TWI737631B - 多槽盤培養器 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種培養器,其包括具有經組態以支撐包含複數個槽之細胞培養盤之內部腔室的殼體。該殼體包括經組態以允許出入該等槽之複數個開口。該等培養器包括經組態以密封該殼體中之該複數個開口之密封元件。該密封元件包含對應於該殼體中之該複數個開口之至少一子集的複數個開口。出入該內部腔室可藉由將該密封元件中之該複數個開口與該殼體中之該複數個開口對準而提供。亦提供使用該等培養器之方法。
Description
培養器可用以容納衍生自生物細胞之含有物質(包括微型物體及其他組分)的樣品,並提供維持生物學上相關物質之生存力的條件。舉例而言,培養器之內部環境可具有經選擇以維持物質之生存力的一定溫度範圍、濕度及二氧化碳含量。
藉由打開培養器可存取維持在培養器內之物質。然而,打開培養器(諸如打開培養器的蓋)會引入污染物且破壞培養器之內部環境。反覆打開會不利地影響培養器內之物質的生物生存力。
用機械臂進入培養器之內部亦難以自動化,此係因為藉由機械臂以便打開及進入培養器之內部所需的移動係相當複雜的。即使機械臂經組態以在打開蓋之後進入培養器,但額外步驟會顯著地降低製程產出量。反覆打開蓋與使用機械臂組合會不利地影響物質。為解決此問題而研發之一種解決方案係將機械臂及培養器定位於較大培養器內,該較大培養器具有經選擇以維持物質之生存力之條件的內部環境。然而,此解決方案對於在培養器環境內操作之設備產生額外問題。舉例而言,維持在環境中之工具及設備經受額外冷凝,該冷凝會損壞或抑制機械臂。放大培養器環境亦大大地提高系統之複雜性及成本。
因此存在對以下培養器之需要,該培養器解決多種此等問題且可輕易地藉由機械臂或其他輸入/輸出尖端使用,同時維持內部培養器環境以支援生物物質及其他物質之生存力。
本發明係關於具有複數個開口之培養器,該複數個開口可提供出入支撐在培養器內之細胞培養盤中之槽。該等培養器可改良出入同時防止污染培養器內之環境。
在本發明之一個態樣中,提供一種培養器,其中該培養器包括:具有經組態以支撐包含複數個槽之細胞培養盤之內部腔室的殼體,該殼體包括經組態以允許出入該細胞培養盤之該等槽之複數個開口;及密封元件,其經組態以密封殼體中之該複數個開口,該密封元件包括對應於該殼體中之複數個開口之至少一子集之第一複數個開口。
在培養器之一些實施例中,殼體中之複數個開口之每一開口具有約1mm至約10mm之直徑。在一些其他實施例中,殼體中之複數個開口之每一開口具有以下直徑:約1mm至約5mm,或約1.0mm、約1.5mm、約2.0mm、約2.5mm、約3.0mm、約3.5mm、約4.0mm、約4.5mm或約5.0mm或由前述大小中之一者所定義之任何範圍。
在培養器之各個實施例中,殼體之內部腔室具有約50cm3至約300cm3之體積。在其他實施例中,內部腔室具有約100cm3至約500cm3之體積。在其他實施例中,內部腔室具有約200cm3至約750cm3之體積。替代性地,內部腔室具有約400cm3至約1,000cm3之體積。在另外的實施例中,內部腔室具有約500cm3至約1500cm3之體積。在其他實施例中,內部腔室具有約750cm3至約2000cm3之體積。
在培養器之各個實施例中,細胞培養盤為96槽盤。在其他實施例,細胞培養盤為384槽盤。在一些其他實施例中,細胞培養盤具有24個或更少的槽(例如,12個槽、6個槽等等)。
在培養器之各個實施例中,殼體包括底座及蓋,該底座及該蓋界定內部腔室。在其他實施例中,殼體包括底座、蓋及前板,該底座、該蓋及該前板界定內部腔室。底座係由具有高熱導率及低熱容之剛性材料形成。在一些實施例中,底座係以形成殼體之內部腔室之部分或全部之中空區域組態。在一些實施例中,底座包括底部及四壁,其中該等四壁中之一者之高度比其他三壁之高度低。在各個實施例中,蓋係由絕緣塑膠形成。在一些實施例中,蓋包括外表面(例如,與位於培養器之外的空氣介接之表面)及殼體內之內表面(例如,與位於殼體之內腔室內之空氣介接之表面)。蓋之內表面包括一或多個凹槽。在一些實施例中,蓋包括一或多個連接器,該(等)連接器係經組態以密封地將蓋連接至底座。在一些實施例中,該一或多個連接器包括磁體、凸片(例如,可撓性凸片)及/或夾片。
在培養器之各個實施例中,殼體中之複數個開口係經組態以與細胞培養盤中之複數個槽對齊。在一些實施例中,可藉由定位密封元件以使得殼體中之複數個開口中之一或多者與密封元件中之一或多個開口對齊來提供對殼體之內部腔室及其中所含之任何細胞培養盤的出入。在各個實施例中,密封元件可在閉合位置(其中該密封元件封閉殼體中之複數個開口中之每一者)與第一打開位置(其中密封元件之第一複數個開口與殼體中之複數個開口之至少一子集對齊)之間移動。在一些實施例中,密封元件之第一複數個開口之開口的數目與殼體中之開口的數目相同。在其他實施例中,密封元件之第一複數個開口中之開口數目可小於殼體中之開口數目。
在一些實施例中,密封元件可進一步包括第二複數個開口,該第二複數個開口與第一複數個開口不同。在一些實施例中,該密封元件中之第一複數個開口及/或第二複數個開口中之開口的數目小於該殼體中之開口數目。在各個實施例中,密封元件可進一步包括第三複數個開口,該第三複數個開口與第一複數個開口及第二複數個開口不同。在一些實施例中,密封元件中之第一複數個開口、第二複數個開口及/或第三複數個開口中之開口的數目可小於殼體中之開口的數目。舉例而言,密封元件中之第一複數個開口、第二複數個開口及第三複數個開口中之每一者之開口的數目可小於殼體中之開口的數目,同時密封元件中之第一複數個、第二複數個及第三複數個開口之總和可等於殼體中之開口的數目。在一些實施例中,密封元件中之第二複數個開口之開口數目可為殼體中之開口的數目的二分之一、三分之一或四分之一。在一些實施例中,密封元件之第三複數個開口中之開口的數目可為殼體中之開口的數目的三分之一或四分之一。
在一些實施例中,密封元件中之複數個開口中之每一者具有約1mm至約10mm之直徑。在其他實施例中,密封元件中之複數個開口中之每一者具有以下直徑:約1mm至約5mm、或約1.0mm、約1.5mm、約2.0mm、約2.5mm、約3.0mm、約3.5mm、約4.0mm、約4.5mm、或約5.0mm或由前述大小中之一者所定義之任何範圍。
在培養器之各個實施例中,密封元件可位於殼體之內部腔室之內。在各個實施例中,密封元件可在閉合位置與第一打開位置之間移動,其中當密封元件處於閉合位置時,殼體中之複數個開口中之每一者為封閉的,且當密封元件處於第一打開位置時,密封元件中之第一複數個開口可與殼體中之複數個開口之第一子集對齊且殼體中之複數個開口之所有其他開口
(若存在)可為封閉的。在相關實施例中,密封元件可進一步可移動至第二打開位置,其中當密封元件處於第二打開位置時,密封元件中之第二複數個開口(其可等同於或不同於密封元件中之第一複數個開口)可與殼體中之開口之第二子集對齊且殼體中之複數個開口中之所有其他開口可為封閉的。在一些實施例中,殼體中之開口之第一子集及殼體中之開口之第二子集可為非重疊子集。在其他相關實施例中,密封元件可進一步可移動至第三打開位置,其中當密封元件處於第三打開位置時,密封元件中之第三複數個開口(其可等同於或不同於密封元件中之第一複數個及/或第二複數個開口)可與殼體中之開口之第三子集對齊且殼體中之複數個開口中之所有其他開口可為封閉的。在一些實施例中,殼體中之開口之第一、第二及第三子集可為非重疊子集。在一些實施例中,殼體中之開口之第一、第二及第三子集可為重疊子集(例如,部分重疊)。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括密封元件致動器,其係經組態以使密封元件在第一打開位置與閉合位置之間移動。在一些實施例中,密封元件致動器係經組態以使密封元件在第二打開位置與閉合位置之間移動。在一些實施例中,密封元件致動器係經組態以使密封元件在第三打開位置與閉合位置之間移動。在一些實施例中,將密封元件移動至第一打開位置包括將密封元件之開口(例如,第一複數個開口)與殼體中之複數個開口之第一子集對準。在一些實施例中,將密封元件移動至第二打開位置包括將密封元件之開口(例如,第一複數個開口或第二複數個開口)與殼體中之複數個開口之第二子集對準。在一些實施例中,將密封元件移動至第三打開位置包括將密封元件之開口(例如,第一複數個開口、第二複數個開口或第三複數個開口)與殼體中之複數個開口之第三子集對準。在一些
實施例中,密封元件致動器包括馬達或旋轉螺線管。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括殼體中經組態用於氣體進入之至少一個通路。在一些實施例中,經組態用於氣體進入之至少一個通路可位於底座之壁上,其自底座之底部之高度與由殼體之內腔室內之支撐件固持之細胞培養盤之側面相同。在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括連接器,其經調適以將加壓氣體源連接至殼體中經組態用於氣體進入之通路。在相關實施例中,密封元件係經組態以與殼體中之複數個開口形成密封,其允許殼體在來自加壓氣體源之氣體流入至內部腔室中時將內部腔室中之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.01000psi之間。在培養器之各個實施例中,培養器包括殼體中之至少一個流體排放通路,其經組態以排放殼體內之流體儲槽。在一些實施例中,流體排放通路為可密封的。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括印刷電路板(PCB)。在一些實施例中,PCB接近於殼體之頂部(例如,蓋)之內表面定位。在各個實施例中,PCB包括與穿過殼體之複數個開口對齊的複數個開口。舉例而言,PCB開口與穿過殼體之蓋之複數個開口對齊。在一些實施例中,PCB緊鄰培養器之密封元件定位。舉例而言,PCB具有直接與密封元件之實質上平坦表面接觸之實質上平坦表面。在某些實施例中,密封元件安置於PCB與殼體之蓋的內表面之間。在各個實施例中,培養器可進一步包括PCB上之一或多個感測器。在一些實施例中,該一或多個感測器中之每一者係選自由以下組成之群:溫度感測器、濕度感測器、氧氣感測器及二氧化碳感測器。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括溫度控制器,其經組
態以將內部腔室之溫度維持在所需範圍內。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括與殼體接合或以其他方式與殼體耦接之第一加熱/冷卻裝置,該第一加熱/冷卻裝置由溫度控制器控制。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置選自由以下組成之群:電阻式加熱器、經組態以循環熱交換流體之流體線圈及一或多個帕耳帖裝置(Peltier device)。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置係直接或間接接觸殼體之底部之外表面。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置與殼體之底部之外表面的至少約75%(直接地或間接地)接觸。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置包括流體線圈。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括與殼體接合或以其他方式與殼體耦接之第二加熱/冷卻裝置,該第二加熱/冷卻裝置由溫度控制器控制。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置與殼體之頂部(例如,蓋)接合。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置位於殼體內。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置包括與殼體中之複數個開口對齊之複數個開口。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置包括為PCB(例如,上文及本文中其他處所描述之PCB)之部分之電阻式加熱元件。
在一些實施例中,電阻式加熱元件位於PCB之面向殼體之內部腔室之側面上。在其他實施例中,電阻式加熱元件位於PCB內。舉例而言,PCB包含多層(例如,四層)構造且該等電阻式加熱元件位於PCB之內層中。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括具有複數個開口之間隔物。在一些實施例中,間隔物上之複數個開口與殼體之複數個開口對齊。在一些實施例中,間隔物位於PCB與密封元件之間。在其他實施例中,間隔物位於密封元件與殼體之蓋之內表面之間。在一些實施例中,間隔物經
組態以在密封元件在打開與閉合位置之間移動時減少密封元件與PCB或殼體之蓋之內表面之間的摩擦。在一些實施例中,間隔物經組態以在密封元件在打開與閉合位置之間移動時改良形成於密封元件與PCB或殼體之蓋之內表面之間的密封。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括用於細胞培養盤之支撐件。在一些實施例中,支撐件可經組態以相對於殼體自殼體內之位置可滑動地移動至殼體之內部腔室之外的位置。在一些實施例中,支撐件由殼體之一或多個內表面形成。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括附接至用於細胞培養盤之支撐件之出入門。在一些實施例中,支撐件及出入門形成出入裝配,其包括密封地與殼體之一部分介接之前板。在一些實施例中,出入裝配可可移動地安裝於支撐殼體之殼體支撐件上。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括在殼體支撐件上之軌道,其中出入裝配經組態以相對於殼體支撐件上之軌道滑動。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括經組態以支撐殼體之殼體支撐件。在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括經組態以將殼體支撐件連接至殼體之一或多個可調整連接器。
在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括耦接至殼體之絕緣材料。在一些實施例中,絕緣材料附接至殼體之一或多個外表面。在各個實施例中,培養器係經組態以維持殼體之內部腔室內之所選擇之內部溫度、濕度及氣體含量。在培養器之各個實施例中,培養器可進一步包括控制器,其經組態以維持殼體之內部腔室內之所選擇之內部溫度、濕度及氣體含量。
在另一態樣中,本發明提供一種用於出入培養器之內部腔室之方法。
培養器可為上文或本文中其他處所描述之任何培養器。舉例而言,培養器包含具有複數個開口之殼體及具有對應於殼體中之複數個開口之至少一子集之複數個開口的密封元件。在各個實施例中,該方法包括以下步驟:將密封元件移動至打開位置以使密封元件中之複數個開口與殼體中之複數個開口中之開口之第一子集對齊,密封元件中之複數個開口及殼體中之複數個開口之第一子集由此提供自培養器之外部至殼體之內部腔室之複數個通路;使輸入/輸出尖端前進穿過培養器之外部與殼體之內部腔室之間的複數個通路中之一或多者;及使用輸入/輸出尖端收集或沈積培養器之內部腔室內之物質。在該方法之各個實施例中,該物質包括生物微型物體。在該方法之一些實施例中,收集或沈積該物質包括收集或沈積細胞培養盤之槽內之物質,該細胞培養盤定位於培養器之內部腔室內。
在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:在收集或沈積物質之後經由在培養器之外部與殼體之內部腔室之間的一或多個通路抽出輸入/輸出尖端;及將密封元件移動至閉合位置以使得密封元件覆蓋殼體中之複數個開口。
在該方法之一些實施例中,密封元件處於打開位置持續一定時間,該時間足夠短以防止存在於殼體之內部腔室中之空氣的二氧化碳含量及/或濕度與該培養器周圍之空氣的二氧化碳含量及/或濕度相平衡。
在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括致動密封元件致動器以將密封元件移動至打開位置或閉合位置之步驟。在一些實施例中,使密封元件在打開位置與閉合位置之間移動包括相對於殼體滑動密封元件。在該方法之各個實施例中,當密封元件中之複數個開口處於打開位置時,密封元件中之複數個開口可經組態以與細胞培養盤中之複數個槽對齊。
在該方法之各個實施例中,培養器包括在培養器之內部腔室內之支撐件,該支撐件經組態以支撐細胞培養盤。在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括將支撐件及擱置於該支撐件上之細胞培養盤自殼體之內部腔室滑動至殼體之內部腔室外之位置,由此自殼體之內部腔室抽出細胞培養盤。在一些實施例中,滑動支撐件包括滑動出入裝配,該出入裝配包含用於細胞培養盤之支撐件及附接至該支撐件之出入門。在一些實施例中,滑動支撐件(或出入裝配)包括沿支撐殼體之殼體支撐件之一或多個軌道滑動支撐件(或出入裝配)。在一些實施例中,滑動支撐件(或出入裝配)可由操作人員執行。在其他實施例中,滑動支撐件(或出入裝配)以機械方式執行。
在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:將支撐件自培養器之內部腔室滑動至殼體之內部腔室外之位置,由此自殼體抽出該支撐件。在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括在支撐件處於殼體之內部腔室之外的位置時將細胞培養盤置放在支撐件上之步驟。在一些實施例中,置放細胞培養盤可由操作人員執行。在其他實施例中,置放細胞培養盤可以機械方式執行。在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括將支撐件及置放在支撐件上之細胞培養盤滑動至殼體之內部腔室之內的位置之步驟。在一些實施例中,滑動支撐件包括滑動出入裝配,其中該出入裝配包含用於細胞培養盤之支撐件及附接至支撐件之出入門。在該方法之各個實施例中,滑動支撐件之步驟包含沿培養器之殼體支撐件之一或多個軌道滑動支撐件或出入裝配。在一些實施例中,滑動支撐件(或出入裝配)可由操作人員執行。在其他實施例中,滑動支撐件(或出入裝配)可以機械方式執行。
在各個實施例中,該方法可進一步包括在殼體之內部腔室內建立適用
於支援生物微型物體之環境的步驟,該生物微型物體在定位與殼體之內部腔室內之細胞培養盤中培養。在各個實施例中,該方法可進一步包括量測培養器之內部腔室之溫度、濕度及二氧化碳含量中之一或多者之步驟。在各個實施例中,該方法可進一步包括控制培養器之內部腔室之溫度、濕度及二氧化碳含量中之一或多者之步驟。在一些實施例中,控制溫度包括加熱或冷卻培養器之內部腔室。在一些實施例中,控制濕度包括向培養器之內部腔室提供濕度源。在一些實施例中,控制二氧化碳含量包括向培養器之內部腔室提供包括二氧化碳(例如,已知百分比之二氧化碳)之氣體源。在一些實施例中,包含二氧化碳之氣體源可進一步包括氧氣及氮氣。在一些實施例中,提供包括二氧化碳之氣體源包括向內部腔室提供吹掃氣體。
在各個實施例中,用輸入/輸出尖端執行收集或沈積物質。在一些實施例中,輸入/輸出尖端包含複數個尖端,從而允許實質上同時自細胞培養盤之複數個槽收集物質或實質上同時將物質沈積至細胞培養盤之複數個槽中。因此,在各個實施例中,該方法可進一步包括同時自細胞培養盤中之複數個槽收集物質或同時將物質沈積至細胞培養盤中之複數個槽中之步驟。在一些實施例中,收集或沈積可以機械方式執行。
在一些實施例中,密封元件在處於閉合位置時能夠維持內部腔室內之大於環境氣壓的壓力。舉例而言,殼體之內部腔室內之壓力可在高於環境壓力約0.0005psi至約0.0100psi之間。因此,在各個實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:當密封元件處於閉合位置時,將殼體之內部腔室內之壓力維持在大於培養器之外的壓力的壓力下。在其他實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:當密封元件處於打開位置時,將殼體之內部腔室內之壓力維持在大於培養器之外的壓力的壓力下。在一些實施例中,當密
封元件處於打開位置時維持內部腔室內之壓力包括向內部腔室提供吹掃氣體。
在一些實施例中,殼體中之複數個開口中之每一者具有約1mm至約10mm之直徑。在其他實施例中,殼體中之複數個開口中之每一者具有以下直徑:約1mm至約5mm、或約1.0mm、約1.5mm、約2.0mm、約2.5mm、約3.0mm、約3.5mm、約4.0mm、約4.5mm、約5.0mm或由前述值所定義之任何範圍。在一些實施例中,密封元件中之複數個開口中之每一者具有約1mm至約10mm之直徑。在一些實施例中,密封元件中之複數個開口中之每一者具有以下直徑:約1mm至約5mm、或約1.0mm、約1.5mm、約2.0mm、約2.5mm、約3.0mm、約3.5mm、約4.0mm、約4.5mm、約5.0mm或由前述值所定義之任何範圍。
在本發明之又一態樣中,提供一種用於出入培養器之內部腔室之方法,其中培養器包含具有複數個開口之殼體及具有多於一個複數個開口之密封元件,其中密封元件中之每一複數個開口對應於殼體中之複數個開口之至少一子集。
在各個實施例中,該方法包括以下步驟:將密封元件移動至第一打開位置,由此使密封元件中之第一複數個開口與殼體中之複數個開口之第一子集對齊,其中密封元件中之第一複數個開口及殼體中之複數個開口之第一子集提供自培養器之外部至殼體之內部腔室之第一複數個通路;使輸入/輸出尖端前進穿過培養器之外部與殼體之內部腔室之間的第一複數個通路中之一或多者;及使用輸入/輸出尖端收集或沈積培養器之內部腔室內之物質。當密封元件處於第一打開位置時,殼體中之複數個開口中之不在開口之第一子集中的任何開口可藉由密封元件封閉。在各個實施例中,第一複
數個通路可經組態以與定位在殼體之內部腔室內之細胞培養盤中之槽之第一子集對齊。
在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:將密封元件移動至第二打開位置,由此使密封元件中之第二複數個開口與殼體中之複數個開口之第二子集對齊,密封元件中之第二複數個開口及殼體中之複數個開口之第二子集提供自培養器之外部至內部腔室的第二複數個通路。在一些實施例中,密封元件中之第一複數個開口可等同於密封元件中之第二複數個開口。在其他實施例中,密封元件中之第一複數個開口可與密封元件中之第二複數個開口不同(例如,密封元件中之第一及第二複數個開口可完全不重疊或部分重疊)。當密封元件處於第二打開位置時,殼體中之複數個開口中之不在開口之第二子集中的任何開口可藉由密封元件封閉。在各個實施例中,第二複數個通路可經組態以與定位在殼體之內部腔室內之細胞培養盤中之槽之第二子集對齊。
在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:將密封元件移動至第三打開位置,由此使密封元件中之第三複數個開口與殼體中之複數個開口之第三子集對齊,密封元件中之第三複數個開口及殼體中之複數個開口之第三子集提供自培養器之外部至內部腔室的第三複數個通路。在一些實施例中,密封元件中之第一複數個開口可等同於密封元件中之第二及/或第三複數個開口。在其他實施例中,密封元件中之第一複數個開口可與密封元件中之第二及/或第三複數個開口不同(例如,密封元件中之第一、第二及第三複數個開口可完全不重疊或部分重疊)。當密封元件處於第三打開位置時,殼體中之複數個開口中之不在開口之第三子集中的任何開口可藉由密封元件封閉。在各個實施例中,第三複數個通路可經組態以與
定位在殼體之內部腔室內之細胞培養盤中之槽之第三子集對齊。
在一些實施例中,第一複數個通路中之通路之數目可與細胞培養盤中之槽之數目相同。在一些實施例中,第一、第二及/或第三複數個通路中之每一者之通路之數目可等於或小於細胞培養盤中之槽之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一或十二分之一。
在該方法之各個實施例中,該方法可進一步包括以下步驟:將密封元件移動至閉合位置,由此使殼體中之複數個開口中之每一者達至封閉位置。
在本發明之另一態樣中,提供一種培養系統。該培養系統包括:諸如上文或本文中其他處所描述之多槽盤培養器;機器人取樣組件,其經組態以出入多槽盤培養器以移除/遞送樣品;及至少一個控制器,其經組態以打開培養器中之複數個通路且控制機器人取樣組件經由複數個通路出入多槽盤培養器內所含之槽盤之複數個槽。在各個實施例中,槽盤之槽可含有生物物質,包括生物微型物體(例如,細胞)。
在一些實施例中,該至少一個控制器可進一步經組態以關閉複數個通路。在一些實施例中,該系統可經組態以將多槽盤培養器維持在正壓力下。在一些實施例中,該至少一個控制器可經組態以控制機器人取樣組件自槽盤之複數個槽中之一者中抽出物質。在一些實施例中,該至少一個控制器可經組態以控制機器人取樣組件將抽出之物質遞送至微流體裝置。在一些實施例中,該至少一個控制器可經組態以控制機器人取樣組件將抽出之物質遞送至分析儀器。在一些實施例中,該至少一個控制器可經組態以控制機器人取樣組件將一或多種物質遞送至多槽盤培養器內所含之槽盤之一或多個槽。在一些實施例中,該一或多種物質可自微流體裝置獲得。在其他實施例中,該一或多種物質可自分析儀器獲得。
100:培養器/多槽盤培養器
102:殼體
104:底座
106:蓋
106A:蓋之頂側
106B:蓋之底側
108:蓋裝配
110:內部腔室
112:開口
114:細胞培養盤
116:密封元件
118:開口
120:槽
122:支撐件
124:凹槽
126:切口/凹口
128:連接器開口
130A:切口
130B:切口
132:印刷電路板(PCB)
132A:PCB之上側
132B:PCB之底側
134:間隔物
136:連接器
138:開口
140:加熱器/電阻式加熱元件
142:開口
144:密封元件致動器
146:支撐件凹口/支承架
148:凹口
150A:通路
150B:通路
152:電連接件
154:出入門
156:前板
158:殼體之前部
160:殼體支撐件
162:軌道
164:支撐腳/支腳
166:軌道引導件
168:出入裝配
170:面板
172:把手
174:控制器
176:控制軟體
178:取樣驅動控制器
180:泵控制器
182:馬達
184:泵
186:輸入/輸出尖端
188:混合尖端
190:微流體裝置
192:分析儀器
194:大規模細胞培養設備
200:系統
206:蓋
207:蓋罩/外表面
207a:標記
212:開口
212a:開口
212b:開口
213:群組
215:壓縮凸片/可撓性凸片
215a:表面
215b:接腳
215c:指令
216:密封元件
218:開口
222:支撐件
223:遠端唇緣
232:印刷電路板(PCB)
238:開口
246:支承架
247:支承架/抵靠殼體之部分
252:電連接件
254:出入門
255:偏置連接件
256:前板
260:殼體支撐件
261:熱傳遞元件
262:軌道
263:墊圈材料
265a:熱交換流體進口
265b:熱交換流體出口
266:導軌
266a:扁平表面
267:互補連接件
268:出入裝配
269:開口
271a:電連接埠
271b:電連接埠
271c:電連接埠
272:把手
273:門開關
295:磁體裝配
297:磁體
299:磁體外殼
本發明之新穎特徵詳細闡述於隨後的申請專利範圍中。將參照闡述利用本發明原理的說明性實施例及其隨附圖式的以下詳細描述來獲得對本發明之特徵及優勢的更佳理解:圖1A至圖1B分別說明根據一些實施例之培養器之等角視圖及經分解等角視圖。
圖2A至圖2C分別說明根據一些實施例之培養器之蓋、印刷電路板及其相關聯連接器及任選間隔物的俯視圖。
圖3A至圖3C分別說明展示可在本文所描述之培養器之實施例中使用之蓋、印刷電路板及其相關聯連接器及間隔物之頂表面的經分解等角視圖。
圖3D至圖3F分別說明展示可在本文所描述之培養器之實施例中使用之蓋、密封元件及印刷電路板及其相關聯連接器之頂表面的經分解等角視圖。
圖4A至圖4B分別說明可在本文所描述之培養器之一些實施例中使用之蓋及印刷電路板及其相關聯連接器的底表面的經分解等角視圖。
圖5A至圖5B說明具有可作為本文所描述之殼體之部分之可撓性凸片的蓋。圖5A說明蓋之頂表面,而圖5B展示蓋之底表面之視圖。
圖5C至圖5E分別說明根據一些實施例之使密封元件處於閉合位置、第一打開位置及第二打開位置之培養器之俯視圖。
圖5F至圖5G分別說明根據一些實施例之使蓋移除同時密封元件處於閉合位置及打開位置之培養器之一部分的俯視圖。
圖5H說明根據一些實施例之使蓋及密封元件移除且包括印刷電路板之培養器之一部分的俯視圖。
圖6A至圖6B分別說明根據一些實施例之使密封元件處於打開位置及閉合位置之培養器之一部分的俯視圖。
圖7說明根據一些實施例之培養器之一部分之經分解等角視圖。
圖8說明根據一些實施例之培養器之一部分之經分解等角視圖。
圖9說明根據一些實施例之培養器之一部分之俯視圖。
圖10A至圖10B分別說明根據一些實施例之具有用於細胞培養盤之支撐件處於打開及閉合位置之培養器之一部分的俯視圖。圖10C說明根據一些實施例之殼體支撐件之俯視圖。
圖11A至圖11B說明根據一些實施例之用於培養器之細胞培養盤之支撐件之一部分的視圖。圖11C說明根據一些實施例之培養器之部分側視圖。
圖12A至圖12B說明磁體之視圖及可在本文所揭示之培養器之實施例中使用之滑軌的視圖。
圖13說明根據一些實施例之在培養器之出入裝配上之導軌之實施例。
圖14說明根據一些實施例之培養器之殼體支撐件之分解視圖。
圖15說明根據一些實施例之培養器之外部部分。
圖16說明根據一些實施例之培養器之側視圖。
圖17A至圖17B分別說明根據一些實施例之具有用於細胞培養盤之支撐件處於打開及閉合位置之培養器的等角視圖。
圖18說明具有對出口/入口之連續性出入的培養系統的示意性表示。
圖19為在接種後的前24小時期間自在本發明之培養器中培養之細胞獲得之細胞存活率資料(實線)及自完全在習知培養器中培養之細胞獲得之細胞存活率資料(虛線)的曲線圖。
本申請案在35 U.S.C.§ 119下主張於2015年10月1日申請之題為「Well-Plate Incubator」的美國專利申請案第62/235,863號之權益,其揭示內容以引用之方式併入本文中。
本說明書中所提及之所有公開案及專利申請案均以全文引用之方式併入本文中,其引用的程度如各個別公開案或專利申請案經特定地及單獨地經指示以引用的方式併入一般。
當特徵(feature)或元件在本文中被稱為在另一特徵或元件「上」時,其可直接在另一特徵或元件上或亦可存在介入特徵及/或元件。相比之下,當特徵或元件被稱為「直接」在另一特徵或元件「上」時,不存在介入特徵或元件。亦將理解,當特徵或元件被稱為「連接」、「附接」或「耦接」至另一特徵或元件時,其可直接地連接、附接或耦接至另一特徵或元件或可存在介入特徵或元件。相比之下,當特徵或元件被稱為「直接連接」、「直接附接」或「直接耦接」至另一特徵或元件時,不存在介入特徵或元件。儘管關於一個實施例來描述或展示,但如此描述或展示之特徵及元件可適用於其他實施例。熟習此項技術者亦應理解,提及「鄰近」另一特徵安置之結構或特徵具有與該鄰近特徵重疊或位於鄰近構件之下的部份。
本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的,且並不意欲限制本發明。舉例而言,如本文中使用,除非上下文另有清楚指示,否則單數形式「一(a/an)」及「該(the)」意欲亦包括複數形式。應進一步理解,術語「包含(comprises/comprising)」在用於本說明書中時指定所陳述之特徵、步驟、操作、元件及/或組件之存在,但不排除一或多個其他特徵、步
驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。如本文所使用,術語「及/或」包括相關聯之所列項目中之一或多者之任一及所有組合,且可縮寫為「/」。
儘管術語「第一」及「第二」在本文中可用於描述各種特徵/元件,但此等特徵/元件不應受限於此等術語,除非上下文另有指示。此等術語可用以區分一個特徵/元件與另一特徵/元件。因此,下文所論述之第一特徵/元件可被稱為第二特徵/元件,且類似地,下文所論述之第二特徵/元件可在不脫離本發明之教示的情況下被稱為第一特徵/元件。
如在本文之說明書及申請專利範圍中所使用,包括如在實例中所使用且除非另外明確地指定,所有數值可當作有前置詞「約」或「近似地」,即使該術語未明確出現。片語「約」或「近似地」可在描述量值及/或位置時使用,以指示所描述值及/或位置在值及/或位置之合理預期範圍內。舉例而言,數值可具有一值,其為所陳述之值(或值範圍)的+/-0.1%、所陳述之值(或值範圍)的+/-1%、所陳述之值(或值範圍)的+/-2%、所陳述之值(或值範圍)的+/-5%、所陳述之值(或值範圍)的+/-10%等。本文中所述之任何數值範圍意欲包括歸入其中之所有子範圍。
如本文所使用,術語「微型物體」可涵蓋以下中之一或多者:無生命微型物體,諸如微粒;微珠粒(例如,聚苯乙烯珠粒、LuminexTM珠粒或類似者);磁性珠粒;微棒;微絲;量子點及其類似者;諸如細胞之生物微型物體(例如,胚細胞、卵母細胞、精子細胞、自組織分離之細胞、真核細胞、原生生物細胞、動物細胞、哺乳動物細胞、人類細胞、免疫細胞、融合瘤、經培養細胞、來自細胞株之細胞、癌細胞、感染細胞、經轉染及/或經轉型細胞、報導細胞、原核細胞及其類似者);生物細胞器;囊泡或錯合物;合
成囊泡;脂質體(例如,自膜製劑合成或衍生);脂質奈米筏(nanoraft)(如里奇等人(2009)「Reconstitution of Membrane Proteins in Phospholipid Bilayer Nanodiscs」,Methods Enzymol.,464:211-231中所描述)及其類似者;或無生命微型物體與生物微型物體(例如,附接至細胞之微珠粒、脂質體塗佈的微珠粒、脂質體塗佈的磁性珠粒或其類似者)之組合。珠粒可進一步具有經共價或非共價附接之其他部分/分子,諸如螢光標記、蛋白質、小分子信號傳導部分、抗原,或能夠用於分析之化學/生物物質。
如本文所使用,術語「細胞」係指生物細胞,其可為植物細胞、動物細胞(例如,哺乳動物細胞)、細菌細胞、真菌細胞或其類似者。哺乳動物細胞可(例如)來自人類、小鼠、大鼠、馬、山羊、綿羊、牛、靈長類或其類似者。
如本文所使用,術語「維持一或多個細胞」係指提供包含流體組分及氣態組分兩者的環境,該等組分提供保持細胞存活及/或擴增所必要之條件。
如本文所使用,當提及細胞時,術語「擴增」係指細胞數目增加。
如本文所使用,「輸入/輸出尖端」係指機械遞送裝置,其大小經設定以裝配在細胞培養盤之一或多個槽內且沈積/抽出物質及/或培養基。輸入/輸出尖端包含(例如)針、接腳或具有能夠黏附至位於細胞培養盤內或意欲用於細胞培養盤之材料及/或培養基之表面的類似結構。輸入/輸出尖端可進一步包含(例如)中空遞送管,該中空遞送管之內徑足夠大以允許位於細胞培養盤內或意欲用於細胞培養盤之材料及/或培養基通過。在一些實施例中,輸入/輸出尖端可由金屬或陶瓷材料製成。在一些實施例中,輸入/輸出尖端可由聚合物(例如,塑膠)製成。舉例而言,輸入/輸出尖端可包含塑
膠導管,其可或可不用外部套管來加強。在其他實施例中,輸入/輸出尖端可為插管或針。輸入/輸出尖端可為與正轉移之材料相容之任何類型的材料。輸入/輸出尖端可適用於高壓蒸氣滅菌或其為可拋式的。
如本文所使用,「微流體裝置」為一種裝置,其包括:經組態以保持流體之一或多個離散微流體電路,每一電路由經互連之電路元件組成,該等電路元件包括但不限於一或多個區域、一或多個腔室、一或多個通道及/或一或多個圍欄(pen);及至少兩個埠,其經組態以允許流體(及視情況選用之懸浮於流體中之微型物體)流動至微流體裝置中及/或微流體裝置之外。通常,微流體裝置之微流體電路將保持以下體積之流體:小於約1mL,例如,小於約750μL、500μL、250μL、200μL、150μL、100μL、75μL、50μL、25μL、20μL、15μL、10μL、9μL、8μL、7μL、6μL或5μL(或約2μL至5μL、2μL至10μL、2μL至15μL、2μL至20μL、5μL至20μL、5μL至30μL、5μL至40μL、5μL至50μL、10μL至50μL、10μL至75μL、10μL至100μL、20μL至100μL、20μL至150μL、20μL至200μL、50μL至200μL、50μL至250μL或50μL至300μL)。
如本文所使用,「奈米流體裝置」為具有微流體電路之一種類型的微流體裝置,該微流體電路含有經組態以保持以下體積之流體的至少一個電路元件:小於約1μL,例如,小於約750nL、500nL、250nL、200nL、150nL、100nL、75nL、50nL、25nL、20nL、15nL、10nL、9nL、8nL、7nL、6nL、5nL、4nL、3nL、2nL、1nL或更少(或約100pL至1nL、100pL至2nL、100pL至5nL、250pL至2nL、250pL至5nL、250pL至10nL、500pL至5nL、500pL至10nL、500pL至15nL、750pL至10nL、750pL至15nL、750pL至20nL、1nL至10nL、1nL至15nL、
1nL至20nL、1nL至25nL或1nL至50nL)。
如此處所使用,本發明之實施方式中之參考編號不僅係指具體實施例,而且為清楚及易於審查本發明主題之整個範疇起見而使用。每一元件之具體實施例在諸圖中展示且使用相同參考編號,但此類用途絕非意欲將本發明主題之廣度限制於單個實施例。
本文中揭示培養器及使用培養器之方法,該等培養器及使用培養器之方法改良對在培養器之殼體內之內部腔室中之細胞培養盤的可出入性,同時亦將污染培養器之內部腔室之機率降至最低。相比於需要打開擺動蓋或門以便出入培養器之內部腔室的習知培養器,本文所描述之培養器可藉由機械臂或其他工具(諸如,輸入/輸出尖端或其他取樣裝置)而更易於出入。沒有將培養器之內部腔室暴露至外部環境之擺動蓋或門可極大地降低污染培養器之機率。
培養器包括具有經組態以支撐具有複數個槽之細胞培養盤之內部腔室的殼體。殼體包括經組態以允許出入槽之複數個開口。培養器包括經組態以密封殼體中之複數個開口之密封元件。密封元件包括對應於殼體中之複數個開口之至少一子集的第一複數個開口。
殼體.培養器100包括殼體102。殼體102包括底座104及蓋106、206(參見圖1A至圖1B中之一個範例及圖16及圖5C至圖5E中之其他範例)。底座104及蓋106、206界定培養器100之內部腔室110。在一些實施例中,底座104、蓋106、206及前板156界定培養器100之內部腔室110。在一些實施例中,底座104係由具有高熱導率及低熱容之剛性材料形成。一些合適的材料包括鋁、黃銅、陶瓷或其他含銅合金。歸因於銅含量所賦予之抗菌特性,含銅合金特別適用。
培養器100可進一步包括耦接至殼體之絕緣材料(參見例如圖7至圖8中之絕緣面板170)。絕緣材料可附接至殼體之一或多個外表面。各種塑膠可用以形成絕緣面板,該等絕緣面板可以可拆卸方式或永久地耦接至底座104之外壁或經製造成用作為蓋。舉例而言,一類合適的絕緣塑膠為非晶形熱塑性聚醚醯亞胺,其可廣泛地獲自調配物且可以商品名為ULTEMTM(SABIC)購得。可形成絕緣面板以併入一或多個凹槽,其中凹槽包括進一步使殼體絕緣之空氣。在一些實施例中,絕緣面板可為約1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或約10mm厚。絕緣面板可經製造以在板之外表面與其所附接至之殼體之外表面之間產生凹槽。舉例而言,附接至殼體102之底座104之絕緣面板可經製造以使其內表面中空,從而遠離底座104之外表面約1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或約11mm來安置絕緣面板之內表面,除了面板170附接至底座104之情況以外。此可在底座104之側面處產生約1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或約11mm厚的空氣凹穴。絕緣面板可適合用於高壓蒸氣滅菌或可在高壓蒸氣滅菌之前自殼體移除。
蓋.蓋106、206包括在殼體102外部之外表面及在殼體102內之內表面(參見圖1A至圖1B中之一個範例及圖16中之另一範例)。蓋106、206可為蓋裝配108之部分(參見圖3A至圖3C中之一個範例)。蓋106、206之內表面包括一或多個凹槽124。蓋106、206中之凹槽124可經組態以容納蓋裝配108之部分,諸如印刷電路板(PCB)132、232及/或間隔物134,其中之每一者在下文另外加以詳細描述。在一些情況下,凹槽124可經組態以引導氣體流動及/或提供絕緣。在一些實施例中,內表面包括一個或多個凹槽,其可實
質上包圍開口212之群組213(參見圖5B中之一個範例)。每一群組213包括複數個開口212之兩個或更多個(例如,3個、4個、6個等)開口212。開口212之群組213可在密封元件116、216處於閉合位置時改良形成於蓋206與密封元件116、216之間的密封。舉例而言,密封元件116、216中之開口118、218可藉由群組213之開口212之間的空間封閉。群組213左側之開口212可形成開口之第一子集,而群組213右側之開口212可形成開口之第二子集。在一些實施例中,蓋106、206之凹槽可用密封材料及/或絕緣材料密封。密封材料可經組態以防止殼體內之空氣填充一或多個凹槽。因此,蓋106、206包括充有氣體或實質上缺乏氣體之複數個凹穴(例如,凹穴包括真空或次大氣壓)。在一些實施例中,密封材料包括黏附至蓋106、206之內表面之黏著層。黏著層包括絕緣材料。在一些實施例中,蓋106、206由諸如聚合物或塑膠之剛性絕緣材料製成。在其他實施例中,蓋106、206由具有高熱導率及低熱容之剛性材料(例如,鋁、銅、黃銅、其他含銅合金或陶瓷)製成。可製成蓋之一種合適類別的塑膠為聚醚醯亞胺(例如,ULTEMTM),如上所述。蓋可由在使用之後可經高壓蒸氣滅菌的材料製成。
蓋106、206包括經組態以密封地將蓋106連接至底座104之一或多個連接器。該一或多個連接器之實例包括磁體、可撓性凸片、可撓性夾片或類似結構。在一個實例中,蓋包括可撓性凸片215,該可撓性凸片215可經組態以與接腳215b接合以將蓋206緊固至底座(參見圖5C至圖5E中之一個範例)。底座104與蓋106之間的密封並不一定為氣密式。
在一些實施例中,蓋包括外表面207(參見圖5A中之一個範例),該外表面207包括諸如「上拉以移除」之指令之標記207a。蓋206亦包括對壓縮凸片215之指令215c,諸如「推動以安裝」。標記207a及指令215c可經著
色、經蝕刻或經調適以藉由電腦成像程式成為機器可讀的。
蓋106及相關聯蓋裝配108包括殼體102中之複數個開口112,其提供對細胞培養盤114之槽120的出入。
蓋裝配.培養器100之蓋裝配108包括印刷電路板(PCB)132、232(參見圖3B、圖3F、圖4B及圖5H中之各種範例)。PCB 132可為培養器100之蓋106之部分或耦接至培養器100之蓋106。在另一實例中,PCB 132可定位在殼體與密封元件216之間。舉例而言,PCB 132可位於密封元件116與殼體102之頂部(諸如,蓋106)之內表面之間。可替代地,PCB 232可接近(例如,鄰近)殼體102之頂部(例如,蓋206)定位,其中密封元件穿插在PCB 232與殼體102之頂部之間(參見圖3E至圖3F中之範例)。PCB 132、232具有直接接觸密封元件116、216及/或間隔物134之實質上平坦表面的實質上平坦表面。PCB 132、232包括複數個開口138、238,其與蓋106、206之複數個開口112、212對齊以提供殼體102之開口。在一些實施例中,PCB 132、232包括在PCB 132、232上之一或多個感測器。該一或多個感測器可選自由以下組成之群:溫度感測器、濕度感測器、氧氣感測器及二氧化碳感測器。在其他實施例中,PCB 132、232包括電阻式加熱元件,如下文更詳細地描述。電阻式加熱元件可位於PCB 132、232之面向殼體102及/或細胞培養盤114之內部腔室110之側面上。可替代地,電阻式加熱元件可內部定位於PCB 132、232中。PCB 132、232包括多層構造。多層構造可在內部包括電阻式加熱元件,以使得電阻式加熱元件不會暴露至PCB 132、232外部之培養器環境。PCB 132、232之多層構造可改良PCB 132、232之硬度且隨後改良密封元件116、216與PCB 132、232之間的密封。當一或多個感測器及/或電阻式加熱元件包括於PCB 132、232中時,此等元件中之每一
者經定位使得每一元件不會干擾PCB 132、232中之開口138、238。在一些實施例中,蓋裝配108可自培養器移除。在一些實施例中,PCB可經設計為在每一次使用之後為可拋式的。PCB 132、232可經由連接器136連接至控制器174(參見圖17中之一個範例)及/或其他組件。
在一些實施例中,培養器100包括作為蓋裝配108之部分之間隔物134(一些例示性實施例展示於圖2C及圖3C中)。間隔物134可經組態以在密封元件116、216在打開與閉合位置之間移動時減少密封元件116、216與PCB 132、232之間的摩擦。間隔物134具有複數個開口142。間隔物134上之複數個開口142可與蓋106、206之複數個開口112、212對齊,從而提供殼體102之開口。間隔物134上之複數個開口142可與PCB 132、232上之複數個開口138、238對齊。在各個實施例中,間隔物134上之複數個開口142與蓋106、206之複數個開口112、212對齊且與PCB 132、232上之複數個開口138、238對齊。間隔物134可位於PCB 132、232與密封元件116、216之間。間隔物134可經組態以在密封元件116、216在閉合位置與任何可能的打開位置之間移動時與密封元件116、216接合。間隔物134可由諸如橡膠、聚矽氧或可減少密封元件116、216與PCB 132、232之間的摩擦的其他聚合材料之可壓縮材料製成。在一些實施例中,間隔物134可以可拆卸方式裝配,以使得其可在使用之間經高壓蒸氣滅菌。在其他實施例中,間隔物134在每一次使用之後為可拋式的。
在一些實施例中,自蓋裝配108省略間隔物134。在一些實施例中,PCB 132、232之外表面可藉由氣相沈積用ParyleneTM塗佈,其可保護PCB免於由密封元件之移動引起之磨損。可在PCB上使用其他類型之塗層,諸如減少密封元件116、216與PCB 132、232之間的摩擦的胺基甲酸酯系塗層及
其他化學品、材料及聚合物。
殼體中之開口.殼體102中由蓋106、206中之開口112、212(一些例示性實施例展示於圖1A至圖1B及圖5A至圖5E中)及相關聯蓋裝配108(其包括PCB 132、232及視情況選用之間隔物134)之開口(138及視情況選用之142)提供之開口的數目可與細胞培養盤114中之槽120之數目相同。蓋106、206、PCB 132、232及任選間隔物134之開口(112、212、138、238、142)可與殼體102內之細胞培養盤114中之槽120對齊。在一些其他實施例中,殼體102中之開口的數目可與細胞培養盤114中之槽120之數目不同。其可在多於一個類型的細胞培養盤114用於培養器100時使用,且改變殼體102元件以具有較少開口不係操作者所需要的。
在一些實施例中,殼體102具有96個開口。在其他實施例中,殼體102具有384個開口。在一些實施例中,開口之數目可小於96或可多於或小於384。在一些實施例中,殼體102可具有24個或更少(例如,12或6個)開口。在其他實施例中,殼體102可具有6個或更少開口。
底座.底座104係經以形成殼體102之內部腔室110之部分或全部之中空區域組態(圖1B中所示之一個範例及其他範例展示於圖10A及圖17A中)。底座104包括底部及四壁。四壁界定形成殼體102之內部腔室110之部分或全部之中空區域。在一些實施例中,四壁中之一者具有比另三個壁高度低之高度。在一些實施例中,四個壁中之三個壁之高度係相同的。底座104可由具有高熱導率及低熱容之剛性材料製成且可為上述合適的材料中之任一者。在一個實施例中,底座104由黃銅或另一含銅合金製成。底座104可如上所述附接有絕緣面板,且可在裝配時或在部分或完整拆卸後經高壓蒸氣滅菌。
在一些實施例中,底座104及蓋106係由相同材料形成。在其他實施例中,底座104及蓋106係由不同材料形成。
密封元件.本文所述之培養器100包括密封元件116(一個範例展示於圖1B中)及密封元件216(一個範例展示於圖5F至圖5G中)。密封元件116、216可位於殼體102之內部腔室110之內。舉例而言,密封元件116、216可經組態以位於細胞培養盤114與培養器100之蓋106、206之間。密封元件116、216可經組態以阻塞培養器100之蓋106、206中之開口112、212,該等開口提供對殼體102內部之細胞培養盤114之槽120的出入。舉例而言,密封元件116、216可經組態以阻塞、封閉或阻礙在細胞培養盤114中之槽120與蓋106、206中之開口112、212之間的複數個路徑。密封元件116、216包括一或多個複數個開口118、218,該等開口可各自對應於殼體102中之部分或所有複數個開口。可藉由定位密封元件116、216以使得殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)中之一或多者與密封元件116、216中之一或多個開口118、218對齊來提供對殼體102之內部腔室110及其內之細胞培養盤114(若存在)的出入。
密封元件116、216可由包括金屬或塑膠之廣泛多種材料製成。合適的金屬及塑膠之實例包括鋁、黃銅及諸如ULTEM、PEEK、鐵氟龍(Teflon)等之聚合物。使用金屬密封元件可改良熱傳遞且減少在密封元件上形成或聚集冷凝物之可能性。在一些實施例中,密封元件116、216由鋁或黃銅所製成,該等可以使密封元件116、216成為可拋式的或適用於高壓蒸氣滅菌之價廉替代物。在其他實施例中,可使用塑膠材料,其亦可以具有可拋性或耐受高壓蒸氣滅菌。
密封元件116、216可在其中密封元件116、216覆蓋殼體102中之複數
個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)的閉合位置與其中密封元件116、216之複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之至少一部分對齊的打開位置之間移動。密封元件116、216中之複數個開口118、218係經組態以與殼體102內之細胞培養盤114中之複數個槽120對齊。
在一些實施例中,密封元件116、216中之第一複數個開口118、218可與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)的數目相同。在其他實施例中,密封元件116、216中之第一複數個開口118、218之數目可小於殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)。在一些實施例中,密封元件116、216中之第一複數個開口之開口的數目為殼體102中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一、十二分之一或更少。
圖5C至圖5E說明打開位置之第一及第二子集。圖5C說明密封元件216處於閉合位置,使得蓋206之開口212為封閉的。圖5D說明密封元件216處於第一打開位置,使得密封元件216中之第一複數個開口218(未展示)與蓋206之數列開口212a對齊,導致數列開口212a打開,同時數列開口212b封閉。圖5E說明密封元件216處於第二打開位置,使得密封元件中之第一複數個開口218(未展示)與蓋206之數列開口212b對齊,導致數列開口212b打開,同時蓋206之數列開口212a封閉。
在一些實施例中,密封元件116、216可進一步具有與第一複數個開口118、218不同之第二複數個開口118、218。第二複數個開口118、218可處於與第一複數個開口118、218在實體上不同之位置。第一及第二複數個開
口118、218可為殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之子集,例如,第一及/或第二複數個開口中之開口的數目可少於殼體102中之開口的數目。在一些實施例中,密封元件116、216中之第一及/或第二複數個開口118、218中之開口的數目為殼體102中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一、十二分之一或更少。
在一些實施例中,密封元件116、216可進一步具有與第一及/或第二複數個不同之第三複數個開口118、218。第三複數個開口118、218可處於與第一複數個及/或第二複數個開口118、218在實體上不同之位置。在一些實施例中,密封元件116、216中之第三複數個開口118、218之開口之數目為殼體102中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一、十二分之一或更少。當密封元件116、216在其中密封元件116、216覆蓋殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)的閉合位置至第一打開位置之間移動時,則密封元件116、216之第一複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之第一子集對齊,且殼體102中之並不在第一子集中之所有其他開口為封閉的。當密封元件116、216進一步移動至第二打開位置時,密封元件116之第二複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之第二子集對齊,且殼體102中之並不在第二子集中之所有其他開口為封閉的。當密封元件116、216具有第三(或另一)複數個開口118、218時,密封元件116、216可自閉合位置、第一打開位置或第二打開位置移動至第三(或另一)打開位置。密封元件116、216可接著與殼體102中之複數個開口
(112、212、138、238及視情況選用之142)之第三(或另一)子集對齊,且殼體102中之並不在第三(或另一)子集中之所有其他開口為封閉的。殼體102中藉由將密封元件116、216移動至第一、第二、第三或另一打開位置而打開之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之子集可與殼體102中藉由將密封元件116、216移動至其他打開位置中之一者或所有而打開之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之子集為非重疊的。
殼體及密封元件中之開口的一或多個大小.殼體102(其包括蓋106、206中之開口及構成蓋裝配108之元件中之開口)中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)及密封元件116、216中之一或多個複數個開口118、218可經設定大小以允許輸入/輸出尖端出入細胞培養盤114中之個別槽120。在一些情況下,開口可經設定大小以對應於細胞培養盤114中之槽120之大小及形狀。在其他實施例中,殼體102中之一或多個複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)及密封元件116、216之開口118、218可經設定大小為恰好足夠大以准許輸入/輸出尖端出入細胞培養盤114中之個別槽120而不必與槽120之大小或形狀相同。舉例而言,開口可為八邊形而槽120可為圓形,或開口可稍微小於槽120同時仍准許輸入/輸出尖端出入槽120。在一些實施例中,開口(112、212、118、218、138、238及視情況選用之142)可經設定大小以限制培養器100之內部腔室110中之氣相穿過開口至培養器100之外部。
在各個實施例中,殼體102及/或密封元件116中之一或多個複數個開口(112、212、118、218、138、238及視情況選用之142)可獨立地具有以下直徑:1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、
3.0mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4.0mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm、5.0mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.4mm、6.6mm、6.8mm、7.0mm、7.2mm、7.4mm、7.6mm、7.8mm、8.0mm、8.2mm、8.4mm、8.6mm、8.8mm、9.0mm、9.2mm、9.4mm、9.6mm、9.8mm、或約10.0mm。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有約1mm至約10mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有約1mm至約5mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有約1.5mm至約4.5mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有約1.7mm至約4.0mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有約1.7mm至約1.8mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有小於約10mm且大於約1mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有小於約5mm且大於約1mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有小於約4mm且大於約1mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有小於約3mm且大於約1mm之直徑。在一些實施例中,殼體102及/或密封元件116、216中之一或多個複數個開口可獨立地具有小於約2mm且大於約1mm之直徑。
殼體102及/或密封元件116中之一或多個複數個開口(112、212、118、
218、138、238及視情況選用之142)中之每一者之直徑可基於培養器100及用於培養器100之細胞培養盤114之製程條件及特性來選擇。培養器100之製程條件及特性之實例包括:開口(112、212、118、218、138、238及視情況選用之142)之大小及數目、穿過開口之所需蒸氣流動速率、包括槽120之數目之細胞培養盤114組態、用於培養器100之內部腔室110之所需正壓力操作範圍、吹掃氣體組成等。舉例而言,當具有96個槽120之細胞培養盤114用於培養器100時,殼體102及/或密封元件116、216中之開口(112、212、118、218、138、238及視情況選用之142)可各自經設定大小為具有約1.5mm至約4mm、約1.7mm至約4mm或約1.726mm至約4mm之直徑。舉例而言,當具有384個槽120之細胞培養盤114用於培養器100時,殼體102及/或密封元件116、216中之開口(112、212、118、218、138、238及視情況選用之142)可各自經設定大小為具有約1.5mm至約2.5mm、約1.7mm至約2.0mm或約1.726mm至約1.8mm之直徑。
殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)具有與密封元件116、216中之一或多個複數個開口118、218之直徑大小相同的直徑大小。殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)及密封元件116、216中之一或多個複數個開口118、218包括多種不同大小之開口。殼體102及/或密封元件116、216之一或多個複數個開口之第一子集具有第一大小。殼體102及/或密封元件116、216之一或多個複數個開口之第二子集具有第二大小。在一些情況下,殼體102及/或密封元件116、216之一或多個複數個開口之第三子集具有第三大小。第一大小、第二大小及第三大小可不同。在一些實施例中,殼體102之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之大小為第一大小,且密封元件116、216之
開口118、218之大小為第二大小,其中只要輸入/輸出尖端可進入,第二大小與第一大小不同。
在密封元件116、216與培養器100中之其他結構之間的密封不必為氣密式。密封可經組態以允許自內部腔室110穿過開口(112、212、138、238及視情況選用之142)至培養器100之外部的一些氣體流動。舉例而言,可提供加壓氣體源以向內部腔室110提供吹掃氣體。小氣體流動之吹掃氣體可穿過殼體102之內部腔室110且經由蓋106、206中之開口112、212離開,而密封元件116、216處於閉合位置以密封蓋106、206中之開口112、212。在一些實施例中,可在內部腔室110內維持小正壓力以防止或最小化污染內部腔室110中之環境之機率。在一些實施例中,密封元件116、216經組態以與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)形成密封,該密封允許殼體102在氣體自加壓氣體源流入至內部腔室110中時將內部腔室110中之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.01000psi之間。
殼體之內部腔室.可改變內部腔室110體積以容納具有所需大小之細胞培養盤114。在一些實施例中,內部腔室110具有約50cm3至約300cm3之體積。在一些實施例中,內部腔室110具有約100cm3至約500cm3之體積。在一些實施例中,內部腔室110具有約200cm3至約750cm3之體積。在一些實施例中,內部腔室110具有約400cm3至約1,000cm3之體積。在一些實施例中,內部腔室110具有約500cm3至約1500cm3之體積。在一些實施例中,內部腔室110具有約750cm3至約2000cm3之體積。
如本文所描述之培養器100可將大小變化之細胞培養盤容納在殼體102內。在一些實施例中,細胞培養盤114為96槽盤。96槽盤具有8槽×12
槽組態。在一些實施例中,細胞培養盤114為384槽盤。在一些實施例中,細胞培養盤114具有少於96個之槽。舉例而言,可使用具有12個或更少槽之細胞培養盤114。在一些實施例中,細胞培養盤114具有6個或更少槽。對於培養盤中之槽中之每一者,細胞培養盤具有包括U形底部、V形底部之圓形底部或扁平形底部。
密封元件致動器.培養器100包括密封元件致動器144(一範例展示於圖6A至圖6B中且另一範例展示於圖14及圖16中)。密封元件致動器144可經組態以使密封元件在打開與閉合位置之間移動。密封元件致動器144包括馬達或旋轉螺線管或類似致動器。舉例而言,在一些情況下可使用步進馬達。步進馬達可(例如)以0.5Hz頻率操作。可替代地,可使用以60hz頻率操作之旋轉螺線管。
在一些實施例中,致動器144可經組態以使密封元件116/216在閉合位置與打開位置之間移動。在一些實施例中,致動器144可經組態以使密封元件116、216在閉合位置與複數個打開位置之間移動。舉例而言,致動器144可經組態以使密封元件116、216在閉合位置與第一打開位置及第二打開位置之間移動。在一些實施例中,致動器144可進一步經組態以將密封元件116、216移動至第三(或另一)打開位置。致動器144可經組態以使密封元件116、216在第一打開位置與閉合位置之間移動。致動器144可接著經組態以使密封元件116、216在第二打開位置與閉合位置之間移動。致動器144可經進一步組態以使密封元件116、216在第三打開位置與閉合位置之間移動。
培養器100可經組態以維持在殼體102之內部腔室110內之所選擇之內部溫度、濕度及氣體含量。培養器100包括控制器174(一範例展示於圖18
中),其經組態以維持殼體102之內部腔室110內之所選擇之內部溫度、濕度及氣體含量。可選擇殼體102之內部腔室110內之內部溫度、濕度及氣體含量以維持培養器100內之物質。在一些實施例中,可將溫度維持在約4℃至約40℃之範圍內。在一些實施例中,可將溫度維持在約4℃至約39℃之間、約15℃至約39℃之間、約20℃至約38℃之間、約25℃至約38℃之間或約30℃至約38℃之間。在一些實施例中,將相對濕度維持在高於約60%、70%、80%或高於約90%。在一些實施例中,將相對濕度維持在約70%、75%、80%、85%、90%或約95%。在一些實施例中,將二氧化碳含量維持在約1%、2%、3%、4%或約5%。
在一些實施例中,培養器100包括溫度控制器174(一範例展示於圖18中),其經組態以將內部腔室110內之溫度維持在所需範圍內(圖2B、圖3B、圖4B)。培養器100包括與殼體102之底部(諸如,底座104)接合之第一加熱/冷卻裝置。可替代地,第一加熱/冷卻裝置可與直接或間接與培養器100之殼體102接觸之導熱層接合。第一加熱/冷卻裝置可向導熱層提供加熱或冷卻。導熱層可向殼體102之一部分提供加熱或冷卻。導熱層可由如上文所論述之導熱材料(例如,鋁、銅、黃銅、其他含銅合金或陶瓷)製成。使用導熱層可改良至殼體102之熱傳遞之均一性。第一加熱/冷卻裝置可藉由溫度控制器174控制。加熱/冷卻裝置之實例包括:電阻式加熱器、經組態以循環熱交換流體之流體線圈、一或多個帕耳帖裝置及其類似者。在一些實施例中,流體線圈包括在其在外部之上之出入埠以准許流體進入以便藉由帕耳帖裝置冷卻/加熱。在具有流體線圈之一些實施例中,加熱/冷卻裝置為自底座104分離之組件。在加熱/冷卻裝置可與底座分離之實施例中,可能進行拆卸,以准許高壓蒸氣處理。在其他實施例中,第一加熱/冷卻裝置可
與殼體102整合。舉例而言,流體線圈可與殼體102之底座104整合。溫度控制器174包括或接收來自一或多個溫度感測器之輸入。溫度感測器可附接至PCB 132、232、殼體102之一部分(例如,底座104)及/或第一加熱/冷卻裝置。溫度感測器之實例包括熱敏電阻及/或積體電路。積體電路具有較低電子雜訊及在不需要校準的情況下精確性為+/- 0.25℃。
第一加熱/冷卻裝置可直接接觸(或間接提供熱傳遞至)殼體102之底部(諸如底座104)之外表面。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置與殼體102之底部之外表面之至少約75%接觸。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置與殼體102之底部之外表面之至少約80%接觸。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置與殼體102之底部之外表面之至少約85%接觸。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置與殼體102之底部之外表面之至少約90%接觸。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置與殼體102之底部之外表面之至少約95%接觸。在一些實施例中,第一加熱/冷卻裝置可將殼體102之內部腔室110中之溫度維持在約4℃至約40℃、約4℃至約39℃、約4℃至約38℃或約4℃至約37℃之範圍內。在一些實施例中,可將溫度維持在約10℃至約37℃之間、約15℃至約39℃之間、約20℃至約38℃之間、約25℃至約38℃之間、約30℃至約38℃之間。在其他實施例中,第一加熱/冷卻裝置可將殼體102之內部腔室110中之溫度維持在約4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。在一些實施例中,將殼體之內部腔室110維持在約37℃。
本文所描述之培養器100包括與殼體102之頂部(諸如蓋106、206或蓋
裝配108或PCB 132、232之一部分)接合之第二加熱/冷卻裝置。第二加熱/冷卻裝置可在殼體102內。加熱/冷卻裝置之實例包括:電阻式加熱器、經組態以循環熱交換流體之流體線圈、及一或多個帕耳帖裝置及其類似者。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置可為電阻式加熱器。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置為PCB 132、232之部分,其與殼體102之頂部(諸如蓋106、206)接合。第二加熱/冷卻裝置可由溫度控制器174控制(圖18)。第二加熱/冷卻裝置包括與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)對齊之複數個開口138、238。第二加熱/冷卻裝置包括為PCB 132、232之部分的電阻式加熱元件。電阻式加熱元件140可位於PCB 132、232之面向殼體102之內部腔室110及/或細胞培養盤114之側面上(圖4B)或定位在PCB 132、232之內部。在一些實施例中,第二加熱/冷卻裝置可將溫度維持在約4℃至約40℃、約4℃至約39℃、約4℃至約38℃或約4℃至約37℃之範圍內。在一些實施例中,可將溫度維持在約10℃至約37℃之間、約15℃至約39℃之間、約20℃至約38℃之間、約25℃至約38℃之間或約30℃至約38℃之間。在各個實施例中,第二加熱/冷卻裝置可將溫度維持在高於第一加熱/冷卻裝置0.1℃、0.2℃、0.3℃、0.4℃、0.5℃、0.6℃、0.7℃、0.8℃、0.9℃、1.0℃、1.1℃、1.2℃、1.3℃、1.4℃、1.5℃、1.7℃、1.9℃、2.0℃、2.3℃、2.5℃、2.7℃、2.9℃、3.0℃、3.3℃、3.5℃、3.7℃、3.9℃、4.0℃、4.3℃、4.5℃、4.7℃、4.9℃或5.0℃之溫度。當第二加熱/冷卻裝置維持高於藉由第一加熱/冷卻裝置維持之溫度的溫度時,可防止靠近內部腔室110之頂部的冷凝,且從而防止在細胞培養盤114上之冷凝。
細胞培養盤支撐件.本文中揭示之培養器100包括用於細胞培養盤114、224之支撐件122、222(範例展示於圖1B、圖7至圖8中及圖10A至圖
10B中)。細胞培養盤支撐件122、222可經組態以相對於殼體102自殼體102內之位置可滑動地移動至殼體102之內部腔室110之外的位置。所說明之支撐件122、222具有T形,但可使用其他形狀來支撐細胞培養盤114。用於細胞培養盤114之支撐件122、222可直接附接至培養器100上之出入門154抑或經由一或多個介入結構或部分(諸如,偏置連接件255)接合(圖11A至圖11C)。培養盤支撐件122、222可由塑膠製成。在一些實施例中,培養盤支撐件122、222可由金屬製成,在一個非限制性實例中該金屬可為黃銅。支撐件亦可包括在用於細胞培養盤114之支撐件222上之遠端唇緣223(參見圖17A至圖17B中之一個範例)。
在一些實施例中,用於細胞培養盤114之支撐件122、222及出入門154、254可形成出入裝配168、268(範例展示於圖8中及圖11A至圖11B中)。出入裝配168、268包括密封地與殼體102之一部分介接之前板156、256,如圖7至圖9及圖10A中展示。出入裝配168、268包括在前板與出入門之間的浮動連接件。舉例而言,在前板與出入門之間的偏置連接件255可經組態以向前板提供壓縮力以相對於殼體102之一部分密封前板(參見圖11A至圖11B中之一個範例)。出入裝配可經組態使得細胞培養支撐件122、222將細胞培養盤114維持在殼體102內之一高度處,使得引入一或多種環境或吹掃氣體之通路150A相對於殼體之底部及頂部與細胞培養盤114處於相同的高度。(參見以下描述。)將氣體進入保持與細胞培養盤處於同一位準提供經最佳化濕度控制、經最佳化氣體循環且防止細胞培養盤上之冷凝。因此,支撐件凹口146可經組態以在用於氣體150A之通路處將細胞培養支撐件之側面支撐在相同高度。在一些實施例中,細胞培養盤114之頂部距殼體102之內部腔室110之頂部至少約2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、
7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或約20mm。在一些實施例中,細胞培養盤支撐件之下表面距殼體102之內部腔室110之底部內表面至少約0mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或約10mm。
出入裝配168、268包括軌道引導件166或導軌266以准許出入裝配168、268滑動打開或關閉,從而准許出入細胞培養盤114。軌道引導件166或導軌266可經組態以相對於殼體支撐件160、260上之軌道162、262滑動。出入裝配168、268之移動可藉由控制器174(參見圖18)導向,包括該控制器174作為培養器100之部分。
出入裝配168、268可以可移動方式安裝於亦支撐殼體102之殼體支撐件160、260上。殼體支撐件160包括軌道162使得出入裝配168可在軌道引導件166上相對於殼體支撐件160上之軌道162滑動。軌道引導件166具有各種橫截面形狀。在一個實例中,軌道引導件具有具長方形或方形橫截面形狀之平坦表面,如圖8中展示。在一些實施例中,軌道引導件166具有環形或圓形橫截面形狀,諸如,圖10B、圖11A及圖11B中說明之導軌266。出入門154、254之前板156、256可由類似於上述適用於殼體102之材料的金屬或塑膠製成。在一些實施例中,前板156、256由具有高熱導率之材料(例如,鋁、銅、黃銅、含銅合金或陶瓷)製成。出入門154、254可由金屬或塑膠製成,且具有把手172、272。培養盤支撐件可自出入門154、254拆卸以用於例如藉由高壓蒸氣滅菌進行清潔。前板156、256及出入門154、254亦可在裝配時或隨著拆開藉由高壓蒸氣滅菌來清潔。
出入裝配168、268之軌道引導件/導軌包括一或多個止擋或接合表面
以幫助將出入裝配168、268保持在一或多個離散位置(諸如,打開位置及閉合位置)中。軌道引導件166或導軌266包括經組態以與殼體支撐件160、260之互補結構接合之接合表面以緊固出入裝配168、268相對於殼體支撐件160、260之位置。出入裝配168、268之位置可對應於出入裝配168、268之打開或閉合位置。在一些實施例中,培養器包括經組態以機械地、電子地或磁性地與出入裝配168、268之互補結構接合之門開關。
在一些實施例中,用於細胞培養盤114之支撐件122可為安裝於殼體102之內表面上或經製造作為殼體102之內表面之部分的一或多個內表面或特徵。舉例而言,一或多個突出物可自殼體102之側面朝向內部腔室110延伸以將細胞培養盤114支撐在內部腔室110內。在另一實例中,殼體102之內表面可為有凹口的,以提供用於培養盤支撐件122、222之一部分的支承架146、246、247(展示於圖7、圖17A及圖17B中之範例),與培養盤支撐件122、222之一部分附接至前板156、256(範例展示於圖7中)相反。當細胞培養盤114置放於殼體102內之支撐件122、222上時,殼體102中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)可與細胞培養盤114中之槽120對齊。
培養器100包括殼體102中之經組態用於氣體進入之至少一個通路150A(範例展示於圖7至圖8中)。通路可用以供應吹掃氣體或其他所選擇氣體以維持培養器100內之所需內部環境。在一些實施例中,一或多個氣體進入通路150A可經由底座104之壁形成。在一些實施例中,一或多個氣體進入通路150A距殼體102之內部腔室110之頂部至少約2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm。在一些實
施例中,一或多個氣體進入通路150A以一高度定位於底座之側面上,該高度等於細胞培養盤114當支撐在殼體102內時之側面之高度。可提供氣體以維持內部腔室110內之正壓力。舉例而言,可將內部腔室110之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.01000psi之間。清潔室通常使用約0.0072psi或更低之正壓力。在一些實施例中,可將內部腔室110之壓力維持在高於環境壓力約0.0072psi以下。在一些實施例中,可將內部腔室110之壓力維持在高於環境壓力約0.0072psi以上。在一些情況下,氣體之流動速率可小於或約10公升/小時、9公升/小時、8公升/小時、7公升/小時、6公升/小時、5公升小時、4公升/小時、3公升/小時、2公升/小時或1公升/小時。流動速率可大於約0.5公升/小時。在一些實施例中,流動速率可為約1公升/小時至約10公升/小時。
可調節吹掃或環境氣體以提供所需濕度以及所需氣體混合物。在一些實施例中,調節環境氣體以提供高於約50%、60%、70%、75%、80%、85%或高於約90%之相對濕度。在一些實施例中,調節氣體以提供約70%、75%、80%、85%、90%或約95%之相對濕度。在一些實施例中,調節環境氣體以提供約1%、2%、3%、4%或約5%之二氧化碳含量。
在一些實施例中,殼體102之內部腔室110包括經組態以保持流體之儲槽,諸如流體儲槽。培養器100包括殼體102中之至少一個流體排放通路150B,其經組態以排放殼體102內之流體儲槽或排放殼體102自身(範例展示於圖7至圖8)。在一些情況下,流體可用以向內部腔室110提供濕度。在一些情況下,流體可用以控制內部腔室110之溫度。在一些實施例中,流體排放通路150B可經由底座104之側壁形成。流體排放通路150B為可密封的。
培養器100包括電連接件152、252以為密封致動器144供電,加熱並
冷卻殼體102,打開且關閉培養盤支撐件122、222,及/或操作PCB 132、232之感測器以及其他操作(範例展示於圖8中且另一範例展示於圖14中)。電連接件152、252可連接至接觸底座104之側面之第一加熱/冷卻裝置、殼體支撐件160、260、殼體102、PCB 132、232、密封元件116、216或蓋裝配108之其他組件。
培養器100包括經組態以支撐殼體102之殼體支撐件160、260(參見圖7至圖8中之一個範例及圖14中之另一範例)。支撐腳164上之一或多個可調整連接器可經組態以將殼體支撐件160連接至殼體102。
本文所描述之培養器可經組態以減少或最小化在殼體內或在培養器之其他部分上之冷凝之形成。蓋106、206可經設計以最小化在蓋之部分上之冷凝之形成,同時亦使得蓋容易使用高壓蒸氣滅菌或其他清潔方法來清潔。在一個實例中,蓋之下側具有填充有泡沫細胞聚合物之一些凹槽,該等凹槽與蓋106、206之開口112、212對齊。在另一實例中,可用諸如類似於ParyleneTM之疏水性材料之材料及/或用KaptonTM片材或膠帶來填充凹槽之部分。在另一實例中,一些凹槽可使用薄金屬片密封。在另一實例中,可倒轉蓋之結構使得有紋理之側面面向培養器之外部。在另一實例中,蓋106、206之內部表面可經成形為包括額外扁平部分以改良密封。在一些情況下,PCB 132、232可用於將蓋加熱至略高溫度,例如,高達約40℃,以減少蓋106、206上之冷凝。在其他情況下,殼體內之正壓力可用以增添橫跨蓋106、206之經控制滲漏。蓋106、206之內部之輪廓亦可經成形為引導且控制形成於蓋106、206上之任何冷凝物之排放。PCB 132、232亦包括共形塗層以減少或最小化對PCB 132、232之冷凝腐蝕。
可藉由檢查圖1至圖17中之細節來進一步理解如本文所描述之培養器
100。雖然圖1至圖17說明例示性培養器之各種特徵,但應理解,諸圖係僅出於說明之目的且絕非將本發明限制於明確展示之實施例。貫穿本文中之描述,可如所描述對培養器100之每一元件作出改變。
圖1A至圖1B分別說明根據一些實施例之培養器100之等角視圖及經分解等角視圖。培養器100包括殼體102,其中殼體102包括底座104及蓋106。底座104及蓋106可界定具有內部腔室110之殼體102。蓋106包括複數個開口112。內部腔室110經設定大小以收納細胞培養盤114。培養器100包括具有複數個開口118之密封元件116,其與密封元件致動器144一起說明。所說明之細胞培養盤114包括複數個槽120。所說明之細胞培養盤114具有8×12佈置之96個槽120。蓋106之開口112、密封元件116之開口118及細胞培養盤114之槽120可經組態以對齊。培養器100包括用於細胞培養盤114之支撐件122。
圖2A至圖2C分別說明根據一些實施例之培養器100之蓋106及蓋裝配108之俯視圖、該蓋裝配108包括印刷電路板(PCB)132及任選間隔物134。圖3A至圖3C分別說明可在本文所描述之培養器100之實施例中使用之蓋106、PCB 132及間隔物134之頂側之經分解等角視圖。圖2A展示蓋106之頂側106A。蓋106之開口112延伸穿過蓋106之厚度。蓋106亦包括切口126以容納培養器100之另一部分,諸如印刷電路板132之連接器136。蓋106包括連接器開口128,其可用以可移除地將蓋106附接至底座104。圖2B展示印刷電路板(PCB)132及連接器136之俯視圖。PCB 132包括開口138。開口138可經組態以與蓋106上之開口112對齊。切口130A可用以將PCB 132與蓋106對齊置放,從而允許連接器與連接器開口128對準以將蓋106及PCB 132附接至底座104。圖2C展示間隔物134之俯視圖。開口142可經
組態以與蓋上之開口112對齊且亦與PCB 132上之開口138對齊。間隔物134之切口130B可用以將PCB 132與蓋106及PCB 132對齊置放,從而允許連接器與連接器開口128對準以將蓋106、PCB 132及間隔物134附接至底座104。
圖3D至圖3F分別說明展示可在本文所描述之培養器之實施例中使用之蓋106、密封元件116及印刷電路板132及其相關聯連接器之頂表面的經分解等角視圖。與圖3A至圖3C相比,圖3D至圖3F中說明之組態省略間隔物134且將密封元件116定位在蓋106與PCB 132之間。將密封元件116定位在蓋與PCB 132之間可改良整體密封,係因為密封元件可在蓋106與PCB 132中之每一者之間形成密封。
圖4A至圖4B說明蓋106及PCB 132之底側之經分解等角視圖。在圖4A中,蓋106之底側106B包括環繞蓋106之周界之一部分的凹槽124。PCB 132之上側132A(圖3A)可經組態以與蓋106之底側106B接合。舉例而言,蓋106之凹槽124可經設定大小且成形以收納PCB 132。當蓋106與PCB 132接合時,可對準開口112及138。凹口126可經設定大小以准許當蓋106與PCB 132接合時裝配連接器136。連接器開口128可用於將蓋106對準至底座104。蓋106中之開口112具有環繞蓋106之底側106B上之開口之凸環。
如圖4B中展示,說明PCB 132之底側132B。當蓋106附接至底座104,切口130B可用以對準與蓋106接合時的PCB 132。控制器174(參見圖18)可控制在PCB 132上之底表面132B上製造之加熱器140。加熱器140可與PCB 132接合或與PCB 132一體形成使得其不會阻礙開口138。PCB 132包括如上文所論述之複數個感測器且可以溫度感測器、濕度感測器及/或氣相感測器之任何組合存在。
圖2A至圖2C、圖3A至圖3F及圖4A至圖4B針對對準及安裝次序且針對蓋中之開口與蓋裝配108之組件之對準一起展示蓋、PCB 132及任選間隔物134之間的各種關係。
圖5A說明可在本文所描述之培養器之實施例中使用之蓋206。蓋206包括蓋罩207。蓋206之外表面207包括蓋罩207上之諸如「上拉以移除」之指令的標記207a。蓋206亦包括壓縮凸片215上之指令215c,諸如「推動以安裝」。標記207a及指令215c可經著色、經蝕刻或經調適以藉由電腦成像程式成為機器可讀的。
蓋包括各種突起及蓋之底側上之輪廓。圖4A及圖5B說明不同蓋組態。圖5B說明根據一些實施例之培養器之蓋206之底表面之視圖。蓋206包括複數個開口212。蓋206包括圖案化表面,其包括實質上包圍開口212之群組213之複數個凹槽。密封元件116、216可在閉合與不同打開位置之間移動,以允許工具出入細胞培養盤114之槽120。開口212之群組213可在密封元件116、216處於閉合位置時改良形成於蓋206與密封元件116、216之間的密封。舉例而言,密封元件116、216中之開口118、218可藉由群組213之開口212之間的空間封閉。群組213左側之開口212可形成開口之第一子集,而群組213右側之開口212可形成開口212之第二子集。
圖5C至圖5E說明根據一些實施例之其密封元件處於各種位置之培養器之俯視圖。圖5C說明密封元件216處於閉合位置,使得蓋206之開口212為封閉的。圖5D說明密封元件216處於第一打開位置,使得蓋206之開口212每隔一列開口212打開而其他列之開口212封閉。圖5E說明密封元件216處於第二打開位置,使得蓋206之開口212a每隔一列開口212打開而其他列之開口212b封閉。打開的開口212及封閉的開口212在第一打開位置(圖12B)
與第二打開位置(圖12C)之間為顛倒的。在圖5E中,開口212b為打開的而212a為封閉的。蓋206亦包括四個壓縮凸片215,其中每一凸片具有經調適以接合接腳215b以將蓋緊固至培養器的表面215a。壓縮凸片215表面215a可向下撓曲以接合接腳215b以提供壓力以將蓋206保持在適當位置。
圖5F至5G說明根據一些實施例之培養器之密封元件216處於各種位置之俯視圖。圖5F展示密封元件216處於閉合位置使得開口218不與蓋206之開口212a/212b對齊(未展示)。圖5G展示密封元件216處於第一打開位置使得開口218與蓋206之開口212之第一子集對齊(未展示)。所說明之密封元件216具有六列開口218。密封元件216可與圖5C至圖5E中說明之具有12列開口212之蓋206一起使用。密封元件216可在閉合位置、第一打開位置與第二打開位置之間移動,此取決於用於細胞培養盤120之所需槽120出入。所說明之密封元件216可定位在蓋206與PCB 232之間。將密封元件216定位在蓋206與PCB 232之間可改良整體密封,係因為密封可形成於密封元件216與蓋206之間且第二密封形成於密封元件216與PCB 232之間。
圖5H說明根據一些實施例之包括具有開口238之印刷電路板(PCB)232之培養器的俯視圖。展示移除了蓋206及密封元件216以暴露PCB 232的培養器。PCB 232包括多層構造。舉例而言,在一個實施例中,PCB 232包括四層板。諸如銅層之加熱元件或裝置為PCB 232之內層以保護加熱元件免於暴露於殼體內之空氣中之水分。將多層構造用於PCB 232可產生較厚及可撓性較低的PCB 232。可撓性較低的PCB 232可改良形成於PCB 232與密封元件216之間的密封。
圖6A及圖6B說明根據一些實施例之培養器100之一部分之俯視圖。培養器100之俯視圖展示底座104及密封元件116。密封元件116包括密封元件
開口118。密封元件116可隨密封元件致動器144移動。在內部腔室110內,在擱置於支撐件凹口146上之底座104之前側之遠端的細胞培養盤支撐件122之末端為可見的。培養盤114出現在此視圖中。底座104之上內邊緣中之凹口148准許密封元件116在其在閉合位置與一或多個打開位置之間經致動時移動。凹口148之其他佈置係可能的,以支持至多於一個打開位置的致動。
密封元件116處於圖6A中之第一位置及圖6B中之第二縮回位置。在圖6B中將密封元件致動器144說明為旋轉以使密封元件116縮回。藉由底座104之內上邊緣上之凹口148來促進密封元件116之移動。第一位置及第二縮回位置可對應於用於密封元件116之打開及閉合位置。在打開位置中,密封元件116開口118與細胞培養盤114(圖6B中未標記)之槽120(未展示)及蓋開口112(此視圖中未展示)對齊,,使得輸入/輸出尖端(未展示)可用以穿過開口(112、118)以自培養器100之外部出入槽120。在閉合位置中,密封元件116阻塞或部分掩蓋蓋106之開口112(此視圖中未展示)。不需要密封元件116形成用於蓋106之開口112之氣密式密封。舉例而言,在一些情況下,密封元件116可允許吹掃氣體流動至培養器100之內部腔室110之外。
圖7至圖8分別說明培養器100之一部分之經分解等角視圖,其展示:具有連接至致動器144之開口118之密封元件116;具有槽120之細胞培養盤114;及具有處於閉合及打開位置之出入門154之底座104。在培養器100處於閉合位置時,內部腔室110、其上擱置細胞培養盤支撐件122之支撐件凹口146在圖7及圖8之底座104之視圖中為可見的。支撐件凹口146可形成於殼體102內之底座104之內表面中。通路150A及150B分別經由用於氣體輸入及流體排放之底座104之側面連接。通路150A及150B可為可密封的。
凹口148形成於底座104之上內表面中以用於移動密封元件116。展示連接至底座104之側面之電連接件152。細胞培養盤支撐件122及出入門154可形成出入裝配168(圖8)。出入門154具有把手172。出入裝配168亦包括密封地與培養器100之殼體102之前部158介接之前板156。出入裝配168亦包括出入軌道引導件166以支援細胞培養盤114之移動及支援進出殼體102。所說明之出入裝配168具有安裝於出入門154之前板156上之細胞培養盤支撐件122。絕緣面板170可附接至底座104。
裝配168可安裝於支撐殼體102之殼體支撐件160上。殼體支撐件160包括軌道162,其可允許出入裝配168在軌道引導件166上相對於殼體102在閉合位置(圖7)與打開位置(圖8及圖9)之間滑動。殼體支撐件160亦包括支腳164以進一步支撐底座104,該等支腳可為可調整的。
圖9說明培養器100及處於打開位置之出入門154之俯視圖。在此說明中,由於軌道162延伸超過底座104之後側,所以軌道162之範圍為可見的,從而准許軌道引導件166完全滑動且關閉細胞培養盤支撐件122以擱置於支撐件凹口146內。軌道162安裝於殼體支撐件160上。細胞培養盤支撐件122附接至出入門154之前板156,從而形成出入裝配168,且可進一步包括軌道引導件166。出入門154具有把手172。附接至致動器144之密封元件116位於底座104上,裝配在凹口148內,此准許密封元件116在經致動時移動。在內部腔室110內,展示在細胞培養盤支撐件122未接合(亦即,出入裝配打開)時底座104中之支撐件凹口146。展示凹口148在底座104之上內表面中,此准許密封元件116在經致動時移動。絕緣面板170可附接至底座104。
圖10A至圖10B分別說明根據一些實施例之具有用於處於打開及閉合位置之細胞培養盤之支撐件222之培養器的俯視圖。圖10A說明具有與支撐
件122不同之形狀之支撐件222。支撐件222可藉由抓握把手272移動以將導軌266滑動至圖10B中所示之打開位置。支撐件222可靠近殼體之底部定位以允許空氣空間高於細胞培養盤114。對於維持適當濕度位準高於細胞培養盤114之槽120及避免細胞培養盤114之槽120內所含之培養基蒸發,允許空氣空間高於細胞培養盤114可為重要的。支撐件222附接至出入門254,使得水平滑動出入門亦移動支撐件222,如圖10B中展示。支撐件222可直接或間接附接至出入門254。圖10B展示具有圓柱形形狀之導軌266。導軌266可沿殼體支撐件260中之互補成形開口滑動。
圖11A至圖11B說明根據一些實施例之用於培養器之細胞培養盤之支撐件122之一部分的視圖。支撐件122為出入裝配268之部分。出入裝配268包括出入門254中之經組態以保持小瓶或試管之四個開口269。出入裝配268包括前板256。出入門254具有把手272。所說明之前板256具有與出入門254經由偏置連接件255之浮動接合。前板256直接附接至支撐件222。說明偏置連接件255,其具有附接至前板256之螺釘及圍繞螺釘中之每一者之彈簧以相對於出入門254偏置或按壓前板256。當出入裝配268處於打開位置時,螺釘之頭部保留在出入門254之C孔上。當出入裝配268處於閉合位置時,偏置連接件255可向前板256提供力以相對於殼體緊固前板256。
圖11C說明根據一些實施例之培養器之側視圖。圖11C說明處於幾乎閉合的位置之出入裝配268。圖11C展示相對於殼體緊固前板256之偏置連接件255。導軌266可相對於殼體支撐件260內之處於閉合位置之互補連接件267(諸如,可撓性鎖定接腳)緊固。圖11C說明恰好在接合扣合至閉合位置之前的互補連接件267之前抵靠殼體及導軌266之前板256。偏置連接件255亦可藉由支撐件222減少急劇的運動經驗之量,且因此在出入裝配268打
開或閉合及鎖定至適當位置時減少藉由支撐件222支撐之任何槽盤。當出入門254為閉合時,減少急劇運動可最小化且防止細胞培養盤114之槽120中之任何流體之噴濺及晃動。為關閉所說明培養器,使出入裝配268前進直至前板256與殼體接合為止。接下來,可施加額外力以進一步移動出入裝配268及導軌266,使得該等導軌相對於殼體支撐件260內之互補連接件267緊固以進入閉合位置。偏置連接件255減少或消除由力引起之細胞培養盤120之移動,以在前板256與殼體接合之後使出入裝配268前進進入閉合位置。
出入裝配168、268之導軌包括一或多個止擋或接合表面以幫助將出入裝配168、268保持在一或多個離散位置(諸如打開及閉合位置)中。圖12A至圖12B說明可在本文所揭示之培養器之實施例中使用之磁體的視圖及導軌的視圖。磁體裝配295經展示具有磁體297及磁體外殼299。磁體裝配295包括在導軌266內。磁體裝配295內之磁體297可與殼體支撐件260內之互補磁體接合,以形成連接以適當地將導軌266保持在經設計之位置,諸如用於出入裝配268之打開或閉合位置。在一些實施例中,磁體297可與門開關273接合(圖16)。圖13說明可用於本文所描述之培養器之實施例之導軌266的實施例。圖13展示具有扁平表面266a之導軌266,其經設計以與殼體支撐件260內之互補連接件267(諸如,可撓性鎖定接腳)介接。鎖定接腳幫助將出入裝配268保持在打開或閉合位置。
圖14說明根據一些實施例之包括殼體支撐件260之培養器之一部分之經分解視圖。所說明之殼體支撐件260包括熱傳遞元件261。熱傳遞元件261可向殼體之底部提供熱量。熱傳遞元件可與循環式加熱/冷卻流體電阻式加熱器或其他加熱/冷卻裝置接觸。所說明之殼體支撐件260包括墊圈材料
263。墊圈材料263可防止冷凝物或液體下落至殼體支撐件中且防止接觸殼體支撐件260內之電子組件之任一者。殼體支撐件可視情況包括滴盤或其他排放器,以沿所需路徑引導冷凝物及其他液體以避免或最小化冷凝物接觸電子組件。殼體支撐件具有電連接件252,該等電連接件可連接至熱傳遞元件261及培養器中之其他電子裝置。
圖15說明根據一些實施例之培養器之外部部分。殼體支撐件260包括軌道262,該等軌道可允許出入裝配268在導軌266上相對於殼體在閉合位置與打開位置之間滑動。殼體支撐件260包括熱交換流體進口265a及出口265b。殼體支撐件260包括不同電連接埠271a、271b及271c。舉例而言,電連接埠271a經說明為乙太網埠。電連接埠271a、271b及271c可用以控制、監測及更新培養器之軟體/韌體。
圖16說明根據一些實施例之培養器之側視圖。說明殼體支撐件260及出入裝配268處於閉合位置。殼體支撐件260包括門開關273,該門開關可在出入裝配268處於閉合位置時機械地、電氣地或磁性地與導軌268之一部分接合。門開關273可辨識出出入裝配268在何時處於閉合位置且將彼資訊傳輸至培養器機載之處理器。
圖17A至圖17B分別說明根據一些實施例之具有用於細胞培養盤之支撐件222處於打開及閉合位置之培養器的等角視圖。所說明之支撐件222包括經組態以接合細胞培養盤114之邊緣的遠端唇緣223。當支撐件222處於閉合位置時,可藉由支承架246來支撐遠端唇緣223。當處於打開位置時,支撐件222之遠端唇緣223亦可如圖23A中展示抵靠殼體之部分247擱置,以防止支撐件之振動及運動。
在圖1、圖3及圖6至圖9中,該等圖展示具有96個開口118、218之密
封元件116、216,該等開口可移動成與細胞培養盤114之96個槽120對齊,但亦設想其他組態。在一些實施例中,可存在開口118、218之第一集合加開口118、218之第二集合,該開口118、218之第一集合具有96個開口,該開口118、218之第二集合可移動成與細胞培養盤114上之少於96個之槽120對齊。作為非限制性實例,可移動第二集合以與96個槽120之一半對齊或可移動以與96個槽120中之24個對齊。在一些實施例中,在密封元件116、216上可進一步存在開口118、218之第三集合,其可移動成與細胞培養盤114之少於所有96個之槽120對齊。作為非限制性實例,開口118、218之第三集合可為可移動成與槽120之一半對齊之48個開口,或可為可移動成與槽120之四分之一對齊之24個開口。開口118、218之第三集合可移動成與槽120對齊,該等槽120與可藉由使用開口118、218之第二集合出入之槽120不同。當開口118、218之第二及第三集合提供對不同槽120之出入時,槽120可定位於細胞培養盤114之不同半部或側面上,可實體地交替位置,或可根據另一預選模式定位。
在其他實施例中,開口118、218之第一集合可移動成與細胞培養盤114之少於所有96個之槽120對齊。非限制性實例包括開口118、218之第一集合可移動成與細胞培養盤114之槽120之一半或四分之一對齊的情況。密封元件116、216可進一步具有開口118、218之第二集合,其可移動成與細胞培養盤114上之少於96個之槽120對齊。作為非限制性實例,可移動第二集合以與96個槽120之一半對齊或可移動以與96個槽120中之24個對齊。在一些實施例中,在密封元件116、216上可進一步存在開口118、218之第三集合,其可移動成與細胞培養盤114之少於所有96個之槽120對齊。作為非限制性實例,開口118、218之第三集合可為可移動成與槽120之一半對齊之
48個開口,或可為可移動成與槽120之四分之一對齊之24個開口。開口118、218之第一、第二或第三集合可移動成與槽120對齊,該等槽120與可藉由使用開口118、218之其他兩個集合中之任一者出入之槽120不同,或開口118、218之第一、第二或第三集合可出入槽120之重疊位置。槽120可定位於細胞培養盤114之不同半部或側面上,可實體地交替位置,或可根據另一預選模式定位。
儘管圖1及圖7至圖9說明具有96個槽120之細胞培養盤114,但亦設想蓋106、206、密封元件116、216、PCB 132、232、間隔物134及其各別開口(112、212、138、238及視情況選用之142)可容納不同比例之細胞培養盤114及/或在其內具有不同數目之槽120的細胞培養盤114。在一些實施例中,細胞培養盤114中可存在384個槽。當384個槽120存在時,蓋106、206及包括PCB 132、232及任選間隔物134之蓋裝配108組件具有384個開口或其一些子集。當細胞培養盤114具有384個開口時,密封元件116、216具有可移動成與槽120對齊之384個開口118、218,或具有可移動成與槽120之一子集對齊之更少開口118、218。密封元件116、216具有額外組開口118、218,其可如上所述經組態用於96細胞培養盤114組態,且可以任何類似組合組態。細胞培養盤114亦可經組態以具有12個或6個或更少槽120,且蓋106、206、密封元件116、216、PCB 132、232,任選間隔物134及其各別開口(112、212、138、138及視情況選用之142)可經組態以提供對此較少數目之槽120及/或其子集的出入。
上述培養器100之任一者具有開口112、212、138、238及/或142及/或額外組件(諸如,絕緣件、感測器、一或多個控制器174(參見圖18)、電連接件152、252、加熱及冷卻裝置、以任何組合之用於氣體及用於流體排
放之入口)中之任一者之任何合適大小組合。一或多個控制器174可控制內部腔室110之密封元件116、216、溫度、相對濕度、及/或氣體環境及/或出入裝配168、268。
在一些實施例中,培養器100包括具有內部腔室110之殼體102,該內部腔室110經組態以支撐包含複數個槽120之細胞培養盤114,其中殼體102具有由蓋106、206中之開口112及相關聯蓋裝配108之開口(138、238及視情況選用之142)提供之複數個開口。殼體中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)經組態以允許出入細胞培養盤114之槽120;且密封元件116、216經組態以密封殼體102中之複數個開口,其中密封元件116、216包括對應於殼體中之複數個開口之至少一子集之第一複數個開口118、218。殼體102包括底座104及蓋106,其中底座104及蓋106界定內部腔室。在一些實施例中,內部腔室110具有約200cm3至約750cm3之體積。在其他實施例中,內部腔室110具有約400cm3至約1,000cm3之體積。底座104可由具有高熱導率及低熱容之剛性材料形成。蓋106可由絕緣塑膠形成。培養器100包括印刷電路板(PCB)132、232。PCB 132、232位於密封元件116、216與殼體之頂部之內表面之間。PCB 132、232包括與穿過殼體之複數個開口對齊之複數個開口138、238。PCB 132、232包括一或多個感測器,其可選自由以下組成之群:溫度感測器、濕度感測器、氧氣感測器及二氧化碳感測器。培養器100包括間隔物134,其中間隔物134位於PCB 132、232與密封元件116之間。間隔物134包括與穿過殼體之複數個開口及與PCB之複數個開口138、238對齊之複數個開口142。間隔物134可經組態以與密封元件116接合。在一些實施例中,培養器100不具有間隔物134。培養器100之密封元件116、216可在密封元件116、216封閉殼體中之複數
個開口中之每一者的閉合位置(與密封元件116、216之第一複數個開口142與殼體102中之複數個開口之至少一子集對齊的第一打開位置之間移動。密封元件116、216之第一複數個開口138、238之的數目可與殼體102中之開口的數目相同。在一些實施例中,密封元件116僅具有第一複數個開口138。在一些實施例中,殼體102及密封元件116、216具有96個開口138。在其他實施例中,殼體102及密封元件116、216具有384個開口。密封元件116、216可進一步包括第二複數個開口138、238,該第二複數個開口138、238與第一複數個開口138、238不同。密封元件116、216中之第二複數個開口138、238之開口138、238之數目可為殼體102中之開口之數目的二分之一、三分之一或四分之一。殼體中之複數個開口之每一開口具有約1mm至約10mm或約1mm至約5mm之直徑。密封元件116、216中之複數個開口138、238之每一開口具有約1mm至約10mm或約1mm至約5mm之直徑。培養器100包括與殼體接合之第一加熱/冷卻裝置,該第一加熱/冷卻裝置藉由附接至培養器之溫度控制器控制。第一加熱/冷卻裝置可選自由以下組成之群:電阻式加熱器、經組態以循環熱交換流體之流體線圈及一或多個帕耳帖裝置。第一加熱/冷卻裝置可直接接觸殼體之底部之外表面。第一加熱/冷卻裝置包括流體線圈。培養器包括第二加熱/冷卻裝置,其位於殼體內。第二加熱/冷卻裝置與殼體之頂部接合,且可藉由附接至培養器之溫度控制器控制。第二加熱/冷卻裝置係PCB 132之部分的電阻式加熱元件140,且位於PCB 132之面向殼體之內部腔室之側面上。第二加熱/冷卻裝置包括與殼體中之複數個開口對齊之複數個開口。培養器100包括控制器174,其為溫度控制器,該溫度控制器經組態以藉由控制第一及/或第二加熱/冷卻裝置來將內部腔室之溫度維持在所需範圍內。控制器174亦可控制
密封元件116、216、內部腔室之相對濕度、氣體環境及/或出入裝配168。培養器100包括用於細胞培養盤114之支撐件122、222。支撐件122、222可經組態以相對於殼體102自殼體102內之位置可滑動地移動至殼體102之內部腔室110之外的位置。培養器100可進一步包括附接至用於細胞培養盤114之支撐件122、222之出入門154、254。支撐件122、222及出入門154、254可形成出入裝配168、268,其包括密封地與殼體之一部分介接之前板156、256。出入裝配168、268可移動地安裝於支撐殼體102之殼體支撐件160、260上。培養器102可進一步包括殼體中之經組態用於氣體之至少一個通路150A,其中該至少一個通路150A可位於底座104之壁上,其自底座之底部之高度與細胞培養盤114之側面相同。
方法.亦提供用於使用本文所揭示之培養器100之方法。該等方法包括將具有複數個開口118、218之密封元件116、216移動至打開位置,其中密封元件116、216之複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之開口之第一子集對齊,一如由蓋106、206與相關聯蓋裝配108所提供。密封元件116、216之複數個開口118、218及殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之開口之第一子集提供自培養器100之外部至殼體102之內部腔室110之第一複數個通路。可使輸入/輸出尖端前進穿過在培養器100之外部與殼體102之內部腔室110之間的第一複數個通路中之一或多者。該等方法包括經由輸入/輸出尖端在殼體102之內部腔室110內收集或沈積物質。開口之第一子集包括殼體中之複數個開口之所有開口或少於所有開口(例如,1/2、1/3、1/4或更少)。
可自殼體102之內部腔室110內之細胞培養盤114)之槽120收集、抽出
或沈積至該槽120之物質包括:微型物體(其可進一步包括一或多種生物微型物體);蛋白質;核酸;脂質或在生物微型物體內發現或分泌之其他細胞組分;流體,諸如(但不限於)培養基;溶劑,諸如(但不限於)二甲亞碸或乙醇;界面活性劑;分析試劑;或試劑,諸如滲透試劑、標記試劑、融合試劑及其類似者;及衍生自試劑之培養或試劑與正抽出或沈積物質之組分反應之廢產物。在各個實施例中,物質可含有至少一種生物細胞,該生物細胞可在培養盤114之槽120中維持或擴增。在其他實施例中,物質可不存在細胞但可含有經衍生之蛋白質、核酸、脂質或上述可適用於保持在規定溫度及/或濕度條件下的其他細胞組分。在其他實施例中,沈積至槽之物質可為一或多種試劑以分析、修復、轉染或穩定化生物微型物體或在生物微型物體內發現或分泌之組分。在其他實施例中,沈積至槽120或自槽120抽出之物質包括諸如珠粒之微型物體及其類似者。珠粒包括蛋白質、糖及/或標記(其中可以比色法、以螢光方式或發光方式偵測該標記)。在一些實施例中,物質包括多於一種類型的上述物質。
收集或沈積物質包括將物質收集或沈積於在殼體102之內部腔室110內的細胞培養盤114之槽120內在一些實施例中,收集或沈積物質可用輸入/輸出尖端來進行。在一些實施例中,輸入/輸出尖端包括複數個尖端。在一些實施例中,輸入/輸出尖端之複數個尖端可同時自培養器100內之細胞培養盤114之複數個槽120收集或沈積物質。可在收集或沈積物質之後經由在培養器100之外部與殼體102之內部腔室110之間的通路中之一或多者抽出一或多個輸入/輸出尖端。收集或沈積物質可以機械方式執行。在各個實施例中,輸入/輸出尖端可以以下速率抽出/沈積物質:約0.01μl/sec、0.02μl/sec、0.05μl/sec、0.1μl/sec、0.2μl/sec、0.5μl/sec、1μl/sec、2μl/sec、
3μl/sec、4μl/sec、5μl/sec、6μl/sec、7μl/sec、8μl/sec、9μl/sec、10μl/sec、11μl/sec、12μl/sec、15μl/sec、17μl/sec、20μl/sec、22μl/sec、24μl/sec、25μl/sec、27μl/sec、29μl/sec、30μl/sec或由前述值中之兩者定義之任何範圍。
亦提供用於與將物質收集或沈積於槽120中結合來攪拌細胞培養盤114中之槽120之內含物的方法。在一些實施例中,經由在培養器100之外部與殼體102之內部腔室110之間的通路中之一或多者插入混合尖端。該等通路藉由使密封元件116、216之開口118、218與培養器100之殼體102中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)對齊而產生。混合尖端可藉由旋轉、振動或以其他方式來回移動、注入流體(諸如培養基)、注入氣體或其類似者來提供對槽120中存在之流體內的攪拌。在向其添加物質之前,或在添加含有相同抑或不同類型之物質(例如,不同類型之生物微型物體或諸如具有標記之珠粒之微型物體或與其結合之試劑)之另一組合物或可為所需之其他化學組分之前,攪拌可提供槽中所存在之物質之較均一樣本,或可提供槽內之液體培養基之較均一組成。在一些實施例中,混合尖端可自槽120抽出等分試樣之流體,且再注入該流體以將槽120之內含物混合,而後藉由輸入/輸出尖端(未展示)將物質添加至槽120或自槽120抽出物質。在一些實施例中,混合尖端可自槽抽出約10μl至約50μl之流體且將其以以下速率再注入至槽:約1μl/sec、2μl/sec、3μl/sec、4μl/sec、5μl/sec、6μl/sec、7μl/sec、8μl/sec、9μl/sec、10μl/sec、11μl/sec、12μl/sec、15μl/sec、17μl/sec、20μl/sec、22μl/sec、24μl/sec、25μl/sec、27μl/sec、29μl/sec或約30μl/sec。在一些實施例中,在自槽120抽出或沈積至槽120之前,混合尖端抽出約10μl、11μl、12μl、13μl、14μl、15μl、16μl、
17μl、18μl、19μl、20μl、21μl、22μl、23μl、24μl、25μl、26μl、27μl、28μl、29μl、30μl、35μl、40μl、45μl或約50μl之流體以混合槽之內含物。
該等方法亦提供用於在每一次使用輸入/輸出尖端及/或混合尖端之前及/或之後的清潔步驟。該清潔步驟包括:用紙巾或布人工擦拭;經水/漂白劑洗液沖洗尖端;水/漂白劑浸漬;超音波清潔或浸至臭氧水中。
可將密封元件116、216移動至閉合位置使得密封元件116、216封閉殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)。使密封元件116、216在打開位置與閉合位置之間移動包括相對於殼體102滑動密封元件116、216。可藉由致動密封元件致動器144在打開位置與閉合位置之間移動密封元件116、216。舉例而言,馬達或旋轉螺線管可用以致動密封元件致動器144。密封元件116、216可處於打開位置持續一定時間,該時間足夠短以防止內部腔室110中存在之空氣之二氧化碳含量及/或濕度與圍繞培養器100之空氣之二氧化碳含量及/或濕度平衡。
亦提供用於使密封元件116、216在閉合位置與複數個打開位置之間移動之方法。該等方法包括將密封元件116、216移動至第一打開位置,其中密封元件116、216中之第一複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之第一子集對齊。在一些實施例中,密封元件116、216中之複數個開口118、218之數目可與細胞培養盤114中之複數個槽120之數目相同。在一些實施例中,密封元件116、216中之第一複數個開口118、218中之開口118、216之數目等於或小於細胞培養盤114中之複數個槽120之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一或十二分之一。
該等方法包括將密封元件116、216移動至第二打開位置,其中密封元件116、216中之第二複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之第二子集對齊,且殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之所有其他開口為封閉的。密封元件116、216之第二複數個開口118、218及殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之第二子集可提供自培養器100之外部至內部腔室110之第二複數個通路。在各個實施例中,密封元件116、216中之第二複數個開口118、218中之開口118、218之數目等於或小於細胞培養盤114中之複數個槽120之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一或十二分之一。
該等方法亦包括將密封元件116、216移動至第三打開位置,其中密封元件116、216中之第三複數個開口118、218與殼體102中之第三複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)對齊,且殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之所有其他開口為封閉的。密封元件116、216之第三複數個開口118、218及殼體102中之複數個開口(112、212、138、238及視情況選用之142)之第三子集可提供自培養器100之外部至內部腔室110之第三複數個通路。在一些實施例中,密封元件116、216中之第三複數個開口118、218中之開口之數目等於或小於細胞培養盤114中之複數個槽120之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一或十二分之一。在該方法之各個實施例中,密封元件116、216中之第一複數個開口118、218、密封元件116、216中之第二複數個開口118、218及密封元件116、216中之第三複數個開口118、218(若存在)為非重疊的。在一些實施例中,密封元件116、216中之第一複數個開口118、218、密封
元件116、216中之第二複數個開口118、218及密封元件116、216中之第三複數個開口118、218(若存在)在與殼體102中之開口(112、212、138、238及視情況選用之142)對齊時提供出入細胞培養盤114之不同部分中之槽120。在一些實施例中,致動器144可將密封元件116、216自閉合位置移動至第一打開位置且可自閉合位置移動至第二打開位置。在一些實施例中,致動器144可進一步將密封元件116、216自閉合位置移動至打開位置。在其他實施例中,致動器144可將密封元件116、216自閉合位置移動至第一打開位置、第二打開位置及/或第三打開位置(若存在)之任一者。
該等方法亦包括量測殼體102之內部腔室110之溫度、濕度及二氧化碳含量中之一或多者,及控制殼體102之內部腔室110之溫度、濕度及二氧化碳含量中之一或多者。控制溫度包括加熱或冷卻殼體102之內部腔室110。控制濕度包括向殼體102之內部腔室110提供濕度源。控制二氧化碳含量包括向殼體102之內部腔室110提供二氧化碳源。
在一些實施例中,當密封元件116處於閉合位置時,可將培養器100之內部腔室110之壓力維持在所需範圍。當處於閉合位置時,密封元件116可能夠將殼體102之內部腔室110內之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.0100psi之間或本文所揭示之壓力範圍之任一者。舉例而言,可將內部腔室110之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.01000psi之間。在一些實施例中,可將內部腔室110之壓力維持在約0.0005psi、0.0010psi、0.0015psi、0.0020psi、0.0025psi、0.0030psi、0.0035psi、0.0040psi、0.0045psi、0.0050psi、0.0055psi、0.0060psi、0.0065psi、0.0070psi、0.0075psi、0.0080psi、0.0085psi、0.0090psi、0.0095psi或約0.0010psi。清潔室通常使用約0.0072psi或更低之正壓力。在一些實施例中,可
將內部腔室110之壓力維持在高於環境壓力約0.0072psi以下。在一些實施例中,可將內部腔室110之壓力維持高於環境壓力約0.0072psi以上。
在一些實施例中,可提供吹掃氣體以維持壓力。該等方法包括向殼體102之內部腔室110提供吹掃氣體,藉此當密封元件116、216處於閉合位置且用於細胞培養盤114之支撐件122、222定位在殼體102之內部腔室110之內時,將殼體102之內部腔室110內之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.0100psi之間。吹掃氣體包括二氧化碳、氧氣、氮氣及稀有氣體中之一或多者。在一些實施例中,吹掃氣體包括按體積計約5%之二氧化碳。
在一些實施例中,可用吹掃氣體來維持壓力使得經由開口達成吹掃氣體之所需流動速率。在一些情況下,流動速率可低於或約10公升/小時、9公升/小時、8公升/小時、7公升/小時、6公升/小時、5公升/小時、4公升/小時、3公升/小時、2公升/小時、1公升/小時或由前述值中之兩者所定義之任何範圍。流動速率可大於約0.5公升/小時。在一些實施例中,流動速率可為約1公升/小時至約10公升/小時。
在一些實施例中,當密封元件116、216處於打開位置時,可維持內部腔室110內之正壓力。舉例而言,當密封元件116、216處於打開位置時,可提供吹掃氣體以降低污染可能性。
可藉由以下各者向培養器100提供細胞培養盤114:滑動支撐件以將支撐件自殼體102之內部腔室110抽出至殼體102之內部腔室110之外的位置,隨後當支撐件處於殼體102之內部腔室110之外的位置時,將細胞培養盤114置放在支撐件上。置放細胞培養盤114可藉由操作人員或機器人工具來進行。在將細胞培養盤114置放在支撐件122、222上之後,支撐件122、222可滑動至殼體102之內部腔室110之內的位置,且由此將細胞培養盤移
動至殼體102之內部腔室110中。滑動支撐件122、222包括滑動附接至用於細胞培養盤114之支撐件之出入門154、254。滑動支撐件122、222包括在培養器100之殼體支撐件160、260上沿一或多個軌道162、262滑動支撐件。滑動支撐件122、222可藉由操作人員或機器人工具來進行。在將細胞培養盤114載入於殼體102內之後,可建立殼體102之內部腔室110內之環境以支援由細胞培養盤114支撐之物質。
可自用於細胞培養盤114之支撐件以類似於上述之載入步驟來移除細胞培養盤114。可藉由將支撐件122、222自殼體102之內部腔室110滑動至殼體102之內部腔室110之外的位置來出入用於細胞培養盤114之支撐件122、222,且由此自殼體102之內部腔室110抽出細胞培養盤114。滑動支撐件122、222可藉由滑動附接至支撐件122、222之出入門154、254來進行。在一些實施例中,滑動支撐件122、222可由操作人員進行。在一些實施例中,滑動支撐件122、222可以機械方式(諸如藉由機器人工具)進行。在細胞培養盤114處於培養器100之內部腔室110之外的位置之後,可自支撐件移除細胞培養盤114。移除可藉由操作人員或機器人工具來進行。
在各個實施例中,提供將含有物質之一或多種樣本遞送至多槽盤培養器100內所含之細胞培養盤114之一或多個槽120的方法,其中該等樣本可自大規模細胞培養設備、微流體裝置及/或分析儀器獲得。在一些實施例中,物質包括能夠維持及/或擴增之生物微型物體。可提供含有生物微型物體之樣本,使得該生物微型物體與可與該生物微型物體不同的其他生物微型物體分離,或含有生物微型物體之樣本可經簡單選擇成為大規模細胞培養設備、微流體裝置及/或分析儀器中存在之生物微型物體之所需集合的單一表示。在一些實施例中,在物質內遞送之單一生物微型物體係經擴增以
在連續性出入細胞培養培養器內形成純系群體。在一些實施例中,自大規模細胞培養設備獲得之樣本可提供具有經或未經分選之生物微型物體之樣本。舉一些非限制性範例,樣本自其獲得之微流體裝置及/或分析儀器可對生物微型物體進行分類,可提供經分離之生物微型物體,或可已向遞送至細胞培養盤之一或多種生物微型物體提供化學或其他處理。
可將物質遞送至已含有培養基或其他試劑之細胞培養盤114之槽120。在一些實施例中,連續性出入培養器100之細胞培養盤114可含有試劑以對遞送至其中之槽之細胞提供處理。舉例而言,可存在裂解試劑或可存在流體培養基,該等裂解試劑或流體培養基將製備細胞以用於諸如冷凍、裂解或滲透之進一步處理。
在其他實施例中,提供將含有自連續性出入培養器內之細胞培養盤中之槽抽出之生物微型物體的樣本遞送至大規模細胞培養設備、微流體裝置(其可為奈米流體裝置)、分析儀器或儲存裝置的方法。生物微型物體可已經培養(例如,在合適的條件下生長)達預選擇時間段,而後將其抽出用於遞送至大規模細胞培養設備、微流體裝置或分析儀器。在其他實施例中,舉兩個非限制性實例,生物微型物體可在存在於連續性出入培養器中的同時經處理,以滲透生物微型物體中存在之細胞,或可經裂解以用於在在微流體裝置或分析儀器中進一步分析。在一些實施例中,生物微型物體可經處理為穩定的,以用於分析或用於儲存。一個非限制性實例包括用合適的培養基處理生物微型物體以使其穩定以用於冷凍及長期儲存。
在一些實施例中,提供用於出入培養器100之內部腔室110之方法。培養器100包括具有複數個開口之殼體102及具有多於一個複數個開口118、218之密封元件116、216。密封元件116、216中之每一複數個開口118、
218可對應於殼體102中之複數個開口之至少一子集。該等方法包括將密封元件116、216移動至第一打開位置,且由此使密封元件116、216中之第一複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口之第一子集對齊。密封元件116、216之第一複數個開口118、218及殼體中之複數個開口之開口之第一子集,當對齊時,提供自培養器100之外部至殼體102之內部腔室110之第一複數個通路。該等方法包括使輸入/輸出尖端前進穿過培養器100之外部與殼體102之內部腔室110之間的第一複數個通路中之一或多者。該等方法包括用輸入/輸出尖端在殼體102之內部腔室110內收集或沈積物質。該等方法可進一步包括將密封元件116、216移動至閉合位置,且由此封閉殼體102中之複數個開口中之每一者。
當密封元件116、216處於打開位置時,密封元件116、216中之第一複數個開口118、218可經組態以與細胞培養盤114中之複數個槽120之第一子集對齊。在一些實施例中,密封元件116、216中之複數個開口118、218之數目與細胞培養盤114中之複數個槽120之數目相同。在一些實施例中,密封元件116、216中之複數個開口118、218之數目等於或小於細胞培養盤114中之複數個槽120之數目的二分之一、三分之一、四分之一、六分之一或十二分之一。
該等方法可進一步包括將密封元件116、216移動至第二打開位置,由此使密封元件116、216中之第二複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口之第二子集對齊。密封元件116、216之第二複數個開口118、218及殼體102中之複數個開口之第二子集當對齊時可提供自培養器100之外部至殼體102之內部腔室110之第二複數個通路。在一些實施例中,當密封元件116、216處於第二打開位置時,殼體102中之複數個開口中除開口之
第二子集以外的所有開口由密封元件116、216封閉。
該等方法可進一步包括將密封元件116、216移動至第三打開位置,由此使密封元件116、216中之第三複數個開口118、218與殼體102中之複數個開口之第三子集對齊。密封元件116、216之第三複數個開口118、218及殼體102中之複數個開口之第三子集當對齊時可提供自培養器100之外部至殼體102之內部腔室110之第三複數個通路。在一些實施例中,當密封元件116、216處於第三打開位置時,殼體102中之複數個開口中除開口之第三子集以外之所有開口由密封元件116、216封閉。
系統.亦提供包括本文所描述之多槽盤培養器100之系統。在一些實施例中,提供在提供用於輸入/輸出之連續出入的同時用於培養之系統200。圖18中展示一個例示性系統之示意圖。系統200包括多槽盤培養器100、經組態以出入多槽盤培養器100以在多槽盤培養器之內部腔室內收集或沈積樣本之機器人取樣組件(包括取樣驅動控制器178及取樣馬達182)及至少一個控制器。在一些實施例中,培養器100包括控制器174,而在其他實施例中,培養器控制器174可為系統200之部分。在一些實施例中,取樣驅動控制器178及泵控制器180可為不同控制器或可為同一控制器之部分。在任何情況下,控制器之任一者(包括174、178及/或180)可受控制軟體176指示。控制器174可受控制軟體176指示以打開自培養器100之外部至殼體之內部腔室之複數個通路。控制器174可受控制軟體176指示以控制機器人取樣組件經由複數個通路出入殼體102之內部腔室110內所含之槽盤114之複數個槽120。控制器174可受控制軟體176指示以關閉複數個通路。系統200可經組態以藉由指示控制器174來將殼體102之內部腔室110維持在正壓力下。此外,取樣驅動控制器178及泵控制器180可經組態以分別控制系統200之
機器人取樣組件之馬達182及液壓組件(包括泵控制器180及泵184)之泵184,從而啟動輸入/輸出尖端186以自槽盤之複數個槽120中之一者抽出物質。控制器178及180係經組態以控制系統200之機器人取樣組件/液壓組件以將所抽出物質遞送至可在系統200外部之另一設備。在一些實施例中,將所抽出物質遞送至之設備包括為系統200之額外組件,且控制軟體176亦可指示額外設備。在一些實施例中,藉由輸入/輸出尖端186自培養器100抽出之物質可遞送至之設備可為微流體裝置190。在一些實施例中,微流體裝置190可為奈米流體裝置。在其他實施例中,經由輸入/輸出尖端186自培養器100抽出之物質可經由系統200之機器人取樣組件/液壓組件遞送至分析儀器192。在系統中培養或遞送至系統200之培養器之物質可為如本文所描述之任何合適的物質,且可包括微型物體及/或生物微型物體。在一些實施例中,在系統200中培養、輸入及/或輸出生物微型物體。可將物質遞送至之合適分析儀器之一些非限制性實例包括:定序儀器使用及其樣本製備、分析儀器使用、質譜及其樣本製備、及儲存裝置及其穩定化製備。在其他實施例中,經由輸入/輸出尖端186自培養器100抽出之物質可經由機器人取樣組件遞送至大規模細胞培養設備194。
控制軟體176可指示取樣驅動控制器178及/或泵控制器180,以控制機器人樣本組件及/或液壓組件將物質之一或多個樣本遞送至多槽盤培養器100內所含之槽盤之一或多個槽120。物質之一或多個樣本可自大規模細胞培養設備194、微流體裝置(其可為奈米流體裝置)190或分析儀器192獲得。大規模細胞培養設備194包括細胞培養盤、燒瓶或反應器。微流體裝置190(其包括奈米流體裝置)包括(但不限於):液滴生成裝置、微流體細胞分選及/或細胞培養裝置。作為非限制性實例,自其可獲得物質之一或多個樣
本之分析儀器192包括細胞分選儀器,諸如流式細胞儀、細胞分解設備及細胞儲存設備。
系統200可進一步包括混合尖端188,該混合尖端188可為液壓組件之部分。混合尖端188亦可出入經打開通路達至具有存在於細胞培養盤114中之內含物之槽120,以在輸入至槽120及/或自槽120輸出之前混合槽120之內含物。混合尖端188之動作可受控制器180控制。混合尖端可旋轉、振動或以其他方式來回移動、注入氣體或液體以實現混合或其類似者。在一些實施例中,系統200之控制軟體176可控制混合尖端188自槽120抽出等分試樣之流體,且將其再注入以混合槽120之內含物,而後將物質添加至槽120或藉由輸入/輸出尖端186自槽120抽出物質。在一些實施例中,系統可控制混合尖端自槽抽出約10μl至約50μl之流體且將該流體以約1μl/sec、2μl/sec、3μl/sec、4μl/sec、5μl/sec、6μl/sec、7μl/sec、8μl/sec、9μl/sec、10μl/sec、11μl/sec、12μl/sec、15μl/sec、17μl/sec或約20μl/sec的速率再注入至槽。在一些實施例中,在自槽120抽出或沈積至槽120之前,混合尖端抽出約10μl、11μl、12μl、13μl、14μl、15μl、16μl、17μl、18μl、19μl、20μl、25μl、30μl、35μl、40μl、45μl、或約50μl的流體以混合槽之內含物。
系統200之輸入/輸出尖端186可連接至導管(未展示),該導管可將培養器100連接至微流體裝置190、大規模細胞培養設備194或分析儀器192。若連接至用於輸入及/或輸出生物物質之導管,則導管可由適用於高壓蒸氣滅菌或為可拋式的材料製成。導管通常由疏水性材料製成。在一些實施例中,導管可由TeflonTM(聚四氟乙烯)或PEEK(聚醚醚酮)製成。TeflonTM導管具有1/16"外徑及1/32"內徑。PEEK導管具有1/32"外徑及0.015"內徑。後面的
尺寸可用於自384槽盤輸入/輸出物質。在各個實施例中,系統可控制輸入/輸出尖端以以下速率抽出/沈積物質:約0.01μl/sec、0.02μl/sec、0.05μl/sec、0.1μl/sec、0.2μl/sec、0.5μl/sec、1μl/sec、2μl/sec、3μl/sec、4μl/sec、5μl/sec、6μl/sec、7μl/sec、8μl/sec、9μl/sec、10μl/sec、11μl/sec、12μl/sec、15μl/sec、17μl/sec、20μl/sec、22μl/sec、24μl/sec、25μl/sec、27μl/sec、29μl/sec、30μl/sec或由前述值中之兩者所定義之任何範圍。
機器人取樣組件可選自(但不限於):線性平台機器人、xyz機器人或選擇柔性組合/鉸接式機器人臂(SCARA)機器人取樣器。機器人取樣組件可導引輸入/輸出尖端,以將物質沈積至培養器100內之細胞培養盤114之槽120/自培養器100內之細胞培養盤114之槽120抽出。
物質:自Fisher Scientific獲得CHO-S細胞(InvitrogenTM FreestyleTM CHO-S細胞,目錄號R80007)。藉由以2×105活細胞/毫升接種且在37℃下使用含5%二氧化碳之空氣作為氣體環境培育來維持培養物。每2至3天分裂細胞。
培養基:使用FreestyleTM表現培養基(ThermoFisher Scientific,目錄號12651014),該培養基為無動物來源的、化學限定的無蛋白培養基。該培養基補充有來自Gibco之HT補料(目錄號11067-030)及來自Gibco之200mM之L-麩醯胺酸(目錄號25030-081)。
培養器:由Berkeley Lights,Inc.製造,包括蓋、擋板及如上文所描述之溫度及環境輸入。貫穿實驗,將蓋加熱至38℃,圍繞槽盤之殼體在37℃
下加熱,且擋板為閉合的的。氛圍為補充有5% CO2之空氣,且對於每一培養器,至培養器中之流動速率為10L/hr。在進入培養器之前,將氣體混合物加濕至90%相對濕度。
對照培養器:對照培養器為可為商購的(HeracelTM,VIOS 160i CO2培養器)。根據製造商操作說明來操作對照培養器。氛圍為補充有5% CO2之空氣,且將溫度維持在37℃下。
槽盤:使用非組織培養物處理的具有低蒸發蓋之96槽平底槽盤(Falcon,目錄號351172)。
存活率分析:細胞效價Glo分析自Promega(目錄號G7572)獲得,且使用來自PerkinElmer之En Vision Xcite多標記板讀取器(目錄號:2104-002A)來量測螢光。
對於每一槽盤,除維持為空的H12以外,細胞之靶標接種為20細胞/槽。將載入之槽盤置放於測試及對照培養器內。對於整個實驗週期,在測試培養器中培育總共4個槽盤且在對照培養器中培育總共10個槽盤。在測試培養器中培養24h之後,將測試培養器槽盤轉移至商業培養器。將所有培養盤培育另外7天。
在接種後第八天結束時,自每一培養器盤之每一槽取出樣本,且單獨地經受細胞效價Glo分析,該細胞效價Glo分析根據製造商說明執行。分析生成與存在之ATP成比例之可定量螢光信號,其中ATP用作細胞代謝活性之標記。將每一槽之原始螢光振幅(資料未展示)針對根據製造商之說明之標準曲線正規化,且自其計算細胞之數目。根據所計算細胞數目,計算每槽之細胞分裂。
圖示槽盤之每一槽中之細胞分裂之數目(圖19中展示),每一槽盤對應
一條曲線。測試培養器中培育之四個槽盤中之每一者的資料由曲線(粗實線)表示,且來自完全在對照培養器中培育之槽盤的資料由僅具有個別封閉圓(˙)之曲線表示。如圖19中呈現,沿x軸表示生長速率,其中曲線圖之左側上為更慢生長(更少細胞分裂)且曲線圖之右側上為更快生長(更多細胞分裂)。y軸上之值表示用於每一槽盤之個別槽。
相對於針對完全在對照培養器內培育之槽盤之曲線,針對在測試培養器中培育之槽盤之曲線(實線)展示無生長延遲。結果證明,在接種後的關鍵的初始24hr週期內,在測試培養器內無不利之培養影響。此外,針對在測試培養器中培育之槽盤之曲線展現沿x軸較低擴散,此表明:相比於表示完全在對照培養器中培育之細胞之生長的曲線,整個槽盤中呈更均一生長(例如,整個槽盤中之所有槽有更類數目的細胞分裂)。
物質:OKT3細胞(鼠骨髓瘤融合瘤細胞株)自ATCC獲得(ATCC®目錄號CRL-8001TM)。細胞經提供為懸浮細胞株。藉由以約1×105至約2×105活細胞/毫升接種且在37℃下使用5%二氧化碳氣體環境培育來維持培養物。細胞每2至3天分裂。對OKT3細胞數目及存活率計數,且將細胞密度調整至5×105/ml,以用於載入至槽盤中以便在連續性出入多槽盤培養器中培養。
培養基:合併500ml Iscove氏經改質Dulbecco氏培養基(IMDM,ATCC®目錄號30-2005)、200ml胎牛血清(ATCC®目錄號30-2020)及1ml青黴素-鏈黴素(Life Technologies®目錄號15140-122)以製得培養基。經由0.22μm過濾器來過濾完成的培養基,且在4℃下避光儲存直至使用為止。用含5%二氧化碳之空氣調節培養基,而後引入至培養器中。
培養器:由Berkeley Lights,Inc.製造,包括蓋、擋板及如上文所描述
之溫度及環境輸入。將培養器之溫度維持在37℃下,且藉由以約10公升/小時之流動速率使含5%二氧化碳之空氣流經培養器來將培養器保持在正氣體壓力下。在進入培養器之前,將氣體混合物加濕至90%相對濕度。
細胞培養盤:使用Falcon® 96槽U形底盤(Corning,目錄號351177)。
存活率分析:接種兩個96槽細胞培養盤,其中每一槽接收OKT3細胞中之10個細胞,將100微升之IMDM培養基(如上所述所製備)添加至兩個槽盤之每一槽。兩個槽盤中之每一者在槽盤內的相同位置中具有相同細胞分佈類型。兩個盤之第一槽盤直接置放至標準組織培養培養器中,諸如HeracellTM 150i(Fisher Scientific,目錄號51026283)。第二實驗槽盤置放於具有連續性出入之多槽盤培養器中。將兩個培養器維持在相同溫度下(37℃)及維持在相同環境條件下,該等環境條件包括具有5%二氧化碳之經調節氣體。兩個系統中之濕度均維持在90%。
在24h之後,自具有連續性出入之多槽盤培養器移除實驗槽盤,且將該實驗槽盤放入至相同模型之如上所述可商購的組織培養器中,該組織培養器如上所述維持在相同條件下。將對照及實驗槽盤兩者均培養另外6天。在總共7天的培養時間結束時,評定細胞存活率且獲得近似細胞計數。CellTiterGlo®(Promega Corp.)螢光素酶分析用於均相裂解細胞且生成發光信號(氧化螢光素),其與所存在之ATP之量成比例,又與所存在之細胞之數目成正比。將一當量之CellTiterGlo®試劑直接添加至每一槽,且所產生螢光記錄在Wallac 1420 (PerkinElmer,目錄號1420-832)上。所產生之螢光與活細胞之數目成正比,且接近每一槽內之存活細胞之數目。比較存活率/生長係基於實驗盤對比對照盤中之每槽細胞之數目。
結果表明,實驗槽盤中之細胞存活率至少為用於經評定之每一細胞株
之對照的95%。
微流體裝置材料:微流體裝置及系統:由Berkeley Lights,Inc.製造。該系統包括至少一流量控制器、溫度控制器、流體培養基調節及泵組件、光源及用於光啟動之DEP組態之投影儀、安裝平台及攝影機。微流體裝置包括流動通道及用於細胞分離、分析及/或生長之圍欄,其中單個圍欄體積近似地為1.5×106μm3。
系統之轉移組件:線性平台機器人、微流體裝置的具有1.067mm之外徑的輸入/輸出尖端。
用於微流體裝置之引發溶液:培養基(如實例2中所述)含有0.1% Pluronic® F127(Life Technologies®目錄號P6866)。
在轉移之前的微流體裝置之準備:將微流體裝置載入至系統上,且用100%二氧化碳在15psi下吹掃5min。緊接著二氧化碳吹掃,經由微流體裝置以8ul/sec灌注引發溶液,直至經由微流體裝置灌注總體積為2.5ml為止。接著使培養基以8μl/sec流經微流體裝置,直至經由微流體裝置灌注總共1ml培養基為止。將微流體裝置之溫度維持在37℃。在整個實驗中使用可變灌注方法來灌注培養基,該可變灌注方法包括以0.01μl/sec灌注之一個4h週期,隨後以8μl/sec短暫高速灌注持續約3sec,穿插小於1分鐘之短暫灌注停止週期。
實驗:將OKT3細胞接種至96槽細胞培養盤之每一槽中。在連續性出入多槽盤培養器內培養細胞1天。在培養週期結束時,在96槽盤之一個槽上執行測定細胞存活率及細胞之數目的分析。在判定已滿足存活率及生長需
求之後,準備好微流體裝置以供轉移。多槽盤培養器之殼體中之開口藉由多槽盤培養器之控制器打開,且持續正氣體流動。對於每一經轉移槽,首先經由將槽連接至外部環境之殼體中之開口引入混合尖端。藉由抽出提供攪拌且接著在槽內再注入50μl培養基以混合細胞,此外將黏附至槽壁之任何細胞移走。在插入輸入/輸出尖端之前或同時執行攪拌。將槽之內含物之樣本抽取至輸入/輸出尖端中且將其遞送至微流體裝置之輸入端。經由流動、重力或藉由介電電泳力經由微流體裝置之通道移動細胞,且接著將該等細胞置放於微流體裝置之個別圍欄中以用於進一步評定。
儘管上文描述各種說明性實施例,但在不脫離如申請專利範圍所描述之本發明之範疇的情況下,可對各個實施例作出大量變化中之任一者。舉例而言,各種所描述方法步驟執行之次序通常可在替代實施例中變化,且在其他替代實施例中可完全跳過一或多個方法步驟。各種裝置及系統實施例之任選特徵包括於一些實施例中且不包括於其他實施例中。因此,主要出於例示性目的提供前述描述,且不應解釋為限制如其在申請專利範圍中所闡述之本發明之範疇。描述內之任何標題或分部意謂易於閱讀,且決不意欲限制本發明及本文所述之組合及子組合。
包括於本文中之實例及說明以說明且不限制之方式展示可在其中實踐之主題的具體實施例。如所提及,可利用及自其衍生其他實施例,使得在不脫離本發明之範疇的情況下可作出結構性及邏輯性取代及變化。僅為方便起見,本發明之主題之此等實施例可在本文中單獨地或共同地由術語「發明」所指代,且若實際上揭示多於一個的發明或發明概念,則不意欲自願地將本申請案之範疇限制為任何單一發明或發明概念。因此,儘管本文已說明及描述具體實施例,但經計算以達成相同目的之任何佈置可取代
所示之具體實施例。本發明意欲涵蓋各個實施例之任何及所有修改或變化。對於熟習此項技術者而言,在審閱上述描述之後,上述實施例之組合及本文中未具體描述之其他實施例將為顯而易見的。
100‧‧‧培養器/多槽盤培養器
102‧‧‧殼體
104‧‧‧底座
106‧‧‧蓋
110‧‧‧內部腔室
112‧‧‧開口
114‧‧‧細胞培養盤
116‧‧‧密封元件
118‧‧‧開口
120‧‧‧槽
122‧‧‧支撐件
144‧‧‧密封元件致動器
Claims (44)
- 一種培養器,其包含:殼體,其具有經組態以支撐包含複數個槽之細胞培養盤之內部腔室,其中該殼體包含經組態以用於氣體進入之至少一個通路、經調適以將加壓氣體源連接至該至少一個通路之連接器、及經組態以允許出入該細胞培養盤之該等槽的複數個開口;控制器,其係經組態以將該內部腔室之溫度維持在所需範圍內;第一加熱/冷卻裝置,其直接或間接地與該殼體接合,該第一加熱/冷卻裝置係由該控制器控制;及密封元件,其包含對應於該殼體中之該複數個開口之至少一子集的第一複數個開口,其中該密封元件係經組態以與該殼體中之該複數個開口形成密封,其允許該殼體在來自該加壓氣體源之氣體流入至該內部腔室時,將該內部腔室中之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.01000psi之間,其中該密封元件係在閉合位置與第一打開位置之間移動,在該閉合位置處,該密封元件封閉且由此密封該殼體中之該複數個開口中之每一者,在該第一打開位置處,該密封元件之該第一複數個開口與該殼體中之該複數個開口之該至少一子集對齊,由此提供出入該殼體之該內部腔室及其中所含之任何細胞培養盤,且其中該培養器係經組態以維持該殼體之該內部腔室內之所選擇內部溫度、濕度及氣體含量。
- 如請求項1之培養器,其中該殼體包含界定該內部腔室之底座及蓋。
- 如請求項1之培養器,其中該殼體中之該複數個開口之每一開口具有約1mm至約10mm之直徑。
- 如請求項1之培養器,其中該內部腔室具有約200cm3至約750cm3或約750cm3至約2000cm3之體積。
- 如請求項1之培養器,其中該細胞培養盤為96槽盤或384槽盤。
- 如請求項1之培養器,其中該殼體中之該複數個開口係經組態以與該細胞培養盤中之該複數個槽對齊。
- 如請求項1之培養器,其中該殼體包含底座、蓋及前板,該底座、該蓋及該前板界定該內部腔室。
- 如請求項2或7之培養器,其中該底座係由具有高熱導率及低熱容之剛性材料形成。
- 如請求項2或7之培養器,其中該底座係經以形成該殼體之該內部腔室之部分或全部之中空區域組態。
- 如請求項7之培養器,其中該底座包括底部及四壁,其中該四壁中之 一者之高度比其他三壁之高度低。
- 如請求項2或7之培養器,其中該蓋包括係經組態以密封地將該蓋連接至該底座之一或多個連接器,且其中該一或多個連接器包括磁體、可撓性凸片及/或夾片。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其中該密封元件可在該閉合位置、該第一打開位置與第二打開位置之間移動,且其中:當該密封元件處於該閉合位置時,該殼體中之該複數個開口中之每一者為封閉的;當該密封元件處於該第一打開位置時,該密封元件中之第一複數個開口與該殼體中之該複數個開口之第一子集對齊且該殼體中之該複數個開口之所有其他開口為封閉的;及當該密封元件處於該第二打開位置時,該密封元件中之該第一複數個開口與該殼體中之開口之第二子集對齊且該殼體中之該複數個開口之所有其他開口為封閉的。
- 如請求項12之培養器,其中該殼體中之開口之該第一子集及該殼體中之開口之該第二子集為非重疊子集。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其中該密封元件位於該殼體之該內部腔室之內部。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其進一步包含:密封元件致動器,其經組態以使該密封元件在該第一打開位置與該閉合位置之間移動。
- 如請求項15之培養器,其中該密封元件致動器係經組態以使該密封元件在第二打開位置與該閉合位置之間移動。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其中該第一加熱/冷卻裝置係選自由以下組成之群:電阻式加熱器、經組態以循環熱交換流體之流體線圈、一或多個帕耳帖裝置(Peltier device)及其組合。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其中該第一加熱/冷卻裝置直接接觸該殼體之該底部之外表面或間接地提供至該殼體之該底部之外表面的熱傳遞。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其進一步包含:第二加熱/冷卻裝置,其中該第二加熱/冷卻裝置鄰近於該殼體之頂部且由該控制器控制。
- 如請求項19之培養器,其中該第二加熱/冷卻裝置包含具有電阻式加熱元件之PCB,且其中該PCB包含與該殼體中之該複數個開口對齊之複數個開口。
- 如請求項20之培養器,其中該PCB包含一或多個感測器、其中該一或多個感測器中之每一者係選自由以下組成之群:溫度感測器、濕度感測器、 氧氣感測器及二氧化碳感測器。
- 如前述請求項1至7中任一項之培養器,其進一步包含:用於該細胞培養盤之支撐件。
- 如請求項22之培養器,其中該支撐件係經組態以相對於該殼體可滑動地自該殼體內之位置移動至該殼體之該內部腔室外之位置。
- 如請求項22之培養器,其進一步包含:與用於該細胞培養盤之該支撐件接合之出入門,其中該支撐件及該出入門形成出入裝配,該出入裝配包括密封地與該殼體之一部分介接之前板。
- 如請求項24之培養器,其進一步包含:該前板與該出入門之間之偏置連接件,其係經組態以向該前板提供壓縮力。
- 如請求項24之培養器,其中該出入裝配可移動地安裝於支撐該殼體之殼體支撐件上。
- 如請求項26之培養器,其中該殼體支撐件包含軌道,且其中該出入裝配包含經組態以相對於該殼體支撐件上之該等軌道滑動的導軌,該導軌具有經組態以與該殼體支撐件之互補結構接合以緊同該出入裝配相對於該殼體支撐件之位置之接合表面,其中該出入裝配之該緊同之位置對應於該出入裝配之打開或閉合位置。
- 如請求項22之培養器,其中用於該細胞培養盤之該支撐件藉由該殼體之一或多個內表面形成。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其中該控制器係經進一步組態以維持該殼體之該內部腔室內之濕度及氣體含量。
- 如請求項1至7中任一項之培養器,其中該密封元件中之該複數個開口中之每一者具有約1mm至約10mm或約1mm至約5mm之直徑。
- 一種用於出入培養器之內部腔室之方法,其中該培養器包含具有複數個開口之殼體及具有對應於該殼體中之該複數個開口之至少一子集之複數個開口的密封元件,該方法包含:使該密封元件移動至打開位置,由此使該密封元件中之該複數個開口與該殼體中之該複數個開口中之開口之第一子集對齊,該密封元件中之該複數個開口及該殼體中之該複數個開口之開口之第一子集由此提供自該培養器之外部至該殼體之內部腔室之第一複數個通路;使輸入/輸出尖端前進穿過該培養器之外部與該殼體之該內部腔室之間的該複數個通路中之一或多者;經由該輸入/輸出尖端於該殼體之該內部腔室內收集或沈積物質;在收集或沈積該物質之後,經由該培養器之該外部與該殼體之該內部腔室之間的一或多個該通路抽出該輸入/輸出尖端;及將該密封元件移動至閉合位置使得該密封元件封閉該殼體中之該複 數個開口,其中該密封元件處於該打開位置持續一定時間,該時間足夠短以防止存在於該培養器之該內部腔室中之空氣的二氧化碳含量及/或濕度與該培養器周圍之空氣的二氧化碳含量及/或濕度相平衡。
- 如請求項31之方法,其中收集或沈積該物質包含於該殼體之該內部腔室內之細胞培養盤之槽內收集或沈積該物質。
- 如請求項31之方法,其進一步包含:向該殼體之該內部腔室提供吹掃氣體,藉此當該密封元件處於該閉合位置且用於該細胞培養盤之該支撐件定位於該殼體之該內部腔室之內時,將該殼體之該內部腔室內之壓力維持在高於環境壓力約0.0005psi至約0.0100psi之間。
- 如請求項31之方法,其中該輸入/輸出尖端包含複數個尖端,且其中該方法進一步包含:使用該輸入/輸出尖端之該複數個尖端同時自該細胞培養盤之複數個該等槽收集或沈積該物質。
- 一種用於出入培養器之內部腔室之方法,其中該培養器包含具有複數個開口之殼體及具有多於一個複數個開口之密封元件,其中該密封元件中之每一複數個開口對應於該殼體中之該複數個開口之子集,該方法包含:將該密封元件移動至第一打開位置,且由此使該密封元件中之第一複數個開口與該殼體中之該複數個開口之開口之第一子集對齊,當對齊時,該密封元件中之該第一複數個開口及該殼體中之該複數個開口之開口之第 一子集提供自該培養器之外部至該殼體之該內部腔室之第一複數個通路;使輸入/輸出尖端前進穿過該培養器之外部與該殼體之該內部腔室之間的該第一複數個通路中之一或多者;在該殼體之該內部腔室內用該輸入/輸出尖端收集或沈積物質;將該密封元件移動至閉合位置,且由此封閉該殼體中之該複數個開口中之每一者。
- 如請求項35之方法,其中收集或沈積該物質包含於該殼體之該內部腔室內之細胞培養盤之槽內收集或沈積該物質,且當該密封元件處於該打開位置時,該密封元件中之該第一複數個開口經組態以與該細胞培養盤中之該複數個槽之第一子集對齊。
- 如請求項35之方法,其中該密封元件中之該複數個開口之數目等於或小於該細胞培養盤中之該複數個槽之數目的二分之一。
- 如請求項35之方法,其進一步包含:將該密封元件移動至第二打開位置,由此使該密封元件中之第二複數個開口與該殼體中之該複數個開口之第二子集對齊,當對齊時,該密封元件中之該第二複數個開口及該殼體中之該複數個開口之第二子集提供自該培養器之外部至該殼體之該內部腔室的第二複數個通路。
- 如請求項31至38中任一項之方法,其進一步包含:在該殼體之該內部腔室內建立環境以支援在該細胞培養盤中所培養之生物微型物體。
- 如請求項31至38中任一項之方法,其中該培養器係如請求項1至30中任一項之該培養器。
- 一種培養系統,其包含:如請求項1至30中任一項之培養器;機器人取樣組件,其係經組態以出入該培養器以在該培養器之殼體之內部腔室內收集或沈積樣品,及至少一個控制器,其係經組態以:打開及關閉自該培養器之外部至該殼體之該內部腔室之複數個通路;及經由該複數個通路控制該機器人取樣組件出入該殼體之該內部腔室內所含之槽盤之複數個槽。
- 如請求項41之系統,其中該至少一個控制器係經組態以控制該機器人取樣組件自該槽盤之該複數個槽中之一者中抽出物質,及將該經抽出之物質遞送至微流體裝置或分析儀器。
- 如請求項41或42之系統,其中該物質包含生物微型物體。
- 如請求項41或42之系統,其中該至少一個控制器係經組態以控制該機器人取樣組件將一或多種物質遞送至該多槽盤培養器內所含之該槽盤之一或多個槽,其中該一或多種物質自微流體裝置或自分析儀器獲得。
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