JPH08510390A - 半自動化された細胞分離のための方法及び装置 - Google Patents

半自動化された細胞分離のための方法及び装置

Info

Publication number
JPH08510390A
JPH08510390A JP7524049A JP52404995A JPH08510390A JP H08510390 A JPH08510390 A JP H08510390A JP 7524049 A JP7524049 A JP 7524049A JP 52404995 A JP52404995 A JP 52404995A JP H08510390 A JPH08510390 A JP H08510390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
primary
container
cells
operator
target cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7524049A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3641751B2 (ja
Inventor
ムベイド,アーマッド・マハー
バーゲス,ジュリー,ディー
ロー,ピン
カルシンスキー,デイビッド,エル
ハードウィック,アラン,アール
Original Assignee
バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/212,479 external-priority patent/US5536475A/en
Application filed by バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッド filed Critical バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッド
Publication of JPH08510390A publication Critical patent/JPH08510390A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3641751B2 publication Critical patent/JP3641751B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04Cell isolation or sorting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3618Magnetic separation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/362Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits changing physical properties of target cells by binding them to added particles to facilitate their subsequent separation from other cells, e.g. immunoaffinity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/005Pretreatment specially adapted for magnetic separation
    • B03C1/01Pretreatment specially adapted for magnetic separation by addition of magnetic adjuvants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/025High gradient magnetic separators
    • B03C1/031Component parts; Auxiliary operations
    • B03C1/033Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit
    • B03C1/0332Component parts; Auxiliary operations characterised by the magnetic circuit using permanent magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28Magnetic plugs and dipsticks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/28Magnetic plugs and dipsticks
    • B03C1/288Magnetic plugs and dipsticks disposed at the outer circumference of a recipient
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/487Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49Blood
    • G01N33/491Blood by separating the blood components
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/02Blood transfusion apparatus
    • A61M1/0209Multiple bag systems for separating or storing blood components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/26Details of magnetic or electrostatic separation for use in medical applications

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

(57)【要約】 常磁性ビーズを用いた、そして当該工程を成功裏に完了するためには、多数のステップそのもののうちの選ばれたものを実行するためか又はシーケンス中の他のステップを実行するようそしてその後機器に該人係員によって実行されるべき該ステップか完了したことの検証を該機器に入力するよう人係員を促すために、プログラム可能な機器(10)を使用することを含む、多数のステップ又は動作を有する磁気的細胞分離工程のための装置及び方法。プログラム可能な機器(10)によって実施されるとき、該工程の反復可能性及び信頼性は、慣用の試験室操作に比して大きく改善される。加えて、該機器(10)のプログラミングは、工程の能率を改善するよう又は特定のタイプの細胞の分離のために該工程をカスタマイズするよう監督者によって変更できる。

Description

【発明の詳細な説明】 半自動化された細胞分離のための方法及び装置 本発明の背景 技術分野 本発明は、磁気的細胞分離の方法及び装置に関する。より具体的には、生存力 のある望みの細胞(標的細胞)の異種の細胞混合物からの磁気的分離が、該標的 細胞が常磁性ビーズに結合し細胞/ビーズ複合体を形成している間に望まない細 胞及び他の材料から望みの細胞を磁気的分離し、続いて常磁性ビーズを標的細胞 から遊離させ、そして標的細胞を常磁性ビーズから除去することによって、達成 される 関連技術 細胞分離の分野においては、血液又は骨髄の漿液から細胞を分離すること、及 び遠心によって白血球を赤血球及び血小板から分離することは普通である。標準 の遠心技術により分離された白血球集団は、「軟層」画分として知られている。 軟層画分は、ヘモグロビン含有赤血球並びに血小板を排除している。しかしなが ら、軟層画分は、幹細胞、及び赤血球、リンパ球、単球、マクロファージ、顆粒 球、及び巨核球系列の前駆細胞を含む、造血単核球(MNC)の広範な混合物を 含む。 種々のタイプの造血単核球は、殆ど等しい比重であり、従ってそれらは遠心の みでは互いから分離することができない。しかしながら、異なった細胞タイプは 、それらの表面上の特異的タンパク質及 び糖タンパク質などのような、異なった組の細胞表面マーカーを有する。従って 、細胞分離技術は、望みの細胞タイプ(「標的細胞」としても知られる)に対す る選択的結合を利用することができる。 例えば、造血幹細胞は、しばしば望ましい「標的細胞」である。なぜならばそ の後代が全ての異なったタイプの造血細胞へと分化する能力を有するからである 。理論上は、幹細胞の濃厚懸濁液を注入することによって患者の造血系を復元す ることが可能である。「CD34細胞表面抗原」として知られた幹細胞マーカーが 、単核球の混合物からヒトの造血幹細胞を分離するのに利用できる。 幹細胞の正の選択が一旦実際的となれば、新たな治療分野が可能となる。例え ば、患者の幹細胞を選択でき、ex vivo培養において増殖を誘発させ、次いで、 迅速に分裂している骨髄の造血細胞を破壊するものである照射又は高投与量化学 療法の後に、患者に戻すことができる。選択された幹細胞はまた、好中球及び巨 核球前駆体のような一層成熟した細胞を生み出すようにex vivoで分化するよう に誘導することができ、それらを次いで、細菌感染及び出血事件を減少させるた めに患者へ戻すことができる。幹細胞の濃縮した懸濁液はまた、遺伝子療法のた めの自然の宿主を提供するであろう。例えば、患者の選択された幹細胞を、発現 すれば鎌状赤血球貧血又は慢性肉芽腫性疾患のような造血系の遺伝的疾患を治療 できる遺伝子でトランスフェクトすることができる。幹細胞はまた、造血系の外 部の遺伝的疾患を治療するための遺伝子でもトランスフェクトできる。例えばあ る形の血友病は、もしも少数の患者幹細胞が非常に少量のある凝固因子を産生す るようにされ得るならば、直すことがで きる。また、化学療法剤に対する抵抗性を提供する遺伝子により患者の幹細胞が トランスフェクトされるものである、補助的癌療法が考えられる。これらのトラ ンスフェクトされた幹細胞が患者の骨髄に居住し直した後、例えば転移乳癌又は 結腸癌に対して、患者は高投与量の化学療法を与えられてよい。化学療法剤は、 迅速に分裂する転移癌細胞を標的とするであろうが、骨髄の造血細胞は、その薬 物を不活化する遺伝子を発現しているために、免れるであろう。 細胞分離の分野は、2つの一般的な範疇に分けられている。すなわち、負の細 胞分離及び正の細胞分離である。負の細胞分離においては、装置内に結合される 細胞は、血液や骨髄のような異種の細胞混合物から排除されるべき腫瘍細胞の様 な有害な細胞であり、そしてその混合物はその後患者へ戻される。従って、負の 細胞分離においては、結合細胞の生存性を維持することは特に重要ではない。寧 ろ、負の分離においては、結合細胞の生存性を維持しつつ腫瘍細胞の100%を除 去することが特に重要である。この出願を通して、術語「結合細胞」は、常磁性 微小ビーズの使用に関して用いられるときは、そのような微小ビーズに取り付け られる又は結合細胞/微小ビーズ複合体を形成する細胞をいう。この細胞/微小 ビーズ複合体は、例えば、各微小ビーズに結合された数種の細胞を含んでよく、 又は単一の細胞のみが特定の微小ビーズに結合しているものである単一細胞複合 体を含んでよい。 正の細胞分離は、結合細胞の生存性を維持することが特に重要であるという特 別の課題を提起する。正の細胞分離への一つのアプローチは、次の刊行物に見ら れるであろうように、ビオチン化された二次抗体が結合するものであるアビジン カラムの使用を伴う。EP 260 280 B1;WO 92/07243;WO 91/16116;WO 91/16088;WO 9 3/08258。 異種細胞混合物は、最初に、例えば、幹細胞に特異的に結合するCD34に対す る一次抗体とインキュベートされる。細胞混合物を、次いで、カラム上の二次抗 体が該一次抗体(それは今度は望みの細胞に結合している。)と結合するように 、カラムを通して流す。望まない細胞は、後で処分される溶出画分とともにカラ ムを通過する。米国特許第5,240,856号(Goffe,et al.)は、カラム処理の間 に細胞懸濁液を混合するために、磁気攪拌棒の使用を開示している。正の選択を 受けた細胞は、次いで、カラムから機械的に排除される。しかしながら、このカ ラム式のシステムに関しては、おそらく機械的損傷によるものである細胞の生存 性の低さ、及び、カラム中への細胞の捕獲によるものである細胞純度及び収率の 低さ等のような問題がある。 細胞分離の分野における他の現在の方法は、例えば、選択的細胞分離のための 化学物質又は抗体を物理的に吸着させたか又は共有結合で取り付けた、中空繊維 、平たいシート部材、又はビーズ若しくは粒子状材料の充填ベッド等のようなマ トリクス材料を利用する。これらの考案は、連続的な全血又は血液成分の流入及 び返還を許容するように設計されている。これらの考案は、望みの細胞の濃度が 他のタイプの細胞に比して非常に低い可能性があるという条件下に、通常の血液 流速で働くことから、その分離工程はしばしば効率が悪い。更には、これらのシ ステムによれば、選択された細胞を生きた状態で収集することが困難である。 常磁性ビーズの開発は、標的細胞の磁気的分離の見通しを提供し た。磁性及び常磁性粒子を製造するための種々の方法が、次の米国特許に開示さ れている:第4,672,040号(Josephson)、第5,091,206号(Wong等)、第14,177, 253号(Davies等)、第14,4514,234号(Czerlinski)、第4,582,622号(Ikeda等 )、及び第4,695,392号(Whitehead)。 分析に磁性粒子を用いるための種々の方法が考え出されている。例えば、米国 特許第4,272,510(Smith等)、第4,777,145(Luotola等)、第5,158,871号(Ros somando)、第14,628,037号(Chagnon)、第4,751,053号(Dodin)、第4,988,61 8号(Li等)、第5,183,638(Wakatake)、第4,018,886号(Giaever)、及び第4, 141,687号(Forrest)。 細胞を含む、生物学的成分の分離に磁性ビーズを使用するための試みがなされ た。以下は、本出願人が知り且つ磁気的分離器及び方法に直接向けられていると 信ずる米国特許のリストである。第4,664,976号(Graham等)、第4,190,524(Wa tson)、第4,738,773号(Muller-Ruchholtz)、4,941,969(Schonert)、第5,05 3,344(Zhorowski)、第5,200,084(Liberti)、第4,375,407号(Kronick)、第 5,076,914号(Garashenko)、第4,595,494号(Kukuck)、第4,290,528号(Stekl y)、第4,921,597号(Lurie)、第5,108,933(Liberti等)、第4,219,411号(Ye n)、第3,970,518号(Giaever)、及び第4,230,685号(Senyei)。これら全ての 装置及び方法は、細胞分離及び保持の効率に関する問題並びに処理細胞の生存性 の低さのために、非常に限られた成功を見たに過ぎない。 細胞分離に関する問題を解決するために、次の米国特許によって証拠付けられ るところによれば、他の研究者等は、代わりの磁気的 分離装置を考案し、それらは、例えは、調節可能な磁石位置(第4,710,472号;S aur等)、磁気勾配(第4,904,391;Freeman)、及び逆の極性の磁石(第4,910,1 48号、Sorensen等)を提案している。これらの提案された装置は、磁気的正の及 び負の細胞分離において一般に遭遇する2つの主要な問題を解決していない。す なわち、第1に、望ましくは、非常に低いパーセントの標的細胞を含んだ異種集 団からの、100%に達する非常に高い標的細胞分離の必要性、及び第2に、最終 細胞製品からの殆ど全ての常磁性ビーズの除去の必要性である。こうして、これ らの提案された慣用の磁気的分離装置は、負の又は正の細胞分離の何れについて も、大きな成功を見ていない。 上述の負の及び正の細胞分離の両方についての中心的問題は、2つの異なった 磁石を連続して利用することによって解決された(Hardwick et al.,Artificia l Organs 14:342-347,1990;EP 0438520)。この発明においては、第1の磁 石は、第1の容器中の常磁性粒子の高比率を磁気的に引きつけて結合させるため その磁気的引力が第1の容器の底を横切るよう、広い「到達」能力と組合わさっ た比較的強い表面磁場強度を有する。このシリーズにおける第2の磁石は、第1 の磁石を逃れた如何なる常磁性ビーズも第2の磁石によって捕獲されて最終の細 胞懸濁製品から除去されるよう、第1の磁石よりも遥に強い磁場をその表面に有 する。 Hardwick等のこの発明は、一般的に細胞分離に関する、そして特に負の細胞分 離に関する中心的問題を解決した。しかしながら、正の細胞分離は、生存選択細 胞の一層高い収率が望ましいという点において、更なる問題を提起した。正の細 胞分離は、望みの細胞が常 磁性ビーズ上において第1の磁石に引きつけられるときに潰されないように、第 1の磁石における及び第1の容器における発明的変更によって実際的なものとさ れた(Hardwick,et al.,“Design of Large-Scale Separation Systems for P ositive and Negative Immunomagnetic Selection of Cells Using Superparama gnetic Microspheres",J.Hematotherapy 1:379-386,1992;Hardwick,et al. ,Adv.in Bone Marrow Purging,Wiley-Liss,Inc.,1992,第583-589頁)。正 の細胞分離のために望ましい第1の磁石は、その「到達」能力が常磁性ビーズを 第1の容器の深さを横切って引きつけるに十分に広いという点において、負の細 胞分離のための第1の磁石の特徴のうちあるものを保持している。しかしながら 、正の細胞分離のための第1の磁石は、その表面において、負の細胞分離のため に用いられる第1の磁石に比して、遥に弱い磁場強度を有する。更には、正の細 胞分離のための第1の容器は、非圧潰性である。第1の磁石と非圧潰性の第1の 容器とのこの組み合わせは、生存した望みの細胞の一層大きな収率を許容する。 正の並びに負の細胞分離において、第2の磁石は、その表面において第1の磁石 より遥に強い磁場強度を有する。 直ぐ上に記述された正の細胞分離のためのシステムは手で操作され、幾分労働 集約的であると考えることができる。全ての手動のシステムにおけると同様に、 得られる結果はオペレータの熟練に大いに依存し、望む程には反復可能性がない であろう。利用可能労働力の限られた臨床試験室に適した細胞分離装置に対する 需要が、残っている。そのような装置は、好ましくは、細胞分離手順の間の大半 においてオペレータが自由に他の任務に当たり得るように、半自動 化されているであろう。また、この半自動化された装置は、オペレータが複雑な 細胞分離工程を各回正しく実施することを保証することによって、細胞分離工程 の信頼性及び反復可能性を改善するであろう。また、工程中の多くのステップの 遂行がオペレータの熟練のレベルに依存することが少なく且つ該工程に対するオ ペレータの注意のレベルによって影響を受けることがより少ないことから、工程 及び結果の品質の反復可能性は、そのような半自動化された装置によって改善さ れるであろう。 本発明の尚も更なる一目的は、細胞分離の工程の一部を実施するよう機器を半 自動化するためと、細胞分離工程をモニタリングして工程の幾つかのステップを 実施する係員の作業を指示しそして検証するためとの両方でプログラム可能な能 力を有する機器の使用を含んだ方法を提供することである。 本発明の他の一目的は、半自動化された細胞分離装置及び、中で細胞溶液及び 細胞分離のための材料が取り扱われそして処理の間収容されるものである、使い 捨て装置セットを提供することである。 尚も別の一目的は、プログラム可能な能力を備えたそのような機器を、当該半 自動化された機器と係員の協働によって実施するよう細胞分離工程を半自動化す るために該機器を特に構成するためのソフトウェアと共に用いる方法を提供する ことである。該機器は、細胞分離工程をモニターするため及び工程の各段階にお いて、該工程の多くのステップを自ら学び又は特定の細胞分離工程の間に数個の ステップのうちどれが実施され次に実施されるべきはどのステップであるかを記 憶する必要のない、当該注意又は指示に従う係員に注 意又は指示を提供するために、使用される。 本発明のこれらの及び他の目的及び利点は、本発明の単一の模範的に好ましい 具体例の次の詳細な記述を、添付の図面と併せて読むことによって明らかとなろ う。図面において、同じ参照数字は、図面を通して同じ特徴部に、又は構造又は 機能において類似である特徴部に、言及している。 図面の簡単な記述 図1は、本発明において使用される組み合わさった磁気的細胞分離装置の前方 向透視図を提供し、該組合わさった装置は、半自動機器、及び永久的に相互接続 されたチューブ及び連携した弁及び継手を備えた処理チャンバーの使い捨て装置 セットを含む。 図2は、本発明において図1の機器と共に使用するための使い捨て装置セット の、構造及び種々の部品の相互接続をより良く描くために恰も卓上に並べられた ようにして示した、透視図を提供する。 図3は、図1に見られる機器の機構、モータ、制御回路、及びオペレータ入力 /出力装置の図式的表現である。 図4は、図1の平面4−4においてとった、そして該機器の動作部品が代わり の動作位置に示されている状態の部分的断面図を提供する。 図5は、図1に見られる機器の一部分の図式的な部分的表現であり、該機器の 一部によって提供される振動する揺動を実線及び破線で描く。 図6は、図1に見られる機器の一部分の図式的な部分的表現であり、磁気的細 胞分離の工程の一段階を実施するための選択的に配置 された機器部分を描く。 図7は、図1に見られる機器の別の図式的表現を提供する。 図8は、図解の明瞭さのために機器の部品が代わりの作動配置に示されている 状態の、図1の機器の部分的な透視図である。 図9は、図1〜8の機器及び装置と共に実行される本発明の半自動化された工 程の最上レベルの流れ図を提供する。そして 図10〜17は、係員を伴って図1の機器によって及び図2の使い捨て装置に よって実行される半自動化された工程の高レベル流れ図の連続的断面を提供し、 該流れ図は、図9の最上レベルの下のレベルに位置する。 本発明の摸範的な好ましい具体例の詳細な記述 概観 図1及び2を互いに組み合わせて参照して、細胞の磁気的分離のための組合わ さった装置が全体として数字10で示されている。この組合わさった装置10は 、半自動化された機器12、及び使い捨て装置セット14を含む。使い捨て装置 セット14及び機器12は、更に説明されるように、標的細胞の半自動化された 磁気的分離を実行するために協働的に使用されるよう構成されている。磁気的な 標的細胞分離工程に続いて、該使い捨て装置セット14は、機器12から除去さ れて廃棄される。その後、別の実質的に同一の使い捨ての装置セット14が、次 の磁気的細胞分離の準備のために機器12に組み込まれる。 使い捨て装置セット14 使い捨て装置セット14は、機器12に組み込まれて図1に示されている。し かしながらこの使い捨て装置セット12とその機器1 2による磁気的細胞分離の工程における使用のより良い理解のために、図2に今 や注意が向けられる。使い捨て装置セット14は、非圧潰性の形状保持性透明円 筒状一次容器16を含む。本発明のこの一次容器が、円筒以外の、例えば全体と して長方形の定容的形態の、代わりの幾何学形状を有してもよいことは理解され る。この一次容器16は、上側及び下側端壁それぞれ20及び22を有する透明 な管状の本体18を含み、それら端壁は、一次処理チャンバー24を規定するた めに、本体18に永久的に密封的に結合されている。管状の本体18の垂直距離 に沿って、3つのレベルのマークが配置されており、それぞれ、チャンバー24 の底から最上部へと指標「B」、「A」、及び「L」で示されている。これらの 指標は、細胞分離工程に際して、そして特にチャンバー24の内容物に特定の液 体材料を追加する際に、機器12の係員によって用いられよう。 上側壁20に永久的に取り付けられてチャンバー24と連通しているのは、垂 直に延びている排気チューブ26である。この排気チューブ26は、排気フィル ター28へと延びてこれを担持している。排気フィルター26上には、排気制御 クランプ30が担持されており、それはチューブ26を圧潰させて閉鎖するのに 、並びにクランプ30が解放されたときにチャンバー24の排気を許容するよう それ自身の弾性によりこのチューブの開通を許容するのに、有効である。やはり 上側壁20に永久的に取り付けられてチャンバー24と連通しているのは、注入 継手32であり、それは、皮下針及びシリンジによって当該隔壁を通してチャン バー24内への材料の注入を許容するための、刺通可能な隔壁(示さず)を含む 。 底壁22にあってチャンバー24と連通しているのは、永久的に 接続された短い長さの可撓性のチューブ34である。この可撓性のチューブ34 は、Y字形コネクター36へと延びてこれに永久的に結合されている。このY字 形コネクター36から、一対の永久的に接続されたチューブ38及び40が延び ている。チューブ40は、使い捨て装置14のための出口排液ラインを規定し、 永久的に取り付けられたスパイクコネクター42を担持している。排液ライン4 0上には、ローラークランプ44が担持されており、それは、チューブ40を圧 潰させることによってチャンバー24から排液出口42への連通を閉じ、そして またこのチューブが開通するのを許容する効果がある。チューブ38は、永久的 に取り付けられたY字形コネクター46へと延び、そしてローラークランプ48 がチューブ38を介した連通を制御している。Y字形コネクター46からは2つ の永久的に取り付けられたチューブ50及び52が延びている。チューブ50は 、永久的に取り付けられたY字形コネクター58及びこれに永久的に取り付けら れた一対のチューブ60及び62を介して一対の入口スパイクコネクター54及 び56と連通している。チューブ60及び62上には、これらのチューブを介し た連通を制御するために、それぞれのローラークランプ64及び66が担持され ている。 チューブ52は、永久的に取り付けられた二次容器68へと延びている。対応 するローラークランプ70が、チューブ52を介した連通を制御する。二次容器 68は、図2に見られるように8角形の可撓性のバッグとして形成されている。 この容器は、一対の透明な近接して隙間をあけてある全体として平たい壁(数字 72及び74で示されている)を有し、それらは図2に見られる図の平面内に共 に全体として互いに背中合わせになっている。これらの向き合った壁は、二次チ ャンバー76のための薄い封筒状の形状を規定するために、図の平面に垂直な方 向に僅かな間隔をあけてそれらの8角形の周縁において向かい合わせの関係で結 合されている。容器68内において、壁72、74は、互いに向かって延びてお り、チャンバー76内に一対の角度のついた仕切り(数字80で示されている) を形成するよう内部接着されている、それぞれのリブ78を備えている。仕切り 80のために、チャンバー76は、それを通る曲がりくねった流路を形成し、そ れは図2を見ると数字82で示されている。装置14は、図2において、恰も卓 上に並べたかのように提示されていること及び機器12及び装置14の使用に際 しては、液体流(及び流れる液体によってチャンバー76内へ運ばれる材料の流 れ)が重力に逆らうように、流路82はチャンバー76を通って上方へ延びると いうことに注意しなければならない。チャンバー76内における重力に逆らった この流れの重要性は、更に説明されよう。 二次容器68から、永久的に取り付けられたチューブ84が、Y字形コネクタ ー86へと延びており、該コネクターはまたチューブ84に並びに一対のチュー ブ88及び90に、永久的に取り付けられている。チューブ88及び90は、製 品出口ルーアロック継手92へ、及び製品出口リングキャップ継手94へと、そ れぞれ延びている。それぞれのローラークランプ96及び98が、チューブ88 及び90内の連通を制御している。 機器12 使い捨て装置セット14の構造について延べたので、今や再び図 1に注意を向けることができる。図においてこの使い捨て装置セットは、組み合 わせた装置10による磁気的細胞分離工程の実施を準備して機器12に組み込ま れて示されている。図1に見られるように、機器12は、基部102及び該基部 102上において垂直に上方へ延びているタワー部104を有するハウジング1 00を含む。ハウジング100内に入れ子式に受け入れられて調節可能にそこか ら延びているのは、T字形バッグハンガー106である。このバッグハンガー1 06は、矢印112によって示されているように、バッグハンガー106のシャ フト部110をタワー部104に対して上又は下へスライドさせることにより、 横断部分108の垂直位置に関して調節可能であり、そして、ハウジング100 にネジ式に担持された手動の係止ネジ(図には見られない)の使用によって選ば れた位置に係止する。この係止ネジの外部ノブ116が、タワー部104の全面 から突出しているのが見られる。 横断棒108上には、2つのバッグ118、120が担持されており、それぞ れ、一方は調製された細胞懸濁液であり他方は緩衝液である。バッグ118及び 120は、入口スパイクコネクター54及び56において、使い捨て装置セット 14に接続されている。一次容器16は、タワー104の片側に軸支されている 揺動アセンブリ126の上側及び下側クランプ特徴部、それぞれ122、124 中に担持されている。揺動アセンブリ126は、一般的に128で示した回動軸 の回りに矢印130によって示されたように、図1に示された垂直位置と、垂直 位置から約120°時計方向にある限界位置との間で、更に説明されるように、回 動する。揺動アセンブリ126上の下側クランプ特徴部124は、揺動アセンブ リ126から 上方へ延びたカップ状のブラケット132の形をとっており、チューブ34の通 過のためのスロットを有する。上側クランプ特徴部122は、揺動アセンブリ1 26の上側の限界付近に配置された、管状本体18と係合するための円弧状の鞍 部材134及び、この第1の容器16をブラケット132及び鞍134と係合し た状態に維持するためのバネ負荷された協働するラッチ腕136の形を取ってい る。 タワー104の前面には、二次磁石138及び二次容器68のための保持器1 40が担持されている。この保持器140は、中に透明な窓部142bを担持し た中央開口を備えた金属の枠部142aを有するドアアセンブリ142を含む。 ドア142には回動ドア把手機構144が備えられており、それらの双方が図1 に見られる。二次容器68は、チューブ52が下側ノッチ(図1には見えない) を介してこの保持器内へ延びている状態で、保持器140内に挿入されており、 チューブ84は、上側ノッチ(やはり図1には見られない)を介してこの保持器 から外方へと延びている。チューブ38はチューブ34の長さと連結して、第1 の容器16の底まで延びて、以下に記述するように、この揺動アセンブリの範囲 いっぱいの回動運動にわたる、揺動アセンブリ126上のこのチャンバーの運動 を許容するのに十分に長い。 ハウジング基部102の前面の傾斜したパネル146は、オペレータアナンシ エータ画面148及び入力キーボード150が配置されている。アナンシエータ 画面148は、コマンド、信号、及び人オペレータへの指示が綴られるよう、そ して秒読み時間などのような数値をオペレータに表示するよう、好ましくは液晶 英数字タイプ のものである。この前面パネル146はまた、例えば工程の特定の相が完了した とき又は工程の一部が係員によって完了されることが必要な場合に、係員に聴覚 的信号を送るための矢印152で示されたブザー等のような、聴取し得る警報信 号発生器をも含む。係員は、次いで、キーパッド150に入力することによって ブザーを止め、通告された指示を画面148から読みとる。聴覚的信号が又は単 に画面上148の通告信号又は指示のみの何れによっても、機器12がオペレー タに操作を求めて信号を送ることができるということに注意しなければならない 。傾斜した前面パネル146の上方に、ハウジング基部102は、一対の立ち上 がったチューブ支持体154を担持しており、それらは、使い捨て装置14の種 々のチューブを組織化し配置するのに用いられる。機器12に隣接して、製品容 器156が配置されており、それは製品出口継手92、94の一方と連通してい る。排液容器(図1に示されており、数字42aで参照されている)は、好まし くは廃液排出継手42に接続されていてよい。 今や図3に移ると、機器12の機構の図式的表現が提示されている。図3に見 られるように、タワー部104は、管状シャフト部材158を軸支している。シ ャフト部材158は、揺動アセンブリ126を担持し、そしてまた、歯付プーリ ー160、角度エンコーダ及び止めディスク162、及び、一次磁石アセンブリ を保持し配置するための、一般的に数字164によって示された機構(それは下 に更に記述される)を、駆動的に担持している。歯付プーリー160からは、歯 付タイミングベルト166が、モータ170の出力シャフト上に駆動的に担持さ れた歯付プーリー168へと延びている 。プーリー160、168は、歯付ベルト166と協働して、モータ170と揺 動アセンブリ126との間に正の3:1ギア比を規定する。モータ170は、こ のモータのためのモータ制御装置172と共に、ハウジング100の基部102 内に担持されている。シャフト部材158は、モータ170により駆動されるベ ルト166及びプーリー160、168によるこのシャフトの回転が、揺動アセ ンブリをその種々の位置の間で回動させるよう、揺動アセンブリ126のための 回動軸128を規定し、モータ170の磁気的係合のために揺動アセンブリ12 6のための選択された位置を保持する効果があり、そして、一次容器16の内容 物を攪拌又は混合させるよう軸128の周りに揺動アセンブリ126を角度的に 振動させる効果もある。 タワー部104内に、ハウジング100は、揺動アセンブリ126が軸128 の周りに反時計方向に実質的にこれらの図面に見られる垂直位置へと回されたと き角度エンコーダ及び止めディスク162のエッジ面176によって係合可能で ある、止め棒174を担持している(図1及び3を参照)。センサ178も、タ ワー部104内においてハウジング100に担持されており、適当な導線180 によって、数字182で示されたマイクロプロセッサに基づく制御装置へ接続さ れている。このマイクロプロセッサに基づく制御装置182はまた、モータ制御 装置172との、及び他の類似のモータ制御装置184との接続を有している。 モータ制御装置184は、該機構164の一部を形成する、出力シャフト上にギ ア188を駆動的に担持したギアヘッドステッパモータ186を制御する。マイ クロプロセッサに基づく制御装置182はまた、図3に図式的に示 されているように、アナンシエータパネル146及びキーパッド148とも接続 している。 一次磁石アセンブリ400を動かす機構164を一層詳しく考察すると、揺動 アセンブリ126は、中空の箱状のハウジング190よりなり、それは図3にお いて破線で見られる。ハウジング190は、前部開口192を備え、それは図1 及び4に最もよく見られる。中空のハウジング190内に、4つの案内棒194 が、開口192の外側においてこのハウジングの前部から後部へと延びている。 案内棒194にスライド可能に担持されているのは、一次磁石枠部材196であ る。この枠部材196は、その突出した部分198上に、中にそれぞれの一次永 久磁石202が捕獲されて一次磁石アセンブリ400を形成するものである4つ の磁石窓200を備えている。 適切には、各一次永久磁石202は、ケンタッキー州ElizabethtownのCrucibl e Magnetics Co.より入手可能な、ネオジム、鉄及びホウ素よりなる高磁性合金 で作られている。磁石の強さを測定するに当たっては、典型的には、磁石の表面 上でガウスメーターが動かされ、磁石の種々の領域における、また「極大」とし ても知られる「ピーク磁束密度」がガウスで記録される。各一次永久磁石202 は、好ましくは2,000乃至3,000ガウス、最も好ましくは2,100乃至2,600ガウスの 磁場強度(極大)をその表面に有する。一次磁石アセンブリ400を形成するた めには、一次永久磁石202は、内方又は外方へ面したN極及びS極のいかなる 組み合わせで組み立ててもよい。各一次永久磁石の極が全てのS極が外方へ向く か又は全てのN極が外方へ向くように配列される場合には、一次磁石アセン ブリ400は、一次磁石アセンブリ400の両端付近の表面において好ましくは 3,000ガウスの磁場強度(極大)を有し、一次磁石アセンブリ400の中央付近 の表面においては約2,100乃至約2,600ガウスの磁場強度(極大)を有する。一次 永久磁石202がS極及びN極が交互に外方へ向く状態で組み立てられる場合に は、一次磁石アセンブリ400は、N極とS極との境界付近の表面において約4, 000ガウスの磁場強度(極大)を有する。異なったタイプの磁気的細胞選択のた めに有利な磁場特性を有する一次磁石アセンブリ400を提供するために一次永 久磁石202を内方又は外方を向いたN極及びS極のいかなる順列で配列するこ とも、本発明の範囲内である。 一次磁石枠部材196の最初の又は前進位置において、その部分198は、一 次永久磁石202が使い捨て装置セット14の一次容器16の管状部材18に対 して実質的に同一面にあるよう、開口192を通って延びる。一次磁石アセンブ リ400についてのこの第1の位置は、図1、3及び6に見られる。 一次磁石枠部材196(及びこれに担持された一次磁石202)を図3に図解 されている第1の前進位置から図4及び5に見られる第2の又は引っ込められた 位置へと動かすために、機構164は、管状部材158内に通されたシャフト2 04を含む。このシャフト204は、モータ186の歯車188とかみ合った歯 車206を担持し、そしてまた枠部材196の背後において揺動ハウジング19 0内に配置されたアクチュエータ腕208をも担持している。アクチュエータ腕 208の先端と枠部材196に取り付けられたブラケット210との間には、リ ンク部材212が延びている。このリン ク部材212は、アクチュエータ腕208及びブラケット210の各々に、数字 214で一般的に示した関連した回動ピンを介して、回動式に連結されている。 従って、図3を見て、モータ186、かみ合った歯車188及び206によって シャフト204が反時計方向に回されるとき、アクチュエータ腕208は、枠部 材196及び一次永久磁石202を一次容器16から図4に示された位置まで引 き離す。勿論、シャフト204及びアクチュエータ腕208の反対の回動運動は 、一次永久磁石202を図1及び3に示した位置まで前進させる。 更に説明するように、モータ186及び機構164は、揺動アセンブリ126 の回動運動が、一次容器16に対する磁石枠196及び一次永久磁石の位置に対 して影響を与えず且つこれから独立しているように、管状のシャフト158及び 揺動部材ハウジング190と共に回動する。やはり図3に見られるのは、枠部材 196に担持されてこれから上方へ延びているフラッグ部材216である。この フラッグ部材216は、枠部材196のそれぞれ前進した及び後退した位置にあ る2つのセンサ218、220のうちの一方又は他方によって感知される。これ らのセンサ218、220の各々は、適当な導線222を介して、マイクロプロ セッサに基づく制御装置182と接続されている。従って、制御装置182は、 一次永久磁石202を前進位置と後退位置との間で動かすために適切な方向へモ ータ186を操作する。一次永久磁石202は、それらの前進した及び後退した 位置の間を横切るとき、これら2つの位置の間のある位置しか占めない。一次永 久磁石202は、それらの前進位置又は後退位置以外の位置では停止されない。 機器12及び使い捨て装置セット14の使用の方法 一緒になって組合わさった装置10を構成するものである機器12及び使い捨 て装置セット14についての全体的理解が得られたから、今や機器12の更なる 構造的特徴に注意を向けることができ、それは、磁気的細胞分離の工程を実施す るに当たって如何にして機器12及び装置セット14が一緒に使用されるかにつ いての記述と組み合わせて記述されよう。 図1及び4を見ると、揺動アセンブリ126がその垂直位置にある状態で、そ して一次磁石202が引っ込められた状態で、磁気的細胞分離工程の第1の相が 、一次チャンバー24内へ、バッグ120から少量の緩衝液をそしてバッグ11 8から細胞混合物を加えることによって、開始される。バッグ118を一次チャ ンバー24内へと空けた後、人であるオペレータは、望むならば、残っている細 胞をバッグ118からチャンバー24内へと濯ぎ込むために、少量の緩衝液をバ ッグ120からバッグ118内へと流し込み次いでチャンバー24内へと流し込 む。次いで、中の液体レベルを特定のレベルラインまで到達させるために、緩衝 液が、チャンバー24に加えられる。次いでチャンバー24内に、注入ポート3 2を介して、計算された量の常磁性ビーズが入れられる。一次チャンバーに出入 りする液体の流れを制御している全てのクランプが、次いで閉じられる。 キーパッド150における適当な入力によって、この最初の調製動作が完了し たことをオペレータが機器12に指示すると、マイクロプロセッサに基づく制御 装置182は、揺動アセンブリ126を図1及び4に示されている垂直位置から 第1の攪拌位置(これは図 5において実線の位置によって図解されている)を通り、続いて水平位置を通り 、そしてこの水平位置を超えて第2の攪拌位置(図5における破線を参照)へと 動かす。揺動アセンブリ126のこの第1の攪拌位置は、好ましくは容器16に ついての水平位置の手前約22.5°であり、一方第2の攪拌位置は、図1に見られ る一次チャンバー16の垂直位置に対する水平を超えた22.5°である。機器12 がこれらの角度による第1及び第2の攪拌位置を特定する方法は以下に記述され る。しかしながら、オペレータは、望むならば、揺動アセンブリ126について 他の第1の攪拌位置を用いるよう制御装置182を予めプログラムすることがで きる。機器12は、水平の直ぐ手前乃至水平から30°の範囲内の何処にでも第1 の攪拌位置を許容するよう構成されている。機器12は、揺動アセンブリ126 を第1の攪拌位置から、水平位置を通過させ、そして同じだけ角度をなす第2の 攪拌位置(これは図5において破線で示されている)へと図5における器時計方 向へ回動させる。 選ばれた時間間隔の間、機器12は一次容器16を図5における第1及び第2 の攪拌位置の間で、やはり変化させることのできる予めプログラムできる速度で 、前後に連続的に揺動させる。勿論、一次容器16の各揺動は、この容器の液体 内容物をしてチャンバー24の端から端まで前後へ流動させ又はうねらせ、この 一次チャンバーの内容物を完全に攪拌し混合する。この最初の攪拌間隔は、チャ ンバー24内の標的細胞の全て又は実質的に全てに結合した、適正に被覆された 常磁性ビーズをもたらす。一次容器16のこの揺動及びチャンバー24の内容物 の攪拌は、モータ170の回転方向の反復的逆転によって達成される。この時間 の間、基本磁石202は、 これらの磁石からの磁場が常磁性ビーズに影響を及ぼさないよう、ハウジング1 90内へと引っ込められている。 今や図7に注目することは、このアセンブリの垂直位置を位置決めし、第1及 び第2の攪拌位置を位置決めし、そして記述されるであろう分離位置にこの揺動 アセンブリを位置決めするために揺動アセンブリ126を制御するように、如何 にして制御装置182が準備されるかを読者が理解する助けとなろう。図7は、 揺動アセンブリ126がやはり垂直位置にある状態の、機器12の機構について の、しかし図3の反対側からとられた、他の幾分図式的な表現を提供している。 図7を見ると、揺動アセンブリの垂直位置において、ディスク162のエッジ面 176が止め棒174に直面しているが、しかし好ましくはこの止め棒と実際に は接触していない。また、垂直位置において、センサ178は、エンコーダ/止 めディスク162の縁224を丁度こえている。モータ170が揺動アセンブリ 126を図7において反時計方向(時計方向は図1及び3に見られる)に水平位 置へと回動させると、スリット226、エンコーダ/止めディスク162にある スリット226がセンサ178と整列してこれによって感知される。この水平位 置から、制御装置182は、揺動アセンブリを後にロッド174とのエッジ17 6の接触へ向けてしかしその寸前まで回動させる。これは、揺動アセンブリ12 6についての垂直位置である。 モータ170は、好ましくは1.8°のシャフト回転が完全な1ステップ回転で ありそして半ステップ能力を有するステッパタイプのモータである(すなわち、 モータ170は、その出力シャフトを完全な1ステップである1.8°のシャフト 回転だけ回転させるよう制 御装置182によって命令されることができ、また0.9°の半ステップもまた命 令されることができる)。モータ170と揺動アセンブリ126を担持している シャフト158との間のギア比が3:1であることから、制御装置182は、モ ータ170の1ステップが揺動アセンブリ126の0.6°の回動運動に等しい( 半ステップは0.3°の運動に等しい)という情報をもってプログラムされる。制 御装置182は、機器12の動作の最初の較正相において、揺動アセンブリ12 6を水平位置から棒174とエッジ176との接触へむけて後方へ回動させ、揺 動アセンブリをこの接触位置の寸前で停止させる。こうして、機器12がスイッ チを入れられて較正相が実施されるとき、揺動アセンブリ126がどの位置にあ っても、制御装置は、その後、スリット226を参照するこによって水平位置に ついての参照を有し、モータ170のステップ及び半ステップを数えることによ って揺動アセンブリ126の他の位置を確認することができるであろう。 揺動アセンブリ126の揺動の間、制御装置182は、水平位置からの及びこ れに戻るモータ170のステップ数を数え、そしてこの参照位置は、スリット2 26がセンサ178と整列する度毎に更新される。揺動の間に揺動アセンブリ1 26が傾斜する総角度は、制御装置126によって変化させることができる。更 に説明されるであろうように、もしも、容器16の内容物を攪拌するために機器 12のオペレータが揺動アセンブリが例えば50°だけ揺動されるよう命令したな らば、制御装置182は、50を2で割り、そしてその結果(25)を完全な1モー タステップについての0.6°の値で割る。この結果についての最も近い整数値(4 2)が、水平参照位置(ス リット226を参照)からの各方向へのステップ数である。 磁気的捕獲分離の最初の相のための揺動アセンブリ126の好ましい位置は、 水平から約5°であり、やはり水平の参照位置を参照して決定される。モータの ステップ当たりの0.6°は、揺動アセンブリ126を水平位置から図6に見られ る磁気捕獲位置へと動かすため、モータ170のステップ数についての最も近い 整数値を得るために好ましい揺動アセンブリについての角度位置に割り振られる 。 図7はまた、機構164が、一緒に回動するために管状シャフト158上に担 持された、モータ取付けハウジング228を含むことをも示している。管状シャ フト158は、窓230を備え、そこにおいて歯車206が露出されている。モ ータ186に駆動的に担持された歯車188は、歯車206とかみ合い、そして モータ186は、軸158と共に回動運動するためにハウジング228に固定さ れている。このモータ取付けハウジング228は、好ましくは、モータ取付けハ ウジング228が止め棒174を打つ迄、水平位置を超える揺動アセンブリ12 6の約30°の角度的運動を許容する。従って、揺動アセンブリ126は、所望に より、対称的な揺動運動のために水平位置から約30°各々反対の方向へ交互に係 止されることができる。揺動運動のこの一層大きな30°という角度は、揺動アセ ンブリ126についての水平の参照位置と各々の極限の傾斜運動との間にモータ 170が50のステップをなすことを要求する。勿論、揺動アセンブリ126の一 層小さい揺動も、制御装置182の適当なプログラミングによって選択してよい 。 好ましくは、スリット226は、エンコーダ/止めディスク16 2のエッジ176から30°の所に配置される。機器12のオペレータが30°又は これに近い値の揺動アセンブリ126の揺動角度を選択した場合には、エッジ1 76は、揺動アセンブリ126が水平位置を30°超えてその第2の攪拌位置に到 達したときセンサ178と整列して、モータハウジング228が止めロッド17 4に近いという警報を制御装置182に提供するであろう。制御装置182は、 水平に対する揺動アセンブリ126の位置を連続的に更新しそしてまた、エッジ 176がこのセンサに到達したとき、一次容器16の揺動攪拌の間にモータハウ ジング228と止め棒174との間の衝突が起きないよう、センサ178から警 報を受け取るであろう。 選ばれた攪拌間隔の完了したとき、制御装置182は、揺動アセンブリ126 をチャンバー24内の常磁性ビーズ(及び結合した標的細胞)の磁気的捕獲のた めの最初の分離位置で停止させる。この最初の分離位置は、又は磁気的捕獲のた めの最初の位置は、好ましくは、図6において水平から半時計方向に約5°であ る。一次磁石202が次いで、制御装置182の制御の下にモータ186及び機 構164の動作によって進められる。この分離位置は、好ましくは約30秒である 時間の間維持される。尤も、最初の磁気的分離には他の時間間隔も選択できる。 その直後に、揺動アセンブリ126は、一次磁石202が図6の前進位置に維 持された状態で、制御装置182によって二次的分離位置へと動かされる。この 二次的分離位置は、図1に見られるように、実質的に垂直である。出願人は、チ ャンバー24内の液体からの標的細胞及び結合した常磁性ビーズの磁気的捕獲の ための最初の傾斜した分離位置を用いるこの2つの相よりなる分離工程が、チャ ンバー24の液体内容物を、第1の分離相の間に一次磁気アセンブリ400の長 手方向に沿って有利に展開させることを見出した。図6に示されているように、 結合した標的細胞は、矢印232によって示されているように移動して容器16 の壁面上の塊となる傾向があり、該塊は案内線及び数字234によって示されて いる。未結合の常磁性ビーズ及び幾らかの非標的細胞もまたこの塊234内に捕 獲されることが認識されるであろう。この点において、容器16がその第2の分 離位置へ動かされた後、そして第2の分離時間が経過した後、オペレータは、チ ャンバー24を通気して液抜きするよう機器12より信号を受ける。殆どの非標 的細胞及びこれらの細胞を運んできたバッグ118からの液体は、チャンバー2 4から排液容器内へと排出される。 次いでオペレータは、塊234からの結合標的細胞のための一連の類似の洗浄 操作であってよいもののうち最初の洗浄を開始する。すなわち、チャンバー24 は、緩衝液で部分的に満たされそして再閉鎖される。オペレータは、キーパッド 150を介して機器12に、一次処理16が更なる処理のために準備できたとい うことの信号を送る。次いで制御装置182は、結合された細胞をチャンバー2 4内の新鮮な緩衝液中に遊離させるために、磁石202を引っ込める。機器12 は、容器16を第1及び第2の攪拌位置の間で、予め選ばれた時間の間攪拌し、 そして結合標的細胞を上に説明したように容器16の壁面上の新鮮な塊内へと磁 気的に分離する。 これらの新鮮な塊は、塊234のようではあるが、しかし塊中の非標的細胞そ の他の材料の排除という点で一層高純度のものである。やはり、機器12は、容 器16の壁面上へ結合標的細胞を塊内へ 捕獲することによって磁気的細胞分離を完了し、揺動アセンブリ126を二次的 分離時間のための垂直位置へと動かし、そして、チャンバー24を液抜きするよ うオペレータに信号を送る。もしも他の洗浄及び分離サイクルに従うべき場合に は、オペレータは、チャンバー24に新鮮な緩衝液を再充填するようアナンシエ ータ画面148上の指示によって指図される。好ましくは、標的細胞は、これら の洗浄/分離サイクルの完了時にはチャンバー24が実質的に常磁性ビーズに結 合した標的細胞及び未結合の常磁性ビーズのみを含有しているよう、3回の洗浄 /分離サイクルに付される。 洗浄/分離サイクルが完了すると、オペレータは一次チャンバー24に緩衝液 を再充填しそしてポート32を介して酵素キモパパイン等のような遊離材料を注 入するよう指図される。キモパパインは、細胞のビーズへの結合を仲介している タンパク質の酵素的分解によって、標的細胞を常磁性ビーズから遊離させる。遊 離のための代わりの手段は、本発明の範囲内である。例えば、他の遊離材料とし ては、細胞のビーズへの結合を仲介している抗体/抗原結合部位において結合を 求めて競合する、小さなペプチド、タンパク質その他の分子を含むことができよ う。遊離手段のための他の例としては、細胞のビーズへの結合は、ビオチン/ア ビジンによって、ビオチン/抗ビオチン結合によって、又はビオチン類縁体/抗 ビオチン結合によって仲介されていてもよい。この後者の場合には、遊離材料は ビオチンであろう。 チャンバー24は再び閉じられ、そして機器12は、結合した標的細胞を酵素 その他の解放材料と共にインキュベートするためにそして全ての又は実質的に全 ての標的細胞を常磁性ビーズから遊離さ せるために、容器16の内容物を攪拌する。この攪拌の完了後、一次磁石アセン ブリ400を前進させ、次いで2相磁気捕獲及び分離手順が反復される。しかし ながら、この分離段階は、磁性ビーズを容器16の壁面上に捕獲し、一方、未結 合の標的細胞は緩衝液中に遊離した状態で残る。オペレータは、再び次の処理ス テップを実施するよう信号を発する。 オペレータは、機器12のアナンシエータパネルにより、一次チャンバー24 を、二次チャンバー76を介して、図1に見られる製品受取容器156内へ液抜 きするように指図される。二次磁石138は、その表面において少なくとも約7, 000ガウスの磁場強度を有し、従って、一次チャンバー24を逃れた如何なる常 磁性ビーズをも二次チャンバー76内に強固に捕獲する。また、チャンバー76 を通る流れは、重力に逆らっており、そのことはまた、如何なるビーズもチャン バー76を通過しないということを保証する助けとなる。従って、容器156に 放出される製品は、標的細胞に富んでおり、且つ、非標的細胞及び常磁性ビーズ を実質的に含まない。 再び、オペレータは、部分的に一次チャンバー24を緩衝液で満たすようアナ ンシエータパネル148に指図され、次いで、機器12は、常磁性ビーズの塊に 捕らえられている標的細胞がその間に緩衝液中へ遊離するものである別の攪拌期 間を実行する。攪拌期間に続いて、機器202を再び前進させ、そして図6の分 離位置における分離間隔が、常磁性ビーズを捕獲する。オペレータは再び、二次 チャンバー76を介して製品受取容器156内へチャンバー24を液抜きするよ う命じられる。再び、常磁性ビーズが容器16の壁面上に又は二次容器68内に 捕獲され、一方、標的細胞は、標的細胞 の収率を増大させるよう、容器156へ放出される。好ましくは、容器156内 に収集のために後に加えられるものである更なる標的細胞を遊離させるための一 次チャンバー24内における常磁性ビーズのこの洗浄は、少なくとも1回行われ るが、望むならば数回行ってもよい。 今や図8に注目すると、二次磁石138及び二次容器のためのホルダー140 が協働して二次容器の68のための窪み238を規定していることが示されてい る。二次磁石138は、この窪み238のための平たい背後壁を規定し、一方、 ドアアセンブリ142の窓部142bは、窪み238内へと但し二次磁石138 に規定された背部壁の手前まで延びている、突出した6角形の部分240を規定 する。この部分240は、二次磁石138によって規定された窪み238の背後 壁と協働して、二次チャンバー内を通る常磁性ビーズの完全な捕獲を保証するよ う、二次容器76が二次磁石138に密接して平たい且つ薄い形態を維持するこ とを保証する。 ホルダー140内へのチューブ52及び84の通過を許容するものとして先に 述べたノッチ242は、部分的にはドア142の枠部142aによってそしてま た部分的にはホルダー140のリム246によって規定されているのが見られる 。ノッチ252、244は、ホルダー140のリム246を横切って窪み238 内へと開いている。ドア142上において、ドア把手144は、内方へ延びたカ ム部248を含み、それは、把手144の外側部分が持ち上げられたときに二次 磁石からの強い磁場に抗してドアアセンブリ142を開くために、リム246の 下にある部分と係合する。ドアアセンブリ142の一部が磁性金属材料で作られ ていることから、ドアの他 のラッチは必要とされない。更には、ドアアセンブリ142の枠部に設けられて いるノッチ242、244は、二次容器に隣接したチューブ部分52及び84を 受け入れるために使用することができ、ドア142が閉じられているときこの容 器を突出部240に保持する。 また、把手144及びカム部248によって提供される梃子作用は、ドア14 2を手で容易に開くのに十分遠くへと二次磁石138の強い磁場からドア枠14 2aを動かすのを助る。ドア142及びカム部248を備えたドア把手144の この構成はまた、二次容器62を窪み238内へ組み込む際に重要な利点を有す る。上述のように、二次容器62は、本質的に、透明のプラスチックシート材料 よりなる平たい封筒又はバッグのように作られている。この容器が窪み238内 へ配置されてドア142が閉じられるとき、二次磁石138により、増大する磁 気的引力がドアに対して作用する。しかしながら、ドア142がこの磁気的引力 によって勢いよく閉まるということは、許されない。従って、把手144のカム 作用は、容器62が窪み238内に正しく配置されて、挟まれることのないこと を保証しつつ、オペレータがゆっくりとドア142を閉じることを許容する。 半自動化された細胞分離工程の概観 図9を見ると、図2の使い捨て装置セットと共にそして人であるオペレータの 参加を得て図1の機器12によって実行される半自動化された細胞分離工程のた めの最上レベルの流れ図が示されている。図9を眺めると分かる通り、係員は参 照数字250で示されているように機器12を「オン」する。やはり250で示 されているよ うに、機器12のための細胞分離工程サイクルを開始させるものである人である 係員の行動はまた、前の細胞分離サイクルの終了時にキーパッド150において 入力される「リセット」コマンドであることもできる。 工程のこの点において、数字252で一般的に示されているように、機器12 は、オペレータに機器12の位置の較正を要求するよう促すであろう。そしてそ の要求は、キーパッド150において入力されると、上述のように、機器が「オ ン」に入れられた時に揺動アセンブリがたまたま占めている任意のから(又は図 1に見られる垂直位置から)その水平位置(センサ178との整列へ至るスリッ ト226の通過によって示されている)への機器12による揺動アセンブリ12 6の回動式回転、一次磁石アセンブリ400の引っ込み、及び図1に見られる垂 直位置へ戻る揺動アセンブリ126の回動運動をもたらす。この時、一連の追加 のプロンプトがオペレータに表示されている間、機器12は待機もする。これら のプロンプトは、オペレータに、使い捨てセット14の準備とその機器12上へ の組み込み、バッグ120からの緩衝液によるこのセットのプライミング、バッ グ118から一次チャンバー24への細胞混合物の添加、及びポート32を介し た常磁性ビーズの添加を連続的に指図する。 この時、オペレータは、ブロッキング剤をポート32を介して一次処理チャン バー24内へ添加するようやはり促される。このブロ ヒトイムノグロブリン又は、ヒト血清アルブミン(Baxter Hyland)のような別 のタイプのタンパク質濃縮物であってよい。この時点に おけるブロッキング剤の添加は、標的細胞及び他の細胞が細胞混合物中において 相互に接着することを防止するのに助けとなり、そして、非標的細胞の抗体とビ ーズへの非特異的結合を防止する。ここに使用される正の免疫磁気細胞分離工程 からの生存力ある標的細胞の収率は、このブロッキング剤によって増大される。 各活動の完了したとき、オペレータは、キーパッド150によって機器12に示 されたステップが完了したことを指示するよう指図される。次いで機器12は、 次の連続的プロンプトをオペレータに表示するか、又は、この活動への準備にお ける人オペレータの活動が完了したときには、適当な場合にはいつでもそして制 御装置182の制御に従って、磁気的細胞分離工程のそれ自身の部分を開始する 。 要するに、機器12によって実施される磁気的細胞分離工程の各ステップは、 標的細胞を常磁性ビーズと結合させるための最初の混合、及び結合した標的細胞 の最初の磁気的捕獲を含む。機器12は次いで、チャンバー24から緩衝液を抜 くようオペレータを促すが、これはまた、バッグ118からチャンバー24に最 初に入った非標的細胞及び他の材料の大部分をもこのチャンバーから搬出する( 工程のこの部分は、一般に図9において254で示されている)。廃棄物へと抜 き取られるべき緩衝材料並びに他の材料は、図1において数字42aで示した廃 棄物容器へと抜き取られる。 次に、機器12及びオペレータは、実質的に全ての非標的細胞を一次処チャン バー24から成功裏に除去するために、結合した標的細胞の一つの又は一連の洗 浄を協働して実施する。これらの洗浄は各々、一次処理チャンバー24への新鮮 な緩衝液の添加、結合した標的細胞/ビーズ複合体の遊離(上述のように。そし てそれらは、 以下「結合細胞」という)、並びに磁気的に捕獲された標的細胞の塊234中に 捕獲された非標的細胞のこの新鮮な緩衝液中への遊離、短時間の混合、及び結合 した標的細胞の磁気的な再捕獲、続いて一次チャンバー24から容器42a内へ の緩衝液及び非標的細胞のもう一回の液抜きを含む。この洗浄又は一連の洗浄は 、図9において一般的に数字256で示されており、機器12のマイクロプロセ ッサに基づく制御装置182のために予め選択された通りに可変の回数だけ反復 することができる。より具体的には、各洗浄サイクルは、一般に、数字258で 示された充填及び混合動作、及び図9において数字260で一般的に示された分 離動作を含む。 実質的に全ての非標的細胞を一次処理チャンバー24から除去するために標的 細胞が一旦十分に洗浄されると、機器12は、材料遊離開始シーケンスに入り( 図9において262で示されている)、その間に機器12は、再び新鮮な緩衝液 をチャンバー24に加えるよう、そして酵素キモパパイン等のような遊離材料を 加えるよう、オペレータにプロンプトを提供する。この解放材料は、標的細胞を 常磁性ビーズから分離する。工程のこの段階は、一般的に図9において数字26 2で示されている。 機器12は、磁気捕獲された結合標的細胞を緩衝液中へ再び遊離させ、これら の細胞を更なる遊離材料を添加した緩衝液と攪拌して標的細胞と常磁性ビーズと を分離させ、そして再び時期的に常磁性ビーズを捕獲する(図9において264 で示されている)。重要なことに、標的細胞(もはや常磁性ビーズに結合してい ない)は、緩衝液中に懸濁して止まる。 再び、オペレータは、緩衝液をチャンバー24から抜くよう機器 12によって促される。しかしながら、今度は、緩衝液及び標的細胞を一次チャ ンバー24から図1に見られる製品受器156内へと二次処理チャンバー76を 介して抜き取るよう指図されるであろう。上に指摘したように、この第2の処理 チャンバーは、二次磁石138と連携して配置されている。結合していない標的 細胞は、第2の処理チャンバー76を通って製品受器156へと流れる。しかし ながら、一次チャンバー24において磁気捕獲を逃れて第2の処理チャンバー7 6へと流れる如何なる常磁性ビーズも、磁気的にこのチャンバーにおいて捕獲さ れる。その結果、製品受器156は、標的細胞に富んだ、そして実質的に非標的 細胞及び常磁性ビーズを含まないものである緩衝液を受け取る。 今や機器は再びオペレータに新鮮な緩衝液をチャンバー24に加えるよう指図 し、そして磁気的に捕獲された常磁性ビーズを、ビーズの塊内に捕らえられた残 りの標的細胞と共に、遊離させるであろう。これに、短時間の攪拌が続く。捕獲 された常磁性ビーズのこの遊離及び攪拌時間は、一次チャンバー24内に保持さ れている可能性のある標的細胞の実質的に全てを、新鮮な緩衝液内へ分布させる 。これらの動作は、図9において参照数字266によって一般的に示されている 。 その後、機器12は、一次処理チャンバー24内において常磁性ビーズを再捕 獲する。しかしながら、この時には緩衝液中の標的細胞の濃度は今や遥に低いこ とから、常磁性ビーズの塊中にはほんの僅かな標的細胞が捕らえられるに過ぎな い。機器12は、一次処理チャンバー24を製品受器156内へ第2の処理チャ ンバー76を介して液抜きするよう、再び係員に信号を発する。これらの動作は 、一般的に図9において数字268で示されている。 今度は、機器12は、図9において数字270で示されている一時停止シーケ ンスに入り、その間に機器は、使い捨て装置セット14を正しく閉じて、セット 14を機器12から取り除き、そしてセット14を処分するよう、係員を促す。 この際に、オペレータは、機器12を一時停止させるか又はリセットを命令して 別の次の磁気的細胞分離工程のために機器を準備することができる(図9におい て数字272で示されている。)。 図10〜17を考察し、そして図9をも念頭において、使い捨て装置セット1 4を伴ったそして人オペレータの時折の注意と連携した機器12の操作の方法に おける詳細なステップが、示されている。これらの図において、工程への数個の 入力は、「係員の義務#」(「AD # 」と略す。)として参照されており、 これらの義務は、係員のこれらの義務は、各々の場合に機器12のアナンシエー タ画面148によって促され、そして係員に、必要な動作の各々が完了したこと を機器12に対して入力キーパッド150を介して指示するように要求する。従 って、工程へのこれらの「係員の義務」入力は、実際は画面148上に通告され た要求と係員からの応答の結果である。機器12は、これらの通告された要求、 又はプロンプトを、そのプログラミングの一部として提供する。これらの動作の 各々は、係員によって実施されるステップの形で下に記述されているが、各々は 、機器12による出力動作を表し、それに対して係員は単に応答し、そして機器 12に対してその動作が完了したことを検証する。 上に概括した特徴の重要な面のうちの一つは、係員が磁気的細胞 分離工程における各段階を学ぶ必要が全くないということである。係員が完全な 工程を学んだか否かに関わりなく、係員は、各々が異なった細胞分離工程段階に ある機器12の一団のような、各機器がある特定の時間に工程の何処にあるかを 記憶するのを係員が非常に負担に思うことになるであろうような、この係員の注 意を必要とする他の義務をも持つことができる。機器12は、機器が実施しつつ ある完全な磁気的細胞分離工程を追跡し、そしてこの工程は、例えば工程の収率 を最大にするために、その者の為にこの細胞分離が実行されているものである医 者等のような監督者の意思によって変更することができる。従って、工程への各 々の「係員の義務」入力は、機器12による必然的結論としての出力プロンプト への応答を表し、それに対して係員は機器に検証入力を提供しなければならない 。 図10を眺めると、機器準備シーケンス(252)が最初、機器12による、 図1及び4に見られる垂直位置への揺動アセンブリ126の配置を、そして、一 次永久磁石202より構成されている一次磁石アセンブリ400の、図4に見ら れる配置への引っ込めを含むことが分かる(図10において数字274によって 示されている)。これらの段階は、図2に見られるように、オペレータが機器1 2上に使い捨て装置セット14を組み込む(図1に見られるように)ために機器 12を準備する。機器12は、セット14上の全てのクランプを閉じるよう、バ ッグ118及び120をセット14に接続するよう、使い捨て装置セット14を 機器12に組み込むよう、排気クランプ30を開くよう、セット14を(バッグ 120から接続チューブの全ての部分を通って一次チャンバー24内への少量の 緩衝液によって)プライミングするよう、細胞調製物をバッグ118から一次チ ャンバー24内へ加えるよう、常磁性ビーズを一次チャンバー24内へ加えるよ う、望むならばブロッキング剤を加えるよう、チャンバー24内の液体レベルを 又はこの液体中の細胞濃度を望みのレベルへもたらすために計算量の緩衝液を加 えるよう、セット上の全てのクランプを閉じるよう、そして排気クランプ30を 閉じるよう、そして最後に、機器上への装置14の取付けを確認するよう、オペ レータを促す。 上に指摘したように、機器12は、これらのステップを個々に実施するようオ ペレータを促し、オペレータは、次のプロンプトが表示する前に適当な入力をキ ーパッド150上に行うことによって、各ステップを機器12に検証する。これ らの係員の義務は、図10において集合的に「AD # 」といい、そのように 略されており数字276で参照されている。図10の278には、オペレータが 促され、実行し、そしてキーパッド150においてオペレータ入力によってオペ レータ義務の各々の実行を機器に検証している間、機器12の機械的部分が待機 していることが示されている。機器12の制御装置182は、これらのプロンプ トを画面148において提供し、キーパッド150において検証を受け取る。 AD #1についての義務の最後の一つをオペレータが実施し検証したとき、 機器12は、制御装置182の制御の下で、磁気的細胞分離工程の最初の混合及 び分離相(254)を開始する。この最初の混合及び分離相は、第1の数回の混 合操作(数字282で示されている)、及び第1の数回の磁気的分離(一次チャ ンバー24内における常磁性ビーズの磁気的捕獲)(図10において数字284 で示されている)を含み、それらは各磁気的細胞分離工程に際して機器12によ って実行されるであろう。 図10を眺めると、混合及び分離工程が、単に以下の記述の便宜と簡潔さの目 的で各々サブルーチン(数字286及び288でそれぞれ示されている)として 示されていることがわかる。当業者は、大量の比較的低コストのプログラム可能 メモリを備えた高速のマイクロプロセッサに基づく制御システムにおける現行の 技術が、プログラムが単に類似の又は同一の動作を反復するためのコードの反復 する行を含むということを示唆していることに気づくであろう。全プログラムは 、次いで、サブルーチンが呼び出され、実行されそしてプログラムへの復帰が実 行される間、プログラムの割り込みを実行するよりも寧ろ、逐次的に実行される 。しかしながら、プログラムのためのこの構造は、一層多数のコード行につなが り、そして本発明の目的のための説明には非常に負担となろう。従って、現在の 目的のためには、機器12は完全な細胞分離工程の間に幾つかの動作を完全に同 じように又は実質的に、数回反復するということを認識しなければならない。反 復される動作は、最初に実施されるときに動作の完全な記述を参照することによ って、素早く理解するくことができる。動作が実質的に、しかし完全に同じでは なく反復される場合には、違いのみが記述される。 図11〜13を見る間に上記を念頭において、混合ルーチン(286)が、図 11に最初に示されている。混合ルーチン286は、290で示されているよう に開始し、そして292に示されているように、値nの読み取りを含む。このn 値は、ルーチンに、実施されようとする混合が最初のものか又は、細胞分離工程 中に機器12 によって実施されるその後の類似の(しかし必ずしも同一ではない)混合操作の うちの一つであるかを告げる。最初の混合/分離については、n値は「1」であ る。ルック・アップ・テーブル(図12)は、混合ルーチンのための適正な値を 提供する。Nnは、揺動アセンブリ126が一次チャンバー24の内容物を攪拌 するために揺動される水平からの、各方向への度数である。Tnは、一次容器2 4の内容物の攪拌が揺動アセンブリ126の揺動によって続けられる、分で表し た時間である。Rnは、揺動アセンブリ126の揺動についての分当たりのサイ クルで表した速度である。換言すれば、揺動アセンブリ126は、激しく前後に 震盪されるか、又は穏やかに前後に傾けることができ、そしてチャンバー24の 内容物のための、如何なる望みの中間の混合速度も可能である。 294に示されているように、チャンバー24の攪拌又は混合を実行するため に、機器12は最初に揺動アセンブリ126を図1及び4の垂直位置から、セン サ178と整列したスリット226によって示されている水平位置まで回転させ る。次に、296に示されているように、制御装置182が、揺動アセンブリ1 26を水平位置からモータ170についてのステップ数αだけ各反対方向に前後 に揺動させ始める。α値は、Nn値をモータ170の動作についての0.6°(完 全な1ステップ)か又は0.3°(半ステップ)の増分値で割り、そしてその結果 に最も近い整数値をαに等しいと設定することによって得られる。揺動アセンブ リ126の揺動は、図1を見て時計方向に始まる。揺動アセンブリは最初に垂直 位置から離れてこの方向へ動くからである。揺動の速度は値Rnを参照すること によって制御され、期間Tnの間持続する。期間Tnの終わりに、 混合ルーチンは図9及び10に見られるプログラムに戻る。 直ちに、プログラムは、図13に見られる別のルーチン(288)を呼出す。 300に示されているように、この別のルーチンは、開始してそして直ぐにn値 を読み(302に示されている)、ルック・アップ・テーブル(図12)から値 St1nを取ってくる。この別のルーチン288は、混合ルーチンのための時間 間隔Tnの終わりの時にたまたま動いている如何なる方向にも揺動アセンブリの 回動運動を持続させ、そしてプログラム可能な第1の分離位置において揺動アセ ンブリを滑らかに停止させるが、この位置は、好ましくは容器16についての水 平位置から反時計方向に(図1に見られそして図6に示されているように)5° である(この動作は、図13に数字304で示されている)。揺動アセンブリ1 26についてのこの第1の位置を見出すために、制御装置182は、上述のよう に、5°をモータ170についてのステップ当たりの0.6°で割った値に最も近 似する整数ステップ数だけアセンブリ126を水平位置から反時計方向に、回動 させる。 永久一次磁石202よりなる一次磁石アセンブリ400は、次いで図6に見ら れる位置へと進められ、そしてオペレータに信号が送られる。この時、(図13 を参照して数字306によってAD #2として示されているように)オペレー タは、バッグ120から少量の緩衝液をチャンバー24内へ加えるよう、そして セット14のクランプを再閉鎖するよう促される。少量の緩衝液のこの添加は、 一次容器16の攪拌の間にチューブ34内へ入り込んだ如何なる標的細胞及び常 磁性ビーズをも、一次チャンバー内へ流し戻すのに有効である。オペレータがチ ャンバー24へのこの緩衝液の添加を行 っている間、図13において数字308で示されているように、制御装置182 は待機する。 AD #2が完了したということを、図13において数字310で示されてい るようにキーパッド150において適当なオペレータ入力(OPI)を行うこと によってオペレータが指示したとき、制御装置182は、図13において数字3 12で示されているように、秒単位でSt1nの値に等しい時間間隔の秒読みを開 始する。この第1の分離位置は、プログラム可能な時間間隔St1n(好ましくは3 0秒である)の間保持される。本出願は、下にある一次容器16の壁へ向けての 結合した標的細胞の重力による及び磁力による組合わさった沈降の影響により、 結合した標的細胞の90%より多くを磁気的に捕獲するのに30秒という最初の時間 間隔が十分であると判定した。 この時において、そしてもしも望むならば、チャンバー24へのこの新鮮な緩 衝液の添加の後にチューブ34内に止まっている少量の新鮮な緩衝液を液抜きす るよう動作をまた促してもよい。少量の新鮮な緩衝液のこの液抜きは、クランプ 44を開き、ほんの僅かな緩衝液を廃棄物容器内へ液抜きすることによって実行 される。磁気的細胞分離工程の実施には必須ではないものの、この少量の液抜き 操作は、クランプ44の上方の排液チューブ40中に存在し得る如何なる常磁性 ビーズ又は非標的細胞をもY字形コネクタ36から排除するのに有効である。 次に、図13において数字314で示されているように、制御装置182は、 一次磁石アセンブリ400が前進位置に維持された状態で、揺動アセンブリ12 6を図1に見られる垂直位置へと回動さ せる。制御装置182は次いで、追加の分離時間間隔を図12のルック・アップ ・テーブルからのSt2nに等しい分単位でカウント・ダウンする。本発明のこの 第2の2相式磁気的分離の間に、図6にあったように、チャンバー24内の残存 の結合標的細胞が塊234中に捕獲される。この時間間隔St2nは、2分である 。この時間間隔St2nの終わりに、制御装置182は、オペレータに信号を送り 、次いで、図13の数字316に示されているように、図9及び10の主プログ ラムへの復帰を実行する。 図10のプログラムリストに戻って、そしてこの図において数字318で示さ れているように、オペレータは今や、一連の動作(係員の義務#3)を実行する よう促される。これは、排液クランプ44を開き、排気クランプ30を開き、チ ャンバー24から液体を廃棄物容器内へと排液し(制御装置182は、チャンバ ー24内の液体について図12のルック・アップ・テーブルから、「廃棄物」又 は「製品」の指定を得る)、そして排液クランプを再閉鎖することを含む。オペ レータがこれらの義務を実行している間、図13を眺めると数字320で示され ているように、制御装置182は待機する。図13の数字322で示されている ように、オペレータがAD #3についてのそれらの義務を果たしそしてキーパ ッド150に適当な検証入力を行ったとき、制御装置182は、図9において2 56で示されているように、第1の洗浄充填/混合へと進む。 図14の数字324で示されているように(AD #4)、オペレータは、先 ず、緩衝液クランプ66を開きそしてチャンバー24に緩衝液をレベル「A」ま で再充填するよう、全てのクランプを再閉鎖するよう、排気クランプ30を再閉 鎖するよう、及び装置の設 定を検証するよう、促される。やはり、制御装置は、プロンプトのこのシーケン スを表示する間待機し(図14において数字326で示されている)、オペレー タが、最後の検証を入力したとき(図14の数328に示されている)、制御装 置182は、一次磁石アセンブリ400を引っ込め(この動作は、図14におい て数字330で示されている)、そして、次の「混合」操作(図14の数332 )の入力時に、n値を1だけ増分する。この混合操作は、ルーチン290を呼び 、それは図12の表から得られた該値で反復される。こうして、各混合操作は、 個々の事象として理解され、それについての好ましい値は、図12の表に示され ているが、しかしそれらの値は、機器12の使用者の意図に従って変更すること ができる。 次に、制御装置182は、洗浄分離動作(図9の数字260を参照)に入り、 分離ルーチン300を呼出し、そしてこのルーチンを、現在のn値に従って図1 2の表からの適切な値を得て実行する。図9に見られ且つ図13のAD #2を 参照して論じられている数字254の最初の混合分離のみが、Y字形コネクター 36からの少量の緩衝液の排液を含むということに注意しなければならない。も しもこの選択肢が工程に含まれているならば、制御装置182はオペレータにこ の排液操作をn=1のときにのみ実行するよう促し、そして、分離ルーチンの全 ての後に続く使用については、この排液操作をオペレータプロンプトから省く。 図14の数336に示されているように、オペレータは、今や義務(AD # 5)(図10を参照して上に論じたAD #3、数字318についての義務と同 じである)を実行するよう促される。やはり、制御装置182は、待機し(図1 4の数字338)、そして 磁気的細胞分離工程の次の相へ進む前に、一連の検証を受け取らなければならな い(図14の数字340)。 図9及び14の両方において数字342で示されているように、機器12の監 督的使用者は、条件的な枝分かれした決定のための値を入力する機会を有する。 この条件的な枝分かれした決定は、洗浄充填/混合、及び洗浄分離ステップが一 回のみ又は反復して実施されることを許容する。好ましくは、この洗浄充填/混 合及び洗浄分離ステップ(258、260)は、3回反復される。しかしながら 、機器12の使用者の好むところに応じて、これらのステップは2回のみ反復し てもよく、又は3回より多く反復してもよい。図12のルック・アップ・テーブ ルに注意すれば、この典型的な表が3つの同一の洗浄充填/混合、及び洗浄分離 ステップを含んでいることが示されるであろう。しかしながら、機器12の監督 的使用者は、ステップ258、260のために表中へ異なった値を入力してもよ く、そして、単に条件的分枝242におけるこの優先を指示しそして図12のル ック・アップ・テーブルの優先的デフォールト値を用いないならば望みの値を表 12に入力することによって、これらのステップを3回より多く反復させてもよ い。代わりとして、機器12は、オペレータがこれらの洗浄の速度、時間間隔、 及び他のパラメータを変更する機会を与えられていてさえも、常に3回の洗浄を 実行するようにプログラムしてもよい。尚も代わりとして、機器12は、オペレ ータが動作それらの動作についての及びパラメータ値をキーパッド150におい て入力することのできるものである手動モードが備えられていてもよい。 次に、制御装置182は、遊離材料初期設定シーケンス(図9の 数字262)に入る。このとき、オペレータは、義務(図15において数344 で示されたAD #6)を実行するよう促されるが、これは、新鮮な緩衝液によ るレベル「B」までのチャンバー24の充填、クランプの再閉鎖、及びポート3 2を介したチャンバー24への酵素材料の添加を含む。以前のように、制御装置 182は、一連のプロンプトが表示され、各動作が完了したことをオペレータが 検証(図15の数348)する間、待機する(図15において数346で示され ている)。制御装置182は、次いで、図15の350で示されているように一 次磁石アセンブリ400を引っ込め、そしてオペレータにAD #7を実行する よう促す。この動作は、単に、オペレータが排気クランプ30を閉鎖することと 、そして装置14の取付けをチェックすることを含むだけである。やはり、制御 装置182は、AD #7が実施されたというオペレータからの検証(356) を待つ(354)。 図15の数字358及び360で示されているように、制御装置182は次い で他の混合動作を実施し、表12から適切な値が選択されるよう、再び増分され たnの値を得て別の分離動作がこれに続く。これらの混合及び分離動作は、図9 において数字264で示されている。遊離材料分離動作の終わりにおいて、図1 5の数字362によって示されているように、オペレータは、AD #8を実行 するよう促される。この一組の係員の義務には、オペレータが製品容器156を 準備する(そして必要ならば接続する)こと、製品クランプ64、66(図2を 想起)のうちの適切なものを開くこと、排気クランプ30を開くこと、そして液 体製品を標的細胞と共にチャンバー24から製品容器156内へと、二次容器2 8のチャンバ ー76を介して排液することが含まれる。チャンバー24の液抜きの完了したと き、オペレータはまた、先に開いた製品クランプを再び閉じるよう促される。や はり、工程中を進む前に、容器182は待機し(364)、そして各動作の完了 の検証を得なければならない(366)。 今や、制御装置182は、図9に示されているように、製品洗い出し充填/混 合、及び製品洗い出し分離ステップ(それぞれ、266及び268)に入る。図 16の数字368に見られるように、オペレータは、制御装置182によってA D #9を実行するよう促される。この一組の係員の義務は、オペレータが、新 鮮な緩衝液でレベル「A」までチャンバー24を再充填し、そして緩衝液クラン プを再閉鎖することを要求する。制御装置182は待機し(370)、そして工 程中をさらに進む前に、AD #9が完了したことの検証(372)を必要とす る。 AD #9の実行の間、オペレータが緩衝液を一次チャンバー24内へ加えて いるとき、制御装置182は、一次磁石アセンブリ400を引っ込める。好まし くは、一次磁石アセンブリ400の引っ込みは、チャンバー24への緩衝液の再 充填の約30秒に行われる。一次チャンバー24の再充填が開始された後であるが 再充填の完了する前における、一次磁石アセンブリ400のこの引っ込みは、2 つの重要な利点を有する。第1に、チャンバー24のこの部分的な緩衝液充填は 、標的細胞及び常磁性ビーズが遊離されるときそれらが容器16の底壁22へと 落下して当たらないように、液体クッションを提供する。第2に、一次磁石アセ ンブリ400の引力による標的細胞及び常磁性ビーズの磁気的遊離の後に緩衝液 の添加を続け ることにより、緩衝液の流入が標的細胞を常磁性ビーズから分離するのに、及び 細胞を捕獲しており得るこれらのビーズの凝集をほぐすのに、助けとなる。一次 磁石アセンブリ400のこの引っ込みは、AD #9の必要なオペレータ入力( OPI’s)(その入力は、チャンバー24への緩衝液の再充填が開始したこと を示す)のうちの一つをオペレータが供給した後、選ばれた時間の間(好ましく は約30秒)制御装置182によって命令される。 AD #9義務の完了及び一次磁石アセンブリ400の引っ込みに続いて、制 御装置は、オペレータにAD #10(図16において数字376で示す)を実 行するよう要求し、やはりこの動作が実行されている間(図16の数字378) 待機し、そして動作が完了したことの検証(数字380)を要求する。AD # 10についての動作は、単に、オペレータが、全てのクランプを再閉鎖し、排気 クランプ30を再閉鎖し、そして再び装置の取付けをチェックすることを要求す る。制御装置182は次いで、図12の表から適切な値が選ばれるよう1だけ増 分したn値を以て、混合ルーチン290を用いて一次容器16の内容物を混合す る(図16の382)。 製品洗い出し混合(352)の完了時、制御装置182は、分離ルーチン30 0の使用により、常磁性ビーズを容器16の壁上へもう一度分離する(384、 図16)。これは、常磁性ビーズを一次チャンバー内に捕獲し、緩衝液が追加の 標的細胞と共に再び製品容器156内へ排液されることを許容する。これらの動 作は、制御装置182が待機(388)し、この動作が完了したことの検証を要 求(図16の390)している状態で、AD #11において促される(図16 における数字386を参照)。 最後に、制御装置182は、図9の270に示されている一時停止シーケンスに 入る。図17を眺めると、この一時停止シーケンスが、この図の数字392で参 照される一組の係員の義務、AD #12を含むことが分かる。この係員の義務 は、使い捨て装置セット14上の全てのクランプを閉じること、及び装置セット 14を機器12から除去することを含む。前と同様に、制御装置182は待機し (394)、そして、係員についての各動作が完了したことの検証を要求する( 396)。オペレータは、セット14、廃棄物容器42a、を正しく処分するよ う訓練され、それらを有害な生物学的廃棄物として取り扱うであろう。次に、別 の磁気的細胞分離工程が現在実施されることになっているならば、制御装置18 2は、オペレータが一層容易に使い捨ての装置14の新しいセットを機器12に 組み込むことができるよう、一次磁石アセンブリ400を引っ込める(398に 示されている)。今やオペレータは、図9が上において最初に考察されたときに それに関して指摘されているように、機器12を「オフ」にし、又は、全プログ ラムシーケンス及び磁気的細胞分離工程を再び開始させるリセット操作を選択す る。 実施例1 骨髄吸引物からのCD34+幹細胞の単離 白血球の濃縮された低密度画分(造血単核球(MNC)としても知られている )を、ヒト患者及び健常提供者の骨髄吸引物から慣用の手段で分離した。サンプ ル中の細胞は、遠心によって分離したFicoll/Histopaque(Sigma)によって分離 し、境界バンドからの単核球を収集した(Smith,S.L.,et al.,Exp Hematol 20:870-877,1993)。特定のMNCサンプルは、その骨髄を患者に投与するに先 立 って、医者によって、滅菌ガーゼ及び/又はステンレススチールスクリーンを通 す濾過に付した。特定の前臨床実験については、捕獲されたMNCをスクリーン 及び/又はガーゼから回収した。他の実験のためには、未濾過の骨髄吸引物のM NCが使用された。 細胞の感作: MNC濃縮物中の標的CD34+細胞を、抗CD34抗体で「感作」した。抗CD 34抗体は、「抗My10」としても知られているが、ATCC(Rockvilleメリ ーランド州)に寄託されているハイブリドーマ#HB−8483によって分泌される モノクローナル抗体として、米国特許第4,965,204号(Civin)に記述されている 。感作ステップの間に、抗CD34抗体が、標的細胞上のCD34抗原に特異的に結 合する。単核球をゆっくり(4回転/分)回転させつつ、30分間2〜8°にて、 細胞106個当たり0.5μgの抗CD34抗体と共にインキュベートした〔血清不含細 胞培養(Baxter Hyland,Hayward、カリフォルニア州)によって調製された抗C D34 #9069〕。細胞は、次いで、残存の未結合抗体を除去するために3回洗浄 される。 常磁性マイクロスフィアの調製: 存在する0.2%アジ化ナトリウムを含有する緩衝液を除去するために、3回洗浄 した。 洗浄した細胞、洗浄したビーズ、及び濃縮したヒトIg(Gammag られるヒトのイムノグロブリンの濃縮物である。) しつつ室温にて装置上30分間のインキュベーションを実施するよう促した。幹細 胞上のマウスモノクローナル抗CD34抗体に対するビーズ表面上のヒツジ抗マウ ス抗体の結合によるロゼットを形成して、ビーズは各CD34+細胞の周りに房状 になった。 非標的細胞からのビーズ/ロゼットの分離: 標的細胞が重力流れによりチャンバーから予め接続された1000ml移し替えパッ ク内へ流れ出るのを許容しつつ、ビーズ/ロゼットを ビーズ/ロゼットの洗浄: 非標的細胞を除去した後、3回の洗浄サイクルを実施した。オペレータは、機 器上に標記されたプロンプトに従ってこの3回の洗浄サイクルを開始させた。該 1000mlの移し替えパック内に、非標的細胞と共に洗浄緩衝液を収集した。この パックの内容物を、捕獲効率を測定するためにアッセイした。 ビーズからの細胞の遊離: ChymoCell-T TM(ChymoCell-T TMは、Boots,Ltd,英国、によって供給されて いる臨床グレードのキモパパインである)を用いた酵 ャンバー内へ、注射部位を通した無菌的注射によって導入した(最終のキモパパ イン濃度=200単位/ml)。オペレータプロンプトは、持続的攪拌を伴う15分 の室温インキュベーションを導いた。ビーズを次いで磁気的に一次容器内に保持 し、一方、CD34+標的細胞は二次磁石上へと通過し、最終の収集容器内へ収集 された。 細胞集団の表現形解析: ビーズから遊離された細胞を、次いで、記述されているようにして(Smith,S .L.,et al.,Exp Hematol 21:870-877,1993)、CD34に対するFITC-8G12モノ クローナル抗体(Baxter Immunotherapy Division,Irvineカリフォルニア州) で氷上15分間染色しそして リフォルニア州)で定量することによって、CD34+純度について評価した。 結果: 骨髄吸引物(3)及び骨髄スクリーンサンプル(5)からの合わせた結果を、 下の表1に示す。 更なる3つの骨髄吸引物サンプルからの個々の結果を下の表に示す。 実施例2 単離されたCD34+細胞によるコロニー形成 いくつの個々の細胞が増殖して一層分化した細胞のコロニーを形成する能力を 有するかを判定するために、標準のコロニー活性を実施した。 要するに、5×104個の細胞(分離前)又は5×102個の細胞(分離後)を、各 35mmの皿中において、IMDM、予めスクリーンされた胎仔牛血清、及びメチ ルセルロースを含有する1mlの培地(Terry Fox Laboratory)中に播種した。 コロニー刺激活性は、G−CSF,GM−CSF,IL−3,IL−6及び幹細 胞因子(皿当たり20ng)によって提供した。CFU−GM(50個以上の細胞よ りなる無色のクラスター)、BFUe(50個以上の赤い細胞よりなるクラスタ ー)、及びCFU−Mix(両方の形態を有するコロニー)を、逆転した顕微鏡 を用いて培養14日後に採点した。 結果: 2つの隔離した実験からの細胞によるコロニー形成を平均した(下の表3を参 照)。 実施例3 動員した末梢血サンプルからのCD34+細胞の選択 提供者をG−CSF(顆粒球コロニー刺激因子)、又はG−CSF及びGM− CSFで処理した。この処理は、骨髄から末梢血への幹細胞の「動員」を刺激し 、従って末梢血サンプルから得られる幹細胞の数を大きく増加させる。 白血球を供血者から収集し、CD34+細胞を上の実施例1に記述したように単 離した。上に記述したようにFACSにより細胞集団をCD34+発現について分析し た。 結果: 17の実験からの結果を下の表4に示す。 実施例4 末梢血から単離されたCD34+細胞によるコロニー形成 動員した末梢血からの細胞集団(上記実施例3)を、標準のメチルセルロース アッセイ(上記実施例2)においてコロニー形成能につきアッセイした。 結果: 3つの単離実験からの結果が下の表5において平均されている。 実施例5 CD34+細胞単離物からのCD3+細胞(T細胞)の枯渇 異系同種移植を意図する骨髄からは、T細胞を枯渇させることが望ましい。提 供された骨髄からのある主のT細胞は、移植された細胞集団中のリンパ球が免疫 反応を受け手側の組織に対して起こすものであるGVF疾患の部分的原因である と考えられている。細胞表 面の抗原CD3は、T細胞に特異的であり、移植集団内のT細胞の数を推定する ためのマーカーとして使用することができる。 CD34+細胞を選択するために、骨髄サンプルを、実施例1に記 T細胞を枯渇させるためのある古い方法は、赤血球ロゼット/大豆アグルチニ ン法(E rosette/SBA)(Frame,J.N.,et al.,1989,Transplantation 47:984 -8;Reisner,Y.,et al.,1981,Lancet 2:327-31;Reisner,Y.,et al.,198 0,Lancet 2:1320-4)によるCD3+細胞の選択的沈殿を伴う。この方法は、完 了までに一般に16〜18時間の技術的注意を必要とする。 分析によりCD3抗原についてアッセイした。同様に、E rosette/SBA法によっ てCD3+細胞を枯渇させた骨髄サンプルを、CD3抗原についてFACS分析によ りアッセイした。 結果: 5つの骨髄サンプルからの結果を下の表6に平均してある。 結論 と増殖する能力を有する幹/前駆細胞の濃厚化した集団を与える。 って集団から枯渇される。 実施例6 CD34+を濃厚化させた自家骨髄移植物の造血能力 乳癌患者から収穫した骨髄を、実施例1に記述されているように処理して、単 核球(MNC)の懸濁液を作った。収穫されたMNCの2つの部分を、MNC移 植及びバックアップのために冷凍保存し(各々1×108細胞/kg)、一方、残 りを、CD34+選択のため 疫選択法を用いて処理した。選択されたCD34+細胞を、続いて冷凍保存した。 処理した8つの骨髄サンプルのうち、選択された製品CD34+細胞の純度は56〜 89%(平均=77%)の範囲にあった。選択された細胞は、CD34+細胞について 47乃至72倍(平均=59)濃厚化されており、そして30〜72%(平均=48)のCD 34+細胞の回収をみた。製品中の夾雑のCD34陰性細胞は、主としてCD19+B 細胞(22〜27%)よりなり、CD3+T細胞は非常に少なかった(1〜8%)。 4名の患者に注入されたCD34濃厚化細胞移植物の前駆細胞回収及び造血能力 を、in vitro前駆細胞アッセイ及び長期造血培養(LHTC)にて評価した。C D34選択細胞(全前駆体におけるそれらの含量において31〜68倍(平均=53倍 )に濃厚化されている)は、89%のCFU−GM並びにMNC中に存在する全前 駆体を生み出し、そして8.7乃至12.4×104個の全前駆体/kg(平均=10.8×104 )を与えた。新しく単離された又は冷凍保存されたCD34濃厚化細胞によって 開始したLTHCにおいて、前駆体の産生は、43日ま で続き、CFU−GMに数において12倍までの増加を与えた。患者は、CD34濃 厚化細胞の移植物において3.8乃至10×105個のCD34+細胞/kg(平均=6.7 ×105)を受け取り、そして絶対的顆粒球カウント500/lまで、中位時間で19日 (範囲15〜21日)で植えつけられた。冷凍保存したMNC又は冷凍保存したCD 34濃厚化骨髄細胞の何れによる移植後も、如何なるリンパ球造血系列の免疫復元 の速度にも何ら差は見られなかった。これらのデータは、本発明の方法によって 単離されたCD34濃厚化細胞が、それらの完全な造血能力を保持し、自家骨髄移 植を患者に適切な幹細胞移植を提供したことを示唆している。 実施例7 完全骨髄又は選択されたCD34+細胞による自家骨髄移植による植付け 自家骨髄移植(ABMT)を受けた、前後の高投与化学療法を受けている乳癌 患者を、サイクル1又はサイクル2において完全骨髄又はCD34+濃厚化細胞の 何れかを投与されるように、ランダム化した。高リスク段階II、IIIB、又 は以前に治療を受けた段階IVの乳癌の患者が、2〜4×108細胞/kgの骨髄 採取を受けた。収穫を3つの部分に分けた。1サイクルの療法のための1×108 細胞/kg、バックアップとしての1×108、そして残りは、CD34+選択のた めに実施例1に記述したようにして処理した。患者は次いで2つの計画されたシ クロホスファミド、カルボプラチン、及びエトポシドのサイクルのうちの最初の ものを受け、続いて骨髄又はCD34+選択細胞の何れかを代わりのサイクルにお いて注入された。移植後、G−CSFを与えた。4名の患者において、採取され た細胞の中位数は、3.94×108有核細胞/kg(範囲2.63〜7.01)であった。注 入されたCD34濃厚化細胞の中位数は、8.61×105MNC/kg(範囲6.35〜18. 0)であった。完全骨髄収穫中のCD34+細胞の中位パーセントは、1.13%(範 囲0.82〜1.38%)であり、選択細胞のそれは63.4%(範囲56.9〜73.8%)であっ た。完全骨髄を与えられたサイクルについて、全ての患者は15日(範囲10〜20日 )という、そしてCD34選択細胞によるサイクルについては19日(範囲15〜21日 )という中位時間で絶対的顆粒球カウント500/μlまでに植えつけられた。血 小板植付けまでの時間:骨髄については38日(範囲30〜43日)、CD34選択細胞 については29日(範囲27〜34日)。骨髄サイクルについての入院の期間:24日( 範囲22〜32日)、CD34選択サイクルについては26日(範囲25〜29日)。必要な パック赤血球輸血及び血小板輸血の数は、2つの治療の間で同等であった。結論 として、CD34+選択細胞は、完全骨髄移植の植付けと同等の植付けを与えた。 更には、CD34+選択細胞の注入は、移植物中の腫瘍細胞の負荷を減少させ、そ して注入細胞の体積を減少させる。注入細胞の体積の減少と共に、細胞の回答及 び注入に先立って冷凍保存剤として使用される注入DMSO体積の減少もある。 本発明は、本発明の特定の好ましい具体例を参照して描かれ、記述され、そし て規定されているが、そのような参照は、本発明の範囲を限定することを意図し たものではなく、そのようないかなる限定も推測してはならない。本発明は、当 業者に行われるようなかなりの修正、変更、及び形態及び機能における均等物が 可能である。描かれ且つ記述された本発明の好ましい具体例は、単に模範例に過 ぎず、本発明の範囲を尽くしているものではない。従って、本発明は、全ての面 において均等物に対する完全な認識を与えている添付の請求の範囲の精神及び範 囲によってのみ制限されることが意図されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI G01N 33/543 501 8310−2J G01N 33/543 541A 541 9281−4B C12N 5/00 E (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,CA,JP (72)発明者 ロー,ピン アメリカ合衆国92653カリフォルニア、ラ グーナ ヒルス、ズマイア 24872 (72)発明者 カルシンスキー,デイビッド,エル アメリカ合衆国92701カリフォルニア、サ ンタアナ、イーストドーマン 1006 (72)発明者 ハードウィック,アラン,アール アメリカ合衆国92630カリフォルニア、レ イクフォレスト、シーダースプリング 22842

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 常磁性微小ビーズを用いた磁気的細胞分離のための装置であって、 攪拌部材を運動可能に支持している基礎部材及び、該基礎部材に対して該攪 拌部材を揺り動かすための第1の動力駆動手段を含んでおり、 該攪拌手段が、細胞と微小ビーズとの懸濁液が該攪拌部材の運動によって中 で攪拌され得るものである一次分離容器を除去可能にそれに固定するための手段 を含んでおり、該攪拌部材が、該固定された第1の容器に隣接し且つそこにおい て当該一次磁石からの磁束が該一次容器を貫通して該微小ビーズを引きつけて捕 獲するものである第1の位置と該磁束が該微小ビーズを捕獲すことのないよう該 一次容器から間隔をあけた第2の位置との間で運動させるために、更に一次磁石 を運動可能に担持しており、そして該一次磁石を該第1及び第2の位置の間で、 該一次容器の攪拌から独立して選択的に運動させるための第2の動力駆動手段を 含み、そして 該一次容器と完全に液体連通した二次容器のための保持器を該基礎部材が担 持しており、そして該一次容器から逃れた常磁性微小ビーズを捕獲するために第 2の容器に隣接して配置した二次磁石を更に含む、 装置。 2. 該基礎部材が、該攪拌部材を回動式に担持しており、そして細長い一次容 器をそれに固定するよう構成されており、該第1の動力駆動手段がまた該攪拌部 材及び一次容器を、該一次容器が垂直と なる第1の位置と該一次容器が水平となる第2の位置との間で傾けるように動か す効果をも有し、そして該水平の第2の位置からの該攪拌部材及び一次容器の連 続的な相対する傾斜運動を実行する該第1の動力駆動手段によって攪拌されるも のである、請求項1の装置。 3. 該第1の動力駆動手段がまた、該攪拌部材及び一次容器を、該攪拌部材及 び一次容器が該水平な第2の位置に対してある角度だけ傾斜する第1の分離位置 へと動かす効果をも有するものである、請求項2の装置。 4. 該ある角度が実質的に5°である、請求項3の装置。 5. 該装置が更に、該マイクロプロセッサに基づく制御装置に人オペレータが 入力することができるオペレータ入力装置を含むものである、請求項3の装置。 6. 該攪拌部材がいつ該第1の位置に入りそして該攪拌部材がいつ該第2の位 置に入ったかを該制御手段に示すためのセンサ手段を更に含み、該センサ手段が 、該攪拌部材と共に回転するエンコーダディスクを含み、該エンコーダディスク が、該エンコーダディスクの他の部分から識別可能な少なくとも1つの特徴部を 有しており、そして、該少なくとも一つの特徴部に応答するセンサ装置であって 該センサ装置との該特徴部の整列に応答して該制御手段に入力を提供するもので ある少なくとも1つのセンサ装置を含む、請求項3の装置。 7. 該エンコーダディスクが、該攪拌部材が該第1の位置にあるとき該センサ 装置と整列するものである第1の特徴部と、該攪拌部材が該第2の位置にあると き該センサ装置と整列するものである第 2の類似の特徴部とを有するものである、請求項6の装置。 8. 該一次磁石がいつ該第1の位置にありそして該一次磁石がいつ該第2の位 置にあるかを該制御手段に指示するためのセンサ手段を更に含むものである、請 求項3の装置。 9. 連続した多数の動作を含む磁気的細胞分離を実施するために常磁性微小ビ ーズを使用する方法であって、 該多数の動作とそれらの順序によってプログラムされた機器を準備するステ ップと、 該連続した多数の動作のうちの複数のものを実施するために該機器を使用す るステップと、 該連続した多数の動作のうちの複数の選択されたものを実施するよう人オペ レータを促すために該機器を使用するステップと、そして 該複数の選択された動作のうちの各個々の動作又は一群の動作が完了した時 に、該機器に検証入力を行うよう人オペレータに要求するステップと、 該機器をして、該選択された動作のうちの直前の動作が完了したという該人 オペレータからのそれぞれの検証入力が該機器に受け取られたとき、該磁気的細 胞分離における該ある動作のうちの一つを自動的に実施させるステップと、 該機器が該ある動作のうちの一つを完了したときに、該複数の選択された動 作のうちの次の連続する動作を該人オペレータが実行するのに備えて、該人オペ レータを呼び出すために該機器を使用するステップと、 液中の細胞と常磁性微小ビーズとの混合物を収容した一次容器 を攪拌するステッブと、該液中の常磁性微小ビーズを磁気的に捕獲するステップ と、及び該液中の該常磁性微小ビーズを磁気的に解放するステップを実行するた めに、該機器を使用するステップと、 該一次容器を担持しそして該攪拌を実行するために動くことのできる攪拌部 材を該機器に備えるステップと、 該常磁性微小ビーズの該磁気的捕獲を実行するための該一次容器に隣接した 第1の位置と該常磁性微小ビーズの磁気的解放を行うために該一次容器から間隔 をあけた第2の位置との間で動くことのできる、一次磁石を該攪拌部材に備える ステップと、そして 該攪拌部材の動きによる該一次容器の攪拌から独立して、該一次磁石を該第 1及び第2の位置の間で動かすステップと、 を含む方法。 10. 該混合物から選択された標的細胞を該常磁性ビーズに結合させるために 該機器をして該一次容器の最初の攪拌を行わせ、続いて該一次容器内における該 常磁性ビーズ及び結合した標的細胞の最初の磁気的捕獲を行わせるステップと、 該液を該一次容器から廃棄物へと排液するよう、そして新鮮な液を該一次容 器に加えるよう該オペレータを促すために該機器を使用するステップと、 該機器をして該一次容器内において該常磁性ビーズを該新鮮な液中へと磁気 的に解放させるステップと、 次いで該機器をして該一次容器を該新鮮な液及び該常磁性ビーズに結合した 標的細胞と共に攪拌させ、そして該常磁性ビーズ及び結合した標的細胞を磁気的 に再捕獲させるステップと、 該標的細胞を該常磁性ビーズから解き放つ材料を該一次容器に 加えるよう該オペレータを促すために該機器を使用し、該機器をして該常磁性ビ ーズ及び結合した標的細胞を該新鮮な液及びそれに加えられた材料中へと磁気的 に解放させ、そして該常磁性ビーズからの該標的細胞の切り離しを実行するため 該一次容器を攪拌するために該機器を使用するステップと、 該標的細胞が該液中に混合して止まっている間に該機器をして該一次容器内 において該常磁性ビーズを再捕獲させ、そして該液及び該標的細胞を該一次容器 から製品収集容器内へ抜くよう該オペレータを促すために該機器を使用するステ ップと、 二次磁石を該機器に含めるステップと、 該装置セットに該二次磁石と並列した二次容器を含めるステップと、 該液及び該標的細胞を、該二次磁石を通過させて該二次容器を通して該収集 容器内へ流すステップと、そして 該一次容器から逃れた如何なる常磁性微小ビーズをも捕獲するために該二次 磁石を使用するステップと、 を含む方法。 11. 新鮮な液を該一次容器内へ加えるよう該オペレータを促すために該機器 を使用するステップと、捕獲された全ての標的細胞と共に該常磁性ビーズを該新 鮮な液中へと磁気的に解放するために、そして如何なる捕獲された標的細胞をも 該常磁性ビーズから分離するため該一次容器の攪拌を実行するために、該標的細 胞が該液中に混合して止まっている間に該常磁性ビーズを磁気的に再捕獲するた めに該機器を使用するステップと、そして、該液及び標的細胞を該製品容器へと 抜くよう該オペレータを促すために該機器を使用する ステップと、 を更に含む、請求項10の方法。 12. 該装置を閉じるようそして該装置を該機器から除去するよう該オペレー タを促すために該機器を使用するステップを更に含む、請求項11の方法。 13. 該攪拌を実行するため該一次容器を回動軸の周りに傾けるよう該機器を 構成するステップを更に含む、請求項9の方法。 14. 該攪拌を実行するため該機器をして該一次容器を該一次容器の水平位置 に対して相対する2方向へ連続的に傾けさせるステップを更に含む、請求項13 の方法。 15. 該第1の動力駆動手段の動作によって該攪拌部材を選択的に配置させる よう該機器を準備するステップと、そして、該常磁性ビーズの該磁気的捕獲の第 1の相を実行するために、該機器をして水平位置及び垂直位置の双方に対して傾 いた該攪拌容器の第1の選択された位置へと該攪拌容器を傾けさせるステップと を更に含む、請求項11の方法。 16. 該常磁性ビーズの該第1の磁気的捕獲のための該第1の選択された傾い た位置が、該水平位置から実質的に5°に選択されるものである、請求項15の 方法。 17. 該常磁性ビーズの磁気的捕獲の該第1の相を実行するために、該第1の 位置への該一次磁石の移動の後、選択された時間の間該一次容器を該第1の選択 された傾いた位置に維持するステップを更に含む、請求項16の方法。 18. 該第1の時間間隔を実質的に30秒とするステップを更に含む、請求項 17の方法。 19. 該常磁性ビーズの該磁気的捕獲の第2の相のために、該攪拌部材を該一 次容器についての垂直位置へと選択的に傾けるステップを更に含む、請求項18 の方法。 20. 該常磁性ビーズの該磁気的捕獲の該第2の相をして実質的に2分の時間 間隔を持たせるステップを含む、請求項19の方法。 21. 該最初の攪拌及び該標的細胞の該常磁性ビーズへの結合にに先立って該 一次チャンバーに抗凝固材料を加えるよう該オペレータを促すために該機器を使 用するステップを更に含む、請求項10の方法。 22. 該最初の攪拌ステップの後に且つ該常磁性ビーズの該最初の磁気的捕獲 の前に、少量の新鮮な液体を該一次容器に加えるよう該オペレータを促すために 該機器を使用するステップを更に含む、請求項10の方法。
JP52404995A 1994-03-14 1995-03-03 半自動化された細胞分離のための方法及び装置 Expired - Fee Related JP3641751B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US21261694A 1994-03-14 1994-03-14
US08/212,479 US5536475A (en) 1988-10-11 1994-03-14 Apparatus for magnetic cell separation
US08/212,479 1994-03-14
US08/212,616 1994-03-14
PCT/US1995/002642 WO1995024969A1 (en) 1994-03-14 1995-03-03 Method and apparatus for semi-automated cell separation

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004059947A Division JP3643892B2 (ja) 1994-03-14 2004-03-04 半自動化された細胞分離のための方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08510390A true JPH08510390A (ja) 1996-11-05
JP3641751B2 JP3641751B2 (ja) 2005-04-27

Family

ID=26907183

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52404995A Expired - Fee Related JP3641751B2 (ja) 1994-03-14 1995-03-03 半自動化された細胞分離のための方法及び装置
JP2004059947A Expired - Fee Related JP3643892B2 (ja) 1994-03-14 2004-03-04 半自動化された細胞分離のための方法及び装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004059947A Expired - Fee Related JP3643892B2 (ja) 1994-03-14 2004-03-04 半自動化された細胞分離のための方法及び装置

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0697916B1 (ja)
JP (2) JP3641751B2 (ja)
AU (1) AU708810B2 (ja)
CA (1) CA2161958C (ja)
DE (1) DE69526889T2 (ja)
WO (1) WO1995024969A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002515319A (ja) * 1998-05-17 2002-05-28 チェイム デヴィッドソン, 選択された粒子、特に生物細胞を磁気的に分離するための方法と装置
JPWO2004042400A1 (ja) * 2002-11-07 2006-03-09 株式会社三菱化学ヤトロン 磁性粒子捕集用磁力体及びその利用
JP2009095309A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Olympus Corp 生体組織分解装置および生体組織分解方法
JP2011510648A (ja) * 2008-02-01 2011-04-07 アポー テクノロジー ソシエテ アノニム 生物材料中の細菌のインビトロ検出及び/又は定量及び/又は同定の方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776784A (en) * 1996-01-11 1998-07-07 Dade International Inc. Apparatus and method for reagent separation in a chemical analyzer
US5870805A (en) * 1997-01-06 1999-02-16 Baxter International Inc. Disposable tubing set and organizer frame for holding flexible tubing
DE10117205A1 (de) * 2001-04-06 2002-10-17 Martin Winkemann Vorrichtung zur Vorbereitung von Zellen für die Kryokonservierung
WO2003102125A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-11 Apollo Life Sciences Pty Limited Electrofusion of cells and apparatus therefore
US20100210989A1 (en) 2008-12-23 2010-08-19 Janet Lesley Macpherson Processing blood
EP3119869A1 (en) * 2014-03-19 2017-01-25 Lipogems International S.p.A. Device and method for preparing adipose tissue for transplantation
JP6334274B2 (ja) * 2014-06-03 2018-05-30 積水化学工業株式会社 懸濁液の移送方法
RU2680829C2 (ru) * 2015-02-25 2019-02-28 Автономное учреждение Ханты-Мансийского автономного округа-Югры "Югорский научно-исследовательский институт клеточных технологий с банком стволовых клеток" Закрытая система для распределения гемопоэтических стволовых клеток в криопакет
US20160296943A1 (en) * 2015-04-07 2016-10-13 Terumo Bct, Inc. De-Beading
SG10202110399WA (en) * 2015-06-05 2021-11-29 Novartis Ag Flow-through paramagnetic particle-based cell separation and paramagnetic particle removal
EP4105311B1 (de) * 2021-06-16 2023-11-01 Sartorius Stedim Biotech GmbH Vorrichtungsanordnung und verfahren zur abtrennung von zellen aus einem kulturmedium in einem bioprozess

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4710472A (en) * 1985-09-25 1987-12-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnetic separation device
NO162946C (no) * 1987-08-21 1990-03-14 Otto Soerensen Anordning for magnetisk separasjon av celler.
US4861553A (en) * 1987-06-11 1989-08-29 Technicon Instruments Corporation Automatic sampling system
CA1335181C (en) * 1988-10-11 1995-04-11 R. Alan Hardwick System for selective cell separation from cell concentrate
EP0491858A1 (en) * 1989-09-14 1992-07-01 Baxter International Inc. Method and useful apparatus for preparing pharmaceutical compositions

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002515319A (ja) * 1998-05-17 2002-05-28 チェイム デヴィッドソン, 選択された粒子、特に生物細胞を磁気的に分離するための方法と装置
JP4713735B2 (ja) * 1998-05-17 2011-06-29 バイオセプ リミテッド 選択された粒子、特に生物細胞を磁気的に分離するための方法と装置
JPWO2004042400A1 (ja) * 2002-11-07 2006-03-09 株式会社三菱化学ヤトロン 磁性粒子捕集用磁力体及びその利用
JP4732755B2 (ja) * 2002-11-07 2011-07-27 三菱化学メディエンス株式会社 磁性粒子捕集用磁力体及びその利用
JP2009095309A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Olympus Corp 生体組織分解装置および生体組織分解方法
JP2011510648A (ja) * 2008-02-01 2011-04-07 アポー テクノロジー ソシエテ アノニム 生物材料中の細菌のインビトロ検出及び/又は定量及び/又は同定の方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU708810B2 (en) 1999-08-12
AU1976995A (en) 1995-10-03
CA2161958C (en) 2010-02-23
JP3643892B2 (ja) 2005-04-27
JP3641751B2 (ja) 2005-04-27
EP0697916B1 (en) 2002-06-05
DE69526889T2 (de) 2003-01-02
EP0697916A1 (en) 1996-02-28
EP0697916A4 (en) 1996-06-26
JP2004154151A (ja) 2004-06-03
DE69526889D1 (de) 2002-07-11
WO1995024969A1 (en) 1995-09-21
CA2161958A1 (en) 1995-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5536475A (en) Apparatus for magnetic cell separation
US11531031B2 (en) Single use tubing set for making genetically modified donor cells for reinfusion into a patient
CN102271729B (zh) 处理血液
JP3641751B2 (ja) 半自動化された細胞分離のための方法及び装置
KR101319135B1 (ko) 재생 의약에서 성체 줄기 세포를 비롯한 세포 부분집합의 수집, 처리, 이식을 위한 통합된 기계 장치
US20020058030A1 (en) Whole blood separator apparatus and method of use
CN106062185A (zh) 用于自动生成遗传修饰的t细胞的方法
CN107530486A (zh) 免疫磁性细胞分离的装置和方法
JPH05500512A (ja) 薬学的組成物を製造するための方法および装置
AU5945599A (en) Method and apparatus for semi automated cell separation

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090204

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100204

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees