328に対向して位置されるスピンハウジング312の一部が、スピンハウジング312から離れるレーザビーム332および334の反射が、光学的センサ326および328に戻り、そしてこれらを誘発することを防ぐように、光学的センサ326および328の作動距離を超えて位置決めされる。自動化遠心分離機装置300のローターアセンブリ304中の遠心分離機チューブ310の状態をモニターするために適切な光学的センサ326および328は、日本国、大阪にあるKeyence Corporationから、例えば、パーツ番号LR−ZB100Nとして入手可能であり得る。ここで図6を参照して、図5の自動化遠心分離機装置300の例示の実施が、側面図で示される。図6に見られるように、ローターアセンブリ304は、取り付けフレーム302を通る開口部342を経由して回転アクチュエータ340に連結されている。アクチュエータハウジング344は、回転アクチュエータ340を取り付けフレーム302に取り付け得る。回転アクチュエータ340は、上記で論議されたように、ローターアセンブリ304の中央軸の周りの回転を駆動するためのモータ346を含み得る。適切な回転アクチュエータ340は、Fall RiverのMaxon Precision Motors,Inc.から、パーツ番号312336として入手可能である。
回転アクチュエータ340は、回転アクチュエータ340のモータ346を制御する制御モジュール104に連結され得る。このようにして、制御モジュール104は、遠心分離機チューブ310の回転速度を制御し得る。センサモジュール324の光学的センサ326および328がまた、制御モジュール104に連結され得る。従って、光学的センサ326および328は、チューブ状態チェックの間に制御モジュール104にデジタル論理信号を通信し得る。さらに以下で論議されるように、制御モジュール104は、センサモジュール324からの信号の受信に応答して種々のアクションを実施し得る。この例における制御モジュール104は、図1を参照して上記で論議された制御モジュール104であり得る。
ここで図7を参照して、チューブ状態チェック手順を含む細胞調製方法のための例示の-方法ステップのフローチャート400が示される。このチューブ状態チェックは、遠心分離機チューブが、細胞調製プロセスのために存在し、充填され、そして自由にスイングしていることを確実にする。この例では、自動化遠心分離機装置の感知モジュールが、チューブ状態チェックが満たされているか否かを決定するために、自動化遠心分離機装置中の遠心分離機チューブの位置をモニターする。
オペレータは、自動化遠心分離機装置をセットアップし、そして図4を参照して上記で論議されたように、細胞調製手順(ステップ402)を開始し得る。一旦、細胞調製手順が開始されると、自動化遠心分離機装置は状態チェック手順(ステップ404)を開始し得る。この例では、自動化遠心分離機装置は、最初に、ローターアセンブリのローター上の各チューブ位置にチューブが設置されているか否かを決定するためにチューブ存在チェック(ステップ406)を実施する。このチューブ存在チェックは、ローターにおける空きのチューブ位置に細胞溶液を送達することに対して保護する。
チューブ存在チェックに続き、この例における自動化遠心分離機装置は、遠心分離機バランスチェックを実施する(ステップ408)。遠心分離機チューブがローターアセンブリからなくなっている場合(例えば、ゼロ、1つ、または3つのチューブがローターアセンブリのローター中に取り付けられている場合)、遠心分離機は、ローターアセンブリおよびチューブが回転されるときアンバランスになり得る。以下でさらに論議されるように、ローターアセンブリは、2つのみの遠心分離機チューブを含み得るが、これらチューブは、バランスのとれた遠心分離を達成するために、ローターアセンブリのローター中に互いに対向して(すなわち、互いに対して180度)位置決めされるべきである。この遠心分離機バランスチェックは、バランスのとれた遠心分離を確実にするために、ローターアセンブリのローターが2つの遠心分離機チューブのみを含む場合、この2つの遠心分離機チューブが全く反対のチューブ位置に位置決めされているかことを確実にする。2つの遠心分離機チューブが、隣接するチューブ位置でローターアセンブリに設置されている場合、自動化遠心分離機装置は、この例ではバランスがとれていないと考えられる。バランスのとれた遠心分離を維持することは、遠心分離機の寿命を有利に改善し得る。
バランスチェックの後、この例では、自動化遠心分離機装置は、遠心分離機チューブを充填し得(ステップ410)、そして、これらチューブが十分な量の細胞の溶液を含むか否かを決定するために比較的低速度でこれらチューブを回転することにより、充填レベルチェック(ステップ412)を実施する。この充填レベルチェックは、適切な量の細胞溶液が処理され、その結果、不十分な細胞溶液を有することにより、そして細胞数が少なすぎるためにアッセイが防げられることがないことを確実にする。
充填レベルチェックの後、この例では、自動化遠心分離機装置は、上記で論議されたように比較的高速度でチューブを回転することにより細胞をペレット化する(ステップ414)。比較的高速度で遠心分離機チューブを回転することは、遠心分離機チューブを、回転の間にローターアセンブリから離して旋回させる。回転の間に、チューブは旋回ピンの周りで旋回し、垂直配向から、ローターアセンブリに対して角度をなす配向に移動する。用語「垂直配向」はまた、垂直に近い(または実質的に垂直)ことをいうことが理解される。遠心分離機チューブの回転が遅くなり停止するにつれて、チューブがローターアセンブリに向かって旋回して戻り、垂直配向に戻る。細胞ピペッター(図17)が遠心分離機チューブから上清液を吸引するために、これらチューブは、細胞ピペッターを受容するために垂直位置に配向されるべきである。
いくつかの状況では、遠心分離機チューブは、細胞ペレット化の後に、角度をなす配向のままであり得る。換言すれば、遠心分離機チューブは、細胞ペレット化の後に、垂直または垂直に近い配向に戻らないかも知れず、そして細胞ピペッターを受容するためには適正に配向されていないかも知れない。従って、この例では、自動化遠心分離機装置は、細胞ペレット化の後、各チューブが垂直または垂直に近い位置に戻ったか否かを決定するために垂直チェック(ステップ416)への戻りを実施する。
垂直に戻らない遠心分離機チューブは、ローターアセンブリを、特に、カラーおよびチューブのピボットピンを掃除する必要性を示し得る。さらに、垂直に戻らない遠心分離機はまた、チューブが、細胞ペレット化の間に、角度をなす配向に向かって旋回することに代わって、細胞の乏しいペレット化を生じ得る、垂直配向のままであるリスクにあることを示し得る。
自動化遠心分離機装置が、遠心分離機チューブの各々が首尾良く垂直配向に戻ったことを決定する場合、これらチューブは、上清液を吸引するために(ステップ418)細胞ピペッターを信頼性よく受容し得る。一旦、上清液がチューブから吸引されると、緩衝液がチューブに添加され得(ステップ420)、そしてペレット化された細胞は、緩衝液に再懸濁され得る(ステップ422)。一旦、細胞が緩衝液中に再懸濁されると、細胞の溶液がチューブから吸引され得る(ステップ424)。
ここで図8を参照して、チューブ存在チェック手順の例示の方法ステップのフローチャート450が示される。このチューブ存在チェックは、細胞取扱いユニットがローターアセンブリのチューブ位置に細胞の溶液を分与する前に、オペレータが自動化遠心分離機装置のローターアセンブリに遠心分離機チューブを設置したか否かを決定する。このチューブ存在チェックは、チューブ存在チェックの間に自動化遠心分離機装置300の操作を示す図9Aおよび9Bをさらに参照して論議される。チューブ存在チェック(ステップ452)の開始の後、自動化遠心分離機装置300は、第1のチューブ350をインデックス位置336まで回転する(ステップ454)。上記のように、インデックス位置336まで回転された遠心分離機チューブは、チューブインデックス位置にある遠心分離機チューブと称され得る。自動化遠心分離機装置300は、回転アクチュエータ(図6中の340)を起動することによりチューブ310および350を回転することができ、そして回転アクチュエータ340のモータ(図6中の346)がローターアセンブリ304のローター308を回転し、図9Aおよび9Bに例示によって示されるように、インデックス位置336に第1のチューブ350を置く。
この例では、ローターアセンブリ304のローター308は、上記のように4つのチューブ位置を含む。図9A中の自動化遠心分離機装置300の平面図に見られるように、この例では、ローター308の4つのチューブ位置は、ローター308の4つの辺にそれぞれ位置するとして記載され得る。この例では、ローター308のチューブ位置は、チューブ位置P1、チューブ位置P2、チューブ位置P3、およびチューブ位置P4として識別される。図9Aに例によって示されるように、チューブ位置P1は、現在のインデックス位置のチューブ位置であり、そしてチューブ位置P1に位置する遠心分離機チューブ350は、現在インデックス位置にある遠心分離機チューブである。
第1のチューブ350がインデックス位置336にあって、センサモジュール324の光学的センサ326および328の1つ(例えば、上部光学的センサ326)が、インデックス位置336にレーザビーム332を向ける(ステップ456)。この例では、センサモジュール324の上部光学的センサ326が、チューブ存在チェックの間に用いられる。従って、上部光学的センサ326は、インデックス位置336にレーザビーム332を方向付け、遠心分離機チューブがインデックス位置に存在するか否かを決定し得る。遠心分離機チューブがインデックス位置336に存在する場合、光学的センサ326および328の1つ(この例では上部光学的センサ326)は、測定フィードバックを得ることができる(ステップ458)。図9Aおよび9Bに見られるように、インデックス位置にあるチューブ350は、インデックス位置P1に存在する。上記のように、光学的センサ326および328は反射レーザセンサであり得、そして図9Aおよび9Bに見られるように、インデックス位置336に位置する割り当てられた遠心分離機チューブ350は、上部光学的センサ326からのレーザビーム332の経路に位置される。この例では、遠心分離機チューブ350はインデックス位置にあるチューブ位置P1に存在するので、インデックス位置336に向けられたレーザビーム332は、チューブ350から反射して上部光学的センサ326に戻る。
2つのセンサ326および328を有するセンサモジュール324が、図9Aおよび9Bに例示によって示されてはいるが、チューブ存在チェックを実施するために1つのセンサを有するセンサモジュールが選択的に採用され得ることが理解される。現在の例では、センサモジュール324の上部光学的センサ326を採用して、レーザビーム332をインデックス位置336に向け、上部光学的センサ326からのレーザビーム332が、インデックス位置にある遠心分離機チューブ350の上端部338近傍のチューブ350の最も広い部分に突き当たる。このようにして、センサモジュール324の上部センサ326は、このインデックス位置にある遠心分離機チューブ350が、上部光学的センサ326からのレーザビームがインデックス位置にある遠心分離機チューブ350に中央線からわずかに離れて突き当たる垂直配向からわずかにオフセットしているときでさえ、インデックス位置にあるチューブ位置(この例ではP1)でインデックス位置にある遠心分離機チューブ350の存在を検出し得る。上記のように、しかしながら、1つの光学的センサを有するセンサモジュール324が選択的に採用されてチューブ存在チェックを実施し得、そこでは、この光学的センサは、より広い上端部338よりはむしろ、インデックス位置にある遠心分離機チューブ350の下端部332の近傍にレーザビームを向ける。
遠心分離機チューブが、インデックス位置のチューブ位置、図9A中のP1に存在しない場合(ステップ460)、光学的センサ326は、チューブがインデックス位置にあるチューブ位置、図9A中のP1に存在しないことの表示に対応する論理信号を発生し、そしてこの論理信号を制御モジュール(図6中の104)に伝達する(ステップ462)。チューブがインデックス位置であるチューブ位置、図9A中のP1にないことの信号の受信に応答して、制御モジュール104は、チューブがインデックス位置であるチューブ位置、図9A中のP1にないことを示す不在チューブフラグをローターアセンブリ304のローターに対してセットし得る(ステップ464)。上記のように、ローターアセンブリ304は、バランスのとれた遠心分離機装置300を確実にするために、チューブがローター308の対向する側に互いに対向して位置決めされている場合に、2つのみの遠心分離機チューブ310を含み得る。従って、制御モジュール104は、制御モジュール104が、ローター308が互いに対向して位置決めされる2つのチューブ310を含むか否かを決定するまで過失状態を指摘するために待ち得る。
この例では、さらなるチューブ位置、P2−P4が、チェックされるべきままである場合(ステップ466)、自動化遠心分離機装置300は、次のチューブ位置、例えば、チューブ位置P2をインデックス位置336まで回転し得る(ステップ468)、自動化遠心分離機装置300は、次いで、チューブが、次のチューブ位置、例えば、チューブ位置P2に存在するか否かを決定するために、ステップ456−460を繰り返し得る。
チェックするためのさらなるチューブ位置がない場合(ステップ466)、制御モジュール104は、1つ以上の不在チューブフラグがセットされているか否かを決定し得る(ステップ470)。不在チューブフラグがセットされていない場合は、光学的センサ326が、これ例では、チューブ位置P1−P4の各々でチューブ310および350を検出したことになる。従って、制御モジュール104は、ローターアセンブリ304が適切に装填されたことを決定し得、そしてチューブ充填チェックが開始され得る(ステップ472)。
不在チューブフラグがセットされいする場合、これは、ローターアセンブリ304が適正に装填されなかったことを示し得る。この例では、ローターアセンブリ304は、適正に装填されておらず、ローターアセンブリ304は4つより少ないチューブ310を含み得る。この例では、ローターアセンブリ304はまた、適正に装填されておらず、ローターアセンブリ304は互いに対向して位置決めされていない2つのチューブ310を含み得る。ローターアセンブリ304がバランスされているか否かを決定するために、ローターアセンブリ304は、遠心分離機装置300がバランスされているか否かを決定するためのバランスチェックを実施し得る(ステップ474)。
遠心分離機装置300のバランスがとれていない場合(ステップ476)、制御モジュール104は、ローターアセンブリ304が適正に装填されていなかったことを決定し、そして過失状態を示す(ステップ478)。制御モジュール104は、図1を参照した上記で述べたディスプレイデバイス上にエラーメッセージを表示することにより、オペレータに過失状態を示し得る。エラーメッセージの受容に応答して、オペレータは、ローターアセンブリ304をチェックし、そして、この例では、遠心分離機チューブがない任意のチューブ位置P1−P4にそれぞれの遠心分離機チューブ310を設置し得る。次いで、オペレータは、チューブ存在チェックを再び開始し得る。
遠心分離機装置300のバランスがとれている場合(ステップ476)、すなわち、制御モジュール104が、ローターアセンブリ304が互いに対向して位置決めされた2つのチューブ310を含むことを決定する場合、制御モジュール104は、ローターアセンブリ304が適正に装填されたことを決定し得、そしてチューブ充填レベルチェックが開始され得る(ステップ472)。
図10を参照して、チューブバランスチェック手順のための例示の方法ステップのフローチャート500が示される。このチューブバランスチェックは、バランスのとれた構成でローターアセンブリ304中にオペレータが遠心分離機チューブ310を設置したか否かを決定する。図8を参照して上記で述べたように、制御モジュール(図6中104)は、不在チューブフラグがセットされているとき、チューブバランスチェック(ステップ502)を開始し得る。不在チューブフラグがセットされている場合、少なくとも1つのチューブ310が、ローターアセンブリ304にない。換言すれば、ローターアセンブリ304は、不在チューブフラグがセットされているとき、3つまたはより少ないチューブ310を含む。ローターアセンブリ304が2つのチューブ310を含む場合であっても、遠心分離機装置300は、それにもかかわらず、チューブ310が互いに対向して位置決めされている場合バランスがとれている。
従って、2つのチューブ310が存在する場合(ステップ504)、制御モジュール104は、チューブ310が互いに対向して位置決めされているか否かを決定する(ステップ506)。チューブ310が互いに対向して位置決めされている場合、制御モジュール104は、遠心分離機装置300はバランスがとれていることを決定し得る(ステップ508)。その結果、この例では、制御モジュール104は、ローターアセンブリ304のローター308が互いに対向して位置決めされる2つのチューブ310を含み、過失状態を示さなくてもよい。図9Aを戻って参照し、制御モジュール104(図6中の104)は:a)ローター308がチューブ位置P1およびP3に2つのチューブ310を含む;またはb)ローター308がチューブ位置P2およびP4に2つのチューブ310を含むとき、バラスンがとれていることを決定する。制御モジュール104は、ローター308が2つのチューブ310を:a)チューブ位置P1およびチューブ位置P2;チューブ位置P2およびチューブ位置P3;c)チューブ位置P3およびチューブ位置P4;またはd)チューブ位置P4およびチューブ位置P1に含むとき、遠心分離機装置300はバランスがとれていないことを決定する。
不在チューブフラグがセットされており、そして2つのチューブ310が存在しない場合(ステップ504)、ローターアセンブリ304には、1つのチューブ310、3つのチューブ、または4つのチューブがなく、そして制御モジュール104は、遠心分離機装置300がバランスがとれていないことを決定し得る(ステップ510)。上記で説明したように、遠心分離機装置300のバランスがとれていない場合、制御モジュール104は、過失状態を示すためにエラーメッセージを表示し得る。
遠心分離機チューブ310が存在し、かつ遠心分離機装置300のバランスがとれているとき、細胞ピペッター(図17)は、チューブ310中の細胞の溶液を分与し得る。自動化遠心分離機装置300は、充填レベルチェックを実施し遠心分離機チューブ310が十分な量の細胞の溶液を含むことを確実にし得る。流体充填レベルチェックはまた、一致しないで充填された遠心分離機チューブ310によって引き起こされる非バランスに対して保護するためのバランスチェックとして供され得る。図11を参照して、充填レベルチェック手順の例示の方法ステップのフローチャート520が示される。この充填レベルチェックは、遠心分離機チューブが、細胞ペレット化が実施される前に細胞懸濁物の十分な量を含むか否かを決定する。この充填レベルチェック手順は、この充填レベルチェックの間に自動化遠心分離機装置300の操作を例示する図12Aおよび図12Bをさらに参照して論議される。
細胞ピペッタ(図17)がチューブ351および352中に細胞の溶液を分与した後、自動化遠心分離機装置300は、充填レベルチェックを開始し得る(ステップ522)。自動化遠心分離機装置300は、比較的低速度(ステップ524)、すなわち、細胞をペレット化するために用いられるであろうより遅い速度で遠心分離機チューブ351および352を回転し得る。比較的低速度は、例えば、1分間あたりほぼ30−50回転であり得る。
ローターアセンブリ304が比較的低速度で回転するとき、遠心分離機チューブ352は、遠心分離力がチューブ352の下端部322を垂直配向に対して角度をなす配向に外方に引くので、ローターアセンブリ304に対して角度をなす配向に旋回し得る。比較的遅い速度のスピンの間のチューブ352の角度のある配向は、低速度の「フライアウト(flyout)」位置354と称され得る。この低速度フライアウト位置354は、例えば、垂直配向に対して約10゜であり得る。遠心分離機チューブ352は、チューブ352が十分な量の細胞溶液を含む場合にこの低速度フライアウト位置354に旋回する。遠心分離機チューブ、例えば、遠心分離機チューブ351が十分な量の細胞溶液を含まない、すなわち、十分な量より少ない細胞溶液を含む場合、チューブ351は、図12Aおよび図12Bに見られるように、垂直位置にのこる。換言すれば、遠心分離機チューブ351および352の充填レベルは、遠心分離機チューブ351および352が、低速度スピンの間にフライアウト位置354に旋回するか否かを決定し得る。遠心分離機チューブ、例えば、遠心分離機チューブ352が十分な量の細胞溶液を含む場合、遠心分離機チューブ352は、低速度スピンの間にフライアウト位置354まで外方に旋回する。遠心分離機チューブ、例えば遠心分離機チューブ351が十分な量より少ない細胞溶液を含むように充填される(またはまったく充填されない)場合、遠心分離機チューブ351は、低速度スピンの間にフライアウト位置354まで外方に旋回できない。比較的低速度のスピンの間に低速度フライアウト位置354まで旋回する遠心分離機チューブ352を生じる細胞溶液の十分な量は、例えば、約4.5ミリリットル(ml)であり得る。しかし、細胞溶液の代替の容量が細胞溶液の十分な量であると選択的に考えられ得ることが理解される。さらに、低速度フライアウト位置354は、垂直配向に対する代替の角度に選択的に対応し得る。比較的より多い容量の細胞溶液が細胞溶液の十分量であると考えられる場合、低速度フライアウト位置354は、垂直配向に対して比較的より大きい角度に対応し得;そして比較的より少ない量の細胞溶液が十分な量の細胞溶液であると考えられる場合、低速度フライアウト位置354は、垂直配向に対して比較的より小さな角度に対応し得る。さらに、センサモジュール324は、低速度スピンの間にこれらの代替の角度に旋回しない遠心分離機チューブ351を検出するために、インデックス位置336に対して側方に調節され得る。
図12Aおよび図12Bに例として示されるように、遠心分離機チューブ352の3つがフライアウト位置354に配向され、その一方、1つの遠心分離機チューブ351が垂直配向にのこっている。この例では、チューブ位置P1、P2、およびP4にある遠心分離機チューブ352がフライアウト位置354に配向され、そしてチューブ位置P3にある遠心分離機チューブ351が垂直配向にのこっている。センサモジュール324の光学的センサ326および328の1つが、充填レベルチェックを実施するために用いられる。この例では、センサモジュール324の下部光学的センサ328が、充填レベルチェックを実施するために用いられる。センサモジュール324の光学的センサ326および328の1つ(例えば、下部光学的センサ328)が、自動化遠心分離機装置300のインデックス位置336に向かってレーザビーム334を方向付ける。チューブ351および352が比較的低速度スピンの間に回転するとき、下部光学的センサ328は、遠心分離機チューブ351および352がインデックス位置336を通って進行するとき、測定フィードバックを得る(ステップ528)。
図12Aおよび図12Bに示されるように、フライアウト位置354にある遠心分離機チューブ352は、チューブ352がインデックス位置336を通って進行するとき、下部光学的センサ328からのレーザビーム334の経路を横切らない。換言すれば、そして図12Bに例として示されるように、フライアウト位置354にあるチューブ352の角度をなす配向は、チューブ352がインデックス位置336を通過するとき、下部光学的センサ328からのレーザビーム334を逃させる。結果として、チューブ352は、レーザビーム334を、下部光学的センサ328に戻るように反射せず、すなわち、チューブ352は、チューブ352がフライアウト位置354にあるとき、下部光学的センサ328を誘発しない。
垂直配向にある遠心分離機チューブ351は、しかしながら、図12Bに見られるように、チューブ351がインデックス位置336を通過するとき、下部光学的センサ328からのレーザビーム334の経路を横切る。換言すれば、垂直配向にあるチューブ351は、チューブ351がインデックス位置336を通過するとき、下部光学的センサ328からのレーザビーム334を逃さない。結果として、チューブ351は、チューブ351がインデックス位置336を通過するとき、下部光学的センサ328からのレーザビーム334を下部光学的センサ328に反射して戻し、それによって、下部光学的センサ328を誘発する。
下部光学的センサ328がチューブ、例えば、遠心分離機チューブ351を検出する場合(ステップ530)、下部光学的センサ328は、チューブ351がインデックス位置336で検出されたことの表示に対応する論理信号を発生し得、そして論理信号を制御モジュール(図6中の104)に伝達する。この制御モジュール104は、それ故、チューブ、例えば、遠心分離機チューブ351の1つが細胞溶液で適正に充填されていないことを決定し得(ステップ534)、そして過失状態を示す(ステップ536)。制御モジュール104は、この過失状態を、オペレータに図1を参照して上記で述べたディスプレイデバイス上にエラーメッセージを表示することにより示し得る。このエラーメッセージの受容に応答して、オペレータは、ローターアセンブリ304上の遠心分離機チューブ351および352をチェックし得、そして十分な量の細胞溶液を有さない任意のチューブ、この例では、遠心分離機チューブ351を充填する。次いで、オペレータは、チューブ状態チェックを再び開始し得る。
光学的センサ328が、比較的遅い速度のスピンの間にインデックス位置336でチューブを検出しない場合(ステップ530)、制御モジュール104は、各遠心分離機チューブ、例えば、図12Aおよび図12B中の遠心分離機チューブ352が、十分な量の細胞溶液を含むことを決定し得(ステップ538)、そして細胞ペレット化手順が開始され得る(ステップ540)。細胞ペレット化の間に、ローターアセンブリ304、および遠心分離機チューブ351および352は比較的高速度で回転され得る。細胞ペレット化速度は、例えば、約500rpm〜約2,000rpmの範囲であり得、そして通常の細胞ペレット化速度は、例えば、ほぼ1,620rpmであり得る。
細胞ペレット化の後、自動化遠心分離機装置300は、垂直チェックへの戻りを実施し、遠心分離機チューブ352の各々がフライアウト位置354から垂直配向に戻ったことを確実にする。図13を参照して、垂直への戻りチェック手順のための例示の方法ステップのフローチャート550が示される。垂直チェックへの戻りは、遠心分離機チューブが細胞ペレット化の後に実質的に垂直配向に戻ったか否かを決定する。垂直への戻りチェック手順は、垂直チェックへの戻りの間に、自動化遠心分離機装置300の操作を示す図14Aおよび図14Bをさらに参照して論議される。
細胞ペレット化の後、自動化遠心分離機装置300は、垂直への戻りチェックを開始し得る(ステップ552)。自動化遠心分離機装置300は、ローターアセンブリ304のローター308にある第1のチューブ位置、例えば、チューブ位置P1をインデックス位置336に割り当てる(ステップ554)。センサモジュール324の光学的センサ326および328の1つ(例えば、下部光学的センサ328)は、インデックス位置336にレーザビーム334を方向付け(ステップ556)、イッデックス位置であるチューブ位置にある遠心分離機チューブが、実質的に垂直配向に戻った否かを決定する。この例では、チューブ位置P1に存在する遠心分離機チューブ361が、インデックス位置にある遠心分離機チューブである。遠心分離機チューブがインデックス位置336に存在する場合、光学的センサ328は、レーザビーム334が光学的センサ328に向かって反射されて戻るとき、測定フィードバックを得る(ステップ558)。充填レベルチェックと同様に、この例では、自動化遠心分離機装置300は、下部光学的センサ328を用いて垂直への戻りチェックを実施する。
細胞ペレット化の後に、実質的に垂直配向に戻らず、それに代わって、フライアウト位置354にのこる遠心分離機チューブ、例えば、図14Aおよび図14B中の遠心分離機チューブ351は、下部光学的センサ328からのレーザビーム334の経路を横切らない。図14Aおよび図14Bに例として示されるように、遠心分離機チューブ362の3つが、細胞ペレット化の後に垂直配向に戻り、そして1つの遠心分離機チューブ361がフライアウト位置354にのこる。図14Bに見られるように、フライアウト位置354にある遠心分離機チューブ361は、チューブ361の角度をなす配向に起因してインデックス位置336で下部光学的センサ328からのレーザビーム334を逃す。いくつかの例示の実施では、例えば、約10゜垂直軸から離れて配向されている遠心分離機チューブは、下部光学的センサ328からのレーザビーム334を逃し、それ故、チューブが実質的に垂直配向に戻らなかったことを示す。
垂直配向に戻った遠心分離機チューブ、例えば遠心分離機チューブ362は、図14Bに見られるように、下部光学的センサ328からのレーザビーム334の経路を横切る。結果として、レーザビーム334はインデックス位置336で垂直に配向されたチューブ362から反射し、それによって、光学的センサ328を誘発する。
チューブ362がインデックス位置336で検出される場合(ステップ560)、すなわち、インデックス位置336でチューブ362が光学的センサ328を誘発する場合、光学的センサ328はチューブ362が検出されたことを示す論理信号を生じ、そしてこの論理信号を制御モジュール(図6中の104)に伝達し得る(ステップ562)。この光学的センサ328からの論理信号の受信に応答して、制御モジュール104は、インデックス位置336にあるチューブ362が垂直配向に戻ったことを決定し得る(ステップ564)。ローター308がチェックするためのさらなるチューブ位置、例えば、チューブ位置P2−P4を含む場合(ステップ566)、自動化遠心分離機装置300は、ローター308の次のチューブ位置、例えば、チューブ位置P2にまで回転することができ(ステップ568)、そして次のチューブ位置にある遠心分離機チューブが垂直配向に戻ったか否かを決定するためにステップ556−560を繰り返す。
チューブ、例えば、遠心分離機チューブ361がインデックス位置336で検出されない場合(ステップ560)、すなわち、インデックス位置336にあるチューブ361が光学的センサ328を誘発しない場合、制御モジュール104は、光学的センサ328から論理信号を受けない。制御モジュール104が光学的センサ328から論理信号を受けない場合、制御モジュール104は、インデックス位置336にあるチューブ361が垂直配向に戻らなかったことを決定し得(ステップ570)、そして過失状態を示す(ステップ572)。上記で論議したように、制御モジュール104は、図1を参照して上記で述べたディスプレイデバイス上にエラーメッセージを表示することにより、オペレータに過失状態を示し得る。エラーメッセージの受容に応答して、オペレータは、ローターアセンブリ304をチェックし得、そして垂直位置に戻らなかった任意の遠心分離機チューブ、例えば、遠心分離機チューブ351を調節する。
チェックするためのローター308のさらなるチューブ位置がない場合(ステップ566)、自動化遠心分離機装置300は、チューブから上清液の吸引を開始し得る(ステップ574)。一旦、上清液がチューブ361および362から除去されると、自動化遠心分離機装置300は、これらチューブからペレット化された細胞の吸引を開始し得る(ステップ576)。この自動化遠心分離機装置300は、各チューブ361および362が垂直配向に戻ったことをチェックしたので、細胞ピペッター(図17)がチューブ361および362中に受容される可能性が有利なことに改善される。
ここで図15Aおよび15Bを参照して、ローターアセンブリ600の実施の例が示される。ローターアセンブリ600のローター602は、ローターアセンブリ600の回転の間に、遠心分離機チューブ310の外方への旋回角度を制限するための旋回制限器604を含む。従って、この旋回制限器604は、細胞をペレット化するための比較的高速度スピンの間に遠心分離機チューブ310が水平位置にフライアウトすることを防ぐ。各カラー窪み606は旋回制限器604をそれぞれ含み得、カラー窪み606中に位置するカラー608、およびカラー608中に支持されるそれぞれの遠心分離機チューブ310の旋回角度を制限する。カラー608および対応する遠心分離機チューブ310の旋回角度を制限することにより、自動化遠心分離機装置(図5中の300)のスピンエンベロープ(すなわち、専有面積)は、有利なことに最小になる。
図15Aに例によって示されるように、ローター602の各チューブ位置(この例ではP1−P4)は、それぞれの旋回制限器604を含む。カラー窪み606に存在するカラー608は、ローターアセンブリ600の回転の間に旋回制限器604を係合し、そしてこの旋回制限器604は、カラー608およびこのからー608に固定された遠心分離機チューブ310の旋回角度を制限する。この例では、旋回制限器604は、半球形のカラー窪み606に位置する一対の機械的停止部材610を含む。この例におれるこれら停止部材610は、ローター602の外側エッジ、すなわち、カラー窪みの前部に位置決めされる。この例では、旋回制限器の停止部材610は、図15Aに例によって示されるように、カラー窪み606の壁612から離れ、このカラー窪み606のそれぞれの端部で互いに向かい、かつ互いに平行であるように突き出す。その他の実施では、各カラー窪み606に1つの停止部材が含まれ得る。
この例では、旋回制限器604の停止部材610は、各々が、カラー608の軸が垂直配向にあるとき、すなわち、ローターアセンブリ600が回転していないとき、その上にカラー608の下部表面616が位置決めされる上部踊り場(landing)を含む。旋回制限器604の停止部材610は、この例では、図15Aに例によって示されるように、カラー窪み606中に下向きに、そしカラー窪み606の後部に向かって傾斜する面取り部618をまた含む。カラー608が旋回ピン620の周りを旋回するとき、カラー608の下部表面616は、面取り部618に向かって旋回する。
図15Bは、遠心分離機チューブ310のセットと作動する図15Aのローターアセンブリ600の例示の実施を示す。図15Bに見られるように、カラー608は、回転の間に旋回ピン620の周りを旋回する、カラー窪み606中にそれぞれ固定される。カラーの下部表面616は、旋回制限器604の停止部材610のそれぞれの面取り部618と係合する。面取り部618と接触することにより、カラー608とチューブ310とはさらにもはや旋回できない。このようにして、旋回制限器604は、カラー608およびカラー608にそれぞれ固定されたチューブ310の旋回角度を制限する。旋回制限器604の停止部材610の面取り部618は、カラー608の旋回角度を、例えば、約32度〜約40度に制限し得る。いくつかの実施では、旋回制限器604は、カラー608の旋回角度を約38度に制限し得、それによって直径111mmの最大スピンエンベロープを生じる。この比較的小さいスピンエンベロープは、有利なことに、自動化遠心分離機装置(図5中の300)が、自動化された細胞懸濁物のデッキ上調製のための自動化された高スループット電気生理学的測定システム(図1中の100)のプロセスデッキ(図1中の102)に設置され得ることを可能にする。
ここで図16を参照して、自動化遠心分離機装置(図5中の300)と組み合わせて用いられ得る遠心分離機チューブ700の実施の例が、前部の断面図で示される。この遠心分離機チューブ700は、内部ポケット702を含み、ここにペレット化された細胞を、細胞ペレット化手順の間に収集し得る。このポケットを有する遠心分離機チューブ700は、有利なことに、ペレット化された細胞が、細胞ピペッターがチューブ700中に受容され上清液を吸引するとき、細胞ピペッター(図17)によって損傷されるか、または破壊されることから保護する。ペレット化された細胞が遠心分離機チューブ700のポケット702中に収集され、そしてそれ故、細胞ピペッターから離れて位置決めされるので、細胞ピペッターがペレット化された細胞と接触するようになる可能性が、特に、遠心分離機チューブ700が、垂直配向に正確に配向されていない場合に低減される。
図16中のポケットを有する遠心分離機チューブ700の前部断面図に見られるように、遠心分離機チューブ700は、円筒形の上部分704、円錐形の下部分706、および通常、半球形の底部分708を含む。ポケットを有する遠心分離機チューブ700の内壁表面710は、内径dを規定する。ポケットを有する遠心分離機チューブ700はまた、円筒形の上部分704の頂部を囲む環状リム712を含む。ポケットを有する遠心分離機チューブ700の円錐形の下部分706は、図16に見られるように、円筒形の上部分704と半球形の底部分708との間でテーパー状である。遠心分離機チューブ700の下部分706は、ペレット化された細胞を収集する内部ポケット702を含む。この遠心分離機チューブ700の下部分706は、選択的に代替の形状を示し得る。
チューブ700の円筒形の上部分704において、内壁表面710の輪郭は、この内壁表面710が実質的に垂直である上部垂直領域714を画定する。従って、上部垂直領域714における、ポケットを有する遠心分離機チューブ700の内径dは実質的に均一である。このチューブ700の円錐形の下部分706において、ポケット702は、この例では、垂直遷移領域716、下部テーパー状領域718、および垂直遷移領域716と上部テーパー状領域720との間のインターフェースによって画定される。図16に見られるように、ポケットを有する遠心分離機チューブ700の垂直遷移領域716は、この例では、チューブ700の円錐形の下部分706を分割し、上部テーパー状領域720および下部テーパー状領域718を形成する。従って、ポケットを有する遠心分離機チューブ700の内壁表面710の輪郭は、上部垂直領域714と垂直遷移領域716との間でテーパー状である。結果として、上部テーパー状領域720にあるポケットを有する遠心分離機チューブ700の内径dはまた、上部垂直領域714から垂直遷移領域716に向かってテーパー状である。同様に、下部テーパー状領域718にあるポケットを有する遠心分離機チューブ700の内壁表面710の輪郭、および下部テーパー状領域718にあるチューブ700の内径は、垂直遷移領域716からチューブ700の半球形の底部分708に向かって下方にテーパー状である。
上部垂直領域714と同様に、垂直遷移領域716における内壁表面の輪郭は、垂直または実質的に垂直であり得る。例えば、垂直遷移領域716における内壁表面710の輪郭は、上部テーパー状領域720および下部テーパー状領域718のそれぞれの角度とは異なっている(垂直軸に対して)小さな角度でわずかにテーパー状であり得る。図示される例では、垂直遷移領域716におけるポケットを有する遠心分離機チューブ700の内径dは、通常、その上の任意の内径dより大きくはなく、そしてその下の任意の内径dよりは小さくない。換言すれば、垂直遷移領域716の内径dは、図16に例によって示されるように、上部テーパー状領域720の最も小さい内径dに一致し得、そして下部テーパー状領域718の最も大きい直径dに一致し得る。いくつかの例示の実施においては、垂直遷移領域716は、チューブ700の内部の空洞722を形成する鋳型ツールの除去を可能にするために、約1゜の小さな抜き勾配(draft)を有し得る。
図16にまた見られるように、遠心分離機チューブ700の壁724の厚みは、この例では、チューブ700の下部分706でテーパー状であり、そしてそれ故、チューブ700の上部分704に対してチューブの下部分706で比較的より薄い。図16に例によって示されるように、遠心分離機チューブ壁724の厚みは、遠心分離機チューブ700の下部分706の垂直遷移領域716でテーパーになり始める。従って、上部垂直領域714および上部テーパー状領域720における遠心分離機チューブ壁724の厚みt1は、この例では、チューブ700の下部分706の下部テーパー状領域718中の遠心分離機チューブ壁724の厚みt2より相対的により大きい。結果として、下部テーパー状領域718は、下部分706で遠心分離機チューブ700の内部を囲むポケット702を画定する。例えば、上部垂直領域714および上部テーパー状領域720における遠心分離機チューブ壁724の厚みt1は、約1.0mmであり得、そして下部テーパー状領域718における遠心分離機チューブ壁724の厚みt2は、約0.7mmであり得る。
その他の実施では、ポケット702は、遠心分離機チューブ壁724の厚みを変化することを必要としない様式で、または遠心分離機チューブ壁724の厚みとは独立である様式で画定され得る。例えば、遠心分離機チューブ700は、上記に記載され、そして図16に示されるように、ポケット702を画定する内部輪郭を得るように、しかし、壁厚みを変えることなく、チューブ壁724を形成する様式で製作され得る。
図17を参照して、図16のポケットを有する遠心分離機チューブ700の拡大した断面図が示される。図17に見られるように、細胞ペレット化の後に、細胞ピペッター726がポケットを有する遠心分離機チューブ700中に挿入されている。このポケットを有する遠心分離機チューブ700は、細胞ピペッター726を、チューブ700の実質的に中央近傍のピペッター受容領域728中に受容し、細胞ピペッター726は、チューブ700から上清液を吸引し得る。ペレット化された細胞730は、図17に見られるように遠心分離機チューブ700のポケット702中に収集され、それ故、ペレット化された細胞730をピペッター受容領域728から離して位置決めする。このようにして、ポケットを有する遠心分離機チューブ700は、有利なことに、細胞ピペッター726がチューブ700中に挿入されるとき、細胞ピペッター726が、ペレット化された細胞730と接触するようになる機会を最小にする。
図18に、ポケットを有する遠心分離機チューブ700の実施の例のポケット702の上からの斜視断面図が示される。ポケット702の断面732は、この例では、ポケットを有する遠心分離機チューブ700の円錐形下部分706中のポケット702の位置および構成を示すために強調されている。ポケットを有する遠心分離機チューブ700の壁724の内部の周りの強調された断面732の360゜の掃引は、それ故、ポケットを有する遠心分離機チューブ700の円錐形の下部分706の内部を囲むポケット702を形成する。
上記実施形態の説明は、図示および説明の目的で提示された。上記説明は、排他的なものではなく、そして本願発明を開示される正確な形態に限定するものではない。改変および変更が、上記説明を考慮して可能であるか、または本発明の実施から獲得され得る。特許請求の範囲およびその均等物が、本発明の範囲を規定する。
Claims (15)
- 細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置(300)をモニターするための自動化方法であって、該方法は:
該細胞調製手順の間に状態チェックのセットを実施する工程であって、該状態チェックが該自動化された遠心分離機装置のローターアセンブリ(304)に設置可能な複数の遠心分離機チューブ(310)に関する工程;
該細胞調製手順の間に該自動化された遠心分離機装置におけるインデックス位置(336)を感知モジュール(304)でモニターする工程;
該状態チェックのセットにおける個々の状態チェックが、該インデックス位置(336)で位置決め可能な該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)の状態に基づき満足されているか否かを決定する工程;および
該状態チェックのセットにおける少なくとも1つの状態チェックが満足されていない決定に応答して過失状態を示す工程、を包含する、方法。 - 前記状態チェックが、以下:
遠心分離機(310)チューブが、細胞懸濁物が前記ローターアセンブリのチューブ位置に分与される前に該ローターアセンブリ(304)のそれぞれの遠心分離機チューブ位置(P1−P4)に設置されたか否かを自動的に決定する遠心分離機チューブ存在チェック;
前記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、細胞懸濁物中の細胞をペレット化する前に所定量の細胞懸濁物を含むか否かを自動的に決定する充填レベルチェック;および
該複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離チューブ(310)が、細胞ペレット化の後に実質的に垂直な配向に戻ったか否かを自動的に決定する垂直への戻りチェック、の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記遠心分離機チューブ存在チェックが:
前記ローターアセンブリ(304)の個々のチューブ位置(P1−P4)をインデックス位置(336)まで回転する工程であって、該インデックス位置に回転されたチューブ位置が、インデックスチューブ位置である工程;
感知モジュール(324)を用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、該レーザビームが、遠心分離機チューブ(310)が該インデックスチューブ位置に設置されているときに反射され、そして該レーザビームが、遠心分離機チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていないときに反射されない工程;
該レーザビームが反射されるとき、遠心分離機チューブ(310)がインデックスチューブ位置(P1−P4)に設置されていることと決定する工程;
該レーザビームが反射されないとき、遠心分離機チューブ(310)がインデックスチューブ位置(P1−P4)に設置されていないことと決定する工程;および
遠心分離機チューブが該ローターアセンブリ(304)の少なくとも1つのチューブ位置に設置されていないことの決定に応答して該遠心分離機チューブ存在チェックが満足されていないことと決定する工程、を含む請求項2に記載の方法。 - さらに:遠心分離機チューブ(310)が前記ローターアセンブリ(304)の少なくとも1つのチューブ位置(P1−P4)に設置されていない決定に応答してバランスチェックを実施する工程;
前記自動化された遠心分離機装置(300)のバランスがとれているという決定に応答して、前記遠心分離機存在チェックが満足されていることを決定する工程;および
該自動化された遠心分離機装置のバランスがとれていないという決定に応答して、前記遠心分離機が満足されていないことを決定する工程、を含む、請求項3に記載の方法。 - 前記充填レベルチェックが:
前記遠心分離機装置(300)の前記ローターアセンブリ(304)を比較的低速度で回転する工程であって、第1のレベルまで充填され、そして前記ローターアセンブリに設置された前記遠心分離機チューブ(310)が垂直配向に対して角度をなす配向に旋回され、そして該第1のレベルより少ない第2のレベルまで充填され、そして該ローターアセンブリに設置された遠心分離機チューブが該角度をなす配向に旋回しない工程;
感知モジュール(324)を用いて前記インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、該第1のレベルまで充填された遠心分離機チューブが、該第1のレベルまで充填された遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射せず、そして該2のレベルまで充填された遠心分離機チューブが、該2のレベルまで充填された遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射する工程;
遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行する間に該レーザビームを反射しないとき、該遠心分離機チューブ(310)の1つが第1のレベルまで充填されていることを決定する工程;
遠心分離機チューブが該インデックス位置を通って進行する間に該レーザビームを反射するとき、該遠心分離機チューブ(310)の1つが第2のレベルまで充填されていることを決定する工程;および
該遠心分離機チューブの少なくとも1つが該第2のレベルまで充填されている決定に応答して、該充填レベルチェックが満足されていないことを決定する工程、を含む、請求項2〜4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記垂直への戻りチェックが;
前記ローターアセンブリ(304)のそれぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置された前記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)を前記インデックス位置まで回転する工程;
感知モジュール(324)を用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向ける工程であって、垂直に配向された遠心分離機チューブが、該インデックス位置に位置決めされるとき該レーザビームを反射し、そして非垂直に配向された遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされるとき該レーザビームを反射しない工程;
該遠心分離機チューブ(310)の1つが、該遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされる間に該レーザビームが反射されるときに、垂直に配向された遠心分離機チューブであると決定する工程;
該遠心分離機チューブ(310)の1つが、該遠心分離機チューブが該インデックス位置に位置決めされる間に該レーザビームが反射されないときに、非垂直に配向された遠心分離機チューブであると決定する工程;および
該遠心分離機チューブの1つが非垂直に配向された遠心分離機チューブであるとの決定に応答して、垂直位置への戻りチェックが満足されていないと決定する工程を含む、請求項2〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 細胞調製手順を実施するための自動化された遠心分離機装置(300)であって、以下:
複数のチューブ位置(P1−P4)に設置された複数の遠心分離機チューブ(310)を支持するように構成されたローターアセンブリ(304)であって、該複数のチューブ位置がインデックス位置(336)まで回転可能である、ローターアセンブリ;
状態チェックの間に該インデックス位置(336)をモニターするように構成された感知モジュール(324)であって、該状態チェックが、該複数の遠心分離機チューブ(310)に関する、感知モジュール;を備え、
ここで、該感知モジュール(324)によって発生される論理信号が、該状態チェックが満足されているか否かを自動的に決定するために用いられる、自動化された遠心分離機装置。 - 前記ローターアセンブリ(304)が:
前記複数のチューブ位置(P1−P4)を画定するローター(308);
それぞれのチューブ位置(P1−P4)で該ローター(308)にそれぞれ取り付けられた複数のカラー(316)であって、該カラーは該ローターに対して旋回可能であり、そしてそれぞれの遠心分離機チューブ(310)を受容かつ支持するように構成された複数のカラー;および
それぞれのチューブ位置(P1−P4)で該ローター(308)上に位置決めされる複数の旋回制限器(604)であって、該旋回制限器は、該カラー(316)を該ローターアセンブリ(304)の回転の間に所定の旋回角度に制限する、旋回制限器を含む請求項7に記載の自動化された遠心分離機装置。 - 前記旋回制限器(604)の各々が、前記カラー(316)を前記所定の旋回角度に制限する一対の機械的停止部材(610)を含み、そして
該一対の機械的停止部材における各々の機械的停止部材が、該カラーが該ローターアセンブリ(304)の回転の間に旋回するとき、該カラー(316)の下表面と係合する面取り部を含み、該カラーの該所定の旋回角度を超える動きが制限され、ここで、特に、該所定の角度が約32゜と約40゜との間である、請求項8に記載の自動化された遠心分離機装置。 - 前記感知モジュール(324)が、以下:
遠心分離機チューブ(310)が、細胞懸濁物が前記ローターアセンブリのチューブ位置で分与される前に前記ローターアセンブリ(304)のそれぞれの遠心分離機チューブ位置(P1−P4)に設置されたか否かを自動的に決定する遠心分離機チューブ存在チェック;
前記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、該細胞懸濁物中の細胞をペレット化する前に、所定量の細胞懸濁物を含むか否かを自動的に決定する充填レベルチェック;および
前記複数の遠心分離機チューブの個々の遠心分離機チューブ(310)が、細胞ペレット化の後に実質的に垂直配向に戻ったか否かを自動的に決定する垂直への戻りチェックの少なくとも1つを含むことにより、前記状態チェックをモニターするように構成されている、請求項7〜9のいずれか1項に記載の自動化された遠心分離機装置。 - 前記感知モジュール(324)が、上部センサ(326)および下部センサ(328)を含み;該上部センサ(326)が遠心分離機装置チューブ存在チェックを実施するように構成され;そして
該下部センサ(328)が充填レベルチェックおよび垂直への戻りチェックを実施するように構成されている、請求項7〜10のいずれか1項に記載の自動化された遠心分離機装置。 - 前記自動化された遠心分離機装置(300)が:
前記ローターアセンブリ(304)の個々のチューブ位置(P1−P4)を前記インデックス位置(336)まで回転させること;
前記感知モジュールを用いて該インデックス位置にレーザビーム(332、334)を向けることであって、前記遠心分離機装置チューブ(310)が前記インデックスチューブ位置に設置されるとき該レーザビームが反射され、そして該遠心分離機装置チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていないとき該レーザビームが反射されないこと;
該レーザビームが反射されるとき該感知モジュール(324)を用いて論理信号を発生することであって、該論理信号が、該遠心分離機チューブが該インデックスチューブ位置に設置されていることを示すこととを行うように構成されている、請求項7〜11のいずれか1項に記載の自動化された遠心分離機装置。 - さらに:比較的遅い速度で前記ローターアセンブリ(304)を回転するように構成された回転アクチュエータ(340)を備え、該ローターアセンブリに設置された適切に充填された遠心分離機チューブ(310)が垂直配向に対して角度をなす配向に旋回し、そして該ローターアセンブリに設置された不適切に充填された遠心分離機チューブが該角度をなす配向に旋回せず、そしてここで:
該感知モジュール(324)が前記インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向けるように構成され、適切に充填された遠心分離機装置チューブが、該適切に充填された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射せず、そして不適切に充填された遠心分離機装置チューブが、該不適切に充填された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置を通って進行するとき該レーザビームを反射し;そして
該感知モジュール(324)が、該レーザビーム(332、334)が反射されるとき、論理信号を発生するように構成され、該論理信号が、前記複数の遠心分離機チューブの遠心分離機チューブの少なくとも1つが不適切に充填された遠心分離機チューブであることを示す、請求項7〜12のいずれか1項に記載の自動化された遠心分離機装置。 - さらに:前記ローターアセンブリ(304)のそれぞれのチューブ位置(P1−P4)に設置された前記複数の遠心分離機装置チューブのそれぞれの遠心分離機装置チューブ(310)を前記インデックス位置(336)まで回転するように構成された回転アクチュエータ(340)を備え、
前記感知モジュール(324)が、該インデックス位置(336)にレーザビーム(332、334)を向けるように構成され、垂直に配向された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置に位置決めされとき該レーザビームを反射し、そして非垂直に配向された遠心分離機装置チューブが該インデックス位置に位置決めされとき該レーザビームを反射せず;そして
該感知モジュール(324)が、該レーザビーム(332、334)が反射されるとき論理信号を発生するように構成され、該論理信号が、該複数の遠心分離機装置チューブの遠心分離機装置チューブ(310)の少なくとも1つが非垂直配向の遠心分離機チューブであることを示す、請求項7〜13のいずれか1項に記載の自動化された遠心分離機装置。 - 細胞調製手順の間に自動化された遠心分離機装置(300)における使用のため、特に、請求項7〜14にいずれか1項に記載の自動化された遠心分離機装置における使用、または請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法における使用のための遠心分離機チューブ(310、700)であって:
円筒形の上部分(704);
該円筒形の上部分に隣接する円錐形の下部分(706);および
該円錐形の下部分(706)に形成された内部ポケット(702)を備え、ここで、該内部ポケットが細胞ペレット化の間に細胞を収集し、該細胞が、ピペッターが前記遠心分離機チューブ中に挿入されるとき該ピペッターから離れて位置決めされる、遠心分離機チューブ。
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JP2013181976A JP2015049174A (ja) | 2013-09-03 | 2013-09-03 | 自動化細胞調製のための遠心分離機装置、遠心分離機チューブ、および方法 |
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CN109738247A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-10 | 杭州微智兆智能科技有限公司 | 一种用于水质检测自动离心预处理装置和方法 |
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