JP7128748B2 - 生体物質の培養のための装置 - Google Patents
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Description
上記装置は、
縦方向に、横方向に、並びに縦方向及び横方向に対して垂直な方向に伸長を有するハウジングを備え、上記ハウジングが、
生体物質を有する1つ又は複数の培養皿を収容するように各々適合される、2つ以上の培養皿区画を備え、
上記装置が、画像取得デバイスを備え、
上記装置が、その動作を制御するための制御ユニットを備え、
上記画像取得デバイスの少なくとも一部が、2つ以上の培養皿区画に対して移動できるように構成され、それによって上記1つ又は複数の培養皿に収容される上記生体物質の1つ又は複数の画像の取得を可能にし、且つ
上記装置が、FLIMユニット(蛍光寿命撮像顕微鏡)を備え、
上記FLIMユニットの少なくとも一部が、2つ以上の培養皿区画に対して移動できるように構成され、それによって上記1つ又は複数の培養皿に収容される上記生体物質の1つ又は複数のFLIMスペクトルの取得を可能にする。
上記システムは、
- 本発明の第1の態様に係る装置と組み合わせて
- 1つ又は複数の培養皿を備える。
i)本発明の第1の態様に係る装置を提供する又は本発明の第1の態様に係るシステムを提供するステップと、
ii)上記装置の別々の培養皿区画に、1つ又は複数の生存生体物質を各々有する、少なくとも2つの培養皿を収容するステップと、
iii)上記生体物質を培養条件で培養し、1つの培養皿区画に収容されている生体物質に関する物理的及び/又は化学的培養条件が別の培養皿区画に収容されている生体物質に関する物理的及び/又は化学的培養条件と1つ又は複数のパラメータだけ異なるステップと、
iv)ステップiii)の間に、FLIMスペクトルを取得するために上記装置のFLIMユニットを使用するステップと、
v)上記FLIMスペクトルに基づく生体物質の品質の評価のステップとを含む。
a)本発明の第1の態様に従う装置を提供することと、
b)上記装置で上記生体物質のアレイを培養することと、
c)上記生体物質のアレイの各特定のものに関して、上記画像取得デバイスを使用して上記特定の生体物質の所定の形態学的状態を識別することと、
d)特定の生体物質に関して所定の形態学的状態が達された場合に、上記FLIMユニットを使用して上記特定の生体物質のFLIMスペクトルを取得することと、
e)上記生体物質のアレイに関して得られ且つその物質の同じ形態学的状態と関連付けられたFLIMスペクトルを比較することと、
f)ステップe)でなされた比較に基づいて、1つ又は複数の所定の基準に基づいて、最高品質を有するその特定の生体物質を選択することとを含む。
上記装置は、
縦方向に、横方向に、並びに縦方向及び横方向に対して垂直な方向に伸長を有するハウジングを備え、上記ハウジングが、
生体物質を有する1つ又は複数の培養皿を収容するように各々適合される、2つ以上の培養皿区画を備え、
上記装置が、画像取得デバイスを備え、
上記装置が、その動作を制御するための制御ユニットを備え、
上記画像取得デバイスの少なくとも一部が、2つ以上の培養皿区画に対して移動できるように構成され、それによって上記1つ又は複数の培養皿に収容される上記生体物質の1つ又は複数の画像の取得を可能にし、且つ
上記装置が、FLIMユニット(蛍光寿命撮像顕微鏡)を備え、
上記FLIMユニットの少なくとも一部が、2つ以上の培養皿区画に対して移動できるように構成され、それによって上記1つ又は複数の培養皿に収容される上記生体物質の1つ又は複数のFLIMスペクトルの取得を可能にする。したがって、本発明の第1の態様の装置は、生存生体物質の培養のための装置であり、そしてそれは、画像取得デバイスの他にFLIMユニットを備える。
- ダイオード・レーザ又は多光子励起レーザといった、パルス・レーザ源などのレーザ源、
- 単一光子感応検出器、
- ダイクロイック・ミラー(励起光からの蛍光信号の分離のため)、
- 対物レンズ(試料へ励起光を焦束させるため及び/又は蛍光信号を収集するため)、
- 上記FLIMユニットを制御するための制御システム。
上記システムは、
- 本発明の第1の態様に係る装置と組み合わせて
- 1つ又は複数の培養皿を備える。
i)本発明の第1の態様に係る装置を提供する又は本発明の第1の態様に係るシステムを提供するステップと、
ii)上記装置の別々の培養皿区画に、1つ又は複数の生存生体物質を各々有する、少なくとも2つの培養皿を収容するステップと、
iii)上記生体物質を培養条件で培養し、1つの培養皿区画に収容されている生体物質に関する物理的及び/又は化学的培養条件が別の培養皿区画に収容されている生体物質に関する物理的及び/又は化学的培養条件と1つ又は複数のパラメータだけ異なるステップと、
iv)ステップiii)の間に、FLIMスペクトルを取得するために上記装置のFLIMユニットを使用するステップと、
v)上記FLIMスペクトルに基づく生体物質の品質の評価のステップとを含む。
a)本発明の第1の態様に係る装置を提供することと、
b)上記装置で上記生体物質のアレイを培養することと、
c)上記生体物質のアレイの各特定のものに関して、上記画像取得デバイスを使用して上記特定の生体物質の所定の形態学的状態を識別することと、
d)特定の生体物質に関して所定の形態学的状態が達された場合に、上記FLIMユニットを使用して上記特定の生体物質のFLIMスペクトルを取得することと、
e)上記生体物質のアレイに関して得られ且つ前記物質の同じ形態学的状態と関連付けられたFLIMスペクトルを比較することと、
f)ステップe)でなされた比較に基づいて、1つ又は複数の所定の基準に基づいて、最高品質を有するその特定の生体物質を選択することとを含む。
4 装置のハウジング
6 培養皿区画
8 培養皿
10画像取得デバイス
11 FLIMユニット又はその一部
12 制御ユニット
14 培養皿区画の蓋
16 温度調整手段
18 加熱手段
20 冷却手段
22 ガス組成調整手段
24 透明な棚
26 pHセンサ
28 酸素センサ
30 二酸化炭素センサ
32 入力手段
34 表示手段
36 画像処理ユニット
38 移動手段
40 ガス混合ボックス
42 導管
44 ガスのための入口
46 ガスのための入口
48 バルブ
50 バルブ
52 UV照射手段
58 CO2センサ
60 O2センサ
62 ワイヤ
64 ワイヤ
66 導管
68 温度センサ
74、74’、74” ワイヤ
76 ワイヤ
78 ケーブル
100 レーザ・ダイオード
102 ドライバ・ボックス
104 ニュートラル・デンシティ・フィルタ
106 カット・フィルタ
108 検出器
110 TCSPCエレクトロニクス
112 同期信号を伝達するためのケーブル
120 ヒストグラム
122 ヒストグラムのピーク
124 減衰曲線
126 光ファイバ・コネクタ
128 光ケーブル
200 装置
300 システム
X 縦方向
Y 横方向
Z 縦及び横方向に対して垂直な方向
Claims (18)
- 生存生体物質(2)の培養中に前記生存生体物質(2)の代謝状態を監視するための装置(200)であって、
前記装置が、
縦方向Xに、横方向Yに、並びに前記縦方向及び前記横方向に対して垂直な方向Zに伸長を有するハウジング(4)を備え、前記ハウジングが、
生体物質(2)を有する1つ又は複数の培養皿(8)を収容するように各々適合される、2つ以上の培養皿区画(6)を備え、
前記装置が、画像取得デバイス(10)を備え、
前記装置が、その動作を制御するための制御ユニット(12)を備え、
前記画像取得デバイスの少なくとも一部が、前記2つ以上の培養皿区画(6)に対して移動できるように構成され、それによって前記1つ又は複数の培養皿(8)に収容される前記生体物質(2)の1つ又は複数の画像の取得を可能にし、且つ
前記装置が、FLIMユニット(11)(蛍光寿命撮像顕微鏡)を備え、
前記FLIMユニット(11)の少なくとも一部が、前記2つ以上の培養皿区画(6)に対して移動できるように構成され、それによって前記1つ又は複数の培養皿(8)に収容されている前記生体物質(2)を培養すると共に前記生体物質(2)の1つ又は複数のFLIMスペクトルを取得することを可能にし、
前記FLIMユニットが、
- ダイオード・レーザ又は多光子励起レーザの形態のパルス・レーザ源などのレーザ源を備え、更に、
- 単一光子感応検出器、
- ダイクロイック・ミラー(励起光からの蛍光信号の分離のため)、
- 対物レンズ(試料へ励起光を焦束させるため及び/又は蛍光信号を収集するため)、
- 前記FLIMユニットを制御するための制御システム、
の中の1つ又は複数の要素を独立して備え、
前記レーザ源が、1つ又は複数の光ファイバとなって、電磁放射線を伝達するための光学手段に連結され、前記光学手段が、電磁放射線を送信によって伝達するために、前記生体物質の近くに向けられるように構成されている遠位端を備える、装置(200)。 - 前記個々の培養皿区画(6)の1つ又は複数が、それ自身の個々の蓋(14)を備え、各前記蓋が、前記対応する培養皿区画(6)へのアクセスを提供する開放形態と前記対応する培養皿区画が周囲から密閉されている閉鎖形態との間で移行することが可能であるように構成される、請求項1に記載の装置(200)。
- 前記個々の培養皿区画(6)の1つ又は複数における温度の個々の且つ独立した調整のための温度調整手段(16)を更に備える、請求項1から2までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記個々の培養皿区画(6)の1つ又は複数における酸素、二酸化炭素及び/又は窒素の濃度の1つ以上のガス組成を個々に調整するためのガス組成調整手段(22)を更に備え、且つ前記ガス混合ボックス(40)から前記別々の培養皿区画(6)の1つ又は複数へガスを導くための1つ又は複数の導管(42)を更に備える、請求項1から3までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記個々の培養皿区画(6)の1つ又は複数に関して、前記個々の培養皿区画が、培養皿を保持するための透明な棚(24)を備え、且つ前記FLIMユニット(11)、又は少なくともその光送信部及び光受信部が、前記棚の下に配置され、且つ前記培養皿区画(6)のいずれかに収容されている前記培養皿(8)のいずれかに収容された前記生体物質(2)から前記棚(24)を通して電磁放射線を取得することを可能にするように移動できるように適合されている、請求項1から4までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記FLIMユニットが、
- ダイオード・レーザ又は多光子励起レーザといった、パルス・レーザ源の形態のレーザ源、
- ダイクロイック・ミラー(励起光からの蛍光信号の分離のため)、
- 対物レンズ(試料へ励起光を焦束させるため及び/又は蛍光信号を収集するため)、
- 前記FLIMユニットを制御するための制御システム、
の中の1つ又は複数の要素を独立して備える、請求項1から5までのいずれかに記載の装置(200)。 - 前記FLIMユニットが、ニコチン・アミド・アデニン(NADH)の自己蛍光のために及び/又は前記生体物質の代謝に関わるフラビン・アデニン・ジヌクレオチド(FAD)の自己蛍光のために構成される、請求項1から6までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記装置が、時間相関単一光子計数(TCSPC)モードで動作するために構成される、請求項1から7までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記装置が、FRETモードで又はFRAPモードで又はPLIMモード(燐光寿命撮像顕微法)で動作するために構成される、請求項1から8までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記装置が、蛍光動作の間、時間領域で又は周波数領域で動作するように構成されている、請求項1から9までのいずれかに記載の装置(200)。
- 生存生体物質の培養のためのシステム(300)であって、
前記システムが、
- 請求項1から10までのいずれかに記載の装置(200)と
- 1つ又は複数の培養皿(8)と
を備える、システム。 - 前記装置が、卵母細胞又は胚の形態の2つ以上の生体物質を培養するように構成され、前記装置が、前記2つ以上の生体物質の各特定のものに関して、前記画像取得デバイス(10)によって取得された画像に基づいて、前記特定の生体物質の所定の形態学的状態を識別するように構成され、且つ前記装置が、特定の生体物質に関して所定の形態学的状態が達された場合に、前記特定の生体物質のFLIMスペクトルを取得するように構成されている、請求項1から10までのいずれかに記載の装置(200)。
- 前記装置が、前記2つ以上の生体物質の各特定のものに関して、前記画像取得デバイス(10)によって取得された前記画像に基づいて、その特定の生体物質の2つ以上の異なり且つ所定の形態学的状態を識別するように構成され、且つ特定の生体物質に関して各そのような異なり且つ所定の形態学的状態が達された場合に、前記装置が、各そのような所定の形態学的状態に関して前記特定の生体物質のFLIMスペクトルを取得するように構成されている、請求項12に記載の装置(200)。
- 前記装置が、前記2つ以上の生体物質の各々に関して、同じ生体物質の2つ以上の異なる形態学的状態に対応するFLIMスペクトルの差を解析するために構成されている、請求項13に記載の装置(200)。
- 前記生存生体物質(2)の培養のためと共に前記生存生体物質(2)の代謝状態の監視のための請求項1から10までのいずれかに記載の装置(200)の又は請求項11に記載のシステム(300)の使用法。
- 生体物質(2)の培養の間のその物理的及び/又は化学的条件に関する最適プロトコルを経験的に決定するための、請求項15に記載の使用法。
- 生存生体物質のための最適培養条件を評価するための方法であって、
i)請求項1から10までのいずれかに記載の装置(200)又は請求項11に記載のシステム(300)を提供するステップと、
ii)前記装置の別々の培養皿区画に、1つ又は複数の生存生体物質を各々有する、少なくとも2つの培養皿を収容するステップと、
iii)前記生体物質を培養条件で培養し、1つの培養皿区画に収容されている生体物質に関する物理的及び/又は化学的培養条件が別の培養皿区画に収容されている生体物質に関する物理的及び/又は化学的培養条件と1つ又は複数のパラメータだけ異なるステップと、
iv)ステップiii)の間に、FLIM画像を取得するために前記装置の前記FLIMユニットを使用するステップと、
v)前記FLIM画像に基づく前記生体物質の品質の評価のステップとを含む、方法。 - 前記FLIM画像に基づいて、最も最適な物理的及び/又は化学的培養条件が決定される、請求項17に記載の方法。
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