JP7013482B2 - マイクロプレート内の細胞材料をせん断するための超音波システム - Google Patents
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Description
10a 圧電素子アレイアセンブリ
10b 圧電素子アレイアセンブリ
10c 圧電素子アレイアセンブリ
10d 圧電素子アレイアセンブリ
10l 圧電素子アレイアセンブリ
12 圧電素子
14 レンズ層
16 レンズ
20 アレイ
22 信号発生器
24 増幅器
100 システム
102 コンピュータプロセッサ
104 タイミング信号、波形選択信号
106 信号発生器
108 超音波駆動パルス、駆動パルス
110 増幅器
112 アレイ、圧電素子アレイ
114 駆動パルス
115 流体工学システム
116 ユーザインターフェース
117 トランスデューサ流体
120 信号、ハートビート/ウォッチドッグ信号、ウォッチドッグ/ハートビート信号
122 安全インターロック状態信号
124 トランスデューサ流体レベル監視信号
126 トランスデューサ流体温度監視信号
128 ディスプレイインターフェース信号
130 列イネーブル信号
132 出力オンまたは出力オフ信号
134 リセット波形シーケンサコントローラタイミング信号
137 FPGAモジュール
138 波形カウンタ信号
140 パルサーモジュール
146 監視モジュール
148 電圧
150 配電モジュール
152 リザーバ
154 吸入ポート
156 ポンプ
158 排出ポート
160 入口ポート
162 フィルタ
164 排出ポート
166 入口ポート
168 冷却器
170 出口ポート
172 入口ポート
174 ウェル
176 マイクロプレート
178 出口ポート
180 温度プローブ
182 流体レベルプローブ
184 脱泡および脱気構成要素
186 リストリクタ
188 脱泡器
190 脱気フィルタ
194 処理トレイ
196 ハウジング
198 蓋
200 くぼみ部分
202 シール
204 押さえフレーム
206 クランプ
207 ギャップ
208 蓋
210 ウェル
212 ベースフレーム
214 プリント回路基板
216 影付きの正方形
218 白い正方形
220 高振幅
Claims (20)
- 増幅された駆動パルスに応答して超音波エネルギーを生成するように構成される少なくとも1つの圧電素子と、
前記少なくとも1つの圧電素子に接合されるレンズ層であって、前記レンズ層が、前記少なくとも1つの圧電素子のうちの単一のものによって作成された超音波エネルギーを前記レンズ層と超音波連通して配置可能なマイクロプレートの複数のウェルに集束させるように構成される、その中に形成される複数のレンズを有し、前記複数のレンズのうちの2つ以上が、前記少なくとも1つの圧電素子のうちの単一のものの上にある、レンズ層と
を備える、圧電素子アレイアセンブリ。 - 4つのレンズが前記少なくとも1つの圧電素子のうちの単一のものの上にある、請求項1に記載の圧電素子アレイアセンブリ。
- 前記少なくとも1つの圧電素子がジルコン酸チタン酸鉛を含む材料から作られる、請求項1に記載の圧電素子アレイアセンブリ。
- 前記レンズ層が、前記少なくとも1つの圧電素子の音響インピーダンスと、前記レンズ層とマイクロプレートとの間に配置可能な結合流体の音響インピーダンスとの間の音響インピーダンスを有する材料から作られる、請求項1に記載の圧電素子アレイアセンブリ。
- 細胞材料をせん断するためのシステムであって、前記システムが、
超音波駆動パルスを生成するように構成される信号発生器と、
前記信号発生器に電気的に結合され、前記超音波駆動パルスを増幅するように構成される増幅器と、
増幅された駆動パルスに応答して超音波エネルギーを生成するように構成される少なくとも1つの圧電素子を含む圧電素子アレイと、
複数のレンズであって、前記複数のレンズのうちの2つ以上が、前記少なくとも1つの圧電素子のうちの単一のものの上にあり、前記複数のレンズのうちの単一のものが、超音波エネルギーをマイクロプレートの複数のウェルのうちの単一のものに集束させるように構成される、複数のレンズと
を備える、システム。 - 前記少なくとも1つの圧電素子に接合されるレンズ層をさらに備え、前記レンズ層がその中に形成される複数のレンズを有する、請求項5に記載のシステム。
- 前記複数のレンズのうちの単一のものが、マイクロプレート内の複数のウェルのうちの単一のものの中に形成される、請求項5に記載のシステム。
- 請求項5から7のいずれか一項に記載のシステムであって、システムが、
ハウジングであって、前記圧電素子アレイが前記ハウジング内に配置されている、ハウジングと、
その中にトランスデューサ流体を流すように構成される流体工学システムと、
前記ハウジング上に配置されるシールであって、前記シールは、その上で前記マイクロプレートをシール係合で受け入れるように構成されており、それにより、前記圧電素子アレイ、前記ハウジング、および前記シール上にシール係合で受け入れられる前記マイクロプレートが、前記流体工学システムと流体連通してその中にトランスデューサ流体を含むように構成されるチャンバを画定するシールとを
備える、システム。 - 前記少なくとも1つの圧電素子に接合されるレンズ層をさらに備え、前記レンズ層がその中に形成される複数のレンズを有する、請求項8に記載のシステム。
- 前記複数のレンズのうちの単一のものが、マイクロプレート内の複数のウェルのうちの単一のものの中に形成される、請求項8に記載のシステム。
- 前記シール上でマイクロプレートをシール係合で保持するように構成されるクランプ機構をさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記ハウジング上に配置される開閉可能な蓋をさらに備える、請求項8に記載のシステム。
- 前記蓋の位置を感知するように機械的に構成されるインターロックデバイスをさらに備え、前記インターロックデバイスは、前記蓋が開位置にあるときに前記圧電素子アレイの励起を防止するように構成される、請求項12に記載のシステム。
- 前記流体工学システムが、前記ハウジング内に配置され、その中にトランスデューサ流体を受け入れるように構成されるリザーバを含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記流体工学システムが、前記ハウジング内に配置され、トランスデューサ流体の流れを引き起こすように構成されるポンプをさらに含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記流体工学システムが、脱泡および脱気サブシステムを含む、請求項8に記載のシステム。
- 細胞材料をせん断する方法であって、方法が、
内部に画定される複数のウェル内に細胞材料が配置されるマイクロプレートをハウジング上に配置されるシール上に配置するステップと、
前記マイクロプレートを前記シール上にシール係合でクランプするステップと、
トランスデューサ流体が複数のレンズと流体連通して配置されるように、前記ハウジング内に配置される流体工学システム内の前記トランスデューサ流体を流すステップと、
超音波エネルギーを生成するために圧電素子のアレイを励起させるステップと、
前記複数のウェル内に配置される前記細胞材料内にキャビテーションが誘発されるように、圧電素子の前記アレイに結合されたレンズ層内に形成された複数のレンズを用いて超音波エネルギーを前記複数のウェル内に集束させるステップとを含み、
前記複数のレンズのうちの2つ以上が前記複数の圧電素子のうちの単一のものの上にあり、
前記複数のレンズのうちの単一のものが超音波エネルギーを前記マイクロプレートの前記複数のウェルのうちの単一のものに集束させるように構成される、方法。 - 前記複数のレンズのうちの単一のものが前記複数のウェルのうちの単一のものの中に形成される、請求項17に記載の方法。
- 前記マイクロプレート内に画定される前記複数のウェル内に細胞材料が配置された前記マイクロプレートを前記ハウジング上に配置された前記シール上に配置する前に前記ハウジング内の蓋を開くステップと、
前記シール上に前記マイクロプレートをシール係合でクランプした後に前記蓋を閉めるステップと
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - トランスデューサ流体を前記流体工学システム内に流すことを可能にし、前記マイクロプレートを前記シール上にシール係合でクランプした後に、前記蓋を閉めることに応答して前記圧電素子のアレイを励起することを可能にするインターロック条件を満たすステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。
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