JP2016508714A5

JP2016508714A5 -

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Publication number: JP2016508714A5
Application number: JP2015551089A
Authority: JP
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2034-01-07

Description

ここに説明される実施形態の第１の態様において、生体物質のマイクロマニピュレーションのための装置であって、前記装置は貯留層を有する容器を含み、前記容器は前記貯留層の一部に形成されたチャンネルを有し、前記チャンネルは前記生体物質の通過に抵抗するが液体処理溶液の通過を許容するように寸法が与えられた中間絞りを含み、前記チャンネルは約０．０１ｍｍから約０．９０ｍｍの範囲の厚さの壁を有する、装置が提供される。

胚のガラス化を可能にするために、液体窒素（ＬＮ_２）は必要である。機器のためのＬＮ_２保存容器の例が図９に示されている。ハンドルを付け加えてもよいということは注目すべきである。手動によるガラス化のために、ＬＮ_２槽が、プロトコル終了時、カセットの迅速な液浸のために利便よく位置するように、ＬＮ_２の収容は機器のフットプリント以内で行われる。特定の実施形態では、ガラス化用ＬＮ_２へのカセットの移送は自動化されている。手動ガラス化の場合には、ＬＮ_２の機能がＬＮ_２の存在及びレベルを検出する。自動ガラス化の場合には、機器もカセットを横行台車からＬＮ_２経路まで移送するのが好ましい。この移送は、テストにより決定された撹拌を含んでいてもよい。自動平衡ステップの終わりに胚ガラス化のためにカセットが移送する槽内に十分なＬＮ_２があることを機器が検出するように構成されている。手動ガラス化では、ガラス化するために容器内に十分なＬＮ_２があることを最終的に確かめるのはユーザの責任である。しかし、機器は、ＬＮ_２が入っていない、少ない、十分にある等のフィードバックを提供することができる。機器がカセットを移送する際に十分なＬＮ_２がなければ胚は生き残ることができず、提供された自動ガラス化では、ＬＮ_２レベルの検出／チェックは重要な行いである。いずれの場合にも、機器は、プロトコルの初めに、好ましくは、消耗品の存在をチェックする際に、ＬＮ_２レベルのチェックを実行するように構成されているのが好ましい。機器の動作環境範囲（１８℃から２７℃）内でＬＮ_２が最低限必要なレベル以下に約３０分内で蒸発しないようにＬＮ_２槽は十分に大きく且つ制御された蒸気を有するように形成されている。オペレータがＬＮ_２蒸気内に手を通過させないようにし、また、ＬＮ_２蒸気が、ロードされた消耗品の上を通過したり横行台車の温度制御を乱したりすることが生じにくくなるように、ＬＮ_２は装着エリアから分離されるのが好ましい。ＬＮ_２を備えたどんな除去可能な容器も、ＯＨ＆Ｓの理由に基づきハンドルを有するのが好ましい。同様の安全グラウンド上では、選択された物質はその（物質）中にＬＮ_２を注がせると共に大気温度で繰り返される熱衝撃に耐えることができるのが好ましい。好ましい製品は、ＨＤＰＥから製造される。

適切なユーザインターフェースとして、カラータッチスクリーン、例えば、ＬＣＤタッチスクリーンがユーザによる機器制御用に使用されている。図１０は、好ましい実施形態におけるＧＵＩのスクリーンショットの一例を示している。他の表示オプションがその機能性を提供するかもしれないが、このレベルのテクノロジーの機器を制御するために、現在の市場予測はカラータッチスクリーンを要求していると考えられ、ＧＵＩはそのようなユーザインターフェースを具体化している。好ましい実施形態では、ＧＵＩは５．７インチのディスプレイを備え、他の実施形態では４．３インチのディスプレイ等の異なるスクリーンサイズを備えている。抵抗性及び容量性タッチスクリーンは適切であると考えられる。抵抗性タッチスクリーンは、好ましい実施形態において、競争率が高いその開発時間に基づいて提供される。通常、アルコール又は芳香薬は臨床検査室で許可されず、マイルドな石鹸及び水だけが洗浄用に典型的には許可される。スクリーン上のガラス蓋のための特定の要求はないが、ガラス蓋は設けられてもよい。

擦り減り又は役立たなくなるかもしれない部品を有する全てのサブアセンブリは、交換の最適レベルを考慮して設計されている。例えば、ペルチェは役立たなくなり、又は、ベアリング或いはガイドは擦り減り、潜在的な故障に結びつくかもしれない。差し支えなければ、これらは比較的容易に交換されるように設計されている。
消耗品とアクセサリ
好ましい実施形態でのポッドは自動流体交換及び胚ガラス化を可能にする。胚は、典型的には、プロセス中であっても直径が約５０μｍ〜３００μｍであり、それより小さいときには、胚は崩壊し再度膨張するかもしれない。従って、それらは時々これよりはるかに小さいが。凍結保存による破壊をなくし又は減らす目的で胚のセル内及び周囲の水を抗凍結剤と置換するために特定期間、特定温度で胚が幾つかの溶液に晒されることをガラス化プロセスは必要とする。また、上述したように破壊は典型的には氷結晶により生じる。好ましい実施形態によれば、ポッドデバイスは吸引された流体共に引き上げられるのを防止するが、流体交換が生じるのを許容し、「クローズ」システム内での高い伝熱率を許容する。この場合の「クローズ」システムは、ＬＮ_２と胚との間の直接接触を防止するガラス化システムを指す。図１５及び図１８は、本発明の好ましい実施形態による典型的なポッドを示している。本質的には、好ましい実施形態のポッドは３つの部品、即ち、指示用台車、蓋、及びチャンネルを備えている。チャンネルは試料胚を収容するためのディボットを備えている。これは、公開されたＰＣＴ出願明細書（Ｎｏ．ＷＯ２０１１／１４６９９８）に記載されている。好ましい胚設計は次の特徴を有する。
−図１８に示すようなディボットにより、明白に識別可能な胚載置領域による容易なロードを許容する。
−オペレータが胚を位置付けるのを支援する目的で、光学上透明であってもよい。
−流体が胚の上で交換されることを可能にするために、湿潤性の表面を有していてもよい。
−ＬＮ_２汚染を防止するために密封されている。約７０００℃／分より速いガラス化及び加温率を許容する。
−溶液のキャリオーバを最小限にする（例えば、緩衝液と平衡溶液との間、及び平衡溶液とガラス化溶液との間）。
−胚の異なるタイプ及び胚の発達年齢とステージに役に立つ。例えば、人間の胚の役に立たなければならない。しかし、開発の必要の為にマウスの胚にも役に立たなければならない。また、他の哺乳類及び哺乳類以外の種の胚に役立つ、少なくとも可能性（未解決の更なるプロトコル最適化）を有さなければならない。それは、完全に孵化された胚盤胞に完結するまで卵母細胞に役立つかもしれない。
−現在確立されているクローズ手動プロセスにより、回復及び残存率に対処する。
−人間の胚と使用される際、１つの胚と２つまでの卵母細胞が同一の容器内でガラス化されるのを可能にする。
−胚及び卵母細胞の加温化及び再平衡を許容する。
−ポッドはユーザにより容易に開かれるべきである。
−ポッドは、胚が加温化後に容易に見つかることを考慮すべきである。また、これは、ポッドは良好な光学的鮮明さを有するが、胚を見ることを妨害する形状を有さないということを示す。
−ポッドは約２０ｋＧｙと約３５ｋＧｙ（名目上２５ｋＧｙ）との間で殺菌することができる。
−ポッドはアルミニウム／ポリプロプラミネート材へのヒートシールを許容する。これは、ポッドの上のシーリング面がポリプロピレン／ポリエチレンであることを要求する。
−破壊的なヒートシールと比較して剥離可能なヒートシール。

カセットは、適切な数、好ましくは４つまでのポッドを一度に保持する部分であり、例が図１２に示されている。キャリアは、ＬＮ_２又は蒸気保存タンク内の同一患者からのフック、Ｃｒｙｏｔｏｐ（登録商標）、ストロ（ｓｔｒａｗｓ）等の多数のガラス化デバイスを保存するために、現在のシステムで使用されている「ケイン（ｃａｎｅｓ）」の代わりである。カセットは、ポッド内の胚をガラス化するためにユーザがカセットを保持できるハンドルを含んでいるのが好ましい。カセットもバーコードと他のＩＤ用の十分なエリアとを有するように装備されている。１つの形態において、カセットは、図１２で示すように、カセットで満ちているキャニスタを上から判読可能であるようにＩＤの或る形式に適している。カセットは次の特徴を有するのが好ましい。
−ポッドのキャリアの特徴的な形状設計により、ポッドのロード、アンロードが容易で直観的である。
−ユーザの指を火傷させることなく、ＬＮ_２内にカセットを素早く浸しアジテイト（激しく動かす）することが容易である。
−格納場所から特定のカセットを取り出そうとする時、キャニスタ又は他の保存形態から他のカセットを取り除くことなくユーザはカセットを識別することができることを欲する。
−約２８．５ｍｍのピッチに適合する必要がある。

図１４を参照すると、消耗可能トレーが、ガラス化溶液のガラス瓶、廃棄物、及びピペットティップのために設けられている。トレーは、ベンチ又は加熱板にフラットに座り、ポッドと溶液までずっと伝熱を許容する。また、トレーは取り扱いが容易であり、それは加熱した台車上の位置に容易に且つ正確にロードされる。カセットの嵌合と、ポッド内で溶液への伝熱を援助する消耗可能トレーに関するポッド特徴とにより、ポッドは、消耗可能トレー内に位置付けられる。位置及び伝熱両方の理由でガラス瓶は消耗可能トレー内にしっかりと嵌合している。

Claims

胚を含む生体物質のマイクロマニピュレーションのための装置であって、前記装置は貯留層を有する容器を含み、前記貯留層はその一部に形成されたチャンネルを有し、前記チャンネルは０．０１ｍｍから０．９０ｍｍの範囲の厚さの壁を有するとともに、前記生体物質の通過に抵抗するが抗凍結剤を含む液体処理溶液の通過を許容するように寸法が与えられた中間絞りを含み、
当該装置は、当該装置の２つの部分がその２つの部分の中間において２次材料でヒートシールされるように２部構造を含み、前記２次材料はＬＮ _２の装置への進入を防止するように構成されたラミネートであり、前記２次材料は前記２部構造の剥離を許容する、装置。
当該装置は、以下の１つ又は組み合わせを含むように構成されるカセットにおいて装置のハンドリング及び支持のためのキャリアを含むことによって自動化ガラス化プロセスに適合するように構成される、請求項１に記載の装置。
自動ガラス化装置の単軸ロボットアーム上に運搬するためのトレーに載置すること。
個々のガラス化プロセス機能のための自動ガラス化装置内の位置と相互作用すること。
前記チャンネルは、胚を少なくとも僅かな溶液内に保持／位置決めするように構成された、０．０４μｌから０．３０μｌまでの間の容積を有するディボットを更に含み、
生体物質及び液体処理溶液に晒されたチャンネルの表面は、流体が上記チャンネルの表面上を濡らし広がるように処理されている表面である、請求項１又は２に記載の装置。
前記壁厚さは０．０８ｍｍ〜０．１２ｍｍの範囲である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
前記２部構造は、ポリマー材料から成る、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
前記ポリマー材料はポリプロピレンを含む、請求項５に記載の装置。
胚を含む生体試料の自動ガラス化のためのシステムであって、
該システムは、
操作トレーであって、ガラス化プロトコルで用いる溶液、消耗品、及び胚を含む少なくとも１つの生体試料、を含む、少なくとも１つ以上のカートリッジ、及び／又はカセットを収容する、操作トレーと、
単一Ｘ軸ロボットであって、溶液交換、ヒートシール、及び蓋移送の１つ又は組み合わせを含むガラス化プロトコル機能のための個々の位置へ前記操作トレーを横移動させる、単一Ｘ軸ロボットと、
プロトコルモジュールの垂直移動のために前記単一Ｘ軸ロボットに動作可能に関連付けられたガントリであって、前記横移動における選択された位置で前記操作トレーと係合して溶液交換及びヒートシールの１つ又は組み合わせを提供する、ガントリと、
温度環境を制御するためのソフトウェア操作可能手段と、
抗凍結剤を含む液体処理溶液を前記生体試料に適用するための流体ディスペンス体積及び速度と吸入体積及び速度とを制御するためのソフトウェア操作可能な手段と、
プロトコル時間を制御するためのソフトウェア操作可能手段と、
の内の１つ又は組み合わせを含み、
カセット内で請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置をハンドリング及び支持するためのキャリアに適合している、システム。
前記温度は１９℃から３７℃の範囲で制御される、請求項７に記載のシステム。
前記流体注入及び吸入体積は０．１μｌから１５μｌの範囲、精密には１μｌ±０．２μｌから１０μｌ±１μｌの範囲に制御される、請求項７又は８に記載のシステム。
前記流体注入及び吸入速度は０．０１μｌ／ｓから５μｌ／ｓの範囲に制御される、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
胚を含む生体物質をマイクロマニピュレートするためのシステムであって、前記システムは、
操作トレーであって、ガラス化プロトコルで用いる溶液、消耗品、及び胚を含む少なくとも１つの生体試料、を含む、少なくとも１つ以上のカートリッジ、及び／又はカセットを収容する、操作トレーと、
固定されたアセンブリに各単軸ロボットアームが取り付けられた、独立した前記単軸ロボットアームの内の１つ又は組み合わせであって、ロボットアームの組み合わせは、少なくとも２つの自由度における移動のための広範囲座標システムを提供し、溶液交換、ヒートシール、及び蓋移送の１つ又は組み合わせを含むガラス化プロトコル機能のための個々の位置へ前記操作トレーを横移動させる、独立した前記単軸ロボットアームの内の１つ又は組み合わせと、を含み、
前記システムは、次のプロセスステップ、即ち、胚ロード、平衡、ヒートシール、ガラス化の内の２つ又は組み合わせを通して、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置をハンドリング及び支持するためのキャリアに適合している、システム。
請求項１から６のいずれか１項に記載されている装置を利用した体外受精プロシージャの方法であって、前記方法は、
緩衝液中の装置に少なくとも１つの胚をロードする工程と、
所定流量で前記緩衝溶液を平衡溶液で置換する工程と、
前記ロードした胚を所定平衡期間、前記平衡溶液内で平衡に保つ工程と、
所定流量で前記平衡溶液をガラス化溶液で置換する工程と、
前記装置をヒートシールする工程と、
液体冷却槽内に前記装置を沈める工程と、を含む方法。
生体物質をマイクロマニピュレートするように構成された装置であって、前記装置は所定の指示セットに従って動作するように構成されたプロセッサ手段を含み、請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載されたシステム、及び請求項２から請求項６のいずれか１項に記載された装置とともに、前記指示セットに連動して前記装置は、請求項１２に記載の方法ステップに関わるタイミングと温度とディスペンス体積と流量とを制御するように構成されている、装置。
胚への浸透圧衝撃を減少させると共に凍結保存品質を高めるように前記ガラス化溶液の濃度の徐々なる上昇を考慮するために、請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載のシステムにおける流体機構によって実行される流体交換を制御することに適合したコンピュータソフトウェアを、前記指示セットは含む、請求項１３に記載の装置。