JP7691981B2 - 粒子のエレクトロポレーションのためのシステム - Google Patents

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０１９年１１月２２日に出願された「END-TO-END CELL THERAPY BIOPROCESSING DEVICE FOR CONTINUOUS-FLOW ENRICHMENT, WASHING, AND ELECTROTRANSFECTION OF TARGET CELLS」という題名の米国仮特許出願第６２／９３９，１９１号に対する米国特許法第１１９条（ｅ）の優先権を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込む。

遺伝子操作されたＴ細胞の使用は、様々な血液がんを処置するために採用可能であり、ＦＤＡに承認された最初の細胞療法による処置につながる。細胞療法による処置の成功により、新たな細胞療法が研究されるようになり、細胞療法用製造（cell therapy manufacturing）の需要が増している。現在の製造パイプラインは、大抵の場合、大規模製造用ではなく、研究で使用するために設計された旧式の細胞バイオプロセシング設備に頼っている。この結果、処理時間が長く（例えば、概ね数週間）、処置も非常に高価になる可能性があり、患者にかかるコストは、場合によっては、１回当たり約４００，０００ドルに達することもある。

本開示は、細胞バイオプロセシング及び細胞療法用製造のためのシステム及び方法を記載する。一部の実装形態において、本開示の技法は、ある組合せのマイクロ流体工学ベースのテクノロジーを用いて、細胞バイオプロセシング又は細胞療法用製造プロセスを合理化及び自動化することができる。本開示のシステム及び方法は、血液又は血液製剤からの目的細胞の濃縮、細胞洗浄又は培地交換、並びにエレクトロトランスフェクションによる遺伝子送達を含むいくつかのステップを、製造プロセスに利用することができる。一部の実装形態において、これらの処理ステップはすべて、連続フローで実施することが可能であるため、完全に自動化されたプロセスにより、人間が介入することなく、約１０億個の細胞を数時間で処理することができる。

一部の実装形態において、細胞バイオプロセシング及び細胞療法用製造のためのシステムは、主にマイクロ流体モジュールから構築することができ、また、連続フロー式エンドツーエンド型細胞バイオプロセシングを可能にし得る。慣例的に、マイクロ流体溶液は、処理能力の低さによって制限される場合がある。しかしながら、本明細書に開示される技法は、並列化及びメソスケールの幾何学的形状（例えば、幅１ｍｍのマイクロチャネル）を用いてこれらの制限を克服し、そうすることで、臨床スケールで細胞療法の製造を実施する。本開示は、流量及び電界の大きさ等の重要パラメータを自動で精密に制御するためのフィードバックセンサも記載する。このフィードバックセンサは、最終的な生成物が、５００，０００個超の細胞を含み得る大型のサンプルの処理を通して一貫性のあるものになることを保証するのに役立ち得る。したがって、本開示は、自動化の向上、現場の作業量（touch labor）の削減、処理能力の向上、並びに、細胞バイオプロセシング及び細胞療法用製造のために使用されるプロセスのより精密な制御をもたらし得る技法を提供する。

本開示の少なくとも１つの態様は、システムを対象とする。本システムは、目的粒子を含む目的流体の流れを受け入れる入口チャネルを備えることができる。本システムは、入口チャネルから目的粒子を含む目的流体の流れを受け入れ、目的粒子を、目的流体の流れから、カーゴ粒子を含むバッファー流体の流れに移動させる、音響泳動デバイス(acoustophoresis device)を備えることができる。本システムは、目的粒子及びカーゴ粒子を含むバッファー流体の流れを受け入れる、エレクトロポレーションデバイスを備えることができる。エレクトロポレーションデバイスは、バッファー流体の流れに電界を印加して、バッファー流体の流れ中の目的粒子の一部に、カーゴ粒子の一部を吸収させることができる。本システムは、エレクトロポレーションデバイスから出力バッファー流体の流れを供給する、出口チャネルを備えることができる。

一部の実装形態において、音響泳動デバイスは、バッファー流体の供給源からカーゴ粒子を含むバッファー流体の流れを受け入れ、入口チャネルから目的流体の流れを受け入れる、中央チャネルを備えることができる。一部の実装形態において、音響泳動デバイスは、目的粒子を、目的流体の流れから第２のチャネル内のバッファー流体の流れに移動させる、中央チャネルに接続された圧電素子を備えることができる。一部の実装形態において、エレクトロポレーションデバイスは、音響泳動デバイスから出たバッファー流体の流れ及び第２のチャネルから出た導電性バッファーの流れを受け入れる、中央チャネルを備えることができる。一部の実装形態において、エレクトロポレーションデバイスは、中央チャネルの一部に電気的に接続された、電流を供給する電極を備えることができる。

一部の実装形態において、入力流体の流れ中の目的粒子は、リンパ球であってもよい。一部の実装形態において、入力流体の流れは、さらに、赤血球、顆粒球又は単球のうち少なくとも１つが含まれる不要な粒子を含む。一部の実装形態において、本システムは、目的粒子及び不要な粒子を含む入力流体の流れを受け入れる、第２の入口チャネルを備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、第２の入口チャネルから目的粒子及び不要な粒子を含む入力流体の流れを受け入れ、入力流体の流れを、目的粒子を含む目的流体の流れと、不要な粒子を含む不要な流体の流れとに分離する、音響分離デバイスを備えることができる。一部の実装形態において、不要な流体の流れは、１つ以上のチャネルを介して廃棄物貯蔵器に輸送することができる。一部の実装形態において、音響分離デバイスから出た目的流体の流れは、第２のチャネルを介して目的物貯蔵器内に輸送される。一部の実装形態において、本システムは、目的物貯蔵器から入口チャネルを介して音響泳動デバイスに目的流体の流れを輸送する、ポンプを備えることができる。

一部の実装形態において、本システムは、入力物用貯蔵器から入口チャネルを介して音響泳動デバイスに目的流体の流れを輸送する、第１のポンプを備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、音響泳動デバイスから出た目的粒子及びカーゴ粒子を含むバッファー流体の流れを、中間チャネルを介してエレクトロポレーションデバイスに輸送する、第２のポンプを備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、入口チャネル、音響泳動デバイス、エレクトロポレーションデバイス又は出口チャネルのうちの２つ以上の間に、１個以上の仮置き用貯蔵器を備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、出力物用チャネルから出力バッファー流体の流れを受け入れ、出力バッファー流体の流れ中の不要な粒子から、出力バッファー流体の流れ中の濃縮された目的粒子を分離する、分離デバイスを備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、分離デバイスから、濃縮された目的粒子を受け取る、出力物用貯蔵器を備えることができる。

一部の実装形態において、少なくとも入口チャネル、音響泳動デバイス、エレクトロポレーションデバイス又は出口チャネルの間の接続部は、ポリビニルクロリド管又はシリコーン管のうちの少なくとも１つを備える。一部の実装形態において、本システムは、少なくとも１つの接続部に接続された１個以上の流体キャパシタを備えることが可能であり、流体キャパシタは、本システム内における流体の流量を調整するように構成される。一部の実装形態において、本システムは、目的流体の流れ、バッファー流体の流れ、又は出力バッファー流体の流れのうちの少なくとも１つの中における目的粒子又は不要な粒子の密度の値を表す信号をコントローラデバイスに送信するように構成された、１個以上のセンサを備えることができる。一部の実装形態において、システムは、入口チャネル、音響泳動デバイス、エレクトロポレーションデバイス又は出口チャネルのうちの少なくとも１つの中を通って流れる流体の流量又は導電率を表す信号をコントローラデバイスに送信する、１個以上のフローセンサを備えることができる。

本開示の少なくとも１つの他の態様は、システムを対象とする。本システムは、エレクトロポレーションデバイスに流れ込む流体の導電率を測定する、エレクトロポレーションデバイスの上流側にあるセンサを備えることができる。本システムは、エレクトロポレーションデバイス内に電圧を発生させる、電気信号発生器を備えることができる。本システムは、メモリに接続された１個以上のプロセッサを備える、コントローラデバイスを備えることができる。コントローラデバイスは、エレクトロポレーションデバイスの中を通って流れる流体中に誘起すべき所望の電界の大きさを識別することができる。コントローラデバイスは、エレクトロポレーションデバイスに流れ込む流体の導電率をセンサから受信することができる。コントローラデバイスは、導電率及び電気信号発生器によって発生する電圧に基づいて、流体がエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体中の予想電界の大きさを決定することができる。コントローラは、予想電界の大きさ及び所望の電界の大きさに基づいて、電気信号発生器用の調整電圧を計算することができる。コントローラは、調整電圧を表す信号を電気信号発生器に供給して、電気信号発生器に、エレクトロポレーションデバイス内で第２の電圧を発生させることができる。

一部の実装形態において、本システムは、流体がエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体の第２の導電率を測定する、導電率プローブを備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、流体がエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体を通過する電流を測定する、電流センサを備えることができる。一部の実装形態において、本システムは、流体がエレクトロポレーションデバイスの中を通るときの、流体の中央部分の幅を測定する、光学センサを備えることができる。一部の実装形態において、コントローラデバイスは、第２の導電率、電流、及び流体の中央部分の幅に基づいて、予想電界の大きさを決定することができる。

一部の実装形態において、エレクトロポレーションデバイスの中を通って流れる流体は、第１の流体入力からの第１の流体と、第２の流体入力からの第２の流体とを含む。一部の実装形態において、コントローラデバイスは、第２の導電率、電流、及び流体の中央部分の幅に基づいて、第１の流体又は第２の流体のうちの少なくとも１つについて調整流量を計算することができる。一部の実装形態において、コントローラデバイスは、調整流量を表す第２の信号を、第１の流体又は第２の流体の流れを制御するポンプに供給して、第１の流体又は第２の流体を第２の流量で流すことができる。

一部の実装形態において、エレクトロポレーションデバイスの中を通って流れる流体は、第１の流体入力からの第１の流体と、第２の流体入力からの第２の流体とを含むことができる。一部の実装形態において、エレクトロポレーションデバイスは、エレクトロポレーションデバイスの入力側における第１の流体の第１の流量と、エレクトロポレーションデバイスの入力側における第２の流体の第２の流量とを決定する、第２のセンサを備えることができる。一部の実装形態において、コントローラデバイスは、第１の流量又は第２の流量のうちの少なくとも１つに基づいて、第１の流体又は第２の流体のうちの少なくとも１つについて調整流量を計算することができる。一部の実装形態において、コントローラデバイスは、調整流量を表す第２の信号を、第１の流体の第１の流量又は第２の流体の第２の流量を制御するポンプに供給して、第１の流体又は第２の流体を第３の流量で流すことができる。

本開示のさらに別の態様は、方法を対象とする。本方法は、１個以上のプロセッサ及びメモリを有するコントローラデバイスによって実施することができる。本方法は、エレクトロポレーションデバイスの中を通って流れる流体中に誘起すべき所望の電界の大きさを識別することを含むことができる。本方法は、流体がエレクトロポレーションデバイスに流れ込むときの、流体の導電率を、第１のセンサから受信することを含むことができる。本方法は、導電率及び電気信号発生器によって発生する電圧に基づいて、流体がエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体中の予想電界の大きさを決定することを含むことができる。本方法は、予想電界の大きさ及び所望の電界の大きさに基づいて、電気信号発生器用の調整電圧を計算することを含むことができる。本方法は、調整電圧を表す信号を電気信号発生器に供給して、電気信号発生器に、エレクトロポレーションデバイス内で第２の電圧を発生させることを含むことができる。

一部の実装形態において、本方法は、エレクトロポレーションデバイス内の流体からの信号を検出する１個以上の第２のセンサから、流体の第２の導電率、流体を流れる電流及び流体の中央部分の幅を受信することを含むことができる。一部の実装形態において、本方法は、第２の導電率、電流、及び流体の中央部分の幅に基づいて、予想電界の大きさを決定することを含むことができる。一部の実装形態において、エレクトロポレーションデバイスに流れ込む流体は、第１の流体の流れ及び第２の流体の流れから受け取られる。一部の実装形態において、本方法は、少なくとも１個の流量センサから、第１の流体の流れにおける第１の流体の流量及び第２の流体の流れにおける第２の流体の流量を受信することを含むことができる。一部の実装形態において、本方法は、第１の流体の流れ又は第２の流体の流れのうちの少なくとも１つの調整流量を計算することを含むことができる。一部の実装形態において、本方法は、調整流量を表す信号を、第１の流体の流れ又は第２の流体の流れを制御するポンプに供給して、第１の流体の流れ又は第２の流体の流れを第２の流量で流すことを含むことができる。

これらの及び他の態様及び実装形態については、以下で詳細に論述する。上記の情報及び下記の詳細な説明は、様々な態様及び実装形態を説明する例を含み、また、特許請求の範囲に記載された態様及び実装形態の性質及び特徴を理解するための概要又は枠組みを提供する。図面は、様々な態様及び実装形態を例示して理解を深めさせるものであり、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。態様同士を組み合わせることも可能であり、また、本発明の一態様の文脈に記載された特徴を他の態様と組み合わせることができることは容易に理解されよう。態様は、任意の好都合な形態で実装することができる。

添付の図面は、縮尺どおりに描かれることを意図したものではない。様々な図面中の同様の参照番号及び名称は、類似の要素を示している。わかりやすくするために、すべての構成要素がすべての図面中において参照符号を付与されているとは限らないこともあり得る。添付の図面と一緒に用いられる下記の記載を参照することにより、本開示に関する上記及び他の目的、態様、特徴及び利点がより明白になり、より深く理解されよう。

１つ以上の実装形態による、細胞療法用製造方法のための例示的なプロセスフロー図である。 １つ以上の実装形態による、図１のプロセスフローの第１の段階を実施するために使用可能な例示的なモジュールである。 １つ以上の実装形態による、図１のプロセスフローの第２の段階を実施するために使用可能な例示的なモジュールである。 １つ以上の実装形態による、図１のプロセスフローの第３の段階を実施するために使用可能な例示的なモジュールである。 １つ以上の実装形態による、図１に示されたプロセスフローに類似したプロセスフローを実施するためのシステムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図１に示されたプロセスフローに類似したプロセスフローを実施するためのシステムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図１に示されたプロセスフローに類似したプロセスフローを実施するためのシステムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図４のモジュール内で細胞が受ける電界を示すグラフである。 １つ以上の実装形態による、図４のモジュール内で細胞が受ける電界を制御するための例示的な制御システムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図４のモジュール内で細胞が受ける電界を制御するための例示的な制御システムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図４のモジュール内で細胞が受ける電界を制御するための例示的な制御システムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図４のモジュール内で細胞が受ける電界を制御するための例示的な制御システムのブロック図である。 １つ以上の実装形態による、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃのシステムの実験結果を示すグラフである。 １つ以上の実装形態による、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃのシステムの実験結果を示すグラフである。 １つ以上の実装形態による、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃのシステムの実験結果を示すグラフである。 １つ以上の実装形態による、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃのシステムの実験結果を示すグラフである。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに図示されたシステムに類似したシステムの中を流れる流体の流量又はこの流体が受ける電界を制御するための例示的なシステムのブロック図である。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに図示されたシステムに類似したシステムの中を流れる流体の流量又はこの流体が受ける電界を制御する例示的な方法のフロー図である。 本明細書において記載及び例示されたシステム及び方法の様々な要素を実施するために採用され得るコンピュータシステムの概略的なアーキテクチャのブロック図である。

記載された概念はいかなる特定の実装様式にも限定されないため、上記で紹介し、以下でさらに詳述する様々な概念は、数多くの様式のうちのいずれかによって実施することができる。特定の実装形態及び用途の例は、主に例示を目的として提供されている。

本開示は、細胞バイオプロセシング及び細胞療法用製造のためのシステム及び方法について記載する。一部の実装形態において、本開示の技法は、マイクロ流体工学をベースとする技術の組合せを使用することで、細胞療法用製造プロセスを合理化及び自動化することができる。本開示のシステム及び方法は、血液又は血液製剤からの目的細胞の濃縮、細胞洗浄又は培地交換、並びにエレクトロトランスフェクションによる遺伝子送達を含むいくつかのステップを、細胞バイオプロセシング又は細胞療法用製造プロセスに採用することができる。一部の実装形態において、これらの処理ステップはすべて、連続フローで実施することが可能であるため、完全に自動化されたプロセスにより、人間が介入することなく、約１０億個の細胞を数時間で処理することができる。

一部の実装形態において、細胞バイオプロセシング及び細胞療法用製造のためのシステムは、主にマイクロ流体モジュールから構築することができ、連続フロー式エンドツーエンド型細胞バイオプロセシングを可能にし得る。例えば、それぞれが異なる技術を実施する一連のモジュールを相互に接続して、一連の細胞療法用製造に含まれる様々な単位操作を実施し、これにより、血液又は血液製剤サンプルを直接処理することができる。一部の実装形態において、サンプルは、白血球アフェレーシスによって得られたロイコパック（ｌｅｕｋｏｐａｋ）であってもよい。本システムは、サンプルを自動的且つ連続的に処理して、細胞療法のために遺伝子操作されたリンパ球又はＴ細胞に変えることができる。一部の実装形態において、本システム内の各モジュールによって実施される技術は、マイクロ流体音響泳動と、マイクロ流体音響泳動式の培地交換又は細胞洗浄と、連続フロー式マイクロ流体エレクトロトランスフェクションとの任意の組合せを含み得る。これらのマイクロ流体技術を実施するモジュールは、統合型自動システムの一部として、プラスチック管（例えば、シリコーン管若しくはビニル管）又は特注のマニフォールドと相互接続されてもよい。

図１は、細胞療法用製造方法１００の例示的なプロセスフロー図を示している。プロセスフロー図１００は、３つの段階を含む。第１の段階１０５では、血液サンプルを、音響泳動によってリンパ球（又は、他の実装形態ではＴ細胞等の他の種類の細胞）について濃縮することができる。例えば、音響分離を用いてサンプルをリンパ球について濃縮するように構成されたモジュールに、血液製剤を導入することができる。不要な細胞は廃棄することができ、濃縮されたサンプルは、第２の段階１１０に導入することができる。第２の段階１１０は、例えば、培地交換デバイスを使用して実施することができる。第２の段階１１０では、培地交換モジュール内で、目的細胞を、音響泳動によってエレクトロポレーション用培地中に移すことができる。音響泳動は、カーゴを含有する低導電率エレクトロポレーション用バッファー中に細胞を移動させるために使用することができ、第２の段階１１００においてカーゴは、核酸、タンパク質又はこれらの物質の組合せを含み得る。一部の実装形態において、カーゴは、ｍＲＮＡを含むことができる。次いで、目的細胞を含有する培地を、第３の段階１１５に送達することができる。一部の実装形態において、第３の段階１１５は、エレクトロポレーションデバイスを使用して実施することができる。第３の段階１１５において、細胞は、連続フロー型エレクトロポレーションデバイス内でエレクトロポレーションを行うことができる。

図１に示された段階１０５、１１０及び１１５の配列は、例示用のものにすぎない。一部の他の実装形態では、第１の段階１０５、第２の段階１１０及び第３の段階１１５を実施するモジュールは、様々な順序若しくは順列で構成することが可能であり、あるいは、様々な直列及び並列ネットワークとして構成し、所望のワークフローを自動化するように相互接続することも可能である。例えば、一部の実装形態では、目的細胞の音響濃縮を最後の段階で実施し、それより前の段階で培地交換及びエレクトロポレーションが実施することもできる。図１に示された段階以外にも、本開示は、ある段階から次の段階への連続フローを維持するためのインフラストラクチャー、デバイスの前端において処理ステップの間に細胞を懸濁状態に維持するために撹拌されている仮置き用貯蔵器、コントローラ、センサ及びフィードバック制御、並びにポンプを提供するが、これらはすべて、後でさらに記載する。一部の実装形態では、無菌状態を維持するために、本システム全体が閉鎖されていてもよい。

図２は、図１のプロセスフロー１００の第１の段階１０５を実施するために使用可能な例示的なモジュール２００を示している。モジュール２００では、音響泳動を用いて、血液又は血液製剤を含むサンプルからリンパ球を濃縮し、赤血球を激減させることができる。モジュール２００は、１つの入口２０５並びに３つの出口２１０ａ、２１０ｂ及び２１５を有する、１組のマイクロチャネルを備える。一部の実装形態において、入口チャネル２０５の壁は、圧電素子等の超音波オシレータに接続されていてもよく、圧電素子を電気的に駆動させることで、いくつかの細胞がチャネルの中を通って流れるときに、これらの細胞がチャネルの軸方向の中央の流れに向かって移動するように、入口チャネル２０５を励起することができる。細胞の移動速度は、細胞のサイズ、密度、及び周囲の培地に対する相対的な圧縮率に左右され得るため、細胞の固有特性に差異があると、一部の種類の細胞は、他の種類の細胞より速く移動して、中央出口２１５で収集されることがある一方で、残りの細胞は、側方出口２１０ａ及び２１０ｂに収集されるようになることがある。図２の例において、赤血球、顆粒球及び単球は、中央出口２１５で濃縮することができ、リンパ球は、側方出口２１０ａ及び２１０ｂで濃縮することができる。中央出口２１５に流れ込んだ細胞及び培地は、不要な生成物であってもよく、この不要な生成物は、廃棄することができる。側方出口２１０ａ及び２１０ｂに流れ込んだ細胞及び培地を収集し、本システムの後続の段階（例えば、図１の段階１１０）に導入することができる。一部の実装形態では、培地に変更を加え、粒子を追加し、又は、細胞を他の状態／表現型若しくは凝集物に組み入れることにより、モジュール２００内における分離プロセスをさらに促進することができる。

図３は、図１のプロセスフローの第２の段階を実施するために使用可能な例示的なモジュール３００を示している。モジュール３００では、音響泳動を用いて、ある培地から別の培地中に細胞を移動させることができる。特に、モジュール３００は、初期培地（例えば、血漿又は細胞培液）から、上流側マイクロ流体エレクトロポレーションモジュールと適合するエレクトロポレーション用培地中に、目的細胞を移動させることができる。モジュール３００は、中央入口３１０並びに２つの側方入口３１５ａ及び３１５ｂを含む、３つの入口を備えることができる。モジュール３００は、中央出口３２０並びに２つの側方出口３２５ａ及び３２５ｂを含む、３つの出口を備えることができる。中央チャネル３３０は、３つの入口を３つの出口と接続することができる。圧電素子３３５は、中央チャネル３３０と接続されていてもよい。

モジュール３００において、３つの平行な流れは、層流様式で確立することが可能であり、それぞれの流れは、２つの側方入口３１５ａ若しくは３１５ｂ又は中央入口３１０のうちの１つに対応する。中央チャネル３３０内におけるこれらの流れの混合は、拡散及び分散によって支配され得る。圧電素子３３５によって発生した音響放射場は、中央チャネル３３０内の流れに対して粒子を操作するために用いることが可能であり、したがって、ある流れから別の流れに粒子を移動させるために用いることが可能である。中央チャネル３３０は、ケイ素、ガラス若しくは石英等の硬質基材、又はポリスチレン等の音響インピーダンスが高いポリマーから製作されたマイクロチャネルであってもよい。中央チャネル３３０の断面は長方形であってもよく、その幅及び高さの寸法は１００μｍ～１０００μｍの範囲に及んでもよい。中央チャネルの長さは、５ｍｍ～２００ｍｍの範囲に及んでもよい。図３に示された構成において、中央の流体の流れは、側方の流れの密度以上の密度を有することができる。一部の実装形態では、添加剤を使用して中央の流れの密度を調整して、必要な密度の差を得ることができる。

圧電素子３３５によって発生した音響放射場の影響下では、主に培地は、それぞれの培地の流れの中に留まることができるが、側方出口３１５ａ及び３１５ｂに導入された細胞は、中央の流れに移動する。細胞を含む中央の流れは、中央出口３２０から収集することができる。側方出口３２５ａ及び３２５ｂに流れ込んだ培地は、廃棄物として廃棄することができる。したがって、目的とする細胞は、初期培地から出て、中央入口３１０を介して導入された培地中に移動し、この培地は、後続の段階（例えば、図１の第３の段階１１５）へ導入するために収集することができる。

図４は、図１のプロセスフローの第３の段階を実施するために使用可能な例示的なモジュール４００を示している。モジュール４００において、細胞は、連続フローでエレクトロポレーションを行うことができる。モジュール４００は、中央入口４１０並びに２つの側方入口４１５ａ及び４１５ｂを含む、３つの入口を備えることができる。モジュール４００は、中央出口４２０並びに２つの側方出口４２５ａ及び４２５ｂを含む、３つの出口を備えることができる。中央チャネル４３０は、３つの入口を３つの出口と接続することができる。１組の電極４３５ａ及び４３５ｂは、中央チャネル４３０に接続されていてもよい。一部の実装形態において、細胞及びカーゴは、中央入口４１０を介して、低導電率培地に取り込まれた状態で中央の流れに導入することができる。刺激電極４３５ａ及び４３５ｂと接触している高導電率培地の流れは、側方入口４１５ａ及び４１５ｂを介して導入することが可能であり、中央の流れの側方に位置することができる。この構成により、細胞を大きな電界にさらしながら、細胞が電極４３５ａ及び４３５ｂと直接接触しないように保つことができる。

一部の実装形態において、モジュール４００は、連続フローでパルス電界を目的細胞に印加して、目的細胞を一時的に透過処理することで、カーゴの取込み及び遺伝子操作を行いやすい状態に変えることができる。一部の実装形態において、中央チャネル４３０は、硬質プラスチック（例えば、環状オレフィンコポリマー、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）、ポリスチレン、Ｕｌｔｅｍ（登録商標）等）から作製されたマイクロチャネルであってもよく、３つの平行な層流を含むシースフロー又は並行流構成を支持することができる。一部の実装形態において、モジュール４００内のチャネルの寸法は、幅が５００μｍ～３ｍｍ、長さが１ｃｍ～５ｃｍ、高さが１２５μｍ～５００μｍの範囲に及んでもよい。

電極４３５ａ及び４３５ｂは、中央チャネル４３０の床にパターニングされた、同一平面をなす長方形電極であってもよい。電極４３５ａ及び４３５ｂの寸法は、幅１００μｍ～２５０μｍ及び長さ８μｍ～４５ｍｍであってもよい。一部の実装形態では、はんだ付けパッドへの接続を介して、電極４３５ａ及び４３５ｂを電源に繋げることができる。一部の実装形態において、電極４３５ａ及び４３５ｂは、中央チャネル４３０の壁から５０μｍ～３００μｍ離れた位置にあってもよい。電極４３５ａ及び４３５ｂは、白金等の電気化学的に安定な材料から形成されてもよい。

中央チャネル４３０内における中央の流体の流れは、中央入口４１０を介して導入可能な低導電率エレクトロポレーション用バッファー（例えば、０．０１～０．１Ｓ／ｍ）に懸濁した細胞及びカーゴを含有することができる。中央チャネル４３０内における側方の流れは、高導電率細胞培養バッファー（例えば、１～２Ｓ／ｍ）を含むことができる。エレクトロポレーションに関連するパラメータは、中央の流れの導電率に対する側方の流れの導電率の比であり得る。一部の実装形態において、この比は、２０以上であり得る。例えば、側方の流れの導電率が２０～４０Ｓ／ｍの範囲に及ぶ場合、中央の流れの導電率は、１～２Ｓ／ｍの範囲に及び得る。中央チャネル４３０内で、側方の流れに対する中央の流れの相対的流量を調整することで、電極４３５ａ及び４３５ｂが側方の流れと接触だけするようにできる。この構成では、中央の流れが回路の電気抵抗を左右する場合があり、この結果、電圧が電極４３５ａ及び４３５ｂに印加されると、電圧の大部分は、中央の流れの両端間で降下する。一部の実装形態において、印加電圧は、周期が１０ｎｓ～１０ｍｓの範囲にわたる正弦曲線の形態をとることができる。一部の実装形態において、印加電圧は、パルス幅が１０ｎｓ～１０ｍｓの範囲にわたるパルス列の形態をとることができる。一部の実装形態において、印加電圧の大きさは、中央の流れの両端間に、約２～６００ｋＶ／ｍの範囲にわたる電界を、１０ｎｓ～１０ｍｓの範囲にわたるパルス幅で発生させるように、変化することができる。トランスフェクションされた細胞を含有するサンプルは、中央出口４２０を介して収集することができ、側方出口４２５ａ及び４２５ｂから出た培地は、不要な生成物として処理し、廃棄することができる。

一部の実装形態において、本明細書に記載のマイクロ流体モジュール又はデバイス（例えば、モジュール２００、モジュール３００、モジュール４００等）を互いに相互接続して、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃとの関連で本明細書において記載したプロセスフローシステム５００に類似したプロセスフローを形成することもできる。本明細書に記載のマイクロ流体モジュールは、層又は基材の内部に配置されてもよい。例えば、マイクロ流体用のデバイス又はチャネルはそれぞれ、単一の基材シートの内部に配置されてもよく、これにより、１つの層を形成することができる。一部の実装形態では、本明細書に記載のマイクロ流体モジュール又はデバイスのうちの１つ以上については、異なる基材を使用することも可能であり、各基材は、管、他のマイクロ流体基材チャネル、又は他の流体接続手段を介して接続されてもよい。さらに、マイクロ流体バルブを、本明細書に記載されている他のマイクロ流体用構成要素又はマイクロ流体用機構（例えば、ポンプ、センサ、貯蔵器、廃棄物用ボトル、ピンチバルブ等）のいずれかと一緒に、上記層を形成する１個以上のマイクロ流体基材に埋め込むことで、システム５００との関連で記載した構成要素に類似したマイクロ流体チャネルの中を通って流れるときの、流体の流れを制御することもできる。

一部の実装形態において、マイクロ流体デバイスは、プロセスフローの層の一部を形成することが可能であり、このマイクロ流体デバイスは、複数の平行な層にわたってマイクロ流体チャネルを多重化することによってスケーリングすることもできる。プロセスフロー中の各層は、１つ以上のマイクロ流体モジュール又はデバイス（例えば、モジュール２００、モジュール３００、モジュール４００等）、マイクロ流体モジュール又はデバイス間で流体を輸送するためのマイクロ流体チャネル、並びに、他のマイクロ流体デバイス（例えば、流体キャパシタ、流体貯蔵器、バルブ、ポンプ、本明細書に記載された任意の他のマイクロ流体用機構等）を備えることができる。マイクロ流体デバイスに属する任意の層が、プロセスフロー中の任意の段階において、特定の層から流体を導入又は抜き出すための任意の数のポート（例えば、入口ポート、出口ポート等）を備えることができることは、理解されよう。ポートは、１個以上の貯蔵器からの流体用管路等の他の流体用管路に接続可能な、１個以上のコネクタ（例えば、ねじ込み式コネクタ、スナップコネクタ、摩擦ばめ型コネクタ、プレスフィットコネクタ等）を備えることができる。したがって、マイクロ流体用のデバイス又は機構からなる複数の層を有する実装形態では、流体供給源から各層の入口ポートへの流体用管路を多重化することにより、流体供給源から出た流体を複数の層に供給することができる。

一部の実装形態では、ある層のポートが別の層のポートに接続されていてもよく、これにより、流体は、各層の間を流れることができるようになる。複数の層を使用することで、マイクロ流体層及びデバイスの積層体を形成することができる。一部の実装形態において、マイクロ流体層積層体は、マイクロ流体積層体中の他の層と同様の構成要素を有することが可能であり、これにより、マイクロ流体デバイス（例えば、モジュール２００、モジュール３００、モジュール４００等）によって規定されるプロセスフローを、マイクロ流体デバイスの並列ネットワーク中に規定することができる。平行な層は、横方向に層が並ぶ設計により、又は、細胞分離又はトランスダクション等のステップのためにマイクロチャネルネットワークに属する垂直方向に並んだ層を追加することにより、マイクロ流体経路（例えば、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃと一緒に本明細書において後述するマイクロ流体用の経路又はチャネル等）に属する平行なマイクロ流体部分を画定することができる。別の言い方をすれば、プロセスフローシステム又はマイクロ流体用構成要素は、マイクロ流体デバイスに属する１つ以上の層を使用して拡張又はスケーリングすることが可能であり、マイクロ流体デバイスに属する１つ以上の層は、横方向に並ぶ配置様式（例えば、連続的に並べる配置様式等）若しくは平行方向に並ぶ配置様式又はこれらの任意の組合せで配置することができる。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、図１に示されたプロセスフロー１００に類似したプロセスフローを実施するためのシステム５００のブロック図の一部を図示している。システム５００は、マイクロ流体デバイス以外にも、接続及び支持のために必要な構成要素を示している。一部の実装形態において、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されたマイクロ流体デバイスのうち少なくともいくつかは、図１のプロセスフロー１００の段階を実施するために使用可能な図２～図４のモジュールに対応するものであってもよい。図２～図４の各モジュール２００、３００及び４００の実施例等のマイクロ流体デバイス、並びに、バルブ、センサ及び仮置き用貯蔵器は、青色で示されている。図５Ａには、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されているシステム５００内のダンプナー及びピンチバルブ用に使用されている記号を指し示す、凡例が含まれている。丸は、システム５００内で流体を動かすことが可能であり、また、正しい流量を維持するのに役立てることができる、ぜん動ポンプを表し得る。

ここで図５Ａを参照すると、システム５００の前端で、ユーザーは、培地中の目的細胞を仮置き用貯蔵器５０５に入れておくことができる。貯蔵器５０５は、磁気駆動式インペラ等の、細胞を懸濁状態に保つための撹拌機構を有することができる。一部の実装形態において、撹拌機構は、細胞を損傷させない程度に緩やかに培地を撹拌するように構成されてもよい。システム５００の前端にある貯蔵器５００は、図５Ａでモジュール３００として図示されている音響泳動式急速培地交換デバイスの中央入口に、管を介して接続されていてもよい。図５Ａのモジュール３００は、図３に示されたモジュール３００の一実施例であり得る。ぜん動ポンプ５１０は、管を変形させることで、モジュール３００の中を通る流れを動かすことができる。エレクトロポレーション用バッファー内で懸濁又は溶解されたトランスフェクションすべきカーゴ（例えば、ｍＲＮＡ）を包含する別の貯蔵器５１５は、モジュール３００の側方入口に接続されていてもよい。モジュール３００から出た不要な生成物は、貯蔵器５２０内に収集することができる。別のぜん動ポンプ５２５は、モジュール３００の側方の流れ用の入口に入るように、貯蔵器５１５からの流れを動かすことができる。上記のように、モジュール３００内の音響場（acoustic field）により、側方の流れから中央の流れに入るように細胞を動かすことが可能であり、細胞は、エレクトロポレーション用培地中にカーゴと一緒に懸濁した状態で、中央出口から出ることができる。モジュール３００の出口では、側方の流れを、廃棄物として、貯蔵器５２０内に収集することができる。急速培地交換モジュール３００の中央出口は、管によって、仮置き用貯蔵器（holding reservoir）５３０の入口に接続されていてもよく、仮置き用貯蔵器５３０は、細胞を懸濁状態に保つための撹拌機構を有することができる。

ここで図５Ｂを参照すると、図５Ａに図示された仮置き用貯蔵器５３０の出口は、フロースルー式導電率測定センサ５３５に、管によって接続されていてもよく、このフロースルー式導電率測定センサ５３５は、図５Ｂでモジュール４００として示されているフローエレクトロポレーションデバイス（flow electroporation device）の中央入口に接続されていてもよい。図５Ｂのモジュール４００は、図４に示されたモジュール４００の一実施例であり得る。ぜん動ポンプ５４０は、仮置き用貯蔵器５３０の出口から、導電率プローブ５３５を経由して、エレクトロポレーションモジュール４００の中央の流れの中を通るように、細胞懸濁液の流れを動かすことができる。高導電率細胞培地（例えば、ＴｅｘＭＡＣＳ）を包含する別の外部貯蔵器５４５は、モジュール４００の側方入口に、管を介して接続されている。それぞれの側方入口を通る流れは、別の１組のぜん動ポンプ５５０及び５５５によって動かされる。細胞がモジュール４００を通るとき、電圧パルスが印加されて、細胞がトランスフェクションされる。モジュール４００の側方出口から出た流体は、廃棄物として、貯蔵器５６０内に収集することができる。中央出口モジュール４００から出た流体は、トランスフェクションされた細胞を多量に含み、この流体は、別の仮置き用貯蔵器５６５に流れ込むことができ、別の仮置き用貯蔵器５６５は、細胞を懸濁状態に維持するのに役立つ撹拌機構を有することができる。

ここで図５Ｃを参照すると、図５Ｂに図示された仮置き用貯蔵器５６５から出た細胞懸濁液は、貯蔵器５６５とモジュール２００とを接続する管に作用する最終ぜん動ポンプ５７０により、図５Ｃにモジュール２００として示されたマイクロ流体音響アフェレーシスモジュールにある単一の入口に入るように動かすことができる。図５Ｃのモジュール２００は、図２に示されたモジュール２００の一実施例であってもよい。音響によってモジュール２００を作動させると、モジュール２００の出口で、細胞懸濁液をリンパ球について濃縮することができる。モジュール２００の出口にあるサンプルは、最終的な生成物（例えば、トランスフェクションされたリンパ球）として貯蔵器５７５内に収集される。このモジュール２００の廃棄用出口から出た流体は、最終廃棄物貯蔵器５８０の中に収集することができる。モジュール（例えば、モジュール２００、３００及び４００等）、ポンプ（例えば、ポンプ５１０、５２５、５４０、５５０、５５５、５７０等）はそれぞれ、本明細書において記載されているように、コントローラ１００５から受信した１つ以上の信号によって制御することができる。

一部の実装形態において、システム５００の構成要素間の接続は、様々な種類のポリマー管を使用して行うことが可能であり、例えば、ぜん動ポンプによって供給を受けることができる内径１．１２ｍｍ（０．４４インチ）のＰＶＣ管、構成要素間に使用することができる内径３．１８ｍｍ（１／８インチ）及び４．２３ｍｍ（１／６インチ）のＴｙｇｏｎ管、並びに、モジュール２００、３００及び４００と接続するためのより細い（例えば、内径０．２８ｍｍ（０．０１１インチ）～０．６４ｍｍ（０．０２５インチ））シリコーン管が挙げられる。アダプタを使用して、必要に応じてサイズが異なる管の間で切替えを行うこともできる。

一部の実装形態では、上記のように、システム５００全体の中を通る流れを一連の流体ポンプによって動かすことができる。一部の実装形態において、これらのポンプは、ぜん動ポンプであってもよい。ぜん動ポンプ内の流れは本質的に脈動するものであるため、モジュール２００、３００及び４００が適正に機能するには定常な流れが必要となり得るから、適合する流体キャパシタを各ポンプの後ろに導入して、流量の変動を平滑化することもできる。これらのポンプによって発生する公称流量が、例示を目的として図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されているが、これらの流量は、他の実装形態では異なる可能性があること、及び、これらの流量は、システム５００が動作するにつれて変化する可能性があることを理解すべきである。一部の実装形態において、ポンプは、貯蔵器からシステム５００内に流体及びサンプルを移動させることができる。したがって、バルブを使用することで、システム５００のプライミング及びセットアップを行うために使用される入力物用管路と、システム５００内にサンプルを流すために使用される他の管路とを切り替えることができる。一部の実装形態において、フローセンサは、流体経路内の様々な場所（例えば、モジュール２００、３００及び４００の入口及び出口）に配置することが可能であり、（例えば、図１０との関連で本明細書において記載したコントローラ１００５等による）ポンプのフィードバック制御のために使用することができる。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されているように、各モジュール２００、３００及び４００の間には、仮置き用貯蔵器が存在してもよい。これらの貯蔵器は、バラストを提供して、あるモジュールの出力物と、次のモジュールの入力物との間にある予期せぬ流量の差に対して、システム５００を頑健にすることができる。一部の実装形態では、磁気駆動式インペラ等の撹拌機構を使用することで、細胞を懸濁状態に維持し、また、これらの仮置き用貯蔵器内で沈殿することを防ぐことができる。様々な構成要素（例えば、音響泳動ベースの構成要素）が熱を発生させている間にシステム５００を一定の温度に維持するために、一部の実装形態では、各モジュール２００、３００及び４００用の共有のヒートシンク又は個別のヒートシンクを使用することができる。このようなヒートシンクは、閉ループ型熱電冷却システムと組み合わせることもできる。

一部の実装形態では、センサをシステム５００に組み込んで、動作不良及びフィードバック制御機構若しくはフィードフォワード制御機構についてのシステム５００への問い合わせを可能にしてもよい。例えば、センサは、システム全体の構成要素として組み込まれてもよいし、又はモジュール２００、３００及び４００に直接組み込まれてもよい。システム５００に組み込み可能なあり得るセンサには、流量、導電率プローブ、シースフロー中における流れの幅の目視測定及び電流測定値を制御するためのフローセンサが含まれる。一部の実装形態では、光学センサを使用して、システム５００において使用されるシースフローの品質を評価することも可能であり、このシースフローは、必要に応じて流量を調整して、適正で安定した流れを発生させるために使用することができる。一部の実装形態では、光学センサを使用して、音響泳動モジュールを校正及び調整することが可能であり、音響泳道モジュール内では、圧電部品に最適な駆動周波数を、出口分画うちの１つに含まれる細胞の濃度を観測することによって自動的に決定することができる。

細胞濃度又は細胞密度のうち片方又は両方をリアルタイムで推定するために、システム５００に吸光度又はインピーダンスセンサを組み込むこともできる。このセンサにより、システム５００の処理能力に関する情報を提供することが可能になり、また、このセンサは、細胞の回収率が低い場合にシステム５００内のどこで損失が起きている可能性があるか判定するのに役立てることができる。細胞濃度の測定値から得た情報を閉ループ制御に用いることで、モジュール２００、３００及び４００の入口若しくは出口における流量を調整すること、音響パワー若しくは音響周波数を調整すること、又は、システム５００への試薬の自動追加を調整することができる。

一部の実装形態では、センサをモジュール２００、３００及び４００のいずれかに追加し、あるいはシステム５００内でこれらのモジュールの間の場所に追加して、これらのモジュールによって実施される機能の動作的な品質又は効率を表示することもできる。例えば、センサをモジュール２００に追加し、又はモジュール２００に対して下流側にあるシステム内の位置に追加して、モジュール２００内で起きる細胞の音響泳動分離の効率を表示又は検出することもできる。このようなセンサは、流体がモジュール２００を通過している最中又は通過した後に流体中の細胞を識別するように、構成することができる。一部の実装形態では、センサをモジュール４００に追加し、又はモジュール４００の下流側の位置に追加して、モジュール４００が動作した結果として起きるトランスフェクションの効率を表示することができる。このようなセンサは、モジュール４００によって実施されるエレクトロトランスフェクション操作によって、どのくらいのカーゴが流体サンプルの細胞内に導入されたかについて測定することができる。一部の実装形態では、センサをシステム５００に組み込んで、細胞生存率をモニタリングすることができる。

これらのセンサはいずれも、リアルタイムで出力を提供することが可能であり、コントローラ１００５等の制御システムと接続して、フィードバック制御機構又はフィードフォワード制御機構として機能することもできる。例えば、このようなセンサの出力に基づいて、モジュール２００、３００及び４００のいずれかの調整可能なパラメータ（例えば、流体の流量、流体サンプルの比、印加電圧又は電界等）を制御することができる。したがって、エレクトロトランスフェクション効率、分離効率又は細胞生存率に関するリアルタイム情報を制御データに組み込んで、細胞の処理中のシステム５００の動作特性を変更することができる。

一部の実装形態では、モジュール２００、３００及び４００等のシステム５００の個別の構成要素の制御、並びに個別の構成要素の設計パラメータを、システム５００全体の特性に応じて選択することができる。例えば、システムの構成要素のパラメータを、個別の構成要素毎に独立して選択するのではなく、相互依存するように選択することもできる。したがって、システム５００全体の性能を改善するために、一部の構成要素は、その構成要素で達成可能な最大限の性能より小さい性能（例えば、流量）で動作するように設計又は制御することもできる。一部の実装形態において、このようにして選択され得る設計パラメータは、寸法的な特徴（例えば、チャネルの高さ、チャネルの幅、チャネルの断面積、チャネルの断面形状等）等、システム５００の製作後では調整できない可能性もある特徴を含み得る。このようなパラメータは、パラメータの選択によってシステム５００の構成要素のうち１つ以上の個別的な動作性能が最適値を下回り、又は低下することになるとしても、システム５００の動作を全体的に改善するルーチン又はアルゴリズムに従って選択することが可能である。

各構成要素に関する調整可能なパラメータは、やはり同じように選択又は制御することもできることも理解すべきである。調整可能なパラメータに関しては、適切な値の選択は、システム５００の動作中であっても、時間が経つにつれて変化する可能性がある。システム５００全体の性能の向上（例えば、総スループット（total throughout）の向上、細胞生存率の向上、細胞分離効率の向上等）を達成するために、調整可能なパラメータを、ある構成要素の処理能力が低下する可能性があるように選択してもよい。一例において、モジュール４００等のエレクトロポレーション用構成要素のパラメータは、別の構成要素（例えば、細胞分離のために使用されるモジュール２００）の性能又はシステム５００の全体的な性能を改善するために、そのエレクトロポレーション用構成要素の処理能力を低下させるように選択することができる。一部の実装形態において、システム５００の各構成要素のパラメータを互いに対して独立に選択することによってではなく、システム５００の動作を全体的な規模で改善するために、機械学習を取り入れることができるルーチン又はアルゴリズムを使用することによって、このような調整可能なパラメータを、固定された又は調整可能でない設計パラメータとともに選択することができる。

本明細書に記載のように、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに図示されたプロセスフローシステム５００の構成要素、チャネル又は段階はそれぞれ、マイクロ流体デバイスの１つ以上の層に設けることができる。例えば、これらの層は、平行に配置されてもよく、ここで、マイクロ流体デバイス（例えば、モジュール２００、モジュール３００、モジュール４００等）はそれぞれ、平行なマイクロ流体層にまたがるように複製され、（例えば、バルブ、結節点又は他の流体接続部等を使用して）流体の流れを平行な層の１つ以上にわたって多重化することによって入力流体の流れを供給される。一部の実装形態において、マイクロ流体チャネルは、単一の層上にある異なる構成要素（例えば、モジュール２００、３００及び４００、本明細書に記載された任意の他のマイクロ流体特徴又は構成要素等）間で多重化することができる。本明細書で図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃと一緒に上述したポンプを利用して、平行な層のうちの１つ以上又は横方向に並んだ層のうちの１つ以上の中を通るように、流体の流れを動かすことができる。一部の実装形態において、各マイクロ流体層は、特定の層の状態（例えば、センサによってコントローラ１００５等のコントローラに提供される特定の層の状態等）に基づいて流体の流れを動かす、各マイクロ流体層に対応する固有のポンプを有することができる。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃのシステム５００の中に配置された、本明細書において上述したセンサ等のセンサを、各マイクロ流体層に組み込むことができることは、理解されよう。別の言い方をすれば、本明細書において上述したプロセスフローシステム５００の一部又はすべてを、単一のマイクロ流体層の一部として埋め込み、又は形成することが可能である。前記層を平行に又は横方向に複製することにより、システムの処理能力に影響を与えることなく、プロセスフロー５００をスケーリングすることができる。コントローラデバイス（例えば、図１０と一緒に本明細書において後述するコントローラ１００５等）に供給される信号及びこのデバイスから供給される信号を使用して、各層中の流体の流れを独立して操作及びモニタリングすることができる。したがって、コントローラ１００５の機能を使用して、本明細書に記載のスケーリングされたプロセスフローシステム５００の処理をモニタリング及び制御することができる。

多層プロセスフロー構成には、いくつかの著しい利点がある。プロセス時間の短縮及び安全性の向上という観点から見たマイクロ流体連続フローシステム（例えば、本明細書に記載のシステム５００等）の一利点は、プロセスステップが完了したら直ちに、中間生成物を次の操作に移すことができるという点に由来する。この機能は、細胞に起因する大きな力（high cell force）に不要に何度もさらされることによる細胞損傷を回避することによって、プロセスサイクルタイムを短縮し、安全性を向上することができる。したがって、連続フロープロセス方式のフローシステムは、細胞処理技術に著しい利点をもたらす。しかしながら、プロセスをバッチモードで実行すること（例えば、プロセスを１つのバッチで実施し、バッチ全体が完了したらすぐに前述のバッチを後続の段階に移動させること等）が有益な可能性がある状況もあり得る。必要に応じて、あるステップの生成物を貯蔵器内に仮置きした後で、後続のバッチプロセスに移送することにより、単一のシステム内で連続処理とバッチ処理を両方とも採用することもできる。一部の実装形態において、このようなバッチ処理用貯蔵器は、それぞれがバッチ処理部分中のステージを画定する横方向に並んだ別個の層間、又は、平行な層からなる横方向に並んだ積層体間に配置することができる。すなわち、連続フローシステムとバッチ処理システムのどちらのスケーリングも、平行に層が並んだ配置様式及び横方向に層が並んだ配置様式を用いてスケーリングすることができる。

複数のマイクロ流体デバイス（例えば、モジュール２００、３００、４００、本明細書に記載された任意の他のマイクロ流体等）は、１個以上のマイクロ流体マルチプレクサを介して、単一の層上に接続されていてもよい。マイクロ流体マルチプレクサは、相互接続されたマイクロ流体チャネルのネットワーク間に複数の経路を画定するために、１つの層中で使用することもできるし、本明細書において図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃと一緒に上述したプロセスフローシステム５００の１つ又は部分又は経路を画定するために使用することもできる。マイクロ流体マルチプレクサは、１個以上の結節点、入口及び出口を備えることが可能であり、また、マイクロ流体マルチプレクサを使用することで、複数のマイクロ流体チャネルから１つ以上の層のすべてにわたる流体の経路を決定することができる。

図６は、図４のモジュール４００内の細胞が受ける電界を示す、グラフ６００を示している。一般に、細胞に送達される電界は、中央の流れの溶液に対する側方の流れの溶液の相対的導電率と、中央の流れに対する側方の流れの相対的流量とによって影響され得、中央の流れに対する側方の流れの相対的流量は、中央の流れに対する側方の流れの幅を決定することができる。導電率比が高いほど、中央の流れにおける両端間の電圧降下が大きくなり、電界の大きさも大きくなることができる。流量比が高いほど、中央の流れを細くして、細胞の両端間で電圧が降下する距離を短縮し、電界の大きさを大きくすることができる。グラフ６００は、１．５ｍｍのチャネル幅を有するエレクトロポレーションモジュールの一実装形態において、印加電圧が６５Ｖのときに細胞が受ける電界の大きさを示す。グラフ６００の赤い点線は、モジュール４００が動作することができる例示的な流量比を示しており、四角形の枠は、ｍＲＮＡを初代ヒトＴ細胞に送達するのに有用であり得る電界の大きさの範囲を示している。グラフ６００は拡散の影響を考慮しておらず、拡散は、空間的な非一様性を電界に加える可能性がある。これにより、可能性としてあり得るフィードフォワード制御機構の１つのための枠組みを形成することができ、このフィードフォワード制御機構では、導電率を測定し、かつ、流量を調整することで、所望の電界を得る。このような制御機構については、後でさらに記載する。

図７Ａ～図７Ｄは、図４のモジュール４００内で細胞が受ける電界を制御するための、例示的な制御システムのブロック図を図示している。モジュール４００内で細胞に印加される電界の大きさは、重要なパラメータであり得る。電界の大きさは、印加電圧、モジュール４００内における側方の流れの導電率と、細胞を含む中央の流体の流れの導電率との比、及び、細胞を含む中央の流体の流れの幅に左右され得、細胞を含む中央の流体の流れの幅は、側方の流れの流量と中央の流れの流量との比に依存し得る。一部の実装形態において、印加電圧は、モジュール４００のユーザーが指令することができ、また、十分に制御することができる。流量比も、ユーザーが指令することが可能であり、フローセンサを使用するフィードバック制御機構が実装されている場合には、十分に制御することができる。しかしながら、一部の実装形態において、サンプルの流れの導電率は、サンプルの調製、使用されるカーゴの量及び種類、並びに細胞のドナーに応じて変化し得る。図７Ａ～図７Ｄに示されているように、モジュール４００内で細胞に印加される電界を制御するためのいくつかの異なる機構が使用され得る。図７Ａ～図７Ｄに図示されている制御機構はいずれも、図１０と一緒に本明細書において後述するコントローラ１００５によって実施することができる。

図７Ａを参照すると、制御システム７００が図示されている。制御システム７００は、細胞及びカーゴの懸濁液の導電率をモジュール４００の上流側で測定することができる、フィードフォワード制御システムである。制御システム７００を使用した場合、側方の流れの流量と、中央の流れの流量との比を導電率の変化に応じて調整して、所望の（例えば、所定の）電界を得ることができる。図７Ｂを参照すると、制御システム７２０が図示されている。図７Ａの制御システム７００と同様に、図７Ｂの制御システム７２０もまた、細胞及びカーゴの懸濁液の導電率をモジュール４００の上流側で測定することができる、フィードフォワード制御システムである。制御システム７２０を使用した場合、図７Ａの制御システム７００に図示するような側方の流れの流量及び中央の流れの流量ではなく、印加電圧を調整して、所望の電界を得る。

図７Ｃを参照すると、制御システム７４０が図示されている。制御システム７４０は、図７Ａ及び図７Ｂに示されているようなフィードフォワード制御システムではなく、フィードバック制御システムである。制御システム７００を使用した場合、モジュール４００内における中央の流れの幅、溶液の導電率及び電流の測定値を使用して、印加電界を計算することができ、また、流量比を調整して、所望の設定点に到達することができる。図７Ｄは、フィードバック制御システムを同様に実装した制御システム７６０を示している。制御システム７６０を使用した場合、モジュール４００内における中央の流れの幅、溶液の導電率及び電流の測定値を使用して、印加電界を計算し、また、（流量比ではなく）印加電圧を調整して、所望の設定点に到達することができる。

サンプルの導電率の変化に伴う電界の大きさの変化を考慮に入れるために、電界のフィードフォワード制御又はフィードバック制御（又はこれらの両方）を、図７Ａ～図７Ｄのシステムによって（例えば、図１０に図示されるコントローラ１００５等を使用して）実施することができる。一部の実装形態において、導電率は、モジュール４００の上流側で測定することができる。フィードフォワード制御システムでは、この情報を使用して、側方の流れと中央の流れとの流量比を調整することにより、細胞を含む中央の流れを細くする若しくは広げること、又は印加電圧を調製すること、あるいはその両方を行うことができる。一部の実装形態において、中央の流れの幅は、光学センサを使用して直接測定することができ、モジュール４００を流れる電流は、電界波形を細胞へ印加している間に測定することができる。一部の実装形態において、導電率センサは、モジュール４００の側方出口に配置することが可能であり、また、出口における導電率の測定値を使用して、中央の流れの幅を推定することができる。この情報を溶液の導電率の測定値と組み合わせて用いることで、細胞に送達される電界の大きさの空間平均を計算することができる。

一部の実装形態では、電界の測定値を、フィードバック制御のために使用することができる。例えば、側方若しくは中央の流量比又は印加電圧のうち、片方又は両方を調整して、所望の電界の大きさの設定点に近づけることができる。一部の実装形態では、センサ電極がモジュール４００に組み込まれてもよい。例えば、このようなセンサ電極は、チャネルの床に配置される薄膜電極として実装されてもよい。このようなセンサ電極を使用して、印加電界を直接測定することができる。一部の実装形態において、フィードバック制御機構及びフィードフォワード制御機構は、タンデム方式で使用することができる。

本開示のシステム及び方法の機能を実証するために、ロイコパックサンプル（白血球アフェレーシス生成物）を、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されたシステム５００に類似したシステムに導入し、ｍＣｈｅｒｒｙとして知られる蛍光レポータータンパク質を一過的に発現させるリンパ球を製造するために処理を行った。マイクロ流体エレクトロトランスフェクションモジュール（例えば、図４のモジュール４００）では、細胞及びカーゴが低導電率培地（例えば、シース流のために使用される培地に比べて約２０分の１倍の低さの導電率）に懸濁していることが必要な場合もあるため、エレクトロポレーションを行う前に、モジュール３００に類似したモジュールを使用して、音響泳動によって目的細胞をエレクトロポレーション用培地中に移動させた。血液製剤中の成分がエレクトロトランスフェクションに干渉するため、この導電率の低下は、単に出発用細胞サンプルを低導電率エレクトロポレーション用培地中に希釈しても、達成することはできない。図８のグラフ８００に図示されているように、低導電率培地を明白に必要としない商用バルクエレクトロポレーションデバイスにおいてさえ、直接希釈する手法は、エレクトロトランスフェクションを可能にするために、希釈剤に対するサンプルの比が少なくとも１：１００であることを必要とする場合がある。しかしながら、１：１００以上に希釈しても、目的細胞密度を０．２５～０．３５Ｍ細胞／ｍＬに低下させる可能性がある。流量が１ｍＬ／ｍｉｎでは、１０億個の細胞を処理するのに数日間かかり、このため、場合によっては、細胞療法用の患者サンプルを処理する処理能力が許容できないレベルになることもあり得る。したがって、エレクトロポレーション用培地に細胞を再懸濁させる能動的な培地交換ステップが役立つこともある。慣例的に、この培地交換ステップは、遠心分離を用いて、多大な現場の作業量を要するバッチプロセスによって達成される。この技術的課題に対処するために、本開示は、音響泳動を用いて自動的且つ連続的に上記交換を実施するための、図３に示されたモジュール３００を提供する。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示されたシステム５００のプロセスフロー及びパラメータを使用して、約５億個の初代ヒトリンパ球を含有するロイコパックサンプルを処理した。すべての構成要素及び管は、オートクレーブ又はエチレンオキシドを使用して滅菌し、無菌操作用のバイオセーフティキャビネットの中で組み立てた。システム５００へ導入する前に、ロイコパックサンプルを遠心分離し、細胞を１：２希釈になるようにＴｅｘＭＡＣＳ中で再懸濁させることで、細胞溶液の重量密度を低下させ、適度な細胞濃度を維持し、処理時間を短縮し、必要とされるｍＲＮＡの量を減少させた。目的細胞は、図３に示された急速培地交換モジュール３００を使用して、ｍＣｈｅｒｒｙをコードするｍＲＮＡ（３２μｇ／ｍｌ）を含有するエレクトロポレーション用バッファー中に移動させ、図４に示されたマイクロ流体エレクトロトランスフェクションモジュール４００を使用してエレクトロポレーション（１６５ｋＶ／ｍで３回の２５０μｓパルス）を行い、最後に、図２に示されたマイクロ流体音響アフェレーシスモジュール２００を使用してリンパ球について濃縮した。プロセス全体は、自動式の連続フローによって、約３．５時間で完了した。図９Ａのグラフ９００に図示されているように、トランスフェクション効率は７５％超であり、この効率は、エレクトロポレーションプロセスを使用してトランスフェクションされた対照サンプルのトランスフェクション効率より高かった。さらに、図９Ｂのグラフ９１０に図示されているように、入力サンプルに対する生存率には測定可能な低下がなく、図９Ｃのグラフ９２０に図示されているように、リンパ球の母集団は、約５６％から約７６％に濃縮された。

ここで図１０を参照すると、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに図示されたシステム５００に類似したシステムの中を流れる流体の流量又はこの流体が受ける電界を制御するための例示的なシステム１０００のブロック図が図示されている。システム１０００は、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄに図示された制御システムを実施するために使用され得る。システム１０００は、少なくとも１つのコントローラ１００５、１個以上のセンサ１０４０、１個以上のポンプ１０５０及び１個以上の電気信号発生器１０５５を備えることができる。コントローラ１００５は、少なくとも１個の電界識別装置１０１０、少なくとも１個のセンサデータ受信装置１０１５、少なくとも１個の予想電界計算器１０２０、少なくとも１個の調整電圧計算器１０２５、少なくとも１個の調整流量計算器１０３０、及び少なくとも１個の信号供給装置１０３５を備えることができる。

システム１０００の構成要素（例えば、コントローラ１００５、センサ１０４０、ポンプ１０５０等）はそれぞれ、ハードウェアコンポーネントを使用して、又はコンピュータシステム（例えば、本明細書において図１２と一緒に詳述されたコンピュータシステム１２００、本明細書に記載された任意の他のコンピュータシステム等）のハードウェアコンポーネントとソフトウェアとの組合せを使用して、実装することができる。コントローラ１００５の構成要素（例えば、電気信号発生器１０５５、電界識別装置１０１０、センサデータ受信装置１０１５、予想電界計算器１０２０、調整電圧計算器１０２５、調整流量計算器１０３０、信号供給装置１０３５等）はそれぞれ、本明細書において詳述された機能のいずれかを実施することができる。コントローラ１００５又はその構成要素は、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄとの関連で本明細書において上述した行為のいずれかを実施することができる。

コントローラ１００５は、少なくとも１個のプロセッサ及びメモリ、例えば処理回路を備えることができる。メモリは、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに本明細書に記載の操作のうちの１つ以上を実施させる、プロセッサ実行可能命令を格納することができる。プロセッサは、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等、又はこれらの組合せを含み得る。メモリは、限定するわけではないが、プロセッサにプログラム命令を提供することが可能な電子的、光学的、磁気的若しくは任意の他のストレージデバイス又は送信装置を含み得る。メモリは、フロッピーディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、磁気ディスク、メモリチップ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的に消去及び書き込みが可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、消去及び書き込みが可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、光学媒体、又は、プロセッサが命令を読み出すことができる任意の他の適切なメモリをさらに含み得る。命令は、任意の適切なコンピュータプログラミング言語のコードを含み得る。コントローラ１００５は、上記構成要素のいずれか又はすべてを備えることが可能であり、図１２と一緒に記載したコンピュータシステム１２００の機能のいずれか又はすべてを実施することができる。

センサ１０４０（「センサ１０４０」と呼ばれることもある）は、コントローラ１００５又はコントローラ１００５の構成要素からデータを送信又は受信できる１個以上のセンサであってもよい。センサは、図５Ａ～図５Ｃと一緒に上述したフロースルー式導電率センサ５３５、流量センサ、光学センサ若しくは本明細書に記載された他の種類のセンサを含んでもよく、又はこれらに類似したものであってもよい。例えば、センサ１０４０は、（例えば、コントローラ１００５の構成要素等によって）動作不良、及びフィードバック若しくはフィードフォワード制御機構についてシステム５００に問い合わせることを可能にするために、システム５００又は他の類似のフローシステムに組み込まれたセンサのいずれかであってもよい。例えば、センサは、システム全体の構成要素として組み込まれてもよいし、又は、モジュール２００、３００及び４００若しくは本明細書に記載された任意の他のモジュール、貯蔵器、バルブ若しくは流動物用構造体（flow structure）に直接組み込まれてもよい。システム５００又は他の類似のフローシステムに組み込み可能なあり得るセンサには、流量、導電率プローブ、シースフロー中における流れの幅の目視測定及び電流測定値を制御するためのフローセンサが含まれる。一部の実装形態では、光学センサを使用して、システム５００において使用されるシースフローの品質を評価することも可能であり、このシースフローは、必要に応じて流量を調整して、適正で安定した流れを発生させるために使用することができる。一部の実装形態では、光学センサを使用して、音響泳動モジュールを校正及び調整することが可能であり、圧電部品に最適な駆動周波数は、出口分画のうちの１つに含まれる細胞の濃度を観測することによって、自動的に決定することができる。

センサ１０４０は、細胞濃度又は細胞密度のうち片方又は両方をリアルタイムで推定するためのシステム５００あるいは他の類似のフローシステムに同様に組み込まれ得る、１個以上の吸光度又はインピーダンスセンサを備えることができる。このセンサにより、システム５００の処理能力についての情報をコントローラ１００５の構成要素に提供することが可能になり、また、このセンサは、細胞の回収が少ない場合に、システム５００又は他の類似のフローシステム内のどこで損失が起きている可能性があるかを判定するために用いることができる。細胞濃度の測定値から得た情報を閉ループ制御に用いることで、モジュール２００、３００及び４００の入口若しくは出口における流量を調整すること、音響パワー若しくは音響周波数を調整すること、又は、システム５００若しくは他の類似のフローシステムへの試薬の自動追加を調整することができる。

センサ１０４０を、本明細書に記載のモジュール（例えば、モジュール２００、３００及び４００等）のいずれか、又は流体システム（例えば、システム５００等）内においてこれらのモジュールの間の場所に追加することで、フローシステム及びフローシステム内のモジュールの動作的な品質又は効率を表示することができる。例えば、センサ１０４０を分離モジュール（例えば、モジュール２００等）に追加し、又は分離モジュールに対して下流側にあるシステム内の位置に追加することで、分離モジュール内で起きる細胞の音響泳動分離の効率を表示又は検出することができる。このようなセンサは、流体が分離モジュールを通過している最中又は分離モジュールを通過した後に流体中の細胞を識別するように構成され得る。一部の実装形態では、センサをエレクトロポレーションモジュール（例えば、モジュール４００等）に、又はエレクトロポレーションモジュールに対して下流側にある位置に追加することで、エレクトロポレーションモジュールが動作した結果として起きるトランスフェクションの効率を表示すこともできる。このようなセンサ１０４０は、モジュール４００によって実施されるエレクトロトランスフェクション操作により、どのくらいのカーゴが流体サンプルの細胞内に導入されたのかを測定することができる。一部の実装形態では、センサをシステム５００に組み込むことで、細胞生存率をモニタリングすることができる。センサ１０４０は、流体がモジュール４００等のエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体の導電率を測定する、導電率プローブを備えることができる。センサ１０４０は、流体がモジュール４００等のエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体を通過する電流を測定する、電流センサを備えることができる。センサ１０４０は、流体がモジュール４００等のエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体の中央部分の幅を測定する、光学センサを備えることができる。

センサ１０４０は、１つ以上の通信インターフェースを介して、コントローラ１００５又はコントローラ１００５内の構成要素にリアルタイムで出力を提供することができる。センサ１０４０から受信した情報は、フィードバック制御機構又はフィードフォワード制御機構の一部として使用することができる。例えば、このようなセンサの出力に基づいて、モジュール２００、３００及び４００のいずれかの調整可能なパラメータ（例えば、流体の流量、流体サンプルの比、印加電圧又は電界等）を制御することができる。したがって、エレクトロトランスフェクション効率、分離効率又は細胞生存率に関するリアルタイム情報を制御データに組み込んで、細胞の処理中のシステム５００又は類似の流体システムの動作特性を改変することができる。

ポンプ１０５０により、流体は、図５Ａ～図５Ｃとの関連で本明細書に記載したシステム５００等の流体流動システム内にある１個以上のパイプ又はチャネルの中を通って流れることができる。ポンプ１０５０は、例えば、図５Ａ～図５Ｃとの関連で本明細書において上述したポンプ５１０、ポンプ５２５、ポンプ５４０、ポンプ５５０、ポンプ５５５又はポンプ５７０を含むことができる。ポンプ１０５０は、ぜん動ポンプであってもよいし、又は、本明細書に記載の任意の他の種類のポンプであってもよい。ポンプ１０５０を使用することで、図５Ａ～図５Ｃに図示するシステム５００に類似した流体システムの全体にわたって流体を輸送することができる。ポンプ１０５０は、１個以上の流体コネクタ、流体貯蔵器、流体キャパシタ又は他の流体と接続されてもよい。ポンプ１０５０が流体を輸送する速度は、コントローラ１００５等のコントローラ（又はその構成要素）から受信する信号によって管理することができる。例えば、コントローラ１００５から出た信号により、ポンプ１０５０のうちの１個以上に、流体を所望の流量で流させることができる。所望の流量は、コントローラ１００５から受信した信号で指示されてもよい。信号は、ぜん動ポンプを作動させる電圧信号であってもよいし、又は、ポンプ１０５０のうちの１つ以上が流体を輸送できる速度を調整若しくは制御することができる別の種類の信号であってもよい。

電気信号発生器１０５５は、図４との関連で本明細書において上述したモジュール４００の一部であってもよい。例えば、電気信号発生器１０５５は、本明細書において上述した電極４３５Ａ及び電極４３５Ｂの間に所望の電圧を発生させることができる。所望の電圧は、コントローラ１００５（又はコントローラ１００５の構成要素）から受信した信号によって指示され得る。電気信号発生器１０５５は、直流（ＤＣ）電圧源又は交流（ＡＣ）電圧源等の電圧源であってもよい。一部の実装形態において、電気信号発生器１０５５は、ＤＣ源又はＡＣ源等の電流源であってもよい。電気信号発生器１０５５は、電極４３５Ａ及び４３５Ｂ等の１個以上の電極に電気的に接続されてもよい。電気信号発生器１０５５は、１個以上の電極間に電圧差を生じさせ、電界を形成することができる。図４のモジュール４００の場合と同様に、電極が１個以上の流体チャネルに接続されているとき、電気信号発生器１０５５は、モジュールの中を通って流れる流体中に電界を発生させることができる。一部の実装形態において、電気信号発生器によって印加される電圧は、周期が１０ｎｓ～１０ｍｓの範囲にわたる正弦曲線の形態をとることができる。一部の実装形態において、電気信号発生器によって印加される電圧は、パルス幅が１０ｎｓ～１０ｍｓの範囲にわたるパルス列の形態をとることができる。一部の実装形態において、電気信号発生器１０５５によって印加される電圧の大きさは、中央の流れの両端間に約２～６００ｋＶ／ｍの範囲にわたる電界を、１０ｎｓ～１０ｍｓの範囲にわたるパルス幅で発生させるように変化することができる。しかしながら、他の電界パルスの種類、電圧の大きさ及び電界の大きさもあり得ることを理解すべきである。

ここで、コントローラ１００５の機能について説明するが、電界識別装置１０１０は、エレクトロポレーションデバイスの中を通って流れる流体中に誘起すべき所望の電界の大きさを識別することができる。所望の電界を識別することは、入力インターフェースを介したユーザーの入力等の、外部にある１つ以上の送信元から、コントローラ１００５のメモリにロードされた構成ファイルから、又は内部設定（例えば、ジャンパー等のハードウェア設定）から、所望の電界を受信することを含むことができる。一部の実装形態では、所望の電界を、コントローラ１００５のメモリに含まれる１つ以上のデータ構造中の変数として格納することができる。１個より多いエレクトロポレーションデバイス（例えば、１個より多いモジュール４００等）を有する流体システムにおいて、電界識別装置１０１０は、エレクトロポレーションデバイス毎に所望の電界の大きさの値を識別することができる。このような実装形態において、所望の電磁場の大きさの値はそれぞれ、その電磁場の大きさの値に対応するエレクトロポレーションデバイスの識別子と関連付けられた１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。

センサデータ受信装置１０１５は、エレクトロポレーションデバイスに流れ込む又はエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れる流体の導電率又は流量を含むセンサ値を、センサ１０４０から受信することができる。センサデータ受信装置１０１５は、とりわけ、流体の導電率、流体の流量又は他のセンサデータの数値を表す、センサ１０４０からの１つ以上の信号を受信することができる。一部の実装形態において、センサデータ受信装置１０１５は、所定の基準により、ユーザーの入力に応答して、周期的なスケジュール又は別の種類のセンサ問い合わせ手順に基づいて、センサ１０４０のうちの１個以上にピングを送り（ping）又は問い合わせることができる。問い合わせに応答して、センサは、１つ以上の通信インターフェースを介して、流体の物理的特性（例えば、中央チャネルの幅、流体の中を通って流れる電流、パイプ又はチャネル内における流体の流量、本明細書に記載されたモジュール２００、モジュール３００又はモジュール４００のいずれかの中を通る流量等）又は流体システム（例えば、システム５００等）の他の特性を表す数値を含むセンサ情報を送信又は転送することができる。センサデータ受信装置１０１５がセンサ１０４０から受信したセンサ情報は、コントローラ１００５のメモリに含まれる１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。センサ情報は、様々な識別子、例えばとりわけ、センサ測定値を取得若しくは受信した時刻に相当するタイムスタンプ、又はセンサ測定値を供給したセンサ１０４０の識別子と一緒に格納することができる。

予想電界計算器１０２０は、流体がエレクトロポレーションデバイスの中を通って流れるときの、流体中の予想電界の大きさを決定することができる。予想電界は、エレクトロポレーションデバイス内における流体の流れの導電率、及び電気信号発生器によって生成された電圧に基づいて計算することができる。例えば、オームの法則を用いて電界強度を計算して、エレクトロポレーションデバイス（例えば、図４との関連で本明細書に記載したモジュール４００等）の中を通って流れる流体が受ける予想電界の大きさを決定することができる。図４に図示されているように、モジュール４００は、入力物として、中央の流れ及び２つの側方の流れを受け入れることができる。非乱流では、各入力物用チャネルから中央チャネル４３０に受け入れられた流体は混ざり合わず、代わりに、これらの流体がモジュール４００に入力されたときの流れに対応する流れの形状を維持することができる。各流体の導電率は異なっていてもよい。例えば、エレクトロポレーション用バッファー（例えば、中央チャネル内のエレクトロポレーション用バッファー等）中の細胞溶液は、側方チャネルによって供給されるバッファー溶液より低い導電率を有してもよい。

電圧ポテンシャルが中央チャネルに印加されると、各流体の流れ（例えば、中央入口４１０から受け入れた流体の流れ、側方入口４１５ａ及び４１５ｂが受け入れたバッファー溶液等）には、その流れの幅の両端間に異なる電圧降下が起きる可能性があり、したがって、各流体の流れは、異なる電界を受ける可能性がある。電界の大きさは、電界方程式

（式中、Ｅは、電界の大きさであり、ＶＡＢは、流体の流れの両端間の電圧降下であり、ｄは、流体の流れの幅である。）を用いて計算することができる。側方チャネルから受け入れたバッファー溶液は導電性が高いため、中央チャネル（例えば、エレクトロポレーションすべき細胞を包含するチャネル等）の両端間に起きる電圧降下は、電極間の電圧降下に概ね等しくなり得ると仮定することができる。

したがって、一部の実装形態では、電気信号発生器１０５５によって供給される電圧を知ることができる、電界の計算は、エレクトロポレーションデバイス内における中央の流れの幅（又は一部の実装形態では、１個以上の他のチャネルの幅）に基づくことになる。本明細書に記載のように、中央チャネル４３０の中を通って流れるときの中央の流れの幅は、中央の流れの流量に対する側方チャネルの流量の比の関数であり得る。したがって、中央の流れの幅は、中央の流れの流量に対する側方チャネルの流量の比を用いて推定することができる。電極４１５ａ及び４１５ｂ間の既知の電圧と一緒に、中央の流れの幅を上記方程式に用いると、予想電界の大きさを計算することができる。本明細書において上述したように、側方チャネルの流量及び中央の流れの流量は、例えば、センサ１０４０のうちの１個以上から受信することができる。一部の実装形態において、中央チャンバ内の流体が受ける電圧降下は、側方チャネル４１５ａ及び４１５ｂから受け入れた流体と、中央チャネル４２０から受け入れた流体との相対的導電率に基づいて変化し得る。中央チャネルに進入する流体の導電率が既知である場合（例えば、センサ１０４０のうちの１個以上から受信した場合）、中央の流れの両端間の電圧降下は、分圧式を用いて計算することができる。次いで、推定される中央の流れの幅と一緒に電圧降下を上記式中に用いると、モジュール４００内で中央の流れが受ける予想電界の大きさを計算することができる。

一部の実装形態において、予想電界計算器１０２０は、電界の中を通って流れる流体の導電率、電界を発生させる電流、及び流体の中央の流れの幅に基づいて、予想電界の大きさを決定することができる。例えば、モジュール４００は、中央入口４１０を介して中央チャネル４３０に導入される流体の中央部分を含む。一部の実装形態において、センサ１０４０のうちの１個以上（例えば、光学センサ等）は、中央の流れの幅、中央の流れ及び側方の流れの導電率、並びに、中央の流れ及び側方の流れの中を通って流れる電流に対応する値を提供することができる。これらの値を使用することによって、予想電界強度を計算することができる。例えば、中央の流れと側方の流れとの間の電圧降下は、流れの中を通って流れる電流の量を、それぞれの流れの導電率の値で割ることによって計算することができる。光学センサから受信した幅の値を上記式に用いた場合、モジュール４００の中を通って流れるときの、中央の流れが受ける電界強度を計算することができる。中央チャネル（又はモジュール４００の中を通って流れる他の流体）が受ける予想電界は、コントローラ１００５のメモリ内にある１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。

調整電圧計算器１０２５は、予想電界の大きさ及び所望の電界の大きさに基づいて、電気信号発生器用の調整電圧を計算することができる。調整電圧計算器１０２５は、モジュール４００の中を通って流れる流体が受ける電界の大きさと、所望の電界の大きさとの差を（例えば、減算等によって）計算することができる。一部の実装形態において、調整電圧計算器１０２５は、予想電界の大きさと、所望の電界の大きさとの百分率差を計算することができる。電界は、モジュール４００内の中央の流れの両端間の電圧降下に比例するため、調整電圧計算器１０２５は、電気信号発生器１０５５の現在の電圧設定に百分率差をかけることによって、調整電圧を計算することができる。例えば、所望の電界強度が中央の流れにおける予想（例えば、推定）電界強度の２００％である場合、調整電圧計算器１０２５は、２．００×ＶＣ（式中、ＶＣは、電気信号発生器の現在の電圧設定値である。）として調整電圧を計算することができる。一部の実装形態において、コントローラは、図６に図示された動作条件等の１組の動作条件の範囲内で、電圧を調整することができる。

調整流量計算器１０３０は、導電率の値、エレクトロポレーションデバイス内の電流、及び流体の中央部分の幅に基づいて、モジュール４００等のエレクトロポレーションデバイスに進入する１つ以上の流体の流れについて調整流量を計算することができる。一部の実装形態において、調整流量計算器１０３０は、第１の流量又は第２の流量のうちの少なくとも１つに基づいて、第１の流体又は第２の流体のうちの少なくとも１つについて調整流量を計算することができる。調整流量計算器１０３０は、モジュール４００の中央チャネル４３０が受け入れた中央の流れ又は側方の流れのうちの１つ以上に対する調整流量を決定することができる。本明細書に記載のように、中央チャネルの幅は、中央チャネルが受ける電界強度に反比例し得る。さらに、中央チャネルの幅は、中央の流れの流量に対する側方の流れの流量の比の関数であり得る。したがって、一部の実装形態において、調整流量計算器１０３０は、側方の流れの流量を増大又は減少させて中央の流れの幅を変更することにより、側方の流れについて調整流量を計算することができる。例えば、予想電界の大きさが所望の電界の大きさより小さい場合、調整流量計算器１０３０は、側方の流れの流量を増大させることができる。一部の実装形態において、調整流量計算器１０３０は、中央の流れの流量を減少させて、予想電界の大きさを増大させることができる。同様に、予想電界の大きさが所望の電界の大きさより大きい場合、調整流量計算器１０３０は、側方の流れの流量を減少させることができる。一部の実装形態において、調整流量計算器１０３０は、中央の流れの流量を増大させて、予想電界強度を低下させることができる。

一部の実装形態において、調整流量計算器１０３０は、中央の流れの流量と側方の流れの流量とを両方とも調整すること（例えば、中央の流れの流量を減少させて側方の流れの流量を増大させること、中央の流れの流量を増大させて側方の流れの流量を減少させること、中央の流れの流量と側方の流れの流量とを両方とも増大させること、中央の流れの流量と側方の流れの流量とを両方とも減少させること等）ができる。調整流量計算器１０３０によって計算された流量の調整値は、例えば、コントローラ１００５のメモリ内にある１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。一部の実装形態において、各調整流量の値は、調整されている流量を制御するポンプの識別子と関連付けられた状態で格納することができる。調整流量計算器１０３０によって調整された流量の値は、ポンプ１０５０が流体システム（例えば、システム５００等）内に流体を移送する速度又は周波数を決定するために使用される、コントローラ１００５のメモリに格納された値に対応することを理解すべきである。

信号供給装置１０３５は、調整電圧を表す１つ以上の信号を、電気信号発生器１０５５に供給することができる。信号により、電気信号発生器１０５５は、エレクトロポレーションデバイス内に電圧を発生させることができる。例えば、信号は、電気信号発生器によって生成された信号又は電気信号の大きさを増大又は減少させるための指示を含むことができる。一部の実装形態において、信号は、調整電圧計算器１０２５によって計算された調整電圧の値に比例する値を表す、アナログ信号であってもよい。一部の実装形態において、信号は、調整電圧計算器１０２５によって計算された調整電圧の値に比例する値を表す、デジタル信号であってもよい。調整値が調整電圧計算器１０２５又は調整流量計算器１０３０によって計算されるため、信号供給装置１０３５によって生成及び送信される信号は、リアルタイムで送信することができる。一部の実装形態において、信号供給装置１０３５は、電気信号発生器１０５５がモジュール４００の中央チャネル４３０を介して電気パルスを発生させる周波数を制御することができる。

信号供給装置１０３５は、調整流量を表す第２の信号を、第１の流体（例えば、側方の流れ中の流体等）又は第２の流体（例えば、中央の流れ中の流体）の流れを制御するポンプに供給して、第１の流体又は第２の流体を第２の調整流量で流すことができる。例えば、信号供給装置１０３５は、コントローラ１００５のメモリにアクセスして、側方の流れ及び中央の流れのそれぞれの調整流量の値を検索することができる。一部の実装形態では、調整流量の値が調整流量計算器１０３０によって生成されたとき、信号供給装置１０３５は、調整流量の値を検索することができる。信号供給装置１０３５は、信号を１個以上のポンプ１０５０に送信して、ポンプ１０５０を作動させ、調整流量計算器１０３０によって計算された調整流量で、モジュール４００の中央チャネル４３０を介して流体を移送することができる。一部の実装形態において、信号は、調整流量計算器１０３０によって計算された調整流量の値（例えば、側方の流れ又は中央の流れのうちの１つ以上の調整流量の値等）に比例する値を表す、アナログ信号であってもよい。一部の実装形態において、信号は、調整流量計算器１０３０によって計算された調整流量の値に比例する値を表す、デジタル信号であってもよい。一部の実装形態において、信号供給装置１０３５は、ポンプ１０５０を制御すること（例えば、ポンプ１０５０を周期的に作動させるための信号を送信すること等）ができる。このような実装形態において、信号供給装置１０３５が信号をポンプ１０５０に送信してポンプ１０５０を作動させる周波数は、調整流量の値に基づいてもよい。

ここで図１１を参照すると、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに図示されたシステムに類似したシステムの中を流れる流体の流量又はこの流体が受ける電界を制御するための例示的な方法１１００のフロー図が図示されている。本方法は、例えば、コントローラデバイス（例えば、コントローラ１００５、コンピュータシステム１２００等）によって実施することができる。方法１１００の概要を説明すると、方法１１００は、所望の電界の大きさを識別すること（ブロック１１０２）と、エレクトロポレーションデバイス（例えば、モジュール４００等）の中を通る流体の流れの導電率を受信すること（ブロック１１０４）と、エレクトロポレーションデバイスの中を流れる流体中の予想電界の大きさを決定すること（ブロック１１０６）と、電気信号発生器用の調整電圧を計算すること（ブロック１１０８）と、調整電圧を表す信号を電気信号発生器に供給すること（ブロック１１１０）とを含むことができる。

方法１１００をさらに詳述すると、方法１１００は、所望の電界の大きさを識別すること（ブロック１１０２）を含むことができる。所望の電界を識別することは、入力インターフェースを介したユーザーの入力等の、外部にある１つ以上の送信元から、コントローラのメモリにロードされた構成ファイルから、又は内部設定（例えば、ジャンパー等のハードウェア設定等）から、所望の電界を受信することを含むことができる。一部の実装形態では、所望の電界を、コントローラのメモリ内にある１つ以上のデータ構造の中に変数として格納することができる。１個より多いエレクトロポレーションデバイス（例えば、１個より多いモジュール４００等）を有する流体システムにおいて、コントローラは、エレクトロポレーションデバイス毎に所望の電界の大きさの値を識別することができる。このような実装形態において、所望の電磁場の大きさの値はそれぞれ、その電磁場の大きさの値が対応するエレクトロポレーションデバイスの識別子と関連付けられた１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。

方法１１００は、エレクトロポレーションデバイス（例えば、モジュール４００等）の中を通る流体の流れの導電率を受信すること（ブロック１１０４）を含むことができる。コントローラは、とりわけ、流体の導電率、流体の流量又は他のセンサデータの数値を表す、センサ（例えば、センサ１０４０等）からの１つ以上の信号を受信することができる。一部の実装形態において、コントローラは、所定の基準により、ユーザーの入力に応答して、周期的なスケジュール又は別の種類のセンサ問い合わせ手順に基づいて、センサのうちの１個以上にピングを送り又は問い合わせることができる。問い合わせに応答して、センサは、１つ以上の通信インターフェースを介して、流体の物理的特性（例えば、中央チャネルの幅、流体の中を通って流れる電流、パイプ又はチャネル内における流体の流量、本明細書に記載されたモジュール２００、モジュール３００又はモジュール４００のいずれかの中を通る流量等）又は流体システム（例えば、システム５００等）の他の特性を表す数値を含むセンサ情報を送信又は転送することができる。コントローラがセンサから受信したセンサ情報は、コントローラのメモリ内にある１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。センサ情報は、様々な識別子、例えばとりわけ、センサ測定値を取得若しくは受信した時刻に対応するタイムスタンプ、又はセンサ測定値を供給したセンサの識別子と一緒に格納することができる。

方法１１００は、エレクトロポレーションデバイスの中を流れる流体中の予想電界の大きさを決定すること（ブロック１１０６）を含むことができる。予想電界は、エレクトロポレーションデバイス内における流体の流れの導電率、及び電気信号発生器によって生成された電圧に基づいて計算することができる。例えば、オームの法則を用いて電界強度を計算して、エレクトロポレーションデバイス（例えば、図４との関連で本明細書において記載したモジュール４００等）の中を通って流れる流体が受ける予想電界の大きさを決定することができる。図４に図示されているように、モジュール４００は、入力物として、中央の流れ及び２つの側方の流れを受け入れることができる。非乱流では、各入力物用チャネルから中央チャネル４３０に受け入れられた流体は混ざり合わず、代わりに、これらの流体がモジュール４００に投入されたときの流れに対応する流れの形状を維持することができる。各流体の導電率は異なっていてもよい。例えば、エレクトロポレーション用バッファー（例えば、中央チャネル内のエレクトロポレーション用バッファー等）中の細胞溶液は、側方チャネルによって供給されるバッファー溶液より低い導電率を有してもよい。

電圧ポテンシャルが中央チャネルに印加されると、各流体の流れ（例えば、中央入口４１０から受け入れた流体の流れ、側方入口４１５ａ及び４１５ｂが受け入れたバッファー溶液等）には、その流れの幅の両端間に異なる電圧降下が起きる可能性があり、したがって、各流体の流れは、異なる電界を受ける可能性がある。電界の大きさは、電界方程式

（式中、Ｅは、電界の大きさであり、ＶＡＢは、流体の流れの両端間の電圧降下であり、ｄが、流体の流れの幅である。）を用いて計算することができる。側方チャネルから受け入れたバッファー溶液は導電性が高いため、中央チャネル（例えば、エレクトロポレーションすべき細胞を包含するチャネル等）の両端間に起きる電圧降下は、電極間の電圧降下に概ね等しくなり得ると仮定することができる。

したがって、一部の実装形態では、電気信号発生器（例えば、電気信号発生器１０５５等）によって供給される電圧を知ることができ、電界の計算は、エレクトロポレーションデバイス内の中央の流れの幅（あるいは一部の実装形態では、１個以上の他のチャネルの幅）に基づくことになる。本明細書に記載のように、中央チャネル４３０の中を通って流れるときの中央の流れの幅は、中央の流れの流量に対する側方チャネルの流量の比の関数であり得る。したがって、中央の流れの幅は、中央の流れの流量に対する側方チャネルの流量の比を用いて推定することができる。電極４１５ａ及び４１５ｂの間の既知の電圧と一緒に、中央の流れの幅を上記方程式に用いると、予想電界の大きさを計算することができる。本明細書において上述したように、側方チャネルの流量及び中央の流れの流量は、例えば、コントローラと通信している１個以上のセンサから受信することができる。一部の実装形態において、中央チャンバ内の流体が受ける電圧降下は、側方チャネル４１５ａ及び４１５ｂから受け入れた流体と、中央チャネル４２０から受け入れた流体との相対的導電率に基づいて変化し得る。中央チャネルに進入する流体の導電率が既知である場合（例えば、センサ１０４０のうちの１個以上から受信した場合）、中央の流れの両端間の電圧降下は、分圧式を用いて計算することができる。次いで、推定される中央の流れの幅と一緒に電圧降下を上記式中に用いて、モジュール４００内で中央の流れが受ける予想電界の大きさを計算することができる。

一部の実装形態において、コントローラは、電界の中を通って流れる流体の導電率と、電界を発生させる電流と、流体の中央の流れの幅とに基づいて、予想電界の大きさを決定することができる。例えば、モジュール４００は、中央入口４１０を介して中央チャネル４３０に導入される流体の中央部分を含む。一部の実装形態において、１個以上のセンサ（例えば、光学センサ等）は、中央の流れの幅、中央の流れ及び側方の流れの導電率、並びに、中央の流れ及び側方の流れの中を通って流れる電流に対応する値を提供することができる。これらの値を使用することにより、予想電界強度を計算することができる。例えば、中央の流れの両端間の電圧降下及び側方の流れの両端間の電圧降下は、流れの中を通って流れる電流の量を、それぞれの流れの導電率の値で割ることによって計算することができる。光学センサから受信した幅の値を上記式と一緒に用いた場合、モジュール４００の中を通って流れるときの、中央の流れが受ける電界強度を計算することができる。中央チャネル（又はモジュール４００の中を通って流れる他の流体）が受ける予想電界は、コントローラのメモリ内にある１つ以上のデータ構造の中に格納することができる。

方法１１００は、電気信号発生器用の調整電圧を計算すること（ブロック１１０８）を含むことができる。コントローラは、予想電界の大きさ及び所望の電界の大きさに基づいて、電気信号発生器用の調整電圧を計算することができる。コントローラは、モジュール４００の中を通って流れる流体が受ける電界の大きさと、所望の電界の大きさとの差を（例えば、減算等によって）計算することができる。一部の実装形態において、コントローラは、予想電界の大きさと、所望の電界の大きさとの百分率差を計算することができる。電界は、モジュール４００内の中央の流れの両端間の電圧降下に比例するため、コントローラは、コントローラの現在の電圧設定に百分率差をかけることによって、調整電圧を計算することができる。例えば、所望の電界強度が中央の流れにおける予想（例えば、推定）電界強度の２００％である場合、コントローラは、２．００×ＶＣ（式中、ＶＣは、電気信号発生器の現在の電圧設定である。）として調整電圧を計算することができる。一部の実装形態において、コントローラは、図６に図示された動作条件等の１組の動作条件の範囲内で、電圧を調整することができる。

コントローラは、導電率の値、エレクトロポレーションデバイス内の電流、及び流体の中央部分の幅に基づいて、モジュール４００等のエレクトロポレーションデバイスに進入する１つ以上の流体の流れについて調整流量を計算することができる。一部の実装形態において、コントローラは、第１の流量又は第２の流量のうちの少なくとも１つに基づいて、第１の流体又は第２の流体のうちの少なくとも１つについて調整流量を計算することができる。コントローラは、モジュール４００の中央チャネル４３０が受け入れた中央の流れ又は側方の流れのうちの１つ以上に対する調整流量を決定することができる。本明細書に記載のように、中央チャネルの幅は、中央チャネルが受ける電界強度に反比例し得る。さらに、中央チャネルの幅は、中央の流れの流量に対する側方の流れの流量の比の関数であり得る。したがって、一部の実装形態において、コントローラは、側方の流れの流量を増大又は減少させて中央の流れの幅を変更することにより、側方の流れのための調整流量を計算することができる。例えば、予想電界の大きさが所望の電界の大きさより小さい場合、コントローラは、側方の流れの流量を増大させることができる。一部の実装形態において、コントローラは、中央の流れの流量を減少させて、予想電界の大きさを増大させることができる。同様に、予想電界の大きさが所望の電界の大きさより大きい場合、コントローラは、側方の流れの流量を減少させることができる。一部の実装形態において、コントローラは、中央の流れの流量を増大させて、予想電界強度を低下させることができる。

方法１１００は、調整電圧を表す１つ以上の信号を、電気信号発生器に供給すること（ブロック１１１０）を含むことができる。信号により、電気信号発生器（例えば、電気信号発生器１０５５等）は、エレクトロポレーションデバイス内に電圧を発生させることができる。例えば、信号は、電気信号発生器によって生成された信号又は電気信号の大きさを増大又は減少させるための指示を含むことができる。一部の実装形態において、信号は、ブロック１１０８においてコントローラによって計算された調整電圧の値に比例する値を表す、アナログ信号であってもよい。一部の実装形態において、信号は、調整電圧の値に比例する値を表す、デジタル信号であってもよい。一部の実装形態において、コントローラは、電気信号発生器がモジュール４００の中央チャネル４３０を介して電気パルスを発生させる周波数を制御することができる。

一部の実装形態において、コントローラは、調整流量を表す第２の信号を、第１の流体（例えば、側方の流れ中の流体等）又は第２の流体（例えば、中央の流れ中の流体）の流れを制御するポンプに供給して、第１の流体又は第２の流体を第２の調整流量で流すことができる。ブロック１１０８において調整流量の値が生成されたとき、コントローラは、調整流量の値を取得することができる。コントローラは、信号を１個以上のポンプ（例えば、ポンプ１０５０等）に送信して、ポンプを作動させ、調整流量でモジュール４００の中央チャネル４３０を介して流体を移送することができる。一部の実装形態において、信号は、調整流量の値（例えば、側方の流れ又は中央の流れのうちの１つ以上の調整流量の値等）に比例する値を表す、アナログ信号であってもよい。一部の実装形態において、信号は、調整流量の値に比例する値を表す、デジタル信号であってもよい。一部の実装形態において、コントローラは、ポンプを制御すること（例えば、ポンプを周期的に作動させる信号を送信すること等）ができる。このような実装形態において、コントローラが信号をポンプに送信する周波数は、調整流量の値に基づいてもよい。

図１２は、一部の実装形態による、本明細書に記載のコンピュータシステムのいずれかを実装するために採用され得る、例示的なコンピュータシステム１２００の概略的なアーキテクチャを示している。コンピュータシステム１２００は、本明細書において図１０と一緒に記載したシステム１０００に類似した制御システム内で使用することができる。コンピュータシステム１２００は、１個以上の他のデバイス１２３０を制御することが可能であり、１個以上の他のデバイス１２３０は、１個以上のポンプ（例えば、ポンプ１０５０、本明細書に記載された任意の他のポンプ等）、１個以上の電気信号発生器（例えば、電気信号発生器１０５５、本明細書に記載された任意の他の電気信号発生器等）、又は、１つ以上の信号を使用して制御することができる任意の他の種類のデバイス若しくはシステムを含み得る。図１２のコンピュータシステム１２００は、メモリ１２２５に通信自在に接続された１個以上のプロセッサ１２２０、１つ以上の通信インターフェース１２０５及び１個以上の出力装置１２１０（例えば、１個以上のディスプレイユニット）並びに１個以上の入力装置１２１５を備える。プロセッサ１２２０は、本明細書に記載のコンピュータデバイスのいずれにも含まれ得る。

図１２のコンピュータシステム１２００において、メモリ１２２５は、任意のコンピュータ可読記憶媒体を備えることが可能であり、本明細書に記載された各システムの様々な機能を実施するためのプロセッサ実行可能命令等のコンピュータ命令と、各システムに関する任意のデータ、各システムによって生成された任意のデータ、又は、（もしあれば）通信インターフェース若しくは入力装置を介して受信した任意のデータとを格納することができる。再び図１２のシステム１２００を参照すると、コンピュータシステム１２００は、とりわけ、本明細書に記載された情報、変数、ベクトル、データ構造又は他のコンピュータ可読情報のいずれかを格納するためのメモリ１２２５を備えることができる。図１２に図示するプロセッサ１２２０を使用して、メモリ１２２５に格納された命令を実行することが可能であり、またそうすることで、命令の実行によって処理及び／又は生成された様々な情報をメモリから読み出し、又はメモリに書き込むこともできる。

図１２に示されたコンピュータシステム１２００のプロセッサ１２２０もまた、命令の実行に応じて様々な情報を送信又は受信するための通信インターフェース１２０５に通信自在に接続されていてもよく、又は通信インターフェース１２０５を制御してもよい。例えば、通信インターフェース１２０５は、有線若しくは無線ネットワーク、バス又は他の通信手段に接続されていてもよく、したがって、コンピュータシステム１２００は、他のデバイス（例えば、他のコンピュータシステム）に情報を送信し、又は他のデバイスから情報を受信することを可能にしてもよい。図１２のシステムには明示されていないが、１つ以上の通信インターフェースによって、システム１２００の構成要素間の情報の流れが容易になる。一部の実装形態において、通信インターフェースは、コンピュータシステム１２００の少なくともいくつかの態様へのアクセスポータル（access portal）として１つ以上のインターフェース（例えば、アプリケーションインターフェース、コマンドラインインターフェース、ウェブサイトインターフェース等）を提供するように、（例えば、様々なハードウェアコンポーネント又はソフトウェアコンポーネントによって）構成することができる。通信インターフェース１２０５の例として、ユーザーインターフェース（例えば、ウェブページ）、ネットワークインターフェース、ネットワークポート、コマンドラインプロトコル、又は、ユーザーとコンピュータシステム１２００との通信を可能にする任意の他の種類の通信インターフェースが挙げられる。

通信インターフェース１２０５は、本明細書において図１０と一緒に記載したセンサ１０４０を含む本明細書に記載された任意のセンサから情報を送信及び受信するための、１個以上のセンサインターフェースを備えることができる。通信インターフェース１２０５は、システム５００又はシステム１０００を含む本明細書に記載の他のシステムのパラメータを制御する、１つ以上の信号を送信又は受信することができる。コンピュータシステム１２００によって制御可能ないくつかの例示的なパラメータとして、１つ以上の流体用結節点相互間の流量（例えば、信号を１個以上のポンプに送信して、流体の流量を変更すること等によって制御可能）、又は、電気信号発生器（例えば、電気信号発生器１０５５等）若しくは本明細書に記載の任意の他の制御可能なデバイス（例えば、バルブ等）によって発生した電圧が挙げられる。

図１２に図示するコンピュータシステム１２００の出力装置１２１０は、例えば、命令の実行と関連付けながら様々な情報を観測又は知覚できるように提供されてもよい。入力装置１２１５は、例えば、ユーザーが手動調整を行い、選択を行い、データを入力し、又は、種々のやり方のいずれかにより、命令実行中のプロセッサと対話を行うことができるように提供されてもよい。本明細書に記載の様々なシステムに採用可能なコンピュータシステムの概略的なアーキテクチャに関する追加情報も、本明細書においてさらに提供される。

本明細書に記載の主題及び操作のうちの一部の実装形態は、デジタル電子回路に実装し、又は、本明細書において開示された構造及びこれらの構造的均等物を含む有形媒体、ファームウェア若しくはハードウェアに組み込まれたコンピュータソフトウェアに実装し、又は、これらの１つ以上の組合せに実装することもできる。本明細書に記載の主題の実装形態は、データ処理装置が実行するため又はデータ処理装置の動作を制御するためにコンピュータ記憶媒体にエンコードされた、１つ以上のコンピュータプログラム、例えば、コンピュータプログラム命令のうちの１つ以上のコンポーネントとして実装することができる。プログラム命令は、人為的に生成された伝搬信号、例えば、適切な受信装置型装置に送信してデータ処理装置に実行させるための情報をエンコードするために生成された、機械生成した電気信号、光学信号又は電磁信号にエンコードすることが可能である。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読記憶装置、コンピュータ可読ストレージ基板、ランダムアクセス若しくはシリアルアクセスのメモリアレイ若しくはデバイス、又はこれらの１つ以上の組合せであってもよいし、又はこれらに組み込まれてもよい。さらに、コンピュータ記憶媒体は伝搬信号ではないが、コンピュータ記憶媒体は、人為的に生成された伝搬信号中にエンコードされたコンピュータプログラム命令の送信元又は宛先を含むことができる。コンピュータ記憶媒体は、１個以上の別個の物理的な構成要素又は媒体（例えば、複数のＣＤ、ディスク又は他の記憶装置、本明細書に記載された任意の他の記憶媒体等）であってもよいし、これらに組み込まれてもよい。

図面において、操作は特定の順番で図示されているが、このような操作は、示された特定の順番又は連番で実施される必要はなく、図示されたすべての操作が実施される必要もない。本明細書に記載の行為は、異なる順番で実施することができる。

様々なシステムの構成要素が分離されていることは、すべての実装形態において分離されていることを要求するわけではなく、記載されたプログラムのコンポーネントは、単一のハードウェア製品又はソフトウェア製品に組み込むことができる。

ここまでいくつかの例示的な実装形態について記載してきたが、上記は例示的なものであって、限定を加えるものではなく、例として与えられていることは明らかである。特に、本明細書において提示された例の多くは方法の行為又はシステムの要素の特定の組合せを含むが、このような方法の行為及びシステムの要素を他のやり方で組み合わせて、同じ目的を達成することもできる。一実装形態との関連で論述した行為、要素及び特徴は、他の複数の実装形態における同様の役割から排除されることを意図していない。

本明細書において使用されている表現及び用語は、説明を目的としたものであり、限定するものとしてみなされるべきではない。「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「包含する」、「特徴とする」及びこれらの変形形態の使用は、これらの後に列記された事物、これらの均等物及びさらなる事物、並びに、これらの後に列記された事物のみからなる代替的な実装形態を包摂することを意味する。一実装形態において、本明細書に記載のシステム及び方法は、記載された要素、行為若しくは構成要素のうちの１つ、それぞれ、又はすべてからなる。

本明細書において使用されているとき、「約」及び「実質的に」という用語は、当業者には理解され、これらの用語が利用されている文脈に応じてある程度の差異がある。その用語が使用されている文脈を考えても当業者にとって明確ではない用語の使用があった場合、「約」は、その特定の用語の±１０％までを意味する。

本明細書において単数形で言及されたシステム及び方法の実装形態又は要素若しくは行為へのいかなる言及も、当該要素を複数含む実装形態も包含し得、本明細書における複数形での任意の実装形態又は要素若しくは行為へのいかなる言及も、単一の要素のみを含む実装形態も包含し得る。単数形の又は複数形の形態における言及は、本明細書で開示されたシステム又は方法、これらの構成要素、行為又は要素を、単一の構成又は複数の構成に限定するようには意図されていない。任意の行為又は要素が任意の情報、行為又は要素に基づくことへの言及は、その行為又は要素が任意の情報、行為又は要素に少なくとも部分的に基づく実装形態を含み得る。

本明細書において開示された実装形態は、任意の他の実装形態又は実施形態と組み合わせることも可能であり、「ある実装形態」、「一部の実装形態」又は「一実装形態」等への言及は、互いに対して必ずしも排他的なものであるとは限らず、その実装形態と関連付けられて記載された特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実装形態又は実施形態に含まれてもよいことを示すように意図されている。本明細書において使用されているこのような用語は、必ずしもすべてが同じ実装形態に言及しているとは限らない。いかなる実装形態も、本明細書において開示された態様及び実装形態と整合する任意の様式で、包括的に又は排他的に、任意の他の実装形態と組み合わせることができる。

本明細書及び特許請求の範囲において使用されている「１つの」という不定冠詞は、そうではないと明記されていない限り、「少なくとも１つ」を意味するものとして理解すべきである。

「又は」への言及は、「又は」を使用して記載された任意の用語が、記載された単一の用語、記載された１つより多い用語及び記載されたすべての用語のいずれかを示し得るような包括的なものとして解釈することができる。例えば、「Ａ」及び「Ｂ」のうち「少なくとも１つ」への言及は、「Ａ」のみへの言及、「Ｂ」のみへの言及及び「Ａ」と「Ｂ」との両方への言及を含み得る。「備える」又は他のオープンな用語と一緒に使用されているこのような言及は、さらなる事物を含み得る。

図面、詳細な説明又は任意の請求項に含まれる技術的特徴の後に参照符号がある場合、参照符号は、図面、詳細な説明及び請求項の理解度を高めるために含まれている。したがって、参照符号があってもなくても、いかなる特許請求項の要素の範囲に限定が加えられることは決してない。

本明細書に記載のシステム及び方法は、これらのシステム及び方法の特徴から逸脱することなく、他の特定の形態においても具体化され得る。上記の実装形態は、記載されたシステム及び方法を限定するのではなく、例示用のものである。したがって、本明細書に記載のシステム及び方法の範囲は、上記の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲に均等な意味及び範囲に含まれる変更も、添付の特許請求の範囲に包含される。

Claims (13)

1. 目的粒子を含む目的流体の流れを受け入れる入口チャネルと、
   前記入口チャネルから前記目的粒子を含む目的流体の流れを受け入れ、前記目的粒子を、前記目的流体の流れから、カーゴ粒子を含むバッファー流体の流れに移動させる、音響泳動デバイスと、
   前記音響泳動デバイスの下流側にあり、前記目的粒子及び前記カーゴ粒子を含むバッファー流体の流れを受け入れ、前記バッファー流体の流れに電界を印加して、前記バッファー流体の流れ中の前記目的粒子の一部に、前記カーゴ粒子の一部を吸収させる、エレクトロポレーションデバイスと、
   前記エレクトロポレーションデバイスの入口に接続され、前記エレクトロポレーションデバイスが受け入れた前記バッファー液流の流れの導電率を測定し、前記導電率を示す信号をコントローラデバイスに供給するように構成される導電率センサと、
   前記エレクトロポレーションデバイスから出力バッファー流体の流れを供給する、出口チャネルと
   を備える、システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、前記音響泳動デバイスは、
   バッファー流体の供給源から前記カーゴ粒子を含むバッファー流体の流れを受け入れ、また、前記入口チャネルから前記目的流体の流れを受け入れる、中央チャネルと、
   前記目的粒子を、前記目的流体の流れから第２のチャネル内の前記バッファー流体の流れに移動させる、前記中央チャネルに接続された圧電素子と
   を備える、システム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、前記エレクトロポレーションデバイスは、
   前記音響泳動デバイスから出た前記バッファー流体の流れ及び第２のチャネルから出た導電性バッファーの流れを受け入れる、中央チャネルと、
   前記中央チャネルの一部に電気的に接続された、電流を供給する電極と
   を備える、システム。
4. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、前記入力流体の流れ中の前記目的粒子がリンパ球であり、前記入力流体の流れが、赤血球、顆粒球又は単球のうち少なくとも１つが含まれる不要な粒子を含む、システム。
5. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、
   前記目的粒子及び不要な粒子を含む入力流体の流れを受け入れる第２の入口チャネルと、
   前記第２の入口チャネルから前記目的粒子及び前記不要な粒子を含む前記入力流体の流れを受け入れ、前記入力流体の流れを、前記目的粒子を含む目的流体の流れと、前記不要な粒子を含む不要な流体の流れとに分離する、音響分離デバイスと
   を備える、システム。
6. 請求項５に記載のシステムであって、
   前記不要な流体の流れは、１つ以上のチャネルを介して廃棄物貯蔵器に輸送され、前記音響分離デバイスから出た前記目的流体の流れは、第２のチャネルを介して目的物貯蔵器内に輸送され、
   前記システムは、さらに、前記目的物貯蔵器から前記入口チャネルを介して前記音響泳動デバイスに前記目的流体の流れを輸送する、ポンプを備える、システム。
7. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、
   入力物用貯蔵器から前記入口チャネルを介して前記音響泳動デバイスに前記目的流体の流れを輸送する、第１のポンプと、
   前記音響泳動デバイスから出た前記目的粒子及び前記カーゴ粒子を含むバッファー流体の流れを、中間チャネルを介して前記エレクトロポレーションデバイスに輸送する、第２のポンプと
   を備える、システム。
8. 請求項１に記載のシステムであって、前記入口チャネル、前記音響泳動デバイス、前記エレクトロポレーションデバイス又は前記出口チャネルのうちの２つ以上の間に、１個以上の仮置き用貯蔵器を備える、システム。
9. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、
   前記出力物用チャネルから前記出力バッファー流体の流れを受け入れ、前記出力バッファー流体の流れ中の不要な粒子から、前記出力バッファー流体の流れ中の濃縮された目的粒子を分離する、分離デバイスと、
   前記分離デバイスから、前記濃縮された目的粒子を受け取る、出力物用貯蔵器と
   を備える、システム。
10. 請求項１に記載のシステムであって、少なくとも前記入口チャネル、前記音響泳動デバイス、前記エレクトロポレーションデバイス又は前記出口チャネルの間の接続部が、ポリビニルクロリド管又はシリコーン管のうちの少なくとも１つを備える、システム。
11. 請求項１０に記載のシステムであって、さらに、少なくとも１つの前記接続部に接続された１個以上の流体キャパシタを備え、前記流体キャパシタは、前記システム内における流体の流量を調整するように構成される、システム。
12. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、前記目的流体の流れ、前記バッファー流体の流れ、又は前記出力バッファー流体の流れのうちの少なくとも１つの中における前記目的粒子又は不要な粒子の密度の値を表す信号をコントローラデバイスに送信するように構成された、１個以上のセンサを備える、システム。
13. 請求項１に記載のシステムであって、さらに、前記入口チャネル、前記音響泳動デバイス、前記エレクトロポレーションデバイス又は前記出口チャネルのうちの少なくとも１つの中を通って流れる流体の流量又は導電率を表す信号をコントローラデバイスに送信する、１個以上のフローセンサを備える、システム。