JP2023501142A - 細胞含有流体のエレクトロポレーションのためのシステム、方法、及びデバイス - Google Patents
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Abstract
本開示は、シングルユースエレクトロポレーション用のエレクトロポレーションカートリッジ、並びに自動バッチ処理用のエレクトロポレーションカートリッジ、エレクトロポレーション機器及びシステム、並びにこれらのデバイス及びシステムを使用するエレクトロポレーションの方法を提供する。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションカートリッジは、細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバ、近位端にある第１の電極、及びチャンバの遠位端にある第２の電極を含む。本開示のエレクトロポレーションシステムは、パルス発生器、フロースルー又はシングルユースエレクトロポレーションカートリッジのいずれかを配置するためのコンパートメント、細胞を貯蔵するためのコンポーネント、冷却及び予冷機構、エレクトロポレーションシステムと試薬コンポーネントとを保持及び配置するためのコンパートメントを有する取り外しと挿入が可能なモジュラーケーシング、システム内でサンプルを移動させるための１つ以上のポンプ、及びプロセッサとコントローラを含む１つ以上のコンポーネントを含む。
Description
この開示は、概して、過渡電界で細胞を処理するためのシステム、デバイス、及び方法に関する。より具体的には、本開示は、単回及び自動バッチエレクトロポレーションシステム、デバイス、及び方法を含む、細胞含有流体の自動エレクトロポレーションのためのシステム、デバイス、及び方法に関する。
少なくとも１９７０年代から、科学者は動物や植物の細胞に分子を挿入する技術としてエレクトロポレーションを使用してきた。細胞を過渡電界、特に短時間の高電圧電界にさらすことにより、細胞膜は周囲の媒体の分子に対して透過性になり、標的高分子（通常はタンパク質や核酸）を細胞へ取り込むことが可能になる。電圧と電界への曝露時間とを適切に制御すると、エレクトロポレーションされた細胞は膜の透過性と正常な機能を回復することができる。ただし、電界への過度の曝露は、長時間であろうと高すぎる電圧であろうと、細胞の電位及び／又は膜の完全性を永久に破壊し、細胞死につながる可能性がある。
伝統的に、細胞エレクトロポレーションは、それらの間に均一な電界を作り出すように互いに配置された電極を含む特殊なキュベットを使用して実装されてきた。例えば、当技術分野で知られているエレクトロポレーションキュベットは、長方形のキュベット又はチャンバの対向する壁に取り付けられた２つの平板電極を含む。エレクトロポレーションされる細胞の懸濁液は、エレクトロポレーション標的と組み合わされ、高電圧及び短時間の電界パルスが電極を介して印加されるキュベットに入れられる。このような市販のエレクトロポレーションキュベットのほとんどは容量が限られており、一度に処理できる細胞懸濁液は少量で、通常は１ミリリットル未満である。
しかしながら、この構成は、効率が高く、均一な電界を生成することで、影響を受ける媒体を流れる電流のより標準的な分布を維持できるため、長期にわたって好まれ、維持されてきた。均一な電界は、細胞を損傷又は破壊する可能性のある電流のホットスポットを減らし、エレクトロポレーション効率の低下につながる電流のコールドスポットを減らすことによって、エレクトロポレーション効率を正常化するのに役立つ。ただし、均一な電界の強さは、電極間の電位差又は電圧と電極間の距離とに依存する。電極間の距離を大きくすると、電界が弱くなる。これは電圧を上げることで補うことができるが、生細胞の繊細な性質によって、伝統的には、細胞を効率的にエレクトロポレーションするのに十分な強度の均一な電界を維持しながら、電極間の電圧及び／又は距離を増やすことができるその限界が設けられている。
例えば、電極間の物理的距離が増加したときに２つの電極間で均一な電界を維持するには、電圧を増加させる必要がある。電圧を上げると、電極がより多くの熱を発生し、それが細胞を含む流体に伝達される。このことは、電圧、パルス持続時間及びパルス数の組み合わせが、サンプルの開始温度と相まって、すぐにサンプル温度が６０℃を超えてしまったり、さらには細胞含有サンプルの一部が局所的に気化してしまったりすることにつながる、連続的なフロープロトコルにおいて特に問題となる。予想通り、細胞の生存率は、温度の上昇によって、特にその温度が長引いたり、生細胞に適合しない範囲内にあったりする場合に、悪影響を受ける。水溶液（すなわち、ほとんどすべての細胞含有流体及び／又はエレクトロポレーション媒体）を介した加熱及び放電はまた、水分子の局所的な気化及び／又は水分子の電気分解を介して酸素ガス及び水素ガスを形成することにより気泡を形成する場合がある。気泡が存在すると、電気伝導率が低下し、アーク放電が発生する可能性があり、これにより、とりわけ、エレクトロポレーションのパフォーマンスが低下し、サンプルが損傷又は破壊される可能性がある。その結果、エレクトロポレーションできる細胞含有流体の量は、伝統的に制限されてきた。
キュベットの容積を制限することにより、このタイプのエレクトロポレーションモデルをスケーリングすることは、キュベットのロードとアンロードの手動による集約的なプロセスのために、以前は非現実的であった。さらに、無菌性を維持することは、大量の細胞のエレクトロポレーションのほぼすべてのアプリケーションに不可欠であるところ、キュベットに繰り返しロードすることやエレクトロポレーションされた細胞をプールすることは特に非現実的であり、汚染されやすい。このエレクトロポレーションの方法は簡便でシンプルであり、細胞の小規模なエレクトロポレーションを行う多くの研究者のニーズを満たしているが、さらなる方法、特に滅菌環境を維持しながら大量の細胞のエレクトロポレーションを簡便に円滑化し得る方法が必要である。
クローズド滅菌システムにおける大量の細胞のエレクトロポレーションは、ヒトの細胞ベースの治療のためのエレクトロポレーションの使用を可能にするだろう。これに対処するために、いくつかの連続フローエレクトロポレーションシステムが開発され、それらは一般に、細胞の全量が高電圧電界を通過するまで細胞含有流体がその間を連続的かつ着実に流れる平行電極から構成されている。しかし、問題なのは、連続フローシステムの電極に高電圧パルスを繰り返し印加すると、熱が発生しすぎることである。一部のシステムは、電極と細胞懸濁液が高すぎる温度に達するのを防ぐために、冷却手段を使用してこれを補償している。
それにもかかわらず、これらの連続フローシステムは効率と信頼性の欠如に悩まされている。例えば、連続フローデバイスのエレクトロポレーションチャンバを通る細胞含有流体の流体力学的流れは、すべての細胞がチャンバを通って電極間を同じ速度で移動するという結果にはならない。流量は、チャンバ壁の近くの速度と比較して、チャンバ壁から離れる方が速くなる。流体の流れの中心に向かって電極間を流れる細胞は、より短い時間で電極間を通過し、非効率的に少ない数のパルスを受け取る可能性があり、壁の近くを流れる細胞は、電極間を通過するのにより長い時間がかかることによって多すぎるパルスを受け取る可能性がある。このように、電極を通過するのが速すぎることで十分にエレクトロポレーションされないか、又は、電極を通過するのが遅すぎることで高電圧電界へ過度に曝露されることによって損傷又は破壊される、いずれかの細胞の亜集団が存在するために、ほとんどの連続的なフローシステムは、本質的に欠陥があり、非効率的である。
電極を通過する細胞の不正確で不均一なエレクトロポレーションと、気泡を形成し過剰な熱を生じさせる、細胞含有流体を介した電界の連続的な印加とのはざまで、連続フローエレクトロポレーションシステムは、細胞を迅速かつ効率的にトランスフェクトするための研究開発及び商業的な細胞治療の両方のニーズを満たすのに十分なスループット及び効率性を達成するのに失敗してきた。実際、エレクトロポレーションはこれまで、最も効率的で広く利用されている技術であるウイルストランスフェクションと商業的に競合することができなかった。ただし、最終的に患者に戻される可能性のある細胞のトランスフェクションを実行するためにウイルスを使用することには固有のリスクある。
したがって、細胞のエレクトロポレーションを自動化するにあたって、対処し得る多くの欠点や問題があり、エレクトロポレーションのプロセスを高効率で自動化できるシステム、デバイス、及び方法、特に、処理された細胞含有流体内の気泡形成によって引き起こされる汚染及び／又はアーク放電の発生の可能性を低減する態様でそれをなし得るものが非常に求められている。
本開示の実施は、細胞含有流体をエレクトロポレーションするためのシステム、デバイス、及び方法を用いて、当技術分野における前述の問題又は他の問題のうちの１つ以上を解決する。「細胞含有流体」及び「サンプル」という用語は、本明細書では互換的に使用される。
特に、１つの例示的な実施形態は、細長い本体によって定義されるエレクトロポレーションチャンバ、エレクトロポレーションチャンバの近位端に配置された第１の電極、及びエレクトロポレーションチャンバの反対側の遠位端に配置された第２の電極を有するエレクトロポレーションカートリッジを含む。いくつかの実施形態では、第１の電極又は第２の電極の少なくとも１つは、エレクトロポレーションのためにキャップされる位置乃至シングルユース又は自動バッチ処理のためにサンプルをロードするためにキャップされていない位置に動かすことが可能であり、かつ／又は、エレクトロポレーションカートリッジは、密封状態乃至非密封状態に構成可能である。
一態様では、本開示の細長い本体は、非導電性プラスチック、ガラス、及び／又はセラミックのうちの１つ以上を備えるか、それらからできているか、又はそれらを含むことができ、細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバ内にエレクトロポレーションされる細胞含有液体を受け入れるように構成される。例えば、本開示のエレクトロポレーションチャンバは、ガラス及び／又はセラミックを備えるか、それらからできているか、又はそれらを含むことができる。追加の例として、エレクトロポレーションチャンバは、ポリカーボネート及び／又は他の非導電性の耐放射線性プラスチックを備えるか、それらからできているか、又はそれらを含むことができる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションチャンバの少なくとも一部は、第１の電極と第２の電極との間でテーパー状になっている。それが存在する場合、エレクトロポレーションチャンバのテーパー状の部分は、第１の電極と第２の電極との間の均一な電界の生成を実質的に妨げない。
追加的又は代替的に、本開示のエレクトロポレーションチャンバは、反応チャンバの長手に沿って均一な断面を有する。この均一な断面は、場合によって、エレクトロポレーションカートリッジがエレクトロポレーションチャンバ内に均一な電界を生成するよう構成されるように、第１の電極と第２の電極との間のエレクトロポレーションチャンバの全長に及ぶ場合がある。例えば、本開示のエレクトロポレーションチャンバは、均一な断面が円形となるように、細長い本体によって画定される円筒形の空洞であり得る。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、細長い本体の近位開口部と、エレクトロポレーションチャンバを画定する側壁上の変曲点との間に画定される近位側壁を含み、この近位側壁は、近位開口部によって画定される第１の直径から、変曲点から遠位の位置に画定されるより小さい第２の直径に向かって狭まっている。
一態様では、第１の電極は、球根状の伸長部を含む。球根状の伸長部は、一態様では、実質的に平坦な遠位面を有することができる。ただし、好ましくは、球根状の伸長部は、凸状又は角度のある輪郭を有する遠位面を有しており、エレクトロポレーションチャンバ内に第１の電極を固定する際、さもなくば、エレクトロポレーションチャンバを密封する際に、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体に関連する１つ以上の気泡を追い出すように機能する。いずれの実施形態においても、球根状の伸長部は、狭いステムによって第１の電極のベース部分から分離することができる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、第１の電極と細長い本体の近位面との間に配置されたシーリング部材を含み、このシーリング部材は、第１の電極と細長い本体との間に流体密封の接合部を形成するように機能する。第１の電極は、第１の電極フランジをさらに含むことができ、細長い本体は、近位本体フランジを含むことができる。近位本体フランジは、第１の電極フランジに対して実質的に平行な平面内に、第１の電極フランジと近位本体フランジとの間にシーリング部材を配置して置くことができ、それらの間に流体密封の接合部を形成する。
一態様では、第１の電極は、エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に設定するように機能し、追加の取り外し可能なキャップピースを用いることなく、そのようにすることができる。
一態様では、第１の電極は、それ自体がキャップである。一態様では、第１の電極は、それ自体が取り外し可能なキャップである。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、第１の電極に固定された取り外し可能なキャップを含む。取り外し可能なキャップは、第１の電極を細長い本体に選択的に固定するための結合部材を含むことができる。
一態様では、第２の電極の近位端の直径は、エレクトロポレーションチャンバの断面に実質的に等しい。追加的又は代替的に、第２の電極は、細長い本体の遠位端からエレクトロポレーションチャンバ内に延びる突出部分を含むことができ、例えば、エレクトロポレーションチャンバを画定する細長い本体の内面に対して相補的な形状を有することができる。追加的又は代替的に、第２の電極は、第２の電極と細長い本体の遠位面との間に配置された第１のシーリング部材を含むことができ、第１のシーリング部材は、第２の電極と細長い本体の遠位面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する。例えば、第２の電極は、電極フランジを含むことができ、細長い本体は、電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれた遠位本体フランジを含むことができ、シーリング部材は、電極フランジと遠位本体フランジとの間に配置されて、それらの間の流体密封の接合部を形成することができる。追加的又は代替的に、第２の電極は、第２の電極の突出部分の周りに配置され、第２の電極の近位面の遠位に配置される第２のシーリング部材を含むか、又はそれに結合することができ、第２のシーリング部材は、突出部分とエレクトロポレーションチャンバを画定する細長い本体の内面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する。
いくつかの態様では、第２の電極の近位面は、平坦で均一な表面を含み、かつ／又は第２の電極の近位面は、エレクトロポレーションチャンバの縦軸に直交し得る。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、第２の電極に結合し、第２の電極を細長い本体に固定するように構成された固定ピンを含む。例えば、第２の電極は、固定ピンを受け入れるようにサイズ及び形状が構成されたチャネルを画定することができ、固定ピンを受け入れ、それによって第２の電極を細長い本体に対して固定された位置に固定するように、細長い本体の側壁によって画定される一対の開口に合わせることができる。このチャネルは、第１のシーリング部材及び／又は第２のシーリング部材の遠位にある第２の電極の突出部分の中央領域によって形成することができる。
一態様では、エレクトロポレーションチャンバの容積は、約５ｍＬ未満、好ましくは約３ｍＬ未満、より好ましくは約１ｍＬ未満、又は約１００μＬ～１ｍＬである。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、エレクトロポレーションチャンバ内にフィットするようにサイズ及び形状が構成された減容スリーブを含む。減容スリーブは、エレクトロポレーションチャンバよりも小さい容積を有する二次エレクトロポレーションチャンバと、エレクトロポレーションチャンバ内に固定されたときに第２の電極とインターフェースするように構成された遠位開口部とを画定する。
一態様では、減容スリーブは、本開示のエレクトロポレーションチャンバに減容スリーブを挿入又はそこから抜き出す間に空気が通過できるように構成された、減容スリーブの近位端に隣接して配置された通気孔を含んでおり、二次エレクトロポレーションチャンバとエレクトロポレーションチャンバとの間に真空が形成されることを防止し、それにより、エレクトロポレーションされた細胞含有流体が、減容スリーブの挿入時には、二次エレクトロポレーションチャンバを満たし、減容スリーブの抜き出し時に挿入時には、二次エレクトロポレーションチャンバから出ることができる。
本開示の減容スリーブは、本開示のエレクトロポレーションチャンバ内に減容スリーブを固定するように構成された半径方向シーリング部材をさらに含むことができる。半径方向シーリング部材は、エレクトロポレーションチャンバを画定する側壁と流体密封シールを形成して、減容スリーブの遠位開口部を介した二次エレクトロポレーションチャンバ内の細胞含有流体の漏出を防ぐことができる。
第１の電極は、減容スリーブと選択的に結合し、流体密封シールを形成するように構成することができる。
本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、いくつかの実施形態では、減容スリーブの外面と細長い本体の内側側壁との間に画定された空間を有し、エレクトロポレーションチャンバの密封時に、第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間を形成することができる。
一態様では、エレクトロポレーションカートリッジは、エレクトロポレーションチャンバの近位領域に結合し、エレクトロポレーションチャンバを密封する際に第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間を含む。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジである。フロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、管腔がエレクトロポレーションチャンバに流体的に接続されるように、第１の電極内にその管腔を画定する第１の電極に結合するポートを含むことができる。あるいは、本開示のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、エレクトロポレーションチャンバが満たされているときに、エレクトロポレーションチャンバから追い出された空気を排出し、かつ／又はエレクトロポレーションチャンバが排出されているときに、濾過又は浄化された空気をエレクトロポレーションチャンバに導入するように構成される細長い本体の近位部分に結合するポートを含むことができる。場合によって、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、それぞれがエレクトロポレーションチャンバに流体的に接続されているチャンバ入口及びチャンバ出口を含む。チャンバ入口又はチャンバ出口の１つ以上は、第２の電極の近位面の上に配置することができ、かつ／又はチャンバ入口及び／又はチャンバ出口の管腔は、第２の電極の近位面に対して実質的に平行にすることができる。追加的又は代替的に、チャンバ入口又はチャンバ出口の１つ以上をプラグ及び／又はバルブと結合して、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有流体の内向きの流れを制御し、かつ／又はエレクトロポレーションチャンバからのエレクトロポレーションされた細胞含有流体の外向きの流れを制御することができる。
本明細書に開示されるエレクトロポレーションカートリッジは、エレクトロポレーションチャンバを充填するとき、及び／又はシーリングキャップでエレクトロポレーションチャンバを密封するときに、エレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成された、第１の電極及び／又は細長い本体に結合された流体オーバーフィル空間を含むことができる。
サンプルのフロースルーエレクトロポレーションを提供するように構成された例示的なエレクトロポレーションシステムは、複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを保持及び配置するための複数のコンパートメントを有するモジュラーケーシングを含む。本開示のエレクトロポレーションシステムは、システムを通してサンプルを移動させるように構成された１つ以上のポンプ、及びサブボリュームのエレクトロポレーションのためにサンプルのサブボリュームをエレクトロポレーションチャンバ内に保持するように構成されたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを受け入れるように構成されたエレクトロポレーションコンパートメントを含むことができる。本開示のエレクトロポレーションシステムは、入口と出口との間で複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを流体的に接続するように、ケーシングを通って取り回されたチューブをさらに含むことができる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、入力バッグ及び／又は出力バッグを受け入れ、支持するように構成されたバッグコンパートメントを含む。バッグコンパートメントは、ケーシングから選択的に引き出すか、又はケーシング内に入れることができるようにバッグコンパートメントにスライド可能に接続されるインサートを含むことができ、バッグコンパートメントをケーシング内の密封位置に保持するための１つ以上の磁気ラッチを含むことができる。一態様では、エレクトロポレーションシステムは、１つ以上のバッグをケーシングの外側に吊るすための１つ以上のフックを含む。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、（例えば、所定の目標温度に従った）冷却及び／又は加熱によってサンプルの温度を調節するための１つ以上の機構を含む。例えば、エレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションチャンバと熱的に接触し、エレクトロポレーションチャンバの温度を調節するように構成された冷却モジュールを含むことができる。いくつかの実施形態では、冷却モジュールは、熱電冷却によって冷却されるセラミックブロックを含むことができる。本開示のシステム及びデバイスで使用される冷却モジュールの他の実施形態は、追加的又は代替的に、空冷、液体冷却、又は当技術分野で知られている他の温度調節機構を利用することができる。以下に説明するように、そのようなコンポーネントは、それらの典型的な機能に基づいて本明細書では「冷却モジュール」として説明されるが、それらはまた、加熱が望まれる用途においてそのような熱を提供するように構成され得る。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、入口の下流及びエレクトロポレーションカートリッジの上流に配置されたミキサリザーバを含み、このミキサリザーバは、混合リザーバの中に入っているサンプルの一部を混合するように構成された混合要素を備える。混合要素は、磁性含有部品とサンプル流体との接触を回避する混合ブレード又は他の混合装置として形成することができる。
一態様では、ミキサリザーバは、混合要素に機械的に結合されたミキサ磁石アセンブリを含み、このミキサ磁石アセンブリは、ミキサリザーバ内に含まれるサンプルの部分に接触しないように配置される。例えば、ミキサリザーバはカバーを有することができ、ミキサ磁石アセンブリをカバー又はその近くに配置することができる。本開示のエレクトロポレーションシステムは、ミキサ磁石アセンブリに磁気的に結合され、ミキサ磁気アセンブリへの磁気接続を介してミキサ磁石アセンブリの回転を間接的に駆動するように構成された磁石を有するミキサドライバをさらに含むことができる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、入力とミキサリザーバとの間のサンプルの移送を支援するように構成されたサンプル入力アセンブリを備えるか、又は含むことができる。サンプル入力アセンブリは、いくつかの実施形態では、入力とミキサリザーバの間に配置されたチューブのメインセクション、及びチューブの中間セクションからチューブのメインセクションに空気を通す態様でチューブのメインセクションに結合されたそのチューブの中間セクションを含み、チューブの中間セクションは、チューブのメインセクションから末端まで延在する。チューブの中間セクションの末端は空気にアクセスでき（例えば、空気リザーバ又は大気に開放されたフィルタ）、それによって中間セクションは、チューブのメインセクションで十分な圧力降下が生じた時に、チューブのメインセクションに空気を通すことができる。例えば、入口に結合された入力コンテナが空であるか、その内容物がほぼ空の場合、ポンプを継続すると、チューブのメインセクションの圧力が低下し、チューブの中間セクションからチューブのメインセクションに空気が引き込まれる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションチャンバに作動可能に結合され、エレクトロポレーション中にチャンバ内の圧力を調節し、それによって気泡形成を制限するように構成されたチャンバシーリングアセンブリを含む。チャンバシーリングアセンブリは、プランジャをチャンバに向かって前進させるか、又はプランジャをチャンバから引き離し、それにより、対応するポートを開閉して、チャンバを通る流体の流れ及びチャンバ内の圧力を調節することができるように構成された１つ以上の線形アクチュエータを備える。
一態様では、エレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションチャンバの上流に配置され、サブボリュームのエレクトロポレーションの前にサンプルのサブボリュームの温度を調節するように構成された予冷アセンブリを含む。いくつかの実施形態では、予冷アセンブリは、冷却ブロックと、その冷却ブロック内に又は冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションとを備えるか、又はそれらを含むことができる。いくつかの実施形態では、冷却ブロックは、例えば、熱電冷却によって冷却することができる。他の実施形態では、冷却ブロックは、追加的又は代替的に、空冷、液体冷却、又は当技術分野で知られている他の温度調節機構を利用することができる。以下に説明するように、そのようなコンポーネントは、それらの典型的な機能に基づいて「予冷モジュール／アセンブリ」として本明細書で説明されるが、それらはまた、加熱が望まれる用途においてそのような熱を提供するように構成され得る。本開示のエレクトロポレーションシステムはまた、冷却ブロック内に又は冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションを冷却ブロックに対して付勢する可撓性付勢要素を含むことができる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、チューブの特定のセクションを通る流れ（又はその不在）を検出するように構成された１つ以上のフローセンサを備えることができる。フローセンサは、ミキサリザーバとエレクトロポレーションチャンバの間に配置することができる。いくつかの非限定的な実施形態では、フローセンサは、例えば、超音波センサであり得る。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムのケーシングは、１つ以上のチューブのセクションをケーシングの外部に沿わせるなどして経路内に取り回すように構成され、その経路がチューブのセクションを通る流れを視覚的に表示する。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムのケーシングは、１つ以上のハンドルを含む。非限定的な実施形態では、１つ以上のハンドルは、機器パネルと係合して機器パネルをケーシングに取り付けるように構成されたキャッチを有するハンドルを含み得る。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションカートリッジに結合され、ケーシングへのエレクトロポレーションカートリッジの選択的な取り付け及び取り外しを可能にするように構成されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能を含む。取り付け機能は、エレクトロポレーションカートリッジを冷却モジュールに向かって付勢する可撓性付勢要素を含み得る。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、キャッピング機構を備えるか、又はそれを含む。キャッピング機構は、挿入されたエレクトロポレーションカートリッジと係合するように構成され、エレクトロポレーションカートリッジの電極の１つを、エレクトロポレーション用のキャップされた位置乃至ベント用のキャップされていない位置に動くように作動させるべく構成される。本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、いくつかの実施形態では、キャッピング機構の作動の結果として移動した電極の変位に対してキャッピング機構のオーバートラベルを可能にするばね機構を備えるか、又は含むことができる。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジは、エレクトロポレーションチャンバの可動コンポーネントを収容するようにそれぞれ構成された１つ以上のベローズ構造を備える。
一態様では、本開示のエレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションカートリッジのエレクトロポレーションチャンバに電気的に結合されたエレクトロポレーションアセンブリを含む。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアセンブリは、エレクトロポレーションチャンバの両端間の導電率を測定するための導電率センサを含む。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションアセンブリは、１つ以上のプロセッサ及び１つ以上のハードウェア記憶装置を有するコントローラに通信可能に結合される。
一態様では、コントローラは、本開示のエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定するための方法を実施し、それに応じてコンデンサを充電して、（例えば、本開示のシングルユースのエレクトロポレーションカートリッジ内の）サンプル量のエレクトロポレーションを通して、又は、（例えば、本開示のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ内の）連続するサブボリュームを通して、供給されるエレクトロポレーションパルスの再現性及び／又は精度を高めるように構成される。
一態様では、コントローラは、本開示のエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの予測される温度上昇を決定することにより、エレクトロポレーション中のアーク放電のリスクを予測するための方法を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、導電率センサによって本開示のエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定することができる。いくつかの実施形態では、次いで（あるいは、後に）、コントローラは、決定された導電率、設定されたパルス電圧、及び設定されたパルス持続時間に基づいて、サブボリュームの予測される温度上昇を決定することができる。次に、予測される温度上昇が所定の閾値温度、例えば、約６０℃又は約７０℃よりも高いサブボリュームの温度に達する場合、コントローラは、アークリスクアラートを送信することができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、さらに、サンプルを保護するために、エレクトロポレーションシステムにエレクトロポレーションチャンバからサブボリュームを排出させることができる。
一態様では、コントローラは、本開示のエレクトロポレーションチャンバ内の気泡の存在を判定することによって、エレクトロポレーション中のアーク放電のリスクを予測するための方法を実施するように構成される。この態様では、コントローラは、導電率センサによって、エレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定することができる。次に、決定された導電率が、エレクトロポレーションチャンバ内に１つ以上の気泡が存在することを示す所定の閾値を下回る場合、コントローラはアークリスクアラートを送信することができる。コントローラはさらに、サンプルを保護するために、システムにエレクトロポレーションチャンバからサブボリュームを排出させることができる。
一態様では、コントローラは、エレクトロポレーションチャンバの充填容積に対応する、各エレクトロポレーションイベント間でシステムによって移動されるキャリブレーションされたステップボリュームを決定するための方法を実施するように構成される。この態様では、コントローラは、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの間に配置されたチューブを充填するのに十分なサンプル量を移動させ、かつ、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するために必要なドライブポンプの回転回数Ｎを決定することができる。したがって、この回数Ｎは、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの出口の間の容積に対応する。エレクトロポレーションチャンバが満たされていることの判定は、導電率センサによって達成され得る。
次に、コントローラは、固定回転回数ｋを用いてドライブポンプにサンプルをフローセンサの上流位置まで逆行させ、この固定回数ｋは、フローセンサの上流位置とエレクトロポレーションチャンバの入口の間の容積に対応する。次に、コントローラは、フローセンサの上流位置からフローセンサまでサンプルを移動させるために必要なドライブポンプの回転回数ｘを決定することができ、この回転回数ｘは、フローセンサの上流位置とフローセンサの間の容積に対応する。したがって、回数（ｋ－ｘ）は、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの入口の間の容積に対応し、回数Ｎ－（ｋ－ｘ）は、エレクトロポレーションチャンバの充填容積に対応する。
別の態様では、コントローラは、各エレクトロポレーションイベント間で、システムによってフロースルーエレクトロポレーションチャンバに移動される、フロースルーエレクトロポレーションチャンバの充填容積に対応するキャリブレーションされたステップボリュームを決定するための方法を実施するように構成される。一実施形態では、そのような方法は、サンプルがエレクトロポレーションチャンバの上部電極（いくつかの実施形態で説明される第１の電極）に接触する（触れる）までの、フロースルーエレクトロポレーションチャンバの１回目の充填を含むことができる。このとき（すなわち、１回目の充填の間）、エレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションチャンバ内の電気抵抗が数千オームから約６００～８００オームの範囲の安定した値に低下するのをモニタリングする。この安定した電気抵抗値に達すると、１回目の充填が停止する。
いくつかの実施形態では、２回目の充填（及び後続の充填）について、総充填サンプル量は、実証データ及び理論的計算の組み合わせから導き出される。したがって、２回目の充填（及び後続の充填）について、エレクトロポレーションシステム（例えば、その中のコントローラ）は、回転回数「Ｎｒｅｖ」、すなわち、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するのに十分なサンプル量を動かすのに必要なドライブポンプの回転回数を決定する（すなわち、サンプル流体が固定された入口位置からエレクトロポレーションチャンバに入ってからサンプル流体が上部電極に接触する（サンプル量に達する）までの回転回数をカウントする。さらに、ポンプ管の内管直径「ｄｉ」及びポンプのローラーの数「ｎ」を実証的に決定する。非限定的な例では、ポンプは、蠕動ポンプであり得、いくつかの実施形態では、６つのローラーを有することができる（例えば、ｎ＝６）。
Ｎｒｅｖ値の決定には、エレクトロポレーションチャンバを入口位置から上部電極に到達するまで充填する（サンプル流体の抵抗が６００～８００オームまで降下することに相当）ために必要な蠕動ポンプの回転回数、ポンプ内のチューブの内径「ｄｉ」、ポンプローラーの数「ｎ」、ポンプの完全な１回転あたりの液体の量（「ａ」μＬ）、１つのローラーの動きあたりの流体量「ｂ」μＬ、エレクトロポレーションサンプルが存在するエレクトロポレーションチャンバ領域の最小直径、及び／又は、エレクトロポレーションチャンバ内の流体の電気抵抗又は導電率（電圧計、導電率センサなどを使用して測定）のうちの１つ以上を（例えば、実証的又は他の方法で）測定することと、それに続くＮｒｅｖに至る理論計算とが含まれる。
２回目の充填（及び後続の充填）後に上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定するステップがこれに続き、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内（すなわち、約６００～８００オームの範囲内）にある場合には、充填が完了し、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができる。ただし、２回目の充填後、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にない場合（つまり、約６００～８００オームの範囲内にない場合）、上部電極のキャップを外し、追加のｎｒｅｖ量（ポンプのｎｒｅｖ）の流体によってエレクトロポレーションチャンバの微細充填を行うステップが実行される。これに続いて、微細充填の後、上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定する。電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内（すなわち、約６００～８００オームの範囲内）にある場合には、２回目の充填が完了し、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができる。そうでない場合は、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内（すなわち、約６００～８００オームの範囲内）になるまで、上記のファイル充填と電気抵抗のステップを繰り返す。後続の充填（３回目の充填、４回目の充填など）は、Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（微細充填の試行回数）回のポンプの回転によって行われる。いくつかの実施形態では、電気抵抗の安定した値は約７００オームであり、例えば、６５０～７５０オームの範囲及びそれらの間の任意の値である。
一実施形態では、Ｎｒｅｖは以下のように計算される。本開示の一実施形態のシステムでは、６つのローラーを備えた蠕動ポンプ及び内径２．４ｍｍのチューブを有し、ポンプの十分かつ完全な１回転ごとに、実証データで１７２μＬの流体が分注された。実証的に決定されたデータから、ポンプの１ローラー距離あたりの回転運動（この場合は６０度）ごとに２８μＬの流体が分注された。これに続いて、エレクトロポレーションチャンバに入れることができる流体の量を決定するための理論計算を行った。公称直径６．４ｍｍ（２ｒ、ｒ＝エレクトロポレーションチャンバの半径）、下限６．３ｍｍ、上限６．５ｍｍとともに、πｒ２ｈの式によるエレクトロポレーションチャンバの高さ３０ｍｍ（ｈ）を用いて、公称サンプル量は９６５μＬ、下限９３５μＬ、上限９９５μＬと決定された。設計公差０．２ｍｍの高さ（ｈ）のばらつきは、最大でも７μＬのばらつきしかもたらさないため、重要ではないと見なされる。チャンバの過充填による総充填からのサンプル損失を減らすために、計算においては、チャンバ直径の下限６．３ｍｍを使用した。計算された容積９３５μＬを実証データ１７２μＬで割った結果に基づいて、蠕動ポンプの回転は５．４回と決定されたが、凸状のメニスカスを導入するために、５．５回まで丸めることが推奨された。したがって、この場合、「Ｎｒｅｖ」は５．５回転に等しい。チャンバの直径が６．３ｍｍから６．５ｍｍに変わると、直径が０．１ｍｍ変化するごとに約３０μＬのサンプル量の違いが生じる。これは、ポンプの１ローラー距離あたりの回転運動（この場合は６０度）ごとに分注された流体の実証データ２８μＬに非常に近く、これを式において微細充填「ｎｒｅｖ」と呼ぶ。５．５回転（Ｎｒｅｖ）の総充填の後、機器は導電率を読み取り、充填が不完全な場合には、微細充填「ｎｒｅｖ」が開始される。試行回数「ｘ」に応じて、微細充填の場合、２回目の充填（及び後続の充填）は「Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ」で構成される。）
したがって、細胞含有流体の自動エレクトロポレーションのためのシステム、方法、及びデバイスが開示される。
本概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される概念のえりすぐったものを簡略化した形で紹介するために提供されている。本概要は、請求された主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、請求された主題の範囲を示すものとして使用されることを意図するものでもない。
本開示の追加の目的及び利点は、以下の説明に記載され、その一部は、その説明から自明であり、又は本開示を実施することによって理解することができる。本開示の特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘されている機器及び組み合わせによって実現し、得ることができる。本開示のこれら及び他の特徴は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになり、又は本明細書の以下に記載される本開示を実施することによって理解することできる。
先に列挙した若しくはその他の本開示の利点及び特徴を得ることができる方法を説明するために、添付の図面に示されるその具体的な実施形態を参照することによって、先に簡単に説明した本開示のより具体的な説明を行う。これらの図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、それゆえに、その範囲を限定するものと見なされるべきではないことが理解される。本開示は、添付の図面を使用して、さらに具体的かつ詳細に記載及び説明がなされる。
本開示のいくつかの実施形態による、例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの分解図である。
部分的に組み立てられ、キャップされていない位置で示された、本開示の一実施形態による図１Ａの例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの底面斜視図である。
部分的に組み立てられ、キャップされてない図１Ｂのエレクトロポレーションカートリッジの長手方向断面の正面図である。
組み立てられ、キャップされた位置で示された、図１Ａの例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの正面図である。
組み立てられ、キャップされた図１Ｄのエレクトロポレーションカートリッジの長手方向断面の正面図である。
減容スリーブを有する、本開示のいくつかの実施形態による例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの分解正面図である。
図２Ａの例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ及び減容スリーブの分解上面斜視図である。
エレクトロポレーションカートリッジが部分的に組み立てられ、キャップされていない位置で、かつ減容スリーブが取り外し可能なキャップに結合している状態で示された、図２Ａの例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの正面図である。
部分的に組み立てられ、キャップされていない図２Ｃのエレクトロポレーションカートリッジ及び減容スリーブの長手方向断面の正面図である。
組み立てられ、キャップされた状態で示された、図２Ａの例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの正面図である。
組み立てられ、キャップされた図２Ｅのエレクトロポレーションカートリッジの長手方向断面の正面図であり、カートリッジの細長い本体によって画定されたチャンバ内に配置され、対向する電極間に減少した容積のエレクトロポレーションコンパートメントを形成する減容スリーブを示す。
本開示のいくつかの実施形態による、別のシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの長手方向断面の正面図である。
本開示のいくつかの実施形態による、電極キャップを有する別の例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの斜視図である。
本開示のいくつかの実施形態による、電極キャップに結合した認証チップを有する別の例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの断面図である。
本開示のいくつかの実施形態による、電極キャップに結合した認証チップ及びチャンバ本体に結合した把持部材を有する別の例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの斜視図である。
図６Ａのシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの上面図である。
図６Ａのシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの正面図である。
図６Ｃのシングルユースエレクトロポレーションカートリッジの（図６Ｃに示される平面６Ｄに沿って得られた）断面図である。
本明細書の閲覧及び説明を容易にするためにカートリッジ本体が透明として示されている、本開示のいくつかの実施形態による例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの分解正面図を示す。
図７Ａの分解されたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの上面斜視図である。
組み立てられ、カートリッジ本体が透明ではなく表面シェーディングされている状態で示された、図７Ａの例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの正面図である。
図７Ｃの組み立てられたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの長手方向断面であって、第１の電極並びにチャンバ入口及び出口に関連付けられたポートを二等分する断面の正面図である。
フロースルーエレクトロポレーションカートリッジの別の実施形態の上面斜視図であり、図示のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、チャンバ本体と統合されたリザーバを備え、上部スリーブキャップがチャンバ本体から離れて分解された状態で部分的に組み立てられて示されている。
部分的に組み立てられた状態で、上部スリーブキャップがチャンバ本体の近位開口部に結合している、図８Ａのフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの上面斜視図である。
図８Ｂのフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの（図８Ｂに示される平面８Ｃに沿って得られた）長手方向断面図であり、図示されたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、それに結合した上部電極とともに示されており、図面に示されている矢印は、関連するリザーバに回収されることに呼応してエレクトロポレーションチャンバから排出されるオーバーフロー流体を示している。
本開示のいくつかの実施形態によるフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの別の実施形態である。
本開示の例示的なエレクトロポレーションシステムを通るエレクトロポレーションプロセスフローの一実施形態を概略的に示す。
本開示のエレクトロポレーションシステムの１つ以上のコンポーネントに通信可能に結合され、システムに１つ以上のコンピュータ実装プロセス制御方法を提供するように構成された制御システムの一実施形態を示す。
エレクトロポレーションシステム又はエレクトロポレーション機器の例示的な実施形態であって、エレクトロポレーション機器の一実施形態を示す。
エレクトロポレーションシステム又はエレクトロポレーション機器の例示的な実施形態であって、開位置にある蓋を有するエレクトロポレーション機器の別の実施形態を示す。
エレクトロポレーションシステム又はエレクトロポレーション機器の例示的な実施形態であって、エレクトロポレーション機器と、細胞や試薬などの様々なエレクトロポレーションコンポーネントを含むことができる取り外し可能に取り付け可能なモジュラーケーシングとを含むエレクトロポレーションシステムの一実施形態を示す。
エレクトロポレーションシステム又はエレクトロポレーション機器の例示的な実施形態であって、蓋を有するエレクトロポレーション機器のさらに別の実施形態を示す。
エレクトロポレーション機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシングの一例の実施形態を示す。
エレクトロポレーション機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシングの別の例示的な実施形態を示す。
エレクトロポレーション機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシングの別の例示的な実施形態を示す。
エレクトロポレーション機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシングの別の例示的な実施形態を示す。
エレクトロポレーション機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシングの別の例示的な実施形態を示す。
図１２Ｂ～１２Ｅの空のモジュラーケーシングの異なる図を示し、エレクトロポレーション機器へのケーシングの取り外し可能な取り付けを可能にする取り付け機能を示す。
図１２Ｂ～１２Ｅの空のモジュラーケーシングの異なる図を示し、エレクトロポレーション機器へのケーシングの取り外し可能な取り付けを可能にする取り付け機能を示す。
エレクトロポレーションシステム／機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシングのさらに別の実施形態を示す。
図１３Ａのモジュラーケーシングの背面図を示す。
必要に応じて溶液／ペイロード／試薬をエレクトロポレーションセルミキサチャンバに手動で分注できる状態にするために、本開示のモジュラーケーシングに取り付けることができる追加のエレクトロポレーションコンポーネントの一実施形態を示す。
本明細書に記載されるエレクトロポレーションシステム／機器に組み込むことができるバッグコンパートメントの一例を示す。
本明細書に記載されるエレクトロポレーションシステム／機器に組み込むことができるバッグコンパートメントの一例を示す。
本開示の一実施形態による、入力容器からミキサリザーバ及びエレクトロポレーションチャンバへのサンプル流体の効果的な移送を提供するように構成されたサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、入力容器からミキサリザーバ及びエレクトロポレーションチャンバへのサンプル流体の効果的な移送を提供するように構成されたサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、入力容器からミキサリザーバ及びエレクトロポレーションチャンバへのサンプル流体の効果的な移送を提供するように構成されたサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、エレクトロポレーションシステムの様々なチューブやコンポーネントを介し、入力容器から入力チューブに至る、セルミキサリザーバやエレクトロポレーションチャンバへのサンプル流体の流れの経路を示すサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、エレクトロポレーションシステムの様々なチューブやコンポーネントを介し、入力容器から入力チューブに至る、細胞ミキサリザーバやエレクトロポレーションチャンバへのサンプル流体の流れの経路を示すサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、入力チューブからエレクトロポレーションチャンバへサンプル流体を流している間の空気の流れの経路を示すサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、入力チューブからエレクトロポレーションチャンバへサンプル流体を流している間の空気の流れの経路を示すサンプル移送アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、エレクトロポレーションシステム／ケーシングモジュールのエアフィルタ、チューブ、及び活栓を備えるエアフロー制御アセンブリの一例を示す。
本開示の一実施形態による、エレクトロポレーション機器からエレクトロポレーションケーシングモジュールを分解するステップを示す。
いくつかの実施形態による、移送されたサンプルを保持し、サンプルの連続するサブボリュームがエレクトロポレーションのためにエレクトロポレーションカートリッジに渡される間、サンプルを均質な懸濁液に維持するように構成された例示的なミキサリザーバの拡大図を示す。
いくつかの実施形態による、移送されたサンプルを保持し、サンプルの連続するサブボリュームがエレクトロポレーションのためにエレクトロポレーションカートリッジに渡される間、サンプルを均質な懸濁液に維持するように構成された例示的なミキサリザーバの拡大図を示す。
エレクトロポレーションカートリッジの上流に配置され、エレクトロポレーションの前に通過するサンプルを冷却するように構成された予冷モジュールの例示的な実施形態を示す。
エレクトロポレーションカートリッジの上流に配置され、エレクトロポレーションの前に通過するサンプルを冷却するように構成された予冷モジュールの例示的な実施形態を示す。
エレクトロポレーションカートリッジの上流に配置され、エレクトロポレーションの前に通過するサンプルを冷却するように構成された予冷モジュールの例示的な実施形態を示す。
エレクトロポレーションチャンバ自体を冷却するように構成された冷却モジュールの例を示す。
例示的なエレクトロポレーションチャンバと係合していない本開示のエレクトロポレーション機器の高電圧タッチピンの例を示す。
例示的なエレクトロポレーションチャンバと係合していない本開示のエレクトロポレーション機器の高電圧タッチピンの例を示す。
エレクトロポレーションチャンバと係合する本開示のエレクトロポレーション機器の高電圧タッチピンの例を示す。
エレクトロポレーションチャンバと係合する本開示のエレクトロポレーション機器の高電圧タッチピンの例を示す。
冷却モジュール内の適切な位置にカートリッジを取り付けることができるように構成されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能の実施形態を示す。
冷却モジュール内の適切な位置にカートリッジを取り付けることができるように構成されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能の実施形態を示す。
冷却モジュール内の適切な位置にカートリッジを取り付けることができるように構成されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能の実施形態を示す。
いくつかの実施形態による、エレクトロポレーションの準備におけるキャップされた状態乃至対応するエレクトロポレーションチャンバの充填又は排出の準備におけるキャップされていない状態に、エレクトロポレーションカートリッジを移すキャッピング機構の動作を示す。
いくつかの実施形態による、エレクトロポレーションの準備におけるキャップされた状態乃至対応するエレクトロポレーションチャンバの充填又は排出の準備におけるキャップされていない状態に、エレクトロポレーションカートリッジを移すキャッピング機構の動作を示す。
いくつかの実施形態による、エレクトロポレーションの準備におけるキャップされた状態乃至対応するエレクトロポレーションチャンバの充填又は排出の準備におけるキャップされていない状態に、エレクトロポレーションカートリッジを移すキャッピング機構の動作を示す。
キャッピング機構及びエレクトロポレーションカートリッジのキャップと連動するその動作を示し、キャッピング機構のオーバートラベルを可能にして、カートリッジの異なる寸法公差にもかかわらず電極が所望の位置に完全に移動することを確実にする、いくつかの実施形態によるばねベースの機構の機能を示す。
いくつかの実施形態による、本開示のエレクトロポレーションカートリッジの密封機構及び関連するコンポーネントの例をより詳細に示す。
いくつかの実施形態による、本開示のエレクトロポレーションカートリッジの密封機構及び関連するコンポーネントの例をより詳細に示す。
いくつかの実施形態による、本開示のエレクトロポレーションカートリッジの密封機構及び関連するコンポーネントの例をより詳細に示す。
いくつかの実施形態による、本開示のエレクトロポレーションカートリッジの密封機構及び関連するコンポーネントの例をより詳細に示す。
いくつかの実施形態による、本開示のエレクトロポレーションカートリッジの密封機構及び関連するコンポーネントの例をより詳細に示す。
いくつかの実施形態による、入口ポートと出口ポートに結合した、様々な開配置及び閉配置の、図２２Ｅに示される密封機構を含む例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを示す。
いくつかの実施形態による、入口ポートと出口ポートに結合した、様々な開配置及び閉配置の、図２２Ｅに示される密封機構を含む例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを示す。
一実施形態による、出口ポートに結合した、開配置及び閉配置の、図２２Ｅに示される密封機構を含む例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを示す。
一実施形態による、出口ポートに結合した、開配置及び閉配置の、図２２Ｅに示される密封機構を含む例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを示す。
本開示の一実施形態による、それぞれ密封機構として用いる、開配置及び閉配置の傘型弁を示す。
本開示の一実施形態による、それぞれ密封機構として用いる、開配置及び閉配置の傘型弁を示す。
図２２Ｊ及び図２２Ｋの入口ポートの上面図を、対応する傘型弁を図から取り除いて示している。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、例示的なエレクトロポレーションカートリッジの逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するためのセットアップの例を示す。
一実施形態による、サンプルサブボリュームの予測される温度変化に基づいて、エレクトロポレーション操作中のアーク放電のリスクを予測するための方法を示す。
一実施形態による、サブボリュームの初期導電率測定に基づいてエレクトロポレーションチャンバ内のアーク放電を防止するための方法を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーション回路の概略図を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーションチャンバの両端間の、再現性及び一貫性を有する電気パルスを生成するための方法を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーションチャンバの充填量をキャリブレーションするための方法を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーションチャンバの充填量をキャリブレーションするための方法を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーションチャンバの充填量をキャリブレーションするための方法を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーションチャンバの充填量をキャリブレーションするための方法を示す。
一実施形態による、エレクトロポレーションチャンバの充填量をキャリブレーションするための方法を示す。
本開示の１つ以上の実施形態による、本明細書に開示される１つ以上のエレクトロポレーションシステムによる形質転換のために細胞を調製するための例示的な方法フローを示す。
本開示の１つ以上の実施形態による、例えば、図２８に概説される例示的な方法によって調製された細胞のバッチ処理及び形質転換のための例示的な方法フローを示す。
図２８及び図２９Ａに概説されたプロトコルに従って調製された初代細胞の例示的な生存率及び形質転換効率を示すグラフである。
本開示の１つ以上の実施形態による、例えば、図２８に概説される例示的な方法によって調製された細胞のフロースルー処理及び形質転換のための例示的な方法を示す。
図２８及び図３０Ａに概説されたプロトコルに従って調製された初代細胞の例示的な生存率及び形質転換効率を示すグラフである。
本開示の１つ以上の実施形態による、初代細胞のバッチ処理及びフロースルー処理並びにエレクトロポレーションの結果を示すグラフである。
本開示の１つ以上の実施形態による、エレクトロポレーションを介して不死化細胞培養細胞を形質転換するための例示的なフロースルーシステム及び方法の生存率及び形質転換効率を示すグラフである。
本明細書に開示されるシステム及び方法を使用してエレクトロポレーションされた不死化細胞培養細胞の形質転換効率及び細胞生存率と従来のエレクトロポレーションシステムとの例示的な比較を示す一連のグラフである。
本開示の１つ以上の実施形態による、例示的なシングルユースの消耗品及びエレクトロポレーションシステム及びエレクトロポレーションによる方法を使用して、ノックイン遺伝子で形質転換した細胞の生存率及び形質転換効率を示すグラフである。
本開示の１つ以上の実施形態による、本明細書に開示されるフロースルー及びシングルユースカートリッジ並びにエレクトロポレーションシステム及び方法を使用するＣＡＲ－Ｔ細胞の生成における形質転換効率及び細胞生存率を示すグラフである。
本開示の様々な実施形態を詳細に説明する前に、本開示は、特に、例示されたシステム、方法、装置、製品、プロセス、及び／又はキットのパラメータに限定されるものではなく、当然にしてこれらは異なり得ることが理解される。したがって、本開示の特定の実施形態は、特定の構成、パラメータ、コンポーネント、要素などを参照して詳細に説明されるが、その説明は例示であり、特許請求される発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、本明細書で使用される用語は、実施形態を説明するためのものであり、必ずしも特許請求される発明の範囲を限定することを意図するものではない。
さらにまた、別段、暗黙的又は明示的に理解されるか記載されない限り、本明細書において説明される任意の所与のコンポーネント又は実施形態、そのコンポーネントについて列挙された可能な候補又は代替物はいずれも、一般に、個別に又は互いに組み合わせて使用し得ることが理解される。さらに、別段、暗黙的又は明示的に理解されるか記載されない限り、かかる候補又は代替物のいかなる列挙も、単なる例であり、限定ではないことが理解されるだろう。
加えて、本明細書及び特許請求の範囲で使用される数量、成分、距離、又はその他の測定値を表す数値は、特に示さない限り、本明細書で定義される用語「約」によって修飾されるものと理解されるべきである。したがって、別段の表示がない限り、明細書及び添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本明細書に提示された主題によって得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。最低でも、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁の数値に照らし、通常の丸め方を適用することによって解釈されるべきである。本明細書中に提示された主題の広範な範囲を記載している数値範囲及びパラメータは近似値であるにも関わらず、具体的な例に記載された数値は、できる限り正確に報告される。しかしながら、いかなる数値も、本質的に、それぞれの試験の測定値において見られた標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を含む。
本書で使用されている見出し及び小見出しは、構成上の理由によるものに過ぎず、説明又は特許請求の範囲を制限するために使われることを意図するものではない。
例示的なエレクトロポレーションカートリッジの概要と利点
本開示の実施形態は、いくつかのタイプのエレクトロポレーションチャンバ、エレクトロポレーションデバイス、エレクトロポレーションカートリッジ、エレクトロポレーションモジュール、モジュールケーシング、エレクトロポレーション機器、並びに、コンピュータプロセッサ、ユーザインターフェース及びコンピュータ実装方法を有するシステムを含むエレクトロポレーションシステム含む、エレクトロポレーションシステムとその様々なコンポーネントに関する。
本開示の実施形態は、いくつかのタイプのエレクトロポレーションチャンバ、エレクトロポレーションデバイス、エレクトロポレーションカートリッジ、エレクトロポレーションモジュール、モジュールケーシング、エレクトロポレーション機器、並びに、コンピュータプロセッサ、ユーザインターフェース及びコンピュータ実装方法を有するシステムを含むエレクトロポレーションシステム含む、エレクトロポレーションシステムとその様々なコンポーネントに関する。
本開示の実施形態は、エレクトロポレーションシステム並びに関連する機器及びデバイス、例えばエレクトロポレーションカートリッジ、及び／又は単回のエレクトロポレーション実験に有用なエレクトロポレーションチャンバに関した。本開示の実施形態は、非自動エレクトロポレーションのためのエレクトロポレーションシステム及び機器に関した。
本開示の実施形態は、ハイスループットエレクトロポレーションシステム並びに関連する機器及びデバイス、例えばエレクトロポレーションカートリッジ、及び／又はチャンバ及び／又はエレクトロポレーションケーシング／モジュールに関した。本開示の実施形態は、自動化されたハイスループットエレクトロポレーションのためのエレクトロポレーションシステム及び機器に関した。
先に議論したように、エレクトロポレーションの分野においては、対処し得る多くの不利な点と問題がある。本開示の実施形態は、自動化されたハイスループットエレクトロポレーションの分野並びに単回のエレクトロポレーション用途における多くの不利な点及び問題に対処する。例えば、本開示の実施形態は、機能的に閉じた滅菌経路でエレクトロポレーションを実行することができ、アーク放電を最小限に抑えるか実質的に低減すること、細胞含有流体中の気泡形成及び関連するアーク放電を最小限に抑えるか実質的に低減すること、トランスフェクション効率とトランスフェクトされた細胞の回収効率を大幅に改善し最大化すること、効率的なエレクトロポレーションのための均一な電界を提供することなどを含む１つ以上の利点を提供する、デバイス、機器、システム、及び方法を提供する。
いくつかの実施形態では、本開示のシステム、デバイス、機器、及び方法は、連続フローエレクトロポレーションの利点と、バッチ式又は静的容積のエレクトロポレーションの利点を兼ね備えており、具体的には、細胞含有流体内の気泡形成によるアーク放電を最小限に抑えかつ回復効率を最大化しつつ、滅菌クローズドシステムで大量の細胞を自動的にエレクトロポレーションする能力を兼ね備えている。
本開示の実施形態は、自動エレクトロポレーションの分野における前述の問題のうちの１つ以上を解決する。例えば、図１Ａ～図６Ｄ、図１０Ａ及び図１０Ｂ、図１１Ａ～図１１Ｄとこれに対応する説明は、シングルユースエレクトロポレーションカートリッジ、並びに高効率なエレクトロポレーションを可能にするエレクトロポレーション機器及びシステムなどの様々なエレクトロポレーションデバイスを示す。他の例では、図７Ａ～図９～、図１０Ａ～図２２Ｓに示される実施形態及びそれらの対応する説明は、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジ、エレクトロポレーションモジュール、エレクトロポレーション機器、及び自動バッチプロセスを使用して大量の細胞含有流体の高効率なエレクトロポレーションを可能にするシステムなどの様々なエレクトロポレーションデバイスを示す。１つ以上のエレクトロポレーションカートリッジを利用する例示的な方法が、図２３～図３３及びそれに対応する説明に提示されている。
有利なことに、開示されたシステム、デバイス（シングルユースエレクトロポレーションカートリッジ及びフロースルーエレクトロポレーションカートリッジなど）、及び方法は、例えば、エレクトロポレーションの前にエレクトロポレーションチャンバを加圧することを含むいくつかの方法で気泡形成を低減し、それにより、水性細胞含有流体を気化させたり、水分子の酸素ガス及び水素ガスへの電気分解を引き起こしたりすることがよりエネルギー集約的なものになり得る（そして、それによって、上記のことがより困難になったり、その可能性がより低くなったりする）。さらに、本開示のシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ及びフロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、加えて、処理中に形成される気泡を電極表面から離れる方向に向かわせ、それによってアーク放電の可能性をさらに低減させる。電極表面上又はその近くで形成される又は集まる気泡が少ないため、本開示の実施形態は、発生するアーク放電を少なくし、各サンプルの回収効率を最大化する。
開示されたフロースルーデバイス、モジュール、及びシステムは、エレクトロポレーションキュベットへのサンプルのロード及びキュベットからのアンロードの手動プロセスであって、多くの人が試みて失敗してきたこのプロセスを自動化するという利点をさらに提供する。従来技術のシステムで行われる、エレクトロポレーション効率を低下させる傾向がある連続処理の代わりに、本開示のシステム、カートリッジ、及び方法は、連続フローエレクトロポレーションの利点とバッチ式又は静的容積のエレクトロポレーションの利点を、それぞれに固有の欠点を最小化しつつ、兼ね備える自動バッチエレクトロポレーションを可能にする。例えば、本明細書に開示されるデバイス及びシステムは、これまでバッチ式又は静的処理技術に関連していたサンプル汚染のリスクを排除（又は大幅に低減）する、滅菌クローズドシステムを提供する。好ましくは、本明細書に開示されるデバイス及びシステムは、ＩＳＯ（国際標準化機構）ガイドラインに準拠し、細胞及び遺伝子治療用途での使用に適した材料から作製される。
例示的なエレクトロポレーションカートリッジ
先に議論したように、当技術分野で知られているエレクトロポレーションシステムには多くの不利な点がある。特に、エレクトロポレーション中のアーク放電は、トランスフェクション効率と細胞生存率に影響を与えるため、望ましくない。シングルユース用に作製されたエレクトロポレーションカートリッジ及びエレクトロポレーションチャンバ内のアーク放電を最小化又は防止するシステム及びデバイスが求められている。連続フロー又は連続バッチエレクトロポレーションプロセス内のアーク放電を最小限に抑える又は防止するシステム及びデバイスが求められている。
先に議論したように、当技術分野で知られているエレクトロポレーションシステムには多くの不利な点がある。特に、エレクトロポレーション中のアーク放電は、トランスフェクション効率と細胞生存率に影響を与えるため、望ましくない。シングルユース用に作製されたエレクトロポレーションカートリッジ及びエレクトロポレーションチャンバ内のアーク放電を最小化又は防止するシステム及びデバイスが求められている。連続フロー又は連続バッチエレクトロポレーションプロセス内のアーク放電を最小限に抑える又は防止するシステム及びデバイスが求められている。
アーク放電の主な原因の１つは、電極表面若しくはその近くに、かつ／又はエレクトロポレーション中に細胞含有媒体に高電圧を印加することによって生成される電流の経路内に、気泡が存在することである。エレクトロポレーションのように高電圧を印加する場合、有意なサイズの気泡のほとんどすべてがアーク放電を発生させる。気泡は、細胞含有水溶液を通り抜ける放電から生じる熱の結果として形成されることが知られている。この集中的な、頻繁に繰り返される加熱は、水分子の局所的な気化によって気泡の形成を引き起こす可能性もある。エレクトロポレーション中に発生する細胞含有溶液を通り抜ける放電は、水分子の電気分解を引き起こし、エレクトロポレーション中に別の気泡源である酸素ガスと水素ガスを形成する可能性がある。
本開示の実施形態は、エレクトロポレーションカートリッジ、関連するシステム、及び、従来であればアーク放電を引き起こすであろう大容積（例えば、１ｍＬ以上）のエレクトロポレーション中であっても気泡形成の低減を可能にする、前述のものを使用するための方法を含む。例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジが図１Ａ～図１Ｅに示されており、ここで、図１Ａは、例示的なエレクトロポレーションカートリッジのコンポーネントの分解図を示し、図１Ｂ及び図１Ｃは、部分的に組み立てられ、キャップされていない位置の図１Ａのエレクトロポレーションカートリッジを示し、図１Ｄ及び図１Ｅは、キャップされた位置の組み立てられたカートリッジの表面に陰影を付けた断面図を示している。図示されたシングルユースエレクトロポレーションカートリッジは、本明細書に記載されている他のシングルユースエレクトロポレーションカートリッジとともに、それらが一回しか使用されないことを保証するための１つ以上のセキュリティ機能を含み得る。例えば、シングルユースエレクトロポレーションカートリッジは、ロック機能、分離機能、及び／又はエレクトロポレーションシステムに挿入して取り外された後のエレクトロポレーションカートリッジの再利用を可能にしない他の機械的機能を含み得る。シングルユースエレクトロポレーションカートリッジの単回使用は、追加的又は代替的に、電子的に、例えば、各シングルユースエレクトロポレーションカートリッジに関連付けられ、エレクトロポレーションシステムによってスキャン／記録される電子タグ又はコードを介して保証され得る。
一実施形態によれば、図１Ａ～図１Ｅに示されるように、エレクトロポレーションカートリッジ１００は、細長い本体１０４によって画定されるエレクトロポレーションチャンバ１０２、エレクトロポレーションチャンバ１０２の近位端１１０に配置された第１の電極１０６、及びエレクトロポレーションチャンバ１０２の反対側の遠位端１１４に配置された第２の電極１０８を含み、第１の電極１０６又は第２の電極１０８の少なくとも１つは、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置乃至サンプルをロードするためのキャップされていない位置に動かすことが可能である（例えば、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、及び図１Ｅの間に示されるように）。特に図１Ａに示されるように、細長い本体は、２つの開放端（近位開口部１１２を画定する近位端１１０及び遠位開口部１１６を画定する遠位端１１４）を有し、そこに、第１の電極１０６及び第２の電極１０８がそれぞれ設置される。一実施形態によれば、第１の電極１０６は、第１の電極１０６と細長い本体１０４との選択的な結合を可能にする取り外し可能なキャップ１０７と結合する。いくつかの実施形態では、カートリッジ１００の第２の電極１０８は、細長い本体１０４の遠位開口部１１６に挿入され、そこで、遠位キャップ１１８によって所定の位置に固定される。いくつかの実施形態では、第２の電極１０８は、下部キャップが外れるのを防ぐために、ロッキング機能を介して遠位キャップ１１８によって細長い本体１０４の遠位端１１４内にかつ／又はそれに結着して固定される。これは、ユーザが、エレクトロポレーションのために細胞含有流体を追加する、かつ／又は取り出すのに、どちらの端を使用すべきかについて混乱する可能性を減らすように有利に働き得、また、部分的に組み立てられることにより構造的に安全なカートリッジを作成することができるモジュール構造の利点を提供する。
図１Ｃに示されるように、第２の電極１０８は、第２の電極１０８と細長い本体１０４の遠位面１２２との間に配置された第１のシーリング部材１２０であって、第２の電極１０８と細長い本体１０４の遠位面１２２との間に流体密封の接合部を形成するように機能する第１のシーリング部材をさらに含む。場合によっては、流体密封の接合部は、電極フランジ１２４と、電極フランジ１２４に対して実質的に平行な平面に置かれた遠位本体フランジ１２６との間のシーリング部材（例えば、Ｏリング又は他のガスケット）を圧縮することによって提供される。いくつかの実施形態では、遠位キャップ１１８は、電極フランジ１２４と遠位本体フランジ１２６との間に配置されたシーリング部材１２０を用いて細長い本体と結着してロックし、それらの間に流体密封の接合部を形成する。
図１Ｃを引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、第２の電極１０８は、細長い本体１０４の遠位端１１４からエレクトロポレーションチャンバ１０２内に延在してエレクトロポレーションチャンバ１０２の底部を画定する突出部分１２８を含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の電極１０８は、突出部分１２８の周りに配置され、エレクトロポレーションチャンバ１０２の内側壁との流体密封の接合部を形成する第２の電極の近位面の遠位に配置された第２のシーリング部材１３０をさらに含むことができる。第１のシーリング部材１２０は、遠位キャップ１１８の圧縮によって第２の電極１０８と細長い本体１０４との間に流体密封シールを形成して、エレクトロポレーションチャンバ１０２の遠位端を外部環境から密封するのに対し、第２のシーリング部材１３０は、第２の電極１０８の濡れた近位面の近くにシールを作って流体が第２の電極１０８の周りに浸透するのを防ぐことによって、第２の電極１０８の突出部分１２８とエレクトロポレーションチャンバ１０２の内側側壁との間に流体密封の接合部を形成して、デッドボリュームを最小化する。
いくつかの実施形態では、図１Ｃに示されるように、突出部分１２８の円周は、第２の電極１０８の近位端の直径がエレクトロポレーションチャンバ１０２の断面に実質的に等しくなるようにエレクトロポレーションチャンバ１０２を画定する細長い本体１０４の内面の輪郭に対して相補的な形状を有することができる。さらに、第２の電極の近位面は、エレクトロポレーションチャンバの縦軸に直交して配置された平坦で均一な表面であり得る。
エレクトロポレーションチャンバに対する第２の電極の形状及び／又は位置に前述の構造的特徴の１つ以上を含めることにより、特定の利点を引き出すことができる。例えば、均一な電界の生成は、エレクトロポレーションを成功させ、効率的に行うための１つの要因である。均一な電界を有するためには、対向する第１及び第２の電極が実質的に平行であり、エレクトロポレーションチャンバと本質的に同じ断面形状を有することが有利である。均一な電界は、均一な断面（例えば、一定の直径）を有するエレクトロポレーションチャンバ内で最も効果的に生成される。したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるエレクトロポレーションカートリッジは、反応チャンバの長手に沿って均一な断面を有するエレクトロポレーションチャンバを含むことができる。均一な断面は、第１の電極と第２の電極との間に配置されたエレクトロポレーションチャンバ内に均一な電界を生成するようエレクトロポレーションカートリッジが構成されるように、第１の電極と第２の電極との間のエレクトロポレーションチャンバの全長に及ぶことができる。前述の非限定的な例として、エレクトロポレーションチャンバは、第１の電極と第２の電極との間の円筒形空洞の全長に沿って延びる円形断面を有する円筒形空洞として画定され得る。
あるいは、均一な断面は、エレクトロポレーションチャンバの全長よりも短い長手に沿って延びることができる。そのような実施形態では、エレクトロポレーションチャンバの少なくとも一部は、第１の電極と第２の電極との間でテーパー状であり得る。好ましくは、エレクトロポレーションチャンバのテーパー部分は、第１の電極と第２の電極との間の均一な電界の生成を実質的に妨げない。本開示の目的としては、エレクトロポレーションチャンバのテーパー部分は、対向する第１の電極と第２の電極との間に発生する電界が、１０％の許容度内で実質的に平行かつ等間隔である電界線によって画定される場合、均一電界の発生を実質的に妨げない。明確にするために言っておくと、エレクトロポレーションチャンバ内のテーパーは、細長い本体の近位開口部とエレクトロポレーションチャンバを画定する側壁上の変曲点との間に画定される近位側壁であって、その近位側壁が、近位開口部によって定義される第１の直径から、変曲点から遠位の位置に定義されるより小さい第２の直径に向かって狭まるような、狭窄部を含み得る。
エレクトロポレーションチャンバの全長に沿ったテーパー又は均一な断面の存在は、エレクトロポレーションチャンバを効率的及び／又は費用効果的に製造するために利用可能な方法に影響を及ぼし得ることを理解されたい。好ましくは、細長い本体及び／又はエレクトロポレーションチャンバは、非導電性の耐放射線性プラスチック、セラミック、及び／又はガラスでできているか、又はそれらを含む。例えば、細長い本体及び／又はエレクトロポレーションチャンバは、ポリカーボネート又は別の非導電性耐ガンマ線性プラスチックでできていてもよい。あるいは、ガラスとセラミックは両方とも、ポリカーボネートよりも電気的に絶縁性であり、より熱伝導性であり、有利なことに、いずれの両方の材料も、ドラフト側壁がゼロで大量生産することができ、一定の断面を提供することができる。
いくつかの実施形態では、チャンバは、蒸気滅菌、フラッシュ滅菌、過酸化水素滅菌、気化過酸化水素滅菌、ガンマ線滅菌、過酢酸滅菌、エチレンオキシド滅菌、二酸化塩素ガス滅菌、電子ビーム滅菌などのうちの１つ以上によって、チャンバの機能を損なうことなく（例えば、エレクトロポレーション効率を低下させたり、細胞の生存率に影響を与えたりすることなく）滅菌し得る材料でできている。
前述のように、エレクトロポレーションチャンバの均一な断面の形状及びサイズに近い断面を有する２つの対向する電極間に均一な電界を生成することができる。しかしながら、本発明者らは、これらの特徴及び形状を有する様々なカートリッジを製造するにあたって、チャンバを密封するときに空気がより容易に閉じ込められる傾向があることを発見した。閉じ込められた空気は、エレクトロポレーションチャンバ内の電気伝導率を低下させ、その結果アーク放電を発生させ、エレクトロポレーションのプロセスと性能に悪影響を与える可能性がある。
空気閉じ込めの問題を克服するために、本明細書に開示されるエレクトロポレーションカートリッジは、液体分子の相互の引力が空気中の分子よりも大きい液体対空気界面での表面張力を利用する。これにより、凸状のメニスカスが形成され、上部電極をキャップしたときに、サンプルと第１の電極の遠位面との間に空気が閉じ込められなくなるように、液体が電極の周りに追い出される。これを促進するために、第１の電極１０６の遠位部分は、図１Ａ～図１Ｅに示されるように、狭いステム１３６によってベース領域１３４から分離されたベル形状又は球根状の突起１３２を有することができる。球根状の突起１３２は、エレクトロポレーションチャンバ１０２との間にギャップを形成するように、エレクトロポレーションチャンバ１０２の断面よりも小さい直径を有することができる。球根状の突起とチャンバ本体との間のこのギャップにより、小さな気泡がエレクトロポレーションボリュームから出ることができる。狭いステム１３６は、チャンバの近位部分の空気の体積をより大きくするという効果があり、これが、エレクトロポレーション中に圧縮されるボリュームとなって、サンプルの部分的な気化によって引き起こされるチャンバ内の圧力上昇を最小限に抑えることができる。
第１の電極の遠位端のベル状又は球根状の形状は、エレクトロポレーション中に追加の利点をもたらすことができる。気泡は、電気分解及び／又は水の気化によるエレクトロポレーション中に形成される可能性がある。球根状の伸長部は、エレクトロポレーション中に生成された１つ以上の気泡を追い出して、アーク放電を引き起こすのに十分なサイズの気泡に凝集する前にそれらを電極表面から除去するように機能し得る。例えば、球根状の伸長部は、エレクトロポレーションボリュームから上昇する気泡が球根状の伸長部の表面に沿って通過して、ステムに近接するサンプル－空気界面まで上昇するのを促進する弧状又は凸状の表面を有し得る。
さらに、有益なことに、より高い圧力下では、気化の強度を低下させることができ、これによってエレクトロポレーション中の気泡形成がより小さく及び／又はより少なくなることが見出された。エレクトロポレーションの前にエレクトロポレーションチャンバを密封することによって、エレクトロポレーション中に発生するエネルギーの放出及び電気分解により、チャンバは圧力チャンバのように振る舞う。チャンバ内の圧力が上昇すると、気泡の形成がアーク放電をもたらし得る有意なサイズに達するのを遅らせる。
したがって、図１Ａ～図１Ｅに示されるいくつかの実施形態では、第１の電極１０６は、第１の電極と細長い本体１０４との間に流体密封の接合部を形成するように機能するシーリング部材１３８と結合される。いくつかの実施形態では、流体密封シールを維持するための軸方向圧縮は、第１の電極１０６に結合する取り外し可能なキャップ１０７によって与えることができる。いくつかの実施形態では、取り外し可能なキャップ１０７は、細長い本体１０４にねじで封がされているが、本明細書では他の形態の結合が企図されていることを理解されたい（例えば、摩擦フィッティング、スナップフィッティングなど）。図１Ａ～図１Ｅに示されるように、キャップ１０７、１１８のそれぞれは、電極の外面を超えて延びるフランジを特徴とする。これらのフランジは、平らな面に配置した際などに、デバイスに追加のバランスと安定性をもたらし得る。図のフランジがない場合、カートリッジのフットプリントが狭く、重心が正中線になっているため、カートリッジが不安定になる可能性がある。
第１の電極１０６は、通常の作業中にユーザによって取り外されるので、細長い本体から切り離されたときに、シーリング部材が失われるか、又は電極から切り離される傾向があり得る。これを防ぐために、電極は、シーリング部材１３８が保持機構１４０の上に伸びつつもそこに保持され、それによって第１の電極１０６のシール面に隣接することを可能にするように構成された保持機構１４０をステム１３６の近位に含むことができる。このシール面は、キャップ１０７がそれに結合すると、チャンバの上端に機能的に閉じたシステムを作り出す。
いくつかの実施形態では、第１の電極１０６は、エンドキャップが取り付けられた後に電極から外れるのを防ぐために、キャップ保持機構１４２をさらに含むことができる。キャップ保持機構１４２は、スナップフィットの返し部として機能することができ、キャップにねじで固定することができ、又は当技術分野で知られている他の任意の手段を用いてそれによって保持することができる。特に、いくつかの実施形態では、キャップが第１の電極から独立して回転するように第１の電極をキャップに固定して、結着したシーリング部材が軸方向の圧縮のみを受けるようにすることが有益であり得る。
いくつかの実施形態では、電極１０６、１０８は、受動的に又はエレクトロポレーション中に、有害又は有毒な元素を導入することによって細胞に悪影響を及ぼさない導電性材料から作られるか、又はそれでめっきされる。例えば、純金で電極をめっきすることにより、エレクトロポレーション媒体に有害又は有毒な元素を導入する可能性が低い有益な導電性を電極に付与することができる。さらに、電極１０６、１０８は、高電圧回路に接続することができ、エレクトロポレーションプロトコルに応じて、アノード又はカソードとして機能するか、又はその２つを交互に入れ替えることができることを理解されたい。あるいは、当技術分野で知られているように、他の非毒性及び／又は非反応性の金属又は材料を使用することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のエレクトロポレーションチャンバ内の容積は、従来技術のエレクトロポレーションキュベットと比較した場合、より大きい。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションチャンバは、約１０ｍＬから約１ｍＬの内部容積を有する。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションチャンバは、約１ｍＬから約１００μｌの内部容積を有する。
いくつかの実施形態では、本開示の例示的なエレクトロポレーションチャンバは、約５ｍＬ未満、好ましくは約３ｍＬ未満、又はいくつかの実施形態では、約４ｍＬ未満、約２ｍＬ未満、又は約１ｍＬ未満の容積を有することができる。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションチャンバの内部容積が約１０ｍＬから約１ｍＬである場合、これらの容積における、ほとんどの細胞サンプルをエレクトロポレーションするための好ましい電圧範囲において、第１及び第２の電極間の距離は、約２０ｍｍ～１００ｍｍの間、例えば、約３０ｍｍ～５０ｍｍの間、約４０ｍｍ～７０ｍｍの間、及び／又は約６０ｍｍ～約１００ｍｍの間である。
別の例示的な実施形態では、エレクトロポレーションチャンバの容積は、約１ｍＬ、又は約１００μＬ～１ｍＬである。いくつかの実施形態では、この容積で、ほとんどの細胞サンプルをエレクトロポレーションするための好ましい範囲の電圧で、第１の電極と第２の電極と間の距離は、約２０ｍｍ～４０ｍｍの間、例えば、約２２ｍｍ～３８ｍｍの間、約２５ｍｍ～３５ｍｍの間、及び好ましくは約３０ｍｍである。このサイズに構成されたエレクトロポレーションチャンバを有することは、標準の１ｍＬピペットが１ｍＬエレクトロポレーションチャンバの本体に簡単に入ることができ、ひいてはエレクトロポレーションされたサンプルのほぼ１００％を吸引することができ、実験室又は臨床現場でそのような量の液体を移動させるために通常使用されるもの以外の特別な機器を必要としないことから、有利である。
減容スリーブ
場合によっては、サンプルの量は１ｍＬ未満である。２つの電極間の距離が変わらない場合は、チャンバの直径を大幅に小さくして、より小さな容積に対応する必要がある。問題なのは、既存の標準的なピペット先端部が小容積のチャンバを充填したり排出したりする可能性が低いことである。
場合によっては、サンプルの量は１ｍＬ未満である。２つの電極間の距離が変わらない場合は、チャンバの直径を大幅に小さくして、より小さな容積に対応する必要がある。問題なのは、既存の標準的なピペット先端部が小容積のチャンバを充填したり排出したりする可能性が低いことである。
本開示の実施形態は、図１Ａ～図１Ｅに関して先に説明したエレクトロポレーションカートリッジ用のアダプタを含む。原則として、細長い本体は、第２の（下部）電極との流体密封の接合部を形成し、元の細長い本体１０４によって画定されるよりも少ない容積を有する、内側の二次エレクトロポレーションチャンバを画定する減容スリーブに適合される。このように、上記のエレクトロポレーションカートリッジは、元の設計の利益と利点を維持しながら、少量のサンプルに簡単に適合させることができる。
図２Ａ～図２Ｆは、減容スリーブで構成される図１Ａ～図１Ｅのエレクトロポレーションカートリッジの例示的な実施形態を示している。これらの図に示されるように、減容スリーブは、容積が約２００μＬの二次エレクトロポレーションチャンバを画定する。しかしながら、この容積は本質的に例示的なものであり、本明細書では他の容積が企図され、それは減容スリーブの断面円周を調整することによってなし得ることを理解されたい。例えば、１ｍＬの細長い本体は、様々なサイズのスリーブを使用して１００μＬ～１ｍＬの容積をサポートし得る。具体的には、スリーブの断面円周を小さくすることにより、１００μＬスリーブなどのより小さな容積のスリーブを作成することができる。あるいは、２００μＬ、２５０μＬ、４００μＬ、４５０μＬ、又は５００μＬスリーブなどのより大きな体積スリーブは、減容スリーブの断面円周を大きくすることによって作成することができる。
ここで図２Ａ～２Ｆを参照すると、図２Ａ及び２Ｂは、例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ及び減容スリーブの分解図である。図２Ｃ及び図２Ｄは、組み立てられ、キャップされていない位置の図２Ａ及び図２Ｂのカートリッジ及びスリーブを示し、図２Ｅ及び図２Ｆは、組み立てられ、キャップされている位置の図２Ａ及び図２Ｂのカートリッジ及びスリーブを示している。
図２Ａ～図２Ｆに示される実施形態では、スリーブアセンブリ２００は、図１Ａ～図１Ｅに図示及び説明されている１ｍＬのシングルユースカートリッジの標準的な上部電極アセンブリ１５０（取り外し可能なキャップ１０７、第１の電極１０６、及びシーリング部材１３８を含む）に取って代わる。下部電極アセンブリ１５５（図１Ａ～図１Ｅの遠位キャップ１１８、第２の電極１０８、及びシーリング部材１２０、１３０を含む）はそのまま変更されない。本質的に、スリーブ２０４によって画定される二次エレクトロポレーションチャンバ２０２の内部容積は、２００μＬ（又は本明細書に開示される１ｍＬ未満の他の画定された容積）であり、好ましくは１ｍＬチャンバの形状を模倣する。
図２Ｃ及び図２Ｄを参照すると、下部電極アセンブリ１５５は、上記のように、細長い本体の遠位部分を環境から密封するために、細長い本体１０４に結合されて示されている。スリーブアセンブリ２００は、図２Ｃ及び図２Ｄにおいて組み立てられており、特に、スリーブ電極２０６は、上記と同じ又は同様の方法で、取り外し可能なキャップ２０７に結合することができる。さらに、スリーブアセンブリ２００の近位シーリング部材２３８はまた、保持部材によって所定の位置に保持することができ、上記のように、それぞれの電極及び細長い本体フランジに対して流体密封の接合部を形成するように構成することができる。
いくつかの実施形態では、スリーブ２０４は、細長い本体１０４の内面に対して密封する半径方向のシーリング部材２１０をさらに含むことができる。半径方向のシーリング部材２１０は、エレクトロポレーションチャンバ１０２を画定する側壁に流体密封シールを形成して、細胞含有流体が二次エレクトロポレーションチャンバ２０２から減容スリーブの遠位開口部を通ってエレクトロポレーションチャンバ１０２に漏れるのを防ぐ。スリーブ２０４の遠位端は、半径方向のシーリング部材２１０を受け入れ、かつ／又は合わせるための溝２１６を含み得る。一実施形態では、スリーブの底面は平坦であり、流体が閉じ込められる可能性のある任意の領域を占めることによってデッドボリュームを最小限に抑える。
作業中、ユーザは、図１Ａ～図１Ｅのカートリッジ１００を使用していつもするのと同様に、所望の量のサンプルを細長い本体１０４に入れ、続いて、スリーブ２０４を細長い本体１０４の中に入れる。細長い本体１０４の中に挿入されると、スリーブ２０４は、追加の流体をスリーブの中空の中心に追い出す。スリーブは、２００μＬの体積によってスリーブ電極２０６の下面が完全に濡れるように設計されている。スリーブアセンブリ２００は、挿入中に空気が二次エレクトロポレーションチャンバ２０２から逃げることを可能にするための通気孔２１２を含む。通気孔２１２はさらに、エレクトロポレーションの後にスリーブ２０４が取り外されたときに、エレクトロポレーションされたサンプルが細長い本体１０４の内部に留まることを可能にする。スリーブ２０４を取り外している間にチャンバ内に生成された真空は、エレクトロポレーションされたサンプルを二次エレクトロポレーションチャンバ２０２から細長い本体１０４に引き込む。この設計により、ユーザは、以前のように、標準的なピペットを使用し、特別な技術を用いることなく、より少量（例えば、２００μＬ）を吸引して細長い本体１０４に分注することができる。また、それは、「キャピラリースタイル」の形状を維持しながら、少量の高電圧エレクトロポレーションを可能にする。いくつかの実施形態では、通気孔が妨げられないことを確実にするために、通気孔の近くにスロットが存在していてもよい。このようなスロットは、通気孔が細長い本体の内面に非常に近い場合に、スリーブを取り外すときに役立つ。
減容スリーブ２００は、非導電性プラスチック、ガラス、又はセラミックでできているか、又はそれを含むことができ、それによって画定される細長い本体及び／又はエレクトロポレーションチャンバ１０２に関して上記の他の構造的特徴のいずれかを含むことができる。さらに、スリーブ本体は射出成形することができ、剛性のため、及び挿入／取り外し中にスリーブをガイドするための外部リブを有する場合ある。
いくつかの実施形態では、スリーブ２０４は、接着剤、溶着、又は幾何学的（物理的）ロック機能によってスリーブ電極２０６に固定されて、一体型スリーブアセンブリ２００を形成する。そのような実施形態では、近位キャップ２１４が細長い本体１０４に固定されるときに、スリーブ２０４が細長い本体１０４の中に導入される。第１の電極１０６と同様に、スリーブ電極２０６は、受動的に又はエレクトロポレーション中に、有害又は有毒な元素を導入することによって細胞に悪影響を及ぼさない導電性材料から作られるか又はそれでめっきすることができる。例えば、純金で電極をめっきすることにより、エレクトロポレーションボリュームに有害又は有毒な元素を導入する可能性が低い有益な導電特性を電極に付与することができる。さらに、スリーブ電極２０６は、高電圧回路に接続することができ、エレクトロポレーションプロトコルに応じて、アノード又はカソードとして機能するか、又はその２つを交互に入れ替えることができることを理解されたい。スリーブ電極２０６は、第１の電極１０６の球根状の突起１３２、ステム１３６、及びベース領域１３４に関して、上記と同じ又は類似の構造的特徴（スリーブの縮小断面に適合するように適切にスケーリングされる）を含んで、気泡を軽減し、エレクトロポレーション中のアーク放電の可能性を有益に減少させることができることをさらに理解されたい。
ここで図３を参照すると、追加の特徴を有するシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ１００´のさらに別の実施形態の長手方向断面が示されている。例えば、チャンバ本体１０４のエレクトロポレーションチャンバ１０２は、２つのシーリング部材（第１の近位シーリング部材１２０及び予備シーリング部材１３０）によって下部で密封される。第１の近位シーリング部材１２０は、チャンバ本体１０４の内面に流体密封シールを形成し、一方、これまたチャンバ本体１０４の内面に流体密封シールを形成する予備シーリング部材１３０は、第１の近位シーリング部材１２０からの漏れを防ぐためバックアップシールとして設けられる。
カートリッジ１００´は、第２の電極を細長い本体１０４に固定するための固定ピン１１９をさらに含む。これは、圧力がチャンバ１０２に加えられたときに第２の電極がずれるのを有益に防ぐことができる。固定ピン１１９を収容するために、いくつかの実施形態では、第２の電極１０８は、固定ピンを受け入れるようにサイズ及び形状が構成されたチャネルを画定し、これまた固定ピン１１９を受け入れかつ／又は保持するように構成された細長いチャンバ本体１０４の側壁によって画定される一対の開口に合わせ、それにより、第２の電極をチャンバ本体１０４に対して固定位置に固定することができる。
いくつかの実施形態では、図３のカートリッジ１００´は、エレクトロポレーションチャンバをシーリングキャップ及び／又は第１の電極で密封するときに、エレクトロポレーションチャンバから追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように機能する流体オーバーフィル空間１２５をさらに含むことができる。上記のものと同様のシーリング部材１３８もまた、第１の電極１０６と細長い本体／チャンバ本体１０４との間に流体密封の接合部を形成するために存在することができる。
ここで図４を参照すると、例示的なシングルユースカートリッジ１００´´の別の実施形態は、関連するエレクトロポレーションチャンバ１０４´の近位出口に取り付けることができる流体オーバーフィルリザーバ１２５´を含むことができる。流体オーバーフィルリザーバ１２５´は、チャンバ１０４´内の細胞の充填、エレクトロポレーション、及び排出の反復ラウンドの間に、エレクトロポレーションチャンバ１０４´内の真空シールの形成及び破壊を補助するために、濾過された空気源及び／又はそれに結合するチューブに合わせたポート１２７を含むことができる。
図４のカートリッジ１００´´によってさらに例示されるように、上部電極１０６は、カートリッジ１００´´をキャップされた位置乃至キャップされていない位置に位置付けるように機能する選択的に動かすことが可能なキャップとして機能することができる。キャップされていない位置にあるとき、電極１０６は、エレクトロポレーションチャンバ１０４´の近位端から離れて移動し、それに結合する遠位シーリング部材１３８が、エレクトロポレーションチャンバ１０４´の近位端から外れ、それによって、それらの間に形成された流体密封シールを破壊することを可能にする。上部電極１０６は、エレクトロポレーションチャンバ１０４´の近位端に向かって戻ることができ、そこで、遠位シーリング部材１３８をエレクトロポレーションチャンバ１０４´の近位端に押し付けて、それらの間の流体密封シールを再形成する。この例示的な実施形態では、上部電極１０６は、関連する取り外し可能なキャップピースなしで使用して、エレクトロポレーションチャンバとの流体密封シールを形成、破壊、及び再形成し、エレクトロポレーションされる細胞含有流体と電極を繰り返し接触させることができる。
図４には示されていないが、シングルユース又はフロースルーデバイスは、関連する取り外し可能なキャップピースを使用せずにエレクトロポレーションチャンバを密封及び開封するように機能する上部電極を同様に含み得ることを理解されたい。
ここで図５を参照すると、例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ４５０の断面が示されている。カートリッジ４５０のコンポーネント及び機能は、上記の図３のカートリッジ１００´と同様であり得、電極キャップ４５４に関連して認証チップ４５２が追加されている。認証チップ４５２は、当技術分野で知られている任意の形式の認証又は使用制限デバイスであり得、開示されたカートリッジ及びシステムにいくつかの所望の機能のうちのいずれかを与えることができる。
例えば、認証チップは、製造特性と動作パラメータ、データストレージ、セキュリティを埋め込んだり、関連付けられたカートリッジの限定的利用や再利用を管理したりするために使用できる不揮発性メモリであり得る、又はそれを含み得る。これにより、認可されていないアフターマーケットの消耗品の使用を防ぐことができ、かつ／又は元の機器製造業者によって製造されたカートリッジの信頼性と使用を保証することができる。不揮発性メモリは、カートリッジが使用中に関連するエレクトロポレーションシステムに所定の実行プロトコルを伝送できるような形で、カートリッジの工場キャリブレーションを可能にする追加機能を提供することもできる。このようにして、カートリッジは、エレクトロポレーションシステムの１つ以上のランタイムパラメータを指定することができ、かつ／又は様々な細胞タイプ又はエレクトロポレーション標的で使用するために最適化することができる。
認証チップは様々な形式をとることができ、場合によっては、カートリッジの製造及び／又はパッケージングで使用される滅菌プロトコルのタイプ（存在する場合）に依存し得る。一般に、ガンマ線（医療又は実験室グレードの機器の製造における一般的な滅菌剤）は、多くの不揮発性メモリで使用されるフローティングゲートメモリ技術を伝統的に組み込んだ、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）及びフラッシュメモリなどの半導体デバイスとは直接的には相容れない。ガンマ線による滅菌が望まれる実施形態では、当技術分野で知られているそれらのユーザプログラム可能な不揮発性メモリデバイスを含む、代替の非フローティングゲート技術を使用することができる。
他の形式の認証チップを使用することができ、それはこの開示の範囲内にある。例えば、単純な電子機器は、カートリッジをシングルユース又は所定回数の使用に制限するための信頼性のある方法として使用することができる。例示的な使用において、認証チップ内にヒューズが組み込まれた回路を利用するカートリッジは、エレクトロポレーションシステムに関連付けることができる。関連付けられたカートリッジで特定のエレクトロポレーションプロトコルを実行した後、エレクトロポレーションシステムは認証チップに大電流を流してヒューズを飛ばすことができる。カートリッジが取り外され、後で再接続された場合、ヒューズを介した電気的導通の欠如は、関連付けられたエレクトロポレーションシステムを非アクティブに維持するための信号となり得、システムが機能に必要な回路等を完成するのを妨げ得る。
代替の認証チップとして、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグが挙げられる。ＲＦＩＤタグは各カートリッジに関連付けることができ、カートリッジがＲＦＩＤリーダーを備えた互換性のあるエレクトロポレーションシステムにロードされると、ＲＦＩＤタグは特定のカートリッジに関連するエレクトロポレーションシステムに情報を伝送することができる。このように、ＲＦＩＤタグは、使用制限機能と偽造防止機能の両方を有益に提供することができる。例えば、ＲＦＩＤタグは、それに関連付けられたカートリッジのタイプ、カートリッジが使用できる／使用された回数、キー又はメーカー固有の認証などを含むことができる。
図５を引き続き参照すると、認証チップ４５２は、電極キャップ４５４によって形成される空間４５６内に収容することができる。チップへの（例えば、エレクトロポレーションシステムと通信するための）アクセスは、非接触通信プロトコルを介して、又は電極キャップ４５４内に形成された１つ以上のピンポートを介して実現することができる。
図６Ａ～図６Ｄは、電極キャップ４６２内に収容された認証チップ４６５を有する別の例示的なシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ４６０の様々な図を示している。図６Ｄの断面図に示されているように、認証チップ４６５は、電極キャップ４６２の下部４７８によって形成されたくぼみ内に置かれ、電極キャップ４６２の上部４７６によってその中に保持される。上部４７６は、いくつかの実施形態では、製造後に、認証チップ４６５を改ざんすること、さもなければ電極キャップ４６２からそれを取り外すことを防止する態様で、下部４７８に固定することができる。
図６Ａ～図６Ｄのカートリッジ４６０は、電極キャップ４６２の上部４７６に形成された複数のピンポート４６４を有するものとして示されている。ピンポート４６４の数及び向きは変更することができ、いくつかの実施形態では、それらは、認証チップと接触及び通信するエレクトロポレーションシステムのコネクタ／バスに関連付けられたピンの数及び／又は向きに対応し得る。例えば、図６Ａ～図６Ｄに示される認証チップは、エレクトロポレーションシステム（図示せず）のコネクタ／バスの６つのピンに対応し、それらと嵌合する６つのピンポート４６４を含む。いくつかの実施形態では、ピンポートの数は、より少ない場合、又は存在しない場合（例えば、認証チップがＲＦＩＤタグである場合）がある。したがって、電極キャップは、対となるエレクトロポレーションシステムに関連する所望の認証チップ及びコミュニケータ／バスに対応するように任意の方法で構成し得ることを理解されたい。
６Ａ～６Ｄを引き続き参照すると、カートリッジ４６０の本体４６６は、いくつかの実施形態では、１つ以上のスタビライザー４６８を含むことができる。図示の実施形態は、２つのスタビライザー４６８を示している。いくつかの実施形態では、スタビライザー４６８自体は、カートリッジ４６０をより容易に操作するようにサイズ設定及び成形することができ、ユーザがカートリッジ４６０を確実に把持及び操作するのを支援するために１つ以上の把持部材４７０を含むことができる。例えば、カートリッジ４６０をエレクトロポレーションシステムにロードするとき、ユーザは、スタビライザー４６８を（例えば、把持部材４７０を）把持し、カートリッジ４６０を所定の位置に容易に導くことができる。同様に、スタビライザー４６８を使用して、使用後にカートリッジ４６０をエレクトロポレーションシステムから取り外すことができる。把持部材４７０は、示されるように、スタビライザー４６８の表面から延びる１つ以上の突起を含むことができ、又はスタビライザー４６８の表面に他の輪郭を含むことができる。いくつかの実施形態では、把持部材は、追加的に、又は代替的に、ユーザのグリップとスタビライザーとの間の摩擦を増加させるように設計された異なる材料（例えば、ゴム又はシリコーン）を含み得る。
スタビライザーは、さらに、いくつかの実施形態では、カートリッジ４６０のベース（又は第２の電極）と同じ高さに配置された脚４７２を含み得、それにより、カートリッジ４６０を支持するための効果的に広いベースを提供する。脚４７２は、例えば、ベンチトップ又は他の平らな表面に置かれたときにカートリッジを安定させるように作用し、カートリッジ４６０がかすっただけで倒れるのを防ぎ、さもなければ立位でのカートリッジの安定性を高める。
図６Ｂに示されるように、スタビライザーは、挿入されたとき、又はエレクトロポレーションシステムに関連付けられたときに、カートリッジ４６０の向き又は方向性を受動的に伝達するための信号又は標識４７４をさらに含み得る。図６Ｂは、標識４７４を矢印として示しているが、当技術分野で知られているように、他の信号、標識、又は指定をその上に配置し得ることを理解されたい。
いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションカートリッジ、例えば、図１～図５、図６Ａ～図６Ｄ（並びに、説明の後半で説明する図９及び図２２Ａ～図２２Ｓ）に描写及び記載されたものは、流体がこれらのカートリッジに分注されるときに凸状のメニスカスを形成するように設計されている。いくつかの実施形態では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジにおける凸状メニスカスの形成は（いくつかの従来技術のエレクトロポレーションカートリッジにおいて形成される凹状メニスカスとは対照的に）、チャンバのキャッピング又はシーリング中に気泡がトラップされるのを防ぐ。いくつかの実施形態では、本開示のエレクトロポレーションカートリッジにおける凸状メニスカスの形成は（いくつかの従来技術のエレクトロポレーションカートリッジにおいて形成される凹状メニスカスとは対照的に）、チャンバのキャッピング又はシーリング中に気泡がトラップされるのを実質的に低減する。
本明細書に記載のエレクトロポレーションカートリッジのいくつかの実施形態は、以下により詳細に記載される連続バッチ処理システム内に実施することができる。そのような一実施形態が図７Ａ～図７Ｄに開示されている。図７Ａ及び図７Ｂは、例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ３００の分解図を示し、併せて、図７Ｃ及び図７Ｄは、組み立てられた構成のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ３００を示す。図７Ａ～図７Ｄに示されるように、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジ３００は、図１Ａ～図１Ｅのエレクトロポレーションカートリッジに関して上記で説明したものと同じ又は類似のコンポーネントを含む。しかしながら、個々のエレクトロポレーションイベントの間に手動操作を必要とする単回の（又は限定されたバッチ使用の）エレクトロポレーションカートリッジである代わりに、図７Ａ～図７Ｄに示されるフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ３００を使用して、ユーザの介入なしに連続するサンプルを繰り返しエレクトロポレーションすることができる。このようなフロースルーエレクトロポレーションカートリッジは、単回又は複数回の異なる実行で数十から数百ミリリットルのサンプルを処理するために使用することができる。
図７Ａ～図７Ｄに示されるように、連続フローカートリッジ３００のチャンバ本体３０４は、チャンバ本体３０４の上部開放端に挿入されたフロースルー電極３０６を含む。本明細書に開示される他の電極と同様に、フロースルー電極３０６は、有害又は有毒な元素を導入することによって細胞に悪影響を及ぼさない金のような導電性材料から作られるか、又はそれでめっきされる。フロースルー電極３０６は、高電圧回路に接続するように動作可能であり、アノード、カソードとして機能するか、又はその２つを交互に入れ替えることができる。フロースルー電極３０６は、いくつかの実施形態では、わずかに凸状の曲率を有するベル状又は球根状の突起をさらに含み、気泡を半径方向外側に移動させて遠位電極表面から遠ざけることによって気泡がエレクトロポレーションボリュームから出るのを助け、それによってエレクトロポレーション中のアーク放電の可能性を低減する。
いくつかの実施形態では、フロースルー電極３０６は、連続フロー機能に対応するための追加の物理的特徴を有することができる。例えば、１つ以上の開口又は貫通孔３０８は、フロースルー電極３０６の付近に形成することができ、フロースルー電極３０６に対して軸方向に垂直である。貫通孔３０８は、フロースルー電極３０６の軸上にある止まり穴又は管腔３１０と交差し得る（図７Ｄを参照のこと）。貫通孔３０８及び管腔３１０は、それぞれ、エレクトロポレーションチャンバ３０２に流体を充填し、そこから流体を除去するときに、濾過された空気がチャンバに出入りすることを可能にする通気孔として機能し得る。チャンバ３０２がエレクトロポレーションされる流体で満たされているとき、チャンバ３０２内にある空気は、これらの貫通孔３０８及び管腔３１０を通ってチャンバ３０２を出る。エレクトロポレーションされた流体がチャンバ３０２からポンプで排出されると、濾過された空気は、これらの貫通孔３０８及び３１０を通ってチャンバ３０２に入り、チャンバ３０２内に真空が形成されるのを防ぐ。図７Ａ～図７Ｄに示されるようないくつかの実施形態では、フロースルー電極３０６の上部は、無菌性を維持するのを助けるために、返し部又はポート３１２として形作られている。このポートにチューブを取り付け、チャンバを大気に対して開放するためのミクロンフィルタを取り付けることができる。ポート３２１は、滅菌空気源又はエアフィルタに接続することができる。エレクトロポレーションの間、圧力上昇は、貫通孔３０８及び管腔３１０を通して放散され得る。本明細書に開示される他の電極と同様に、いくつかの実施形態では、フロースルー電極３０６は、それが独立して回転でき、シーリング部材３１４のみが（又はそれが主に）軸方向の圧縮を受けるようにキャップに結合される。
フロースルーエレクトロポレーションカートリッジ３００は、エレクトロポレーションチャンバ３０２に流体的に接続されたチャンバ入口３１６及びチャンバ出口３１８をさらに含むことができる。チャンバ入口３１６は、エレクトロポレーションされる細胞含有流体の供給源に流体的に接続することができ、システム内の１つ以上のポンプの作用により、チャンバ入口３１６を使用して、当該流体をエレクトロポレーションチャンバ３０２に移動させることができる。逆に、チャンバ出口３１８は、エレクトロポレーションされた細胞の出力リザーバに流体的に接続され得、システムに関連付けられた１つ以上のポンプの作用を通じて、チャンバ出口３１８は、エレクトロポレーションチャンバ３０２からのエレクトロポレーションされた細胞の出口点として使用され得る。チャンバ入口３１６及びチャンバ出口３１８は、それぞれ、プラグ及び／又はバルブと関連付けられて、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有流体の内向きの流れを制御し、かつ／又はエレクトロポレーションされた細胞含有流体のエレクトロポレーションチャンバからの外向きの流れを制御することができる。いくつかの実施形態では、チャンバ入口／出口は、第２の電極の近位面の上に配置することができ、かつ／又はチャンバ入口／出口の管腔は、第２の電極の近位面に対して実質的に平行にすることができる。
ここで図８Ａ～図８Ｃを参照すると、入口及び出口を有し、エレクトロポレーションチャンバ本体４０４と統合されたリザーバ４０２を有するフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ４００の別の実施形態が示されている。例示的な操作では、エレクトロポレーションされる流体は、標準的なピペットを使用してチャンバ本体４０４内に充填され、電極アダプタ４０６をその開口部に取り付けることができる。電極１０６をアダプタに取り付けて、チャンバ４０８を密封することができる（例えば、図８Ｃを参照）。流体は、チャンバ内に過充填され、チャンバ４０４の上部に凸状のメニスカスを形成し得る。次に、電極の挿入により、流体の過剰充填が隣接する開口部からリザーバ４０２に流れ出て、適切に濡れた電極を保証することができる（例えば、図８Ｂのフロースルーエレクトロポレーションカートリッジの平面Ａに沿って得られた断面である図８Ｃに示されるように）。図８Ｃに示される矢印は、関連するリザーバに回収されることに呼応してエレクトロポレーションチャンバから排出されるオーバーフロー流体を示す。
ここで図９を参照すると、入口及び出口を有する例示的なフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ４００´が示されている。カートリッジ４００´のコンポーネント及び機能は、上記の図８Ａ～図８Ｃのカートリッジ４００と同様であり、電極キャップ４５４に関連して認証チップ４５２が追加されている。認証チップ４５２は、当技術分野で知られている任意の形式の認証又は使用制限デバイスであり得、開示されたカートリッジ及びシステムにいくつかの所望の機能のうちのいずれかを与えることができる。上記のセクションで説明した認証チップのいくつかの例は、ここでも使用することができる。エレクトロポレーションカートリッジのいくつかの態様及び追加の実施形態、並びに細胞のバッチを再充填及びエレクトロポレーションするためにそれがどのように機能するかについては、図２２Ａ～図２２Ｓでこの先説明している。
エレクトロポレーションシステムの概要
以下に、例示的なエレクトロポレーションシステム及びサンプルをエレクトロポレーションするための対応するプロセスの概要を最初に提供する。理解されるように、本明細書に記載の実施形態は、比較的大量のサンプルの効果的なエレクトロポレーションを提供し、他の利点の中でもとりわけ、高いエレクトロポレーション効率、高い細胞生存率、及び安全で比較的簡単なユーザ体験を提供することができる。以下のより詳細な説明に見られるように、システムは、すべての接触部品が周囲環境から遮断されるように機能的に閉じられ、これにより潜在的な汚染を制限し、またデバイスの安全な動作を向上させ得る。さらに、以下に詳述するように、開示されたシステムは、システムエラー、過度に高温の読み取り、アーク放電リスクの読み取り、及び／又は他の警告イベントの場合にサンプルを回収することができる。このようなイベントの場合、例えば、サンプルの関連するサブボリュームは、エレクトロポレーションチャンバからポンプで排出されて混合リザーバに戻されるか、さらにはそれが出てきたサンプル入力バッグに戻されることもある。
以下に、例示的なエレクトロポレーションシステム及びサンプルをエレクトロポレーションするための対応するプロセスの概要を最初に提供する。理解されるように、本明細書に記載の実施形態は、比較的大量のサンプルの効果的なエレクトロポレーションを提供し、他の利点の中でもとりわけ、高いエレクトロポレーション効率、高い細胞生存率、及び安全で比較的簡単なユーザ体験を提供することができる。以下のより詳細な説明に見られるように、システムは、すべての接触部品が周囲環境から遮断されるように機能的に閉じられ、これにより潜在的な汚染を制限し、またデバイスの安全な動作を向上させ得る。さらに、以下に詳述するように、開示されたシステムは、システムエラー、過度に高温の読み取り、アーク放電リスクの読み取り、及び／又は他の警告イベントの場合にサンプルを回収することができる。このようなイベントの場合、例えば、サンプルの関連するサブボリュームは、エレクトロポレーションチャンバからポンプで排出されて混合リザーバに戻されるか、さらにはそれが出てきたサンプル入力バッグに戻されることもある。
図１０Ａは、例示的なフロースルーエレクトロポレーションシステム５００のプロセスを概略的に示している。図１０Ａは、本明細書で説明されるシステムが利用されて実行するし得る例示的なプロセスフローの概要を提供することを意図している。システム５００内に含めることができる様々なエレクトロポレーションシステムコンポーネントについて、以下でより詳細に説明する。異なるエレクトロポレーションシステムコンポーネントの様々な代替の実施形態が様々な方法で一緒に組み合わされて、図１０Ａに概して示すようなエレクトロポレーションシステムを構築することができることが理解されよう。
図示のシステム５００では、サンプルを含む入力バッグ５０２は、第１のポンプ５０４に流体的に取り付けられ得る。第１のポンプ５０４は、入力バッグ５０２からミキサリザーバ５０８への流体の流れを駆動するように構成される。第１のフローセンサ５０６は、流体がチューブの対応するセクションを通っていつ流れたかをシステムが特定することを可能にするために、ポンプ５０４とミキサリザーバ５０８との間に配置され得る。ミキサリザーバ５０８は、第２のポンプ５１０に流体的に取り付けられている。第２のポンプ５１０は、ミキサリザーバ５０８からエレクトロポレーションカートリッジ５１６への流体の流れを駆動するように構成される。いくつかの実施形態では、エレクトロポレーションカートリッジは、例えば、上記のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ（例えば、前述の図７Ａ～９及び図２２Ａ～Ｑを参照）のうちのいずれかのフロースルーエレクトロポレーションカートリッジであり得る。
示されるように、いくつかの実施形態では、第２のフローセンサ５１２及び／又は予冷モジュール５１４（予冷アセンブリとも呼ばれる）を、第２のポンプ５１０とエレクトロポレーションカートリッジ５１６との間に配置することができる。以下でより詳細に説明するように、予冷モジュールは、エレクトロポレーションにより適し、気泡を形成する傾向がより少ないより低い温度に（例えば、目標温度に向かって）サンプルを通過させる温度を下げる（又は必要に応じて加熱によってサンプルを通過させる温度を調整する）のを助けるために、エレクトロポレーションカートリッジ５１６の上流に有益に設けられる。
図１０Ａに示されるように、エレクトロポレーションカートリッジ５１６は、サンプル流体をエレクトロポレーションカートリッジ５１６から出力バッグ５２６などの出力に向けて駆動するように構成された第３のポンプ５１８に流体的に接続されている。第３のフローセンサ５２０は、第３のポンプ５１８と出力バッグ５２６との間に配置され得る。
動作中、エレクトロポレーションカートリッジ５１６は、そこに含まれるサンプルの一部にエレクトロポレーションパルスを供給するように動作する。「サブボリューム」及び「サンプルサブボリューム」という用語は、本明細書では、任意の所与の時点でエレクトロポレーションカートリッジ５１６内に含まれるサンプルの個別の部分を指し、システム５００によって処理されることが企図されるより大きな全体のボリュームと区別するために用いられる。システム５００は、エレクトロポレーションカートリッジ５１６を介して一連の連続するサブボリュームを、エレクトロポレーションカートリッジ５１６の取り外しを必要とすることなく、あるサブボリュームのエレクトロポレーションから次のサブボリュームへ移動させるように有利に動作する。
このシステム５００は、比較的大量のサンプルの効果的なエレクトロポレーションを有益に可能にする。例えば、全体のサンプル量がエレクトロポレーションされるまでのいくつかの連続するサブボリュームをエレクトロポレーションする単回の「実行」は、約５ｍＬから最大約２５ｍＬ、さらには最大約５０ｍＬの全体のサンプル量を処理し得る。５０ｍＬを超えるサンプル量も、わずかな追加セットアップによっておそらくは処理できる可能性があり、その限界は、ほとんどの標準サンプルバッグがそれほど大きく作られないということに尽きる。したがって、入力コンテナと出力コンテナがそのようなボリュームに対応するように構成されている限り、本システムはさらに大量のボリュームを処理することができる。
示されるように、システム５００はまた、空気通気を提供し、システムを通るサンプル流体の移動を助けるために、１つ以上の空気フィルタ又は他の空気通気装置を含み得る。例えば、ベントライン及び／又はエアフィルタ５２２が、入力バッグ５０２に結合され得、ベントライン及び／又はエアフィルタ５２３が、エレクトロポレーションカートリッジ５１６に結合され得る。ベントライン及び／又はエアフィルタ５２１はまた、第１のポンプ５０４とミキサリザーバ５０８との間のチューブのメインセクションから延びるチューブ５２４の中間セクションに接続することができる。以下でより詳細に説明するように、この機能を利用して、入力バッグ５０２からミキサリザーバ５０８へのサンプル移送がいつ発生したかを特定及び／又は制御することができる。
前述のコンポーネントの特定の例を以下により詳細に説明するが、エレクトロポレーションコンポーネントの代替の実施形態が追加的又は代替的に含まれ得ることが理解されるであろう。例えば、ポンプは蠕動ポンプとして説明される場合があるが、他の実施形態は、１つ以上のギアポンプ、ダイアフラムポンプ、回転置換ポンプ、空気圧ポンプ、インラインポンプ、他のタイプのポンプ、又は当技術分野で既知の他の適切な流体置換機構を含み得る。さらに、この特定の例では３つのポンプが示されているが、他の実施形態では、より少ない又はより多い数のポンプを含み得る。
さらなる例として、フローセンサは超音波センサとして説明される場合があるが、他の実施形態では、１つ以上の回転計、ばね及びピストン流量計、タービン／パドルセンサ又は他の容積式流量計、渦流量計、ピトー管、ホール効果センサ、又は当技術分野で知られている他の適切なフローセンサを含み得る。さらに、この特定の例には３つのフローセンサが示されているが、他の実施形態は、より少ない又はより多い数のフローセンサを含み得る。さらに、以下の例では、入力容器及び出力容器をバッグとして説明しているが、それらの内容物を効果的に入力容器からエレクトロポレーションシステムに移し、その後それを出力容器に排出することができる限り、他の適切なサンプル容器を利用することもできる。
さらに、本明細書に記載の冷却モジュール及び予冷モジュールのコンポーネントは、冷却の文脈で説明されているが、少なくともいくつかの実施形態では、それらはまた、サンプル及び／又はサンプルサブボリュームを加熱するように操作され得ることが理解される。便宜上、一般的な操作は加熱よりも冷却の恩恵を受けるため、これらのコンポーネントは、本明細書では「冷却」又は「予冷」モジュールと呼ばれる。ただし、これは、冷却を提供する機能に加えて、又はその代替として、加熱を提供する能力を制限するものと見なされるべきではない。
さらに、本明細書で説明する特定の例は、単一の入力バッグを備えた単一のシステムを示しているが、他の実装では、並列操作を通じてより多くのボリュームを処理するために、システムごとに複数のシステム及び／又は複数の入力バッグを利用し得る。
図１０Ｂは、エレクトロポレーションシステムの一部として含まれ得る制御システム６００（本明細書では「コンピュータシステム」及び「コンピューティングシステム」という用語と互換的に使用される）を示す。例えば、制御システム６００は、図１０Ａに示されるエレクトロポレーションシステム５００の１つ以上のコンポーネントの一部を形成し、かつ／又は、当該１つ以上のコンポーネントに対して、若しくは本明細書に記載されている他のエレクトロポレーションシステムのいずれかと通信可能に結合され得る。
制御システム６００は、１つ以上のプロセッサ６０２及び（メモリ６０３を保持するための）１つ以上のハードウェア記憶装置を有するコントローラ６０１を含む。コントローラ６０１は、データを受信し、かつ／又は１つ以上のエレクトロポレーションコンポーネントに命令を送信するために、エレクトロポレーションシステムの様々なエレクトロポレーションコンポーネントのうちの１つ以上に通信可能に結合される。示されるように、コントローラ６０１は、ポンプ６０４、フローセンサ６０６、（ミキサリザーバ内の混合を制御するための）ミキサドライバ６０８、予冷モジュール６１４、冷却モジュール６１５、及びエレクトロポレーションアセンブリ６１７に通信可能に結合され得る。
コントローラ６０１は、様々な連結されたエレクトロポレーションコンポーネントに対する制御を可能にするように動作する。例えば、コントローラ６０１は、ポンプ６０４の作動、方向、及び／又は速度を制御するように、フローセンサ６０６からフローデータを受信するように、ミキサドライバ６０８の作動、方向、及び／又は速度を制御し、それによりミキサリザーバ内の混合をそれに応じて制御するように、そして、予冷モジュール６１４及び／又は冷却モジュール６１５の温度を制御するように、構成され得る。
エレクトロポレーションアセンブリ６１７は、エレクトロポレーションカートリッジとインタラクトするように構成された様々なコンポーネントを含む。示されるように、エレクトロポレーションアセンブリ６１７は、エレクトロポレーションカートリッジのエレクトロポレーションチャンバの両端間の導電率を測定するように構成された導電率センサ６３０を含み得る。以下でより詳細に説明するように、コントローラは、導電率センサからの情報を利用して、パルスを送るかどうか及びパルスを送るための目標電圧などの１つ以上のエレクトロポレーションパラメータを制御することができる。
エレクトロポレーションアセンブリ６１７はまた、電気パルスを生成し、エレクトロポレーションチャンバに送るように構成されたエレクトロポレーション回路を構成するコンポーネントを含む。これらのコンポーネントは、コンデンサ６３４を充電するための電圧源として機能するように構成された充電器６３２と、１つ以上の放電抵抗器６３６、及び／又は通常の動作のためにすぐに放電されないときにコンデンサを安全に放電できるように構成された他の安全コンポーネントを含む。当技術分野で知られているように、追加的又は代替的な回路コンポーネントは、電気パルスを生成し、エレクトロポレーションチャンバを横切ってそれを送るために含まれ得る。
エレクトロポレーションアセンブリ６１７はまた、エレクトロポレーションカートリッジがエレクトロポレーションアセンブリ６１７に適切に挿入されたときにエレクトロポレーションカートリッジと機械的に係合するように構成されたキャッピング機構６３８を含み得る。以下でより詳細に説明するように、いくつかの実施形態では、キャッピング機構６３８は、エレクトロポレーションを行うことができるキャップされた状態、乃至、エレクトロポレーションチャンバからの排出及びエレクトロポレーションチャンバへの流体移動を行うことができるキャップされていない状態に、エレクトロポレーションカートリッジを遷移させるように動作する。密封機構６４０は、キャッピング機構６３８と連動して動作して、システムが１つのサブボリュームのエレクトロポレーションから次のサブボリュームに移動する際に、エレクトロポレーションチャンバを密封及び開封することができる。
次に、様々な例示的なエレクトロポレーションコンポーネントをより詳細に説明する。以下の実施形態のいずれかを、エレクトロポレーションシステム５００及び／又は制御システム６００に組み込むことができる。
図１１Ａ～図１１Ｄは、本開示のエレクトロポレーションシステムの例示的な実施形態を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂは、一実施形態による、エレクトロポレーションシステム５００の１つ以上のコンポーネント、及びエレクトロポレーションシステム６００の１つ以上のコンポーネントを含む、例示的なエレクトロポレーションシステム／機器６０５´（システム５００及びシステム６００のコンポーネントが示されているが、番号は付けられていない）を示す。図１１Ａに示される実施形態は、エレクトロポレーションの進行中に閉じることができるドアと、ユーザがエレクトロポレーションパラメータを選択し、プロトコルを実行し、実行の進行をモニタリングし、潜在的な問題を修正するための任意のエラーメッセージを受信することなどを、グラフィカルユーザインターフェースとコンピュータで実装されたメソッドを介して可能にし得るユーザインターフェースパネル６０６´とを含む。
一実施形態では、図１１Ａ及び図１１Ｂのエレクトロポレーションシステム／機器６０５´は、少なくとも１つ以上のポンプ、液体を感知するための少なくとも１つ以上のセンサ（例えば、限定するものではないが、超音波センサ）、少なくとも１つのセルミキサ機構及び／又はセルミキサを取り外し可能に挿入するための領域、エレクトロポレーションチャンバ（例えば、単回のエレクトロポレーション実行のためのシングルユースエレクトロポレーションチャンバ、又はバッチ／連続エレクトロポレーションのためのフロースルーチャンバ）を取り外し可能に挿入するための領域、対応するエレクトロピン（例えば、限定するものではないが、挿入されたエレクトロポレーションチャンバに設置された電極と電気的に接触する高電圧エレクトロピン）、（エレクトロポレーションチャンバのチップを読み取るように構成されている）認証チップリーダー、１つ以上の気泡センサ、１つ以上の予冷チャンバ又はモジュール、様々なエレクトロポレーションデバイスコンポーネントを有するモジュラーケーシングを挿入するためのシェル又はプレースホルダー（例えば、限定するものではないが、図１２Ａ～図１２Ｇ及び図１３Ａ～図１３Ｃに記載される７００、７０１、７０３、８００又は８０３などの機器パネル又はモジュラーケーシング）、圧力センサ、モジュラーケーシング及び／又はエレクトロポレーションチャンバにクランプするためのロック機構、モジュラーケーシング及び／又はエレクトロポレーションチャンバの簡単な挿入及び取り外しのためのハンドル、活栓及び配置機構、エアフィルタ、あるコンポーネントから別のコンポーネントへのサンプルフロー用のチューブ、エアフロー用のチューブ、エアフロー及び／又は液体フローを制御するための１つ以上の活栓、滅菌空気源及び／又はエアフィルタ、ベント、バルブ、チャンバ又は細胞の入口と出口を開閉する回転機構、圧力感知機構、導電率センサ、サンプル入力バッグとサンプル出力バッグを取り付けるためのフック又は引き出し（エレクトロポレーション前後のそれぞれにおいて流体中の細胞を含むバッグ）、前述の１つ以上又はすべてを感知、制御、及び操作するためのプロセッサシステム（例えば、コンピュータコントローラ及びプロセッサ）のコンポーネント（これらのコンポーネントの一部は内面６０７に示されているが図１１Ａ及び図１１Ｂにおいては明示的にラベル付け又はコールアウトしていない）、を含む１つ以上のコンポーネントを備えることができる。先に列挙したコンポーネントのうちのいくつかは、６０５´のハウジング内に存在する場合があるが、コンポーネントのいくつかは、システム／機器６０５´の６０７などの内面に存在する場合がある。
いくつかの実施形態では、システム６０５´の１つ以上のポンプは、サンプル、例えば、入力バッグ／リザーバからエレクトロポレーションされる細胞を含むサンプルをセルミキサに移送するための第１のポンプ（例えば、蠕動ポンプ）と、処理されたサンプル、例えば、エレクトロポレーションチャンバから出力バッグ／リザーバへのエレクトロポレーションされた細胞を含むサンプルをセルミキサに移送するための第２のポンプ（例えば、蠕動ポンプ）とを備えることができる。
いくつかの実施形態では、システム６０５´は、細胞が最適な温度に冷却されるように、細胞がエレクトロポレーションチャンバに入る直前に配置された予冷モジュールを備えることができる。いくつかの実施形態では、追加の予冷モジュールを、エレクトロポレーションカートリッジが機器に取り外し可能に挿入される領域に配置することができる。予冷モジュールについては、上記のセクションで説明している。
図１１Ｃは、図１１Ａのエレクトロポレーション機器と、様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するための取り外し可能に取り付け可能なモジュラーケーシング（７００、７０１、７０３、８００、８０１、８０３などに類似し得る）（モジュラーケーシングの追加の詳細は、以下の図１２Ａ～図１２Ｇ、図１３Ａ～図１３Ｃ及び図１５Ａ～図１５Ｉに示される）とを備える例示的なエレクトロポレーションシステムを示す。モジュラーケーシングは、フロースルーエレクトロポレーションチャンバを使用して、一度にサンプルの小さなバッチをエレクトロポレーションすることにより、エレクトロポレーションのサンプルを大量に処理するのに適している。
エレクトロポレーション機器及びシステム６０５´及び／又は６００´は、通常、エレクトロポレーションが実施されている間、ユーザがシステムを閉じることを可能にするための蓋を有する。図１１Ｂは、スライド式の蓋を有する開姿勢の実施形態を示している。図１１Ｄは、上方に開くことができる異なる蓋を有するエレクトロポレーション機器の別の実施形態を示している。他の様々なタイプの蓋を使用することができる。蓋は、ユーザが使用する高電圧からの安全性を提供するだけでなく、滅菌環境を提供することができる
エレクトロポレーションシステム６０５´又は６００´のいくつかの実施形態では、例えば、シングルユースエレクトロポレーションチャンバを使用する場合、複数のコンポーネントを備えたモジュラーケーシングは必要とされない。（バッチ処理／連続フローとは対照的に）単回のエレクトロポレーションイベント用に構成されたこのようなシステムでは、６０５´又は６００´は、電気パルス発生器、気泡センサ、導電率センサ、流体センサ、圧力センサ、エレクトロポレーションチャンバを直接冷却する予冷モジュール、及びエレクトロポレーションチャンバ内の電極に電極パルスを供給するために利用可能な適切な電気接点（高電圧ピンなど）を備えたエレクトロポレーションチャンバを挿入するためのスロット、エレクトロポレーションチャンバをクランプするためのロック機構、エアフィルタ、コンピュータコントローラ及びプロセッサ、並びに任意選択でユーザインターフェースといったコンポーネントを備えることができる。シングルユースエレクトロポレーションチャンバは、エレクトロポレーションチャンバを受け入れるための対応するスロットに入れられ、エレクトロポレーションを実行するためにエレクトロポレーション機器内の電極接点及び他のコンポーネントに接続され得る。
エレクトロポレーションシステムとモジュラーケーシング
図１２Ａは、モジュラーケーシング７０３及び機器パネル７０１を含むエレクトロポレーションシステム７００の一例の実施形態を示す。ケーシング７０３は、いくつかの実施形態では、機器パネル７０１に取り付けられ、機器パネル７０１から取り外すことができる（図１２Ａを参照）。多くの従来のエレクトロポレーションシステムは、複数の消耗型のコンポーネントを使用する必要があり、他のコンポーネントの邪魔になってセットアップと操作を複雑にする、簡単に絡まるチューブやバッグに悩まされている。モジュラーケーシング７０３は、様々なエレクトロポレーションコンポーネント及びチューブを、整理され容易に管理されたレイアウトで１つの場所に有益に配置することを目的としている。これは、本明細書に記載のシステムの他の設計機能とともに、エラーを減らし、エレクトロポレーション効率を最大化するのに役立つ。例えば、本明細書に記載のエレクトロポレーションカートリッジの設計は、ミス又は問題が発生する可能性があるユーザのタッチポイントを有益に低減する。
図１２Ａは、モジュラーケーシング７０３及び機器パネル７０１を含むエレクトロポレーションシステム７００の一例の実施形態を示す。ケーシング７０３は、いくつかの実施形態では、機器パネル７０１に取り付けられ、機器パネル７０１から取り外すことができる（図１２Ａを参照）。多くの従来のエレクトロポレーションシステムは、複数の消耗型のコンポーネントを使用する必要があり、他のコンポーネントの邪魔になってセットアップと操作を複雑にする、簡単に絡まるチューブやバッグに悩まされている。モジュラーケーシング７０３は、様々なエレクトロポレーションコンポーネント及びチューブを、整理され容易に管理されたレイアウトで１つの場所に有益に配置することを目的としている。これは、本明細書に記載のシステムの他の設計機能とともに、エラーを減らし、エレクトロポレーション効率を最大化するのに役立つ。例えば、本明細書に記載のエレクトロポレーションカートリッジの設計は、ミス又は問題が発生する可能性があるユーザのタッチポイントを有益に低減する。
図１２Ａに示されるように、ケーシング７０３は、機器パネル７０１から選択的に取り付け可能／取り外し可能である。ケーシング７０３は、機器パネル７０１と係合し、選択的な取り付けを可能にする１つ以上の取り付け機能を含み得る。ケーシング７０３は、示されているように、機器パネル７０１の片側に取り付けることができる。追加的又は代替的に、機器パネル７０１は、ケーシング７０３の全部又は一部を囲むように構成することができる。
図１２Ａ（及び図１１Ｃ（７０１／７０３と同様の機器パネル／モジュラーケーシングを含む）は、様々なエレクトロポレーションコンポーネントの例示的なレイアウトを示す。入力バッグ７０２は、チューブを介して、第１のポンプ７０４に流体的に結合されている。第１のポンプ７０４は、サンプル流体を入力バッグ７０２から第１のフローセンサ７０６を通ってミキサリザーバ７０８に送る。次に、第２のポンプ７１０は、サンプル流体を、ミキサリザーバ７０８から第２のフローセンサ７１２を通り、予冷モジュール７１４を通って、エレクトロポレーションカートリッジ７１６のエレクトロポレーションチャンバに送る。サンプルサブボリュームのエレクトロポレーションに続いて、３番目のポンプが流体をエレクトロポレーションチャンバから３番目のフローセンサ（図示せず）を通って出力チャンバ（例えば、出力バッグ）（図示せず）に向かって送り出す。
示されるように、ケーシング７０３及び機器パネル７０１は、それぞれ別個に、入力バッグ７０２及び任意選択で出力バッグも支持するための１つ以上のフック又は他の取り付け機能を含むことができる。図示の実施形態では、入力バッグ７０２は、移動中及びケーシング７０３を機器パネル７０１に装着する間に、ケーシングフック７０７に取り付けることができる。取り付け後、入力バッグ７０２を機器フック７０９に移動させて、それを他のエレクトロポレーションコンポーネントの視野の外に移し、かつ／又はそのバッグを移送及びエレクトロポレーション処理のためにより適切な位置に移すことができる。
本開示のモジュラーケーシングは、システム７００のコンポーネントとともに、エレクトロポレーション機器６００´又はシステム６０５´（例えば、図１１Ａ～図１１Ｄに記載されているもの）の中に取り外し可能に配置することができ、図１１Ａに示すように、それらのコンポーネントを露呈させてアクセスを可能にするために、手動で開閉して（例えば、システムの底部から上方向に、又は上向きにスライドして、又は横にスライドして／開けて）機器パネルにアクセスすることができる、アウターシェル又は蓋７２０の中に入れられる。いくつかの実施形態では、蓋７２０は、ヒンジの周りで回転可能であり、システム７００の内部コンポーネントを露呈し、それにアクセスすることを可能にする。
図１２Ｂ～図１２Ｅは、対応する機器パネル８０１に取り付けられるように構成されたケーシング８０３を有するエレクトロポレーションシステム８００のわずかに異なる実施形態をさらに示す。図１２Ｂは、ケーシング８０３の裏側を示し、図１２Ｃは、ケーシング８０３の前面を示し、図１２Ｄは、ケーシング８０３のチューブへの入力バッグ及び出力バッグの取り付けを示し、図１２Ｅは、ケーシング８０３の機器パネル８０１への取り付けを示している。
システム７００と同様に、システム８００は、ケーシング８０３と、ケーシング８０３を通って、（入力バッグ８０２へ取り付けられるように構成された）入口８０５から（出力バッグ８２６へ取り付けられるように構成された）出口８２５まで取り回されるチューブを含む。チューブは、ミキサリザーバ８０８、予冷モジュール８１４、１つ以上のフローセンサ８１２、及びエレクトロポレーションカートリッジ８１６に接続する。チューブは、フローの視覚化を可能にするケーシングの１つ以上の切り欠きセクション（フローインジケータ８４４及び８４６）も通過する。ケーシング８０３はまた、ケーシング８０３の移動及び取り扱い（例えば、実験台から機器パネル８０１へ）を支援するための１つ以上のサイドハンドル８５２及び１つ以上の上部ハンドル８５０を含み得る。
ケーシング８０３は、ケーシング８０３が（図１２Ｅに示されている）機器パネル８０１に取り付けられたときに、ポンプがコンパートメント８４２に受け入れられるような、機器パネル上のポンプ（例えば、ポンプ８０４及び８１０、他のポンプは示さず）のレイアウトに対応するコンパートメント８４２の配置を含む。図１２Ｃに最もよく示されているように、ケーシング８０３はまた、機器パネル８０１に取り付けられ、対応するミキサドライバを受け入れるためのミキサリザーバ８０８に隣接する空間を提供するように構成されたミキサコンパートメント８２７を含む。
図１２Ｃに見られるように、システム８００はまた、入口８０５とミキサリザーバ８０８との間に配置されたチューブの中間セクション８２４に空気圧で結合された空気リザーバ８４８を含み得る。以下でより詳細に説明するように、空気リザーバ８４８は、サンプルがミキサリザーバに引き込まれた後、チューブの中間セクションに空気を供給するように構成される。
図１２Ｆ及び図１２Ｇは、ケーシング８０３の機器パネル８０１への取り付けを可能にする取り付け機能の一実施形態を示すために、ケーシング８０３の異なる図を示す。この実施形態では、サイドハンドル８５２は可撓性であり、機器パネル８０１の対応する構造と係合することができるキャッチ８５６を含む。ハンドル８５２は、中立のまっすぐな位置に向かって付勢され、握られて外側に引っ張られたときに曲がるように構成され得る。図１２Ｇに示されるように、ユーザは、グリップ面８５４上に指を置き、グリップ面８５４を引っ張ることによって、ハンドル８５２を外側に曲げさせることができる。ハンドル８５２を解放すると、ハンドル８５２は中立位置に戻り、キャッチ８５６が内側に移動して機器パネルと係合することを可能にする。他の実施形態は、ラッチ、位置合わせピン、フック、クランプなどを含む、当技術分野で知られている他の取り付け機能を追加的又は代替的に含み得る。
図１３Ａ～図１３Ｃは、６０５´又は６００´などのエレクトロポレーション機器／システムに取り付けることができる別の例示的なモジュラーケーシングの実施形態を示す。図１３Ａは、エレクトロポレーション機器に選択的に取り付け及び取り外し可能な様々なエレクトロポレーションコンポーネントを配置するためのモジュラーケーシング７００´の正面図を示す。図１３Ｂは、追加のコンポーネントを示す（図１３Ａの）モジュラーケーシング７００´の背面図を示す。
システム７００と同様に、システム７００´は、ケーシング７０３´と、入力バッグフック７０７に掛けられる入力バッグ（図示せず）に取り付けられるように構成された入口チューブ７３９からケーシング７０３´を通って取り回されるチューブとを含む。入力チューブ７３９は、セルミキサリザーバ７０８に接続し、次いで、第１のポンプ（６０５´／６００´などの機器／システムの表面に位置するため、ポンプは図示せず）を通って、ミキサポンプ（ミキサポンプは図示せず）用のモジュラーケーシング７０８´のスロットを通して見ることができる、ミキサチューブ７３７として示される（ミキサリザーバ７０８から出るチューブである）チューブ７３７に続き、次いで、予冷チューブ７３６としての予冷モジュールを通って続き（予冷モジュールは、６０５´／６００´などの機器／システムの表面に位置するため図示しないが、予冷モジュール７１４´の斜視図は、上記の図１７Ｃで見ることができる）、ただし、予冷モジュール７１４´用のケーシング内のスロットが示され、さらに、チューブは、（エレクトロポレーションカートリッジリテーナ８７８に配置／収容される）３００、４００、又は４００´などのエレクトロポレーションカートリッジに続き、次いで、（出力バッグ（図示せず）に取り付けられるように構成された）出口チューブ７３５に続く。出力バッグは、出力バッグフック７０７´に取り付ける。場合によっては、チューブは、流れの視覚化を可能にするケーシングの１つ以上の切り欠きセクションを通過する。ケーシング７０３´はまた、７０９´などのグリッパーを有し得る１つ以上のサイドハンドル７５２´と、（例えば、実験台から、機器／システム６０５´又は６００´又は７０１や８０１などの機器／システムの機器パネルへの）ケーシング７０３´の移動及び取り扱いを支援するための１つ以上の上部ハンドル７５０´とを含み得る。
図１３Ａ及び１３Ｂの実施形態に示されているように、セルミキサリザーバ７０８は、モジュラーケーシング内に傾斜して配置されている。本発明者らによって、傾斜したセルミキサ７０８が、サンプルがセルミキサ７０８にトラップされるのを低減又は防止することによって、サンプル損失の予想外に驚くべき低減をもたらすことが明らかにされた。いくつかの実施形態では、セルミキサ７０８は、約５度から約２０度までの角度及びその間の任意の値で傾斜している。いくつかの実施形態では、セルミキサ７０８は、約１０度、例えば、約８度、約８．５度、約９度、約９．５度、約１０度、約１０．５度、約１１度、約１２度などの角度で傾斜している。
図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１３Ｃに示すように、システム７００´は、チューブの中間セクションである空気入口チューブ７３８に空気圧で結合され、サンプル入口チューブ７３９とミキサリザーバ７０８との間に配置される空気リザーバ（明示的に示さず）を含むことができる。サンプルがミキサリザーバに引き込まれた後、チューブの中間セクションに空気を供給するように構成された空気リザーバは、本出願の他の場所で詳細に説明されている。
図１３Ｂは、いくつかのエアフィルタ７２２を通過して、モジュラーケーシング７００´上に活栓を保持する活栓アダプタ７３０を有する活栓（明示的に示されていない）に至る、ミキサリザーバ７０８上の空気入口チューブ７３８の配置を示す。活栓及び活栓アダプタ７３０の動作は、上記のセクションで説明されている。アイコン７３１は、気流方向のユーザへの視覚的インジケータとして使用することができる。エアフィルタ７２２に接続する空気入口チューブは、流体が流れるようにするために、かつ／又はミキサチャンバ又はエレクトロポレーションチャンバ内の圧力上昇を回避するために、異なるゾーンへの空気交換を可能にする。
図１３Ｃは、サンプルに１つ以上の追加のコンポーネントを追加するために、独自の追加の入力チューブ７４１を備えた追加の入力チャンバ７４０（例えば、ペイロードチャンバ）が設けられたモジュラーケーシング７００´の実施形態を示す。入力チューブ７４１は、サンプル入口チューブ７３９の入口に加えて、ミキサリザーバ７０８への入口を有することができる。一例では、追加の物質は、ペイロード（後で追加される必要があり、エレクトロポレーションを実行する前のエレクトロポレーションシステムのセットアップ及び組み立て中に、細胞又は細胞バッグの他の内容物に曝露されないようにする必要がある、細胞にエレクトロポレーションされる材料など（例えば、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、薬物、又は細胞にエレクトロポレーションされることが望まれる任意の他の分子又は物質））を含み得る。いくつかの非限定的な実施形態では、追加の入力チャンバ７４０は、必要なときに必要に応じて、セルミキサに手動で注入することができる追加の物質を含む注射器であり得る（図１３Ｃに示されるように）。ただし、入力バッグ、容器などの他のチャンバをチャンバ７４０として使用することができる。
エレクトロポレーションカートリッジ３００、４００、又は４００´は、カートリッジケーシング８７８を介して機器のスロットに挿入される。ケーシング８７８及びその機能は、図１９Ａ～図１９Ｃでこれから先に説明されている。
バッグコンパートメント
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本明細書に記載されるようにエレクトロポレーションシステムに組み込まれ得るバッグコンパートメント８５８の一例を示す。使用中、サンプル容器バッグは、残留液を最小限に抑え（入力バッグの場合）、気泡の蓄積を最小限に抑える（出力バッグの場合）ために、ポートが下を向くように直立した位置で支えられている必要がある。好ましくは、バッグはまた、デバイスのサイズを小さく保ち、システムの他のコンポーネントの視界が妨害されるのを最小限に抑えるために、小さな設置面積内に収めることができる。さらに、必須ではないが、システムの使用中にバッグを封入して、高電圧エレクトロポレーション操作中にユーザがバッグを取り扱うことを防ぐことが有益である。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本明細書に記載されるようにエレクトロポレーションシステムに組み込まれ得るバッグコンパートメント８５８の一例を示す。使用中、サンプル容器バッグは、残留液を最小限に抑え（入力バッグの場合）、気泡の蓄積を最小限に抑える（出力バッグの場合）ために、ポートが下を向くように直立した位置で支えられている必要がある。好ましくは、バッグはまた、デバイスのサイズを小さく保ち、システムの他のコンポーネントの視界が妨害されるのを最小限に抑えるために、小さな設置面積内に収めることができる。さらに、必須ではないが、システムの使用中にバッグを封入して、高電圧エレクトロポレーション操作中にユーザがバッグを取り扱うことを防ぐことが有益である。
図示のバッグコンパートメント８５８（明確にするためにケーシングの残りの部分が除去されている）において、インサート８６０は、ケーシングから選択的に引き出したり、ケーシング内に入れたりすることができるように、バッグコンパートメント８５８にスライド可能に接続される。インサート８６０は、例えば、トラック及びレールシステム８６２を介してバッグコンパートメント８５８に接続され得る。インサート８６０は、入力バッグを支持するためのフック８６４又は他の適切な取り付け機能、及び出力バッグを支持するための支持８６６を含み得る。バッグコンパートメント８５８は、インサート８６０を所望の位置に保持するための１つ以上のラッチ（例えば、磁気ラッチ）、クランプ、ストップなどを含むことができる。
入力サンプルの移送
図１５Ａから図１５Ｃは、入力バッグからミキサリザーバ８０８へのサンプル流体の効果的な移送を提供するように構成されたアセンブリの一例を示している。サンプル入力は、サンプルのタイプ、サンプル量、サンプル流体の特性（粘度など）、及びバッグタイプに基づいて、プロセスごとに異なる場合がある。したがって、サンプル流体が入力バッグからミキサリザーバに完全に移送された時期を正確に判断できることは有益である。さらに、バッグ及び／又はバッグとミキサリザーバ８０８との間のチューブに残留量が留まることによるサンプル損失を最小限に抑えることが望ましい。
図１５Ａから図１５Ｃは、入力バッグからミキサリザーバ８０８へのサンプル流体の効果的な移送を提供するように構成されたアセンブリの一例を示している。サンプル入力は、サンプルのタイプ、サンプル量、サンプル流体の特性（粘度など）、及びバッグタイプに基づいて、プロセスごとに異なる場合がある。したがって、サンプル流体が入力バッグからミキサリザーバに完全に移送された時期を正確に判断できることは有益である。さらに、バッグ及び／又はバッグとミキサリザーバ８０８との間のチューブに残留量が留まることによるサンプル損失を最小限に抑えることが望ましい。
図示の移送アセンブリは、入力バッグからサンプル流体が実質的に空になったことを示し、コントローラがそれに応じてプロセス制御を構成できるように構成されている。移送アセンブリはまた、サンプル移送プロセスの最後に、サンプルの入口８０５とミキサリザーバ８０８との間のチューブを取り除くことによって、サンプルの浪費を最小限に抑えるように構成される。
図１５Ａは、サンプル移送の終了前のサンプル移送アセンブリを示し、図１５Ｂ及び図１５Ｃは、サンプル移送の終了時のサンプル移送アセンブリを示している。図１５Ａでは、空気は、空気リザーバ８４８からチューブの中間セクション８２４を通って、チューブのメインセクション８２９にまだ通っていない。すなわち、サンプル流体が、チューブのメインセクション８２９を介して入口８０５からミキサリザーバ８０８に移送されている間、空気リザーバ８４８は満杯のままである。
図１５Ｂ及び図１５Ｃに示されるように、入力バッグがほぼ空になると、ポンプ８０４の継続的な動作により、チューブ内の圧力がさらに低下し、チューブの中間セクション８２４からチューブのメインセクション８２９に空気が引き込まれる。この追加の空気のボーラスは、残留サンプルについてチューブのメインセクション８２９を勢いよく流す／取り除くのに役立ち、ミキサリザーバ８０８に運ばれるサンプルの量を最大化するのに役立つ。
空気リザーバ８４８はまた、空気リザーバの容積が減少したことを感知するセンサ（例えば、近接センサ）と関連付けられ、それにより、サンプル移送プロセスの進行又は完了を合図することができる。図示の実施形態では、プランジャ８４９は、空気リザーバ８４８が使い果たされると移動し、これにより、プランジャ８４９の動きは、チューブのメインセクション８２９内の圧力を示し、それにより、サンプル移送プロセスの進行を示す。
他の実施形態は、サンプル移送プロセスの進行又は完了を判定するために、他の手段を追加的又は代替的に利用することができる。例えば、図１１Ａから図１１Ｂに示されるエレクトロポレーションシステム６００´又は６０５´は、システム８００の注射器及びプランジャのレイアウトを省略している。その代わりに、システム７００は、チューブのメインセクションから延び、大気に開放されたエアフィルタで終端するチューブの中間セクションを含む。チューブの中間セクション内の空気の流れは、例えば、ピンチメカニズムを使用してチューブの中間セクションを開閉することにより、チューブの中間セクションが開いている程度を調整することによって制御することができる。図１５Ａ及び図１５Ｂのシステムと同様に、チューブのメインセクションの圧力がサンプル移送プロセスの終わり近くで十分に低くなると、空気は、チューブの中間セクションを通ってチューブのメインセクションに引き込まれる可能性がある。先に示したように、システム７００はまた、サンプル移送がいつ完了したかを判定するのを助けるために、入力とミキサリザーバ７０８との間に配置された第１のフローセンサ７０６を含む。
図１５Ｄ～図１５Ｅは、図１３Ａ～図１３Ｃのシステム７００´に示されるモジュラーケーシングを通るサンプルフローの一例の実施形態を示す。同様の部品番号は、図１３Ａ～図１３Ｃと同様の機能を有する。図１５Ｄ及び図１５Ｅのチューブの異なるセクションに描かれている矢印は、モジュラーケーシング７００´の正面図（図１５Ｄ）及び背面図（図１５Ｅ）に示されるモジュラーケーシングシステム７００´を通るサンプル（例えば、エレクトロポレーションされる物質を含む流体中の細胞を含むサンプル）の流れを示す。例えば、矢印で示されるように、サンプルは、入口チューブ７３９に入り、入口を通ってミキサリザーバ７０８に入り（図１５Ｄ及び図１５Ｅの７０８への矢印を参照）、７０８の出口を通って出て（図１５Ｅを参照）、続けてミキサポンプ（ポンプは示さず）を通ってミキサチューブ７３７を通り、チューブ７３６を介して予冷チャンバ（図示せず）を通り、エレクトロポレーションチャンバ３００、４００又は４００´への入口に入る。追加のペイロードは、入力デバイス７４０（注射器など）を用いてロードして、ミキサリザーバ７０８内のサンプルにペイロードを手動で分注することができる。サンプルのエレクトロポレーション後、エレクトロポレーションされたサンプルは、出口を介してエレクトロポレーションチャンバ３００、４００、又は４００´から出る（図１５Ｅの出口チューブ７３５の矢印を参照されたい）。エレクトロポレーションされたサンプルは、図１５Ｅの実施形態では、続けて出口チューブ７３５を通ってエレクトロポレーションチャンバ及びケーシング７００´の上部に向かい、フック７０７´に吊るすことができる出口バッグ（図示せず）に入る。
図１５Ｆ～図１５Ｇは、（図１３Ａ～図１３Ｃの）システム７００´に示されるモジュラーケーシングを通る空気の流れの一例の実施形態を示す。チューブの異なるセクションに描かれている矢印は、モジュラーケーシングシステム７００´を通る空気の流れを示しており、空気入口チューブ７３８への空気の流入を示している（図１５Ｆを参照）。図１５Ｇは、チューブ７３８及びチューブ７３４（エアフィルタ７２２及び活栓リテーナ７３０の後ろに位置する活栓７３１を介したチャンバの充填及び後続の充填中にエレクトロポレーションチャンバ３００、４００又は４００´から出るチューブ）を通る気流の矢印を示している。
図１５Ｈは、空気の流れのための活栓機構の追加の詳細を示し、影付きの矢印は、活栓の回転を示している。機器の操縦者は、活栓７３１を時計回りに９０度回転させて空気交換を可能にし、元の位置（０度）に戻して空気交換を停止する。これにより、空気がサンプル／液体をチューブ７３７から後続のステージであるミキサリザーバ７０８に押し出し、そこからミキサチューブ７３７を介してミキサポンプに押し出す場合に、入力ポンプ（又は最初のポンプ）が機能することができる。活栓アダプタ７３０は、ケーシングモジュール７００´上に活栓７３１を保持するためのリテーナとして機能する。活栓アダプタ７３０はまた、ユーザがそれを６０５´又は６００´などの機器の活栓ドライブに正しくロードするためのより簡単な引き込みとして機能する。
図１５Ｉは、機器又はシステム６００´又は６０５からモジュラーケーシング７００´を取り外すための３つのステップであって、まずカートリッジリテーナ８７８のノブを取り外すことによってエレクトロポレーションチャンバを取り外すステップと、次いで、活栓アダプタ７３０を取り外すステップと、次いで、ハンドルとグリップ（存在する場合）を使用してモジュラーケーシング７００´をシステム６０５´又は機器６００´から取り外すステップとからなる３つのステップを示す。
ミキサリザーバ
図１６Ａ及び図１６Ｂは、例示的なミキサリザーバ８０８の拡大図を示している。ミキサリザーバ８０８は、サンプルの連続するサブボリュームがエレクトロポレーションされて出力バッグに移される間、サンプル流体（例えば、細胞を含む）を均質な懸濁液に保つように有益に機能する。ミキサリザーバ８０８を含めることにより、多種多様な入力バッグタイプの使用が有利に可能になる。バッグは容積、形状、剛性などに照らして異なる可能性があるため、バッグそれ自体からエレクトロポレーションカートリッジに直接移そうとすると、サブボリューム相互間の細胞密度の不均一、細胞の沈降、チューブラインの詰まり、及びその他の望ましくない問題につながる可能性がある。これらの問題は、サンプル量をミキサリザーバ８０８に移すことによって回避される。
図１６Ａ及び図１６Ｂは、例示的なミキサリザーバ８０８の拡大図を示している。ミキサリザーバ８０８は、サンプルの連続するサブボリュームがエレクトロポレーションされて出力バッグに移される間、サンプル流体（例えば、細胞を含む）を均質な懸濁液に保つように有益に機能する。ミキサリザーバ８０８を含めることにより、多種多様な入力バッグタイプの使用が有利に可能になる。バッグは容積、形状、剛性などに照らして異なる可能性があるため、バッグそれ自体からエレクトロポレーションカートリッジに直接移そうとすると、サブボリューム相互間の細胞密度の不均一、細胞の沈降、チューブラインの詰まり、及びその他の望ましくない問題につながる可能性がある。これらの問題は、サンプル量をミキサリザーバ８０８に移すことによって回避される。
図１６Ａに示されるように、ミキサリザーバ８０８は、ミキサ要素８６８を含み得る。ミキサ要素８６８は、好ましくは、磁気攪拌棒などの自由に動く要素とは対照的に、（示されているような）ブレード、インペラなどとして構成される。遠心攪拌機もまた、循環流体の外側部分に細胞を集中させる傾向があるため、あまり好ましくない。
磁性要素は、サンプル流体に接触しないことが好ましい。したがって、ミキサ要素８６８は、好ましくは、磁性材料を含まず、医療グレードのポリマー又は他の適切な材料から形成される。ミキサ要素（図１６Ｂには示さず）は、カバー８１１に配置されたミキサ磁石アセンブリに結合することができる。ケーシングが機器パネルに取り付けられると、ミキサドライバ（図示せず、機器パネルの一部）がミキサコンパートメント８２７に受け入れられる。ミキサドライバは、ミキサ磁石アセンブリに磁気的に結合し、それによって磁気接続を介してミキサ磁石アセンブリの回転を間接的に駆動する１つ以上の磁石を含む。
図示のミキサリザーバ８０８は、リザーバ入力８６９及びリザーバ出力８７０を含む。示されるように、リザーバ入力８６９は、好ましくは、入ってくるサンプル流体がミキサリザーバ８０８の内側側面を流れ落ちた後に底部に集まるように、ミキサリザーバ８０８の上部に配置する。この構成は、ミキサリザーバ８０８に入るときに気泡が形成されることを制限する傾向がある。
冷却機構
図１７Ａ及び図１７Ｂは、予冷モジュール８１４の一実施形態を示している。この実施形態では、エレクトロポレーションチャンバの上流にあるチューブの予冷セクション８３１が、１つ以上の取り付けクランプ８７６によって冷却ブロック８７１と接触させられる。他の取り付け方法を用いることができ、クランプ８７６は一例の実施形態である。冷却ブロック８７１は、セラミックブロックであり得るか、又はチューブの予冷セクション８３１との効果的な熱伝達及び熱伝導が可能な他の任意の材料を含むことができる。冷却ブロック８７１は、当技術分野で知られている方法に従って、好ましくは熱電冷却によって冷却することができる。他の実施形態では、追加的又は代替的に、空冷、液体冷却、又は当技術分野で知られている他の温度調節機構を利用することができる。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、予冷モジュール８１４の一実施形態を示している。この実施形態では、エレクトロポレーションチャンバの上流にあるチューブの予冷セクション８３１が、１つ以上の取り付けクランプ８７６によって冷却ブロック８７１と接触させられる。他の取り付け方法を用いることができ、クランプ８７６は一例の実施形態である。冷却ブロック８７１は、セラミックブロックであり得るか、又はチューブの予冷セクション８３１との効果的な熱伝達及び熱伝導が可能な他の任意の材料を含むことができる。冷却ブロック８７１は、当技術分野で知られている方法に従って、好ましくは熱電冷却によって冷却することができる。他の実施形態では、追加的又は代替的に、空冷、液体冷却、又は当技術分野で知られている他の温度調節機構を利用することができる。
図示の実施形態では、チューブの予冷セクション８３１は、ループ状又は曲がりくねったレイアウトで配置されている。これは、チューブの予冷セクション８３１と冷却ブロック８７１との間により大きな接触を有益にもたらし、より大きな熱伝導が起こることを可能にする。しかしながら、ループ状又は曲がりくねったレイアウトはまた、気泡の生成につながる可能性があり、これは、サンプルサブボリュームの後続のエレクトロポレーションに悪影響を与える可能性があることが見出された。したがって、いくつかの実施形態では、チューブの予冷セクション８３１を、例えば、図１２Ａの実施形態の予冷モジュール７１４及び図１２Ｂの実施形態の予冷モジュール８１４のように、実質的に一直線に維持する。
図１７Ｂに示されるように、予冷モジュール８１４は、可撓性付勢要素８７２をさらに含むことができる。この実施形態では、可撓性付勢要素８７２は、チューブの予冷セクション８３１の反対側の冷却ブロック８７１の側に配置されている。可撓性付勢要素８７２は、冷却ブロック８７１に対して付勢し、冷却ブロック８７１をチューブの予冷セクション８３１に対して押し付ける傾向がある特徴を含み、これにより、冷却ブロック８７１とチューブの予冷セクション８３１との間の良好な熱接触を維持するのを助ける。
図１７Ｃは、図１２Ａに示される予冷モジュール７１４の実施形態の場合の斜視図を示す。サンプルを有する実質的にまっすぐな直線のチューブ（例えば、図１２Ａの８３１又は図１３Ａ～図１３Ｃの７３７など）のセクションは、エレクトロポレーションの前にサンプルを冷却するために予冷モジュール７１４を通って移動する。
図１７Ｄは、本開示のエレクトロポレーションチャンバを冷却するように構成された冷却モジュール８７３の例を示している。図示の冷却モジュール８７３は、本開示のエレクトロポレーションカートリッジの対応するエレクトロポレーションチャンバ部分を受け入れるようにサイズ及び形状が構成される。図１７Ｄはまた、挿入されたエレクトロポレーションカートリッジの対応する上部電極及び下部電極に接触するように配置された上部電極接点８７４及び下部電極接点８７５を示している。予冷モジュールと同様に、冷却モジュール８７３は、セラミックブロック又は他の適切な熱伝導材料を含むことができ、熱電冷却及び／又は当技術分野で知られている他の冷却方法（例えば、空冷及び／又は液体冷却）によって動作することができる。
図１８Ａ及び図１８Ｂは、例示的なエレクトロポレーションカートリッジと係合しない本開示のエレクトロポレーション機器の高電圧タッチピンの例を示す。図１８Ａは、エレクトロポレーションカートリッジを取り外し可能に配置することができる領域を示すエレクトロポレーション機器又はシステムの背面断面図を示す（カートリッジは明示的に示していない）。図１８Ａには、係合部分のカム９２１が示されている。図１８Ｂは、対応する領域を上部断面図で示し、高電圧ピンの端部が終端するちょううどその場所にエレクトロポレーションカートリッジを取り外し可能に配置し得る、システムの高電圧ピン９２０を示している。ばね９２２とセンサ９２３も描かれている。線形アクチュエータのストロークは約１０ｍｍである。図１８Ｂは、カム９２１が係合されたときにエレクトロポレーションカートリッジから解放された高電圧ピン９２０を示している。図１８Ｃ及び図１８Ｄは、エレクトロポレーションチャンバと係合する本開示のエレクトロポレーション機器の高電圧タッチピンの例を示している。図１８Ｃは、エレクトロポレーションカートリッジを取り外し可能に配置することができる領域を示すエレクトロポレーション機器又はシステムの背面断面図を示す（カートリッジは明示的に示されていない）。切り離された部分のカム９２１が図１８Ｃに示され、これは、高電圧ピン９２０とエレクトロポレーションカートリッジとの係合に対応する。図１８Ｄは、対応する領域を上部断面図で示し、エレクトロポレーションカートリッジと係合するシステムの高電圧ピン９２０を示している（カートリッジは示していない）。線形アクチュエータのストロークは約２ｍｍである。
エレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能
図１９Ａ、図１９Ｂ及び図１９Ｃは、冷却モジュール８１５内の適切な位置にエレクトロポレーションカートリッジを取り付けることを可能にするように構成されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能の実施形態を示す。図示の実施形態では、エレクトロポレーションカートリッジ８１６は、カートリッジ本体８７７及びリテーナ８７８を含む。カートリッジ本体８７７は、１つ以上の留め金８８３によってエレクトロポレーションカートリッジ８１６に取り付けるように適合されている。次に、リテーナ８７８をカートリッジ本体８７７に取り付ける。リテーナ８７８は、リテーナ８７８がカートリッジ本体８７７に取り付けられるときにカートリッジ本体８７７を越えて延びて冷却モジュール８１５の対応する構造と係合し、これによりカートリッジ本体８７７及びエレクトロポレーションカートリッジ８１６を冷却モジュール８１５内に配置することができる、２つのキャッチ８７９を含む。
図１９Ａ、図１９Ｂ及び図１９Ｃは、冷却モジュール８１５内の適切な位置にエレクトロポレーションカートリッジを取り付けることを可能にするように構成されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能の実施形態を示す。図示の実施形態では、エレクトロポレーションカートリッジ８１６は、カートリッジ本体８７７及びリテーナ８７８を含む。カートリッジ本体８７７は、１つ以上の留め金８８３によってエレクトロポレーションカートリッジ８１６に取り付けるように適合されている。次に、リテーナ８７８をカートリッジ本体８７７に取り付ける。リテーナ８７８は、リテーナ８７８がカートリッジ本体８７７に取り付けられるときにカートリッジ本体８７７を越えて延びて冷却モジュール８１５の対応する構造と係合し、これによりカートリッジ本体８７７及びエレクトロポレーションカートリッジ８１６を冷却モジュール８１５内に配置することができる、２つのキャッチ８７９を含む。
示されるように、リテーナ８７８はまた、カートリッジ本体８７７及びエレクトロポレーションカートリッジ８１６を冷却モジュール８１５に向けて付勢するように構成された可撓性付勢要素８７２を含み得る。可撓性付勢要素８７２は、部品公差の違いを有益に説明し、何としてもエレクトロポレーションカートリッジ８１６が冷却モジュール８１５と効果的に熱接触するように小さな違いが補償されることを確実にする。
取り付け機能は、エレクトロポレーションカートリッジの選択的な解放と取り外しを可能にするようにも構成されている。リテーナ８７８の近位セクション８８０を内側に押すと、キャッチ８７９が外側に曲がり、冷却モジュール８１５からの取り外しが可能になる。リテーナ８７８のタブ８８１は、カートリッジ本体８７７の対応するスロット８８２に適合し、これにより、ユーザは、キャッチ８７９の係合を解除する際に、冷却チャンバからカートリッジ全体を引き出すことができる。
エレクトロポレーションチャンバのキャッピング機構
図２０Ａから図２０Ｃは、エレクトロポレーションの準備のためのキャップされた状態とエレクトロポレーションチャンバの充填又は排出の準備のためのキャップされていない状態との間でエレクトロポレーションカートリッジを移動させるキャッピング機構８３８の動作を示す。キャッピング機構８３８は、エレクトロポレーションカートリッジ８１６のキャップ８８５と係合する線形アクチュエータとして機能する。次に、キャップ８８５は、エレクトロポレーションカートリッジの上部電極８８４に結合され、その結果、キャッピング機構８３８の動きが上部電極８８４の上下の動きを制御する。
図２０Ａから図２０Ｃは、エレクトロポレーションの準備のためのキャップされた状態とエレクトロポレーションチャンバの充填又は排出の準備のためのキャップされていない状態との間でエレクトロポレーションカートリッジを移動させるキャッピング機構８３８の動作を示す。キャッピング機構８３８は、エレクトロポレーションカートリッジ８１６のキャップ８８５と係合する線形アクチュエータとして機能する。次に、キャップ８８５は、エレクトロポレーションカートリッジの上部電極８８４に結合され、その結果、キャッピング機構８３８の動きが上部電極８８４の上下の動きを制御する。
図２０Ａから図２０Ｃはまた、チャンバ入口ドライバ８８７によって制御されるチャンバ入口プランジャ８８６、及びチャンバ出口ドライバ８８９によって制御されるチャンバ出口プランジャ８８８を示す。図２０Ａは、キャップされていない位置にある上部電極８８４、格納された開位置にある入口プランジャ８８６、及び前進した閉位置にある出口プランジャ８８８を示している。図２０Ａは、充填操作中のこれらのコンポーネントの相対位置を表す。
図２０Ｂは、閉位置にある上部電極８８４、前進した閉位置にある入口プランジャ８８６、及び前進した閉位置に留まっている出口プランジャ８８８を示している。図２０Ｂは、エレクトロポレーション操作の準備において密封状態にあるときのこれらのコンポーネントの相対位置を表す。
図２０Ｃは、上部電極８８４がキャップされていない位置にあり、入口プランジャ８８６が前進した閉位置に留まっており、出口プランジャ８８８が格納された開位置に移動したことを示している。図２０Ｃは、排出操作中の、例えば、エレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームのエレクトロポレーション後の、これらのコンポーネントの相対位置を表す。
図２１は、キャッピング機構（図２０Ａ～図２０Ｃの要素８３８）と、キャップ８８５（断面図で示されている）と連動するその動作をさらに詳細に示している。示されるように、キャップ８８５は、ばねチャンバ内に配置されたばね８９０と、細長い部材８９１であって、細長い部材８９１の線形運動がばね８９０に伝達し得るように、かつ、ばね８９０に蓄積した力が細長い部材８９１に伝達し得るように、ばね８９０と機械的に結合される細長い部材８９１とを含む。例えば、示されるように、細長い部材８９１は、外側に延在し、ばね８９０のコイルと係合するサイズのフランジを含み得、一方で、細長い部材８９１の残りは、ばね８９０の内腔を通って延びている。
細長い部材８９１は、キャップ８８５から延在し、上部電極８８４に機械的に結合する。キャッピング機構８３８の作動に応答してキャップ８８５が動かされるとき、抵抗がなければ、線形運動によって、細長い部材８９１、ひいては上部電極８８４がそれに応じて動く。しかしながら、一旦、電極８８４がトップアウト又はボトムアウトすると、細長い部材８９１はもはや動くことができなくなる。その時点で、キャップ８８５が継続的に動くことにより、ばね８９０が変形する。すなわち、ばね８９０は、上部電極８８４が端子の上部位置又は下部位置に達した後の、キャップ８８５のオーバートラベル（ｏｖｅｒｔｒａｖｅｌ）を可能にする。機械的に許容されるオーバートラベルは、あるエレクトロポレーションカートリッジから次のエレクトロポレーションカートリッジへの作動ドリフト及び／又は潜在的な許容差にもかかわらず、電極８８４が適切な位置に移動されることを保証する。
示されるように、電極８８４の上限は、ハードストップ８９２によって定義され得る。エレクトロポレーションチャンバの上部は、同様に、電極８８４の下限に相当するハードストップとして機能することができる。いくつかの実施形態は、機器の初期キャリブレーション中に有用な「ホーム」又は位置を定義するために、エレクトロポレーションチャンバの上部に配置された１つ以上のばねピン８９３を含み得る。ばねピン８９３は、キャップ８８５のオーバートラベル量から得たばね８９０からの力によって支援されるときの、上部電極８８４が最初に下向きに動く間の下向きの力が、ばねピン８９３を打ち負かして押し下げ、電極８８４が完全にキャップされた位置に到達できるように構成される。
エレクトロポレーションチャンバの密封機構
図２２Ａ及び図２２Ｂは、密封機構８４０の例をより詳細に示している。エレクトロポレーションチャンバ８９５の効果的な密封を提供することにより、エレクトロポレーション中の気泡形成及び関連するアーク放電が有益に最小限に抑えられる。エレクトロポレーションチャンバ８９５内でより高い相対圧力を維持する能力は、流体の気化を低減し（すなわち、流体の沸点を上昇させ）、かつ、サンプル流体中の水の電気分解の結果として形成される酸素及び水素の気泡の成長速度も低減し得る。
図２２Ａ及び図２２Ｂは、密封機構８４０の例をより詳細に示している。エレクトロポレーションチャンバ８９５の効果的な密封を提供することにより、エレクトロポレーション中の気泡形成及び関連するアーク放電が有益に最小限に抑えられる。エレクトロポレーションチャンバ８９５内でより高い相対圧力を維持する能力は、流体の気化を低減し（すなわち、流体の沸点を上昇させ）、かつ、サンプル流体中の水の電気分解の結果として形成される酸素及び水素の気泡の成長速度も低減し得る。
説明のために、ここでは出口プランジャ８８８を示しているが、入口プランジャ８８６は、同様に構成することができる。図２２Ａに示されるように、プランジャ８８８が格納位置にあるときには、出口ポート８９４が露呈し、流体がエレクトロポレーションチャンバ８９５から排出されることが可能になる。一方、プランジャ８８８が前進位置にあるときには、図２２Ｂに示すように、出口ポート８９４は密封されており、流体がエレクトロポレーションチャンバから通過することを防止している。
入口プランジャ８８６、出口プランジャ８８８、及び／又は上部電極８８４の外側部分もまた、ベローズ８９６によって覆われ得る。ベローズ８９６は、装置の可動部分を包み込むように有益に機能し、粒子がエレクトロポレーションチャンバ８９５に入る可能性を最小化するために内部環境を隔離するのを助ける。
図２２Ｂに示される出口プランジャ８８８の詳細図は、プランジャが、出口チャネルとの水密シールを形成するためのゴムキャップ８９７を含み得ることを示している。代替の実施形態では、追加的又は代替的に、１つ以上のＯリングなどの他のシーリング部材を含み得る。入口プランジャ８８６及び出口プランジャ８８８の動きは、それぞれの線形アクチュエータ８８７／ドライバ８８９によって制御することができる（図２０Ａ～図２０Ｃを参照）。
図２２Ｃは、プランジャ８８８の別の図を示しており、第１の端部にゴムキャップ８９７が、第２の端部にアタッチメント８９８が示されている。アタッチメントは、ドライブの動きをプランジャ８８８に機械的に伝達できるよう、対応する出口ドライバ８８９と係合するように構成される。アタッチメント８９８は、ここに示されるように、開口として構成することができ、あるいは、別法として、留め金、クランプ、磁気結合、又は他の適切な機械的リンク機構として構成することができる。
図２２Ｄは、ねじ部分１０９８を有し、回転運動を線形運動に変換するように構成されたプランジャ１０８８の代替の実施形態を示している。プランジャ１０８８は、示されるように、Ｏリングシール部材１０９７を有し得、あるいは、別法として、他のプランジャの実施形態におけるようなゴムキャップ、又は他の適切なシーリング部材を有し得る。プランジャの線形運動を制御するための他の手段が、追加的又は代替的に含まれ得る。例えば、いくつかの実施形態では、トラック及びレールアセンブリ、ウォームギアアセンブリ、又は空気圧又は油圧で動力を供給されるアクチュエータを含み得る。
図２２Ｅ～図２２Ｇは、図２２Ｃ及び図２２Ｄのプランジャの代替の実施形態を示している。示されるように、密封機構は、入口１０１８ａを通ってエレクトロポレーションチャンバ１０２０へ入ることを選択的に阻止若しくは可能にするように、及び／又は、出口１０１８ｂを通ってエレクトロポレーションチャンバ１０２０から出ることを選択的に防止することができるように回転させられ得る、半円筒形ヘッド１００２を有する回転可能な密封機構１０００を含むことができる。例示的な動作では、密封機構１０００の本体１００６ａは、エレクトロポレーションシステムが操作可能な回転ピストン１０１４ａと係合し、ヘッド１００２ａを開位置に回転させることができる（例えば、図２２Ｆ及び図２２Ｇに示されるように）。流体は、入口ポート１０１６を介して、そして入口１０１８ａを通ってエレクトロポレーションチャンバ１０２０に入ることができる。対向する密封機構１０００ｂは、相補的な回転ピストン１０１４ｂによって係合され、閉位置に回転され（例えば、図２２Ｇに示されるように）、それによって、流体がエレクトロポレーションチャンバ１０２０を充填することを可能にする。充填が終わると、密封機構１０００ａは、ヘッド１００２ａが入口１０１８ａを塞ぐように回転させることができる。次いで、本明細書に記載されるようにエレクトロポレーションを行うことができる。エレクトロポレーションされた細胞は、出口１０１８ｂに関連する密封機構１０００ｂのヘッド１００２ｂを開位置に回転させることによって、エレクトロポレーションチャンバ１０２０から取り出すことができる。次いで、エレクトロポレーションされた細胞は、出口ポート１０１６ｂを介して取り出すことができる。
いくつかの実施形態では、密封機構１０００は、密封機構の本体とカートリッジ１０１０との間に流体密封シールを形成するように構成されたシールリング１００４を含み、これは、サンプルの漏れを防ぎ、消耗品の無菌性を守ることができる。図２２Ｆに示されるカートリッジ１０１０はまた、図５及び図６Ａ～図６Ｄに関して先に説明したように、認証チップ１０１２を含むことができる。
本開示のエレクトロポレーションシステムは、線形ピストン、回転ピストン、又はそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、図２２Ｈに示すように、線形ピストン１０２２が入口１０１８に結合され、回転ピストンが出口１０１６に結合されている。図２２Ｈでは、線形ピストンが作動して入口を塞ぎ、回転ピストンが作動して、ヘッド１００２を出口１０１６上の閉位置に移動させる。この構成では、チャンバ１０２０内の細胞をエレクトロポレーションのために留めておくことができる。チャンバ１０２０をベントし、そこから細胞を解放するために、回転可能な密封機構１０００は、ヘッドが開位置に向けられるように回転させられ、それによって、図２２Ｉに示されるように、出口１０１６を開くことができる。
いくつかの実施形態では、ポートは、回転可能な密封機構に関連して示されている図２２Ｆ～図２２Ｉのそれらの入口ポート及び出口ポートのように、チャンバに出入りするより効率的な流れが可能になるように角度を付けることができる。図２２Ｉの入口との間に形成される直角が、気泡を形成し、そこを通る流れを妨害又は防止し得るのとは対照的に、図２２Ｉの出口ポート１０１６は角度が付けられており、それにより、そこを通る流体の流れをより効率的にし、界面間の気泡形成を減少させることができる。
いくつかの実施形態では、入口は、図２２Ｊ及び図２２Ｋに示される傘型弁１０２６などの弁に結合することができる。図２２Ｊの矢印Ｃによって示されるように、第１の方向の（例えば、流体の流れによる）圧力の下では、傘型弁は、入口１０３２のそばに形成される開口１０３０から離れてヘッド部分１０２８を柔軟に変形させることによって、開位置１０２４ａに遷移する。図２２Ｊ及び図２２Ｋに示されるように、傘型弁１０２６は、流体が入口を通って単一方向に流れることを可能にする。ヘッド部分１０２８に圧力が加えられると（図２２Ｋの矢印Ｄによって示されるように）、ヘッド部分が開口１０３０を押し、バルブは閉位置１０２４ｂになり、入口１０３２の開口１０３０を覆う封を保持する。
図２２Ｌは、中央開口１０３４の周りに形成された複数の周辺開口１０３０を有する例示的な入口１０３２の上面図を示している。中央開口１０３４は、閉位置にあるときに、そのヘッド部分が周辺開口１０３０を覆って延在する傘型弁を受け入れるようなサイズ及び形状になっている。開口１０３０は、閉位置にあるときに、それと相補的な傘型弁のヘッド部分によって覆われる（そして密封される）限りにおいて、任意の数又は構成にすることができることが理解されるべきである。
図２２Ｍは、逆止弁（ミニバルブなど）が取り付けられた出口ポートを加圧及び密封するための設定例を示している。図２２Ｍに示されるように、１００２が取り付けられた回転並進ピストン１０１４が入口１０１８に結合され、回転ピストン１０１４が出口１０１６に結合されている。図２２Ｎでは、回転並進ピストンが作動して入口１０１８を塞ぎ、回転並進ピストン１０１４が作動して、ヘッド１００２を出口１０１６上の閉位置に移動させる。この構成では、チャンバ１０２０内の細胞をエレクトロポレーションのために留めておくことができる。チャンバ１０２０をベントし、そこから細胞を解放するためには、ヘッドが開位置に向けられるように回転ピストン１０１４の回転可能な密封機構１０００を回転させ、それによって出口１０１６を開くことができる。１０２２は、１０１４に組み立てられるゴム製プラグである。
図２２Ｍの回転並進ピストン１０１４の回転可能な密封機構１０００は、キャッチとも呼ばれる。キャッチ又は回転可能な密封機構１０００は、回転モーターに取り付けられたアダプタに結合する。ピン１０００´（例えば、合わせピン）は、図２２Ｎに示されるように、回転ピストン１０１４の動きを案内するためのカムとして機能し得る。一実施形態によれば、動作中、機器上の回転モーターによって駆動されて、キャッチ又は回転可能な密封機構１０００が回転する。図２２Ｏに示されるように、ピストン１０１４は、「Ｉ」形状１０１５によってキャッチ１０００にラッチする。ピストン１０１４は、キャッチ１０００が回転するときにキャッチ１０００によって駆動される。
図２２Ｐ及び図２２Ｑに示されるように、突起１０１７がピン１０００´と一列に並んでいるとき、入口１０１８が塞がれ、エレクトロポレーションチャンバ１０２０が密封される。図２２Ｒ及び図２２Ｓに示すように、キャッチ１０００を１８０度回転させて入口１０１８を開く。ピストン１０１４の直線位置は、溝及びピン１０００´によって案内される。ピストン１０１４及びヘッド１００２は、エレクトロポレーションチャンバ１０２０のチャンバ表面から離れて移動する。
いくつかの実施形態では、カートリッジのエレクトロポレーションチャンバは、エレクトロポレーション中に圧力をかけられており（たとえ大気圧よりわずかに高い圧力であったとしても）、したがって、傘型弁は、もしそれを利用することがあるとしても、チャンバ内の上昇した圧力がバルブのヘッド部分を押して閉じた配置になるように働きかける入口側で利用されることが好ましいことを理解されたい。傘型弁が出口で使用される場合、バルブを開くために必要な圧力は、理想的にはエレクトロポレーション中にバルブに加えられる圧力よりも大きくなければならない。
アークの検出と防止
アーク放電は、細胞生存率とトランスフェクション効率の両方に悪影響を及ぼす。多くの場合、エレクトロポレーション用のサンプルは貴重であるため、浪費や収量の損失を最小限に抑えることが望ましい。アーク放電の主な原因は気泡の形成である。本発明のシステム及び方法は、アーク放電の発生を低減するか、又は少なくともアーク放電のリスクを検出して、アーク放電の結果としてサンプルの一部を浪費する前にサンプルを回収することを可能にする特徴を有益に含む。
アーク放電は、細胞生存率とトランスフェクション効率の両方に悪影響を及ぼす。多くの場合、エレクトロポレーション用のサンプルは貴重であるため、浪費や収量の損失を最小限に抑えることが望ましい。アーク放電の主な原因は気泡の形成である。本発明のシステム及び方法は、アーク放電の発生を低減するか、又は少なくともアーク放電のリスクを検出して、アーク放電の結果としてサンプルの一部を浪費する前にサンプルを回収することを可能にする特徴を有益に含む。
図２３は、エレクトロポレーション操作中のアーク放電のリスクを予測するための方法９００を示している。方法９００は、１つ以上の通信可能に結合したシステムコンポーネントから受信したデータを使用して、及び／又は１つ以上の通信可能に結合したシステムコンポーネントに命令を送信することによって、コントローラ６０１（図１０Ｂを参照）によって実行されるコンピュータ実装方法として実行され得る。
方法９００の最初のステップでは、コントローラは、エレクトロポレーションカートリッジのエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの初期温度を決定する（ステップ９０２）。サブボリュームの温度の決定は、好ましくは、非侵襲的に達成される。すなわち、初期温度の決定は、好ましくは、温度プローブを使用せずに達成される。温度プローブの使用は、エレクトロポレーションチャンバ内の電界の均一性を妨げることがわかっている。温度プローブ及び関連する検知回路のチャンバの高電圧環境での寿命が限られていることもわかっている。外部赤外線温度センサも、その測定値がチャンバの側壁の影響を受けるため、あまり好ましくない。
好ましい実施形態では、サブボリュームの初期温度は、導電率と温度との間の事前に決定された相関関係を用いて間接的に決定される。所与の既知のチャンバ形状について、導電率を測定し、事前に決定された相関関係を使用した変換によって温度を推定すると、±２℃の精度で温度が得られることがわかっている。
それがまだ行われていない場合には、コントローラは、導電率センサによって、エレクトロポレーションカートリッジのエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定することができる（ステップ９０４）。次に、コントローラは、決定された導電率、設定されたパルス電圧、及び設定されたパルス持続時間に基づいて、サブボリュームの予測される温度上昇を決定することができる（ステップ９０６）。アーク放電リスクは、電圧レベル、温度、気泡の発生、及びサブボリュームに伝達されるエネルギーの合計に関連している。温度が上昇すると、サブボリュームの一部が液体から蒸気に相変化するため、気泡が発生する可能性が高くなる。
既知の電気的原理を使用して、所与の電気パルスによって伝達される総エネルギーは、パルスを供給するために使用される電圧、電極間のサブボリュームの抵抗（導電率センサによって決定される）、及び設定されたパルス持続時間から計算することができる。次に、エネルギー保存の法則は、サブボリュームに印加されるすべての電気エネルギーが熱に変換されると仮定することによって適用することができる（ジュール熱効果）。サブボリュームの比熱容量は、それを測定するか、あるいは水と実質的に同じであると想定することができる。比熱容量を使用して、予測される温度上昇を簡単に決定することができる。
次に、コントローラは、決定された初期温度及び予測される温度上昇に基づいて、サブボリュームの予測結果温度を決定することができる（ステップ９０８）。次に、コントローラは、その結果温度が所定の閾値を超えているかどうかを判定することができる（ステップ９１０）。閾値は、例えば、約６０℃、又は約７０℃であり得る。判定がはいである場合、コントローラは、アークリスクアラートを送信することができ（ステップ９１２）、これは、ユーザがインタラクトできる入力／出力デバイスに送信されるアラーム、シャットダウン命令、手動でオーバーライドする必要のあるプロセスの一時停止などを含み得る。任意選択で、コントローラは、さらなる冷却又は他の介入ステップが発生することを可能にするために、サブボリュームをミキサリザーバに戻すように構成することができる（ステップ９１４）。
代わりに、予測される温度が閾値を超えないという判定がなされた場合、次いで、コントローラは、システムにエレクトロポレーションプロトコルを続行させることができる（ステップ９１６）。
図２４は、エレクトロポレーションチャンバ内のアーク放電を防止するための関連する方法９４０を示している。方法９００と同様に、方法９４０は、コントローラ６０１によって実施され得る（図１０を参照のこと）。図示の方法では、コントローラは、導電率センサによって、エレクトロポレーションカートリッジのエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定する（ステップ９４２）。次に、コントローラは、測定された導電率が所定の閾値を下回っているかどうかを判定することができる（ステップ９４４）。大きな気泡は、導電率を測定することによって容易に検出できる形で、導電率をかなり低下させる。
判定が「はい」である場合、サブボリュームの導電率は閾値を下回っており、コントローラは気泡検出信号を送信することができる（ステップ９４６）。方法９００のステップ９１２と同様に、これは、ユーザがインタラクトできる入力／出力デバイスに送信されるアラーム、シャットダウン命令、手動でオーバーライドする必要のあるプロセスの一時停止などを含み得る。任意選択で、コントローラは、サンプルを保護するために、サブボリュームをミキサリザーバに戻すように構成することができる（ステップ９４８）。
代わりに、導電率が閾値を下回っていないと判定された場合、次いで、コントローラは、システムにエレクトロポレーションプロトコルを続行させることができる（ステップ９５０）。
エレクトロポレーションパルスの最適化
図２５は、エレクトロポレーションチャンバ９９５に電気的に接続された充電器９３２及びコンデンサ９３４を含むエレクトロポレーション回路９３０の概略図を示す。高電圧エレクトロポレーションシステムは、約５００Ｖから約２５００Ｖの範囲の電圧パルスを利用することができ、再現性及び精度を備えたそのような高電圧に基づく電気パルスを達成することが望ましい。
図２５は、エレクトロポレーションチャンバ９９５に電気的に接続された充電器９３２及びコンデンサ９３４を含むエレクトロポレーション回路９３０の概略図を示す。高電圧エレクトロポレーションシステムは、約５００Ｖから約２５００Ｖの範囲の電圧パルスを利用することができ、再現性及び精度を備えたそのような高電圧に基づく電気パルスを達成することが望ましい。
充電器９３２及び／又はコンデンサ９３４のキャリブレーションは、いくらかのばらつきを低減し得る。しかしながら、概略回路９３０に示されるように、そこには固有の量の固有の回路抵抗９３８が存在するであろう。これは、例えば、回路保護コンポーネント、放電抵抗器、若しくは回路の他の安全機能、及び／又はオン位置にあるときの高電圧スイッチの抵抗が原因である可能性がある。
さらに、エレクトロポレーションチャンバ９９５の抵抗は、サブボリュームの特性と温度によって異なる。例えば、チャンバの容積が１ｍＬの場合、その抵抗は通常、約５００オームから２，０００オームまで変動し得る。あるサブボリュームから別のサブボリュームへ抵抗が変動することは、一貫性のない電気パルスにつながる可能性があり、それは、一貫性のないエレクトロポレーションの結果につながる可能性がある。
図２６は、エレクトロポレーションチャンバの両端間の反復可能で一貫した電気パルスを生成するための、コントローラ６０１などのコンピュータシステムによって実施され得る方法９６０を示している。方法９６０において、コントローラは、システムに、導電率センサによって、エレクトロポレーションカートリッジのエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定させ（ステップ９６２）、決定された導電率を利用して、エレクトロポレーションチャンバを横断した電圧降下を決定させる（ステップ９６４）。次に、コントローラは、コンデンサとエレクトロポレーションチャンバとの間のエレクトロポレーション回路の抵抗を決定することができる（ステップ９６６）。これは、固有の固定回路抵抗を表す。
次に、コントローラは、コンデンサとエレクトロポレーションチャンバとの間の追加の抵抗を補償するために、エレクトロポレーションチャンバの両端間の決定された電圧降下を超える電圧レベルまでコンデンサを充電することができる（ステップ９６８）。つまり、コントローラは、直列抵抗と、エレクトロポレーションチャンバの両端間の測定された抵抗とを加算して、回路全体の抵抗を決定し、次いでそれに応じてコンデンサを充電することができる。回路抵抗の固定部分とエレクトロポレーションチャンバの可変抵抗の両方を考慮に入れると、より微調整された電圧電荷を決定できるため、実際に供給される電気パルスは、あるサンプルサブボリュームから次のサブボリュームに至るまでより一貫性が保たれる。
この方法はまた、任意選択で、以前の入力電圧及びエレクトロポレーションチャンバに印加された対応する以前に測定された実際の電圧に基づいて充電器電圧を繰り返し上昇させるステップを含み得る（ステップ９７０）。充電器の出力許容誤差は±１００Ｖで変動する可能性があるため、コントローラは、設定した電圧レベルに基づいて充電器を単に操作するよりはむしろ、反復電圧補償法を適用することによって、出力を大幅に変えるリスクを伴う可能性のある急激な調整を行わないで、電圧誤差（例えば、約±５Ｖ以内）を連続的に下げることができる。
反復電圧補償法は、最初に目標パルス電圧（例えば、２５００Ｖ）を選択し、入力電圧を所定の量（例えば、２００Ｖ）だけオフセットすることによって始めることができる。次に、エレクトロポレーションチャンバに供給された実際のパルス電圧が測定される。次の反復では、入力電圧は次のように変動する。
充電器入力Ｖ＝（以前の入力Ｖ／以前に測定された出力Ｖ）×（ターゲットＶ－オフセット）
「オフセット」は、ある反復から次の反復へと減少させることができる。例えば、前述のように、初期オフセットが２００Ｖの場合、次の反復でのオフセットは１００Ｖになり得、次に５Ｖになり得、最終的には０に減少する。これらのオフセットは単なる例示であり、他の実装では、アプリケーションのニーズや好みに応じて、オフセットをより速く又はより遅く減少させることができる。さらに、オフセットは、例えば、充電器エラーが最初に目標よりも大きい又は小さい電荷のいずれをもたらすと予想されるかに応じて、正のオフセット又は負のオフセットとして適用することができる。
エレクトロポレーションチャンバフィルのキャリブレーション
本明細書に記載のハイスループットエレクトロポレーションシステムは、互いに連動して動作する多くの異なるコンポーネントを含む。したがって、複数の機械的公差が互いに積み重ねられ、これにより、異なる消耗品セット間、及び／又は同じ消耗品セット内の異なるサブボリューム間でさえ、エレクトロポレーションチャンバの容積が変動する可能性がある。上記のように、エレクトロポレーションチャンバを適切に充填することができないことの悪影響には、アーク放電を引き起こすアンダーフィル、及び収量の損失を引き起こすオーバーフィルが含まれる。
本明細書に記載のハイスループットエレクトロポレーションシステムは、互いに連動して動作する多くの異なるコンポーネントを含む。したがって、複数の機械的公差が互いに積み重ねられ、これにより、異なる消耗品セット間、及び／又は同じ消耗品セット内の異なるサブボリューム間でさえ、エレクトロポレーションチャンバの容積が変動する可能性がある。上記のように、エレクトロポレーションチャンバを適切に充填することができないことの悪影響には、アーク放電を引き起こすアンダーフィル、及び収量の損失を引き起こすオーバーフィルが含まれる。
図２７Ａ、図２７Ｂ及び図２７Ｃは、エレクトロポレーションチャンバの充填容積をキャリブレーションするための方法をグラフで示している。ミキサリザーバ７０８、第２のポンプ７１０、第２のフローセンサ７１２、予冷モジュール７１４、及びエレクトロポレーションカートリッジ７１６が示されている。方法９８０のフローチャートが図２７Ｄに示されている。方法９８０は、コントローラ６０１などのコンピュータシステムによって実施することができる。
最初のステップで、コントローラは、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの間に配置されたチューブを充填し、かつ、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するのに十分なサンプル量を移動させるために必要なドライブポンプの回転回数Ｎを決定することができる（ステップ９８２）。これは、図２７Ａにグラフで示されている。回数Ｎは、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの出口の間の容積に対応する。エレクトロポレーションチャンバが満たされていることの判定は、導電率センサを使用することによって行うことができる。すなわち、導電率センサが、流体が下部電極から上部電極に至るまでずっと伸びていることを示す導電率を測定するときに、エレクトロポレーションチャンバが満たされていると判定することができる。
次に、コントローラは、エレクトロポレーションチャンバを排出させることができる（ステップ９８４）。この時点で、コントローラは、固定回転回数ｋを用いて、ドライブポンプにサンプルをフローセンサの上流位置まで逆行させることができる（ステップ９８６）。これは、図２７Ｂにグラフで示されている。固定回数ｋは、フローセンサの上流位置とエレクトロポレーションチャンバの入口の間の容積に対応する。次に、コントローラは、サンプルをフローセンサの上流位置からフローセンサが検出する位置まで移動させるために必要なドライブポンプの回転回数ｘを決定することができる（ステップ９８８）。これは、図２７Ｃにグラフで表されている。回数ｘは、フローセンサの上流位置とフローセンサの間の容積に対応する。したがって、回数（ｋ－ｘ）は、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの入口の間の容積に対応する。したがって、エレクトロポレーションチャンバの入口と出口の間の容積（すなわち、エレクトロポレーションチャンバの容積）は、Ｎ－（ｋ－ｘ）に等しい。次に、コントローラは、関連するポンプが、各サブボリュームエレクトロポレーションの間でＮ－（ｋ－ｘ）回繰り返して動作するように、この容積をステップボリュームとして設定することができる（ステップ９９０）。
図２７Ｅは、本開示のフロースルーエレクトロポレーションチャンバを充填する別の方法を示している。示されているように、最初のステップ（１０５０）では、サンプル流体が上部電極に接触して電気回路を閉じると、チャンバの１回目の充填が停止する。例えば、これは、電気抵抗の読み取り値が数千から約７００オーム（又は６００～８００オームの範囲）に低下した場合である。
第２のステップ（１０６０）では、チャンバの２回目の充填及び後続の充填のために、公称値、例えば、Ｎｒｅｖによって総充填が行われ、抵抗値を読み取るために上部電極がキャップされる。
この段階で、３番目のステップ（１０７０）では、電気抵抗値（又は導電率）が読み取られる。電気抵抗又は導電率が範囲内（例えば、７００オームの１Ｘ倍）にある場合は、最初又は以前の任意の充填値から決定し、次いで２回目の充填が完了し、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができる（ステップ１０９０）。
ただし、それが範囲外である（例えば、７００オームの１．Ｘ倍を超える）場合は、最初又は以前の任意の充填値から決定し、次いで、上部電極のキャップを外し、追加のｎｒｅｖ量を微細充填することを含むステップ１０８０に進む。後続の充填では、ポンプ値がＮｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（ｘ＝試行回数）となる。
したがって、いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサ及び１つ以上のハードウェア記憶装置を有するコントローラを含み、１つ以上のハードウェア記憶装置が、そこに、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、各エレクトロポレーションイベント間でシステムによって移動されるステップボリュームを決定するコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令を格納する、本開示のエレクトロポレーションシステムにおいて、キャリブレーションは、少なくとも次のことを実行することによって、すなわち、エレクトロポレーションチャンバの１回目の充填の間に、エレクトロポレーションチャンバの電気抵抗が数千オームから約６００～８００オームの範囲の安定した値まで降下することをモニタリングしながら１回目の充填を実行することによってなされる。この電圧の安定域に達したときに１回目の充填を停止する。
次に、２回目の充填として、蠕動ポンプからのＮｒｅｖなどの計算値（例えば、安定した抵抗容積に至るまでチャンバを充填するための蠕動ポンプの回転回数）に基づいてエレクトロポレーションチャンバを総充填するステップが続く。いくつかの実施形態では、２回目の充填として、エレクトロポレーションチャンバを総充填するステップは、Ｎｒｅｖ値に加えて、さらに、チューブの内管直径、ポンプのローラーの数、エレクトロポレーションチャンバの直径、及び／又はエレクトロポレーションチャンバの高さなどの１つ以上の経験値を用いた計算に基づく。
Ｎｒｅｖ回転を目指して２回目の充填としてエレクトロポレーションチャンバを総充填した後、続いて、２回目の充填後に上部電極をキャップしてから電気抵抗を測定し、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合には、２番目の充填を完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にない場合には、上部電極のキャップを外し、追加のｎｒｅｖ量で微細充填を行い、最初の微細充填の後に上部電極をキャップしてから電気抵抗を測定し、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合には、２番目の充填を完了し、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、そうでない場合には、電気抵抗が１回目の充填から決定される安定した値の範囲内になるまで、上記のように微細充填と電気抵抗を測定するステップを繰り返し、後続の充填（３回目の充填、４回目の充填など）は、Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（微細充填の試行回数）回のポンプの回転によって行われる。いくつかの実施形態では、電気抵抗の安定した値は約７００オームである。
これらの態様のいくつかでは、コントローラは、各エレクトロポレーションイベントの合間に、フロースルーエレクトロポレーションチャンバの充填容積に対応する、システムによってフロースルーエレクトロポレーションチャンバに移動されるキャリブレーションされたステップボリュームを決定するための方法を実施するように構成される。一実施形態では、そのような方法は、サンプルがエレクトロポレーションチャンバの上部電極（いくつかの実施形態で説明される第１の電極）に接触する（触れる）までの、フロースルーエレクトロポレーションチャンバの１回目の充填を含むことができる。このとき（すなわち、１回目の充填の間）、エレクトロポレーションシステムは、エレクトロポレーションチャンバ内の電気抵抗が数千オームから約６００～８００オームの範囲の安定した値に低下するのをモニタリングする。この安定した電気抵抗値に達すると、１回目の充填が停止する。
２回目の充填（及び後続の充填）の場合、総充填サンプル量は、実証データと理論計算の組み合わせから導き出される。したがって、２回目の充填（及び後続の充填）について、エレクトロポレーションシステム（例えば、その中のコントローラ）は、回転回数「Ｎｒｅｖ」、すなわち、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するのに十分なサンプル量を移動させるのに必要なドライブポンプの回転回数を決定する（すなわち、サンプル流体が固定された入口位置からエレクトロポレーションチャンバに入ってからサンプル流体が上部電極に接触する（サンプル量に達する）までの回転回数をカウントする）。さらに、ポンプ管の内管直径「ｄｉ」及びポンプのローラーの数「ｎ」を実証的に決定する。非限定的な例では、ポンプは、蠕動ポンプであり得、いくつかの実施形態では、６つのローラーを有することができる（例えば、ｎ＝６）。
Ｎｒｅｖ値の決定には、エレクトロポレーションチャンバを入口位置から上部電極に到達するまで充填する（サンプル流体の抵抗が６００～８００オームまで降下することに相当）ために必要な蠕動ポンプの回転回数、ポンプ内のチューブの内径「ｄｉ」、ポンプローラーの数「ｎ」、ポンプの完全な１回転あたりの流体量（「ａ」μＬ）、１つのローラーの動きあたりの流体量「ｂ」μＬ、エレクトロポレーションサンプルが存在するエレクトロポレーションチャンバ領域の最小直径、及び／又は、エレクトロポレーションチャンバ内の流体の電気抵抗又は導電率（電圧計、導電率センサなどを使用して測定）のうちの１つ以上を測定することと、それに続くＮｒｅｖに至る理論計算とが含まれる。
２回目の充填（及び後続の充填）後に上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定するステップがこれに続き、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内（すなわち、約６００～８００オームの範囲内）にある場合には、充填が完了し、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができる。ただし、２回目の充填後、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にない場合（つまり、約６００～８００オームの範囲内にない場合）、上部電極のキャップを外し、追加のｎｒｅｖ量（ポンプのｎｒｅｖ）の流体によってエレクトロポレーションチャンバの微細充填を行うステップが実行される。これに続いて、微細充填の後、上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定する。電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内（すなわち、約６００～８００オームの範囲内）にある場合には、２回目の充填が完了し、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができる。そうでない場合は、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内（すなわち、約６００～８００オームの範囲内）になるまで、上記のファイル充填と電気抵抗のステップを繰り返す。後続の充填（３回目の充填、４回目の充填など）は、Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（微細充填の試行回数）回のポンプの回転によって行われる。いくつかの実施形態では、電気抵抗の安定した値は約７００オームであり、例えば、６５０～７５０オームの範囲及びそれらの間の任意の値である。
一例の実施形態では、Ｎｒｅｖは以下のように計算される。本開示の一実施形態のシステムでは、６つのローラーを備えた蠕動ポンプ及び内径２．４ｍｍのチューブを有し、ポンプの十分かつ完全な１回転ごとに、実証データで１７２μＬの流体が分注された。実証的に決定されたデータから、ポンプの１ローラー距離あたりの回転運動（この場合は６０度）ごとに２８μＬの流体が分注された。これに続いて、エレクトロポレーションチャンバに入れることができる流体の量を決定するための理論計算を行った。公称直径６．４ｍｍ（２ｒ、ｒ＝エレクトロポレーションチャンバの半径）、下限６．３ｍｍ、上限６．５ｍｍとともに、πｒ２ｈの式によるエレクトロポレーションチャンバの高さ３０ｍｍ（ｈ）を用いて、公称サンプル量は９６５μＬ、下限９３５μＬ、上限９９５μＬと決定された。設計公差０．２ｍｍの高さ（ｈ）のばらつきは、最大でも７μＬのばらつきにしかもたらさないため、重要ではないと見なされる。チャンバの過充填による総充填からのサンプル損失を減らすために、計算においては、チャンバ直径の下限６．３ｍｍを使用した。計算された容積９３５μＬを実証データ１７２μＬで割った結果に基づいて、蠕動ポンプの回転は５．４回と決定されたが、凸状のメニスカスを導入するために、５．５回まで丸めることが推奨された。したがって、この場合、「Ｎｒｅｖ」は５．５回転に等しい。チャンバの直径が６．３ｍｍから６．５ｍｍに変わると、直径が０．１ｍｍ変化するごとに約３０μＬのサンプル量の違いが生じる。これは、ポンプの１ローラー距離あたりの回転運動（この場合は６０度）ごとに分注された流体の実証データ２８μＬに非常に近く、これを式において微細充填「ｎｒｅｖ」と呼ぶ。５．５回転（Ｎｒｅｖ）の総充填で、機器は導電率を読み取り、充填が不完全な場合は、微細充填「ｎｒｅｖ」が開始される。試行回数「ｘ」に応じて、微細充填の場合、２回目の充填（及び後続の充填）は「Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ」で構成される。）
本開示のコンピュータシステム
コンピュータシステムがますます多種多様な形態をとっていることが理解されるであろう。この説明及び特許請求の範囲において、「コントローラ」、「コンピュータシステム」、又は「コンピューティングシステム」という用語は、任意のデバイス若しくはシステム、又はそれらの組み合わせを含み、少なくとも１つの物理的かつ有形のプロセッサ、及びプロセッサによって実行され得るコンピュータ実行可能命令をその上に保持し得る物理的かつ有形のメモリを含む。本明細書で使用される「コンピュータシステム」又は「コンピューティングシステム」という用語は、限定するものではないが、例として、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、ハンドヘルドデバイス（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ポケットベル）、マイクロコンピュータベース又はプログラム可能な家電製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、マルチプロセッサシステム、ネットワークＰＣ、分散コンピューティングシステム、データセンター、メッセージプロセッサ、ルーター、スイッチ、さらには従来はコンピューティングシステムとは見なされていなかったデバイス、例えば、ウェアラブル類（例えば、眼鏡）を含むことが意図される。
コンピュータシステムがますます多種多様な形態をとっていることが理解されるであろう。この説明及び特許請求の範囲において、「コントローラ」、「コンピュータシステム」、又は「コンピューティングシステム」という用語は、任意のデバイス若しくはシステム、又はそれらの組み合わせを含み、少なくとも１つの物理的かつ有形のプロセッサ、及びプロセッサによって実行され得るコンピュータ実行可能命令をその上に保持し得る物理的かつ有形のメモリを含む。本明細書で使用される「コンピュータシステム」又は「コンピューティングシステム」という用語は、限定するものではないが、例として、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、ハンドヘルドデバイス（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ポケットベル）、マイクロコンピュータベース又はプログラム可能な家電製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、マルチプロセッサシステム、ネットワークＰＣ、分散コンピューティングシステム、データセンター、メッセージプロセッサ、ルーター、スイッチ、さらには従来はコンピューティングシステムとは見なされていなかったデバイス、例えば、ウェアラブル類（例えば、眼鏡）を含むことが意図される。
メモリは、任意の形式をとることができ、コンピューティングシステムの性質と形式に依存し得る。メモリは、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、又はその２つの組み合わせを含む物理システムメモリであり得る。「メモリ」という用語は、本明細書では、物理記憶媒体などの不揮発性大容積記憶装置を指すためにも使用される場合がある。
コンピューティングシステムは、その上にしばしば「実行可能コンポーネント」と呼ばれる複数の構造を有する。例えば、コンピューティングシステムのメモリに実行可能コンポーネントを含めることができる。「実行可能コンポーネント」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせであり得る構造として、コンピューティングの分野の当業者によく理解されている構造の名前である。
例えば、ソフトウェアに実装される場合、当業者は、実行可能コンポーネントの構造が、コンピューティングシステム上の１つ以上のプロセッサによって実行され得るソフトウェアオブジェクト、ルーチン、メソッドなどを含み得ること、そのような実行可能コンポーネントがコンピューティングシステムのヒープに存在する否か、又はその実行可能コンポーネントがコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に存在するか否かを理解するであろう。実行可能コンポーネントの構造は、コンピューティングシステムの１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、コンピューティングシステムに対して１つ以上の機能、例えば、本明細書に記載の機能及び方法を実行させるように機能する形式でコンピュータ可読媒体上に存在する。このような構造は、実行可能コンポーネントがバイナリである場合のように、プロセッサによる直接的なコンピュータ読み取りが可能なものであり得る。あるいは、その構造は、プロセッサが直接的に逐次解釈可能なバイナリを生成するように、（単一の段階であろうと複数の段階であろうと）逐次解釈可能に、かつ／又はコンパイルされるように構造化され得る。
「実行可能コンポーネント」という用語は、ハードウェアロジックコンポーネント、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定プログラム向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップシステム（ＳＯＣ）、コンプレクスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、又はその他の特殊な回路の中に、排他的又はほぼ排他的に実装される構造を含むものとして、当業者によく理解されている。したがって、「実行可能コンポーネント」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせで実装されているかどうかにかかわらず、コンピューティングの当業者によってよく理解されている構造の用語である。
「コンポーネント」、「サービス」、「エンジン」、「モジュール」、「制御」、「ジェネレータ」などの用語も、この説明で使用され得る。この説明で使用されるように、この場合、これらの用語は、修飾節の有無にかかわらず、「実行可能コンポーネント」という用語と同義であることが意図されており、したがって、コンピューティングの当業者によく理解されている構造を持っている。
すべてのコンピューティングシステムがユーザインターフェースを必要とするわけではないが、いくつかの実施形態では、コンピューティングシステムは、ユーザからの／ユーザへの情報を通信する際に使用するためのユーザインターフェースを含む。ユーザインターフェースは、入力機構だけでなく出力機構も含み得る。本明細書で説明される原理は、詳細な出力機構又は入力機構に限定されず、それ自体はデバイスの性質に依存する。ただし、出力機構としては、例えば、スピーカー、ディスプレイ、触覚出力、投影、ホログラムなどを挙げることができる。入力機構の例としては、例えば、マイク、タッチスクリーン、プロジェクション、ホログラム、カメラ、キーボード、スタイラス、マウス、又はその他のポインタ入力、任意のタイプのセンサなどを挙げることができる。
したがって、本明細書に記載の実施形態は、特殊用途若しくは汎用コンピューティングシステムを含むか、又は利用することができる。本明細書に記載の実施形態はまた、コンピュータ実行可能命令及び／又はデータ構造を搭載又は記憶するための物理的な他のコンピュータ可読媒体を含む。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用又は特殊用途のコンピューティングシステムによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であり得る。コンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読媒体は、物理的記憶媒体である。コンピュータ実行可能命令を搭載するコンピュータ可読媒体は、伝送媒体である。したがって、例として（限定するものではない）、本明細書で開示又は想定される実施形態は、少なくとも２つの明確に異なる種類のコンピュータ可読媒体、すなわち記憶媒体及び伝送媒体を含み得る。
コンピュータで読み取り可能な記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ソリッドステートドライブ（「ＳＳＤ」）、フラッシュメモリ、位相変化メモリ（「ＰＣＭ」）、ＣＤ－ＲＯＭ又はその他の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイス、あるいは、コンピュータ実行可能命令又はデータ構造の形式で所望のプログラムコードを格納するために使用でき、本発明の開示された機能を実装するために汎用又は特殊用途のコンピューティングシステムによってアクセス及び実行され得るその他の物理的及び有形の記憶媒体が含まれる。例えば、コンピュータ実行可能命令は、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に具体化され、コンピュータプログラム製品を形成し得る。
伝送媒体は、コンピュータ実行可能命令又はデータ構造の形で所望のプログラムコード手段を担持するために使用することができ、かつ汎用又は特殊用途のコンピューティングシステムによってアクセス可能なネットワーク及び／又はデータリンクを含み得る。上述の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるものとする。
さらに、様々なコンピューティングシステムコンポーネントに到達した後、コンピュータ実行可能命令又はデータ構造の形式のプログラムコードを、伝送媒体から記憶媒体（又はその逆）に自動的に転送することができる。例えば、ネットワーク又はデータリンクを介して受信したコンピュータ実行可能命令又はデータ構造は、ネットワークインターフェースモジュール（例えば、「ＮＩＣ」）内のＲＡＭにバッファリングされ、最終的にコンピューティングシステムのＲＡＭ及び／又はコンピューティングシステムのより揮発性の低い記憶媒体に転送される。よって、記憶媒体は、伝送媒体も（というより主にそれが）利用するコンピューティングシステムコンポーネントに含まれ得ることを理解されたい。
当業者は、コンピューティングシステムが、例えば、ネットワークを介して他のコンピューティングシステムと通信することを可能にする通信チャネルも含み得ることをさらに理解するであろう。したがって、本明細書で説明する方法は、多くのタイプのコンピューティングシステム及びコンピューティングシステム構成を備えたネットワークコンピューティング環境で実施することができる。本開示の方法は、ネットワークを介して（有線データリンク、無線データリンク、又は有線データリンクと無線データリンクの組み合わせのいずれかによって）リンクされるローカル及び／又はリモートコンピューティングシステムの両方がタスクを実行する分散型システム環境においても実施し得る。分散型システム環境では、処理、メモリ、及び／又はストレージ機能も分散され得る。
当業者はまた、開示された方法がクラウドコンピューティング環境で実施され得ることを理解するであろう。クラウドコンピューティング環境は分散されている場合があるが、これは必須ではない。分散される場合、クラウドコンピューティング環境は、１つの組織内で国際的に分散されるか、かつ／又は複数の組織を跨いでコンポーネントが所有される場合がある。この説明及び以下の特許請求の範囲において、「クラウドコンピューティング」は、構成可能なコンピューティングリソース（例えば、ネットワーク、サーバー、ストレージ、アプリケーション、及びサービス）の共有プールへのオンデマンドネットワークアクセスを可能にするためのモデルとして定義される。「クラウドコンピューティング」の定義は、適切に展開されたときにそのようなモデルから得られる他の多くの利点のいずれにも限定されない。
クラウドコンピューティングモデルは、オンデマンドセルフサービス、広域ネットワークアクセス、リソースプーリング、スピーディーな拡張性、サービスが計測可能であることなど、様々な特性で構成され得る。クラウドコンピューティングモデルは、例えば、Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（「ＳａａＳ」）、Ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（「ＰａａＳ」）、Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（「ＩａａＳ」）など、様々なサービスモデルの形式で提供され得る。クラウドコンピューティングモデルは、プライベートクラウド、コミュニティクラウド、パブリッククラウド、ハイブリッドクラウドなどの様々な展開モデルを使用して展開することもできる。
定義された用語の略語リスト
この書面による説明と添付のクレームの範囲の内容を理解するのに役立つように、いくつかの用語を選んで以下に直接定義する。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
この書面による説明と添付のクレームの範囲の内容を理解するのに役立つように、いくつかの用語を選んで以下に直接定義する。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
本明細書で使用される「ほぼ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、依然として所望の機能を実行するか、又は所望の結果を達成する、具体的な記載された量又は条件に近い量又は状態を表す。例えば、「ほぼ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、具体的に記載された量又は条件から、１０％未満、又は５％未満、又は１％未満、又は０．１％未満、又は０．０１％未満だけ逸脱する量又は状態を指す場合ある。
本明細書で使用される場合、「エレクトロポレーション」という用語は、細胞を、電界、通常は短時間の高電圧電界に曝露して、周囲のエレクトロポレーション培地からエレクトロポレーションされた細胞へのエレクトロポレーション標的の取り込みを引き起こすプロセスを含むことを意図している。細胞は任意の生細胞であり得、そして本明細書に開示されるエレクトロポレーションシステム及び方法は、原核生物及び／又は真核生物の細胞で使用することができることが理解されるべきである。当業者に知られているように、標的を細菌などの原核生物にエレクトロポレーションするプロセスは「形質転換」と呼ばれるが、標的を初代細胞又は細胞株などの真核生物にエレクトロポレーションするプロセスは通常、「トランスフェクション」と呼ばれる。本開示では、「形質転換」及び「トランスフェクション」という用語は、特に明記しない限り、同じ意味であり、転換される生物のタイプ又は種類にとらわれない。したがって、「エレクトロポレーション」又はその形態という用語は、エレクトロポレーション標的による生細胞（原核生物又は真核生物）の形質転換／トランスフェクションを含むことを意図している。
本明細書で使用される「エレクトロポレーション標的」という用語は、エレクトロポレーションを介して標的細胞に導入されることを意図した任意の分子、化合物、又は物質として理解されることを意図している。限定ではなく例として、エレクトロポレーション標的は、タンパク質、ペプチド、核酸、薬物、又は別の化合物を含み得る。タンパク質は、天然の、変異した、又は操作された配列を有する精製された、折り畳まれた、又は折り畳まれていないタンパク質を含み得、ペプチドは、任意のアミノ酸列を含むと理解され、タンパク質配列の一部を含み得る。核酸は、生物学的又は環境的供給源に由来する配列を含み、遺伝子、調節配列、遺伝子間配列、ゲノムＤＮＡ、プラスミドＤＮＡ、ｃＤＮＡ、又は様々な既知の形態のＲＮＡのうちのいずれか１つ以上であり得る。本明細書で概説されるように、エレクトロポレーション標的は、前述の形態のいずれかをとることができるが、好ましい実施形態では、エレクトロポレーション標的は、初代細胞又は細胞株をトランスフェクトするための核酸を構成する。
本明細書で使用される場合、「初代細胞」という用語は、介入なしでは有限の寿命を有し、標準的な細胞培養技術を用いたインビトロ増殖能力に限界がある、生物の組織又は体液から直接単離された細胞を意味することを意図している。初代細胞は通常、同種の遺伝子型及び表現型の特徴とは関連していない。初代細胞とは対照的に、「細胞株」という用語は、均質な遺伝子型及び表現型の特徴を（例えば、長期間にわたる継続的な継代から）獲得した細胞を含むことを意図している。当業者に知られているように、細胞株は、有限又は連続の細胞株を含む。不死化又は連続細胞株は、遺伝子変異又は人工的な改変のいずれかによって、無期限に増殖する能力を獲得している。
本明細書で使用される「シーリング部材」という用語は、２つの表面間の接合部を密封することを容易にし、それを密封する形を成し、又はそれを密封するように機能する、当技術分野で知られている任意の構造要素又はメカニズムを含むことを意図する。本明細書に開示されるシーリング部材には、好ましくは、開示され関連するエレクトロポレーションカートリッジが機能的に閉じた環境として機能することを選択的に可能にするＯリング又は他のガスケットが含まれる。本開示の範囲内で提供されるＯリング又は同様のガスケットは、例として、限定するものでもないが、ゴム又はシリコーンなどの非導電性材料などの、当技術分野で知られている任意の適切な材料で作製することができ、又はそれを含むことができる。
デバイス、システム、及び方法を含む本開示の様々な態様は、本質的に例示的な１つ以上の実施形態又は実装形態を参照して説明される場合がある。本明細書で使用される場合、「例示的な」という用語は、「例、事例、又は実例として機能する」を意味し、必ずしも本明細書に開示される他の実施形態よりも好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。さらに、本開示又は本発明の「実装」への言及は、その１つ以上の実施形態への特定の言及を含み、逆もまた同様であり、以下の説明によるよりもむしろ添付の特許請求の範囲によって示される本発明の範囲を限定することなく、例示的な例を提供することを意図している。
本明細書中で使用される際、別段、暗黙的又は明示的に理解又は記載されない限り、単数で現れる単語は、その複数の同等のものを包含し、複数で現れる単語は、その単数の同等のものを包含する。よって、本明細書及び添付の特許請求の範囲に用いられる単数形「ａ」「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確に指示しない限り複数の対象を含むことに留意されたい。例えば、単一の指示対象（例えば、「ａ ｗｉｄｇｅｔ」）への言及には、暗黙的又は明示的に理解又は記載されていない限り、１つ、２つ、又はそれ以上の指示対象が含まれる。同様に、複数の指示対象への言及は、内容及び／又は文脈が明確に指示しない限り、単一の指示対象及び／又は複数の指示対象を含むものとして解釈されるべきである。例えば、複数形の指示対象（例えば「ｗｉｄｇｅｔｓ」）への言及は、必ずしもそのような指示対象が複数存在することを必要としない。代わりに、推察される指示対象の数とは無関係に、特に明記しない限り、本明細書では１つ以上の指示対象が企図されることが理解されよう。
本明細書で使用されるように、「上（ｔｏｐ）」、「下（ｂｏｔｔｏｍ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「近位（ｐｒｏｘｉｍａｌ）」、「遠位（ｄｉｓｔａｌ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」などの方向を示す用語は、本明細書では、単に相対的な方向を示すために使用され、また他の点で、本開示及び／又は特許請求の範囲の発明を限定することを意図するものではない。
例示的な実施形態の要約：
本開示のいくつかの非限定的な例示的実施形態の項目別リストを以下に提供する。
１．細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバと、エレクトロポレーションチャンバの近位端に配置された第１の電極と、エレクトロポレーションチャンバの反対側の遠位端に配置された第２の電極と、を備えるエレクトロポレーションカートリッジであって、第１の電極又は第２の電極のうちの少なくとも１つが、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置乃至サンプルをロードするためのキャップされていない位置に動かすことが可能であり、かつ／又はエレクトロポレーションカートリッジが密封状態乃至非密封状態に構成可能である、エレクトロポレーションカートリッジ。
２．細長い本体が、非導電性のプラスチック、ガラス、又はセラミックのうちの１つ以上でできているか又はそれらを含み、細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体を受け入れるように構成される、第１項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３．エレクトロポレーションチャンバが、ガラス及び／又はセラミックでできているか、又はそれらを含む、第２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４．エレクトロポレーションチャンバが、ポリカーボネート又は他の非導電性の耐放射線性プラスチックでできているか、又はそれらを含む、第２項又は第３項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５．エレクトロポレーションチャンバの少なくとも一部が、第１の電極と第２の電極との間でテーパー状になっている、第１～４のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
６．エレクトロポレーションチャンバのテーパー状の部分が、第１の電極と第２の電極との間の均一な電界の生成を実質的に妨げない、第５項のエレクトロポレーションカートリッジ
７．エレクトロポレーションチャンバが、反応チャンバの長手に沿って均一な断面を含む、第１～６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ
８．エレクトロポレーションカートリッジが第１の電極と第２の電極との間に配置されたエレクトロポレーションチャンバ内に均一な電界を生成するよう構成されるように、均一な断面が第１の電極と第２の電極との間のエレクトロポレーションチャンバの全長に延びる、第７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
９．エレクトロポレーションチャンバが円筒形の空洞を含み、均一な断面が円で構成される、第７項又は第８項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１０．細長い本体の近位開口部とエレクトロポレーションチャンバを画定する側壁の変曲点との間に画定される近位側壁をさらに備え、近位側壁が、近位開口部によって定義される第１の直径から、変曲点から遠位の位置に定義されるより小さい第２の直径へと狭窄する、第１～７のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１１．第１の電極が、実質的に平坦な遠位面を有する球根状の伸長部を含む、第１～１０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１２．第１の電極が、凸状又は角度のある輪郭を有する遠位面を有する球根状の伸長部を含む、第１～１０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１３．球根状の伸長部が、狭いステムによって第１の電極のベース部分から分離されている、第１１項又は第１２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１４．球根状の伸長部が、エレクトロポレーションチャンバ内に第１の電極を固定する際に、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体に関連する１つ以上の気泡を追い出すように機能する、第１１～１３のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１５．第１の電極と細長い本体の近位面との間に配置されたシーリング部材をさらに備え、シーリング部材が、第１の電極と細長い本体との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、第１～１４のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１６．第１の電極が第１の電極フランジを含み、細長い本体が近位本体フランジを含み、近位本体フランジが第１の電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれ、シーリング部材が第１の電極フランジと近位本体フランジとの間に配置されて、それらの間に流体密封の接合部を形成する、第１５項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１７．第１の電極が、エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に構成するように機能する、第１～１６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１８．第１の電極が、追加の取り外し可能なキャップピースなしで、エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に構成するように機能する、第１７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１９．第１の電極が、取り外し可能なキャップである、第１７項又は第１８項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２０．第１の電極に固定された取り外し可能なキャップをさらに備え、取り外し可能なキャップが、第１の電極を細長い本体に選択的に固定するための結合部材を含む、第１～１７のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２１．第２の電極の近位端の直径が、エレクトロポレーションチャンバの断面に実質的に等しい、第１～２０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２２．第２の電極が、細長い本体の遠位端からエレクトロポレーションチャンバ内に延びる突出部分を含む、第１～２１のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２３．突出部分の円周が、エレクトロポレーションチャンバを画定する細長い本体の内面に対して相補的な形状を含む、第２２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２４．第２の電極が、第２の電極と細長い本体の遠位面との間に配置された第１のシーリング部材をさらに含み、第１のシーリング部材が、第２の電極と細長い本体の遠位面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、第２２項又は第２３項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２５．第２の電極が電極フランジを含み、細長い本体が遠位本体フランジを含み、遠位本体フランジが電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれ、シーリング部材が電極フランジと遠位本体フランジとの間に配置されて、それらの間に流体密封の接合部を形成する、第２４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２６．第２の電極が、第２の電極の突出部分の周りに配置され、第２の電極の近位面の遠位に配置された第２のシーリング部材をさらに含み、第２のシーリング部材が、突出部分とエレクトロポレーションチャンバを画定する細長い本体の内面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、第２２～２５のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２７．第２の電極の近位面が、平坦で均一な表面を含む、第２２～２６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２８．第２の電極の近位面が、エレクトロポレーションチャンバの縦軸に直交している、第２２～２７のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２９．第２の電極に結合され、第２の電極を細長い本体に固定するように構成された固定ピンをさらに備える、第１～２８のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３０．第２の電極が、固定ピンを受け入れるようにサイズ及び形状が構成されたチャネルを画定し、チャネルが、細長い本体の側壁によって画定され、固定ピンを受け入れるように構成された一対の開口に合わされ、それによって第２の電極を細長い本体に対して固定された位置に固定する、第２９項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３１．チャネルが、第１のシーリング部材及び／又は第２のシーリング部材の遠位にある第２の電極の突出部分の中央領域によって形成される、第３０項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３２．エレクトロポレーションチャンバの容積が、約５ｍＬ未満、好ましくは約３ｍＬ未満、より好ましくは約１ｍＬ未満、又は約１００μＬ～１ｍＬである、第１～３１のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３３．エレクトロポレーションチャンバ内に適合するようにサイズ及び形状が構成された減容スリーブをさらに備える、第１～３２のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３４．減容スリーブが、エレクトロポレーションチャンバよりも小さい容積を有する二次エレクトロポレーションチャンバを画定する、第３３項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３５．減容スリーブが、エレクトロポレーションチャンバ内に固定されたときに第２の電極とインターフェースするように構成された遠位開口部を含む、第３３項又は第３４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３６．減容スリーブが、減容スリーブの近位端に隣接して配置され、エレクトロポレーションチャンバに減容スリーブを導入又は抜き出す間に空気が減容スリーブを通過できるように構成された、通気孔を含み、それにより、二次エレクトロポレーションチャンバとエレクトロポレーションチャンバとの間に真空が形成されることを防止し、それにより、エレクトロポレーションされた細胞含有流体が、減容スリーブの挿入時には、二次エレクトロポレーションチャンバを満たし、減容スリーブの抜き出し時に挿入時には、二次エレクトロポレーションチャンバから出ることができる、第３３～３５のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３７．減容スリーブが、エレクトロポレーションチャンバ内に減容スリーブを固定するように構成された半径方向のシーリング部材を含む、第３３～３６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３８．半径方向のシーリング部材が、エレクトロポレーションチャンバを画定する側壁と流体密封シールを形成し、減容スリーブの遠位開口部を介した二次エレクトロポレーションチャンバ内の細胞含有流体の漏出を防止する、第３７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３９．第１の電極が、減容スリーブと選択的に結合し、流体密封シールを形成するように構成される、第３３～３８のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４０．減容スリーブの外面と細長い本体の内側側壁との間に空間が画定され、エレクトロポレーションチャンバを密封する際に第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間を形成する、第３３～３９のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４１．エレクトロポレーションチャンバの近位領域に関連付けられ、エレクトロポレーションチャンバを密封する際に第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間をさらに備える、第１～４０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４２．細長い本体の近位側に長手方向に配置され、第１の電極をエレクトロポレーションチャンバから離れた距離にキャップされていない位置に位置付けるように構成された１つ以上のばねをさらに備える、第１～４１のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４３．キャップされた位置にあるエレクトロポレーションカートリッジが、１つ以上のばねが圧縮され、第１の電極が電極チャンバ内に配置されて、その中に配置された細胞含有流体をエレクトロポレーションするよう機能にするように構成する、第４２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４４．エレクトロポレーションカートリッジが、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジを含む、第１～４３のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４５．第１の電極に結合するポートをさらに備え、ポートが第１の電極内に、エレクトロポレーションチャンバに流体的に接続される管腔を画定する、第４４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４６．細長い本体の近位部分に結合するポートをさらに備え、ポートが、エレクトロポレーションチャンバが満たされているときにエレクトロポレーションチャンバから追い出された空気を排出し、かつ／又はエレクトロポレーションチャンバが排出されているときに濾過又は浄化された空気をエレクトロポレーションチャンバに導入するように構成される、第４４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４７．チャンバ入口及びチャンバ出口をさらに備え、チャンバ入口及びチャンバ出口のそれぞれが、エレクトロポレーションチャンバに流体的に接続されている、第４４～４６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４８．１つ以上のチャンバ入口又はチャンバ出口が、第２の電極の近位面の上に配置されている、第４７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４９．チャンバ入口及び／又はチャンバ出口の管腔が、第２の電極の近位面に対して実質的に平行である、第４７項又は第４８項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５０．チャンバ入口又はチャンバ出口の１つ以上は、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有流体の内向きの流れを制御するために、かつ／又はエレクトロポレーションチャンバからのエレクトロポレーションされた細胞含有流体の外向きの流れを制御するために、プラグ及び／又はバルブに結合される、第４７～４９のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５１．第１の電極及び／又は細長い本体に関連付けられる流体オーバーフィル空間をさらに備え、流体オーバーフィル空間が、エレクトロポレーションチャンバを充填するときにエレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成される、第４４～５０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５２．シーリングキャップに関連付けられる流体オーバーフィル空間をさらに備え、流体オーバーフィル空間が、エレクトロポレーションチャンバをシーリングキャップで密封するときにエレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成される、第４４～５０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５３．サンプルのフロースルーエレクトロポレーションを提供するように構成されたエレクトロポレーションシステムであって、複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを保持及び配置するための複数のコンパートメントを有するモジュラーケーシングを備え、エレクトロポレーションシステムコンポーネントが、システムを通してサンプルを移動させるように構成された１つ以上のポンプと、サブボリュームのエレクトロポレーションのためにサンプルのサブボリュームをエレクトロポレーションチャンバ内に保持するように構成されたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを受け入れるように構成されたエレクトロポレーションコンパートメントと、入口端及び出口端を有するチューブであって、複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを流体的に接続するようにケーシングを通って取り回されるチューブとを含む、エレクトロポレーションシステム。
５４．入力バッグ及び／又は出力バッグを受け入れ、支持するように構成されたバッグコンパートメントをさらに備える、第５３項のエレクトロポレーションシステム。
５５．バッグコンパートメントが、ケーシングから選択的に引き出すか、又はケーシング内に入れることができるように、バッグコンパートメントにスライド可能に接続されるインサートを備える、第５４項のエレクトロポレーションシステム。
５６．バッグコンパートメントが、ケーシング内の密封位置にバッグコンパートメントを保持するための１つ以上の磁気ラッチを備える、第５５項のエレクトロポレーションシステム。
５７．エレクトロポレーションチャンバと熱的に接触し、エレクトロポレーションチャンバの温度を調節するように構成された冷却モジュールをさらに備える、第５３～５６のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
５８．冷却モジュールが、セラミックブロックを備える、第５７項のエレクトロポレーションシステム。
５９．冷却モジュールが、熱電冷却によって冷却される、第５７項又は第５８項のエレクトロポレーションシステム。
６０．入口の下流及びエレクトロポレーションカートリッジの上流に配置されたミキサリザーバをさらに備え、ミキサリザーバが、混合リザーバの中に入っているサンプルの一部を混合するように構成された混合要素を備える、第５３～５９のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
６１．混合要素が、混合ブレードを含む、第６０項のエレクトロポレーションシステム。
６２．ミキサリザーバが、混合要素に機械的に結合されたミキサ磁石アセンブリを含み、ミキサ磁石アセンブリが、ミキサリザーバの中に入っているサンプルの部分に接触しないように配置される、第６０項又は第６１項のエレクトロポレーションシステム。
６３．ミキサ磁石アセンブリに磁気的に結合され、ミキサ磁気アセンブリへの磁気接続を介してミキサ磁石アセンブリの回転を間接的に駆動するように構成された磁石を有するミキサドライバをさらに備える、第６２項のエレクトロポレーションシステム。
６４．ミキサリザーバがカバーを備え、ミキサ磁石アセンブリがカバー又はその近くに配置されている、第６２項又は第６３項のエレクトロポレーションシステム。
６５．入力とミキサリザーバとの間のサンプルの移送を支援するように構成されたサンプル入力アセンブリをさらに備え、サンプル入力アセンブリが、入力とミキサリザーバとの間に配置されたチューブのメインセクションと、チューブのメインセクションに空気圧で結合され、そこから空気にアクセスできる末端まで延び、それによって、チューブのメインセクションの圧力が十分に降下したときに、チューブのメインセクションに空気が通るようになる、チューブの中間セクションとを含む、第６０～６４のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
６６．中間セクションの末端が、可変容積を有する空気リザーバに結合し、サンプル入力アセンブリが、可変容積の閾値減少を検出するように構成され、それによって、サンプルがミキサリザーバに移されたことを判定する、第６５項のエレクトロポレーションシステム。
６７．サンプル入力センサアセンブリが、バレルとバレル内に配置されたプランジャとを有する注射器を備え、可変容積がバレル内のプランジャの位置によって画定され、可変容積の閾値減少がプランジャの移動の結果として検出される、第６６項のエレクトロポレーションシステム。
６８．エレクトロポレーションチャンバに作動可能に結合され、エレクトロポレーション中にエレクトロポレーションチャンバ内の圧力を調節し、それによって気泡形成を制限するように構成されたチャンバシーリングアセンブリをさらに備える、第５３～６７のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
６９．チャンバシーリングアセンブリが、プランジャをエレクトロポレーションチャンバに向かって前進させるか、又はプランジャをエレクトロポレーションチャンバから引き離すように構成された１つ以上の線形アクチュエータを備え、それによってエレクトロポレーションチャンバ内の圧力を調節する、第６８項のエレクトロポレーションシステム。
７０．エレクトロポレーションチャンバの上流に配置され、サブボリュームのエレクトロポレーションの前にサンプルのサブボリュームを冷却するように構成された予冷アセンブリをさらに備える、第５３～６９のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７１．予冷アセンブリが、冷却ブロックと、冷却ブロック内に又は冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションとを備える、第７０項のエレクトロポレーションシステム。
７２．予冷アセンブリの冷却ブロックが、熱電冷却によって冷却される、第７０項又は第７１項のエレクトロポレーションシステム。
７３．予冷アセンブリが、冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションに対して冷却ブロックを付勢する可撓性付勢要素を含む、第７０～７２のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７４．少なくとも１つのフローセンサをさらに含み、少なくとも１つのフローセンサが、ミキサリザーバとエレクトロポレーションチャンバとの間に配置される、第５３～７３のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７５．フローセンサが超音波センサである、第７４項のエレクトロポレーションシステム。
７６．フローセンサが、作動時に、チューブのセクションを通る流れを検出するためにフローセンサ内にチューブの対応するセクションを配置する、作動可能なトリガーを備える、第７４項又は第７５項のエレクトロポレーションシステム。
７７．チューブのセクションを通る流れの視覚化を可能にするために、チューブの該当するセクションをケーシングの外側の位置に取り回す１つ以上のフローインジケータをさらに備える、第５３～７６のいずれか一項の第１項のエレクトロポレーションシステム。
７８．ケーシングが、１つ以上のハンドルを含む、第５３～７７のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７９．１つ以上のハンドルが、機器パネルと係合して機器パネルをケーシングに取り付けるように構成されたキャッチを有するハンドルを含む、第７８項のエレクトロポレーションシステム。
８０．エレクトロポレーションカートリッジに結合されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能をさらに備え、取り付け機能が、エレクトロポレーションカートリッジをケーシング内に統合された冷却モジュールに向かって付勢する可撓性付勢要素を含む、第５３～７９のいずれか一項の第１項のエレクトロポレーションシステム。
８１．エレクトロポレーションカートリッジと係合するように構成されたキャッピング機構をさらに備え、エレクトロポレーションカートリッジが、それぞれがエレクトロポレーションチャンバの両端に配置された第１の電極と第２の電極とを含み、第１の電極又は第２の電極の少なくとも１つが、キャッピング機構と係合可能であり、キャッピング機構の作動の結果として、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置乃至ベントのためのキャップされていない位置に動かすことが可能である、第５３～８０のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８２．エレクトロポレーションカートリッジが、キャッピング機構の作動の結果として移動した電極の変位に対してキャッピング機構のオーバートラベルを可能にするばね機構を含む。第８１項のエレクトロポレーションシステム。
８３．エレクトロポレーションチャンバが、チャンバ入口及びチャンバ出口を備え、チャンバ出口が、エレクトロポレーションチャンバからのサブボリュームの流出を防止する前進位置乃至エレクトロポレーションチャンバからのサブボリュームの流出を可能にする格納位置に動かすことが可能な出口プランジャに結合される、第５３～８１のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８４．エレクトロポレーションカートリッジが、エレクトロポレーションチャンバの可動コンポーネントを収容するようにそれぞれ構成された１つ以上のベローズ構造を備える、第５３～８３のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８５．エレクトロポレーションチャンバが、第４４～５２のいずれか一項と同様のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを備える、第５３～８４のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８６．エレクトロポレーションチャンバに電気的に結合されたエレクトロポレーションアセンブリをさらに備え、エレクトロポレーションアセンブリが、エレクトロポレーションチャンバの両端間の導電率を測定するための導電率センサを備え、エレクトロポレーションアセンブリが、１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラに通信可能に結合される、第５３～８５のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８７．１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、少なくとも、導電率センサによってエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定すること、決定された導電率に基づいて、エレクトロポレーションチャンバの両端間の電圧降下を決定すること、及び
エレクトロポレーションチャンバを備えたエレクトロポレーション回路内にあるコンデンサを、コンデンサとエレクトロポレーションチャンバとの間の他の電圧降下を補償するために、エレクトロポレーションチャンバの両端間の決定された電圧降下を超える電圧レベルまで充電すること、を実行するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第８６項のエレクトロポレーションシステム。
８８．１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、導電率センサによってエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定すること、決定された導電率、設定されたパルス電圧、及び設定されたパルス持続時間に基づいて、サブボリュームの予測される温度上昇を決定すること、並びに、予測される温度上昇により、サブボリュームの温度が所定の閾値温度よりも高くなる場合に、アークリスクアラートを送信すること、及び／又は、サンプルサブボリュームを保存するためにサンプルサブボリュームを回収すること、及び／又は、エレクトロポレーションチャンバの温度を下げるためにそれに応じて冷却を調整すること、のうちの１つ以上、を少なくとも実行するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第８６項又は第８７項のエレクトロポレーションシステム。
８９．コンピュータ実行可能命令が、決定された導電率を温度に相関させることによって、エレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの初期温度を決定するようにコントローラをさらに構成する、第８８項のエレクトロポレーションシステム。
９０．１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、少なくとも、導電率センサによってエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定すること、及び、決定された導電率が、エレクトロポレーションチャンバ内に１つ以上の気泡が存在することを示す所定の閾値を下回った場合に、エレクトロポレーションチャンバからサブボリュームを排出すること、を実行するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第８６～８９のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９１．１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、コントローラを、以前の入力電圧と対応する以前に測定されたエレクトロポレーションチャンバに印加された実際の電圧とに基づいて、充電器電圧を繰り返し上昇させるように構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第５３～９０のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９２．１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、１つ以上のハードウェア記憶装置は、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、各エレクトロポレーションイベント間でシステムによって移動されるステップボリュームを決定するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶しており、少なくとも、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバとの間に配置されたチューブを満たし、かつ、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するのに十分なサンプル量を移動するために必要なドライブポンプの回転回数Ｎであって、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの出口との間の容積に対応する、回数Ｎを決定すること、エレクトロポレーションチャンバを排出させること、固定回転回数ｋであって、フローセンサの上流位置とエレクトロポレーションチャンバの入口との間の容積に対応する、固定回数ｋを用いてドライブポンプにサンプルをフローセンサの上流位置まで逆行させること、サンプルをフローセンサの上流位置からフローセンサまで移動するために必要なドライブポンプの回転回数ｘであって、フローセンサの上流位置とフローセンサとの間の容積に対応する、回数ｘと、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの入口との間の容積に対応する回数（ｋ－ｘ）とを決定すること、及び、エレクトロポレーションチャンバの入口と出口との間の容積を、Ｎ－（ｋ－ｘ）と決定し、この容積をステップボリュームとして設定すること、を実行することによってキャリブレーションが実行される、第７４～９１のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９３．安全ドアが開いている間に電圧放電を防ぐためにエレクトロポレーション回路を機械的に開くように構成された安全ドアをさらに備える、第５３～９２のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９４．コンデンサ回路が、コンデンサ回路がエレクトロポレーションカートリッジに電気的に接続されていないときにコンデンサを放電するように、１つ以上の放電抵抗器を含む、第５３～９３のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９５．１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに含み、１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、システムによって各エレクトロポレーションイベント間で移動されるステップボリュームを決定するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶しており、少なくとも、
１回目の充填中にエレクトロポレーションチャンバ内のサンプル流体の電気抵抗が数千オームから約６００～８００オームの範囲の安定した値まで低下するのをモニタリングし、抵抗が安定した値に達したときに１回目の充填を終了することによって、エレクトロポレーションチャンバの１回目の充填を実行し、
蠕動ポンプから得たＮｒｅｖなどの計算値に基づいて、２回目の充填としてエレクトロポレーションチャンバを総充填し、
２回目の充填後に上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定し、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合は、２回目の充填が完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にない場合は、上部電極のキャップを外して、追加のｎｒｅｖ量で微細充填を行い、
微細充填後に上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定し、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合は、２回目の充填が完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、
そうでない場合には、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内になるまで、上記の微細充填及び電気抵抗を測定するステップを繰り返し、
後続の充填（３回目の充填、４回目の充填など）を、Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（ｘは微細充填の試行回数に等しい）回のポンプの回転によって行う、ことを実行することによってキャリブレーションが実行される、第７４～９１のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９６．電気抵抗の安定した値が、約７００オームである、第９５項のシステム。
９７．２回目の充填としてエレクトロポレーションチャンバを総充填するステップがさらに、チューブの内管直径、ポンプのローラーの数、エレクトロポレーションチャンバの直径、及び／又はエレクトロポレーションチャンバの高さなどの１つ以上のパラメータを使用する計算に基づく、第９５項のシステム。
例示的な実施形態の要約：
本開示のいくつかの非限定的な例示的実施形態の項目別リストを以下に提供する。
１．細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバと、エレクトロポレーションチャンバの近位端に配置された第１の電極と、エレクトロポレーションチャンバの反対側の遠位端に配置された第２の電極と、を備えるエレクトロポレーションカートリッジであって、第１の電極又は第２の電極のうちの少なくとも１つが、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置乃至サンプルをロードするためのキャップされていない位置に動かすことが可能であり、かつ／又はエレクトロポレーションカートリッジが密封状態乃至非密封状態に構成可能である、エレクトロポレーションカートリッジ。
２．細長い本体が、非導電性のプラスチック、ガラス、又はセラミックのうちの１つ以上でできているか又はそれらを含み、細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体を受け入れるように構成される、第１項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３．エレクトロポレーションチャンバが、ガラス及び／又はセラミックでできているか、又はそれらを含む、第２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４．エレクトロポレーションチャンバが、ポリカーボネート又は他の非導電性の耐放射線性プラスチックでできているか、又はそれらを含む、第２項又は第３項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５．エレクトロポレーションチャンバの少なくとも一部が、第１の電極と第２の電極との間でテーパー状になっている、第１～４のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
６．エレクトロポレーションチャンバのテーパー状の部分が、第１の電極と第２の電極との間の均一な電界の生成を実質的に妨げない、第５項のエレクトロポレーションカートリッジ
７．エレクトロポレーションチャンバが、反応チャンバの長手に沿って均一な断面を含む、第１～６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ
８．エレクトロポレーションカートリッジが第１の電極と第２の電極との間に配置されたエレクトロポレーションチャンバ内に均一な電界を生成するよう構成されるように、均一な断面が第１の電極と第２の電極との間のエレクトロポレーションチャンバの全長に延びる、第７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
９．エレクトロポレーションチャンバが円筒形の空洞を含み、均一な断面が円で構成される、第７項又は第８項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１０．細長い本体の近位開口部とエレクトロポレーションチャンバを画定する側壁の変曲点との間に画定される近位側壁をさらに備え、近位側壁が、近位開口部によって定義される第１の直径から、変曲点から遠位の位置に定義されるより小さい第２の直径へと狭窄する、第１～７のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１１．第１の電極が、実質的に平坦な遠位面を有する球根状の伸長部を含む、第１～１０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１２．第１の電極が、凸状又は角度のある輪郭を有する遠位面を有する球根状の伸長部を含む、第１～１０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１３．球根状の伸長部が、狭いステムによって第１の電極のベース部分から分離されている、第１１項又は第１２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１４．球根状の伸長部が、エレクトロポレーションチャンバ内に第１の電極を固定する際に、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体に関連する１つ以上の気泡を追い出すように機能する、第１１～１３のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１５．第１の電極と細長い本体の近位面との間に配置されたシーリング部材をさらに備え、シーリング部材が、第１の電極と細長い本体との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、第１～１４のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１６．第１の電極が第１の電極フランジを含み、細長い本体が近位本体フランジを含み、近位本体フランジが第１の電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれ、シーリング部材が第１の電極フランジと近位本体フランジとの間に配置されて、それらの間に流体密封の接合部を形成する、第１５項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１７．第１の電極が、エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に構成するように機能する、第１～１６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１８．第１の電極が、追加の取り外し可能なキャップピースなしで、エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に構成するように機能する、第１７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
１９．第１の電極が、取り外し可能なキャップである、第１７項又は第１８項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２０．第１の電極に固定された取り外し可能なキャップをさらに備え、取り外し可能なキャップが、第１の電極を細長い本体に選択的に固定するための結合部材を含む、第１～１７のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２１．第２の電極の近位端の直径が、エレクトロポレーションチャンバの断面に実質的に等しい、第１～２０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２２．第２の電極が、細長い本体の遠位端からエレクトロポレーションチャンバ内に延びる突出部分を含む、第１～２１のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２３．突出部分の円周が、エレクトロポレーションチャンバを画定する細長い本体の内面に対して相補的な形状を含む、第２２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２４．第２の電極が、第２の電極と細長い本体の遠位面との間に配置された第１のシーリング部材をさらに含み、第１のシーリング部材が、第２の電極と細長い本体の遠位面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、第２２項又は第２３項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２５．第２の電極が電極フランジを含み、細長い本体が遠位本体フランジを含み、遠位本体フランジが電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれ、シーリング部材が電極フランジと遠位本体フランジとの間に配置されて、それらの間に流体密封の接合部を形成する、第２４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２６．第２の電極が、第２の電極の突出部分の周りに配置され、第２の電極の近位面の遠位に配置された第２のシーリング部材をさらに含み、第２のシーリング部材が、突出部分とエレクトロポレーションチャンバを画定する細長い本体の内面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、第２２～２５のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２７．第２の電極の近位面が、平坦で均一な表面を含む、第２２～２６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２８．第２の電極の近位面が、エレクトロポレーションチャンバの縦軸に直交している、第２２～２７のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
２９．第２の電極に結合され、第２の電極を細長い本体に固定するように構成された固定ピンをさらに備える、第１～２８のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３０．第２の電極が、固定ピンを受け入れるようにサイズ及び形状が構成されたチャネルを画定し、チャネルが、細長い本体の側壁によって画定され、固定ピンを受け入れるように構成された一対の開口に合わされ、それによって第２の電極を細長い本体に対して固定された位置に固定する、第２９項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３１．チャネルが、第１のシーリング部材及び／又は第２のシーリング部材の遠位にある第２の電極の突出部分の中央領域によって形成される、第３０項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３２．エレクトロポレーションチャンバの容積が、約５ｍＬ未満、好ましくは約３ｍＬ未満、より好ましくは約１ｍＬ未満、又は約１００μＬ～１ｍＬである、第１～３１のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３３．エレクトロポレーションチャンバ内に適合するようにサイズ及び形状が構成された減容スリーブをさらに備える、第１～３２のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３４．減容スリーブが、エレクトロポレーションチャンバよりも小さい容積を有する二次エレクトロポレーションチャンバを画定する、第３３項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３５．減容スリーブが、エレクトロポレーションチャンバ内に固定されたときに第２の電極とインターフェースするように構成された遠位開口部を含む、第３３項又は第３４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３６．減容スリーブが、減容スリーブの近位端に隣接して配置され、エレクトロポレーションチャンバに減容スリーブを導入又は抜き出す間に空気が減容スリーブを通過できるように構成された、通気孔を含み、それにより、二次エレクトロポレーションチャンバとエレクトロポレーションチャンバとの間に真空が形成されることを防止し、それにより、エレクトロポレーションされた細胞含有流体が、減容スリーブの挿入時には、二次エレクトロポレーションチャンバを満たし、減容スリーブの抜き出し時に挿入時には、二次エレクトロポレーションチャンバから出ることができる、第３３～３５のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３７．減容スリーブが、エレクトロポレーションチャンバ内に減容スリーブを固定するように構成された半径方向のシーリング部材を含む、第３３～３６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３８．半径方向のシーリング部材が、エレクトロポレーションチャンバを画定する側壁と流体密封シールを形成し、減容スリーブの遠位開口部を介した二次エレクトロポレーションチャンバ内の細胞含有流体の漏出を防止する、第３７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
３９．第１の電極が、減容スリーブと選択的に結合し、流体密封シールを形成するように構成される、第３３～３８のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４０．減容スリーブの外面と細長い本体の内側側壁との間に空間が画定され、エレクトロポレーションチャンバを密封する際に第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間を形成する、第３３～３９のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４１．エレクトロポレーションチャンバの近位領域に関連付けられ、エレクトロポレーションチャンバを密封する際に第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間をさらに備える、第１～４０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４２．細長い本体の近位側に長手方向に配置され、第１の電極をエレクトロポレーションチャンバから離れた距離にキャップされていない位置に位置付けるように構成された１つ以上のばねをさらに備える、第１～４１のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４３．キャップされた位置にあるエレクトロポレーションカートリッジが、１つ以上のばねが圧縮され、第１の電極が電極チャンバ内に配置されて、その中に配置された細胞含有流体をエレクトロポレーションするよう機能にするように構成する、第４２項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４４．エレクトロポレーションカートリッジが、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジを含む、第１～４３のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４５．第１の電極に結合するポートをさらに備え、ポートが第１の電極内に、エレクトロポレーションチャンバに流体的に接続される管腔を画定する、第４４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４６．細長い本体の近位部分に結合するポートをさらに備え、ポートが、エレクトロポレーションチャンバが満たされているときにエレクトロポレーションチャンバから追い出された空気を排出し、かつ／又はエレクトロポレーションチャンバが排出されているときに濾過又は浄化された空気をエレクトロポレーションチャンバに導入するように構成される、第４４項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４７．チャンバ入口及びチャンバ出口をさらに備え、チャンバ入口及びチャンバ出口のそれぞれが、エレクトロポレーションチャンバに流体的に接続されている、第４４～４６のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４８．１つ以上のチャンバ入口又はチャンバ出口が、第２の電極の近位面の上に配置されている、第４７項のエレクトロポレーションカートリッジ。
４９．チャンバ入口及び／又はチャンバ出口の管腔が、第２の電極の近位面に対して実質的に平行である、第４７項又は第４８項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５０．チャンバ入口又はチャンバ出口の１つ以上は、エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有流体の内向きの流れを制御するために、かつ／又はエレクトロポレーションチャンバからのエレクトロポレーションされた細胞含有流体の外向きの流れを制御するために、プラグ及び／又はバルブに結合される、第４７～４９のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５１．第１の電極及び／又は細長い本体に関連付けられる流体オーバーフィル空間をさらに備え、流体オーバーフィル空間が、エレクトロポレーションチャンバを充填するときにエレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成される、第４４～５０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５２．シーリングキャップに関連付けられる流体オーバーフィル空間をさらに備え、流体オーバーフィル空間が、エレクトロポレーションチャンバをシーリングキャップで密封するときにエレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成される、第４４～５０のいずれか一項のエレクトロポレーションカートリッジ。
５３．サンプルのフロースルーエレクトロポレーションを提供するように構成されたエレクトロポレーションシステムであって、複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを保持及び配置するための複数のコンパートメントを有するモジュラーケーシングを備え、エレクトロポレーションシステムコンポーネントが、システムを通してサンプルを移動させるように構成された１つ以上のポンプと、サブボリュームのエレクトロポレーションのためにサンプルのサブボリュームをエレクトロポレーションチャンバ内に保持するように構成されたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを受け入れるように構成されたエレクトロポレーションコンパートメントと、入口端及び出口端を有するチューブであって、複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを流体的に接続するようにケーシングを通って取り回されるチューブとを含む、エレクトロポレーションシステム。
５４．入力バッグ及び／又は出力バッグを受け入れ、支持するように構成されたバッグコンパートメントをさらに備える、第５３項のエレクトロポレーションシステム。
５５．バッグコンパートメントが、ケーシングから選択的に引き出すか、又はケーシング内に入れることができるように、バッグコンパートメントにスライド可能に接続されるインサートを備える、第５４項のエレクトロポレーションシステム。
５６．バッグコンパートメントが、ケーシング内の密封位置にバッグコンパートメントを保持するための１つ以上の磁気ラッチを備える、第５５項のエレクトロポレーションシステム。
５７．エレクトロポレーションチャンバと熱的に接触し、エレクトロポレーションチャンバの温度を調節するように構成された冷却モジュールをさらに備える、第５３～５６のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
５８．冷却モジュールが、セラミックブロックを備える、第５７項のエレクトロポレーションシステム。
５９．冷却モジュールが、熱電冷却によって冷却される、第５７項又は第５８項のエレクトロポレーションシステム。
６０．入口の下流及びエレクトロポレーションカートリッジの上流に配置されたミキサリザーバをさらに備え、ミキサリザーバが、混合リザーバの中に入っているサンプルの一部を混合するように構成された混合要素を備える、第５３～５９のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
６１．混合要素が、混合ブレードを含む、第６０項のエレクトロポレーションシステム。
６２．ミキサリザーバが、混合要素に機械的に結合されたミキサ磁石アセンブリを含み、ミキサ磁石アセンブリが、ミキサリザーバの中に入っているサンプルの部分に接触しないように配置される、第６０項又は第６１項のエレクトロポレーションシステム。
６３．ミキサ磁石アセンブリに磁気的に結合され、ミキサ磁気アセンブリへの磁気接続を介してミキサ磁石アセンブリの回転を間接的に駆動するように構成された磁石を有するミキサドライバをさらに備える、第６２項のエレクトロポレーションシステム。
６４．ミキサリザーバがカバーを備え、ミキサ磁石アセンブリがカバー又はその近くに配置されている、第６２項又は第６３項のエレクトロポレーションシステム。
６５．入力とミキサリザーバとの間のサンプルの移送を支援するように構成されたサンプル入力アセンブリをさらに備え、サンプル入力アセンブリが、入力とミキサリザーバとの間に配置されたチューブのメインセクションと、チューブのメインセクションに空気圧で結合され、そこから空気にアクセスできる末端まで延び、それによって、チューブのメインセクションの圧力が十分に降下したときに、チューブのメインセクションに空気が通るようになる、チューブの中間セクションとを含む、第６０～６４のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
６６．中間セクションの末端が、可変容積を有する空気リザーバに結合し、サンプル入力アセンブリが、可変容積の閾値減少を検出するように構成され、それによって、サンプルがミキサリザーバに移されたことを判定する、第６５項のエレクトロポレーションシステム。
６７．サンプル入力センサアセンブリが、バレルとバレル内に配置されたプランジャとを有する注射器を備え、可変容積がバレル内のプランジャの位置によって画定され、可変容積の閾値減少がプランジャの移動の結果として検出される、第６６項のエレクトロポレーションシステム。
６８．エレクトロポレーションチャンバに作動可能に結合され、エレクトロポレーション中にエレクトロポレーションチャンバ内の圧力を調節し、それによって気泡形成を制限するように構成されたチャンバシーリングアセンブリをさらに備える、第５３～６７のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
６９．チャンバシーリングアセンブリが、プランジャをエレクトロポレーションチャンバに向かって前進させるか、又はプランジャをエレクトロポレーションチャンバから引き離すように構成された１つ以上の線形アクチュエータを備え、それによってエレクトロポレーションチャンバ内の圧力を調節する、第６８項のエレクトロポレーションシステム。
７０．エレクトロポレーションチャンバの上流に配置され、サブボリュームのエレクトロポレーションの前にサンプルのサブボリュームを冷却するように構成された予冷アセンブリをさらに備える、第５３～６９のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７１．予冷アセンブリが、冷却ブロックと、冷却ブロック内に又は冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションとを備える、第７０項のエレクトロポレーションシステム。
７２．予冷アセンブリの冷却ブロックが、熱電冷却によって冷却される、第７０項又は第７１項のエレクトロポレーションシステム。
７３．予冷アセンブリが、冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションに対して冷却ブロックを付勢する可撓性付勢要素を含む、第７０～７２のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７４．少なくとも１つのフローセンサをさらに含み、少なくとも１つのフローセンサが、ミキサリザーバとエレクトロポレーションチャンバとの間に配置される、第５３～７３のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７５．フローセンサが超音波センサである、第７４項のエレクトロポレーションシステム。
７６．フローセンサが、作動時に、チューブのセクションを通る流れを検出するためにフローセンサ内にチューブの対応するセクションを配置する、作動可能なトリガーを備える、第７４項又は第７５項のエレクトロポレーションシステム。
７７．チューブのセクションを通る流れの視覚化を可能にするために、チューブの該当するセクションをケーシングの外側の位置に取り回す１つ以上のフローインジケータをさらに備える、第５３～７６のいずれか一項の第１項のエレクトロポレーションシステム。
７８．ケーシングが、１つ以上のハンドルを含む、第５３～７７のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
７９．１つ以上のハンドルが、機器パネルと係合して機器パネルをケーシングに取り付けるように構成されたキャッチを有するハンドルを含む、第７８項のエレクトロポレーションシステム。
８０．エレクトロポレーションカートリッジに結合されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能をさらに備え、取り付け機能が、エレクトロポレーションカートリッジをケーシング内に統合された冷却モジュールに向かって付勢する可撓性付勢要素を含む、第５３～７９のいずれか一項の第１項のエレクトロポレーションシステム。
８１．エレクトロポレーションカートリッジと係合するように構成されたキャッピング機構をさらに備え、エレクトロポレーションカートリッジが、それぞれがエレクトロポレーションチャンバの両端に配置された第１の電極と第２の電極とを含み、第１の電極又は第２の電極の少なくとも１つが、キャッピング機構と係合可能であり、キャッピング機構の作動の結果として、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置乃至ベントのためのキャップされていない位置に動かすことが可能である、第５３～８０のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８２．エレクトロポレーションカートリッジが、キャッピング機構の作動の結果として移動した電極の変位に対してキャッピング機構のオーバートラベルを可能にするばね機構を含む。第８１項のエレクトロポレーションシステム。
８３．エレクトロポレーションチャンバが、チャンバ入口及びチャンバ出口を備え、チャンバ出口が、エレクトロポレーションチャンバからのサブボリュームの流出を防止する前進位置乃至エレクトロポレーションチャンバからのサブボリュームの流出を可能にする格納位置に動かすことが可能な出口プランジャに結合される、第５３～８１のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８４．エレクトロポレーションカートリッジが、エレクトロポレーションチャンバの可動コンポーネントを収容するようにそれぞれ構成された１つ以上のベローズ構造を備える、第５３～８３のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８５．エレクトロポレーションチャンバが、第４４～５２のいずれか一項と同様のフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを備える、第５３～８４のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８６．エレクトロポレーションチャンバに電気的に結合されたエレクトロポレーションアセンブリをさらに備え、エレクトロポレーションアセンブリが、エレクトロポレーションチャンバの両端間の導電率を測定するための導電率センサを備え、エレクトロポレーションアセンブリが、１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラに通信可能に結合される、第５３～８５のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
８７．１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、少なくとも、導電率センサによってエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定すること、決定された導電率に基づいて、エレクトロポレーションチャンバの両端間の電圧降下を決定すること、及び
エレクトロポレーションチャンバを備えたエレクトロポレーション回路内にあるコンデンサを、コンデンサとエレクトロポレーションチャンバとの間の他の電圧降下を補償するために、エレクトロポレーションチャンバの両端間の決定された電圧降下を超える電圧レベルまで充電すること、を実行するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第８６項のエレクトロポレーションシステム。
８８．１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、導電率センサによってエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定すること、決定された導電率、設定されたパルス電圧、及び設定されたパルス持続時間に基づいて、サブボリュームの予測される温度上昇を決定すること、並びに、予測される温度上昇により、サブボリュームの温度が所定の閾値温度よりも高くなる場合に、アークリスクアラートを送信すること、及び／又は、サンプルサブボリュームを保存するためにサンプルサブボリュームを回収すること、及び／又は、エレクトロポレーションチャンバの温度を下げるためにそれに応じて冷却を調整すること、のうちの１つ以上、を少なくとも実行するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第８６項又は第８７項のエレクトロポレーションシステム。
８９．コンピュータ実行可能命令が、決定された導電率を温度に相関させることによって、エレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの初期温度を決定するようにコントローラをさらに構成する、第８８項のエレクトロポレーションシステム。
９０．１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、少なくとも、導電率センサによってエレクトロポレーションチャンバ内のサブボリュームの導電率を決定すること、及び、決定された導電率が、エレクトロポレーションチャンバ内に１つ以上の気泡が存在することを示す所定の閾値を下回った場合に、エレクトロポレーションチャンバからサブボリュームを排出すること、を実行するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第８６～８９のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９１．１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、コントローラを、以前の入力電圧と対応する以前に測定されたエレクトロポレーションチャンバに印加された実際の電圧とに基づいて、充電器電圧を繰り返し上昇させるように構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、第５３～９０のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９２．１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、１つ以上のハードウェア記憶装置は、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、各エレクトロポレーションイベント間でシステムによって移動されるステップボリュームを決定するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶しており、少なくとも、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバとの間に配置されたチューブを満たし、かつ、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するのに十分なサンプル量を移動するために必要なドライブポンプの回転回数Ｎであって、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの出口との間の容積に対応する、回数Ｎを決定すること、エレクトロポレーションチャンバを排出させること、固定回転回数ｋであって、フローセンサの上流位置とエレクトロポレーションチャンバの入口との間の容積に対応する、固定回数ｋを用いてドライブポンプにサンプルをフローセンサの上流位置まで逆行させること、サンプルをフローセンサの上流位置からフローセンサまで移動するために必要なドライブポンプの回転回数ｘであって、フローセンサの上流位置とフローセンサとの間の容積に対応する、回数ｘと、フローセンサとエレクトロポレーションチャンバの入口との間の容積に対応する回数（ｋ－ｘ）とを決定すること、及び、エレクトロポレーションチャンバの入口と出口との間の容積を、Ｎ－（ｋ－ｘ）と決定し、この容積をステップボリュームとして設定すること、を実行することによってキャリブレーションが実行される、第７４～９１のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９３．安全ドアが開いている間に電圧放電を防ぐためにエレクトロポレーション回路を機械的に開くように構成された安全ドアをさらに備える、第５３～９２のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９４．コンデンサ回路が、コンデンサ回路がエレクトロポレーションカートリッジに電気的に接続されていないときにコンデンサを放電するように、１つ以上の放電抵抗器を含む、第５３～９３のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９５．１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに含み、１つ以上のハードウェア記憶装置が、１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、システムによって各エレクトロポレーションイベント間で移動されるステップボリュームを決定するようにコントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶しており、少なくとも、
１回目の充填中にエレクトロポレーションチャンバ内のサンプル流体の電気抵抗が数千オームから約６００～８００オームの範囲の安定した値まで低下するのをモニタリングし、抵抗が安定した値に達したときに１回目の充填を終了することによって、エレクトロポレーションチャンバの１回目の充填を実行し、
蠕動ポンプから得たＮｒｅｖなどの計算値に基づいて、２回目の充填としてエレクトロポレーションチャンバを総充填し、
２回目の充填後に上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定し、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合は、２回目の充填が完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にない場合は、上部電極のキャップを外して、追加のｎｒｅｖ量で微細充填を行い、
微細充填後に上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定し、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合は、２回目の充填が完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、
そうでない場合には、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内になるまで、上記の微細充填及び電気抵抗を測定するステップを繰り返し、
後続の充填（３回目の充填、４回目の充填など）を、Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（ｘは微細充填の試行回数に等しい）回のポンプの回転によって行う、ことを実行することによってキャリブレーションが実行される、第７４～９１のいずれか一項のエレクトロポレーションシステム。
９６．電気抵抗の安定した値が、約７００オームである、第９５項のシステム。
９７．２回目の充填としてエレクトロポレーションチャンバを総充填するステップがさらに、チューブの内管直径、ポンプのローラーの数、エレクトロポレーションチャンバの直径、及び／又はエレクトロポレーションチャンバの高さなどの１つ以上のパラメータを使用する計算に基づく、第９５項のシステム。
まとめ
本明細書で使用されている用語及び表現は、説明の用語として使用され、限定ではなく、示され、説明されている特徴の均等物又はその一部を除外することを意図するものではないが、項目に記載された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが理解される。以上、本発明を、一部には、好ましい実施形態、例示的な実施形態、及び任意選択の特徴を用いて具体的に開示してきたが、当業者は、本明細書に開示される概念の変更及び変形を期することができ、そのような変更及び変形は、添付の項目によって定義される本発明の範囲内であると見なされることを理解されたい。本明細書で提供される特定の実施形態は、本発明の有用な実施形態の例であり、本明細書に示される本発明の特徴の様々な変更及び／又は修正、並びに関連技術の当業者が想到し得る本明細書に示された原理のさらなる応用は、項目によって定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、例示された実施形態に対して行うことができ、それらは、本開示の範囲内であると見なされるべきである。
本明細書で使用されている用語及び表現は、説明の用語として使用され、限定ではなく、示され、説明されている特徴の均等物又はその一部を除外することを意図するものではないが、項目に記載された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが理解される。以上、本発明を、一部には、好ましい実施形態、例示的な実施形態、及び任意選択の特徴を用いて具体的に開示してきたが、当業者は、本明細書に開示される概念の変更及び変形を期することができ、そのような変更及び変形は、添付の項目によって定義される本発明の範囲内であると見なされることを理解されたい。本明細書で提供される特定の実施形態は、本発明の有用な実施形態の例であり、本明細書に示される本発明の特徴の様々な変更及び／又は修正、並びに関連技術の当業者が想到し得る本明細書に示された原理のさらなる応用は、項目によって定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、例示された実施形態に対して行うことができ、それらは、本開示の範囲内であると見なされるべきである。
本開示の特定の実施形態による、システム、デバイス、製品、キット、方法、及び／又はプロセスは、本明細書に開示及び／又は記載されている他の実施形態に記載されている特性又は特徴（例えば、コンポーネント、部材、要素、部品及び／又は部分）を含み、組み込み、さもなければ備えることができることもまた理解されよう。したがって、特定の実施形態の様々な特徴は、本開示の他の実施形態と互換性であり得、それらと組み合わされ得、それらに含まれ得、及び／又はそれらに組み込まれ得る。したがって、本開示の特定の実施形態に関連する特定の特徴の開示は、特定の実施形態に対する当該特徴を制限するものとして解釈されるべきではない。むしろ、他の実施形態は、必ずしも本開示の範囲から逸脱することなく、当該特徴、部材、要素、部品、及び／又は部分を含み得ることが理解されよう。
さらに、ある特徴が、それと組み合わせて別の特徴を必要とするものとして説明されない限り、本明細書のいかなる特徴も、本明細書に開示される同じ又は異なる実施形態の他の任意の特徴と組み合わせることができる。さらに、例示的なシステム、方法、装置などの様々な周知の態様は、例示的な実施形態の態様を曖昧にすることを回避するために、本明細書では特に詳細に説明されていない。しかしながら、本明細書では、そのような態様も企図されている。
本出願で引用されたすべての参考文献は、それらが本出願の開示と矛盾しない限りにおいて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に具体的に記載されているもの以外の方法、装置、装置要素、材料、手順、及び技術を、過度の実験に頼ることなく、本明細書に広く開示されている本発明の実施に適用し得ることは当業者には明らかであろう。本明細書に具体的に記載されている方法、装置、装置要素、材料、手順、及び技術のすべての当技術分野で知られている機能的均等物は、本発明に含まれることが意図されている。
材料、組成物、成分、又は化合物のグループが本明細書に開示される場合、それらのグループのすべての個々のメンバー及びそのすべてのサブグループが別々に開示されることが理解される。マーカッシュグループ又は他のグループ化が本明細書で使用される場合、グループのすべての個々のメンバー、及びグループの可能なすべてのコンビネーション及びサブコンビネーションが個別に本開示に含まれることが意図されている。本明細書に記載又は例示されている成分のすべての配合又は組み合わせは、特に明記しない限り、本発明を実施するために使用することができる。ある範囲、例えば、温度範囲、時間範囲、又は組成範囲が本明細書に示されている場合は常に、すべての中間範囲及びサブ範囲、並びに与えられた範囲に含まれるすべての個々の値が本開示に含まれることが意図されている。
項目と等価な意味及び範囲に入るすべての変更は、それらの範囲に包含されるべきである。
以下の実施例は、本明細書に開示される様々な例示的な実施形態の実施を説明するために提供される。一般的なパラダイム又は方法の流れが以下の実施例に示されているが、開示された方法の行為は、当技術分野で知られている代替又は追加の行為で変更、除外、又は置換し得ることが当業者によって理解される。したがって、以下の実施例は、本質的に例示的なものであり、本明細書で提供される開示の範囲及び／又は内容を不必要に限定するものではないことを意図している。
実施例１
細胞をエレクトロポレーションするための本開示のカートリッジ、システム、及び方法の機能の態様を説明するために、例示的な細胞調製及び処理方法を、図２８、図２９Ａ及び図３０Ａの例示的な実施形態に示されるように、実行した。
細胞をエレクトロポレーションするための本開示のカートリッジ、システム、及び方法の機能の態様を説明するために、例示的な細胞調製及び処理方法を、図２８、図２９Ａ及び図３０Ａの例示的な実施形態に示されるように、実行した。
図２８を参照すると、バッチ又はフロースルーエレクトロポレーションシステム及び関連するカートリッジ（上記に開示されている）を介した形質転換用の細胞を調製するための例示的な方法のフローが示されている。図示のように、例示的なプレエレクトロポレーション法は、培養細胞を取得することを含むことができる。これには、例えば、不死化細胞培養細胞のストックを増殖させること、及び／又は患者から初代細胞を単離し、エレクトロポレーションの前に細胞を安定化するためにそれらをインビトロで培養すること、細胞をコンフルエントな状態まで増殖させること、及び／又は連続継代によって細胞を増殖させることが含まれ得る。この行為は、当技術分野で知られているように、適切な増殖培地を備えたインキュベーター内で実施することができる。
図２８の方法は、さらに、成長チャンバの表面に付着している細胞を解放するための、当技術分野で知られているような穏やかな酵素処理を含む。この方法の行為は、汚染の可能性を減らすために、生物学的に安全なキャビネット又は他の密閉され、換気された実験室の作業スペースなどの滅菌環境で実行することができる。
図２８の方法は、さらに、増殖培地を除去し、洗浄溶液（例えば、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ））で細胞を洗浄し、続いて、所望の細胞密度になるまで再懸濁し滴定する行為を示す。これらの行為は、そのような目的のために当技術分野で知られ、使用されている任意の材料を使用する任意の方法によって達成することができる。しかしながら、注目すべきことに、図２８は、遠心分離及びピペットベースの洗浄と再懸濁を含む標準的なアプローチを示す。エレクトロポレーションされる細胞は、洗浄された細胞を計算された量のエレクトロポレーションバッファーで希釈することにより（例えば、既知の濃度の培養細胞から、かつ／又はサイトメーター又は他の細胞計数メカニズム／システムを使用して）、所望の濃度に再懸濁することができる。「ペイロード」又はエレクトロポレーション標的は、その用語が本明細書で定義されるように、本明細書で説明されるように、再懸濁された細胞の全容積に、又はバッチ又はフロースルー処理のための適切な量の所望のアリコートに加えることができる。
図２８に示される調製プロトコルでは、いくつかの初代及び／又は不死化細胞株で、細胞が増殖培地から除去され、かつ／又はエレクトロポレーション緩衝液に再懸濁された約１５分後に、細胞生存率が低下することに留意されたい。したがって、形質転換のための、上記のシステム及び方法を使用した、エレクトロポレーションシステム及び／又はカートリッジへの洗浄及び／又は再懸濁された細胞の添加は、好ましくは、細胞を洗浄及び／又は再懸濁してから１５分以内に実施されることに留意されたい。この時間は、異なる細胞やバッファータイプの間、及び異なる処理条件の間で異なる可能性があることを理解されたい。
ここで図２９Ａを参照すると、例えば、上記の図２８に概説されている例示的な方法によって調製された細胞の処理及び形質転換のバッチ処理のための例示的なプロトコルが示されている。図２９Ａの例示的なエレクトロポレーションプロトコルに示されるように、図２８に関して概説され、議論された方法に従って調製された細胞のアリコート又は総量を、目的のペイロード又はエレクトロポレーション標的とともにエレクトロポレーション（ＥＰ）カートリッジにロードする。ＥＰカートリッジを、サンプルをバッチ処理するように構成された本明細書に記載のエレクトロポレーションシステムに挿入し、エレクトロポレーションパラメータがシステム上で設定及び実行され、ＥＰカートリッジをシステムから取り出す。次に、エレクトロポレーションされた細胞を完全培地又は他の回収培地に移し、一定期間（例えば、２４～７２時間）インキュベートすることができる。次に、エレクトロポレーションされた細胞は、適切な生化学的、光学的、又は分子的な読み出し（例えば、タンパク質濃度／発現用のウエスタンブロット、形質転換蛍光タンパク質の発現用のフローサイトメトリー、分子分析用のｑＰＣＲなど）を使用して、生存率及びエレクトロポレーション効率について調べることができる。
例えば、図２９Ｂに示すように、ＣＤ３／ＣＤ２８ Ｄｙｎａｂｅａｄｓ（商標）を使用して活性化された初代Ｔ細胞を４日間培養し、続いて、図２８及び図２９Ａに開示され図示されたプロトコルに従ってエレクトロポレーションの準備を行った。洗浄した初代細胞を、Ｒバッファーに対して、５０×１０６細胞数／ｍＬの濃度になるまで再懸濁し、ＴＲＡＣ－１をターゲットとするＣａｓ９＋ｇＲＮＡのペイロードを与えた。エレクトロポレーションは、バッチ処理法と、４パルスごとに２３００Ｖ／３ｍｓのエレクトロポレーションパラメータを有する関連するＥＰカートリッジとを使用して完了した。エレクトロポレーション後、細胞を完全培地に移し、４８時間インキュベートした。次に、エレクトロポレーションされた細胞をＴＣＲα／β抗体で染色し、フローサイトメトリーによって、非エレクトロポレーションコントロール細胞（ネガティブコントロール）と比較して、残存する発現を評価した。図２９Ｂに示されるように、開示されたシステムによって可能になる形質転換効率は、市販のプラットフォームと比較して、予想される範囲内であった。細胞はまた、ｓｙｔｏｘ生存率染色によって確認されたように、エレクトロポレーションによって有意な影響を受けておらず、このことは、フローサイトメトリーによっても確認された。
ここで図３０Ａを参照すると、例えば、図２８に概説される例示的な方法によって調製された細胞のフロースルー処理及び形質転換のための例示的なプロトコルが示されている。図３０Ａの例示的なエレクトロポレーションプロトコルに示されるように、再懸濁された細胞は、所望のペイロード又はエレクトロポレーション標的とともに、入力バッグに移されるか、又は再懸濁される。入力バッグは、上記のように、フロースルー消耗品の入力ポートに取り付けられる。次に、フロースルー消耗品カートリッジは、上記のフロースルーエレクトロポレーションシステムなどのエレクトロポレーションシステムにロードされる。エレクトロポレーションパラメータが設定及び実行され（例えば、エレクトロポレーションシステム上の関連するコンピューティングシステム及び／又はユーザインターフェースを使用して）、エレクトロポレーションされた細胞が入った出力バッグが、例えば、チューブシーラーを使用して消耗品カートリッジから取り外される。次に、エレクトロポレーションされた細胞を完全培地又は他の回収培地に移し、一定期間（例えば、２４～７２時間）インキュベートすることができる。次に、エレクトロポレーションされた細胞は、適切な生化学的、光学的、又は分子的な読み出し（例えば、タンパク質濃度／発現用のウエスタンブロット、形質転換蛍光タンパク質の発現用のフローサイトメトリー、分子分析用のｑＰＣＲなど）を使用して、生存率及びエレクトロポレーション効率について調べることができる。
例えば、図３０Ｂに示すように、ＣＤ３／ＣＤ２８ Ｄｙｎａｂｅａｄｓ（商標）を使用して活性化された初代Ｔ細胞を４日間培養し、続いて、図２８及び図３０Ａに開示され図示されたプロトコルに従ってエレクトロポレーションの準備を行った。洗浄した初代細胞を、Ｒバッファーに対して、５０×１０６細胞数／ｍＬの濃度になるまで再懸濁し、ＴＲＡＣ－１をターゲットとするＣａｓ９＋ｇＲＮＡのペイロードを与えた。エレクトロポレーションは、フロースルー処理方法と、４パルスごとに２３００Ｖ／３ｍｓのエレクトロポレーションパラメータを有する関連するフロースルー消耗品を使用して完了した。自動バッチ処理（例えば、「フロースルー」法）で各サンプルをエレクトロポレーションした後、細胞を回収し、サンプル間のばらつきがある場合はそれを評価した。単離した各サンプルを完全培地に移し、４８時間インキュベートした。次に、エレクトロポレーションされた細胞をＴＣＲα／β抗体で染色し、フローサイトメトリーによって、非エレクトロポレーションコントロール細胞（ネガティブコントロール）と比較して、残存する発現を評価した。自動バッチ処理又はフロースルー法における各サンプルの結果を図３０Ｂに示す。データによって明確に示されているように、開示されたシステムによって可能になった形質転換効率は、市販のプラットフォームと比較して予想される範囲内であった。細胞はまた、ｓｙｔｏｘ生存率染色によって確認されたように、エレクトロポレーションによって有意な影響を受けておらず、このことは、フローサイトメトリーによっても確認された。
細胞生存率及びエレクトロポレーション効率の比較を、単一バッチ処理されたサンプルと、図２８、図２９Ａ及び図３０Ａに関して上記のように調製された細胞の同じ培養物のフロースルー又は自動バッチ処理されたサンプルとの間で行った。図３１に示されるように、フロースルー又は自動バッチ処理されたサンプルは、従来技術のシステムよりも高い生存率及びエレクトロポレーション効率を有するが、単回バッチ処理されたサンプルは、同様の形質転換効率及び細胞生存率を有する。
開示されたエレクトロポレーションシステム及び方法はまた、不死化細胞培養細胞を使用して機能することが示された。ここで図３２を参照すると、Ｊｕｒｋａｔ細胞を使用する例示的なフロースルーシステム及び方法の生存率及び形質転換効率を示すグラフが示されている。特に、解凍後４継代の間確立されたＪｕｒｋａｔ細胞が、図２８及び図３０Ａに概説されるプロトコルに従ってエレクトロポレーションのために調製された。例示的なフロースルー消耗品を使用してエレクトロポレーションを完了し、個々のエレクトロポレーションを収集してサンプル間のばらつきを評価した。
洗浄したＪｕｒｋａｔ細胞を、Ｒバッファーに対して、５０×１０６細胞数／ｍＬの濃度になるまで再懸濁し、４．６ｋＢ ＧＦＰプラスミドのペイロードを与えた。エレクトロポレーションは、フロースルー処理方法と、単一パルスごとに１７００Ｖ／２０ｍｓのエレクトロポレーションパラメータを有する関連するフロースルー消耗品を使用して完了した。自動バッチ処理／フロースルー法で各サンプルをエレクトロポレーションした後、細胞を収集して、サンプル間のばらつきがある場合はそれを評価した。単離した各サンプルを完全培地に移し、２４時間インキュベートした。次に、エレクトロポレーションされた細胞を、非エレクトロポレーションコントロールと比較して、フローサイトメトリーを介してＧＦＰの発現について評価した。自動バッチ処理又はフロースルー法における各サンプルの結果を図３２及び図３３に示す（図３２にはネガティブコントロールのデータを示さず）。データによって明確に示されているように、開示されたシステムによって可能になる形質転換効率は、市販のプラットフォームと比較して予想される範囲内であり、また、ｓｙｔｏｘ生存率染色によって確認されるように、細胞はエレクトロポレーションによって有意な影響を受けず、このことは、フローサイトメトリーによっても確認された。
実施例２
細胞をエレクトロポレーションするための本開示のエレクトロポレーションカートリッジ、器具、システム、及び方法の機能の態様を説明するために、例示的な細胞調製及び処理方法を、本明細書に記載の例示的な実施形態によって示されるように実施した。
細胞をエレクトロポレーションするための本開示のエレクトロポレーションカートリッジ、器具、システム、及び方法の機能の態様を説明するために、例示的な細胞調製及び処理方法を、本明細書に記載の例示的な実施形態によって示されるように実施した。
細胞源と培養条件：末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を、標準的なフィコールパック法を使用して健康なドナーのロイコパック（ｌｅｕｋｏｐａｋｓ）から単離し、凍結保存した。解凍後、ＰＢＭＣをＣＤ３／ＣＤ２８ Ｄｙｎａｂｅａｄｓ（商標）で活性化し、２％ヒト血清又は５％免疫細胞血清置換のいずれかを含むＯｐＴｍｉｚｅｒ（商標）培地で培養し、３７Ｃ、５％ＣＯ２で維持した。このように、活性化された初代ヒトＴ細胞を生成した。
エレクトロポレーション：活性化の３日後、遠心分離によりエレクトロポレーション用に細胞を調製し、標準的なエレクトロポレーションバッファー又は遺伝子編集バッファーに再懸濁した。リボヌクレオプロテイン（ＲＮＰ）は、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（商標）ＴｒｕｅＣｕｔ（商標）Ｃａｓ９ Ｐｒｏｔｅｉｎ ｖ２とＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（商標）ＴｒｕｅＧｕｉｄｅ（商標）合成ｇＲＮＡ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を組み合わせて形成した。調製した細胞とＲＮＰを組み合わせ、５分間インキュベートし、ドナーＤＮＡテンプレートを添加し、次いで、以下に説明するように、シングルユースカートリッジ又は本開示のフロースルーカートリッジで、新しく開発された大規模エレクトロポレーションシステムを使用してエレクトロポレーションを行った。エレクトロポレーションの直後に細胞を完全培地に戻し、４８～７２時間培養した。分析は、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ（商標）Ａｔｔｕｎｅ（商標）ＮｘＴフローサイトメーター（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を使用して、遺伝子座特異的抗体ターゲットを使用して実行した。
例示的な一実施形態では、活性化された初代ヒトＴ細胞が生成され、Ｒａｂ１１ａ及びＴＲＡＣ遺伝子座のいずれかの相同性指向修復トランスフェクションのＣａｓ９ ＲＮＰ標的化導入によってエレクトロポレーションを行った。活性化された初代ヒトＴ細胞は、上記の方法において（「細胞源及び培養条件」というタイトルで）記載されているように調製した。次に、活性化した初代ヒトＴ細胞を、以下の条件下で遺伝子編集バッファーで再懸濁した。細胞数＝２ｘ１０７ｃ／ｍＬ、Ｃａｓ９＝８０μｇ／ｍＬ、ｇＲＮＡ＝２０μｇ／ｍＬ、及びｄｓＤＮＡ＝８０μｇ／ｍＬ。新しく開発された大規模エレクトロポレーションシステムを、エレクトロポレーション条件Ａ（すなわち、１７００Ｖ／１０ｍｓ／１パルス）又はエレクトロポレーション条件Ｆ（すなわち、２３００Ｖ／３ｍｓ／４パルス）を用いて使用して、細胞を直ちにエレクトロポレーションし、Ｒａｂ１１ａ又はＴＲＡＣ遺伝子座のいずれかを標的とするＣａｓ９：ｇＲＮＡ ＲＮＰと、１００ｂｐ相同性アームでＧＦＰをコードする線形ｄｓＤＮＡテンプレート（１．４ｋｂ）とを本開示のシングルユースカートリッジで供給した。ノックイン効率（図３４のＫＩ効率）及び細胞生存率を、フローサイトメトリーを用いてエレクトロポレーションの４８時間後に分析した。結果を図３４に示す。
図３４は、上記のように形質転換された活性化初代ヒトＴ細胞の細胞生存率、形質転換効率及びノックイン効率を示し、本開示の１つ以上の実施形態による、例示的なシングルユース消耗品及びエレクトロポレーションシステム並びにエレクトロポレーションのための方法の成功した使用を示す。
別の例示的な実施形態では、活性化された初代ヒトＴ細胞が生成され、は、ＣＡＲ－Ｔ細胞を生成するためのＴＲＡＣ遺伝子座のＣａｓ９：ｇＲＮＡ ＲＮＰ標的化導入によってエレクトロポレーションを行った。活性化された初代ヒトＴ細胞は、上記の方法において（「細胞源及び培養条件」というタイトルで）記載されているように調製した。次に、活性化された初代ヒトＴ細胞を、以下の試薬条件下で遺伝子編集バッファーで再懸濁した。細胞数＝２．５ｘ１０７ｃ／ｍＬ、Ｃａｓ９＝１００μｇ／ｍＬ、ｇＲＮＡ＝２５μｇ／ｍＬ、及びｄｓＤＮＡ＝８０μｇ／ｍＬ。本開示の１ｍＬのシングルユースエレクトロポレーションカートリッジ（図３５において「小規模ＥＰ」として記載される）及び本開示の１ｍＬのフロースルーエレクトロポレーションカートリッジ（図３５において「大規模ＥＰ」として記載される）の両方で、エレクトロポレーション条件Ｆ（２３００Ｖ／３ｍｓ／４パルス）を用いて、細胞をエレクトロポレーションし、ＴＲＡＣ遺伝子座を標的とするＣａｓ９：ｇＲＮＡ ＲＮＰと、１００ｂｐの相同性アームを持つＡｎｔｉ－ＣＤ１９ＣＡＲをコードする線形ｄｓＤＮＡテンプレート（２．８ｋｂ）とを供給した。ノックイン効率（図３５のＫＩ効率）及び細胞生存率を、フローサイトメトリーを用いてエレクトロポレーションの９６時間後に分析した。結果を図３５に示す。
図３５は、本開示の１つ以上の実施形態による、フロースルー及びシングルユースカートリッジ、並びに本明細書に開示されるエレクトロポレーションシステム及び方法を使用するＣＡＲ－Ｔ細胞の生成中の形質転換効率、ノックイン効率、及び細胞生存率を示す。
Claims (97)
- 細長い本体によって画定されるエレクトロポレーションチャンバと、
前記エレクトロポレーションチャンバの近位端に配置された第１の電極と、
前記エレクトロポレーションチャンバの反対側の遠位端に配置された第２の電極と、を備え、前記第１の電極又は前記第２の電極の少なくとも１つが、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置と、サンプル及び／又はエレクトロポレーションカートリッジをロードするためのキャップされていない位置との間で動かすことが可能であり、かつ／又はエレクトロポーレーションカートリッジが密封状態乃至非密封状態に構成可能である、エレクトロポレーションカートリッジ。 - 前記細長い本体が、非導電性のプラスチック、ガラス、又はセラミックのうちの１つ以上でできているか又はそれらを含み、前記細長い本体によって画定される前記エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体を受け入れるように構成される、請求項１に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバが、ガラス及び／又はセラミックでできているか、又はそれらを含む、請求項２に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバが、ポリカーボネート又は他の非導電性の耐放射線性プラスチックでできているか、又はそれらを含む、請求項２又は３に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバの少なくとも一部が、前記第１の電極と前記第２の電極との間でテーパー状になっている、請求項１～４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバの前記テーパー状の部分が、前記第１の電極と前記第２の電極との間の均一な電界の生成を実質的に妨げない、請求項５に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバが、反応チャンバの長手に沿って均一な断面を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションカートリッジが前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された前記エレクトロポレーションチャンバ内に均一な電界を生成するよう構成されるように、均一な断面が前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記エレクトロポレーションチャンバの全長に延びる、請求項７に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバが円筒形の空洞を含み、前記均一な断面が円で構成される、請求項７又は８に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記細長い本体の近位開口部と前記エレクトロポレーションチャンバを画定する側壁の変曲点との間に画定される近位側壁をさらに備え、前記近位側壁が、前記近位開口部によって定義される第１の直径から、前記変曲点から遠位の位置に定義されるより小さい第２の直径へと狭窄する、請求項１～７のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が、実質的に平坦な遠位面を有する球根状の伸長部を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が、凸状又は角度のある輪郭を有する遠位面を有する球根状の伸長部を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記球根状の伸長部が、狭いステムによって前記第１の電極のベース部分から分離されている、請求項１１又は１２に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記球根状の伸長部が、前記エレクトロポレーションチャンバ内に前記第１の電極を固定する際に、前記エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有液体に関連する１つ以上の気泡を追い出すように機能する、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極と前記細長い本体の近位面との間に配置されたシーリング部材をさらに備え、前記シーリング部材が、前記第１の電極と前記細長い本体との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、請求項１～１４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が第１の電極フランジを含み、前記細長い本体が近位本体フランジを含み、前記近位本体フランジが前記第１の電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれ、前記シーリング部材が前記第１の電極フランジと前記近位本体フランジとの間に配置されて、それらの間に前記流体密封の接合部を形成する、請求項１５に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が、前記エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に構成するように機能する、請求項１～１６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が、追加の取り外し可能なキャップピースなしで、前記エレクトロポレーションカートリッジを密封状態乃至非密封状態に構成するように機能する、請求項１７に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が、取り外し可能なキャップである、請求項１７又は１８に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極に固定された取り外し可能なキャップをさらに備え、前記取り外し可能なキャップが、前記第１の電極を前記細長い本体に選択的に固定するための結合部材を含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極の近位端の直径が、前記エレクトロポレーションチャンバの断面に実質的に等しい、請求項１～２０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極が、前記細長い本体の遠位端から前記エレクトロポレーションチャンバ内に延びる突出部分を含む、請求項１～２１のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記突出部分の円周が、前記エレクトロポレーションチャンバを画定する前記細長い本体の内面に対して相補的な形状を含む、請求項２２に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極が、前記第２の電極と前記細長い本体の遠位面との間に配置された第１のシーリング部材をさらに含み、前記第１のシーリング部材が、前記第２の電極と前記細長い本体の遠位面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、請求項２２又は２３に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極が電極フランジを含み、前記細長い本体が遠位本体フランジを含み、前記遠位本体フランジが前記電極フランジに対して実質的に平行な平面に置かれ、前記シーリング部材が前記電極フランジと前記遠位本体フランジとの間に配置されて、それらの間に前記流体密封の接合部を形成する、請求項２４に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極が、前記第２の電極の前記突出部分の周りに配置され、前記第２の電極の近位面の遠位に配置された第２のシーリング部材をさらに含み、前記第２のシーリング部材が、前記突出部分と前記エレクトロポレーションチャンバを画定する前記細長い本体の内面との間に流体密封の接合部を形成するように機能する、請求項２２～２５のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。 REF _Ref20995442 ＼r ＼h
- 前記第２の電極の前記近位面が、平坦で均一な表面を含む、請求項２２～２６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極の前記近位面が、前記エレクトロポレーションチャンバの縦軸に直交している、請求項２２～２７のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極に結合し、前記第２の電極を前記細長い本体に固定するように構成された固定ピンをさらに備える、請求項１～２８のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第２の電極が、前記固定ピンを受け入れるようにサイズ及び形状が構成されたチャネルを画定し、前記チャネルが、前記細長い本体の側壁によって画定され、前記固定ピンを受け入れるように構成された一対の開口に合わされ、それによって前記第２の電極を前記細長い本体に対して固定された位置に固定する、請求項２９に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記チャネルが、前記第１のシーリング部材及び／又は前記第２のシーリング部材の遠位にある前記第２の電極の前記突出部分の中央領域によって形成される、請求項３０に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバの容積が、約５ｍＬ未満、好ましくは約３ｍＬ未満、より好ましくは約１ｍＬ未満、又は約１００μＬ～１ｍＬである、請求項１～３１のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバ内に適合するようにサイズ及び形状が構成された減容スリーブをさらに備える、請求項１～３２のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記減容スリーブが、前記エレクトロポレーションチャンバよりも小さい容積を有する二次エレクトロポレーションチャンバを画定する、請求項３３に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記減容スリーブが、前記エレクトロポレーションチャンバ内に固定されたときに前記第２の電極とインターフェースするように構成された遠位開口部を含む、請求項３３又は３４に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記減容スリーブが、前記減容スリーブの近位端に隣接して配置され、前記エレクトロポレーションチャンバに前記減容スリーブを導入又は抜き出す間に空気が前記減容スリーブを通過できるように構成された、通気孔を含み、それにより、前記二次エレクトロポレーションチャンバと前記エレクトロポレーションチャンバとの間に真空が形成されることを防止し、それにより、前記エレクトロポレーションされた細胞含有流体が、前記減容スリーブの挿入時には、前記二次エレクトロポレーションチャンバを満たし、前記減容スリーブの抜き出し時に挿入時には、前記二次エレクトロポレーションチャンバから出ることができる、請求項３３～３５のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記減容スリーブが、前記エレクトロポレーションチャンバ内に前記減容スリーブを固定するように構成された半径方向のシーリング部材を含む、請求項３３～３６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記半径方向のシーリング部材が、前記エレクトロポレーションチャンバを画定する側壁と流体密封シールを形成し、前記減容スリーブの前記遠位開口部を介した前記二次エレクトロポレーションチャンバ内の細胞含有流体の漏出を防止する、請求項３７に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極が、前記減容スリーブと選択的に結合し、流体密封シールを形成するように構成される、請求項３３～３８のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記減容スリーブの外面と前記細長い本体の内側側壁との間に空間が画定され、前記エレクトロポレーションチャンバを密封する際に前記第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間を形成する、請求項３３～３９のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションチャンバの前記近位領域に関連付けられ、前記エレクトロポレーションチャンバを密封する際に前記第１の電極によって追い出されるオーバーフィル量を受け入れるように構成された流体オーバーフィル空間をさらに備える、請求項１～４０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記細長い本体の近位側に長手方向に配置され、前記第１の電極を前記エレクトロポレーションチャンバから離れた距離にキャップされていない位置に位置付けるように構成された１つ以上のばねをさらに備える、請求項１～４１のいずれか一項に記載に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- キャップされた位置にある前記エレクトロポレーションカートリッジが、前記１つ以上のばねが圧縮され、前記第１の電極が前記電極チャンバ内に配置されて、その中に配置された細胞含有流体をエレクトロポレーションするよう機能にするように構成する、請求項４２に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記エレクトロポレーションカートリッジが、フロースルーエレクトロポレーションカートリッジを含む、請求項１～４３のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極に結合するポートをさらに備え、前記ポートが前記第１の電極内に、前記エレクトロポレーションチャンバに流体的に接続される管腔を画定する、請求項４４に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記細長い本体の近位部分に結合するポートをさらに備え、前記ポートが、前記エレクトロポレーションチャンバが満たされているときに前記エレクトロポレーションチャンバから追い出された空気を排出し、かつ／又は前記エレクトロポレーションチャンバが排出されているときに濾過又は浄化された空気をエレクトロポレーションチャンバに導入するように構成される、請求項４４に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- チャンバ入口及びチャンバ出口をさらに備え、前記チャンバ入口及び前記チャンバ出口のそれぞれが、前記エレクトロポレーションチャンバに流体的に接続されている、請求項４４～４６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- １つ以上の前記チャンバ入口又は前記チャンバ出口が、前記第２の電極の近位面の上に配置されている、請求項４７に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記チャンバ入口及び／又は前記チャンバ出口の管腔が、前記第２の電極の前記近位面に対して実質的に平行である、請求項４７又は４８に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記チャンバ入口又は前記チャンバ出口の１つ以上は、前記エレクトロポレーションチャンバ内でエレクトロポレーションされる細胞含有流体の内向きの流れを制御するために、かつ／又はエレクトロポレーションされた細胞含有流体の前記エレクトロポレーションチャンバからの外向きの流れを制御するために、プラグ及び／又はバルブに結合する、請求項４７～４９のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- 前記第１の電極及び／又は前記細長い本体に関連付けられる流体オーバーフィル空間をさらに備え、前記流体オーバーフィル空間が、前記エレクトロポレーションチャンバを充填するときに前記エレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成される、請求項４４～５０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- シーリングキャップに関連付けられる流体オーバーフィル空間をさらに備え、前記流体オーバーフィル空間が、前記エレクトロポレーションチャンバを前記シーリングキャップで密封するときに前記エレクトロポレーションチャンバから追い出されたオーバーフィル量を受け入れるように構成される、請求項４４～５０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションカートリッジ。
- サンプルのフロースルーエレクトロポレーションを提供するように構成されたエレクトロポレーションシステムであって、
複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを保持及び配置するための複数のコンパートメントを有するモジュラーケーシングを備え、前記エレクトロポレーションシステムコンポーネントが、
前記システム内で前記サンプルを移動させるために構成された１つ以上のポンプと、
サブボリュームのエレクトロポレーションのためにエレクトロポレーションチャンバ内に前記サンプルの前記サブボリュームを保持するように構成されたフロースルーエレクトロポレーションカートリッジを受け入れるように構成されたエレクトロポレーションコンパートメントと
入口端及び出口端を有し、前記複数のエレクトロポレーションシステムコンポーネントを流体的に接続するように前記ケーシングを通って取り回されるチューブと、を備える、エレクトロポレーションシステム。 - 入力バッグ及び／又は出力バッグを受け入れ、支持するように構成されたバッグコンパートメントをさらに備える、請求項５３に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記バッグコンパートメントが、前記ケーシングから選択的に引き出すか、又は前記ケーシング内に入れることができるように、前記バッグコンパートメントにスライド可能に接続されるインサートを備える、請求項５４に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記バッグコンパートメントが、前記ケーシング内の密封位置に前記バッグコンパートメントを保持するための１つ以上の磁気ラッチを備える、請求項５５に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションチャンバと熱的に接触し、前記エレクトロポレーションチャンバの温度を調節するように構成された冷却モジュールをさらに備える、請求項５３～５６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記冷却モジュールが、セラミックブロックを備える、請求項５７に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記冷却モジュールが、熱電冷却によって冷却される、請求項５７又は５８に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記入口の下流及び前記エレクトロポレーションカートリッジの上流に配置されたミキサリザーバをさらに備え、前記ミキサリザーバが、前記混合リザーバの中に入っている前記サンプルの一部を混合するように構成された混合要素を備える、請求項５３～５９のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記混合要素が、混合ブレードを備える、請求項６０に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記ミキサリザーバが、前記混合要素に機械的に結合されたミキサ磁石アセンブリを含み、前記ミキサ磁石アセンブリが、前記ミキサリザーバの中に入っている前記サンプルの部分に接触しないように配置される、請求項６０又は６１に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記ミキサ磁石アセンブリに磁気的に結合され、前記ミキサ磁気アセンブリへの磁気接続を介して前記ミキサ磁石アセンブリの回転を間接的に駆動するように構成された磁石を有するミキサドライバをさらに備える、請求項６２に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記ミキサリザーバがカバーを備え、前記ミキサ磁石アセンブリが前記カバー又はその近くに配置されている、請求項６２又は６３に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 入力と前記ミキサリザーバとの間のサンプルの移送を支援するように構成されたサンプル入力アセンブリをさらに備え、前記サンプル入力アセンブリが、前記入力と前記ミキサリザーバとの間に配置されたチューブのメインセクションと、前記チューブのメインセクションに空気圧で結合され、そこから空気にアクセスできる末端まで延び、それによって、前記チューブのメインセクションの圧力が十分に降下したときに、前記チューブのメインセクションに空気が通るようになる、チューブの中間セクションとを含む、請求項６０～６４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記中間セクションの末端が、可変容積を有する空気リザーバに結合し、前記サンプル入力アセンブリが、可変容積の閾値減少を検出するように構成され、それによって、前記サンプルが前記ミキサリザーバに移されたことを判定する、請求項６５に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記サンプル入力センサアセンブリが、バレルと前記バレル内に配置されたプランジャとを有する注射器を備え、前記可変容積が前記バレル内の前記プランジャの位置によって画定され、前記可変容積の閾値減少が前記プランジャの移動の結果として検出される、請求項６６に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションチャンバに作動可能に結合され、エレクトロポレーション中に前記エレクトロポレーションチャンバ内の圧力を調節し、それによって気泡形成を制限するように構成されたチャンバシーリングアセンブリをさらに備える、請求項５３～６７のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記チャンバシーリングアセンブリが、プランジャを前記エレクトロポレーションチャンバに向かって前進させるか、又は前記プランジャを前記エレクトロポレーションチャンバから引き離すように構成された１つ以上の線形アクチュエータを備え、それによって前記エレクトロポレーションチャンバ内の圧力を調節する、請求項６８に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションチャンバの上流に配置され、サブボリュームのエレクトロポレーションの前に前記サンプルの前記サブボリュームを冷却するように構成された予冷アセンブリをさらに備える、請求項５３～６９のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記予冷アセンブリが、冷却ブロックと、冷却ブロック内に又は冷却ブロックに隣接して配置されたチューブのセクションとを備える、請求項７０に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記予冷アセンブリの前記冷却ブロックが、熱電冷却によって冷却される、請求項７０又は７１に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記予冷アセンブリが、前記冷却ブロックに隣接して配置された前記チューブのセクションに対して前記冷却ブロックを付勢する可撓性付勢要素を含む、請求項７０～７２のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 少なくとも１つのフローセンサをさらに備え、前記少なくとも１つのフローセンサが、前記ミキサリザーバと前記エレクトロポレーションチャンバとの間に配置される、請求項５３～７３のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記フローセンサが超音波センサである、請求項７４に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記フローセンサが、作動時に、前記チューブのセクションを通る流れを検出するために前記フローセンサ内にチューブの対応するセクションを配置する、作動可能なトリガーを備える、請求項７４又は７５に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記チューブのセクションを通る流れの視覚化を可能にするために、チューブの該当するセクションを前記ケーシングの外側の位置に取り回す１つ以上のフローインジケータをさらに備える、請求項５３～７６のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記ケーシングが、１つ以上のハンドルを含む、請求項５３～７７のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記１つ以上のハンドルが、機器パネルと係合して前記機器パネルを前記ケーシングに取り付けるように構成されたキャッチを有するハンドルを含む、請求項７８に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションカートリッジに結合されたエレクトロポレーションカートリッジ取り付け機能をさらに備え、前記取り付け機能が、前記エレクトロポレーションカートリッジを前記ケーシング内に統合された冷却モジュールに向かって付勢する可撓性付勢要素を含む、請求項５３～７９のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションカートリッジと係合するように構成されたキャッピング機構をさらに備え、前記エレクトロポレーションカートリッジが、それぞれがエレクトロポレーションチャンバの両端に配置された第１の電極と第２の電極とを含み、前記第１の電極又は前記第２の電極の少なくとも１つが、前記キャッピング機構と係合可能であり、前記キャッピング機構の作動の結果として、エレクトロポレーションのためのキャップされた位置乃至ベントのためのキャップされていない位置に動かすことが可能である、請求項５３～８０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションカートリッジが、前記キャッピング機構の作動の結果として移動した前記電極の変位に対する前記キャッピング機構のオーバートラベルを可能にするばね機構を含む、請求項８１に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションチャンバが、チャンバ入口及びチャンバ出口を備え、前記チャンバ出口が、前記エレクトロポレーションチャンバからの前記サブボリュームの流出を防止する前進位置乃至前記エレクトロポレーションチャンバからの前記サブボリュームの流出を可能にする格納位置に動かすことが可能な出口プランジャに結合される、請求項５３～８１のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションカートリッジが、前記エレクトロポレーションチャンバの可動コンポーネントを収容するようにそれぞれ構成された１つ以上のベローズ構造を備える、請求項５３～８３のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションチャンバが、請求項４４～５２のいずれか一項に記載と同様の前記フロースルーエレクトロポレーションカートリッジを備える、請求項５３～８４のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記エレクトロポレーションチャンバに電気的に結合されたエレクトロポレーションアセンブリをさらに備え、前記エレクトロポレーションアセンブリが、前記エレクトロポレーションチャンバの両端間の導電率を測定するための導電率センサを備え、前記エレクトロポレーションアセンブリが、１つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラに通信可能に結合される、請求項５３～８５のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記１つ以上のハードウェア記憶装置が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、少なくとも、
前記導電率センサによって前記エレクトロポレーションチャンバ内の前記サブボリュームの導電率を決定すること、
前記決定された導電率に基づいて前記エレクトロポレーションチャンバの両端間の電圧降下を決定すること、及び
前記エレクトロポレーションチャンバを備えたエレクトロポレーション回路内にあるコンデンサを、前記コンデンサと前記エレクトロポレーションチャンバとの間の他の電圧降下を補償するために、前記エレクトロポレーションチャンバの両端間の決定された電圧降下を超える電圧レベルまで充電すること、を実行するように前記コントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、請求項８６に記載のエレクトロポレーションシステム。 - 前記１つ以上のハードウェア記憶装置が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記導電率センサによって前記エレクトロポレーションチャンバ内の前記サブボリュームの導電率を決定すること、
前記決定された導電率、設定されたパルス電圧、及び設定されたパルス持続時間に基づいて、前記サブボリュームの予測される温度上昇を決定すること、及び
前記予測される温度上昇により、前記サブボリュームの温度が所定の閾値温度よりも高くなる場合に、
アークリスクアラートを送信すること、
前記サンプルサブボリュームを保存するために前記サンプルサブボリュームを回収すること、及び／又は
前記エレクトロポレーションチャンバの温度を下げるためにそれに応じて冷却を調整すること、のうちの１つ以上、を少なくとも実行するように前記コントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、請求項８６又は８７に記載のエレクトロポレーションシステム。 - 前記コンピュータ実行可能命令が、前記決定された導電率を温度に相関させることによって、前記エレクトロポレーションチャンバ内の前記サブボリュームの初期温度を決定するように前記コントローラをさらに構成する、請求項８８に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記１つ以上のハードウェア記憶装置が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、少なくとも、
前記導電率センサによって前記エレクトロポレーションチャンバ内の前記サブボリュームの導電率を決定すること、及び
前記決定された導電率が、前記エレクトロポレーションチャンバ内に１つ以上の気泡が存在することを示す所定の閾値を下回った場合に、前記エレクトロポレーションチャンバから前記サブボリュームを排出すること、を実行するように前記コントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、請求項８６～８９のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。 - １つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、前記１つ以上のハードウェア記憶装置が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、前記コントローラを、以前の入力電圧と対応する以前に測定された前記エレクトロポレーションチャンバに印加された実際の電圧とに基づいて、充電器電圧を繰り返し上昇させるように構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶している、請求項５３～９０のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- １つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、前記１つ以上のハードウェア記憶装置が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、前記システムによって各エレクトロポレーションイベント間で移動されるステップボリュームを決定するように前記コントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶しており、少なくとも、
前記フローセンサと前記エレクトロポレーションチャンバの間に配置された前記チューブを充填するのに十分なサンプル量を移動させ、かつ、エレクトロポレーションチャンバを完全に充填するために必要なドライブポンプの回転回数Ｎであって、前記フローセンサと前記エレクトロポレーションチャンバの前記出口との間の容積に対応する、回数Ｎを決定すること、
前記エレクトロポレーションチャンバを排出させること、
固定回転回数ｋであって、前記フローセンサの上流位置と前記エレクトロポレーションチャンバの入口の間の容積に対応する固定回数ｋを用いて、前記ドライブポンプに前記サンプルを前記フローセンサの上流位置まで逆行させること、
前記サンプルを前記フローセンサの前記上流位置から前記フローセンサまで移動させるために必要な前記ドライブポンプの回転回数ｘであって、回数ｘが前記フローセンサの前記上流位置と前記フローセンサの間の容積に対応し、回数（ｋ－ｘ）が前記フローセンサの前記上流位置と前記エレクトロポレーションチャンバの前記入口の間の容積に対応する、回転回数を決定すること、
前記エレクトロポレーションチャンバの前記入口と出口の間の容積をＮ－（ｋ－ｘ）と決定し、この容積を前記ステップボリュームとして設定すること、を実行することによってキャリブレーションを実行する、請求項７４～９１のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。 - 安全ドアが開いている間に電圧放電を防ぐために前記エレクトロポレーション回路を機械的に開くように構成された前記安全ドアをさらに備える、請求項５３～９２のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- 前記コンデンサ回路が、前記コンデンサ回路が前記エレクトロポレーションカートリッジに電気的に接続されていないときに前記コンデンサを放電するように、１つ以上の放電抵抗器を含む、請求項５３～９３のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。
- １つ以上のプロセッサと１つ以上のハードウェア記憶装置とを有するコントローラをさらに備え、前記１つ以上のハードウェア記憶装置が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、前記システムによって各エレクトロポレーションイベント間で移動されるステップボリュームを決定するように前記コントローラを構成するコンピュータ実行可能命令をその上に記憶しており、少なくとも、
前記エレクトロポレーションチャンバ内のサンプル流体の電気抵抗が１回目の充填中に数千オームから約６００～８００オームの範囲の安定した値まで低下するのをモニタリングし、抵抗が安定した値に達したときに１回目の充填を終了することによって、エレクトロポレーションチャンバの１回目の充填を実行し、
蠕動ポンプから得たＮｒｅｖなどの計算値に基づいて、２回目の充填としてエレクトロポレーションチャンバを総充填し、
２回目の充填後に前記上部電極にキャップを付けてから電気抵抗を測定し、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合は、２回目の充填が完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にない場合は、前記上部電極のキャップを外して、追加のｎｒｅｖ量で微細充填を行い、
前記微細充填後に前記上部電極にキャップを付けてから前記電気抵抗を測定し、
電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内にある場合は、２回目の充填が完了して、サンプルのエレクトロポレーションに進むことができ、
そうでない場合には、電気抵抗が１回目の充填から決定された安定した値の範囲内になるまで、上記の微細充填及び電気抵抗を測定するステップを繰り返し、
後続の充填（３回目の充填、４回目の充填など）を、Ｎｒｅｖ＋ｎｒｅｖｘ（ｘは微細充填の試行回数に等しい）回のポンプの回転によって行う、ことを実行することによってキャリブレーションが実行される、請求項７４～９１のいずれか一項に記載のエレクトロポレーションシステム。 - 前記電気抵抗の安定した値が、約７００オームである、請求項９５に記載のシステム。
- 前記２回目の充填として前記エレクトロポレーションチャンバを総充填するステップがさらに、前記チューブの内管直径、前記ポンプのローラーの数、前記エレクトロポレーションチャンバの直径、及び／又は前記エレクトロポレーションチャンバの高さなどの１つ以上のパラメータを使用する計算に基づく、請求項９５に記載のシステム。
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