JP7118901B2 - 自動化された細胞加工システム及び方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年６月２０日に出願された米国仮特許出願第６３／３５２，４６８号明細書に対する優先権を主張し、該仮出願の全体は参照により本明細書に援用される。
本開示は、自動化されたシステムを用いる細胞加工の分野に関し、より具体的には、細胞療法及び再生医療において使用するための細胞及び他の生体試料を加工するための装置及び方法に関する。
幹細胞療法は、再生医療にとって大きな有望性を持つ。幹細胞は、身体中の多くの異なる細胞種に成長する潜在能力を有し、理論的には制限なく分裂して、修復を必要とする細胞を補充することができる。様々な範囲の細胞分化度のオプションを有する異なる種類の幹細胞が存在する。胚性幹細胞は再生医療にとって大きな潜在能力を持つが、移植拒絶の可能性や、移植前に細胞が適切に分化していない場合の潜在的な奇形腫形成などの多くの欠点を有する。神経幹細胞（ＮＳＣ）及びオリゴデンドロサイト前駆細胞（ＯＰＣ）などの成体幹細胞は、胚性幹細胞よりも制約された成長能力を有し、一般的にその起源の系列にしたがって分化する。成体神経幹細胞もまた神経変性障害に対して見込みのある治療オプションであるが、単離が困難なこと、増殖能力が限られていること、及び移植されたドナー細胞の免疫拒絶などの多数の欠点がある。同一又は類似の制限はほとんどの他の細胞及び幹細胞に当てはまる。
幹細胞を患者の組織に永久的且つ効率的に（機能的な様式で）移植するためには、幹細胞は自己のもの（すなわち、患者自身のもの）であることが理想的である。したがって、医学、科学、及び診断分野において、幹細胞療法において使用するために、好ましくは材料を卵母細胞又は別の幹細胞と融合又は交換することなく、患者から取得容易な細胞（体細胞など）を幹細胞様細胞に初期化することが望まれている。治療される特定の組織、臓器又は状態のための安全且つ有効な自己幹細胞、並びに増進された分化能力（ｐｏｔｅｎｃｙ）及び／又は安全性などの新たな又は独特の特徴を有する新たな幹細胞を生成するための方法が報告されている。例えば、Ａｈｌｆｏｒｓらは、ｉｎ ｖｉｔｒｏでの脱分化及びｉｎ ｖｉｔｒｏでの初期化のプロセスにより、取得容易な細胞を、幹細胞様細胞及び始原細胞様細胞（ｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ－ｌｉｋｅ ｃｅｌｌｓ）、並びに細胞株及び組織などの非常に望まれている複能性（ｍｕｌｔｉｐｏｔｅｎｔ）又は単能性細胞に初期化する方法を記載している（ＰＣＴ出願国際公開第２０１１／０５０４７６号パンフレット、米国特許出願公開第２０１２０２２００３４号明細書、同第２０１２０２８８９３６号明細書、及び同第２０１４００３８２９１号明細書）。そのような細胞は、パーキンソン病、多発性硬化症、心臓病、脊髄損傷、がんなどの広範な障害及び状態で損傷又は喪失した組織を再生するために移植により患者に戻すことができる可能性がある。
しかしながら、ヒトの治療におけるそのような細胞の使用は、長時間の大きな労働力を要し、非効率的で、高価な現行の製造方法の制限によって著しく制約されている。細胞療法、特に自己幹細胞療法の潜在能力を完全に実現するには、治療の送達の規制要件を満たし且つ費用を無理のないものに保ちながら、何百万もの個体のために適切な細胞を得ることに本来備わっている課題に取り組むことが必要となる。ｉＰＳ細胞（人工多能性幹細胞）又は初期化細胞のための現行の製造方法を使用する場合、１つのクリーンルーム内で働く２人の人間は、細菌若しくは交差汚染又はヒューマンエラーによる試料の損失がないと仮定して、１年につき約２０試料しか加工できないと見積もられており、また、製造コストは極めて高額である。これに加えて、細胞の同一性、純度、分化能力などを判定し、且つ細胞製造物が汚染されていないことを確実にするために幾人もの品質管理用職員が必要である。これらと同じ課題及び要件の多くは、例えば研究目的の、様々な細胞株の製造又は維持、並びに細胞又は組織を伴う生物学的製造物又はバイオマテリアルの製造に当てはまる。
一般に、現行の製造方法では、交差汚染のリスクがないことを確実にするために、１時点に加工できる細胞株は１つのみであり、また設備は各試料の間に滅菌されなければならない。１つの細胞株を加工するのに何週間又は何ヶ月もかかることがある。例えばヒトの体細胞療法のための、適正製造基準（ＧＭＰ）ガイドラインを満たすために、全てのステップは、ＣＬＩＡ又は他の要件を満たすクリーンルーム内で少なくとも２人の存在下で行われなければならない。多数の複雑且つ精密なタイミングのステップを、全体を通じた品質管理のための安全性試験及び解析試験と共に行わなければならず、且つこれらの全ては詳細に記録されなければならない。細胞もまた、ヒトでの治療用途についての承認のために厳格な安全性及び分化能力の基準を満たさなければならない。特に自己ヒト細胞及び他の種類の細胞から特定のヒト治療応用のために好適な特定の細胞を生成する改良された方法、特に、規制ガイドラインを満たすために細胞株間の交差汚染のリスク及びヒューマンエラーのリスクを低減し、且つ手の届く費用であると同時に、細胞加工及び品質管理解析の早さ及び効率を増加させる方法の必要性が明らかに存在する。
米国特許第８，７８４，７３５号明細書には、生体試料の自動化された加工のための装置が記載されている。加工プロトコールにしたがって予め定められた量の試薬を予め定められた順序で適用することによる、スライドなどのキャリア部材に収容された少なくとも１つの生体試料の自動化された加工のための装置が記載されており、前記装置は、ハウジングフレームを備え、少なくとも１つのスライドを収容するための少なくとも１つの加工セクションを備え、該少なくとも１つの加工セクションは該ハウジング内に設けられており、前記ハウジング中の該少なくとも１つの加工セクションを保護するフードカバーを備え、該フードカバーは、該加工セクションを完全に取り囲んで内部空間を画定しており、且つ該装置は、該内部空間内の環境を制御するために設けられた気候制御デバイスをさらに備える。開示された装置及び方法は、固定された生体試料を加工するために好適であるが、分裂細胞及び細胞株などの生きた生体試料を加工するために使用することができない。
Ｃｅｌｌｍａｔｅ（商標）（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ Ｓｔｅｄｉｍ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ、Ｕ．Ｓ．Ａ．）などの市販の細胞培養加工システムは、ローラーボトル及びＴフラスコ中で細胞を培養するために必要な加工の完全な自動化を提供する。そのようなシステムは、自動化された細胞播種、酵素的及び機械的回収、細胞シートのリンス、培地の交換、及び一過性のトランスフェクションを含む大容量の単一細胞株の製造を与える。Ｃｅｌｌｍａｔｅ（商標）システムはＧＭＰ環境のために開発された。しかしながら、そのようなシステムは、クリーンルーム内でのみ使用でき、且つ、細胞株間の交差汚染の制御がないので、１時点に１つの細胞株しか加工できない。それらは完全には自動化されておらず、ある特定のステップ又は機能（チューブのキャップの開閉など）及び他の解析アッセイのために人間の操作を依然として必要とする。Ｃｅｌｌｍａｔｅ（商標）システムは、細胞数、細胞生存能力、及び細胞密集度を測定できるが、ＧＭＰ規制を満たすために必要とされる他の品質管理試験（同一性、分化能力、純度、無菌性などの試験など）を行うことができない。
ＣｏｍｐａｃＴ ＳｅｌｅｃＴ（商標）（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ Ｓｔｅｄｉｍ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ、Ｕ．Ｓ．Ａ．）は、アッセイのために準備された細胞のプレーティング、細胞の回収、トランスフェクションの実行、及び細胞の数及び生存能力の決定を含む、複数の細胞株を維持及び増殖するための自動化された細胞培養システムを提供する。システムは、フラスコインキュベータ、無菌加工環境、及び様々なプレーティングモジュールをバーコード化された追跡と共に含む。しかしながら、システムは、クリーンルーム内でのみ使用でき、且つ、細胞株間の交差汚染の制御がないので、１時点に１つの細胞株しか加工できない。システムは細胞の増殖のためにのみ好適であり、細胞の加工（初期化など）のためには好適でなく、また、ＧＭＰ規制を満たすために必要とされる品質管理試験を行うことができない。システムは完全には自動化されておらず、ある特定のステップ又は機能のために人間の操作を依然として必要とする。例えば、システムへの供給を再投入するためには、手動で開いて再供給しなければならない。
Ｆｕｌｇａら（米国特許出願公開第２０１１／０２０６６４３号明細書）には、複数の細胞種に属する多数の細胞を含有する組織を受け入れるため、及び、少なくとも該複数の細胞種の別の細胞種と比べて該複数の細胞種の少なくとも１つの細胞の割合及び絶対数の両方を自動的に増加させるための自動化された細胞加工システムが記載されている。自己擦取り細胞培養アセンブリーは、概ね平坦な円形の細胞増殖面を画定する概ね環状の皿と、該環状の皿との密閉嵌合のために構成されたカバー、及び該カバーに機械的に結合した少なくとも１つの擦取りブレードを備え、それによって、該皿に対する該カバーの回転が、該円形の細胞増殖面からの細胞の擦取りを提供する。システムはまた、自動化された梱包機能も備える。しかしながら、システムは完全には自動化されておらず、上記の他のシステムの制限の多くを有する。
本発明の目的は、先行技術に存在する不都合の少なくとも一部を改善することである。
場合によってはＧＭＰのガイドライン及び規制を満たす条件下において、人間操作者による操作なしで実行可能であり、且つ／又はバッチ間の交差汚染なしで同時に複数のバッチを加工できる、生体試料の自動化された加工のためのシステム及び方法が本明細書で提供される。
一部の実施では、システムは、クリーンルームの中で操作される必要がない程度に無菌性を維持するように設計されている。例えば、システムは、システムの無菌性を乱すことなく又はシステムを外部環境に曝露することなく、試薬、培地、プラスチック製品及び同種のものなどの消耗品を補充することができる。一部の実施では、システムは、加工の間又は後に、細胞の同一性、細胞の純度、細胞の分化能力、及び／又はバッチの無菌性（すなわち、汚染がないこと）の検証などの品質管理（ＱＣ）試験を行うことができる。一部の実施では、最初から最後までの加工が提供され、すなわち、人間操作者による操作を必要とせずに、生体試料がシステムに導入され、所望の最終製造物が加工後にシステムによって提供される。一部の実施では、監視、追跡及び記録システムは、ＱＣ試験などの加工のあらゆるステップの詳細な記録を残す。そのような記録は、品質保証の目的のため及び全ての適用される規制を満たしているかを検証するために使用することができる。一部の実施では、最終製造物の品質保証（ＱＡ）及び／又は最終製造物の出荷が人間操作者を必要とせずに行われる。一部の実施では、製造物は、人間操作者を必要とせずに、ＱＣ及びＱＡの完了後に貯蔵され、且つ／又は輸送のために梱包される。
したがって、一部の実施では、本明細書に記載されるシステム及び方法は、以下の利点の１つ又は複数を提供し得る：試料／バッチ間の交差汚染なしで且つ／又はＧＭＰ条件（適正製造基準（ＧＭＰ）のガイドライン又は規制を満たす条件）下で、逐次的に又は同時に複数の生体試料又はバッチを加工することを可能とする；迅速、効率的、且つ／又は手頃な価格の加工を可能とする；加工の間に人間の介入なしで実行可能である（消耗品の補充を除く；これは加工を妨害することなく又は無菌性／無菌環境を乱すことなく行うことができる）；完全に自動化された最初から最後までの加工を提供し、これは最終製造物の貯蔵及び／又は梱包も含むことができる；クリーンルーム、例えばＣＬＩＡの要件を満たすクリーンルーム内で作業する職員の必要性をなくす；ＧＭＰのガイドライン及び規制のために必要とされる全てのＱＣ試験を含めて、統合された解析及び品質管理（ＱＣ）実行能力を有する；品質保証の目的で加工の詳細な報告書を提供する；及び、適用される規制を最終製造物が満たし、且つその意図する目的（ヒトの治療など）のために好適であることを自動的に検証する。一部の実施では、本明細書に記載されるシステム及び方法は、先行するシステムに対して加工の増加した効率及び質を提供する。
システム及び方法は、多くの異なる種類の生体試料に対する多様な加工のために使用されることがある。例えば、システム及び方法は、第１の種類の細胞（体細胞、幹細胞、始原細胞など）を、例えばヒトの治療において使用するための、所望の第２の種類の細胞（複能性、単能性、又は多能性細胞など）に初期化又は転換するために使用されることがある。システム及び方法は、細胞の初期化を導くため；複能性、単能性、又は多能性細胞を製造するため；幹細胞様細胞又は始原細胞様細胞を製造するため；人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）を製造するため；胚性幹細胞を製造するため；及び、治療、診断、又は研究の目的に有用な他の細胞を製造するために使用されることがある。ｉｎ ｖｉｔｒｏでの脱分化及びｉｎ ｖｉｔｒｏでの初期化の方法は、例えば、ＰＣＴ出願国際公開第２０１１／０５０４７６号パンフレット、米国仮特許出願第６１／２５６，９６７号明細書、米国特許出願第１４／９５８，７９１号明細書、及び米国特許出願公開第２０１２０２２００３４号明細書、同第２０１２０２８８９３６号明細書、及び同第２０１４００３８２９１号明細書に詳述されており、これらの全ては参照によりその全体が本明細書に援用される。システム及び方法はまた、細胞の成長又は増殖のため；安定なトランスフェクションなどの細胞のトランスフェクションのため；遺伝子の挿入、遺伝子の欠失、及び遺伝子の訂正などの遺伝子編集のため；例えば、化合物、抗体、又は他の活性物質での、細胞の処理のため；細胞の分化を誘導するため；及びこれらの組合せのためにも使用されることがある。細胞は、出発細胞数及び所望の最終製造物に応じて、増殖の前、間、又は後に操作又は処理されてよい。システム及び方法はまた、バイオマテリアル（例えば、組織、マトリックスなど）の生成、生物学的製剤（例えば、タンパク質、抗体、ワクチン、増殖因子など）の生成、単一細胞への組織の加工及び／又は細胞外マトリックス成分の抽出、組織の成長のため、及び細胞及び細胞株の成長又は増殖のため、及びスクリーニング又は創薬研究のためにも使用されることがある。例えば、システム及び方法は、治療用タンパク質、抗体、増殖因子、及び同種のものを発現及び精製するため；血液試料から組織マトリックスを製造するため；細胞集団から所望の細胞種を単離及び増殖するため；細胞外マトリックス成分を精製するため；細胞株を増殖するため；細胞を分化させるため；細胞を初期化又は転換するため；ベクター、プラスミド、ＲＮＡ、治療用分子、及び同種のものをトランスフェクトにより細胞に導入するため；細胞中の遺伝子突然変異を修復するためなどに使用されることがある。製造物を加工するため又は最終製造物を判定するための他の応用が可能であること、及び、加工の種類も加工される生体試料の種類も特に限定されない意図であることが想定される。本明細書で使用する場合、「加工」という用語は、生体試料、特に分裂細胞及び細胞株並びに分裂細胞及び細胞株を含有する組織などの生きた生体試料の任意のそのような改変、抽出、精製、維持、製造、発現、生育、培養、転換、増殖又は処理を広く包含する意味である。ある特定の実施では、「生体試料」は、例えば組織学的検査のために、固定剤で処理された試料を含まない。
第１の広範な態様では、バッチの自動化された加工のためのシステムが提供され、バッチは、生体試料に由来し、システムは、閉じられ且つ滅菌された（すなわち、無菌の）エンクロージャと；複数の試薬容器と；少なくとも１つの試薬分注器と；バッチの少なくとも１つの特徴を解析するための品質管理モジュールと；回収モジュールと；ロボットモジュールと；人間操作者による操作なしで実行可能なバッチの自動的な加工を制御するための、少なくとも１つの試薬分注器、品質管理モジュール、回収モジュール及びロボットモジュールに通信可能に連結された制御ユニット（ＣＵ）とを備える。システムは、本明細書に記載される数多くの部品、モジュール、加工ステーションなどをさらに備えてもよい。一部の実施では、エンクロージャは、少なくともクラス１０又はＩＳＯ４の環境である。一部の実施では、システムは、複数のバッチを自動的に加工するように構成されている。一部の実施では、システムは、適正製造基準（ＧＭＰ）の規制又はガイドラインに準拠して、すなわちＧＭＰ条件下で、複数のバッチを自動的に加工するように構成されている。一部の実施では、品質管理モジュール、回収モジュール、及びロボットモジュールの少なくとも１つは、エンクロージャ内に収納され、細胞の自動的な加工は、エンクロージャ内で実行される。
第２の広範な態様では、複数のバッチの自動化された加工のためのシステムが提供され、バッチは、生体試料に由来し、システムは、閉じられ且つ滅菌された（すなわち、無菌の）エンクロージャと；複数の試薬容器と；少なくとも１つの試薬分注器と；バッチの少なくとも１つの特徴を解析するための品質管理モジュールと；回収モジュールと；ロボットモジュールと；バッチの自動的な加工を制御するための、少なくとも１つの試薬分注器、品質管理モジュール、回収モジュール及びロボットモジュールに通信可能に連結された制御ユニット（ＣＵ）とを備え、システムは、バッチ間の交差汚染なしで複数のバッチを自動的に加工するように構成されている。一部の実施では、システムは、逐次的な加工を使用して同時に複数のバッチを自動的に加工するように構成されている。一部の実施では、システムは、適正製造基準（ＧＭＰ）の規制又はガイドラインに準拠して、すなわちＧＭＰ条件下で、複数のバッチを自動的に加工するように構成されている。一部の実施では、自動的な加工は、人間操作者による操作なしで実行可能である。システムは、本明細書に記載される数多くの部品、モジュール、加工ステーションなどをさらに備えてもよい。一部の実施では、エンクロージャは、少なくともクラス１０又はＩＳＯ４の環境である。一部の実施では、品質管理モジュール、回収モジュール、及びロボットモジュールの少なくとも１つは、エンクロージャ内に配置され、細胞の自動的な加工は、エンクロージャ内で実行される。
一部の実施では、本明細書に記載されるシステムは、アイソレータをさらに備え、エンクロージャは、アイソレータに選択的に流体接続されており、且つ、システムの外側からの物体は、アイソレータを介してエンクロージャ内に受け入れられ、エンクロージャの内側からの物体は、アイソレータを介してシステムの外へ引き渡される。一部の実施では、システムは、生物学的安全キャビネット（ＢＳＣ）をさらに備え、アイソレータは、ＢＳＣに選択的に流体接続されており、且つ、システムの外側からの物体は、ＢＳＣを介してアイソレータ内に受け入れられ、エンクロージャの内側からの物体は、エンクロージャからアイソレータへ、及びアイソレータを介してアイソレータからＢＳＣへと引き渡すことによってシステムの外へ引き渡される。
一部の実施では、２つ又はそれより多くのシステムが、例えば、エンクロージャの外側に配されたインキュベータ、冷凍器、又は他の類似の部品を介して互いに選択的に流体接続されており、且つ、各エンクロージャ又はシステムに選択的に流体接続されている。
第３の広範な態様では、閉じられ且つ滅菌された（すなわち、無菌の）エンクロージャの中でバッチを加工するための自動化された方法が提供され、バッチは、エンクロージャの中に挿入された生体試料に由来し、自動化された方法は、１つ又は複数の試薬でバッチを自動的に加工することと；バッチの少なくとも１つの特徴を自動的に解析することと；バッチを自動的に加工した後に、エンクロージャの外側での受け入れのためにバッチを自動的に回収することとを含み、自動化された方法は、人間操作者によるいかなる操作もなしで実行可能である。一部の実施では、バッチは複数のバッチを備え、方法は、バッチ間の交差汚染なしで複数のバッチのそれぞれを自動的に加工することを含む。一部の実施では、方法は、適正製造基準（ＧＭＰ）の規制及びガイドラインに準拠して、すなわちＧＭＰ条件下で、及び／又はクラス１０の環境で実行される。
第４の広範な態様では、閉じられ且つ滅菌された（すなわち、無菌の）エンクロージャの中でバッチを加工するための自動化された方法が提供され、バッチは、エンクロージャの中に挿入された生体試料に由来し、自動化された方法は、１つ又は複数の試薬でバッチを自動的に加工することと；バッチの少なくとも１つの特徴を自動的に解析することと；バッチを自動的に加工した後に、エンクロージャの外側での受け入れのためにバッチを自動的に回収することとを含み、自動化された方法は、バッチ間の交差汚染なしで複数のバッチを加工することができる。一部の実施では、複数のバッチは、逐次的な加工を使用して同時に加工される。一部の実施では、複数のバッチは、適正製造基準（ＧＭＰ）ガイドラインに準拠して、例えばＧＭＰ条件下で加工される。一部の実施では、自動化された方法は、人間操作者によるいかなる操作もなしで実行可能である。
一部の実施では、本明細書で提供される方法は、加工の間及び／又は後に、同一性、分化能力、純度、及び無菌性についての試験などの品質管理（ＱＣ）試験をさらに含む。一部の実施では、本明細書で提供される方法は、細胞の数、生存能力、及び密集度、特定の細胞マーカーの存在又は不存在、成長又は分化プロファイル、活性の決定、遺伝子突然変異の検出、及び同種のものなどの解析及び／又は診断試験をさらに含む。一部の実施では、本明細書で提供される方法は、品質保証の目的のため及び全ての適用される規制を満たしているかを検証するために、ＱＣ試験などの加工のあらゆるステップの詳細を監視し、追跡し、且つ／又は記録することをさらに含む。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、細胞を増殖させ、且つ、細胞増殖の前、間及び／又は後に、ＧＭＰの要件にしたがって、同一性、分化能力、純度、及び無菌性についての試験などの品質管理（ＱＣ）試験を実行する機能を含む。システムによって多くのＱＣアッセイを実行できることが理解されるべきであり、該アッセイとしては、以下に限定されないが、細胞ベースのアッセイ、蛍光、比色又は発光ベースのアッセイ、細胞形態及び細胞の時間依存的挙動（分化など）のアッセイ、フローサイトメトリーベースのアッセイ、ＰＣＲベースのアッセイ、エンドトキシン、マイコプラズマ及び無菌性のアッセイ、細胞生存能力、細胞数、細胞密集度、及び同種のものが挙げられる。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、細胞を増殖させ、且つ、増殖後に細胞を精製する機能を備える。一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、細胞株間の交差汚染なしで同時に複数の細胞株を増殖させる機能を備える。例えば、エンクロージャ内で同時に１つより多くの試料が開かないことを確実にする機能を備えることができる。同様に、試料容器が開いている時には、試薬及び供給容器は開いていない。他の備えられる機能としては、粒子生成を低減する機能；細胞加工ステップの間のシステムの滅菌を可能にする機能；及び、必要とされるよりも長く容器が開いたままとならないことを確実にし、且つ試料容器が開いている時に又はその場合に容器が開いていないことを確実にする、容器にキャップをし、キャップを取り外し、且つ再びキャップをするための機能；及び同種のものが挙げられる。粒子の監視は、試料間の交差汚染がないこと及び／又は試料からストック試薬への交差汚染がないことを確実にする予め設定した閾値よりも粒子数が低くなるまで加工ステップを休止するために使用することができる。そのような機能は、バッチ間の交差汚染なしで同時に複数のバッチを加工することを促進する。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、さらなる増殖又は他の加工の準備として出発組織試料から細胞を単離する機能を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、細胞を冷凍又は解凍する機能を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、例えば輸送又は貯蔵のために、細胞を梱包する機能を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、輸送又は貯蔵のために、バイアル又はカセット中で細胞を提供する機能を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、以下の機能の１つ又はそれより多く、２つ又はそれより多く、３つ又はそれより多く、又は全てを備える：１）出発組織から又は様々な細胞種の混合物からの細胞の単離；２）例えばバーコード、位置情報、及び同種のものを使用した、細胞試料の同定及び追跡；３）細胞加工、例えば、増殖、精製（例えば磁気抗体を介した、濃縮又は枯渇など）、活性化、初期化、遺伝子編集（遺伝子の挿入、欠失、訂正）、トランスフェクション、及び他の所望の細胞操作。解析、例えば、マーカー発現レベル解析（例えば、蛍光抗体染色及び解析を介する）、分化プロファイルの決定などの細胞挙動解析、例えば遺伝子突然変異を同定するための診断試験、並びに同一性、純度及び無菌性（場合によってはエンドトキシン及びマイコプラズマ試験を含む）についての試験などのＱＣ試験、並びに細胞数、密集度及び生存能力の決定のための機能も備えることができ、細胞加工の前、間又は後の任意の時点で実行することができる；４）貯蔵及び輸送、例えば、所望であればバイアル中で細胞を冷凍する、又は輸送容器（Ｐｅｔａｋａ（商標）カセットなど）中に生きた培養物を入れる、輸送のために細胞を梱包する、及び同種のもの；及び５）所望の追加的な細胞解析能力、例えば、所望の細胞種の精製、所望の分化能力の選択、死細胞の除去、磁気細胞選別、及び同種のもの。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、ＧＭＰの要件にしたがって、品質保証（ＱＡ）検証のために開始から終了までの細胞加工の完全な記録を提供する機能を備える。システムは、全てのステップが適切に行われたかを検証することができ、且つ全てのアッセイ結果（例えば、合格／不合格の結果）を確認することができる。さらに、システム及び方法は、ＧＭＰガイドラインにしたがって、例えばバーコード及び位置メモリを使用して、バッチを追跡するための機能を備えてもよい。さらに、ＱＡ解析は、無菌性、汚染物（エンドトキシン及びマイコプラズマなど）についての試験、及びＧＭＰガイドライン及び他の適用される規制にしたがって所望され得る他の試験を行うことを含んでもよい。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、以下の機能の１つ又はそれより多く、２つ又はそれより多く、３つ又はそれより多く、又は全てを備える：１）細胞加工；２）品質管理；３）品質保証；４）細胞の回収及び貯蔵又は輸送のための準備、及び５）細胞の解析試験（非限定的に診断試験など）。一部の実施では、本明細書に提供されるシステム及び方法は、試料調製のための機能、例えば、出発生体試料から加工用の細胞を単離するための機能をさらに備えてもよい。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、ＧＭＰ条件下で試薬を操作する機能を備える。試薬は、エンクロージャ内に自動的に持ち込まれ、（例えば、バーコードリーダを使用して）検証され、開けられ、アリコートに分注され、且つシステムによって貯蔵される。そのような試薬は、製造者の梱包状態でエンクロージャ内に自動的に導入されてよく、人間が試薬容器を開ける必要性を取り除く。一部の実施では、エンクロージャの中に及び外に材料をロボットにより輸送する機能が備えられる。一部の実施では、場合によっては無菌性、エンドトキシン及び／又はマイコプラズマ試験と共に、仕様を満たすことを確実にするための試薬の機能試験が行われる。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は、人間の介入なしで完全に自動化された加工を行う制御ユニットを備える。制御ユニットは、加工ステップを実行するだけでなく、所望の最終製造物を製造するためにどのステップに従うべきかを決定する。例えば、制御ユニットは、加工の間の様々なステップで得られたアッセイデータに応じてどのステップを行うべきかを決定することができる。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、接続されて一緒になった複数のシステムを備える。例えば、第１のシステムは、冷凍器又はインキュベータを通じて第２のシステムに接続されていてもよく、冷凍器又はインキュベータは、２つのシステムの間に置かれ、且つそれぞれのシステムに別々に接続されている。或いは、２つのエンクロージャを互いに接続してもよい。複数のシステムは、直接的に（エンクロージャからエンクロージャへ）、又は、冷凍器、冷却器、インキュベータなどの共有部品を通じてのいずれかで、このように接続されて一緒になっていてもよいことが理解されるべきである。このように接続できるシステムの数は特に限定されない。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、以下の自動化された構成要素の１つ又はそれより多く、２つ又はそれより多く、３つ又はそれより多く、４つ又はそれより多く、５つ又はそれより多く、５つより多く、又は全て、又はこれらの組合せを備える：（１）ロボット吸引器の部品を滅菌する必要なく試料間の交差汚染が低減又は除去されるように、各使用後又は試料間にチップを交換する能力を有する、使い捨てチップを有するロボット吸引器；（２）大きい容器（１０ｍｌより大きい容器）などの容器のねじ蓋を開閉するための１つ又は複数のデキャッパモジュール；（３）例えば、細胞混合物を精製するため（これは場合によっては例えば磁気細胞分離によっても達成できる）又は細胞ペレットを得るため又は細胞の回収若しくは除去のための、遠心分離機、細胞選別機又は磁石；（４）細胞をインキュベートするためのインキュベータ；（５）試料中又は細胞含有容器中の細胞数及び／又は細胞密集度を決定するための密集度読取器又は細胞計数器；（６）ある体積の液体を細胞含有容器（例えば、５ｍｌより大きい体積）に直接的に分注するためのプレートへの液体の直接注入用ステーション（ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｐｌａｔｅ ｆｉｌｌ ｓｔａｔｉｏｎ）又は連続流れロボット試薬分注器（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｌｏｗ ｒｏｂｏｔｉｃ ｒｅａｇｅｎｔ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）；及び（７）場合によっては磁気分離傾斜モジュールとしての、細胞又は細胞培養培地の吸引又は回収のための傾斜モジュール。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、粒子生成を最小化するように構成された密閉されたエンクロージャを備え、該エンクロージャは、例えば、遠心分離機を備え、遠心分離機は、デッキの下に置かれ、且つ使用中にエンクロージャから密閉され；鉛直廃棄物シュートを備え、該シュートは、その中に固体廃棄物が落とされ、廃棄の間に廃棄物がシュートの縁に当たらないような大きさであり、且つ、粒子がシュートからエンクロージャに入り込むことが起こらないように充分に強い陰圧下に置かれており；エンクロージャの滅菌を可能とするためにエンクロージャを密閉するための閉鎖可能な通気孔を備え；システム内の全ての空気をシステムの清浄な空気と迅速に交換するために迅速に清浄な空気を提供する機能を備え；且つ、本明細書に記載されるような他の機能及び部品を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、例えば細胞の磁気分離又はトランスフェクションのために、磁気分離傾斜モジュールを備える。一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、試料の冷凍のため又は氷点下温度での試料及び試薬の操作を可能とするための、Ｇｒａｎｔ冷凍器などのデッキ上の温度制御用冷凍器を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、傾斜モジュールを備え、傾斜モジュールは、試料を積載し又は細胞培養物輸送トレイ（Ｐｅｔａｋａ（商標）トレイなど）から除去するために輸送トレイを保持するように構成されている。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、オートクレーブ可能なボトル又はチューブホルダを備え、ボトル又はチューブホルダホルダは、ボトル又はチューブを保持して、自動化されたキャップの開閉、及びシステム内でのボトル（複数可）又はチューブ（複数可）の自動化された輸送を可能とする。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、ドリップ及びオーバーフロー制御を有する、細胞加工容器に直接注入する培地注入ステーション（ｄｉｒｅｃｔ ｆｉｌｌ ｔｏ ｃｅｌｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｍｅｄｉａ ｆｉｌｌ ｓｔａｔｉｏｎ）を備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、交換可能な、滅菌された、使い捨てのチップを有するロボット吸引器を備え、ロボット吸引器は、真空吸引器部品の滅菌を必要とせずに試料間の交差汚染が除去又は低減されるように、各使用後又は試料間にシステムがそれ自体で（人間の介入なしで）チップを交換する能力を有する。一部の実施では、ロボット吸引器は、一体化されたチューブ及びチップグリッパをさらに備える。ロボット吸引器は、（廃棄まで）チップオリフィスを通じて連続的な陰圧を維持することによっていかなる逆流又はドリップも防止するように設計されており、且つチップは各使用間又はバッチ間で交換される。吸引された流体がチップから離れるように流れるロボット吸引器の流体流路は、例えば、定期的な間隔で漂白ステーションにおいてさらに滅菌されてもよい。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、システムにより閉じることができる蓋、すなわちロボットシステムを使用して開閉できる蓋を有するオートクレーブ可能なチップホルダを備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、エンクロージャの中及び外に材料をロボットにより輸送するためのロボットモジュールを備える。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステムは、細胞によって分泌又は産生された生物学的物質及び他の高分子を回収するためのモジュールを備え、細胞は、場合によってはさらに精製され且つ／又は同一性、分化能力（例えば、活性アッセイ）及び／又は無菌性について試験されてもよく、且つ場合によってはバイアルに入れられ且つ／又は凍結乾燥され且つ／又は梱包されてもよい。
一部の実施では、本明細書で提供されるシステム及び方法は完全に自動化されており、上記機能は、人間の又は実際的な介入なしで実行される。
一部の実施では、本明細書で提供される完全に自動化されたシステム及び方法は、無菌であり、且つ、例えば、ＧＭＰ要件、ＣＬＩＡ要件、及び同種のものの、「クリーンルーム」についての規制要件を満たすことができる、完全に閉じられた加工環境において実行される。さらに、バッチ間の交差汚染なしでこれらの条件下で同時に複数のバッチを加工することができる。別の広範な態様では、本明細書に記載される自動化されたシステム及び方法を使用して生体試料を加工する方法が提供される。
別の広範な態様では、本明細書に記載される自動化されたシステム及び方法を使用して調製されたバッチ及び生体試料が提供される。本明細書に記載されるシステム及び方法を使用して多様な生物学的材料を調製することができ、生物学的材料としては、非限定的に、細胞、組織マトリックス、タンパク質、抗体、ワクチン、治療物質、細胞外マトリックス成分、及び同種のものが挙げられる。一部の実施では、細胞は、幹細胞、幹細胞様細胞、単能性細胞、複能性細胞、多能性細胞、体細胞、細胞株、不死化細胞、酵母又は細菌細胞である。そのような細胞は、例えば、別の細胞種からの初期化、転換、又は分化を通じて調製することができる。特定の実施では、細胞は、患者からの出発生体試料から同じ患者に戻す移植のために調製された自己細胞であり、例えば、患者における治療的使用のために調製された自己の幹細胞、幹細胞様細胞、複能性細胞、単能性細胞、又は体細胞である。一部の実施では、調製される細胞は、神経幹細胞、神経幹細胞様細胞、神経前駆細胞、神経始原細胞、神経芽細胞、ニューロン、心臓細胞、造血細胞、外胚葉、中胚葉又は内胚葉系列の細胞、多能性細胞、複能性細胞、単能性細胞、体細胞、天然に存在する細胞、天然に存在しない細胞、原核細胞、及び／又は真核細胞である。本明細書に記載されるシステム及び方法を使用して多くの異なる種類の細胞を調製することができ、細胞の種類を限定することは意図されないことが理解されるべきである。
一つの実施では、本明細書に記載される自動化されたシステム及び方法を使用して調製された単能性又は複能性細胞が提供される。別の実施では、本明細書に記載される自動化されたシステム及び方法を使用して調製された複能性細胞、単能性細胞、体細胞、又は幹細胞様細胞の集団が提供される。
一部の実施では、本明細書に記載される自動化されたシステム及び方法を使用して第１の種類の細胞を、複能性又は単能性である異なる種類の所望の細胞に初期化する方法が提供され、第１の種類の細胞は、体細胞、幹細胞、又は始原細胞であり、自動化された加工は、本明細書に記載されるシステムによって実行可能であり、方法は、ロボット手段を使用して、細胞のクロマチン及び／又はＤＮＡをリモデリングさせることができる剤を第１の種類の細胞に導入するステップであって、クロマチン及び／又はＤＮＡをリモデリングさせることができる剤が、ヒストンアセチル化剤、ヒストン脱アセチル化の阻害剤、ＤＮＡ脱メチル化剤、及び／又はＤＮＡメチル化の化学的阻害剤であるステップと；ロボット手段を使用して、第１の種類の細胞中で少なくとも１つの初期化剤の細胞内レベルを一時的に増加させるステップであって、少なくとも１つの初期化剤が、少なくとも１つの複能性又は単能性遺伝子調節因子の内因性発現を直接的に又は間接的に、遺伝子調節因子が複能性又は単能性細胞への第１の種類の細胞の転換を推進できるレベルに増加させるステップと；ロボット手段を使用して、複能性又は単能性細胞の表現型の及び／又は機能的な特性に特徴的な複数の二次的遺伝子の安定発現を可能とするのに充分な期間にわたって、複能性又は単能性細胞への第１の種類の細胞の転換を支援する培養条件に第１の種類の細胞を維持するステップとを含み、二次的遺伝子の１つ又は複数が、胚性幹細胞の表現型の及び機能的な特性に特徴的なものではなく、且つ、複数の二次的遺伝子の安定発現が、初期化剤の非存在下で起こり、それによって、前記期間の終わりに、第１の種類の細胞が、複能性又は単能性細胞に転換されており、且つ複能性又は単能性細胞が、第１の種類の細胞に特徴的な少なくとも１つのマーカーを発現する。
別の広範な態様では、ロボット吸引器が提供され、ロボット吸引器は、少なくとも１つの方向に動くように構成されたロボットアームと；ロボットアームに接続された本体部と；本体部に接続された流体流路を備えた吸引部材とを備え、吸引部材は、ポンプ手段への接続のために構成されており；本体部は、使い捨てチップと吸引部材の流体流路との間に流体接続を提供するために使い捨てチップを保持するように構成されており；使い捨てチップが流体流路に流体接続され、且つ吸引部材がポンプ手段に接続されている時に、使い捨てチップ及び流体流路を通じて流体が吸引される。一部の実施では、ロボット吸引器は、本体部に接続された複数のプロングをさらに備え、プロングは、チップ保持位置とリトラクト位置との間で動くことができ、プロングは、チップ保持位置において、使い捨てチップと吸引部材の流体流路との間に流体接続を提供するために使い捨てチップを保持するように構成されている。ロボット吸引器の一部の実施では、使い捨てチップは、人間操作者による操作なしで流体流路から取り外すことができる。一部の実施では、プロングは、チューブを保持することができる。
本明細書に記載されるロボット吸引器を使用して試料を自動的に吸引する方法も提供される。一部の実施では、流体流路を有するロボットアームと、流体流路と流体接続して使い捨てチップを選択的に保持するように構成された複数のプロングとを使用して吸引する方法が提供され、方法は、プロングを動かして、流体流路と流体接続した状態に使い捨てチップを保つことを含み、プロングは、選択的に動かすことが可能であり、且つ場合によっては、使い捨てチップ以外の少なくとも１つの物体を把持するようにさらに構成されており；且つ、流体流路からの排気を行って使い捨てチップ及び流体流路を通じて液体を吸引することを含む。一部の実施では、方法は、液体を吸引した後に、使い捨てチップからプロングを取り外すことを含み；且つ、流体流路の排気を中止して、流体流路から使い捨てチップを取り外すことを含む。一部の実施では、使い捨てチップは、人間操作者による操作なしで流体流路から取り外される。
本発明の実施形態はそれぞれ、上記の目的及び／又は態様の少なくとも１つを有するが、必ずしもそれらの全てを有しない。上記目的を達成するための試みに由来する本発明の一部の態様は、これらの目的を満足しないことがあること、及び／又は本明細書に具体的に記載されない他の目的を満足する場合があることが理解されるべきである。
本発明の実施形態の追加的な及び／又は代替的な特徴、態様、及び利点は、以下の説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
この特許又は出願の書類は、少なくとも１つのカラー図面を含む。カラー図面を含むこの特許又は特許出願公開の写しは、申請及び必要な料金の納付により庁によって提供される。
本発明のよりよい理解のために、並びに本発明の他の態様及びさらなる特徴について、添付の図面とあわせて使用される以下の説明が参照される。
図１Ａは、本発明の技術の実施による自動化された細胞加工システム（ＡＣＰＳ）の、前、上及び左側からの斜視図である。 図１Ｂは、図１ＡのＡＣＰＳの正面図である。 図１Ｃは、図１ＡのＡＣＰＳの上面図である。 図２は、図１ＡのＡＣＰＳの構成図である。 図３Ａは、アイソレータ、生物学的安全キャビネット及び制御ユニットを明瞭性のために取り除いた図１ＡのＡＣＰＳの一部分の前及び右側からの斜視図である。 図３Ｂは、エンクロージャの上壁及び側壁を明瞭性のために取り除いた図３ＡのＡＣＰＳの一部分の前及び右側からの斜視図である。 図３Ｃは、分離して示した図３Ａのエンクロージャの底壁及びテーブルの前及び右側からの斜視図である。 図４は、図３Ａのエンクロージャ内に収容された部品、エンクロージャの底壁及びアイソレータの上面図である。 図５は、図４のエンクロージャ内に収容された部品の一部の前及び右側からのクローズアップ斜視図である。 図６は、図５の貯蔵エリアの左ラックの前及び右側からの斜視図である。 図７は、図５の貯蔵エリアの右ラックの前及び右側からの斜視図である。 図８Ａは、図５の貯蔵エリアの中央部分の前及び右側からの斜視図である。 図８Ｂは、図８Ｂの貯蔵エリアの中央部分の移送トレイの１つの前、上及び左側からのクローズアップ斜視図である。 図９は、図３Ａのエンクロージャ内に収容されたデッキの上面図である。 図１０Ａは、培地注入ステーション及び磁気傾斜モジュールを示す図９のデッキ９１０の一部分の前、上及び左側からの斜視図である。 図１０ＡＢは、図１０Ａの磁気傾斜モジュールの前、上及び左側からのクローズアップ斜視図である。 図１０Ｃは、積載ポジションに分注チップを有する培地注入ステーションの別の実施の斜視図である。 図１０Ｄは、注入ポジションに分注チップを有する図１０Ｃの培地注入ステーションの斜視図である。 図１１Ａは、図９のデッキ９１０の一部分の後ろ、上及び左側からの斜視図であり、細胞加工トレイ用の傾斜モジュール、培地注入ステーション、輸送容器傾斜モジュール、及び輸送ホルダアダプタステーションを示す。 図１１Ｂは、輸送容器傾斜モジュールの前及び右側からのクローズアップ分解斜視図である。 図１１Ｃは、非傾斜ポジションで示された輸送容器傾斜モジュールの前及び右側からのクローズアップ斜視図である。 図１１Ｄは、非傾斜ポジションで示された輸送容器傾斜モジュールの前及び右側からのクローズアップ斜視図である。 図１２は、エンクロージャの上壁及び側壁を明瞭性のために取り除いた図３ＡのＡＣＰＳの一部分の左、後ろ及び上からの斜視図であり、且つ廃棄物レセプタクルを示す。 図１３は、ロボット吸引器／グリッパを有する図３ＡのＡＣＰＳのロボットモジュールの実施例のロボットアームの前及び上からの斜視図である。 図１４は、チューブを保持する図１４の例示的なロボット吸引器／グリッパの前部平面図である。 図１５は、吸引器チップが取り付けられた図１４の例示的なロボットアームの前部平面図である。 図１６は、デキャッパを有する別のロボットアームの前、上及び左側からの斜視図であり、試薬容器のキャップを取り外しているところが示されている。 図１７は、第２のＡＣＰＳに接続された第１のＡＣＰＳの前、上及び右側からの斜視図である。 図１８は、本発明の技術の実施による方法を実行するためのＡＣＰＳ１００の制御ユニットの設計図である。 図１９は、図４のＡＣＰＳの例示的なロボットモジュールの構成図である。 図２０Ａは、図３ＡのＡＣＰＳにおいて使用されるフラスコの後ろ、上及び右側からの斜視図である。 図２０Ｂは、傾斜モジュール上に置かれた図２０Ａのフラスコの右側立面図であり、傾斜モジュールは非傾斜ポジションに配されている。 図２０Ｃは、図２０Ｂの多層フラスコ及び多層フラスコ傾斜モジュールの正面図であり、傾斜モジュールは傾斜ポジションに配されており、多層フラスコは長手方向の傾斜軸に関して傾斜している。 図２０Ｄは、図２０Ｂの多層フラスコ傾斜モジュール上に置かれた図２０Ａのフラスコの右側立面図であり、多層フラスコ傾斜モジュールは短手方向の傾斜軸に関して傾斜している。 図２１は、図３Ａのエンクロージャ内に収容されたデッキの別の実施の上面図である。 図２２は、図３Ａのエンクロージャの２つの空気出口の底、前及び右側からのクローズアップ斜視図であり、空気出口を選択的に閉じるための対応する自動化されたゲートを伴っている。 図２３は、図２２の空気出口の１つ及び対応するゲートの底、前及び右側からのクローズアップ斜視図であり、ゲートは空気出口が完全に閉じたポジションで示されている。 図２４は、図２３の空気出口及びゲートの底、前及び右側からのクローズアップ斜視図であり、ゲートは空気出口が完全に開いたポジションで示されている。 図２５は、廃棄物レセプタクル及び廃棄物シュートの別の実施を示す図３ＡのＡＣＰＳの一部分の後方立面図である。 図２６は、分離して示した図２５の廃棄物レセプタクルの上、前及び左側からの斜視図である。 図２７は、ＡＣＰＳ及び図２５の廃棄物レセプタクル及び廃棄物シュートを通る鉛直方向及び短手方向に延びる平面に沿った断面図である。 図２８は、細胞加工のための自動化された方法２０００の構成図である。 図２９Ａは、一部の実施による輸送トレイのクローズアップ斜視図である。 図２９Ｂは、一部の実施による細胞加工トレイのクローズアップ斜視図である。 図２９Ｃは、一部の実施による貯蔵チューブのクローズアップ斜視図である。 図２９Ｄは、一部の実施による遠心チューブのクローズアップ斜視図である。 図３０Ａは、図２９Ｃの貯蔵チューブ用のホルダの前、上及び右側からの斜視図であり、図１４のロボット吸引器／グリッパによって把持されたホルダ中の貯蔵チューブの１つを示している。 図３０Ｂは、図３０Ａのホルダの前、底及び右側からの斜視図である。 図３１Ａは、細胞加工トレイの別の実施の上面図である。 図３１Ｂは、図３１Ａの細胞加工トレイの正面図である。 図３１Ｃは、図３１Ａの細胞加工トレイの側方立面図である。 図３１Ｄは、線３１Ｄに沿った図３１Ａの細胞加工トレイの断面図である。
体細胞、幹細胞、又は始原細胞などの第１の種類の細胞を多能性、複能性、又は単能性細胞などの所望の第２の種類の細胞に転換するために使用できる方法及びシステムが本明細書に記載される。記載される方法及びシステムは、方法及びシステムのある特定の実施を例を挙げて説明するために提供される。他の実施が可能であることが明確に理解されるべきである。具体的には、細胞の転換及び細胞の初期化に加えて、バイオマテリアル（例えば、組織、マトリックスなど）の生成、生物学的製剤（例えば、タンパク質、抗体、増殖因子など）の生成、細胞及び細胞株の成長などの多様な生体試料加工のために方法及びシステムを使用できることが理解されるべきである。
図１Ａ～２に関して、細胞加工の自動化された方法のための自動化された細胞加工システム（ＡＣＰＳ）１００は、エンクロージャ１１０を備える。エンクロージャ１１０は、アイソレータ１２０に、及びアイソレータ１２０を介して生物学的安全キャビネット（ＢＳＣ）１３０に接続されている。
ＡＣＰＳ１００はまた、冷却器、インキュベータ、冷凍器及び同種のものなどの様々な設備も備え、それらの一部はエンクロージャ１１０、アイソレータ１２０、又はＢＳＣ１３０の内側に配され、それらの一部は、エンクロージャ１１０、アイソレータ１２０、及び／又はＢＳＣ１３０の中からアクセス可能なように、エンクロージャ１１０、アイソレータ１２０、及び／又はＢＳＣ１３０の外側に配されている。
ＡＣＰＳ１００は、以下にさらに詳細に記載するように、自動化された細胞加工を制御するように構成された制御ユニット１０００を備える。
エンクロージャ
図１Ａ～３Ａに関して、エンクロージャ１１０は、４つの側壁２０２、２０４、２０６、２０８、上壁２１０、及び底壁２１２から構築された長方形のチャンバである。側壁は、前壁２０２、後壁２０４、左側壁２０６及び右側壁２０８を備える。左、右、前及び後ろなどの用語は、エンクロージャ１１０内の底壁２１２上に立ち、アイソレータ１２０の方へ向いた人間によって理解されるものとして本明細書では定義される。壁は金属から作られるが、壁は任意の好適な材料から作られていてもよいことが想定される。
前壁２０２はアイソレータ接続ポート２２０を有し、アイソレータ接続ポート２２０は、アイソレータ１２０の補完的ポート２４０に接続している。アイソレータ接続ポート２２０は長方形の形状であるが、アイソレータ接続ポート２２０は長方形以外であってもよいことが想定される。アイソレータ接続ポート２２０は通常、ゲート（図示せず）によって閉じられており、エンクロージャ１１０とアイソレータ１２０との間の物体の移送を可能とするためにのみ開けられる。したがって、エンクロージャ１１０は、アイソレータ１２０と選択的に流体接続している。
８つの空気入口２２２がエンクロージャの上壁２１０に画定されている。各空気入口２２は、ＨＥＰＡ（高効率粒子エア）又はＵＬＰＡ（超低粒子エア）フィルタ（図示せず）を有する。エンクロージャ１１０の内側に取り付けられた羽根車を備えた空気フローシステムは、空気入口ポート２２２に設けられたＨＥＰＡフィルタを通じてエンクロージャ１１０内に空気を押し入れ、エンクロージャ１１０を通じた空気の循環を維持する。１つより多くの空気入口２２２があってもよいことが想定される。ＵＬＰＡ（超低透過エア）フィルタなどの他の適切なエアフィルタをＨＥＰＡエアフィルタの代わりに使用してもよいことが想定される。
２つの空気出口２２４が底壁２１２に形成されている。追加の空気出口２２５（図３Ａ）もまた、前壁２０２の底部及び後壁２０４の底部の近くに設けられている。空気出口２２４の数及び構成は、示したものと異なっていてもよいことが想定される。一部の実施では、エンクロージャ１１０中の気流は層状である。一部の実施では、層状の気流を使用して、エンクロージャ１１０中の空間を複数の部分に分割することができる。層流によって創出されるエンクロージャ１１０の内側の部分は、以下にさらに詳細に記載するように、バッチ間の交差汚染のリスクを増加させることなく異なるバッチを加工するために使用され得る。エンクロージャ１１０は、自動化された細胞加工システム１００を収容する部屋の周囲圧力に対して、及びアイソレータ１２０に対して陽圧の空気に維持される。エンクロージャ１１０中での迅速な空気交換は、エンクロージャ１１０に入ってきた可能性があるあらゆる汚染物粒子を除去するのを助け、それによってエンクロージャ１１０の内側に収納される物体の、エンクロージャ１１０に入って来る汚染物への曝露の確率を低減する。
床２２４に沿った空気出口２２４は、自動化されたゲート２５０によって（例えば、エンクロージャ１１０の滅菌の間に）閉じることができる。前壁２０２及び後壁２０４に画定されて形成された空気出口２２５も（例えば、エンクロージャ１１０の滅菌の間に）閉じることができる。底壁２１２に形成された出口２２４の全ては概ね類似しているため、出口２２４の１つ及び出口２２４を覆う自動化されたゲート２５０についてこれより説明する。図２２～２４に関して、出口２２４は、図示した実施ではステンレス鋼から作られたメッシュスクリーン２５１で覆われている。スクリーン２５１は任意の好適な材料から作られていてもよいことが想定される。スクリーン２５１は、エンクロージャ１１０の外側からの物体がエンクロージャ１１０の内側に入ってくること、又はエンクロージャ１１０の内側の物体が出口２２４を通じて落下することを確実にし、且つ防止する。ゲート２５０は、出口２２４の対向する側に取り付けられた一対のフランジ２５２にスライド可能に取り付けられている。フランジ２５２は概ね鏡像となっており、それぞれは、対向するフランジ２５２の溝２５３に向いた溝２５３を有する。対向する溝２５３は、終端を除いて底壁２１２と平行に延びており、各溝２５３は終端で、底壁２１２の方へ曲がったランプ２５５を形成する。ゲート２５０は、ゲート２５０の側部の各端部に１つ、各側部に沿って接続された２つのガイド要素２５４を有する。各ガイド要素２５４の形状及び大きさは、溝２５３に受け入れられて、その中でスライド又は回転するようなものとなっている。ガイド要素２５４は溝２５３に沿って動いて、出口２２４が密閉されている閉じたポジションと開いたポジションとの間でゲート２５０をガイドする。閉じたポジションでは、各側部のガイド要素２５４の１つが、底壁２１２の方へ曲がったランプ２５５に受け入れられる。ランプ２５５は、底壁２１２の方へゲート２５０を押して、ゲート２５０と底壁２１２との間の密閉を確実にする。開いたポジションでは、ガイド要素２５４は、溝端部２５５の外側で溝２５３に配される。対応する溝２５３に沿ってガイド要素２５４をスライド又は回転させるようにゲート２５０を動かすために電動アクチュエータ２５６がゲート２５０に接続されている。アクチュエータ２５６は、空気出口２２４の開閉を制御するために制御ユニット１０００に接続されている。図示した実施では、アクチュエータ２５６は、空気出口２２４が完全に開いたポジション又は空気出口２２４が完全に閉じたポジションの間でゲート２５０を動かすように制御される。出口２２４が部分的に開いたポジションにゲート２５０を維持するようにゲート２５０が制御されてもよいことが想定される。
エンクロージャ１１０の内側の空間の滅菌のためにエンクロージャ１１０の中に滅菌剤を導入するための滅菌剤入口２３０が左側壁２０６に画定されている。滅菌剤入口２３０は、流体管を取り付けて、滅菌剤（図示した実施では気体又は蒸気の形態）を受け入れ、且つ受け入れた滅菌剤を滅菌剤の蒸気霧又は噴霧としてエンクロージャ１１０の内部に送達するように構成されている。滅菌剤空気入口２３０は、不使用時に外来粒子が入ってくるのを防止するためのカバーを有する。
エンクロージャ１１０から空気及び滅菌剤を除去するための滅菌剤出口２３２も前壁２０２に画定されている。滅菌剤出口２３２は、流体管を取り付けられるように構成されており、流体管は、エンクロージャ１１０から滅菌剤蒸気、気体又は空気を除去するためのポンプに繋がっている。
エンクロージャの中に空気を導入するための触媒コンバータ入口２３１が左側壁２０６に画定されており、この空気の導入は、滅菌手順の終わりに触媒コンバータを通じて空気を再循環させて、滅菌剤蒸気を無害且つ生分解性の水蒸気及び酸素に変換するためである。触媒コンバータ入口２３１は、流体管を取り付けられるように構成されており、且つ不使用時に外来粒子が入ってくるのを防止するためのカバーを有する。
触媒コンバータ出口２３３も左側壁２０６にＨＥＰＡ又はＵＬＰＡフィルタの上に画定されており、触媒コンバータ出口２３３は、そうしなければＨＥＰＡ又はＵＬＰＡフィルタの広い面領域に留まる蒸気滅菌剤をより迅速に中和するために、これらのＨＥＰＡ及びＵＬＰＡフィルタを通じて且つ触媒コンバータを通じてエンクロージャから空気を除去するために構成されている。触媒コンバータ出口２３３は、流体管を取り付けられるように構成されており、流体管は、触媒コンバータに、及びエンクロージャ１１０から空気及び滅菌剤蒸気を除去するためのポンプに繋がっている。
滅菌剤入口２３０及び出口２３２は本出願に示した以外の位置にそれぞれ画定されていてもよいこと、及び本出願に示したものとは異なる構成であってもよいことが想定される。触媒コンバータ入口２３１及び出口２３３は本出願に示した以外の位置にそれぞれ画定されていてもよいこと、及び本出願に示したものとは異なる構成であってもよいことが想定される。
滅菌剤入口２３０及び出口２３２は、エンクロージャ１１０の内部の汚染を除去するための自動化されたエンクロージャ滅菌ユニット５５０に接続されている。自動化されたエンクロージャ滅菌ユニット５５０は以下にさらに詳細に説明される。
様々なアクセスポートがエンクロージャ１１０の壁に設けられる。図３Ｃに最もよく見ることができるように、底壁２１２にエンクロージャ１１０は、遠心分離機１５０、冷凍器１５２、インキュベータ１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６などの様々な加工設備にアクセスするためのアクセスポート１７０、１７２、１７４、１７６、１７８を有する。底壁２１２は凹部１７１及び１７５も画定しており、凹部１７１及び１７５においてロボットモジュール６００及びクライオ冷凍機４６０がそれぞれ取り付けられる。凹部１７１、１７５の一方又は両方が割愛されてもよいこと、又は他の部品を取り付けるための他の凹部が形成されていてもよいことが想定される。左側壁２０６に画定されたアクセスポートは、サイドパネル１８４によって閉じられる。
エンクロージャ１１０のポートの数、形状、大きさ、位置及び構成は、本出願に示したもの以外であってもよいことも理解されるべきである。エンクロージャ１１０の（空気、滅菌剤、及び同種のものなどのための）入口及び出口の数、形状、大きさ、位置及び構成は、本出願に示したもの以外であってもよいことも理解されるべきである。
エンクロージャ１１０は、エンクロージャ１１０とアイソレータ１２０との間、又は、細胞の自動化された加工のためにエンクロージャ１１０に接続されることがあるインキュベータ、遠心分離機、冷凍器、貯蔵キャビネット、及び同種のものなどの他の加工設備との間で物体（試料、試薬容器、試料用容器、他の実験器具、及び同種のもの）を移送する場合を除いて概ね密閉されたままである。エンクロージャ１１０とこれらの他の加工設備との間の接続は密閉接続であり、エンクロージャ１１０は加工設備の内部に対して陽圧に維持されて、加工設備からエンクロージャ１１０の中に汚染物粒子が入って来るのを低減する。
適正製造基準（ＧＭＰ）ガイドラインに適合するために、エンクロージャ１１０は滅菌された／無菌の環境であると概ね考えられ、クラス１０のクリーンルーム（１立方フィートあたり０．５ミクロン以上の大きさの粒子が１０個未満）に維持される。「滅菌された」及び「無菌の」という用語は本明細書において交換可能に使用されて、微生物的に滅菌された、すなわち、エンドトキシン、マイコプラズマ、細菌などの微生物によって、又はウイルスなどの他の感染性物質によって汚染されていないことを意味する。したがって、エンクロージャ１１０は無菌に及び微生物がいないように設計されること、及び、これは、エンドトキシン、マイコプラズマなどの微生物汚染について試験し、測定するシステムでのアッセイ及びプロセス、並びに直接的な微生物検出アッセイによって判定されて、試料／バッチが汚染されていないことを確実にすることが理解されるべきである。
「適正製造基準（ＧＭＰ）」という用語は、臨床使用のための製造物の安全性及び有効性を確実にするために米国食品医薬品庁（ＦＤＡ）及び欧州医薬品庁（ＥＭＥＡ）などの政府規制機関によって確立された医薬品についての規制を指すために使用される。本明細書で使用される場合、「ＧＭＰ条件下」という用語は、適正製造基準（ＧＭＰ）のガイドライン又は規制を満たす条件下、すなわち、最終製造物が臨床使用のために出荷できることを意味する。なお、ＧＭＰ規制及び推奨されるガイドラインは国によって異なることがあるが、一般に、品質管理及び品質保証プログラムを含めて、医薬品又は細胞製造物を製造するためのＧＭＰ製造施設における厳格な管理を必要とする。そのような施設は、典型的に、２つの大きさ（≧０．５μｍ、≧５μｍ）の粒子の数に基づく空気純度に応じて４つのクラス（ＡＤ）に分類されるか、又は臨床検査改善修正法案（ＣＬＩＡ）の規制による「クリーンルーム」を必要とし；温度、湿度、及び圧力などの他のパラメーターが、粒子生成及び微生物増殖に対するそれらの潜在的影響力のために、多くの場合に考慮及び監視され；交差汚染を最小化するために材料及び職員の流れが分離され、且つ一方向とされており；全ての活動の文書化が必要である、などである。細胞療法製造物についてのＧＭＰ規制は、概して、以下の少なくとも一部を含む：前臨床の安全性及び有効性の記録付け文書化；ドナーにとって感染性又は遺伝子疾患の伝染のリスクがないこと；レシピエントにとって細胞又は試料加工の汚染又は他の悪影響のリスクがないこと；製造物を形成する細胞の種類及びそれらの正確な純度及び分化能力の具体的且つ詳細な決定；及び製造物のｉｎ ｖｉｖｏでの安全性及び有効性。
図３Ｃに最もよく見ることができるように、エンクロージャ１１０は長方形フレーム１４０上に支持されており、長方形フレーム１４０は、上水平フレーム部材によって形成された上部分１４２と、下水平フレーム部材によって形成された下部分１４４とを有する。フレーム１４０は、上水平フレーム部材１４２と下水平フレーム部材１４４との間に延びる鉛直フレーム部材１４３を備える。下部分１４４はホイール上に支持されて、フレーム１４０の再配置を促進するが、ホイールを割愛してもよいことが想定される。下部分１４４は、以下に記載するように、ＡＣＰＳ１００の他の部品を支持する。図１Ａ～１Ｃに示すような一部の実施では、上部分１４２は鉛直フレーム部材１４３によって床に支持され、下部分１４４及びホイールは割愛されている。
遠心分離機１５０、インキュベータ１５２、冷凍器１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６は、下部分１４４に支持される。遠心分離機１５０はその上部分にアクセスポートを有し、遠心分離機１５０のアクセスポート（符号を付していない）が下の底壁２１２の対応する遠心分離機アクセスポート１７０と位置合わせされるように下部分１４４に支持される。したがって、遠心分離機１５０の内側の空間は、エンクロージャ１１０の底壁２１２の位置合わせされたアクセスポート及び遠心分離機１５０の上部分を介してエンクロージャ１１０の内側からアクセス可能である。同様に、インキュベータ１５２、冷凍器１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６のそれぞれは、それらの各々の上壁に画定されたアクセスポートを有する。インキュベータ１５２、冷凍器１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６はそれぞれ、それらの各々のアクセスポートをエンクロージャ１１０の底壁２１２の対応するアクセスポートと位置合わせするように下部分１４４に支持される。下部分１４４を割愛してもよいこと、及び、遠心分離機１５０、インキュベータ１５２、冷凍器１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６の１つ又は複数をエンクロージャ１１０を支持する上部分１４２の下の部屋の床に置いてもよいことが想定される。遠心分離機１５０、インキュベータ１５２、冷凍器１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６の１つ又は複数を底壁２１２以外のエンクロージャ１１０の壁に接続してもよいことも想定される。例えば、エンクロージャ１１０の側壁は、遠心分離機１５０、インキュベータ１５２、冷凍器１５４、及び廃棄物レセプタクル１５６の１つ又は複数への接続のためのアクセスポート（サイドパネル１８４によって覆われたアクセスポートなど）を有してもよい。
ＢＳＣ１３０の壁に取り付けられたパネル２２６は、エンクロージャ１１０の圧力及び他の環境上の特徴のためのディスプレイ、及び、ライトスイッチ、空気入口２２２に付随する羽根車、エンクロージャ１１０の滅菌の間に使用される他の混合ファン、及び同種のものなどのエンクロージャ１１０の内側の様々な要素（これらは、ＡＣＰＳ１００のルーチンの作動中に制御ユニット１０００によって自動的に制御される）のためのマニュアルオーバーライドスイッチを備える。
エンクロージャ１１０は、以下に記載するようなＡＣＰＳ１００の様々な部品を収容する。
アイソレータ
図１Ａ～２に関して、アイソレータ１２０は、エンクロージャ１１０の前側壁２０２の前に配される。アイソレータ１２０は、４つの側壁、上壁及び下壁によって画定された概ね長方形のチャンバである。後側壁は、エンクロージャ１１０のアイソレータアクセスポート２２０に接続されたエンクロージャアクセスポート２４０を有する。アイソレータ１２０とエンクロージャ１１０との間に密閉接続を形成するためにエンクロージャアクセスポート２４０の周囲にガスケット（図示せず）が備え付けられる。エンクロージャアクセスポート２２０及びアイソレータアクセスポート２２０は、アイソレータ１２０とエンクロージャ１１０との間で物体（化学的供給品、実験器具、組織試料、及び同種のものなど）を引き渡すために開かれるゲートによって選択的に覆われている。ゲートは、アイソレータ１２０をエンクロージャ１１０に接続するポート２２０、２４０の開閉を制御するための制御ユニット１０００に接続された自動化されたゲートである。
アイソレータ１２０の前壁は、ヒンジ連結されたウインドウ２４３（図示した実施では上縁部でヒンジ連結されている）の形態であり、例えば洗浄及び維持のためにアイソレータ１２０の内部空間にアクセスするために開けることができる。図示した実施では、前壁２４３は強化ガラスから作られているが、それは任意の好適な材料から作られていてもよい。前壁が固定され、内部にアクセスするために開くことができないものであってもよいことが想定される。アイソレータ１２０の内部の環境上の分離及び無菌性を維持しながらアイソレータ１２０の内側に置かれた物体を人間使用者が操作できるように、４つのグローブポート２４２（図では明瞭性のためにグローブは除去されている）が前壁２４３に設けられている。図示した実施では、アイソレータ１２０とエンクロージャ１１０との間の物体の引き渡しは、自動化された移送トレイ３２２を介して行われる（図３Ｂ）。移送トレイ３２２がポート２２０、２４０を通じてアイソレータ１２０の中に延びている場合、人間操作者はグローブポート２４２を使用して移送トレイ３２２とアイソレータ１２０との間で物体を動かす。移送トレイ３２２とアイソレータ１２０及び／又はＢＳＣ１３０との間で物体を動かすためにロボットモジュールがアイソレータに設けられていてもよいことが想定される。移送トレイ３２２は、電気的に作動される代わりに又はそれに加えて手動で作動されてもよいことも想定される。アイソレータ１２０とエンクロージャ１１０との間の物体の引き渡しは、完全に手動で行われてもよいこと、すなわち、人間操作者がグローブポート２４２を使用して、移送トレイ３２２の使用を伴って又は伴わずにポート２２０、２４０を通じて物体を移送してもよいことも想定される。
ＢＳＣ１３０に接続するためにＢＳＣ接続ポート２４４がアイソレータ１２０の右側壁に画定されている。ポート２４４にわたって延びる密閉されたドア（図示せず）を開いて、ＢＳＣ１３０とアイソレータ１２０との間の物体の引き渡しを可能とすることができる。ＢＳＣ接続ポート２４４が開いている時にエンクロージャアクセスポート２４０が閉じている、及びその逆であることを確実にするためにインターロック機構が設けられる。
アイソレータ１２０は、アイソレータ１２０を通じたＨＥＰＡフィルタを通った空気の循環を維持するために、ＨＥＰＡエアフィルタを備えた２つの空気入口２４６と、空気出口２４８とを有する。アイソレータ１２０から空気及び滅菌剤を除去するために滅菌剤出口２３４もまたアイソレータの上壁に設けられる。したがって、エンクロージャ１１０の滅菌中にエンクロージャ接続ポート２４０を開いたままとすることによって、エンクロージャ１１０に接続された滅菌ユニット（例えば、滅菌ユニット５５０）を介してアイソレータ１２０を滅菌することができる。滅菌剤出口２３４は、流体管を取り付けられるように構成されており、流体管は、アイソレータ１２０から滅菌剤蒸気、気体又は空気を除去するためのポンプに繋がっている。アイソレータ１２０を通じた空気及び／又は滅菌剤の最適な循環を維持するために羽根車ファン（図示せず）もまたアイソレータ１２０に設けられる。アイソレータ１２０は、ＢＳＣ１３０に対して陽圧の空気に及びエンクロージャ１１０に対して陰圧に維持されるため、接続ポート２２０、２４０が開いている時に空気がエンクロージャ１１０を出てアイソレータ１２０に流れ、それによって、外側からエンクロージャ１１０に入ってくる粒子による汚染の可能性が低減される。空気入口２４６及び出口２４８の数及び構成は、本出願に示したものとは異なる構成であってもよいことが想定される。アイソレータは、試薬及び他の培地容器を貯蔵するための冷却器１６０に接続するためのアクセスポート２４５（図２に図式的に示されている）を右側壁に有する。
アイソレータ１２０は、エンクロージャ１１０の中に引き渡す前により大きい容器からより小さい容器に試料及び他の物体を移すために使用される。一部の実施では、エンクロージャ１１０の中に引き渡す前にアイソレータ１２０において物体の外部保護包装を除去してもよい。一部の実施では、アイソレータ１２０は、１つ又は複数の試薬容器を収容してもよい。
一部の実施では、アイソレータ１２０は、例えば過酸化水素を用いて、アイソレータ１２０を滅菌するための自動化された滅菌システム（図２に図式的に示されるシステム５５０など）を有する。
生物学的安全キャビネット（ＢＳＣ）
図１Ａ～２に関して、これもまた４つの側壁、上壁及び下壁によって画定された概ね長方形のチャンバの形態であるＢＳＣ１３０が、アイソレータ１２０の右側に配されている。ＢＳＣ１３０は、その左側壁に画定され、且つアイソレータ１２０のＢＳＣ接続ポート２４４に接続されたアイソレータ接続ポート２６０を有する。ＢＳＣ１３０の前壁にあるアクセスポート２６２は、ＡＣＰＳ１００の中及び外に物体を移送するために人間及び／又はロボット操作者によって使用される。アクセスポート２６２はスライディングゲート２６３によって覆われ、スライディングゲート２６３は、それを通じて物体を移送するために開いている。図示した実施では、スライディングゲート２６３は強化ガラスから作られているが、それは任意の好適な材料から作られていてもよい。アクセスポート２６２が開いている時にアイソレータ接続ポート２６０が閉じている、及びその逆であることを確実にするためにインターロック機構が設けられている。図２に図式的に示されるように、アイソレータ１２０とＢＳＣ１３０との間で物体を移送するために、レール１３４に取り付けられた移送トレイ１３２が使用される。図示した実施では、物体は、人間操作者によって移送トレイ１３２上に置かれることができ、且つ移送トレイ１３２を手動で作動させてアイソレータ１２０とＢＳＣ１３０との間で移送トレイ１３２を動かすことができる。しかしながら、移送トレイ１３２を電気的に作動してもよいこと、及び、ＢＳＣ１３０の中に及び／又はアイソレータ１２０の中に設けられたロボットアームによってロボットによって物体を移送トレイ１３２に又は移送トレイ１３２から動かしてもよいことが想定される。
ＢＳＣ１３０は、ＢＳＣ１３０を通じたＨＥＰＡフィルタを通った空気の循環を維持するために、ＨＥＰＡエアフィルタで覆われた空気入口２６６と、空気出口２６８とを有する。空気入口２６６及び出口２６８の数及び構成は本出願に示したものとは異なっていてもよいことが想定される。場合によっては、羽根車ファンをＢＳＣ１３０の中に設けてＢＳＣ１３０を通じた空気循環を維持することができる。ＢＳＣ１３０は、システム１００を収容する部屋の周囲空気に対して陽圧の空気に及びアイソレータ１２０に対して陰圧に維持されるため、接続ポート２４４、２６０が開いている時に空気がアイソレータ１２０を出てＢＳＣ１３０に流れ、それによって、外側からエンクロージャ１１０に入ってくる粒子による汚染の可能性が低減される。図示した実施では、ＢＳＣ１３０は、クラス１００のクリーンルーム環境（１立方フィートあたり０．５ミクロン以上の大きさの粒子が１００個未満）に維持される。しかしながら、ＢＳＣ１３０は、より高い又はより低いレベルのクリーンルーム環境に維持されてもよいことが想定される。
ＢＳＣ１３０は、物体をアイソレータ１２０の中に、及びそれによってエンクロージャ１３０の中に引き渡す前に物体の外面（又は滅菌された物体の容器の外部包装）を手動で洗浄又は滅菌するための場所として使用される。ＢＳＣ１３０の内側に置かれた物体の外面を滅菌した後に、スライディングゲートが閉じられて前アクセスポート２６２が覆われる。次いで、ＨＥＰＡフィルタを通った空気が、予め定められた期間にわたってＢＳＣ１３０を通じて循環されて、物体をＢＳＣからアイソレータ１２０の中に引き渡すためにアイソレータ接続ポート２６０を開く前に空気中の粒子の数を低減する。
エンクロージャ１１０、アイソレータ１２０、及びＢＳＣ１３０及び／又はこれらの間の接続のいずれかの構成は、本出願に示したものとは異なっていてもよいことが想定される。例えば、エンクロージャ１１０、アイソレータ１２０、及びＢＳＣ１３０のいずれか１つ又は複数においてアクセスポートの数、寸法、位置は異なっていてもよい。例えばエンクロージャ１１０がクリーンルームの中に置かれた場合、アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０の一方又は両方が割愛されてもよいことも想定される。アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０は、物体をエンクロージャ１１０に導入するために又は物体をエンクロージャ１１０から取り出すために滅菌された又は無菌の材料をトレイ３２２（又は別の輸送システム）上に置くロボットシステムによって置き換えられてもよいことがさらに想定される。
エンクロージャ１１０とアイソレータ１２０、アイソレータ１２０とＢＳＣ１３０、及びＢＳＣ１３０と外部環境を接続する全ての接続ポート２２０、２４０、２４４、２６０、２６２が開いている場合、アイソレータ１２０に対するエンクロージャ１１０の中の陽圧、ＢＳＣ１３０に対するアイソレータ１２０の中の陽圧、部屋又は外部環境に対するＢＳＣ１３０の中の陽圧に起因して、空気がエンクロージャ１１０からアイソレータ１２０へ、アイソレータ１２０からＢＳＣ１３０へ、及びＢＳＣから部屋又は外部環境へと流れる。
上述したように、ＡＣＰＳ１００において、エンクロージャ１１０は、細胞加工のために必要とされる様々な設備にアクセスすることができる。
ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、遠心分離機１５０は、遠心分離機１５０の中に及び外に物体を移送するために遠心分離機の内側にロボットアームを備えたＨｅｔｔｉｃｈ（商標） Ｒｏｔａｎｔａロボット遠心分離機である。遠心分離機１５０は、試料がその中に搭載されている及びその中から取り出されている間に遠心分離機１５０の密閉された内部チャンバがエンクロージャ１１０の内側の空間に対して開いているのを除いて、通常、エンクロージャ１１０から密閉されている。遠心分離機１５０の内部チャンバは、エンクロージャ１１０に対してわずかに陰圧に維持される。遠心分離機１５０はデッキ９１０（以下にさらに詳細に記載する）の下に備え付けられるため、遠心分離機１５０によって生成された粒子は、エンクロージャ１１０との間のアクセスポート１７０が開いている時にエンクロージャ１１０に入らない。ＧＭＰ規制に適合するために所望により細胞加工の間の異なるステップを追跡するために、遠心分離機１５０に入ってくる及び出て行く容器の同一性を検証及び記録するためのバーコードリーダ又は他のデバイスが遠心分離機１５０に付随してもよい。制御ユニット１０００は、自動化された細胞加工のために遠心分離機１５０に通信可能に連結されている。
ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、インキュベータ１５２は、インキュベータ１５２の中に及び外に物体を移送するためにインキュベータの内側にロボットアームを備えたＬｉｃｏｎｉｃ（商標） ＳＴＲ２４０である。インキュベータ１５２はエンクロージャ１１０から密閉され、エンクロージャ１１０に対してわずかに陰圧に維持されるため、インキュベータ１５２によって生成された粒子は、エンクロージャ１１０との間のアクセスポート１７２が開いている時にエンクロージャ１１０に入らない。一部の実施では、インキュベータ１５２は、汚染を防止するように構築されている（例えば、銅合金から完全に構築されたチャンバ、ＨＥＰＡフィルタ、インキュベータの内側の水受皿の代わりに滅菌水蒸気生成器、及び同種のものなどの特徴を含む）。インキュベータ１５２は、インキュベータ１５２の内部の汚染除去のための自動化されたインキュベータ滅菌ユニット５５２に接続されている。自動化されたインキュベータ滅菌ユニット５５２は、インキュベータ１５２に隣接して配され、フレーム１４０の下部分１４４に支持される。自動化されたインキュベータ滅菌ユニット５５２は、以下にさらに詳細に説明される。細胞が二次的なインキュベータ中又はエンクロージャ１１０中にある間に、例えばＣｌＯ２ガスを使用して、インキュベータ１５２を独立して滅菌することができる。インキュベータ１５２はまた、ＧＭＰ規制に適合するために所望により細胞加工の間の異なるステップを追跡するためにインキュベータ１５２に入ってくる及び出て行く容器の同一性を検証及び記録するためのバーコードリーダも有する。制御ユニット１０００は、自動化された細胞加工のためにインキュベータ１５２に、及びインキュベータ１５２の滅菌のために自動化されたインキュベータ滅菌ユニット５５２に通信可能に連結されている。
ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、冷凍器１５４は、冷凍器１５４の中に及び外に物体を移送するためのリフト１５５（図９）を備えたＬｉｃｏｎｉｃ（商標） ＳＴＲ ４４である。冷凍器１５４はまた、ＧＭＰ規制に適合するために所望により細胞加工の間の異なるステップを追跡するために冷凍器１５４に入ってくる及び出て行く容器の同一性を検証及び記録するためのバーコードリーダも有する。制御ユニット１０００は、自動化された細胞加工のために冷凍器１５４に通信可能に連結されている。図示した実施では、冷凍器１５４は、冷凍器１５４からエンクロージャ１１０を密封するために閉めることができる１つのドアの代わりにダブルドア（ダブルドアの１つのドア２７０を図３Ｃに示している）を備える。ドア２７０は、追加の絶縁を提供するために絶縁ドアであり、エンクロージャ１１０の滅菌の間に自動的に閉まって、冷凍器ドアが絶縁ドアを欠いていれば周囲温度よりも冷たくなるであろう冷凍器ドアの辺りのある特定の滅菌剤（例えば、過酸化水素蒸気）の凝縮を防止する。絶縁ドア２７０は、エンクロージャ１１０の底壁２１２の上面に取り付けられたスライド式ドアである。絶縁ドア２７０は、電動アクチュエータによって作動され、電動アクチュエータは、制御ユニット１０００に接続され、それによって滅菌手順の間に絶縁ドア２７０を閉じるために制御ユニット１０００によって制御される。
ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、冷却器１６０は４℃に維持され、試薬容器を貯蔵するために使用される。冷却器１６０の内部は、アイソレータ１２０の右側にあるアクセスポートを通じてアイソレータ１２０を介してアクセス可能である。試薬容器は、人間操作者によって冷却器１６０の中に置かれ、アイソレータ１２０を通ってエンクロージャ１１０の中の培地注入ステーション４２０へと延びた培地注入ラインに接続されている。冷却器１６０は、上記の冷凍器１５４に類似した絶縁ドアを備えたダブルドアを備えてもよいことが想定される。
一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、細胞加工が完了した後に容器を貯蔵するためのロボット式の凍結貯蔵ユニット１６２（図２に図式的に示されている）を備える。図示した実施では、凍結貯蔵ユニット１６２は、Ａｓｋｉｏｎ（商標） Ｃ－ｌｉｎｅシステム凍結貯蔵ユニットである。凍結貯蔵ユニット１６２は、上記の冷凍器１５４又は遠心分離機１５０のものに類似した密閉接続によってエンクロージャ１１０に接続されている。凍結貯蔵ユニット１６２は、人間操作者による操作なしで容器を自動的に貯蔵し、且つ、凍結貯蔵ユニット１６２からエンクロージャ１１０の中に取り出すことを可能にするそれ自体のロボットシステム（例えば、ロボットアームなど）を有してもよい。
エンクロージャの内側のＡＣＰＳの部品
図２、３Ａ、３Ｂ及び４に関して、エンクロージャ１１０の内側に、ＡＣＰＳ１００は、貯蔵エリア３００、試料調製及び加工エリア４００、品質管理エリア５００、回収エリア９００、及びロボットモジュール６００、７００及び８００、８２０を有する。
ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、貯蔵エリア３００は、アイソレータ接続ポート２２０の後ろにエンクロージャ１１０の前壁に近接して位置しており、且つロボットモジュール７００は貯蔵エリア３００の後ろに配されている。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、細胞加工エリア４００はロボットモジュール７００の後ろに位置しており、ロボットモジュール６００は、エンクロージャ１１０の右側壁に近接して細胞加工エリア４００の右側に配されており、且つロボットモジュール８００、８２０は細胞加工エリア４００の上に配されている。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、回収エリア９００は細胞加工エリア４００の左側に配されており、且つ品質管理エリア５００は回収エリア９００の左側に配されている。一部の実施では、品質管理エリア５００はまた、回収エリア９００及び細胞加工エリア４００よりも鉛直方向に高く配される。
概して、貯蔵エリア３００は複数の貯蔵モジュールを備え、加工エリア４００は複数の細胞加工モジュールを備え、回収エリア９００は１つ又は複数の回収モジュールを備え、且つ品質管理エリア５００は１つ又は複数の品質管理モジュールを備える。一部のモジュールは、細胞加工、回収及び品質管理の１つ又は複数に関する機能を行ってもよく、したがってこれらのモジュールを１つより多くの種類のモジュール（例えば、細胞加工モジュール及び回収モジュール）と考えてもよい。例えば、傾斜モジュールなどの特定の加工ステーションを、以下に記載するように回収のために使用してもよい。さらに、エリア（貯蔵エリア３００、加工エリア４００、品質管理エリア５００及び回収エリア９００）のいずれか１つ又は複数を分割して、物理的に離れた場所に配置してもよい。図２に図示した実施では、試料調製及び加工エリアは同じ場所に示されているが、それらを物理的に離れた場所に配置してもよい。同様に、上記エリアの任意の組合せを同じ場所に重ね合わせてもよいし、又は物理的に離れた場所に配置してもよい。
ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、ロボットモジュール７００は、貯蔵エリア３００、細胞加工エリア４００、及び品質管理エリア５００にアクセスする。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、ロボットモジュール６００は、細胞加工エリア４００の右部分及び遠心分離機１５０にアクセスする。しかしながら、エンクロージャ１１０内の様々な部品、エリア及びモジュールの相対位置は本出願に示したものとは異なっていてもよいことが想定される。
ＡＣＰＳ１００は、トレイ、フラスコ、ボトル、チューブ及びバイアルなどの様々な種類の細胞加工容器３１４をロボット操作するように構成されている。トレイの例としては、図２９Ｂに示すＯｍｎｉ（商標）トレイなどの細胞加工トレイ３４４、図３１Ａ～３１Ｄに示す細胞加工トレイ３４４’、図２９Ａに示すＰｅｔａｋａ（商標）トレイなどの輸送トレイ３４０、及び同種のものが挙げられる。チューブの例としては、遠心チューブ３４６（例えば、図２９Ｄに示すＦａｌｃｏｎ（商標）チューブ）、貯蔵チューブ８８４（例えば、図２９Ｃに示すようなＭｉｃｒｏｎｉｃ（商標）チューブ）、及び同種のものが挙げられる。貯蔵チューブ８８４はまた、バイアル８８４、又は極低温条件での貯蔵及び輸送のために使用される場合にはクライオバイアル８８４とも本明細書中で称される。フラスコの例としては、スピナーフラスコ（図示せず）、図２０Ａに示す多層フラスコ３５０（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ（商標） Ｍｉｌｌｉｃｅｌｌ ＨＹ ３層細胞培養フラスコＴ－６００）、及び同種のものが挙げられる。細胞加工ボトルの例としては、ローラーボトル（図示せず）及び同種のものが挙げられる。上記の例は限定を意図するものではなく、本明細書で使用される細胞加工容器３１４という用語は、バッチの貯蔵、処理、増殖及び輸送のために使用されることが公知である任意の種類の容器を包含してよいことが理解されるべきである。ＡＣＰＳ１００はまた、図１６に示す試薬ボトル８３６などの様々な種類の試薬容器をロボット操作するようにも構成されている。
図４及び図５に最もよく見ることができるように、貯蔵エリア３００は、左貯蔵モジュール３１０、中央貯蔵モジュール３２０、及び右貯蔵モジュール３３０を備える。
図示した例示的な積み重ねの構成では、左貯蔵モジュール３１０は、図６に最もよく見ることができるように、細胞を加工するために使用される容器用のキャリア３１２のスタックを保持する。左貯蔵モジュールは、キャリア３１２の９×３のアレイを備え、各キャリア３１２は、８つの細胞加工トレイ３４４、３４４’を保持することができる（図２９Ｂ）。積み重ね可能なキャリア３１２は、複数の細胞加工トレイ３４４を一緒に動かし、貯蔵することを可能とする。ＡＣＰＳ１００はまた、－１００℃～＋１００℃より低い温度で貯蔵し、又は該温度に供し、且つ必要に応じて暗闇に保つための細胞加工容器３１４及び試薬ボトル８３６などの試薬容器も提供する。
図示した例示的な積み重ねの構成では、右貯蔵モジュール３３０は、図６に最もよく見ることができるように、細胞加工用の実験器具を保持するように構成されている。右貯蔵モジュール３３０は、実験器具を貯蔵するための５つの棚３３２を備え、各棚は、実験器具を保持するための５つの別々のポジション３３４又はトレイ３３４を有する。右貯蔵モジュール３３０の棚３３２に貯蔵された実験器具は、ランダムアクセスの様式でアクセスする（棚から取り出す又はその上に置く）ことができる。異なる高さの実験器具の貯蔵を提供するために、右貯蔵モジュール３３０の連続する棚３３２の間の鉛直方向の間隔は均一でない。
図４、５、８Ａ及び８Ｂに最もよく見ることができる例示的な積み重ねの構成では、中央貯蔵モジュール３２０は、伸縮性ガイドレール３２４の１つの端部に取り付けられた４つの移送トレイ３２２を備える。移送トレイ３２２は、移送トレイ３２２の上面に物体（細胞加工トレイ、他の実験器具、化学試薬容器、及び同種のもの）を支持するように構成されている。移送トレイ３２２は、それらの「ホーム」ポジションにある時にアイソレータ接続ポート２２０のすぐ後ろに位置し、伸縮性ガイドレール３２４を延ばすことによってアイソレータ１２０の中に動かすことができる。移送トレイ３２２をアイソレータ１２０の中に搭載し、又は取り出すことができる。図示した実施では、移送トレイ３２２は、ユーザーがグローブポートの中に腕を伸ばすことによって手動でアイソレータ１２０の中に引き入れられる。或いは、ケーブル及び滑車システム（図示せず）によりガイドレール３２４を延ばすことによってガイドレール３２４を手動で作動させ、それによって移送トレイ３２２を前後に動かしてもよい。各ガイドレール３２４の外端部（エンクロージャ１１０の中及び外に延びる端部）は、アパーチャを有するブラケット３２６を備え、フックによる外端部の把持、又は、ガイドレール３２４を引っ張り出し、エンクロージャ１１０の中にガイドレールを押し出すための別の実施による外端部の把持を促進する。ガイドレール３２４の内端部は、磁石３２８及びポジティブストップレールを有する壁の前に配され、ガイドレール３２４が完全に引っ込められ、且つ移送トレイ３２２がその「ホーム」ポジションにある時に検出を行う。移送トレイ３２２がそのホームポジションにある（ガイドレール３２４が完全に引っ込められている）時に緑色ＬＥＤ３２５を点灯するために、及び、移送トレイ３２２がそのホームポジションから外れた（ガイドレール３２４が延びている又は不適切な位置にある）時に赤色ＬＥＤ３２７を点灯するために、磁石に接続されたスイッチ３２９（図示した実施では、調整可能なポジションの単極双投）が使用される。エンクロージャ１１０の内側でホームポジションに配された時、移送トレイ３２２は、ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５によってアクセスすることができる。
図示した実施では、移送トレイ３２２は、エンクロージャ１１０の中でホームポジションから４００ｍｍの距離だけアイソレータ１２０の中に延びることができる。移送トレイ３２２は、トレイ３２２の中に置かれた物体を操作するためのロボットアームのグリッパ部材に充分な隙間を提供するために、１２５ｍｍの距離だけ隣りの移送トレイから離して配されるように載せられる。
貯蔵エリア３００は異なって構成されてもよいこと、及び本出願に示すものとは異なる種類の貯蔵モジュールを備えてもよいことが理解されるべきである。
エンクロージャ１１０は、高くなったプラットフォーム９１０を備え、以下ではこれをデッキ９１０と称する。試料調製及び加工エリア４００及び回収エリア９００は、通常、デッキ９１０上に設けられる。デッキ９１０は、様々な試料調製及び加工モジュール及び回収モジュールを備え、これらをこれより図４～３１Ｄを参照して説明する。
デッキ９１０は、類似のフットプリントを有する複数のステーションをその上に有するモジュール式で構築される。図示した実施では、ステーションは、ＳＢＳ規格フォーマットに適合するフットプリントを有する物体のために構成されている。例えば、ステーションの一部は、ＳＢＳのフットプリントを有する物体を受け入れるためのスロットを画定するトレイ４０４（図９～１１Ａ）を有する。デッキ９１０はまた、ＳＢＳのフォーマットではない物体のためのステーションも備える。デッキ９１０のステーションの一部又は全てを異なるフォーマットのために構成してもよいこと、及び／又は、デッキ９１０を本出願に示すものとは異なって構成してもよいことが想定される。
バイアル、チューブ、試薬容器、及び同種のものなどの異なる種類の容器のための多数のホルダが、デッキ９１０上の様々なステーションに配置される。一例としては、遠心チューブステーションは、遠心チューブ３４６（例えば、ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、Ｆａｌｃｏｎ（商標）遠心チューブ）用の遠心チューブホルダ４１０（図４、５及び７）を備える。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、遠心チューブホルダ４１０を有する遠心チューブステーションは、遠心分離機アクセスポート１７０の近くのデッキ９１０の右側に位置している。各遠心チューブホルダ４１０は、複数のレセプタクルを有する本体部を有し、各レセプタクルは、その中に遠心チューブ３４６を受け入れるように構成されている。ホルダ４１０の基部は、ＳＢＳフォーマットのスロットに補完的な形状となっている。隣り合うレセプタクル間の間隔を充分に大きくして隙間を許容し、それにより、例えば遠心チューブを遠心分離機１５０の中に入れるために、チューブグリッパを有するロボットアームによって遠心チューブ３４６を操作できるように、ホルダ４１０は構成されている。さらなる例として、図９に関して、ピペットチップを保持するピペットチップホルダ４１８及びバイアル８８４を保持するバイアルホルダ４５２（図１４）がデッキ９１０の他のステーションに見られる。ホルダ（例えば、ホルダ４１８、４５２）は、蓋、例えば図７に見ることができるようなピペットチップホルダ４１８用の蓋４１９も備える。別の例としては、図９及び図１６に最もよく見られるように、デッキ９１０は試薬容器ステーションを備え、試薬容器ステーションは、ボトル８３６の形態の２つの試薬容器のための試薬容器ホルダ４１６、及び、試薬容器キャップ８３８が試薬容器８３６から取り外される時に２つのキャップ８３８を保持するための試薬ボトルキャップホルダ４１７を有する。
デッキ９１０は、遠心チューブなどの容器からキャップを取り外すように構成された数個のデキャッピングモジュールを備える。
図４及び図１６Ｂに関して、ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、４つの遠心チューブデキャッピングモジュール４１２が遠心チューブホルダ４１０の左側に位置している。図示した実施では、遠心チューブデキャッピングモジュール４１２は、Ｈａｍｉｌｔｏｎ（商標） ＳＴＡＲ Ｌｉｑｕｉｄ Ｈａｎｄｌｅｒ Ｄｅｃａｐｐｅｒ Ｍｏｄｕｌｅである。各遠心チューブデキャッピングモジュール４１２は、遠心チューブ３４６を保持し、遠心チューブ３４６のキャップ３６６がロボット式のデキャッピンググリッパ８３０（以下に記載する）によってねじを回して完全に抜かれる前にキャップ３６６を緩めるように構成されている。各遠心チューブデキャッピングモジュール４１２は、遠心チューブ３４６を受け入れるための概ね円筒形のレセプタクルを画定する本体部を有する。３つのグリッパホイールがレセプタクルの中に延びて、遠心チューブ３４６のキャップ３６６を緩める又は締めるために配されたチューブ３４６のキャップ３６６に選択的に篏合する。緩められると、遠心チューブ３４６のキャップ３６６は、デキャッピンググリッパ（例えば、以下にさらに詳細に説明するデキャッピンググリッパ８３０）によってねじを回して完全に抜かれ、遠心チューブ３４６から取り外されることができる。デキャッピンググリッパは、キャップ３６６を把持して回転させ、且つ鉛直方向（Ｚ方向）にキャップ３６６を動かして、デキャッピングモジュール４１２に保持された遠心チューブ３４６からキャップ３６６を分離させることができる。デキャッピンググリッパ８３０はまた、遠心チューブ３４６に再びキャップ３６６を嵌めることもできる。図示した実施では、遠心チューブデキャッピングモジュール４１２はまた、レセプタクルの中のチューブの存在を検出するためにレセプタクルの底部にチューブ存在センサも備える。制御ユニット１０００は、遠心チューブ３４６のキャップの取り外し操作を制御するためにチューブ存在センサに接続されている。デキャッピングモジュール４１２は、遠心チューブ３４６以外のチューブ及び容器のキャップを保持し、且つ緩めるように構成されていてもよいことが想定される。ＡＣＰＳ１００は、本出願に示したもの以外の種類のデキャッピングモジュール４１２を備えてもよいことが想定される。
上述したように、ＡＣＰＳ１００はまた、遠心３４６チューブ、及び試薬ボトル８３６などの他の容器のキャップ３６６を（それぞれねじを回して抜く及び再び嵌めることによって）外す又は再び嵌めるためのデキャッピンググリッパ８３０を備えた１つ又は複数のロボットアーム８２４（図１６）も備える。図示した実施では、デキャッピンググリッパ８３０（以下にさらに詳細に説明する）は、容器からキャップ及びカバーのねじを回して抜き、且つデッキ９１０にわたって容器を動かす。図示した実施では、各デキャッピンググリッパ８３０には、キャップを取り外されている又は再び嵌められている遠心チューブ３４６などの容器の特定用ラベルを読み取るためのバーコードスキャナ（図示せず）も付随している。バーコードスキャナは、スキャンした情報を制御ユニット１０００に提供するために制御ユニット１０００に接続されている。
別のデキャッピングモジュール４１４（図示した実施では、Ｈａｍｉｌｔｏｎ（商標） Ｌａｂｅｌｉｔｅ Ｉ．Ｄ． Ｄｅｃａｐｐｅｒ Ｐａｒｔ Ｎｏ． １９３６０８）が、バイアル８８４などのより小さいバイアルのキャップを取り外す及び再び嵌めるために品質管理エリア５００の近くのデッキ９１０の左端部に位置している。デキャッピングモジュール４１４は、細胞加工の間の追跡のためにバイアル上のバーコードを読み取るために、ユニットの底部にバーコードスキャナを備える。図３０Ｂ及び図２９Ｃに関して、バイアルホルダ４５２は、デキャッピングモジュール４１４によってバイアル８８４のキャップを抜く及び再び嵌める間にバイアル８８４を保持するように構成されている。図３０Ｂに見ることができるように、ホルダ４５２は、バイアル８８４のアレイを支持するための開口部又はレセプタクルを有するハウジングを形成する上部９４０と、ハウジングの底部を形成する金属シートの形態の底部９４２とを備えた２ピースの構築物から作られる。ホルダ４５２は、単一ピースとして構築されていてもよいことが想定される。底部９４２は開口部９４４のアレイを有し、各開口部９４４は、バーコードでタグ付けされていてもよいバイアル８８４の底部を各開口部９４４を通じて受け入れるように構成されている。したがって、バイアル８８４のバーコードは、ホルダ４５２からバイアル８８４を取り外すことなく読み取ることができる。加えて、底部９４２は、チューブ８８４の底部の近くの突起部９４６に補完的なノッチの形態の回転防止の特徴部を有する（図２９Ｃ）。底部８４２のノッチはチューブ８８４の突起部９４６に篏合して、キャップ９４８がデキャッピングモジュール４１４によってねじを回して締められている又は抜かれている間のチューブ８８４の回転を防止する。
図１３～１５に関して、ＡＣＰＳ１００はスモールチューブグリッパ８１２をさらに備え、スモールチューブグリッパ８１２は、例えばマイクロチューブのアレイ用のマイクロチューブホルダから、個々のマイクロチューブを拾い上げ、且つ拾い上げたマイクロチューブをデッキ９１０にわたって動かすように構成されている。
チューブ、ボトル、ピペット、プレートなどのための様々なホルダは、いくつもの種類のロボットアームによる普遍的な把持によってそれらを操作（輸送、キャップの取り外し及び嵌めることなど）できるように特別に設計されている。例えば、ホルダ及び容器（図３０Ａのバイアルホルダ４５２など）の一部は、２つの対向する側部に細長いノッチ４５４を備えて、ロボットアームによる把持を促進する。ノッチ４５４は、ロボットアームがホルダ又は容器を固定するのを助けて、ロボットアームからのホルダ／容器（例えば、バイアルホルダ４５２）のスリップを防止する。
多数のステーション又はホルダが特定の位置に配置されて、細胞加工の様々なステップを行っている間の効率を向上させる。例えば、細胞加工トレイ用の２つのインキュベータ移送ステーション１５３（図４）がインキュベータ１５２の近くに位置することにより、ロボットモジュール７００は、インキュベータ１５２に行くべき細胞加工容器３１４を降ろし、且つ別の細胞加工容器３１４をワンパスで拾い上げることができる。同様に、インキュベータ１５２のロボットアームは、ポート１７２を選択的に閉めるインキュベータのドアが２度ではなく１度だけ開くように、１つの細胞加工容器３１４を降ろし、且つ別の細胞加工容器３１４をワンパスで拾い上げてインキュベータ１５２に戻すことができる。ロボットモジュール７００は、第１の細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２へと運び、且つインキュベータ１５２に隣接する第１のインキュベータ移送ステーション１５３に第１の細胞加工容器３１４を置く。インキュベータ１５２の内側にあるインキュベータのロボットアーム（図示せず）は、第２の細胞加工容器３１４を、インキュベータ１５２の内側から、インキュベータ１５２に隣接する第２のインキュベータ移送ステーション１５３へと動かし、且つ第１の細胞加工容器３１４を第１のインキュベータ移送ステーション１５３から回収してそれをインキュベータ１５２の内側へと動かす。次いで、ロボットモジュール７００は、第２の細胞加工容器３１４を第２のインキュベータ移送ステーション１５３からデッキ９１０上のステーションへと運ぶ。２つのインキュベータ移送ステーション１５３がなければ、第１の細胞加工容器３１４を（ロボットモジュール７００によって）デッキ９１０からインキュベータ移送ステーション１５３へと動かした後に、ポート１７２にわたるインキュベータのドアが第１の時点で開いている時に第１のパスで（インキュベータのロボットアームによって）インキュベータ移送ステーション１５３からインキュベータ１５２の中に動かすことになる。ポート１７２にわたるインキュベータのドアが第２の時点で開いている第２のパスが必要とされることになり、第２のパスでは、第２の細胞加工容器３１４が（ロボットアームによって）インキュベータ１５２からインキュベータ移送ステーション１５３へと動かされた後に、ポート１７２にわたるインキュベータのドアが第２の時点で開いている時に第２のパスで（ロボットモジュール７００によって）インキュベータ移送ステーション１５３からデッキ９１０へと動かされることになる。図示した実施では、各インキュベータ移送ステーション１５３は、容器がステーション上に配置された時にこれを検出するためのインキュベータ移送ステーションセンサを備える。制御ユニット１０００は、インキュベータ１５２を伴う細胞加工ステップを制御するためにインキュベータ移送ステーションセンサに接続されている。
図４及び図１０Ａ～１１Ｄに関して、ＡＣＰＳ１００は、液体（例えば、細胞培養培地及び／又は他の試薬）を細胞加工容器３１４に加えるための数個のモジュールを備える。
図４、図１０Ａ及び図１１Ａに関して、数個の培地注入ステーション４２０がデッキ９１０上に設けられている。１つの実施では、培地注入ステーション４２０は、培地注入ラインを介して、冷却器１６０の内側に置かれた培地供給容器（図示せず）に接続されている。培地供給容器の中に貯蔵された培地は、培地注入ステーション４２０及び／又は培地供給容器に接続されたポンプによって培地注入ステーション４２０にポンプされる。一部の実施では、培地は、培地注入ステーションを培地供給容器に接続する培地注入ラインにおいて加熱されてもよい。図４、図１０Ａ及び図１１Ａに関して、培地注入ステーション４２０は、細胞加工容器３１４を支持するための基部４２４と、分注チップを有する可動式のロボットアーム４２２とを備える。ロボットアーム４２２は、基部４２４上に置かれた細胞加工容器３１４の中に培地を分注するために分注チップが基部４２４上に配される注入ポジションと、分注チップを基部４２４から離すように動かして細胞加工容器３１４の基部４２４上への積載及び取り外しを可能とする（図１０Ａ及び図１１Ａに見られるような）積載ポジションとの間で可動である。積載ポジションでは、分注チップ及びロボットアーム４２２は、細胞加工容器３１４の妨害されない積載及び基部４２４からの取り外しを可能とする。
一部の実施では、培地注入ステーション４２０はセンサ４２６を有し、センサ４２６は、基部４２４上の細胞加工容器３１４の存在を感知し、且つ／又は、細胞加工容器３１４の中に培地を分注する前に細胞加工容器３１４が基部４２４上に正しく配置されていることを感知する。一部の実施では、培地注入ステーション４２０は、適切な液体レベルに達した時に細胞加工容器３１４への液体の分注を中止するように基部４２４上に配置された細胞加工容器３１４中の液体のレベルを検出するための液体レベルセンサを有する。
図１０Ｃ及び図１０Ｄに関して、別の実施では、培地注入ステーション４２０’は、図１０Ｃに見ることができるように、過剰注入及びこぼれ防止特徴部を有する基部４２４’を有する。ドレン穴４２８’が基部４２４’の中央に画定され、基部４２４’の面が基部４２４’の端からドレン穴４２８’へ向かって下向きに傾斜している。ドレン穴４２８’は、流体管によって廃棄物レセプタクル１５６又は１５８に接続されている。基部４２４’の寸法は細胞加工容器３１４の寸法よりわずかに大きいため、培地注入ステーション４２０は、細胞加工容器３１４からこぼれるあらゆる液体が基部４２４’の中に落ち、基部４２４’の傾斜面によってドレン穴４２８’に導かれるように構成されている。次いで、液体はドレン穴４２８’から離れて液体廃棄物レセプタクル１５８の中へ引かれる。基部４２４’は、基部４２４’内の細胞加工容器３１４からこぼれる液体を含有するために外周の辺りに縁をさらに備えてもよい。分注チップ４２３’を基部４２４’から離すように動かして細胞加工容器３１４の基部４２４’上への積載及び取り外しを可能とする積載ポジション（図１０Ｃ）と、基部４２４’上に置かれた細胞加工容器３１４の中に培地を分注するために分注チップ４２３’が基部４２４’上に配される注入ポジション（図１０Ｄ）との間で、分注チップ４２３’は９０°回転させることができる。
図示した実施では、培地注入ステーション４２０、４２０’は、細胞加工トレイ３４４、３４４’及びフラスコ３５０の形態の細胞加工容器３１４のために構成されているが、培地注入ステーション４２０、４２０’及び／又は傾斜モジュール４３０、４３０’、４４０は、トレイ３４４、３４４’及びフラスコ３５０以外の容器３１４（例えば、スピナーフラスコ、ローラーボトル、及び同種のもの）のために構成されていてもよいことが想定される。培地注入ステーション４２０は、試薬ボトル８３６などの試薬ボトルの注入のために構成されていてもよいことも想定される。分注チップの形状は、特定の種類の分注及び噴霧パターンのために、又は特定の種類の細胞加工容器３１４又は試薬ボトル８３６のために構成されていてもよい。
試薬ボトル８３６の注入のために構成された培地注入ステーション４２０は、エンクロージャ１１０から試薬ボトル８３６を取り出すことなく、エンクロージャ１１０の外側で貯蔵された試薬供給容器から直接的に試薬ボトル８３６が再注入されることを可能とする。次いで、試薬ボトル８３６に注入された試薬は、細胞加工、細胞回収又は細胞調製の間に必要に応じてロボットピペッタ８１４によって取って細胞加工容器３１４の中に入れることができる。エンクロージャ１１０の外側で貯蔵された試薬供給容器からの試薬ボトル８３６の直接的な再注入のために構成された培地注入ステーション４２０は、再注入、廃棄物１５６への試薬ボトル８３６の処分、及び新たな試薬ボトル８３６をエンクロージャ１１０の中に導入するために試薬ボトル８３６をエンクロージャ１１０の中へ及びエンクロージャ１１０から移送する必要性を取り除き、且つ、エンクロージャ１１０の中で同じ試薬のための複数の試薬ボトル８３６を貯蔵する必要性も低減させる。
図１９に関して以下に記載するように、図示した実施のＡＣＰＳ１００では、ロボットモジュール８００の９つのロボットアーム８０４の１つ又は複数は、エンクロージャ１１０の内側又は外側（例えば、アイソレータ１２０の中又はアイソレータ１２０に接続された冷却器１６０の中）で貯蔵された試薬供給容器に蠕動運動ポンプを介して直接的に接続された連続フローの試薬分注器８１８となるように構成されている。試薬分注器８１８は、中止して、分注される流体をピペットチップに再注入する必要なく連続的により大容量の流体を分注するように働く。したがって、試薬分注器８１８は、エンクロージャ１１０の外側で貯蔵された試薬供給容器から試薬ボトル８３６を直接的に再注入するためにも使用することができる。
エンクロージャ１１０の外側で貯蔵された試薬供給容器からの試薬ボトル８３６の直接的な再注入のために構成された培地注入ステーション４２０及び試薬分注器８１８は、再注入のために試薬ボトル８３６をエンクロージャ１１０へ及びエンクロージャ１１０から移送する必要性を取り除き、且つ、エンクロージャ１１０の中で同じ試薬のための複数の試薬ボトル８３６を貯蔵する必要性も低減する。
そこから培地が培地注入ステーション４２０及び／又は他の分注器（ロボット分注器８１８など）に直接的にポンプされるアイソレータ１２０及び／又は冷却器１６０に貯蔵された容器は、制御ユニット１０００に接続されて、容器中の液体レベルを検出するように構成された液体レベルセンサに提供されてもよいことが想定される。例えば、液体レベルセンサは、液体レベルが閾値レベルよりも低い時にこれを検出し、制御ユニット１０００に容器の交換を警告するように制御ユニットに信号を送信するように構成されていてもよい。これらの容器もエンクロージャ１１０の中に貯蔵できることが想定される。
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１Ａ～１１Ｃに関して、ＡＣＰＳ１００は、細胞加工容器３１４からの既存の細胞培養培地の効果的な除去を促進するために数個の傾斜モジュール４３０’、４４０及び磁気分離モジュール４３０を備える。傾斜モジュール４３０、４３０’及び４４０はまた、細胞培養培地又は他の溶液（例えば、トリプシン）を細胞加工容器３１４の中に加える又は除去するために細胞加工容器３１４を傾斜ポジションに保持するためにも働く。
例えば、図１１Ａ～１１Ｄは、輸送トレイ３４０のために構成された傾斜モジュール４４０を示す。輸送トレイ３４０の上面は、ゴムインサート３４２（図２９Ａに最もよく見られる）によって密閉されたアパーチャを１つの角の近くに有し、ゴムインサート３４２は、培地又は細胞培養物を輸送トレイ３４０の中に注入するために特定の角度で貫通している必要がある。傾斜モジュール４４０は、エンクロージャ１１０の（水平な底壁２１２に対して垂直な）鉛直方向に動くチップが、インサート３４２を貫通するために所望の角度で輸送トレイ３４０と接触するように輸送トレイ３４０を傾斜させる。輸送トレイ３４０の傾斜は、鉛直及び水平方向に動くように構成されたロボットモジュールの改良なしで細胞培養物を輸送トレイ３４０に効果的に注入することを可能とする。傾斜モジュール４４０は、基部４４２と、支点に対して旋回可能であるように基部４４２に接続されたピボットプレート４４４と、輸送トレイ３４０の内容物が傾斜している間に及びインサート３４２を通じて挿入されたチップが取り外される時に、輸送トレイ３４０をピボットプレート４４４上に保持するためのアダプタ４４６とを備える。図示した実施では、アダプタ４４６は、インサート３４２の近くを除いて輸送トレイ３４０の上面の外周に沿って伸びた形状の概ね長方形のフレームであり、該フレームは、インサート３４２の近くでは、該外周及びインサート３４２から離れるように内部を通っている。アダプタ４４６は、上面の外周の全体に従う形状の長方形のフレームを有していてもよいことが想定される。アダプタ４４６は、本出願に示したもの以外の形状を有していてもよいことも想定される。アダプタ４４６は、輸送トレイ３４０に液体を注入するためにチップをアパーチャ３４２に貫通させる前に傾斜モジュール４４０上に配置された輸送トレイ３４０の上面に置かれる。輸送トレイ３４０が注入されると、チップはインサート３４２から取り出される。アダプタ４４６は、アパーチャ３４２からのチップの取り出しの間の輸送トレイ３４０の持ち上がりを防止するために充分大きい重量を有するような好適な材料から作られている。傾斜モジュール４４０は、ピボットプレート４４４の旋回を制御するために制御ユニット１０００に通信可能に連結されている。図示した実施では、ピボットプレート４４４は、３０°の角度だけ傾斜するように構成されている。図１１Ａに見ることができるように、アダプタ４４６を保持するためのアダプタステーション４５０が、簡便性及び効率のために傾斜モジュール４４０に隣接して配されている。アダプタ４４６は、傾斜モジュール４４０上に配置される輸送トレイ３４０に対して使用されていない時にはアダプタステーション４５０上に置かれる。
図１０Ａ及び図１０Ｂに関して、ＡＣＰＳ１００は、磁気分離モジュール４３０の形態の別の傾斜モジュールを備える。磁気分離モジュール４３０は基部４３１を備え、基部４３１は、支点に対して旋回可能であるように基部４３１に接続されたトッププレート４３２と、トッププレート４３２上に配された磁気プレート４３４とを有する。基部４３１、トッププレート４３２及び磁気プレート４３４は、その上面で細胞加工容器３１４を支持するように構成されている。図示した実施では、基部４３１、トッププレート４３２及び磁気プレート４３４は、細胞加工トレイ３４４、３４４’ の形態の細胞加工容器３１４を支持するように構成されているが、磁気分離モジュール４３０は、フラスコ３５０及び輸送容器３４０などの他の種類の細胞加工容器３１４のために構成されていてもよいことが想定される。図１０Ａ及び図１０Ｂでは水平に延びるポジションで示されているトッププレート４３２及び磁気プレート４３４は、基部４３１の水平な上面に対してある角度で配されるように傾斜することができる。図示した実施では、トッププレート４３２は、水平面に対して１０°までの角度で傾斜するように構成されているが、最大傾斜角度は１０°以外であってもよいことが想定される。
磁気分離モジュール４３０は、細胞培養物の精製又は細胞の分離若しくは選択、又は磁気トランスフェクションのために使用することができる。一例としては、所望の細胞又は所望しない細胞のいずれかに対して鉄又は他の磁心を有する抗体を使用することができる。抗体は、所望の細胞又は所望しない細胞のいずれかを標的化する能力について選択することができる。所望の及び所望しない細胞を有する非接着細胞培養物（例えば、トリプシン処理後、又は細胞懸濁培養物）を含有する細胞加工容器３１４に選択した抗体を加える。細胞加工容器３１４を磁気傾斜モジュール４４０の磁気プレート４３４上に置いた時に、磁心でタグ付けされた細胞は、細胞加工容器３１４の底に固定されたままとなる一方、磁心なしでタグ付けされていない細胞は培地中の溶液に残る。細胞加工容器３１４が、好ましくは傾斜ポジションで、磁気プレート４３４上に置かれている間に、磁心なしでタグ付けされていない細胞を含有する培地は、ロボット吸引器８１２（図１５）又はロボットピペッタ８１４（図１９）で吸引されて、タグ付けされていない細胞を細胞加工容器３１４から除去すると同時に、タグ付けされた細胞を細胞加工容器３１４の中に保つ。次いで、所望であればさらなる加工のために、細胞加工容器３１４中に残ったタグ付けされた細胞を（培地注入ステーション４２０の１つを使用して新たな培地を細胞加工容器３１４に加えることによって）新たな培地中に再懸濁してもよいし、又は、タグ付けされた細胞が所望でない細胞であればそれを処分してもよい。或いは、タグ付けされていない細胞が所望の細胞である場合、タグ付けされていない細胞を含有する培地をピペットで取って、これをさらなる加工などのために別の細胞加工容器３１４に分注することができる。細胞加工容器３１４から培地を吸引しながら細胞加工容器３１４を傾斜させる能力は、細胞加工容器３１４からタグ付けされていない細胞を含有する培地をより効率的且つ徹底的に除去することを可能とし、それにより、タグ付けされた細胞とタグ付けされていない細胞とのより効率的且つ徹底的な分離が可能となる。磁気分離モジュール４３０はまた、接着細胞の磁気トランスフェクション（例えば、Ｍａｇｎｅｔｏｆｅｃｔａｍｉｎｅ（商標）、Ｏｚ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）などの他の目的のためにも使用することができ、この場合、例えば、脂質を含有する鉄心の中のＤＮＡプラスミドが磁石の作用によって下に引っ張られて細胞の中に入る。
図示した実施のＡＣＰＳ１００は、磁気プレート４３４が割愛されている以外は上記の磁気分離モジュール４３０に類似した傾斜モジュール４３０’（図９及び図１１Ａ）も備える。傾斜モジュール４３０’は、細胞加工容器３１４からの液体の効率的な除去のために、吸引の間に傾斜ポジションに細胞加工容器３１４を保持するために使用される。
傾斜モジュール４４０、４３０’及び／又は磁気分離モジュール４３０に隣接する培地注入ステーション４２０の配置は、細胞加工容器３１４からの既存の細胞培養培地の除去後の細胞加工容器３１４への新鮮な細胞培養培地及び／又は他の試薬の追加を促進する。同様に、試薬ボトル８３６を有する試薬容器ホルダ４１６も（図９に見られるように）傾斜モジュール４４０及び／又は磁気分離モジュール４３０に隣接して置くことができ、それによって、細胞加工容器３１４からの既存の細胞培養培地の除去後の細胞加工容器３１４への新鮮な細胞培養培地及び／又は他の試薬の追加を促進する。
図３１Ａ～３１Ｄに関して、細胞加工トレイ３４４（図２９Ｂ）に類似した細胞加工トレイ３４４’の別の実施をこれより説明する。細胞加工トレイ３４４’は、基部５１０及び４つの壁５１２、５１４、５１６、５１８を有し、これらの壁は、基部５１０から上に延びて、加工されているバッチを含有するための内部ボリューム５２０を画定する。基部５１０はＳＢＳフォーマットのフットプリントを有するように構成されているため、傾斜モジュール４３０、４３０’、及び同種のものなどのＡＣＰＳ１００のＳＢフォーマットのステーションで使用することができる。２つの対向する壁５１２、５１６は、他の２つの対向する壁５１４、５１８より長い。
直線状のノッチ４５４が、対応する壁５１２、５１４、５１６、５１８の下の基部５１０の各側部に画定されている。ノッチ４５４は、細胞加工トレイ３４４’がプレートグリッパ８１６などのロボットグリッパによってより確実に把持されることを可能とする。細胞加工トレイ３４４’の対向する壁５１２、５１６又は５１４、５１８は、グリッパ８１６の２つのアームの間に保持され、各グリッパアームは、対抗する壁５１２、５１６又は５１４、５１８の１つと接触し、且つ各グリッパアームは、グリッパアームと接触する対応する壁５１２、５１４、５１６、５１８に形成されたノッチ４５４に篏合する。したがって、細胞加工トレイ３４４’は、スリップのリスクなくグリッパ８１８のアームの間に確実に保持される。細胞加工トレイ３４４’は、図２９Ｂの細胞加工トレイ３４４のカバーに類似したカバーを有してもよいこと、及び、カバーの各側壁もノッチ４５４に類似したノッチを有して、ロボットグリッパ８１６によるカバーの確実な把持を可能としてもよいことが想定される。ノッチ４５４は、ロボットグリッパ８１６の同一又は異なる構成に合致する異なる構成を有してもよいことも想定される。ノッチ４５４を有する細胞加工トレイは、９６ウェルプレートなどの、それら自身の内部ボリュームをそれぞれに有する数個の独立したウェルを含有してもよいことが想定される。
内部ボリューム５２０の床５２４を形成する基部５１０の内面は概ね平坦である。より長い壁５１２、５１６の内面も直線状であり、互いに対して平行に延びる。より長い壁５１２、５１６は、平坦な床５２４に対して垂直に延びる内面を有する。床５２４に対して垂直であり、且つ壁５１２、１５６の内面の間を等距離で延びる長手方向の中央面５２６を画定することができる。長手方向の中央面５２６及び床５２４に対して垂直であり、且つ壁５１２、５１６の内面を二分するように延びる短手方向の中央面５２８を画定することができる。
図示した実施では、より短い壁５１４、５１８のそれぞれの内面は、ある角度を成す２つの切断面として形成される。壁５１４、５１８は互いに鏡像であるため、壁５１４のみを本明細書に説明する。
壁５１４の内面は、長手方向の中央面５２６の対向する側部で延びる２つの部分５３０、５３２を有する。壁部分５３０は壁５１６の内面に対して垂直ではなく、図３１Ａにあるように上から見た時に壁５１６の内面に対して１１０°の角度を成す。該角度は１１０°以外の鈍角であってもよいことが想定される。壁部分５３０はまた、床５２４に対しても垂直でなく、床５２４に対して鈍角を成している。壁断面５３０、５３２は床５２４に対して垂直であってもよいことが想定される。壁部分５３２は、壁部分５３０とミラーとなる角度であるため、本明細書には詳細に説明しない。壁部分５３０、５３２は、長手方向の中央面と交差して液体回収領域５３４を形成する。
図示した実施では、壁５１８は、壁５１４の鏡像であり、壁断面５３０、５３２を有し、且つ、長手方向の中央面５２６と壁断面５３０、５３２との交差点の近くに画定された液体回収領域５３４を有する。
細胞加工容器３４４’が傾斜モジュール４３０’などの傾斜モジュール上に置かれ、且つ短手方向の傾斜軸５３６（長手方向の中央面５２６に対して垂直な軸線）に関して傾斜された時、壁５１４、５１８の１つは、壁５１４、５１８の他の１つより低く配されて、細胞加工容器の液体内容物が壁５１４、５１８のより低い１つへ向かって動くことを引き起こす。壁５１２、５１６の内面及び床５２４に対する壁断面５３０、５３２の勾配は、細胞加工トレイ２４４’の液体内容物が短手方向の傾斜軸に関して傾斜している時に液体回収領域５３４の中に回収されることを可能とする。床５２４に対する壁断面５３０、５３２の勾配は、液体回収領域５３４にピペット又は吸引器チップをより容易にアクセスさせることを可能とする。次いで、液体回収領域５３４に回収された細胞加工トレイ３４４’の液体内容物は、例えば、ロボット吸引器８１２、又はロボットピペッタ８１４の１つを使用して、液体回収領域５３４から効率的に吸引することができる。
したがって、細胞加工トレイ３４４’は、傾斜モジュール４３０、４３０’などの傾斜モジュール上に置かれた時に、細胞加工トレイ３４４’からの液体回収の効率及び細胞加工トレイ３４４’からの液体のより完全な（ｔｈｒｏｒｏｕｇｈ）除去を向上させるように構成されている。
図示した実施では、より短い壁５１４、５１８のそれぞれは液体回収領域５３４を形成しているが、より短い壁５１４、５１８のみが液体回収領域を有していてもよいことが想定される。液体回収領域５３４は壁５１２、５１４、５１６、５１８の任意の１つ又は複数によって形成されていてもよいことが想定される。
ＡＣＰＳ１００はまた、図２０Ａ～２０Ｃに示すフラスコ３５０などの細胞加工容器３１４を操作するようにも構成されている。図示した実施では、フラスコ３５０は、３つの層を有する多層フラスコ３５０であるが、フラスコ３５０は、１つ、２つ、又は、３つより多くの層を有していてもよいことが想定される。多層フラスコ３５０は、細胞の生育のためのより大きい表面積を提供し、上に向いたキャップ付きの開口部３５２を介したピペッティングのためにアクセスすることができる。鉛直上向きのキャップ付きの開口部を覆うキャップ３５２は、デキャッパ８３０などのデッキ９１０上に設けられたデキャッピングモジュールのいずれかによるキャップの取り外しのために簡便である。ＡＣＰＳは、多層フラスコ３５０用の２軸傾斜モジュール３７０を備え、これは、多層フラスコの全ての層への培地の追加、及び、ロボット分注器８１８又はロボットピペッタ８１４による３５０による培地の追加後の運動を促進するためのものである。多層フラスコ３５０は、短手方向軸３５４及び長手方向軸３５６を画定する。２軸傾斜モジュール３７０は、短手方向軸３５４に対して平行な短手方向ピボット軸３５５（図２０Ｂ）に関して及び多層フラスコ３５０の長手方向軸３５６に対して平行な長手方向ピボット軸３５７（図２０Ｃ）に関してフラスコ３５０を傾斜させる。傾斜モジュール３７０は、基部３７２と、（傾斜モジュール３７０の非傾斜ポジションで）基部３７０上に配され、且つ支点に対して旋回可能であるように基部３７２に接続された下プラットフォーム３７４とを備える。下プラットフォーム３７４は、図２０Ｂ及び図２０Ｄに見ることができるように、短手方向ピボット軸３５５に関して支点に対して旋回可能であるように基部３７２に接続されており、且つ伸縮アーム機構９２０によって短手方向ピボット軸３５５に関して支点に対して旋回可能である。伸縮アーム９２０は、例えば電気的に又は空気圧により、作動させることができる。基部３７２に対して下プラットフォーム３７４を旋回させるための機構は、本出願に示したもの以外であってもよいことが想定される。傾斜モジュール３７０は、上プラットフォーム３７６を備え、上プラットフォーム３７６は、（傾斜モジュール３７０の非傾斜ポジションで）下プラットフォーム３７４上に配され、且つ長手方向ピボット軸３５７に関して支点に対して旋回可能であるように下プラットフォーム３７４に接続されている。上プラットフォーム３７６は、図２０Ｃに見ることができるように、伸縮アーム機構９３０によって長手方向ピボット軸３５７に関して支点に対して旋回可能である。伸縮アーム９３０は、例えば電気的に又は空気圧により、作動させることができる。下プラットフォーム３７４に対して上プラットフォーム３７６を旋回させるための機構は、本出願に示したもの以外であってもよいことが想定される。一対の留めアーム３７８は、（傾斜モジュール３７０の非傾斜ポジションで）上プラットフォーム３７４から上向きに延びている。多層フラスコ３５０は、アーム３７８の間に受け入れるように傾斜モジュール３７０上に配置することができる。それによってアーム３７８は、多層フラスコ３５０が短手方向ピボット軸３５５に関して及び／又は長手方向ピボット軸３５７に関して傾斜している間、傾斜モジュール３７０上に多層フラスコ３５０を留める。傾斜モジュール３７０は、短手方向ピボット軸３５５及び長手方向ピボット軸３５７の一方又は両方に関する多層フラスコ３５０の傾斜を可能とする。傾斜モジュール３７０は、細胞加工２３００の間の多層フラスコの傾斜を制御するために制御ユニット１０００に通信可能に接続されている。傾斜モジュール３７０は、ＡＣＰＳ１００の一部の実施では、デッキ９１０上にステーションとして備えられる。
多層フラスコ３５０は、（例えば、トリプシン又はＡｃｃｕｔａｓｅを使用した時の）接着細胞の酵素放出のための面加熱機能を可能とするために熱伝導面を有する。上プラットフォーム３７６及び／又はアーム３７８は、フラスコ３５０を加熱するための加熱機能を有していてもよいことが想定される。
上述したように、個々の物体の滅菌、吸引器の内部通路及びピペッタヘッド及びチップの滅菌、及び液体廃棄物の廃棄のために、液体滅菌ステーション５５６（図９）がデッキ９１０上に設けられている。液体滅菌ステーション５５６を以下にさらに詳細に説明する。
ＡＣＰＳ１００はまた、無菌濾過ステーション４９２（図９）も備え、無菌濾過ステーション４９２では、例えば試薬及び培地の滅菌のために、材料は空気圧又は真空によって無菌フィルタを押し通される。図示した実施では、無菌濾過システム４９２は、空気圧を感知するための空気圧センサを備え、空気圧センサは、濾過操作の制御ユニット１０００による制御のために制御ユニット１０００に接続されている。図示した実施では、無菌濾過システム４９２は、Ｈａｍｉｌｔｏｎ（商標） ＭＬ Ｓｔａｒ ＣＶＳ Ｓｔａｔｉｏｎである。
自動キャリブレーション用のピペット体積分注自己キャリブレーションステーション４９０がデッキ９１０上に備えられている。自己キャリブレーションステーション４９０は、ピペッタによって分注される流体の体積に関してピペッタをキャリブレーションするために構成されている。
ＡＣＰＳ１００はまた、チューブ、バイアル、試薬容器及び細胞加工容器３１４などの容器を加熱及び冷却するための数個の部品もデッキ９１０上に提供する。ＡＣＰＳ１００は、－１００℃～＋１００℃の異なる温度範囲形態のために加熱及び冷却するための異なるステーション及び異なるモジュールを備える。加熱及び冷却部品の例としては、加熱及び振とうモジュール４９４（周囲温度から＋１０５℃までの温度のために使用されるＨａｍｉｌｔｏｎ（商標） ＨＨＳ３．０）、加熱及び冷却モジュール４９５（＋４℃～＋１１０℃の温度のために作動するＩｎｈｅｃｏ（商標） ＣＰＡＣ Ｕｌｔｒａｆｌａｔ ＨＴ ２－ＴＥＣｍ）、及び同種のものが挙げられる。図２１の実施などの一部の実施では、ＡＣＰＳ１００はまた、＋４℃の温度で容器を貯蔵するための数個のチルリングステーション４９６も備える。加熱及び冷却部品４９４、４９５、４９６のそれぞれは、加熱及び冷却操作の制御ユニット１０００による制御のために制御ユニット１０００に接続された温度センサを備える。
ＡＣＰＳ１００は、加熱又は冷却された液体を貯蔵するためのいくつかの液体貯蔵チューブ又はボトルを備える。加熱又は冷却された液体を貯蔵する液体貯蔵チューブ又はボトルは、温度伝導ホルダ（例えば、試薬容器ホルダ４１６）の中にあり、ボトル／チューブ／バイアルホルダの中に含有されたチューブ又はボトルをそれぞれ加熱又は冷却するための加熱された底部プレート及び／又は搭載された冷却ステーションを有するカスタムラック上に配置される。例えば、培地などのある特定の物質は、搭載された冷却ステーションを有するカスタムラック上に置かれた培地貯蔵ボトル中で＋４℃で貯蔵される一方、増殖因子などの物質は、カスタムラック上に置かれた貯蔵バイアル中で－２０℃で貯蔵される。
ＡＣＰＳ１００は、例えば、加工の後並びに搬送及び／又は貯蔵の前に、細胞のバッチを冷凍するためのクライオ冷凍機４６０を備える。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、冷凍器４６０はＧｒａｎｔ（商標） ＥＦ６００Ｍ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒａｔｅ Ｆｒｅｅｚｅｒであり、これは、トレイ、プレート、チューブ、及び同種のものなどの様々な容器３１４中の細胞及び他の物質及び製造物（試薬及びアッセイなど）の制御された冷凍又は加熱のために使用される。冷凍器４６０は、冷凍のために小バイアルを保持するように構成されており、デッキ９１０の左端部に配される。バイアル中の細胞培養物及び／又は他の物質の冷凍は、核生成によって補助することができ、核生成は、使用されている凍結保存用溶液に応じて（例えば、約－１０℃での）冷凍加工の間の正しい時点で（冷凍器モジュールに貯蔵された）冷凍されたチップをバイアル中の細胞溶液に浸すことによって達成される。クライオ冷凍機４６０は、クライオ冷凍機４６０の大部分がデッキ９１０の下に配されるように凹部１７５に備え付けられている。クライオ冷凍機４６０のこの配置は、クライオ冷凍機４６０の存在によってデッキ９１０上で作られる凝縮の量を低減し、クライオ冷凍機４６０によって生成された熱がエンクロージャ１１０の外側に消散することを可能とする。クライオ冷凍機４６０は温度センサを備え、温度センサは、クライオ冷凍機４６０によって行われる冷凍又は加熱操作の制御ユニット１０００による制御のために制御ユニット１０００に接続されている。
一部の実施では、ＡＣＰＳ１００はまた、冷凍器１５４に加えて、又はその代わりに、－８６℃の冷凍器もデッキ９１０上に備える。
梱包モジュール
一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、貯蔵及び／又は搬送及び輸送のために最終加工された細胞培養製造物を調製２６００するための梱包モジュール９５０（図２に図式的に示されている）を備える。図示した実施では、梱包モジュール９５０は、エンクロージャ１１０の外側に配されており、且つアクセスポート（これより示す）によってエンクロージャ１１０に接続されている。梱包モジュール９５０は、回収２４００（図２８に関して以下にさらに詳細に説明する）の間にそこに注入された加工された細胞培養物を有していた、加工された細胞培養物の容器３１４、例えば輸送トレイ３４０（例えば、図示した実施では、Ｐｅｔａｋａ（商標）カセット）を受け取る。梱包モジュール９５０は、適切な極低温の温度と共に搬送するため又は材料を保存するために適切な容器又は箱（例えば、クライオバイアル８８４用の液体窒素、又は輸送トレイ３４０用の冷パック又は３７℃の熱パック）の中に輸送トレイ３４０又はクライオバイアル８８４を入れるように構成されている。梱包モジュール９５０は、例えばドライシッパー中の、クライオバイアル８８４などのクライオ容器用、又は絶縁ボックス中の輸送トレイ３４０用のホルダを備える。例えば、最終加工された細胞培養物を積んだ輸送トレイ３４０を、＋０℃～＋３７℃の範囲内の温度、例えば、０℃、＋４℃、室温、又は＋３７℃で輸送するために梱包することができる。一部の実施では、梱包モジュール９５０はまた、加工試料の適切な特定用情報、及び場合によっては加工情報を容器にラベル付けするために構成されていてもよい。一部の実施では、梱包モジュール９５０はまた、搬送の準備ができた容器に宛先を付すようにも構成されてよい。一部の実施では、梱包モジュール９５０は、エンクロージャ１１０の内側に部分的に含まれ、且つ回収モジュールの一部を含んでもよい。クライオ冷凍機４６０は梱包モジュール９５０の一部分であってもよいことが想定される。冷凍されたクライオバイアル中の最終細胞製造物を貯蔵するためのより大容量のクライオ冷凍機が梱包モジュール９５０の一部分であってもよいことも想定される。バイアル中又は他の容器中に最終生成物（例えば、抗体、生物学的物質、タンパク質、及び同種のもの）を貯蔵するための冷蔵庫、冷凍器又は他の環境制御貯蔵モジュールが梱包モジュール９５０の一部分であってもよいことも想定される。
デッキ９１０はまた、当業者によって理解されており、本明細書には記載しない様々な他の部品を備える。
これより図３Ｂ、４及び９を参照して品質管理エリア４００を説明する。品質管理エリア４００は、フローサイトメータ４７０などの様々な品質管理モジュール、及び、加工された細胞の品質を検証するための一体化された顕微鏡及びプレートリーダモジュール４７２を備える。品質管理モジュールは、細胞の同一性、細胞の純度、細胞の分化能力、及び細胞培養物の無汚染（本出願では無菌性と称される）、及び同種のものの検証などの品質管理基準が可能であり、これらの一部又は全ては、ＧＭＰ規制に適合するために必要とされる。品質管理モジュールの構成は様々であってよく、例えば、２つ又はそれより多くのモジュールを１つのユニットとして一緒に構成してもよいし、又は別々のユニットで提供してもよい。
フローサイトメータ４７０は、細胞培養物中の特定種類の細胞を同定し、その数をカウントする。フローサイトメータ４７０は、同一性及び純度のために細胞数、細胞生存能力及び他の細胞マーカーを測定するために使用される。フローサイトメータ４７０を使用して、細胞直径及び細胞密度などの細胞の特徴を、特定の細胞マーカーの発現、細胞純度（細胞及び／又はデブリの総数に対する所望の細胞種の数の比）、及び同種のものと共に解析することができる。フローサイトメータ４７０は、細胞加工の間及び／又は終了時、細胞加工が完了した後に細胞培養物の加工内管理解析のために使用することができる。フローサイトメータ４７０は、１又は複数の種類の解析を行うように構成されていてもよく、且つ、多数の試薬容器４７１がフローサイトメータ４７０に隣接して置かれて、フローサイトメータ４７０が解析機能を行うことを可能とする。ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５は、デッキ９１０から細胞加工容器３１４を拾い上げ、解析のためにそれをフローサイトメータ４７０のプラットフォームに置くように、及び、解析のために必要とされる時に試薬を細胞培養トレイに加えるために試薬容器４７１を操作するように構成されている。一部の実施では、フローサイトメータ４７０は、細胞成長の進行を解析するため、及び、フローサイトメータ解析から得られたデータを使用して、次の継代のための時間及び／又は細胞加工の終了時間を予測するため（すなわち、所望の細胞数がいつ得られるかを予測するため）に、細胞加工の間に使用される。フローサイトメータ４７０は、バーコード、例えば、細胞加工容器３１４の中の特定の試料（複数可）のための特定用情報などの細胞加工容器３１４上のバーコードを読み取るように構成されている。フローサイトメータ４７０は、制御ユニット１０００に接続されて、特定用情報と共に解析の結果を制御ユニット１０００に送る。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、フローサイトメータ４７０はＭｉｌｔｅｎｙｉ ＭＡＣＳＱｕａｎｔ Ａｎａｌｙｚｅｒ １０であるが、任意の好適なフローサイトメータを使用してもよいことが想定される。
顕微鏡及びプレートリーダモジュール４７２の図示した実施では、蛍光顕微鏡は、細胞密集度の読出しアッセイ及び同一性の読出しアッセイ（例えば、抗体マーカーの使用による）及び分化能力（例えば、神経幹細胞について、これは三分化能及び神経突起伸長の測定であり得る）、核型解析、及び同種のものなどのアッセイを行うために使用される一方、プレートリーダは、エンドトキシン、マイコプラズマ、タンパク質定量化、テロメラーゼ活性、増殖因子放出の定量化、及び同種のものについてのアッセイを行うために使用される。顕微鏡及びプレートリーダモジュール４７２の図示した実施では、蛍光顕微鏡を使用して、細胞密集度を測定し、細胞形態を解析し、細胞成長及び／又は分化パラメーターを測定及び解析し、細胞表面又は他のマーカーの発現を測定及び解析し、且つ／又は核型解析を行う。蛍光顕微鏡は、核型（ｋａｒｙｏｔｏｐｅ）解析及び同種のものなどの解析を行うためにスペクトルカメラも備えてよい。
顕微鏡及びプレートリーダ４７２は、細胞加工の間及び／又は終了時、細胞加工が完了した後の細胞培養物の解析のために使用することができる。ＡＣＰＳ１００の図示した実施では、モジュール４７２は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｉ３ｘ Ｒｅａｄｅｒ及び蛍光顕微鏡法モジュールであるが、任意の好適なプレートリーダ及び顕微鏡法モジュールを使用してもよいことが想定される。顕微鏡は、本出願に示すモジュール４７２におけるようにプレートリーダと一体化されていなくてもよいこと、及びシステムは別々の顕微鏡及びプレートリーダモジュールを備えていてもよいことが想定される。ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５は、デッキ９１０から細胞加工容器３１４を拾い上げ、解析のためにそれをモジュール４７２のプラットフォームに置くように構成されている。モジュール４７２は、細胞加工容器の存在を検出するためのセンサを備える。顕微鏡及びプレートリーダモジュール４７２はまた、例えば、細胞加工容器３１４の中の特定の試料（複数可）の特定用情報などの細胞加工容器３１４上のバーコードを読み取るために、バーコードリーダ又は同種のものも備える。顕微鏡及びプレートリーダモジュール４７２は、制御ユニット１０００に接続されており、特定用情報と共に解析の結果を制御ユニット１０００に送るように構成されている。一部の実施では、顕微鏡及びプレートリーダモジュール４７２は、（例えば、形態及び／又は密集度測定による増殖速度によって）細胞成長の進行を解析するため、及び、解析から得られたデータを使用して、次の継代のための時間及び／又は細胞加工の完了時間を予測するため（すなわち、所望の細胞数がいつ得られるかを予測するため）に、細胞加工の間に使用される。
一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、遺伝子組込み、診断（例えば、遺伝子突然変異の検出）、及びテロメラーゼ活性などの解析を行うためにＰＣＲ装置（図示せず）を備える。
一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、微生物的な無菌性（微生物汚染物、例えば、細菌、細菌胞子、酵母、カビ、カビ胞子などの存在又は不存在）を判定するために微生物検出器を品質管理エリア５００に備える。ＡＣＰＳ１００に備えられ得る微生物検出器の例は、Ｂｉｏｍｅｒｉｅｕｘ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（商標）によって製造されるＳｃａｎ ＲＤＩ（登録商標）微生物検出器である。
フローサイトメータ４７０、顕微鏡及びプレーターリーダーモジュール（ｐｌａｔｅｒ ｒｅａｄｅｒ ｍｏｄｕｌｅ）４７２、及びＰＣＲ装置以外の品質管理モジュールがＡＣＰＳ１００に備えられてもよいことが想定される。各品質管理モジュールは、解析結果を制御ユニットに送るために制御ユニットに接続されている。本出願に示す品質管理モジュール（フローサイトメータ４７０、顕微鏡又はプレートリーダモジュール４７２）の１又は複数を割愛してもよいことが想定される。
粒子カウンタ
ＡＣＰＳ１００は、エンクロージャ１１０の内側の粒子数を数えるための粒子カウンタ１９０を備える。上述したように、図示した実施では、エンクロージャ１１０はクラス１０の環境として維持され、且つ、ＧＭＰガイドラインに適合した細胞加工を行うために設計されている。図示した実施では、粒子カウンタ１９０はＬｉｇｈｔ Ｈｏｕｓｅ ＳＯＬＡＩＲ３３５０であるが、任意の好適な粒子カウンタ１９０を使用してもよいことが想定される。粒子カウンタ１９０は、制御ユニット１０００に通信可能に連結されており、制御ユニット１０００が、粒子カウンタ１９０から受け取った粒子数データに基づいて自動化された細胞加工を制御することを可能とする。例えば、一部の実施では、粒子数が特定の予め定められた閾値を超えた時に、粒子数が予め定められた閾値より低くなるまで減少したことが判定されるまで、細胞加工容器はインキュベータ１５２から取り出すことができないか、又は加工の特定のステップを実行するために開くことができない。粒子カウンタ１９０は、細胞加工の間の汚染及び交差汚染のリスクを低減する。
ＡＣＰＳ１００は、温度計、湿度センサ、及び同種のものなどの１又は複数の他の環境センサも備えてよいことが想定される。
廃棄物
図２、３Ａ～３Ｃ、及び１２に関して、廃棄物レセプタクル１５６は、エンクロージャ１１０に対して陰圧に維持されるようにポンプ１９４（図２に図式的に示されている）に接続されている。ポンプ１９４は、廃棄物レセプタクル１５６から、ＨＥＰＡフィルタにはめ込まれたポート１９２（図２に図式的に示されている）を通じて部屋の中に（又は建物のＨＶＡＣ返りダクトの中に）空気を連続的に押し入れることによって、粒子が廃棄物レセプタクル１５６からエンクロージャ１１０の中に移動することを防止する。廃棄物レセプタクル１５６は、固体廃棄物の廃棄のために構成されている。固体廃棄物及び容器中の液体廃棄物を廃棄物レセプタクル１５６に処分してもよいことが想定される。
エンクロージャの底壁２１２は、廃棄物レセプタクル１５６に流体接続された２つの廃棄物ポート１７６、１７８（図３Ｃ）を有する。廃棄物レセプタクル１５６に接続された１つ又は２つより多くの廃棄物ポートが存在してもよいこと、又は複数の廃棄物レセプタクル１５６が存在してもよいことが想定される。廃棄物レセプタクル１５６はまた、廃棄物レセプタクル１５６をエンクロージャ１１０に対して充分な陰圧に維持して任意の粒子が廃棄物レセプタクル１５６からエンクロージャ１１０の中に移動することを防止するために、ポンプ１９４（図２に図式的に示されている）に接続されたポート１９２（図２に図式的に示されている）も有する。
図示した実施では、ＡＣＰＳ１００は、図１２に図式的に示すように、エンクロージャ１１０の内側の空間から廃棄物ポート１７６を通じて廃棄物レセプタクル１５６の最上部に画定されたポート４８７に延びた廃棄物シュート４８０、及び、エンクロージャ１１０の内側の空間から廃棄物ポート１７８を通じて廃棄物レセプタクル１５６の右側壁に画定されたポート４８８に延びた廃棄物シュート４８２を備える。図示した実施では、シュート４８０、４８２の上端部は開いており、且つエンクロージャ１１０の内側の空間に配されている。図３Ａ～１２の実施では、各シュート４８０、４８２の上部分は概ね鉛直に延び、次いで各シュート４８０、４８２は廃棄物レセプタクル１５６に向かって傾斜している。シュート４８０、４８２の端部及び／又はエンクロージャの底壁２１２の廃棄物ポート１７６、１７８及び／又は廃棄物レセプタクル１５６のポート４８７、４８８は、廃棄物レセプタクル１５６の取り外し及び交換のために閉じることができる。
廃棄物シュート４８０、４８２の開口部は、汚染のリスクを低減するために、デッキ９１０の中央から離して、及び加工ステーション及び試薬容器のほとんどから離して配される。シュート４８０、４８０の上端部は通常閉じられており、廃棄物の排気のために必要とされた時のみ開かれてもよいことが想定される。図示した実施では、シュート４８０の上端部は、エンクロージャの底壁２１２よりも高くに、及び培地注入ステーション４２０及び同種のものなどのデッキ９１０上の部品よりも鉛直方向に高くに配されている。シュート４８０、４８２の上端部は、デッキ９１０上の部品より低くに配されてもよいことが想定される。シュート４８０、４８２の傾斜部分は、シュート４８０、４８２の中に落とされた内容物のはね戻りのリスクを減少させる。エンクロージャ１１０に対する廃棄物レセプタクル１５６の陰圧もまた、廃棄物のはね戻り及び任意の廃棄物粒子の加工エリア４００の中への移動を防止するのを助ける。
図２５～２７は、廃棄物レセプタクル１５６’及び廃棄物シュート４８０’及び４８２’の別の実施を示す。廃棄物シュート４８０’及び４８２’は、廃棄物レセプタクル１５６’の中へと鉛直下向きに延びており、これは、廃棄物レセプタクル１５６に向かって下向きに傾斜した廃棄物シュート４８０、４８２とは対照的である。廃棄物レセプタクル１５６’は、外部容器４８６’の内側に入れ子になった内部容器４８４’を備える。内部容器４８４’は、外部容器４８６’の内側でスライディングプラットフォーム４８５’に取り付けられているため、内部容器４８４’は、外部容器４８６’の外へ内部容器４８４’をスライドさせることによって容易に空にすることができる。廃棄物シュート４８０’は、エンクロージャの底壁２１２のポート１７６を通じて、外部容器４８６’の上部分に画定されたポート４８７’に延びている。廃棄物シュート４８２’は、エンクロージャの底壁２１２のポート１７８を通じて、外部容器４８６’の上部分に画定されたポート４８８’に延びている。内部容器４８４’は、内部容器４８４’が外部容器４８６’内に完全に挿入された時にポート４８７’、４８８’及びシュート４８０’、４８２’に位置合わせされるポート（図示せず）を有する。
廃棄物シュート４８０、４８２、４８０’、４８２’は、廃棄物がシュート４８０、４８２、４８０’、４８２’を通って廃棄物レセプタクル１５６、１５６’に移動する際に廃棄物がシュートの壁に接触するのを防止するために概して充分な大きさの断面積を有するように構成される。
ＡＣＰＳ１００はまた、液体廃棄物レセプタクル１５８（図２に図式的に示されている）も備える。液体廃棄物レセプタクル１５８は真空下にあり、エンクロージャ１１０及びＡＣＰＳ１００が配される部屋に対して陰圧に維持される。エンクロージャ１１０の内側から液体廃棄物レセプタクル１５８に接続する液体廃棄物ラインは、制御ユニット１０００の制御下でシステムによってエタノール及び漂白剤で自動的に滅菌することができる。一部の実施では、液体廃棄物ラインは、デッキ９１０上に配された液体滅菌ステーション５５６（図４）に直接的に繋がっている。液体廃棄物ラインからの液体廃棄物は、液体滅菌剤ステーション５５６に含有される液体滅菌剤と共に液体滅菌剤ステーション５５６から送り出される。
一部の実施では、液体廃棄物は、ロボット吸引器８１２によって取り出され、液体廃棄物レセプタクル１５８の中に処分される。一部の実施では、液体廃棄物は、閉じた容器の中に置かれ、液体廃棄物を含有する閉じた容器は、固体廃棄物と共に廃棄物レセプタクル１５６の中に処分される。
固体及び液体の両方の廃棄物レセプタクル１５６、１５８は、エンクロージャ１１０が置かれた部屋の中にいる人間によって直接的に除去及び交換され得る。廃棄物の除去中に部屋からエンクロージャ１１０の中に空気又は粒子が入るのを防止するために、安全性機構は、廃棄物レセプタクル１５６、１５８とエンクロージャ１１０との間のアクセスポートが密閉されるまでは廃棄物レセプタクル１５６、１５８を除去できないことを確実にする。
液体廃棄物レセプタクル１５８は、液体レベルセンサを備え、液体レベルセンサは、制御ユニット１０００に接続されており、且つ液体廃棄物レセプタクル１５８の中の液体レベルを検出するように構成されたている。例えば、液体廃棄物レセプタクル１５８の中の液体レベルセンサは、液体レベルが閾値レベルを上回った時にこれを検出し、制御ユニットに信号を送って、液体廃棄物レセプタクル１５８を空にするように制御ユニット１０００に警告するように構成されていてもよい。一部の実施では、液体廃棄物が所望の生成物（例えば、細胞によって分泌された増殖因子、抗体、又は他の生物学的物質）を含有する場合、液体廃棄物をさらなる加工のために残して、所望の生成物を単離してもよい。例えば、所望の増殖因子が細胞によって産生される場合、細胞が培養された培地をロボット吸引器８１２によって回収し、その後の加工のために残して、培地から増殖因子を単離することができる。
ロボットモジュール
図３Ｂ、４及び５に最もよく見られるように、ロボットモジュール６００はロボットアーム６０５を有し、ロボットアーム６０５は、エンクロージャ１１０の底壁２１２に対して上下（Ｚ方向の動き）に動くことができる。底壁２１２に対して平行な平面内で、ロボットアーム６０５はまた、右側壁２０８に対して平行な方向（Ｙ方向の動き）及び前壁２０２に対して平行な方向（Ｘ方向の動き）にも動くことができる。ロボットモジュール６００のロボットアーム６０５は、ロボットアーム６０５によって運ばれる物体（容器、及び同種のものなど）の大きさを感知するためのセンサを備え、該センサは、制御ユニット１０００に信号を送るために制御ユニット１０００に接続されている。ロボットモジュール６００はまた、ロボットアーム６０５のＸ、Ｙ及びＺ方向の位置を検出するためのセンサも備え、該センサは、ロボットアーム６０５の現在の位置を指し示す信号を制御ユニット１０００に送るために制御ユニット１０００に接続されている。ロボットアーム６０５は、チューブ及びボトルのキャップの把持及び回転を促進するためにグリッパを備える。図示した実施では、ロボットモジュール６００は、Ｐｅａｋ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｉｎｃ．によって製造されるＰＡＡ ＰｒｏｎｅｄＸ Ａｒｍである。ロボットモジュール６００は、底壁２１２の下に位置する遠心分離機１５０の底部に至るまでロボットモジュール６００が届くように、エンクロージャ１１０の底壁２１２の凹部１７１の底部を形成する棚上に配される。ロボットモジュール６００の高さは、多くの類似の特徴を有する他のロボットモジュール７００の高さより大きいため、ロボットモジュール６００を使用して、遠心分離機１５０の底部に至るまで遠心分離機１５０の内部にアクセスすることができる。ロボットアーム６０５は、デッキ９１０の右側にある物体にアクセスするために使用される。ロボットアーム６００は、遠心分離機１５０とデッキ９１０との間でホルダ及びチューブを輸送するため、及びデッキ９１０の右側に配される容器のキャップ及びカバーを操作するために使用される。一部の実施では、ロボットアーム６０５は、ピペッタ又は吸引器として機能するように構成されていてもよいことが想定される。ロボットモジュール６００は、ロボットアーム６０５によって運ばれる異なる容器及び同種のものを追跡するためにバーコードスキャナを備えてもよいことが想定される。一部の実施では、ロボットアーム６０５は、鉛直軸６０２に関して回転して、底壁２１２に対して平行な平面内で円運動するように構成されていてもよいことも想定される。
図４に最もよく見られるように、ロボットモジュール７００は、ロボットアーム７０５を有し、ロボットアーム７０５は、エンクロージャ１１０の底壁２１２に対して上下（Ｚ方向の動き）に動くことができる。底壁２１２に対して平行な平面内で、ロボットアーム７０５は、右側壁２０８に対して平行な方向（Ｙ方向の動き）及び前壁２０２に対して平行な方向（Ｘ方向の動き）に動くことができる。ロボットモジュール７００は、レール７１０にスライド可能に取り付けられており、レール７１０は、前壁２０２に対して平行なＸ方向に沿って延びているため、ロボットアーム７０５は、（側壁２０６、２０８に対して平行な）Ｙ方向よりもＸ方向に沿ってより大きい距離を動くことができる。したがって、ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５は、Ｙ方向におけるよりもＸ方向においてより大きい範囲の動きを有する。ロボットモジュール７００は、ロボットアーム７０５のＸ、Ｙ及びＺ方向の位置を検出するためのセンサを備え、該センサは、ロボットアーム７０５の現在の位置を指し示す信号を制御ユニット１０００に送るために制御ユニット１０００に接続されている。ロボットアーム７０５は、エンクロージャ１１０の幅（Ｘ方向）及び長さ（Ｙ方向）のほぼ全てを通じて物体にアクセスし、物体を輸送するために使用される。ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５は、ロボットアーム７０５によって運ばれる物体（細胞加工トレイ、培地及び試薬容器、及び同種のものなど）の大きさを感知するためのセンサを備え、該センサは、制御ユニット１０００に信号を送るために制御ユニット１０００に接続されている。ロボットアーム７０５は、デッキ９１０、貯蔵エリア３００、及び品質管理エリア５００の間で物体を輸送するために使用される。ロボットモジュール７００はまた、インキュベータ１５２、傾斜モジュール４４０、磁気分離モジュール４３０、培地注入ステーション４２０、及びデッキ９１０上の同種のもの、顕微鏡及びプレートリーダ４７２、フローサイトメータ４７０、及び同種のものへ及びこれらから物を移送するために、及び、固体廃棄物レセプタクル１５６の中に廃棄物を捨てるためにも使用される。図示した実施では、ロボットアーム７０５は、Ｐｅａｋ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｉｎｃ．によって製造されるＰＡＡ ＰｒｏｎｅｄＸ Ａｒｍのロボットアームである。
一部の実施では、ロボットアーム７０５は、チューブ及びボトルのキャップの把持及び回転を促進するためにグリッパを備えてもよいことが想定される。一部の実施では、ロボットアーム７０５は、ピペッタ又は吸引器として機能するように構成されていてもよいことが想定される。一部の実施では、ロボットモジュール７００は、ロボットアーム７０５によって輸送される異なる細胞加工トレイ、培地及び試薬容器、及び同種のものを追跡するためにバーコードスキャナを備えてもよいことが想定される。一部の実施では、ロボットアーム７０５は、鉛直軸７０２に関して回転して、下壁２１２に対して平行な平面内で円運動するように構成されていてよいことも想定される。
図３Ｂ、４、５、１３～１６及び１９を参照してこれよりロボットモジュール８００及び８２０を説明する。概して、ロボットモジュール８００、８２０は、デッキ９１０に含まれる多くの種類の部品を操作（キャップの取り外し、輸送、回転、ピペット、吸引など）するために使用される。
図４に最もよく見られるように、ロボットモジュール８００及び８２０は、フレーム８４０に取り付けられており、フレーム８４０は、デッキ９１０の上でその外周の辺りで延びている。図３Ｂ、４及び５に最もよく見られるように、フレーム８４０は、デッキ９１０の各角部において上向きに延びた４つの鉛直フレーム部材８４１、及び４つの水平フレーム部材８４２、８４４、８４６、８４８を備える。前水平フレーム部材８４２は、前鉛直部材を接続し、且つ前及び後エンクロージャ壁２０２、２０４に対して平行にデッキ９１０の前部にわたって越えて延びる。後水平フレーム部材８４４は、後鉛直部材を接続し、且つ前及び後エンクロージャ壁２０２、２０４に対して平行にデッキ９１０の後部にわたって短手方向に延びる。右水平フレーム部材８４６は、デッキ９１０の右側に沿って延び、且つ前フレーム部材８４２の右端部を後フレーム部材８４４の右端部に接続する。左水平フレーム部材８４８は、デッキ９１０の左側に沿って延び、且つ前フレーム部材８４２の左端部を後フレーム部材８４４の左端部に接続する。
図４に関して、ロボットモジュール８００は、ロボットモジュール８２０の左側に取り付けられている。ロボットモジュール８００は、一対のレール８０２を備え、一対のレール８０２は、前フレーム部材８４２と後フレーム部材８４４との間に懸架されている。図示した実施では、図１９に見ることができるように、ロボットモジュール８００は、１０個のロボットアーム８０４を有し、これらのロボットアーム８０４は、レール８０２に取り付けられ、そこから下向きに延びている。１０個のロボットアーム８０４のそれぞれは、特定の機能を行うように構成されている。レール８０２は互いに対して固定されており、左フレーム部材８４８とロボットモジュール８００の右側に取り付けられたロボットモジュール８２０との間でフレーム部材８４２、８４４に沿って短手方向（Ｘ方向）に一緒にスライドすることができる。５つのロボットアーム８０４は、１０個全てのロボットアーム８０４が同じＸ方向の位置を有するように各レール８０２に取り付けられている。Ｙ方向では、連続的なロボットアーム８０４は、左及び右レール８０２に交互に取り付けられている。レール８０２に取り付けられたロボットアーム８０４は、デッキ９１０の前及び後ろに向かってレール８０２に沿って長手方向にスライドすることができる。各ロボットアーム８０４はまた、デッキ９１０の面に向かって及び該面から離れるように上下に動くこともできる。したがって、ロボットモジュール８００は、各ロボットアーム８０４がそのために構成されている機能を行うために、デッキ９１０のほとんどにアクセスすることができる。１０個全てのロボットアーム８０４が単一のレール８０２に取り付けられていてもよいことが想定される。
図１９は、ＡＣＰＳ１００の１つの実施におけるロボットモジュール８００の構成図である。ロボットモジュール８００は、レール８０２に取り付けられた１つのロボット吸引器／グリッパ８１２、８つのロボットピペッタ８１４、及び１つのプレートグリッパ８１６を有する。ロボットモジュール８００は、１０個より多い又は少ないロボットアーム８０４を備えてもよいこと、及び、ロボットアーム８０４の１つ又は複数は、本明細書に記載される機能とは異なる機能のために構成されていてもよいことが想定される。例えば、ロボットアーム８０４の１つは、バーコードを読み取るように、ｐＨセンサとして、又は粒子センサとして、構成されていてもよい。
図１３～１５を参照してこれよりロボット吸引器／グリッパ８１２を説明する。ロボットグリッパ／吸引器８１２は、本体部８６２及び中心軸８６１を有し、中心軸８６１は、吸引器／グリッパ８１２のための鉛直運動の軸線を画定する。グリッパ／吸引器８１２は、中心軸８６１に沿ってレール８０２に対して上下に動く。
本体部８６２は、基部８６４及びチューブ８６８を有し、チューブ８６８は、基部８６４から軸線方向下向きに延びている。本体部の中心軸８６１は、基部８６４及びチューブ８６８の中心軸と同軸である。基部８６４は、上面８６３及び下面８６５を有する。ニップルの形態のチューブ８６６は、上面８６３から上向きに延びている。チューブ８６６の中央開口部は、基部８６４の内部に形成された導管（図示せず）を介してチューブ８６８の中央開口部に接続されている。ホース８６７（図１３～１５に図式的に示されている）がチューブ８６６の周りに接続されており、ホース８６７は、物体の把持のための吸込みを提供するため又は吸引を行うために、チューブ８６６をポンプ（図示せず）又はチューブ８６８からの排気のためのポンプされるラインに接続する。
４つのプロング８７２は、基部８６４の下面８６５から下向きに延びている。プロング８７２は、チューブ８６８の周りの円周に分布している。プロング８７２は、チューブ８６８から間隔をおいて配されており、且つ下面８６５の外縁の近くに配されている。プロング８７２の数は、２つ、３つ、又は、４つより多くてもよいことが想定される。各プロング８７２は、支点に対して旋回可能に基部８６４に取り付けられており、半径方向内側のポジション（図１４）から半径方向外側のポジション（図１５）に中心軸８６１に関して半径方向に外向きに旋回することができる。図１４に最もよく見ることができるように、各プロング８７２は、基部８６４から下に延びている上部分８７４、下部分８７６、及び上部分８７４を下部分８７６に接続する中央部分８７８を有する。プロング８７２が半径方向内側のポジションに配されている時、上部分８７４は、概して軸線方向に基部８６４から下向きに延びており、中央部分８７８は、上部分から下部分８７６に下向き且つ軸線方向に内向きに延びており、下部分８７６は、概して軸線方向に中央部分８７８から下向きに延びている。
プロング８７２の形状により、プロング８７２は、広範囲の直径の物体（例えば、チューブ及びバイアルなど）を把持すること、及び図３０Ａに示すように狭い隙間空間に配された物体を把持することができる。把持のために、比較的小さい直径の物体は、図１４に見ることができるようにプロング８７２の下部分８７６によって篏合される一方、比較的大きい直径の物体は、図１５に見ることができるように上部分８７４によって篏合される。各プロング８７２の下部分８７６において、軸線８６１に向かって半径方向内側に向いた面は、物体の把持を促進するための溝面８８０である。止めねじ８８２は、半径方向に各プロング８７２の上部分８７４を通って延びている。止めねじ８８２により、プロング８７２が、図１５に見ることができるように各々の半径方向外側のポジションに外向きに旋回する時に、プロング８７２は、比較的大きい直径の物体をプロング８７２の上部分８７４の間に把持することができる。図示した実施の吸引器／グリッパ８１２は、小さいチューブのグリッパとして非常に効果的である。例えば、図１５に関して、本発明の実施の吸引器／グリッパ８１２では、プロング８７２は、隣接するチューブ間に２．３ｍｍの隙間８８６を有するように並べられた８．２ｍｍの直径のチューブ８８４のアレイから８．２ｍｍの直径を有する単一のチューブ８８４を把持できるように構成されている。
プロング８７２は、モーター８９９（図１３に図式的に示されている）に機能可能に接続されており、モーター８９９は、異なる直径及び／又は幅の物体を把持するためにプロング８７２の半径方向のポジションを制御するように作動させることができる。各プロング８７２は、ブラケット８９０に接続されたその上部分８７４を有し、ブラケット８９０は、基部８６４に画定されたスロット（図示せず）を通って基部８６４の上に延びている。ブラケット８９０の下端部は、ピン８９２によって基部８６４に回転可能に取り付けられている。したがって、ブラケット８９０は、ピン８９２に関して（軸線８６１によって画定される半径方向及び軸線方向に対して垂直に延びる軸に関して）回転可能である。ブラケット８９０の上部分は、それに回転可能に取り付けられたローラー８９４を有する。ローラー８９４は、ピン８９２の軸線に対して平行な軸線に関して回転可能である。ローラー８９４は、軸線８６１に沿って軸線方向に延びる中央に取り付けられたシャフト８９６の外面と接触している。シャフト８９６の直径は、上方向又は下方向に連続的に増加する。シャフト８９６は、作動シャフト８９８を回転させることによって基部８６４に対して上向き又は下向きに動かすことができる。作動シャフト８９８は、軸線８６１に関するその回転のためにモーター８９９に接続されている。モーター８９９はアクスル９１２を回転させ、アクスル９１２は、軸線８６１に関して作動シャフト８９８を回転させるためにエンドレスベルト９１４によって作動シャフト８９８に機能可能に接続されている。シャフト８９６が上向き（又は下向き）に動くと、シャフト８９６の外面に接触しているローラー８９４は、シャフト８９６の直径の変化により半径方向に内向き又は外向きに押される。ローラー８９４が半径方向に外向き又は内向きに動く時に、ピン８９２に取り付けられたブラケット８９０の下部分はそれに伴ってピン８９２に関して回転し、軸線８６１に向かって又は軸線８６１から離れるようにプロング８７２の回転を引き起こす。したがって、プロング８７２は、内向きに回転して物体を把持し、且つ外向きに回転して把持した物体を解放することができる。図示した実施では、ローラー８９４が半径方向に外向きに動く時に、対応するプロング８７２は、軸線８６１から離れるように半径方向に外向きに旋回する。ピン８９４の周りに取り付けられたトーションばね８９９は、プロング８７２が図１４の半径方向内側のポジションに配されるポジションに、取付けブラケット８９０を偏らせる。一部の実施では、モーター８９９は、アクスル９１２の回転の方向がモーター８９９に供給された電流の極性に依存するように構成されている。したがって、軸線８６１に関する作動シャフト８９８の回転の方向は、モーター８９１に対する電流の極性を反転させることによって反転させることができる。
図示した実施では、モーター８９９は、プロング８７２の半径方向のポジションを制御するように構成されている。モーター８９９は、軸線８６１に向かう方向にプロング８７２が及ぼす把持力を制御してもよいことが想定される。プロング８７２は、ばねで留められていなくてもよいこと、又は半径方向内側のポジションの代わりに半径方向外側のポジションに向かって偏らせてもよいことがさらに想定される。プロング３７２の形状は、本出願に示したものとは異なっていてもよいことが想定される。プロング３７２の取付け及びプロング３７２を旋回させるための作動機構は本出願に示したもの以外であってもよいことも想定される。
図１５に見ることができるように、ロボット吸引器／グリッパ８１２は、細胞加工容器３１４などの容器から液体を吸引するためのロボット吸引器として機能するように吸引器チップ８７０と共に使用することができる。作動中に吸引が所望される時に、ロボットアーム８０４は、デッキ９１０上に配された吸引器チップホルダに向かって下向きに延びる。ロボットアーム８０４の位置が、選択された吸引器チップ８７０を有する吸引器チップホルダの選択された位置上になると、ロボットアーム８０４は下がり、プロング８７２は外向きに旋回してプロング８７２の間にチップ８７０を受け取り、選択された吸引器チップ８７０の内腔の上端部の内側にチューブ８６８を渡す。次いで、プロング８７２は内向きに旋回して止めねじ８８２でチップ８７０を把持する。チップ８７０がプロング８７２によって把持されると、ホース８６７の排気が（ホース８６７とポンプ又はポンプされるラインとの間の接続を開くことによって）開始されて、チューブ８６８の周りの所定の場所に固定してチップ８７０を保持する。チップ８７０は、チューブ８６８の外面に対して密閉される。チップ８７０は、基部８６４の下面８６５に対して密閉するように構成されていてもよいことも想定される。次いで、ロボット吸引器／グリッパ８１２は、吸引される容器の上の位置に動かされて、その中に下げられて、容器の内容物を吸引する。容器から吸引された液体は、吸引器チップ８７０を通じてチューブ８６８の中に、次いでチューブ８６６及びホース８６７を介してポンピングライン（図示せず）の中に吸い上げられる。一部の実施では、ロボット吸引器／グリッパ８１２は、吸引された液体が、吸引が為された容器の中に流れ戻ることを防止するためにワンウェイバルブデバイス（図示せず）を備える。吸引が完了した後に、吸引器チップ８７０は処分される。吸引器チップ８７０の廃棄のために、ロボットアーム８０４は、廃棄物レセプタクル１５６に接続された廃棄物シュート４８０、４８２の１つの上に配置され、ホース８６７とポンプ又はポンプされるラインの接続が切られる。チップ８７０の内側の圧力がゆっくりと平衡に至ると、チップ８７０は解放され、廃棄物レセプタクルの１５６中に落下する。ポンプからのホース８６７の流体接続が切られた後に予め定められた時間内にチップ８７０がチューブ８６８から解放されない場合、ロボットアーム８０４が動かされて、吸引器チップ８７０の外側の滅菌された部分をシュート４８０、４８２の壁に対して穏やかにタップし、それによってチューブ８６８からチップ８７０を解放する。
図示した実施では、チューブ８６６の真空又はポンピングは、吸引器チップ８７０の拾い上げと同じレベルに吸引の間維持される。しかしながら、チューブ８６６のポンピングは、容器からの吸引前の吸引器チップ８７０の把持のためとは異なって吸引の間に調節されてもよいことが想定される。一部の実施では、吸引されることになる容器はダウンホルダを備え、それにより、容器が吸引器チップに接着することを防止し、それによって容器の内容物のみが吸引器チップ８７０の中に吸い込まれることを確実にする。（図１１Ａ～１１Ｄは、輸送トレイ３４０（例えば、Ｐｅｔａｋａ（商標）トレイ）の形態の容器のためのダウンホルダ４４６を示す。）
使用される吸引器チップ８７０は、汚染を低減するために、滅菌されており、且つ使い捨て可能である。滅菌された使い捨て可能な吸引器チップ８７０は、各バッチの加工の間又は吸引される異なる物質の加工の間に交換される。吸引器チップ８７０からの吸引された内容物の逆流又はドリップによる交差汚染の可能性は、吸引器チップ８７０が処分されるまでチューブ８６８のポンピングを続けてチップオリフィス８７４（図１５）を通じた連続的な陰圧を維持することによってさらに低減される。チューブ８６８及び８６６並びにホース８６７の内部通路は、デッキ９１０上に設けられた滅菌ステーション５５６（図４）から滅菌剤を吸引することによって所望により又は定期的な間隔で滅菌することができる。
図示した実施では、排気されるチューブ８６６、８６８とのプロング８７２の一体化により、チューブ８６８の周りのチップ８７０のより効率的且つ迅速な取付けを確実にすることによって吸引器／グリッパ８１２は吸引器としてより効果的に機能する。プロング８７２はさらに、吸引器と同じロボットアーム８０４を使用して様々な物体の把持を可能とする。一体化された吸引器／グリッパ８１２は、空間を節約すると共に、汎用的且つより効果的である。ＡＣＰＳ１００は、本出願に示すものとは異なって構成されたロボット吸引器を備えていてもよいことが想定される。プロング８７２は割愛されてもよいこと、及び、基部８６４を有する本体部８６２、並びにチューブ８６６及び８６８を有するロボットアーム８０４は、本出願に示す一体化された吸引器／グリッパの代わりに吸引器としてのみ機能してもよいことが想定される。
ロボットモジュール８００はまた、８つのロボットピペッタ８１４（図１９に図式的に示されている）を有し、ロボットピペッタ８１４は、細胞加工容器３１４などの容器から液体を吸引するため及び該容器の中に液体を分注するために、滅菌された使い捨て可能なピペットチップ（図示せず）を保持することができる。ロボットピペッタ８１４によって容器から吸引された液体は、滅菌された使い捨てチップの中に吸い上げられ、その後に別の容器の中に分注されるか、又は滅菌ステーション５５６の液体廃棄物レセプタクル１５８の中に処分されることができる（次いで、それは液体廃棄物レセプタクルの中にポンプで排出される）。図示した実施では、ピペットチップはまた、濾過膜も備える。したがって、ロボットピペッタ８１４は、加工の間の汚染のリスクを低減するように構成されている。濾過膜は割愛されてもよいことが想定される。図示した実施では、ロボットピペッタ８１４は、ＨＡＭＩＬＴＯＮ（商標） ＳＴＡＲ Ｌｉｎｅピペッタであり、ＨＡＭＩＬＴＯＮ（商標）の３００μｌ、４ｍｌ及び５ｍｌの導電性無菌フィルタの使い捨てピペットチップと共に使用するために構成されている。図示した実施では、ピペットチップは、１回で５ｍｌまでの液体を分注するように構成されているが、チップは、３００μｌ、４ｍｌ及び５ｍｌ以外の異なる体積の液体のために構成されていてもよいことが想定される。
一部の実施では、ロボットピペッタ８１４は、液体密度を検出することができ、したがって、ピペットチップが挿入された容器中の液体の密度の変化を検出するために使用することができる。これにより、容器中の液体レベルを測定すること、又は、遠心分離された細胞培養試料のペレット上の上清を吸引することによりペレット及び上清を別々に回収することなど、様々な密度の液体を互いに分離することが可能となる。
ロボットピペッタ８１４は、様々な他の機能を行うために使用することができる。例えば、傾斜モジュール４４０に取り付けられた輸送トレイ３４０への細胞培養物の注入は、ロボットピペッタ８１４を使用して行われる。別の例としては、ロボットピペッタ８１４はまた、ロボットピペッタ８１４によって保持された適切な冷凍されたピペッタチップをクライオ冷凍機４６０上に置かれたバイアルの中に挿入することによって、クライオ冷凍機４６０上に置かれたバイアル中の細胞培養物を冷凍するための核生成を開始させるためにも使用することができる。
図示した実施では、ロボットアーム８０４の１つは、分注用ヘッド（図示せず）をロボットアーム８０４に取り付けることによって試薬分注器８１８としてさらに構成されている。分注用ヘッドは、流体管（図示せず）及び蠕動運動ポンプ（図示せず）を介して、エンクロージャ１１０の外側、例えばアイソレータ１２０中又はそれに接続された冷却器１６０中に貯蔵された供給容器に接続される。試薬分注器８１８は、中止する必要なく連続的な様式でより大容量の流体を分注するため及び分注される流体をピペットチップに再注入するために働く。したがって、試薬分注器８１８は、エンクロージャから試薬容器８３６をその注入のために除去する必要のない、エンクロージャ１１０内に配される容器８３６などの試薬容器の効率的且つ迅速な注入のために使用することができる。一部の実施では、試薬分注器８１８は、培地を分注するために使用することができる。
ロボットモジュール８００の１つのロボットアーム８０４は、輸送トレイ３４０、ピペットチップホルダ４１８、遠心チューブホルダ４１０、及び同種のものなどの物体を把持及び輸送するためのグリッパ８１６として機能するように構成されている。図示した実施では、グリッパ８１６は、ＳＢＳフォーマットの容器及び類似の長さ及び幅寸法を有する他の物体を把持するように構成されたＨａｍｉｌｔｏｎ（商標） ｉＳＷＡＰ Ｇｒｉｐｐｅｒ（Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ、Ｒｅｎｏ、ＮＶ、ＵＳＡ）である。プレートグリッパ８１６は、様々な寸法の水平方向に延びた物体を保持するように構成されていてもよいことが想定される。
図４及び１６を参照してこれよりロボットモジュール８２０を説明する。ロボットモジュール８２０は、前フレーム部材８４２と後フレーム部材８４４との間に懸架されたレール８２２を備える。図１６に関して、１又は複数のロボットアーム８２４は、レール８２２から下向きに延びることができる。レール８２２は、ロボットモジュール８００と右フレーム部材８４６との間でフレーム部材８４２、８４４に沿って短手方向にスライドすることができる。レール８２２に取り付けられたロボットアーム８２４は、デッキ９１０の前及び後ろに向かってレール８２２に沿って長手方向にスライドすることができる。各ロボットアーム８２４は、ロボットアーム８２４によって画定される鉛直軸８２６に沿ってデッキ９１０の面に向かって及び該面から離れるように鉛直方向に上下に動くことができる。したがって、ロボットモジュール８２０は、デッキ９１０のほとんどにアクセスすることができる。さらには、各ロボットアーム８２４はまた、軸線８２６に関して回転可能である。
図示した実施では、ロボットモジュール８２０は、４つのロボットアーム８２４を備え、４つのロボットアーム８２４のそれぞれは、回転するキャップグリッパ８３０として構成されており、これを以後便宜上デキャッパ８３０と称する。各デキャッパ８３０は、デッキ９１０上にある様々なチューブ及びボトルのキャップの開閉のために鉛直軸８２６に関して回転する。グリッパ８３０は、容器からキャップ及びカバーをねじを回して抜き、容器にキャップ及びカバーをねじを回して入れ、且つデッキ９１０にわたって容器を動かす。
図１６に関して、各デキャッパ８３０は、中心軸８３１を画定する本体部８３２を備える。本体部８３２は、軸線８３１が軸線８２６と同軸になるように及び本体部８３２が軸線８２６に関して回転可能であるように、ロボットアーム８２４に取り付けられている。各ロボットアーム８２４は、本体部８３２の外面（軸８３１から離れる方に向いた面）に、支点に対して旋回可能に接続された４つのプロング８３４を備える。プロングの数は、２つ、３つ、又は、４つより多くてもよいことが想定される。プロング８３４は、全て同じ寸法を有する代わりに異なる寸法を有してもよいことがさらに想定される。プロング８３４は、キャップ及びチューブなどの物体の把持及び解放のために半径方向に内向きに及び外向きに旋回するように制御することができる。キャップの取り外しのために、ロボットアーム８２４は、キャップを取り外される容器８３６のキャップ８３８に向かって下げられ、プロング８３４が外向きに旋回する。プロング８３４がキャップ８３８の周りに配されると、プロング８３４は半径方向に内向きに旋回して、キャップを取り外される容器８３６のキャップ８３８を把持する。次いで、ロボットアーム８２４は適切な方向に回転されて、容器８３６からキャップ８３８をねじを回して抜く。理解されるように、容器８３８は、容器８３６上に置かれたキャップ８３８を、キャップを締めるために使用されたのとは逆方向に回転させることによってキャップを締めることができる。
図１６の実施では、容器８３６は、四角の断面を有し、補完的な四角のレセプタクル８４０の内側に配され、レセプタクル８４０は、キャップ８３８がデキャッパ８３０によって回転されている間に容器８３６の回転を防止することによって容器８３６のキャップの取り外し及び締めることを助ける。したがって、効果的なキャップの取り外し及び締めることのために、容器８３６は、回転非対称（例えば、図１６の実施のように非円形の断面）となるように構成されていてもよく、また、キャップ８３８がプロング８３４によって回転されている時に容器８３６の回転を防止する補完的なレセプタクルの中に配されてもよい。他の実施では、容器８３６は、回転非対称でないかもしれないが、キャップ８３８と共に回転することを防止するためにそれ以外の方法でレセプタクルの中に保持される。
ロボットモジュール８２０の図示した実施では、４つのデキャッパ８３０のそれぞれのプロング８３４は、特定の範囲内の大きさの物体を把持するために構成されている。各デキャッパ８３０に関連する大きさの範囲は、他の３つのデキャッパ８３０に関連するものとは異なる。したがって、４つのデキャッパ８３０は一緒になって、広範囲の大きさのキャップ及びカバーのキャップを取り外すための汎用のデキャッパを形成する。
ロボットモジュール８２０は、４つより多くの又は少ないロボットアーム８２４を有してもよいことが想定される。ロボットアーム８２４の１つ又は複数は、ピペッタ又は吸引器としても機能するように構成されていてもよいことが想定される。一部の実施では、ロボットモジュール８２０はまた、バーコードを読み取る、ｐＨ又は粒子数を解析する、及び同種のものなどの他の機能のために構成されたロボットアームも備えてよいことがさらに想定される。
滅菌システム
ＡＣＰＳ１００は、エンクロージャ１１０及びその中に収容された全ての露出した面の全体的な滅菌を行うための自動化されたエンクロージャ滅菌システムを備える。自動化されたエンクロージャ滅菌システムは、人間の介入を必要としないエンクロージャ１１０の自動的な滅菌のために構成されている。自動化されたエンクロージャ滅菌システムは、アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０の滅菌のためにも使用されてよいことが想定される。
自動化されたエンクロージャ滅菌システムは、エンクロージャ１１０の自動化された滅菌のために適切な滅菌剤でエンクロージャ１１０をパージするための滅菌ユニット５５０（図２に図式的に示されている）を備える。エンクロージャ１１０は、上述したように滅菌剤入口２３０、触媒コンバータ入口２３１、滅菌剤出口２３２、及び触媒コンバータ出口２３３を備える。滅菌ユニット５５０は、エンクロージャ１１０に滅菌剤を導入するため及びエンクロージャ１１０から滅菌剤を除去するためにそれぞれ滅菌剤入口２３０及び出口２３２に接続されている。滅菌剤入口２３０は、滅菌ユニット５５０から受け取った滅菌剤を噴霧又は蒸気霧としてエンクロージャ１１０の内部に送達するように構成されている。滅菌剤出口２３２は、滅菌ユニット５５０のポンプに接続されており、該ポンプは、エンクロージャ１１０から除去された滅菌剤を大気中に放出する前に中和する。ＡＣＰＳ１００は、滅菌剤入口２３０から受け取った滅菌剤を循環させるため及びエンクロージャ１１０の内部全体の滅菌剤の分散を増加させるためにエンクロージャ１１０の内側に羽根車（図示せず）を備える。
滅菌ユニット５５０は、適切な期間にわたって滅菌剤入口２３０の中に滅菌剤を注入してエンクロージャ１１０の面を滅菌した後に、滅菌ユニット５５０は、滅菌剤入口２３０の中への滅菌剤の注入を中止し、代わりに滅菌剤入口２３０の中に空気を注入してエンクロージャ１１０をパージし、あらゆる残留した滅菌剤粒子を取り除く。
図示した実施では、滅菌ユニット５５０は、滅菌剤として過酸化水素蒸気（Ｖａｐｒｏｘ（商標） Ｓｔｅｒｉｌａｎｔ、ＳＴＥＲＩＳなど）を注入するように構成されたＳＴＥＲＩＳ（商標） ＶＨＰ １０００ＥＤ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｉｏｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＳＴＥＲＩＳ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｍｅｎｔｏｒ、ＯＨ、ＵＳＡ）であるが、任意の適切な滅菌ユニット及び滅菌剤を本出願に示すものの代わりに使用してもよいことが想定される。図示した実施の滅菌ユニット５５０はまた、触媒コンバータ入口及び出口２３１、２３３に接続されており、滅菌手順の終わりに滅菌剤蒸気を無害且つ生分解性の水蒸気及び酸素に変換するために触媒コンバータをエンクロージャ１１０の中に導入する。
エンクロージャ１１０の滅菌は、それが外部環境に対して開かれた後（例えば、修理及びメンテナンスの後）又はエンクロージャ１１０の中で汚染が疑われた若しくは検出された後に行われるため、エンクロージャ１１０の内側の全ての露出した面及び閉じ込められた空気は、あらゆる生きた生物学的汚染粒子から滅菌される。エンクロージャ１１０はまた、バッチの加工の間に、定期的な間隔で、又は所望により、滅菌されてもよい。
エンクロージャ１１０の中に滅菌剤を導入することによってエンクロージャ１１０の内部が滅菌される前に、細胞及び／又は培養物を含有する全ての細胞加工容器３１４は、エンクロージャ１１０から、エンクロージャ１１０から密閉できる区画（例えば、インキュベータ１５２など）に通常移され、エンクロージャ１１０は自動的に密閉される。
エンクロージャ１１０を自動的に密閉することは、空気入口２２２、空気出口２２４、及び、廃棄物レセプタクル１５６に接続されたポート１７６、１７８を自動的に閉じることを含む。加えて、冷凍器ドア上及びその周りでの滅菌剤の凝縮の可能性を低減するために、冷凍器１５４の絶縁ドアが自動的に閉められて、冷凍器１５４の冷えた温度からのより大きな絶縁を提供する。エンクロージャ１１０の外部の他のシステム部品に接続されたあらゆる他のポート（アイソレータ１２０に接続されたアイソレータ接続ポート２２０、遠心分離機１５０に接続されたアクセスポート１７０、インキュベータ１５２に接続されたアクセスポート１７２、冷凍器１５４に接続されたアクセスポート１７４、及び同種のものなど）は、閉じていることを検証され、且つ／又は、開いていると決定された場合は自動的に閉じられる。システム１００はまた、全ての試薬容器が閉じているかも検証する。外部環境に繋がっていないシステム部品に接続しているアクセスポートはまた、滅菌のために開いたままであるように制御されてもよい。例えば、アクセスポート１７０は、遠心分離機１５０の内側を滅菌するために開いたままであってもよく、又はアクセスポート２２０は、アイソレータ１２０の内側を滅菌するためにそのままであってもよい。
エンクロージャ１１０の全体的な滅菌を行うための自動化されたエンクロージャ滅菌システムに加えて、ＡＣＰＳ１００は、エンクロージャ１１０の内側にある個々の物体を滅菌するためにデッキ９１０上に配された液体滅菌ステーション５５６（図９）を備える。滅菌ステーション５５６は、流体ラインを介してポンプ及び滅菌液供給源に流体ラインを介して接続された容器を備える。それにより、滅菌ステーション５５６は、それを通じて滅菌液（例えば、図示した実施では漂白剤、又は任意の他の適切な滅菌液）を循環させるように構成されている。例えば、培地注入チップ、吸引器チップ８７０及びピペットチップなどの滅菌される物体は、滅菌液が循環されている間に搭載されたロボットモジュール８００又は８２０の１つのロボットアームの１つによって適切な期間にわたって滅菌ステーション５５６の中に浸され得る。滅菌ステーション５５６は、エンクロージャ１１０から個々の物体を除去することなく該物体を滅菌することを可能とし、これは、加工手順の妨害を最小化することを助け、且つエンクロージャ１１０内での交差汚染のリスクを低減する。
インキュベータ１５２などのシステム部品もまた、それら自体の各々の自動化された滅菌ユニットを備える。関連する滅菌ユニットによる特定のシステム部品の滅菌の前に、システム部品を接続するアクセスポートは閉められ、且つシステム部品内に貯蔵された容器は、容器も滅菌されることが所望されるまで、そこから通常除去される。例えば、インキュベータ１５２は、インキュベータ１５２の内部を滅菌するために、自動化されたインキュベータ滅菌ユニット５５２（図３Ｃ）に連結される。インキュベータ１５２の内部がインキュベータ滅菌ユニット５５２によって滅菌される前に、アクセスポート１７２は閉じられ、インキュベータ１５２内に貯蔵されたあらゆる試料容器はそこから除去される。図示した実施では、自動化されたインキュベータ滅菌ユニット５５２は、滅菌剤として酸化エチレンを使用するＭＰＢ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｌｔｄによって製造されるＳａｆｅＥｒａｓｅ ＣｌＯ２ Ｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍであるが、任意の好適な滅菌ユニット及び滅菌剤を使用してもよい。
閉じられた内部空間の自動的な滅菌のために、アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０もまた、滅菌ユニット５５０又はそれに類似した別の滅菌ユニットに接続されていてもよいことが想定される。
記載された滅菌システム及び手順は、外部環境への曝露による汚染を最小にすることを確実にするのに効果的であると同時に、システム１００が人間操作者による介入なしで機能することを可能にする。エンクロージャ１１０又はシステム部品の１つの滅菌はまた、システム１００の操作者からのユーザーの入力の結果として開始されてもよいことが想定される。自動化されるものとして上記したステップの１つ又は複数（例えば、空気出口の閉鎖）は、自動化された実行に加えて、人間操作者の補助による実行が可能であってもよいことがさらに想定される。
追跡システム
上述したように、細胞加工容器３１４、遠心チューブ、バイアル及び輸送トレイ３４０の全て及び他の容器（試薬容器及び同種のものなど）の多くは、バーコードを有する。ＡＣＰＳ１００は、エンクロージャ１１０の中に導入されたバッチの追跡を促進するために、エンクロージャ１００の内側にバーコードスキャナ４９８（図２に図式的に示されている）を備える。Ｈａｍｉｌｔｏｎデキャッパ及びインキュベータ１５２などの加工モジュールの多くは、加工されている容器の同一性を検証するためにバーコードスキャナを有する。制御ユニット１０００は、バーコードスキャナを有するモジュールに、上記の容器を輸送するロボットモジュール６００、７００、８００、８２０に、容器を貯蔵する貯蔵ラック３１０、３２０、３３０に、及び上記の容器を受け取ることができる培地注入ステーション４２０及びインキュベータ１５２などの加工モジュールの多くに接続されている。したがって、制御ユニット１０００は、各容器の位置（ポジション）を追跡することができ、且つ、各容器の各動き、及びそれにより各容器の加工の各ステップを追跡することができる。
したがって、ＧＭＰガイドラインに適合するように、全ての容器を位置メモリ及びバーコードを介して追跡することができる。制御ユニット１０００は、特定のステーション又はシステム部品（例えば、インキュベータ１５０又は遠心分離機１５０）に関連する記録を取って、特定の容器について位置メモリを提供するステーション／部品内に位置する細胞加工容器３１４を同定及び追跡する。制御ユニット１０００はまた、容器が様々な加工ステップを通じて動かされている際に、各容器（付随するバーコードによって同定される）又はバッチに関連する記録を取る。
ＡＣＰＳ１００は、エンクロージャ１１０内で起こっている活動の画像（現在のタイムスタンプと共に）を得るためにカメラ４９７（図２に図式的に示されている）を備える。カメラ４９７は、連続的に又は断続的に画像を得てよい。カメラ４９７は、エンクロージャ１１０の異なる部分における活動を捕捉するために異なる場所に配された複数のカメラであってもよいことが想定される。アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０の中での活動が同じカメラ４９７又は他のカメラ（複数可）４９７により記録されてもよいことも想定される。カメラ４９７は、制御ユニット１０００に接続されており、カメラ４９７によって提供される画像は、制御ユニット１０００に付随する又は制御ユニット１０００に接続されたメモリに貯蔵される。一部の実施では、カメラ４９７によって得られる画像は、現在加工されている試料（複数可）に関連し、試料に関連する試料加工ログと共に又はその部分として含められる。
制御ユニット
図１８に関して、図示した実施の制御ユニット１０００は、細胞の自動化された加工を促進するためにＡＣＰＳ１００の様々なモジュールに通信可能に連結されたコンピュータである。制御ユニット１０００は、様々な貯蔵モジュール（貯蔵ラック３１０、３２０、及び輸送トレイ３２２）に通信可能に連結されている。制御ユニット１０００は、様々な加工モジュール（培地注入ステーション４２０、インキュベータ１５２、デキャッピングモジュール４１４、及び同種のもの）に通信可能に連結されている。制御ユニット１０００は、追跡システムの様々な追跡モジュールに通信可能に連結されている。制御ユニット１０００は、様々なロボットモジュール６００、７００、８００、８２０に通信可能に連結されている。制御ユニット１０００は、様々な品質管理モジュール（サイトメーター４７０、顕微鏡及びプレートリーダ４７２、及び同種のもの）に通信可能に連結されている。制御ユニット１０００は、様々な回収モジュール（輸送傾斜ホルダ傾斜モジュール、冷凍器４６０、及び同種のもの）に通信可能に連結されている。制御ユニット１０００はまた、他の種々雑多な部品、粒子カウンタ１９０、アクセスポートのゲート、及び同種のものに通信可能に連結されている。制御ユニット１０００は、空気出口２２４を開閉するための電動アクチュエータ２５６などのシステム部品に連結されている。
制御ユニット１０００は、制御ユニット１０００が細胞加工を制御すること、細胞加工を追跡及び監視すること、及び細胞加工の記録を作成することを可能とする全ての通信可能に連結されたモジュールから情報を得てそれを処理する。記録は、以下に記載する品質保証の目的のために使用されてもよい。したがって、制御ユニット１０００は、ＧＭＰガイドラインに対する細胞加工の適合性を促進する。
以下は、インキュベーション１５２を伴う細胞加工ステップを制御する制御ユニット１０００の例である。制御ユニット１０００は、ロボットアーム７０５に、培地注入ステーション４２０の１つから細胞加工容器３１４を拾い上げること、及びインキュベータアクセスポート１７２の上に配される特定の位置にそれを動かすことを指示する。制御ユニット１０００は、ロボットモジュール７００に連結された様々なセンサから受け取った信号に基づいてロボットアーム７０５の位置を追跡する。細胞加工容器３１４が、インキュベータアクセスポート１７２の上に配される特定の位置にロボットアーム７０５によって動かされる時に、制御ユニット１０００は、インキュベータ１５２に信号を送って、インキュベータ１５２のゲートを開かせる。次いで、制御ユニット１０００により、インキュベータ１５２の内側のインキュベータのロボットアームは、インキュベータアクセスポート１７２を通じて上方に延びて、ロボットアーム７０５から細胞加工容器３１４を受け取り、細胞加工容器３１４上のバーコードがインキュベータ１５２の内側のバーコードスキャナによって読み取られ、次いでバーコードスキャナは、バーコードの識別情報を指し示す信号を制御ユニット１０００に送る。インキュベータのロボットアームは、インキュベータ１５２の内側の棚に細胞加工容器３１４を置き、ゲートを閉めることによってインキュベータ１５２からエンクロージャ１１０を密閉する。インキュベータ１５２は、予め定められた温度、予め定められたＣＯ２及びＯ２レベル、及び予め定められた期間にわたって細胞加工容器３１４をインキュベートするように制御ユニット１０００によって制御される。予め定められた期間が終了した時に、制御ユニット１０００は、インキュベータ１５０に信号を送って、インキュベータ１５２にアクセスするためのゲートを開かせ、細胞加工容器３１４をインキュベータアクセスポート１７２に向かってインキュベータのロボットアームによって動かさせる。細胞加工容器３１４上のバーコードがインキュベータのバーコードリーダによって読み取られ、バーコードの識別情報を指し示す信号が制御ユニット１０００に送られる。制御ユニット１０００は、ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５に信号を送って、インキュベータのロボットアームから細胞加工容器３１４を回収し、傾斜モジュール４３０の１つに細胞加工容器３１４を置かせる。制御ユニット１０００は、特定の細胞加工容器３１４についての加工記録をアップデートして、細胞加工容器３１４がインキュベーションステップを完了し、特定の加工ステップを受けていることを反映させる。制御ユニット１０００はさらに、特定の傾斜モジュール４３０’（その位置によって特定される）が特定の細胞加工容器３１４（場合によっては、そのバーコードによってさらに特定される）を現在保持していることを指し示す傾斜モジュール４３０’に関連する記録をアップデートする。
加工が続くと、この例示的な加工順序では、制御ユニット１０００により、細胞加工容器３１４の蓋が取り外され、ロボット吸引器８７２が吸引器チップ８７０を拾い上げて、細胞加工容器３１４の中の古い培地を吸引した後に、細胞加工容器３１４を培地注入ステーション４２０上に置いてそれに新鮮な培地を注入すると共に、新たな滅菌濾過されたチップを拾い上げ、予め定められた容器から試薬を吸引してそれを細胞加工容器３１４の中に分注することによって、ロボットピペッタ８１４によって試薬を追加し、その後に細胞加工容器３１４に蓋を戻す。制御ユニット１０００は、各ステップにおいて、細胞加工容器３１４に関連する記録、並びに、特定の傾斜モジュール４４０及び／又は培地注入ステーション４２０（その位置によって特定される）を指し示す傾斜モジュール４４０及び／又は培地注入ステーション４２０に関連する記録をさらにアップデートする。次いで、制御ユニット１０００により、ロボットアーム７０５は細胞加工容器３１４を動かし、細胞加工容器３１４及びインキュベータ１５０に関連する記録のアップデートに加えて、上記に詳述するように細胞加工容器３１４を輸送してインキュベータ１５０に戻す。
一部の実施では、制御ユニット１０００は、自動化された細胞加工において品質保証（ＱＡ）を可能とするように構成されている。制御ユニット１０００は、細胞加工の間に又は細胞加工が完了した後に行われる品質管理解析から得られる情報を含む細胞加工ステップの様々な詳細の包括的な記録を生成する。
一部の実施では、制御ユニット１０００は、加工及び／又は細胞加工の最終製造物が加工及び／又は製造物の予め定められた仕様に従っていることを検証するようにさらに構成されている。制御ユニット１０００は、予め定められたチェックリストを備えていてもよく、また、予め定められたチェックリストの基準の充足を検証するように構成されていてもよい。例えば、チェックリストは、１つ又は複数のステップが正しく行われたこと、又は加工のステップの間に特定の事象が起こらなかったこと、又は１つ又は複数の製造物のパラメーターが特定の範囲内にあることを確実にするための基準を含んでもよい。細胞療法への応用のための細胞加工の例では、チェックリストは、最終製造物が患者への出荷のために準備できていることを検証するように設計されてもよい。
一部の実施では、制御ユニット１０００は、加工の決定を行うようにさらに構成されており、例えば、所望の最終製造物を製造するためにどのステップを実行するかを決定するようにさらに構成されている。例えば、一部の実施では、制御ユニット１０００は、１つ又は複数の特徴の解析の結果に基づいて、１つ又は複数のその後のステップの実行について決定するように構成されている。例示的な実施では、制御ユニット１０００は、フローサイトメータ４７０又は顕微鏡及びプレートリーダ４７２を使用して低い細胞数又は密集度の決定に基づいてバッチのさらなるインキュベーションが必要とされることを決定し、それにしたがってインキュベータ１５２においてそのようなさらなるインキュベーションを実行するように構成されている。別の例示的な実施では、制御ユニット１０００は、疾患を引き起こす遺伝子突然変異に特異的な抗体を使用して又はｑＲＴ－ＰＣＲ装置によって解析された疾患を引き起こす遺伝子突然変異に特異的なプライマーでの実行によって得られる、疾患を引き起こす遺伝子突然変異をバッチ中の細胞が持つことを指し示す診断アッセイの結果に基づいて、遺伝子修復が必要とされることを決定し、それにしたがって遺伝子修復のための遺伝子編集の加工を実行するように構成されている。別の例示的な実施では、制御ユニット１０００は、フローサイトメータ４７０を使用した低い生存能力の決定に基づいて、死細胞の除去が所望されることを決定し、そのような加工を実行するように構成されている。別の例示的な実施では、制御ユニット１０００は、例えば、充分に強い磁石４３４を備えた磁気傾斜モジュール４４０を使用してある特定のマーカーを発現する細胞を磁気的に選別することによって所望の分化能力又は純度を達成することにより、所望の細胞の分化能力を選択するように、又はバッチ中の所望の細胞を精製するように構成されている。制御ユニット１０００は、加工の間の人間の介入なしで、１つ又は複数の特徴の解析の結果を使用して様々なそのような加工の決定を行うように構成できることを理解されるべきである。
図１８に関して、制御ユニット１０００は、ネットワーク通信インターフェース１００４に連結されたプロセッサ１００２を備える。プロセッサ１００２は、本明細書に記載されるものなどの様々な方法を実行するように構成されている。このために、プロセッサは、メモリ１００６（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、又は同種のものの形態）を有するか、又は、実行された時にプロセッサに本明細書に記載される様々な方法を実行させるコンピュータ読取り可能なコマンドを保存するメモリ１００６に通信可能に連結されている。一部の実施では、メモリ１００６はまた、加工ログ、加工記録、及び本明細書に記載される方法の実行に関する他の情報も保存する。一部の実施では、制御ユニット１０００は、そのような加工ログ、加工記録、及び本明細書に記載される方法の実行に関する他の情報を保存するための１つ又は複数の他のデータ保存デバイスを備える又は該デバイスへのアクセスを有する。
［０１］ネットワーク通信インターフェース１００４（モデム、ネットワークカード、及び同種のものなど）は、ＡＣＰＳ通信ネットワーク１００８上でのＡＣＰＳ１００の他の部品との２方向通信のために構成されている。本発明の技術の図示した実施では、ＡＣＰＳ通信ネットワーク１００８は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）である。本発明の技術の他の実施では、ＡＣＰＳ通信ネットワーク１００８は、インターネット、広域通信ネットワーク、ローカルエリア通信ネットワーク、プライベート通信ネットワーク及び同種のものなどのＬＡＮ以外のものであってもよい。ＡＣＰＳ通信ネットワーク１０００は、複数の通信ネットワーク１００８であってもよい。ＡＣＰＳ通信ネットワーク１００８において、通信は、無線リンク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、又は短縮してＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は同種のものなど）又は有線リンク（例えば、ユニバーサルシリアルバス若しくはＵＳＢベースの接続又はイーサネット（登録商標）ベースの接続など）などの様々な種類の通信リンク上で起こってよい。
［０２］図１Ａ～２の実施では、制御ユニット１０００は、ユーザーインターフェースを備え、ユーザーインターフェースは、ユーザーの入力を受け取るためのユーザー入力デバイス１０１０及びユーザーに情報を伝えるためのユーザー出力デバイス１０１２を備える。図１Ａ～２の実施では、ユーザー入力デバイスは、キーボード及びマウスを備えるが、ユーザー入力デバイスは、キーボード、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン、マイクロホン、トラックボール、ジョイスティック、フィンガートラッキング、ペントラッキング又はスタイラストラッキング要素及び同種のものなどの任意の好適なユーザー入力デバイスの形態であってよいことが想定される。図１Ａ～２の実施では、ユーザー出力デバイス１０１２は、ディスプレイスクリーンの形態である。制御ユニット１０００はまた、他の種類の視覚的、聴覚的又は触覚的な出力をユーザーに提供するためにスピーカー、プリンター及び同種のものなどの他の形態のユーザー出力デバイス２２０を備える。
［０３］図示した実施では、制御ユニット１０００は、単一のデスクトップコンピュータとして示されている。しかしながら、制御ユニット１０００は、複数のデスクトップコンピュータ及び／又は他のコンピューティングデバイスを備えてもよく、各コンピューティングデバイスが、メモリ１００６及びネットワーク通信インターフェース１００４に関連付けられたプロセッサ１００２を有するものであってもよいことが想定される。プロセッサ１００２は、単一の共有プロセッサであってもよいし、又は、その一部が共有されたものであり得る複数の個々のプロセッサであってもよい。各プロセッサ１００２には１つ又は複数のメモリ１００６が関連付けられていてもよい。
［０４］制御ユニット１０００は、様々なタスクを実行するために当該技術分野で公知のハードウェア及び／又はソフトウェア及び／又はファームウェアを備え、該タスクとしては、センサ、システム部品又はモジュールからの信号の受信、受信した信号の加工、受信した信号に基づく細胞加工のためのその後のステップの決定、品質保証モジュール、インキュベータ、及び同種のものなどの制御可能なシステムモジュール及び／又は部品のための制御信号（指示）の生成、及び、決定されたその後のステップを実行するための制御可能なシステム部品への制御信号の送信などである。
［０５］本明細書で使用される「モジュール」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア又は任意のこれらの組合せを指すものであり得る。例えば、品質保証モジュールは、制御ユニット１０００のメモリ１００６内のソフトウェアモジュールである。品質保証ソフトウェアモジュールは、プロセッサ１００２によって実行された時に本明細書に記載される品質保証機能を実行するコードを備える。品質保証モジュールは、それ自体のプロセッサ、メモリ及びネットワーク通信インターフェースを有する別々の専用のコンピューティングデバイスを備えたハードウェアモジュールであってもよいことが想定される。
一部の実施では、ＡＣＰＳ通信ネットワーク１００８はインターネットではなく、制御ユニット１０００は、製造物又は試験の結果を損なう可能性がある未承認のものが制御ユニット１０００に入るのを防止するためにインターネットに接続されない。一部の実施では、制御ユニット１０００は、外部通信ネットワーク（例えば、セルラー通信ネットワーク）、すなわちＡＣＰＳ通信ネットワーク１００８ではない通信ネットワークを介して間接的にシステムメッセージ（エラーメッセージ、アラート又はプロンプトなど）を提供するように構成されている。制御ユニット１０００は、別個の検出器が電力の喪失を感知した場合に特定の要素又は出口に対して電源をオン／オフし、電力の損失への応答として、予め定められたメッセージを送るように構成されていてもよいことが想定される。別の例としては、制御ユニット１０００は、通信ネットワークに接続されたカメラによって読み取られるように構成されたモニターに予め定められたパターン（例えば、二次元バーコード）を表示してもよい。カメラは、モニターに表示されたパターンに基づいて通信ネットワークを介して適切なメッセージを送信してもよい。したがって、制御ユニット１０００は、外部通信ネットワークに直接的に接続されることなく外部通信ネットワークを介して適切なレシピエントへの適切なメッセージの送信を引き起こすように構成されている。
複数のシステムの統合
図１７に関して、上記のＡＣＰＳ１００などの２つ又はそれより多くのＡＣＰＳ１００を備えた統合されたシステム１０を接続して一緒にすることができる。図１７の図示した実施は、エンクロージャ１１０及びアイソレータ１２０を有する左ＡＣＰＳ１００を備えた２つからなる統合されたＡＣＰＳ１０を示す。右ＡＣＰＳ１００もまた、エンクロージャ１１０及びアイソレータ１２０を備える。各ＡＣＰＳ１００は、インキュベータ１８０に接続されている。左エンクロージャ１１０は、その右側壁２０８にアクセスポート１８２を有し、アクセスポート１８２は、インキュベータ１８０の左側壁にあるアクセスポートに接続されている。右エンクロージャ１１０は、その左側壁２０８にアクセスポート１８２を有し、アクセスポート１８２は、インキュベータ１８０の右側壁にあるアクセスポートに接続されている。インキュベータ１８０と各エンクロージャ１１０との間の接続は密閉されている。細胞加工容器３１４を、インキュベータ１８０とエンクロージャ１１０のそれぞれとの間で引き渡すことができる。したがって、細胞加工容器３１４を、ＡＣＰＳ１０の外側に除去することなくインキュベータ１８０を介して左エンクロージャ１１０と右エンクロージャ１１０との間で引き渡すことができる。統合されたＡＣＰＳは、各ＡＣＰＳ１００内での汚染のリスクを増加させることなくリソースを共有することによって価値あるリソースのより良好な利用を可能とする。
一部の実施では、上記統合されたシステム１０における上記各ＡＣＰＳ１００のアイソレータ１２０は、同じＢＳＣ１３０に接続されている。一部の実施では、左ＡＣＰＳ１００のアイソレータ１２０は第１のＢＳＣ１３０に接続され、右ＡＣＰＳ１００のアイソレータ１２０は、第１のＢＳＣ１３０とは異なる第２のＢＳＣ１３０に接続される。
一部の実施では、上記統合されたシステム１０における上記各ＡＣＰＳ１００は、同じ制御ユニット１００によって制御される。一部の実施では、左ＡＣＰＳ１００は、第１の制御ユニット１０００によって制御され、右ＡＣＰＳ１００は、第１の制御ユニット１０００とは異なる第２の制御ユニット１０００によって制御される。
複数のバッチの逐次的な加工
ＡＣＰＳ１００は、バッチ間の交差汚染なしで１つの時点に複数のバッチを加工するように構成されている。
バッチ間の交差汚染なしで１つの時点に複数のバッチを加工することは、部分的には、エンクロージャ１１０の構造及びレイアウト、空気フローシステム、廃棄物システム１５６、１５８、エンクロージャ１１０内の様々な部品の相対的な物理的配置、エンクロージャ１１０とエンクロージャの外側の様々な設備（遠心分離機１５０、おおび同種のものなど）との間の接続の構成、アイソレータ及びＢＳＣの存在及び特定の構成、及び同種のものなどの要因によって可能とされる。
加えて、制御ユニット１０００は、任意の１つの時点に１つのバッチのみがエンクロージャ１００の内側の環境に曝露されることを確実にするように構成されている。制御ユニット１０００は各細胞加工容器３１４の位置、動き及び加工を追跡するので、制御ユニット１０００は、エンクロージャ１１０内の複数のバッチの同時の加工を制御することができ、それにより、例えば試薬の追加のために、１つの細胞加工容器３１４が環境に対して開いている時に、異なるバッチに属する他の細胞加工容器３１４は、開いている細胞加工容器３１４から遠隔に配される。すなわち、制御ユニット１０００は、異なるバッチに属する細胞加工容器３１４の全てが所与の細胞加工容器３１４から遠隔に配された時にのみ、所与の細胞加工容器３１４のカバーが取り外されることを可能にするように構成されている。したがって、異なるバッチに属する閉じた細胞加工容器３１４は、インキュベータ１５２の中又は冷凍器１５４の中で互いに隣り合って置かれてもよいが、異なるバッチに属する２つの細胞加工容器３１４は、デッキ９１０上の別々の培地注入ステーション４２０上で見出され得ない。
一部の実施では、制御ユニット１０００は、細胞加工容器３１４への材料の追加又は細胞加工容器３１４からの材料の除去の間を除いて、細胞加工容器３１４がカバーを外されたままとならないことを確実にするようにさらに構成されている。したがって、細胞加工容器３１４は、通常細胞加工容器３１４への材料の追加又は細胞加工容器３１４からの材料の除去の間を除いてカバーを付けたままとなる。
一部の実施では、第１のバッチ用の細胞加工容器３１４を閉じた後に、別のバッチ用の細胞加工容器３１４は、粒子カウンタ１９０によって測定される粒子数が閾値レベルより低い時にのみ開かれる。
一部の実施では、上述したように、エンクロージャ１１０の内側の空間は、層状の気流壁によって別々の空間に分割され得る。層状の気流壁は、一部の実施では、エンクロージャ１１０内の分離された空間の間の汚染のリスクを低減することによって、分離された空間における複数のバッチの同時の加工を可能とするように構築されていてもよい。
例えば、エンクロージャ１１０内の空間を第１の空間及び第２の空間に分割する層状の気流壁の存在下で、第２のバッチが第２の空間において加工されている間に、第１のバッチは第１の空間において加工されてよいことが想定される。したがって、この例では、第２のバッチの第２の細胞加工容器３１４が第２の空間においてその中に試薬を注入するために開かれている間に、第１のバッチの細胞加工容器３１４が第１の空間においてその中に試薬を注入するために開かれていてよいことが想定される。層状の気流壁による第２の空間からの第１の空間の分離は、第１のバッチと第２のバッチとの間の汚染のリスクを低減する、又は該汚染を防止する。
本明細書で提供される方法及びシステムは、バッチの逐次的な加工を使用してバッチ間の交差汚染なしで同時に多数のバッチを加工するように設計されている。本明細書で使用する場合、「逐次的な加工」という用語は、ＡＣＰＳ１００において複数のバッチが同時に加工を受けている時に１つの時点に１つのバッチのみが環境に対して開かれている、すなわち、デッキ９１０上又はエンクロージャ１１０の中の１つのバッチのみが１つの時点に開いていることを意味する。バッチの多くが加工の異なるステップ又は段階にあってもよいこと、例えば、１つのバッチの加工がちょうど始まった一方、別のバッチは完了に近くてもよいことが理解されるべきである。さらに、全てのバッチは必ずしも同じようには加工されず、例えば、１つのバッチは、第１のセットの初期化剤を使用して第２の種類の細胞（例えば、神経幹細胞様細胞）に初期化されている第１の種類の細胞（例えば、線維芽細胞）を含んでよく、一方で別のバッチは、異なるセットの初期化剤を使用して第４の種類の細胞（例えば、皮膚毛包幹細胞様細胞）に初期化されている第３の種類の細胞（例えば、骨髄間質細胞）を含む。したがって、異なるバッチを同時に異なる加工に供することができる。実際上、逐次的な加工はまた、デッキ９１０上の各加工ステーションが１つの時点に１つのバッチのみを加工することも意味する。１つの時点に１つより多くのバッチが環境に対して開いていることがない限り（例えば、１つの時点に１つのバッチからの細胞加工容器３１４のみが環境に対して開いている）、加工ステーションは、複数のバッチを次々に順次加工することができる。１つのバッチが開かれ、必要に応じて加工され、次いで閉じられた後に、次のバッチが加工のために開かれるなどである。このようにして、複数のバッチがそれぞれ、加工の同じ又は異なるステップ又は段階にあることができ、バッチの全てがＡＣＰＳ１００の中で同時に加工されるが、１つの時点に１つのバッチのみが環境に対して開いているため、バッチ間の交差汚染が防止される。
例による説明のために、４つの加工ステーションを有するＡＣＰＳ１００の中で３つのバッチが同時に加工を受けている例を考える。第１のバッチが記載されるようにＡＣＰＳ１００の中に導入され、加工が開始される。第１のバッチが第１の加工ステーションにおいて加工された後に、インキュベータ１８０に入れられる。次いで、第２のバッチがＡＣＰＳ１００の中に導入され、第１の加工ステーションにおいて加工された後に、インキュベータ１８０に入れられる。次いで、第１のバッチがインキュベータ１８０から回収され、第２の加工ステーション及び第３の加工ステーションにおいて加工される。第１のバッチが第３の加工ステーションにおいて加工を受けている間に、第２のバッチがインキュベータ１８０から回収され、第２の加工ステーションに運ばれる。しかしながら、第３の加工ステーションにおける第１のバッチの加工が完了するまで、第２のバッチは保持される（すなわち、開かれない）。第３の加工ステーションにおける加工の後に第１のバッチが閉じられると、第２の加工ステーション及び第３の加工ステーションにおいて第２のバッチを開いて加工することができる。
第２及び第３の加工ステーションにおける第２のバッチの加工の間に、第３のバッチがシステムの中に導入され、第１の加工ステーションに運ばれ、そこで、（例えば、インキュベータ１８０の中で）第１及び第２のバッチが閉じられた後にのみ第３のバッチが開かれて加工される。次いで、第３のバッチは、第３のバッチについての特定の加工パラメーターに応じて、最初に第２及び第３の加工ステーションにおいて加工されることなく、加工のために第４の加工ステーションにそのまま運ばれてもよい。このようにして各加工ステーションはバッチを次々に順次加工し、各バッチは特有の順番の加工ステップを受け、バッチの加工は連携して働いて、１つの時点に１つのバッチのみが環境に対して開かれるのを確実にする。
バッチのこの逐次的な加工は、以前のシステムとは異なることが明白なはずである。以前のシステムでは、別のバッチの加工を開始できる前に、１つのバッチは完了まで加工されなければならない。以前のシステムでは、例えば、第１のバッチがシステムの中に導入され、最終製造物が得られるまで、その全体の加工、例えば、第１、第２、第３、及び第４の加工ステーションにおける加工を受ける。第１のバッチについての最終製造物は、第２のバッチがシステムの中に導入される前にシステムから放出され、次いで第２のバッチについての最終製造物がシステムから放出されるまで、第２のバッチが完了まで加工され、第２のバッチがシステムから取り出されて初めて、第３のバッチを加工のために導入することができる、などである。本出願に提供する逐次的な加工のシステムとは対照的に、そのような以前のシステムでは、交差汚染を防止するために完全な洗浄及び滅菌がバッチ間で通常必要とされる。
方法
本技術のさらなる理解のために、細胞加工のための自動化された方法２０００に関してこれより上記のＡＣＰＳ１００を説明する。
しかしながら、この説明は例示的な目的のためにのみ提供するものであり、限定を意図するものではないことが理解されるべきである。ＡＣＰＳ１００は、例えば、細胞加工、並びに、タンパク質、抗体、ワクチン、増殖因子、組織マトリックス、及び同種のものなどの生物学的製造物の製造のための加工などの多様な方法のために使用することができる。さらに、ＡＣＰＳ１００は、細胞株の成長又は増殖、遺伝子編集、人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）、胚性幹細胞、及び同種のものの製造などの、以下に例を挙げて説明するもの以外の種類の細胞加工のために使用することができる。ＡＣＰＳ１００は、広範囲のそのような方法における応用を有することができ、且つ行われる特定の方法の必要性にしたがって適合できることが想定される。
ここに提供する例示的な実施例では、上記のＡＣＰＳ１００は、第１の種類の細胞を第２の種類の細胞に転換するための自動化された方法２０００を実行するように構成されている。ここに記載される自動化された方法２０００は、加工の間にエンクロージャ１１０内の任意の部品の人間操作者による操作なしでの細胞加工のための最初から最後までの方法である。
細胞加工のための自動化された方法２０００のフロー図を示す図２８に関して、自動化された方法２０００は、エンクロージャ１１０の中への試料の導入２１００、試料の導入２１００後の試料の自動的な調製２２００、試料調製２２００後の細胞の自動的な加工（例えば、処理又は増殖）２３００、細胞加工２３００後の細胞の自動的な回収２４００、及び細胞加工２３００の間の自動的な解析２５００を含む。方法２０００はまた、試料調製２２００の間及び細胞加工２３００の前に試料の解析２５００を含んでもよい。方法２０００はまた、回収２４００の間又は後に試料の解析２５００を含んでもよい。加えて、自動化された方法２０００は、自動的な回収２４００の後に貯蔵及び／又は輸送２６００のために細胞の自動的な梱包を含んでもよい。さらに、自動化された方法２０００は、試料の品質保証（ＱＡ）２７００解析、及び／又は、予め定められた許可基準への適合性を判定するためのバッチのための自動化された方法２０００の全ての実行されたステップの検査を含んでもよい。試料の導入２１００から梱包２６００までの方法２０００の全体は、人間操作者による操作なしで自動的に実行される。
ここに提供する例示的な実施例では、ＡＣＰＳ１００は、第１の種類の細胞を含むバッチとして指定された試料をエンクロージャ１１０の中に受け入れ２１００、以下に記載する試料調製２２００及び細胞加工２３００の実行後に、ＡＣＰＳ１００は、最終製造物として、搬送及び／又は貯蔵のために準備された形態で第２の種類の細胞を含有するバッチを提供する。
本明細書で使用される「バッチ」は、特定の供給源、例えば、患者から得られた特定の細胞又は組織試料、特定の細胞培養物、特定の細胞株などからその由来が開始する材料であって、特定の最終製造物を提供するために特定の方法でＡＣＰＳ１００によって加工されるものを指す。バッチのサイズは、例えば細胞の増殖及び倍化につれて、加工の間に増加してもよい。例えば、バッチは最初に、患者から得られた１つの細胞又は組織試料に由来する細胞の１つの細胞加工容器３１４を含み得る。加工が完了した時に、同じバッチは、複数の細胞加工容器３１４（例えば、２個、４個、８個、１６個、２０個、２４個、３２個など）を含むことがあり、バッチ中の全ての細胞加工容器３１４は、同じ最初の細胞加工容器３１４に由来し、同じ方法で加工された細胞を含有することがある。したがって、大まかに言えば、バッチは、加工されている生体試料の性質に応じて、１人の患者からの細胞、又は１つの細胞株からの抗体などを指すことがある。本明細書で使用する場合、「生体試料」は、加工のための出発材料を指す。一部の実施形態では、生体試料は、患者から得られた細胞又は組織試料である。生体試料は、加工のためにそれがＡＣＰＳ１００の中に導入された時に、「バッチ」と称される。したがって、各バッチは、１つの生体試料に由来する。
一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、第１の種類の単離された細胞を含むバッチを提供２１００される。一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、患者から採られた生検などの、単離されていない形態で第１の種類の細胞を含むバッチを提供２１００される。ＡＣＰＳ１００が第１の種類の単離されていない細胞を提供される実施では、加工２３００のために好適な、単離された形態の第１の種類の細胞を含有するバッチを得るために、（アイソレータ１２０内で人間操作者によって、又は自動的にエンクロージャ１１０内でのいずれかで）初期の試料調製ステップ２２００が行われる。
方法２０００は、エンクロージャ１１０の中でのバッチの自動的な加工２３００を含む。理解されるように、バッチの自動的な加工２３００は、細胞加工容器３１４中の細胞培養培地に細胞を懸濁すること、特定の時点及び特定の量でバッチに１つ又は複数の試薬を加えること、必要に応じて細胞培養培地を新しくすること、バッチを第１の加工ステーション（例えば、培地注入ステーション４２０）から第２の加工ステーション（例えば、加熱器４９４）に移送すること、及び細胞株が分割するにつれて、バッチの継続した加工のために１つの細胞加工容器３１４から複数の細胞加工容器３１４へと細胞培養物を継代することを伴ってもよい。
方法２０００は、（例えば、フローサイトメータ４７０、顕微鏡及びプレートリーダ４７２、及び同種のものの１つ又は複数を使用する）バッチの１つ又は複数の特徴の自動的な解析２５００を含む。バッチは、自動的な加工２３００の完了後及び／又は自動的な加工２３００の前若しくは間に解析２５００されてもよい。一部の実施では、方法２０００は、１つ又は複数の特徴の解析の結果を使用して加工の進行速度を予測し、それによって加工の１つ又は複数のその後のステップのための時間、又は加工の完了時間を決定することを含む。一部の実施では、方法２０００は、１つ又は複数の特徴の解析の結果を使用して１つ又は複数のその後のステップを決定すること、例えば、バッチに対してインキュベートを行うのか、継代するのか、処理を適用するのかなどを決定することを含む。
方法２０００はまた、加工２３００が完了した後のバッチの自動的な回収２４００も含む。本明細書で使用されるバッチの自動的な回収２４００は、通常、エンクロージャ１１０の外側での受取りのため又は梱包２６００のため又は貯蔵のためにバッチを準備することを指す。したがって、一部の実施では、細胞は、新鮮な培地に再懸濁され（場合によっては、１つの細胞培養皿から、又は細胞培養皿中の細胞の一部分から、別に取り、品質管理（ＱＣ）解析のために使用される）、細胞培養皿、輸送トレイ３４０、クライオバイアル（場合によっては、試料の速度制御されたクライオ冷凍を含む）、及び同種のものなどの好適な容器に入れられる。回収２４００したら、バッチを、アイソレータ１２０を通って又はアイソレータアクセスポート２２０以外のアクセスポートを通ってのいずれかでエンクロージャ１１０の外に運ぶ。
方法２０００はまた、貯蔵及び／又は輸送のためのバッチの自動的な梱包２６００も含む。一部の実施では、バッチは、輸送用の容器３１４（例えば、輸送トレイ３４０）又は貯蔵用に設計された容器（例えば、クライオバイアル８８４）に入れられる。一部の実施では、バッチは冷凍されてもよく、冷凍された凍結保存細胞は、冷凍されたクライオバイアルホルダに移送されてもよく、次いでクライオバイアルホルダは、迅速にアイソレータ１２０に移送されて、そこで人間のユーザーはバッチを拾い上げ、それを貯蔵のためにクライオ冷凍機に、又は例えば臨床の場所への、搬送のために容器（例えば、ＬＮ２ Ｄｒｙ Ｓｈｉｐｐｅｒ）に入れることができ、又は、必要に応じて任意の他のステップを行うことができる。別の実施では、凍結保存された細胞は、例えば冷凍器１６２などの、貯蔵用クライオ冷凍機の中に自動的に移送される。別の実施では、新鮮なバイアルに入れられた細胞は、細胞を最適にクライオ凍結するための速度制御されたクライオ冷凍機の中に（例えば、梱包モジュール９５０の１つ又は複数のロボットモジュールを介して、又はエンクロージャ１１０の中のロボットモジュール６００、７００の１つによって）自動的に移送された後に、細胞の最適な凍結保存のために貯蔵用クライオ冷凍機の中に自動的に移送される。１つの実施では、これらは、自動化された梱包モジュール９５０に接続されているため、クライオ凍結された細胞は、最終の目的地に到達するまで最適な凍結保存のための最適な温度に細胞を連続的に維持するための輸送用のＬＮ２容器又はドライシッパーの中に自動的に梱包される。
自動的な梱包２６００は任意選択である。さらに、一部の実施では、回収２４００及び梱包２６００は、１つのステップに組み合わせられる。例えば、バッチは、冷凍及び貯蔵のためにクライオバイアルの中に直接的に回収されてもよい。他の実施では、回収２４００及び梱包２６００は、別々のステップである。例えば、バッチは、輸送トレイ３４０の中に回収されてもよく、輸送トレイ３４０は、搬送用の容器の梱包のために梱包モジュール９５０に移送される。
自動的な品質保証２７００も任意選択である。一部の実施では、品質保証２７００は、回収２４００及び／又は梱包２６００の前、間又は後に実行することができる。バッチのために実行される方法２０００の全体は、エンクロージャ１１０の中への試料の導入２１００から貯蔵及び／又は輸送のための細胞の梱包２６００までを検査されて、予め定められた許可基準を満たしているかを判定する。全ての許可基準を満たす場合、バッチは、搬送又は貯蔵のために出荷される。全ての許可基準は満たされていない場合、バッチは目印を付けられ、搬送のために出荷されず、最終的に梱包モジュール９５０から固体廃棄物レセプタクル１５６又は別の廃棄物エリアに処分される。一部の実施では、品質保証２７００は、顕微鏡及びプレートリーダ４７２又は他の解析器具を使用して無菌性及び／又は汚染物（エンドトキシン及び／又はマイコプラズマなど）についての解析２５００を開始することができる。品質保証によって所望される他の試験を実行してもよいこと、及び、品質保証２７００によって所望される解析２５００は、方法２０００の任意の段階で、方法２０００の間に所望するだけ何度も、実行してもよいことが想定される。一部の実施では、品質保証２７００は、品質保証２７００の結果の全ての詳細を提供する報告書、方法２０００のあらゆるステップの詳細なリスト、及びバッチのために実行された解析２５００の結果、及び同種のものの作成を含む。そのような報告書は、様々な形態（例えば、印刷物、データファイルなど）でユーザーに提供されてよく、特に限定されることを意図しない。さらに必要とされる加工２３００の種類及びユーザーの特定の必要性に応じて、異なるバッチに対して異なる報告書を作成してもよい。一部の実施では、品質保証２７００は、ＧＭＰ条件が満たされたかどうかを検証する。
バッチがエンクロージャ１１０の中で加工２３００されている時に、人間操作者によるエンクロージャ１１０内での部品の操作はない。方法２０００は完全に自動化されており、いかなる人間の介入もなく実行可能である。しかしながら、制御ユニット１０００に接続されたユーザーインターフェース１２００を介して加工フローを人間操作者が監視できることが想定される。一部の実施では、ＡＣＰＳ１００及び方法は、認可された人間操作者が、制御ユニット１０００を介して加工ステップの１つ又は複数を改変する又は影響を及ぼすことを許容する。例えば、１つ又は複数の加工パラメーターに基づいて、人間操作者は、１つ又は複数の加工ステップを長期化させること、１つ又は複数の加工ステップをスキップすること、又はバッチの加工を一時的に休止することが可能であってもよい。
一部の実施では、エンクロージャ１１０の中への試料の導入２１００から貯蔵及び／又は輸送のための細胞の梱包２６００までの方法２０００の全体は完全に自動化され、いかなる人間の介入もなく実行可能である。
以下の実施例を参照することにより、本発明の技術はより容易に理解されるであろう。これらの実施例は、本発明を例を挙げて説明するために与えるものであり、いかなる意味でもその範囲を限定するものと解釈してはならない。
別段の定義がなければ、又は文脈が明確にそうでないことを要求しなければ、本明細書で使用される全ての科学技術用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似又は同等の任意の方法及び材料が本発明の実施又は試験において使用できることが理解されるべきである。
実施例Ａ
Ｉ．試料の導入
ステップ１． 移送トレイ３２２は、容器ホルダ（例えば、チューブホルダ４１０、４５２）に置かれた細胞加工容器３１４に貯蔵された生体試料（バッチ）（例えば、細胞、組織、生物学的物質（タンパク質又は抗体など）、又は他の試料）をアイソレータ１２０からエンクロージャ１１０に移送する。容器ホルダ４１０は、ロボットモジュール７００によって移送トレイ３２２からデッキ９１０上の予め定められた位置（又はデッキ９１０上に移送される準備ができるまで貯蔵エリア３００に）に移送される。
残りの説明では、例を挙げた説明のためのみに、バッチとして細胞又は組織試料（インキュベーション中の新鮮な培地との培地の交換の間に２日を要する）を使用する。以下及び本出願の残り全体を通じた記載を読むことにより、生物学的物質、化学的物質又は他の試料をシステムによってどのように加工できるかを当業者は理解するであろう。
ＩＩ．試料調製
ステップ２． ロボットデキャッパ８３０は試料容器を開け、ピペッタ８１４は第１のピペットチップを使用して試料容器中の試料の体積を決定する。
試料が酵素消化を必要とする組織である場合、ピペッタ８１４は、第２のピペットチップを用いてバッチを含有する試料容器（例えば、細胞加工容器３１４）中に酵素溶液を分注し、ロボットモジュール７００は、液体細胞溶液への組織試料の酵素消化のために試料容器を加熱振とう器４９４へと移送する。次いで、グリッパ８１６は、酵素消化された組織バッチを含有する試料容器を濾過ステーション４９２に移送し、そこでバッチは、１つ又は複数（例えば、数個の）所望のフィルタ孔直径（例えば、１１０μｍの後に２５μｍ）を通して真空濾過されて、目的の出発細胞を含有する液体化された試料を生成する。細胞は、遠心分離機１５０での密度勾配分離によってさらに分離されてもよい。真空又は陽圧濾過を使用して、ある特定の大きさ（サイズ排除を有する）の微細化された組織ホモジネート及び細胞／組織／材料、及び同種のものを生成してもよい。
試料が細胞溶液又は他の溶液である場合（又は試料が溶液の形態になったら）、ピペッタ８１４は第２のピペットチップを使用して試料を回収する。
ステップ３． ロボットピペッタ８１４は、（試料が溶液の形態であり、且つ試料を回収するために第２のピペットチップが使用された場合、）第２のピペットチップを使用してバッチを容器３１４から第１の５０ｍｌ遠心チューブ３４６に移す。ロボット分注器８１８、又は第３のピペットチップを有するピペッタ８１４は、バッチを含有する第１の５０ｍｌ遠心チューブ３４６に食塩水、ＰＢＳ又は培地を加えて、バッチを希釈する。
ステップ４． ロボットモジュール６００は、バッチを含有する第１の５０ｍｌ遠心チューブ３４６を遠心分離機１５０に移す。遠心分離機１５０は、８００×ｇで１５分間遠心分離を行うように制御ユニット１０００によって制御される。ロボットモジュール６００は、遠心分離機１５０からデッキ９１０上のチューブホルダへと第１の５０ｍｌ遠心チューブ３４６を移送する。
ステップ５． 液体密度の微小な変化を検出できるロボットピペッタ８１４は、第４のピペットチップを使用してチューブホルダ４１０上の第１の５０ｍｌ遠心チューブ３４６から空の第２の５０ｍｌ遠心チューブ３４６に所望の液層を移す。
ステップ６． ロボット分注器８１８、又は第５のピペットチップを有するピペッタ８１４は、バッチを含有する第２の５０ｍｌ遠心チューブ３４６に食塩水、ＰＢＳ又は培地を加えて、バッチを希釈する。
ステップ７． ロボットモジュール６００は、バッチを含有する第２の５０ｍｌチューブを遠心分離機１５０に移す。遠心分離機１５０は、２００×ｇで１０分間第２の５０ｍｌチューブを遠心分離するように制御ユニット１０００によって制御される。ロボットモジュール６００は、遠心分離機１５０からデッキ９１０上のチューブホルダ４１０へと第２の５０ｍｌチューブを移送する。
ステップ８． ロボット吸引器／グリッパ８１２は、結果として生じた上清を第２の５０ｍｌチューブから吸引し、液体廃棄物レセプタクル１５８に入れる。
ステップ９． ロボット分注器８１８、又は第６のピペットチップを有するピペッタ８１４は、３０ｍｌの食塩水、ＰＢＳ又は培地を第２の５０ｍｌチューブに加えることによって細胞ペレットを再懸濁する。
ステップ１０． ロボットモジュール６００は、バッチを含有する第２の５０ｍｌチューブを遠心分離機１５０に移送する。遠心分離機１５０は、２００×ｇで５分間第２の５０ｍｌ遠心チューブ３４６を遠心分離するように制御ユニット１０００によって制御される。ロボットモジュール６００は、遠心分離機１５０からデッキ９１０上のチューブホルダ４１０へと第２の５０ｍｌチューブを移送する。
ステップ１１． ロボット吸引器／グリッパ８１２は再び、結果として生じる上清を第２の５０ｍｌチューブから吸引し、液体廃棄物レセプタクル１５８に入れる。
ステップ１２． ロボット分注器８１８は、ピペッタ８１４と共に、第７のピペットチップを使用して所望の細胞培養培地を第２の５０ｍｌチューブに加えることによって所望の細胞培養培地中に細胞ペレットを再懸濁する。
ＩＩＩ．加工（この実施例では細胞増殖）
ステップ１３． ロボットピペッタ８１４は、再懸濁された細胞ペレットを、デッキ９１０の細胞加工容器ステーションに配置された１つ又は複数の第１の細胞加工容器３１４（例えば、細胞培養プレート又は皿）に分注する。
ステップ１４． ロボットモジュール７００は、細胞加工容器ステーションからインキュベータ１５２へと第１の細胞加工容器３１４を移送し、例えば、５％ ＣＯ２及び５％ Ｏ２、３７℃の温度で２日間インキュベートする。
ステップ１５． ロボットモジュール７００は、第１の細胞加工容器３１４の１つを顕微鏡及びプレートリーダ４７２に移送して、細胞数及び／又は密集度を決定する。所望の細胞数及び密集度に達していない場合、ロボットモジュール７００は、第１の細胞加工容器３１４をデッキ９１０上の傾斜モジュール４３０に移送する。細胞が接着培養物である場合、（新たな滅菌された吸引器チップを有する）吸引器８１２を用いて培地を吸引し、ロボット分注器８１８、培地注入ステーション４２０を用いるか、又はボトル８３８からの培地を使用してピペッタ８１４を用いるかのいずれかにより新たな培地を細胞加工容器３１４に加えた後に、細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２に戻す。細胞が非接着培養物である場合、滅菌されたチップを使用してピペッタ８１４を用いて細胞懸濁液を回収し、５０ｍｌチューブに分注してそれを上記のように２００×ｇで５分間遠心分離した後に、上清を吸引し、上記のように新鮮な培地中にペレットを再懸濁し、結果として生じた細胞溶液を新たな滅菌されたチップを使用してピペッタ８１４を用いて同じ又は新たな細胞加工容器３１４に移し、そして細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２に戻す。１日のさらなるインキュベーションの後に、顕微鏡及びプレートリーダ４７２によって細胞数及び／又は密集度について細胞加工容器３１４を解析する。試料が所望の細胞数／密集度にまだ達していない場合、試料をさらに１日インキュベータ１５２に戻す。所望の細胞数／密集度にまだ達していない場合、培地の変更以降の上記ステップを所望の細胞数／密集度に達するまで繰り返す。
ステップ１６． 所望の細胞数及び／又は密集度に達したら、ロボットモジュール７００は、第１の細胞加工容器３１４を傾斜モジュール４３０に移送する。細胞が接着培養物である場合、追加のステップを行う：ロボット吸引器／グリッパ８１２は、培地の全て又はほとんどを液体廃棄物レセプタクル１５８に除去し（これは、培地中の目的の抗体、生物学的物質又は他のタンパク質の下流の加工及び精製のために回収されてもよい）、ロボットピペッタ８１４は、新たな滅菌されたピペットチップを使用して細胞解離溶液（例えば、トリプシン）を第１の細胞加工容器３１４にピペッティングし、ロボットモジュール７００は、細胞解離溶液を活性化させるために３７℃に温めながら第１の細胞加工容器３１４を振とうするために第１の細胞加工容器３１４を加熱器及び振とう器モジュール４９４に移送し、ロボットピペッタ８１４は、新たな滅菌された又は交差汚染のないピペットチップを使用して細胞溶液を上下にピペッティングして、細胞塊がより小さい細胞塊に解離するのを助け、そしてロボットピペッタ８１４、ロボット分注器８１８、又は培地注入ステーション４２０は、培地を第１の細胞加工容器３１４に加えて細胞解離溶液を中和する。
ステップ１７． ロボットピペッタ８１４は、滅菌されたピペットチップを使用して第１の細胞加工容器３１４から培地＋細胞を取り出し、（細胞の細胞数、生存能力、抗体染色及び特徴解析などのために顕微鏡及びプレートリーダ４７２及び／又はフローサイトメータ４７０に移送される小試料と共に）５０ｍｌチューブに分注し、それを上記のように２００×ｇで５分間遠心分離した後に、システム（これは、エンクロージャ１１０の内側にあってもよいし、又は、ロボットモジュール７００が解析のために試料を移送できる隣接する含有されたモジュールであってもよい）における適切なアッセイによる無菌性、エンドトキシン及び／又はマイコプラズマ解析のために、滅菌されたチップを使用してピペッタ８１４を用いて上清（これは、上清中の目的の抗体、生物学的物質又は他のタンパク質の下流の加工及び精製のために回収されてもよい）又は回収物を吸引する。
次いで、上記のように新たな滅菌されたピペットチップと共にピペッタ８１４を使用して、デキャッパ４１４を使用してキャップを取り外された以前に導入されたバイアルからの新鮮な培地（＋添加物（適用可能な場合））に細胞ペレットを再懸濁し、結果として生じた細胞溶液を、新たな滅菌されたピペットチップを使用してピペッタ８１４を用いて２つ又はそれより多くの新たな第２の細胞加工容器３１４に移す。
ステップ１８． ロボットモジュール７００は、２日間のインキュベーションのために第２の細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２に移送する。
バッチのための細胞の所望の総数が得られるまでステップ１５～１８を繰り返す。
ＩＶ．回収
ステップ１９． ステップ１５～１７を繰り返す。ロボットピペッタ８１４は、細胞を輸送するために好適な培地中に細胞ペレットを再懸濁し、傾斜モジュール４４０上に置かれた１つ又は複数の輸送トレイ３４０に細胞を注入するか、又は、凍結保存溶液中に細胞ペレットを再懸濁し、１つ又は複数のクライオバイアル８８４に細胞を注入し、次いでデキャッパ４１４によってクライオバイアル８８４にキャップをして、凍結保存のための細胞の速度制御された冷凍のためにクライオ冷凍機４６０に移送する。
Ｖ．貯蔵又は輸送
ステップ２０． ロボットモジュールは、輸送トレイ３４０又はクライオバイアル８８４を梱包モジュール９５０に移送する。梱包モジュール９５０は、輸送のために輸送トレイ３４０又はクライオバイアル８８４を箱詰めし、ラベルする。梱包モジュール９５０はまた、場合によっては、輸送トレイ３４０又はクライオバイアル８８４を貯蔵することができる。
ＶＩ．品質管理及び品質保証
ステップ２１． 予め定められた合格／不合格の基準について顕微鏡及びプレートリーダ４７２及び／又はフローサイトメータ４７０においてステップ１７からの細胞試料を解析する。顕微鏡及びプレートリーダ４７２又は他の解析機器（エンクロージャ１１０の内側にあってもよいし、又はエンクロージャ１１０に接続されていてもよく、また、ロボットアーム６０５、７０５又はグリッパ８１６によって到達可能なものである）によって無菌性、エンドトキシン及び／又はマイコプラズマに関する合格／不合格の基準についてステップ１７からの上清試料を解析する。別々の品質保証制御モジュールによって試料調製、加工、回収、梱包（及び該当する場合は、貯蔵）、及び解析ステップの全て（例えば、本実施例のステップ１～２０）、及び予め定められた許可基準への適合性の結果を確認し、全ての許可基準が満たされている場合、バッチを搬送のために出荷し、全ての許可基準は満たされていない場合、バッチは目印を付けられ、搬送のために出荷されず、最終的に梱包モジュール９５０から固体廃棄物レセプタクル１５６又は別の廃棄物エリアに処分される。
Ａ．材料の流れ
（例えば、患者から得られた）細胞及び組織試料、並びにプラスチック製品（チューブ、皿、トレイなど）などの全ての試薬及び消耗品は、ＢＳＣ１３０を通じてＡＣＰＳ１００に導入される。ＢＳＣ１３０においてそれらの面は洗浄され、例えばエタノール又はイソプロパノールで滅菌される。
全ての入ってくる材料の外面が洗浄及び滅菌されたら、ＢＳＣ１３０のアクセスポート２６２のスライディングゲートは閉じられる。ＨＥＰＡフィルタを通った空気をＢＳＣ１３０を通じて循環させて、ＢＳＣ１３０の内側の空気中の粒子の数を減少させる。ある特定の期間後にＢＳＣのアイソレータ接続ポート２６０（及び／又はアイソレータ１２０のＢＳＣ接続ポート２４４）が開かれ、ＢＳＣ１３０からの材料がアイソレータ１２０に移送される。アイソレータ接続ポート２６０が開いている時は常にＢＳＣ１３０のアクセスポート２６２は閉じたままとされる、及びその逆とされることが留意されるべきである。
材料がアイソレータ１２０の内側に入れられると、滅菌された材料の外部保護袋が開けられる（該当する場合）。材料は、移送トレイ３２２上に置かれた予め指定されたトレイに置かれ、このトレイは、エンクロージャ１１０のエンクロージャアクセスポート２４０及びアイソレータアクセスポート２２０を通ってエンクロージャ１１０に引き渡される。一部の材料は、予め指定されたトレイ上に置かれることなく直接的に移送トレイ３２２に置かれてもよい。エンクロージャ１１０の内側で、ロボットモジュール７００のロボットアーム７０５は、トレイ３２２上の全ての材料を拾い上げて選別する。エンクロージャ１１０は、閉じた滅菌された／無菌の環境を提供し、該環境中で、全ての細胞加工ステップは人間又は実際的な介入なしでロボットにより又は自動的に行われる。一部の場合には、非常に大きい容器中に受け入れられた材料は、より小さい滅菌された容器中に注がれ、次いでそれが予め指定されたトレイ及び／又は移送トレイ３２２に置かれる。予め指定されたトレイに置かれる前に、一部の容器のスクリューキャップは少し緩めることを必要とする場合がある一方で、他の容器のキャップは完全に除去される場合がある。大きい培地バッグ中でアイソレータ１２０に導入される細胞培養培地及び他の高容量材料（リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）など）は、典型的に＋４℃の冷却器に入れられ、エンクロージャ１１０の中の培地注入ステーション４２０によって必要に応じてポンプ及び加熱されるために指定された培地ラインに留められる。場合によっては、培地バッグは、アイソレータ１２０の中の指定された培地ラインに留められた後に、貯蔵のためにアイソレータ１２０に隣接する＋４℃の冷却器に入れられ、そして培地ライン（すなわち、チューブ）を介して冷却器の中の培地バッグから直接的に培地注入ステーション４２０において培地を注入することができる。
エンクロージャ１１０の中で、予め指定されたトレイは、（ｉ）エンクロージャ１１０の内側のラック３３２において周囲エンクロージャ空気で（これは主に、プレート、ピペットチップ、及びチューブなどのプラスチック製品からなる）；（ｉｉ）＋４℃で（これは主に、より小さい容量の様々な試薬及び培地からなる）；又は（ｉｉｉ）冷凍器１５４の中で－２０℃で（これは主に、解析用の培地添加物及び抗体などの様々な試薬からなる）、のいずれかで貯蔵される。
なお、一部の実施では、閉じた容器の中の完了した製造物（例えば、加工が完了した細胞のバッチ）は、導入されたのとは逆の順序で、例えば、エンクロージャ１１０へのエントリーについて上記したものと逆の順序で、エンクロージャ１１０から取り出される。他の実施では、閉じた容器の中の完了した製造物（すなわち、完了したバッチ）は、上記のアイソレータ接続ポート２２０以外のアクセスポートからエンクロージャ１１０を離れる。例えば、アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０を通って出て行くのではなく、完了した製造物は、出て行って冷凍器（図１７の冷凍器１８０など）に入る又は別個の位置にある別のアクセスポートを通って出て行ってもよい。
細胞加工の間、液体廃棄物は概して、滅菌された使い捨てチップ８７０を使用する液体吸引システム（ロボット吸引器／グリッパ８１２）によって除去される。加えて、チューブ８６８及び液体廃棄物ラインの内側の通路は、エンクロージャ１１０の内側でロボット加工システムによってエタノールで滅菌され、漂白されてもよい。固体廃棄物は、陰圧の廃棄物レセプタクル１５６（圧力はエンクロージャ１１０に対して負である）に入れられる。陰圧の固体廃棄物レセプタクル１５６は、空気をＨＥＰＡフィルタを通して部屋の中（又は建物のＨＶＡＣ返りダクトの中に）に連続的に押し入れることによって、粒子が固体廃棄物レセプタクル１５６からエンクロージャ１１０の中に戻ってくることを防止する。システムが位置する部屋の中にいる人間によって直接的に、固体廃棄物レセプタクル及び液体廃棄物レセプタクルの両方を除去し、交換することができる。安全性機構により、廃棄物の除去の間に部屋からの空気又は粒子がエンクロージャ１１０の中に入ってくるのを防止するために、廃棄物容器とエンクロージャ１１０との間の開口部が密閉されるまでは固体又は液体廃棄物容器を除去できないことが確実とされている。
一部の実施では、エンクロージャ１１０は、クラス１０又はより高い環境を有し、アイソレータ１２０及び／又は固体廃棄物レセプタクル１５６に対して陽圧である。アイソレータ１２０は、ＢＳＣ１３０に対して陽圧である。ＢＳＣ１３０及び固体廃棄物レセプタクル１５６は、部屋に対して陽圧である。液体廃棄物レセプタクル１５８は真空下にあり、液体ラインチューブによって隔離されており、且つエンクロージャ１１０及び部屋に対して陰圧下にある。インキュベータ１５２は、エンクロージャ１１０から密閉され、開いている時にエンクロージャ１１０に対してわずかに陰圧である。さらに、一部の実施では、インキュベータ１５２は、（例えば、微生物の増殖を阻害するために完全銅合金チャンバで、ＨＥＰＡフィルタで、内側に置かれた水受皿の代わりに滅菌水蒸気生成器で、及び同種のもので）汚染を防止するように構築されていてもよい。
一部の実施では、細胞がインキュベータ１５２の内側で保護されている間に、エンクロージャ１１０及びアイソレータ１２０は、滅菌ユニット５５０を使用して過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）蒸気によってさらに滅菌されてもよい。細胞が二次的なインキュベータの中又はエンクロージャ１１０の中にある間に、インキュベータ１５２はまた、例えばＣｌＯ２気体を使用して滅菌されてもよい。
操作者のエラーを防止するための内臓式インターロックシステムと組み合わせたＡＣＰＳ１００の中及び外への材料の段階的な動きは、外側の環境からの汚染又はＡＣＰＳ１００の中に導入される材料及び品物の面上の汚染を防止するように設計されている。ＡＣＰＳ１００の中に導入される全ての導入される品物は、バッグなどの滅菌された容器の内側にあるか、又は、ＡＣＰＳ１００の中に導入する前に外面を無菌的に拭かれ、洗浄される。次いで、品物は、ＢＳＣ１３０の中の空気環境洗浄サイクルを通って進んだ後に、ＢＳＣ１３０からアイソレータ１２０の中に移送される。アイソレータ１２０の中で、滅菌された／無菌の品物は、滅菌されたカスタム容器に載せられた後に、それがエンクロージャ１１０の中に移送される。エンクロージャ１１０の内側で、全ての品物はロボットにより操作される。
Ｂ．ロボットによる製造プロセスの流れ
エンクロージャ１１０の中に入った後に、バッチ（すなわち、エンクロージャ１１０の中に導入された液体細胞又は組織試料）は、５０ｍｌの遠心チューブ３４６に移され、遠心チューブ３４６は、分離膜を有し、且つ、目的の出発細胞の密度勾配分離のために、密度勾配培地（例えば、Ｌｙｍｐｈｏｐｒｅｐ（商標） Ｔｕｂｅとして市販されている１．０７７ｇ／ｍｌの密度のｈｉｓｔｏｐａｑｕｅ、Ａｘｉｓ－ｓｈｉｅｌｄ、商品＃１０１９８１７又は１０１９８１８；ＳＴＥＭＣＥＬＬ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．、Ｖａｎｃｏｕｖｅｒ、Ｃａｎａｄａによっても提供される）を予め入れてある。一例としては、Ｌｙｍｐｈｏｐｒｅｐ（商標） Ｔｕｂｅが使用される場合、バッチを食塩水又はＰＢＳに１：１で希釈し、３０ｍｌの希釈したバッチをピペットで取ってＬｙｍｐｈｏｐｒｅｐ（商標） Ｔｕｂｅに入れた後に、８００×ｇで１５分間遠心分離機１５０で遠心分離する。
なお、ロボットピペッタ８１４は、元々のバッチ（すなわち、エンクロージャ１１０の中に導入された液体細胞又は組織試料）中の液体の体積を検出することができ、内臓のアルゴリズムを使用して食塩水、ＰＢＳ又はバッチとの混合が所望される他の溶液の適切な体積を決定すると共に、必要な数のＬｙｍｐｈｏｐｒｅｐ（商標） Ｔｕｂｅへの混合後に全体積を分割することを可能とする。混合体積及び必要なチューブの数は、概して以下の式：全体積／３０ＭＬを使用して決定され、これを次の整数に切り上げた後に、この数を使用して式：全体積／数によって各チューブのための体積を算出する。
一部の実施では、組織試料を含むＡＣＰＳ１００の中に導入されたバッチを、最初に酵素消化した後に、１又は複数（例えば、数個）の所望のフィルタ孔直径（例えば、１１０μｍの後に２５μｍ）を通して真空濾過して、密度勾配分離のための目的の出発細胞を含有する液体化された試料を生成してもよい。真空濾過はまた、ある特定の大きさ（サイズ排除を有する）微細化された組織ホモジネート、細胞／組織／材料、及び同種のものを生成するためにも使用することができる。
密度勾配遠心分離後に、液体密度の微細な変化を検出できるロボットピペッタ８１４によって、又はＬｙｍｐｈｏｐｒｅｐ（商標） Ｔｕｂｅの膜の最上部に液体全体を移すことによって、所望の液層を空の５０ｍｌ遠心チューブ３４６の中に移す。次いで、液層を食塩水又はＰＢＳに１：１で希釈し、２００×ｇで１０分間遠心分離する。結果として生じる上清を液体廃棄物レセプタクル１５８の中に吸引し、細胞ペレットを３０ｍｌの食塩水又はＰＢＳに再懸濁した後に、２００×ｇで５分間遠心分離する。結果として生じる上清を再び液体廃棄物レセプタクル１５８に吸引し、細胞ペレットを所望の細胞培養培地に再懸濁し、１つ又は複数の細胞加工容器３１４（例えば、細胞培養プレート又は皿など）に入れる。次いで、細胞加工容器３１４をインキュベータに入れる。
最後の再懸濁された細胞ペレットにおいて、生細胞の総数及びバッチ中の所望の細胞の数は、顕微鏡４７２又はフローサイトメータ４７０のいずれかを使用して推定することができ、再懸濁された細胞ペレットの適切な希釈及び再懸濁された細胞ペレットをプレーティングするべき細胞培養皿の数を決定するためのアルゴリズムを使用することができる。
なお、所望の細胞培養培地を、培地注入ステーションから細胞培養皿にポンプ（又はそれからピペットする）してもよいし、又は搭載された培地加熱器によって所望の温度（例えば、３７℃）に予備加熱された培地ボトルからピペットしてもよい。培地に所望のサイトカイン及び他の添加物を添加することもでき、これらは、システム上に貯蔵され、必要な濃度をピペットで取って培地ボトル又は培地桶の中に入れられるか、又は細胞加工容器３１４に直接入れられる。
設定した時点において細胞培養培地を部分的に又は完全に交換することができる。これは典型的に、細胞加工容器３１４（例えば、プレート）をインキュベータ１５２からデッキ９１０、好ましくは傾斜モジュール４４０に（ロボットモジュール６００によって）動かすこと、蓋を取り外すこと、及び、ロボット吸引器８７２及び／又はロボットピペッタ８１４を使用して古い培地を吸引して液体廃棄物レセプタクル１５８の中に入れることからなる。次いで、細胞加工容器３１４を培地注入ステーション４２０に動かし、所望の量の新鮮な培地を注入する。任意の必要な添加物をロボットピペッタ８１４によって加える。次いで、蓋を細胞加工容器３１４に戻し、細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２に戻す。
当該技術分野で公知の標準技術を使用して細胞を精製又は選択することができる。例えば、所望の細胞又は所望しない細胞のいずれかを標的化する抗体を例えば用いて、磁気細胞選択又は細胞選別機を使用して細胞を精製又は選択（ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ）してもよい。磁気細胞分離の例としては、鉄芯又は類似の芯を取り付けた抗体を、細胞加工容器３１４（例えば、チューブ又はフラスコ又は細胞培養トレイ３４４、３４４’中）に入れた浮遊細胞に加えた後に、全ての細胞を細胞加工容器３１４の底（例えば、プレートの底、及び／又はチューブ又はフラスコの側部など）に引っ張るために充分に強い磁石４３４を備えた磁気傾斜モジュール４３０に細胞加工容器３１４（これは例えば、チューブ、フラスコ、又はプレートであり得る）を置く。例えば、Ｓｏｘ２又はＮｅｓｔｉｎなどの神経マーカーを認識する鉄芯を取り付けた抗体を使用して、全ての接着細胞のトリプシン処理後に神経幹細胞を選択することができる。次いで、所望の細胞が細胞加工容器３１４中に残るように、残りの細胞を有する培地を細胞加工容器３１４から吸引して液体廃棄物レセプタクル１５８に入れる。次いで、細胞加工容器３１４を磁石から取り外す。細胞を新鮮な培地中に再懸濁し、細胞加工容器３１４にプレーティングし、生育させる。或いは、混合細胞集団における細胞枯渇のための手順を使用することができ、該手順では、除去することを所望する細胞を認識するための抗体を使用し、細胞を有する培地を吸引して廃棄物に入れる代わりに、細胞を有する培地を回収し、直接的に細胞加工容器３１４にプレーティングする。一部の実施では、磁気的に付着しない細胞を含む培地のより良好な除去を可能とする傾斜モジュール４４０に磁石を置いてもよい。
例えば、ＤＮＡプラスミド、ＲＮＡ、タンパク質、小分子、又は別の初期化剤を用いて、細胞を転換又は初期化することができる。ＤＮＡプラスミドの例では、ＤＮＡプラスミドを脂質カクテル（例えば、Ｌｉｐｏｆｅｃｔａｍｉｎｅ ＬＴＸ ＆ Ｐｌｕｓ ｒｅａｇｅｎｔ、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）又は磁気トランスフェクションキット（例えば、ＬｉｐｏＭａｇなどのＭａｇｎｅｔｏｆｅｃｔｉｏｎキット、Ｏｚ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）と混合した後に、細胞（場合によっては培地中、又は培地を後で加えてもよい）に加えることができる。次いで、ＤＮＡ－脂質複合体（磁鉄又は他の粒子を伴う又は伴わない）を含む培地を除去し、所望の時間後に新鮮な培地と交換した後に、インキュベータに戻す。
一部の場合には、冷凍器１５４中－２０℃で添加物を冷凍及び／又は貯蔵する。この場合、それらを冷凍器１５４から取り出し、エンクロージャ１００の内側で解凍した後に、細胞培養培地の交換処理を開始する前にピペットチップによってアクセスできるようにキャップを取り外すことができる。
一部の実施では、搭載された粒子カウンタ１９０により、（例えば、細胞培養皿上の）細胞のバッチに対して任意の加工ステップを行う前に空気環境が充分に清浄又は本質的に滅菌された／無菌であることが確実にされる。粒子カウンタ１９０による空気環境のこの監視、並びに細胞加工と空気監視との連携は、汚染、特にバッチ間の交差汚染を防止するために働く。さらには、細胞又は培地と接触する全ての部品は、滅菌を保つように設計される。これは部分的には、各バッチの加工の間に交換される滅菌された使い捨てのパーツの使用によって達成され、残りのパーツはバッチと接触させないか、又は各バッチと接触させる前に各時点で滅菌される。これらの手順もまた、汚染、特にバッチ間の交差汚染を防止し、且つ全ての時点で無菌の加工条件を維持するために働く。
一部の実施では、（例えば、加工内の制御として）密集度の％並びに細胞の形態及び健康状態を決定するために培地交換の前にロボット顕微鏡によって接着細胞の細胞培養皿を観察することができる。密集度の％がある特定の値より高い、例えば約８０％より高い場合、代わりに継代プロトコールを開始する（以下にさらに詳細に記載する）。
浮遊培養のために、搭載されたフローサイトメータ４７０を使用して、（加工内の制御として）蛍光染色を使用して細胞数、細胞の生存能力、そして同一性さえも決定することができる。皿あたりの細胞数がある特定の値より多い、例えば約１０００万細胞より多い場合、継代プロトコールを開始する（以下にさらに詳細に記載する）。
接着細胞がある特定の密集度の％より高い、例えば約８０％より高い密集度であると搭載された顕微鏡４７２が決定した時、又は、浮遊細胞がある特定の数より多い、例えば約１０００万の細胞より多いとフローサイトメータが決定した時、継代プロトコールが開始される。継代は、概して、細胞培養皿の中の細胞を２つ又はそれより多くの細胞培養皿に分割することを伴う。
浮遊（すなわち、非接着）培養の場合、継代は単に、細胞加工容器３１４の中の細胞を含有する培地の一部分（例えば、半分）をピペット８１４で取り除いた後に、取り除いた培地＋細胞を新鮮な細胞加工容器３１４の中にピペットして入れることを伴い得る。例えば、培地＋細胞の３／４を取り除いてよく、次いで各１／４を新鮮な細胞加工容器３１４の中にピペットして入れてよく、次いで各細胞加工容器３１４に充分な量の新鮮な培地（任意の必要な添加物を含み、これは培地中に加えてもよいし、或いは別々に加えてもよい）を注入することができる。細胞塊の場合にはより複雑なプロトコールを使用することができ、これは、細胞加工容器３１４を傾斜させ、細胞を含む全ての培地をピペットによって取り除き、培地＋細胞を５０ｍｌ遠心チューブ３４６に移し、（例えば、２００×ｇで）遠心分離して細胞をペレット化し、吸引ツールを用いて上清を廃棄物の中に除去し、細胞ペレットを細胞解離溶液（例えば、トリプシン、Ａｃｃｕｔａｓｅ（登録商標）、又は他の細胞解離溶液）に再懸濁し、場合によっては、チューブを温め、チューブを振とう若しくは回転させるか、又は細胞溶液を上下にピペッティングして、細胞塊がより小さい細胞塊又は個々の細胞に解離するのを助け、その後に培地で中和し、そしてこれを２つ又はそれより多くの細胞培養皿にプレーティングするか、又はもう１度遠心分離し、吸引ツールを用いて上清を廃棄物の中に除去し、細胞ペレットを培地に再懸濁した後に、細胞を２つ又はそれより多くの細胞培養皿にプレーティングすることを伴う。次いで、細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２に入れる前に、（適用できれば）任意の追加の培地及び添加物を各細胞加工容器３１４にさらに加えることができる。
接着培養の場合、細胞加工容器３１４を傾斜モジュール４４０に置き、吸引ツールを用いて培地の全て又はほとんどを廃棄物中に除去し、細胞解離溶液（例えば、トリプシン、Ａｃｃｕｔａｓｅ（登録商標）など）をピペットで取って細胞加工容器３１４に入れ、次いでそれを振とう器に入れ、場合によっては、細胞加工容器３１４を温め、且つ又は細胞溶液を上下にピペッティングして細胞塊がより小さい細胞塊又は個々の細胞に解離するのを助け、その後に培地で中和し、そしてこれを２つ又はそれより多くの細胞加工容器３１４にプレーティングするか、又はピペットで５０ｍｌチューブに入れて遠心分離し、吸引ツールを用いて上清を廃棄物中に除去し、細胞ペレットを培地に再懸濁した後に、細胞を２つ又はそれより多くの細胞加工容器３１４にプレーティングする。次いで、細胞加工容器３１４をインキュベータ１５２に入れる前に、（適用できれば）任意の追加の培地及び添加物を各細胞加工容器３１４にさらに加えることができる。
バッチについて細胞の所望の総数が得られた時に、そのバッチのための細胞を回収する。回収は、（上記の継代プロトコールの前又は後に）バッチのための（場合によっては、品質管理（ＱＣ）解析のために使用される１つを除いて）全ての細胞加工容器３１４をシステムから出して人間レシピエントへ又は別のロボットへ動かすか、又は、細胞が新鮮な培地に再懸濁されるステップの直前までの上記の継代プロトコールを開始することのいずれかを伴う（これもまた、場合によっては、１つの細胞加工容器３１４、又は細胞加工容器３１４の中の細胞の一部分を別にし、品質管理（ＱＣ）解析のために使用する）。後者の場合、継代プロトコールは、（ｉ）（同じ又は異なる培地、添加物及び／又は濃度を使用して）細胞を細胞加工容器３１４にプレーティングするステップの直前まで続けた後に、細胞を輸送トレイ３４０（例えば、Ｐｅｔａｋａ細胞培養カセット）又は別の可搬式細胞培養システムに注入するか；又は（ｉｉ）細胞ペレットを凍結保存溶液に再懸濁し、ピペットしてクライオバイアル８８４に入れ、温度制御されたクライオ冷凍機４６０（Ｇｒａｎｔ ＥＦ６００Ｍ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｒａｔｅ Ｆｒｅｅｚｅｒなど）に入れ、場合によっては、キャップをせずに小さい滅菌されたピペットチップを用いて－２０℃の冷凍器から核生成を行うのを可能とした後に、冷凍加工の終わりにクライオバイアル８８４にキャップをし、冷凍された凍結保存された細胞をクライオ冷凍機４６０に移送する。或いは、冷凍された凍結保存された細胞を冷凍したクライオバイアルホルダに移し、次いでそれを迅速にアイソレータ１２０に移送し、そこで人間ユーザーにより、バッチを拾い上げてそれを貯蔵のためにクライオ冷凍機（例えば、クライオ冷凍機１６２）に入れるか、又は、例えば臨床の場所への、搬送用の容器（例えば、ＬＮ２ Ｄｒｙ Ｓｈｉｐｐｅｒ）に入れることができ、又は、必要に応じて任意の他のステップを行うことができる。
Ｃ．ロボットによる品質管理プロセスの流れ
搭載された顕微鏡４７２、フローサイトメータ４７０及び／又はプレートリーダ４７２を使用して細胞、細胞培養物、条件培地及び試薬に対して様々な解析アッセイを行うことができる。そのような解析アッセイの非限定的な例をここに記載する：
細胞密集度． 搭載された顕微鏡によって細胞密集度を解析して、細胞が所望の密集度、例えば約８０％より高い密集度である時に細胞継代の引き金とすることができる。加工内及び／又は加工後の品質管理（ＱＣ）の読出しとして搭載された顕微鏡によって正確な細胞形態も解析することができる。
細胞の数及び生存能力． 搭載されたフローサイトメータによって細胞の数及び生存能力並びに生細胞マーカーを迅速に解析することができ、これらは、加工内のＱＣ（すなわち、トリプシン処理後）のために及び／又は加工後のＱＣの読出しとして各継代において使用することができる。搭載されたソフトウェアによって細胞数及び細胞密集度を使用して、細胞の増殖曲線を算出することができ、これにより次の継代の時間及び（合計の）細胞の所望の数が加工の終わりに準備できる時を予測することができる。
細胞の直径、密度、及びマーカー発現． フローサイトメータにより、特定の細胞マーカーの発現と共に細胞直径及び細胞密度を解析することができる。例えば、蛍光生存染色又は抗体を使用して、所望の細胞を同定し、且つ（例えば、所望の細胞である細胞及び／又は粒子のパーセンテージを決定することによって）バッチの純度を決定することができる。これらのアッセイは、加工内及び加工後のＱＣの読出しとして行うことができる。
細胞の分化能力及び同一性． 搭載された顕微鏡及びソフトウェアアルゴリズムを使用して分化能力又は同一性アッセイのいずれかとして、バッチ中の細胞の試料を他の培地及び／又は他の条件に入れて、それらの挙動を決定することができる。例えば、神経幹細胞を分化培地に入れて、ニューロン、アストロサイト及びオリゴデンドロサイトに分化させることができ、結果生じるニューロンの軸索の長さを測定することができる。
安全性． 腫瘍コロニー形成アッセイなどの安全性を決定するためのアッセイを行い、搭載された顕微鏡及びソフトウェアアルゴリズムを使用して解析することができる。
他のアッセイ． 例えば、タンパク質定量化のため及びテロメラーゼ活性のためのアッセイなどの数多くの他のアッセイと共に、プレートリーダを使用して、エンドトキシン、マイコプラズマ及び無菌性の加工内及び加工後のＱＣの読出しアッセイを行うことができる。
スペクトルカメラと共に搭載された顕微鏡４７２及びソフトウェアアルゴリズムを使用して核型解析を行うことができる。
搭載されたＰＣＲ装置（図示せず）及びプレートリーダ４７２を使用して、遺伝子の組込み及び短鎖縦列反復配列（ＳＴＲ）解析を行うことができる。
Ｄ．ロボットによる試薬プロセスの流れ
上記のように、全ての試薬は、ＢＳＣ１３０及びアイソレータ１２０を通ってエンクロージャ１１０に入る。一部の実施では、試薬は、ロボットによりアイソレータ１２０からエンクロージャ１１０に導入される。試薬はより小さい容量にアリコート化され、エンクロージャ１１０の内側でバイアルに入れられる。一般に、アリコートは、ある特定の期間、ある特定のアッセイ、又は単回の使用のために必要とされる試薬の量に対応する。例えば、試薬は、１日あたり、アッセイあたり、及び同種のもので必要とされるより小さい容量にアリコート化することができる。アリコート化された試薬は適宜貯蔵され、例えば、それらは－２０℃の冷凍器１５４又は－８６℃の搭載された冷凍器、＋４℃の搭載された冷却器又は他の冷却場所に入れることができ、又は必要に応じて室温で貯蔵することができる。
一部の実施では、試薬は、製造者から受け取った容器中でエンクロージャ１１０の中に導入され、人間操作者によって一度も開かれることなく、ロボットによって開けられ、アリコート化される。
アリコート化される前又は細胞若しくは培地に加えられる前に、搭載された０．２２μｍ無菌濾過システム４９２によって試薬を濾過滅菌することができる。
なお、エンクロージャ１１０の内側で光をオフにしている間に、蛍光抗体及び染色剤、及び任意の他の光感受性材料を操作する。
冷凍されたアリコートを使用する場合、それらを冷凍器１５４から出し、所望により、室温でデッキ９１０上に置いてゆっくりと解凍するか、又はより早い解凍及び／又は温めのために加熱器に置くか、又はさらに早い解凍及び／又は温めのために振とう加熱器に置く。準備ができたら、冷凍されたアリコートを貯蔵する容器のキャップをデキャッパ（通常、０．５～４ｍｌバイアル用のロボット吸引器／グリッパ８１２を使用して、及び５０ｍｌチューブ、１００ｍｌ又は１２５ｍｌフラスコ及び同種のもののためのデキャッパ８３０を使用して）によって取り外した後に、ロボットピペッタ８１４を使用して所望の体積を回収する。
上述したように、多くの試薬は、エンクロージャ１１０内に貯蔵された試薬供給容器からエンクロージャ１１０内の細胞加工容器３１４にロボットピペッタ８１４を使用して直接的に注入される。エンクロージャ１１０内での試薬の直接的なアリコート化及び長期間の貯蔵は、エンクロージャ１１０の中に試薬容器を連続的に導入する必要性、及び、試薬の大きいバッチを品質管理し、貯蔵する能力の必要性をなくし、したがって試薬のための例えば２年の期間にわたる、品質管理の時間及び費用を低減する。
また、培地注入ステーション４２０に接続された培地注入ライン及びロボットピペッタ試薬分注器８１８を使用して、多くの溶液が、エンクロージャ１１０の外側に貯蔵された溶液供給容器からエンクロージャ１１０内の細胞加工容器３１４に直接的に注入される。溶液の直接的な注入は、エンクロージャ１１０内での追加の溶液容器の貯蔵の必要性及びそれらの定期的な再注入の必要性をなくす。
上記の試薬のロボット操作は、汚染及びバッチ間の交差汚染のリスクの低減を助ける。
試薬及び化学物質が他の細胞と接触しない限り、試薬及び化学物質を細胞と同時に加工することができる。バッチ間の交差汚染を避けるために他では、ＡＣＰＳ１００は、１つの時点に１つのバッチのみの細胞加工を許容するように設計されており、例えば、１つのバッチ用の細胞加工容器３１４のみを任意の所与の時点において開くことができる。同様に、試薬及び化学物質は、試薬及び化学物質が他のバッチと接触しない場合にのみ細胞のバッチと同時に加工され、そうでなければ、交差汚染を避けるために、いずれの細胞加工容器３１４も開いていないか、又は加工を受けていない時にのみ、試薬及び化学物質は加工されなければならない。
Ｅ．要約
上記の方法及びシステムは、ここで論じる利点の１つ又は複数を有し得る。
最初に、方法及びシステムは、エンドトキシン、マイコプラズマ、微生物、ウイルスなどの感染性因子からの汚染などの汚染を防止又は回避し得る。システムは、アイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０によって提供される、本質的に滅菌された／無菌のエンクロージャ１１０と外部との間の数層もの分離を提供するように設計されている。したがって、試薬、培地、プラスチック製品、及び同種のものなどの消耗品は、エンクロージャ１１０の無菌性を乱すことなくアイソレータ１２０及びＢＳＣ１３０を介してエンクロージャ１１０に再供給することができる。ＡＣＰＳ１００の中の空気の流れは、加工ステーションから粒子及び汚染物を押し出して遠ざけるように設計されている。搭載された粒子カウンタ１９０による連続的な監視、及び、予め定められたレベルに達した場合の加工の自動的な休止はまた、本質的に滅菌された／無菌の状態下でのみ加工ステップが行われることを確実にする。一部の実施では、エンクロージャ１１０の内側での実際的な人間の介入なしで最初から最後までの加工を行うことが可能である。一部の実施では、ＡＣＰＳ１００をクリーンルームの内側で操作する必要がない程度まで、設計は無菌性を確実にする。
次に、方法及びシステムは、バッチ間の交差汚染を防止するように設計されている。同時に１つより多くのバッチが「開いて」いない又は加工を受けていない（すなわち、１つの時点に１つのバッチからの細胞加工容器３１４のみが環境に対して開いている）条件下で、バッチは逐次的に加工される。さらに、使い捨ての滅菌された設備（ピペットチップなど）が使用されるか、又は、設備は各バッチの加工の間に滅菌される。粒子カウンタ１９０は、エンクロージャ１１０内の粒子数を連続的に監視することができ、任意の時点で粒子数が許容された閾値より高くなった場合、粒子の数が許容されたレベルに戻るまで加工は休止される。廃棄物レセプタクル１５６、１５８は、細胞加工ステーション（すなわち、細胞加工容器３１４が環境に対して開かれるステーション）から離して置くことができ、また廃棄物から細胞加工容器３１４、試薬、又はエンクロージャ１１０の任意の部分へのあらゆるはね戻り又は他の汚染を防止するように構成することができる。これらの方法で、システムの設計は、バッチ間の交差汚染を防止又は回避することができる。この設計はまた、ＡＣＰＳ１００が逐次的な加工を通じて且つバッチ間の交差汚染なしで同時にＡＣＰＳ１００内で複数のバッチを扱うことを可能とする。一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、ＧＭＰ条件下、すなわちＧＭＰのガイドライン及び規制が満たされるような条件下で、同時にＡＣＰＳ１００内で複数のバッチを加工する能力を有するように設計される。
さらに、一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、実際的な人間の介入なしで、本質的に滅菌された／無菌のエンクロージャの中での最初から最後までの加工を提供することができる。これは、手頃な費用で加工の高いスピード及び／又は効率を提供し得る。
加えて、一部の実施では、ＡＣＰＳ１００は、ＧＭＰのガイドライン及び規制のために必要とされる品質管理（ＱＣ）及び品質保証（ＱＡ）のデータ及び情報を提供することができる。一部の実施では、最終製造物の品質保証（ＱＡ）及び／又は最終製造物の出荷は、人間操作者を必要とすることなく行われる。一部の実施では、製造物は、人間操作者を必要とすることなくＱＣ及びＱＡの完了後に貯蔵される。
本発明の上記の実施形態に対する改変及び改良が当業者に明らかとなり得る。以上の説明は、限定的なものではなく例示的なものを意図する。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。
本明細書で参照した全ての文献及び参照文献の内容は、参照することによりその全体が本明細書に援用される。

Claims (23)

  1. 複数の細胞のバッチの自動化された加工のためのシステム（１００）であって、前記システムが：
    エンクロージャアクセスポート（２４０）を含む、エンクロージャ（１１０）と；
    第１のアイソレータの第１のアクセスポートおよび第１のアイソレータの第２のアクセスポートを含む第１のアイソレータ（１２０）と；
    遠心分離機（１５０）、冷凍器（１５４）、冷却器（１６０）、およびインキュベータ（１５２）の少なくとも１つ（ここでこれらのそれぞれは前記エンクロージャの外部にあるが、前記遠心分離機（１５０）、前記冷凍器（１５４）、前記冷却器（１６０）、および前記インキュベータ（１５２）の少なくとも１つに前記エンクロージャを接続する補助ゲートを介して前記エンクロージャの内部からアクセス可能である）と；
    前記複数の細胞のバッチの自動処理のための１つまたは複数の細胞加工容器（３１４）であって、前記エンクロージャ（１１０）内に含まれる、前記１つまたは複数の細胞加工容器（３１４）と；
    ピペットチップ（８７０）を保持するための１つまたは複数のピペットチップホルダ（４１８）および／または前記エンクロージャ（１１０）内に試薬を保持するための１つまたは複数の試薬容器（８３６）と；
    前記エンクロージャ（１１０）内の粒子数を測定するように構成された粒子カウンタ（１９０）と；
    前記エンクロージャ内の空気圧を前記エンクロージャ外の空気圧よりも大きくなるように制御するように構成された前記エンクロージャ（１１０）内の１つまたは複数の羽根車であって、粒子および汚染物を押し出して、前記１つまたは複数の細胞加工容器（３１４）から遠ざけるように構成された、１つまたは複数の羽根車と；
    前記エンクロージャの外側に配置され、前記エンクロージャに選択的に流体接続されている液体廃棄物レセプタクル（１５８）および固体廃棄物レセプタクル（１５６）のうちの少なくとも１つ（ここで前記液体廃棄物レセプタクルは前記エンクロージャ（１１０）内の空気圧よりも低い前記液体廃棄物レセプタクル（１５８）内の空気圧を確立するよう構成された、滅菌されたチップを有する吸引器（８１２）を備え、ここで前記固体廃棄物レセプタクル（１５６）は、エンクロージャ（１１０）内の空気圧よりも低い前記固形廃棄物レセプタクル（１５６）内の空気圧を確立するように構成されている）と；
    前記エンクロージャ内のロボットモジュールであって、前記自動化された加工の間に、細胞処理容器を輸送すること、細胞処理容器および／または試薬容器のキャップを取り外すこと又はその他の方法で開けること、細胞処理容器から試薬又は液体をピペットで取ること、および細胞処理容器から液体を吸引すること、の少なくとも１つのために構成されたロボットモジュール（６００）と；
    前記エンクロージャへの導入後に複数のバッチを電子的に追跡するための追跡モジュールと；
    前記複数の細胞のバッチの前記自動的な加工を制御するための、前記少なくとも１つの前記遠心分離機（１５０）、前記冷凍器（１５４）、前記冷却器（１６０）、前記インキュベータ（１５２）、前記粒子カウンタ（１９０）、前記ロボットモジュール（６００）及び前記追跡モジュールのうちの少なくとも１つに通信可能に連結された制御ユニット（ＣＵ）（１０００）、
    とを備え、
    ここで、前記複数の細胞のバッチが、少なくとも第１のバッチ及び第２のバッチを含み、前記システムは、前記第１のバッチが前記エンクロージャから搬出される前に前記第２のバッチを前記エンクロージャ内に受け取るように構成されたものであって、
    ここで前記ＣＵは、前記第１のバッチ及び前記第２のバッチの間の交差汚染なしに、前記エンクロージャ内の前記第１のバッチ及び前記第２のバッチを同時に自動的に処理するように構成されたものであって、
    ここで、前記ＣＵは、細胞加工容器へ、及び、細胞加工容器からの材料の追加または除去中を除いて、前記自動化された加工の間に前記１つまたは複数の細胞処理容器が閉めたままとするように構成されたものであって、ここで、任意の一時点において前記１つのバッチだけが前記エンクロージャ内の環境に曝露されるように、一度に１つのバッチからの細胞処理容器のみが開放され、
    ここで前記ＣＵは、前記第１のバッチと前記第２のバッチとの間の交差汚染が防止されるよう、前記複数の細胞のバッチと接触するすべての構成要素が無菌であることを確実にするために、前記粒子カウンタ（１９０）によって決定される粒子数に応じて、所定の基準を満たす、前記複数の細胞のバッチの前記処理を制御するように構成されており、
    前記エンクロージャは、前記システムの外部から前記第１のアイソレータを介してのみアクセスでき、前記エンクロージャと前記第１のアイソレータは、エンクロージャアクセスポートと前記第１のアイソレータの第１のアクセスポートを通る開口部によって接続されるものであり、ここで第１のゲートは、前記エンクロージャアクセスポートと前記第１のアイソレータの前記第１のアクセスポートとの間の前記開口部を動作可能に開閉し；そして
    ここで前記ＣＵは、前記エンクロージャを、前記遠心分離機（１５０）、前記冷凍器（１５４）、前記冷却器（１６０）および前記インキュベータ（１５２）のうちの少なくとも１つに接続する前記第１のゲートおよび前記補助ゲートの開放を制御するものであり、ここで前記ＣＵは、前記エンクロージャを前記エンクロージャの外側のオープンスペースに接続する１つのゲートのみを一度に開くことができることを確実とするよう構成されている、
    システム。
  2. 前記エンクロージャ（１１０）が、少なくともクラス１００の環境または少なくともクラス１０の環境である、請求項１に記載のシステム（１００）。
  3. 前記エンクロージャ（１１０）が、上壁（２１０）、第１の側壁（２０２）、及び前記第１の側壁に対向して延びる第２の側壁（２０４）、及び底壁（２１２）によって少なくとも部分的に画定されており、
    前記エンクロージャが、前記上壁、前記第１の側壁、前記第２の側壁及び前記底壁の１又は複数に画定された空気入口ポート（２２２）を有し、
    前記エンクロージャが、前記上壁、前記第１の側壁、前記第２の側壁及び前記底壁の１又は複数に画定された空気出口ポート（２２４）を有し、
    前記エンクロージャ（１１０）内の前記１つまたは複数の羽根車が、前記空気入口ポートを介して前記エンクロージャの中に気流を導き、且つ前記空気出口ポートを介して前記エンクロージャの外に気流を導くように構成されており、
    前記エンクロージャ内の気流が層状である、
    請求項１又は２に記載のシステム（１００）。
  4. 粒子数に応じて、又は前記第１もしくは第２のバッチを前記エンクロージャの中に導入した後に、前記エンクロージャ（１１０）を自動的に滅菌するための、前記ＣＵ（１０００）に通信可能に連結された自動滅菌モジュール（５５０）をさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  5. 以下：
    フローサイトメータ（４７０）；
    プレートリーダ（４７２）；
    顕微鏡（４７２）；及び
    ＰＣＲ装置
    の１つ又は複数をさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  6. 前記エンクロージャ内の空気圧が前記第１のアイソレータ内の空気圧よりも大きく、前記第１のアイソレータ内の空気圧が、前記エンクロージャ以外の方向において前記第１のアイソレータに隣接する空気圧、または前記システムの外側の周囲空気圧よりも高い、請求項１～５のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  7. 第２のアイソレータをさらに備え、ここで前記第１のアイソレータは、前記第２のアイソレータに選択的に流体接続され、前記システムの外側からの物体は、前記第２のアイソレータを介して前記第１のアイソレータに受け取られ、且つ、前記エンクロージャの内側からの物体は、前記エンクロージャから前記第１のアイソレータに引き渡され、前記第１のアイソレータから前記第１のアイソレータを介して前記第２のアイソレータに引き渡されることによって前記システムから渡される、請求項１～６のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  8. 以下：
    細胞混合物を自動的に精製するための細胞選別機もしくは磁石（４３４）；
    細胞を検出し、試料中の細胞数または細胞密集度を計算する自動化された細胞計数器または顕微鏡；並びに
    バッチの凍結保存用のロボットアーム（６０５）および／または氷点下温度で試料または試薬を操作するためのマニピュレータ
    のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  9. 前記ロボットアーム（６０５）が、以下の自動化された構成要素：
    （１）使い捨てチップ（８７０）とともに使用するように構成された吸引器（８１２）；
    （２）容器のねじ蓋をデキャップするように構成されたデキャッパ（４１２）；
    （３）前記エンクロージャの内側または外側に配置された供給容器から、前記エンクロージャの内側に配置された細胞処理容器に液体を移送するように構成された試薬分注器（８１８）
    のうちの１つまたは複数を備える、請求項８に記載のシステム（１００）。
  10. 前記ＣＵは、細胞数または細胞密集度の測定に応答する方法で、前記複数の細胞のバッチの前記処理における操作ステップを制御して、前記複数の細胞のバッチにおける所定量の細胞の産生を確実にするようにさらに構成されている、請求項１～９のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  11. 細胞のバッチを回収するように構成された回収モジュール（９５０）を前記エンクロージャ内にさらに備え、前記回収モジュール（９５０）が、以下：
    溶液を保持するための容器（８８４）；及び
    輸送容器の中に前記細胞のバッチのそれぞれを配置するように構成された梱包モジュール（９５０）
    の１つまたは複数を備える、請求項１～１０のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  12. 前記回収モジュール（９５０）が、冷凍器（１５４）又はクライオ冷凍機（４６０）を備える、請求項１１に記載のシステム（１００）。
  13. 前記自動化された加工の間に、前記１つまたは複数の細胞処理容器、試薬容器（８３６）、および／またはピペットチップホルダ（４１８）を輸送および／または開放する、並びに／あるいは試薬または液体を前記１つまたは複数の細胞処理容器および／または試薬容器にピペッティングする、並びに／あるいは前記１つまたは複数の細胞処理容器および／または試薬容器から液体を吸引するように構成された、第２のロボットアーム（６０５）を前記エンクロージャ内にさらに備える、請求項１～１２のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  14. 第２のアイソレータの第１のアクセスポートおよび第２のアイソレータの第２のアクセスポートを備える第２のアイソレータをさらに備え、
    ここで前記第１のアイソレータおよび前記第２のアイソレータは、前記第１のアイソレータの前記第２のアクセスポートおよび前記第２のアイソレータの前記第１のアクセスポートを通る開口部によって接続され、
    ここで第２のゲートは、前記第１のアイソレータと前記第２のアイソレータとの間の開口部を動作可能に開閉するものであり；そしてここで第３のゲートは、前記第２のアイソレータの前記第２のアクセスポートを介して、前記第２のアイソレータの外側から前記第２のアイソレータの内側への開口部を動作可能に開閉する、
    請求項１～１３のいずれか１項に記載のシステム（１００）。
  15. 前記自動処理中に、試薬を分配するための少なくとも１つの試薬分注器（８１８）を前記エンクロージャ内にさらに含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
  16. 第１のバッチが前記少なくとも１つの試薬分注器（８１８）および前記ロボットアーム（６０５）の１つによって操作されているとき、第２のバッチが前記少なくとも１つの試薬分注器（８１８）および前記ロボットアーム（６０５）の別のものによって操作されるように、前記少なくとも１つの試薬分注器（８１８）および前記ロボットアーム（６０５）のそれぞれは、前記第１のバッチおよび前記第２のバッチのいずれか１つで動作するよう構成されている、請求項１５に記載のシステム（１００）。
  17. 前記複数の試薬容器（８３６）のうちの１つがエンクロージャの外側に配置され、注入ラインによって少なくとも１つの試薬分注器（８１８）のうちの１つに接続される、請求項１５または１６に記載のシステム（１００）。
  18. 閉じられ且つ滅菌されたエンクロージャ（１１０）の中で複数の細胞のバッチを加工するための自動化された方法であって、前記複数の細胞のバッチが、前記エンクロージャの中に導入された生体試料に由来し、前記複数の細胞のバッチが、１つ又は複数の細胞加工容器（３１４）を含み、前記自動化された方法が：
    前記複数の細胞のバッチの処理中に、前記エンクロージャ（１１０）の内側の空気圧が前記エンクロージャー（１１０）の外側の空気圧よりも高くなるように制御することと；
    複数の生体試料および／または試薬を、アイソレータ（１２０）の第１のアクセスポートを介してアイソレータ（１２０）に受け取ること（ここで前記アイソレータ（１２０）は、前記エンクロージャ上のエンクロージャアクセスポートと前記アイソレータ（１２０）上の第２のアイソレータアクセスポートを介して前記エンクロージャ（１１０）に選択的に流体接続されている）と；
    前記生体試料または試薬が前記エンクロージャ（１１０）の外側から内側へ移される時に、前記エンクロージャー（１１０）が常に外側から密封されるよう、前記エンクロージャ（１１０）上の前記エンクロージャアクセスポートと前記アイソレータ（１２０）上の前記第２のアイソレータアクセスポートとの間の開口部を可逆的に覆う第１のゲートと、前記アイソレータ（１２０）の前記第１のアクセスポートを可逆的に覆う第２のゲートの少なくとも１つを制御することと；
    前記複数の生体試料および／または試薬を、前記エンクロージャアクセスポートと前記第２のアイソレータアクセスポートとの間の開口部を介して、前記アイソレータ（１２０）から前記エンクロージャー（１１０）に移すことと；
    １つ又は複数の試薬を用いて前記複数の細胞のバッチを自動的に加工することと；
    制御ユニット（ＣＵ）で制御し、前記エンクロージャと滅菌インキュベータ、遠心分離機、冷却器および／または冷凍器の間の少なくとも１つの補助ゲートを開くこと（ここで前記エンクロージャが前記インキュベータ、遠心分離機、冷却器および／または冷凍器に選択的に流体接続されており、ここで前記インキュベータ、遠心分離機、冷却器および／または冷凍器は、前記エンクロージャの外側にあるが、少なくとも１つの補助ゲートを介して前記エンクロージャの内側からアクセス可能である）と；
    前記少なくとも１つの補助ゲート介して、前記複数の細胞のバッチを前記エンクロージャから前記滅菌インキュベータまたは遠心分離機に、あるいは前記複数の試薬を前記エンクロージャから冷却器または冷凍器に自動的に移し、そして前記少なくとも１つの補助ゲートを閉鎖することと；
    前記インキュベータ内で前記複数の細胞のバッチをインキュベートすること、前記遠心分離機内で前記複数の細胞のバッチのうちの１つまたは複数を遠心分離すること、および／または前記冷却器または冷凍器で前記試薬の１つまたは複数を保存することと；
    前記ＣＵで制御すること、前記少なくとも１つの補助ゲートを開いて、前記複数の細胞のバッチを前記インキュベータもしくは遠心分離機から前記エンクロージャへ自動的に移すこと、および／または前記少なくとも１つの補助ゲートを開いて、前記複数の試薬を前記冷却器または冷凍器から前記エンクロージャへ自動的に移すことと；
    前記複数の細胞のバッチの少なくとも１つの特徴を自動的に解析することであって、ここで前記複数の細胞のバッチの少なくとも１つの特徴を自動的に解析することが、細胞密集度（cell confluency）、細胞数、細胞の生存能力、細胞密度(cell density)、細胞直径、マーカー発現、形態学的特徴、細胞分化の特徴、細胞の分化能力、細胞純度、細胞の無菌性、及び細胞の同一性の少なくとも一つを解析することである、前記バッチの少なくとも１つの特徴を自動的に解析することと；
    前記エンクロージャへの導入の後に、前記複数の細胞のバッチおよび／または試薬を電子的に追跡することと；
    廃棄物を廃棄物レセプタクルに処分すること（ここで前記廃棄物レセプタクルは、前記廃棄物レセプタクル内の粒子が前記エンクロージャに入るのを防ぐ構成で前記エンクロージャに接続され、ここで前記廃棄物レセプタクル内の空気圧は、前記エンクロージャ内の空気圧よりも低い）と、
    を含み、
    ここで前記ＣＵは、前記エンクロージャを外部に流体接続する１つのゲートのみを一度に開くことができるよう構成されており；
    ここで前記自動化された方法が、細胞のバッチ間の交差汚染なしに、前記エンクロージャ内の前記複数の細胞のバッチを同時に処理することができるものであり、ここで材料の追加または除去中を除いて、前記自動化された加工の間に、複数の前記細胞処理容器（３１４）は覆いかぶされないままにならないものであり、ここで、前記複数の細胞のバッチの間の交差汚染が防止されるよう、任意の一時点において１つの細胞のバッチだけが前記エンクロージャ内の環境に曝露されるように、一度に１つの細胞のバッチからの細胞処理容器のみが前記環境に開放される、
    方法。
  19. 前記複数のバッチが、日本の適正製造基準（ＧＭＰ）ガイドラインに準拠して加工される請求項１８に記載の方法。
  20. 前記自動化された方法が、人間操作者によるいかなる操作もなしで実行可能である、請求項１９又は２０に記載の方法。
  21. 前記エンクロージャから前記複数の細胞のバッチを取り出すことなく、前記エンクロージャ（１１０）を自動的に滅菌することをさらに含む、請求項１８～２０のいずれか１項に記載の方法。
  22. 前記エンクロージャ内の粒子数を測定することをさらに含む、請求項１８～２１のいずれか１項に記載の方法。
  23. 第１の細胞のバッチは第１のタイプの細胞を含み、前記第１の細胞のバッチの処理は、前記第１のタイプの細胞を、前記第１のタイプの細胞から分化した細胞に転換し；そして
    第２の細胞のバッチは第２のタイプの細胞を含み、前記第２の細胞のバッチの処理は、前記第２のタイプの細胞を、前記第２のタイプの細胞から分化した細胞に転換する、
    請求項１８～２２のいずれか１項に記載の方法。
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